JP3391774B2 - 間欠動作型スイッチング電源回路 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、休止期間と発振期
間を交互に繰り返す一次巻線の発振期間を制御すること
によって、二次出力巻線側の出力を安定化させる間欠動
作型スイッチング電源回路に関し、更に詳しくは、いず
れかの素子が故障しても過大な電力が二次出力巻線側か
ら出力することのない間欠動作型スイッチング電源回路
に関する。 【０００２】 【従来の技術】間欠動作型スイッチング電源回路は、安
定化電源として、携帯電話機等携帯電子機器のバッテリ
ーチャージャーやＡＣアダプタに用いられている。 【０００３】図４は、この従来の間欠動作型スイッチン
グ電源回路１００の一例を示すもので、図中、１は、電
圧が変動する可能性のある不安定な直流電源であり、１
ａは、その高圧端子、１ｂは、低圧端子である。また、
２ａは、トランス２の一次巻線、２ｂは、トランス２の
二次出力巻線であり、一次巻線２ａは、間欠発振素子３
と、直流電源１に対して直列に接続される。 【０００４】間欠発振素子３は、発振器とその発振及び
休止を制御する制御素子と、トランス２の１次巻き線２
ａの電流をスイッチするスイッチ素子とを内蔵するもの
であり、常時一定の周波数で発振し、制御端子３ａに一
定の電流を流す休止制御信号が入力されている間、発振
を休止するように動作するものである。 【０００５】３９は、後述する出力側に設けられたフォ
トカプラ発光素子３５とフォトカップルするフォトカプ
ラ受光素子であり、間欠発振素子３の制御端子３ａと直
流電源１の低圧端子１ｂ間に接続される。 【０００６】出力側に示される４と１３は、それぞれ、
整流平滑化回路を構成する整流用ダイオード及び平滑コ
ンデンサであり、二次出力巻線２ｂの出力を整流平滑化
して、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ間に出
力するものである。また、１４は、出力電圧クランプ用
ツェナーダイオードである。 【０００７】出力線２０ａ、２０ｂ間には、その出力電
圧と出力電流を監視し、いずれかが所定の基準電圧若し
くは基準電流を越えた際に、図中のフォトカプラ発光素
子３５を発光させる電圧監視回路と電流監視回路からな
る出力監視回路が設けられている。 【０００８】電圧監視回路は、高圧側出力線２０ａと低
圧側出力線２０ｂとの間に、分圧抵抗３０、３１が直列
に接続され、その中間タップ３２に出力電圧の分圧を得
て、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入力している。
また、誤差増幅器３３ａの非反転入力端子と低圧側出力
線２０ｂの間には、電圧監視用基準電源３４ａが接続さ
れ、非反転入力端子に、出力電圧の分圧と比較するため
の第１比較電圧を入力している。従って、基準電圧の値
は、分圧抵抗３０、３１の抵抗値、若しくは電圧監視用
基準電源３４ａの第１比較電圧を変更することによっ
て、任意の値に設定することができる。 【０００９】誤差増幅器３３ａの出力側には、フォトカ
プラ発光素子３５が接続され、フォトカプラ発光素子３
５は、電気抵抗３６を介して高圧側出力線２０ａに接続
することによって、駆動電源の供給を受けている。尚、
直列に接続された抵抗３７ａとコンデンサ３８ａは、誤
差増幅器３３ａを安定動作させるための交流負帰還素子
である。 【００１０】また、電流監視回路は、低圧側出力線２０
ｂに電流検出用抵抗４３を介在させ、電流検出用抵抗４
３の一端を誤差増幅器３３ｂの反転入力端子に、他端を
電流監視用基準電源３４ｂを介して非反転入力端子に入
力している。これによって、低圧側出力線２０ｂに流れ
る出力電流は、電流検出用抵抗４３の両端の電位差で表
され、誤差増幅器３３ｂで電流監視用基準電源３４ｂの
第２比較電圧と比較して、所定の基準電流を越えたかど
うかを判定できる。基準電流の値は、電流検出用抵抗４
３の抵抗値、若しくは電流監視用基準電源３４ｂの第２
比較電圧を変更することによって、任意の値に設定する
ことができる。誤差増幅器３３ｂの出力側は、出力電圧
を監視する誤差増幅器３３ａの出力側とフォトカプラ発
光素子３５との接続点に接続されている。 【００１１】尚、直列に接続された抵抗３７ａとコンデ
ンサ３８ａ、及び、抵抗３７ｂとコンデンサ３８ｂは、
それぞれ誤差増幅器３３ａ、及び、誤差増幅器３３ｂを
安定動作させるための交流負帰還素子である。 【００１２】このように構成されたスイッチング電源回
路１００の動作は、二次側の出力電圧と出力電流が、所
定の基準電圧と基準電流を越えていない間は、間欠発振
素子３が一定の周波数で発振し、二次出力巻線２ｂの出
力電力が上昇する。 【００１３】高圧側出力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ
間に接続された負荷によって、出力電圧が基準電圧を越
えて上昇すると、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入
力される分圧も上昇し、第１比較電圧との電位差が反転
増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光しきい値を
越える電位となる。 【００１４】また、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂ間に接続された負荷によって、出力電流が基準電
流を越えて上昇した場合も、誤差増幅器３３ｂの反転入
力端子に入力される電圧が上昇し、第２比較電圧との電
位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光
しきい値を越える電位となる。 【００１５】その結果、出力電圧若しくは出力電流のい
ずれかが設定した基準電圧若しくは基準電流を越える限
り、フォトカプラ発光素子３５は発光し続け、これらの
値を超えたことを示すリミット信号をフォトカプラ受光
素子３９へ連続して出力する。 【００１６】フォトカプラ受光素子３９は、フォトカプ
ラ発光素子３５からのリミット信号を受光している間、
間欠発振素子３の制御端子３ａから直流電源１の低圧端
子１ｂに一定の電流が流れるので、制御端子３ａには、
休止制御信号が入力された状態となる。その為、間欠発
振素子３は、休止制御信号の入力が無くなるまで、つま
り一定電流が流れが停止するまで、発振器の発振を休止
する。 【００１７】間欠発振素子３が発振を停止すると、トラ
ンス３の二次出力巻線２ｂには、出力電力が生じなくな
るので、基準電圧若しくは基準電流を越えていた出力電
圧若しくは出力電流は、自然に減少し、基準電圧若しく
は基準電流以下となる。 【００１８】その結果、フォトカプラ発光素子３５は発
光を停止し、フォトカプラ受光素子３９がリミット信号
を受光しなくなるので、間欠発振素子３は、再び発振を
繰り返し、負荷の電力に応じた安定した出力が得られ
る。 【００１９】図５は、出力線２０ａ、２０ｂ間の出力電
圧が６Ｖ、出力電流０．５Ａとなる消費電力３Ｗの負荷
