JPH04150770A - スイッチングレギュレータ - Google Patents
スイッチングレギュレータInfo
- Publication number
- JPH04150770A JPH04150770A JP27701490A JP27701490A JPH04150770A JP H04150770 A JPH04150770 A JP H04150770A JP 27701490 A JP27701490 A JP 27701490A JP 27701490 A JP27701490 A JP 27701490A JP H04150770 A JPH04150770 A JP H04150770A
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- Japan
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- switching
- voltage
- circuit
- duty ratio
- control circuit
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(a)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。
グレギュレータに関する。
(b)従来の技術
−Sに、他動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には入力電圧によっ
てPWM信号の最大デユーティ比を制限する所謂デッド
バンド制御回路が設けられていて、その機能が例えば過
電流保護機能に利用されている。
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には入力電圧によっ
てPWM信号の最大デユーティ比を制限する所謂デッド
バンド制御回路が設けられていて、その機能が例えば過
電流保護機能に利用されている。
このようなデッドバンド制御回路を備えたスイッチング
レギュレータ用tCを用いて過電流保護を行った従来の
スイッチングレギュレータの主要部の回路図を第6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I
C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N1にスイッチングトランジス
タQ4が接続されていて、スイッチング制御回路1のE
出力によってQ4がオンオフ制御される。また、CTは
トランスの一次巻線N1に流れる電流を検出するカレン
トトランスである。過電流保護が働かない通常状態では
CTの起電圧によりD5.R12に電流が流れるが、ツ
ェナーダイオードZDj雰 ÷オフ状態である。トランスの一次巻線電流が一定値を
超えたときCTの起電圧が増大することによりツェナー
ダイオードZDがオンし、Q5にベース電流が流れ、Q
5がオンする。
レギュレータ用tCを用いて過電流保護を行った従来の
スイッチングレギュレータの主要部の回路図を第6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I
C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N1にスイッチングトランジス
タQ4が接続されていて、スイッチング制御回路1のE
出力によってQ4がオンオフ制御される。また、CTは
トランスの一次巻線N1に流れる電流を検出するカレン
トトランスである。過電流保護が働かない通常状態では
CTの起電圧によりD5.R12に電流が流れるが、ツ
ェナーダイオードZDj雰 ÷オフ状態である。トランスの一次巻線電流が一定値を
超えたときCTの起電圧が増大することによりツェナー
ダイオードZDがオンし、Q5にベース電流が流れ、Q
5がオンする。
ところでスイッチング制御回路1のREF端子からは基
準電圧が外部へ出力されていて、DB端子の入力電圧が
高くなるほどE端子から出力するPWM信号の最大デユ
ーティ比を制限する。従ってQ5がオンすることにより
DB端子がREF端子と時開−の電圧とな÷÷÷妊繋り
、E端子より出力されるPWM信号のデユーティ比が略
0%となってトランスの2次側に対する電力供給がしゃ
断される。
準電圧が外部へ出力されていて、DB端子の入力電圧が
高くなるほどE端子から出力するPWM信号の最大デユ
ーティ比を制限する。従ってQ5がオンすることにより
DB端子がREF端子と時開−の電圧とな÷÷÷妊繋り
、E端子より出力されるPWM信号のデユーティ比が略
0%となってトランスの2次側に対する電力供給がしゃ
断される。
(C1発明が解決しようとする課題
ところが、前述のように従来の過電流保護機能を有する
スイッチングレギュレータにおいては、トランスの一次
巻線電流を検出するために高価なカレントトランスを用
いていたためにスイッチングレギュレータ自体が高価な
ものとなっていた。
スイッチングレギュレータにおいては、トランスの一次
巻線電流を検出するために高価なカレントトランスを用
いていたためにスイッチングレギュレータ自体が高価な
ものとなっていた。
この発明の目的はカレントトランスを用いることなくス
イッチング制御回路に含まれている所謂デッドバンド制
御回路を利用した過電流保護機能を実現したスイッチン
グレギュレータを提供することにある。
イッチング制御回路に含まれている所謂デッドバンド制
御回路を利用した過電流保護機能を実現したスイッチン
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、三角波発振器と、この三角波発振器の出力
電圧と誤差増幅回路の出力電圧との比較を行いPWM信
号を発生するコンパレータと、入力端子の増大に伴い前
記PWM信号の最大デユーティ比を小さくする最大デユ
