(57)【要約】【課題】入力電圧が急激に低下するとスイッチング動作を停止し、入力電圧が復帰するとスイッチング動作を自動復帰できるスイッチング電源を実現する。【解決手段】トランスＴ１の１次側主巻線Ｎ１の電流を制御信号によりスイッチングするトランジスタＱ１を設ける。トランスＴ１の補助巻線Ｎ２を用いたサブ電源により駆動され、フィードバック回路ＩＣ２、ＰＣ１からの信号に基づく上記制御信号を発生して、トランジスタＱ１に出力するための制御部ＩＣ１を設ける。トランジスタＱ１の過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し維持する過電流保護回路、および制御部ＩＣ１への駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路を制御部ＩＣ１に設ける。駆動電圧値が、第一設定値以下に低下すると制御部ＩＣ１に入力される駆動電圧値を第一設定値以下に調整するツエナーダイオードＺＤ１を設ける。【選択図】図１
2005124252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側主巻線、２次側主巻線、および補助巻線とを備えたトランスと、
１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、
１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、
補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力するサブ電源と、
２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、
サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、
スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、
サブ電源から制御回路への駆動電圧値を検出し、上記駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路と、
上記駆動電圧値が、駆動電圧値と第一設定値との間の値に低下すると、制御回路に入力される駆動電圧値を第一設定値以下に調整する電圧調整部とを有することを特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
１次側主巻線、２次側主巻線、および補助巻線とを備えたトランスと、
１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、
１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、
補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力するサブ電源と、
２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、
サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、
スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、
制御用印加電圧値の大小により、上記制御信号を出力するか否かを制御するための制御信号オン／オフ回路と、
上記駆動電圧値が、駆動電圧値と第一設定値との間の値に低下すると、上記制御信号の出力を停止するように上記制御印加電圧値を調整する電圧調整部とを有することを特徴とするスイッチング電源。
【請求項３】
前記の補助巻線は、トランスの主巻線と同じ極性で巻かれていることを特徴とする請求項１または２記載のスイッチング電源。
【請求項４】
前記の電圧調整部は、駆動電圧値に基づき制御印加電圧値を調整するためのトランジスタを有していることを特徴とする請求項２記載のスイッチング電源。
【請求項５】
さらに、前記のサブ電源と、トランジスタのベースとの間に接続されたダイオードを有していることを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源。
【請求項６】
さらに、前記のサブ電源と、トランジスタのベースとの間に接続されたツエナーダイオードを有していることを特徴とする請求項４または５記載のスイッチング電源。
【請求項７】
１次側主巻線、２次側主巻線、および１次側主巻線と反対の極性で巻かれた補助巻線とを備えたトランスと、
１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、
１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、
補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力する第一サブ電源と、
絶対値が１次側主巻線に入力される入力電圧に比例する極性で整流して出力する負極性の第二サブ電源と、
２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、
第一サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、
スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、
制御用印加電圧値の大小により、上記制御信号を出力するか否かを制御するための制御信号オン／オフ回路と、
