JPH0446563A - スイッチング電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動型でフライバックコンバータ方式・の
−（即ちＲＣＣ方式の）スイッチング電源装置に関し、
より具体的には、その過電流保護手段の改良に関する。

〔背景となる技術〕

一般的なＲＣＣ方式のスイッチング電源装置は、そのス
イッチングトランジスタの最大コレクタ電流が増幅率ｈ
ＦＥに依存することで一応、過電流保護手段を有してい
るが、それだけでは、入力電圧が変動すると過電流保護
開始点がずれる（例えば入力電圧が大きくなると過電流
保護開始点が大きい方へずれる）という問題がある。

そこで、このような問題を簡単な回路で解消することが
できるスイッチング電源装置が、同一出願人によって別
途捷案されている。

第３図はその一例を示すものであり、トランス２の一次
巻線２ａにスイッチング素子としてのＭＯＳ　Ｆ−Ｅ　
Ｔ　６を直列接続し、かつトランス２のバイアス巻線２
ｃの出力をコンデンサ１６および抵抗１日を介してＭＯ
３Ｆ’ＥＴのゲートに帰゛還するようにしている。

更に、互いに直列接続された抵抗１゛２およびコンデン
サ１４から成る時定数回路１０をトランス２のバイアス
巻線２Ｃの両端に接続し、かつＭＯ３ＦＥＴ６のゲート
とソース間に制御素子としてのトランジスタ２０を並列
接続し、上記コンデンサ１４の電圧がこのトランジスタ
２０のベースに印加されるようにしている。

動作を説明すると、入力電圧Ｖｉが印加されると、起動
抵抗８を通してＭＯ３ＦＥＴ６にゲート電圧が印加され
、ＭＯ３ＦＥＴ６が導通状態になる。その結果、トラン
ス２の一次巻線２ａに電圧が加わり、同時にバイアス巻
線２Ｃに電圧ｖｂが発生する。これがコンデンサ１６お
よび抵抗１８を介してＭＯ３ＦＥＴ６のゲートに印加さ
れ、ＭＯ３ＦＥＴ６は急速にオンする。このとき、トラ
ンス２の二次巻線２ｂの電圧はダイオード４に対して逆
方向に加わるので、二次巻線２ｂには電流が流れず、ト
ランス２にエネルギーが蓄積される。

これと共に、時定数回路１０を構成するコンデンサ１４
には抵抗１２を通して充電電流が流れ、トランジスタ２
００ベース電位が徐々に上昇する。

コンデンサ１４の電圧が所定値に達してトランジスタ２
０が導通し始めると、ＭＯ３ＦＥＴ６のゲート電圧が低
下してＭＯ３ＦＥＴ６がオン状態を保てなくなり、−次
巻線２ａの電圧が低下し、バイアス巻線２ｃの電圧ｖｂ
も低下する。これは正帰還であるため、ＭＯＳ　Ｆ　Ｅ
Ｔ　６は象、速にオフする。ＭＯ３ＦＥＴ６がオフする
ことにより、トランス２の蓄積エネルギーが二次巻線２
ｂからダイオード４を通して出力側へ供給される。

その後、バイアス巻線２Ｃの電圧ｖｂが０となれば、起
動抵抗８からの電圧により再びＭＯ３ＦＥＴ６がオン状
態となり、上記のような動作が繰り返される。

このようなＲＣＣ方式においては、良く知られているよ
うに二次側の出力がＭＯ３ＦＥＴ６のオン期間に比例す
るという基本的な関係がある。このスイッチング電源装
置では、これを逆に利用することによって、過電流保護
を行わせている。即ち、ＭＯ３ＦＥＴ６のオン期間（こ
れはオフ状態のトランジスタ２０をオンさせるまでの時
間でもある）は、コンデンサ１４の電圧が立ち上がるス
ピード、即ち時定数回路１０の時定数Ｔ　（−Ｒ・Ｃ１
、ここでＲ１は抵抗１２の抵抗値、Ｃ１はコンデンサ１
４の静電容量）によって規定されるため、この時定数Ｔ
によってＭＯ３ＦＥＴ６のオン期間の上限を決めておけ
ば、二次側には設定値以上の電流は出力されない（即ち
過電流保護をする）。例えば、時定数Ｔを小さくすれば
トランジスタ２０が早（オンし、ＭＯ３ＦＥＴ６が早く
オフする。従って、より小さい負荷電流にて保護モード
に入ることになる。

〔発明の目的〕

上記のようなスイッチング電源装置においては、基本的
には時定数回路１０の時定数Ｔによって過電流保護開始
点が決まるので、入力電圧Ｖｉの変動による過電流保護
開始点の変動を抑えることができる。

