JP2001286140A

JP2001286140A - 電源装置

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Publication number: JP2001286140A
Application number: JP2000099639A
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Inventors: Shoichi Haga; 正一羽賀
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Filing date: 2000-03-31
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Abstract

(57)【要約】【課題】出力電圧の全可変範囲に亘って、出力電力を
より多く有効に取り出す。【解決手段】出力回路の出力電圧Ｅの全可変範囲にお
いて、定格電流Ｉsを超えない範囲内に電流制限値Ｉmax
を設定する。これにより、定格電流Ｉsを超えて出力回
路から出力電流Ｉが流れることの悪影響を防止できる。
また、特定の電力制限値Ｐmaxを想定したときに、この
電力制限値Ｐmaxの電圧値に対する電流値の変位に沿っ
て、電流制限手段22の電流制限値Ｉmaxが設定される。
電力制限値Ｐmaxの定格電圧Ｅsに対する電流値Ｉ’か
ら、定格電流Ｉsに至る範囲で、電力制限値Ｐmaxを超え
ることなく出力電力Ｐを取り出せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】こうした電源装置では、各出力回路の出力
端子間に接続され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て出力電流が増大すると、こ
れを制限して電源装置側や負荷側の破損を防止する出力
電流制限手段としての過電流保護回路が設けられてい
る。この過電流保護回路による出力電流の電流制限値
は、電源装置の能力（例えば熱上昇の度合いなど）によ
って定められる。特に上記出力回路が複数チャンネル設
けられている多出力の電源装置では、様々な出力電圧
（例えば、ＤＣ＋５，＋１５，＋２４ボルトなど）を取
り出せるため、可変範囲の広い出力電圧に対応した電流
制限値の設定が必要になってくる。

【０００４】図８および図９は、従来の電源装置におけ
る出力電圧Ｅと出力電流Ｉとの関係を二次元的にプロッ
トしたグラフである。なお、各図において、横軸は出力
電流Ｉ（単位：アンペア）、縦軸は出力電圧Ｅ（単位：
ボルト）である。出力回路から取り出される出力電力Ｐ
は、周知のように出力電流Ｉと出力電圧Ｅとの積（図で
は出力電流Ｉと出力電圧Ｅで囲まれた面積）であらわさ
れる。ここで図８に示すように、過電流保護回路による
出力電流Ｉの電流制限値Ｉmaxを出力電圧Ｅの可変範囲
に拘らず一定の値に設定すると、出力電圧Ｅを電源装置
の能力に応じて定めた定格電圧Ｅs内で可変させた場合
に、この出力電圧Ｅに比例して出力電力Ｐの上限値も増
減する。この出力電力Ｐは無制限に増大できるものでは
なく、例えば前記電源装置の能力に基づく出力回路の定
格電力Ｐsなどにより制限される。したがって、実際に
はこの定格電力Ｐsの範囲内で、出力電流Ｉの電流制限
値Ｉmaxを設定せざるを得なくなり、電流制限値Ｉmaxを
超えて出力電流Ｉを流せる電力領域（Ｐa）が存在する
にも拘らず、過電流保護回路による過電流の保護動作が
働いて、電源装置の能力を最大限に引き出すことができ
ない。

【０００５】こうした問題を回避するには、図９に示す
ように、定格電力Ｐsの電圧値に対する電流値の変位
（この場合、電圧値に対し電流値は双曲線関数として変
位する）に沿って、出力電流Ｉの電流制限値Ｉmaxを可
変させるように設定することが考えられる。こうする
と、出力電圧Ｅを電圧制限値Ｅsの範囲内で可変させた
場合に、出力電力Ｐの上限値は一定になる。しかし、特
に出力電圧Ｅを低く可変設定した場合は、これも電源装
置の能力で決まる出力回路の定格電流Ｉsを超えて、出
力電流Ｉを流せる電流値が必要以上に伸びてしまい、電
源装置内において熱設計を過剰に行なう必要が生じるな
どの新たな対策が必要になってくる。また、定格電流Ｉ
ｓを超えて出力電流Ｉを流せる領域が存在するため、制
御回路内で故障が生じてこの制御回路が正常に機能しな
くなり、電源装置および負荷の破損に至るなどの不具合
を引き起こす。このように、電源装置の能力で決まる定
格電流Ｉsを超えずに、出力電圧Ｅの全可変範囲に亘っ
て、出力電力Ｐを最大限に取り出すこができなかった。

