JPH0576172A - スイツチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力直流電圧値が変化しても、過電流制限回
路の感度が変化しない共振制御電源方式によるスイッチ
ング電源装置を提供する。 【構成】 負荷変動による整流出力Ｂを安定化するため
に、共振用トランスとしての可飽和リアクタトランス１
６の共振周波数を変化する制御回路２７が設けられる。
入力直流電圧Ｖｄｃの変動による整流出力Ｂの安定化の
ために、可飽和リアクタトランス１６にスイッチング電
圧Ｖａｃを供給するスイッチング回路４の周波数を変化
する電圧・周波数変換回路３６が設けられる。２次コイ
ル１８の出力電流ｉ２が一定値以上の場合には、スイッ
チ３をオン状態からオフ状態に制御して過電流を制限す
る過電流制限回路９５が設けられている。入力直流電圧
Ｖｄｃが変化しても、２次コイル１８の出力電流ｉ２が
変化せず、この出力電流ｉ２を検出して動作する過電流
制限回路９５の感度が変化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、テレビジョン
受像機用の電源に適用して好適な共振周波数制御方式を
採用したスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からテレビジョン受像機等のＡＶ
（audio-visual）機器においては、機器の小形軽量化を
達成するための手段として効率の比較的高いスイッチン
グ電源装置が採用されている。

【０００３】このようなスイッチング電源装置において
は、このスイッチング電源装置が組み込まれる機器の安
全性等を確保するために過電流制限回路が設けられてい
る。

【０００４】図３は、過電流制限回路が設けられた従来
の技術による共振周波数制御方式のスイッチング電源装
置の構成を示している。

【０００５】図３において、５０〜６０Ｈｚで１００Ｖ
のＡＣ電源１から出力される交流電圧は、整流回路２に
よって直流電圧Ｖｄｃにされ、この直流電圧Ｖｄｃは、
リレーのスイッチ３を通じてスイッチング用トランス６
およびスイッチング用トランジスタ７，８を有するスイ
ッチング回路４によって交流電圧Ｖａｃに変換される。
なお、スイッチング回路４は自励発振回路である。

【０００６】スイッチング回路４の出力交流電圧Ｖａｃ
は直列共振用コンデンサ１５を通じて共振用トランスと
しての可飽和リアクタトランス１６を構成する１次コイ
ル１７に供給される。なお、可飽和リアクタトランス１
６は、１次コイル１７の他、２次コイル１４，１８、制
御コイル１９およびコアを有している。

【０００７】２次コイル１８の出力は、ダイオードブリ
ッジ回路２０と平滑コンデンサ２１から構成される整流
回路２２に供給される。整流回路２２の出力である＋Ｂ
電圧（以下、必要に応じて、整流出力Ｂまたは電圧Ｂと
いう）は、出力端子２３を通じて図示しない負荷回路に
供給される。

【０００８】電圧Ｂは分圧抵抗を通じてシャントレギュ
レータ６１を有する制御回路２７に供給される。制御回
路２７の出力トランジスタ６２のコレクタ出力は、可飽
和リアクタトランス１６の制御コイル１９の一端に供給
される。制御コイル１９の他端には、直流電源６３が接
続されている。この直流電源６３は、ＡＣ電源１に直接
接続される図示しない電源トランス、整流回路および３
端子レギュレータ等を利用して形成される電源である。

【０００９】ここで、制御回路２７は以下のように動作
する。入力直流電圧Ｖｄｃが変化するかまたは出力端子
２３に接続された負荷が機器の動作状態等に応じて変動
して、例えば、入力直流電圧Ｖｄｃが増加するかあるい
は、負荷が軽くなって、電圧Ｂが高くなった場合には、
シャントレギュレータ６１のゲート電圧が高くなり、カ
ソード電圧が低くなる。したがって、トランジスタ６２
のベース電圧が低くなり、制御コイル１９に流れる電流
が小さくなる。これによって１次コイル１７のインダク
タンス値が大きくなり、１次コイル１７に流れる電流が
小さくなり、２次コイル１８に流れる電流が小さくな
る。このため整流出力電圧Ｂが低くなる。このようなフ
ィードバック動作により出力電圧Ｂは、シャントレギュ
レータ６１を構成する基準電圧に対応した一定電圧値に
保持される。

【００１０】可飽和リアクタトランス１６の過電流検出
用の２次コイル１４の一端は接地され、他端はダイオー
ド７１とコンデンサ７２によって半波整流され、その整
流出力電圧Ｖｃは、抵抗器７３と抵抗器７４とで分圧さ
れる。

【００１１】分圧された整流出力電圧（以下、電圧Ｖｄ
という）は、定電圧ダイオード７５と発光ダイオード７
６の直列回路に供給される。なお、２次コイル１４から
発光ダイオード７６に至る回路は過電流検出比較回路７
０を形成する。発光ダイオード７６の発光出力７８は、
フォトトランジスタ７９のベースに供給される。

