JPS6271382A - スイツチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ１従来の技術 り０発明が解決しようとする問題点 Ｅ９問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例 Ｇ−１，一実施例の構成 Ｇ−２，動作説明 Ｈ９発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、高電圧および低電圧の出力電圧を得るような
スイッチング電源装置に関し、特に、屋外用あるいは屋
内用の大画面表示システム等に用いられる多数の陰極線
管等に対する高電圧大電流および低電工大を流の電力供
給に適したスイッチング電源装置に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、直流入力電源を第１、第２の発振駆動回路の
各スインチング素子によりそれぞれオン、オフ制御して
高圧電源トランスの１次側および低圧電源トランスの１
次側にそれぞれに供給し、各電源トランスの２次側より
それぞれ高圧の定電圧出力および低圧の定電圧出力を得
るようなスイッチ・ング電ａ装置において、 第１、第２の発振駆動回路のスインチング素子の各制御
端子側に第１、第２の可飽和リアクタトランスをそれぞ
れ設け、各電源トランスの２次側から得られた名電圧に
応じて第１、第２の可飽和リアクタトランスの各インダ
クタンスをそれぞれ制御し、第１、第２の発振駆動回路
の各発振周波数をそれぞれ制御して各′ｒｌＲトランス
の各２次側出力電圧をそれぞれ安定化するとともに、各
電源トランスの各２次側にそれぞれ過電流検出用の抵抗
を設け、この抵抗からの検出出力にて保護動作を行わせ
ることにより、 高圧大電流および低圧大電流を供給するスイッチングを
源装置の変換効率を高め、制御範囲を拡大し、トランス
の小型軽量化および装置の低価格化を図るのみならず、
負荷短絡時のような過電法発生時の保護動作を簡単な回
路構成で確実に実現するものである。

Ｃ１従来の技術 直流入力電源ｔ源をスイッチング制御し、電源トランス
等を介して高圧の定電圧出力を得るようなスイッチング
電源装置には、種々のものが知られている。このような
スイッチング１ｉｌｔ′ａ装置の一例として、本件出願
人は先に、特願昭５９−２１５８５４号や特願昭５９−
２１１８４１号等において、可飽和リアクタ１ランスを
用い、′；ｉｔａトランスの２次側からの出力電圧に応
じて１次側直列共振インピーダンスを制御し、励磁ｉｔ
流を制御することによって出力電圧を安定化するような
スイッチング電源装夏を提案している。

ところで、例えば大画面で大電力消費型の表示システム
に使用される陰極線管の屯灯駆動用等に高ＬｔＦ！Ｅ大
電流および低電圧大電流を供給するｉｔ電源置として上
述のようなスイッチング電源装置を用いる場合には、例
えば第６図に示すような構成となる。ここで、大画面を
備え大電力消費型の表示システムとしては、例えば、表
示画面の対角線長が数ｍ〜士数ｍあるいはそれ以上にも
達するような屋外用あるいは屋内用の大画面表示システ
ムを想定しており、画素となる陰極線管（セル）を縦横
に多数個（例えば１６個〜３２個）配設して１ユニツト
を構成し、このユニットを！、　００〜１０００ユニッ
ト程度組み合わせて大表示画面を構成するようなもので
ある。

