JP2001286137A

JP2001286137A - 電源装置

Info

Publication number: JP2001286137A
Application number: JP2000099589A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Maekawa; 哲之前川
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】回路を複雑化させることなく、過電流保護動
作と過電圧保護動作とを行なえるようにする。【解決手段】出力回路３の出力電流が過電流状態にな
ると保護動作を行なう制御信号を出力する過電流保護手
段24と、この過電流保護手段24を兼用し、出力回路３の
直流出力電圧Ｖoutが過電圧状態になると保護動作を行
なう制御信号を出力する過電圧保護手段27とを備える。
特に信号伝送回路23において回路構成が共通化して簡略
になり、部品点数も削減される。したがって、回路を複
雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保護動作を
行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の電源ユニ
ットにて並列運転を行なう電源装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、電気，電子機
器などの各種負荷に安定した直流電圧を供給するため
に、例えばスイッチング方式やドロッパ方式などの電源
装置が用いられている。こうした電源装置は、例えばス
イッチング方式の場合、交流100ボルトや200ボルトなど
の商用電源電圧を整流平滑して、これをスイッチング素
子のスイッチングにより断続的にトランスの一次巻線に
印加するとともに、このトランスの二次巻線に誘起され
た電圧を、出力回路である整流平滑回路により整流平滑
し、負荷に所定の出力電圧を供給する。また、この出力
電圧の変動に応じて前記スイッチング素子のパルス導通
幅を制御することにより、安定化した出力電圧を得るよ
うにしている。さらに近年では、トランスの二次巻線を
２つ以上にし、電力を出力する出力回路を複数チャンネ
ル設けて、一つの電源装置で様々な値の出力電圧を取り
出せるようになっている。

【０００３】図３は、従来のスイッチング方式の電源装
置における出力回路の各例を示すものである。同図にお
いて、１は電力変換回路であるインバータを構成するト
ランスで、このトランス１は一次巻線１Ａと少なくとも
一つ以上の二次巻線を有している。このトランス１の一
次巻線１Ａには、前述のようにスイッチング素子２のス
イッチングにより直流入力電圧が断続的に印加される。
また、トランス１の二次巻線１Ｂには出力回路３が接続
され、ここには整流ダイオード４，５と、チョークコイ
ル６と、平滑コンデンサ７とからなる整流平滑回路（整
流手段）８が設けられ、平滑コンデンサ７の両端間に接
続した出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏ間から直流出力電圧Ｖou
tひいては直流電力を得るように構成している。そし
て、ここには図示していないが、直流出力電圧Ｖoutを
安定化させるための電圧帰還制御回路が設けられてお
り、この電圧帰還制御回路が直流出力電圧Ｖoutの変動
に応じてスイッチング素子２のパルス導通幅を制御して
いる。

【０００４】こうした電源装置では、例えば出力端子＋
Ｖｏ，−Ｖｏ間に接続する負荷が短絡するなどして、出
力電流が増大し過電流となった場合に、これを制限して
保護する過電流保護回路11が設けられている。また、こ
れとは別に独立して、出力電圧が通常の電圧変動の範囲
を逸脱して増大し過電圧になると、出力端子＋Ｖｏ，−
Ｖｏ間からの出力電圧の供給を遮断する過電圧保護回路
12が設けられている。

【０００５】ところで、上記図３のような回路では、万
一過電流保護回路11を構成する部品が破損するなどのト
ラブルにより、正常な過電流の制限ができない場合に、
出力回路側の回路パターンを焼損したり、構成部品を破
損することがある。このため、図４に示すように過電流
保護回路11，13を二重に設け、万一一方の過電流保護回
路11が不具合を起こしても、他の過電流保護回路13で過
電流を制限して確実な保護を行なう回路構成も考慮され
ている。

【０００６】しかし、上記図３の構成では、過電流保護
回路11と過電圧保護回路12がそれぞれ独立した別の回路
で構成されるため、回路が複雑化して部品点数が増加す
る。また、図４に示すように、過電流保護回路11，13を
二重に構成する場合には、従来の過電流保護回路11とは
別に完全に独立して動作する回路を、過電流保護回路13
として付加しなければならず、回路構築が困難になる問
題があった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
回路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保
護動作を行なうことができる電源装置を提供することを
その目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の電源
装置は、前記目的を達成するために、電力を出力する少
なくとも１つのチャンネルの出力回路を備えた電源装置
において、前記出力回路の出力電流が過電流状態になる
と保護動作を行なう制御信号を出力する過電流保護手段
と、この過電流保護手段を兼用し、前記出力回路の出力
電圧が過電圧状態になると保護動作を行なう制御信号を
出力する過電圧保護手段とを備えたものである。

【０００９】この場合、少なくとも１つのチャンネルの
出力回路では、過電圧保護手段は過電流保護手段の少な
くとも一部の機能を兼用するため、共通化した部分で回
路構成が簡略になり、部品点数も削減される。したがっ
て、回路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電
圧保護動作を行なうことができる。

【００１０】また請求項２の電源装置では、前記過電流
保護手段が、前記出力回路の出力電流を検出する電流検
出部と、この電流検出部からの電流検出信号により過電
流状態を検出すると、保護動作を行なう制御信号を出力
する信号伝送部とからなり、前記過電圧保護手段が、前
記出力回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、この電
圧検出部からの電圧検出信号により過電圧状態を検出す
ると、保護動作を行なう制御信号を出力する信号伝送部
とからなり、前記過電流保護手段の信号伝送部と前記過
電圧保護手段の信号伝送部が一つの信号伝送部で共用さ
れる。