【００１２】フォトトランジスタ７９のコレクタ端子
は、トランジスタ８０，８１を有するリレーラッチ回路
８２に供給される。リレーラッチ回路８２の出力は、リ
レー駆動回路８３を形成する直列に接続された抵抗器８
４〜８６のうち、抵抗器８４と抵抗器８５の接続点に供
給される。抵抗器８４の他端は、入力端子８８として図
示しないマイクロコンピュータの出力ポートに接続され
る。

【００１３】抵抗器８５と抵抗器８６の接続点は、エミ
ッタ端子が接地されたトランジスタ８７のベース端子に
接続される。トランジスタ８７のコレクタ端子は、リレ
ー駆動コイル８９を通じて直流電源６３に接続される。
リレー駆動コイル８９によりスイッチ３がオン・オフ制
御される。図３例において、過電流制限回路９５は、ス
イッチ３と過電流検出比較回路７０とリレーラッチ回路
８２とリレー駆動回路８３とによって形成される。

【００１４】次に図３例の動作について説明する。図３
において、図示しないリモートコマンダにより機器の電
源がオン状態にされた場合には、マイクロコンピュータ
（図示しない）の出力ポートを通じてリレー駆動回路８
３の入力端子８８がハイレベルとされてトランジスタ８
７がオン状態になり、リレー駆動コイル８９に電流が流
れることで、スイッチ３が導通状態（オン状態）にな
り、ＡＣ電源１による直流電圧Ｖｄｃがスイッチング回
路４に供給される。

【００１５】直流電圧Ｖｄｃの供給によりスイッチング
回路４は自励発振動作を開始し、直流電圧Ｖｄｃが交流
電圧Ｖａｃに変換される。この交流電圧Ｖａｃが可飽和
リアクタトランス１６を通じて整流回路２２に供給さ
れ、制御回路２７の動作により整流出力電圧Ｂが安定化
される。

【００１６】このような状態において、出力端子２３が
接地に短絡された場合には、可飽和リアクタトランス１
６の２次コイル１８に過電流が流れる。この過電流に対
応して１次コイル１７に過電流が流れる。１次コイル１
７に過電流が流れた場合には、過電流検出用の２次コイ
ル１４の端子電圧が上昇し、整流出力電圧Ｖｃ、したが
って、検出電圧Ｖｄが上昇する。この検出電圧Ｖｄが定
電圧ダイオード７５と発光ダイオード７６による直列の
動作電圧を超えたときに、定電圧ダイオード７５と発光
ダイオード７６とに電流が流れ、発光ダイオード７６が
発光する。

【００１７】発光ダイオード７６の発光出力７８がフォ
トトランジスタ７９のベースに供給されるとフォトトラ
ンジスタ７９がオン状態になり、トランジスタ８０がオ
ン状態になる。これによってトランジスタ８０のエミッ
タ端子の電圧は、略０ボルトになり、リレー駆動回路８
３のトランジスタ８７がオフ状態になって、リレー駆動
コイル８９には電流が流れなくなる。したがって、スイ
ッチ３がオン状態からオフ状態にされてスイッチング回
路４に直流電圧Ｖｄｃが供給されなくなるので、過電流
保護動作が遂行される。

【００１８】しかしながら、図３に示す共振周波数制御
方式によるスイッチング電源装置において入力ＡＣ電源
１の電圧が、例えば、８０Ｖから１００Ｖおよび１２０
Ｖというように上昇した場合には、制御回路２７の動作
により、可飽和リアクタトランス１６の１次コイル１７
のインダクタンス値が大きくされるので、その１次コイ
ル１７に流れる電流Ｉ１のピーク値が、図４Ａに示すよ
うに、徐徐に小さくなる。

【００１９】そうすると、ＡＣ電源１が１２０Ｖの場合
には、正常時（２次コイル１８に過電流が流れていない
場合）における整流出力電圧Ｖｃ（検出電圧Ｖｄ）の電
圧が比較的に小さな値になるので、例えば、ＡＣ電源１
が８０Ｖの場合に比較してより過大な電流が２次コイル
側に流れたときでないと、いわゆるリミタがかからない
という問題が発生する。言い換えると、過電流制限回路
９５の感度が入力ＡＣ電源１の電圧によって変化してし
まうという問題がある。図５Ａは、図３例に示す過電流
制限回路９５の過電流によって動作する動作電力の変化
を入力ＡＣ電源１の電圧変化に対応してプロットした線
図である。

【００２０】図６は、過電流制限回路が設けられた他の
従来の技術による周波数制御方式のスイッチング電源装
置の構成を示している。なお、図６において、図３に対
応するものには同一の符号をつけてその詳細な説明を省
略する。、

【００２１】図６においては、図３に示した可飽和リア
クタトランス１６が共振用トランス９１にされ、スイッ
チング用トランス６が、一端が接地された制御コイル９
２を有する可飽和リアクタトランス９にされている。ま
た、シャントレギュレータ６１を有する制御回路２７は
制御回路２８にされる。シャントレギュレータ６１のカ
ソード端子には、トランジスタ６２のベース端子が接続
され、このトランジスタ６２によってシャントレギュレ
ータ６１のカソード端子電圧の変化が電流変化に変換さ
れる。変換された電流はトランジスタ６２のコレクタ端
子から制御電流Ｉｆとして制御コイル９２の一端に供給
されるようになっている。制御コイル９２の他端は接地
される。

