スイッチング電源装置
【課題】過電流状態及び過電圧状態の双方を早期に解消し、負荷に印加される過電圧が低減可能なスイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るスイッチング電源装置１は、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧を整流及び平滑して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣを生成し、駆動電圧ＶＣＣが過電圧保護設定電圧に達した場合に、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを低下させる。トランスＴはさらに第２の補助巻線ＴＳ２を有し、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧と第２の補助巻線ＴＳ２に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して電圧ＶＣＳ２を生成し、定電圧ダイオードＺＤによって電圧ＶＣＳ２が所定電圧を超えたことが検知されると、スイッチング素子Ｑ２がＯＮし、駆動電圧ＶＣＣは、電圧ＶＣＳ２に向かって強制的に引き上げられて過電圧保護設定電圧に達する。
【解決手段】本発明に係るスイッチング電源装置１は、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧を整流及び平滑して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣを生成し、駆動電圧ＶＣＣが過電圧保護設定電圧に達した場合に、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを低下させる。トランスＴはさらに第２の補助巻線ＴＳ２を有し、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧と第２の補助巻線ＴＳ２に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して電圧ＶＣＳ２を生成し、定電圧ダイオードＺＤによって電圧ＶＣＳ２が所定電圧を超えたことが検知されると、スイッチング素子Ｑ２がＯＮし、駆動電圧ＶＣＣは、電圧ＶＣＳ２に向かって強制的に引き上げられて過電圧保護設定電圧に達する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチング電源装置に関し、特に、二次側出力の過電圧状態及び過電流状態を検出することができるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源装置は、その用途に応じて種々のものが使用されている。例えば、図４に示すスイッチング電源装置１’は、交流電圧Ｖｉｎ（例えば、１００Ｖ〜２４０Ｖ）を所定の直流電圧Ｖｏｕｔに変換するものであり、二次側出力の過電圧状態及び過電流状態を検出した場合に、スイッチング素子のスイッチング動作を停止し、スイッチング電源装置１’自身の損傷、及び二次側出力に接続された負荷３の損傷を防いでいる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
スイッチング電源装置１’は制御回路２を備える。図２に示すように、制御回路２は、スイッチング素子Ｑ１と、そのスイッチング動作を制御するスイッチング制御部２１と、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を監視する電流監視部２２と、制御回路２に供給される駆動電圧を監視する電圧監視部２３とを備える。制御回路２としては、例えば、サンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」が使用可能である。
【０００４】
図２及び図４を参照して、スイッチング電源装置１’はトランスＴを備え、トランスＴは一次巻線Ｔ１、二次巻線Ｔ２、及び補助巻線ＴＳを有する。一次巻線Ｔ１は、制御回路２の端子Ｄを介してスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のソースは、端子ＯＣＰを介して抵抗Ｒ１に接続されている。
【０００５】
トランスＴの二次巻線Ｔ２には、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ２が接続され、二次巻線Ｔ２に誘起された交流電圧が整流及び平滑されて二次側出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。二次側出力電圧Ｖｏｕｔの多寡は分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、及びフォトカプラＰＣ、ＰＣ’によって一次側にフィードバックされる。そして、制御回路２のスイッチング制御部２１は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔに応じて変化する端子ＦＢの電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは一定に保たれる。
【０００６】
また、補助巻線ＴＳには、整流ダイオードＤＳ、及び平滑コンデンサＣＳが接続される。スイッチング電源装置１’は、補助巻線ＴＳに誘起される交流電圧を整流及び平滑して直流電圧ＶＣＣを生成する。電圧ＶＣＣは、制御回路２の駆動電圧として使用される。
【０００７】
前記の通り、スイッチング電源装置１’は、二次側出力の過電流状態、すなわち二次側出力から負荷３に流れ込む電流ＩＯが過度に多い状態を検出することができる。
具体的には、二次側出力が過電流状態になると、制御回路２のスイッチング素子Ｑ１にも過電流が流れる。この電流は端子ＯＣＰを通って抵抗Ｒ１に流れ、端子ＯＣＰの電圧が上昇する。電流監視部２２は、端子ＯＣＰの電圧が所定値を超えると過電流状態であると判定する。そして、スイッチング制御部２１は、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を変化させ、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを低下させることにより、過電流状態を緩和する。
【０００８】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、これに比例して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも低下する。そして、駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の動作下限電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作は停止し、過電流状態が完全に解消される。
なお、過電流状態になると、過電流が流れる経路にある部品（二次巻線Ｔ２、整流ダイオードＤ２）が発熱し、損傷するおそれがある。
