(57)【要約】【課題】出力電圧の異常上昇時に動作を停止させることができ、安全性を高めたスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】１次巻線と、２次巻線と、１次側に配される補助巻線とを有したトランスと、前記１次巻線への入力電圧の印加をオンオフするスイッチング素子と、前記補助巻線に生じる電圧に基づいて、前記トランスの２次側の出力電圧の状態を検出する出力電圧検出部と、前記出力電圧検出部が前記出力電圧の異常上昇を検出すると、前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる停止制御部と、を備えるスイッチング電源装置としている。【選択図】図１
2015226398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線と、２次巻線と、１次側に配される補助巻線とを有したトランスと、
前記１次巻線への入力電圧の印加をオンオフするスイッチング素子と、
前記補助巻線に生じる電圧に基づいて、前記トランスの２次側の出力電圧の状態を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部が前記出力電圧の異常上昇を検出すると、前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる停止制御部と、
を備えるスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記出力電圧検出部は、前記補助巻線に生じる電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路による分圧後の電圧を整流平滑する整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力電圧が印加されるリファレンス端子を有したシャントレギュレータと、を備え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。
【請求項３】
前記トランスは、前記スイッチング素子のスイッチングに応じて前記補助巻線に生じる電圧と逆極性の電圧が生じる前記補助巻線とは別の補助巻線を更に有し、
前記出力電圧検出部は、前記別の補助巻線に生じる電圧を分圧する前記分圧回路とは別の分圧回路と、前記別の分圧回路による分圧後の電圧を整流平滑する前記整流平滑回路とは別の整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力と前記別の整流平滑回路の出力との間に接続されるダイオードと、を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子がオンのときにオンとなることで前記スイッチング素子をオフに切替えるスイッチ素子を備える自励方式のスイッチング電源装置であって、
前記停止制御部は、前記シャントレギュレータのカソード端子に接続される制御端子を有した前記スイッチ素子であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御回路を備える他励方式のスイッチング電源装置であって、
前記停止制御部は、前記シャントレギュレータのカソード端子が接続される所定の端子を有した前記制御回路であり、
前記制御回路は、前記所定の端子に印加される信号レベルに応じて前記スイッチング素子をオフに維持させることを特徴とする請求項２又は請求項３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】
従来、トランスの２次側の出力電圧を所定電圧に保つために、出力電圧を１次側へフィードバックする機能を有したスイッチング電源装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、出力電圧を出力電圧検出回路によって検出し、出力電圧検出回路の出力するフィードバック信号を制御回路のフィードバック端子に入力させることで、スイッチング素子のオンオフ動作（スイッチング動作）を制御し、出力電圧を所定電圧に安定化させるスイッチング電源装置が開示されている。
【０００４】
上記スイッチング電源装置では、トランスの補助巻線に誘起された交流電圧を整流平滑回路によって整流平滑し、制御回路のＶＣＣ端子に印加し、制御回路の電源電圧としている。ここで、出力電圧検出回路の異常等により出力電圧が所定電圧より高くなると、補助巻線の電圧が上昇し、ＶＣＣ端子の電圧も上昇する。そのため、ＶＣＣ端子の電圧が所定値より高くなったことを出力電圧の過電圧状態として検出し、出力電圧が低下するようにスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、過電圧保護を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６５３１６号公報（第１２図）
