JP2012191735A

JP2012191735A - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JP2012191735A
Application number: JP2011052523A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Tadamasa; 由道忠政
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: JP5640830B2

Abstract

【課題】瞬断時における過負荷保護機能の誤作動を確実に防止することができるスイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】過負荷状態が所定時間Ｔ０継続して検出された場合に、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定し、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値以上であると判定されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させる。ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値未満であると判定された場合に、コントローラＩＣ１用の電源電圧が動作停止電圧になるまでＭＯＳＦＥＴＱ１のオン／オフ制御を停止させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、スイッチング動作によって出力電圧制御を行うスイッチング電源装置に関し、特に過負荷保護機能（ＯＬＰ）を有するスイッチング電源装置に関する。

スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング動作によって出力電圧制御を行うスイッチング電源装置において、短絡障害等を起因とする過負荷状態が検出されるとスイッチング動作を停止させる過負荷保護機能が一般的に設けられている。このような過負荷保護機能においては、過負荷状態が検出された後、過負荷状態から正常状態に回復すると、自動的に通常動作に復帰する自己復帰方式のものが提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１のスイッチング電源装置において、スイッチング動作を制御する制御回路は、制御回路電源電圧Ｖｃｃの電圧低下によって過負荷を判断している。従って、瞬時停電等の瞬断時の入力電圧の低下に対して、瞬断直後の期間は出力電圧を保持するが、更に時間が経過すると、電圧が低下し、電力供給を続ける。この状態では最大のオンパルス幅となり、出力電圧に比例して制御回路電源電圧Ｖｃｃの電圧が下がり、過負荷と誤って判定されるおそれがある。そこで、特許文献１のスイッチング電源装置では、瞬断時にスイッチング素子のオン時間が大きくなることを利用して、過負荷保護機能の作動を停止させている。これにより、過負荷保護の誤作動に起因して、電源が立ち上がらなくなることや電源の起動が遅れることを確実に回避している。

特許文献２のスイッチング電源装置は、ソフトスタート機能と過負荷保護検出の遅延機能を併せ持ち、スイッチング動作を制御するコントローラＩＣは、２次側からのフィードバック信号がなくなると、ソフトスタート機能と併用するコンデンサを充電する。そして、コンデンサの充電電圧が所定の閾値に達すると、コントローラＩＣは、過負荷状態と判定し、スイッチング動作を停止させてラッチさせている。

特開２００９−１００４９８号公報特開２００８−１６０９１７号公報

しかしながら、従来技術では、過負荷状態が予め設定された所定時間継続すると、過負荷保護機能が作動されるが、瞬断時に過負荷状態と判断された後、制御回路電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧まで下がりきらず、且つ入力電圧も回復していない場合には、所定時間経過後に過負荷保護機能が誤作動してしまうことがある。すなわち、コントローラＩＣ用の制御回路電源に用いられているコンデンサの容量が大きい場合には、瞬断後に制御回路電源電圧Ｖｃｃが下がりコントローラＩＣがオフするまでの時間よりも過負荷状態を検出してから過負荷保護機能を作動させるまでの時間が早くなるケースがある。当該ケースにおいて、瞬断時に過負荷状態と判断された後、所定時間経過しても、電源も回復していない場合には、依然として過負荷状態と判断されるため、過負荷保護機能が誤作動してしまうという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みて従来技術の上記問題を解決し、瞬断時における過負荷保護機能の誤作動を確実に防止することができるスイッチング電源装置を提供することにある。

本発明のスイッチング電源装置は、トランスの１次巻線に入力電力を印加し、前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子を、制御回路によってオン／オフ制御することにより、前記トランスの２次巻線に誘起される電圧を整流平滑して負荷に供給するスイッチング電源装置であって、前記スイッチング素子に流れる電流を過電流閾値以上になると過電流を検出する過電流検出回路と、該過電流検出回路によって前記過電流が検出されると前記スイッチング素子をオンからオフへ移行させる過電流保護回路と、前記過電流による過負荷状態を検出する過負荷検出回路と、該過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定する過負荷判定回路と、
該過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させる過負荷保護回路とを具備することを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記第１所定時間は、前記制御回路の起動時の過負荷期間よりも長く設定されていることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値未満であると判定された場合に、前記制御回路用の電源電圧が動作停止電圧になるまで前記スイッチング素子のオン／オフ制御を停止させるリスタート回路を具備することを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置は、トランスの１次巻線に入力電力を印加し、前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子を、制御回路によってオン／オフ制御することにより、前記トランスの２次巻線に誘起される電圧を整流平滑して負荷に供給するスイッチング電源装置であって、前記スイッチング素子に流れる電流を過電流閾値以上になると過電流を検出する過電流検出回路と、該過電流検出回路によって前記過電流が検出されると前記スイッチング素子をオンからオフへ移行させる過電流保護回路と、前記過電流による過負荷状態を検出する過負荷検出回路と、該過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定する第１過負荷判定回路と、該第１過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値以上であると判定された後、前記過負荷検出回路によって過負荷が第２所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させる第２過負荷保護回路とを具備することを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記第１所定時間及び前記第２所定時間は、前記制御回路の起動時の過負荷期間よりも長く設定されていることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、過負荷状態での使用が想定される想定時間よりも、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを加算した時間が長くなるように設定されていることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記第１過負荷判定回路は、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値未満であると判定した後、再度前記過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを再度判定することを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記過負荷判定閾値は、前記過電流閾値の２０％から８０％の範囲で設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、過負荷状態が所定時間継続して検出された場合に、スイッチング素子に流れる電流が、過電流を検出するための過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定し、過負荷保護を作動させるか否かを判定することにより、瞬断時における過負荷保護機能の誤作動を確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態の回路構成を示す回路構成図である。本発明に係るスイッチング電源装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。本発明に係るスイッチング電源装置の第１の実施の形態の具体的な回路構成を示す回路構成図である。図３の各部の信号波形及び動作波形を示す波形図である。本発明に係るスイッチング電源装置の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。本発明に係るスイッチング電源装置の第２の実施の形態の具体的な回路構成を示す回路構成図である。図６に示す第１ＯＬＰタイマおよび第２ＯＬＰタイマの回路例を示す回路構成図である。図６の各部の信号波形及び動作波形を示す波形図である。図６の各部の信号波形及び動作波形を示す波形図である。

