JPS631028B2 - - Google Patents
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- JPS631028B2 JPS631028B2 JP9103680A JP9103680A JPS631028B2 JP S631028 B2 JPS631028 B2 JP S631028B2 JP 9103680 A JP9103680 A JP 9103680A JP 9103680 A JP9103680 A JP 9103680A JP S631028 B2 JPS631028 B2 JP S631028B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、トランスを有するスイツチング・レ
ギユレータの改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a switching regulator having a transformer.
この種のスイツチング・レギユレータは第1図
に示すように、入力電圧Eiがトランス1の一次巻
線n1とスイツチング素子であるトランジスタ2の
直列回路に加えられる。そしてトランジスタ2が
オンになると一次電流i1が流れ、オフになるとi1
によつてトランス1の鉄心に貯えられたエネルギ
が二次巻線n2,n3側に二次電流i2,i3として放出
される。二次巻線n2側の二次電流i2は整流平滑さ
れ、出力電圧Eoとなつて負荷RLに与えられる。
また二次巻線n3側の二次電流i3は整流平滑回路4
で整流平滑されEoに関連した帰還電圧Efとなり、
抵抗R1,R2を介して誤差増幅器5の非反転入力
端子(+)に与えられる。誤差増幅器5は反転入
力端子(−)に抵抗R3を介して加えられる基準
電圧Esと帰還電圧Efとの偏差を増幅し、その出
力Eaが比較器6で発振器7からの三角波の比較
電圧Erと比較される。その比較結果に基づいて
駆動回路8がトランジスタ2をオンまたはオンに
する。このようにしてトランジスタ2がEf=Es
になるようにオンオフを繰り返し、出力電圧Eo
を一定値に制御する。このような構成のスイツチ
ング・レギユレータにおいては、帰還回路を構成
するトランス1の二次巻線n3に断線事故が発生し
たり、整流平滑回路4および抵抗R1,R2に故障
が生ずると、トランジスタ2がほとんどオンにな
るため、出力側に過電圧が発生する。その値は正
常値の2倍以上になり、特に入力電圧範囲が例え
ば24V〜100Vのように広い場合にはその値が大
きくなるので、対策が必要となる。また負荷の短
絡事故等により出力電流が過大になるので、その
対策も必要となる。一般には出力電圧および出力
電流を監視し、異常になつたときトランジスタ2
をオフにするようにして、過電圧保護および過電
流保護を行つている。しかしながら第1図のよう
に帰還電圧Efを出力電圧Eoとは別巻線から得て
入出力絶縁を行う場合には、過電圧保護回路およ
び過電流保護回路も絶縁形としなければならず構
成が複雑になつていた。また出力側の二次巻線を
多数設けて多出力形とする場合には、各出力毎に
過電圧検出手段および過電流検出手段が必要とな
り、構成がさらに複雑となる。 In this type of switching regulator, as shown in FIG. 1, an input voltage E i is applied to a series circuit of a primary winding n 1 of a transformer 1 and a transistor 2 which is a switching element. When transistor 2 is turned on, primary current i 1 flows, and when transistor 2 is turned off, primary current i 1 flows.
As a result, the energy stored in the iron core of the transformer 1 is released to the secondary windings n 2 and n 3 as secondary currents i 2 and i 3 . The secondary current i 2 on the side of the secondary winding n 2 is rectified and smoothed, and is applied to the load RL as an output voltage Eo.
