JPS6356167A - Overcurrent protecting circuit for switching regulator - Google Patents

Overcurrent protecting circuit for switching regulator

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JPS6356167A
JPS6356167A JP19941386A JP19941386A JPS6356167A JP S6356167 A JPS6356167 A JP S6356167A JP 19941386 A JP19941386 A JP 19941386A JP 19941386 A JP19941386 A JP 19941386A JP S6356167 A JPS6356167 A JP S6356167A
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JP
Japan
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voltage
circuit
output
proportional
overcurrent protection
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JP19941386A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Teragaki
優 寺垣
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Cosel Co Ltd
Original Assignee
Elco Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve reliability, by a method wherein a pulse width is controlled so that the absolute value of a difference between a first overcurrent protecting voltage, proportional to a load output current, and a second overcurrent protect ing voltage, proportional to a load output voltage, is kept at a given value. CONSTITUTION:A transformer 2 is equipped with a primary coil 3 and a secon dary coil 5 while an auxiliary coil 24 is provided in the side of the primary coil. The primary coil 15a of a current transformer 15 and a switching element or a transistor 4 are connected to the primary coil 3 in series. Rectifying and smoothing circuit 8-11 are connected to the secondary coil 5 and a load 12 is provided with a given output voltage Vo from an output terminal. A first overcurrent protecting voltage Va, proportional to a load current 10, is obtained from the secondary coil 15b of the current transformer 15 and a second overcurrent protecting voltage Vb, proportional to the output voltage Vo for the load 12, is obtained from the auxiliary coil 24. A voltage difference between both of the voltages Va, Vb is compared with a reference voltage Vr1 in a comparator 20 and is outputted to a pulse width control circuit 34 to realize an overcurrent protecting characteristic or the characteristic of 7-shape.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、過負荷状態で流れる過大電流を抑制して回路
の破損を防ぐようにしたスイッチングレギュレータの過
電流保護回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an overcurrent protection circuit for a switching regulator that suppresses excessive current flowing in an overload state to prevent damage to the circuit.

(従来技術) 従来、0N−ON型として知られたスイッチングレギュ
レータとしては、例えば第8図に示すものが知られてい
る。
(Prior Art) As a conventional switching regulator known as an ON-ON type, for example, the one shown in FIG. 8 is known.

第8図において、1はAClooVを所定の直流電圧に
変換する整流回路等を用いた入力電圧源であり、この入
力電圧源1による入力電圧は一次側と二次側を絶縁する
変圧器2の一次巻線3に印加され、一次巻線3には直列
にスイッチング用のトランジスタ4が接続されている。
In FIG. 8, 1 is an input voltage source using a rectifier circuit etc. that converts AClooV into a predetermined DC voltage. The voltage is applied to the primary winding 3, and a switching transistor 4 is connected in series to the primary winding 3.

トランジスタ4は三角波弁1辰器36に基づいて作動す
るパルス幅制御回路34により負荷出力電圧Oを一定電
圧に保つようにスイッチング制御される。
The switching of the transistor 4 is controlled by a pulse width control circuit 34 operating based on a triangular wave valve 1 voltage regulator 36 so as to maintain the load output voltage O at a constant voltage.

一方、変圧器2の二次巻線5に誘起された電圧はダイオ
ード8,9で整流され、更にチョークコイル10とコン
デンサ11により平滑され、負荷12に一定の出力電圧
VOを供給する。
On the other hand, the voltage induced in the secondary winding 5 of the transformer 2 is rectified by diodes 8 and 9, and further smoothed by a choke coil 10 and a capacitor 11 to supply a constant output voltage VO to a load 12.

このような0N−ON型スイッチングレギュレータ変圧
器2の二次巻線電圧vin、二次電流1irl及び平滑
回路の放電電流をIdは第9図の信号波形図に示すよう
になり、一次側のスイッチング素子(トランジスタ4)
のオン、オフで定まる周期T内のオン時間をTOn、オ
フ時間を1−Offとすると、出力電圧Voは、 Vo =VinxTon/T で与えられる一定電圧となる。
The secondary winding voltage vin, secondary current 1irl, and discharge current of the smoothing circuit of the 0N-ON type switching regulator transformer 2 are as shown in the signal waveform diagram of FIG. 9, and the primary side switching Element (transistor 4)
Assuming that the on time within the period T determined by the on and off of is TOn and the off time is 1-Off, the output voltage Vo becomes a constant voltage given by Vo = VinxTon/T.

一方、スイッチング素子としてのトランジスタ4のパル
ス幅制御のため、出力電圧VOは基準電圧Vr 2を設
定した増幅器13に入力され、増幅器13は基準電圧V
r 2との比較出力をパルス幅制御回路34に出力し、
出力電圧■0を基準電圧r2で定まる一定電圧となるよ
うに周期T内のトランジスタオン時間Tonを制御する
On the other hand, in order to control the pulse width of the transistor 4 as a switching element, the output voltage VO is input to an amplifier 13 set to a reference voltage Vr2, and the amplifier 13 is connected to the reference voltage Vr2.
Output the comparison output with r2 to the pulse width control circuit 34,
The transistor on time Ton within the period T is controlled so that the output voltage (1)0 becomes a constant voltage determined by the reference voltage r2.

