JPS63178762A - スイツチング電源装置 - 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〕 本発明に直流電車圧を出力ｉるスイッチング電源装置、
特に負荷短絡事故が発生してもこの事故にもとづ（波及
事故がスイッチング電源装置を構成″ｆる回路に発生ｆ
ろことのない電源装置に関する。

〔従来の技術〕

マイクロエレクトロニクスの発達に伴い、マイクロコン
ピュータを用いた種々のディジタル制御回路が増加する
中で、これらのマイクロコンピュータ回路を駆動するス
イッチングレギュレータ電源は小形、高効率な電源回路
として有効であり、使用頻度は増加の傾向にある。

この様な中で、スイッチングレギュレータ電源の高信頼
化を計ることは重要で、例えばスイッチングレギュレー
タ電源に接続される負荷回路の短絡故障による過電流か
ら電源回路を保護することが望まれている。

第２図は従来のスイッチング電源装置の構成図テアル。

第２図において、ｌは本電源装置に入力されろ電源とし
ての直流電源、２は電源１の出力電圧を平滑化するため
の入力コンデンサ、３はスイッチングトランスで、トラ
ンス３の一次巻線３ａとスイッチングトランジスタ４と
抵抗Ｒｏとからなる直列回路がコンデンサ２の両端に接
続されている。５は制御信号６と抵抗Ｒｏの両端電圧Ｖ
とが入力され、電圧Ｖが所定値Ｖｓ未満である時は信号
６に応じたドライブ信号５ａを出方Ｌ１電圧Ｖが前記Ｖ
ｓ以上になると所定の一定態様を有するドライブ信号５
ａを出力する制御回路で、ドライブ信号５ａはトランジ
スタ４のスイッチング動作のデユーティ比を加減する信
号である。信号５ａは、電圧ＶがＶｓ未満である時は、
後述オろようにして、トランジスタ４のデユーティ比を
介して信号６の値が所定値になるようにオろ信号であり
。

また信号５ａは、電圧ＶがＶｓ以上になると抵抗ある。

７はトランス３の出力用二次巻線３ｂを流れる電流■を
整流するトランジスタで、このトランジスタ７はトラン
ス３のトランジスタ駆動用二次巻線３ｃの出力電圧によ
ってトランジスタ７のオン・オフ動作が駆動されるよう
になっている。８は逆流防止ダイオード、９はトランジ
スタ７の出方電流■が流れる平滑コイル、ＩＯｔ！コイ
ル９と共に平滑回路１１を構成する平滑コンデンサであ
る。

平滑回路１１は、二次巻線３ｂとトランジスタ７とから
なる直列回路の出力電圧を平滑化して直流電圧Ｅｏをコ
ンデンサＩＯの両端に出方するようにするために設けら
れている。以後電流工を二次電流ということがある。１
２はＥＯを出力させろための出力端子、Ｉ３は端子１２
に接続された負荷である。図流電圧Ｅ　ｏは抵抗器Ｒ，
，Ｒ２で分圧されて分圧電圧Ｅａとなり、電圧Ｅａは演
算回路１４に入力されろようになっている。そうして演
算回路１４に、電圧Ｅａが入力さハ石と、この電圧Ｅａ
を内蔵の基準電圧Ｅｋと比較してＥａ−Ｅｋに応じた制
御信号６な出力するように構成さねている。

前述したように、制御回路５は、電圧ＶがＶｓ未満の時
、信号６の値が所定値になろようにドライブ信号５ａ化
出力するので、この場合直流重圧Ｅ。

が所定値Ｅｓになるように制御回路５ｖｃよって制御さ
れろことになる。

第２図の装置は上述のように構成されているので、負荷
１３のインピーダンス変動や直流電源ｌの電圧変動がそ
れぞれ所定の範囲内にある場合、出力直流電圧Ｈｏは常
に所定値ＢＳになる。そうしてトランス３の一次側から
二次側に送られろ電力Ｐが所定値ＰＳケこえるような事
態が発生したされることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図では電源装置が上述のように動作するが、もしも
負荷１３が短絡されろような事故が発生すると、電圧Ｅ
。がほぼ零になるので演算回路１４からは電圧Ｅｏに応
じた信号６が出力されて、制御回路５はトランジスタ４
のスイッチング動作のデユーティ比を大きくするドライ
ブ信号５ａを出力して電圧Ｅｏの値がＥｓに回復するよ
うに動作する。したがって抵抗Ｒ０の両端電圧Ｖが大き
くなるが、この場合Ｖは前述の所定値Ｖｓをこえる電圧
であるので、トランス３の二次側に送られる車力Ｐが電
力抑制回路１５によって所定電力値Ｐｓに制限される。

