JP2005198469A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 負荷への安全性・信頼性を向上できるスイッチング電源装置を実現する。
【解決手段】 一次側主巻線と二次側巻線とを有する出力トランスT1の一次側主巻線に接続されて、負荷へ印加印加される負荷電圧を安定化するためのスイッチング用のトランジスタQ1を設ける。トランジスタQ1のスイッチングを制御する一次側副巻線T1cを出力トランスT1に設ける。出力トランスT1の一次側に設けられた入力電源電圧の過電圧検出回路3を設ける。出力トランスT1の二次側に設けられ、過電圧検出回路3の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断回路4を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 一次側主巻線と二次側巻線とを有する出力トランスT1の一次側主巻線に接続されて、負荷へ印加印加される負荷電圧を安定化するためのスイッチング用のトランジスタQ1を設ける。トランジスタQ1のスイッチングを制御する一次側副巻線T1cを出力トランスT1に設ける。出力トランスT1の一次側に設けられた入力電源電圧の過電圧検出回路3を設ける。出力トランスT1の二次側に設けられ、過電圧検出回路3の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断回路4を設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、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、直流安定化電圧を出力し、上記直流安定化電圧が印加される負荷に対する保護機能を有するスイッチング電源装置に関するものである。
従来、スイッチング電源装置は、電圧変換効率を高め、かつ小型化・軽量化が可能なものとして知られている。これは、スイッチング電源装置において、トランスの1次側の巻線を流れる電流を高周波数にてスイッチング(断接)することで、トランスの2次側に流れる交流に電圧を制御して変換するので、上記トランスでの変換効率を向上でき、また上記トランスを小型化・軽量化できるからである。
上記スイッチング電源装置には、上記スイッチングを制御するための制御部ICを用いた他励式のスイッチング制御のものと、この制御部ICを使用しない自励式のスイッチング制御のものとが知られている。
このような自励式のスイッチング制御を用いたスイッチング電源装置の例を図12に示す。上記スイッチング電源装置は、動作中に入力電源電圧が上昇した場合、過電圧保護回路として、一次側の入力電圧の上昇を抑える、バリスタが入力側に設けられている。上記スイッチング電源装置においては、その入力過電圧状態が継続して、バリスタの素子限界を超えた時、バリスタは短絡することにより入力の過電流を発生させ、その結果ヒューズを遮断させてスイッチング電源装置の動作停止を実行できるようになっている。
特開昭58−122695号公報(公開日:1983年7月21日)
特開昭61−88723号公報(公開日:1986年5月7日)
しかしながら、以上の様なスイッチング電源装置では、入力電源電圧上昇時においては入力部にバリスタを入れることにより保護しているが、バリスタによる保護は発煙・発火の可能性があるため、信頼性に乏しいという問題を生じる。
また、特許文献1には、インバータの入力過電圧保護回路が開示され、特許文献2では、集積回路のゲートへの入力過電圧保護回路が開示されているが、上記各特許文献1及び2においても、出力側の保護について何ら考慮されていない。
そこで、本発明は、入力電源電圧がある一定電圧以上に上昇した場合に出力を遮断し、安全性・信頼性を向上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。
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、一次側巻線と二次側巻線とを有するトランスと、トランスの一次側巻線に接続されて、負荷へ印加印加される負荷電圧を安定化するためのスイッチング素子と、スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、上記トランスの一次側に設けられた入力電源電圧の検出回路と、上記トランスの二次側に設けられ、上記検出回路の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断部とを備えていることを特徴としている。
上記構成によれば、入力電源電圧が異常に上昇したとき、負荷への出力ラインを開放若しくは短絡することにより、負荷への出力を停止させ、上記負荷である被電源供給機器へ異常状態であることを伝えると共に、上記負荷を入力電圧の上昇から保護できる。よって、上記構成は、負荷への安全性・信頼性を向上できる。
上記スイッチング電源装置では、前記検出回路は、直流入力又は、交流を整流平滑した直流電圧を検出するものであってもよい。上記構成によれば、直流入力又は、交流入力を整流平滑することにより得た直流入力電圧を検出し、その検出結果を基に出力ラインを開放若しくは短絡することにより出力を停止させることで、負荷側に異常状態であることを伝達できる。よって、上記構成は、負荷への安全性・信頼性を向上できる。
上記スイッチング電源装置においては、前記検出回路は、トランスに入力電圧検出巻線を設け、その入力電圧検出巻線に発生する電圧を整流平滑した直流電圧を検出するものであってもよい。
上記構成によれば、トランスに入力電圧検出巻線を設け、その巻線に発生する電圧を整流平滑した直流電圧を検出し、その検出結果を基に出力ラインを開放若しくは短絡することにより出力を停止させ、負荷側へ異常状態であることを伝えることが可能となるので、負荷への安全性・信頼性を向上できる。
その上、上記構成では、入力電源電圧の上昇を電圧検出巻線より検出することにより、トランスの巻数比を適切に設定することで、電圧検出巻線の出力電圧を低く設定できる為、検出回路で消費される電力を低く抑えることができる。