上記第二サブ電源の電圧値が、設定範囲値以下に低下すると、上記制御信号の出力を停止するように上記制御印加電圧値を調整する電圧調整部とを有することを特徴とするスイッチング電源。
【請求項８】
前記の電圧調整部は、負極性の第二サブ電源のマイナス出力と第一サブ電源の出力とにより制御され、前記制御印加電圧値を調整するためのトランジスタをスイッチ素子として有することを特徴とする請求項７のスイッチング電源。
【請求項９】
さらに、前記のトランジスタのベースに接続されたツエナーダイオードを有することを特徴とする請求項８記載のスイッチング電源。
【請求項１０】
１次側主巻線、２次側主巻線、および１次側主巻線と反対の極性で巻かれた補助巻線とを備えたトランスと、
１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、
１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、
補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力する第一サブ電源と、
絶対値が１次側主巻線に入力される入力電圧に比例する極性で整流して出力する負極性の第二サブ電源と、
２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、
第一サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、
スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、
第一サブ電源から制御回路への駆動電圧値を検出し、上記駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路と、
上記第二サブ電源の電圧値が、設定範囲値以下に低下すると、上記駆動電圧値を第一設定値以下に調整する電圧調整部とを有することを特徴とするスイッチング電源。
【請求項１１】
さらに、前記の第一サブ電源と、制御回路との間に接続された抵抗を有し、
前記電圧調整部は、前記の第一サブ電源および上記抵抗との間に接続されたトランジスタをスイッチ素子として備えていることを特徴とする請求項１０に記載のスイッチング電源。
【請求項１２】
さらに、前記のトランジスタのベースに接続されたツエナーダイオードを有することを特徴とする請求項１１記載のスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子としてのパワートランジスタにおいて過電流を感知すると発振を停止させ、その停止をラッチするタイプのＩＣを制御部として有するスイッチング電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源は、電圧変換効率を高め、かつ小型化・軽量化が可能なものとして知られている。これは、スイッチング電源において、トランスの１次側の捲線を流れる電流を高周波数にてスイッチング（断接）することで、トランスの２次側に流れる交流に変換するので、上記トランスでの変換効率を向上でき、また上記トランスを小型化・軽量化できるからである。
【０００３】
上記スイッチング電源には、上記スイッチングを制御するための制御部ＩＣを用いた他励式のものと、この制御部ＩＣを使用しない自励式のスイッチング制御のものとが知られている。この制御部ＩＣを用いたスイッチング電源の回路図を図１０に、上記制御部ＩＣにおける一例のブロック図を図１１（ａ）に、上記制御部ＩＣのＰＩＮ配置を図１１（ｂ）にそれぞれ示す。
【０００４】
図１０および図１１を用いて、上記制御部ＩＣ１を用いたスイッチング電源の動作の概略を説明すると、まず、トランスＴ１の補助巻線Ｎ２の電圧をダイオードＤ１、電解コンデンサＣ２で整流平滑したサブ電源からの駆動電圧が制御部ＩＣ１のＶＣＣ端子である６番ピンに入力される。上記制御部ＩＣ１の４番ピンはＧＮＤ端子である。
【０００５】
この制御部ＩＣ１には、減電圧保護回路ＵＶＬＯが設けられており、６番ピンの入力（駆動電圧）が第一所定値以下、例えば９Ｖ以下になると発振を停止し、第二所定値以上、例えば１６．５Ｖ以上に復帰すれば発振を開始する機能が付加されている。
【０００６】
制御部ＩＣ１の５番ピンが出力端子である。その出力端子からのスイッチングパルスがスイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１のゲートに入力されることにより、トランジスタＱ１のスイッチング動作が駆動される。制御部ＩＣ１の１番ピンには、内蔵の三角波発振器（ＯＳＣ）の発振周波数を決定するための、外付けの抵抗が接続されている。制御部ＩＣ１の７番ピンは基準電圧ＲＥＦを出力するための端子である。この例では、基準電圧ＲＥＦは５Ｖに設定されている。
【０００７】
出力電圧の設定は、出力電圧を二次側の各抵抗Ｒ８、Ｒ９で分圧した電圧が、シャントレギュレータＩＣ２のＲＥＦ端子に印加され、シャントレギュレータＩＣ２内部の基準電圧と比較される。出力電圧が基準電圧より高い場合は、シャントレギュレータＩＣ２のＡ（アノード）−Ｋ（カソード）のインピーダンスが低下して、シャントレギュレータＩＣ２に対して、抵抗Ｒ７を通して接続されているフォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＤＩに流れる電流が増加する。続いて、二次側の上記発光ダイオードＤＩと光結合している一次側のフォトカプラＰＣ１における、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲのインピーダンスが下がる。
【０００８】
