電源回路
【課題】電源回路において、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現する。
【解決手段】電源回路１は、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に切換えられて、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧を出力する。そして、電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、接合形トランジスタ７が電界効果トランジスタ６を非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。
【解決手段】電源回路１は、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に切換えられて、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧を出力する。そして、電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、接合形トランジスタ７が電界効果トランジスタ６を非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置に備えられ、所定の電圧を生成する電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置は、商用ＡＣ電源から交流電圧の供給を受けて動作するようになっている。このような電気機器装置は、電源回路を備えており、電源回路は、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧から、所定の電圧（電気機器装置の備える液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等の負荷を動作させるのに必要な電圧）を生成するようになっている。このような電源回路としては、図２に示す構成のものが知られている。
【０００３】
図２に示す電源回路７０は、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ７１が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、トランス７２の１次側コイル９１に流れる電流を変化させて、トランス７２の２次側コイル９２から所定の電圧を出力する回路である。この電源回路７０は、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７３が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、電界効果トランジスタ７１が導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。また、この電源回路７０は、ＲＣＣ方式（自励発振方式）の電源回路であり、電界効果トランジスタ７１及び接合形トランジスタ７３が自励発振により導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。
【０００４】
電源回路７０は、ＡＣコンセント７４が商用ＡＣ電源に接続されることにより、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧が、ＡＣコンセント７４からヒューズ７５を介して整流回路部７６に入力される。整流回路部７６に入力された交流電圧は、整流回路部７６により整流され、整流回路部７６により整流された直流電圧は、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化され、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化された直流電圧は、トランス７２の１次側コイル９１に入力される。
【０００５】
そして、電源回路７０は、整流回路部７６に通常の電圧（本来入力されるべき定格電圧値の電圧）が入力される場合には、以下のように動作する。
【０００６】
まず、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化された電圧が起動用の抵抗７８を介して第１のスイッチング用のコンデンサ７９に入力され、これにより、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が第１のスイッチング用の抵抗８０の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、電界効果トランジスタ７１のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、電界効果トランジスタ７１のゲートに入力される電圧がハイレベルに達すると、電界効果トランジスタ７１が導通状態になる。
【０００７】
電界効果トランジスタ７１が導通状態になると、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れ、これにより、第２のスイッチング用のコンデンサ８１が第２のスイッチング用の抵抗８２の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がハイレベルに達すると、接合形トランジスタ７３が導通状態になる。
【０００８】
接合形トランジスタ７３が導通状態になると、起動用の抵抗７８から接合形トランジスタ７３のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、また、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が接合形トランジスタ７３のコレクタ・エミッタ間を経由して放電され、これにより、電界効果トランジスタ７１のゲートに入力される電圧がローレベルに引き込まれ、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になる。
【０００９】
電界効果トランジスタ７１が非導通状態になると、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、これにより、第２のスイッチング用のコンデンサ８１が第２のスイッチング用の抵抗８２を経由して放電され、これにより、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がローレベルになり、接合形トランジスタ７３が非導通状態になる。
【００１０】
接合形トランジスタ７３が非導通状態になると、再び、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が起動用の抵抗７８を介して入力される電圧によって充電される状態となり、以降、上記と同様の動作が繰り返される。
【００１１】
すなわち、電界効果トランジスタ７１が導通状態になって、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れ、接合形トランジスタ７３が導通状態になり、この結果、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になって、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、接合形トランジスタ７３が非導通状態になる、という動作が繰り返される。
【００１２】
つまり、電界効果トランジスタ７１及び接合形トランジスタ７３が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられて、トランス７２の１次側コイル９１に電流が流れる状態と流れない状態に繰り返し切換えられることにより、トランス７２の１次側コイル９１に流れる電流が繰り返し変化して、トランス７２の２次側コイル９２から所定の電圧が出力される。また、トランス７２の補助コイル９３からも電圧が出力される。電源回路７０は、整流回路部７６に通常の電圧が入力される場合には、このように動作する。
【００１３】
また、電源回路７０は、整流回路部７６に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されると、トランス７２の補助コイル９３から出力される電圧が上昇し、その電圧がツェナーダイオード８３及び抵抗８４を介して接合形トランジスタ７３のベースに入力され、これにより、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がハイレベルになり、接合形トランジスタ７３が導通状態になって、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になる。
【００１４】
一方、整流回路部に過剰な交流電源が入力された場合に、平滑コンデンサが開弁したり破壊されたりする前に、ヒューズを溶断させるようにした電源回路が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１の電源回路では、カソードが整流回路部と１次側コイルとの間に接続されたツェナーダイオードを備え、整流回路部に過剰な交流電源が入力された場合に、ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧に基いて（すなわち、整流回路部から１次側コイルに入力される電圧に基いて）、自励発振コントロール回路が過剰な交流電源の入力を検出し、そして、自励発振コントロール回路がＦＥＴに対するオンオフ制御を停止してＦＥＴをオン状態に維持することにより、ＦＥＴを短絡破壊させて、ヒューズを溶断させるようになっている。
【００１５】
また、２次側コイルの出力電圧の上昇時に、平滑コンデンサの防爆弁の動作を引き起こさないように、ヒューズを溶断させるようにした電源回路が知られている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２の電源回路では、２次側コイルの出力電圧によって動作する保護回路（フォトカプラ１２、ツェナーダイオード２５、フォトカプラ２６等から成る回路）を備え、２次側コイルの出力電圧の上昇時に、保護回路の働きによって（すなわち、２次側コイルの出力電圧を利用して）、トランジスタを非動作状態にしてＭＯＳＦＥＴのドレインーソース間をショート状態にすることにより、ヒューズを溶断させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１１−４５５１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上述した従来の電源回路７０においては、屋内配線の不備や雷サージ等により、規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されることがある。このように規定値以上の電圧が入力された場合、平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働き（開き）、利用者がこれを発火による煙と勘違いして、問題となるケースがある。
