JPH08340672A - 過電流保護機能を有するスイッチングレギュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力電圧の変化に対して過電流保護の動作を
可変にすることにより過電流時の発熱量を抑え、小型化
及び信頼性向上の図れる過電流保護機能を有するスイッ
チングレギュレータを提供する。 【構成】 スイッチング素子Ｑ１を用いて脈流入力から
直流出力を得る過電流保護機能を有するスイッチングレ
ギュレータにおいて、パワーＭＯＳＦＥＴＱ２を備えて
スイッチング素子Ｑ１に流れる電流値を電圧値に変換す
る過電流検出抵抗部５０と、脈流入力の電圧を検出する
入力電圧検出回路部６０とを備え、パワーＭＯＳＦＥＴ
Ｑ２が入力電圧検出手段６０の検出した入力電圧に基づ
いて導通及び非導通動作、あるいは線形動作をすること
により前記入力電圧が大きい場合には過電流検出抵抗部
５０の抵抗値を大きくして過電流検出抵抗部５０によっ
て変換された電圧値が一定、あるいはその変化量が小さ
くなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング素子を
用いて脈流入力から直流出力を得る過電流保護機能を有
するスイッチングレギュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の過電流保護機能を有するスイッチ
ングレギュレータにあっては、その主回路の一部に過電
流を検出するための過電流検出用抵抗を挿入してこれに
生じる電圧から過電流を検出するようにしている。この
ようなスイッチングレギュレータを図６（ａ），（ｂ）
を参照にして説明する。

【０００３】図６（ａ）は一石式ＯＮ／ＯＮ制御式の絶
縁型スイッチングレギュレータの回路図であり、交流電
源からの入力はダイオードブリッジ整流回路１０で全波
整流され、コンデンサＣ１で平滑される。入力電圧Ｖ１
はスイッチング回路を構成するトランス２０の一次巻線
Ｌ１と大電力用のＭＯＳ形電界効果トランジスタ、即ち
パワーＭＯＳＦＥＴ等の電力半導体素子（パワーデバイ
ス）からなるスイッチング素子Ｑ１との直列回路に印加
される。スイッチング素子Ｑ１は制御部４０により前記
交流電源より充分高い周波数でオン／オフ駆動され、一
次巻線Ｌ１に流れる電流を断続する。トランス２０の二
次巻線Ｌ２から得られるチョッパ回路の出力はダイオー
ドＤ１，Ｄ２で整流されるとともにチョークコイルＬ３
とコンデンサＣ２で平滑され、電圧Ｖ２の直流出力に変
換される。制御部４０はＰＷＭ回路等を備えて炉波回路
の出力電圧Ｖ２が所定値になるようにスイッチング素子
Ｑ１のパルス駆動のデューティ比を変化させる。

【０００４】具体的には、スイッチング素子Ｑ１がオン
のとき、整流回路１０からスイッチング素子Ｑ１を通し
てトランス一次巻線Ｌ１に電流が流れ、Ｌ２に電圧が発
生する。このオン期間の電流増加量は、入力電圧Ｖ１に
反比例するとともにオン時間に比例する。スイッチング
素子Ｑ１がオフすると、Ｌ３に蓄積されたエネルギ―の
放出による電流が二次側に流れ、整流平滑された後、負
荷（図示省略）に直流電力が供給されるようになってい
る。

【０００５】上述したようなスイッチングレギュレータ
にあっては、過電流状態を検出するための過電流検出回
路として過電流検出抵抗Ｒ１が配設されている。制御部
４０ではこの抵抗Ｒ１の両端電圧に基づいてＰＷＭ回路
のパルス幅を小さくする制御がなされ、これによって出
力電圧及び出力電流が低下することにより過電流の保護
動作が行われる。

