(57)【要約】【課題】簡素な回路構成を用いて、主出力に加えて副出力の電圧変動も防止することができる。【解決手段】２次側巻線Ｓ１および２次側巻線Ｓ２の各端子間電圧を制御回路２１へフィードバックするシャントレギュレータＩＣ１およびフォトダイオードＰＤ１を備えるスイッチング電源装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランス結合された１次側巻線および複数の２次側巻線と、
前記１次側巻線に直列接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン／オフにより、前記１次側巻線の端子間ヘの電圧印加を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置であって、
前記複数の２次側巻線は、その端子間の電圧を安定化させるべく前記制御回路へ当該端子間の電圧がフィードバックされるフィードバック制御対象であるフィードバック制御対象２次側巻線を含み、
前記スイッチング電源装置はさらに、フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧を前記制御回路へフィードバックするフィードバック手段を備え、
前記複数の２次側巻線の少なくとも１つであって、且つ、前記フィードバック制御対象２次側巻線を除くフィードバック制御非対象である、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧は、前記フィードバック手段を用いて、前記制御回路へフィードバックされることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記フィードバック手段は、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧と基準電圧とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づく、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧に関する電圧情報を前記制御回路に通知する通知部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記比較部は、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧が基準電圧を超えた場合には、その超えた分に応じた電流を出力するシャントレギュレータであり、
前記通知部は、前記シャントレギュレータと直列接続され、且つ、前記シャントレギュレータから出力された電流の電流値に応じた光信号を発光するフォトダイオードであることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
出力側に前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧が印加されるツェナダイオードをさらに備え、
前記ツェナダイオードの入力側は前記フォトダイオードに接続されており、
前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧の上昇に伴い、前記ツェナダイオードがオンした場合には、前記ツェナダイオードを流れる電流が前記フォトダイオードに出力されることを特徴とする請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間に接続され、且つ、抵抗を用いた電力消費により、当該端子間電圧の上昇を抑えるダミー抵抗回路をさらに備え、
前記ツェナダイオードは、前記ダミー抵抗回路の一部であることを特徴とする請求項４に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、いわゆるＡＣ−ＤＣコンバータや、ＤＣ―ＤＣコンバータなどとして好適に実施され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】
電子機器への電力の供給源として、商用ＡＣ電圧を電子機器が必要とするＤＣ電圧に変換するスイッチング電源は、低コスト対応と安全性の両立の必要性が増している。
【０００３】
複数の出力が必要であるスイッチング電源は、各出力に、スイッチング素子や出力トランス、出力電圧検知回路等を設け、出力毎に電圧フィードバック制御する構成とすることが、回路構想上安易である。しかし、出力数に相当するだけ部品点数も増大し、製造コストや装置サイズの要求の点から、相容れない場合が多い。
【０００４】
このような場合に、複数の出力のうち、一部を１つのスイッチング回路にまとめ、すなわち、１つの出力トランスから複数の出力電圧を出力するタイプのスイッチング電源とすることが考えられる。しかしながら、この場合、電圧検知による、１次側のスイッチング制御部へのフィードバック制御により安定化される主出力は安定である一方、副出力に接続される、主出力に接続される巻線（主巻線）と別の巻線（別巻線）から、主巻線と別巻線の巻数比により副出力へ供給される電圧は、フィードバック制御されていないため、主に出力条件によりその電圧値が変動する。
【０００５】
