JP3572138B2

JP3572138B2 - トランスとそれを用いたスイッチング電源装置

Info

Publication number: JP3572138B2
Application number: JP08542196A
Authority: JP
Inventors: 久浩鎌田; 恵一菅井; 和博関谷
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-04-08
Also published as: JPH09285112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はトランスとそれを用いたスイッチング電源装置に関り、特に過負荷に起因する過熱による絶縁破壊によって作業者が感電することを防止する手段を備えたトランス又はスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電子機器の電源装置として、電力容量に比べて安価で小型軽量であり、電力変換効率が高いため電力損失とそれに伴う発熱が少なく、定電圧制御機能も備えているスイッチング電源装置が広く用いられている。
【０００３】
いうまでもなく、スイッチング電源装置は、交流電源に接続される１次側と、負荷が接続される２次側との間が、トランスによって絶縁されているから、誤まってスイッチング電源装置と負荷とを結ぶ接続ケーブルや、負荷の内部回路の絶縁されていない裸の部分に触れても、ショックを受けたり感電等の重大事故が生じないように配慮されている。
【０００４】
しかしながら、誤まってスイッチング電源装置の出力端子間をショートしたり、内部でショートしている負荷を知らずに接続して過負荷状態になると、定電圧制御を行なっているために、かえってスイッチング電源装置の内部に過大な電流が流れて、スイッチング素子等の半導体素子やＩＣが焼損したり、トランスが過熱して１次２次間の絶縁が破壊される恐れがある。
【０００５】
復旧不能な部品の焼損も問題であるが、火災発生や感電等の人命に関係する重大な事故を防止するため、スイッチング電源装置にはスイッチング素子に流れる電流を常に検出して、過電流になったらスイッチングを停止したり、電源ヒューズが切れて電源を遮断する等、一般に事故原因が解消すれば直ちに復旧したり、容易に復旧可能な各種の保護手段や安全手段が設けられてはいるが、それでもそれらの保護手段や安全手段が、予期しない原因で動作しない場合がないとはいえない。
【０００６】
そのため、例えば特開昭５２−４０７６４号（特公昭５９−２８９７６号）公報に示されたように、低温軟化絶縁銅線を用いた巻線に、温度検知遮断部を直列に設け、過電流によって巻線の内部温度が上昇すると、絶縁が破れてレアショートが発生し、レアショートにより発生する大量の熱によって温度検知遮断部が電流を遮断するという提案があった。
【０００７】
また、従来例として図９に示すように、トランス５ｅに１次巻線Ｎ１，３個の２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃ等の他に、さらにトランス５ｅ内に設けたサーマルヒューズ１１を直列に接続したセンサ巻線Ｎｓを設け、スイッチングによってセンサ巻線Ｎｓに誘起され抵抗Ｒ５の端子間に交流電圧が発生している間は、スイッチング制御回路７はトランジスタＱ１に駆動パルスを出力するが、過負荷等によってトランス５ｅの内部が過熱すると、サーマルヒューズ１１が熔断して抵抗Ｒ５の端子間電圧がゼロになり、スイッチング制御回路７の駆動パルス出力が停止するものもあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような重大事故防止のための手段は、他の保護手段や安全手段が動作しなかった場合の最後の手段であり、作動する確立は極めて小さいから、一度作動した時にはトランスその他が再使用不能になっても止むを得ないし、事故が発生した場合の結果を考えれば問題とはならないものである。
【０００９】
しかしながら、特開昭５２−４０７６４号公報に示された提案のように、低温軟化絶縁銅線を用いた巻線の場合、一度軟化した絶縁層は温度が低下してもその形状が復旧しないため、絶縁層が軟化し始める程度の過電流が繰り返し流れると、次第に絶縁が不確実になってゆき、しかもその状態は外部から見ても分からないから、許容範囲内の負荷で作動させているにも拘わらず、何等かの原因、例えば電気的又は機械的なショックによってレアショートが発生し、スイッチング電源装置の作動が停止するという問題がある。
【００１０】
さらに、スイッチング電源装置の作動が停止する直前に、レアショートによる異常発熱のために、各巻線の間に設けられている絶縁紙のレアショート部に近い部分が炭化して絶縁が破れる恐れがある。特に、１次巻線と２次巻線との間の絶縁が破れると、たとえ瞬間的であっても、感電等の重大事故を招くことになる。