【０００６】具体的には、スイッチング素子Ｑ１に流れ
る電流Ｉｄを過電流検出用抵抗Ｒ１で電圧値に変換して
この電圧値に基づいて過電流状態を検出しており、この
電流Ｉｄ及び抵抗Ｒ１の両端電圧は図６（ｂ）の経時変
化波形に示すような実線の波形になる。この波形におい
てピーク値Ｉｐ２に達すると上述したような過電流保護
動作を開始するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような過電流
保護機能を有するスイッチングレギュレータにあって
は、例えば交流入力電圧が小さくなるとこれに反比例し
てスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄのピーク値は
大きくなり、図５（ｂ）の破線で示すような波形及びピ
ーク値Ｉｐ２になる。具体的には、整流平滑後の直流電
圧の変動範囲が１０５〜１９５Ｖである場合、１０５Ｖ
のときのピーク値は１９５Ｖのときのピーク値の２倍に
まで達してしまう。

【０００８】上述したように大きな電流がスイッチング
素子Ｑ１に流れると、スイッチング素子Ｑ１に大きなス
トレスが加わることになり、素子の劣化を促進し、予期
せぬ原因で長時間に亘って流れ続けた場合には破損する
ことがあった。

【０００９】このようなストレスに対応するためには大
容量のトランジスタ及び大きな放熱器を用いなければな
らず高価格化を促進するとともに大型化を招いた。ま
た、スイッチング素子Ｑ１に過電流が流れ続けると出力
電圧が低下し、スイッチングレギュレータに接続されて
いる負荷に対して悪影響を及ぼすことがあった。

【００１０】本発明は以上の問題を鑑みてなされたもの
であり、その目的は、入力電圧の変化に対して過電流保
護のための電流検出値を可変にすることにより小型化及
び信頼性向上の図れる過電流保護機能を有するスイッチ
ングレギュレータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の過電流保護機能を有するスイッチングレギュレ
ータにあっては、スイッチング素子を用いて脈流入力か
ら直流出力を得る過電流保護機能を有するスイッチング
レギュレータにおいて、前記スイッチング素子に流れる
電流値を電圧値に変換する過電流検出抵抗部と、前記脈
流入力の電圧を検出する入力電圧検出回路部とを備え、
前記過電流検出抵抗部は可変抵抗素子を有し、前記可変
抵抗素子は前記入力電圧検出回路部の検出した入力電圧
が大きい場合には前記過電流検出抵抗部の抵抗値を大き
くし、且つ前記入力電圧が小さい場合には前記抵抗値を
小さくすることにより、前記過電流検出抵抗部によって
変換された前記電圧値が前記入力電圧の大きさによって
大きく変化せずに一定、あるいはその変化量が小さくな
るようにしてなるのである。

【００１２】好ましくは、前記可変抵抗素子が電力半導
体素子（パワーデバイス）からなり、この電力半導体素
子が前記入力電圧検出手段の検出した入力電圧に基づい
て導通及び非導通動作、あるいは線形動作をするように
してなるのである。

【００１３】また、前記電力半導体素子が大電力用のＭ
ＯＳ形電界効果トランジスタ、即ちパワーＭＯＳＦＥＴ
でなるのが好ましい。

【００１４】さらに好ましくは、前記可変抵抗素子が小
電力型スイッチングトランジスタからなり、この小電力
型スイッチングトランジスタが前記入力電圧検出手段の
検出した入力電圧に基づいて導通及び非導通動作をする
ようにしてなるのである。

【００１５】また、本発明では、前記スイッチング素子
に流れる電流値を電圧値に変換する過電流検出抵抗部
と、前記脈流入力の電圧を検出する入力電圧検出回路部
と、前記過電流検出抵抗部の変換した前記電圧値と過電
流基準電圧とを比較して過電流状態を検出する過電流検
出制御部とを備え、前記入力電圧検出回路部は、検出し
た入力電圧が大きい場合には前記過電流基準電圧を小さ
くし、且つ前記入力電圧が小さい場合には前記過電流基
準電圧を大きくして過電流検出制御部の出力を制御する
ことにより、前記入力電圧の増大に連れて前記スイッチ
ング素子に流れる電流が小さくなるようにしてなるので
ある。