本実施の形態のスイッチング電源装置は、図１を参照すると、整流回路ＤＢと、平滑コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、トランスＴと、コントローラＩＣ１と、ダイオードＤ１、Ｄ２と、エラーアンプ（Ｅ／Ａ）２と、フォトカプラを構成する発光ダイオードＰＣＤ及び受光トランジスタＰＣＴＲと、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ４とを備えている。

ダイオードがブリッジ構成された整流回路ＤＢの交流入力端子ＡＣｉｎ１、ＡＣｉｎ２には商用交流電源ＡＣが接続され、商用交流電源ＡＣから入力された交流電圧が全波整流されて整流回路ＤＢから出力される。整流回路ＤＢの整流出力正極端子と整流出力負極端子との間には、平滑コンデンサＣ１が接続されている。また、整流回路ＤＢの整流出力負極端子は接地端子に接続されている。これにより、商用交流電源ＡＣを整流回路ＤＢと平滑コンデンサＣ１とで整流平滑した直流電源が得られる。

コントローラＩＣ１は、パワーＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子と当該スイッチング素子のスイッチング制御を行うための制御回路が内蔵されており、Ｄ／ＳＴ（ＭＯＳＦＥＴドレイン／起動電流入力）端子と、Ｓ／ＯＣＰ（ＭＯＳＦＥＴソース／過電流保護）端子と、Ｖｃｃ（制御回路電源電圧入力）端子と、ＦＢ／ＯＬＰ（フィードバック信号入力／過負荷保護信号入力）端子と、ＧＮＤ端子とを備えている。

１次側（入力側）から２次側（負荷側）へ電力を供給するトランスＴは、一次巻線Ｐ１および補助巻線Ｐ２と、二次巻線Ｓ１とで構成されており、整流回路ＤＢの整流出力正極端子がトランスＴの１次巻き線Ｐ１の一端部に接続され、トランスＴの１次巻き線Ｐ１の他端部がコントローラＩＣ１のＤ／ＳＴ端子に接続されていると共に、コントローラＩＣ１のＳ／ＯＣＰ端子が抵抗Ｒ１を介して接地端子に接続されている。これにより、コントローラＩＣ１が内蔵するスイッチング素子をオン／オフ制御することで、トランスＴの一次巻線Ｐ１に与えられた電力が、トランスＴの二次巻線Ｓ１に伝達され、トランスＴの二次巻線Ｓ１に脈流が発生する。また、抵抗Ｒ１は、コントローラＩＣ１が内蔵するスイッチング素子を流れる電流を電圧信号Ｖ_ｏｃｐとして検出する電流検出抵抗として機能し、コントローラＩＣ１は、スイッチング素子を流れる電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが予め設定された過電流閾値以上になると、２次側に供給する電力を制限する過電流保護（ＯＣＰ）機能を有している。

トランスＴの二次巻線Ｓ１の両端子間には、整流ダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ２が接続され、トランスＴの二次巻線Ｓ１に誘起される電圧は、整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２により整流平滑され、直流電力として負荷（ＲＬ）３に供給される。なお、平滑コンデンサＣ２の正極端子に接続されているラインが電源ラインとなり、平滑コンデンサＣ２の負極端子が接続されたラインは接地端子に接続されたＧＮＤラインとなる。

電源ラインとＧＮＤラインとの間には、フォトカプラの発光ダイオードＰＣＤとエラーアンプ２とが直列に接続されている。エラーアンプ２は、電源ラインとＧＮＤラインとの間に接続され、出力電圧と図示しない内部の基準電圧との差に応じて、フォトカプラの発光ダイオードＰＣＤに流れる電流を制御する。また、コントローラＩＣ１のＦＢ／ＯＬＰ端子は並列に接続された発光ダイオードＰＣＤおよびコンデンサＣ４を介して接地端子に接続されている。これにより、出力電圧に応じたフィードバック（ＦＢ）信号が２次側の発光ダイオードＰＣＤから１次側の受光トランジスタＰＣＴＲに送信され、コントローラＩＣ１のＦＢ／ＯＬＰ端子に電圧信号Ｖ_ＦＢとして入力される。なお、ＦＢ信号は、出力電圧がエラーアンプ２の内部の基準電圧以上である場合に送信され、出力電圧と内部の基準電圧との差が大きいほど大きくなるように構成されている。コントローラＩＣ１は、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢに基づいてスイッチング素子のデューティ比を制御し、２次側に供給する電力量を制御すると共に、電圧信号Ｖ_ＦＢに基づいて短絡障害等を起因とする過負荷状態を検出し、スイッチング動作を停止させて２次側への電力の供給を停止させるＯＬＰ（過負荷保護）機能を有している。なお、過負荷状態は、スイッチング素子のスイッチング動作に定常動作以上の負荷が加わる状態である。また、設定以上の負荷が加わることに起因する負荷（ＲＬ）３に供給する電圧の低下を検出することで、過負荷状態の検出を行うことができる。

また、トランスＴの補助巻線Ｐ２の両端子間には、整流ダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ３が接続され、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ３との接続点がコントローラＩＣ１のＶｃｃ端子に接続されている。これにより、補助巻線Ｐ２に発生した電圧は、ダイオードＤ２により整流され、平滑コンデンサＣ３で平滑されて、コントローラＩＣ１のＶｃｃ端子に供給され、コントローラＩＣ１用の制御回路電源として用いられる。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態のスイッチング電源装置のコントローラＩＣ１における過負荷保護の動作について、図２を参照して説明する。
コントローラＩＣ１は、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢが予め設定された過負荷閾値以上であるか否かを判定し（ステップＡ１）、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満の場合には、通常動作時と判定し（ステップＡ２）、ステップＡ１に戻る。

電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である場合には、コントローラＩＣ１は、内蔵の第１ＯＬＰタイマのカウントをスタートさせ（ステップＡ３）、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上であるか否か（ステップＡ４）、第１ＯＬＰタイマのカウントが終了するか否か（ステップＡ５）を監視する。ステップＡ４で電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上でなくなった場合、すなわち第１ＯＬＰタイマのカウント中に電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満になった場合には、コントローラＩＣ１は、過負荷状態ではないと判定し（ステップＡ６）、第１ＯＬＰタイマをリセットしてカウントを中止させた後（ステップＡ７）、ステップＡ１の処理に戻る。

ステップＡ５で第１ＯＬＰタイマのカウントが終了、すなわち電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である状態が予め設定された所定時間（第１ＯＬＰタイマのカウント時間）継続した場合に、コントローラＩＣ１は、スイッチング素子を流れる電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが予め設定された過負荷判定閾値以上であるか否かを判定する（ステップＡ８）。