【００１１】このようにすると、電流検出部と電圧検出
部がそれぞれ独立して構成されるので、過電流状態およ
び過電圧状態を個々に確実に検出することができる。ま
た、電流検出部と電圧検出部の後段にある信号伝送部
が、過電流保護手段と過電圧保護手段で共用されるた
め、特にこの部分で回路構成が簡略になり、部品点数も
削減される。

【００１２】本発明の請求項３の電源装置は、前記目的
を達成するために、電力を出力する少なくとも１つのチ
ャンネルの出力回路を備えた電源装置において、前記出
力回路の出力電流が過電流状態になると保護動作を行な
う制御信号を出力する第１の過電流保護手段と、前記出
力回路の出力電流が過電流状態になると保護動作を行な
う制御信号を出力する第２の過電流保護手段と、前記第
１または第２の過電流保護手段のいずれかを兼用し、前
記出力回路の出力電圧が過電圧状態になると保護動作を
行なう制御信号を出力する過電圧保護手段とを備えてい
る。

【００１３】この場合、少なくとも１つのチャンネルの
出力回路では、過電圧保護手段は第１または第２の過電
流保護手段の少なくとも一部の機能を兼用するため、共
通化した部分で回路構成が簡略になり、部品点数も削減
される。したがって、回路を複雑化させることなく過電
流保護動作と過電圧保護動作を行なうことができる。

【００１４】また、過電流保護手段を二重に設けること
で、一方の過電流保護手段が故障して正常に機能しない
場合でも、他方の過電流保護手段により過電流状態にお
ける保護動作が行なわれ、装置としての信頼性が向上す
る。さらに、第１または第２の過電流保護手段のいずれ
か一方は、少なくともその一部が過電圧保護手段として
設計されているので、過電流保護手段を二重に設けた構
成でありながら、回路構築がさほど困難にならない。

【００１５】また請求項４の電源装置では、少なくとも
前記過電圧保護手段に兼用される前記第１または第２の
過電流保護手段が、前記出力回路の出力電流を検出する
電流検出部と、この電流検出部からの電流検出信号によ
り過電流状態を検出すると、保護動作を行なう制御信号
を出力する信号伝送部とからなり、前記過電圧保護手段
が、前記出力回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、
この電圧検出部からの電圧検出信号により過電圧状態を
検出すると、保護動作を行なう制御信号を出力する信号
伝送部とからなり、少なくとも前記過電圧保護手段に兼
用される前記第１または第２の過電流保護手段の信号伝
送部と前記過電圧保護手段の信号伝送部が一つの信号伝
送部で共用される。

【００１６】このようにすると、少なくとも過電圧保護
手段に兼用される第１または第２の過電流保護手段の電
流検出部と過電圧保護手段の過電圧検出部がそれぞれ独
立して構成されるので、過電流状態および過電圧状態を
個々に確実に検出することができる。また、過電流検出
部と過電圧検出部の後段にある信号伝送部が、第１また
は第２の過電流保護手段と過電圧保護手段で共用される
ため、特にこの部分で回路構成が簡略になり、部品点数
も削減される。

【００１７】本発明の請求項５の電源装置は、前記目的
を達成するために、一次巻線と少なくとも一つの二次巻
線とを備えたトランスを有し、整流手段を具備した出力
回路を前記二次巻線に接続して前記出力回路より直流電
力を得る電源装置において、前記出力回路の出力電流が
過電流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力す
る過電流保護手段と、この過電流保護手段を兼用し、前
記出力回路の出力電圧が過電圧状態になると保護動作を
行なう制御信号を出力する過電圧保護手段とを備えたも
のである。

【００１８】この場合、少なくとも１つの二次巻線に接
続した出力回路では、過電圧保護手段は過電流保護手段
の少なくとも一部の機能を兼用するため、共通化した部
分で回路構成が簡略になり、部品点数も削減される。し
たがって、回路を複雑化させることなく過電流保護動作
と過電圧保護動作を行なうことができる。

【００１９】また請求項６の電源装置では、前記過電流
保護手段が、前記出力回路の出力電流を検出する電流検
出部と、この電流検出部からの電流検出信号により過電
流状態を検出すると、保護動作を行なう制御信号を出力
する信号伝送部とからなり、前記過電圧保護手段が、前
記出力回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、この電
圧検出部からの電圧検出信号により過電圧状態を検出す
ると、保護動作を行なう制御信号を出力する信号伝送部
とからなり、前記過電流保護手段の信号伝送部と前記過
電圧保護手段の信号伝送部が一つの信号伝送部で共用さ
れる。

【００２０】このようにすると、電流検出部と電圧検出
部がそれぞれ独立して構成されるので、過電流状態およ
び過電圧状態を個々に確実に検出することができる。ま
た、電流検出部と電圧検出部の後段にある信号伝送部
が、過電流保護手段と過電圧保護手段で共用されるた
め、特にこの部分で回路構成が簡略になり、部品点数も
削減される。

【００２１】本発明の請求項７の電源装置は、前記目的
を達成するために、一次巻線と少なくとも一つの二次巻
線とを備えたトランスを有し、整流手段を具備した出力
回路を前記二次巻線に接続して前記出力回路より直流電
力を得る電源装置において、前記出力回路の出力電流が
過電流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力す
る第１の過電流保護手段と、前記出力回路の出力電流が
過電流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力す
る第２の過電流保護手段と、前記第１または第２の過電
流保護手段のいずれかを兼用し、前記出力回路の出力電
圧が過電圧状態になると保護動作を行なう制御信号を出
力する過電圧保護手段とを備えている。

