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JPH06197530A - スイッチングレギュレータ - Google Patents

スイッチングレギュレータ

Info

Publication number
JPH06197530A
JPH06197530A JP35907192A JP35907192A JPH06197530A JP H06197530 A JPH06197530 A JP H06197530A JP 35907192 A JP35907192 A JP 35907192A JP 35907192 A JP35907192 A JP 35907192A JP H06197530 A JPH06197530 A JP H06197530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
voltage
transformer
current
switching regulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35907192A
Other languages
English (en)
Inventor
Shojiro Sato
正治郎 佐藤
Koji Umetsu
浩二 梅津
Masayoshi Sasaki
真義 笹木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP35907192A priority Critical patent/JPH06197530A/ja
Publication of JPH06197530A publication Critical patent/JPH06197530A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチングレギュレータにおいて、その過
負荷保護回路の回路構成を簡素化するとともに価格の低
減を図り、さらに入力電圧に対する過負荷保護特性のバ
ラツキを小さくする。 【構成】 トランス11の一次側の補助巻線11Bより
二次側の出力電流に依存する出力が得られ、この出力を
ダイオード12、コンデンサ13及び定電圧ダイオード
14にて直流に変換してPWM制御部5Aの電源として
供給すると共に、定電圧ダイオード14と直列接続した
抵抗15aより過電圧検出出力としてPWM制御部5A
に供給する。そして、過電圧検出出力がPWM制御部5
A内に設定された所定値を超えた場合に、PWM制御部
5Aは、トランス11の制御巻線11Aに供給する電流
を制御するFET6に供給するPWMパルスのデューテ
ィ比を最小又は零にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次側の出力端電圧を
検出して定電圧制御を行うスイッチングレギュレータに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりスイッチングレギュレータの殆
どのものには過負荷保護を行うための過負荷保護回路が
設けられている。そして、過負荷保護回路はどのような
検出対象に基づいて保護動作を行うかにより様々な方式
のものが開発されている。例えば、 トランスの一次側電流を検出する方式 トランスの二次側電流を検出する方式 PWMデューティを検出する方式 などがある。
【0003】この場合、のトランスの一次側電流を検
出する方式のものには、例えば図6に示す符号Aに相当
する検出回路が用いられており、また、のトランスの
二次電流を検出する方式のものには、例えば同図に示す
符号Bに相当する検出回路が用いられている。
【0004】ここで、図6の符号Aに相当する検出回路
は、トランス1の一次側電流を抵抗2にて検出し、この
検出結果と内部電源3の基準電圧との差を演算増幅器4
により取り、その差の電圧をPWM(Pulse Width Modu
lation)制御部5に供給してFET(電界効果トランジ
スタ)6の動作を制限するものである。すなわち、PW
M制御部5はFET6をパルス幅変調による駆動を行
い、演算増幅器4より出力される差電圧が所定値より大
となったときに、FET6に供給するPWMパルスのデ
ューティ比を最小または零にする。
【0005】他方、符号Bに相当する検出回路は、トラ
ンス1の二次側電流を抵抗7にて検出し、この検出結果
と内部電源8の基準電圧との差を演算増幅器9により取
り、その差電圧が所定値より大となったときに、FET
6に供給するPWMパルスのデューティ比を最小または
零にするものである。この場合、演算増幅器9の出力は
フォトカプラ10を介してPWM制御部5に供給され
る。なお、16は二次側のダイオード、17は二次側の
コンデンサである。また、トランス1の極性はドットを
付して表されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のスイッチングレギュレータの過負荷保護回路には次
