JPH04289766A - 電源電圧検出回路 - Google Patents
電源電圧検出回路Info
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- JPH04289766A JPH04289766A JP5483991A JP5483991A JPH04289766A JP H04289766 A JPH04289766 A JP H04289766A JP 5483991 A JP5483991 A JP 5483991A JP 5483991 A JP5483991 A JP 5483991A JP H04289766 A JPH04289766 A JP H04289766A
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- JP
- Japan
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- voltage
- output
- diode
- differential amplifier
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電源電圧検出回路に関し
,特にDC−DCコンバータ用の電圧検出回路に関する
。従来のDC−DCコンバータでは,出力電圧を検出し
て電圧レベルが設定された値より大きいか,小さいかに
対応して幅の異なる制御パルスを発生している。 【0002】出力される電源電圧の検出回路としては差
動増幅器(または誤差増幅器)が用いられるが,負の出
力電圧を検出するために差動増幅器の入力側の接続を,
正電圧の検出の場合と異ならせているが,近年は電源電
圧検出回路がIC回路化されてそのような接続替えがで
きないため工夫が施されているが欠点があってその改善
が望まれている。 【0003】 【従来の技術】図3乃至図7は従来の技術を説明するた
めの構成を示し,図3はDC−DCコンバータの従来例
の構成,図4は負の電圧検出回路の従来例の構成,図5
は制御用ICの構成図,図6は制御用ICを用いた負の
電圧検出回路の構成,図7は図6の構成による動作波形
である。 【0004】図3のA.に示すDC−DCコンバータ(
またはスイッチングレギュレータ)の動作を説明すると
,バッテリー等の直流電圧を,トランジスタ32により
断続制御された電流がトランス31を介して流れる。 トランス31の2次側の出力は整流・平滑回路35を介
して出力電圧VO が発生する。 【0005】この出力電圧VO (正電圧とする)は,
抵抗R1 ,R2 で分圧されて電圧検出回路を構成す
る差動増幅器34の−端子に供給され,+端子に供給さ
れた基準電圧Vref と比較される。この比較出力が
パルス幅変調器(PWMで表示)33に供給されて一定
振幅でパルス幅が比較結果に応じて変化する駆動信号を
トランジスタ32のベースに供給する。この時の出力電
圧VO とPWM33から発生する駆動信号の関係は,
図3のB.に示されている。なお,図3のA.のPWM
33と差動増幅器34は点線で囲まれた回路が制御IC
として市販されている。この場合の出力電圧VO と基
準電圧Vref の関係は次の通りである。 【0006】VO =(1+R1 /R2 )Vref
【0007】上記図3では正の出力電圧VO を検出
しているが,図4は出力電圧が負の(極性)場合に同じ
制御ICを用いた電圧検出回路の構成である。この構成
では,負の電圧を検出するために,差動増幅器34の−
端子に基準電圧(これをVref1とする)を供給して
いる。 その一方で,新たにツェナーダイオードZDにより発生
する基準電圧(これをVref2とする)を設け,この
電圧を抵抗R3 ,R4 で分圧した電圧を制御ICの
差動増幅器34の+端子に供給して,基準電圧Vref
1との比較を行うことにより出力を制御している。この
