(57)【要約】【課題】過電流の保護精度を高めることができるスイッチング電源回路を得ることを目的とする。【解決手段】整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間にコンデンサ６を接続するとともに、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間にカレントトランス７の一次巻線を接続し、電流検出回路１０がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流を検出し、制御回路１２がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング回路３のスイッチングを停止する。【選択図】図１
2009033894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から出力される直流電流をスイッチングしてパルス電流を生成するスイッチング回路と、上記スイッチング回路により生成されたパルス電流が一次巻線に与えられ、二次巻線から当該パルス電流に比例するパルス電流を出力するトランスと、上記トランスの二次巻線から出力されたパルス電流を整流して直流電流を出力する整流回路と、上記整流回路の出力端子間に接続されたコンデンサと、上記整流回路の出力端子と負荷接続端子間に一次巻線が接続されたカレントトランスと、上記カレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、上記電流の値に応じて上記スイッチング回路のスイッチングを制御するスイッチング制御手段とを備えたスイッチング電源回路。
【請求項２】
直流電源から出力される直流電流をスイッチングしてパルス電流を生成するスイッチング回路と、上記スイッチング回路により生成されたパルス電流が一次巻線に与えられ、二次巻線から当該パルス電流に比例するパルス電流を出力するトランスと、上記トランスの二次巻線から出力されたパルス電流を整流して直流電流を出力する整流回路と、上記整流回路の出力端子間に接続されたコンデンサと、上記直流電源と上記スイッチング回路の入力端子間に一次巻線が接続されたカレントトランスと、上記カレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、上記電流の値に応じて上記スイッチング回路のスイッチングを制御するスイッチング制御手段とを備えたスイッチング電源回路。
【請求項３】
スイッチング制御手段は、カレントトランスの二次巻線から出力される電流の値が予め設定された閾値より高くなると、スイッチング回路のスイッチングを停止、あるいは、上記スイッチング回路のターンオン期間を短縮することを特徴とする請求項１または請求項２記載のスイッチング電源回路。
【請求項４】
直流電源から出力される直流電流をスイッチングしてパルス電流を生成するスイッチング回路と、上記スイッチング回路により生成されたパルス電流が一次巻線に与えられ、二次巻線から当該パルス電流に比例するパルス電流を出力するトランスと、上記トランスの二次巻線から出力されたパルス電流を整流して直流電流を出力する整流回路と、上記整流回路の出力端子間に接続されたコンデンサと、上記整流回路の出力端子と負荷接続端子間に一次巻線が接続された第１のカレントトランスと、上記直流電源と上記スイッチング回路の入力端子間に一次巻線が接続された第２のカレントトランスと、上記第１及び第２カレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、上記電流の値に応じて上記スイッチング回路のスイッチングを制御するスイッチング制御手段とを備えたスイッチング電源回路。
【請求項５】
スイッチング制御手段は、第１のカレントトランスの二次巻線から出力される電流の値、あるいは、第２のカレントトランスの二次巻線から出力される電流の値が予め設定された閾値より高くなると、スイッチング回路のスイッチングを停止、あるいは、上記スイッチング回路のターンオン期間を短縮することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源回路。
【請求項６】
スイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流の値より小さい値の閾値がスイッチング制御手段に設定されていることを特徴とする請求項３または請求項５記載のスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷に流れる過電流を検出して、故障の発生を防止する機能を備えているスイッチング電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチング電源回路では、図７に示すように、スイッチング回路が直流電源から出力される直流電流Ｉｉｎをスイッチングしてパルス電流Ｉ１を生成する。
スイッチング電源回路のトランスＴ１は、スイッチング回路により生成されたパルス電流が一次巻線に与えられると、二次巻線から当該パルス電流に比例するパルス電流Ｉ２を整流回路に出力する。
整流回路は、トランスＴ１の二次巻線からパルス電流Ｉ２を受けると、そのパルス電流Ｉ２を整流して直流電流Ｉｏｕｔを負荷に供給する。
【０００３】
スイッチング電源回路には、負荷に流れる過電流を検出するため、トランスＴ１の一次巻線とスイッチング回路間に、カレントトランスの一次巻線が接続されている。
電流検出回路は、カレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、その電流値を過電流保護回路に出力する。
【０００４】
過電流保護回路は、電流検出回路から出力される電流値と予め設定されている閾値Ｉｔｈ（スイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流の値より大きい値の閾値）を比較し、電流検出回路から出力された電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング停止指令を制御回路に出力する。
