JPH0360366A - スイッチングレギュレータ - 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】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は定電圧電源回路などに用いられるスイッチン
グレギュレータに関する。

（ｂ）従来の技術 一般に、他励発振型スイッチングレギュレータにおいて
は、スイッチング制御回路として三角波発振器とコンパ
レータを用いたＰＷＭ制御回路を基本構成とするスイッ
チングレギュレータ用ＩＣが用いられている。

このようなスイッチングレギュレータ用ＩＣを用いた従
来のスイッチングレギュレータの回路図を第３図に示す
。同図において１はスイッチングレギュレータ用ＩＣか
らなるスイッチング制御回路、２はトランスであり、ト
ランス２の一次巻線ＮｌにスイッチングトランジスタＱ
１が接続されている。スイッチングトランジスタＱ１は
スイッチング制御回路１のＯＵＴ出力によってオン／オ
フ制御される。また、４はダイオードブリッジであり、
ＡＣ入力を整流する。コンデンサＣ１はこれを平滑して
トランスの一次巻線Ｎｌに直流電圧を供給する。トラン
スの二次Ｓ＆％Ｎ２にはダイオードＤ！およびコンデン
サＣ２からなる整流平滑回路が接続されている。この整
流平滑回路の出力には抵抗Ｒ２，Ｒ３からなる分圧回路
とシャントレギュレータＳＲおよびフォトカプラの発光
ダイオード３ａからなる負荷供給電圧検出回路が接続さ
れている。トランスの補助巻線ＮｂにはダイオードＤ２
およびコンデンサＣ３からなる整流平滑回路が接続され
、その出力がスイッチング制御回路１の電源として供給
される。なお起動時には抵抗Ｒ１およびツェナーダイオ
ードＺＤ１からなる定電圧回路から電源が供給される。

スイッチング制御回路１の端子Ｖｒからは基準電圧が発
生され、抵抗Ｒ４，Ｒ５およびフォトカブラのフォトト
ランジスタ３ｂにより構成される分圧回路の出力が信号
入力端子Ｅｌに与えられる。

第３図に示した回路において、シャントレギュレータＳ
Ｒは負荷供給電圧に応じた光量で発光ダイオード３ａを
発光させる。これに応してスイッチング制御回路１の入
力端子Ｅｌの入力電圧が定まる。スイッチング制御回路
ｌは入力端子Ｅｌの電圧に応じたデユーティ比でスイッ
チングトランジスタＱｌをオン／オフ制御する。負荷供
給電圧の変動に伴うスイッチングトランジスタのデユー
ティ比制御は負帰還制御であるため、抵抗Ｒ２゜Ｒ３の
分圧比に応じて負荷供給電圧が安定化される。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、前述のようにスイッチング制御回路を構成す
るスイッチングレギュレータ用ＩＣを用いた従来のスイ
ッチングレギュレータにおいては、スイッチング制御回
路の入力回路が開放状態となったとき、例えば抵抗Ｒ３
がオープン状態となった場合やシャントレギュレータＳ
Ｒの入力部が断線した場合、あるいはスイッチング制御
回路１のＥＩ入力端子自体がオープンした場合、スイッ
チング制御回路１の入力端子Ｅｌの入力電圧が最低電圧
まで低下する。そのためスイッチングトランジスタＱ１
のオン期間のパルス幅が最大になって、出力電圧がはね
上がるといった誤動作が生じる。その結果、負荷に過電
圧が供給されて負荷が誤動作または故障するばかりでな
く、トランスの二次側に設けられている平滑用のコンデ
ンサｃ２およびＣ３などが耐圧破壊するといった問題が
あった。

従来、負荷を過電圧から保護するためにトランスの一次
側または二次側に過電圧保護回路が設けられる場合があ
るが、この種の従来の過電圧保護回路は、ツェナーダイ
オードなどを用いた過電圧検出回路と、サイリスクなど
のスイッチ素子およびそのゲート制御回路を用いて過電
圧検出回路の出力により電源入力または電源出力をしゃ
断するシャットダウン回路とから構成されていて、比較
的多数の部品を必要とし、且つ高耐圧または電流容量の
大きなスイッチ素子を必要としていた。