【００１６】

【作用】前記入力電圧検出回路部の検出した入力電圧が
大きい場合には前記過電流検出抵抗部の抵抗値を大きく
し、且つ前記入力電圧が小さい場合には前記抵抗値を小
さくすることにより前記抵抗部によって変換された電圧
値が一定、あるいはその変化量が小さくなるようにした
ので、入力電圧が変動しても前記電圧値が一定、あるい
は変化してもその変化量を小さくすることができる。

【００１７】したがって、スイッチング素子に前記入力
電圧の増大に連れて大きな電流が流れ込むことを防止で
き、入力電圧の変化に対して過電流保護の動作を可変に
することができる。また、入力電圧の大きさに影響を受
けることなく過電流時の消費電力を抑えることができ発
熱量を抑えることができる。

【００１８】また、前記可変抵抗素子がパワーＭＯＳＦ
ＥＴ等の電力半導体素子である場合には、この電力半導
体素子が前記入力電圧検出手段の検出した入力電圧に基
づいて導通及び非導通動作、あるいは線形動作（リニア
動作）をすることにより入力電圧のｍＶ単位の変化に追
従できるので高精度な線形動作や導通及び非導通動作を
させることができる。したがって、過電流状態を検出す
る電圧を高精度に所定値、あるいは所定範囲内に制御す
ることができる。

【００１９】前記入力電圧検出回路部は、前記入力電圧
検出回路部の検出した入力電圧が大きい場合には前記過
電流基準電圧を小さくし、且つ前記入力電圧が小さい場
合には前記過電流基準電圧を大きくする。このことによ
り、過電流検出制御部の出力を制御し、前記入力電圧の
増大に連れて前記スイッチング素子に流れる電流が小さ
くなるようにしたので、スイッチング素子に前記入力電
圧の増大に連れて大きな電流が流れ込むことを防止で
き、入力電圧の変化に対して過電流保護の動作を可変に
することができる。また、入力電圧の大きさに影響を受
けることなく過電流時の消費電力を抑えることができ発
熱量を抑えることができる。

【００２０】

【実施例】本発明に係る過電流保護機能を有するスイッ
チングレギュレータの第１実施例を図１乃至図４を参照
にして説明する。図１乃至図４で示す構成と前述の図６
（ａ）で示した従来の構成と以下の点が相違する。

【００２１】第１実施例では、前述の従来例として図６
（ａ）に示した回路における過電流検出抵抗Ｒ１に代え
て過電流検出抵抗部５０を設けるとともに入力電圧検出
回路部６０を付加している。

【００２２】上記の相違点以外は基本的に図６（ａ）の
従来例と同じ構成であるためこれら相違点について主に
説明する。図１（ａ）に示す過電流保護機能を有するス
イッチングレギュレータでは出力を５Ｖ−１０Ａとし過
電流保護の動作電流値を１２Ａとしている。

【００２３】過電流検出抵抗部５０は可変抵抗素子Ｑ２
と各抵抗Ｒ１０〜４０とを備えており、スイッチング素
子Ｑ１を流れる電流Ｉｄが抵抗１０を経て可変抵抗素子
Ｑ２と抵抗Ｒ２０とに流れ、このときの可変抵抗素子Ｑ
２と抵抗Ｒ１０及びＲ２０の合成抵抗Ｒ７０によって定
まる過電流検出用電圧としての合成電圧Ｖ３を過電流検
出状態を検出する検出値としている。そして、従来同
様、制御部４０ではこの検出値に基づいて過電流保護動
作をするようにしている。

【００２４】入力電圧検出回路部６０は比較器（コンパ
レータ）ＣＯと抵抗Ｒ５０，Ｒ６０及び基準電圧源Ｖre
f とを備えており、入力電圧Ｖ１を抵抗Ｒ５０と抵抗Ｒ
６０とで分圧し、その分圧された電圧と基準電圧源Ｖre
f の基準電圧とを比較器ＣＯで比較する。この比較器Ｃ
Ｏは、過電流検出抵抗部５０の可変抵抗素子Ｑ２に対し
て、分圧された電圧が基準電圧以下の場合にはＱ２がＯ
Ｎする電圧を出力する一方、基準電圧を越えた場合には
負電圧又はＱ２がＯＮできない電圧を出力するようにし
ている。

