JP2003259636A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次側出力短絡時においても、スイッチング
電源装置の発熱を抑えることを目的とする。 【解決手段】 二次側出力短絡時に集積回路４０への電
圧供給を制御する短絡保護回路６５を備えることによ
り、スイッチング素子１のスイッチング動作を間欠的に
制御することができるため、必要以上に発振する事を防
いで、二次側出力短絡時においても、スイッチング電源
装置の発熱を抑えることができる。
電源装置の発熱を抑えることを目的とする。 【解決手段】 二次側出力短絡時に集積回路４０への電
圧供給を制御する短絡保護回路６５を備えることによ
り、スイッチング素子１のスイッチング動作を間欠的に
制御することができるため、必要以上に発振する事を防
いで、二次側出力短絡時においても、スイッチング電源
装置の発熱を抑えることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関し、特に、二次側出力短絡時のスイッチング電
源装置の保護を行うスイッチング電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】以下、図を用いて本発明の実施の形態に
おけるスイッチング電源装置について説明する。 【０００３】図２は、従来のスイッチング電源を例示す
る回路図であり、図３（ａ）は従来のスイッチング電源
装置のタイムチャート，図４（ａ）は従来の供給する電
流が小さい場合のスイッチング電源装置のタイムチャー
ト，（ｂ）は従来の供給する電流が大きい場合のスイッ
チング電源装置のタイムチャートである。 【０００４】このスイッチング電源装置では、商用の交
流電源が、ダイオードブリッジなどで構成される整流器
５０により整流されて、入力コンデンサ５１を用いて平
滑化されることにより、直流電圧ＶＩＮとして電力変換
用トランス５２に与えられている。電力変換用のトラン
ス５２は、一次巻線５２ａと二次巻線５２ｂを有してお
り、直流電圧ＶＩＮが一次巻線５２ａに与えられる。 【０００５】トランス５２の一次巻線５２ａに与えられ
た直流電圧は、集積回路４０内のスイッチング素子１に
よりスイッチングされる。そして、そのスイッチング素
子１のスイッチング動作によって、トランス５２の二次
巻線５２ｂに電流が取り出される。二次巻線５２ｂに取
り出された電流は、二次巻線５２ｂに接続されたダイオ
ード５３およびコンデンサ５４により整流および平滑化
され、出力電圧ＶＯの直流電力として負荷５８へ供給さ
れる。 【０００６】コンデンサ５４の両端には、例えば発光ダ
イオード５６およびツェナーダイオード５７で構成され
た、出力電圧検出回路５５が接続されており、出力電圧
ＶＯを安定化させるための帰還信号を、一次側のフォト
トランジスタ５９へ出力している。 【０００７】コンデンサ６０は、集積回路４０の内部電
源端子電圧を安定化させるために接続されている。集積
回路４０では、パワーＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング
素子１とスイッチング素子１のスイッチング制御を行う
ための回路がワンチップに集積化されており、スイッチ
ング素子１の入力端子と出力端子、集積回路４０の内部
電源端子および制御信号を入力するためのフィードバッ
ク端子の４端子で構成されている。 【０００８】定電流源２はスイッチング素子１の入力端
子と集積回路４０の内部電源端子との間に接続されてお
り、集積回路４０の内部電源端子および内部回路（発振
器３、ＡＮＤ回路５等）の電源端に電流を供給してい
る。 【０００９】発振器３は、スイッチング素子１のスイッ
チング周波数を決定するためのパルス信号４を出力す
る。パルス信号４は、ＡＮＤ回路５を介して、ドライブ
回路６へ入力される。 【００１０】７はＮ型ＭＯＳＦＥＴで、ドレイン端子が
定電流源８およびＡＮＤ回路５に接続され、ゲート端子
は定電圧源に接続されており、ソース端子が集積回路４
０のフィードバック端子となっている。フィードバック
端子から流出する電流が、定電流源８で設定された電流
値（第１の定電流値）を越えると、ＡＮＤ回路５へ信号
を出力し、パルス信号４を無効にする。つまり、スイッ
チング素子１へのスイッチング制御信号を停止させるた
め、スイッチング素子１はオフ状態になる。また、定電
流源８の電流値にはヒステリシスがあり、第１の定電流
値よりも、ある一定値分だけ小さい電流値（第２の定電
流値）以下にならないと、スイッチング素子１のスイッ
チング動作が再開されないようになっている。 【００１１】ドライブ回路６は、ＡＮＤ回路５の出力信
号によって、スイッチング素子１のスイッチング制御を
行っている。このように構成されたスイッチング電源装
置の動作を以下に説明する。 【００１２】整流器５０に商用電源からの交流電源が入
力されると、整流器５０とコンデンサ５１とにより、整
流および平滑化されて、直流電圧ＶＩＮに変換される。
