(57)【要約】【課題】小型化及び低価格化が可能であると共に、入力過電圧検出を高精度に行うことが可能なスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置１は、スイッチング動作を行って入力電圧を電圧変換した出力電圧を生成する電源本体部１０と、スイッチング動作を制御する制御部１７と、制御部１７の電源電圧を入力電圧から生成する補助電源部３０と、入力電圧を検出する電圧検出部２０とを備え、補助電源部３０は、電圧検出部２０からの出力電圧に応じて、電源電圧を第１のレベルからこの第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、制御部１７は、電源電圧が第１のレベルである場合には電源本体部１０の出力電圧を安定化する前記スイッチング動作を行うように制御し、電源電圧が第２のレベルになった場合には安定化とは異なる所定の動作を行うように制御することを特徴とする。【選択図】図１
2008253075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング動作を行って入力電圧を電圧変換した出力電圧を生成する電源本体部と、
前記スイッチング動作を制御する制御部と、
前記制御部の電源電圧を前記入力電圧から生成する補助電源部と、
前記入力電圧を検出する電圧検出部と、
を備え、
前記補助電源部は、前記電圧検出部からの出力電圧に応じて、前記電源電圧を第１のレベルから該第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、
前記制御部は、前記電源電圧が前記第１のレベルである場合には前記電源本体部の出力電圧を安定化する前記スイッチング動作を行うように制御し、前記電源電圧が前記第２のレベルになった場合には前記安定化とは異なる所定の動作を行うように制御する、
ことを特徴とする、スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記補助電源部は、前記電圧検出部によって検出された前記入力電圧が所定の電圧以上になった場合に、前記電源電圧を前記第２のレベルまで上昇させ、
前記制御部は、前記電源電圧が前記第２のレベルになった場合に、前記電源本体部の動作を停止させる、
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、入力過電圧検出機能を備えるスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハイブリッドカー（HybridElectric Vehicle）には、ワイパー、ヘッドライト、ルームライト、オーディオ機器、空調機および各種計器類等の車両搭載機器を駆動するための電源として、例えば１２ボルト程度の低圧の直流電圧を出力する低圧バッテリが搭載されると共に、モータを駆動するための電源として、例えば４００Ｖ程度の高圧の直流電圧を出力する高圧バッテリが搭載されている。通常、このような低圧バッテリに対する充電は、エンジンの回転を利用して駆動される交流発電機からの交流出力電圧を整流して高圧の直流電圧を得ると共に、この直流入力電圧をスイッチング電源装置を用いてより低圧の直流電圧に変換してから低圧バッテリに供給することで行われる。なお、高圧バッテリに対する充電は、上記したエンジン側からの直流入力電圧を高圧バッテリに供給することで行われる。このスイッチング電源装置は、例えば特許文献１に記載されているように、直流入力電圧をインバータ回路によって交流電圧に一旦変換したのち、その交流電圧を電圧変換トランスで変圧すると共に整流回路等によって再び直流電圧に変換することで電圧変換を行うものである。
【０００３】
ところで、エンジン側から供給される直流入力電圧がスイッチング電源装置の内部回路の耐圧を超えると内部回路を破壊する虞がある。そのため、内部回路が破壊されないように、その直流入力電圧を常に監視しておくことが重要となる。このことは、上記ハイブリッドカーに搭載されたスイッチング電源装置に限られるものではなく、一般的なスイッチング電源装置にも当てはまるものである。
【０００４】
例えば、特許文献２では、直流入力電圧を検出するための電圧検出回路が設けられている。この電圧検出回路は、電圧変換トランスの出力巻線に発生する電圧を検出した後、演算により直流入力電圧を推定するので、低圧バッテリ側から電源電圧が印加される制御回路に、電圧検出回路からの検出信号を入力する際に、フォトカプラ等の入出力絶縁回路を用いる必要がなく、小型化、低価格化が可能となっている。
