JPS5814705Y2 - スイツチング電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は種々の電子機器に使用されるスイッチング電源
回路に関し、特に回路部品の有無を検出してスイッチン
グ素子等の破壊を防止するようにしたものである。

一般にスイッチング電源回路は始動時の突入電流による
スイッチング素子の破壊を防止するためにソフトスター
ト動作を行わせている。

第１図は従来のスイッチング電源回路の構成を示すもの
であって、第１図において例え、ば商用電源電圧を整流
して直流電圧を供給する整流回路１の出力側はトランス
２の１次巻線６ａおよびスイッチング用トランジスタ３
の主電極およ 抵抗器１４を介して接地されると共に始
動回路４、ソフトスタート回路５、誤差増幅器６、コン
パレータ７、ドライバ８、ランプ信号発生回路９および
保護回路例えば過電流検出回路１０に接続されて始動時
の電源を与える。

トランス２の２次巻線２ｂは整流回路１１に接続され、
整流回路１１の出力側には安定化された直流出力電圧が
得られる。

また整流回路１１の直流出力電圧の一部は検出回路２６
に検出され、トランス２の１次側および２次側間を絶縁
するためのホトカプラ、トランス等のアイソレータ１２
を通して誤差増幅器６に供給され、こ・で基準電圧と比
較されて誤差信号を生ずる。

また、トランス２は３次巻線２Ｃを有し、その出力端は
ダイオード１３を介して誤差増幅器６以降の各回路に接
続され、これらの回路にダイオード１３で整流された直
流電圧を定常状態の電源として与える。

始動回路４の出力側はソフトスタート回路５の入力側に
接続され、ソフトスタート回路５の出力側は誤差増幅器
６の出力側に接続されると共にコンパレータ７の一方の
入力端に接続され、コンパレータ７の他方の入力端には
ランプ信号発生回路９の出力側が接続される。

また、過電流検出回路１０の入力側はスイッチング用ト
ランジスタ３のエミッタ抵抗器１４に接続されてこの抵
抗器に発生する電圧と基準電圧を比較するように威し、
出力側は例えばコンパレータ７とドライバ８の間に設け
られた電子スイッチ１５に接続され、過電流時その出力
側に例えば低しベルの信号を発生して電子スイッチを開
放するように威されている。

次にこのように構成された従来のスイッチング電源回路
の動作を第２図および第３図の信号波形を参照し乍ら説
明する。

いま、電源が投入されると始動回路４が作動し、接続点
Ａの電位がコンデンサ４１により第２図Ａに示すように
動作開始電圧Ｖ５の方へ上昇してゆく。

この間始動回路４のツェナーダイオード４２によりトラ
ンジスタ４３．４４、更に４５もオフ状態であるのでソ
フトスタート回路５のトランジスタ５１がオンし、５２
もオンする。

従って接続点Ａからの電流がトランジスタ５２、ダイオ
ード５３および抵抗器５４を通して流れ、もって接続点
Ｂの電位も接続点Ａと略々同様の経過で第２図Ｂに示す
ように上昇する。

その後コンデンサ４１の電位は安定時の動作電圧■、の
方へ徐々に下降してゆくが、トランジスタ４３．４４は
所定のバイアスレベルになるとオンし、更に４５もオン
するのでソフトスタート回路５のトランジスタ５１．５
２がオフ状態となり、この結果接続点Ｂの電位はソフト
スタート用コンデンサ５５により徐々に安定時の動作電
圧ＶＲの方へ低下してゆく。

従ってコンパレータ７の一方の入力端にはこのように変
化する接続点Ｂの電圧が供給されるので、その他方の入
力端に供給されるランプ信号発生回路９からのランプ信
号とにより、その出力側には徐々にパルス幅の変化して
ゆく第２図Ｃに示すようなパルス幅変調（ＰＷＭ）信号
が供給される。

このパルス幅変調信号によりドライバ８はスイッチング
用トランジスタ３を駆動し、もって接続点りには第２図
りに示すようなエミッタ電流が得られ、スイッチング用
トランジスタ３はゆっくり動作開始することがわかる。

従ってこの動作を接続することにより整流回路１１の出
力側には安定した直流出力電圧が得られる。

また、異常状態、例えば過電流が生じた場合この過電流
は過電流検出回路１０によって検出され、もって電子ス
イッチ１５が開放してスイッチング動作が停止される。

ところで、このような構成を成す従来のスイッチング電
源回路では回路部品、例えばソフトスタート回路５のソ
フトスタート用コンデンサ５５がミスマウント等により
取付けられていない場合電源投入時の突入電流によりス
イッチング用トランジスタ３を破損することになる。

