(57)【要約】【課題】チョークコイルの２次側の巻き線を短絡から保護することができるようにする。【解決手段】  PFC巻き線ショート時保護回路１４は、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイルの２次側の巻き線に流れる電流を監視し、その監視結果に基づいて、２次側の巻き線の短絡の有無を検出する。電源停止回路１５は、２次側の巻き線の短絡が発生していないと検出されている場合、商用電源１０から入力される交流電圧の整流素子D1への入力を許可することで電源回路１を動作させ、２次側の巻き線の短絡が発生していると検出された場合、商用電源１０から入力される交流電圧の整流素子D1への入力を禁止することで、電源回路１全体を停止して、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイルの２次側の巻き線を短絡から保護することができるようにする。本発明は、電源装置に適用できる。【選択図】図１
2006020475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源装置において、
入力された前記交流電圧を整流し、整流した脈流電圧を出力する整流素子と、
前記整流素子より出力される前記脈流電圧を前記直流電圧に変換して出力するための第１のキャパシタ、変換後の前記直流電圧のレベルを所定のレベルにほぼ保つためのチョークコイルの１次側の巻き線、およびスイッチング素子、並びに、前記チョークコイルの２次側の巻き線に発生する電圧のレベルが所定のレベル以下になった場合に前記スイッチング素子の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う制御回路を少なくとも含む直流出力回路と、
前記直流出力回路の前記チョークコイルの前記２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、前記２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出する短絡検出回路と、
前記短絡検出回路により前記２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、前記交流電圧の前記整流素子への入力を許可することで前記電源装置全体を動作させ、前記短絡検出回路により前記２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、前記交流電圧の前記整流素子への入力を禁止することで、前記電源装置全体を停止させる電源停止回路と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記短絡検出回路は、
前記直流出力回路の前記チョークコイルの前記２次側の巻き線から流れ出る電流により充電される第２のキャパシタと、
充電された前記第２のキャパシタを電源として動作する動作素子と、
前記動作素子の動作状態により前記２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、前記動作素子が動作していないことを検出することにより、前記２次側の巻き線の短絡の発生を検出する検出素子と
を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電源装置は、前記整流素子により出力される前記脈流電圧が、所定のレベルを超えた場合、前記制御回路の前記制御を停止させる制御停止回路をさらに含み、
前記短絡検出回路は、前記制御停止回路により前記制御回路の前記制御が停止させられて前記２次側の巻き線から電流が流れ出ていない場合、前記第２のキャパシタを充電させる充電回路をさらに含む
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
入力された前記交流電圧を整流し、整流した脈流電圧を出力する整流素子と、前記整流素子より出力される前記脈流電圧を前記直流電圧に変換して出力するための第１のキャパシタ、変換後の前記直流電圧のレベルを所定のレベルにほぼ保つためのチョークコイルの１次側の巻き線、およびスイッチング素子、並びに、前記チョークコイルの２次側の巻き線に発生する電圧のレベルが所定のレベル以下になった場合に前記スイッチング素子の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う制御回路を少なくとも含む直流出力回路を有する入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源装置の停止方法において、
前記直流出力回路の前記チョークコイルの前記２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、前記２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより前記２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、前記交流電圧の前記整流素子への入力を許可することで前記電源装置全体を動作させ、前記検出ステップにより前記２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、前記交流電圧の前記整流素子への入力を禁止することで、前記電源装置全体を停止させる停止ステップと
を含むことを特徴とする停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置およびその停止方法に関し、特に、電源装置に昇圧型力率改善回路を含む場合、その昇圧型力率改善回路に内蔵するチョークコイルの２次側の巻き線が短絡したときに、電源装置全体を停止することができるようにした電源装置およびその停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、昇圧型力率改善回路を含む電源装置が普及しており、例えば、テレビ用の電源装置として、利用されている。
【０００３】
この昇圧型力率改善回路は、商用電源周波数（関東以北は50Hz、関西以西は60Hz）の交流電圧が整流された脈流電圧を、内蔵する平滑キャパシタにより直流電圧に変換して出力する。さらに、この昇圧型力率改善回路は、入力電圧のレベルが低下したり、出力負荷が過負荷となっても、出力直流電圧のレベルを一定に保つように制御する。このため、昇圧型力率改善回路には、チョークコイル、スイッチング素子、およびそのスイッチング素子を制御する集積回路も内蔵している。
【０００４】
このような従来の昇圧型力率改善回路として、例えば、特許文献１に示されるような電源装置が知られている。具体的には、特許文献１に開示されている電源装置とは、スイッチング素子が所定の時間オンしない場合、集積回路により、所定の時間以内にスイッチング素子を動作させる電源装置である。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７５５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の集積回路、すなわち、起動時または軽負荷と認識したときに自動的にトリガ信号を発生する集積回路を内蔵している従来の昇圧型力率改善回路では、内蔵するチョークコイルの２次側の巻き線が短絡しても動作し続けてしまうという課題があった。この課題が発生すると、最終的には、チョークコイルが発熱する可能性もでてくる。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、昇圧型力率改善回路のチョークコイルの２次側の巻き線が短絡した場合、その昇圧型力率改善回路を含む電源装置全体を停止することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、入力された交流電圧を整流し、整流した脈流電圧を出力する整流素子と、整流素子より出力される脈流電圧を直流電圧に変換して出力するための第１のキャパシタ、変換後の直流電圧のレベルを所定のレベルにほぼ保つためのチョークコイルの１次側の巻き線、およびスイッチング素子、並びに、チョークコイルの２次側の巻き線に発生する電圧のレベルが所定のレベル以下になった場合にスイッチング素子の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う制御回路を少なくとも含む直流出力回路と、直流出力回路のチョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出する短絡検出回路と、短絡検出回路により２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、交流電圧の整流素子への入力を許可することで電源装置全体を動作させ、短絡検出回路により２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、交流電圧の整流素子への入力を禁止することで、電源装置全体を停止させる電源停止回路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
短絡検出回路は、直流出力回路のチョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流により充電される第２のキャパシタと、充電された第２のキャパシタを電源として動作する動作素子と、動作素子の動作状態により２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、動作素子が動作していないことを検出することにより、２次側の巻き線の短絡の発生を検出する検出素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の電源装置は、整流素子により出力される脈流電圧が、所定のレベルを超えた場合、制御回路の制御を停止させる制御停止回路をさらに含み、短絡検出回路は、制御停止回路により制御回路の制御が停止させられて２次側の巻き線から電流が流れ出ていない場合、第２のキャパシタを充電させる充電回路をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の電源装置の停止方法は、直流出力回路のチョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出する検出ステップと、検出ステップにより２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、交流電圧の整流素子への入力を許可することで電源装置全体を動作させ、検出ステップにより２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、交流電圧の整流素子への入力を禁止することで、電源装置全体を停止させる停止ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の電源装置および電源装置の停止方法においては、入力された交流電圧を整流し、整流した脈流電圧を出力する整流素子と、整流素子より出力される脈流電圧を直流電圧に変換して出力するための第１のキャパシタ、変換後の直流電圧のレベルを所定のレベルにほぼ保つためのチョークコイルの１次側の巻き線、およびスイッチング素子、並びに、チョークコイルの２次側の巻き線に発生する電圧のレベルが所定のレベル以下になった場合にスイッチング素子の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う制御回路を少なくとも含み、チョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出し、２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、交流電圧の整流素子への入力を許可することで電源装置全体を動作させ、２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、交流電圧の整流素子への入力を禁止することで、電源装置全体を停止させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、力率改善回路用のチョークコイルの２次側の巻き線が短絡した場合、電源装置を停止させることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、昇圧型力率改善回路から出力される直流電圧が、入力電圧の全波整流電圧よりも下回る場合、出力する直流電圧のレベルを一定に保つための集積回路が停止する回路構成であっても、電源装置を停止させることなく動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の最良の形態を説明するが、開示される発明と実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。本明細書中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応していないものであることを意味するものではない。