【００２２】図６のように構成される周波数制御方式に
おいて、正常時には、制御回路２８はつぎのように動作
する。

【００２３】入力直流電圧Ｖｄｃが変化するかまたは出
力端子２３に接続された負荷が機器の動作状態等に応じ
て変動して、例えば、入力直流電圧Ｖｄｃが増加するか
あるいは、負荷が軽くなって、電圧Ｂが高くなった場合
には、シャントレギュレータ６１のゲート電圧が高くな
り、カソード電圧が低くなる。したがって、トランジス
タ６２のベース電圧が低くなり、制御コイル９２に流れ
る制御電流Ｉｆが大きくなる。これによって、可飽和リ
アクタトランス９のトランジスタ７，８に接続されてい
る駆動コイルのインダクタンス値が小さくなって、スイ
ッチング回路４のスイッチング周波数は高くなる。

【００２４】この場合、コンデンサ１５と共振用トラン
ス９１の１次側から見たインダクタンス値とによる直列
共振周波数は、スイッチング回路４の動作スイッチング
周波数範囲よりも低い値に設定されているので、スイッ
チング周波数の増減に反比例的に整流出力Ｂが変化する
ように制御される。コンデンサ３１と共振用トランス３
２の１次側から見たインダクタンスとの直列インピーダ
ンスが周波数に比例して増加するスイッチング周波数領
域で動作させているからである。

【００２５】したがって、交流電圧Ｖａｃのスイッチン
グ周波数が高くなると、１次コイル１７に流れる電流が
小さくなり、２次コイル１８に流れる電流も小さくなっ
て、整流出力電圧Ｂの値が低くなる。このようにして、
電圧Ｂが安定化される。

【００２６】また、入力ＡＣ電源１の電圧が低い値から
高い値、例えば、ＡＣ８０ＶからＡＣ１２０Ｖに変化し
た場合には、電圧Ｂを安定化するために、スイッチング
周波数が徐徐に高くなる。詳しく説明すると、ＡＣ電圧
が上がると直流電圧Ｖｄｃが増加するので、スイッチン
グ電圧としての交流電圧Ｖａｃのピーク値が増加する。
そうすると、共振用トランス９１の２次コイル１８に供
給される電流値が大きくなり、電圧Ｂが上がろうとす
る。電圧Ｂが上がろうとすると、シャントレギュレータ
６１のカソード電圧が下がり、トランジスタ６２のコレ
クタ端子から流れでる電流、すなわち、制御電流Ｉｆが
増加して、スイッチング回路４のスイッチング周波数が
高くなる。

【００２７】このような動作により、入力ＡＣ電源１の
電圧がＡＣ８０ＶからＡＣ１２０Ｖの方向に変化した場
合には、共振用トランス９１の１次コイル１７に流れる
電流ｉ１のピーク値は徐徐に増加し、かつ、電圧Ｂを安
定化するために、スイッチング周波数が高くなる。入力
ＡＣ電源１の電圧変化ＡＣ８０Ｖ〜ＡＣ１２０Ｖに対す
る共振用トランス９１の１次コイル１７に流れる電流ｉ
１の周波数とピーク値との変化の状態を図４Ｂに示す。

【００２８】図４Ｂから分かるように、図６に示す周波
数制御方式によるスイッチング電源装置においては、Ａ
Ｃ電源１が８０Ｖの場合には、正常時（２次コイル１８
に過電流が流れていない場合）における検出電圧Ｖｄの
電圧が比較的に小さな値になるので、例えば、ＡＣ電源
１が１２０Ｖの場合に比較してより過大な電流が２次コ
イル１８側に流れたときでないと、いわゆるリミタがか
からないという問題が発生する。言い換えると、過電流
制限回路の感度が入力ＡＣ電源１の電圧によって、変化
してしまうという問題がある。図５Ｂは、図６例に示す
過電流制限回路９５の過電流によって動作する動作電力
の変化を入力ＡＣ電源１の電圧変化に対応してプロット
した線図である。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】このように、図３およ
び図６に示す過電流制限回路９５が設けられた従来の技
術によるスイッチング電源装置では、入力ＡＣ電源１の
電圧値、すなわち、入力直流電圧Ｖｄｃの値が変化した
ときには、過電流制限回路９５の感度が変化してしまう
という問題があった。

