JPH073290U - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、スイッチングトランスの２次側の
過電流は勿論、２次側の過電圧に対しても確実に動作し
て回路の破損を防止することを目的としている。 【構成】 本考案において、フォトカプラ６及びトラン
ジスタ３のオンオフ制御により、トランジスタ１がスイ
ッチングして、スイッチングトランス７の１次側コイル
ｎ１にスイッチング電流を流すことにより、２次側コイ
ルｎ３、ｎ４に所定電圧が発生する。このような状態で
前記２次側のコイルｎ３又はｎ４に接続されている負荷
回路の異常等により、２次側に過電圧が発生すると、１
次側コイルｎ２の発生電圧も高くなるため、これをツェ
ナーダイオード８が検出してオンすることにより、トラ
ンジスタ２のエミッタ側を−Ｖ側に引っ張って、トラン
ジスタ２をオンにする。これにより、トランジスタ３が
オンとなってトランジスタ１をオフすることで、スイッ
チング動作を停止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はスイッチング電源回路に係わり、特に過電圧及び過電流に対する保護 回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来この種のスイッチング電源回路の一例を示した回路図である。ＡＣ 電源４が整流ダイオード回路５に入力されて直流化され、これにより得られた直 流電圧がスイッチングトランス７の１時側の巻線ｎ１を介してトランジスタ１の コレクタに印加される。この時、抵抗Ｒ１を介して起動電圧がトランジスタ１の ベースに印加されるため、このトランジスタ１がオンになって、直流電流が前記 １次側の巻線ｎ１に流れる。直流電流が前記巻線ｎ１に流れると、スイッチング トランス７の１次側に設けられているスイッチングドライブ巻線ｎ２に電圧が発 生し、これがダイオ−ドＤ１により整流された後、抵抗Ｒ２を介してトランジス タ１のベースに印加されるため、トランジスタ１はオン状態を維持する。これに より、スイッチングトランス７の２次側の巻線ｎ３、ｎ４に電圧が発生する。こ の２次側に発生した電圧が所定レベルを超えると、フォトカプラ６を構成する発 光ダイオードＤ３を発光させるので、このフォトカプラ６のフォトトランジスタ Ｔｒがオンになる。このため、トランジスタ３のベースに前記フォトトランジス タＴｒを介してベース電流が流れ、このトランジスタ３をオンにする。これによ り、トランジスタ１のベース電位が下がってトランジスタ１はオフになり、巻線 ｎ１に電流が流れなくなる。

【０００３】 その後、スイッチングトランス７の２次側巻線に発生していた電圧が下がるた め、フォトカプラ６の発光ダイオードＤ３が消灯して、トランジスタ３がオフに なることにより、トランジスタ１のベースにドライブ巻線ｎ２に発生したドライ ブ電圧が再び印加されるので、トランジスタ１が再びオンとなって、前記１次側 の巻線ｎ１に再び直流電流が流れる。以降、この繰り返しにより、トランジスタ １がスイッチングして、スイッチングトランス１の巻線ｎ１に交番電流が流れ、 ２次側の巻線ｎ３、ｎ４に所定電圧の交番電圧が発生する。尚、整流ダイオード 回路５の出力側に挿入された電界コンデンサＣ１は平滑用である。又、ダイオー ドＤ２と電界コンデンサＣ２はフォトカプラ６を構成するフォトトランジスタＴ ｒのエミッタ電圧を下げて、制御用トランジスタ３のベース電位を最適動作点に 調整する回路を構成している。

【０００４】 上記のようなスイッチング電源回路では、トランジスタ１に過電流が流れた時 に回路を保護するための抵抗Ｒ３とトランジスタ２から成る過電流保護回路が設 けられている。ここで、スイッチングトランス７の２次側に接続される図示され ない負荷回路等の短絡等によって、負荷電力が急増すると、トランジスタ１のコ レクタ、エミッタ間に流れるスイッチング電流が増大するため、抵抗Ｒ３の電圧 降下分が増大して、トランジスタ２のベース電位が上昇する。これにより、トラ ンジスタ２がオンして、制御用トランジスタ３にベース電流を流すため、この制 御用トランジスタ３がオンになる。これにより、トランジスタ１のベース電流が トランジスタ２のベースに正帰還するように引き込まれるため、トランジスタ１ がオフしてスイッチング動作を停止する。これにより、電源回路及び負荷回路等 の破損が防止される。しかし、スイッチングトランス７の２次側の電圧が異常に 高くなった場合、負荷側の動作モードや検出用の抵抗Ｒ３の値によっては、前記 ２次側の過電圧によってトランジスタ１を流れるスイッチング電流の増加が前記 保護回路を動作させるまでには至らないことがある。このような場合、スイッチ ングトランジスタ１の動作が停止されないため、前記２次側の過電圧によって２ 次側の負荷回路等が破損されてしまうという欠点があった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来のスイッチング電源回路を保護する保護回路は、スイッチン グトランスの２次側の過電流に対しては安定な動作を行って、過電流による回路 の破損等を防止することができるが、２次側の過電圧に対しては、必ずしも安定 な動作を行わず、保護回路が働く前に前記２次側の過電圧によって回路が破損さ れてしまうという欠点があった。

