(57)【要約】【課題】電圧検知回路内の電圧比較回路を保護できる電源装置を提供する。【解決手段】電圧検知回路１３は、電源装置１０の出力電圧が過剰のときに電流を流すシャントレギュレータＳＲと、シャントレギュレータＳＲと直列に接続された発光ダイオードＬＤを含むフォトカプラＰＣと、シャントレギュレータＳＲと発光ダイオードＬＤとの直列接続回路に並列に接続されたツェナーダイオードＺＤ１とを含む。ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧は、シャントレギュレータＳＲの定格電圧と発光ダイオードＬＤの両端電圧の和よりも低い。ツェナーダイオードＺＤ１は、シャントレギュレータＳＲを電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、シャントレギュレータＳＲに対する印加電圧を制限する。これにより、シャントレギュレータＳＲを保護する。【選択図】図１
2018007405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換回路と、
前記出力電圧の過剰を検知する電圧検知回路と、
前記電圧検知回路の出力信号に基づき前記電圧変換回路を制御する制御回路とを備え、
前記電圧検知回路は、
前記出力電圧が過剰のときに電流を流す電圧比較回路と、
前記電圧比較回路と直列に接続された発光素子と、前記制御回路に接続された受光素子とを含む信号伝達回路と、
前記電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、前記電圧比較回路に対する印加電圧を制限する保護回路とを含むことを特徴とする、電源装置。
【請求項２】
前記電圧比較回路は、前記出力電圧を抵抗分割した電圧が印加されたリファレンス端子を有するシャントレギュレータであり、
前記信号伝達回路は、前記発光素子として発光ダイオードを含むフォトカプラであり、
前記保護回路は、ツェナーダイオードを含み、前記シャントレギュレータと前記発光ダイオードとの直列接続回路、および、前記シャントレギュレータのいずれかに並列に接続されてい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】
前記発光ダイオードのカソード端子は、前記シャントレギュレータのカソード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのカソード端子は、前記発光ダイオードのアノード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのアノード端子は、前記シャントレギュレータのアノード端子に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、前記シャントレギュレータの定格電圧と前記発光ダイオードの両端電圧の和よりも低いことを特徴とする、請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記保護回路は、前記ツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサ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６】
前記保護回路は、前記ツェナーダイオードと逆直列に接続されたダイオード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７】
前記保護回路は、直列に接続された複数のツェナーダイオードを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８】
前記保護回路は、前記複数のツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記ツェナーダイオードのカソード端子は、前記発光ダイオードのカソード端子と前記シャントレギュレータのカソード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのアノード端子は、前記シャントレギュレータのアノード端子に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、前記シャントレギュレータの定格電圧よりも低いことを特徴とする、請求項９に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関し、特に、出力電圧の過剰を検知する機能を有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に直流電圧を供給するために、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置や、直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換する電源装置が使用される。このような電源装置として、スイッチング素子の状態を高速に切り替えて、入力電圧（交流電圧または直流電圧）を所望レベルの直流電圧に変換するスイッチング電源装置が広く使用されている。
【０００３】
電源装置では、入力電圧の上昇や装置の動作不良などの原因によって、出力電圧が過剰になることがある。出力電圧が過剰になると、電源装置や電源装置に接続された負荷が故障したり、破壊されたりすることがある。このような状況を避けるために、電源装置には出力電圧の過剰を検知する電圧検知回路が設けられる。出力電圧の過剰を検知したときには、出力電圧を低くする制御が行われる。これにより、電源装置や負荷を保護することができる。
【０００４】