ステップＡ８で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合には、コントローラＩＣ１は、過負荷状態であると判定し（ステップＡ９）、内蔵のラッチ回路をセットすることで、スイッチング動作を停止させて（ステップＡ１０）、２次側への電力の供給を停止させる過負荷保護機能を作動させ、当該状態を保持する（ステップＡ１１）。

一方、ステップＡ８で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満である場合には、過負荷状態ではなく、コントローラＩＣ１は、商用交流電源ＡＣがＯＦＦされた電源停止状態であると判定し（ステップＡ１２）、リスタート回路を用いて、リスタート動作を実行させる（ステップＡ１３）。

ステップＡ８で電圧信号Ｖ_ｏｃｐと比較する過負荷判定閾値は、第１ＯＬＰタイマのカウント終了直後に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐに基づいて本当に過負荷状態か否かを判定するための閾値であり、ＯＣＰ（過電流保護）機能で用いられる過電流閾値よりも小さい、過電流閾値の２０％〜８０％の範囲に設定されている。

過負荷判定閾値が過電流閾値の８０％よりも大きい場合には、過負荷状態であるにも拘わらず、過負荷状態と判定されないおそれがある。すなわち、ＡＣ減電時及び定格入力の過負荷状態で平滑コンデンサＣ１の容量が小さい場合には、平滑コンデンサＣ１のリップルの下限電圧において、スイッチング動作（発振波形）が最大オン・デューティ（例えば、８０％）に達し、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過電流閾値に達することなく、過電流閾値の８０％程度になってしまう場合がある。従って、過負荷判定閾値が過電流閾値の８０％よりも大きい場合、ステップＡ８での電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値との比較が、平滑コンデンサＣ１のリップルの下限電圧付近のタイミングに行われてしまうと、過負荷状態でないと判定されることが想定され、スイッチング動作（発振動作）を継続させてしまうおそれがある。スイッチング動作（発振動作）が継続した場合には、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子の発熱が大きく、最悪の場合には、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子の破損につながってしまう。

過負荷判定閾値が過電流閾値の２０％よりも小さい場合には、電源停止状態と判定できず、過負荷状態として誤検知してしまうおそれがある。すなわち、２次側の負荷をほぼ無負荷状態で、電源停止させた場合には、２次側に電力（エネルギー）をほとんど送らないため、入力電圧が徐々に下がる。また、入力電圧が下がると、ある電圧で最大オン・デューティ（例えば、８０％）以上に達する入力電圧がある。従って、２次側の負荷がほぼ無負荷だと、入力電圧がすぐに０Ｖにならず、最大オン・デューティ（例えば、８０％）以上で動作する入力電圧の状態で発振動作をし続けることになる。これにより、過負荷判定閾値が過電流閾値の２０％よりも小さい場合、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値に達してしまい、電源停止状態と判定できず、過負荷保護機能（ＯＬＰ）が誤作動してしまうおそれがある。

なお、オン・デューティは、入力電圧をＶ_ＩＮ、トランスＴの一次巻線Ｐ１の巻き数及び二次巻線Ｓ１の巻き数等で決まるフライバック電圧をＶ_Ｆとそれぞれすると、
オン・デューティ＝｛Ｖ_Ｆ／（Ｖ_Ｆ＋Ｖ_ＩＮ）｝＊１００
で表すことができ、入力電圧のＶ_ＩＮがＯＶとなると１００パーセントになり、必ずある入力電圧で最大オン・デューティに達する。

次に、第１の実施の形態のスイッチング電源装置におけるコントローラＩＣ１の具体的な回路構成について、図３を参照して説明する。
コントローラＩＣ１は、図３を参照すると、Ｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴＱ１（以下、ＭＯＳＦＥＴＱ１と称す）と、ドライブ回路１１と、ラッチ回路１２と、リスタート回路１３と、ＯＳＣ（内部発振器）１４と、定電流源１５と、第１ＯＬＰタイマ１６と、可変電圧Ｖ_Ｒと、基準電圧Ｖ_ｒｅｆと、アンド回路ＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３と、オア回路ＯＲ１と、フリップフロップＦＦ１と、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３と、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、ダイオードＤ３とを備えている。

Ｄ／ＳＴ端子には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン端子が接続されていると共に、Ｓ／ＯＣＰ端子には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子が接続され、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート端子には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のＯＮ／ＯＦＦを制御するドライブ回路１１が接続されている。ドライブ回路１１には、アンド回路ＡＮＤ１の出力が入力され、アンド回路ＡＮＤ１の入力端子には、ラッチ回路１２の反転出力とリスタート回路１３の反転出力とオア回路ＯＲ１の反転出力とが入力されている。これにより、アンド回路ＡＮＤ１は、ラッチ回路１２、リスタート回路１３及びオア回路ＯＲ１の出力信号が全てＬレベルである場合に、Ｈレベルの信号を出力し、ドライブ回路１１によってＭＯＳＦＥＴＱ１がオンされることになる。

オア回路ＯＲ１の入力端子には、ＯＳＣ（内部発振器）１４の出力とフリップフロップＦＦ１のＱ端子の反転出力とが入力され、フリップフロップＦＦ１のＳ端子には、ＯＳＣ（内部発振器）１４の出力が、フリップフロップＦＦ１のＲ端子には、コンパレータＣＯＭＰ１の出力とコンパレータＣＯＭＰ２の出力とが入力されている。これにより、通常動作時には、ラッチ回路１２及びリスタート回路１３の出力信号はＬレベルであるため、ＯＳＣ（内部発振器）１４の出力信号がＬレベルで、且つフリップフロップＦＦ１がセットされてＱ端子の出力信号がHレベルである場合にオア回路ＯＲ１の出力信号がＬレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンされることになる。

Ｓ／ＯＣＰ端子とＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子との接続点は、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転端子とコンパレータＣＯＭＰ２の非反転端子とにそれぞれ接続されている。コンパレータＣＯＭＰ２の反転端子には、通常動作時には過電流閾値に設定されている可変電圧Ｖ_Ｒが接続されている。これにより、通常動作時には、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴＱ１を流れるドレイン電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過電流閾値以上である場合に、過電流保護機能（ＯＣＰ）が実行される。すなわち、コンパレータＣＯＭＰ２の出力信号がＨレベルになることで、フリップフロップＦＦ１がリセットされて、オア回路ＯＲ１の出力信号がＨレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフされる。