【００１８】
そこで、本出願人は、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働かないようにする対策として、平滑化用のコンデンサ７７と並列にツェナーダイオードを接続する対策を実施した。しかしながら、この対策では、雷サージによる規定値以上の電圧の入力に対しては、ツェナーダイオードがショート破壊されてしまい、やはり、平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働いてしまう。また、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働かないようにする対策としては、安価に実現するものが望まれる。なお、上述した特許文献１及び特許文献２に開示の内容を適用したとしても、上記の問題を解決することはできない。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する整流回路部と、整流回路部により整流された直流電圧を平滑化する平滑化用のコンデンサと、平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が１次側コイルに入力されるトランスと、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧がトランスの１次側コイルに入力される状態と入力されない状態とに切換える第１のスイッチング素子と、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、第１のスイッチング素子を導通状態と非導通状態とに切換える第２のスイッチング素子と、溶断されることにより、整流回路部への交流電圧の入力を遮断するヒューズとを備え、第２のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられて、第１のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、トランスの２次側コイルから所定の電圧を出力する電源回路において、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、ヒューズを溶断させるために第１のスイッチング素子を導通状態にするヒューズ溶断回路を備え、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電源回路において、ヒューズ溶断回路は、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、第２のスイッチング素子が第１のスイッチング素子を非導通状態にしようとする作用に抗して、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の電源回路において、ヒューズ溶断回路は、ツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードは、カソードがトランスの補助巻線側に接続され、アノードが第１のスイッチング素子側に接続されており、該ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧によって、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１に記載の電源回路において、第１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、ゲートが整流回路部の正電圧側に接続され、ドレインがトランスの１次側コイルに接続され、ソースがグランド又は整流回路部の負電圧側に接続されており、第２のスイッチング素子は、接合形トランジスタであり、ベースが第１のスイッチング素子のソース側に接続され、コレクタが第１のスイッチング素子のゲートに接続され、エミッタがグランド又は整流回路部の負電圧側に接続されており、ヒューズ溶断回路のツェナーダイオードは、アノードが第１のスイッチング素子のゲート側に接続されているものである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１乃至請求項４の発明によれば、規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路の働きによって、第１のスイッチング素子が導通状態になり、これにより、ヒューズに過電流が流れて、平滑化用のコンデンサの防爆弁が働く前に、ヒューズが溶断される。従って、規定値以上の電圧が入力されても、平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かない（開かない）ので、利用者が防爆弁からの煙を発火による煙と勘違いするのを防ぐことができる。しかも、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、第１のスイッチング素子を導通状態にする構成であるため、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源回路の構成を示す電気回路図。
【図２】従来の電源回路の構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態による電源回路について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による電源回路の構成を示す。電源回路１は、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置に備えられ、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧から、所定の電圧（例えば、電気機器装置の備える液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等の負荷を動作させるのに必要な電圧）を生成する回路である。
【００２７】
電源回路１は、ＡＣコンセント２と、整流回路部３と、平滑化用のコンデンサ４と、トランス５と、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ６と、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７と、起動用の抵抗８と、第１のスイッチング用のコンデンサ９と、第１のスイッチング用の抵抗１０と、第２のスイッチング用の抵抗１１と、第２のスイッチング用のコンデンサ１２と、ヒューズ１３と、ヒューズ溶断回路１４等を備える。
【００２８】
この電源回路１は、接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に切換えられて、電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流を変化させて、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧を出力する回路である。また、この電源回路１は、ＲＣＣ方式（自励発振方式）の電源回路であり、電界効果トランジスタ６及び接合形トランジスタ７が自励発振により導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。
【００２９】
また、この電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されたときに、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く（開く）前に、電界効果トランジスタ６を導通状態にして、ヒューズ１３を溶断するようになっている。すなわち、この電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されても、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かないようにしている。
【００３０】
ＡＣコンセント２は、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧を入力するためのものである。ＡＣコンセント２は、商用ＡＣ電源に接続されることにより、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧をヒューズ１３を介して整流回路部３に入力する。
【００３１】
整流回路部３は、ＡＣコンセントからヒューズ１３を介して入力された交流電圧（すなわち、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧）を整流するためのものである。整流回路部３は、ダイオードブリッジ回路であり、ＡＣコンセント２からヒューズ１３を介して交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する。整流回路部３の正電圧側は、トランス５の１次側コイル５１の一端側に接続されており、整流回路部３の負電圧側は、グランドに接続されている。
【００３２】
平滑化用のコンデンサ４は、整流回路部３により整流された直流電圧を平滑化するためのものである。平滑化用のコンデンサ４は、一端側が整流回路部３の正電圧側（すなわち、整流回路部３の正電圧側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、他端側がグランドに接続されている。平滑化用のコンデンサ４は、整流回路部３により整流された直流電圧の電圧値に応じて充電、放電されることにより、整流回路部３により整流された直流電圧を平滑化する。
【００３３】
