JPH04101660A - スイッチング電源の保護回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、同一巻線からタップを設け２つの異なる電圧
出力を取り出すように巻線されたスイッチングトランス
を用いたスイッチング電源において、スイッチングトラ
ンスの巻線間ショート（レアーショート）からトランス
を保護すると同時に、整流出力の負荷ショートに対して
も回路を保護するように構成し２つの異常状態に対して
もスイッチング電源を破壊、または発煙から保護するこ
とを兼ねたスイッチング電源の保護回路に関するもので
ある。

（従来の技術） 近年、電子機器は、消費電力および重量なとの関係から
、スイッチング電源で動作するものが殆とである。

また、電子機器の複雑化、多機能化しておりこれらの電
子機器の内部では複数の異なる電圧が供給されている。

このような機器にあっては、スイッチング電源のスイッ
チングトランスの巻線にタップを設は必要とする複数の
電圧出力を得ている。複数の出力をもつスイッチング電
源にあっては、それぞれの出力の負荷ショートに対して
保護回路を設けるのは煩雑であり原価的にも不利である
。そのためにこれらの負荷ショートに対しては従来はス
イッチング素子の電流を検出し保護するようになってい
た。

しかるにこのようなスイッチングトランスでは、巻線間
のショート（以後、レアーショートと呼ふ）に対して特
に出力電圧が低いときには、保護回路の効きが悪く動作
しないことがある。

以下図面を参照しながら、上述した従来のスイッチング
電源装置の一例について説明する。

第２図は、従来のスイッチング電源の保護回路を示すも
のである。第２図において１はスイッチングトランス、
２，３は２次側の整流ダイオード、４．５はスイッチン
グトランス１の２次側巻線の出力端子、５０はスイッチ
ング素子、５１は１次側巻線である。５２はスイッチン
グ素子５０のドライブ回路、５３は発振回路、５４は保
護回路、１００は供給電源を示す。以上のように構成さ
れたスイッチング電源装置について、以下保護回路の動
作について説明する。

第２図において、スイッチングトランス１の巻線の出力
端子４，５間でレアーショートが発生したときを考える
。このとき、出力端子４，５間がレアーショートしたこ
とにより１次側の巻線の、インダクタンスＬは、リーケ
ージインタグタンスＬだけとなりその値は、小さなもの
となる。

（Ｌ’＜Ｌ） 周知のようにスイッチング素子５０に流れる電流１ｄは
、供給電源１００の電圧ＶｃｃとしたときＩｄ＝（Ｖｃ
ｃ／Ｌ）Ｘ　ｔ　　　（ｔ　＝時間）となる。

したがって、前述したように出力端子４．５間でレアー
ショートしたときは、インダクタンスＬは、リーケージ
インダクタンスＬ′と小さくなるためスイッチング素子
の電流１ｄは、増大する。

電流Ｉｄが増大するとこの電流Ｉｄを検出している保護
回路が動作し発振回路５３を止めスイッチング素子５０
を遮断させスイッチング電源全体の動作を止めて全体の
保護を行っている。

このように、従来の保護回路では、スイッチングトラン
ス１のレアーショートに対しては、トランス１の１次側
巻線のインダクタンスが減少することを利用している。

同様に２次側の負荷がショートしたときは、ショート時
に流れる２次側の電流が、スイッチングトランス１の１
次、２次間の巻線比に逆比例して増加することを利用し
て前述のメカニズムで保護回路を動作させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記のような構成では、２次側の出力電圧
が低いときには、スイッチングトランスの１次、２次間
の巻線比が小さくなり過ぎてしまう。

このようなときには、２次側の巻線の出力端子４．５間
でレアーショートが生じても１次側からみたり一ケージ
インダクタンスＬ″は、充分小さくならず、そのために
スイッチング素子５０の電流Ｉｄは、余り大きくならな
いため、保護回路５４が動作しないことがある。

また、２次側の負荷がショートしたときにも、前述した
ようにこのときは、負荷ショート時に流れる電流の巻線
比に逆比例して電流１ｄが流れるため、僅かしか電流Ｉ
ｄか増加せず保護回路か動作しないことがある。

このように、従来の保護回路では２次側の出力電圧が小
さいときには、その保護回路の動作が不安定であるとい
う欠点かあった。

本発明の目的は従来の欠点を解消し、このように２次側
の出力電圧が小さいときにもスイッチングトランスのレ
アーショートや負荷ショートに対して確実に動作する保
護回路を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明のスイッチング電源の保護回路は、２次側巻線の
出力端子４，５の出力電圧そのものを検出し出力端子４
，５間がレアーショートしたとき、出力端子４，５間の
電圧差が無くなることを利用し保護回路を動作させてい
る。

