JPH05146146A - Switching power source device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To correct fluctuation in an input voltage and to reduce an irregularity in an overcurrent protection starting point due to the fluctuation in the voltage by superposing a voltage obtained by dividing the input voltage by an overcurrent detecting resistor and a correcting resistor on a voltage across the resistor connected in series with a switching element. CONSTITUTION:A correcting resistor R2 20 is connected between a connector of a MOSFET 4 and a resistor R1 6 and the opposite side of a primary winding of a transformer 2 to the MOSFET 4. Here, when an input voltage V1 falls, a switching frequency is reduced, and a peak value of a drain current I1 is raised with respect to the same output current I2. Accordingly, a voltage V0 across the resistor R1 6 and a voltage across the resistor R2 20 cancel the variation in the voltage V1. Therefore, if the values of both the resistors R1 6 and R2 20 are suitably selected, the voltage V0 across the resistor R1 6 can be set to almost no variation with respect to the fluctuation in the voltage V1, and an irregularity in an overcurrent protection starting point due to the fluctuation in the voltage V1 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング電源装
置に関し、より具体的には、その過電流保護回路の改良
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to improvement of an overcurrent protection circuit thereof.

【従来の技術】[Prior Art]

【０００２】図４は、従来のスイッチング電源装置の一
例を示す回路図である。このスイッチング電源装置は、
自励かつフライバック方式（即ちＲＣＣ方式）のものの
例であり、トランス２の一次巻線２ａにスイッチング素
子としてのＭＯＳＦＥＴ４を直列接続し、同トランス２
のベース巻線２ｃの出力をコンデンサ１２および抵抗１
４を介してこのＭＯＳＦＥＴ４のゲートに帰還させて発
振させるよう構成されている。１６は起動抵抗である。
そして、ＭＯＳＦＥＴ４のオフ時に、トランス２内の蓄
積エネルギーを、二次巻線２ｂからダイオード１８を介
して直流出力として取り出す。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply device. This switching power supply is
This is an example of a self-excited and flyback type (that is, RCC type), in which a MOSFET 4 as a switching element is connected in series to the primary winding 2a of the transformer 2,
The output of the base winding 2c of the capacitor 12 and the resistor 1
It is configured to be fed back to the gate of the MOSFET 4 via 4 to oscillate. Reference numeral 16 is a starting resistor.
Then, when the MOSFET 4 is turned off, the stored energy in the transformer 2 is taken out as a DC output from the secondary winding 2b via the diode 18.

【０００３】また、過電流保護回路として、ＭＯＳＦＥ
Ｔ４に直列に挿入された抵抗６、それに並列接続された
コンデンサ８、この抵抗６の両端の電圧Ｖ₀が所定値以
上になるとオンしてＭＯＳＦＥＴ４のゲート回路をバイ
パスするトランジスタ１０等を備えている。Further, as an overcurrent protection circuit, MOSFE
It includes a resistor 6 inserted in series with T4, a capacitor 8 connected in parallel to it, a transistor 10 that is turned on when the voltage V ₀ across the resistor 6 exceeds a predetermined value, and bypasses the gate circuit of the MOSFET 4. .

【０００４】上記のようなスイッチング電源装置におい
ては、出力電流Ｉ₂が規格以上に増大すると、ＭＯＳＦ
ＥＴ４に流れるドレイン電流Ｉ₁ が増大し、抵抗６の両
端の電圧Ｖ₀ が上昇し、トランジスタ１０がオンしてＭ
ＯＳＦＥＴ４のゲート回路をバイパスし、その結果ＭＯ
ＳＦＥＴ４が強制的にオフされ、これによって過電流保
護が行われる。In the switching power supply device as described above, when the output current I ₂ exceeds the standard, the MOSF
The drain current I ₁ flowing through ET4 increases, the voltage V ₀ across the resistor 6 increases, the transistor 10 turns on, and M
Bypass the gate circuit of OSFET4, resulting in MO
SFET4 is forced off, which provides overcurrent protection.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記スイッ
チング電源装置においては、出力電流Ｉ₂ の規格が同じ
でも、実際上は入力電圧Ｖ₁ の変動によってドレイン電
流Ｉ₁ のピーク値が変動するので、例えば図５に示すよ
うに、過電流保護開始点が大きくばらつくという問題が
ある。However, in the above switching power supply device, the peak value of the drain current I ₁ actually fluctuates due to the fluctuation of the input voltage V ₁ even if the standard of the output current I ₂ is the same. For example, as shown in FIG. 5, there is a problem that the overcurrent protection starting point greatly varies.

