JPH0255571A - スイッチング電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ＯＡ機器等の電源として使用されるスイッ
チング電源に関する。

（従来の技術） 省電力化、小型軽量化か要求されるＯＡ機器等に使用さ
れる電源としては、ＩＣ化か容易なスイッチング電源か
採用されることか多い。

しかし、スイッチング電源に使用されるスイッチング用
のトランジスタは、高電圧、高電流の環境で使用される
ものであるため、オープン不良や短絡不良等か発生し易
く、信頼性の点で問題があった。

第９図に示すスイッチング電源は各々独立して動作可能
で同一構成の２組の電源装置］、２を並列に接続するこ
とによりこうした問題を解決している。

各電源装置１．２において、３はフィルタ、４はフィル
タ３を通過したＡＣＬＯＯＶを整流する整流器、５は整
流後の電荷を蓄積する平滑コンデンサ、６はスイッチン
グ用のトランジスタ、７は単入力多出力型のトランス、
８はトランジスタ７のＯＦＦ時にトランス７の一次コイ
ルに蓄積されたエネルギを消費するスナバ回路、９はト
ランジスタ６がスイッチングＯＮとなる駆動電圧のパル
ス幅の制御を行うＰＷＭ回路である。

また、ＤＩｌ、Ｄ　Ｉ２−　Ｄ　ｎｌ、Ｄｎ２はそれぞ
れトランス７の二次側に接続された整流ダイオード、Ｌ
ｌ・・・ＬｎおよびＣ１・・・Ｃｎは入力電流のリップ
ルを圧縮するための平滑回路を構成するチョークコイル
および平滑コンデンサ、Ｄ］、３、Ｄ２３・・Ｄｎ３は
隣接する電源装置への電流の逆流を防止するダイオード
である。

さらに、Ｒｌａｌ・・ＲＰｎはそれぞれ負荷抵抗を示し
ている。

そして、まず電源装置１．２の各入力部に商用ＡＣ１０
０Ｖ電源か投入されると、電流はフィルタ３を介して整
流器４に人力されることにより全波整流され、平滑コン
デンサ５に約１４０■に対する電荷か蓄積される。

ここで、ＰＷＭ回路９からスイッチング用トランジスタ
６のベースに所定の駆動電圧が印加される。

これによりスイッチング用Ｉ・ランジスタロはＯＮ状態
となり、平滑コンデンサ５に蓄積された電荷は、トラン
ス７の一次側コイルに電流となって流れ、トランス７の
各二次側コイルに第１の整流ダイオードＤｌｌ・・・Ｄ
ｎｌを導通ずる方向の電流が流れる。

この後、ＰＷＭ回路９からスイッチング用トランジスタ
６のベースに印加される駆動電圧か０■となり、スイッ
チング用トランジスタ６がＯＰ　Ｐ状態となる。

この結果、トランス７の一次側コイルに蓄積されていた
エネルギはスナバ回路８により消費され、同時にトラン
ス７の各二次側コイルに第２の整流ダイオードＤ１２・
・・Ｄｎ２を導通する方向の電流か流れる。

以上の動作により各定電圧出力部に継続的に流れた電流
のリップルを、チョークコイルＬ１　・・Ｌｎおよび平
滑コンデンサＣ１・・・Ｃｎから構成された平滑回路に
より圧縮した後、定電圧か負荷に与えられる。

そして、このスイッチング電源では、電源装置１．２の
いずれがか例えばスイッチング用トランジスタ６のオー
プン不良や短絡不良等により出力ダウンしても、他方の
電源装置か正常なまま稼働し続°け、負荷側には正常時
と同様の定電圧が与えられる。