この発明の目的は、スイッチ制御回路の入力に接続され
る回路がなんらかの原因で開放状態になったときに出力
電圧のはね上がりを防止する回路を極めて単純な回路で
構成して、トランスの二次側に設けられている平滑用コ
ンデンサの耐圧破壊を防止するようにしたスイッチング
レギュレータを提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、トランスと、このトランスの一次巻線に流
れる電流を断続するスイッチングトランジスタと、スイ
ッチングトランジスタをオン／オフ制御するスイッチン
グ制御回路と、トランスの二次巻線または補助巻線の起
電圧を整流平滑して前記スイッチング制御回路へ電源供
給する整流平滑回路とを有するスイッチングレギュレー
タにおいて、 前記整流平滑回路の出力ライン間の電圧が一定値を越え
たとき、その出力ライン間を短絡する短絡回路を設けた
ことを特徴としている。

（ｅ）作用 この発明のスイッチングレギュレータにおいては、スイ
ッチング制御１回路に対する補助電源回路として、トラ
ンスの二次巻線または補助巻線に整流平滑回路が設けら
れ、この整流平滑回路の出力ライン間に、その出力ライ
ン間電圧が一定値を越えたとき短絡する短絡回路が設け
られている。従って、スイッチング制御回路内に設けら
れている誤差増幅回路に対して負荷供給電圧の検出信号
を与える回路が開放状態となれば、トランスの一次巻線
からトランスに供給される電力が増大し、二次巻線およ
び補助巻線の起電圧が上昇するが、整流平滑回路の出力
電圧が一定値を越えたとき、上記短絡回路が整流平滑回
路の出力ライン間を短絡する。これによりスイッチング
制御回路の電源電圧が略０となって、スイッチングトラ
ンジスタのオン／オフ制御が停止される。従ってトラン
スの二次巻線または補助巻線の起電圧が０となって平滑
用コンデンサの耐圧破壊が防止される。

（ｆ）実施例 この発明の実施例であるスイッチングレギュレータの回
路図を第１図に示す。

第１図において１はスイッチングレギュレータ用ＩＣか
らなるスイッチング制御回路、２はトランスである。４
は商用交流電源などのＡＣ入力を整流するダイオードブ
リッジ、Ｃ１をこれを平滑する平滑コンデンサであり、
整流平滑出力をトランスの一次巻線Ｎ１に供給する。ト
ランス２の一次巻線Ｎ１にはスイッチングトランジスタ
Ｑ１が直列接続されている。スイッチング制御回路ｌの
ＯＵＴ端子からはＰＷＭ制御された矩形波信号が出力さ
れ、この信号がスイッチングトランジスタＱｌのゲート
に供給される。トランス２の二次巻線Ｎ２には整流ダイ
オードＤＩおよび平滑コンデンサＣ２による整流平滑回
路が接続されている。

また出力端子間には抵抗分圧回路Ｒ２，Ｒ３、シャント
レギュレータＳＲおよびフォトカブラの発光ダイオード
３ａからなる負荷供給電圧検出回路が設けられている。

また、トランスの補助巻線ＮｂにはダイオードＤ２およ
びコンデンサＣ３からなる整流平滑回路が接続されてい
て、スイッチング制御回路１に対して電源電圧を供給し
ている。

抵抗Ｒ１およびツェナーダイオードＺＤＩは起動時にお
いてダイオードＤ３を介してスイッチング制御回路１に
電源電圧を供給する定電圧回路である。スイッチング制
御回路１０基準電圧出力端子Ｖｒと接地（ＧＮＤ）間に
はＲ４，Ｒ５およびフォトカブラのフォトトランジスタ
３ｂからなる分圧回路が接続されていて、その分圧値が
入力端子Ｆｌに与えられる。

また、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ３からなる整
流平滑回路の出力ラインと接地間に、ツェナーダイオー
ドＺＤ２と抵抗Ｒ６からなる定電圧回路およびサイリス
クＳＣＲが接続されている。また、このサイリスタＳＣ
Ｒのゲート−カソード（接地）間にコンデンサＣ４が接
続されている第１図に示した回路の動作は次のとおりで
あるａ通常、スイッチングトランジスタＱ１はスイッチ
ング制御回路ｌから出力されるＰＷＭ制御された矩形波
信号によりオン／オフ駆動され、トランスの一次巻線に
流れる電流が断続される。これによりトランスの二次巻
線Ｎ２および補助巻線Ｎｂに起電圧が発生し、それぞれ
整流平滑される。フォトカブラの発光ダイオード３ａは
負荷供給電圧に応じて、その光量が変化し、これにより
フォトカブラのフォトトランジスタ３ｂのオン抵抗が変
化し、スイッチング制御回路１のＥｌ端子の印加電圧が
変化する。負荷供給電圧の変動に対するスイッチングト
ランジスタＱｌのデユーティ比制御は負帰還制御である
ため、抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧比に応じて負荷供給電圧が
安定化される。

