JPH10271818A - DC / DC converter device - Google Patents
DC / DC converter deviceInfo
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- JPH10271818A JPH10271818A JP8758497A JP8758497A JPH10271818A JP H10271818 A JPH10271818 A JP H10271818A JP 8758497 A JP8758497 A JP 8758497A JP 8758497 A JP8758497 A JP 8758497A JP H10271818 A JPH10271818 A JP H10271818A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体スイッチング素子を過電流から保護す
るための機能を備えた、DC/DCコンバータ装置を提
供すること。
【解決手段】 前記半導体スイッチング素子の出力端子
と前記抵抗との接続点においてアノード端子を接続した
第1のダイオード17と、前記第1のダイオードのカソ
ード端子にベース端子を接続されエミッタ端子は前記半
導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用回路部のグラ
ンドに接続されたNPN型トランジスタ18と、前記N
PN型トランジスタのコレクタ端子にベース端子を接続
されコレクタ端子は前記NPN型トランジスタのベース
端子に接続されたPNP型トランジスタ19と、前記半
導体スイッチング素子のオン・オフ用入力端子にアノー
ド端子を接続されカソード端子は前記NPN型トランジ
スタのコレクタ端子に接続された第2のダイオード20
と、前記PNP型トランジスタのエミッタ端子に正極側
を接続された第2の直流電源22とを備えたものであ
る。
(57) Abstract: To provide a DC / DC converter device having a function of protecting a semiconductor switching element from overcurrent. A first diode connected to an anode terminal at a connection point between an output terminal of the semiconductor switching element and the resistor, a base terminal connected to a cathode terminal of the first diode, and an emitter terminal connected to the semiconductor. An NPN transistor 18 connected to the ground of an on / off driving circuit of the switching element;
A base terminal is connected to the collector terminal of the PN transistor, and the collector terminal is connected to the base terminal of the NPN transistor. A PNP transistor 19 is connected to the ON / OFF input terminal of the semiconductor switching element. The terminal is a second diode 20 connected to the collector terminal of the NPN transistor.
And a second DC power supply 22 having a positive electrode connected to the emitter terminal of the PNP transistor.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体スイッチン
グ素子を過電流から保護するための機能を備えた、DC
/DCコンバータ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC switching device having a function of protecting a semiconductor switching element from overcurrent.
/ DC converter device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体スイッチング素子をオン・オフ制
御することにより、入力側直流電源電圧を変換して所定
の直流出力電圧を作り出すDC/DCコンバータ装置は
従来より電子機器等の電源回路として広く使用されてい
る。図9に示す従来のDC/DCコンバータ装置は、直
流電源1と、主スイッチング素子としてのパワーMOS
FET2と、パルストランス(1次側)3と、パルスト
ランス(2次側)4と、ドレイン電流検出用抵抗5と、
ドレイン電流検出のRCフィルタ用抵抗31およびコン
デンサ32と、過電流検出用基準電圧28と、過電流検
出用コンパレータ29と、パワーMOSFET2の駆動
用回路部6と、パワーMOSFET2のゲート駆動用抵
抗8と、パルストランス2次側整流用ダイオード9と、
平滑用コンデンサ10と、パルストランス2次側整流電
圧検出用抵抗11及び12と、誤差電圧演算出力部13
と、パルストランス2次側整流電圧コントロール用基準
電圧27と、PWM変調部15と、過電流検出ラッチ用
フリップ・フロップ回路30と、ゲート出力回路16と
を備えている。2. Description of the Related Art A DC / DC converter, which converts a DC power supply voltage on an input side to a predetermined DC output voltage by controlling on / off of a semiconductor switching element, has been widely used as a power supply circuit for electronic equipment. Have been. The conventional DC / DC converter shown in FIG. 9 includes a DC power supply 1 and a power MOS as a main switching element.
FET 2, a pulse transformer (primary side) 3, a pulse transformer (secondary side) 4, a drain current detecting resistor 5,
A resistor 31 and a capacitor 32 for the RC filter for detecting the drain current, a reference voltage 28 for detecting the overcurrent, a comparator 29 for detecting the overcurrent, a driving circuit 6 for the power MOSFET 2, a resistor 8 for driving the gate of the power MOSFET 2, A secondary rectifier diode 9 for a pulse transformer,
A smoothing capacitor 10, resistors 11 and 12 for detecting a rectified voltage on the secondary side of the pulse transformer, and an error voltage calculation output unit 13
And a reference voltage 27 for controlling a rectified voltage on the secondary side of the pulse transformer, a PWM modulator 15, a flip-flop circuit 30 for latching an overcurrent detection, and a gate output circuit 16.
【0003】このDC/DCコンバータ装置では、2次
側出力電圧である平滑用コンデンサ10の端子間電圧の
変動を2次側出力電圧検出用抵抗11と12の接続点電
圧と2次側整流電圧コントロール用基準電圧27との差
電圧比較により検出し、この検出値に応じてパワーMO
SFETの駆動用回路部6によりパワーMOSFET2
のゲート端子に出力するオン・オフ制御用出力信号の時
間幅を変化させることにより、パワーMOSFET2の
オン期間を制御し、コンデンサ10の端子間電圧である
2次側出力電圧の安定化をはかっている。またFETド
レイン電流が設定値を越えた際には、そのことをドレイ
ン電流検出用抵抗5の端子間電圧について抵抗31とコ
ンデンサ32とによるRCフィルタ回路通過後の電圧値
を過電流検出用基準電圧28とで過電流検出用コンパレ
ータ29により比較検出し、過電流検出ラッチ用フリッ
プ・フロップ回路30を通してパワーMOSFET2の
ゲート端子へオフ信号を出力しかつ前記フリップ・フロ
ップ回路により過電流検出ラッチを行って次のPWM変
調部15からの出力により過電流検出ラッチがリセット
されるまでの1周期時間分のみパワーMOSFET2の
ゲート端子へのオフ信号出力を保持してFETドレイン
電流が過電流になるのを防止している。[0003] In this DC / DC converter device, the fluctuation of the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 10 which is the secondary side output voltage is determined by the connection point voltage between the secondary side output voltage detecting resistors 11 and 12 and the secondary side rectified voltage. It is detected by comparing the difference voltage with the control reference voltage 27, and the power MO
The power MOSFET 2 is driven by the driving circuit 6 of the SFET.
