JPH044748A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンバータトランスを用いて入力側と出力側
とを電気的に絶縁分離する方式のスイッチング電源に関
する。

（従来の技術・発明が解決しようとする課題）第１従来
例 〔構成・動作〕 第１従来例のスイッチング電源には、第２図に示すもの
がある。

このスイッチング電源は、入力端２．２間に印加される
交流入力を整流平滑回路４で整流平滑して直流電圧に変
換するとともに、その直流電圧を主コンバータトランス
６の一次側巻線６ａに供給し、主コンバータトランス６
♀一次側巻線２ａと二次側巻線６ｂとの巻数比に対応し
て二次側巻線６ｂに誘起した電圧を整流平滑回路８で整
流平滑して直流電圧に変換したうえで、出力端１０．１
０間に並列に接続されている負荷１２にその直流電圧を
出力電圧として供給するものである。

そして、このスイッチング電源においては、その出力端
１０．１０間における出力電圧を定電圧にするために、
出力電圧検出回路１４を設け、この出力電圧検出回路１
４からの出力電圧検出信号を制御回路１６に入力する一
方、制御回路１６においては、その出力電圧検出信号の
入力に応答して、出力電圧を定電圧化するための制御信
号を、駆動トランス１８を介して、スイッチング素子２
０に出力する。そして、スイッチング素子２０は制御信
号の入力によりスイッチング動作を制御され、これによ
って、コンバータトランス６の一次側巻線６ａの電流経
路２２のオンオフのデユーティ比を制御することにより
、二次側巻線６ｂおよび整流平滑回路８を介して出力端
１０．１０間にあられれる出力電圧を定電圧にする。

ここで、制御回路１６は補助電源回路２４から電源を供
給されるようになっている。補助電源回路２４は、スイ
ッチング素子２４ａ１副コンバータトランス２４ｂ１お
よび整流平滑回路２４ｃで構成されている。

このようなスイッチング電源においては、負荷１２が例
えばモータとこれによって駆動される機構部分というよ
うな駆動系とした場合、そのモータに対する電圧が立ち
上がるまでに該モータに電圧を供給してモータを駆動す
ると、駆動系の誤動作となり得るから、その電圧が立ち
上がるまではその誤動作を防止するために、制御系でも
ってそのモータへの電圧供給を一時的に停止制御してお
いて、電圧が立ち上がったときにその停止制御を解除し
てモータに電圧を供給してこれを駆動させる必要がある
。

そこで、第２図のスイッチング電源においては、その制
御系としてリモートコントロール回路２６を有しており
、入力端子２８．２８を介して負荷１２への電圧供給と
該供給の停止制御とを行うためのリモートコントロール
信号をリモートコントロール回路２６に入力することに
より、該リモートコントロール回路２６から制御回路１
６に対して電源供給とその供給の停止制御信号を出力で
きるようにしている。

〔課題〕

ところで、このスイッチング電源では、各トランス６．
１８，２４ｂでもって、一次側と二次側とを電気的に絶
縁分離している。ここで、一次側回路として、整流平滑
回路４、およびスイッチング素子２０．２４ａがあり、
二次側回路として、整流平滑回路８．２４ｃ、出力電圧
検出回路１４、制御回路１６、およびリモートコントロ
ール回路２６があり、一次側と二次側の各回路を絶縁分
離するために高価でかつ広い設置スペースが必要でしか
も重量の重いトランスが必要な構造となっている。

このようなトランスが必要なスイッチング電源では、安
価でかつ小型化の必要な電子機器に組み込むことが困難
であり、採用しがたいものである。

第２従来例 〔構成・動作〕 第２従来例のスイッチング電源は、第３図に示すような
構成を採ることによって、第１従来例のような高価な駆
動トランスＩ８と副コンバータトランス２４ｂとを使用
する必要をなくしたものである。

第３図において、第２図のそれと対応する部分には同一
の符号を付している。そして、このスイッチング電源の
動作説明も基本的には第２図のそれと同様であるから、
ここでのその説明は省略する。

第３図のスイッチング電源においては第２図の二次側に
あった制御回路１６、リモートコントロール回路２６を
一次側回路としており、これによって、第２図における
駆動トランスＩ８、および副コンバータトランス２４ｂ
を不要化している。なお、３０は制御回路１６の起動用
抵抗であり、３２は出力電圧検出回路１４からの出力電
圧検出信号を制御回路１６に出力するためのフォトカプ
ラである。