この直流電圧ＶＩＮがトランス５２の一次巻線５２ａに
印加される。 【００１３】そして、直流電圧ＶＩＮが一定値以上にな
ると、集積回路４０内の定電流源２を介してコンデンサ
６０に充電電流が流れ、発振器３、ＡＮＤ回路５、ドラ
イブ回路６を含む内部回路が作動して、スイッチング素
子１によるスイッチング動作の制御が開始される。 【００１４】集積回路４０が起動すると、発振器３で決
定される一定周波数のパルス信号４によって、スイッチ
ング素子１は一定周波数でスイッチング動作する。この
スイッチング動作が繰り返されて、出力電圧ＶＯが上昇
していくが、出力電圧検出回路５５で設定された電圧以
上になると、発光ダイオード５６が導通し、フォトトラ
ンジスタ５９に電流が流れるようになる。そして、フォ
トトランジスタ５９の電流、すなわち集積回路４０のフ
ィードバック端子の電流が、定電流源８の第１の定電流
値を越えると、ＭＯＳトランジスタ７のドレイン電圧が
ローレベルになり、スイッチング素子１のスイッチング
動作が停止する。 【００１５】スイッチング素子１のスイッチング動作が
停止すると、トランス５２を介した１次側から２次側へ
の電力供給が停止するため、出力電圧は徐々に低下し、
これに伴い、発光ダイオード５６の電流およびフォトト
ランジスタ５９の電流が徐々に低下する。そして、定電
流源８の第２の定電流値以下になると、ＭＯＳトランジ
スタ７のドレイン電圧がハイレベルになり、一定周波数
のスイッチング素子１のスイッチング動作が再開され
る。そして、出力電圧は再び上昇する。 【００１６】以上の動作を図３（ａ）を用いてまとめる
と、まず、発振器３が起動してスイッチング素子１がス
イッチング動作する。次に、スイッチング素子１のスイ
ッチング動作に伴い、出力電圧ＶＯが上昇する。この
時、出力電圧ＶＯの上昇に伴いフィードバック端子に入
力される電流も上昇する第１の動作を行う。次に、フィ
ードバック端子の電流が第１の定電流値を超えてスイッ
チング素子１のスイッチング動作が停止すると、出力電
圧ＶＯが低下する。それに伴い、フィードバック端子に
入力される電流も低下する第２の動作を行う。このよう
な第１の動作および第２の動作を繰り返しながら出力電
圧ＶＯが所定の範囲に入るように安定化される。 【００１７】このようにして、出力電圧の安定化が行わ
れるが、スイッチング素子１のスイッチング動作中の出
力電圧上昇速度、および、スイッチング素子１のスイッ
チング動作停止中の出力電圧の低下速度は、負荷５８へ
の電流に依存する。すなわち、負荷５８への電流供給が
小さい軽負荷時には、出力電圧の上昇が速く、低下速度
が遅いため、スイッチング素子１のスイッチング動作期
間が短くなり、逆に重負荷時にはスイッチング素子１の
スイッチング動作期間が長くなる。従って、負荷が軽く
なるほど、スイッチング素子１のスイッチング回数が減
少するため、軽負荷時のスイッチング素子のロスが削減
でき、軽負荷時の高効率化が達成できる。 【００１８】すなわち、図４のタイムチャートに示すよ
うに、負荷５８への電流供給が小さい軽負荷時（ａ）に
はスイッチング素子１に流れる期間が短くなり、重負荷
時（ｂ）には、スイッチング素子１に電流が流れる期間
が長くなる。 【００１９】このように、集積回路４０はスイッチング
電源の負荷５８に供給される電流に応じて、スイッチン
グ素子１のスイッチング回数が変化するといった制御を
行っていた。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スイッチング電源装置の構成では、二次側出力短絡時に
フォトトランジスタがオン状態にならないためにスイッ
チング電源装置は動作しつづけ、スイッチング電源装置
の発熱が大きくなりスイッチング電源装置を破壊する恐
れがあるという問題点があった。 【００２１】以上の問題点を解決するために、本発明の
スイッチング電源装置は、二次側出力短絡時において
も、スイッチング電源装置の発熱を抑えることを目的と
する。 【００２２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のスイッチング電源装置は、
電源入力端子から電源供給される１次巻線，２次巻線，
および補助巻線を有する変圧器と、出力端子，接地端
子，フィードバック端子，および、電源電圧を供給する
内部電源端子を有し、前記出力端子と前記接地端子間に
接続され前記１次巻線をスイッチング制御するスイッチ
ング素子と、前記出力端子と前記内部電源端子間に接続
される第１の電流源と、ゲートを所定のバイアス電圧に
固定しソースを前記フィードバック端子に接続したＭＯ
Ｓトランジスタと、前記内部電源端子と前記ＭＯＳトラ
ンジスタのドレイン間に接続される第２の電流源と、前
記スイッチング素子をスイッチング制御する発振器によ
り構成され、前記スイッチング素子へ入力する前記発振
器の出力信号を前記フィードバック端子からの入力によ
り遮断して前記１次巻線に流れる電流を制御する集積回
路と、前記２次巻線の出力電圧を整流，平滑化して直流
