(57)【要約】【課題】異常が発生して停止した場合に異常信号を負荷回路に出力できる力率改善回路及び安全性を向上できるスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】電圧検出端子ａから出力電圧を入力し出力電圧に基づきスイッチング素子Ｑ１をオン／オフさせる制御回路２０と、力率改善回路内に異常が発生した場合に異常を検知してスイッチング素子を停止させ停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段２３，２４と、検知保持手段２３，２４からの保持信号に基づき電圧検出端子ａに所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段３０と、異常動作信号出力手段３０からの異常動作信号に基づき電圧検出端子ａが所定の電圧以上の電圧になったことを検出して異常信号を負荷回路１０に出力する異常信号検知手段４０とを有する。【選択図】図１
2005323437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子のオン／オフにより入力電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、
スイッチング電源装置内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、
この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段と、
を有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
交流電源の交流電源電圧を整流回路で整流した整流電圧をリアクトルとスイッチング素子との直列回路に入力して前記スイッチング素子によりオン／オフして前記交流電源の力率を改善するとともに、直流の出力電圧を得る力率改善回路であって、
電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、
力率改善回路内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、
この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段と、
を有することを特徴とする力率改善回路。
【請求項３】
前記制御手段、前記検知保持手段、及び前記異常動作信号出力手段は、集積回路に設けられることを特徴とする請求項２記載の力率改善回路。
【請求項４】
交流電源の交流電源電圧を整流回路で整流した整流電圧をリアクトルとスイッチング素子との直列回路に入力して前記スイッチング素子によりオン／オフして前記交流電源の力率を改善するとともに、直流の出力電圧を得る力率改善回路と、この力率改善回路に接続される負荷回路とを有するスイッチング電源装置であって、
前記力率改善回路は、
電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、
力率改善回路内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、
この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段と、
この異常動作信号出力手段からの前記異常動作信号に基づき前記電圧検出端子が前記所定の電圧以上の電圧になったことを検出して異常信号を出力する異常信号検知手段と、
を有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記負荷回路は、前記力率改善回路内の前記異常信号検知手段からの前記異常信号に基づき停止することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記制御手段、前記検知保持手段、及び前記異常動作信号出力手段は、集積回路に設けられることを特徴とする請求項４又は請求項５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】
異常時の安全性を向上させるための異常伝達機能を備えた力率改善回路、この力率改善回路とＤＣ／ＤＣコンバータ等の負荷回路とを有するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に従来のスイッチング電源装置の回路構成図を示す。図８に示すスイッチング電源装置は、力率改善回路とこの力率改善回路に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ等の負荷回路１０とを有して構成されている。力率改善回路は、交流電源１の交流電源電圧を全波整流回路２で整流した整流電圧をリアクトル３とスイッチング素子Ｑ１と電流検出抵抗５との直列回路に入力して制御回路２０ａによりスイッチング素子Ｑ１をオン／オフして交流電源１の力率を改善するとともに、ダイオード６及び平滑コンデンサ９により直流の出力電圧を得る。力率改善回路には、平均電流モード方式やピーク電流モード方式があるが、ここでは、例えば、平均電流モード方式を用いた場合について説明する。
