JPS6325908Y2

JPS6325908Y2 -

Info

Publication number: JPS6325908Y2
Application number: JP1982060281U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1988-07-14
Also published as: JPS58164011U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はいわゆる安定化した直流電源を得る為
のスイツチング電源回路に関し、特に過電流保護
回路を設けた場合における誤動作を回避するよう
にしたものである。

本考案による電源回路を説明するに先立ち、第
１図について従来のこの種のスイツチング電源回
路の一例を説明するに、１ａ，１ｂは商用交流電
源に接続される端子、２は電源スイツチ、３は整
流回路、４は整流出力の平滑用コンデンサ、５は
抵抗器、６はその平滑用コンデンサであつて、こ
の抵抗器５及びコンデンサ６の接続点よりスター
タ用直流電源端子７が導出されている。８はトラ
ンス、９ａは１次側コイル、９ｂは２次側コイル
である。この１次側コイル９ａには、抵抗器１０
及びコンデンサ１１よりなるスナーバ回路１２が
並列に接続され、コンデンサ４にはこれと並列
に、１次側コイル９ａ−スイツチング素子として
のトランジスタ１３−抵抗器１４よりなる直列回
路が接続されている。１５はスイツチング素子と
してのトランジスタ１３のベース・エミツタ間に
挿入された抵抗器である。

上述した２次側コイル９ｂにはダイオード１６
を通じて平滑回路１７が接続され、これより出力
端子１８ａ，１８ｂが導出されている。１９は負
荷である。尚、この出力端子１８ａ，１８ｂに
は、この間に得られる直流電圧の検出回路２０が
接続されている。この回路２０について説明する
と、端子１８ａ，１８ｂ間に分圧抵抗器２１ａ，
２１ｂが接続され、その一端が比較回路２２の一
方の入力側に接続され、他方の入力側には基準電
圧源２３が接続されている。

このような比較回路２２の出力側には更にホト
カプラ２４を構成する発光素子即ち発光ダイオー
ド２５ａが接続され、回路２２よりの出力の大き
さにより発光ダイオード２５ａの発光量が変化す
るようになされている。

２６は全体として、上述したスイツチング素子
１３の駆動回路を示すもので、これについて説明
すると、２７はクロツクパルスの発生回路であつ
て、その出力端子ａより第２図Ａに示すパルスＰ
が得られ、これがその次段の波形発生器２８に供
給される。この波形発生器２８の出力端子ｂより
は、第２図Ｂに示す矩形波信号V_bが得られ、こ
れがその次段の波形合成回路２９に供給される。
この矩形波信号V_bはデユーテイ50％に選ばれて
いる。

更に波形発生器２８の出力端子ｃよりは第２図
Ｃに示す鋸歯状波信号V_cが得られる。この信号
V_cと上述した信号V_bとは常に同期した関係が保
持される。鋸歯状波信号V_cはその次段のＶ−
PWM（電圧−パルス幅変換器）３０に供給され
る。

この変換器３０の出力端子ｄよりは第２図Ｄに
示すように、レベルE₁に対応したパルス幅を有
する矩形波信号V_dが得られ、これが上述した波
形合成回路２９に供給される。この波形合成回路
２９は矩形波信号V_bとV_dとのアンド回路であつ
て、よつてその出力端子ｅには、第２図Ｅに示す
矩形波信号V_eが得られ、これがその次段のドラ
イバ３１によつて増力され、スイツチング素子１
３のベースに供給される。尚、この信号V_eの前
縁（立ち上り時点）は、第２図Ｂに示す信号V_b
の立ち上り時点により決まるものであり、よつて
スイツチング素子１３の導通開始時点は、常に一
定した周期を持つ。尚第２図Ｆは、スイツチング
素子１３を通ずる電流I_fの波形を示す。

３２は直流電源端子であり、これと整流回路３
の一側（E_pとする）との間に、抵抗器３６−ホト
カプラ２４の受光素子２５ｂ−ダイオード３３−
抵抗器３４の直列回路が接続されている。３５は
温度補償用素子（例えばサーミスタ）である。そ
してこのダイオード３３と抵抗器３４の接続点Ｐ
に得られる電圧E₁が上述したパルス幅変換器３
０に供給され、これにより第２図Ｄに示す信号
V_dのパルス幅を決めるようにしている。このよ
うにして負荷１９の両端電圧が一定となるように
制御系が構成されている。