このような表示システム等に高電圧大電流および低電圧
大電流を供給するために構成された第６図に示すスイッ
チング電源装置において、電ａ装置に対する直流入力電
源としては、例えば商用交流入力？１ｔｆｉｌｏ１をダ
イオードブリッジ形の全波整流器１０２および平滑コン
デンサ１０３にて整流し平滑することにより得ており、
交流入力電源１０１と全波整流器１０２との間には、′
１江源スイッチ１０４および突入電流（インラッシュ電
＞Ｘｉ　）制限用の抵抗１０５が直列に接続されている
。」−記整流平滑して得られた直流入力量Ｋｔ　ｌｊ、
　、コンバータ駆動トランス１１１の１次巻線Ｎ、およ
びコンデンサ１１２を介し、電力制御用０）第し７）　
Ｔｉ）飽和リアクタトランス１１３の被制御巻ル１）、
＋ｒおＬび高圧出力用の電源絶縁トランス１１４の１次
巻線Ｎ１の直列回路と、電力制御用の第２の可飽和リア
クタトラユ／ス１２３の被制御巻線ＮＲおよび低圧出力
用の電源絶縁トラ・ンス１２４の１次巻線ト１１　の直
列回路とに並列的に供給されている。この直流入力電源
の電流は、コンノ・−り駆動トランス１１４の２次巻線
Ｎ、１とコンデンサＣｍ＋との直列共振回路がベースに
接続されたスイッチングトランジスタＱ、および２次巻
線Ｎ８□とコンデンサＣ１１□との直列共振回路かへ−
スに接続されたスイッチングトランジスタＱ２を用いた
２石構成の自助式発振駆動回路１１５によってオン、オ
フ制御されるようになっている。

第１の可飽和リアクタトランク１１３は、被制御巻線Ｎ
ｌｌ　Ｆ；よび制御巻線Ｎ、を有し、この制御巻線Ｎｃ
に供給される制御電流に応し、て可飽和リアクタトラン
ス１１３の磁束が制御され、被制御巻線Ｎ、のインダク
タンスが制御される。高圧出力電源絶縁トランス１１４
の高圧側２次巻線Ｎ２には、例えば倍圧整流回路等の整
流平滑回路１１６が接続されており、この整流平滑回路
１１６からの高圧直流出力電圧１（Ｖは、高圧用の分圧
抵抗１１７Ｒで分圧されて取り出され、制御回路１１７
により制御電流に変換されて第１の可飽和リアクタトラ
ンス１１３の制御巻線Ｎ、に送られている。そして上記
高圧直流出力電圧ＨＶの変動に応じて可飽和リアクタト
ランス１１３のインダクタンスが変化し、電源絶縁トラ
ンス１１４の１次側直列共振インピーダンスが制御され
ることによって、高圧出力電圧ＨＶを一定に制御するこ
とができる。

また、第２の可飽和リアクタトランス１２３も同様に、
被制御巻線Ｎ、および制御巻線Ｎ、ををし、この制御巻
線Ｎｃに供給される制御電流に応じて可飽和リアクタト
ランス１２３の磁束が制、御され、被制御巻線ＮＲのイ
ンダクタンスが制御される。低圧出力電源絶縁トランス
１２４の２次巻線Ｎ２には整流平滑回路１２６が接続さ
れており、この整流平滑回路１２６からの低圧（例えば
５Ｖ）直流出力電圧は、制御口８Ｉ２７により制御電流
に変換されて第２の可飽和リアクタトランス１２３の制
御巻線Ｎｃに送られることにより、上記低圧直流出力電
圧の変動に応じて可飽和リアクタトランス１２３のイン
ダクタンスが変化し、電源絶縁トランス１２４の１次側
直列共振インピーダンスが制御されることによって、低
圧出力電圧を一定に制御ｎすることができる。

さらに、過電圧保護のための構成として、電源絶縁トラ
ンス＋１４の２次側より取り出された高圧出２′電圧Ｈ
Ｖを上記高圧用の分圧抵抗１１７Ｒで分圧して取り出し
、過電圧保護回路１１８に送ってお虻、また、低電圧供
給側でも同様に、電源絶縁！・ランス１２４の２次側か
らの低電圧出力（例えば５Ｖ出力）を過電圧保護回路１
２８に送っている。これら過電圧保護回路１１８．１２
８からの出力は、リレー駆動用のトランジスタＩ３７の
ベースに送られており、このトランジスタ１３７のコレ
クタ出力によってリレー１３８が駆動され、上記電源ス
ィッチ１０４がオン、オフ制御される。なお、これらの
トランジスタ１３７およびリレー１３８の回路電源とし
ては、上記交流入力電ａｔｏｔより小型の電源トランス
１３１、整流平滑回路１３２および定電圧ダイオード（
ツェナダイオード等）を介して得られた例えば１２Ｖ直
流電源が用いられている。

