JPH0353863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイツチングレギユレータに用す
る。

〔従来の技術〕

従来のスイツチングレギユレータには、保護す
べき電流値に出力電流が致達すると、出力電圧を
しや断するように過電流保護回路が設けられてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のスイツチングレギユレータで
は、接続される負荷がリレー回路およびランプ回
路など、突入電流を伴なう間欠負荷である場合、
および静電気ノイズが過電流保護回路の誤動作を
誘発する場合には電源の誤しや断が多発する欠点
があつた。

さらに、負荷側の短絡事故、出力端子のシヨー
トなどの原因により過電流保護回路が作動し、電
源しや断された後に、その原因が取り除かれて
も、リセツト操作を行わないとスイツチングレギ
ユレータが定常動作に復帰しない欠点があつた。

さらに、スイツチングレギユレータ起動時のス
ロースタート機能を達成するには、複雑な回路を
必要としていた。

本発明は、前述の欠点を除去し、誤動作により
電源がしや断されることがなく、さらに電源のし
や断後に、その故障原因が取り除かれると自動的
に定常動作に復帰でき、さらに、電源起動時のス
ロースタート機能を有するスロースタート機能付
定電流垂下形過電流保護回路を有するスイツチン
グレギユレータ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〕

本発明のスイツチングレギユレータは、DC−
DCコンバータと、通常の出力電圧とする第一の
基準電圧に抵抗器を介して接続されたコンデンサ
を有する基準電圧発生回路と、前記DC−DCコン
バータの出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、この出力電圧検出回路の出力と前記第一の基
準電圧の抵抗分割点とが一方の入力端子に接続さ
れ前記基準電圧発生回路の出力が他方の入力端子
に接続され前記DC−DCコンバータの主電力制御
素子を制御するための誤差増幅器と、前記主電力
制御素子を流れるパルス電流を検出する電流検出
回路と、前記電流検出回路の出力電圧が第二の基
準電圧を超過したときに、前基準電圧発生回路の
出力電圧を低下させる過電流保護手段と、電源投
入指示が入力されていないときは前記基準電圧発
生回路の出力電圧を低下させる電源投入手段とを
含んで構成される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第一の実施例の構成を示す
ブロツク図であり、第２図は、本発明の第二の実
施例の構成を示すブロツク図である。

まず、第一の実施例の構成を第１図に基づいて
説明する。この第一の実施例のスイツチングレギ
ユレータ２５は、主電力制御素子と、この主電力
制御素子を流れる電流を検出するカレントトラン
スと、電力トランスと、整流平滑回路と、主入力
端子ＡおよびＢと、主出力端子ＣおよびＤと、上
記主電力制御素子を駆動制御する制御オンパルス
の入力端子Ｅと、上記カレントトランスの出力端
子ＦおよびＧ（上記主電力制御素子に電流が流れ
ると、出力端子Ｇに対して出力端子Ｆが正となる
極性）とを含む公知のシングルタイプDC−DCコ
ンバータ２が設けられ、直流電源１と、出力電圧
検出回路３とが設けられている。また、スイツチ
ングレギユレータ２５には、ダイオード５と抵抗
６とを備え、主電力制御素子を流れるパルス電流
と相似の電圧波形を取り出す電流検出回路７が設
けられ、第二の基準電圧８と比較器９と抵抗器１
０，１２，１７，１８，２１および２３と、トラ
ンジスタ１１および２２と、第一の基準電圧１
３、抵抗器１４、コンデンサ１５を備える基準電
圧発生回路１６が設けられ、さらに、誤差増幅器
１９と、パルス幅制御回路２４とが設けられてい
る。

