JPS62203517A - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は過電流時に電流を制限して部品の破壊等を防止
する過電流保護回路に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は過電流時に電流を制限して部品の破壊等を防止
する過電流保護回路において、回路を流れる電流が定常
時の最大電流値を超えたことを検出し、この検出信号を
所定期間遅延させた信号に基づき電流の制御を行うこと
により、不具合を伴うことなく、電力容量の小さい部品
を用いて電源装置の小を化を図ることができるようにし
たものである。

Ｃ６従来の技術 一般に電源装置に要求される仕様は定常的に流れる定常
電流と瞬間的に流れるピーク電流（たとえば、ビデオテ
ープレコーダにおいては、ローディング時に相当する。

）であり、必然的にピーク電流までカバーできるように
設定がなされる。このため、電源装置は、ピーク電流が
常時得られるように設計される。また、電源装置には、
通常、過電流保護回路が設けられている。この過電流保
護回路は、負荷の異常や使用上のミスによってピーク電
流を超える過電流（異常電流〕が流れようとした場合に
、電流を制限して部品の破壊等を防止するものである。

ここでは、安定化電源装置の一例として、いわゆるＤＣ
−ＤＣコンバータ形のスイッチングレギュレータを挙げ
、その過電流保護回路の一例について第３図を参照しな
がら説明する。端子１０１゜１０２間に入力電圧Ｖｚが
印加されると、スイッチングレギュレータ１１０を介し
て、端子１０３゜１０４間に出力電圧ＶＯが出力される
。この出力電圧Ｖｏは上記スイッチングレギュレータ１
１０により安定化される。比較器１０５の反転入力端子
には、端子１０６に印加される基準電圧Ｖｒｅｆの分割
抵抗１０７，１０８による分圧分の直流バイアス（バイ
アス電圧Ｖｂ　）が印加されており、非反転入力端子に
は、抵抗１０９を流れる電流により該抵抗１０９の両端
に現れる電圧Ｖｒが印加されている。上記比較器１０５
の直流バイアス（バイアス電圧Ｖｂ　）のレベルは、ピ
ーク電流値に相当するレベルよりも若干上に設定されて
いる。

よって、過電流時にはζ抵抗１０９の両端の電圧Ｖｒが
バイアス電圧ｖｂを超え、比較器１０５の出力が反転し
、スイノテンダレギュレーク１１０内のパルス幅変調（
ＰＷＭ）回路１１１により１、スイッチングトランジス
タ１１２をオン・オフさせる矩形波パルスのデユーティ
制限が行われ、電流が制限されるようになっている。

Ｄ０発明が解決しようとする問題意 義 上述したように、従来の電源装置は、−必要なピーク電
流に合わせて設計がなされており、常時必要な定常電流
に合わせて設計されたものと比べ熱設計的、回路構成的
に見て２倍、３倍の電力容量になってしまう。そこで、
定常電流に合わせて設計することが望ましいが、第３図
を参照しながら説明したように、電流制限のためのしき
い値レベルはピーク電流に相当するレベルよりも若干上
に設定されており、電源装置を定常電流に合わせて設計
したのでは過電流時に部品の破壊等の虞れがある。また
、定常電流に相当するレベル付近に電流制限のためのし
きい値レベルを設定することも考えられるが、ピーク電
流が得られなくなってしまう。

また、第４図に示すように、充電機能を有する電源装置
（ＤＣ−ＤＣコンバータ形スイッチングレギュレータ〕
の場合には、端子１２１，１２２才 間に二次電池（図示ｊず）を接続し充電する際に、電圧
を印加しトランジスタ１２３をオンさせ比較器１０５の
バイアス電圧Ｖｂすなわち電流制限のためのしきい値レ
ベルを下げるための端子１２４が必要であった。

そこで、本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案さ
れたものであり、不具合を伴うことなく、電力容量の小
さい部品を用いて電源装置の小型化が図れるような過電
流保護回路を提供することを目的とする。

Ｅ１問題点を解決するための手段 本発明に係る過電流保護回路は、上述した目的を達成す
るために、回路を流れる電流が定常時の最大電流値を超
えたことを検出する電流検出手段と、所定の時定数を有
する時定数手段とを備え、上記電流検出手段からの検出
出力を上記時定数手段を介して電流制御手段に供給し上
記電流を制御するようにしたことを特徴としている。

Ｆ１作用 本発明によれば、電流検出手段からの出力が時定数手段
を介して電流制御手段に供給されることにより１．電流
制限のためのしきい値レベルが定常時の最大電流値に相
当するレベル付近に設定されているにも拘らず、ピーク
電流が得られる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図に一実施例の過電流保護回路を示す。端子１は定
常電流に合わせて設計されたＤＣ−ＤＣコンバータ形ス
イッチングレギュレータ２０に接続されており、端子２
は電流検出用の抵抗３を介して該スイッチングレギュレ
ータ２０に接続されている。上記端子１，２間には入力
電圧ｖＩが印加される。上記スイッチングレギュレータ
２０の電流制御手段であるパルス幅変調回路２１は、供
給される信号に基づき、スイッチングトランジスタ２２
をオン・オフさせる矩形波パルスのデユーティを制御す
ることにより電流を制御するものである。また、上記ス
イッチングレギエレータ２０は出力電圧Ｖｏを出力する
ための端子４，５にそれぞれ接続されている。

