JP3327360B2 - スイッチング電源回路の過電流保護装置 - Google Patents

スイッチング電源回路の過電流保護装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源回路の
過電流保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源回路は図2に示
すように、整流回路1からスイッチングトランス2の1
次巻線3を介してスイッチング用FET30のドレイン
に直流電圧が印加され、スイッチング用FET30は発
振器27の制御パルスによって所定のタイミングでオン
オフされ、スイッチングトランス2の1次側に流れる電
流によって励起された起電力が2次巻線5により取り出
され、整流回路9で直流電圧に変換され出力端子10を
介して負荷側に電源を供給するようにしていた。また、
3次巻線6に生じた誘導起電力をダイオード7とコンデ
ンサ8とで直流電圧に変換し、発振器27の駆動用電源
として供給し、整流回路1から起動用抵抗器4を介して
発振器27に直流電圧を供給できるようにして、電源投
入時に発振器27を発振させることができるようにして
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来例にお
いては、例えば、出力端子33に接続された負荷回路が
故障等により短絡し、負荷側に過電流が流れることによ
って負荷回路の故障範囲を拡大し、あるいは過電流のた
めスイッチング電源回路が故障するといった問題があっ
た。また、負荷側に生じる短絡等のモードは、短絡状態
により挙動が色々であり、一時的に過電流が流れ、その
後流れる電流が減少する場合もあり、このような場合に
も継続的に出力を停止して回路を保護することができる
スイッチング電源回路の過電流保護装置の開発が要望さ
れていた。本発明は上記のような問題に鑑みてなされた
発明であり、2次側の過電流を検出し、過電流が一時的
なものであっても出力を継続的に停止して、回路を保護
することが可能であると共に、電源投入時にオン状態に
ならないようにされたスイッチング電源回路の過電流保
護装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願第一の発明は、スイ
ッチングトランスの1次側に発振手段を設け、2次側よ
り前記発振手段で発振させた出力を取り出して直流電圧
に変換して出力するスイッチング電源回路において、2
次側に設けられた過電流検出手段が、スイッチ用トラン
ジスタと、スイッチ用トランジスタのベースにアノード
が接続され、カソードを第1の抵抗器を介してアースに
接続された第1のダイオードと、スイッチングトランス
の2次側の直流出力回路にカソード側が接続され、アノ
ードを前記第1の抵抗器に接続した第1のツェーナダイ
オードとからなるスイッチ用トランジスタのベース制御
回路と、スイッチ用トランジスタのエミッタとアース間
に接続された充放電用コンデンサと、前記直流出力回路
の分圧点にアノードが接続され、カソードを前記エミッ
タに接続した第1のサイリスタと、スイッチングトラン
スの2次側の直流出力回路にカソード側が接続され、ア
ノードを前記第1のサイリスタのゲートに接続した第2
のツェーナダイオードとからなるスイッチ用トランジス
タのエミッタ制御回路と、スイッチ用トランジスタのコ
レクタとアース間に接続されたホトカプラで構成された
出力手段とからなり、当該過電流検出手段で2次側回路
の過電流を検出して前記出力手段を介して前記1次側の
発振手段に帰還させて、当該発振手段の発振を停止させ
と共に前記第1のツェーナダイオードのツェーナ電圧
を前記第2のツェーナダイオードのツェーナ電圧より低
くして、電源投入時に前記スイッチ用トランジスタがオ
ン状態にならないようにしたことを特徴とする。
【0005】本願第2の発明は、前記発振手段が、電源
入力回路に対して第2の起動用抵抗器を介して接続され
ると共に、前記スイッチングトランスの3次巻線に設け
られた電源供給回路に接続された発振器と、ドレインを
スイッチングトランスの一次巻線を介して電源入力回路
に接続し、ソース側をアースとし、ゲートを前記発振器
に接続したスイッチ用FETと、ゲートが前記ホトカプ
ラの出力側に接続され、カソードがアースに接続され、
アノードが前記スイッチ用FETのゲート側に接続され
た第2のサイリスタとからなることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明は上記した構成により、通常は第1のサ
イリスタのアノードに接続している直流出力回路の分圧
点の電圧を調整して、スイッチ用トランジスタのエミッ
タの電圧をベースの電圧より低くして、スイッチ用トラ
ンジスタをオフ状態にしている。スイッチングトランス
の2次側の直流出力回路に接続されている負荷側に短絡
等が生じて過電流が流れた場合、直流出力回路の電圧が
低下して第1のツェーナダイオードにツェーナ電流が流
れなくなり、スイッチ用トランジスタのベース電圧が低
下して、スイッチ用トランジスタがオン状態となってホ
トカプラに電流が流れ、ホトカプラをオン状態にするた
め、スイッチ用FETのゲートに接続された第2のサイ
リスタをオン状態とし、スイッチ用FETの動作が停止
されてスイッチング回路のオンオフが停止状態となり、