が接続された状態で動作する間欠発振素子３の両端に表
れる電圧を示すもので、上述のように、３Ｗの負荷に応
じて、発振と休止を繰り返している状態が示されてい
る。 【００２０】これに対して、図６は、出力線２０ａ、２
０ｂ間が絶縁された状態、すなわち出力電圧が６Ｖ、出
力電流０Ａで負荷が接続されていない状態での間欠発振
素子３の両端に表れる電圧を比較して示すもので、僅か
でも間欠発振素子３が発振して、二次出力巻線に誘導起
電力が生じると、すぐに出力電圧が基準電圧を越えるの
で、発振が停止する様子が示されている。 【００２１】また、何らかの異常により、出力線２０
ａ、２０ｂ間がショートした場合にも、直ちに出力電流
が基準電流を越えるので、発振が停止するようになって
いる。 【００２２】このように、負荷が増加すれば、図中の発
振期間（Ａ）が休止期間（Ｂ）に比べて長くなり、負荷
が減少すれば、逆に、発振期間（Ａ）が休止期間（Ｂ）
に比べて短くなり、間欠発振動作のデューティ比を変化
させることにより、負荷に応じた安定した出力電圧及び
出力電流制御が行われる。 【００２３】 【発明が解決しようとする課題】この従来の間欠動作型
スイッチング電源回路１００では、電圧監視回路と電流
監視回路からなる出力監視回路と、フォトカップリング
するフォトカプラ発光素子３５及びフォトカプラ受光素
子３９により、上述のように、負荷に応じた安定した出
力電圧及び出力電流が得られるが、異常動作に対する対
処は、充分なものではなかった。 【００２４】例えば、これらを構成する回路素子の一部
が破損したり、故障して、間欠発振素子３の制御端子３
ａに流れる電流が停止していると、発振し続けて、二次
側に過大な電力が生じ、発熱などの事故が発生する恐れ
があった。 【００２５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、従来の回路構成に簡単な保護回路を加えるだ
けで、回路素子が破損しても、二次側に過大な出力電力
が生じない間欠動作型スイッチング電源回路を提供する
ことにある。 【００２６】 【課題を解決するための手段】請求項１の間欠動作型ス
イッチング電源回路は、一次巻線と二次出力巻線を有す
るトランスと、直流電源に一次巻線と直列に接続され、
常時発振し、制御端子への休止制御信号の入力で発振を
休止する間欠発振素子と、二次出力巻線の出力を整流平
滑化する整流平滑化回路と、整流平滑化回路の出力電圧
と出力電流を監視し、出力電圧若しくは出力電流のいず
れかが、基準電圧若しくは基準電流を越えたときに、フ
ォトカプラ発光素子を発光若しくは消灯させ、リミット
信号を出力する出力監視回路と、フォトカプラ発光素子
とフォトカップルし、フォトカプラ発光素子よりリミッ
ト信号を入力したときに、間欠発振素子の制御端子へ休
止制御信号を出力するフォトカプラ受光素子とを備え、
一次巻線の発振期間を制御して、出力電圧と出力電流を
安定化させる間欠動作型スイッチング電源回路であっ
て、整流平滑化回路の出力電力を監視する出力電力監視
回路と、出力電力監視回路で、出力電力が基準電力を越
えたことを検出したときに、間欠発振素子の制御端子へ
休止制御信号を出力する保護回路を設け、出力電力監視
回路は、トランスの一次側に設けられ、一端が直流電源
の低圧端子に接続する帰還巻線と、帰還巻線の他端に接
続された整流素子と、整流素子との出力側と直流電源の
低圧端子間に、直列に接続された抵抗素子とコンデンサ
からなる積分回路とを有し、 保護回路は、間欠発振素子
の制御端子と直流電源の低圧端子間に接続され、ベース
が、抵抗素子とコンデンサの直列接続点に直接、若しく
は、コンデンサと並列に接続された分圧抵抗で直列接続
点の電位を分圧する中間タップに接続される保護トラン
ジスタを有し、抵抗素子とコンデンサの直列接続点と直
流電源の低圧端子間に放電トランジスタを接続するとと
もに、放電トランジスタのベースと間欠発振素子の制御
端子間にフォトカプラ受光素子を接続し、保護回路を、
フォトカプラ受光素子と並列に制御端子に接続したこと
を特徴とする。 【００２７】間欠発振素子が発振している間、帰還巻線
にはフライバック電圧が生じる。 【００２８】このフライバック電圧は、整流素子を介し
て積分回路を構成するコンデンサを充電し、二次側の出
力電力に比例した充電電圧がコンデンサの両端に生じ
る。 【００２９】スイッチング電源回路全体が正常動作中
は、フォトカプラ受光素子がリミット信号を受信する毎
に、放電トランジスタのベースと間欠発振素子の制御端
子間が導通し、放電トランジスタのベースにバイアスが
かかり、動作点に達する。その結果、積分回路を構成す
るコンデンサの充電電圧は、放電トランジスタを介し
て、直流電源の低圧端子側に放電される。同時に、放電
トランジスタにベース電流が流れ、間欠発振素子の制御
端子にも一定電流が流れる休止制御信号が入力され、発
振が停止し、安定した出力電圧及び出力電流制御が行わ
れる。 【００３０】いずれかの回路素子が故障し、出力電圧若
しくは出力電流が基準電圧若しくは基準電流を越えて
も、フォトカプラ受光素子が制御端子に休止制御信号が
入力されない異常動作となった場合には、コンデンサの
充電電圧は、放電トランジスタで放電されずに、出力電
力に比例して上昇する。このコンデンサの充電電圧は、
直接、若しくは分圧抵抗により分圧された中間タップか
ら保護トランジスタのベースに印加されるので、基準電
力に比例して直列接続点若しくは中間タップに生じる電
位を、保護トランジスタの動作点に設定すると、出力電
力が基準電力を越えた際に、保護トランジスタが動作
し、制御端子から直流電源の低圧端子側に一定電流が流
れる。その結果、フォトカプラ受光素子の動作に拘わら
ず、休止制御信号が制御端子に入力されたこととなり、
間欠発振素子の発振が停止し、過大な出力電力の発生が
抑制される。 【００３１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施の形態に係る間欠動作型スイッチング電源回路１
０の回路図である。本実施の形態に係る間欠動作型スイ
ッチング電源回路１０は、図４で示した従来の間欠動作
型スイッチング電源回路１００に対して出力電力監視回
路と保護回路を更に設けたものであるので、従来の回路
１００と共通する回路及び回路素子については、同一の
番号を付して詳細な説明を省略する。 【００３２】図１に示すように、発振動作を制御する制
御端子３ａを備えた間欠発振素子３は、直流電源１に対
してトランス２の一次巻線２ａとともに直列に接続さ
れ、間欠発振素子３の発振動作によって、一次巻線２ａ
に流れる電流をオンオフ制御している。間欠発振素子３
は、通常発振動作を継続し、制御端子３ａにリミット信
号が入力されている間、ここでは一定の電流が流れてい
る間、発振動作を休止するように動作する。 【００３３】トランス２は、一次巻線２ａと二次出力巻
線２ｂの他に、更に一次側に帰還巻線２ｃを備えてい
る。帰還巻線２ｃの一側は、直流電源１の低圧端子１ｂ
に接続し、他側には、整流素子である整流用ダイオード
５３を介して、抵抗素子５５とコンデンサ５４とを直列