図７は、特許文献１に記載された電源装置の一部を示す回路図である。図７に示す電源装置の電圧検知回路では、抵抗器Ｒｘ、フォトカプラＰＣｘ内の発光ダイオードＬＤｘ、および、電圧比較回路として機能するシャントレギュレータＳＲｘが直列に接続されている。出力電圧が過剰になると、シャントレギュレータＳＲｘのカソード端子とアノード端子の間に電流が流れる。このとき、発光ダイオードＬＤｘは発光し、フォトカプラＰＣｘ内のフォトトランジスタ（図示せず）をフォト電流が流れる。このフォト電流を検知することにより、出力電圧の過剰を検知することができる。
【０００５】
また、本願発明に関連して、特許文献２には図８に示す電源装置が記載されている。図８に示す電源装置の電圧検知回路では、フォトカプラＰＣｙ内の発光ダイオードＬＤｙとツェナーダイオードＺＤｙの直列接続回路が、シャントレギュレータＳＲｙと並列に接続されている。特許文献２には、ツェナーダイオードＺＤｙの特性について何も記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１１７０８８号公報
【特許文献２】特開２００２−３５９９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７に示す電源装置の電圧検知回路において、フォトカプラＰＣｘの電流伝達率（ＣＴＲ：Current Transfer Ratio）が高い場合を考える。この場合、出力電圧が過剰で、シャントレギュレータＳＲｘを電流が流れるときでも、発光ダイオードＬＤｘとシャントレギュレータＳＲｘを流れる電流の量はあまり大きくならない。このため、発光ダイオードＬＤｘにおける電圧降下もあまり大きくならない。この結果、シャントレギュレータＳＲｘに過電圧が印加され、シャントレギュレータＳＲｘが故障したり、破壊されたりすることがある。
【０００８】
それ故に、本発明は、電圧検知回路内の電圧比較回路を保護できる電源装置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】
【０００９】
第１の発明は、入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換回路と、
前記出力電圧の過剰を検知する電圧検知回路と、
前記電圧検知回路の出力信号に基づき前記電圧変換回路を制御する制御回路とを備え、
前記電圧検知回路は、
前記出力電圧が過剰のときに電流を流す電圧比較回路と、
前記電圧比較回路と直列に接続された発光素子と、前記制御回路に接続された受光素子とを含む信号伝達回路と、
前記電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、前記電圧比較回路に対する印加電圧を制限する保護回路とを含むことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記電圧比較回路は、前記出力電圧を抵抗分割した電圧が印加されたリファレンス端子を有するシャントレギュレータであり、
前記信号伝達回路は、前記発光素子として発光ダイオードを含むフォトカプラであり、
前記保護回路は、ツェナーダイオードを含み、前記シャントレギュレータと前記発光ダイオードとの直列接続回路、および、前記シャントレギュレータのいずれかに並列に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、
前記発光ダイオードのカソード端子は、前記シャントレギュレータのカソード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのカソード端子は、前記発光ダイオードのアノード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのアノード端子は、前記シャントレギュレータのアノード端子に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、
前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、前記シャントレギュレータの定格電圧と前記発光ダイオードの両端電圧の和よりも低いことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第２の発明において、
前記保護回路は、前記ツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第２の発明において、
前記保護回路は、前記ツェナーダイオードと逆直列に接続されたダイオードをさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第２の発明において、
前記保護回路は、直列に接続された複数のツェナーダイオードを含むことを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明において、
前記保護回路は、前記複数のツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサをさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
第９の発明は、第２の発明において、
前記ツェナーダイオードのカソード端子は、前記発光ダイオードのカソード端子と前記シャントレギュレータのカソード端子に接続され、
前記ツェナーダイオードのアノード端子は、前記シャントレギュレータのアノード端子に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は、第９の発明において、