これにより、フォトカプラＰＣ１のトランジスタＴＲのコレクタが制御部ＩＣ１の２番ピンに接続され、上記トランジスタＴＲのエミッタが接地されているので、上記トランジスタＴＲのインピーダンスが下がると、制御部ＩＣ１の２番ピンの電位が下がることにより、前記のスイッチングパルスのパルス幅が狭まるように動作して出力電圧が下がり、その逆の場合は、制御部ＩＣ１の２番ピンの電位が上がり、上記パルス幅が広がり出力電圧が高くなる。このようにして上記スイッチング電源は制御されている。
【０００９】
制御部ＩＣ１の３番ピンは、トランジスタＱ１への過電流を回避するための過電流保護端子である。３番ピンには、トランジスタＱ１のソース電流を抵抗Ｒ５で電圧変換した変換電圧が各抵抗Ｒ４、Ｒ３で分圧されコンデンサＣ３でノイズ除去されて印加される。上記３番ピンに印加された電圧が、上記３番ピンに一方の入力端子（−）が接続されたコンパレータにて他方の入力端子（＋）に入力されている基準電圧０．２４Ｖを超えると、出力のＯＮ信号がＬＯＷになるので、発振器のＯＮ信号で再度ＨＩＧＨになる。したがって出力のパルス幅が狭くなり出力が低下してくる。
【００１０】
このように出力は低下すると、前述の説明の通り、２番ピンの電圧が上昇しパルス幅を広げるように動作するが、２番ピンに接続されたコンパレータの基準電圧３．５Ｖを超えると上記コンパレータはＨＩＧＨ出力を出し、これが８番ピンに接続されているコンパレータの基準電圧８．５Ｖを超えるとこのコンパレータは出力をラッチ（停止を維持）してしまう。したがって、上記のようにラッチしてしまった場合、電源を一旦遮断して、再度、電源を投入するという、再投入しないと、上記出力を復帰させることができない。
【００１１】
このような制御部ＩＣ１を使用した場合、ＤＣＩＮＰＵＴの基になるＡＣ入力電力の減電圧時には、図１０のＤＣＩＮＰＵＴが低下し、このときは、トランジスタＱ１のソース電流は通常ＩＮＰＵＴ時の値より増加し、定格の負荷でも抵抗Ｒ５で検出する電圧が増加して、６番ピンの電圧が低下して減電圧保護動作が働く前に３番ピンの電圧が０．２４Ｖを超えることがある。
【００１２】
このように３番ピンの電圧が０．２４Ｖを超えると、トランジスタＱ１のオンが停止する。このときは、まだ、ラッチはかからない（発振は維持）。電流制限によって、出力電圧が低下してくると、２次側制御回路のフォトカプラＰＣ１のダイオードに流れる電流が減少し、フォトカプラＰＣ１のトランジスタＴＲのコレクタ電圧（ＩＣ１の２番ピン）が上昇し、その値が、２番ピンに接続されたコンパレータの基準電圧３．５Ｖを超えると、過電流保護回路が作動してラッチがかかり発振が停止してしまうことがあり、この場合、ＡＣ入力を再投入しないと復帰できない。これは、ＡＣ入力が数秒程度の停電になった場合にもラッチがかかってしまうことになる。
【００１３】
ところで、落雷の多い地方では、このような停電が落雷時によく発生し、この時ラッチがかかった状態で停止した場合、上記落雷によりスイッチング電源が破壊されたとユーザに誤解されることがある。この場合、ユーザから苦情が出るといった不都合を招来するので停電解除後は自動的に復帰するほうが望ましい。ただし、過電流保護回路は、過負荷時や出力側の短絡時、パワートランジスであるトランジスタＱ１の破壊からの保護のためには必要である。また、場合によっては負荷も保護できる。
【００１４】
そこで、従来は、トランスＴ１の主巻線Ｎ１と補助巻線Ｎ２との巻数比を調整して過電流保護動作が動作する前に６番ピンの印加する電圧が９Ｖ以下とし、減電圧保護回路を先に作動させて上記ラッチの発生を防止している。
【００１５】
また、特許文献１には、入力電圧の低下に対応して出力を維持するために、トランスに第２の二次巻線を設け、スイッチングトランジスタのオフ時に、第２の二次巻線からのエネルギーを蓄積し、これに基づきスイッチングトランジスタのオン時にベース電流として供給するオフエネルギー利用回路を設けたスイッチング電源装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭６４−８５５７３号公報（公開日：１９８９年３月３０日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図１０に記載の回路では、トランスＴ１の補助巻線Ｎ２に誘起する電圧が結合度のばらつき、負荷の大きさで変化するのでラッチがかかる前に減電圧保護回路を動作させるようにトランスＴ１の主巻線Ｎ１および補助巻線Ｎ２の巻数比を最適に調整するのが困難であるという問題を生じている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のスイッチング電源は、上記課題を解決するために、１次側主巻線、２次側主巻線、および補助巻線とを備えたトランスと、１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力するサブ電源と、２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、サブ電源から制御回路への駆動電圧値を検出し、上記駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路と、上記駆動電圧値が、駆動電圧値と第一設定値との間の値に低下すると、制御回路に入力される駆動電圧値を第一設定値以下に調整する電圧調整部とを有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の他のスイッチング電源は、前記課題を解決するために、１次側主巻線、２次側主巻線、および補助巻線とを備えたトランスと、１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力するサブ電源と、２次側の出力電圧を検出して１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、制御用印加電圧値の大小により、上記制御信号を出力するか否かを制御するための制御信号オン／オフ回路と、上記駆動電圧値が、駆動電圧値と第一設定値との間の値に低下すると、上記制御信号の出力を停止するように上記制御印加電圧値を調整する電圧調整部とを有することを特徴としている。