【特許文献１】特開２００３−２５９６３７号公報
【特許文献２】特開２００３−３３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載のスイッチング電源装置では、電圧変換トランスのリーケージインダクタンスの変動等に起因して、電圧変換トランスの出力巻線に発生する電圧が変動してしまい、直流入力電圧を高精度に検出することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、小型化及び低価格化が可能であると共に、入力過電圧検出を高精度に行うことが可能なスイッチング電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスイッチング電源装置は、（ａ）スイッチング動作を行って入力電圧を電圧変換した出力電圧を生成する電源本体部と、（ｂ）スイッチング動作を制御する制御部と、（ｃ）制御部の電源電圧を入力電圧から生成する補助電源部と、（ｄ）入力電圧を検出する電圧検出部とを備え、（ｅ）補助電源部は、電圧検出部からの出力電圧に応じて、電源電圧を第１のレベルから該第１のレベルと異なる第２のレベルに変化させ、（ｆ）制御部は、電源電圧が第１のレベルである場合には電源本体部の出力電圧を安定化する前記スイッチング動作を行うように制御し、電源電圧が第２のレベルになった場合には前記安定化とは異なる所定の動作を行うように制御することを特徴としている。
【０００８】
一般に、スイッチング電源装置では、制御部は出力側（２次側）の電源電圧を用いていることがあり、この場合、入力過電圧の検出精度を高めるために電圧検出部を入力側（１次側）に設けると、電圧検出部は、出力信号をフォトカプラ等の入出力絶縁回路（１次−２次絶縁回路）を介して制御部へ送らなければならない。
【０００９】
しかしながら、このスイッチング電源装置によれば、補助電源部が、電圧検出部の出力電圧に応じて制御部の電源電圧のレベルを変化させるので、制御部は、この電源電圧のレベルから、電圧検出部が入力過電圧を検出したか否かを把握することができる。したがって、このスイッチング電源装置によれば、電圧検出部を入力側に設けても、電圧検出部用の入出力絶縁回路を別に設ける必要がなく、小型化、低価格化が可能である。
【００１０】
また、このスイッチング電源装置によれば、入力過電圧時の電源電圧の変化量、すなわち、入力過電圧時の第２のレベルと通常時の第１のレベルとの差分を大きくすることによって、リーケージインダクタンスの変動に依存することなく、入力過電圧を高精度に検出することができる。更に、このスイッチング電源装置では、上記した構成とすることによって電圧検出部を入力側に設けることができ、入力電圧を直接検出することができるので、入力過電圧の検出精度をより高めることができる。
【００１１】
なお、入力過電圧時の制御部が行う安定化とは異なる所定の動作とは、この入力過電圧に起因するスイッチング電源装置の内部回路の破壊を防止するものである。例えば、スイッチング電源装置のデューティー比を下げスイッチング電源の出力を下げたり、スイッチング電源装置を停止させたりする動作を行うことを意味する。そして、制御部では、これら安定化動作とは異なる所定の動作を行うような制御を行う。デューティー比を下げるようスイッチング信号を生成したり、スイッチング信号そのものを停止させたりするものである。
【００１２】
上記した補助電源部は、電圧検出部によって検出された入力電圧が所定の電圧以上になった場合に、電源電圧を第２のレベルまで上昇させることが好ましく、上記した制御部は、電源電圧が第２のレベルになった場合に、電源本体部の動作を停止させることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、入力過電圧時、制御部は電源本体部の動作を停止させるので、スイッチング電源装置の内部回路の破壊を適切に防止することができる。ここで、所定の電圧は、例えば、スイッチング電源装置の内部回路素子の耐圧から予め設定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型化及び低価格化が可能であると共に、入力過電圧検出を高精度に行うことが可能なスイッチング電源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置を示す回路ブロック図であり、図２は、図１に示すスイッチング電源装置を詳細に示す回路図である。図１及び図２に示すスイッチング電源装置１は、高圧バッテリＨＢ（第１電源）から供給される高圧の直流入力電圧Ｖｉｎを、より低い直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換して、低圧バッテリＬＢ（第２電源）に供給するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものであり、後述するように２次側がセンタタップ型カソードコモン接続のスイッチング電源装置である。このスイッチング電源装置１は、電源本体部１０と、制御部１７と、電圧検出部２０と、補助電源部３０とを備えている。
