JPWO2004068686A1 - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
本電源装置は、過熱保護レベル及び過電圧保護レベルの正確な設定を可能にすることを課題とし、温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、逆方向漏れ電流が流れるショットキバリアダイオード（Ｄ５２）と、逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータ（Ｚ５１）と、出力端子（８ａ）とコンパレータ（Ｚ５１）の出力端子との間に接続され、コンパレータ（Ｚ５１）の出力電位が低レベルになることにより所定値以上の電流が流れて発光する発光ダイオード（ＰＣ２）とを有し、発光ダイオード（ＰＣ２）の発光に応答してフォトトランジスタ（ＰＣ１）に流れる電流に基づいてターンオンしたサイリスタ（ＴＨ１）により制御回路（１２）の動作を停止する。
Description
本発明は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータといった電源装置に関し、特に電源装置を過熱及び過電圧から保護する技術に関する。
従来、過熱に起因する障害を除去するために、過熱保護回路を備えた電源装置が知られている。この過熱保護回路における温度検出は、サーモスタット、サーミスタ、ポジスタといった高価な温度検出専用の感温素子を用いて行われている。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータの過熱保護回路は、サーミスタ等の感温素子と、感温素子に応答して動作するサイリスタ等の制御素子とを備えており、感温素子によって温度上昇が検出されると、制御素子によって制御電源用コンデンサを放電させることにより制御回路への電源供給を停止し、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させる。
また、過電圧保護回路を備えた電源装置として、フォトカプラを形成する発光ダイオードに抵抗体を並列に接続したものが知られている。この抵抗体には、ツェナーダイオードの高温時における漏れ電流を当該発光ダイオードをバイパスさせて流し且つ電圧検出回路からの電流が設定電流値以上となったときに当該発光ダイオードの起動電圧を確立できる抵抗値をもつものが選択され、高温時における誤動作を防止するようになっている（特開平６−２３３５２８号公報参照）。
ところで、従来の過熱保護回路において、感温素子として使用されているサーモスタット、サーミスタ、ポジスタ等は製造量が少ないこと、また、温度管理がきめ細くなされていること等により高価であり、これらの感温素子を用いた電源装置は必然的に高価になっている。
また、過電圧保護回路を備えた電源装置として、フォトカプラを形成する発光ダイオードに抵抗体を並列に接続したものが知られている。この抵抗体には、ツェナーダイオードの高温時における漏れ電流を当該発光ダイオードをバイパスさせて流し且つ電圧検出回路からの電流が設定電流値以上となったときに当該発光ダイオードの起動電圧を確立できる抵抗値をもつものが選択され、高温時における誤動作を防止するようになっている（特開平６−２３３５２８号公報参照）。
ところで、従来の過熱保護回路において、感温素子として使用されているサーモスタット、サーミスタ、ポジスタ等は製造量が少ないこと、また、温度管理がきめ細くなされていること等により高価であり、これらの感温素子を用いた電源装置は必然的に高価になっている。
本発明の課題は、コストを低減できる電源装置を提供することにある。
本発明は、ショットキバリアダイオードの逆方向電流が例えば１２０°Ｃのような高い温度で急激に増大することに着目し、この特性を利用して過熱保護及び過電圧保護機能を有する電源装置を構成したものである。
即ち、第１の発明は、入力された交流又は直流を別の直流に変換する主回路と、前記主回路を制御する制御回路とを有する電源装置において、温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、逆方向漏れ電流が流れるショットキバリアダイオードと、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が所定値以上になった時に前記制御回路の動作を停止させる制御素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ショットキバリアダイオードを使用して温度変化を検出するので、従来の高価なサーモスタット、サーミスタ、ポジスタを使用した電源装置に比べて大幅にコストの低減を図ることができる。
第２の発明において、前記検出手段は、前記主回路の直流出力端子に接続された発光素子と、この発光素子の発光に応答して電流を流す受光素子と、前記ショットキバリアダイオードと前記発光素子との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に前記発光素子に電流を流す電流制御手段とを有し、前記制御素子は、前記受光素子に流れる電流に基づいて前記制御回路の動作を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、電流制御手段は、ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に発光素子に電流を流すので、過熱保護機能は発光素子及び受光素子の電流伝達比によって影響されず、過熱保護レベル（ラッチ温度）を正確に設定できる。また、ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以下の時は、逆方向漏れ電流は、発光素子に流れ込まないので、過電圧保護回路への逆方向漏れ電流の影響はない。過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定できる。
第３の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記基準電圧以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータとを有し、前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記コンパレータの出力端子との間に接続され、前記コンパレータの出力電位が低レベルになった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第４の発明において、前記コンパレータの出力端子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを有し、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第５の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が基準電圧以上になった時にオンするトランジスタとを有し、前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記トランジスタとの間に接続され、前記トランジスタがオンした時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第６の発明において、前記発光素子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを備え、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第７の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗を有し、前記発光素子は、前記抵抗の両端に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が順方向閾値電圧以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第８の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードと前記抵抗の一端との接続点にアノードが接続されたダイオードとを有し、前記発光素子は、前記ダイオードのカソードと前記抵抗の他端との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記ダイオードの順方向閾値電圧及び前記発光素子の順方向閾値電圧の和以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第９の発明において、前記直流出力端子の正極端と前記発光素子との間に接続されたツェナーダイオードを有し、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第１０の発明において、前記主回路の主電流の通路に接続された整流ダイオードを有し、前記ショットキバリアダイオードと前記整流ダイオードとは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。
第１１の発明において、前記主回路の主電流の通路に接続された電流検出抵抗を有し、前記ショットキバリアダイオードと前記電流検出抵抗とは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。
本発明は、ショットキバリアダイオードの逆方向電流が例えば１２０°Ｃのような高い温度で急激に増大することに着目し、この特性を利用して過熱保護及び過電圧保護機能を有する電源装置を構成したものである。
即ち、第１の発明は、入力された交流又は直流を別の直流に変換する主回路と、前記主回路を制御する制御回路とを有する電源装置において、温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、逆方向漏れ電流が流れるショットキバリアダイオードと、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が所定値以上になった時に前記制御回路の動作を停止させる制御素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ショットキバリアダイオードを使用して温度変化を検出するので、従来の高価なサーモスタット、サーミスタ、ポジスタを使用した電源装置に比べて大幅にコストの低減を図ることができる。
第２の発明において、前記検出手段は、前記主回路の直流出力端子に接続された発光素子と、この発光素子の発光に応答して電流を流す受光素子と、前記ショットキバリアダイオードと前記発光素子との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に前記発光素子に電流を流す電流制御手段とを有し、前記制御素子は、前記受光素子に流れる電流に基づいて前記制御回路の動作を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、電流制御手段は、ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に発光素子に電流を流すので、過熱保護機能は発光素子及び受光素子の電流伝達比によって影響されず、過熱保護レベル（ラッチ温度）を正確に設定できる。また、ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以下の時は、逆方向漏れ電流は、発光素子に流れ込まないので、過電圧保護回路への逆方向漏れ電流の影響はない。過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定できる。