【００１６】
さらに、この記載は、明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現し、追加される発明の存在を否定するものではない。
【００１７】
本発明においては、電源装置が提供される。この電源装置は、入力された交流電圧（例えば、図１および図２の商用交流電源１０から出力される交流電圧）を整流し、整流した脈流電圧（例えば、図１および図２の脈流電圧Vdin）を出力する整流素子（例えば、図１および図２の整流素子D1）と、整流素子より出力される脈流電圧を直流電圧に変換して出力するための第１のキャパシタ（例えば、図２の平滑キャパシタC1）、変換後の直流電圧のレベルを所定のレベルにほぼ保つためのチョークコイルの１次側の巻き線（例えば、図２のチョークコイルの１次側の巻き線L1）、およびスイッチング素子（例えば、図２のスイッチング素子Q1）、並びに、チョークコイルの２次側の巻き線（例えば、図２のチョークコイルの２次側の巻き線L2）に発生する電圧のレベルが所定のレベル以下になった場合にスイッチング素子の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う制御回路（例えば、図２の集積回路２２）を少なくとも含む直流出力回路（例えば、図１および図２の昇圧型力率改善回路１２）と、直流出力回路のチョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、その監視結果に基づいて、２次側の巻き線の短絡の発生の有無を検出する短絡検出回路と（例えば、図１および図２のPFC巻き線ショート時保護回路１４）、短絡検出回路により２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出されていない場合、交流電圧の整流素子への入力を許可することで電源装置全体を動作させ、短絡検出回路により２次側の巻き線の端子間の短絡の発生が検出された場合、交流電圧の整流素子への入力を禁止することで、電源装置全体を停止させる電源停止回路（例えば、図１および図２の電源停止回路１５）とを備える。
【００１８】
短絡検出回路は、直流出力回路のチョークコイルの２次側の巻き線から流れ出る電流により充電される第２のキャパシタ（例えば、図２のキャパシタC5）と、充電された第２のキャパシタを電源として動作する動作素子（例えば、図２のトランジスタQ4）と、動作素子の動作状態により２次側の巻き線から流れ出る電流を監視し、動作素子が動作していないことを検出することにより、２次側の巻き線の短絡の発生を検出する検出素子（例えば、図２の短絡発生有検出時にはオン状態となり、短絡発生無検出時にはオフ状態となるフォトカプラPH1）とを有する。
【００１９】
電源装置は、整流素子により出力される脈流電圧が、所定のレベルを超えた場合、制御回路の制御を停止させる制御停止回路（例えば、図１および図２のPFC停止回路１３）をさらに含み、短絡検出回路は、制御停止回路により制御回路の制御が停止させられて２次側の巻き線から電流が流れ出ていない場合、第２のキャパシタを充電させる充電回路（例えば、図２の定電圧源E1をコレクタ電源とするトランジスタQ5、抵抗R14、および整流ダイオードD4からなる回路）をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明を適用した電源装置１の構成例を示す回路図である。
【００２２】
電源装置１は、例えば、テレビ用電源として使用され、商用電源１０から入力された交流電圧を昇圧して直流電圧に変換し、昇圧した直流電圧を負荷１６に出力する。
【００２３】
電源装置１は、リレー１１、整流素子D1、定電圧源E1、昇圧型力率改善回路１２、PFC停止回路１３、PFC巻き線ショート時保護回路１４、および電源停止回路１５を含む。
【００２４】
リレー１１は、リレーコイル１１−１および接点１１−２から構成され、リレーコイル１１−１に電流が流れることで（例えば、後述する図２の電源停止回路１５のパワーオン５１がオン状態であるとき）、接点１１−２が閉じる。一方、リレーコイル１１−１に電流が流れなくなることで（例えば、電源停止回路１５のパワーオン５１がオフ状態であるとき）、接点１１−２が開放される。すなわち、リレー１１は、リレーコイル１１−１に流れる電流に応じて、スイッチング動作を実行する。
【００２５】
以下、リレーコイル１１−１に電流が流れることで、接点１１−２が閉じることをリレーがオンすると称し、リレーコイル１１−１に電流が流れなくなることで、接点１１−２が開放されることをリレーがオフすると称する。
【００２６】
このリレー１１のうちの、リレーコイル１１−１は、後述する電源停止回路１５の出力端子Pcと出力端子Pdとに接続されている。また、接点１１−２のうちの一端Raは、後述する整流素子D1の２つの入力端子のうちの一端Dbに接続され、その他端Rbは、商用交流電源１０の２つの出力端子のうちの一端Ibに接続されている。この商用交流電源１０の２つの出力端子のうちの他端Iaは、整流素子D1の２つの入力端子のうちの上述した端Dbの反対側の端Daに接続されている。
【００２７】
従って、リレーがオフすることで、商用電源１０から出力される交流電圧の整流素子D1への入力が停止するので、電源装置１全体が停止することになる。
【００２８】
一方、リレーがオンすることで、商用電源１０から交流電圧が出力される交流電圧は整流素子D1へ入力されるので、電源装置１全体が駆動することになる。
【００２９】
整流素子D1は、例えば、ブリッジ接続された４つのダイオード（図示せず）により構成され、入力端子として上述した２つの端子Daと端子Dbを有し、出力端子として２つの端子Dcと端子Ddを有している。出力端子Dcには、昇圧型力率改善回路１２の２つの入力端子（図中左側の２端）のうちの一端Caが接続され、その反対側の端である出力端子Ddには昇圧型力率改善回路１２の２つの入力端子のうちの他端Cbが接続されている。
【００３０】
従って、リレーがオンしている場合、整流素子D1は、商用電源１０より入力された交流電圧を整流して脈流電圧（以下、脈流電圧Vdinと称する）とし、整流した脈流電圧Vdinを昇圧型力率改善回路１２に供給する。換言すると、例えば図１に示されるように、昇圧型力率改善回路１２の２つの入力端子のうちの図中下側の端子Cbが接地されている場合、その反対側の端子Ca、すなわち、図中上側の端子Caに脈流電圧Vdinが印加されることになる。
【００３１】
なお、商用電源１０から整流素子D1に入力される交流電圧とは、商用電源周波数（関東以北は50Hz、関西以西は60Hz）の交流電圧を指す。
【００３２】
昇圧型力率改善回路１２は、上述した２つの入力端子Caと入力端子Cbの他、端子Cc乃至端子Ceを有している。端子Cc乃至端子Ceのうちの端子Cdと端子Ceには、負荷１６が接続されている。すなわち、昇圧力率改善回路１２は、入力端子Caと入力端子Cbとに接続された整流素子D1から入力された脈流電圧を昇圧して直流電圧に変換し、その直流電圧を、端子Cdと端子Ceに接続された負荷１６に出力する。従って、以下、端子Cdと端子Ceとのそれぞれを、特に、それぞれ出力端子Cdと出力端子Ceと称する。また、負荷１６に出力される直流電圧を出力直流電圧Voutと称する。換言すると、例えば図１に示されるように、昇圧型力率改善回路１２の２つの出力端子のうちの図中下側の端子Ceが接地されている場合、その反対側の端子Cd、すなわち、図中上側の端子Cdに出力直流電圧Voutが印加されることになる。
【００３３】
ところで、昇圧型力率改善回路１２は、このような動作、すなわち、整流素子D1から入力された脈流電圧Vdinを昇圧して直流電圧に変換し、それを出力直流電圧Voutとして負荷１６に出力する動作を行うために、平滑キャパシタ、チョークコイル、スイッチング素子、およびそのスイッチング素子の状態を制御する制御回路などを有している。詳細については後述するが、昇圧型力率改善回路１２は、例えば図２に示されるように、平滑キャパシタC1、チョークコイル２１、スイッチング素子Q1、および制御回路としての集積回路２２などを有し、これらが図２に示されるように接続されて構成される。
【００３４】
また、詳細については後述するが、昇圧型力率改善回路１２のこれらの構成要素のうちの、平滑キャパシタC1が、整流素子D1より出力される脈流電圧Vdinを直流電圧Voutに変換して出力する機能（以下、平滑化機能と称する）を有していると言える。
【００３５】
一方、チョークコイル２１、スイッチング素子Q1、および集積回路２２が、出力直流電圧Voutのレベルを、脈流電圧Vdinのレベルに比較して高い所定のレベルにほぼ保つ機能、すなわち、安定化させ昇圧する機能（以下、昇圧機能と称する）を有している。すなわち、集積回路２２がスイッチング素子Q1に対するスイッチング制御を実行すると、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1にエネルギーが蓄えられ、そのエネルギーが平滑キャパシタC1に放出される処理が繰り返される。このような処理の繰り返しの結果、出力直流電圧Voutのレベルはほぼ一定に保たれることになる。すなわち、出力直流電圧Voutは、昇圧されることになる。
【００３６】
なお、スイッチング制御とは、スイッチング素子Q1の状態をオン状態からオフ状態に切り替えたり、オフ状態からオン状態に切り替える制御を指す。また、スイッチング素子Q１の観点に立つと、このようなスイッチング制御により、スイッチング素子Q1の状態がオン状態からオフ状態に切り替わったり、オフ状態からオン状態に切り替わる動作を、以下、スイッチング動作と称する。
【００３７】
このとき、この集積回路２２は、スイッチング制御のうちの、スイッチング素子２１の状態をオフ状態からオン状態に切り替える制御を行う場合、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に発生する電圧を利用している。
【００３８】
従って、この２次側の巻き線L2が短絡した場合、集積回路２２はスイッチング制御を行うことができなくなり、その結果、昇圧されなくなり、上述した平滑キャパシタC1による平滑化機能のみが働くことになる。すなわち、昇圧型力率改善回路１２に入力された脈流電圧Vdinは昇圧されずに単に直流電圧Voutにのみ変換されて、負荷１６に出力されることになる。
【００３９】
ただし、集積回路２２が、例えば後述する図２に示されるように構成されている場合、すなわち、起動時または軽負荷と認識したときに自動的にトリガ信号を発生するタイプの集積回路である場合、２次側の巻き線L2が短絡しても、このトリガ信号により、スイッチング素子Q1のスイッチング動作が継続されてしまうことがある。すなわち、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡しても、昇圧型力率改善回路１２が動作し続けてしまうという課題が発生してしまう。そして、この課題が発生した結果、最終的には、チョークコイル２１が発熱する可能性もでてくる。
