JPH11225472A

JPH11225472A - 電源装置及びそれを含む電子機器

Info

Publication number: JPH11225472A
Application number: JP3808198A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kita; 美幸北
Original assignee: Shintom Co Ltd
Current assignee: Shintom Co Ltd
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】２次側負荷がショート、又は低抵抗値のショ
ートを起こした場合でも、１次側、２次側部品が破壊す
ることを防止し、負荷側電圧が良好となるように制御で
きる電源装置及びそれを含む電子機器を提供すること。【解決手段】電源に接続される１次巻線と、２次側に
接続されて１次巻線と異極性の２次巻線とを含み、電源
より供給される１次電圧を２次側に向けて２次電圧に変
換するための電圧変換手段と、１次巻線を通じて電源か
らの１次電圧をオンオフしてスイッチングするスイッチ
ング手段と、電圧変換手段の２次巻線の２次電圧を整流
平滑する２次側整流平滑手段と、整流平滑された出力電
圧に基づいて、スイッチング手段をオンオフ制御する制
御手段と、電圧変換手段の１次巻線からの電圧と電源と
に基づいて、２次側の前記負荷がショートした場合に、
スイッチング手段に電流を供給する保護手段と、を含む
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置及びそれ
を含む電子機器に関し、特にＲＣＣ方式のスイッチング
電源装置に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種の電源装置として、例えば特開平9-285122号、特
開平8-266044号、特開平7-39147 号等が公知である。

【０００３】この概略を図８に示す。同図において、電
源装置３００は、交流電源３０２と、この交流電源３０
２により得られた電圧を整流平滑する１次側整流平滑手
段３１０と、整流平滑された電圧を変換する電圧変換手
段としてのトランス３４０と、変換後の電圧を整流平滑
する２次側整流平滑手段３６０と、トランス３４０の１
次巻線を通じて整流平滑された１次側の電圧をオン・オ
フするためのスイッチング手段３２０と、２次側にて整
流平滑された出力電圧を検出する電圧検出手段３７０
と、この電圧検出に基づいてスイッチング手段３２０の
オン・オフを制御するフォトカプラ３５０と、から構成
されている。

【０００４】また、スイッチング手段３２０は、一般に
トランジスタにて形成されるため、このトランジスタの
サージ電圧を抑えるためににスナバ回路３３０を有して
いる。

【０００５】そして、２次側出力に負荷３９０が接続さ
れて、電源装置３００として使用される。

【０００６】ここで、スイッチング手段３２０としての
トランジスタのオン期間をＴｏｎ、オフ期間をＴｏｆ
ｆ、１次電圧Ｖｉｎ、２次電圧Ｖｏｕｔ、トランス３４
０の２次側の総巻数をｎ２、トランス３４０の１次側の
総巻数をｎ１とした時、Ｖｉｎ・Ｔｏｎ＝（ｎ１／ｎ２）Ｖｏｕｔ・Ｔｏｆｆなる関係があり、通常の定電圧制御では、フィードバッ
ク機構であるフォトカプラ３５０と電圧検出手段３７０
により、電圧Ｖｏｕｔが上昇すると、フォトカプラ３５
０がオンしてスイッチング手段３５０のトランジスタを
オフさせることで、Ｖｉｎの上昇を制限する負帰還のフ
ィードバックループを形成している。

【０００７】かかるＲＣＣ方式のスイッチング電源装置
２００では、電源３０２によりトランス３４０を介して
電源が生成されると、電圧検出手段３７０が制御信号を
出力し、フォトカプラ３５０によってスイッチング手段
３２０のトランジスタを一定のデューティー比でオン・
オフ制御する。

【０００８】従って、２次側には、１次側と半サイクル
ずれた２次電圧が生じ、負荷３９０応じた電力量がトラ
ンス３４０を介して１次側から２次側に供給される。

【０００９】負荷３９０が変動すると、２次電圧が変化
するので、電圧検出手段３７０は、そのフィードバック
信号によって２次電圧を安定化させる。即ち、自励発振
作用によって、２次電圧を安定化できる。

【００１０】また、２次側電圧は、トランス３４０を介
して供給する電力量を増減制御することにより安定化さ
せるものであるから、電源３００の電圧変動によって
も、スイッチング手段３２０に流れる電流が変化する。

【００１１】ＲＣＣ方式では、入力電圧の変動と出力電
圧の変動に対して定電圧制御を行うために、常に発振周
波数とデューティー比の両方が変化する。出力電流の変
化が大きい時には、発振周波数が低くスイッチング期間
が長くなり、入力電圧が小さい時には、デューティー比
が大きくなる。

【００１２】このようにして、フィードバックを最適に
制御して、２次側出力電圧の安定化がなされる。

【００１３】しかしながら、上記のような装置により発
振を行うと、以下に示す問題点が生じた。

【００１４】即ち、２次側の負荷３９０がショートする
と、２次電圧が下がるのでそれを補償しようとして発振
周波数が下がり、スイッチング手段のトランジスタのオ
フ期間に対してオン期間のデューティー比が大きくなる
と共に、オン期間、オフ期間を１周期とする電圧の周波
数も小さくなり、トランジスタ及びショート該当箇所の
整流ダイオード等の発熱が高くなりやがて熱暴走を起こ
して数点の素子が破壊するという問題点があった。

【００１５】具体的には、耐圧オーバーによる２次側整
流平滑手段内の平滑コンデンサの破壊、整流ダイオー
ド、１次側のスイッチング手段内のトランジスタ、抵
抗、ダイオード等の各種素子が破壊されることとなる。

【００１６】加えて、上記破壊に伴いフィードバック機
構が使えなくなる恐れもある。この場合、２次側出力電
圧が異常に上昇する。そして、各素子、回路を取り替え
たりする等、修理が大変となる。

【００１７】また、特に、パワースイッチを入れた瞬間
や出力が短絡した時などは、フォトカプラ５０の働きが
止まり、スイッチング手段２０のトランジスタは遮断状
態となり、上記問題点は顕著となる。