場合の出力電圧VO と,各基準電圧の関係は次のよう
になる。 【0008】VO =(R4 /R3 ・Vref2−
(1+R4 /R3 )Vref1 【0009】上記図4の構成に対し,最近は集積回路の
進歩により集積度の向上と端子数の削減が図られて,図
5に示すような新しい制御ICが増加している。この制
御ICは,内部で差動増幅器の+端子に基準電圧(+極
性)が固定して接続された構造を備えているため,正電
圧を検出する時は便利であるが,負電圧を検出すること
ができなくなる(差動増幅器の入力の極性を図3のよう
に変更することができないので)。 【0010】そこで,これに対応する電圧検出回路とし
て図6に示す回路が利用されている。この回路は,カレ
ントミラーを利用したレベルシフト回路が用いられてい
る。すなわち,ツェナーダイオードZDによりVCC(
回路電源)に関係しない基準電圧Vref2を設け,こ
の基準電圧に対し出力電圧VO が抵抗R5 ,R6
により分圧され,両抵抗が接続するB点の電圧によりト
ランジスタTRが駆動されて,抵抗R5 の両端に発生
する電圧に対応する電圧が抵抗R8 の両端に発生して
A点に出力される。このA点の電圧が差動増幅器34の
−端子に供給され出力電圧VO に対応する電圧を発生
する。この時の出力電圧と各抵抗,基準電圧との関係は
次のようになる。 但し,BBEはトランジスタTRのベース・エミッタ電
圧である。 【0011】VO =(1+R6 /R5 ){R6
・Vref2/(R5 +R6 )−R7 ・Vref
1/R8 −BBE}【0012】図7は上記図6に示
す回路の動作波形を示す。図7の■は基準電圧Vref
2(点線で表示)と入力電圧(回路の電源電圧のVCC
)Vinの変化を表し,■は負の出力電圧VO ,■は
B点電位,■はA点電位を表す。 図7の横方向は各状態を表し,a.は定常状態の時,b
.は入力Vinが急変した時,c.は入力投入時,d.
は出力電圧VO の負荷が急に軽減された時(制御が追
随できず出力電圧が大きくなる)である。 【0013】 【発明が解決しようとする課題】上記の図6に示すよう
に負の出力電圧を検出する構成では,図7に示すように
入力(電源)投入時c.には,基準電圧Vref2がツ
ェナーダイオードや容量の分布等により点線のようにゆ
っくり立ち上がるのに対し制御ICの差動増幅器が動作
を開始して出力電圧VO が表れると,■のB点電位が
基準電圧Vref1より小となる(■のA点電位も高く
ならない)。この状態になると制御ICは,出力電圧V
O が低いものと判断し出力を高い方向へ制御する。出
力が過電圧状態となったままとなる。同様に図7のb.
入力(電源)急変時,d.出力電圧VO の負荷が急に
軽減された場合(B点電位が下がり差動増幅器の制御範
囲を越える)にも出力は過電圧状態になったままになる
という欠点があった。 【0014】本発明は上記のように基準電圧回路内蔵の
差動増幅器を含む制御集積回路を用いた電圧検出回路に
おいて,負の電圧を検出する時に電源投入時などの変動
時においても差動増幅器への入力する電位を制御可能な
範囲にすることができる電源電圧検出回路を提供するこ
とを目的とする。 【0015】 【課題を解決するための手段】図1は本発明の実施例の
構成である。図1において,1は制御集積回路(制御I
C),10はパルス幅変調回路,11は正の第1の基準
電圧が印加される差動増幅器,2はトランジスタ(TR
),3は第1のツェナーダイオード(ZD1 ),4は
ダイオード(D),5〜8はそれぞれ抵抗(R5 〜R
8 ),9は第2のツェナーダイオード(ZD2 )で
ある。 【0016】本発明はトランジスタのベースに印加され
る出力電圧の分圧出力を,第2のツェナーダイオードを
介して印加すると共に,該ツェナーダイオードの陰極端
子側にダイオードを接続することにより第2の基準電圧
が所定の電圧に達しない場合にも,差動増幅器の入力端