更に、過電流保護回路として、一次巻線3にカレントト
ランス15を直列接続し、カレントトランス15の検出
電圧(二次電圧)を抵抗16.ダイオード17及びコン
デンサ18でなる回路で出力電流■0に比例した過電流
検出電圧Vaに変換して基準電圧Vr 1を設定したコ
ンパレータ20に入力している。
Furthermore, as an overcurrent protection circuit, a current transformer 15 is connected in series to the primary winding 3, and the detected voltage (secondary voltage) of the current transformer 15 is connected to a resistor 16. A circuit comprising a diode 17 and a capacitor 18 converts the output current (2) into an overcurrent detection voltage Va proportional to 0, which is input to a comparator 20 having a reference voltage Vr1 set.

このような過電流保護回路の動作は、出力電流IOが基
準電圧Vr 1で定まる規定電流を越えると、増幅器1
3の出力がHレベルに変化し、これによってパルス幅制
御回路34により出力パルスのパスル幅が規定パルス幅
にか狭められ、出力電流を規定電流に制限して過電流に
よる回路の破損を防ぐようになる。
The operation of such an overcurrent protection circuit is such that when the output current IO exceeds the specified current determined by the reference voltage Vr1, the amplifier 1
3 changes to H level, and the pulse width control circuit 34 narrows the pulse width of the output pulse to the specified pulse width, and limits the output current to the specified current to prevent damage to the circuit due to overcurrent. become.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の0N−ON型スイッチ
ングレギュレータにおける過電流保護回路にあっては、
カレントトランス15により出力電流1oに比例した過
電流検出電圧yaのみを取り出して電流制限による過電
流保護動作を行なうようにしていたため、過電流保護動
作が行なわれて出力電圧が略ゼロボルトに下がっても負
荷に対しては過電流制限値となる一定の電流が流れた状
態となり、出力電圧の低下に伴って出力電流も低下させ
る所謂フの7特性を得ることができなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the overcurrent protection circuit in such a conventional 0N-ON type switching regulator,
Since the current transformer 15 extracts only the overcurrent detection voltage ya proportional to the output current 1o and performs the overcurrent protection operation by current limiting, even if the overcurrent protection operation is performed and the output voltage drops to approximately zero volts. A constant current, which corresponds to the overcurrent limit value, flows through the load, and it was not possible to obtain the so-called F7 characteristic in which the output current also decreases as the output voltage decreases.

勿論、出力電圧と出力電流との間にフの宇特性をもった
過電流保護動作を行なうためには、出力電流IOに比例
した過電流保護電圧の検出に加えて出力電圧VOに比例
した過電流保護電圧を検出すればよいが、変圧器により
絶縁されている二次側の出力電圧を検出して一次側のパ
ルス幅制御回路に直接接続することはできず、フォトカ
プラ等のアイソレータを必要とすることから回路構成が
複雑化し、コスト的にも割り高になるという問題がめっ
た。
Of course, in order to perform an overcurrent protection operation with a unique characteristic between the output voltage and output current, in addition to detecting an overcurrent protection voltage proportional to the output current IO, an overcurrent protection voltage proportional to the output voltage VO must be detected. It is sufficient to detect the current protection voltage, but it is not possible to detect the output voltage on the secondary side, which is isolated by a transformer, and connect it directly to the pulse width control circuit on the primary side, so an isolator such as a photocoupler is required. As a result, the circuit configuration becomes complicated and the cost becomes relatively high.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、カレントトランスによる出力電流に比例した過電
流保護電圧に加えて、フォトカプラ等の特殊な回路手段
を用いずに一次側と二次側の絶縁を損うことなく出力電
圧に比例した過電流保護電圧を検出してフの7特性とな
る過電流保護特性が簡単に1qられるようにしたスイッ
チングレギュレータの過電流保護回路を提供することを
目的とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of such conventional problems, and in addition to the overcurrent protection voltage proportional to the output current of the current transformer, special By detecting the overcurrent protection voltage proportional to the output voltage without using any circuit means and without damaging the insulation between the primary and secondary sides, the overcurrent protection characteristics that are the 7 characteristics of F can be easily obtained. The purpose of this invention is to provide an overcurrent protection circuit for a switching regulator.

この目的を達成するため本発明にあっては、変圧器の一
次巻線に直列接続したカレントトランスの誘起電圧から
負荷出力電流■0に比例した第1の過電流保護電圧ya
を検出し、また変圧器の一次側に補助巻線を設け、この
補助巻線の誘起電圧から負荷出力電圧Voに比例した第
2の過電流保護電圧vbを検出し、第1と第2の過電流
保護電圧との電圧差の絶対fat Va −Vb Iが
一定値となるようにスイッチング素子をパルス幅制御す
るようにしたものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a first overcurrent protection voltage ya proportional to the load output current ■0 from the induced voltage of the current transformer connected in series with the primary winding of the transformer.
An auxiliary winding is provided on the primary side of the transformer, and a second overcurrent protection voltage vb proportional to the load output voltage Vo is detected from the induced voltage of the auxiliary winding. The pulse width of the switching element is controlled so that the absolute voltage difference fat Va - Vb I with the overcurrent protection voltage becomes a constant value.

