JPH07327360A - スイッチング電源装置の過電圧保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過電圧保護電圧を精密に設定できるスイッチ
ング電源装置の過電圧保護回路を得る。 【構成】 過電圧保護回路６の作動電圧を決定するツェ
ナーダイオード１６のアノード電位を所望の値に設定で
きる手段１４，１９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング電源装
置の過電圧保護回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のスイッチング電源装置と過
電圧保護回路を示す図である。図において、１はトラン
ス、２はトランス１の一次側プラス入力端子、３はマイ
ナス入力端子、４は整流回路、５はスイッチング回路、
６は過電圧保護回路、７はプラス出力端子、８はマイナ
ス出力端子で、スイッチング回路５はスイッチング素子
９と、そのオン・オフ期間を制御するパルス信号を出力
するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路１０と、出力端子７、
８間にそれぞれ接続された第１のフォトカプラのフォト
ダイオード１１ａ、限流用の抵抗器１２およびシャント
レギュレータ１３の直列体と、シャントレギュレータ１
３にバイアス電圧を与える抵抗器Ｒ１、Ｒ２の直列体で
構成された分圧回路１４と、第１のフォトカプラのフォ
トトランジスタ１１ｂの出力電流を増幅する誤差増幅器
１５とで構成され、過電圧保護回路６は、出力端子７、
８間に接続されたツェナーダイオード１６、限流用の抵
抗器１７および第２のフォトカプラのフォトダイオード
１８ａの直列体と、フォトダイオード１８ａが導通した
ときＰＷＭ回路１０の制御パルスの送出を停止させる第
２のフォトカプラのフォトダイオード１８ｂとで構成さ
れている。

【０００３】次に、動作を説明する。入力端子２、３間
に図示していない直流電源から直流電圧が印加される。
スイッチング素子９は、ＰＷＭ回路１０から印加される
制御パルスによってオン・オフされ、トランス１の１次
コイルに所定の周期でもって電流を通電する。トランス
１の２次出力電圧は整流回路４で整流されて出力端子
７、８から所定値の直流電圧を出力する。シャントレギ
ュレータ１３のリファレンス端子には出力電圧をバイア
ス抵抗器１４によって分圧された電圧が印加され、シャ
ントレギュレータ１３は、この入力電圧が一定値となる
ようにフォトダイオード１１ａに流れる電流を規制す
る。このフォトダイオード１１ａに流れる電流量の変化
はフォトトランジスタ１１ｂを介して誤差増幅器１５に
入力され、その出力電圧の増減に応じてＰＷＭ回路１０
の出力パルス幅が狭広となるように調整され、スイッチ
ング素子９のオン期間が調整されて、出力電圧が一定値
を維持するように制御される。

【０００４】過電圧保護回路６は、出力電圧が上昇して
ツェナーダイオード１６に印加される電圧がツェナー電
圧を超えると、ツェナーダイオード１６がオンになって
フォトダイオード１８ａに電流が流れる。フォトトラン
ジスタ１８ｂは、この電流量に応じた値の電流をＰＷＭ
回路１０に供給してＰＷＭ回路１０のパルス信号の送出
を停止させる。このため、スイッチング素子９はオフと
なり、トランス１の１次電流がオフになるので２次出力
電圧も零となり、出力端子７、８から出力される直流電
圧も零となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の過電圧保護回路
は、以上説明したように構成されているので、ツェナー
ダイオードのツェナー電圧の動作点が過電圧保護動作点
となる。各ツェナーダイオードのツェナー電圧にはばら
つきがあり、また、温度によって変化するので、過電圧
保護電圧を精密に設定することができないという問題点
があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点の解消を目
的としてなされたもので、過電圧保護電圧を精密に設定
できる過電圧保護回路を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る過電圧保
護回路は、過電圧保護回路を構成しているツェナーダイ
オードのアノード電位を微調節するアノード電位調節手
段を備えたものである。

【０００８】また、アノード電位調節手段を、スイッチ
ング電源装置のプラス出力端子に一端が接続された抵抗
器と、この抵抗器の他端に入力端が接続され、出力端が
ツェナーダイオードのアノードに接続されている電流増
幅器とで構成したものである。

【０００９】また、出力電圧が過電圧になったことを過
電圧保護回路が検出したとき、スイッチング電源装置の
一次側入力を間欠的に行わせるようにスイッチング回路
の動作を制御する手段を備えたものである。

【００１０】

【作用】この発明によるアノード電位調節手段は、過電
圧保護回路の動作電圧を決定するツェナーダイオードの
アノード電位を所望の電位に調節できるので、ツェナー
ダイオードのツェナー電圧のばらつきを補償して保護動
作開始電圧を高精度に調節することができる。

【００１１】また、アノード電位調節手段を構成する抵
抗器と電流増幅器は、抵抗器の値も調節することで、ツ
ェナーダイオードのアノード電位を調節することができ
る。

【００１２】また、スイッチング回路制御手段は、過電
圧保護回路が保護電圧を出力電圧が超えたことを検出し
たとき、スイッチング回路による１次電流の通電動作
を、間欠的に行わせるように制御し出力電圧を低下させ
る。

【００１３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す回路図で、
図６と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示して
いる。図において、１９は電流増幅器を構成する演算増
幅器で、その入力端は分圧回路１４の分圧点に接続さ
れ、出力端はツェナーダイオード１６と抵抗器１７の接
続点に接続されている。

【００１４】次に動作を説明する。演算増幅器１９の出
力端の電位は、プラス出力端子７に接続されている抵抗
器Ｒ１の抵抗値と演算増幅器１９に流れる電流値との積
で定まる電圧値だけ出力電圧より低い値となる。したが
って、抵抗器Ｒ１の値を調節することにより、ツェナー
ダイオード１６のアノード電位を調節することができ、
ツェナーダイオード１６のツェナー電圧のばらつきを補
正することができる。