子に対し一定レベル以上の電圧を供給するものである。 【0017】 【作用】図1において,DC−DCコンバータの出力電
圧VO は抵抗6,新たに設けた第1のツェナーダイオ
ード(ZD1 )3,抵抗5を介して第2の基準電圧V
ref2に供給される。この抵抗5と第1のツェナーダ
イオード(ZD1 )3の接続点(B点)がトランジス
タ(TR)2のベースに供給され,そのコレクタと抵抗
7が接続する点(A点)から制御IC1の差動増幅器1
1の入力端子(−端子)に供給される。第1のツェナー
ダイオード3と抵抗6の接続点(C点)と電源の0Vと
の間にダイオード(D)4を配置する。 【0018】このダイオード4により出力電圧VO が
負の電圧値が大きくなっても0Vよりダイオード4の順
方向降下電圧だけ低い値に制限される。また,第1のツ
ェナーダイオード(ZD1 )3により出力電圧VO
の値が負方向の一定レベルに保つように働く。こうして
,出力電圧VO が負方向へ大きくなってもB点電位を
一定値以下にならないようにすることができ,A点電位
を必ず差動増幅器11が制御可能な状態にする。 【0019】 【実施例】図1に示す実施例の構成は,従来例の図6の
回路の電圧検出回路に対し,抵抗R5 ,R6 の直列
回路に新たにツェナーダイオードZD1を抵抗R5 ,
R6 の中間に挿入し,ツェナーダイオードZD1 と
抵抗R6 の交点と0Vの間に0Vをアノードに接続し
たダイオードDを追加したものである。また,第2の基
準電圧Vref2は従来と同様に回路電源のVCCと0
Vとの間の抵抗と第2のツェナーダイオードZD2 の
接続点で発生する。 【0020】この実施例の回路の出力電圧VO と抵抗
,各基準電圧との関係を次の式により表現できる。 【0021】 【数1】 【0022】図2は実施例の動作波形を示す。図2の■
〜■は図7と同様に,■は基準電圧Vref2(点線で
表示)と入力電圧Vin(回路の電源電圧のVCC)の
変化を表し,■は負の出力電圧VO ,■はB点電位,
■はA点電位を表し,横方向のa.は定常状態の時,b
.は入力Vinが急変した時,c.は入力(電源)投入
時,d.は出力電圧VO の負荷が急に軽減された時(
制御が追随できず出力電圧が大きくなる)である。 【0023】図2を参照すれば分かるように実施例の回
路では,入力急変時b,入力電圧投入時や負荷が急に軽
くなった時cのように,出力電圧VO が大きくなって
も,C点(ダイオードのアノード側)の電位は,ダイオ
ードの順方向電圧降下分(例えば,0.7V)程度負に
クランプされる。この結果■に示すB点(第1のツェナ
ーダイオードZD1 のアノード側)は,ツェナーダイ
オードの電圧分だけ正側となり,■に示すA点(制御I
Cへの入力点)の電位も,第1の基準電圧Vref1以
上にすることが可能となり,差動増幅器11は正常動作
を行うことが可能となる。なお,正常時には当然C点電
位は正極になるよう,第1ツェナーダイオードZD1,
抵抗R5 ,R6 が選択される。 【0024】 【発明の効果】本発明によれば正の基準電圧が供給され
るような差動増幅器を内蔵する制御集積回路を使用して
負極性の電圧検出を行う場合に,電源投入時の出力の過
電圧状態の発生を防止すると共に入力変動や出力負荷の
急変による出力過電圧状態の発生を防止することができ
る。
,特にDC−DCコンバータ用の電圧検出回路に関する
。従来のDC−DCコンバータでは,出力電圧を検出し
て電圧レベルが設定された値より大きいか,小さいかに
対応して幅の異なる制御パルスを発生している。 【0002】出力される電源電圧の検出回路としては差
動増幅器(または誤差増幅器)が用いられるが,負の出
力電圧を検出するために差動増幅器の入力側の接続を,
正電圧の検出の場合と異ならせているが,近年は電源電
圧検出回路がIC回路化されてそのような接続替えがで
きないため工夫が施されているが欠点があってその改善
