JPS5850020A - 短絡保護付定電圧回路 - Google Patents
短絡保護付定電圧回路Info
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- JPS5850020A JPS5850020A JP56148145A JP14814581A JPS5850020A JP S5850020 A JPS5850020 A JP S5850020A JP 56148145 A JP56148145 A JP 56148145A JP 14814581 A JP14814581 A JP 14814581A JP S5850020 A JPS5850020 A JP S5850020A
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- Japan
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic 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
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
- G05F1/56—Regulating 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
- G05F1/565—Regulating 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
- G05F1/569—Regulating 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
- G05F1/573—Regulating 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、負荷の短絡事故による回路素子の破壊を防
止するようにした短絡保護付電圧回路に関するものであ
る。
止するようにした短絡保護付電圧回路に関するものであ
る。
従来、直流定電圧回路の過電流保護回路としては、最大
負荷電流を設定して、負荷抵抗が減少しても負荷電流が
設定値を越えないで出力電流が一定に保たれる定電流型
の定電圧回路や、また最大負荷電流を越えて負荷抵抗が
小さくなった場合、出力電圧が低下すると同時に出力電
流も低減する電流低減型の定電圧回路、更に最大負荷電
流を越える電流が流れると、ヒユーズ、リレー、ＳＣＲ
等で電流を完全に遮断してしまう電流遮断型の定電圧回
路等が提供されていた。
負荷電流を設定して、負荷抵抗が減少しても負荷電流が
設定値を越えないで出力電流が一定に保たれる定電流型
の定電圧回路や、また最大負荷電流を越えて負荷抵抗が
小さくなった場合、出力電圧が低下すると同時に出力電
流も低減する電流低減型の定電圧回路、更に最大負荷電
流を越える電流が流れると、ヒユーズ、リレー、ＳＣＲ
等で電流を完全に遮断してしまう電流遮断型の定電圧回
路等が提供されていた。
ところが、上記定電流型定電圧回路の場合、負荷の短絡
時に制御用トランジスタに全入力電圧が、ｈｌかり制御
用トランジスタの電力損失が非常に大きくなり、それに
耐えられるような大きな放熱板を設けるか、あるいは容
量の大きな制御用トランジスタを使用する必要があり、
コスト高になる欠点があった。また、上記電流低減型定
電圧回路の場合も負荷電流を検出して保護回路を働かせ
ているため、負荷短絡時にも出力電流を０にできず制御
用トランジスタの電力損失が大きい。更に、上記電流遮
断型定電圧回路の場合、負荷の短絡時には制御用トラン
ジスタに電流が流れないため電力損失はないが、一度保
護回路が働くと負荷が正常にもっても自動的に復帰せず
、ヒユーズを取替えたり、セット操作をする必要があり
回路が複雑となって高価で小形化が不可能であった。
時に制御用トランジスタに全入力電圧が、ｈｌかり制御
用トランジスタの電力損失が非常に大きくなり、それに
耐えられるような大きな放熱板を設けるか、あるいは容
量の大きな制御用トランジスタを使用する必要があり、
コスト高になる欠点があった。また、上記電流低減型定