３７はスイツチング素子１３の電流検出兼保護
回路であつて、以下これについて説明すると、ス
イツチング素子１３のエミツタに得られる電流
は、抵抗器１４に流れると共に抵抗器３８ａ及び
３８ｂにも分流し、両抵抗器の接続点Ｑに得られ
る電圧が差動増幅器３９に供給される。３９ａ及
び３９ｂは、この差動増幅器３９を構成する１対
のトランジスタ３９ｃは定電流回路である。尚、
４０ａ及び４０ｂは夫々１対のトランジスタ３９
ａ及び３９ｂの前段のトランジスタであり、抵抗
器３８ａ及び３８ｂの接続点に得られる電圧は、
トランジスタ４０ａのベースに供給され、一方ト
ランジスタ４０ｂのベースは、抵抗器４１ａ及び
４１ｂの分圧点により、一定値に固定されてい
る。そして差動増幅器３９を構成する一方のトラ
ンジスタ３９ａのコレクタが、更にトランジスタ
４２のベースに接続され、そのコレクタがダイオ
ード４３を通じて上述したＰ点に接続されてお
り、トランジスタ４２のエミツタは、抵抗器３６
を通じて電源端子３２に接続されている。

尚、トランス８には３次側コイル９ｃが巻装さ
れており、これにダイオード４４及びコンデンサ
４５が接続されて、端子４６に直流電圧V₂が得
られるようにされている。尚、上述した駆動回路
２６における各ブロツクの電源端子２７ａ，２８
ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａ及び電流検出兼保護
回路３７の電源端子３２は、全て互いに接続さ
れ、これらが上述した電源端子７及び４６に夫々
接続されるものであり、スイツチ２のオン時には
端子７よりの電圧V₁によつて起動し、起動後は、
端子４６よりの出力電圧V₂によつて動作が継続
される。

このような従来の構成によれば出力端子１８ａ
及び１８ｂ間の電圧に変動が生ずれば、基準電圧
源２３との比較により、回路２２よりの出力が変
化して受光素子２５ｂに流れる電流が変化し、抵
抗器３４の両端に生ずる電圧E₁が変化し、これ
がパルス幅変換回路３０に供給される。一般的に
は電圧E₁が下がることによつて第２図Ｄに示す
矩形波信号V_dの幅が広くなりよつてスイツチン
グ素子１３のベースのオン時間が長くなるよう
に、従つて２次側に得られる電圧が高くなるよう
に制御するようにしている。

一方スイツチング素子１３に流れる電流は、抵
抗器３８ａ及び３８ｂを通じて流れているため
に、この電流の大きさに比例した電圧が抵抗器３
８ｂの両端に得られる。第２図Ｆにおいて電流I_f
を、Ｑ点の電圧に変換した場合の波高値をE₂と
して示している。よつて今この抵抗器３８ａ及び
３８ｂの抵抗値を適当に選定しておくことによつ
て、この点Ｑにおける波高値E₂が一定電圧以上
になるまでは、トランジスタ４０ａがオンし、ト
ランジスタ３９ａがオフし、トランジスタ４２が
オフするようになすことができる。そして波高値
E₂が一定値（第２図で示すレベルE₃）以上にな
ると、トランジスタ４０ａがオフし、トランジス
タ３９ａ及び４２が夫々オンすることによつて、
ダイオード４３及び抵抗器３４を通じて電流が流
れ、電圧E₁が急激に上昇して上述した変換器３
０を制御する。即ち信号V_dのパルス幅が狭くな
るように制御するので、これによりトランジスタ
１３を保護することができる。

ところでこのような回路においては第２図Ｆよ
りも明らかなようにスイツチング素子１３の導通
開始時点において、スイツチング素子１３に瞬時
的に大きな電流が流れることが確認された。つま
り波形的にみるとひげ４７の部分が生ずる。この
原因はトランス８及び上述したスナーバ回路１２
等を有するためであるが、抵抗器１４のインダク
タンス成分により、更に大きくなり、負荷１９が
大となつて信号V_eのパルス幅が大となると、ス
イツチング素子１３に流れる実際の電流による波
高値よりも、このひげ４７による波高値の方が高
くなることがしばしば生ずる。このような状態で
は、ひげ４７の波高値で保護回路３７が動作する
ので、ひげ４７の波高値で過電流保護回路３７の
動作レベルを決定するようになすことも考えられ
るが、このひげ４７は温度等によりレベルが激し
く変化するために、必要な場合に保護回路が動作
せず、このためにスイツチング素子１３が破壊さ
れることもある。

