JPS5943909B2 - 電圧垂下制御回路 - Google Patents

電圧垂下制御回路

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JPS5943909B2
JPS5943909B2 JP13728379A JP13728379A JPS5943909B2 JP S5943909 B2 JPS5943909 B2 JP S5943909B2 JP 13728379 A JP13728379 A JP 13728379A JP 13728379 A JP13728379 A JP 13728379A JP S5943909 B2 JPS5943909 B2 JP S5943909B2
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load
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JP13728379A
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JPS5660920A (en
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光男 佐藤
通男 河野
義勝 斉藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スイッチング制御定電圧電源の負荷が短絡又
はそれに近い状態のときに、出力電圧を垂下して電源の
保護を行なう電圧垂下制御回路に関するものである。
スイッチング制御定電圧電源は、出力電圧が一定になる
ように、トランジスタ等のスイッチング素子を制御し、
負加が短絡又はそれに近い状態のときに出力電圧を垂下
してスイッチング素子等を保護するものである。
その場合、トランスの1次側の入力電圧をスイッチング
素子でオン、オフし、トランスの2次側に整流回路を介
して負荷を接続した構成に於いては、トランスの2次側
の負荷電流を検出して、設定値以上の場合に出力電圧を
垂下制御すれば良いことになる。しかし、スイッチング
素子の制御回路とトランスの2次側の負荷電流の検出部
との間には、ホトカプラやトランスを接続して低電圧回
路構成のスイッチング制御回路を保護しなければならな
いことになり、装置が高価になる欠点がある。そこで第
1図に示すように、トランスの1次側の電流を検出して
出力電圧の垂下制御を行なうことが提案されている。
同図に於いて、DCは直流電源、Qはスイッチング素子
としてのトランジスタ、CONTは制御回路、C1〜C
3はコンデンサ、R1〜R7は抵抗、OPA、、OPA
2は演。算増幅器、Tはトランス、D1は整流用のダイ
オード、VDETは電圧検出器、埒、は負荷、ゞ7、V
T2は基準電圧である。トランジスタQは制御回路CO
NTよりオン期間が制御されてトランスTの1次側に流
れる電流がスイッチングされ、トランスTの2次側のダ
イオードにより整流され、コンデンサC2により平滑化
されて負荷RLに直流が供給される。
この負荷RLに印加する電圧は、電圧検出器VDETに
1 より検出され、基準電圧VT2と演算増幅器OPA
2により比較されて、比較出力が制御回路CONTに加
えられ、出力電圧が一定になるようにトランジスタQの
制御が行なわれる。又トランジスタQのエミッタに接続
された抵抗R1によりトランスTlの1次側に流れる電
流が検出され、抵抗R2、R3及びコンデンサCsによ
り平均化されて、演算増幅器OPAIにより基準電圧V
Tlと比較され、設定値以上の電流が流れたことを検出
すると、演算増幅器0PA,の出力により制御回路CO
NTの定電圧制御機能を停止させて出力電圧を垂下する
ようにトランジスタQを制御する。
直流電源DCからの電流即ち入力電流11Nと、抵抗R
3の設定により演算増幅器0PA1に入力される電流検
出電圧V。
との関係は、第2図に示すように直線関係となり、負荷
R1に印加する出力電圧。と入力電流11Nとの関係は
、第3図に示すように、設定入力電流以下では一定の出
力電圧V。で、それ以上では垂下して、負荷が短絡した
ような場合、一定の電流となる。前述の各関係は直流電
源DCの電圧が変動しても変化しないものであり、その
為に、例えば負荷RLが短絡状態となつたとき、直流電
源DCの電圧が規定値より上昇したとすると、出力電圧
の垂下による入力電流1!、は入力電圧に関係なく一定
であるから、出力電力が増大することになり、トランジ
スタQ,トランスT,ダイオード等の負担が大きくなる
欠点がある。本発明は、前述の如き従来の欠点を改善し
たものであり、直流入力電圧が変動しても、電圧垂下時
の電力を一定に制御し得る経済的な構成を提供すること
を目的とするものである。
以下実施例について詳細に説明する。第4図は、本発明
の実施例の回路図であり、第1図と同一符号は同一部分
を示し、D2はダイオードであつて、抵抗Rl,R3、
コンデンサC3と共にピーク整流検出回路を構成してい
る。
このダイオードD2は、シヨツトキーバリアダイオード
等の順方向電圧降下が小さいダイオードを用いることが
好適であり、それにより抵抗R,の値を小さくして電力
損失を少なくしても、所望の電流検出電圧を得ることが
できる。トランスTの1次側電流は、トランジスタQに
より周期tでスイツチングされ、第5図に示すように、
初期値1。
からインダクタンスLに対応して増加し、ピーク値1と
なるほぼ三角波形の電流となる。トランスTのインダク
タンスLによる変換電力W。は、トランスTの1次側電
流はトランジスタQを介して抵抗R,に流れ、その抵抗
R1の両端の電圧は、第5図の電流波形と同じ波形とな
り、この電圧は、ダイオードD2により整流されて、コ
ンデンサC3によりピーク保持されるので、そのコンデ
ンサC3の端子電圧は、第5図の点線で示すように1次
側電流のピーク値を検出保持していることになる。
コンデンサC,の端子電圧は、抵抗R3で設定された分
圧比に対応した検出電圧V。
となり、この検出電圧。と基準電圧R,とが演算増幅器