【０００３】
スイッチング素子Ｑ１の両端（ドレイン−ソース間）にはダイオード４が接続されている。スイッチング素子Ｑ１の両端には、ダイオード６と平滑コンデンサ９との直列回路が接続され、平滑コンデンサ９の両端には、負荷回路１０が接続されるとともに、抵抗７と抵抗８との直列回路が接続されている。
【０００４】
制御回路２０ａは、集積回路（ＩＣ）からなり、制御手段２１、出力電圧検出手段２２、過電圧検出手段２３、ラッチ回路２４を有している。制御手段２１は、スイッチング素子Ｑ１をオン／オフ制御して交流電源１の力率を改善するもので、例えば、乗算器２１１、電流検出手段２１２、パルス幅変調器２１３を有して構成される。電流検出抵抗５は、リアクトル３に流れる電流を検出する。
【０００５】
出力電圧検出手段２２は、抵抗７と抵抗８とで分圧された電圧検出端子ａの電圧を入力し、電圧検出端子ａの電圧と基準電圧との誤差を増幅し、誤差電圧を生成して乗算器２１１に出力する。乗算器２１１は、出力電圧検出手段２２からの誤差電圧と全波整流回路２からの全波整流電圧とを乗算して乗算出力電圧を電流検出手段２１２に出力する。
【０００６】
電流検出手段２１２は、電流検出抵抗５で検出した入力電流に比例した電圧と乗算器２１１からの乗算出力電圧との誤差を増幅し、誤差電圧を生成してこの誤差電圧を比較入力信号としてパルス幅変調器２１３に出力する。
【０００７】
パルス幅変調器２１３は、三角波信号と電流検出手段２１２からの比較入力信号とを入力し、比較入力信号の値が三角波信号の値以上のときに例えばオンで、比較入力信号の値が三角波信号の値未満のときに例えばオフとなるパルス信号を生成し、該パルス信号をスイッチング素子Ｑ１のゲートに印加する。
【０００８】
即ち、交流電源１の入力電圧（交流電圧）を全波整流回路２で整流した全波整流電圧は、半サイクル毎に正弦波の形をしている。乗算器２１１は、全波整流回路２からの半サイクル正弦波電圧を入力し、また、出力電圧検出手段２２からの電圧を入力し、この２つの電圧を乗算して正弦波の大きさを変えて出力する。電流検出手段２１２は、全波整流回路２からの半サイクル正弦波電圧と入力電流によって発生した電流検出抵抗５に比例した電圧とを比較して、入力電流が半サイクルの正弦波になるように制御している。このため、電流検出抵抗５に流れる入力電流を半サイクル毎に交流電源１の入力電圧と相似形の正弦波にすることができるので、力率を改善できる。
【０００９】
また、制御回路２０ａは、抵抗７と抵抗８で分圧された電圧を電圧検出端子ａで検出し、検出された電圧に基づき出力電圧が一定になるようにスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。これにより、負荷回路１０には安定した直流電圧が供給される。
【００１０】
次に、このように構成された図８に示すスイッング電源装置の動作を説明する。まず、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、全波整流回路２→リアクトル３→スイッチング素子Ｑ１→電流検出抵抗５→全波整流回路２に電流が流れ、リアクトル３にエネルギーが蓄えられる。この電流は、時間の経過とともに直線的に増大していく。
【００１１】
次に、スイッチング素子Ｑ１は、オン状態からオフ状態に変わるとき、リアクトル３に誘起された電圧によりスイッチング素子Ｑ１の電圧が上昇する。また、スイッチング素子Ｑ１がオフとなるため、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流は零になる。また、リアクトル３→ダイオード６→平滑コンデンサ９に電流が流れて、負荷回路１０に直流電圧が供給される。
【００１２】
ここで、何らかの原因で力率改善回路に異常が発生し、この異常により出力電圧が上昇した場合には、抵抗７と抵抗８で分圧した電圧、即ち電圧検出端子ａの電圧が上昇する。過電圧検出手段２３は、抵抗７と抵抗８で分圧した電圧を検知して該電圧が上昇したことを検知する。制御手段２１は、過電圧検出手段２３からの過電圧検出信号によりスイッチング素子Ｑ１を停止させ、同時にラッチ回路２４を動作させて、ラッチ回路２４がラッチ信号によりスイッチング素子Ｑ１の停止状態を保持する。
【００１３】