しかしながら、このようなスイッチング電源は、通常の
スイッチング電源の２倍の部品点数であり、高コストと
なっていた。

（発明が解決しようとする課題） このように上述した従来の高信頼性スイッチング電源は
、部品点数か多く、高コストであった。

この発明はこのような事情に基づきなされたちので、信
頼性か高く、しかも部品点数か少ないスイッチング電源
を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、複数のスイッチング用トランジスタを並列
接続させてなり、電源電圧を所定の時間間隔でスイッチ
ングするスイッチング手段と、このスイッチング手段に
よりスイッチングされた電源電圧が一次側に印加され、
二次側より交流電圧を出力するトランスと、このトラン
スの二次側より出力される交流電圧を直流電圧に変換し
て負荷側に印加する交流／直流変換手段と、前記負荷側
に印加される直流電圧に応じて、前記スイッチング手段
により電源電圧をスイッチングする前記所定の時間間隔
を制御するスイッチング制御手段と、前記スイッチング
用トランジスタの故障を検出する故障検出手段と、この
故障検出手段によりスイッチング用トランジスタの故障
か検出されたとき、この故障が検出されたスイッチング
用トランジスタ以外のスイッチング用トランジスタによ
り前記電源電圧を前記所定の時間間隔てスイッチングさ
せるよう、前記スイッチング制御手段を制御する故障制
御手段とを具偏するものである。

（作　用） この発明では、複数のスイッチンク用トランジスタのう
ちスイッチングに使用中のスイッチング用トランジスタ
に故障が生したとき、他のスイッチング用トランジスタ
によりスイッチングをするようにしまたので、高信頼性
を得ることができる。

また、その構成は主にスイッチング手段を複数のスイッ
チング用ｌ・ランンスタからなるものとすればよいので
、部品点数を削減することができる。

（実施例） 次に、この発明の実施例を図面に基つき説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るスイッチング電源を
示す図である。

同図において、１］はフィルタ、］２はフィルタ１１を
通過したＡＣ１００Ｖを整流する整流器、］３は整流後
の電荷を蓄積する平滑コンデンサ、１４はスイッチング
用のトランジスタ群である。

このスイッチング用トランジスタ群］４は、４組のスイ
ッチング用トランジスタ１５．１６、］７．１８からな
り、　２組のスイッチング用トランジスタを直列接続し
たものを２段に並列接続してなるものである。

また、１９は単人力多出力型のトランス、２゜はスイッ
チング用トランジスタ群１４の。目？時にトランス１つ
の一次コイルに蓄積されたエネルキを消費するスナバ回
路、２１はスイッチング用トランジスタ群１４のス・ｒ
ツチンクＯＮとなる駆動電圧のパルス幅の制御を行うＰ
ＩＩＭ回路である。

また、■〕１１、Ｄ　Ｉ　２−１）　ｎｌ、Ｄｎ２はそ
れぞれトランス１９の二次側に接続された整流ダイオー
ド、ＬＬ−ＬｎおよびＣ１・・Ｃｎは入力端子のリップ
ルを圧縮するための平滑回路を構成するチョークコイル
およびＷｍコンデンサである。

さらに、ＲＩＮｌ・ＲＰｎはそれぞれ負荷抵抗を示して
いる。

また、上述したＰＷＭ回路２１は、マイクロコンピュー
タ２２と、このマイクロコンピュータ２２て実行される
制御プロクラム等が格納されたＲＯ八・１２３と、マイ
クロコンピュータ２２の作業処理領域等として用いられ
るＲ　Ａ　Ｍ　２４と、各スイッチング用トランジスタ
ー５．１６、］７．１８のコレクタ電圧および負前側に
印加される電圧をＡ／Ｄ変換し二値化データとして取り
込むＡ／Ｄ変換器２５と、このＡ／Ｄ変換器２５により
二値化されたデータを８ビットデータとして保持する第
１の　８ビットレジスタ２６と、各スイッチング用トラ
ンジスター５．１６．１７、］８のベースに駆動パルス
を出力するインバータ回路２７．２８．２９．３０と、
これらトライバ２７．２８．２９．３０に送出される信
号を保持する第２の８ピットレジスタ３］と、マイクロ
コンピュータ２２、第１の　８ビットし／メタ２６およ
び第２の　８ビットレジスタ３］との間でデータ伝送を
行うためのブタハス３２とを６１１１える。

なお、各スイッチング用トランジスター５．１６．１７
．１８のコレクタ側とＡ／Ｄ変換器２５との間には、分
圧器３３．３４．３５か介挿されている。分圧器３Ｂ、
３４．３５は、例えば第２図に示すように、抵抗３６．
３７により各スイッチンク用トランジスタ］５、］６．
１７．１８のコレクタ電圧を分圧し、高電圧をＡ／Ｄ変
換器２５の人力レベルの低電圧とする。

