(57)【要約】      （修正有）【課題】長時間に亘る使用のような経年変化に伴う一定以上の劣化を検出し、交流電源からの電源供給を安全かつ確実に停止させて、事故の発生を未然に防止する。【解決手段】電解コンデンサＣ１の両端電圧の電圧レベルが最低電圧まで下がり、制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ３２０ｃにかかる端子電圧以下になると、電源端子から容量検出回路３３の逆電圧印加防止用ダイオードＤ２を経由してフォトカプラＰＣ２を構成するラッチ停止用ダイオードＤ３に電流が流れる。また、この動作に連動するフィードバック制御によって、フォトカプラを構成するラッチ停止用トランジスタＱ２は、オフ状態からオン状態に切り換えられるため、制御ＩＣのラッチ停止端子Ｐ３２０ｄに電流が流れ込む。これを検出した制御ＩＣは、制御端子Ｐ３２０ａに接続されたトランジスタ３１へのスイッチング動作を制御することで、その動作をオン状態からオフ状態に切り換えてラッチ停止させる。【選択図】図１
2013135552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源（２）から電源供給される交流電圧（Ｖin）を直流電圧に変換するためのダイオードブリッジ（ＤＢ）及び電解コンデンサ（Ｃ1）を有する１次側整流・平滑回路（３０）と、
前記１次側整流・平滑回路にて生成される１次側の直流電圧の電力を２次側に伝達するための１次巻線（５０）及び２次巻線（５１）並びに前記１次巻線へのスイッチング動作を制御するための動作電圧を電源供給するための補助巻線（５２）を有するスイッチングトランス（５）と、
前記補助巻線の出力電圧に基づいて前記スイッチングトランスを駆動させるためのトランジスタ（３１）と、
前記トランジスタのスイッチング動作を制御して負荷（１）への過電圧保護を行うとともに前記スイッチング動作のラッチ停止を行うための制御ＩＣ（３２０）を有するスイッチング制御回路（３２）と、
前記スイッチングトランスの前記２次巻線の電圧を整流・平滑して前記負荷に電源供給するための２次側整流・平滑回路（４０）と、
前記２次側整流・平滑回路の出力電圧を、前記制御ＩＣを経由して一定に保つ制御を行うための定電圧制御回路（４１）と、
前記１次側整流・平滑回路の前記電解コンデンサの容量を検出するための容量検出回路（３３）と、
前記容量検出回路にて検出される前記容量に対応して前記スイッチング制御回路の前記制御ＩＣのスイッチング動作をラッチ停止するためのラッチ停止回路（３４）とを備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記容量検出回路は、前記１次側整流・平滑回路の前記電解コンデンサの両端電圧を分圧するための分圧抵抗（Ｒ1、Ｒ2）と、前記分圧抵抗により分圧された電圧が所定の閾値レベル以下となったときに電流が流れ前記ラッチ停止回路へのフィードバック制御を行うためのラッチ停止用ダイオード（Ｄ3）とを有し、
前記ラッチ停止回路は、前記スイッチング制御回路の前記制御ＩＣのスイッチング動作をラッチ停止するためのラッチ停止用トランジスタ（Ｑ2）を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記容量検出回路の前記ラッチ停止用ダイオード及び前記ラッチ停止回路の前記ラッチ停止用トランジスタは、前記ラッチ停止用ダイオードからの前記フィードバック制御により前記ラッチ停止用トランジスタがオフ状態からオン状態に切り換わるフォトカプラ（ＰＣ2）で構成されることを特徴とする請求項２記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記容量検出回路は、前記ラッチ停止用ダイオードに逆電圧が印加されることを防止するための逆電圧印加防止用ダイオード（Ｄ2）を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記ラッチ停止回路は、前記ラッチ停止用トランジスタに流れる電流を制限するための制限抵抗（Ｒ3）を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記ラッチ停止回路は、前記１次側整流・平滑回路の前記電解コンデンサがオープン状態で破損又は故障したときにラッチ停止を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち何れか１項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】