また、出力端子５の負荷ショートが発生したときにも同
様に検出され、保護回路を動作させ電源の保護を行って
いるものである。

（作　用） 本発明は、上記した構成によって、スイッチングトラン
スの出力電圧の低い巻線（１次、２次間の巻線比が小さ
い）でレアーショートが発生したときや、負荷ショート
したときにも、確実に保護回路を動作させることができ
るようにしたものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例のスイッチング電源の保護回路に
ついて、図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の実施例におけるスイッチング電源の
保護回路を示すものである。

第１図において、第２図と同じ部分には同一番号を伺し
、その説明を省略する。２０はトランジスタ、２１．２
２は抵抗器、３０．３１は出力端子５，４の整流出力を
示す。

第１図でトランジスタ２０のエミッタは、低電位側の整
流出力３１に接続され、ベースは、高電位側の整流出力
３０の電圧を抵抗器２ｊ、　２２で分割されて接続され
ている。また、コレクターは保護回路５４の異常検出端
子に接続されている。

以上のように構成されたスイッチング電源の保護回路に
ついて、以下第１図を用いてその動作を説明する。

ます、正常状態ではトランジスタ２０のエミッタ、ベー
スの電位は、以下に示すような関係になるように抵抗器
２１．２２の値は設定されている。

ベース電極の電位〉エミッタ電極の電位　・（１）この
ときは、トランジスタ２０の極性はＰＮＰであるから、
上記の関係では、逆バイアスとなりカットオフになるの
でトランジスタは回路の動作になんら影響しない。

次に、スイッチングトランスの出力端子４，５がレアー
ショートしたときを考える。このとき整流出力３０．３
１の電圧は等しくなる。

トランジスタ２０のベース電極は前述したように抵抗器
２１．２２で整流出力３０の電圧を分割して与えられて
いるので ベース電極の電位〈エミッタ電極の電位　・・・（２）
となりトランジスタ２０は順バイアスとなり導通する。

一方トランシスタ２０のコレクタ電極は、保護回路５４
の検出端子に接続されているため、トランジスタ２０か
導通すると保護回路が動作しスイッチング電源全体の動
作を正めスイッチングトランス１が発煙するのを防止す
る。

また、整流出力３０の負荷がショートしたときは整流出
力３０の電位はＯになるのでベース電極とエミッタ電極
の電位関係は、前述（２）を満足しトランジスタ２０は
導通することになる。これにより保護回路５４が動作し
スイッチング電源を保護できる。

（発明の効果） 本発明によれば、スイッチングトランスのレアーショー
トや出力端子のショートを直接検出しておりスイッチン
グトランスの巻線比に依存することがない。

したがって、出力端子の電圧が低くても確実にスイッチ
ングトランスの発煙を防止、また負荷ショートに対して
も保護することができ、その実用−４二の効果は太であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１（７１は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来
の同期式スイッチング電源の構成図である。 ｌ・・スイッチングトランス、　　２，３２次側の整流
ダイオード、　４，５・出ツノ端子、　２０・トランジ
スタ、　２１．２２・抵抗器、　３０．３１　　整流出
力、　５ｏ・・・スイッチング素子、　５］１次側巻線
、５２・　ドライブ回路、　５３・発振回路、５４・・
保護Ｉｊ路、　１００・供給電源。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第 じ 弘 １−　スイノゲリタ１−″７．ス　　２　　）ｔ：へタ
イオート　３　努；尺ｙ’＜ｘ−ト４．５　山′ｂ堝き
　η　トγバスタ　２１，２２．Ｊ較おＸ６３０．３１
　　櫃；９力　５ｏ　　スイ・忙７←　５１１炙１ψ・
ロリ繁１００　徴ｌぶ低源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一巻線からタップを設け２つの異なる電圧出力を取り
   出すようにされたスイッチングトランスがあり、電位の
   低い巻線の整流出力側にエミッタを電位の高い巻線の出
   力側の電圧を分割してベースに印加するように接続され
   たトランジスタがあり、正常状態では前記トランジスタ
   は逆バイアスされカットオフしており前記巻線がレアー
   シヨートしたときに、前記トランジスタが順バイアスと
   なり導通しスイッチング電源の発振を止めるようにして
   、前記スイッチングトランスが発煙するのを防止すると
   同時に整流出力の負荷がショートしたときにも、前記ト
   ランジスタが導通し回路の保護をするように構成された
   ことを特徴とするスイッチング電源の保護回路。