【００２５】比較器ＣＯの出力信号は抵抗Ｒ４０を介し
て可変抵抗素子Ｑ２のゲート端子に入力されるように構
成されており、この出力信号によって可変抵抗素子Ｑ２
は導通及び非導通動作（スイッチング動作）をする。

【００２６】具体的には、図１（ｂ）の交流入力電圧Ｖ
in(AC)に対する各回路素子の特性図に示すように、ほぼ
１５０Ｖの交流入力電圧Ｖin(AC)を境にして合成抵抗Ｒ
７０が階段状に変化し、これに伴って合成電圧Ｖ３は三
角形状の特性となり所定の小さな範囲に収まる結果、過
電流保護の動作時にはスイッチング素子Ｑ１に流れる電
流Ｉｄが線形に（リニアに）小さくなるようになってい
る。

【００２７】詳しくは、交流入力電圧Ｖin(AC)が１５０
Ｖまでの範囲では、比較器ＣＯが正電圧を出力するため
可変抵抗素子Ｑ２はＯＮの状態を保つ結果、合成抵抗Ｒ
７０は比較的低い一定値を保ち、交流入力電圧Ｖin(AC)
が１５０Ｖを越えた範囲では、比較器ＣＯが負電圧を出
力するため可変抵抗素子Ｑ２はＯＦＦの状態を保つ結
果、合成抵抗Ｒ７０は比較的高い一定値を保つことにな
る。

【００２８】ここで、過電流保護の動作時における回路
素子の発熱量を前述の図６（ａ）の従来例と本実施例と
で比較するため、スイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ
１，Ｄ２の消費電力を測定した。その結果を表１に示
す。

【００２９】

【表１】 表１に示すように、従来では、スイッチング素子Ｑ１と
ダイオードＤ１，Ｄ２とは共に、交流入力電圧Ｖin(AC)
が１００Ｖから２００Ｖへ２倍になると消費電力も２
倍、即ち発熱量も２倍になっている。これに対して本願
では、交流入力電圧Ｖin(AC)が２倍になってもこれら消
費電力、即ち発熱量はほぼ同じとなっている。このこと
により、本実施例が従来例に比し入力電圧に影響されず
に回路の発熱量を所定値に抑えることができることが確
認された。

【００３０】次に、本実施例の変形例について説明す
る。交流入力電圧Ｖin(AC)の変動に対して合成抵抗Ｒ７
０の抵抗値を変化させるにあたって、前述した第１実施
例ではこの抵抗値を階段状に変化させる構成としたが、
本変形例では入力電圧検出回路部６０の比較器ＣＯに代
えて増幅器（オペアンプ）を用いることにより、線形に
変化させる構成とした。

【００３１】具体的には、図１（ｃ）の交流入力電圧Ｖ
in(AC)に対する各回路素子の特性図に示すように、交流
入力電圧Ｖin(AC)の増大に伴って合成抵抗Ｒ７０が線形
に増大し、これに伴ってスイッチング素子Ｑ１に流れる
電流Ｉｄが線形に小さくなる結果、合成電圧Ｖ３は一定
の値となっている。

【００３２】また、本変形例においても、前述した表１
と同様に、交流入力電圧Ｖin(AC)が２倍になってもこれ
ら消費電力、即ち発熱量はほぼ同じとなった。このこと
により、本実施例が従来例に比し入力電圧に影響されず
に回路の発熱量を所定値に抑えることができることが確
認された。

【００３３】なお、前述した第１実施例及びその変形例
において、可変抵抗素子Ｑ２として大電力用のＭＯＳ形
電界効果トランジスタ、即ちパワーＭＯＳＦＥＴからな
る電力半導体素子（パワーデバイス）を用いた。このパ
ワーＭＯＳＦＥＴの導通及び非導通動作、あるいは線形
動作（リニア動作）により入力電圧Ｖ１のｍＶ単位の変
化に追従して合成抵抗Ｒ７０の抵抗値を変化させること
ができ、過電流状態を検出するための合成電圧Ｖ３を高
精度に所定値、あるいは所定範囲内に制御することがで
きた。