ここで何らかの原因でスイッチング制御回路１の入力端
に設けられている負荷供給電圧検出回路とそれに接続さ
れている回路、例えば抵抗Ｒ３やシャントレギュレータ
ＳＲの人力が開放状態となった場合、あるいはスイッチ
ング制御回路１の入力端子Ｅｌが開放状態となった場合
、入力端子Ｅ■の印加電圧は、極端に低下するため、ス
イッチングトランジスタＱ１のオンデユーテイ比が最大
値まで達する。このことにより、トランスの二次巻線Ｎ
２および補助巻線Ｎｂの起電圧が上昇し、コンデンサＣ
３の充電電圧が増大する。この充電電圧がツェナーダイ
オードＺＤ２のツェナー電圧を越えたときＺｎ２は導通
し、サイリスタＳＣＲのゲートにゲート電流が流れる。

このときコンデンサＣ４に充電されていた電荷がゲート
電流として放電される。このことによりサイリスタＳＣ
Ｒがターンオンし、Ｄ２およびＣ３からなる整流平滑回
路の出力ラインが短絡される。従ってスイッチング制御
回路の電源電圧が略Ｏｖとなって、出力端子ＯＵＴを接
地電位としたまま作動を停止する。その結果、トランス
の二次巻線２および補助巻線Ｎｂの起電圧がＯとなって
、コンデンサＣ２およびＣ３の耐圧破壊が防止される。

サイリスタＳＣＲは一部ターンオンすれば、ダイオード
ブリッジ４．抵抗Ｒ１，ダイオードＤ３を介して保持電
流が流れるため、オン状態を保つ。その後、電源スィッ
チ（不図示〉をオフしてＡＣ入力をしゃ断すれば、サイ
リスタＳＣＲがターンオフし、故障箇所を修復した後、
電源スィッチを再投入すれば回路が復帰する。

第１図に示した例では、短絡回路として、ツェナーダイ
オードを用いた定電圧回路とサイリスクなどのスイッチ
素子により構成したが、次に示すようにツェナーダイオ
ードを用いずに短絡回路を構成することもできる。第２
図において抵抗Ｒ７およびＲ８は分圧回路であり、この
分圧出力電圧に応じてサイリスタＳＣＨにゲート電流が
流れる。サイリスクはゲート電流によってブレイクオー
バ電圧が変化するため、ダイオードＤ２およびコンデン
サＣ３からなる整流平滑回路の出力電圧が一定値を越え
たとき、ゲート電流の増大によりブレイクオーバ電圧が
低下し、ターンオンする。

（ＩＥ発明の効果 この発明によればスイッチング制御回路の入力側に設け
られている負荷供給電圧検出回路およびこれに接続され
ている回路の一部が開放された場合でも、トランスの二
次側に設けられている整流平滑回路の出力電圧のはね上
がりが防止され、平滑用コンデンサの耐圧破壊をさける
ことができる。また、スイッチング制御回路の補助電源
を短絡するだけであるため、低耐圧低電流容量のスイッ
チ素子を用いることができる。しかもトランスの二次側
に過電圧検出回路などを設けないため、フォトサイリス
クなどのフォトカプラも必要ではなく、小型化低コスト
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるスイッチングレギュレ
ータの回路図である。第２図は他の実施例に係るスイッ
チングレギュレータの主要部の回路図である。第３図は
従来のスイッチングレギュレータの回路図である。 １−スイッチング制御回路、 ２−トランス、 Ｑｌ−スイッチングトランジスタ、 Ｃ２，Ｃ３，−平滑用コンデンサ、 ５−短絡回路。 出潮穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランスと、このトランスの一次巻線に流れる電
   流を断続するスイッチングトランジスタと、スイッチン
   グトランジスタをオン／オフ制御するスイッチング制御
   回路と、トランスの二次巻線または補助巻線の起電圧を
   整流平滑して前記スイッチング制御回路へ電源供給する
   整流平滑回路とを有するスイッチングレギュレータにお
   いて、前記整流平滑回路の出力ライン間の電圧が一定値
   を越えたとき、その出力ライン間を短絡する短絡回路を
   設けたことを特徴とするスイッチングレギュレータ。