のような問題点があった。 イ)トランス1の一次側電流を検出する方式のもので
は、スイッチング電流を直接検出するので、部品のバラ
ツキが検出精度に大きな影響を与える。また、入力電圧
によっては過負荷保護特性が大きく左右される。
【0007】ロ)トランス1の二次側電流を検出する方
式のものでは、特にトランスの一次側の電流または電圧
を制御する一次制御型コンバータの場合には、耐圧の高
い部品等の保護専用部品の数を多く必要とするので回路
が複雑化し、価格も高くなる。
【0008】ハ)PWMデューティを検出する方式のも
のでは、過負荷保護特性が部品のバラツキや、入力電圧
の変動により大きく影響受けるので実用的ではない。 ニ)上記、の過負荷保護回路を共に有したものは、
スイッチング周波数レベルで応答するため、起動および
瞬間最大負荷の設定の際に問題が生ずる。
【0009】そこで本発明は、回路構成が簡単で、入力
電圧に対する過負荷保護特性のバラツキが小さく、かつ
回路構成が簡単で安価なスイッチングレギュレータを提
供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明による請求項1記載のスイッチングレギュレータは、
一次側が制御巻線とともに補助巻線からなるトランス
と、該トランスの二次側の出力に基づいて前記トランス
の前記制御巻線における電圧または電流の制御を行う一
次側制御手段とを備えたスイッチングレギュレータにお
いて、前記トランスの前記補助巻線の出力電圧を検出す
る検出手段を設け、前記一次側制御手段は、前記検出手
段の検出出力に基づいて前記制御巻線における電圧また
は電流を制限することを特徴とする。
【0011】また、本発明による請求項2記載のスイッ
チングレギュレータは、請求項1記載のフライバックト
ランスの前記一次側制御手段を、主にパルス幅変調回路
で構成し、前記検出手段の検出出力が所定値を超えたと
きにデューティ比を最小または零にすることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明では、トランスの一次側の
補助巻線より二次側の出力電流に依存する出力が得ら
れ、この出力が検出手段により検出されて一次側制御手
段に供給される。そして、この出力に基づき一次側制御
手段によって二次側の出力電流に対する過負荷保護動作
が行われる。
【0013】トランスの一次側の電圧または電流の制御
を行う一次制御型のスイッチングレギュレータでは、ト
ランスの一次側の補助巻線を制御回路(一次制御手段)
用の電圧源として使用するようにしているが、この補助
巻線からは二次側の出力電流に依存する出力が得られ
る。したがって、この出力を検出することで過電流を検
出することができる。これにより、電流検出抵抗や演算
増幅器等を必要とせず、容易に過電流を検出することが
できる。この結果、入力電圧に対する過負荷保護特性の
バラツキを考慮することなく、回路構成が簡単で価格も
低く抑えることができる。
【0014】請求項2記載の発明では、前記一次側制御
手段がパルス幅変調回路等で構成され、そのデューティ
比が前記検出手段の検出出力が所定の値を超えたときに
最小(または零)になる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明に係るスイッチングレギュレータの一実施例
を示す回路図である。なお、この図において前述した図
6と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。この図において、11はトランスであり、その
一次側には主巻線(制御巻線)11Aと補助巻線11B
とがそれぞれ巻回されており、二次側には二次側巻線1
1Cが巻回されている。この場合、補助巻線11Bは主
巻線11Aに対して逆方向に巻回されている。
【0016】トランス11の主巻線11Aの一端は入力
端子Tiに接続されている。また、主巻線11Aの他端
と接地との間にはFET6が介挿され、このFETによ
って主巻線11Aにおける電流制御が行われる。この場
合、FET6はPWM制御部5Aによってパルス幅変調
による駆動が行われる。トランス11の補助巻線11B
の出力は、ダイオード12およびコンデンサ13により
整流され、PWM駆動部5Aの電源として使用される。
【0017】抵抗15bは補助巻線11Bの出力が得ら
れる前の起動時にPWM制御部5Aに入力端子Tiによ
る電源を供給する。定電圧ダイオード14は検出出力の
値を最適設定する為に使われる。定電圧ダイオード14
には、これに対して直列に抵抗15aおよび抵抗15b
が接続されており、抵抗15aと定電圧ダイオード14
との接続部分における電圧Vdが過電圧検出出力として
PWM駆動部5Aに供給される。
【0018】ここで、トランス11の補助巻線11Bか
らは二次側の出力電流に依存する出力が得られる。この
出力を上記電圧Vdとして検出することにより過電圧
(過電流)の検出ができる。PWM制御部5Aは、この
電圧Vdを入力し、この値が所定値(PWM制御部5A