また、異常過熱時にも、過熱検出手段（図示しない）が異常過熱を検知し、制御手段２１へ過熱検出信号を送り、制御手段２１がスイッチング素子Ｑ１を停止させ、同時にラッチ回路２４を動作させて、ラッチ回路２４がラッチ信号によりスイッチング素子Ｑ１の停止状態を保持する。
【００１４】
また、図８に示すように、力率改善回路は、通常、昇圧チョッパ回路で構成されるため、スイッチング素子Ｑ１が停止状態になると、昇圧動作は行われないが、交流電源１の交流電圧を全波整流回路２と平滑コンデンサ９で整流平滑された直流電圧は負荷回路１０に供給される。
【００１５】
また、従来の技術に関連した技術として特許文献１が知られている。この特許文献１に記載されたスイッチング電源制御用半導体装置は、スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための帰還信号が得られず、制御端子からの電流流出がなくなった場合に、スイッチング動作を停止させてこの停止状態を保持させ、スイッチング電源装置の破壊を防止するものである。
【００１６】
この装置は、具体的には、図９に示すように、制御端子１２６への帰還信号が切断され、制御端子１２６からの電流流出がなくなると、制御端子１２６の電圧を所定の電圧値まで上昇させて過電圧保護回路１０８を動作させ、過電圧保護回路１０８を用いて、スイッチング動作を停止させてこの停止状態を保持させる制御端子オープン時保護回路１１０を設けている。
【特許文献１】特開２００３−２６４９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、図８に示す力率改善回路は、ラッチ回路２４により保護機能が働き、スイッチング素子Ｑ１が停止した状態でも、前述のように入力電圧によって決まる電圧が負荷回路１０に供給される。一般的によく使用される例として、交流入力電圧がＡＣ８５ＶからＡＣ２６４Ｖで力率改善回路の出力電圧を３８０Ｖで動作させる場合を考えると、力率改善回路が正常に動作している時は平滑コンデンサ９はＤＣ３８０Ｖになる。一方、力率改善回路が停止すると、平滑コンデンサ９は、交流入力ＡＣ１００Ｖの場合はＤＣ１４０Ｖ程度、交流入力２００ＶではＤＣ２８０Ｖになる。
【００１８】
また、力率改善回路の後段に接続される負荷回路１０は、ＤＣ１４０Ｖでは動作しないが、ＤＣ２８０Ｖでは動作することは十分考えられる。このように、入力電圧によっては、負荷回路１０が停止せず動作を継続することがある。
【００１９】
即ち、スイッチング電源装置に何らかの異常が発生しているにも関わらず、スイッチング電源装置は、動作を継続するので、非常に危険な状態になることがある。また、このように入力電圧が高い場合には、力率改善回路の動作・停止による平滑コンデンサ９の電圧が大きく変わらないため、力率改善が正常に機能していることを確認することが難しくなる。
【００２０】
一方、特許文献１のスイッチング電源制御用半導体装置にあっては、制御端子への帰還信号が切断された場合に、電圧を上昇させて過電圧保護回路を動作させ、過電圧保護回路を用いて、スイッチング素子のスイッチング動作を停止させて停止状態を保持させている。この特許文献１の内容は、図８に示す力率改善回路に異常が発生した場合に、過電圧検出手段２３が電圧上昇を検知し、制御手段２１がスイッチング素子Ｑ１を停止させ、ラッチ回路２４がスイッチング素子Ｑ１の停止状態を保持することに対応している。このため、特許文献１の技術にあっては、力率改善回路を停止し停止状態を保持できても、図８に示すスイッチング電源装置の負荷回路の動作を停止することはできないという課題を有していた。
【００２１】
本発明は、力率改善回路に異常が発生して停止した場合に異常信号を負荷回路に出力できる力率改善回路を提供するとともに、この力率改善回路からの異常信号を受けて負荷回路を停止させることにより安全性を向上できるスイッチング電源装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は前記課題を解決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明は、スイッチング素子のオン／オフにより入力電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、スイッチング電源装置内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明は、交流電源の交流電源電圧を整流回路で整流した整流電圧をリアクトルとスイッチング素子との直列回路に入力して前記スイッチング素子によりオン／オフして前記交流電源の力率を改善するとともに、直流の出力電圧を得る力率改善回路であって、電