また、低圧用の電源トランス１２４の２次巻線Ｎ２の一
部に対して並列にヒータトランス１２４Ｉ（の１次巻線
が接読されており、このヒータトランス１２４の２次巻
線からは例えば１．２Ｖ出力が２つ並列に取り出されて
いる。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 ところで、このような高電圧大電力を得るためのスイッ
チング電源装置においては、高圧部と低圧部の各１次側
のスイッチング駆動用回路部が共通化されているため、
自動式発振駆動回路１１５のスイッチングトランジスタ
Ｑ、、Ｑ、に過大な電流が流れ、スイッチング損失が増
大するとともに、可飽和リアクタトランス１１３．１２
３の損失が大きく、ＡＣ−ＤＣ変換効率が悪く、例えば
８０％が限度であり、上述したような高圧大電力および
低圧大電力を供給するための電源装置として用いる場合
には、さらに変換効率の改善が望まれる。

特に、屋外用の大画面表示システムの場合には、雨漏り
による水滴等からユニットの破壊を防止するために、電
源ブロックは１ユニツト毎に完全密閉構造で構成される
が、上述のような構成のスイッチング電源装置では、電
源装面内の温度上昇により全ての構成部品の１８頓性が
悪化するという欠点があり、最大１０００個ものユニッ
トを並列運転するためには、電源変換効率が極めて良い
ものでないと高信軌性が得られず、消費電力の低減が図
れない。

また、過電圧保護回路部は、異常時の構成部品の損傷を
防止するために、小型の電源トランス１３１を用いて電
磁リレー１３８を駆動するようにしているが、構成が複
雑であり、高価であ・；。

さらに、上記構成のスイッチング電源装置においては、
負荷短絡時に自己保ｊｌｔｉ！！能があり、第７Ｈに示
すような「フ」の字形特性を示すが、陰極線管内の高圧
放電時には放電電流が過大に流れて陰極線管を破壊する
虞れがある。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて成されたもの
であり、上述したような大直面表示システムに用いられ
る多数の陰極線管等に対する高電圧大電力および低電圧
大電力の供給に適したスイッチング電源装置であって、
高圧部と低圧部とをぞれぞれ独立して並列運転させ、発
振駆動回路のスイッチング損失を低減するとともに可飽
和リアクタトランスの損失を低減し、電力変換効率を大
幅に改善できるのみならず、負荷変動や入力変動の制御
範囲をさらに拡大できるようなスイッチング電源装置の
提供を目的とする。

また、動作周波数を上げて各トランス類の小型軽量化を
図り、陰極線管の高圧放電等による過電流を制限して素
子破壊等を防止し、高信頼性を実現できるスイッチング
電源装置の提供を目的とする。

Ｅ２問題点を解決するための手段 上述の問題点を解決するために、本発明に係るスイッチ
ング電源装置は、直流入力電源に接続された第１の直列
共振用コンデンサおよび高圧電源トランスの１次巻線を
含む第１の直列共振回路と、この第１の直列共振回路を
流れる′５流をそれぞれオン、オフ駆動するスイッチン
グ素子を有し、このスイッチング素子の制御端子側に設
けられた第１の可飽和リアクタトランスにより発振周波
数が制御される第１の発振駆動回路と、上記高圧電源ト
ランスの２次側出力電圧に応じて上記可飽和リアクタト
ランスのインダクタンスを制御し、上記発振駆動回路の
発振周波数を可変制御する第１の制御回路と、上記直流
入力電源に接続された第２の直列共振用コンデンサおよ
び低圧電源トランスの１次巻線を含む第２の直列共振回
路と、この第２の直列共振回路を流れる電流をそれぞれ
オン、オフ駆動するスイッチング素子を有し、このスイ
ッチング素子の制御端子側に設けられた第２の可飽和リ
アクタトランスにより発振周波数が制御され、る第２の
発振駆動回路と、上記低圧電源トランスの２次側出力電
圧に応じて上記可飽和リアクタトランスのインダクタン
スを制御し、上記発振駆動回路の発振周波数を可変制御
する第２の制御回路と、上記各電源トランスの２次側に
設けられた過電流検出抵抗を含む過電流保護回路とを具
備して成ることを特徴としている。