トランス５は、電圧を変圧するためのものである。トランス５は、１次側コイル５１と、２次側コイル５２と、補助コイル５３とを有する。１次側コイル５１は、一端側が整流回路部３の正電圧側（すなわち、整流回路部３の正電圧側と平滑化用のコンデンサ４の一端側との間）に接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間及び抵抗４１を介してグランドに接続されている。従って、トランス５は、整流回路部３により整流されて平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧が１次側コイル５１に入力される。そして、トランス５は、１次側コイル５１に流れる電流が変化すると、２次側コイル５２及び補助コイル５３から、１次側コイル５１に流れる電流の変化及び１次側コイル５１と上記のコイル５２、５３とのコイル巻数比に応じた電圧を出力する。２次側コイル５２は、不図示の負荷（例えば、液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等）に接続されている。補助コイル５３は、一端側が第１のスイッチング用の抵抗１０及び第１のスイッチング用のコンデンサ９を介して電界効果トランジスタ６のゲートに接続されており、他端側がグランドに接続されている。
【００３４】
電界効果トランジスタ６は、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧がトランス５の１次側コイル５１に入力される状態と入力されない状態とに切換えるためのものである。電界効果トランジスタ６は、ゲートが起動用の抵抗８を介して整流回路部３の正電圧側（平滑化用のコンデンサ４の一端側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、ドレインがトランス５の１次側コイル５１の他端側に接続されており、ソースが抵抗４１を介してグランドに接続されている。電界効果トランジスタ６のドレインとソースとの間には、コンデンサ４２が接続されている。電界効果トランジスタ６は、ゲート・ソース間の電圧であるゲート電圧がハイレベルのときに導通状態（ドレイン・ソース間が導通状態）になり、ゲート電圧がローレベルのときに非導通状態（ドレイン・ソース間が非導通状態）になる。電界効果トランジスタ６は、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧がトランス５の１次側コイル５１に入力される状態と入力されない状態とに切換える。
【００３５】
接合形トランジスタ７は、電界効果トランジスタ６を導通状態と非導通状態とに切換えるためのものである。接合形トランジスタ７は、ベースがダイオード４３を介して電界効果トランジスタ６のソース側に接続されており、コレクタが電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されており、エミッタがグランドに接続されている。ダイオード４３は、カソードが接合形トランジスタ７のベースに接続されており、アノードが電界効果トランジスタ６のソースに接続されている。接合形トランジスタ７は、ベース・エミッタ間の電圧であるベース電圧がハイレベルのときに導通状態（コレクタ・エミッタ間が導通状態）になり、ベース電圧がローレベルのときに非導通状態（コレクタ・エミッタ間が非導通状態）になる。接合形トランジスタ７は、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、電界効果トランジスタ６を非導通状態と導通状態とに切換える。
【００３６】
起動用の抵抗８は、一端側が整流回路部３の正電圧側（平滑化用のコンデンサ４の一端側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。
【００３７】
第１のスイッチング用のコンデンサ９は、一端側が電界効果トランジスタ６のゲートに接続されており、他端側が第１のスイッチング用の抵抗１０に接続されている。第１のスイッチング用の抵抗１０は、一端側が第１のスイッチング用のコンデンサ９に接続されており、他端側がトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されている。
【００３８】
第２のスイッチング用の抵抗１１及び第２のスイッチング用のコンデンサ１２は、それぞれ、接合形トランジスタ７のベース側に接続されており、他端側がグランドに接続されている。
【００３９】
また、トランス５の補助コイル５３の一端側と接合形トランジスタ７のベースとの間には、ツェナーダイオード４４及び抵抗４５が接続されている。ツェナーダイオード４４は、カソードが補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードが抵抗４５に接続されている。抵抗４５は、一端側がツェナーダイオード４４のアノードに接続されており他端側が接合形トランジスタ７のベースに接続されている。
【００４０】
ヒューズ１３は、過電流から電源回路１を保護するためのものである。ヒューズ１３は、ＡＣコンセント２と整流回路部３との間に接続されている。ヒューズ１３は、溶断されることにより、整流回路部３への交流電圧の入力を遮断する。ヒューズ１３は、過電流が流れたときに、その過電流によって溶断されるようになっている。
【００４１】
ヒューズ溶断回路１４は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されたときに、ヒューズ１３を溶断させるために電界効果トランジスタ６を導通状態にするためのものである。ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３の一端側と電界効果トランジスタ６のゲート側との間に接続されており、ツェナーダイオード６１、６２と、抵抗６３と、ダイオード６４とを有する。
【００４２】
ツェナーダイオード６１は、カソードがダイオード６４のカソードに接続されており、アノードがツェナーダイオード６２のカソードに接続されている。ツェナーダイオード６２は、カソードがツェナーダイオード６１のアノードに接続されており、アノードが抵抗６３に接続されている。抵抗６３は、一端側がツェナーダイオード６２のアノードに接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。ダイオード６４は、カソードがツェナーダイオード６１のカソードに接続されており、アノードがトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されている。
【００４３】
すなわち、ツェナーダイオード６１は、カソードがダイオード６４を介してトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードがツェナーダイオード６２及び抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。また、ツェナーダイオード６２は、カソードがツェナーダイオード６１及びダイオード６４を介してトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードが抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。
【００４４】
このような構成の電源回路１は、整流回路部３に通常の電圧（本来入力されるべき定格電圧値の電圧）が入力される場合には、以下のように動作する。
【００４５】
まず、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された電圧が起動用の抵抗８を介して第１のスイッチング用のコンデンサ９に入力され、これにより、第１のスイッチング用のコンデンサ９が充電される。このとき、第１のスイッチング用のコンデンサ９は、第１のスイッチング用の抵抗１０の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、電界効果トランジスタ６のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がハイレベルに達すると、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。
【００４６】
電界効果トランジスタ６が導通状態になると、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れる。これにより、トランス５の１次側コイル５１に電流が流れるときの電流の変化によって、トランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力される。また、電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れることによって、第２のスイッチング用のコンデンサ１２が充電される。このとき、第２のスイッチング用のコンデンサ１２は、第２のスイッチング用の抵抗１１の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がハイレベルに達すると、接合形トランジスタ７が導通状態になる。
【００４７】
接合形トランジスタ７が導通状態になると、起動用の抵抗８から接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、また、第１のスイッチング用のコンデンサ９が接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間を経由して放電される。これにより、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がローレベルに引き込まれ、電界効果トランジスタ６が非導通状態になる。
【００４８】
電界効果トランジスタ６が非導通状態になると、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなる。これにより、トランス５の１次側コイル５１に電流が流れなくなるときの電流の変化によって、トランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力される。また、電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなることによって、第２のスイッチング用のコンデンサ１２が第２のスイッチング用の抵抗１１を経由して放電され、これにより、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がローレベルになり、接合形トランジスタ７が非導通状態になる。
【００４９】
接合形トランジスタ７が非導通状態になると、再び、第１のスイッチング用のコンデンサ９が起動用の抵抗８を介して入力される電圧によって充電される状態となり、以降、上記と同様の動作が繰り返される。
【００５０】
すなわち、（１）電界効果トランジスタ６が導通状態になって、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れ、このときの電流変化によってトランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力され、（２）接合形トランジスタ７が導通状態になり、（３）電界効果トランジスタ６が非導通状態になって、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、このときの電流変化によってトランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力され、（４）接合形トランジスタ７が非導通状態になる、という動作が繰り返される。