(作用) このような本発明の構成によれば、カレントトランスに
よる負荷出力電流IOに比例した第1の過電流保護電圧
Vaと、一次側補助巻線によるQ荷出力電圧Voに比例
した第2の過電流保護電圧を簡単に検出することができ
、第1及び第2の電圧差の絶対値I Va −Vb I
を一定値に保つようにパルス幅を制御することで、過電
流により負荷出力電圧Voが低下すると、この負荷出力
電圧■0の低下に応じて出力電流■0も低下する所謂フ
の宇特哲となる過電流保護動作を実現することができる
(Function) According to the configuration of the present invention, the first overcurrent protection voltage Va is proportional to the load output current IO from the current transformer, and the second overcurrent protection voltage Va is proportional to the Q load output voltage Vo from the primary side auxiliary winding. The overcurrent protection voltage can be easily detected, and the absolute value of the first and second voltage difference I Va −Vb I
By controlling the pulse width to maintain a constant value, when the load output voltage Vo decreases due to overcurrent, the output current ■0 also decreases in response to the decrease in the load output voltage ■0. The following overcurrent protection operation can be realized.

また負荷出力電圧0に比例した第2の過電流保護電圧v
bは変圧器に一次側補助巻線を設けて検出していること
から、負荷出力電圧Voに比例した第2の過電流保護電
圧bそのものが変圧器自体で絶縁されており、第2の過
電流保護電圧を一次側のパルス幅制御回路に直接接続し
ても一次側と二次側との絶縁は損われず、フォトカプラ
等の特殊な回路素子を使用する必要もないことから信頼
性が高くまたコスト的にも安価にできる。
Also, a second overcurrent protection voltage v proportional to the load output voltage 0
Since b is detected by providing a primary side auxiliary winding in the transformer, the second overcurrent protection voltage b, which is proportional to the load output voltage Vo, is insulated by the transformer itself, and the second overcurrent protection voltage b is proportional to the load output voltage Vo. Connecting the current protection voltage directly to the pulse width control circuit on the primary side does not damage the insulation between the primary and secondary sides, and there is no need to use special circuit elements such as photocouplers, which increases reliability. It is expensive and can also be made inexpensive.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示した回路図である。(Example) FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

まず構成を説明すると、1は入力電圧源でおり、例えば
商用AC100Vを規定の直流電圧に変換する整流回路
等が用いられる。2は一次側と二次側を絶縁する変圧器
でおり、一次巻線3と二次巻線5を有し、更に本発明に
あっては一次側に補助巻線24を備える。変圧器2の一
次巻線3にはカレントトランス15の一次巻線15aが
直列接続され、更にスイッチング素子としてのトランジ
スタ4を直列接続している。
First, the configuration will be described. Reference numeral 1 denotes an input voltage source, and for example, a rectifier circuit or the like that converts commercial AC 100V into a specified DC voltage is used. 2 is a transformer that insulates the primary side and the secondary side, and has a primary winding 3 and a secondary winding 5, and further includes an auxiliary winding 24 on the primary side in the present invention. A primary winding 15a of a current transformer 15 is connected in series to the primary winding 3 of the transformer 2, and a transistor 4 as a switching element is further connected in series.

変圧器2の二次巻線5にはダイオード8.9で成る整流
回路が接続され、ダイオード8,9による整流電圧をチ
ョークコイル10とコンデンサ11で成る平滑回路に与
え、出力端子より負荷12に対し一定の出力電圧VOを
供給している。
A rectifier circuit consisting of diodes 8 and 9 is connected to the secondary winding 5 of the transformer 2, and the rectified voltage by the diodes 8 and 9 is applied to a smoothing circuit consisting of a choke coil 10 and a capacitor 11, and is applied to a load 12 from an output terminal. On the other hand, a constant output voltage VO is supplied.

変圧器の一次巻線2、スイッチング素子としてのトラン
ジスタ4と共に一次巻線15aを直列接続したカレント
トランス15の二次巻線15bの出力にはダイオード1
7と抵抗16が接続され、カレントトランス15の二次
巻線15bに誘起された電圧をダイオード17で整流し
、抵抗16の両端に負荷12に対する出力電流IOに比
例した第1の過電流保護電圧Vaを発生するようにして
いる。
A diode 1 is connected to the output of a secondary winding 15b of a current transformer 15 in which the primary winding 15a is connected in series with the primary winding 2 of the transformer and a transistor 4 as a switching element.
7 and a resistor 16 are connected, the voltage induced in the secondary winding 15b of the current transformer 15 is rectified by a diode 17, and a first overcurrent protection voltage proportional to the output current IO to the load 12 is applied across the resistor 16. Va is generated.

即ち、カレントトランス15、ダイオード17および抵
抗16によって負荷出力電圧■oに比例した第1の過電
流保護電圧Vaを検出する第1の電圧検出回路が構成さ
れている。
That is, the current transformer 15, the diode 17, and the resistor 16 constitute a first voltage detection circuit that detects a first overcurrent protection voltage Va that is proportional to the load output voltage (2o).