DC−DCコンバータ２の主入力端子ＡおよびＢ
がそれぞれ直流電源１の正極と負極に接続され、
主出力端子ＣおよびＤは負荷４に接続される。出
力端子Ｆはダイオード５のアノードに接続され、
ダイオード５のカソードは一端が大地電位に接続
される抵抗器６の他端に接続され、出力端子Ｇは
大地電位に接続される。ダイオード５と抵抗器６
の接続点は電流検出回路７の出力として、比較器
９の非反転入力端子に接続される。比較器９の反
転入力端子は、第二の基準電圧に接続され、比較
器９の出力は一端が電源Vccに接続される抵抗１
０の他端と、エミツタが大地電位に接続され、か
つコレクタが抵抗器１２の一端に接続されるトラ
ンジスタ１１のベースとの接続点に接続される。
抵抗器１２の他端は、一端が第一の基準電圧１３
に接続される抵抗器１４の他端と、一端が大地電
位に接続されるコンデンサ１５と誤差増幅器１９
の一方の入力端子との接続点に接続され、その接
続点は、一端が、エミツタが大地電位に接続さ
れ、かつ、そのベースが、一端が電源Vccに接続
される抵抗器２１と電源投入信号２０の接続点に
接続されるトランジスタ２２のコレクタに接続さ
れる抵抗器２３の他端に接続される。誤差増幅器
１９の他方の入力端子は、一端が第一の基準電圧
１３に接続される抵抗器１７の他端と、シングル
タイプDC−DCコンバータ２の主出力端子Ｃおよ
びＤに接続される出力電圧検出回路３の出力に一
端が接続される抵抗器１８の他端との接続点に接
続される。誤差増幅器１９の出力はパルス幅制御
回路２４の入力に接続され、パルス幅制御回路２
４の出力は、前記シングルタイプDC−DCコンバ
ータ２の入力端子Ｅに接続される。

次に、この第一の実施例の動作を第１図に基づ
いて説明する。電源投入指示がある場合には、電
源投入信号２０は「０」であり、トランジスタ２
２はオフに保持される。したがつて誤差増幅器１
９に与えられる基準電圧検出回路１６の出力電圧
は、第一の基準電圧１３の電圧値に一致する。こ
の期間では、誤差増幅器１９の二つの入力端子の
電圧がほぼ等しくなるように動作し、スイツチン
グレギユレータ２５の出力電圧V₀は一定値に安
定して制御される。

一方、電源投入指示がない場合には、電源投入
信号２０は「１」でありトランジスタ２２はオン
に保持される。したがつて誤差増幅器１９に与え
られる基準電圧発生回路１６の出力電圧は、第一
の基準電圧１３の電圧値とトランジスタ２２のコ
レクタ飽和電圧と抵抗器１４，２３により定ま
る。したがつて、抵抗器１４，１７，１８，２３
の値を適当に選ぶことにより、基準電圧発生回路
１６の出力電圧は、抵抗器１７，１８の分割電圧
より低くなり、出力電圧V₀は出力されない。

次に、電源投入指示が入力された時、したがつ
て電源投入信号２０が「１」から「０」になる時
は、基準電圧発生回路１６の出力電圧は抵抗器１
４とコンデンサ１５の時定数で第一の基準電圧１
３の電圧値に徐々に増加し、スイツチングレギユ
レータ２５の出力電圧V₀はそれに応じて徐々に
増加し、一定時間後、一定値に安定して制御され
る。

次に、電源投入指示があつて電源投入信号が
「０」の場合で、スイツチングレギユレータ２５
の出力電流I₀が、スイツチングレギユレータ２５
の定格値範囲内にある場合には、比較器９の出力
は「０」であり、トランジスタ１１はオフに保持
される。したがつて、誤差増幅器１９に与えられ
る基準電圧は、第一の基準電圧１３の電圧値に一
致する。この期間では、誤差増幅器１９の二つの
入力端子の電圧がほぼ等しくなるように動作し、
スイツチングレギユレータ２５の出力電圧V₀は
一定値に安定して制御される。

ここで、主電力制御素子を流れるパルス電流
は、主にシングルタイプDC−DCコンバータ２内
の平滑回路を構成するチヨークコイルの励磁電流
であるので、時間の経過とともに増加する鋸歯状
波形成分を含んでおり、このパルス電流波形と相
似の電流検出回路７の出力電圧も同様のパルス波
形を有している。

次にスイツチングレギユレータ２５の出力電流
I₀から何らかの原因で増加し、これに伴なつて電
流検出回路７の出力電圧である鋸歯状波形成分を
含むパルス電圧のピーク値が第二の基準電圧８の
電圧値を越えるに十分な値となると、比較器９は
出力電流I₀の増加に比例したパルス幅でスイツチ
ング動作を始める。比較器９の出力が「１」とな
る期間は、トランジスタ１１が抵抗器１０を通し
てバイアスされ導通状態になる。トランジスタ１
１が導通状態になると、コンデンサ１５の電荷が
抵抗器１２により放出される。また、比較器９の
出力が「０」となる期間は、コンデンサ１５の電
荷が第一の基準電圧１３から抵抗器１４を通して
充電される。コンデンサ１５、抵抗器１２および
１４の値を適当に選ぶことにより、コンデンサ１
５の両端電圧は十分に平滑化され、かつ、適当な
応答速度で出力電流I₀に伴なつて減少する。この
結果として、スイツチングレギユレータ２５の出
力電圧V₀が垂下する。