ところで、異常時に副出力の電圧が想定を超えて上昇し、その電圧上昇により、スイッチング電源の構成部品や、スイッチング電源が接続される電子機器の構成部品が劣化してしまうことは、スイッチング電源を用いる場合において、回避すべき事柄である。
【０００６】
このような状況を考慮して、スイッチング電源装置において、製品安全試験や不測のトラブル等によりトランスの２次側出力ピンがオープンにされ、電圧信号発信用の発光素子が点灯不能になって、出力電圧が無制限に上昇し、回路素子が破壊される等の支障が生じることを防ぐスイッチ電源装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、１トランス多出力方式のスイッチング電源装置において、フィードバック制御による定電圧制御がかけられる直流出力ラインの整流ダイオードのオープン時に、他の直流出力ラインの電圧が異常に上昇するのを防ぐことができるスイッチング電源装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
さらに、第１出力からより低圧の第２出力を得る降圧型安定化回路に障害が発生しても、第２出力の負荷の破損や発火等の事故を防止する多出力スイッチング電源装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００９】
さらにまた、１トランス多出力方式のスイッチング電源装置において、フィードバック制御による定電圧制御がかけられる直流出力ラインの整流ダイオードのオープン時に、他の直流出力ラインの電圧が異常に上昇するのを防止するスイッチング電源装置が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３１４１６９号公報（２００６年１１月１６日公開）
【特許文献２】特開平５−３００７３９号公報（１９９３年１１月１２日公開）
【特許文献３】特開平５−２３６７４４号公報（１９９３年９月１０日公開）
【特許文献４】特開平６−１０５５４７号公報（１９９４年４月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
規定された出力負荷の組み合わせにおいて、別巻線から取り出される副出力の電圧変動が仕様を満たすことは、当然、スイッチング電源装置に要求されることである。このことは、特許文献１〜４に記載の、不測のトラブルや故障時といった異常時に限られることではない。通常時におけるクロスレギュレーションに起因する電圧変動があった場合でも、上述した仕様を満足させなければならないことは言うまでも無い。
【００１２】
なお、クロスレギュレーションに限らず、上述のような電圧変動は、入力電圧の急変（瞬時停電）や出力負荷の急変、周囲温度の変化等によっても起こり得るものである。これらの場合、別巻線から取り出される副出力の電圧が過渡的に変動してしまう。
【００１３】
さらに、主出力の巻線と、副出力の巻線の巻き方（トランスの製作時のばらつき）により、個体ごとに主出力と副出力の電圧比に差が出てしまう場合もある。
【００１４】
しかしながら、特許文献１〜４の各装置はいずれも、上述のような、不測のトラブルや故障時といった異常時における電圧変動を防止するものである。特許文献１〜４には、通常時におけるクロスレギュレーションに起因する電圧変動を防止する点については、開示されていない。
【００１５】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、簡素な回路構成を用いて、主出力に加えて副出力の電圧変動も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である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明におけるスイッチング電源装置は、
トランス結合された１次側巻線および複数の２次側巻線と、
前記１次側巻線に直列接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン／オフにより、前記１次側巻線の端子間ヘの電圧印加を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置であって、
前記複数の２次側巻線は、その端子間の電圧を安定化させるべく前記制御回路へ当該端子間の電圧がフィードバックされるフィードバック制御対象であるフィードバック制御対象２次側巻線を含み、
前記スイッチング電源装置はさらに、フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧を前記制御回路へフィードバックするフィードバック手段を備え、
前記複数の２次側巻線の少なくとも１つであって、且つ、前記フィードバック制御対象２次側巻線を除くフィードバック制御非対象である、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧は、前記フィードバック手段を用いて、前記制御回路へフィードバックされる。
【００１７】
上記構成によれば、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧が上昇した場合でも、フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧を制御回路へフィードバックするフィードバック制御を介して、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧の端子間電圧を安定化させることができる。