【００４０】
ところで、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡していない場合には、スイッチング素子Q1のスイッチング動作の結果、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1には、時間の経過に対して電流値が増減する電流が流れており、それに伴い、２次側の巻き線L2にも電圧が発生して電流が流れることになる。これに対して、２次側の巻き線L2の端子間が短絡した場合には、２次側の巻き線L2には短絡電流が流れ、外部に電流が出力されなくなる（流れ出さなくなる）。
【００４１】
そこで、本発明の発明人は、例えば、２次側の巻き線L2から出力される電流を監視し、その監視結果に基づいて２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生の有無を検出し、２次側の巻き線L2の端子間の短絡が発生した場合には、この電源装置１全体を停止させる装置および方法を発明した。本発明が適用される電源装置１には、PFC巻き線ショート時保護回路１４と電源停止回路１５とが設けられている。
【００４２】
すなわち、PFC巻き線ショート時保護回路１４は、昇圧型力率改善回路１２内のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2から出力される電流を監視する。このため、PFC巻き線ショート時保護回路１４には、昇圧型力率改善回路１２の端子Ccと端子Ceとのそれぞれに接続するための端として、端子Faと端子Fbとがそれぞれ設けられている。
【００４３】
また、PFC巻き線ショート時保護回路１４は、その監視結果に基づいて２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生の有無を検出し、その検出結果を電源停止回路１５に供給する。このため、PFC巻き線ショート時保護回路１４には、電源停止回路１５の入力端子Pbと入力端子Paとのそれぞれに接続するための端として、端子Fcと端子Fdとのそれぞれが設けられている。
【００４４】
ところで、このPFC巻き線ショート時保護回路１４は、上述した一連の動作（機能）を実現可能な構成であれば特に限定されないが、例えば、電源用キャパシタ、動作素子、および短絡検出素子とを少なくとも含む構成とすることができる。この電源用キャパシタは、例えば後述する図２のキャパシタC5で構成され、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に流れる電流により充電される。また、この動作素子は、例えば後述する図２のトランジスタQ4などで構成され、電源用キャパシタが充電されているとき、すなわち、電源用キャパシタに電圧が発生しているとき、その電源用キャパシタを電源として動作する素子である。また、この短絡検出素子は、例えば後述する図２のフォトカプラPH1などで構成され、動作素子の動作状態を監視して、その監視結果に基づいて、チョークコイルの２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生有無を検出する。すなわち、この短絡検出素子は、動作素子が動作している場合、正常（２次側の巻き線L2に短絡が発生していない）であることを検出し、動作素子が停止している場合、２次側の巻き線L2に短絡が発生していることを検出する。
【００４５】
従って、詳細については図２を参照して後述するが、PFC巻き線ショート時保護回路１４の端子Faと端子Fbとには、電源用キャパシタとして機能するキャパシタC5の両端が接続され、PFC巻き線ショート時保護回路１４の端子Fcと端子Fdとには、短絡検出素子として機能するフォトカプラPH１の出力端が接続されることになる。
【００４６】
なお、PFC巻き線ショート時保護回路１４にはさらに、端子Feと端子Ffも設けられているが、これらの端子については後述する。また、PFC巻き線ショート時保護回路１４のさらなる詳細については、図２を参照して後述する。
【００４７】
電源停止回路１５においては、上述したように、入力端子Paと入力端子Pbのそれぞれには、PFC巻き線ショート時保護回路１４の端子Fdと端子Fcとのそれぞれが接続され、２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生有無の検出結果が入力される。また、出力端子Pcと出力端子Pdには、リレー１１のリレーコイル１１−１が接続されている。
【００４８】
従って、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡が発生していないという検出結果がPFC巻き線ショート時保護回路１４から入力された場合、電源停止回路１５は、リレーコイル１１−１に電流を流すことで、接点１１−２を閉じる。すなわち、リレーがオンする。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は許可されることになる。すなわち、電源装置１全体が駆動されることになる。
【００４９】
これに対して、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡が発生したという検出結果がPFC巻き線ショート時保護回路１４から入力された場合、電源停止回路１５は、リレーコイル１１−１に流れる電流を停止することで、接点１１−２を開放する。すなわち、リレーがオフする。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は禁止されることになる。すなわち、電源装置１全体が停止することになる。
【００５０】
なお、電源停止回路１５のさらなる詳細については、図２を参照して後述する。
【００５１】
ところで、商用電源１０の交流電圧のレベルは、日本においては100Vとされているが、他の国においては200V以上の高いレベルとされることもある。このような場合、昇圧型力率改善回路１２の出力直流電圧Voutのレベルが、その入力電圧Vdin、すなわち、整流素子D1から出力される脈流電圧Vdinのレベルより下回り、上述した昇圧機能を実現する必要が無くなる。このため、この昇圧機能を停止させるため、すなわち、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２のスイッチング制御を停止させるために、この電源装置１には、PFC停止回路１３が設けられている。
【００５２】
このPFC停止回路１３は、昇圧型力率改善回路１２の出力直流電圧Voutのレベルが、その入力電圧である脈流電圧Vdinのレベルより下回るか否かを検出するために、脈流電圧Vdinのレベルを常時監視している。このため、PFC停止回路１３には、昇圧力率改善回路１２の端子Cf、すなわち、脈流電圧Vdinに対応する電圧を出力するための端子Cfに接続するための端子として、端子Sbが設けられている。
【００５３】
そして、PFC停止回路１３は、出力直流電圧Voutのレベルが、その入力電圧である脈流電圧Vdinのレベルより下回ったと検出した場合には、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２のスイッチング制御を停止させる。このため、PFC停止回路１３には、昇圧力率改善回路１２の端子Cg、すなわち、それに内蔵される集積回路２２との接続端子Cgと接続するための端子として、端子Saが設けられている。
【００５４】
また、詳細については図２を参照して後述するが、PFC停止回路１３は、定電圧源E1を電源として動作する。このため、定電圧源E1の両端に接続するための端子として、端子Sdと端子Seが設けられている。
【００５５】
ところで、このPFC停止回路１３により、昇圧型力率改善回路１２の集積回路１２のスイッチング制御が停止された場合、その２次側の巻き線L2には電流が流れなくなる。従って、このような場合、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡していないにもかかわらず、PFC巻き線ショート時保護回路１４は、２次側の巻き線L2が短絡していると誤検出してしまうという新たな課題が発生してしまう。
【００５６】
より具体的には例えば、PFC巻き線ショート時保護回路１４に、上述した電源用キャパシタ（例えば、図２のキャパシタC5）、動作素子（例えば、図２のトランジスタQ5）、および、短絡検出素子（例えば、図２のフォトカプラPH1）が設けられている場合、２次側の巻き線L2に電流が流れなくなると、電源用キャパシタは充電されなくなり、動作素子の電源として機能しなくなる。従って、動作素子は動作せず、その結果、短絡検出素子は、２次側の巻き線L2に短絡が発生したと誤検出してしまうという新たな課題が発生してしまう。
【００５７】
そこで、この新たな課題を解決する必要がある場合、PFC巻き線ショート時保護回路１４はさらに、次のような充電回路を搭載するとよい。すなわち、この充電回路は、例えば後述する図２のトランジスタQ5、抵抗R14、およびダイオードD4などで構成される回路である。また、この充電回路は、昇圧型力率改善回路１２の制御回路２２のスイッチング制御がPFC停止回路１３により停止された場合、すなわち、それに伴い、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2に電流が流れなくなった場合、その２次側の巻き線L2の電流の代わりに、PFC巻き線ショート時保護回路１４内の電源用キャパシタに充電させるための電流を供給する回路である。
【００５８】
このような充電回路とPFC停止回路１３とを接続するために、PFC巻き線ショート時保護回路１４側には端子Feが設けられており、PFC停止回路１３側には端子Scが設けられているのである。また、この充電回路は、電源用キャパシタに充電するための電源として、例えば上述した定電圧源E1を利用することができ、このため、PFC巻き線ショート時保護回路１４には、定電圧源E1の正側端と接続するための端子として端子Ffが設けられているのである。
【００５９】
以上、図１を参照して、本発明が適用される電源装置１の構成例の概略について説明したが、さらに、図２を参照して、その電源装置１の詳細な構成例の概略について説明する。
【００６０】
すなわち、図２は、電源装置１の詳細な構成例を示す回路図である。図１に示す場合と同様の部分には、同様の符号が付してあり、その説明は省略する。
【００６１】
初めに、昇圧型力率改善回路１２の詳細について説明する。
【００６２】
昇圧型力率改善回路１２は、チョークコイル２１、集積回路２２、平滑キャパシタC1、キャパシタC2、キャパシタC3、整流ダイオードD2、整流ダイオードD3、抵抗R1、抵抗R2、抵抗R3、抵抗R4、抵抗R5、抵抗R6、抵抗R6、抵抗R7、抵抗R18、スイッチング素子Q1を有する回路である。
【００６３】
また、チョークコイル２１は、１次側の巻き線L1および２次側の巻き線L2からなり、チョークコイルの２次側の巻き線L2と抵抗R4とが検出回路２３を構成し、さらに、キャパシタC2、抵抗R5、抵抗R18とが検出回路２４を構成する。
【００６４】
さらに、図２に示されるように、昇圧型力率改善回路１２の入力端子Ca、Cbのうちの図中下側の端子Cbと、出力端子Cd、Ceのうちの図中下側の端子Ceは接続され、接地されているので、これら図中下側の２端の電圧（入出力端）のレベルはいずれも０となる。そこで、以下、図中上側の２端（入出力端）を、正極端と称し、図中下側の２端を負極端と称する。すなわち、以下、入力端のうち、図中上側の端（電圧のレベルが、脈流電圧Vdinと同一のレベルである端）を、入力正極端と称し、図中下側の端を入力負極端と称する。同様に、出力端のうち、図中上側の端（電圧のレベルが、出力電圧Voutと同一のレベルである端）を、出力正極端と称し、図中下側の端を出力負極端と称する。