【００１１】
また、図９に示した従来例は、すでに１次巻線Ｎ１，２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃと、スイッチング制御回路７用の電源巻線Ｎ３及び突入電流防止回路２用の駆動巻線Ｎｄが巻かれているトランス５ｅに、さらにセンサ巻線Ｎｓを巻く必要がある。そのため、スイッチング周波数に対応する高周波用のトランスとして電力容量に比べて小型化されていたトランス５ｅのサイズが、逆に大きくなるという問題が生じる。
【００１２】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものでり、他の保護手段や安全手段が作動しなかった場合でも、過熱による発火のみならず、特に感電事故のような人命に関わる重大事故の発生を防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、スイッチング電源装置のトランスにおいて、
突入電流防止回路用の駆動巻線を設けると共に、トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた時に回路を開く感温遮断手段を駆動巻線と直列に設けたものである。
【００１４】
あるいは、スイッチング電源装置のトランスにおいて、
スイッチングパルスを出力するスイッチング制御回路用の電源巻線を設けると共に、トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた時に回路を開く感温遮断手段を電源巻線と直列に設けたものである。
【００１５】
上記のいずれかのトランスを用いたスイッチング電源装置において、
トランスの２次巻線が互いに独立した複数の２次巻線からなり、該複数の２次巻線のうち少くとも１個の２次巻線に直列に、該２次巻線の電流容量に応じた過電流遮断手段を設けるとよい。
【００１６】
または、トランスの２次巻線が単出力の１個の２次巻線であって、該２次巻線に誘起されて整流平滑された２次直流電力を入力し、複数の３次直流電力に変換して出力する多出力ＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態であるトランスとそのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示す回路図であり、図９に示した従来例と同一部分には同一符号を付して、従来例において説明を省略した部分も併せて説明する。
【００１８】
図１に示した高周波用のトランス５ａは、それぞれパワー巻線である１次巻線Ｎ１及び互いに独立した出力を得るための３個の２次巻線Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ，Ｎ２Ｃと、スイッチング制御回路７用の電源巻線Ｎ３と、突入電流防止回路２用の駆動巻線Ｎｄと、トランス５ａ内にあって駆動巻線Ｎｄに直列に接続された感温遮断手段であるサーマルヒューズ１１とにより構成されている。
【００１９】
このトランス５ａを用いたスイッチング電源装置の１次側は、突入電流防止回路２，ダイオードブリッジ３，１次平滑回路４及びトランス５ａの１次巻線Ｎ１と直列に接続されたトランジスタ（ＦＥＴでもよい）Ｑ１と、ダイオードＤ５，コンデンサＣ３からなる整流平滑回路を介して電源巻線Ｎ３を電源とし、トランジスタＱ１に駆動パルスを出力するスイッチング制御回路７とからなり、突入電流防止回路２の２個のトリガ端子２ｔには、駆動巻線Ｎｄとサーマルヒューズ１１の直列回路の両端がそれぞれ接続されている。
【００２０】
スイッチング電源装置の２次側には、それぞれトランス５ａの２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃと２次整流平滑回路６Ａ〜６Ｃとからなり、互いに独立した出力電圧，出力電流すなわち電力容量を備えた３組の出力回路があり、それぞれ出力端子８を介して図示しない負荷に２次直流電力を出力する。それらのうち、２次巻線Ｎ２Ａと２次整流平滑回路６Ａとの間には過電流遮断手段であるヒューズ１２が挿入され、２次整流平滑回路６Ｃの出力電圧は、スイッチング制御回路７にフィードバックされている。
【００２１】
図２は、図１に示した１次平滑回路４の構成の一例を示す回路図であり、図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示した１次平滑回路４ａ〜４ｃは、いずれも整流された直流電力が入力するソース端子４ｓと、平滑された直流電力が出力するパワー端子４ｐと、グランドラインに接続されるグランド端子４ｇの３端子を備えている。
【００２２】
