JPH09285112A - トランスとそれを用いたスイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 他の保護手段が作動しなかった場合でも、発
火や感電等の重大事故の発生を防止する。 【解決手段】 突入電流防止回路２の端子２ｓ，２ｐ間
は図示しないヒューズ抵抗とトライアックの並列回路で
結ばれて突入電流を防止し、スイッチングが始まるとト
ランス５ａの駆動巻線Ｎｄに誘起された信号がサーマル
ヒューズ１１を介して端子２ｔ間に入力し、トライアッ
クがオンになって端子２ｓ，２ｐ間を短絡する。トラン
ス５ａに過大な電流が流れて内部温度が予め設定した温
度を超えると、サーマルヒューズ１１が熔断して信号を
遮断するからトライアックがオフになり、ヒューズ抵抗
のみに電流が流れる。そのため、ヒューズ抵抗が過熱し
てヒューズが熔断し、交流電源１から入力する交流電力
をオフにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はトランスとそれを
用いたスイッチング電源装置に関り、特に過負荷に起因
する過熱による絶縁破壊によって作業者が感電すること
を防止する手段を備えたトランス又はスイッチング電源
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機器の電源装置として、電力
容量に比べて安価で小型軽量であり、電力変換効率が高
いため電力損失とそれに伴う発熱が少なく、定電圧制御
機能も備えているスイッチング電源装置が広く用いられ
ている。

【０００３】いうまでもなく、スイッチング電源装置
は、交流電源に接続される１次側と、負荷が接続される
２次側との間が、トランスによって絶縁されているか
ら、誤まってスイッチング電源装置と負荷とを結ぶ接続
ケーブルや、負荷の内部回路の絶縁されていない裸の部
分に触れても、ショックを受けたり感電等の重大事故が
生じないように配慮されている。

【０００４】しかしながら、誤まってスイッチング電源
装置の出力端子間をショートしたり、内部でショートし
ている負荷を知らずに接続して過負荷状態になると、定
電圧制御を行なっているために、かえってスイッチング
電源装置の内部に過大な電流が流れて、スイッチング素
子等の半導体素子やＩＣが焼損したり、トランスが過熱
して１次２次間の絶縁が破壊される恐れがある。

【０００５】復旧不能な部品の焼損も問題であるが、火
災発生や感電等の人命に関係する重大な事故を防止する
ため、スイッチング電源装置にはスイッチング素子に流
れる電流を常に検出して、過電流になったらスイッチン
グを停止したり、電源ヒューズが切れて電源を遮断する
等、一般に事故原因が解消すれば直ちに復旧したり、容
易に復旧可能な各種の保護手段や安全手段が設けられて
はいるが、それでもそれらの保護手段や安全手段が、予
期しない原因で動作しない場合がないとはいえない。

【０００６】そのため、例えば特開昭５２−４０７６４
号（特公昭５９−２８９７６号）公報に示されたよう
に、低温軟化絶縁銅線を用いた巻線に、温度検知遮断部
を直列に設け、過電流によって巻線の内部温度が上昇す
ると、絶縁が破れてレアショートが発生し、レアショー
トにより発生する大量の熱によって温度検知遮断部が電
流を遮断するという提案があった。

【０００７】また、従来例として図９に示すように、ト
ランス５ｅに１次巻線Ｎ１，３個の２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ
２Ｃ等の他に、さらにトランス５ｅ内に設けたサーマル
ヒューズ１１を直列に接続したセンサ巻線Ｎｓを設け、
スイッチングによってセンサ巻線Ｎｓに誘起され抵抗Ｒ
５の端子間に交流電圧が発生している間は、スイッチン
グ制御回路７はトランジスタＱ１に駆動パルスを出力す
るが、過負荷等によってトランス５ｅの内部が過熱する
と、サーマルヒューズ１１が熔断して抵抗Ｒ５の端子間
電圧がゼロになり、スイッチング制御回路７の駆動パル
ス出力が停止するものもあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような重大事故
防止のための手段は、他の保護手段や安全手段が動作し
なかった場合の最後の手段であり、作動する確立は極め
て小さいから、一度作動した時にはトランスその他が再
使用不能になっても止むを得ないし、事故が発生した場
合の結果を考えれば問題とはならないものである。