【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、上記特許文献１では、出力電圧の過電圧状態時にスイッチング動作が継続し、スイッチング電源装置が動作し続けるので、安全性の面で問題がある。
【０００７】
上記問題点に鑑み、本発明は、出力電圧の異常上昇時に動作を停止させることができ、安全性を高めた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本発明のスイッチング電源装置は、
１次巻線と、２次巻線と、１次側に配される補助巻線とを有したトランスと、
前記１次巻線への入力電圧の印加をオンオフするスイッチング素子と、
前記補助巻線に生じる電圧に基づいて、前記トランスの２次側の出力電圧の状態を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部が前記出力電圧の異常上昇を検出すると、前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる停止制御部と、を備える構成としている。
【０００９】
このような構成によれば、出力電圧が異常に上昇したとき、スイッチング素子のスイッチングを停止させる、即ち、オフ又はオンを維持させる。これにより、スイッチング電源装置の動作を停止させることができ、安全性の高いものとなる。なお、スイッチング素子をオンに維持する場合は、過電流の発生によりヒューズを切断することでスイッチング電源装置を停止させることができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記出力電圧検出部は、前記補助巻線に生じる電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路による分圧後の電圧を整流平滑する整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力電圧が印加されるリファレンス端子を有したシャントレギュレータと、を備えることとしてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、シャントレギュレータに流れる電流の変化によって出力電圧が異常に上昇したことを検出できる。また、出力電圧検出部を安価に構成することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成において、前記トランスは、前記スイッチング素子のスイッチングに応じて前記補助巻線に生じる電圧と逆極性の電圧が生じる前記補助巻線とは別の補助巻線を更に有し、
前記出力電圧検出部は、前記別の補助巻線に生じる電圧を分圧する前記分圧回路とは別の分圧回路と、前記別の分圧回路による分圧後の電圧を整流平滑する前記整流平滑回路とは別の整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力と前記別の整流平滑回路の出力との間に接続されるダイオードと、を更に備えることとしてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、一つの検出回路によって、出力電圧の異常と入力電圧の異常の両方を検出できるので、部品点数を削減し、コストを抑制することができる。
【００１４】
また、上記いずれかの構成のスイッチング電源装置は、前記スイッチング素子がオンのときにオンとなることで前記スイッチング素子をオフに切替えるスイッチ素子を備える自励方式のスイッチング電源装置であって、
前記停止制御部は、前記シャントレギュレータのカソード端子に接続される制御端子を有した前記スイッチ素子であることとしてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、出力電圧が異常に上昇した場合、シャントレギュレータに流れる電流の変化によってスイッチ素子はオフを維持するので、スイッチング素子はオンを維持される。これにより、過電流が発生してヒューズが切断し、自励方式のスイッチング電源装置を停止させることができる。
【００１６】
また、上記いずれかの構成のスイッチング電源装置は、前記スイッチング素子をスイッチングさせる制御回路を備える他励方式のスイッチング電源装置であって、
前記停止制御部は、前記シャントレギュレータのカソード端子が接続される所定の端子を有した前記制御回路であり、
