(57)【要約】【課題】安全規格に適合でき、従来より大きな定格電流を得ることができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】スイッチング電源装置は、スイッチング素子が接続される一次側巻線と、出力部に接続される第１の二次側巻線と、第２の二次側巻線を有するトランスと、第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値と比較して検出する第１過電流保護部と、第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値とは異なる第２閾値と比較して検出する第２過電流保護部と、第１過電流保護部の検出結果および第２過電流保護部の検出結果のうち少なくとも１つに基づいて、スイッチング素子を制御する制御部と、を備え、第１過電流保護部は、第２の二次側巻線側から電力が供給される。【選択図】図１
2019054662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子が接続される一次側巻線と、出力部に接続される第１の二次側巻線と、第２の二次側巻線を有するトランスと、
前記第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値と比較して検出する第１過電流保護部と、
前記第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値とは異なる第２閾値と比較して検出する第２過電流保護部と、
前記第１過電流保護部の検出結果および前記第２過電流保護部の検出結果のうち少なくとも１つに基づいて、前記スイッチング素子を制御する制御部と、
を備え、
前記第１過電流保護部は、前記第２の二次側巻線側から電力が供給される、
スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記第２過電流保護部は、前記第１の二次側巻線側から電力が供給される、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記トランスは、第３の二次側巻線を備え、
前記第２過電流保護部は、前記第３の二次側巻線側から電力が供給される、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記第１閾値は、前記第２閾値以下であり、
前記第１過電流保護部の出力が出力電流抑制要求を示す信号であり、
前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第１の所定値とを比較して出力電圧の誤差を、出力電圧を定電圧制御するための帰還信号として生成する誤差増幅部、を備え、
前記第１過電流保護部の出力と、前記誤差増幅部の出力のうち、出力抑制要求の強い方の出力を前記第１過電流保護部の検出結果として出力する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記第２過電流保護部の出力が２値信号であり、
前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第２の所定値とを比較して過電圧態を検出して検出した結果を２値信号で出力する過電圧検出部、を備え、
前記第２過電流保護部の出力と、前記過電圧検出部の出力のうち一方を検出したとき前記第２過電流保護部の検出結果として出力する、
請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１過電流保護部の検出結果に基づいて、第１の期間、出力を停止または抑制するように前記スイッチング素子を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１過電流保護部と該前記第１過電流保護部に電力を供給する電源系統に故障が発生した場合に、前記第２過電流保護部の検出結果に基づいて、第１の期間とは異なる第２の期間、出力を停止または抑制するように前記スイッチング素子を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１過電流保護部の出力と前記誤差増幅部の出力のうち出力抑制要求の強い方の信号レベルに応じて出力を抑制し、過電流状態が発生している場合に、出力電流を予め定められている電流値に抑制するように前記スイッチング素子を制御する、
請求項４または請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第２の所定値とを比較して過電圧状態を検出して検出した結果を２値信号で出力する過電圧検出部であって、前記第２過電流保護部の出力と前記過電圧検出部の出力のうち一方を検出したとき、出力を停止するように前記スイッチング素子を制御する、
請求項８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、スイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器で使用されているスイッチング電源装置は、例えば、商用交流電力を一次側で整流平滑して一次直流電力を出力する一次整流平滑回路と、得られた一次直流電力の電流をオン状態とオフ状態に切り替えるスイッチング素子と、オン状態とオフ状態に切り替えられた電流が一次巻線に流れるトランスと、該トランスの二次巻線にそれぞれ接続された二次側の整流平滑回路と、該二次側の整流平滑回路の出力電圧を安定化するためにスイッチング素子の駆動パルスをパルス幅変調する定電圧制御回路を有している。
【０００３】
このような電源装置では、各国の安全規格を遵守した設計を要求される。例えば安全規格のＩＥＣ６１０１０規格において、機器内の着火リスクを低減するために、９．４エネルギー被制限回路に適合させる方法がある。このエネルギー被制限回路の規格では、出力電流を規定のレベル以下に制限する要求がある。そして、調整回路網を利用して最大限利用可能な電流を制限する場合には、調整回路網の一部に故障が生じた場合においても、その要求を満足する必要がある。
【０００４】
また、アメリカの安全規格であるＵＬ規格においては、機器の発火及び炎の拡散のリスクを低減するため、有限電源（ＬＰＳ；Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ）や限定電圧／電流回路（Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｃｕｒｒｅｎｔ）に適合させる方法がある。ＵＬ規格では、有限電源や限定電圧／電流回路は、出力電力および出力電流を規定のレベル以下に制限する要求が有り、回路の一部に故障が生じた場合であっても、その要求を満足する必要がある。また、これらの安全規格の要求によれば、例えば出力電圧や出力電流を制限する回路の一部に故障が生じた場合であっても、安全規格が要求するレベルに電流や電力を制限する必要がある。
【０００５】
スイッチング電源装置において、出力電圧、出力電流、および出力電力を制限する手法としては、例えばスイッチング電源の一次側のスイッチング素子のドレイン電流のピーク値を制限することで出力電力を制限する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、スイッチング電源装置において、出力電圧、出力電流、および出力電力を制限する手法としては、例えば二次側の出力経路にヒューズなどの過電流保護デバイスを設ける手法、二次側の出力電流を検出して一次側のスイッチング素子を制御する手法などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０３４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、出力電圧、出力電流、および出力電力を制限する回路が二重化されていなかったので、安全規格を満足することができなかった。また、特許文献１には、二重化する手法が示唆も開示もされていなかった。また、特許文献１に記載の従来技術では、制御するコンバータの形式によって二次側の電流の制限値に、ばらつきが生じるという問題点があった。なお、このようなばらつきは、例えば、スイッチング素子のドレイン電流の検出精度等に依存していた。特に、例えば１００Ｖ系と２００Ｖ系それぞれの商用交流電圧に対応可能なスイッチング電源装置では、ドレイン電流のピーク値のばらつきが更に大きくなるという課題があった。
以上のように従来技術では、二次側の電流の制限値のばらつきが大きいことから、安全規格の要求する二次側の電流限度値を満足するために、装置の定格電流を低く設定しなければならない、という課題があった。
また、過電流保護にヒューズ等の過電流保護デバイスを設ける手法では、過電流保護デバイスの作動時間および動作点のばらつきや、周囲温度の影響により、過電流保護動作点のばらつきが大きくなることから、安全規格の要求する二次側の電流限度値に対して、装置の定格電流を低く設定しなければならないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、安全規格に適合でき、従来より大きな定格電流を得ることができるスイッチング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】
（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、スイッチング素子が接続される一次側巻線と、出力部に接続される第１の二次側巻線と、第２の二次側巻線を有するトランスと、前記第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値と比較して検出する第１過電流保護部と、前記第１の二次側巻線に流れる過電流を、第１閾値とは異なる第２閾値と比較して検出する第２過電流保護部と、前記第１過電流保護部の検出結果および前記第２過電流保護部の検出結果のうち少なくとも１つに基づいて、前記スイッチング素子を制御する制御部と、を備え、前記第１過電流保護部は、前記第２の二次側巻線側から電力が供給される。
【００１０】
（２）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記第２過電流保護部は、前記第１の二次側巻線側から電力が供給されるようにしてもよい。
【００１１】
