(57)【要約】【課題】保護回路の短絡時に過電流が発生するのを抑制することが可能な電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１００は、ノードＮ２に接続されたレギュレータ回路６と、ノードＮ２に所定の電圧を供給するための出力部１５および１６を含むスイッチング電源回路１と、出力部１５から電圧が供給されるレギュレータ回路２と、ノードＮ１に接続され、レギュレータ回路２の短絡時に、レギュレータ回路６を保護するための保護回路３と、ノードＮ１およびＮ２の間に接続され、レギュレータ回路６の短絡時に、レギュレータ回路２を保護するための保護回路４と、保護回路４と並列に接続され、保護回路３の短絡時に、レギュレータ回路２を保護するための保護回路５とを備えている。【選択図】図１
2009171804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１調整回路と、
前記第１調整回路に所定の電圧を供給するための第１出力部および第２出力部を含むスイッチング電源回路と、を備えた電源装置において、
前記第１出力部から出力された電圧が供給される第２調整回路と、
前記第１調整回路と前記第２調整回路との間に接続され、前記第２調整回路の短絡時に、前記第１調整回路を保護するための第１保護回路と、
前記第１調整回路と前記第１保護回路との間に接続され、前記第１調整回路の短絡時に、前記第２調整回路を保護するための第２保護回路と、
前記第１保護回路の短絡時に、前記第２調整回路を保護するための第３保護回路と、を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第３保護回路は、前記第１保護回路と前記第２出力部との間に、前記第２保護回路と並列に接続されており、前記第２出力部から出力された電圧を調整する機能を有することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、
前記第３保護回路は、前記第２出力部から出力された電圧を調整するためのダイオードを含み、
前記ダイオードは、アノードが前記第２出力部に接続されるとともに、カソードが前記第１保護回路に接続されるように構成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源装置において、
前記第１保護回路は、前記第２調整回路から出力された電圧を調整するためのツェナーダイオードを含み、
前記ツェナーダイオードは、アノードが接地されるとともに、カソードが前記第１調整回路と前記第２調整回路との間に接続されるように構成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電源装置において、
前記第２保護回路は、前記第２調整回路に流れる電流を調整するための抵抗器を含み、
前記抵抗器は、前記第１調整回路と前記第２調整回路との間に接続されていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電源装置において、
前記スイッチング電源回路は、負荷がオフ状態のときに、前記第１出力部から出力された電圧を用いて、前記第１調整回路に所定の電圧を供給するとともに、負荷がオン状態のときに、前記第２出力部から出力された電圧を用いて、前記第１調整回路に所定の電圧を供給するように構成されていることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡保護機能を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、短絡の発生時に回路を保護する機能を備えた電源装置が種々知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、負荷の短絡検出回路を備え、短絡検出回路により負荷の短絡を検出した際に、負荷に対する電力の供給を停止することが可能な電源装置が開示されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、制御回路と、ブートストラップ回路とを備え、ブートストラップ回路の短絡時に、制御回路に対する電力の供給を停止することが可能な電源装置が開示されている。
【０００５】
また、従来において、図２に示すような、スイッチング電源回路５０１と、ＲＥＧ回路（第２調整回路）５０２と、ツェナーダイオード（第１保護回路）５０３と、抵抗器（第２保護回路）５０４と、ＲＥＧ回路（第１調整回路）５０５とを備えた電源装置５００も知られている。
【０００６】