前記制御回路は、前記所定の端子に印加される信号レベルに応じて前記スイッチング素子をオフに維持させることとしてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、出力電圧が異常に上昇した場合、シャントレギュレータに流れる電流の変化によって、制御回路の所定の端子に印加される信号レベルに基づき、制御回路がスイッチング素子をオフに維持させる。これにより、他励方式のスイッチング電源装置を停止させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のスイッチング電源装置によると、出力電圧の異常上昇時に動作を停止させることができ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を図１に示す。図１に示すスイッチング電源装置１は、ＲＣＣ（Ringing Choke Converter）方式（自励方式）のものである。
【００２１】
図１に示すスイッチング電源回路１は、入力端子Ｔ１、Ｔ２、出力端子Ｔ３、ダイオードブリッジＤＢ、トランスＴｒ、電界効果トランジスタＱ１（以下、トランジスタＱ１）、バイポーラトランジスタＱ２（以下、トランジスタＱ２）、フォトカプラＰ１、シャントレギュレータＳ１、コンデンサＣ１〜Ｃ５、抵抗Ｒ１〜Ｒ８、ダイオードＤ１、Ｄ２、ツェナーダイオードＺ１、及び電圧検出回路１１を備えている。
【００２２】
入力端子Ｔ１、Ｔ２間に印加される交流電圧Ｖａｃは、ダイオードブリッジＤＢにより全波整流され、コンデンサＣ１により平滑され、直流電圧Ｖｉｎに変換される。なお、入力端子Ｔ２とダイオードブリッジＤＢの間にはヒューズＦが挿入される。
【００２３】
トランスＴｒは、１次側に１次巻線Ｎ１、第１補助巻線Ｎ３、及び第２補助巻線Ｎ４を、２次側に２次巻線Ｎ２を有している。直流電圧Ｖｉｎが入力される電源入力ラインが１次巻線Ｎ１の一端に接続される。１次巻線Ｎ１の他端には、トランジスタＱ１のドレインが接続される。トランジスタＱ１のソースは接地される。トランジスタＱ１のゲートは、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２を介して第１補助巻線Ｎ３の一端に接続される。第１補助巻線Ｎ３の他端は接地される。トランジスタＱ１とコンデンサＣ２の接続点と、上記電源入力ラインの間には起動用の抵抗Ｒ１が接続される。
【００２４】
抵抗Ｒ２と第１補助巻線Ｎ３の接続点には、ダイオードＤ１のアノードが接続される。ダイオードＤ１のカソードとグランド電位の間には、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ４が直列接続される。
【００２５】
抵抗Ｒ２とダイオードＤ１の接続点には、ツェナーダイオードＺ１のカソードが接続される。ツェナーダイオードＺ１のアノードには、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ２のベースが接続される。トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ１とコンデンサＣ２の接続点に接続される。トランジスタＱ２のエミッタは接地される。
【００２６】
２次巻線Ｎ２の一端は接地され、他端はダイオードＤ２のアノードに接続される。ダイオードＤ２のカソードには、出力電圧Ｖｏｕｔを出力する出力端子Ｔ３が接続される。平滑用のコンデンサＣ５は、ダイオードＤ２のカソードとグランド電位の間に接続される。
【００２７】
出力電圧Ｖｏｕｔの出力ラインとグランド電位の間には、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８が直列接続される。抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続点には、シャントレギュレータＳ１のリファレンス端子が接続される。シャントレギュレータＳ１のアノード端子は接地される。シャントレギュレータＳ１のカソード端子は、フォトカプラＰ１の発光ダイオードの一端に接続される。当該発光ダイオードの他端は、抵抗Ｒ６を介して出力電圧Ｖｏｕｔの出力ラインに接続される。
【００２８】
フォトカプラＰ１のフォトトランジスタのコレクタには、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ４の接続点が接続される。当該フォトトランジスタのエミッタには、トランジスタＱ２のベースと抵抗Ｒ３の接続点が接続される。当該接続点にはコンデンサＣ３の一端が接続され、コンデンサＣ３の他端は接地される。抵抗Ｒ３は、コンデンサＣ３と並列に接続される。
【００２９】
なお、過電圧保護のために設けている電圧検出回路１１の詳細については後述する。
【００３０】
次に、以上のような構成であるスイッチング電源装置１の基本的な動作について説明する。
【００３１】