【００２２】この場合、少なくとも１つの二次巻線に接
続した出力回路では、過電圧保護手段は第１または第２
の過電流保護手段の少なくとも一部の機能を兼用するた
め、共通化した部分で回路構成が簡略になり、部品点数
も削減される。したがって、回路を複雑化させることな
く過電流保護動作と過電圧保護動作を行なうことができ
る。

【００２３】また、過電流保護手段を二重に設けること
で、一方の過電流保護手段が故障して正常に機能しない
場合でも、他方の過電流保護手段により過電流状態にお
ける保護動作が行なわれ、装置としての信頼性が向上す
る。さらに、第１または第２の過電流保護手段のいずれ
か一方は、少なくともその一部が過電圧保護手段として
設計されているので、過電流保護手段を二重に設けた構
成でありながら、回路構築がさほど困難にならない。

【００２４】また請求項８の電源装置では、少なくとも
前記過電圧保護手段に兼用される前記第１または第２の
過電流保護手段が、前記出力回路の出力電流を検出する
電流検出部と、この電流検出部からの電流検出信号によ
り過電流状態を検出すると、保護動作を行なう制御信号
を出力する信号伝送部とからなり、前記過電圧保護手段
が、前記出力回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、
この電圧検出部からの電圧検出信号により過電圧状態を
検出すると、保護動作を行なう制御信号を出力する信号
伝送部とからなり、少なくとも前記過電圧保護手段に兼
用される前記第１または第２の過電流保護手段の信号伝
送部と前記過電圧保護手段の信号伝送部が一つの信号伝
送部で共用される。

【００２５】このようにすると、少なくとも過電圧保護
手段に兼用される第１または第２の過電流保護手段の電
流検出部と過電圧保護手段の電圧検出部がそれぞれ独立
して構成されるので、過電流状態および過電圧状態を個
々に確実に検出することができる。また、電流検出部と
電圧検出部の後段にある信号伝送部が、第１または第２
の過電流保護手段と過電圧保護手段で共用されるため、
特にこの部分で回路構成が簡略になり、部品点数も削減
される。

【００２６】また請求項９の電源装置では、前記制御信
号が出力されると前記出力回路からの電力の供給を遮断
する出力遮断手段を備えている。

【００２７】この場合、過電流状態または過電圧状態の
いずれかになって制御信号が出力されると、出力回路か
らの電力の供給が遮断されるため、長時間過電流状態ま
たは過電圧状態が継続するのを回避できる。

【００２８】また請求項１０の電源装置では、前記トラ
ンスの一次巻線に直流入力電圧を断続的に印加するスイ
ッチング素子と、前記出力回路の出力電圧の変動に応じ
て前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、該出
力電圧を安定化させる出力電圧安定化手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００２９】この場合、出力電圧安定化手段により出力
回路の出力電圧が安定化される。その上、出力電圧は出
力電圧安定化手段により一定の変動範囲内に収められて
いるので、ある過電流値に達すると制御信号を出力する
ように構成すれば、出力電圧と出力電流の積で表される
出力電力を制限する信号として、これを利用できる。

【００３０】また請求項１１の電源装置では、前記制御
信号が出力されると前記スイッチング素子のスイッチン
グ動作を停止するように前記出力電圧安定化手段を構成
している。

【００３１】この場合、制御信号の出力時にスイッチン
グ素子のスイッチングを停止し、トランスの一次側より
全ての出力回路に対する誘起電圧の供給を遮断すること
で、長時間過電流状態または過電圧状態が継続するのを
回避できるとともに、電源装置全体で出力電力の供給を
確実に遮断できる。さらに、本来出力電圧の安定化を図
るためにスイッチング素子のスイッチングを制御する出
力電圧安定化手段を、出力遮断手段として利用している
ので、回路構成が複雑にならない。

【００３２】また請求項１２の電源装置では、前記信号
伝送部がフォトカプラを有している。

【００３３】この場合、部品伝送部が一つのフォトカプ
ラで共用して信号伝送を行なっているため、さらに部品
点数の削減を図ることができる。また、フォトカプラは
入力側と出力側とを電気的に遮断する機能を有している
ので、その信頼性が高い。

【００３４】

【発明の実施形態】以下、添付図面に基づき、本発明に
おける電源装置の各実施例を説明する。なお、従来例と
同一箇所には同一符号を付し、その共通する部分の説明
は重複するため省略する。図１は本発明の第１実施例を
示す電源装置の概略構成図であり、同図において、21は
トランス１の二次巻線１Ｂに接続した出力回路３の出力
電流を電圧信号に変換する電流検出部としての電流−電
圧変換回路で、これは図示しないが例えば電流検出器た
る電流トランスと、この電流トランスに誘起した電圧を
整流して直流に変換する整流回路などで構成される。な
お、電流検出器は他に抵抗などを用いてもよい。22はこ
の電流−電圧変換回路21で得られた電圧信号に基づいて
トランス１の出力電流を検出する電流検出部としての電
流検出回路で、ここで得られた電流検出信号が、フォト
カプラなどで構成される信号伝送部としての信号伝送回
路23に送り出される。信号伝送回路23は、電流検出回路
22からの電流検出信号が上昇して一定のレベルに達する
と、すなわち過電流状態を検出すると、保護動作を行な
うための制御信号を後段の制御回路28に送り出すもので
ある。そして、この電流−電圧変換回路21と、電流検出
回路22と、信号伝送回路23とにより、出力回路３の出力
電流が過電流状態になると保護動作を行なう制御信号を
出力する過電流保護手段24が構成される。