ＦＢ／ＯＬＰ端子とＧＮＤ端子との間には、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３が直列で接続され、ＦＢ／ＯＬＰ端子と基準電圧Ｒｅｇとの間には、抵抗Ｒ４が接続されている。また、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点がコンパレータＣＯＭＰ１の反転端子に接続されている。これにより、コンパレータＣＯＭＰ１において、電圧信号Ｖ_ｏｃｐと分圧された電圧信号Ｖ_ＦＢとが比較され、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが分圧された電圧信号Ｖ_ＦＢ以上である場合に、コンパレータＣＯＭＰ２の出力信号がＨレベルになることで、フリップフロップＦＦ１がリセットされて、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフされ、ＦＢ信号に基づいてＭＯＳＦＥＴＱ１のデューティ比を制御するフィードバック制御が行われる。

また、ＦＢ／ＯＬＰ端子には、定電流源１５とコンパレータＣＯＭＰ３の非反転端子とが接続され、コンパレータＣＯＭＰ３の反転端子には、過負荷閾値に設定されている基準電圧Ｖ_ｒｅｆが接続されている。ＦＢ信号が２次側の発光ダイオードＰＣＤから１次側の受光トランジスタＰＣＴＲに送信されない場合には、定電流源１５によってＦＢ／ＯＬＰ端子とＧＮＤ端子との間に接続されたコンデンサＣ４が充電され、ＦＢ／ＯＬＰ端子の電圧信号Ｖ_ＦＢが上昇し、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値Ｖ_ｒｅｆ以上になるとコンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルとなる。

コンパレータＣＯＭＰ３の出力端子は、第１ＯＬＰタイマ１６の入力端子に接続され、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルとなると、第１ＯＬＰタイマ１６は、予め設定された所定時間Ｔ０をカウント後、Ｈレベルのワンショットパルス信号を出力する。なお、第１ＯＬＰタイマ１６は、カウンター及びＣＲの時定数等で構成されたタイマ回路であり、コンパレータＣＯＭＰ３からの出力信号がＨレベルの間は、カウントを継続し、所定時間Ｔ０のカウント中であっても、コンパレータＣＯＭＰ３からの出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わった時点でリセットされ、カウント動作を停止する。

第１ＯＬＰタイマ１６の出力信号は、可変電圧Ｖ_Ｒに入力され、第１ＯＬＰタイマ１６のタイマカウント終了時にはワンショットパルス信号が出力され、可変電圧Ｖ_Ｒが過負荷判定閾値に切り換えられる。従って、ワンショットパルス信号の入力時には、コンパレータＣＯＭＰ２で電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値とが比較され、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満の場合にＬレベルの出力信号が、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合にＨレベルの出力信号がコンパレータＣＯＭＰ２からそれぞれ出力される。

アンド回路ＡＮＤ２の入力端子には、第１ＯＬＰタイマ１６の出力とコンパレータＣＯＭＰ２の出力とが入力され、アンド回路ＡＮＤ２の出力信号は、ラッチ回路１２に入力される。これにより、第１ＯＬＰタイマ１６からのワンショットパルス信号の出力時に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合には、アンド回路ＡＮＤ２の出力信号はＨレベルとなり、過負荷（ＯＬＰ）状態であると判定され、当該状態がラッチ回路１２によって保持され、過負荷保護機能が作動する。従って、第１ＯＬＰタイマ１６のカウントが終了して過負荷保護機能が作動することになり、第１ＯＬＰタイマ１６のカウントする所定時間がＴ０ｍｓであり、第１ＯＬＰタイマ１６から出力されるワンショットパルス信号のパルス幅がＴ０ｍｓよりも十分に小さい値であるとすると、過負荷状態が持続していれば、過負荷状態の検出から過負荷保護機能が作動するまで約Ｔ０ｍｓとなる。

アンド回路ＡＮＤ３には、第１ＯＬＰタイマ１６の出力とコンパレータＣＯＭＰ２の反転出力とが入力され、アンド回路ＡＮＤ３の出力信号は、リスタート回路１３に入力される。これにより、第１ＯＬＰタイマ１６からのワンショットパルス信号の出力時に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満の場合には、アンド回路ＡＮＤ３の出力信号はＨレベルとなり、電源停止状態であると判定され、リスタート回路１３がセットされ、リスタート動作が実行される。

次に第１の実施の形態において、商用交流電源ＡＣがオフされて第１ＯＬＰタイマ１６がカウントを開始し、第１ＯＬＰタイマ１６のカウント終了時に電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満であった場合の動作について図４を参照して詳細に説明する。
図４は、図３の各部の信号波形及び動作波形を示したもので、（ａ）は商用交流電源ＡＣのオンオフ信号、（ｂ）はＶｃｃ端子の電圧信号、（ｃ）はＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢ、（ｄ）はＳ／ＯＣＰ端子に入力されるＶ_ＯＣＰ、（ｅ）はコンパレータＣＯＭＰ３の出力信号、（ｆ）は第１ＯＬＰタイマ１６の出力信号、（ｇ）は可変電圧Ｖ_Ｒの電圧信号、（ｈ）はアンド回路ＡＮＤ２の出力信号、（ｉ）はアンド回路ＡＮＤ３の出力信号、（ｊ）はリスタート回路１３の出力信号をそれぞれ示している。

図４（ａ）に示すように、通常動作中に時刻ｔ０で商用交流電源ＡＣがオフ（遮断）されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１を流れるドレイン電流、すなわち当該電流に対応する電圧信号Ｖ_ＯＣＰのピーク値は、図４（ｄ）に示すように、商用交流電源ＡＣ遮断後、平滑コンデンサＣ１の蓄積電荷が２次側に送られるため、一端上昇するが、その後蓄積電荷放電し、急激に小さくなる（期間Ｔ１参照）。また、出力電圧が低下するため２次側から１次側へのＦＢ信号もなくなってしまい、受光トランジスタＰＣＴＲに電流が流れなくなるため、定電流源１５によってコンデンサＣ３に電荷が蓄積され、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢが図４（ｃ）に示すように上昇していく。

電圧信号Ｖ_ＦＢが上昇し、時刻ｔ１にて過負荷閾値以上になると、図４（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルになり、第１ＯＬＰタイマ１６がスタートし、予め設定された所定時間Ｔ０のカウントを開始する。第１ＯＬＰタイマ１６は、時刻ｔ１〜ｔ２の期間で予め設定された所定時間Ｔ０をカウント後、図４（ｆ）に示すように、時刻ｔ２でＨレベルのワンショットパルス信号（例えばパルス幅１ｍｓ）を出力する。