【００３４】また、合成抵抗Ｒ７０の回路構成にあって
は、第１実施例及びその変形例で示したものの他に、図
２（ａ），（ｂ）に示すような種々の変形が可能であ
り、同図（ａ）は可変抵抗素子Ｑ２に抵抗Ｒ１０を直列
接続しており、同図（ｂ）は可変抵抗素子Ｑ２に抵抗Ｒ
１０を直列接続した回路に抵抗Ｒ２０を並列接続してい
る。

【００３５】さらに、回路の動作特性を適切に設定する
ことにより過電流状態を検出する合成電圧Ｖ３を任意の
一定値あるいは所定範囲内に納めることができる。

【００３６】さらにまた、合成抵抗Ｒ７０の抵抗値を変
化させるにあたって、交流入力電圧Ｖin(AC)に基づいて
いるがこれに限らず様々なパラメータに基づいて変更す
ることが可能であり、スイッチングレギュレータや負荷
について内部の温度や湿度などの動作環境または部品の
破損などの動作状態に関するパラメータなどが考えられ
る。回路構成としては、図３（ａ）に示すように、回路
の温度に基づいた制御信号を出力する制御手段Ａと負荷
の状態に基づいた制御信号を出力する制御手段Ｂと用
い、これら制御手段Ａ，Ｂを比較器ＣＯの出力端子と抵
抗素子Ｑ２のゲート端子との間にＯＲ接続する。この構
成において、温度制御手段Ａに関しては図３（ｂ）のよ
うに電源や負荷の内部温度の上昇に基づいて合成抵抗Ｒ
７０の抵抗値を調整してスイッチング素子Ｑ１に流れる
電流Ｉｄを線形に大きくあるいは小さくするようにす
る。このことにより、過電流状態を検出する合成電圧Ｖ
３を制御できる。

【００３７】次に、前述した第１実施例の別の変形例を
説明する。この変形例では、前述の図１（ａ）の回路図
における合成抵抗Ｒ７０を図４（ａ）の回路図に示すよ
うに構成したものである。図４（ａ）において、抵抗Ｒ
２０ａとＲ２０との接続点をスイッチングトランジスタ
Ｑ１に接続して過電流検出抵抗としてはあくまで抵抗Ｒ
２０のみとし、図１（ａ）の大電力型パワーＭＯＳＦＥ
ＴからなるＱ２に代えて小電力型のスイッチングトラン
ジスタを可変抵抗素子Ｑ３として用いている。また、抵
抗Ｒ２０ａと２０ｂとの接続点を図１（ａ）の制御部４
０に接続して過電流状態を検出する合成電圧Ｖ３を印加
している。

【００３８】以上の構成において、可変抵抗素子Ｑ３は
あくまで抵抗Ｒ２０、２０ａ、２０ｂ、及び可変抵抗素
子Ｑ３からなる合成抵抗Ｒ７０の分圧比を決定するため
のものであり、このことにより、図４（ｂ）の交流入力
電圧Ｖin(AC)に対する各回路素子の特性図に示すような
各回路素子の特性が得られる。

【００３９】ほぼ１５０Ｖの交流入力電圧Ｖin(AC)を境
にして合成抵抗Ｒ７０が三角波状に変化し（図示略）、
図４（ｂ）に示すように、これに伴って過電流検出を検
出する電圧としての合成電圧Ｖ３は三角波となり所定の
小さな範囲に収まる結果、スイッチング素子Ｑ１に流れ
る電流Ｉｄ及び電圧Ｖ４が線形に小さくなるようになっ
ている。

【００４０】詳しくは、交流入力電圧Ｖin(AC)が１５０
Ｖまでの範囲では、比較器ＣＯが正電圧を出力するため
可変抵抗素子Ｑ３はＯＮの状態を保つ結果、合成抵抗Ｒ
７０は線形に低下し、交流入力電圧Ｖin(AC)が１５０Ｖ
を越えた範囲では、比較器ＣＯが負電圧を出力するため
可変抵抗素子Ｑ３はＯＦＦになる結果、合成抵抗Ｒ７０
は一旦上昇して線形に低下することになる。この合成抵
抗Ｒ７０の変化に合わせて合成電圧Ｖ３も同様な軌跡で
変化し、これにより電流Ｉｄ及び電圧Ｖ３は線形に低下
する。

