(57)【要約】      （修正有）【課題】電源再起動時のラッチ動作を容易に回避できるスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】入力ライン１２，１３の両極間に設けられたコンデンサＣinと、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御するスイッチング電源用ＩＣ１４と、当該ＩＣ１４を動作させるためのコンデンサＣ１と、トランスＴに設けられコンデンサＣ１を充電するための補助巻線１５と、スイッチング素子Ｑ１を流れる過電流を検出する過電流検出用抵抗Ｒ１と、トランスＴの二次側に接続された出力ライン１８，１９と、出力ライン１８，１９に設けられトランスＴから出力される交流を直流に変換する整流素子Ｄ２と、直流が流れる出力ライン１８，１９の両極間に設けられた平滑コンデンサＣ２とを備えたスイッチング電源装置１０であって、アノード側がコンデンサＣ１側に、カソード側がコンデンサＣin側にそれぞれ接続されたダイオードＤ４を設けた。【選択図】図１
2011234518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの一次側に接続され直流電流が流れる入力ラインと、
前記入力ラインの両極間に設けられた第一のコンデンサと、
前記入力ラインを流れる直流電流を断続させて、当該直流電流を交流に変換するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン・オフを制御する制御部と、
前記制御部に接続され該制御部を動作させるための第二のコンデンサと、
前記トランスに設けられ前記第二のコンデンサを充電するための補助巻線と、
前記スイッチング素子に直列に接続され当該スイッチング素子を流れる過電流を検出する過電流検出用抵抗と、
前記トランスの二次側に接続された出力ラインと、
前記出力ラインに設けられ、前記トランスの二次側から出力される交流を整流し直流に変換する整流素子と、
前記整流素子で変換された直流が流れる前記出力ラインの両極間に設けられた第三のコンデンサとを備えたスイッチング電源装置であって、
アノード側が前記第二のコンデンサ側に、カソード側が前記第一のコンデンサ側にそれぞれ接続されたダイオードを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記補助巻線は、前記第三のコンデンサにおける電圧に比例した電圧が、前記第二のコンデンサに発生するように機能す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータとしてのスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＵＶＬＯ（Under Voltage Lock Out：低電圧誤動作防止装置）を有していないスイッチング電源用ＩＣを搭載したスイッチング電源装置が知られている。このようなスイッチング電源装置においては、入力された直流電圧を、他励式のオン・オフ方式を用いて断続し交流電圧を生成する一方、スイッチング電源用ＩＣの電源電圧を確立するための補助巻線を備えたトランスが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記スイッチング電源装置では、過電流保護回路が設けられており、電源再起動時に過電流保護回路のラッチアップ動作に起因した起動不良にならないように、部品乗数が細かく調整されている。
【０００４】
図２は、従来のスイッチング電源装置の回路構成を示している。このスイッチング電源装置１０’においては、トランスＴの一次側巻線１１に接続された入力ライン１２，１３間にコンデンサＣinが設けられている。このコンデンサＣinには外部より入力電圧Ｖinが供給され、そのとき、コンデンサＣinには入力電圧Ｖinに応じた電気が充電される。
【０００５】
また、入力ライン１２，１３間にはスイッチング電源用ＩＣ１４が設けられている。このスイッチング電源用ＩＣ１４はピン１〜８を有し、このうち、ピン８がコンデンサＣinより一次側巻線１１に近い側で入力ライン１２に、ピン４がコンデンサＣinより一次側巻線１１に近い側で入力ライン１３にそれぞれ接続されている。
【０００６】
入力ライン１３の途中には、ＮＭＯＳからなるスイッチング素子Ｑ１が設けられている。スイッチング素子Ｑ１は、そのゲートがスイッチング電源用ＩＣ１４のピン５に接続されており、スイッチング電源用ＩＣ１４によりオン・オフが制御される。また、入力ライン１３には、スイッチング素子Ｑ１よりも下流側に且つスイッチング素子Ｑ１に直列に過電流検出用抵抗Ｒ１が設けられている。
【０００７】
また、トランスＴには補助巻線１５が設けられ、この補助巻線１５の一側はダイオードＤ１を介してライン１６によりスイッチング電源用ＩＣ１４のピン６に接続され、また補助巻線１５の他側は入力ライン１３に接続されている。そして、ライン１６と入力ライン１３との間にはコンデンサＣ１が設けられている。
【０００８】
一方、トランスＴには二次側巻線１７が設けられ、この二次側巻線１７の両端には出力ライン１８，１９がそれぞれ接続されている。出力ライン１８の途中には整流素子Ｄ２が設けられている。そして、整流素子Ｄ２の下流側において、出力ライン１８，１９間に平滑コンデンサＣ２が設けられている。
【０００９】
