(57)【要約】      （修正有）【課題】レギュレーターの入出力間のショートの後、復旧が容易な電源回路を提供する。【解決手段】電源回路１０は、トランスＴの一次コイルＮＰの電圧に対するスイッチングのデューティー比などを調節する制御回路１２と、トランスＴの二次コイルＮＳに接続された整流回路１４と、電圧を降圧するレギュレーター１６と、整流回路１４とレギュレーター１６との間の端子Ａから制御回路１２に、整流回路１４の出力電圧をフィードバックする第１ツェナーダイオードＺ１と、レギュレーター１６の出力端Ｂから制御回路１２に、レギュレーター１６の出力電圧をフィードバックする第２ツェナーダイオードＺ２と、を含む。【選択図】図１
2008086126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して電力を供給するための電源回路であって、
一次コイルおよび二次コイルを含むトランスと、
前記トランスの一次コイルに接続され、該一次コイルに印加する電圧に対するスイッチングのデューティー比、周波数、またはその両方を調節する制御回路と、
前記トランスの二次コイルに接続された整流回路と、
前記整流回路に接続され、該整流回路の出力電圧を前記負荷に印加する電圧に降圧するレギュレーターと、
前記整流回路と前記レギュレーターとの間の接点から前記制御回路に、該整流回路の出力電圧をフィードバックする第１ツェナーダイオードと、
前記レギュレーターの出力端から前記制御回路に、該レギュレーターの出力電圧をフィードバックする第２ツェナーダイオードと、
を含む電源回路。
【請求項２】
前記第１ツェナーダイオードの降伏電圧が第２ツェナーダイオードの降伏電圧よりも高く、且つ該第２ツェナーダイオードの降伏電圧がレギュレーターの正常動作時の出力電圧よりも高い請求項１の電源回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１ツェナーダイオードまたは第２ツェナーダイオードからフィードバックされた電圧の違いによって前記トランスの一次コイルに印加する電圧に対するスイッチングのデューティー比、周波数、またはその両方を異ならせる請求項２の電源回路。
【請求項４】
表示装置または表示灯と、
前記レギュレーターの出力電圧を検知し、該出力電圧が前記第２ツェナーダイオードの降伏電圧である場合に、前記表示装置に異常を示す表示をおこなう回路または前記表示灯を点灯させる回路と、
を含む請求項３の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レギュレーターの入出力間がショートしてもヒューズを溶断せず、且つ電圧を出力することができる電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアコンなどに使用されている電源回路２０の一部を図２に示す。トランスＴの二次コイルＮＳに整流回路１４が接続されている。整流回路１４と出力端子Ｘの間にレギュレーター１６が接続されている。レギュレーター１６によって所望の電圧に降圧される。例えば、１５Ｖから５Ｖに降圧される。出力端子Ｘにエアコンのマイコン１８が接続され、エアコンの動作を制御する。なお、ツェナーダイオードＺ１は安定化回路として動作し、制御回路２２へのフィードバックによってトランスＴの一次コイルＮＰに印加する電圧をスイッチングさせるためのデューティー比（オン・オフ比）、周波数、またはその両方を調節する。即ち、端子Ａの電位によって制御回路２２が一次コイルＮＰへの電圧のスイッチングのデューティー比、周波数、またはその両方を調節する。この調節により、二次コイルＮＳの出力電圧を調節する。
【０００３】
レギュレーター１６のＩ端子とＯ端子間がショートするとマイコン１８に端子Ａの電圧がそのまま印加されることとなる。マイコン１８に定格の倍以上の電圧が印加されることとなる。マイコン１８の温度が上昇し、マイコン１８が破壊されてしまう。マイコン１８を保護するために、整流回路１４とレギュレーター１６との間にヒューズＦを挿入し、ヒューズＦを溶断してマイコン１８を保護する。
【０００４】
レギュレーター１６のショートの原因として、レギュレーター１６への埃の付着がある。このような場合、埃を取り払えば、レギュレーター１６の交換は必要ない。しかし、ヒューズＦが溶断されているため、ヒューズＦを交換しないと電源回路２０を復旧させることができない。
【０００５】