第３の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記基準電圧以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータとを有し、前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記コンパレータの出力端子との間に接続され、前記コンパレータの出力電位が低レベルになった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第４の発明において、前記コンパレータの出力端子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを有し、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第５の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が基準電圧以上になった時にオンするトランジスタとを有し、前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記トランジスタとの間に接続され、前記トランジスタがオンした時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第６の発明において、前記発光素子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを備え、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第７の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗を有し、前記発光素子は、前記抵抗の両端に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が順方向閾値電圧以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第８の発明において、前記電流制御手段は、前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、前記ショットキバリアダイオードと前記抵抗の一端との接続点にアノードが接続されたダイオードとを有し、前記発光素子は、前記ダイオードのカソードと前記抵抗の他端との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記ダイオードの順方向閾値電圧及び前記発光素子の順方向閾値電圧の和以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする。
第９の発明において、前記直流出力端子の正極端と前記発光素子との間に接続されたツェナーダイオードを有し、前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする。
第１０の発明において、前記主回路の主電流の通路に接続された整流ダイオードを有し、前記ショットキバリアダイオードと前記整流ダイオードとは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。
第１１の発明において、前記主回路の主電流の通路に接続された電流検出抵抗を有し、前記ショットキバリアダイオードと前記電流検出抵抗とは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする。
図１は、第１実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図２は、第１実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードの温度と逆方向電流との関係を示す特性図である。
図３は、第１実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードと整流ダイオードとの複合部品を概略的に示す正面図である。
図４は、第２実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図５は、第３実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図６は、第４実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図７は、第５実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図８は、第６実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図９は、第６実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードと抵抗との複合部品を概略的に示す正面図である。
図１０は、第７実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図１１は、第８実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図１２は、第９実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図２は、第１実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードの温度と逆方向電流との関係を示す特性図である。
図３は、第１実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードと整流ダイオードとの複合部品を概略的に示す正面図である。
図４は、第２実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図５は、第３実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図６は、第４実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図７は、第５実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図８は、第６実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図９は、第６実施形態の電源装置で使用されるショットキバリアダイオードと抵抗との複合部品を概略的に示す正面図である。
図１０は、第７実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図１１は、第８実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
図１２は、第９実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
以下、本発明実施形態の電源装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
この電源装置は、交流入力端子１ａ及び１ｂを介して商用の交流電源１に接続された入力段の整流平滑回路２を有する。整流平滑回路２は、ダイオードブリッジ整流回路３と入力段の平滑コンデンサＣ１とからなる。ダイオードブリッジ整流回路３の入力端子は交流入力端子１ａ及び１ｂに接続され、出力端子は一対の直流ライン４ａ及び４ｂに接続されている。平滑コンデンサＣ１は、直流ライン４ａ及び４ｂ間に接続されている。整流平滑回路２は、交流電源１から交流入力端子１ａ及び１ｂを介して印加される交流電圧を直流電圧に変換する。
直流ライン４ａ及び４ｂ間には、整流平滑回路２の出力電圧の安定化又はレベル変換を行うために、トランス５の１次巻線Ｎ１を介して電界効果トランジスタから成るスイッチＱ１が接続されている。
トランス５は、１次巻線Ｎ１にコア６を介して電磁結合された２次巻線Ｎ２及び補助巻線Ｎ３を有する。２次巻線Ｎ２は、出力段の整流平滑回路７を介して負荷８に接続される。整流平滑回路７は、整流ダイオードＤ５１と平滑コンデンサＣ５１とからなる。平滑コンデンサＣ５１は整流ダイオードＤ５１を介して２次巻線Ｎ２に並列に接続されている。２次巻線Ｎ２及び整流ダイオードＤ５１の極性は、スイッチＱ１がオフになっている期間に整流ダイオードＤ５１が導通するように決定されている。負荷８を接続するための一対の直流出力端子８ａ及び８ｂは平滑コンデンサＣ５１の両端に接続されている。整流平滑回路７は、２次巻線Ｎ２に誘起された電圧を直流電圧に変換して一対の直流出力端子８ａ及び８ｂに出力する。なお、スイッチＱ１がオンになっている期間に整流ダイオードＤ５１が導通するように構成することもできる。入力段の整流平滑回路２、トランス５、スイッチＱ１及び出力段の整流平滑回路７は、本発明の主回路に対応する。
また、整流平滑回路７の出力側には、過熱及び過電圧保護装置の一部を構成する第１回路１６ａが設けられている。第１回路１６ａは、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂ間に、ツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との第１直列回路と、ツェナーダイオードＤ５３及び抵抗Ｒ５４に対して並列に接続された、小信号用のショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２との第２直列回路とから構成されている。発光ダイオードＰＣ２は、本発明の発光素子に対応し、フォトカプラの一部である。
ショットキバリアダイオードＤ５２は、周知のようにシリコン又は３−５族化合物半導体とショットキーバリア電極とから成り、ショットキーバリアによる整流特性を有する。このショットキバリアダイオードＤ５２のカソードは、逆バイアスになるように、整流平滑回路７の正電圧の出力端子（つまり直流出力端子８ａ）に接続されており、アノードは、抵抗Ｒ５２及び発光ダイオードＰＣ２を介して整流平滑回路７の負電圧の出力端子（つまり直流出力端子８ｂ）に接続されている。
本発明は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向漏れ電流、即ち逆方向電流Ｉｒが、特定温度範囲、例えば１１０〜１３０°Ｃで図２に示すように急激に増大することに着目してなされた。ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが急激に増大する特定温度範囲１１０〜１３０°Ｃは、過熱保護開始の温度に相当する。電源装置の発煙及び発火を防ぐためには、発煙及び発火が生じる恐れのある温度よりも少し低い温度を検出し、その動作を停止することが望ましい。ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが急激に変化する特定温度範囲１１０〜１３０°Ｃは発煙及び発火を防止する温度として望ましい値である。
ショットキバリアダイオードＤ５２は、電源装置のケース内の任意の場所又は過熱する恐れのある場所又はこの近くに配置される。第１の実施の形態では、ショットキバリアダイオードＤ５２は、電源装置の主電流が流れる整流ダイオードＤ５１に熱的に結合されている。具体的には、ショットキバリアダイオードＤ５２と整流ダイオードＤ５１は、図３に示すように、熱伝導性の高い支持体２９を通じて機械的に一体化され、複合部品２８を構成している。なお、絶縁性包囲体によってショットキバリアダイオードＤ５２と整流ダイオードＤ５１とを一体化してもよい。また、周知のＴＯ−２２０又はＴＯ−３Ｐのパッケージを使用して複合部品２８を構成してもよい。
トランス５の補助巻線Ｎ３には、制御電源用の整流平滑回路９が接続されている。この整流平滑回路９は、整流ダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ３とからなる。平滑コンデンサＣ３は整流ダイオードＤ４を介して補助巻線Ｎ３に並列に接続されている。なお、整流ダイオードＤ４及び補助巻線Ｎ３の極性は、スイッチＱ１がオフになっている期間に整流ダイオードＤ４が導通するように決定されている。
スイッチＱ１をオン及びオフ制御するために、スイッチＱ１の制御端子（ゲート）に制御回路１２が接続されている。制御回路１２は、制御電源電圧が供給される第１電源端子１３及び第２電源端子１４と、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を出力する出力端子１５とを有し、出力端子１５からのＰＷＭ制御信号はスイッチＱ１の制御端子に供給される。
