(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧トランスを挟んで１次側に、１次側コイルに断続した電流を流す発振用ＩＣを設け、この発振用ＩＣのフィードバック端子にフォトカプラの受光側を接続すると共に、変圧トランスの２次側コイルの端子間が短絡した場合に、上記フォトカプラと対をなす発光部を発光させ、フィードバック端子に発振禁止信号を入力させることによって、２次側への電力の発生を停止させる保護回路を備えた電源装置において、上記変圧トランスの２次側コイルは１種類の電圧しか出力しない構造であって、上記フォトカプラの発光部はコンパレータによって発光させるように構成すると共に、このコンパレータの作動電源を上記変圧トランスの２次側コイルに発生する電力で充電される充電部から供給させるように構成し、上記変圧トランスの２次側コイルの端子間が短絡した際に、コンパレータに供給される電力の電圧降下速度を、上記変圧トランスの２次側コイルの端子間の電圧降下速度より遅くなるように構成したことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流である商用電源からの電力を所定の電圧の直流電力に変換して出力する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電源装置として、スイッチング電源装置と呼ばれるものがある。このような電源装置では、入力されてきた交流電源を１次側で整流して直流電力に変換し、その直流電力を変圧トランスの１次側コイルにパルス状に流すことによって２次側コイルに変圧された交流電力を発生させている。２次側コイルに発生した交流電力は直流電力に整流され出力される。
【０００３】
上記１次側コイルには直流電力をパルス状に流すためのスイッチング素子と、そのスイッチング素子を所定の周波数でオンオフさせるための発振用ＩＣが設けられている。スイッチング素子は発振用ＩＣから出力される所定の周波数のパルス信号によってオンオフをするものである。
【０００４】
発振用ＩＣにはフィードバック端子が設けられており、このフィードバック端子にはフォトカプラの受光部側が接続され、この受光部側が受光するとフィードバック端子に発振停止信号が入力されることになり、スイッチング素子のオンオフが停止して２次側コイルからの電力の出力が停止する。
【０００５】
上記フォトカプラの受光部と対をなす発光部は２次側に設けられており、２次側の出力電圧を監視している検出回路に接続されている。例えば２次側の出力端子間が短絡すると両端子間に大電流が流れ、その影響で１次側に損傷が出るため、上記検出回路はこのような短絡故障が発生すると、それを検知してフォトカプラの発光部を発光させ、対である受光部に受光させて上述のようにスイッチング素子のオンオフを停止させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２３５５６１号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の電源装置では、２次側コイルはワンタップと呼ばれる１種類の電圧しか出力しないものであり、そのため、検知回路の駆動電源も２次側コイルの出力電源から供給を受けている。
【０００８】
このような構成で２次側の出力端子間が短絡すると、２次側の出力電圧が急激に低下して、フォトカプラの発光部の発光が停止する。すると、１次側でのスイッチング素子のオンオフが再開して２次側に電力が発生するが、短絡が解消していなければ再度フォトカプラの発光部が発光してスイッチング素子のオンオフを停止させるが、上述のようにすぐに発光部の発光が停止してスイッチング素子のオンオフが再開するということを短い周期で繰り返すことになる。そのため、１次側の作動時間の積算量が多くなり、１次側にオーバーヒートによる損傷が発生しやすくなる。
【０００９】
このような不具合を解消するためには、２次側コイルの巻数を増やして別のタップを設けて異なる複数種類の電圧の電力を発生させて、出力用とは別の電圧の電力で検知回路を駆動させれば、検知回路がダウンするまでの時間を延ばすことができ、そのため上記の繰り返しの周期を長くして、１次側の作動時間の積算量を短くすることが考えられる。しかしながら、このように構成するためには、変圧トランスの２次側コイルを２タップ以上にしなければならず、変圧トランスが大型化し、かつコストが高くなる。
【００１０】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、変圧トランスの２次側コイルがワンタップであっても１次側の作動時間の積算量を短くすることによって、２次側の出力端子間が短絡しても１次側が損傷しにくい電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明による電源装置は、変圧トランスを挟んで１次側に、１次側コイルに断続した電流を流す発振用ＩＣを設け、この発振用ＩＣのフィードバック端子にフォトカプラの受光側を接続すると共に、変圧トランスの２次側コイルの端子間が短絡した場合に、上記フォトカプラと対をなす発光部を発光させ、フィードバック端子に発振禁止信号を入力させることによって、２次側への電力の発生を停止させる保護回路を備えた電源装置において、上記変圧トランスの２次側コイルは１種類の電圧しか出力しない構造であって、上記フォトカプラの発光部はコンパレータによって発光させるように構成すると共に、このコンパレータの作動電源を上記変圧トランスの２次側コイルに発生する電力で充電される充電部から供給させるように構成し、上記変圧トランスの２次側コイルの端子間が短絡した際に、コンパレータに供給される電力の電圧降下速度を、上記変圧トランスの２次側コイルの端子間の電圧降下速度より遅くなるように構成したことを特徴とする。
【００１２】