Also, the secondary current i 3 on the side of the secondary winding n 3 is the rectifier smoothing circuit 4
The feedback voltage E f related to Eo is rectified and smoothed by
It is applied to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier 5 via resistors R 1 and R 2 . The error amplifier 5 amplifies the deviation between the reference voltage Es applied to the inverting input terminal (-) via the resistor R 3 and the feedback voltage E f , and the output Ea is used as the comparison voltage of the triangular wave from the oscillator 7 at the comparator 6. Compared to Er. Based on the comparison result, drive circuit 8 turns transistor 2 on or off. In this way, transistor 2 becomes E f =Es
Repeat on and off until the output voltage Eo
is controlled to a constant value. In a switching regulator having such a configuration, if a disconnection occurs in the secondary winding n3 of the transformer 1 that constitutes the feedback circuit, or if a failure occurs in the rectifier and smoothing circuit 4 and the resistors R1 and R2 , Since transistor 2 is mostly turned on, an overvoltage occurs on the output side. The value is more than twice the normal value, and especially when the input voltage range is wide, such as 24V to 100V, the value becomes large, so countermeasures are required. Further, since the output current becomes excessive due to a load short-circuit accident, etc., countermeasures are also required. Generally, the output voltage and output current are monitored, and when an abnormality occurs, the transistor 2
is turned off to provide overvoltage and overcurrent protection. However, as shown in Figure 1, when the feedback voltage E f is obtained from a separate winding from the output voltage Eo to provide input/output isolation, the overvoltage protection circuit and overcurrent protection circuit must also be of the isolated type, resulting in a complicated configuration. I was getting used to it. Furthermore, if a large number of secondary windings on the output side are provided to form a multi-output type, overvoltage detection means and overcurrent detection means will be required for each output, making the configuration even more complicated.
ところで、トランスを有するスイツチング・レ
ギユレータでは、トランジスタ2がオンからオフ
に切換わり二次電流が流れたとき、一次側にフラ
イバツク電圧が誘起される。このときトランスの
漏れインダクタンスによりスパイク電圧が発生す
るので、図に示すようにトランス1の一次巻線n1
に並列にダイオードD1と抵抗R5およびコンデン
サC1からなるスナバ回路9が一般に付加されて
いる。このスナバ回路9にはフライバツク電圧の
平均値Eflが貯えられている。そしてフライバツ
ク電圧の平均値Eflと出力電圧Eoとの間にはトラ
ンス1の巻線比をk(=n1/n2)とすると、Efl≒kEo
なる関係がある。 By the way, in a switching regulator having a transformer, when the transistor 2 is switched from on to off and a secondary current flows, a flyback voltage is induced on the primary side. At this time, a spike voltage is generated due to the leakage inductance of the transformer, so as shown in the figure, the primary winding of the transformer 1 n 1
A snubber circuit 9 consisting of a diode D 1 , a resistor R 5 and a capacitor C 1 is generally added in parallel to. This snubber circuit 9 stores an average value E fl of the flyback voltage. There is a relationship between the average value E fl of the flyback voltage and the output voltage Eo as E fl ≈kEo, where the winding ratio of the transformer 1 is k (=n 1 /n 2 ).
そこで本発明では、フライバツク電圧の平均値
を監視しその値を制限するとともに、トランスの
一次電流を監視しその値が制限値を超えたとき、
フライバツク電圧の制限値をローレベルに切換え
るようにして、簡単な構成で過電圧、過電流保護
のできるスイツチング・レギユレータを実現した
ものである。 Therefore, in the present invention, the average value of the flyback voltage is monitored and the value is limited, and the primary current of the transformer is monitored and when the value exceeds the limit value,
By switching the limit value of the flyback voltage to a low level, a switching regulator that can provide overvoltage and overcurrent protection with a simple configuration has been realized.
第2図は本発明スイツチング・レギユレータの
一実施例を示す接続図で、第1図と同一部分には
同一符号を付してある。第2図において第1図の
従来例と異るところは、第2の誤差増幅器10を
設け、その非反転入力端子(+)にフライバツク
電圧の平均値Eflと入力電圧Eiの和を抵抗R6,R7
で分圧して与え、反転入力端子(−)に入力電圧
Eiおよび基準電圧Esをそれぞれ抵抗R8,R9およ
びR10を介して与え、かつその出力Ebを抵抗R11
と介して帰還することによつて、制限値El(=R9/R8
Es)とEflの偏差に関連した出力電圧Ebを生じさ
せる点と、この出力電圧Ebと第1の誤差増幅器
5の出力Eaの大きい方を選択して比較器6に与
えるための選択回路11を設けた点と、トランジ
スタ2のエミツタ側にトランス1の一次電流i1を
検出する抵抗R12を設けた点およびR12の電圧降
下Ecと基準電圧Esがそれぞれ抵抗R13,R14を介
してベースに与えられ、コレクタが第2の誤差増
幅器10の反転入力端子(−)に接続されエミツ
タが基準点に接続されたトランジスタQ1を設け
た点である。なお選択回路11としてはダイオー
ドを用いて構成したものや、第1および第2の誤
差増幅器の出力段のトランジスタのエミツタを共
通に接続する等必要に応じて種々の構成のものを
用いることができる。そしてまた正常時にはEa
>Ebになるように、制限電圧Elの値を正常時の
Eflの1.4倍程度に選んである。 FIG. 2 is a connection diagram showing one embodiment of the switching regulator of the present invention, in which the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. The difference between FIG. 2 and the conventional example shown in FIG. 1 is that a second error amplifier 10 is provided, and the sum of the average value E fl of the flyback voltage and the input voltage E i is connected to the non-inverting input terminal (+) of the resistor. R6 , R7
The input voltage is divided and applied to the inverting input terminal (-).