0PA1により比較され、その比較出力信号が制御回路
CONTに電圧垂下制御信号として加えられ、検出電圧
。と基準電圧R1とが等しくなるように制御され、それ
によりピーク値1pはほぼ一定になる。入力電流11N
と検出電圧。
との関係は、第6図に示すように、第2図に示す従来例
の特性曲線のような直線関係とはならず、直流電源DC
の電圧V,N,〜1N3に応じて異なる曲線となる。例
えば、,N,を規定値の電圧とした時、それより高い電
圧,N2に於いては、ピーク検出により同一の入力電流
1!、でも検出電圧V。は大きくなる。又反対に電圧,
N1より低い電圧V,N3に於いては、同一の入力電流
1,Nでも検出電圧。は小さくなる。第7図は、出力電
圧。
と出力電流1。との特性曲線図であり、過負荷状態のA
,B点に於いては、抵抗R1に流れる電流は、第8図の
a及びbに示すものとなる。この時、ピーク値1PA,
IPBはほぼ同じになるように制御回路CONTにより
制御されるので、トランスTのインダクタンスの放出工
ネルギは、前述の式にそれぞれ初期値1。A,I0Bを
代入すると、IOB>IOAであるので、B点に於ける
変換電力W。Bは、A点に於ける変換電力W。Bよりも
小さくなる。即ち過負荷になるに従つて出力電力が小さ
くなる。入力電力WlNは、Wl,O8Sを損失電力と
すると、WON=WO+WI.OS8となり、損失電力
罵。
Ssは、パルス幅が狭くなつた分だけトランジスタロス
が減少するので、過負荷状態では全体として入力電力W
lNが減少することになる。入力電流1,Nは入力電力
W,Nを入力電圧,Nで割つた値(1,N=WlN/V
lN)となるので、入力電流1。Nは、第9図に示すよ
うに過負荷になるに従つて減少することになる。従つて
フ字状の特性曲線となる。なお第7図のC点即ち出力電
流1。が零の状態では、入力電流11Nはアイドリング
ロスに相当する値のILOSSが流れることになる。そ
して、電圧垂下開始点は、電圧V,N,〜VIN3によ
つて異なり、規定値の電圧VlNlより高い電圧V,N
2に於いては、規定値の電圧V,Nlに於ける電圧垂下
開始点よりも小さい入力電流1Nで生じ、又規定値の電
圧1N,より低い電圧VIN3に於いては、規定値の電
圧V,Nlに於ける電圧垂下開始点よりも大きい入力電
流1,Nで生じるので、出力電力は直流電源DCの電圧
変動に拘わらず一定に制御されることになる。前述の実
施例は、1トランジスタのエネルギ蓄積型の電源回路に
ついてのものであるが、2トランジスタによるプツシユ
プル型や、トランスによる降圧型等の定電圧電源回路に
も適用することができるものである。
又入力電流はトランジスタQのエミツタ側に於いて検出
する構成を示しているが、コレクタ側に於いて検出する
構成とすることもできる。又スイツチング素子としては
、電界効果トランジスタ等を用いることもできる。以上
説明したように、本発明は、トランスの1次側に供給す
る入力電流をピーク整流によつて検出し、設定値以上の
ときに出力電圧を垂下して、負荷RLの短絡又は短絡に
近い状態のときに、スイツチング素子や整流用のダイオ
ード等を保護し、又直流電源DCの電圧の変動によつて
も出力電圧垂下時の出力電力が一定になるように制御さ
れるから、スイツチング素子や整流用のダイオード等の
過負荷を防止することができる。
又ダイオードD2を用いたピーク整流により入力電流を
検出することにより、入力電流1,Nと出力電圧。とは
フの字特性となり、電源回路の保護が一層確実になり、
且つ構成も簡単で経済的である利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスイツチング制御定電圧電源の回路図、
第2図は入力電流と電流検出電圧との関係説明用曲線図
、第3図は入力電流と出力電圧との関係説明用曲線図、
第4図は本発明の実施例の回路図、第5図はトランスの
1次側電流の波形及びピーク検出の説明図、第6図は本
発明の実施例の入力電流と検出電圧との関係説明曲線図
、第7図は出力電流と出力電圧との関係説明曲線図、第
8図は過負荷状態の電流波形の説明図、第9図は本発明
の実施例の入力電流と出力電圧との関係説明曲線図であ
る。 DCは直流電源、現は負荷、CONTは制御回路、Qは
トランジスタ、Tはトランス、D,は整流用のダイオー
ド、R,〜R7は抵抗、D2はピーク整流用のダイオー
ド、C,〜C3はコンデンサ、DETは電圧検出器、0
PA1,0PA2は演算増幅器である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流電源からトランスの1次側に供給する入力電流
    をスイッチング素子によりスイッチングし、前記トラン
    スの2次側の整流出力を負荷に供給し、該負荷に印加す
    る出力電圧が一定になるように前記スイッチング素子を
    制御し、前記入力電流が設定値以上のときに前記出力電
    圧を垂下させる構成の定電圧電源に於いて、前記入力電
    流を検出する電流検出回路は、前記入力電流が流れる抵
    抗に生じる電圧を整流するダイオードを備えたピーク整
    流検出回路としたことを特徴とする電圧垂下制御回路。
JP13728379A 1979-10-24 1979-10-24 電圧垂下制御回路 Expired JPS5943909B2 (ja)

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JPS5660920A JPS5660920A (en) 1981-05-26
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US4456950A (en) * 1982-06-10 1984-06-26 Hewlett-Packard Company Current spike protection circuit for switch-mode power supplies
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