(57)【要約】【課題】より適切に過電流に対する保護を行える過電流保護回路を備えたスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】ユニバーサル電源であるスイッチング電源装置１であって、一次巻線Ｗｐおよび二次巻線Ｗｓを含むトランスＴ１と、一次巻線Ｗｐに接続され、トランスＴ１にエネルギーを供給する一次側回路１０と、二次巻線Ｗｓに接続され、トランスＴ１からエネルギーを放出する二次側回路２０と、一次巻線Ｗｓに接続されたスイッチング素子Ｍ１の動作を制御することにより、トランスＴ１のエネルギーの蓄積および放出を制御する制御回路３０と、スイッチング素子Ｍ１に流れる電流を示す電圧である電流検出信号を生成する抵抗Ｒ１と、電流検出信号に交流電圧に依存したオフセット電圧を加算する電圧調整回路４０と、オフセット電圧を加算した後の電流検出信号を用いて過電流を検出する比較器３１とを備える。【選択図】図３
2015116031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源から受け付けた交流電圧を変換して負荷用の直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、
一次巻線および二次巻線を含むトランスと、
前記一次巻線に接続され、前記トランスにエネルギーを供給する一次側回路と、
前記二次巻線に接続され、前記トランスからエネルギーが放出される二次側回路と、
前記一次巻線に接続されたスイッチング素子の動作を制御することにより、前記トランスのエネルギーの蓄積および放出を制御する制御回路と、
前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出した電流を示す電圧である電流検出信号を生成する電流検出回路と、
前記電流検出信号に、前記交流電圧に依存したオフセット電圧を加算する電圧調整回路と、
前記オフセット電圧を加算した後の前記電流検出信号を用いて過電流を検出する過電流検出回路とを備える、
スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記電圧調整回路は、前記オフセット電圧として、前記交流電圧の電圧振幅が大きい程、電圧値が大きくなる電圧を生成する、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記電圧調整回路は、入力端子に前記交流電圧を変換して生成された直流電圧が入力され、出力端子が前記過電流検出回路の入力端子に接続されたバッファアンプを有する、
請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記一次側回路は、前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を備え、
前記電圧調整回路は、前記整流回路からの出力電圧を分圧する分圧回路を備え、前記分圧回路からの出力電圧を用いて前記オフセット電圧を生成する、
請求項２または３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記電圧調整回路は、温度を検出し、検出した温度に応じて前記オフセット電圧を調整する温度補正回路を備える、
請求項１〜４の何れか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記分圧回路は、サーミスタを用いて構成される、
請求項４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】
スイッチング電源装置には、例えば、１００Ｖ〜２２０Ｖ等、複数種類のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源に対応できるユニバーサル電源（以下、適宜「ＵＶ電源」と略称する）がある。
【０００３】
また、スイッチング電源装置には、一般的に、過電流がスイッチング電源装置を構成する回路に流れることによる不具合を防止するために、過電流から回路を保護するための過電流保護回路が設けられている。過電流保護回路は、一定以上の電流、つまり、過電流が回路に流れているか否かを監視する。過電流保護回路により過電流が検出された場合、スイッチング電源装置は、回路あるいは後段に接続される負荷を保護するための動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したユニバーサル電源の過電流保護回路は、接続されるＡＣ電源の種類が異なる場合、スイッチング電源装置を構成するスイッチング素子に流れる電流値が異なるにもかかわらず、同じ設定（同じ電流の閾値）で動作していた。このため、複数種類のＡＣ電源に対応して、より適切に過電流に対する保護を行える過電流保護回路が求められている。
