(57)【要約】  【課題】  簡単で安価な構成としながらも、負荷に異常が生じた時にスイッチング動作を即座に停止させ、且つその停止状態に維持するスイッチング電源装置を提供する。  【解決手段】  直流電圧が供給され、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチング動作によって高周波トランスＴの１次巻線Ｔ１にスイッチング電流を流し、且つ高周波トランスＴの１次側の帰還巻線Ｔ３の誘起電圧をスイッチングトランジスタＱ１のベースに供給するスイッチング回路３と、高周波トランス１Ｔの２次側の出力電圧を検出してスイッチング回路３にフィードハックする出力電圧制御回路７と、出力電圧制御回路７からの検出電圧がベースに供給され、且つコレクタがスイッチングトランジスタＱ１のベースに接続された制御トランジスタＱ２を有するスイッチング制御回路４と、高周波トランスＴにおける帰還巻線Ｔ３に対応する２次巻線Ｔ２に接続され、設定値以上の電流が流れたときに瞬時に断線する保護用抵抗Ｒ１０とを備えている。【選択図】    図１
2007068246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧が供給され、スイッチングトランジスタのスイッチング動作によって高周波ト
ランスの１次巻線にスイッチング電流を流すとともに、前記高周波トランスの１次側に設
けた帰還巻線の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタのベースに供給するようになっ
たスイッチング回路と、
前記高周波トランスの２次側の出力電圧を検出して前記スイッチング回路にフィードバ
ックする出力電圧制御回路と、
前記出力電圧制御回路からの検出電圧がベースに供給され、且つコレクタが前記スイッ
チングトランジスタのベースに接続された制御トランジスタを有するスイッチング制御回
路と、
前記高周波トランスにおける前記帰還巻線に対応する２次巻線に接続され、設定値以上
の電流が流れたときに瞬時に断線する保護用抵抗とを備えたことを特徴とするスイッチン
グ電源装置。
【請求項２】
高周波トランスの１次巻線に流れる電流をスイッチングするスイッチングトランジスタ
のスイッチング電流の最大値を、外部に出力する出力電圧の検出値によって制御すること
により、前記出力電圧を安定化する自励式フライバックコンバータに構成されてなり、
設定値以上の電流が流れたときに瞬時に断線する保護用抵抗を、前記高周波トランスに
おける１次側に設けた帰還巻線に対応する２次巻線に介挿接続したことを特徴とするスイ
ッチング電源装置。
【請求項３】
請求項２において、前記自励式フライバックコンバータが、
直流電圧が供給され、スイッチングトランジスタのスイッチング動作によって高周波ト
ランスの１次巻線にスイッチング電流を流すとともに、前記高周波トランスの１次側に設
けた帰還巻線の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタのベースに供給するようになっ
たスイッチング回路と、
前記高周波トランスの２次側の出力電圧を検出して前記スイッチング回路にフィードバ
ックする出力電圧制御回路と、
前記出力電圧制御回路からの検出電圧がベースに供給され、且つコレクタが前記スイッ
チングトランジスタのベースに接続された制御トランジスタを有するスイッチング制御回
路とを備えて構成されているスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ＤＶＤプレーヤやテレビジョン受像機などの映像機器に好適に用
いることができるスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤプレーヤやテレビジョン受像機では、表示管やブラウン管が比較的高い直流電力
で駆動することから、図２に示すような高周波トランスＴなどを用いて構成したスイッチ
ング電源装置が採用されている（例えば、特許文献１参照）。このスイッチング電源装置
は、自励式フライバックコンバータに構成されており、以下のように動作する。すなわち
、商用交流電源１の商用交流が入力回路２での全波整流および平滑化により得られた直流
