JPH0119589Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はチヨークコイルの異常に高いフライバ
ツク電圧の発生を完全に防止したスイツチング電
源装置に関する。

スイツチ素子を断続することにより出力の制御
されるスイツチング電源装置、いわゆるスイツチ
ングレギユレータとしては例えば第１図の回路図
で示すようなチヨツパ式のものがある。第１図の
スイツチングレギユレータは商用電源のような交
流源１の交流電力をトランスの２次側の整流回路
２で整流した後、スイツチ素子であるトランジス
タＱ１を制御回路３で断続し、チヨークコイルＬ
１、平滑コンデンサＣ１、フライホイールダイオ
ードＤ１からなる回路を経て出力端４，４′間に
直流電圧を得る。図示されていないが出力端４，
４′の直流電圧は誤差増幅回路により基準電圧と
比較されてその結果が制御回路３に加えられ、出
力端４，４′に接続される負荷が変動しても断続
時間の割合等を変化して一定の値が得られる。

チヨークコイルＬ１はトランジスタＱ１がオフ
の時フライバツク電圧を生じ、フライホイールダ
イオードＤ１に電流を流して出力端４，４′に連
続した直流電圧を得る役割をする。とこころが従
来のこのようなスイツチング電源装置ではフライ
ホイールダイオードＤ１が破損して完全にオープ
ンした場合、チヨークコイルＬ１のフライバツク
電圧により接続点Ｐ１は異常に高い（−）電圧と
なる。この（−）電圧は負荷電流に比例するが、
出力端４，４′に25W程度を得る電源装置で−
100V程度にも達する。そしてトランジスタＱ１
のコレクターエミツタ間の電圧が飽和電圧以上に
なり一瞬にして破損したり、異常電流が流れて発
熱して破損しやすくなる。無論異常電流が流れれ
ばその間の電力損失は大きくなる。

従つて従来はこのような事故を想定してスイツ
チ素子の電力容量にゆとりを持たせていたが、事
故が生じても電源装置が動作しているかぎり電力
損失は大きくなるし、スイツチ素子の発熱による
他の回路素子への悪影響を防ぐための放熱設計が
面倒であつた。又スイツチ素子の電力容量にこの
ような事故を想定してはじめからゆとりを持たせ
ることはスイツチ素子の価格も高くなり無駄であ
る。本考案は従来の欠点を除き、フライホイール
ダイオードがオープンしてチヨークコイルのフラ
イバツク電圧が異常に高くなる事故が生じても、
速やかに動作を停止し出力が得られないようにす
るスイツチング電源装置を提供する。

本考案は直流をスイツチ素子により断続し、チ
ヨークコイルと、その両端に並列に接続するフラ
イホイールダイオードと平滑コンデンサからなる
回路を経て直流出力を得るスイツチング電源装置
において、チヨークコイルとフライホイールダイ
オードの接続点にはチヨークコイルのフライバツ
ク電圧をツエナ電圧を用いて検出する検出回路を
接続し、スイツチ素子を断続する制御回路には前
記検出回路からの信号に応動するトランジスタ、
該トランジスタに応動して「オン」するサイリス
タ又はトランジスタを有し、該サイリスタ又はト
ランジスタが「オン」することにより該制御回路
の駆動を停止する信号を発生する駆動停止回路を
接続してあることを特徴とする。以下本考案の実
施例を示すスイツチング電源装置の回路図である
第２図を参照しながら説明する。第２図はチヨツ
パ式の電源装置であり、第１図と同一部分は同じ
符号を付与してある。

第２図において、スイツチ素子であるトランジ
スタＱ１のエミツタはチヨークコイルＬ１を介し
て（＋）の出力端４に接続され、チヨークコイル
Ｌ１の両端は夫々フライホイールダイオードＤ
１、平滑コンデンサＣ１を介して接地されている
出力端４′に接続される。接続点Ｐ１にはツエナ
ダイオードＺ１、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１を直
列接続してなる検出回路５が接続され、その一端
の電流制限用の抵抗Ｒ１はトランジスタＱ２のベ
ースに接続される。トランジスタＱ２のエミツタ
は基準電源Ｓに接続され、コレクタは分圧用の抵
抗Ｒ４，Ｒ５に接続される。抵抗Ｒ４，Ｒ５の接
続点はコンデンサＣ２の一端とサイリスタSAの
ゲートに接続される。サイリスタSAのカソード
はトランジスタＱ１の制御回路３に接続され、又
アノードとコンデンサＣ２、抵抗Ｒ５の一端は接
地されている。又トランジスタＱ２のコレクタは
電流制限用の抵抗Ｒ２、ツエナダイオードＺ３を
介して出力端４に接続されると共にベース、エミ
ツタ間はバイアス用の抵抗Ｒ３を介して接続され
ている。トランジスタＱ２、サイリスタSAを主
とする部分は制御回路３の駆動停止回路６を構成
する。