The ON period of the power MOSFET 2 is controlled by changing the time width of the ON / OFF control output signal output to the gate terminal of the capacitor 10 to stabilize the secondary output voltage which is the voltage between the terminals of the capacitor 10. I have. When the FET drain current exceeds the set value, the voltage between the terminals of the drain current detection resistor 5 is determined by changing the voltage value after passing through the RC filter circuit including the resistor 31 and the capacitor 32 to the overcurrent detection reference voltage. 28, an overcurrent detection comparator 29 performs comparison detection, outputs an off signal to the gate terminal of the power MOSFET 2 through the overcurrent detection latch flip-flop circuit 30, and performs overcurrent detection latch by the flip-flop circuit. The off signal output to the gate terminal of the power MOSFET 2 is held for only one cycle time until the overcurrent detection latch is reset by the next output from the PWM modulator 15 to prevent the FET drain current from becoming an overcurrent. doing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが前記従来の構
成である図9では、コンデンサ10の端子間電圧である
2次側出力電源が短絡し、このコンデンサ10の端子間
電圧の低下を検出したパワーMOSFETの駆動用回路
部6がパワーMOSFET2のゲート端子に出力するオ
ン出力信号幅を増加させてFETドレイン電流を急激に
増大させ、このFETドレイン電流が設定値を越えた
際、その時点から過電流検出によるパワーMOSFET
駆動用回路部6のオフ信号出力動作までにおいて過電流
検出用コンパレータ29、過電流検出ラッチ用フリップ
・フロップ回路30等が間に入るためにその分時間遅れ
が発生し、さらにこの時間遅れが大きくなればなるほど
オフ信号出力開始からパワーMOSFET2のゲート蓄
積電荷を引き抜いてパワーMOSFETを実際にオフさ
せるまでの時間遅れも大きくなるので、図6( b) に示
すようにその間もFETドレイン電流は増加を続けるこ
とになる。However, in FIG. 9, which is the conventional configuration, the secondary output power supply, which is the voltage between the terminals of the capacitor 10, is short-circuited, and the power detected when the voltage between the terminals of the capacitor 10 decreases is detected. The MOSFET drive circuit section 6 increases the width of the ON output signal output to the gate terminal of the power MOSFET 2 to rapidly increase the FET drain current. When the FET drain current exceeds a set value, the overcurrent starts from that point. Power MOSFET by detection
Since the overcurrent detection comparator 29, the overcurrent detection latch flip-flop circuit 30, and the like are interposed until the drive circuit section 6 outputs the OFF signal, a time delay occurs, and this time delay is further increased. The more it becomes, the longer the time delay from the start of the output of the off signal to the time when the gate MOSFET of the power MOSFET 2 is extracted and the power MOSFET is actually turned off is increased. Therefore, as shown in FIG. Will continue.
【0005】さらにパワーMOSFETのオフ後、次の
PWM変調部15からの出力により過電流検出ラッチが
リセットされて再びパワーMOSFETがオンするまで
のオフ期間中において低下するパルストランス中の磁束
量よりも前記パワーMOSFETのオン期間中、このオ
ン期間が長いために増加するパルストランス中の磁束量
の方が多くなるので、次のパワーMOSFETのオン開
始時は前回のオン開始時のドレイン電流よりもさらに大
きなドレイン電流値からのスタートとなりオフ直前のド
レイン電流値も同様に前回のオフ直前のドレイン電流値
よりもさらに大きな値となってしまう。こうして過電流
保護動作が働いているにも関わらずパワーMOSFET
のドレイン電流を押さえることができず、従って2次側
電源出力の短絡によるパワーMOSFETの過電流から
パワーMOSFETを保護できないという問題点があ
る。Further, after the power MOSFET is turned off, the overcurrent detection latch is reset by the next output from the PWM modulator 15 and the amount of magnetic flux in the pulse transformer decreases during the off period until the power MOSFET is turned on again. During the on-period of the power MOSFET, the amount of magnetic flux in the pulse transformer that increases due to the long on-period is larger, so that when the next power MOSFET is turned on, the drain current at the time of the previous on-start is further increased. Starting from a large drain current value, the drain current value immediately before turning off also becomes a larger value than the drain current value immediately before the previous turning off. Even though the overcurrent protection is working, the power MOSFET
Therefore, there is a problem that the power MOSFET cannot be protected from overcurrent of the power MOSFET due to a short circuit of the secondary power supply output.
【0006】そこで本発明は上記従来の問題点を解決し
て、半導体スイッチング素子を流れる電流値が設定値を
越えた際には瞬時に半導体スイッチング素子をオフ遮断
かつ遮断保持を行うことにより2次側電源出力の短絡時
においても半導体スイッチング素子を流れる電流値を押
さえて半導体スイッチング素子を保護することを可能と
するDC/DCコンバータ装置を提供することを目的と
するものである。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and when the value of the current flowing through the semiconductor switching element exceeds a set value, the semiconductor switching element is instantaneously turned off and cut off and held, whereby the secondary switching is performed. It is an object of the present invention to provide a DC / DC converter device capable of suppressing a current value flowing through a semiconductor switching element and protecting the semiconductor switching element even when a short-circuit of a side power supply output occurs.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明は第1の直流電源と、前記第1の直流電源の正極
側に1次側入力端子を接続されたパルストランスと、ト
ランスの1次側入力のもう一方の端子に出力端子を接続
された半導体スイッチング素子と、出力端子を前記半導
体スイッチング素子のオン・オフ用入力端子に接続され
グランドは前記第1の直流電源の負極側に接続された、
前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用回路部
と、前記半導体スイッチング素子のもう一方の出力端子
と前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用回路
部のグランドとの間に接続された抵抗とからなるDC/
DCコンバータ装置において、前記半導体スイッチング
素子の出力端子と前記抵抗との接続点においてアノード
端子を接続した第1のダイオードと、前記第1のダイオ
ードのカソード端子にベース端子を接続されエミッタ端
子は前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用回
路部のグランドに接続されたNPN型トランジスタと、
前記NPN型トランジスタのコレクタ端子にベース端子
を接続されコレクタ端子は前記NPN型トランジスタの
ベース端子に接続されたPNP型トランジスタと、前記
半導体スイッチング素子のオン・オフ用入力端子にアノ
ード端子を接続されカソード端子は前記NPN型トラン
ジスタのコレクタ端子に接続された第2のダイオード
と、前記PNP型トランジスタのエミッタ端子に正極側
を接続された第2の直流電源とを備えた。また、前記第
2の直流電源は、前記PNP型トランジスタのエミッタ
端子を前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用
回路部の出力端子に接続した。また、前記第2の直流電
源は、前記パルストランスの2次側巻線のフライバック
時の出力電圧を整流してつくっている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a first DC power supply, a pulse transformer having a primary side input terminal connected to the positive side of the first DC power supply, A semiconductor switching element having an output terminal connected to the other terminal of the primary side input, and an output terminal connected to an on / off input terminal of the semiconductor switching element, and a ground connected to the negative side of the first DC power supply. Connected,
An on / off drive circuit section of the semiconductor switching element, and a resistor connected between the other output terminal of the semiconductor switching element and a ground of the on / off drive circuit section of the semiconductor switching element. DC /
In a DC converter device, a first diode having an anode terminal connected at a connection point between the output terminal of the semiconductor switching element and the resistor, a base terminal connected to a cathode terminal of the first diode, and an emitter terminal connected to the semiconductor. An NPN transistor connected to the ground of an on / off drive circuit of the switching element;
A base terminal is connected to the collector terminal of the NPN transistor, the collector terminal is a PNP transistor connected to the base terminal of the NPN transistor, and an anode terminal is connected to the on / off input terminal of the semiconductor switching element, and the cathode is The terminal includes a second diode connected to the collector terminal of the NPN transistor, and a second DC power supply having a positive electrode connected to the emitter terminal of the PNP transistor. In the second DC power supply, an emitter terminal of the PNP transistor is connected to an output terminal of an on / off driving circuit of the semiconductor switching element. Further, the second DC power supply is formed by rectifying an output voltage of the secondary winding of the pulse transformer during flyback.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】請求項1記載の構成において、半
導体スイッチング素子に電流が流れると前記半導体スイ
ッチング素子の出力端子と前記半導体スイッチング素子
のオン・オフ駆動回路部グランド間に接続された抵抗の
端子間においてこの電流値に対応した電圧が発生する。
そうして2次側出力電源短絡によりこの抵抗端子間電圧
値が前記NPNトランジスタのベース・エミッタ間電圧
値と前記第1のダイオードの順電圧値との合計値に達す
るだけの電流(以下、これを過電流検出レベルとする)
が半導体スイッチング素子を流れると、半導体スイッチ
ング素子を流れる電流の一部が前記NPNトランジスタ
にベース電流として流れ込みこのNPNトランジスタを
オンさせる。これにより前記第2のダイオードを導通状
態にして前記半導体スイッチング素子の入力端子の電圧
値を下げるので、半導体スイッチング素子のオン・オフ
駆動回路部から半導体スイッチング素子の入力端子への
オン信号出力とは関わりなく半導体スイッチング素子の
入力端子は瞬時にオフ入力電圧印加状態となる。さらに
前記NPNトランジスタのオンにより前記PNPトラン
ジスタもオンすることになり、このPNPトランジスタ
のコレクタ電流がそのまま前記NPNトランジスタのベ
ース電流となるので、前記半導体スイッチング素子がオ
フして半導体スイッチング素子を流れる電流からの前記
NPNトランジスタへのベース電流供給がなくなっても
前記PNPトランジスタはオン動作を保持できることに
なり、従って半導体スイッチング素子の入力端子もオフ
入力電圧印加保持状態となる。According to the present invention, when a current flows through a semiconductor switching element, a resistor connected between an output terminal of the semiconductor switching element and a ground of an on / off drive circuit section of the semiconductor switching element. A voltage corresponding to this current value is generated between the terminals.