内に記憶されている)を超えた時点で過電圧と判定して
FET6のゲートに供給するPWMパルスのデューティ
比を最小あるいは零にする。
【0019】トランス11の二次側巻線11Cの出力
は、ダイオード16およびコンデンサ17によって整流
され、出力ラインを介して負荷18に供給される。19
a、19bはそれぞれダイオード16およびコンデンサ
17より構成される整流回路から負荷18までの間の出
力ラインの抵抗である。なお、この実施例では、抵抗1
9aの値をRl1とし、抵抗19bの値をRl2とする。
【0020】演算増幅器9は、その入力端の一端が正極
側の出力端21aに接続され、他端が内部電源8を介し
て負極側の出力端21bに接続されている。演算増幅器
9の出力はフォトカプラ10を介してPWM制御部5A
に供給される。PWM制御部5Aは供給された出力端電
圧に基づいてFET6に供給するPWMパルスのデュー
ティ比を変えてトランス11の一次側の電流を制御す
る。
【0021】上記PWM制御部5Aは一次側制御手段に
対応する。また、上記演算増幅器9および内部電源8は
出力端電圧検出手段30を構成する。また、上記ダイオ
ード12、コンデンサ13および抵抗15aは検出手段
40を構成する。
【0022】ここで、図2および図3を参照して、トラ
ンス11の補助巻線11Bの出力を整流して得られる電
圧Vcがトランス11の二次側の出力電流Ioに依存す
る理由について説明する。
【0023】図2に示すように、出力端21a,21b
の間の電圧Vbを定電圧制御する場合(出力ラインのイ
ンピーダンスを考慮した制御)、トランス11の二次側
の整流出力端22a,22bの間の電圧Vaとし、ま
た、出力端21a,21bの間の電圧Vbとし、さらに
上述したようにトランス11の一次側の整流出力端23
a,23bの間の電圧Vcとすると、便宜的にダイオー
ド12,16の順方向電圧降下の影響を無視した場合に
おいて、これらの電圧Va,Vb,Vcと二次側出力電
流Ioとの関係は図3に示すようになる。
【0024】すなわち、電圧Vbは制御電圧で一定であ
り、これをKとすると、電圧Vaは(1)式に示すように
電圧Vbおよび抵抗Ro(Rl1+Rl2)と二次側出力電
流Ioで決定され、電圧Vcは(2)式に示すように電圧
Vaと巻線比で決定される。
【0025】 Va=Vb+Ro×Io =K+Ro×Io … (1) Vc=n×Va =n×K+n×Ro×Io … (2)
【0026】(2)式からわかるように、二次側出力電流
IoはΔVc=n×Ro×ΔIoとして検出される。し
たがって、二次側出力電流Ioの過電流は、電圧Vcの
過電圧として検出が可能となる。すなわち、一般的に一
次制御型のスイッチングレギュレータでは制御回路(こ
こではPWM制御部5A)用の電源として一次側の補助
巻線における出力電圧を使用するが、この出力電圧を電
圧Vcとして検出することにより、過電流を検出するこ
とができる。したがって、電流検出抵抗や演算増幅器等
を必要としない簡単な回路構成の過負荷保護回路が実現
できる。なお、nおよびRoを意図的に可変することに
より、さらに利用範囲を広げることもできる。
【0027】ちなみに、図4に示すように整流出力端2
2a,22bの間の電圧Vaを定電圧制御する場合(出
力ラインのインピーダンスを考慮した制御)、電圧V
a,Vb,Vcと二次側出力電流Ioとの関係は図5に
示すようになる。
【0028】すなわち、電圧Vaは制御電圧で一定であ
り、これをKとすると、電圧Vaは(3)式に示すように
電圧Vaおよび抵抗Roと二次側出力電流Ioで決定さ
れ、電圧Vcは(4)式に示すように電圧Vaと巻線比で
決定される。
【0029】 Vb=Va−Ro×Io =K−Ro×Io … (3) Vc=n×Va =n×K … (4)
【0030】(3)式および(4)式からわかるように、電圧
Vcは二次側出力電流Ioによる影響を受けない。した
がって、整流出力端22a,22bの間の電圧Vaの定
電圧制御を行う場合には、二次側出力電流Ioの電流は
電圧Vcの過電圧として検出は不可能である。
【0031】このような構成のスイッチングレギュレー
タにおいて、トランス11の補助巻線11Bで発生した
電圧はダイオード12とコンデンサ13で整流され、P
WM制御部5Aに供給される。また、PWM制御部5A
には定電圧ダイオード14と抵抗15aとの接続部分に
おける電圧Vdも供給される。一方、トランス11の二
次側に発生した電圧は、ダオード16とコンデンサ17
によって整流された後、出力端21a,21bより負荷
18に供給される。
【0032】このような状態において、何等かの原因に
より二次側出力電流Ioが増加すると、これに比例して
電圧Vdも上昇する。そして、この電圧VdがPWM制
御部5A内で予め設定された基準電圧値を超えると、P
WM制御部5AはFET6に供給するPWMパルスのデ
ューティ比を最小または零にする。これによりトランス
11の制御巻線11Aへは電流が殆どまたは全く流れな
くなり、過負荷に対する保護が行われる。
【0033】なお、上記実施例は、トランス11の二次