【００５１】
つまり、接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられて、電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流が繰り返し変化して、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧が出力され、また、トランス５の補助コイル５３からも電圧が出力される。電源回路１は、整流回路部３に通常の電圧が入力される場合には、このように動作する。なお、整流回路部３に通常の電圧が入力されているときにトランス５の補助コイル５３から出力される電圧では、ツェナーダイオード４４、及びヒューズ溶断回路１４のツェナーダイオード６１、６２が導通しないように構成されている。
【００５２】
また、電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力された場合には、以下のように動作する。
【００５３】
整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流が上昇し、このときに１次側コイル５１に流れる電流の変化によって、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧が上昇する。
【００５４】
そして、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧によってツェナーダイオード４４が導通し、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧がツェナーダイオード４４及び抵抗４５を介して接合形トランジスタ７のベースに入力される。これにより、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がハイレベルになり、接合形トランジスタ７が導通状態になる。
【００５５】
また、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧によってヒューズ溶断回路１４のツェナーダイオード６１、ツェナーダイオード６２が導通し、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧がダイオード６４、ツェナーダイオード６１、６２、及び抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲートに入力される。これにより、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がハイレベルになり、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。すなわち、ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧に基いて、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、ツェナーダイオード６１、６２のアノードから出力される電圧によって（つまり、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧を利用して）、電界効果トランジスタ６を導通状態にする。
【００５６】
なお、接合形トランジスタ７が導通状態となっているため、接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、接合形トランジスタ７は、電界効果トランジスタ６を非導通状態に（電界効果トランジスタ６のゲートをローレベルに）しようとしている。これに対し、ヒューズ溶断回路１４は、接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に流れる電流以上の電流を流す能力を有するように構成されている。すなわち、ヒューズ溶断回路１４は、接合形トランジスタ７が電界効果トランジスタ６を非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタ６を導通状態にする。
【００５７】
電界効果トランジスタ６が導通状態になることにより、整流回路部３に入力された規定値以上の電圧による電流が電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に流れて、電界効果トランジスタ６がショート破壊する。これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力された場合には、このように動作する。
【００５８】
このような構成の電源回路１によれば、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、電界効果トランジスタ６が導通状態になり、これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。従って、規定値以上の電圧が入力されても、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かない（開かない）ので、利用者が防爆弁からの煙を発火による煙と勘違いするのを防ぐことができる。
【００５９】
しかも、ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧に基いて、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧を利用して、電界効果トランジスタ６を導通状態にする構成であるため、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、電界効果トランジスタを導通状態にする構成であれば、他の構成であってもよい。また、ヒューズ溶断回路は、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、接合形トランジスタが電界効果トランジスタを非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタを導通状態にする構成であれば、他の構成であってもよい。また、平滑化用のコンデンサの他端側、補助コイルの他端側、電界効果トランジスタのソース、接合形トランジスタのエミッタ、第２のスイッチング用の抵抗の他端側、及び第２のスイッチング用のコンデンサの他端側は、整流回路部の負電圧側に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 電源回路
２ ＡＣコンセント
３ 整流回路部
４ 平滑化用のコンデンサ
５ トランス
６ 電界効果トランジスタ（第１のスイッチング素子）
７ 接合形トランジスタ（第２のスイッチング素子）
８ 起動用の抵抗
９ 第１のスイッチング用のコンデンサ
１０ 第１のスイッチング用の抵抗
１１ 第２のスイッチング用の抵抗
１２ 第２のスイッチング用のコンデンサ
１３ ヒューズ
１４ ヒューズ溶断回路
４１ 抵抗
４２ コンデンサ
４３ ダイオード
４４ ツェナーダイオード
４５ 抵抗
５１ １次側コイル
５２ ２次側コイル
５３ 補助コイル
６１ ツェナーダイオード
６２ ツェナーダイオード
６３ 抵抗
６４ ダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置に備えられ、所定の電圧を生成する電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置は、商用ＡＣ電源から交流電圧の供給を受けて動作するようになっている。このような電気機器装置は、電源回路を備えており、電源回路は、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧から、所定の電圧（電気機器装置の備える液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等の負荷を動作させるのに必要な電圧）を生成するようになっている。このような電源回路としては、図２に示す構成のものが知られている。
【０００３】
図２に示す電源回路７０は、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ７１が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、トランス７２の１次側コイル９１に流れる電流を変化させて、トランス７２の２次側コイル９２から所定の電圧を出力する回路である。この電源回路７０は、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７３が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、電界効果トランジスタ７１が導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。また、この電源回路７０は、ＲＣＣ方式（自励発振方式）の電源回路であり、電界効果トランジスタ７１及び接合形トランジスタ７３が自励発振により導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。
【０００４】
電源回路７０は、ＡＣコンセント７４が商用ＡＣ電源に接続されることにより、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧が、ＡＣコンセント７４からヒューズ７５を介して整流回路部７６に入力される。整流回路部７６に入力された交流電圧は、整流回路部７６により整流され、整流回路部７６により整流された直流電圧は、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化され、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化された直流電圧は、トランス７２の１次側コイル９１に入力される。
【０００５】
そして、電源回路７０は、整流回路部７６に通常の電圧（本来入力されるべき定格電圧値の電圧）が入力される場合には、以下のように動作する。
【０００６】