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、力率改善回路内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項２記載の力率改善回路において、前記制御手段、前記検知保持手段、及び前記異常動作信号出力手段は、集積回路に設けられることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、交流電源の交流電源電圧を整流回路で整流した整流電圧をリアクトルとスイッチング素子との直列回路に入力して前記スイッチング素子によりオン／オフして前記交流電源の力率を改善するとともに、直流の出力電圧を得る力率改善回路と、この力率改善回路に接続される負荷回路とを有するスイッチング電源装置であって、前記力率改善回路は、電圧検出端子から前記出力電圧を入力し該出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオン／オフさせる制御手段と、力率改善回路内に異常が発生した場合に該異常を検知して前記スイッチング素子を停止させこの停止状態を保持して保持信号を出力する検知保持手段と、この検知保持手段からの保持信号に基づき前記電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する異常動作信号出力手段と、この異常動作信号出力手段からの前記異常動作信号に基づき前記電圧検出端子が前記所定の電圧以上の電圧になったことを検出して異常信号を出力する異常信号検知手段とを有することを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項４記載のスイッチング電源装置において、前記負荷回路は、前記力率改善回路内の前記異常信号検知手段からの前記異常信号に基づき停止することを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５記載のスイッチング電源装置において、前記制御手段、前記検知保持手段、及び前記異常動作信号出力手段は、集積回路に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１の発明によれば、検知保持手段は、スイッチング電源装置内に異常が発生した場合に該異常を検知してスイッチング素子を停止させこの停止状態を保持し、異常動作信号出力手段は、検知保持手段からの保持信号に基づき電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力するので、スイッチング電源装置が異常である旨を負荷回路に知らせることができる。
【００２９】
請求項２，４の発明によれば、検知保持手段は、力率改善回路内に異常が発生した場合にスイッチング素子を停止させこの停止状態を保持し、異常動作信号出力手段は、保持信号に基づき電圧検出端子に所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力するので、力率改善回路が異常である旨を負荷回路に知らせることができる。
【００３０】
請求項３，６の発明によれば、制御手段、検知保持手段、及び異常動作信号出力手段は、集積回路に設けられ、異常動作信号出力手段の異常動作信号は制御手段のための電圧検出端子に出力されるため、信号用の端子を別途設ける必要がないことから、パッケージを変更する必要はなく、集積回路への機能追加が容易になる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、負荷回路は、力率改善回路内の異常信号検知手段からの異常信号に基づき停止するので、安全性を向上できるスイッチング電源装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は実施例１のスイッチング電源装置を示す回路構成図である。実施例１のスイッチング電源装置は、図８に示す従来のスイッチング電源装置に対して、更に、異常動作信号出力手段３０、異常信号検知手段４０を追加したことを特徴とする。
【００３４】
なお、その他の構成は、図８に示す従来のスイッチング電源装置の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００３５】
ラッチ回路２４は、スイッチング素子Ｑ１の停止状態を保持するとともに、ラッチ信号を異常動作信号出力手段３０に出力する。異常動作信号出力手段３０は、集積回路（ＩＣ）からなる制御回路２０内に設けられ、ラッチ回路２４からのラッチ信号に基づき電圧検出端子ａに所定の電圧以上の電圧を異常動作信号として出力する。
【００３６】
