JPS6218921A - Over load protection circuit - Google Patents
Over load protection circuitInfo
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- JPS6218921A JPS6218921A JP15967185A JP15967185A JPS6218921A JP S6218921 A JPS6218921 A JP S6218921A JP 15967185 A JP15967185 A JP 15967185A JP 15967185 A JP15967185 A JP 15967185A JP S6218921 A JPS6218921 A JP S6218921A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、負荷に対する電源出力の断続を行うスイッチ
ング素子を備えた電源装置の過負荷保護回路に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an overload protection circuit for a power supply device equipped with a switching element that switches on and off power output to a load.
従来、トランジスタ等の半導体から成るスイッチング素
子により出力の断続を行う電源装置では、負荷の短絡等
による過負荷時に上記スイッチング素子を熱的破壊から
保護する手段が講じられていた。その手段としては、上
記スイッチング素子の発熱を抑制するために、予め負荷
電流を制限した定電流回路、或いは負荷の短絡等による
過負荷時に生じる上記スイッチング素子の発熱を検出し
、負荷への電源の供給を停止するサーマルシャットダウ
ン回路等が用いられていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a power supply device in which output is switched on and off using a switching element made of a semiconductor such as a transistor, measures have been taken to protect the switching element from thermal destruction in the event of an overload due to a load short circuit or the like. In order to suppress the heat generation of the switching element, there is a constant current circuit that limits the load current in advance, or a constant current circuit that detects the heat generation of the switching element that occurs when the load is overloaded due to a short circuit, etc., and reduces the power supply to the load. A thermal shutdown circuit or the like was used to stop the supply.
ところが、上記従来の構成では、負荷の短絡等による過
負荷時におけるスイッチング素子の異常な発熱を回避す
ることができなかった。このため、上記スイッチング素
子に放熱板を装着する必要があり、また、箱体内に上記
保護手段を備えた電源装置を組み込むためには、箱体内
部の温度上昇を考慮した機構としなければならず、装置
の設計に難題をもたらす等の欠点を有していた。However, with the above-mentioned conventional configuration, it was not possible to avoid abnormal heat generation of the switching element during overload due to short-circuiting of the load or the like. For this reason, it is necessary to attach a heat sink to the switching element, and in order to incorporate the power supply device with the protection means described above into the box, the structure must take into account the temperature rise inside the box. However, it has had drawbacks such as posing difficulties in the design of the device.
本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、スイッチング素子を備えた電源装置において、
上記スイッチング素子の発熱を的確に抑制することによ
り、上記スイッチング素子の放熱設計、及び上記電源装
置を組み込む装置等の放熱設計を容易にすることができ
る過負荷保護回路の提供を目的とするものである。The present invention has been made in consideration of the above conventional problems, and includes a power supply device including a switching element.
The object of the present invention is to provide an overload protection circuit that can facilitate the heat dissipation design of the switching element and the heat dissipation design of a device incorporating the power supply device, etc. by accurately suppressing the heat generation of the switching element. be.
本発明の過負荷保護回路は、電源出力の断続を行うスイ
ッチング素子を備えた電源装置の過負荷保護回路におい
て、上記スイッチング素子を流れる負荷電流により得た
電圧を基準電圧と比較する電圧比較手段と、上記スイッ
チング素子に対して過負荷となるときの上記比較手段の
出力を受け、上記スイッチング素子の温度上昇を許容温
度内に抑えるように上記スイッチング素子のオン・オフ
時間を設定する手段とを備え、上記スイッチング素子の
温度上昇を抑制することができるように構成したことを
特徴とするものである。The overload protection circuit of the present invention includes voltage comparison means for comparing a voltage obtained by a load current flowing through the switching element with a reference voltage, in an overload protection circuit for a power supply device equipped with a switching element that performs intermittent power output. , means for receiving the output of the comparing means when the switching element is overloaded and setting the on/off time of the switching element so as to suppress the temperature rise of the switching element within an allowable temperature. , is characterized in that it is configured to be able to suppress a rise in temperature of the switching element.
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づいて以下に
説明する。[Example] An example of the present invention will be described below based on FIGS. 1 and 2.