【０００６】また近年では、例えば１００ＶＡや２５０
ＶＡなどの特定の範囲内に出力電力Ｐを制限した電源装
置に対し、特殊な難燃部材を用いなくてもよいなどの安
全規格上の取り決めがなされている。しかし、こうした
安全規格上の仕様を満足する特定の電力値Ｐcに出力電
力Ｐが制限された電源装置においても、前記定格電力Ｐ
sに基づく電流制限値Ｉmaxの設定と同様の問題を引き起
こす。すなわち、過電流保護回路による出力電流Ｉの電
流制限値Ｉmaxを出力電圧Ｅの可変範囲に拘らず一定の
値に設定すると、電源装置の能力を最大限に引き出すこ
とができなくなり（図８参照）、逆に電力値Ｐcの電圧
値に対する電流値の変位に沿って、前期電流制限値Ｉma
xを可変させるように設定すると、定格電流Ｉｓを超え
て出力電流Ｉを流せる領域が存在するようになる（図９
参照）。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
出力電圧の全可変範囲に亘って、出力電力をより多く有
効に取り出す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を電流制限値に制限
する電流制限手段を備え、この電流制限値は、前記出力
電流の定格を超えない範囲内で、かつ特定の電力制限値
を想定したときに、この電力制限値の電圧値に対する電
流値の変位に沿って設定される。

【０００９】この場合、電流制限手段の電流制限値は、
出力電圧の全可変範囲において、電源装置の能力で決ま
る出力電流の定格（定格電流）を超えない範囲内に設定
されるため、定格電流を超えて出力回路から出力電流が
流れることによる悪影響を防止できる。また、ある特定
の電力制限値を想定したときに、この電力制限値の電圧
値に対する電流値の変位に沿って、電流制限手段の電流
制限値が設定されるので、電力制限値の出力電圧の上限
値に対する電流値から定格電流に至る範囲で、電力制限
値を超えることなく出力電力を取り出せる。したがっ
て、出力電圧の全可変範囲に亘って、出力電流を定格電
流から超えさせることなく、出力回路から出力電力をよ
り有効に取り出すことができる。

【００１０】本発明の請求項２の電源装置は、請求項１
の構成に加えて、前記出力電圧の第１の可変範囲におい
て、前記出力電流の定格に沿ってほぼ一定値に設定さ
れ、この第１の可変範囲よりも高い前記出力電圧の第２
の可変範囲において、前記電力制限値の電圧値に対する
電流値の変位に沿った値に前記電流値を設定したもので
ある。

【００１１】この場合、特に電力制限値による制限を受
けない第１の電圧範囲において、出力電流を定格電流近
くにまで流すことができるので、第１の電圧範囲におけ
る出力電力を最大限取り出すことが可能になる。

【００１２】本発明の請求項３の電源装置は、前記請求
項１または２の構成に加えて、前記電流制限値が前記電
力制限値の電圧値に対する電流値の変位に沿って段階的
に設定されることを特徴とする。

【００１３】この場合、電力制限値に基づき得られる電
流値と、電流制限値との間に差異が生じることになるた
め、電流制限値により定められた電流値に到達する前
に、出力回路の出力電流が電流制限手段による電力制限
値で制限される。したがって、特に電力制限値を超えて
出力電力を取り出すことが好ましくないような場合は、
ある程度のマージンをもたせて出力電流ひいては出力電
力を制限することが可能になる。

【００１４】本発明の請求項４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
力回路の出力電流を第１の電流制限値に制限する第１の
電流制限手段と、前記出力回路の出力電流を第２の電流
制限値に制限する第２の電流制限手段とを備え、前記第
１の電流制限値および第２の電流制限値は、前記出力電
流の定格を超えない範囲内で、かつ特定の電力制限値を
想定したときに、この電力制限値の電圧値に対する電流
値の変位に沿って設定される。

【００１５】この場合、第１および第２の各電流制限値
は、いずれも出力電圧の全可変範囲において、電源装置
の能力で決まる出力電流の定格（定格電流）を超えない
範囲内に設定されるため、定格電流を超えて出力回路か
ら出力電流が流れることによる悪影響を防止できる。ま
た、ある特定の電力制限値を想定したときに、この電力
制限値の電圧値に対する電流値の変位に沿って、第１お
よび第２の電流制限値が設定されるので、電力制限値の
出力電圧の上限値に対する電流値から定格電流に至る範
囲で、電力制限値を超えることなく出力電力を取り出せ
る。したがって、出力電圧の全可変範囲に亘って、出力
電流を定格電流から超えさせることなく、出力回路から
出力電力をより有効に取り出すことができる。

