(57)【要約】【課題】保護回路を安定して動作させることのできるスイッチング電源回路を提供する。【解決手段】ダイオードＤ５とコンデンサＣ８との接続ノードにアノードが接続するとともにダイオードＤ４とコンデンサＣ７との接続ノードにカソードが接続するダイオードＤＰを備える。このように構成することによって、例えば、コンデンサＣ７が破損して端子Ｂ側がショートした場合においても、ダイオードＤＰを介して端子Ｃ側をショートさせることができる。したがって、トランジスタＱ３〜Ｑ５を確実にＯＦＦとすることが可能となり、保護回路４を確実に動作させることができる。【選択図】図１
2008187759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される電圧を変換して複数の電圧を出力するトランスと、当該トランスに入力される電圧を制御する制御回路と、前記トランスから出力される複数の電圧のうち電圧値の大きい第一の電圧と電圧値の小さい第二の電圧との二つの電圧に基づいて前記制御回路に帰還を行う帰還回路と、を備えるスイッチング電源回路において、
前記トランスから前記第一の電圧が出力される第一の出力端子と、
前記トランスから前記第二の電圧が出力される第二の出力端子と、
前記第一の出力端子にアノードが接続する第一の整流用ダイオードと、
前記第二の出力端子にアノードが接続する第二の整流用ダイオードと、
前記第一の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第一の整流用コンデンサと、
前記第二の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第二の整流用コンデンサと、
前記帰還回路を制御するＰＮＰ型のトランジスタと、
前記帰還回路が停止することによって動作して、前記制御回路を停止するとともに前記トランスに入力される電圧を停止する保護回路と、
前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードにアノードが接続するとともに、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードにカソードが接続する保護用ダイオードと、を備え、
前記帰還回路が、
前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードに一端が接続する第一の抵抗と、
前記第一の抵抗と一端において接続するとともに他端が接地される第二の抵抗と、
前記第一の抵抗と前記第二の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタのベースに接続する第三の抵抗と、
前記トランジスタのベースと前記第三の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタのエミッタに接続する第一のコンデンサと、
前記トランジスタのコレクタに一端が接続する第四の抵抗と、
前記第四の抵抗の他端にアノードが接続するとともにカソードが接地されるフォトダイオードと、
ベースにおいて当該フォトダイオードが発する光を受光することでＯＮとなるＮＰＮ型フォトトランジスタと、を備え、
前記トランジスタのエミッタが前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードに接続し、
前記フォトトランジスタのエミッタに前記トランスから出力される電圧に基づく電圧が供給されるとともに、前記フォトトランジスタのコレクタが前記制御回路に接続することを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項２】
入力される電圧を変換して大きさの異なる複数の電圧を出力するトランスと、当該トランスに入力される電圧を制御する制御回路と、前記トランスから出力される複数の電圧のうち電圧値の大きい第一の電圧と電圧値の小さい第二の電圧との二つの電圧に基づいて前記制御回路に帰還を行う帰還回路と、を備えるスイッチング電源回路において、
前記トランスから前記第一の電圧が出力される第一の出力端子と、
前記トランスから前記第二の電圧が出力される第二の出力端子と、
前記第一の出力端子にアノードが接続する第一の整流用ダイオードと、
前記第二の出力端子にアノードが接続する第二の整流用ダイオードと、
前記第一の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第一の整流用コンデンサと、
前記第二の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第二の整流用コンデンサと、
前記帰還回路を制御するスイッチと、
前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードにアノードが接続するとともに、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードにカソードが接続する保護用ダイオードと、を備え、
