JPH05276739A - シリーズレギュレータの保護回路 - Google Patents

シリーズレギュレータの保護回路

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JPH05276739A
JPH05276739A JP6570492A JP6570492A JPH05276739A JP H05276739 A JPH05276739 A JP H05276739A JP 6570492 A JP6570492 A JP 6570492A JP 6570492 A JP6570492 A JP 6570492A JP H05276739 A JPH05276739 A JP H05276739A
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voltage
transistors
series regulator
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overvoltage
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Kunihiko Fujii
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量のシリーズレギュレータの保護回路に
関し、トランジスタのコレクタ・エミッタ間短絡を検出
して過電圧出力状態から保護する。 【構成】 複数のトランジスタ1−1〜1−nを制御し
て出力電圧を安定化する出力電圧制御部6と、複数のト
ランジスタ1−1〜1−nと複数のバランス抵抗2−1
〜2−nと複数のダイオード4−1〜4−nとの両端の
電圧VS が、少なくとも1個のトランジスタのコレクタ
・エミッタ間短絡により低下した場合を検出する電圧低
下検出部3と、この電圧低下検出部3の検出信号により
電源7から負荷8に供給する電流を遮断するスイッチ回
路5とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トランジスタを並列接
続したシリーズレギュレータの保護回路に関する。負荷
と直列に接続されたトランジスタを、出力電圧が一定と
なるように制御するシリーズレギュレータに於いて、負
荷電流が大きい場合には、複数のトランジスタを並列接
続した構成が採用されている。このトランジスタの障害
により出力電圧の制御が不可能となった場合、過電圧か
ら負荷を保護する必要がある。
【0002】
【従来の技術】大容量のシリーズレギュレータは、トラ
ンジスタを並列接続した構成が採用されており、例え
ば、従来は、図3に示す構成を有するものであった。同
図に於いて、31−1〜31−nはトランジスタ、32
−1〜32−nはバランス抵抗、34は過電圧検出部、
35はスイッチ回路、36は出力電圧制御部、37は電
源、38は負荷である。
【0003】トランジスタ31−1〜31−nにそれぞ
れバランス抵抗32−1〜32−nが直列に接続され
て、負荷38に供給する電流が各トランジスタ31−1
〜31−nに均等に流れるように構成されている。又出
力電圧制御部36により出力電圧を検出して、各種の電
子回路等の負荷38に印加する電圧が設定値となるよう
にトランジスタ31−1〜31−nを制御する。
【0004】複数のトランジスタ31−1〜31−nの
中の1個でもコレクタ・エミッタ間が短絡すると、その
トランジスタに対する制御ができなくなるから、負荷3
8に印加する電圧が過電圧状態となる。このような過電
圧を過電圧検出部34により検出してスイッチ回路34
を制御し、電源37から負荷38に供給する電流を遮断
して、負荷38を保護するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】トランジスタ31−
1〜31−nのコレクタ・エミッタ間の短絡によって生
じる過電圧から負荷38を保護する為に、過電圧検出部
34の検出速度を速くし、且つスイッチ回路35を高速
動作の構成とすることが必要となる。しかし、過電圧検
出部34の検出速度を高速化すると、出力電圧に混入さ
れたノイズ等の一時的な電圧上昇にも応答してスイッチ
回路35を開くことになり、負荷38に供給する電力が
しばしば遮断される問題が生じる。本発明は、ノイズ等
による影響を除いて、トランジスタの短絡障害を検出し
て負荷を保護することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のシリーズレギュ
レータの保護回路は、図1を参照して説明すると、複数
のトランジスタ1−1〜1−nにそれぞれバランス抵抗
2−1〜2−nを接続して並列接続し、複数のトランジ
スタ1−1〜1−nを同時に制御して出力電圧を安定化
させるシリーズレギュレータに於いて、複数のトランジ
スタ1−1〜1−nの中の少なくとも1個のトランジス
タが短絡状態となった時の複数のトランジスタ1−1〜
1−nとバランス抵抗2−1〜2−nの両端の電圧の低
下を検出する電圧低下検出部3と、この電圧低下検出部
3の検出信号によって動作するスイッチ回路5とを備え
たものである。
【0007】又バランス抵抗2−1〜2−nにそれぞれ
並列に、バランス抵抗2−1〜2−nの両端の電圧が順
方向に印加されるダイオード4−1〜4−nを接続した
ものである。
【0008】又スイッチ回路5とシリーズレギュレータ
との間に、出力過電圧検出部を有する電圧安定化回路を
接続し、出力過電圧検出部による電圧安定化回路の出力