異常信号検知手段４０は、異常動作信号出力手段３０からの異常動作信号に基づき電圧検出端子ａが所定の電圧以上の電圧になったことを検出して異常信号を負荷回路１０に出力して、力率改善回路が異常である旨を負荷回路１０に知らせる。負荷回路１０は、異常信号検知手段４０からの異常信号に基づき停止する。
【００３７】
次に、このように構成された実施例１のスイッチング電源装置の動作を説明する。ここでは、力率改善回路の異常状態の発生とラッチ動作までは図８に示す従来例と同様であるので、そこまでの説明は省略する。
【００３８】
まず、異常によりラッチ回路２４が動作してスイッチング素子Ｑ１の停止状態を保持するとともにラッチ信号を異常動作信号出力手段３０に出力する。異常動作信号出力手段３０は、ラッチ信号を受けて電圧検出端子ａの電位を所定の電圧以上に上昇させ、この電圧を保持する。
【００３９】
異常動作信号出力手段３０は、具体的には図２乃至図４に示す回路構成からなる。図２に示す異常動作信号出力手段３０ａは、電圧源Ｖｃｃがトランジスタ等のスイッチ３１を介して電圧検出端子ａに接続されたものである。力率改善回路が異常状態になると、ラッチ回路２４からのラッチ信号を受けてスイッチ３１がオンし、電圧源Ｖｃｃから電圧検出端子ａに電圧を印加し、電圧検出端子ａを上昇させる。電圧源Ｖｃｃは、制御回路２０を駆動させるための電源電圧又はエラーアンプ２２１を有する出力電圧検出手段２２で使用する基準電圧Ｒｅｆ１を生成するための元になる基準電圧等、制御回路２０内部で使用される基準電圧を使用することができる。
【００４０】
図３に示す異常動作信号出力手段３０ｂは、電圧源Ｖｃｃが電流制限抵抗３２とスイッチ３１とを介して電圧検出端子ａに接続されたものである。力率改善回路が異常状態になると、ラッチ回路２４からのラッチ信号を受けてスイッチ３１がオンし、電圧源Ｖｃｃから電圧検出端子ａへの電圧印加を電流制限抵抗３２を介して行い、電圧検出端子ａを上昇させる。
【００４１】
図４に示す異常動作信号出力手段３０ｃは、電圧源Ｖｃｃが定電流源３３とスイッチ３１とを介して電圧検出端子ａに接続されたものである。力率改善回路が異常状態になると、ラッチ回路２４からのラッチ信号を受けてスイッチ３１がオンし、電圧源Ｖｃｃから電圧検出端子ａへの電圧印加を定電流源３３を介して行い、電圧検出端子ａを上昇させる。
【００４２】
なお、力率改善回路が異常になり上昇させるべき電圧検出端子ａの電圧は、異常信号検知手段４０が通常時と異なることが検知できる程度以上の電圧であればよい。異常信号検知手段４０の回路構成によって決まる識別能力を満たせばよいので、特に通常動作状態に対して何ボルト以上とか、過電圧検出値まで又は過電圧検出値以上にするなどの制限はない。
【００４３】
これら図２乃至図４の構成により、力率改善回路が異常状態になり、ラッチ回路２４からラッチ信号が出力されると、異常動作信号出力手段３０により電圧検知端子ａの電位を上昇させる。
【００４４】
次に、異常信号検知手段４０は、電圧検知端子ａの電位が所定の電圧以上になったことを検知して異常信号を負荷回路１０に出力し、力率改善回路の異常を負荷回路１０に知らせる。
【００４５】
図５及び図６に異常信号検知手段４０の構成例を示す。図５に示す異常信号検知手段４０は、電圧検出端子ａとアース間に、ツェナーダイオード４１と抵抗４２と抵抗４３との直列回路が接続され、抵抗４２と抵抗４３との接続点にはトランジスタ４４のベースが接続され、トランジスタ４４のコレクタは、端子ｂを介して負荷回路１０に接続され、トランジスタ４４のエミッタは、アースされている。
【００４６】
図５に示す構成によれば、力率改善回路が異常状態になり、電圧検出端子ａの電圧が上昇して該電圧がツェナーダイオード４１の降伏電圧を超えると、ツェナーダイオード４１が降伏する。すると、電圧検出端子ａ→ツェナーダイオード４１→抵抗４２→抵抗４３→アースの経路で電流が流れる。このため、トランジスタ４４がオンし、トランジスタ４４のコレクタが略ゼロ電圧（Ｌレベル）になる。このＬレベルによる異常信号により負荷回路１０へ力率改善回路の異常状態を知らせる。負荷回路１０は、異常信号を受けて動作を停止する。
【００４７】
また、図６に示す異常信号検知手段４０は、電圧検出端子ａに比較器４５の非反転端子が接続され、比較器４５の反転端子に基準電圧Ｒｅｆ２が接続され、比較器４５の出力からダイオードＤを介して出力端子ｂが負荷回路１０に接続されている。基準電圧Ｒｅｆ２は、通常の状態では電圧検出端子ａの電圧より高く設定し、異常により電圧検出端子ａの電圧が上昇した場合の電圧より低く設定しておく。
【００４８】
図６に示す構成によれば、通常の状態では、基準電圧Ｒｅｆ２が電圧検出端子ａの電圧より高いので、比較器４５の出力は例えばＨレベルとなる。一方、力率改善回路が異常状態になり、電圧検出端子ａが上昇して基準電圧Ｒｅｆ２よりも高くなると、比較器４５の出力が反転してＬレベルとなり、このＬレベルによる異常信号により負荷回路１０へ力率改善回路の異常状態を知らせる。