【００１６】また、電流制限手段が二重に設けられてい
るので、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出力電流を制限することが
できる。

【００１７】本発明の請求項５の電源装置は、前記請求
項４の構成に加えて、前記特定の電力制限値に沿って一
つの出力電圧に対し前記第１の電流制限値と前記第２の
電流制限値が追従して設定される。

【００１８】この場合、一つの出力電圧が決まると、そ
れぞれの電流制限手段の各電流制限値を一義的に決める
ことができる。

【００１９】本発明の請求項６の電源装置は、前記請求
項４または５の構成に加えて、前記第２の電流制限手段
よりもその電流制限値の大きな前記第１の電流制限手段
は自動復帰特性を有し、前記第２の電流制限手段はシャ
ットダウン特性を有することを特徴とする。

【００２０】こうすると、誘導性の負荷を出力回路に接
続した場合、出力電流が起動時に増大して、一時的に第
２の電流制限値に制限されても、その後は自動復帰特性
を有する第２の制限手段により負荷に電力を供給し続け
ることができる。これに対し、電力制限値に達するよう
な出力電流の増大を来した場合は、第１の電流制限手段
により出力回路からの電力の供給をその時点で遮断する
ことができる。

【００２１】本発明の請求項７の電源装置は、前記請求
項４または５の構成に加えて、前記第１の電流制限手段
は自動復帰特性を有し、前記第２の電流制限手段は自動
復帰特性を有することを特徴とする。

【００２２】この場合、どちらか一方の電流制限手段
で、出力電流の増大時にこの出力電流を制限できなくて
も、別の電流制限手段で出力電流を制限し、その後自動
復帰することができる。

【００２３】本発明の請求項８の電源装置は、前記請求
項４または５の構成に加えて、前記第１の電流制限手段
はシャットダウン特性を有し、前記第２の電流制限手段
はシャットダウン特性を有することを特徴とする。

【００２４】この場合、どちらか一方の電流制限手段
で、出力電流の増大時に正しく出力回路をシャットダウ
ンできなくても、別の電流制限手段で出力回路を確実に
シャットダウンできる。

【００２５】

【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。図１および図２
は本発明の第１実施例を示すものであり、電源装置全体
の概略構成をあらわした図１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１
Ｂを有している。このトランス１の一次巻線１Ａには、
例えばＭＯＳ型ＦＥＴなどのスイッチング素子２が直列
に接続される。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やチョー
クコイルおよび平滑コンデンサからなる整流平滑回路
（整流手段）４が設けられる。そして、スイッチング素
子２をスイッチングして、入力端子＋Ｖｉ，−Ｖｉ間の
直流入力電圧をトランス１の一次巻線１Ａに断続的に印
加すると、トランス１の二次巻線１Ｂに誘起された電圧
が整流平滑回路４により整流平滑され、負荷５を接続す
る出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏ間に直流出力電圧Ｅが発生す
るようになっている。

【００２６】一方、この出力電圧Ｅを安定化させる帰還
回路として、出力電圧Ｅの変動を検出する出力電圧検出
回路11と、この出力電圧検出回路11からの電圧検出信号
を基準電源12の基準電圧と比較する比較器13と、この比
較器13からの比較結果に基づき、直流出力電圧Ｅが一定
になるようにスイッチング素子２のパルス導通幅を制御
する制御手段としてのパルス幅制御回路14が設けられて
いる。そして、出力電圧Ｅが上昇するのに伴なって、出
力電圧検出回路11からの電圧検出信号が上昇すると、比
較器13の出力端子の電圧レベルが低下し、これを受けた
パルス幅制御回路14は、スイッチング素子２のパルス導
通幅を狭めて出力電圧Ｅを低下させる。一方、出力電圧
Ｅが低下し、出力電圧検出回路11からの電圧検出信号も
低下すると、比較器13の出力端子の電圧レベルが上昇
し、これを受けたパルス幅制御回路14は、スイッチング
素子２のパルス導通幅を広げて出力電圧Ｅを上昇させ、
出力電圧Ｅの安定化を図っている。