【００１９】
上記スイッチング電源では、前記の補助巻線は、トランスの主巻線と同じ極性で巻かれていることが好ましい。
【００２０】
上記スイッチング電源においては、前記の電圧調整部は、駆動電圧値に基づき制御印加電圧値を調整するためのトランジスタを有していていてもよい。
【００２１】
上記スイッチング電源では、さらに、前記のサブ電源と、トランジスタのベースとの間に接続されたダイオードを有していてもよい。
【００２２】
上記スイッチング電源においては、さらに、前記のサブ電源と、トランジスタのベースとの間に接続されたツエナーダイオードを有していてもよい。
【００２３】
本発明のさらに他のスイッチング電源は、前記課題を解決するために、１次側主巻線、２次側主巻線、および１次側主巻線と反対の極性で巻かれた補助巻線とを備えたトランスと、１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力する第一サブ電源と、絶対値が１次側主巻線に入力される入力電圧に比例する極性で整流して出力する負極性の第二サブ電源と、２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、第一サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、制御用印加電圧値の大小により、上記制御信号を出力するか否かを制御するための制御信号オン／オフ回路と、上記第二サブ電源の電圧値が、設定範囲値以下に低下すると、上記制御信号の出力を停止するように上記制御印加電圧値を調整する電圧調整部とを有することを特徴としている。
【００２４】
上記スイッチング電源では、前記の電圧調整部は、負極性の第二サブ電源のマイナス出力と第一サブ電源の出力とにより制御され、前記制御印加電圧値を調整するためのトランジスタをスイッチ素子として有していてもよい。
【００２５】
上記スイッチング電源においては、さらに、前記のトランジスタのベースに接続されたツエナーダイオードを有していてもよい。
【００２６】
本発明のさらに他のスイッチング電源は、前記課題を解決するために、１次側主巻線、２次側主巻線、および１次側主巻線と反対の極性で巻かれた補助巻線とを備えたトランスと、１次側主巻線に流れる電流を、制御信号によりスイッチングするスイッチング素子と、１次側主巻線に流れる電流のスイッチングにより、２次側主巻線に発生する交流を整流して出力するための整流回路と、補助巻線に発生するサブ交流を整流して出力する第一サブ電源と、絶対値が１次側主巻線に入力される入力電圧に比例する極性で整流して出力する負極性の第二サブ電源と、２次側の出力電圧を検出して、１次側にフィードバックするためのフィードバック回路と、第一サブ電源により駆動され、フィードバック回路からの信号に基づく上記制御信号を発生して、スイッチング素子に出力するための制御回路と、スイッチング素子に流れる電流を検出して、過電流を検出すると上記制御信号の出力を停止し、維持するための過電流保護回路と、第一サブ電源から制御回路への駆動電圧値を検出し、上記駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路と、上記第二サブ電源の電圧値が、設定範囲値以下に低下すると、上記駆動電圧値を第一設定値以下に調整する電圧調整部とを有することを特徴としている。
【００２７】
上記スイッチング電源では、さらに、前記の第一サブ電源と、制御回路との間に接続された抵抗を有し、前記電圧調整部は、前記の第一サブ電源および上記抵抗との間に接続されたトランジスタをスイッチ素子として備えていてもよい。
【００２８】
上記スイッチング電源においては、さらに、前記のトランジスタのベースに接続されたツエナーダイオードを有していてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のスイッチング電源は、減電圧保護回路と電圧調整部とを有する構成である。
【００３０】
それゆえ、上記構成は、入力電圧に対応する駆動電圧値が第一設定値以下となると上記制御信号の出力を停止するための減電圧保護回路を利用し、上記減電圧保護回路に入力される駆動電圧値を、電圧調節部により調節、つまり、駆動電圧が下がり始め、それが大きく下がる前に減電圧保護回路への電圧値を上記第一設定値以下に迅速に設定することが上記電圧調節部によって可能となる。
【００３１】
このことから、上記構成では、過電流保護回路が作動する前に、減保護回路を作動させてスイッチング素子の動作を停止できて、入力電圧の低下による誤動作を回避することが可能となる。また、上記構成においては、入力電圧が復帰すれば、減電圧保護回路への駆動電圧も復帰するので、スイッチング素子の動作停止を解除できて、従来のような電源の再投入といった手間や不都合を防止しながら、スイッチング電源における動作の自動復帰が可能となる。
【００３２】
さらに、上記構成では、自動復帰のために、トランスＴ１の主巻線Ｎ１および補助巻線Ｎ２の巻数比を最適に調整するという従来の困難な設定を回避できる。
【００３３】