電力が、スイッチング回路３のスイッチングトランジスタＱ１のベースに起動電流として
供給されると、スイッチングトランジスタＱ１がオンして高周波トランスＴの１次巻線Ｔ
１に入力直流電圧が印加され、その１次巻線Ｔ１を介してスイッチングトランジスタＱ１
にコレクタ電流が流れる。その結果、高周波トランスＴの帰還巻線Ｔ３には、１次巻線Ｔ
１と帰還巻線Ｔ３の巻数比に応じた電圧が発生して、この帰還巻線Ｔ３からダイオードＤ
１を介してスイッチングトランジスタＱ１にベース電流が流れ、ベース電流が増加するこ
とにより、スイッチングトランジスタＱ１をオン状態に維持するように作用する。
【０００３】
一方、スイッチング制御回路４の制御トランジスタＱ２は、抵抗Ｒ１に発生する電圧に
従ってスイッチングトランジスタＱ１のベース電流を抑制する。そして、スイッチングト
ランジスタＱ１のコレクタ電流の増加が停止したとき、帰還巻線Ｔ３に発生する電圧の極
性が反転し、スイッチングトランジスタＱ１がオフとなる。このスイッチングトランジス
タＱ１がオフとなる期間においては、高周波トランスＴに蓄積されたエネルギが２次巻線
Ｔ２に電圧を発生させ、この発生電圧が整流および平滑化されて、所定の電圧が各出力端
子Ｏ１〜Ｏ６からそれぞれ外部出力される。高周波トランスＴに蓄積されたエネルギが放
出され尽くしたときには、スイッチングトランジスタＱ１が再びオン状態に移行し、高周
波トランスＴのエネルギの蓄積が始まる。このようにスイッチングトランジスタＱ１が所
定の周期でオン・オフして、上述と同様の動作が繰り返えされることにより、所定の出力
電圧が各出力端子Ｏ１〜Ｏ６からそれぞれ出力される。
【０００４】
また、高周波トランスＴの２次側の直流出力電圧を検出する出力電圧制御回路７は、出
力電圧の誤差を出力電流値として一次側の制御トランジスタＱ２のベースに供給して、ス
イッチングトランジスタＱ１のスイッチング電流の最大値を制御することにより、出力電
圧を安定化させる。具体的には、外部出力電圧の増減に応じてフォトカプラ８から制御ト
ランジスタＱ２へ供給される出力電流が増減し、それに伴ってスイッチングトランジスタ
Ｑ１のベース電流が制御される。
【０００５】
上述の直流出力電圧の安定状態においては、保護回路９の保護トランジスタＱ３のベー
スにフォトトランジスタＦＱのエミッタ電流が供給されて、保護トランジスタＱ３がオン
状態となるとともに、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ２の直列回路が、フォトトランジスタ
ＦＱから保護トランジスタＱ３にエミッタ電流が供給されない期間において保護トランジ
スタＱ３をオン状態に維持することが可能な値に設定されているので、保護トランジスタ
Ｑ３がオン状態を維持する。
【０００６】
保護回路９は、過負荷の発生がなく、出力端子０１〜０６から負荷に安定に電圧供給さ
れている通常時において、保護トランジスタＱ３が、入力回路２からベース電流を供給さ
れてオン状態となったのち、フォトカプラ８の出力によってオン状態に保持されるので、
コレクタ電圧がゼロ近傍の値を維持する。このため、保護トランジスタＱ３の出力は、制
御トランジスタＱ２から切り離された状態にあり、スイッチング電源装置の動作に対し何
ら作用しない。
【０００７】
上記安定状態において、負荷に何からの異常が生じた場合、例えば、過負荷によって直
流出力電圧が低下した場合には、フォトトランジスタＦＱのエミッタ電流がゼロ近傍の電
流値となるため、保護トランジスタＱ３は、オン状態からオフ状態に移行する。その結果
、保護トランジスタＱ３のコレクタ電圧が、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２の値によって
設定された速度でもって上昇するので、制御トランジスタＱ２のベース電流が増加して、
制御トランジスタＱ２のコレクタ電流も増加する。そのため、スイッチングトランジスタ
Ｑ１のベース電流およびコレクタ電流がゼロとなって、スイッチングトランジスタＱ１の
スイッチング動作が停止する。
【０００８】
上述のようにスイッチングトランジスタＱ１がスイッチング動作を停止したときには、