電圧回路の場合も負荷電流を検出して保護回路を働かせ
ているため、負荷短絡時にも出力電流を０にできず制御
用トランジスタの電力損失が大きい。更に、上記電流遮
断型定電圧回路の場合、負荷の短絡時には制御用トラン
ジスタに電流が流れないため電力損失はないが、一度保
護回路が働くと負荷が正常にもっても自動的に復帰せず
、ヒユーズを取替えたり、セット操作をする必要があり
回路が複雑となって高価で小形化が不可能であった。
この発明は、簡単な構成で負荷に短絡事故が発生しても
制御用トランジスタがＯＦＦして過負荷による回路素子
の破壊を防止し、かつ負荷側の異常が解除、されれば自
動的に復帰させることもできる短絡保護付電圧四路を提
供することを目的とする。
制御用トランジスタがＯＦＦして過負荷による回路素子
の破壊を防止し、かつ負荷側の異常が解除、されれば自
動的に復帰させることもできる短絡保護付電圧四路を提
供することを目的とする。
この発明は、上記の目的を連成するために、オペアンプ
に、特定の入力信号電圧を境にその出力レベルが急激に
反転する転位電圧を有した同相入力電圧特性のものを使
用したことを特徴とする。
に、特定の入力信号電圧を境にその出力レベルが急激に
反転する転位電圧を有した同相入力電圧特性のものを使
用したことを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明に係る短絡保護付アナログ方式定電
圧回路の回路例を示し、図において、出力電圧制御用ト
ランジスタ１のエミッタには非安定化入力電圧Ｅが印加
され、トランジスタ１の出力はコンデンサ４で平滑され
、出力電圧Ｖが負荷に供給される。また、オペアンプ２
は非反転入力端子に出力電圧Ｖを抵抗８．９で分圧した
電圧ＶＤが、反転入力端子に抵抗７を介して入力電圧Ｅ
が加えられた定電圧ダイオード３によって与えられる基
準電圧■ｚがそれぞれ入力されている。そして、オペア
ンプ２は基準電圧ｖＺと分圧電圧ＶＤとの差を増幅し、
抵抗６を通して出力電圧制御用トランジスタ１のベース
電流を調整することで、負荷変動に対して一定の出力電
圧Ｖが確保されるのは周知の通°りである。そして、従
来は、負荷が何等かの原因で短絡すると、ＶＺ＞ＶＤ−
０となって、オペアンプ３の出力はＬレベルに固定され
る結果、出力電圧制御用トランジスタ１は過電流によっ
て破壊されるから種々の対策が施されていたことは上述
のとうりである。
圧回路の回路例を示し、図において、出力電圧制御用ト
ランジスタ１のエミッタには非安定化入力電圧Ｅが印加
され、トランジスタ１の出力はコンデンサ４で平滑され
、出力電圧Ｖが負荷に供給される。また、オペアンプ２
は非反転入力端子に出力電圧Ｖを抵抗８．９で分圧した
電圧ＶＤが、反転入力端子に抵抗７を介して入力電圧Ｅ
が加えられた定電圧ダイオード３によって与えられる基
準電圧■ｚがそれぞれ入力されている。そして、オペア
ンプ２は基準電圧ｖＺと分圧電圧ＶＤとの差を増幅し、
抵抗６を通して出力電圧制御用トランジスタ１のベース
電流を調整することで、負荷変動に対して一定の出力電
圧Ｖが確保されるのは周知の通°りである。そして、従
来は、負荷が何等かの原因で短絡すると、ＶＺ＞ＶＤ−
０となって、オペアンプ３の出力はＬレベルに固定され
る結果、出力電圧制御用トランジスタ１は過電流によっ
て破壊されるから種々の対策が施されていたことは上述
のとうりである。
なお、１０は自動復帰用ダイオードである。
ここで注目すべきことは、特性上数多くの種類が存在す
るオペアンプはその同相入力電圧特性によって２種類に
大別されることである。すなわち、１つは、第２図に示
すように、オペアンプの基本機能を実現するリニア領域
と飽和領域よりなる種類で、これは７０９，７４１系で
代表され、一般に常用されているものである。他の１つ
は、第３図に示すように、上記２つの領域と、特定の入
力電圧を境にして出力が急激、に反転する転位電圧ＶＡ
を持った変位領域とからなる種類で、これは４５５８系
で代表される。そして、この発明に係るオペアンプは変
位領域を持った後者の種類のオペアンプを使用するので
ある。
るオペアンプはその同相入力電圧特性によって２種類に
大別されることである。すなわち、１つは、第２図に示
すように、オペアンプの基本機能を実現するリニア領域