本発明の他のスイッチング電源は、制御信号オン／オフ回路と、電圧調整部とを有する構成である。
【００３４】
それゆえ、上記構成は、制御用印加電圧値の大小により、上記制御信号を出力するか否かを制御するための制御信号オン／オフ回路を利用し、制御回路に入力される駆動電圧値駆動電圧が、入力電圧の低下に対応して下がり始め、それが大きく下がる前に制御信号オン／オフ回路への制御用印加電圧値を上記制御信号の出力を停止する電圧値に迅速に設定することが上記電圧調節部によって可能となる。
【００３５】
このことから、上記構成では、過電流保護回路が作動する前に、制御信号オン／オフ回路を作動させてスイッチング素子の動作を停止できて、入力電圧の低下による誤動作を回避することが可能となる。また、上記構成においては、入力電圧が復帰すれば、制御信号オン／オフ回路への制御用印加電圧も上記制御信号を出力する電圧値になるので、スイッチング素子の動作停止を解除できて、従来のような電源の再投入といった手間や不都合を防止しながら、スイッチング電源における動作の自動復帰が可能となる。
【００３６】
さらに、上記構成では、自動復帰のために、トランスＴ１の主巻線Ｎ１および補助巻線Ｎ２の巻数比を最適に調整するという従来の困難な設定を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明のスイッチング電源に係る、実施の各形態について図１ないし図１０に基づいて説明すると以下の通りである。以下に示す、実施の各形態は、それぞれ、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のもので、スイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴを有するものである。なお、スイッチング素子としては、上記に限定されず、例えば、バイポーラ型のパワートランジスも用いることができる。
【００３８】
また、以下の実施の各形態において、背景技術の欄にて、図１０のブロック図に記載のスイッチング電源の各構成に関する記載と同様な機能を有し、説明が明らかに重複する部材については、同一の部材番号を付与して、それらの説明を省いた。
【００３９】
（実施の第一形態）
本発明に係るスイッチング電源の実施の第一形態には、図１に示すように、電圧変換のための電源用のトランスＴ１が、一次側に主巻線Ｎ１および補助巻線Ｎ２を、二次側に巻線Ｎ３を備えて設けられている。主巻線Ｎ１および補助巻線Ｎ２は、互いに同じ方向に巻かれている。二次側に巻線Ｎ３は、主巻線Ｎ１の膜方向と逆方向に巻かれている。トランスＴ１としては、特に限定されないが、フェライトコアを用い、形状としてＥＩコアやＰＱコアのものが挙げられる。
【００４０】
主巻線Ｎ１に対して、直列にスイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１が接続されている。すなわち、主巻線Ｎ１の正極側には、入力される直流（ＤＣ）のプラス側端子であるＤＣＩＮＰＵＴが接続され、主巻線Ｎ１の負極側にトランジスタＱ１のドレインが接続されている。
【００４１】
二次側に巻線Ｎ３に対しては、交流を直流に変換するための整流平滑回路としての、ダイオードＤ２と電解コンデンサＣ６とが接続されている。上記整流平滑回路には、出力用の出力端子であるＶＯＵＴＭＡＩＮおよび二次側のＧＮＤがそれぞれ接続されている。さらに、上記整流平滑回路からの出力電圧を一次側にフィードバックするための出力フィードバック回路が設けられている。
【００４２】
上記出力フィードバック回路は、ＶＯＵＴＭＡＩＮおよびＧＮＤの間に、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＤＩと、そのカソードに接続された保護抵抗Ｒ７と、その保護抵抗Ｒ７にカソードが接続されたシャントレギュレータＩＣ２とを互いに直列に接続して有し、さらに、ＶＯＵＴＭＡＩＮおよびＧＮＤ間の電圧を分圧するために、互いに直列に接続された各抵抗Ｒ８、Ｒ９を備えている。各抵抗Ｒ８、Ｒ９の分圧電圧は、シャントレギュレータＩＣ２のＲＥＦ端子に入力されている。
【００４３】
また、前記補助巻線Ｎ２には、後述する制御部ＩＣ１のサブ電源（第一サブ電源）としての、サブ整流平滑回路であるダイオードＤ１および電解コンデンサＣ２が接続されている。また、ダイオードＤ１のカソード側とＤＣＩＮＰＵＴとの間に、電源投入時の動作開始用の抵抗Ｒ１が接続されている。
【００４４】
本スイッチング電源には、前記のトランジスタＱ１をＰＷＭ方式にて直接駆動制御するための制御部ＩＣ１が設けられている。制御部ＩＣ１には、その６番ピンを介して上記サブ電源からの駆動電源が供給されている。制御部ＩＣ１の５番ピンからのスイッチングパルスが、保護抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１のゲートに入力されている。
【００４５】
制御部ＩＣ１では、図１０（ａ）に示すように、スイッチングパルスを生成するためのコンパレータＰＷＭが設けられている。コンパレータＰＷＭのプラス（＋）端子には、三角波発信器ＯＳＣの三角波が入力される。コンパレータＰＷＭにおいては、３つのマイナス（−）端子がそれぞれ設定されていて、それら３つのマイナス端子の内、最も低い電位の信号が、上記の三角波と比較され、上記の最も低い電位の信号より大きい部分の三角波部分がＨＩＧＨレベルとして出力される。上記の３つのマイナス端子には、それぞれ、出力されるスイッチングパルスのデューティー比の上限を設定するためのＤＴ電圧、前記フィードバック回路からのフィードバック電圧（２番ピン）、ＣＳ端子（８番ピン）への印加電圧が入力されている。