【００１８】
上記スイッチング電源装置において、
前記フィードバック手段は、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧と基準電圧とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づく、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧に関する電圧情報を前記制御回路に通知する通知部と
を有することが好ましい。
【００１９】
上記スイッチング電源装置において、
前記比較部は、前記フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧が基準電圧を超えた場合には、その超えた分に応じた電流を出力するシャントレギュレータであり、
前記通知部は、前記シャントレギュレータと直列接続され、且つ、前記シャントレギュレータから出力された電流の電流値に応じた光信号を発光するフォトダイオードであることが好ましい。
【００２０】
上記スイッチング電源装置において、
出力側に前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧が印加されるツェナダイオードをさらに備え、
前記ツェナダイオードの入力側は前記フォトダイオードに接続されており、
前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧の上昇に伴い、前記ツェナダイオードがオンした場合には、前記ツェナダイオードを流れる電流が前記フォトダイオードに出力されることが好ましい。
【００２１】
ツェナダイオードを用いた簡素な回路構成を用いることにより、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧の端子間電圧を安定化させることができる。
【００２２】
上記スイッチング電源装置において、
前記フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間に接続され、且つ、抵抗を用いた電力消費により、当該端子間電圧の上昇を抑えるダミー抵抗回路をさらに備え、
前記ツェナダイオードは、前記ダミー抵抗回路の一部であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスイッチング電源装置は、以上のように、スイッチング電源装置は、
トランス結合された１次側巻線および複数の２次側巻線と、
前記１次側巻線に直列接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン／オフにより、前記１次側巻線の端子間ヘの電圧印加を制御する制御回路とを備えるスイッチング電源装置であって、
前記複数の２次側巻線は、その端子間の電圧を安定化させるべく前記制御回路へ当該端子間の電圧がフィードバックされるフィードバック制御対象であるフィードバック制御対象２次側巻線を含み、
前記スイッチング電源装置はさらに、フィードバック制御対象２次側巻線の端子間電圧を前記制御回路へフィードバックするフィードバック手段を備え、
前記複数の２次側巻線の少なくとも１つであって、且つ、前記フィードバック制御対象２次側巻線を除くフィードバック制御非対象である、フィードバック制御非対象２次側巻線の端子間電圧は、前記フィードバック手段を用いて、前記制御回路へフィードバックされる。
【００２４】
それゆえ、簡素な回路構成を用いて、主出力に加えて副出力の電圧変動も防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態におけるスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施形態におけるスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
【図３】図１のスイッチング電源装置の効果を説明するための図である。
【図４】図２のスイッチング電源装置の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態について図１および図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
〔実施の形態１〕
図１に基づき、本発明の一実施形態であるスイッチング電源装置１の構成について説明する。図１は、スイッチング電源装置１の概略構成を示す回路図である。
【００２８】
（スイッチング電源装置１）
スイッチング電源装置１は、図１に示すように、１次側回路２と、２次側回路３と、絶縁トランスＴ１とを備えている。このスイッチング電源装置１では、１次側回路２と２次側回路３とが絶縁トランスＴ１によって結合されている。本実施形態では、多出力電源に関する例として、その最小構成単位である２出力電源について説明する。２出力の内訳は、出力電圧がフィードバック制御される主出力を１系統、出力電圧がフィードバック制御されず、主出力に接続されるトランス巻線との巻数比により出力電圧が決定される副出力を１系統とするものである。３出力以上の多出力電源（出力数Ｎ）については、主出力１系統、副出力Ｎ−１系統とし、同様の説明が成り立つ。