と飽和領域よりなる種類で、これは７０９，７４１系で
代表され、一般に常用されているものである。他の１つ
は、第３図に示すように、上記２つの領域と、特定の入
力電圧を境にして出力が急激、に反転する転位電圧ＶＡ
を持った変位領域とからなる種類で、これは４５５８系
で代表される。そして、この発明に係るオペアンプは変
位領域を持った後者の種類のオペアンプを使用するので
ある。
第３図に示す特性は、＋１５Ｖの電源によった場合を示
しでいるが、転位電圧ＶＡは一１５Ｖにさしかかる手前
に存在する。よって、このオペアンプを＋３０Ｖの単一
電源で使用すれば、−１５ＶがＯｖとなり、転位電圧Ｖ
ＡはＯｖの手前数Ｖの所に存在することになる。つまり
、第１５！！ｌに示した回路の入力電圧Ｅは＋３０Ｖに
なっている。
しでいるが、転位電圧ＶＡは一１５Ｖにさしかかる手前
に存在する。よって、このオペアンプを＋３０Ｖの単一
電源で使用すれば、−１５ＶがＯｖとなり、転位電圧Ｖ
ＡはＯｖの手前数Ｖの所に存在することになる。つまり
、第１５！！ｌに示した回路の入力電圧Ｅは＋３０Ｖに
なっている。
その結果、負荷が短絡し、ＶＤが０に向かって５−
下降しても、ＶＯ−Ｏとなる直前でオペアンプ２は転位
電圧ＶＡ （＞Ｏ）に達する。そして、ｖＡ＜ＶＺとな
るので、その出力がＨレベルに急激に反転し、出力電圧
制御用トランジスタ１を急速にＯＦＦさせる。その後、
ＶＯ−Ｏとなるが、オペアンプ３は変位領域に追い込ま
れる結果、出力電圧制御用トランジスタ１はＯＦＦ状態
に保持され、上述の如き素子の破壊は未然に防止される
のである。そして負荷の短絡状態が解除されると、抵抗
７とダイオード１０を介して負荷に電流が供給され、分
圧・電圧ＶＤが上昇する。分圧電圧ＶＤが上昇して、Ｖ
Ｄ＞ＶＡになるとオペアンプ２の出力はＬレベルに反転
して、出力電圧制御用トランジスタ１がＯＮする結果、
出力電圧■ は自動的に復帰する。なお、自動ｖＡ帰を
させない場合には、ダイオード１０を外せばよい。すな
わち、負荷の知略状態が解除されたときに、負荷への電
流供給がないため、出力電圧制御用トランジスタ１がＯ
ＦＦ状態を継続するのである。この場合に、復帰させる
ときには一旦入力電圧をＯＦＦにして電源６− を再投入すれば良い。
電圧ＶＡ （＞Ｏ）に達する。そして、ｖＡ＜ＶＺとな
るので、その出力がＨレベルに急激に反転し、出力電圧
制御用トランジスタ１を急速にＯＦＦさせる。その後、
ＶＯ−Ｏとなるが、オペアンプ３は変位領域に追い込ま
れる結果、出力電圧制御用トランジスタ１はＯＦＦ状態
に保持され、上述の如き素子の破壊は未然に防止される
のである。そして負荷の短絡状態が解除されると、抵抗
７とダイオード１０を介して負荷に電流が供給され、分
圧・電圧ＶＤが上昇する。分圧電圧ＶＤが上昇して、Ｖ
Ｄ＞ＶＡになるとオペアンプ２の出力はＬレベルに反転
して、出力電圧制御用トランジスタ１がＯＮする結果、
出力電圧■ は自動的に復帰する。なお、自動ｖＡ帰を
させない場合には、ダイオード１０を外せばよい。すな
わち、負荷の知略状態が解除されたときに、負荷への電
流供給がないため、出力電圧制御用トランジスタ１がＯ
ＦＦ状態を継続するのである。この場合に、復帰させる
ときには一旦入力電圧をＯＦＦにして電源６− を再投入すれば良い。
次に、この発明に係る短絡保護付電圧回路をスイッチン
グレギュレータに適用した場合には例えば第４図および
第５図に示すような回路構成となる。
グレギュレータに適用した場合には例えば第４図および
第５図に示すような回路構成となる。
第４図において、この回路は、自動復帰型の短絡保護付
スイッチングレギュレータを示しており、第１図に示し
た回路に、チョークコイル１２と、チョークコイル１２
のサージを吸収するダイオード１１と、安定したスイッ
チング動作を得るための正帰還用抵抗１３を付加しであ
る。 このような回路構成としたので、出力電圧■の変
動はオペアンプ２で検出して、その出力はＨレベルとＬ
レベルを繰り返し、これに同期して出力電圧Ｉｌｌ ｍ
用トランジスタ１がＯＮとＯＦＦを繰り返して負荷に安
定した出力を供給する。このとき、負荷に短絡事故が発
生すると上述のようにオペアンプ２の出力はＨレベルと
なって出力電圧制御用トランジスタ１は０ＦＦＬ、過電