【０００９】
また、スイッチング電源装置１’は、二次側出力の過電圧状態、すなわち二次側出力電圧Ｖｏｕｔが所定値を大きく超えている状態を検出することができる。
例えば、フォトカプラＰＣ、ＰＣ’に何らかの異常が発生して、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが一次側にフィードバックされなくなると、端子ＦＢの電圧が低下する。このとき、制御回路２は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが所定値よりも下がっていると判定し、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させ続け、過電圧状態となる。
【００１０】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが上昇すると、これに比例して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも上昇する。そして、駆動電圧ＶＣＣが所定値（以下、「過電圧保護設定電圧」）を超えると、制御回路２の電圧監視部２３が過電圧状態であると判定し、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作を停止させて、過電圧状態を解消する。
なお、過電圧状態になると、負荷３を損傷するおそれがある。
【非特許文献１】製品カタログ“ＳＴＲ−Ａ６２００シリーズ”、サンケン電気株式会社、インターネット、＜http://www.sanken-ele.co.jp/news/contents/str-a6200j.pdf＞、２００８年２月４日現在
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記の通り、図４に示すスイッチング電源装置１’において、過電流状態及び過電圧状態は、いずれも駆動電圧ＶＣＣに基づいて判定される。図５に、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用した場合の、定常時の駆動電圧ＶＣＣ、制御回路２の動作下限電圧、及び過電圧保護設定電圧の関係を示す。
【００１２】
図５（Ａ）では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝１５［Ｖ］）が動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）に近い値に設定され、過電流状態を早期に解消するようにしている。この場合は、定常時の駆動電圧ＶＣＣと過電圧保護設定電圧（＝３２［Ｖ］）との差電圧が大きいので、過電圧状態が長時間続くとともに、負荷３に印加される過電圧が大きくなる。
一方、図５（Ｂ）では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝２５［Ｖ］）が過電圧保護設定電圧（＝３２［Ｖ］）に近い値に設定され、過電圧状態を早期に解消するようにしている。この場合は、定常時の駆動電圧ＶＣＣと動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）との差電圧が大きいので、過電流状態が長時間続くこととになる。
つまり、従来のスイッチング電源装置１’では、過電流状態の早期解消と、過電圧状態の早期解消とを両立させることはできなかった。
【００１３】
そこで本発明は、過電流状態及び過電圧状態の双方の早期解消が可能なスイッチング電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、
トランスの一次巻線に接続される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とを有する制御回路を備え、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して二次側出力電圧を生成しながら、前記スイッチング制御部に前記二次側出力電圧をフィードバックして前記二次側出力電圧を一定に保つとともに、前記トランスの一次側に設けられた第１の補助巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して前記制御回路を駆動するための第１の直流電圧を生成し、前記第１の直流電圧が過電圧保護設定電圧に達した場合に、前記二次側出力電圧を低下させるスイッチング電源装置であって、前記トランスの一次側にはさらに第２の補助巻線が設けられ、前記第１の補助巻線に誘起される交流電圧と前記第２の補助巻線に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して第２の直流電圧を生成し、前記第２の直流電圧の多寡を検出する検出素子により、前記第２の直流電圧が所定電圧を超えたことが検知されると、前記第１の直流電圧が前記第２の直流電圧に向かって強制的に引き上げられて前記過電圧保護設定電圧に達することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記第１の直流電圧と前記制御回路の動作下限電圧との差電圧が、前記過電圧保護設定電圧と前記第１の直流電圧との差電圧よりも小さくなるように、前記第１の直流電圧が設定されていることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記検出素子は定電圧ダイオードであることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記スイッチング電源装置は、前記第２の補助巻線の高電位側に接続されたエミッタと、前記第１の補助巻線の高電位側に接続されたコレクタとを有する第２のスイッチング素子をさらに備え、前記定電圧ダイオードのカソード側と前記第２のスイッチング素子のベースとが接続され、前記定電圧ダイオードのアノード側と前記第１の補助巻線の低電位側とが接続され、前記第２の直流電圧が上昇して前記定電圧ダイオードが非導通状態から導通状態に切り換わることにより、前記第２のスイッチング素子がＯＮし、該第２のスイッチング素子を介して前記第１の直流電圧を前記過電圧保護設定電圧まで引き上げることを特徴とする。
【００１８】
また、好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記所定電圧は前記過電圧保護設定電圧以上に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
また、好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記制御回路は１パッケージ化されたＩＣであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、定常時の駆動電圧ＶＣＣを制御回路の動作下限電圧に近い値に設定した場合においても、二次側出力の過電圧状態を早期に解消し、負荷に印加される過電圧を低減可能なスイッチング電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明する。
