JPH0424812A - 直流電源回路 - Google Patents

直流電源回路

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JPH0424812A
JPH0424812A JP2129878A JP12987890A JPH0424812A JP H0424812 A JPH0424812 A JP H0424812A JP 2129878 A JP2129878 A JP 2129878A JP 12987890 A JP12987890 A JP 12987890A JP H0424812 A JPH0424812 A JP H0424812A
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/46Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリーズ方式により制御される直流電源回路
の過電流保護回路に関する。
〔従来技術〕
電源ラインに直列に制御トランジスタを接続し、直流出
力を得るシリーズ方式の直流電源回路は、電圧を降下さ
せる場合に多用される。
第6図は従来のこの種の直流電源回路の説明図であるが
、制御トランジスタからなる制御部1がホ・ノド側の電
源ライン2に直列接続して出力を制御している。そして
、コールド側の電源ライン4に直列接続する過電流検出
用の抵抗R1の電圧を基準電圧源5の基準電圧と比較し
、過電流時に基準電圧を越えた場合に比較器3が出す信
号を制御部1に加えることにより、制御部1が出力をそ
れ以上増加しないように絞ったり、完全に出力が得られ
ないようにする過電流時の保護動作を行うように構成し
である。
ところが出力を絞る場合には、制御部1の両端に電圧が
生じた状態で電流が流れるので、時間が経過すると熱損
失が大きくなり、制御部1を保護するために大きな放熱
器を使用する必要がある。
これは、電源回路全体の構成を小型化することにおいて
不利である。
また出力を零に保持する場合には、自動的に復帰するこ
とができず、入力を一度切ってから再投入する必要があ
り保護動作を解除することが面倒である。
〔課題〕
本発明の課題は、過電流時の制御部の熱損失を少なくし
て、放熱器を小さくすることにより電源回路を小型化す
ることにある。
また、負荷回路へ流れる電流の実効値を少なくしてその
焼損を防ぐことにある。
さらにまた、過電流時の保護動作を行う状態から平常時
の直流電力が得られる状態への自動的な復帰を可能にす
ることにある。
(課題を解決するための手段〕 本発明は電流検出部の電圧と基準電圧を比較する比較器
から過電流時の信号を発生し、電源ラインに直列接続す
る直流出力の制御部により過電流保護動作を行うシリー
ズ方式の直流電源回路において、比較器の基準電圧とし
て直流出力の分圧電圧と発振回路の矩形波の出力電圧の
いずれかが主に用いられ、過電流時には発振回路の出力
電圧が用いられることを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明の直流電源回路の実施例を示す第1図の説
明図を参照しながら説明する。なお、第6図と同一部分
は同じ符号を付与しである。
第1図の直流電源回路は、ホット側の電源ライン2に直
列接続する制御部1を経て得られる直流出力電圧を抵抗
R2、R3で分圧した分圧電圧と、発振回路10の矩形
波の出力を重ねて過電流検出用の比較器3の反転入力端
に基準電圧として加え、非反転入力端に加えられる過電
流検出用の抵抗R1の電圧を比較するように構成されて
いる。なお、抵抗R4、R5はバイアス抵抗である。
直流出力が得られている平常状態では、ダイオードD1
を経て得られる直流出力の分圧電圧が発振回路10の出
力にバイアス電圧として重なるが、抵抗R3に並列接続
するダイオードD2により発振回路10の出力はカント
されて分圧電圧の電圧値内の電圧■□が基準電圧として
比較器3に加えられる。この様子は第3図の基準電圧の
説明図に示してあり、ダイオードD2が接続されていな
い場合には基準電圧の波形は点線のようになる。
ところが、負荷回路の短絡等により過電流状態になり比
較器3の非反転入力端に加えられる抵抗R1の電圧と基
準電圧VIIが等しくなると、比較器3の信号により制
御部lは出力電流がそれ以上増加しないように絞ったり
、完全に得られないようにする。つまり、過電流保護動
作を行う。
そこで、比較器3の非反転入力端に加えられる基準電圧
は直流出力の分圧電圧が少なくなるか、無(なった状態
になる。
従って、基準電圧としては発振回路10の出力が残り、
矩形波の基準電圧が比較器3に加えられことになる。こ
の様子は、第4図の基準電圧の説明図に示しである。な
お第4図では直流出力が完全に得られなくなり、その分
圧電圧が零になって発振回路10の出力だけが基準電圧
として用いられる場合を示しである。また、第3図と第
4図において、横軸は時間tを表す。
第5図は過電流保護動作が行われる場合の直流電源回路
の出力の特性図である。
voは直流出力の平常状態における電圧、I。
は過電流として検出される直流出力の電流である。
過電流保護動作に入り、第4図のような波高値が平常状
態の基準電圧■えとほぼ同じ矩形波の基準電圧が比較器
3に加わると、矩形波の底では基準電圧が零になり、基
準電圧の実効値も下がるので、直流出力は電圧、電流共
に点線のように急激に減少し、いわゆるフの字特性を示
す。しかし矩形波なので、基準電圧は増減を繰り返す状
態にあり、出力電圧が低い状態で出力電流の増減を繰り
返す。
そして負荷回路が正常になると、出力電圧も点線の矢印
のように上昇するので、基準電圧は第3図のように復帰
し0.平常状態における出力の制御が行われる。
過電流保護動作が行われている時の制御部1における損
失Pは、次の(1)式で表される。
P=V ・ T2 ・Tl/(Tl+T2)     
   (1)ただし、■は制御部1の両端の電圧、T1
とT2は夫々発振出力が波高値にある時間と零にある時
間である。
出力を絞る場合の従来の手法に比較して、熱損失は発振
出力のデユーティ比程度まで小さくなるので、発熱も少
なくなり放熱器もそれだけ小さくてよい。熱論、負荷回
路の焼損も少なくなる。
直流出力の平常状態への復帰も自動的に行われる。
第2図は第1図の直流電源回路を具体的に示す回路図の
一例である。
C1は入力側の平滑コンデンサであり、電源ライン2と
電源ライン4間に直列接続する抵抗R9、RIOlその
接続点に非反転入力端が接続し、電源ライン4にコンデ
ンサC2を介して反転入力端が接続する比較器11、さ
らに抵抗R11、R12により発振回路10がマルチバ
イブレータとして構成しである。
過電流保護回路12は第1図にある比較器3、抵抗R1
〜R5、ダイオードD1、D2、比較器3の出力側に抵
抗R6を介して接続するトランジスタQ2からなる。
また制御部1の役割をするトランジスタQ1、そのベー
ス電圧を設定する定電圧ダイオードD3、ベース電流を
制限する抵抗R7、R8により制御回路13が構成され
る。
過電流状態では、過電流保護回路12のトランジスタQ
2が比較器3の信号により間歇的に「オン」してトラン
ジスタQ1のベース電流を除(。
従って、第1図で説明したように制御部1であるトラン
ジスタQ1も間歇的に「オン」して出力電流を生ずる。
なお、C3は出力コンデンサである。
なお、第2図の直流電源回路の構成は種々の変形が可能
であり、例えば制御回路は電源ラインに直列接続する制
御トランジスタをチョッピングするものでもよい。電流
検出部は抵抗の代わりに電流検出用のトランスを用いて
もよい。
さらに、制御部は複数の制御トランジスタを組み合わせ
て構成することもできる。
また実施例では、直流出力の分圧電圧が零の場合を説明
したがその電圧を残すことにより過電流保護動作時の直
流出力の減少状態を任意に設定できる。
さらにまた、過電流時の比較器の基準電圧は発振回路の
出力電圧を用いたが、周期的に変わる電圧であればよく
、例えば商用電源の電圧を成形して用いることもできる
。波形は三角波のように矩形波とは別の形でもよい。直
流出力の分圧電圧の代わりに、別の基準電圧源を設けて
もよい。
〔効果〕
以上述べたように本発明のシリーズ方式の直流電源回路
は、過電流を検出する比較器の基準電圧として周期的に
変わる電圧と直流電圧を重ねてあり、平常状態の出力を
生じている時は直流電圧が基準電圧となり、過電流保護
動作時は周期的に変わる電圧が主に基準電圧となるよう
に構成しである。周期的に変わる電圧は発振回路の出力
電圧、直流電圧は直流出力の分圧電圧を用いることが回
路の構成を比較的に簡単にする見地から望ましい。
本発明によれば、制御部の発熱も少なくなり、放熱器も
小さくなるので直流電源回路全体の小形化に寄与できる
。熱論、負荷回路の焼損も少なくなる。
さらに、平常状態への復帰も自動的に行われる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の直流電源回路の実施例を示す説明図、
第2図は第1図の具体的な回路図、第3図と第4図は基
準電圧の説明図、第5図は過電流保護動作が行われる場
合の直流電源回路の出力の特性図、第6図は従来の直流
電源回路の説明図である。 1:制御部  3:比較器  10:発振回路D1、D
2:ダイオード