【０００６】例えば、図のような自励式の場合は入力電
圧Ｖ₁ が低下するとスイッチング周波数が低くなり、同
じ出力電流Ｉ₂ に対してはドレイン電流Ｉ₁ のピーク値
が高くなるため、トランジスタ１０が早くオンするよう
になり、過電流保護開始点は低い方へずれる。また、ド
レイン電流Ｉ₁ の傾きも小さくなるため、誤動作防止用
のコンデンサ８のインピーダンスが大きくなる等の影響
で、ますます入力電圧Ｖ₁ の変動による過電流保護開始
点のばらつきが大きくなる。入力電圧Ｖ₁ が上昇した場
合は上記とは逆になる。For example, in the case of the self-excited type as shown in the figure, the switching frequency decreases as the input voltage V ₁ decreases, and the peak value of the drain current I ₁ increases for the same output current I ₂ . Turns on faster, and the overcurrent protection start point shifts to the lower side. Further, since the slope of the drain current I ₁ is also small, the impedance of the malfunction preventing capacitor 8 is increased, and the variation of the input voltage V ₁ further increases the variation of the overcurrent protection starting point. When the input voltage V ₁ rises, the opposite is true.

【０００７】そこでこの発明は、入力電圧の変動による
過電流保護開始点のばらつきを小さくすることを主たる
目的とする。Therefore, the main object of the present invention is to reduce the variation of the overcurrent protection starting point due to the variation of the input voltage.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のスイッチング電源装置は、前記スイッチ
ング素子と抵抗との接続部と、前記トランスの一次巻線
の非スイッチング素子側との間に、補正抵抗を接続した
ことを特徴とする。In order to achieve the above object, a switching power supply device of the present invention is provided between a connecting portion of the switching element and a resistor and a non-switching element side of a primary winding of the transformer. , And a correction resistor is connected.

【０００９】[0009]

【作用】上記構成によれば、スイッチング素子に直列接
続された抵抗の両端の電圧は、スイッチング素子に流れ
る電流による電圧に、入力電圧を当該抵抗と補正抵抗と
で分圧した電圧が重畳された形となり、両電圧は入力電
圧の変動に対しては互いに逆方向に変動するので、入力
電圧の変動分を互いにキャンセルし合うようになる。そ
の結果、入力電圧の変動による過電流保護開始点のばら
つきが小さくなる。According to the above construction, the voltage across the resistor connected in series with the switching element is the voltage due to the current flowing through the switching element, which is the voltage obtained by dividing the input voltage by the resistor and the correction resistor. Since the two voltages fluctuate in the opposite directions with respect to the fluctuation of the input voltage, the fluctuations of the input voltage cancel each other. As a result, variations in the starting point of overcurrent protection due to variations in the input voltage are reduced.

【００１０】[0010]

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るスイッチ
ング電源装置を示す回路図である。図４の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. The same or corresponding portions as those of the conventional example in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the differences from the conventional example will be mainly described below.

【００１１】この実施例においては、前述したようなＭ
ＯＳＦＥＴ４と抵抗６との接続部と、トランス２の一次
巻線２ａのＭＯＳＦＥＴ４とは反対側との間に、補正抵
抗２０を接続している。In this embodiment, M as described above is used.
A correction resistor 20 is connected between the connection between the OSFET 4 and the resistor 6 and the opposite side of the primary winding 2a of the transformer 2 from the MOSFET 4.

【００１２】このようにすると、抵抗６の値をＲ₁ 、抵
抗２０の値をＲ₂ とした場合、抵抗６の両端の電圧Ｖ₀
は、簡単に言うと、重ね合わせの理より次式のようにな
る。 Ｖ₀ ＝Ｉ₁ Ｒ₁ ＋Ｖ₁ Ｒ₁ ／（Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ）With this arrangement, when the value of the resistor 6 is R ₁ and the value of the resistor 20 is R ₂ , the voltage V ₀ across the resistor 6 is _0.
In short, the following formula is derived from the theory of superposition. V ₀ = I ₁ R ₁ + V ₁ R ₁ / (R ₁ + R ₂ )

【００１３】ここでドレイン電流Ｉ₁ のピーク値は、前
述したように、入力電圧Ｖ₁ の変動とは逆の関係に変動
する（即ち、入力電圧Ｖ₁ が上昇するとドレイン電流Ｉ
₁ のピーク値は低くなり、入力電圧Ｖ₁ が低下するとド
レイン電流Ｉ₁ のピーク値は高くなる）ので、上記式の
第１項と第２項は入力電圧Ｖ₁ の変動に対しては逆方向
に変動し、入力電圧Ｖ₁ の変動分を互いにキャンセルし
合うようになる。[0013] Here, the peak value of the drain current I _1, as described above, varies inversely related to the variation of the input voltages V ₁ (i.e., the drain current I when the input voltages V ₁ rises
The peak value of ₁ becomes low, and the peak value of the drain current I ₁ becomes high as the input voltage V ₁ decreases. Therefore, the first and second terms in the above equation are opposite to the fluctuation of the input voltage V _1. And the fluctuations in the input voltage V ₁ cancel each other out.