ーティ比制限回路を含み、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を有するスイッ
チングレギュレータにおいて、 スイッチングトランジスタに直列に電流検出抵抗を接続
するとともに、この電流検出抵抗の降下電圧を増幅して
前記最大デユーティ比制限回路の入力へ信号を与える増
幅回路を設けたことを特徴としている。
電圧と誤差増幅回路の出力電圧との比較を行いPWM信
号を発生するコンパレータと、入力端子の増大に伴い前
記PWM信号の最大デユーティ比を小さくする最大デユ
ーティ比制限回路を含み、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を有するスイッ
チングレギュレータにおいて、 スイッチングトランジスタに直列に電流検出抵抗を接続
するとともに、この電流検出抵抗の降下電圧を増幅して
前記最大デユーティ比制限回路の入力へ信号を与える増
幅回路を設けたことを特徴としている。
(e)作用
第1図にこの発明の構成例を示す。同図においてlはス
イッチング制御回路、2はトランスである。トランス2
の一次1!−線NlにはスイッチングトランジスタQl
とともに電流検出抵抗R1が直列に接続されている。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E出力によりオンオフ制御される。増幅回路3はQl
がオンのとき電流検出抵抗R1に流れる一次巻線電流に
よる降下電圧を増幅してスイッチング制御回路l内の最
大デユーティ比制限回路の入力DBに与える。
イッチング制御回路、2はトランスである。トランス2
の一次1!−線NlにはスイッチングトランジスタQl
とともに電流検出抵抗R1が直列に接続されている。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E出力によりオンオフ制御される。増幅回路3はQl
がオンのとき電流検出抵抗R1に流れる一次巻線電流に
よる降下電圧を増幅してスイッチング制御回路l内の最
大デユーティ比制限回路の入力DBに与える。
ここでは増幅回路3はスイッチング制御回路1のREF
端子から出力されている基準電圧を電源としている。
端子から出力されている基準電圧を電源としている。
以上のように構成したためトランスの一次巻線電流の増
大に伴いDB端子の入力電圧が増大し、スイッチングト
ランジスタQ1の最大デユーティ比が制限されることに
なる。なお、スイッチングトランジスタQ1の接地電位
の上昇を抑え、また電流検出抵抗R1による電力損失を
抑えるために電流検出抵抗R1は低抵抗でなければなら
ず、これに伴いR1の降下電圧が低下するが、増幅回路
3の作用によりトランスの一次巻線電流に応じた最大デ
ユーティ比に制限される。
大に伴いDB端子の入力電圧が増大し、スイッチングト
ランジスタQ1の最大デユーティ比が制限されることに
なる。なお、スイッチングトランジスタQ1の接地電位
の上昇を抑え、また電流検出抵抗R1による電力損失を
抑えるために電流検出抵抗R1は低抵抗でなければなら
ず、これに伴いR1の降下電圧が低下するが、増幅回路
3の作用によりトランスの一次巻線電流に応じた最大デ
ユーティ比に制限される。
(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に用
いられるスイッチング制御回路の基本構成およびその各
部の電圧波形を第4図および第5図に示す。第4図にお
いて10は端子RおよびCに接続されるCR定数により
定まる周波数で三角波信号を発生する三角波発振器、1
1は三角波信号と端子DBの入力信号を入力とするコン
パレータ、13は端子NlおよびIの入力電圧差を増幅
する誤差増幅回路、12は三角波信号と誤差増幅回路1
3の出力信号を入力とするコンパレータ、14はコンパ
レータ11および12の出力信号の論理積信号を発生す
るゲート回路、15は出力トランジスタ、16は端子V
c c−CyND間に供給される電圧から基準電圧を
発生し各部に供給するとともに端子REFから外部へ出
力する基準電圧発生回路である。
いられるスイッチング制御回路の基本構成およびその各
部の電圧波形を第4図および第5図に示す。第4図にお
いて10は端子RおよびCに接続されるCR定数により
定まる周波数で三角波信号を発生する三角波発振器、1
1は三角波信号と端子DBの入力信号を入力とするコン
パレータ、13は端子NlおよびIの入力電圧差を増幅
する誤差増幅回路、12は三角波信号と誤差増幅回路1
3の出力信号を入力とするコンパレータ、14はコンパ
レータ11および12の出力信号の論理積信号を発生す
るゲート回路、15は出力トランジスタ、16は端子V
c c−CyND間に供給される電圧から基準電圧を
発生し各部に供給するとともに端子REFから外部へ出
力する基準電圧発生回路である。
第5図に示した(a)〜(d)の各波形は第4図中C参
照で示す箇所の電圧信号である。誤差増幅回路13の出
力電圧が第5図に示すvlであればコンパレータ12の
出力信号Cは第5図中(C)に示すようなデユーティ比
を有する矩形波信号となる。ところが、DB端子の入力
電圧が第5図中■2で示す電圧であった場合、コンパレ
ータ11の出力信号すは第5図中(b)に示すようにデ
ユーティ比の低い矩形波信号となる。その結果、出力ト
ランジスタ15は第5図中(d)で示すように低いデユ
ーティ比で駆動されることになる。
照で示す箇所の電圧信号である。誤差増幅回路13の出
力電圧が第5図に示すvlであればコンパレータ12の
出力信号Cは第5図中(C)に示すようなデユーティ比
を有する矩形波信号となる。ところが、DB端子の入力
電圧が第5図中■2で示す電圧であった場合、コンパレ
ータ11の出力信号すは第5図中(b)に示すようにデ
ユーティ比の低い矩形波信号となる。その結果、出力ト
ランジスタ15は第5図中(d)で示すように低いデユ