〔課題〕

しかしながら、リモートコントロール回路２６において
は、第２図の従来例では二次側にあったから、リモート
コントロール信号入力端子２８に与える信号としては、
例えばリレー接点とか、マニュアル式スイッチによる該
入力端子２８．２８間の電気的なオープン・ソヨートで
も対応することがてきるのに対して、第３図では、リモ
ートコントロール回路２６か一次側にあり、リモートコ
ントロール信号入力側が二次側かう与えられるから、リ
モートコントロール回路２６とリモートコントロール信
号入力側とを電気的に絶縁分離する必要がある。そして
、そのために、リモートコントロール信号入力端子２８
．２８とリモートコン）・ロール信号入力側との間に、
両者を電気的に絶縁分離するためのフォトカプラ３４を
接続してし）る。

このような構造では、高価なフォトカプラ３４が必要と
なるうえ、フォトカプラ３４の発光ダイオード３４ａに
対する発光電流供給用の電流源が必要となって構成が複
雑化するのみならず、その発光ダイオード３４ａに適正
な発光電流を与えて受光トランジスタ３４ｂを駆動する
必要があることから汎用性に欠けてくるという課題が残
される。

（発明の目的） したがって、本発明においては、主コンバータトランス
以外に、第２図のような駆動トランスとか副コンバータ
トランスが不要であるうえ、リモートコントロール回路
を主コンバータトランスの二次側に設けて、第３図のよ
うな該リモートコントロール回路側に絶縁分離用のフォ
トカプラを不要化することで、構成が安価でかつ簡単に
済むうえ、汎用性のあるスイッチング電源を提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明のスイッチン
グ電源においては、コンバータトランス、一次側回路、
および二次側回路を有し、コンバータトランスは、一次
側巻線および二次側巻線を有しており、該一次側巻線は
入力端側に接続され、二次側巻線は出力端側に接続され
ており、一次側回路は、スイッチング素子、制御回路、
および過電流検出回路を有しており、該スイッチング素
子は、一次側巻線の電流経路に挿入接続されているもの
であって、制御信号の入力に応答してスイッチング動作
して該電流経路をオンオフするものであり、制御回路は
、出力電圧検出信号の入力に応答して出力電圧を定電圧
にするための制御信号をスイッチング素子に出力し、過
電流検出信号の入力に応答して負荷に対する電源供給を
実質的に停止状態とし、出力端短絡回路に対しては電源
供給状態とするための制御信号をスイッチング素子に出
力するものであり、過電流検出回路は、出力端間の短絡
によって一次側巻線の電流経路に流れる過電流を検出し
、該検出に係る過電流検出信号を制御回路に出力するも
のであり、二次側回路は、整流平滑回路、出力電圧検出
回路、および出力端短絡回路を有しており、整流平滑回
路は、コンパ−タトランスの二次側巻線に誘起された電
圧を整流平滑して負荷と出力端短絡回路に出力するもの
であり、出力電圧検出回路は、出力端における出つ 力電圧本大きさを検出し、その検出の結果を出力電圧検
出信号として制御回路に出力するものであり、出力端短
絡回路は、リモートコントロール信号の入力に応答して
出力端間を短絡するものであることを特徴としている。

（作用） 出力端に接続された負荷に電源を供給しないときは、出
力端短絡回路にリモートコントロール信号を出力して、
該出力端を短絡する。

この短絡によって、負荷への電源の供給が停止制御され
ることになる。

この場合、その電源の供給を単に停止してしまうと、出
力端短絡回路にはそれの駆動電源が供給されなくなって
出力端短絡回路が動作不能となってしまうから、その出
力端短絡回路における電源供給動作継続のため、それに
電源を供給しておく一方で、負荷には実質的に電源が供
給されないようにするため、その出力端の短絡に伴って
コンバータトランスの一次側巻線における電流経路に流
れる過電流を過電流検出回路で検出する。

そして、過電流検出回路は、この検出によって、過電流
検出信号を制御回路に出力する。制御回路は、過電流検
出信号の入力に応答してスイッチング素子の動作を制御
し、負荷には実質的に電源供給の停止状態とし、出力端
短絡回路にはそれの駆動電源を供給状態にする。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係るスイッチング電源の回路
図であり、第２図および第３図と対応する部分には同一
の符号を付している。