図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した１次平滑回路４ａ及び４ｂは、平滑用のコンデンサＣ１のみからなるコンデンサ入力型の平滑回路及び低周波用のチョークコイルＣＨとコンデンサＣ１からなるチョーク入力型の平滑回路として、それぞれよく知られ、チョーク入力型の方が大型で重くなりコストも高いが、力率が優れていることも衆知であるから、詳しい説明を省略する。
【００２３】
図２の（Ｃ）に示した１次平滑回路４ｃは、力率を更に１００％近くまで向上させるためのアクティブフィルタ１７とコンデンサＣ１とからなっている。
アクティブフィルタ１７の駆動パルス発生回路（ＤＰＧ）１９は、ソース端子４ｓに入力する全波整流波形の瞬時値を検出して分圧した基準信号を形成する。駆動パルス発生回路１９が出力する駆動パルスに応じてトランジスタＱ２がオンになると、高周波用のインダクタＬ１は流れる電流によって励起され、その電流はカレントトランス（ＣＴ）１８により検出される。
【００２４】
カレントトランス１８の検出電圧が基準信号に等しくなると、駆動パルスがゼロになってトランジスタＱ２がオフになり、励起によってインダクタＬ１に蓄積された磁気エネルギは電流に再変換されて、逆流防止用のダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１を充電する。コンデンサＣ１の端子間電圧は駆動パルス発生回路１９にフィードバックされ、一定の電圧を保持するように制御される。
【００２５】
このアクティブフィルタ１７の作用によって、交流電源１から入力する交流電力の電圧の絶対値に比例した交流電流が、ダイオードブリッジ３により全波整流されてコンデンサＣ１を充電するから、力率は殆んど１００％近くまで向上し、ピーク電流が抑えられてノイズが減少し、交流電源１及びそれに接続された他の電子機器に悪影響を及ぼすことがない。しかしながら、その分だけコストがかかるから、すべてのスイッチング電源装置に用いられるまでには至っていない。
【００２６】
図３は、図１に示した突入電流防止回路２の構成の一例を示す回路図である。図３に示した突入電流防止回路２は、電源オン時にコンデンサＣ１の端子間電圧がゼロであるために発生する過大な突入電流を抑制するための回路があり、交流電力（又は直流電力）を入力するソース端子２ｓ及び出力するパワー端子２ｐと、トリガ信号が入力する一対のトリガ端子２ｔの４端子を備えている。
【００２７】
内部で互いに接続された一方のトリガ端子２ｔ及びパワー端子２ｐとソース端子２ｓとの間には、直列に接続されたサーマルヒューズ，抵抗が一体になったヒューズ抵抗２１と双方向スイッチ素子であるトライアック２２との並列回路が接続され、トライアック２２のゲートにはトリガ端子２ｔ間に入力するトリガ信号がダイオードＤ２で整流され抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された信号が印加される。
【００２８】
電源オン時には、図１に示したトランジスタＱ１のスイッチングが始まっていないから、トランス５ａの駆動巻線Ｎｄとサーマルヒューズ１１の直流回路が接続されているトリガ端子２ｔ間の信号はゼロであり、トライアック２２はオフのままである。したがって、交流電源１から入力する交流電流（突入電流）は、ヒューズ抵抗２１の抵抗分によって抑制される。コンデンサＣ１が充電されて端子間電圧が上昇すると、トランジスタＱ１のスイッチングがスタートし、駆動巻線Ｎｄに誘起される交流信号がトリガ端子２ｔ間に入力し、トライアック２２がオンになるから、交流電流はトライアック２２をショート的に流れて電圧降下は殆どゼロになり、ヒューズ抵抗２１には流れなくなる。
【００２９】
すなわち、ヒューズ抵抗２１には電源オン直後に大きな電流が流れるが、その時間が極めて短いから、その間の発熱によってサーマルヒューズが熔断するような恐れはない。
しかしながら、何等かの原因によってトライアック２２がオフになってヒューズ抵抗２１に電流が流れ、しかもその電流値が大きい状態が或る時間続くと、その抵抗分による発熱でサーマルヒューズが熔断して電源を遮断し、重大事故を防止するように作用する。
【００３０】
図４は、図１の２次側に示した２次整流平滑回路６Ａ〜６Ｃのそれぞれ同様な構成の一例を示す回路図である。
図４に示した２次整流平滑回路６は、整流用のダイオードＤ３，転流用のダイオードＤ４，高周波用のインダクタＬ２及び２次平滑用のコンデンサＣ２により構成され、２次交流入力側にはトランス５ａのいずれかの２次巻線Ｎ２が、２次直流出力側には正負一対の出力端子８がそれぞれ接続されている。
【００３１】
トランス５ａが例えばフォーワード型トランスであれば、スイッチングによってトランジスタＱ１がオンの間に２次巻線Ｎ２に誘起される２次交流電力はダイオードＤ３により整流され、インダクタＬ２，コンデンサＣ２を流れて、コンデンサＣ２を充電すると共にインダクタＬ２を励起する。トランジスタＱ１がオフになると、励起状態のインダクタＬ２に蓄積された磁気エネルギは電流に再変換され、コンデンサＣ２，ダイオードＤ４を流れて、コンデンサＣ２を更に充電する。コンデンサＣ２に充電され平滑された２次直流電力は、出力端子８を介して負荷に供給される。