ーティ比で駆動されることになる。
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2図に示す。
路図を第2図に示す。
第2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。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と共に電流検出抵抗R1が直列に接続されている。
らなるスイッチング制御回路、2はトランスである。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と共に電流検出抵抗R1が直列に接続されている。
スイッチング制御回路10E端子からはP W M i
ll ?11された矩形波信号が出力され、抵抗R7,
R8を介してスイッチングトランジスタQ1のゲートに
接続されている。
ll ?11された矩形波信号が出力され、抵抗R7,
R8を介してスイッチングトランジスタQ1のゲートに
接続されている。
トランス2の二次巻線N2には整流ダイオードD3、フ
リーホイールダイオードD4.チョークコイルL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R9,RIOからなる分圧
回路が設けられていて、スイッチング制御回路1ONl
端子に帰還されている。スイッチング制御回路1のRE
F端子からは基準電圧が出力されていて、■端子にその
基準電圧が入力され抵抗R6を介して接地されている。
リーホイールダイオードD4.チョークコイルL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R9,RIOからなる分圧
回路が設けられていて、スイッチング制御回路1ONl
端子に帰還されている。スイッチング制御回路1のRE
F端子からは基準電圧が出力されていて、■端子にその
基準電圧が入力され抵抗R6を介して接地されている。
従って基準電圧と出力電圧のR9,RIOによる分圧値
との差に応じてPWMI#]iされた矩形波がE端子か
ら出力される。
との差に応じてPWMI#]iされた矩形波がE端子か
ら出力される。
スイッチングトランジスタQlのソースと電流検出抵抗
R1の接続点には抵抗R2,コンデンサC1を介してト
ランジスタQ2のベースが接続されている。Q2のコレ
クタには抵抗R3を介してトランジスタQ3のベースが
接続されている。スイッチング制御回路1のREF端子
と接地間には抵抗R4,R5からなる分圧回路が接続さ
れていて、その分圧出力がDB端子に接続されている。
R1の接続点には抵抗R2,コンデンサC1を介してト
ランジスタQ2のベースが接続されている。Q2のコレ
クタには抵抗R3を介してトランジスタQ3のベースが
接続されている。スイッチング制御回路1のREF端子
と接地間には抵抗R4,R5からなる分圧回路が接続さ
れていて、その分圧出力がDB端子に接続されている。
また、抵抗R5に並列にトランジスタQ3が接続されて
いる。なお、スイッチング制御回路1の電源は起動時に
おいて図外の起動回路よりダイオードD1を介して供給
され、起動後は図外の補助電源よりダイオードD2を介
して供給される。
いる。なお、スイッチング制御回路1の電源は起動時に
おいて図外の起動回路よりダイオードD1を介して供給
され、起動後は図外の補助電源よりダイオードD2を介
して供給される。
第2図に示した回路の動作は次のとおりである先ず、ス
イッチング制御回路1のE端子の出力電圧が高電位とな
ればスイッチングトランジスタQ1がオンしてt流検出
抵抗R1にトランスの一次巻線電流が流れる。これによ
りR1の降下電圧に応じてQ2にベース電流が流れ、さ
らにQ3にベース電流が流れる。従ってスイッチング制
御回路1のDB端子の入力電圧はR5とQ3のオン抵抗
による合成抵抗とR4による基準電圧の分圧値が与えら
れることになる。
イッチング制御回路1のE端子の出力電圧が高電位とな
ればスイッチングトランジスタQ1がオンしてt流検出
抵抗R1にトランスの一次巻線電流が流れる。これによ
りR1の降下電圧に応じてQ2にベース電流が流れ、さ
らにQ3にベース電流が流れる。従ってスイッチング制
御回路1のDB端子の入力電圧はR5とQ3のオン抵抗
による合成抵抗とR4による基準電圧の分圧値が与えら
れることになる。
いま、何らかの原因て負荷に過電流が流れたとすると、
トランス2の一次側換算インダクタンスが低下して一次
巻線電流が増大する。このことによりR1の降下電圧が
増大し、Q2およびQ3のオン抵抗が低下することによ
り、スイッチング制御回路1のDB端子の入力電圧が上
昇する。このDB端子の入力電圧がスイッチング制御回
路1内に設けられている誤差増幅回路の出力電圧(第4
図中C参照)を超えたとき、負荷供給電圧に係わらずス
イッチングトランジスタQ1のデユーティ比が制限され
て過電流保護が図られる。
トランス2の一次側換算インダクタンスが低下して一次
巻線電流が増大する。このことによりR1の降下電圧が
増大し、Q2およびQ3のオン抵抗が低下することによ
り、スイッチング制御回路1のDB端子の入力電圧が上
昇する。このDB端子の入力電圧がスイッチング制御回
路1内に設けられている誤差増幅回路の出力電圧(第4
図中C参照)を超えたとき、負荷供給電圧に係わらずス
イッチングトランジスタQ1のデユーティ比が制限され
て過電流保護が図られる。
なお、コンデンサC1はトランスの一次巻線電流に重畳
されているノイズ成分を除去するために設けているが、
これを例えば第3図に示すようにトランジスタQ2のベ
ース−接地間に抵抗R11とともに設けることによって
ノイズ成分を除去することも可能である。
されているノイズ成分を除去するために設けているが、
これを例えば第3図に示すようにトランジスタQ2のベ
ース−接地間に抵抗R11とともに設けることによって
