JPH01283058A - 過電流検出回路 - 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、スイッチングレギュレータ等のメイン回路の
出力電圧が短絡等により垂下したとき、これを検出して
該スイッチングレギュレータ等の出力を遮断させるよう
にした、過電流検出回路に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えばスイッチングレギュレータ等においては、
入力される直流電圧をパルス制御′ＩＩすることにより
所望の出力を得るようにしているが、この出力が例えば
短絡等の理由により低下したりゼロになったような場合
、これを過電流検出回路により検出して、上記パルス制
御を行なう制御回路を適宜制御することにより、該スイ
ッチングレギュレータ等の出力を遮断するようにして、
該スイッチングレギュレータ等を保護している。

このようなスイッチングレギュレータとしては例えば第
２図に示す構成のものが知られている。

即ち、第２図のスイッチングレギュレータ１においては
、鎖線図示の部分が過電流検出回路１ａを構成しており
、スイッチングレギュレータの交流部分のメイン回路２
から、カレントトランス３を介してダイオードにより全
波整流された検出出力の電圧が、平滑コンデンサ４及び
平滑抵抗５により平滑されて、制御ＩＣ６に内蔵された
差動アンプ７の一方の入力端子７ａに入力され、また該
差動アンプ７の他方の入力端子７ｂには定電圧電源から
抵抗により分圧された基準電圧が入力されており、該差
動アンプ７が、双方の入力端子７ａ。

７ｂに入力される電圧を比較して、その差を出力端子８
を介して、スイッチングレギュレータ１のスイッチング
用トランジスタＴｒのベースに出力するようになってい
る。

このように構成されたスイッチングレギュレータ１によ
れば、スイッチングレギュレータ１の出力が所定電圧以
上である場合には、カレントトランス３の二次側コイル
には正常値の検出出力が発生し、この出力がダイオード
と平滑コンデンサ４及び平滑抵抗５により全波整流、平
滑されて、差動アンプ７の一方の入力端子７ａに入力さ
れるので、該差動アンプ７は、この検出出力の電圧を他
方の入力端子７ｂに入力される基準電圧と比較し、この
場合検出出力の電圧の方が高いことから、その出力端子
からは信号が出力され、従ってスイッチング用トランジ
スタＴｒはオンとなり、スイッチングレギュレータの動
作を継続させることとなる。

［発明が解決しようとする問題点］ ここで、上記スイッチングレギュレータ１の出力が短絡
、破損等によって低下したりゼロになったときには、カ
レントトランス３の二次側コイルに発生する検出出力の
電圧ｖ０が低下することになり、差動アンプ７の入力端
子７ａへの入力も低下するので、出力端子８からは信号
が出力されず、これによりスイッチング用トランジスタ
Ｔｒがオフとなり、該トランジスタＴｒの破損が防止さ
れるが、このとき差動アンプ７は入力される電圧の差が
大きくなることから、出力電圧の降下に伴ってスイッチ
ングレギュレータｌの出力を増大させるように図示しな
いパルス幅制御回路へ上記電圧差に応じた信号を出力す
ることになる。

従って、カレントトランス３の二次側コイルに発生する
出力、そしてスイッチングレギュレータ１のメイン回路
２においては、第３図に点線Ａで示すように垂下開始の
Ｂ点から勾配をもって電圧■。が降下し、その際電圧■
。がゼロの付近においては垂下開始時の電流１０に比較
してかなり大きな電流１１が流れるごとになってしまう
。

このため、カレントトランス３．ダイオードや差動アン
プ７を含む制ｉｌｌ　Ｉ　Ｃ６、そしてスイッチング用
トランジスタＴｒ、さらにスイッチングレギュレータｌ
の本体を構成するダイオードＤ、チョークコイルＬ等の
回路素子は、上述した電流１１に対して充分に耐え得る
電流容量のものを使用する必要があり、装置全体が大型
化すると共に、コスト高になってしまうという問題があ
った。