【００２７】さらに、21は出力回路３の出力電流Ｉを検
出する電流検出部としての電流検出回路で、これは具体
的には図示しないものの、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と、この整流回路で変換した直
流電圧信号を、出力電流Ｉの電流検出信号として前記パ
ルス幅制御回路14に送り出す電流検出信号送出回路とに
より構成される。そして、この電流検出回路21と、前記
パルス幅制御回路14およびスイッチング素子２とによ
り、出力回路３の出力電流Ｉを電流制限値Ｉmaxに制限
する電流制限手段22が構成される。

【００２８】そして上記構成では、出力端子＋Ｖｏ，−
Ｖｏ間に接続する負荷５側の回路において、例えば短絡
事故などが発生し、出力回路３の出力電流Ｉが増大する
と、出力電流Ｉを監視する電流検出回路21の電流検出信
号が増大し、これがパルス幅制御回路14に印加される。
パルス幅制御回路14は、この電流検出信号に見合う出力
電流Ｉが予め設定した電流制限値Ｉmaxに制限されるよ
うに、スイッチング素子２のパルス導通幅を狭めて出力
回路３や負荷５を保護する。

【００２９】ここで、本実施例における電流制限値Ｉma
xの特徴を、従来例の図８や図９と同様に、出力電圧Ｅ
と出力電流Ｉとの関係を二次元的にプロットした図２の
グラフで説明する。

【００３０】本実施例では、電流制限手段22の電流制限
値Ｉmaxが、出力回路３の出力電圧Ｅの全可変範囲（こ
こでは、０ボルトから定格電圧Ｅsボルトの範囲）にお
いて、電源装置の能力で決まる出力電流Ｉの定格すなわ
ち出力回路３の定格電流Ｉsを超えない範囲内に設定さ
れる。これは前記図９に示すような、定格電流Ｉsを超
えて出力回路３から出力電流Ｉが流れることによる悪影
響を防止するためである。また本実施例では、前記定格
電力Ｐsや安全規格で定めた電力値Ｐcのような、ある特
定の電力制限値Ｐmaxを想定したときに、この電力制限
値Ｐmaxの電圧値に対する電流値の変位に沿って、電流
制限手段22の電流制限値Ｉmaxが設定されるようにす
る。このようにすると、図２からも明らかなように、電
力制限値Ｐmaxの出力電圧Ｅの上限値（この場合は、定
格電圧Ｅs）に対する電流値Ｉ’から、定格電流Ｉsに至
る範囲で、電力制限値Ｐmaxを超えることなく出力電力
Ｐを取り出せることになる。したがって、特に出力電圧
Ｅの可変範囲の広い電源装置にあっては、この出力電圧
Ｅの全可変範囲に亘って、出力電流Ｉを定格電流Ｉsか
ら超えさせることなく、出力回路３から出力電力Ｐをよ
り有効に取り出すことができる。

【００３１】なお、前記安全規格で定めた電力値Ｐc
は、現状では出力電圧Ｅに拘らず一定の１００ＶＡや２
５０ＶＡになっているが、これはあくまでも一例に過ぎ
ず、例えば負荷５の必要性に応じて、それ以外の値に調
整することが可能である。また、ここでの電力制限値Ｐ
maxは一定の値となっているが、例えば出力電圧に応じ
て段階的に電力制限値Ｐmaxが定められたものでもよ
い。例えば、出力電圧が＋１５ボルトまでのときには電
力制限値Ｐmaxが１００ＶＡ、出力電圧が＋１５ボルト
を超え＋３０ボルトまでのときには電力制限値Ｐmaxが
８０ＶＡのように定められている場合は、それぞれの電
力制限値Ｐmaxの電圧値に対する電流値の変位に沿っ
て、電流制限手段22の電流制限値Ｉmaxを設定すればよ
い。

【００３２】前記電流制限手段22の電流制限値Ｉmax
は、出力電圧の第１の可変範囲、すなわち出力電流Ｉを
定格電流Ｉsで流したときに、電力制限値Ｐmaxの制限を
受けない電圧値Ｅ’までの範囲において、定格電流Ｉs
に沿ってほぼ一定値に設定され、この第１の可変範囲よ
りも高い出力電圧Ｅの第２の可変範囲、すなわち前記電
圧値Ｅ’から定格電圧Ｅsの範囲において、電力制限値
Ｐmaxの電圧値に対する電流値の変位に沿った値に設定
される。