制御回路１２に直流電圧を供給するために制御電源用コンデンサＣ２が設けられており、この制御電源用コンデンサＣ２の一端及び他端は制御回路１２の第１電源端子１３及び第２電源端子１４にそれぞれ接続されている。制御電源用コンデンサＣ２は、起動時充電回路として機能する起動抵抗Ｒ１を介して一対の直流ライン４ａ及び４ｂ間に接続されている。制御電源用コンデンサＣ２の起動後の充電回路として機能する整流平滑回路９は、過熱及び過電圧保護装置の他の一部を構成する第２回路１６ｂに含まれているトランジスタＱ２とダイオードＤ１とを介して制御電源用コンデンサＣ２に並列に接続されている。
第２回路１６ｂは、フォトトランジスタＰＣ１、サイリスタＴＨ１、トランジスタＱ２、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５からなる。フォトトランジスタＰＣ１は、本発明の受光素子に対応し、フォトカプラの他の一部である。第１回路１６ａの発光ダイオードＰＣ２と第２回路１６ｂのフォトトランジスタＰＣ１とは光結合される。また、サイリスタＴＨ１は、本発明の制御素子に対応し、導通保持機能を有する。
サイリスタＴＨ１の一方の主端子（アノード）は抵抗Ｒ３を介して制御電源用コンデンサＣ２の一端及び制御回路１２の第１電源端子１３に接続され、サイリスタＴＨ１の他方の主端子（カソード）は制御電源用コンデンサＣ２の他端及び制御回路１２の第２電源端子１４に接続されている。過熱保護用補助スイッチ及び定電圧制御素子として機能するｎｐｎ型トランジスタＱ２のコレクタは直流ライン９ａに接続され、エミッタはダイオードＤ１を介して制御電源用コンデンサＣ２の一端に接続され、ベースは抵抗Ｒ４を介して直流ライン９ａに接続されている。整流平滑回路９の一対の直流ライン９ａ及び９ｂ間の電圧が制御電源用コンデンサＣ２の電圧よりも高い時に、トランジスタＱ２及びダイオードＤ１が導通して制御電源用コンデンサＣ２に充電電流が流れる。サイリスタＴＨ１とトランジスタＱ２とを関係付けるためにダイオードＤ２がトランジスタＱ２のベースとサイリスタＴＨ１のアノードとの間に接続されている。トランジスタＱ２はサイリスタＴＨ１がオンになっている時にオフになる。
次に、このように構成される第１実施形態の電源装置の動作を説明する。
まず、電源装置の一般的な動作を説明する。交流入力端子１ａ及び１ｂに交流電源１を接続するか、又は交流電源１が接続された状態で図示が省略されている電源スイッチをオンにすると、起動抵抗Ｒ１を介して制御電源用コンデンサＣ２が充電される。制御電源用コンデンサＣ２の電圧が所定値まで上昇すると、制御回路１２からスイッチＱ１に対してＰＷＭ制御信号の供給が開始される。スイッチＱ１のオン期間には整流ダイオードＤ５１及び整流ダイオードＤ４が非導通であり、トランス５にエネルギが蓄積される。スイッチＱ１のオフ期間にトランス５の蓄積エネルギが放出され、整流ダイオードＤ５１を介して平滑コンデンサＣ５１が充電され、且つ整流ダイオードＤ４を介して平滑コンデンサＣ３が充電される。
図示は省略されているが、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の直流出力電圧を検出する周知の出力電圧検出回路が設けられており、制御回路１２は、出力電圧検出回路の出力に応答して出力電圧を一定にするようなＰＷＭパルスを形成し、スイッチＱ１に供給する。このため、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧、即ち平滑コンデンサＣ５１の両端の電圧が一定になり、且つ整流平滑回路９の平滑コンデンサＣ３の電圧も一定になる。平滑コンデンサＣ３の両端の電圧が制御電源用コンデンサＣ２の両端電圧よりも高くなると、補助スイッチとしてのトランジスタＱ２及びダイオードＤ１が導通し、制御電源用コンデンサＣ２が整流平滑回路９の出力電圧によって充電される。
次に、過熱保護の動作について説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２は、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂ間に、逆バイアスになるように、抵抗Ｒ５２及び発光ダイオードＰＣ２を介して接続されている。整流ダイオードＤ５１及びこれに熱結合されたショットキバリアダイオードＤ５２の温度が所定温度（例えば１２０°Ｃ）以下の時にはショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは小さいので、発光ダイオードＰＣ２の光出力も弱く、フォトトランジスタＰＣ１を介してサイリスタＴＨ１を導通状態に転換できない。従って、スイッチＱ１は正常にオン・オフ動作を繰り返す。
これに対して、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が所定温度を越えると、逆方向電流Ｉｒが大きくなり、発光ダイオードＰＣ２の光出力が強くなる。
これにより、フォトトランジスタＰＣ１の電流も増大し、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れる。サイリスタＴＨ１のトリガ電流は、フォトトランジスタＰＣ１を介してサイリスタＴＨ１のゲートからカソードに向って注入され、サイリスタＴＨ１がターンオンする。サイリスタＴＨ１は、周知のように、一旦ターンオンすると、保持電流以下になるまでオン状態を保持する。
ショットキバリアダイオードＤ５２の過熱検出に基づいてサイリスタＴＨ１がオンになると、ダイオードＤ２が順バイアスされてオン状態になり、トランジスタＱ２がオフ状態になる。これにより、整流平滑回路９から制御電源用コンデンサＣ２に供給されていた充電電流が遮断される。同時に、抵抗Ｒ３を介してサイリスタＴＨ１が制御電源用コンデンサＣ２の両端を短絡するため、制御電源用コンデンサＣ２の電荷が抵抗Ｒ３及びサイリスタＴＨ１を通して放出される。その結果、制御電源用コンデンサＣ２の両端の電圧が低下し、制御回路１２の第１電源端子１３及び第２電源端子１４間の電圧も低下する。これにより、制御回路１２によってスイッチＱ１をオン・オフすることが不可能になり、整流平滑回路２からの直流電圧のスイッチングが停止状態になる。以上の動作により、整流ダイオードＤ５１の過熱保護が達成される。
サイリスタＴＨ１には、起動抵抗Ｒ１を介して保持電流が流れ続けるので、交流入力端子１ａ及び１ｂを交流電源１から切り離すか、又は図示が省略されている電源スイッチをオフにするまで過熱保護状態が維持される。交流電源１の切り離し又は電源スイッチのオフ操作によって、サイリスタＴＨ１もオフになる。過熱状態が解消されていれば、交流電源１からの電力供給を再開してもサイリスタＴＨ１のオフ状態が維持されるので、再びショットキバリアダイオードＤ５２による過熱保護が可能になる。
次に、過電圧保護の動作について説明する。電源装置が正常に動作し、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧が所定範囲にある時はツェナーダイオードＤ５３が非導通である。従って、フォトトランジスタＰＣ１も非導通であり、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れない。
一方、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧が何らかの原因で所定範囲を越えるとツェナーダイオードＤ５３が導通し、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れる。
これにより、発光ダイオードＰＣ２は発光するので、フォトトランジスタＰＣ１も導通し、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れる。この結果、サイリスタＴＨ１がターンオンしてスイッチＱ１のオン・オフ動作が停止し、負荷８が過電圧から保護される。
このように、第１実施形態の電源装置によれば、比較的安価な小信号用のショットキバリアダイオードＤ５２を温度検出素子として使用して過熱保護を達成できるので、電源装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。
また、サイリスタＴＨ１によって制御電源用コンデンサＣ２の放電回路を形成すると共にトランジスタＱ２をオフにして充電電流を遮断するので、迅速な過熱保護を達成できる。
更に、発光ダイオードＰＣ２を共用して過熱及び過電圧保護回路を実現しているので、コストの大幅な低減を図ることができる。また、整流ダイオードＤ５１とショットキバリアダイオードＤ５２とは一体化された複合部品として構成されているので、両者の熱結合を密にすることができると共に、正確に熱結合させることができる。
（第２の実施の形態）
第２実施形態の電源装置は、上述した第１実施形態の電源装置を改良したものである。
第１実施形態の電源装置では、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの検出は、フォトカプラ（発光ダイオードＰＣ２及びフォトトランジスタＰＣ１）を介して一次側で行っていると考えることができる。
このため、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの検出結果は、フォトカプラの電流伝達比（ＣＴＲ）に大きく影響されてしまう。一般に、フォトカプラのＣＴＲはバラツキが大きい。このため、上述したように構成される第１実施形態の電源装置では、過熱保護レベル（ラッチ温度）がばらついてしまう。また、ＣＴＲは温度、順方向電流によっても異なるので、ラッチ温度の設定は非常に困難になる。
また、第１実施形態の電源装置では、発光ダイオードＰＣ２を流れる電流は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流ＩｒとツェナーダイオードＤ５３を流れる電流の和になるので、温度によるショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの変化により、過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化してしまう。
第２実施形態の電源装置は、このような第１実施形態の電源装置が有する問題を解消するために、過熱保護回路をフォトカプラのＣＴＲによって影響されない構成にし、また、過熱を検出するショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが、過電圧保護回路の過電圧を検出するツェナーダイオードＤ５３に流れる電流に影響を及ぼさない構成にしている。
図４は第２実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第１実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第２実施形態の電源装置では、第１回路１６ａ１の構成及び動作が、第１実施形態の第１回路１６ａとは異なる。即ち、第１回路１６ａ１は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続された発光ダイオードＰＣ２と抵抗Ｒ５４とツェナーダイオードＤ５３とからなる直列回路と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３と、コンパレータＺ５１とから構成されている。