制御回路は、過電流保護回路からスイッチング停止指令を受けると、スイッチング回路のスイッチングを停止して、過電流が負荷に流れないようにする。
【０００５】
ここで、過電流保護回路の閾値Ｉｔｈが、スイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流の値より大きい値に設定されている理由は、突入電流の値より小さい値に設定すると、スイッチング回路のターンオン時に電流検出回路から出力される電流値が閾値Ｉｔｈより高くなり、過電流が発生していないにもかかわらず、スイッチング停止指令を制御回路に出力してしまうことになるからである。
【０００６】
図７のスイッチング電源回路の他に、トランスＴ１の一次巻線とスイッチング回路間にカレントトランスの一次巻線を接続して、カレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出することにより、過電流を検出しているスイッチング電源回路が以下の特許文献１，２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５８２５４号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−１５８０９１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のスイッチング電源回路は以上のように構成されているので、過電流保護回路の閾値をスイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流の値より大きな値に設定しなければない。このため、突入電流の値より小さい値の過電流を検出することができず、過電流の保護が不十分である課題があった。
また、負荷に流れる過電流は、コンデンサＣ２や整流回路で平滑化されるため、トランスＴ１の一次巻線とスイッチング回路間にカレントトランスの一次巻線を接続しても、コンデンサＣ２にディスチャージされて、負荷接続端子に出力されるような短時間の過電流や、高周波数の過電流を検出することができず、過電流の保護が不十分である課題があった。
さらに、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、直流電流Ｉｏｕｔを同じにするために、スイッチング回路が直流電圧Ｖｉｎの変化に応じてパルス電流Ｉ１のパルス幅を調整する。しかし、パルス電流Ｉ１のパルス幅を変えると、パルス電流Ｉ１の振幅と予め設定されている閾値Ｉｔｈとの差分ΔＩが変化してしまうため、過電流の検出感度が変化してしまうなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、過電流の保護精度を高めることができるスイッチング電源回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るスイッチング電源回路は、整流回路の出力端子間にコンデンサを接続するとともに、整流回路の出力端子と負荷接続端子間にカレントトランスの一次巻線を接続し、スイッチング制御手段がカレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、その電流の値に応じてスイッチング回路のスイッチングを制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、整流回路の出力端子間にコンデンサを接続するとともに、整流回路の出力端子と負荷接続端子間にカレントトランスの一次巻線を接続し、スイッチング制御手段がカレントトランスの二次巻線から出力される電流を検出し、その電流の値に応じてスイッチング回路のスイッチングを制御するように構成したので、過電流の保護精度を高めることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスイッチング電源回路を示す構成図であり、図において、直流電源１は直流電圧Ｖｉｎの直流電流Ｉｉｎを出力する電源である。
コンデンサ２は平滑化用のコンデンサであり、スイッチング回路３の入力端子３ａ，３ｂ間に接続されている。
スイッチング回路３は例えばＦＥＴなどの半導体スイッチがブリッジ接続されて構成されており、制御回路１２の指示の下、半導体スイッチがオン／オフすることにより、直流電源１から出力される直流電流Ｉｉｎを断続してパルス電流Ｉ１を生成する。
【００１３】
トランス４は例えば絶縁用のトランスであり、スイッチング回路３により生成されたパルス電流Ｉ１が一次巻線に与えられ、二次巻線からパルス電流Ｉ１に比例するパルス電流Ｉ２を出力する。
整流回路５は例えばダイオードがブリッジ接続されて構成されており、トランス４の二次巻線から出力されたパルス電流Ｉ２を整流して直流電流Ｉｏｕｔを出力する。
コンデンサ６は平滑化用のコンデンサであり、整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間に接続されている。
【００１４】
カレントトランス７は整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間に一次巻線が接続され、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流に相当する電流を二次巻線から出力する。
図１の例では、カレントトランス７の一次巻線が整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間に接続されているが、カレントトランス７の一次巻線が整流回路５の出力端子５ｂと負荷接続端子８ｂ間に接続されているようにしてもよい。
負荷接続端子８ａ，８ｂ間には負荷９が接続されている。
【００１５】
電流検出回路１０はカレントトランス７の二次巻線から出力される電流を検出し、その電流値を過電流保護回路１１に出力する。
過電流保護回路１１は電流検出回路１０から出力される電流値と予め設定されている閾値Ｉｔｈ（スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の値より小さい値の閾値）を比較し、電流検出回路１０から出力された電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング停止指令を制御回路１２に出力する。