【００１７】
電源本体部１０は、１次側巻線１１Ａおよび２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃを含んで構成された３巻線型のトランス１１を有している。トランス１１の１次側には平滑コンデンサ１２、インバータ回路１３および共振用インダクタ１４が、２次側には整流回路１５および平滑回路１６がそれぞれ設けられている。平滑コンデンサ１２およびインバータ回路１３は１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に、共振用インダクタ１４はインバータ回路１３と１次側巻線１１Ａとの間にそれぞれ設けられている。
【００１８】
また、１次側高圧ラインＬ１Ｈに入力端子Ｔ１が、１次側低圧ラインＬ１Ｌに入力端子Ｔ２がそれぞれ設けられており、これら入力端子Ｔ１，Ｔ２が高圧バッテリＨＢの出力端子と接続されるようになっている。また、平滑回路１６の高圧側のラインである出力ラインＬ０に出力端子Ｔ３が、平滑回路１６の低圧側のラインである接地ラインＬＧに出力端子Ｔ４がそれぞれ設けられており、これら出力端子Ｔ３，Ｔ４が低圧バッテリＬＢの入出力端子と接続されるようになっている。
【００１９】
インバータ回路１３は、高圧バッテリＨＢから出力される直流入力電圧Ｖｉｎをほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相インバータ回路である。このインバータ回路１３は、制御部１７から供給されるスイッチング信号によってそれぞれ駆動される４つのスイッチング素子１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄをフルブリッジ接続してなるフルブリッジ型のスイッチング回路である。これらスイッチング素子１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとしては、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated GateBipolor Transistor）などの素子が用いられる。
【００２０】
スイッチング素子１３Ａは、トランス１１の１次側巻線１１Ａの一端と１次側高圧ラインＬ１Ｈとの間に設けられ、スイッチング素子１３Ｂは１次側巻線１１Ａの他端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。スイッチング素子１３Ｃは１次側巻線１１Ａの他端と１次側高圧ラインＬ１Ｈとの間に設けられ、スイッチング素子１３Ｄは１次側巻線１１Ａの一端と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられている。上記した共振用インダクタ１４は、スイッチング素子１３Ａ，１３Ｄの接続点と１次側巻線１３Ａの一端との間に接続されている。
【００２１】
これより、インバータ回路１３は、スイッチング素子１３Ａ，１３Ｂのオン動作により、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子１３Ａ、１次側巻線１１Ａおよびスイッチング素子１３Ｂを通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第１の電流経路に電流が流れる一方、スイッチング素子１３Ｃ，１３Ｄのオン動作により、１次側高圧ラインＬ１Ｈから順にスイッチング素子１３Ｃ、１次側巻線１１Ａ、共振用インダクタ１４およびスイッチング素子１３Ｄを通って１次側低圧ラインＬ１Ｌに至る第２の電流経路に電流が流れるようになっている。
【００２２】