出力電流I₀が増加する原因が取り除かれると、
比較器９の出力は「０」になり、トランジスタ１
１は定常的に非導通状態になり、したがつて誤差
増幅器１９に与えられる基準電圧は第一の基準電
圧１３の電圧値になり、スイツチングレギユレー
タ２５は定常動作に復帰して、出力電圧V₀は一
定値に安定して制御される。

次に、第二の実施例を第２図に基づいて説明す
る。この第二の実施例は、第１図に示すDC−DC
コンバータ部２の代わりにブシユプルタイプDC
−DCコンバータ２′が設けられている。この図
で、符号１，３〜６，８〜２４およびＡ〜Ｇは第
１図に示した同符号のものに対応する。第２図で
第１図と異なる点は、ブツシユプルタイプDC−
DCコンバータ２′が少なくとも二個の主電力制御
素子を有し、それぞれが二相分割されスイツチン
グ動作することであり、また、主電力制御素子を
流れる電流を検出するカレントトランスの出力は
センタータツプを有し、出力端子Ｈに接続される
ことにある。さらに、出力ＦおよびＧはそれぞれ
ダイオード５および５′のアノードに接続され、
ダイオード５および５′のカソードが接続される
とともに、その接続点は一端が大地電位に接続さ
れる抵抗器６の他端に接続され、出力端子Ｈは、
大地電位に接続され、ダイオード５および５′と
抵抗器６により電流検出回路７′が構成されてい
ることにある。このように構成されているので、
二相分割され、それぞれの主電力制御素子を流れ
る電流が一度に検出される。その他の動作は第一
実施例の場合と同様である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、スイツチングレ
ギユレータ起動時のスロースタート機能を簡単な
回路で達成できるという効果がある。

また、スイツチングレギユレータの出力電流の
過電流状態が検出されると、このレギユレータの
出力電圧が垂下されるように動作するので、静電
気ノイズなどによる誤動作の原因には応答せず、
したがつて、スイツチングレギユレータを安定に
使用できる効果がある。

また、過電流状態を招来した原因が除去される
と手操作によるリセツトを経ずに定常動作に復帰
されるので、運転操作が簡単になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の構成を示すブ
ロツク図、第２図は本発明の第二と実施例の構成
を示すブロツク図である。 １……直流電源、２……シングルタイプDC−
DCコンバータ、２′……ブシユプルタイプDC−
DCコンバータ、３……出力電圧検出回路、４…
…負荷、５，５′……ダイオード、６，１０，１
２，１４，１７，１８，２１，２３……抵抗器、
７，７′……電流検出回路、８……第二の基準電
圧、９……比較器、１１，２２……トランジス
タ、１３……第一の基準電圧、１５……コンデン
サ、１６……基準電圧発生回路、１９……誤差増
幅器、２０……電源投入信号、２４……パルス幅
制御回路、２５，２６……スイツチングレギユレ
ータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ DC−DCコンバータと、通常の出力電圧とす
   る第一の基準電圧に抵抗器を介して接続されたコ
   ンデンサを有する基準電圧発生回路と、前記DC
   −DCコンバータの出力電圧を検出する出力電圧
   検出回路と、この出力電圧検出回路の出力と前記
   第一の基準電圧の抵抗分割点とが一方の入力端子
   に接続され前記基準電圧発生回路の出力が他方の
   入力端子に接続され前記DC−DCコンバータの主
   電力制御素子を制御するための誤差増幅器と、前
   記主電力制御素子を流れるパルス電流を検出する
   電流検出回路と、前記電流検出回路の出力電圧が
   第二の基準電圧を超過したときに前記基準電圧発
   生回路の出力電圧を低下させる過電流保護手段
   と、電源投入指示が入力されていないときは前記
   基準電圧発生回路の出力電圧を低下させる電源投
   入手段とを含むことを特徴とするスイツチングレ
   ギユレータ。