２０作用 高圧電源供給側と低圧電源供給側とをそれぞれ独立に構
成し、各可飽和リアクタトランスにより各電源トランス
の１次側の各発振周波数を負荷変動や入力変動に応じて
制御して定電圧制御を行っているため、各可飽和リアク
タトランスを小型軽量化でき、小振幅動作のため可飽和
リアククトランスの損失による発熱や漏れ磁束等の悪影
響を有効に防止でき、電力変換効率を大幅に改善でき、
さらに、各電源トランスの２次側に過電流検出抵抗を設
けるという簡単な構成により過電流保護回路が確実に行
え、装置の信頼性が高まる。

Ｇ、実施例 Ｇ−１，一実施例の構成 第１図は本発明の一実施例となるスイッチング電源装置
〇回絡図である。

この第１図において、電源装置の直流入力電源としては
、例えば商用交流入力環＆ｌをダイオードブリッジ形の
全波整流器２および平滑コンデンサ３にて整流し平滑す
ることにより得ている。交流入力電源１と全波整流器２
との間には、電源スィッチ４および突入電流（インラ・
ノシュ電流）制限用の抵抗５が直列に挿入接続されてい
る。また、突入電流制限用抵抗５に対して並列に、抵抗
短絡用のスイッチ６が接続されており、このスイッチ６
は、後述するスイッチ駆動回路３０のリレー３８により
オン、オフされる。

この直流入力電源は、高圧電源供給側の第１の可飽和リ
アクタトランス１１の１次巻線Ｎ、を介し、コンデンサ
１２と、パワーチョークコイル１３Ｐおよび高圧電源ト
ランス１３Ｈの１次巻線Ｎ１とより成る直列共振回路に
供給されている。また、上記直流人力Ｔ；、ｔＡは、低
圧電源供給側の第２の可飽和リアククトランス２１の１
次巻線ＮＡを介し、コンデンサ２２と電源絶縁トランス
２３の１次巻線Ｎ、とよりなる直列共振回路に供給され
ている。これらの電源トランス１３Ｈ１２３の各１次巻
線Ｎ１と接地との間には、スイッチ７が挿入接続されて
いる。

ここで、例えば第１の可飽和リアクタトランス１１は、
１次巻線ＮＡ、２次巻ｖＡＮ８１．Ｎ、２および制御巻
線Ｎ、を有し、第２図に示すように、４本の磁脚１１ａ
−１ｉｄを有する磁気コアｌｌｅの隣り合う２本の磁脚
、例えば１１ａ、１１ｂに跨がるように上記１次巻線Ｎ
ａおよび２つの２次巻線Ｎ□＋Ｎｓｚを巻装し、これら
の巻ｖＡＮＡ、Ｎ０．Ｎ０の巻回方向に対して直交する
方向に、例えば磁脚１１ｂ、ｌｌｃに跨がるように上記
制御巻！ｖＩＮ　Ｃを巻装している。なお、第２の可飽
和リアクタトランス２１もこの第１の可飽和リアクタト
ランス１１と同様な構成を有している。