上記構成のスイッチング電源装置１０’において、補助巻線１５は、平滑コンデンサＣ２における電圧ＶＣ２に比例した電圧（つまり電圧ＶＣ１）が、コンデンサＣ１に発生するように機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１４４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記従来の技術では、外部からコンデンサＣin（これを第一のコンデンサとする）への入力電圧Ｖinの供給が終了した際には、コンデンサＣinの容量によって、コンデンサＣin内ではその電圧Ｖinが徐々に低下する。平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２は、コンデンサＣinの電圧Ｖinの低下に関わらず、電圧を一定に保つ働きがあるため、過電流検出用抵抗Ｒ１に流れる電流Ｉ１は増加する。
【００１２】
このように過電流検出用抵抗Ｒ１に流れる電流Ｉ１が増加すると、過電流保護動作が働く。コンデンサＣ１（これを第二のコンデンサとする）の容量が小さければ、過電流保護動作が働く前に、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン６の電圧（つまり、コンデンサＣ１における電圧ＶＣ１）が低下し、過電流保護動作によるラッチ動作は発生しないが、コンデンサＣ１の容量が大きい場合、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン６の電圧（つまり、コンデンサＣ１における電圧ＶＣ１）が低下しないため、保護動作が働き続け、ラッチ動作が発生して、その状態での電源再起動ができない。
【００１３】
そのため、コンデンサＣ１の容量を大きくすることが、事実上不可能となり、コンデンサＣ１における電圧ＶＣ１のリプルの増大及び容量過小等によって、コンデンサＣ１の短寿命化などの弊害が発生する。
【００１４】
本発明の課題は、第二のコンデンサの容量に関係なく、電源再起動によるラッチ動作を容易に回避可能なスイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トランスの一次側に接続され直流電流が流れる入力ラインと、前記入力ラインの両極間に設けられた第一のコンデンサと、前記入力ラインを流れる直流電流を断続させて、当該直流電流を交流に変換するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン・オフを制御する制御部と、前記制御部に接続され該制御部を動作させるための第二のコンデンサと、前記トランスに設けられ前記第二のコンデンサを充電するための補助巻線と、前記スイッチング素子に直列に接続され当該スイッチング素子を流れる過電流を検出する過電流検出用抵抗と、前記トランスの二次側に接続された出力ラインと、前記出力ラインに設けられ、前記トランスの二次側から出力される交流を整流し直流に変換する整流素子と、前記整流素子で変換された直流が流れる前記出力ラインの両極間に設けられた第三のコンデンサとを備えたスイッチング電源装置であって、アノード側が前記第二のコンデンサ側に、カソード側が前記第一のコンデンサ側にそれぞれ接続されたダイオードを設けたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、第一のコンデンサの電圧が減少した状態で、制御部が有するピンのうち、第二のコンデンサが接続されたピンの電圧が低下していなくても、第一のコンデンサと第二のコンデンサとの間にダイオードが設けられているので、当該ダイオードを介して第一のコンデンサ側へ電流が流れ、第二のコンデンサが接続された制御部の前記ピンの電圧を強制的に低下させることができ、これにより、当該ピンの電圧をリセット電圧以下に低下させることが可能となる。その結果、制御部はラッチ状態を解除し、電源再投入しても、ラッチ状態が続かず、スイッチング電源装置を容易に再起動することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記補助巻線は、前記第三のコンデンサにおける電圧に比例した電圧が、前記第二のコンデンサに発生するように機能することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第二のコンデンサの容量に関係なく、電源再起動によるラッチ動作を容易に回避可能なスイッチング電源装置を提供することができる。しかも、ダイオードを追加するだけであるから、スイッチング電源装置を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置の構成図である。
【図２】従来技術によるスイッチング電源装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。なお、従来技術と同じ箇所には同一符号を記すこととする。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明に係るスイッチング電源装置の構成図である。図１において、本スイッチング電源装置１０は、スイッチング素子Ｑ１を有し、このスイッチング素子Ｑ１はトランスＴの一次側巻線１１に印加される直流電圧を断続して交流電圧に変換する。また、スイッチング電源装置１０は、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御するスイッチング電源用ＩＣ１４と、このスイッチング電源用ＩＣ１４を動作させるためのコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１を充電するための補助巻線１５と、スイッチング素子Ｑ１に直列に接続されスイッチング素子Ｑ１を流れる過電流を検出する過電流検出用抵抗Ｒ１とを有している。ここで、この過電流検出用抵抗Ｒ１に生じる電圧がスイッチング電源用ＩＣ１４のピン３に入力されるようになっている。
【００２２】
補助巻線１５の一側はダイオードＤ１を介してライン１６によりスイッチング電源用ＩＣ１４のピン６に接続され、また補助巻線１５の他側は入力ライン１３に接続されている。そして、ライン１６と入力ライン１３との間にコンデンサＣ１が設けられている。そして、補助巻線１５は、平滑コンデンサＣ２における電圧ＶＣ２に比例した電圧（つまり電圧ＶＣ１）が、コンデンサＣ１に発生するように機能する。