負荷1における短絡等による過負荷を検出するための電
圧比較回路2には基準電圧が設定された電圧比較器3が
設けられている。この電圧比較器3の■入力端子には、
直流電源(Vcc)を供給する電源給電路4と接続され
た抵抗5と抵抗6が接続されている。上記電圧比較器3
のe入力端子は抵抗7を介して接地されており、出力端
子と上記電源給電路4との間には抵抗8が設げられてい
る。上記電圧比較器3の出力端子はワンショットマルチ
回路9のカップリングコンデンサ10を介して、所定の
基準電圧が設定された電圧比較器11のe入力端子に接
続されている。上記ワンショットマルチ回路9は上記負
荷1が過負荷になるときに、この負荷への電源の供給を
断続する時間を設定するためのものである。上記電圧比
較器11のe入力端子には抵抗12・13及び逆流防止
用のダイオード14が接続されており、■入力端子には
抵抗15及び逆流防止用のダイオード16が接続されて
いる。上記電圧比較器11の■入力端子及び出力端子間
にはコンデンサ17が介装されており、上記出力端子及
び上記電源給電路4間には抵抗18が介装されている。A voltage comparator circuit 2 for detecting an overload due to a short circuit or the like in the load 1 is provided with a voltage comparator 3 to which a reference voltage is set. The input terminal of this voltage comparator 3 is
A resistor 5 and a resistor 6 are connected to a power supply line 4 that supplies DC power (Vcc). Above voltage comparator 3
The input terminal e is grounded via a resistor 7, and a resistor 8 is provided between the output terminal and the power supply path 4. The output terminal of the voltage comparator 3 is connected via a coupling capacitor 10 of the one-shot multi-circuit 9 to the e input terminal of a voltage comparator 11 to which a predetermined reference voltage is set. The one-shot multi-circuit 9 is used to set the time period for which the power supply to the load 1 is interrupted when the load 1 becomes overloaded. Resistors 12 and 13 and a diode 14 for preventing backflow are connected to the e input terminal of the voltage comparator 11, and a resistor 15 and a diode 16 for preventing backflow are connected to the input terminal (2). A capacitor 17 is interposed between the input terminal and the output terminal of the voltage comparator 11, and a resistor 18 is interposed between the output terminal and the power supply path 4.
上記電圧比較器11の出力端子はスイッチング回路19
の抵抗20を介してnpn形のトランジスタ21のベー
スに接続されている。上記トランジスタ21のベースと
コレクタはそれぞれ抵抗22と抵抗23を介して接地さ
れ、エミッタは直接接地されている。上記トランジスタ
21のコレクタはnpn形のトランジスタ24のベース
に接続されており、このトランジスタ24のエミッタは
接地され、コレクタは抵抗25を介してpnp形のトラ
ンジスタ26のベースに接続されている。上記トランジ
スタ26のエミッタは前記電源給電路4に接続されてお
り、この電源給電路4とベースとの間には抵抗27が介
装されている。上記トランジスタ26のコレクタは前記
の負荷1と接続されており、この負荷1は前記電圧比較
回路2の電圧比較器3のe入力端子に接続されている。The output terminal of the voltage comparator 11 is a switching circuit 19
It is connected to the base of an npn type transistor 21 via a resistor 20. The base and collector of the transistor 21 are grounded via a resistor 22 and a resistor 23, respectively, and the emitter is directly grounded. The collector of the transistor 21 is connected to the base of an npn type transistor 24, the emitter of this transistor 24 is grounded, and the collector is connected via a resistor 25 to the base of a pnp type transistor 26. The emitter of the transistor 26 is connected to the power supply path 4, and a resistor 27 is interposed between the power supply path 4 and the base. The collector of the transistor 26 is connected to the load 1, which is connected to the e input terminal of the voltage comparator 3 of the voltage comparison circuit 2.
また、前記ワンショットマルチ回路9の電圧比較器11
の出力端子には過負荷検出回路28が接続されており、
この過負荷検出回路28は電源供給指示回路29と接続
されている。上記電源供給指示回路29は、前記スイッ
チング回路19に設けられたトランジスタ24のベース
に抵抗30を介して接続されている。Further, the voltage comparator 11 of the one-shot multi-circuit 9
An overload detection circuit 28 is connected to the output terminal of
This overload detection circuit 28 is connected to a power supply instruction circuit 29. The power supply instruction circuit 29 is connected to the base of the transistor 24 provided in the switching circuit 19 via a resistor 30.