（３）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、前記トランスは、第３の二次側巻線を備え、前記第２過電流保護部は、前記第３の二次側巻線側から電力が供給されるようにしてもよい。
【００１２】
（４）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記第１閾値は、前記第２閾値以下であり、前記第１過電流保護部の出力が出力電流抑制要求を示す信号であり、前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第１の所定値とを比較して出力電圧の誤差を、出力電圧を定電圧制御するための帰還信号として生成する誤差増幅部、を備え、前記第１過電流保護部の出力と、前記誤差増幅部の出力のうち、出力抑制要求の強い方の出力を前記第１過電流保護部の検出結果として出力するようにしてもよい。
【００１３】
（５）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記第２過電流保護部の出力が２値信号であり、前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第２の所定値とを比較して過電圧態を検出して検出した結果を２値信号で出力する過電圧検出部、を備え、前記第２過電流保護部の出力と、前記過電圧検出部の出力のうち一方を検出したとき前記第２過電流保護部の検出結果として出力するようにしてもよい。
【００１４】
（６）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、前記第１過電流保護部の検出結果に基づいて、第１の期間、出力を停止または抑制するように前記スイッチング素子を制御するようにしてもよい。
【００１５】
（７）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、前記第１過電流保護部と該前記第１過電流保護部に電力を供給する電源系統に故障が発生した場合に、前記第２過電流保護部の検出結果に基づいて、第１の期間とは異なる第２の期間、出力を停止または抑制するように前記スイッチング素子を制御するようにしてもよい。
【００１６】
（８）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、前記第１過電流保護部の出力と前記誤差増幅部の出力のうち出力抑制要求の強い方の信号レベルに応じて出力を抑制し、過電流状態が発生している場合に、出力電流を予め定められている電流値に抑制するように前記スイッチング素子を制御するようにしてもよい。
【００１７】
（９）また、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、前記第１の二次側巻線に発生する電圧に基づく電圧値と第２の所定値とを比較して過電圧状態を検出して検出した結果を２値信号で出力する過電圧検出部であって、前記第２過電流保護部の出力と前記過電圧検出部の出力のうち一方を検出したとき、出力を停止するように前記スイッチング素子を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、安全規格に適合でき、従来より大きな定格電流を得ることができるスイッチング電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るスイッチング電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るスイッチング電源装置の動作と各部の波形例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るスイッチング電源装置が行う過電流発生時の保護処理手順例のフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係るスイッチング電源装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態に係るスイッチング電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るスイッチング電源装置の動作と各部の波形例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係るスイッチング電源装置が行う過電流発生時の保護処理手順例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
[第１実施形態]
図１は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、スイッチング電源装置１は、直流電源２、電源入力部３、コンバータ部４、二次側巻線Ｎ２２（第２の二次側巻線）、ダイオードＤ２２、コンデンサＣ２２、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６、第１伝達部５３、第２伝達部６３、および制御部７を備える。
【００２２】
コンバータ部４は、トランスＴ１、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ２１、コンデンサＣ２１、抵抗Ｒ１を備える。
トランスＴ１は、一次側巻線Ｎ１１、二次側巻線Ｎ２１（第１の二次側巻線）、および二次側巻線Ｎ２２を備える。
【００２３】
第１過電流保護部５は、抵抗Ｒ２１、Ｖｒｅｆ５１、比較器５２を備える。
第２過電流保護部６は、抵抗Ｒ２２、Ｖｒｅｆ６１、比較器６２を備える。
制御部７は、第１出力停止回路７１、第２出力停止回路７２、およびＰＷＭ制御部７３を備える。
【００２４】
次に、スイッチング電源装置１の接続関係を説明する。
直流電源２は、正極が電源入力部３の第１入力部に接続され、負極が電源入力部３の第２入力部に接続されている。
【００２５】
電源入力部３は、第１出力部がコンデンサＣ１の正極とトランスＴ１の一次側巻線Ｎ１１の一端に接続され、第２出力部が一次側のＧＮＤ（グランド）に接地されている。
【００２６】
トランスＴ１は、一次側巻線Ｎ１１の巻き始めである他端がスイッチング素子Ｑ１のドレインに接続されている。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１は、例えばＮチャネルの電界効果トランジスタであり、ソースが抵抗Ｒ１の一端とＰＷＭ制御部７３のＣＳ信号入力部に接続され、ゲートがＰＷＭ制御部７３の出力部と接続されている。なお、ダイオードＤ１は、寄生ダイオードであり、スイッチング素子Ｑ１に含まれる。
【００２８】
抵抗Ｒ１は、他端が一次側のＧＮＤに接地されている。
コンデンサＣ１は、負極側が一次側のＧＮＤに接地されている。
【００２９】
トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２１は、巻き始めである一端がダイオードＤ２１のアノードに接続され、他端が二次側のＧＮＤに接地されている。また、トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２１の他端は、抵抗Ｒ２１の一端とＶｒｅｆ５１の負電源Ｖ−端子と比較器５２の負電源Ｖ−端子に接続されている。
抵抗Ｒ２１は、他端が抵抗Ｒ２２の一端と比較器５２の正入力部とＶｒｅｆ６１のＶ−端子と比較器６２の負電源Ｖ−端子に接続されている。
抵抗Ｒ２２は、他端がスイッチング電源装置１のＧＮＤ出力と比較器６２の正入力部に接続されている。
【００３０】
ダイオードＤ２１は、カソードがコンデンサＣ２１の正極とスイッチング電源装置１の出力部Ｖｏｕｔと比較器６２の正電源Ｖ＋に接続されている。
コンデンサＣ２１は、負極が二次側のＣＯＭに接地されている。
【００３１】
トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２２は、一端がダイオードＤ２２のアノードに接続され、巻き始めである他端が二次側のＣＯＭに接地されている。
ダイオードＤ２２は、カソードがコンデンサＣ２２の正極と比較器５２の正電源Ｖ＋とＶｒｅｆ５１の正電源Ｖ＋に接続されている。
コンデンサＣ２２は、負極が二次側のＣＯＭに接地されている。
【００３２】
比較器５２は、負入力部がＶｒｅｆ５１の出力部と接続され、正入力部が抵抗Ｒ２１の他端（Ａ点）に接続され、出力部が第１伝達部５３の入力部に接続されている。
比較器６２は、負入力部がＶｒｅｆ６１の出力部と接続され、正入力部が抵抗Ｒ２２の他端（Ｂ点）に接続され、出力部が第２伝達部６３の入力部に接続されている。
【００３３】
第１伝達部５３は、出力部（Ｃ点）が第１出力停止回路７１の入力部に接続されている。
第２伝達部６３は、出力部（Ｄ点）が第２出力停止回路７２の入力部に接続されている。
【００３４】
第１出力停止回路７１は、出力部がＰＷＭ制御部７３の第１入力部に接続されている。
第２出力停止回路７２は、出力部がＰＷＭ制御部７３の第２入力部に接続されている。
【００３５】
次に、各構成要素の動作の概要を説明する。
電源入力部３は、直流電源２が出力した電力を、トランスＴ１に出力する。
【００３６】
コンバータ部４は、電源入力部３が出力した電圧を、トランスＴ１の一次側と二次側の巻数比に応じた電圧に変圧する。コンバータ部４は、ＰＷＭ制御部７３の制御に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン状態とオフ状態とのパルス幅が制御されることで、二次側にパルス状の電力を発生させる。
コンバータ部４は、二次側に発生した電力をダイオードＤ２１とコンデンサＣ２１によって整流平滑する。
二次側巻線Ｎ２２に発生した電力は、ダイオードＤ２２とコンデンサＣ２２によって、整流平滑される。
【００３７】
第１過電流保護部５は、二次巻線Ｎ２２に発生する電圧を電源として、Ｖｒｅｆ５１が第１閾値Ｖｒｅｆ１を生成する。第１過電流保護部５の比較器５２は、二次巻線Ｎ２２に発生する電圧値によって駆動される。比較器５２は、Ｖｒｅｆ５１が生成した第１閾値Ｖｒｅｆ１と、抵抗Ｒ２１の他端であるＡ点の電圧値を比較し、比較した結果を第１伝達部５３に出力する。なお、比較器５２の出力は、Ｈ（ハイ）レベルとＬ（ロー）レベルである。このため、比較器５２は、Ａ点の電圧値が第１閾値Ｖｒｅｆ１未満の場合にＬレベルを出力し、Ａ点の電圧値が第１閾値Ｖｒｅｆ１以上の場合にＨレベルを出力する。第１伝達部５３は、二次側と一次側とのアイソレータであり、例えばフォトカプラである。第１伝達部５３は、比較器５２が出力した情報（Ｈレベル、Ｌレベル）を第１出力停止回路７１に出力する。