出力電圧を得る２次側電源回路と、前記２次側電源回路
の直流出力電圧のレベルを検出する出力電圧検出部と、
前記補助巻線に接続された補助電源回路のバイアス電圧
で作動し、２次側電源回路の出力端子が短絡した場合、
前記内部電源端子の電圧を低下させることにより前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を停止させる短絡保
護回路と、前記出力電圧検出部に接続された光結合器の
送信部と、前記光結合器の受信部とを有し、２次側電源
回路の出力端子が短絡して前記光結合器の受信部が非導
通になることにより前記絡保護回路を作動させて前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を停止させる第１の
動作と、前記スイッチング素子のスイッチング動作が停
止して前記補助電源回路が不動作状態になり前記内部電
源端子の電圧を上昇させて前記スイッチング素子をスイ
ッチング動作させる第２の動作とを繰り返すことにより
電源の供給を制御することを特徴とする。 【００２３】以上により、二次側出力短絡時において
も、スイッチング電源装置の発熱を抑えることができ
る。 【００２４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の実施
の形態におけるスイッチング電源装置を例示する回路図
である。 【００２５】図１において、補助電源回路６１はトラン
ス５２の補助巻線５２ｃと短絡保護回路６５に接続さ
れ、短絡保護回路６５は短絡保護回路６５の動作を制御
するバイポーラトランジスタ６８と集積回路４０の内部
電源端子に接続されている。 【００２６】補助電源回路６１はダイオード６２、抵抗
６３およびコンデンサ６４から構成されており、補助巻
線５２ｃと直列に接続されている。短絡保護回路６５は
集積回路４０の内部電源端子を制御するバイポーラトラ
ンジスタ６９、バイポーラトランジスタ６９のオン状態
でのベース電圧を決定する抵抗６６，抵抗６７で成り立
つ分割抵抗により構成される。 【００２７】抵抗６７は抵抗６６、バイポーラトランジ
スタ６８のエミッタ端子およびバイポーラトランジスタ
６９のベース端子と接続される。バイポーラトランジス
タ６８はバイポーラトランジスタ６９のオン・オフを制
御し、バイポーラトランジスタ６８のベース端子はフォ
トトランジスタ５９のエミッタ端子と抵抗７０に接続さ
れている。 【００２８】その他の構成は、図２に示す従来のスイッ
チング電源装置と同様の構成になっている。７はＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴで、ドレイン端子が定電流源８およびＡＮＤ
回路５に接続されており、ゲート端子は定電圧源に接続
され、ソース端子が集積回路４０のフィードバック端子
となっている。フィードバック端子から流出する電流
が、定電流源８で設定された電流値（第１の定電流値）
を越えると、ＡＮＤ回路５へローレベルの信号を出力
し、パルス信号４を無効にする。つまり、スイッチング
素子１へのスイッチング制御信号を停止させるため、ス
イッチング素子はオフ状態になる。また、定電流源８の
電流値にはヒステリシスがあり、第１の定電流値より
も、ある一定値分だけ小さい電流値（第２の定電流値）
以下にならないと、スイッチング素子１のスイッチング
動作が再開されないようになっている。 【００２９】通常動作時には発光ダイオード５６が導通
し、フォトトランジスタ５９に電流が流れ、バイポーラ
トランジスタ６８はオン状態になる。そのため抵抗６７
に電流が流れずにバイポーラトランジスタ６９がオフ状
態になり、集積回路４０の内部電源端子の電圧は正規の
状態が保たれ、スイッチング素子１が発振器３の出力で
スイッチング制御され、従来と同じようにフィードバッ
ク端子から流出する電流により出力電圧を安定化する動
作が行われる。 【００３０】二次側出力短絡時には発光ダイオード５６
が導通しないため、フォトトランジスタ５９に電流が流
れずバイポーラトランジスタ６８はオフ状態になる。す
ると抵抗６７に電流が流れ、バイポーラトランジスタ６
９のベース電圧が上昇し、バイポーラトランジスタ６９
がオン状態になり、内部電源端子の電圧を低下させるた
め、スイッチング素子１のスイッチング動作は停止す
る。停止後、短絡保護回路６５に電流が流れないため、
バイポーラトランジスタ６９はオフ状態となり内部電源
端子の電圧が上昇しスイッチング素子１のスイッチング
動作が再開される。以後、上記の間欠発振動作を繰り返
す。 【００３１】図３（ｂ）は本発明のスイッチング電源装
置のタイムチャートである。以上の動作を図３（ｂ）を
用いてまとめると、まず、通常動作時は従来のスイッチ
ング電源装置と同様な動作を行う。次に、負荷５８が短
絡状態または過負荷状態になると、出力電圧ＶＯが低下
し、それに伴いフォトトランジスタ５９の電流は”０”
になる。従って、バイポーラトランジスタ６８がオフ状