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、より適切に過電流に対する保護を行える過電流保護回路を備え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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源から受け付けた交流電圧を変換して負荷用の直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、一次巻線および二次巻線を含むトランスと、前記一次巻線に接続され、前記トランスにエネルギーを供給する一次側回路と、前記二次巻線に接続され、前記トランスからエネルギーが放出される二次側回路と、前記一次巻線に接続されたスイッチング素子の動作を制御することにより、前記トランスのエネルギーの蓄積および放出を制御する制御回路と、前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、検出した電流を示す電圧である電流検出信号を生成する電流検出回路と、前記電流検出信号に、前記交流電圧に依存したオフセット電圧を加算する電圧調整回路と、前記オフセット電圧を加算した後の前記電流検出信号を用いて過電流を検出する過電流検出回路とを備える。
【０００８】
本実施の形態のスイッチング電源装置は、入力される交流電圧に依存したオフセット電圧を、過電流検出回路の入力電圧に加算するので、どのような種類の（どのような電圧振幅を持つ）交流電圧であっても対応することが可能になる。
【０００９】
また、オフセット電圧を加算する構成にすることで、参照電圧を増やすことなく、簡素な回路を追加するのみで、当該スイッチング電源装置を構成することができる。
【００１０】
例えば、前記電圧調整回路は、前記オフセット電圧として、前記交流電圧の電圧振幅が大きい程、電圧値が大きくなる電圧を生成しても良い。
【００１１】
上記構成のスイッチング電源装置では、オフセット電圧として、交流電圧の電圧振幅が大きい程、電圧値が大きくなる電圧を生成するので、交流電圧の電圧値に応じたオフセット電圧を生成することができる。
【００１２】
例えば、前記電圧調整回路は、入力端子に前記交流電圧を変換して生成された直流電圧が入力され、出力端子が前記過電流検出回路の入力端子に接続されたバッファアンプを有しても良い。
【００１３】
上記構成のスイッチング電源装置では、バッファアンプ（緩衝増幅器）を設けるので、後段からの逆流等を防止しながら、オフセット電圧を良好に過電流検出回路の入力電圧に加算することができる。
【００１４】
例えば、前記一次側回路は、前記交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を備え、前記電圧調整回路は、前記整流回路からの出力電圧を分圧する分圧回路を備え、前記分圧回路からの出力電圧を用いて前記オフセット電圧を生成しても良い。
【００１５】
上記構成のスイッチング電源装置では、整流回路からの直流電圧の電圧値を分圧する分圧回路を備えるので、簡素な回路で入力電圧検出回路を実現することが可能になる。
【００１６】
例えば、前記電圧調整回路は、温度を検出し、検出した温度に応じて前記オフセット電圧を調整する温度補正回路を備えても良い。
【００１７】
上記構成のスイッチング電源装置では、温度補正回路を設けるので、使用環境に応じた過電流保護の設定を行うことが可能になる。
【００１８】
例えば、前記分圧回路は、サーミスタを用いて構成されても良い。
【００１９】
上記構成のスイッチング電源装置では、分圧回路を、サーミスタを用いて構成するので、入力電圧検出回路と温度補正回路とを一体に構成することができ、回路規模の増大を押えることが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、より適切に過電流に対する保護を行える過電流保護回路を備えた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】
【００２１】
【図１】比較例におけるスイッチング電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２Ａ】比較例におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図２Ｂ】比較例におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図２Ｃ】比較例におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図３】実施の形態１におけるスイッチング電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１における電圧調整回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図５Ａ】実施の形態１におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図５Ｂ】実施の形態１におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図５Ｃ】実施の形態１におけるスイッチング電源装置の過電流検出回路に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【図６】実施の形態２におけるスイッチング電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２における電圧調整回路の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（課題の詳細）