【００１８】本発明は、上記した技術の問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであって、その目的と
するところは、２次側負荷がショート、あるいは低抵抗
値を有するショートを起こした場合でも、速やかに１次
側、２次側部品が破壊することを防止し、負荷側電圧が
良好となるように制御することのできる電源装置及びそ
れを含む電子機器を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る電源装置は、電源に接続される１次巻線と、２次側
に接続されて前記１次巻線と異極性の２次巻線とを含
み、１次側の前記電源より供給される１次電圧を２次側
に向けて２次電圧に変換するための電圧変換手段と、前
記電圧変換手段の１次巻線を通じて前記電源からの前記
１次電圧をオン・オフしてスイッチングするスイッチン
グ手段と、前記電圧変換手段の２次巻線の２次電圧を整
流平滑して、負荷に供給する２次側整流平滑手段と、前
記２次側整流平滑手段にて整流平滑された出力電圧に基
づいて、前記スイッチング手段をオン・オフ制御し、１
次側に供給する前記１次電圧を可変して前記負荷に供給
する前記出力電圧を安定化させる制御手段と、前記電圧
変換手段の１次巻線からの電圧と、前記電源と、に基づ
いて、２次側の前記負荷がショートした場合に、前記ス
イッチング手段に電流を供給して、１次、２次側に接続
される素子の破壊を防止保護する保護手段と、を含むこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項１に記載の発明によれば、負荷がシ
ョートすると、２次側の出力電圧が下がるが、この場合
には、出力電圧の変動に起因した１次巻線の変化に基づ
いて、出力電圧の変動時にのみ、保護手段により、電源
から電流をスイッチング手段に向けて供給する。これに
より、常時は制御手段によりスイッチング手段をオン・
オフ制御することで、電圧のオン期間、オフ期間のデュ
ーティー比、及びオン期間、オフ期間を１周期とする電
圧の周波数も制御されるが、負荷ショート時には、これ
に換えて、保護手段により、スイッチング手段に向けて
電流を供給することにより、スイッチング手段のオフ期
間に対するオン期間のデューティー比を大きくすること
なく、かつ、オン期間、オフ期間を１周期とする電圧の
周波数も小さくなるのを防止して、発振を未然に防ぐこ
とができる。

【００２１】従って、かかる状態になった時に速やかに
保護手段を機能させることにより、スイッチング手段を
常時オン状態として発振をストップさせ、２次側に出力
が出ないようにすることができ、１次側、２次側の素子
を保護し、破損を最小限にするようにし、もって電源装
置の保護に寄与できる。

【００２２】請求項２に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１において、２次側の前記出力電圧が所定電圧よ
り上昇した場合に、前記負荷を短絡させる短絡手段をさ
らに有することを特徴とする。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、例えば制
御手段のフィードバックが無くなった場合には、２次側
の出力電圧が所定電圧より異常に上昇するが、この場合
にも、異常時にのみ２次側の負荷を短絡させる短絡手段
を形成することで、上記保護手段との組み合わせによ
り、１次側、２次側の各素子の破壊等を防ぐことができ
る。尚、この短絡手段としては、ツェナーダイオード等
を用いることが好ましい。

【００２４】請求項３に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１又は請求項２において、前記スイッチング手段
は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフしてスイ
ッチングする第１のトランジスタと、前記第１のトラン
ジスタのベース電流を制御する第２のトランジスタと、
を有し、前記保護手段は、前記２次側に接続される前記
負荷が抵抗値を持つ状態で短絡する場合に、前記第２の
トランジスタをオン状態とする電流供給手段であること
を特徴とする。

【００２５】請求項３に記載の発明によれば、２次側の
負荷が低抵抗値を持つ短絡となる場合には、制御手段に
より第１のトランジスタのオフ期間に対するオン期間の
デューティー比が広がり、所定の時間経過の後、１次側
の前記スイッチング手段の第１のトランジスタが熱暴走
を始めるが、その場合には、保護手段の電流供給手段に
より、第２のトランジスタを常時オン状態とすること
で、第１のトランジスタが破壊される前に、第１のトラ
ンジスタの発振を停止させることで、１次側の各素子を
保護することができる。

【００２６】請求項４に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記電源は、
交流電源と、この交流電源の電圧を整流平滑する１次側
整流平滑手段を有し、前記保護手段は、２次側の前記出
力電圧が所定電圧より下降した場合に、前記スイッチン
グ手段の前記第２のトランジスタに電流を供給するスイ
ッチングトランジスタを有し、前記スイッチングトラン
ジスタは、そのエミッタが前記１次側整流平滑手段に接
続され、そのベースが前記１次巻線に接続され、そのコ
レクタが前記第２のトランジスタに接続されることを特
徴とする。

【００２７】請求項４に記載の発明によれば、スイッチ
ングトランジスタのエミッタ電位、又は、スイッチング
トランジスタのべース電位が、交流電源の電源電圧と同
様に変化する。これにより、負荷がショートした場合に
のみスイッチングトランジスタをオンさせることがで
き、投入される交流電圧に関係なく安定して保護機能を
持たすことができる。

【００２８】請求項５に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記電圧変換
手段の前記１次巻線は、前記電源に接続される第１の１
次巻線と、前記第１の１次巻線と同極性のコントロール
用の第２の１次巻線と、を有し、前記保護手段は、前記
第２の１次巻線に発生する方形波をＣＲ積分した鋸波成
分と、直流成分と、を重畳した波形を、前記スイッチン
グトランジスタのベースに向けて供給する鋸波供給手段
を有することを特徴とする。

【００２９】請求項５に記載の発明によれば、前記スイ
ッチングトランジスタのベース電圧には、鋸波供給手段
により鋸波を供給することにより、時定数を小さくし
て、２次側の負荷の急激な変動に対して、瞬時にスイッ
チングトランジスタを機能させることができ、応答速度
を向上させることができる。

【００３０】請求項６に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、前記スイッチ
ング手段は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフ
してスイッチングする第１のトランジスタと、前記第１
のトランジスタのベース電流を制御する第２のトランジ
スタと、を有し、前記制御手段は、前記２次側整流平滑
手段にて整流平滑された出力電圧を検出する電圧検出手
段と、前記電圧検出手段にて検出された出力電圧に基づ
いて、前記第２のトランジスタのベースを駆動制御する
フォトカプラと、を有し、前記保護手段は、２次側の前
記出力電圧が所定電圧より下降した場合に、前記第１の
トランジスタのベース電流を制御する第３のトランジス
タと、２次側の前記出力電圧が所定電圧より下降した場
合に、前記第３のトランジスタに電流を供給するスイッ
チングトランジスタと、を有することを特徴とする。

【００３１】請求項６に記載の発明によれば、第１のト
ランジスタのベース電流を制御するフィードバック制御
用の第２のトランジスタをスイッチング手段に設け、負
荷ショート時に、第１のトランジスタの発振を停止させ
る異常時専用の第３のトランジスタを保護手段に設ける
ことで、制御手段によるフィードバックに依存せず、保
護手段を独立して機能させることができる。

【００３２】請求項７に記載の発明に係る電源装置は、
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、前記スイッチ
ング手段は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフ
してスイッチングする第１のトランジスタと、前記第１
のトランジスタのベースへの過電流を保護する第２のト
ランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流を
制御する第３のトランジスタと、を有し、前記制御手段
は、前記２次側整流平滑手段にて整流平滑された出力電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検
出された出力電圧に基づいて、前記第３のトランジスタ
のベース電流を制御するフォトカプラと、を有し、前記
保護手段は、２次側の前記出力電圧が所定電圧より下降
した場合に、前記第３のトランジスタに電流を供給する
スイッチングトランジスタを有することを特徴とする。

【００３３】請求項７に記載の発明によれば、第１のト
ランジスタの電流制限に異常をきたしたとしても、制御
手段による第３のトランジスタが機能しているので、電
源装置の破壊を防止することができる。