制御回路１２は過電流保護回路１１からスイッチング停止指令を受けると、スイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにする。
なお、電流検出回路１０、過電流保護回路１１及び制御回路１２からスイッチング制御手段が構成されている。
【００１６】
次に動作について説明する。
スイッチング回路３は、直流電源１から直流電圧Ｖｉｎの直流電流Ｉｉｎを受けると、制御回路１２の指示の下で、内部の半導体スイッチがオン／オフすることにより、その直流電流Ｉｉｎを断続してパルス電流Ｉ１を生成する。
ここで、図２はスイッチング回路３により生成されるパルス電流Ｉ１を示す説明図である。
【００１７】
トランス４は、一般的に、スイッチング回路３と負荷９を絶縁するために設けられており、スイッチング回路３により生成されたパルス電流Ｉ１が一次巻線に与えられると、二次巻線からパルス電流Ｉ１に比例するパルス電流Ｉ２を整流回路５に出力する。
【００１８】
整流回路５は、トランス４の二次巻線からパルス電流Ｉ２を受けると、そのパルス電流Ｉ２を整流して直流電流Ｉｏｕｔを出力する。
なお、整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間にはコンデンサ６が接続されているので、整流回路５から出力される直流電流Ｉｏｕｔの一部は、コンデンサ６にディスチャージされてから負荷接続端子８ａ，８ｂに出力される。
これにより、直流電流Ｉｏｕｔが平滑化されるため、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分が直流電流Ｉｏｕｔから除去されることになる。
したがって、負荷９にはスイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まない直流電流Ｉｏｕｔが供給される。
【００１９】
カレントトランス７は、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間に一次巻線が接続され、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流の交流成分ＩAC（当該交流成分は、負荷接続端子８ａから出力される直流電流Ｉｏｕｔに重畳されている過電流に相当し、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まない）に相当する電流ＩAC’を二次巻線から出力する。
ＩAC’＝Ｋ・ＩAC
ただし、Ｋはカレントトランス７の巻線比である。
【００２０】
なお、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間にカレントトランス７の一次巻線が接続されると、カレントトランス７が飽和してしまう可能性があるが、負荷９との関係を考慮して、適正なカレントトランス７を選定すれば、カレントトランス７の飽和を防止することができる。
例えば、直流電流Ｉｏｕｔが０Ａ〜２５Ａの範囲であれば、コア材料がフェライト、コア外形が直径２０ｍｍ×内径１４．５ｍｍ×厚さ７．５ｍｍ、検出巻線が２００ターンのカレントトランス７を選定すれば、カレントトランス７が飽和しないことが検証されている。
【００２１】
電流検出回路１０は、カレントトランス７の二次巻線から出力される電流ＩAC’を検出し、その電流値を過電流保護回路１１に出力する。
なお、カレントトランス７の二次巻線には、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流の交流成分のみが伝達されるため、負荷接続端子８ａに出力される過電流の瞬時値を非接触で直接的に検出することができる。
即ち、負荷接続端子８ａに出力される短時間又は高周波数の過電流を直接的に検出することができる。
【００２２】
ここで、過電流保護回路１１には、図３に示すように、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の値より小さい値の閾値Ｉｔｈが設定されている。
この閾値Ｉｔｈは、従来のスイッチング電源回路と異なり、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、過電流の検出感度に影響を与えることはない。
即ち、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、負荷９に供給する直流電流Ｉｏｕｔを一定に保つため、スイッチング回路３がターンオン期間を調整して、パルス電流Ｉ１のパルス幅を調整する。
スイッチング回路３がパルス電流Ｉ１のパルス幅を調整すると、図４に示すように、スイッチング回路３から出力されるパルス電流Ｉ１の振幅が変化する。
【００２３】
従来のスイッチング電源回路の場合、トランスＴ１の一次巻線とスイッチング回路間に、カレントトランスの一次巻線が接続されており（図７を参照）、スイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流によってスイッチング停止指令が出力されないようにするために、例えば、ターンオン時に発生する突入電流（突入電流の成分を含むパルス電流Ｉ１）の値よりΔＩだけ大きい値の閾値Ｉｔｈが設定される。
しかし、スイッチング回路から出力されるパルス電流Ｉ１の振幅が直流電圧Ｖｉｎの変化に伴って変化することにより、パルス電流Ｉ１の振幅と予め設定されている閾値Ｉｔｈとの差分ΔＩが変化してしまうため、過電流の検出感度が変化する。
【００２４】
これに対して、この実施の形態１のスイッチング電源回路では、カレントトランス７の一次巻線が整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間に接続されており、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流は、上述したように、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まず、直流電圧Ｖｉｎが変化しても変化しないため、過電流の検出感度が変化することはない。