また、負荷側接続部とＡ　、／　Ｄ変換器２５との間に
は、ノイス除去のための絶縁用フォトカプラ回路′３８
およびＡ／Ｄ変換器２５の人力レベルとするための増幅
器３つか介挿されている。

さらに、インバータ回路２７．２８．２９．３０は、第
３図に示すように、第２の　８ビットレジスタ３】から
の信号を増幅する増幅器４０と、この増幅器４０の出力
信号をベース入力として０Ｎ−０１斗するトランジスタ
４１と、このトランジスタ４１のＯＮ　−ＯＰ　Ｆに応
して電源電圧ＶＣＣを１次側に印加し反転された２次側
より各スイッチング用トランジスタ１５．１６．１７．
１８のベースに駆動パルスとして出力するトランス４２
とを備える。なお、抵抗４３．４４により増幅器４０よ
りトランジスタ４１のベースに人力される信号の電圧お
よび電流か設定される。また、これらのインバータ回路
２７．２８．２９．３０では、トランス４２を介して各
スイッチング用トランジスタ１５．１６．１７．１８の
ベースに接続されていることにより、これらスイッチン
グ用トランジスタ１５．１６．１７．１８に故障か生じ
たときに高電圧がインバータ回路２７．２８．２９．３
０内に印加されることが防止されている。

次に、このスイッチング電源の基本動作を第４図に基づ
き説明する。

まず、このスイッチング電源の人力部に商用ＡＤ１００
ｖ電源が投入されると、電流はフィルタ１１を介して整
流器１２に入力されることにより全波整流され、平滑コ
ンデンサ１３に約１４０Ｖに対する電荷が蓄積される。

ここで、ＰＷＭ回路２１からスイッチング用トランジス
タ１５．１６または１７．１８のベースに所定の駆動電
圧か印加される。

これによりスイッチング用トランジスタ１５．１６また
は１７．１８はＯＮ状態となり、平滑コンデンサ１３に
蓄積された電荷はトランス１９の一次側コイルに電流と
なって流れ（第４図（イ））、トランス］９の各二次側
コイルに第１の整流ダイオードＤＩ＋・・・Ｄｎｌを導
通ずる方向の電流か流れる。

この後、ＰＷＭ回路２１からスイッチング用トランジス
タ１５．１６または］７．１８のベースに印加される駆
動電圧かＯＶとなり、スイッチング用トランジスタ］５
．１６または１７．１８がＯＦＦ状態となる。

この結果、トランス１９の一次側コイルに蓄積されてい
たエネルギはスナバ回路２０により消費され、同時にト
ランス１９の各二次側コイルに第２の整流ダイオードＤ
１２・・・Ｄｎ２を導通する方向の電流か流れる。

さて、ＰＷＭ回路２１は、５Ｖか印加されるべき負荷側
ＲＰｎの電圧を絶縁用フォトカプラ回路３８および増幅
器３９を介して読取り、スイッチング用トランジスタ］
５．１６または１７．１８のベスに印加される駆動電圧
のパルス幅をフィードバック制御している。

すなわち、増幅器３つから出力される負荷側ＲＦｎの電
圧に関するアナログデータ（電圧値）はＡ／Ｄ変換器２
５によりディジタルデータに変換され、順次節１の８ビ
ツトレジスタに保持されている。

マイクロコンピュータ２２はデータバス３２を介してこ
の保持されているディジタルデータを読取り、負荷側Ｒ
１’ｎに印加されている電圧値の高低を判断し、前記パ
ルス幅の長短を制御している。

これをさらに具体的に説明する。

マイクロコンピュータ２２は、データバス３２を介して
第２の　８ビツトレジスタ３１にデータ“７　Ｆ　Ｉ（
ＥＸ”を送ると、第２の８ビツトレジスタ３１の　０”
ビットにのみ　０”データが書かれる。インバータ２７
はこのデータに従いスイッチング用トランジスタ］５を
オンする（第４図（ロ）ｔｌ）。

この１．５Ｉｚｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、
データバス３２を介して第２の　８ビツトレジスタ３１
にデータ“３　Ｆ　ＩＩＥＸ”を送る。これにより、第
２の　８ビツトレジスタ３１の　　０”ビット、１”ビ
ットに　０“データが書かれる。インペラ２７に続きイ
ンバータ２８はこのデータに従いスイッチング用Ｉ・ラ
ンジスタ１６をオンする（第４図（ハ）ｔ２）。これに
より、スイッチング用トランジスタ１５．１．６がオン
状態となる。