【００４９】
負荷回路１０は、異常信号検知手段４０により出力電圧検出端子を監視し、力率改善回路の異常により端子電圧が上昇又は減少により変化した場合には、安全に動作を停止する。負荷回路１０として例えばＤＣ／ＤＣコンバータを使用した場合、力率改善回路に異常が発生して停止しても、交流電源１により全波整流回路２、ダイオード６を介して平滑コンデンサ９に直流電圧が現れる。この直流電圧によりＤＣ／ＤＣコンバータは、動作を継続可能であるが、異常動作検知手段４０からの異常信号により動作を停止する。
【００５０】
図８に示す従来例では、異常動作信号出力手段３０及び異常信号検知手段４０がない場合には、力率改善回路が停止すると、通常、平滑コンデンサ９に現れる電圧は低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータは、低い電圧で動作し、大きな電流を流す。この状態では効率の悪化なども発生し、部品の発熱等による部品ストレスが増大し、最悪破損に至るなどが考えられる。
【００５１】
一方、異常動作信号出力手段３０及び異常信号検知手段４０を設けた実施例１では、力率改善回路が停止すると、ＤＣ／ＤＣコンバータも停止させることができるため、安全性を向上できるスイッチング電源装置を簡単に構成できる。
【００５２】
また、力率改善回路が異常状態になり、電圧検出端子ａの電位が上昇した場合、ラッチ回路２４によりこの状態を保持するため、異常動作検知手段３０の信号状態を保持する。異常動作検知手段３０の異常動作検知信号を受けて負荷回路側が停止すると、負荷回路１０では停止状態を保持する必要はない。
【００５３】
また、制御回路２０からなるコントロールＩＣに異常動作信号出力手段３０を搭載し、異常動作信号出力手段３０の異常動作信号は出力電圧検出手段２２のための電圧検出端子ａに出力されるため、電圧検出端子ａを共用できる。即ち、信号用の端子を別途設ける必要がないことから、パッケージを変更する必要はなく、コントロールＩＣへの機能追加が容易になる。
【００５４】
なお、コントロールＩＣからなる制御回路２０のポートは、例えば電圧源Ｖｃｃに接続されるポートＰ１、アースに接続されるポートＰ２、電圧検出端子ａに接続されるポートＰ３、全波整流回路の出力に接続されるポートＰ４、電流制限抵抗５に接続されるポートＰ５とを有し、ポートＰ３を共用できるので、ポート数を増加する必要がなく、簡単にＩＣ化できる。
【００５５】
（ＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成例）
図７は実施例１のスイッチング電源装置に設けられた負荷回路の具体例であるＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成図である。図７において、平滑コンデンサ９には、トランスＴの一次巻線Ｐ１とＭＯＳＦＥＴ等からなるスイッチング素子Ｑ３と抵抗６０との直列回路が接続されている。トランスＴの一次巻線Ｐ１の両端には、ダイオード６３と抵抗６１との直列回路が接続され、抵抗６１には並列にコンデンサ６２が接続されている。
【００５６】
また、トランスＴの二次巻線Ｐ２にはダイオード６４及び平滑コンデンサ６５からなる整流平滑回路が接続されている。この整流平滑回路は、トランスＴに誘起された電圧を整流平滑して直流電圧を負荷６７に出力する。平滑コンデンサ６５の両端には、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードとツェナーダイオード６６との直列回路が接続されている。負荷６７の出力電圧がツェナーダイオード６６の降伏電圧（基準電圧）以上になったときにフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードがオンして、ＩＣ７０に接続されたフォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタに電流を流して、スイッチング素子Ｑ３に印加されるパルスのオン幅を狭くすることで、出力電圧を一定電圧に制御する。
【００５７】
ＩＣ７０には電圧源Ｖｃｃが印加され、ＩＣ７０は、スイッチング素子Ｑ３のゲートに制御信号を出力することによりスイッチング素子Ｑ３をオン／オフして出力電圧を一定電圧に制御する。
【００５８】
また、電圧源Ｖｃｃとアース間にはコンデンサ５１が接続されるとともに、抵抗５２と抵抗５３とトランジスタ４４との直列回路が接続されている。トランジスタ４４、電圧検出端子ａ、ツェナーダイオード４１、抵抗４２、抵抗４３は、図５に示す異常信号検知手段４０を構成している。
【００５９】
