JPH0474929B2 - - Google Patents

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JPH0474929B2
JPH0474929B2 JP9183883A JP9183883A JPH0474929B2 JP H0474929 B2 JPH0474929 B2 JP H0474929B2 JP 9183883 A JP9183883 A JP 9183883A JP 9183883 A JP9183883 A JP 9183883A JP H0474929 B2 JPH0474929 B2 JP H0474929B2
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voltage
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switching element
switching
overcurrent protection
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、DC−DCコンバータに利用できる過
電流保護装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an overcurrent protection device that can be used in a DC-DC converter.

従来例の構成とその問題点 第1図に従来の過電流保護装置の一例を示す。
これは、入力電圧の変動に対して出力電圧を常に
一定に保つようにしたスイツチング方式の電源装
置における場合を示しており、図中、1は直流電
源、2はコンバータトランス、3はスイツチング
動作を行うトランジスタ、4はこのトランジスタ
3を導通遮断制御するためのドライブパルスを発
生するドライブ回路、5および6はコンバータト
ランス2の二次巻線より発生する出力を整流平滑
するダイオードおよびコンデンサであり、この整
流平滑回路の直流出力電圧を負荷7に供給してい
る。なお、図示していないが、直流出力電圧の安
定化のために直流出力電圧を検出し、その検出出
力と基準電圧を比較して比較出力をドライブ回路
4にフイードバツクすることによりドライブパル
スのパルス幅を制御して、出力電圧を安定化する
ようにしている。
Conventional structure and problems thereof FIG. 1 shows an example of a conventional overcurrent protection device.
This shows the case of a switching type power supply device that always keeps the output voltage constant despite fluctuations in the input voltage. In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a converter transformer, and 3 is a switching operation 4 is a drive circuit that generates a drive pulse to control the conduction/cutoff of this transistor 3; 5 and 6 are diodes and capacitors that rectify and smooth the output generated from the secondary winding of the converter transformer 2; The DC output voltage of the rectifier and smoothing circuit is supplied to the load 7. Although not shown, in order to stabilize the DC output voltage, the DC output voltage is detected, the detected output is compared with a reference voltage, and the comparison output is fed back to the drive circuit 4, thereby controlling the pulse width of the drive pulse. is controlled to stabilize the output voltage.

さらに、過電流からの回路保護のために、第1
図の回路では、トランジス3のエミツタに直列に
過電流検出用の抵抗8を接続し、この抵抗8の両
端電圧を直接検出するか、もしくはさらに積分し
てその積分出力を検出して、過電流時には保護回
路9を動作させ、その出力によりドライブ回路4
の動作を停止するようにしている。
Furthermore, for circuit protection from overcurrent, the first
In the circuit shown in the figure, a resistor 8 for overcurrent detection is connected in series with the emitter of the transistor 3, and the voltage across this resistor 8 is directly detected, or it is further integrated and the integrated output is detected to detect the overcurrent. At times, the protection circuit 9 is operated, and the drive circuit 4 is activated by its output.
I am trying to stop the operation.

しかるにこの手段は、動作は確実であるが、コ
ンバータトランス2の一次回路のループ中に直列
に抵抗8が入るため、この抵抗8による電力損失
を生じ、回路の変換効率を必らず下げてしまうと
いう欠点がある。
However, although this method works reliably, since the resistor 8 is inserted in series in the loop of the primary circuit of the converter transformer 2, power loss occurs due to this resistor 8, which inevitably lowers the conversion efficiency of the circuit. There is a drawback.

発明の目的 本発明は、上記のような従来の欠点に鑑み、変
換効果を下げることなく過電流から回路を保護す
ることのできる過電流保護装置を提供することを
目的とする。
OBJECTS OF THE INVENTION In view of the conventional drawbacks as described above, an object of the present invention is to provide an overcurrent protection device that can protect a circuit from overcurrent without reducing the conversion effect.