この１０μｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、デー
タバス３２を介して第２の８ビツトレジスタ３１にデー
タ“７ＦＨＥＸ’“を送る。これにより、第２の８ビツ
トレジスタ３１の　　０”ビットのみに　０”データが
書かれた状態に戻る。インペラ２８はこのデータに従い
スイッチング用トランジスタ１６をオフする（第４図（
ハ）ｔ３）。これにより、スイッチング用トランジスタ
１５のみがオン状態となる。

この５００ｎｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、デ
ータバス３２を介して第２の　８ビツトレジスタ３１に
データ”　Ｆ　Ｆ　ＩＩＥＸ”を送る。これにより、第
２の　８ビツトレジスタ３１の各ビットに１”データが
書かれた状態に戻る。インバータ２７はこのデータに従
いスイッチング用トランジスタ１５をオフする（第４図
（ロ）ｔ４）。

これら一連の動作により、トランス１９の一次側コイル
には、ｔ２のタイミンクで電流が流れ始め、ｔ３のタイ
ミンクでこの電流の流れか停止Ｆ、される（第４図（イ
））。なお、この停止後には所定の立下り時間か続いて
いる。

また、このトランス１９の一次側コイルでは、ｔ２のタ
イミンクで電圧か降下し始め、それまで１４０Ｖであっ
たものかＯＶとなる。この後、ｔ３のタイミングで電圧
か上昇し始め、ＯＶから　２８０Ｖとなりその後　＋４
０Ｖに戻る（第４図（へ））。

さらに、スイッチング用トランジスタ１５のエミッタと
スイッチング用トランジスタ］５のコレクタとの間の電
圧は、ｔｌのタイミンクで立上り、例えはそれまてＱＶ
てあったものが所定の値となる。この後、ｔ２のタイミ
ングで立下り、前記の所定の値より　１．５■程度とな
る。さらに、ｔ３のタイミンクで所定の値のピーりまで
立上り、その後ＯＶとなる（第４図（ト））。

ｔ４の１８μｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、デ
ータバス３２を介して第２の８ビツトレジスタ３１にデ
ータ゛’ＤＰＩＩＩシＸ“を送ると、第２の８ビットレ
ジスタ３１の′２”ビットにのみ“０”データが書かれ
る。インバータ２９はこのデータに従いスイッチング用
トランジスタ１７をオンする（第４図（ニ）ｔ５）。

この１．５ｔｚｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、
データバス３２を介して第２の８ビツトレジスタ３１に
データ“ＣＦ　ＩＩＥＸ　′°を送る。これにより、第
２の　８ビットレジスタ３］の　　２”ビット、３”ビ
ットに“０′°データが書かれる。インペラ２９に続き
インバータ３０はこのデータに従いスイッチング用トラ
ンジスタ１８をオンする（第４図（ホ）ｔ６）。これに
より、スイッチング用トランジスタ］７、］８かオン状
態となる。

この１０μｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、デー
タバス３２を介して第２の８ビツトレジスタ３］にデー
タ゛Ｄ　Ｆ　ＩＥＸ“を送る。これにより、第２の８ビ
ットレジスタ３１の　　２”ビットのみに”０”データ
が書かれた状態に戻る。インバータ３０はこのデー　タ
に従いスイッチンク用トランジスタ１８をオフする（第
４図（ホ）ｔ７）。これにより、スイッチング用トラン
ジスタ１７のみかオン状態となる。

コノ５００ｎｓ後に、マイクロコンピュータ２２は、デ
ータバス３２を介して第２の８ビットレジスタ３１にデ
ータ”　Ｆ　Ｆ　ＩＩＥＸ”を送る。これにより、第２
の８ビットレジスタ３］の各ビットに１”データが書か
れた状態に戻る。インバータ２９はこのデータに従いス
イッチンク用トランジスタ１７をオフする（第４図（ニ
）ｔ８）。

これら一連の動作により、トランス１９の一次側コイル
では」二連した動作と同様の動作が行われる。

すなイっち、トランス１９の一次側コイルには、ｔ６の
タイミングで電流が流れ始め、ｔ７のタイミングでこの
電流の流れが停止される（第４図（イ））。なお、この
停止後には所定の立下り時間か続いている。