上記スイッチング電源装置では、前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力を開放するためのトランジスタを備え、定電圧ダイオードで検出された入力電源電圧の上昇の検出に基づきフォトカプラで二次側のトランジスタを作動させ、出力ラインを開放し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇を定電圧ダイオードで検出し、出力ラインをトランジスタの作動で開放することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に被電源供給機器である負荷側を保護することができる。
上記スイッチング電源装置においては、前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達すると共に出力ラインを断接するためのリレーを備え、定電圧ダイオードでの入力電源電圧の上昇の検出に基づき、リレーを作動させることにより、出力ラインを開放し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇を定電圧ダイオードで検出し、出力ラインをリレーの作動で開放することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に負荷側を保護することができる。
上記スイッチング電源装置では、前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力ラインを短絡するためのサイリスタを備え、定電圧ダイオードで検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のサイリスタを作動させ、出力ラインを短絡し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇を定電圧ダイオードで検出し、フォトカプラを介して出力ラインをサイリスタの作動で短絡することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に負荷側を保護することができる。
上記スイッチング電源装置においては、前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力を開放するためのトランジスタを備え、シャントレギュレータにて検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のトランジスタを作動させ、出力ラインを開放し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇をシャントレギュレータで検出し、フォトカプラを介して出力ラインをトランジスタで開放することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に負荷側を保護することができる。
上記スイッチング電源装置では、前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達すると共に出力ラインを断接するためのリレーを備え、シャントレギュレータにより検出された入力電源電圧の上昇に基づき、リレーを作動させることにより、出力ラインを開放し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇をシャントレギュレータで検出し、出力ラインをリレーで開放することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に負荷側を保護することができる。
上記スイッチング電源装置においては、前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力ラインを短絡するためのサイリスタを備え、シャントレギュレータにて検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のサイリスタを作動させ、出力ラインを短絡し出力を停止するものであってもよい。
上記構成によれば、入力電源電圧の上昇をシャントレギュレータで検出し、出力ラインをサイリスタの作動で短絡することにより出力を停止し、入力電源電圧上昇時に負荷側を保護することができる。
本発明のスイッチング電源装置は、以上のように、トランスの一次側に設けられた入力電源電圧の検出回路と、上記トランスの二次側に設けられ、上記検出回路の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断部とを備えている構成である。
それゆえ、上記構成は、入力電圧が上昇していくと負荷への出力ラインを開放若しくは短絡することにより、負荷への出力を停止させ、上記負荷である被電源供給機器へ異常状態であることを伝えると共に、上記負荷を入力電圧の上昇から保護できる。よって、上記構成は、負荷への安全性・信頼性を向上できるという効果を奏する。
本発明の実施の各形態について、図1ないし図11に基づいて説明すれば以下のとおりである。
(実施の第一形態)
本発明の実施の第一形態のスイッチング電源装置では、図1に示す概略的構成を示すブロック図に示すように、例えば100V、60Hzの商用電源1が、ヒューズ20を介して入力されるフィルタ回路2と、フィルタ回路2からのノイズが除去された交流が入力される、ホイーストンブリッジ型ダイオード等の一次側の整流回路BD1と、整流回路BD1からのリップル成分を備えた直流をさらに整流するための平滑用コンデンサC1とが設けられている。
本発明の実施の第一形態のスイッチング電源装置では、図1に示す概略的構成を示すブロック図に示すように、例えば100V、60Hzの商用電源1が、ヒューズ20を介して入力されるフィルタ回路2と、フィルタ回路2からのノイズが除去された交流が入力される、ホイーストンブリッジ型ダイオード等の一次側の整流回路BD1と、整流回路BD1からのリップル成分を備えた直流をさらに整流するための平滑用コンデンサC1とが設けられている。
また、上記スイッチング電源装置においては、平滑用コンデンサC1からの直流が入力される一次側主巻線T1aと一次側主巻線T1aとは極性が逆方向となる二次側巻線T1bとを有する出力トランスT1が設けられている。
さらに、出力トランスT1の一次側主巻線T1aに接続されて、負荷へ印加印加される負荷電圧を安定化するために、上記一次側主巻線T1aに流れる電流を断接する電界効果型トランジスタであるFET(スイッチング素子)Q1と、FETQ1のスイッチングを制御するための一次側副巻線(制御回路)T1cとが設けられている。一次側副巻線T1cは、上記出力トランスT1に、一次側主巻線T1aと極性が順方向にて形成されている。本実施の形態では、上記FETQ1は、N型であるが必要に応じてP型も使用可能である。