コンパレータの作動電源を２次側コイルの端子間に発生する電力では無く充電部から供給されるようにしたので、２次側コイルの端子間の電圧が短絡により急速に低下してもコンパレータに電力が供給されている時間を延長できるので、１次側の発振を停止させた後再開し、再度停止させるまでの周期を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本発明は、上述のように、２次側の短絡時における１次側の発振の停止および再開のサイクルの周期を延ばすことができるので、短絡が解消されるまでの１次側の作動時間の累積量を短くすることができ、１次側の損傷のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す回路図
【図２】２次側が短絡した際の１次側の動作サイクルを比較するための図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照して、１は本発明による電源装置の回路構成を示す図である。中央に位置する変圧トランス１３を挟んで、左側が１次側１１で有り、右側が２次側１２である。
【００１６】
１次側１１では外部の商用電源から供給される交流電力を全波整流して直流電力に変換し、変圧トランス１３の１次側コイルに供給する。また、１次側１１には発振用ＩＣ２が設けられており、この発振用ＩＣ２によってスイッチング素子がオンオフして１次側コイルに通電される電流が所定の周波数で断続することによって、変圧トランス１３の２次側コイルに交流電力が誘導される。
【００１７】
上記発振用ＩＣ２にはフィードバック端子２１が設けられており、このフィードバック端子２１にはフォトカプラの受光部３ａが接続されている。そして、このフォトカプラの受光部３ａが受光するとフィードバック端子２１に発振停止信号が入力され、スイッチング素子のオンオフが停止する。すると、変圧トランス１３の１次側コイルにはパルス状の電流が供給されなくなるので、２次側コイルへの電力の誘導が停止する。なお、受光部３ａの受光が停止すると再びスイッチング素子のオンオフが再開するので、変圧トランス１３の１次側コイルにパルス状の通電が再開され、その結果、２次側コイルへの電力の誘導が再開される。
【００１８】
２次側コイルに誘導された交流電力は整流された後、コンデンサ６で平滑され、出力端子に供給される。本実施の形態では、その出力される直流電力の電圧を１６ボルトに設定し、Ｖ１６電源６１とした。
【００１９】
この出力端子に接続される負荷などや配線途中に一時的な短絡故障が生じると、抵抗５１に大電流が流れて、この抵抗５１の両端の電位差が大きく変化する。すると、２個の分圧点５２，５３の電圧の上下関係が反転してコンパレータ４の出力が反転し、トランジスタ５４をオンにする。すると、Ｖ１６電源６１によってフォトカプラの発光部３ｂが発光する。上述のように、この発光部３ｂが発光すると、その光は受光部３ａに受光されるので、発振用ＩＣ２はスイッチング素子のオンオフを停止させる。その結果、電源装置１は動作を停止して、２次側１２から電力が出力されなくなる。
【００２０】
ところが、短絡故障が生じるとコンデンサ６が蓄電していた電荷は直ちに開放されるので、Ｖ１６電源６１の電圧は急速に低下し、Ｖ１６電源６１によって発光していた発光部３ｂは消灯する。さらに、上記コンパレータ４の電源をＶ１６電源６１から供給させていると、出力の反転状態がリセットされるので、トランジスタ５４はオフになっており、発光部３ｂは発光しない状態になっているので、１次側１１の動作が直ちに再開する。
【００２１】
ところが、短絡故障が解消していなければ、上述のように１次側の動作停止と動作再開とが短い周期で繰り返され、図２（ａ）に示す状態になる。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、コンパレータ４の作動電源を上記Ｖ１６電源６１では無く、Ｖ１６Ａ電源７１から供給するようにした。図１に戻り、２次側１２の下部にコンパレータ４ａを示したが、これはコンパレータ４の電源供給回路の理解を容易にするために記載したもので、その上部に記載したコンパレータ４と同じものである。
【００２３】
このコンパレータ４ａの右側に示すコンデンサ７を充電部として設け、正常に作動している状態でＶ１６電源６１によってコンデンサ７を充電するように構成した。ただし、Ｖ１６電源６１とコンデンサ７との間にダイオード８を順方向に介在させたので、２次側１２の出力端子間が短絡してＶ１６電源６１の電圧が低下しても、Ｖ１６Ａ電源７１の電圧はそれより高電圧に保たれる。そして、その高電圧が保持されているＶ１６Ａ電源７１によってコンパレータ４の出力の反転状態を保持すると共に、トランジスタ５４のオン状態もＶ１６Ａ電源７１で保持するようにした。このため、発光部３ｂが消灯して１次側１１が動作を開始してもすぐに発光部３ｂが発光するので、１次側１１は動作を再開することができない。
【００２４】
この状態はコンデンサ７の電荷が開放されるまで継続する。コンデンサ７の電荷が開放されると、１次側１１は操作を再開するが、同時にコンデンサ７に再度充電されるので、短絡故障が解消されるまでの１次側１１の動作の繰り返しは図２(ｂ)に示すように、従来のものより長い周期で繰り返すことになる。これにより、短絡故障が解消されるまでの１次側１１の動作時間の累積量が短くなり、１次側１１での発熱などが低減される。
【００２５】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【符号の説明】
【００２６】
１  電源装置
１１  １次側
１２  ２次側
１３  変圧トランス
２  発振用ＩＣ
３ａ  受光部
３ｂ  発光部
４（４ａ）  コンパレータ
７  コンデンサ（充電部）
８  ダイオード
【図１】
0006429231.tif 000002
【図２】
0006429231.tif 000003