【００３４】請求項８では、請求項１〜請求項７のいず
れかに記載の電源装置を含む電子機器を定義している。
これにより、電子機器例えばＶＴＲ等に用いられる電源
として好適に使用でき、負荷として様々なタイプのもの
が接続されたとしても、負荷ショート時に、電源装置内
の各種部品を保護することができ、以って電源装置を再
利用して、その寿命を高めることもできる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
の一例について図面を参照して具体的に説明する。

【００３６】［実施の形態１］（全体構成について）先ず、本発明の特徴的な構成であ
る保護手段に先立って、ＲＣＣ方式のスイッチング電源
装置の全体構成について図１〜図２を用いて説明する。
図１は、本例の電源装置を示すブロック図である。図２
は、図１の詳細を示す回路図である。

【００３７】本例の電源装置１は、図１に示すように、
交流電源２と、この交流電源２の交流電圧を整流し、か
つ平滑化する１次側整流平滑手段１０と、この１次側整
流平滑手段１０にて整流平滑された電圧をオン・オフ制
御するスイッチング手段２０と、このスイッチング手段
２０内に配設される後述するトランジスタを保護するサ
ージ電圧抑制部、保護部としてのスナバ回路３０と、前
記オン・オフ制御された１次側電圧を、他の異なる２次
側電圧に変換する電圧変換手段としてのスイッチングト
ランス４０と、変換された２次側電圧を整流平滑する２
次側整流平滑手段６０と、２次側電圧の変動に基づいて
１次側電圧を制御する制御手段としての電圧検出手段８
０及びフォトカプラ５０と、２次側負荷短絡時に１次側
の各種回路を保護する本発明の特徴的な構成である保護
手段７０と、を含み構成される。

【００３８】また、２次側整流平滑手段６０の出力側に
は負荷９２を接続して電源装置１として使用される。さ
らに、２次側整流平滑手段６０の出力側と、負荷９２と
の間には、出力電圧が異常に上昇した場合に、負荷９２
を短絡させる短絡手段９０が接続されている。

【００３９】１次側整流平滑手段１０は、図２に示すよ
うに、交流電源２からの電圧を整流する整流ブリッジ１
２と、整流ブリッジ１２にて整流された電圧をさらに平
滑する平滑部としての平滑用電解コンデンサＣ１１を有
する。尚、図示しないが、突入電流防止抵抗を接続形成
しても良い。

【００４０】スイッチング手段２０は、出力に安定した
電圧を供給するために整流平滑された直流電圧をＯＮ／
ＯＦＦする機能を有し、オン・オフスイッチングを行う
スイッチング素子としてのトランジスタＱ２（請求項の
第１のトランジスタに相当）と、トランジスタＱ２のベ
ース駆動回路として形成され、ベース電流制御用のトラ
ンジスタＱ２保護素子としてのトランジスタＱ３（請求
項の第２のトランジスタに相当）と、ダイオードＤ２
１、コンデンサＣ２１、抵抗Ｒ２１・Ｒ２２、起動抵抗
Ｒ２３・Ｒ２４、発振用コンデンサＣ２２、及びダイオ
ードＤ２２を含み構成される。

【００４１】このトランジスタＱ２は、例えばｎｐｎ型
エミッタ接地等にて形成され、そのコレクタにはスナバ
回路３０が接続され、そのベースにはトランジスタＱ３
のコレクタが接続されている。また、トランジスタＱ２
のエミッタは、抵抗Ｒ２１を介して接地されると共に、
ダイオードＤ２１を介してトランジスタＱ３のベースに
接続されている。

【００４２】トランジスタＱ３のコレクタは、トランジ
スタＱ２のベースへ接続され、トランジスタＱ３のベー
スは、抵抗Ｒ２２の他端、コンデンサＣ２１の他端及び
フォトカプラ５０のフォトトランジスタＱ５１のエミッ
タへ接続され、トランジスタＱ３のエミッタは、接地さ
れている。尚、ダイオードＤ２１のアノードは、抵抗Ｒ
２１に接続され、カソードは、トランジスタＱ３のベー
ス、抵抗Ｒ２２の一端、コンデンサＣ２１の一端、フォ
トトランジスタＱ５１のエミッタへ接続されている。

【００４３】また、トランジスタＱ２のベース及びトラ
ンジスタＱ３のコレクタには起動抵抗Ｒ２３、Ｒ２４が
接続されている。この起動抵抗Ｒ２３とＲ２４との間
に、ダイオードＤ２２及び発振用コンデンサＣ２２によ
る並列部（並列回路）の一端が接続され、他端は、補助
巻線Ｃに接続されている。即ち、ダイオードＤ２２のカ
ソードには、起動抵抗Ｒ２４の他端及び起動抵抗２３の
他端が接続され、ダイオードＤ２２のアノードには、ス
イッチングトランス４０の１次巻線、（請求項のコント
ロール用の第２の１次巻線に相当）補助巻線Ｃの同極性
側に接続されている。なお、発振用コンデンサＣ２２
は、トランジスタＱ２の発振周波数を決めるものであ
る。

【００４４】これにより、コントロール用の帰還巻線と
しての補助巻線Ｃに発生する順方向電圧により、トラン
ジスタＱ２のベースには、発振用コンデンサＣ２２と抵
抗Ｒ２３の時定数による減衰した電流が流れる。即ち、
発振用コンデンサＣ２２の両端の電圧がダイオードＤ２
２の順方向電圧に達すると、電流は起動抵抗Ｒ２３によ
って流れることとなる。

【００４５】さらに、図２の回路では、電流制限抵抗Ｒ
２１により、電流制限抵抗Ｒ２１に発生する電圧がダイ
オードＤ２１の電圧（Ｖ＋Ｑ３ＶＢＥ）以上になるとト
ランジスタＱ３がオンしてトランジスタＱ２に過剰電流
が流れるのを防いでいる。

【００４６】また、２次回路からのフィードバック系
（図１のフィードバック制御手段）により、トランジス
タＱ３をオン、オフさせて出力電圧の安定化を計ってい
る。本例では、トランジスタＱ２のオン、オフの調整を
トランジスタＱ３のみで行っている。尚、抵抗Ｒ２１の
他端、抵抗Ｒ２２の他端、コンデンサＣ２１の他端、ト
ランジスタＱ３のエミッタ、スイッチングトランス４０
の補助巻線Ｃで１次巻線の異極性側、は、各々一次側の
共通グランドを形成している。さらに、トランジスタＱ
３は、過電流保護回路としても機能する。

【００４７】スナバ回路３０は、トランジスタＱ２のコ
レクタ−エミッタ間に加わるサージ電圧を抑えるための
もので、１次巻線Ｂ及び平滑用電解コンデンサＣ１１に
通じる電路Ｌに接続された抵抗Ｒ３１と、抵抗３１に直
列接続されたコンデンサＣ３１と、電路Ｌに接続され、
抵抗Ｒ３１に並列接続されたコンデンサＣ３２と、コン
デンサＣ３２に直列接続され、コンデンサＣ３１に並列
接続されたダイオードＤ３１と、を含み構成される。ま
た、ダイオードＤ３１のアノードは、スイッチングトラ
ンジスタＱ２のコレクタ、及びスイッチングトランスの
１次巻線Ｂの１次側の他端へ接続されている。