【００４６】
さらに、制御部ＩＣ１には、上記のトランジスタＱ１をＰＷＭ方式にて最適に駆動制御するための各機能が設けられている。まず、制御部ＩＣ１には、トランジスタＱ１の過電流による破壊を回避するために、トランジスタＱ１のソース電流での過電流を検出すると、スイッチングパルスのための発振をラッチ（停止して、その停止を維持）する過電流防止機能を有している。なお、トランジスタＱ１のドレイン電流での過電流を検出してもよい。
【００４７】
このために、トランジスタＱ１のソースと一次側のＧＮＤとの間には、上記トランジスタＱ１のドレイン−ソース間を流れる電流を電圧に変換する抵抗Ｒ５が接続され、さらに、抵抗Ｒ５の両端に発生する電圧を分圧するための各抵抗Ｒ３、Ｒ４が互いに直列に接続されている。各抵抗Ｒ３、Ｒ４の分圧電圧が制御部ＩＣ１の３番ピンに接続されて、上記過電流防止機能は過電流を検出して発振をラッチできるようになっている。また、一次側における、ＤＣＩＮＰＵＴとＧＮＤとの間には、入力されるＤＣのリップル低減用の電解コンデンサＣ１が接続されている。
【００４８】
また、制御部ＩＣ１の他の機能としては、ソフトスタートのための機能（ＣＳ端子、８番ピン）が挙げられる。ソフトスタートのための機能では、前記コンパレータＰＷＭの一つのマイナス端子に入力されるＣＳ端子での電圧値により、上記電圧値が設定値（例えば、０．６Ｖ）以下となると、コンパレータＰＷＭからのパルス、つまり発振出力を停止させ、上記設定値を越えると、上記の発振出力の停止を解除できる。また、この機能を用い、外部からの上記電圧値の制御によって、発振出力のオン／オフを制御できる。
【００４９】
さらに、制御部ＩＣ１においては、サブ電源からの駆動電源の電圧値を作動時に常時検出して、上記電圧値が通常値（例えば１４Ｖ）より大きく下がったとき、スイッチング動作の誤動作を回避するために、上記駆動電源の電圧が第一設定値（誤動作を生じ易くなる、例えば、９Ｖ）以下になると、スイッチングパルスの出力を停止する、サブ電源からの駆動電圧に基づくオン／オフ機能を備えた減電圧保護回路ＵＶＬＯが設けられている。この減電圧保護回路ＵＶＬＯでは、上記電圧値が、上記通常値の変動規格値の上限程度（例えば、１６．５Ｖ）になると、上記のスイッチングパルスの出力停止を解除するようにもなっている。
【００５０】
なお、上記では、制御部ＩＣ１に含まれる各機能を、小型化・軽量化のために、一つのＩＣ中にまとめた例を挙げたが、必ずしも上記に限定されず、必要に応じて、別々の回路としてもよい。
【００５１】
そして、本実施の形態では、サブ電源出力と、制御部ＩＣ１における駆動電源用のＶＣＣ端子の間にツエナーダイオードＺＤ１が、そのカソードをサブ電源出力に上記ツエナーダイオードＺＤ１のアノードをＶＣＣ端子（６番ピン）にそれぞれ接続して挿入されている。
【００５２】
上記ツエナーダイオードＺＤ１は、そのカソードに印加される駆動電源の電圧値が前記通常値であれば、上記駆動電源の電気を低抵抗にて導通させ、上記電圧値が所定値（例えば、上記通常値の変動規格値の下限）未満となると、ＶＣＣ端子（６番ピン）への駆動伝願の導通を遮断（ほぼ、ゼロと）する電圧調整部として機能している。
【００５３】
以下に、本実施の形態における動作及び設定方法について述べると、定格負荷で過電流保護回路によるラッチがかからない入力電圧、つまり図１におけるＡＣ整流平滑されたＤＣＩＮＰＵＴをＶ１とすると、減電圧保護回路ＵＶＬＯはＶ１以上で動作するように設定する。トランスＴ１の巻き数比から減電圧保護動作時のサブ電源電圧Ｖ２は、ダイオードＤ１等の電圧効果を無視すると、
Ｖ２＝（Ｎ２／Ｎ１）＊Ｖ１  となる。
【００５４】
したがってＺＤ１のツエナー電圧ＶＺ１は、制御部ＩＣ１の減電圧保護回路ＵＶＬＯが働くＶＣＣ電圧が９Ｖより、ＶＺ１＝Ｖ２−９Ｖで求まる。
【００５５】
このＶＺ１でＶＣＣを調整することにより、減電圧時に過電流保護回路動作によるラッチがかかる前に減電圧保護動作による出力停止が実現でき、電源復帰後も自己復帰（自動復帰）が可能となる。
【００５６】
（実施の第二形態）
図２は、トランスＴ１の補助巻線Ｎ２の巻線方向を主巻線Ｎ１と同じにした場合の他の実施の形態で、この制御部ＩＣ１の別の機能を利用した場合である。すなわち、この制御部ＩＣ１は、ＣＳ端子である８番ピンが設けられており、この８番ピンの電圧値を強制的に、所定値であるＬＯＷの０．６Ｖ以下にすると、実施の第一形態と同様に発振停止（スイッチングパルスの出力停止）になり、０．６Ｖを越えると発振を開始する（スイッチングパルスの出力停止を解除する）ものである。
【００５７】
図２では、ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタを８番ピンに接続、トランジスタＱ２のコレクタをＧＮＤに接続し、トランジスタＱ２のベースは、制御部ＩＣ１の駆動電源ＶＣＣを各抵抗Ｒ１２、Ｒ１１で分圧したポイントと、ダイオードＤ３を経て接続されている。各抵抗Ｒ１２、Ｒ１１で調整して減電圧時にトランジスタＱ２のベースが低下したときに、トランジスタＱ２が導通し８番ピンをＬＯＷにして発振を停止させる。一方、入力電圧が上昇したときは、トランジスタＱ２がＯＦＦになり、発振が再開する。
【００５８】
なお、抵抗Ｒ１１に並列に接続されているコンデンサＣ８はノイズキャンセル用である。上記トランジスタＱ２は、実施の第一形態に記載の電圧調整部として機能する。また、ダイオードＤ３は、逆耐圧しきい値での急峻な抵抗値の変化を利用して、電圧調整部としての機能を確実化するものである。
【００５９】
