JP2007174753A - 電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】専用の感温素子を用いずにショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を用いて過熱保護を行う電源装置の過熱保護回路において、トランスＴの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供すると共に、フォトカプラの個数を削減しコストダウンを図る。
【解決手段】直流電源装置１Ａにおいて、整流ダイオードＤ５１Ａと熱的に結合されたショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)Ｄ５１Ｂの温度による逆方向漏れ電流Ｉｒを、出力電圧検出回路１０Ａ内のフォトカプラＰＣ１に流すようにする。これにより、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒが増大した場合（過負荷により整流ダイオードＤ５１Ａの温度が上昇した場合）に、出力電圧検出回路１０Ａのフィードバック信号を増大させて、出力電圧を低下させ、直流電源装置１Ａの過熱保護を行う。
【選択図】図１
【解決手段】直流電源装置１Ａにおいて、整流ダイオードＤ５１Ａと熱的に結合されたショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)Ｄ５１Ｂの温度による逆方向漏れ電流Ｉｒを、出力電圧検出回路１０Ａ内のフォトカプラＰＣ１に流すようにする。これにより、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒが増大した場合（過負荷により整流ダイオードＤ５１Ａの温度が上昇した場合）に、出力電圧検出回路１０Ａのフィードバック信号を増大させて、出力電圧を低下させ、直流電源装置１Ａの過熱保護を行う。
【選択図】図１
Description
本発明は、電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置に関するものであり、特に、スイッチング電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）等の過熱保護回路に関するものである。
電源装置(例えば、スイッチング電源装置など)においては、火災につながるような発煙発火は絶対に起こしてはならない重要な課題である。これらを防止するための手段として、過熱保護回路（過負荷保護回路）を設けることがある。
従来の電源装置の過熱保護の多くは、サーモスタット、サーミスタ、ポジスタなどの高価な専用の感温素子を用いて行っていた。これらの部品は使用数量が少ないことや温度管理がきめ細かくされているため高価である欠点があった。このため、本願出願人が先に行った電源装置についての出願（国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰＯ３／１０２２１）では、ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)を用いた安価な過熱保護方法を提案した。以下、これについて説明する。
図４が、先に出願した電源装置の過熱保護回路の例である。図４に示す直流電源装置２においては、交流電源ＡＣをダイオードブリッジＤＢ１とコンデンサＣ１にて整流平滑して直流電源を得る。この直流電源をスイッチング素子Ｑ１にてスイッチングして、トランスＴの１次側巻き線Ｐに印加する。
トランスＴは、スイッチング素子Ｑ１がオンしている時に磁気エネルギーを蓄え、オフしているときに蓄えた磁気エネルギーをトランスＴの２次側巻き線Ｓから放出する。このエネルギーは、整流ダイオードＤ５１Ａ、コンデンサＣ５１により整流平滑され直流電圧として負荷に供給される。
スイッチング素子Ｑ１は、制御回路ＣＯＮＴのゲート制御端子Ｇによりオン・オフ制御される。抵抗Ｒ１は、制御回路ＣＯＮＴを起動させるための起動抵抗であり、ＡＣ電源の投入の際に、制御電源用コンデンサＣ２を充電して制御回路ＣＯＮＴを起動する。制御回路ＣＯＮＴが起動するとスイッチング素子Ｑ１がオン・オフを開始する。これにより、トランスＴの制御巻き線Ｃに電圧が発生し、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２にて整流平滑され制御回路ＣＯＮＴの制御電源が維持される。
制御回路ＣＯＮＴは、フィードバック端子（ＦＢ）を有している。コンデンサＣ５１の出力電圧は、抵抗Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、シャントレギュレータＺ５１、コンデンサＣ５２、フォトカプラＰＣ１（発光ダイオードＰＣ１−Ｄと受光トランジスタＰＣ１−ＴＲとで構成されるフォトカプラ）からなる出力電圧検出回路１０により検出され、その誤差信号がフォトカプラＰＣ１を介して、制御回路ＣＯＮＴのＦＢ端子に入力される。この誤差信号により、スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御し、出力電圧を一定に保つ。
また、制御回路ＣＯＮＴは、過電圧ラッチ回路有している。コンデンサＣ５１の出力電圧が過電圧になると、ツェナーダイオードＤ５２、抵抗Ｒ５１、フォトカプラＰＣ２（発光ダイオードＰＣ２−Ｄと受光トランジスタＰＣ２−ＴＲとで構成されるフォトカプラ）からなる過電圧検出回路１１により、過電圧が検出されて、その検出信号がＰＣ２を介して、制御回路ＣＯＮＴの過電圧検出端子（ＯＶＰ）に入力される。
過電圧検出端子（ＯＶＰ）にハイレベルの電圧を印加することにより、制御回路ＣＯＮＴ内部のフリップフロップがセットされて、制御回路ＣＯＮＴのゲート制御端子Ｇから出力されるスイッチング素子Ｑ１のドライブ信号を遮断する。これにより、過電圧ラッチ回路が作用し、スイッチング素子Ｑ１のドライブ信号が遮断され、電源装置が安全にシャットダウンする。また、制御回路ＣＯＮＴは、起動抵抗Ｒ１から供給される微小な電流でシャットダウンが維持される。