【００４８】１次回路と２次回路とは、１次巻線である
第１の１次巻線Ｂ（巻数ｎ_B ）、第２の１次巻線、コン
トロール巻線である補助巻線Ｃ（巻数ｎ_C ）（計ｎ_B＋
ｎ_C＝Ｎ₁ ）、及び２次巻線Ａ（Ａ₁・・Ａ_M）（全巻数
ｎ₁ ）を有するスイッチングトランス４０を介して接続
結合されている。

【００４９】スイッチングトランス４０は、１次巻線
Ｂ、Ｃの巻数ｎ_B、ｎ_Cに対する２次巻線Ａ₁・・Ａ_Mの巻
数ｎ₁ を切換可能な巻数切換手段Ｔを有して、巻数を切
り換えることができるよう形成している。これにより、
低負荷時には、トランスの電力伝達能率を低下させて、
２次側出力電圧の急上昇を抑えつつ、トランジスタＱ２
の発振周波数の極低減化を防止して安定制御を継続可能
に構成されている。

【００５０】尚、トランスの２次巻線Ａ（Ａ１・・
Ａ_m）は、直列接続状態で巻回された巻線Ａ₁・・・巻
線Ａ_mからなり、巻線Ａ₁ の巻数が巻線Ａ_mの巻数より
多いものとして形成することが好ましく、１次巻線Ｂ、
Ｃに対しては巻数の多い場合と少ない場合とに切換可能
である。このため、巻線Ａ₁・・Ａ_mとの間のタップＴ
は、２次回路側に接続され、巻線Ａ₁・・Ａ_mのいずれか
の端子を接地可能としている。

【００５１】かかる構成では、常用負荷の場合、１次側
から２次側へ巻数比（ｎ₁／ｎ₂）に応じた電力伝達能率
で電力供給されている。

【００５２】フィードバック制御手段としての電圧検出
手段８０及びフォトカプラ５０により、発振周波数が変
化され、かつ、トランジスタＱ２の流れ込み電流をコン
トロールして、トランジスタＱ２をオン、オフ制御す
る。

【００５３】電圧制御手段としてのフォトカプラ５０
は、発光部としての発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ５１
と、この発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ５１の点灯、非点
灯に基づいてオン、オフされる受光部としてのフォトト
ランジスタＱ５１とにより構成されている。

【００５４】ＲＣＣ方式では、入力電圧の変動と出力電
圧の変動に対して定電圧制御を行うために、常に発振周
波数とデューティー比の両方が変化し、特に、出力電流
が大きい時には、発振周波数が低くスイッチング期間が
長くなり、入力電圧が小さい時には、デューティー比が
大きくなる。

【００５５】ここで、スイッチング手段としてのＴｒＱ
２のオン期間をＴｏｎ、オフ期間をＴｏｆｆ、１次側電
圧Ｖｉｎ、２次側電圧Ｖｏｕｔ、トランスの２次側の巻
線Ａ₁・・・Ａ_mの総巻数をｎ₂ 、巻線Ｂの巻数をｎ_B、
巻線Ｃの巻数をｎ_C、トランスの１次側の総巻数をｎ
₁（＝ｎ_B＋ｎ_C）、とした時、Ｖｉｎ・Ｔｏｎ＝（ｎ₁／ｎ₂）Ｖｏｕｔ・Ｔｏｆｆなる関係があり、通常の定電圧制御では、フィードバッ
ク機構であるフォトカプラと電位検出手段により、電圧
Ｖｏｕｔが上昇すると、図２に示すフォトトランジスタ
Ｑ５１がオンして電流ｉ_F が流れることによりＴｒＱ３
をオンさせ、ＴｒＱ２のｉ_B （ベース電流）が減じて、
ＴｒＱ２をオフさせることで、Ｖｉｎを上昇させないと
いう、負帰還のフィードバックループを形成している。

【００５６】（２次回路について）図３には、２次回路
のさらに詳細な回路図が示されている。同図に示すよう
に、フォトカプラ５０の一方の線を結線することで、マ
イコンに供給している５Ｖ系を安定化させる必要がある
為、そこから１次側へフィードバックをかけている。

【００５７】２次側整流平滑手段６０は、２次巻線Ａｍ
に接続されて、第１の出力となる整流部６０Ａ−１、平
滑部６０Ｂ−１と、２次巻線Ａｍ−１に接続されて、第
２の出力となる整流部６０Ａ−２、平滑部６０Ｂ−２
と、２次巻線Ａ１に接続されて、第３の出力（５Ｖ系出
力）となる整流部６０Ａ−３、平滑部６０Ｂ−３と、を
有する。これらの各出力は、巻数切換手段Ｔにより段階
的に切換可能である。

【００５８】整流部６０Ａ−１（６０Ａ−２・６０Ａ−
３）は、各々整流ダイオードＤ６１（Ｄ６２・Ｄ６３）
により形成され、切換時に整流作用を営む。

【００５９】平滑部６０Ｂ−１（６０Ｂ−２・６０Ｂ−
３）は、電解コンデンサＣ６１（Ｃ６２・Ｃ６３）、電
解コンデンサＣ６４（Ｃ６５・Ｃ６６）、及びチョーク
コイルＬ６１（Ｌ６２・Ｌ６３）を用いてπ型とするこ
とで、平滑効果を高めている。尚、コンデンサＣ６１、
Ｃ６４を２本、３本と並列接続することで、その平滑効
果をさらに高めている。

【００６０】電圧検出手段８０は、出力電圧の微妙な変
化に対しても発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ５１の光量を
追随させ、安定した電圧を維持する回路であり、２次電
源電圧を検出し、フォトカプラ５０を介して１次側に電
圧フィードバック信号（出力信号）を出力する機能を有
し、フィードバックの基準電位を作る基準電位作成手段
としてのシャントレギュレータ８０Ａと、抵抗Ｒ８５、
Ｒ８３、Ｒ８１、Ｒ８２、及びコンデンサＣ８１より成
る。この符号Ｃ８１は、位相補償用コンデンサである。
尚、本例では、電圧検出手段８０としてシャントレギ
ュレータにより形成したが、ツェナーダイオードとトラ
ンジスタの組合せによる構成であっても良い。

【００６１】本例では、上記１次側整流平滑手段１０、
スイッチング手段２０、スナバ回路３０、フォトカプラ
５０、保護手段７０とで１次回路を形成し、２次側整流
平滑手段６０、電圧検出手段８０、短絡手段９０、負荷
９２とで２次回路を形成している。