態になり、バイポーラトランジスタ６９がオン状態にな
ってスイッチング素子１のスイッチング動作が停止する
第１の動作を行う。停止後、短絡保護回路６５に電流が
流れないため、バイポーラトランジスタ６９はオフ状態
となり内部電源端子の電圧が上昇する。これにより、再
びスイッチング素子１がスイッチング動作する第２の動
作を行う。以後、以上の動作が繰り返されて、必要以上
にスイッチング動作する事を防いで、過度の発熱を抑制
することができる。 【００３２】以上の構成により、二次側出力短絡時にお
いても、スイッチング電源装置の発熱を抑えることがで
きる。 【００３３】 【発明の効果】以上のように、本発明のスイッチング電
源装置によると、二次側出力短絡時に集積回路の内部電
源端子への電圧供給を制御して、トランスの１次巻線を
間欠的にスイッチング制御することができるため、必要
以上にスイッチング素子がスイッチング動作する事を防
いで、スイッチング電源装置の発熱を抑えることができ
る。
装置に関し、特に、二次側出力短絡時のスイッチング電
源装置の保護を行うスイッチング電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】以下、図を用いて本発明の実施の形態に
おけるスイッチング電源装置について説明する。 【０００３】図２は、従来のスイッチング電源を例示す
る回路図であり、図３（ａ）は従来のスイッチング電源
装置のタイムチャート，図４（ａ）は従来の供給する電
流が小さい場合のスイッチング電源装置のタイムチャー
ト，（ｂ）は従来の供給する電流が大きい場合のスイッ
チング電源装置のタイムチャートである。 【０００４】このスイッチング電源装置では、商用の交
流電源が、ダイオードブリッジなどで構成される整流器
５０により整流されて、入力コンデンサ５１を用いて平
滑化されることにより、直流電圧ＶＩＮとして電力変換
用トランス５２に与えられている。電力変換用のトラン
ス５２は、一次巻線５２ａと二次巻線５２ｂを有してお
り、直流電圧ＶＩＮが一次巻線５２ａに与えられる。 【０００５】トランス５２の一次巻線５２ａに与えられ
た直流電圧は、集積回路４０内のスイッチング素子１に
よりスイッチングされる。そして、そのスイッチング素
子１のスイッチング動作によって、トランス５２の二次
巻線５２ｂに電流が取り出される。二次巻線５２ｂに取
り出された電流は、二次巻線５２ｂに接続されたダイオ
ード５３およびコンデンサ５４により整流および平滑化
され、出力電圧ＶＯの直流電力として負荷５８へ供給さ
れる。 【０００６】コンデンサ５４の両端には、例えば発光ダ
イオード５６およびツェナーダイオード５７で構成され
た、出力電圧検出回路５５が接続されており、出力電圧
ＶＯを安定化させるための帰還信号を、一次側のフォト
トランジスタ５９へ出力している。 【０００７】コンデンサ６０は、集積回路４０の内部電
源端子電圧を安定化させるために接続されている。集積
回路４０では、パワーＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング
素子１とスイッチング素子１のスイッチング制御を行う
ための回路がワンチップに集積化されており、スイッチ
ング素子１の入力端子と出力端子、集積回路４０の内部
電源端子および制御信号を入力するためのフィードバッ
ク端子の４端子で構成されている。 【０００８】定電流源２はスイッチング素子１の入力端
子と集積回路４０の内部電源端子との間に接続されてお
り、集積回路４０の内部電源端子および内部回路（発振
器３、ＡＮＤ回路５等）の電源端に電流を供給してい
る。 【０００９】発振器３は、スイッチング素子１のスイッ
チング周波数を決定するためのパルス信号４を出力す
る。パルス信号４は、ＡＮＤ回路５を介して、ドライブ
回路６へ入力される。 【００１０】７はＮ型ＭＯＳＦＥＴで、ドレイン端子が
定電流源８およびＡＮＤ回路５に接続され、ゲート端子
は定電圧源に接続されており、ソース端子が集積回路４
０のフィードバック端子となっている。フィードバック
端子から流出する電流が、定電流源８で設定された電流
値（第１の定電流値）を越えると、ＡＮＤ回路５へ信号
を出力し、パルス信号４を無効にする。つまり、スイッ
チング素子１へのスイッチング制御信号を停止させるた
め、スイッチング素子１はオフ状態になる。また、定電
流源８の電流値にはヒステリシスがあり、第１の定電流
値よりも、ある一定値分だけ小さい電流値（第２の定電
流値）以下にならないと、スイッチング素子１のスイッ
チング動作が再開されないようになっている。 【００１１】ドライブ回路６は、ＡＮＤ回路５の出力信
号によって、スイッチング素子１のスイッチング制御を
行っている。このように構成されたスイッチング電源装
置の動作を以下に説明する。 【００１２】整流器５０に商用電源からの交流電源が入
力されると、整流器５０とコンデンサ５１とにより、整
流および平滑化されて、直流電圧ＶＩＮに変換される。
この直流電圧ＶＩＮがトランス５２の一次巻線５２ａに