また、このトランス１９の一次側コイルでは、ｔ６のタ
イミングで電圧か降下し始め、それまて１４０■てあっ
たものか０■となる。この後、ｔ７のタイミングで電圧
が上智し始め、Ｏｖから　２８０■となりその後　１４
０Ｖに戻る（第４図（へ））。

さらに、スイッチング用トランジスタ］７のエミッタと
スイッチング用トランジスタ１８のコレクタとの間の電
圧は、ｔ５のタイミングで立上り、例えばそれまてＯＶ
であったものか所定の値となる。この後、ｔ６のタイミ
ングで立下り、前記の所定の値より　１．５■程度とな
る。さらに、ｔ７のタイミングで所定の値のピークまで
立上り、その後ＯＶとなる（第４図（チ））。

以上のようにして、スイッチング用トランジスタ］５．
１６と１７．１８とのオン／オフか繰り返して行われる
ことにより、例えば負荷側ＲＰＩでは＋１２Ｖ、負荷側
ＲＦｎでは＋　５Ｖか得られる。

ここで、負荷側ＲＰｎにおける＋　５■が高くなると、
マイクロコンピュータ２２は、絶縁用フォトカプラ回路
３８、増幅器３つ、Ａ／Ｄ変換器２５、第１の８ビツト
レジスタ２６およびデータバス３２を介し負荷側ＲＦｎ
の電圧に関するディジタルブタを入力し、このことを認
識する。

マイクロコンピュータ２２は、このことを認識すると、
第４図（ハ）、（ホ）におけるｔ２−ｔ３時間および１
６−１７時間が短くなるように、第２の８ビツトレジス
タ３１に送出するデータの送出タイミンク゛を制御する
。これによりスイッチング用トランジスタ１６．１８の
オン時間幅が狭くなり、トランス１９の一次側コイルに
流れる電流は少なくなる。したかって、トランス１つの
二次側コイルへのエネルギは少なくなり、負荷側に印加
される電圧が低下する。すなわち、負荷側ＲＰｎでは＋
５■を下げる方向に働き、安定した＋　５■になるべく
帰還かかけられる。

一方、負荷側ＲＰｎにおける＋５■か低くなると、マイ
クロコンピュータ２２は、このことを認識し、第４図（
ハ）、（ホ）におけるｔ２−ｔ３時間および１６−１７
時間が長くなるように、第２の８ビツトレジスタ３１に
送出するデータの送出タイミングを制御する。これによ
りスイッチング用トランジスタ１６．１８のオン時間幅
が広くなり、トランス１９の一次側コイルに流れる電流
は多くなる。したがって、トランス１９の二次側コイル
へのエネルギは多くなり、負荷側に印加される電圧が上
昇する。すなわち、例えば負荷側ＲＰｎでは＋　５Ｖを
上げる方向に働き、安定した＋　５Ｖになるべく帰還が
かけられる。

次に、スイッチング用トランジスタ１５．１６．１７．
１８のいずれかに異常が生じた場合の動作を第５図に基
づき説明する。

まず、マイクロコンピュータ２２は以下のような監視を
行っている。

マイクロコンピュータ２２は、上述したように、第４図
に示したｔｌのタイミングでデータ“７Ｆ）ＩＥＸ“を
送り、この　１．５μｓ後のｔ２のタイミングでデータ
“３ＦＩＥＸ”を送り、この約７μｓ後にスイッチング
用トランジスタ１５のエミッタとスイッチング用トラン
ジスタ］６のコレクタとの間の電圧値を読取る（第５図
（））ｔ２−）。

そして、この電圧値が約１．５Ｖ相当であれば、スイッ
チング用トランジスタ１６か正常であると判断する。こ
の約８μｓ後のｔ３のタイミングでデータ”　７　Ｆ　
ＨＥＸ　”を送り、この５０Ｏｎｓ後のｔ４のタイミン
グで“Ｆ　Ｆ　ＨＥＸ”を送る。

さらに、マイクロコンピュータ２２は、この約１μｓ後
に、トランス１つの一次側コイルの電圧値を読取る（第
５図（へ）ｔ４−）。そして、この電圧値が約２８０Ｖ
相当以上であれば、スイッチング用トランジスタ１６．
１７が正常であると判断する。

