JPS6260470A

JPS6260470A - 直流−直流コンバ−タの過電流保護回路

Info

Publication number: JPS6260470A
Application number: JP19686985A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nishino; 西野　寿雄; Nobuyuki Kikukawa; 菊川　信幸
Original assignee: Tohoku Metal Industries Ltd
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1985-09-07
Filing date: 1985-09-07
Publication date: 1987-03-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は直流−直流コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ
）に用いられているスイッチングトランジスタのコレク
タ電流の増加を検出し、これによってＤＣ／ｌ）Ｃコン
バータを過電流から保護する過電流保護回路に関する。

（従来の技術）従来、この種の過電流保護回路としてスイッチングトラ
ンジスタのコレクタ及びＤＣ／ｌ）Ｃコンバータのメイ
ントランスの１次側との間にパルストランスの１次側を
接続し、ノ母ルストランスの２次側にコレクタ電流の振
幅変化を伝送し、パルストランスの２次側整流平滑出力
をオペアンプの設定基準電圧と比較し、オペアンプの出
力に基づいて。

スイッチングトランジスタのオン時間（ＯＮ時間）を制
御するととによシ過電流保護動作を行っている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで上述の過電流保護回路において、コレクタ電流
の振幅を検出して過電流保護動作を行う場合、パルスト
ランスの２次側検出電圧がコレクタ電流の振幅のみで変
化し、しかも、コレクタ電流と２次側検出電圧とは比例
関係にあシ、２次側検出電圧は直線的変化となる必要が
ある。

従来過電流保護回路においてはＩ）ｃ／ＤＣコンバータ
の入力が一定であればコレクタ電流と２次側検出電圧と
の比例関係及び２次側検出電圧の直線性にお−て問題は
ない。ところが、　ＤＣ／１）Ｃコンバータの入力に変
動があるとパルストランスの２次側出力電圧がスイッチ
ングトランジスタのコレクタ電流に依存しないで変化す
るという問題点がある。

従来の過電流保護回路では、　ＤＣ／ＤＣコンバータの
入力に変動が発生するとＤＣ／ＤＣコンバータのスイッ
チングトランジスタのオン時間の幅が変化し。

従って、過電流検出用ｉＪ？ルストランスの時比率も変
化し、過電流検出用Ａ’ルストランスの２次側出力の振
幅が変化する。

パルストランスの一２次側出力電圧はフォーワード成分
の電圧とパルストランスがリセット状態に移行する時発
生するフライバック電圧とで表わされ、・クルストラン
スの時比率が変化するとフライバック電圧の放出時間が
変化して振幅が変化する。

この時、フォワード成分の振幅も変化し、結局。

上述のようにｉ４ルストランスの検出レベルが変化する
。

このように、−石フォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータ
に蕎いては、入力変動でｏｃｐ設定点が変化するという
問題点がある。

従って９本考案の目的は上記欠点を除去しＤＣ／１）Ｃ
コンバータの入力に変動が生じても検出レベルが変動す
ることのない過電流保護回路を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本考案によればＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングト
ランジスタのコレクタに一次側巻線が連結されたノｊル
ストランスの２次側巻線にセンタータップヲ設ケ、パル
ストランスの二次巻線に誘起するフォワード電圧および
フライバック電圧の両方を整流平滑して、この２つの出
力を合成し、この合成電圧に基づいて、スイッチングト
ランジスタのスイッチング時間を制御する過電流保護回
路が得られる。

（作　用）上述の過電流保護回路ではＤＣ／ｌ）Ｃコンバータの入
力電圧が上昇し、／Ｊ？ルストランスの二次側に誘起す
るフォワード側電圧が高くなった場合、フライバック側
電圧は降下するΩでこの２つの電圧を合成し、この合成
電圧に基づいてスイッチングトランジスタを制御するこ
、とにより、検出レベルは常に一定となり、　ＤＣ／１
）Ｃコンバータの入力変動に対する過電流設定点の変化
がなくなる。

（実施例）以下図面を参照して本考案の実施例について説明する。

第４図は従来の過電流保護回路を用いたＤＣ／ｌ）Ｃコ
ンバータを示すものである。第４図を参照して。

１はスイッチングトランジスタ、２１は過電流検出用ノ
母ルストランメである。過電流検出用パルストランス２
１で検出された過電流はパルストランスス２１の２次側
出力振幅が決定される。２次側出力は整流ダイオード１
７とコンデンサ１８によシ整流平滑され２分割抵抗１１
及び１２によシ整流平滑出力は分割され、基準電圧（Ｖ
ｒｅｆ）と抵抗９及び１０で決定される電位とオペアン
プ８で比較され、オペアンプ８はこの比較結果に基、づ
いて制御信号をＡ？ルス幅制御回路５へ送出する。パル
ス幅制御回路５はこの制御信号によシ送出パルスのパル
ス幅を変化させる。即ちパルス幅を短くすることによっ
てスイッチングトランジスタ１０オン過電流保護特性に
示すように、過電流設定点が変化し、高入力時において
は十分な出力が得られない状態となシ、一方、低入力時
には過電流設定点が出力拡大方向に変化し、その結果、
各装置の素子の破損につながるという問題点がある。第
４図に示すＤＣ／ＤＣコンバータはパルス幅制御されて
いるから、入力変動に対してスイッチングトランジスタ
１のオンオフを制御する／（’ルスの）４ルス幅、カ変
化する。一方入力変動に対してスイッチングトス幅、Ｌ
はメイントランス２　’ｌ、　トｉ’？ルストランス２
１の１次巻線のインダクタンス）であ’）　ｐ　Ｖｉｎ
（入力電圧）の変化に対してはパルス幅（Ｔｏｎ）がＶ
ｉｎの変化を相殺する方向に変化するので、ら（コレク
タ電流ピーク値）は過電流設定点を変化させるほどは変
化しない。ところがパルストランス２１の２次側出力に
おいて、パルス幅（Ｔｏｎ）が変化すると、フライバッ
ク電圧の放出時間が変化し、パルストランス２１の２次
側出力の振幅に影響を与える。