過電圧検出信号及びシリーズレギュレータの電圧低下検
出部3の検出信号により、スイッチ回路5を制御する構
成を有するものである。
【0009】
【作用】電源7から負荷8に供給される電流によって生
じるトランジスタ1−1〜1−nとバランス抵抗2−1
〜2−nとの両端の電圧VS は、トランジスタ1−1〜
1−nのコレクタ・エミッタ間電圧VCEと、バランス抵
抗2−1〜2−nの両端の電圧VR との和となる。正常
時に於いては、コレクタ・エミッタ間電圧VCEが出力電
圧制御部6によって制御されて、出力電圧が安定化され
るものであるが、トランジスタのコレクタ・エミッタ間
が短絡すると、コレクタ・エミッタ間電圧VCEは零又は
それに近い値となる。従って、電圧VS は正常時に比較
して低下することになる。電圧低下検出部3は、この電
圧低下を検出してスイッチ回路5を開き、負荷8を過電
圧から保護することができる。
【0010】又バランス抵抗2−1〜2−nに並列にダ
イオード4−1〜4−nを接続することにより、コレク
タ・エミッタ間が短絡したトランジスタを介してバラン
ス抵抗に大きな電流が流れた時に、バランス抵抗の両端
の電圧VR が大きくなるが、その電圧VR はダイオード
の順方向電圧を超えないようにダイオードに分流するか
ら、コレクタ・エミッタ間が短絡した場合の電圧低下検
出部3の検出が確実となる。
【0011】又過電圧検出部を有する電圧安定化回路を
シリーズレギュレータの前段に設けることにより、シリ
ーズレギュレータへの入力電圧を安定化し、シリーズレ
ギュレータの出力電圧を更に安定化することができ、且
つ過電圧検出部によりシリーズレギュレータを過電圧か
ら保護することができる。その場合の過電圧検出部は、
負荷8に印加する出力電圧が過電圧となったことを検出
するものではないから高速動作の必要性はない。従っ
て、この過電圧検出部がノイズ等により動作することが
なく、負荷8に安定化された電圧を印加することができ
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例の説明図であり、1
−1〜1−nはトランジスタ、2−1〜2−nはバラン
ス抵抗、3は電圧低下検出部、4はダイオード、5はス
イッチ回路、6は出力電圧制御部、7は電源、8は負荷
である。複数のトランジスタ1−1〜1−nのコレクタ
が共通にスイッチ回路5に接続され、ベースも共通に出
力電圧制御部6に接続され、コレクタはそれぞれバラン
ス抵抗2−1〜2−nを介して共通に出力電圧制御部6
及び負荷8に接続される。又ダイオード4は順方向電圧
降下の小さいショットキーダイオードを用いることがで
きる。
【0013】電圧低下検出部3は、トランジスタ1−1
〜1−nとバランス抵抗2−1〜2−nの両端の電圧V
S を検出するように接続されており、この電圧VS が予
め定められた閾値VTH以下となると、トランジスタ1−
1〜1−nの何れかがコレクタ・エミッタ間短絡したと
判定して、スイッチ回路5を制御し、電源遮断を行わせ
る。従って、コレクタ・エミッタ間短絡による制御不能
により過電圧出力状態となることを防止し、負荷8を保
護することができる。
【0014】前述の電圧低下検出部3は、例えば、電圧
S と閾値VTHとを比較する比較器或いはトランジスタ
1−1〜1−nのコレクタに印加される電圧と、バラン
ス抵抗2−1〜2−nを介した出力電圧とを比較する比
較器により構成することができる。又過電圧出力状態と
なったことを、出力電圧により検出するものではないか
ら、ノイズにより誤動作することがなくなる。
【0015】又バランス抵抗2−1〜2−nはできるだ
け小さい抵抗値に選定されており、正常時に於ける電圧
降下VR は僅かであるから、ダイオード4−1〜4−n
はカットオフの状態となっている。従って、バランス抵
抗2−1〜2−nは、負荷電流が平衡して各トランジス
タ1−1〜1−nに分流するように作用する。又トラン
ジスタ1−1〜1−nのコレクタ・エミッタ間電圧VCE
は、電源7の電圧が変動しても負荷8に一定の電圧を印
加するように、出力電圧制御部6によって制御される。
従って、電圧VS =VCE+VR は、電源7の電圧と負荷
8に印加される電圧との差となるが、正常時は例えば2
V程度に選定される。
【0016】例えば、トランジスタ1−1のコレクタ・
エミッタ間が短絡したとすると、出力電圧が上昇するこ
とになり、出力電圧制御部6は各トランジスタ1−1〜
1−nのコレクタ・エミッタ間電圧VCEが大きくなるよ
うな制御電圧をベースに加えることになり、トランジス
タ1−1は制御不能であるから、このトランジスタ1−
1に負荷電流が集中するようになる。従って、抵抗2−
1の両端の電圧VR が上昇しようとするが、この電圧V
R がダイオード4−1の順方向電圧降下VF を超える
と、ダイオード4−1にも電流が分流し、電圧VR はダ
イオード4−1の順方向電圧降下VF に制限される。
【0017】ショットキーダイオードの順方向電圧降下
は、0.4〜0.5V程度であるから、トランジスタ1
−1のコレクタ・エミッタ間短絡により、電圧VS は2
Vから0.5Vに低下することになる。従って、電圧低
下検出部3は、この電圧VSが閾値VTH(例えば1.5
V)以下に低下したことを検出できるから、スイッチ回
路5を開くように制御することになる。
【0018】図2は本発明の他の実施例の説明図であ
り、図1と同一符号は同一部分を示し、9は電圧安定化
回路、10は過電圧検出部である。鎖線内は、前述の実
施例のように、複数のトランジスタ1−1〜1−nと複