本発明は、以上の点に鑑み、スイッチングレギュレータ
等の出力の垂下時に大きな電流が流れないようにした、
過電流検出回路を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記目的は、
本発明によれば、過電流を検出すべきメイン回路に一次
側コイルが直列に接続されたカレントトランスと、この
カレントトランスの二次側コイルに発生する出力電圧が
平滑回路を介して一方の入力端子に入力され且つ他方の
入力端子には定電圧が抵抗により分圧された基準電圧と
して入力される差動アンプと、この差動アンプの出力端
子に接続された外部出力端子とを有する過電流検出回路
において、上記二次側コイルに並列に接続された平滑回
路の平滑抵抗に対して並列に゛接続された補助抵抗と、
この補助抵抗に対して直列に接続されていて且つ上記メ
イン回路の出力電圧が所定電圧以下になったときオフに
されるスイッチング素子が接続されるようにすることに
よって達成される。

この発明によれば、スイッチングレギュレータのメイン
回路の出力が正常である場合には、その出力電圧が所定
電圧以上であることから、スイッチング素子はオンであ
るので、差動アンプの一方の入力端子には、出力電圧が
平滑抵抗及び補助抵抗の合成抵抗を介して入力されるこ
ととなり、カレントトランスの二次側コイルに発生する
検出出力が差動アンプにより上記基準電圧と比較され、
その差の信号が外部出力端子から出力されることにより
、上記メイン回路の出力を制御する例えばパルス幅制御
回路を制御させて、スイッチングレギュレータ等の動作
を継続させるようにするが、該メイン回路の出力電圧が
短絡９破…等により垂下した場合には、該出力電圧が所
定電圧以下になったとき、スイッチング素子がオフとな
り、これにより出力電圧に対して補助抵抗は遮断され、
平滑抵抗及び補助抵抗の合成抵抗が実質的に高くなるこ
とにより、カレントトランスに対する負荷インピーダン
スが上昇することから、差動アンプの一方の入力端子に
入力される出力電圧は高（なり、従って検出出力の垂下
に伴って該差動アンプの作用によりメイン回路の出力電
流が増大する際、実質的に該差動アンプの基準電圧が比
較的低い基準電圧に切り換えられることになるので、メ
イン回路の出力電圧がゼロ付近にまで垂下したときの差
動アンプに入力される電圧差があまり大きくならず、パ
ルス幅制御回路に入力される信号も比較的小さい信号と
なり、従ってスイッチングレギュレータの出力電流はあ
まり増大することがない。

〔実施例〕

以下、凹面に示した実施例゛に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第１図は本発明による過電流検出回路を組み込んだスイ
ッチングレギュレータの一実施例を示している。

スイッチングレギュレータ１ｏは、鎖線図示の部分が過
電流検出回路１１を構成しており、本スイッチングレギ
ュレータ１０の過電流を検出すべき交流部分の回路１２
に一次側コイル１３ａが直列に接続されたカレントトラ
ンス１３と、該カレントトランス１３の二次側コイル１
３ｂの両端にそれぞれ一側が接続され＋側が互いに接続
されている二つのダイオード１４，１４°と、該ダイオ
ード１４．１４’　の＋側と上記カレントトランス１３
の二次側コイル１３ｂの中間点との間にそれぞれ接続さ
れたコンデンサ１５及び抵抗１６と、該抵抗１６の＋側
が一方の入力端子１７ａに接続されていると共に、他方
の入力端子１７ｂには定電圧が抵抗１９．２０により分
圧されて基準電圧として入力されている制御ＩＣ１Ｂに
内蔵された差動アンプ１７と、該差動アンプ１７の出力
端子に接続され且つスイッチングレギュレータ１ｏのス
イッチング用トランジスタＴｒのベースに信号を出力す
る外部接続端子２１とを含んでいる。

以上の構成は従来の即ち第２図に示すスイッチングレギ
ュレータ１と同じ構成であり、本発明によるスイッチン
グレギュレータ１０においては、過電流検出回路１１は
、さらに抵抗１６の＋側即ち差動アンプ１７の入力端子
１７ａ側に抵抗２２を介してコレクタが接続され且つエ
ミッタが抵抗１６の一例即ちアースに接続されていると
共に、ベースが抵抗２３を介してアースに、またツェナ
ーダイオード２４及び抵抗２５を介してスイッチングレ
ギュレータ１０の出力に接続されているトランジスタ２
６とを含んでいる。

