JPH01148064A - 電源装置の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電源装置の保護回路に係り、特にスイッチング
レギュレータ方式の電源装置の保護回路に関する。

従来の技術 第６図は従来のスイッチングレギュレータ方式のＮＷＡ
装置の一例のブロック図を示す。

入力文流電′ｍ１は電源スイッチ２を介して整流回路３
に入力され、整流された後、平滑用コンデンサＣ＋によ
り平滑され、直流電圧に変換される。

この直流電圧はトランス４の１次巻線とスイッチング用
トランジスタＱ１との直列回路に印加される。

トランジスタＱ１のベースにはパルス幅変調（ＰＷＭ）
制御回路７からドライブ回路５を介してパルス信号が入
力されている。したがって、トランス４の２次巻線には
高周波電圧が現われる。

この高周波電圧をダイオードＤ！及びコンデンサＣ２に
より整流平滑して、出力端子より直流電圧が出力される
。出力直流電圧は上記トランジスタＱ＋のベースに入力
されるパルス信号のパルス幅により制御される。

また、出力直流電圧を安定化させるため、出力直流電圧
を抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧した電圧をエラーアンプ回路
８の端子１０に入力し、端子９より入力される基準Ｎ圧
と比較して、その差をパルス幅変調制御回路７に出力す
る。パルス幅変調制御回路７はエラーアンプ回路８の出
力電圧と端子６より入力される三角波とを比較して、エ
ラーアンプ回路８の出力電圧が大きくなるとパルス幅が
広く、小さくなるとパルス幅が狭くなるよう制御された
パルス信号を出力して、ドライブ回路５を介して、トラ
ンジスタＱ１のベースに供給する。

ところが、電源スイッチ２が投入されたときは、エラー
アンプ回路８の端子１０に供給される出力直流電圧は０
であるため、基準電圧との誤差が最大となり、エラーア
ンプ回路８の出力も大きくなる。したがって、パルス幅
変調制御回路７の出力パルス信号のパルス幅も広くなり
、トランジスタＱ１の導通期間が長くなって、トランジ
スタＱ１に大電流が流れることになり、トランジスタＱ
１が破壊されてしまう恐れがある。

このため、電源スイッチ２の投入時にトランジスタＱ１
に供給されるパルス信号のパルス幅をコンデンサＣ３の
充電と共にパルス幅の狭い状態から所定のパルス幅まで
広げるようにパルス幅変調制御回路７を動作させるソフ
トスタート回路１１を設け、トランジスタＱ１が破壊し
ないようにしている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、従来の電源装置では電源スイッチをオフにし
た後、ソフトスタート用コンデンサの電圧が低下しきら
ないうちに再び電源スイッチをオンとした場合、ソフト
スタート回路は動作しないため、スイッチング用トラン
ジスタに入力されるパルス信号のパルス幅が広くなり、
トランジスタに大電流が流れトランジスタを破壊してし
まったり、または、出力端子に接続された負荷抵抗が何
らかの要因で急激に重くなったり、あるいは短絡状態に
なって、トランジスタに大電流が流れて、トランジスタ
を破壊してしまうという問題点がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので上記のような
場合でもスイッチング素子が破壊されない電源装ｄを提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、交流電圧を整流平滑して得た直流電圧をトラ
ンスの一次巻線を介してスイッチング素子でスイッチン
グして、トランスの二次巻線に接続された整流平滑回路
から安定化された直流出力電圧を取り出すと共に、電源
スイッチを投入したとぎに、スイッチング素子の導通期
間を最小期間よりある時定数で定常値まで変化させるソ
フトスタートの働きをもつコンデンサを備えた電源装置
の保護回路において、前記スイッチング集子に流れる電
流又は前記トランスの二次巻線に流れる電流を検出する
検出手段と、検出手段の被検出電流が所定の値以上のと
きに前記ソフトスタートの働きをもつコンデンサに充電
された電荷を放電させる放電手段とを具備してなる。

作用 検出手段はスイッチング素子又はトランスの２次巻線に
流れる電流を検出する。放電手段は検出手段の被検出電
流が所定の値以上となったときにソフトスタートの働き
をもつコンデンサに充電された電荷を放電させる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のブロック図を示す。