コンパレータＺ５１の反転入力端子（−）は、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点に接続され、非反転入力端子（＋）は、基準電圧Ｖｒｅｆを供給する電源に接続されている。また、コンパレータＺ５１の出力端子は、抵抗Ｒ５４とツェナーダイオードＤ５３との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第２実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加すると、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が増大し、コンパレータＺ５１の反転入力端子に印加される電圧が上昇する。反転入力端子に印加される電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆ以上になると、コンパレータＺ５１の出力端子の電位がＬレベル（低レベル）になり、電流を引き込む状態になる。これにより、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光し、第１実施形態の電源装置と同様の動作で、サイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
この第１回路１６ａ１において、発光ダイオードＰＣ２には、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さいときには電流は流れず、基準電圧Ｖｒｅｆ以上のときには抵抗Ｒ５４によって決定される一定の電流が流れる。従って、サイリスタＴＨ１をターンオンさせるのに十分な電流がフォトトランジスタＰＣ１に流れるように、抵抗Ｒ５４の抵抗値を設計しておけば、ＣＴＲのばらつきによるラッチ温度のばらつきはなくなる。
第１回路１６ａ１においては、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さい時は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れ込まない。従って、第１回路１６ａ１が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響を受けない。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第２実施形態の電源装置によれば、上述した第１実施形態の電源装置による効果に加え、過熱及び過電圧保護回路は、フォトカプラのＣＴＲによって影響されず、また、過熱を検出するショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが、過電圧を検出するツェナーダイオードＤ５３に流れる電流に影響を及ぼさないので、過熱保護レベル（ラッチ温度）及び過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定することができる。
（第３の実施の形態）
第３実施形態の電源装置は、第２実施形態の電源装置の第１回路１６ａ１に含まれるコンパレータＺ５１をトランジスタで置き換えたものである。
図５は第３実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第２実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続された発光ダイオードＰＣ２とツェナーダイオードＤ５３とからなる直列回路と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３と、ツェナーダイオードＤ５３に並列に接続された抵抗Ｒ５４とｎｐｎ型トランジスタＱ５１とからなる直列回路とから構成されている。トランジスタＱ５１のベースは、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第３実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加すると、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が増加する。この電圧がトランジスタＱ５１のベース−エミッタ間閾値電圧以上になると、トランジスタＱ５１がオンになる。これにより、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光し、第１実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
第１回路１６ａ２においては、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がトランジスタＱ５１のベース−エミッタ間閾値電圧より小さいときはトランジスタＱ５１はオフになっており、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れ込まない。従って、第１回路１６ａ１が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響は受けない。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第３実施形態の電源装置によれば、上述した第２実施形態の電源装置と同様の効果に加え、コンパレータＺ５１の代わりにトランジスタＱ５１を用いたので、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する必要がなく、回路構成が簡単になる。
なお、トランジスタＱ５１の代わりに、ＦＥＴ、シャントレギュレータなどを用いることができる。この場合も、上述したトランジスタＱ５１を用いた場合と同様の作用及び効果を奏する。
（第４の実施の形態）
第４実施形態の電源装置は、第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２に含まれるトランジスタＱ５１を取り除き、発光ダイオードＰＣ２を負電圧側（直流出力端子８ｂ側）に接続したものである。
図６は第４実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第３実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２とからなる直列回路とから構成されている。抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点は、抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第４実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加し、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
第４実施形態の電源装置によれば、コンパレータやトランジスタといった能動素子は不要であるので、電源装置の更なる低コスト化及び小型化を図ることができる。
（第５の実施の形態）
第５実施形態の電源装置は、第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３の抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点と、抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との接続点との間にダイオードＤ５４を挿入したものである。
上述した第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３であっても、ツェナーダイオードＤ５３及び抵抗Ｒ５４が直流出力端子８ａ側から発光ダイオードＰＣ２に接続されていることにより過電圧保護回路と兼用できるが、抵抗Ｒ５１に常にショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが流れているので、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度に起因して過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化するという問題がある。
具体的には、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される直流電圧が過電圧状態になって、ツェナーダイオードＤ５３がオンすると、ツェナーダイオードＤ５３を流れる電流は、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以下のときは、全て抵抗Ｒ５１に流れる。従って、抵抗Ｒ５１に発生する電圧はショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流ＩｒとツェナーダイオードＤ５３を流れる電流の和により決まるので、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度に起因して過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化する。第５実施形態の電源装置は、この問題を解消するものである。
図７は第５実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第４実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第５実施形態の電源装置の第１回路１６ａ４は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２とからなる直列回路と、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点にアノードが接続され、抵抗Ｒ４と発光ダイオードＰＣ２との接続点にカソードが接続されたダイオードＤ５４と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３とから構成されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第５実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加し、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がダイオードＤ５４と発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧の和以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によって、サイリスタＴＨ１がターンオンされ、制御回路１２の動作が停止される。
また、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される直流電圧が過電圧状態になってツェナーダイオードＤ５３がオンになると、ツェナーダイオードＤ５３を通って抵抗Ｒ５３に電流が流れる。この抵抗Ｒ５３に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によって、サイリスタＴＨ１がターンオンされ、制御回路１２の動作が停止される。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第５実施形態の電源装置によれば、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がダイオードＤ５４と発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧の和以下のときは、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れないので、第１回路１６ａ４が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響は受けない。
（第６の実施の形態）
第６実施形態の電源装置は、第２実施形態の電源装置の第１回路１６ａ１に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図８は第６実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第２実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図８において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第２実施形態の電源装置（図４参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、熱結合を正確且つ密にするために、図９に示すような、機械的に一体化された複合部品３１に構成されている。