また、ヒューズＦが溶断されると出力端子Ｘの電圧は０Ｖである。マイコン１８への電力供給がストップし、エアコンがストップする。エアコンの使用者は自らエアコンの故障を判断し、メンテナンス業者に連絡をすることとなる。使用者がエアコンの故障を判断できないときは、電源のボタンのオン・オフを繰り返したりすることとなる。このような場合、エアコンに設けられたＬＣＤやＬＥＤなどで故障を知らせることができると使用者の利便性が向上する。しかし、ヒューズＦの溶断によって、マイコン１８への電力供給がストップするため、ＬＣＤなどの表示装置２４も表示が不可能となる。電池を設けることによって表示装置２４の表示を確保することができるが、電池の交換などが必要になり、かえって不便になる場合がある。
【０００６】
下記の特許文献１に、ヒューズＦを使用しない電源回路が開示されている。負荷の異常を検出する構成であるため、定電圧回路（レギュレーター）がショートしたときは、レギュレーターの入力電圧が負荷に印加されることとなる。即ち、特許文献１はレギュレーターのショートに対応した回路とはなっていない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２１４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、レギュレーターの入出力間がショートの後、復旧が容易な電源回路を提供することにある。また本発明の他の目的は、レギュレーターの入出力間のショート時に、負荷が破壊されない程度の電圧を出力できるように構成した電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電源回路は、トランスと、前記トランスの一次コイルの電圧をスイッチングさせるためのデューティー比、周波数、またはその両方を調節する制御回路と、前記トランスの二次コイルに接続された整流回路と、前記整流回路に接続され、電圧を降圧するレギュレーターと、前記整流回路と前記レギュレーターとの間の接点から前記制御回路に、該整流回路の出力電圧をフィードバックする第１ツェナーダイオードと、前記レギュレーターの出力端から前記制御回路に、該レギュレーターの出力電圧をフィードバックする第２ツェナーダイオードと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、レギュレーターの入出力端子間がショートしても、ヒューズなしで負荷の保護をおこなうことができる。高価なヒューズを使用しないので、コストダウンを図ることができる。第２ツェナーダイオードが負荷に印加される電圧の上限値を制限することができる。レギュレーターがショートしても、出力電圧を０にせずに、所定の電圧を出力するため、その電圧を利用して機器を動作させ、異常を知らせることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る電源回路について図面を使用して説明する。電源回路に接続される負荷はエアコンのマイコンとして説明するが、他の電気機器に使用するものであっても良い。
【００１２】
図１に示す電源回路１０は、トランスＴと、トランスＴの一次コイルＮＰに印加する電圧をスイッチングさせるためのデューティー比、周波数、またはその両方を調節する制御回路１２と、トランスＴの二次コイルＮＳに接続された整流回路１４と、整流回路１４に接続され、電圧を降圧するレギュレーター１６と、整流回路１４とレギュレーター１６との間の端子Ａから制御回路１２に、整流回路１４の出力電圧をフィードバックする第１ツェナーダイオードＺ１と、レギュレーター１６の出力端Ｂから制御回路１２に、レギュレーター１６の出力電圧をフィードバックする第２ツェナーダイオードＺ２と、を含む。
【００１３】
トランスＴは、フライバック方式のトランスである。整流回路１４は、半波整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１を利用した回路であり、交流電圧から直流電圧に変換する。
【００１４】
定電圧回路であるレギュレーター１６は、整流回路１４の出力電圧をマイコン１８の定格電圧に降圧する。例えば、１５Ｖから５Ｖに降圧する。正常時は、この５Ｖの電圧が出力端子Ｘからマイコン１８に印加される。また、レギュレーター１６は、整流回路１４の不安定な整流電圧を安定化させる働きもある。レギュレーター１６にコンデンサＣ２，Ｃ３およびダイオードＤ２を接続し、レギュレーター１６の安定化と発振の防止をおこなう。
【００１５】