本発明は、スイッチング電源装置に係り、特に、負荷への過電圧保護機能を有するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のスイッチング電源装置として、（ＤＣ−ＤＣコンバータの）出力電流が過大となるのを防止しつつ低コスト化を図ることができるスイッチング電源装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、背景技術に記載した特許文献１のスイッチング電源装置によれば、当該装置自体が破損又は故障した場合や、当該装置の出力側に接続される回路、例えば、家電機器等の負荷が破損又は故障した場合に、過大な電流が流れるため、過電圧保護機能が有効とならない限りスイッチング動作は停止しないことになる。
【０００５】
そこで、当該装置の異常が検出されず、そのままの状態で長時間に亘り使用すると、基板の銅箔や多種・多様な電子部品が劣化するおそれがあるため、当該電子部品にかかる破損又は故障の態様が劣化前と比較して変化する、又は、ある電子部品が破損又は故障した場合にその他の電子部品が誘発されて破損又は故障するなど、如何なる動作が発生するかの予想は困難であって、発煙、発火のような重大な事故に繋がるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、この難点を解消するためになされたもので、長時間に亘る使用のような経年変化に伴う一定以上の劣化を検出し、交流電源からの電源供給を安全かつ確実に停止させることで重大な事故の発生を未然に防止することができるスイッチング電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するため、本発明の第１の態様であるスイッチング電源装置は、交流電源から電源供給される交流電圧を直流電圧に変換するためのダイオードブリッジ及び電解コンデンサを有する１次側整流・平滑回路と、１次側整流・平滑回路にて生成される１次側の直流電圧の電力を２次側に伝達するための１次巻線及び２次巻線並びに１次巻線へのスイッチング動作を制御するための動作電圧を電源供給するための補助巻線を有するスイッチングトランスと、補助巻線の出力電圧に基づいてスイッチングトランスを駆動させるためのトランジスタと、トランジスタのスイッチング動作を制御して負荷への過電圧保護を行うとともにスイッチング動作のラッチ停止を行うための制御ＩＣを有するスイッチング制御回路と、スイッチングトランスの２次巻線の電圧を整流・平滑して負荷に電源供給するための２次側整流・平滑回路と、２次側整流・平滑回路の出力電圧を、制御ＩＣを経由して一定に保つ制御を行うための定電圧制御回路と、１次側整流・平滑回路の電解コンデンサの容量を検出するための容量検出回路と、容量検出回路にて検出される容量に対応してスイッチング制御回路の制御ＩＣのスイッチング動作をラッチ停止するためのラッチ停止回路とを備えている。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、出力電圧の定電圧制御が可能となるばかりでなく、安全かつ確実に過電圧の発生から負荷が保護され、さらには、電解コンデンサが長時間に亘り使用されたような経年変化に伴う一定以上の劣化を検出し、交流電源からの電源供給を安全かつ確実に停止させることで重大な事故の発生を未然に防止することができる。
【０００９】
また、本発明の第２の態様であるスイッチング電源装置は、本発明の第１の態様において、容量検出回路は、１次側整流・平滑回路の電解コンデンサの両端電圧を分圧するための分圧抵抗と、分圧抵抗により分圧された電圧が所定の閾値レベル以下となったときに電流が流れラッチ停止回路へのフィードバック制御を行うためのラッチ停止用ダイオードとを有している。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、電解コンデンサが長時間に亘る使用されたような経年変化に伴う一定以上の劣化を容量検出回路にて検出し、この容量検出回路によりフィードバック制御されるラッチ停止回路に基づき、スイッチング制御回路の制御ＩＣにかかるスイッチング動作をラッチ停止させることができる。
【００１１】
また、本発明の第３の態様であるスイッチング電源装置は、本発明の第２の態様において、容量検出回路のラッチ停止用ダイオード及びラッチ停止回路のラッチ停止用トランジスタは、ラッチ停止用ダイオードからのフィードバック制御によりラッチ停止用トランジスタがオフ状態からオン状態に切り換わるフォトカプラで構成されるものである。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、スイッチング動作のラッチ停止に必要な容量検出回路及びラッチ停止回路の構成態様として、絶縁の構成態様であるフォトカプラを用いることができる。
【００１３】