スイッチング電源回路５０１は、電圧Ｖ１１をＲＥＧ回路５０２に供給するとともに、電圧Ｖ１２をノードＮ１２に供給するために設けられている。ＲＥＧ回路５０２は、供給された電圧Ｖ１１を降圧するために設けられている。ツェナーダイオード５０３は、ＲＥＧ回路５０２の短絡時に、ノードＮ１１の電圧を低下させるために設けられている。抵抗器５０４は、ＲＥＧ回路５０５の短絡時に、ＲＥＧ回路５０２に流れる電流を抑制するために設けられている。ＲＥＧ回路５０５は、ノードＮ１２に供給された電圧を降圧して負荷５５０に出力するために設けられている。
【０００７】
この電源装置５００は、負荷５５０がオン状態のときに、電圧Ｖ１２がノードＮ１２に供給されることにより、所定の電圧がＲＥＧ回路５０５に供給されるように構成されている。また、電源装置５００は、負荷５５０がオフ状態（スタンバイ状態）のときに、電圧Ｖ１１がＲＥＧ回路５０２に供給されることにより、所定の電圧がＲＥＧ回路５０５に供給されるように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３５０５２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２８００１４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、上記した従来の電源装置５００では、ツェナーダイオード（第１保護回路）５０３の短絡時に、抵抗器５０４により、ノードＮ１２の電圧が十分に低下しないので、スイッチング電源回路５０１からＲＥＧ回路５０２に供給される電圧も十分に低下しない。したがって、電源装置５００では、ツェナーダイオード５０３の短絡時に、ＲＥＧ回路５０２に過電流が流れるという問題点がある。
【００１０】
また、上記特許文献１および２に開示された電源装置では、第１保護回路の短絡時に、過電流が発生するという本発明の課題（問題点）が存在しない。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するものであって、その目的とするところは、第１保護回路の短絡時に過電流が発生するのを抑制することが可能な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】
【００１２】
本発明の電源装置は、第１調整回路と、第１調整回路に所定の電圧を供給するための第１出力部および第２出力部を含むスイッチング電源回路とを備えた電源装置において、第１出力部から出力された電圧が供給される第２調整回路と、第１調整回路と第２調整回路との間に接続され、第２調整回路の短絡時に、第１調整回路を保護するための第１保護回路と、第１調整回路と第１保護回路との間に接続され、第１調整回路の短絡時に、第２調整回路を保護するための第２保護回路と、第１保護回路の短絡時に、第２調整回路を保護するための第３保護回路とを備えている。
【００１３】
このように構成することによって、第１保護回路の短絡時に、第３保護回路により、第２出力部から供給された電圧を低下させることができるので、第１出力部から第２調整回路に供給される電圧を低下させることができる。これにより、第１保護回路の短絡時に、第２調整回路に過電流が流れるのを抑制することができる。
【００１４】
上記電源装置において、第３保護回路は、第１保護回路と第２出力部との間に、第２保護回路と並列に接続されており、第２出力部から出力された電圧を調整する機能を有していてもよい。
【００１５】
このように構成することによって、第１保護回路の短絡時に、第３保護回路において第２出力部側から短絡した第１保護回路側に電流を流すことにより、容易に、第２出力部から供給された電圧を低下させることができる。
【００１６】
上記第３保護回路が第２保護回路と並列に接続された電源装置において、第３保護回路は、第２出力部から出力された電圧を調整するためのダイオードを含み、ダイオードは、アノードが第２出力部に接続されるとともに、カソードが第１保護回路に接続されるように構成されていてもよい。
【００１７】
このように構成することによって、第１保護回路の短絡時に、ダイオードにより、容易に、第２出力部側から短絡した第１保護回路側に電流を流すことができる。
【００１８】
上記電源装置において、第１保護回路は、第２調整回路から出力された電圧を調整するためのツェナーダイオードを含み、ツェナーダイオードは、アノードが接地されるとともに、カソードが第１調整回路と第２調整回路との間に接続されるように構成されていてもよい。
【００１９】
このように構成することによって、第２調整回路の短絡時に、ツェナーダイオードにより、第２調整回路から出力された電圧を低下させることができるので、第１調整回路に過電圧が供給されるのを抑制することができる。このため、第２調整回路の短絡時に、ツェナーダイオードにより、容易に、第１調整回路を保護することができる。
【００２０】
上記電源装置において、第２保護回路は、第２調整回路に流れる電流を調整するための抵抗器を含み、抵抗器は、第１調整回路と第２調整回路との間に接続されていてもよい。
