JPH0337385B2 - - Google Patents
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- JPH0337385B2 JPH0337385B2 JP59092971A JP9297184A JPH0337385B2 JP H0337385 B2 JPH0337385 B2 JP H0337385B2 JP 59092971 A JP59092971 A JP 59092971A JP 9297184 A JP9297184 A JP 9297184A JP H0337385 B2 JPH0337385 B2 JP H0337385B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、通過電流を検出して電流制御手段を
付勢し、もつて所謂「フ」字垂下特性を得るよう
にした過電流検出保護装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to an overcurrent detection and protection device that detects a passing current and energizes a current control means, thereby obtaining a so-called “F”-shaped droop characteristic. It is.
[従来技術]
従来から、電源装置などにおける出力端子短絡
保護方式として、所謂「フ」字垂下特性を得るよ
うにした方式が知られている。かかる方式は、電
流制御用トランジスタの消費電力を制御する観点
から有効な方式として知られている。[Prior Art] Conventionally, as an output terminal short-circuit protection method in a power supply device or the like, a method that obtains a so-called "F"-shaped droop characteristic has been known. This method is known as an effective method from the viewpoint of controlling the power consumption of the current control transistor.
しかし、上述の所謂「フ」字垂下特性を備えた
従来方式も、大電流を出力するよう意図された装
置においては、出力電流検出用抵抗器の消費電力
が極端に上昇するのみならず実装容量の拡大化な
ど種々の不都合をもたらし、適切な設計が困難と
なる。 However, even with the conventional method with the so-called "F"-shaped droop characteristic described above, in devices intended to output large currents, not only the power consumption of the output current detection resistor increases dramatically, but also the mounted capacitance increases. This brings about various inconveniences such as enlargement of the area, making appropriate design difficult.
第1図は、本発明の前提となる、従来技術に係
る過電流検出保護回路付き定電圧電源を示した一
例である。図示した回路によれば、過電流検出用
抵抗器Rsの抵抗値は短絡電流Isoによつて一義的
に決定される。すなわち、その抵抗値は、トラン
ジスタQ2のベース・エミツタ間電圧VBEの大き
さ値により決定されるので、次に列挙するような
欠点が生じる。 FIG. 1 shows an example of a constant voltage power supply with an overcurrent detection and protection circuit according to the prior art, which is the premise of the present invention. According to the illustrated circuit, the resistance value of the overcurrent detection resistor Rs is uniquely determined by the short circuit current Iso. That is, the resistance value is determined by the magnitude of the base-emitter voltage V BE of the transistor Q2, resulting in the following drawbacks.
抵抗器Rsにおける消費電力は出力電流Iout
の2乗に比例するので、大電流を出力するに伴
つて、抵抗器Rsには大電力用の抵抗器を使用
する必要がある。 The power dissipated in the resistor Rs is the output current Iout
Since it is proportional to the square of , it is necessary to use a resistor for high power as the resistor Rs as a large current is output.
短絡電流Isoの大きさをより小さくするため
には、抵抗器Rsの値を大きくしなければなら
ず、その結果として、最大負荷電流出力時には
抵抗器Rsにおける消費電力がより増大してし
まう。更に、最大負荷電流出力時には、抵抗器
Rsにおける電圧降下量も大きくなるので、入
力電圧Einをより高める必要がある。かかる状
態下においては、トランジスタQ1の消費電力
も増大してくる。かくして、従来技術に係る定
電圧電源装置では、短絡電流Isoの大きさは最
大出力電流の大きさの1/4ないし1/3程度に設定
するのが限度である。 In order to further reduce the magnitude of the short-circuit current Iso, the value of the resistor Rs must be increased, and as a result, the power consumption in the resistor Rs increases further when the maximum load current is output. Furthermore, when the maximum load current is output, the resistor
Since the amount of voltage drop at Rs also increases, it is necessary to further increase the input voltage Ein. Under such conditions, the power consumption of transistor Q1 also increases. Thus, in the constant voltage power supply device according to the prior art, the magnitude of the short circuit current Iso is limited to about 1/4 to 1/3 of the magnitude of the maximum output current.