【００３０】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、入力直流電圧値が変化しても、過電流制限
回路の感度が変化しないスイッチング電源装置を提供す
ることを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明スイ
ッチング電源装置は、例えば、図１に示すように、スイ
ッチ３を通じて供給される直流Ｖｄｃを交流Ｖａｃに変
換するスイッチング回路４と、このスイッチング回路４
の出力Ｖａｃが１次側１７に供給される共振用トランス
１６と、この共振用トランス１６の２次側１８出力を整
流する整流回路２２と、この整流回路２２の整流出力Ｂ
が一定電圧になるように共振用トランス１６の共振周波
数を変化させる制御回路２７とを有するスイッチング電
源装置において、供給される直流Ｖｄｃの電圧を検出
し、検出された電圧Ｖｐに応じてスイッチング回路４の
スイッチング周波数を変化させる電圧・周波数変換回路
３６と、共振用トランス１６の２次側出力電流ｉ２を検
出し、この検出電流ｉ２が一定値以上の場合には、スイ
ッチ３をオン状態からオフ状態に制御して過電流を制限
する過電流制限回路９５とを備えるものである。

【００３２】また、請求項２記載の発明スイッチング電
源装置は、例えば、図２に示すように、直流Ｖｄｃを交
流Ｖａｃに変換するスイッチング回路４１と、このスイ
ッチング回路４１の出力がスイッチ３を通じて１次側１
７に供給される第１の共振用トランス１６と、この第１
の共振用トランス１６の２次側１８出力を整流する第１
の整流回路２２と、この第１の整流回路２２の整流出力
Ｂが一定電圧になるように第１の共振用トランス１６の
共振周波数を変化させる第１の制御回路２７と、スイッ
チング回路４１の出力Ｖａｃが１次側５０に供給される
第２の共振用トランス４９と、この第２の共振用トラン
ス４９の２次側５１出力を整流する第２の整流回路５５
と、この第２の整流回路５５の整流出力Ｓが一定電圧に
なるようにスイッチング回路４１のスイッチング周波数
を変化させる第２の制御回路５２とを有するスイッチン
グ電源装置において、第１の共振用トランス１６の２次
側出力電流ｉ２を検出し、この検出電流ｉ２が一定値以
上の場合には、スイッチ３をオン状態からオフ状態に制
御して過電流を制限する過電流制限回路９５を備えるも
のである。

【００３３】

【作用】請求項１記載の発明スイッチング電源装置によ
れば、負荷変動による整流出力Ｂを安定化するために、
共振用トランス１６の共振周波数を変化する制御回路２
７が設けられるとともに、入力直流電圧Ｖｄｃの変動に
よる整流出力Ｂの安定化のために、共振用トランス１６
にスイッチング電圧Ｖａｃを供給するスイッチング回路
４の周波数を変化する電圧・周波数変換回路３６が設け
られ、かつ共振用トランス１６の２次側出力電流ｉ２を
検出し、この検出電流ｉ２が一定値以上の場合には、ス
イッチ３をオン状態からオフ状態に制御して過電流を制
限する過電流制限回路９５とが設けられている。このよ
うな構成において、入力直流電圧Ｖｄｃが変化しても、
２次側出力電流ｉ２が変化しないので、この２次側出力
電流ｉ２を検出して動作する過電流制限回路９５の感度
が変化しない。

【００３４】また、請求項２記載の発明スイッチング電
源装置によれば、第１および第２の共振用トランス１
６，４９に第１および第２の整流回路２２，５５を設
け、第１の整流回路２２の整流出力Ｂは、第１の共振用
トランス１６の共振周波数を変化する制御回路２７によ
り安定化する。第２の整流回路５５の整流出力Ｓは、第
２共振用トランス４９にスイッチング電圧Ｖａｃを供給
するスイッチング回路４１の周波数を変化する第２の制
御回路５２により安定化する。このような構成におい
て、入力直流電圧Ｖｄｃが変化しても、第１の共振用ト
ランス１６の２次側出力電流ｉ２が変化しないので、こ
の２次側出力電流ｉ２を検出して動作する過電流制限回
路９５の感度が変化しない。

【００３５】

【実施例】以下、本発明スイッチング電源装置の一実施
例について図面を参照して説明する。なお、以下に参照
する図面において、上述の図３および図６に示したもの
と対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明
は省略する。

【００３６】図１は、本発明スイッチング電源装置の第
１の実施例の構成を示している。図１において、５０〜
６０Ｈｚで１００ＶのＡＣ電源１から出力される交流電
圧は、整流回路２によって直流電圧Ｖｄｃにされ、この
直流電圧Ｖｄｃは、リレーのスイッチ３を通じてスイッ
チング回路４に供給される。

【００３７】直流電圧Ｖｄｃは、直交型可飽和リアクタ
トランス９を有し自励発振するスイッチング回路４によ
って交流電圧Ｖａｃに変換される。ここで、可飽和リア
クタトランス９は、制御コイル９２と駆動コイル３７，
３８とコアとを有している。

【００３８】スイッチング回路４の出力交流電圧Ｖａｃ
は直列共振用コンデンサ１５を通じて共振用トランスと
しての可飽和リアクタトランス１６を構成する１次コイ
ル１７に供給される。なお、可飽和リアクタトランス１
６は、１次コイル１７の他、２次コイル１４，１８、制
御コイル１９およびコアを有している。

【００３９】２次コイル１８の出力は、整流回路２２に
供給される。整流回路２２の出力である＋Ｂ電圧（以
下、電圧Ｂという）は、出力端子２３を通じて負荷回路
に供給される。