一方、変圧器の一次側に設けた補助巻線24に誘起され
た電圧はダイオード25で整流され、ダイオード25に
よる整流直流電圧は抵抗26と27で分圧された後、抵
抗28を介してコンデンサ30を充電するようにしてお
り、このコンデンサ30に充電される検出電圧vbが負
荷12に対する出力電圧■Oに比例した第2の過電流保
護電圧となる。
On the other hand, the voltage induced in the auxiliary winding 24 provided on the primary side of the transformer is rectified by a diode 25, and the rectified DC voltage by the diode 25 is divided by resistors 26 and 27, and then passed through a resistor 28 to a capacitor. 30 is charged, and the detected voltage vb charged in the capacitor 30 becomes a second overcurrent protection voltage proportional to the output voltage Φ to the load 12.

従って、変圧器の補助巻線24、ダイオード25、分圧
抵抗26,27、抵抗28及びコンデンサ30によって
負荷出力電圧VOに比例した第2の過電流保護電圧vb
を検出する第2の電圧検出回路が構成されることになる
Therefore, the auxiliary winding 24 of the transformer, the diode 25, the voltage dividing resistors 26, 27, the resistor 28 and the capacitor 30 create a second overcurrent protection voltage vb proportional to the load output voltage VO.
A second voltage detection circuit is constructed to detect the voltage.

抵抗16の両端に発生した負荷出力電流Ioに比例した
第1の過電流保護電圧Vaとコンデンサ30に充電され
た負荷出力電圧VOに比例した第2の過電流保護電圧v
bは差動アンプ32に入力され、差動アンプ32によっ
て両者の電圧差(Va−Vb)が検出される。差動アン
プ32の出力は基準電圧Vrlを設定したコンパレータ
20に入力され、コンパレータ20は差動アンプ32か
らの出力電圧(Va−Vb)が基準電圧■r1を越える
とHレベル出力をパルス幅制御回路34に出力し、コン
パレータ20からのHレベル出力を受けたパルス幅制御
回路34は三角波発振器36からの三角波発振信号に対
する比較基準レベルを可変してトランジスタ4に対する
パルス出力のパルス幅を狭めるように作動する。このよ
うなコンパレータ20の1−ルベル出力に基づいたパル
ス幅制御回路34による出力パルスのパルス幅を狭める
制御により、差動アンプ32の出力(Va−Vb)がコ
ンパレータ20の基準電圧Vr1で定まる一定値を保つ
パルス幅制御が過電流検出時に行なわれることとなる。
A first overcurrent protection voltage Va proportional to the load output current Io generated across the resistor 16 and a second overcurrent protection voltage V proportional to the load output voltage VO charged in the capacitor 30.
b is input to the differential amplifier 32, and the differential amplifier 32 detects the voltage difference between the two (Va-Vb). The output of the differential amplifier 32 is input to the comparator 20 which has set the reference voltage Vrl, and the comparator 20 controls the H level output by pulse width when the output voltage (Va-Vb) from the differential amplifier 32 exceeds the reference voltage ■r1. The pulse width control circuit 34 receives the H level output from the comparator 20 and changes the comparison reference level for the triangular wave oscillation signal from the triangular wave oscillator 36 to narrow the pulse width of the pulse output to the transistor 4. Operate. By controlling the pulse width of the output pulse by the pulse width control circuit 34 based on the 1-level output of the comparator 20, the output (Va-Vb) of the differential amplifier 32 is kept at a constant value determined by the reference voltage Vr1 of the comparator 20. Pulse width control to maintain the value will be performed when overcurrent is detected.

尚、パルス幅制御回路34に対しては出力電圧VOを入
力した増幅器13の出力が与えられており、増幅器13
は出力電圧VOと設定した基準電圧Vr2を比較し、増
幅器13の比較出力に基づいてパルス幅制御回路34は
出力電圧O@基準電圧Vr2で定まる一定電圧に保つよ
うにパルス幅制御を行なうようになる。また、増幅器1
3の出力は二次側からの出力となることからパルス幅制
御回路34内において一次側とのアイソレーションが施
されている。
Note that the pulse width control circuit 34 is supplied with the output of the amplifier 13 to which the output voltage VO is input;
compares the output voltage VO with the set reference voltage Vr2, and based on the comparison output of the amplifier 13, the pulse width control circuit 34 performs pulse width control to maintain the constant voltage determined by the output voltage O@reference voltage Vr2. Become. Also, amplifier 1
Since the output No. 3 is an output from the secondary side, it is isolated from the primary side within the pulse width control circuit 34.

次に、第1図の実施例の動作を説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained.