【００２２】
図１に、本発明に係るスイッチング電源装置の一実施形態を示す。
スイッチング電源装置１は制御回路２を備える。図２に示すように、制御回路２は、スイッチング素子Ｑ１（本発明の「第１のスイッチング素子」に相当）と、そのスイッチング動作を制御するスイッチング制御部２１と、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を監視する電流監視部２２と、制御回路２に供給される駆動電圧を監視する電圧監視部２３とを備える。本実施形態では、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用している。
【００２３】
スイッチング電源装置１はトランスＴを備え、トランスＴは一次巻線Ｔ１、二次巻線Ｔ２、一次側に設けられた第１の補助巻線ＴＳ１と、さらに一次側に設けられた第２の補助巻線ＴＳ２を有する。一次巻線Ｔ１は、制御回路２の端子Ｄを介してスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースは、端子ＯＣＰを介して抵抗Ｒ１に接続されている。
また、スイッチング電源装置１は、整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１とからなる整流平滑回路を備え、入力された交流電圧Ｖｉｎは、該整流平滑回路で直流電圧に変換された後、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作により再び交流電圧に変換される。
【００２４】
トランスＴの二次巻線Ｔ２には、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ２が接続され、二次巻線Ｔ２に誘起された交流電圧が整流及び平滑されて二次側出力電圧Ｖｏｕｔ（本実施形態では１０［Ｖ］）として出力される。二次側出力電圧Ｖｏｕｔの多寡は分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、及びフォトカプラＰＣ，ＰＣ’によって一次側にフィードバックされる。
具体的には、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが変化すると、発光側のフォトカプラＰＣの発光量が増減する。これにより、受光側のフォトカプラＰＣ’のコレクタ−エミッタ間電圧が変動して、端子ＦＢの電圧が変化する。そして、制御回路２のスイッチング制御部２１は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔに応じて変化する端子ＦＢの電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは一定に保たれる。
【００２５】
第１の補助巻線ＴＳ１には、整流ダイオードＤＳ１、及び平滑コンデンサＣＳ１が接続される。スイッチング電源装置１は、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧を整流及び平滑して直流電圧ＶＣＣ（「第１の直流電圧」に相当）を生成する。電圧ＶＣＣは、制御回路２の駆動電圧として使用される。
さらに、スイッチング電源装置１は、主に、第２の補助巻線ＴＳ２、整流ダイオードＤＳ２、平滑コンデンサＣＳ２、定電圧ダイオードＺＤ（本発明の「検出素子」に相当）、及びスイッチング素子Ｑ２（本発明の「第２のスイッチング素子」に相当）からなる電圧引上回路４を備えている。定電圧ダイオードＺＤの降伏電圧は３３［Ｖ］（本発明の「所定電圧」に相当）である。また、スイッチング素子Ｑ２のコレクタは、ダイオードＤ３を介して制御回路２のＶＣＣ端子に接続される。電圧引上回路４の動作については後で詳述する。
【００２６】
ここで、ダイオードＤ３は、起動時にスイッチング素子Ｑ２に対して逆電圧が印加されるのを防止する。また、抵抗Ｒ４は、スイッチング素子Ｑ２のリーク電流による誤動作を防止するための抵抗であり、抵抗Ｒ５は、スイッチング素子Ｑ２のベース電流を制限するための抵抗であり、抵抗Ｒ６、Ｒ７は、定電流垂下特性設定用の抵抗である。
【００２７】
本実施形態では、二次巻線Ｔ２の巻数：第１の補助巻線ＴＳ１の巻数：第２の補助巻線ＴＳ２の巻数＝６：９：７に設定されている。前記の通り、定常時に二次巻線Ｔ２で生成される二次側出力電圧Ｖｏｕｔは１０［Ｖ］なので、第１の補助巻線ＴＳ１で生成される駆動電圧ＶＣＣは１５［Ｖ］、第２の補助巻線ＴＳ２で生成される直流電圧は１１．７［Ｖ］である。
【００２８】
なお、制御回路２（ＳＴＲ−Ａ６２５１）の動作下限電圧は１０［Ｖ］、過電圧保護設定電圧は３２［Ｖ］である。また、前記の通り、駆動電圧ＶＣＣは１５［Ｖ］である。すなわち、本実施形態では、駆動電圧ＶＣＣと制御回路２の動作下限電圧との差電圧が、過電圧保護設定電圧と駆動電圧ＶＣＣとの差電圧よりも小さくなるように、駆動電圧ＶＣＣが設定されている。
【００２９】
図１に示すスイッチング電源装置１において、二次側出力が過電流状態になると、制御回路２のスイッチング素子Ｑ１にも過電流が流れる。この電流は端子ＯＣＰを通って抵抗Ｒ１に流れ、端子ＯＣＰの電圧が上昇する。電流監視部２２は、端子ＯＣＰの電圧が所定値を超えると過電流状態であると判定する。そして、スイッチング制御部２１は、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を変化させ、定電流垂下特性を呈する過電流保護動作を実行させる。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。
【００３０】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも低下する。そして、駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）に達すると、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作は停止し、過電流状態が解消される。本実施形態では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝１５［Ｖ］）は制御回路２の動作下限電圧に近い値に設定されているので、定電流垂下領域（定常時の二次側出力電圧Ｖｏｕｔと制御回路２の動作下限電圧とで挟まれた電圧範囲）を小さくし、過電流状態を早期に解消することができる（図５（Ａ）参照）。
【００３１】
続いて、図３を参照しつつ、過電圧状態における動作について説明する。なお、図３中の符号ＶＣＳ２は、平滑コンデンサＣＳ２の両端の電圧である。平滑コンデンサＣＳ２の両端には、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧と第２の補助巻線ＴＳ２に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して生成される電圧（＝１１．７＋１５＝２６．７［Ｖ］、「第２の直流電圧」に相当）が印加される。