【００３５】一方、25は出力回路３の出力電圧を検出す
る電圧検出部としての電圧検出回路、26はこの電圧検出
回路25からの電圧検出信号により過電圧状態を監視する
過電圧保護回路で、過電圧保護回路26が過電圧状態を検
出すると、前記信号伝送回路23から保護動作を行なう制
御信号が制御回路28に送り出されるようになっている。
そして、この電圧検出回路25と、過電圧保護回路26と、
信号伝送回路23とにより、出力回路３の出力電圧が過電
圧状態になると保護動作を行なう制御信号を出力する過
電圧保護手段27が構成される。

【００３６】このように、本実施例では過電流保護手段
24と過電圧保護回路27の信号伝送部23とを共用した構成
となっているが、部品点数のさらなる削減を達成するた
めに、他の構成部品もできるだけ共通化を図るのが好ま
しい。また、過電流保護手段24による過電流保護として
は、例えば電流変化に対する電圧特性の変化が、フの字
特性（「フ」の字形）、への字特性（「へ」の字形）お
よび定電流垂下特性（定電流垂下形）を有するものなど
があり、またその動作も、過電流時には出力電流を制限
して過電流状態が解消したときには元の状態に自動復帰
する自動復帰特性や、本実施例のように、過電流が発生
すると出力回路３からの電力の供給を遮断し、過電流状
態が解消しても自動復帰しないシャットダウン特性など
がある。

【００３７】制御回路28は、前記直流出力電圧Ｖoutの
変動に応じてスイッチング素子２のスイッチング（オ
ン，オフ）を制御し、直流出力電圧Ｖoutを安定化させ
る出力電圧安定化手段に相当する。なお、本実施例にお
ける制御回路28は、具体的にはスイッチング素子２のパ
ルス導通幅を制御しているが、例えば別のパルス周波数
を制御するものでも、あるいは双方の制御を併用するも
のでもよい。

【００３８】次に、上記構成についてその作用を説明す
ると、スイッチング素子２のスイッチングにより、トラ
ンス１の一次巻線１Ａに直流入力電圧が断続的に印加さ
れると、トランス１の二次巻線Ａには一次巻線１Ａと二
次巻線１Ｂの巻線比に比例した電圧が誘起され、これが
出力回路３を構成する整流平滑回路８により整流平滑さ
れ、直流出力電圧Ｖoutとして出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏ
に供給される。また、出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏに発生す
る直流出力電圧Ｖoutの変動分は、制御回路28の図示し
ない出力電圧検出回路により電圧変動検出信号として検
出される。そして直流出力電圧Ｖoutひいては電圧変動
検出信号が上昇すると、前記スイッチング素子２のパル
ス導通幅を狭め、逆に直流出力電圧Ｖoutひいては電圧
変動検出信号が降下すると、前記スイッチング素子２の
パルス導通幅を広げることで、直流出力電圧Ｖoutの安
定化を図っている。

【００３９】一方、上記出力回路３から所定の直流出力
電圧Ｖoutを供給する動作時において、前記電流検出回
路22は電流−電圧変換回路21で得られた電圧信号に基づ
きトランス１の出力電流を検出し、この電流検出信号を
信号伝送回路23に送り出すと共に、前記過電圧保護回路
26は電圧検出回路25からの電圧検出信号を受けて、直流
出力電圧Ｖoutの過電圧状態を監視している。そして、
前記直流出力電圧Ｖoutが通常の電圧変動範囲を越えて
上昇し、過電圧状態になると、過電圧保護回路26により
過電圧の発生が検出され、これが信号伝送回路23より制
御信号として制御回路28に出力される。制御回路28はこ
の制御信号を受けて、スイッチング素子２へのパルス信
号の供給を停止し、出力回路３からの電力の供給を遮断
する。また、出力回路３の出力電流が増大するのに伴な
い、電流検出回路22からの検出信号の電圧レベルが上昇
すると、前記過電圧状態の場合と同様に信号伝送回路23
から制御回路28に制御信号が出力される。制御回路28は
この制御信号を受けて、スイッチング素子２へのパルス
信号の供給を停止し、出力回路３からの電力の供給を遮
断する。なお本実施例では、電力を出力する出力回路３
が単一のチャンネルで構成されるが、トランス１の二次
巻線１Ｂを複数設け、各二次巻線１Ｂに出力回路３を設
けた複数のチャンネルの出力回路３からなる多出力の電
源装置では、スイッチング素子２がトランス１の一次側
に設けられているので、トランス１の二次側にある全て
の回路、すなわち過電圧状態または過電流状態に陥った
出力回路３のみならず、他の全ての出力回路３からの電
力の供給を遮断できる。