トランジスタQ2のベース・エミツタ間電圧
VBEは周囲温度等に依存するのみならず、個々
的なトランジスタによつてもばらつきがあるの
で、過電流検出値および短絡電流値を設定する
に際しては、これらの温度計数、ばらつきを考
慮する必要がある。 Base-emitter voltage of transistor Q2
V BE not only depends on the ambient temperature, etc., but also varies depending on the individual transistors, so when setting the overcurrent detection value and short-circuit current value, it is necessary to take these temperature factors and variations into consideration. There is.
トランジスタQ2のベースに接続されている
抵抗R1,R2に流す電流の大きさは、安定係
数の観点から、トランジスタQ2のベース電流
IB2の約10倍以上を要する。よつて出力電圧
Eoutが高い場合には、これら抵抗器R1,R
2における消費電力が大となり、これに耐え得
る容量を備えた抵抗器を用いることが必要とさ
れる。 From the viewpoint of stability coefficient, the magnitude of the current flowing through the resistors R1 and R2 connected to the base of transistor Q2 is the base current of transistor Q2.
I Requires about 10 times more than B2 . Therefore output voltage
If Eout is high, these resistors R1, R
2, the power consumption becomes large, and it is necessary to use a resistor with a capacity that can withstand this.
[目的]
本発明の目的は、上述の点に鑑み、電流制御用
トランジスタ、出力電流検出抵抗器などにおける
消費電力を従来の方式に比べて格段に減少させ、
理想的な所謂「フ」字特性を得るよう構成した過
電流検出保護装置を提供することにある。[Objective] In view of the above-mentioned points, an object of the present invention is to significantly reduce power consumption in current control transistors, output current detection resistors, etc. compared to conventional systems;
It is an object of the present invention to provide an overcurrent detection and protection device configured to obtain ideal so-called "foldback" characteristics.
[発明の構成]
かかる目的を達成するために、本発明では過電
流検出用抵抗を通過する被検出電流に応じて電流
制御手段を付勢するようにした過電流検出保護装
置において、所定のバイアス電圧を発生する定電
圧発生手段と、該定電圧発生手段を第1入力端子
に接続し、前記過電流検出用抵抗の一端を第2入
力端子に接続した電圧増幅手段を備え、該電圧増
幅手段の出力信号を用いて前記電流制御手段を付
勢するよう構成する。[Structure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides an overcurrent detection and protection device that energizes a current control means in accordance with a detected current passing through an overcurrent detection resistor. a constant voltage generating means for generating a voltage; and a voltage amplifying means having the constant voltage generating means connected to a first input terminal and one end of the overcurrent detection resistor connected to a second input terminal, the voltage amplifying means The current control means is configured to be energized using the output signal of the current control means.
[実施例]
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第2図は、本発明を適用した定電圧電流装置の
一実施例を示す。本図と第1図との相違点は、ト
ランジスタQ2の替わりに、演算増幅器AMP、
演算増幅器AMPの非反転入力端にバイアス電圧
を印加するための抵抗器RBおよび定電流源CC、
演算増幅器AMPの出力端と反転入力端との間に
接続したコンデンサCおよび抵抗器Rならびに抵
抗器Rf、演算増幅器AMPの出力端に接続した抵
抗器RPおよびダイオードDを設けたことである。
また、HLはホツトラインを、RLはリターライン
を示す。 FIG. 2 shows an embodiment of a constant voltage current device to which the present invention is applied. The difference between this diagram and Figure 1 is that an operational amplifier AMP is used instead of the transistor Q2.
a resistor RB and a constant current source CC for applying a bias voltage to the non-inverting input terminal of the operational amplifier AMP,
A capacitor C, a resistor R, and a resistor Rf are connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier AMP, and a resistor RP and a diode D are connected to the output terminal of the operational amplifier AMP.
Further, HL indicates a hot line, and RL indicates a return line.