【００２９】
（１次側回路２）
１次側回路２は、ＤＣ電圧源Ｖと、１次側巻線Ｐ１と、スイッチング素子Ｑ１と、制御回路２１と、フォトトランジスタＰＴとを有している。このフォトトランジスタＰＴは、後述する主出力回路１２のフォトダイオードＰＤ１と共にフォトカプラを構成する。このフォトカプラでは、フォトダイオードＰＤ１が電気信号を光に変換し、フォトトランジスタＰＴがその光を電気信号に変換する。フォトカプラは、このような変換により、２次側の電圧変化を一次側の制御回路２１にフィードバックする。
【００３０】
スイッチング電源装置１は、その動作区分がフライバック方式のスイッチング電源であり、１次側巻線Ｐ１にスイッチング素子Ｑ１の一例であるＦＥＴ（Field Effect Transistor）が直列接続されている。
【００３１】
ＤＣ電圧源Ｖは、直列接続された、１次側巻線Ｐ１およびスイッチング素子Ｑ１の両端にＤＣ電圧を印加する。スイッチング素子Ｑ１の駆動および制御は、制御回路２１によって行なわれており、スイッチング素子Ｑ１のオン時には１次側巻線Ｐ１の両端にＤＣ電圧が印加される。スイッチング素子Ｑ１がオフ時には１次側巻線Ｐ１の両端にＤＣ電圧が印加されない。
【００３２】
例えば、スイッチング素子Ｑ１はｎチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｑ１の高電位側端子（ドレイン）は１次側巻線Ｐ１の電流下流側端子に接続されており、スイッチング素子Ｑ１の低電位側端子（ソース）はＤＣ電圧源Ｖに接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ＤＣ電圧源Ｖから出力された直流電圧をオン／オフし、高周波交流電圧に変換する。スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ制御端子（ゲート）は、制御回路２１に接続されており、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフは制御回路２１によって制御される。
【００３３】
制御回路２１は、例えば、その内部に発振回路およびパルス幅制御回路等を含み、このパルス幅制御回路からのパルス信号によってスイッチング素子Ｑ１を駆動するものである。制御回路２１には、後述するフォトダイオードＰＤ１の受光素子としてのフォトトランジスタＰＴが接続されている。
【００３４】
１次側巻線Ｐ１の極性は、図中の黒丸により示されている。１次側巻線Ｐ１においては、電流下流側端子に黒丸が付されている。スイッチング素子Ｑ１をオンすることで、１次側巻線Ｐ１に黒丸から上記黒丸が記載されていないほうへ向かって電流が流れることにより、絶縁トランスＴ１の全巻線の極性は黒丸が付されていない端子がプラス極性となる。ここで、後述する２次側巻線Ｓ１およびＳ２にはそれぞれダイオードＤ１およびＤ２が接続されており、これらのダイオードＤ１およびＤ２は、後述する誘導起電力による電流の流れを阻止する方向である。従って、スイッチング素子Ｑ１をオンした際に１次側巻線Ｐ１に流れる電流によるエネルギーは、２次側巻線Ｓ１、Ｓ２を通じて出力に放出されることは無く、絶縁トランスＴ１を形成する磁気コアに蓄積される。
【００３５】
（２次側回路３）
２次側回路３は、副出力する副出力回路１１と、主出力する主出力回路１２とを有している。主出力回路１２の出力端子間には負荷ＲＬ１が接続され、副出力回路１１の出力端子間には負荷ＲＬ２が接続されている。
【００３６】
（主出力回路１２）
主出力回路１２は、２次側巻線（フィードバック制御対象２次側巻線）Ｓ２と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２と、フォトダイオード（フィードバック手段、通知部）ＰＤ１と、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、シャントレギュレータ（フィードバック手段、比較部）ＩＣ１と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８と、本発明の特徴部分であるダイオードＤ３とを有している。
【００３７】
２次側巻線Ｓ２の極性は、図中の黒丸により示されている。スイッチング素子Ｑ１がオンの場合、上記とおり、絶縁トランスＴ１の各巻線の極性は黒丸が付されていない端子がプラスであったが、スイッチング素子Ｑ１がオフに転じると、この極性が反転し、上記黒丸から上記黒丸が記載されていないほうへ向かって誘導起電力が発生する。この極性は２次側巻線Ｓ２に接続されているダイオードＤ２を導通する方向であり、スイッチング素子Ｑ１がオン時に絶縁トランスＴ１の磁気コアに蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ１がオフ時、２次側巻線Ｓ２より電流として出力側に放出される。
【００３８】