【００４０】こうして、本来は過電圧保護手段27の一部
として設けられていた信号伝送回路23を、過電流保護手
段27の信号伝送回路23と兼用することで、過電圧保護お
よび過電流保護の各機能を維持しつつも、回路の簡略化
を図ることができる。特に過電流保護手段27は、信号伝
送回路23のフォトカプラを兼用できるため、過電流状態
の制御信号を出力するに当り、過電圧状態の制御信号を
出力する場合と同様に、絶縁を有する信号伝送が可能で
ある。このように、信号伝送回路23として用いられるフ
ォトカプラは、入力側と出力側とを電気的に遮断する機
能を有しているので、その信頼性は高い。この場合、一
次側と二次側とを絶縁する絶縁トランスにてトランス１
を構成するとともに、出力回路３の出力電圧ラインから
制御回路28を経てスイッチング素子２に至る帰還ループ
の途中にも、少なくとも一つのフォトカプラを介在させ
ることで、トランス１の一次側（一次巻線１Ａ側）と二
次側（二次巻線１Ｂ側）との絶縁が可能になり、電源装
置としての信頼性が一層高まる。

【００４１】以上のように本実施例では、電力を出力す
る少なくとも１つのチャンネルの出力回路３を備えた電
源装置において、出力回路３の出力電流が過電流状態に
なると保護動作を行なう制御信号を出力する過電流保護
手段24と、この過電流保護手段24を兼用し、出力回路３
の出力電圧すなわち直流出力電圧Ｖoutが過電圧状態に
なると保護動作を行なう制御信号を出力する過電圧保護
手段27とを備えている。

【００４２】この場合、少なくとも１つのチャンネルの
出力回路３では、過電圧保護手段27は過電流保護手段24
の少なくとも一部の機能を兼用するため、共通化した部
分すなわち本実施例では信号伝送回路23において回路構
成が共通化して簡略になり、部品点数も削減される。し
たがって、回路を複雑化させることなく過電流保護動作
と過電圧保護動作を行なうことができる。

【００４３】また、一次巻線１Ａと少なくとも一つの二
次巻線１Ｂとを備えたトランス１を有し、整流手段であ
る整流平滑回路８を具備した出力回路３を二次巻線１Ｂ
に接続して、出力回路３より直流電力を得る電源装置に
おいて、上記過電流保護手段24に兼用した過電圧保護手
段27の構成を適用すれば、少なくとも一つの二次巻線１
Ｂに接続した出力回路３において、過電圧保護手段27は
過電流保護手段24の少なくとも一部の機能を兼用するた
め、共通化した部分である信号伝送回路23において回路
構成が共通化して簡略になり、部品点数も削減される。

【００４４】特に本実施例では、上記過電流保護手段24
が、出力回路３の出力電流を検出する電流検出部として
の電流検出回路22と、この電流検出回路22からの電流検
出信号により過電流状態を検出すると、保護動作を行な
う制御信号を出力する信号伝送部としての信号伝送回路
23とからなり、また上記過電圧保護手段27が、出力回路
３の直流出力電圧Ｖoutを検出する電圧検出部としての
電圧検出回路25と、この電圧検出回路25からの電圧検出
信号により過電圧状態を検出すると、保護動作を行なう
制御信号を出力する信号伝送部としての信号伝送回路23
とからなり、過電流保護手段24の信号伝送回路23と過電
圧保護手段27の信号伝送回路23が一つの信号伝送回路23
で共用される。

【００４５】このようにすると、電流検出回路22と電圧
検出回路25がそれぞれ独立して構成されるので、過電流
状態および過電圧状態を個々に確実に検出することがで
きる。また、電流検出回路22と電圧検出回路25の後段に
ある信号伝送回路23が、過電流保護手段24と過電圧保護
手段27で共用されるため、特にこの部分で回路構成が簡
略になり、部品点数も削減される。

【００４６】さらに過電流保護手段24または過電圧保護
手段27から制御信号が出力されると、出力回路３からの
電力の供給を遮断する出力遮断手段として、本実施例で
は制御回路28とスイッチング素子２を備えている。

【００４７】この場合、出力回路３が過電流状態または
過電圧状態のいずれかに陥って制御信号が出力される
と、出力回路３からの電力の供給が遮断されるため、長
時間過電流状態または過電圧状態が継続するのを回避で
きる。なお、本実施例以外の他のシャットダウン特性を
有する出力遮断手段としては、例えばヒューズ，サーキ
ットプロテクタ，リレー，各種スイッチ素子などがあ
る。

【００４８】さらに本実施例では、トランス１の一次巻
線１Ａに直流入力電圧を断続的に印加するスイッチング
素子２と、出力回路３の直流出力電圧Ｖoutの変動に応
じてスイッチング素子２のスイッチングを制御し、直流
出力電圧Ｖoutを安定化させる出力電圧安定化手段とし
ての制御回路28とを備えている。

【００４９】こうすると、制御回路28により出力回路３
の直流出力電圧Ｖoutが安定化される。その上、直流出
力電圧Ｖoutは制御回路28により一定の変動範囲内に収
められているので、ある過電流値に達すると制御信号を
出力するように構成すれば、出力電圧と出力電流の積で
表される出力電力を制限する信号として、これを利用で
きる。

【００５０】この場合、前記制御信号が出力されるとス
イッチング素子２のスイッチング動作を停止するように
制御回路28を構成するのが好ましい。こうすれば、制御
信号の出力時にスイッチング素子２のスイッチングを停
止し、トランス１の一次側より全ての出力回路３に対す
る誘起電圧の供給を遮断することで、長時間過電流状態
または過電圧状態が継続するのを回避できるとともに、
電源装置全体で出力電力の供給を確実に遮断できる。さ
らに、本来直流出力電圧Ｖoutの安定化を図るためにス
イッチング素子２のスイッチングを制御する制御回路28
を、出力遮断手段として利用しているので、回路構成が
複雑にならない。