【００６２】このようにして、１次回路で電源により生
成された電圧は、トランスを介して所望の電圧に変換さ
れ、２次回路にて２次電源を生成して負荷に供給する。

【００６３】短絡手段９０は、図３に示すように、異常
時にのみ２次側負荷ショートとなる短絡素子としてのツ
ェナーダイオードＺＤ１等にて形成される。

【００６４】図３において、ツェナーダイオードＺＤ１
は、例えばツェナー電圧が約８Ｖ程度であれば、正常時
には、出力は約６Ｖ程度となるので、ツェナーダイオー
ドＺＤ１はオンしない。一方、フィードバックがなくな
ると、２次側出力が約２倍の１２Ｖ程度になるので、ツ
ェナーダイオードＺＤ１が瞬間ショートとなり出力がＧ
ＮＤとショートするという状態になるので、その瞬間
に、保護手段７０が機能して１次側が発振停止となり電
源装置１を保護する。

【００６５】ここで、保護手段７０がない場合には、耐
圧オーバーによる２次側平滑コンデンサＣ６３、Ｃ６６
等の破壊、２次側整流ダイオードＤ６３等、１次側のト
ランジスタＱ２、抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２１、トラ
ンジスタＱ３等が破壊されることとなる。

【００６６】（保護手段について）ここで、本発明の特
徴的な構成である保護手段７０等について図２〜図５を
用いて説明する。

【００６７】保護手段７０は、図２に示すように、スイ
ッチングトランス４０の１次巻線Ｃからの電圧に基づい
て、２次側の負荷９２がショートした場合（２次側の出
力電圧が所定電圧より下降した場合）に、交流電源２か
らの電源電圧を利用して、スイッチング手段２０に電流
を供給して、１次、２次側に接続される素子の破壊を防
止保護する機能を有し、スイッチング手段２０のトラン
ジスタＱ３に電流を供給するスイッチ手段７４、スイッ
チングトランジスタとしてのトランジスタＱ１と、１次
巻線Ｃに接続されて１次巻線Ｃに発生する方形波をＣＲ
積分した鋸波成分と、直流成分と、を重畳した波形を、
トランジスタＱ１のベースに向けて供給する鋸波供給手
段７２と、前記スイッチ手段７４の発振を補助する発振
手段７６と、前記スイッチ手段７４の静電気による誤動
作を防止する誤動作防止手段７８と、を有する。

【００６８】尚、この保護手段７０は、２次側に接続さ
れる負荷９２が低抵抗値を持つ状態で短絡する場合に、
トランジスタＱ３をオン状態とする電流供給手段として
も機能している。

【００６９】鋸波供給手段７２は、１次巻線Ｃにそのア
ノードが接続されたダイオードＤ１と、前記ダイオード
Ｄ１のカソードに直列接続された抵抗Ｒ１と、一端が抵
抗Ｒ１の一端に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ２
と、一端が抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の一端に接続され、他
端が接地されたコンデンサＣ１と、を含み構成される。

【００７０】スイッチ手段７４、スイッチングトランジ
スタとしてのトランジスタＱ１は、と、そのコレクタが
トランジスタＱ３のベースに接続され、そのベースが鋸
波供給手段７２を介して１次巻線Ｃに接続され、そのエ
ミッタが発振手段７６を介して１次側整流平滑手段１０
の平滑用電解コンデンサＣ１１に接続されている。

【００７１】より詳細には、そのベースが鋸波供給手段
７２の抵抗Ｒ１の一端、抵抗Ｒ２の一端及びコンデンサ
Ｃ２の一端に接続され、そのエミッタが発振手段７６の
抵抗Ｒ４の一端、コンデンサＣ２の一端及び抵抗Ｒ５の
一端に接続され、そのコレクタが抵抗Ｒ３の一端に接続
されている。尚、抵抗Ｒ３の他端には、抵抗Ｒ８の他端
及び誤動作防止手段７８の電解コンデンサＣ３の一端に
接続されている。この電解コンデンサＣ３により、トラ
ンジスタＱ１の静電気による誤動作を防止できる。

【００７２】発振手段７６は、トランジスタＱ１のエミ
ッタに接続された抵抗Ｒ５と、一端がＲ５の他端に接続
され、他端が平滑用電解コンデンサＣ１１の一端及び電
路Ｌに接続された抵抗Ｒ６と、一端がトランジスタＱ１
のエミッタ及び抵抗Ｒ５の一端に接続され、他端が接地
された抵抗Ｒ４と、一端がトランジスタＱ１のエミッ
タ、抵抗Ｒ５の一端、及び抵抗Ｒ４の一端に接続され、
他端が接地された電解コンデンサＣ２と、を含み構成さ
れる。

【００７３】電解コンデンサＣ２は、交流電源２投入時
にトランジスタＱ１のベース電位の立ち上がりと、エミ
ッタ電位の立ち上がりを比較して、必ずエミッタ電位の
立ち上がりの方を遅くする機能を有する。これにより、
ベース電位の方が高くなるのでトランジスタＱ１はカッ
トオフ状態となる。

【００７４】仮に、電解コンデンサＣ２が無いとエミッ
タ電位の立ち上がりの方が早くなってトランジスタＱ１
がオンしてしまい回路が励振せず電源として機能せず、
発振しないため、電源が立ち上がらない。

【００７５】また、交流電源２投入時のチャタリング等
も考慮して抵抗Ｒ４の抵抗値は、なるべく低くして、交
流電源２のコンセントのオフ時に電解コンデンサＣ２の
チャージされた電荷を速やかに放電させることが好まし
い。

【００７６】そして、トランジスタＱ１のベース電流が
所定値以下（又は以上）となった時に、トランジシスタ
Ｑ１をオンさせ、電流ｉ_C を流すことにより、トランジ
スタＱ３を常時オン状態とさせることにより、トランジ
スタＱ２の発振を防止している。

【００７７】なお、例えば１００Ｖ系機器に誤って２０
０Ｖ系交流電源を投入された時に、この保護手段が動作
して電源を立ち上げなくするように、エミッタ電位の立
ち上がり時間を早くし、トランジスタＱ１のベース−エ
ミッタ間の電位差を少なくするように定数設定を行い、
過剰電圧保護機能を持たせることが好ましい。この場
合、正常時に誤動作することがないように設定すること
が好ましい。

【００７８】次に、２次側負荷９２が完全なショートを
破壊ではなく低抵抗値（数Ω程度）を持つ破壊となった
場合について説明する。

【００７９】この時、２次側でエネルギーが消費され出
力電圧が下がろうとするので、フィードバックがかか
り、下がった分を補う様に１次側では発振周波数が下が
り、同時にトランジスタＱ２のオンデューティー比も広
がる。そうすると、１次側のトランジスタＱ２の発熱が
増していくと、最終的にトランジスタＱ２が熱暴走を起
こし、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２
１、等の素子が破壊してしまう。

【００８０】そこで、本例では、熱暴走を起こすとトラ
ンジスタＱ２のＯＮデューティー比が広くなっていくの
で、トランジスタＱ１のベースの鋸波電圧がエミッタの
電位よりも低くなり、トランジスタＱ１がオンすること
で、破壊する寸前で、１次側の発振を停止することがで
きる。