高周波トランスＴの２次側の直流出力電圧が低下し、負荷に流れる電流がゼロとなる。こ
れにより、フォトトランジスタＦＤのエミッタ電流はゼロに維持されることから、スイッ
チングトランジスタＱ１の動作停止状態が維持される。この停止状態は、保護トランジス
タＱ３がオフ状態にある限り変化しない。したがって、このスイッチング電源装置が採用
されているＤＶＤプレーヤやテレビジョン受像機に異常が発生して、この異常状態のまま
、長時間にわたって放置されるといった事態が生じた場合であっても、保護回路９が機能
して直ちにスイッチング回路３のスイッチング動作を停止状態にラッチするので、例えば
、高周波トランスＴの１次側のスイッチングトランジスタＱ１や制御トランジスタＱ２な
どの電子素子の異常発熱が長時間続いて、素子の破壊や発煙といった不具合が発生するの
が未然に防止される。
【特許文献１】実開平８−５１７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記スイッチング電源装置は、負荷に異常が生じた場合に直ちにスイッ
チング回路のスイッチング動作を停止させ、且つその停止状態にラッチできる顕著な効果
を得ることができるが、そのために、比較的多くの電子部品を用いて構成した保護回路９
を必要とするので、コスト高となる問題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単で安価な構成としながらも、
負荷に異常が発生した時にスイッチング動作を即座に停止させ、且つその停止状態に維持
することができる構成を備えたスイッチング電源装置を提供することを目的とするもので
ある。
【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、請求項１に係る発明のスイッチング電源装置は、直流電圧
が供給され、スイッチングトランジスタのスイッチング動作によって高周波トランスの１
次巻線にスイッチング電流を流すとともに、前記高周波トランスの１次側に設けた帰還巻
線の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタのベースに供給するようになったスイッチ
ング回路と、前記高周波トランスの２次側の出力電圧を検出して前記スイッチング回路に
フィードバックする出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路からの検出電圧がベース
に供給され、且つコレクタが前記スイッチングトランジスタのベースに供給された制御ト
ランジスタを有するスイッチング制御回路と、前記高周波トランスにおける前記帰還巻線
に対応する２次巻線に接続され、設定値以上の電流が流れた時に瞬時に断線する保護用抵
抗とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に係る発明のスイッチング電源装置は、高周波トランスの１次巻線に流れる電
流をスイッチングするスイッチングトランジスタのスイッチング電流の最大値を、外部に
出力する出力電圧の検出値によって制御することにより、前記出力電圧を安定化する自励
式フライバックコンバータに構成されてなり、設定値以上の電流が流れたときに瞬時に断
線する保護用抵抗を、前記高周波トランスにおける１次側の帰還巻線に対応する２次巻線
に介挿接続したことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に係る発明のスイッチング電源装置は、請求項２の発明における自励式フライ
バックコンバータが、直流電圧が供給され、スイッチングトランジスタのスイッチング動
作によって高周波トランスの１次巻線にスイッチング電流を流すとともに、前記高周波ト
ランスの１次側に設けた帰還巻線の誘起電圧を前記スイッチングトランジスタのベースに
供給するようになったスイッチング回路と、前記高周波トランスの２次側の出力電圧を検
出して前記スイッチング回路にフィードバックする出力電圧制御回路と、前記出力電圧制
御回路からの検出電圧がベースに供給され、且つコレクタが前記スイッチングトランジス
タのベースに供給された制御トランジスタを有するスイッチング制御回路とを備えて構成
されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、負荷に過負荷などの異常が生じた場合、上昇する出力電圧を低下
させるために、高周波トランスの２次側に大電流が流れるので、この大電流によって保護
用抵抗が瞬時に焼き切れる状態で断線する。これにより、負荷に流れる電流がゼロとなり
、出力電圧制御回路の検出電圧もゼロとなるので、スイッチングトランジスタがオフ状態
となって、そのオフ状態に保持される。これにより、高周波トランスの１次側のスイッチ
ングトランジスタや制御トランジスタなどの電子素子の異常発熱が長時間続いて、素子の
破壊や発煙といった不具合が発生するのが未然に防止される。したがって、このスイッチ
ング電源装置では、比較的多くの部品を用いて構成される従来の保護回路に代えて、単一
の保護用抵抗を設けるだけで、保護回路を設けた場合と同様の効果を得られるので、相当
のコストダウンを達成することができる。
【００１５】
請求項２の発明では、負荷に過負荷などの異常が生じた場合、高周波トランスの２次側
に流れる大電流によって保護用抵抗が瞬時に焼き切れる状態で断線して、外部出力電圧が
ゼロとなるので、自励式フライバックトランスの１次側のスイッチングトランジスタが、
ゼロとなる外部出力電圧の検出値によって制御されて、オフ状態となる。これにより、高
周波トランスの１次側のスイッチングトランジスタや制御トランジスタなどの電子素子の
異常発熱が長時間続いて、素子の破壊や発煙といった不具合が発生するのが未然に防止さ
れる。したがって、このスイッチング電源装置では、比較的多くの部品を用いて構成され
る従来の保護回路に代えて、単一の保護用抵抗を設けるだけで、保護回路を設けた場合と
同様の効果を得られるので、相当のコストダウンを達成することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、自励式フライバックコンバータを、スイッチング回路と出力電圧
制御回路とスイッチング制御回路とにより構成したので、高周波トランスの２次巻線に介
挿接続した保護用抵抗が断線したときに、スイッチング回路のスイッチングトランジスタ
を確実にオフ状態に保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図
１は本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置を示す電気回路図であり、図２と
同一若しくは実質的に同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。こ
のスイッチング電源装置は、図２の保護回路９を削除し、これに代えて、高周波トランス
Ｔの２次巻線Ｔ２における帰還巻線Ｔ３に対応する箇所に、保護用抵抗Ｒ１０をダイオー
ドＤ２に対し並列配置に介挿接続したものである。この保護用抵抗Ｒ１０は、ヒューズ抵
抗に類似したものであって、所定値の電流が流れたときに瞬時に断線するものであり、こ
の実施の形態において、２．２Ω（１／４Ｗ）の値のものが用いられている。
【００１８】
図１において、電源が投入されたときには、高周波トランスＴの１次巻線Ｔ１に流れる
電流をスイッチングするためのスイッチングトランジスタＱ１が、抵抗Ｒ４，Ｒ５を介し
てベース電流が供給されることによりオン状態となり、高周波トランスＴの１次巻線Ｔ１
に電流が流れる。これにより、スイッチングトランジスタＱ１を自励発振させるための補
助巻線である帰還巻線Ｔ３には電圧が発生するので、ダイオードＤ１および抵抗Ｒ５を介
してスイッチングトランジスタＱ１のベース電流が増加される。このときには、出力電圧
が発生していないため、フォトカプラ８のフォトトランジスタＦＱのエミッタ電流はゼロ
である。そのため、フォトトランジスタＦＱに発生した電圧はスイッチングトランジスタ
Ｑ１のベース電流の大幅な増大を招くが、制御トランジスタＱ２は、スイッチングトラン
ジスタＱ１のエミッタ電流を電圧として検出する抵抗Ｒ１に発生する電圧に従ってスイッ
チングトランジスタＱ１のベース電流を制御する。これにより、スイッチングトランジス
タＱ１のコレクタ電流（スイッチング電流）は、或る制限された値に抑制される。