なお、絶縁性包囲体によってショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とを一体化してもよい。また、周知のＴＯ−２２０又はＴＯ−３Ｐのパッケージを使用して複合部品３１を構成してもよい。
この第６実施形態の電源装置によれば、第２実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第７の実施の形態）
第７実施形態の電源装置は、第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１０は第７実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第３実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１０において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第３実施形態の電源装置（図５参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
第７実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第７実施形態の電源装置によれば、第３実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第８の実施の形態）
第８実施形態の電源装置は、第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１１は第８実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第４実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１１において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第４実施形態の電源装置（図６参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
第８実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第８実施形態の電源装置によれば、第４実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第９の実施の形態）
第９実施形態の電源装置は、第５実施形態の電源装置の第１回路１６ａ４に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１２は第９実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第５実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１２において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第５実施形態の電源装置（図７参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
この第９実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第９実施形態の電源装置によれば、第５実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
本発明は上述した第１〜第９の実施の形態に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能である。
（１）ショットキバリアダイオードＤ５２は、１次巻線Ｎ１に直列に接続された図示されていない電流検出抵抗、ダイオードブリッジ整流回路３に含まれるダイオード、平滑コンデンサＣ１、制御電源用コンデンサＣ２等に熱結合させることができる。この場合、ショットキバリアダイオードＤ５２をダイオードに熱結合させる時には、図３に示した複合部品２８を使用することができる。また、ショットキバリアダイオードＤ５２を抵抗に熱結合させる時には図９に示した複合部品３１を使用することができる。
（２）１つのショットキバリアダイオードＤ５２の代りに複数のショットキバリアダイオードを並列に接続し、複数のショットキバリアダイオードの各々を電源装置に含まれる抵抗、ダイオード、コンデンサ等に熱結合させることができる。
（３）トランス５に複数の２次巻線Ｎ２を設け、複数の負荷に電力を供給するように構成し、各負荷回路に対して第１回路１６ａに相当するものを設け、複数の第１回路１６ａの光出力を１つのフォトトランジスタＰＣ１に与えるように構成することができる。
（４）トランジスタＱ２、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ４の回路を省略し、直流ライン９ａを制御電源用コンデンサＣ２に直接に接続することができる。
（５）制御素子としてのサイリスタＴＨ１の代りに保持機能を有する別の制御スイッチ素子又は制御スイッチ回路を使用することができる。
（６）第１〜第９実施形態の電源装置に限らず、全ての電気回路装置に本発明を適用することができる。
（７）サイリスタＴＨ１のカソード側又はアノード側に発光素子又はブザーを接続し、過熱によってサイリスタＴＨ１が導通した時に発光素子を発光又はブザーを作動させ、過熱状態を使用者に報知することができる。
（８）過熱及び過電圧保護回路を構成する第１回路１６ａ及び第２回路１６ｂの全部又は一部をまとめて１つの部品として一体的に構成することができる。
（９）ファーストリカバリダイオード（ＦＲＤ）など温度により逆方向漏れ電流が変化する素子であれば、ショットキバリアダイオードＤ５２に代替して適用することができる。
以上、説明したように、本発明によれば、大幅にコストの低減を図ることができ、また、過熱保護レベル（ラッチ温度）及び過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定できる電源装置を提供することができる。
（第１の実施の形態）
図１は第１実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。
この電源装置は、交流入力端子１ａ及び１ｂを介して商用の交流電源１に接続された入力段の整流平滑回路２を有する。整流平滑回路２は、ダイオードブリッジ整流回路３と入力段の平滑コンデンサＣ１とからなる。ダイオードブリッジ整流回路３の入力端子は交流入力端子１ａ及び１ｂに接続され、出力端子は一対の直流ライン４ａ及び４ｂに接続されている。平滑コンデンサＣ１は、直流ライン４ａ及び４ｂ間に接続されている。整流平滑回路２は、交流電源１から交流入力端子１ａ及び１ｂを介して印加される交流電圧を直流電圧に変換する。
直流ライン４ａ及び４ｂ間には、整流平滑回路２の出力電圧の安定化又はレベル変換を行うために、トランス５の１次巻線Ｎ１を介して電界効果トランジスタから成るスイッチＱ１が接続されている。
トランス５は、１次巻線Ｎ１にコア６を介して電磁結合された２次巻線Ｎ２及び補助巻線Ｎ３を有する。２次巻線Ｎ２は、出力段の整流平滑回路７を介して負荷８に接続される。整流平滑回路７は、整流ダイオードＤ５１と平滑コンデンサＣ５１とからなる。平滑コンデンサＣ５１は整流ダイオードＤ５１を介して２次巻線Ｎ２に並列に接続されている。２次巻線Ｎ２及び整流ダイオードＤ５１の極性は、スイッチＱ１がオフになっている期間に整流ダイオードＤ５１が導通するように決定されている。負荷８を接続するための一対の直流出力端子８ａ及び８ｂは平滑コンデンサＣ５１の両端に接続されている。整流平滑回路７は、２次巻線Ｎ２に誘起された電圧を直流電圧に変換して一対の直流出力端子８ａ及び８ｂに出力する。なお、スイッチＱ１がオンになっている期間に整流ダイオードＤ５１が導通するように構成することもできる。入力段の整流平滑回路２、トランス５、スイッチＱ１及び出力段の整流平滑回路７は、本発明の主回路に対応する。
また、整流平滑回路７の出力側には、過熱及び過電圧保護装置の一部を構成する第１回路１６ａが設けられている。第１回路１６ａは、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂ間に、ツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との第１直列回路と、ツェナーダイオードＤ５３及び抵抗Ｒ５４に対して並列に接続された、小信号用のショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２との第２直列回路とから構成されている。発光ダイオードＰＣ２は、本発明の発光素子に対応し、フォトカプラの一部である。
ショットキバリアダイオードＤ５２は、周知のようにシリコン又は３−５族化合物半導体とショットキーバリア電極とから成り、ショットキーバリアによる整流特性を有する。このショットキバリアダイオードＤ５２のカソードは、逆バイアスになるように、整流平滑回路７の正電圧の出力端子（つまり直流出力端子８ａ）に接続されており、アノードは、抵抗Ｒ５２及び発光ダイオードＰＣ２を介して整流平滑回路７の負電圧の出力端子（つまり直流出力端子８ｂ）に接続されている。
本発明は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向漏れ電流、即ち逆方向電流Ｉｒが、特定温度範囲、例えば１１０〜１３０°Ｃで図２に示すように急激に増大することに着目してなされた。ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが急激に増大する特定温度範囲１１０〜１３０°Ｃは、過熱保護開始の温度に相当する。電源装置の発煙及び発火を防ぐためには、発煙及び発火が生じる恐れのある温度よりも少し低い温度を検出し、その動作を停止することが望ましい。ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが急激に変化する特定温度範囲１１０〜１３０°Ｃは発煙及び発火を防止する温度として望ましい値である。
ショットキバリアダイオードＤ５２は、電源装置のケース内の任意の場所又は過熱する恐れのある場所又はこの近くに配置される。第１の実施の形態では、ショットキバリアダイオードＤ５２は、電源装置の主電流が流れる整流ダイオードＤ５１に熱的に結合されている。具体的には、ショットキバリアダイオードＤ５２と整流ダイオードＤ５１は、図３に示すように、熱伝導性の高い支持体２９を通じて機械的に一体化され、複合部品２８を構成している。なお、絶縁性包囲体によってショットキバリアダイオードＤ５２と整流ダイオードＤ５１とを一体化してもよい。また、周知のＴＯ−２２０又はＴＯ−３Ｐのパッケージを使用して複合部品２８を構成してもよい。
トランス５の補助巻線Ｎ３には、制御電源用の整流平滑回路９が接続されている。この整流平滑回路９は、整流ダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ３とからなる。平滑コンデンサＣ３は整流ダイオードＤ４を介して補助巻線Ｎ３に並列に接続されている。なお、整流ダイオードＤ４及び補助巻線Ｎ３の極性は、スイッチＱ１がオフになっている期間に整流ダイオードＤ４が導通するように決定されている。
スイッチＱ１をオン及びオフ制御するために、スイッチＱ１の制御端子（ゲート）に制御回路１２が接続されている。制御回路１２は、制御電源電圧が供給される第１電源端子１３及び第２電源端子１４と、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を出力する出力端子１５とを有し、出力端子１５からのＰＷＭ制御信号はスイッチＱ１の制御端子に供給される。