に接続した積分回路７０が接続されている。 【００３４】整流用ダイオード５３は、帰還巻線２ｃか
ら積分回路７０の方向を順方向とするように、これらの
間に直列に接続されるので、一次巻線２ａに流れる電流
が停止した際の帰還巻線２ｃに発生するフライバック電
圧による電流のみを積分回路７０へ流すようになってい
る。 【００３５】コンデンサ５４の他側、すなわち積分回路
７０の整流用ダイオード５３が接続されていない他側
は、直流電源１の低圧端子１ｂに接続し、従って、直列
に接続された帰還巻線２ｃ、整流用ダイオード５３と抵
抗素子５５及びコンデンサ５４は、直流電源１の低圧端
子１ｂ側で閉ループを形成している。 【００３６】また、抵抗素子５５とコンデンサ５４間の
直列接続点７２と直流電源１の低圧端子１ｂとの間に
は、２つの分圧抵抗素子５６、５７が直列に接続されて
いる。すなわち、分圧抵抗素子５６、５７は、コンデン
サ５４と並列に接続され、その充電電圧を分圧して中間
タップ７１から出力するようにしたもので、上述の帰還
巻線２ｃ、整流用ダイオード５３及び積分回路７０とと
もに出力電力監視回路を構成している。尚、分圧抵抗素
子５６、５７の抵抗値は、コンデンサ５４の充電がこれ
らの抵抗素子を介して放電しないように、高抵抗のもの
を用いる。 【００３７】抵抗素子５５とコンデンサ５４間の直列接
続点７２と直流電源１の低圧端子１ｂとの間には、更
に、このスイッチング電源回路１が正常に動作をしてい
る間、コンデンサ５４の充電電圧を低圧端子１ｂ側へ放
電する放電トランジスタ５２が、抵抗素子５８を介して
接続されている。 【００３８】間欠発振素子３の制御端子３ａと放電トラ
ンジスタ５２のベース間には、二次側のフォトカプラ発
光素子３５とフォトカップルするフォトカプラ受光素子
３９が接続されている。フォトカプラ受光素子３９は、
フォトカプラ発光素子３５から出力されるリミット信
号、ここでは、フォトカプラ発光素子３５から発光され
る光を受光すると、これらの間を短絡し、放電トランジ
スタ５２のベースにバイアス電圧をかけて、ターンオン
させる。 【００３９】このように、フォトカプラ受光素子３９と
放電トランジスタ５２が接続されるが、間欠発振素子３
の制御端子３ａと直流電源１の低圧端子１ｂとの間で、
これらの回路素子と並列に、コレクタを間欠発振素子３
の制御端子３ａに、エミッタを低圧端子１ｂ側に接続さ
せた保護トランジスタ５１が接続されている。保護トラ
ンジスタ５１のベースは、前記分圧抵抗素子５６、５７
の中間タップ７１に接続し、中間タップ７１の電位で、
保護トランジスタ５１のスイッチング動作を制御してい
る。ここでは、異常出力と判定する基準電力（出力電圧
若しくは出力電流のいずれかが明らかに基準電圧若しく
は基準電流を越えたものと判定する出力電力）が二次側
の出力に発生した際に、中間タップ７１に生じる電位
を、保護トランジスタ５１の動作点に一致するように、
分圧抵抗素子５６、５７の抵抗値や、積分回路７０の回
路定数を定め、出力電力が基準電力に達すると、放電ト
ランジスタ５２がターンオンするように設定しておく。 【００４０】この保護トランジスタ５１は、フォトカプ
ラ受光素子３９の動作に拘わらず、異常動作時に、間欠
発振素子３の制御端子３ａに休止制御信号を入力する保
護回路を構成する。 【００４１】トランスの二次出力巻線２ｂには、二次出
力巻線２ｂと直列に整流用ダイオード４と、二次出力巻
線２ｂと並列に平滑コンデンサ１３が接続され、出力側
の整流平滑化回路を構成している。 【００４２】整流平滑回路の高圧側出力線２０ａと低圧
側出力線２０ｂとの間には、出力電圧と出力電流を監視
し、いずれかが所定の基準電圧若しくは基準電流を越え
た際に、図中のフォトカプラ発光素子３５を発光させる
電圧監視回路と電流監視回路からなる出力監視回路が設
けられているが、その構成は、前述した従来の間欠動作
型スイッチング電源回路１００と同一であるので、説明
を省略する。 【００４３】次に、このように構成された間欠動作型ス
イッチング電源回路１の全ての回路素子が正常に働いて
いる正常動作について説明する。 【００４４】二次側の出力電圧と出力電流が、所定の基
準電圧と基準電流を越えていない間は、間欠発振素子３
が一定の周波数で発振し、トランス２の一次巻線２ａが
オンオフを繰り返すことによって、二次出力巻線２ｂの
出力電力が上昇する。 【００４５】このときトランス２の一次巻線２ａに流れ
る電流が遮断された際に、帰還巻線２ｃには、高圧側出
力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ間に接続されている負
荷、すなわち出力電力に比例したフライバック電圧が生
じる。 【００４６】帰還巻線２ｃの一側は、直流電源１の低圧
端子１ｂに接続し、他側は、積分回路７０の方向を順方
向とする整流用ダイオード５３を介して、抵抗素子５５
とコンデンサ５４とを直列に接続した積分回路７０が接
続されているので、帰還巻線２ｃに生じるフライバック
電圧は、ＲＣ回路の時定数に基づいて積分回路７０のコ
ンデンサ５４を充電し、コンデンサ５４の端子間電圧
は、出力電圧に応じた電位まで徐々に上昇する。 【００４７】図２は、フォトカプラ受光素子３９を動作
させない状態で、二次側に接続された負荷の大きさ、す
なわち出力電力を０Ｗから４Ｗまで可変させたときのコ
ンデンサ５４の端子間電圧を示すもので、図から明らか
なように、コンデンサ５４の端子間電圧は、出力電力の
大きさに従って上昇する。 【００４８】一方、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂ間の出力電圧が予め定めた基準電圧を越えて上昇
すると、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入力される
分圧も上昇し、電圧監視用基準電源３４ａの第１比較電
圧との電位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３
５の発光しきい値を越える電位となる。 【００４９】また、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂに流れる出力電流が、予め設定した基準電流を越
えて上昇した場合も、電流検出用抵抗４３の両端の電位
差が増加することによって、誤差増幅器３３ｂの反転入
力端子に入力される電圧が上昇し、第２比較電圧との電
位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光
しきい値を越える電位となる。 【００５０】その結果、出力電圧若しくは出力電流のい
ずれかが設定した基準電圧若しくは基準電流を越える限
り、フォトカプラ発光素子３５は、これらの値を超えた
ことを示すリミット信号、ここでは連続発光を、フォト
カプラ受光素子３９へ出力する。 【００５１】フォトカプラ受光素子３９は、フォトカプ
ラ発光素子３５からのリミット信号、すなわち、連続し
た発光を受光している間、間欠発振素子３の制御端子３
ａと直流電源１の低圧端子１ｂ間を短絡し、放電トラン