上記の構成において、本回路の起動時において、電源供
給指示回路29出力側の0点には、第2図に示すように
、負荷1へ電源を供給するための電源供給指示信号が送
出される。この電源供給指示信号は抵抗30を介してト
ランジスタ24のベースに入力され、トランジスタ24
がオンされる。これにより、負荷1への電源の供給を直
接制御するスイッチング素子であるトランジスタ26が
オンされ、負荷1に電源が供給される。このときには、
トランジスタ21はオフされている。ここで、上記負荷
1が上記トランジスタ26にとって過負荷でない場合に
は、電圧比較器3のe入力端子の0点の電位は、第2図
の応答動作■に示すように、■入力端子の0点の電位よ
り低くなる。上記0点には、負荷1がトランジスタ26
に対して過負荷とならない臨界の電流値により上記0点
に発生される電位と等しい電位が抵抗5・6により設定
されている。従って、上記負荷1が過負荷とならないと
きには、上記電圧比較器3の出力端子の0点の電位はH
レベル(高レベル)となっている。これによりワンショ
ットマルチ回路9の0点の電位はLレベル(低レベル)
となり、トランジスタ21がオフ、トランジスタ24が
オンされ、トランジスタ26がオンされて、負荷1に電
源が供給される。ところが、上記負荷1が短絡等により
トランジスタ26に対して過負荷になると、0点の電位
は0点の電位より高くなり、応答動作■に示すように0
点の電位はLレベルとなる。このように、0点の電位が
Lレベルになると、次段のワンショットマルチ回路9が
作動され、電圧比較器11の出力端子の0点には、応答
動作■で示すように、パルス幅t。FFとなるHレベル
のパルスが出力される。上記のパルス幅t。FFは抵抗
15・18及びコンデンサ17により決定される。上記
のパルスにより、スイッチング回路19のトランジスタ
21がオン、トランジスタ24がオフされ、トランジス
タ26がオフされる。これにより、上記負荷lへの電源
の供給が遮断される。この動作により、上記0点の電位
は応答動作■で示すように、0点の電位より低くなり、
応答動作■で示すように、0点の電位は再びHレベルに
復帰される。上記ワンショットマルチ回路9の0点の電
位は、パルス幅t OFFの期間Hレベルとなるが、こ
の期間経過後はLレベルとなる。これによりスイッチン
グ回路19のトランジスタ21がオフ、トランジスタ2
4がオンされ、トランジスタ26がオンされて、上記負
荷1に電源が供給される。In the above configuration, when starting up this circuit, a power supply instruction signal for supplying power to the load 1 is sent to the 0 point on the output side of the power supply instruction circuit 29, as shown in FIG. . This power supply instruction signal is input to the base of the transistor 24 via the resistor 30, and
is turned on. As a result, the transistor 26, which is a switching element that directly controls the supply of power to the load 1, is turned on, and power is supplied to the load 1. At this time,
Transistor 21 is turned off. Here, if the load 1 is not an overload for the transistor 26, the potential at the 0 point of the e input terminal of the voltage comparator 3 will be It becomes lower than the potential at the point. At the above 0 point, the load 1 is the transistor 26
A potential equal to the potential generated at the zero point is set by the resistors 5 and 6 at a critical current value that does not cause an overload. Therefore, when the load 1 is not overloaded, the potential at the 0 point of the output terminal of the voltage comparator 3 is H.
level (high level). As a result, the potential of the 0 point of the one-shot multi-circuit 9 is L level (low level)
Therefore, the transistor 21 is turned off, the transistor 24 is turned on, and the transistor 26 is turned on, and power is supplied to the load 1. However, when the load 1 becomes overloaded to the transistor 26 due to a short circuit or the like, the potential at the 0 point becomes higher than the potential at the 0 point, and the response operation at the 0 point becomes higher than the potential at the 0 point.
The potential at the point becomes L level. In this way, when the potential at the 0 point becomes L level, the next-stage one-shot multi-circuit 9 is activated, and the output terminal of the voltage comparator 11 has a pulse width t at the 0 point, as shown by the response operation ■. . An H level pulse that becomes an FF is output. The above pulse width t. FF is determined by resistors 15 and 18 and capacitor 17. The above pulse turns on the transistor 21 of the switching circuit 19, turns off the transistor 24, and turns off the transistor 26. As a result, the supply of power to the load 1 is cut off. Due to this operation, the potential at the 0 point becomes lower than the potential at the 0 point, as shown by the response action ■.
As shown by the response operation (■), the potential at the 0 point is returned to the H level again. The potential at the 0 point of the one-shot multi-circuit 9 is at H level during the pulse width tOFF, but becomes L level after this period has elapsed. As a result, the transistor 21 of the switching circuit 19 is turned off, and the transistor 21 of the switching circuit 19 is turned off.
4 is turned on, transistor 26 is turned on, and power is supplied to the load 1.
しかし、上記負荷1は依然として過負荷であるため、0
点の電位は応答動作■に示すように0点の電位より高く
なり、0点の電位は応答動作■と同様にLレベルとなる
。これによりワンショットマルチ回路9の0点の電位は
、toNの期間を経て、瞬時のうちにHレベルに復帰さ
れる。これにより上記トランジスタ26は瞬時、即ちt
。Hの期間オンされ、この期間だけ負荷1に電源が供給
される。However, since the above load 1 is still an overload, 0
The potential at the point becomes higher than the potential at the 0 point as shown in response operation (2), and the potential at the 0 point becomes L level as in response operation (2). As a result, the potential at the 0 point of the one-shot multi-circuit 9 is instantaneously returned to the H level after the toN period. This causes the transistor 26 to operate instantaneously, i.e. t
. It is turned on during the H period, and power is supplied to the load 1 only during this period.