【００３２】
時間Ｔ１においてフォトカプラＰＣ、ＰＣ’に異常が発生し、フォトカプラＰＣ、ＰＣ’による２次側出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保つためのフィードバック信号が２次側から１次側へ伝達されなくなると、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが上昇を始め、これに比例して、駆動電圧ＶＣＣと電圧ＶＣＳ２も上昇する。
そして、時間Ｔ２において電圧ＶＣＳ２が３３［Ｖ］（定電圧ダイオードＺＤの降伏電圧）に達すると、定電圧ダイオードＺＤが非導通状態から導通状態に切り換わる。これにより、抵抗Ｒ５を通ってスイッチング素子Ｑ２のベース電流を流せるようになるので、スイッチング素子Ｑ２はＯＮする。スイッチング素子Ｑ２及びダイオードＤ３を通る電流は平滑コンデンサＣＳ２を充電し、駆動電圧ＶＣＣ（第１の直流電圧）を第２直流電圧に向かって急激に引き上げる。
そして、時間Ｔ３において駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の過電圧保護設定電圧である３２［Ｖ］に達すると、電圧監視部２３が過電圧状態であると判定し、過電圧保護動作が実行される。すなわち、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止され、二次側出力の過電圧状態が解消される。
【００３３】
なお、二次巻線Ｔ２の巻数：第１の補助巻線ＴＳ１の巻数＋第２の補助巻線ＴＳ２の巻数＝６：９＋７＝３：８であることから、過電圧保護動作が開始される際の２次側出力電圧Ｖｏｕｔは１２．４（＝３３÷８×３）［Ｖ］と計算される。しかしながら、過電圧保護動作が実行されてからスイッチング動作が停止されるまでには遅延時間が存在するため、２次側出力電圧Ｖｏｕｔは実際には１４［Ｖ］まで上昇する。一方、電圧ＶＣＳ２は、２次側出力電圧Ｖｏｕｔが１４［Ｖ］まで上昇することから、３７（＝１４÷３×８）［Ｖ］まで上昇する。
【００３４】
結局、図１に示すスイッチング電源装置１によれば、電圧引上回路４が第１の直流電圧を急激に引き上げることによって、早期に過電圧保護機能を動作させ、過電圧状態を解消することができる。
【００３５】
一方で、電圧引上回路４を備えていない従来のスイッチング電源装置１’では、二次巻線Ｔ２の巻数：補助巻線ＴＳの巻数＝６：９に設定され、定常時の二次側出力電圧Ｖｏｕｔを１０［Ｖ］としたときの駆動電圧ＶＣＣは１５（＝１０÷６×９）［Ｖ］である。過電圧保護設定電圧は３２［Ｖ］であるから、駆動電圧ＶＣＣが１５［Ｖ］から３２［Ｖ］に上昇（電圧比で２．１３倍）するまで過電圧保護動作が実行されない。
したがって、図４に示す従来のスイッチング電源装置１’では、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが定常時（１０［Ｖ］）の２．１３倍である約２１［Ｖ］まで上昇して、はじめて過電圧保護動作が実行される。
【００３６】
これに対して、本実施形態に係るスイッチング電源装置１では、上述したように、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは約１４［Ｖ］までしか上昇しない。つまり、本発明に係るスイッチング電源装置では、早期に過電圧状態を解消することにより、負荷３に印加される過電圧を低減することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用しているが、これに限定されず、同社製のＳＴＲ−Ｙ６４００シリーズや他社製相当品も使用することができる。つまり、本願発明の制御回路としては、（ｉ）第１のスイッチング素子とスイッチング制御部とが１パッケージ化されたＩＣに収容され、（ｉｉ）過電圧保護動作が第１の直流電圧（ＶＣＣ）の大きさに依存し、第１の直流電圧に応じた過電圧保護動作以外にラッチ停止させる機能が内部に存在しないＩＣが好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】スイッチング電源装置に使用される制御回路のブロック図である。
【図３】過電圧状態における本発明に係るスイッチング電源装置の動作を示すグラフである。
【図４】従来のスイッチング電源装置を示す回路図である。
【図５】定常時の駆動電圧ＶＣＣと、制御回路の動作下限電圧と、過電圧保護設定電圧の関係を説明する図であって、（Ａ）は駆動電圧ＶＣＣが動作下限電圧に近い値に設定された場合、（Ｂ）は駆動電圧ＶＣＣが過電圧保護設定電圧に近い値に設定された場合である。
【符号の説明】
【００３９】
１ スイッチング電源装置
２ 制御回路
２１ スイッチング制御部
２２ 電流監視部
２３ 電圧監視部
３ 負荷
４ 電圧引上回路
Ｑ１ 第１のスイッチング素子
Ｑ２ 第２のスイッチング素子
Ｔ トランス
Ｔ１ 一次巻線
Ｔ２ 二次巻線
ＴＳ１ 第１の補助巻線
ＴＳ２ 第２の補助巻線
ＶＣＣ 駆動電圧（第１の直流電圧）
ＶＣＳ２ 和電圧を整流及び平滑して生成される電圧（第２の直流電圧）
Ｖｏｕｔ ２次側出力電圧
ＺＤ 定電圧ダイオード（検出素子）
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチング電源装置に関し、特に、二次側出力の過電圧状態及び過電流状態を検出することができるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源装置は、その用途に応じて種々のものが使用されている。例えば、図４に示すスイッチング電源装置１’は、交流電圧Ｖｉｎ（例えば、１００Ｖ〜２４０Ｖ）を所定の直流電圧Ｖｏｕｔに変換するものであり、二次側出力の過電圧状態及び過電流状態を検出した場合に、スイッチング素子のスイッチング動作を停止し、スイッチング電源装置１’自身の損傷、及び二次側出力に接続された負荷３の損傷を防いでいる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
スイッチング電源装置１’は制御回路２を備える。図２に示すように、制御回路２は、スイッチング素子Ｑ１と、そのスイッチング動作を制御するスイッチング制御部２１と、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を監視する電流監視部２２と、制御回路２に供給される駆動電圧を監視する電圧監視部２３とを備える。制御回路２としては、例えば、サンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」が使用可能である。
【０００４】
図２及び図４を参照して、スイッチング電源装置１’はトランスＴを備え、トランスＴは一次巻線Ｔ１、二次巻線Ｔ２、及び補助巻線ＴＳを有する。一次巻線Ｔ１は、制御回路２の端子Ｄを介してスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のソースは、端子ＯＣＰを介して抵抗Ｒ１に接続されている。