なお、図中のA点には他の電圧を、B点には負
電圧を印加することも可能である。 Note that it is also possible to apply another voltage to point A in the figure and a negative voltage to point B.
その他の構成は、第1図示の従来回路と全く同
じであるので詳しい説明は省略する。 The rest of the configuration is exactly the same as the conventional circuit shown in the first figure, so a detailed explanation will be omitted.
本実施例の各部動作は次に示すとおりである。 The operation of each part of this embodiment is as follows.
まず、定電流源CCから一定電流を供給して抵
抗器RBの端子間に所定の一定バイアス電圧VBを
生じさせる。従つて、定電圧源(図示せず)を用
いて、その発生電圧を分圧し、もつてバイアス電
圧VBを得ることも可能である。かかるバイアス
電圧VBの大きさは、演算増幅器AMPのオフセツ
ト電圧を考慮して、数ミリボルトないし数百ミリ
ボルトに設定するのが好適である。但し、バイア
ス電圧VBが上記オフセツト電圧より小さくなる
よう設定した場合には、出力短絡時においてトラ
ンジスタQ1がカツトオフとなり、その状態がロ
ツクされることも有り得るので注意を要する。 First, a constant current is supplied from a constant current source CC to generate a predetermined constant bias voltage V B between the terminals of the resistor RB. Therefore, it is also possible to divide the generated voltage using a constant voltage source (not shown) and thereby obtain the bias voltage V B. The magnitude of this bias voltage V B is preferably set to several millivolts to several hundred millivolts, taking into consideration the offset voltage of the operational amplifier AMP. However, if the bias voltage V B is set to be smaller than the above offset voltage, care must be taken because the transistor Q1 may be cut off and locked in this state when the output is short-circuited.
ダイオードDは、演算増幅器AMPから流出す
る電流を遮断する機能を果たす。よつて、演算増
幅器AMPの出力回路がオープンコレクタ型式に
より構成されている場合、あるいは、演算増幅器
AMPの出力側にトランジスタ(図示せず)を縦
続接続し、その出力回路をオープンコレクタ型式
とした場合には、ダイオードDは不要である。ま
た、抵抗器RPは負電圧使用時(すなわち、出力
電圧の正負を反転させた場合)に回路部品を保護
する機能を果たす。 Diode D functions to block current flowing out from operational amplifier AMP. Therefore, if the output circuit of the operational amplifier AMP is configured as an open collector type, or if the output circuit of the operational amplifier AMP is
If transistors (not shown) are connected in series on the output side of the AMP and the output circuit is of an open collector type, the diode D is not necessary. Furthermore, the resistor RP serves to protect the circuit components when a negative voltage is used (that is, when the output voltage is reversed).
演算増幅器AMPの入出力側にわたつて直列接
続されている抵抗器RおよびコンデンサCは、か
かる過電流検出回路が作動して寄生発振を引き起
こした場合に、その発振を防止する役割りを果た
す。また、抵抗器Rfを付加することにより演算
増幅器AMPの総合利得を下げ、もつて寄生発振
を生じにくくすることも可能である。 A resistor R and a capacitor C connected in series across the input and output sides of the operational amplifier AMP serve to prevent parasitic oscillation when the overcurrent detection circuit is activated and causes parasitic oscillation. Furthermore, by adding a resistor Rf, it is possible to lower the overall gain of the operational amplifier AMP, thereby making parasitic oscillation less likely to occur.
過電流検出用抵抗器RSの抵抗値Rsは、出力短
絡時の電流値をIsoとした場合に、
(RS)=VB/(Iso)
で与えられる。 The resistance value Rs of the overcurrent detection resistor RS is given by (RS) = V B / (Iso), where Iso is the current value when the output is shorted.
上述した構成によれば、第1図示の定電圧電源
装置に比べて、次に示す特徴が得られる。 According to the above-described configuration, the following features can be obtained compared to the constant voltage power supply device shown in the first diagram.