【００４１】また、入力電圧検出回路部６０の比較器Ｃ
Ｏに代えて増幅器を用いることにより、図４（ｃ）に示
すように、交流入力電圧Ｖin(AC)の増大に対して合成抵
抗Ｒ７０及び電圧Ｖ３が一定の状態を保ち、これに対し
て合成抵抗Ｖ４とスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉ
ｄとは線形に低下する。

【００４２】さらに、図４（ｄ）に示す構成にすること
により、可変抵抗素子Ｑ３で直接、制御部４０へ入力さ
れる過電流検出電圧を制御してもよい。

【００４３】以上説明した本変形例においても、前述し
た表１と同様に、交流入力電圧Ｖin(AC)が２倍になって
もこれら消費電力、即ち発熱量はほぼ同じとなった。こ
のことにより、本実施例が従来例に比し入力電圧に影響
されずに回路の発熱量を所定値に抑えることができるこ
とが確認された。

【００４４】したがって、スイッチング素子Ｑ１に入力
電圧Ｖ１の増大に連れて大きな電流Ｉｄが流れ込むこと
を防止でき、入力電圧の変化に対して過電流保護の動作
を可変にすることができる。また、入力電圧Ｖ１の大き
さに影響を受けることなく過電流時の消費電力を抑える
ことができ発熱量を抑えることができる。

【００４５】次に、本発明の第２実施例を図５（ａ）乃
至（ｃ）を参照にして説明する。本実施例では、図５
（ａ）に示すように、制御部４０内に過電流検出制御部
４０ａが配設され、この過電流検出制御部４０ａは誤差
増幅器Ａと基準電圧源Ｖｒｅｆ１等を備えている。

【００４６】過電流検出抵抗部５０は直列に接続された
抵抗Ｒ２０、Ｒ２０ａを備え、これら抵抗Ｒ２０及びＲ
２０ａの両端には合成電圧Ｖ３が発生し、入力電圧検出
回路部６０は前記第１実施例と同じ構成であるが比較器
ＣＯの出力は可変基準電圧Ｖｒｅｆ´として用いられ
る。

【００４７】誤差増幅器Ａには、入力電圧検出回路部６
０の可変基準電圧Ｖｒｅｆ´と基準電圧源Ｖｒｅｆ１の
電圧とを合成した過電流基準電圧Ｖｒと、過電流検出抵
抗部５０の合成電圧Ｖ３とがそれぞれ印加される。誤差
増幅器Ａは合成電圧Ｖ３と過電流基準電圧Ｖｒとを比較
して過電流状態を検出し、制御部４０に配設されたＰＷ
Ｍ回路でスイッチング素子Ｑ１のオン時間を絞り込み、
過電流状態を防止する。

【００４８】入力電圧検出回路部６０の比較器ＣＯは、
検出した入力電圧Ｖ１が大きい場合には可変基準電圧Ｖ
ｒｅｆ´を小さくして過電流基準電圧Ｖｒを小さくする
一方、入力電圧Ｖ１が小さい場合には過電流基準電圧Ｖ
ｒを大きくするように動作する。このことにより、入力
電圧Ｖ１が増大してもスイッチング素子Ｑ１に流れる電
流Ｉｄが小さくなる。

【００４９】以上の構成において、図４（ｂ）に示すよ
うに、ほぼ１５０Ｖの交流入力電圧Ｖin(AC)を境にして
可変基準電圧Ｖｒｅｆ´が階段状に変化し、これに伴っ
てスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄが線形に小さ
くなる結果、合成電圧Ｖ３は線形に小さくなるようにな
っている。

【００５０】詳しくは、交流入力電圧Ｖin(AC)が１５０
Ｖまでの範囲では、比較器ＣＯが正電圧を出力するため
過電流基準電圧Ｖｒは比較的大きな一定値を保ち、交流
入力電圧Ｖin(AC)が１５０Ｖを越えた範囲では、比較器
ＣＯが負電圧を出力するため可変抵抗素子Ｑ２はＯＦＦ
の状態を保つ。このことにより、電流Ｉｄ及び合成電圧
Ｖ３は線形に低下する。