制御回路１２に直流電圧を供給するために制御電源用コンデンサＣ２が設けられており、この制御電源用コンデンサＣ２の一端及び他端は制御回路１２の第１電源端子１３及び第２電源端子１４にそれぞれ接続されている。制御電源用コンデンサＣ２は、起動時充電回路として機能する起動抵抗Ｒ１を介して一対の直流ライン４ａ及び４ｂ間に接続されている。制御電源用コンデンサＣ２の起動後の充電回路として機能する整流平滑回路９は、過熱及び過電圧保護装置の他の一部を構成する第２回路１６ｂに含まれているトランジスタＱ２とダイオードＤ１とを介して制御電源用コンデンサＣ２に並列に接続されている。
第２回路１６ｂは、フォトトランジスタＰＣ１、サイリスタＴＨ１、トランジスタＱ２、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５からなる。フォトトランジスタＰＣ１は、本発明の受光素子に対応し、フォトカプラの他の一部である。第１回路１６ａの発光ダイオードＰＣ２と第２回路１６ｂのフォトトランジスタＰＣ１とは光結合される。また、サイリスタＴＨ１は、本発明の制御素子に対応し、導通保持機能を有する。
サイリスタＴＨ１の一方の主端子（アノード）は抵抗Ｒ３を介して制御電源用コンデンサＣ２の一端及び制御回路１２の第１電源端子１３に接続され、サイリスタＴＨ１の他方の主端子（カソード）は制御電源用コンデンサＣ２の他端及び制御回路１２の第２電源端子１４に接続されている。過熱保護用補助スイッチ及び定電圧制御素子として機能するｎｐｎ型トランジスタＱ２のコレクタは直流ライン９ａに接続され、エミッタはダイオードＤ１を介して制御電源用コンデンサＣ２の一端に接続され、ベースは抵抗Ｒ４を介して直流ライン９ａに接続されている。整流平滑回路９の一対の直流ライン９ａ及び９ｂ間の電圧が制御電源用コンデンサＣ２の電圧よりも高い時に、トランジスタＱ２及びダイオードＤ１が導通して制御電源用コンデンサＣ２に充電電流が流れる。サイリスタＴＨ１とトランジスタＱ２とを関係付けるためにダイオードＤ２がトランジスタＱ２のベースとサイリスタＴＨ１のアノードとの間に接続されている。トランジスタＱ２はサイリスタＴＨ１がオンになっている時にオフになる。
次に、このように構成される第１実施形態の電源装置の動作を説明する。
まず、電源装置の一般的な動作を説明する。交流入力端子１ａ及び１ｂに交流電源１を接続するか、又は交流電源１が接続された状態で図示が省略されている電源スイッチをオンにすると、起動抵抗Ｒ１を介して制御電源用コンデンサＣ２が充電される。制御電源用コンデンサＣ２の電圧が所定値まで上昇すると、制御回路１２からスイッチＱ１に対してＰＷＭ制御信号の供給が開始される。スイッチＱ１のオン期間には整流ダイオードＤ５１及び整流ダイオードＤ４が非導通であり、トランス５にエネルギが蓄積される。スイッチＱ１のオフ期間にトランス５の蓄積エネルギが放出され、整流ダイオードＤ５１を介して平滑コンデンサＣ５１が充電され、且つ整流ダイオードＤ４を介して平滑コンデンサＣ３が充電される。
図示は省略されているが、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の直流出力電圧を検出する周知の出力電圧検出回路が設けられており、制御回路１２は、出力電圧検出回路の出力に応答して出力電圧を一定にするようなＰＷＭパルスを形成し、スイッチＱ１に供給する。このため、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧、即ち平滑コンデンサＣ５１の両端の電圧が一定になり、且つ整流平滑回路９の平滑コンデンサＣ３の電圧も一定になる。平滑コンデンサＣ３の両端の電圧が制御電源用コンデンサＣ２の両端電圧よりも高くなると、補助スイッチとしてのトランジスタＱ２及びダイオードＤ１が導通し、制御電源用コンデンサＣ２が整流平滑回路９の出力電圧によって充電される。
次に、過熱保護の動作について説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２は、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂ間に、逆バイアスになるように、抵抗Ｒ５２及び発光ダイオードＰＣ２を介して接続されている。整流ダイオードＤ５１及びこれに熱結合されたショットキバリアダイオードＤ５２の温度が所定温度（例えば１２０°Ｃ）以下の時にはショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは小さいので、発光ダイオードＰＣ２の光出力も弱く、フォトトランジスタＰＣ１を介してサイリスタＴＨ１を導通状態に転換できない。従って、スイッチＱ１は正常にオン・オフ動作を繰り返す。
これに対して、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が所定温度を越えると、逆方向電流Ｉｒが大きくなり、発光ダイオードＰＣ２の光出力が強くなる。
これにより、フォトトランジスタＰＣ１の電流も増大し、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れる。サイリスタＴＨ１のトリガ電流は、フォトトランジスタＰＣ１を介してサイリスタＴＨ１のゲートからカソードに向って注入され、サイリスタＴＨ１がターンオンする。サイリスタＴＨ１は、周知のように、一旦ターンオンすると、保持電流以下になるまでオン状態を保持する。
ショットキバリアダイオードＤ５２の過熱検出に基づいてサイリスタＴＨ１がオンになると、ダイオードＤ２が順バイアスされてオン状態になり、トランジスタＱ２がオフ状態になる。これにより、整流平滑回路９から制御電源用コンデンサＣ２に供給されていた充電電流が遮断される。同時に、抵抗Ｒ３を介してサイリスタＴＨ１が制御電源用コンデンサＣ２の両端を短絡するため、制御電源用コンデンサＣ２の電荷が抵抗Ｒ３及びサイリスタＴＨ１を通して放出される。その結果、制御電源用コンデンサＣ２の両端の電圧が低下し、制御回路１２の第１電源端子１３及び第２電源端子１４間の電圧も低下する。これにより、制御回路１２によってスイッチＱ１をオン・オフすることが不可能になり、整流平滑回路２からの直流電圧のスイッチングが停止状態になる。以上の動作により、整流ダイオードＤ５１の過熱保護が達成される。
サイリスタＴＨ１には、起動抵抗Ｒ１を介して保持電流が流れ続けるので、交流入力端子１ａ及び１ｂを交流電源１から切り離すか、又は図示が省略されている電源スイッチをオフにするまで過熱保護状態が維持される。交流電源１の切り離し又は電源スイッチのオフ操作によって、サイリスタＴＨ１もオフになる。過熱状態が解消されていれば、交流電源１からの電力供給を再開してもサイリスタＴＨ１のオフ状態が維持されるので、再びショットキバリアダイオードＤ５２による過熱保護が可能になる。
次に、過電圧保護の動作について説明する。電源装置が正常に動作し、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧が所定範囲にある時はツェナーダイオードＤ５３が非導通である。従って、フォトトランジスタＰＣ１も非導通であり、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れない。
一方、直流出力端子８ａ及び８ｂ間の電圧が何らかの原因で所定範囲を越えるとツェナーダイオードＤ５３が導通し、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れる。
これにより、発光ダイオードＰＣ２は発光するので、フォトトランジスタＰＣ１も導通し、サイリスタＴＨ１にトリガ電流が流れる。この結果、サイリスタＴＨ１がターンオンしてスイッチＱ１のオン・オフ動作が停止し、負荷８が過電圧から保護される。
このように、第１実施形態の電源装置によれば、比較的安価な小信号用のショットキバリアダイオードＤ５２を温度検出素子として使用して過熱保護を達成できるので、電源装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。
また、サイリスタＴＨ１によって制御電源用コンデンサＣ２の放電回路を形成すると共にトランジスタＱ２をオフにして充電電流を遮断するので、迅速な過熱保護を達成できる。
更に、発光ダイオードＰＣ２を共用して過熱及び過電圧保護回路を実現しているので、コストの大幅な低減を図ることができる。また、整流ダイオードＤ５１とショットキバリアダイオードＤ５２とは一体化された複合部品として構成されているので、両者の熱結合を密にすることができると共に、正確に熱結合させることができる。
（第２の実施の形態）
第２実施形態の電源装置は、上述した第１実施形態の電源装置を改良したものである。
第１実施形態の電源装置では、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの検出は、フォトカプラ（発光ダイオードＰＣ２及びフォトトランジスタＰＣ１）を介して一次側で行っていると考えることができる。
このため、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの検出結果は、フォトカプラの電流伝達比（ＣＴＲ）に大きく影響されてしまう。一般に、フォトカプラのＣＴＲはバラツキが大きい。このため、上述したように構成される第１実施形態の電源装置では、過熱保護レベル（ラッチ温度）がばらついてしまう。また、ＣＴＲは温度、順方向電流によっても異なるので、ラッチ温度の設定は非常に困難になる。
また、第１実施形態の電源装置では、発光ダイオードＰＣ２を流れる電流は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流ＩｒとツェナーダイオードＤ５３を流れる電流の和になるので、温度によるショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒの変化により、過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化してしまう。
第２実施形態の電源装置は、このような第１実施形態の電源装置が有する問題を解消するために、過熱保護回路をフォトカプラのＣＴＲによって影響されない構成にし、また、過熱を検出するショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが、過電圧保護回路の過電圧を検出するツェナーダイオードＤ５３に流れる電流に影響を及ぼさない構成にしている。
図４は第２実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第１実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第２実施形態の電源装置では、第１回路１６ａ１の構成及び動作が、第１実施形態の第１回路１６ａとは異なる。即ち、第１回路１６ａ１は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続された発光ダイオードＰＣ２と抵抗Ｒ５４とツェナーダイオードＤ５３とからなる直列回路と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３と、コンパレータＺ５１とから構成されている。
コンパレータＺ５１の反転入力端子（−）は、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点に接続され、非反転入力端子（＋）は、基準電圧Ｖｒｅｆを供給する電源に接続されている。また、コンパレータＺ５１の出力端子は、抵抗Ｒ５４とツェナーダイオードＤ５３との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第２実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加すると、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が増大し、コンパレータＺ５１の反転入力端子に印加される電圧が上昇する。反転入力端子に印加される電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆ以上になると、コンパレータＺ５１の出力端子の電位がＬレベル（低レベル）になり、電流を引き込む状態になる。これにより、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光し、第１実施形態の電源装置と同様の動作で、サイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