図１は、ＰＷＭ他励方式のスイッチング電源装置の構成の一例（比較例）を示すブロック図である。なお、過電流保護回路には、一次側に設けられる回路と、二次側に設けられる回路とがあるが、図１では、一次側に過電流保護回路が設けられる場合について示している。
【００２３】
図１に示すスイッチング電源装置１００は、ＡＣ電源２００から入力される交流電圧を直流電圧に変換して負荷３００に出力する装置である。スイッチング電源装置１００は、トランスＴ１と、一次側回路１１０と、スイッチング素子Ｍ１と、二次側回路１２０と、制御回路１３０とを備えている。
【００２４】
トランスＴ１は、エネルギーの蓄積および放出を行う絶縁トランス回路であり、一次巻線Ｗｐおよび二次巻線Ｗｓを備えている。
【００２５】
一次側回路１１０は、一次巻線Ｗｐに接続され、トランスＴ１にエネルギーを供給する回路である。一次側回路１１０は、ＡＣ電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流回路１１１、ノイズを除去するための回路（図示せず）等を含んでいる。整流回路１１１の一端は、一次巻線Ｗｐの一端にされている。また、整流回路１１１の他端は、制御回路等を介して一次巻線Ｗｐの他端に直接的あるいは間接的に接続されている（図示せず）。
【００２６】
スイッチング素子Ｍ１は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、一次巻線Ｗｐへのエネルギーの蓄積および放出を切り替える。スイッチング素子Ｍ１は、ゲート端子が後述する制御回路１３０に、ドレイン端子が一次巻線Ｗｐの他端に、ソース端子が抵抗Ｒ１の一端にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、本実施の形態では、接地されている。
【００２７】
二次側回路１２０は、二次巻線Ｗｓに接続され、トランスＴ１からエネルギーを放出する回路である。二次側回路１２０は、整流回路１２１および平滑回路１２２等を備えている。
【００２８】
制御回路１３０は、トランスＴ１のエネルギーの蓄積および放出を制御する回路であり、ＰＷＭ方式の他励発振回路である。制御回路１３０は、スイッチング素子Ｍ１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えるタイミングを制御することで、トランスＴ１へのエネルギーの蓄積と放出とを制御する。
【００２９】
また、図１に示す制御回路１３０には、上述した過電流保護回路として、スイッチング素子Ｍ１に流れる電流値を電圧値に変換する電流検出回路と、電流検出回路からの出力電圧を用いて過電流を検出する過電流検出回路とを備えている。
【００３０】
電流検出回路は、抵抗Ｒ１で構成されている。抵抗Ｒ１は、一端がスイッチング素子Ｍ１のソース端子に接続され、他端が接地されている。
【００３１】
過電流検出回路は、制御回路１３０内に設けられた比較器１３１で構成されている。比較器１３１は、スイッチング素子Ｍ１のソース端子と抵抗Ｒ１とが接続されたノードＮ１の電圧と、所定の参照電圧Ｖｒｅｆ０とを比較する。比較器１３１の出力は、例えば、ノードＮ１の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ０を超えている場合はＨレベルとなり、これ以外の場合はＬレベルとなる。ノードＮ１の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ０を超えた場合、つまり、過電流が検出された場合、制御回路１３０は、スイッチング素子Ｍ１のゲート電圧を制御して、スイッチング素子Ｍ１をＯＦＦ状態にする。これにより、スイッチング電源装置１００の動作が停止され、回路に過電流が流れ続けるのを防止でき、過電流から回路を保護することが可能になる。
【００３２】
図２Ａは、図１に示すスイッチング電源装置１００において、比較器１３１に入力される電圧の波形を示す波形図である。図２Ａにおいて、実線の波形Ｖ１０１は、ＡＣ電源２００から１００Ｖの交流電圧が入力されたときのノードＮ１の電圧値を示している。また、破線の波形Ｖ１０２は、ＡＣ電源２００から２２０Ｖの交流電圧が入力されたときのノードＮ１の電圧値を示している。なお、図２Ａでは、比較のため、全てのパルスのデューティ比を一定（５０％）にして示している。
【００３３】
１００Ｖの交流電圧が入力されたときに回路に流れる電流をＩ１０１とすると、Ｖ１０１＝Ｒ１×Ｉ１０１と表せる。２２０Ｖの交流電圧が入力されたときに回路に流れる電流をＩ１０２とすると、Ｖ１０２＝Ｒ１×Ｉ１０２と表せる。
【００３４】
交流電圧が１００Ｖの場合の電流Ｉ１０１は、交流電圧が２２０Ｖの場合の電流Ｉ１０２のほぼ２倍になる。このため、図２Ａに示すように、波形Ｖ１０１の振幅は、波形Ｖ１０２のほぼ２倍の振幅になる。
【００３５】
ここで、図２Ａに示すように、比較器１３１に入力される参照電圧Ｖｒｅｆ０は、当該比較例においては、１００Ｖの交流電圧がされているときを基準として設定されている。これは、上述したように、１００Ｖの交流電圧が入力されたときの電流Ｉ１０１が、２２０Ｖの交流電圧が入力されたときの電流Ｉ１０２よりも大きいためである。