【００２１】
このように構成することによって、第１調整回路の短絡時に、抵抗器により、第２調整回路と抵抗器との間の地点の電圧が低下するのを抑制することができるので、第２調整回路に過電流が流れるのを抑制することができる。このため、第１調整回路の短絡時に、抵抗器により、容易に、第２調整回路を保護することができる。
【００２２】
上記電源装置において、スイッチング電源回路は、負荷がオフ状態のときに、第１出力部から出力された電圧を用いて、第１調整回路に所定の電圧を供給するとともに、負荷がオン状態のときに、第２出力部から出力された電圧を用いて、第１調整回路に所定の電圧を供給するように構成されていてもよい。
【００２３】
このように構成することによって、負荷がオン状態のときに、第２出力部を用いて第１調整回路に所定の電圧を供給することができるとともに、負荷がオフ状態のときにも、第１出力部を用いて、消費電力が大きくなるのを抑制しながら、第１調整回路に所定の電圧を供給することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、第１保護回路の短絡時に過電流が発生するのを抑制することが可能な電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による電源装置の回路構成を示した図である。まず、図１を参照して、本実施形態による電源装置１００の構成について説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態による電源装置１００は、図１に示すように、スイッチング電源回路１と、レギュレータ回路（以下、単に「ＲＥＧ回路」という）２と、保護回路３〜５と、ＲＥＧ回路６とを備えている。電源装置１００には、入力端子１００ａを介して交流電源１５０が接続されるとともに、出力端子１００ｂを介して負荷１５１が接続されている。なお、ＲＥＧ回路２および６は、それぞれ、本発明の「第２調整回路」および「第１調整回路」の一例であり、保護回路３〜５は、それぞれ、本発明の「第１保護回路」、「第２保護回路」および「第３保護回路」の一例である。
【００２８】
スイッチング電源回路１は、ブリッジ整流回路１１と、スイッチング素子１２と、トランス１３と、制御回路１４と、出力部１５および１６と、入力部１７とを含んでいる。なお、出力部１５および１６は、それぞれ、本発明の「第１出力部」および「第２出力部」の一例である。
【００２９】
ブリッジ整流回路１１は、４つのダイオードなどからなり、交流電流を全波整流して直流電流に変換する機能を有する。また、ブリッジ整流回路１１には、入力部１７および入力端子１００ａを介して交流電源１５０が接続されている。また、ブリッジ整流回路１１は、出力の一方側が後述する１次巻線（入力巻線）１３ｂの一方端側に接続されるとともに、出力の他方側が接地（基準電位に接続）されるように構成されている。
【００３０】
スイッチング素子１２は、ＭＯＳＦＥＴなどからなるとともに、制御回路１４によりオン状態およびオフ状態が切り替えられるように構成されている。また、スイッチング素子１２は、一方端側が１次巻線１３ｂの他方端側に接続されるとともに、他方端側が接地されるように構成されている。また、スイッチング素子１２は、オン状態およびオフ状態が切り替えられることにより、ブリッジ整流回路１１から出力される直流電流を交流電流に変換して１次巻線１３ｂに供給するために設けられている。
【００３１】
トランス１３は、鉄心１３ａと、１次巻線１３ｂと、２次巻線（出力巻線）１３ｃとを含んでいる。トランス１３は、スイッチング素子１２がオン状態のときに、エネルギを蓄積するとともに、スイッチング素子１２がオフ状態のときに、２次巻線１３ｃからエネルギを出力するように構成されている。なお、この出力電圧は、スイッチング素子１２のデューティ比などにより決定される。
【００３２】
２次巻線１３ｃは、一方端側がダイオード１５ａのアノードに接続されるとともに、他方端側が接地されるように構成されている。ダイオード１５ａは、カソードが出力部１５に接続されており、トランス１３から出力される交流電圧を直流電圧に変換して出力部１５に供給するために設けられている。ダイオード１５ａのカソードと出力部１５との間には、平滑用のコンデンサ１５ｂの一方電極が接続されるとともに、コンデンサ１５ｂの他方電極は接地されている。
【００３３】
２次巻線１３ｃには、所定の位置にタップ１３ｄが設けられており、タップ１３ｄには、ダイオード１６ａのアノードが接続されている。ダイオード１６ａは、カソードが出力部１６に接続されており、トランス１３から出力される交流電圧を直流電圧に変換して出力部１６に供給するために設けられている。ダイオード１６ａのカソードと出力部１６との間には、平滑用のコンデンサ１６ｂの一方電極が接続されるとともに、コンデンサ１６ｂの他方電極は接地されている。