なお、図３の一変形例に示すように、図２のＲ１２に代えて、ツエナーダイオードＺＤ２を用いてもよい。この図３の構成においても、動作は図２の構成と同じなので、図３の構成に関する動作の説明については省略する。
【００６０】
（実施の第三形態）
図４は、トランスの補助巻き線の巻き方向が、主巻線と逆の場合である。これは、全世界入力対応の電源で、入力電圧の変動範囲が広い場合適用され補助巻線に誘起する電圧は、出力電圧に比例し出力電圧ＶＯＵＴとし、サブ電源の電圧Ｖ２はＤ１等の電圧効果を無視すると、
Ｖ２＝（Ｎ２／Ｎ３）＊ＶＯＵＴとなり、Ｖ２は、入力電圧に関係なく一定である。
【００６１】
この場合は、図４のように、ダイオードＤ３とコンデンサＣ７とを用いて、補助巻線Ｎ２の入力電圧に比例する極性を整流平滑して得られたマイナス（負極性）の第二サブ電源を利用する。この電圧をＶ３とすると、各抵抗Ｒ１２、Ｒ１１で（Ｖ２＋Ｖ３）を分圧した電圧をＮＰＮトランジスタＱ３のベースに接続されている。トランジスタＱ３のコレクタは、抵抗Ｒ１０を介して制御部ＩＣ１の８番ピン、エミッタはＧＮＤに接続されている。通常入力時には、Ｑ３が０．７Ｖ以下になるように各Ｒ１２、Ｒ１１を設定してＯＦＦになっているが、Ｖ３の絶対値は、入力電圧に比例するので、入力が低下するとＶ３の絶対値は小さくなり、トランジスタＱ３のベース電圧は上昇してくる。
【００６２】
そしてＶbe０．７Ｖを超えると、トランジスタＱ３はＯＮし、制御部ＩＣ１の８番ピンを抵抗Ｒ１０を介してＬＯＷに落とし、スイッチング電源は発振停止動作となる。入力電圧が上昇するとＶ３の絶対値電圧が上昇し、トランジスタＱ３のベース電圧は低下し、ついには０．７Ｖ未満になり、トランジスタＱ３はＯＦＦとなり制御部ＩＣ１の８番ピンは、ＬＯＷから上昇し発振を開始する。よって、上記トランジスタＱ３は、実施の第一形態に記載の電圧調整部として機能する。
【００６３】
なお、図５の一変形例に示すように、図４の各抵抗Ｒ１２、Ｒ１１で（Ｖ２＋Ｖ３）を分圧した電圧とトランジスタＱ３のベース間にツエナーダイオードＺＤ３を挿入した構成としてもよい。この構成により、電圧設定をより容易にできる。さらに、図６に示すように、図４の抵抗Ｒ１２に代えてツエナーダイオードＺＤ４を挿入した構成でも、図４や図５と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
（実施の第四形態）
図７は、図４でのトランジスタＱ３のエミッタを制御部ＩＣ１のＶＣＣ６番ピンに接続したものであり、ＶＣＣとサブ電源との間に抵抗Ｒ１３が挿入されている。また、抵抗Ｒ１２は、サブ電源側に接続されている。動作は、減電圧時に６番ピンの電圧値を低下させ制御部ＩＣ１の減電圧保護回路の機能を動作させている。この回路も実施の第一形態と同様な機能を有している。
【００６５】
図８の一変形例は、図７の各抵抗Ｒ１２、Ｒ１１で（Ｖ２＋Ｖ３）を分圧した電圧値のポイントとトランジスタＱ３のベースとの間にツエナーダイオードＺＤ３を挿入し電圧設定をより容易にしたものである。図９に示した他の変形例は、図８の抵抗Ｒ１２の代わりにツエナーダイオードＺＤ４を挿入したもので同じ効果を得ることができる。
【００６６】
本発明に係るスイッチング電源は、トランスの主巻線と同じ極性で巻いた補助巻き線をダイオードとコンデンサで整流平滑することによって制御部ＩＣ用のサブ電源を構成するスイッチング電源において、そのサブ電源出力端と制御部ＩＣの電源入力端子ＶＣＣの間に電圧調整用ツエナーダイオードを挿入することにより、入力電圧がある値以下に減電圧した時にサブ電源電圧もそれに連動して低下し、それに伴いツエナーダイオードの出力（アノード）はＩＣの減電圧保護回路が動作するまで低下することにより、ＩＣが発振停止し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００６７】
本発明の他のスイッチング電源は、トランスの主巻線と同じ極性で巻いた補助巻き線をダイオードとコンデンサで整流平滑することによって制御部ＩＣ用のサブ電源を構成し、印加電圧がＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になると発振停止する保護端子を有する制御部ＩＣを有するスイッチング電源において、サブ電源電圧を抵抗を介してＰＮＰトランジスタのエミッタに接続し、コレクタは接地、ベースはダイオードを介して抵抗で分圧されたポイントに接続された簡易な回路によって構成され、減電圧時にこの回路が動作して制御部ＩＣの保護端子の印加電圧が、ＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になりＩＣが発振停止し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐことを特徴としたスイッチング電源であってもよい。
【００６８】
上記スイッチング電源において、分圧抵抗の１個をツエナーダイオードに置き換えた減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００６９】
本発明のさらに他のスイッチング電源は、トランスの主巻線と反対の極性で巻いた補助巻き線をダイオードとコンデンサで整流平滑することによって制御部ＩＣ用のサブ電源を構成し、印加電圧がＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になると発振停止する保護端子を有する制御部ＩＣを有するスイッチング電源において、トランスの補助巻き線出力をダイオードとコンデンサで絶対値が入力電圧に比例する極性で整流平滑して負極性のＤＣ電源を形成し、制御部ＩＣの保護端子を抵抗を介してＮＰＮトランジスタのコレクタに接続し、エミッタは接地、ベースは負極性のＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を抵抗で分圧されたポイントに接続された簡易な回路によって構成され、減電圧時にこの回路が動作して制御部ＩＣの保護端子の印加電圧が、ＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になりＩＣが発振停止し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００７０】