まず、交流電圧Ｖａｃを入力させて直流電圧Ｖｉｎを入力させた起動時には、トランジスタＱ１はオフであるため１次巻線Ｎ１には電流は流れないが、起動抵抗Ｒ１を通してトランジスタＱ１のゲート−ソース間に形成される内部容量に電流が流れ込む。これによってトランジスタＱ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが上昇し、トランジスタＱ１の閾値を超えた時点でトランジスタＱ１がターンオンし始める。トランジスタＱ１がターンオンし始めると、トランスＴの１次巻線Ｎ１に直流電圧Ｖｉｎが印加されて電流が流れ始め、これによって第１補助巻線Ｎ３と２次巻線Ｎ２それぞれに誘導電圧が生じる。
【００３２】
第１補助巻線Ｎ３に生じた電圧によって、第１補助巻線Ｎ３から抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２を介してトランジスタＱ１のゲートに電流が流れ込み、トランジスタＱ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの上昇を加速し、トランジスタＱ１が完全にターンオンする。一方、２次巻線Ｎ２に発生した電圧は整流用のダイオードＤ２に対して逆方向の電圧（負極性の電圧）になるため、２次巻線Ｎ２には電流は流れない。
【００３３】
トランジスタＱ１がターンオンして第１補助巻線Ｎ３に正極性の電圧が生じると、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ５、及びフォトカプラＰ１を介して電流が流れてコンデンサＣ３が充電される。これにより、コンデンサＣ３の両端の電圧、即ち、トランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧が上昇する。トランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧が上昇してトランジスタＱ２の閾値を超えるとトランジスタＱ２がオンする。トランジスタＱ２がオンすると、トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間電圧、即ち、トランジスタＱ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓがほぼ０Ｖとなって、トランジスタＱ１をターンオフさせるように働く。
【００３４】
トランジスタＱ１がターンオフし始めると１次巻線Ｎ１に印加される電圧が０Ｖになり、１次巻線Ｎ１に流れていた電流もゼロになる。しかしながら、トランジスタＱ１がオンのときに１次巻線Ｎ１に流れた電流によってトランスＴｒに蓄積されていた励磁エネルギーによって、２次巻線Ｎ２及び第１補助巻線Ｎ３にはそれまでと逆極性の誘導電圧が生じる。
【００３５】
２次巻線Ｎ２に生じた逆極性の電圧によって発生した電流はダイオードＤ２を通ってコンデンサＣ５で平滑化されて出力される。また、第１補助巻線Ｎ３に生じた逆極性の電圧は、トランジスタＱ１のゲート−ソース間に形成された内部容量から、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２を介して急速に電荷を吸収し、トランジスタＱ１を完全にターンオフさせる。そして同時に、コンデンサＣ３の電荷は抵抗Ｒ３によって放電され、トランジスタＱ２はオフとなる。つまり、トランジスタＱ２はトランジスタＱ１をターンオフするきっかけを与えるときにのみ一瞬だけオンになる。
【００３６】
トランジスタＱ１がオフのときに２次巻線Ｎ２に流れる電流は、トランスＴｒからの励磁エネルギーの放出とともに徐々に減少して最後にはゼロとなる。２次巻線Ｎ２に流れる電流がゼロになると、２次巻線Ｎ２及び第１補助巻線Ｎ３それぞれに生じる電圧はそのまま放置すれば０Ｖを境にして振動しながら減衰する傾向を示す。このとき第１補助巻線Ｎ３において逆極性から一時的に正極性になる電圧のことをキック電圧という。
【００３７】
第１補助巻線Ｎ３にキック電圧が生じると、ドライブ巻線Ｎ３から抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２を介して、トランジスタＱ１のゲートとソースの間に形成される内部容量に電流が流れ込んでトランジスタＱ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを上昇させる。そして、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが閾値を超えてトランジスタＱ１がターンオンする。そして、トランジスタＱ１のターンオンとともに、２次巻線Ｎ２及び第１補助巻線Ｎ３それぞれに生じる電圧は強制的に一方の極性に引き上げられて、電圧の振動は強制終了させられる。
【００３８】
これ以降は起動時と同様の動作を繰り返すことになり、トランジスタＱ１のターンオンとターンオフが繰り返され、スイッチング電源回路として動作する。