Then, when the secondary output power supply is short-circuited, the current (hereinafter, referred to as the "current value") that this resistor terminal voltage value reaches the sum of the base-emitter voltage value of the NPN transistor and the forward voltage value of the first diode. Is the overcurrent detection level)
Flows through the semiconductor switching element, a part of the current flowing through the semiconductor switching element flows into the NPN transistor as a base current to turn on the NPN transistor. As a result, the second diode is turned on, and the voltage value at the input terminal of the semiconductor switching element is reduced. Therefore, the ON signal output from the ON / OFF drive circuit section of the semiconductor switching element to the input terminal of the semiconductor switching element is as follows. Irrespective of this, the input terminal of the semiconductor switching element is instantaneously turned off. Further, when the NPN transistor is turned on, the PNP transistor is also turned on. Since the collector current of the PNP transistor becomes the base current of the NPN transistor as it is, the semiconductor switching element is turned off and the current flowing through the semiconductor switching element is reduced. Therefore, even if the supply of the base current to the NPN transistor is stopped, the PNP transistor can maintain the ON operation, and the input terminal of the semiconductor switching element is also in the OFF input voltage application holding state.
【0009】この保持状態は、前記PNPトランジスタ
のエミッタ端子に正極側を接続された前記第2の直流電
源電圧がなくなるまで続くので、前記第2の直流電源電
圧をトランス中の磁束量が十分減少するだけの時間維持
できれば半導体スイッチング素子を流れる電流を押さえ
ることができ、従って半導体スイッチング素子を過電流
から保護できることになる。This holding state continues until the second DC power supply voltage whose positive terminal is connected to the emitter terminal of the PNP transistor disappears, so that the amount of magnetic flux in the transformer is sufficiently reduced by the second DC power supply voltage. If it can be maintained for as long as possible, the current flowing through the semiconductor switching element can be suppressed, and the semiconductor switching element can be protected from overcurrent.
【0010】さらにまた請求項2記載の構成により、請
求項1記載のDC/DCコンバータ装置から前記PNP
型トランジスタのエミッタ端子に正極側を接続された第
2の直流電源を、前記PNP型トランジスタのエミッタ
端子を前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用
回路部の出力端子に接続して置き換えることで、過電流
検出レベルに達する電流により前記NPNトランジスタ
がオンして前記第2のダイオードを導通状態にし前記半
導体スイッチング素子の入力端子の電圧値を下げ、半導
体スイッチング素子の入力端子がオフ入力電圧印加状態
となった際に、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆
動回路部から半導体スイッチング素子の入力端子への出
力信号はオン信号出力でありこの出力電圧がそのまま前
記第2の直流電源の代わりとなるので、前記NPNトラ
ンジスタのオンにより前記PNPトランジスタもオンす
ることになり、このPNPトランジスタのコレクタ電流
がそのまま前記NPNトランジスタのベース電流となる
ので、前記半導体スイッチング素子がオフして半導体ス
イッチング素子を流れる電流からの前記NPNトランジ
スタへのベース電流供給がなくなっても前記PNPトラ
ンジスタはオン動作を保持できることになり、従って半
導体スイッチング素子の入力端子もオフ入力電圧印加保
持状態となる。According to a second aspect of the present invention, the DC / DC converter device according to the first aspect further comprises a PNP converter.
A second DC power supply having a positive electrode connected to the emitter terminal of the transistor is replaced by connecting the emitter terminal of the PNP transistor to an output terminal of an on / off drive circuit of the semiconductor switching element. The NPN transistor is turned on by the current reaching the overcurrent detection level, the second diode is turned on, the voltage value of the input terminal of the semiconductor switching element is reduced, and the input terminal of the semiconductor switching element is turned off. When this happens, the output signal from the ON / OFF drive circuit section of the semiconductor switching element to the input terminal of the semiconductor switching element is an ON signal output, and this output voltage directly substitutes for the second DC power supply. When the NPN transistor is turned on, the PNP transistor is also turned on. Since the collector current of the PNP transistor becomes the base current of the NPN transistor as it is, the PNP transistor is turned on even if the semiconductor switching element is turned off and the base current is not supplied from the current flowing through the semiconductor switching element to the NPN transistor. The operation can be held, and therefore, the input terminal of the semiconductor switching element is also in the off-input voltage application holding state.
【0011】この保持状態は、前記半導体スイッチング
素子のオン・オフ駆動回路部から半導体スイッチング素
子の入力端子へのオフ信号出力によりリセットされるが
リセット後もこの出力はオフ信号出力となっているので
半導体スイッチング素子がオンすることはなく、また仮
にオンしたとしても、前述と同様に半導体スイッチング
素子のオフ動作が繰り返されるだけであり、従って前記
オフ保持状態は、前記半導体スイッチング素子のオン・
オフ駆動回路部からの次のオン信号出力までの1周期時
間持続されることになる。この場合半導体スイッチング
素子のオン時間が短くてトランス中の磁束量増加が小さ
いので、前記1周期分のオフ保持時間で十分にトランス
中の磁束量を減少できるので半導体スイッチング素子を
流れる電流を確実に押さえることができ、従って半導体
スイッチング素子を過電流から保護できることになる。This holding state is reset by the output of an off signal from the on / off drive circuit of the semiconductor switching element to the input terminal of the semiconductor switching element. The semiconductor switching element is not turned on, and even if it is turned on, the off operation of the semiconductor switching element is merely repeated in the same manner as described above. Therefore, the off-hold state is the on / off state of the semiconductor switching element.
