JPH04322159A - スイッチング電源装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばリンギングチ
ョークコンバータ（ＲＣＣ）のような自励型のスイッチ
ング電源装置に関し、より具体的には、二次側の過電圧
保護対策手段の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスイッチング電源装置の従来例
を図２に示す。

【０００３】この例はＲＣＣ方式のものであり、トラン
ス２の一次巻線２ａにスイッチング素子としてスイッチ
ングトランジスタ４を直列接続し、かつ同トランス２の
制御巻線２ｃの出力を発振制御回路６を介してスイッチ
ングトランジスタ４の制御電極であるベースに帰還する
ようにしている。

【０００４】発振制御回路６は、スイッチングトランジ
スタ４を含む回路の自励発振を制御すると共に、後述す
る電圧検出回路２４からのフィードバック信号に基づい
てスイッチングトランジスタ４のオン期間を制御して二
次側の出力電圧Ｖ２　の定電圧制御を行うものである。

【０００５】即ちこの発振制御回路６は、トランス２の
制御巻線２ｃをコンデンサ１２および抵抗１４を介して
スイッチングトランジスタ４のベースに接続すると共に
、互いに直列接続された抵抗８およびコンデンサ１０か
ら成る時定数回路を制御巻線２ｃの両端に接続し、かつ
スイッチングトランジスタ４のベースとエミッタ間に制
御用のトランジスタ１６を並列接続し、上記コンデンサ
１０の電圧がこのトランジスタ１６のベースに印加され
るようにしている。抵抗８にはフィードバック制御用の
フォトカプラ１８のフォトトランジスタ側が並列接続さ
れている。

【０００６】トランス２の二次巻線２ｂには、整流用の
ダイオード２２、出力電圧Ｖ２　を検出してフィードバ
ック信号を出力する電圧検出回路２４および過電圧保護
回路３４が接続されている。

【０００７】電圧検出回路２４は、前記フォトカプラ１
８のフォトダイオード側、それを制御するシャントレギ
ュレータ２８および出力電圧Ｖ２　検出用の抵抗３０、
３２を備えている。

【０００８】過電圧保護回路３４は、出力短絡用のサイ
リスタ３６、出力電圧Ｖ２　検出用のツェナダイオード
３８および抵抗４０を備えている。

【０００９】動作例を説明すると、入力電圧Ｖ１　が印
加されると、起動抵抗２０を通してスイッチングトラン
ジスタ４にベース電流が流れ、スイッチングトランジス
タ４が導通状態になる。その結果、トランス２の一次巻
線２ａに電圧が加わり、同時に制御巻線２ｃに電圧Ｖ３
　が発生する。これがコンデンサ１２および抵抗１４を
介してスイッチングトランジスタ４のベースに印加され
、スイッチングトランジスタ４は急速にオンする。この
ときトランス２の二次巻線２ｂの電圧はダイオード２２
に対して逆方向に加わるので、二次巻線２ｂには電圧が
流れず、トランス２にエネルギーが蓄積される。これと
共に、発振制御回路６の時定数回路を構成するコンデン
サ１０には抵抗８を通して充電電流が流れ、トランジス
タ１６のベース電位が徐々に上昇する。

【００１０】コンデンサ１０の電圧が所定値に達してト
ランジスタ１６が導通し始めると、スイッチングトラン
ジスタ４のベース電圧が低下してオン状態を保てなくな
り、一次巻線２ａの電圧が低下し、制御巻線２ｃの電圧
Ｖ３　も低下する。これは正帰還であるため、スイッチ
ングトランジスタ４は急速にオフする。スイッチングト
ランジスタ４がオフすることにより、トランス２の蓄積
エネルギーが二次巻線２ｂからダイオード２２を通して
出力側へ供給される。

【００１１】その後、制御巻線２ｃの電圧Ｖ３　が０と
なれば、起動抵抗２０からの電圧により再びスイッチン
グトランジスタ４がオン状態となり、上記のような動作
が繰り返される。