【０００９】しかしながら、特開昭５２−４０７６４号
公報に示された提案のように、低温軟化絶縁銅線を用い
た巻線の場合、一度軟化した絶縁層は温度が低下しても
その形状が復旧しないため、絶縁層が軟化し始める程度
の過電流が繰り返し流れると、次第に絶縁が不確実にな
ってゆき、しかもその状態は外部から見ても分からない
から、許容範囲内の負荷で作動させているにも拘わら
ず、何等かの原因、例えば電気的又は機械的なショック
によってレアショートが発生し、スイッチング電源装置
の作動が停止するという問題がある。

【００１０】さらに、スイッチング電源装置の作動が停
止する直前に、レアショートによる異常発熱のために、
各巻線の間に設けられている絶縁紙のレアショート部に
近い部分が炭化して絶縁が破れる恐れがある。特に、１
次巻線と２次巻線との間の絶縁が破れると、たとえ瞬間
的であっても、感電等の重大事故を招くことになる。

【００１１】また、図９に示した従来例は、すでに１次
巻線Ｎ１，２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃと、スイッチング制
御回路７用の電源巻線Ｎ３及び突入電流防止回路２用の
駆動巻線Ｎｄが巻かれているトランス５ｅに、さらにセ
ンサ巻線Ｎｓを巻く必要がある。そのため、スイッチン
グ周波数に対応する高周波用のトランスとして電力容量
に比べて小型化されていたトランス５ｅのサイズが、逆
に大きくなるという問題が生じる。

【００１２】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
でり、他の保護手段や安全手段が作動しなかった場合で
も、過熱による発火のみならず、特に感電事故のような
人命に関わる重大事故の発生を防止することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、スイッチング電源装置のトランスにおい
て、突入電流防止回路用の駆動巻線を設けると共に、ト
ランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた時に回
路を開く感温遮断手段を駆動巻線と直列に設けたもので
ある。

【００１４】あるいは、スイッチング電源装置のトラン
スにおいて、スイッチングパルスを出力するスイッチン
グ制御回路用の電源巻線を設けると共に、トランスの内
部に、温度が予め設定した値を超えた時に回路を開く感
温遮断手段を電源巻線と直列に設けたものである。

【００１５】上記のいずれかのトランスを用いたスイッ
チング電源装置において、トランスの２次巻線が互いに
独立した複数の２次巻線からなり、該複数の２次巻線の
うち少くとも１個の２次巻線に直列に、該２次巻線の電
流容量に応じた過電流遮断手段を設けるとよい。

【００１６】または、トランスの２次巻線が単出力の１
個の２次巻線であって、該２次巻線に誘起されて整流平
滑された２次直流電力を入力し、複数の３次直流電力に
変換して出力する多出力ＤＣ−ＤＣコンバータを設けて
もよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明
の第１の実施形態であるトランスとそのトランスを用い
たスイッチング電源装置の構成を示す回路図であり、図
９に示した従来例と同一部分には同一符号を付して、従
来例において説明を省略した部分も併せて説明する。

【００１８】図１に示した高周波用のトランス５ａは、
それぞれパワー巻線である１次巻線Ｎ１及び互いに独立
した出力を得るための３個の２次巻線Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ，
Ｎ２Ｃと、スイッチング制御回路７用の電源巻線である
３次巻線Ｎ３と、突入電流防止回路２用の駆動巻線Ｎｄ
と、トランス５ａ内にあって駆動巻線Ｎｄに直列に接続
された感温遮断手段であるサーマルヒューズ１１とによ
り構成されている。

【００１９】このトランス５ａを用いたスイッチング電
源装置の１次側は、突入電流防止回路２，ダイオードブ
リッジ３，１次平滑回路４及びトランス５ａの１次巻線
Ｎ１と直列に接続されたトランジスタ（ＦＥＴでもよ
い）Ｑ１と、ダイオードＤ５，コンデンサＣ３からなる
整流平滑回路を介して３次巻線Ｎ３を電源とし、トラン
ジスタＱ１に駆動パルスを出力するスイッチング制御回
路７とからなり、突入電流防止回路２の２個のトリガ端
子２ｔには、駆動巻線Ｎｄとサーマルヒューズ１１の直
列回路の両端がそれぞれ接続されている。