まず、平滑化用のコンデンサ７７により平滑化された電圧が起動用の抵抗７８を介して第１のスイッチング用のコンデンサ７９に入力され、これにより、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が第１のスイッチング用の抵抗８０の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、電界効果トランジスタ７１のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、電界効果トランジスタ７１のゲートに入力される電圧がハイレベルに達すると、電界効果トランジスタ７１が導通状態になる。
【０００７】
電界効果トランジスタ７１が導通状態になると、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れ、これにより、第２のスイッチング用のコンデンサ８１が第２のスイッチング用の抵抗８２の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がハイレベルに達すると、接合形トランジスタ７３が導通状態になる。
【０００８】
接合形トランジスタ７３が導通状態になると、起動用の抵抗７８から接合形トランジスタ７３のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、また、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が接合形トランジスタ７３のコレクタ・エミッタ間を経由して放電され、これにより、電界効果トランジスタ７１のゲートに入力される電圧がローレベルに引き込まれ、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になる。
【０００９】
電界効果トランジスタ７１が非導通状態になると、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、これにより、第２のスイッチング用のコンデンサ８１が第２のスイッチング用の抵抗８２を経由して放電され、これにより、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がローレベルになり、接合形トランジスタ７３が非導通状態になる。
【００１０】
接合形トランジスタ７３が非導通状態になると、再び、第１のスイッチング用のコンデンサ７９が起動用の抵抗７８を介して入力される電圧によって充電される状態となり、以降、上記と同様の動作が繰り返される。
【００１１】
すなわち、電界効果トランジスタ７１が導通状態になって、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れ、接合形トランジスタ７３が導通状態になり、この結果、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になって、整流回路部７６からトランス７２の１次側コイル９１及び電界効果トランジスタ７１のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、接合形トランジスタ７３が非導通状態になる、という動作が繰り返される。
【００１２】
つまり、電界効果トランジスタ７１及び接合形トランジスタ７３が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられて、トランス７２の１次側コイル９１に電流が流れる状態と流れない状態に繰り返し切換えられることにより、トランス７２の１次側コイル９１に流れる電流が繰り返し変化して、トランス７２の２次側コイル９２から所定の電圧が出力される。また、トランス７２の補助コイル９３からも電圧が出力される。電源回路７０は、整流回路部７６に通常の電圧が入力される場合には、このように動作する。
【００１３】
また、電源回路７０は、整流回路部７６に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されると、トランス７２の補助コイル９３から出力される電圧が上昇し、その電圧がツェナーダイオード８３及び抵抗８４を介して接合形トランジスタ７３のベースに入力され、これにより、接合形トランジスタ７３のベースに入力される電圧がハイレベルになり、接合形トランジスタ７３が導通状態になって、電界効果トランジスタ７１が非導通状態になる。
【００１４】
一方、整流回路部に過剰な交流電源が入力された場合に、平滑コンデンサが開弁したり破壊されたりする前に、ヒューズを溶断させるようにした電源回路が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１の電源回路では、カソードが整流回路部と１次側コイルとの間に接続されたツェナーダイオードを備え、整流回路部に過剰な交流電源が入力された場合に、ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧に基いて（すなわち、整流回路部から１次側コイルに入力される電圧に基いて）、自励発振コントロール回路が過剰な交流電源の入力を検出し、そして、自励発振コントロール回路がＦＥＴに対するオンオフ制御を停止してＦＥＴをオン状態に維持することにより、ＦＥＴを短絡破壊させて、ヒューズを溶断させるようになっている。
【００１５】
また、２次側コイルの出力電圧の上昇時に、平滑コンデンサの防爆弁の動作を引き起こさないように、ヒューズを溶断させるようにした電源回路が知られている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２の電源回路では、２次側コイルの出力電圧によって動作する保護回路（フォトカプラ１２、ツェナーダイオード２５、フォトカプラ２６等から成る回路）を備え、２次側コイルの出力電圧の上昇時に、保護回路の働きによって（すなわち、２次側コイルの出力電圧を利用して）、トランジスタを非動作状態にしてＭＯＳＦＥＴのドレインーソース間をショート状態にすることにより、ヒューズを溶断させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１１−４５５１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上述した従来の電源回路７０においては、屋内配線の不備や雷サージ等により、規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されることがある。このように規定値以上の電圧が入力された場合、平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働き（開き）、利用者がこれを発火による煙と勘違いして、問題となるケースがある。
【００１８】
そこで、本出願人は、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働かないようにする対策として、平滑化用のコンデンサ７７と並列にツェナーダイオードを接続する対策を実施した。しかしながら、この対策では、雷サージによる規定値以上の電圧の入力に対しては、ツェナーダイオードがショート破壊されてしまい、やはり、平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働いてしまう。また、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ７７の防爆弁が働かないようにする対策としては、安価に実現するものが望まれる。なお、上述した特許文献１及び特許文献２に開示の内容を適用したとしても、上記の問題を解決することはできない。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する整流回路部と、整流回路部により整流された直流電圧を平滑化する平滑化用のコンデンサと、平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が１次側コイルに入力されるトランスと、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧がトランスの１次側コイルに入力される状態と入力されない状態とに切換える第１のスイッチング素子と、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、第１のスイッチング素子を導通状態と非導通状態とに切換える第２のスイッチング素子と、溶断されることにより、整流回路部への交流電圧の入力を遮断するヒューズとを備え、第２のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられて、第１のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、トランスの２次側コイルから所定の電圧を出力する電源回路において、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、ヒューズを溶断させるために第１のスイッチング素子を導通状態にするヒューズ溶断回路を備え、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電源回路において、ヒューズ溶断回路は、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、第２のスイッチング素子が第１のスイッチング素子を非導通状態にしようとする作用に抗して、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の電源回路において、ヒューズ溶断回路は、ツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードは、カソードがトランスの補助巻線側に接続され、アノードが第１のスイッチング素子側に接続されており、該ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧によって、第１のスイッチング素子を導通状態にするものである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１に記載の電源回路において、第１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、ゲートが整流回路部の正電圧側に接続され、ドレインがトランスの１次側コイルに接続され、ソースがグランド又は整流回路部の負電圧側に接続されており、第２のスイッチング素子は、接合形トランジスタであり、ベースが第１のスイッチング素子のソース側に接続され、コレクタが第１のスイッチング素子のゲートに接続され、エミッタがグランド又は整流回路部の負電圧側に接続されており、ヒューズ溶断回路のツェナーダイオードは、アノードが第１のスイッチング素子のゲート側に接続されているものである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１乃至請求項４の発明によれば、規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路の働きによって、第１のスイッチング素子が導通状態になり、これにより、ヒューズに過電流が流れて、平滑化用のコンデンサの防爆弁が働く前に、ヒューズが溶断される。従って、規定値以上の電圧が入力されても、平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かない（開かない）ので、利用者が防爆弁からの煙を発火による煙と勘違いするのを防ぐことができる。しかも、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、第１のスイッチング素子を導通状態にする構成であるため、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサの防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源回路の構成を示す電気回路図。