【００８１】ここで、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、
２次側の負荷９２が大きくなると、１次側の発振周波数
が下がる。図４は、トランジスタＱ１のベース電圧
Ｖ_B、エミッタ電圧Ｖ_Eを示す波形図であり、（Ａ）は
正常時の状態、（Ｂ）は２次側出力を故意に抵抗で消費
させた時の状態をそれぞれ示す。尚、図４（Ａ）は、５
μｓ／ｄｉｖ、図４（Ｂ）は負荷が大きく、５μｓ／ｄ
ｉｖで周期を異ならせている。

【００８２】また、トランジスタＱ２の周波数低減と、
オンデューティー比も広がるので鋸波のＰ−Ｐも大きく
なっている。鋸波の下限がエミッタ電圧よりＶ_BE以上下
がると、トランジスタＱ１がオンして発振を停止する。

【００８３】さらに、本例では、トランジスタＱ１のエ
ミッタ電位及びベース電位が同様に変化すると、交流電
源２の投入電圧に関係なく安定して保護できる。

【００８４】この理由は、以下の通りである。即ち、ト
ランジスタＱ１のベース電圧Ｖ_B、エミッタ電圧Ｖ_Eの
電位差は、約１．８〜２Ｖ程度あるが、誤動作なく保護
機能を交流電源２の入力電圧の変化に関係なく持たそう
とすると、常にその程度の電位差が必要となる。トラン
ジスタＱ１のベース電圧Ｖ_B（鋸波）波形は、トランジ
スタＱ２のコレクタ波形Ｖ_CEに応じて変化する。このト
ランジスタＱ２のコレクタ波形は、交流電源２を整流し
た直流を利用しているので、交流電源２の入力電圧が変
化すると、トランジスタＱ２のコレクタ波形のＶ_CEが変
化する（図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）参照）。

【００８５】交流電源２の入力電圧が高くなると整流さ
れた直流も高くなるので、トランジスタＱ２のＶ_CE波形
も大きくなる。

【００８６】従って、交流電源２の入力電圧が高くなる
と、トランジスタＱ１のべース電位も高くなり、仮にリ
ファレンスとしているエミッタ電位が交流電源２に関係
なく固定化されると、ベース・エミッタの電位差が一定
に保つことができず、交流電源２が高くなると２次側負
荷９２のショートという不具合が起きても、図４（Ｂ）
に示す鋸波の下限がエミッタ電位よりＶ_BE以上下がるこ
とができずに、トランジスタＱ１がオンしないため、発
振停止とはならない。

【００８７】従って、本例では、交流電圧に関係なくト
ランジスタＱ１のベース、エミッタ間の電位差を一定に
保ち、その為にリファレンスとしているエミッタ電位も
交流電源２の入力電圧によって変化させる。

【００８８】図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、交流電源２
の入力電圧を変化させた時のトランジスタＱ２のＶ_CE波
形、トランジスタＱ１のべース電位Ｖ_B波形、エミッタ
電圧Ｖ_E波形が示されている。同図に示されるように、
トランジスタＱ１のべース、エミッタ間の電位差は交流
に関係なく、ほぼ一定になっている。

【００８９】さらに、本例では、鋸波供給手段７２によ
り、トランジスタＱ１のベースに与える電圧は、巻線Ｃ
に発生する方形波をＣ、Ｒで積分した鋸波成分＋直流成
分としている。

【００９０】ここで、方形波を鋸波にする理由は、ダイ
オードＤ１以降の時定数を大きくして完全に平滑してＤ
Ｃにしてしまうと、２次側負荷の異常時に瞬時に保護機
能が動かずに異常時の保護ができなくなるからである。
そこで、反応を良くする為に、時定数を余り大きくせず
に鋸波としてトランジスタＱ１のベースに与えている。

【００９１】（動作について）次に、本例の電源装置の
動作を図１〜図３に従って説明する。

【００９２】先ず、図１に示すように、交流電源２をオ
ンすると、駆動制御電源が誘起生成され、電圧検出手段
８０が制御信号を出力し、フォトカプラ５０によってス
イッチング手段２０のトランジスタを一定のデューティ
ー比でオン・オフ制御する。そして、スイッチングトラ
ンス４０では、１次巻線Ｂ、Ｃから２次巻線Ａに、巻線
数比に応じた電力伝達能率で、電力エネルギーが供給さ
れる。

【００９３】２次回路では、ダイオード（Ｄ６１・Ｄ６
２・Ｄ６３）で整流し、かつ平滑コンデンサ（Ｃ６１・
Ｃ６２・Ｃ６３）で平滑しつつ生成した２次電源を負荷
９２に供給する。負荷９２の軽重変動は、２次電源電圧
の変動として電圧検出手段８０で検出される。これによ
る電圧フィードバック信号は、フォトカプラ５０を介し
て、１次回路に出力される。

【００９４】すると、フォトカプラ５０がスイッチング
素子をオン・オフ制御する。つまり、２次側の出力負荷
電流を一定とすれば、１次側から２次側に伝達供給され
る電力エネルギー量を増減できるから、２次電源電圧を
安定化できる。

【００９５】従って、負荷９２が軽い場合は、トランジ
スタＱ２に流れる電流が減少して発振周波数が高くな
る。一方、負荷９２が重くなると、トランジスタＱ２に
流れる電流が増大して発振周波数は低くなる。フォトカ
プラ５０によるスイッチング素子のオン・オフ、デュー
ティーが一定のためによる。

【００９６】かくして、発振周波数の設定変動範囲は、
電力伝達率や負荷９２の運動態様に照らし、常用負荷に
照準を合せてセットされている。

【００９７】従って、フォトカプラ５０が一定のオン−
オフデューティー比の下にトランジスタＱ２の発振周波
数を調整するので、１次側から２次側へ供給電力エネル
ギー量が増減調整される。よって、２次側電源電圧を安
定化することができる。

【００９８】ここで、負荷９２がショートした場合に
は、負荷９２が非常に重くなり、トランジスタＱ２の発
振周波数が非常に低くなりその通電時間が長くなる。従
って、制御不安定となるばかりか、２次側電源電圧が急
上昇する虞れが強い。

【００９９】ここで、本例では、そのような重負荷にな
ると、保護手段７０のトランジスタＴｒＱ１がオンし、
電流ｉｃが流れることにより、トランジスタＱ３を常時
オン状態として発振をストップさせ、２次側に出力が出
ないようにする事ができる。

【０１００】これにより、１次側、２次側の各素子、部
品を保護し、破損を最小限にすることができる。

【０１０１】一方、フィードバックがなくなると、２次
側出力が急上昇する恐れがある。そこで、本例では、短
絡手段９０により、異常時にのみ短絡手段９０がショー
トとなるので、出力がＧＮＤとショートし、その瞬間
に、保護手段７０が機能して１次側が発振停止となり電
源装置１を保護する。