【００５１】また本実施例では、信号伝送回路23がフォ
トカプラを有しており、部品伝送回路23一つのフォトカ
プラで共用して過電流保護と過電圧保護の信号伝送を行
なっているため、さらに部品点数の削減を図ることがで
きる。また、フォトカプラは入力側と出力側とを電気的
に遮断する機能を有しているので、その信頼性が高い。

【００５２】次に、本発明の第２実施例を図２に基づき
説明する。なお、図１と同一部分には同一箇所には同一
符号を付し、その共通する部分の説明は重複するため省
略する。本実施例では、前記第１実施例における過電流
保護手段を二重に構成したものである。具体的には、31
は出力回路３から出力される電力（電圧および電流）を
制御する磁気増幅器としてのマグアンプで、ここではト
ランス１の二次巻線１Ｂの一端（ドット端子）とダイオ
ード４のアノードとの間に挿入接続される。このマグア
ンプ31の飽和，非飽和（オン，オフ）制御は、スイッチ
手段たるトランジスタ32のスイッチングにより行なわれ
る。一方、33は電流−電圧変換回路21とは別に出力回路
３の出力電流を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路
で、これも図示しないが例えば電流検出器たる電流トラ
ンスと、この電流トランスに誘起した電圧を整流して直
流に変換する整流回路などで構成される。なお、電流検
出器は他に抵抗などを用いてもよい。34はこの電流−電
圧変換回路33で得られた電圧信号に基づいてトランス１
の出力電流を検出する電流検出部としての電流検出回路
で、ここで得られた電流検出結果が、前記トランジスタ
32の駆動信号としてトランジスタ32のベースに送り出さ
れる。そして電流検出回路34は、電流−電圧変換回路33
で得られた電圧信号により出力電流の過電流状態を検出
すると、この出力電流の増大を制限するような駆動信
号、すなわち保護動作を行なうような制御信号をトラン
ジスタ32に出力し、マグアンプ31の飽和，非飽和を制御
する。つまり、ここでは前記第１の過電流保護手段24と
は別に、電流−電圧変換回路33と電流検出回路34とから
なる第２の過電流保護手段35が設けられる。

【００５３】なお、第２の過電流保護手段35による過電
流保護としては、例えば電流変化に対する電圧特性の変
化が、フの字特性（「フ」の字形）、への字特性
（「へ」の字形）および定電流垂下特性（定電流垂下
形）を有するものなどがあり、またその動作も、過電流
時には出力電流を制限して過電流状態が解消したときに
は元の状態に自動復帰する自動復帰特性や、本実施例の
ように、過電流が発生すると出力回路３からの電力の供
給を遮断し、過電流状態が解消しても自動復帰しないシ
ャットダウン特性などがある。

【００５４】本実施例では、第１の過電流保護手段24が
シャットダウン特性を有し、第２の過電流保護手段35が
自動復帰特性のものを用いている。特に過電流保護手段
24をシャットダウン特性にするのは、同じ制御信号を制
御手段28に出力する過電圧保護手段27側にその理由があ
り、過電圧保護の場合は出力回路３からの電力の出力を
確実に遮断する必要があるからである。勿論、本実施例
以外の特性を有する過電流保護手段24，35を用いてもよ
い。また、第１の過電流保護手段24による保護動作点
と、第２の過電流保護手段35による保護動作点は同一で
もよいし異なっていてもよい。また、双方の保護動作点
が異なっている場合、それが無関係であってもよいし、
何らかの手段で関連付けられていてもよい。したがっ
て、ここではシャットダウン特性を有する第１の過電流
保護手段24を、むしろ出力回路３の電力が所定値に達し
たときにその出力を遮断する電力制限手段として利用す
ることもできる。

【００５５】上記構成では、出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏ間
に接続する負荷側の回路において、例えば過負荷や短絡
事故などが発生し、出力回路３の出力電流が増大する
と、２系統の過電流保護手段24，35で過電流の検出およ
び保護が行なわれる。この場合、第１の過電流保護手段
24による過電流保護とは別に、電流−電圧変換回路33で
得られた電圧信号により出力電流の過電流状態を検出す
ると、電流検出回路34はこの出力電流の増大を制限する
ような駆動信号をトランジスタ32に出力し、マグアンプ
31の飽和，非飽和を制御する。これにより、出力回路３
に過電流（過電力）が発生した場合でも、この過電流を
抑制することができ、かつ仮に２系統のうち一方の系統
が故障に陥っても、他方の系統により確実に過電流保護
を行なうことができ、出力回路３側の回路パターンの焼
損や、構成部品の破損を未然に防止できる。

【００５６】以上のように本実施例では、電力を出力す
る少なくとも１つのチャンネルの出力回路３を備えた電
源装置において、出力回路３の出力電流が過電流状態に
なると保護動作を行なう制御信号を出力する第１の過電
流保護手段24と、出力回路３の出力電流が過電流状態に
なると保護動作を行なう制御信号を出力する第２の過電
流保護手段35と、第１の過電流保護手段24を兼用し、出
力回路３の直流出力電圧Ｖoutが過電圧状態になると保
護動作を行なう制御信号を出力する過電圧保護手段27と
を備えている。

【００５７】この場合、少なくとも１つのチャンネルの
出力回路３では、過電圧保護手段27は第１の過電流保護
手段24の少なくとも一部の機能を兼用するため、共通化
した部分で回路構成が簡略になり、部品点数も削減され
る。したがって、回路を複雑化させることなく過電流保
護動作と過電圧保護動作を行なうことができる。