【００１５】実施例２．図２はこの発明の実施例２を示
す回路図で、図６と同一符号はそれぞれ同一または相当
部分を示しており、２０はトランジスタ、Ｒ３はエミッ
タ抵抗器、Ｒ４はコレクタ抵抗器で、トランジスタ２０
のベースは抵抗器Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続され、出力
端は過電圧保護回路６のツェナーダイオード１６と抵抗
器１７の接続点に接続されている。

【００１６】次に動作を説明する。トランジスタ２０の
出力端の電位は、トランジスタ２０のベース電流Ｉ_B と
トランジスタ２０の利得ｈｆｅの積によって定まる電位
となる。したがってベース電流Ｉ_B は分圧回路１４の抵
抗器Ｒ１，Ｒ２の値によって調節することができるの
で、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の値を調節することでツェナーダ
イオード１６のアノード電位を調節することができ、実
施例１と同様に、ツェナーダイオード１６のアノード電
位を微調節することができる。

【００１７】なお、実施例２ではトランジスタを用いた
が、電界効果トランジスタを用いても同様に構成でき、
同様の効果が得られる。

【００１８】実施例３．図３は、この発明の実施例３を
示す回路図で、図１と同一符号はそれぞれ同一または相
当部分を示しており、２１はトランジスタＱ１，Ｑ２で
構成されたスイッチ回路、２２はコンパレータ、２３は
ＡＮＤ回路で、ＰＷＭ回路１０の要部を構成している。

【００１９】次に、実施例３の動作を説明する。図４は
スイッチング電源装置の出力電圧が正常値で、過電圧保
護回路６が作動していない場合のＰＷＭ回路１０の各部
の電流波形を示すタイミング図で、過電圧保護回路６が
作動していないときはフォトトランジスタ１８ｂはオフ
であるため、Ｑ１，Ｑ２はオフ、コンパレータ２２のプ
ラス入力端はＨレベルとなり、ＡＮＤ回路２３の第１の
入力端には図４（ａ）に示すようにＨレベルが入力され
る。他方、ＡＮＤ回路２３の第２の入力には、図３のス
イッチング素子９から出力される発振波形を検出する発
振波形検出抵抗２４からの出力波形である図４（ｂ）に
示す信号がｂに入力されているので、ＡＮＤ回路２３の
出力波形は図４（ｃ）のような波形となり、そのＨレベ
ルの期間だけスイッチング素子９がオンとなって一次入
力電流を制御している。

【００２０】次に、出力電圧が上昇して、過電圧保護回
路６が作動している場合のＰＷＭ回路１０の動作を説明
する。この場合、フォトトランジスタ１８ｂはフォトダ
イオード１８ａからの光を受けてオンとなるので、Ｑ
１，Ｑ２はオンとなり、コンパレータ２２のプラス入力
端はＬレベルとなり、その出力も図５（ａ）に示すよう
にＨレベルからＬレベルとなる。そのため、ＡＮＤ回路
２２の出力レベルは、図５（ｃ）に示すようにＬレベル
となるので、スイッチング素子９もオフとなって一次入
力電流が０となり、出力電圧も０となる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、スイッチング電源装
置の過電圧保護回路を構成するツェナーダイオードのア
ノード電位を任意の値に設定する手段を備えたので、ツ
ェナーダイオードのツェナー電圧のばらつきを補正する
ことができ、過電圧保護動作電圧を高精度で調節できる
過電圧保護回路が得られる効果がある。

【００２２】また、ツェナーダイオードのアノード電位
設定手段を、プラス出力端子に接続された抵抗器と、こ
の抵抗器の他端に入力端が接続され、出力端がツェナー
ダイオードのアノードに接続された電流増幅器とで構成
したので、抵抗器の値を調節することでツェナーダイオ
ードのアノード電位を微調節できる過電圧保護回路が得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１の過電圧保護回路を示す
図である。

【図２】 この発明の実施例２の過電圧保護回路を示す
図である。

【図３】 この発明の実施例３の過電圧保護回路を示す
図である。

【図４】 実施例３の過電圧保護回路が作動していない
ときのパルス幅変調回路の動作を説明するための波形図
である。

【図５】 実施例３の過電圧保護回路が作動したときの
パルス幅変調回路の動作を説明するための波形図であ
る。

【図６】 従来の過電圧保護回路を示す図である。

【符号の説明】

１ トランス、 ４ 整流回路、 ５ スイッチング回
路、 ６ 過電圧保護回路、 ７ プラス出力端子、
８ マイナス出力端子、 ９ スイッチング素子、 １
０ パルス幅変調回路、 １６ ツェナーダイオード、
１８ａ フォトダイオード、 １８ｂ フォトトラン
ジスタ、 １９ 演算増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力端子間に接続されたツェナーダイオ
   ードおよびフォトダイオードを含む直列体と、上記フォ
   トダイオードの発光を受光したときスイッチング電源装
   置の一次側入力を遮断するフォトトランジスタとで構成
   されたスイッチング電源装置の過電圧保護回路におい
   て、上記ツェナーダイオードのアノード電位を微調節す
   るアノード電位調節手段を備えたことを特徴とするスイ
   ッチング電源装置の過電圧保護回路。
2. 【請求項２】 アノード電位調節手段が、スイッチング
   電源装置のプラス出力端子に一端が接続された抵抗器
   と、この抵抗器の他端に入力端が接続され、出力端がツ
   ェナーダイオードのアノードに接続されている電流増幅
   器とで構成されてなることを特徴とする請求項１記載の
   スイッチング電源装置の過電圧保護回路。