【００３９】
また、スイッチング電源装置１は、電圧安定化機能（フィードバック機能）も有しており、シャントレギュレータＳ１のリファレンス端子には、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた抵抗Ｒ７とＲ８による分圧電圧が印加され、当該電圧に応じた電流がシャントレギュレータＳ１に流れる。そして、この電流に応じた発光量でフォトカプラＰ１の発光ダイオードが発光し、受光量に応じた電流がフォトダイオードに流れる。これにより、トランジスタＱ１がオンのときにコンデンサＣ３に充電される時間が制御され、トランジスタＱ２がオンとなるタイミング、即ちトランジスタＱ１がオフとなるタイミングが制御される。このようにして、出力電圧Ｖｏｕｔは所定電圧で一定となるように制御される。
【００４０】
ここで、例えばフォトカプラＰ１の異常によってフィードバック機能が有効に働かず、出力電圧Ｖｏｕｔが異常上昇して所定電圧より高くなってしまう場合がある。このような過電圧に対する対策として、電圧検出回路１１が設けられる。
【００４１】
電圧検出回路１１は、抵抗１１１、抵抗１１２、ダイオード１１３、抵抗１１４、コンデンサ１１５、及びシャントレギュレータ１１６を備えている。抵抗１１１及び１１２は、第２補助巻線Ｎ４の接地端とは別の端部と、グランド電位の間に直列接続され、分圧回路を構成する。
【００４２】
抵抗１１１と１１２の接続点は、ダイオード１１３のアノードが接続される。ダイオード１１３のカソードは、抵抗１１４の一端とコンデンサ１１５の一端に共通接続される。抵抗１１４とコンデンサ１１５の各他端は接地される。ダイオード１１３、抵抗１１４、及びコンデンサ１１５から整流平滑回路が構成される。
【００４３】
ダイオード１１３のカソードとコンデンサ１１５の接続点（整流平滑回路の出力側）には、シャントレギュレータ１１６のリファレンス端子が接続される。シャントレギュレータ１１６のアノード端子は接地され、カソード端子は抵抗Ｒ４とトランジスタＱ２のベースとの接続点に接続される。
【００４４】
第２補助巻線Ｎ４（第２補助巻線Ｎ４の接地端とは別の端部）には、トランジスタＱ１がオンのとき負極性の電圧が、Ｑ１がオフのときは正極性の電圧が発生する。即ち、トランジスタＱ１のスイッチングに応じて正負の電圧が交互に生じる。そして、このような第２補助巻線Ｎ４に生じた電圧は、抵抗１１１と１１２による分圧回路によって分圧され、ダイオード１１３、抵抗１１４、及びコンデンサ１１５から成る整流平滑回路によってプラス側に整流平滑され、シャントレギュレータ１１６のリファレンス端子に印加される。リファレンス端子に印加される電圧に応じてシャントレギュレータ１１６に流れる電流が変化する。
【００４５】
出力電圧Ｖｏｕｔが異常に上昇すると、トランジスタＱ１がオフのときに第２補助巻線Ｎ４に発生する電圧は、２次巻線Ｎ２と第２補助巻線Ｎ４の巻き数比に応じて正極性の高い電圧となる。従って、第２補助巻線Ｎ４の電圧を分圧、整流平滑したシャントレギュレータ１１６に印加される電圧も正極性の高い電圧となる。このとき、シャントレギュレータ１１６に流れる電流は大きくなる。
【００４６】
これにより、トランジスタＱ１がオンのときに、コンデンサＣ３への充電がシャントレギュレータ１１６に流れる電流によって妨げられ、トランジスタＱ２のベース電圧は閾値を超えることが無く、トランジスタＱ２はオフを維持される。従って、トランジスタＱ１のオンが維持され、１次巻線Ｎ１に直流電圧Ｖｉｎが印加され続けることにより電流が増大し、過電流によってヒューズＦが切断される。これにより、交流電圧Ｖａｃの入力が停止され、スイッチング電源装置１は動作を停止する。
【００４７】
このように本実施形態によれば、電圧検出回路１１によって出力電圧Ｖｏｕｔの異常な上昇が検出されると、トランジスタＱ２がオフを維持することにより、トランジスタＱ１がオンを維持され、ヒューズＦが切断し、スイッチング電源装置１の動作を停止させることができる。ヒューズＦが一旦切断すると、以降、交流電圧Ｖａｃの入力は不可能となるので、ユーザはスイッチング電源装置１を使用できなくなる。従って、安全性の高いものとなる。
【００４８】
なお、従来、過電圧保護対策として、２次側の出力電圧ラインとグランド電位の間にツェナーダイオードを設けて、出力電圧の異常上昇時にショート破壊させるものがある。しかしながら、ツェナーダイオードはチップへの置き換えが要望されており、その場合、ショート破壊せずに破裂（オープン破壊）してしまう場合がある。これを抑制するため、チップを大容量のものとすることが必要となるが、コストの上昇となってしまう。これに対し、本実施形態では、電圧検出回路１１のような安価な構成によって動作の安定した保護回路を実現できる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチング電源装置２の回路構成を図２に示す。図２に示すスイッチング電源装置２は、基本的には第１実施形態と同様のＲＣＣ方式（自励式）のものであり、ここでは第１実施形態との相違点である電圧検出回路２１について詳述する。