よって、FETQ1のドレインは、一次側主巻線T1aのアース側に接続され、FETQ1のソースが一次側副巻線T1cのアース側に接続され、FETQ1のゲートが一次側副巻線T1cにおけるアース側とは反対側と接続されている。
その上、上記出力トランスT1の二次側巻線T1bには、二次側巻線T1bから出力される交流を整流するための整流用ダイオードD1及び平滑用コンデンサC2が設けられている。これらにより、本実施の形態においては、絶縁型で、自励式のRCC(リンギングチョークコンバータ)型のスイッチング電源装置を実現している。
そして、本発明のスイッチング電源装置では、上記出力トランスT1の一次側に設けられた入力電源電圧の過電圧検出回路(検出回路)3と、上記出力トランスT1の二次側に設けられ、上記過電圧検出回路3の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断回路4とを備えている。なお、過電圧検出回路3における、入力電源電圧の異常上昇の検出については、必要に応じて設定すればよく、また、後述の定電圧ダイオードZD1等の規格の選択により容易に設定可能である。
本実施の形態においては、入力電源電圧の上昇した際に電源装置の出力は一定に持続されるように制御されるため、負荷(被電源供給)側では入力電源電圧の異常を検出できないが、電源装置の入力電源電圧が上昇した場合に出力を停止させることにより、負荷側へ異常を伝達し、負荷を保護できる。
(実施の第二形態)
本発明に係る実施の第二形態のスイッチング電源装置では、図2の回路図に示すように、過電圧検出回路3aが、出力トランスT1の一次側に、平滑用コンデンサC1に対し並列に接続されて設けられている。過電圧検出回路3aは、抵抗R1、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1a及び定電圧(ツェナー)ダイオードZD1を互いに直列に接続して有している。
本発明に係る実施の第二形態のスイッチング電源装置では、図2の回路図に示すように、過電圧検出回路3aが、出力トランスT1の一次側に、平滑用コンデンサC1に対し並列に接続されて設けられている。過電圧検出回路3aは、抵抗R1、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1a及び定電圧(ツェナー)ダイオードZD1を互いに直列に接続して有している。
また、上記スイッチング電源装置においては、出力遮断回路4aが、出力トランスT1の二次側に、平滑用コンデンサC2に対し並列に接続されて設けられている。出力遮断回路4aは、スイッチとしてのトランジスタQ2と抵抗R2とフォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bとを備えている。トランジスタQ2は、npn型であり、そのコレクタが整流用ダイオードD1に接続され、そのエミッタが出力端子に接続され、そのベースがフォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bの一方の端子に接続されている。抵抗R2の各端子は、トランジスタQ2のコレクタとベースとにそれぞれ接続されている。受光トランジスタPC1bの他方の端子は、アースに接続されている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると定電圧ダイオードZD1がオンするため、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、トランジスタQ2がオフとなり出力ラインが開放され、出力を停止させることを特徴とする。なお、本実施の第二形態、及び以下の各形態において、上記実施の第一形態と同様な機能を有する部材に関しては、同一の部材番号を付与してそれらの説明を省いた。
(実施の第三形態)
図3は本発明の実施の第三形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置においては、図3に示すように、過電圧検出回路3bが、出力トランスT1の一次側に、平滑用コンデンサC1に対し並列に接続されて設けられている。過電圧検出回路3bは、抵抗R1、リレーRY1のコイル部及び定電圧ダイオードZD1を互いに直列に接続して有している。
図3は本発明の実施の第三形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置においては、図3に示すように、過電圧検出回路3bが、出力トランスT1の一次側に、平滑用コンデンサC1に対し並列に接続されて設けられている。過電圧検出回路3bは、抵抗R1、リレーRY1のコイル部及び定電圧ダイオードZD1を互いに直列に接続して有している。
また、上記スイッチング電源装置では、出力遮断回路4bとしての、上記リレーRY1のコイルの作動により出力ラインを断接するスイッチ部が、出力トランスT1の二次側に接続されて設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると定電圧ダイオードZD1がオンするため、リレーRY1のコイル部に電圧が印加され、リレーRY1のスイッチ部が切り替わる。それにより、出力ラインが開放され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第四形態)
図4は本発明の実施の第四形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、上記実施の第二形態に記載の過電圧検出回路3aと同様な過電圧検出回路3cが設けられている。一方、出力遮断回路4cとしては、前述の出力遮断回路4aのトランジスタQ2に代えて、電力スイッチング用半導体素子であるサイリスタSCR1が設けられている。サイリスタSCR1のアノードは、整流用ダイオードD1に接続されている。サイリスタSCR1のカソードはアースに接続されている。また、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bの両端子には、分圧用の各抵抗R2、R3が接続されている。サイリスタSCR1のゲートは、受光トランジスタPC1bと抵抗R3との間に接続されている。なお、サイリスタSCR1のゲートは、受光トランジスタPC1bと抵抗R2との間に接続されていてもよい。