次に、高圧電源供給側の第１の可飽和リアクタトランス
１１の２次巻線Ｎ　ｅｔ　、　Ｎ　、ｔに関連して、第
１の発振駆動回路１４が設けられている。この発振駆動
回路１４は、スイッチングトランジスタＱｌおよびこの
トランジスタＱ、のエミッタ・ベース間に接続されたダ
イオードＤ□の組と、もう−組のトランジスタＱ２およ
びダイオードＤ８□の組とが直列に接続され、トランジ
スタＱ１は上記直流入力電源と可飽和リアクタトランス
１１の１次Ｓ　線Ｎ　Ａとの間に挿入接続され、トラン
ジスタＱ２は可飽和リアクタトランス１１の１次巻線Ｎ
、と接地との間に挿入接続されている。トランジスタＱ
１のエミッタ・ベース間には、ダイオードＤＨＩと並列
に、可飽和リアクタトランス１１の２次巻線Ｎ、とコン
デンサＣ０との直列共振回路が接続され、トラ〉′ジス
タＱ２のエミッタ・ベース間には、ダイオードＤＢ２と
並列に、可飽和リアクタトランス１１の２次巻線Ｎ、２
とコンデンサＣＩＩＫとの直列共振回路が接続されてい
る。さらに、上記直流人ノコ電源と各スイッチングトラ
ンジスタＱ３．Ｑ２の各ベースとの間には、それぞれ起
動用の抵抗Ｒ３１＋　　Ｒ３２が挿入接続されている。

また、低圧電源供給側の第２の可飽和リアクタトランス
２１の２次巻線Ｎ、、、Ｎｆｉｔに関連して、第２の発
振駆動回路２４が設けられており、この発振駆動回路２
４の構成は、上述した第１の発振駆動回路１４と同様で
あるため、図中対応する部分に同じ符号を付して説明を
省略する。

次に、高圧１１源トランス１３Ｈの２次巻線Ｎ２には、
第１の整流平滑回路１５が接続されており、この整流平
滑された高圧（例えば８ｋＶ）の直流出力電圧ＨＶは、
高電圧用の分圧抵抗１６Ｒで分圧され、制御回路１６に
より高圧制御電流に変換されて第１の可飽和リアクタト
ランス１１の制御巻線Ｎｃに送られている。整流平滑回
路Ｉ５としては、例えばダイオードＤＨＩおよびコンデ
ンサＣ□、の組と、ダイオードＤイ２およびコンデンサ
ＣＩ＋２の組とで、高圧電源トランス１３Ｈの２次巻線
Ｎ２からの出力をそれぞれ片波ずつ整流平滑し、これら
の各組の出力電圧を加算するように構成して成る倍圧全
波整流回路構成を用いており、各コンデンサＣ□とＣＨ
２とにそれぞれ例えばＡｋＶずつ受は持たせることによ
り計８ｋＶの高電圧出力ＨＶを得るようにしている。こ
の高圧出力ＨＶは、前述した大画面表示システムを構成
する陰極線管２０（第４図参照）の各アノード等に供給
されている。

この第１の整流平滑回路１５と接地との間には、過電流
検出用の抵抗４１が挿入接続されており、この抵抗４１
からの検出出力は、後述する第４図のトランジスタ１６
ｅを介して第１の制御回路１６のトランジスタ１６ｃの
ベースに送られている。

さらに過電圧保護のために、上記高圧用分圧抵抗１６Ｒ
の分圧出力端子に高圧用過電圧保護回路１８が接続され
ている。

また、低圧電源トランス２３の２次巻線Ｎ２には、第２
の整流平滑回路２５が接続されており、この整流平滑回
路２５からの低圧直流出力（例えば５■出力）電圧は、
制御回路１６により低圧制御電流に変換されて第２の可
飽和リアクタトランス２１の制御巻”ｈ％　Ｎ　Ｃに送
られている。ここで過電圧保護のために、上記低圧出力
電圧（例えば５Ｖ）が低圧用過電圧保護回路２８に供給
されるようになっている。さらに低圧電源トランス２３
の２次Ｓ線Ｎ２と接地との間には、過電流検出用の抵抗
４２が接続されており、この抵抗４２からの検出出力は
、上記低圧用過電圧保護回路２日、又は制御回路２６に
送られている。

次に、電源絶縁トランス２３の１次巻線Ｎ、に対して並
列にヒータトランス２７の１次巻線ＮＦ１がＹ妾続され
ており、このヒータトランス２７の２次側には、上記１
次巻線およびコアと絶縁を保って２！ＩＪＩのヒータ出
力巻線Ｎ□、ＮＦＩが巻装されている。これらのヒータ
出力巻線Ｎ、、、Ｎ、２からは、例えばそれぞれ１．２
Ｖの出力が取り出され、上述した大画面表示システムを
構成する多数の陰極線管２０　（第４図参照）の各ヒー
タに供給されるようになっている。