【００３３】このようにすると、特に電力制限値Ｐmax
による制限を受けない第１の電圧範囲において、出力電
流Ｉを定格電流Ｉs近くにまで流すことができるので、
第１の電圧範囲における出力電力Ｐを最大限取り出すこ
とが可能になる。

【００３４】また本実施例では、出力電圧Ｅが０ボルト
からＥ’ボルトまでの範囲では、電力制限値Ｉmaxが定
格電流Ｉsに設定され、出力電圧ＥがＥ’ボルトから
Ｅ’’ボルトまでの範囲では、電力制限値Ｉmaxが電力
制限値Ｉmaxによる制限を受けて定格電流Ｉsよりも小さ
い電流値Ｉ’’に設定され、さらに出力電圧ＥがＥ’’
ボルトから定格電圧Ｅsボルトまでの範囲では、電力制
限値Ｉmaxがさらに電力制限値Ｐmaxによる制限を受けて
前記電流値Ｉ’’よりも小さい電流値Ｉ’に設定され
る。つまり、電圧値Ｅ１から定格電圧Ｅsの範囲におい
て、電流制限手段22の電流制限値Ｉmaxが電力制限値Ｐm
axの電圧値に対する電流値の変位に沿って段階的に設定
される。

【００３５】このようにすると、電力制限値Ｐmaxに基
づき得られる電流値と、電流制限値Ｉmaxとの間に差異
が生じることになるため、電流制限値Ｐmaxにより定め
られた電流値に到達する前に、出力回路３の出力電流が
電流制限手段22による電力制限値Ｉmaxで制限される。
したがって、特に電力制限値Ｐmaxを超えて出力電力Ｐ
を取り出すことが好ましくないような場合は、ある程度
のマージンをもたせて出力電流Ｉひいては出力電力Ｐを
制限することが可能になる。

【００３６】なお、本実施例では、出力電圧検出回路11
からの電圧検出信号および電流検出回路21の電流検出信
号に基づき、トランス１の一次側（一次巻線１Ａ側）に
あるスイッチング素子２を制御しているが、例えば図３
に示すように、パルス幅制御手段14によりトランス１の
二次側（二次巻線１Ｂ側）にあるマグアンプ25を制御す
るようにしてもよい。また、電流検出回路21による出力
電流Ｉの検出は、トランス１の二次側にある電力供給ラ
イン上であれば、例えばマグアンプ25と整流平滑回路４
の間にある電力供給ラインなど、どのような地点から行
なってもよい。このように、トランス１の二次側を制御
する方式は、特に多出力の電源装置で、各出力回路３毎
に安定した電力を出力させる場合に有効である。

【００３７】次に、本発明の第２実施例を図４および図
５に基づき説明する。なお、第１実施例と同一箇所には
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。電源装置全体の概略構成をあらわした図４
において、本実施例では、前記電流制限手段すなわち第
１の電流制限手段22とは別に、第２の電流制限手段31が
設けられている。

【００３８】具体的には、32は出力回路３から出力され
る電力（出力電圧Ｅおよび出力電流Ｉ）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）と整流平滑回路の図示
しないダイオードとの間に挿入接続される。このマグア
ンプ32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33のスイッチングにより行なわれ
る。また、34は出力回路３の出力電流Ｉを検出する電流
検出部としての電流検出回路で、これは前記電流検出回
路21と同様の回路で構成される。そして電流検出回路34
は、出力端子＋Ｖｏ，−Ｖｏ間に接続する負荷５側の回
路において、例えば短絡事故などが発生し、出力回路３
の出力電流Ｉが増大すると、この出力電流Ｉ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33に出力し、マグアンプ32の
飽和，非飽和を制御する。つまりここでは、マグアンプ
32，トランジスタ33および電流検出回路34により第２の
電流制限手段31が構成される。

【００３９】ここで、本実施例における電流制限値Ｉma
xの特徴を、従来例の図８や図９と同様に、出力電圧Ｅ
と出力電流Ｉとの関係を二次元的にプロットした図５の
グラフで説明する。

