JPS6013471A - 過電流保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、特にリンキングチ甘−クコンバータ方式のス
イッチング電源回路に使用される過電流保護回路に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

スイッチング方式の電源回路（以下スイッチングレギ為
レータと称する）には、リンギングチ冒−クコンバータ
方式またはオンオフ方式と称するスイッチングレギエレ
ータがある。

この方式のスイッチングレギニレータは、例えば第１図
に示すような回路によ多構成されている。この回路にお
いて、第１図に示すスイッチングトランジスタ１０のオ
ン、オフ動作により、トランス１１の２次側コイル１２
ｅから負荷電圧Ａが出力される。具体的な回路動作を簡
単に説明すると、まず入力電圧（直流電圧）ｖｉがトラ
ンス１ノの１次側コイル１２ａ、１２ｂの各一方の端９
間に供給される。この入力電圧Ｖｉの供給によシ、スイ
ッチングトランジスタＩＱがオンして１次側コイル１２
ａおよび２次側コイル１２ｃに電流が流れる。これによ
）、２次側コイル１２ｃに接続されているコンデンサ１
３が充電され、このコンデンサ１３に両端子間に接続さ
れている出力端子１４に出力電圧（負荷電圧）Ａが発生
する。スイッチングトランジスタ１０は、ペースに接続
された安定化制御回路１５の制御信号によりオフになる
。安定化制御回路１５は、通常出力端子１４からの負荷
電流に応じて動作する。スイッチングトランジスタ１０
がオフ（（すると、トランス１１のコイル１２Ｃに蓄猜
されたエネルギーはダイオード１６ｂを通って出力端子
１４に放出される。即ち、上記のようなスイッチングレ
ギュレータでは、スイッチングトランジスタ１０のオン
期間（通電期間）の制御によシ負荷電圧Ａの安定化が行
なわれる。

ところで、第１図に示すような従来のスイッチングレギ
ュレータには、渦電流保護回路が設けられている。この
過電流保護回路は、第１図に示すよう如トランス１ノの
２次側に設けられる過電流検出回路１７、ホトカプラ１
８、遮断及び保持回路１９および制御トランジスタ２゜
からなる。このような過電流検出回路において、過電流
検出回路１７により例えば出力端子１４に過電流が生じ
たことが検出されると、ホトカプラ１８のホトダイオー
ド１８ａがオンになる。

従って、ホトカプラ１８のホトトランジスタ１８ｂ１即
ちトランス１１の１次側回路内のホトトランジスタ１８
ｂがオンになる。このホトトランジスタ１８ｂのオン動
作に応じて、遮断及び保持回路１９は制御トランジスタ
２ｏをオンさせるように動作する。この制御トランジス
タ２０がオン動作すると、スイッチングトランジスタ１
０のペース電流、即ちダイオード１゛６ａを通りてトラ
ンジスタ１ｏのペースに供給される電流は制御トランジ
スタ２ｏに供給される。

従って、スイッチングトランジスタ１ｏの動作は停止（
オフ）され、出力電圧（負荷電圧）Ａの発生が遮断され
ることになる。そして、この出力の遮断状態は、遮断及
び保持回路１９の動作如よシ保持される。なお、第１図
に卦−て２１ａ、２１ｂは抵抗器である。

このようにして、スイッチングレギーレータに生ずる過
電流に対して回路を保護することができる。しかしなが
ら、上記のような過電流保護回路では、トランス１１の
２次側において過電流検出が行なわれるため、その検出
回路以前（例えばトランス１１のコイル１２ｃ）で短絡
等が発生した場合、過電流検出が不可能となる。

