JPH0998568A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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Publication number
JPH0998568A
JPH0998568A JP7253170A JP25317095A JPH0998568A JP H0998568 A JPH0998568 A JP H0998568A JP 7253170 A JP7253170 A JP 7253170A JP 25317095 A JP25317095 A JP 25317095A JP H0998568 A JPH0998568 A JP H0998568A
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JP
Japan
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voltage
power supply
control circuit
current
output voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP7253170A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Hirahara
裕明 平原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2次側出力電圧がGNDとショートした場合
に制御回路の動作を停止し、安全性、信頼性を向上させ
ることを目的とする。 【構成】 2次側出力電圧端子の電圧を検出する手段4
1と、前記手段で検出した情報を1次側制御回路に伝達
する手段と、前記伝達手段に流れる電流を検出する手段
と、前記電流検出手段で検出した電流値がゼロである状
態が一定の時間連続した場合に電源の動作を停止させる
制御手段5とを備えた構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受信機な
どで使用されるスイッチング電源回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源の一例として自
励式フライバックコンバーターの構成を図3に示す。
【0003】図3において、1は電源電圧、2は電圧平
滑用電解コンデンサ、3はトランス、4はトランス3の
1次側巻線、5はスイッチング電源の制御回路、6は電
解効果型トランジスタ(以下FET)を用いたスイッチ
ング素子、7はホトカプラー、8はトランス3の2次側
巻線、9、12、15はトランス3の2次側巻線に発生
する電圧を整流するダイオード、10、13、16はダ
イオード9、12、15で整流した電圧を平滑する電解
コンデンサ、11、14、17は2次側の直流出力電
圧、18は誤差増幅器、19、20は電流制限用抵抗、
21はFET6のドレインソース端子間に接続された共
振用コンデンサ、22はFET4に流れる電流を検出す
るための微小抵抗、23、24は分圧用抵抗、25はノ
イズ除去用コンデンサ、26はFET4のゲート抵抗、
27はトランス3のバイアス巻線、28はバイアス巻線
27に発生した電圧を整流するダイオード、29はノイ
ズ除去用抵抗、30はダイオード28で整流した電圧を
平滑する電解コンデンサ、31、32は遅延用積分回路
を構成する抵抗とコンデンサ、33は過電圧検出用ツェ
ナーダイオード、34は起動抵抗、35は電源電圧1の
グランド端子、36は制御回路5のFET6を駆動する
出力端子、37は制御回路5の過電流保護入力端子、3
8は制御回路5のトランスリセット検出入力端子、39
は制御回路5のグランド端子、40は制御回路5のフィ
ードバック入力端子、41は制御回路5の過電圧保護入
力端子、42は制御回路5の電源電圧入力端子、43は
2次側出力電圧14のショート検出用ダイオードであ
る。
【0004】次に図4も参照しながら動作説明を行う。
図4は定常状態での各部の波形を示したものである。
【0005】図4において(a)は制御回路5によって
出力されるFET6の駆動波形VOUT 、(b)はFET
6を流れる電流波形ID でドレイン端子からソース端子
に流れる向きを正としている。(c)は前記電流ID を
微小抵抗22で電圧として検出し抵抗23、24で分圧
しコンデンサ25でノイズ除去した電圧波形VCL、
(d)はFET6のドレインソース端子間電圧VDS、
(e)はバイアス巻線27の出力電圧、(f)は積分回
路31、32により積分され制御回路5に入力される電
圧波形VDLである。
【0006】時刻t1でVOUT がHになると、FET6