【００３４】
制御回路１４は、負荷１５１の状態および出力部１５の出力電圧などにより、スイッチング素子１２のデューティ比を調整するように構成されている。具体的には、制御回路１４は、負荷１５１がオン状態の場合に、出力部１５が約２２Ｖの電圧Ｖ１を出力するとともに、出力部１６が約５Ｖの電圧Ｖ２を出力するように構成されている。また、制御回路１４は、負荷１５１がオフ状態（スタンバイ状態）の場合に、出力部１５が約７．５Ｖの電圧Ｖ３を出力するとともに、出力部１６が約２Ｖの電圧Ｖ４を出力するように構成されている。
【００３５】
出力部１５には、ＲＥＧ回路２の入力側が接続されている。ＲＥＧ回路２は、三端子レギュレータを含み、出力部１５から供給された電圧を降圧するために設けられている。ＲＥＧ回路２の出力側には、ダイオード７のアノードが接続されている。このダイオード７は、カソードがノードＮ１に接続されており、電流の逆流を防止するために設けられている。
【００３６】
ノードＮ１には、保護回路３が接続されている。保護回路３は、ツェナーダイオード３ａを含み、ＲＥＧ回路２の短絡時に、ＲＥＧ回路２から出力された電圧（ノードＮ１の電圧）を調整することにより、ＲＥＧ回路６を保護するために設けられている。ツェナーダイオード３ａは、アノードが接地されるとともに、カソードがノードＮ１に接続されるように構成されている。
【００３７】
また、ノードＮ１には、保護回路４が接続されている。保護回路４は、抵抗器４ａを含み、ＲＥＧ回路６の短絡時に、ＲＥＧ回路２に流れる電流を調整することにより、ＲＥＧ回路２を保護するために設けられている。抵抗器４ａは、一方端がノードＮ１に接続されるとともに、他方端がノードＮ２に接続されるように構成されている。
【００３８】
ここで、本実施形態では、ノードＮ１には、保護回路５が接続されている。保護回路５は、ダイオード５ａを含み、ツェナーダイオード３ａの短絡時に、出力部１６から出力された電圧（ノードＮ２の電圧）を調整することにより、ＲＥＧ回路２を保護するために設けられている。ダイオード５ａは、アノードがノードＮ２に接続されるとともに、カソードがノードＮ１に接続されるように構成されている。すなわち、ダイオード５ａは、ノードＮ１とノードＮ２との間に、抵抗器４ａと並列に接続されている。
【００３９】
また、ノードＮ２には、出力部１６が接続されるとともに、ＲＥＧ回路６の入力側が接続されている。ＲＥＧ回路６は、三端子レギュレータを含み、ノードＮ２に供給された電圧を降圧するために設けられている。また、ＲＥＧ回路６の出力側には、出力端子１００ｂを介して負荷１５１が接続されている。
【００４０】
次に、図１を参照して、本実施形態による電源装置１００の動作について説明する。
【００４１】
まず、電源装置１００には、図１に示すように、入力端子１００ａを介して交流電源１５０から電力が供給される。そして、負荷１５１がオン状態の場合には、制御回路１４により、出力部１５が約２２Ｖの電圧Ｖ１を出力するとともに、出力部１６が約５Ｖの電圧Ｖ２を出力するようにスイッチング素子１２のデューティ比が制御される。
【００４２】
次に、出力部１６から出力された約５Ｖの電圧Ｖ２がノードＮ２を介してＲＥＧ回路６に供給される。そして、ＲＥＧ回路６により、約５Ｖの電圧が約３．３Ｖの電圧に降圧されるとともに、その約３．３Ｖの電圧が出力端子１００ｂを介して負荷１５１に供給される。
【００４３】
また、負荷１５１がオフ状態（スタンバイ状態）の場合には、制御回路１４により、出力部１５が約７．５Ｖの電圧Ｖ３を出力するとともに、出力部１６が約２Ｖの電圧Ｖ４を出力するようにスイッチング素子１２のデューティ比が制御される。
【００４４】
次に、出力部１５から出力された約７．５Ｖの電圧Ｖ３がＲＥＧ回路２に供給される。そして、ＲＥＧ回路２から出力された電圧が抵抗器４ａを介してノードＮ２に供給される。なお、ノードＮ２には、約５Ｖに降圧された電圧が供給される。
【００４５】
次に、ノードＮ２の約５Ｖの電圧がＲＥＧ回路６に供給される。そして、ＲＥＧ回路６により、約５Ｖの電圧が約３．３Ｖの電圧に降圧されるとともに、その約３．３Ｖの電圧が出力端子１００ｂを介して負荷１５１に供給される。
【００４６】
上記したように、本実施形態の電源装置１００では、負荷１５１の状態にかかわらず、ＲＥＧ回路６には、約５Ｖの電圧（所定の電圧）が供給されるとともに、負荷１５１には、約３．３Ｖの電圧が供給される。
【００４７】
次に、図１を参照して、本実施形態による電源装置１００のツェナーダイオード３ａが短絡したときの動作について説明する。なお、以下の動作説明では、負荷１５１がオン状態のときに、ツェナーダイオード３ａが短絡した場合について説明する。
【００４８】
まず、図１に示すように、出力部１５から約２２Ｖの電圧Ｖ１が出力されるとともに、出力部１６から約５Ｖの電圧Ｖ２が出力されている。そして、ツェナーダイオード３ａが短絡すると、ノードＮ１の電圧が低下することにより、出力部１５からＲＥＧ回路２に供給される電圧も低下する。