【００５８】また、過電流保護手段24，35を二重に設け
ることで、一方の過電流保護手段（例えば過電流保護手
段24）が故障して正常に機能しない場合でも、他方の過
電流保護手段35により過電流状態における保護動作が行
なわれ、装置としての信頼性が向上する。さらに、第１
の過電流保護手段24は少なくともその一部が過電圧保護
手段として設計されているので、過電流保護手段24，35
を二重に設けた構成でありながら、回路構築がさほど困
難にならない。なお、ここでは第１の過電流保護手段24
の一部が過電圧保護手段27と共用しているが、第２の過
電流保護手段35の一部を過電圧保護手段27と共用させて
もよい。

【００５９】また、一次巻線１Ａと少なくとも一つの二
次巻線１Ｂとを備えたトランス１を有し、整流手段であ
る整流平滑回路８を具備した出力回路３を二次巻線１Ｂ
に接続して、出力回路３より直流電力を得る電源装置に
おいて、上記第１の過電流保護手段24に兼用した過電圧
保護手段27の構成を適用すれば、少なくとも一つの二次
巻線１Ｂに接続した出力回路３において、過電圧保護手
段27は第１の過電流保護手段24の少なくとも一部の機能
を兼用するため、共通化した部分である信号伝送回路23
において回路構成が共通化して簡略になり、部品点数も
削減される。

【００６０】その他、各部の作用，効果は、第１実施例
で記述したとおりである。

【００６１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。本実施例では、電力を出力する出力回路３が
単一のチャンネルで構成されるが、トランス１の二次巻
線１Ｂを複数設け、各二次巻線１Ｂに出力回路３を設け
た複数のチャンネルの出力回路３からなる多出力の電源
装置（多出力電源装置）にも適用できる。また、電源装
置の形態においても、スイッチング素子を用いたいわゆ
るスイッチング方式だけでなく、例えばドロッパ方式な
どの他の方式の電源装置にも適用できる。さらにスイッ
チング素子としては、例えばＭＯＳ型ＦＥＴやトランジ
スタなどを利用できる。その他、スイッチング方式の電
源装置では、スイッチング素子の個数なども各種回路方
式に応じて適宜変更してよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明の請求項１の電源装置によれば、
回路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保
護動作を行なうことができる。

【００６３】本発明の請求項２の電源装置によれば、過
電流状態および過電圧状態を個々に確実に検出すること
ができるとともに、特に信号伝送部において回路構成が
簡略になり、部品点数も削減できる。

【００６４】本発明の請求項３の電源装置によれば、回
路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保護
動作を行なうことができる。また、装置としての信頼性
が向上し、過電流保護手段を二重に設けた構成でありな
がら、回路構築がさほど困難にならない。

【００６５】本発明の請求項４の電源装置によれば、過
電流状態および過電圧状態を個々に確実に検出すること
ができるとともに、特に信号伝送部において回路構成が
簡略になり、部品点数も削減できる。

【００６６】本発明の請求項５の電源装置によれば、回
路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保護
動作を行なうことができる。

【００６７】本発明の請求項６の電源装置によれば、過
電流状態および過電圧状態を個々に確実に検出すること
ができるとともに、特に信号伝送部において回路構成が
簡略になり、部品点数も削減できる。

【００６８】本発明の請求項７の電源装置によれば、回
路を複雑化させることなく過電流保護動作と過電圧保護
動作を行なうことができる。また、装置としての信頼性
が向上し、過電流保護手段を二重に設けた構成でありな
がら、回路構築がさほど困難にならない。

【００６９】本発明の請求項８の電源装置によれば、過
電流状態および過電圧状態を個々に確実に検出すること
ができるとともに、特に信号伝送部において回路構成が
簡略になり、部品点数も削減できる。

【００７０】本発明の請求項９の電源装置によれば、長
時間過電流状態または過電圧状態が継続するのを回避で
きる。

【００７１】本発明の請求項１０の電源装置によれば、
出力電圧安定化手段により出力回路の出力電圧が安定化
され上に、制御信号を出力電力を制限する信号として利
用できる。

【００７２】本発明の請求項１１の電源装置によれば、
長時間過電流状態または過電圧状態が継続するのを回避
できるとともに、電源装置全体で出力電力の供給を確実
に遮断できる。さらに、出力電圧安定化手段を出力遮断
手段として利用することで、回路構成の簡素化を図るこ
とができる。

【００７３】本発明の請求項１２の電源装置によれば、
さらに部品点数の削減を図ることができると共に信頼性
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電源装置の要部の構
成をあらわしたブロック回路図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す電源装置の要部の構
成をあらわしたブロック回路図である。

