(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主スイッチング素子と補助スイッチング素子とでマルチバイブレータを構成し、インダクタンス素子に接続された主スイッチング素子をオン、オフしてそのインダクタンス素子に誘起される電圧を整流し、平滑して直流出力を得る自励式スイッチング電源において、
入力電流を検出する手段を具え、その検出信号に入力電圧が分圧された電圧が加えられ、入力電流が所定の値を超えたときにその手段の出力によって補助スイッチング素子をオンさせて主スイッチング素子をオフさせ、インダクタンス素子への電流の流入を一時的に遮断し、所定の入力電流を越えた電流の流入を防止することを特徴とする自励式スイッチング電源。
【請求項２】
主スイッチング素子と補助スイッチング素子とでマルチバイブレータを構成し、トランスの1次巻線に接続された主スイッチング素子をオン、オフしてそのトランスの2次巻線に誘起される電圧を整流し、平滑して直流出力を得る自励式スイッチング電源において、
入力電流を検出する手段を具え、その検出信号に入力電圧が分圧された電圧が加えられ、入力電流が所定の値を超えたときにその手段の出力によって補助スイッチング素子をオンさせて主スイッチング素子をオフさせ、トランスへの電流の流入を一時的に遮断し、所定の入力電流を越えた電流の流入を防止することを特徴とする自励式スイッチング電源。
【請求項３】
入力電流を検出する手段が主スイッチング素子に接続された抵抗であり、その検出信号がダイオードを介して補助スイッチング素子の制御端子に接続された請求項１または請求項２記載の自励式スイッチング電源。
【請求項４】
入力電流を検出する手段が主スイッチング素子に接続された抵抗であり、その検出信号に入力電圧が分圧された電圧が加えられてダイオードを介して補助スイッチング素子の制御端子に接続された請求項１または請求項２記載の自励式スイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自励式スイッチング電源に係るもので、そこに用いられるインダクタンス素子（トランス）の磁気飽和を防止する回路を具えた自励式スイッチング電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自励式スイッチング電源にはいくつかのタイプがあるが、マルチバイブレータを用いて発振させ、主スイッチング素子と補助スイッチング素子を交互にオン、オフして動作させるものが一般的である。図２は、そのような自励式スイッチング電源として知られているものである。
【０００３】
図２に示した回路は、基本的には単安定マルチバイブレータを応用したものであり、主スイッチング素子Ｑ１がオンの時にトランスＴにエネルギーを蓄え、主スイッチング素子Ｑ１がオフの時にそのエネルギーをダイオードＤ１によって整流し、コンデンサＣ１によって平滑して出力端子ＶＯに出力する動作を行う。
【０００４】
入力端子ＶＩＮと主スイッチング素子Ｑ１の制御端子が抵抗を介して接続され、トランスＴと補助スイッチング素子Ｑ２の制御端子がコンデンサと抵抗を介して接続されて、単安定マルチバイブレータを構成している。なお、この例では出力端子の電圧を検出し、基準電圧と比較した出力を補助スイッチング素子Ｑ２の制御端子にフィードバックさせて制御する手段をとっている。
【０００５】
主スイッチング素子Ｑ１（トランジスタ）にはバイポーラ型のトランジスタを用いることもあるが、この例のようにＭＯＳＦＥＴが用いられた場合には特に次のような問題が生じ易くなる。すなわち、主スイッチング素子Ｑ１がオン時にトランスに流入する電流を制限するのは、入力端子ＶＩＮからＧＮＤに至るまでの抵抗で、配線による抵抗、トランスＴの内部抵抗、主スイッチング素子Ｑ１の内部抵抗のみであり、電力変換効率を高めるためにはこれらを極力小さくする必要があるということである。
【０００６】
上記の回路構成の要求から、入力端子ＶＩＮから入力電圧が投入され、回路が定常動作を行うまでの過渡状態においては、トランスＴには相当量の電流が流入し（仕様によって異なるが１０倍以上）、トランスが磁気飽和を起こし、場合によってはスイッチング素子が破壊されるという問題を有している。トランスは単巻のインダクタンス素子であっても同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スイッチング電源の動作開始時に流入する過大過渡電流を制限してインダクタンス素子（トランス）の磁気飽和を防止し、それによってスイッチング素子（トランジスタ）の破壊のない、信頼性の高い自励スイッチング電源を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、過大過渡電流を検出する手段を付加し、これによって主スイッチング素子を遮断することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００９】