【００４９】
次に、制御回路１４がＲＥＧ回路２に供給される電圧の低下を検出することにより、制御回路１４がスイッチング素子１２のデューティ比を変化させる。具体的には、制御回路１４は、出力部１５が約７．５Ｖの電圧Ｖ３を出力するとともに、出力部１６が約２Ｖの電圧Ｖ４を出力するようにスイッチング素子１２のデューティ比を制御する。
【００５０】
次に、ノードＮ１の電圧が低下すると、ダイオード５ａにおいて順方向に電流が流れるので、ノードＮ２の電圧が約２Ｖから０Ｖ近傍まで低下する。これにより、トランス１３のタップ１３ｄが約０Ｖになるので、スイッチング電源回路１の出力部１５の出力電圧が低下する。したがって、出力部１５からＲＥＧ回路２に供給される電圧が低下する。
【００５１】
本実施形態では、上記のように、抵抗器４ａと並列にダイオード５ａを設けることによって、ツェナーダイオード３ａの短絡時に、ダイオード５ａに順方向の電流が流れることにより、ノードＮ２の電圧を低下させることができるので、出力部１５からＲＥＧ回路２に供給される電圧を低下させることができる。これにより、ツェナーダイオード３ａの短絡時に、ＲＥＧ回路２に過電流が流れるのを抑制することができるので、ＲＥＧ回路２が発熱するのを抑制することができる。その結果、電源装置１００の安全性を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、ノードＮ１に接続されたツェナーダイオード３ａを設けることによって、ＲＥＧ回路２の短絡時に、ノードＮ１の電圧を低下させることができるので、ＲＥＧ回路６に過電圧が供給されるのを抑制することができる。これによっても、電源装置１００の安全性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、ノードＮ１とノードＮ２との間に抵抗器４ａを設けることによって、ＲＥＧ回路６の短絡時に、ノードＮ１の電圧が低下するのを抑制することができるので、ＲＥＧ回路２に過電流が流れるのを抑制することができる。これによっても、電源装置１００の安全性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、出力部１５および１６を含むスイッチング電源回路１を設けることによって、負荷１５１がオン状態のときに、出力部１６を用いてＲＥＧ回路６に約５Ｖの電圧（所定の電圧）を供給することができるとともに、負荷１５１がオフ状態のときにも、出力部１６を用いて、消費電力が大きくなるのを抑制しながら、ＲＥＧ回路６に約５Ｖの電圧（所定の電圧）を供給することができる。
【００５５】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態において、各電圧値は一例であり、上記した値以外のその他の電圧値であってもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、負荷１５１がオン状態のときに、ツェナーダイオード３ａが短絡した場合の電源装置１００の動作について説明したが、負荷１５１がオフ状態（スタンバイ状態）のときに、ツェナーダイオード３ａが短絡した場合の電源装置１００の動作については、スイッチング素子１２のデューティ比を変化させないこと以外は同様である。
【００５７】
また、上記実施形態では、１次巻線１３ｂの一方端側にブリッジ整流回路１１が接続される例を示したが、１次巻線１３ｂの一方端側に直流電源が接続されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、負荷１５１に電力を供給する電源装置１００について説明したが、具体的には、液晶テレビジョンまたはディスク再生装置などの電子機器の電源部として電源装置１００を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態による電源装置の回路構成を示した図である。
【図２】従来の電源装置の回路構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１        スイッチング電源回路
２        ＲＥＧ回路（第２調整回路）
３        保護回路（第１保護回路）
３ａ      ツェナーダイオード
４        保護回路（第２保護回路）
４ａ      抵抗器
５        保護回路（第３保護回路）
５ａ      ダイオード
６        ＲＥＧ回路（第１調整回路）
１５      出力部（第１出力部）
１６      出力部（第２出力部）
１００    電源装置
１５１    負荷
【図１】
2009171804.tif 000003
【図２】
2009171804.tif 000004