まず、負荷12に対する出力電流IOが規定電流以内と
なる定電圧動作時にあっては、差動アンプ32から得ら
れる出力電流IOに比例した第1の過電流保護電圧■a
と出力電圧■Oに比例した第2の過電流保護電圧Vbと
の差(Va−Vb)は、コンパレータ20に設定した基
準電圧Vr1以下におることから、コンパレータ20の
Hレベル出力としての過電流検出信号は得られず、パル
ス幅制御回路34は増幅器13に対する出力電圧VOを
基準電圧Vr2で定まる一定電圧となるようにトランジ
スタ4のパルス幅制御を行なっている。
First, during constant voltage operation when the output current IO to the load 12 is within the specified current, the first overcurrent protection voltage ■a proportional to the output current IO obtained from the differential amplifier 32
Since the difference (Va - Vb) between the output voltage and the second overcurrent protection voltage Vb proportional to the output voltage O is less than the reference voltage Vr1 set in the comparator 20, the overcurrent is detected as the H level output of the comparator 20. No detection signal is obtained, and the pulse width control circuit 34 controls the pulse width of the transistor 4 so that the output voltage VO to the amplifier 13 becomes a constant voltage determined by the reference voltage Vr2.

次に、負荷12側のショート等により出力電流IOが過
大に流れたとすると、出力電流IOの増加に伴い出力電
圧Voの電圧低下を起こす。このような過電流状態にお
ける出力電流の増加はカレントトランス15で検出され
、抵抗16の両端に生じている出力電流IOに比例した
第1の過電流検出電圧yaが増加し、同時に出力電圧V
Oの低下に伴い変圧器の一次側の補助巻線24の誘起電
圧も低下し、コンデンサ30に充電している出力電圧V
Oに比例した第2の過電流保進電圧vbは低下する。そ
の結果、差動アンプ32による電圧差(Va−Vb)が
増加してコンパレータ20の基準電圧Vr1を上回り、
コンパレータ20は過電流検出出力としてのHレベル出
力を生ずる。コンパレータ20からのHレベル出力を受
りたパルス幅制御回路34は、トランジスタ4に対する
パルス出力のパルス幅、即ちオン時間を狭めるように作
動し、出力電流IOが押えこまれる。このようにトラン
ジスタ4のオン時間を狭めるパルス幅制御は差動アンプ
32の出力(Va−Vb)がコンパレータ20の基準電
圧Vrlで定まる一定値を保持するようにパルス幅(オ
ン時間)が狭められることから、出力電流■0、即ち第
1の過電流検出電圧Vaの低下に追従して出力電圧VO
,即ち第2の過電流検出電圧vbを下げるパルス幅制御
が行なわれ、この結果、第2図に示す出力電圧VO及び
負荷電流IOが共に減少する所謂フの7特性に従った過
電流保護動作が行なわれることとなる。
Next, if the output current IO flows excessively due to a short circuit or the like on the load 12 side, the output voltage Vo will drop as the output current IO increases. An increase in the output current in such an overcurrent state is detected by the current transformer 15, and the first overcurrent detection voltage ya proportional to the output current IO occurring across the resistor 16 increases, and at the same time the output voltage V
As O decreases, the induced voltage in the auxiliary winding 24 on the primary side of the transformer also decreases, and the output voltage V charging the capacitor 30 decreases.
The second overcurrent holding voltage vb, which is proportional to O, decreases. As a result, the voltage difference (Va-Vb) caused by the differential amplifier 32 increases and exceeds the reference voltage Vr1 of the comparator 20,
Comparator 20 produces an H level output as an overcurrent detection output. The pulse width control circuit 34 that receives the H level output from the comparator 20 operates to narrow the pulse width of the pulse output to the transistor 4, that is, the on time, and the output current IO is suppressed. In this way, the pulse width control that narrows the on time of the transistor 4 narrows the pulse width (on time) so that the output (Va-Vb) of the differential amplifier 32 maintains a constant value determined by the reference voltage Vrl of the comparator 20. Therefore, the output voltage VO follows the decrease in the output current ■0, that is, the first overcurrent detection voltage Va.
, that is, pulse width control is performed to lower the second overcurrent detection voltage vb, and as a result, the overcurrent protection operation according to the so-called 7 characteristics in which both the output voltage VO and the load current IO shown in FIG. 2 decrease. will be carried out.

第3図は本発明の他の実施例を示した回路ブロック図で
あり、この実施例は第1図の実施例でカレントトランス
15の二次側に設けていたダイオード17を取り除くと
共に、補助巻線24側のコンデンサ30に対する充電抵
抗28を抵抗値の小さいものとするか、図示の点線で示
すように両端を短絡して取り除いたことを特徴とし他の
回路構成は第1図の実施例と同じになる。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing another embodiment of the present invention, and this embodiment removes the diode 17 provided on the secondary side of the current transformer 15 in the embodiment of FIG. The charging resistor 28 for the capacitor 30 on the line 24 side is either made with a small resistance value or is removed by shorting both ends as shown by the dotted line in the figure, and the other circuit configuration is the same as the embodiment shown in FIG. It will be the same.

この第3図の実施例は、パノノ電圧源1による入力電圧
の変動があっても差動アンプ32で取り出される差電圧
(Va−Vb)が影響を受けないようにしたことを特徴
とする。
The embodiment shown in FIG. 3 is characterized in that the differential voltage (Va-Vb) taken out by the differential amplifier 32 is not affected even if the input voltage from the pano voltage source 1 fluctuates.