発明の構成 本発明においては、コンバータトランスの一次
巻線に接続するバイポーラトランジスタやパワー
MOS電界効果トランジスタ等のスイツチング素
子の両端の電極間電圧がスイツチング素子に流れ
る電流に応じて変化する特性を持つことに着目
し、このスイツチング素子の導通期間にその両端
電圧を検出し、この検出電圧と基準電圧を比較回
路にて比較し、検出電圧が基準電圧を越えたとき
にその比較出力によつて保護回路を動作させるよ
うにしたものであり、変換効率を低下させること
なく所望の保護動作を得ることができるものであ
る。
Structure of the Invention In the present invention, a bipolar transistor connected to the primary winding of a converter transformer and a power
Focusing on the fact that the voltage between the electrodes of a switching element such as a MOS field effect transistor changes depending on the current flowing through the switching element, the voltage across the switching element is detected during the conduction period of the switching element, and this detected voltage and a reference voltage in a comparator circuit, and when the detected voltage exceeds the reference voltage, the comparison output is used to operate the protection circuit, allowing the desired protection operation to be performed without reducing conversion efficiency. This is something that can be obtained.

実施例の説明 以下、本発明の一実施例の過電流保護装置を第
2図、第3図に示して説明する。なお、図中、第
1図中同一機能を果たす素子には同一符号を付し
ている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An overcurrent protection device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. In the drawings, elements that perform the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

第2図の回路においては、バイポーラトランジ
スタあるいはパワーMOS電界効果トランジスタ
よりなるスイツチングトランジスタ3のコレクタ
にMOS電界効果トランジスタ10のドレインを
接続し、電界効果トランジスタ10のソースは抵
抗11とコンデンサ12より構成される積分回路
を通して比較回路13の一方の入力端に接続す
る。電界効果トランジスタ10のゲートは、スイ
ツチングトランジスタ3のベースとともにドライ
ブ回路4の出力端子に接続しており、両トランジ
スタ3,10には同じドライブパルスを加えてい
る。比較回路13は他方の入力端子に可変抵抗器
14により設定された基準電圧を加えており、比
較回路13の出力は保護回路15に加える。
In the circuit shown in FIG. 2, the drain of a MOS field effect transistor 10 is connected to the collector of a switching transistor 3 made of a bipolar transistor or a power MOS field effect transistor, and the source of the field effect transistor 10 is made of a resistor 11 and a capacitor 12. It is connected to one input terminal of the comparator circuit 13 through an integrating circuit. The gate of the field effect transistor 10 is connected to the output terminal of the drive circuit 4 together with the base of the switching transistor 3, and the same drive pulse is applied to both transistors 3 and 10. The comparison circuit 13 applies a reference voltage set by the variable resistor 14 to the other input terminal, and the output of the comparison circuit 13 is applied to the protection circuit 15.

上記構成において、スイツチングトランジスタ
3に同期して電界効果トランジスタ10は導通・
遮断し、第4図に示すようにトランジスタ3が導
通している期間のコレクタ・エミツタ間電圧
VCE SATに比例した電圧をソースに取り出す。定
常動作状態では比較回路13の基準電圧の方が、
積分回路を通して供給される比較入力電圧より高
くなるように設定しているため、保護回路15は
動作せず、スイツチング電源装置の動作が停止す
ることはない。
In the above configuration, the field effect transistor 10 is turned on and off in synchronization with the switching transistor 3.
Collector-emitter voltage during the period when transistor 3 is turned off and conductive as shown in Figure 4
Takes out a voltage proportional to V CE SAT to the source. In the steady operating state, the reference voltage of the comparator circuit 13 is
Since the comparison input voltage is set to be higher than the comparison input voltage supplied through the integrating circuit, the protection circuit 15 does not operate and the operation of the switching power supply device does not stop.

一方、負荷シヨート時等のごとき、異常電流
(過電流)が流れた場合にはトランジスタ3に流
れる電流も増大し、そのコレクタ・エミツタ間電
圧VCE SATは大きくなり、積分後の比較入力電圧
は基準電圧よりも大きくなる。この結果、比較回
路13の出力は、定常動作状態のときとは反転
し、保護回路15が動作し、ドライブ回路4の動
作を停止せしめる。いま、コンバータトランス2
の一次側を流れる平均電流をIとし、第1図の抵
抗8の値をRとすると、第2図の構成ではI2Rだ
け変換損失を低減させることができる。
On the other hand, when an abnormal current (overcurrent) flows, such as during load shot, the current flowing through transistor 3 also increases, its collector-emitter voltage V CE SAT increases, and the comparison input voltage after integration becomes becomes higher than the reference voltage. As a result, the output of the comparator circuit 13 is inverted from that in the normal operating state, the protection circuit 15 is activated, and the operation of the drive circuit 4 is stopped. Now converter transformer 2
If the average current flowing through the primary side of the converter is I, and the value of the resistor 8 in FIG. 1 is R, then the configuration shown in FIG. 2 can reduce the conversion loss by I 2 R.