図4は本発明の実施の第四形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、上記実施の第二形態に記載の過電圧検出回路3aと同様な過電圧検出回路3cが設けられている。一方、出力遮断回路4cとしては、前述の出力遮断回路4aのトランジスタQ2に代えて、電力スイッチング用半導体素子であるサイリスタSCR1が設けられている。サイリスタSCR1のアノードは、整流用ダイオードD1に接続されている。サイリスタSCR1のカソードはアースに接続されている。また、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bの両端子には、分圧用の各抵抗R2、R3が接続されている。サイリスタSCR1のゲートは、受光トランジスタPC1bと抵抗R3との間に接続されている。なお、サイリスタSCR1のゲートは、受光トランジスタPC1bと抵抗R2との間に接続されていてもよい。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると定電圧ダイオードZD1がオンするため、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、サイリスタSCR1がオンとなり出力ラインが短絡され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第五形態)
図5は本発明の実施の第五形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、第二形態に記載の過電圧検出回路3aと同様な過電圧検出回路3dが設けられている。過電圧検出回路3dは、定電圧ダイオードZD1に代えて、シャントレギュレータIC1が設けられている。シャントレギュレータIC1への制御電圧を調整するため、各分圧用抵抗R4、R5が出力トランスT1の一次側に接続されている。一方、前述の出力遮断回路4aが設けられている。
図5は本発明の実施の第五形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、第二形態に記載の過電圧検出回路3aと同様な過電圧検出回路3dが設けられている。過電圧検出回路3dは、定電圧ダイオードZD1に代えて、シャントレギュレータIC1が設けられている。シャントレギュレータIC1への制御電圧を調整するため、各分圧用抵抗R4、R5が出力トランスT1の一次側に接続されている。一方、前述の出力遮断回路4aが設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇するとシャントレギュレータIC1がオンするためフォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、トランジスタQ2のベースがアース電位となるため、トランジスタQ2がオフとなり出力ラインが開放され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第六形態)
図6は本発明の実施の第六形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、上記実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dのフォトカプラPC1に代えたリレーRY1を備えた過電圧検出回路3eが設けられている。よって、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4bが設定されている。
図6は本発明の実施の第六形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、上記実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dのフォトカプラPC1に代えたリレーRY1を備えた過電圧検出回路3eが設けられている。よって、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4bが設定されている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇するとシャントレギュレータIC1がオンするため、リレーRY1のコイル部に電圧が印加され、リレーRY1のスイッチ部が切り替わる。それにより、出力ラインが開放され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第七形態)
図7は本発明の実施の第七形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dと、前記実施の第四形態に記載の出力遮断回路4cとが設けられている。
図7は本発明の実施の第七形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dと、前記実施の第四形態に記載の出力遮断回路4cとが設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇するとシャントレギュレータIC1がオンするため、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、サイリスタSCR1がオンとなり出力ラインが短絡され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第八形態)
図8は本発明の実施の第八形態のスイッチング電源装置の概略的構成を示すブロック図である。上記スイッチング電源装置においては、前記実施の第一形態に記載の構成に加えて、さらに、出力トランスT1の一次側に電圧検出用の副巻線T1dを、一次側主巻線T1aと同極性にて新たに設け、その副巻線T1dに対し、直列に整流用ダイオードD2と、並列に平滑用コンデンサC3とが接続されて設けられている。そして、整流用ダイオードD2、及び平滑用コンデンサC3からの直流電圧が過電圧検出回路3に入力されている。これにより、過電圧検出回路3においては、入力電源電圧が異常に高くなると、その異常は過電圧検出回路3にて検出され、その検出結果に基づき、出力遮断回路4において出力を遮断するようになっている。
図8は本発明の実施の第八形態のスイッチング電源装置の概略的構成を示すブロック図である。上記スイッチング電源装置においては、前記実施の第一形態に記載の構成に加えて、さらに、出力トランスT1の一次側に電圧検出用の副巻線T1dを、一次側主巻線T1aと同極性にて新たに設け、その副巻線T1dに対し、直列に整流用ダイオードD2と、並列に平滑用コンデンサC3とが接続されて設けられている。そして、整流用ダイオードD2、及び平滑用コンデンサC3からの直流電圧が過電圧検出回路3に入力されている。これにより、過電圧検出回路3においては、入力電源電圧が異常に高くなると、その異常は過電圧検出回路3にて検出され、その検出結果に基づき、出力遮断回路4において出力を遮断するようになっている。