【００５１】また、入力電圧検出回路部６０の比較器Ｃ
Ｏに代えて増幅器を用いることにより、図５（ｃ）に示
すように、交流入力電圧Ｖin(AC)の増大に伴って基準電
圧Ｖref ´を線形に小さくしてもよい。この場合、スイ
ッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄが線形に小さくなる
結果、合成電圧Ｖ３が線形に小さくなっている。

【００５２】さらに、基準電圧Ｖｒｅｆ１を過電流検出
制御部４０ａの内部に設けずに制御部４０の外部に設け
るようにしてもよい。

【００５３】以上説明した第２実施例においても、前述
した表１と同様に、交流入力電圧Ｖin(AC)が２倍になっ
てもこれら消費電力、即ち発熱量はほぼ同じとなった。
このことにより、本実施例が従来例に比し入力電圧に影
響されずに回路の発熱量を所定値に抑えることができる
ことが確認された。

【００５４】したがって、スイッチング素子Ｑ１に入力
電圧Ｖ１の増大に連れて大きな電流が流れ込むことを防
止でき、入力電圧の変化に対して過電流保護の動作を可
変にすることができる。また、入力電圧Ｖ１の大きさに
影響を受けることなく過電流時の消費電力を抑えること
ができ発熱量を抑えることができる。

【００５５】なお、前述した第１及び第２実施例におい
て、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｄの検出にカ
レントトランスを適宜用いてもよい。

【００５６】また、本願発明は、ＯＮ／ＯＮ一石式の回
路方式のみでなく、ＯＮ／ＯＦＦ方式、二石式、四石式
等の各種のスイッチング方式にも用いることが可能であ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の過電流保
護機能を有するスイッチングレギュレータにあっては、
スイッチング素子に前記入力電圧の増大に連れて大きな
電流が流れ込むことを防止でき、入力電圧の変化に対し
て過電流保護の動作を可変にすることができる。また、
入力電圧の大きさに影響を受けることなく過電流時の回
路の発熱量を所定値に抑えることができる。このため、
ヒートシンク等の放熱器を小型化若しくは省略化でき安
価にできる。

【００５８】また、回路動作の不安定要因である回路素
子の発熱を小さくできるのでスイッチングレギュレータ
の信頼性が向上するとともに回路素子の発熱対策を従来
に比し考慮しないで済むため設計自由度が大きくなる。

【００５９】さらに、前記過電流検出抵抗部がパワーＭ
ＯＳＦＥＴ等の電力半導体素子を備えた場合には、この
電力半導体素子を前記入力電圧検出手段の検出した入力
電圧に基づいて導通及び非導通動作、あるいは線形動作
をさせることにより入力電圧のｍＶ単位の変化に追従で
きるので高精度な線形動作や導通及び非導通動作をさせ
ることができ、信頼性の高い過電流検出が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例による過電流保護機能
を有するスイッチングレギュレータを示し、（ａ）は回
路図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の回路の動作特性図で
ある。

【図２】本発明に係る第１実施例の合成抵抗６０の変形
例を示し、（ａ）は可変抵抗素子Ｑ２に抵抗Ｒ１０を直
列接続した回路図、（ｂ）は可変抵抗素子Ｑ２に抵抗Ｒ
１０を直列接続した回路に抵抗Ｒ２０を並列接続した回
路図である。

【図３】本発明に係る第１実施例の変形例を示し、
（ａ）は回路図、（ｂ）は（ａ）の回路の動作特性図で
ある。

【図４】本発明に係る第１実施例の別の変形例を示し、
（ａ）は回路図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の回路の動
作特性図、（ｄ）は（ａ）の回路の変形例である。

【図５】本発明に係る第２実施例による過電流保護機能
を有するスイッチングレギュレータを示し、（ａ）は回
路図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の回路の動作特性図で
ある。