【００４０】また、電圧Ｂは分圧抵抗を通じてシャント
レギュレータ６１を有する制御回路２７に供給される。
制御回路２７の出力トランジスタ６２のコレクタ出力
は、可飽和リアクタトランス１６の制御コイル１９の一
方の端子に供給される。制御コイル１９の他方の入力端
子は直流電源６３に接続される。

【００４１】可飽和リアクタトランス１６の過電流検出
用の２次コイル１４の一端は接地され、他端はダイオー
ド７１とコンデンサ７２によって半波整流され、その整
流出力電圧Ｖｃは、抵抗器７３と抵抗器７４とで分圧さ
れる。

【００４２】分圧された整流出力電圧（以下、検出電圧
Ｖｄという）は、定電圧ダイオード７５と発光ダイオー
ド７６の直列回路に供給される。

【００４３】２次コイル１４と発光ダイオード７６とを
含む図中点線で囲んだ回路は、過電流検出比較回路７０
を形成する。この過電流検出比較回路７０の出力、すな
わち発光出力７８は、フォトトランジスタ７９を通じて
リレーラッチ回路８２に供給される。

【００４４】リレーラッチ回路８２の出力は、スイッチ
３をオン・オフ制御するリレー駆動コイル８９を有する
リレー駆動回路８３に供給される。リレー駆動回路８３
の抵抗器８４は、リレーラッチ回路８２に接続されると
ともに、入力端子８８に接続される。入力端子８８は、
図示しないマイクロコンピュータの出力ポートに接続さ
れている。

【００４５】ＡＣ電源１がダイオードブリッジとコンデ
ンサとによって整流されて得られた直流電圧Ｖｄｃは、
抵抗器３１と抵抗器３２で分圧され電圧Ｖｐとされる。
抵抗器３１と抵抗器３２の接続点は定電圧ダイオード３
３を通じて、エミッタ端子が抵抗器３４を通じて接地さ
れているトランジスタ３５のベース端子に接続されてい
る。

【００４６】トランジスタ３５のコレクタ端子は、可飽
和リアクタトランス９を構成する制御コイル９２の一端
に接続されている。制御コイル９２の他端には、過電流
検出比較回路７０の整流出力電圧Ｖｃが供給されてい
る。

【００４７】次に図１例の動作について説明する。

【００４８】まず、図１において、図示しないリモート
コマンダにより機器の電源がオン状態にされた場合に
は、マイクロコンピュータ（図示しない）の出力ポート
を通じてリレー駆動回路８３の入力端子８８がハイレベ
ルとされてトランジスタ８７がオン状態になり、リレー
駆動コイル８９に電流が流れることで、スイッチ３が導
通状態（オン状態）になり、ＡＣ電源１による直流電圧
Ｖｄｃがスイッチング回路４に供給される。

【００４９】この状態において、制御回路２７は、フィ
ードバック動作により可飽和リアクタトランス１６の共
振周波数を制御して、出力電圧Ｂを、シャントレギュレ
ータ６１を構成する基準電圧に対応した一定電圧値に保
持する。例えば、電圧Ｂが上がると、シャントレギュレ
ータ６１のカソード電圧が下がり、トランジスタ６２の
コレクタ電流である制御コイル１９に流れる電流が減少
する。これによって、１次コイル１７と２次コイル１８
とのインダクタンス値が増加する。

【００５０】この場合、コンデンサ１５と可飽和リアク
タ１６による直列共振周波数は、スイッチング回路４の
スイッチング周波数変化範囲よりも低い値に設定されて
いるので、インダクタンス値が増加すると、直列共振周
波数が低くなり、１次コイル１７に流れる電流ｉ１が減
少し、２次コイル１８に流れる電流ｉ２も減少する。こ
のようにして、整流電圧Ｂは下がり安定化される。

【００５１】一方、電圧Ｂが下がると上記とは反対に動
作し、直列共振周波数が高くなり、１次コイル１７に流
れる電流ｉ１が増加し、２次コイル１８に流れる電流ｉ
２も増加するので、整流電圧Ｂは上がり安定化される。

【００５２】このようにして、電圧Ｂは、一定値に安定
化され保持される。

【００５３】次にＡＣ電源１のＡＣ電圧、したがって、
入力直流電圧Ｖｄｃが変化した場合の動作について説明
する。

【００５４】入力直流電圧Ｖｄｃが増加した場合には、
スイッチング回路４による交流出力電圧Ｖａｃの振幅が
増加する。また、電圧Ｖｐが増加してトランジスタ３５
のベース端子の電圧が上昇し、コレクタ電流である制御
コイル９２に流れる制御電流Ｉｆが増加する。このよう
に電圧・周波数変換回路３６は、直流電圧Ｖｄｃに対し
て線形に動作するようにバイアスされている。

【００５５】制御コイル９２に流れる制御電流Ｉｆが増
加すると、駆動コイル３７，３８のインダクタンス値が
減少し、スイッチング回路４のスイッチング周波数が増
加する。スイッチング周波数が増加した動作点において
は、１次コイル１７のインピーダンス値が大きくなる。
したがって、交流電圧Ｖａｃの振幅が大きくなっても１
次コイル１７に供給される電流ｉ１の値が略一定値に保
持される。

