JPS5936150Y2 - 過電流保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は過負荷保護の目的でスイッチングレギュレータ
に設けられている過電流保護回路０改善に関する。

本考案０理解を容易にするために第１図０従来のスイッ
チングレギュレータ０回路図とそい電流、電圧波形図で
ある第２図を参照しながら過電流保護動作について説明
する。

第１図において、１は入力電源、２はスイッチングトラ
ンジスタ、３は電圧変換トランス、４゜５は整流ダイオ
ード、６，８はチョークコイル、７．１０は平滑コンデ
ンサ、９は電流検出用抵抗、１１は負荷抵抗、１２は過
電流検出用誤差増幅器、１４は出力電圧検出用誤差増幅
器、１３，１５は基準電圧源、１６は過電流検出用誤差
増幅器１２、出力電圧検出用誤差増幅器１４から０信号
によりスイッチングトランジスタ２０導通時間を制御す
る発振器である。

又Ｖ。は出力電圧、■ｏは出力電流、■Ｉは負荷抵抗１
１を流れる電流である。

出力電流■。

は電流検出用抵抗９により電圧として検出され、この電
圧が基準電圧源１３０基準電圧値Ｖ、。

に達するとスイッチングレギュレータは過電流保護動作
を開始する。

従って電流検出用抵抗９、過電流検出用誤差増幅器１２
、基準電圧源１３からなる過電流保護回路の動作点の電
流値’ｅｌｌは電流検出用抵抗９０抵抗値をＲとすると
次の１式により与えられる。

全第２図０時刻ｔｏにおいて負荷抵抗１１が急激に重く
なったとすると、負荷抵抗１１には過渡的に出力電流Ｉ
。

と平滑コンデンサ１０からの電流が供給され出力電圧Ｖ
。

は低下する。出力電圧検出用誤差増幅器１４はこの状態
を検出し、出力電流■ｏを時刻ｔｏ以前０電流値Ｉ。

１から増加させて出力電圧Ｖ。

を規定値にもどそうとする。しかし出力電流Ｉ。

は過電流検出用誤差増幅器１２で検出されており、この
値が電流値■ｅｌｌに達すると出力電圧Ｖ。

０回復動作が制限され、過渡的に低下する出力電圧Ｖｏ
の変動中とその回復時間０増大に結びついていた。

本考案はこのような従来０スイツチングレギユレ一タ０
過電流保護動作０欠点を改善し得る過電流保護回路を提
供するもいである。

本考案はスイッチングレギュレータ０過電流保護回路に
おいて、出力電流を検出する抵抗と並列に時定数を有す
る抵抗回路を接続し、該時定数を有する抵抗回路の出力
を過電流を検出する誤差増幅器に入力して過渡的な過電
流保護の動作電流を定常時の過電流保護の動作電流より
犬ならしめたことを特徴とする。

以下、本考案０過電流保護回路の実施例を示すフォワー
ド式０スイツチングレギユレータの回路図である第３図
により説明する。

なお、第３図において第１図と同一部分は同じ符号を付
与しである。

第３図において、入力電源１０陽極は電圧変換トランス
３の一次巻線を介してスイッチングトランジスタ２０コ
レクタに接続され、陰極はエミッタに接続される。

電圧変換トランス３０二次巻線は整流ダイオード４，５
、チョークコイル６゜８、平滑コンデンサ７．１０によ
り構成される整流平滑回路を介して負荷抵抗１１に接続
され、負荷抵抗１１の片側は出力電圧検出用誤差増幅器
１４の片側０入力端に接続され、又他方は基準電圧源１
５を介して残りの入力端に接続される。

電流検出用抵抗９は負荷抵抗１１に直列に接続され片側
は接地される。

電流検出用抵抗９に抵抗１９、コンデンサ１８、抵抗１
７からなる時定数を有する抵抗回路が並列に接続される
。

そしてコンデンサ１８と抵抗１９の接続点が過電流検出
用誤差増幅器１２の片側の入力端に接続され、基準電圧
源１３が誤差増幅器１２０他方０入力端に接続される。

出力電圧検出用誤差増幅器１４と過電流検出用誤差増幅
器１２は発振器１６に接続され、発振器１６はスイッチ
ングトランジスタ２１７）ベースに接続される。

そして電流検出用抵抗９、前記抵抗回路、基準電圧源１
３、過電流検出用誤差増幅器１２により本考案０過電流
保護回路が構成される。

なお電流検出用抵抗９０抵抗値Ｒは、抵抗１７、抵抗１
９（７”）抵抗値に比較してきわめて小さくしである。

こいように構成された第３図のスイッチングレギュレー
タにおける本考案の過電流保護回路の動作を第４図０電
流、電圧波形図を参照しながら次に説明する。

第４図において横軸は共通に時間ｔを表し、縦軸は出力
電圧Ｖ。

、出力電流■。、負荷抵抗１１を流れる電流ＩＩを表し
ている。

第３図いように構成することにより電流検出用抵抗９０
両側に発生した電圧は抵抗１９、コンデンサ１８、抵抗
１７の時定数を有する抵抗回路で過渡的に分圧されて過
電流検出用誤差増幅器１２の入力端に加えられる。