【００３６】
図２Ａから分かるように、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときの参照電圧Ｖｒｅｆ０と波形Ｖ１０２との差ΔＶ１２は、１００Ｖの交流電圧が入力されているときの参照電圧Ｖｒｅｆ０と波形Ｖ１０１との差ΔＶ１１に比べ大きくなっている。
【００３７】
図２Ｂは、１００Ｖの交流電圧がされているときに過電流が生じた場合に（Δｔ１１１の期間）、比較器１３１に入力される電圧波形を示す波形図である。図２Ｃは、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときに過電流が生じた場合に（Δｔ１１２の期間）、比較器１３１に入力される電圧波形を示す波形図である。
【００３８】
図２Ｂおよび図２Ｃを比較すると、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときに、過電流の検出までにかかる時間Δｔ１１２は、１００Ｖの交流電圧が入力されているときに、過電流の検出までにかかる時間Δｔ１１１よりも非常に長い。これは、２２０Ｖの交流電圧がされているときは、過電流を検知できるまでのマージンΔＶ１２が非常に大きいためである。この場合、過電流が流れている回路に深刻な不具合が生じる可能性がある。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図は、必ずしも各寸法あるいは各寸法比等を厳密に図示したものではない。
【００４０】
また、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい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および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００４１】
（実施の形態１）
実施の形態１のスイッチング電源装置について、図３〜図５Ｃを基に説明する。
【００４２】
なお、本実施の形態では、比較例との比較のため、スイッチング電源装置がＰＷＭ他励方式の電源装置である場合を例に説明する。
【００４３】
［１．１  スイッチング電源装置１Ａの構成］
図３は、本実施の形態におけるスイッチング電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４４】
スイッチング電源装置１Ａ（１）は、ＡＣ電源２００から入力される交流電圧を直流電圧に変換して負荷３００に出力する装置である。スイッチング電源装置１Ａは、トランスＴ１と、一次側回路１０と、スイッチング素子Ｍ１と、二次側回路２０と、制御回路３０と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、電圧調整回路４０Ａ（４０）とを備えている。
【００４５】
トランスＴ１は、比較例と同様に、エネルギーの蓄積および放出を行う絶縁トランス回路であり、一次巻線Ｗｐおよび二次巻線Ｗｓを備えている。
【００４６】
一次側回路１０は、一次巻線Ｗｐに接続され、トランスＴ１にエネルギーを供給する回路である。一次側回路１０は、ＡＣ電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流回路１１、ノイズを除去するための回路（図示せず）等を含んでいる。整流回路１１の一端は、一次巻線Ｗｐの一端にされている。また、整流回路１１の他端は、制御回路等を介して一次巻線Ｗｐの他端に直接的あるいは間接的に接続されている（図示せず）。
【００４７】
スイッチング素子Ｍ１は、本実施の形態では、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであり、一次巻線Ｗｐへのエネルギーの蓄積および放出を切り替える。スイッチング素子Ｍ１は、ゲート端子が後述する制御回路３０に、ドレイン端子が一次巻線Ｗｐの他端に、ソース端子が抵抗Ｒ１の一端にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、本実施の形態では、接地されている。
【００４８】
二次側回路２０は、二次巻線Ｗｓに接続され、トランスＴ１からエネルギーを放出する回路である。二次側回路２０は、整流回路２１および平滑回路２２等を備えている。
【００４９】
制御回路３０は、トランスＴ１のエネルギーの蓄積および放出を制御する回路であり、ＰＷＭ方式の他励発振回路である。制御回路３０は、スイッチング素子Ｍ１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えるタイミングを制御することで、トランスＴ１へのエネルギーの蓄積と放出とを制御する。
【００５０】
さらに、制御回路３０は、一次側回路１０のスイッチング素子Ｍ１に流れる電流に応じて、過電流を検出する比較器３１を備えている。この比較器３１と、後述する抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、電圧調整回路４０Ａとで、過電流保護回路が構成されている。
【００５１】