さて、本願出願人が先に提案したこの種の電源装置の過熱保護は、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒを利用し、過電圧検出回路１１を働かせ電源装置をシャットダウンさせていた。例えば、出力整流ダイオードＤ５１Ａと熱的に結合した過熱保護用のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂを過電圧検出用のツェナーダイオードＤ５２に並列に接続していた。
これにより、直流電源装置２が過熱状態（過負荷状態）となり、出力整流ダイオードＤ５１Ａが発熱すると、Ｄ５１Ａと熱的に結合したショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂも同様の温度となり、逆方向漏れ電流Ｉｒが増加する。Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流ＩｒがフォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＰＣ２−Ｄに流れ、過電圧検出状態と同様の信号が、ＰＣ２の受光トランジスタＰＣ２−ＴＲを介して、制御回路ＣＯＮＴのＯＶＰ端子に入力され、直流電源装置２がシャットダウンされる。
ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂは、一般のＰＮジャンクションダイオードに比べ高温時の逆方向漏れ電流Ｉｒが多い。急激に漏れ電流が増加する温度は、ジャンクション温度が１２０℃前後である。ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の漏れ電流を検出して行うことにより一般のＰＮジャンクションの半導体素子が危険な状況になる前に確実に過熱保護できる特徴がある。
この回路は、特に複数の出力を有する電源装置の個々の出力にショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を１個追加するだけで構成できる。このため、たいへん安価に出力毎に過熱保護回路を設置することが可能である。また、出力整流ダイオードＤ５１ＡとショットキーバリアダイオードＤ５１Ｂは、熱的に結合させているが、一体成型とすることにより、より熱結合を密にできる利点がある。これは、ＴＯ−２２０パッケージや、ＴＯ−３Ｐパッケージなどを使用して、容易に構成できる。
上述したように、図４に示す直流電源装置の過熱保護回路では、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒを利用し、過電圧検出回路１１を働かせ直流電源装置２をシャットダウンさせていた。この過熱保護回路は、特に複数の出力を有する電源装置の個々の出力にショットキーバリアダイオードを１個追加するだけで構成できる。このため、たいへん安価に出力毎に過熱保護回路を設置することが可能となる。
しかしながら、図４に示した過熱保護回路の構成例では、トランスＴの２次側に設けた過電圧検出回路１１を利用して過熱保護を行っていたが、電源装置をさらに安価に構成しようとする場合、過電圧検出をトランスＴの１次側で行うことが多い。このため、トランスＴの２次側（出力側）に過電圧検出回路１１がない場合においても、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を用いた過熱保護回路を安価に構成する方法の提供が望まれていた。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、高価な専用の感温素子を用いずに安価なショットキーバリアダイオードを用いて過熱保護を行う回路において、トランスの２次側（出力側）に過電圧検出回路が無い場合の保護方法を提供すると共に、高価なフォトカプラを削減しコストダウンを図ることができる、電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の電源装置の過熱保護回路は、ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の温度による逆方向漏れ電流の変化を検出して電源装置の過熱保護を行う、電源装置の過熱保護回路であって、前記電源装置の出力を所定の電圧もしくは電流に制御するための出力フィードバック回路に、前記ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の逆方向漏れ電流の変化を検出する手段を設け、前記ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合に、前記出力フィードバック回路を介して出力電圧もしくは出力電流を低下させ、出力電力を制限するように構成したことを特徴とする。
このような構成により、電源装置の過熱保護回路において専用の感温素子を用いずに、ショットキーバリアダイオードを用いて過熱保護を行う場合に、出力を所定の電圧もしくは電流に制御するための出力フィードバック回路内で、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の逆方向漏れ電流の変化を検出するようにする。そして、電源装置が過熱し、ＳＢＤにより検出する温度（ＳＢＤが付設された電源装置内の部品の温度）が上昇し、ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合には、出力電圧もしくは出力電流を低下させる。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、スイッチング電源装置等において、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