前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、前記シャントレギュレータの定格電圧よりも低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記第１の発明によれば、直列に接続された電圧比較回路と発光素子を含む電圧検知回路において、電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときには、保護回路の作用により電圧比較回路には制限された電圧が印加される。これにより、電圧比較回路を保護することができる。また、保護回路は保護が必要なときにだけ動作するので、電力を有効に利用することができる。したがって、信号伝達回路の特性のばらつきに応じて、電力を無駄に消費することなく、電圧検知回路内の電圧比較回路を保護することができる。
【００２０】
上記第２、第３または第９の発明によれば、シャントレギュレータとフォトカプラと保護回路とを用いて、信号伝達回路の特性のばらつきに応じて、電力を無駄に消費することなく、電圧比較回路を保護できる電源装置を構成することができる。
【００２１】
上記第４または第１０の発明によれば、条件を満たすツェナーダイオードを用いることにより、シャントレギュレータを保護できる電源装置を構成することができる。
【００２２】
上記第５の発明によれば、ツェナーダイオードにコンデンサを並列に接続することにより、ツェナーダイオードに対する印加電圧を安定させ、電圧検知回路のノイズ耐性を高くすることができる。
【００２３】
上記第６の発明によれば、条件を満たすツェナーダイオードとダイオードを逆直列に接続することにより、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータを保護することができる。
【００２４】
上記第７の発明によれば、好適な降伏電圧を有する複数のツェナーダイオードを用いることにより、複数のツェナーダイオードの温度特性を互いに相殺したり、温度変化に対する降伏電圧の変化が小さいツェナーダイオードを用いたりすることができる。したがって、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータを保護することができる。
【００２５】
上記第８の発明によれば、ツェナーダイオードの直列接続回路にコンデンサを並列に接続することにより、ツェナーダイオードの直列接続回路に対する印加電圧を安定させ、電圧検知回路のノイズ耐性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図７】従来の電源装置の一部を示す回路図である。
【図８】従来の電源装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路図である。図１に示す電源装置１０は、電圧変換回路１１、スイッチング制御回路１２、および、電圧検知回路１３を備えている。電源装置１０は、入力端子Ｔ１、Ｔ２と出力端子Ｔ３、Ｔ４を有する。電源装置１０は、入力端子Ｔ１、Ｔ２から入力された直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を出力端子Ｔ３、Ｔ４から出力する。入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ４には、グランド電位が印加される。
【００２８】
電圧変換回路１１は、フライバック方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧変換回路１１は、トランスＴＲ、Ｎチャネル型のトランジスタＱ１、ダイオードＤ１、および、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２を含んでいる。トランスＴＲは、２個の１次側端子と２個の２次側端子を有する。１次側端子の一方は入力端子Ｔ１に接続され、１次側端子の他方はトランジスタＱ１のドレイン端子に接続される。２次側端子の一方はダイオードＤ１のアノード端子に接続され、２次側端子の他方は出力端子Ｔ４に接続される。トランジスタＱ１のソース端子は入力端子Ｔ２に接続され、トランジスタＱ１のゲート端子にはスイッチング制御回路１２から出力されたスイッチング制御信号ＳＣが与えられる。ダイオードＤ１のカソード端子は、出力端子Ｔ３に接続される。コンデンサＣ１の一方の電極は入力端子Ｔ１に接続され、コンデンサＣ１の他方の電極は入力端子Ｔ２に接続される。コンデンサＣ２の一方の電極は出力端子Ｔ３に接続され、コンデンサＣ２の他方の電極は出力端子Ｔ４に接続される。
【００２９】
スイッチング制御回路１２は、スイッチング制御信号ＳＣを用いて、所定の周期でトランジスタＱ１をオン状態とオフ状態に切り替える。トランジスタＱ１がオン状態のときには、入力端子Ｔ１、Ｔ２の間にトランスＴＲの１次側とトランジスタＱ１を経由する電流が流れ、トランスＴＲにエネルギーが蓄積される。このとき、ダイオードＤ１の作用により、出力端子Ｔ３、Ｔ４の間に電流は流れない。トランジスタＱ１がオフ状態のときには、入力端子Ｔ１、Ｔ２の間に電流は流れず、トランスＴＲからエネルギーが放出される。このとき、出力端子Ｔ４から出力端子Ｔ３に向けて、ダイオードＤ１を経由する電流が流れる。電源装置１０の出力電圧（出力端子Ｔ３、Ｔ４間の電圧）は、入力電圧（入力端子Ｔ１、Ｔ２間の電圧）と、トランジスタＱ１のデューティー比（１周期のうちトランジスタＱ１がオン状態である期間の割合）とによって決定される。
【００３０】