【００４０】本実施例では、第１の電流制限手段22によ
る第１の電流制限値Ｉmax1のみならず第２の電流制限手
段31による第２の電流制限値Ｉmax2が、いずれも出力回
路３の出力電圧Ｅの全可変範囲（ここでは、０ボルトか
ら定格電圧Ｅsボルトの範囲）において、電源装置の能
力で決まる出力電流Ｉの定格すなわち出力回路３の定格
電流Ｉsを超えない範囲内に設定される。これは前記図
９に示すような、定格電流Ｉsを超えて出力回路３から
出力電流Ｉが流れることによる悪影響を防止するためで
ある。また本実施例では、ある特定の電力制限値Ｐmax
を想定したときに、この電力制限値Ｐmaxの電圧値に対
する電流値の変位に沿って、第１の電流制限値Ｉmax1お
よび第２の電流制限値Ｉmax2が設定されるようにする。
このようにすると、図２からも明らかなように、電力制
限値Ｐmaxにおける出力電圧Ｅの上限値（この場合は、
定格電圧Ｅs）に対する電流値Ｉ１’から、定格電流Ｉs
に至る範囲で、電力制限値Ｐmaxを超えることなく出力
電力Ｐを取り出せる。したがって、特に出力電圧Ｅの可
変範囲の広い電源装置にあっては、この出力電圧Ｅの全
可変範囲に亘って、出力電流Ｉを定格電流Ｉsから超え
させることなく、出力回路３から出力電力Ｐをより有効
に取り出すことができる。

【００４１】そして本実施例では、出力端子＋Ｖｏ，−
Ｖｏ間に接続する負荷５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Ｉが
増大すると、２系統の電流制限手段22，31でこの出力電
流Ｉが制限される。この場合、第１の電流制限手段22に
よる電流制限とは別に、第２の電流制限手段31を構成す
る電流検出回路34により、出力電流Ｉの増大を制限する
ような駆動信号がトランジスタ33に出力され、マグアン
プ32の飽和，非飽和を制御する。このように、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、かつ電流制限手段22，31が二重
に設けられているので、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出力電流Ｉを
制限することができ、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。

【００４２】前記第１の電流制限値Ｉmax1および第２の
電流制限値Ｉmax2は、いずれも出力電圧の第１の可変範
囲、すなわち出力電流Ｉを定格電流Ｉsで流したとき
に、電力制限値Ｐmaxの制限を受けない電圧値Ｅ’まで
の範囲において、定格電流Ｉsに沿ってほぼ一定値に設
定され、この第１の可変範囲よりも高い出力電圧Ｅの第
２の可変範囲、すなわち前記電圧値Ｅ’から定格電圧Ｅ
sの範囲において、電力制限値Ｐmaxの電圧値に対する電
流値の変位に沿った値に設定される。

【００４３】このようにすると、特に電力制限値Ｐmax
による制限を受けない第１の電圧範囲において、出力電
流Ｉを定格電流Ｉs近くにまで流すことができるので、
第１の電圧範囲における出力電力Ｐを最大限取り出すこ
とが可能になる。

【００４４】前記第１の電流制限値Ｉmax1と第２の電流
制限値Ｉmax2は、同じ値に設定してもよいが、本実施例
のように、どの出力電圧Ｅの電圧範囲内においても、第
２の電流制限値Ｉmax2は第１の電流制限値Ｉmax1よりも
小さく設定してもよい。このようにすると、出力電流Ｉ
が増加すると先に第２の電流制限手段31による電流制限
が機能するが、仮に第２の電流制限手段31が動作不良に
陥っても、第１の電流制限手段22による電流制限が働
く。つまり、第２の電流制限値Ｉmax2で囲まれた部分が
通常の出力電流Ｉの使用範囲Ｉ１になり、第２の電流制
限値Ｉmax2と第１の電流制限値Ｉmax1との間で囲まれた
部分が、万一第２の電流制限手段31が不具合を起こした
場合の保護範囲Ｉ２になって、装置としての信頼性が向
上する。勿論、第１の電流制限値Ｉmax1よりも第２の電
流制限値Ｉmax2を小さく設定することも可能である。

【００４５】また本実施例では、電力制限値Ｐmaxの電
圧値に対する電流値の変位に沿って、一つの出力電圧Ｅ
に対し第１の電流制限値Ｉmax1と第２の電流制限値Ｉma
x2が追従（トラッキング）して設定される。このように
すると、特に上記第２の電圧範囲において、一つの出力
電圧Ｅが決まると、それぞれの電流制限手段22，31の各
電流制限値Ｉmax1，Ｉmax2を一義的に決めることができ
る。これとは別に、各電流制限手段22，31の電流制限値
Ｉmax1，Ｉmax2をお互いに無関係に設定して、各々独立
に出力電流Ｉを制限してもよい。