【図２】従来の電源回路の構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態による電源回路について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による電源回路の構成を示す。電源回路１は、例えばテレビジョン受像機やＤＶＤレコーダ等の電気機器装置に備えられ、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧から、所定の電圧（例えば、電気機器装置の備える液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等の負荷を動作させるのに必要な電圧）を生成する回路である。
【００２７】
電源回路１は、ＡＣコンセント２と、整流回路部３と、平滑化用のコンデンサ４と、トランス５と、第１のスイッチング素子である電界効果トランジスタ６と、第２のスイッチング素子である接合形トランジスタ７と、起動用の抵抗８と、第１のスイッチング用のコンデンサ９と、第１のスイッチング用の抵抗１０と、第２のスイッチング用の抵抗１１と、第２のスイッチング用のコンデンサ１２と、ヒューズ１３と、ヒューズ溶断回路１４等を備える。
【００２８】
この電源回路１は、接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に切換えられて、電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に切換えられることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流を変化させて、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧を出力する回路である。また、この電源回路１は、ＲＣＣ方式（自励発振方式）の電源回路であり、電界効果トランジスタ６及び接合形トランジスタ７が自励発振により導通状態と非導通状態に切換えられるようになっている。
【００２９】
また、この電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されたときに、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く（開く）前に、電界効果トランジスタ６を導通状態にして、ヒューズ１３を溶断するようになっている。すなわち、この電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されても、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かないようにしている。
【００３０】
ＡＣコンセント２は、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧を入力するためのものである。ＡＣコンセント２は、商用ＡＣ電源に接続されることにより、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧をヒューズ１３を介して整流回路部３に入力する。
【００３１】
整流回路部３は、ＡＣコンセントからヒューズ１３を介して入力された交流電圧（すなわち、商用ＡＣ電源から供給される交流電圧）を整流するためのものである。整流回路部３は、ダイオードブリッジ回路であり、ＡＣコンセント２からヒューズ１３を介して交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する。整流回路部３の正電圧側は、トランス５の１次側コイル５１の一端側に接続されており、整流回路部３の負電圧側は、グランドに接続されている。
【００３２】
平滑化用のコンデンサ４は、整流回路部３により整流された直流電圧を平滑化するためのものである。平滑化用のコンデンサ４は、一端側が整流回路部３の正電圧側（すなわち、整流回路部３の正電圧側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、他端側がグランドに接続されている。平滑化用のコンデンサ４は、整流回路部３により整流された直流電圧の電圧値に応じて充電、放電されることにより、整流回路部３により整流された直流電圧を平滑化する。
【００３３】
トランス５は、電圧を変圧するためのものである。トランス５は、１次側コイル５１と、２次側コイル５２と、補助コイル５３とを有する。１次側コイル５１は、一端側が整流回路部３の正電圧側（すなわち、整流回路部３の正電圧側と平滑化用のコンデンサ４の一端側との間）に接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間及び抵抗４１を介してグランドに接続されている。従って、トランス５は、整流回路部３により整流されて平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧が１次側コイル５１に入力される。そして、トランス５は、１次側コイル５１に流れる電流が変化すると、２次側コイル５２及び補助コイル５３から、１次側コイル５１に流れる電流の変化及び１次側コイル５１と上記のコイル５２、５３とのコイル巻数比に応じた電圧を出力する。２次側コイル５２は、不図示の負荷（例えば、液晶ディスプレイやＤＶＤドライブ等）に接続されている。補助コイル５３は、一端側が第１のスイッチング用の抵抗１０及び第１のスイッチング用のコンデンサ９を介して電界効果トランジスタ６のゲートに接続されており、他端側がグランドに接続されている。
【００３４】
電界効果トランジスタ６は、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧がトランス５の１次側コイル５１に入力される状態と入力されない状態とに切換えるためのものである。電界効果トランジスタ６は、ゲートが起動用の抵抗８を介して整流回路部３の正電圧側（平滑化用のコンデンサ４の一端側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、ドレインがトランス５の１次側コイル５１の他端側に接続されており、ソースが抵抗４１を介してグランドに接続されている。電界効果トランジスタ６のドレインとソースとの間には、コンデンサ４２が接続されている。電界効果トランジスタ６は、ゲート・ソース間の電圧であるゲート電圧がハイレベルのときに導通状態（ドレイン・ソース間が導通状態）になり、ゲート電圧がローレベルのときに非導通状態（ドレイン・ソース間が非導通状態）になる。電界効果トランジスタ６は、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された直流電圧がトランス５の１次側コイル５１に入力される状態と入力されない状態とに切換える。
【００３５】
接合形トランジスタ７は、電界効果トランジスタ６を導通状態と非導通状態とに切換えるためのものである。接合形トランジスタ７は、ベースがダイオード４３を介して電界効果トランジスタ６のソース側に接続されており、コレクタが電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されており、エミッタがグランドに接続されている。ダイオード４３は、カソードが接合形トランジスタ７のベースに接続されており、アノードが電界効果トランジスタ６のソースに接続されている。接合形トランジスタ７は、ベース・エミッタ間の電圧であるベース電圧がハイレベルのときに導通状態（コレクタ・エミッタ間が導通状態）になり、ベース電圧がローレベルのときに非導通状態（コレクタ・エミッタ間が非導通状態）になる。接合形トランジスタ７は、導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、電界効果トランジスタ６を非導通状態と導通状態とに切換える。
【００３６】
起動用の抵抗８は、一端側が整流回路部３の正電圧側（平滑化用のコンデンサ４の一端側とトランス５の１次側コイル５１の一端側との間）に接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。
【００３７】
第１のスイッチング用のコンデンサ９は、一端側が電界効果トランジスタ６のゲートに接続されており、他端側が第１のスイッチング用の抵抗１０に接続されている。第１のスイッチング用の抵抗１０は、一端側が第１のスイッチング用のコンデンサ９に接続されており、他端側がトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されている。
【００３８】
第２のスイッチング用の抵抗１１及び第２のスイッチング用のコンデンサ１２は、それぞれ、接合形トランジスタ７のベース側に接続されており、他端側がグランドに接続されている。
【００３９】
また、トランス５の補助コイル５３の一端側と接合形トランジスタ７のベースとの間には、ツェナーダイオード４４及び抵抗４５が接続されている。ツェナーダイオード４４は、カソードが補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードが抵抗４５に接続されている。抵抗４５は、一端側がツェナーダイオード４４のアノードに接続されており他端側が接合形トランジスタ７のベースに接続されている。
【００４０】
ヒューズ１３は、過電流から電源回路１を保護するためのものである。ヒューズ１３は、ＡＣコンセント２と整流回路部３との間に接続されている。ヒューズ１３は、溶断されることにより、整流回路部３への交流電圧の入力を遮断する。ヒューズ１３は、過電流が流れたときに、その過電流によって溶断されるようになっている。
