JPH07213053A - トランス結合型スイッチング電源装置 - Google Patents

トランス結合型スイッチング電源装置

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JPH07213053A
JPH07213053A JP635794A JP635794A JPH07213053A JP H07213053 A JPH07213053 A JP H07213053A JP 635794 A JP635794 A JP 635794A JP 635794 A JP635794 A JP 635794A JP H07213053 A JPH07213053 A JP H07213053A
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JP
Japan
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voltage
power supply
circuit
control
transformer
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JP635794A
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English (en)
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Minoru Sugaya
実 菅谷
Sanefumi Kariya
実文 假屋
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TEC CORP
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TEC CORP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電圧制御回路等の構成要素の電圧破壊や炎上を
完全に防止でき、かつ低コストのトランス結合型スイッ
チング電源装置を提供する。 【構成】第1の直流制御電源生成回路14を形成する抵
抗R3,R4と直列にかつコンデンサC2と並列に、直
列接続された定電圧素子ZD5と逆流防止用ダイオード
D5とからなる過電圧防止回路を接続するとともに、該
定電圧素子の動作電圧を電圧制御回路13の耐電圧値
(例えば、50V)よりも低電圧(例えば、38V)に
選択設定し、電圧制御回路13が故障したり電路L1が
遮断した場合でも直流制御電源電圧Vccの過電圧化を
抑制できる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トランス結合型スイッ
チング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2において、交流電源1に接続された
1次直流電源回路10と、負荷100に接続された2次
直流電源回路30とは、トランス20を介して結合接続
されている。この1次直流電源回路10は、整流回路
(ダイオードブリッジ)11と,平滑コンデンサC1
と,スイッチング素子Q1とを含む駆動回路12と,自
励(または他励)発振型の電圧制御回路13と,第1の
直流制御電源生成回路14および第2の直流制御電源生
成回路15とから形成されている。なお、2は電源開閉
スイッチ,3はノイズフィルタである。
【0003】駆動回路12は、抵抗R1・R2,見掛け
コンデンサCgを含み、電圧制御回路13から出力され
るON−OFF制御信号CNTによってスイッチング素
子Q1をON−OFF駆動する。すなわち、1次側(1
0)から2次側(30)への供給電力エネルギー量を増
減制御する。
【0004】電圧制御回路13は、例えばPWM・IC
から形成され、直流制御電源(電圧Vcc)で駆動さ
れ、2次側(30)の安定化回路40から出力される電
圧検出信号(f)をフィードバック信号fとして連続発
振し、駆動回路12にON−OFF制御信号CNTを出
力する。41は、1次側(10)と2次側(30)とを
電気的に絶縁するフォトカプラである。
【0005】また、トランス20は、1次巻線PN1,
補助巻線PN2および2次巻線SN1とからなる。2次
直流電源回路30は、この2次巻線SN1に接続された
ダイオードD2と平滑コンデンサC3,C4とチョーク
コイルL1とを含み、2次直流電源(電圧V2)を生成
し負荷100に供給する。2次直流電源電圧V2が設定
電圧以上となると、安定化回路40が電圧検出信号