この後、マイクロコンピュータ２２は、上述したように
、第４図に示したｔｓのタイミングてブタ“Ｄ　Ｆ　Ｈ
ＥＸ”を送り、この　１．５μｓ後のｔ６タイミングで
データ“ＣＦ　ＨＥＸ”を送る。

そして、この約７μｓ後に、上述と同様に、スイッチン
グ用トランジスタ１７のエミッタとスイッチング用トラ
ンジスタ１８のコレクタとの間の電圧値を読取る（第５
図（チ）　ｔｓ−）。この約３μｓ後のｔ７のタイミン
グでデータ“Ｄ　Ｆ　ＨＥＸ”を送り、この　５００ｎ
ｓ後のｔｓのタイミングで“Ｆ　Ｆ　ＩＩＥＸ”を送り
、この約１μｓ後に、トランス１９の一次側コイルの電
圧値を読取る（第５図（へ）ｔ８′）。

このとき、例えばドライブ回路の故障によってベース電
流の供給が不十分となり、スイッチング用トランジスタ
１８が完全にオンできなくなったとすると、第５図（チ
）のｔ６−に示した電圧値か１．５Ｖより高く、第５図
（へ）の１８＋に示した電圧値が２８０Ｖより低くなる
。これは、ドライブか不十分であるため、トランス１９
の一次側コイルに流れる電流が正常時よりも小さくなる
からである（第５図（イ））。

マイクロコンピュータ２２は、このような電圧値の異常
を検出すると、スイッチング用トランジスタ１７．１８
のいずれがか故障であると判断し、これ以降スイッチン
グ用トランジスタ１７．１８は作動させず、スイッチン
グ用トランジスタ１５．１６のみによりスイッチングを
行うように制御する。すなわち、第５図（ロ）、（ハ）
に示すように、スイッチング用トランジスタ１５．１６
に対してはこれまでの２倍の速度でスイッチング制御用
のデー　タ山力をｉ−ｊい。第５図（ニ）、（ホ）に示
すように、スイッチング用］・ランジスタ１７、］８に
対するスイッチング制御用のデータ出力を停止する。

かくして、この実施例のスイッチング電源によれば、通
′帛時には２つの経路によるスイッチンク用トランジス
タによって交互にスイッチングを行い、いずれか一方の
経路のスイッチング用トランジスタに故障か生したとき
には、他力のスイッチンク用トランジスタによってスイ
ッチングを行うように制御しているので、スイッチング
用トランジスタの故障に起因する電源断を回避すること
かでき、ｉ島い信頼性を得ることができる。また、通常
のスイッチング電源に、主にスイッチング用トランジス
タおよびこれらを駆動する回路を３組追加した構成であ
るので、こうした高信頼性を得るための部品点数の増加
は極めて少ない。

なお、この実施例では、スイッチング用］・ランシスタ
１７、〕８のいずれかが故障である場合の動作について
述べたか、スイッチング用トランジスタ］５．１６に故
障が生じた場合もその動作は同様である。

また、この実施例では、故障の例としてドライブ回路の
故障によってベース電流の供給が不十分となり、スイッ
チング用トランジスタが完全にオンできなくなった場合
について述べたか、その他にも、スイッチング用トラン
ジスタのオープン、短絡、熱暴走等の故障かある。これ
らの故障時の症状を一括して、第６図に示す。

第６図■は正常な場合を示し、■は」二連の実施例での
故障の場合を示している。

■はスイッチング用トランジスタかオープン故障の場合
を示している。この場合、ｔ２−またはｔ６−のタイミ
ングではスイッチング用トランジスタかオンしているた
め、このタイミングで　１４０Ｖの電圧か観測され、ｔ
４−またはｔ８　のタイミングではスイッチング用トラ
ンジスタがオフするため、このタイミングで１４０Ｖ→
０■への転換が観測される。

■はスイッチング用トランジスタか熱暴走している場合
を示している。この場合、ｔ２−またはｔ６　″のタイ
ミンクではスイッチング用トランジスタか正常にオンし
ている波形が観測されるが、ｔ４−またはｔ８−のタイ
ミングではターンオフが遅延することにより電圧のピー
クか正常時よりも異常に高くなる。