そしてこのようなステップ応答による本考案の過電流保
護回路０動作点の電流値Ｉ。

１ｔは抵抗１７の抵抗値をＲ１ｙ抵抗１９０抵抗値をＲ
２、コンデンサ１８の容量値をＣとすると、Ｒ１＞Ｒ，
Ｒ２〉Ｒｎ条件では次の２式により与えられる。

つまり過渡的な過電流保護回路０動作点の電流値は定常
状態０動作点０電流値より高く設定できる。

電流値■。Ｉｔ”軌跡を第４図では点線で表しである。

全時刻ｔｏにおいて負荷抵抗１１が急激に重くなると、
負荷抵抗１１には出力電流Ｉ。

だけでなく平滑コンデンサ１０からも電流が供給されて
出力電圧ｖｏは低下する。

出力電圧検出用誤差増幅器１４はこい状態を検出し、出
力電流■ を時刻ｔｏ ｎ前の電流値Ｉ。

１から増加させて出力電圧Ｖ。

を規定値にもどそうとする。

出力電流■。は過電流検出用誤差増幅器１２で検出され
ているが、時刻ｔｏ における過電流保護回路の動作
点の電流値”ｃｌＯは２式から明らかなように３式で与
えられる。

電流値Ｉ。

ｉｏは定常状態の動作点の電流値■ｃｌ□より高いので
、出力電流ＩＯは時間と共に低下する電流値Ｉ。

Ｉｔに時刻ｔｌ で達するまで制限されることなく急激
に増加する。

そして速やかに規定値の出力電圧Ｖ。

が得られる電流値Ｉ０２に達する。この時過電流保護回
路の動作点の電流値Ｉｃ１ｔは定常状態の電流値Ｉ。

１０になっており、電圧値■。２はその値以下になる。

かくのごとき本考案０過電流保護回路によれば、動作点
の電流値を過渡的に変化させ大きな出力電流■ｏを短時
間だけ流せるようにせることにより、出力電圧Ｖ。

０変動巾とその回復時間を改善している。

無論スイッチングレギュレータに使用され素子の劣化は
素子の動作温度に依存するから、動作点の電流値Ｉ。

１ｔは駆作温度が劣化する温度まで上昇しない程度に定
める必要がある。

これは主に抵抗回路の時定数により設定される。

本考案０過電流保護回路は実施例に限定されることなく
広い応用範囲を有し、フォワード式だけでなくフライバ
ック式等０他０方式によるスイッチングレギュレータに
用いることができる。

又時定数を有する抵抗回路は、抵抗とコンデンサから構
成されるものに限定する必要はなく、インダクタンス素
子を含むものでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイッチングレギュレータい回路図であ
り、第２図はそい過電流保護動作を説明するための電流
、電圧波形図であり、第３図は本考案０過電流保護回路
を有するスイッチングレギュレータの回路図であり、第
４図は第３図の過電流保護動作を説明するため０電流、
電圧波形図である。 １・・・・・・入力電源、２・・・・・・スイッチング
トランジスタ、３・・・・・・電圧変換トランス、９・
・・・・・電流検出用抵抗、１１・・・・・・負荷抵抗
、１２・・・・・・過電流検出用誤差増幅器、１４・・
・・・・出力電圧検出用誤差増幅器、１７，１９・・・
・・・抵抗、１８・・・・・・コンデンサ、Ｖｏ・・・
・・・出力電圧、■ｏ・・・・・・出力電流、ＩＩ・・
・・・・負荷抵抗１１を流れる電流。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スイッチングレギュレータの過電流保護回路において、
   出力電流を検出する抵抗と並列に時定数を有する抵抗回
   路を接続し、該時定数を有する抵抗回路の出力を過電流
   を検出する誤差増幅器に入力して過渡的な過電流保護０
   動作電流を定常状態の過電流保護の動作電流より犬なら
   しめたことを特徴とする過電流保護回路。