はオンし電流ID が流れ始める。そのとき1次巻線4に
流れる1次電流により、トランス3に磁束が発生しエネ
ルギーが蓄積され、同時にトランス3の2次巻線8にも
誘起電圧が発生するが、2次側整流ダイオード9、1
2、15を逆バイアスする方向に誘起電圧を発生するよ
うに構成しているので2次側電流は流れない。このとき
同時にバイアス巻線27にも誘起電圧が発生するが、V
OUT と逆相で発生するように構成されているので、この
ときVS は負電圧になり積分回路31、32を通って制
御回路5に入力される波形VDLは、制御回路5に内蔵さ
れたクランプ回路によって0Vにクランプされる。制御
回路5によって決められるオン期間が終わると、時刻t
2でVOUTはLになりFET6はオフする。FET6が
オフすると1次巻線4にフライバック電圧が発生すると
同時に、2次巻線8にもフライバック電圧が発生し、2
次側整流ダイオード9、12、15を順バイアスする方
向に電圧が印可されるのでトランス3に蓄積されたエネ
ルギーが前記2次巻線8を介して2次電流として放出さ
れ、平滑コンデンサー10、13、16によって平滑さ
れ直流電源電圧11、14、17として出力される。こ
のとき1次側バイアス巻線27に発生したフライバック
電圧VS は積分回路31、32によってVDLのような波
形となり制御回路5に入力される。時刻t3にトランス
3に蓄積されたエネルギーが2次電流としてすべて放出
されると、2次巻線8に誘起されていたフライバック電
圧は反転し2次側整流ダイオード9、12、15は逆バ
イアスされるので2次電流はオフする。1次側巻線に発
生していたフライバック電圧も反転し、共振コンデンサ
21に蓄積されていたエネルギーは放出され1次巻線4
のインダクタンスと共振を始めるので、FET6のドレ
インソース間電圧VDSは(c)に示すように低下してゆ
く。このとき時刻t4でVDLが0Vになるように積分定
数31、32を設定することにより制御回路5は時刻t
4でターンオンし、VOUT はHが出力される。VOUT が
Hになったあとの動作は時刻t1からの動作と同様であ
る。
【0007】つぎに出力電圧が安定に制御される動作に
ついて説明する。誤差増幅器18は基準電圧を内蔵して
おり、電源電圧11が前記基準電圧より低ければホトカ
プラ7の発光ダイオードに流れる電流が減少し、受光側
トランジスタのベース電流が減少しコレクタ電流も減少
する。制御回路5はコレクタ電流が減少するとVOUTの
オン期間を広げてFET6に流れる電流を増加させ、単
位時間にトランス3に蓄積されるエネルギーを増加させ
る。このとき2次巻線に流れる電流も増加してコンデン
サ−10にエネルギーを蓄積し電源電圧11を上昇させ
る。電源電圧11が誤差増幅器18の基準電圧より高く
なった場合には、上記と全く逆の動作で電源電圧11を
低下させる。このように電源電圧11の電圧が変動して
も電圧は常に一定になるように制御される。
【0008】つぎに保護回路動作について説明する。ま
ず過電流保護について図4を用いて説明する。時刻t1
でVOUT がHになりFET6がオンすると、FET6に
電流ID が流れ始め、そのID に対応して制御回路5に
電圧波形VCLが入力される。いまID が上昇を続け、V
CLが時刻t2でしきい値Vthに達すると、制御回路5は
直ちにVOUT をLに引き落す。VOUT がLになるとFE
T6はオフするので電流ID もオフし、それ以上電流が
流れ続ける事なくFET6は過電流による破壊から保護
される。なおこの動作はVOUT の1パルスごとに動作
し、電源の動作を停止させることはない。したがって2
次側の負荷が瞬間的に過負荷状態になっても、なんら問
題なく動作を続ける。図4では過電流保護回路について
説明するためVCLがVthに達したように描いているが、
通常の負荷範囲ではVCLがVthに達することはない。つ
ぎに過電圧保護について説明する。もし回路になんらか
の異常があり2次側電源電圧11が上昇したとすると、
2次巻線8と1次側バイアス巻線27との結合が十分よ
くなるよう構成していれば、1次側バイアス巻線27の
整流平滑電圧VCCも上昇する。制御回路5はVCCの上昇
をツェナーダイオード33を介して入力される電圧VOV
P として入力端子41で監視しており、VOVPがしきい
値に達した時点で制御回路は動作を停止するようになっ
ている。つぎに2次側出力電圧がGNDとショートした
場合の保護動作について説明する。出力電圧11がGN
Dとショートして電圧が低下したとすると、前述と同様
に2次巻線8と1次側バイアス巻線27との結合が十分
よくなるよう構成していれば、1次側バイアス巻線27
の整流平滑電圧VCCも低下する。VCCが低下して行き、
あらかじめ設定された制御回路5の動作停止電圧を下回