即ら、カレントトランス15の二次側に整流ダイオード
がないため抵抗16の両端に生ずる出力電流ioに比例
した第1の過電流検出電圧aは、入力電圧[1の電圧変
動に比例した変化を起こす。
That is, since there is no rectifying diode on the secondary side of the current transformer 15, the first overcurrent detection voltage a, which is proportional to the output current io generated across the resistor 16, changes proportionally to the voltage fluctuation of the input voltage [1]. wake up

即ち、カレントトランス15の二次側に第1図の実施例
のようにダイオード17を設けていた場合には、第4図
に示すように、入力電圧が高いときにはオン時間7−o
nを狭めるようにトランジスタ4のパルス幅制御が行な
われ、一方、入力電圧が低いときにはオン時間Tonを
広げるようにトランジスタ4のパルス幅制御が行なわれ
ており、この入力端子の変動に伴うパルス幅制御が行な
われても抵抗16の両端にダイオード17による整流で
生ずる電圧Vaは出力電流IOに比例した一定電圧とな
る。
That is, when the diode 17 is provided on the secondary side of the current transformer 15 as in the embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIG.
The pulse width of the transistor 4 is controlled to narrow n. On the other hand, when the input voltage is low, the pulse width of the transistor 4 is controlled to widen the on time Ton. Even if control is performed, the voltage Va generated across the resistor 16 by rectification by the diode 17 remains a constant voltage proportional to the output current IO.

これに対し第3図の実施例に示すようにカレントトラン
ス15の二次側に設けているダイオード17を取り除い
た場合には、入力電圧源の電圧変動に対し第5図の信号
波形図に示すカレントトランス−次電流Icと二次電圧
Vaの変化を生ずる。
On the other hand, if the diode 17 provided on the secondary side of the current transformer 15 is removed as shown in the embodiment shown in FIG. 3, the signal waveform shown in FIG. Current transformer - causes changes in primary current Ic and secondary voltage Va.

即ち、カレントトランス15の一次電流ICについては
第4図と同じでおるが、二次電圧Vaについてはダイオ
ードを除いたことで直流分がないため、オン、オフ周期
T内におけるオン時間Tonとオフ時間T offの面
積が等しくなるようにO■に対する交流信号波形を生じ
、入力電圧が高くなることでオン時間TOnを狭めるパ
ルス幅制御が行なわれると、第5図の左側に示すように
二次電圧■aが上昇し、逆に入力電圧が低下してオン時
間Tonを広げるパルス幅制御が行なわれると第5図の
右側に示すように二次電圧Vaが低下するようになり、
この結果、入力電圧源の変動に比例した第1の過電流検
出電圧■aが得られる。
That is, the primary current IC of the current transformer 15 is the same as in FIG. 4, but the secondary voltage Va has no direct current component due to the removal of the diode, so the on time Ton and off time within the on/off period T are different. When the AC signal waveform for O■ is generated so that the area of time T off is equal, and pulse width control is performed to narrow the on time TOn as the input voltage increases, a secondary When the voltage ■a increases and conversely the input voltage decreases and pulse width control is performed to widen the on-time Ton, the secondary voltage Va begins to decrease as shown on the right side of FIG.
As a result, a first overcurrent detection voltage a that is proportional to fluctuations in the input voltage source is obtained.

一方、補助巻線24側に設けた抵抗28を小さい値とす
るか、若しくは点線で示すように短絡することで、コン
デンサ30に対する充電時定数を下げているため、コン
デンサ30に生ずる出力電圧VOに比例した第2の過電
流検出電圧vbは、入力電圧源1の電圧変動に追従した
変化を牛ザることとなる。この結果、差動アンプ32に
対する入力電圧Va及びvbが共に入力電圧源1の電y
工変動に追従した変化となり、差動アンプ32から出力
される差電圧(Va−Vb)は互いに補正され、入力電
圧源1の電圧変動を受けることがない。
On the other hand, by setting the resistor 28 provided on the auxiliary winding 24 side to a small value or short-circuiting it as shown by the dotted line, the charging time constant for the capacitor 30 is lowered, so that the output voltage VO generated at the capacitor 30 is reduced. The proportional second overcurrent detection voltage vb detects changes that follow voltage fluctuations of the input voltage source 1. As a result, the input voltages Va and vb to the differential amplifier 32 are both the voltage y of the input voltage source 1.
The voltage difference (Va-Vb) output from the differential amplifier 32 is mutually corrected and is not affected by the voltage fluctuation of the input voltage source 1.