側の出力端電圧Vbを検出して定電圧制御する一次制御
型スイッチングレギュレータに適用した場合であった
が、二次制御型スイッチングレギュレータにおいても、
二次側が制御巻線と補助巻線とで構成されたトランスを
使用することにより、同様に過電流を検出し、この検出
結果に基づいて過負荷保護を行う過負荷保護回路を実現
することができる。
【0034】また、上記実施例においては、トランス1
1の制御巻線11Aに供給する電流の制御を行うように
したが、制御巻線11Aに印加する電圧の制御を行うよ
うにしても良い。
【0035】また、本発明の検出回路部に時定数回路を
付加し、上述した従来の一次側電流検出方法または二次
側電流検出方法を併用することにより、瞬時最大負荷保
護と連続最大負荷保護との分離設定が容易に行うことが
できるという利点が得られる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、トランスの一次側の補
助巻線より、二次側の出力電流に依存する出力を取り込
み、この出力に基づいて二次側の出力電流に対する過負
荷保護動作を行うようにしたので、電流検出抵抗や演算
増幅器等を必要とせず、簡単な回路構成(実施例では、
補助巻線11Bを有するトランス11、ダイオード1
2、コンデンサ13および抵抗15a)で容易に過電流
を検出することができ、また、価格の低減を図ることが
できる。さらに、演算増幅器等を使用しないことから、
入力電圧に対する過負荷保護特性のバラツキを考慮する
必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスイッチングレギュレータの一実
施例の構成を示す回路図である。
【図2】同実施例のスイッチングレギュレータの特徴を
説明するための回路図である。
【図3】同実施例のスイッチングレギュレータの特徴を
説明するための特性図である。
【図4】同実施例のスイッチングレギュレータの特徴を
説明するための回路図である。
【図5】同実施例のスイッチングレギュレータの特徴を
説明するための特性図である。
【図6】従来のスイッチングレギュレータの構成を示す
回路図である。
【符号の説明】
5A PWM制御部(一次側制御手段) 8 内部電源 9 演算増幅器 10 フォトカプラ 11 トランス 11A 主巻線 11B 補助巻線 12 ダイオード 13 コンデンサ 15a 抵抗 30 出力端電圧検出手段 40 検出手段 Vb 出力端電圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側が制御巻線とともに補助巻線から
    なるトランスと、 該トランスの二次側の出力に基づいて前記トランスの前
    記制御巻線における電圧または電流の制御を行う一次側
    制御手段と、 を備えたスイッチングレギュレータにおいて、 前記トランスの前記補助巻線の出力電圧を検出する検出
    手段を設け、 前記一次側制御手段は、前記検出手段の検出出力に基づ
    いて前記制御巻線における電圧または電流を制限するこ
    とを特徴とするスイッチングレギュレータ。
  2. 【請求項2】 前記一次側制御手段は、パルス幅変調回
    路を有し、前記検出手段の検出出力が所定値を超えたと
    きにデューティ比を最小または零にすることを特徴とす
    る請求項1記載のスイッチングレギュレータ。
JP35907192A 1992-12-25 1992-12-25 スイッチングレギュレータ Pending JPH06197530A (ja)

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JP35907192A JPH06197530A (ja) 1992-12-25 1992-12-25 スイッチングレギュレータ

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JP35907192A JPH06197530A (ja) 1992-12-25 1992-12-25 スイッチングレギュレータ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007166810A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Sanken Electric Co Ltd Dc−dcコンバータ
US7787269B2 (en) 2007-05-10 2010-08-31 Panasonic Corporation Switching power supply device
JP2016540481A (ja) * 2013-12-06 2016-12-22 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 フライバック方式の快速起動駆動回路及び駆動方法

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