基準電圧ＶＲＥＦが印加される端子６は、分圧用の抵抗
７，８．９から成る直列回路に接続されており、抵抗８
と抵抗９の接続点が電流検出手段である比較器１０の反
転入力端子に、抵抗７と抵抗８の接続点が比較器１１の
反転入力端子にそれぞれ接続されている。上記比較器１
０の直流バイアス（バイアス電圧ＶＢｌ）は、定常時の
最大電流値すなわち定常電流の最大値に相当するレベル
よりも若干上に設定されている。一方、上記比較器１１
の直流バイアス（バイアス電圧ＶＢ２）は、ピーク電流
値に相当するレベルよりも若干上に設定されている。ま
た、上記電流検出用の抵抗３の一端は上記比較器１０．
１１の各非反転入力端子にそれぞれ接続されており、該
各非反転入力端子には、電流が流れることにより抵抗３
の両端に発生する電圧ＶＲが印加される０上記比較器１
０の出力端子は抵抗３１とコンデンサ３２から成る時定
数回路３０（時定数手段）およびダイオード１２を介し
て上記パルス幅変調回路２１に接続されている０上記時
定数回路３０の時定数は、たとえばビデオテープレコー
ダのローディング時に相当するピーク電流時の期間に合
わせて１秒程度に設定される。

上記抵抗３１には並列に放電用のダイオード１３が接続
されている。また、上記比較器１１の出力端子はダイオ
ード１４を介して上記パルス幅変調回路２１に接続され
ている。

このように構成された過電流保護回路において、端子１
，２間に入力電圧Ｖ！が印加されると、端゛子４，５間
に出力電圧Ｖｏが出力される。この出力電圧Ｖｏはスイ
ッチングレギエレータ２０により安定化される０ 定常時には、抵抗３の両端の電圧ＶＲはバイアス電圧Ｖ
ＢＩおよびバイアス電圧ＶＢ２を超えず、比較器１０お
よび比較器１１の出力はいずれもローレベルであり、パ
ルス幅変調回路２１の動作に影響を与えない。

たとえば、ビデオテープレコーダのローディング時に相
当するピーク電流時には、抵抗３の両端の電圧ＶＲがバ
イアス電圧ＶＢＩを超え、比較器１０の出力は反転しハ
イレベルとなる。この出力は時定数回路３０により時定
数分の期間だけ遅れてパルス幅変調回路２１に供給され
る。しかし、上記ハイレベルの期間は瞬間的であり、上
記時定数分の期間内に納まり、パルス幅変調回路２１に
よる矩形波パルスのデユーティ制限は行われず、電流制
限は行われない。よって、ピーク電流を得ることができ
る。また、部品の破壊等が生じないことは勿論である。

なお、比較器１１の出力はローレベルに保持され続ける
。

過電流時には、抵抗３の両端の電圧Ｖｎがバイアス電圧
ＶＢｌを超え、比較器１０の出力は反転しハイレベルと
なる。そして、時定数回路３０による時定数分の期間内
に上記電圧Ｖｎがバイアス電圧ＶＢ２も超えた場合には
、比較器１１の出力も反転しハイレベルとなり、パルス
幅変調回路２１により矩形波パルスのデユーティ制限が
行われ、電流制限が行われる。そして更に、上記時定数
分の期間以後は、時定数回路３０を介して供給される比
較器１０の出力によりパルス幅変調回路２１が制御され
、電流制限が行われる。この結果、電流値は定常電流値
付近まで制限される。また、上記時定数分の期間内に上
記電圧ＶＲがバイアス電圧ＶＢ２を超えなかった場合に
は、比較器１１の出力はローレベルの菫まであるが、上
記時定数分の期間以後は、比較器１０の出力によりパル
ス幅変調回路２１が制御され、電流制限が行われる。よ
って、部品の破壊等を確実に防止することができる。

上述したように、本実施例の過電流保護回路では、比較
器１０の出力を時定数回路３０を介してパルス幅変調回
路２１に供給し電流を制御するようにしている。従って
、スイノチンダレギュレー夕２０が定常電流に合わせて
設計されているにも拘らず、必要な時にピーク電流が得
られ、かつ過電流時の保護動作も確実に行われる○ なお、本実施例の過電流保護回路の場合には、比較器１
１による電流制限は精密である必要性はなく、他の回路
部で適当に制限できれば、比較器１１を省くことができ
る。

また、本発明を充電機能を有する電源装置に適用すると
、たとえば第２図に示すようになる。すなわち、端子４
１．４２間に二次電池（図示せず）を接続し充電する際
にも、比較器１０により過電流保護回路が行われるため
、従来必要であった電圧を印加して電流制限のためのし
きい値レベルを下げるための端子を必要きしなくなった
。

Ｈ０発明の効果 本発明の過電流保護回路では、回路を流れる電流が定常
時の最大電流値を超えたことを電流検出手段で検出し、
この検出出力を所定の時定数を有する時定数手段を介し
て電流制御手段に供給し電流を制御するようにしている
Ｏ従って、必要な時にピーク電流が得られ、かつ過電流
時に部品の破壊等の虞れがなく、定常電流に合わせて電
力容量の小さい部品を用いて電源装置の小型化を因るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の過電流保護回路を示す回路
図、第２図は同じく他の実施例の過電流保護回路を示す
回路図である。 第３図は従来の過電流保護回路の一例を示す回路図、第
４図は同じく他の例を示す回路図である。 １０・・・・・・・・・比較器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回路を流れる電流が定常時の最大電流値を超えたことを
   検出する電流検出手段と、 所定の時定数を有する時定数手段とを備え、上記電流検
   出手段からの検出出力を上記時定数手段を介して電流制
   御手段に供給し上記電流を制御するようにしたことを特
   徴とする過電流保護回路。