JPH0759341A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力スイッチのオン時に所定電圧を安定供給
できると共に、出力スイッチのオフ時の無制御状態を回
避できるスイッチング電源装置を提供する。 【構成】 直流入力を断続するスイッチング素子４と、
この断続された直流入力を所定電圧に変換するトランス
５と、このトランス５からの交流出力を整流平滑して出
力する整流平滑回路６，７と、この整流平滑回路６，７
と出力端子との間に設けられた出力スイッチ１５と、出
力端子の端子電圧を検出する分圧抵抗１０，１１と、整
流平滑回路６，７の出力電圧を入力とし分圧電圧の基準
電圧に対する誤差出力を得るシャントレギュレータ９
と、このレギュレータ９の出力に応じてスイッチング手
段の断続を制御するコントローラ１４と、レギュレータ
９と出力スイッチ１５との間に設けられ整流平滑回路
６，７の出力電圧を入力とし出力スイッチ１５のオフ時
に一定電圧を分圧電圧に代えてレギュレータ９に入力す
るツェナーダイオード１６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＯＡ機器等における電源として用
いられるスイッチング電源装置は、例えば図２に示すよ
うに構成されている。

【０００３】すなわち、商用電源１を全波整流回路２で
全波整流すると共に、平滑用コンデンサ３で平滑し、こ
の直流出力をＦＥＴ等のスイッチング素子４により断続
してトランス５の１次巻線５ａに供給し、トランス５に
より所要電圧に変換する。そして、トランス５の２次巻
線５ｂより出力された交流出力を整流用コンデンサ６及
び平滑用リアクトル７により直流に変換し、出力端子８
ａ，８ｂに所要直流出力を得る構成になっている。

【０００４】コンデンサ６とリアクトル７との整流平滑
回路の出力側には、誤差増幅回路となるシャントレギュ
レータ９が設けられ、出力端子８ａ，８ｂ間の電圧を分
圧する分圧抵抗１０，１１の接続点電圧がレギュレータ
９のリファレンス端子に供給されている。

【０００５】レギュレータ９に直列接続されたフォトカ
プラのフォトダイオード１２は、前記レギュレータ９に
流れる電流により作動し、フォトカプラのフォトトラン
ジスタ１３は前記スイッチング素子４のスイッチング周
波数を制御するコントローラ１４に接続されている。

【０００６】そして、前記レギュレータ９は、リファレ
ンス端子に供給された電圧とレギュレータ９の基準電圧
との差電圧に応じてレギュレータ９に流れる電流つまり
フォトダイオード１２の駆動電流を制御する。

【０００７】例えば、出力端子８ａ，８ｂ間の出力電圧
が増大すると、これの分圧電圧が入力されたレギュレー
タ９は基準電圧との差電圧に比例した大きな電流を流
し、フォトダイオード１２の発光光量を増大させる。フ
ォトトランジスタ１３では、フォトダイオード１２から
の光の受光量が増大し、この受光量に比例した電流がコ
ントローラ１４に入力される。

【０００８】さらに、コントローラ１４では、フォトト
ランジスタ１３に流れる電流が増大することにより、こ
の電流値に応じてスイッチング素子４を制御し、トラン
ス５の出力を低下させ、出力端子８ａ，８ｂ間の電圧を
低下させる。

【０００９】前述とは反対に、出力端子８ａ，８ｂ間の
出力電圧が減少すると、これの分圧電圧が入力されたレ
ギュレータ９は基準電圧との差電圧に比例した小さい電
流を流し、フォトダイオード１２の発光光量を減少させ
る。フォトトランジスタ１３では、フォトダイオード１
２からの光の受光量が減少し、この受光量に比例した電
流がコントローラ１４に入力される。

【００１０】そして、コントローラ１４では、フォトト
ランジスタ１３に流れる電流が減少することにより、こ
の電流値に応じてスイッチング素子４を制御し、トラン
ス５の出力を増加させ、出力端子８ａ，８ｂ間の電圧を
増加させる。