【０００５】
トランスＴの二次巻線Ｔ２には、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ２が接続され、二次巻線Ｔ２に誘起された交流電圧が整流及び平滑されて二次側出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。二次側出力電圧Ｖｏｕｔの多寡は分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、及びフォトカプラＰＣ、ＰＣ’によって一次側にフィードバックされる。そして、制御回路２のスイッチング制御部２１は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔに応じて変化する端子ＦＢの電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは一定に保たれる。
【０００６】
また、補助巻線ＴＳには、整流ダイオードＤＳ、及び平滑コンデンサＣＳが接続される。スイッチング電源装置１’は、補助巻線ＴＳに誘起される交流電圧を整流及び平滑して直流電圧ＶＣＣを生成する。電圧ＶＣＣは、制御回路２の駆動電圧として使用される。
【０００７】
前記の通り、スイッチング電源装置１’は、二次側出力の過電流状態、すなわち二次側出力から負荷３に流れ込む電流ＩＯが過度に多い状態を検出することができる。
具体的には、二次側出力が過電流状態になると、制御回路２のスイッチング素子Ｑ１にも過電流が流れる。この電流は端子ＯＣＰを通って抵抗Ｒ１に流れ、端子ＯＣＰの電圧が上昇する。電流監視部２２は、端子ＯＣＰの電圧が所定値を超えると過電流状態であると判定する。そして、スイッチング制御部２１は、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を変化させ、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを低下させることにより、過電流状態を緩和する。
【０００８】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、これに比例して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも低下する。そして、駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の動作下限電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作は停止し、過電流状態が完全に解消される。
なお、過電流状態になると、過電流が流れる経路にある部品（二次巻線Ｔ２、整流ダイオードＤ２）が発熱し、損傷するおそれがある。
【０００９】
また、スイッチング電源装置１’は、二次側出力の過電圧状態、すなわち二次側出力電圧Ｖｏｕｔが所定値を大きく超えている状態を検出することができる。
例えば、フォトカプラＰＣ、ＰＣ’に何らかの異常が発生して、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが一次側にフィードバックされなくなると、端子ＦＢの電圧が低下する。このとき、制御回路２は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが所定値よりも下がっていると判定し、二次側出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させ続け、過電圧状態となる。
【００１０】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが上昇すると、これに比例して制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも上昇する。そして、駆動電圧ＶＣＣが所定値（以下、「過電圧保護設定電圧」）を超えると、制御回路２の電圧監視部２３が過電圧状態であると判定し、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作を停止させて、過電圧状態を解消する。
なお、過電圧状態になると、負荷３を損傷するおそれがある。
【非特許文献１】製品カタログ“ＳＴＲ−Ａ６２００シリーズ”、サンケン電気株式会社、インターネット、＜http://www.sanken-ele.co.jp/news/contents/str-a6200j.pdf＞、２００８年２月４日現在
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記の通り、図４に示すスイッチング電源装置１’において、過電流状態及び過電圧状態は、いずれも駆動電圧ＶＣＣに基づいて判定される。図５に、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用した場合の、定常時の駆動電圧ＶＣＣ、制御回路２の動作下限電圧、及び過電圧保護設定電圧の関係を示す。
【００１２】
図５（Ａ）では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝１５［Ｖ］）が動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）に近い値に設定され、過電流状態を早期に解消するようにしている。この場合は、定常時の駆動電圧ＶＣＣと過電圧保護設定電圧（＝３２［Ｖ］）との差電圧が大きいので、過電圧状態が長時間続くとともに、負荷３に印加される過電圧が大きくなる。
一方、図５（Ｂ）では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝２５［Ｖ］）が過電圧保護設定電圧（＝３２［Ｖ］）に近い値に設定され、過電圧状態を早期に解消するようにしている。この場合は、定常時の駆動電圧ＶＣＣと動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）との差電圧が大きいので、過電流状態が長時間続くこととになる。
つまり、従来のスイッチング電源装置１’では、過電流状態の早期解消と、過電圧状態の早期解消とを両立させることはできなかった。
【００１３】
そこで本発明は、過電流状態及び過電圧状態の双方の早期解消が可能なスイッチング電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、