前記スイッチが、前記第一の電圧に基づく電圧と前記第二の電圧に基づく電圧とによって制御されることを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項３】
前記スイッチがトランジスタであるとともに、前記帰還回路が、
前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードに一端が接続する第一の抵抗と、
前記第一の抵抗と一端において接続するとともに他端が接地される第二の抵抗と、
前記第一の抵抗と前記第二の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタの制御電極に接続する第三の抵抗と、
前記トランジスタの制御電極と前記第三の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタの第一の電極に接続する第一のコンデンサと、
前記トランジスタの第二の電極に一端が接続する第四の抵抗と、
前記第四の抵抗の他端にアノードが接続するとともにカソードが接地されるフォトダイオードと、
制御電極において当該フォトダイオードが発する光を受光することでＯＮとなるフォトトランジスタと、を備え、
前記トランジスタの第一の電極が前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードに接続し、
前記フォトトランジスタの第一の電極に前記トランスから出力される電圧に基づく電圧が供給されるとともに、前記フォトトランジスタの第二の電極が前記制御回路に接続され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回路。
【請求項４】
前記帰還回路が停止することによって動作して、前記制御回路を停止するとともに前記トランスに入力される電圧を停止する保護回路を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きさの異なる複数の直流電圧を出力するＲＣＣ（Ｒｉｎｇｉｎｇ  Ｃｈｏｋｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下ＲＣＣとする）方式のスイッチング電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きさの異なる複数の直流電圧を出力するＲＣＣ方式のスイッチング電源回路は、図２のブロック図に示すように、入力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路１１と、整流回路１１より得られる直流電圧が一次側に印加されるトランス１２と、トランス１２の一次側に印加される直流電圧のＯＮ、ＯＦＦを制御することでトランス１２の二次側から複数の電圧値の交流電圧を出力させるスイッチング回路１３と、トランス１２の二次側から出力されるそれぞれの電圧値の交流電圧をそれぞれ直流に変換する二次側整流回路１４と、を備える。また、出力電圧を安定させるために、二次側整流回路１４から出力される出力電圧の大きさに基づいて一次側へ帰還し出力電圧を安定化させる帰還回路１５と、トランス１２の一次側に供給される電圧に応じた電圧を発生するドライブコイル１６と、を備える場合があり、さらに、スイッチング電源回路１０に異常が発生した際にスイッチング回路１３を強制的に停止させてトランス１２の一次側に供給される直流電圧を停止させる保護回路１７を備える場合もある。
【０００３】
また、図２では二次側整流回路１４と帰還回路１５についての回路例を示しており、二次側整流回路１４は、トランス１２から出力されるそれぞれの電圧値の交流電圧がそれぞれのアノードに入力されるダイオードＤ２０〜Ｄ２２と、それぞれのダイオードＤ２０〜Ｄ２２のカソードにそれぞれの一端が接続されるとともにそれぞれの他端が接地されるコンデンサＣ２０〜Ｃ２２と、を備える構成となっている。ここで、トランス１２は三種類の交流電圧を出力し、ダイオードＤ２０とコンデンサＣ２０との接続ノードからは高圧の直流電圧が、ダイオードＤ２１とコンデンサＣ２１との接続ノードからは中圧の直流電圧が、ダイオードＤ２２とコンデンサＣ２２との接続ノードからは低圧の直流電圧が、それぞれ出力されるものとする。
【０００４】