ジスタ５２のベースに、その動作点に達する順方向バイ
アス電圧をかける。その結果、放電トランジスタ５２は
ターンオンし、抵抗５８を介して、積分回路７０の直列
接続点７２と低圧端子１ｂ側が短絡することによって、
フライバック電圧により充電された上述のコンデンサ５
４は、低圧端子１ｂ側に放電する。 【００５２】図３は、このようにフォトカプラ受光素子
３９が働いている正常動作でのコンデンサ５４両端の電
位を示すもので、図示するように、コンデンサ５４両端
の電位は、二次側に３Ｗの負荷が接続されているにもか
かわらず、充放電を繰り返して、その両端の電位がほぼ
０Ｖから上昇しない。 【００５３】また、放電トランジスタ５２が、オン動作
することによって、フォトカプラ受光素子３９を介し
て、間欠発振素子３の制御端子３ａから直流電源１の低
圧端子１ｂに一定の電流が流れるので、制御端子３ａに
は、休止制御信号が入力された状態となる。その為、間
欠発振素子３は、休止制御信号の入力が無くなるまで、
つまりフォトカプラ受光素子３９が受光しなくなるま
で、発振器の発振を休止する。 【００５４】間欠発振素子３が発振を停止すると、トラ
ンス２の二次出力巻線２ｂには、出力電力が生じなくな
るので、基準電圧若しくは基準電流を越えていた出力電
圧若しくは出力電流は、自然に減少し、基準電圧若しく
は基準電流以下となる。 【００５５】その結果、フォトカプラ発光素子３５は発
光を停止し、フォトカプラ受光素子３９がリミット信号
を受光しなくなるので、制御端子３ａに流れる電流が停
止し、間欠発振素子３は再び発振する。このようにして
間欠発振素子３は、発振と休止を繰り返し、負荷の電力
に応じた安定した出力が得られる。 【００５６】このように正常動作中は、フライバック電
圧により充電される積分回路７０のコンデンサ５４が、
上昇しないうちに放電されるので、保護トランジスタ５
１は、オン動作しない。 【００５７】次に、いずれかの回路素子が故障するなど
して、何らかの異常で、出力電圧若しくは出力電流が、
基準電圧若しくは基準電流を越えも、フォトカプラ発光
素子３５を介して間欠発振素子３の制御端子３ａに休止
制御信号が入力されない異常動作について説明する。 【００５８】間欠発振素子３が発振し続けるので、出力
電力も上昇するが、この異常動作中では、放電トランジ
スタ５２がオン動作しないので、積分回路７０のコンデ
ンサ５４の電荷は、放電トランジスタ５２から放電され
ない。従って、コンデンサ５４の充電電位も上昇し、分
圧抵抗素子５６、５７の中間タップ７１に生じる電位も
上昇する。出力電力が基準電力を越えると、中間タップ
７１から保護トランジスタ５１のベースに印加される電
位が、保護トランジスタ５１の動作点を越え、ターンオ
ンする。 【００５９】これによって、間欠発振素子３の制御端子
３ａから直流電源１の低圧端子１ｂ側に一定の電流が流
れるので、間欠発振素子３は休止信号が入力されたもの
として、発振動作を休止する。 【００６０】従って、回路の動作は、過大な出力電力が
発生する前に停止される。尚、図１の回路図には、図示
していないが、このように保護トランジスタ５２が動作
した場合に、異常を表示する警報通知回路を加えてもよ
い。 【００６１】以上の実施の形態では、コンデンサ５４の
充電電位を、分圧抵抗５６、５７で分圧し、中間タップ
７１から取り出した分圧を、保護トランジスタ５２のベ
ースに印加したが、積分回路７０の回路定数を調整する
などして、直接、直列接続点７２を保護トランジスタ５
１のベースに接続するものであってもよい。 【００６２】また、上記実施の形態では、フォトカプラ
ー発光素子３５の発光を、リミット信号の出力とした
が、発光を停止した状態をリミット信号の出力としても
よく、同様に、制御端子３ａに一定電流を流す状態を、
間欠発振素子３の発振を停止する休止制御信号の入力と
したが、休止制御信号は、フォトカプラ受光素子３９及
び保護トランジスタ５１の動作を示すものであれば、他
の信号形式であってもよい。 【００６３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の回路に、出力電力監視回路と保護回路を加えるだ
けで、回路素子が故障しても、二次側に過大な出力電力
が生じることがなく、安全に間欠動作型スイッチング電
源回路を動作させることができる。 【００６４】また、帰還巻線に出力電力に比例したフラ
イバック電圧が発生することに着目し、帰還巻線に発生
するフライバック電圧でコンデンサを充電させて、その
充電電圧を監視するだけの簡単な構成で出力電力を監視
できる。 【００６５】また、出力電力が基準電力を越えたときの
コンデンサの充電電圧で保護トランジスタを動作させ、
間欠発振素子の発振を停止させるので、過大な出力電力
が発生する前に、簡単な回路で、確実に回路動作を停止
させることができる。 【００６６】
間を交互に繰り返す一次巻線の発振期間を制御すること
によって、二次出力巻線側の出力を安定化させる間欠動
作型スイッチング電源回路に関し、更に詳しくは、いず
れかの素子が故障しても過大な電力が二次出力巻線側か
ら出力することのない間欠動作型スイッチング電源回路
に関する。 【０００２】 【従来の技術】間欠動作型スイッチング電源回路は、安
定化電源として、携帯電話機等携帯電子機器のバッテリ
ーチャージャーやＡＣアダプタに用いられている。 【０００３】図４は、この従来の間欠動作型スイッチン
グ電源回路１００の一例を示すもので、図中、１は、電
圧が変動する可能性のある不安定な直流電源であり、１
ａは、その高圧端子、１ｂは、低圧端子である。また、
２ａは、トランス２の一次巻線、２ｂは、トランス２の
二次出力巻線であり、一次巻線２ａは、間欠発振素子３
と、直流電源１に対して直列に接続される。 【０００４】間欠発振素子３は、発振器とその発振及び
休止を制御する制御素子と、トランス２の１次巻き線２
ａの電流をスイッチするスイッチ素子とを内蔵するもの
であり、常時一定の周波数で発振し、制御端子３ａに一
定の電流を流す休止制御信号が入力されている間、発振
を休止するように動作するものである。 【０００５】３９は、後述する出力側に設けられたフォ
トカプラ発光素子３５とフォトカップルするフォトカプ
ラ受光素子であり、間欠発振素子３の制御端子３ａと直
流電源１の低圧端子１ｂ間に接続される。 【０００６】出力側に示される４と１３は、それぞれ、
整流平滑化回路を構成する整流用ダイオード及び平滑コ
ンデンサであり、二次出力巻線２ｂの出力を整流平滑化
して、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ間に出
力するものである。また、１４は、出力電圧クランプ用
ツェナーダイオードである。 【０００７】出力線２０ａ、２０ｂ間には、その出力電
圧と出力電流を監視し、いずれかが所定の基準電圧若し
くは基準電流を越えた際に、図中のフォトカプラ発光素
子３５を発光させる電圧監視回路と電流監視回路からな
る出力監視回路が設けられている。 【０００８】電圧監視回路は、高圧側出力線２０ａと低
圧側出力線２０ｂとの間に、分圧抵抗３０、３１が直列