しかし、より厳密に見ると、自動型であるため、入力電
圧Ｖｉが変動、例えば上昇すると、発振周波数が上昇し
て出力を多く出せる方向に働（ため、この点から見れば
依然として過電流保護開始点が変動することになり、こ
のような点になお改善の余地があると言える。

そこでこの発明は、上記のようなスイッチング電源装置
を更に改良して、入力電圧の変動による過電流保護開始
点の変動をより確実に抑えることができるようにするこ
とを目的とする。

〔目的達成のための手段〕

上記目的を達成するため、この発明のスイッチング電源
装置は、前述したような時定数回路を構成するコンデン
サの代わりに、可変容量ダイオードを用いたことを特徴
とする。

〔作用］ 可変容量ダイオードは、−船内に、それに印加される逆
電圧が増大すると静電容量が低下するという特性を有し
ている。

従って、このような可変容量ダイオードと抵抗とを用い
て前述したような時定数回路を構成すると、入力電圧が
例えば上昇すると、可変容量ダイオードに印加される逆
電圧も上昇してその静電容量が小さくなるため、時定数
回路の時定数が小さくなる。その結果、制御素子がより
早くオンし、スイッチング素子がより早くオフして保護
モードに入るようになり、これによって入力電圧の変動
による過電流保護開始点の変動をより確実に抑えること
ができるようになる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るスイッチング電源
装置を示す回路図である。第３図の例と同等部分には同
一符号を付し、以下においては当該先行例との相違点を
主に説明する。

この実施例においては、前記時定数回路１０に対応する
時定数回路１０ａを、互いに直列接続された抵抗１２お
よび可変容量ダイオード２４を用いて構成している。即
ち、先行例のコンデンサ１４の代わりに可変容量ダイオ
ード２４を用いている。

可変容量ダイオード２４は、例えば第２図に示すように
、それに逆方…農こ印加される電圧Ｖｃが増大すると、
その静電容量Ｃ２が低下する。

従って、入力電圧Ｖｉが変動した場合、例えば入力電圧
Ｖｉが上昇した場合、トランス２のバイアス巻線２ｃの
電圧ｖｂが高くなり、可変容量ダイオード２４に印加さ
れる電圧Ｖｃも高くなってその静電容量Ｃ２が小さくな
るため、時定数回路１０ａの時定数Ｔ　（＝Ｒ，・Ｃ２
）が小さくなる。

その結果、トランジスタ２０がより早くオンし、ＭＯＳ
ＦＥＴ６がより早くオフして保護モードに入るようにな
る。これで、前述した発振周波数の上昇による過電流保
護開始点の変動を抑えることができる。入力電圧Ｖｉが
下降した場合も、上記とは逆の作用により、過電流保護
開始点の変動を抑えることができる。その結果、入力電
圧Ｖｉの変動による過電流保護開始点の変動をより確実
に抑えることができるようになり、保護の信頼性が一層
向上する。

なお、上記時定数回路１０ａには、例えばこの実施例の
ように、フォトカプラ２６等を含み、トランス２の二次
側の出力電圧を安定化させるフィードバック制御用の回
路が組み合わされるが、この回路はここで問題としてい
る過電流保護とは切り離して考えることができるので、
その詳細な説明は省略する。

また、スイッチング素子にＭＯＳＦＥＴ６の代わりにト
ランジスタを用いても良いし、制御素子にトランジスタ
２０の代わりにＦＥＴを用いても良いのは勿論である。

また、入力電圧Ｖｉは、例えば商用型ｔＡ（交流）を整
流ダイオードによって整流したものである。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、スイッチング素子のオ
ン期間の上限を規定する時定数回路を、互いに直列接続
された抵抗および可変容量ダイオードを用いで構成した
ので、先行例の場合に比べて、入力電圧の変動による過
電流保護開始点の変動をより確実に抑えることができる
ようになり、その結果保護の信頼性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るスイッチング電源
装置を示す回路図である。第２図は、可変容量ダイオー
ドの特性の一例を示す図である。 第３図は、この発明の背景となるスイッチング電源装置
の一例を示す回路図である。 ２・・・　トランス、６・・・ＭＯＳＦＥＴ　（スイッ
チング素子）、１０ａ・・・時定数回路、１２・・・抵
抗、２０・・・　トランジスタ（制御素子）、２４０６
．可変容量ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランスの一次巻線にスイッチング素子を直列接
   続し、同トランスのバイアス巻線の出力をこのスイッチ
   ング素子の制御電極に帰還させるものであって、スイッ
   チング素子の制御回路に、スイッチング素子のオン期間
   の上限を規定する時定数回路と、この時定数回路の出力
   によってスイッチング素子を強制的にオフさせる制御素
   子とを設けたスイッチング電源装置において、前記時定
   数回路を、互いに直列接続された抵抗および可変容量ダ
   イオードを用いて構成したことを特徴とするスイッチン
   グ電源装置。