帰還回路１５は、中圧及び低圧の二つの直流電圧の大きさに基づいて動作して一次側に帰還する構成となっており、低圧の直流電圧がエミッタに供給されるＰＮＰ型のトランジスタＱ１０と、高圧の直流電圧が一端に供給される抵抗Ｒ２０と、抵抗Ｒ２０の他端に一端が接続する抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２１の他端に一端が接続するとともに他端がトランジスタＱ１０のベースに接続する抵抗Ｒ２２と、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の接続ノードに一端が接続するとともに他端が接地される抵抗Ｒ２３と、抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ２１との接続ノードにカソードが接続されるとともにアノードが接地されるツェナーダイオードＤ２３と、トランジスタＱ１０のエミッタに一端が接続されるとともに他端がトランジスタＱ１０のベースに接続するコンデンサＣ２３と、トランジスタＱ１０のコレクタに一端が接続する抵抗Ｒ２４と、抵抗Ｒ２４の他端にアノードが接続するとともにカソードが接地されるフォトダイオードＤ２４と、フォトダイオードＤ２４の発光をベースが受光することによって動作するとともにコレクタに印加される電圧がドライブコイル１６から供給されてエミッタが保護回路１７及びスイッチング回路１３に接続するＮＰＮ型のフォトトランジスタＱ１１と、を備える。
【０００５】
以上の回路を備えるスイッチング電源回路１０が動作すると、まず交流電圧が整流回路１１によって直流電圧に変換されて、スイッチング回路１３を介してトランス１２に入力される。このとき、スイッチング回路１３ではトランス１２に入力される直流電圧の供給のＯＮ、ＯＦＦを所定の周期で行い、トランス１２の１次側には断続的に電圧が供給される。そして、トランス１２の二次側では複数の電圧値の交流電圧が生成され、出力されるそれぞれの交流電圧は二次側整流回路１４によってそれぞれ直流電圧に変換され、複数の電圧値の直流電圧が出力される。
【０００６】
帰還回路１５では二次側整流回路１４から供給される中圧、低圧の二つの出力電圧の大きさに応じてフォトダイオードＤ２４に流れる電流を増減させている。例えば、二次側に定格の電圧値以上の電圧が出力されている場合では、より大きな電流がフォトダイオードＤ２４を流れてフォトダイオードＤ２４の発光強度が大きくなる。そして、その強い光がフォトトランジスタＱ１１のベースで受光されることによって、フォトトランジスタＱ１１がより大きな電流を流すようになる。そして、ドライブコイル１６から発生する電流がスイッチング回路１３に流れこむが、このときより大きな電流がスイッチング回路１３に流れこみ、スイッチング回路１３がトランス１２の一次側に供給される電圧が停止する時間を長くする。そして、以上のように動作することでトランス１２の二次側から発生する電圧が抑制されて定格の電圧値に近い値となる。
【０００７】
また、フォトトランジスタＱ１１が正常に動作してＯＮとなっていると、保護回路１７にはドライブコイル１６から発生した電圧が供給され、これによって保護回路１７は停止し続ける。しかし、例えば中圧側、低圧側の二次側整流回路１４のどちらかのコンデンサＣ２１、Ｃ２２が破損してショートする場合などのように、トランジスタＱ１０及びフォトトランジスタＱ１１が継続してＯＦＦとなる場合においては、保護回路１７に電圧が供給されないために保護回路１７が動作し、強制的にスイッチング回路１３を停止させてトランス１２の一次側に供給される電圧を停止させる。
【０００８】
また、ツェナーダイオードＤ２３も回路を保護するために設けられており、この素子は中圧の直流電圧の電圧値が所定の電圧値を超えるかどうかについての判定を行っている。そして、中圧の直流電圧の電圧値が所定の電圧値を超える場合にはツェナーダイオードＤ２３がショートして接地する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２７０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように帰還回路１５と保護回路１７とを構成した場合において、二次側整流回路１４のコンデンサＣ２１が破損してショートすると、帰還回路１５のトランジスタＱ１０がＯＦＦしにくくなるという問題があった。具体的には、コンデンサＣ２１がショートしてもトランジスタＱ１０のベースにはトランジスタＱ１０をＯＮさせるような電圧が印加されることがあり、コンデンサＣ２１がショートしても保護回路１７が動作しない場合があった。そして、保護回路１７が動作しないとトランス１２の一次側に印加される電圧も停止せず、トランス１２の二次側から発生する交流電圧がダイオードＤ２１を介して接地されることでダイオードＤ２１が発熱し、危険な状態となる問題が生じていた。
【００１０】