１次側回路２において、制御回路２１がスイッチング素子Ｑ１をオンすることにより、１次側巻線Ｐ１に電流が流れる。それにより、Ｔ１のコアに励磁エネルギーが蓄積される。そして、制御回路２１がスイッチング素子Ｑ１をオフした瞬間から、次回スイッチング素子Ｑ１がオンするまでの間、Ｔ１のコアに蓄積された磁気エネルギーにより、２次側巻線Ｓ２からダイオードＤ２を介し、主出力回路１２の出力側へ電流が流れる。ダイオードＤ２の出力側にはコンデンサＣ２が接続されており、コンデンサＣ２はダイオードＤ２から出力される電流を用いて充電される。
【００３９】
主出力回路１２は、コンデンサＣ２に充電された電力を用いて、負荷ＲＬ１の両端に主出力の電圧を印加する。この主出力の電圧は、抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７からなる直列抵抗と、抵抗Ｒ８により分圧されている。その分圧点における電圧（以下、「分圧電圧」と呼ぶ）は、フォトダイオードＰＤ１および抵抗Ｒ４と直列回路を構成する、主出力回路１２の出力端子間に接続されたシャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子に出力される。シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子は、上述の分圧点に接続されている。
【００４０】
シャントレギュレータＩＣ１は上述の分圧電圧と、自身の内部の基準電圧との差に応じ、フォトダイオードＰＤ１を発光させる。その光信号は、１次側回路２のフォトトランジスタＰＴを介して制御回路２１にフィードバックされる。制御回路２１は、フィードバックされた信号に応じ、スイッチング素子Ｑ１をオン／オフするための駆動パルスのパルス幅を制御し、主出力回路１２の主出力の電圧を予め設定された電圧値になるように制御する。このようにして、主出力回路１２の主出力の電圧は、入力変動や負荷変動に対して安定化する。
【００４１】
具体的には、シャントレギュレータＩＣ１は、抵抗Ｒ７および抵抗Ｒ８に接続された基準電圧入力端子に入力される電圧、すなわち、上述の分圧電圧を一定値に保持するものである。このため、分圧電圧が上昇すると、シャントレギュレータＩＣ１は抵抗Ｒ４を介してフォトダイオードＰＤ１に流れる電流値を増大させる。その電流値の増大に基づく情報（以下、「電圧情報」と呼ぶ）を、フォトダイオードＰＤ１は、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する制御回路２１へ送信する、すなわち、制御回路２１へフィードバックする。制御回路２１は、このフィードバック制御により、主出力回路１２の主出力の電圧を減じるように、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを調整する。シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧端子に入力される分圧電圧が減少した場合は、上述の動きと逆の動きが行なわれる。このような負帰還により、主出力回路１２の主出力の電圧が安定化される。
【００４２】
ダイオードＤ３は、その入力側が副出力回路１１に接続され、その出力側が抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ３を介して抵抗Ｒ４とシャントレギュレータＩＣ１との接続点に接続されている。ダイオードＤ３は、副出力回路１１から出力された電流を、フォトダイオードＰＤ１、抵抗Ｒ４およびシャントレギュレータＩＣ１からなる直列回路に出力する。ダイオードＤ３の動作およびその効果については、後述する。
【００４３】
（副出力回路１１）
副出力回路１１は、２次側巻線（フィードバック制御非対象２次側巻線）Ｓ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、ツェナダイオードＺＤ１と、ツェナダイオードＺＤ２とを有している。ツェナダイオードＺＤ１とツェナダイオードＺＤ２とは、副出力回路１１の副出力の電圧が上昇した場合、主出力回路１２のダイオードＤ３に電流を出力する、本発明の特徴部分である電流出力回路３１を構成する。
【００４４】
２次側巻線Ｓ１の極性は、図中の黒丸により示されている。スイッチング素子Ｑ１がオンの場合、上記とおり、絶縁トランスＴ１の各巻線の極性は黒丸が付されていない端子がプラスであったが、スイッチング素子Ｑ１がオフに転じると、この極性が反転し、上記黒丸から上記黒丸が記載されていないほうへ向かって誘導起電力が発生する。この極性は２次側巻線Ｓ１に接続されているダイオードＤ１を導通する方向であり、スイッチング素子Ｑ１がオン時に絶縁トランスＴ１の磁気コアに蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ１がオフ時、２次側巻線Ｓ１より電流として出力側に放出される。
【００４５】
１次側回路２において、制御回路２１がスイッチング素子Ｑ１をオンすることにより、１次側巻線Ｐ１に電流が流れる。それにより、Ｔ１のコアに励磁エネルギーが蓄積される。そして、制御回路２１がスイッチング素子Ｑ１をオフした瞬間から、次回スイッチング素子Ｑ１がオンするまでの間、Ｔ１のコアに蓄積された磁気エネルギーにより、２次側巻線Ｓ１からダイオードＤ１を介し、副出力回路１１の出力側へ電流が流れる。ダイオードＤ１の出力側にはコンデンサＣ１が接続されており、コンデンサＣ１はダイオードＤ１から出力される電流を用いて充電される。