■はスイッチング用トランジスタか短絡故障した場合を
示している。この場合、ｔ２−またはｔ６−のタイミン
グではこのタイミングで電圧がＯＶに低下し、ｊ４−ま
たはｔ８−のタイミングではスイッチング用Ｉ・ランジ
スタかターンオフするためこのタイミングで観測される
電圧値か大きくなる。

これら第６図に示すいずれの場合も」二連した実施例と
同様のスイッチング制御が行われる。

また、上述した実施例では、通常時には２つの経路によ
るスイッチング用トランジスタによって交互にスイッチ
ングを行い、いずれか一方の経路のスイッチング用トラ
ンジスタに故障か生したときには、他方のスイッチング
用トランジスタによってスイッチングを行うように制御
しているか、通常時にいずれか一方の経路のスイッチン
グ用Ｉ・ランジスタによってスイッチングを行い、故障
が生じたときには、他方のスイッチング用トランジスタ
によってスイッチングを行うようにしてもよい。

さらにまた、上述した実施例では、スイッチング用トラ
ンジスタ群１４が２組のスイッチング用トランジスタを
直列接続したものを２段に並列接続してなるものであっ
たが、３組以上であってもよいし、３段以上であっても
よい。

また、上述した実施例では、マイクロコンピュタ２２が
ＲＯＭ２３に格納された制御プログラムに基つきスイッ
チング制御を行うものであったが、ハードウェアによる
構成とすることもできる。

第７図はその一例である。

第７図に示すＰＷＭ回路５０は第１図に示したＰＷＭ回
路２］に相当し、同一の機能を有する。なお、この第７
図において、第１図に示す部品と同一のものには同一の
符号を付しである。

すなわち、スイッチング用トランジスタ１５．１６．１
７．１８のベースオン信号は、ナンドゲト５１．５２．
５３．５４から出力される。第４図および第５図（ロ）
〜（ホ）の信号はパルス発生器５５から出力されるパル
ス信号５６．５７およびスイッチング用トランジスタ１
５．１６または１７．１８のどちらを選択する選択信号
５８により、５９のように交互に選択するようになって
いる。すなわち、ナントゲート６０，６１．６２で選択
信号５８より、ナントゲート５１．５３または５２．５
４のとちらを選択している。

また、６３は第４図および第５図に示すｔ８のタイミン
ク゛で出力されるストローブパルスである。今、トラン
ス１９の一次側コイルの出力電圧が小さいときには、こ
の分圧電圧６４かＬｏｗレベルとなり、インバータ６５
の出力とストローブパルス６３の　　１”によりナンド
ゲー１６６の出力が“０”、ナントゲート６７の出力が
“１”インバータ６８の出力か′０”となり、ＲＳフリ
ツブフロップ６９をセットする。そのＱ出カフ０は“０
”レベル、したがってナントゲート６２の出力は“１”
となり、以後ナントゲート６１の出力は“Ｏ“　ナンド
ゲ−１−６０の出力は“１”となり、ナントゲート５１
．５３、およびインバタ２７．２９か選択され、スイッ
チング用トランジスタ１５．１６が常にオンオフするこ
とになる。

また、７１は第４図および第５図に示すｔ４のタイミン
グで出力されるストローグパルスである。

さらにまた、７２はスイッチング用トランジスタ１７の
エミッタとスイッチング用トランジスタ１８のコレクタ
との間の電圧を抵抗ｒ３、ｒ４で分圧した電圧値である
。この電圧値７２が異常に高電圧時、ナントゲート７３
の出力は“０”となり、ナントゲート６７の出力は“１
”となり、ナントゲート６８の出力は”０”となり、Ｒ
Ｓフリップフロップ６９をセットする。以降同様にスイ
ッチング用トランジスタ１５．１６を常にオンオフさせ
ることになる。

ストローブパルス７４．７５は同様にＲＳフリップフロ
ップ７６を異常時にセットすることによリナンドゲート
６１の出力を“１″とし、ナントゲート５２．５４およ
びインバータ２８．３０が選択され、以降スイッチング
用トランジスタ１７．１８が常にオンオフすることにな
る。