【００１１】このようにして、出力電圧をフィードバッ
クしてスイッチングを制御し、常に一定の出力電圧を安
定に供給するようにしている。

【００１２】ところで、前述したスイッチング電源装置
にあっては、図２に示すように、出力端子８ａの前段に
出力をオン，オフする出力スイッチ１５を設けることが
望ましく、実使用上極めて有益である。

【００１３】ところが、図２の場合、出力スイッチ１５
の前段の分圧抵抗１０，１１により出力電圧を検出して
この出力電圧に応じたスイッチング制御を行うため、実
際に出力端子８ａ，８ｂ間に得られる電圧は、所定電圧
（例えば５Ｖ）より出力スイッチ１５の電圧降下分だけ
低い電圧となる。この出力スイッチ１５の電圧降下分は
一定ではなく、流れる電流により変化し、従って出力電
圧は不安定なものになり、不都合を生じる。

【００１４】この問題を解決するために、図３に示すよ
うに、出力スイッチ１５と出力端子８ａとの間に分圧抵
抗１０，１１を配置し、出力スイッチ１５で電圧ドロッ
プを生じた後の電圧つまり出力端子８ａ，８ｂの電圧を
直接検出し、フィードバックすることが考えられる。

【００１５】しかしながら、前記構成のスイッチング電
源装置では、以下に記載する問題がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、出力スイッ
チ１５がオンの時は、出力端子８ａ，８ｂ間にそれ相当
の電圧が得られ、前述したフィードバック制御により所
定の安定した電圧が得られるが、出力スイッチ１５がオ
フになると、分圧抵抗１０，１１より分圧電圧が得られ
なくなり、シャントレギュレータ９が正常に機能せず、
コントロールできなくなる。

【００１７】つまり、レギュレータ９は、リファレンス
端子に出力電圧が印加されなくなるため、フォトカプラ
を介してコントローラ１４はトランス５の出力を増大す
るようにスイッチング素子４を制御し、トランス５の出
力が異常に高くなり、支障をきたす結果となる。

【００１８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に留意してなされたものであり、その目的とする
ところは、出力スイッチのオン時に所定電圧を安定供給
できると共に、出力スイッチのオフ時の無制御状態を回
避できるスイッチング電源装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のスイッチング電源装置においては、直流入
力を断続するスイッチング手段と、この断続された直流
入力を所定電圧に変換するトランスと、このトランスか
らの交流出力を整流平滑して出力する整流平滑回路と、
この整流平滑回路と出力端子との間に設けられた出力ス
イッチと、出力端子の端子電圧を検出する端子電圧検出
手段と、整流平滑回路の出力電圧を入力とし端子電圧検
出手段で得られた検出電圧の基準電圧に対する誤差出力
を得る誤差増幅手段と、誤差増幅手段の出力に応じてス
イッチング手段の断続を制御する制御手段と、誤差増幅
手段と出力スイッチとの間に設けられ整流平滑回路の出
力電圧を入力とし一定電圧を端子電圧検出手段の出力電
圧に代えて誤差増幅手段に入力する定電圧回路と、を備
えたことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】前述した構成のスイッチング電源装置にあって
は、出力スイッチがオフになった場合、端子電圧検出手
段からの検出電圧が得られなくなるが、整流平滑回路の
出力電圧により作動する定電圧回路より一定電圧が端子
電圧検出手段の出力電圧に代えて誤差増幅手段に入力さ
れるため、制御手段はこの一定電圧の基準電圧に対する
誤差出力に応じてスイッチング手段の断続を制御するの
みであり、トランスの出力側が異常に高くなることが回
避される。

【００２１】

【実施例】実施例につき、図１を参照して説明する。な
お、図１において前記と同一のものは同一もしくは相当
するものを示すものとする。

【００２２】図１において、従来と異なる点は、出力ス
イッチ１５と出力端子８ａ，８ｂとの間に端子電圧を検
出する分圧抵抗１０，１１を設け、出力スイッチ１５で
電圧降下した出力電圧（分圧電圧）を直接検出すると共
に、シャントレギュレータ９及びフォトダイオード１２
の直列回路と出力スイッチ１５との間に、整流平滑回路
（コンデンサ６及びリアクトル７）の出力電圧を入力と
し出力スイッチ１５のオフ時に一定電圧を前記分圧電圧
に代えてシャントレギュレータ９のリファレンス端子に
入力するツェナーダイオード（定電圧回路）１６を設け
た点である。