【００５６】一方、入力直流電圧Ｖｄｃが減少した場合
には、交流出力電圧Ｖａｃの振幅が減少する。電圧Ｖｐ
も下がり制御コイル９２に流れる制御電流Ｉｆが減少す
る。結局、駆動コイル３７，３８のインダクタンス値が
増加し、スイッチング回路４のスイッチング周波数が減
少する。スイッチング周波数が減少した動作点において
は、１次コイル１７のインピーダンス値が小さくなる。
したがって、交流電圧Ｖａｃの振幅が小さくなっても１
次コイル１７に供給される電流ｉ１の値が略一定値に保
持される。

【００５７】このように、図１例のスイッチング電源装
置においては、入力ＡＣ電源１の電圧、したがって、直
流電圧Ｖｄｃが変動しても、１次コイル１７に流れる電
流ｉ１の振幅値は、一定値に保持される。図４Ｃは、入
力ＡＣ電源１の電圧の変動、したがって、直流電圧Ｖｄ
ｃの変動に対する１次コイル１７に流れる電流Ｉ１の振
幅値が一定値であることを示している。

【００５８】正常な動作状態において、出力端子２３が
接地された場合には、可飽和リアクタトランス１６の２
次コイル１８に過電流が流れる。この過電流ｉ２に対応
して１次コイル１７に過電流ｉ１が流れる。１次コイル
１７に過電流ｉ１が流れた場合には、これに対応して過
電流検出用の２次コイル１４に過電流が流れて２次コイ
ル１４の端子電圧が上昇する。結局、実質的に２次コイ
ル１４に２次コイル１８の過電流ｉ２の整流出力電流に
応じた整流出力電圧Ｖｃが得られ、電圧Ｖｄが上昇す
る。この電圧Ｖｄが定電圧ダイオード７５と発光ダイオ
ード７６による直列の動作電圧を超えたときに、定電圧
ダイオード７５と発光ダイオード７６とに電流が流れ、
発光ダイオード７６が発光する。

【００５９】発光ダイオード７６の発光出力７８がフォ
トトランジスタ７９のベースに供給されるとフォトトラ
ンジスタ７９がオン状態になり、したがって、トランジ
スタ８０がオン状態になる。これによってトランジスタ
８０のエミッタ端子の電圧は、略０ボルトになり、リレ
ー駆動回路８３のトランジスタ８７がオフ状態になっ
て、リレー駆動コイル８９には電流が流れなくなる。し
たがって、スイッチ３がオン状態からオフ状態にされて
スイッチング回路４に直流電圧Ｖｄｃが供給されなくな
るので、過電流保護動作が遂行される。

【００６０】この場合、入力ＡＣ電源１の電圧が、例え
ば、８０Ｖから１００Ｖおよび１２０Ｖに変化しても、
正常時における過電流検出比較回路７０の２次コイル１
４に発生する誘起電圧が略一定であるので、常に、過電
流が一定の値に達したときに過電流制限回路９５が動作
する。したがって、過電流制限回路９５の感度が入力Ａ
Ｃ電源１の電圧によっても変化しない。実際、ＡＣ８０
Ｖ〜１２０Ｖの間で、検出過電流値の差は１％以内に抑
制することができる。図５Ｃは、図１例による過電流制
限回路９５の過電流によって動作する動作電力の変化を
入力ＡＣ電源１の電圧変化に対応してプロットした線図
である。図５Ｃから、ＡＣ電源１（直流電圧Ｖｄｃ）の
電圧変化に対して過電流による動作電力がほとんど一定
値であることが分かる。

【００６１】このように、図１例によれば、設定過電流
値が一定値になるので、ＡＣ８０Ｖ〜１２０Ｖにおける
出力側短絡試験等に基づく機器の安全性対策を画一的に
行うことができ、過電流制限回路９５の動作試験等の設
計開発時間が大幅に短縮される。

【００６２】図２は、本発明スイッチング電源装置の第
２の実施例の構成を示している。なお、図２において、
図１，図３および図６に示したものと対応するものには
同一の符号を付けその詳細な説明は省略する。図２は、
主電源部１００と補助電源部としてのスタンバイ電源部
１０１とを有するスイッチング電源装置を示している。
なお、スタンンバイ電源とは、主電源部１００の電源ス
イッチ３を切断した後も、一部の回路に何らかの待機動
作をさせるために電源を供給し続ける電源であり、例え
ば、テレビジョン受像機本体の主電源スイッチのオン・
オフをも操作するリモコン受信部と、タイマーによる予
約受信などが行われるＢＳチューナおよびＢＳコンバー
タとに供給される電源である。