【００４６】
副出力回路１１は、コンデンサＣ１に充電された電力を用いて、負荷ＲＬ２の両端に副出力の電圧を印加する。
【００４７】
ツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２は、各々の両端に印加される電圧値に応じてオン／オフする素子である。具体的には、ツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２は、各々の両端に印加される電圧が一定の電圧（以下、「ツェナ電圧」と呼ぶ）を上回るとオンし、電流を流すものである。電流出力回路３１は、このようなツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２の動作を用いて、主出力回路１２のダイオードＤ３に電流を出力する。この電流出力回路３１の動作およびその効果については、後述する。
【００４８】
（ダイオードＤ３および電流出力回路３１の各動作およびそれらの効果）
図３は、ダイオードＤ３および電流出力回路３１の各動作およびそれらの効果を説明するための図である。具体的には、図３は、図１のスイッチング電源装置１からダイオードＤ３および電流出力回路３１を除いた構成を備えるスイッチング電源装置１０１の概略構成を示す回路図である。すなわち、スイッチング電源装置１０１の２次側回路１０３の主出力回路１１２および副出力回路１１１が、スイッチング電源装置１の２次側回路３の主出力回路１２および副出力回路１１と異なる点は、ダイオードＤ３および電流出力回路３１を有していない点である。
【００４９】
図３のスイッチング電源装置１０１では、上述のフィードバック制御が行われている負荷ＲＬ１に接続された主出力の電圧は安定化される。一方、負荷ＲＬ２に接続された副出力の電圧は、上述のフィードバック制御がなされていない。このため、副出力の電圧は、２次側巻線Ｓ１と２次側巻線Ｓ１との巻数比、あるいは、負荷ＲＬ１と負荷ＲＬ２との間の負荷条件の如何により、大きく変動してしまう。具体的には、負荷ＲＬ１が大きくなればなるほど、言い換えれば、負荷ＲＬ２が小さくなればなるほど、副出力回路１１１の副出力の電圧が上昇するのが通常である。
【００５０】
そこで、図１のスイッチング電源装置１では、上述のダイオードＤ３および電流出力回路３１を備えることにより、以下の効果を奏することができる。
【００５１】
すなわち、副出力回路１１の副出力の電圧が、電流出力回路３１のツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２の各ツェナ電圧から、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子の入力電圧（すなわち、分圧電圧）とダイオードＤ３の順方向電圧を減算した値以上となると、つまり、ツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２の各々の両端に印加される電圧が各々のツェナ電圧を超えると、ツェナダイオードＺＤ１およびツェナダイオードＺＤ２はそれぞれオンし、電流出力回路３１からダイオードＤ３へ電流が出力される。
【００５２】
ダイオードＤ３を介して主出力回路１２に流れ込む電流は、抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ３を介して、抵抗Ｒ４とシャントレギュレータＩＣ１との接続点に出力される。この接続点への電流の流入は、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子に入力される電圧の上昇と同様の状況を作り出すことになる。なぜなら、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子に入力される電圧の上昇した場合、上述したように、シャントレギュレータＩＣ１は抵抗Ｒ４を介してフォトダイオードＰＤ１に流れる電流値を増大させるからである。
【００５３】
このような電流値の増大に基づく情報（電圧情報）は、上述の主出力回路１２の場合と同様、フォトダイオードＰＤ１およびフォトトランジスタＰＴを介して、制御回路２１へフィードバックされる。制御回路２１は、このフィードバックにより、副出力回路１１の副出力の電圧を減じるように、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを調整する。
【００５４】
なお、具体的には、以下の式を副出力の最大許容電圧が満たすように、フィードバック制御されることになる。
【００５５】
副出力の最大許容電圧＝
シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧＋ダイオードＤ３の順方向電圧＋
ツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧＋ツェナダイオードＺＤ２のツェナ電圧
以上説明したように、スイッチング電源装置１によれば、副出力回路１１の副出力の電圧が上昇した場合でも、ダイオードＤ３および電流出力回路３１といった簡素な回路構成を用いることにより、主出力回路１２のフィードバック制御を介して、副出力回路１１の副出力の電圧を安定化させることができる。