【００３２】
図１に示したスイッチング電源装置において、交流電源１から入力する１次交流電力は、突入電流防止回路２のソース端子２ｓ，パワー端子２ｐ間を通ってダイオードブリッジ３の交流入力端子間を流れ、ダイオードブリッジ３によって全波整流された１次直流電力は１次平滑回路４のソース端子４ｓ，グランド端子４ｇ間に入力して、１次平滑回路４内のコンデンサＣ１を充電する。
【００３３】
コンデンサＣ１の両端はそれぞれパワー端子４ｐ，グラント端子４ｇを介して、トランス５ａの１次巻線Ｎ１とトランジスタＱ１との直列回路に接続されている。トランジスタＱ１がスイッチング制御回路７から入力する駆動パルスに応じてスイッチングすることにより、１次巻線Ｎ１に流れる電流がオン・オフすると、２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃ，電源巻線Ｎ３，駆動巻線Ｎｄにそれぞれ交流電力が誘起される。
【００３４】
２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃに誘起される２次交流電力は、それぞれ互いに独立した２次整流平滑回路６Ａ〜６Ｃによって平滑された２次直流電力に変換され、それぞれの出力端子８に接続された図示しない負荷に出力される。それらのうちの１個、例えば２次整流平滑回路６Ｃの出力電圧はスイッチング制御回路７にフィードバックされ、スイッチング制御回路７がフィードバックされた電圧に応じて駆動パルスのオンデューティ比を制御することにより、２次整流平滑回路６Ｃの出力電圧は予め設定された電圧に保持（定電圧制御）される。それに応じて、他の２個の２次整流平滑回路６Ａ，６Ｂの出力電圧もほぼ定電圧に保持される。
【００３５】
電源巻線Ｎ３に誘起される交流電力は、ダイオードＤ３とコンデンサＣ３とによって整流平滑され、スイッチング制御回路７に電源として供給される。
駆動巻線Ｎｄに誘起される交流電力は、サーマルヒューズ１１を介して突入電流防止回路２のトリガ端子２ｔに入力し、トリガ信号となってトライアック２２をオンにする。なお、一度オンになってトライアック２２は、入力交流電圧がゼロになった時にオフに戻るが、トランジスタＱ１のスイッチング周波数は商用交流周波数に比べて桁ちがいに高いから、瞬時にオン状態に復帰し、ヒューズ抵抗２１には殆んど電流が流れない。
【００３６】
万一、何等かの原因で過負荷の状態になったにも拘らず他の保護手段や安全手段が作動しなかった場合には、トランス５ａの内部温度が上昇する。その内部温度が予め設定した温度を超えると、サーマルヒューズ１１が熔断して、突入電流防止回路２のトリガ端子２ｔに駆動信号が入力しなくなり、トライアック２２はオフのままになる。そのため、ヒューズ抵抗２１の温度が上昇して内部のサーマルヒューズが熔断し、交流電力の入力を遮断して重大事故の発生を防止する。
【００３７】
このような場合に、突入電流防止回路２内のヒューズ抵抗２１の交換は簡単であるが、トランス５ａ内の熔断したサーマルヒューズ１１の交換は容易ではない。使用したサーマルヒューズ１１の熔断温度にもよるが、熔断温度が高ければトランス５ａ内の絶縁部材も損傷を受けていると考えられるから、トランス５ａ全体を交換した方が安全である。
【００３８】
しかしながら、感温遮断手段はサーマルヒューズに限定されるものではない。例えば、サーマルヒューズ１１に代えて、温度が低い間は回路を閉じ、予め設定した温度を超えた時に回路を開くバイメタルを使用してもよい。バイメタルはサーマルヒューズと異なり、温度が下がれば再び回路が閉じるから、交換する必要がない。しかも再び回路が閉じても、その時はヒューズ抵抗２１が熔断した後であるから、何等問題はない。
【００３９】
したがって、バイメタルが回路を開く温度を、トランス５ａが損傷を受ける温度より低く設定しておけば、この発明の作用によってヒューズ抵抗２１が熔断して入力交流電力が遮断されても、ヒューズ抵抗２１だけ交換すればよい。
また、交換を要しないバイメタルは、トランス５ａ内のいかなる所に設けることも可能になるから、過負荷によって最も高温になると考えられる箇所に設けることが出来る。
【００４０】
以上説明したサーマルヒューズ１１（とヒューズ抵抗２１と）による事故防止は、図１に示したスイッチング電源装置の全出力の和が過負荷になった場合に有効であるが、互いに独立した電力容量を有する２次出力回路のうちの１個が過負荷になっても対応しない場合がある。例えば、他の出力回路に比べて電力容量の小さい出力回路が過負荷になっても、あるいは電力容量に大きな差はないが出力回路数が多い場合にそのうちの１個だけ過負荷になっても、総電力容量が設定値以内に収まっている場合がある。
【００４１】