第１ＯＬＰタイマ１６から出力されるワンショットパルス信号によって、図４（ｇ）に示すように、可変電圧Ｖ_Ｒが過電流閾値から過負荷判定閾値に切り換えられ、コンパレータＣＯＭＰ２でＳ／ＯＣＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値とが比較され、電源停止状態であるか、過負荷状態であるかが判定される。なお、過負荷判定閾値は、過電流閾値の２０〜８０％の範囲で適宜設定され、図４に示す例では、過電流閾値の５０％とした。

図４に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３の期間で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満の場合には、電源停止状態と判定され、コンパレータＣＯＭＰ２からＬレベルの出力信号が出力されることになり、図４（ｉ）に示すように、アンド回路ＡＮＤ３の出力信号がＨレベルとなり、リスタート回路１３がセットされ、リスタート動作が実行される。

時刻ｔ３でリスタート回路１３がセットされると、リスタート回路１３は、図４（ｊ）に示すように、Ｈレベルの出力信号を出力し、アンド回路ＡＮＤ１の出力信号がＬレベルとなってＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチング動作が停止されると共に、ＦＢ／ＯＬＰ端子が接地され、図４（ｃ）に示すように、電圧信号Ｖ_ＦＢが０電位となる。

なお、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上になり過負荷状態と判定された場合には、コンパレータＣＯＭＰ２からＨレベルの出力信号が出力されることになり、図４（ｈ）に示すアンド回路ＡＮＤ２の出力信号がＨレベルとなり、ラッチ回路１２がセットされる。ラッチ回路１２がセットされると、ラッチ回路１２は、Ｈレベルの出力信号を出力し、アンド回路ＡＮＤ１の出力信号がＬレベルとなってＭＯＳＦＥＴＱ１のスイッチング動作が停止され、過負荷保護状態が保持されると共に、図示しない起動回路によってコントロールＩＣの電源電圧Ｖ_ｃｃを供給する。

次に、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ４でコントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧になると、コントローラＩＣ１の内部回路は一度リセットされ、初期状態となる。コントローラＩＣ１が初期状態となり、図４（ａ）に示すように、時刻ｔ５で商用交流電源ＡＣがオン（投入）されると、図示しない起動回路によって、コンデンサＣ３が充電され、図４（ｂ）に示すように、コントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが上昇し、時刻ｔ６でコントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作開始電圧に達するとコントローラＩＣ１が起動され、スイッチング動作が開始される。なお、時刻ｔ７において、コンデンサＣ２の電圧が定格電圧まで立ち上がっていないので、発振開始直後の電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上になり、図４（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルになり、第１ＯＬＰタイマ１６がスタートする。しかし、第１ＯＬＰタイマ１６がカウントする所定時間Ｔ０が経過する以前の時刻ｔ８に、商用交流電源ＡＣの復帰により出力電圧が設定電圧まで上昇する。出力電圧が設定電圧に上昇すると、フィードバック電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満に低下し、図４（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号はＬレベルになり、再スタートした第１ＯＬＰタイマ１６もリセットされる。換言すると、初期状態から商用交流電源ＡＣがオン（投入）され、コントローラＩＣ１の起動時の過負荷期間よりも第１ＯＬＰタイマ１６でカウントする所定時間Ｔ０は長く設定されており、起動時にフィードバック電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上になっても過負荷が検出されないようになっている。

以上のように、第１の実施の形態によれば、過負荷状態が所定時間Ｔ０継続して検出された場合に、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定し、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値以上であると判定されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させるように構成されている。これにより、瞬断時における過負荷保護機能の誤作動を確実に防止することができるという効果を奏する。

さらに、第１の実施の形態によれば、過負荷状態の継続をカウントする所定時間Ｔ０は、コントローラＩＣの起動時の過負荷期間よりも長く設定されている。これにより、コントローラＩＣ１の再起動時における過負荷保護機能の誤作動を防止することができる。

さらに、第１の実施の形態によれば、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値未満であると判定された場合に、コントローラＩＣ１用の電源電圧が動作停止電圧になるまでＭＯＳＦＥＴＱ１のオン／オフ制御を停止させるように構成されている。これにより、瞬断時におけるコントローラＩＣ１の再起動時を速やかに行うことができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のスイッチング電源装置のコントローラＩＣ１における過負荷保護の動作について、図５を参照して説明する。
コントローラＩＣ１は、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢと予め設定された過負荷閾値とを比較することで、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上であるか否かを判定し（ステップＡ１）、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満の場合には、通常動作時と判定し（ステップＡ２）、ステップＡ１、２の動作を繰り返す。

ステップＡ５で第１ＯＬＰタイマのカウントが終了、すなわち電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である状態が予め設定された時間（第１ＯＬＰタイマのカウント時間）継続した場合には、コントローラＩＣ１は、スイッチング素子を流れる電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが予め設定された過負荷判定閾値以上であるか否かを判定し（ステップＢ１）、ステップＢ１で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満である場合には、ステップＡ１の処理に戻る。これにより、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上であり、且つ電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満である場合には、第１ＯＬＰタイマのカウントが繰り返されることになる。

ステップＢ１で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合には、コントローラＩＣ１は、内蔵の第２ＯＬＰタイマのカウントをスタートさせ（ステップＢ２）、電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上であるか否か（ステップＢ３）、第２ＯＬＰタイマのカウントが終了するか否か（ステップＢ４）を監視する。ステップＢ３で電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上でなくなった場合、すなわち第２ＯＬＰタイマのカウント中に電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満になった場合には、コントローラＩＣ１は、過負荷状態ではないと判定し（ステップＡ６）、第１及び第２ＯＬＰタイマをリセットしてカウントを中止させた後（ステップＡ７）、ステップＡ１の処理に戻る。

ステップＢ４で第２ＯＬＰタイマのカウントが終了、すなわち電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である状態が予め設定された時間（第２ＯＬＰタイマのカウント時間）継続した場合には、コントローラＩＣ１は、スイッチング素子を流れる電流に対応した電圧信号Ｖ_ｏｃｐが予め設定された過負荷判定閾値以上であるか否かを判定する（ステップＢ５）。