【００５６】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、スイッチング電源装置１ａの概略構成を示す回路図である。本発明の実施の形態２が上記の実施の形態１と異なる点は、上記の実施の形態１の２次側回路３を、２次側回路３ａに置き換えた点である。具体的には、上記の実施の形態１の副出力回路１１を、副出力回路１１ａに置き換えた点である。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
スイッチング電源装置１ａにおいては、副出力回路１１ａは、２次側巻線Ｓ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、ツェナダイオードＺＤ１と、ツェナダイオードＺＤ２と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ２と、ツェナダイオードＺＤ３とを有している。
【００５８】
ツェナダイオードＺＤ１と、ツェナダイオードＺＤ２と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ２とは、副出力の電圧が想定以上に上昇することを防止する手段であるダミー抵抗回路３２を構成する。このダミー抵抗回路３２では、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２で過大電圧分の電力を消費させ、熱に変換する。この熱変換により、副出力の電圧の過上昇を抑制する。
【００５９】
また、上述のツェナダイオードＺＤ１とツェナダイオードＺＤ２とは、ツェナダイオードＺＤ３と共に、副出力回路１１ａの副出力の電圧が上昇した場合、主出力回路１２のダイオードＤ３に電流を出力する、本発明の特徴部分である電流出力回路３３を構成する。
【００６０】
以下、スイッチング電源装置１ａにおける、ダイオードＤ３および電流出力回路３３の各動作およびそれらの効果について、説明する。図４は、ダイオードＤ３および電流出力回路３３の各動作およびそれらの効果を説明するための図である。具体的には、図４は、図２のスイッチング電源装置１ａからダイオードＤ３および電流出力回路３３を除いた構成を備えるスイッチング電源装置１０１ａの概略構成を示す回路図である。すなわち、スイッチング電源装置１０１ａの２次側回路１０３ａの主出力回路１１２および副出力回路１１１ａが、スイッチング電源装置１ａの２次側回路３ａの主出力回路１２および副出力回路１１ａと異なる点は、ダイオードＤ３および電流出力回路３３を有していない点である。ただし、ツェナダイオードＺＤ１とツェナダイオードＺＤ２とは、ダミー抵抗回路１３２を構成するため、副出力回路１１１ａから除かれてはいない。
【００６１】
図４のスイッチング電源装置１０１ａでも、図３のスイッチング電源装置１０１と同様、フィードバック制御が行われている負荷ＲＬ１に接続された主出力の電圧は安定化される。一方、負荷ＲＬ２に接続された副出力の電圧は、上述のフィードバック制御がなされていない。このため、副出力の電圧は、２次側巻線Ｓ１と２次側巻線Ｓ１との巻数比、あるいは、負荷ＲＬ１と負荷ＲＬ２との間の負荷条件の如何により、大きく変動してしまう。具体的には、負荷ＲＬ１が大きくなればなるほど、言い換えれば、負荷ＲＬ２が小さくなればなるほど、副出力回路１１１ａの副出力の電圧が上昇するのが通常である。
【００６２】
そこで、副出力回路１１１ａにダミー抵抗回路１３２を備えることにより、ダミー抵抗回路１３２の抵抗分だけ、副出力の負荷を大きくし、副出力の電圧上昇を低減する。
【００６３】
しかしながら、ダミー抵抗回路１３２の負荷は熱損失となり、ダミー抵抗回路１３２での負荷を再現無く大きくすることはできない。
【００６４】
そこで、副出力の電圧上昇度合いがダミー抵抗回路１３２での負荷損失として補正できないレベルである場合でも、図２のスイッチング電源装置１ａでは、上述のダイオードＤ３および電流出力回路３３を備えることにより、以下の効果を奏することができる。
【００６５】
すなわち、副出力回路１１ａの副出力の電圧が、電流出力回路３３のツェナダイオードＺＤ１、ツェナダイオードＺＤ２およびツェナダイオードＺＤ３の各ツェナ電圧から、シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧入力端子の入力電圧（すなわち、分圧電圧）とダイオードＤ３の順方向電圧を減算した値以上となると、つまり、ツェナダイオードＺＤ１、ツェナダイオードＺＤ２およびツェナダイオードＺＤ３の各々の両端に印加される電圧が各々のツェナ電圧を超えると、ツェナダイオードＺＤ１、ツェナダイオードＺＤ２およびツェナダイオードＺＤ３はそれぞれオンし、電流出力回路３３からダイオードＤ３へ電流が出力される。
【００６６】
ダイオードＤ３を介して主出力回路１２に流れ込む電流は、上述のスイッチング電源装置１と同様、抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ３を介して、抵抗Ｒ４とシャントレギュレータＩＣ１との接続点に出力される。
【００６７】