ところで、従来では、入力電源電圧の上昇した際にスイッチング電源装置は出力を一定に持続するため、負荷側(被電源供給側)においては、入力電源電圧の異常を検出できない。
そこで、本発明のスイッチング電源装置においては、電源装置の入力電源電圧が上昇した場合に電圧検出巻線である、副巻線T1dを介して電圧検出をすることにより、過電圧検出回路3の消費電力を抑えながら、出力を停止させることによって、負荷側へ異常を伝え、負荷を保護できる。
(実施の第九形態)
図9は本発明の実施の第九形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記上記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dを含む過電圧検出回路3fを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4aが設けられている。
図9は本発明の実施の第九形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記上記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第五形態に記載の過電圧検出回路3dを含む過電圧検出回路3fを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4aが設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると電圧検出巻線である、副巻線T1dの電圧が上昇し、シャントレギュレータIC1がオンするため、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、トランジスタQ2がオフとなり出力ラインが開放され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第十形態)
図10は本発明の実施の第十形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第六形態に記載の過電圧検出回路3eを含む過電圧検出回路3gを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4bが設けられている。
図10は本発明の実施の第十形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第六形態に記載の過電圧検出回路3eを含む過電圧検出回路3gを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4bが設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると電圧検出巻線である、副巻線T1dの電圧が上昇し、シャントレギュレータIC1がオンするため、リレーRY1のコイル部に電圧が印加され、リレーRY1のスイッチ部が切り替わる。それにより、出力ラインが開放され、出力を停止することを特徴とする。
(実施の第十一形態)
図11は本発明の実施の第十一形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第七形態に記載の過電圧検出回路3dを含む過電圧検出回路3hを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4cが設けられている。
図11は本発明の実施の第十一形態のスイッチング電源装置の回路図である。上記スイッチング電源装置では、前記実施の第八形態に記載の過電圧検出回路3に対応する、前述の実施の第七形態に記載の過電圧検出回路3dを含む過電圧検出回路3hを備え、出力トランスT1の二次側には、出力遮断回路4cが設けられている。
上記スイッチング電源装置においては、入力電源電圧が上昇すると電圧検出巻線である、副巻線T1dの電圧が上昇し、シャントレギュレータIC1がオンするため、フォトカプラPC1の発光ダイオードPC1aがオンし、フォトカプラPC1の受光トランジスタPC1bがオンする。それにより、サイリスタSCR1がオンとなり出力ラインが短絡され、出力を停止することを特徴とする。
これら実施の各形態に記載するように、入力電源電圧が異常に上昇したとき、負荷への出力ラインを開放若しくは短絡することにより、負荷への出力を停止させ、上記負荷である被電源供給機器へ異常状態であることを伝えると共に、上記負荷を入力電圧の上昇から保護できる。よって、上記構成は、負荷への安全性・信頼性を向上できるものとなっている。
なお、上記の実施の各形態では、本発明を自励式のスイッチング電源装置に用いた例を挙げたが、特に自励式に限定されることはなく、例えば、スイッチング電源用の制御部ICを用いた他励式のスイッチング電源装置にも適用できる。また、上記の実施の各形態においては、交流から直流へのスイッチング電源装置に本発明を用いた例を挙げたが、直流から直流への電圧変換等のスイッチング電源装置にも本発明は適用できることは明らかである。
さらに、上記の実施の各形態では、本発明を、絶縁型でRCC型のスイッチング電源装置に用いた例を挙げたが、絶縁型でFCC型のスイッチング電源装置にも適用することが可能である。また、上記の実施の各形態においては、フォトカプラPC1やリレーRY1は、部品点数を削減できる異常時にオンする構成としたが、正常時のオン状態で、異常時にオフ状態での構成も可能である。
本発明のスイッチング電源装置は、入力電源電圧の異常な上昇を、出力の停止により負荷側に伝達できるから、負荷側の保護の信頼性を改善できて、スイッチング電源装置の用途に好適に利用できる。
1:商用電源
2:フィルタ回路
3:過電圧検出回路
4:出力遮断回路
T1:出力トランス
Q1:FET
Q2:トランジスタ
D1、D2:整流用ダイオード
ZD1:定電圧ダイオード
R1、R2、R3、R4、R5、R6:抵抗
C1、C2、C3:平滑用コンデンサ
RY1:リレー
SCR1:サイリスタ
IC1:シャントレギュレータ
PC1:フォトカプラ
BD1:整流回路
ZR1:バリスタ
2:フィルタ回路
3:過電圧検出回路
4:出力遮断回路
T1:出力トランス