トランスの一次巻線に接続される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とを有する制御回路を備え、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して二次側出力電圧を生成しながら、前記スイッチング制御部に前記二次側出力電圧をフィードバックして前記二次側出力電圧を一定に保つとともに、前記トランスの一次側に設けられた第１の補助巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して前記制御回路を駆動するための第１の直流電圧を生成し、前記第１の直流電圧が過電圧保護設定電圧に達した場合に、前記二次側出力電圧を低下させるスイッチング電源装置であって、前記トランスの一次側にはさらに第２の補助巻線が設けられ、前記第１の補助巻線に誘起される交流電圧と前記第２の補助巻線に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して第２の直流電圧を生成し、前記第２の直流電圧の多寡を検出する検出素子により、前記第２の直流電圧が所定電圧を超えたことが検知されると、前記第１の直流電圧が前記第２の直流電圧に向かって強制的に引き上げられて前記過電圧保護設定電圧に達することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記第１の直流電圧と前記制御回路の動作下限電圧との差電圧が、前記過電圧保護設定電圧と前記第１の直流電圧との差電圧よりも小さくなるように、前記第１の直流電圧が設定されていることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記検出素子は定電圧ダイオードであることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記スイッチング電源装置は、前記第２の補助巻線の高電位側に接続されたエミッタと、前記第１の補助巻線の高電位側に接続されたコレクタとを有する第２のスイッチング素子をさらに備え、前記定電圧ダイオードのカソード側と前記第２のスイッチング素子のベースとが接続され、前記定電圧ダイオードのアノード側と前記第１の補助巻線の低電位側とが接続され、前記第２の直流電圧が上昇して前記定電圧ダイオードが非導通状態から導通状態に切り換わることにより、前記第２のスイッチング素子がＯＮし、該第２のスイッチング素子を介して前記第１の直流電圧を前記過電圧保護設定電圧まで引き上げることを特徴とする。
【００１８】
また、好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記所定電圧は前記過電圧保護設定電圧以上に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
また、好ましくは、上記スイッチング電源装置において、前記制御回路は１パッケージ化されたＩＣであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、定常時の駆動電圧ＶＣＣを制御回路の動作下限電圧に近い値に設定した場合においても、二次側出力の過電圧状態を早期に解消し、負荷に印加される過電圧を低減可能なスイッチング電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明する。
【００２２】
図１に、本発明に係るスイッチング電源装置の一実施形態を示す。
スイッチング電源装置１は制御回路２を備える。図２に示すように、制御回路２は、スイッチング素子Ｑ１（本発明の「第１のスイッチング素子」に相当）と、そのスイッチング動作を制御するスイッチング制御部２１と、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を監視する電流監視部２２と、制御回路２に供給される駆動電圧を監視する電圧監視部２３とを備える。本実施形態では、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用している。
【００２３】
スイッチング電源装置１はトランスＴを備え、トランスＴは一次巻線Ｔ１、二次巻線Ｔ２、一次側に設けられた第１の補助巻線ＴＳ１と、さらに一次側に設けられた第２の補助巻線ＴＳ２を有する。一次巻線Ｔ１は、制御回路２の端子Ｄを介してスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースは、端子ＯＣＰを介して抵抗Ｒ１に接続されている。
また、スイッチング電源装置１は、整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１とからなる整流平滑回路を備え、入力された交流電圧Ｖｉｎは、該整流平滑回路で直流電圧に変換された後、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作により再び交流電圧に変換される。
【００２４】
トランスＴの二次巻線Ｔ２には、整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ２が接続され、二次巻線Ｔ２に誘起された交流電圧が整流及び平滑されて二次側出力電圧Ｖｏｕｔ（本実施形態では１０［Ｖ］）として出力される。二次側出力電圧Ｖｏｕｔの多寡は分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、及びフォトカプラＰＣ，ＰＣ’によって一次側にフィードバックされる。
具体的には、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが変化すると、発光側のフォトカプラＰＣの発光量が増減する。これにより、受光側のフォトカプラＰＣ’のコレクタ−エミッタ間電圧が変動して、端子ＦＢの電圧が変化する。そして、制御回路２のスイッチング制御部２１は、二次側出力電圧Ｖｏｕｔに応じて変化する端子ＦＢの電圧に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは一定に保たれる。
【００２５】
第１の補助巻線ＴＳ１には、整流ダイオードＤＳ１、及び平滑コンデンサＣＳ１が接続される。スイッチング電源装置１は、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧を整流及び平滑して直流電圧ＶＣＣ（「第１の直流電圧」に相当）を生成する。電圧ＶＣＣは、制御回路２の駆動電圧として使用される。
さらに、スイッチング電源装置１は、主に、第２の補助巻線ＴＳ２、整流ダイオードＤＳ２、平滑コンデンサＣＳ２、定電圧ダイオードＺＤ（本発明の「検出素子」に相当）、及びスイッチング素子Ｑ２（本発明の「第２のスイッチング素子」に相当）からなる電圧引上回路４を備えている。定電圧ダイオードＺＤの降伏電圧は３３［Ｖ］（本発明の「所定電圧」に相当）である。また、スイッチング素子Ｑ２のコレクタは、ダイオードＤ３を介して制御回路２のＶＣＣ端子に接続される。電圧引上回路４の動作については後で詳述する。
【００２６】
ここで、ダイオードＤ３は、起動時にスイッチング素子Ｑ２に対して逆電圧が印加されるのを防止する。また、抵抗Ｒ４は、スイッチング素子Ｑ２のリーク電流による誤動作を防止するための抵抗であり、抵抗Ｒ５は、スイッチング素子Ｑ２のベース電流を制限するための抵抗であり、抵抗Ｒ６、Ｒ７は、定電流垂下特性設定用の抵抗である。
【００２７】
