(57)【要約】【課題】降圧型チョッパーレギュレータ回路が過電流状態になった時、負荷に流れる短絡電流を０にすることにより、回路装置の安全性を向上させる。【解決手段】図１のように、５端子形降圧スイッチングレギュレータＩＣ２を直流電源１の正極側とチョークコイルとの間に接続し、コンデンサ４と並列にＰＮＰトランジスタ９を接続し、該ＰＮＰトランジスタ９のエミッタにソフトスタート端子を、ベース・エミッタ間にコンデンサ１０を、コレクタに直流電源１の負極側を接続し、ベースと上記チョークコイル７の出力側とを第２のダイオード１１で接続して過電流保護回路を構成する。過電流時にダイオード１１が導通して、ＰＮＰトランジスタ９がオンし、ソフトスタート端子が接地側に導通するので短絡電流が回路に流れず、安全性が保持される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子、スイッチング出力端子、接地端子、出力検知端子、ソフトスタート端子の５端子を備えた５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣを直流電源の正極側とチョークコイルとの間に接続し、直流電源の正極側に入力端子を、該入力端子と直流電源の負極側との間に第１のコンデンサを接続し、スイッチング出力端子・チョークコイルの接続点と直流電源の負極側とを第１のダイオードで接続し、接地端子を直流電源の負極側に接続し、ソフトスタート端子と直流電源の負極側との間に第２のコンデンサを接続し、出力検知端子をチョークコイルの出力側に、該出力側と直流電源の負極側との間に第３のコンデンサを接続して構成される降圧型チョッパーレギュレータ回路において、
第２のコンデンサと並列にＰＮＰトランジスタを接続し、該ＰＮＰトランジスタのエミッタにソフトスタート端子を、ベース・エミッタ間に第４のコンデンサを、コレクタに直流電源の負極側を接続し、かつ、ベースと上記チョークコイルの出力側とを第２のダイオードまたは抵抗で接続して過電流保護回路を構成したことを特徴とする降圧型チョッパーレギュレータ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、降圧型チョッパーレギュレータ回路に関するものであり、特に出力短絡時の過電流保護回路を設けた降圧型チョッパーレギュレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来より用いられている５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２（サンケン製ＳＩ−８０５０Ｓ；図４に回路構成を記載。）を用いた降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図であり、入力端子▲１▼Ｖｉｎ、スイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔ、接地端子▲３▼ＧＮＤ、出力検知端子▲４▼Ｖｏｓ、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓの５端子を備えた５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２を直流電源１の正極側とチョークコイル７との間に接続し、直流電源１の正極側に入力端子▲１▼Ｖｉｎを、該入力端子▲１▼Ｖｉｎと直流電源の負極側との間に第１のコンデンサ３を接続し、スイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔ・チョークコイル７の接続点と直流電源１の負極側とを第１のダイオード６で接続し、接地端子▲３▼ＧＮＤを直流電源１の負極側に接続し、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓと直流電源１の負極側との間に第２のコンデンサ４を接続し、出力検知端子▲４▼Ｖｏｓをチョークコイル７の出力側に、該出力側と直流電源１の負極側との間に第３のコンデンサ５を接続して構成される。
【０００３】
上記回路では、チョークコイル７と第３のコンデンサ５との正極との接続点に５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２の出力検知端子▲４▼Ｖｏｓを接続し、出力電圧と該ＩＣ２内の基準電圧とを比較してエラーアンプの出力からフィードバック信号を該ＩＣ２内のコンパレータに与える。その信号と該ＩＣ２内の発振器からの信号とを比較し、スイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔのＮＰＮトランジスタのベースにＨ（ｈｉｇｈ）、Ｌ（ｌｏｗ）の信号を与えて、一定の出力電圧が出るようなスイッチングＤｕｔｙを決めている。
ここで、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓと接地端子▲３▼ＧＮＤとを接続する第２のコンデンサ４は、起動時に該ＩＣ２内のコンパレータを駆動する内部電源の出力をＬ（ｌｏｗ）に落としてコンパレータの機能を停止させておくために用いられる。
第２のコンデンサ４が充電された時、コンパレータの機能が動作してソフトスタートとなる。