った時、制御回路5は動作を停止する。制御回路5が動
作を停止すれば、制御回路は電流を消費しないのでVCC
はそれ以下に低下せず、逆に抵抗34を介して電解コン
デンサ30が充電されるのでVCCは上昇する。VCCは上
昇して行き再び制御回路5の起動電圧に達し、電源は起
動する。しかし前述のように出力電圧11がGNDとシ
ョートしているためVCCは低下して行き、再び制御回路
5は停止する。このように出力電圧11がGNDとショ
ートしている間は、起動・停止をくり返す(以後間欠発
振と呼ぶ)。ここで制御回路5の動作停止電圧は、VCC
の電圧変動やノイズなどで停止しないように起動電圧よ
りも低く設定してある。つぎに出力電圧17がGNDと
ショートした場合について述べる。出力電圧17の2次
側巻線と1次側バイアス巻線27の結合がよければ前記
出力電圧11の場合と同様に間欠発振モードに至るが、
一般的には出力電圧の低い巻線は巻数が少ないため、1
次側バイアス巻線27とは結合が悪く以下の動作をす
る。出力電圧17は抵抗20を介してホトカプラ7に電
源電圧を供給しているので、出力電圧17が低下した場
合まずホトカプラ7に流れる電流がほとんどゼロにな
る。すると受光側ホトトランジスタのコレクタ電流がゼ
ロになり、制御回路5はオン期間を広げてFET6に流
れる電流を増加させ、単位時間にトランス3に蓄積され
るエネルギーを増加させるので、バイアス巻線27の電
圧が上昇し、整流電圧VCCも上昇する。ツェナー33を
介した電圧VOVP が過電圧保護検出端子41のしきい値
に達した時点で制御回路5は動作を停止する。つぎに出
力電圧14がGNDとショートされた場合について述べ
る。出力電圧14の巻線は出力電圧17の場合と同様バ
イアス巻線27と結合が悪いため、ショート検出ダイオ
ード43によってホトダイオード7のアノード側の電圧
を強制的に引き落し、ホトダイオード7に電流をゼロに
して前記出力電圧17の場合と同様に1次側VCCを上昇
させ、制御回路5の過電圧保護によって停止する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
においては、2次側出力電圧がGNDとショートした
際、2次側の負荷状態やパターンの引き回しにより必ず
しも上記動作にならずにFET6の加熱やパターンの焼
損が発生することがあり、その防止のため2次側の出力
電圧にヒューズ抵抗を挿入しておく必要があった。
【0010】本発明は上記従来の課題を解決するもので
2次側電力出力電圧がGNDとショ−トされたときの保
護動作が容易な電源回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電源回路は、2次側出力電圧端子の電圧を
検出する手段と、前記手段で検出された情報を1次側制
御回路に伝達する手段と、前記伝達手段に流れる電流を
検出する手段と、前記電流検出手段で検出した電流値が
ゼロである状態が一定の時間連続した場合に電源の動作
を停止させる制御手段とを備えた構成を有する。
【0012】
【作用】この構成によって、2次側出力電圧がGNDと
ショートした場合に、電流検出手段からの信号により電
源の動作を停止することができる。
【0013】
【実施例】
(実施例1)以下図面により本発明の一実施例を説明す
る。
【0014】図1は本発明の実施例である自励式フライ
バックコンバーターの構成図である。この図において1
から43までは図3に示す従来例と同じである。
【0015】44、45、46、47はトランジスタ、
48から53は抵抗、54は電解コンデンサ、55はダ
イオードである。
【0016】つぎに図2を用いて動作を説明する。
(a)は出力電圧14の電圧VO 、(b)はホトカプラ
7のコレクタ電流IFB、(c)は電解コンデンサ54の
端子電圧VSHORT 、(d)は制御回路5の過電圧検出端
子41の端子電圧VOVP である。2次側出力がショート
されていない通常動作時は、制御回路5のフィードバッ
ク電流IFBには2次側出力11を安定化させるように電
流が流れている。トランジスタ44、45および46、
47はカレントミラー構成になっておりIFBと同じ電流
がトランジスタ45に流れると同時に、トランジスタ4
7にも流れる。電解コンデンサ54にはトランジスタ4
7のエミッター電圧が抵抗53を介して充電されるよう
になっているが、通常動作時にはトランジスタ47が導
通するためエミッター電圧、すなわち電解コンデンサ5
4の電圧は、過電圧検出端子41のしきい値よりも低く
なるように設定されている。出力電圧14が時刻t1で
0Vに低下すると、制御回路5のフィードバック電流I
FBはすでに説明した通りほぼゼロになる。カレントミラ
ートランジスタ45、46を介してトランジスタ47に
も電流が流れないため、トランジスタ47のエミッター