印加される。 【００１３】そして、直流電圧ＶＩＮが一定値以上にな
ると、集積回路４０内の定電流源２を介してコンデンサ
６０に充電電流が流れ、発振器３、ＡＮＤ回路５、ドラ
イブ回路６を含む内部回路が作動して、スイッチング素
子１によるスイッチング動作の制御が開始される。 【００１４】集積回路４０が起動すると、発振器３で決
定される一定周波数のパルス信号４によって、スイッチ
ング素子１は一定周波数でスイッチング動作する。この
スイッチング動作が繰り返されて、出力電圧ＶＯが上昇
していくが、出力電圧検出回路５５で設定された電圧以
上になると、発光ダイオード５６が導通し、フォトトラ
ンジスタ５９に電流が流れるようになる。そして、フォ
トトランジスタ５９の電流、すなわち集積回路４０のフ
ィードバック端子の電流が、定電流源８の第１の定電流
値を越えると、ＭＯＳトランジスタ７のドレイン電圧が
ローレベルになり、スイッチング素子１のスイッチング
動作が停止する。 【００１５】スイッチング素子１のスイッチング動作が
停止すると、トランス５２を介した１次側から２次側へ
の電力供給が停止するため、出力電圧は徐々に低下し、
これに伴い、発光ダイオード５６の電流およびフォトト
ランジスタ５９の電流が徐々に低下する。そして、定電
流源８の第２の定電流値以下になると、ＭＯＳトランジ
スタ７のドレイン電圧がハイレベルになり、一定周波数
のスイッチング素子１のスイッチング動作が再開され
る。そして、出力電圧は再び上昇する。 【００１６】以上の動作を図３（ａ）を用いてまとめる
と、まず、発振器３が起動してスイッチング素子１がス
イッチング動作する。次に、スイッチング素子１のスイ
ッチング動作に伴い、出力電圧ＶＯが上昇する。この
時、出力電圧ＶＯの上昇に伴いフィードバック端子に入
力される電流も上昇する第１の動作を行う。次に、フィ
ードバック端子の電流が第１の定電流値を超えてスイッ
チング素子１のスイッチング動作が停止すると、出力電
圧ＶＯが低下する。それに伴い、フィードバック端子に
入力される電流も低下する第２の動作を行う。このよう
な第１の動作および第２の動作を繰り返しながら出力電
圧ＶＯが所定の範囲に入るように安定化される。 【００１７】このようにして、出力電圧の安定化が行わ
れるが、スイッチング素子１のスイッチング動作中の出
力電圧上昇速度、および、スイッチング素子１のスイッ
チング動作停止中の出力電圧の低下速度は、負荷５８へ
の電流に依存する。すなわち、負荷５８への電流供給が
小さい軽負荷時には、出力電圧の上昇が速く、低下速度
が遅いため、スイッチング素子１のスイッチング動作期
間が短くなり、逆に重負荷時にはスイッチング素子１の
スイッチング動作期間が長くなる。従って、負荷が軽く
なるほど、スイッチング素子１のスイッチング回数が減
少するため、軽負荷時のスイッチング素子のロスが削減
でき、軽負荷時の高効率化が達成できる。 【００１８】すなわち、図４のタイムチャートに示すよ
うに、負荷５８への電流供給が小さい軽負荷時（ａ）に
はスイッチング素子１に流れる期間が短くなり、重負荷
時（ｂ）には、スイッチング素子１に電流が流れる期間
が長くなる。 【００１９】このように、集積回路４０はスイッチング
電源の負荷５８に供給される電流に応じて、スイッチン
グ素子１のスイッチング回数が変化するといった制御を
行っていた。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スイッチング電源装置の構成では、二次側出力短絡時に
フォトトランジスタがオン状態にならないためにスイッ
チング電源装置は動作しつづけ、スイッチング電源装置
の発熱が大きくなりスイッチング電源装置を破壊する恐
れがあるという問題点があった。 【００２１】以上の問題点を解決するために、本発明の
スイッチング電源装置は、二次側出力短絡時において
も、スイッチング電源装置の発熱を抑えることを目的と
する。 【００２２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のスイッチング電源装置は、
電源入力端子から電源供給される１次巻線，２次巻線，
および補助巻線を有する変圧器と、出力端子，接地端
子，フィードバック端子，および、電源電圧を供給する
内部電源端子を有し、前記出力端子と前記接地端子間に
接続され前記１次巻線をスイッチング制御するスイッチ
ング素子と、前記出力端子と前記内部電源端子間に接続
される第１の電流源と、ゲートを所定のバイアス電圧に
固定しソースを前記フィードバック端子に接続したＭＯ
Ｓトランジスタと、前記内部電源端子と前記ＭＯＳトラ
ンジスタのドレイン間に接続される第２の電流源と、前
記スイッチング素子をスイッチング制御する発振器によ
り構成され、前記スイッチング素子へ入力する前記発振
器の出力信号を前記フィードバック端子からの入力によ
り遮断して前記１次巻線に流れる電流を制御する集積回
路と、前記２次巻線の出力電圧を整流，平滑化して直流
出力電圧を得る２次側電源回路と、前記２次側電源回路