このような構成により、電源装置の過熱保護回路において専用の感温素子を用いずに、ショットキーバリアダイオードを用いて過熱保護を行う場合に、出力を所定の電圧もしくは電流に制御するための出力フィードバック回路内で、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の逆方向漏れ電流の変化を検出するようにする。そして、電源装置が過熱し、ＳＢＤにより検出する温度（ＳＢＤが付設された電源装置内の部品の温度）が上昇し、ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合には、出力電圧もしくは出力電流を低下させる。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、スイッチング電源装置等において、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
また、本発明の電源装置の過熱保護回路は、前記出力フィードバック回路の出力電圧もしくは出力電流検出信号に、前記ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の逆方向漏れ電流の信号を加算する手段を設け、前記ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合に、前記出力フィードバック回路を介して出力電圧もしくは出力電流を低下させ、出力電力を制限するように構成したことを特徴とする。
このような構成により、ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の温度による逆方向漏れ電流の信号を、フィードバック回路内の出力電圧もしくは出力電流検出信号に加算する。このようにすると、ＳＢＤにより検出する温度（ＳＢＤが付設された電源装置内の部品の温度）が上昇し、ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増加すると、フィードバック回路内の出力電圧もしくは出力電流検出信号が増加したことと同じになり、電源装置の出力電圧もしくは出力電流を低下させるように作動する。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、スイッチング電源装置等において、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
このような構成により、ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の温度による逆方向漏れ電流の信号を、フィードバック回路内の出力電圧もしくは出力電流検出信号に加算する。このようにすると、ＳＢＤにより検出する温度（ＳＢＤが付設された電源装置内の部品の温度）が上昇し、ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増加すると、フィードバック回路内の出力電圧もしくは出力電流検出信号が増加したことと同じになり、電源装置の出力電圧もしくは出力電流を低下させるように作動する。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、スイッチング電源装置等において、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
また、本発明の電源装置の過熱保護回路は、電源装置内の制御回路に電力を供給する制御電源の電圧が、起動時を除く定常運転時において、出力電圧と略比例するように構成され、過熱保護回路により過熱状態が検出されて出力電力が制限された場合に、前記制御電源の電圧も制限されるように構成され、前記制御回路が、出力電力が制限された場合に停止もしくは起動・停止を繰り返すことにより、電源装置の過熱を保護するように構成されたことを特徴とする。
このような構成により、出力電圧の低下により、同時に制御電源の電圧も低下し、制御電源の電力不足により制御回路が停止し、電源装置一旦停止する。その後、所定の再起動時間を経て、再び制御回路が起動し電源装置が再起動する。ここで、電源装置が再起動し、過熱状態（過負荷状態）が解消されていれば、正常に電源装置は動作する。過熱状態が解消されていなければ、再び電源装置が一旦停止する。以後、この動作が繰り返される。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置が過熱状態になった場合に、出力フィードバック回路を利用して出力電力を制限すると共に、制御電源の電圧を低下させ制御回路を一旦停止させ、過熱保護を行えるようになる。また、過熱状態が解消されれば、自動的に再起動できる。
このような構成により、出力電圧の低下により、同時に制御電源の電圧も低下し、制御電源の電力不足により制御回路が停止し、電源装置一旦停止する。その後、所定の再起動時間を経て、再び制御回路が起動し電源装置が再起動する。ここで、電源装置が再起動し、過熱状態（過負荷状態）が解消されていれば、正常に電源装置は動作する。過熱状態が解消されていなければ、再び電源装置が一旦停止する。以後、この動作が繰り返される。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形の電源装置が過熱状態になった場合に、出力フィードバック回路を利用して出力電力を制限すると共に、制御電源の電圧を低下させ制御回路を一旦停止させ、過熱保護を行えるようになる。また、過熱状態が解消されれば、自動的に再起動できる。
また、本発明の電源装置の過熱保護回路は、前記電源装置が、直流電源に１次側巻き線が接続される、少なくとも１次側巻き線と２次側巻き線を有するトランスと、前記トランスの１次側巻き線に直列に接続され前記直流電源から前記トランスの１次側巻き線に電流を流すためのスイッチング素子と、前記トランスの２次側巻き線に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力フィードバック回路と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御すると共に、前記出力フィードバック回路からのフィードバック信号により、出力電圧もしくは出力電流が所定値になるように制御するスイッチング電源装置であって、前記ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）が、前記平滑回路の整流ダイオードと熱的に結合して配設されたことを特徴とする。