E i and reference voltage Es are applied through resistors R 8 , R 9 and R 10 respectively, and the output Eb is applied through resistor R 11
A point that produces an output voltage Eb related to the deviation between the limit value E l (=R 9 /R 8 Es) and E fl by feeding back through the output voltage Eb and the first error amplifier. A selection circuit 11 is provided to select the larger output Ea of the transformer 5 and provide it to the comparator 6, and a resistor R12 is provided on the emitter side of the transistor 2 to detect the primary current i1 of the transformer 1. The voltage drop Ec of R12 and the reference voltage Es are applied to the base via resistors R13 and R14 , respectively, the collector is connected to the inverting input terminal (-) of the second error amplifier 10, and the emitter is connected to the reference point. The point is that a connected transistor Q1 is provided. Note that the selection circuit 11 may be constructed using a diode, or may have various configurations as necessary, such as by connecting the emitters of transistors in the output stages of the first and second error amplifiers in common. . And also during normal times Ea
>Eb, set the value of the limiting voltage E l to the normal value.
It is selected to be about 1.4 times that of E fl .
したがつて本発明においては、正常時には第1
の誤差増幅器出力Eaが第2の誤差増幅器出力Eb
より大きく、第1の誤差増幅器5側で従来同様出
力電圧Eoを制御している。ところで第1の誤差
増幅器5側の帰還回路に異常が生じ出力電圧Eo
が大きくなつた場合には、フライバツク電圧が大
きくなるため、Eb>Eaとなり第2の誤差増幅器
10側が働き、Efl=Elとなるようにトランジスタ
2のオンオフを制御し、フライバツク電圧を制限
する。その結果出力電圧Eoも正常時の1.4倍程度
に制限され、出力側に過電圧が発生するのを有効
に防止できる。 Therefore, in the present invention, the first
The error amplifier output Ea of the second error amplifier output Eb
The output voltage Eo is controlled on the first error amplifier 5 side as in the conventional case. By the way, an abnormality occurred in the feedback circuit on the side of the first error amplifier 5, and the output voltage Eo
When E fl becomes large, the flyback voltage increases, so Eb > Ea, and the second error amplifier 10 operates to control the on/off of transistor 2 so that E fl = E l , thereby limiting the flyback voltage. . As a result, the output voltage Eo is also limited to about 1.4 times the normal value, effectively preventing overvoltage from occurring on the output side.
