JP2551390Y2 - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JP2551390Y2
JP2551390Y2 JP1991032120U JP3212091U JP2551390Y2 JP 2551390 Y2 JP2551390 Y2 JP 2551390Y2 JP 1991032120 U JP1991032120 U JP 1991032120U JP 3212091 U JP3212091 U JP 3212091U JP 2551390 Y2 JP2551390 Y2 JP 2551390Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、電源回路に関し、特
に、スイッチング信号発生部および保護回路に動作電源
を供給するための補助電源を備えた電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄ
ｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）回路は、入力された商
用交流電圧を整流し、整流電圧をスイッチング変圧器の
一次側に与える。スイッチング変圧器の二次側から負荷
に供給される電圧のレベルに応じて、スイッチング変圧
器の一次側に与えられる整流電圧がスイッチングされ、
二次側に交流電圧が誘導される。誘導された交流電圧
は、再び整流され、動作電源電圧として負荷に供給され
る。ＳＭＰＳ回路は、負荷に供給される動作電源電圧の
変動が非常に少ないという長所を有しており、コンピュ
ータシステムや精密な電源を要する電気機器の電源供給
回路としてよく用いられている。このようなＳＭＰＳ回
路は、おもにパルス幅変調方式の１種である電圧モード
方式が採用されてきたが、最近では電流モード方式に転
換されている。
【０００３】従来の電流モード方式を採用したＳＭＰＳ
回路において見られる欠点は、瞬間的に電源のオンオフ
が行なわれた場合、または、ＳＭＰＳ回路に接続された
各種システムの異常発生の際に、システムの損傷を防止
する保護回路が動作して電源が遮断された場合に、機器
を再稼働させるのに相当な時間を要することである。
【０００４】より具体的な例として、図２は、従来の電
流モード方式のＳＭＰＳ回路の回路構成を示している。
図２を参照して、電流モード方式のＳＭＰＳ回路は、電
源プラグＰＬ１を介して印加された交流電圧を整流する
ダイオードブリッジＢＤ１と、その出力側と接地との間
に結合されたキャパシタＣ１とを備えた一次整流回路１
を含む。一次整流回路１の出力端子は、スイッチング変
圧器Ｔ１の一次巻線Ｔ１１に接続される。スイッチング
変圧器Ｔ１の負荷側二次巻線Ｔ１２には、ダイオードＤ
１とキャパシタＣ２とが分岐接続された、負荷側に動作
電源を供給するための二次整流回路２が接続される。
【０００５】一方、変圧器Ｔ１の二次巻線側には、補助
電源を供給するための補助二次巻線Ｔ１３が接続されて
おり、その出力は、分岐接続されたダイオードＤ２とキ
ャパシタＣ３とを含む補助電源回路３に接続される。こ
の補助電源回路３の出力電圧は、スイッチング信号発生
部４および保護回路５の電源端子に動作電源として供給
される。また、スイッチング信号発生部４の出力信号
は、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｔ１１と接地との間に接続さ
れた電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに与えら
れ、この制御信号によりトランジスタＦＥＴ１はオンオ
フを繰返す。
【０００６】一次整流回路１の出力とスイッチング信号
発生部４の電源端子との間には、起動抵抗Ｒｓが挿入さ
れている。この起動抵抗Ｒｓは、初期動作の際にスイッ
チング信号発生部４を駆動するための初期電源を供給す
る経路を形成する。
【０００７】二次整流回路２の出力端子と接地との間に
は、直列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる電圧分配器
８が挿入されており、電圧分配器８の抵抗Ｒ２と接地と
の間にかかった電圧が電圧変動検出部６に与えられる。
電圧変動検出部６は、電圧分配器８からの入力信号に応
じて、出力側に接続されたフォトカプラＰＣ１の発光部
を駆動する。フォトカプラＰＣ１の受光部出力は、フォ
トカプラＰＣ１の動作状態に応じてスイッチング信号発