【０００６】 そこで本考案は上記の欠点を除去し、スイッチングトランスの２次側の過電流 は勿論、２次側の過電圧に対しても確実に動作して回路の破損を防止することが できる保護回路を備えたスイッチング電源回路を提供することを目的としている 。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案はスイッチングトランスの１次側巻線にスイッチング電流を供給するス イッチング用トランジスタを流れる前記スイッチング電流が所定以上になると、 前記スイッチング用トランジスタをオフにしてスイッチング動作を停止させる保 護回路を備えたスイッチング電源回路において、前記スイッチング用トランジス タにベース電流を供給するために前記スイッチングトランスの１次側に設けられ たドライブ巻線に発生する電圧が所定電圧を越えたことを検出する電圧検出回路 と、この電圧検出回路により前記ドライブ巻線に発生する電圧が所定電圧を越え たことが検出されると、前記保護回路を動作させて前記スイッチング用トランジ スタのスイッチング動作を停止させる起動回路を具備した構成を有する。

【０００８】

【作用】

本考案のスイッチング電源回路において、電圧検出回路はスイッチング用トラ ンジスタにベース電流を供給するためにスイッチングトランスの１次側に設けら れたドライブ巻線に発生する電圧が所定電圧を越えたことを検出する。起動回路 は前記電圧検出回路により前記ドライブ巻線に発生する電圧が所定電圧を越えた ことが検出されると、前記保護回路を動作させて前記スイッチング用トランジス タのスイッチング動作を停止させる。従って、スイッチング電流の増大とは独立 に２次側の過電流を検出して保護回路を動作させるため、２次側過電圧に対して 安定且つ確実な回路の保護を行うことができる。

【０００９】

【実施例】 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本考案のスイッチ ング電源回路の一実施例を示したブロック図である。１はスイッチング用トラン ジスタ、２は保護回路を構成するトランジスタ、３はトランジスタ１のスイッチ ング制御用のトランジスタ、４はＡＣ電源、５はＡＣ電源を直流化する整流ダイ オード回路、６はフォトトランジスタＴｒと発光ダイオードＤ３から成るフォト カプラ、７はスイッチングトランス、８は過電圧検出用のツェナーダイオード、 Ｃ１、Ｃ２は電界コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、Ｄ４はブロック用のダ イオード、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は抵抗、Ｒ４はツェナーダイオード８の電流制限用 の抵抗である。

【００１０】 次に本実施例の動作について説明する。起動時、整流ダイオード回路５から直 流電圧が出力されると、この電圧は抵抗Ｒ１を介してトランジスタ１のベースに 印加され、このトランジスタ１をオンにする。これにより、スイッチングトラン ス７の１次側巻線ｎ１に直流電流が流れる。このため、ドライブ巻線ｎ２に電圧 が発生し、これがダイオードＤ１、抵抗Ｒ２を介して、トランジスタ１のベース に印加されて、前記トランジスタ１のオン状態を維持させる。又、前記１次側の 巻線ｎ１に電流が流れると、２次側の巻線ｎ３、ｎ４に電圧が発生し、これが整 流されて平滑された後、２次側の図示されない負荷に供給される。その後、２次 側の電圧が所定電圧に達すると、フォトカプラ６がオフからオンになるので、ト ランジスタ３がオンになってトランジスタ１のベース電流を引き抜くため、トラ ンジスタ１がオフになる。これにより、１次側の巻線ｎ１に電流が流れなくなる 。その後、フォトカプラ６がオフになるため、ドライブ巻線ｎ２に発生された電 圧により再びトランジスタ１がオンになって、前記１次巻線ｎ１に再び電流が流 れる。以降この繰り返しで、結局、スイッチングトランス７の１次側巻線ｎ１に 交番電流が流れ、２次側巻線ｎ３、ｎ４に所定電圧の交番電圧が発生する。