図中、２２はソフトスタート回路、２３は検出回路、２
４はコンデンサＣ６を放電させる放電回路を示す。

交流電源１２は電源スイッチ１３を介した後、整流回路
１４及び平滑用コンデンサＣ４により整流平滑され直流
電圧とされる。整流平滑された直流電圧はトランス１５
の１次巻線、スイッチング用トランジスタＱ２及び電流
検出用抵抗Ｒ５よりなる直列回路に印加される。

スイッチング用トランジスタＱ２のベースにはパルス幅
変ａ（ＰＷＭ）制御回路１８の出力パルス信号がドライ
ブ回路１６を介して入力される。

このため、トランス１５の２次巻線にはパルス信号に応
じた電圧が発生する。この電圧をダイオードＤ２及びコ
ンデンサＣ５とにより整流平滑して、出力直流電圧を得
る。

出力直流電圧はその電圧を安定化させるため、抵抗Ｒ３
及びＲ４により分圧された後、エラーアンプ回路１９の
入力端７−２１に入力される。エラーアンプ回路１９は
入力端子２１の電圧と入力端子２０に供給される基準電
圧とを比較して、その誤差に応じた電圧を出力する。

パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１８はエラーアンプ回
路１９の出力電圧を入力して、端子１７より入力される
三角波と比較して、エラーアンプ回路１９の出力電圧が
大きくなるにしたがい、出力パルスのパルス幅を広く、
小さくなるにしたがい、パルス幅を狭くするように制御
する。出力直流電圧の値はこのパルス信号のパルス幅を
変えることにより制御されている。

また、電源スイッチ１３の投入時にはエラーアンプ回路
１９の入力端子２１の入力電圧は０であり、端子２０に
供給されている基準電圧との誤差は大きく、エラーアン
プ回路１９の出力も大となるため、パルス幅変調制御回
路１８の出力パルスのパルス幅が大となる。このため、
トランジスタＱ２に流れる電流が大きくなり、トランジ
スタＱ２を破壊してしまう恐れがある。したがって、電
源スイッチ１３の投入時に、コンデンサＣ６の充電時間
を利用して、パルス幅変調制御回路１８へ供給する電圧
を小より、徐々に大となるようにするソフトスタート回
路２２がパルス幅変調制御回路１８の入力側に設けられ
ている。

また、コンデンサＣ６には並列に本発明の要部である放
電手段の抵抗Ｒ６及びスイッチ回路２４が接続される。

スイッチ回路２４は電流検出用抵抗Ｒ５の両端に接続さ
れ検出回路２３はトランジスタＱ３のエミッタ電流を検
出している検出手段である検出回路２３により動作する
。

スイッチ回路２４及び検出回路２３は例えば第２図に示
すような抵抗Ｒ７、コンデンサＣ７及びトランジスタＱ
３とよりなる回路により構成されていて、コンデンサＣ
７に印加される電圧が所定の値を越えると放電手段であ
るトランジスタＱ３がオン状態となり、コンデンサｃ６
に充電された電荷を抵抗Ｒ６及びトランジスタＱ３を介
して接地に放電させる。

第３図は他の実施例のブロック図を示す。本実施例は上
記実施例の構成とほぼ同様であるが、電流検出用抵抗Ｒ
８及び検出回路２５がトランス１５の二次巻線と接地と
の間に設けられている。

これは、抵抗Ｒ８に流れる電流はトランス１５の二次巻
線に流れる電流と同じで、トランス１５の二次巻線の電
流のピーク値Ｉｓは一次巻線のピーク値ＩＰに比例し、
その関係は Ｎ５−Ｉｓ＝ＮＰ・ＩＰ となるためである。第５図（Ａ＞、（Ｂ）に−次巻線及
び二次巻線に流れる電流の波形を示す。つまり、トラン
ス１５の一次巻線の電流はトランジスタＱ２のコレクタ
電流と同一であり、そのピーク値は二次巻線側抵抗Ｒ８
に流れる電流値を検出することで行なえる。