【０００４】
上記の回路では、過電流状態になると、５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２内のスイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔに接続されている該ＩＣ２内部のＮＰＮトランジスタのコレクタ側に過電流保護機能が動作し、該ＩＣ２内のコンパレータに与えられる発振器の信号とエラーアンプの出力の関係が図８（ｂ）のタイミングチャートのようになり、Ｈ（ｈｉｇｈ）、Ｌ（ｌｏｗ）のＤｕｔｙを変化させる。すなわち、Ｉｏｕｔ＝Ｉ１（０＜Ｉ１＜Ｉ２）の通常電流が流れているときは、図８（ａ）のタイミングチャートに示すとおり、一定の出力電圧Ｖ１が出力されるように、Ｄｕｔｙを一定に制御するが、Ｉｏｕｔ＝Ｉ２の過電流状態の時は、図８（ｂ）のタイムチャートに示すとおり、上記ＩＣ２内部の発振器にオンのパルス幅が小さくなる信号を送り、上記ＩＣ２のスイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔから出力されるオンのパルス幅を小さくすることで、負荷８へ供給する電圧が降下し始めるように設定されている。
しかし、図８（ｂ）のタイムチャートに示すとおり、出力電圧が０Ｖになっても該ＩＣ２内の内部電源がオン状態を維持し、コンパレータを動作させているため、発振は停止せずに短絡電流Ｉ２が流れ続け、チョークコイルが発熱し、危険な状態となる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路は、過電流状態になった時、５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２の発振を停止させる手段が施されておらず、出力電圧が０Ｖになっても、電流は図６のような垂下特性を示し、短絡電流Ｉ２が流れ続ける問題があったため、該ＩＣ２の発振を停止することができる回路構成が要求されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決したものであり、入力端子▲１▼Ｖｉｎ、スイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔ、接地端子▲３▼ＧＮＤ、出力検知端子▲４▼Ｖｏｓ、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓの５端子を備えた５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２を直流電源１の正極側とチョークコイル７との間に接続し、直流電源１の正極側に入力端子▲１▼Ｖｉｎを、該入力端子と直流電源の負極側との間に第１のコンデンサ３を接続し、スイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔ・チョークコイル７の接続点と直流電源１の負極側とを第１のダイオード６で接続し、接地端子▲３▼ＧＮＤを直流電源１の負極側に接続し、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓと直流電源１の負極側との間に第２のコンデンサ４を接続し、出力検知端子▲４▼Ｖｏｓをチョークコイル７の出力側に、該出力側と直流電源１の負極側との間に第３のコンデンサ５を接続して構成される降圧型チョッパーレギュレータ回路において、
第２のコンデンサと並列にＰＮＰトランジスタ９を接続し、該ＰＮＰトランジスタ９のエミッタにソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓを、ベース・エミッタ間に第４のコンデンサ１０を、コレクタに直流電源１の負極側を接続し、かつ、ベースと上記チョークコイル７の出力側とを第２のダイオード１１または抵抗１２で接続して過電流保護回路を構成したことを特徴とする降圧型チョッパーレギュレータ回路である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１のように、５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２を直流電源１の正極側とチョークコイル７との間に接続し、各端子と第１のコンデンサ３、第２のコンデンサ４、第１のダイオード６を接続し、第２のコンデンサ４と並列にＰＮＰトランジスタ９を接続し、該ＰＮＰトランジスタ９のエミッタにソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓを、ベース・エミッタ間に第４のコンデンサ１０を、コレクタに直流電源１の負極側を接続し、かつ、ベースと上記チョークコイル７の出力側とを第２のダイオード１１または抵抗１２で接続して過電流保護回路を構成する。