比較器３１は、過電流検出回路の一例であり、ノードＮ２の電圧と、所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する。ノードＮ２の電圧は、スイッチング素子Ｍ１に流れる電流値を電圧値に変換した電流検出信号（抵抗Ｒ２を介して入力される抵抗Ｒ１の一端の電圧）に、オフセット電圧を加算した電圧となる。参照電圧Ｖｒｅｆ１の設定方法については、後述する。比較器３１の出力は、例えば、ノードＮ２の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を超えている場合はＨレベルとなり、これ以外の場合はＬレベルとなる。制御回路３０は、ノードＮ２の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を超えた場合、つまり、過電流が検出された場合、スイッチング素子Ｍ１のゲート電圧を制御して、スイッチング素子Ｍ１をＯＦＦ状態にする。これにより、スイッチング電源装置１Ａの動作が停止され、回路に過電流が流れ続けるのを防止でき、過電流から回路を保護することが可能になる。
【００５２】
抵抗Ｒ１は、スイッチング素子に流れる電流値を電圧値に変換して電流検出信号を生成する電流検出回路の一例である。抵抗Ｒ１は、一端がスイッチング素子Ｍ１のソース端子に接続され、他端が接地されている。電流検出信号（抵抗Ｒ１の一端の電圧）は、抵抗Ｒ２を介して比較器３１に入力される。
【００５３】
抵抗Ｒ２は、一端がノードＮ１に接続され、他端が抵抗Ｒ３の一端および比較器３１の入力ノードであるノードＮ２に接続されている。抵抗Ｒ３は、一端がノードＮ２に、他端が電圧調整回路４０Ａの出力端子に接続されている。本実施の形態では、電流検出信号が印加されるノードにオフセット電圧を印加する構成となっている。このため、電流検出信号およびオフセット電圧を抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３を介して入力させることで、互いの干渉を低減させる。
【００５４】
電圧調整回路４０Ａは、比較器３１に入力される電圧の調整を行う回路である。より具体的には、電圧調整回路４０Ａは、交流電圧に依存したオフセット電圧を、抵抗Ｒ３を介して比較器３１の入力電圧に加算する。電圧調整回路４０Ａは、図６に示すように、入力電圧検出回路４１と、オフセット調整回路４２とを備えている。
【００５５】
図４は、本実施の形態における電圧調整回路４０Ａの構成の一例を示す回路図である。
【００５６】
電圧調整回路４０Ａは、入力電圧検出回路４１を構成する分圧回路ＶＤ１と、オフセット調整回路４２を構成するバッファアンプＢＡとを備えて構成されている。
【００５７】
分圧回路ＶＤ１は、外部から入力された交流電圧を整流回路１１により整流した後の電圧を分圧する回路である。分圧回路ＶＤ１は、一端がノードＮ３に、他端がノードＮ４に接続された抵抗Ｒ４と、一端がノードＮ４に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ５とを備えている。つまり、分圧回路ＶＤ１は、入力された交流電圧の振幅に比例する電圧を出力する。
【００５８】
バッファアンプＢＡは、分圧回路ＶＤ１からの出力電圧を、比較器３１の入力ノードであるノードＮ２に出力する。バッファアンプＢＡは、いわゆる緩衝増幅器であり、後段からの逆流等を防止することができる。バッファアンプＢＡの正側入力端子は、ノードＮ４に接続されており、分圧回路ＶＤ１の出力電圧が入力されている。バッファアンプＢＡの負側入力端子および出力端子は、抵抗Ｒ３の他端に接続されている。
【００５９】
［１．２  スイッチング電源装置１Ａの動作］
図５Ａは、図３に示すスイッチング電源装置１Ａにおいて、比較器３１に入力される電圧の波形を示す波形図である。
【００６０】
図５Ａにおいて、実線の波形Ｖ１は、ＡＣ電源２００から１００Ｖの交流電圧が入力されたときの電圧値を示している。また、破線の波形Ｖ２は、ＡＣ電源２００から２２０Ｖの交流電圧が入力されたときの電圧値を示している。
【００６１】
交流電圧が入力されている間、制御回路３０は、スイッチング素子Ｍ１のゲート電圧を制御して、スイッチング素子Ｍ１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを所定のデューティ比で切り替える（ＰＷＭ制御）。なお、図５Ａでは、比較のため、全てのパルスのデューティ比を一定（５０％）にして示している。
【００６２】
図５Ａに示すように、１００Ｖの交流電圧が入力されているときの波形は、図２Ａに示す比較例の波形Ｖ１０１にオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１を加算した波形Ｖ１となる。また、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときの波形は、図２Ａに示す比較例の波形Ｖ１０２にオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ２を加算した波形Ｖ２となる。
【００６３】
なお、比較器３１に入力される参照電圧Ｖｒｅｆ１は、過電流が発生していない通常動作時における波形Ｖ１および波形Ｖ２を考慮して設定される。
【００６４】