第１および第２ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２は、アノードが制御回路１２に接続される。第１ツェナーダイオードＺ１と第２ツェナーダイオードＺ２とから制御回路１２にフィードバックをおこなう。なお、抵抗Ｒによって制御回路１２の保護をおこなう。第１および第２ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２のアノード同士が接続されているが、分離して制御回路１２に接続しても良い。また、各ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２に別々の制御回路１２を接続して、それぞれにフィードバックしても良い。
【００１６】
本発明は、整流回路１４とレギュレーター１６との間にヒューズＦを挿入するの代わりに、レギュレーター１６の出力側の端子Ｂの電圧をフィードバックする第２ツェナーダイオードＺ２を設けている。したがって、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧以上の電圧が出力端子Ｘに現れることはなく、マイコン１８の保護回路として働く。なお、第１および第２ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２のカソードが接続される端子Ａ，Ｂの電圧を降伏電圧として説明する。
【００１７】
第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧は、第１ツェナーダイオードＺ１の降伏電圧よりも低くする。さらに、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧は、レギュレーター１６の正常動作時の出力電圧よりも高くする。例えば、第１ツェナーダイオードＺ１の降伏電圧を１５Ｖ、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧を７Ｖ、レギュレーター１６の出力電圧を５Ｖとする。また、整流回路１４の出力を１５Ｖとする。これにより、正常動作時は第１ツェナーダイオードＺ１が動作して、フィードバックをおこなう。レギュレーター１６の端子Ｉと端子Ｏとの間が短絡すると第２ツェナーダイオードＺ２が動作して、フィードバックをおこなう。この動作については、後に詳しく説明する。
【００１８】
制御回路１２は、第１ツェナーダイオードＺ１または第２ツェナーダイオードＺ２からフィードバックされた電圧の違いによってトランスＴの一次コイルＮＰに印加する電圧に対するスイッチングのデューティー比、周波数、またはその両方を異ならせる。制御回路１２は、第２ツェナーダイオードＺ２からのフィードバック時にトランスＴの二次側ＮＳの出力電圧を下げるように調節する。第２ツェナーダイオードＺ２からのフィードバック時にトランスＴの二次側ＮＳの出力電圧を０にすることはない。したがって、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧がマイコン１８に印加されることとなり、マイコン１８を動作させることも可能である。
【００１９】
本発明は、表示装置２４または表示灯と、レギュレーター１６の出力電圧を検知し、出力電圧が第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧である場合に、表示装置に異常を示す表示をおこなう回路２６または表示灯を点灯させる回路と、を含んでも良い。表示装置２４としては、ＬＣＤなどであり、表示灯はＬＥＤなどである。これらのＬＣＤやＬＥＤは、エアコンに備え付けられているものを利用しても良い。ＬＣＤとＬＥＤが同時に使用されるようにしても良い。また、上記回路２６は、マイコン１８に内蔵されていても良い。レギュレーター１６が短絡しても出力電圧を０Ｖとしないため、マイコン１８の動作が可能である。レギュレーター１６が短絡したときに、表示装置２４または表示灯が使用者に異常を知らせ、使用者は電源回路に異常が発生していることを認識できる。
【００２０】
次に、本発明の回路１０の動作について一例を説明する。第１ツェナーダイオードＺ１の降伏電圧を１５Ｖ、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧を７Ｖ、整流回路１４の出力電圧を１５Ｖ、レギュレーター１６の出力電圧を５Ｖとして説明する。
【００２１】
正常動作時は、端子Ａは１５Ｖ、端子Ｂは５Ｖとなる。５Ｖの電圧がマイコン１８に印加される。第１ツェナーダイオードＺ１は降伏領域である。また、第２ツェナーダイオードＺ２は降伏電圧以下である。したがって、第１ツェナーダイオードＺ１がオンになり、１５Ｖの電位が制御回路１２にフィードバックされることとなる。このように、レギュレーター１６が正常動作であれば、制御回路１２は二次コイルＮＳの電位を第１ツェナーダイオードＺ１の降伏電圧（１５Ｖ）になるように制御する。なお、抵抗Ｒなどがあるが、抵抗Ｒなどは無視して説明する。