上記過電流保護回路では、過電流状態となった時、第３のコンデンサ５の電圧が、第２のダイオード１１のアノード電圧以下に低下すると、第２のダイオード１１が導通するため、ＰＮＰトランジスタ９がオンし、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓが接地側に導通する。その結果、５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２の出力がオフし、短絡電流が流れず、チョークコイルの発熱を防止することができる。よって、チョークコイルの定格電流値、サイズ仕様を上げることなく回路装置の安全性を向上させることができる。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路が従来例と異なる点は、上記の過電流保護回路を構成したことにある。以下、その回路動作について、図５の出力電圧−出力電流特性図、図７のタイミングチャートにより説明する。
図１の負荷８に流れる電流が増大し、過電流状態（Ｉ＝Ｉ２）になると、上述したように５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２内部の電流検出機能が過電流を検知する。図５において、負荷８へ供給する電圧が低下し始め、Ｖ２まで下がると、図１のダイオード１１にＰＮＰトランジスタ９のベース電流が流れて、トランジスタ９のエミッタ・コレクタ間のインピーダンスが下がり始め、ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓと接地間の電圧も下がり始める。ソフトスタート端子▲５▼Ｓ．Ｓ（コンデンサ４接続）は、図７（ａ）のタイミングチャートに示すように、通常発振時はある一定の電圧Ｖ１を保っており、この電圧Ｖ１と上記ＩＣ２内部の基準電圧とをコンパレータによって比較する。通常時においてはコンパレータの出力は反転することなくＨ（ｈｉｇｈ）のままであるが、過電流状態となると、図７（ｂ）のタイミングチャートに示すようにＶ１から低下してＶ２になる時、コンパレータの出力が反転しＬ（ｌｏｗ）となるため、上記ＩＣ２の内部電源がオフとなり、内部の発振器もオフとなって、上記ＩＣ２の発振が停止し、内部のスイッチング出力端子▲２▼ＳＷｏｕｔは完全にオフとなり、負荷８に流れる短絡電流を０にすることができる。
ここで、トランジスタ９のベース・エミッタ間に接続された第２のコンデンサ１０は起動時にトランジスタ９がオンして、誤動作するのを防止するためのものである。
上記のように回路構成することで、負荷８に流れる短絡電流を０にすることができ、また、チョークコイル７も実施例で定格電流：５Ａ、サイズ：φ１０×５Ｌにすることができ、従来例の定格電流：８Ａ、サイズφ１５×８Ｌと比べて大幅に改善することができた。
さらに、第２の実施例として図２では、第２のダイオード１１の代わりに抵抗１２を接続しているが（抵抗値は第２のダイオード１１のアノード抵抗に相当）、上記と同様の効果が得られた。
【０００９】
【発明の効果】
本発明は上記のように回路構成することで、過電流状態になった時、５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２の発振が完全に停止するため、負荷８に流れる短絡電流が０となるので、回路装置の安全性を向上させることができ、かつ、定格電流、サイズ仕様の小さい部品を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路にダイオードを用いた回路図である。
【図２】本発明の他の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路に抵抗を用いた回路図である。
【図３】従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図である。
【図４】５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ２の回路構成を記載した図３の従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図である。
【図５】図１の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における、出力電圧−出力電流の関係を示す特性図である。
【図６】図３の従来例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における、出力電圧−出力電流の関係を示す特性図である。
【図７】図１の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における回路動作のタイミングチャートである。
【図８】図３の従来例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における回路動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　直流電源
２　５端子型降圧スイッチングレギュレータＩＣ
３　第１のコンデンサ
４　第２のコンデンサ
５　第３のコンデンサ
６　第１のダイオード
７　チョークコイル
８　負荷
９　ＰＮＰトランジスタ
１０　第４のコンデンサ
１１　第２のダイオード
１２　抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004056874.tif 000009
【図８】
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