この第１回路１６ａ１において、発光ダイオードＰＣ２には、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さいときには電流は流れず、基準電圧Ｖｒｅｆ以上のときには抵抗Ｒ５４によって決定される一定の電流が流れる。従って、サイリスタＴＨ１をターンオンさせるのに十分な電流がフォトトランジスタＰＣ１に流れるように、抵抗Ｒ５４の抵抗値を設計しておけば、ＣＴＲのばらつきによるラッチ温度のばらつきはなくなる。
第１回路１６ａ１においては、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さい時は、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れ込まない。従って、第１回路１６ａ１が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響を受けない。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第２実施形態の電源装置によれば、上述した第１実施形態の電源装置による効果に加え、過熱及び過電圧保護回路は、フォトカプラのＣＴＲによって影響されず、また、過熱を検出するショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが、過電圧を検出するツェナーダイオードＤ５３に流れる電流に影響を及ぼさないので、過熱保護レベル（ラッチ温度）及び過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定することができる。
（第３の実施の形態）
第３実施形態の電源装置は、第２実施形態の電源装置の第１回路１６ａ１に含まれるコンパレータＺ５１をトランジスタで置き換えたものである。
図５は第３実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第２実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続された発光ダイオードＰＣ２とツェナーダイオードＤ５３とからなる直列回路と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３と、ツェナーダイオードＤ５３に並列に接続された抵抗Ｒ５４とｎｐｎ型トランジスタＱ５１とからなる直列回路とから構成されている。トランジスタＱ５１のベースは、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第３実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加すると、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が増加する。この電圧がトランジスタＱ５１のベース−エミッタ間閾値電圧以上になると、トランジスタＱ５１がオンになる。これにより、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光し、第１実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
第１回路１６ａ２においては、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がトランジスタＱ５１のベース−エミッタ間閾値電圧より小さいときはトランジスタＱ５１はオフになっており、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れ込まない。従って、第１回路１６ａ１が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響は受けない。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第３実施形態の電源装置によれば、上述した第２実施形態の電源装置と同様の効果に加え、コンパレータＺ５１の代わりにトランジスタＱ５１を用いたので、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する必要がなく、回路構成が簡単になる。
なお、トランジスタＱ５１の代わりに、ＦＥＴ、シャントレギュレータなどを用いることができる。この場合も、上述したトランジスタＱ５１を用いた場合と同様の作用及び効果を奏する。
（第４の実施の形態）
第４実施形態の電源装置は、第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２に含まれるトランジスタＱ５１を取り除き、発光ダイオードＰＣ２を負電圧側（直流出力端子８ｂ側）に接続したものである。
図６は第４実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第３実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２とからなる直列回路とから構成されている。抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点は、抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との接続点に接続されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第４実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加し、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によってサイリスタＴＨ１がターンオンし、制御回路１２の動作が停止される。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
第４実施形態の電源装置によれば、コンパレータやトランジスタといった能動素子は不要であるので、電源装置の更なる低コスト化及び小型化を図ることができる。
（第５の実施の形態）
第５実施形態の電源装置は、第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３の抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点と、抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２との接続点との間にダイオードＤ５４を挿入したものである。
上述した第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３であっても、ツェナーダイオードＤ５３及び抵抗Ｒ５４が直流出力端子８ａ側から発光ダイオードＰＣ２に接続されていることにより過電圧保護回路と兼用できるが、抵抗Ｒ５１に常にショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒが流れているので、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度に起因して過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化するという問題がある。
具体的には、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される直流電圧が過電圧状態になって、ツェナーダイオードＤ５３がオンすると、ツェナーダイオードＤ５３を流れる電流は、抵抗Ｒ５１に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以下のときは、全て抵抗Ｒ５１に流れる。従って、抵抗Ｒ５１に発生する電圧はショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流ＩｒとツェナーダイオードＤ５３を流れる電流の和により決まるので、ショットキバリアダイオードＤ５２の温度に起因して過電圧保護レベル（ラッチ電圧）が変化する。第５実施形態の電源装置は、この問題を解消するものである。
図７は第５実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第４実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第５実施形態の電源装置の第１回路１６ａ４は、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１とからなる直列回路と、直流出力端子８ａ及び８ｂ間に直列に接続されたツェナーダイオードＤ５３と抵抗Ｒ５４と発光ダイオードＰＣ２とからなる直列回路と、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５１との接続点にアノードが接続され、抵抗Ｒ４と発光ダイオードＰＣ２との接続点にカソードが接続されたダイオードＤ５４と、発光ダイオードＰＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ５３とから構成されている。ショットキバリアダイオードＤ５２は、逆バイアスになるように、そのカソードが直流出力端子８ａに接続されている。発光ダイオードＰＣ２は、フォトカプラの一部であり、本発明の発光素子に対応する。
次に、第５実施形態の電源装置の動作を説明する。ショットキバリアダイオードＤ５２の温度が上昇して逆方向電流Ｉｒが増加し、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がダイオードＤ５４と発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧の和以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によって、サイリスタＴＨ１がターンオンされ、制御回路１２の動作が停止される。
また、一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される直流電圧が過電圧状態になってツェナーダイオードＤ５３がオンになると、ツェナーダイオードＤ５３を通って抵抗Ｒ５３に電流が流れる。この抵抗Ｒ５３に発生する電圧が発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧以上になると、発光ダイオードＰＣ２に電流が流れて発光する。これにより、第１実施形態の電源装置と同様の動作によって、サイリスタＴＨ１がターンオンされ、制御回路１２の動作が停止される。
また、ツェナーダイオードＤ５３は、直流出力端子８ａと８ｂの間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に発光ダイオードＰＣ２に電流を流す。
このように、第５実施形態の電源装置によれば、抵抗Ｒ５１に発生する電圧がダイオードＤ５４と発光ダイオードＰＣ２の順方向閾値電圧の和以下のときは、ショットキバリアダイオードＤ５２の逆方向電流Ｉｒは、発光ダイオードＰＣ２に流れないので、第１回路１６ａ４が過電圧保護回路として機能する場合は、逆方向電流Ｉｒの影響は受けない。
（第６の実施の形態）
第６実施形態の電源装置は、第２実施形態の電源装置の第１回路１６ａ１に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図８は第６実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第２実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図８において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第２実施形態の電源装置（図４参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、熱結合を正確且つ密にするために、図９に示すような、機械的に一体化された複合部品３１に構成されている。