電圧検知回路１３は、フォトカプラＰＣ、シャントレギュレータＳＲ、３個の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３、および、ツェナーダイオードＺＤ１を含んでいる。フォトカプラＰＣは、発光ダイオードＬＤとフォトトランジスタＰＴを含んでいる。抵抗器Ｒ１、Ｒ２の一端は、出力端子Ｔ３に接続される。抵抗器Ｒ１の他端は、発光ダイオードＬＤのアノード端子とツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子に接続される。抵抗器Ｒ２の他端は、抵抗器Ｒ３の一端とシャントレギュレータＳＲのリファレンス端子に接続される。発光ダイオードＬＤのカソード端子は、シャントレギュレータＳＲのカソード端子に接続される。シャントレギュレータＳＲのアノード端子、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子、および、抵抗器Ｒ３の他端は、出力端子Ｔ４に接続される。フォトトランジスタＰＴのドレイン端子はスイッチング制御回路１２のハイ側端子に接続され、フォトトランジスタＰＴのソース端子はスイッチング制御回路１２のロー側端子に接続される。
【００３１】
ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧をＶZD1 、シャントレギュレータＳＲの定格電圧をＶSR、発光ダイオードＬＤの両端電圧をＶLDとする。電圧検知回路１３では、シャントレギュレータＳＲを保護するために、ツェナーダイオードＺＤ１として次式（１）を満たすものが使用される。
ＶZD1＜ＶSR＋ＶLD   …（１）
【００３２】
また、電源装置１０の出力電圧をＶout 、発光ダイオードＬＤとシャントレギュレータＳＲを流れる電流の最小値をＩmin 、最大値をＩmax としたとき、抵抗器Ｒ１の抵抗値は次式（２）を満たすように決定される。
（Ｖout−ＶZD1）／Ｉmax＜Ｒ１＜（Ｖout−ＶZD1）／Ｉmin  …（２）
なお、以下に示す各実施形態に係る電源装置でも、抵抗器Ｒ１の抵抗値は式（２）を満たすように決定される。
【００３３】
電圧検知回路１３は、以下のように動作する。抵抗器Ｒ２、Ｒ３は、電源装置１０の出力電圧を分圧し、分圧した電圧を外部基準電圧としてシャントレギュレータＳＲのリファレンス端子に与える。電源装置１０の出力電圧が正常のときには、シャントレギュレータＳＲの外部基準電圧は内部基準電圧よりも低いので、シャントレギュレータＳＲのカソード端子とアノード端子の間に電流は流れない。このため、発光ダイオードＬＤにも電流は流れず、発光ダイオードＬＤは発光せず、スイッチング制御回路１２のハイ側端子とロー側端子の間にも電流は流れない。このときスイッチング制御回路１２は、所定の周期でスイッチング制御信号ＳＣをハイレベルとローレベルに制御し、トランジスタＱ１をオン状態とオフ状態に切り替える。
【００３４】
電源装置１０の出力電圧が過剰になると、シャントレギュレータＳＲの外部基準電圧は上昇する。シャントレギュレータＳＲの外部基準電圧が内部基準電圧よりも高くなると、シャントレギュレータＳＲのカソード端子とアノード端子は短絡する。このとき、発光ダイオードＬＤとシャントレギュレータＳＲを経由する電流が流れ、発光ダイオードＬＤは発光し、スイッチング制御回路１２のハイ側端子とロー側端子の間にも電流が流れる。スイッチング制御回路１２は、スイッチング制御信号ＳＣをローレベルに固定する。この結果、トランジスタＱ１はオフ状態に固定され、電源装置１０の出力電圧はゼロになる。
【００３５】
このように電圧変換回路１１は入力電圧を出力電圧に変換し、電圧検知回路１３は出力電圧の過剰を検知し、スイッチング制御回路１２は電圧検知回路１３の出力信号に基づき電圧変換回路１１を制御する。シャントレギュレータＳＲは、出力電圧が過剰のときに電流を流す電圧比較回路として機能する。フォトカプラＰＣは、電圧比較回路と直列に接続された発光素子（発光ダイオードＬＤ）と、スイッチング制御回路１２に接続された受光素子（フォトトランジスタＰＴ）とを含む信号伝達回路として機能する。また、以下に示すように、ツェナーダイオードＺＤ１は、電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、電圧比較回路に対する印加電圧を制限する保護回路として機能する。
【００３６】
以下、ツェナーダイオードＺＤ１によって構成される保護回路の機能を説明する。電源装置１０の出力電圧が正常のときには、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧はツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧よりも低い。このとき、ツェナーダイオードＺＤ１は、電流を流さない。電源装置１０の出力電圧が過剰のときには、発光ダイオードＬＤとシャントレギュレータＳＲを経由する電流が流れる。このときは、フォトカプラＰＣの電流伝達率が小さい場合と、フォトカプラＰＣの電流伝達率が大きい場合とに分けられる。
【００３７】
フォトカプラＰＣの電流伝達率が小さく、抵抗器Ｒ１、発光ダイオードＬＤ、および、シャントレギュレータＳＲを流れる電流の量が所定量を超えるときには、抵抗器Ｒ１における電圧降下が大きい。このため、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧はツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧よりも低くなり、ツェナーダイオードＺＤ１は電流を流さない。このとき、抵抗器Ｒ１を流れる電流はすべて発光ダイオードＬＤを流れるので、電力を無駄なく利用することができる。
【００３８】
一方、フォトカプラＰＣの電流伝達率が大きく、抵抗器Ｒ１、発光ダイオードＬＤ、および、シャントレギュレータＳＲを流れる電流の量が所定量以下のときには、抵抗器Ｒ１における電圧降下が小さい。このため、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧はツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧よりも高くなり、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れる。このときシャントレギュレータＳＲに印加される電圧は、シャントレギュレータＳＲの定格電圧よりも低い。したがって、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００３９】