一方負荷の短絡事故等により一次電流i1が増加
し、抵抗R12の電圧降下Ecが、トランジスタQの
ベース・エミツタ間電圧VBEと基準電圧Esおよび
抵抗R13、R14の値で決まる制限値(R13+R14/R14
VBE−R13/R14Es)を越えると、トランジスタQ1がオ
ンとなる。その結果第2の誤差増幅器10の反転
入力端子(−)すなわちフライバツク電圧の制限
値Elが強制的にローレベルになり、第2の誤差増
幅器10側が働き、トランジスタ2をオフにして
一次電流i1の増加を止め過電流保護を行う。この
ときトランジスタ2が1周期の間に複数回オンオ
フを繰り返して発熱しないように、第2の誤差増
幅器10の帰還回路にコンデンサC2を設けて応
答時間を調整している。また電源投入時にはトラ
ンジスタQ1が働き短かいオン時間から作動し、
1周期毎にオン時間を長くして正常状態に移行す
るので、ソフトスタートが可能である。 On the other hand, the primary current i 1 increases due to a load short-circuit accident, etc., and the voltage drop Ec across the resistor R 12 becomes a limit determined by the base-emitter voltage V BE of the transistor Q, the reference voltage Es, and the values of the resistors R 13 and R 14 . When the value (R 13 +R 14 /R 14 V BE −R 13 /R 14 Es) is exceeded, transistor Q 1 turns on. As a result, the inverting input terminal (-) of the second error amplifier 10, that is, the limit value El of the flyback voltage, is forced to a low level, and the second error amplifier 10 operates, turning off the transistor 2 and reducing the primary current i. Stops the increase in 1 and performs overcurrent protection. At this time, a capacitor C2 is provided in the feedback circuit of the second error amplifier 10 to adjust the response time so that the transistor 2 does not repeatedly turn on and off several times during one cycle and generate heat. Also, when the power is turned on, transistor Q1 is activated and starts operating from a short on time.
A soft start is possible because the on time is lengthened every cycle to transition to a normal state.
なお、第3図に示すように帰還電圧Efを第2の
誤差増幅器10の反転入力端子(−)に抵抗R15
を介して与えるようにすれば、フライバツク電圧
の制限値Elが(R9/R8Es+R9/R15Ef)となり、異常時
にはEfが零になるので、異常時の出力電圧を小さ
な値に制限できる。また第1、第2の誤差増幅器
5,10、比較器6、発振器7および駆動回路8
よりなる制御回路の動作電圧として帰還電圧Efを
用いる場合には、第4図のようにダイオードD2
を設け帰還回路の異常時に起動回路12から誤差
増幅器5,10の入力へ電圧が加わらないように
すればよい。なお第4図においては、起動回路1
2としてトランジスタQ2と抵抗R16およびツエナ
ーダイオードZDからなるシリーズレギユレータ
が示されており、起動時(電源投入時)には制御
回路にZDのツエナー電圧VzとQ2のベース・エミ
ツタ間電圧の差で決る電圧が加わり、定常状態に
なると巻線n3からレギユレートされた電圧Ef(=
Es)が加えれる。そしてEsをツエナー電圧より
大きな値に選んでおけば、定常状態ではQ2がオ
フになり、入力電圧Eiが大幅に変わつても制御回
路で消費される電力はほとんど変わらない利点が
ある。 In addition, as shown in FIG. 3, the feedback voltage E f is connected to the inverting input terminal (-) of the second error amplifier 10 through a resistor R15.
If the flyback voltage is given through Can be limited to a value. Also, first and second error amplifiers 5, 10, comparator 6, oscillator 7, and drive circuit 8
When using the feedback voltage E f as the operating voltage of a control circuit consisting of
It is sufficient to provide such that voltage is not applied from the starting circuit 12 to the inputs of the error amplifiers 5 and 10 when the feedback circuit is abnormal. In addition, in FIG. 4, the starting circuit 1
A series regulator consisting of a transistor Q 2 , a resistor R 16 , and a Zener diode ZD is shown as 2. At startup (when the power is turned on), the control circuit has a voltage between the Zener voltage Vz of ZD and the base-emitter of Q 2 . A voltage determined by the voltage difference is applied, and when the steady state is reached, the regulated voltage E f (=
Es) can be added. If Es is chosen to be larger than the Zener voltage, Q 2 will be turned off in steady state, which has the advantage that the power consumed by the control circuit will hardly change even if the input voltage E i changes significantly.
なお、第1、第2の誤差増幅器の帰還は選択回
路11の出力側から行つてもよい。 Note that the feedback of the first and second error amplifiers may be performed from the output side of the selection circuit 11.