尚、抵抗２２の抵抗値は、平滑抵抗１６との合成抵抗の
抵抗値が従来例における平滑抵抗５の抵抗値に等しくな
るように選定されている。

本発明によるスイッチングレギュレータ１ｏは以上のよ
うに構成されており、スイッチングレギュレータ１０の
出力が正常である場合には、スイッチングレギュレータ
１０の出力電圧は所定電圧以上であることから、抵抗２
５及びツェナーダイオード２４を介してトランジスタ２
６のベースにはＨレベルの信号が入力されることになる
。従って該トランジスタ２６はオンになっており、これ
により平滑抵抗１６に対して並列に抵抗２２が接続され
ることになるので、差動アンプ１７の入力端子１７ａに
は、カレントトランス１２の二次側コイル１２ｂに発生
した正常値の検出出力が、ダイオード１４．１４’によ
り全波整流され、コンデンサ１５．抵抗１６及び２２に
より平滑されて入力される。これにより、該差動アンプ
１７は他方の入力端子１７ｂに入力される基準電圧との
差の信号を出力端子２１を介して図示しないパルス幅制
御回路に出力し、スイッチングレギュレータ１０の動作
を継続させるように制御させる。

ここで、スイッチングレギュレータ１０の出力電圧が短
絡、破損等により垂下すると、該出力が所定電圧■１以
下になったとき、ツェナーダイオード２４がオフとなり
、これによりトランジスタ２６のベースにＬレベルの信
号が入力される。これにより、該トランジスタ２６がオ
フとなり、平滑抵抗１６に対して抵抗２２が切り離され
ることとなり、実質的に平滑抵抗の抵抗値が抵抗１６及
び２２の合成抵抗の抵抗値から平滑抵抗１６の単独の抵
抗値へ上昇する。従って、カレントトランス１３に対す
る負荷インピーダンスが増大することから、カレントト
ランス１３の二次側コイルに発生した検出出力は、より
高い出力電圧レベルで差動アンプ１７の入力端子１７ａ
に入力される。

このため、差動アンプ１７はスイッチングレギュレータ
１０の出力が一定電圧以下になったとき、実質的には基
準電圧が比較的低い電圧に切り換えられることになるの
で、カレントトランス１３の二次側コイル１３ｂに発生
する検出出力、そしてスイッチングレギュレータ１０の
メイン回路においては、第３図に実ｍｃで示すように、
最初は垂下開始のＢ点から勾配をもって電圧■。が降下
するが、一定電圧ｖ１以下になったときには抵抗２２が
切り離されることにより、゛差動アンプ１７の入力端子
１７ａに入力される検出出力の出力電圧レベルが上昇す
るので、制御ＩＣ１Ｂの出力端子２１から出力される信
号は、パルス幅制御回路に対してより低い出力となるよ
うに制御され、これにより垂下特性が電流が小さくなる
方向にシフトされることになり、かくして出力電圧■６
がゼロの付近においても垂下開始時の電流Ｉ０に比較し
てあまり大きな電流１１が流れず、この１１よりも低い
電流Ｉ２が流れることになる。