また、本発明の第４の態様であるスイッチング電源装置は、本発明の第２の態様又は第３の態様において、容量検出回路は、ラッチ停止用ダイオードに逆電圧が印加されることを防止するための逆電圧印加防止用ダイオードを有するものである。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、ラッチ停止用ダイオードの破損又は故障の発生を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第５の態様であるスイッチング電源装置は、本発明の第２の態様又は第３の態様において、ラッチ停止回路は、ラッチ停止用トランジスタに流れる電流を制限するための制限抵抗を有するものである。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、ラッチ停止用トランジスタ及び制御ＩＣの破損又は故障の発生を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の第６の態様であるスイッチング電源装置は、本発明の第１の態様乃至第５の態様のうち何れか１の態様において、ラッチ停止回路は、１次側整流・平滑回路の電解コンデンサがオープン状態で破損又は故障したときにラッチ停止を行うものである。
【００１８】
本発明の第６の態様によれば、電解コンデンサがオープン状態で破損又は故障したときにラッチ停止を行うことにより、交流電源からの電源供給を安全かつ確実に停止させることで重大な事故の発生を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のスイッチング電源装置によれば、１次側整流・平滑回路を構成する電解コンデンサに予め充填されている電解液が少しずつ蒸発し、その結果、容量成分が少しずつ低下することで最終的にオープン状態となった場合であっても、スイッチング動作をラッチ停止させることができ、交流電源からの電源供給が安全かつ確実に停止されるため、経年変化に伴う火災、発煙のような重大事故の発生を未然に防止することができるばかりでなく、例えば、予め設定された所定時間についてタイマ等を利用して計時し、タイムアップとなったときに電子部品等が劣化したと推定してラッチ停止させるような態様と比較するにあたって、より実環境や実使用状況に沿った使用期間でラッチ停止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例によるスイッチング電源装置の具体的な構成を示す回路ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のスイッチング電源装置を適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施例によるスイッチング電源装置の具体的な構成を示す回路ブロック図である。このスイッチング電源装置には、家電機器等の負荷１と、交流電源（商用電源）２と、交流電源２から電源供給される交流電圧Ｖinが印加され、この交流電圧Ｖinを直流電圧に変換するための電源入力制御部３と、負荷１を動作させるための出力電圧Ｖoutを生成する電源出力制御部４と、１次側である電源入力制御部３及び２次側である電源出力制御部４の間を絶縁し、１次側の直流電圧を２次側に伝達するためのスイッチングトランス５と、負荷１が接続される２つの端子（以下、それぞれ出力端子、ＧＮＤ端子という。）Ｐ1、Ｐ2とが設けられている。
【００２３】
このスイッチング電源装置において、スイッチングトランス５には、１次側である電源入力制御部３からの直流電圧を２次側である電源出力制御部４に伝達するための１次巻線５０及び２次巻線５１と、１次巻線５０へのスイッチング動作を制御するための動作電圧を電源供給する補助巻線５２とが備えられている。
【００２４】
次に、電源入力制御部３には、交流電源２から電源供給される交流電圧Ｖinを整流・平滑して直流電圧に変換するための１次側整流・平滑回路３０と、スイッチングトランス５を構成する補助巻線５２からの電源供給に基づいて当該スイッチングトランス（を構成する１次巻線５０）のスイッチング動作を駆動させるための（電界効果型の）トランジスタ３１と、トランジスタ３１のスイッチング動作、すなわち、オン（オン状態）／オフ（オフ状態）の切り換えを制御するための制御ＩＣ３２０を有するスイッチング制御回路３２と、１次側整流・平滑回路３０の後述する電解コンデンサＣ1の容量を検出するための容量検出回路３３と、容量検出回路３３にて検出される容量に対応してスイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０のスイッチング動作をラッチ停止するためのラッチ停止回路３４とが備えられている。
【００２５】