なお上記構成において抵抗11とコンデンサ1
2は、電源スイツチ(図示せず)を閉じた時等に
発生するサージ電圧で保護回路が誤動作しないよ
うに設定しているものであるが、たとえば電界効
果トランジスタ10のドライブ期間をスイツチン
グトランジスタ3のドライブ期間より短かくし、
トランジスタ3の立上がり、立下がりの影響をな
くするようにすれば上記積分回路は不要である。
また電界効果トランジスタ10はこれに限定され
ることなく、スイツチングトランジスタ3の両端
に発生する電圧に比例した電圧を比較回路13に
供給できるような回路、素子であれば、その他の
回路、素子を用いてもよいものである。
Note that in the above configuration, resistor 11 and capacitor 1
2 is set to prevent the protection circuit from malfunctioning due to a surge voltage generated when a power switch (not shown) is closed. For example, the drive period of the field effect transistor 10 is set to The drive period of
If the influence of the rise and fall of the transistor 3 is eliminated, the integration circuit described above is unnecessary.
Furthermore, the field effect transistor 10 is not limited to this, and may be any other circuit or element as long as it can supply a voltage proportional to the voltage generated across the switching transistor 3 to the comparator circuit 13. It may be used.

発明の効果 以上のように、本発明によれば、電源装置を構
成するスイツチング素子の電極間電圧をこのスイ
ツチング素子の導通期間に検出し、この検出電圧
が比較用基準電圧より大きくなつたときに保護回
路を動作せしめるようにすることにより、変換効
率を低下させることなく、過電流から回路を保護
することができるものである。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the voltage between the electrodes of the switching element constituting the power supply device is detected during the conduction period of the switching element, and when this detected voltage becomes larger than the reference voltage for comparison, By activating the protection circuit, the circuit can be protected from overcurrent without reducing conversion efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例における過電流保護装置の回路
図、第2図は本発明の一実施例における過電流保
護装置の回路図、第3図は同装置の動作説明のた
めの波形図である。 2……コンバータトランス、3……スイツチン
グ素子、4……ドライブ回路、5……整流用ダイ
オード、6……平滑用コンデンサ、10……電界
効果トランジスタ、13……比較回路、14……
可変抵抗器、15……保護回路。
Fig. 1 is a circuit diagram of an overcurrent protection device in a conventional example, Fig. 2 is a circuit diagram of an overcurrent protection device in an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the same device. . 2... Converter transformer, 3... Switching element, 4... Drive circuit, 5... Rectifier diode, 6... Smoothing capacitor, 10... Field effect transistor, 13... Comparison circuit, 14...
Variable resistor, 15... protection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スイツチング電源装置を構成するスイツチン
グ素子の導通遮断に同期してその導通期間中に上
記スイツチング素子の電極間電圧を検出する検出
手段を設け、この検出電圧を過電流保護回路に加
えて検出電圧が予め定めた基準電圧より大きいと
きに上記過電流保護回路を動作させるように構成
した過電流保護装置。 2 検出手段は、スイツチング素子の電極間電圧
に比例した電圧を出力端に取り出すスイツチング
手段を備え、上記スイツチング素子の導通期間よ
りも上記スイツチング手段の導通期間の方を短か
くするようにした特許請求の範囲第1項記載の過
電流保護装置。
[Scope of Claims] 1. A detection means is provided for detecting the inter-electrode voltage of the switching element during the conduction period in synchronization with the conduction interruption of the switching element constituting the switching power supply device, and this detected voltage is transmitted to the overcurrent protection circuit. An overcurrent protection device configured to operate the overcurrent protection circuit when the detected voltage is larger than a predetermined reference voltage in addition to the detection voltage. 2. A patent claim in which the detection means includes a switching means for outputting a voltage proportional to the voltage between the electrodes of the switching element at the output terminal, and the conduction period of the switching means is made shorter than the conduction period of the switching element. The overcurrent protection device according to item 1.
JP9183883A 1983-05-24 1983-05-24 Overcurrent protecting device Granted JPS59216420A (en)

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JPS59216420A JPS59216420A (en) 1984-12-06
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GB2183853B (en) * 1985-12-02 1989-12-20 Trw Inc Power supply switch circuit for wafer scale applications
US4680664A (en) * 1985-12-09 1987-07-14 Hughes Tool Company Overcurrent protection circuit for power transistors

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