JPH06233528A - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JPH06233528A
JPH06233528A JP1849593A JP1849593A JPH06233528A JP H06233528 A JPH06233528 A JP H06233528A JP 1849593 A JP1849593 A JP 1849593A JP 1849593 A JP1849593 A JP 1849593A JP H06233528 A JPH06233528 A JP H06233528A
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JP
Japan
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power supply
voltage
photocoupler
emitting diode
control circuit
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Application number
JP1849593A
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English (en)
Inventor
Sanefumi Kariya
実文 假屋
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06233528A publication Critical patent/JPH06233528A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高温時における誤動作を防止する。 【構成】フォトカプラ50を形成する発光ダイオード5
1に、ツェナーダイオード41の高温時における漏れ電
流Ir′を当該発光ダイオードをバイパスさせて流しか
つ電圧検出回路40からの電流が設定電流値Is以上と
なったときに当該発光ダイオードの起動電圧VFを確立
することのできるように選択された抵抗体60を並列接
続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過電圧保護回路を具備
したスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3において、スイッチング電源装置
は、1次直流電源10と2次直流電源30とをスイッチ
ングトランス20を介して結合してなる。1次直流電源
10は、スイッチ2,ノイズフィルター3を介して交流
電源1に接続された整流器11と、平滑コンデンサC0
と、任意のスイッチング信号(交流電圧)を発生させる
制御回路13と、スイッチングトランス20の1次巻線
CL11に接続されたスイッチング素子12とからな
る。1次巻線CL12に接続されたダイオードD1,コ
ンデンサC1は、制御回路13の駆動電源を生成する。
【0003】また、2次直流電源30は、電圧安定化回
路31を含み、トランス20の2次巻線CL2に接続さ
れた整流器(ダイオードD2)と平滑コンデンサC2
1,C22とチョークコイルL2とからなり、負荷10
0に2次直流電圧V2を印加する。
【0004】かかるスイッチング電源装置では、1次直
流電源10側のスイッチング素子12を高周波でスイッ
チングしてスイッチングトランス20の1次巻線CL1
1を駆動することにより、2次巻線CL2に交流電圧を
発生させる。2次直流電源20側では、その交流電圧を
整流器(D2),平滑コンデンサC21,チョークコイ
ルL2により整流・平滑し、さらに電圧安定化回路31
および平滑コンデンサC22で一段と安定した2次直流
電圧V2を生成する。
【0005】ところで、1次側の制御回路13に異常が
発生した場合、2次直流電圧V2が異常に上昇する場合
がある。これを放置すると負荷100側の電子部品(例
えばIC)が破壊する。そこで過電圧保護回路を設け、
2次直流電圧が過電圧となったときには、制御回路13
によるスイッチング動作を停止するものとしている。
【0006】この過電圧保護回路は、図3に示す通り、
2次直流電圧V2を検出する電圧検出回路40(ツェナ
ーダイオード41,抵抗42)と制御回路13とを、1
次側と2次側を絶縁するためのフォトカプラ50(発光
ダイオード51,フォトトランジスタ52)を介して接
続した構成とされている。
【0007】電圧検出回路40を形成するツェナーダイ
オード41の常温時の代表的特性を図4(A)に示す。
同図において、逆方向電圧を大きくして行った一定のツ
ェナー電圧Vz1まではほとんど電流Irが流れない
が、ツェナー電圧が降伏電圧Vz2となるとツェナー降
伏し電流Irが急激に増大する。ここに、発光ダイオー
ド51は、起動電圧より高い電圧が常時的に加わってい
るので、電流Irが設定電流値Is以上となると同時
に、必要十分に発光する。
【0008】したがって、2次直流電圧V2が過電圧と
なったときに降伏電圧Vz2となりその電流Irが設定
電流値Isより大きく流れるようにしておけば、フォト
カプラ50が起動できるから制御回路13のスイッチン