なお、絶縁性包囲体によってショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とを一体化してもよい。また、周知のＴＯ−２２０又はＴＯ−３Ｐのパッケージを使用して複合部品３１を構成してもよい。
この第６実施形態の電源装置によれば、第２実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第７の実施の形態）
第７実施形態の電源装置は、第３実施形態の電源装置の第１回路１６ａ２に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１０は第７実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第３実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１０において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第３実施形態の電源装置（図５参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
第７実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第７実施形態の電源装置によれば、第３実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第８の実施の形態）
第８実施形態の電源装置は、第４実施形態の電源装置の第１回路１６ａ３に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１１は第８実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第４実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１１において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第４実施形態の電源装置（図６参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
第８実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第８実施形態の電源装置によれば、第４実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
（第９の実施の形態）
第９実施形態の電源装置は、第５実施形態の電源装置の第１回路１６ａ４に含まれるショットキーバリアダイオードＤ５２を、整流ダイオードＤ５１に熱結合させる代わりに、整流平滑回路７の出力ラインに挿入された抵抗Ｒ５５に熱結合させたものである。
図１２は第９実施形態の電源装置の構成を示す回路図である。なお、第５実施形態の電源装置と同一又は相当部分にはそれと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
抵抗Ｒ５５は、平滑コンデンサＣ５１の一端と正電圧の直流出力端子８ａとの間に直列に接続されている。従って、抵抗Ｒ５５には電源装置の主電流、即ち負荷電流が流れる。図１２において図示は省略されているが、一対の電流検出ラインが抵抗Ｒ５５の両端子に接続され、この一対の電流検出ラインが制御回路１２に接続されている。制御回路１２は抵抗Ｒ５５を流れる電流が所定値よりも大きくなった時に一対の直流出力端子８ａ及び８ｂから出力される電流を所定値以下に低減するようにスイッチＱ１を制御する。
ショットキバリアダイオードＤ５２は抵抗Ｒ５５に熱結合されているので、第５実施形態の電源装置（図７参照）における整流ダイオードＤ５１が過熱状態になった場合と同様に、抵抗Ｒ５５が過熱状態になると、サイリスタＴＨ１が導通してスイッチＱ１がオフ状態となり、過熱保護が達成される。
この第９実施形態の電源装置においても、ショットキバリアダイオードＤ５２と抵抗Ｒ５５とは、第６の実施の形態と同様に、図９に示すような機械的に一体化された複合部品３１に構成することができる。この第９実施形態の電源装置によれば、第５実施形態の電源装置と同様の作用及び効果を奏する。
本発明は上述した第１〜第９の実施の形態に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能である。
（１）ショットキバリアダイオードＤ５２は、１次巻線Ｎ１に直列に接続された図示されていない電流検出抵抗、ダイオードブリッジ整流回路３に含まれるダイオード、平滑コンデンサＣ１、制御電源用コンデンサＣ２等に熱結合させることができる。この場合、ショットキバリアダイオードＤ５２をダイオードに熱結合させる時には、図３に示した複合部品２８を使用することができる。また、ショットキバリアダイオードＤ５２を抵抗に熱結合させる時には図９に示した複合部品３１を使用することができる。
（２）１つのショットキバリアダイオードＤ５２の代りに複数のショットキバリアダイオードを並列に接続し、複数のショットキバリアダイオードの各々を電源装置に含まれる抵抗、ダイオード、コンデンサ等に熱結合させることができる。
（３）トランス５に複数の２次巻線Ｎ２を設け、複数の負荷に電力を供給するように構成し、各負荷回路に対して第１回路１６ａに相当するものを設け、複数の第１回路１６ａの光出力を１つのフォトトランジスタＰＣ１に与えるように構成することができる。
（４）トランジスタＱ２、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ４の回路を省略し、直流ライン９ａを制御電源用コンデンサＣ２に直接に接続することができる。
（５）制御素子としてのサイリスタＴＨ１の代りに保持機能を有する別の制御スイッチ素子又は制御スイッチ回路を使用することができる。
（６）第１〜第９実施形態の電源装置に限らず、全ての電気回路装置に本発明を適用することができる。
（７）サイリスタＴＨ１のカソード側又はアノード側に発光素子又はブザーを接続し、過熱によってサイリスタＴＨ１が導通した時に発光素子を発光又はブザーを作動させ、過熱状態を使用者に報知することができる。
（８）過熱及び過電圧保護回路を構成する第１回路１６ａ及び第２回路１６ｂの全部又は一部をまとめて１つの部品として一体的に構成することができる。
（９）ファーストリカバリダイオード（ＦＲＤ）など温度により逆方向漏れ電流が変化する素子であれば、ショットキバリアダイオードＤ５２に代替して適用することができる。
以上、説明したように、本発明によれば、大幅にコストの低減を図ることができ、また、過熱保護レベル（ラッチ温度）及び過電圧保護レベル（ラッチ電圧）を正確に設定できる電源装置を提供することができる。
Claims (11)
- 入力された交流又は直流を別の直流に変換する主回路と、前記主回路を制御する制御回路とを有する電源装置において、
温度検出素子として被温度測定部位に配置され、逆方向電圧が印加され、逆方向漏れ電流が流れるショットキバリアダイオードと、
前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が所定値以上になった時に前記制御回路の動作を停止させる制御素子と、
を備えることを特徴とする電源装置。 - 前記検出手段は、
前記主回路の直流出力端子に接続された発光素子と、
この発光素子の発光に応答して電流を流す受光素子と、
前記ショットキバリアダイオードと前記発光素子との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流に応じた電圧が基準電圧以上になった時に前記発光素子に電流を流す電流制御手段とを有し、
前記制御素子は、前記受光素子に流れる電流に基づいて前記制御回路の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 前記電流制御手段は、
前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、
前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記基準電圧以上になった時に出力端子の電位を低レベルにするコンパレータとを有し、
前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記コンパレータの出力端子との間に接続され、前記コンパレータの出力電位が低レベルになった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする請求項２記載の電源装置。 - 前記コンパレータの出力端子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを有し、
前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする請求項３記載の電源装置。 - 前記電流制御手段は、
前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、
前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が基準電圧以上になった時にオンするトランジスタとを有し、
前記発光素子は、前記直流出力端子の正極端と前記トランジスタとの間に接続され、前記トランジスタがオンした時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする請求項２記載の電源装置。 - 前記発光素子と前記直流出力端子の負極端との間に接続されたツェナーダイオードを備え、
前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする請求項５記載の電源装置。 - 前記電流制御手段は、
前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗を有し、
前記発光素子は、前記抵抗の両端に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が順方向閾値電圧以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする請求項２記載の電源装置。 - 前記電流制御手段は、
前記ショットキバリアダイオードに直列に接続された抵抗と、
前記ショットキバリアダイオードと前記抵抗の一端との接続点にアノードが接続されたダイオードとを有し、
前記発光素子は、前記ダイオードのカソードと前記抵抗の他端との間に接続され、前記ショットキバリアダイオードに流れる逆方向漏れ電流により前記抵抗に発生する電圧が前記ダイオードの順方向閾値電圧及び前記発光素子の順方向閾値電圧の和以上になった時に所定値以上の電流が流れて発光することを特徴とする請求項２記載の電源装置。 - 前記直流出力端子の正極端と前記発光素子との間に接続されたツェナーダイオードを有し、
前記ツェナーダイオードは、前記直流出力端子間の電圧が所定の降伏電圧より大きくなった時に前記発光素子に電流を流すことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の電源装置。 - 前記主回路の主電流の通路に接続された整流ダイオードを有し、
前記ショットキバリアダイオードと前記整流ダイオードとは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 前記主回路の主電流の通路に接続された電流検出抵抗を有し、
前記ショットキバリアダイオードと前記電流検出抵抗とは、熱結合され且つ機械的に一体化されていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
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