故に二次巻線３ｂの両端には零でない所定の電圧が現ね
る。ところがこの時二次巻線３ｂ＋ｃ＆ｊｉ流インピー
ダンスの小さいトランジスタ７及びコイル９が接続さｔ
ているだけであるから、トランジスタ７、コイル９には
それらの定格値をこえる過大な二次電流工が流れる。つ
まり、第２図の場合、負荷１３が短絡状態になると、ト
ランス３の一次側から二次側に送り出される電力Ｐ　ｔ
ｓ電力抑制回路１５によって制限されるが、トランジス
タ７、コイル９には過大な電流■が流れるわけで、この
状態が継続するとトランジスタ７゜コイル９に短絡故障
が発生し、この結果さらに大きい電流が流れてトランス
３に絶縁破壊故障が発生する。そうしてトランス３にこ
のような故障が生じると一次巻線３ａのインピーダンス
が激減して、トランジス７２４がオン状態になった時ト
ランス３の一次回路に過大電流が流れ、この結果トラン
ジスタ４が破壊されるという事故が発生する。

すなわち、第２図のスイッチング電源装置には、負荷短
絡事故が発生すると、スイッチングトランス３の出力用
二次巻線３　ｂ　Ｖｃ接、読されるインピーダンスが極
めて小さくなるので、二次・電流工が過大になって、こ
の結果トランジスタ７、コイル９、トランス３、トラン
ジスタ４が逐次故障する多くの波及事故が発生する恐れ
があるという問題点がある。

本発明の目的は、負荷短絡事故が発生した時。

スイッチングトランスにおけろ出力用二次直流の流出を
遮断するようにして、上述の波及事故が発生しないよう
にすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明によれば、スイッ
チングトランスと、前記スイッチングトランスの出力用
二次巻線を流れる二次電流？整流しかつ遮断信号が入力
されろと前記二次直流を遮断する整流回路と、平滑コン
デンサと前記整流回路から出力された前記二次電流が流
れる平滑コイルとを有し平滑化された直流電圧を出力す
る平滑回路と、前記二次電流を検出して該二次電流の値
が所定値をこえると前記遮断信号を出力する過電流監視
回路とを備え、前記直流電圧を出力電圧として出力する
ようにスイッチング電源装置を構成するものとする。

〔作用〕

二次電流の値が所定値をこえて過大になると、過電流監
視回路及び整流回路によって該整流回路における二次電
流の流路が遮断されるので、負荷短絡事故が発生した時
、二次電流が過大になって波及事故が生じるという事態
が発生することばない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成図で１本図の第２図と
異なる所は、第２図におけろ平滑コイル９のかわりに電
流トランス１６が設けられていることと、このトランス
１６を含む過電流監視回路１７が設けられていることで
ある。直流トランス１６では、巻数Ｎｍを有するその一
次巻線１６ａが平滑コイル９と同様な作用をするように
配置され、巻数Ｎ２を有する二次巻線１６ｂの両端には
抵抗Ｒ８が接続されている。したがって、この場合−次
巻線１６ａとコンデンサＩＯとで第２図の平滑回路１１
に対応する平滑回路２３が形成されていることになる。

１８はダイオード１９とコンデンサ２０とからなり、抵
抗Ｒ８の両端に生じる交流電圧ＶｒＱ直流化する整流平
滑回路で、２Ｎ’！回路１８の出力する直流電圧によっ
てベースが駆動されるようにしたトランジスタである。

このトランジスタ２１のコレクタはトランジスタ７のベ
ースＩｃ接続され、トランジスタ２１のエミッタは抵抗
Ｒ４を介してコンデンサ２０の負極と共にコンデンサｌ
Ｏの負極に接続されている。過電流監視回路１８　＆Ｘ
　ｂ上述したトランス１６と抵抗Ｒ３゜Ｒ４と整流平滑
回路１８とトランジスタ２１と該トランジスタのベース
抵抗Ｒ３とで構成されている。