【００６３】図２において、スイッチング回路４１は、
トランジスタ７，８以外に可飽和リアクタトランス４６
の駆動コイル４４，４５が接続されるトランジスタ４
２，４３を有するフルブリッジ型的な構成になってい
る。すなわち、トランジスタ７とトランジスタ４３とが
１次コイル１７，５０を通じて同時に導通し、このトラ
ンジスタ７，４３と交互にトランジスタ４２とトランジ
スタ８とが１次コイル１７，５０を通じて同時に導通す
る。したがって、交流電圧Ｖａｃはトランジスタ８のコ
レクタ端子（トランジスタ７のエミッタ端子）とトラン
ジスタ４３のコレクタ端子（トランジスタ４２のエミッ
タ端子）間に発生する。

【００６４】交流電圧Ｖａｃは、主電源部１００の電源
スイッチであるリレーのスイッチ３およびコンデンサ１
５を通じて、第１の共振用トランスとしての可飽和リア
クタトランス１６の１次コイル１７に供給される。

【００６５】可飽和リアクタトランス１６の２次コイル
１８に接続される整流回路２２は第１の整流回路を形成
し、整流回路２２の整流出力Ｂを安定するための制御回
路２７は第１の制御回路を形成する。

【００６６】一方、スイッチング回路４１の交流出力電
圧Ｖａｃは、可飽和リアクタトランス１６に対して並列
的に接続されている直列共振用コンデンサ４８と第２の
共振用トランスとしての共振用トランス４９に供給され
る。共振用トランス４９は、１次コイル５０と２次コイ
ル５１とコアとを有している。

【００６７】２次コイル５１は、ダイオードブリッジ５
３と整流コンデンサ５４とから構成される第２の整流回
路としての整流回路５５に供給される。

【００６８】整流回路５５には、整流電圧Ｓが発生し、
この整流電圧Ｓは、出力端子５６を通じて、スタンバイ
電源部１０１の負荷に接続される。

【００６９】電圧Ｓは抵抗器によって分圧されて、エミ
ッタ端子に基準電圧源としての定電圧ダイオード５７が
接続されたトランジスタ５８のベース端子に接続され
る。トランジスタ５８のコレクタ端子はトランジスタ５
９のベース端子に接続され、トランジスタ５９のコレク
タ電流は、可飽和リアクタトランス４６の制御コイル９
２に制御電流Ｉｆとして供給される。トランジスタ５
８，５９および定電圧ダイオード５７等は、第２の制御
回路としての制御回路５２を構成する。

【００７０】次に、図２例の動作について説明する。図
１例で説明したように、リレー駆動回路８３に接続され
る入力端子８８にハイレベルの電圧が供給されること
で、スイッチ３がオン状態になる。

【００７１】ここで、主電源部１００の出力電圧Ｂは制
御回路２７等により安定化される。一方、スタンバイ電
源部１０１の出力電圧Ｓが変動したとき、例えば、増加
したときには、制御回路５２のトランジスタ５８のベー
ス電流が増加する。これによって、トランジスタ５９の
コレクタ電流、すなわち、制御コイル９２に流れる制御
電流Ｉｆが増加する。このため、駆動コイル３７，３
８，４４，４５のインダクタンス値が減少し、スイッチ
ング回路４１のスイッチング周波数が増加する。

【００７２】図２例においても、直列コンデンサ４８と
共振用トランス４９の１次側から見たインダクタンスに
よって決定される直列共振周波数は、スイッチング回路
４１の動作スイッチング周波数範囲より低い側に設定し
ているので、スイッチング周波数が増加したときに、１
次コイル５０のインピーダンス値が上昇して１次コイル
５０に流れる電流が減少する。したがって、整流出力Ｓ
が減少して安定化される。

【００７３】また、供給されるＡＣ電源１の電圧が変動
した場合、すなわち、直流電圧Ｖｄｃが変化した場合に
は、例えば、直流電圧Ｖｄｃが増加した場合には、スイ
ッチング回路４１の交流出力Ｖａｃの電圧振幅が増加す
る。この電圧振幅の増加により、制御出力Ｓが高くな
る。そうすると、上記したようにスイッチング周波数が
増加して、１次コイル５０に流れる電流、すなわち、ト
ランジスタ７，８等に流れる電流が減少する。制御出力
Ｓは一定値に保持される。

【００７４】さらにまた、スイッチング周波数が増加
し、かつ交流電圧Ｖａｃの電圧振幅が増加した場合に
は、可飽和リアクタトランス１６の１次コイル１７に流
れる電流ｉ１がほとんど変化しないように可飽和リアク
タトランス１６が設計されているので、整流出力Ｂは変
化しない（図４Ｃ参照）。

【００７５】したがって、２次コイル１４に誘起される
電圧も一定値になり、図２例においても、入力ＡＣ電源
１の電圧が、例えば、８０Ｖ〜１２０Ｖに変化しても、
正常時における過電流検出比較回路７０の２次コイル１
４に発生する誘起電圧（整流電圧Ｖｃ，検出電圧Ｖｄ）
が略一定値に保持されるので、過電流が一定の値に達し
たときに過電流制限回路９５が動作する。このため、過
電流制限回路９５の感度が入力ＡＣ電源１の電圧によっ
ては変化しない。図２例においても、ＡＣ８０Ｖ〜１２
０Ｖの間で、検出過電流値の差は１％以内に抑制するこ
とができる（図５Ｃ参照）。