【００２５】
過電流保護回路１１は、電流検出回路１０がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流ＩAC’を検出すると、その電流ＩAC’の電流値と閾値Ｉｔｈを比較し、その電流ＩAC’の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流の発生を認定し、スイッチング停止指令を制御回路１２に出力する。
制御回路１２は、過電流保護回路１１からスイッチング停止指令を受けると、スイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにする。
【００２６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間にコンデンサ６を接続するとともに、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間にカレントトランス７の一次巻線を接続し、電流検出回路１０がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流を検出し、制御回路１２がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング回路３のスイッチングを停止するように構成したので、過電流の保護精度を高めることができる効果を奏する。
即ち、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流より小さい値の過電流を検出することができるとともに、短時間の過電流や、高周波数の過電流を検出することができるため、過電流の保護を高めることができる効果を奏する。
また、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、過電流の検出感度に影響がなく、十分な過電流保護を継続することができる効果を奏する。
【００２７】
なお、この実施の形態１では、カレントトランス７の二次巻線から出力される電流ＩAC’の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流保護回路１１がスイッチング停止指令を制御回路１２に出力するものについて示したが、その電流ＩAC’の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流保護回路１１がターンオン期間の短縮指令を制御回路１２に出力して、制御回路１２がスイッチング回路３のターンオン期間を短縮するようにしてもよい。
この場合も、過電流が負荷９に流れなくなり、過電流保護を実現することができる。
【００２８】
また、この実施の形態１では、非接触絶縁型の電流検出手段として、カレントトランス７を用いることにより、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流を検出するものについて示したが、非接触絶縁型の電流検出手段はカレントトランス７に限るものではなく、例えば、フォトカプラなどを用いることにより、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流を検出するようにしてもよい。
【００２９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるスイッチング電源回路を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
カレントトランス２１は直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間に一次巻線が接続され、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流に相当する電流を二次巻線から出力する。
図５の例では、カレントトランス２１の一次巻線が直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間に接続されているが、カレントトランス２１の一次巻線が直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ｂ間に接続されているようにしてもよい。
【００３０】
電流検出回路２２はカレントトランス２１の二次巻線から出力される電流を検出し、その電流値を過電流保護回路２３に出力する。
過電流保護回路２３は電流検出回路２２から出力される電流値と予め設定されている閾値Ｉｔｈ（スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の値より小さい値の閾値）を比較し、電流検出回路２２から出力された電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング停止指令を制御回路２４に出力する。
制御回路２４は過電流保護回路２３からスイッチング停止指令を受けると、スイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにする。
なお、電流検出回路２２、過電流保護回路２３及び制御回路２４からスイッチング制御手段が構成されている。
【００３１】
次に動作について説明する。
スイッチング回路３は、直流電源１から直流電圧Ｖｉｎの直流電流Ｉｉｎを受けると、制御回路２４の指示の下で、内部の半導体スイッチがオン／オフすることにより、その直流電流Ｉｉｎを断続してパルス電流Ｉ１を生成する（図２を参照）。
【００３２】
トランス４は、一般的に、スイッチング回路３と負荷９を絶縁するために設けられており、スイッチング回路３により生成されたパルス電流Ｉ１が一次巻線に与えられると、上記実施の形態１と同様に、二次巻線からパルス電流Ｉ１に比例するパルス電流Ｉ２を整流回路５に出力する。
【００３３】
整流回路５は、トランス４の二次巻線からパルス電流Ｉ２を受けると、上記実施の形態１と同様に、そのパルス電流Ｉ２を整流して直流電流Ｉｏｕｔを出力する。