このように電源装置１０は、フォトカプラＰＣの電流伝達率が小さく、シャントレギュレータＳＲを流れる電流の量が所定量を超えるときには、シャントレギュレータＳＲを保護し、フォトカプラＰＣの電流伝達率が大きく、シャントレギュレータＳＲを流れる電流の量が所定量以上のときには、電力を有効に利用する。したがって、電源装置１０によれば、フォトカプラＰＣの電流伝達率のばらつきに応じて、電力を無駄に消費することなく、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。電源装置１０によれば、ツェナーダイオードＺＤ１に常に電流を流して、ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧を一定にし、一定の電流をフォトカプラＰＣに供給する電源装置よりも、消費電力を削減することができる。
【００４０】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置１０の電圧検知回路１３は、出力電圧が過剰のときに電流を流す電圧比較回路（シャントレギュレータＳＲ）と、電圧比較回路と直列に接続された発光素子（発光ダイオードＬＤ）と、制御回路（スイッチング制御回路１２）に接続された受光素子（フォトトランジスタＰＴ）とを含む信号伝達回路（フォトカプラＰＣ）と、電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、電圧比較回路に対する印加電圧を制限する保護回路（ツェナーダイオードＺＤ１）とを含んでいる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係る電源装置１０によれば、直列に接続された電圧比較回路と発光素子を含む電圧検知回路において、電圧比較回路を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときには、保護回路の作用により電圧比較回路には制限された電圧が印加することにより、電圧比較回路を保護することができる。また、保護回路は保護が必要なときにだけ動作するので、電力を有効に利用することができる。したがって、信号伝達回路の特性のばらつきに応じて、電力を無駄に消費することなく、電圧検知回路内の電圧比較回路を保護することができる。
【００４２】
また、電圧比較回路は、出力電圧を抵抗分割した電圧が印加されたリファレンス端子を有するシャントレギュレータＳＲであり、信号伝達回路は、発光素子として発光ダイオードＬＤを含むフォトカプラＰＣであり、保護回路は、ツェナーダイオードＺＤ１を含み、シャントレギュレータＳＲと発光ダイオードＬＤの直列接続回路に並列に接続されている。発光ダイオードＬＤのカソード端子は、シャントレギュレータＳＲのカソード端子に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子は、発光ダイオードＬＤのアノード端子に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子は、シャントレギュレータＳＲのアノード端子に接続されている。したがって、シャントレギュレータＳＲとフォトカプラＰＣと保護回路とを用いて、信号伝達回路の特性のばらつきに応じて、電力を無駄に消費することなく、電圧比較回路を保護できる電源装置１０を構成することができる。
【００４３】
また、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧ＶZD1 は、シャントレギュレータＳＲの定格電圧ＶSRと発光ダイオードＬＤの両端電圧ＶLDの和よりも低い。したがって、条件を満たすツェナーダイオードＺＤ１を用いることにより、シャントレギュレータＳＲを保護できる電源装置１０を構成することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。図２に示す電源装置２０は、第１の実施形態に係る電源装置１０において、電圧検知回路１３を電圧検知回路２１に置換したものである。以下に示す各実施形態の構成要素のうち、先に述べた実施形態の構成要素と同一のものは、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４５】
電圧検知回路２１は、電圧検知回路１３にコンデンサＣ３を追加したものである。コンデンサＣ３は、ツェナーダイオードＺＤ１に並列に接続される。より詳細には、コンデンサＣ３の一方の電極はツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子に接続され、コンデンサＣ３の他方の電極はツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子に接続される。電圧検知回路２１では、コンデンサＣ３として、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧よりも高い定格電圧を有するものが使用される。