トランス１１は、１次側巻線１１Ａおよび２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃの極性が互いに同じ向きとなるように磁気結合された磁気素子である。トランス１１の一対の２次側巻線１１Ｂ，１１ＣはセンタタップＣで互いに接続され、このセンタタップＣが接地ラインＬＧを介して出力端子Ｔ４に接続されている。つまり、このスイッチング電源装置はセンタタップ型のものである。これより、このトランス１１は、インバータ回路１３によって変換された交流電圧を変圧（降圧）し、一対の２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃの各端部Ａ，Ｂから、互いに１８０度位相が異なる交流電圧ＶＯ１，ＶＯ２を出力するようになっている。なお、この場合の変圧の度合いは、１次側巻線１１Ａと２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃとの巻数比によって定まる。
【００２３】
なお、共振用インダクタ１４は、コイル部品を実際に配置してもよいが、これに代えて、またはこれと共に、トランス１１のリーケージインダクタンス（図示せず）や配線などを含めた直列インダクタンスを利用して構成してもよい。
【００２４】
整流回路１５は、一対のダイオード１５Ａ，１５Ｂからなる単相全波整流型のものである。ダイオード１５Ａのアノードは２次側巻線１１Ｂの一端Ａに、ダイオード１５Ｂのアノードは２次側巻線１１Ｃの一端Ｂにそれぞれ接続されている。ダイオード１５Ａ，１５Ｂの各カソード同士は、接続点Ｄにおいて互いに接続されると共に、出力ラインＬＯに接続されている。つまり、この整流回路１５はカソードコモン接続の構造を有しており、トランス１１の交流出力電圧ＶＯ１，ＶＯ２の各半波期間をそれぞれダイオード１５Ａ，１５Ｂによって個別に整流して直流電圧を得るようになっている。
【００２５】
平滑回路１６は、チョークコイル１６Ａと平滑コンデンサ１６Ｂとを含んで構成されている。チョークコイル１６Ａは、出力ラインＬＯに挿入配置されており、その一端は接続点Ｄに、その他端は出力端子Ｔ３にそれぞれ接続されている。平滑コンデンサ１６Ｂは、チョークコイル１６Ａの他端と接地ラインＬＧとの間に接続されている。平滑回路１６は、このような構成により、整流回路１５で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリＬＢに給電するようになっている。
【００２６】
次に、電圧検出部２０は、直流入力電圧Ｖｉｎが過電圧（所定の電圧）レベルに達したか否かを検出する。電圧検出部２０は、抵抗器２１〜２４と、比較器２５と、トランジスタ２６とを有している。
【００２７】
抵抗器２１，２２は１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に直列に接続されており、その間のノードは比較器２５のプラス入力端子に接続されている。比較器２５のマイナス入力端子には基準電圧Ｖｒ１が入力され、出力端子はトランジスタ２６のベース及び抵抗器２３，２４の間のノードに接続されている。抵抗器２３，２４は、基準電圧Ｖｒ２と１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に直列に接続されている。トランジスタ２６のエミッタは１次側低圧ラインＬ１Ｌに接続されており、コレクタは補助電源部３０に接続されている。
【００２８】
なお、過電圧レベルは、例えば、スイッチング電源装置１内部の回路素子の耐圧から予め設定されればよく、基準電圧Ｖｒ１と抵抗器２１，２２とで設定される。
【００２９】
補助電源部３０は、直流入力電圧Ｖｉｎから、制御部１７のための電源電圧を生成する。また、補助電源部３０は、電圧検出部２０が入力過電圧を検出した場合に、電源電圧のレベルを上昇させて、制御部１７へ通知する。補助電源部３０は、トランス３１と、スイッチング素子３２と、補助制御部３３と、抵抗器３４〜３６と、整流回路３７と、コンデンサ３８とを有している。
【００３０】
トランス３１は、１次側巻線３１Ａ、２次側巻線３１Ｂ及び３次側巻線３１Ｃを含み、１次側巻線３１Ａの極性と、２次側巻線３１Ｂ及び３次側巻線３１Ｃの極性とが、互いに逆向きとなるように磁気結合されてなる３巻線型のフライバックトランスである。すなわち、２次側巻線３１Ｂ及び３次側巻線３１Ｃは、互いに等しい極性を有し、１次側巻線３１Ａは２次側巻線３１Ｂ及び３次側巻線３１Ｃの極性と逆の極性を有することとなる。
【００３１】