Q1:FET
Q2:トランジスタ
D1、D2:整流用ダイオード
ZD1:定電圧ダイオード
R1、R2、R3、R4、R5、R6:抵抗
C1、C2、C3:平滑用コンデンサ
RY1:リレー
SCR1:サイリスタ
IC1:シャントレギュレータ
PC1:フォトカプラ
BD1:整流回路
ZR1:バリスタ
Claims (9)
- 一次側巻線と二次側巻線とを有するトランスと、
トランスの一次側巻線に接続されて、負荷へ印加印加される負荷電圧が安定化するためのスイッチング素子と、
スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
上記トランスの一次側に設けられた入力電源電圧の検出回路と、
上記トランスの二次側に設けられ、上記検出回路の検出結果に基づいて負荷への電力供給を遮断させる出力遮断部とを備えていることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、直流入力又は、交流を整流平滑した直流電圧を検出するものであ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。
- 前記検出回路は、トランスに入力電圧検出巻線を設け、その入力電圧検出巻線に発生する電圧を整流平滑した直流電圧を検出するものであ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。
- 前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力を開放するためのトランジスタを備え、定電圧ダイオードで検出された入力電源電圧の上昇の検出に基づきフォトカプラで二次側のトランジスタを作動させ、出力ラインを開放し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達すると共に出力ラインを断接するためのリレーを備え、定電圧ダイオードでの入力電源電圧の上昇の検出に基づき、リレーを作動させることにより、出力ラインを開放し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、入力電源電圧を検出する定電圧ダイオードを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力ラインを短絡するためのサイリスタを備え、定電圧ダイオードで検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のサイリスタを作動させ、出力ラインを短絡し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力を開放するためのトランジスタを備え、シャントレギュレータにて検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のトランジスタを作動させ、出力ラインを開放し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達すると共に出力ラインを断接するためのリレーを備え、シャントレギュレータにより検出された入力電源電圧の上昇に基づき、リレーを作動させることにより、出力ラインを開放し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。 - 前記検出回路は、入力電源電圧を検出するシャントレギュレータを備え、
前記出力遮断部は、一次−二次間にて情報を伝達するフォトカプラ、及び出力ラインを短絡するためのサイリスタを備え、シャントレギュレータにて検出された入力電源電圧の上昇に基づき、フォトカプラで二次側のサイリスタを作動させ、出力ラインを短絡し出力を停止するものであることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004004766A JP2005198469A (ja) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004004766A JP2005198469A (ja) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005198469A true JP2005198469A (ja) | 2005-07-21 |
Family
ID=34819285
Family Applications (1)
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JP2004004766A Withdrawn JP2005198469A (ja) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005198469A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102496906A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-06-13 | 福建捷联电子有限公司 | 显示装置的pfc输出滤波电容过压保护的方法及电路 |
CN111352010A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-06-30 | 刘文辉 | 一种配电柜绝缘故障预警装置 |
-
2004
- 2004-01-09 JP JP2004004766A patent/JP2005198469A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102496906A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-06-13 | 福建捷联电子有限公司 | 显示装置的pfc输出滤波电容过压保护的方法及电路 |
CN111352010A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-06-30 | 刘文辉 | 一种配电柜绝缘故障预警装置 |
CN111352010B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-06-14 | 烟台海珐电气科技有限公司 | 一种配电柜绝缘故障预警装置 |
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