第6図は本発明の他の実施例を示した回路図であり、こ
の実施例にあっては第1図の実施例に対し出力電流IO
に比例した電圧Vaを発生する力レントトランス15、
ダイオード7及び抵抗8による回路のマイナス側を入力
電圧源1のマイナス側から切り離し、プラス側を出力電
圧vOに比例した電圧を発生するコンデンサ13のプラ
ス側に接続し、カレントトランス15の二次回路のマイ
ナス側を差動アンプ32に入ツノして入力電圧源1に基
づいて作り出された基準電圧(補助電圧源)VF6との
電圧差(VF6−(Va −Vb))を取り出すように
したことを特徴とする。この差電圧は差動アンプ32の
基準電圧■3を取り除いて入力電圧源1のマイナス側に
直接接続することで差動アンプ32よりカレントトラン
ス15の二次側回路のマイナス側と入力電圧源1のマイ
ナス側との差電圧(Va−Vb)を直接作り出してコン
パレータ20に与えるようにしてもよい。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, in which the output current IO is different from the embodiment of FIG.
a power transformer 15 that generates a voltage Va proportional to
The negative side of the circuit consisting of the diode 7 and the resistor 8 is separated from the negative side of the input voltage source 1, and the positive side is connected to the positive side of a capacitor 13 that generates a voltage proportional to the output voltage vO, thereby forming a secondary circuit of the current transformer 15. The negative side of is input to the differential amplifier 32 to take out the voltage difference (VF6-(Va-Vb)) with the reference voltage (auxiliary voltage source) VF6 created based on the input voltage source 1. It is characterized by By removing the reference voltage 3 of the differential amplifier 32 and directly connecting it to the negative side of the input voltage source 1, this differential voltage is connected to the negative side of the secondary circuit of the current transformer 15 and the input voltage source 1 from the differential amplifier 32. It is also possible to directly generate a voltage difference (Va-Vb) with respect to the negative side of the voltage and apply it to the comparator 20.

第7図は本発明の他の実施例を示した回路図でおり、こ
の実施例は第6図の実施例に第3図に示した入力電圧源
1の電圧変動による影響を受けない回路を組合わせたも
ので、第6図の実施例に対しカレントトランス15の二
次側に設けていたダイオード17を取り除くと共に、補
助巻線側の抵抗28の抵抗値を小さくするか点線で示す
ように短絡して抵抗28を取り除いている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and this embodiment adds a circuit that is not affected by voltage fluctuations of the input voltage source 1 shown in FIG. 3 to the embodiment of FIG. 6. In this combination, the diode 17 provided on the secondary side of the current transformer 15 in the embodiment shown in FIG. The resistor 28 is removed by shorting it.

(発明の効果) 以上説明してきたように本発明によれば、負荷側で短絡
事故が起きたときには、出力電圧の低下に伴って出力電
流も低下する所謂フの7特性となる過電流保護特性を得
ることができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, when a short-circuit accident occurs on the load side, the overcurrent protection characteristic becomes the so-called 7 characteristics of "f" in which the output current also decreases as the output voltage decreases. can be obtained.

また、フの7特性となる過電流保護特性を得るための出
力電圧の検出につき、変圧器の一次側補助巻線から出力
電圧に比例した検出電圧を得ているため、カレントトラ
ンスによる出力電流に比例した検出電圧と共に過電流保
護動作のための検出電圧を全て一次側で検出することが
でき、変圧器による一次側と二次側の絶縁を損うことな
く、出力電流と出力電圧の検出電圧に基づいたフの7特
性となる過電流保護特性が実現され、一次側と二次側と
を分離するアイソレーション手段が特に必要ないことか
ら、回路構成も簡略化できる。
In addition, in detecting the output voltage to obtain the overcurrent protection characteristic (characteristic 7), since the detection voltage proportional to the output voltage is obtained from the primary side auxiliary winding of the transformer, the output current from the current transformer is The proportional detection voltage and the detection voltage for overcurrent protection operation can all be detected on the primary side, and the detection voltage of the output current and output voltage can be detected on the primary side without damaging the insulation between the primary and secondary sides by the transformer. The overcurrent protection characteristic of F7 based on the above is realized, and since there is no particular need for isolation means for separating the primary side and the secondary side, the circuit configuration can also be simplified.

更に、実施例特有の効果として、カレントトランスの二
次側検出回路に設けている整流用のダイオードを取り除
き、且つ補助巻線の整流電圧を充電するコンデンサの時
定数を小さくすることで、入力電圧源の電圧変動を受C
プない過電流保護動作のための差電圧を得ることができ
る。
Furthermore, as an effect unique to this embodiment, by removing the rectifying diode provided in the secondary side detection circuit of the current transformer and reducing the time constant of the capacitor that charges the rectified voltage of the auxiliary winding, the input voltage can be reduced. Accepts source voltage fluctuations
It is possible to obtain a differential voltage for no overcurrent protection operation.