数のバランス抵抗2−1〜2−nと複数のダイオード4
−1〜4−nと、電圧低下検出部3と、出力電圧制御部
6とを含み、トランジスタ1−1〜1−nを出力電圧制
御部6によって制御して、負荷8に印加する電圧を安定
化するものである。又電圧低下検出部3によりトランジ
スタ1−1〜1−nとバランス抵抗2−1〜2−nとの
両端の電圧の低下を検出した時、即ち、トランジスタの
コレクタ・エミッタ間短絡を検出した時、スイッチ回路
5を開くように制御するものである。
【0019】この実施例は、前述のシリーズレギュレー
タの前段に電圧安定化回路9を設けたもので、この電圧
安定化回路9は、シリーズレギュレータやスイッチング
レギュレータ等の出力電圧を安定化する回路であり、内
部のトランジスタ等の障害により出力電圧の安定化の制
御ができなくなって、出力電圧が過電圧状態となると、
過電圧検出部10がこれを検出してスイッチ回路5を開
くように制御する。
【0020】この場合の過電圧検出部10は、図3に示
す従来例に於ける過電圧検出部34とは異なり、検出動
作は低速で良いものである。従って、電圧安定化回路9
の出力電圧にノイズが混入した場合でも、過電圧検出部
10は応答しない状態となり、実際に電圧安定化回路9
に障害が発生して過電圧状態となった時を検出すること
ができる。即ち、ノイズが多い場合でも、継続して負荷
8に安定化された電圧を供給することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
トランジスタ1−1〜1−nと複数のバランス抵抗2−
1〜2−nとの両端の電圧VS を電圧低下検出部3によ
り検出し、トランジスタ1−1〜1−nの中の1個でも
コレクタ・エミッタ間が短絡すると電圧VS が低下する
から、この電圧VS の低下により、トランジスタ1−1
〜1−nのコレクタ・エミッタ間短絡を検出することが
でき、コレクタ・エミッタ間短絡による過電圧出力状態
を、スイッチ回路5を開くように制御して回避すること
ができる。又前述のように、過電圧を直接的に検出する
ものではないから、ノイズの混入による誤動作が生じな
い利点がある。
【0022】又バランス抵抗2−1〜2−nに並列にダ
イオード4−1〜4−nを接続したことにより、トラン
ジスタ1−1〜1−nのコレクタ・エミッタ間短絡時の
バランス抵抗2−1〜2−nの電圧降下VR の増大を抑
制し、電圧VS の低下検出を容易にすることができる。
又ダイオード4−1〜4−nに電流を分流させることが
できるから、バランス抵抗2−1〜2−nを小型化して
も焼損が生じない利点がある。
【0023】又シリーズレギュレータの前段にスイッチ
ングレギュレータ等の電圧安定化回路9を設け、その出
力電圧が過電圧となった時に過電圧検出部10により検
出してスイッチ回路5を開く構成を設けることにより、
シリーズレギュレータの動作を更に安定化することがで
きる。その場合の過電圧検出部10は、検出速度が遅い
構成で良いから、ノイズの混入による誤動作は生じない
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の説明図である。
【図2】本発明の他の実施例の説明図である。
【図3】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1−1〜1−n トランジスタ 2−1〜2−n バランス抵抗 3 電圧低下検出部 4−1〜4−n ダイオード 5 スイッチ回路 6 出力電圧制御部 7 電源 8 負荷

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のトランジスタ(1−1〜1−n)
    にそれぞれバランス抵抗(2−1〜2−n)を接続して
    並列接続し、該複数のトランジスタ(1−1〜1−n)
    を同時に制御して出力電圧を安定化させるシリーズレギ
    ュレータに於いて、 前記複数のトランジスタ(1−1〜1−n)の中の少な
    くとも1個のトランジスタが短絡状態となった時の前記
    複数のトランジスタ(1−1〜1−n)と前記複数のバ
    ランス抵抗(2−1〜2−n)の両端の電圧の低下を検
    出する電圧低下検出部(3)と、 該電圧低下検出部(3)の検出信号により前記シリーズ
    レギュレータの入力電圧を遮断するスイッチ回路(5)
    とを備えたことを特徴とするシリーズレギュレータの保
    護回路。
  2. 【請求項2】 前記複数のバランス抵抗(2−1〜2−
    n)にそれぞれ並列に、該バランス抵抗(2−1〜2−
    n)の両端の電圧が順方向に印加されるダイオード(4
    −1〜4−n)を接続したことを特徴とする請求項1記
    載のシリーズレギュレータの保護回路。
  3. 【請求項3】 前記スイッチ回路(5)と前記シリーズ
    レギュレータとの間に、出力過電圧検出部を有する電圧
    安定化回路を接続し、前記出力過電圧検出部による該電
    圧安定化回路の出力過電圧検出信号及び前記シリーズレ
    ギュレータの電圧低下検出部(3)の検出信号により前
    記スイッチ回路(5)を制御する構成としたことを特徴
    とする請求項1記載のシリーズレギュレータの保護回
    路。
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Cited By (4)

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