【図６】従来の過電流保護機能を有するスイッチングレ
ギュレータを示し、（ａ）は回路図であり、（ｂ）は
（ａ）の回路の動作特性図である。

【符号の説明】

１０ ダイオードブリッジ整流回路 ２０ トランス ４０ 制御部 ４０ａ 過電流
検出制御部 ５０ 過電流検出抵抗部 ６０ 入力電圧
検出回路部 Ｑ１ スイッチング素子 Ｑ２、Ｑ３ 可
変抵抗素子 Ａ 誤差増幅器 Ｒ７０ 合成抵
抗 ＣＯ 比較器 Ｖ１ 直流入力
電圧 Ｖ３ 合成電圧 Ｖref 基準電
圧 Ｖref １ 基準電圧源 Ｖref' 可変基
準電圧 Ｖｒ 過電流基準電圧 Ｖin(AC) 交流
入力電圧 Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｉｄ スイッチング素子Ｑ１に流れる電流

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子（Ｑ１）を用いて脈流
   入力から直流出力を得る過電流保護機能を有するスイッ
   チングレギュレータにおいて、該スイッチング素子（Ｑ
   １）に流れる電流値を電圧値に変換する過電流検出抵抗
   部（５０）と、該脈流入力の電圧を検出する入力電圧検
   出回路部（６０）とを備え、該過電流検出抵抗部（５
   ０）は可変抵抗素子（Ｑ２、Ｑ３）を有し、該可変抵抗
   素子（Ｑ２、Ｑ３）は該入力電圧検出回路部（６０）の
   検出した入力電圧が大きい場合には該過電流検出抵抗部
   （５０）の抵抗値を大きくし、且つ該入力電圧が小さい
   場合には該抵抗値を小さくすることにより、該過電流検
   出抵抗部（５０）によって変換された該電圧値が該入力
   電圧の大きさによって大きく変化せずに一定、あるいは
   その変化量が小さくなるようにしてなることを特徴とす
   る過電流保護機能を有するスイッチングレギュレータ。
2. 【請求項２】 前記可変抵抗素子が電力半導体素子（Ｑ
   ２）からなり、この電力半導体素子（Ｑ２）が前記入力
   電圧検出手段（６０）の検出した入力電圧に基づいて導
   通及び非導通動作、あるいは線形動作をするようにして
   なることを特徴とする請求項１に記載の過電流保護機能
   を有するスイッチングレギュレータ。
3. 【請求項３】 前記電力半導体素子（Ｑ２）がパワーＭ
   ＯＳＦＥＴでなることを特徴とする請求項２に記載の過
   電流保護機能を有するスイッチングレギュレータ。
4. 【請求項４】 前記可変抵抗素子が小電力型スイッチン
   グトランジスタ（Ｑ３）からなり、この小電力型スイッ
   チングトランジスタ（Ｑ３）が前記入力電圧検出手段
   （６０）の検出した入力電圧に基づいて導通及び非導通
   動作をするようにしてなることを特徴とする請求項１に
   記載の過電流保護機能を有するスイッチングレギュレー
   タ。
5. 【請求項５】 スイッチング素子（Ｑ１）を用いて脈流
   入力から直流出力を得る過電流保護機能を有するスイッ
   チングレギュレータにおいて、該スイッチング素子（Ｑ
   １）に流れる電流値を電圧値に変換する過電流検出抵抗
   部（５０）と、該脈流入力の電圧を検出する入力電圧検
   出回路部（６０）と、該過電流検出抵抗部（５０）の変
   換した該電圧値と過電流基準電圧とを比較して過電流状
   態を検出する過電流検出制御部（４０ａ）とを備え、該
   入力電圧検出回路部（６０）は、検出した入力電圧が大
   きい場合には該過電流基準電圧を小さくし、且つ該入力
   電圧が小さい場合には該過電流基準電圧を大きくして過
   電流検出制御部（４０ａ）の出力を制御することによ
   り、該入力電圧の増大に連れて該スイッチング素子（Ｑ
   １）に流れる電流が小さくなるようにしてなることを特
   徴とする過電流保護機能を有するスイッチングレギュレ
   ータ。