【００６５】
昇圧型力率改善回路１２において、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1の一端が、昇圧型力率改善回路１２の入力正極端子Caに接続され、その他端は、整流ダイオードD2のアノードに接続されている。整流ダイオードD2のカソードは、昇圧型力率改善回路１２の出力正極端子Cdに接続されている。
【００６６】
スイッチング素子Q1は、例えば、MOS FET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）として構成される。スイッチング素子Q1において、そのドレインは、整流ダイオードD2のカソードと昇圧型力率改善回路１２の出力正極端子Cdとの接続端に、そのゲートは、後述する集積回路２２のOR回路３７の出力端に、そのソースは、後述する抵抗R5およびキャパシタC2を介して、昇圧型力率改善回路１２の入力負極端子Cbに、それぞれ接続されている。
【００６７】
平滑キャパシタC1は、その一端が、昇圧型力率改善回路１２の出力正極端子Cd（すなわち、整流ダイオードD2のカソード）に、その他端が、昇圧型力率改善回路１２の出力負極端子Ceに、それぞれ接続されている。
【００６８】
以上のようにして構成される昇圧型力率改善回路１２において、スイッチング素子Q1は、そのゲートに供給される制御信号Sc（後述する集積回路２２のOR回路３７から出力される制御信号Sc）の電圧のレベルに応じて、スイッチング動作をする。
【００６９】
なお、以下、上述したように、スイッチング素子Q1のドレインとソースが導通された状態を、オン状態と称し、スイッチング素子Q1のドレインとソースが遮断（非導通）された状態を、オフ状態と称する。また、ここでは、スイッチング素子Q1が、その状態を、オン状態からオフ状態に切り替えたり、オフ状態からオン状態に切り替える動作を、スイッチング動作と称している。さらに、以下、スイッチング動作のうちの、オン状態からオフ状態に切り替える動作（オフ駆動動作）により、スイッチング素子Q1の状態がオフ状態となることを、ターンオフと称する。同様に、スイッチング動作のうちの、オフ状態からオン状態に切り替える動作（オン駆動動作）により、スイッチング素子Q1の状態がオン状態となることを、ターンオンと称する。
【００７０】
すなわち、スイッチング素子Q1のゲートに入力される制御信号Scの電圧のレベルが、ローレベル（以下、適宜、単に「L」と記述する）からハイレベル（以下、適宜、単に「H」と記述する）に変化すると、スイッチング素子Q1は、ターンオンする。一方、スイッチング素子Q1のゲートに入力される制御信号Scの電圧のレベルが、「H」から「L」に変化すると、スイッチング素子Q1は、ターンオフする。
【００７１】
スイッチング素子Q1がターンオンすると、脈流電圧Vdinにより、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1に電流Il1が流れ始める。このとき、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1には、この電流Il1のレベルに応じたエネルギーが蓄積される。
【００７２】
次に、スイッチング素子Q1がターンオフすると、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1は、蓄積されたエネルギーを放出することで、ターンオン時と同様の電流Il1を流そうとする。このときの電流Il1は、スイッチング素子Q1を通らず、整流ダイオードD2を介して、平滑キャパシタC1に流れ込む。すなわち、平滑キャパシタC1は、電荷を充電することになる。
【００７３】
次に、スイッチング素子Q1が再度ターンオンすると、今度は、電流Il1は、スイッチング素子Q1に流れ込み、平滑キャパシタC1には流れなくなる。従って、このとき、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1には、この電流Il1のレベルに応じたエネルギーが再度蓄積され、一方、平滑キャパシタC1は、電荷を放電することになる。
【００７４】
このようにして、スイッチング素子Q1が、集積回路２２のOR回路３７からの制御信号Scの電圧のレベルの変化に応じて、スイッチング動作を繰り返すと、上述した一連の動作が繰り返し実行され、平滑キャパシタC1は、連続的に充放電を繰り返すことになる。その結果、平滑キャパシタC1の端子間に、一定レベルの直流電圧Voutが発生する。
【００７５】
このとき負荷１６が増大すると、平滑キャパシタC1の放電量が増加する（負荷１６に供給される負荷電流のレベルが上がる）ことになる。従って、その分、出力電圧（平滑キャパシタC1の端子間電圧）Voutのレベルも低下する。
【００７６】
または、商用電源１０から出力される交流電圧のレベルが下がると、すなわち、脈流電圧Vdinのレベルが下がると、その分、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1に蓄積されるエネルギーが減少し（チョークコイルの１次側の巻き線L1に流れる電流Il1のレベルも下がり）、平滑キャパシタC1の電荷の充電量も減少することになる。従って、その分、出力電圧（平滑キャパシタC1の端子間電圧）Voutのレベルも低下する。
【００７７】
このため、昇圧型力率改善回路１２においては、出力電圧Voutのレベルをほぼ一定に保つ制御、すなわち、ここでは脈流電圧Vdinのレベルより昇圧した所定のレベルをほぼ一定に保つ制御をするために、集積回路２２が設けられている。
【００７８】
さらに、昇圧型力率改善回路１２においては、集積回路２２が利用する情報を検出するために、検出回路２３と検出回路２４が設けられている。
【００７９】
検出回路２３は、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2と抵抗R4とが直列に接続され、その直列回路の一端（チョークコイル２１の２次側の巻き線L2側の端）が、昇圧型力率改善回路１２の入力負極端子Cbに接続され（すなわち、接地され）、その他端（抵抗R4の端）が、後述する集積回路２２の比較器３５の正相入力（＋）に接続される。すなわち、検出回路２３は、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1に流れる電流Il1のレベルの変化（特に、電流Il1のレベルが低下し、略０になったこと）を、その２次側の巻き線L2に発生した電圧のレベルで検出し（電流Il1のレベルの時間変化率（微分値）に対応する電圧レベルの電圧に変換し）、検出したレベルの電圧を、集積回路２２の比較器３５の正相入力（＋）に供給する。
【００８０】
検出回路２４は、抵抗R5とキャパシタC2とが直列に接続され、その直列回路の一端（抵抗R5側の端）が、スイッチング素子Q1のドレインと接続され、その他端（キャパシタC2の端）が、昇圧型力率改善回路１２の出力負極端子Ceに接続され、さらに、抵抗R5とキャパシタC2側との接続端が、後述する集積回路２２の比較器３３の正相入力（＋）に接続される。また、検出回路２４には、一端がスイッチング素子Q1のドレインに接続され、他端が昇圧型力率改善回路１２の出力負極端子Ceに接続されている抵抗R18も含まれる。すなわち、検出回路２４は、スイッチング素子Q1に流れる電流（ドレインからソースに流れる電流）Iq1のレベルを、抵抗R5の両端のレベルで検出し、検出したレベルの電圧Vq1を、集積回路２２の比較器３３の正相入力（＋）に供給する。
【００８１】
抵抗R6および抵抗R7からなる直列回路は、一端（抵抗R6側の端）が、昇圧型力率改善回路１２の出力正極端子Cdに接続され、その他端（抵抗R7側の端）が、集積回路２２の定電圧源E2の負極側に接続され、さらに、抵抗R6と抵抗R7との接続端が、後述する集積回路２２の誤差増幅器３１の逆相入力（−）に接続される。すなわち、抵抗R6および抵抗R7からなる直列回路は、昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutを所定の分圧比で分圧し、その結果得られる分圧電圧Vd1を、集積回路２２の誤差増幅器３１の逆相入力（−）に供給する。
【００８２】
また、抵抗R1、抵抗R2、および抵抗R3が直列的に接続された直列回路の一端（抵抗R1側の端）が、昇圧型力率改善回路１２の入力正極端子Caに接続され、その他端（抵抗R3側の端）が、昇圧型力率改善回路１２の入力負極端子Cbに接続され（すなわち、接地され）ている。また、抵抗R1と抵抗R2との接続端は、集積回路２２の乗算器３２に接続されている。さらに、抵抗R2と抵抗R3との接続端は、後述するPFC停止回路１３の比較器４１の逆相入力（−）に接続されている。
【００８３】
すなわち、抵抗R1、抵抗R2、および抵抗R3からなる直列回路は、商用交流電圧（商用電源１０から入力される交流電圧）が整流された脈流電圧Vdinを所定の分圧比で分圧し、その結果得られる分圧電圧Vd2を、集積回路２２の乗算器３２に供給する。また、抵抗R1、抵抗R2、および抵抗R3からなる直列回路は、抵抗R3の両端に発生する電圧Vd3（以下、抵抗R3の電圧Vd3と称する）をPFC停止回路１３の比較器４１の逆相入力（−）に供給する。
【００８４】
集積回路２２は、定電圧源E2、定電圧源E3、誤差増幅器３１、乗算器３２、比較器３３、フリップフロップ回路３４、比較器３５、タイマ３６、およびOR回路３７を有する回路である。
【００８５】
定電圧源E2は、その負極側は接地され、その正極側は誤差増幅器３１の正相入力（＋）に接続されている。すなわち、定電圧源E2は、一定レベル（抵抗R6および抵抗R7からなる直列回路の分圧比とに応じて決定されるレベル）の基準電圧Vref1を発生し、誤差増幅器３１の正相入力（＋）に供給する。
【００８６】
誤差増幅器３１においては、上述したように、その正相入力（＋）が、定電圧源E2に接続され、その逆相入力（−）が、抵抗R6と抵抗R7との接続端に接続されている。また、その出力端は、乗算器３２に接続されている。
【００８７】
誤差増幅器３１は、供給された分圧電圧Vd1のレベルと基準電圧Vref1のレベルとを比較し、比較の結果に応じたレベル、すなわち、分圧電圧Vd1と基準電圧Vref1との差分電圧のレベルが、所定のゲインで増幅されたレベルの電圧Vcを、乗算器３２に供給する。すなわち、誤差増幅器３１から出力される電圧Vcは、昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutのレベルの、定格出力電圧のレベルに対する誤差を表すことになる。従って、以下、誤差増幅器３１から出力される電圧Vcを、誤差電圧Vcと称する。
【００８８】
乗算器３２においては、上述したように、入力端である図中左側の端には、抵抗R2と抵抗R3との接続端に接続され、他の入力端である図中下側の端には、誤差増幅器３１が接続されている。また、その出力端である図中右側の端には、比較器３３の逆相入力（−）が接続されている。
【００８９】
乗算器３２は、誤差増幅器３１から供給された誤差電圧Vcのレベルと、抵抗R1、抵抗R2、および抵抗R3からなる直列回路より供給された分圧電圧Vd2のレベルとの積に応じたレベルの電圧Vm（以下、他の電圧と区別するために、乗算電圧Vmと称する）を、比較器３３の逆相入力（−）に供給する。すなわち、乗算器３２から出力される乗算電圧Vmは、脈流電圧Vdinに同期した誤差信号ともいえる。
【００９０】
比較器３３においては、上述したように、その正相入力（＋）が、検出回路２４に接続され、その逆相入力（−）が、乗算器３２に接続されている。また、その出力端は、フリップフロップ回路３４のリセット入力端Rに接続されている。
【００９１】