ステップＢ５で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満である場合には、ステップＡ１の処理に戻る。一方、ステップＢ５で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合には、過負荷状態であると判定し（ステップＡ９）、内蔵のラッチ回路をセットすることで、スイッチング動作を停止させて（ステップＡ１０）、２次側への電力の供給を停止させる過負荷保護機能を作動させ、当該状態を保持する（ステップＡ１１）。

なお、ステップＢ１、Ｂ５で電圧信号Ｖ_ｏｃｐと比較する過負荷判定閾値は、第１及び第２ＯＬＰタイマのカウント終了直後に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐに基づいて過負荷状態か否かを判定するための閾値であり、ＯＣＰ（過電流保護）機能で用いられる過電流閾値よりも低い、過電流閾値の２０％〜８０％の範囲に設定されている。

次に、第２の実施の形態のスイッチング電源装置におけるコントローラＩＣ１の具体的な回路構成について、図６を参照して説明する。

第２の実施の形態は、リスタート回路１３の替わりに第２ＯＬＰタイマ１７が設けられたコントローラＩＣ１を用いる点で第１の実施の形態と異なっている。以下、第１の実施の形態と異なる回路構成について説明し、第１の実施の形態と同一の回路構成については説明を省略する。

アンド回路ＡＮＤ２の入力端子には、第１ＯＬＰタイマ１６の出力とコンパレータＣＯＭＰ２の出力とが入力され、アンド回路ＡＮＤ２の出力端子は、第２ＯＬＰタイマ１７にの入力端子に接続されている。アンド回路ＡＮＤ２の出力信号がＨレベル、すなわち第１ＯＬＰタイマ１６からのワンショットパルス信号の出力時に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上である場合には、第２ＯＬＰタイマ１７は、予め設定された所定時間Ｔ３をカウント後、Ｈレベルのワンショットパルス信号を出力する。なお、第１ＯＬＰタイマ１６は、所定時間Ｔ０のカウント中であっても、コンパレータＣＯＭＰ３からの出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わった時点でリセットされ、カウント動作を停止する。また、第２ＯＬＰタイマ１７は、第１ＯＬＰタイマ１６と同様にコンパレータＣＯＭＰ３からの出力信号がＨレベルの間は、カウントを継続し、所定時間Ｔ３のカウント中であっても、コンパレータＣＯＭＰ３からの出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わった時点でリセットされ、カウント動作を停止する。

なお、第２の実施の形態では、第１ＯＬＰタイマ１６と第２ＯＬＰタイマ１７とを別構成としたが、第１ＯＬＰタイマ１６と第２ＯＬＰタイマ１７とを共通化、すなわち１個のタイマ回路で構成することができる。図７にＣＲの時定数を用いて第１ＯＬＰタイマ１６と第２ＯＬＰタイマ１７とを共通化したタイマ回路例を示す。図７に示すタイマ回路においては、スイッチ１９がオンされると定電流源１８によってコンデンサＣ５が充電され、コンパレータＣＯＭＰ４及びＣＯＭＰ５によってコンデンサＣ５の電圧と抵抗Ｒ５〜Ｒ７によって分圧された電圧とを比較することで第１ＯＬＰタイマ１６及び第２ＯＬＰタイマ１７の機能を実現している。コンパレータＣＯＭＰ４の出力が第１ＯＬＰタイマ１６に出力に対応すると共に、コンパレータＣＯＭＰ５の出力が第２ＯＬＰタイマ１７に出力に対応する。また、論理回路によるカウンタ回路を用いて第１ＯＬＰタイマ１６のカウント時間と第２ＯＬＰタイマ１７のカウント時間をカウントしても良い。

アンド回路ＡＮＤ４には、第２ＯＬＰタイマ１７の出力とコンパレータＣＯＭＰ２の出力とが入力され、アンド回路ＡＮＤ３の出力信号は、ラッチ回路１２に入力される。これにより、第２ＯＬＰタイマ１７からのワンショットパルス信号の出力時に、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上の場合には、過負荷（ＯＬＰ）状態であると判定され、当該状態がラッチ回路１２によって保持され、過負荷保護機能が作動する。従って、第１ＯＬＰタイマ１６のカウントが終了した後に、第２ＯＬＰタイマ１７のカウントが終了して過負荷保護機能が作動することになり、第１ＯＬＰタイマ１６及び第２ＯＬＰタイマ１７のカウントする所定時間Ｔ０、Ｔ３ｍｓでそれぞれであり、第１ＯＬＰタイマ１６及び第２ＯＬＰタイマ１７から出力されるワンショットパルス信号のパルス幅がＴ０、Ｔ３ｍｓよりも十分に小さい値であるとすると、過負荷状態が持続していれば、過負荷状態の検出から過負荷保護機能が作動するまで約（Ｔ０＋Ｔ３）ｍｓとなる。

第１ＯＬＰタイマ１６及び第２ＯＬＰタイマ１７がそれぞれカウントする所定時間Ｔ０、Ｔ３は、少なくともＴ０とＴ３とを合計した時間がコントローラＩＣ１の起動時の過負荷期間よりも長く設定されており、起動時にフィードバック電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上になっても過負荷が検出されないようになっている。また、負荷（ＲＬ）３がモータ負荷である場合には、モータ駆動時に通常の数倍の電流が流れる期間が数１０ｍｓ〜数１００ｍｓになり、当該期間中は過負荷状態で使用される場合も想定される。従って、このような場合には、モータ駆動時に通常の数倍の電流が流れる期間よりも、第１ＯＬＰタイマ１６でカウントする所定時間Ｔ０と第２ＯＬＰタイマ１７でカウントする所定時間Ｔ３を加算した時間が長くなるように設定すると良い。

次に第２の実施の形態において、商用交流電源ＡＣがオフされて第１ＯＬＰタイマ１６がカウントを開始し、第１ＯＬＰタイマ１６のカウント中にコントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧に達した場合の動作について図８を参照して詳細に説明する。
図８は、図６の各部の信号波形及び動作波形を示したもので、（ａ）は商用交流電源ＡＣのオンオフ信号、（ｂ）はＶｃｃ端子の電圧信号、（ｃ）はＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢ、（ｄ）はＳ／ＯＣＰ端子に入力されるＶ_ＯＣＰ、（ｅ）はコンパレータＣＯＭＰ３の出力信号、（ｆ）は第１ＯＬＰタイマ１６の出力信号、（ｇ）は可変電圧Ｖ_Ｒの電圧信号、（ｈ）はアンド回路ＡＮＤ２の出力信号、（ｉ）は第２ＯＬＰタイマ１７の出力信号、（ｊ）はアンド回路ＡＮＤ４の出力信号をそれぞれ示している。