パルス発生器５５は、ＰＷＭ　７７よりパルス幅タイミ
ングを受けとり、パルス５６〜５８．６３．７１．７４
．７５を発生させ、またＲＳフリップフロップ６９．７
６の出力か共に“ビになると、スイッチングトランジス
タ１５．１６と１７．１８の両方が異常であるため、パ
ルス５６〜５８．６３．７１．７４．７５の発生を停止
させる。これにより、スイッチングか停止し、負荷側に
対するＤＣ出力はなくなり、電源停止状態となる。

また、上述した実施例では、第４図および第５図に示す
ように、（ロ）、（ニ）に示すパルスの幅を（ハ）、（
ホ）に示すパルスの幅より大きくとっているが、立ち下
がり時は（）Ｘ）、（ホ）が早く、立ち上かり時も（）
＼）、（ホ）が早いタイ２つ ミンクにして、スイッチング用トランジスタのパワーロ
スを両方に分けてもかまわない。

また、第８図はスイッチング方式の異なった回路での応
用例を示している。

同図に示す回路は、スイッチング用トランジスタ９０．
９１を直列接続してなるスイッチング用トランジスタモ
ジュール９２を各部に配置してなるものである。

この回路においては、図示を省略した手段により、各ス
イッチング用トランジスタのコレクタ、エミッタ電圧の
波形が正常である′か否かを検出しており、異常が検出
された場合は、以降、並列接続された別のスイッチング
用トランジスタモジュールが使用されるのである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、スイッチング
手段が複数のスイッチング用トランジスタを並列接続さ
せてなり、これらスイッチング用トランジスタのうちス
イッチングに使用中のスイッチング用トランジスタに故
障が生じたとき、他のスイッチンク用トランジスタによ
りスイッチングを行うようにしたので、部品点数の削減
を図りつつ高仏頼性を？１することカビＣきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るスイッチング電源を
示す回路図、第２図は第１図の分圧器を示す回路図、第
３図は第１図のインバータを示す回路図、第４図は第１
図に示すスイッチング電源の基本動作を説明するだめの
図、第５図は第１図に示すスイッチング電源において異
常が発生したときの動作を説明するための図、第６図は
各種故障モードを説明するだめの図、第７図はこの発明
の他の実施例に係るスイッチング電源を示す回路図、第
８図はこの発明の詳細な説明するための図、第９図は従
来のスイッチング電源を示す回路図である。 １］・・フィルタ、１２・整流器、１３・平滑コンデン
サ、］４・・スイッチング用のトランジスタ群、１５、
］６．１７、］８　スイッチンク用トランンスタ、１９
・・単人力多出力型のトランス、２０−　スーＪ−ハ回
路、２１−　ＰＷＭ　回路、Ｄｌ、、Ｉ、Ｄｌ２・・Ｄ
ｎｌ、Ｄｎ２・・・整流ダイオード、Ｌｌ・・・Ｌｎ・
・チョー　クコイル、Ｃ１，−Ｃｎ・平滑コンデンサ、
ＲＰＩ　−ＲＦｎ　　負荷抵抗、２２　マイクロコンピ
ュタ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・ＲＡＭ、２５・・Ａ
／Ｄ変換器、２６・第１の８ビツトレジスタ、２７．２
８．２９．３０・・インバータ回路、３１・・第２の　
８ビツトレジスタ、３２・・・データバス３２．３Ｂ、
３４．３５　分圧器、３６．３７・・・抵抗、３８　絶
縁用フォトカプラ回路。 出願人　　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のスイッチング用トランジスタを並列接続させてな
   り、電源電圧を所定の時間間隔でスイッチングするスイ
   ッチング手段と、このスイッチング手段によりスイッチ
   ングされた電源電圧が一次側に印加され、二次側より交
   流電圧を出力するトランスと、このトランスの二次側よ
   り出力される交流電圧を直流電圧に変換して負荷側に印
   加する交流／直流変換手段と、前記負荷側に印加される
   直流電圧に応じて、前記所定の時間間隔を制御するスイ
   ッチング制御手段と、前記スイッチング用トランジスタ
   の故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手段に
   よりスイッチング用トランジスタの故障が検出されたと
   き、この故障が検出されたスイッチング用トランジスタ
   以外のスイッチング用トランジスタにより前記電源電圧
   を前記所定の時間間隔でスイッチングさせるよう、前記
   スイッチング制御手段を制御する故障制御手段とを具備
   することを特徴とするスイッチング電源。