【００２０】スイッチング電源装置の２次側には、それ
ぞれトランス５ａの２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃと２次整流
平滑回路６Ａ〜６Ｃとからなり、互いに独立した出力電
圧，出力電流すなわち電力容量を備えた３組の出力回路
があり、それぞれ出力端子８を介して図示しない負荷に
２次直流電力を出力する。それらのうち、２次巻線Ｎ２
Ａと２次整流平滑回路６Ａとの間には過電流遮断手段で
あるヒューズ１２が挿入され、２次整流平滑回路６Ｃの
出力電圧は、スイッチング制御回路７にフィードバック
されている。

【００２１】図２は、図１に示した１次平滑回路４の構
成の一例を示す回路図であり、図２の（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）にそれぞれ示した１次平滑回路４ａ〜４ｃは、い
ずれも整流された直流電力が入力するソース端子４ｓ
と、平滑された直流電力が出力するパワー端子４ｐと、
グランドラインに接続されるグランド端子４ｇの３端子
を備えている。

【００２２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した１次平滑
回路４ａ及び４ｂは、平滑用のコンデンサＣ１のみから
なるコンデンサ入力型の平滑回路及び低周波用のチョー
クコイルＣＨとコンデンサＣ１からなるチョーク入力型
の平滑回路として、それぞれよく知られ、チョーク入力
型の方が大型で重くなりコストも高いが、力率が優れて
いることも衆知であるから、詳しい説明を省略する。

【００２３】図２の（Ｃ）に示した１次平滑回路４ｃ
は、力率を更に１００％近くまで向上させるためのアク
ティブフィルタ１７とコンデンサＣ１とからなってい
る。アクティブフィルタ１７の駆動パルス発生回路（Ｄ
ＰＧ）１９は、ソース端子４ｓに入力する全波整流波形
の瞬時値を検出して分圧した基準信号を形成する。駆動
パルス発生回路１９が出力する駆動パルスに応じてトラ
ンジスタＱ２がオンになると、高周波用のインダクタＬ
１は流れる電流によって励起され、その電流はカレント
トランス（ＣＴ）１８により検出される。

【００２４】カレントトランス１８の検出電圧が基準信
号に等しくなると、駆動パルスがゼロになってトランジ
スタＱ２がオフになり、励起によってインダクタＬ１に
蓄積された磁気エネルギは電流に再変換されて、逆流防
止用のダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１を充電す
る。コンデンサＣ１の端子間電圧は駆動パルス発生回路
１９にフィードバックされ、一定の電圧を保持するよう
に制御される。

【００２５】このアクティブフィルタ１７の作用によっ
て、交流電源１から入力する交流電力の電圧の絶対値に
比例した交流電流が、ダイオードブリッジ３により全波
整流されてコンデンサＣ１を充電するから、力率は殆ん
ど１００％近くまで向上し、ピーク電流が抑えられてノ
イズが減少し、交流電源１及びそれに接続された他の電
子機器に悪影響を及ぼすことがない。しかしながら、そ
の分だけコストがかかるから、すべてのスイッチング電
源装置に用いられるまでには至っていない。

【００２６】図３は、図１に示した突入電流防止回路２
の構成の一例を示す回路図である。図３に示した突入電
流防止回路２は、電源オン時にコンデンサＣ１の端子間
電圧がゼロであるために発生する過大な突入電流を抑制
するための回路があり、交流電力（又は直流電力）を入
力するソース端子２ｓ及び出力するパワー端子２ｐと、
トリガ信号が入力する一対のトリガ端子２ｔの４端子を
備えている。

【００２７】内部で互いに接続された一方のトリガ端子
２ｔ及びパワー端子２ｐとソース端子２ｓとの間には、
直列に接続されたサーマルヒューズ，抵抗が一体になっ
たヒューズ抵抗２１と双方向スイッチ素子であるトライ
アック２２との並列回路が接続され、トライアック２２
のゲートにはトリガ端子２ｔ間に入力するトリガ信号が
ダイオードＤ２で整流され抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された
信号が印加される。