One cycle time is maintained until the next ON signal is output from the OFF drive circuit section. In this case, since the on-time of the semiconductor switching element is short and the increase in the amount of magnetic flux in the transformer is small, the amount of magnetic flux in the transformer can be sufficiently reduced by the off-hold time for one cycle, so that the current flowing through the semiconductor switching element can be reliably reduced. Thus, the semiconductor switching element can be protected from overcurrent.
【0012】さらにまた請求項3記載の構成により、請
求項1記載のDC/DCコンバータ装置から前記PNP
型トランジスタのエミッタ端子に正極側を接続された第
2の直流電源を、前記トランスにおいて、前記半導体ス
イッチング素子のオン・オフ駆動用回路部のグランド側
に接続された2次側端子と、前記トランスの2次側のも
う1方の端子にアノード端子を接続された第3のダイオ
ードとを備えた上で、前記第3のダイオードのカソード
端子を前記PNP型トランジスタのエミッタ端子に接続
して置き換えることで、過電流検出レベルに達する電流
により前記NPNトランジスタがオンして前記第2のダ
イオードを導通状態にし前記半導体スイッチング素子の
入力端子の電圧値を下げて、半導体スイッチング素子の
入力端子が瞬時にオフ入力電圧印加状態となった際に、
前記第3のダイオードのカソード端子電圧がそのまま前
記第2の直流電源の代わりとなるので、前記NPNトラ
ンジスタのオンにより前記PNPトランジスタもオンす
ることになり、このPNPトランジスタのコレクタ電流
がそのまま前記NPNトランジスタのベース電流となる
ので、前記半導体スイッチング素子がオフして半導体ス
イッチング素子を流れる電流からの前記NPNトランジ
スタへのベース電流供給がなくなっても前記PNPトラ
ンジスタはオン動作を保持できることになり、従って半
導体スイッチング素子の入力端子もオフ入力電圧印加保
持状態となる。According to the third aspect of the present invention, the DC / DC converter device according to the first aspect further comprises the PNP converter.
A second DC power supply having a positive electrode connected to the emitter terminal of the type transistor; a secondary terminal connected to a ground side of an on / off driving circuit of the semiconductor switching element in the transformer; And a third diode having an anode terminal connected to the other terminal on the secondary side, and a cathode terminal of the third diode connected to an emitter terminal of the PNP transistor for replacement. The NPN transistor is turned on by the current reaching the overcurrent detection level, the second diode is turned on, the voltage value of the input terminal of the semiconductor switching element is reduced, and the input terminal of the semiconductor switching element is instantly turned off. When the input voltage is applied,
Since the cathode terminal voltage of the third diode directly substitutes for the second DC power supply, the PNP transistor is also turned on by turning on the NPN transistor, and the collector current of the PNP transistor is directly changed to the NPN transistor. Therefore, even if the semiconductor switching element is turned off and the base current is not supplied from the current flowing through the semiconductor switching element to the NPN transistor to the NPN transistor, the PNP transistor can maintain the ON operation. The input terminal of the element is also in the off input voltage application holding state.
【0013】この保持状態は、前記第3のダイオードの
カソード端子電圧がなくなるまで、言い換えればトラン
ス中の磁束量がゼロとなるまで持続されるので半導体ス
イッチング素子を流れる電流を確実に押さえることがで
き、従って半導体スイッチング素子を過電流から保護で
きることになる。 (実施例)以下、本発明の第1の実施例を図1に基づい
て説明する。図1において、1は第1の直流電源、2は
主スイッチング素子としてのパワーMOSFET、3は
パルストランス(1次側)、4はパルストランス(2次
側)、5はドレイン電流検出用抵抗、6はパワーMOS
FET2のオン・オフ駆動用回路部、7および8はパワ
ーMOSFET2のゲート駆動用抵抗、9はパルストラ
ンス2次側整流用ダイオード、10は平滑用コンデン
サ、11および12はパルストランス2次側整流電圧検
出用抵抗、13は誤差電圧演算出力部、14はパルスト
ランス2次側整流電圧コントロール用基準電圧、15は
PWM変調部、16はゲート出力回路部、17は第1の
ダイオード、18はNPNトランジスタ、19はPNP
トランジスタ、20は第2のダイオード、21はPNP
トランジスタ19のコレクタ電流制限用抵抗、22は第
2の直流電源部、23はコンデンサ、24はコンデンサ
23の充電電流制限用抵抗、25は第2の直流電源部整
流用ダイオード、26はパルストランス(2次側補助巻
線)である。This holding state is maintained until the cathode terminal voltage of the third diode disappears, in other words, until the amount of magnetic flux in the transformer becomes zero, so that the current flowing through the semiconductor switching element can be reliably suppressed. Therefore, the semiconductor switching element can be protected from overcurrent. (Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a first DC power supply, 2 is a power MOSFET as a main switching element, 3 is a pulse transformer (primary side), 4 is a pulse transformer (secondary side), 5 is a drain current detecting resistor, 6 is a power MOS
On / off drive circuit section of FET2, 7 and 8 are gate drive resistors of power MOSFET 2, 9 is a secondary rectifier diode of pulse transformer, 10 is a smoothing capacitor, and 11 and 12 are secondary rectifier voltages of pulse transformer. A detection resistor, 13 is an error voltage calculation output unit, 14 is a reference voltage for controlling a secondary side rectified voltage of a pulse transformer, 15 is a PWM modulation unit, 16 is a gate output circuit unit, 17 is a first diode, and 18 is an NPN transistor. , 19 is PNP
Transistor, 20 a second diode, 21 a PNP
A collector current limiting resistor of the transistor 19, 22 is a second DC power supply, 23 is a capacitor, 24 is a charging current limiting resistor of the capacitor 23, 25 is a second DC power supply rectifying diode, and 26 is a pulse transformer ( Secondary-side auxiliary winding).