【００２３】このツェナーダイオード１６のツェナー電
圧は、例えば出力端子８ａの端子電圧と、レギュレータ
９の基準電圧との差により１．５Ｖ高く設定されてい
る。

【００２４】そして、出力スイッチ１５のオン時、整流
平滑回路の出力は出力スイッチ１５を通して出力端子８
ａ，８ｂに出力されるため、ツェナーダイオード１６の
両端の電圧がツェナー電圧より低くなり、ツェナーダイ
オード１６に電流は流れず、オープンされたのと同じ状
態になる。このため、分圧抵抗１０，１１による検出電
圧がレギュレータ９に入力され、前記従来技術で説明し
たようにしてコントローラ１４によるフィードバック制
御が行われ、出力端子８ａ，８ｂに所定電圧が安定的に
供給される。

【００２５】また、出力スイッチ１５のオフ時、分圧抵
抗１０，１１による検出電圧は得られないが、整流平滑
回路の出力がツェナーダイオード１６に供給されるた
め、整流平滑回路の出力電圧とツェナーダイオード１６
のツェナー電圧との差電圧がレギュレータ９に入力さ
れ、レギュレータ９はこの電圧と基準電圧との誤差電圧
に応じた電流をフォトカプラを介してコントローラ１４
に入力する。

【００２６】従って、コントローラ１４はスイッチング
素子４を安定にスイッチング制御し、トランス５の出力
側が無制御状態，異常高電圧になることはなく、安全な
ものとなる。

【００２７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更す
ることができることはあきらかである。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次に記載する効果を奏する。

【００２９】直流入力をスイッチング手段により断続し
てトランスにより所定電圧に変換し、このトランスから
の交流出力を整流平滑回路により整流平滑して出力する
スイッチング電源装置において、整流平滑回路の後段に
設けた出力スイッチより出力側の電圧を検出してスイッ
チング制御することができるため、所定の出力電圧を安
定に供給できるものである。

【００３０】その上、出力スイッチの前段に定電圧回路
を設けて、出力スイッチのオフ時に一定電圧を誤差増幅
手段に入力するようにしたため、出力スイッチのオフ時
に出力電圧が得られないことによるトランス出力側の無
制御状態を回避でき、装置の安全性を大幅に高めること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスイッチング電源装置の実施例を
示す回路図である。

【図２】従来のスイッチング電源装置を示す回路図であ
る。

【図３】従来の他のスイッチング電源装置を示す一部の
回路図である。

【符号の説明】

４ スイッチング素子 ５ トランス ６ 整流用コンデンサ ７ 平滑用リアクトル ８ａ，８ｂ 出力端子 ９ シャントレギュレータ １０，１１ 分圧抵抗 １４ コントローラ １５ 出力スイッチ １６ ツェナーダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流入力をスイッチング手段により断続
   してトランスにより所定電圧に変換し、前記トランスか
   らの交流出力を整流平滑回路により整流平滑して出力す
   るスイッチング電源装置であって、 前記整流平滑回路と出力端子との間に設けられた出力ス
   イッチと、 前記出力端子の端子電圧を検出する端子電圧検出手段
   と、 前記整流平滑回路の出力電圧を入力とし前記端子電圧検
   出手段で得られた検出電圧の基準電圧に対する誤差出力
   を得る誤差増幅手段と、 前記誤差増幅手段の出力に応じて前記スイッチング手段
   の断続を制御する制御手段と、 前記誤差増幅手段と前記出力スイッチとの間に設けら
   れ、前記整流平滑回路の出力電圧を入力とし前記出力ス
   イッチのオフ時に一定電圧を前記端子電圧検出手段の出
   力電圧に代えて前記誤差増幅手段に入力する定電圧回路
   と、 を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。