１次側巻線３１Ａの一端は１次側高圧ラインＬ１Ｈに接続され、他端はスイッチング素子３２を介して１次側低圧ラインＬ１Ｌに接続されている。すなわち、１次側巻線３１Ａ及びスイッチング素子３２は、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に直列接続されている。具体的には、スイッチング素子３２のドレインは１次側巻線３１Ａの他端に、ソースは１次側低圧ラインＬ１Ｌにそれぞれ接続されており、ゲートは補助制御部３３の出力端子に接続されている。また、１次側巻線３１Ａ及びスイッチング素子３２の直列回路には、コンデンサ３８が並列に接続されている。
【００３２】
３次側巻線３１Ｃの両端間には抵抗器３４〜３６が直列に接続されている。また、３次側巻線３１Ｃの一方の端子は補助制御部３３の第１の制御端子に接続されており、他端は１次側低圧ラインＬ１Ｌに接続されている。抵抗器３４，３５間のノードは補助制御部３３の第２の制御端子に接続されており、抵抗器３５，３６間のノードは電圧検出部２０の出力端子、すなわちトランジスタ２６のコレクタに接続されている。
【００３３】
２次側巻線３１Ｂには、整流回路３７が接続されており、整流回路３７はダイオード３７Ａとコンデンサ３７Ｂとを有している。２次側巻線３１Ｂの一端はダイオード３７Ａを介してコンデンサ３７Ｂの一端に、他端はコンデンサ３７Ｂの他端にそれぞれ接続されている。具体的には、ダイオード３７Ａのアノードが２次側巻線３１Ｂの一端に、カソードがコンデンサ３７Ｂの一端にそれぞれ接続されている。ダイオード３７Ａとコンデンサ３７Ｂとはピーク検出回路を構成しており、２次側巻線３１Ｂの両端電圧のピーク電圧をコンデンサ３７Ｂに保持することができる。整流回路３７は、コンデンサ３７Ｂの電圧を制御部１７の電源電圧として供給する。
【００３４】
補助制御部３３は、通常時、すなわち、電圧検出部２０の出力がハイインピーダンス（トランジスタ２６がオフ）である場合に、３次側巻線３１Ｃの両端電圧に応じて、制御部１７の電源電圧を第１のレベルに安定化する。具体的には、補助制御部３３は、ＰＷＭ制御によって、スイッチング素子３２に供給するスイッチング信号のデューティを制御する。
【００３５】
一方、入力過電圧時、すなわち、電圧検出部２０の出力電圧がローレベル（トランジスタ２６がオン）である場合には、補助制御部３３は、抵抗器３４と抵抗器３５との間のノード電圧の上昇に基づいて、制御部１７の電源電圧を第２のレベルに上昇させる。具体的には、補助制御部３３は、スイッチング信号のオン幅を広げる。
【００３６】
例えば、第２のレベルは第１のレベルの１．５倍程度とする。これによって、第２のレベルと第１のレベルとの差分を、トランス３１のリーケージインダクタンスの変動やばらつき等に起因する電源電圧の変動量に比べて十分大きくすることができ、制御部１７における入力過電圧の検出精度を高めることができる。
【００３７】
制御部１７は、電源本体部１０の直流出力電圧Ｖｏｕｔを安定化するために、スイッチング動作を行うように電源本体部１０を制御する。また、制御部１７は、電圧検出部２０が入力過電圧を検出した場合に、スイッチング動作を停止するように、すなわち安定化とは異なる所定の動作を行うように電源本体部１０を制御する。制御部１７は、過電圧情報読取回路４０と安定化回路５０とを有している。
【００３８】
過電圧情報読取回路４０は、１次側の電圧検出部２０が入力過電圧を検出したか否かの情報を、補助電源部３０からの電源電圧から２次側で読み取り、安定化回路５０へ通知する。具体的には、過電圧情報読取回路４０は、補助電源部３０からの電源電圧が第２のレベルに達したか否かによって、入力過電圧を検出する。過電圧情報読取回路４０は、抵抗器４１，４２及び比較器４３を有している。抵抗器４１，４２は、補助電源部３０の出力端子間に直列に接続されており、その間のノードは比較器４３のプラス入力端子に接続されている。比較器４３のマイナス入力端子には基準電圧Ｖｒ３が入力され、出力端子は安定化回路５０の第２の制御端子に接続されている。
【００３９】
安定化回路５０は、通常時、すなわち、過電圧情報読取回路４０の出力電圧がローレベルである場合に、電源本体部１０の直流出力電圧Ｖｏｕｔを安定化するためのスイッチング信号（例えば、ＰＷＭ制御）をインバータ回路１３へ供給する。一方、入力過電圧時、すなわち、過電圧情報読取回路４０の出力電圧がハイレベルである場合には、制御部１７は、スイッチングを停止させるためのスイッチング信号をインバータ回路１３へ供給する。
【００４０】
次に、図１〜図３を参照して、スイッチング電源装置１の動作を説明する。図３は、スイッチング電源装置の各部動作波形を示す図である。
（非入力過電圧時）
【００４１】