このため、スイッチングレギュレータが破損スるなどの
欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、スイッチングレギーレータにおいてトランスの２次
側全域において過電流検出を確実に行なうことができる
ようにして、スイン５− チンダレギーレータを過電流から確実に保護できる過電
流保護回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明では、スイッチングレギュレータにおいて、トラ
ンスの１次側で過電流検出を行なう過電流検出回路が設
けられる。この過電流検出回路は、トランスの１次側コ
イルでスイッチングトランジスタのペースに接続されて
いるペースコイルにおいてそのペースコイル上の電圧に
応じてオン、オフ動作を行なう電圧検出用トランジスタ
を備えている。この電圧検出用トランジスタの動作に応
じて、ＣＲ回路は充放電制御され上記ペースコイルの電
圧変化に応じた電圧レベルを有する検出電圧信号を発生
する。そして、検出遮断回路は上記検出電圧信号の電圧
レベルに応じて上記スイッチングトランジスタの動作を
御御するための制御トランジスタを動作させ、スイッチ
ングトランジスタの動作を停止させて保持する。これに
より、スイッチングレギュレータの出力過電流の発生に
応じた上記ペースコ６− イルの電圧変化を検出でき、スイッチングトランジスタ
の動作を停止°させてスイッチングレギュレータを過電
流による障害から保護することができるものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。第２図は一実施例に係る回路の構成を示すものである
。第２図において、スイッチングレギュレータを構成す
るトランス１１の１次側コイル１２ｂの一端は、ダイオ
ード１６ａ及び抵抗器２１ｂを介してスイッチングトラ
ンジスタ１０のペースに接続されている。以下、上記コ
イル１２ｂをペースコイルと称する。このペースコイル
１２ｂの一端に生じてスイッチングトランジスタ１０の
ペースに供給される電圧Ｖｂは、第２図に示す電圧検出
回路３０により検出される。この電圧検出回路３０は、
電圧検出用トランジスタ３１を備えており、このトラン
ジスタ３１には所定の基準電圧Ｖｉ及びペースコイル１
２ｂ上の電圧ｖｂ間で抵抗器３２ａ。

３２ｂにより分圧された分圧電圧が供給されるようにな
っている。さらに、トランジスタ３１のコレクタは、Ｃ
Ｒ回路３３の抵抗器３３ａとコンデンサ３３ｂの共通接
続点に接続されている。ＣＲ回路３３は、トランジスタ
３１の動作に応じて基準電圧Ｖ％が抵抗器３３ａを通じ
てコンデンサ３３ｂに充電され、またコンデンサ３３ｂ
が放電動作するように構成されている。このＣＲ回路３
３は、コンデンサ３３ｂの充放電制御に応じて例えば第
３図に示すような調波形の検出電圧信号ＶＢを発生し、
検出遮断回路３４に供給する。検出遮断回路３４は、Ｃ
Ｒ回路３３からの検出電圧信号ｖｓの電圧レベルを検出
し、この電圧レベルが所定のレベル以上である場合制御
トランジスタ２００ペースに動作電圧Ｖｄを出力する。

制御トランジスタ２０は、動作電圧ｖｄに応じてオン動
作し、スイッチングトランジスタ１０の動作を停止させ
るように制御する。なお、ス　・イッチングレギエレー
タの回路は、第１図と同様であるため、同一符号を付し
て説明は省略する。

′茨に、第２図の回路についてその動作を説明する。ま
ず、スイッチングレギュレータでは、前述したように入
力電圧Ｖｉの供給に応じてスイッチングトランジスタ１
０が動作して、そのスイッチングトランジスタ１０のオ
ン期間の制御により出力端子１４に生ずる負荷電圧への
安定化が行なわれる。スイッチングトランジスタ１０は
トランス１ノの２次側に生ずる負荷電流に応じて第２図
では図示していない安定化制御回路（第１図の１５）に
よりオン、オフ動作の各期間が制御される。これにより
、トランス１１の２次側に所定の負荷電流が生ずると、
スイッチングトランジスタ１０はオフになる。このため
、第３図に示すようにペースコイル１２ｂの電圧ｖｂは
、スイッチングトランジスタ１０のオフ期間に応じてオ
フ（負電圧）になる。電圧ｖｂがオフになると、電圧検
出回路３０の電圧検出用トランジスタ３１がオフになる
。従って、ＣＲ回路３３のコンデンサ３３ｂが充電状態
となり、そのコンデンサ３３ｂの端子に生ずる検出電圧
Ｖ。

９− は第３図に示すように上昇する。検出電圧Ｖ、のレベル
は、常時検出遮断回路３４により検出される。そして、
スイッチングトランジスタ１０がオンすると、ペースコ
イル１２ｂの電圧Ｖｂはオン（正電圧）になる。この電
圧Ｖｂがオンになると、電圧検出用トランジスタ３１が
オンになり、ＣＲ回路３３のコンデンサ３３ｂは放電状
態となる。従って、検出電圧ｖｓのレベルは減少するこ
とになる。