【００２８】電源オン時には、図１に示したトランジス
タＱ１のスイッチングが始まっていないから、トランス
５ａの駆動巻線Ｎｄとサーマルヒューズ１１の直流回路
が接続されているトリガ端子２ｔ間の信号はゼロであ
り、トライアック２２はオフのままである。したがっ
て、交流電源１から入力する交流電流（突入電流）は、
ヒューズ抵抗２１の抵抗分によって抑制される。コンデ
ンサＣ１が充電されて端子間電圧が上昇すると、トラン
ジスタＱ１のスイッチングがスタートし、駆動巻線Ｎｄ
に誘起される交流信号がトリガ端子２ｔ間に入力し、ト
ライアック２２がオンになるから、交流電流はトライア
ック２２をショート的に流れて電圧降下は殆どゼロにな
り、ヒューズ抵抗２１には流れなくなる。

【００２９】すなわち、ヒューズ抵抗２１には電源オン
直後に大きな電流が流れるが、その時間が極めて短いか
ら、その間の発熱によってサーマルヒューズが熔断する
ような恐れはない。しかしながら、何等かの原因によっ
てトライアック２２がオフになってヒューズ抵抗２１に
電流が流れ、しかもその電流値が大きい状態が或る時間
続くと、その抵抗分による発熱でサーマルヒューズが熔
断して電源を遮断し、重大事故を防止するように作用す
る。

【００３０】図４は、図１の２次側に示した２次整流平
滑回路６Ａ〜６Ｃのそれぞれ同様な構成の一例を示す回
路図である。図４に示した２次整流平滑回路６は、整流
用のダイオードＤ３，転流用のダイオードＤ４，高周波
用のインダクタＬ２及び２次平滑用のコンデンサＣ２に
より構成され、２次交流入力側にはトランス５ａのいず
れかの２次巻線Ｎ２が、２次直流出力側には正負一対の
出力端子８がそれぞれ接続されている。

【００３１】トランス５ａが例えばフォーワード型トラ
ンスであれば、スイッチングによってトランジスタＱ１
がオンの間に２次巻線Ｎ２に誘起される２次交流電力は
ダイオードＤ３により整流され、インダクタＬ２，コン
デンサＣ２を流れて、コンデンサＣ２を充電すると共に
インダクタＬ２を励起する。トランジスタＱ１がオフに
なると、励起状態のインダクタＬ２に蓄積された磁気エ
ネルギは電流に再変換され、コンデンサＣ２，ダイオー
ドＤ４を流れて、コンデンサＣ２を更に充電する。コン
デンサＣ２に充電され平滑された２次直流電力は、出力
端子８を介して負荷に供給される。

【００３２】図１に示したスイッチング電源装置におい
て、交流電源１から入力する１次交流電力は、突入電流
防止回路２のソース端子２ｓ，パワー端子２ｐ間を通っ
てダイオードブリッジ３の交流入力端子間を流れ、ダイ
オードブリッジ３によって全波整流された１次直流電力
は１次平滑回路４のソース端子４ｓ，グランド端子４ｇ
間に入力して、１次平滑回路４内のコンデンサＣ１を充
電する。

【００３３】コンデンサＣ１の両端はそれぞれパワー端
子４ｐ，グラント端子４ｇを介して、トランス５ａの１
次巻線Ｎ１とトランジスタＱ１との直列回路に接続され
ている。トランジスタＱ１がスイッチング制御回路７か
ら入力する駆動パルスに応じてスイッチングすることに
より、１次巻線Ｎ１に流れる電流がオン・オフすると、
２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃ，３次巻線Ｎ３，駆動巻線Ｎｄ
にそれぞれ交流電力が誘起される。