そのため、例えば図１に示したように、２次巻線Ｎ２Ａと２次整流平滑回路６Ａとの間に、２次巻線Ｎ２Ａの電流容量に応じた過電流遮断手段であるヒューズ１２（サーキットブレーカでもよい）を設けることにより、その出力回路の過負荷による事故を防止することが出来る。ヒューズ１２は、トランス５ａ内に設けても効果は変らないが、ヒューズ１２の交換を考えればトランス５ａの外に設けた方がよい。
【００４２】
図５は、この発明の第２の実施形態であるトランスとそのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示す回路図であり、図１に示した第１の実施形態であるトランスとそれを用いたスイッチング電源装置と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図５に示したトランス５ｂが図１に示したトランス５ａと異なる所は、トランス内に設けたサーマルヒューズ１１を、駆動巻線Ｎｄに代えて電源巻線Ｎ３と直列に接続したことである。また、そのトランスを除いて、図５に示したスイッチング電源装置が図１に示したスイッチング電源装置と異なる所は、２次巻線Ｎ２Ａと２次整流平滑回路６Ａとの間に設けたヒューズ１２ａに加えて、さらに２次巻線Ｎ２Ｂと２次整流平滑回路６Ｂとの間にも、同様な効果を有するヒューズ１２ｂを設けたことである。
【００４４】
トランス５ｂが、その内部のサーマルヒューズ１１を電源巻線Ｎ３と直列に接続したことにより、過負荷が発生してトランス５ｂの内部温度が上昇し、サーマルヒューズ１１が熔断すると、電源巻線Ｎ３から供給されていた交流電力の供給が断たれるから、コンデンサＣ３の端子間電圧が低下して、スイッチング制御回路７から駆動パルスが出力されなくなり、トランジスタＱ１のスイッチングが停止する。
【００４５】
したがって、２次側の直流電力の出力がゼロになって、重大事故の発生が防止される。突入電流防止回路２は、そのトリガ端子２ｔに入力する信号もゼロになるから、トライアック２２がオフになり、ヒューズ抵抗２１に電流が流れるようになるが、１次平滑回路４のコンデンサＣ１が入力交流電圧のピーク値まで充電されると、もはや交流電源１からの電流が入力しなくなるから、ヒューズ抵抗２１が熔断することはない。
【００４６】
図５に示したスイッチング電源装置の場合は、その作用が停止しても１次平滑回路４のコンデンサＣ１は一杯に充電されたままであるから、もしサーマルヒューズ１１に代えてバイメタルを用いると、トランス５ｂの温度が下がってきた時に、過負荷の原因が除かれないまま、再びスイッチングが再開される恐れがある。したがって、バイメタルのように再帰性のある素子は使用に適さない。
【００４７】
また、図５に示したスイッチング電源装置において、２次巻線Ｎ２Ｂと２次整流平滑回路６Ｂとの間に設けたヒューズ１２ｂの作用，効果は、（図１おけるヒューズ１２に対応する）ヒューズ１２ａと同じであるから、説明を省略する。
このようにヒューズ１２は、２次巻線Ｎ２Ｃと２次整流平滑回路６Ｃとからなるフィードバック系の出力回路を除いて、どの出力回路に設けてもよく、２次整流平滑回路６Ａ又は６Ｂとその出力端子８との間に設けてもよい。
【００４８】
ただ、多出力のスイッチング電源装置のフィードバック系の出力回路に、ヒューズ１２を設けることは不可である。何故ならば、２次整流平滑回路６Ｃの出力ラインとフィードバックのためのラインとの接続点Ｆに対してヒューズ１２を前又は後に設けると、ヒューズ１２が熔断した時にフィードバック電圧がゼロ又は過大になって、スイッチング制御回路７が出力する駆動パルスのオンデューティ比が最大又は最小になるから、他の出力回路の出力電圧が過大電圧又はゼロに近くなって、接続された負荷に悪影響を及ぼすためである。
【００４９】
図６は、この発明の第３の実施形態であり、上記のトランスを用いた単出力スイッチング電源装置と多出力ＤＣ−ＤＣコンバータとからなる多出力のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
図６に示したスイッチング電源装置は、図１又は図５に示したスイッチング電源装置から２次巻線Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂと２次整流平滑回路６Ａ，６Ｂとを除いたフィードバック系の出力回路のみからなる単出力スイッチング電源装置１５と、その単出力スイッチング電源装置１５を電源とする多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６とによって構成されている。
【００５０】
図６に示した単出力スイッチング電源装置１５と多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は、それぞれスイッチング関係部分を省き、主要構成部分のみで示した略式の回路図である。