比較器３３は、その正相入力（＋）に入力される電圧Vq1（検出回路２４により検出された、スイッチング素子Q1に流れる電流Iq1に対応する電圧Vq1）のレベルと、その逆相入力（−）に入力される乗算電圧Vm（乗算器３２より供給される、脈流電圧Vdinに同期した誤差信号）のレベルとを比較し、比較の結果を表すレベルの電圧、すなわち、「H」または「L」の電圧を、フリップフロップ回路３４のリセット入力端Rに出力する。
【００９２】
より具体的には、例えば、検出回路２４からの電圧Vq1のレベルが、乗算器３２からの乗算電圧Vmのレベル以上の場合、比較器３３は、フリップフロップ回路３４のリセット入力端Rに供給する電圧のレベルを「H」にする。一方、検出回路２４からの電圧Vq1のレベルが、乗算器３２からの乗算電圧Vmのレベルよりも低い場合、比較器３３は、出力電圧のレベルを「L」にする。
【００９３】
フリップフロップ回路３４は、その入力端（図中左側の端）のうち、図中上側のリセット入力端Rは、上述したように比較器３３と接続され、図中下側のセット入力端Sは、後述する比較器３５と接続され、その出力端であるゲートQ（図中右側の端）は、後述するOR回路３７に接続されている。
【００９４】
フリップフロップ回路３４は、その状態がセット状態である場合（すなわち、ゲートQより出力する電圧のレベルが「H」の場合）、そのリセット入力端Rに入力される電圧（比較器３３の出力）のレベルが、「L」から「H」に変化すると、その状態をリセット状態に移行させる。すなわち、フリップフロップ回路３４は、ゲートQより出力する電圧のレベルを「H」から「L」に変化させて、OR回路３７の２つの入力端のうちの一方に供給する。詳細については後述するが、このとき、OR回路３７の他方の入力端にも「L」の電圧が供給されている場合、OR回路３７は、制御信号Scのレベルを「H」から「L」に変化させる。これにより、スイッチング素子Q1は、ターンオフすることになる。
【００９５】
また、フリップフロップ回路３４は、その状態がリセット状態である場合（すなわち、ゲートQより出力する電圧のレベルが「L」の場合）、そのセット入力端Sに入力される電圧（後述する比較器３５の出力電圧）のレベルが、「H」から「L」に変化すると、その状態をセット状態に移行させる。すなわち、フリップフロップ回路３４は、ゲートQより出力する電圧のレベルを「L」から「H」に変化させて、OR回路３７の２つの入力端のうちの一方に供給する。詳細については後述するが、このとき、OR回路３７の他方の入力端に供給される電圧のレベルが「L」と「H」とに関わらず、OR回路３７は、制御信号Scの電圧のレベルを「L」から「H」に変化させる。これにより、スイッチング素子Q1は、ターンオンすることになる。
【００９６】
定電圧源E3は、一定レベルの基準電圧Vref2を発生し、比較器３５の逆相入力（−）に供給する。
【００９７】
比較器３５においては、上述したように、その正相入力（＋）が、検出回路２３に接続され、その逆相入力（−）が、定電圧源E3に接続され、その出力端は、フリップフロップ回路３４のセット入力端Sに接続されている。
【００９８】
すなわち、上述したように、比較器３５の正相入力（＋）には、検出回路２３より電圧Vl2（すなわち、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に発生する電圧Vl2）が供給され、逆相入力（−）には、基準電圧Vref2が供給されることになる。そこで、比較器３５は、検出回路２３から供給された電圧Vl2のレベルと、基準電圧Vref2のレベルとを比較し、比較の結果を表すレベルの電圧、すなわち、「L」または「H」の電圧を、フリップフロップ回路３４のセット入力端Sに出力する。
【００９９】
より具体的には、比較器３５は、電圧Vl2のレベルが、基準電圧Vref2のレベル以上の場合、フリップフロップ回路３４のセット入力端Sに供給する出力電圧のレベルを「H」とし、一方、電圧Vl2のレベルが、基準電圧Vref2のレベルより低い場合、出力電圧のレベルを「L」とする。
【０１００】
従って、チョークコイル２１の１次側の巻き線L1に流れる電流Il1のレベルが低下して略０になると、その２次側の巻き線L2に発生する電圧Vl2のレベルが低下していき、電圧Vl2のレベルが基準電圧Vref2のレベルを下回ることになる。このとき、比較器３５は、出力電力のレベルを「H」から「L」に変化させる。これにより、フリップフロップ回路３４の状態がセット状態になり、フリップフロップ回路３４より、後述するOR回路３７を介して、スイッチング素子Q1に供給される制御信号Scの電圧レベルが「L」から「H」に変化するので、スイッチング素子Q1はターンオンすることになる。
【０１０１】
このため、２次側の巻き線L2が短絡すると、電圧Vl2のレベルは略０となり、電圧Vl2のレベルは当然ながら基準電圧Vref2のレベルより低くなり、比較器３５の出力電圧のレベルは、「L」のままとなってしまう。すなわち、フリップフロップ回路３５のセット入力端Sには、負トリガパルスは供給されないことになり、フリップフロップ回路３５の出力電圧のレベルも「H」に変化できず、その結果、後述するタイマ３６とOR回路３７とが存在しない場合には、制御信号Scの電圧のレベルも「H」に変化できないことになる。これに伴い、スイッチング素子Q1もターンオンできなくなることになる。
【０１０２】
この場合、上述したように、昇圧型力率改善回路１２に入力された脈流電圧Vdinは、特に、昇圧されずに、単に平滑キャパシタC1により平滑され、その結果、特に昇圧されていない出力直流電圧Voutが負荷１６に印加されることになる。
【０１０３】
これに対して、この集積回路２２には、タイマ３６とOR回路３７が設けられている。このため、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡しても、スイッチング素子Q1に供給される制御信号Scのレベルは、このタイマ３６とOR回路３７により、強制的に「H」に変化させられる。すなわち、スイッチング素子Q1をターンオンするための上述したトリガ信号が、このタイマ３６とOR回路３７から強制的に出力される。その結果、２次側の巻き線L2が短絡しても、スイッチング素子Q1は動作し続けてしまうという上述した課題が発生することになる。
【０１０４】
以下、このタイマ３６とOR回路３７について説明する。
【０１０５】
このタイマ３６においては、２つの入力端（図中左側の端）のうち、図中上側のリセット入力端Rは、比較器３３の出力端に接続され、図中下側のリセット入力端Rは、比較器３５の出力端に接続されている。また、その出力端（図中上側の端）は、OR回路３７の２つの入力端のうちの一端に接続されている。
【０１０６】
タイマ３６は、所定の時間（例えば、200マイクロ秒）を計時する計時動作を行い、計時動作を終了した場合、すなわち、所定の時間を計時した場合、上述したトリガ信号として「H」の電圧をOR回路３７の２つの入力端のうちの一端に供給する。これにより、OR回路３７の２つの入力端のうちの他端に供給される電圧、すなわち、フリップフロップ回路３４の出力電圧のレベルによらず、制御信号Scとして「H」の電圧がOR回路３７からスイッチング素子Q1に供給されることになる。
【０１０７】
また、タイマ３６は、比較器３３または比較器３５の出力電圧のレベルが変化すると、その計時動作をリセットして、計時動作を再開する。
【０１０８】
従って、比較器３３または比較器３５の出力電圧のレベル変化は、通常、上述した所定の時間（例えば、200マイクロ秒）に行われるので、タイマ３６は、計時動作を終了することなく、すなわち、上述したトリガ信号である「H」の電圧をOR回路３７に出力することなく、これまでの計時動作をリセットして、新たな計時動作を始めることになる。
【０１０９】
ところが、負荷１６の容量が極端に少ない場合などにおいては、比較器３３または比較器３５の出力電圧のレベル変化が、上述した所定の時間（例えば、200マイクロ秒）が経過しても行われず、その結果、タイマ３６は、計時動作を終了して、上述したトリガ信号である「H」の電圧をOR回路３７に出力することになる。すなわち、スイッチング素子Q1は強制的にターンオンすることになる。
【０１１０】
同様に、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡した場合も、上述したように、比較器３５の出力電圧のレベル変化が上述した所定の時間（例えば、200マイクロ秒）が経過しても行われず、その結果、タイマ３６は、計時動作を終了して、上述したトリガ信号である「H」の電圧をOR回路３７に出力することになる。すなわち、スイッチング素子Q1は強制的にターンオンすることになる。
【０１１１】
さらに、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡した場合には、上述したように、比較器３５の出力電圧のレベル変化は起こらないので、結局、タイマ３６は、スイッチング素子Q1がターンオフして所定の時間（例えば、200マイクロ秒）を経過する毎に、上述したトリガ信号である「H」の電圧をOR回路３７に出力することになる。その結果、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2が短絡した場合であっても、スイッチング素子Q1はそのスイッチング動作を継続し続けてしまうという上述した課題が発生することになる。
【０１１２】
以上、タイマ３６について説明した。次に、OR回路３７について説明する。
【０１１３】
OR回路３７においては、上述したように、２つの入力端（図中下側の端）のうち、図中左側の端は、フリップフロップ回路３４のゲートQに接続され、図中右側の端は、タイマ３６に接続され、その出力端（図中上側の端）は、スイッチング素子Q1のゲートに接続されている。
【０１１４】
OR回路３７は、フリップフロップ回路３４のゲートQから供給される電圧のレベルと、タイマ３６から供給される電圧のレベルとのうち少なくとも一方が「H」の場合、制御信号Scとして「H」の電圧を、スイッチング素子Q1のゲートに供給し、それ以外の場合、制御信号Scとして「L」の電圧を、スイッチング素子Q1のゲートに供給する。
【０１１５】
以上説明したように、集積回路２２は、タイマ３６およびOR回路３７を有しているので、負荷１６の容量が極端に少ないとき以外にも、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートしたときにも、スイッチング素子Q1に対するスイッチング制御を継続してしまい、その結果、上述した課題が発生してしまう。
【０１１６】
そこで、上述したように、この電源装置１には、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に流れる電流を監視し、その監視結果に基づいて、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生の有無の検出を行うPFC巻き線ショート時保護回路１４が設けられている。
【０１１７】
それに伴い、昇圧型力率改善回路１２にも、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に流れる電流を供給するために、整流ダイオードD3が設けられている。この整流ダイオードD3のアノードは、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2と抵抗R4との接続端に接続され、整流ダイオードD3のカソードは、昇圧型力率改善回路１２の出力端子Ccに接続されている。すなわち、整流ダイオードD3のカソードは、PFC巻き線ショート時保護回路１４の入力端子Faに接続されている。
【０１１８】
チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に流れる電流のうちの電流Id3は、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートしていない場合、この整流ダイオードD3を流れて、PFC巻き線ショート時保護回路１４の入力端子Faに流れ込むことになる。一方、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートした場合、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2には電流が流れないので、当然ながら、整流ダイオードD3には電流Id3は流れない。すなわち、PFC巻き線ショート時保護回路１４の入力端子Faには電流Id3は流れ込まない。