この電源入力制御部３において、１次側整流・平滑回路３０は、ダイオードブリッジＤＢ、電解コンデンサＣ1を有している。また、スイッチング制御回路３２は、ダイオードＤ1、（電解）コンデンサＣ2、第１のフォトカプラＰＣ1を構成する（ＮＰＮ型の）トランジスタ（以下、スイッチング制御用トランジスタという。）Ｑ1及び制御ＩＣ３２０を有している。また、容量検出回路４３は、分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2、ダイオード（以下、逆電圧印加防止用ダイオードという。）Ｄ2及び第２のフォトカプラＰＣ2を構成するダイオード（以下、ラッチ停止用ダイオードという。）Ｄ3を有している。さらに、ラッチ停止回路３４は、制限抵抗Ｒ3、第２のフォトカプラＰＣ2を構成する（ＮＰＮ型の）トランジスタ（以下、ラッチ停止用トランジスタという。）Ｑ2を有している。
【００２６】
電源入力制御部３の具体的な接続の態様として、１次側整流・平滑回路３０を構成するダイオードブリッジＤＢの整流側の一方及び他方間には、交流電源２が並列接続されている。また、ダイオードブリッジＤＢの（＋）端子及び（−）端子の両端子間には、電解コンデンサＣ1が並列接続されている。また、ダイオードブリッジＤＢの（＋）端子には、スイッチングトランス５を構成する１次巻線５０（の両端）を経由して、トランジスタ３１のドレインが接続されており、このトランジスタ３１のゲートには、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の制御端子Ｐ320aが接続されている。また、トランジスタ４１のソースには、基準電位点が接続されている。また、ダイオードブリッジＤＢの（＋）端子と１次巻線５０との間には、容量検出回路３３を構成する分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2を順次経由して基準電位点が接続されており、直列接続された分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2の間には、第２のフォトカプラＰＣ2を構成するラッチ停止用ダイオードＤ3、逆電圧印加防止用ダイオードＤ2を順次経由して、ラッチ停止回路３４を構成する制限抵抗Ｒ3が接続されている。
【００２７】
スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０において、フィードバック端子Ｐ320bには、第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用トランジスタＱ1を経由して基準電位点が接続されている。また、電源端子Ｐ320cには、ダイオードＤ1、スイッチングトランス５を形成する補助巻線５２（の両端）を順次経由して基準電位点が接続されている。さらに、電源端子Ｐ320cとダイオードＤ1のカソードとの間であって当該電源端子と基準電位点との間には、コンデンサＣ2が並列接続されている。また、ラッチ停止端子Ｐ320dには、ラッチ停止回路３４の第２のフォトカプラＰＣ2を構成するラッチ停止用トランジスタＱ2のエミッタが接続されており、このトランジスタＱ2のコレクタは、制限抵抗Ｒ3に接続されている。
【００２８】
次に、電源出力制御部４には、スイッチングトランス５をする１次巻線５０から誘起された後、２次巻線５１にて受電される直流電圧を整流・平滑して出力電圧Ｖoutを生成し、負荷１に電源供給するための２次側整流・平滑回路４０と、２次側整流・平滑回路４０の出力電圧Ｖoutを、電源入力制御部３のスイッチング制御回路３２を形成する制御ＩＣ３２０を経由して一定に保つ制御を行うための定電圧制御回路４１とが備えられている。
【００２９】
この電源出力制御部４において、２次側整流・平滑回路４０は、ダイオードＤ4、（電解）コンデンサＣ3を有している。また、定電圧制御回路４１は、抵抗（分圧抵抗を含む。）Ｒ4〜Ｒ7、第１のフォトカプラＰＣ1を構成するダイオード（以下、スイッチング制御用ダイオードという。）Ｄ5及びシャントレギュレータＳＲを有している。
【００３０】
電源出力制御部４の具体的な接続の態様として、２次側整流・平滑回路４０を構成するダイオードＤ4のアノードには、スイッチングトランス５を構成する２次巻線５１（の両端）を経由して基準電位点が接続されており、このダイオードＤ4のカソードには、出力端子Ｐ1が接続されている。また、ダイオードＤ4のカソード及び出力端子Ｐ1の間には、コンデンサＣ3が並列接続されているとともに、定電圧制御回路４１を構成する分圧抵抗Ｒ6、Ｒ7を順次経由して基準電位点が接続されている。さらに、２次巻線５１の他端及びＧＮＤ端子Ｐ2の間には、基準電位点が接続されている。
【００３１】
定電圧制御回路４１において、第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用ダイオードＤ5のアノードは、抵抗Ｒ4を経由して、２次側整流・平滑回路４０を構成するダイオードＤ4のカソード及び出力端子Ｐ1の間に接続されている。また、スイッチング制御用ダイオードＤ5のカソード及びシャントレギュレータＳＲのカソード間は、抵抗Ｒ5を経由して、ダイオードＤ4のカソード及び出力端子Ｐ1の間に接続されている。また、シャントレギュレータＳＲのリファレンスは、直列接続された分圧抵抗Ｒ6、Ｒ7の間に接続されており、出力端子Ｐ1の電位を分圧して当該シャントレギュレータのリファレンスに供給している。さらに、シャントレギュレータＳＲのアノードには、基準電位点が接続されている。