図５Ａに示すように、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときの参照電圧Ｖｒｅｆ１と波形Ｖ２との差ΔＶ２は、図２Ａに示す差ΔＶ１２と比較して、明らかに小さくなっている。
【００６５】
図５Ｂは、１００Ｖの交流電圧がされているときに過電流が生じた場合に、比較器３１に入力される電圧波形を示す波形図である。図５Ｃは、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときに過電流が生じた場合に、比較器３１に入力される電圧波形を示す波形図である。
【００６６】
図５Ｂおよび図５Ｃより、２２０Ｖの交流電圧が入力されているときに、過電流の検出までにかかる時間Δｔ２は、１００Ｖの交流電圧が入力されているときに、過電流の検出までにかかる時間Δｔ１と同程度となっている。
【００６７】
図５Ｃと図２Ｃとを比較すると、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａでは、過電流の検出までにかかる時間Δｔ２が、短くなっているのが分かる。
【００６８】
過電流が検出されると、制御回路３０は、スイッチング素子Ｍ１のゲート電圧を制御して、スイッチング素子Ｍ１をＯＦＦ状態にする。これにより、スイッチング電源装置１Ａの動作が停止され、回路に過電流が流れ続けるのを防止でき、過電流から回路を保護することが可能になる。
【００６９】
［１．３  効果等］
上述したように、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａは、入力されている交流電圧に依存したオフセット電圧を、過電流を検出する比較器３１の入力電圧に加算する。これにより、入力されている交流電圧の電圧値にかかわらず、過電流が検出されるまでの応答時間が長くなることを防止することが可能になる。
【００７０】
なお、ユニバーサル電源に対応した過電流保護回路としては、例えば、１００Ｖおよび２２０Ｖ用の２つの過電流保護回路を設け、交流電圧の電圧振幅を検知して、回路を切り替える構成が考えられる。しかし、この場合には、交流電圧毎に過電流保護回路を設けるため、参照電圧が複数必要になり、さらに、回路規模が大きくなるという問題がある。これに対し、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａは、分圧回路およびバッファアンプという簡素且つ規模の小さい回路で構成できる。さらに、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ａは、入力電圧検出回路４１を、分圧回路を用いて構成したので、１種類の参照電圧で任意の交流電圧、つまり、１００Ｖおよび２２０Ｖ以外の交流電圧が入力された場合にも対応できる。
【００７１】
（実施の形態２）
実施の形態２のスイッチング電源装置について、図６を基に説明する。
【００７２】
なお、本実施の形態では、比較例との比較のため、スイッチング電源装置がＰＷＭ他励方式の電源装置である場合を例に説明する。
【００７３】
本実施の形態のスイッチング電源装置１Ｂは、温度補正回路を備えている点で、実施の形態１のスイッチング電源装置１Ａとは異なる。
【００７４】
［２．１  スイッチング電源装置１Ｂの構成］
図６は、本実施の形態におけるスイッチング電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００７５】
スイッチング電源装置１Ｂ（１）は、実施の形態１と同様に、ＡＣ電源２００から入力される交流電圧を直流電圧に変換して負荷３００に出力する装置である。スイッチング電源装置１Ｂは、トランスＴ１と、一次側回路１０と、スイッチング素子Ｍ１と、二次側回路２０と、制御回路３０と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、電圧調整回路４０Ｂ（４０）とを備えている。なお、トランスＴ１、一次側回路１０、スイッチング素子Ｍ１、二次側回路２０、制御回路３０および抵抗Ｒ１〜Ｒ３の構成は、実施の形態１と同じである。また、制御回路３０内に設けられた比較器３１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、電圧調整回路４０Ｂとで、過電流保護回路が構成されている。
【００７６】
電圧調整回路４０Ｂは、比較器３１に入力される電圧の調整を行う回路である。より具体的には、電圧調整回路４０Ｂは、交流電圧に依存したオフセット電圧を、抵抗Ｒ３を介して比較器３１の入力電圧に加算する。電圧調整回路４０Ｂは、図６に示すように、入力電圧検出回路４１と、周辺回路の温度を検出して電圧値の補正を行う温度補正回路４３と、オフセット調整回路４２とを備えている。
【００７７】
図７は、本実施の形態における電圧調整回路４０Ｂの構成の一例を示す回路図である。
【００７８】
図７に示すように、電圧調整回路４０Ｂは、入力電圧検出回路４１と温度補正回路４３とを一体に構成する分圧回路ＶＤ２と、オフセット調整回路４２を構成するバッファアンプＢＡとを備えて構成されている。バッファアンプＢＡの構成は、実施の形態１と同じである。
【００７９】