【０１１９】
以上、集積回路２２について説明した。
【０１２０】
ところで、キャパシタC3においては、その一端が、誤差増幅器３１と乗算器３２との接続端に接続され、その他端が、接地されている。
【０１２１】
キャパシタC3が、電荷を充電している場合、集積回路２２が動作し、一方、電荷を放電した場合、集積回路２２が停止する。換言すれば、キャパシタC3は、集積回路２２のON/OFFスイッチであるとも言える。
【０１２２】
次に、PFC停止回路１３の詳細について説明する。
【０１２３】
ところで、上述したように、商用電源１０の交流電圧のレベルは、各国により異なり、各国の入力電圧に対応できるように、昇圧型力率改善回路１２の出力直流電圧Voutのレベルが、整流素子D1が入力電圧を整流した脈流電圧Vdinのレベルより下回る場合、上述した昇圧機能を実現する必要が無くなるので、この昇圧機能を停止させるため、すなわち、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２のスイッチング制御を停止させるために、この電源装置１には、PFC停止回路１３が設けられている。
【０１２４】
このような、PFC停止回路１３は、例えば、比較器４１、定電圧源E4、キャパシタC4、抵抗R8、抵抗R9、トランジスタQ2、およびトランジスタQ3を有する回路である。
【０１２５】
比較器４１においては、その正相入力（＋）が、定電圧源E4に接続され、その逆相入力（−）が、入力端子Sbに接続され、すなわち、昇圧型力率改善回路１２の出力端子Cfに接続されている。また、その出力端は、抵抗R8を介して、トランジスタQ2のベースに接続されている。
【０１２６】
比較器４１は、その正相入力（＋）に入力される基準電圧E4のレベルと、抵抗R3の電圧Vd3のレベル（すなわち、抵抗R3の電圧のレベル）とを比較し、比較の結果を表すレベルの電圧を、抵抗R8を介して、後述するトランジスタQ2のベースに出力する。すなわち、比較器４１は、抵抗R3の電圧Vd3が基準電圧E4よりも高レベルの場合、「L」の電圧を出力する。一方、抵抗R3の電圧Vd3が基準電圧E4よりも低レベルの場合、「H」の電圧を出力する。
【０１２７】
トランジスタQ2は、図２の例では、PNP型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ2において、そのエミッタは、定電圧源E1の正極側に接続され、そのベースは、抵抗R8を介して、比較器４１に接続され、そのコレクタは、抵抗R9を介して、キャパシタC4に接続されている。すなわち、トランジスタQ2は、そのベースに供給される電圧のレベル（比較器４１から供給される電圧のレベル）に応じてスイッチング動作をする。
【０１２８】
なお、以下、トランジスタQ2のエミッタとコレクタとが導通された状態をオン状態と称し、トランジスタQ2のエミッタとコレクタとが遮断（非導通）された状態を、オフ状態と称する。また、トランジスタQ2が、その状態を、オン状態からオフ状態に切り替える動作を、スイッチング動作と称する。
【０１２９】
また、以下、後述する、PNPまたはNPN型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能するトランジスタQ3、トランジスタQ4、トランジスタQ5、トランジスタQ6、トランジスタQ7、およびトランジスタQ8についても同様に称するものとする。
【０１３０】
トランジスタQ3は、図２の例では、NPN型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として動作する。トランジスタQ3において、そのエミッタは、定電圧源E1の負極側に接続され、すなわち、接地されて、そのベースは、抵抗R9を介して、トランジスタQ2のコレクタに接続され、そのコレクタは、出力端子Saに接続されている。
【０１３１】
より具体的には、トランジスタQ3のベースに供給される電圧のレベルが、「H」に変化した場合（すなわち、トランジスタQ2の状態がオン状態となり、キャパシタC4が充電された場合）、トランジスタQ3の状態は、オン状態となる。一方、トランジスタQ3のベースに供給される電圧のレベルが、「L」に変化した場合（すなわち、トランジスタQ2の状態がオフ状態となり、キャパシタC4が放電された場合）、トランジスタQ3の状態は、オフ状態となる。
【０１３２】
ここで、PFC停止回路１３の出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも上回る場合と、出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合とのそれぞれにおける動作について説明する。
【０１３３】
昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも上回る場合、すなわち、上述した昇圧機能を実現する必要がある場合、抵抗R3の電圧Vd3のレベルが、基準電圧E4のレベルより低くなるので、比較器４１は、抵抗R8を介して、トランジスタQ2のベースに供給する電圧のレベルを「H」にする。すなわち、トランジスタQ2の状態がオフ状態となる。このとき、トランジスタQ3の状態がオフ状態となるので、上述した、昇圧型力率改善回路１２のキャパシタC3は、電荷を充電し続けることが可能になり、その結果、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２は、停止せずに動作し続ける（すなわち、上述した、集積回路２２のON/OFFスイッチがONのままである）。この場合、昇圧型力率改善回路１２は、集積回路２２は動作しているので、脈流電圧Vdinを昇圧することになる。
【０１３４】
これに対して、昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合、すなわち、昇圧機能の実現が不要な場合、抵抗R3の電圧Vd3のレベルが、基準電圧E4のレベル以上となるので、比較器４１は、抵抗R8を介して、トランジスタQ2のベースに供給する電圧のレベルを「L」にする。すなわち、トランジスタQ2の状態がオン状態になり、定電圧源E1より印加される電圧により、トランジスタQ2に電流Iq2が流れ始める。このとき、電流Iq2は、抵抗R9を介して、キャパシタC4に流れ込み、キャパシタC4は電荷を充電することになる。その結果、キャパシタC4には電圧が発生し、すなわち、トランジスタQ3のベースの電圧のレベルが「H」になり、ベース電流が流れ込むので、トランジスタQ3の状態はオン状態になる。トランジスタQ3の状態がオン状態となると、トランジスタQ3のコレクタは、出力端子Saに接続されているので、昇圧型力率改善回路１２の入力端子Cgに接続されているキャパシタC3が、（トランジスタQ3のエミッタが接地されているので）電荷を放電することにより、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２を停止させることができる（すなわち、上述した、集積回路２２のON/OFFスイッチがOFFになる）。この場合、昇圧型力率改善回路１２は、集積回路２２が停止しているので、脈流電圧Vdinを昇圧しないことになる。
【０１３５】
このように、PFC停止回路１３は、昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧はVdinのレベルよりも下回る場合、脈流電圧Vdinを昇圧する必要がないので、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２を停止させることができる。
【０１３６】
次に、PFC巻き線ショート時保護回路１４の詳細について説明する。
【０１３７】
ところで、上述したように、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートした場合（以下、ショート時と称し、また、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートしていない場合を通常時と称する）であっても、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２は、スイッチング素子Q1に対するスイッチング制御を継続してしまう。すなわち、昇圧型力率改善回路１２が動作し続けるという課題が発生してしまう。この課題が発生すると、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2が発熱する可能性もでてくる。
【０１３８】
そこで、本発明の発明者は、上述したように、このPFC巻き線ショート時保護回路１４を電源装置１に搭載することで、ショート時に、電源装置１全体を停止できるようにした。
【０１３９】
このようなPFC巻き線ショート時保護回路１４は、例えば、キャパシタC5、抵抗R10、抵抗R11、抵抗R12、抵抗R13、抵抗R14、フォトカプラPH1、整流ダイオードD4、トランジスタQ4、およびトランジスタQ5を有する回路である。
【０１４０】
キャパシタC5は、PFC巻き線ショート時保護回路１４の２つの入力端子Faと入力端子Fb、すなわち、昇圧型力率改善回路１２の出力端子Ccと出力端子Ceに接続されている。従って、キャパシタC5には、昇圧力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2を流れる電流のうちの電流Id3が流れ込み、その結果、充電されることになる。それに伴い、キャパシタC5の図中上側の端、すなわち、PFC巻き線ショート時保護回路１４の入力端子Faには、キャパシタC5に充電された電荷に比例するレベルの電圧が発生することになる。
【０１４１】
このような電圧が発生する、PFC巻き線ショート時保護回路１４の入力端子Faには、抵抗R11を介してトランジスタQ4のベースが接続されている。
【０１４２】
トランジスタQ4は、図２の例では、NPN型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ4において、そのエミッタは、入力端子Fbに接続され、すなわち接地され、そのベースは、上述したように抵抗R11を介して入力端子Faに接続され、そのコレクタは、抵抗R12と抵抗R13との接続端に接続されている。
【０１４３】
抵抗R12の２つの端のうちの、抵抗R13との接続端と反対側の端には、定電圧源E1の正極側が接続されている。また、抵抗R13の２つの端のうちの、抵抗R12との接続端と反対側の端には、フォトカプラPH1のLED（Light Emitting Diode）のアノードが接続されている。このフォトカプラPH1のLEDのカソードは、入力端子Fbが接続されている。すなわち、このLEDのカソードは接地されている。
【０１４４】
フォトカプラPH1は、このようなLEDと、スイッチング素子として機能するフォトトランジスタから構成され、フォトトランジスタは、LEDが発光することによって電流を流す。すなわち、フォトカプラPH1に電流が流れることによって、フォトカプラPH1のLEDが発光し、LEDが発光することによって、フォトカプラPH1のフォトトランジスタの状態がオン状態に遷移する。この場合、後述する定電圧源E5からの電流Ie5のうちの一部がフォトトランジスタに流れることになる。
【０１４５】
以上、PFC巻き線ショート時保護回路１４の構成要素のうちの、抵抗R10、トランジスタQ5、抵抗R14、および、ダイオードD4を除く構成要素について説明した。
【０１４６】