【００４６】第２の電流制限回路31よりもその電流制限
値Ｉmax1の大きな第１の電流制限手段22は、出力電流Ｉ
が増大して第１の電流制限値Ｉmax1に達すると、出力回
路３からの電力の供給を遮断し、その後は何らかの操作
を加えない限り復帰しないシャットダウン特性を有す
る。これに対し、第１の電流制限手段22よりもその電流
制限値Ｉmax2の小さな第２の電流制限手段31は、出力電
流Ｉが増大すると、この出力電流Ｉを第２の電流制限値
Ｉmax2に制限し、出力電流Ｉが第２の電流制限値Ｉmax2
以下になると、元の状態に自動復帰して出力回路３から
電力を供給する自動復帰特性を有する。このようにすれ
ば、モータのような誘導性の負荷５を接続した場合に、
出力電流Ｉが起動時に増大して、一時的に第２の電流制
限値Ｉmax2に制限されても、その後は自動復帰特性を有
する第２の制限手段31により負荷５に電力を供給し続け
ることができる。これに対し、電力制限値Ｐmaxに達す
るような出力電流Ｉの増大を来した場合は、第１の電流
制限手段22により出力回路３からの電力の供給をその時
点で遮断することができる。したがって、負荷５により
一時的に出力電流Ｉが増大しても、電力を供給し続ける
ことができる一方で、電流制限値Ｐmaxに達するような
出力電流Ｉの増大に対しては、これを遮断することが可
能になる。

【００４７】また、第１の電流制限手段22および第２の
電流制限手段31をいずれも自動復帰特性を有するもので
構成してもよい。この場合、どちらか一方の電流制限手
段（例えば、第２の電流制限手段31）で、出力電流Ｉの
増大時にこの出力電流Ｉを制限できなくても、別の第１
の電流制限手段22で出力電流Ｉを制限し、その後自動復
帰することができる。また、負荷５により一時的に出力
電流Ｉが増大しても、電力を供給し続けることができる
とともに、電流制限値Ｐmaxに達するような出力電流Ｉ
の増大に対しても、これが解消されればその後負荷に電
力を供給し続けることができる。

【００４８】さらに、第１の電流制限手段22および第２
の電流制限手段31をいずれもシャットダウン特性を有す
るもので構成してもよい。こうすれば、どちらか一方の
電流制限手段（例えば、第２の電流制限手段31）で、出
力電流Ｉの増大時に正しく出力回路３をシャットダウン
できなくても、別の第１の電流制限手段22で出力回路３
を確実にシャットダウンできる。

【００４９】なお、この実施例においても、第１の電流
制限値Ｉmax1および第２の電流制限値Ｉmax2を、電力制
限値Ｐmaxの電圧値に対する電流値の変位に沿って段階
的に設定してもよい。

【００５０】また、本実施例の別の変形例として、例え
ば図６に示すように、パルス幅制御回路14によって、ト
ランス１の二次側に接続したマグアンプ32を制御するよ
うに構成してもよい。この場合、電流検出回路21，パル
ス幅制御回路14およびマグアンプ32が第１の電流制限手
段22となり、電流検出回路34，パルス幅制御回路14およ
びマグアンプ32が第２の電流制限手段31となる。このよ
うに、トランス１の二次側を制御する方式は、特に多出
力の電源装置で、各出力回路３毎に安定した電力を出力
させる場合に有効である。

【００５１】さらに、図７に示すように、電流検出回路
21，フォトカプラ41，パルス幅制御回路14およびスイッ
チング素子２により第１の電流制限手段22を構成し、こ
の第１の電流制限手段22により、トランス１の一次側に
あるスイッチング素子２への駆動信号の供給を停止し
て、電源装置全体をシャットダウンさせてもよい。この
場合、出力電圧Ｅの変動によりパルス幅制御回路42がト
ランス１の二次側にある前記マグアンプ32を制御する構
成とし、電流検出回路34と、パルス幅制御回路42と、マ
グアンプ32にて第２の電流制限手段31を構成してもよ
い。