【００３２】
このように構成された本発明の実施例によるスイッチング電源装置において、以下、具体的な動作について説明する。
【００３３】
図１において、電源入力制御部３の１次側整流・平滑回路３０を構成するダイオードブリッジＤＢの整流側の一方及び他方の両端間に、交流電源２からの交流電圧Ｖinが印加されると、この交流電圧Ｖinは、ダイオードブリッジＤＢを経由して整流された後、電解コンデンサＣ1を経由して平滑されることにより、直流電圧が生成される。また、前述の直流電圧は、スイッチングトランス５を構成する１次巻線５０に印加されるため、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cの端子電圧は所定の最低動作電圧が確保されることにより、この制御ＩＣ３２０が駆動して動作状態となる。また、動作状態の制御ＩＣ３２０は、制御端子Ｐ320aからトランジスタ３１にゲート電流を供給することにより、このトランジスタ３１がオフ状態からオン状態に切り換えられる。さらに、前述のように１次巻線５０に直流電圧が印加されると、この１次巻線５０から誘起された（＋）電圧が補助巻線５２にて受電されるとともに、同様に誘起された（−）電圧が２次巻線５１にて受電される。
【００３４】
ここで、スイッチングトランス５を構成する補助巻線５２にて受電された（＋）電圧は、電源入力制御部３のスイッチング制御回路３２を構成するダイオードＤ1、コンデンサＣ2を順次経由して整流・平滑された後、制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cに印加されることにより、この電源端子Ｐ320cの端子電圧は、当該制御ＩＣを駆動させて動作状態とする最低動作電圧の電圧レベルよりも十分に高い一方、後述する負荷１への過電圧保護に必要な閾値電圧（以下、スレッシュ電圧という。）の電圧レベルよりも十分に低い値で確保される。このような電源供給が行われると、制御ＩＣ３２０は、制御端子Ｐ320aからのゲート電流の供給に基づいて、トランジスタ３１をオン状態のまま保持することができる。
【００３５】
一方、スイッチングトランス５を構成する２次巻線５１にて受電された（−）電圧は、電源出力制御部４の２次側整流・平滑回路４０を構成するダイオードＤ4に逆方向の電圧で印加されるため、出力電圧Ｖoutが生成されることはなく、これと同時に、補助巻線５２に接続された（電源入力制御部３の）スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cまでの電源供給路が形成され、形成された電源供給路上のコンデンサＣ2を充電させて電荷を蓄える。このとき、制御ＩＣ３２０は、制御端子Ｐ320aからのゲート電流の供給を遮断し、トランジスタ３１をオン状態からオフ状態に切り換えることで１次巻線５０に逆起電力が発生する。これにより、１次巻線５０から誘起された（−）電圧が補助巻線５２にて受電されるとともに、同様に誘起された（＋）電圧が２次巻線５１にて受電される。
【００３６】
また、スイッチングトランス５を構成する補助巻線５２にて受電された（−）電圧は、前述の（＋）電圧の電源供給時と同様、電源入力制御部３のスイッチング制御回路３２を構成するダイオードＤ1、コンデンサＣ2を順次経由して整流・平滑された後、制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cに印加される。このような電源供給が行われると、制御ＩＣ３２０は、制御端子Ｐ320aからのゲート電流の供給遮断に基づいて、トランジスタ３１をオフ状態のまま保持することができる。
【００３７】
さらに、スイッチングトランス５を構成する２次巻線５１にて受電された（＋）電圧は、電源出力制御部４の２次側整流・平滑回路４０を構成するダイオードＤ4に順方向の電圧で印加されるため、コンデンサＣ3に電荷が蓄えられるとともに放電状態となって出力電圧Ｖoutを生成する。この後、２次巻線５１のエネルギーが放出され、当該２次巻線の（−）電圧及び補助巻線５２の（＋）電圧がそれぞれ「０Ｖ」になると、電源入力制御部３を構成するトランジスタ３１はオフ状態から反転して、再びオン状態に切り換えられる。
【００３８】
したがって、前述までの動作が繰り返されることで、電源入力制御部３を構成するトランジスタ３１のオン状態／オフ状態が切り換えられるようなスイッチング動作が継続する。
【００３９】