さらに、電源絶縁トランス２３の１次巻線Ｎ１に対して
並列に、回路電源供給用の低電圧トランス３１の１次巻
線が直流阻止用コンデンサを介し接続されている。この
トランス３１の２次巻線には、整流平滑回路３２が接続
され、整流平滑回路３２からの出力は、例えば１５、■
の回路電源として制御回路１６．２６等に供給されてい
る。また、整流平滑回路３２からの出力は、ツェナダイ
オード３３で例えば１２Ｖに定電圧化され、スイッチ駆
動回路に供給されている。このスイッチ駆動回路３０は
、例えば上記＋ｓｖｉ圧が供給される抵抗３３とコンデ
ンサ３５より成る時定数回路を有し、この時定数回路か
らの出力がトランジスタ３６のベースに供給され、この
トランジスタ３６のエミッタ出力がリレー駆動用のトラ
ンジスタ３７のベースに供給されている。トランジスタ
２７のコレクタにはリレー３８と保８Ｗ用ダイオード３
９との並列回路が接続されており、このリレー３８は、
上記スイッチ６およびスイッチ７をオン、オフ制御する
ようになっている。

Ｇ−２，動作説明 次に、このような構成を存するいわゆる磁束制御形スイ
ッチング電源装置の動作を説明する。

先ず、電源スイッチ４をオン操作した電源投入時には、
ス・ｆフチ６．７は共にオフ（遮断）状態にあり、交流
入力電源１から電流制限用抵抗５を介して交流電源電流
が流れ、全波整流器２により整流されて平滑コンデンサ
３への充電が行われる。

ここで、電流制限用抵抗５は、例えば３９０Ω程度の比
較的大きな値に設定してあり、電源投入直後でも略０．
５Ａ程度の入力端子が流れるに過ぎない。このとき、回
路電源用等の低電圧供給用トランス３１は電源投入直後
から動作可能であり発振駆動回路２４は発振動作を開始
する。また、このＴ１．源投入と同時にトランス３１か
らの出力が生ずることにより、スイッチ駆動回路３０の
抵抗３４とコンデンサ３５とから成る時定数回路により
定まる所定時間（２〜３秒程度）経過後にトランジスタ
３６がオンしてトランジスタ３７をオンし、リレー３８
を動作させてスイッチ６および７をオン（１通）状態に
制御する。したがって、上記所定時間経過後には、突入
電流制限用抵抗５が短絡されるとともに、各ＴＬｔＡト
ランス１３Ｈおよび２３が動作状態となって、メインの
高圧および低圧の電源が定常供給される。

定常動作時における発振駆動回路１４（２４も同様）の
動作としては、可飽和リアクタトランス１１の２次巻Ｌ
％　Ｎ　ｍ　＋のインダクタンスとコンデンサＣ０との
直列共振回路により２次巻線Ｎ　８１を流れる正弦波交
流電流によってスイッチングトランジスタＱ、が駆動さ
れ、その電流がＯになると、可飽和リアクタトランス１
１の２次巻＆ｌａｚのインダクタンスとコンデンサＣＢ
２との直列共振回路により２次巻線ＮＢＺを流れる正弦
波交流電流によってスイッチングトランジスタＱ２が駆
動されてオン状態となり、これを繰り返してスイッチン
グ動作が継続する。

すなわちトランジスタＱ１のコレクタ電圧は第３図Ａの
ように変化し、該トランジスタＱ、のコレクタ電流は第
３図Ｂのように変化する。このときパワーチョークコイ
ル１３Ｐおよび高圧電源トランス１３Ｈの１次巻線Ｎ、
を流れる電流は、直列共振コンデンサ１２の容量値Ｃ１
と、パワーチョークコイル１３Ｐのインダクタンスし、
および電源トランス１３Ｈの１次巻線Ｎ１のインダクタ
ンスし、とによって直列共振して、第３図Ｃに示すよう
な正弦波状の電流波形となり、低圧電源トランス２３の
１次巻線Ｎ１を流れる電流は第３図りのようになる。な
お、第６図の従来例においては、トランスの励磁電流を
直接制御していたが、本発明の実施例においては、スイ
ッチング周波数を制御することにより、出力電圧安定化
制御を行っている。