【００４６】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置２０の電圧検知回路２１では、保護回路は、ツェナーダイオードＺＤ１と並列に接続されたコンデンサＣ３を含んでいる。したがって、本実施形態に係る電源装置２０によれば、ツェナーダイオードＺＤ１に対する印加電圧を安定させ、電圧検知回路２１のノイズ耐性を高くすることができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。図３に示す電源装置３０は、第２の実施形態に係る電源装置２０において、電圧検知回路２１を電圧検知回路３１に置換したものである。電圧検知回路３１は、電圧検知回路２１にダイオードＤ２を追加したものである。ダイオードＤ２は、ツェナーダイオードＺＤ１に逆直列に接続される。より詳細には、抵抗器Ｒ１の他端は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子ではなく、ダイオードＤ２のアノード端子に接続される。ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子は、コンデンサＣ３の一方の電極と共に、ダイオードＤ２のカソード端子に接続される。
【００４８】
ダイオードＤ２の順方向電圧をＶD2とする。電圧検知回路３１では、シャントレギュレータＳＲを保護するために、ツェナーダイオードＺＤ１として次式（３）を満たすものが使用される。
ＶZD1＋ＶD2＜ＶSR＋ＶLD   …（３）
【００４９】
一般に、ツェナーダイオードの降伏電圧は、降伏電圧が所定値（約５．５Ｖ）以上のときには正の温度特性を有し（温度が高いほど降伏電圧が高い）、それ以外のときには負の温度特性を有する（温度が高いほど降伏電圧が低い）。また、ダイオードの順方向電圧は、負の温度特性を有する（温度が高いほど順方向電圧が低い）。
【００５０】
ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧が、正の温度特性を有するとする。このようなツェナーダイオードＺＤ１に順方向電圧が負の温度特性を有するダイオードＤ２を直列に接続することにより、ツェナーダイオードＺＤ１の温度特性をダイオードＤ２の温度特性を用いて相殺することができる。したがって、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００５１】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置３０の電圧検知回路３１では、保護回路は、ツェナーダイオードＺＤ１と逆直列に接続されたダイオードＤ２を含んでいる。したがって、本実施形態に係る電源装置３０によれば、条件を満たすツェナーダイオードＺＤ１とダイオードＤ２を逆直列に接続することにより、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る電源装置の回路図である。図４に示す電源装置４０は、第１の実施形態に係る電源装置１０において、電圧検知回路１３を電圧検知回路４１に置換したものである。電圧検知回路４１は、電圧検知回路１３において、ツェナーダイオードＺＤ１を直列に接続された３個のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３に置換したものである。より詳細には、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子は、出力端子Ｔ４ではなく、ツェナーダイオードＺＤ２のカソード端子に接続される。ツェナーダイオードＺＤ２のアノード端子は、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード端子に接続される。ツェナーダイオードＺＤ３のアノード端子は、出力端子Ｔ４に接続される。
【００５３】
ツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３の降伏電圧をＶZD2 、ＶZD3 とする。電圧検知回路４１では、シャントレギュレータＳＲを保護するために、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３として次式（４）を満たすものが使用される。
ＶZD1＋ＶZD2＋ＶZD3＜ＶSR＋ＶLD   …（４）
【００５４】
一般に、電圧検知回路では、動作温度が変化しても、ツェナーダイオードの降伏電圧は変化しないことが好ましい。しかし、上述したように、ツェナーダイオードの降伏電圧は、降伏電圧が所定値以上のときには正の温度特性を有し、それ以外のときには負の温度特性を有する。
【００５５】
電圧検知回路４１は、発光ダイオードＬＤのアノード端子と出力端子Ｔ４の間に、直列に接続された複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を含んでいる。そこで、好適な降伏電圧を有するツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を用いることにより、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３の温度特性を互いに相殺することができる。また、降伏電圧が５．５Ｖに近いツェナーダイオードでは、温度変化に対する降伏電圧の変化が小さい。このようなツェナーダイオードを複数個用いることにより、１個のツェナーダイオードを用いただけでは温度変化に対する降伏電圧の変化が大きくなる場合でも、温度変化に対する降伏電圧の変化を小さくすることができる。したがって、本実施形態に係る電源装置４０によれば、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００５６】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置４０の電圧検知回路４１では、保護回路は、直列に接続された複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を含んでいる。