【図３】従来例を示す電源装置の要部の構成をあらわし
たブロック回路図である。

【図４】従来例を示す別の電源装置の要部の構成をあら
わしたブロック回路図である。

【符号の説明】

１トランス１Ａ一次巻線１Ｂ二次巻線２スイッチング素子（出力遮断手段）３出力回路８整流平滑回路（整流手段） 22 電流検出回路（電流検出部） 23 信号伝送回路（信号伝送部） 24 過電流保護手段（第１の過電流保護手段） 25 電圧検出回路（電圧検出部） 27 過電圧保護手段 28 制御回路（出力遮断手段，出力電圧安定化手段） 35 第２の過電流保護手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力を出力する少なくとも１つのチャン
ネルの出力回路を備えた電源装置において、前記出力回
路の出力電流が過電流状態になると保護動作を行なう制
御信号を出力する過電流保護手段と、この過電流保護手
段を兼用し、前記出力回路の出力電圧が過電圧状態にな
ると保護動作を行なう制御信号を出力する過電圧保護手
段とを備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】前記過電流保護手段は、前記出力回路の
出力電流を検出する電流検出部と、この電流検出部から
の電流検出信号により過電流状態を検出すると、保護動
作を行なう制御信号を出力する信号伝送部とからなり、
前記過電圧保護手段は、前記出力回路の出力電圧を検出
する電圧検出部と、この電圧検出部からの電圧検出信号
により過電圧状態を検出すると、保護動作を行なう制御
信号を出力する信号伝送部とからなり、前記過電流保護
手段の信号伝送部と前記過電圧保護手段の信号伝送部が
一つの信号伝送部で共用されることを特徴とする請求項
１記載の電源装置。
【請求項３】電力を出力する少なくとも１つのチャン
ネルの出力回路を備えた電源装置において、前記出力回
路の出力電流が過電流状態になると保護動作を行なう制
御信号を出力する第１の過電流保護手段と、前記出力回
路の出力電流が過電流状態になると保護動作を行なう制
御信号を出力する第２の過電流保護手段と、前記第１ま
たは第２の過電流保護手段のいずれかを兼用し、前記出
力回路の出力電圧が過電圧状態になると保護動作を行な
う制御信号を出力する過電圧保護手段とを備えたことを
特徴とする電源装置。
【請求項４】少なくとも前記過電圧保護手段に兼用さ
れる前記第１または第２の過電流保護手段は、前記出力
回路の出力電流を検出する電流検出部と、この電流検出
部からの電流検出信号により過電流状態を検出すると、
保護動作を行なう制御信号を出力する信号伝送部とから
なり、前記過電圧保護手段は、前記出力回路の出力電圧
を検出する電圧検出部と、この電圧検出部からの電圧検
出信号により過電圧状態を検出すると、保護動作を行な
う制御信号を出力する信号伝送部とからなり、少なくと
も前記過電圧保護手段に兼用される前記第１または第２
の過電流保護手段の信号伝送部と前記過電圧保護手段の
信号伝送部が一つの信号伝送部で共用されることを特徴
とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】一次巻線と少なくとも一つの二次巻線と
を備えたトランスを有し、整流手段を具備した出力回路
を前記二次巻線に接続して前記出力回路より直流電力を
得る電源装置において、前記出力回路の出力電流が過電
流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力する過
電流保護手段と、この過電流保護手段を兼用し、前記出
力回路の出力電圧が過電圧状態になると保護動作を行な
う制御信号を出力する過電圧保護手段とを備えたことを
特徴とする電源装置。
【請求項６】前記過電流保護手段は、前記出力回路の
出力電流を検出する電流検出部と、この電流検出部から
の電流検出信号により過電流状態を検出すると、保護動
作を行なう制御信号を出力する信号伝送部とからなり、
前記過電圧保護手段は、前記出力回路の出力電圧を検出
する電圧検出部と、この電圧検出部からの電圧検出信号
により過電圧状態を検出すると、保護動作を行なう制御
信号を出力する信号伝送部とからなり、前記過電流保護
手段の信号伝送部と前記過電圧保護手段の信号伝送部が
一つの信号伝送部で共用されることを特徴とする請求項
５記載の電源装置。
【請求項７】一次巻線と少なくとも一つの二次巻線と
を備えたトランスを有し、整流手段を具備した出力回路
を前記二次巻線に接続して前記出力回路より直流電力を
得る電源装置において、前記出力回路の出力電流が過電
流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力する第
１の過電流保護手段と、前記出力回路の出力電流が過電
流状態になると保護動作を行なう制御信号を出力する第
２の過電流保護手段と、前記第１または第２の過電流保
護手段のいずれかを兼用し、前記出力回路の出力電圧が
過電圧状態になると保護動作を行なう制御信号を出力す
る過電圧保護手段とを備えたことを特徴とする電源装
置。
【請求項８】少なくとも前記過電圧保護手段に兼用さ
れる前記第１または第２の過電流保護手段は、前記出力
回路の出力電流を検出する電流検出部と、この電流検出
部からの電流検出信号により過電流状態を検出すると、
保護動作を行なう制御信号を出力する信号伝送部とから
なり、前記過電圧保護手段は、前記出力回路の出力電圧
を検出する電圧検出部と、この電圧検出部からの電圧検
出信号により過電圧状態を検出すると、保護動作を行な
う制御信号を出力する信号伝送部とからなり、少なくと
も前記過電圧保護手段に兼用される前記第１または第２
の過電流保護手段の信号伝送部と前記過電圧保護手段の
信号伝送部が一つの信号伝送部で共用されることを特徴
とする請求項７記載の電源装置。
【請求項９】前記制御信号が出力されると前記出力回
路からの電力の供給を遮断する出力遮断手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電
源装置。
【請求項１０】前記トランスの一次巻線に直流入力電
圧を断続的に印加するスイッチング素子と、前記出力電
圧の変動に応じて前記スイッチング素子のスイッチング
を制御し、該出力電圧を安定化させる出力電圧安定化手
段とを備えたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか
一つに記載の電源装置。
【請求項１１】前記制御信号が出力されると前記スイ
ッチング素子のスイッチング動作を停止するように前記
出力電圧安定化手段を構成したことを特徴とする請求項
１０記載の電源装置。
【請求項１２】前記信号伝送部はフォトカプラを有す
ることを特徴とする請求項２，４，６または８に記載の
電源装置。