流が流れることなく保護される。そして負荷の知略状態
が解除されると、抵抗５．抵抗′１３．抵抗１４を通し
て抵抗９に電流が流れ、オペアンプ２の非反転入力端子
に与えられる電圧Ｖ＋は転位電圧ＶＡよりも大きくなっ
て、出力はＬレベルに反転し、出力電圧制御用トランジ
スタ１はＯＮＬ、て、出力電圧Ｖは自動的に復帰するの
である。
スイッチングレギュレータを示しており、第１図に示し
た回路に、チョークコイル１２と、チョークコイル１２
のサージを吸収するダイオード１１と、安定したスイッ
チング動作を得るための正帰還用抵抗１３を付加しであ
る。 このような回路構成としたので、出力電圧■の変
動はオペアンプ２で検出して、その出力はＨレベルとＬ
レベルを繰り返し、これに同期して出力電圧Ｉｌｌ ｍ
用トランジスタ１がＯＮとＯＦＦを繰り返して負荷に安
定した出力を供給する。このとき、負荷に短絡事故が発
生すると上述のようにオペアンプ２の出力はＨレベルと
なって出力電圧制御用トランジスタ１は０ＦＦＬ、過電
流が流れることなく保護される。そして負荷の知略状態
が解除されると、抵抗５．抵抗′１３．抵抗１４を通し
て抵抗９に電流が流れ、オペアンプ２の非反転入力端子
に与えられる電圧Ｖ＋は転位電圧ＶＡよりも大きくなっ
て、出力はＬレベルに反転し、出力電圧制御用トランジ
スタ１はＯＮＬ、て、出力電圧Ｖは自動的に復帰するの
である。
なお、負荷短絡時には、オペアンプ２のＨレベル出力が
帰還抵抗１３、抵抗１４を介して非反転入力端子に印加
されるが、この自動復帰促進用のダイオード１０がＯＮ
している結果、抵抗８．９からなる直列回路にはダイオ
ード１０の順方向電圧ＶＦがかかる。よって、この時の
非反転入力端子に入力される電圧■＋は、Ｖ十−ＶＦＸ
Ｒ９／（Ｒ１４＋Ｒ９）である。そこで、この回路例で
は、負荷短絡時に確実にＶ＋＜ＶＡとなるように抵抗１
４の抵抗値Ｒ１４は選定しである。
帰還抵抗１３、抵抗１４を介して非反転入力端子に印加
されるが、この自動復帰促進用のダイオード１０がＯＮ
している結果、抵抗８．９からなる直列回路にはダイオ
ード１０の順方向電圧ＶＦがかかる。よって、この時の
非反転入力端子に入力される電圧■＋は、Ｖ十−ＶＦＸ
Ｒ９／（Ｒ１４＋Ｒ９）である。そこで、この回路例で
は、負荷短絡時に確実にＶ＋＜ＶＡとなるように抵抗１
４の抵抗値Ｒ１４は選定しである。
次いで第５図は負荷が短絡状態を解除されても、自動復
帰しないタイプのスイッチングレギュレータの回路構成
である。すなわち、負荷の短絡状態が解除されてもオペ
アンプ２の非反転入力端子には、上述のような電源を供
給する゛ルートがないため、電圧Ｖ＋は０の状態に保持
され、出力電圧制御用トランジスタ１はＯＦＦ状態を継
続する。そして゛出力電圧をＶに復帰させるには入力電
圧を一旦ＯＦＦして再びＯＮするようにする。なお、１
４．１５は安定したスイッチング動作を得るための正帰
還抵抗である。
帰しないタイプのスイッチングレギュレータの回路構成
である。すなわち、負荷の短絡状態が解除されてもオペ
アンプ２の非反転入力端子には、上述のような電源を供
給する゛ルートがないため、電圧Ｖ＋は０の状態に保持
され、出力電圧制御用トランジスタ１はＯＦＦ状態を継
続する。そして゛出力電圧をＶに復帰させるには入力電
圧を一旦ＯＦＦして再びＯＮするようにする。なお、１
４．１５は安定したスイッチング動作を得るための正帰
還抵抗である。
以上詳細に説明したよう、に、この発明に係る短絡保護
付電圧回路とすれば、負荷短絡を検出する新たな手段を
用いる必要がなく、基本性能である定電圧特性を実現す
る回路自身が負？ｔｉ短絡の検出機能を有しているので
、回路の簡素化が図れ、コストダウンはさることながら
動作信頼性が向上する。
付電圧回路とすれば、負荷短絡を検出する新たな手段を
用いる必要がなく、基本性能である定電圧特性を実現す
る回路自身が負？ｔｉ短絡の検出機能を有しているので
、回路の簡素化が図れ、コストダウンはさることながら
動作信頼性が向上する。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は７
０９．７４１系で代表されるオペアンプの同相入力電圧
特性を示す図、第３図はこの発明で使用する４５５８系