そこで、本発明はこれらの問題を解決し、コンデンサが破損するなどしてショートした場合においても、保護回路を安定して動作させることのできるＲＣＣ方式のスイッチング電源回路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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、入力される電圧を変換して大きさの異なる複数の電圧を出力するトランスと、当該トランスに入力される電圧を制御する制御回路と、前記トランスから出力される複数の電圧のうち電圧値の大きい第一の電圧と電圧値の小さい第二の電圧との二つの電圧に基づいて前記制御回路に帰還を行う帰還回路と、を備えるスイッチング電源回路において、前記トランスから前記第一の電圧が出力される第一の出力端子と、前記トランスから前記第二の電圧が出力される第二の出力端子と、前記第一の出力端子にアノードが接続する第一の整流用ダイオードと、前記第二の出力端子にアノードが接続する第二の整流用ダイオードと、前記第一の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第一の整流用コンデンサと、前記第二の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第二の整流用コンデンサと、前記帰還回路を制御するスイッチと、前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードにアノードが接続するとともに、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードにカソードが接続する保護用ダイオードと、を備え、前記スイッチが、前記第一の電圧に基づく電圧と前記第二の電圧に基づく電圧とによって制御されることを特徴とする。
【００１２】
また、上記構成のスイッチング電源回路において、前記スイッチがトランジスタであるとともに、前記帰還回路が、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードに一端が接続する第一の抵抗と、前記第一の抵抗と一端において接続するとともに他端が接地される第二の抵抗と、前記第一の抵抗と前記第二の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタの制御電極に接続する第三の抵抗と、前記トランジスタの制御電極と前記第三の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタの第一の電極に接続する第一のコンデンサと、前記トランジスタの第二の電極に一端が接続する第四の抵抗と、前記第四の抵抗の他端にアノードが接続するとともにカソードが接地されるフォトダイオードと、制御電極において当該フォトダイオードが発する光を受光することでＯＮとなるフォトトランジスタと、を備え、前記トランジスタの第一の電極が前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードに接続し、前記フォトトランジスタの第一の電極に前記トランスから出力される電圧に基づく電圧が供給されるとともに、前記フォトトランジスタの第二の電極が前記制御回路に接続されることとしても構わない。
【００１３】
また、上記構成のスイッチング電源回路において、前記帰還回路が停止することによって動作して、前記制御回路を停止するとともに前記トランスに入力される電圧を停止する保護回路を備えることとしても構わない。
【００１４】
また、本発明のスイッチング電源回路は、前記トランスから前記第一の電圧が出力される第一の出力端子と、前記トランスから前記第二の電圧が出力される第二の出力端子と、前記第一の出力端子にアノードが接続する第一の整流用ダイオードと、前記第二の出力端子にアノードが接続する第二の整流用ダイオードと、前記第一の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第一の整流用コンデンサと、前記第二の整流用ダイオードのカソードに一端が接続するとともに他端が接地される第二の整流用コンデンサと、前記帰還回路を制御するＰＮＰ型のトランジスタと、前記帰還回路が停止することによって動作して、前記制御回路を停止するとともに前記トランスに入力される電圧を停止する保護回路と、前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードにアノードが接続するとともに、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードにカソードが接続する保護用ダイオードと、を備え、前記帰還回路が、前記第一の整流用ダイオードと前記第一の整流用コンデンサとの接続ノードに一端が接続する第一の抵抗と、前記第一の抵抗と一端において接続するとともに他端が接地される第二の抵抗と、前記第一の抵抗と前記第二の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタのベースに接続する第三の抵抗と、前記トランジスタのベースと前記第三の抵抗との接続ノードに一端が接続するとともに他端が前記トランジスタのエミッタに接続する第一のコンデンサと、前記トランジスタのコレクタに一端が接続する第四の抵抗と、前記第四の抵抗の他端にアノードが接続するとともにカソードが接地されるフォトダイオードと、ベースにおいて当該フォトダイオードが発する光を受光することでＯＮとなるＮＰＮ型フォトトランジスタと、を備え、