生部４が電界効果トランジスタＦＥＴ１を制御するよう
にスイッチング信号発生部４に接続され、かつ、保護回
路５の入力に接続される。
【０００８】このような構成を有した電流モード方式の
ＳＭＰＳ回路の動作を以下に詳細に説明する。電源プラ
グＰＬ１に交流電圧が印加されると、印加された交流電
圧は一次整流回路１により整流され、直流電圧が出力さ
れる。一次整流回路１から出力された直流電流は、起動
抵抗Ｒｓを介してスイッチング信号発生部４に初期電源
として供給され、電界効果トランジスタＦＥＴ１が駆動
される。このとき、一次整流回路１から出力された直流
電流は、変圧器Ｔ１の一次巻線Ｔ１１にも流れ、負荷側
二次巻線Ｔ１２と補助側２次巻線Ｔ１３とに電圧が誘導
される。ここで、補助側二次巻線Ｔ１３に誘導された交
流電圧は、補助電源回路３により直流に整流された後、
整流された電圧がスイッチング信号発生部４および保護
回路５の電源端子に印加される。これにより、スイッチ
ング信号発生部４が正常動作し、トランジスタＦＥＴ１
にパルス信号が与えられる。
【０００９】それゆえ、トランジスタＦＥＴ１は、スイ
ッチング信号発生部４から出力されるパルス信号に応答
してオンオフを繰返すようになり、かかるトランジスタ
ＦＥＴ１のオンオフ動作により、変圧器Ｔ１の一次巻線
Ｔ１１にかかる一次整流回路１の出力電圧が繰返して断
続される。この断続作用により、負荷側二次巻線Ｔ１２
と補助側二次巻線Ｔ１３には電圧が断続的に誘導され
る。負荷側二次巻線Ｔ１２に誘導された電圧は、二次整
流回路２により整流されたあと、整流された電圧が負荷
側の動作電源として供給される。
【００１０】このような状態において、電圧分配器８の
抵抗Ｒ２と接地との間にかかる電圧が電圧変動検出部６
に与えられるので、電圧変動検出部６は、二次整流回路
２から出力された負荷側に供給される動作電源のレベル
変動に応じて、フォトカプラＰＣ１の発光部の発光量を
変化させる。したがって、フォトカプラＰＣ１の受光部
を介して、発光量を示す信号がスイッチング信号発生部
４および保護回路５に与えられる。
【００１１】その結果、スイッチング信号発生部４は、
負荷側に供給される動作電源の電圧レベル変動に応じ
て、電界効果トランジスタＦＥＴ１の動作周期を調節す
るので、負荷側に供給される動作電源の電圧レベルが一
定な水準に保持される。一方、動作電源のレベル変動が
制御不能な程度になった場合には、保護回路５が動作し
てスイッチング信号発生部４の動作を停止させる。した
がって、負荷側へ過剰な電圧レベルの動作電源が供給さ
れないようにして、負荷側に接続される機器が損傷を受
けないようにしている。
【００１２】
【考案が解決しようとする課題】従来の電流モード方式
のＳＭＰＳ回路では、動作中に瞬間停電が発生して電源
がオフされてから短い時間内に再びオンされた場合、ま
たは、負荷の異常動作などにより保護回路５が動作して
スイッチング信号発生部４のスイッチング動作が停止さ
れたことを知って使用者が人為的に電源をオフさせた場
合に、補助電源回路３のキャパシタＣ３には残留電荷が
残されている。その結果、残留電荷が所定レベル以下に
放電されるまでは再び電源スイッチをオンしても、保護
回路５が続いて動作する。したがって、ＳＭＰＳ回路は
しばらくの間非動作状態を保持し、キャパシタＣ３の残
留電荷が放電されるほぼ５ないし７秒後にＳＭＰＳ回路
が再動作するようになる。すなわち、ＳＭＰＳ回路の再
動作を短時間で行ない得ないという課題があった。
【００１３】この考案は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、電源が遮断された後短時間で再
動作することのできる電源回路を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この考案に係わるスイッ
チモード電源回路は、交流電源に接続され、交流電圧を
直流電圧に整流するための第１の整流回路と、第１の整
流回路の出力端子に接続されるスイッチング変圧器と、
スイッチング変圧器に接続され、スイッチング変圧器か
らのスイッチング出力を直流電圧に整流するための第２
の整流回路と、第２の整流回路の出力端子と、接地との
間に挿入される電圧分配器と、電圧分配器からの入力電
圧を受けかつ直流出力電圧の変動を検出するための電圧
変動検出部と、電圧変動検出部の出力に従ってスイッチ
ング信号を発生するためのスイッチング信号発生器と、
電圧変動検出部の出力に従って、負荷に供給される直流