【0014】次に動作を説明する。2次側出力電圧とな
る平滑用コンデンサ10の端子間を短絡すると、2次側
出力電圧はゼロとなるので、パワーMOSFET2のオ
ン・オフ駆動用回路部6はこの2次側出力電圧低下を検
出してゲート出力回路部16からのゲート駆動用オン信
号パルス幅を最大値まで増加させ、その結果パワーMO
SFETのドレイン電流は急激に増加しこのドレイン電
流増加に応じてドレイン電流検出用抵抗5の端子間電圧
値も増加する。こうしてこのドレイン電流検出用抵抗5
の端子間電圧値がNPNトランジスタ18のベース・エ
ミッタ間電圧値と第1のダイオード17の順電圧値との
合計値に達するとパワーMOSFET2を流れるドレイ
ン電流の一部が図2に示すように、NPNトランジスタ
18のベースに流れ込んでこのNPNトランジスタ18
をオンさせることになる。このNPNトランジスタ18
のオンにより図2に示すように第2のダイオード20が
導通状態になりパワーMOSFET2のゲート駆動用抵
抗8を介してパワーMOSFET2のゲート蓄積電荷を
引き抜いてパワーMOSFET2をオフさせる。 パワ
ーMOSFET2がオフすればパワーMOSFET2の
ドレイン電流からのNPNトランジスタ18へのベース
電流供給はなくなるけれども、図3に示すように NP
Nトランジスタ18のオンによりPNPトランジスタ1
9のベース電流が発生してこのPNPトランジスタ19
がオンしそのコレクタ電流がそのままNPNトランジス
タ18へのベース電流へと変わるのでNPNトランジス
タ18及びPNPトランジスタ19ともにそのオン状態
を保持できることになる。従ってパワーMOSFET2
のゲート電圧を低電圧にクランプしてそのままパワーM
OSFET2のオフ状態を保持できることになる。この
際のパワーMOSFET2のオフ状態は第2の直流電源
部22の電圧値であるコンデンサ23の端子間電圧値が
なくなるまで持続される。Next, the operation will be described. When the terminals of the smoothing capacitor 10 that becomes the secondary side output voltage are short-circuited, the secondary side output voltage becomes zero, and the ON / OFF drive circuit unit 6 of the power MOSFET 2 detects this drop in the secondary side output voltage. To increase the gate drive ON signal pulse width from the gate output circuit section 16 to the maximum value.
The drain current of the SFET rapidly increases, and the voltage between the terminals of the drain current detecting resistor 5 increases in accordance with the increase in the drain current. Thus, the drain current detecting resistor 5
When the terminal-to-terminal voltage value reaches the sum of the base-emitter voltage value of the NPN transistor 18 and the forward voltage value of the first diode 17, a part of the drain current flowing through the power MOSFET 2 becomes as shown in FIG. The NPN transistor 18 flows into the base of the NPN transistor 18 and
Will be turned on. This NPN transistor 18
When the power MOSFET 2 is turned on, the second diode 20 becomes conductive as shown in FIG. 2, and the gate charge stored in the power MOSFET 2 is extracted through the gate driving resistor 8 of the power MOSFET 2 to turn off the power MOSFET 2. When the power MOSFET 2 is turned off, the supply of the base current to the NPN transistor 18 from the drain current of the power MOSFET 2 is stopped, but as shown in FIG.
When the N transistor 18 is turned on, the PNP transistor 1
9 is generated and the PNP transistor 19
Turns on and its collector current is directly changed to the base current to the NPN transistor 18, so that both the NPN transistor 18 and the PNP transistor 19 can maintain the on state. Therefore, power MOSFET2
The power M is clamped to the gate voltage of
The off state of the OSFET 2 can be maintained. The off state of the power MOSFET 2 at this time is maintained until the voltage value between the terminals of the capacitor 23 which is the voltage value of the second DC power supply unit 22 disappears.
【0015】このコンデンサ23の端子間電圧は図4に
示すようにパワーMOSFET2のオン時にパルストラ
ンス26(2次側補助巻線)間に発生する電圧を利用し
てコンデンサ23の充電電流制限用抵抗24と第2の直
流電源部整流用ダイオード25とを流れる電流を発生さ
せてこの電流によりコンデンサ23を充電して作ってい
る。このコンデンサ23の端子間電圧はドレイン電流の
過電流検出によるPNPトランジスタ19のオン保持動
作により、抵抗21を介してPNPトランジスタ19の
コレクタ電流として放電される。この放電が終了すれば
コンデンサ23の端子間電圧はなくなるのでNPNトラ
ンジスタ18及びPNPトランジスタ19ともにそのオ
ン状態を保持できなくなり、いずれもオフ状態になり第
2のダイオード20が非導通状態に変わるのでパワーM
OSFET2ゲート電圧が低電圧にクランプされた状態
から解除されてパワーMOSFET2がオフ状態から解
除されることになり再びパワーMOSFET2はドレイ
ン電流が過電流検出レベルに達するまでオンすることに
なる。ここで前記保持時間はパルストランス中の磁束量
を十分に低下できるまでの長さに設定されているのでオ
ン開始時のドレイン電流値は前回のオン開始時のドレイ
ン電流値を越えることはなくパワーMOSFET2のド
レイン電流を確実に押さえることができ、従ってパワー
MOSFET2を2次側出力電源の短絡により発生する
過電流から保護できることになる。As shown in FIG. 4, the voltage between the terminals of the capacitor 23 utilizes the voltage generated between the pulse transformers 26 (secondary auxiliary windings) when the power MOSFET 2 is turned on. 24, and a current flowing through the second DC power supply rectifier diode 25 is generated, and the capacitor 23 is charged by the generated current. The voltage between the terminals of the capacitor 23 is discharged as the collector current of the PNP transistor 19 via the resistor 21 by the ON-holding operation of the PNP transistor 19 by detecting the overcurrent of the drain current. When this discharge is completed, the voltage between the terminals of the capacitor 23 disappears, so that both the NPN transistor 18 and the PNP transistor 19 cannot maintain their ON states, and both of them become OFF state, and the second diode 20 changes to the non-conductive state. M
The OSFET2 gate voltage is released from the state clamped at the low voltage, and the power MOSFET 2 is released from the off state. The power MOSFET 2 is turned on again until the drain current reaches the overcurrent detection level. Here, the holding time is set to be long enough to sufficiently reduce the amount of magnetic flux in the pulse transformer, so that the drain current value at the start of on does not exceed the drain current value at the start of the previous on, and the power is maintained. The drain current of the MOSFET 2 can be reliably suppressed, so that the power MOSFET 2 can be protected from an overcurrent caused by a short circuit of the secondary output power supply.
【0016】また放電により失われたコンデンサ23の
端子間電圧は、パワーMOSFET2の次のオン期間中
の充電により回復しているので前述の動作がその後も繰
り返されることになり、従ってパワーMOSFET2の
ドレイン電流を確実に押さえることができ、パワーMO
SFET2を2次側出力電源の短絡により発生する過電
流から保護できることになる。Further, since the voltage between the terminals of the capacitor 23 which has been lost due to the discharge has been recovered by charging during the next ON period of the power MOSFET 2, the above-described operation is repeated thereafter, and accordingly, the drain of the power MOSFET 2 is drained. The current can be reliably suppressed and the power MO
The SFET 2 can be protected from an overcurrent caused by a short circuit of the secondary output power supply.