に接続され、その中間タップ３２に出力電圧の分圧を得
て、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入力している。
また、誤差増幅器３３ａの非反転入力端子と低圧側出力
線２０ｂの間には、電圧監視用基準電源３４ａが接続さ
れ、非反転入力端子に、出力電圧の分圧と比較するため
の第１比較電圧を入力している。従って、基準電圧の値
は、分圧抵抗３０、３１の抵抗値、若しくは電圧監視用
基準電源３４ａの第１比較電圧を変更することによっ
て、任意の値に設定することができる。 【０００９】誤差増幅器３３ａの出力側には、フォトカ
プラ発光素子３５が接続され、フォトカプラ発光素子３
５は、電気抵抗３６を介して高圧側出力線２０ａに接続
することによって、駆動電源の供給を受けている。尚、
直列に接続された抵抗３７ａとコンデンサ３８ａは、誤
差増幅器３３ａを安定動作させるための交流負帰還素子
である。 【００１０】また、電流監視回路は、低圧側出力線２０
ｂに電流検出用抵抗４３を介在させ、電流検出用抵抗４
３の一端を誤差増幅器３３ｂの反転入力端子に、他端を
電流監視用基準電源３４ｂを介して非反転入力端子に入
力している。これによって、低圧側出力線２０ｂに流れ
る出力電流は、電流検出用抵抗４３の両端の電位差で表
され、誤差増幅器３３ｂで電流監視用基準電源３４ｂの
第２比較電圧と比較して、所定の基準電流を越えたかど
うかを判定できる。基準電流の値は、電流検出用抵抗４
３の抵抗値、若しくは電流監視用基準電源３４ｂの第２
比較電圧を変更することによって、任意の値に設定する
ことができる。誤差増幅器３３ｂの出力側は、出力電圧
を監視する誤差増幅器３３ａの出力側とフォトカプラ発
光素子３５との接続点に接続されている。 【００１１】尚、直列に接続された抵抗３７ａとコンデ
ンサ３８ａ、及び、抵抗３７ｂとコンデンサ３８ｂは、
それぞれ誤差増幅器３３ａ、及び、誤差増幅器３３ｂを
安定動作させるための交流負帰還素子である。 【００１２】このように構成されたスイッチング電源回
路１００の動作は、二次側の出力電圧と出力電流が、所
定の基準電圧と基準電流を越えていない間は、間欠発振
素子３が一定の周波数で発振し、二次出力巻線２ｂの出
力電力が上昇する。 【００１３】高圧側出力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ
間に接続された負荷によって、出力電圧が基準電圧を越
えて上昇すると、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入
力される分圧も上昇し、第１比較電圧との電位差が反転
増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光しきい値を
越える電位となる。 【００１４】また、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂ間に接続された負荷によって、出力電流が基準電
流を越えて上昇した場合も、誤差増幅器３３ｂの反転入
力端子に入力される電圧が上昇し、第２比較電圧との電
位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光
しきい値を越える電位となる。 【００１５】その結果、出力電圧若しくは出力電流のい
ずれかが設定した基準電圧若しくは基準電流を越える限
り、フォトカプラ発光素子３５は発光し続け、これらの
値を超えたことを示すリミット信号をフォトカプラ受光
素子３９へ連続して出力する。 【００１６】フォトカプラ受光素子３９は、フォトカプ
ラ発光素子３５からのリミット信号を受光している間、
間欠発振素子３の制御端子３ａから直流電源１の低圧端
子１ｂに一定の電流が流れるので、制御端子３ａには、
休止制御信号が入力された状態となる。その為、間欠発
振素子３は、休止制御信号の入力が無くなるまで、つま
り一定電流が流れが停止するまで、発振器の発振を休止
する。 【００１７】間欠発振素子３が発振を停止すると、トラ
ンス３の二次出力巻線２ｂには、出力電力が生じなくな
るので、基準電圧若しくは基準電流を越えていた出力電
圧若しくは出力電流は、自然に減少し、基準電圧若しく
は基準電流以下となる。 【００１８】その結果、フォトカプラ発光素子３５は発
光を停止し、フォトカプラ受光素子３９がリミット信号
を受光しなくなるので、間欠発振素子３は、再び発振を
繰り返し、負荷の電力に応じた安定した出力が得られ
る。 【００１９】図５は、出力線２０ａ、２０ｂ間の出力電
圧が６Ｖ、出力電流０．５Ａとなる消費電力３Ｗの負荷
が接続された状態で動作する間欠発振素子３の両端に表
れる電圧を示すもので、上述のように、３Ｗの負荷に応
じて、発振と休止を繰り返している状態が示されてい
る。 【００２０】これに対して、図６は、出力線２０ａ、２
０ｂ間が絶縁された状態、すなわち出力電圧が６Ｖ、出
力電流０Ａで負荷が接続されていない状態での間欠発振
素子３の両端に表れる電圧を比較して示すもので、僅か
でも間欠発振素子３が発振して、二次出力巻線に誘導起
電力が生じると、すぐに出力電圧が基準電圧を越えるの
で、発振が停止する様子が示されている。 【００２１】また、何らかの異常により、出力線２０
ａ、２０ｂ間がショートした場合にも、直ちに出力電流
が基準電流を越えるので、発振が停止するようになって
いる。 【００２２】このように、負荷が増加すれば、図中の発
振期間（Ａ）が休止期間（Ｂ）に比べて長くなり、負荷
が減少すれば、逆に、発振期間（Ａ）が休止期間（Ｂ）
に比べて短くなり、間欠発振動作のデューティ比を変化
させることにより、負荷に応じた安定した出力電圧及び
出力電流制御が行われる。 【００２３】 【発明が解決しようとする課題】この従来の間欠動作型
スイッチング電源回路１００では、電圧監視回路と電流
監視回路からなる出力監視回路と、フォトカップリング
するフォトカプラ発光素子３５及びフォトカプラ受光素
子３９により、上述のように、負荷に応じた安定した出
力電圧及び出力電流が得られるが、異常動作に対する対
処は、充分なものではなかった。 【００２４】例えば、これらを構成する回路素子の一部
が破損したり、故障して、間欠発振素子３の制御端子３
ａに流れる電流が停止していると、発振し続けて、二次
側に過大な電力が生じ、発熱などの事故が発生する恐れ
があった。 【００２５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、従来の回路構成に簡単な保護回路を加えるだ
けで、回路素子が破損しても、二次側に過大な出力電力
が生じない間欠動作型スイッチング電源回路を提供する
ことにある。 【００２６】 【課題を解決するための手段】請求項１の間欠動作型ス
イッチング電源回路は、一次巻線と二次出力巻線を有す
るトランスと、直流電源に一次巻線と直列に接続され、
常時発振し、制御端子への休止制御信号の入力で発振を
休止する間欠発振素子と、二次出力巻線の出力を整流平
滑化する整流平滑化回路と、整流平滑化回路の出力電圧