このような電流値の増大に基づく情報（電圧情報）は、フォトダイオードＰＤ１およびフォトトランジスタＰＴを介して、制御回路２１へフィードバックされる。制御回路２１は、このフィードバックにより、副出力回路１１ａの副出力の電圧を減じるように、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを調整する。
【００６８】
なお、具体的には、以下の式を副出力の最大許容電圧が満たすように、フィードバック制御されることになる。
【００６９】
副出力の最大許容電圧＝
シャントレギュレータＩＣ１の基準電圧＋ダイオードＤ３の順方向電圧＋
ツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧＋ツェナダイオードＺＤ２のツェナ電圧＋
ツェナダイオードＺＤ３のツェナ電圧
以上説明したように、スイッチング電源装置１ａによれば、副出力回路１１ａの副出力の電圧が上昇した場合でも、ダイオードＤ３および電流出力回路３３といった簡素な回路構成を用いることにより、主出力回路１２のフィードバック制御を介して、副出力回路１１ａの副出力の電圧を安定化させることができる。
【００７０】
さらに、スイッチング電源装置１ａによれば、副出力の電圧上昇度合いがダミー抵抗回路１３２での負荷損失として補正できないレベルである場合でも、副出力回路１１ａの副出力の電圧を安定化させることができる。
【００７１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７２】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。すなわち、本発明は、１つの絶縁トランスに1つのスイッチング素子が接続され、スイッチング素子の発振状態を変化させることにより、トランスヘの投入電力を調節するスイッチング電源において、前記１つのトランスから2つ以上の電圧を出力するタイプの電源であり、２つ以上の出力の中の１つの出カ（主出力）の電圧を安定化するようなフィードバックを行い、主出力以外の他の出力（副出力）に関しては、主出力と副出力のトランスの巻線の巻数比によって結果的に安定化させているような多出力電源において、主出力から任意の副出カヘ電圧制御を切り替える機能を有した電源である。
【００７３】
前記電源において、前記フィードバックとは、主出力側の電圧値の検出部と基準電圧を比較する電圧比較部を有し、出力側の比較結果をもとに１次側スイッチング制御回路にフォトカプラを用いて結果を伝達することが好ましい。
【００７４】
前記電源において、前記主出力から任意の副出カヘ電圧制御を切り替える機能とは、主出力の整流ダイオードが、テスト時や故障時にオープン状態となったときに副出力へ電圧制御を切り替えることが好ましい。
【００７５】
前記電源において、前記主出力から任意の副出力への電圧制御を切り替える機能は、各複数の出力の負荷条件をもとに切り替えることが好ましい。
【００７６】
前記電源において、前記各複数の出力の負荷条件とは、主出力が重負荷であり、副出力が軽負荷の場合の出力レギュレーションにより、副出力の電圧が高くなり、あらかじめ設定した電圧値以上になった場合に電圧制御を副出力に切り替えることが好ましい。
【００７７】
前記電源において、前記電圧制御の切り替えとは、副出力にカソードが接続される１つ以上に直列に接続されるツェナダイオードと、前記ツェナダイオードのアノードにアノードが接続されるダイオードと、前記ダイオードのカソードが主出力の電圧値の検出部に接続されていることが好ましい。
【００７８】
前記電源において、前記副出力には電圧過昇防止として、副出力の電圧をツェナダイオードで検知し、あらかじめ設定された電圧より高い場合は抵抗により電力を消費させ、電圧上昇分のエネルギーを抵抗での発熱として消費することにより電圧の上昇を抑える回路（ダミー抵抗回路）が搭載されている電源において、前記ツェナダイオードとダミー抵抗回路のツェナダイオードを共用していることが好ましい。
【００７９】
前記電源において、前記副出力のダミー抵抗回路の動作と、前記、電圧制御の副出力への切り替え動作はダミー抵抗回路の動作点＜電圧制御の副出力への切り替え動作点の電圧関係であることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、いわゆるＡＣ−ＤＣコンバータや、ＤＣ―ＤＣコンバータなどとして好適に実施されるスイッチング電源装置に適用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１、１ａ、１０１、１０１ａ    スイッチング電源装置
２    １次側回路
３、３ａ、１０３、１０３ａ    ２次側回路
１１、１１ａ、１１１、１１１ａ    副出力回路
１２    主出力回路
２１    制御回路
３１、３３    電流出力回路
３２、１３２    ダミー抵抗回路
ＩＣ１    シャントレギュレータ（フィードバック手段、比較部）
ＰＤ１    フォトダイオードフィードバック手段、通知部）
ＰＴ    フォトトランジスタ
Ｓ１    ２次側巻線（フィードバック制御非対象２次側巻線）
Ｓ２    ２次側巻線（フィードバック制御対象２次側巻線）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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