ところで、いまトランス１１の２次側で過電流または短
絡状態が生じたとする。このとき、スイッチングトラン
ジスタ１０がオフになるため、ペースコイル１２ｂの電
圧ｖｂがオフになる。

この場合、電圧ｖｂのオフ期間（負電圧の期間）Ｔは、
トランス１１の２次側が正常状態の場合と比較してスイ
ッチングトランジスタ１０のオフ期間が長くなるため長
い期間となる。従って、電圧検出用トランジスタ３ノー
のオフ動作期間が長くなり、ＣＲ回路３３のコンデンサ
３３ｂの充電期間が長くなる。このため、ＣＲ回路３３
から＝１０− 発生する検出電圧Ｖ８は、第３図に示すようにトランス
１１の２次側が正常状態の場合と比較してその電圧レベ
ルが高いレベルＬｈまで上昇する。

検出遮断回路３４は、検出電圧ｖ８のレベルを検出し、
そのレベルが予め設定されたレベルＬｒ以上に高くなる
と、第３図に示すように動作電圧Ｖｄをオンにする。こ
の動作電圧Ｖｄがオンになると、制御トランジスタ２０
がオン動作して保持される。従って、スイッチングトラ
ンジスタ１０の動作が停止され、スイッチングレギュレ
ータの出力は遮断されることになる。

このようにして、トランス１１の２次側に過電流または
短絡状態が発生するとスイッチングトランジスタ１０の
オフ期間が正常状態のときより長くなることを利用して
、過電流または短絡状態の発生を検出することができる
。即ち、トランス１１の１次側に発生するペースコイル
１２ｂ上の電圧ｖｂの変化が、検出電圧■８のレベルに
応じて検出され、そのレベルが所定のレベル、即ちトラ
ンス１１の２次側の正常状態における電圧■ｂのオフ期
間に相当するレベル以上になると過電流または短絡状態
の発生が検出されたことになる。したがって、本発明で
は、スイッチングレギュレータのトランス１１の２次側
に発生する過電流または短絡状態がトランス１１０１次
側回路で確実に検出されるため、トランス１１の２次側
全域における過電流または短絡状態を検出することがで
きる。そして、この検出結果によりスイッチングトラン
ジスタ１０の動作を停止できるため、スイッチングレギ
ュレータに対する過電流保護を確実に行なうことができ
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、スイッチングレギ
ュレータにおいて、トランスの２次側全域において過電
流または短絡状態の発生を確実に検出することができる
。したがって、上記検出結果に応じてスイッチングトラ
ンジスタの動作を停止させることにより、スイッチング
レギュレータの出力を遮断でき、スイッチングレギュレ
ータを過電流または短絡状態の発生による障害から確実
に保唾することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイッチング方式の電源回路の構成を示
す回路図、第２図は本発明の一実施例に係るスイッチン
グ方式の電源回路に使用した過電流保護回路の構成を示
す回路図、第３図は第２図の回路の動作を説明するだめ
の電圧波形を示す図である。 １０・・・スイッチングトランジスタ、１１・・・トラ
ンス、１２ａ・・１次側コイル、１２ｂ・・・ベースコ
イル、１２Ｃ・・・２次側コイル、２０・・・制御トラ
ンジスタ、３１・・・電圧検出用トランジスタ、３３・
・・Ｃ８回路、３４・・・検出遮断回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スイッチング方式の電源回路において、オン。 オフ動作によ多入力電圧に応じてトランスの２次側に発
   生する負荷電圧を安定化させるスイッチングトランジス
   タと、上記入力電圧が一方の端子に供給されておシ、他
   方の端子が上記スイッチングトランジスタのペースに接
   続されている上記トランスの１次側のペースコイルと、
   このペースコイルの電圧がペースに供給され、その電圧
   に応じてオン、オフ動作を行なう電圧検出用トランジス
   タと、この電圧検出用トランジスタの動作に応じて充放
   電制御され、上記ペースコイルの電圧変化に応じた電圧
   レベルを有する検出電圧信号を発生するＣＲ回路と、こ
   のＣＲ回路から供給される上記検出電圧信号の電圧レベ
   ルを検出し、その電圧レベルが上記電源回路の出力過電
   流の発生に応じたレベルの際、上記スイッチングトラン
   ジスタの動作を停止させて保持する検出遮断回路とを具
   備してなることを特徴とする過電流保護回路。