と出力電流を監視し、出力電圧若しくは出力電流のいず
れかが、基準電圧若しくは基準電流を越えたときに、フ
ォトカプラ発光素子を発光若しくは消灯させ、リミット
信号を出力する出力監視回路と、フォトカプラ発光素子
とフォトカップルし、フォトカプラ発光素子よりリミッ
ト信号を入力したときに、間欠発振素子の制御端子へ休
止制御信号を出力するフォトカプラ受光素子とを備え、
一次巻線の発振期間を制御して、出力電圧と出力電流を
安定化させる間欠動作型スイッチング電源回路であっ
て、整流平滑化回路の出力電力を監視する出力電力監視
回路と、出力電力監視回路で、出力電力が基準電力を越
えたことを検出したときに、間欠発振素子の制御端子へ
休止制御信号を出力する保護回路を設け、出力電力監視
回路は、トランスの一次側に設けられ、一端が直流電源
の低圧端子に接続する帰還巻線と、帰還巻線の他端に接
続された整流素子と、整流素子との出力側と直流電源の
低圧端子間に、直列に接続された抵抗素子とコンデンサ
からなる積分回路とを有し、 保護回路は、間欠発振素子
の制御端子と直流電源の低圧端子間に接続され、ベース
が、抵抗素子とコンデンサの直列接続点に直接、若しく
は、コンデンサと並列に接続された分圧抵抗で直列接続
点の電位を分圧する中間タップに接続される保護トラン
ジスタを有し、抵抗素子とコンデンサの直列接続点と直
流電源の低圧端子間に放電トランジスタを接続するとと
もに、放電トランジスタのベースと間欠発振素子の制御
端子間にフォトカプラ受光素子を接続し、保護回路を、
フォトカプラ受光素子と並列に制御端子に接続したこと
を特徴とする。 【００２７】間欠発振素子が発振している間、帰還巻線
にはフライバック電圧が生じる。 【００２８】このフライバック電圧は、整流素子を介し
て積分回路を構成するコンデンサを充電し、二次側の出
力電力に比例した充電電圧がコンデンサの両端に生じ
る。 【００２９】スイッチング電源回路全体が正常動作中
は、フォトカプラ受光素子がリミット信号を受信する毎
に、放電トランジスタのベースと間欠発振素子の制御端
子間が導通し、放電トランジスタのベースにバイアスが
かかり、動作点に達する。その結果、積分回路を構成す
るコンデンサの充電電圧は、放電トランジスタを介し
て、直流電源の低圧端子側に放電される。同時に、放電
トランジスタにベース電流が流れ、間欠発振素子の制御
端子にも一定電流が流れる休止制御信号が入力され、発
振が停止し、安定した出力電圧及び出力電流制御が行わ
れる。 【００３０】いずれかの回路素子が故障し、出力電圧若
しくは出力電流が基準電圧若しくは基準電流を越えて
も、フォトカプラ受光素子が制御端子に休止制御信号が
入力されない異常動作となった場合には、コンデンサの
充電電圧は、放電トランジスタで放電されずに、出力電
力に比例して上昇する。このコンデンサの充電電圧は、
直接、若しくは分圧抵抗により分圧された中間タップか
ら保護トランジスタのベースに印加されるので、基準電
力に比例して直列接続点若しくは中間タップに生じる電
位を、保護トランジスタの動作点に設定すると、出力電
力が基準電力を越えた際に、保護トランジスタが動作
し、制御端子から直流電源の低圧端子側に一定電流が流
れる。その結果、フォトカプラ受光素子の動作に拘わら
ず、休止制御信号が制御端子に入力されたこととなり、
間欠発振素子の発振が停止し、過大な出力電力の発生が
抑制される。 【００３１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施の形態に係る間欠動作型スイッチング電源回路１
０の回路図である。本実施の形態に係る間欠動作型スイ
ッチング電源回路１０は、図４で示した従来の間欠動作
型スイッチング電源回路１００に対して出力電力監視回
路と保護回路を更に設けたものであるので、従来の回路
１００と共通する回路及び回路素子については、同一の
番号を付して詳細な説明を省略する。 【００３２】図１に示すように、発振動作を制御する制
御端子３ａを備えた間欠発振素子３は、直流電源１に対
してトランス２の一次巻線２ａとともに直列に接続さ
れ、間欠発振素子３の発振動作によって、一次巻線２ａ
に流れる電流をオンオフ制御している。間欠発振素子３
は、通常発振動作を継続し、制御端子３ａにリミット信
号が入力されている間、ここでは一定の電流が流れてい
る間、発振動作を休止するように動作する。 【００３３】トランス２は、一次巻線２ａと二次出力巻
線２ｂの他に、更に一次側に帰還巻線２ｃを備えてい
る。帰還巻線２ｃの一側は、直流電源１の低圧端子１ｂ
に接続し、他側には、整流素子である整流用ダイオード
５３を介して、抵抗素子５５とコンデンサ５４とを直列
に接続した積分回路７０が接続されている。 【００３４】整流用ダイオード５３は、帰還巻線２ｃか
ら積分回路７０の方向を順方向とするように、これらの
間に直列に接続されるので、一次巻線２ａに流れる電流
が停止した際の帰還巻線２ｃに発生するフライバック電
圧による電流のみを積分回路７０へ流すようになってい
る。 【００３５】コンデンサ５４の他側、すなわち積分回路
７０の整流用ダイオード５３が接続されていない他側
は、直流電源１の低圧端子１ｂに接続し、従って、直列
に接続された帰還巻線２ｃ、整流用ダイオード５３と抵
抗素子５５及びコンデンサ５４は、直流電源１の低圧端
子１ｂ側で閉ループを形成している。 【００３６】また、抵抗素子５５とコンデンサ５４間の
直列接続点７２と直流電源１の低圧端子１ｂとの間に
は、２つの分圧抵抗素子５６、５７が直列に接続されて
いる。すなわち、分圧抵抗素子５６、５７は、コンデン
サ５４と並列に接続され、その充電電圧を分圧して中間
タップ７１から出力するようにしたもので、上述の帰還
巻線２ｃ、整流用ダイオード５３及び積分回路７０とと
もに出力電力監視回路を構成している。尚、分圧抵抗素
子５６、５７の抵抗値は、コンデンサ５４の充電がこれ
らの抵抗素子を介して放電しないように、高抵抗のもの
を用いる。 【００３７】抵抗素子５５とコンデンサ５４間の直列接
続点７２と直流電源１の低圧端子１ｂとの間には、更
に、このスイッチング電源回路１が正常に動作をしてい
る間、コンデンサ５４の充電電圧を低圧端子１ｂ側へ放
電する放電トランジスタ５２が、抵抗素子５８を介して
接続されている。 【００３８】間欠発振素子３の制御端子３ａと放電トラ
ンジスタ５２のベース間には、二次側のフォトカプラ発
光素子３５とフォトカップルするフォトカプラ受光素子
３９が接続されている。フォトカプラ受光素子３９は、
フォトカプラ発光素子３５から出力されるリミット信
号、ここでは、フォトカプラ発光素子３５から発光され
る光を受光すると、これらの間を短絡し、放電トランジ
スタ５２のベースにバイアス電圧をかけて、ターンオン
させる。 【００３９】このように、フォトカプラ受光素子３９と
放電トランジスタ５２が接続されるが、間欠発振素子３
の制御端子３ａと直流電源１の低圧端子１ｂとの間で、
これらの回路素子と並列に、コレクタを間欠発振素子３
の制御端子３ａに、エミッタを低圧端子１ｂ側に接続さ
せた保護トランジスタ５１が接続されている。保護トラ