可飽和リアクタトランス１１の制御巻線Ｎ、には、高圧
電源トランス１３Ｈの出力電圧を高圧用分圧抵抗１６Ｒ
により検出して制御回路１６から出力される直流制御電
流が供給されており、負荷変動や上記直流入力電源電圧
の変動に対して、高圧電源トランスｉ３Ｈからの直流出
力電圧が常に一定となるように、制御回路１Ｇによって
可飽和リアクタトランス１１の制御巻線Ｎ、を流れる制
御電流が制御され、２次巻線Ｎ　ＩＩ　Ｉ　、　Ｎ　８
　Ｚのインダクタンスが制御されて、発振駆動回路１４
の発振周波数が制御される。

ここで上記発振駆動回路１４の発振周波数ｒについては
、最も重負荷かつ最小入力電圧のとき、電ａ絶縁トラン
ス１３Ｈの２次側共振周波数ｆ０となるように設定して
最大負荷電力の供給を行い、軽負荷時や入力端子が大の
時に、Δｒの周波数変化によって高電圧の直流出力電圧
を一定に制御することになる。

なお、低圧電源供給側の動作は、上述した高圧供給側と
略同様であるため、説明を省略する。

次に、過電圧保護動作および過電流保護動作について説
明する。

例えば制御回路１６の破壊等により、高圧電源トランス
１３Ｈの２次側高圧出力電圧ＨＶが異常に上昇し、高圧
用分圧抵抗１６Ｒからの分圧出力が上昇したときには、
過電圧保護回路１８が動作して、スイッチ駆動回路３０
のトランジスタ３６のコレクタを接地レヘルとするから
、このトランジスタ３Ｃがオフし、次段のトランジスタ
３７もオフしてリレー３８が遮断され、スイッチ７がオ
フ状態となることにより、過電圧保護が行われる。

また、低圧供給側の過電圧保護回路２８についても同様
に、低圧出力（例えば５■出力）が異常に上昇したとき
にスイッチ駆動回路３０のトランジスタ３６のコレクタ
を接地することにより、過電圧保護を行う。

次に、上述した大画面表示システムの陰掻線管の放電等
によって、負荷側に大電流が流れた場合には、第４図の
矢印に示すように抵抗４１を介して放電？ｉｔ流が流れ
、トランジスタ１６ｅがオンすることによって制御回路
１６の出力段トランジスタ１６ｃがオンする。この制御
回路１６は、上記高圧用の分圧抵抗１６Ｒからの分圧出
力がトランジスタ１６ａのベースに供給されており、こ
のトランジスタ１６ａは、エミッタがツェナダイオード
１６ｂに接続され、コレクタ出力がトランジスタ１６ｃ
のベースに供給されている。トランジスタ１６ｃのコレ
クタ出力は、上記可飽和リアクタトランスｌＮの制御巻
線Ｎｃに供給されており、上記過電流検出時のようなト
ランジスタ１６ｃのオン時には可飽和リアクタトランス
１１の磁束が飽（Ｖ状態となり、スイッチング動作周波
数が急激に上昇するから、高圧電源トランス１３Ｈの共
振特性よｉ＋高圧出力電圧ＨＶが低下し、第５図に示す
ような垂下特性が得られる。

ここで、低圧供給側についても上記高圧側の過電流保護
構成と同様に構成して良いわけであるが、本実施例にお
いては、過電流検出用の抵抗４２からの検出出力を過電
圧保護回路２日に送ってスイッチ駆動回路３０を動作さ
せ、電源を遮断する構成を採用している。