出力電圧が正常か異常かを検出し、スイッチング信号発
生器の動作を、直流出力電圧が異常なときに停止させる
ための保護回路と、スイッチング変圧器に接続され、変
圧器から誘起される電圧を整流し、平滑キャパシタを含
みスイッチング信号発生器と保護回路とに動作電圧を供
給するための補助電源回路と、スイッチング変圧器と接
地との間に挿入され、スイッチング信号発生器のスイッ
チング信号に従って繰返しスイッチング動作を行なうた
めのスイッチングトランジスタと、交流電源の一方入力
端子に接続され、交流電源がオンかオフかどうかを検出
するための交流電源遮断検出回路と、交流電源遮断検出
回路からの交流電源遮断信号に従って、補助電源回路に
保持される残留電荷の放電経路を形成するための放電回
路とを備える。
【００１５】
【作用】この考案における電源回路では、第２の整流回
路手段から出力された整流電圧は、交流電源が遮断され
た後もしばらくの間維持される傾向を有しているが、電
圧レベル減少手段が交流電源の遮断に応答して第２の整
流回路手段の出力電圧レベルを減少させる。したがっ
て、スイッチング制御手段の動作を不能化させる不能化
手段が、交流電源の遮断の後すぐに第２の整流回路手段
から動作電源電圧を受けなくなるので、スイッチング制
御手段の動作が短時間で可能となる。その結果、電源回
路の再動作が短時間で可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、この考案によるＳＭＰＳ回路の好まし
い実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、この考案の一実施例を示す電流モード方式のＳＭＰ
Ｓ回路の回路図である。図１を参照して、このＳＭＰＳ
回路は、図２に示した従来のＳＭＰＳ回路と全般的な構
成は同様であるが、交流電源遮断検出回路１７および放
電回路１８が付加されている点において相違する。交流
電源遮断検出回路１７および放電回路１８以外の回路構
成は、図２に示したものと同様であるので、説明が省略
される。
【００１７】交流電源遮断検出回路１７は、交流入力端
子に印加される交流電源の遮断の有無を検出する交流電
源遮断検出部１７０と、交流電源遮断検出部１７０の出
力信号を反転させるための反転回路１７２とを含む。交
流電源遮断検出部１７０は、交流電源電圧が印加される
電源プラグＰＬ１１の一方端子と接地との間に直列に接
続された抵抗Ｒ１３，ツェナーダイオードＺＤ，順方向
接続のダイオードＤ１３，キャパシタＣ１４，およびキ
ャパシタＣ１４と並列に接続された抵抗Ｒ１４を含む。
ダイオードＤ１３と抵抗Ｒ１４の共通接続ノードＡから
交流電源遮断検出信号が出力される。
【００１８】反転回路１７２は、エミッタ接地ｎｐｎト
ランジスタＴＲ１１により構成される。トランジスタＴ
Ｒ１１のベースと接続ノードＡとの間には、ベース電流
制限用抵抗Ｒ１５が挿入され、コレクタと一次整流回路
１１の出力端子との間には、抵抗Ｒ１６が挿入されてい
る。この反転回路１７２は、ベース抵抗Ｒ１５を介して
交流電源遮断検出部１７０の出力を受け、コレクタと抵
抗Ｒ１６との接続ノードを介して、交流電源遮断検出部
１７０の出力信号の反転されたものを出力する。したが
って、交流電源遮断検出回路１７は、交流電源が遮断さ
れた場合に高レベルの出力信号を発生し、交流電源が正
常である場合には低レベルの信号を出力する。
【００１９】一方、放電回路１８は、エミッタ接地ｎｐ
ｎトランジスタＴＲ１２により構成され、そのベースが
反転回路１７２のコレクタと抵抗Ｒ１６との接続ノード
に接続され、コレクタが補助電源回路１３の出力端子に
接続され、エミッタは接地される。したがって、交流電
源遮断検出回路１７から高レベルの交流電源遮断検出信
号が入力されたとき、トランジスタＴＲ１２がオンし、
補助電源回路１３のキャパシタＣ１３に残された残留電
荷を放電させるための放電経路が形成される。
【００２０】以下に、補助電源回路１３の出力電圧を降
下させるための動作を含め、図１に示したＳＭＰＳ回路
の動作について説明する。
【００２１】電源プラグＰＬ１１に交流電圧が印加され
ると、一次整流回路１１により交流電圧が直流電圧に整
流される。その後、直流電圧は、スイッチング電界効果
トランジスタＦＥＴ１１を介して接地されているスイッ
チング変圧器Ｔの一次巻線Ｔ１１１に印加される。一
方、スイッチング電界効果トランジスタＦＥＴ１１は、
スイッチング信号発生部１４の制御信号に応答してオン