第４図は第３図示の実施例の検出回路２５及びスイッチ
回路２６の回路図を示す。第４図（Ａ）は検出回路２５
を抵抗Ｒ９及びコンデンサＣ８で構成し、スイッチ回路
２６をＮＰＮトランジスタＱ４で構成した例である。そ
の動作は抵抗Ｒ８に印加される電圧が大になるとコンデ
ンサＣ８の電圧も大となり、トランジスタＱ４のベース
電圧が大となるためトランジスタＱ４がオンとなりコン
デンサＣ６に充電されている電荷が放電される。

トランジスタＱ４はベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ（約
０．７Ｖ）が動作開始ポイントとなるが、Ｖ８Ｅのバラ
ツキや温度特性により動作開始ポイントが変動しやすい
。

そこで第４図（Ｂ）に示すように検出回路２５は抵抗Ｒ
＋ｏ及びコンデンサＣ９の後にＮＰＮトランジスタＱｓ
　、Ｑｓ及び抵抗Ｒｎ　、　Ｒ１２、ＲＩ３とよりなる
差動アンプを設け、またスイッチ回路２６は抵抗Ｒ＋ｓ
を介し、ＰＮＰトランジスタＱ７のベース−エミッタ間
を抵抗ＲＩ４で接続する構成とする。

この回路の動作は抵抗Ｒ８に印加される電圧が大となる
とコンデンサＣ９の電圧も大となり、トランジスタＱ５
のベースに印加される電圧が大きくなる。このためトラ
ンジスタＱ５のコレクタ電流が大となり抵抗Ｒ＋ｓを介
して、スイッチ回路２６のトランジスタＱ７のベースよ
り電流が供給される。したがって、ベースの電圧は低く
なり、ＰＮＰトランジスタＱ７はオンとなるため、コン
デンサＣ６に充電されている電荷を放電する。この回路
では差動アンプを用いているため、トランジスタのベー
ス−エミッタ間のバラツキや温度特性に依らず制御する
ことができる。また、放電用スイッチのトランジスタＱ
７の動作開始ポイントは回路の抵抗値等を変えることに
より任意に変えることが可能である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、スイッチング素子に流れ
る電流の変化に応じて流れる電流を検出し、その検出電
流がある値以上になるとソフトスタート回路を動作させ
るコンデンサを放電させることによりソフトスタート回
路を動作させスイッチング素子を動作させているパルス
信号のパルス幅を制御するので、負荷に流れる電流の急
激な変化や電源スイッチの急速なオン・オフによるスイ
ッチング素子に流れる電流の増加のためにスイッチング
素子が破壊されることがなくなる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図中の要部の一実施例の回路図、第３図は本発明の他の
実施例のブロック図、第４図（Ａ＞、（Ｂ）は第３図中
の要部の各実施例の回路図、第５図は第３図の要部の信
号波形図、第６図は従来の一例の回路図である。 １８・・・パルス幅変調制御回路、２２・・・ソフトス
タート回路、２３・・・検出回路、２４・・・スイッチ
手段、２５・・・検出回路、２６・・・スイッチ手段、
Ｒ＋〜ＲＩｓ抵抗、Ｃ１〜Ｃ９コンデンサ、０１〜Ｑ７
・・・トランジスタ。 特許出願人　日本ビクター株式会社 同　　　弁即士　松　浦　兼　行（′・１１１ｚ　′ ）２１．　・ １乞−ｉ 鱈　１図 弓吐 Ｌ　　　　　　　　Ｊ 礪テ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電圧を整流平滑して得た直流電圧をトランスの一次
   巻線を介してスイッチング素子でスイッチングして、該
   トランスの二次巻線に接続された整流平滑回路から安定
   化された直流出力電圧を取り出すと共に、電源スイッチ
   を投入したときに、該スイッチング素子の導通期間を最
   小期間よりある時定数で定常値まで変化させるソフトス
   タートの働きをもつコンデンサを備えた電源装置におい
   て、 前記スイッチング素子に流れる電流又は前記トランスの
   二次巻線に流れる電流を検出する検出手段と、 該検出手段の被検出電流が所定の値以上のときに前記ソ
   フトスタートの働きをもつコンデンサに充電された電荷
   を放電させる放電手段とを具備したことを特徴とする電
   源装置の保護回路。