また、電圧源Ｖｃｃとアース間にはトランジスタＱ２と抵抗５４と抵抗５５との直列回路が接続され、トランジスタＱ２のベースは抵抗５２と抵抗５３との接続点に接続されている。抵抗５４と抵抗５５との接続点はＩＣ７０のＳＳ端子に接続され、抵抗５５に並列にコンデンサ５６が接続されている。
【００６０】
以上のように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、電圧源Ｖｃｃからの電圧によりＩＣ７０が動作すると、ＩＣ７０からの制御信号によりスイッチング素子Ｑ３がオンし、平滑コンデンサ９からトランスＴの一次巻線Ｐ１を介してスイッチング素子Ｑ３に電流が流れる。この電流は時間の経過とともに直線的に増大していく。
【００６１】
次に、スイッチング素子Ｑ３がオン状態からオフ状態に変わる。このとき、トランスＴの一次巻線Ｐ１に誘起された励磁エネルギーの内、リーケージインダクタンスの励磁エネルギーは、ダイオード６３を介してコンデンサ６２に蓄えられる。このため、トランスＴの一次巻線Ｐ１のリーケージインダクタンスとコンデンサ６２とにより電圧共振が形成されて、スイッチング素子Ｑ３の電圧が上昇する。
【００６２】
なお、コンデンサ６２の値と抵抗６１との値を調整することによりスイッチング素子Ｑ３のターンオフ時のリンギング波形を小さくすることができる。また、一次巻線Ｐ１と二次巻線Ｐ２とが逆相になっているので、スイッチング素子Ｑ３がオフ時には、ダイオード６４に電流が流れて、負荷６７に直流電圧が供給される。
【００６３】
ここで、力率改善回路に異常が発生すると、異常信号検知手段４０が異常信号をＤＣ−ＤＣコンバータに出力する。即ち、電圧検出端子ａに所定の電圧以上の電圧が印加されると、トランジスタ４４がオンする。このとき、電圧源Ｖｃｃ→抵抗５２→抵抗５３→トランジスタ４４→アースの経路で電流が流れる。すると、トランジスタＱ２がオンし、電圧源Ｖｃｃ→トランジスタＱ２→抵抗５４→抵抗５５→アースの経路で電流が流れるとともに、コンデンサ５６が充電される。コンデンサ５６の電圧が上昇すると、ＩＣ７０では、動作を停止し、ラッチ状態となる。このとき、ＩＣ７０は、制御信号をスイッチング素子Ｑ３に出力しないため、スイッチング素子Ｑ３のオン／オフ動作が停止される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電源装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１のスイッチング電源装置を示す回路構成図である。
【図２】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた異常動作信号出力手段の構成例１を示す図である。
【図３】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた異常動作信号出力手段の構成例２を示す図である。
【図４】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた異常動作信号出力手段の構成例３を示す図である。
【図５】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた異常信号検知手段の構成例１を示す図である。
【図６】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた異常信号検知手段の構成例２を示す図である。
【図７】実施例１のスイッチング電源装置に設けられた負荷回路の具体例であるＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成図である。
【図８】従来のスイッチング電源装置の従来例１を示す回路構成図である。
【図９】従来のスイッチング電源装置の従来例２を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  交流電源
２  全波整流回路
３  リアクトル
Ｑ１  スイッチング素子
４，６  ダイオード
５  電流検出抵抗
７，８  抵抗
９  平滑コンデンサ
１０  負荷回路
２０  制御回路
２１  制御手段
２２  出力電圧検出手段
２３  過電圧検出手段
２４  ラッチ回路
３０  異常動作信号出力手段
４０  異常信号検知手段
２１１  乗算器
２１２  電流検出手段
２１３  パルス幅変調器
ａ  電圧検出端子
Ｑ１，Ｑ３  スイッチング素子
Ｑ２  トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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