【００５２】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。

【００５３】

【発明の効果】本発明の請求項１の電源装置によれば、
出力電圧の全可変範囲に亘って、出力電力をより多く有
効に取り出すことが可能になる。

【００５４】本発明の請求項２の電源装置によれば、第
１の電圧範囲における出力電力を最大限取り出すことが
可能になる。

【００５５】本発明の請求項３の電源装置によれば、特
に電力制限値を超えて出力電力を取り出すことが好まし
くないような場合に、ある程度のマージンをもたせて出
力電流ひいては出力電力を制限することが可能になる。

【００５６】本発明の請求項４の電源装置によれば、出
力電圧の全可変範囲に亘って、出力電力をより多く有効
に取り出すことが可能になる。また、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
出力電流を制限することができる。

【００５７】本発明の請求項５の電源装置によれば、一
つの出力電圧を決めることによって、それぞれの電流制
限手段の各電流制限値を一義的に決めることができる。

【００５８】本発明の請求項６の電源装置によれば、負
荷により一時的に出力電流が増大しても、電力を供給し
続けることができる一方で、電流制限値に達するような
出力電流の増大に対しては、これを遮断することが可能
になる。

【００５９】本発明の請求項７の電源装置によれば、２
つの電流制限回路により出力電流を制限し、その後自動
復帰する動作を確実に行なうことができる。

【００６０】本発明の請求項８の電源装置によれば、２
つの電流制限回路により出力回路を確実にシャットダウ
ンできる。

【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全体構成
をあらわしたブロック回路図である。

【図２】同上出力電圧と出力電流との関係を二次元的に
プロットしたグラフである。

【図３】同上別の変形例を示す電源装置の全体構成をあ
らわしたブロック回路図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す電源装置の全体構成
をあらわしたブロック回路図である。

【図５】同上出力電圧と出力電流との関係を二次元的に
プロットしたグラフである。

【図６】同上別の変形例を示す電源装置の全体構成をあ
らわしたブロック回路図である。

【図７】同上さらに別の変形例を示す電源装置の全体構
成をあらわしたブロック回路図である。

【図８】従来例における出力電圧と出力電流との関係を
二次元的にプロットしたグラフである。

【図９】別な従来例における出力電圧と出力電流との関
係を二次元的にプロットしたグラフである。

【符号の説明】

３出力回路 22 電流制限手段（第１の電流制限手段） 31 第２の電流制限手段

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
路の出力電流を電流制限値に制限する電流制限手段を備
え、この電流制限値は、前記出力電流の定格を超えない
範囲内で、かつ特定の電力制限値を想定したときに、こ
の電力制限値の電圧値に対する電流値の変位に沿って設
定されるものであることを特徴とする電源装置。
【請求項２】前記電流制限値は、前記出力電圧の第１
の可変範囲において、前記出力電流の定格に沿ってほぼ
一定値に設定され、この第１の可変範囲よりも高い前記
出力電圧の第２の可変範囲において、前記電力制限値の
電圧値に対する電流値の変位に沿った値に設定されるも
のであることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】前記電流制限値は、前記電力制限値の電
圧値に対する電流値の変位に沿って段階的に設定される
ものであることを特徴とする請求項１または２記載の電
源装置。
【請求項４】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
路の出力電流を第１の電流制限値に制限する第１の電流
制限手段と、前記出力回路の出力電流を第２の電流制限
値に制限する第２の電流制限手段とを備え、前記第１の
電流制限値および第２の電流制限値は、前記出力電流の
定格を超えない範囲内で、かつ特定の電力制限値を想定
したときに、この電力制限値の電圧値に対する電流値の
変位に沿って設定されるものであることを特徴とする電
源装置。
【請求項５】前記特定の電力制限値に沿って一つの出
力電圧に対し前記第１の電流制限値と前記第２の電流制
限値が追従して設定されるものであることを特徴とする
請求項４記載の電源装置。
【請求項６】前記第２の電流制限手段よりもその電流
制限値の大きな前記第１の電流制限手段は自動復帰特性
を有し、前記第２の電流制限手段はシャットダウン特性
を有することを特徴とする請求項５または６記載の電源
装置。
【請求項７】前記第１の電流制限手段は自動復帰特性
を有し、前記第２の電流制限手段は自動復帰特性を有す
ることを特徴とする請求項５または６記載の電源装置。
【請求項８】前記第１の電流制限手段はシャットダウ
ン特性を有し、前記第２の電流制限手段はシャットダウ
ン特性を有することを特徴とする請求項５または６記載
の電源装置。