【００１１】 上記のような電源回路の動作中に、スイッチングトランス７の２次側の負荷回 路等の短絡によって負荷電力が急増すると、トランジスタ１のコレクタ、エミッ タ間に流れるスイッチング電流が増大するため、抵抗Ｒ３の電圧降下分が増大す る。これにより、抵抗Ｒ３の両端の電圧がトランジスタ２のベース、エミッタ電 圧＋ダイオードＤ４の順方向電圧よりも上昇すると、トランジスタ２がオンして 、制御用トランジスタ３にベース電流を流すため、この制御用トランジスタ３が オンになる。これにより、トランジスタ１のベース電流がトランジスタ２のベー スに正帰還するように引き込まれるため、トランジスタ１がオフになってスイッ チング動作が停止される。これにより、電源回路及び負荷回路等の破損が防止さ れる。

【００１２】 次にスイッチングトランス７の２次側巻線ｎ３又はｎ４に何等かの原因で図２ に示すような過電圧Ｖ₀ が発生した場合、１次側の巻線ｎ２の発生電圧も高くな る。これにより、巻線ｎ２に発生した電圧をダイオードＤ１で整流して得た図２ に示すような負側の電圧−Ｖが低くなり、ツェナーダイオード８のツェナー電圧 Ｚ₀ よりも前記−Ｖが低くなると、ツェナーダイオード８が導通して、トランジ スタ２のエミッタ電圧を前記−Ｖ側に低下させる。このため、トランジスタ２の ベース、エミッタ間電圧がその分増大して、検出用抵抗Ｒ３の電圧降下が増大し なくても、トランジスタ２がオンになる。一度このトランジスタ２がオンになる と、後は電界コンデンサＣ２等が有する時定数によって、前記トランジスタ２は オンし続ける。これによって、トランジスタ３がオンとなり、トランジス１のベ ース電流が引き抜かれて、このトランジス１がオフになる。これにより、図２に 示すようにトランジスタ１に流れるスイッチング電流Ｉcp（破線）が急速に減少 して、、１次側のスイッチング動作が停止される。これに伴ない、２次側に発生 した過電圧Ｖ₀ が図２に示すように下降し、図示されない負荷回路などの破損が 免れる。

【００１３】 本実施例によれば、スイッチングトランス７の２次側コイルｎ３又はｎ４に過 電圧が発生すると、これをツェナーダイオード８が検出してトランジスタ２のベ ース、エミッタ間電圧を増大させるため、トランジスタ１のスイッチング電流の 増大によって抵抗Ｒ３の電圧降下が大きくならなくても、トランジスタ２をオン として、トランジスタ３をオンとすることにより、トランジスタ１をオフとして スイッチング動作を停止させることができる。これにより、２次側に過電圧が発 生すると直ちにトランジスタ１のスイッチング動作を停止することができるため 、前記過電圧による回路や部品の破損を確実に防止することができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上記述した如く本考案のスイッチング電源回路の保護回路によれば、スイッ チングトランスの２次側の過電流は勿論、２次側の過電圧に対しても確実に動作 して回路の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスイッチング電源回路の一実施例を示
したブロック図。

【図２】図１に示した回路の２次側に過電圧が発生した
時の保護動作を説明する電圧、電流波形図。

【図３】従来のスイッチング電源回路の一例を示したブ
ロック図。

【符号の説明】

１、２、３…トランジスタ ４…ＡＣ電源 ５…整流ダイオード ６…フォトカプ
ラ ７…スイッチングトランス ８…ツェナーダ
イオード Ｃ１、Ｃ２…電界コンデンサ Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
４…ダイオード Ｄ３…発光ダイオード Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３、Ｒ４…抵抗 Ｔｒ…フォトトランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチングトランスの１次側巻線にス
   イッチング電流を供給するスイッチング用トランジスタ
   を流れる前記スイッチング電流が所定以上になると、前
   記スイッチング用トランジスタをオフにしてスイッチン
   グ動作を停止させる保護回路を備えたスイッチング電源
   回路において、前記スイッチング用トランジスタにベー
   ス電流を供給するために前記スイッチングトランスの１
   次側に設けられたドライブ巻線に発生する電圧が所定電
   圧を越えたことを検出する電圧検出回路と、この電圧検
   出回路により前記ドライブ巻線に発生する電圧が所定電
   圧を越えたことが検出されると、前記保護回路を動作さ
   せて前記スイッチング用トランジスタのスイッチング動
   作を停止させる起動回路を具備したことを特徴とするス
   イッチング電源回路。