の直流出力電圧のレベルを検出する出力電圧検出部と、
前記補助巻線に接続された補助電源回路のバイアス電圧
で作動し、２次側電源回路の出力端子が短絡した場合、
前記内部電源端子の電圧を低下させることにより前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を停止させる短絡保
護回路と、前記出力電圧検出部に接続された光結合器の
送信部と、前記光結合器の受信部とを有し、２次側電源
回路の出力端子が短絡して前記光結合器の受信部が非導
通になることにより前記絡保護回路を作動させて前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を停止させる第１の
動作と、前記スイッチング素子のスイッチング動作が停
止して前記補助電源回路が不動作状態になり前記内部電
源端子の電圧を上昇させて前記スイッチング素子をスイ
ッチング動作させる第２の動作とを繰り返すことにより
電源の供給を制御することを特徴とする。 【００２３】以上により、二次側出力短絡時において
も、スイッチング電源装置の発熱を抑えることができ
る。 【００２４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の実施
の形態におけるスイッチング電源装置を例示する回路図
である。 【００２５】図１において、補助電源回路６１はトラン
ス５２の補助巻線５２ｃと短絡保護回路６５に接続さ
れ、短絡保護回路６５は短絡保護回路６５の動作を制御
するバイポーラトランジスタ６８と集積回路４０の内部
電源端子に接続されている。 【００２６】補助電源回路６１はダイオード６２、抵抗
６３およびコンデンサ６４から構成されており、補助巻
線５２ｃと直列に接続されている。短絡保護回路６５は
集積回路４０の内部電源端子を制御するバイポーラトラ
ンジスタ６９、バイポーラトランジスタ６９のオン状態
でのベース電圧を決定する抵抗６６，抵抗６７で成り立
つ分割抵抗により構成される。 【００２７】抵抗６７は抵抗６６、バイポーラトランジ
スタ６８のエミッタ端子およびバイポーラトランジスタ
６９のベース端子と接続される。バイポーラトランジス
タ６８はバイポーラトランジスタ６９のオン・オフを制
御し、バイポーラトランジスタ６８のベース端子はフォ
トトランジスタ５９のエミッタ端子と抵抗７０に接続さ
れている。 【００２８】その他の構成は、図２に示す従来のスイッ
チング電源装置と同様の構成になっている。７はＮ型Ｍ
ＯＳＦＥＴで、ドレイン端子が定電流源８およびＡＮＤ
回路５に接続されており、ゲート端子は定電圧源に接続
され、ソース端子が集積回路４０のフィードバック端子
となっている。フィードバック端子から流出する電流
が、定電流源８で設定された電流値（第１の定電流値）
を越えると、ＡＮＤ回路５へローレベルの信号を出力
し、パルス信号４を無効にする。つまり、スイッチング
素子１へのスイッチング制御信号を停止させるため、ス
イッチング素子はオフ状態になる。また、定電流源８の
電流値にはヒステリシスがあり、第１の定電流値より
も、ある一定値分だけ小さい電流値（第２の定電流値）
以下にならないと、スイッチング素子１のスイッチング
動作が再開されないようになっている。 【００２９】通常動作時には発光ダイオード５６が導通
し、フォトトランジスタ５９に電流が流れ、バイポーラ
トランジスタ６８はオン状態になる。そのため抵抗６７
に電流が流れずにバイポーラトランジスタ６９がオフ状
態になり、集積回路４０の内部電源端子の電圧は正規の
状態が保たれ、スイッチング素子１が発振器３の出力で
スイッチング制御され、従来と同じようにフィードバッ
ク端子から流出する電流により出力電圧を安定化する動
作が行われる。 【００３０】二次側出力短絡時には発光ダイオード５６
が導通しないため、フォトトランジスタ５９に電流が流
れずバイポーラトランジスタ６８はオフ状態になる。す
ると抵抗６７に電流が流れ、バイポーラトランジスタ６
９のベース電圧が上昇し、バイポーラトランジスタ６９
がオン状態になり、内部電源端子の電圧を低下させるた
め、スイッチング素子１のスイッチング動作は停止す
る。停止後、短絡保護回路６５に電流が流れないため、
バイポーラトランジスタ６９はオフ状態となり内部電源
端子の電圧が上昇しスイッチング素子１のスイッチング
動作が再開される。以後、上記の間欠発振動作を繰り返
す。 【００３１】図３（ｂ）は本発明のスイッチング電源装
置のタイムチャートである。以上の動作を図３（ｂ）を
用いてまとめると、まず、通常動作時は従来のスイッチ
ング電源装置と同様な動作を行う。次に、負荷５８が短
絡状態または過負荷状態になると、出力電圧ＶＯが低下
し、それに伴いフォトトランジスタ５９の電流は”０”
になる。従って、バイポーラトランジスタ６８がオフ状
態になり、バイポーラトランジスタ６９がオン状態にな
ってスイッチング素子１のスイッチング動作が停止する
第１の動作を行う。停止後、短絡保護回路６５に電流が