【００３４】２次巻線Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃに誘起される２次
交流電力は、それぞれ互いに独立した２次整流平滑回路
６Ａ〜６Ｃによって平滑された２次直流電力に変換さ
れ、それぞれの出力端子８に接続された図示しない負荷
に出力される。それらのうちの１個、例えば２次整流平
滑回路６Ｃの出力電圧はスイッチング制御回路７にフィ
ードバックされ、スイッチング制御回路７がフィードバ
ックされた電圧に応じて駆動パルスのオンデューティ比
を制御することにより、２次整流平滑回路６Ｃの出力電
圧は予め設定された電圧に保持（定電圧制御）される。
それに応じて、他の２個の２次整流平滑回路６Ａ，６Ｂ
の出力電圧もほぼ定電圧に保持される。

【００３５】３次巻線Ｎ３に誘起される交流電力は、ダ
イオードＤ３とコンデンサＣ３とによって整流平滑さ
れ、スイッチング制御回路７に電源として供給される。
駆動巻線Ｎｄに誘起される交流電力は、サーマルヒュー
ズ１１を介して突入電流防止回路２のトリガ端子２ｔに
入力し、トリガ信号となってトライアック２２をオンに
する。なお、一度オンになってトライアック２２は、入
力交流電圧がゼロになった時にオフに戻るが、トランジ
スタＱ１のスイッチング周波数は商用交流周波数に比べ
て桁ちがいに高いから、瞬時にオン状態に復帰し、ヒュ
ーズ抵抗２１には殆んど電流が流れない。

【００３６】万一、何等かの原因で過負荷の状態になっ
たにも拘らず他の保護手段や安全手段が作動しなかった
場合には、トランス５ａの内部温度が上昇する。その内
部温度が予め設定した温度を超えると、サーマルヒュー
ズ１１が熔断して、突入電流防止回路２のトリガ端子２
ｔに駆動信号が入力してなくなり、トライアック２２は
オフのままになる。そのため、ヒューズ抵抗２１の温度
が上昇して内部のサーマルヒューズが熔断し、交流電力
の入力を遮断して重大事故の発生を防止する。

【００３７】このような場合に、突入電流防止回路２内
のヒューズ抵抗２１の交換は簡単であるが、トランス５
ａ内の熔断したサーマルヒューズ１１の交換は容易では
ない。使用したサーマルヒューズ１１の熔断温度にもよ
るが、熔断温度が高ければトランス５ａ内の絶縁部材も
損傷を受けていると考えられるから、トランス５ａ全体
を交換した方が安全である。

【００３８】しかしながら、感温遮断手段はサーマルヒ
ューズに限定されるものではない。例えば、サーマルヒ
ューズ１１に代えて、温度が低い間は回路を閉じ、予め
設定した温度を超えた時に回路を開くバイメタルを使用
してもよい。バイメタルはサーマルヒューズと異なり、
温度が下がれば再び回路が閉じるから、交換する必要が
ない。しかも再び回路が閉じても、その時はヒューズ抵
抗２１が熔断した後であるから、何等問題はない。

【００３９】したがって、バイメタルが回路を開く温度
を、トランス５ａが損傷を受ける温度より低く設定して
おけば、この発明の作用によってヒューズ抵抗２１が熔
断して入力交流電力が遮断されても、ヒューズ抵抗２１
だけ交換すればよい。また、交換を要しないバイメタル
は、トランス５ａ内のいかなる所に設けることも可能に
なるから、過負荷によって最も高温になると考えられる
箇所に設けることが出来る。

【００４０】以上説明したサーマルヒューズ１１（とヒ
ューズ抵抗２１と）による事故防止は、図１に示したス
イッチング電源装置の全出力の和が過負荷になった場合
に有効であるが、互いに独立した電力容量を有する２次
出力回路のうちの１個が過負荷になっても対応しない場
合がある。例えば、他の出力回路に比べて電力容量の小
さい出力回路が過負荷になっても、あるいは電力容量に
大きな差はないが出力回路数が多い場合にそのうちの１
個だけ過負荷になっても、総電力容量が設定値以内に収
まっている場合がある。

【００４１】そのため、例えば図１に示したように、２
次巻線Ｎ２Ａと２次整流平滑回路６Ａとの間に、２次巻
線Ｎ２Ａの電流容量に応じた過電流遮断手段であるヒュ
ーズ１２（サーキットブレーカでもよい）を設けること
により、その出力回路の過負荷による事故を防止するこ
とが出来る。ヒューズ１２は、トランス５ａ内に設けて
も効果は変らないが、ヒューズ１２の交換を考えればト
ランス５ａの外に設けた方がよい。