(f)をフォトカプラ41を介して1次側(10)の電
圧制御回路13へフィードバックする。すると、スイッ
チング素子Q1がOFFされる。
【0006】ここに、電圧制御回路13用の直流制御電
源(電圧Vcc)を生成出力する第1の直流制御電源生
成回路14は、整流回路11の正極側電路Lpと負極側
電路Lnとの間に直列接続され抵抗R3・R4とコンデ
ンサC2とからなり、交流電源1の電圧(例えば、24
0V)に対応する1次直流電源電圧V1(340V)を
利用して端子Tに直流制御電源(電圧Vcc)を生成す
る。すなわち、電源開閉スイッチ2をONしたときに抵
抗R3・R4を通して流れる電流I1(例えば、2m
A)でコンデンサC2を充電し、直流制御電源電圧Vc
c(例えば、20V)を生成しかつ電路L1を通して電
圧制御回路13へ出力する。電圧制御回路13での消費
電流I3は例えば1mAである。
【0007】第2の直流制御電源生成回路15は、トラ
ンス20の補助巻線PN2に直列接続されたダイオード
D1と上記コンデンサC2とから形成され、電圧制御回
路13によって安定化運転された後に流れる電流I2
(例えば、2mA)をコンデンサC2に流し込み直流制
御電源電圧Vcc(20V)を生成出力するものと形成
されている。
【0008】かかるトランス結合型スイッチング電源装
置では、電源開閉スイッチ2をONして例えば240V
の交流電源1を投入すると、整流回路11が働き1次直
流電源電圧V1(340V)が生成される。この際、2
次直流電源回路30側の平滑コンデンサC3・C4は未
だ十分に充電されていないので、1次側(10)から2
次側(30)へトランス20を介して供給される電力エ
ネルギーは急増する。しかし、2次直流電源電圧V2が
所定の設定電圧とならない間は、補助巻線PN2から所
定の電流I2が供給されない。
【0009】したがって、電圧制御回路13の直流制御
電源電圧Vcc(消費電流I3)は、第1の直流制御電
源生成回路14によって生成出力される。すると、電圧
制御回路13からON−OFF制御信号CNTが出力さ
れ、スイッチング素子Q1がON−OFF制御される。
安定化回路40からフィードバック信号fが入力され
る。
【0010】かくして、2次側(30)の2次直流電源
電圧V2が所定の設定電圧(例えば、24V)になる
と、トランス20の補助巻線PN2から十分な電流I2
が供給される。したがって、直流制御電源電圧Vcc
は、第2の直流制御電源生成回路15で確立される。こ
の場合、抵抗R3,R4を含む第1の直流制御電源生成
回路14は実質的にほとんど寄与しない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電圧制御回
路13またはその構成要素が非導通側に故障すると消費
電流I3が流れずに零(0)Aのオープン状態となって
しまうので、スイッチング素子Q1がOFFとされ2次
側(30)へは電力エネルギーが供給されない。そし
て、端子Tにおける直流制御電源電圧Vccは1次直流
電源電圧V1(340V)に向って上昇していく。する
と、電圧制御回路13の耐電圧値(例えば、50V)に
よっては、電圧制御回路13自体が電圧破壊したり炎上
したりしてしまう。抵抗R3・R4,コンデンサC2,
ダイオードD1等についても電圧破壊等を招く。後者
は、電圧制御回路13が正常で電路L1と電圧制御回路
13との接続不良があったり電路L1の断線があった場
合にも同様に生ずる。
【0012】さらに、トランス結合型スイッチング電源
装置及び本装置を採用する機器(例えば、プリンタ)の
小型軽量化,低コスト化が一段と強く望まれる現今で
は、各構成要素の耐電圧が例えば50V以下と低くされ
る傾斜にあるので、上記問題の発生確率が一段と高まる
虞れが強い。
【0013】本発明の目的は、電圧制御回路等の構成要
素の電圧破壊や炎上を完全に防止できるとともに低コス
トのトランス結合型スイッチング電源装置を提供するこ
とにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係るトランス結
合型スイッチング電源装置は、整流回路と,スイッチン
グ素子と,このスイッチング素子のON−OFF制御信
号を出力する電圧制御回路と,この電圧制御回路用の直
流制御電源を生成出力する第1および第2の直流制御電
源生成回路とを含む1次直流電源回路と、負荷が接続さ
れた2次直流電源回路とをトランスを介して結合接続し
てなり、かつ該第1の直流制御電源生成回路が該整流回
路の正負極電路間に直列接続された抵抗とコンデンサと
から形成されるとともに該第2の直流制御電源生成回路