ンジスタ５１のベースは、前記分圧抵抗素子５６、５７
の中間タップ７１に接続し、中間タップ７１の電位で、
保護トランジスタ５１のスイッチング動作を制御してい
る。ここでは、異常出力と判定する基準電力（出力電圧
若しくは出力電流のいずれかが明らかに基準電圧若しく
は基準電流を越えたものと判定する出力電力）が二次側
の出力に発生した際に、中間タップ７１に生じる電位
を、保護トランジスタ５１の動作点に一致するように、
分圧抵抗素子５６、５７の抵抗値や、積分回路７０の回
路定数を定め、出力電力が基準電力に達すると、放電ト
ランジスタ５２がターンオンするように設定しておく。 【００４０】この保護トランジスタ５１は、フォトカプ
ラ受光素子３９の動作に拘わらず、異常動作時に、間欠
発振素子３の制御端子３ａに休止制御信号を入力する保
護回路を構成する。 【００４１】トランスの二次出力巻線２ｂには、二次出
力巻線２ｂと直列に整流用ダイオード４と、二次出力巻
線２ｂと並列に平滑コンデンサ１３が接続され、出力側
の整流平滑化回路を構成している。 【００４２】整流平滑回路の高圧側出力線２０ａと低圧
側出力線２０ｂとの間には、出力電圧と出力電流を監視
し、いずれかが所定の基準電圧若しくは基準電流を越え
た際に、図中のフォトカプラ発光素子３５を発光させる
電圧監視回路と電流監視回路からなる出力監視回路が設
けられているが、その構成は、前述した従来の間欠動作
型スイッチング電源回路１００と同一であるので、説明
を省略する。 【００４３】次に、このように構成された間欠動作型ス
イッチング電源回路１の全ての回路素子が正常に働いて
いる正常動作について説明する。 【００４４】二次側の出力電圧と出力電流が、所定の基
準電圧と基準電流を越えていない間は、間欠発振素子３
が一定の周波数で発振し、トランス２の一次巻線２ａが
オンオフを繰り返すことによって、二次出力巻線２ｂの
出力電力が上昇する。 【００４５】このときトランス２の一次巻線２ａに流れ
る電流が遮断された際に、帰還巻線２ｃには、高圧側出
力線２０ａと低圧側出力線２０ｂ間に接続されている負
荷、すなわち出力電力に比例したフライバック電圧が生
じる。 【００４６】帰還巻線２ｃの一側は、直流電源１の低圧
端子１ｂに接続し、他側は、積分回路７０の方向を順方
向とする整流用ダイオード５３を介して、抵抗素子５５
とコンデンサ５４とを直列に接続した積分回路７０が接
続されているので、帰還巻線２ｃに生じるフライバック
電圧は、ＲＣ回路の時定数に基づいて積分回路７０のコ
ンデンサ５４を充電し、コンデンサ５４の端子間電圧
は、出力電圧に応じた電位まで徐々に上昇する。 【００４７】図２は、フォトカプラ受光素子３９を動作
させない状態で、二次側に接続された負荷の大きさ、す
なわち出力電力を０Ｗから４Ｗまで可変させたときのコ
ンデンサ５４の端子間電圧を示すもので、図から明らか
なように、コンデンサ５４の端子間電圧は、出力電力の
大きさに従って上昇する。 【００４８】一方、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂ間の出力電圧が予め定めた基準電圧を越えて上昇
すると、誤差増幅器３３ａの反転入力端子に入力される
分圧も上昇し、電圧監視用基準電源３４ａの第１比較電
圧との電位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３
５の発光しきい値を越える電位となる。 【００４９】また、高圧側出力線２０ａと低圧側出力線
２０ｂに流れる出力電流が、予め設定した基準電流を越
えて上昇した場合も、電流検出用抵抗４３の両端の電位
差が増加することによって、誤差増幅器３３ｂの反転入
力端子に入力される電圧が上昇し、第２比較電圧との電
位差が反転増幅され、フォトカプラ発光素子３５の発光
しきい値を越える電位となる。 【００５０】その結果、出力電圧若しくは出力電流のい
ずれかが設定した基準電圧若しくは基準電流を越える限
り、フォトカプラ発光素子３５は、これらの値を超えた
ことを示すリミット信号、ここでは連続発光を、フォト
カプラ受光素子３９へ出力する。 【００５１】フォトカプラ受光素子３９は、フォトカプ
ラ発光素子３５からのリミット信号、すなわち、連続し
た発光を受光している間、間欠発振素子３の制御端子３
ａと直流電源１の低圧端子１ｂ間を短絡し、放電トラン
ジスタ５２のベースに、その動作点に達する順方向バイ
アス電圧をかける。その結果、放電トランジスタ５２は
ターンオンし、抵抗５８を介して、積分回路７０の直列
接続点７２と低圧端子１ｂ側が短絡することによって、
フライバック電圧により充電された上述のコンデンサ５
４は、低圧端子１ｂ側に放電する。 【００５２】図３は、このようにフォトカプラ受光素子
３９が働いている正常動作でのコンデンサ５４両端の電
位を示すもので、図示するように、コンデンサ５４両端
の電位は、二次側に３Ｗの負荷が接続されているにもか
かわらず、充放電を繰り返して、その両端の電位がほぼ
０Ｖから上昇しない。 【００５３】また、放電トランジスタ５２が、オン動作
することによって、フォトカプラ受光素子３９を介し
て、間欠発振素子３の制御端子３ａから直流電源１の低
圧端子１ｂに一定の電流が流れるので、制御端子３ａに
は、休止制御信号が入力された状態となる。その為、間
欠発振素子３は、休止制御信号の入力が無くなるまで、
つまりフォトカプラ受光素子３９が受光しなくなるま
で、発振器の発振を休止する。 【００５４】間欠発振素子３が発振を停止すると、トラ
ンス２の二次出力巻線２ｂには、出力電力が生じなくな
るので、基準電圧若しくは基準電流を越えていた出力電
圧若しくは出力電流は、自然に減少し、基準電圧若しく
は基準電流以下となる。 【００５５】その結果、フォトカプラ発光素子３５は発
光を停止し、フォトカプラ受光素子３９がリミット信号
を受光しなくなるので、制御端子３ａに流れる電流が停
止し、間欠発振素子３は再び発振する。このようにして
間欠発振素子３は、発振と休止を繰り返し、負荷の電力
に応じた安定した出力が得られる。 【００５６】このように正常動作中は、フライバック電
圧により充電される積分回路７０のコンデンサ５４が、
上昇しないうちに放電されるので、保護トランジスタ５
１は、オン動作しない。 【００５７】次に、いずれかの回路素子が故障するなど
して、何らかの異常で、出力電圧若しくは出力電流が、
基準電圧若しくは基準電流を越えも、フォトカプラ発光
素子３５を介して間欠発振素子３の制御端子３ａに休止
制御信号が入力されない異常動作について説明する。 【００５８】間欠発振素子３が発振し続けるので、出力
電力も上昇するが、この異常動作中では、放電トランジ
スタ５２がオン動作しないので、積分回路７０のコンデ
ンサ５４の電荷は、放電トランジスタ５２から放電され
ない。従って、コンデンサ５４の充電電位も上昇し、分
圧抵抗素子５６、５７の中間タップ７１に生じる電位も
上昇する。出力電力が基準電力を越えると、中間タップ
７１から保護トランジスタ５１のベースに印加される電
位が、保護トランジスタ５１の動作点を越え、ターンオ
ンする。 【００５９】これによって、間欠発振素子３の制御端子
