JPS6349107Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、出力電流に比例して変化する一次側
ピーク電流を検出して過電流保護を行うスイツチ
ングレギユレータの過電流保護回路に関するもの
である。

第１図に過電流保護回路を備えたスイツチング
レギユレータの従来例を示す。図において、V_IN
は入力交流電源、RFは整流器、C₀は平滑コンデ
ンサ、Ｔは変圧器、Q₁はスイツチングトランジ
スタ、R₁は一次側ピーク電圧I_Pを検出するための
抵抗であり、前記整流器RFの出力端に前記変圧
器Ｔの一次巻線、トランジスタQ₁及び抵抗R₁の
直列回路が接続されている。

CNは前記トランジスタQ₁にスイツチングパル
スを与える制御部、CPは比較器であり、この比
較器CPに電流検出電圧V_Fが入力され、基準用電
圧V_Rと比較される。電圧V_Fは前記抵抗R₁の両端
間電圧V_DをダイオードD₁で整流し、コンデンサ
C₁で平滑した後、抵抗R₂，R₃により分圧して得、
また電圧V_Rは前記制御部CNの電源電圧となる電
圧V_Eを抵抗R₄，R₅によつて分圧して得ており、
V_R＜V_Fのとき比較器CPの出力で制御部CNを出
力電流I₀が減少するように、つまりトランジスタ
Q₁のオン時間が短くなるように制御する。

前記電圧V_Eは、前記整流器RFの出力端間に抵
抗R₆を介して接続したツエナダイオードZD₁のツ
エナ電圧からトランジスタQ₂を介して得ており、
ツエナ電圧に略等しく、入力電源V_INの電圧が変
動しても定電圧が保たれる。

D₂は前記変圧器Ｔの二次電圧を整流するダイ
オード、C₂は平滑コンデンサ、R₀は出力電圧V₀
を検出するための抵抗であり、検出値は前記制御
部CN、スイツチングトランジスタQ₁を駆動する
スイツチングパネルの幅を出力電圧V₀が一定に
なるように制御するためにフイードバツクされて
いる。通常は、この動作によつて出力電圧V₀が
一定電圧に保たれる。

このように制御部CNによつてスイツチングト
ランジスタQ₁のスイツチング動作が制御されて
おり、出力電圧V₀及び電流I₀が定格値の範囲内に
あるときは、負荷の変動あるいは入力電圧の変動
があつても出力電圧が一定となるように制御され
ている。

また、出力電流I₀が定格値を越える場合には、
変圧器Ｔの一次側のピーク電流I_Pの増加として抵
抗R₁により検出され、比較器CPにおいて基準電
圧V_Rと比較される。そして、V_R＜V_Fであれば制
御部CNによりスイツチングトランジスタQ₁のス
イツチング動作が制御され、出力電圧は垂下す
る。即ち、スイツチングレギユレータの過電流に
よる破損が防止される。

ところが、上記のような回路構成では、トラン
ジスタQ₂のエミツタ電圧V_Eは電源電圧V_INが変動
したとしても、常に一定電圧に保持され、従つて
この電圧V_Eを抵抗R₄，R₅により分圧した基準電
圧V_Rも定電圧になつており、入力電源V_INの電圧
上昇によつてピーク電流I_Pが増加し、その検出電
圧、従つて電圧V_F，V_Dが高くなつて、V_R＜V_Fと
なると、比較器CPの出力が制御部CNに加わり、
スイツチングトランジスタQ₁のスイツチングパ
ネルの幅が狭くなつて、出力電圧が垂下するよう
になる。

この出力電圧V₀の垂下点は、入力電圧（整流
器RFの出力端における電圧）V_Cが定格電圧のと
きには第２図のａ点となるように設定してある
が、上記のように電圧V_Rは定電圧であるので、
入力電圧が高くなり、出力電流I₀が増大すれば、
電圧V_Fは益々高くなつて、早くV_F＞V_Rの状態と
なる。その結果、垂下点は定格電圧時の設定点よ
り左側のｂ点となる。また、入力電圧V_Cが低く
なつた場合には、反対に垂下点は左側に移行し、
ｃ点となる。即ち、垂下するまでの出力電流I₀の
範囲がかなり広くなり、またこれに伴つて大きな
出力電流に充分耐えられるような部品が必要とな
るなど、不経済設計となる。

本考案は上記のような欠点を除去するためにな
されたもので、比較器の基準用電圧を入力電源電
圧に応じて変動させることにより、過電流設定精
度が高く、かつ経済設計に寄与できるスイツチン
グレギユレータの過電流保護回路を提供すること
を目的とする。