まず、非入力過電圧時（通常時）の動作について説明する。通常時（図３（ａ）において時刻ｔ１より左側）、直流入力電圧Ｖｉｎが過電圧レベルＶｏｖ未満であるので、電圧検出部２０における比較器２５の出力電圧Ｖｄ１がローレベルであり（図３（ｂ）において時刻ｔ１より左側）、トランジスタ２６のコレクタ、すなわち電圧検出部２０の出力はハイインピーダンスである。したがって、補助電源部３０における補助制御部３３は、制御部１７のための電源電圧Ｖｓを第１のレベルＶｓ１に安定化させる。具体的には、補助制御部３３は、トランス３１の３次側巻線３１Ｃの電圧をモニタしながら、スイッチング素子３２のデューティを制御し、３次側巻線３１Ｃの電圧を安定化する。すると、３次側巻線３１Ｃと２次側巻線３１Ｂとは互いに等しい極性を有しているので、２次側巻線３１Ｂの電圧も安定化され、整流回路３７によって整流された電源電圧Ｖｓが第１のレベルＶｓ１に安定化される（図３（ｃ）において時刻ｔ１より左側）。
【００４２】
このとき、電源電圧Ｖｓが過電圧レベル（Ｖｒ３の抵抗比倍）未満であるので、制御部１７の過電圧情報読取回路４０における比較器４３の出力電圧Ｖｄ２がローレベルである（図３（ｄ）において時刻ｔ１より左側）。すると、安定化回路５０は、直流出力電圧Ｖｏｕｔを安定化させる。具体的には、安定化回路５０は、以下のように、電源本体部１０におけるインバータ回路１３を制御する。
【００４３】
インバータ回路１３のスイッチング素子１３Ａ，１３Ｂがオンすると、スイッチング素子１３Ａからスイッチング素子１３Ｂの方向に電流が流れ、トランス１１の２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃに現れる電圧ＶＯ１，ＶＯ２がダイオード１５Ｂに対して逆方向となり、ダイオード１５Ａに対して順方向となる。このため、２次側巻線１１Ｂからダイオード１５Ａを通って出力ラインＬＯに電流が流れる。
【００４４】
次に、スイッチング素子１３Ｂがオフし、スイッチング素子１３Ｃがオンすると、トランス１１の２次側巻線１１Ｃに現れる電圧［−ＶＯ２］は、略ゼロとなる。
【００４５】
その後、スイッチング素子１３Ｃ，１３Ｄがオンすると、スイッチング素子１３Ｃからスイッチング素子１３Ｄの方向に電流が流れ、トランス１１の２次側巻線１１Ｂ，１１Ｃに現れる電圧［−ＶＯ１］、［−ＶＯ２］がダイオード５２に対して順方向になる一方、ダイオード１５Ａに対して逆方向となる。このため、２次側巻線１１Ｃからダイオード１５Ｂを通って出力ラインＬＯに電流が流れる。
【００４６】
次に、スイッチング素子１３Ｃがオフし、スイッチング素子１３Ｂがオンすると、トランス１１の２次側巻線１１Ｂに現れる電圧［−ＶＯ１］は、略ゼロとなる。
【００４７】
安定化回路５０は、電源主体部１０に上記した動作を繰り返し行わせ、直流出力電圧Ｖｏｕｔをモニタしながらインバータ回路１３のスイッチング信号のデューティを調整することによって、直流出力電圧Ｖｏｕｔを安定化する。
【００４８】
このようにして、電源本体部１０は、高圧バッテリＨＢから供給された直流入力電圧Ｖｉｎを直流出力電圧Ｖｏｕｔに変圧（降圧）し、その変圧した直流出力電圧Ｖｏｕｔを低圧バッテリＬＢに給電する。
（入力過電圧時）
【００４９】
次いで、入力過電圧時の動作について説明する。図３（ａ）に示すように、直流入力電圧Ｖｉｎが上昇し、時刻ｔ２において、直流入力電圧Ｖｉｎが過電圧レベルＶｏｖに達すると、電圧検出部２０における比較器２５の出力電圧Ｖｄ１がハイレベルとなり（図３（ｂ）における時刻ｔ２）、トランジスタ２６のコレクタ、すなわち電圧検出部２０の出力電圧がローレベルとなる。これによって、抵抗器３６が短絡し、抵抗器３４と抵抗器３５との間のノード電圧が上昇して、補助電源部３０における補助制御部３３が、制御部１７のための電源電圧Ｖｓを第２のレベルＶｓ２に上昇させる（図３（ｃ）における時刻ｔ２〜ｔ３）。なお、補助制御部３３の具体的な動作は上記と同様である。本実施形態では、電源電圧Ｖｓは、Ｒ３５×（Ｒ３４＋Ｒ３５＋Ｒ３６）／（（Ｒ３４＋Ｒ３５）×（Ｒ３５＋Ｒ３６））＝約１．５倍に上昇する。
【００５０】
すると、電源電圧Ｖｓが過電圧レベルに達し、制御部１７の過電圧情報読取回路４０における比較器４３の出力電圧Ｖｄ２がハイレベルとなる（図３（ｄ）における時刻ｔ３）。その結果、安定化回路５０は、インバータ回路１３を全てオフにするためのスイッチング信号を出力し、電源本体部１０の動作を停止させる。
【００５１】