オフを繰返す。したがって、一次コイルに矩形波出力が
伝達され、これにより、負荷側二次巻線Ｔ１１２および
補助側二次巻線Ｔ１１３に電圧が誘導される。補助側二
次巻線Ｔ１１３の誘導電圧は、補助電源回路１３により
再び整流されてスイッチング信号発生部１４および保護
回路１５に直流動作電源として供給される。一方、負荷
側二次コイルＴ１１２の誘導電圧は、二次整流器１２に
よって再び整流されて負荷側へ直流動作電源として供給
される。
【００２２】負荷側に供給される直流動作電圧は、電圧
変動検出部１６が変動を検出した後、変動に比例する出
力信号をフォトカプラＰＣ１１を介してスイッチング信
号発生部１４および保護回路１５に与える。スイッチン
グ信号発生部１４は、動作電圧の変動に応じてスイッチ
ング電界効果トランジスタＦＥＴ１１の動作を制御して
一定の直流動作電圧が負荷に供給されるようにする。一
方、保護回路１５は、回路の動作に異常がある場合に、
スイッチング信号発生部１４の動作を停止させる。
【００２３】前述の動作過程において、ＳＭＰＳ回路が
正常動作をする場合には、電源プラグＰＬ１１の一方端
子から抵抗Ｒ１３を介して交流電源遮断検出部１７０に
印加される交流電圧は、抵抗Ｒ１３とツェナーダイオー
ドＺＤを介して一定なレベルに調節された後、ダイオー
ドＤ１３およびキャパシタＣ１４を介して整流および平
滑処理される。その後、ダイオードＤ１３と抵抗Ｒ１４
との接続ノードＡから一定電圧の出力が得られる。この
出力は反転回路１７２の抵抗Ｒ１５を経由してトランジ
スタＴＲ１１のベースに印加されるため、このトランジ
スタＴＲ１１はオンされる。これにより、放電回路１８
のトランジスタＴＲ１２のベースは低電位となるため、
このトランジスタＴＲ１２はオフとなって補助電源回路
１３のキャパシタＣ１３により充電された電荷が放電さ
れる放電径路が形成されない。したがって、補助電源回
路１３の出力電圧は、スイッチング信号発生部１４およ
び保護回路１５に続いて供給され、その結果、ＳＭＰＳ
回路は正常動作を続ける。
【００２４】しかしながら、このような制御動作中に瞬
間停電または負荷側に異常動作が発生した場合に、前述
のように保護回路１５が直ちに動作して、スイッチング
信号発生部１４の動作が停止される。これによって、ス
イッチング電界効果トランジスタＦＥＴ１１もオフさ
れ、スイッチング変圧器Ｔの二次側に電圧が誘導されな
い。その結果、二次整流回路１２の出力に接続される負
荷に対する直流電源供給が中断される。
【００２５】このような場合に、電源供給が中断される
ことを知って使用者が電源をオフすると、交流電源遮断
検出回路１７は直ちに高レベルの交流電源遮断検出信号
を放電回路１８に出力する。これを詳細に説明すると、
電源プラグＰＬ１１の一方端子に接続された交流電源遮
断検出部１７０のキャパシタＣ１４の容量は、トランジ
スタのベースとエミッタとの間のバイアスを印加するの
に必要な程度の容量を有しているため、キャパシタＣ１
４に充電された電荷はすぐに抵抗Ｒ１４を介して放電さ
れる。したがって、交流電源遮断検出部１７０のダイオ
ードＤ１３とキャパシタＣ１４との間の接続ノードＡを
介してトランジスタＴＲ１１を駆動するのに十分な電圧
が出力されない。その結果、反転回路１７２のトランジ
スタＴＲ１１はオフとなる。しかしながら、一次整流回
路１１の平滑用キャパシタＣ１１は、交流電源遮断検出
部１７０のキャパシタＣ１４または補助電源回路１３の
平滑用キャパシタＣ１３により容量が相対的に大きいば
かりでなく、それの放電時定数がキャパシタＣ１４また
はキャパシタＣ１３より大きく設定されている。したが
って、キャパシタＣ１１により充電されている電荷によ
り放電回路１８のトランジスタＴＲ１２がオンし、補助
電源回路１３のキャパシタＣ１３に充電されている残留
電荷がトランジスタＴＲ１２を介して接地に急速に放電
される。
【００２６】その結果、補助電源回路１３の出力電圧が
急速に下がるので、それによって、保護回路１５および
スイッチング信号発生部１４に対する電圧供給が中止さ
れる。したがって、保護回路の動作が停止される。その
結果、ＳＭＰＳ回路は初期状態となり、電源遮断の直後
に電源を再投入すれば、短時間でＳＭＰＳ回路を動作さ
せることができる。
【００２７】
【考案の効果】以上のように、この考案によれば、交流
電源の遮断に応答して第２の整流回路手段の出力電圧レ
ベルを減少させる電圧レベル減少手段を設けたので、交
流電源の遮断の後短時間で再動作することのできる電源