ここで、残りの構成要素の説明をする前に、PFC巻き線ショート時保護回路１４の動作のうちの、通常時とショート時とのそれぞれにおける動作について先に説明する。
【０１４７】
通常時には、上述したように、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2から電流が流れ出ているので、そのうちの電流Id3も、ダイオードD3を介してキャパシタC5に流れ込み、キャパシタC5は充電されることになる。その結果、キャパシタC5には電圧が発生し、すなわち、トランジスタQ4のベースの電圧レベルが「H」になりベース電流が流れ込むので、トランジスタQ4の状態はオン状態になる。これにより、定電圧源E1からの電流Ie1のうちの一部は、抵抗R12を介してトランジスタQ4に流れ込み、さらに、入力端子Fb、すなわち、接地端からグランドレベルに流れていくことになる。このとき、フォトカプラPH1のLEDには電流がほぼ流れないので、フォトダイオードの状態はオフ状態に遷移する。その結果、PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdとは開放される。すなわち、後述する定電圧源E5からの電流は、後述する電源停止回路１５には流れ込まない。詳細については後述するが、この場合、電源停止回路１５は、リレーをオンにするので、電源装置１全体は駆動することになる。
【０１４８】
これに対して、ショート時には、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2には電流が流れ出さなくなるので、キャパシタC5は放電し、その結果、キャパシタC5に発生した電圧のレベルが低下し略０になる。すなわち、トランジスタQ4のベースの電圧レベルも「L」になりベース電流もほぼ流れなくなるので、トランジスタQ4の状態はオフ状態になる。これにより、定電圧源E1からの電流Ie1のうちの一部は、今度は、抵抗R12を介してフォトカプラPH1に流れ込み、フォトトランジスタの状態はオン状態に遷移する。その結果、PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdとは閉じられ、後述する定電圧源E5からの電流は、後述する電源停止回路１５には流れ込むことになる。詳細については後述するが、この場合、電源停止回路１５は、リレーをオフにするので、電源装置１全体は停止することになる。
【０１４９】
以上のことから、PFC巻き線ショート時保護回路１４の構成要素のうちのキャパシタC5とは、上述した電源用キャパシタに対応すると言える。
【０１５０】
また、トランジスタQ4は、この電源用キャパシタC5を電源として動作する上述した動作素子であると言える。すなわち、電源用キャパシタC5が充電されて電源として機能している場合、トランジスタQ4は、その状態をオン状態にすることで動作していると言える。一方、電源用キャパシタC5が放電されて電源として機能していない場合、トランジスタQ4は、その状態をオフ状態にすることで動作を停止していると言える。
【０１５１】
また、フォトカプラPH1が、動作素子の動作状態を監視して、その監視結果に基づいてチョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生の有無を検出する上述した短絡検出回路であると言える。すなわち、フォトカプラPH1は、動作素子であるトランジスタQ4が動作してその状態をオン状態に遷移している場合、通常時であると検出し、その検出結果の出力形態のひとつとして、上述したように、PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdを開放して、電源停止回路１５への電流を禁止していると言える。これに対して、フォトカプラPH1は、動作素子であるトランジスタQ4の動作が停止してその状態をオフ状態に遷移している場合、ショート時であると検出し、その検出結果の出力形態のひとつとして、上述したように、PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdを閉じて、電源停止回路１５への電流を許可していると言える。
【０１５２】
ところで、上述したように、PFC停止回路１３により、昇圧型力率改善回路１２の集積回路１２のスイッチング制御が停止された場合にも、２次側の巻き線L2に電流が流れなくなる。この場合、上述した充電回路がPFC巻き線ショート時保護回路１４に搭載されていないと、電源用キャパシタであるキャパシタC5は充電されなくなり、動作素子であるトランジスタQ4の電源として機能しなくなる。従って、動作素子は動作せず、すなわち、トランジスタQ4の状態はオフ状態のままとなり、その結果、短絡検出素子であるフォトカプラPH1は、２次側の巻き線L2に短絡が発生したと誤検出してしまう、すなわち、フォトカプラPH1のLEDには電流が流れず、フォトダイオードの状態もオフ状態のままになってしまう。それに伴い、電源停止回路１５はリレーをオフしてしまうので、電源装置１が停止してしまう。
【０１５３】
そこで、PFC巻き線ショート時保護回路１４はさらに、このような充電回路として、トランジスタQ5の他、抵抗R10、抵抗R14、およびダイオードD4からなる回路が設けられているのである。
【０１５４】
トランジスタQ5は、図２の例では、PNP型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ5において、そのエミッタは、抵抗R10を介して入力端子Faに接続され、すなわち電源用キャパシタC5に接続される。そのべースは、抵抗R14とダイオードD4を介してPFC巻き線ショート時保護回路１４の端子Fe、すなわち、後述するPFC停止回路１３の比較器４１に接続される。また、そのコレクタは、抵抗R12のうちの、トランジスタQ4との接続端とは反対側の端に、すなわち、定電圧源E1の正極側に接続される。
【０１５５】
なお、上述した充電回路は、図２の例に限らず、同様の機能を有する回路であればよい。
【０１５６】
以下、このような充電回路を有するPFC巻き線ショート時保護回路１４の動作のうちの、昇圧型力率改善回路１２の出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧はVdinのレベルよりも下回る場合の動作について説明する。
【０１５７】
すなわち、昇圧型力率改善回路１２の出力直流電圧Voutのレベル（すなわち、キャパシタC1に発生する電圧）が、その入力電圧Vdin、すなわち、商用電源１０からの交流電圧が整流素子D1により整流された結果得られる脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合、PFC停止回路１３は、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２のスッチング制御を停止させる。
【０１５８】
このとき、上述したように、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2には電流が流れていないので、当然ながら電流Id3も、整流ダイオードD3を介して、キャパシタC5に流れ込まなくなる。
【０１５９】
ところが、このPFC巻き線ショート時保護回路１４には、定電圧源E1をコレクタ電源とする、トランジスタQ5、抵抗R10、抵抗R14、および整流ダイオードD4からなる充電回路が搭載されているので、この充電回路により、定電圧源E1から流れる電流がキャパシタC5に流れ込み、キャパシタC5の充電状態を維持することが可能になる。すなわち、キャパシタC5を、動作素子であるトランジスタQ4の電源として機能させ続けることができる。その結果、フォトカプラPH1は、正常時であると検出することができ、それに伴い、電源停止回路１５もリレーをオンのまま維持し続けることができるので、電源装置１も動作し続けることが可能になる。
【０１６０】
より具体的には、上述したように、抵抗R3の両端の電圧のレベルが、基準電圧E4のレベルより低い場合、すなわち、出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合）、比較器４１は、抵抗R8を介して、トランジスタQ2のベースに供給する電圧のレベルを「L」に変化する。
【０１６１】
そのとき、整流ダイオードD4および抵抗R14を介して、トランジスタQ5のベースの電圧のレベルも「L」に変化するので、トランジスタQ5の状態は、オン状態に遷移する。
【０１６２】
すると、定電圧源E1からの電流Ie1のうちの少なくとも一部が、トランジスタQ5を介して、キャパシタC5に流れ込む。すなわち、キャパシタC5は電荷を充電することになる。また、キャパシタC5の電荷の充電にもとなって、上述したように、トランジスタQ4のベースの電圧のレベルが「H」に変化する。
【０１６３】
このとき、トランジスタQ4の状態は、上述したようにオン状態に遷移するので、定電圧源E1からの電流Ie1のうちの抵抗R12に流れ込む電流は、トランジスタQ4を通ることになり、フォトカプラPH1には流れなくなる。その結果、電源回路１は動作し続けることになる。すなわち、出力電圧Voutのレベルが、脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合でも、電源回路１が停止することはない。
【０１６４】
次に、電源停止回路１５の詳細について説明する。
【０１６５】
上述したように、通常時には、電源停止回路１５は、PFC巻き線ショート時保護回路１４から入力される検出結果に基づいて、リレーコイル１１−１に電流を流すことで、リレーがオンさせる。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は許可されるので、電源装置１全体が駆動することになる。また、ショート時には、電源停止回路１５は、PFC巻き線ショート時保護回路１４から入力される検出結果に基づいて、リレーコイル１１−１に流れる電流を停止することで、リレーをオフさせる。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は禁止されるので、電源装置１全体が停止することになる。
【０１６６】
このような電源停止回路１５は、例えば、パワーオン５１、キャパシタC6、キャパシタC7、キャパシタC8、整流ダイオードD5、定電圧源E5、抵抗R15、抵抗R16、抵抗R17、トランジスタQ6、トランジスタQ7、およびトランジスタQ8を有する回路である。
【０１６７】
パワーオン５１は、抵抗R17に接続され、例えば、ユーザの操作により、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。また、パワーオン５１がオン状態である場合、オン信号が生成され、このオン信号により、抵抗R17に電流Ir17が流れる。すなわち、パワーオン５１がオフ状態である場合、抵抗R17に電流Ir17が流れない。
【０１６８】
トランジスタQ6は、図２の例では、PNP型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ6において、そのエミッタは、抵抗R17に接続され、そのベースは、トランジスタQ7のコレクタに接続され、そのコレクタは、後述するキャパシタC7に接続されている。
【０１６９】
キャパシタC6は、その一端が、抵抗R17とトランジスタQ6のエミッタとの接続端に接続され、その他端が、トランジスタQ6のベースに接続されている。キャパシタC6が電荷を充電した場合、トランジスタQ6の状態がオフ状態となり、一方、電荷を放電した場合、トランジスタQ6の状態がオン状態となる。すなわち、キャパシタC6は、電荷の充電と放電とを繰り返すことで、トランジスタQ6をスイッチング動作させる。
【０１７０】
抵抗R15は、キャパシタC6と並列に接続されている。
【０１７１】
トランジスタQ7は、図２の例では、NPN型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ7において、そのエミッタは、接地され、そのベースは、トランジスタQ6のコレクタとキャパシタC7のエミッタとの接続端に接続され、そのコレクタは、トランジスタQ6のベースに接続されている。