上記トランジスタ26のt。FF期間オフ、瞬時のtO
N期間オンとなる動作は、上記負荷lがトランジスタ2
6にとって過負荷となっている期間継続され、tQN期
間にトランジスタ26にて発生された熱をt。FF期間
に放熱することにより、上記トランジスタ26が過度の
温度上昇による熱的破壊から保護される。t of the transistor 26. FF period off, instantaneous tO
The operation in which the load 1 is turned on for an N period is that the load 1 is connected to the transistor 2.
6 continues for a period of overload, and the heat generated in the transistor 26 during the period tQN is t. By dissipating heat during the FF period, the transistor 26 is protected from thermal destruction due to excessive temperature rise.
尚、過負荷検出回路28は、過負荷時におけるワンショ
ットマルチ回路9の0点の信号を検出することにより、
電源供給指示回路29へ過負荷信号を送出し、電源供給
指示回路29からの電源供給信号の送出を停止させるも
のである。これにより、上記トランジスタ24・26が
オフされ、二重の保護手段を備えたことになる。Incidentally, the overload detection circuit 28 detects the 0 point signal of the one-shot multi-circuit 9 during overload.
It sends an overload signal to the power supply instruction circuit 29 and stops sending out the power supply signal from the power supply instruction circuit 29. This turns off the transistors 24 and 26, providing double protection means.
本発明の過負荷保護回路は、以上のように、電源装置の
出力の断続を行うスイッチング素子に対し上記電源装置
に接続された負荷が過負荷となるときに、上記スイッチ
ング素子の温度上昇を許容温度内に抑えるように上記ス
イッチング素子のオン・オフ時間を設定した構成である
。これにより、過負荷時におけるスイッチング素子の温
度上昇を抑制し、スイッチング素子が確実に熱的破壊か
ら保護され、放熱板の取り付けが不要となる。さらに負
荷の条件によっては無視できることもある、上記スイッ
チング素子自体及び上記スイッチング素子を用いた電源
装置が組み込まれた負荷となる装置の放熱設計を簡単に
行うことができる等の効果を奏する。As described above, the overload protection circuit of the present invention allows the temperature rise of the switching element that performs intermittent output of the power supply when the load connected to the power supply becomes overloaded. The on/off time of the switching element is set so as to keep the temperature within a certain range. This suppresses the temperature rise of the switching element during overload, reliably protects the switching element from thermal destruction, and eliminates the need for attaching a heat sink. Furthermore, it is possible to easily design the heat dissipation of a device serving as a load in which the switching element itself and a power supply device using the switching element are incorporated, which may be negligible depending on the load conditions.
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
第1図に示した各部の信号におけるタイムチャートであ
る。
1は負荷、2は電圧比較回路、3・11は電圧比較器、
9はワンショットマルチ回路、19はスイッチング回路
、21・24・26はトランジスタ、28は過負荷検出
回路、29は電源供給指示回路である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart of signals of each part shown in FIG. 1. 1 is a load, 2 is a voltage comparison circuit, 3 and 11 are voltage comparators,
9 is a one-shot multi-circuit, 19 is a switching circuit, 21, 24, and 26 are transistors, 28 is an overload detection circuit, and 29 is a power supply instruction circuit.
Claims (1)
源装置の過負荷保護回路において、上記スイッチング素
子を流れる負荷電流により得た電圧を基準電圧と比較す
る電圧比較手段と、上記スイッチング素子に対して過負
荷となるときの上記比較回路の出力を受け、上記スイッ
チング素子の温度上昇を許容温度内に抑えるように上記
スイッチング素子のオン・オフ時間を設定する手段とを
備えたことを特徴とする過負荷保護回路。1. In an overload protection circuit for a power supply device equipped with a switching element that performs intermittent power output, a voltage comparison means for comparing a voltage obtained by a load current flowing through the switching element with a reference voltage; and means for receiving the output of the comparison circuit when an overload occurs and setting the on/off time of the switching element so as to suppress the temperature rise of the switching element within an allowable temperature range. Load protection circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15967185A JPS6218921A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Over load protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15967185A JPS6218921A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Over load protection circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218921A true JPS6218921A (en) | 1987-01-27 |
Family
ID=15698787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15967185A Pending JPS6218921A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Over load protection circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218921A (en) |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15967185A patent/JPS6218921A/en active Pending
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