このような構成により、トランスの１次側巻き線に直列に接続されたスイッチング素子をオン・オフ制御し、トランスの２次側巻き線に接続された整流平滑回路により負荷に電力を供給するスイッチング電源装置において、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を、２次側巻き線の平滑回路の整流ダイオードと熱的に結合するように配置する。例えば、同一パッケージに収納する。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置において、スイッチング電源装置の過熱状態（過負荷状態）を容易に検出でき、また、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。
このような構成により、トランスの１次側巻き線に直列に接続されたスイッチング素子をオン・オフ制御し、トランスの２次側巻き線に接続された整流平滑回路により負荷に電力を供給するスイッチング電源装置において、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を、２次側巻き線の平滑回路の整流ダイオードと熱的に結合するように配置する。例えば、同一パッケージに収納する。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置において、スイッチング電源装置の過熱状態（過負荷状態）を容易に検出でき、また、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。
また、本発明の直流電源装置は、所定の直流電圧もしくは所定の直流電流を出力するスイッチング電源装置であって、前記のいずれかに記載の過熱保護回路を備えたことを特徴とする。
このような構成により、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置が前記のいずれかに記載の過熱保護回路を有するようにする。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
このような構成により、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置が前記のいずれかに記載の過熱保護回路を有するようにする。
これにより、出力電圧制御形もしくは出力電流制御形のスイッチング電源装置において、出力フィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、トランスの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供できると共に、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。例えば、トランスの２次側の過電圧検出回路に使用されていた高価なフォトカプラを削減し、コストダウンを図ることができる。
本発明によれば、出力電圧制御形の電源装置（例えば、スイッチング電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）等）において、出力電圧のフィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになる。このため、使用部品点数を低減し、コストを低減できる。例えば、図４に示す直流電源装置と比較した場合、トランスＴの２次側の過電圧検出回路１１がない場合の過熱保護方法を提供できると共に、トランスＴの２次側で使用されていた高価なフォトカプラＰＣ２を削減し、コストダウンを図ることができる。
また、本発明は、出力電流制御形の電源装置にも適用でき、出力電流のフィードバック回路を利用して過熱保護を行えるようになり、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の電源装置の過熱保護回路の第１の実施の形態を示す図であり、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ａに本発明を適用した例である。図４に示す過熱保護回路の構成例では、トランスＴの２次側に設けた過電圧検出回路１１を利用して過熱保護を行っていたが、図１に示す過熱保護回路１Ａでは、出力電圧検出回路（出力電圧のフィードバック回路）１０Ａを利用して過熱保護を行っている。
図１は、本発明の電源装置の過熱保護回路の第１の実施の形態を示す図であり、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ａに本発明を適用した例である。図４に示す過熱保護回路の構成例では、トランスＴの２次側に設けた過電圧検出回路１１を利用して過熱保護を行っていたが、図１に示す過熱保護回路１Ａでは、出力電圧検出回路（出力電圧のフィードバック回路）１０Ａを利用して過熱保護を行っている。
電源装置を安価に構成しようとする場合、過電圧検出をトランスＴの１次側で行うことが多い。図１に示す構成例では、１次側の制御回路ＣＯＮＴの過電圧検出端子ＯＶＰのスレッシュホールド電圧を用いて出力電圧の過電圧検出を行っている。すなわち、トランスの２次側巻き線Ｓの出力電圧と制御巻き線Ｃの出力電圧とが略比例することを利用して、制御回路ＣＯＮＴの制御電源（巻き線Ｃ、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２により生成される制御電源）の電圧を検出することにより過電圧検出を行っている。このため、図４に示す構成例で用いていたような、トランスＴの２次側の過電圧検出回路１１とフォトカプラＰＣ２が削除されている。