【００２３】
また、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン１と入力ライン１３との間にはコンデンサＣ３が、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン２と入力ライン１３との間にはフォトトランジスタＱ２がそれぞれ設けられている。
【００２４】
Ｄ２はトランスＴの二次側巻線（制御巻線）１７に誘起される交流電圧を整流する整流素子（ダイオード）であり、Ｃ２は整流素子Ｄ２が出力する整流電圧を平滑する平滑コンデンサである。平滑コンデンサＣ２は、出力ライン１８，１９間に接続されている。そして、この整流素子Ｄ２と平滑コンデンサＣ２によって、直流電圧を出力する出力回路が構成されている。
【００２５】
２０は抵抗Ｒ２，Ｒ３を含む電圧検出回路であり、出力ライン１８，１９間に設けられている。この電圧検出回路２０は、出力ライン１８，１９からの出力電圧を検出する。
【００２６】
出力ライン１８，１９間には、発光ダイオードＤ３、抵抗Ｒ４、定電圧ＩＣ２１が各々直列に接続されて設けられている。また、発光ダイオードＤ３に並列に抵抗Ｒ５が設けられ、さらに、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点との間に、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ６が直列に接続されて設けられている。なお、発光ダイオードＤ３及びフォトトランジスタＱ２はフォトカプラ２２を構成している。
【００２７】
定電圧ＩＣ２１は、電圧検出回路２０の検出電圧に応じて、フォトカプラ２２の発光ダイオードＤ３及びフォトトランジスタＱ２を介して、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン２の電圧を変化させる。
【００２８】
スイッチング電源用ＩＣ１４は、ピン２の電圧に基づいたパルス幅のパルスをピン５から出力し、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御して出力ライン１８，１９からの出力電圧を一定にする。また、スイッチング電源用ＩＣ１４は、ピン３に入力される入力電圧に基づいて、出力ライン１８，１９から過電流が流れたか否かを判断する。そして、過電流が流れたと判断した時には、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフ制御を停止して出力ライン１８，１９からの出力電圧を停止する。
【００２９】
本実施例では、コンデンサＣinとコンデンサＣ１との間にダイオードＤ４が設けられている。このダイオードＤ４は、アノード側がコンデンサＣ１側に、カソード側がコンデンサＣin側にそれぞれ接続されている。
【００３０】
なお、上記構成において、コンデンサＣinは第一のコンデンサを、コンデンサＣ１は第二のコンデンサを、平滑コンデンサＣ２は第三のコンデンサを各々構成している。また、スイッチング電源用ＩＣ１４は制御部を構成している。
【００３１】
次に、本実施例によるスイッチング電源装置１０の作用について説明する。
【００３２】
トランスＴの一次側巻線１１に直流電圧が印加され、スイッチング電源用ＩＣ１４が動作すると、スイッチング素子Ｑ１によりこの直流電圧のオン・オフを繰り返す。そして、このオン・オフの繰り返しによってトランスＴの二次側巻線１７に交流電圧が誘起される。そして、整流素子Ｄ２によって、この交流電圧が整流されて整流電圧が出力され、この整流電圧が平滑コンデンサＣ２により平滑されて、出力ライン１８，１９から所定電圧の直流電圧として出力される。
【００３３】
このとき、二次側巻線１７に誘起される交流電圧を電圧検出回路２０で検出し、フォトカプラ２２の発光ダイオードＤ３及びフォトトランジスタＱ２を介して、スイッチング電源用ＩＣ１４に電圧情報をフィードバックする。これにより、スイッチング電源用ＩＣ１４はスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ制御し、トランスＴにおいて適切に変圧された制御電圧を二次側巻線１７に誘起することができる。
【００３４】
また、本実施例では、コンデンサＣinとコンデンサＣ１との間にダイオードＤ４が設けられているので、コンデンサＣinの電圧が減少した状態で、スイッチング電源用ＩＣ１４のピン６の電圧が低下していなくても、ダイオードＤ４を介してコンデンサＣin側へ電流が流れ、ピン６の電圧を強制的に低下させることができ、これにより、ピン６の電圧をリセット電圧以下に低下させることが可能となる。その結果、スイッチング電源用ＩＣ１４はラッチ状態を解除し、電源再投入しても、ラッチ状態が続かず、スイッチング電源装置１０を容易に再起動することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  スイッチング電源装置
１１  一次側巻線
１２  入力ライン
１３  入力ライン
１４  スイッチング電源用ＩＣ（制御部）
１５  補助巻線
１６  ライン
１７  二次側巻線
１８  出力ライン
１９  出力ライン
２０  電圧検出回路
２１  定電圧ＩＣ
２２  フォトカプラ
Ｃin  コンデンサ（第一のコンデンサ）
Ｃ１  コンデンサ（第二のコンデンサ）
Ｃ２  平滑コンデンサ（第三のコンデンサ）
Ｄ１  ダイオード
Ｄ２  整流素子
Ｄ３  発光ダイオード
Ｄ４  ダイオード
Ｑ１  スイッチング素子
Ｑ２  フォトトランジスタ
Ｒ１  過電流検出用抵抗
Ｔ  トランス
【図１】
2011234518.tif 000003
【図２】
2011234518.tif 000004