【0017】以下、本発明の第2の実施例を図5に基づ
いて説明する。図5において、1は第1の直流電源、2
は主スイッチング素子としてのパワーMOSFET、3
はパルストランス(1次側)、4はパルストランス(2
次側)、5はドレイン電流検出用抵抗、6はパワーMO
SFET2のオン・オフ駆動用回路部、7および8はパ
ワーMOSFET2のゲート駆動用抵抗、9はパルスト
ランス2次側整流用ダイオード、10は平滑用コンデン
サ、11および12はパルストランス2次側整流電圧検
出用抵抗、13は誤差電圧演算出力部、14はパルスト
ランス2次側整流電圧コントロール用基準電圧、15は
PWM変調部、16はゲート出力回路部、17は第1の
ダイオード、18はNPNトランジスタ、19はPNP
トランジスタ、20は第2のダイオード、21はPNP
トランジスタ19のコレクタ電流制限用抵抗である。Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a first DC power supply;
Are power MOSFETs as main switching elements, 3
Is a pulse transformer (primary side), and 4 is a pulse transformer (2
5) A drain current detection resistor, 6 is a power MO
On / off drive circuit section of SFET 2, 7 and 8 are gate drive resistors of power MOSFET 2, 9 is a pulse transformer secondary side rectifier diode, 10 is a smoothing capacitor, 11 and 12 are pulse transformer secondary side rectified voltages A detection resistor, 13 is an error voltage calculation output unit, 14 is a reference voltage for controlling a secondary side rectified voltage of a pulse transformer, 15 is a PWM modulation unit, 16 is a gate output circuit unit, 17 is a first diode, and 18 is an NPN transistor. , 19 is PNP
Transistor, 20 a second diode, 21 a PNP
This is a collector current limiting resistor of the transistor 19.
【0018】2次側出力電圧となる平滑用コンデンサ1
0の端子間を短絡した際において、NPNトランジスタ
18のオンにより第2のダイオード20が導通状態にな
りパワーMOSFET2のゲート駆動用抵抗8を介して
パワーMOSFET2のゲート蓄積電荷を引き抜いてパ
ワーMOSFET2をオフさせるというここまでの動作
については、前記第1の実施例と同じである。Smoothing capacitor 1 for secondary output voltage
When the terminals 0 are short-circuited, the second diode 20 is turned on by turning on the NPN transistor 18, and the power stored in the gate of the power MOSFET 2 is extracted via the gate driving resistor 8 of the power MOSFET 2 to turn off the power MOSFET 2. The operation performed so far is the same as in the first embodiment.
【0019】パワーMOSFET2がオフすればパワー
MOSFET2のドレイン電流からのNPNトランジス
タ18へのベース電流供給はなくなるけれども、その後
もパワーMOSFET2のオン・オフ駆動用回路部6か
らはゲート駆動用オン信号が出力されており、この出力
電圧がコレクタ電流制限用抵抗21を介してPNPトラ
ンジスタ19のエミッタに接続されることにより前記第
1の実施例における第2の直流電源の代わりとなるの
で、NPNトランジスタ18のオンによりPNPトラン
ジスタ19のベース電流が発生してこのPNPトランジ
スタ19はオンしそのコレクタ電流がそのままNPNト
ランジスタ18へのベース電流へと変わるのでNPNト
ランジスタ18及びPNPトランジスタ19ともにその
オン状態を保持できることになり、従ってパワーMOS
FET2のゲート電圧を低電圧にクランプしてそのまま
パワーMOSFET2のオフ状態を保持できることにな
る。When the power MOSFET 2 is turned off, the supply of the base current from the drain current of the power MOSFET 2 to the NPN transistor 18 is stopped. However, a gate drive ON signal is output from the ON / OFF drive circuit section 6 of the power MOSFET 2 thereafter. Since the output voltage is connected to the emitter of the PNP transistor 19 via the collector current limiting resistor 21 to replace the second DC power supply in the first embodiment, the output voltage of the NPN transistor 18 When turned on, the base current of the PNP transistor 19 is generated and the PNP transistor 19 is turned on, and its collector current is directly changed to the base current to the NPN transistor 18, so that both the NPN transistor 18 and the PNP transistor 19 can keep their on state. It will be, and therefore power MOS
The gate voltage of the FET2 can be clamped to a low voltage, and the power MOSFET 2 can be kept off as it is.
【0020】この保持状態は、パワーMOSFET2の
オン・オフ駆動用回路部6からパワーMOSFET2へ
のゲート駆動用出力信号がオフ出力になることでリセッ
トされるがリセット後もオフ信号出力となるのでパワー
MOSFET2がオンすることはなく、従ってパワーM
OSFET2のオフ状態は、パワーMOSFET2のオ
ン・オフ駆動用回路部6からの次のオン信号出力が発生
するまでの1周期時間持続されることになる。この第2
の実施例の場合、パワーMOSFET2のオン時間が短
くこの間のトランス中の磁束量増加は小さいので、図6
( a) に示すように前記1周期分のオフ保持時間におい
てオン期間中に増加したトランス中の磁束量を減少でき
るのでパワーMOSFET2のドレイン電流を確実に押
さえることができ、従ってパワーMOSFET2を2次
側出力電源の短絡により発生する過電流から保護できる
ことになる。This holding state is reset when the gate drive output signal from the on / off drive circuit section 6 of the power MOSFET 2 to the power MOSFET 2 is turned off. MOSFET 2 does not turn on and therefore power M
The off state of the OSFET 2 is maintained for one cycle time until the next on signal output from the on / off driving circuit unit 6 of the power MOSFET 2 is generated. This second
In the case of the embodiment of FIG. 6, since the on-time of the power MOSFET 2 is short and the increase in the amount of magnetic flux in the transformer during this period is small,
(a) As shown in (a), the amount of magnetic flux in the transformer that has increased during the ON period can be reduced during the OFF period of the one cycle, so that the drain current of the power MOSFET 2 can be reliably suppressed. It is possible to protect against overcurrent generated by short circuit of the side output power supply.
【0021】以下、本発明の第3の実施例を図7に基づ
いて説明する。図7において、1は第1の直流電源、2
は主スイッチング素子としてのパワーMOSFET、3
はパルストランス(1次側)、4はパルストランス(2
次側)、5はドレイン電流検出用抵抗、6はパワーMO
SFET2のオン・オフ駆動用回路部、7および8はパ
ワーMOSFET2のゲート駆動用抵抗、9はパルスト
ランス2次側整流用ダイオード、10は平滑用コンデン
サ、11および12はパルストランス2次側整流電圧検
出用抵抗、13は誤差電圧演算出力部、14はパルスト
ランス2次側整流電圧コントロール用基準電圧、15は
PWM変調部、16はゲート出力回路部、17は第1の
ダイオード、18はNPNトランジスタ、19はPNP
トランジスタ、20は第2のダイオード、21はPNP
トランジスタ19のコレクタ電流制限用抵抗、33はパ
ルストランス(2次側補助巻線)、34は第3のダイオ
ード、35はコンデンサである。Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7, reference numeral 1 denotes a first DC power supply;
Are power MOSFETs as main switching elements, 3
Is a pulse transformer (primary side), and 4 is a pulse transformer (2
5) A drain current detection resistor, 6 is a power MO
On / off drive circuit section of SFET 2, 7 and 8 are gate drive resistors of power MOSFET 2, 9 is a pulse transformer secondary side rectifier diode, 10 is a smoothing capacitor, 11 and 12 are pulse transformer secondary side rectified voltages A detection resistor, 13 is an error voltage calculation output unit, 14 is a reference voltage for controlling a secondary side rectified voltage of a pulse transformer, 15 is a PWM modulation unit, 16 is a gate output circuit unit, 17 is a first diode, and 18 is an NPN transistor. , 19 is PNP
Transistor, 20 a second diode, 21 a PNP
A collector current limiting resistor of the transistor 19, 33 is a pulse transformer (secondary auxiliary winding), 34 is a third diode, and 35 is a capacitor.