以下、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第３図は本考案の一実施例を示すもので、抵抗
R₆とツエナダイオードZD₁の直列回路にツエナダ
イオードZD₂と抵抗R₇を更に直列に接続し、両ツ
エナダイオードZD₁，ZD₂の接続点に抵抗R₄の一
端（従来はトランジスタQ₂のエミツタに接続さ
れていた端部）を接続した点が縦来と異なる。即
ち、ツエナダイオードZD₂と抵抗R₇の直列回路の
両端間に生じる電圧V_B（ツエナダイオードZD₂の
ツエナ電圧＋R₇・I_ZD）を抵抗R₄，R₅により分圧
して比較器CPの基準用電圧V_Rとしている。

なお、他の部分は従来（第１図）と同様であ
り、同一構成部分には同じ符号を付してその説明
は省略する。

このような構成とすると、入力電源V_INの電圧
が変動した場合、直流電圧V_Cも変動し、これに
伴つて抵抗R₆に流れる電流やツエナダイオード
ZD₂及び抵抗R₇に流れる電流I_ZDが変化するよう
になる。この場合、基準用電圧V_Rは電圧V_Bを抵
抗R₄，R₅により分圧して得ており、電圧V_Bが
I_ZD・R₇の変化によつて変動するのに伴つて同様
に変動する。即ち、入力電源の電圧に応じて変動
する。

例えば、出力電流がある一定電流であるとき、
入力電源V_INの電圧が低くなると、トランジスタ
Q₁のスイツチングパルスの幅は広くなり、入力
ピーク電流I_Pが低くなるため比較器CPの検出電
圧V_Fが低下する。ただし、この場合には直流電
圧V_Cが低下して電流I_ZDが減少し、R₇・I_ZDが小さ
くなつており、電圧V_Bが低下して基準用電圧V_R
も低くなる。

このように、電圧V_Fは入力電源V_INの電圧が低
くなれば低くなり、高くなれば高くなるが、同様
に基準用電圧V_Rも変動するので、入力電源に電
圧変動が生じても、出力電流の過電流設定値は同
一値に補正されるようになり、高精度の設定が可
能となる。

第４図は本考案の他の実施例を示すもので、基
準用電圧V_Rは従来と同様にトランジスタQ₂のエ
ミツタ電圧V_Eを抵抗R₄，R₅により分圧して得る
が、ツエナダイオードZD₁と直列に抵抗R₇を接続
している。

このようにしても、直流電圧V_Cの変動に伴い、
R₇，I_ZDの値が変化するため、電圧V_Eが変化し、
従つて基準用電圧V_Rも入力電源の電圧に応じて
変動するようになる。

なお、前記各実施例ともR₇，I_ZDの値が変化す
るのに従つてトランジスタQ₂のエミツタ電圧、
つまり制御部CNの電源電圧が変化するが、エミ
ツタ電圧に占めるI_ZD，R₇の割合いは僅かであり、
実用上問題はない。

以上のように本考案によれば、基準用電圧を入
力電源の電圧変動に応じて変動させるようにした
ので、入力電源電圧の変動によつて一次側ピーク
電流、つまり基準電圧V_Rと比較する検出電圧V_F
が変動しても基準用電圧の変動で補正されるよう
になり、過電流保護設定点は入力電源の電圧変動
に拘らず常に一定となる。また、この結果、二次
側のダイオード等の部品は電流容量の余裕を少な
くすることができ、小形・軽量化及びコストの低
減が図れる。また、過電流保護設定点が安定なた
め、負荷側の安全性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は過電流保護の回路を備えたスイツチン
グレギユレータの従来例を示す回路図、第２図は
過電流保護特性図、第３図は本考案の一実施例を
示す回路図、第４図は本考案の他の実施例（要
部）を示す回路図である。 V_IN……入力交流電源、RF……整流器、Ｔ……
変圧器、Q₁……スイツチングトランジスタ、CN
……制御部、CP……比較器、R₀…R₇……抵抗、
C₀〜C₂……コンデンサ、ZD₁，ZD₂……ツエナダ
イオード、V₀……出力電圧、I₀……出力電流、I_P
……一次側ピーク電流、V_F……検出電圧、V_R…
…基準用電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流電源にスイツチング素子を介して変圧器を
   接続し、前記スイツチング素子のスイツチング間
   隔等の制御によつて前記変圧器の２次側に直流の
   一定電圧を得るスイツチングレギユレータにおい
   て、前記変圧器に流れる一次側ピーク電流を検出
   して電圧変換を行い、これを入力電源電圧に応じ
   て変動する基準用電圧と比較し、過電流時に前記
   スイツチング素子を制御して出力電圧を垂下させ
   るようにしたことを特徴とするスイツチングレギ
   ユレータの過電流保護回路。