流れないため、バイポーラトランジスタ６９はオフ状態
となり内部電源端子の電圧が上昇する。これにより、再
びスイッチング素子１がスイッチング動作する第２の動
作を行う。以後、以上の動作が繰り返されて、必要以上
にスイッチング動作する事を防いで、過度の発熱を抑制
することができる。 【００３２】以上の構成により、二次側出力短絡時にお
いても、スイッチング電源装置の発熱を抑えることがで
きる。 【００３３】 【発明の効果】以上のように、本発明のスイッチング電
源装置によると、二次側出力短絡時に集積回路の内部電
源端子への電圧供給を制御して、トランスの１次巻線を
間欠的にスイッチング制御することができるため、必要
以上にスイッチング素子がスイッチング動作する事を防
いで、スイッチング電源装置の発熱を抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるスイッチング電源
装置を例示する回路図 【図２】従来のスイッチング電源装置を例示する回路図 【図３】（ａ）従来のスイッチング電源装置のタイムチ
ャート （ｂ）本発明のスイッチング電源装置のタイムチャート 【図４】（ａ）従来の供給する電流が小さい場合のスイ
ッチング電源装置のタイムチャート （ｂ）従来の供給する電流が大きい場合のスイッチング
電源装置のタイムチャート 【符号の説明】 １ スイッチング素子 ２ 定電流源 ３ 発振器 ４ パルス信号 ５ ＡＮＤ回路 ６ ドライブ回路 ７ Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ ８ 定電流源 ４０ 集積回路 ５０ 整流器 ５１ コンデンサ ５２ トランス ５２ａ 一次巻線 ５２ｂ 二次巻線 ５２ｃ 補助巻線 ５３ ダイオード ５４ コンデンサ ５５ 出力電圧検出回路 ５６ 発光ダイオード（光結合器の送信部） ５７ ツェナーダイオード ５８ 負荷 ５９ フォトトランジスタ（光結合器の受信部） ６０ コンデンサ ６１ 補助電源回路 ６２ ダイオード ６３ 抵抗 ６４ コンデンサ ６５ 短絡保護回路 ６６ 抵抗 ６７ 抵抗 ６８ バイポーラトランジスタ ６９ バイポーラトランジスタ ７０ 抵抗
装置を例示する回路図 【図２】従来のスイッチング電源装置を例示する回路図 【図３】（ａ）従来のスイッチング電源装置のタイムチ
ャート （ｂ）本発明のスイッチング電源装置のタイムチャート 【図４】（ａ）従来の供給する電流が小さい場合のスイ
ッチング電源装置のタイムチャート （ｂ）従来の供給する電流が大きい場合のスイッチング
電源装置のタイムチャート 【符号の説明】 １ スイッチング素子 ２ 定電流源 ３ 発振器 ４ パルス信号 ５ ＡＮＤ回路 ６ ドライブ回路 ７ Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ ８ 定電流源 ４０ 集積回路 ５０ 整流器 ５１ コンデンサ ５２ トランス ５２ａ 一次巻線 ５２ｂ 二次巻線 ５２ｃ 補助巻線 ５３ ダイオード ５４ コンデンサ ５５ 出力電圧検出回路 ５６ 発光ダイオード（光結合器の送信部） ５７ ツェナーダイオード ５８ 負荷 ５９ フォトトランジスタ（光結合器の受信部） ６０ コンデンサ ６１ 補助電源回路 ６２ ダイオード ６３ 抵抗 ６４ コンデンサ ６５ 短絡保護回路 ６６ 抵抗 ６７ 抵抗 ６８ バイポーラトランジスタ ６９ バイポーラトランジスタ ７０ 抵抗
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】電源入力端子から電源供給される１次巻
線，２次巻線，および補助巻線を有する変圧器と、 出力端子，接地端子，フィードバック端子，および、電
源電圧を供給する内部電源端子を有し、前記出力端子と
前記接地端子間に接続され前記１次巻線をスイッチング
制御するスイッチング素子と、前記出力端子と前記内部
電源端子間に接続される第１の電流源と、ゲートを所定
のバイアス電圧に固定しソースを前記フィードバック端
子に接続したＭＯＳトランジスタと、前記内部電源端子
と前記ＭＯＳトランジスタのドレイン間に接続される第
２の電流源と、前記スイッチング素子をスイッチング制
御する発振器により構成され、前記スイッチング素子へ
入力する前記発振器の出力信号を前記フィードバック端
子からの入力により遮断して前記１次巻線に流れる電流
を制御する集積回路と、 前記２次巻線の出力電圧を整流，平滑化して直流出力電
圧を得る２次側電源回路と、 前記２次側電源回路の直流出力電圧のレベルを検出する
出力電圧検出部と、 前記補助巻線に接続された補助電源回路のバイアス電圧
で作動し、２次側電源回路の出力端子が短絡した場合、
前記内部電源端子の電圧を低下させることにより前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を停止させる短絡保
護回路と、 前記出力電圧検出部に接続された光結合器の送信部と、 前記光結合器の受信部とを有し、２次側電源回路の出力