バイアス電圧VBを小さな値に設定すること
ができるので、過電流検出用抵抗Rsの抵抗値
を小さくすることができる。 Since the bias voltage V B can be set to a small value, the resistance value of the overcurrent detection resistor Rs can be made small.
短絡電流Isoを最大出力電流の1/4以下に設定
する場合にも、抵抗器Rsの抵抗値を大きくす
る必要がないので、トランジスタQ1の消費電
力を制御すると共に入力電圧Einの上昇を低く
抑えることができる。 Even when setting the short circuit current Iso to 1/4 or less of the maximum output current, there is no need to increase the resistance value of the resistor Rs, so the power consumption of the transistor Q1 is controlled and the rise in the input voltage Ein is kept low. be able to.
過電流検出値および短絡電流値の温度依存性
変化を小さく抑えることができる。 Temperature-dependent changes in the overcurrent detection value and short-circuit current value can be suppressed to a small level.
演算増幅器AMPのバイアス電流が小さいの
で、抵抗器R1およびR2の抵抗値を大きくす
ることができる。その結果、抵抗器R1および
R2には小電力容量の抵抗器を要いることが可
能となる。 Since the bias current of the operational amplifier AMP is small, the resistance values of the resistors R1 and R2 can be increased. As a result, resistors R1 and R2 may require resistors with small power capacities.
これらの特徴事項に基づき、本実施例の出力特
性および消費電力特性を示したのが第3図に示す
グラフである。第3図の上段に示した「従来技
術」とは第1図示の定電圧電源装置を、「本実施
例」とは第2図示の定電圧電源装置をいう。ま
た、第3図に示すAは出力電圧対出力電流の関係
を示す線図、同図Bは制御トランジスタQ1の消
費電力特性を示す線図、同図Cは過電流検出用抵
抗器RSの消費電力特性を示す線図である。 The graph shown in FIG. 3 shows the output characteristics and power consumption characteristics of this embodiment based on these characteristics. "Prior art" shown in the upper part of FIG. 3 refers to the constant voltage power supply device shown in the first diagram, and "this embodiment" refers to the constant voltage power supply device shown in the second diagram. In addition, A shown in Figure 3 is a diagram showing the relationship between output voltage and output current, B is a diagram showing the power consumption characteristics of the control transistor Q1, and C is a diagram showing the power consumption characteristics of the overcurrent detection resistor RS. FIG. 3 is a diagram showing power characteristics.
なお、目盛は相対値(レシオ)を表すものであ
つて、絶対値を表すものではない。 Note that the scale represents a relative value (ratio) and does not represent an absolute value.
第3図Aに示すように、従来技術における短絡
電流が「0.3」であるのに対し、本実施例におけ
る短絡電流は「0.1」と小さな値になつている。 As shown in FIG. 3A, while the short circuit current in the prior art is "0.3", the short circuit current in this embodiment is as small as "0.1".
また、破線は本実施例における出力電圧対出
力電流特性を従来技術に係る線図上に重ね合わせ
て描いたものである。破線は、従来技術に係る
定電圧電流装置を用いて、破線に示す特性を得
ようとした場合の消費電力特性を示す。同様に破
線は、破線に対応した消費電力特性を示す。 Moreover, the broken line is the output voltage vs. output current characteristic of this embodiment superimposed on the diagram of the prior art. The broken line shows the power consumption characteristics when trying to obtain the characteristics shown by the broken line using a constant voltage current device according to the prior art. Similarly, the broken line indicates the power consumption characteristic corresponding to the broken line.
なお、上述した実施例においてはホツトライン
HL側に本発明に係る過電流検出保護回路を挿入
したが、リターンラインRL側においても同様に
可能である。従つて、負電圧使用時においても本
発明を適用し得ること勿論である。 In addition, in the above-mentioned embodiment, the hot line
Although the overcurrent detection and protection circuit according to the present invention is inserted on the HL side, it is possible to do the same on the return line RL side. Therefore, it goes without saying that the present invention can be applied even when using a negative voltage.