従って、カレントトランス１３．ダイオード１４゜１４
°や差動アンプ１７を含む制御ＩＣｌ３、そしてスイッ
チング用トランジスタＴｒ、さらにスイッチングレギュ
レータ１の本体を構成するダイオードＤ、チョークコイ
ルＬ等の回路素子は、上述した比較的低い電流Ｉ２に対
して充分に耐え得る電流容置のものを使用すればよいの
で、上記各回路素子は低容量で且つ小型のものを使用す
ることが可能となり、従って装置全体が小型化されると
共に、コストが低減され得ることになる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、過電流を検出すべ
きメイン回路に一次側コイルが直列に接続されたカレン
トトランスと、該カレントトランスの二次側コイルに発
生する出力電圧が平滑回路を介して一方の入力端子に入
力され且つ他方の入力端子には定電圧が抵抗により分圧
された基準電圧として入力される差動アンプと、該差動
アンプの出力端子に接続された外部出力端子とを有する
過電流検出回路において、上記二次側コイルに並列に接
続された平滑回路の平滑抵抗に対して並列に接続された
補助抵抗と、該補助抵抗に対して直列に接続されていて
且つ上記メイン回路の出力電圧が所定電圧以下になった
ときオフにされるスイッチング素子が接続されているよ
うに構成したから、スイッチングレギュレータのメイン
回路の出力が正常である場合には、その出力電圧が所定
電圧以上であることから、スイッチング素子はオンであ
るので、差動アンプの一方の入力端子には、出力電圧が
平滑抵抗及び補助抵抗の合成抵抗を介して入力されるこ
ととなり、カレントトランスの二次側コイルに発生する
検出出力が差動アンプにより上記基準電圧と比較され、
その差の信号が外部出力端子から出力されることにより
、上記メイン回路の出力を制御する例えばパルス幅制御
回路を＄制御させて、スイッチングレギュレータ等の動
作を継続させるようにする。

一方、該メイン回路の出力電圧が短絡、破）貝等により
垂下した場合には、該出力電圧が所定電圧以下になった
とき、スイッチング素子がオフとなり、これにより出力
電圧に対して補助抵抗は遮断され、平滑抵抗及び補助抵
抗の合成抵抗が実賞的に高くなることにより、カレント
トランスに対する負荷インピーダンスが上昇することか
ら、差動アンプの一方の入力端子に入力される出力電圧
は高くなり、従って検出出力の垂下に伴って該差動アン
プの作用によりメイン回路の出力電流が増大する際、実
質的に該差動アンプの基準電圧が比較的低い基準電圧に
切り換えられることになるので、メイン回路の出力電圧
がゼロ付近にまで垂下したときの差動アンプに入力され
る電圧差があまり大きくならず、パルス幅制御回路に入
力される信号も比較的小さい信号となり、従ってスイッ
チングレギュレータの出力電流はあまり増大することが
ない。

かくして、本発明によれば、メイン回路の出力が垂下し
た場合に、該出力の電流値があまり増大することなく、
これによりメイン回路を構成するダイオード、トランジ
スタ等の回路素子が比較的低い電流容量のもので済み、
従って装置全体が小型化されると共に、コストが低減さ
れ得る、極めて優れた過電流検出回路が提供され得るこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過電流検出回路を組み込んだスイ
ッチングレギュレータの一実施例を示す回路図である。 第２図は従来の過電流検出回路を組み込んだスイッチン
グレギュレータの一例を示す回路図、第３図は本発明と
従来の過電流検出回路による出力垂下の状態を比較した
グラフである。 １０・・・スイッチングレギュレータ；　１１・・・過
電流検出回路；　１２・・・検出回路；　１３・・・カ
レントトランス：　　１４，１４°・・・ダイオード；
　１５・・・コンデンサ；　　１６，１９，２０，２２
．２３．２５・・・抵抗；　１７・・・差動アンプ；　
１８・・・制？１１１Ｃ；２１・・・出力端子；　２４
・・・ツェナーダイオード；　２６・・・トランジスタ
。 特許出願人：スタンレー電気株式会社 代　理　人：弁理士　平　山　−室 間　　：弁理士　海　津　保　三 第３図 ■。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）過電流を検出すべきメイン回路に一次側コイルが
   直列に接続されたカレントトランスと、該カレントトラ
   ンスの二次側コイルに発生する出力電圧が平滑回路を介
   して一方の入力端子に入力され且つ他方の入力端子には
   定電圧が抵抗により分圧された基準電圧として入力され
   る差動アンプと、該差動アンプの出力端子に接続された
   外部出力端子とを含む過電流検出回路において、 上記二次側コイルに並列に接続された平滑回路の平滑抵
   抗に対して、並列に接続された補助抵抗と、該補助抵抗
   に対して直列に接続されていて且つ上記メイン回路の出
   力電圧が所定電圧以下になったときオフにされるスイッ
   チング素子が接続されていることを特徴とする、過電流
   検出回路。