本実施例のスイッチング電源において、２．２は交流電
源の入力端、４は交流電源の整流平滑回路、６はコンバ
ータトランス、８は整流平滑回路、ＩＯは負荷が接続さ
れる出力端、１４は出力電圧検出回路、１６は制御回路
、２０はスイッチング素子、２２は一次側巻線６ａの電
流経路、２４は制御回路１６用の補助電源回路（整流平
滑回路２４ｄと補助巻線２４ｅからなる。）、２６はリ
モートコントロール回路、２８はリモートコントロール
信号入力端子である。

上記構成においては、コンバータトランス６の一次側回
路として、整流平滑回路４、制御回路１６、およびスイ
ッチング素子２０を有し、それの二次側回路として、整
流平滑回路８、出力電圧検出回路１４を有していること
は第３図のそれと同様であるから、ここでの詳しい説明
は省略する。

本実施例のスイッチング電源においては、コンバータト
ランス６の一次側に過電流検出回路３６を、二次側に出
力端短絡回路としてのリモートコントロール回路３８を
、それぞれ設け、さらにリモートコントロール回路３８
駆動用の整流平滑回路４０を設けたことに特徴を有して
いる。

過電流検出回路３６は、出力端ＩＯの短絡によって一次
側巻線６ａの電流経路２２に流れる過電流を検出し、そ
の検出に係る過電流検出信号を制御回路１６に出力する
。制御回路１６は、出力電圧検出回路１４からフォトカ
プラ３２を介して与えられる出力電圧検出信号と、過電
流検出回路３６から与えられる過電流検出信号とのそれ
ぞれの入力に応答して、スイッチング素子２０に制御信
号を出力し、該スイッチング素子２０の動作を制御する
。

この場合、制御回路１６は、出力電圧検出信号の入力に
対しては、負荷１２に定電圧が供給されるようにスイッ
チング素子２０の動作を制御し、過電流検出信号の入力
に対しては、っぎのようにスイッチング素子２０の動作
を制御する。

すなわち、出力端１２．１２の短絡でもって、負荷１２
への電源供給を単に停止してしまうと、リモートコント
ロール回路３８にはそれの駆動電源が供給されなくなっ
てリモートコントロール回路３８が動作不能となってし
まうから、そのリモートコントロール回路３８における
電源供給動作継続のため、整流平滑回路４０を介してそ
れに電源を供給しておく一方で、負荷１２には実質的に
電源が供給されないようにするように制御信号でもって
スイッチング素子２０を駆動制御する。

これによって、負荷１２には実質的に電源供給が停止状
態とされるが、リモートコントロール回路３８にはそれ
の駆動電源が整流平滑回路４０を介して供給されること
になる。

具体的に説明すると、リモートコントロール回路３８は
、第１のトランジスタＴＲＩと、第２のトランジスタＴ
Ｒ２とを有している。第１のトランジスタＴＲ＋は、コ
レクタ・エミッタが両出力端１０．１０に並列に接続さ
れており、ベースが抵抗Ｒ１を介して一方の出力端１０
に接続されている。第２のトランジスタＴＲ２は、コレ
クタが抵抗Ｒ２を介して第１のトランジスタＴＲＩのベ
ースに接続されており、かつベースが一方のリモートコ
ントロール信号入力端子２８に接続されている。抵抗Ｒ
３，Ｒ４はそれぞれ、第２のトランジスタＴＲ１２に対
するバイアス電圧供給用抵抗である。

上記スイッチング電源の基本的動作は上述の各従来例と
同様であるから、その詳細な説明は省略することとし、
本実施例における特徴的構成についての動作を説明する
ことにする。

すなわち、リモートコントロール信号入力端子２８２８
から電源供給を停止するためのリモートコントロール信
号が入力されると、第２のトランジスタＴ２がオンする
。これによって、第１のトランジスタＴＲ１もオンする
結果、出力端ｌ０ＩＯ間が短絡される。両出力端１０．
１０間が短絡すると、該両出力端１０．１０間に並列に
接続された負荷１２への電源の供給が停止される。