【００３８】
第２過電流保護部６は、二次巻線Ｎ２１に発生する電圧を電源として、Ｖｒｅｆ６１が第２閾値Ｖｒｅｆ２を生成する。第２過電流保護部６の比較器６２は、二次巻線Ｎ２１に発生する電圧値によって駆動される。比較器６２は、Ｖｒｅｆ６１が生成した第２閾値Ｖｒｅｆ２と、抵抗Ｒ２２の他端であるＢ点の電圧値を比較し、比較した結果を第２伝達部６３に出力する。なお、比較器６２の出力は、ＨレベルとＬレベルである。このため、比較器６２は、Ｂ点の電圧値が第２閾値Ｖｒｅｆ２未満の場合にＬレベルを出力し、Ｂ点の電圧値が第２閾値Ｖｒｅｆ２以上の場合にＨレベルを出力する。第２伝達部６３は、二次側と一次側とのアイソレータであり、例えばフォトカプラである。第２伝達部６３は、比較器６２が出力した情報（Ｈレベル、Ｌレベル）を第２出力停止回路７２に出力する。
【００３９】
制御部７は、第１過電流保護部５と第２過電流保護部６の出力に応じてコンバータ部４のスイッチング素子Ｑ１の駆動状態を制御する。第１出力停止回路７１は、第１過電流保護部５がＨレベルを出力したとき、過電流が発生していると判断して、出力を停止する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。第２出力停止回路７２は、第２過電流保護部６がＨレベルを出力したとき、過電流が発生していると判断して、出力を停止する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１が出力を停止する指示を出力したとき、第１の所定時間Ｔ１の間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。ＰＷＭ制御部７３は、第２出力停止回路７２が出力を停止する指示を出力したとき、第２の所定時間Ｔ２の間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。また、ＰＷＭ制御部７３は、出力Ｖｏｕｔに基づく不図示の帰還信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１のオン状態とオフ状態のデューティー比を制御する。なお、制御部７は、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流値をＣＳ信号によって検出し、検出値を所定値と比較し、比較した結果、検出値が所定値以上の場合に過電流が流れたと判別して出力の上限を制限する。これにより、制御部７は、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流のピーク値を制限し、二次側出力電流を過電流保護動作点であるＩ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに抑制する。なお、ドレイン電流検出による過電流保護は、一般的なフィードバック制御のスイッチング電源に一般的に備わっている回路である。
【００４０】
以上のように、スイッチング電源装置１において、第１過電流保護部５は、出力Ｖｏｕｔとは異なる二次巻線Ｎ２２に発生する電圧を用いて、第１閾値Ｖｒｅｆ１を生成し、過電流の検出を行う比較器５２を駆動している。そして、第２過電流保護部６は、出力Ｖｏｕｔと同じ二次巻線Ｎ２１に発生する電圧を用いて、第２閾値Ｖｒｅｆ２を生成し、過電流の検出を行う比較器６２を駆動している。この構成により、本実施形態によれば、２系統の過電流保護部（第１過電流保護部５、第２過電流保護部６）を別の電源で駆動しているので、１系統が故障した場合であっても、残りの過電流保護部を用いて過電流の発生を検出して出力を停止させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、二次側巻線Ｎ２１が装置の出力となり、二次側巻線Ｎ２１に負荷が接続されている。出力が短絡して出力電圧Ｖｏｕｔを維持できないほどの過電流が流れる場合が考え得る。この場合は、第１過電流保護部５および第２過電流保護部６の過電流保護が機能せず、ドレイン電流検出による過電流保護が機能する。ドレイン電流検出による過電流保護は、スイッチング素子Ｑ１の破損を防止するためにスイッチングの１パルス毎に所定値と比較して即座に過電流を検出するためである。
【００４２】
ここで、出力が短絡して出力電圧Ｖｏｕｔを維持できないほどの過電流が流れた場合の動作について説明する。ＰＷＭ制御部７３は、不図示の帰還信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１のオンパルス幅を広げる動作を行う。オンパルス幅が広がり、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流が増加する。ドレイン電流が増加して、ＣＳ信号が所定値を超えると、ＰＷＭ制御部７３は、パルス幅を狭めて、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流ピーク値を制限する。その結果、出力電流Ｉｏは、過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに制限される。過電流状態が発生してから比較的短時間の所定時間が経過した後、ＰＷＭ制御部７３は、ヒカップ動作、または出力を停止する。ここで、ヒカップ動作とは一時的に出力を遮断し、その後自動復帰させる動作である。
したがって、出力が短絡して出力電圧Ｖｏｕｔを維持できないほどの過電流が流れた場合は、第１過電流保護部５および第２過電流保護部６は動作しない。
【００４３】
なお、図１において、ダイオードＤ２２のカソードと、Ｖｒｅｆ５１および比較器５２との間に、定電圧回路を備えていてもよい。
【００４４】
次に、第１過電流保護部５のＶｒｅｆ５１が出力する電圧値、第２過電流保護部６のＶｒｅｆ６１が出力する電圧値について説明する。なお、安全規格で要求される制限電流値をＩ＿ｌｉｍｉｔとする。
第１過電流保護部５において、検出電流値の閾値をＩ＿ｏｌｐ１とすると、Ｖｒｅｆ５１が出力する第１閾値Ｖｒｅｆ１は、次式（１）の関係となる。
【００４５】
【数１】
2019054662.tif 000003
【００４６】
第２過電流保護部６において、検出電流値の閾値をＩ＿ｏｌｐ２とすると、Ｖｒｅｆ６１が出力する第２閾値Ｖｒｅｆ２は、次式（２）の関係となる。
【００４７】
【数２】
2019054662.tif 000004
【００４８】
なお、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の抵抗値は同じであるとする。なお、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の抵抗値は閾値との関係性が満足できればよく、異なってもよい。また、第２閾値Ｖｒｅｆ２は第１閾値Ｖｒｅｆ１より大きい電圧であるとする。
【００４９】
次に、スイッチング電源装置１の動作と各部の波形例を説明する。
図２は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１の動作と各部の波形例を示す図である。図２において、横軸は時刻を表し、縦軸は信号のレベルを表す。
【００５０】
＜１．第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合の動作＞
まず、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合に過電流が発生した例を説明する。なお、時刻ｔ１以前、出力電流値が定電流でＩ１であり、電圧値がＶ１であるとする。
【００５１】
時刻ｔ１のとき、過電流が発生し、出力電流値が、第１過電流保護部５の検出電流閾値であるＩ＿ｏｌｐ１以上になる。この結果、抵抗Ｒ２１に流れる出力電流Ｉ０が増加して、Ａ点の電圧値が第１閾値Ｖｒｅｆ１より高くなる。このため、比較器５２が作動して、Ｃ点の信号がＬレベルからＨレベルに変化する。
なお、過電流により発生した電流値がＩ＿ｏｌｐ２以下であるため、電圧値が第２閾値Ｖｒｅｆ２以下である。このため、比較器６２は動作しない。
ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔ３は、過電流が発生してから、第１伝達部５３の出力Ｃ点の信号がＬレベルからＨレベルになるまでの時間であり、この間出力は保護されていないので、出力電流はＩ＿ｏｌｐ１以上、Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ以下となる。例えば、一時的な過負荷を許容するために、積分回路等で検出信号の出力を遅らせることにより、期間Ｔ３の時間を長く設定することができる。期間Ｔ３の設定時間の上限は、安全規格の要求に合致するように設定する。
【００５２】
なお、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖは、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流を検出することで制限される電流値のため、ばらつきが大きい。Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖが閾値Ｉ＿ｏｌｐ１より大きい場合は、比較器５２が動作するので、図２に示した動作となる。
一方、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖが、閾値Ｉ＿ｏｌｐ１より小さい場合は、一次側のＣＳ信号に応じてＰＷＭ制御部７３が過電流をＩ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに制限するので比較器５２が動作しないが、出力はＩ＿ｌｉｍｉｔ以内に制限されるので、安全規格を満足する。このため、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖは、スイッチング電源装置１の出力定格電流値以上であればよい。
【００５３】
時刻ｔ２のとき、第１出力停止回路７１は、比較器５２が第１伝達部５３を介して出力したＨレベルの信号に応じて、Ｔ１の期間、出力を停止する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。これにより、ＰＷＭ制御部７３は、Ｔ１の期間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。この結果、出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｔ１の期間、出力が停止され０［Ｖ］となり、出力電流も０［Ａ］となる。