本考案はこのような点に鑑みてこのひげ４７に
よる保護動作を一時的に回避するようにしたもの
であつて、これを第３図について説明するに、第
１図との対応部分には同一符号を付してその説明
を省略する。

即ち、本考案においては、波形発生器２８に対
して更に出力端子ｇを設け、これより第４図Ｇに
示すパルスP_gを得るようにしたものである。こ
のパルスP_gを得る手段としては例えば第４図Ａ
に示すパルスＰと信号V_bとのアンドをとり、こ
れを反転し、且つその最初の１サイクル又は２サ
イクル程度のみのパルスをとり出すようにすれば
よい。このようにして得られた第４図Ｇに示すパ
ルスP_gを位相反転回路５０及びダイオード５１
を通じて、上述した電流検出兼保護回路３７にお
けるトランジスタ４０ｂのベースに供給する。

このような構成によればこのパルスP_gの期間
においてはトランジスタ４０ｂのベース電位が上
昇しているために、トランジスタ４０ｂはオフ状
態にあり、従つてトランジスタ３９ｂがオン、ト
ランジスタ３９ａがオフ、トランジスタ４２もオ
フ状態にある。従つてこのパルスP_gの期間にお
いては抵抗器３４の両端には、ダイオード４３を
通ずる電流が供給されることがなく、よつてこの
期間、電流検出兼保護回路３７による保護動作は
停止される。

よつて第２図Ｆ又は第４図Ｆで示す電流I_fのひ
げ４７の部分による影響を何ら考慮する必要はな
く、スイツチング素子１３に流れる実効的な電流
I_fの大きさに基づいて、そのレベルE₂を設定すれ
ばよいのであるから、これによつてトランジスタ
１３が破壊されるような危険性も回避される特徴
を有するものである。尚、上述した保護回路３７
の動作停止期間は、デユーテイにして３〜８％程
度が適当である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種のスイツチング電源回路
を示す接続図、第２図はこの動作を説明する波形
図、第３図は本考案によるスイツチング電源回路
の一例を示す接続図、第４図はその動作を説明す
る波形図である。８はトランス、９ａは１次側コイル、９ｂは２
次側コイル、１３はスイツチング素子、２６はそ
の駆動回路、３７はスイツチング素子１３の電流
検出兼保護回路である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】トランスの１次側コイルに接続されたスイツチ
ング素子のオンオフにより直流電流を断続して、
上記トランスの２次側コイルに接続された整流平
滑回路により直流出力電圧を取り出すと共に、ク
ロツクパルスに同期した鋸歯状波電圧を上記直流
出力電圧に応じた直流電圧と比較して上記直流出
力電圧の変化をパルス幅変換した矩形波信号と、
基準矩形波信号とのアンド出力により上記スイツ
チング素子のオンオフ期間を制御して、上記直流
出力電圧を安定化するようにしたスイツチング電
源回路において、上記スイツチング素子の主電流路に直列接続さ
れて上記スイツチング素子に流れる電流を検出す
る抵抗器と、この抵抗器の端子電圧が一方の入力
端子に供給されると共に他方の入力端子に基準電
圧が供給される差動増幅器と、この差動増幅器の
出力側に接続された別のスイツチング素子とを有
し、上記抵抗器に流れる電流が所定値以上の時に
上記別のスイツチング素子を導通させて一定直流
電圧を上記直流出力電圧に応じた直流電圧に加算
することにより、上記パルス幅変換した矩形波信
号のパルス幅を正常動作時に比べて狭くする過電
流検出兼保護回路を設け、上記クロツクパルスと上記基準矩形波信号との
アンド出力により上記過電流検出兼保護回路の上
記別のスイツチング素子を非導通にすることによ
り、上記過電流検出兼保護回路を上記スイツチン
グ素子の導通開始の所定時間非動作状態にするよ
うにしたことを特徴とするスイツチング電源回
路。