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電流検出部の電圧と基準電圧を比較する比較器か
    ら過電流時の信号を発生し、電源ラインに直列接続する
    直流出力の制御部により過電流保護動作を行うシリーズ
    方式の直流電源回路において、過電流時には比較器の基
    準電圧として周期的に変わる電圧が用いられることを特
    徴とする直流電源回路。
  2. (2)電流検出部の電圧と基準電圧を比較する比較器か
    ら過電流時の信号を発生し、電源ラインに直列接続する
    直流出力の制御部により過電流保護動作を行うシリーズ
    方式の直流電源回路において、比較器の基準電圧として
    周期的に変わる電圧と直流電圧のいずれかが主に用いら
    れ、過電流時には周期的に変わる電圧が用いられること
    を特徴とする直流電源回路。
  3. (3)周期的に変わる電圧は、発振回路から得られる特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載の直流電源回路。
  4. (4)電流検出部の電圧と基準電圧を比較する比較器か
    ら過電流時の信号を発生し、電源ラインに直列接続する
    直流出力の制御部により過電流保護動作を行うシリーズ
    方式の直流電源回路において、比較器の基準電圧として
    直流出力の分圧電圧と発振回路の出力電圧のいずれかが
    主に用いられ、過電流時には発振回路の出力電圧が用い
    られることを特徴とする直流電源回路。
  5. (5)該基準電圧は直流出力の分圧電圧と発振回路の出
    力電圧を重ねてあり、過電流時以外はバイアスとなる分
    圧電圧分が用いられ、過電流時は該分圧電圧分が減少す
    ることにより発振回路の出力電圧が用いられる特許請求
    の範囲第4項記載の直流電源回路。
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