【0022】2次側出力電圧となる平滑用コンデンサ1
0の端子間を短絡した際において、NPNトランジスタ
18のオンにより第2のダイオード20が導通状態にな
りパワーMOSFET2のゲート駆動用抵抗8を介して
パワーMOSFET2のゲート蓄積電荷を引き抜いてパ
ワーMOSFET2をオフさせるというここまでの動作
については、前記第1の実施例と同じである。パワーM
OSFET2がオフすればパワーMOSFET2のドレ
イン電流からのNPNトランジスタ18へのベース電流
供給はなくなるけれども、図8に示すように パワーM
OSFET2がオフすればパルストランス33(2次側
補助巻線)の端子間には正電圧が発生するのでこの正電
圧が第3のダイオード34、コレクタ電流制限用抵抗2
1を介してPNPトランジスタ19のエミッタに接続さ
れることにより前記第1の実施例における第2の直流電
源の代わりとなるので、NPNトランジスタ18のオン
によりPNPトランジスタ19のベース電流が発生して
このPNPトランジスタ19はオンしそのコレクタ電流
がそのままNPNトランジスタ18へのベース電流へと
変わるのでNPNトランジスタ18及びPNPトランジ
スタ19ともにそのオン状態を保持できることになり、
従ってパワーMOSFET2のゲート電圧を低電圧にク
ランプしてそのままパワーMOSFET2のオフ状態を
保持できることになる。第2の直流電源は、このように
パルストランスの2次側巻線のフライバック時の出力電
圧を整流してつくられる。Smoothing capacitor 1 for secondary output voltage
When the terminals 0 are short-circuited, the second diode 20 is turned on by turning on the NPN transistor 18, and the power stored in the gate of the power MOSFET 2 is extracted via the gate driving resistor 8 of the power MOSFET 2 to turn off the power MOSFET 2. The operation performed so far is the same as in the first embodiment. Power M
When the OSFET 2 is turned off, the supply of the base current from the drain current of the power MOSFET 2 to the NPN transistor 18 is stopped. However, as shown in FIG.
When the OSFET 2 is turned off, a positive voltage is generated between the terminals of the pulse transformer 33 (secondary auxiliary winding), and this positive voltage is applied to the third diode 34 and the collector current limiting resistor 2.
1 is connected to the emitter of the PNP transistor 19 via the PNP transistor 19, thereby replacing the second DC power supply in the first embodiment. When the NPN transistor 18 is turned on, the base current of the PNP transistor 19 is generated. The PNP transistor 19 is turned on, and its collector current is directly changed to the base current to the NPN transistor 18, so that both the NPN transistor 18 and the PNP transistor 19 can maintain the on state.
Therefore, the gate voltage of the power MOSFET 2 can be clamped to a low voltage and the off state of the power MOSFET 2 can be maintained as it is. The second DC power supply is thus produced by rectifying the output voltage at the time of flyback of the secondary winding of the pulse transformer.
【0023】この保持状態は、パルストランス中の磁束
量がゼロになるまで持続される。従って次のパワーMO
SFET2のオン開始時は常にパルストランス中の磁束
量がゼロの状態であるためドレイン電流も常にゼロから
の開始となり、よって パワーMOSFET2のドレイ
ン電流を確実に押さえることができ、パワーMOSFE
T2を2次側出力電源の短絡により発生する過電流から
保護できることになる。This holding state is maintained until the amount of magnetic flux in the pulse transformer becomes zero. Therefore, the next power MO
When the SFET 2 is turned on, the amount of magnetic flux in the pulse transformer is always zero, so that the drain current always starts from zero. Therefore, the drain current of the power MOSFET 2 can be reliably suppressed, and the power MOSFE
T2 can be protected from an overcurrent generated by a short circuit of the secondary output power supply.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、DC
/DCコンバータ装置において、第1の直流電源と、前
記第1の直流電源の正極側に1次側入力端子を接続され
たトランスと、トランスの1次側入力のもう一方の端子
に出力端子を接続された半導体スイッチング素子と、出
力端子を前記半導体スイッチング素子のオン・オフ用入
力端子に接続されグランドは前記第1の直流電源の負極
側に接続された、前記半導体スイッチング素子のオン・
オフ駆動用回路部と、前記半導体スイッチング素子のも
う一方の出力端子と前記半導体スイッチング素子のオン
・オフ駆動用回路部のグランドとの間に接続された抵抗
と、前記半導体スイッチング素子の出力端子と前記抵抗
との接続点においてアノード端子を接続した第1のダイ
オードと、前記第1のダイオードのカソード端子にベー
ス端子を接続されエミッタ端子は前記半導体スイッチン
グ素子のオン・オフ駆動用回路部のグランドに接続され
たNPN型トランジスタと、前記NPN型トランジスタ
のコレクタ端子にベース端子を接続されコレクタ端子は
前記NPN型トランジスタのベース端子に接続されたP
NP型トランジスタと、前記半導体スイッチング素子の
オン・オフ用入力端子にアノード端子を接続されカソー
ド端子は前記NPN型トランジスタのコレクタ端子に接
続された第2のダイオードと、前記PNP型トランジス
タのエミッタ端子に正極側を接続された第2の直流電源
とを備えることにより、2次側出力電源が短絡して前記
半導体スイッチング素子を流れる電流が設定値を越えた
際において、瞬時に半導体スイッチング素子をオフさせ
かつそのオフ状態を保持することを可能としたので、半
導体スイッチング素子を流れる電流を確実に押さえるこ
とができ、従って2次側出力電源の短絡により発生する
過電流から半導体スイッチング素子を保護できるという
効果がある。As described above, according to the present invention, DC
In the / DC converter device, a first DC power supply, a transformer having a primary input terminal connected to the positive electrode of the first DC power supply, and an output terminal connected to the other terminal of the primary input of the transformer. The connected semiconductor switching element, the output terminal is connected to the ON / OFF input terminal of the semiconductor switching element, and the ground is connected to the negative side of the first DC power supply.
An off-drive circuit section, a resistor connected between the other output terminal of the semiconductor switching element and the ground of the on / off drive circuit section of the semiconductor switching element, and an output terminal of the semiconductor switching element. A first diode connected to an anode terminal at a connection point with the resistor; a base terminal connected to a cathode terminal of the first diode; and an emitter terminal connected to the ground of an on / off driving circuit of the semiconductor switching element. A connected NPN transistor, and a P terminal connected to the base terminal of the collector terminal of the NPN transistor and the collector terminal connected to the base terminal of the NPN transistor.
An NP transistor, an anode terminal connected to the ON / OFF input terminal of the semiconductor switching element, a cathode terminal connected to a second diode connected to the collector terminal of the NPN transistor, and an emitter terminal of the PNP transistor. A second direct-current power supply connected to the positive electrode side, and when the secondary-side output power supply is short-circuited and the current flowing through the semiconductor switching element exceeds a set value, the semiconductor switching element is instantaneously turned off. In addition, since the off state can be maintained, the current flowing through the semiconductor switching element can be reliably suppressed, and thus the semiconductor switching element can be protected from an overcurrent caused by a short circuit of the secondary output power supply. There is.