ノイズ成分を除去することも可能である。
(g1発明の効果
以上のようにこの発明によれば、カレントトランスを用
いることなく過電流を検出することができ、過電流検出
時にスイッチングトランジスタの最大オンデユーテイ比
が制限されるため、低価格で過電流保護機能を有するス
イッチングレギュレータを構成することができる。
いることなく過電流を検出することができ、過電流検出
時にスイッチングトランジスタの最大オンデユーテイ比
が制限されるため、低価格で過電流保護機能を有するス
イッチングレギュレータを構成することができる。
第1図はこの発明の構成例を示す図、第2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3図は他の実施例に係るスイッチングレギュレー
タの部分回路図である。第4図および第5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に用いられる
スイッチング制御回路の回路図および各部の電圧波形図
である。第6図は従来のスイッチングレギュレータの主
要部の回路図である。 1−スイッチング制御回路、 2−トランス、 増幅回路、 Ql−スイッチングトランジスタ、 1−電流検出抵抗。
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3図は他の実施例に係るスイッチングレギュレー
タの部分回路図である。第4図および第5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に用いられる
スイッチング制御回路の回路図および各部の電圧波形図
である。第6図は従来のスイッチングレギュレータの主
要部の回路図である。 1−スイッチング制御回路、 2−トランス、 増幅回路、 Ql−スイッチングトランジスタ、 1−電流検出抵抗。
Claims (1)
- (1)三角波発振器と、この三角波発振器の出力電圧と
誤差増幅回路の出力電圧との比較を行いPWM信号を発
生するコンパレータと、入力電圧の増大に伴い前記PW
M信号の最大デューティ比を小さくする最大デューティ
比制限回路を含み、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を有するスイッチング
レギュレータにおいて、 スイッチングトランジスタに直列に電流検出抵抗を接続
するとともに、この電流検出抵抗の降下電圧を増幅して
前記最大デューティ比制限回路の入力ヘ信号を与える増
幅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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27701490A JPH04150770A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | スイッチングレギュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27701490A JPH04150770A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | スイッチングレギュレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04150770A true JPH04150770A (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=17577568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27701490A Pending JPH04150770A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | スイッチングレギュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04150770A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60226772A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-12 | Tdk Corp | スイツチング電源 |
| JPS61244269A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-30 | Tdk Corp | スイツチング電源 |
| JPS6248263A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-02 | Fujitsu Ltd | Dc−dcコンバ−タ |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27701490A patent/JPH04150770A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60226772A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-12 | Tdk Corp | スイツチング電源 |
| JPS61244269A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-30 | Tdk Corp | スイツチング電源 |
| JPS6248263A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-02 | Fujitsu Ltd | Dc−dcコンバ−タ |
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