【００１２】出力電圧Ｖ２　の定電圧制御は次のように
して行われる。即ち、出力電圧Ｖ２　が上昇すると、電
圧検出回路２４においてフォトカプラ１８のフォトダイ
オードに流れる電流が増加し、発振制御回路６において
フォトカプラ１８のフォトトランジスタの電流も増加す
る。 この結果、コンデンサ１０に対する充電電流が大になっ
てトランジスタ１６が早くオフするようになり、スイッ
チングトランジスタ４のオン期間が短くなって出力電圧
Ｖ２　を下げる方向に動作し、安定化作用が行われる。

【００１３】過電圧保護回路３４による過電圧保護は次
のようにして行われる。即ち、何らかの原因で（主たる
原因は、フォトカプラ１８等のフィードバック用の回路
素子が故障がしてフィードバック制御がかからなくなる
ことである）出力電圧Ｖ２　が過大になると、ツェナダ
イオード３８がオンしてサイリスタ３６がターンオンし
、二次側が短絡される。

【００１４】前記発振制御回路６は、過電圧保護機能も
合わせて持っており、スイッチングトランジスタ４のオ
ン期間（これはオフ状態のトランジスタ１６をオンさせ
るまでの時間でもある）は、コンデンサ１０の電圧の立
ち上がるスピード、即ちそれと抵抗８との時定数によっ
て規定されるため、この時定数によってスイッチングト
ランジスタ４のオン期間の上限を決めておけば、二次側
が短絡されても設定値以上の電流は流れない。従来はこ
のようにして二次側の過電圧保護を行っていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な過電圧保護回路３４を用いると、サイリスタ３６とい
う高価な素子を含んでいるため、過電圧保護対策が高価
になるという問題がある。

【００１６】そこでこの発明は、二次側の過電圧保護対
策を安価に行うことができるようにしたスイッチング電
源装置を提供することを主たる目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明のスイッチング電源装置は、前記トランスの
制御巻線とスイッチング素子の制御電極との間に、同制
御巻線の電圧で二次側の出力電圧を検出し、この検出し
た電圧でスイッチング素子のオフ動作を制御して定電圧
制御を行う定電圧制御回路であって、二次側の出力電圧
が前記発振制御回路で設定している電圧を越えたときに
初めて安定化作用をするように設定されたものを設けた
ことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、通常時は、発振制御回路に
よってフィードバック制御が行われて、二次側の出力電
圧の定電圧制御が行われる。何らかの故障で出力電圧が
上昇すると、定電圧制御回路が働いてそれによる定電圧
制御が行われ、過電圧が防止される。

【００１９】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るスイッチ
ング電源装置を示す回路図である。図２の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。

【００２０】この実施例においては、従来例のように二
次側に過電圧保護回路３４を設ける代わりに、トランス
２の制御巻線２ｃとスイッチングトランジスタ４のベー
スとの間に、同制御巻線２ｃの電圧Ｖ３　で二次側の出
力電圧Ｖ２　を検出し、この検出した電圧でスイッチン
グトランジスタ４のオフ動作を制御して定電圧制御を行
う定電圧制御回路４２を設けている。即ち、前述した発
振制御回路６と合わせて二つの定電圧制御系を持たせて
いる。

【００２１】この定電圧制御回路４２は、ＲＣＣ方式の
基本的な回路であり、制御巻線２ｃの両端間に、コンデ
ンサ４４とダイオード４６を直列接続したものを、ダイ
オード４６のカソードが制御巻線２ｃの巻き始め側にな
るように接続すると共に、コンデンサ４４のマイナス側
とスイッチングトランジスタ４のベース間にツェナダイ
オード４８を接続して成る。

【００２２】この定電圧制御回路４２による定電圧制御
は次のようにして行われる。即ち、前述したようにスイ
ッチングトランジスタ４がオフすると二次側のダイオー
ド２２が導通し、同時にダイオード４６も導通する。こ
のとき、二次巻線２ｂの電圧は出力電圧Ｖ２　と殆ど等
しい値となり、これに制御巻線２ｃの電圧Ｖ３　が比例
するので、これを整流したコンデンサ４４の両端の電圧
Ｖ４　も出力電圧Ｖ２　に比例する。従って、出力電圧
Ｖ２　が上昇すると電圧Ｖ４　も上昇してツェナダイオ
ード４８が導通し、それによってスイッチングトランジ
スタ４のベース電流をバイパスさせて下げるので、スイ
ッチングトランジスタ４のオフが早まる。このようにし
て、定電圧制御回路４２は出力電圧Ｖ２　が上昇すると
、これを防ぐ方向にスイッチングトランジスタ４のベー
ス電流を制御して安定化作用が行われる。勿論これによ
って二次側の過電圧保護も可能である。