前記トランジスタのエミッタが前記第二の整流用ダイオードと前記第二の整流用コンデンサとの接続ノードに接続し、前記フォトトランジスタのエミッタに前記トランスから出力される電圧に基づく電圧が供給されるとともに、前記フォトトランジスタのコレクタが前記制御回路に接続することとしても構わない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成によれば、複数の電圧値の直流電圧を出力するＲＣＣ方式のスイッチング電源回路において、帰還回路に供給される二つの出力電圧のうち、大きい電圧値を供給する回路がショートした場合でも、保護用コンデンサを介して自動的に低圧側もショートするため、保護回路を安定して動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図１に示すＲＣＣ方式のスイッチング電源回路の一例に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態におけるＲＣＣ方式のスイッチング電源回路の一例を示す回路図であり、回路の要部を示したものである。まず、図１を用いて、本実施形態におけるスイッチング電源回路の回路構成の一例について説明する。
【００１７】
＜回路構成＞
図１に示すように、ＲＣＣ方式のスイッチング電源回路１は、入力される交流電圧を直流電圧に変換するために整流回路２とコンデンサＣ１とを備え、整流回路２には交流電圧がフィルタ回路（不図示）などを介して入力される。整流回路２の出力端子には他端が接地されたコンデンサＣ１の一端が接続され、整流回路２とコンデンサＣ１との接続ノードには一端が接続された抵抗Ｒ１が接続される。そして、抵抗Ｒ１の他端には、抵抗Ｒ２の一端とコンデンサＣ２の一端とトランス３の一次側コイルＬ１の一端と、がそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ２の他端とコンデンサＣ２の他端とは接続されており、この接続ノードにコンデンサＣ３の一端とダイオードＤ１のカソードとが接続している。また、コンデンサＣ３の他端とダイオードＤ１のアノードとは接続されており、この接続ノードに一次側コイルＬ１の他端が接続している。
【００１８】
コンデンサＣ３とダイオードＤ１と一次側コイルＬ１との接続ノードには、一次側コイルＬ１に印加される直流電圧を制御するｎチャネル型の電界効果型トランジスタＱ１のドレインと、コンデンサＣ４の一端と、が接続しており、トランジスタＱ１のソースとコンデンサＣ４の他端とが接続する。また、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２、Ｃ３、ダイオードＤ１から成る回路でサージ電圧吸収回路を形成しており、トランジスタＱ１にサージ電圧が発生することを防止している。
【００１９】
トランジスタＱ１のドレインとコンデンサＣ４の他端との接続ノードには、他端が接地される抵抗Ｒ３の一端とダイオードＤ２のアノードとが接続し、ダイオードＤ２のカソードには他端が接地される抵抗Ｒ４の一端と他端が接地されるコンデンサＣ５の一端とが接続している。また、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ４とコンデンサＣ５との接続ノードにはＮＰＮ型のトランジスタＱ２のベースが接続している。そして、このトランジスタＱ２のエミッタは接地されており、コレクタはトランジスタＱ１のゲートに接続している。このトランジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ１のゲートとの接続ノードには、他端が接地された抵抗Ｒ５の一端と、抵抗Ｒ６の他端と、が接続し、抵抗Ｒ６の一端は抵抗Ｒ７の他端に接続している。また、抵抗Ｒ７の一端は整流回路２とコンデンサＣ１との接続ノードに接続している。
【００２０】
トランス３は、前述した一次側コイルＬ１の他に一次側コイルＬ１に供給される電圧に応じた電圧を出力するとともに他端が接地された二次側コイルＬ２及びドライブコイルＬ３を備え、二次側コイルＬ２からは複数の電圧値の交流電圧が出力される。本例においては３種類の電圧値の交流電圧を出力するものとしており、それぞれの交流電圧は二次側コイルＬ２の端子Ａと、端子Ｂと、端子Ｃと、から出力される。そして、これらのうち、二次側コイルＬ２の端子Ａから出力される交流電圧を高圧として、端子Ｂから出力される交流電圧を中圧、端子Ｃから出力される交流電圧を低圧とする。
【００２１】
また、高圧、中圧及び低圧のそれぞれの交流電圧はダイオードＤ３〜Ｄ５とコンデンサＣ６〜Ｃ８とから成るそれぞれの整流回路によってそれぞれ高圧、中圧及び低圧の直流電圧に変換される。そして、高圧の直流電圧を供給する整流回路は、二次側コイルＬ２の端子Ａにアノードが接続するダイオードＤ３と、ダイオードＤ３のカソードに一端が接続するとともに他端が接地するコンデンサＣ６と、から成り、中圧の直流電圧を供給する二整流回路は、二次側コイルＬ２の端子Ｂにアノードが接続するダイオードＤ４と、ダイオードＤ４のカソードに一端が接続するとともに他端が接地されるコンデンサＣ７と、から成り、低圧の直流電圧を供給する整流回路は、二次側コイルＬ２の端子Ｃにアノードが接続するダイオードＤ５と、ダイオードＤ５のカソードに一端が接続するとともに他端が接地されるコンデンサＣ８と、から成る。