図８（ａ）に示すように、通常動作中に時刻ｔ１０で商用交流電源ＡＣがオフ（遮断）されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１を流れるドレイン電流、すなわち当該ドレイン電流に対応する電圧信号Ｖ_ＯＣＰのピーク値は、図８（ｄ）に示すように、商用交流電源ＡＣ遮断後、平滑コンデンサＣ１の蓄積電荷が２次側に送られるため、一端上昇するが、その後蓄積電荷放電し、急激に小さくなる（期間Ｔ１参照）。また、出力電圧が低下するため２次側から１次側へのＦＢ信号もなくなってしまい、受光トランジスタＰＣＴＲに電流が流れなくなるため、定電流源１５によってコンデンサＣ４に電荷が蓄積され、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢが図８（ｃ）に示すように上昇していく。

電圧信号Ｖ_ＦＢが上昇し、時刻ｔ１１にて過負荷閾値以上になると、図８（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルになり、第１ＯＬＰタイマ１６がスタートし、予め設定された所定時間Ｔ０のカウントを開始する。第１ＯＬＰタイマ１６は、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間で予め設定された所定時間Ｔ０をカウント後、図８（ｆ）に示すように、時刻ｔ１２でＨレベルのワンショットパルス信号（例えばパルス幅１ｍｓ）を出力する。第１ＯＬＰタイマ１６から出力されるワンショットパルス信号によって、図８（ｇ）に示すように、可変電圧Ｖ_Ｒが過電流閾値から過負荷判定閾値に切り換えられ、コンパレータＣＯＭＰ２でＳ／ＯＣＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値とが比較される。なお、過負荷判定閾値は、過電流閾値の２０〜８０％の範囲で適宜設定され、図８に示す例では、過電流閾値の５０％とした。

図８に示す例のように、時刻ｔ１２〜ｔ１３の期間で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満であり、依然として電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である場合には、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルのままであるため、第１ＯＬＰタイマ１６が再スタートし、予め設定された所定時間Ｔ０のカウントを開始する。

図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ１３から時間Ｔ２（Ｔ２＜所定時間Ｔ０）経過した時点の時刻ｔ１４で、コントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧になると、コントローラＩＣ１の内部回路は一度リセットされ、コントローラＩＣ１が初期状態となる。これにより、図８（ｃ）に示すように、電圧信号Ｖ_ＦＢが０電位となることで、図８（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号もＬレベルとなり、再スタートした第１ＯＬＰタイマ１６もリセットされる。なお、時刻ｔ１４までの期間は平滑コンデンサＣ３によって、コントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧以上に維持され、電圧信号Ｖ_ＦＢも過負荷閾値以上に維持されている。

次に、図８（ａ）に示すように、時刻ｔ１５で商用交流電源ＡＣがオン（投入）されると、図示しない起動回路によって、コンデンサＣ３が充電され、図８（ｂ）に示すように、コントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが上昇し、時刻ｔ１６でコントロールＩＣの電源電圧Ｖｃｃが動作開始電圧になるとコントローラＩＣ１が起動され、スイッチング動作が開始される。

次に第２の実施の形態において、商用交流電源ＡＣがオフされて第１ＯＬＰタイマ１６がカウントを開始し、第１ＯＬＰタイマ１６のカウント中に商用交流電源ＡＣがオン（投入）された場合の動作について図９を参照して詳細に説明する。
図９は、図６の各部の信号波形及び動作波形を示したもので、（ａ）は商用交流電源ＡＣのオンオフ信号、（ｂ）はＶｃｃ端子の電圧信号、（ｃ）はＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢ、（ｄ）はＳ／ＯＣＰ端子に入力されるＶ_ＯＣＰ、（ｅ）はコンパレータＣＯＭＰ３の出力信号、（ｆ）は第１ＯＬＰタイマ１６の出力信号、（ｇ）は可変電圧Ｖ_Ｒの電圧信号、（ｈ）はアンド回路ＡＮＤ２の出力信号、（ｉ）は第２ＯＬＰタイマ１７の出力信号、（ｊ）はアンド回路ＡＮＤ４の出力信号をそれぞれ示している。

図９（ａ）に示すように、通常動作中に時刻ｔ２０で商用交流電源ＡＣがオフ（遮断）されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１を流れるドレイン電流、すなわち当該ドレイン電流に対応する電圧信号Ｖ_ＯＣＰのピーク値は、図９（ｄ）に示すように、商用交流電源ＡＣ遮断後、平滑コンデンサＣ１の蓄積電荷が２次側に送られるため、一端上昇するが、その後蓄積電荷放電し、急激に小さくなる（期間Ｔ１参照）。また、出力電圧が低下するため２次側から１次側へのＦＢ信号もなくなってしまい、受光トランジスタＰＣＴＲに電流が流れなくなるため、定電流源１５によってコンデンサＣ４に電荷が蓄積され、ＦＢ／ＯＬＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ＦＢが図９（ｃ）に示すように上昇していく。

電圧信号Ｖ_ＦＢが上昇し、時刻ｔ２１にて過負荷閾値以上になると、図９（ｅ）に示すように、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルになり、第１ＯＬＰタイマ１６がスタートし、予め設定された所定時間Ｔ０のカウントを開始する。第１ＯＬＰタイマ１６は、時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間で予め設定された所定時間Ｔ０をカウント後、図９（ｆ）に示すように、時刻ｔ２２でＨレベルのワンショットパルス信号（例えばパルス幅１ｍｓ）を出力する。

第１ＯＬＰタイマ１６から出力されるワンショットパルス信号によって、図９（ｇ）に示すように、可変電圧Ｖ_Ｒが過電流閾値から過負荷判定閾値に切り換えられ、コンパレータＣＯＭＰ２でＳ／ＯＣＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値とが比較される。

図９に示す例のように、時刻ｔ２２〜ｔ２３の期間で電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値未満であり、依然として電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である場合には、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルのままであるため、第１ＯＬＰタイマ１６が再スタートし、予め設定された所定時間Ｔ０のカウントを開始する。