【００２３】この定電圧制御回路４２が上記のような安
定化作用をする出力電圧Ｖ２　の条件は、ツェナダイオ
ード４８のツェナ電圧によって設定することができる。 ここでは、前記発振制御回路６が正常に動作していると
きは、この定電圧制御回路４２が安定化作用をしないよ
うにしておく。即ち、出力電圧Ｖ２　が発振制御回路６
で設定している電圧を越えたときに初めて安定化作用を
するようにしておく。

【００２４】発振制御回路６は、フォトカプラ１８等の
回路素子を用いて出力電圧Ｖ２　のフィードバックを受
けているので、定電圧制御の精度が高いが、同回路素子
が故障してフィードバック制御がかからなくなる確率が
高い。これに対して定電圧制御回路４２は、出力電圧Ｖ
２　をフィードバック用の回路素子を用いずにトランス
２の一次側で監視しているので、故障する確率は非常に
小さいが、定電圧制御の精度は下がる。

【００２５】このスイッチング電源装置は、このような
二つの制御回路６および４２を、常時は前者が働き、そ
れが故障すると後者が働くように設定しているので、常
時は精度の高い定電圧制御が可能であり、しかも発振制
御回路６側が故障した場合に定電圧制御回路４２側で過
電圧保護をすることができる。

【００２６】しかも定電圧制御回路４２は、従来の過電
圧保護回路３４と違ってサイリスタ３６のような高価な
素子を用いていないので、この回路を用いることで過電
圧保護対策を安価に行うことができる。

【００２７】また、上記従来例では、発振制御回路６や
それへのフィードバック回路が故障すれば、いかに過電
圧保護回路３４で過電圧保護が成されたとしても、当該
電源装置はそれ以降は正常に動作しなくなるが、この発
明では、発振制御回路６側が故障しても定電圧制御回路
４２側で過電圧保護が行われると共にそのまま定電圧制
御が行われるので、当該電源装置がそのまま正常に動作
するという利点もある。

【００２８】なお、スイッチング素子にスイッチングト
ランジスタ４の代わりにＭＯＳＦＥＴを用いても良い。 制御用のトランジスタ１６の代わりにＦＥＴを用いても
良い。また、入力電圧Ｖ１　は、例えば商用電源（交流
）を整流ダイオードによって整流したものである。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、二次側
の出力電圧を一次側で監視して定電圧制御を行う定電圧
制御回路を設けており、この回路には従来の過電圧保護
回路と違ってサイリスタのような高価な素子が不要なの
で、過電圧保護対策を安価に行うことができる。

【００３０】しかも、このような定電圧制御回路を設け
ておけば、メインとなる発振制御回路側に故障があって
も、過電圧保護だけでなく、故障後も当該電源装置がそ
のまま正常に動作するという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例に係るスイッチング電
源装置を示す回路図である。

【図２】　　従来のスイッチング電源装置の一例を示す
回路図である。

【符号の説明】

２　　トランス ２ｃ　　制御巻線 ４　　スイッチングトランジスタ（スイッチング素子）
６　　発振制御回路 １８　　フォトカプラ ２４　　電圧検出回路 ４２　　定電圧制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トランスの一次巻線にスイッチング素
   子を直列接続し、同トランスの制御巻線とスイッチング
   素子の制御電極との間に、同スイッチング素子のオンオ
   フを制御する発振制御回路を設け、この発振制御回路に
   二次側の出力電圧を回路素子を用いてフィードバックし
   て定電圧制御を行うようにしたスイッチング電源装置に
   おいて、前記トランスの制御巻線とスイッチング素子の
   制御電極との間に、同制御巻線の電圧で二次側の出力電
   圧を検出し、この検出した電圧でスイッチング素子のオ
   フ動作を制御して定電圧制御を行う定電圧制御回路であ
   って、二次側の出力電圧が前記発振制御回路で設定して
   いる電圧を越えたときに初めて安定化作用をするように
   設定されたものを設けたことを特徴とするスイッチング
   電源装置。