なお、整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間にはコンデンサ６が接続されているので、整流回路５から出力される直流電流Ｉｏｕｔの一部は、コンデンサ６にディスチャージされてから負荷接続端子８ａ，８ｂに出力される。
これにより、直流電流Ｉｏｕｔが平滑化されるため、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分が直流電流Ｉｏｕｔから除去されることになる。
したがって、負荷９にはスイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まない直流電流Ｉｏｕｔが供給される。
【００３４】
カレントトランス２１は、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間に一次巻線が接続され、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流の交流成分ＩAC（当該交流成分は、負荷接続端子８ａから出力される直流電流Ｉｏｕｔに重畳されている過電流に相当し、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まない）に相当する電流ＩAC”を二次巻線から出力する。
ＩAC”＝Ｋ・ＩAC
ただし、Ｋはカレントトランス７の巻線比である。
直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流は、整流回路５の出力端子５ａと負荷接続端子８ａ間を流れる電流と比例した値となり、短時間や高周波数の過電流が流れる。
また、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間には、トランス４、整流回路５及びコンデンサ２，６等の故障による短絡電流も流れる。
【００３５】
なお、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間にカレントトランス２１の一次巻線が接続されると、カレントトランス２１が飽和してしまう可能性があるが、負荷９との関係を考慮して、適正なカレントトランス２１を選定すれば、カレントトランス２１の飽和を防止することができる。
例えば、直流電流Ｉｉｎが０Ａ〜２５Ａの範囲であれば、コア材料がフェライト、コア外形が直径２０ｍｍ×内径１４．５ｍｍ×厚さ７．５ｍｍ、検出巻線が２００ターンのカレントトランス２１を選定すれば、カレントトランス２１が飽和しないことが検証されている。
【００３６】
電流検出回路２２は、カレントトランス２１の二次巻線から出力される電流ＩAC”を検出し、その電流値を過電流保護回路２３に出力する。
なお、カレントトランス２１の二次巻線には、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流の交流成分のみが伝達されるため、負荷接続端子８ａに出力される過電流と比例した過電流の瞬時値を非接触で検出することができる。
即ち、負荷接続端子８ａに出力される短時間又は高周波数の過電流を間接的に検出することができる。
【００３７】
ここで、過電流保護回路２３には、図３に示すように、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の値より小さい値の閾値Ｉｔｈが設定されている。
この閾値Ｉｔｈは、従来のスイッチング電源回路と異なり、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、過電流の検出感度に影響を与えることはない。
即ち、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、負荷９に供給する直流電流Ｉｏｕｔを一定に保つため、スイッチング回路３がターンオン期間を調整して、パルス電流Ｉ１のパルス幅を調整する。
スイッチング回路３がパルス電流Ｉ１のパルス幅を調整すると、図４に示すように、スイッチング回路３から出力されるパルス電流Ｉ１の振幅が変化する。
【００３８】
従来のスイッチング電源回路の場合、トランスＴ１の一次巻線とスイッチング回路間に、カレントトランスの一次巻線が接続されており（図７を参照）、スイッチング回路のターンオン時に発生する突入電流によってスイッチング停止指令が出力されないようにするために、例えば、ターンオン時に発生する突入電流（突入電流の成分を含むパルス電流Ｉ１）の値よりΔＩだけ大きい値の閾値Ｉｔｈが設定される。
しかし、スイッチング回路から出力されるパルス電流Ｉ１の振幅が直流電圧Ｖｉｎの変化に伴って変化することにより、パルス電流Ｉ１の振幅と予め設定されている閾値Ｉｔｈとの差分ΔＩが変化してしまうため、過電流の検出感度が変化する。
【００３９】
これに対して、この実施の形態２のスイッチング電源回路では、カレントトランス２１の一次巻線が直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間に接続されており、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流は、上述したように、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流の成分を含まず、直流電圧Ｖｉｎが変化しても変化しないため、過電流の検出感度が変化することはない。
【００４０】
過電流保護回路２３は、電流検出回路２２がカレントトランス２１の二次巻線から出力される電流ＩAC”を検出すると、その電流ＩAC”の電流値と閾値Ｉｔｈ（図１の過電流保護回路１１に設定される閾値Ｉｔｈと同一、または、略同一の閾値）を比較し、その電流ＩAC”の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流の発生を認定し、スイッチング停止指令を制御回路２４に出力する。