分圧回路ＶＤ２は、外部から入力された交流電圧を整流回路１１により整流した後の電圧を分圧する回路である。分圧回路ＶＤ２は、一端がノードＮ３に、他端がノードＮ４に接続された抵抗Ｒ４と、一端がノードＮ４に接続され、他端が接地されたサーミスタＳ１とを備えている。つまり、分圧回路ＶＤ２は、入力された交流電圧の振幅に比例し、且つ、サーミスタＳ１の周辺温度に依存した電圧を出力する。サーミスタＳ１は、正の係数を有し、温度が高いほど抵抗値が大きくなる。つまり、サーミスタＳ１の周辺の温度が高いほど、分圧回路ＶＤ２の出力電圧は大きくなり、電圧調整回路４０Ｂから出力されるオフセット電圧の電圧値も大きくなる。
【００８０】
［２．２  効果等］
なお、本実施の形態のスイッチング電源装置１Ｂの動作は、基本的には、スイッチング電源装置１Ａと同じである。
【００８１】
本実施の形態のスイッチング電源装置１Ｂは、サーミスタＳ１等を用いて構成された温度補正回路４３を備えるので、周辺回路の温度に応じて、適切なオフセット電圧を生成できる。
【００８２】
また、サーミスタＳ１を発熱部品に近い場所に配置すれば、温度補正をより適切に行える。
【００８３】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の抵抗Ｒ５に代えて、正の係数を持つサーミスタＳ１を配置したが、これに限るものではない。実施の形態１の抵抗Ｒ４に代えて、負の係数を持つサーミスタを配置するように構成してもよい。
【００８４】
また、本実施の形態では、入力電圧検出回路４１と温度補正回路４３とを一体に設ける場合について説明したが、別途温度センサ等を設ける構成にしてもよい。入力電圧検出回路４１と温度補正回路４３とを一体に設けた場合は、回路規模の増大を押えることが可能になる。
【００８５】
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００８６】
（１）実施の形態１および２では、スイッチング電源装置１がＰＷＭ他励方式の電源装置である場合を例に説明したが、これに限るものではない。他励式または自励式のいずれであっても良いし、ＰＦＭ制御等、ＰＷＭ制御以外の制御方法を用いる電源装置にも適用できる。
【００８７】
（２）実施の形態１および２では、入力電圧検出回路４１を分圧回路で構成したが、これに限るものではない。入力電圧検出回路４１は、交流電圧が大きくなる程、出力電圧が大きくなるように構成されていればよい。入力電圧検出回路４１を、交流電圧の電圧振幅が大きい程、出力電圧が大きくなるように構成すれば、任意の交流電圧に対応できる。
【００８８】
また、入力電圧検出回路４１は、整流回路１１の出力電圧を利用したが、これに限るものではない。入力電圧検出回路４１は、交流電圧を直接受け付けても構わない。
【００８９】
入力電圧検出回路４１は、交流電圧の電圧値に応じた電圧を出力するように構成されていればよい。
【００９０】
（３）実施の形態１および２では、オフセット調整回路４２が、バッファアンプである場合について説明したが、これに限るものではない。オフセット調整回路４２は、抵抗値の大きいバッファ回路であっても構わない。
【００９１】
（４）実施の形態１および２では、過電流が検出された場合、制御回路３０は、スイッチング素子Ｍ１をＯＦＦ状態にすることで、スイッチング電源装置１（１Ａ、１Ｂ）の動作を停止させたが、これに限るものではない。Ｆｕｓｅを設け、電流を遮断するように構成しても構わない。
【００９２】
さらに、タイマーを設け、一定の時間が経過した後に、動作を再開するように構成しても構わない。
【００９３】
（５）上記スイッチング電源装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしても良い。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩである。
【００９４】
（６）さらに、上記実施の形態および上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
上述したスイッチング電源装置は、民生用電子機器あるいは産業用電子機器、通信機器、コンピュータ等に用いられる電源装置として有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１、１Ａ、１Ｂ、１００  スイッチング電源装置
１０、１１０  一次側回路
１１、２１、１１１、１２１  整流回路
２０、１２０  二次側回路
２２、１２２  平滑回路
３０、１３０  制御回路
３１、１３１  比較器
４０、４０Ａ、４０Ｂ  電圧調整回路
４１  入力電圧検出回路
４２  オフセット調整回路
４３  温度補正回路
２００  ＡＣ電源
３００  負荷
ＢＡ  バッファアンプ
Ｍ１  スイッチング素子
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４  ノード
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５  抵抗
Ｓ１  サーミスタ
Ｔ１  トランス
Ｖｒｅｆ０、Ｖｒｅｆ１  参照電圧
Ｗｐ  一次巻線
Ｗｓ  二次巻線
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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