スイッチング電源回路の出力が停止するため回路を保護
することが可能となる。また、サイリスタは所要電流が
流れると、そのまま電流が流れ続ける状態にラッチされ
るため、スイッチング電源回路の出力停止状態が維持さ
れ継続的に回路を保護することが可能となる。
【0007】
【実施例】以下、実施例について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示す、スイッチング電
源回路の過電流保護装置のブロック図であり、図中、図
2で示したものと同一のものは同一の符号で示してい
る。先ず1次側に設けられた発振手段等の回路について
説明する。整流回路1では交流入力を直流電圧に変換し
スイッチングトランス2の1次側巻線3の一端に入力
し、1次側巻線3の他端をスイッチ用FET30のドレ
インに接続し、FET30のカソードを電流制限用抵抗
器32を介してアースに接続している。
【0008】また、整流回路1から起動用抵抗器4を介
して発振器27に電源を供給して、発振器27を起動さ
せて発振させ、入力用抵抗器31を介してFET30の
ゲートに発振信号を入力してFET30をオンオフさ
せ、FET30のオンオフにより1次側巻線3に電流を
流して、スイッチングトランス2の2次巻線5及び3次
巻線6に電圧を励起させる。スイッチングトランス2の
3次巻線6に励起された電圧は、ダイオード7及びコン
デンサ8で直流電圧に変換して発振器27に駆動電源と
して供給し、起動時を除いて通常動作時はこの駆動電源
により発振器27を発振させる。2次巻線5に励起され
た電圧は、ダイオード及びコンデンサで構成された整流
回路9で直流電圧に変換され、整流回路9の等価抵抗器
10を経て出力端子33を介して出力され、同出力を例
えばレギュレータ回路等を介して負荷側に電源として供
給する。
【0009】次に、2次側に設けられた過電流検出手段
について説明する。整流回路9からの直流出力回路に電
流制限用抵抗器11を介してツェーナダイオード12の
カソードに接続し、ツェーナダイオード12のアノード
をバイアス用抵抗器13を介してアースに接続し、ツェ
ーナダイオード12にツェーナ電流を流して、抵抗器1
3に生ずる電圧をバイアス電圧として逆流電流防止用の
ダイオード14を介してスイッチ用トランジスタ15の
ベースに加えている。整流回路9からの直流出力回路と
アース間を直列にした抵抗器17及び抵抗器18で接続
して直流電圧を分圧し、この分圧点にサイリスタ19の
アノードを接続し、サイリスタ19のカソードをトラン
ジスタ15のエミッタに接続すると共に、トランジスタ
15のエミッタとアース間に充放電用コンデンサ22を
接続している。整流回路9からの直流出力回路から電流
制限用抵抗器16を介してツェーナダイオード20のカ
ソードに接続し、ツェーナダイオード20のアノードを
サイリスタ19のゲートに接続し、サイリスタ19のゲ
ートとカソード間にバイアス用抵抗器21を接続し、ツ
ェーナダイオード20を介してツェーナ電流を抵抗器2
1に流してサイリスタ19をオンさせ、抵抗器17と抵
抗器18の分圧点からサイリスタ19を介して充放電用
コンデンサ22に充電電流を流して、充放電用コンデン
サ22を充電する。
【0010】例えば、ツェーナダイオード12のツェー
ナ電圧をツェーナダイオード20のツェーナ電圧より低
くして、電源投入時にツェーナダイオード12にツェー
ナダイオード20より速くツェーナ電流が流れるように
して、トランジスタ15のエミッタ電圧より先にベース
電圧が上がるようにして、トランジスタ15がオン状態
にならないようにする。抵抗器17と抵抗器18の分圧
点の電圧を選択して、充放電用コンデンサ22に充電さ
れる電圧がトランジスタ15のベースに加わる電圧より
低くなるようにして、トランジスタ15をオフ状態に維
持できるようにしている。
【0011】出力端子33に接続されている負荷側に短
絡等の異常が生じ、スイッチングトランス2の2次側の
直流出力回路に過電流が流れた場合、直流出力回路の電
圧が等価抵抗器10により低下してツェーナダイオード
12にツェーナ電流が流れなくなり、トランジスタ15
のベース電圧が低下して、トランジスタ15がオン状態
となる。トランジスタ15のコレクタはホトカプラ25
のホトダイオード23を介してアースに接続してあり、
トランジスタ15のコレクタ電流によりホトダイオード
23を発光させて信号を出力する。発振器27への電源
供給回路から電流制限用抵抗器26を介してホトカプラ
25のホトトランジスタ24のコレクタに接続し、ホト
トランジスタ24のエミッタはサイリスタ28のゲート
に接続し、サイリスタ28のカソードはアースに接続
し、サイリスタ28のアノードは発振器27の発振信号
の出力端子に接続し、サイリスタ28のゲートとカソー
ド間にバイアス用抵抗器29を接続している。
【0012】ホトカプラ25のホトトランジスタ24は
ホトダイオード23の発光により導通してバイアス用抵
抗器29に電流が流れ、サイリスタ28をバイアスする
ためサイリスタ28を導通状態にする。サイリスタ28
が導通すると、発振器27の発振信号の出力端子をアー
スするため、FET30のオンオフのスイッチ動作が停
止されスイッチング電源回路の出力が停止するため、負
荷側への電源の供給を停止して負荷回路の故障範囲の拡