上記スイッチング電源において、ＮＰＮトランジスタのベースは負極性のＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を抵抗で分圧されたポイントにツエナーダイオードを介して接続された簡易な回路によって構成され、減電圧時にこの回路が動作して制御部ＩＣの保護端子の印加電圧が、ＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になりＩＣが発振停止し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００７１】
上記スイッチング電源において、ＮＰＮトランジスタのベースは負極性のＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を分圧する抵抗の１個をツエナーダイオードに置き換え分圧し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００７２】
上記スイッチング電源において、サブ電源出力と制御部ＩＣの電源入力端子ＶＣＣを抵抗を介して接続し、ＮＰＮトランジスタのコレクタを制御部ＩＣの電源入力端子ＶＣＣと接続、エミッタは接地、ベースは負極性のＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を抵抗で分圧されたポイントに接続された簡易な回路によって構成され、減電圧時にこの回路が動作して制御部ＩＣの保護端子の印加電圧が、ＬＯＷ（例えば０．６Ｖ以下）になりＩＣが発振停止し、減電圧時の異常動作を簡易な方法で防ぐスイッチング電源であってもよい。
【００７３】
上記スイッチング電源において、ＮＰＮトランジスタのベースは負極性のＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を抵抗で分圧されたポイントにツエナーダイオードを介して接続されていてもよい。
【００７４】
上記スイッチング電源において、ＤＣ電源のマイナス出力とサブ電源出力を分圧する抵抗の１個をツエナーダイオードに置き換えたものでもよい
以上のように、本発明は、簡単な回路を付加することにより、入力電圧の減電圧時に過電流保護によるラッチがかかる前に制御部ＩＣ１の減電圧保護回路ＵＶＬＯを動作させて、発振停止させ、入力電圧が復帰した場合に自己復帰できるものである。よって、当発明により、簡易な回路構成で従来の制御部ＩＣ１をそのまま用いて入力電圧の減電圧時に制御部ＩＣ１がラッチされることを回避しながら、入力電圧の電圧値回復時には発振を自己復帰できるスイッチング電源が構成できた。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係るスイッチング電源は、簡素な構成により、入力電圧の減電圧時に過電流保護によるラッチがかかる前に減電圧保護回路または制御信号オン／オフ回路を動作させて、発振を停止させて、入力電圧が復帰した場合に自己復帰（自動復帰）できるから、特に、落雷等による入力電圧の一次的な低下が多く生じる地域での電子機器に用いられるスイッチング電源に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のスイッチング電源に係る実施の第一形態の回路図である。
【図２】本発明のスイッチング電源に係る実施の第二形態の回路図である。
【図３】上記実施の第二形態の一変形例を示す回路図である。
【図４】本発明のスイッチング電源に係る実施の第三形態の回路図である。
【図５】上記実施の第三形態の一変形例を示す回路図である。
【図６】上記実施の第三形態の他の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明のスイッチング電源に係る実施の第四形態の回路図である。
【図８】上記実施の第四形態の一変形例を示す回路図である。
【図９】上記実施の第四形態の他の変形例を示す回路図である。
【図１０】従来のスイッチング電源の回路図である。
【図１１】上記スイッチング電源に用いた制御部ＩＣを示し、（ａ）はブロック図、（ｂ）は上記制御部ＩＣの各ピンの配置表を示す。
【符号の説明】
【００７７】
Ｔ１：トランス
Ｑ１：トランジスタ
Ｎ１：１次側主巻線
Ｎ２：補助巻線
ＩＣ２、ＰＣ１：フィードバック回路
ＩＣ１：制御部
ＺＤ１：ツエナーダイオード（電圧調整部）
【図１】
2005124252.tif 000003
【図２】
2005124252.tif 000004
【図３】
2005124252.tif 000005
【図４】
2005124252.tif 000006
【図５】
2005124252.tif 000007
【図６】
2005124252.tif 000008
【図７】
2005124252.tif 000009
【図８】
2005124252.tif 000010
【図９】
2005124252.tif 000011
【図１０】
2005124252.tif 000012
【図１１】
2005124252.tif 000013