【００５０】
電圧検出回路２１は、抵抗２１１、抵抗２１２、ダイオード２１３、抵抗２１４、コンデンサ２１５、シャントレギュレータ２１６、抵抗２１７、抵抗２１８、ダイオード２１９、コンデンサ２２０、及びダイオード２２１を備えている。
【００５１】
抵抗２１１、２１２から成る第１分割回路、ダイオード２１３、抵抗２１４、及びコンデンサ２１５から成る第１整流平滑回路、並びに、シャントレギュレータ２１６については、第１実施形態で述べた電圧検出回路１１（図１）の構成と同様であり、出力電圧Ｖｏｕｔの異常な上昇を検出するための構成である。
【００５２】
また、第１補助巻線Ｎ３の接地端とは別の端部と、グランド電位の間には抵抗２１７、２１８が直列接続される。抵抗２１７、２１８から第２分圧回路が構成される。抵抗２１７、２１８の接続点にはダイオード２１９のアノードが接続される。ダイオード２１９のカソードにはコンデンサ２２０の一端が接続され、コンデンサ２２０の他端は接地される。ダイオード２１９とコンデンサ２２０とから第２整流平滑回路が構成される。ダイオード２１９とコンデンサ２２０の接続点には、ダイオード２２１のアノードが接続される。ダイオード２２１のカソードには、ダイオード２１３のカソードと抵抗２１４の接続点が接続される。
【００５３】
第１補助巻線Ｎ３（第１補助巻線Ｎ３の接地端とは別の端部）には、トランジスタＱ１がオンのとき正極性の電圧が、Ｑ１がオフのときは負極性の電圧が発生する。即ち、トランジスタＱ１のスイッチングに応じて正負の電圧が交互に生じる。そして、このような第１補助巻線Ｎ３に生じた電圧は、抵抗２１７と２１８による第２分圧回路によって分圧され、ダイオード２１９、及びコンデンサ２２０から成る第２整流平滑回路によってプラス側に整流平滑され、ダイオード２２１のアノードに印加される。
【００５４】
出力電圧Ｖｏｕｔが異常に上昇すると、トランジスタＱ１がオフのときに第２補助巻線Ｎ４に発生する電圧は、２次巻線Ｎ２と第２補助巻線Ｎ４の巻き数比に応じて正極性の高い電圧となる。従って、第２補助巻線Ｎ４の電圧を第１分割回路によって分圧、及び第１整流平滑回路によって整流平滑した電圧も正極性の高い電圧となる。このとき、ダイオード２２１はオフであり、シャントレギュレータ２１６のリファレンス端子に印加される電圧は正極性の高い電圧となるので、シャントレギュレータ２１６に流れる電流は大きくなる。従って、第１実施形態で述べたように、トランジスタＱ１がオンに維持され、過電流によってヒューズＦが切断され、スイッチング電源装置２は動作を停止される。
【００５５】
一方、交流電圧Ｖａｃが異常に上昇すると（交流電圧Ｖａｃの振幅が増大）、直流電圧Ｖｉｎが上昇し、トランジスタＱ１がオンのときに第１補助巻線Ｎ３に生じる正極性の電圧が高くなる。すると、第１補助巻線Ｎ３の電圧を第２分割回路によって分圧、及び第２整流平滑回路によって整流平滑した電圧も正極性の高い電圧となる。このとき、ダイオード２２１がオンとなるので、シャントレギュレータ２１６のリファレンス端子に印加される電圧は正極性の高い電圧となり、シャントレギュレータ２１６に流れる電流は大きくなる。従って、トランジスタＱ１がオンに維持され、過電流によってヒューズＦが切断され、スイッチング電源装置２は動作を停止される。
【００５６】
このように本実施形態によれば、出力電圧Ｖｏｕｔのみならず交流電圧Ｖａｃの異常な上昇に対してもスイッチング電源装置２の動作を停止させることが可能となり、安全性の高いものとなる。また、電圧検出回路２１といった一つの保護回路によって、出力電圧Ｖｏｕｔと交流電圧Ｖａｃの両方の異常を検出することができるので、部品点数を削減し、コストを抑制することができる。
【００５７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を図３に示す。図３に示すスイッチング電源装置３は、いわゆる他励方式のものである。
【００５８】
図３に示すスイッチング電源装置３は、第１実施形態と異なる特徴的な構成として、トランジスタＱ３をスイッチング制御するＩＣである制御回路３１、ダイオードＤ３１、コンデンサＣ３１、及び電圧検出回路３２を備えている。
【００５９】
第１補助巻線Ｎ３の接地端とは別の端部にはダイオードＤ３１のアノードが接続される。ダイオードＤ３１のカソードにはコンデンサＣ３１の一端が接続され、コンデンサＣ３１の他端は接地される。トランジスタＱ３のスイッチングによって第１補助巻線Ｎ３に生じる正負の電圧は、ダイオードＤ３１及びコンデンサＣ３１から成る整流平滑回路によってプラス側に整流平滑され、電源電圧として制御回路３１の電源端子Ｖｃｃに入力される。