で代表されるオペアンプの同相入力電圧特性を示す図、
第４図および第５図９− はこの発明に係る短絡保護付電圧回路をスイッチングレ
ギュレータに適用した具体例を示すその回路図である。 １・・・・・・・・・出力電圧制御用トランジスタ２・
・・・・・・・・オペアンプ ■ａ・・・・・・転位電圧 特許出願人 立石電機株式会社 １０− 第１図 １ 第２図 １乙…ｆ釘武： １ニア↑１）ｓＬ
”ｆ’ｓ随季１収菖 第３図 第４図
０９．７４１系で代表されるオペアンプの同相入力電圧
特性を示す図、第３図はこの発明で使用する４５５８系
で代表されるオペアンプの同相入力電圧特性を示す図、
第４図および第５図９− はこの発明に係る短絡保護付電圧回路をスイッチングレ
ギュレータに適用した具体例を示すその回路図である。 １・・・・・・・・・出力電圧制御用トランジスタ２・
・・・・・・・・オペアンプ ■ａ・・・・・・転位電圧 特許出願人 立石電機株式会社 １０− 第１図 １ 第２図 １乙…ｆ釘武： １ニア↑１）ｓＬ
”ｆ’ｓ随季１収菖 第３図 第４図
Claims (1)
- （１） 出力電圧制御用トランジスタと、この出力電圧
制御用トランジスタの出力を平滑する平滑回路と、一方
の入力端子に基準電圧が、他方の入力端子に上記平滑四
路の出、力側の電圧がそれぞれ印加され、上記出力電圧
制御用トランジスタを制御するオペアンプとを備えた定
電圧回路において、上記オペアンプは、特定の入力電圧
を境にその出力レベルが急激に反転する転位電圧を有し
た同相入力電圧特性のものからなり、負荷短絡時に該オ
ペアンプの出力レベルが急激に反転し、上記出力電圧制
御用トランジスタをＯＦＦさせるようにしたことを特徴
とする短絡保護付定電圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148145A JPS5850020A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 短絡保護付定電圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148145A JPS5850020A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 短絡保護付定電圧回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850020A true JPS5850020A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15446267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148145A Pending JPS5850020A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 短絡保護付定電圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395721A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 負荷開閉装置の保護回路 |
| JPH0553664A (ja) * | 1991-08-27 | 1993-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 定電圧回路 |
-
1981
- 1981-09-19 JP JP56148145A patent/JPS5850020A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395721A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 負荷開閉装置の保護回路 |
| JPH0553664A (ja) * | 1991-08-27 | 1993-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 定電圧回路 |
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