図１に示す、直流電源装置１Ａの過熱保護回路では、過熱保護用のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒを、定電圧制御用のフォトカプラＰＣ１に流し込んでいる。
これにより、直流電源装置１Ａ中の整流ダイオードＤ５１Ａが過熱すると、整流ダイオードＤ５１Ａと熱的に結合されたショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒが増大し、この逆方向漏れ電流ＩｒがフォトカプラＰＣ１に流れ込み、出力電圧検出回路１０Ａによるフィードバック制御により出力電圧が低下する。
出力電圧の低下により、出力電流も低下し、過熱状態が解消される。また、負荷条件によっては、出力電圧が著しく低下し、同時に制御電源（巻き線Ｃ、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２により生成される制御電源）の電圧も著しく低下し、制御電源の電力不足により制御回路ＣＯＮＴが停止し、直流電源装置１Ａが一旦停止する。その後、起動抵抗Ｒ１と制御電源用コンデンサＣ２の時定数による再起動時間を経て、再び制御回路ＣＯＮＴが起動し直流電源装置１Ａが再起動する。ここで、直流電源装置１Ａが再起動し、過負荷状態が解消されていれば、正常に直流電源装置１Ａは動作する。過負荷状態が解消されていなければ、再び直流電源装置１Ａが一旦停止する。以後、この動作が繰り返される。
このような構成となっているため、図４に示す電源装置と比較して、過電圧検出回路がトランスの２次側にない場合においても、簡単に直流電源装置１Ａの過負荷保護を行うことができる利点がある。
［第２の実施の形態］
図２は、本発明による電源装置の過熱保護回路の第２の実施の形態を示す図である。図２に示す例は、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ｂに本発明を適用した例であり、第１の実施の形態と同様に、出力電圧検出回路１０Ｂを利用し過熱保護を行う例である。
図２は、本発明による電源装置の過熱保護回路の第２の実施の形態を示す図である。図２に示す例は、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ｂに本発明を適用した例であり、第１の実施の形態と同様に、出力電圧検出回路１０Ｂを利用し過熱保護を行う例である。
図２に示す直流電源装置１Ｂでは、過熱保護用のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒを、出力電圧検出回路１０Ｂ内の定電圧制御用のシャントレギュレータＺ５１の基準端子ａに流し込んでいる。このため、第１の実施の形態よりさらに高ゲインで過熱保護を行うことができる利点がある。
［第３の実施の形態］
図３は、本発明による電源装置の過熱保護回路の第３の実施の形態を示す図である。図３に示す例は、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ｃに本発明を適用した例であり、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様に、出力電圧検出回路１０Ｃを利用し過熱保護を行う例である。
図３は、本発明による電源装置の過熱保護回路の第３の実施の形態を示す図である。図３に示す例は、直流電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１Ｃに本発明を適用した例であり、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様に、出力電圧検出回路１０Ｃを利用し過熱保護を行う例である。
図３に示す直流電源装置１Ｃでは、過熱保護用のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流ＩｒをトランジスタＱ５１のベース・エミッタ間の抵抗Ｒに流すように構成し、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒが増大し、抵抗Ｒの端子電圧がトランジスタＱ５１のベース・エミッタ間電圧になると、トランジスタＱ５１のベースに電流を流すことによりコレクタ電流が増大し、定電圧制御用のフォトカプラＰＣ１に流れる電流が増大するように構成されている。このため、第１の実施の形態、および第２の実施の形態より、定常時のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）Ｄ５１Ｂの逆方向漏れ電流Ｉｒを無視することができ、さらにトランジスタＱ５１により高ゲインで過熱保護を行うことができる利点がある。
以上説明したように、本発明では、電源装置の過熱保護を専用の感温素子を用いずに安価なショットキーバリアダイオードを用いて過熱保護を行う回路において、トランスＴの２次側に過電圧検出回路がない場合の過熱保護方法を提供し、また、図４に示す構成例と比較して、高価なフォトカプラをＰＣ２を削減し、コストダウンを図ることができる。