【０１０２】さらに、２次側負荷９２が完全なショート
を破壊ではなく低抵抗値（数Ω程度）を持つ破壊となっ
た場合には、トランジスタＱ２のＯＮデューティー比が
広くなっていくので、トランジスタＱ１のベースの鋸波
電圧がエミッタの電位よりも低くなり、トランジスタＱ
１がオンすることで、破壊する寸前で、１次側の発振を
停止することができる。

【０１０３】かくして、２次側電源電圧の急上昇を抑え
られると共に、トランジスタの発振周波数が極めて低く
なる事態がなくなるので、発振周波数が比較的高い常用
負荷の場合と同様に安定制御が継続できる。

【０１０４】以上のように本実施の形態によれば、以下
の効果を有する。

【０１０５】（１）負荷がショートすると、２次側の出
力電圧が下がるが、この場合には、出力電圧の変動に起
因した１次巻線の変化に基づいて、出力電圧の変動時に
のみ、保護手段により、電源から電流をスイッチング手
段に向けて供給する。これにより、常時は制御手段によ
りスイッチング手段をオン・オフ制御することで、電圧
のオン期間、オフ期間のデューティー比、及びオン期
間、オフ期間を１周期とする電圧の周波数も制御される
が、負荷ショート時には、これに換えて、保護手段によ
り、スイッチング手段に向けて電流を供給することによ
り、スイッチング手段のオフ期間に対するオン期間のデ
ューティー比を大きくすることなく、かつ、オン期間、
オフ期間を１周期とする電圧の周波数も小さくなるのを
防止して、発振を未然に防ぐことができる。従って、か
かる状態になった時に速やかに保護手段を機能させるこ
とにより、スイッチング手段を常時オン状態として発振
をストップさせ、２次側に出力が出ないようにすること
ができ、１次側、２次側の素子を保護し、破損を最小限
にするようにし、もって電源装置の保護に寄与できる。

【０１０６】（２）例えば制御手段のフィードバックが
無くなった場合には、２次側の出力電圧が所定電圧より
異常に上昇するが、この場合にも、異常時にのみ２次側
の負荷を短絡させる短絡手段を形成することで、上記保
護手段との組み合わせにより、１次側、２次側の各素子
の破壊等を防ぐことができる。尚、この短絡手段として
は、ツェナーダイオード等を用いることが好ましい。

【０１０７】（３）２次側の負荷が低抵抗値を持つ短絡
となる場合には、制御手段により第１のトランジスタの
オフ期間に対するオン期間のデューティー比が広がり、
所定の時間経過の後、１次側の前記スイッチング手段の
第１のトランジスタが熱暴走を始めるが、その場合に
は、保護手段の電流供給手段により、第２のトランジス
タを常時オン状態とすることで、第１のトランジスタが
破壊される前に、第１のトランジスタの発振を停止させ
ることで、１次側の各素子を保護することができる。

【０１０８】（４）スイッチングトランジスタのエミッ
タ電位、又は、スイッチングトランジスタのべース電位
が、交流電源の電源電圧と同様に変化する。これによ
り、負荷がショートした場合にのみスイッチングトラン
ジスタをオンさせることができ、投入される交流電圧に
関係なく安定して保護機能を持たすことができる。

【０１０９】（５）スイッチングトランジスタのベース
電圧には、鋸波供給手段により鋸波を供給することによ
り、時定数を小さくして、２次側の負荷の急激な変動に
対して、瞬時にスイッチングトランジスタを機能させる
ことができ、応答速度を向上させることができる。

【０１１０】（６）巻数切換手段により、所望の電圧出
力を段階的に得ることができる。

【０１１１】［実施の形態２］次に、本発明に係る電源
装置の実施の形態２について、図６を用いて説明する。
尚、上記実施の形態１と同様の構成については、同一の
符号を符し、その詳細な説明は省略する。本例では、実
施の形態１の構成に対して、保護手段１１０を構成して
いる。

【０１１２】上記実施の形態１では、常時のトランジス
タＱ２の保護機能と、負荷短絡時のトランジスタＱ２の
保護とを、トランジスタＱ３で兼用していたのに対し、
本例では、常時のトランジスタＱ２の保護機能は、トラ
ンジスタＱ３で行い、負荷ショート時には、保護手段１
１０内に設けられたトランジスタＱ４（請求項の第３の
トランジスタに相当）で行うこととした構成としてい
る。

【０１１３】この電源装置１００の保護手段１１０にお
いては、図６に示すように、上記同様、鋸波発生手段１
１２と、スイッチ手段１１４と、発振手段１１６と、誤
動作防止手段１１８と、に加え、スイッチ手段１２０と
してのトランジスタＱ４を含んで構成される。

【０１１４】このスイッチ手段１２０により、トランジ
スタＱ３とは独立してトランジスタＱ２に対するオン、
オフのベース電流制御を行うことができる。また、誤動
作防止手段１１８の電解コンデンサＣ３は、トランジス
タＱ４の静電気による誤動作を防止する機能と、トラン
ジスタＱ１の静電気による誤動作を防止する機能との双
方を有している。

【０１１５】さらに、トランジスタＱ４のベース及び電
解コンデンサＣ３の一端には、抵抗Ｒ７が接続されてい
る。そして、トランジスタＱ１のコレクタは、トランジ
スタＱ４のベースに接続されて、トランジスタＱ１のオ
ンにより、トランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ
２のベースを制御して発振を防止している。

【０１１６】このように、負荷ショート時に、トランジ
スタＱ１の発振を停止させる異常時専用のトランジスタ
Ｑ４を保護手段１１０に設けることで、フォトカプラ５
０によるフィードバックに依存せず、保護手段１１０を
独立して機能させることができる。

【０１１７】［実施の形態３］次に、本発明に係る電源
装置の実施の形態３について、図７を用いて説明する。
尚、上記実施の形態１、２と同様の構成については、同
一の符号を符し、その詳細な説明は省略する。

【０１１８】この電源装置２００の保護手段２１０にお
いては、図７に示すように、上記同様、鋸波発生手段２
１２と、スイッチ手段２１４と、発振手段２１６と、誤
動作防止手段２１８を有する点は、実施の形態１と共通
するが、スイッチング手段２０に、スイッチ手段２２０
としてのトランジスタＱ５（請求項の第３のトランジス
タ）、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ７を含んで構成される。

【０１１９】そして、トランジスタＱ１のコレクタは、
トランジスタＱ３のべースに接続されて、トランジスタ
Ｑ１のオンにより、トランジスタＱ３がオンし、トラン
ジスタＱ２のベースを制御して発振を防止している。

【０１２０】これにより、トランジスタＱ２の電流制限
に異常をきたしたとしても、フィードバックループのト
ランジスタＱ５が機能していれば、電源破壊を防げると
いう作用効果がある。

【０１２１】なお、フィードバックが機能しなくなった
場合には、定電圧制御できない。この場合、２次側出力
電圧が全ての巻線で約２倍となる。フィードバックが機
能しなくなった場合に、比較例として図７に示す電源装
置２００において保護手段２１０を有しない装置が考え
られるが、この場合には２次側出力電圧は設計通りに行
かず、フィードバック機能不全となることが考えられ
る。