端子が短絡して前記光結合器の受信部が非導通になるこ
とにより前記絡保護回路を作動させて前記スイッチング
素子のスイッチング動作を停止させる第１の動作と、前
記スイッチング素子のスイッチング動作が停止して前記
補助電源回路が不動作状態になり前記内部電源端子の電
圧を上昇させて前記スイッチング素子をスイッチング動
作させる第２の動作とを繰り返すことにより電源の供給
を制御することを特徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002050585A JP2003259636A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002050585A JP2003259636A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003259636A true JP2003259636A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28662773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002050585A Pending JP2003259636A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003259636A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100724829B1 (ko) * | 2004-07-30 | 2007-06-04 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 전원 보호 장치 |
| JP2009268227A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源装置 |
| EP2523328A2 (en) | 2011-05-11 | 2012-11-14 | Funai Electric Co., Ltd. | Electronic device |
| US11695274B1 (en) | 2022-03-21 | 2023-07-04 | Nuvve Corporation | Aggregation platform for intelligent local energy management system |
| US11747781B1 (en) | 2022-03-21 | 2023-09-05 | Nuvve Corporation | Intelligent local energy management system at local mixed power generating sites for providing grid services |
| US12046905B2 (en) | 2019-03-28 | 2024-07-23 | Nuvve Corporation | Multi-technology grid regulation service |
| US12282973B2 (en) | 2021-06-01 | 2025-04-22 | Nuvve Corporation | Virtualized battery resources for grid service participation |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002050585A patent/JP2003259636A/ja active Pending
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| US12282973B2 (en) | 2021-06-01 | 2025-04-22 | Nuvve Corporation | Virtualized battery resources for grid service participation |
| US11695274B1 (en) | 2022-03-21 | 2023-07-04 | Nuvve Corporation | Aggregation platform for intelligent local energy management system |
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| US12142921B2 (en) | 2022-03-21 | 2024-11-12 | Nuvve Corporation | Aggregation platform for intelligent local energy management system |
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