が望まれている。 【0003】 【従来の技術】図3乃至図7は従来の技術を説明するた
めの構成を示し,図3はDC−DCコンバータの従来例
の構成,図4は負の電圧検出回路の従来例の構成,図5
は制御用ICの構成図,図6は制御用ICを用いた負の
電圧検出回路の構成,図7は図6の構成による動作波形
である。 【0004】図3のA.に示すDC−DCコンバータ(
またはスイッチングレギュレータ)の動作を説明すると
,バッテリー等の直流電圧を,トランジスタ32により
断続制御された電流がトランス31を介して流れる。 トランス31の2次側の出力は整流・平滑回路35を介
して出力電圧VO が発生する。 【0005】この出力電圧VO (正電圧とする)は,
抵抗R1 ,R2 で分圧されて電圧検出回路を構成す
る差動増幅器34の−端子に供給され,+端子に供給さ
れた基準電圧Vref と比較される。この比較出力が
パルス幅変調器(PWMで表示)33に供給されて一定
振幅でパルス幅が比較結果に応じて変化する駆動信号を
トランジスタ32のベースに供給する。この時の出力電
圧VO とPWM33から発生する駆動信号の関係は,
図3のB.に示されている。なお,図3のA.のPWM
33と差動増幅器34は点線で囲まれた回路が制御IC
として市販されている。この場合の出力電圧VO と基
準電圧Vref の関係は次の通りである。 【0006】VO =(1+R1 /R2 )Vref
【0007】上記図3では正の出力電圧VO を検出
しているが,図4は出力電圧が負の(極性)場合に同じ
制御ICを用いた電圧検出回路の構成である。この構成
では,負の電圧を検出するために,差動増幅器34の−
端子に基準電圧(これをVref1とする)を供給して
いる。 その一方で,新たにツェナーダイオードZDにより発生
する基準電圧(これをVref2とする)を設け,この
電圧を抵抗R3 ,R4 で分圧した電圧を制御ICの
差動増幅器34の+端子に供給して,基準電圧Vref
1との比較を行うことにより出力を制御している。この
場合の出力電圧VO と,各基準電圧の関係は次のよう
になる。 【0008】VO =(R4 /R3 ・Vref2−
(1+R4 /R3 )Vref1 【0009】上記図4の構成に対し,最近は集積回路の
進歩により集積度の向上と端子数の削減が図られて,図
5に示すような新しい制御ICが増加している。この制
御ICは,内部で差動増幅器の+端子に基準電圧(+極
性)が固定して接続された構造を備えているため,正電
圧を検出する時は便利であるが,負電圧を検出すること
ができなくなる(差動増幅器の入力の極性を図3のよう
に変更することができないので)。 【0010】そこで,これに対応する電圧検出回路とし
て図6に示す回路が利用されている。この回路は,カレ
ントミラーを利用したレベルシフト回路が用いられてい
る。すなわち,ツェナーダイオードZDによりVCC(
回路電源)に関係しない基準電圧Vref2を設け,こ
の基準電圧に対し出力電圧VO が抵抗R5 ,R6
により分圧され,両抵抗が接続するB点の電圧によりト
ランジスタTRが駆動されて,抵抗R5 の両端に発生
する電圧に対応する電圧が抵抗R8 の両端に発生して
A点に出力される。このA点の電圧が差動増幅器34の
−端子に供給され出力電圧VO に対応する電圧を発生
する。この時の出力電圧と各抵抗,基準電圧との関係は
次のようになる。 但し,BBEはトランジスタTRのベース・エミッタ電
圧である。 【0011】VO =(1+R6 /R5 ){R6
・Vref2/(R5 +R6 )−R7 ・Vref
1/R8 −BBE}【0012】図7は上記図6に示
す回路の動作波形を示す。図7の■は基準電圧Vref
2(点線で表示)と入力電圧(回路の電源電圧のVCC
)Vinの変化を表し,■は負の出力電圧VO ,■は
B点電位,■はA点電位を表す。 図7の横方向は各状態を表し,a.は定常状態の時,b
.は入力Vinが急変した時,c.は入力投入時,d.