このように、過電流保護については、各電源トランス１
３Ｈ１２３の２次側に過電流検出用の抵抗４１．４２を
それぞれ設け、これらの抵抗４１．４２からの出力をス
イッチング電源装置の制御回路１６．２６あるいは過電
圧保護回路１８．２８等に供給するという極めてＮ単な
構成により実現でき、特性上も、第５図に示すような良
好な垂下特性が得られ、素子等の破壊を未然に防止でき
、’ＡＥの４ｇ　ＪＪｔ性を大幅に高めることができる
。

Ｈ１発明の効果 本発明のスイッチング電源装置によれば、高圧および低
圧の各電源供給側にそれぞれスイッチング用の発振駆動
回路を設け、各可飽和リアクタトランスを各電源トラン
スの１次側励磁電流のスイッチング周波数を制御するた
めに用いて高周波・小振幅動作を可能としているため、
回路構成が簡略化され、トランスの小型軽量化や磁心損
失の低減および制御範囲の拡大が図れる。また、電力変
換効率は９０％程度にまで高めることが容易に可能とな
り、信頼性が高く、電力損失が低減され、電力エネルギ
ーの節減が図れる。同時に、各電源トランスの２次巻線
に過電流検出用の抵抗を設けるという簡単な構成によっ
て、過電流保護動作が確実に行え、装置の信頼性が向上
する。

さらに、電源投入時の突入電流（インラッシュ電流）を
電流制限用抵抗によって大幅に抑制するとともに、定常
動作時には電流制限用抵抗を短絡して電力損失を略０と
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は可飽
和リアクタトランスの一例を示す概略斜視図、第３図は
動作説明のためのタイムチャート、第４図は上記実施例
の要部を取り出して示す回路図、第５図は過電流保護特
性を示すグラフ、第６図は従来のスイッチング電ａ装置
の一例を示す回路図、第７図は従来例の過電流保護構成
を示すグラフである。 １・・・交流入力電源 ２・・・全波整流器 ３・・・平滑コンデンサ ５・・・電流制限用抵抗 ６・・・抵抗短絡用スイッチ ７・　・　・スイッチ １１．２１・・・可飽和リアクタトランス１２．２２・
・・共振コンデンサ １３Ｈ・・高圧電源トランス １３Ｐ・・パワーチョークコイル １４．２４・・・発振駆動回路 １５．２５・・・整流平滑回路 １６．２６・・・制御回路 １６Ｒ・・高圧用分圧抵抗 １８．２８・・・過電圧保護回路 ２０・・・陰極線管 ２３・・・低圧電源トランス ３０・・・スイッチ駆動回路 ３８・・・リレー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流入力電源に接続された第１の直列共振用コンデンサ
   および高圧電源トランスの１次巻線を含む第１の直列共
   振回路と、 この第１の直列共振回路を流れる電流をそれぞれオン、
   オフ駆動するスイッチング素子を有し、このスイッチン
   グ素子の制御端子側に設けられた第１の可飽和リアクタ
   トランスにより発振周波数が制御される第１の発振駆動
   回路と、 上記高圧電源トランスの２次側出力電圧に応じて上記可
   飽和リアクタトランスのインダクタンスを制御し、上記
   発振駆動回路の発振周波数を可変制御する第１の制御回
   路と、 上記直流入力電源に接続された第２の直列共振用コンデ
   ンサおよび低圧電源トランスの１次巻線を含む第２の直
   列共振回路と、 この第２の直列共振回路を流れる電流をそれぞれオン、
   オフ駆動するスイッチング素子を有し、このスイッチン
   グ素子の制御端子側に設けられた第２の可飽和リアクタ
   トランスにより発振周波数が制御される第２の発振駆動
   回路と、 上記低圧電源トランスの２次側出力電圧に応じて上記可
   飽和リアクタトランスのインダクタンスを制御し、上記
   発振駆動回路の発振周波数を可変制御する第２の制御回
   路と、 上記各電源トランスの２次側に設けられた過電流検出抵
   抗を含む過電流保護回路とを具備して成ることを特徴と
   するスイッチング電源装置。