以上説明したように本発明においては、フライ
バツク電圧を監視し、異常時にその値を制限する
とともに、トランスの一次電流を監視しその値が
制限値を越えたときフライバツク電圧の制限値を
強制的にローレベルに切換えるようにしているの
で、簡単な構成で過電圧、過電流保護のできるス
イツチング・レギユレータが得られる。 As explained above, in the present invention, the flyback voltage is monitored and its value is limited in case of an abnormality, and the primary current of the transformer is monitored and when the value exceeds the limit value, the flyback voltage limit value is forcibly set. Since the switching is made to the low level, a switching regulator capable of overvoltage and overcurrent protection can be obtained with a simple configuration.
第1図は従来のスイツチング・レギユレータの
一例を示す接続図、第2図は本発明の一実施例を
示す接続図、第3図および第4図は本発明の別の
実施例を示す接続図である。
1……トランス、2……スイツチング素子、
3,4……整流平滑回路、5,10……誤差増幅
器、6……比較器、7……発振器、8……駆動回
路、9……スナバ回路、11……選択回路、12
……起動回路。
Fig. 1 is a connection diagram showing an example of a conventional switching regulator, Fig. 2 is a connection diagram showing one embodiment of the present invention, and Figs. 3 and 4 are connection diagrams showing another embodiment of the present invention. It is. 1...Transformer, 2...Switching element,
3, 4... Rectifier smoothing circuit, 5, 10... Error amplifier, 6... Comparator, 7... Oscillator, 8... Drive circuit, 9... Snubber circuit, 11... Selection circuit, 12
...Start circuit.
Claims (1)
タにおいて、出力電圧に対応する帰還電圧と基準
電圧との偏差に関連する出力を生ずる第1の誤差
増幅器と、トランスの一次巻線に発生するフライ
パツク電圧の平均値と制限値との偏差に関連する
出力を生ずる第2の誤差増幅器と、第1の誤差増
幅器出力と第2の誤差増幅器出力のいずれか一方
を選択する手段と、選択された出力と比較電圧と
を比較し、その結果に基づいてスイツチング素子
のオンオフを制御する手段とを具え、フライバツ
ク電圧の平均値が制限値を越えたとき選択手段が
第2の誤差増幅器出力を選択して出力側を過電圧
から保護するとともに、トランスの一次電流が制
限値を超えたとき前記フライバツク電圧の制限値
をローレベルに切換えて、第2の誤差増幅器を強
制的に選択して過電流保護を行うことを特徴とす
るスイツチング・レギユレータ。1. In a switching regulator having a transformer, a first error amplifier that produces an output related to the deviation between the feedback voltage corresponding to the output voltage and the reference voltage, and the average value and limit of the flypack voltage generated in the primary winding of the transformer. a second error amplifier producing an output related to the deviation from the value; means for selecting one of the first error amplifier output and the second error amplifier output; and comparing the selected output with a comparison voltage. and means for controlling on/off of the switching element based on the result, and when the average value of the flyback voltage exceeds the limit value, the selection means selects the second error amplifier output to protect the output side from overvoltage. At the same time, when the primary current of the transformer exceeds the limit value, the limit value of the flyback voltage is switched to a low level, and the second error amplifier is forcibly selected to provide overcurrent protection.・Regulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103680A JPS5717037A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Switching regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103680A JPS5717037A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Switching regulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5717037A JPS5717037A (en) | 1982-01-28 |
| JPS631028B2 true JPS631028B2 (en) | 1988-01-11 |
Family
ID=14015268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103680A Granted JPS5717037A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Switching regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5717037A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3057125B2 (en) * | 1992-10-02 | 2000-06-26 | 日石三菱株式会社 | Method for producing high viscosity index low viscosity lubricating base oil |
| JP3065816B2 (en) * | 1992-10-02 | 2000-07-17 | 日石三菱株式会社 | Production method of high viscosity index low viscosity lubricating base oil |
| EP0991170B1 (en) * | 1998-09-28 | 2003-11-26 | STMicroelectronics S.r.l. | Integrated protection from the effects of a short circuit of the output of a flyback converter |
| EP2480049A3 (en) * | 2011-01-20 | 2013-07-03 | OSRAM GmbH | Power supply device for light sources |
-
1980
- 1980-07-03 JP JP9103680A patent/JPS5717037A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5717037A (en) | 1982-01-28 |
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