は出力電圧VO の負荷が急に軽減された時(制御が追
随できず出力電圧が大きくなる)である。 【0013】 【発明が解決しようとする課題】上記の図6に示すよう
に負の出力電圧を検出する構成では,図7に示すように
入力(電源)投入時c.には,基準電圧Vref2がツ
ェナーダイオードや容量の分布等により点線のようにゆ
っくり立ち上がるのに対し制御ICの差動増幅器が動作
を開始して出力電圧VO が表れると,■のB点電位が
基準電圧Vref1より小となる(■のA点電位も高く
ならない)。この状態になると制御ICは,出力電圧V
O が低いものと判断し出力を高い方向へ制御する。出
力が過電圧状態となったままとなる。同様に図7のb.
入力(電源)急変時,d.出力電圧VO の負荷が急に
軽減された場合(B点電位が下がり差動増幅器の制御範
囲を越える)にも出力は過電圧状態になったままになる
という欠点があった。 【0014】本発明は上記のように基準電圧回路内蔵の
差動増幅器を含む制御集積回路を用いた電圧検出回路に
おいて,負の電圧を検出する時に電源投入時などの変動
時においても差動増幅器への入力する電位を制御可能な
範囲にすることができる電源電圧検出回路を提供するこ
とを目的とする。 【0015】 【課題を解決するための手段】図1は本発明の実施例の
構成である。図1において,1は制御集積回路(制御I
C),10はパルス幅変調回路,11は正の第1の基準
電圧が印加される差動増幅器,2はトランジスタ(TR
),3は第1のツェナーダイオード(ZD1 ),4は
ダイオード(D),5〜8はそれぞれ抵抗(R5 〜R
8 ),9は第2のツェナーダイオード(ZD2 )で
ある。 【0016】本発明はトランジスタのベースに印加され
る出力電圧の分圧出力を,第2のツェナーダイオードを
介して印加すると共に,該ツェナーダイオードの陰極端
子側にダイオードを接続することにより第2の基準電圧
が所定の電圧に達しない場合にも,差動増幅器の入力端
子に対し一定レベル以上の電圧を供給するものである。 【0017】 【作用】図1において,DC−DCコンバータの出力電
圧VO は抵抗6,新たに設けた第1のツェナーダイオ
ード(ZD1 )3,抵抗5を介して第2の基準電圧V
ref2に供給される。この抵抗5と第1のツェナーダ
イオード(ZD1 )3の接続点(B点)がトランジス
タ(TR)2のベースに供給され,そのコレクタと抵抗
7が接続する点(A点)から制御IC1の差動増幅器1
1の入力端子(−端子)に供給される。第1のツェナー
ダイオード3と抵抗6の接続点(C点)と電源の0Vと
の間にダイオード(D)4を配置する。 【0018】このダイオード4により出力電圧VO が
負の電圧値が大きくなっても0Vよりダイオード4の順
方向降下電圧だけ低い値に制限される。また,第1のツ
ェナーダイオード(ZD1 )3により出力電圧VO
の値が負方向の一定レベルに保つように働く。こうして
,出力電圧VO が負方向へ大きくなってもB点電位を
一定値以下にならないようにすることができ,A点電位
を必ず差動増幅器11が制御可能な状態にする。 【0019】 【実施例】図1に示す実施例の構成は,従来例の図6の
回路の電圧検出回路に対し,抵抗R5 ,R6 の直列
回路に新たにツェナーダイオードZD1を抵抗R5 ,
R6 の中間に挿入し,ツェナーダイオードZD1 と
抵抗R6 の交点と0Vの間に0Vをアノードに接続し
たダイオードDを追加したものである。また,第2の基
準電圧Vref2は従来と同様に回路電源のVCCと0
Vとの間の抵抗と第2のツェナーダイオードZD2 の
接続点で発生する。 【0020】この実施例の回路の出力電圧VO と抵抗
,各基準電圧との関係を次の式により表現できる。 【0021】 【数1】 【0022】図2は実施例の動作波形を示す。図2の■
〜■は図7と同様に,■は基準電圧Vref2(点線で
表示)と入力電圧Vin(回路の電源電圧のVCC)の
変化を表し,■は負の出力電圧VO ,■はB点電位,
■はA点電位を表し,横方向のa.は定常状態の時,b
.は入力Vinが急変した時,c.は入力(電源)投入
時,d.は出力電圧VO の負荷が急に軽減された時(
制御が追随できず出力電圧が大きくなる)である。 【0023】図2を参照すれば分かるように実施例の回
路では,入力急変時b,入力電圧投入時や負荷が急に軽
くなった時cのように,出力電圧VO が大きくなって
も,C点(ダイオードのアノード側)の電位は,ダイオ
ードの順方向電圧降下分(例えば,0.7V)程度負に
クランプされる。この結果■に示すB点(第1のツェナ
ーダイオードZD1 のアノード側)は,ツェナーダイ
オードの電圧分だけ正側となり,■に示すA点(制御I
Cへの入力点)の電位も,第1の基準電圧Vref1以
上にすることが可能となり,差動増幅器11は正常動作