【００１９】
そして、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチング電流の増加が停止したとき、帰
還巻線Ｔ３に発生する電圧の極性が反転し、スイッチングトランジスタＱ１がターンオフ
状態に移行する。このスイッチングトランジスタＱ１がターンオフするときに１次巻線Ｔ
１に発生するサージ電圧はサージ吸収回路に吸収される。このスイッチングトランジスタ
Ｑ１がオフとなる期間においては、トランスＴに蓄積されたエネルギが２次巻線Ｔに電圧
を発生させ、出力電圧を上昇させる。そして、トランスＴＵ  蓄積されたエネルギが放出
され尽くしたときには、再びスイッチングトランジスタＱ１がオン状態となり、トランス
Ｔのエネルギの蓄積が開始される。
【００２０】
以下、同様の動作が繰り返されることによって出力電圧が上昇する。出力電圧検出回路
７は、高周波トランスＴの２次巻線Ｔ２の直流出力電圧を検出しており、この直流出力電
圧の大きさに応じてフォトカプラ８の発光ダイオードＬＤの光量が可変して、制御トラン
ジスタＱ２のベース電流を変化させている。すなわち、フォトカプラ８は、出力端子０１
〜０６の出力電圧の誤差を出力電流値として１次側に帰還しており、出力電圧が上昇した
ときには、フォトトランジスタＦＱから出力される電流に従って、スイッチングトランジ
スタＱ１に流れるスイッチング電流の最大値が制限される。このため、出力端子Ｏ１〜Ｏ
６からの出力電圧は、抵抗Ｒ６，Ｒ７によって分圧された電圧がシャント・レギュレータ
１０の内部比較電圧に一致するように制御されることにより、安定状態となる。
【００２１】
上述の安定状態において負荷に過負荷などの異常が生じた場合には、出力電圧が上昇し
、この上昇した出力電圧を低下させるために、高周波トランスＴの２次側に大電流が流れ
るので、この大電流によって保護用抵抗Ｒ１０が瞬時に焼き切れる状態で断線する。これ
により、負荷に流れる電流がゼロとなり、出力電圧検出回路７におけるフォトカプラ８の
フォトトランジスタＦＱのコレクタ電流もゼロに維持されるから、スイッチングトランジ
スタＱ１がオフ状態となって、そのオフ状態に保持される。なお、この保護動作について
は、ダイオードＤ２を短絡することによって上記過負荷状態の発生時と同様の状態を作っ
て確認したものである。
【００２２】
このスイッチング電源装置では、従来の保護回路９に代えて、負荷に異常が発生したと
きに、高周波トランスＴの２次側に介挿接続した保護用抵抗Ｒ１０が瞬時に断線してスイ
ッチング回路３のスイッチング動作を直ちに停止状態にできるので、従来の保護回路９を
設けた場合と同様に、高周波トランスＴの１次側のスイッチングトランジスタＱ１や制御
トランジスタＱ２などの電子素子の異常発熱が長時間続いて、素子の破壊や発煙といった
不具合が発生するのが未然に防止される。このように、このスイッチング電源装置では、
比較的多くの部品を用いて構成する保護回路９に代えて、単一の保護用抵抗Ｒ１０を設け
るだけで、保護回路９を設けた場合と同様の効果を得られるので、相当のコストダウンを
達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、従来の保護回路に代えて、単一の保護用抵抗を設けるだけで、保護回
路を設けた場合と同様の効果を得られるので、ＤＶＤプレーヤやテレビジョン受像機など
の映像機器用に適した安価なスイッチング電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置を示す電気回路図である。
【図２】従来のスイッチング電源装置を示す電気回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
３  スイッチング回路
４  スイッチング制御回路
７  出力電圧制御回路
Ｑ１  スイッチングトランジスタ
Ｑ２  制御トランジスタ
Ｔ  高周波トランス
Ｔ１  高周波トランスの１次巻線
Ｔ２  高周波トランスの２次巻線
Ｔ３  高周波トランスの帰還巻線
Ｒ１０  保護用抵抗 
【図１】
2007068246.tif 000003
【図２】
2007068246.tif 000004