なお、上述した本発明の実施の形態では、例示した電源装置が電圧制御形のスイッチング電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）であり、電圧制御用のフィードバック回路を利用して、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）による過熱保護回路を構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、電流制御形の電源装置において、電流制御用のフィードバック回路を利用して、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）による過熱保護回路を構成することも可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明においては、電源装置の過熱保護を専用の感温素子を用いずにショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を用いて過熱保護を行う回路において、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の温度による逆方向漏れ電流を、電圧制御用または／及び電流制御用のフィードバック回路で検出するようにしたので、これにより、使用部品点数を低減し、コストダウンを図ることができる。このため、本発明は、電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置等に有用である。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２…直流電源装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…出力電圧検出回路
１１…過電圧検出回路
Ｔ…トランス
Ｐ…１次側巻き線
Ｓ…２次側巻き線
Ｃ…制御巻き線
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５１、Ｃ５２…コンデンサ
ＣＯＮＴ…制御回路
Ｄ４、Ｄ５１Ａ…整流ダイオード
Ｄ５１Ｂ…ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）
Ｄ５２…ツェナーダイオード
ＤＢ１… ダイオードブリッジ
ＰＣ１、ＰＣ２…フォトカプラ
Ｑ１…スイッチング素子
Ｑ５１…トランジスタ
Ｒ１、Ｒ５２、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４…抵抗
Ｚ５１…シャントレギュレータ
Ｉｒ…逆方向漏れ電流
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…出力電圧検出回路
１１…過電圧検出回路
Ｔ…トランス
Ｐ…１次側巻き線
Ｓ…２次側巻き線
Ｃ…制御巻き線
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ５１、Ｃ５２…コンデンサ
ＣＯＮＴ…制御回路
Ｄ４、Ｄ５１Ａ…整流ダイオード
Ｄ５１Ｂ…ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）
Ｄ５２…ツェナーダイオード
ＤＢ１… ダイオードブリッジ
ＰＣ１、ＰＣ２…フォトカプラ
Ｑ１…スイッチング素子
Ｑ５１…トランジスタ
Ｒ１、Ｒ５２、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４…抵抗
Ｚ５１…シャントレギュレータ
Ｉｒ…逆方向漏れ電流
Claims (5)
- ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の温度による逆方向漏れ電流の変化を検出して電源装置の過熱保護を行う、電源装置の過熱保護回路であって、
前記電源装置の出力を所定の電圧もしくは電流に制御するための出力フィードバック回路に、前記ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の逆方向漏れ電流の変化を検出する手段を設け、
前記ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合に、前記出力フィードバック回路を介して出力電圧もしくは出力電流を低下させ、出力電力を制限するように構成したこと
を特徴とする電源装置の過熱保護回路。 - 前記出力フィードバック回路の出力電圧もしくは出力電流検出信号に、前記ショットキーバリアダイオード(ＳＢＤ)の逆方向漏れ電流の信号を加算する手段を設け、
前記ＳＢＤの逆方向漏れ電流が増大した場合に、前記出力フィードバック回路を介して出力電圧もしくは出力電流を低下させ、出力電力を制限するように構成したこと
を特徴とする請求項１に記載の電源装置の過熱保護回路。 - 電源装置内の制御回路に電力を供給する制御電源の電圧が、起動時を除く定常運転時において、出力電圧と略比例するように構成され、
過熱保護回路により過熱状態が検出されて出力電力が制限された場合に、前記制御電源の電圧も制限されるように構成され、
前記制御回路が、出力電力が制限された場合に停止もしくは起動・停止を繰り返すことにより、電源装置の過熱を保護するように構成されたこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置の過熱保護回路。 - 前記電源装置が、直流電源に１次側巻き線が接続される、少なくとも１次側巻き線と２次側巻き線を有するトランスと、前記トランスの１次側巻き線に直列に接続され前記直流電源から前記トランスの１次側巻き線に電流を流すためのスイッチング素子と、前記トランスの２次側巻き線に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力フィードバック回路と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御すると共に、前記出力フィードバック回路からのフィードバック信号により、出力電圧もしくは出力電流が所定値になるように制御するスイッチング電源装置であって、
前記ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）が、前記平滑回路の整流ダイオードと熱的に結合して配設されたこと
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置の過熱保護回路。 - 所定の直流電圧もしくは所定の直流電流を出力するスイッチング電源装置であって、
請求項１から４のいずれかに記載の過熱保護回路を備えたこと
を特徴とする直流電源装置。
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