を行うことが可能となる。なお,正常時には当然C点電
位は正極になるよう,第1ツェナーダイオードZD1,
抵抗R5 ,R6 が選択される。 【0024】 【発明の効果】本発明によれば正の基準電圧が供給され
るような差動増幅器を内蔵する制御集積回路を使用して
負極性の電圧検出を行う場合に,電源投入時の出力の過
電圧状態の発生を防止すると共に入力変動や出力負荷の
急変による出力過電圧状態の発生を防止することができ
る。
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】実施例の動作波形である。
【図3】DC−DCコンバータの従来例の構成である。
【図4】負の電圧検出回路の従来例の構成である。
【図5】制御用ICの構成図である。
【図6】制御用ICを用いた負の電圧検出回路の構成図
である。
である。
【図7】図6の構成による動作波形である。
1 制御集積回路(制御IC)10
パルス幅変調回路(PWM)11 差動増幅器(
AMP) 2 トランジスタ(TR) 3 第1のツェナーダイオード(ZD1 )
4 ダイオード(D) 5〜8 抵抗(R5 〜R8 )
パルス幅変調回路(PWM)11 差動増幅器(
AMP) 2 トランジスタ(TR) 3 第1のツェナーダイオード(ZD1 )
4 ダイオード(D) 5〜8 抵抗(R5 〜R8 )
Claims (1)
- 【請求項1】 DC−DCコンバータの出力電圧を入
力して正の基準電圧と比較する差動増幅器を内蔵する制
御集積回路により負の出力電圧を検出するための電源電
圧検出回路において,回路電源と第1のツェナーダイオ
ードにより発生する第2の基準電圧に直列の2つの抵抗
を介して出力電圧を接続し,2つの抵抗の接続点の電圧
がベースに供給されるトランジスタの他の1つの端子を
抵抗を介して前記基準電圧に接続し,他の端子を前記制
御集積回路の入力端子に接続し,前記2つの抵抗の間に
第2のツェナーダイオードを直列に接続すると共に該ツ
ェナーダイオードと出力電圧が印加される側の抵抗との
間に一端を0Vに接続したダイオードを接続したことを
特徴とする電源電圧検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5483991A JPH04289766A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電源電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5483991A JPH04289766A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電源電圧検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289766A true JPH04289766A (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=12981793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5483991A Withdrawn JPH04289766A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 電源電圧検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04289766A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073754A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体回路及び電源装置 |
| JP2012231657A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Dc−dcコンバータ及び半導体装置 |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP5483991A patent/JPH04289766A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073754A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体回路及び電源装置 |
| JP2012231657A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Dc−dcコンバータ及び半導体装置 |
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