一方、コンバータトランス６の一次側巻線６ａ側の電流
経路２２には、両出力端１０．１０間の短絡によ？て過
電流が流れることになるが、この過電流は過電流検出回
路３６で検出される。過電流検出回路３６は、この検出
により過電流検出信号を制御回路１６に出力する。制御
回路１６は、この過電流検出信号の入力に応答して、ス
イッチング素子２０に対して、そのオンオフのデユーテ
ィ比におけるオン期間をオフ期間にくらべて短くする制
御信号を出力する。このような制御信号がスイッチング
素子２０に入力されることによって、負荷１２にはそれ
が動作できない程度の低い出力電圧が供給されるが、リ
モートコントロール回路３８には整流平滑回路４０を介
してそれの駆動電源か供給される。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
コンバータトランスの一次側に、スイッチング素子、制
御回路、および過電流検出回路を設け、それの二次側に
、整流平滑回路、出力電圧検出回路、および出力端短絡
回路を設けたから、前述の第１従来例のようにコンバー
タトランスの二次側に制御回路を設けたために要してい
た駆動トランスとか、副コンバータトランスが不要とな
るという効果があり、さらに、リモートコントロール回
路をコンバータトランスの二次側に設けたから、第２従
来例のようなリモートコントロール回路用のフォトカプ
ラが不要となる。したがって、このフォトカプラが不要
であることから、構成が安価でかつ簡単化するうえ、リ
モートコントロール回路に対してのリモートコントロー
ル信号の入力をリレー接点とかマニュアル式スイッチの
オンオフで行うことができる結果、従来例のようなフォ
トカプラに対する電流制御が不要となって汎用性のある
スイッチング電源を提供することかで、きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るスイッチング電源の回路
図である。 第２図は第１従来例のスイッチング電源の回路図、第３
図は第２従来例のスイッチング電源の回路図である。 ６・・コンバータトランス、６ａ・一次側巻線、６ｂ　
・二次側巻線、８　整流平滑回路、１０．１０・・出力
端、１４・・出力電圧検出回路、１６・・制御回路、２
０・・スイッチング素子、２８・・リモートコントロー
ル信号入力端子、３８・リモートコントロール回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンバータトランス（６）、一次側回路（Ａ）、
   および二次側回路（Ｂ）を有し、 コンバータトランス（６）は、一次側巻線（６ａ）およ
   び二次側巻線（６ｂ）を有しており、該一次側巻線（６
   ａ）は入力端（２）側に接続され、二次側巻線（６ｂ）
   は出力端（１０）側に接続されており、 一次側回路（Ａ）は、スイッチング素子（２０）、制御
   回路（１６）、および過電流検出回路（３６）を有して
   おり、 該スイッチング素子（２０）は、一次側巻線（６ａ）の
   電流経路（２２）に挿入接続されているものであって、
   制御信号の入力に応答してスイッチング動作して該電流
   経路（２２）をオンオフするものであり、 制御回路（１６）は、出力電圧検出信号の入力に応答し
   て出力電圧を定電圧にするための制御信号をスイッチン
   グ素子（２９）に出力し、過電流検出信号の入力に応答
   して負荷（１２）に対する電源供給を実質的に停止状態
   とし、出力端短絡回路（３８）に対しては電源供給状態
   とするための制御信号をスイッチング素子（２０）に出
   力するものであり、 過電流検出回路（３６）は、出力端（１０、１０）間の
   短絡によって一次側巻線（６ａ）の電流経路（２２）に
   流れる過電流を検出し、該検出に係る過電流検出信号を
   制御回路（１６）に出力するものであり、 二次側回路（Ｂ）は、整流平滑回路（８、４０）、出力
   電圧検出回路（１４）、および出力端短絡回路（３８）
   を有しており、 整流平滑回路（８、４０）は、コンバータトランス（６
   ）の二次側巻線（６ｂ）に誘起された電圧を整流平滑し
   て負荷（１２）と出力端短絡回路（３８）に出力するも
   のであり、 出力電圧検出回路（１４）は、出力端（１０、１０）に
   おける出力電圧の大きさを検出し、その検出の結果を出
   力電圧検出信号として制御回路（１６）に出力するもの
   であり、 出力端短絡回路（３８）は、リモートコントロール信号
   の入力に応答して出力端（１０、１０）間を短絡するも
   のである ことを特徴とするスイッチング電源。