【００４２】図５は、この発明の第２の実施形態である
トランスとそのトランスを用いたスイッチング電源装置
の構成を示す回路図であり、図１に示した第１の実施形
態であるトランスとそれを用いたスイッチング電源装置
と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００４３】図５に示したトランス５ｂが図１に示した
トランス５ａと異なる所は、トランス内に設けたサーマ
ルヒューズ１１を、駆動巻線Ｎｄに代えて３次巻線Ｎ３
と直列に接続したことである。また、そのトランスを除
いて、図５に示したスイッチング電源装置が図１に示し
たスイッチング電源装置と異なる所は、２次巻線Ｎ２Ａ
と２次整流平滑回路６Ａとの間に設けたヒューズ１２ａ
に加えて、さらに２次巻線Ｎ２Ｂと２次整流平滑回路６
Ｂとの間にも、同様な効果を有するヒューズ１２ｂを設
けたことである。

【００４４】トランス５ｂが、その内部のサーマルヒュ
ーズ１１を３次巻線Ｎ３と直列に接続したことにより、
過負荷が発生してトランス５ｂの内部温度が上昇し、サ
ーマルヒューズ１１が熔断すると、３次巻線Ｎ３から供
給されていた交流電力の供給が断たれるから、コンデン
サＣ３の端子間電圧が低下して、スイッチング制御回路
７から駆動パルスが出力されなくなり、トランジスタＱ
１のスイッチングが停止する。

【００４５】したがって、２次側の直流電力の出力がゼ
ロになって、重大事故の発生が防止される。突入電流防
止回路２は、そのトリガ端子２ｔに入力する信号もゼロ
になるから、トライアック２２がオフになり、ヒューズ
抵抗２１に電流が流れるようになるが、１次平滑回路４
のコンデンサＣ１が入力交流電圧のピーク値まで充電さ
れると、もはや交流電源１からの電流が入力しなくなる
から、ヒューズ抵抗２１が熔断することはない。

【００４６】図５に示したスイッチング電源装置の場合
は、その作用が停止しても１次平滑回路４のコンデンサ
Ｃ１は一杯に充電されたままであるから、もしサーマル
ヒューズ１１に代えてバイメタルを用いると、トランス
５ｂの温度が下がってきた時に、過負荷の原因が除かれ
ないまま、再びスイッチングが再開される恐れがある。
したがって、バイメタルのように再帰性のある素子は使
用に適さない。

【００４７】また、図５に示したスイッチング電源装置
において、２次巻線Ｎ２Ｂと２次整流平滑回路６Ｂとの
間に設けたヒューズ１２ｂの作用，効果は、（図１おけ
るヒューズ１２に対応する）ヒューズ１２ａと同じであ
るから、説明を省略する。このようにヒューズ１２は、
２次巻線Ｎ２Ｃと２次整流平滑回路６Ｃとからなるフィ
ードバック系の出力回路を除いて、どの出力回路に設け
てもよく、２次整流平滑回路６Ａ又は６Ｂとその出力端
子８との間に設けてもよい。

【００４８】ただ、多出力のスイッチング電源装置のフ
ィードバック系の出力回路に、ヒューズ１２を設けるこ
とは不可である。何故ならば、２次整流平滑回路６Ｃの
出力ラインとフィードバックのためのラインとの接続点
Ｆに対してヒューズ１２を前又は後に設けると、ヒュー
ズ１２が熔断した時にフィードバック電圧がゼロ又は過
大になって、スイッチング制御回路７が出力する駆動パ
ルスのオンデューティ比が最大又は最小になるから、他
の出力回路の出力電圧が過大電圧又はゼロに近くなっ
て、接続された負荷に悪影響を及ぼすためである。