次に、電源出力制御部４の定電圧制御回路４１を構成する分圧抵抗Ｒ6、Ｒ7を順次経由して分圧された出力電圧Ｖoutにより、シャントレギュレータＳＲに流れるシャント電流が所定の閾値（電流量）を超えると、このシャントレギュレータＳＲはオフ状態からオン状態に切り換えられ、抵抗Ｒ4を経由して第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用ダイオードＤ5にアノード電流が流れる。また、この動作に連動するフィードバック制御によって、（電源入力制御部３の）スイッチング制御回路３２の第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用トランジスタＱ1は、オフ状態からオン状態に切り換えられる。
【００４０】
ここで、出力電圧Ｖoutが上昇した場合には、電源出力制御部４の定電圧制御回路４１を構成するシャントレギュレータＳＲが電流を引き込み、第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用ダイオードＤ5に電流を流すことにより、これに連動するフィードバック制御によって、（電源入力制御部３の）スイッチング制御回路３２の第１のフォトカプラＰＣ1を構成するスイッチング制御用トランジスタＱ1のインピーダンスを下げることで、出力電圧Ｖout（の電圧レベル）を低下させて定電圧制御を行うことができる。一方、出力電圧Ｖoutが低下した場合には、シャントレギュレータＳＲが電流を引き込まず、スイッチング制御用ダイオードＤ5に電流を流さないことにより、これに連動するフィードバック制御によって、スイッチング制御用トランジスタＱ1のインピーダンスを上げることで、出力電圧Ｖout（の電圧レベル）を上昇させて定電圧制御を行うことができる。
【００４１】
次に、前述のような電源入力制御部３を構成するトランジスタ３１のスイッチング動作が継続している状態において、出力端子Ｐ1及びＧＮＤ端子Ｐ2にそれぞれ接続された負荷１にて例えば、破損又は故障が発生し、出力電圧Ｖoutが異常上昇して（例えば、軽度の）過電圧が発生すると、この過電圧は、スイッチングトランス５を構成する２次巻線５１から誘起された後、補助巻線５２にて受電される。なお、補助巻線５２にて受電された過電圧の電圧レベルは、当該補助巻線の巻数及び２次巻線５１の巻数に対応して、当該２次巻線に発生した（＋）電圧の電圧レベルよりも低い値であり、電源入力制御部３のスイッチング制御回路３２を構成するダイオードＤ1を導通させ、このダイオードＤ1、コンデンサＣ2を順次経由して整流・平滑された後、制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cに印加される。
【００４２】
また、電源入力制御部３のスイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０は、電源端子Ｐ320cの端子電圧が、負荷１への過電圧保護に必要なスレッシュ電圧よりも高いことを検出し、制御端子Ｐ320aにゲート接続されたトランジスタ３１へのスイッチング動作を制御、すなわち、制御端子Ｐ320aからのゲート電流の供給を遮断することで、その動作をオン状態からオフ状態に切り換えてラッチ停止させることができる。これにより、安全かつ確実に過電圧の発生から負荷１が保護される。
【００４３】
次に、前述のような電源入力制御部３を構成するトランジスタ３１のスイッチング動作が継続している状態であり、安全かつ確実に過電圧の発生から負荷１が保護されるような状態で当該装置を長期間に亘り使用すると、（電源入力制御部３の）１次側整流・平滑回路３０を構成する電解コンデンサＣ1に予め充填されている電解液が少しずつ蒸発し、その結果、容量成分が少しずつ低下することで最終的にはオープン状態となる。また、電解コンデンサＣ1の容量が低下していくと、ダイオードブリッジＤＢにて整流された直流電圧を十分に平滑できなくなり、電解コンデンサＣ1の両端電圧にかかるリップル成分が、経年変化に伴い大きくなるため、当該両端電圧の電圧レベルが、予め設定された閾値である最低電圧よりも低くなるおそれがある。
【００４４】
そこで、電源入力制御部３の容量検出回路３３によれば、電解コンデンサＣ1の両端電圧を直列接続された分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2により分圧し、その電圧レベルが、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cにかかる端子電圧と比較して十分に高いレベルに設定する。
【００４５】