このように構成された電源装置ではトランスＴ
１の２次側で整流回路２と平滑コンデンサＣ３に
より得られた直流電力をトランジスタＱ１により
断続して、第１図と同じようにして出力端４，
４′間に一定の直流電圧を得る。

さてチヨークコイルＬ１にフライバツク電圧が
生じている時にフライホイールダイオードＤ１が
オープンして接続点Ｐ１に異常に高い（−）の電
圧が発生しツエナダイオードＺ１のツエナ電圧を
越えた場合、検出回路５には抵抗Ｒ３からの電流
を生ずる。この電流は駆動停止回路６のトランジ
スタＱ２をオンし、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点
の電圧を上昇させ、サイリスタSAをオンンする。
そしてカソードに生ずる接地電圧が制御回路３に
加えられその駆動を停止させ、トランジスタＱ１
を連続してオフ状態にする。このことにより全体
の動作が停止し、フライバツク電圧は急激に消滅
すると共に出力端４，４′の直流電圧もなくなる。
なお接続点Ｐ１の電圧がツエナ電圧以下であれば
ダイオードＤ２の働きにより検出回路５に電流は
生じない。又駆動停止回路６のコンデンサＣ２は
サイリスタSAのゲートの電圧を定まつた時定数
によつて上昇させ、ノイズ等によりサイリスタ
SAが誤つてオンすることを防ぐ役割をする。さ
らにツエナダイオードＺ３は出力端４に生ずる過
電圧を検出する役割を有しており、過電圧がツエ
ナ電圧以上であれば電流が流れサイリスタSAの
ゲート電圧を上昇させてオンする。従つて駆動停
止回路６はチヨークコイルＬ１のフライバツク電
圧と過電圧に対する保護回路の両方を兼ねてお
り、いずれの場合もスイツチ素子を継続して停止
し電源装置の動作を停止する。

第３図は本考案のスイツチング電源装置の他の
実施例を示す回路図であり、全体が１石式のフオ
ワード方式で２チヤンネルの直流出力が得られ
る。第２図と同一部分は同じ符号を付与してあ
る。

第３図において、交流源１には整流回路９が接
続され、整流回路９は突入電流防止用の時定数回
路を構成する抵抗Ｒ７、コンデンサＣ５を介して
トランスＴ２の１次巻線、スイツチ素子であるト
ランジスタＱ３に接続する。トランスＴ２の片方
の２次巻線は整流ダイオードＤ３、チヨークコイ
ルＬ２、フライホイールダイオードＤ４、平滑コ
ンデンサＣ４からなる回路を経て出力端７，７′
へ接続されチヤンネル１を形成する。出力端７′
は接地され、出力端７に（−）の直流電圧が得ら
れる。残りの２次巻線は整流ダイオードＤ５、平
滑コンデンサＣ３、スイツチ素子であるトランジ
スタＱ１、チヨークコイルＬ１、フライホイール
ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１を経て出力
端４，４′へ接続されチヤンネル２を形成する。
出力端４′は接地され、出力端４に（＋）の直流
電圧が得られる。駆動停止回路６、検出回路５は
第２図と同じように構成され、検出回路５がチヤ
ンネル２の接続点Ｐ１に接続される。又過電圧検
出用のツエナダイオードＺ３が出力端４に接続さ
れ、電流制限用の抵抗Ｒ２を介して駆動停止回路
のトランジスタＱ２のコレクタに接続される。駆
動停止回路のサイリスタSAのカソードは第２図
とは異りトランジスタＱ３の制御回路８に接続さ
れ、又トランジスタＱ２のベースは電流制限用の
抵抗Ｒ６、過電圧検出用のツエナダイオードＺ２
を介してチヤンネル１の出力端７に接続される。