が該トランスの補助巻線に直列接続されたダイオードと
該コンデンサとから形成されたトランス結合型スイッチ
ング電源装置において、前記第1の直流制御電源生成回
路を形成する前記抵抗と直列にかつ前記コンデンサと並
列に、直列接続された定電圧素子と逆流防止用ダイオー
ドとからなる過電圧防止回路を接続するとともに、該定
電圧素子の動作電圧を前記電圧制御回路の耐電圧値より
も低電圧に選択設定した、ことを特徴とする。
【0015】
【作用】上記構成による本発明の場合、第1の直流制御
電源生成回路の抵抗を流れる電流によってコンデンサが
充電され電圧制御回路の直流制御電源電圧が生成出力さ
れる。また、安定化運転後は第2の直流制御電源生成回
路によって生成出力される。この正常状態では、過電圧
防止回路は働かない。電力も消費しない。ここに、電圧
制御回路が故障しあるいは断線等が発生すると、第1の
直流制御電圧生成回路を通して電源が流れるので、電圧
制御回路用の直流制御電源電圧は1次直流電源電圧に向
って上昇し始める。
【0016】しかし、直流制御電源電圧が電圧制御回路
の耐電圧値に到達する前に過電圧防止回路を形成する定
電圧素子が働き第1の直流制御電圧生成回路を形成する
コンデンサをバイパスさせてその電流を整流回路の負極
電路に逃がす。したがって、直流制御電源電圧が過電圧
となってしまうことを防止できるから、電圧制御回路等
の電圧破壊を確実に防止できるとともに、各構成要素の
耐電圧を低く抑えられるのでコスト低減が図れる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本トランス結合型スイッチング電源装置は、図1
に示す如く、基本的構成が従来例(図2)と同じとされ
ているが、第1の直流制御電源生成回路14を形成する
コンデンサC2をバイパスする過電圧防止回路(ZD
5,D5)を設け、電圧制御回路13が非導通側に故障
しあるいは電路L1が断線していても端子Tにおける発
生電圧(直流制御電源電圧Vcc)の過電圧化を抑え、
電圧制御回路13等の電圧破壊や炎上を完全に防止し、
かつ各構成要素の耐電圧特性を低く選択可能として大幅
なコスト低減を達成できるように形成されている。
【0018】なお、従来例(図2)と共通する部分につ
いては同一の符号を付し、それらについての説明は簡略
または省略するものとする。
【0019】第1の直流制御電源生成回路14を形成す
る抵抗R3,R4の抵抗値は各80KΩとされ、かつコ
ンデンサC2の容量は1次直流電源電圧V1が340
V,電流I1が2mAの場合に端子Tに20Vの直流制
御電源電圧Vccを生成出力可能な値に選択されてい
る。したがって、電源開閉スイッチ2をONした起動時
から、直流制御電源電圧Vccを生成出力して電圧制御
回路13を駆動できる。この際、電路L1には約1mA
の消費電流I3が流れる。
【0020】この、第1の直流制御電源生成回路14
は、電源開閉スイッチ2をONしかつ補助巻線PN2に
十分な電圧が誘起されない起動時に端子Tに直流制御電
源電圧Vccを生成するが、第2の直流制御電源生成回
路15が働きだした以降は実質的に寄与しない。
【0021】しかしながら、電気的作用は微弱ながら接
続状態にあることに変わりはないから、電圧制御回路1
3が故障しあるいは電路L1が断線して消費電流I3が
零(0)Aとなってしまうと、電流I1と電流I2との
バランスが崩れてしまうので、電流I1が増大する。し
たがって、端子Tに生成される電圧(直流制御電源電圧
Vcc)の値は、1次直流電源電圧V1(340V)に
向って次第に上昇して行く。
【0022】ここに、過電圧防止回路は、直列接続され
た定電圧素子(ZD5)と逆流防止用ダイオードD5と
からなり、第1の直流制御電圧生成回路14を形成する
抵抗(R3,R4)と直列にかつコンデンサC2と並列
に接続されている。もとより、第2の直流制御電圧生成
回路15を形成するダイオードD1の外側(左側)で接
続されている。
【0023】定電圧素子は、この実施例の場合、ツェナ
ーダイオードZD5から形成され、動作電圧は電圧制御
回路13の耐電圧値(50V)よりも低圧(例えば、3
8V)に選択設定されている。したがって、電圧制御回
路13の故障等により端子Tの発生電圧(Vcc)が1
次直流電源電圧V1(340V)に向って上昇して行っ
ても、その発生電圧(Vcc)がツェナーダイオードZ
D5の動作電圧(38V)となると、ツェナーダイオー
ドZD5と逆流防止用ダイオードD5とを通し電流I4
が流れコンデンサC2をバイパスするので、直流制御電
源電圧Vccが定電圧素子(ZD5)の動作電圧(38