このように、本実施形態のスイッチング電源装置１によれば、補助電源部３０が、電圧検出部２０の出力電圧に応じて制御部１７の電源電圧のレベルを変化させるので、制御部１７は、この電源電圧のレベルから、電圧検出部２０が入力過電圧を検出したか否かを把握することができる。したがって、本実施形態のスイッチング電源装置１によれば、電圧検出部２０を入力側（１次側）に設けても、電圧検出部２０用の入出力絶縁回路（１次−２次絶縁回路：フォトカプラやリレー等）を別に設ける必要がなく、小型化、低価格化が可能である。なお、本実施形態では、補助電源部３０におけるトランス３１が、制御部１７の電源部用絶縁と電圧検出部用絶縁とを兼ねている。
【００５２】
また、本実施形態のスイッチング電源装置１によれば、入力過電圧時の電源電圧の変化量、すなわち、入力過電圧時の第２のレベルと通常時の第１のレベルとの差分を約１．５倍にすることによって、トランス３１のリーケージインダクタンスの変動やばらつきに依存することなく、入力過電圧を高精度に検出することができる。更に、本実施形態のスイッチング電源装置１では、上記した構成とすることによって電圧検出部２０を入力側に設けることができ、直流入力電圧Ｖｉｎを直接検出することができるので、入力過電圧の検出精度をより高めることができる。
【００５３】
また、本実施形態のスイッチング電源装置１によれば、入力過電圧時、制御部１７は電源本体部１０の動作を停止させるので、スイッチング電源装置１の内部回路の破壊を適切に防止することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００５５】
上記実施の形態では、入力過電圧検出時に電源本体部１０の動作を停止させたが、電源本体部１０をシャットダウンさせずとも、回路素子の破壊を抑制可能な程度にインバータ回路１３のオン時間を調整しデューティ比を下げてもよい。また、上記実施の形態では、電源本体部１０の動作を停止の際にインバータ回路１３を全てオフにするためのスイッチング信号を出力しているが、電源本体部１０の動作を停止させる場合、スイッチング信号を一切出力しない構成としても良い。
【００５６】
また、上記実施の形態では、スイッチング電源装置１の回路構成を具体的に挙げて説明したが、回路構成はこれに限定されるものではない。例えば、インバータ回路を、８つのスイッチング素子を用いたフルブリッジ型、２つのスイッチング素子を用いたフォワード型、または２つもしくは４つのスイッチング素子を用いたハーフブリッジ型により構成してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態では、電源本体部１０が、高圧の直流入力電圧Ｖｉｎをより低い直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている場合について説明したが、逆に電源本体部を、低圧の直流入力電圧Ｖｉｎをより高い直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換する昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにより構成してもよい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、補助電源部３０が、トランス３１の３次側巻線３１Ｃの両端電圧をモニタして電源電圧を制御したが、２次側巻線３１Ｂの両端電圧や直接に電源電圧をモニタしても、同様に制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示すスイッチング電源装置を詳細に示す回路図である。
【図３】スイッチング電源装置の各部動作波形を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…スイッチング電源装置、１０…電源本体部、１１…トランス、１２…平滑コンデンサ、１３…インバータ回路、１３Ａ〜１３Ｄ…スイッチング素子、１４…共振用インダクタ、１５…整流回路、１６…平滑回路、１７…制御部、２０…電圧検出部、２５…比較器、３０…電圧検出部、３１…トランス、３２…スイッチング素子、３３…補助制御部、３７…整流回路、４０…過電圧情報読取回路、４３…比較器、５０…安定化回路、ＨＢ…高圧バッテリ、ＬＢ…低圧バッテリ。
【図１】
2008253075.tif 000003
【図２】
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【図３】
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