すなわち若しソフトスタート用コンデンサ５５が取付け
られてなかった場合接続点Ｂにおける電位は第３図Ｂに
示すように動作開始電圧レベルから急激に低下する。

従って接続点Ｂにおける電位が急激に低下してそのレベ
ルが低い場合このレベルの信号がランプ信号発生回路９
からのランプ信号と交差する点は波形の低部すなわちパ
ルス幅の大きな点となるので、コンパレータ７の出力側
には第３図Ｃに示すようにデユーティ比の大きなパルス
幅変調信号が得られる。

この結果スイッチング用トランジスタ３には第３図りに
示すような急峻な突入電流が流れ破損することになる。

この時の突入電流は速度が非常に速いため例え過電流検
出回路１０を備えていたとしても防止することは困難で
ある。

本発明は斯る点に鑑みてなされたものであって、回路部
品の欠如に基づくスイッチング素子等の破損を防止でき
るスイッチング電源回路を提供するものである。

以下本考案の一実施例を第４図ないし第６図に基づいて
詳しく説明する。

第４図ないし第６図において第１図ないし第３図と対応
する部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

この第４図例においては始動回路４の出力側にトランジ
スタ１６を設け、このトランジスタ１６のベースをトラ
ンジスタ４５に接続し、エミッタを接地し、コレクタを
接続点Ａに接続すると共にインバータ１７を介してパル
ス発生手段例えば単安定マルチバイブレータ１８に接続
し、この単安定マルチバイブレータ１８は電源投入時イ
ンバータ１７を介して発生されるリセットパルスに応じ
て単一パルスを発生する。

単安定マルチバイブレーク１８の出力側はアンド回路１
９の一方の入力端に接続されアンド回路１９の他方の入
力端にはコンパレータ２０が接続され、このコンパレー
タ２０の一方ノ入力端は所定の回路部品、例えばソフト
スタート用コンテ゛ンサ５５の有無を検出できるように
接続点Ｂに接続され、他方の入力端子は接続点Ｂの電位
と比較される基準電位の電源２１に接続される。

またアンド回路１９の出力端はノア回路２２の一方の入
力端に接続され、このノア回路２２の他方の入力端は保
護回路例えば過電流検出回路１０の出力側に接続され、
出力端はメモリ２３の入力側に続接される。

メモリ２３の出力側はインバータ２４を介して電子スイ
ッチ１４に接続されて、その出力に応じてこのスイッチ
を開閉する。

またメモリ２３は電源投入時インバータ１７を通して供
給されるリセットパルスによりクリアされるように戒っ
ている。

更に単安定マルチバイブレータ１８およびコンパレータ
２０の電源端子はダイオード１３の出力端に接続される
と共に接続点Ａにも接続されて電源を受ける。

その他は第１図と同様に構成している。次にこのように
構成された本考案に係るスイッチング電源回路の動作を
第５図および第６図の信号波形を参照し乍ら説明する。

いま、ソフトスタート用コンデンサ５５が取付けられて
いる場合を考えると電源投入により接続点ＡおよびＢに
おける電位がそれぞれ第５図ＡおよびＢに示す様に変化
するのは第２図ＡおよびＢの場合と同様である。

次に始動回路４が作動開始するとトランジスタ１６がオ
ンし、もってメモリ２３がリセットされると共に単安定
マルチバイブレータ１８より第５図Ｅに示すような単一
パルスが発生し、アンド回路１９の一方の入力端に供給
される。

この単一パルスのパルス幅は安定時の動作電圧ＶＲに達
する時間より短かく成るように設定される。

一方接続点Ｂの電位例えば検出レベル電圧■。

を検出するコンバータ２０の出力側にはコンデンサ５５
の存在を表わす第５図Ｆに示すような高いレベルの信号
が発生される。

従ってアンド回路１９およびノア回路２２の出力側には
それぞれ第５図ＧおよびＨに示すようなレベルの信号が
得られる。

ノア回路２２がらの低いレベルの信号は次段のメモリ２
３で記憶され、このメモリ２３は低レベルの信号を記憶
している間インバータ２４を通して反転させた信号によ
って電子スイッチ１５を付勢してコンパレータ７からの
パルス幅変調信号をドライバ８を通してスイッチング用
トランジスタ３に供給し、もって正常なスイッチング動
作が持続される。