【００４９】図６は、この発明の第３の実施形態であ
り、上記のトランスを用いた単出力スイッチング電源装
置と多出力ＤＣ−ＤＣコンバータとからなる多出力のス
イッチング電源装置の構成を示す回路図である。図６に
示したスイッチング電源装置は、図１又は図５に示した
スイッチング電源装置から２次巻線Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂと２
次整流平滑回路６Ａ，６Ｂとを除いたフィードバック系
の出力回路のみからなる単出力スイッチング電源装置１
５と、その単出力スイッチング電源装置１５を電源とす
る多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６とによって構成され
ている。

【００５０】図６に示した単出力スイッチング電源装置
１５と多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は、それぞれス
イッチング関係部分を省き、主要構成部分のみで示した
略式の回路図である。単出力スイッチング電源装置１５
については、出力回路が１個であるだけで、その他は図
１又は図５に示したスイッチング電源装置と同じである
から、詳しい説明は省略し、多出力ＤＣ−ＤＣコンバー
タ１６については、図７及び図８に詳しい回路図を示し
て後述する。

【００５１】図６に示した第３の実施形態であるスイッ
チング電源装置は、今までに説明した過負荷に対する万
一の場合の危険防止手段を備えた単出力スイッチング電
源装置１５と、多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６との２
段構成になっているから、たとえ多出力ＤＣ−ＤＣコン
バータ１６が通常の保護手段又は安全手段のみで、万一
の場合の危険防止手段を備えていなくても、使用者が感
電するという重大事故を招く恐れがない。

【００５２】すなわち、万一の場合には、単出力スイッ
チング電源装置１５が作用して直流電力の出力を停止す
るから、それに伴って多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６
の出力もゼロになる。また、仮に多出力ＤＣ−ＤＣコン
バータ１６の複数の出力回路のうちの１個だけが過負荷
になって、そのトランスの内部温度が上昇し、１次側と
２次側の間の絶縁が破れるような事態になっても、単出
力スイッチング電源装置１５のトランスによって絶縁が
保たれている。両者のトランスの１次・２次間の絶縁が
同時に破れることは、まず考えられない。

【００５３】しかしながら、感電の危険を防止出来て
も、万一の場合の多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６の過
熱による発煙，発光の恐れは残っているから、多出力Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１６にもこの発明による危険防止手
段を設けた方がよいことは、いうまでもない。図７及び
図８に示す多出力ＤＣ−ＤＣコンバータは、図１又は図
５に示したスイッチング電源装置と同様に、危険防止手
段を設けた場合の例である。

【００５４】図７に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ
において、交流電源１に代る直流電源１０は、単出力ス
イッチング電源装置１５に相当するものである。図７に
示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータを、図１に示したス
イッチング電源装置と比較すると、交流電源１の代りに
直流電源１０を接続してダイオードブリッジ３を廃した
こと、１次平滑回路４を図２の（Ａ）に示した１次平滑
回路４ａにしたこと、及びトランス５ｃの１次巻線Ｎ１
と駆動巻線Ｎｄとをサーマルヒューズ１１によって接続
したことが異なるだけで、それ以外は全く同様であるか
ら、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００５５】図８に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ
は、図７に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの突入電
流防止回路２を、もっと簡単なパワーサーミスタ１３で
代用すると共に、トランス５ｃから駆動巻線Ｎｄを除
き、サーマルヒューズ１１を３次巻線Ｎ３に直列に接続
したトランス５ｄを用いたものである。

【００５６】パワーサーミスタ１３は、常温ではやや高
い抵抗値を有しているから、電源オン直後の突入電流を
抑制し、電流が流れ始めて温度が上昇すると、抵抗値が
下がって常時流れる電流に対する電圧降下は問題になら
なくなる。突入電流防止回路２の代わりにパワーサーミ
スタ１３を用いたことにより、トランス５ｄを含めたコ
ストは安くなるが、パワーサーミスタ１３は過大電流が
流れても抵抗値がより低くなるだけで、相当な大電流が
流れて焼損しない限り、ヒューズ抵抗２１のような電流
遮断の効果は期待することが出来ない。

【００５７】そのため、図５に示したスイッチング電源
装置と同様に、サーマルヒューズ１１を３次巻線Ｎ３と
直列に接続したものであるから、その作用及び効果も同
様である。したがって、図５に示したスイッチング電源
装置と同一部分には同一符号を付して、説明を省略す
る。

