JP5434170B2 - 過電流保護装置 - Google Patents
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Description
本発明の過電流保護装置は、過電流制限回路(第1の過電流制限回路)と過電流検出回路(第2の過電流制限回路)とを併用した構成を有することを特徴とする。本実施形態において、過電流制限回路と過電流検出回路は、いずれも、ドライバトランジスタに流れる過電流を検出し、その過電流を制限するものである。過電流制限回路と過電流検出回路において、過電流を制限する領域は異なる。
図1に本発明の実施形態1の過電流保護装置を備えた電源装置を示す。電源装置は、入力電圧VINを入力する入力端子1と、出力電圧VOUTを負荷30に出力する出力端子2と、入力端子1と出力端子2との間に接続されたドライバトランジスタ3と、ドライバトランジスタ3のゲート端子に昇圧した電圧を出力する昇圧回路9と、ドライバトランジスタ3に流れる過電流を検出する過電流検出回路101と、ドライバトランジスタ3に流れる過電流を制限する過電流制限回路100と、を備える。過電流検出回路101及び過電流制限回路100は、本発明の実施形態1の過電流保護装置を構成する。
図2(a)に過電流保護装置として過電流検出回路101のみを用いた場合の出力電流−出力電圧の特性を示し、図2(b)に過電流保護装置として過電流制限回路100のみを用いた場合の出力電流−出力電圧の特性を示し、図2(c)に、過電流制限回路100と過電流検出回路101を含む、本実施形態の過電流保護装置を用いた電源装置の出力電流−出力電圧の特性を示す。
本実施形態によれば、ドレイン−ソース間電圧が小さい場合であっても正確に動作可能な過電流検出回路101を過電流制限回路100と併用することにより、ドレイン−ソース間電圧が小さい場合であっても、過電流検出値が増大することを防ぐことができる。よって、過電流検出精度を高めると共に広い出力電圧範囲での高い過電流制限精度を実現できる。
図3に、本発明の実施形態2の過電流保護装置を示す。本実施形態の過電流保護装置は、実施形態1とは異なる過電流検出回路102を備える。それ以外の点において、本実施形態は、実施形態1と同じである。すなわち、本実施形態の過電流保護装置において、過電流制限回路(第1の過電流制限回路)100と過電流検出回路102(第2の過電流制限回路)は、いずれも、ドライバトランジスタ3に流れる過電流を検出し、その過電流を制限するものである。過電流制限回路100と過電流検出回路102において、過電流を制限する領域は異なる。本実施形態の過電流検出回路102は、実施形態1における電流源11を抵抗素子14に置換した構成を有する。
図5に、本発明の実施形態3の過電流保護装置を示す。本実施形態の過電流保護装置は、実施形態2とは異なる過電流検出回路103を備える。それ以外の点において、本実施形態は、実施形態2と同じである。すなわち、本実施形態の過電流保護装置において、過電流制限回路(第1の過電流制限回路)100と過電流検出回路(第2の過電流制限回路)103は、いずれも、ドライバトランジスタ3に流れる過電流を検出し、その過電流を制限するものである。過電流制限回路100と過電流検出回路103において、過電流を制限する領域は異なる。本実施形態の過電流検出回路103は、実施形態2の抵抗素子14と並列に電流源11を接続した構成を有する。
図7〜図9に、本実施形態の過電流保護装置104、105、106を示す。本実施形態の過電流保護装置104、105、106は、実施形態1〜3の過電流制限回路100及び過電流検出回路101、102、103において比較器6,12として使用されている差動増幅器を統合して、二つの正入力及び二つの負入力を持つ比較器15として差動増幅器を構成したものである。本実施形態においても、本発明の所期の目的を実現することが可能である。
実施形態1〜4において、ドライバトランジスタ3及び第1センストランジスタ4及び第2センストランジスタ10は、Nチャネル型MOSトランジスタであったが、これらのトランジスタはPチャネル型MOSトランジスタであってもいい。この場合、比較器6、12の極性、出力MOSトランジスタ7、13の極性を適切に選択すればよい。これに伴い、昇圧回路9を不要とする回路構成を実現することも可能である。
1 入力端子
2 出力端子
3 ドライバトランジスタ
4 第1センストランジスタ
5 センス抵抗
6 比較器
7 出力MOSトランジスタ
8 電圧源
9 昇圧回路
10 第2センストランジスタ
11 定電流源
12 比較器
13 出力MOSトランジスタ
14 抵抗素子
30 負荷
100 過電流制限回路
101、102、103 過電流検出回路
104、105、106 過電流保護装置
Claims (3)
- 外部入力端子と外部出力端子との間に接続されたドライバトランジスタを制御することにより過電流を制限する過電流保護装置であって、
前記ドライバトランジスタと並列に接続されて前記ドライバトランジスタに対して所定の比率の電流を流す第1センストランジスタと、前記第1センストランジスタと前記外部入力端子との間に接続されたセンス抵抗と、前記第1センストランジスタに流れる電流に前記センス抵抗の抵抗値を乗じて得られる電圧値を所定の第1バイアス電圧と比較する比較器とを備え、前記比較器の出力に基づいて前記ドライバトランジスタのゲート電圧を制御する過電流制限回路と、
前記ドライバトランジスタのドレイン−ソース間の電位差と、所定の第2バイアス電圧とを比較することにより、前記ドライバトランジスタのゲート電圧を制御する過電流検出回路と、
を有し、
前記過電流検出回路は、
前記ドライバトランジスタと、入力端子及びゲート端子を共通接続された第2センストランジスタと、
前記第2センストランジスタに直列に接続された電流源と、
前記ドライバトランジスタ及び前記外部出力端子間の電圧値と、前記第2センストランジスタ及び前記電流源間の電圧値とを比較する比較器と、
ゲート端子を前記比較器の出力端子に接続され、入力端子を前記ドライバトランジスタ、前記第1センストランジスタ、及び前記第2センストランジスタのゲート端子に接続された出力トランジスタと、
を有する、過電流保護装置。 - 前記過電流検出回路の検出値を前記過電流制限回路の制限値以上となるようにした、請求項1に記載の過電流保護装置。
- 前記過電流制限回路の比較器及び前記過電流検出回路の比較器は、一つの差動増幅器により構成されている、請求項1に記載の過電流保護装置。
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