【００５４】
時刻ｔ２からＴ１の期間経過後の時刻ｔ３のとき、第１出力停止回路７１は、出力を再開する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。これにより、ＰＷＭ制御部７３は、出力を再開するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。これにより、図２のように、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉ０が復帰する。
【００５５】
例えば、ＩＥＣ６１０１０規格９．４エネルギー被制限回路において、出力電流の制限値は、交流実効値または直流値で制限されている。このため、期間Ｔ１は、コンバータ部４が出力を開始させる際に、再度過電流が発生した場合においても、出力電流の実効値が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下になるように設定する。
すなわち、期間Ｔ３と期間Ｔ１で構成されるパルスのデューティー比を予め設定することにより、再度過電流が発生した場合においても、出力実効電流は、Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下となる。そのため出力実効電流は、安全規格の要求を満たすことができる。なお、制御部７は、比較器５２が第１伝達部５３を介して出力したＨレベルの信号を受けた後、再起動せず出力停止状態を維持し続けるように構成してもよい。
【００５６】
なお、図２に示す例では、時刻ｔ２のときに第１出力停止回路７１がＨレベルを出力する例を示したが、過電流の大きさによっては、第２出力停止回路７２もＨレベルを出力する場合がある。ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１と第２出力停止回路７２のうち少なくとも１つがＨレベルを出力した場合に、出力を停止するように制御するようにしてもよい。
【００５７】
＜２．第２過電流保護部６の経路の一部に故障が発生している場合の動作＞
次に、第２過電流保護部６の一部、またはその電源部、第２伝達部６３、第２出力停止回路７２に故障が発生している場合に過電流が発生した例を説明する。なお、第２過電流保護部６の電源部とは、二次側巻線Ｎ２１、ダイオードＤ２１、コンデンサＣ２１である。
この場合は、図２の第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合で説明した動作と同様に、第１過電流保護部５が動作する。この動作状態は、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合の動作と同様である。
【００５８】
したがって、第２過電流保護部６の一部、またはその電源部、第２伝達部６３、第２出力停止回路に故障が発生していても、第１過電流保護部５の動作に影響を及ぼさない。なお、仮に抵抗Ｒ２２が開放となる故障が発生した場合、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２はコンバータ部４から出力電流が供給される経路に直列に接続されているので、出力電流経路が遮断され抵抗Ｒ２１に流れる電流が０［Ａ］となる。これにより、スイッチング電源装置１に接続されている負荷に電流が流れなくなるので、過電流状態が解消される。
従って、本実施形態によれば、第２過電流保護部６の一部、またはその電源部に故障が発生していても、出力電流の制限値が安全規格の要求を満足する。
【００５９】
＜３．第１過電流保護部５の経路の一部に故障が発生している場合の動作＞
次に、第１過電流保護部５の一部、またはその電源部、第１伝達部５３、第１出力停止回路７１に故障が発生している場合に過電流が発生した例を説明する。なお、第１過電流保護部５の電源部とは、二次側巻線Ｎ２２、ダイオードＤ２２、コンデンサＣ２２である。
【００６０】
例えば、第１過電流保護部５の一部、またはその電源部に故障が発生した場合は、電流値がＩ＿ｏｌｐ１を超える、すなわち第１閾値Ｖｒｅｆ１を超えても比較器５２は動作するが、過電流保護は機能しない。
時刻ｔ７のとき、過電流が発生する。この結果、抵抗Ｒ２２に流れる出力電流Ｉ０が増加して、Ｂ点の電圧値が第２閾値Ｖｒｅｆ２より高くなる。このため、比較器６２が作動して、Ｃ点の信号がＬレベルからＨレベルに変化する。
【００６１】
ここで、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間は、過電流が発生してから、第２伝達部６３の出力Ｄ点の信号がＬレベルからＨレベルになるまでの時間であり、この間、出力は保護されていないので、出力電流がＩ＿ｏｌｐ２以上、Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ以下となる。例えば、一時的な過負荷を許容するために、積分回路等で検出信号の出力を遅らせることにより、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間を長く設定することができるが、その設定時間の上限は、安全規格の要求に合致するように設定する。
【００６２】
なお、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖは、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流を検出することで制限される電流値のため、ばらつきが大きい。Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖが閾値Ｉ＿ｏｌｐ２より大きい場合は、比較器６２が動作するので、図２の第１過電流保護部５の経路の一部に故障が発生している場合に示した動作となる。
一方、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖが、閾値Ｉ＿ｏｌｐ２より小さい場合は、一次側のＣＳ信号に応じてＰＷＭ制御部７３が過電流をＩ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに制限するので比較器６２が動作しないが、出力がＩ＿ｌｉｍｉｔ以内に制限されるので、安全規格を満足する。このため、電流値Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖは、スイッチング電源装置１の出力定格電流値以上であればよい。
【００６３】
時刻ｔ８のとき、第２出力停止回路７２は、比較器６２が第２伝達部６３を介して出力したＨレベルの信号に応じて、Ｔ２の期間、出力を停止する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。これにより、ＰＷＭ制御部７３は、Ｔ２の期間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。この結果、出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｔ２の期間、出力が停止され０［Ｖ］となり、出力電流も０［Ａ］となる。
【００６４】
時刻ｔ８からＴ２の期間経過後の時刻ｔ９のとき、第２出力停止回路７２は、出力を再開する指示をＰＷＭ制御部７３に出力する。これにより、ＰＷＭ制御部７３は、出力を再開するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。これにより、図２のように、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉ０が復帰する。
【００６５】
ここで、期間Ｔ２は、コンバータ部４が出力を開始させる際に、再度過電流が発生した場合においても、出力電流の実効値が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下になるように設定する。
すなわち、時刻ｔ７〜ｔ８の期間と期間Ｔ２で構成されるパルスのデューティー比を予め設定することにより、再度過電流が発生した場合においても、出力実効電流は、Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下となる。そのため出力実効電流は、安全規格の要求を満たすことができる。
【００６６】
このように、第１過電流保護部５の一部、またはその電源部、第１伝達部５３、第１出力停止回路７１に故障が発生していても、第２過電流保護部６の動作に影響を及ぼさない。なお、仮に抵抗Ｒ２１が開放となる故障が発生した場合、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２はコンバータ部４から出力電流が供給される経路に直列に接続されているので、出力電流経路が遮断され抵抗Ｒ２２に流れる電流が０［Ａ］となる。これにより、スイッチング電源装置１に接続されている負荷に電流が流れなくなるので、過電流状態が解消される。
従って、本実施形態によれば、第１過電流保護部５の一部、またはその電源部に故障が発生していても、出力電流の制限値が安全規格の要求を満足する。
【００６７】
＜４．出力が短絡して出力電圧Ｖｏｕｔを維持できないほどの過電流が流れた場合（出力短絡時、回路故障なし）の動作＞
この場合は、時刻ｔ１０以降のように、ＰＷＭ制御部７３は、ＣＳ信号が所定値以上である、すなわちスイッチング素子Ｑ１に過電流が発生し、一次側のスイッチング素子Ｑ１のドレイン電流のピーク値を制限するように制御することで、過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに出力電流Ｉ０を制限する。過電流状態が発生してから所定の時間が経過した後、ＰＷＭ制御部７３は、ヒカップ動作を行うように制御する。ここで、ヒカップ動作とは一時的に出力を遮断し、その後自動復帰させる動作である。ヒカップ動作中の出力実効電流が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下となるように、Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ、ヒカップ動作の周期、出力と停止のパルスのディーティー比等を予め設定する。このように設定を行うことで、ヒカップ動作における出力実行電流は、安全規格の要求を満たすことができる。
また、時刻ｔ１０以降のヒカップ動作中、抵抗Ｒ２１の両端にはＡ点波形の信号が発生し、抵抗Ｒ２２の両端にはＢ点波形の信号が発生する。比較器５２にＡ点波形の信号が入力されるため、比較器５２は、第１伝達部５３を介してＣ点波形の信号を出力する。なお、時刻ｔ１０以降に比較器５２が出力する信号の幅は、期間Ｔ３より短い。なお、比較器６２には、Ｂ点波形の信号が入力されるが、比較器６２に供給される電力が喪失しているため、比較器６２は動作しない。
なお、図２では、出力電流Ｉ０はＩ＿ｌｉｍｉｔを超えているが、Ｉ＿ｌｉｍｉｔを超えている期間がわずかであり、かつ過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ以下であり、出力実効電流が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（例えば定格出力電流）以下になっているので安全規格の要求を満たしている。または出力を停止してもよい。
なお、ヒカップ動作は、出力短絡状態が解除されるまで継続し、出力短絡状態が解除された時点で定常動作に復帰する。
【００６８】
以上のように、第１過電流保護部５と第２過電流保護部６、それらの電源部、第１出力伝達部５３、第２出力伝達部６３、第１出力停止回路７１、および第２出力停止回路７２のいずれかの部品に故障が生じた場合であっても、また、出力が短絡した場合においても、上述したように出力電流の制限値が安全規格を満足する。すなわち、本実施形態による過電流保護動作は、検出回路や保護回路を二重化した上、安全規格を満足することができる。
【００６９】
次に、スイッチング電源装置１が行う処理手順例を説明する。
図３は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１が行う過電流発生時の保護処理手順例のフローチャートである。
【００７０】
（ステップＳ１）ＰＷＭ制御部７３は、ＣＳ信号レベルが所定値以上か否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３は、ＣＳ信号レベルが所定値以上であると判別した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進める。ＰＷＭ制御部７３は、ＣＳ信号レベルが所定値以上ではないと判別した場合（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ３に処理を進める。
【００７１】
（ステップＳ２）ＰＷＭ制御部７３は、出力電流値Ｉ０をＩ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに制限するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。処理後、ＰＷＭ制御部７３は、ステップＳ１に処理を戻す。
【００７２】
（ステップＳ３）ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１および第２出力停止回路７２のうち少なくとも１つが、出力を停止する指示を出力したか否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１および第２出力停止回路７２のうち少なくとも１つが、出力を停止する指示を出力していないと判別した場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ１に処理を戻す。ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１および第２出力停止回路７２のうち少なくとも１つが、出力を停止する指示を出力したと判別した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進める。
【００７３】
（ステップＳ４）ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１と第２出力停止回路７２のいずれが、出力を停止する指示を出力したか否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３は、第１出力停止回路７１が、出力を停止する指示を出力したと判別した場合（ステップＳ４；第１）、ステップＳ５に処理を進める。ＰＷＭ制御部７３は、第２出力停止回路７２が、出力を停止する指示を出力したと判別した場合（ステップＳ４；第２）、ステップＳ６に処理を進める。
【００７４】
（ステップＳ５）ＰＷＭ制御部７３は、Ｔ１の期間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御した後、出力を再開する。処理後、ＰＷＭ制御部７３は、ステップＳ１に処理を戻す。
【００７５】
（ステップＳ６）ＰＷＭ制御部７３は、Ｔ２の期間、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御した後、出力を再開する。処理後、ＰＷＭ制御部７３は、ステップＳ１に処理を戻す。
【００７６】
これにより、本実施形態によれば、ＩＥＣ６１０１規格におけるエネルギー被制限回路、ＵＬ規格における有限電源（ＬＰＳ）、限定電圧／電流回路（Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｃｕｒｒｅｎｔ）に適合できるスイッチング電源装置１の定格出力電流を、これらの要求値に近づけることが可能な過電流保護回路を実現できる。また、本実施形態によれば、前記の安全規格を満足し、かつ従来より大きな定格出力電流を有するスイッチング電源装置１を提供できる。従来より大きな定格出力電流を供給できる理由は、従来の手法では、スイッチング素子に流れる電流の検出精度や、過電流保護デバイスのばらつきを考慮して、定格出力を低めに設定しておく必要があった。一方、本実施形態によれば、図１に示した構成により精度良く過電流を検出できるので、従来のようにマージンを大きくする必要が無く、定格通りに出力することができるので、従来より大きな定格出力電流を供給できる。
【００７７】
安全規格であるＩＥＣ６１０１０規格における９．４エネルギー被制限回路や、ＵＬ規格における有限電源や限定電圧／電流回路に適合した電源回路および電源装置は、発火や外部への火炎が燃え広がるリスクが低減されているとみなされる。このため、本実施形態によれば、規格に適合したスイッチング電源装置１は、スイッチング電源装置１の筐体に要求される防火エンクロージャーとしての構造的要求事項が緩和され、結果としてスイッチング電源装置１のコスト削減や設計の融通性を向上させることができる。また、規格に適合したスイッチング電源装置１は、負荷側に接続される回路や装置に対する安全規格上の要求事項、例えば火災リスクのアセスメントが容易になり、検証試験の実施が不要になるなど、スイッチング電源装置１の設計時間の短縮を図ることができる。さらに、本実施形態によれば、負荷側に接続される回路および装置に対する安全規格上の要求試験の実施が不要になるなど、設計上の利便性を保ったまま、従来より多くの負荷電流を供給するとともに、装置全体の付加価値の向上に寄与することができる。
【００７８】
なお、図１に示した例では、第２過電流保護部６のＶｒｅｆ６１、比較器６２に、二次側巻線Ｎ２１から電力を供給する例を示したが、これに限られない。図４に示すように、スイッチング電源装置１Ａは、二次側巻線Ｎ２３、ダイオードＤ２３、およびコンデンサＣ２３をさらに備えるようにしてもよい。図４は、本実施形態にスイッチング電源装置１Ａの他の構成例を示すブロック図である。
【００７９】
図４に示すように、トランスＴ１Ａは、一次側巻線Ｎ１１、二次側巻線Ｎ２１（第１の二次側巻線）、二次側巻線Ｎ２２（第２の二次側巻線）、二次側巻線Ｎ２３（第３の二次側巻線）を備える。
【００８０】
図４に示す例において、トランスＴ１Ａの二次側巻線Ｎ２３は、一端がダイオードＤ２３のアノードに接続され、巻き始めである他端が二次側のＣＯＭに接地されている。
ダイオードＤ２３は、カソードがコンデンサＣ２３の正極と比較器６２の正電源Ｖ＋とＶｒｅｆ６１の正電源Ｖ＋に接続されている。
コンデンサＣ２３は、負極が二次側のＣＯＭに接地されている。
【００８１】
図４に示した構成によれば、図１に示した構成に加え、第２過電流保護部６のＶｒｅｆ６１、比較器６２に二次巻線Ｎ２１側および二次巻線Ｎ２２と独立した二次巻線Ｎ２３から電力を供給するようにした。これにより、本実施形態の変形例によれば、二次巻線Ｎ２１側が短絡した場合や、第１過電流保護部５と、その電源部の一部に故障が発生した場合に、１次側のドレイン電流検出による過電流保護回路がなくても、第２過電流保護部６によって過電圧状態や過電流状態を検出して保護することができる。
【００８２】
なお、図４において、ダイオードＤ２２のカソードと、Ｖｒｅｆ５１および比較器５２との間に、定電圧回路を備えていてもよく、同様にダイオードＤ２３のカソードと、Ｖｒｅｆ６１および比較器６２との間に、定電圧回路を備えていてもよい。
【００８３】
以上のように、図４に示す構成のスイッチング電源装置１Ａであっても、図１に示した構成のスイッチング電源装置１と同様の効果を得ることができるスイッチング電源装置１Ａによれば、二次巻線Ｎ２１、ダイオードＤ２１、コンデンサＣ２１のいずれかに故障が発生した場合であっても、第２過電流保護部６のＶｒｅｆ６１、比較器６２に、二次側巻線Ｎ２１、Ｎ２２とは異なるＮ２３から電力を供給するため、過電流が発生した場合に、より適切に過電流に対する保護を行うことができる。
【００８４】
[第２実施形態]
図５は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１Ｂの構成例を示すブロック図である。図５に示すように、スイッチング電源装置１Ｂは、直流電源２、電源入力部３、コンバータ部４、二次側巻線Ｎ２２、ダイオードＤ２２、コンデンサＣ２２、第１過電流保護部５Ｂ、第１伝達部５３、第２過電流保護部６Ｂ、第２伝達部６３、制御部７Ｂ、抵抗Ｒ３１、抵抗Ｒ３２、抵抗Ｒ３３、抵抗Ｒ３４、ダイオードＤ８１、ＯＲ回路６４、過電圧検出部８３、および誤差増幅部８４を備える。なお、スイッチング電源装置１と同じ機能を有する機能部については、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００８５】
また、第１過電流保護部５Ｂは、抵抗Ｒ２１、Ｖｒｅｆ５１、比較器５２Ｂ、ダイオードＤ５１、抵抗Ｒ５１、抵抗Ｒ５２、抵抗Ｒ５３、およびコンデンサＣ５１を備えている。
第２過電流保護部６Ｂは、抵抗Ｒ２２、Ｖｒｅｆ６１、比較器６２、抵抗Ｒ６１、コンデンサＣ６１を備えている。
制御部７Ｂは、ＰＷＭ制御部７３Ｂ、コンパレータ７５、ラッチ保護部７６、およびバッファ回路７７を備えている。
【００８６】
次に、スイッチング電源装置１Ｂにおいて、スイッチング電源装置１と異なる接続関係を説明する。
抵抗Ｒ２１は、他端が抵抗Ｒ２２の一端と抵抗Ｒ５１の一端とＶｒｅｆ６１のＶ−端子と比較器６２の負電源Ｖ−端子に接続されている。
抵抗Ｒ２２は、他端がスイッチング電源装置１のＧＮＤ出力と抵抗Ｒ６１の一端に接続されている。
【００８７】
抵抗Ｒ５１は、他端がコンデンサＣ５１の一端と比較器５２Ｂの負入力部に接続されている。
Ｖｒｅｆ５１は、出力部が抵抗Ｒ５２の一端に接続されている。
比較器５２Ｂは、負入力部が抵抗Ｒ５１の他端とコンデンサＣ５１の一端に接続され、正入力部が抵抗Ｒ５２の他端と抵抗Ｒ５３の一端に接続され、出力部がコンデンサＣ５１の他端と抵抗Ｒ５３の他端とダイオードＤ５１のカソードに接続されている。なお、抵抗Ｒ５１、抵抗Ｒ５２、抵抗Ｒ５３、コンデンサＣ５１、および比較器５２Ｂで積分器を形成している。なお、比較器５２Ｂは、積分回路を備えていなくてもよい。
【００８８】
抵抗Ｒ３３は、一端がダイオードＤ２１のカソードとコンデンサＣ２１の正極と誤差増幅部８４の電源部に接続されている。
誤差増幅部８４は、出力部がダイオードＤ８１のカソードに接続されている。
ダイオードＤ５１は、アノードがダイオードＤ８１のアノードと第１伝達部５３の入力部（Ｅ点）に接続されている。なお、ダイオードＤ５１とダイオードＤ８１は、加算回路を形成している。
第１伝達部５３は、出力部（ＦＢ）がＰＷＭ制御部７３Ｂの第２入力部に接続されている。
【００８９】
抵抗Ｒ６１は、他端がコンデンサＣ６１の一端と比較器６２の正入力部に接続されている。
コンデンサＣ６１は、他端が抵抗Ｒ２２の一端とＶｒｅｆ６１のＶ−端子と比較器６２の負電源Ｖ−端子に接続されている。
比較器６２は、負入力部がＶｒｅｆ６１の出力部と接続され、正入力部が抵抗Ｒ６１の他端に接続され、出力部がＯＲ回路６４の一方の入力部に接続されている。
【００９０】
過電圧検出部８３は、入力部が抵抗Ｒ３１の他端と抵抗Ｒ３２の一端に接続され、出力部がＯＲ回路６４の他方の入力部に接続されている。
ＯＲ回路６４は、出力部（Ｆ点）が第２伝達部６３の入力部に接続されている。
第２伝達部６３は、出力部（ＯＶＰ）がコンパレータ７５の第２入力部に接続されている。
【００９１】
コンパレータ７５は、第１入力部が比較電圧源と接続され、出力部がラッチ保護部７６の入力部に接続されている。
ラッチ保護部７６は、出力部がＰＷＭ制御部７３Ｂの第１入力部に接続されている。
ＰＷＭ制御部７３Ｂは、第３入力部がコンバータ部４のスイッチング素子Ｑ１のソースと抵抗Ｒ１の一端（ＣＳ）に接続され、出力部がバッファ回路７７の入力部に接続されている。
バッファ回路７７は、出力部がスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されている。
【００９２】
次に、各構成要素の動作の概要を説明する。
比較器５２Ｂは、第１閾値Ｖｒｅｆ１と抵抗Ｒ２１の他端との電圧を比較した結果を、ダイオードＤ５１を介して第１伝達部５３に出力する。なお、比較器５２Ｂは、比較結果をＨとＬレベルではなくアナログ値で出力する。なお、比較器５２Ｂは、積分器により、過電流保護の反応時間を遅らせている。
【００９３】
図５に示すように、比較器５２Ｂが誤差増幅部８４にダイオードＤ５１とＤ８１を介して接続されている。このため、比較器５２Ｂが動作した場合は、ＰＷＭ制御部７３Ｂの制御によって、図６を用いて後述するように定電流Ｉ＿ｏｌｐ１が流れ続け、出力電圧は過電流が発生していないときの電圧Ｖ１に対して低い電圧になる。ここで、Ｖｒｅｆ５１が、例えば２つの第１閾値Ｖｒｅｆ１と、第１閾値Ｖｒｅｆ１より小さい値の第１’閾値Ｖｒｅｆ１’と備えているとする。比較器５２Ｂは、まず第１閾値Ｖｒｅｆ１と比較してＨレベルを出力し、これに基づいて、閾値を第１閾値Ｖｒｅｆ１から第１’閾値Ｖｒｅｆ１’に切り替える。閾値が第１’閾値Ｖｒｅｆ１’に切り替わった結果、定電流がＩ＿ｏｌｐ２より小さい電流値の定電流になるように制御される。このように複数の閾値を切り替えた場合は、過電流が検出された後の保護状態を、より安全な状態に制御することができる。なお、比較器５２Ｂがヒステリシス機能を有し、上記のような動作を行うようにしてもよい。
【００９４】
誤差増幅部８４は、出力電圧が抵抗Ｒ３３と抵抗Ｒ３４で分圧され抵抗Ｒ３４に発生する電圧を出力電圧の誤差とし、この誤差を増幅する。さらに、誤差増幅部８４は、適切な位相補償を施した帰還信号を生成し、生成した帰還信号を、ダイオードＤ８１を介して第１伝達部５３に出力する。なお、誤差増幅部８４は、一般的なフィードバック制御のスイッチング電源に一般的に備わっている回路であり、帰還信号をＨとＬレベルではなくアナログ値で出力する。
【００９５】
第１伝達部５３には、ダイオードＤ５１とダイオードＤ８１によって、比較器５２Ｂが比較した結果と誤差増幅部８４の出力とのうち、低い方の電圧値が入力される。換言すると、第１伝達部５３は、通常動作時は出力Ｖｏｕｔを定電圧制御するための帰還信号経路として機能しているが、過電流発生時は過電流検出信号を伝達する経路として機能する。
【００９６】
比較器６２は、第２閾値Ｖｒｅｆ２と抵抗Ｒ２２の他端との電圧を比較した結果を、ＯＲ回路６４に出力する。なお、比較器６２は、比較結果をＨとＬレベルで出力する。
【００９７】
過電圧検出部８３は、出力電圧が抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２で分圧され抵抗Ｒ３２に発生する電圧値を所定の電圧値と比較する。過電圧検出部８３は、分圧された電圧が所定の電圧値以上の場合に過電圧が発生していると検出し、Ｈレベルの検出信号をＯＲ回路６４に出力する。過電圧検出部８３は、分圧された電圧が所定の電圧値未満の場合に過電圧が発生していないと検出し、Ｌレベルの検出信号をＯＲ回路６４に出力する。なお、過電圧検出部８３は、出力過電圧保護を有するスイッチング電源に一般的に備わっている回路である。
【００９８】
第２伝達部６３は、ＯＲ回路６４によって、過電圧検出部８３の出力と比較器６２が比較した結果のうち一方がＨレベルの場合、Ｈレベルを出力する。
【００９９】
コンパレータ７５は、比較電圧源の所定の電圧値とＯＶＰ信号の電圧値を比較し、ＯＶＰ信号の電圧値が所定の電圧値以上の場合、Ｈレベルの信号をラッチ保護部７６に出力する。コンパレータ７５は、ＯＶＰ信号の電圧値が所定の電圧値未満の場合、Ｌレベルの信号をラッチ保護部７６に出力する。
【０１００】
ラッチ保護部７６は、コンパレータ７５がＨレベルを出力したとき、すなわち過電圧を検出したとき、出力を所定の期間停止させる（ラッチ停止させるともいう）ラッチ信号をＰＷＭ制御部７３Ｂに出力する。
【０１０１】
ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＣＳ信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流のピーク値を制限し、二次側の出力電流を過電流保護動作電流Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに抑制するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ラッチ保護部７６が出力するラッチ信号に応じて、二次側の出力電流を停止させるようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。また、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、第１伝達部５３が出力するＦＢ信号のレベルに応じて、スイッチング素子Ｑ１を制御し、通常時に誤差増幅部の出力に応じて出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように制御を行い、過電流発生時に第１過電流保護部５Ｂの出力に応じて出力電流Ｉ０が閾値Ｉ＿ｏｌｐ１に制限された定電流になるようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。
【０１０２】
バッファ回路７７は、ＰＷＭ制御部７３Ｂが出力した信号をスイッチング素子Ｑ１のゲートに出力する。
【０１０３】
以上のように、スイッチング電源装置１Ｂは、第１伝達部５３が比較器５２Ｂの検出信号と誤差増幅部８４の検出信号の出力伝達を兼用し、第２伝達部６３が比較器６２の検出信号と過電圧検出部８３の検出信号の出力伝達を兼用している。また、スイッチング電源装置１Ｂは、第１過電流保護部５ＢのＶｒｅｆ５１と比較器５２Ｂに二次側巻線Ｎ２１とは異なる二次側巻線Ｎ２２側から電力が供給される。
【０１０４】
なお、第１過電流保護部５ＢのＶｒｅｆ５１が出力する電圧値、第２過電流保護部６ＢのＶｒｅｆ６１が出力する電圧値は第１実施形態の式（１）、式（２）と同様の条件である。また、安全規格で要求される制限電流値をＩ＿ｌｉｍｉｔとする。
【０１０５】
なお、図５に示した例では、過電圧検出部８３と誤差増幅部８４を備えている例を説明したが、スイッチング電源装置１Ｂは、誤差増幅部８４を備えていればよく過電圧検出部８３を備えていなくてもよい。スイッチング電源装置１Ｂが過電圧検出部８３を備えていない場合は、比較器６２の出力が直接、第２伝達部６３の入力部に接続されているようにしてもよい。また、積分回路やヒステリシス機能を比較器６２が備えていてもよい。
なお、積分回路等で検出信号の出力を遅らせる場合は、比較器５２Ｂに対して比較器６２の出力タイミングが遅くなることが好ましい。この理由は、比較器６２が動作した場合、負荷の過電流状態が解消した後に入力をオフしてラッチを解除する必要があり、自動復帰できないからである。また、図５においても、第１実施例と同様に、Ｖｒｅｆ５１の第１閾値Ｖｒｅｆ１の方が、Ｖｒｅｆ６１の第２閾値Ｖｒｅｆ２より小さい。
【０１０６】
また、スイッチング電源装置１Ｂは、図４と同様に、Ｖｒｅｆ６１と比較器６２の電源部として、二次側巻線Ｎ２３、ダイオードＤ２３、コンデンサＣ２３を備えていてもよい。
なお、二次側巻線Ｎ２１側と異なる系統から電力を得る場合は、Ｖｒｅｆ５１と比較器５２Ｂが好ましい。この理由は、図６を用いて後述するように、誤差増幅部８４が動作しても出力電圧Ｖｏｕｔを一定電圧になるように制御するので出力電圧Ｖｏｕｔは低くならないが、比較器５２Ｂが動作すると、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が低くなる。このため、過電流が発生して保護状態の時、ＶｏｕｔからＶｒｅｆ５１や比較器５２Ｂに電力を供給した場合、Ｖｒｅｆ５１や比較器５２Ｂの動作が保証されないことになる。比較器５２Ｂは、検出後も検出信号を出力し続ける必要がある。従って、本実施形態では、二次側巻線Ｎ２１側と異なる二次側巻線Ｎ２２側からＶｒｅｆ５１と比較器５２Ｂに電力を供給する構成としている。一方、Ｖｒｅｆ６１と比較器６２は、検出後、出力が停止されるため、検出時に電力が供給されていればよい。従って、Ｖｒｅｆ６１と比較器６２に供給される電力は、二次側巻線Ｎ２１側からでもよい。
【０１０７】
次に、スイッチング電源装置１Ｂの動作と各部の波形例を説明する。
図６は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１Ｂの動作と各部の波形例を示す図である。図６において、横軸は時刻を表し、縦軸は信号のレベルを表す。また、波形ｇ１０１は、比較器５２Ｂの出力波形を表し、波形ｇ１０２は、誤差増幅部８４の出力波形を表し、波形ｇ１０３は、第１伝達部５３に入力されるＥ点の波形（以下、Ｅ点波形ともいう）を表している。なお、波形ｇ１０１に示すように、比較器５２Ｂの出力信号は、出力電流抑制要求を示す信号であり、出力電流抑制要求が高いとき信号のレベルが低くなる。また、波形ｇ１０２に示すように、誤差増幅部８４の出力信号は、出力電圧抑制要求を示す信号であり、出力電圧抑制要求が高いとき信号のレベルが低くなる。
【０１０８】
＜１．第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合の動作＞
まず、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合に過電流が発生した例を説明する。なお、時刻ｔ１０１以前、出力電流値が定電流でＩ１であり、電圧値がＶ１であるとする。
【０１０９】
時刻ｔ１０１〜時刻ｔ１０２の期間、出力電流Ｉ０がＩ１から上昇し、過電流が発生する。
時刻ｔ１０２のとき、出力電流値が、第１過電流保護部５の検出電流閾値であるＩ＿ｏｌｐ１以上になる。この結果、抵抗Ｒ２１に流れる出力電流Ｉ０が増加して、比較器５２Ｂの負入力部の電圧値が第１閾値Ｖｒｅｆ１と同等になるように比較器５２Ｂはアナログ信号を出力する。結果として出力電流はＩ_ｏｌｐ１を維持する。なお、第１閾値Ｖｒｅｆ１は第２閾値Ｖｒｅｆ２よりも低く設定されていることから、比較器６２は動作しない。この結果、波形ｇ１０１のように比較器５２Ｂの出力が下がる。この時、過電流により出力電圧は低下するため、波形ｇ１０２のように誤差増幅部８４の出力は上昇する。これにより、Ｅ点波形は、波形ｇ１０３に示すように、波形ｇ１０１と波形ｇ１０２を加算した波形となる。なお、第１伝達部５３の出力信号であるＦＢ信号波形は、Ｅ点波形と同等である。ＰＷＭ制御部７３Ｂが、第１伝達部５３が出力するＦＢ信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１を制御した結果、出力電流Ｉ０は閾値Ｉ＿ｏｌｐ１に制限した定電流になる。
【０１１０】
時刻ｔ１０２から時刻ｔ１０３の期間、ＰＷＭ制御部７３Ｂの制御によって、出力電流Ｉ０は閾値Ｉ＿ｏｌｐ１に制限（抑制）され、結果的に出力電圧ＶｏｕｔはＶ１より低い電圧値に低下する。
このように、第１過電流保護部５の動作中には出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。しかしながら、二次側巻線Ｎ２２は、スイッチング素子Ｑ１がオン状態になったときに整流用のダイオードＤ２２が導通するように構成されているので、スイッチング素子Ｑ１がスイッチング動作していれば第１過電流保護部５Ｂに電力が供給され続ける。これにより、過電流保護動作が維持される。
【０１１１】
時刻ｔ１０３のとき、過電流状態が解消して出力電流Ｉ０が閾値Ｉ＿ｏｌｐ１を下回ると、比較器５２Ｂのアナログ出力信号のレベルが高くなる。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、定電流制御を解除するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が上昇し、誤差増幅部８４による定電圧制御状態に復帰する。なお、図６に示す例では、比較器５２Ｂの積分回路を備えていない場合の波形を示している。なお、比較器５２Ｂが積分回路を備えている場合は、第１過電流保護部５Ｂの動作が積分時定数に応じて、積分回路を備えていない場合よりゆっくり動作する。また、比較器５２Ｂがヒステリシスを備えている場合は、比較器５２Ｂが動作したとき、それに伴って検出閾値が低下するため、コンバータ部４の出力抑制がさらに強まるので、出力電圧Ｖｏｕｔは、比較器５２Ｂがヒステリシスを備えていない場合と比較して急激に低下する。
【０１１２】
本実施形態によれば、上述した一連の動作において、閾値Ｉ＿ｏｌｐ１が安全規格の要求値Ｉ＿ｌｉｍｉｔを上回らないように設定されているので、出力電流Ｉ０がＩ＿ｌｉｍｉｔ以下になる。
【０１１３】
＜２．第２過電流保護部６Ｂの経路の一部に故障が発生している場合の動作＞
次に、第２過電流保護部６Ｂの一部、またはその電源部、または第２伝達部６３、比較器７５、ラッチ保護部７６に故障が発生している場合に過電流が発生した例を説明する。
この場合は、図２で説明した動作と同様に、第１過電流保護部５Ｂが動作する。この動作状態は、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合の動作と同様である。
【０１１４】
＜３．過電圧が発生している場合（過電圧発生時、回路故障なし）の動作＞
次に、過電圧が発生している場合の動作を説明する。
時刻ｔ１０４のとき、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧値を越えて過電圧状態が発生したとき過電圧検出部８３が動作する。そして、時刻ｔ１０４〜ｔ１０５のとき、過電圧検出部８３は、出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替える。なお、この場合、比較器６２の出力はＬレベルである。これにより、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、第２伝達部６３が出力するＯＶＰ信号に応じて、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。この結果、出力電圧Ｖｏｕｔがラッチ停止される。この場合、Ｅ点波形とＦＢ信号は、０Ｖの信号となる。
なお、ラッチ停止による出力停止は、スイッチング電源装置１Ｂの電源がオフ状態にされるまで継続する。
【０１１５】
＜４．第１過電流保護部５Ｂの経路の一部に故障が発生している場合の動作＞
次に、第１過電流保護部５Ｂの一部、またはその電源部、または第１伝達部５３に故障が発生している場合に過電流が発生した例を説明する。この場合は、第１過電流保護部５Ｂと第２過電流保護部６Ｂとの電源部が別であるため、第１過電流保護部５Ｂと、その電源の一部に故障が発生しても、第２過電流保護部６Ｂの動作に影響を及ばさない。なお、波形ｇ１０２に示すように、誤作動増幅部８４の出力は、電源が喪失したため、ハイインピーダンス状態となる。また、Ｅ点波形は、第１過電流保護部５、第２過電流保護部６のいずれも故障していない場合の動作と同様に波形ｇ１０３に示すように、波形ｇ１０１と波形ｇ１０２を加算した波形となる。また、第１伝達部５３の出力信号であるＦＢ信号波形は、Ｅ点波形と同等である。また、Ｆ点波形に示すように、第２過電流保護部６は動作しない。このため、ＯＶＰ信号もＬレベルの信号である。
なお、ラッチ停止による出力停止は、スイッチング電源装置１Ｂの電源がオフ状態にされるまで継続する。
【０１１６】
時刻ｔ１０６のとき、抵抗Ｒ２２に流れる出力電流Ｉ０が増加して閾値Ｉ＿ｏｌｐ２を超えて過電流状態が発生したとき比較器６２が動作する。そして、時刻ｔ１０６〜ｔ１０７のとき、比較器６２は、出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替える。なお、この場合、過電圧検出部８３の出力はＬレベルである。これにより、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、第２伝達部６３が出力するＯＶＰ信号に応じて、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。この結果、出力電圧Ｖｏｕｔがラッチ停止される。なお、この場合は、閾値Ｉ＿ｏｌｐ２も安全規格の要求値Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下に設定されているので、出力電流ＩｏもＩ＿ｌｉｍｉｔ以下になる。なお、図６では、出力電流Ｉ０が、Ｉ＿ｌｉｍｉｔを超えているが、Ｉ＿ｌｉｍｉｔを超えている期間がわずかであり、出力実効電流は安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下となることから、安全規格の要求を満たしている。
【０１１７】
＜５．出力が短絡して出力電圧Ｖｏｕｔを維持できないほどの過電流が流れた場合（出力短絡時、回路故障なし）の動作＞
次に、出力短絡時の動作について説明する。
この場合は、時刻ｔ１０８以降のように、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＣＳ信号が所定値以上である、すなわちスイッチング素子Ｑ１に過電流が発生し、一次側のスイッチング素子Ｑ１のドレイン電流のピーク値を制限するように制御することで、過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに出力電流Ｉ０を制限する。過電流状態が発生してから所定の時間が経過した後、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ヒカップ動作を行うように制御する。ここで、ヒカップ動作とは一時的に出力を遮断し、その後自動復帰させる動作である。ヒカップ動作中の出力実効電流が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ以下となるように、Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ、ヒカップ動作の周期、出力と停止のパルスのディーティー比等を予め設定する。このように設定を行うことで、ヒカップ動作における出力実行電流は、安全規格の要求を満たすことができる。なお、図６では、出力電流Ｉ０はＩ＿ｌｉｍｉｔを超えているが、Ｉ＿ｌｉｍｉｔを超えている期間がわずかであり、かつ過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖ以下であり、出力実効電流が安全規格で要求される制限電流Ｉ＿ｌｉｍｉｔ（例えば定格出力電流）以下になっているので安全規格の要求を満たしている。
なお、ヒカップ動作は、出力短絡状態が解除されるまで継続し、出力短絡状態が解除された時点で定常動作に復帰する。
【０１１８】
次に、スイッチング電源装置１Ｂが行う処理手順例を説明する。
図７は、本実施形態に係るスイッチング電源装置１Ｂが行う過電流発生時の保護処理手順例のフローチャートである。
【０１１９】
（ステップＳ１０１）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＣＳ信号が所定値以上であるか否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＣＳ信号が所定値以上であると判別した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ステップＳ１０７の処理に進める。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＣＳ信号が所定値未満であると判別した場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に進める。
【０１２０】
（ステップＳ１０２）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ラッチ信号がＨレベルであるか否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ラッチ信号がＨレベルであると判別した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に処理を進める。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ラッチ信号がＬレベルであると判別した場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ステップＳ１０５に処理を進める。
【０１２１】
（ステップＳ１０３）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、出力を停止するようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。処理後、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ステップＳ１０４の処理に進める。
【０１２２】
（ステップＳ１０４）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ラッチ停止状態になるように制御する。なお、ラッチ停止状態とは、出力電圧Ｖｏｕｔが０Ｖであり、出力電流Ｉ０が０Ａの状態である。
【０１２３】
（ステップＳ１０５）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＦＢ信号のレベルが低下しているか否かを判別する。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＦＢ信号のレベルが低下したと判別した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、ステップＳ１０６の処理に進める。ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ＦＢ信号のレベルが低下していないと判別した場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１２４】
（ステップＳ１０６）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、出力電流Ｉ０を閾値Ｉ＿ｏｌｐ１に制限した定電流になるようにスイッチング素子Ｑ１を制御する。処理後、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１２５】
（ステップＳ１０７）ＰＷＭ制御部７３Ｂは、一次側のスイッチング素子Ｑ１のドレイン電流のピーク値を制限するように制御することで、過電流保護動作点Ｉ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに出力電流Ｉ０を制限する。続けて、過電圧状態が発生してから所定の時間が経過した後、ＰＷＭ制御部７３Ｂは、ヒカップ動作を行うように制御する。
【０１２６】
ＣＳ信号は、スイッチングパルス毎にスイッチング素子Ｑ１の電流を監視している。そして、ＣＳ信号が所定値以上になると、即座に、ＦＢ信号の状態とは無関係に、制御部７Ｂは、スイッチング素子スイッチング素子Ｑ１をＩ＿ｏｌｐ＿ｃｏｎｖに制限する。ＣＳ信号による過電流保護は、１スイッチングパルス毎に実施されるため、最優先で機能する過電流保護である。ＦＢ信号は、定常動作においては出力定電圧制御に利用され、出力電圧が上昇するとＦＢ信号レベルが低下する。このため、定常状態において制御部７Ｂは、ＦＢ信号をＣＳ信号と比較することでパルス幅を抑制する。本実施形態では、この原理を利用して二次側が過電流状態になった場合に、制御部７Ｂが、ＦＢ信号レベルを低下させパルス幅を抑制することで過電流保護を行っている。
【０１２７】
また、本実施形態において、ＣＳ信号による動作が優先されるため、ＣＳ信号で過電流が検出され、ヒカップ動作に移行した場合は、二次側の保護回路は動作しない。このため、ＣＳ信号による出力抑制動作中にラッチ信号がＨレベルになることはない。すなわち、二次側は、検出時間が長いため、検出する前にヒカップで出力が停止する。
【０１２８】
以上のように、第１過電流保護部５Ｂ、第２過電流保護部６Ｂ、それらの電源部のいずれかの部品が故障した場合であっても、本実施形態によれば、過電流状態や過電圧状態が発生しても、出力電流の制限値が安全規格の要求を満足するため、安全規格の要求を満たすことができる。
【０１２９】
このように、本実施形態では、比較器５２Ｂによる過電流保護の検出信号と、誤差増幅部８４の出力信号とを、ダイオードＤ５１とＤ８１で加算することで、１つの第１伝達部５３で兼用した。また、本実施形態では、比較器６２による過電流保護の検出信号と、過電圧検出部８３の出力信号とを、ＯＲ回路６４を介すことで、１つの第２伝達部６３で兼用した。これにより、本実施形態によれば、スイッチング電源装置１Ｂの部品点数を削減し、さらにコストや実装面積の低減を達成することができる。
【０１３０】
なお、上述した実施形態では、スイッチング電源装置１（１Ａ，１Ｂ）を以下の（Ｉ．）〜（Ｖ．）の方針で保護する例を説明したが、保護の優先順位等は、実施形態で説明した限りではない。スイッチング電源装置１（１Ａ，１Ｂ）の使用用途や安全規格に応じたものであればよい。
（Ｉ．）出力短絡により過電流が流れ、出力電圧が低下した場合に一次側の過電流保護が最優先で動作する。
（ＩＩ．）過電流が発生しているが、出力電圧が維持されている場合には、二次側の過電流保護回路の二つのうち一つが動作する。
（ＩＩＩ．）二次側の二つの過電流保護回路に供給する電源は、１故障に備えてそれぞれ別の巻線から生成する必要がある。
（ＩＶ．）二次側の過電流保護回路の電源を出力巻線から供給している場合、出力が短絡すると当該の過電流保護回路が動作できない、という問題があるため、出力短絡した場合は、一次側の過電流保護機能を設ける必要がある。
（Ｖ．）二次側の二つの過電流保護回路に供給する電源に出力巻線を使用せず、それぞれ別の巻線から生成している場合は、一次側の過電流保護機能は必要ない。
【０１３１】
なお、本発明における制御部７（７Ｂ）の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御部７（７Ｂ）が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１３２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１３３】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１，１Ａ，１Ｂ…スイッチング電源装置、２…直流電源、３…電源入力部、４…コンバータ部、５，５Ｂ…第１過電流保護部、６，６Ｂ…第２過電流保護部、７，７Ｂ…制御部、５１…Ｖｒｅｆ、５２，５２Ｂ…比較器、５３…第１伝達部、６１…Ｖｒｅｆ、６２…比較器、６３…第２伝達部、７１…第１出力停止回路、７２…第２出力停止回路、７３，７３Ｂ…ＰＷＭ制御部、８３…過電圧検出部、８４…誤差増幅部、Ｔ１，Ｔ１Ａ…トランス、Ｃ１．Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ５１，Ｃ６１…コンデンサ、Ｑ１…スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２１，Ｄ２２…ダイオード、Ｒ１，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ５１，Ｒ５２，Ｒ５３，Ｒ６１…抵抗、Ｎ１１…一次側巻線、Ｎ２１，Ｎ２２…二次側巻線
【図１】
2019054662.tif 000005
【図２】
2019054662.tif 000006
【図３】
2019054662.tif 000007
【図４】
2019054662.tif 000008
【図５】
2019054662.tif 000009
【図６】
2019054662.tif 000010
【図７】
2019054662.tif 000011