図９（ａ）に示すように、時刻ｔ２３から時間Ｔ４（Ｔ４＜所定時間Ｔ０）経過した時点の時刻ｔ２４で、商用交流電源ＡＣがオン（投入）されると、スイッチング動作が再開される。第１ＯＬＰタイマ１６は、時刻ｔ２３〜ｔ２５の期間で予め設定された所定時間Ｔ０をカウント後、図９（ｆ）に示すように、時刻ｔ２５でＨレベルのワンショットパルス信号（例えばパルス幅１ｍｓ）を出力する。第１ＯＬＰタイマ１６から出力されるワンショットパルス信号によって、図９（ｇ）に示すように、可変電圧Ｖ_Ｒが過電流閾値から過負荷判定閾値に切り換えられ、コンパレータＣＯＭＰ２でＳ／ＯＣＰ端子に入力される電圧信号Ｖ_ｏｃｐと過負荷判定閾値とが比較される。

図９に示す例のように、時刻ｔ２５〜ｔ２６の期間では、スイッチング動作が再開され、電圧信号Ｖ_ｏｃｐが過負荷判定閾値以上であり、依然として電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値以上である場合には、コンパレータＣＯＭＰ３の出力信号がＨレベルのままであるため、第２ＯＬＰタイマ１７がスタートし、予め設定された所定時間Ｔ３のカウントを開始する。しかし、第２ＯＬＰタイマ１７がカウントする所定時間Ｔ３が経過する以前の時刻ｔ２７に、商用交流電源ＡＣの復帰により出力電圧が設定電圧まで上昇するため、フィードバック電圧信号Ｖ_ＦＢが過負荷閾値未満に低下し、図９（ｅ）に示すように、第１ＯＬＰタイマ１６及び第２ＯＬＰタイマ１７がリセットされ、ラッチ判定の機能、すなわち過負荷状態を判定する機能は解除される。

以上のように、第２の実施の形態によれば、過負荷状態が所定時間Ｔ０継続して検出された場合に、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定し、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値以上であると判定され、更に過負荷状態が所定時間Ｔ３継続して検出された場合に、再度ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定し、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値以上であると判定されると、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させるように構成されている。これにより、瞬断後、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰを判定するタイミングの直前で商用交流電源ＡＣが復帰した場合でも、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰの判定をタイミングを変えて２回行っているため、瞬断時における過負荷保護機能の誤作動をさらに確実に防止することができるという効果を奏する。

さらに、第２の実施の形態によれば、過負荷状態の継続をカウントする所定時間Ｔ０及び所定時間Ｔ３は、コントローラＩＣの起動時の過負荷期間よりも長く設定されている。これにより、コントローラＩＣ１の再起動時における過負荷保護機能の誤作動を防止することができる。

さらに、第２の実施の形態によれば、過負荷状態での使用が想定される想定時間よりも、過負荷状態の継続をカウントする所定時間Ｔ０と所定時間Ｔ３とを加算した時間が長くなるように設定されている。これにより、想定される過負荷期間が比較的長い場合であっても、過負荷保護機能の誤作動を防止することができる。

さらに、第２の実施の形態によれば、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが過負荷判定閾値未満であると判定された後、再度過負荷が所定時間Ｔ０継続して検出された場合に、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れるＶ_ＯＣＰが前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを再度判定するように構成されている。これにより、瞬断時に、過負荷保護機能が誤作動することなく、コントローラＩＣ１の再起動時を確実に行うことができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。

１コントローラＩＣ
２エラーアンプ（Ｅ／Ａ）
３負荷（ＲＬ）
１１ドライブ回路
１２ラッチ回路
１３リスタート回路
１４ＯＳＣ（内部発振器）
１５、１８定電流源
１６第１ＯＬＰタイマ
１７第２ＯＬＰタイマ
１８定電流源
１９スイッチ
ＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３、ＡＮＤ４アンド回路
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３平滑コンデンサ
Ｃ４、Ｃ５コンデンサ
ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３、ＣＯＭＰ４、ＣＯＭＰ５コンパレータ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ダイオード
ＤＢ整流回路
ＦＦ１フリップフロップ
ＰＣＤ発光ダイオード
ＰＣＴＲ受光トランジスタ
Ｑ１パワーＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）
ＯＲ１オア回路
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７抵抗
Ｔトランス
Ｐ１一次巻線
Ｐ２補助巻線
Ｓ１二次巻線
Ｖ_Ｒ可変電圧
Ｖ_ｒｅｆ基準電圧

Claims

トランスの１次巻線に入力電力を印加し、前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子を、制御回路によってオン／オフ制御することにより、前記トランスの２次巻線に誘起される電圧を整流平滑して負荷に供給するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を過電流閾値以上になると過電流を検出する過電流検出回路と、
該過電流検出回路によって前記過電流が検出されると前記スイッチング素子をオンからオフへ移行させる過電流保護回路と、
前記過電流による過負荷状態を検出する過負荷検出回路と、
該過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定する過負荷判定回路と、
該過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させる過負荷保護回路とを具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
前記第１所定時間は、前記制御回路の起動時の過負荷期間よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
前記過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値未満であると判定された場合に、前記制御回路用の電源電圧が動作停止電圧になるまで前記スイッチング素子のオン／オフ制御を停止させるリスタート回路を具備することを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
トランスの１次巻線に入力電力を印加し、前記トランスの１次巻線に接続されたスイッチング素子を、制御回路によってオン／オフ制御することにより、前記トランスの２次巻線に誘起される電圧を整流平滑して負荷に供給するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を過電流閾値以上になると過電流を検出する過電流検出回路と、
該過電流検出回路によって前記過電流が検出されると前記スイッチング素子をオンからオフへ移行させる過電流保護回路と、
前記過電流による過負荷状態を検出する過負荷検出回路と、
該過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを判定する第１過負荷判定回路と、
該第１過負荷判定回路によって前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値以上であると判定された後、前記過負荷検出回路によって過負荷が第２所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する過負荷保護機能を作動させる第２過負荷保護回路とを具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
前記第１所定時間及び前記第２所定時間は、前記制御回路の起動時の過負荷期間よりも長く設定されていることを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源装置。
過負荷状態での使用が想定される想定時間よりも、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを加算した時間が長くなるように設定されていることを特徴とする請求項４又は５記載のスイッチング電源装置。
前記第１過負荷判定回路は、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過負荷判定閾値未満であると判定した後、再度前記過負荷検出回路によって過負荷が第１所定時間継続して検出された場合に、前記スイッチング素子に流れる電流が前記過電流閾値よりも小さく設定された過負荷判定閾値以上か否かを再度判定することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
前記過負荷判定閾値は、前記過電流閾値の２０％から８０％の範囲で設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のスイッチング電源装置。