【００２２】
中圧の直流電圧を供給するダイオードＤ４とコンデンサＣ７との接続ノードには抵抗Ｒ８の一端が接続し、抵抗Ｒ８の他端には抵抗Ｒ９の一端と、アノードが接地されたツェナーダイオードＤ６のカソードと、が接続する。そして、抵抗Ｒ９の他端には他端が接地される抵抗Ｒ１０の一端と、抵抗Ｒ１１の一端と、が接続する。抵抗Ｒ１１の他端はＰＮＰ型のトランジスタＱ３のベースに接続しており、抵抗Ｒ１１とトランジスタＱ３との接続ノードにはコンデンサＣ９の一端が接続する。また、ダイオードＤ５のカソードとコンデンサＣ８の一端との接続ノードと、トランジスタＱ３のエミッタとは接続しており、この接続ノードにコンデンサＣ９の他端が接続する。
【００２３】
トランジスタＱ３のコレクタは抵抗Ｒ１２の一端と接続し、抵抗Ｒ１２の他端はカソードが接地されたフォトダイオードＤ７のアノードに接続する。また、フォトダイオードＤ７の発光をベースが受光することによってＯＮとなるＮＰＮ型のフォトトランジスタＱ４が備えられており、このフォトトランジスタＱ４のコレクタには抵抗Ｒ１３の他端が接続されている。抵抗Ｒ１３の一端にはダイオードＤ８のカソードが接続されており、ダイオードＤ８のアノードにはドライブコイルＬ３の一端が接続されている。このドライブコイルＬ３とダイオードＤ８との接続ノードにはコンデンサＣ１０の一端が接続し、コンデンサＣ１０の他端は抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との接続ノードに接続する。
【００２４】
また、フォトトランジスタＱ４のエミッタにはダイオードＤ９のアノードが接続しており、ダイオードＤ９のカソードには抵抗Ｒ１４の一端が接続されている。そして、抵抗Ｒ１４の他端は、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ４とコンデンサＣ５との接続ノードに接続する。また、フォトトランジスタＱ４とダイオードＤ９との接続ノードにはダイオードＤ１０のアノードが接続し、ダイオードＤ１０のカソードには抵抗Ｒ１５の一端及び抵抗Ｒ１６の一端が接続する。抵抗Ｒ１５の他端は接地されており、抵抗Ｒ１６の他端には、エミッタ接地されているＮＰＮ型のトランジスタＱ５のベースが接続している。トランジスタＱ５のコレクタには、他端が接地されたコンデンサＣ１１の一端と、ダイオードＤ１１のアノードとが接続し、ダイオードＤ１１のカソードは、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ４とコンデンサＣ５との接続ノードに接続する。
【００２５】
トランジスタＱ５とコンデンサＣ１１とダイオードＤ１１との接続ノードには抵抗Ｒ１７の他端が接続し、抵抗Ｒ１７の一端にはコンデンサＣ１２の一端と抵抗Ｒ１８の他端とが接続する。そして、コンデンサＣ１２の他端には抵抗Ｒ１９の一端が接続しており、抵抗Ｒ１９の他端は、ダイオードＤ１０と抵抗Ｒ１５と抵抗Ｒ１６との接続ノードに接続する。また、抵抗Ｒ１８の一端は整流回路２とコンデンサＣ１との接続ノードに接続する。
【００２６】
さらに、本発明の実施形態におけるスイッチング電源回路１では、ダイオードＤ５とコンデンサＣ８との接続ノードにアノードが接続するとともにダイオードＤ４とコンデンサＣ７との接続ノードにカソードが接続するダイオードＤＰを備える。
【００２７】
＜スイッチング電源回路の動作＞
次に、図１に示した回路の一例を用いて本実施形態におけるスイッチング電源回路１の通常の動作について説明する。まず、スイッチング電源回路１に交流電圧が供給されると、整流回路２及びコンデンサＣ１によって直流電圧に変換される。そして変換された直流電圧は抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ６を介して分圧されるとともにトランジスタＱ１のゲートに印加されてトランジスタＱ１をＯＮさせる。このとき、一次側コイルＬ１の一端には抵抗Ｒ１を介して直流電圧が印加されており、トランジスタＱ１がＯＮすることで一次側コイルＬ１に直流電流が流れ、トランス３の二次側コイルＬ２及びドライブコイルＬ３には逆起電力が発生し、電流が流れる。
【００２８】
また、一次側コイルＬ１を流れた電流はトランジスタＱ１と抵抗Ｒ３とを介して接地されるものと、トランジスタＱ１とダイオードＤ２とを介してコンデンサＣ５に流れ込むものと、がある。このうち、コンデンサＣ５に電流が流れ込むことで次第にコンデンサＣ５がチャージされ、トランジスタＱ２をＯＮさせるほどの電圧となる。そして、このようにコンデンサＣ５がチャージされてトランジスタＱ２がＯＮすると、整流回路２及びコンデンサＣ１から抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ１のゲートに供給されていた直流電圧が、トランジスタＱ２を介して接地されるためにトランジスタＱ１はＯＦＦとなる。すると、一次側コイルＬ１を流れる直流電流は、コンデンサＣ４をチャージするとともに停止する。