したがって、本実施形態に係る電源装置４０によれば、好適な降伏電圧を有するツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を用いることにより、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３の温度特性を互いに相殺したり、温度変化に対する降伏電圧の変化が小さいツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を用いたりすることができる。よって、動作温度が変化するときでも、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００５７】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る電源装置の回路図である。図５に示す電源装置５０は、第４の実施形態に係る電源装置４０において、電圧検知回路４１を電圧検知回路５１に置換したものである。電圧検知回路５１は、電圧検知回路４１にコンデンサＣ３を追加したものである。コンデンサＣ３は、直列に接続されたツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３に並列に接続される。より詳細には、コンデンサＣ３の一方の電極はツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子に接続され、コンデンサＣ３の他方の電極はツェナーダイオードＺＤ３のアノード端子に接続される。
【００５８】
電圧検知回路５１では、直列に接続されたツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３にコンデンサＣ３が並列に接続されている。このため、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３の両端の電圧が安定し、電圧検知回路５１のノイズ耐性が高くなる。
【００５９】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置５０では、保護回路は、複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３と並列に接続されたコンデンサＣ３を含んでいる。したがって、本実施形態に係る電源装置５０によれば、動作温度が変化するときやノイズが発生するときでも、シャントレギュレータＳＲを保護することができる。
【００６０】
（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態に係る電源装置の回路図である。図６に示す電源装置６０は、第１の実施形態に係る電源装置１０において電圧検知回路１３を電圧検知回路６１に置換したものである。電圧検知回路６１では、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子は、抵抗器Ｒ１の他端と発光ダイオードＬＤのアノード端子ではなく、発光ダイオードＬＤのカソード端子とシャントレギュレータＳＲのカソード端子に接続される。
【００６１】
電源装置６０では、シャントレギュレータＳＲを保護するために、ツェナーダイオードＺＤ１として次式（５）を満たすものが使用される。
ＶZD1＜ＶSR   …（５）
【００６２】
ツェナーダイオードＺＤ１は、第１〜第５の実施形態に係る電源装置の電圧検知回路に含まれるツェナーダイオードＺＤ１と同様に、電圧比較回路（シャントレギュレータＳＲ）を電流が流れ、かつ、当該電流の量が所定量よりも小さいときに、電圧比較回路に対する印加電圧を制限する保護回路として機能する。
【００６３】
以上に示すように、本実施形態に係る電源装置６０の電圧検知回路６１では、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子は、発光ダイオードＬＤのカソード端子とシャントレギュレータＳＲのカソード端子に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子は、シャントレギュレータＳＲのアノード端子に接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏電圧ＶZD1 は、シャントレギュレータＳＲの定格電圧ＶSRよりも低い。本実施形態に係る電源装置６０によれば、電源装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
本実施形態に係る電源装置６０については、以下の変形例を構成することができる。電源装置６０は、第１の実施形態に係る電源装置１０について、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子の接続先を変更したものである。第２〜第５の実施形態に係る電源装置について同様の変更を行うことにより、各種の変形例を構成することができる。
【００６５】
なお、第１〜第６の実施形態に係る電源装置は、電圧変換回路１１として、フライバック方式のＤＣ／ＤＣコンバータを備えることとしたが、電源装置に含まれる電圧変換回路の種類は任意でよい。また、第１〜第６の実施形態、および、これらの変形例に係る電源装置の特徴をその性質に反しない限り任意に組み合わせて、本発明の変形例に係る電源装置を構成してもよい。例えば、図１に示す電源装置１０において、ツェナーダイオードＺＤ１に対してダイオードＤ２を逆直列に接続してもよく、ツェナーダイオードＺＤ１を４個以上のツェナーダイオードに置換してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０、２０、３０、４０、５０、６０…電源装置
１１…電圧変換回路
１２…スイッチング制御回路
１３、２１、３１、４１、５１、６１…電圧検知回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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