【０１７２】
キャパシタC7は、その一端が、トランジスタQ7のベースに接続され、その他端が、接地されている。キャパシタC7が電荷を充電した場合、トランジスタQ7の状態がオン状態となり、一方、電荷を放電した場合、トランジスタQ7の状態がオフ状態となる。すなわち、キャパシタC7は、電荷の充電と放電を繰り返すことで、トランジスタQ7をスイッチング動作させる。
【０１７３】
抵抗R16は、キャパシタC7と並列に接続されている。
【０１７４】
整流ダイオードD5は、そのアノードが抵抗R17に接続され、そのカソードがトランジスタQ8のベースに接続されている。
【０１７５】
トランジスタQ8は、図２の例では、NPN型バイポーラトランジスタとして構成され、スイッチング素子として機能する。トランジスタQ8において、そのエミッタは、接地され、そのベースは、整流ダイオードD5のカソードに接続され、そのコレクタは、出力端子Pcに接続されている。
【０１７６】
キャパシタC8は、その一端が、トランジスタQ8のベースと抵抗R17との接続端に接続され、その他端が、接地されている。キャパシタC8が電荷を充電した場合、トランジスタQ8の状態がオン状態となり、一方、電荷を放電した場合、トランジスタQ8の状態がオフ状態となる。すなわち、キャパシタC8は、電荷の充電と放電を繰り返すことで、トランジスタQ8をスイッチング動作させる。
【０１７７】
ここで、電源停止回路１５の通常時とショート時とのそれぞれにおける動作について説明する。
【０１７８】
通常時には、上述したように、PFC巻き線ショート時保護回路１４から、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡が発生していないという検出結果が入力され、すなわち、入力端子Pbと入力端子Paとは開放されるので（PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdとは開放されるので）、パワーオン５１からの電流Ir17のうちの一部が、抵抗R17を介して、キャパシタC6およびキャパシタC8に流れ込む。その結果、キャパシタC6およびキャパシタC8は、電荷を充電することになる。このとき、キャパシタC6の電荷の充電にともなって、トランジスタQ6のベースの電圧のレベルが「H」になり、ベース電流が流れ込むので、トランジスタQ6の状態はオフ状態となる。また、このとき、キャパシタC8の電荷の充電にともなって、整流ダイオードD5を介して、トランジスタQ8のベースの電圧のレベルが「H」になり、ベース電流が流れ込み、トランジスタQ8の状態がオン状態となる。すると、電源E5からの電流Ie5がリレーコイル１１−１に流れることで、接点１１−２が閉じる。すなわち、リレーがオンする。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は許可されることになる。すなわち、電源装置１全体が駆動することになる。
【０１７９】
これに対して、ショート時には、上述したように、PFC巻き線ショート時保護回路１４から、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡が発生したという検出結果が入力され、すなわち、入力端子Pbと入力端子Paとは閉じられるので（PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fcと出力端子Fdとは閉じられるので）、電流Ie5のうちの一部が、PFC巻き線ショート時保護回路１４の出力端子Fdから、入力端子Paに接続されたキャパシタC7に流れ込む。すなわち、キャパシタC7は、電荷を充電することになる。その結果、トランジスタQ7のベースの電圧のレベルが「H」になり、ベース電流が流れ込むので、トランジスタQ7の状態はオン状態となる。このとき、キャパシタC6は、（通常時に充電していた）電荷を放電することにより、トランジスタQ6のベースの電圧のレベルが「L」になりベース電流もほぼ流れなくなるので、トランジスタQ6の状態は、オン状態となる。また、そのとき、トランジスタQ7はオン状態となり、トランジスタQ7のエミッタは接地されているので、キャパシタC8の電荷を放電することになり、トランジスタQ8のベースの電圧のレベルが「L」になり、ベース電流もほぼ流れなくなるので、トランジスタQ8の状態は、オフ状態となる。すなわち、トランジスタQ8の状態がオフ状態となる場合、リレーコイル１１−１には電流が流れないので、リレーがオフする。これにより、商用電源１０から整流素子D1への交流電圧の入力は禁止されることになる。すなわち、電源装置１全体が停止することになる。
【０１８０】
このように、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2がショートした場合、電源停止回路１５のトランジスタQ8の状態をオフ状態にすることで、リレーをオフすることができるので、電源装置１を停止することができる。
【０１８１】
また、PFC巻き線ショート時保護回路１４のトランジスタQ5のスイッチング動作により、出力電圧Voutのレベルが脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合でも、電源装置１を停止せずに動作することができる。
【０１８２】
なお、出力電圧Voutのレベルが脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合に、PFC停止回路１３が、昇圧型力率改善回路１２の集積回路２２を停止させない回路構成であるときでも同様に、電源装置１を停止させることなく動作させることができる。
【０１８３】
さらに、上述したPFC巻き線ショート時保護回路１４および電源停止回路１５の一連の処理は、それと同様の機能を有するソフトウェアによっても実行することができる。
【０１８４】
以上、電源回路１の構成について説明した。
【０１８５】
以上の例では、電源装置１は、機能的な観点から、リレー１１、整流素子D1、定電圧源E1、昇圧型力率改善回路１２、PFC停止回路１３、PFC巻き線ショート時保護回路１４、または電源停止回路１５のように区分してそれぞれについて説明したが、実装する場合、必ずしもこのように区分する必要は無く、電源装置１全体として図２のように接続されていればどのように区分して実装しても構わない。
【０１８６】
上述したように、電源装置１において、PFC巻き線ショート時保護回路１４は、例えば、電源用キャパシタ（例えば、キャパシタC5）、動作素子（例えば、トランジスタQ4）、および短絡検出素子（例えば、フォトカプラPH1）などから構成され、電源用キャパシタが、昇圧型力率改善回路１２のチョークコイル２１の２次側の巻き線L2に流れる電流により充電され、動作素子が、電源用キャパシタを電源として、スイッチング動作をし、短絡検出素子が、動作素子のスイッチング動作に基づいて、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2の端子間の短絡の発生の有無を検出する。
【０１８７】
また、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していないと検出されている場合、PFC巻き線ショート時保護回路１４が、商用電源１０からの交流電圧の整流素子D1への入力を許可することで、電源停止回路１５が、リレーをオンすることにより、電源装置１全体が動作する。このとき、昇圧型力率改善回路１２は、整流素子D1から入力された脈流電圧Vdinを昇圧して直流電圧に変換し、それを出力直流電圧Voutとして負荷１６に出力する。また、このとき、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2には電流が流れ続けるので、PFC巻き線ショート時保護回路１４は、依然として、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していないと検出して、上述した動作が繰り返される。
【０１８８】
それに対して、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していると検出されている場合、PFC巻き線ショート時保護回路１４が、商用電源１０からの交流電圧の整流素子D1への入力を禁止することで、電源停止回路１５が、リレーをオフすることにより、電源装置１全体を停止させる。
【０１８９】
また、出力電圧Voutのレベルが脈流電圧Vdinのレベルよりも下回る場合、PFC停止回路１３が、集積回路２２を停止させることにより、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2には電流が流れなくなり、PFC巻き線ショート時保護回路１４が、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していると誤検出してしまうので、充電回路（例えば、定電圧源E1をコレクタ電源とするトランジスタQ5、抵抗R14、および整流ダイオードD4からなる回路）が、PFC巻き線ショート時保護回路１４の電源用キャパシタ（例えば、キャパシタC5）を充電させることにより、PFC巻き線ショート時保護回路１４の動作素子（例えば、スイッチング素子Q4）が、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していないと検出する。その結果、PFC巻き線ショート時保護回路１４が、商用電源１０からの交流電圧の整流素子D1への入力を許可することで、電源停止回路１５が、リレーをオンすることにより、電源装置１全体が動作する。このとき、昇圧型力率改善回路１２は、PFC停止回路１３により、集積回路２２が停止しているので、昇圧されていない出力直流電圧Voutを負荷１６に出力する。また、このとき、充電回路により、PFC巻き線ショート時保護回路１４の電源用キャパシタが電荷を充電し続けることで、PFC巻き線ショート時保護回路１４の動作素子が、依然として、チョークコイル２１の２次側の巻き線L2に短絡が発生していないと検出して、上述した動作が繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明を適用した電源装置の構成例を示す回路図である。
【図２】電源装置の詳細な構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１  電源装置，  １０  商用電源，  １１  リレー，  １１−１  リレーコイル，  １１−２  接点，  １２  昇圧型力率改善回路，  １３  PFC停止回路，  １４  PFC巻き線ショート時保護回路，  １５  電源停止回路，  １６  負荷，  ２１  チョークコイル，  ２２  集積回路，  ２３  検出回路，  ２４  検出回路，  ３１  誤差増幅器，  ３２  乗算器，  ３３  比較器，  ３４  フリップフロップ回路，  ３５  比較器，  ４１  比較器，  ５１  パワーオン，  C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8  キャパシタ，  D1  整流素子，  D2，D3，D4，D5  整流ダイオード，  E1，E2，E3，E4，E5  定電圧源，  PH1  フォトカプラ，  Q1  スイッチング素子，  Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7，Q8  トランジスタ，  R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R17，R18  抵抗
【図１】
2006020475.tif 000003
【図２】
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