【００２９】
一次側コイルＬ１を流れる電流が停止すると、二次側コイルＬ２及びドライブコイルＬ３に逆起電力が発生し、二次側コイルＬ２及びドライブコイルＬ３には、一次側コイルＬ１に電流が流れていたときに発生していた電流とは逆向きの電流が流れる。
【００３０】
そして、しばらくするとコンデンサＣ５にチャージされていた電荷が抵抗Ｒ４を介して放電されて、トランジスタＱ２がＯＦＦする。すると、トランジスタＱ１がＯＮして一次側コイルＬ１に電流が流れることで、再び二次側コイルＬ２とドライブコイルＬ３とに逆起電力が発生して電流が流れる。以上の動作を繰り返して行うことで二次側コイルＬ２及びドライブコイルＬ３には交流電圧が発生する。
【００３１】
このように、トランジスタＱ１が一次側コイルＬ１のスイッチングを行うことで二次側に交流電圧を発生させるが、トランジスタＱ１のスイッチングはトランジスタＱ２がスイッチングすることによって行われる。また、このトランジスタＱ２がスイッチングするタイミングは、コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ４によって決定されており、コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ４が時定数回路となっている。
【００３２】
また、本実施形態のようなＲＣＣ方式のスイッチング電源回路の場合、二次側に生じる電圧値に基づいて一次側へ帰還を行い、より安定した電圧を供給することがある。本例の場合では、三種類の二次側の出力電圧のうち中圧及び低圧の直流電圧を用いて帰還に利用することとしており、低圧の直流電圧はトランジスタＱ３のコレクタに印加され、中圧の直流電圧は抵抗Ｒ８、Ｒ９及びＲ１１を介して分圧されてトランジスタＱ３のベースに印加される。そして、このように電圧が印加されることでトランジスタＱ３はＯＮするとともに低圧及び中圧の電圧値に応じた電流をフォトダイオードＤ７に流す。
【００３３】
このとき、出力される直流電圧の電圧値が定格の電圧値より増大していたとすると、フォトダイオードＤ７を流れる電流も増加して発光量が増大することとなる。すると、フォトトランジスタＱ４の受光量も増大してフォトトランジスタＱ４を流れる電流量も増加するために、ドライブコイルＬ３で発生して抵抗Ｒ１３及びＲ１４を介してコンデンサＣ５にチャージされる電流も増加する。そのため、コンデンサＣ５がチャージされやすくなりトランジスタＱ２がＯＮする時間が長くなるとともにトランジスタＱ１がＯＦＦする時間が長くなる。すると、一次側コイルＬ１を流れる電流が停止する時間が長くなり、二次側コイルＬ２で発生して整流されることによって発生する直流電圧の電圧値が減少し、定格の電圧値に近くなる。
【００３４】
また、これとは逆に出力される直流電圧の電圧値が定格の電圧値より減少していた場合においては、フォトダイオードＤ７の発光量が減少してフォトトランジスタＱ４を流れる電流量が減少するとともにコンデンサＣ５にチャージされる電流も減少する。そして、トランジスタＱ２がＯＮする時間が短くなるとともにトランジスタＱ１がＯＮする時間が長くなり、一次側コイルＬ１を流れる電流が停止する時間が短くなり、二次側コイルＬ２で発生して整流されることによって発生する直流電圧の電圧値が増大し、定格の電圧値に近くなる。
【００３５】
＜保護回路の動作＞
次に、スイッチング電源回路１に異常が発生した場合に動作して保護回路について図１を用いて説明する。保護回路４は、トランジスタＱ５と、抵抗Ｒ１５〜Ｒ１９と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、ダイオードＤ１０及びＤ１１と、を備える。トランジスタＱ５は、フォトトランジスタＱ４がＯＮであればダイオードＤ１０及び抵抗Ｒ１６を介して分圧された電圧がベースに印加されてＯＮとなるが、フォトトランジスタＱ４がＯＦＦとなるとベースに電圧が印加されずにＯＦＦとなる。そして、このトランジスタＱ５が保護回路４のスイッチの役割を果たしており、トランジスタＱ５が継続してＯＦＦとなるときに保護回路４が動作して、トランス３の一次側に供給される直流電圧を停止させて二次側の出力を停止させる。
【００３６】
保護回路４が動作する場合として、例えばコンデンサＣ８が破損し、ショートした場合について説明する。コンデンサＣ８がショートすると、二次側コイルＬ２側から供給される電圧は破損したコンデンサＣ８を介して接地されることとなる。すると、トランジスタＱ３のエミッタに電圧が印加されず、トランジスタＱ３はＯＦＦとなる。そのため、フォトダイオードＤ７が発光しないことからフォトトランジスタＱ４がＯＦＦとなり、トランジスタＱ５もベースに電圧が印加されないためＯＦＦとなる。