すなわち第５図に示すように８１面積（フォワード出力
）＝８２面積（フライバック出力）となシアスイッチン
グトランジスタ１０１フ時間が長うンジスタ１のオン時
間が短くなるので振幅が高くなる。従って、前述のよう
に高入力時においては十分な出力が得られない状態とな
シ、一方低入力時においては過電流設定点が出力拡大方
向に変化する。

ことで、第１図を参照して９本発明による過電流保護回
路について説明すると、パルストランス２１にはセンタ
タッグが設けられ七いる。パルストランス２１の２次側
巻線の巻き初め端はダイオード１７及び抵抗１１を介し
てオペアンプ８の非反転入力に接続されている。一方、
パルストランス２１の２次側巻線の巻き終わシ端はダイ
オード２０及び抵抗１４を介してオペアンｆ８の非反転
入力に接続されている。パルストランス２１の巻キ初め
端とセンタタッグとの間には図示のように並列に抵抗１
５．容量１８及び抵抗１２が配置されている。また、ノ
母ルストランス２工のセンタタップと巻き終シ端との間
には抵抗１６．容量１９゜及び抵抗１３が配置されてい
る。なお、パルストランス２工のセンタタップは抵抗ｌ
Ｏを介してオペアンプ８の反転入力に接続されている。

その他苓の構成は第漣図と同様である。

第１図に示す過電流保護回路ではノＪ？ルストランス２
１からのフォワード出力とフライバック出力をそれぞれ
分離して整流平滑して、その出力電圧を抵抗を介して合
成しているから、入力電圧の変化分を相殺することがで
きる。なお第２図に第１図にａ、ｂｙｅ点で示す部分の
電圧を示す（第２図はおいて縦軸は検出電圧（発生電圧
）、横軸は直流入力を示す）。

第３図に第１図に示すＤＣ／ｌ）Ｃコンノ々−夕の過電
流保護特性を示す。第３図から明らかなように入・力変
動に対して過電流保護特性がほとんど変化しない０以下余日（発明の効果）以上説明したように本発明による過電流保護回路によれ
ば、　ＤＣ／ＤＣコンバータの入力に変動が生じても過
電流の検出レベルが変動することはない。

即ち、　ＤＣ／ＤＣコンバータの１次側過電流保護回路
の入力変動障害をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過電流保護回路を用いたＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを示す回路図、第２図は第１図に示す回路
の各部の電圧と直流入力との関係を示す図、第３図は本
発明による過電流保護回路゛の特性を示すための図、第
４図は従来の過電流保護回路を用いたＤＣ／ＤＣコンバ
ータを示す回路図、第５図は過電流検出用パルストラン
スの２次側出力を示す図、第６図は従来の過電流保護回
路の過電流保護特性を示す図である。１・・・スイッチングトランジスタ、２・！・ベース抵
抗、３・・・ペース電流抑制抵抗、４・・・ドライブト
ランス、５・・・パルス幅制御回路、６・・・高周波グ
イン調整用コンデンサ、７・・・グ、イン調整抵抗、８
−０．オペアンプｓ　９−１０・・・基準電圧設定抵抗
、１１゜１２．１３，１４・・・電圧分割抵抗、１５．
１６・・・２次側出力設定抵抗、１７・・・整流ダイオ
ード。１８．１９・・・平滑コンデンサ、２０・・・整流ダイ
オード、　２１−・・過電流検出パ゛ルストランス、２
２・・・メイントランス、２３・・・２次側整流回路、
２４・・・直流電源（ＤＣ電源）。

Claims

【特許請求の範囲】

１、トランスとスイッチングトランジスタとを備える直
流−直流コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）に用いら
れ、前記トランスの一次側巻線と前記スイッチングトラ
ンジスタとの間に直列に一次側巻線が結線されたパルス
トランスを備え、該パルストランスの一次側巻線に流れ
る前記スイッチングトランジスタのコレクタ電流によっ
て前記パルストランスの二次側巻線に誘起する誘起電圧
に基づいて、前記スイッチングトランジスタのスイッチ
ング時間を制御するようにした過電流保護回路において
、前記スイッチングトランジスタがオンの時、前記パル
ストランスの二次側に誘起するフォアード出力と、前記
スイッチングトランジスタがオフの時、前記パルストラ
ンスの二次側に誘起するフライバック出力とを合成し、
該合成出力に基づいて前記スイッチングトランジスタの
スイッチング時間を制御するようにしたことを特徴とす
るＤＣ／ＤＣコンバータの過電流保護回路。