【０１２２】尚、本発明に係る装置と方法はそのいくつ
かの特定の実施の形態に従って説明してきたが、当業者
は本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく本発明の
本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能で
ある。例えば、図２のトランジスタＱ１は、エミッタ接
地のｐｎｐ型で形成したが、これに限定されず、他の地
方式、或いはｎｐｎ型とｐｎｐ型を組合せて、複数のト
ランジスタにより回路を形成しても構わない。

【０１２３】また、上記実施の形態１〜３では、交流電
源及び１次側整流平滑手段を用いて直流電圧を生成する
構成としたが、直流電源を用いた構成としても良い。

【０１２４】図２の保護回路を含んだ電源回路を有する
電子機器として、例えば、ＶＴＲ、ビデオカメラ用ＡＣ
−ＤＣ変換器（充電器）、ＴＶ、パソコン・ＣＡＤ用等
のＣＲＴディスプレイ、プリンター、ＦＡＸ等が挙げら
れる。これにより、電子機器例えばＶＴＲ等に用いられ
る電源として好適に使用でき、負荷として様々なタイプ
のものが接続されたとしても、負荷ショート時に、電源
装置内の各種部品を保護することができ、以って電源装
置を再利用して、その寿命を高めることもできる。

【０１２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の実施の形態の一例を示
すブロック図である。

【図２】図１の詳細を示す回路図である。

【図３】図１の２次側の詳細を示す回路図である。

【図４】図１の回路におけるトランジスタＱ１のベース
電圧、エミッタ電圧を示す波形図であり、（Ａ）は正常
時の状態、（Ｂ）は２次側出力を故意に抵抗で消費させ
た時の状態をそれぞれ示す。

【図５】図１の回路におけるトランジスタＱ２のＶｃ
ｅ、トランジスタＱ１のベース電圧、エミッタ電圧を示
す波形図であり、（Ａ）はＡＣ１２０Ｖ時、（Ｂ）はＡ
Ｃ１８０Ｖ時、（Ｃ）はＡＣ２４０Ｖ時の状態をそれぞ
れ示す。

【図６】本発明に係る電源装置の他の実施の形態の一例
を示す回路図である。

【図７】本発明に係る電源装置のさらに他の実施の形態
の一例を示す回路図である。

【図８】従来の電源回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、１００、２００、３００ＲＣＣスイッチングレ
ギュレータ２、３０２交流電源１０、３１０１次側整流平滑手段２０、３２０スイッチング手段３０、３３０スナバ回路４０スイッチングトランス５０、３５０フォトカプラ６０、３６０２次側整流平滑手段６０Ａ−１、６０Ａ−２、６０Ａ−３整流部６０Ｂ−１、６０Ｂ−２、６０Ｂ−３平滑部７０、１１０、２１０保護手段７２、１１２、２１２鋸波供給手段７４、１１４、２１４スイッチ手段７６、１１６、２１６発振手段７８、１１８、２１８誤動作防止手段８０、３７０電圧検出手段９０短絡手段９２、３９０負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源に接続される１次巻線と、２次側に
接続されて前記１次巻線と異極性の２次巻線とを含み、
１次側の前記電源より供給される１次電圧を２次側に向
けて２次電圧に変換するための電圧変換手段と、前記電圧変換手段の１次巻線を通じて前記電源からの前
記１次電圧をオン・オフしてスイッチングするスイッチ
ング手段と、前記電圧変換手段の２次巻線の２次電圧を整流平滑し
て、負荷に供給する２次側整流平滑手段と、前記２次側整流平滑手段にて整流平滑された出力電圧に
基づいて、前記スイッチング手段をオン・オフ制御し、
１次側に供給する前記１次電圧を可変して前記負荷に供
給する前記出力電圧を安定化させる制御手段と、前記電圧変換手段の１次巻線からの電圧と、前記電源
と、に基づいて、２次側の前記負荷がショートした場合
に、前記スイッチング手段に電流を供給して、１次、２
次側に接続される素子の破壊を防止保護する保護手段
と、を含むことを特徴とする電源装置。
【請求項２】請求項１において、２次側の前記出力電圧が所定電圧より上昇した場合に、
前記負荷を短絡させる短絡手段をさらに有することを特
徴とする電源装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記スイッチング手段は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフしてスイッチ
ングする第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流を制御する第２の
トランジスタと、を有し、前記保護手段は、前記２次側に接続される前記負荷が抵
抗値を持つ状態で短絡する場合に、前記第２のトランジ
スタをオン状態とする電流供給手段であることを特徴と
する電源装置。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかにおい
て、前記電源は、交流電源と、この交流電源の電圧を整流平
滑する１次側整流平滑手段を有し、前記保護手段は、２次側の前記出力電圧が所定電圧より
下降した場合に、前記スイッチング手段の前記第２のト
ランジスタに電流を供給するスイッチングトランジスタ
を有し、前記スイッチングトランジスタは、そのエミッタが前記
１次側整流平滑手段に接続され、そのベースが前記１次
巻線に接続され、そのコレクタが前記第２のトランジス
タに接続されることを特徴とする電源装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかにおい
て、前記電圧変換手段の前記１次巻線は、前記電源に接続さ
れる第１の１次巻線と、前記第１の１次巻線と同極性の
コントロール用の第２の１次巻線と、を有し、前記保護手段は、前記第２の１次巻線に発生する方形波
をＣＲ積分した鋸波成分と、直流成分と、を重畳した波
形を、前記スイッチングトランジスタのベースに向けて
供給する鋸波供給手段を有することを特徴とする電源装
置。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかにおい
て、前記スイッチング手段は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフしてスイッチ
ングする第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流を制御する第２の
トランジスタと、を有し、前記制御手段は、前記２次側整流平滑手段にて整流平滑された出力電圧を
検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された出力電圧に基づいて、
前記第２のトランジスタのベースを駆動制御するフォト
カプラと、を有し、前記保護手段は、２次側の前記出力電圧が所定電圧より下降した場合に、
前記第１のトランジスタのベース電流を制御する第３の
トランジスタと、２次側の前記出力電圧が所定電圧より下降した場合に、
前記第３のトランジスタに電流を供給するスイッチング
トランジスタと、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項７】請求項１〜請求項５のいずれかにおい
て、前記スイッチング手段は、前記電源からの前記１次電圧をオン・オフしてスイッチ
ングする第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースへの過電流を保護する
第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流を制御する第３の
トランジスタと、を有し、前記制御手段は、前記２次側整流平滑手段にて整流平滑された出力電圧を
検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段にて検出された出力電圧に基づいて、
前記第３のトランジスタのベース電流を制御するフォト
カプラと、を有し、前記保護手段は、２次側の前記出力電圧が所定電圧より
下降した場合に、前記第３のトランジスタに電流を供給
するスイッチングトランジスタを有することを特徴とす
る電源装置。
【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれかに記載の
電源装置を含むことを特徴とする電子機器。