このとき、電源入力制御部３において、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cにかかる端子電圧は、負荷１が接続される２次側の出力電圧Ｖoutに依存するため、電解コンデンサＣ1のリップル成分にかかわらず、ほぼ一定であることから、電解コンデンサＣ1の両端電圧の電圧レベルが最低電圧まで下がり、電源端子Ｐ320cにかかる端子電圧以下になると、電源端子Ｐ320cから容量検出回路３３の逆電圧印加防止用ダイオードＤ2を経由して第２のフォトカプラＰＣ2を構成するラッチ停止用ダイオードＤ3に電流が流れる。また、前述の動作に連動するフィードバック制御によって、（ラッチ停止回路３４の）第２のフォトカプラＰＣ2を構成するラッチ停止用トランジスタＱ2は、オフ状態からオン状態に切り換えられる。
【００４６】
ここで、ラッチ停止用トランジスタＱ2がオン状態であるとき、このトランジスタＱ2には、制御ＩＣ３２０の電源端子Ｐ320cから制限抵抗Ｒ3を経由して、その電流値が制限されたコレクタ電流が流れるため、過大な電流が流れることがなく破損又は故障の発生を防止できる。また、ラッチ停止用ダイオードＤ3についても、逆電圧印加防止用ダイオードＤ2により逆電圧が印加されることはないため、破損又は故障の発生を防止できる。
【００４７】
また、電源入力制御部３において、ラッチ停止回路３４の第２のフォトカプラＰＣ2を構成するラッチ停止用トランジスタＱ2がオフ状態からオン状態に切り換えられると、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０のラッチ停止端子Ｐ320dに電流が流れ込む。これを検出した制御ＩＣ３２０は、制御端子Ｐ320aにゲート接続されたトランジスタ３１へのスイッチング動作を制御、すなわち、制御端子Ｐ320aからのゲート電流の供給を遮断することで、その動作をオン状態からオフ状態に切り換えてラッチ停止させることができる。
【００４８】
これにより、電源入力制御部３の１次側整流・平滑回路３０を構成する電解コンデンサＣ1に予め充填されている電解液が少しずつ蒸発し、その結果、容量成分が少しずつ低下することで最終的にオープン状態となった場合であっても、スイッチング動作をラッチ停止させることができ、交流電源２からの電源供給が安全かつ確実に停止されるため、経年変化に伴う火災、発煙のような重大事故の発生を未然に防止することができるばかりでなく、例えば、予め設定された所定時間についてタイマ等を利用して計時し、タイムアップとなったときに電子部品等が劣化したと推定してラッチ停止させるような態様と比較するにあたって、より実環境や実使用状況に沿った使用期間でラッチ停止が可能となる。
【００４９】
なお、本発明のスイッチング電源装置においては、特定の実施の形態をもって説明してきたが、この形態に限定されるものでなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成のスイッチング電源装置であっても採用できるということはいうまでもないことである。
【００５０】
具体的に、本発明の実施例によれば、スイッチングトランス５を構成する補助巻線５２の出力電圧に基づいて当該スイッチングトランスを駆動させるためのトランジスタとして、電界効果型のトランジスタ３１を適用したが、この態様に限定されるものではない。例えば、ベースがスイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の制御端子Ｐ320aに、コレクタがスイッチングトランス５を構成する１次巻線５０に、エミッタが基準電位点に、それぞれ接続されるＮＰＮ型の当該トランジスタを適用することもできる。
【００５１】
また、交流電源２と電源入力制御部３の１次側整流・平滑回路３０を構成するダイオードブリッジＤＢの整流側の一方との間には、交流電源２からの交流電圧Ｖinが過電流となるのを防止するためのヒューズ（過電圧保護部）を接続することもできる。この態様によれば、スイッチング制御回路３２を構成する制御ＩＣ３２０の制御によるラッチ停止以外にも、異常電流が流れたときにヒューズを溶断させることでスイッチング動作をラッチ停止させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１……負荷
２……交流電源
Ｖin……交流電圧
５……スイッチングトランス
５０……１次巻線
５１……２次巻線
５２……補助巻線
３０……１次側整流・平滑回路
ＤＢ……ダイオードブリッジ
Ｃ1……電解コンデンサ
３１……トランジスタ
３２……スイッチング制御回路
３２０……制御ＩＣ
３３……容量検出回路
Ｒ1、Ｒ2……分圧抵抗
Ｄ2……逆電圧印加防止用ダイオード
Ｄ3……ラッチ停止用ダイオード
３４……ラッチ停止回路
Ｒ3……制限抵抗
Ｑ2……ラッチ停止用トランジスタ
４０……２次側整流・平滑回路
４１……定電圧制御回路
ＰＣ2……第２のフォトカプラ（フォトカプラ）
【図１】
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