【００４１】
ヒューズ溶断回路１４は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力されたときに、ヒューズ１３を溶断させるために電界効果トランジスタ６を導通状態にするためのものである。ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３の一端側と電界効果トランジスタ６のゲート側との間に接続されており、ツェナーダイオード６１、６２と、抵抗６３と、ダイオード６４とを有する。
【００４２】
ツェナーダイオード６１は、カソードがダイオード６４のカソードに接続されており、アノードがツェナーダイオード６２のカソードに接続されている。ツェナーダイオード６２は、カソードがツェナーダイオード６１のアノードに接続されており、アノードが抵抗６３に接続されている。抵抗６３は、一端側がツェナーダイオード６２のアノードに接続されており、他端側が電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。ダイオード６４は、カソードがツェナーダイオード６１のカソードに接続されており、アノードがトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されている。
【００４３】
すなわち、ツェナーダイオード６１は、カソードがダイオード６４を介してトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードがツェナーダイオード６２及び抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。また、ツェナーダイオード６２は、カソードがツェナーダイオード６１及びダイオード６４を介してトランス５の補助コイル５３の一端側に接続されており、アノードが抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲート側に接続されている。
【００４４】
このような構成の電源回路１は、整流回路部３に通常の電圧（本来入力されるべき定格電圧値の電圧）が入力される場合には、以下のように動作する。
【００４５】
まず、平滑化用のコンデンサ４により平滑化された電圧が起動用の抵抗８を介して第１のスイッチング用のコンデンサ９に入力され、これにより、第１のスイッチング用のコンデンサ９が充電される。このとき、第１のスイッチング用のコンデンサ９は、第１のスイッチング用の抵抗１０の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、電界効果トランジスタ６のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がハイレベルに達すると、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。
【００４６】
電界効果トランジスタ６が導通状態になると、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れる。これにより、トランス５の１次側コイル５１に電流が流れるときの電流の変化によって、トランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力される。また、電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れることによって、第２のスイッチング用のコンデンサ１２が充電される。このとき、第２のスイッチング用のコンデンサ１２は、第２のスイッチング用の抵抗１１の存在によって次第に充電されていき、これに伴って、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧が上昇していく。そして、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がハイレベルに達すると、接合形トランジスタ７が導通状態になる。
【００４７】
接合形トランジスタ７が導通状態になると、起動用の抵抗８から接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、また、第１のスイッチング用のコンデンサ９が接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間を経由して放電される。これにより、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がローレベルに引き込まれ、電界効果トランジスタ６が非導通状態になる。
【００４８】
電界効果トランジスタ６が非導通状態になると、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなる。これにより、トランス５の１次側コイル５１に電流が流れなくなるときの電流の変化によって、トランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力される。また、電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなることによって、第２のスイッチング用のコンデンサ１２が第２のスイッチング用の抵抗１１を経由して放電され、これにより、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がローレベルになり、接合形トランジスタ７が非導通状態になる。
【００４９】
接合形トランジスタ７が非導通状態になると、再び、第１のスイッチング用のコンデンサ９が起動用の抵抗８を介して入力される電圧によって充電される状態となり、以降、上記と同様の動作が繰り返される。
【００５０】
すなわち、（１）電界効果トランジスタ６が導通状態になって、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れ、このときの電流変化によってトランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力され、（２）接合形トランジスタ７が導通状態になり、（３）電界効果トランジスタ６が非導通状態になって、整流回路部３からトランス５の１次側コイル５１及び電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に電流が流れなくなり、このときの電流変化によってトランス５の２次側コイル５２及び補助コイル５３から電圧が出力され、（４）接合形トランジスタ７が非導通状態になる、という動作が繰り返される。
【００５１】
つまり、接合形トランジスタ７が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられて、電界効果トランジスタ６が導通状態と非導通状態に繰り返し切換えられることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流が繰り返し変化して、トランス５の２次側コイル５２から所定の電圧が出力され、また、トランス５の補助コイル５３からも電圧が出力される。電源回路１は、整流回路部３に通常の電圧が入力される場合には、このように動作する。なお、整流回路部３に通常の電圧が入力されているときにトランス５の補助コイル５３から出力される電圧では、ツェナーダイオード４４、及びヒューズ溶断回路１４のツェナーダイオード６１、６２が導通しないように構成されている。
【００５２】
また、電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧（例えば、本来入力されるべき定格電圧値の倍以上の電圧値の電圧）が入力された場合には、以下のように動作する。
【００５３】
整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されることにより、トランス５の１次側コイル５１に流れる電流が上昇し、このときに１次側コイル５１に流れる電流の変化によって、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧が上昇する。
【００５４】
そして、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧によってツェナーダイオード４４が導通し、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧がツェナーダイオード４４及び抵抗４５を介して接合形トランジスタ７のベースに入力される。これにより、接合形トランジスタ７のベースに入力される電圧がハイレベルになり、接合形トランジスタ７が導通状態になる。
【００５５】
また、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧によってヒューズ溶断回路１４のツェナーダイオード６１、ツェナーダイオード６２が導通し、トランス５の補助コイル５３から出力された電圧がダイオード６４、ツェナーダイオード６１、６２、及び抵抗６３を介して電界効果トランジスタ６のゲートに入力される。これにより、電界効果トランジスタ６のゲートに入力される電圧がハイレベルになり、電界効果トランジスタ６が導通状態になる。すなわち、ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧に基いて、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、ツェナーダイオード６１、６２のアノードから出力される電圧によって（つまり、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧を利用して）、電界効果トランジスタ６を導通状態にする。
【００５６】
なお、接合形トランジスタ７が導通状態となっているため、接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、接合形トランジスタ７は、電界効果トランジスタ６を非導通状態に（電界効果トランジスタ６のゲートをローレベルに）しようとしている。これに対し、ヒューズ溶断回路１４は、接合形トランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に流れる電流以上の電流を流す能力を有するように構成されている。すなわち、ヒューズ溶断回路１４は、接合形トランジスタ７が電界効果トランジスタ６を非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタ６を導通状態にする。
【００５７】