すなわち、主スイッチング素子と補助スイッチング素子とでマルチバイブレータを構成し、インダクタンス素子に接続された主スイッチング素子をオン、オフしてそのインダクタンス素子に誘起される電圧を整流し、平滑して直流出力を得る自励式スイッチング電源において、入力電流を検出する手段を具え、その検出信号に入力電圧が分圧された電圧が加えられ、入力電流が所定の値を超えたときにその手段の出力によって補助スイッチング素子をオンさせて主スイッチング素子をオフさせ、インダクタンス素子への電流の流入を一時的に遮断し、所定の入力電流を超えた電流の流入を防止することに特徴を有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
入力電流を検出する手段としては電流検出抵抗を用い、これを入力端子からGND間に配置し、その検出信号を補助スイッチング素子の制御端子にフィードバックすることによって、主スイッチング素子を遮断するものである。
【００１１】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例を示すもので、構成要素で共通なものは図２と同じ符号を付してある。
【００１２】
図１に示した例では、従来の図２に示した回路に次のような素子を付加している。主スイッチング素子Ｑ１とＧＮＤ間に電流検出抵抗Ｒｓを接続し、入力端子ＶＩＮと電流検出抵抗ＲＳ間に分圧抵抗ＲＡ、ＲＢを接続している。また、抵抗ＲＡと抵抗ＲＢの接続点と補助スイッチング素子Ｑ２の制御端子（ベース）とをダイオードＤ２を介して接続している。
【００１３】
次に、この回路動作について説明する。トランスＴに流入した電流ＩＩＮが主スイッチング素子（トランジスタ）Ｑ１を通り、電流検出抵抗ＲＳに達すると、この抵抗ＲｓにはＩＩＮ×ＲＳ≡ＶＲＳなる電圧降下が生じる。この電圧ＶＲＳと抵抗ＲＡと抵抗ＲＢによって分圧されたＶＩＮ’（ただしＲＢ＞＞ＲＳ）の和が、ダイオードＤ２の順方向電圧ＶＤ２と補助スイッチング素子（トランジスタ）Ｑ２のベース―エミッタ電圧ＶＢＥ２の和を超えると補助スイッチング素子Ｑ２がオンする。これによって、主スイッチング素子Ｑ１はオフするので、トランスＴに流入する電流は遮断される。
【００１４】
時間が経過し、ＶＲＳ＋ＶＩＮ’＜ＶＤ２＋ＶＢＥ２となると、補助スイッチング素子Ｑ２はオフし、主スイッチング素子Ｑ１がオンして、トランスＴに電流が流入し、定常動作にはいる。このような動作によって、過大過渡電流流入時の動作を制御することができる。
【００１５】
本発明は、上記の回路構成以外の回路においても適用できる。例えば、
▲１▼主スイッチング素子Ｑ１はバイポーラ素子であってもよい。
▲２▼補助スイッチング素子Ｑ２はＭＯＳＦＥＴであってもよい。
▲３▼分圧抵抗ＲＡ、ＲＢは設定電流値によっては不要である。
▲４▼検出抵抗ＲＳは変流器（カレントトランス）を用いてもよく、その場合変流器（カレントトランス）の挿入位置は入力端子ＶＩＮからインダクタンス素子（トランス）、主スイッチング素子Ｑ１、検出抵抗ＲＳ、ＧＮＤの経路のどこでもよい。
▲５▼トランスは単巻でもよい。
などである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、入力電流検出回路による入力電流制限回路を構成することができ、補助スイッチング素子の動作をその出力によって制御でき、過渡動作時に生じる過大入力電流を制限できる。従来に比べて約１／２程度に抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路図
【図２】従来の自励式スイッチング電源を示す回路図
【符号の説明】
Ｑ１：主スイッチングトランジスタ
Ｑ２：補助スイッチングトランジスタ
Ｔ：トランス
Ｒｓ：検出抵抗
Ｄ２：ダイオード
ＲＡ、ＲＢ：（分圧）抵抗
【図１】
0003614799.tif 000002
【図２】
0003614799.tif 000003