【図1】 本発明の第1の実施例におけるDC/DCコ
ンバータ装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a DC / DC converter device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 第1の実施例における過電流時において瞬時
にパワーMOSFETをオフさせるための動作説明図FIG. 2 is an operation explanatory diagram for turning off a power MOSFET instantaneously at the time of overcurrent in the first embodiment;
【図3】 パワーMOSFETのオフ状態を保持させる
ための動作説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation for holding an off state of a power MOSFET.
【図4】 第2の直流電源の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a second DC power supply.
【図5】 本発明の第2の実施例におけるDC/DCコ
ンバータ装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a DC / DC converter device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】 パワーMOSFETのオン/オフ時における
パルストランス中の磁束量変化を説明したものFIG. 6 illustrates a change in magnetic flux amount in a pulse transformer when a power MOSFET is turned on / off.
【図7】 本発明の第3の実施例におけるDC/DCコ
ンバータ装置の構成図FIG. 7 is a configuration diagram of a DC / DC converter device according to a third embodiment of the present invention.
【図8】 第3の実施例におけるパワーMOSFETの
オフ状態を保持させるための電源に関する構成図FIG. 8 is a configuration diagram relating to a power supply for holding an off state of a power MOSFET according to a third embodiment.
【図9】 従来例におけるDC/DCコンバータ装置の
構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a DC / DC converter device in a conventional example.
【符号の説明】 1 第1の直流電源 2 スイッチング素子(パワーMOSFET) 3 パルストランスの1次側 4 パルストランスの2次側 5 ドレイン電流検出用抵抗 6 スイッチング素子2のオン・オフ駆動用回路部 7、8 スイッチング素子2のゲート駆動用抵抗 9、17、20、25、34 ダイオード 10 平滑用コンデンサ 11、12 電圧検出用抵抗 13 誤差電圧演算出力部 14、27 基準電圧 15 PWM変調部 16 ゲート出力回路部 18 NPNトランジスタ 19 PNPトランジスタ 21 PNPトランジスタ19のコレクタ電流制限用抵
抗 22 第2の直流電源 23、35 コンデンサ 24 充電電流制限用抵抗 26、33 パルストランスの2次側補助巻線 28 過電流検出用基準電圧 29 過電流検出用コンパレータ 30 フリップ・フロップ回路 31 フィルタ用抵抗 32 フィルタ用コンデンサ[Description of Signs] 1 First DC power supply 2 Switching element (power MOSFET) 3 Primary side of pulse transformer 4 Secondary side of pulse transformer 5 Drain current detection resistor 6 On / off drive circuit section of switching element 2 7, 8 Resistance for gate drive of switching element 2, 9, 17, 20, 25, 34 Diode 10 Smoothing capacitor 11, 12 Resistance for voltage detection 13 Error voltage calculation output unit 14, 27 Reference voltage 15 PWM modulation unit 16 Gate output Circuit section 18 NPN transistor 19 PNP transistor 21 Collector current limiting resistor 22 of PNP transistor 19 Second DC power supply 23, 35 Capacitor 24 Charging current limiting resistor 26, 33 Secondary auxiliary winding of pulse transformer 28 Overcurrent detection Reference voltage 29 Overcurrent detection comparator 30 Lip-flop 31 resistor 32 capacitor filter filters
Claims (3)
の正極側に1次側入力端子を接続されたパルストランス
と、トランスの1次側入力のもう一方の端子に出力端子
を接続された半導体スイッチング素子と、出力端子を前
記半導体スイッチング素子のオン・オフ用入力端子に接
続されグランドは前記第1の直流電源の負極側に接続さ
れた、前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動用
回路部と、前記半導体スイッチング素子のもう一方の出
力端子と前記半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動
用回路部のグランドとの間に接続された抵抗とからなる
DC/DCコンバータ装置において、 前記半導体スイッチング素子の出力端子と前記抵抗との
接続点においてアノード端子を接続した第1のダイオー
ドと、前記第1のダイオードのカソード端子にベース端
子を接続されエミッタ端子は前記半導体スイッチング素
子のオン・オフ駆動用回路部のグランドに接続されたN
PN型トランジスタと、前記NPN型トランジスタのコ
レクタ端子にベース端子を接続されコレクタ端子は前記
NPN型トランジスタのベース端子に接続されたPNP
型トランジスタと、前記半導体スイッチング素子のオン
・オフ用入力端子にアノード端子を接続されカソード端
子は前記NPN型トランジスタのコレクタ端子に接続さ
れた第2のダイオードと、前記PNP型トランジスタの
エミッタ端子に正極側を接続された第2の直流電源とを
備えたことを特徴とするDC/DCコンバータ装置A first DC power supply, a pulse transformer having a primary input terminal connected to a positive electrode of the first DC power supply, and an output terminal connected to the other primary input terminal of the transformer. On / off driving of the semiconductor switching element, wherein the connected semiconductor switching element and an output terminal are connected to an on / off input terminal of the semiconductor switching element and a ground is connected to a negative side of the first DC power supply. A DC / DC converter device comprising: a circuit unit for use; and a resistor connected between the other output terminal of the semiconductor switching element and a ground of an on / off drive circuit unit of the semiconductor switching element. A first diode having an anode terminal connected at a connection point between the output terminal of the switching element and the resistor, and a cathode of the first diode; The emitter terminal is connected to the base terminal to the mode pin is connected to ground on-off drive circuit section of the semiconductor switching element N
A PN transistor, a PNP connected to a base terminal of the NPN transistor and a collector terminal connected to a base terminal of the NPN transistor;
Transistor, an anode terminal connected to the on / off input terminal of the semiconductor switching element, a cathode terminal connected to the collector terminal of the NPN transistor, a positive electrode connected to the emitter terminal of the PNP transistor. DC / DC converter device, comprising: a second DC power supply connected on the side.
ランジスタのエミッタ端子を前記半導体スイッチング素
子のオン・オフ駆動用回路部の出力端子に接続したこと
を特徴とする請求項1記載のDC/DCコンバータ装置2. The DC power supply according to claim 1, wherein in the second DC power supply, an emitter terminal of the PNP transistor is connected to an output terminal of an on / off driving circuit section of the semiconductor switching element. / DC converter device
ンスの2次側巻線のフライバック時の出力電圧を整流し
てつくるものである請求項1記載のDC/DCコンバー
タ装置3. The DC / DC converter device according to claim 1, wherein the second DC power supply is formed by rectifying an output voltage at the time of flyback of a secondary winding of the pulse transformer.
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| JPH10271818A true JPH10271818A (en) | 1998-10-09 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101365502B1 (en) * | 2009-03-19 | 2014-02-21 | 캐논 가부시끼가이샤 | Power supply apparatus |
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1997
- 1997-03-21 JP JP08758497A patent/JP3651637B2/en not_active Expired - Fee Related
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