次にソフト用コンテ゛ンサ５５が取付けられていない場
合を考えると電源投入により接続点ＡおよびＢにおける
電位がそれぞれ第６図ＡおよびＢに示す様に変化するの
は第３図ＡおよびＢの場合と同様である。

またコンデンサ５５が取付けられている場合に同様に始
動回路４の動作開始によりメモノ２３がリセットされる
と共に単安定マルチバイブレータ１８から第６図Ｅに示
すような単一パルスが発生する。

一方接続点Ｂの電位例えば検出レベル電圧ＶＤを検出す
るコンパレータ２０の出力側には接続点Ｂにおける電位
の急激な立下りに対応してコンテ゛ンサ５５の欠如を表
わす第５図Ｆに示すような低レベルの信号が発生される
。

従ってアンド回路１９およびノア回路２２の出力側には
それぞれ第５図ＧおよびＨに示すようなレベルの信号が
得られる。

ノア回路２２からの高レベルの信号は次段のメモリ２３
で記憶され、このメモリ２３は高レベルの信号を記憶し
ている間インバータ２４を通して反転された信号により
電子スイッチ１５をノ消勢してコンパレータ７からドラ
イバ８へのパルス幅変調信号を遮断し、もってスイッチ
ング用トランジスタ３は突入電流の危険から防止される
。

以上の説明から明らかなように本考案に係るスイッチン
グ電源回路によれば電源投入後発生されする所定の単一
パルスと被検測体の有無に応じて発生された所定の検出
信号に対応してスイッチング動作を制御するように構成
することによって、回路部品の欠如によるスイッチング
素子等の破壊を未然に防止することか゛できる。

なお、上述の実施例では所定の単一パルスを発生する手
段として単安定マルチバイブレータを使用した場合につ
いて説明したが、これに限定されることなく電源投入後
上記の如きパルスを発生する回路であれば何でもよい。

また回路部品の有無に対応した検出信号として電圧の場
合について説明したが電流等その他の検出信号を用いて
もよい。

さらに上記単一パルスおよび検出信号等の信号レベルお
よびこれらを処理する回路は上述の実施例の場合に限定
されることなく、その他の信号レベルおよび処理回路を
用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。

また電子スイッチ１５はコンパレータ７の出力側に設け
てその出力を制御するようにしたが、コンパレータ７お
よびドライバ８等の所謂制御回路電源を遮断するように
それらの電源路に設けてもよい。

さらに回路部品はソフトスタート用コンテ゛ンサを検出
する場合について説明したが、これに限定されることな
く、その欠如がスイッチング素子等の破壊をもたらすそ
の他の回路部品の検出の場合も同様の効果を得ることが
できる。

また、回路部品の有無の他に回路部品の定数の極端な相
違も同様にして検出可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイッチング電源回路の一例を示す構成
図、第２図および第３図は第１図の動作を説明するため
の信号波形図、第４図は本考案スイッチング電源回路の
一実施例を示す構成図、第５図および第６図は第４図の
動作を説明するための信号波形図である。 図中、３はスイッチング用トランジスタ、４は始動回路
、５はソフトスタート回路、６は誤差増幅器、７はコン
パレータ、８はドライバ、９はランプ信号発生回路、１
０は過電流検出回路、１５は電子スイッチ、１８は単安
定マルチバイブレータ、２０はコンパレータ、２３はメ
モリである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電源投入時所定の時定数により徐々に上昇する入力電圧
   の所定値で制御信号を出力する始動回路と、該始動回路
   の制御信号により制御され、上記入力電圧による充電を
   開始する少なくともコンデンサを有するソフトスタート
   回路と、該ソフトスタート回路のコンデンサの充電々圧
   と基準電圧とを比較する比較回路と、上記入力電圧をス
   イッチングしてトランスの一次側に電流を供給し、その
   二次側に安定化された直流出力電圧を得るスイッチング
   素子と、該スイッチング素子に上記直流出力電圧の変化
   に応じたパルス幅を有するパルス幅変調信号を選択的に
   供給するゲート回路とを具備し、上記比較回路の出力に
   より上記ゲート回路を制御するようにしたことを特徴と
   するスイッチング電源回路。