【００３７】
トランジスタＱ５は、エミッタが接地されるとともに、コレクタには整流回路２及びコンデンサＣ１によって生成された直流電圧が抵抗Ｒ１８及びＲ１７を介して分圧された電圧が印加されており、スイッチング電源回路１が正常に動作している間はトランジスタＱ５がＯＮとなることでコレクタにかかる電圧を接地させている。しかしながら、このようにトランジスタＱ５がＯＦＦとなると、トランジスタＱ５のコレクタにかかる電圧はダイオードＤ１１を介してコンデンサＣ５をチャージするとともにトランジスタＱ２のベースに印加される。そして、トランジスタＱ２がＯＮとなり、トランジスタＱ１を停止させるとともにトランス３の一次側コイルＬ１に供給される電圧を停止させる。
【００３８】
また、スイッチング電源回路１の動作開始直後や一時的にフォトトランジスタＱ４がＯＦＦとなる場合においてもトランジスタＱ５はＯＦＦとなるが、短時間であればコンデンサＣ１１がチャージされるだけであり、保護回路４は動作せず一次側コイルＬ１に供給される電圧も停止しない。即ち、保護回路４が動作する場合は、継続してフォトトランジスタＱ４がＯＦＦする場合であり、回路になんらかの異常があるときである。
【００３９】
そして、本発明の実施形態におけるスイッチング電源回路１は、この保護回路４を確実に動作させるためにダイオードＤＰを設けている。このダイオードＤＰは、二次側コイルＬ２の出力側であり低圧の交流電圧が供給されるダイオードＤ５とコンデンサＣ８との接続ノードにアノードが接続し、中圧の交流電圧が供給されるダイオードＤ４とコンデンサＣ７との接続ノードにカソードが接続しており、通常のスイッチング電源回路１の動作中においては中圧の電圧値の方が低圧の電圧値よりも大きいため、このダイオードＤＰには電流が流れない。
【００４０】
しかしながら、コンデンサＣ７が破損してショートした場合では、ダイオードＤ４のカソードが接地されて電圧が低くなるため、ダイオードＤＰを電流が流れて接地される。すると、コンデンサＣ７が破損して中圧側がショートした場合においても、低圧側も合わせてショートしたことになる。したがって、この場合にトランジスタＱ３のベースにトランジスタＱ３をＯＮするような電圧が印加されたとしても、低圧側がショートしているためにトランジスタＱ３のエミッタまで電流が流れず、フォトダイオードＤ７の点灯を確実に防ぐことができる。そして、トランジスタＱ３が確実にＯＦＦとなり、フォトトランジスタＱ４及びトランジスタＱ５がＯＦＦして、確実に保護回路４を動作させることができる。
【００４１】
よって、このようにダイオードＤＰを設けることによって、確実にトランジスタＱ３が動作するため、従来問題となっていた、コンデンサＣ７の破損などに伴うショート時のダイオードＤ４の発熱を防止することができる。
【００４２】
なお、図１に示す回路例では、低圧、中圧及び高圧の３つの出力電圧の中から中圧と低圧とを帰還に利用することとしたが、少なくとも電圧値の異なる二つの電圧を出力する構成を備え、かつ帰還に利用する二つの電圧のうち、低い電圧側にダイオードＤＰのアノードを接続し、高い電圧側にダイオードＤＰのカソードを接続する構成であればどのような構成であっても構わない。また、本例においてスイッチング電源回路１が出力する中圧の直流電圧が１２Ｖであっても構わないし、低圧の直流電圧が５Ｖであっても構わない。
【００４３】
以上、本発明の実施形態におけるスイッチング電源回路について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は複数の電圧値の直流電圧を出力するＲＣＣ方式のスイッチング電源回路において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】は、本発明の実施形態におけるスイッチング電源回路の回路図である。
【図２】は、従来のスイッチング電源回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    スイッチング電源回路
２    整流回路
３    トランス
４    保護回路
Ｌ１  一次側コイル
Ｌ２  二次側コイル
Ｌ３  ドライブコイル
Ｃ１〜Ｃ１２  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ５、Ｄ８〜Ｄ１１、ＤＰ  ダイオード
Ｄ６  ツェナーダイオード
Ｄ７  フォトダイオード
Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ５  トランジスタ
Ｑ４  フォトトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１９  抵抗
Ａ〜Ｃ  端子
【図１】
2008187759.tif 000003
【図２】
2008187759.tif 000004