制御回路２４は、過電流保護回路２３からスイッチング停止指令を受けると、スイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにする。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、整流回路５の出力端子５ａ，５ｂ間にコンデンサ６を接続するとともに、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間にカレントトランス２１の一次巻線を接続し、電流検出回路２２がカレントトランス２１の二次巻線から出力される電流を検出し、制御回路２４がカレントトランス２１の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング回路３のスイッチングを停止するように構成したので、過電流の保護精度を高めることができる効果を奏する。
即ち、スイッチング回路３のターンオン時に発生する突入電流より小さい値の過電流を検出することができるとともに、短時間の過電流や、高周波数の過電流を検出することができるため、過電流の保護を高めることができる効果を奏する。
また、直流電圧Ｖｉｎが変化しても、過電流の検出感度に影響がなく、十分な過電流保護を継続することができる効果を奏する。
また、トランス４、整流回路５及びコンデンサ２，６等の故障による短絡電流を検出することができるため、保護を高めることができる効果を奏する。
【００４２】
なお、この実施の形態２では、カレントトランス２１の二次巻線から出力される電流ＩAC”の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流保護回路２３がスイッチング停止指令を制御回路２４に出力するものについて示したが、その電流ＩAC”の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流保護回路２３がターンオン期間の短縮指令を制御回路２４に出力して、制御回路２４がスイッチング回路３のターンオン期間を短縮するようにしてもよい。
この場合も、過電流が負荷９に流れなくなり、過電流保護を実現することができる。
【００４３】
また、この実施の形態２では、非接触絶縁型の電流検出手段として、カレントトランス２１を用いることにより、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流を検出するものについて示したが、非接触絶縁型の電流検出手段はカレントトランス２１に限るものではなく、例えば、フォトカプラなどを用いることにより、直流電源１とスイッチング回路３の入力端子３ａ間を流れる電流を検出するようにしてもよい。
【００４４】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるスイッチング電源回路を示す構成図であり、図において、図１及び図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
制御回路３１は過電流保護回路１１からスイッチング停止指令が出力された場合、あるいは、過電流保護回路２３からスイッチング停止指令が出力された場合、スイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにする。なお、制御回路３１はスイッチング制御手段を構成している。
【００４５】
上記実施の形態１では、制御回路１２がカレントトランス７の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング回路３のスイッチングを停止し、上記実施の形態２では、制御回路２４がカレントトランス２１の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなると、スイッチング回路３のスイッチングを停止するものについて示したが、カレントトランス７の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなった場合、あるいは、カレントトランス２１の二次巻線から出力される電流の値が閾値Ｉｔｈより高くなった場合に、制御回路３１がスイッチング回路３のスイッチングを停止して、過電流が負荷９に流れないようにしてもよい。
この場合、上記実施の形態１，２よりも、更に、過電流の保護精度を高めることができる効果を奏する。
【００４６】
なお、この実施の形態３では、過電流保護回路１１，２３がスイッチング停止指令を制御回路３１に出力するものについて示したが、電流ＩAC’、ＩAC”の電流値が閾値Ｉｔｈより高くなると、過電流保護回路１１，２３がターンオン期間の短縮指令を制御回路３１に出力して、制御回路３１がスイッチング回路３のターンオン期間を短縮するようにしてもよい。
この場合も、過電流が負荷９に流れなくなり、過電流保護を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施の形態１によるスイッチング電源回路を示す構成図である。
【図２】スイッチング回路３により生成されるパルス電流Ｉ１を示す説明図である。
【図３】スイッチング電源回路の過電流保護回路１１に設定される閾値Ｉｔｈを示す説明図である。
【図４】パルス電流Ｉ１の振幅の変化と閾値Ｉｔｈの関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるスイッチング電源回路を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるスイッチング電源回路を示す構成図である。
【図７】従来のスイッチング電源回路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  直流電源、２，６  コンデンサ、３  スイッチング回路、３ａ，３ｂ  スイッチング回路の入力端子、４  トランス、５  整流回路、５ａ，５ｂ  整流回路の出力端子、７，２１  カレントトランス、８ａ，８ｂ  負荷接続端子、９  負荷、１０，２２  電流検出回路（スイッチング制御手段）、１１，２３  過電流保護回路（スイッチング制御手段）、１２，２４，３１  制御回路（スイッチング制御手段）。
【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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【図７】
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