【００７６】なお、本発明は上述の実施例に限らず、種
々の構成を採り得ることはもちろんである。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明スイッチング電源装置によれば、負荷変動による整流
出力を安定化するために、共振用トランスの共振周波数
を変化する制御回路が設けられるとともに、入力直流電
圧変動による整流出力の安定化のために、上記共振用ト
ランスにスイッチング電圧を供給するスイッチング回路
の周波数を変化する電圧・周波数変換回路が設けられ、
かつ上記共振用トランスの２次側出力電流を検出し、こ
の検出電流が一定値以上の場合には、スイッチをオン状
態からオフ状態に制御して過電流を制限する過電流制限
回路とが設けられている。このような構成において、入
力直流電圧が変化しても、上記２次側出力電流が変化し
ないので、この２次側出力電流を検出して動作する上記
過電流制限回路の感度が変化しないという効果が得られ
る。

【００７８】また、請求項２記載の発明スイッチング電
源装置によれば、第１および第２の共振用トランスに第
１および第２の整流回路を設け、上記第１の整流回路の
整流出力は、上記第１の共振用トランスの共振周波数を
変化する第１の制御回路により安定化する。上記第２の
整流回路の整流出力は、上記第２の共振用トランスにス
イッチング電圧を供給するスイッチング回路の周波数を
変化する第２の制御回路により安定化する。このような
構成において、入力直流電圧が変化しても、上記第１の
共振用トランスの２次側出力電流が変化しないので、こ
の２次側出力電流を検出して動作する上記過電流制限回
路の感度が変化しないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

後に記載する。

【図１】本発明によるスイッチング電源装置の一実施例
の構成を示す回路図である。

【図２】本発明によるスイッチング電源装置の他の実施
例の構成を示す回路図である。

【図３】従来の技術によるスイッチング電源装置の構成
を示す回路図である。

【図４】Ａは、図３例における入力ＡＣ変動と共振用ト
ランスに流れる１次側電流との関係を示す特性図であ
る。Ｂは、図６例における入力ＡＣ変動と共振用トラン
スに流れる１次側電流との関係を示す特性図である。Ｃ
は、図１，図２例における入力ＡＣ変動と共振用トラン
スに流れる１次側電流との関係を示す特性図である。

【図５】Ａは、図３例における入力ＡＣ変動と過電流検
出による動作電力との関係を示す特性図である。Ｂは、
図６例における入力ＡＣ変動と過電流検出による動作電
力との関係を示す特性図である。Ｃは、図１，図２例に
おける入力ＡＣ変動と過電流検出による動作電力との関
係を示す特性図である。

【図６】従来の技術によるスイッチング電源装置の他の
構成を示す回路図である。

【符号の説明】

３ スイッチ ４ スイッチング回路 １６ 可飽和リアクタトランス ２２ 整流回路 ２７ 制御回路 ３６ 電圧・周波数変換回路 ９５ 過電流制限回路 Ｂ 整流出力 Ｖｄｃ 直流電圧 Ｖａｃ 交流電圧 Ｖｃ 整流出力電圧 Ｖｄ 検出電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチを通じて供給される直流を交流
   に変換するスイッチング回路と、 このスイッチング回路の出力が１次側に供給される共振
   用トランスと、 この共振用トランスの２次側出力を整流する整流回路
   と、 この整流回路の整流出力が一定電圧になるように上記共
   振用トランスの共振周波数を変化させる制御回路とを有
   するスイッチング電源装置において、 上記供給される直流の電圧を検出し、検出された電圧に
   応じて上記スイッチング回路のスイッチング周波数を変
   化させる電圧・周波数変換回路と、 上記共振用トランスの２次側出力電流を検出し、この検
   出電流が一定値以上の場合には、上記スイッチをオン状
   態からオフ状態に制御して過電流を制限する過電流制限
   回路とを備えるスイッチング電源装置。
2. 【請求項２】 直流を交流に変換するスイッチング回路
   と、 このスイッチング回路の出力がスイッチを通じて１次側
   に供給される第１の共振用トランスと、 この第１の共振用トランスの２次側出力を整流する第１
   の整流回路と、 この第１の整流回路の整流出力が一定電圧になるように
   上記第１の共振用トランスの共振周波数を変化させる第
   １の制御回路と、 上記スイッチング回路の出力が１次側に供給される第２
   の共振用トランスと、 この第２の共振用トランスの２次側出力を整流する第２
   の整流回路と、 この第２の整流回路の整流出力が一定電圧になるように
   上記スイッチング回路のスイッチング周波数を変化させ
   る第２の制御回路とを有するスイッチング電源装置にお
   いて、 上記第１の共振用トランスの２次側出力電流を検出し、
   この検出電流が一定値以上の場合には、上記スイッチを
   オン状態からオフ状態に制御して過電流を制限する過電
   流制限回路を備えるスイッチング電源装置。