また、本発明は本実施例のような定電圧電源に
限ることなく、スイツチング電源への適用、なら
びに、電源装置以外の過電流保護装置への適用が
可能である。 Further, the present invention is not limited to a constant voltage power supply as in this embodiment, but can be applied to a switching power supply and an overcurrent protection device other than a power supply device.
[効果]
以上説明したとおり、本発明によれは、過電流
検出用抵抗の抵抗値を小さくすると共に制御用ト
ランジスタ等における消費電力を抑制することが
できるので、経済性・信頼性を備えた高効率な過
電流検出保護装置を得ることができる。[Effects] As explained above, the present invention can reduce the resistance value of the overcurrent detection resistor and suppress the power consumption in the control transistor, etc., thereby achieving high efficiency and reliability. An efficient overcurrent detection and protection device can be obtained.
第1図は従来技術に係る定電圧電源装置を示す
回路図、第2図は本発明を適用した定電圧電源装
置の一実施例を示す回路図、第3図は本実施例の
効果を説明する線図である。
Q1,Q2,Q3……トランジスタ、R1,R
2,RS,RB,R,Rf……抵抗器、C……コン
デンサ、D……ダイオード、AMP……演算増幅
器、Ein……入力電圧、Eout……出力電圧、Iso
……短絡電流、HL……ホツトライン、RL……リ
ターンライン。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a constant voltage power supply device according to the prior art, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a constant voltage power supply device to which the present invention is applied, and Fig. 3 explains the effects of this embodiment. FIG. Q1, Q2, Q3...transistor, R1, R
2, RS, RB, R, Rf...Resistor, C...Capacitor, D...Diode, AMP...Operation amplifier, Ein...Input voltage, Eout...Output voltage, Iso
...Short circuit current, HL...Hot line, RL...Return line.
Claims (1)
応じて、該検出用抵抗の前段に接続された電流制
御手段を付勢するようにした過電流検出保護装置
において、 反転入力端および非反転入力端を有する電圧増
幅手段と、 前記出力電流検出用抵抗の負荷側端子と、前記
電圧増幅手段の非反転入力端との間に所定値のバ
イアス電圧を印加する定電圧発生手段と、 前記出力電流検出用抵抗の電流制御手段側端子
における電圧を分圧して、前記電圧増幅手段の反
転入力端に印加する分圧手段を備え、 前記電圧増幅手段の出力信号を用いて前記電流
制御手段を付勢するようにしたことを特徴とする
過電流検出保護装置。 2 前記電圧増幅手段は、一方向の出力電流のみ
を通過させる出力回路、もしくは、オープンコレ
クタ型出力回路を有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の過電流検出保護装置。[Claims] 1. In an overcurrent detection and protection device that energizes current control means connected upstream of the output current detection resistor in response to a detected current passing through the output current detection resistor, the overcurrent detection and protection device includes: Voltage amplification means having an input end and a non-inverting input end; Constant voltage generation for applying a bias voltage of a predetermined value between the load side terminal of the output current detection resistor and the non-inverting input end of the voltage amplification means. and voltage dividing means for dividing the voltage at the current control means side terminal of the output current detection resistor and applying it to the inverting input terminal of the voltage amplification means, using the output signal of the voltage amplification means to An overcurrent detection and protection device characterized by energizing current control means. 2. The overcurrent detection and protection device according to claim 1, wherein the voltage amplification means has an output circuit that allows only one-way output current to pass through, or an open collector type output circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9297184A JPS60237818A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Overcurrent detection protection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9297184A JPS60237818A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Overcurrent detection protection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237818A JPS60237818A (en) | 1985-11-26 |
| JPH0337385B2 true JPH0337385B2 (en) | 1991-06-05 |
Family
ID=14069291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9297184A Granted JPS60237818A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Overcurrent detection protection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60237818A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101229U (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-09 | 株式会社ケンウッド | power circuit |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP9297184A patent/JPS60237818A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60237818A (en) | 1985-11-26 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |