(57)【要約】【課題】確実かつ速やかに過電圧保護を行うことができるスイッチング電源装置の提供。【解決手段】第１巻線Ｗ１及び第２巻線Ｗ２を有するトランス１０と、入力電圧ｖｉｎを断続的に第１巻線Ｗ１に印加するスイッチング回路２０と、第２巻線Ｗ２に生じる電圧を平滑化することにより出力電圧ｖｏｕｔを生成する平滑回路３０と、平滑回路３０の出力に接続され、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧より大きい第２電圧以上になると短絡する保護素子５０と、出力電圧ｖｏｕｔが前記定格電圧より大きくかつ前記第２電圧より小さい第１電圧以上になったときに出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔをスイッチング回路２０に供給するための保護回路５１と、を備える。【選択図】図２
2015089302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１巻線及び第２巻線を有するトランスと、
入力電圧を前記第１巻線に断続的に印加するスイッチング回路と、
前記第２巻線に生じる電圧を平滑化することにより出力電圧を生成する平滑回路と、
前記平滑回路の出力に接続され、前記出力電圧が定格電圧より大きい第２電圧以上になると短絡する保護素子と、
前記出力電圧が前記定格電圧より大きくかつ前記第２電圧より小さい第１電圧以上になったときに前記出力電圧を上昇させるための制御信号を前記スイッチング回路に供給するための保護回路と、を備え、
前記スイッチング回路は、前記制御信号が供給されたときに前記出力電圧を前記第２電圧以上に上昇させる、
スイッチング電源装置。
【請求項２】
さらに、前記出力電圧の大きさに対応するフィードバック信号を前記スイッチング回路に供給するフィードバック回路を備え、
前記スイッチング回路は、前記フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を調整し、
前記保護回路は、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記フィードバック回路を制御することにより、前記制御信号として、前記出力電圧の大きさよりも小さい電圧に対応するフィードバック信号を前記スイッチング回路に供給させる、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、前記入力電圧を前記第１巻線に断続的に印加するためのスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタをターンオフさせる制御トランジスタとを有し、
前記保護回路は、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記制御信号として、前記制御トランジスタが前記スイッチングトランジスタをターンオフさせる動作を禁止する信号を前記スイッチング回路に供給する、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記トランスは、さらに第３巻線を有し、
前記スイッチング回路は、前記入力電圧を、前記第３巻線に生じる電圧変動に応じて断続的に、前記第１巻線に印加する、
請求項１〜３の何れか１項に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し、特にはスイッチング電源装置の保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源装置に適用される様々な保護技術が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、スイッチング電源装置の二次側出力が短絡したとき、スイッチング動作が間欠的になるように制御することによって、前記スイッチング電源装置の発熱を抑える技術が開示されている。
【０００４】
また、短絡保護機能を有しているスイッチング電源装置では一般に、過電圧が印加されると短絡する保護素子を二次側出力に接続することにより、過電圧保護を実現することができる。そのような構成のスイッチング電源装置によれば、何らかの異常により前記二次側出力に過電圧が発生すると、前記保護素子が前記二次側出力を短絡することにより、前記二次側出力に接続された外部回路が過電圧から保護される。また同時に短絡保護が働くことにより、前記スイッチング電源装置自体も保護される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５９６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らは、過電圧が印加されると短絡する保護素子を二次側出力に接続したスイッチング電源装置において、過電圧保護が確実かつ迅速に行われない状況が起こり得ることに気付いた。
【０００７】
そこで、本発明は、確実かつ速やかに過電圧保護を行う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】
【０００８】
上記目的を達成するために、開示されるスイッチング電源装置の１つの態様は、第１巻線及び第２巻線を有するトランスと、入力電圧を前記第１巻線に断続的に印加するスイッチング回路と、前記第２巻線に生じる電圧を平滑化することにより出力電圧を生成する平滑回路と、前記平滑回路の出力に接続され、前記出力電圧が定格電圧より大きい第２電圧以上になると短絡する保護素子と、前記出力電圧が前記定格電圧より大きくかつ前記第２電圧より小さい第１電圧以上になったときに前記出力電圧を上昇させるための制御信号を前記スイッチング回路に供給するための保護回路と、を備え、前記スイッチング回路は、前記制御信号が供給されたときに前記出力電圧を前記第２電圧以上に上昇させる。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によると、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記出力電圧を上昇させるための制御信号が前記スイッチング回路に供給される。ここで、前記第１電圧は、前記出力電圧の前記定格電圧より大きくかつ前記保護素子による過電圧保護が働く前記第２電圧より小さい。前記スイッチング回路は、前記制御信号が供給されたときに前記出力電圧を前記第２電圧以上に上昇させるので、前記保護素子は短絡する。これにより、前記出力電圧が前記第２電圧に達する前に、前記第１電圧に達した時点で、確実かつ速やかな過電圧保護を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】比較例に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図３】実施の形態１に係るスイッチング電源装置の動作の一例を示す波形図である。
【図４】実施の形態２に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【図５】実施の形態３に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、背景技術の欄で述べた短絡保護機能を有しているスイッチング電源装置、特にはその応用としての過電圧保護のための構成において、以下の問題が生じることを見出した。当該問題について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、当該応用に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。当該スイッチング電源装置は、本明細書において比較例として説明される。
【００１３】
図１に示されるように、スイッチング電源装置９は、入力電圧をスイッチングすることにより所定の定格電圧Ｖ０に調整された出力電圧を得る電源装置であり、トランス１０、スイッチング回路２０、平滑回路３０、フィードバック回路４０、及び保護素子５０を備えている。
【００１４】
トランス１０は、第１巻線Ｗ１、第２巻線Ｗ２、及び第３巻線Ｗ３を有している。
【００１５】
スイッチング回路２０は、入力電圧ｖｉｎを供給され、入力電圧ｖｉｎを、第３巻線Ｗ３に生じる電圧変動に応じて断続的に、第１巻線Ｗ１に印加する。
【００１６】
平滑回路３０は、入力電圧ｖｉｎの第１巻線Ｗ１への断続的な印加によって第２巻線Ｗ２に生じる電圧を平滑化することにより、出力電圧ｖｏｕｔを生成する。
【００１７】
フィードバック回路４０は、出力電圧ｖｏｕｔの大きさに対応するフィードバック信号ｆｂをスイッチング回路２０に供給する。スイッチング回路２０は、フィードバック信号ｆｂに応じて、入力電圧ｖｉｎを第１巻線Ｗ１に印加するタイミングを変更することにより、出力電圧ｖｏｕｔの大きさを調整する。
【００１８】
保護素子５０は、平滑回路３０の出力に接続され、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧Ｖ０より大きい第２電圧Ｖ２以上になると、平滑回路３０の出力を短絡させる素子である。保護素子５０は、例えば、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧Ｖ０より大きくかつ第２電圧Ｖ２より小さい降伏電圧を有するツェナーダイオードＺ１であってもよい。ツェナーダイオードＺ１の定格電力及び放熱方法は、出力電圧ｖｏｕｔが第２電圧Ｖ２以上になると、例えばジュール熱でダイオード接合が溶着するなどしてツェナーダイオードＺ１が短絡するように適宜選択される。
【００１９】
このように構成されたスイッチング電源装置９によれば、何らかの異常により出力電圧ｖｏｕｔが第２電圧Ｖ２よりも大きくなる過電圧が発生すると、保護素子５０が短絡して出力電圧ｖｏｕｔを低下させる。これにより、出力電圧ｖｏｕｔの供給を受けている外部回路（図示せず）は、前記過電圧から保護される。また、保護素子５０が短絡すると、第３巻線Ｗ３に生じる電圧変動が縮小してスイッチング回路２０の動作が間欠的になることにより、スイッチング電源装置９の発熱も抑えられる。
【００２０】
ここで、保護素子５０によれば、出力電圧ｖｏｕｔが第２電圧Ｖ２に達するまで過電圧保護が働かないことに注意する。特に、保護素子５０にツェナーダイオードＺ１を用いて過電圧保護を実現する場合、ツェナーダイオードＺ１を短絡させるために必要な第２電圧Ｖ２は定格電圧Ｖ０よりもかなり大きいため、過電圧保護が働かない電圧範囲を縮小することは困難である。
【００２１】
例えば、フィードバック回路４０の故障などにより、出力電圧ｖｏｕｔを調整するための機能が完全に失われた場合、出力電圧ｖｏｕｔは直ちに第２電圧Ｖ２以上に跳ね上がる。この場合、保護素子５０による過電圧保護が速やかに働くので、実質的な問題は生じない。
【００２２】
しかしながら、例えば、フィードバック回路４０の半短絡などにより、出力電圧ｖｏｕｔを調整するための機能が不完全に働く場合、出力電圧ｖｏｕｔが、定格電圧Ｖ０よりも大きくかつ第２電圧Ｖ２よりも小さい電圧に維持される状況が生じ得る。この場合、保護素子５０による過電圧保護は働かず、定格電圧Ｖ０を超える出力電圧ｖｏｕｔが外部回路に供給され続けることとなり、外部回路に過熱や故障などのダメージを与える懸念が出てくる。
【００２３】
そこで、このような問題を解決すべく、開示されるスイッチング電源装置の１つの態様は、第１巻線及び第２巻線を有するトランスと、入力電圧を前記第１巻線に断続的に印加するスイッチング回路と、前記第２巻線に生じる電圧を平滑化することにより出力電圧を生成する平滑回路と、前記平滑回路の出力に接続され、前記出力電圧が定格電圧より大きい第２電圧以上になると短絡する保護素子と、前記出力電圧が前記定格電圧より大きくかつ前記第２電圧より小さい第１電圧以上になったときに前記出力電圧を上昇させるための制御信号を前記スイッチング回路に供給するための保護回路と、を備え、前記スイッチング回路は、前記制御信号が供給されたときに前記出力電圧を前記第２電圧以上に上昇させる。
【００２４】
このような構成によれば、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記出力電圧を上昇させるための制御信号が前記スイッチング回路に供給される。ここで、前記第１電圧は、前記出力電圧の前記定格電圧より大きくかつ前記保護素子による過電圧保護が働く前記第２電圧より小さい。前記スイッチング回路は、前記制御信号が供給されたときに前記出力電圧を前記第２電圧以上に上昇させるので、前記保護素子は短絡する。これにより、前記出力電圧が前記第２電圧に達する前に、前記第１電圧に達した時点で、確実かつ速やかな過電圧保護を行うことができる。
【００２５】
例えば、前記フィードバック回路の半短絡といった、前記出力電圧を調整するための機能が不完全に働くような状況にあっても、前記出力電圧が前記第１電圧より大きくかつ前記第２電圧より小さい電圧に維持されてしまう不都合がなくなるので、外部回路に過熱や故障などのダメージを与える懸念がなくなる。
【００２６】
また、前記スイッチング電源装置は、さらに、前記出力電圧の大きさに対応するフィードバック信号を前記スイッチング回路に供給するフィードバック回路を備え、前記スイッチング回路は、前記フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を調整し、前記保護回路は、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記フィードバック回路を制御することにより、前記制御信号として、前記出力電圧の大きさよりも小さい電圧に対応するフィードバック信号を前記スイッチング回路に供給させてもよい。
【００２７】
このような構成によれば、前記出力電圧の大きさよりも小さい電圧に対応するフィードバック信号を、前記制御信号として用いて、前記出力電圧を上昇させることができる。
【００２８】
また、前記スイッチング回路は、前記入力電圧を前記第１巻線に断続的に印加するためのスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタをターンオフさせる制御トランジスタとを有し、前記保護回路は、前記出力電圧が前記第１電圧以上になったとき、前記制御信号として、前記制御トランジスタが前記スイッチングトランジスタをターンオフさせる動作を禁止する信号を前記スイッチング回路に供給してもよい。
【００２９】
このような構成によれば、前記制御トランジスタが前記スイッチングトランジスタをターンオフさせる動作を禁止する信号を、前記制御信号として用いて、前記出力電圧を上昇させることができる。
【００３０】
また、前記トランスは、さらに第３巻線を有し、前記スイッチング回路は、前記入力電圧を、前記第３巻線に生じる電圧変動に応じて断続的に、前記第１巻線に印加してもよい。
【００３１】
このような構成によれば、前記スイッチング電源装置を自励式のＲＣＣ（Ｒｉｎｇｉｎｇ  Ｃｈｏｋｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）として構成することができるので、複雑な制御回路を設けることなく、過電圧保護と短絡保護とを実現することができる。
【００３２】
以下、いくつかの実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３４】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るスイッチング電源装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図２は、実施の形態１に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【００３６】
図２に示されるように、スイッチング電源装置１は、トランス１０、スイッチング回路２０、平滑回路３０、フィードバック回路４０、保護素子５０、及び保護回路５１を備えている。スイッチング電源装置１は、比較例のスイッチング電源装置９に、保護回路５１を追加して構成される。以下では、スイッチング電源装置９と共通する構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３７】
保護回路５１について詳細に説明する前に、フィードバック回路４０及びスイッチング回路２０について説明する。
【００３８】
フィードバック回路４０は、シャントレギュレータＳ１、フォトカプラＰ１を有している。シャントレギュレータＳ１は、出力電圧ｖｏｕｔを分圧して得られる電圧を制御端子に供給され、出力電圧ｖｏｕｔに応じた電圧をカソードに生成する。フォトカプラＰ１は、シャントレギュレータＳ１が引き込む電流によって駆動され、出力電圧ｖｏｕｔに対応する大きさのフィードバック信号ｆｂをスイッチング回路２０に供給する。
【００３９】
スイッチング回路２０は、トランジスタＭ１、Ｑ１を有している。トランジスタＭ１は第１巻線Ｗ１と直列に接続されている。トランジスタＱ１のコレクタはトランジスタＭ１のゲートに接続されている。ここで、トランジスタＭ１は、入力電圧ｖｉｎを第１巻線Ｗ１に断続的に印加するためのスイッチングトランジスタの一例であり、トランジスタＱ１は、トランジスタＭ１をターンオフさせる制御トランジスタの一例である。
【００４０】
スイッチング回路２０は、フィードバック信号ｆｂに基づいて入力電圧ｖｉｎを第１巻線Ｗ１に印加するタイミング、特にはトランジスタＭ１をターンオフさせるタイミングを変更する調整動作を行うことにより、出力電圧ｖｏｕｔをほぼ定格電圧Ｖ０に調整する。
【００４１】
保護回路５１は、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧Ｖ０より大きくかつ第２電圧Ｖ２より小さい第１電圧Ｖ１以上になったときに出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔをスイッチング回路２０に供給するための回路の一例である。保護回路５１は、ツェナーダイオードＺ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及びトランジスタＱ２、Ｑ３を有している。
【００４２】
ツェナーダイオードＺ２、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２はこの順に直列に接続されて分圧回路を構成し、当該分圧回路の両端に出力電圧ｖｏｕｔが印加される。抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点は、トランジスタＱ２、Ｑ３のベースに接続される。ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上のとき抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電圧がトランジスタＱ２、Ｑ３のしきい値電圧以上になるように、選択される。
【００４３】
トランジスタＱ２のコレクタはフォトカプラＰ１のアノードに接続され、エミッタは接地される。トランジスタＱ３のコレクタはシャントレギュレータＳ１の制御端子に接続され、エミッタは接地される。
【００４４】
なお、図２では、一例として、トランジスタＭ１をＮＭＯＳ（Ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）電界効果トランジスタで示し、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３をＮＰＮバイポーラトランジスタで示しているが、トランジスタＭ１、Ｑ１の極性や種類は、この例には限定されない。
【００４５】
次に、上述のように構成された保護回路５１を備えるスイッチング電源装置１の動作について説明する。
【００４６】
図３は、スイッチング電源装置１の動作の一例を示す波形図である。図３には、出力電圧ｖｏｕｔ、フォトカプラＰ１のアノード電圧ｖｐ、トランジスタＭ１のドレイン電圧ｖｄ及びドレイン電流ｉｄの時間波形が示されている。
【００４７】
期間Ｔ１において、スイッチング回路２０はフィードバック信号ｆｂに基づいて出力電圧ｖｏｕｔを調整することにより、出力電圧ｖｏｕｔはほぼ定格電圧Ｖ０に維持される。このときのトランジスタＭ１のドレイン電圧ｖｄ及びドレイン電流ｉｄの拡大波形を下段に示す。
【００４８】
期間Ｔ２において、例えばフィードバック回路４０の半短絡などにより、出力電圧ｖｏｕｔを調整するための機能が不完全に働き、出力電圧ｖｏｕｔが上昇する。
【００４９】
期間Ｔ３において、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１に達することにより、トランジスタＱ２、Ｑ３がターンオンする。フォトカプラＰ１のアノードがトランジスタＱ２を介して接地され、シャントレギュレータＳ１の制御端子がトランジスタＱ３を介して接地される。これにより、フィードバック回路４０は、実際の出力電圧ｖｏｕｔより低い接地電圧に対応するフィードバック信号ｆｂを、出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔとして、スイッチング回路２０に供給する。
【００５０】
スイッチング回路２０は、制御信号ｃｏｎｔに応じて、実際の出力電圧ｖｏｕｔとは無関係に出力電圧ｖｏｕｔを上昇させる。出力電圧ｖｏｕｔは直ちに第２電圧Ｖ２以上に跳ね上がり、保護素子５０は速やかに短絡する。
【００５１】
その結果、期間Ｔ４において、保護素子５０の短絡による過電圧保護が働く。
【００５２】
上述の動作の特徴は、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上になったとき、出力電圧ｖｏｕｔをさらに上昇させるための制御信号ｃｏｎｔがスイッチング回路２０に供給されることにある。ここで、第１電圧Ｖ１は、出力電圧ｖｏｕｔの定格電圧Ｖ０より大きくかつ保護素子５０による過電圧保護が働く第２電圧Ｖ２より小さい。
【００５３】
これにより、出力電圧ｖｏｕｔは第１電圧Ｖ１以上になると直ちに第２電圧Ｖ２以上に跳ね上がり、保護素子５０は速やかに短絡して過電圧保護が働く。例えば、フィードバック回路４０の半短絡といった、出力電圧ｖｏｕｔを調整するための機能が不完全に働くような状況にあっても、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１より大きくかつ第２電圧Ｖ２より小さい電圧に維持されることはなくなり、外部回路に過熱や故障などのダメージを与える懸念がなくなる。
【００５４】
スイッチング電源装置１によれば、比較例としてのスイッチング電源装置９に含まれる既設の回路を何ら変更することなく、簡素な保護回路５１を追加するだけで、確実かつ速やかな過電圧保護が実現される。
【００５５】
なお、スイッチング電源装置１では、フォトカプラＰ１のアノードを接地するか、又はシャントレギュレータＳ１の制御端子を接地するだけで、実際の出力電圧ｖｏｕｔより低い接地電圧に対応するフィードバック信号ｆｂをスイッチング回路２０に供給することができる。つまり、確実かつ速やかな過電圧保護を実現する上で、トランジスタＱ２、Ｑ３のうち何れか一方のみが必須であり他方は省略できる。したがって、スイッチング電源装置１からトランジスタＱ２、Ｑ３の何れか一方を省略した構成も、本発明に含まれる。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るスイッチング電源装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００５７】
図４は、実施の形態２に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【００５８】
図４に示されるように、スイッチング電源装置２は、スイッチング電源装置１の保護回路５１を保護回路５２で置き換えて構成される。
【００５９】
保護回路５２は、保護回路５１と同様、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧Ｖ０より大きくかつ第２電圧Ｖ２より小さい第１電圧Ｖ１以上になったとき、出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔをスイッチング回路２０に供給するための回路の一例である。保護回路５２は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、及びシャントレギュレータＳ２、Ｓ３を有している。
【００６０】
抵抗Ｒ３、Ｒ４は直列に接続されて分圧回路を構成し、当該分圧回路の両端に出力電圧ｖｏｕｔが印加される。抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点は、シャントレギュレータＳ２、Ｓ３の制御端子に接続される。抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上のとき抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電圧がシャントレギュレータＳ２、Ｓ３の内部基準電圧以上になるように、選択される。
【００６１】
シャントレギュレータＳ２のカソードはフォトカプラＰ１のアノードに接続され、シャントレギュレータＳ２のアノードは接地される。シャントレギュレータＳ３のカソードはシャントレギュレータＳ１の制御端子に接続され、シャントレギュレータＳ３のアノードは接地される。
【００６２】
このように構成された保護回路５２によれば、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上になると、シャントレギュレータＳ２、Ｓ３は、カソードから電流を引き込む。フォトカプラＰ１のアノードがシャントレギュレータＳ２を介して接地され、シャントレギュレータＳ１の制御端子がシャントレギュレータＳ３を介して接地される。これにより、フィードバック回路４０は、実際の出力電圧ｖｏｕｔより低い接地電圧に対応するフィードバック信号ｆｂを、出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔとして、スイッチング回路２０に供給する。
【００６３】
スイッチング回路２０は、制御信号ｃｏｎｔに応じて、実際の出力電圧ｖｏｕｔとは無関係に出力電圧ｖｏｕｔを上昇させる。出力電圧ｖｏｕｔは直ちに第２電圧Ｖ２以上に跳ね上がり、保護素子５０は速やかに短絡して、過電圧保護が働く。
【００６４】
スイッチング電源装置２によれば、比較例としてのスイッチング電源装置９に含まれる既設の回路を何ら変更することなく、簡素な保護回路５２を追加するだけで、確実かつ速やかな過電圧保護が実現される。
【００６５】
また、スイッチング電源装置２では、フォトカプラＰ１のアノードを接地するか、又はシャントレギュレータＳ１の制御端子を接地するだけで、実際の出力電圧ｖｏｕｔより低い接地電圧に対応するフィードバック信号ｆｂをスイッチング回路２０に供給することができる。つまり、確実かつ速やかな過電圧保護を実現する上で、シャントレギュレータＳ２、Ｓ３のうち何れか一方のみが必須であり他方は省略できる。したがって、スイッチング電源装置２からシャントレギュレータＳ２、Ｓ３の何れか一方を省略した構成も、本発明に含まれる。
【００６６】
（実施の形態３）
実施の形態３に係るスイッチング電源装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００６７】
図５は、実施の形態３に係るスイッチング電源装置の構成の一例を示す回路図である。
【００６８】
図５に示されるように、スイッチング電源装置３は、スイッチング電源装置１の保護回路５１を保護回路５３で置き換えて構成される。
【００６９】
保護回路５３は、保護回路５１と同様、出力電圧ｖｏｕｔが定格電圧Ｖ０より大きくかつ第２電圧Ｖ２より小さい第１電圧Ｖ１以上になったとき、出力電圧ｖｏｕｔを上昇させるための制御信号ｃｏｎｔをスイッチング回路２０に供給するための回路の一例である。保護回路５３は、ツェナーダイオードＺ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、トランジスタＱ２、及びフォトカプラＰ２を有している。
【００７０】
ツェナーダイオードＺ２、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２はこの順に直列に接続されて分圧回路を構成し、当該分圧回路の両端に出力電圧ｖｏｕｔが印加される。抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点は、トランジスタＱ２のベースに接続される。ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上のとき抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電圧がトランジスタＱ２のしきい値電圧以上になるように、選択される。
【００７１】
トランジスタＱ２のコレクタはフォトカプラＰ２のカソードに接続され、エミッタは接地される。フォトカプラＰ２のアノードは抵抗Ｒ５を介して出力電圧ｖｏｕｔに接続される。フォトカプラＰ２のコレクタはスイッチング回路２０のトランジスタＱ１のベースに接続される。
【００７２】
このように構成された保護回路５３によれば、出力電圧ｖｏｕｔが第１電圧Ｖ１以上になると、トランジスタＱ２がターンオンする。フォトカプラＰ２のカソードがトランジスタＱ２を介して接地され、フォトカプラＰ２のコレクタ・エミッタ間が導通する。これにより、トランジスタＱ１のベースに接地電圧が、制御信号ｃｏｎｔとして印加される。
【００７３】
トランジスタＱ１のベースに印加される制御信号ｃｏｎｔは、トランジスタＱ１がターンオンすること、つまり、トランジスタＱ１がトランジスタＭ１をターンオフさせる動作を禁止する。これにより、スイッチング回路２０は、フィードバック信号ｆｂに基づいて出力電圧ｖｏｕｔを抑制する機能を失うので、出力電圧ｖｏｕｔは直ちに第２電圧Ｖ２以上に跳ね上がり、保護素子５０は速やかに短絡して、過電圧保護が働く。
【００７４】
スイッチング電源装置３によれば、比較例としてのスイッチング電源装置９に含まれる既設の回路を何ら変更することなく、簡素な保護回路５３をスイッチング電源装置９に追加するだけで、確実かつ速やかな過電圧保護が実現される。
【００７５】
以上、本発明の１つまたは複数の態様に係るスイッチング電源装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態が、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００７６】
実施の形態は、簡明のため自励式のＲＣＣの例で説明されているが、本発明は、過電圧により短絡する保護素子を出力に接続して過電圧保護を図る、あらゆるスイッチング電源装置に適用できる。
【００７７】
本発明は、例えば、より複雑な制御回路を用いてスイッチング回路２０を制御する他励式のスイッチング電源装置に適用してもよい。また、巻き数が異なる複数の巻線を２次側に有するトランスを用いて複数の出力電圧を得るスイッチング電源装置に適用してもよい。また、トランスが第３巻線Ｗ３を有さず、出力電圧の変動を２次側の回路から直接検出するスイッチング電源装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、例えばテレビジョン放送受信装置、録画再生装置、情報機器など、広く家電機器の電源装置として利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１、２、３、９  スイッチング電源装置
１０  トランス
２０  スイッチング回路
３０  平滑回路
４０  フィードバック回路
５０    保護素子
５１、５２、５３  保護回路
Ｍ１、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３  トランジスタ
Ｐ１、Ｐ２  フォトカプラＰ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５  抵抗
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  シャントレギュレータ
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  巻線
Ｚ１、Ｚ２  ツェナーダイオード
【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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