【００５８】図７又は図８に示した多出力ＤＣ−ＤＣコ
ンバータにおいても、図１又は図５に示したスイッチン
グ電源装置と同様に、トランス５ｃ又は５ｄの２次側の
フィードバック系の出力回路を除く出力回路に、ヒュー
ズ１２を設けてもよい。

【００５９】また、図１又は図５に示した多出力のスイ
ッチング電源装置においては、フィードバック系の出力
回路にヒューズ１２を設けることは不可であると説明し
たが、図６に示した単出力スイッチング電源装置１５の
場合は、他の出力回路がないから、フィードバック系の
出力回路であってもヒューズ１２を設けることが出来
る。したがって、単出力スイッチング電源装置１５と多
出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６との間に、ヒューズ１２
を設けるとよい。

【００６０】図７又は図８に示したような、危険防止手
段を備えた多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を用いるこ
とにより、図６に示したスイッチング電源装置は、感電
防止のみならず、発煙，発火のような事故も防止するこ
とが出来るから、安全性は更に向上する。

【００６１】以上説明したようにこの発明によるトラン
ス及びそのトランスを用いたスイッチング電源装置は、
他の保護手段や安全手段が作動しなかった場合でも、過
熱による発火のみならず感電事故の発生を防止すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態であるトランスと、
そのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示
す回路図である。

【図２】図１に示した１次平滑回路の構成の一例を示す
回路図である。

【図３】図１に示した突入電流防止回路の構成の一例を
示す回路図である。

【図４】図１に示した２次整流平滑回路の構成の一例を
示す回路図である。

【図５】この発明の第２の実施形態であるトランスと、
そのトランスを用いたスイッチング電源装置の構成を示
す回路図である。

【図６】この発明によるトランスを用いた第３の実施形
態であるスイッチング電源装置の構成を示す回路図であ
る。

【図７】図６に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの構
成の一例を示す回路図である。

【図８】図６に示した多出力ＤＣ−ＤＣコンバータの構
成の他の一例を示す回路図である。

【図９】スイッチング電源装置の従来例の構成を示す回
路図である。

【符号の説明】

１：交流電源 ２：突入電流防止回路 ３：ダイオードブリッジ ４：１次平滑回路 ５，５ａ〜５ｄ：トランス ６，６Ａ〜６Ｃ：２次整流平滑回路 ７：スイッチング制御回路 ８：出力端子 １１：サーマルヒューズ（感温遮断手段） １２：ヒューズ（過電流遮断手段） １５：単出力スイッチング電源装置 １６：多出力ＤＣ−ＤＣコンバータ Ｎ１：１次巻線 Ｎ２，Ｎ２Ａ〜Ｎ２Ｃ：２次巻線 Ｎ３：３次巻線（電源巻線） Ｎｄ：駆動巻線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/06 8726−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/06 Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング電源装置のトランスにおい
   て、 突入電流防止回路用の駆動巻線を設けると共に、 前記トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた
   時に回路を開く感温遮断手段を前記駆動巻線と直列に設
   けたことを特徴とするスイッチング電源装置のトラン
   ス。
2. 【請求項２】 スイッチング電源装置のトランスにおい
   て、 スイッチングパルスを出力するスイッチング制御回路用
   の電源巻線を設けると共に、 前記トランスの内部に、温度が予め設定した値を超えた
   時に回路を開く感温遮断手段を前記電源巻線と直列に設
   けたことを特徴とするスイッチング電源装置のトラン
   ス。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のトランスを用いた
   スイッチング電源装置において、 前記トランスの２次巻線が互いに独立した複数の２次巻
   線からなり、 該複数の２次巻線のうち少くとも１個の２次巻線に直列
   に、該２次巻線の電流容量に応じた過電流遮断手段を設
   けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のトランスを用いた
   スイッチング電源装置において、 前記トランスの２次巻線が単出力の１個の２次巻線であ
   って、 該２次巻線に誘起されて整流平滑された２次直流電力を
   入力し、複数の３次直流電力に変換して出力する多出力
   ＤＣ−ＤＣコンバータを設けたことを特徴とするスイッ
   チング電源装置。