グ動作を停止することができる。なお、ツェナー電圧V
z1から降伏電圧Vz2までの間は、小電流(Ir)に
よって弱い発光動作がなされるが、光量が不十分につき
フォトカプラ50は起動しない。このため、ツェナー電
圧Vz1に到達するまでの変動は、2次直流電圧V2の
変動幅として許容される。つまり、2次直流電圧V2が
許容変動範囲内にあればツェナー電圧Vz1を越えるこ
とはない。したがって、フォトカプラ50(51,5
2)は起動されず正常なスイッチング動作が行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるスイ
ッチング電源装置(10,20,30,40,50)を
採用する機器は多種多様であり、さらに各種機器は一段
とコンパクトとなっている。しかも、世界中で使用され
る。したがって、本スイッチング電源装置が非常に高温
にさらされる場合がある。
【0010】すると、電圧検出回路40を形成するツェ
ナーダイオード41の特性が例えば図4(B)に示すよ
うに変化する。すなわち、飽和領域が変化してしまうの
で、漏れ電流Ir′が流れる。したがって、2次直流電
圧V2が許容変動範囲であるところのツェナー電圧Vz
1以下でも、漏れ電流Ir′が設定電流値Isを越えて
しまう場合があるので、フォトカプラ50が起動し制御
回路13のスイッチング動作が停止されてしまう。すな
わち、停電事態を招来する。だからといって、設定電流
値Isを非常に大きくしておくと、時間遅れが長くなり
万全な保護を確約できない。
【0011】本発明の目的は、使用環境温度の高低に影
響されずに適切で迅速な過電圧保護を保障できかつ無用
な停電を防止できる信頼性の高いスイッチング電源装置
を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスイッチン
グ電源装置は、制御回路を有する1次直流電源側の1次
巻線と電圧安定化回路を有する2次直流電源側の2次巻
線とをトランス結合してなり、2次直流電源側に設けた
ツェナーダイオードを含む電圧検出回路と制御回路とを
フォトカプラを介して接続しかつ2次直流電圧がツェナ
ーダイオードの降伏電圧を越えた過電圧となった場合に
フォトカプラを起動して制御回路のスイッチング動作を
停止するように形成された過電圧保護回路を具備したス
イッチング電源装置において、前記フォトカプラを形成
する発光ダイオードに、前記ツェナーダイオードの高温
時における漏れ電流を当該発光ダイオードをバイパスさ
せて流し,かつ電圧検出回路からの電流が設定電流値以
上となったときに当該発光ダイオードの起動電圧を確立
することのできるように選択された抵抗体を並列接続し
たことを特徴とする。
【0013】
【作用】上記構成による本発明では、通常は2次直流電
圧に応じたツェナー電圧により電流が流れる。この電流
はフォトカプラの発光ダイオードをバイパスして抵抗体
に流れる。ここに、2次直流電圧が過電圧となってツェ
ナーダイオードを流れる電流が設定電流値以上になる
と、抵抗体によって起動電圧が確立されるから、発光ダ
イオードが発光しフォトカプラが起動する。したがっ
て、制御回路のスイッチング動作が停止され2次直流電
源側を保護することができる。
【0014】また、高温時における特性変化によってツ
ェナーダイオードを流れる常温時よりも大きな漏れ電流
が生じ抵抗体に流れた場合でも、その電流が設定電流値
以下であれば起動電圧が確立されない。したがって、フ
ォトカプラが起動されることがないから、制御回路のス
イッチング動作が停止されてしまうことがない。すなわ
ち、過電圧以下での無用な停電を防止できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本スイッチング電源装置は、図1に示す如く、基
本的回路(10,20,30,40,50)が従来例
(図3)と同じとされ、かつフォトカプラ50を形成す
る発光ダイオード51に抵抗体60を並列接続して高温
時におけるツェナーダイオード41の漏れ電流(I
r′)によってフォトカプラ50が誤起動されないよう
に構成されている。
【0016】ここに、抵抗体60は、発光ダイオード4
1のアノードとカソードとに接続された単なる抵抗素子
から形成され、その抵抗値は次の技術的根拠により決定
されている。すなわち、この実施例のフォトカプラ50
(発光ダイオード51)の起動電圧VFが1Vとされ、
かつツェナー電圧Vs1内でのツェナーダイオード41
に流れる図2(A)に点線で示した高温時における漏れ
電流Ir′の値が最大で500μAであることから、図
2(B)に示すようにその最大電流(500μA)では
起動電圧VF(1V)を確立することができない値で,
かつ降伏電圧Vz2における設定電流値Isとなったと
きにはじめて起動電圧VF(1F)を確立することので
きる値に選択している。
【0017】かかる構成の実施例によれば、常温時にお
いて2次直流電圧V2がツェナーダイオード41の降伏
電圧Vz2を越える過電圧となると、図2(A)に実線
で示すようにツェナーダイオード41に流れる電流が急
激に増大して設定電流値Isを越える。したがって、抵
抗体60によって発光ダイオード51の起動電圧VFが
図2(B)に示すように確立されるから、フォトカプラ