３ａから直流電源１の低圧端子１ｂ側に一定の電流が流
れるので、間欠発振素子３は休止信号が入力されたもの
として、発振動作を休止する。 【００６０】従って、回路の動作は、過大な出力電力が
発生する前に停止される。尚、図１の回路図には、図示
していないが、このように保護トランジスタ５２が動作
した場合に、異常を表示する警報通知回路を加えてもよ
い。 【００６１】以上の実施の形態では、コンデンサ５４の
充電電位を、分圧抵抗５６、５７で分圧し、中間タップ
７１から取り出した分圧を、保護トランジスタ５２のベ
ースに印加したが、積分回路７０の回路定数を調整する
などして、直接、直列接続点７２を保護トランジスタ５
１のベースに接続するものであってもよい。 【００６２】また、上記実施の形態では、フォトカプラ
ー発光素子３５の発光を、リミット信号の出力とした
が、発光を停止した状態をリミット信号の出力としても
よく、同様に、制御端子３ａに一定電流を流す状態を、
間欠発振素子３の発振を停止する休止制御信号の入力と
したが、休止制御信号は、フォトカプラ受光素子３９及
び保護トランジスタ５１の動作を示すものであれば、他
の信号形式であってもよい。 【００６３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の回路に、出力電力監視回路と保護回路を加えるだ
けで、回路素子が故障しても、二次側に過大な出力電力
が生じることがなく、安全に間欠動作型スイッチング電
源回路を動作させることができる。 【００６４】また、帰還巻線に出力電力に比例したフラ
イバック電圧が発生することに着目し、帰還巻線に発生
するフライバック電圧でコンデンサを充電させて、その
充電電圧を監視するだけの簡単な構成で出力電力を監視
できる。 【００６５】また、出力電力が基準電力を越えたときの
コンデンサの充電電圧で保護トランジスタを動作させ、
間欠発振素子の発振を停止させるので、過大な出力電力
が発生する前に、簡単な回路で、確実に回路動作を停止
させることができる。 【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る間欠動作型スイッ
チング電源回路１０の回路図である。 【図２】フォトカプラ受光素子３９を動作させない状態
で、二次側に接続される負荷を可変させたときのコンデ
ンサ５４の端子間電圧を示す波形図である。 【図３】フォトカプラ受光素子３９が正常に動作してい
る状態でのコンデンサ５４の端子間電圧を示す波形図で
ある。 【図４】従来の間欠動作型スイッチング電源回路１００
の回路図である。 【図５】消費電力３Ｗの負荷が接続された状態で動作す
る間欠発振素子３の両端に表れる電圧を示す波形図であ
る。 【図６】負荷が接続されていない状態での間欠発振素子
３の両端に表れる電圧を示す波形図である。 【符号の説明】 １ 直流電源 １ｂ 低圧端子 ２ トランス ２ａ 一次巻線 ２ｂ 二次出力巻線 ２ｃ 帰還巻線 ３ 間欠発振素子 ３ａ 制御端子 ４、１３ 整流平滑化回路 ３５ フォトカプラ発光素子 ３９ フォトカプラ受光素子 ５１ 保護トランジスタ ５３ 整流素子 ５４ コンデンサ（積分回路） ５５ 抵抗素子（積分回路） ５６、５７ 分圧抵抗 ７０ 積分回路 ７１ 中間タップ ７２ 直列接続点
チング電源回路１０の回路図である。 【図２】フォトカプラ受光素子３９を動作させない状態
で、二次側に接続される負荷を可変させたときのコンデ
ンサ５４の端子間電圧を示す波形図である。 【図３】フォトカプラ受光素子３９が正常に動作してい
る状態でのコンデンサ５４の端子間電圧を示す波形図で
ある。 【図４】従来の間欠動作型スイッチング電源回路１００
の回路図である。 【図５】消費電力３Ｗの負荷が接続された状態で動作す
る間欠発振素子３の両端に表れる電圧を示す波形図であ
る。 【図６】負荷が接続されていない状態での間欠発振素子
３の両端に表れる電圧を示す波形図である。 【符号の説明】 １ 直流電源 １ｂ 低圧端子 ２ トランス ２ａ 一次巻線 ２ｂ 二次出力巻線 ２ｃ 帰還巻線 ３ 間欠発振素子 ３ａ 制御端子 ４、１３ 整流平滑化回路 ３５ フォトカプラ発光素子 ３９ フォトカプラ受光素子 ５１ 保護トランジスタ ５３ 整流素子 ５４ コンデンサ（積分回路） ５５ 抵抗素子（積分回路） ５６、５７ 分圧抵抗 ７０ 積分回路 ７１ 中間タップ ７２ 直列接続点
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一次巻線（２ａ）と二次出力巻線（２
ｂ）を有するトランス（２）と、 直流電源（１）に一次巻線（２ａ）と直列に接続され、
常時発振し、制御端子（３ａ）への休止制御信号の入力
で発振を休止する間欠発振素子（３）と、 二次出力巻線（２ｂ）の出力を整流平滑化する整流平滑
化回路（４、１３）と、 整流平滑化回路（４、１３）の出力電圧と出力電流を監
視し、出力電圧若しくは出力電流のいずれかが、基準電
圧若しくは基準電流を越えたときに、フォトカプラ発光
素子（３５）を発光若しくは消灯させ、リミット信号を
出力する出力監視回路と、 フォトカプラ発光素子（３５）とフォトカップルし、フ
ォトカプラ発光素子（３５）よりリミット信号を入力し
たときに、間欠発振素子（３）の制御端子（３ａ）へ休
止制御信号を出力するフォトカプラ受光素子（３９）と
を備え、 一次巻線（２ａ）の発振期間を制御して、出力電圧と出
力電流を安定化させる間欠動作型スイッチング電源回路
であって、 整流平滑化回路（４、１３）の出力電力を監視する出力
電力監視回路と、 出力電力監視回路で、出力電力が基準電力を越えたこと
を検出したときに、間欠発振素子（３）の制御端子（３
ａ）へ休止制御信号を出力する保護回路を設け、出力電力監視回路は、トランス（２）の一次側に設けら
れ、一端が直流電源（１）の低圧端子（１ｂ）に接続す
る帰還巻線（２ｃ）と、 帰還巻線（２ｃ）の他端に接続された整流素子（５３）
と、 整流素子（５３）との出力側と直流電源（１）の低圧端
子（１ｂ）間に、直列に接続された抵抗素子（５５）と
コンデンサ（５４）からなる積分回路（７０）とを有
し、 保護回路は、間欠発振素子（３）の制御端子（３ａ）と
直流電源（１）の低圧 端子（１ｂ）間に接続され、ベー
スが、抵抗素子（５５）とコンデンサ（５４）の直列接
続点（７２）に直接、若しくは、コンデンサ（５４）と
並列に接続された分圧抵抗（５６、５７）で直列接続点
（７２）の電位を分圧する中間タップ（７１）に接続さ
れる保護トランジスタ（５１）を有し、 抵抗素子（５５）とコンデンサ（５４）の直列接続点
（７２）と直流電源（１）の低圧端子（１ｂ）間に放電
トランジスタ（５２）を接続するとともに、 放電トランジスタ（５２）のベースと間欠発振素子
（３）の制御端子（３ａ）間にフォトカプラ受光素子
（３９）を接続し、 保護回路を、フォトカプラ受光素子（３９）と並列に制
御端子（３ａ）に接続したことを特徴とする間欠動作型
スイッチング電源回路。
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