単出力スイッチング電源装置１５については、出力回路が１個であるだけで、その他は図１又は図５に示したスイッチング電源装置と同じであるから、詳しい説明は省略し、多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６については、図７及び図８に詳しい回路図を示して後述する。
【００５１】
図６に示した第３の実施形態であるスイッチング電源装置は、今までに説明した過負荷に対する万一の場合の危険防止手段を備えた単出力スイッチング電源装置１５と、多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６との２段構成になっているから、たとえ多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６が通常の保護手段又は安全手段のみで、万一の場合の危険防止手段を備えていなくても、使用者が感電するという重大事故を招く恐れがない。
【００５２】
すなわち、万一の場合には、単出力スイッチング電源装置１５が作用して直流電力の出力を停止するから、それに伴って多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６の出力もゼロになる。
また、仮に多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６の複数の出力回路のうちの１個だけが過負荷になって、そのトランスの内部温度が上昇し、１次側と２次側の間の絶縁が破れるような事態になっても、単出力スイッチング電源装置１５のトランスによって絶縁が保たれている。両者のトランスの１次・２次間の絶縁が同時に破れることは、まず考えられない。
【００５３】
しかしながら、感電の危険を防止出来ても、万一の場合の多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６の過熱による発煙，発光の恐れは残っているから、多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６にもこの発明による危険防止手段を設けた方がよいことは、いうまでもない。
図７及び図８に示す多出力ＤＣ−ＤＣコンバータは、図１又は図５に示したスイッチング電源装置と同様に、危険防止手段を設けた場合の例である。
【００５４】
図７に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、交流電源１に代る直流電源１０は、単出力スイッチング電源装置１５に相当するものである。
図７に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータを、図１に示したスイッチング電源装置と比較すると、交流電源１の代りに直流電源１０を接続してダイオードブリッジ３を廃したこと、１次平滑回路４を図２の（Ａ）に示した１次平滑回路４ａにしたこと、及びトランス５ｃの１次巻線Ｎ１と駆動巻線Ｎｄとをサーマルヒューズ１１によって接続したことが異なるだけで、それ以外は全く同様であるから、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図８に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータは、図７に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの突入電流防止回路２を、もっと簡単なパワーサーミスタ１３で代用すると共に、トランス５ｃから駆動巻線Ｎｄを除き、サーマルヒューズ１１を電源巻線Ｎ３に直列に接続したトランス５ｄを用いたものである。
【００５６】
パワーサーミスタ１３は、常温ではやや高い抵抗値を有しているから、電源オン直後の突入電流を抑制し、電流が流れ始めて温度が上昇すると、抵抗値が下がって常時流れる電流に対する電圧降下は問題にならなくなる。
突入電流防止回路２の代わりにパワーサーミスタ１３を用いたことにより、トランス５ｄを含めたコストは安くなるが、パワーサーミスタ１３は過大電流が流れても抵抗値がより低くなるだけで、相当な大電流が流れて焼損しない限り、ヒューズ抵抗２１のような電流遮断の効果は期待することが出来ない。
【００５７】
そのため、図５に示したスイッチング電源装置と同様に、サーマルヒューズ１１を電源巻線Ｎ３と直列に接続したものであるから、その作用及び効果も同様である。したがって、図５に示したスイッチング電源装置と同一部分には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
図７又は図８に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータにおいても、図１又は図５に示したスイッチング電源装置と同様に、トランス５ｃ又は５ｄの２次側のフィードバック系の出力回路を除く出力回路に、ヒューズ１２を設けてもよい。