電圧はほぼVCCとなり抵抗53を介して電解コンデンサ
54を充電し、電解コンデンサ54の電圧VSHORT は上
昇して行く。電解コンデンサ54の電圧VSHORT はダイ
オード55を介して過電圧検出端子41に入力されるの
で、過電圧検出端子41の端子電圧が時刻t2でしきい
値に達すると制御回路5は動作を停止する。
【0017】電源が起動して2次側の各電圧が上昇する
までの一定の時間(数十msecから100msec)
はIFBが小さく電解コンデンサ54の電圧が上昇する
が、t1からt2までの時間を数百msecから1se
cになるよう抵抗53と電解コンデンサ54の時定数を
設定することにより2次側出力電圧ショート時と区別す
ることができる。
【0018】また一般的に制御回路5はIC化されてお
り、本発明の保護回路をIC内に構成すればなんらコス
トアップにはならない。
【0019】以上の構成により、2次側出力電圧が連続
してGNDとショートされた場合に、なんらコストアッ
プすることなく回路を安定して保護することができる。
【0020】さらに付け加えると2次側各出力電圧に挿
入していたヒューズ抵抗を削除することができ、コスト
ダウンすることが可能である。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明のテレビジョン用電
源回路によれば、2次側出力電圧がGNDとショートさ
れたときの保護動作が容易かつ確実になり、電源の安全
性、信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による電源回路の構成図
【図2】本発明の一実施例における電源回路の動作波形
を示す図
【図3】従来例である電源回路の構成図
【図4】従来例の同電源回路の動作波形を示す図
【符号の説明】
1 電源電圧 2 電解コンデンサ 3 トランス 4 1次巻線 5 制御回路 6 FET 7 ホトカプラー 8 2次巻線 9、12、15 整流ダイオード 11、14、17 電源電圧 18 誤差増幅器 21 共振用コンデンサ 22 電流検出用微小抵抗 27 バイアス巻線 35 グランド 41 過電圧検出端子 43 ショート検出用ダイオード 44、45、46、47 トランジスタ 53 抵抗 54 電解コンデンサ 55 ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2次側出力電圧端子の電圧を検出する手
    段と、前記手段で検出された情報を1次側制御回路に伝
    達する手段と、前記伝達手段に流れる電流を検出する手
    段と、前記電流検出手段で一定の時間決められた電流値
    を検出したときに電源の動作を停止させる制御手段とを
    備えたことを特徴とする電源回路。
JP7253170A 1995-09-29 1995-09-29 電源回路 Pending JPH0998568A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7253170A JPH0998568A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 電源回路

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JPH0998568A true JPH0998568A (ja) 1997-04-08

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JP (1) JPH0998568A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008104275A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Matsushita Electric Works Ltd 無負荷時発振停止機能付きの定電流制御型dc−dcコンバータ回路
JP2008104274A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Matsushita Electric Works Ltd スイッチング電源装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008104275A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Matsushita Electric Works Ltd 無負荷時発振停止機能付きの定電流制御型dc−dcコンバータ回路
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