第１図は上述のように構成されているので、トランジス
タ７に二次直流■が流れると抵抗Ｒ３の両端には（Ｎ１
／Ｎｔ）・工・Ｒ８に比例した電圧Ｖｒが現れろ。そう
して第１図においては、璽流工がトランジスタフやトラ
ンス１６に短絡事故等を生じさせないような所定の上限
電流値Ｉｈ以下の電流である時は電圧Ｖｒの発生によっ
てトランジスタ２１がオン状態にならないように構成さ
れている。

ところが第１図は、電流工がＩｈをこえろと電圧Ｖ「が
所定値をこえてトランジスタ２１がオンになるように構
成されている。したがってこの時トランジスタ７のベー
ス電位が引き下げらねるので、トランジスタ７がオフ状
態になって二次電流工が遮断されろ。このため、第１図
においては、負荷１３が短絡状態になると％Ｅｏが零に
ほぼ等しくなってスイッチングトランジスタ４がＥ。を
元の値に復帰させるように働くが、電力抑制回路１５が
動作し℃トランス３の二次側に送り出されろ電力が所定
値Ｐｓに抑制さねる。故にトランスの二次巻線３ｂｖｃ
は有限の所定電圧が現れて、この結果二次巻線３ｂ、ト
ランジスタ７、トランス１６の一次巻線１６ａＩ／ｃは
過大な二次電流■が流れようとするが、過電流監視回路
１７が動作するので電流■が遮断されろ。したがって電
圧Ｖｒが小さ−１〇− くたってトランジスタ２１がオフになり、トランジスタ
７にオンになる。トランジスタ７がオンになると電流工
が増加するので再びトランジスタ７はオフになる。故に
最終的には、トランジスタ７及び巻線ｌＦ１ａに断続し
た電流工が流れることになる。そうしてこの電流工の値
の最大値はＩｈであることが明らかである。したがって
第１図においては、負荷１３に短絡事故が発生した時、
トランジスタ７、巻線１６ａ％　トランス３．トランジ
スタ４の焼損などの波及事故が生じることはない。

第１図においては各部が上述のように動作するので、過
電流監視回路１７は、二次電流■を検出して工の値が所
定値をこえるとトランジスタ７をオフにさせる電圧を遮
断信号２２として出力する回路であるということができ
、またトランジスタ７は、二次巻線３ｂを流れる二次電
流工を整流しかつ遮断信号２２が入力されると二次電流
Ｉを遮断する整流回路であるということができろ。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、スイッチングトラ
ンスと、前記スイッチングトランスの出力用二次巻線を
流れる二次電流を整流しかつ遮断信号が入力されろと二
次電流を遮断する整流回路と、平滑コンデンサと整流回
路から出力された二次電流が流れる平滑コイルとを有し
平滑化された直流電圧を出力する平滑回路と、二次電流
を検出して該二次電流の値が所定値馨こえろと遮断信号
を出力する過電流監視回路とを備え、前記直流電圧を出
力電圧として出力するようにスイッチング電源装置を構
成した。このため本発明［＆１、二次電流の値が所定値
をこえて過大になると、過電流監視回路及び整流回路に
よって該整流回路における二次電流の流路が遮断される
ので、負荷短絡事故が発生した時、二次直流が過大にな
って波及事故が生じるということが防止されろ効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図：・マ本発明の一実施例の構成図、第２図は従来
のスイッチング電源装置の構成図である。 ３・・・・・・スイッチングトランス、　　３ｂ・・・
・・・二次巻線、７・・・・・・トランジスタ、９・・
・・・・平滑コイル、１．０・・・・・・平滑コンデン
サ％　１１．２３・・・・・・平滑回路、１６ａ・・・
・・・−次巻線、１７・・・・・・過電流監視回路、２
２・・・・・・遮断信号、■・・・・・・二次電流、Ｅ
ｏ・・・・・・直流電圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スイッチングトランスと、前記スイッチングトランスの
   出力用二次巻線を流れる二次電流を整流しかつ遮断信号
   が入力されると前記二次電流を遮断する整流回路と、平
   滑コンデンサと前記整流回路から出力された前記二次電
   流が流れる平滑コイルとを有し平滑化された直流電圧を
   出力する平滑回路と、前記二次電流を検出して該二次電
   流の値が所定値をこえると前記遮断信号を出力する過電
   流監視回路とを備え、前記直流電圧を出力電圧として出
   力することを特徴とするスイッチング電源装置。