V)以上となることはない。すなわち、直流制御電源電
圧Vccの過電圧を防止することができる。
【0024】また、過電圧防止回路(ZD5,D5)
は、正常状態ではOFF状態であるから電力を消費しな
い。
【0025】さらに、従来例(図2)の場合の各構成要
素(13,C2,R3,R4,D1等)の耐電圧が50
Vであったのに対し、さらに低い耐電圧特性をもつもの
と形成しコスト低減を図ることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、第1の直流制御電源生
成回路を形成する抵抗と直列にかつコンデンサと並列
に、直列接続された定電圧素子と逆流防止用ダイオード
とからなる過電圧防止回路を接続するとともに、該定電
圧素子の動作電圧を前記電圧制御回路の耐電圧値よりも
低電圧に選択設定した、構成とされているので、電圧制
御回路が非導通側に故障しあるいは電路が断線していて
も端子における発生電圧(直流制御電源電圧)の過電圧
化を抑え、電圧制御回路等の電圧破壊や炎上を完全に防
止し、かつ各構成要素の耐電圧値を小さく選択可能とし
て大幅なコスト低減を達成できるとともに、正常状態に
おける消費電力を軽減できる。
【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】従来例を説明するための回路図である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 電源開閉スイッチ 10 1次直流電源回路 11 整流回路 C1 平滑コンデンサ 12 駆動回路 Q1 スイッチング素子 13 電圧制御回路 14 第1の直流制御電源生成回路 R3,R4 抵抗 C2 コンデンサ I1 電流 T 端子 Vcc 直流制御電源電圧 I3 消費電流 15 第2の直流制御電源生成回路 D1 ダイオード I2 電流 ZD5 定電圧素子を形成するツェナーダイオード(過
電圧防止回路) D5 逆流防止用ダイオード(過電圧防止回路) 20 トランス PN1 1次巻線 PN2 補助巻線 SN1 2次巻線 30 2次直流電源回路 40 安定化回路 100 負荷

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 整流回路と,スイッチング素子と,この
    スイッチング素子のON−OFF制御信号を出力する電
    圧制御回路と,この電圧制御回路用の直流制御電源を生
    成出力する第1および第2の直流制御電源生成回路とを
    含む1次直流電源回路と、負荷が接続された2次直流電
    源回路とをトランスを介して結合接続してなり、かつ該
    第1の直流制御電源生成回路が該整流回路の正負極電路
    間に直列接続された抵抗とコンデンサとから形成される
    とともに該第2の直流制御電源生成回路が該トランスの
    補助巻線に直列接続されたダイオードと該コンデンサと
    から形成されたトランス結合型スイッチング電源装置に
    おいて、 前記第1の直流制御電源生成回路を形成する前記抵抗と
    直列にかつ前記コンデンサと並列に、直列接続された定
    電圧素子と逆流防止用ダイオードとからなる過電圧防止
    回路を接続するとともに、該定電圧素子の動作電圧を前
    記電圧制御回路の耐電圧値よりも低電圧に選択設定し
    た、ことを特徴とするトランス結合型スイッチング電源
    装置。
JP635794A 1994-01-25 1994-01-25 トランス結合型スイッチング電源装置 Pending JPH07213053A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017002638T5 (de) 2016-05-25 2019-04-11 Mitsubishi Electric Corporation Schaltnetzteil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017002638T5 (de) 2016-05-25 2019-04-11 Mitsubishi Electric Corporation Schaltnetzteil
US10615681B2 (en) 2016-05-25 2020-04-07 Mitsubishi Electric Corporation Switching power supply circuit

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