電界効果トランジスタ６が導通状態になることにより、整流回路部３に入力された規定値以上の電圧による電流が電界効果トランジスタ６のドレイン・ソース間に流れて、電界効果トランジスタ６がショート破壊する。これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。電源回路１は、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力された場合には、このように動作する。
【００５８】
このような構成の電源回路１によれば、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されると、ヒューズ溶断回路１４の働きによって、電界効果トランジスタ６が導通状態になり、これにより、ヒューズ１３に過電流が流れて、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働く前に、ヒューズ１３が溶断される。従って、規定値以上の電圧が入力されても、平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かない（開かない）ので、利用者が防爆弁からの煙を発火による煙と勘違いするのを防ぐことができる。
【００５９】
しかも、ヒューズ溶断回路１４は、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧に基いて、整流回路部３に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランス５の補助コイル５３から出力される電圧を利用して、電界効果トランジスタ６を導通状態にする構成であるため、規定値以上の電圧が入力されても平滑化用のコンデンサ４の防爆弁が働かないようにする対策を安価に実現することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、ヒューズ溶断回路は、トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、電界効果トランジスタを導通状態にする構成であれば、他の構成であってもよい。また、ヒューズ溶断回路は、整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、接合形トランジスタが電界効果トランジスタを非導通状態にしようとする作用に抗して、電界効果トランジスタを導通状態にする構成であれば、他の構成であってもよい。また、平滑化用のコンデンサの他端側、補助コイルの他端側、電界効果トランジスタのソース、接合形トランジスタのエミッタ、第２のスイッチング用の抵抗の他端側、及び第２のスイッチング用のコンデンサの他端側は、整流回路部の負電圧側に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 電源回路
２ ＡＣコンセント
３ 整流回路部
４ 平滑化用のコンデンサ
５ トランス
６ 電界効果トランジスタ（第１のスイッチング素子）
７ 接合形トランジスタ（第２のスイッチング素子）
８ 起動用の抵抗
９ 第１のスイッチング用のコンデンサ
１０ 第１のスイッチング用の抵抗
１１ 第２のスイッチング用の抵抗
１２ 第２のスイッチング用のコンデンサ
１３ ヒューズ
１４ ヒューズ溶断回路
４１ 抵抗
４２ コンデンサ
４３ ダイオード
４４ ツェナーダイオード
４５ 抵抗
５１ １次側コイル
５２ ２次側コイル
５３ 補助コイル
６１ ツェナーダイオード
６２ ツェナーダイオード
６３ 抵抗
６４ ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する整流回路部と、
前記整流回路部により整流された直流電圧を平滑化する平滑化用のコンデンサと、
前記平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が１次側コイルに入力されるトランスと、
導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、前記平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が前記トランスの１次側コイルに入力される状態と入力されない状態とに切換える第１のスイッチング素子と、
導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、前記第１のスイッチング素子を導通状態と非導通状態とに切換える第２のスイッチング素子と、
溶断されることにより、前記整流回路部への交流電圧の入力を遮断するヒューズとを備え、
前記第２のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられて、前記第１のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、前記トランスの２次側コイルから所定の電圧を出力する電源回路において、
前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、前記ヒューズを溶断させるために前記第１のスイッチング素子を導通状態にするヒューズ溶断回路を備え、
前記ヒューズ溶断回路は、前記トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、前記トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記ヒューズ溶断回路は、前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、前記第２のスイッチング素子が前記第１のスイッチング素子を非導通状態にしようとする作用に抗して、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記ヒューズ溶断回路は、ツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードは、カソードが前記トランスの補助巻線側に接続され、アノードが前記第１のスイッチング素子側に接続されており、該ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧によって、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、ゲートが前記整流回路部の正電圧側に接続され、ドレインが前記トランスの１次側コイルに接続され、ソースがグランド又は前記整流回路部の負電圧側に接続されており、
前記第２のスイッチング素子は、接合形トランジスタであり、ベースが前記第１のスイッチング素子のソース側に接続され、コレクタが前記第１のスイッチング素子のゲートに接続され、エミッタがグランド又は前記整流回路部の負電圧側に接続されており、
前記ヒューズ溶断回路のツェナーダイオードは、アノードが前記第１のスイッチング素子のゲート側に接続されている、ことを特徴とする請求項３に記載の電源回路。
【請求項１】
交流電圧が入力されることにより、その交流電圧を直流電圧に整流する整流回路部と、
前記整流回路部により整流された直流電圧を平滑化する平滑化用のコンデンサと、
前記平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が１次側コイルに入力されるトランスと、
導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、前記平滑化用のコンデンサにより平滑化された直流電圧が前記トランスの１次側コイルに入力される状態と入力されない状態とに切換える第１のスイッチング素子と、
導通状態と非導通状態とに切換えられることにより、前記第１のスイッチング素子を導通状態と非導通状態とに切換える第２のスイッチング素子と、
溶断されることにより、前記整流回路部への交流電圧の入力を遮断するヒューズとを備え、
前記第２のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられて、前記第１のスイッチング素子が導通状態と非導通状態に切換えられることによって、前記トランスの２次側コイルから所定の電圧を出力する電源回路において、
前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、前記ヒューズを溶断させるために前記第１のスイッチング素子を導通状態にするヒューズ溶断回路を備え、
前記ヒューズ溶断回路は、前記トランスの補助コイルから出力される電圧に基いて、前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたことを検出し、前記トランスの補助コイルから出力される電圧を利用して、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記ヒューズ溶断回路は、前記整流回路部に規定値以上の電圧が入力されたときに、前記第２のスイッチング素子が前記第１のスイッチング素子を非導通状態にしようとする作用に抗して、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記ヒューズ溶断回路は、ツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードは、カソードが前記トランスの補助巻線側に接続され、アノードが前記第１のスイッチング素子側に接続されており、該ツェナーダイオードのアノードから出力される電圧によって、前記第１のスイッチング素子を導通状態にする、ことを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、ゲートが前記整流回路部の正電圧側に接続され、ドレインが前記トランスの１次側コイルに接続され、ソースがグランド又は前記整流回路部の負電圧側に接続されており、
前記第２のスイッチング素子は、接合形トランジスタであり、ベースが前記第１のスイッチング素子のソース側に接続され、コレクタが前記第１のスイッチング素子のゲートに接続され、エミッタがグランド又は前記整流回路部の負電圧側に接続されており、
前記ヒューズ溶断回路のツェナーダイオードは、アノードが前記第１のスイッチング素子のゲート側に接続されている、ことを特徴とする請求項３に記載の電源回路。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−５６２２（Ｐ２０１３−５６２２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５３１８（Ｐ２０１１−１３５３１８）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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