(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力トランスの１次側に、整流回路と平滑コンデンサからなる整流・平滑回路とインバータとを直列接続し、上記出力トランスの２次側に半導体スイッチを介して接続される出力端子と、該半導体スイッチにオン／オフ制御素子を介して接続される制御端子とを備えてなるスイッチング電源において、
１次側または２次側に過電流検出回路を設け、上記出力トランスの２次巻線の一端とオン／オフ制御素子のエミッタとの間に整流ダイオードと抵抗とを直列接続し、該抵抗のオン／オフ制御素子側に定電圧ダイオード、整流ダイオード側にコンデンサを接続し、該コンデンサと上記定電圧ダイオードとを上記２次巻線の他端に接続してなる定電圧回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源において、抵抗に代えて三端子レギュレータを、定電圧ダイオードに代えてコンデンサを設けたことを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次側直流電圧を半導体スイッチによりオン／オフ制御する制御回路を備えるスイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来使用されているスイッチング電源であり、制御端子に信号を印加し、オン／オフ制御素子Ｑ３をオン／オフすることにより、最終的に半導体スイッチＱ２をオン／オフし、出力電圧を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来回路の図５では、２次側に過電流が発生すると過電流検出回路Ａで検出され、制御回路にフィードバックされ、２次側の直流電圧が低下すると、半導体スイッチＱ２の飽和状態を維持することができず、半導体スイッチＱ２を流れる電流と直流電圧との積により電力損失が発生し、発熱を引き起こし、信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決したものであり、２次側に過電流が発生し２次側の直流電圧が低下しても、半導体スイッチＱ２の飽和状態を維持することにより、半導体スイッチＱ２の発熱を抑えようとするものである。
すなわち、出力トランスＴの１次側に、整流回路ＢＤと平滑コンデンサＣ１からなる整流・平滑回路とインバータＱ１とを直列接続し、上記出力トランスＴの２次側に半導体スイッチＱ２を介して接続される出力端子と、該半導体スイッチＱ２にオン／オフ制御素子Ｑ３を介して接続される制御端子とを備えてなるスイッチング電源において、
１次側または２次側に過電流検出回路Ａを設け、上記出力トランスＴの２次巻線Ｎ２の一端とオン／オフ制御素子Ｑ３のエミッタとの間に整流ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２とを直列接続し、該抵抗Ｒ２のオン／オフ制御素子Ｑ３側に定電圧ダイオードＺＤ１、整流ダイオードＤ２側にコンデンサＣ３を接続し、該コンデンサＣ３と上記定電圧ダイオードＺＤ１とを上記２次巻線Ｎ２の他端に接続してなる定電圧回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源である。
【０００５】
また、上記スイッチング電源において、抵抗Ｒ２に代えて三端子レギュレータＢを、定電圧ダイオードＺＤ１に代えてコンデンサＣ４を設けたことを特徴とするスイッチング電源である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に示すスイッチング電源において、２次側に過電流検出回路Ａを設け、出力トランスＴの２次巻線Ｎ２の一端とオン／オフ制御素子Ｑ３のエミッタとの間に整流ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２を直列接続し、該抵抗Ｒ２のオン／オフ制御素子Ｑ３側に低電圧ダイオードＺＤ１、整流ダイオードＤ２側にコンデンサＣ３を接続し、該コンデンサＣ３と上記定電圧ダイオードＺＤ１とを上記２次巻線Ｎ２の他端に接続した定電圧回路を設ける。
出力ショート等により２次側に過電流が発生すると、過電流検出回路Ａで電流が検出され、１次側の制御回路にフィードバックされて、過電流保護のため、出力電圧が低下し、半導体スイッチＱ２のエミッタ電位も低下する。
その結果、半導体スイッチＱ２をドライブ（飽和状態を維持）するだけの電圧が発生せず、コレクタ−エミッタ間の電圧と電流の積による電力損失の発生−発熱が生ずるところを、２次側の定電圧回路からの負の電位の発生により、半導体スイッチＱ２の飽和状態が維持され、半導体スイッチＱ２の発熱を抑えることができる。
（このときの条件：最大出力電流ＩＯ（ＭＡＸ）＜ＩＢ・ｈＦＥＩＢ：ベース電流、ｈＦＥ：電流増幅率）
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に本発明の実施例による自励発振型のスイッチング電源を示す。図１は、過電流検出回路を２次側に設けたものであり、図２は１次側に設けたものである。
図１においては、交流電圧ＡＣを整流回路ＢＤにて整流し、コンデンサＣ１にて平滑することにより得られる直流電圧を出力トランスＴの１次巻線Ｎ１に直列接続したインバータＱ１に印加し、該インバータＱ１のスイッチング動作にて出力トランスＴの２次巻線Ｎ２に現れる電圧を整流ダイオードＤ１により整流し、コンデンサＣ２により平滑し、得られた直流電圧を出力する。
１次側または２次側に過電流を検出する過電流検出回路Ａを設け、定電圧回路を２次巻線Ｎ２の一端およびオン／オフ制御素子Ｑ３のエミッタに接続する。このようにして構成した実施例によるスイッチング電源の出力電流−出力電圧特性を図４に示す。
２次側には直流電圧を半導体スイッチＱ２によりオン／オフする回路があり、制御端子に信号を印加しオン／オフ制御素子Ｑ３をオン／オフすることにより最終的に半導体スイッチＱ２をオン／オフし、出力電圧を制御する。
２次側に過電流が発生し、２次側の直流電圧が低下しても、オン／オフ制御素子Ｑ３のエミッタ端子に負の電位が印加されることにより、半導体スイッチＱ２の飽和状態を維持することが可能となり、半導体スイッチの損失を抑えることができる。このときの半導体スイッチＱ２における出力側インピーダンス−コレクタ・エミッタ間の電圧（ＶＣＥ）特性を図６に示す。図５に示す従来例の回路ではＱ２の飽和状態が維持できないのに対し本発明による実施例ではＱ２の飽和状態が維持されている。ここで、上記の負の電位については、インバータＱ１が発振し、出力トランスＴの２次巻線Ｎ２を一次巻線Ｎ１と同極性で、整流ダイオードＤ２により整流し、コンデンサＣ３で平滑することで負の電位を簡単に発生させることができる。
なお、上記の図１においては、過電流検出回路を２次側に設けたが、図２のように１次側に設けても、同様の効果を得ることができる。また、これらの定電圧回路の代わりに、図３のような定電圧回路を用いても、同様の効果を得ることができる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明により、２次側に過電流が発生し、２次側の直流電圧が低下しても半導体スイッチの飽和状態を維持し、電力損失を抑制し、発熱を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるスイッチング電源の回路図である。
【図２】本発明の他の実施例によるスイッチング電源の回路図である。
【図３】本発明の他の実施例によるスイッチング電源の回路図である。
【図４】本発明の実施例によるスイッチング電源の出力電流−出力電圧特性図である。
【図５】従来例によるスイッチング電源の回路図である。
【図６】半導体スイッチＱ２における出力側インピーダンス−コレクタ・エミッタ間の電圧（ＶＣＥ）特性図である。
【符号の説明】
ＡＣ  交流電源
ＢＤ  整流回路
Ｔ    出力トランス
Ｎ１  １次巻線
Ｎ２  ２次巻線
Ｑ１  インバータ
Ｑ２  半導体スイッチ
Ｑ３  オン／オフ制御素子
Ｃ１、Ｃ２  平滑コンデンサ
Ｃ３、Ｃ４  コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２  整流ダイオード
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
ＺＤ１  定電圧ダイオード
Ａ  過電流検出回路
Ｂ  三端子レギュレータ
【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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