大を防止すると共に、過電流によりスイッチング電源回
路が故障しないように保護することができる。出力端子
33に接続されている負荷側に生じる短絡等のモード
は、短絡状態により挙動が色々であり、一時的に過電流
が流れ、その後流れる電流が減少する場合もあるが、サ
イリスタ28は所要電流が流れると、そのまま電流が流
れ続ける状態にラッチされるため、スイッチング電源回
路の出力停止状態が維持され継続的に回路を保護するこ
とが可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ツェーナダイオード12のツェーナ電圧をツェーナダイ
オード20のツェーナ電圧より低くして、電源投入時に
ツェーナダイオード12にツェーナダイオード20より
速くツェーナ電流が流れるようにした。そして、2次側
に設けられたスイッチ用トランジスタ15等で構成され
た過電流検出手段で2次側の直流出力回路の過電流を検
出して、検出信号をホトカプラ25及びサイリスタ28
を介して信号を帰還させ、1次側に設けられたFET3
0及び発振器27等で構成された発振手段の発振を停止
するようにしている。従って、トランジスタ15のエミ
ッタ電圧より先にベース電圧が上がるようにして、電源
投入時にトランジスタ15がオン状態にならないように
することが可能であると共に、2次側の過電流を検出
し、過電流が一時的なものであってもサイリスタ28に
より発振停止状態が維持されるため、出力を継続的に停
止して、回路を保護することが可能なスイッチング電源
回路の過電流保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す、スイッチング電源回
路の過電流保護装置のブロック図である。
【図2】従来のスイッチング電源回路のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 整流回路 2 トランス 3 一次巻線 4 抵抗器 5 2次巻線 6 3次巻線 7 ダイオード 8 コンデンサ 9 整流回路 10 抵抗器 11 抵抗器 12 ツェナーダイオード 13 抵抗器 14 ダイオード 15 トランジスタ 16 抵抗器 17 抵抗器 18 抵抗器 19 サイリスタ 20 ツェナーダイオード 21 抵抗器 22 コンデンサ 23 ホトダイオード 24 ホトトランジスタ 25 ホトカプラ 26 抵抗器 27 発振器 28 サイリスタ 29 抵抗器 30 FET 31 抵抗器 32 抵抗器 33 出力端子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチングトランスの1次側に発振手
    段を設け、2次側より前記発振手段で発振させた出力を
    取り出して直流電圧に変換して出力するスイッチング電
    源回路において、2次側に設けられた過電流検出手段
    が、スイッチ用トランジスタと、スイッチ用トランジス
    タのベースにアノードが接続され、カソードを第1の抵
    抗器を介してアースに接続された第1のダイオードと、
    スイッチングトランスの2次側の直流出力回路にカソー
    ド側が接続され、アノードを前記第1の抵抗器に接続し
    た第1のツェーナダイオードとからなるスイッチ用トラ
    ンジスタのベース制御回路と、スイッチ用トランジスタ
    のエミッタとアース間に接続された充放電用コンデンサ
    と、前記直流出力回路の分圧点にアノードが接続され、
    カソードを前記エミッタに接続した第1のサイリスタ
    と、スイッチングトランスの2次側の直流出力回路にカ
    ソード側が接続され、アノードを前記第1のサイリスタ
    のゲートに接続した第2のツェーナダイオードとからな
    るスイッチ用トランジスタのエミッタ制御回路と、スイ
    ッチ用トランジスタのコレクタとアース間に接続された
    ホトカプラで構成された出力手段とからなり、当該過電
    流検出手段で2次側回路の過電流を検出して前記出力手
    段を介して前記1次側の発振手段に帰還させて、当該発
    振手段の発振を停止させるスイッチング電源回路の過電
    流保護装置であって、前記第1のツェーナダイオードの
    ツェーナ電圧を前記第2のツェーナダイオードのツェー
    ナ電圧より低くして、電源投入時に前記スイッチ用トラ
    ンジスタがオンしないようにしたことを特徴とするスイ
    ッチング電源回路の過電流保護装置。
  2. 【請求項2】前記発振手段が、電源入力回路に対して第
    2の起動用抵抗器を介して接続されると共に、前記スイ
    ッチングトランスの3次巻線に設けられた電源供給回路
    に接続された発振器と、ドレインをスイッチングトラン
    スの一次巻線を介して電源入力回路に接続し、ソース側
    をアースとし、ゲートを前記発振器に接続したスイッチ
    用FETと、ゲートが前記ホトカプラの出力側に接続さ
    れ、カソードがアースに接続され、アノードが前記スイ
    ッチ用FETのゲート側に接続された第2のサイリスタ
    とからなることを特徴とする請求項1記載のスイッチン
    グ電源回路の過電流保護装置。
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