本実施形態では、二次巻線Ｔ２の巻数：第１の補助巻線ＴＳ１の巻数：第２の補助巻線ＴＳ２の巻数＝６：９：７に設定されている。前記の通り、定常時に二次巻線Ｔ２で生成される二次側出力電圧Ｖｏｕｔは１０［Ｖ］なので、第１の補助巻線ＴＳ１で生成される駆動電圧ＶＣＣは１５［Ｖ］、第２の補助巻線ＴＳ２で生成される直流電圧は１１．７［Ｖ］である。
【００２８】
なお、制御回路２（ＳＴＲ−Ａ６２５１）の動作下限電圧は１０［Ｖ］、過電圧保護設定電圧は３２［Ｖ］である。また、前記の通り、駆動電圧ＶＣＣは１５［Ｖ］である。すなわち、本実施形態では、駆動電圧ＶＣＣと制御回路２の動作下限電圧との差電圧が、過電圧保護設定電圧と駆動電圧ＶＣＣとの差電圧よりも小さくなるように、駆動電圧ＶＣＣが設定されている。
【００２９】
図１に示すスイッチング電源装置１において、二次側出力が過電流状態になると、制御回路２のスイッチング素子Ｑ１にも過電流が流れる。この電流は端子ＯＣＰを通って抵抗Ｒ１に流れ、端子ＯＣＰの電圧が上昇する。電流監視部２２は、端子ＯＣＰの電圧が所定値を超えると過電流状態であると判定する。そして、スイッチング制御部２１は、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を変化させ、定電流垂下特性を呈する過電流保護動作を実行させる。これにより、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。
【００３０】
二次側出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、制御回路２の駆動電圧ＶＣＣも低下する。そして、駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の動作下限電圧（＝１０［Ｖ］）に達すると、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作は停止し、過電流状態が解消される。本実施形態では、定常時の駆動電圧ＶＣＣ（＝１５［Ｖ］）は制御回路２の動作下限電圧に近い値に設定されているので、定電流垂下領域（定常時の二次側出力電圧Ｖｏｕｔと制御回路２の動作下限電圧とで挟まれた電圧範囲）を小さくし、過電流状態を早期に解消することができる（図５（Ａ）参照）。
【００３１】
続いて、図３を参照しつつ、過電圧状態における動作について説明する。なお、図３中の符号ＶＣＳ２は、平滑コンデンサＣＳ２の両端の電圧である。平滑コンデンサＣＳ２の両端には、第１の補助巻線ＴＳ１に誘起される交流電圧と第２の補助巻線ＴＳ２に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して生成される電圧（＝１１．７＋１５＝２６．７［Ｖ］、「第２の直流電圧」に相当）が印加される。
【００３２】
時間Ｔ１においてフォトカプラＰＣ、ＰＣ’に異常が発生し、フォトカプラＰＣ、ＰＣ’による２次側出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保つためのフィードバック信号が２次側から１次側へ伝達されなくなると、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが上昇を始め、これに比例して、駆動電圧ＶＣＣと電圧ＶＣＳ２も上昇する。
そして、時間Ｔ２において電圧ＶＣＳ２が３３［Ｖ］（定電圧ダイオードＺＤの降伏電圧）に達すると、定電圧ダイオードＺＤが非導通状態から導通状態に切り換わる。これにより、抵抗Ｒ５を通ってスイッチング素子Ｑ２のベース電流を流せるようになるので、スイッチング素子Ｑ２はＯＮする。スイッチング素子Ｑ２及びダイオードＤ３を通る電流は平滑コンデンサＣＳ２を充電し、駆動電圧ＶＣＣ（第１の直流電圧）を第２直流電圧に向かって急激に引き上げる。
そして、時間Ｔ３において駆動電圧ＶＣＣが制御回路２の過電圧保護設定電圧である３２［Ｖ］に達すると、電圧監視部２３が過電圧状態であると判定し、過電圧保護動作が実行される。すなわち、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止され、二次側出力の過電圧状態が解消される。
【００３３】
なお、二次巻線Ｔ２の巻数：第１の補助巻線ＴＳ１の巻数＋第２の補助巻線ＴＳ２の巻数＝６：９＋７＝３：８であることから、過電圧保護動作が開始される際の２次側出力電圧Ｖｏｕｔは１２．４（＝３３÷８×３）［Ｖ］と計算される。しかしながら、過電圧保護動作が実行されてからスイッチング動作が停止されるまでには遅延時間が存在するため、２次側出力電圧Ｖｏｕｔは実際には１４［Ｖ］まで上昇する。一方、電圧ＶＣＳ２は、２次側出力電圧Ｖｏｕｔが１４［Ｖ］まで上昇することから、３７（＝１４÷３×８）［Ｖ］まで上昇する。
【００３４】
結局、図１に示すスイッチング電源装置１によれば、電圧引上回路４が第１の直流電圧を急激に引き上げることによって、早期に過電圧保護機能を動作させ、過電圧状態を解消することができる。
【００３５】
一方で、電圧引上回路４を備えていない従来のスイッチング電源装置１’では、二次巻線Ｔ２の巻数：補助巻線ＴＳの巻数＝６：９に設定され、定常時の二次側出力電圧Ｖｏｕｔを１０［Ｖ］としたときの駆動電圧ＶＣＣは１５（＝１０÷６×９）［Ｖ］である。過電圧保護設定電圧は３２［Ｖ］であるから、駆動電圧ＶＣＣが１５［Ｖ］から３２［Ｖ］に上昇（電圧比で２．１３倍）するまで過電圧保護動作が実行されない。
したがって、図４に示す従来のスイッチング電源装置１’では、二次側出力電圧Ｖｏｕｔが定常時（１０［Ｖ］）の２．１３倍である約２１［Ｖ］まで上昇して、はじめて過電圧保護動作が実行される。
【００３６】
これに対して、本実施形態に係るスイッチング電源装置１では、上述したように、二次側出力電圧Ｖｏｕｔは約１４［Ｖ］までしか上昇しない。つまり、本発明に係るスイッチング電源装置では、早期に過電圧状態を解消することにより、負荷３に印加される過電圧を低減することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、制御回路２としてサンケン電気株式会社製のＩＣ「ＳＴＲ−Ａ６２５１」を使用しているが、これに限定されず、同社製のＳＴＲ−Ｙ６４００シリーズや他社製相当品も使用することができる。つまり、本願発明の制御回路としては、（ｉ）第１のスイッチング素子とスイッチング制御部とが１パッケージ化されたＩＣに収容され、（ｉｉ）過電圧保護動作が第１の直流電圧（ＶＣＣ）の大きさに依存し、第１の直流電圧に応じた過電圧保護動作以外にラッチ停止させる機能が内部に存在しないＩＣが好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】スイッチング電源装置に使用される制御回路のブロック図である。
【図３】過電圧状態における本発明に係るスイッチング電源装置の動作を示すグラフである。
【図４】従来のスイッチング電源装置を示す回路図である。