【００５９】
また、図１又は図５に示した多出力のスイッチング電源装置においては、フィードバック系の出力回路にヒューズ１２を設けることは不可であると説明したが、図６に示した単出力スイッチング電源装置１５の場合は、他の出力回路がないから、フィードバック系の出力回路であってもヒューズ１２を設けることが出来る。したがって、単出力スイッチング電源装置１５と多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６との間に、ヒューズ１２を設けるとよい。
【００６０】
図７又は図８に示したような、危険防止手段を備えた多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を用いることにより、図６に示したスイッチング電源装置は、感電防止のみならず、発煙，発火のような事故も防止することが出来るから、安全性は更に向上する。
【００６１】
以上説明したようにこの発明によるトランス及びそのトランスを用いたスイッチング電源装置は、他の保護手段や安全手段が作動しなかった場合でも、過熱による発火のみならず感電事故の発生を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態であるトランスと、そのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示した１次平滑回路の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図１に示した突入電流防止回路の構成の一例を示す回路図である。
【図４】図１に示した２次整流平滑回路の構成の一例を示す回路図である。
【図５】この発明の第２の実施形態であるトランスと、そのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図６】この発明によるトランスを用いた第３の実施形態であるスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図７】図６に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの構成の一例を示す回路図である。
【図８】図６に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの構成の他の一例を示す回路図である。
【図９】スイッチング電源装置の従来例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１：交流電源２：突入電流防止回路
３：ダイオードブリッジ４：１次平滑回路
５，５ａ〜５ｄ：トランス
６，６Ａ〜６Ｃ：２次整流平滑回路
７：スイッチング制御回路８：出力端子
１１：サーマルヒューズ（感温遮断手段）
１２：ヒューズ（過電流遮断手段）
１５：単出力スイッチング電源装置
１６：多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ
Ｎ１：１次巻線
Ｎ２，Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃ：２次巻線
Ｎ３：電源巻線
Ｎｄ：駆動巻線

Claims

スイッチング電源装置のトランスにおいて、
突入電流防止回路用の駆動巻線を設けると共に、
前記トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた時に回路を開く感温遮断手段を前記駆動巻線と直列に設けたことを特徴とするスイッチング電源装置のトランス。
スイッチング電源装置のトランスにおいて、
スイッチングパルスを出力するスイッチング制御回路用の電源巻線を設けると共に、
前記トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた時に回路を開く感温遮断手段を前記電源巻線と直列に設けたことを特徴とするスイッチング電源装置のトランス。
請求項１又は２記載のトランスを用いたスイッチング電源装置において、
前記トランスの２次巻線が互いに独立した複数の２次巻線からなり、
該複数の２次巻線のうち少くとも１個の２次巻線に直列に、該２次巻線の電流容量に応じた過電流遮断手段を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
請求項１又は２記載のトランスを用いたスイッチング電源装置において、
前記トランスの２次巻線が単出力の１個の２次巻線であって、
該２次巻線に誘起されて整流平滑された２次直流電力を入力し、複数の３次直流電力に変換して出力する多出力ＤＣ−ＤＣコンバータを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。