回路が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すＳＭＰＳ回路の回路
図である。
【図２】従来のＳＭＰＳ回路の回路図である。
【符号の説明】
１１ 一次整流回路 １２ 二次整流回路 １３ 補助電源回路 １４ スイッチング信号発生部 １５ 保護回路 １６ 電圧変動検出部 １７ 交流電源遮断検出回路 １８ 放電回路 ２９ 電圧分配器 １７０ 交流電源遮断検出部 １７２ 反転回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−295669（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−174269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−194757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−280770（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55573（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−25064（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (4)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電源に接続され、交流電圧を直流電
    圧に整流するための第１の整流回路と、 前記第１の整流回路の出力端子に接続されるスイッチン
    グ変圧器と、 前記スイッチング変圧器に接続され、前記スイッチング
    変圧器からのスイッチング出力を直流電圧に整流するた
    めの第２の整流回路と、 前記第２の整流回路の出力端子と、接地との間に挿入さ
    れる電圧分配器と、 前記電圧分配器からの入力電圧を受けかつ直流出力電圧
    の変動を検出するための電圧変動検出部と、 前記電圧変動検出部の出力に従ってスイッチング信号を
    発生するためのスイッチング信号発生器と、 前記電圧変動検出部の出力に従って、負荷に供給される
    直流出力電圧が正常か異常かを検出し、前記スイッチン
    グ信号発生器の動作を、直流出力電圧が異常なときに停
    止させるための保護回路と、 前記スイッチング変圧器に接続され、前記変圧器から誘
    起される電圧を整流し、平滑キャパシタを含み前記スイ
    ッチング信号発生器と前記保護回路とに動作電圧を供給
    するための補助電源回路と、 前記スイッチング変圧器と接地との間に挿入され、前記
    スイッチング信号発生器のスイッチング信号に従って繰
    返しスイッチング動作を行なうためのスイッチングトラ
    ンジスタと、 前記交流電源の一方入力端子に接続され、交流電源がオ
    ンかオフかどうかを検出するための交流電源遮断検出回
    路と、 前記交流電源遮断検出回路からの交流電源遮断信号に従
    って、前記補助電源回路に保持される残留電荷の放電経
    路を形成するための放電回路とを備えた、スイッチモー
    ド電源回路。
  2. 【請求項２】 前記交流電源遮断検出回路は前記交流入
    力端子へ与えられる交流電源がオンかオフかどうかを検
    出するための交流電源遮断検出手段と、前記交流電源遮
    断検出手段の出力を反転するための反転回路とを含む、
    請求項１に記載のスイッチモード電源回路。
  3. 【請求項３】 前記交流電源遮断検出手段は、交流入力
    端子の一方と接地との間に接続される、抵抗器と、ツェ
    ナーダイオードと、順方向に接続されるダイオードと、
    キャパシタおよび抵抗の並列接続回路とを含み、交流電
    源遮断検出手段からの出力信号は前記ダイオードおよび
    前記キャパシタの接続点から抽出される、請求項２に記
    載のスイッチモード電源回路。
  4. 【請求項４】 前記放電回路は、コレクタが前記補助電
    源回路の平滑キャパシタに接続され、ベースが前記反転
    回路の出力端子に接続され、かつエミッタが接地される
    トランジスタを含む、請求項２に記載のスイッチモード
    電源回路。
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