【００２２】
レギュレーター１６のショート時は、端子Ａの電位と端子Ｂの電位が同電位となるため、端子Ｂの電位が１５Ｖになろうとする。しかし、端子Ｂには第２ツェナーダイオードＺ２が接続されている。したがって、端子Ｂの電位が７Ｖより高くならない。端子Ｂの電位が７Ｖとなり、端子Ａの電位は７Ｖ強となる。第１ツェナーダイオードＺ１は降伏電圧以下であり、第２ツェナーダイオードＺ２は降伏領域である。第２ツェナーダイオードＺ２がオンになり、７Ｖの電位が制御回路１２にフィードバックされる。端子Ａおよび端子Ｂの電位の本願と従来との比較を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2008086126.tif 000003
【００２４】
制御回路１２は、第２ツェナーダイオードＺ２からフィードバックがあると、トランスＴの一次コイルＮＰに印加する電圧に対するスイッチングのデューティー比などを調節して、二次コイルＮＳの電位を下げるようにする。二次コイルＮＳの電位を第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧以上であり、且つ第１ツェナーダイオードＺ１の降伏電圧以下になるようにすると、第２ツェナーダイオードＺ２からフィードバックがおこなわれる。回路１０やマイコン１８の保護のために、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧はマイコン１８を保護できる電圧にする。したがって、上記の例であれば、二次コイルＮＳの電位は７Ｖ強である。
【００２５】
マイコン１８には７Ｖの電圧が印加される。定格電圧以上の電圧が印加されるが、従来の１５Ｖの電圧の半分以下である。マイコン１８は多少発熱するが、故障するほどではない。
【００２６】
また、上述した表示装置２４または表示灯を点灯させる回路２６が７Ｖの電圧を検出すると、表示装置２４に異常を表示したり、表示灯を点灯させて異常を知らせる。利用者は、製品の異常を知り、製品の運転を中止し、サービスセンターに連絡することができる。
【００２７】
以上のように、本発明は、レギュレーター１６の端子Ｉと端子Ｏの間がショートしても、ヒューズＦを切断せずにマイコン１８を保護することができる。レギュレーター１６に埃が付いてショートしただけであれば、回路１０の復帰は容易である。また、第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧以上の電圧をマイコン１８に印加することはないので、常時マイコン１８の保護をおこなうことも可能である。さらに、レギュレーター１６がショートしても第２ツェナーダイオードＺ２の降伏電圧を出力することができるため（表１参照）、従来と異なり表示装置などで異常を知らせることもでき、従来に比べて利便性が良い。
【００２８】
以上、本発明の電源回路について実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。マイコン１８の二重の保護のために、従来と同じ箇所にヒューズＦを挿入しても良い。回路設計に反してマイコン１８が異常発熱するとヒューズＦの溶断によって電源回路１０の出力を０Ｖにし、マイコン１８を保護することができる。
【００２９】
さらに、表示装置２４や表示灯を設ける以外に、インターネットなどのネットワークを介してサービスセンターに自動的に通報する通信装置を設けても良い。
【００３０】
また、トランスＴは、フォワード結合方式とフライバック方式のいずれであっても良い。それに合わせて整流回路１４などを変更する。
【００３１】
上述した回路や素子は、同じ作用・効果を奏する他の回路や素子に置き換えることも可能である。本発明の電源回路１０と同じ作用・効果を奏するのであれば、必要に応じて他の回路や素子を本発明の電源回路１０に追加しても良い。
【００３２】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の電源回路の回路図である。
【図２】従来の電源回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，２０：電源回路
１２，２２：制御回路
１４：整流回路
１６：レギュレーター
１８：マイコン（負荷）
２４：表示装置
２６：表示用回路
【図１】
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【図２】
2008086126.tif 000005