【００６０】
フォトカプラＰ１のフォトトランジスタのエミッタは接地され、コレクタは制御回路３１のフィードバック端子ＦＢに接続される。出力電圧Ｖｏｕｔに応じてフォトカプラＰ１のフォトトランジスタに流れる電流が変化し、制御回路３１はその電流値に応じて出力端子ＯＵＴから出力するＰＷＭ（pulse width modulation）信号のオンデューティを変化させて、トランジスタＱ３をスイッチングする。このようなフォードバック機能により、出力電圧Ｖｏｕｔを所定電圧となるよう一定に制御する。
【００６１】
また、電圧検出回路３２は、第１実施形態の電圧検出回路１１（図１）と同様の構成としており、第２補助巻線Ｎ４の接地端とは別の端部に接続された抵抗３２１、３２２から成る分圧回路、ダイオード３２３、抵抗３２４、及びコンデンサ３２５から成る整流平滑回路、並びにシャントレギュレータ３２６を備えている。シャントレギュレータ３２６のカソード端子には、制御回路３１のラッチ端子ＬＴが接続される。
【００６２】
ここで、例えばフォトカプラＰ１の異常によってフィードバック機能が有効に働かず、出力電圧Ｖｏｕｔが異常に上昇して所定電圧より高くなる場合がある。この場合、トランジスタＱ３がオフのときに第２補助巻線Ｎ４に発生する正極性の電圧も高くなる。従って、電圧検出回路３２において、分圧回路により分圧され、整流平滑回路により整流平滑され、シャントレギュレータ３２６のリファレンス端子に印加される電圧も正極性の高い電圧となる。これにより、シャントレギュレータ３２６に流れる電流は大きくなる。
【００６３】
ここで、制御回路３１内部でラッチ端子ＬＴはプルアップ抵抗（不図示）によりプルアップされており、シャントレギュレータ３２６に大きな電流が流れると、ラッチ端子ＬＴはＬｏｗレベルとなる。すると、制御回路３１は、保護機能として出力端子ＯＵＴから出力するＰＷＭ信号をＬｏｗレベルに維持し、トランジスタＱ３をオフに維持する。これにより、スイッチング電源装置３は動作を停止される。
【００６４】
このように本実施形態によれば、他励方式のスイッチング電源装置において、出力電圧の異常な上昇を検出すると、スイッチング素子をオフに維持することでスイッチング電源装置の動作を停止させることができる。従って、安全性の高いものとなる。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態に係る他励方式のスイッチング電源装置の回路構成を図４に示す。図４に示すスイッチング電源装置４の第３実施形態（図３）との相違点は、制御回路４１とトランジスタ（バイポーラトランジスタ）Ｑ４である。
【００６６】
トランジスタＱ４のベースには、抵抗Ｒ４１を介して、電圧検出回路３２に含まれるシャントレギュレータ３２６のカソード端子が接続される。ダイオードＤ３１とコンデンサＣ３１の接続点から制御回路４１の電源端子Ｖｃｃまでのラインには、トランジスタＱ４のエミッタが接続される。トランジスタＱ４のエミッタとベース間には抵抗Ｒ４２が接続される。また、トランジスタＱ４のコレクタには、トランジスタＱ３のゲートが接続される。
【００６７】
このような構成によれば、出力電圧Ｖｏｕｔが異常に上昇すると、シャントレギュレータ３２６に流れる電流が大きくなり、トランジスタＱ４がオンとなる。これにより、制御回路４１の電源端子Ｖｃｃに印加される電圧がトランジスタＱ３のゲートに印加され、トランジスタＱ３はオンを維持される。従って、過電流によってヒューズＦが切断され、スイッチング電源装置４は動作を停止される。
【００６８】
本実施形態によれば、他励方式のスイッチング電源装置において、出力電圧の異常な上昇を検出すると、スイッチング素子がオンに維持され、ヒューズを切断することでスイッチング電源装置を停止させることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４  スイッチング電源装置
Ｔ１、Ｔ２  入力端子
Ｔ３  出力端子
ＤＢ  ダイオードブリッジ
Ｃ１  コンデンサ
Ｔｒ  トランス
Ｎ１  １次巻線
Ｎ２  ２次巻線
Ｎ３  第１補助巻線
Ｎ４  第２補助巻線
Ｐ１  フォトカプラ
Ｓ１  シャントレギュレータ
１１、２１、３２  電圧検出回路
Ｑ１、Ｑ３  電界効果トランジスタ
Ｑ２、Ｑ４  バイポーラトランジスタ
Ｖａｃ  交流電圧
Ｖｉｎ  直流電圧
【図１】
2015226398.tif 000003
【図２】
2015226398.tif 000004
【図３】
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【図４】
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