【００１４】従って、両抵抗６、２０の値を適当に選べ
ば、入力電圧Ｖ₁ の変動に対しては、抵抗６の両端の電
圧Ｖ₀ が殆ど変動しないようにすることができ、その結
果、例えば図２に示すように、入力電圧Ｖ₁ の変動によ
る過電流保護開始点のばらつきを小さくすることができ
る。しかも、過電流保護開始点のばらつきを小さくする
ことにより、過電流保護開始点を低く設定することがで
きるので、他の部品への過電流による影響を小さくする
ことができるという効果も得られる。Therefore, by properly selecting the values of the resistors 6 and 20, it is possible to make the voltage V ₀ across the resistor 6 hardly change with respect to the change of the input voltage V _1. For example, as shown in FIG. 2, it is possible to reduce the variation of the overcurrent protection starting point due to the variation of the input voltage V ₁ . Moreover, since the start point of the overcurrent protection can be set low by reducing the variation in the start point of the overcurrent protection, the effect of overcurrent on other components can be reduced.

【００１５】なお、自励式、他励式を問わず、トランス
２の一次側には通常は起動抵抗が設けられているので、
例えば入力電圧Ｖ₁ が高いような場合、図３に示す実施
例のように、起動抵抗を二つの互いに直列接続された起
動抵抗１６ａ、１６ｂで構成して、両者の中間に前述し
たような補正抵抗２０を接続しても良い。Incidentally, since the primary side of the transformer 2 is usually provided with a starting resistance regardless of whether it is a self-excited type or a separately excited type,
For example, when the input voltage V ₁ is high, as in the embodiment shown in FIG. 3, the starting resistor is composed of two starting resistors 16a and 16b connected in series, and the above-described correction is performed in the middle of the two. The resistor 20 may be connected.

【００１６】但し、抵抗６の両端の電圧Ｖ₀ に基づいて
ＭＯＳＦＥＴ４を強制的にオフさせる回路は、上記例の
ようなものに限定されるものではない。However, the circuit for forcibly turning off the MOSFET 4 based on the voltage V ₀ across the resistor 6 is not limited to the circuit as in the above example.

【００１７】また、スイッチング素子には、上記のよう
なＭＯＳＦＥＴ４の代わりにトランジスタを用いても良
い。A transistor may be used as the switching element instead of the MOSFET 4 as described above.

【００１８】また、この発明は、上記例のようなフライ
バック方式に限定されるものではなく、フォワード方式
にも勿論適用することができる。また、発振方式は、自
励式、他励式を問わない。Further, the present invention is not limited to the flyback system as in the above example, but can be applied to the forward system. Further, the oscillation system may be either a self-excited type or a separately excited type.

【００１９】[0019]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、入力電
圧の変動による過電流保護開始点のばらつきを、極めて
簡単な構成でかつ確実に、小さくすることができる。そ
の結果例えば、過電流保護開始点を低く設定することが
できるので、他の部品への過電流による影響を小さくす
ることができる。As described above, according to the present invention, the variation of the overcurrent protection starting point due to the variation of the input voltage can be surely reduced with a very simple structure. As a result, for example, the starting point of overcurrent protection can be set low, so that the influence of overcurrent on other components can be reduced.

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

【図１】 この発明の一実施例に係るスイッチング電源
装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図２】 図１のスイッチング電源装置の過電流保護特
性の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of overcurrent protection characteristics of the switching power supply device of FIG.

【図３】 この発明の他の実施例に係るスイッチング電
源装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to another embodiment of the present invention.

【図４】 従来のスイッチング電源装置の一例を示す回
路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply device.

【図５】 図４のスイッチング電源装置の過電流保護特
性の一例を示す図である。5 is a diagram showing an example of overcurrent protection characteristics of the switching power supply device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ トランス ２ａ 一次巻線 ４ ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子） ６ 抵抗 １０ トランジスタ １６，１６ａ，１６ｂ 起動抵抗 ２０ 補正抵抗 2 transformer 2a primary winding 4 MOSFET (switching element) 6 resistance 10 transistors 16, 16a, 16b start-up resistance 20 correction resistance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 トランスの一次巻線にスイッチング素子
および抵抗を互いに直列接続し、この抵抗の両端の電圧
に基づいてスイッチング素子を強制的にオフさせるよう
に構成されたスイッチング電源装置において、前記スイ
ッチング素子と抵抗との接続部と、前記トランスの一次
巻線の非スイッチング素子側との間に、補正抵抗を接続
したことを特徴とするスイッチング電源装置。1. A switching power supply device configured to connect a switching element and a resistor to a primary winding of a transformer in series with each other, and forcibly turn off the switching element based on a voltage across the resistor. A switching power supply device characterized in that a correction resistor is connected between a connecting portion between the element and the resistor and a non-switching element side of the primary winding of the transformer.