このように構成された電源装置ではトランスＴ
２の１次側のトランジスタＱ３の断続状態を制御
回路８で制御することによりチヤンネル１の直流
電圧が一定になる。又チヤンネル２は２次側のト
ランジスタＱ１の断続状態の制御を制御回路３で
行うことにより直流電圧が一定になる。そしてチ
ヤンネル２においてフライホイールダイオードＤ
１がオープンした時のチヨークコイルＬ１のフラ
イバツク電圧は検出回路５で検出され、駆動停止
回路のサイリスタSAがオンし、接地電圧が制御
回路８に加えられる。これによつてトランジスタ
Ｑ３は継続してオフし、トランスＴ２の２次巻線
の誘起電圧がなくなり、フライバツク電圧は消滅
する。サイリスタSAは出力端４の過電圧によつ
てもオンし、又チヤンネル１の出力端７の過電圧
によつてもトランジスタＱ２がオンする。従つて
駆動停止回路６は過電圧によつてもトランジスタ
Ｑ３を継続してオフすることにより電源装置を保
護する。無論チヤンネル１のチヨークコイルＬ２
にもフライバツク電圧は生じ、フライホイールダ
イオードＤ４がオープンした場合、接続点Ｐ２に
も（＋）の高電圧を発生する。チヤンネル１はチ
ヤンネル２のようにチヨツパ式による制御ではな
いので、トランスＴ２の２次巻線に直列にトラン
ジスタが接続されておらずその破損の恐れはない
が１次巻線のトランジスタＱ３を破損する恐れが
あり、異常な回路の状態を見つける目的で接続点
Ｐ２に検出回路を接続してもよい。その場合には
検出回路５のツエナダイオードＺ１、ダイオード
Ｄ２の向きを逆にして構成した新たな検出回路を
接続し、１端を保護回路のトランジスタＱ２のコ
レクタに接続すればよい。そのようにすればチヤ
ンネル１とチヤンネル２のいずれで過電圧やチヨ
ークコイルの異常なフライバツク電圧が生じても
直ちに電源装置の動作を停止させることができ
る。なお駆動停止回路のサイリスタSAのかわり
にトランジスタを用いれば異常なフライバツク電
圧や過電圧が生じている間だけ、スイツチ素子の
動作を停止するようにできる。

以上述べたように本考案のスイツチング電源装
置はフライホイールダイオードが破損してオープ
ンしチヨークコイルのフライバツク電圧が異常に
高くなつても直ちにその状態を検出しスイツチ素
子の動作を停止し、電源装置の働き自体を止める
ことができる。従つて従来のようにスイツチ素子
が破損し電源装置が故障することはない。しかも
スイツチ素子の制御回路の駆動を停止するための
駆動停止回路は過電圧保護回路も兼ねているので
全体の回路構成を複雑にする必要はなくきわめて
実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイツチング電源装置の回路図
であり、第２図は本考案のスイツチング電源装置
の実施例を示す回路図であり、第３図は本考案の
スイツチング電源装置の他の実施例を示す回路図
である。 １：交流源、２，９：整流回路、３，８：制御
回路、４，４′，７，７′：出力端、５：検出回
路、６：駆動停止回路、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３：トラ
ンジスタ、Ｌ１，Ｌ２：チヨークコイル、Ｃ１，
Ｃ３，Ｃ４：平滑コンデンサ、Ｃ２：コンデン
サ、Ｄ１，Ｄ４：フライホイールダイオード、Ｄ
２：ダイオード、Ｄ３，Ｄ５：整流ダイオード、
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３：ツエナダイオード、Ｒ１〜Ｒ
６：抵抗、SA：サイリスタ、Ｓ：基準電源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流をスイツチ素子により断続し、チヨーク
   コイルと、その両端に並列に接続するフライホ
   イールダイオードと平滑コンデンサからなる回
   路を経て直流出力を得るスイツチング電源装置
   において、チヨークコイルとフライホイールダ
   イオードの接続点にはチヨークコイルのフライ
   バツク電圧をツエナ電圧を用いて検出する検出
   回路を接続し、スイツチ素子を断続する制御回
   路には前記検出回路からの信号に応動するトラ
   ンジスタ、該トランジスタに応動して「オン」
   するサイリスタ又はトランジスタを有し、該サ
   イリスタ又はトランジスタが「オン」すること
   により該制御回路の駆動を停止する信号を発生
   する駆動停止回路を接続してあることを特徴と
   するスイツチング電源装置。 (2) 該駆動停止回路には、ツエナ電圧を用いて直
   流出力の過電圧を検出する検出回路が接続して
   あり、該過電圧に対しても該制御回路の駆動を
   停止する信号を発生する実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のスイツチング電源装置。