また、実施例特有の効果として、入力電圧源のマイナス
側又は入力電圧源に基づいて作った補助電圧源としての
基準電圧のプラス側という固定電位を基準にして出力電
流に比例した検出電圧と出力電圧に比例した検出電圧と
の差電圧で与えられる過電流検出電圧が得られるため、
パルス幅制御回路との接続を容易に行なうことができる
In addition, as an effect specific to the embodiment, the detection voltage and output are proportional to the output current based on the fixed potential of the negative side of the input voltage source or the positive side of the reference voltage as an auxiliary voltage source created based on the input voltage source. Since the overcurrent detection voltage given by the difference voltage with the detection voltage proportional to the voltage can be obtained,
Connection with a pulse width control circuit can be easily made.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第2図は第
1図の実施例で得られる過電流保護特性を示したグラフ
図、第3図は本発明の他の実施例を示した回路図、第4
図は第1図の実施例における入力電圧源の電圧変動に対
するパルス幅制御で17られるカレントトランス−次電
流Tcと二次整流電圧Vcの関係を示した信号波形図、
第5図は第3図の実施例でカレントトランスの二次側の
ダイオードを取り除いたときの入力電圧源の変動に伴う
パルス幅制御にお(プるカレン1ヘトランス−次電流I
Cと二次整流電圧VCの関係を示した信号波形図、第6
,7図は本発明の他の実施例を示した回路図、第8図は
従来例を示した回路図、第9図は従来例のパルス幅制御
による二次巻線電圧Vi眠二次巻線電流Iin及び平滑
回路電流Idを示した信号波形図である。 1:入力電圧源 2:変圧器 3ニー次巻線 4:トランジスタ 5:二次巻線 8.9.17,25:ダイオード 10:チョークコイル 11.30:コンデンサ 13:増幅器 15:カレントトランス 16.26,27,28:抵抗 20:コンパレータ 32:差動アンプ 34:パルス幅制御回路 36:三角波発振器
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a graph showing overcurrent protection characteristics obtained in the embodiment of Fig. 1, and Fig. 3 is another embodiment of the present invention. Circuit diagram showing 4th
The figure is a signal waveform diagram showing the relationship between the current transformer secondary current Tc and the secondary rectified voltage Vc, which are controlled by pulse width control with respect to voltage fluctuations of the input voltage source in the embodiment of FIG.
Figure 5 shows the pulse width control according to fluctuations in the input voltage source when the diode on the secondary side of the current transformer is removed in the embodiment shown in Figure 3.
Signal waveform diagram showing the relationship between C and secondary rectified voltage VC, No. 6
, 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional example, and FIG. 9 is a circuit diagram showing the secondary winding voltage Vi due to pulse width control in the conventional example. It is a signal waveform diagram showing line current Iin and smoothing circuit current Id. 1: Input voltage source 2: Transformer 3 Secondary winding 4: Transistor 5: Secondary winding 8.9.17, 25: Diode 10: Choke coil 11. 30: Capacitor 13: Amplifier 15: Current transformer 16. 26, 27, 28: Resistor 20: Comparator 32: Differential amplifier 34: Pulse width control circuit 36: Triangular wave oscillator

Claims (1)

【特許請求の範囲】 二次側の負荷出力電圧を一定電圧に保つように変圧器で
絶縁された一次巻線をスイッチング素子によりパルス幅
制御するスイッチングレキュレータに於いて、 前記一次巻線に直列接続されたカレントトランスの検出
電圧に基づいて負荷出力電流に比例した第1の過電流保
護電圧を検出する第1の電圧検出回路と、前記変圧器の
一次側補助巻線に誘起された電圧に基づいて負荷出力電
圧に比例した第2の過電流保護電圧を検出する第2の電
圧検出回路と、前記第1及び第2の過電流保護電圧の電
圧差を一定値に保つように前記スイッチング素子のパル
ス幅を制御する過電流制御回路とを備えたことを特徴と
するスイッチングレギュレータの過電流保護回路。 (2)前記第1の電圧検出回路は前記カレントトランス
の検出電圧をダイオードで整流して直流電圧に変換する
回路を備え、前記第2の電圧検出回路は前記一次側補助
巻線に誘起された電圧を整流した後にコンデンサに充電
し、該コンデンサ充電電圧を出力する回路を備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスイッチング
レギュレータの過電流保護回路。 (3)前記第1の電圧検出回路は前記カレントトランス
の検出電圧をそのまま出力する回路を備え、前記第2の
電圧検出回路は前記一次側補助巻線の誘起電圧を整流し
た後に所定の分圧電圧に変換してコンデンサに充電し、
該コンデンサ充電電圧を出力する回路を備えたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のスイッチングレギ
ュレータの過電流保護回路。
[Scope of claims] In a switching regulator that controls the pulse width of a primary winding insulated by a transformer using a switching element so as to maintain a load output voltage on the secondary side at a constant voltage, a first voltage detection circuit that detects a first overcurrent protection voltage proportional to the load output current based on a detected voltage of a connected current transformer; a second voltage detection circuit that detects a second overcurrent protection voltage proportional to the load output voltage based on the load output voltage; and a switching element configured to maintain a voltage difference between the first and second overcurrent protection voltages at a constant value. An overcurrent protection circuit for a switching regulator, comprising an overcurrent control circuit that controls the pulse width of the switching regulator. (2) The first voltage detection circuit includes a circuit that rectifies the detected voltage of the current transformer with a diode and converts it into a DC voltage, and the second voltage detection circuit includes a circuit that rectifies the detected voltage of the current transformer and converts it into a DC voltage, and the second voltage detection circuit includes a circuit that converts the detected voltage of the current transformer into a DC voltage. 2. The overcurrent protection circuit for a switching regulator according to claim 1, further comprising a circuit that charges a capacitor after rectifying the voltage and outputs the capacitor charging voltage. (3) The first voltage detection circuit includes a circuit that outputs the detected voltage of the current transformer as it is, and the second voltage detection circuit rectifies the induced voltage of the primary side auxiliary winding and then converts it to a predetermined divided voltage. Convert it to voltage and charge the capacitor,
The overcurrent protection circuit for a switching regulator according to claim 1, further comprising a circuit that outputs the capacitor charging voltage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02133067A (en) * 1988-11-11 1990-05-22 Nichicon Corp Switching power supply

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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