【図５】定常時の駆動電圧ＶＣＣと、制御回路の動作下限電圧と、過電圧保護設定電圧の関係を説明する図であって、（Ａ）は駆動電圧ＶＣＣが動作下限電圧に近い値に設定された場合、（Ｂ）は駆動電圧ＶＣＣが過電圧保護設定電圧に近い値に設定された場合である。
【符号の説明】
【００３９】
１ スイッチング電源装置
２ 制御回路
２１ スイッチング制御部
２２ 電流監視部
２３ 電圧監視部
３ 負荷
４ 電圧引上回路
Ｑ１ 第１のスイッチング素子
Ｑ２ 第２のスイッチング素子
Ｔ トランス
Ｔ１ 一次巻線
Ｔ２ 二次巻線
ＴＳ１ 第１の補助巻線
ＴＳ２ 第２の補助巻線
ＶＣＣ 駆動電圧（第１の直流電圧）
ＶＣＳ２ 和電圧を整流及び平滑して生成される電圧（第２の直流電圧）
Ｖｏｕｔ ２次側出力電圧
ＺＤ 定電圧ダイオード（検出素子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの一次巻線に接続される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とを有する制御回路を備え、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して二次側出力電圧を生成しながら、前記スイッチング制御部に前記二次側出力電圧をフィードバックして前記二次側出力電圧を一定に保つとともに、前記トランスの一次側に設けられた第１の補助巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して前記制御回路を駆動するための第１の直流電圧を生成し、前記第１の直流電圧が過電圧保護設定電圧に達した場合に、前記二次側出力電圧を低下させるスイッチング電源装置であって、
前記トランスの一次側にはさらに第２の補助巻線が設けられ、
前記第１の補助巻線に誘起される交流電圧と前記第２の補助巻線に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して第２の直流電圧を生成し、
前記第２の直流電圧の多寡を検出する検出素子により、前記第２の直流電圧が所定電圧を超えたことが検知されると、前記第１の直流電圧が前記第２の直流電圧に向かって強制的に引き上げられて前記過電圧保護設定電圧に達することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記第１の直流電圧と前記制御回路の動作下限電圧との差電圧が、前記過電圧保護設定電圧と前記第１の直流電圧との差電圧よりも小さくなるように、前記第１の直流電圧が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記検出素子は定電圧ダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記第２の補助巻線の高電位側に接続されたエミッタと、前記第１の補助巻線の高電位側に接続されたコレクタとを有する第２のスイッチング素子をさらに備え、
前記定電圧ダイオードのカソード側と前記第２のスイッチング素子のベースとが接続され、前記定電圧ダイオードのアノード側と前記第１の補助巻線の低電位側とが接続され、前記第２の直流電圧が上昇して前記定電圧ダイオードが非導通状態から導通状態に切り換わることにより、前記第２のスイッチング素子がＯＮし、該第２のスイッチング素子を介して前記第１の直流電圧を前記過電圧保護設定電圧まで引き上げることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記所定電圧が、前記過電圧保護設定電圧以上に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記制御回路は、１パッケージ化されたＩＣであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
【請求項１】
トランスの一次巻線に接続される第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とを有する制御回路を備え、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作によって前記トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して二次側出力電圧を生成しながら、前記スイッチング制御部に前記二次側出力電圧をフィードバックして前記二次側出力電圧を一定に保つとともに、前記トランスの一次側に設けられた第１の補助巻線に誘起される交流電圧を整流及び平滑して前記制御回路を駆動するための第１の直流電圧を生成し、前記第１の直流電圧が過電圧保護設定電圧に達した場合に、前記二次側出力電圧を低下させるスイッチング電源装置であって、
前記トランスの一次側にはさらに第２の補助巻線が設けられ、
前記第１の補助巻線に誘起される交流電圧と前記第２の補助巻線に誘起される交流電圧との和電圧を整流及び平滑して第２の直流電圧を生成し、
前記第２の直流電圧の多寡を検出する検出素子により、前記第２の直流電圧が所定電圧を超えたことが検知されると、前記第１の直流電圧が前記第２の直流電圧に向かって強制的に引き上げられて前記過電圧保護設定電圧に達することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記第１の直流電圧と前記制御回路の動作下限電圧との差電圧が、前記過電圧保護設定電圧と前記第１の直流電圧との差電圧よりも小さくなるように、前記第１の直流電圧が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記検出素子は定電圧ダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記第２の補助巻線の高電位側に接続されたエミッタと、前記第１の補助巻線の高電位側に接続されたコレクタとを有する第２のスイッチング素子をさらに備え、
前記定電圧ダイオードのカソード側と前記第２のスイッチング素子のベースとが接続され、前記定電圧ダイオードのアノード側と前記第１の補助巻線の低電位側とが接続され、前記第２の直流電圧が上昇して前記定電圧ダイオードが非導通状態から導通状態に切り換わることにより、前記第２のスイッチング素子がＯＮし、該第２のスイッチング素子を介して前記第１の直流電圧を前記過電圧保護設定電圧まで引き上げることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記所定電圧が、前記過電圧保護設定電圧以上に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記制御回路は、１パッケージ化されたＩＣであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１８９１０３（Ｐ２００９−１８９１０３Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１７３（Ｐ２００８−２４１７３）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]