が速やかに起動され制御回路13によるスイッチング素
子12のスイッチング動作が停止される。よって、2次
直流電源30が保護される。また、2次直流電圧V2が
過電圧(Vz2)となれば、高温時であっても同様に保
護される。
【0018】ところで、高温時はツェナー電圧Vz1以
下であっても図2(A)に点線で示すように大きな漏れ
電流Ir′が流れる。しかし、この漏れ電流Ir′はフ
ォトカプラ50(発光ダイオード51)には流れず抵抗
体60を流れる。しかも、漏れ電流Ir′の最大値が5
00μAなので、抵抗体60によっては発光ダイオード
51の起動電圧VF(1V)を確立することはできな
い。すなわち、フォトカプラ50が起動されることがな
いから、スイッチング動作が誤って停止され無用な停電
となることを防止できる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、フォトカプラを形成す
る発光ダイオードに、ツェナーダイオードの高温時にお
ける漏れ電流を当該発光ダイオードをバイパスさせて流
しかつ電圧検出回路からの電流が設定電流値以上となっ
たときに当該発光ダイオードの起動電圧を確立すること
のできるように選択された抵抗体を並列接続した構成で
あるから、使用環境温度の高温に影響されずに適切で迅
速な過電圧保護を保障できかつ過電圧以下における無用
な停電を防止できるとともに、低コストで取扱容易で信
頼性の高いスイッチング電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】同じく、抵抗体による発光ダイオードの起動電
圧確立原理を説明するための図である。
【図3】従来例を示す回路図である。
【図4】本発明および従来例におけるツェナーダイオー
ドの特性と温度条件による特性変化を説明するための図
である。
【符号の説明】 1 交流電源 10 1次直流電源 11 整流回路 12 スイッチング素子 13 制御回路 20 スイッチングトランス 30 2次直流電源 31 電圧安定化回路 40 電圧検出回路 41 ツェナーダイオード 42 抵抗 50 フォトカプラ 51 発光ダイオード 60 抵抗体 CL11 1次巻線 CL2 2次巻線 V2 2次直流電圧 Vz2 降伏電圧 Ir′ 漏れ電流 Is 設定電流値 VF 起動電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御回路を有する1次直流電源側の1次
    巻線と電圧安定化回路を有する2次直流電源側の2次巻
    線とをトランス結合してなり、2次直流電源側に設けた
    ツェナーダイオードを含む電圧検出回路と制御回路とを
    フォトカプラを介して接続しかつ2次直流電圧がツェナ
    ーダイオードの降伏電圧を越えた過電圧となった場合に
    フォトカプラを起動して制御回路のスイッチング動作を
    停止するように形成された過電圧保護回路を具備したス
    イッチング電源装置において、 前記フォトカプラを形成する発光ダイオードに、前記ツ
    ェナーダイオードの高温時における漏れ電流を当該発光
    ダイオードをバイパスさせて流し,かつ電圧検出回路か
    らの電流が設定電流値以上となったときに当該発光ダイ
    オードの起動電圧を確立することのできるように選択さ
    れた抵抗体を並列接続したことを特徴とするスイッチン
    グ電源装置。
JP1849593A 1993-02-05 1993-02-05 スイッチング電源装置 Pending JPH06233528A (ja)

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JP1849593A JPH06233528A (ja) 1993-02-05 1993-02-05 スイッチング電源装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100520090B1 (ko) * 1998-01-23 2005-12-02 삼성전자주식회사 과전압 보호회로를 갖는 스위칭모드 전원공급장치
US7315461B2 (en) 2003-01-28 2008-01-01 Sanken Electric Co., Ltd. Power supply device
US7566845B2 (en) 2005-12-20 2009-07-28 Sanken Electric Co., Ltd. Overheat protection circuit for power supply devices and direct-current power supply device

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KR100520090B1 (ko) * 1998-01-23 2005-12-02 삼성전자주식회사 과전압 보호회로를 갖는 스위칭모드 전원공급장치
US7315461B2 (en) 2003-01-28 2008-01-01 Sanken Electric Co., Ltd. Power supply device
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