JP3944109B2

JP3944109B2 - スイッチング電源装置

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Publication number: JP3944109B2
Application number: JP2003112731A
Authority: JP
Inventors: 芳通廣川
Original assignee: Cosel Co Ltd
Current assignee: Cosel Co Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2007-07-11
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電圧を所望の電圧に変換し、電子機器に供給するスイッチング電源装置であって、特にパルスバイパルス式の過電流保護回路を備えたスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００２−２７２０９９号公報
従来、パルスバイパルス式の過電流保護機能を備えたフライバック式のスイッチング電源装置１０は、例えば図３に示すように、直流電圧源に接続される入力端子１１，１２間に、トランスＴの１次巻線Ｎ１とＭＯＳ−ＦＥＴの主スイッチ素子Ｑ１より成る直列回路が接続され、入力端子１１に１次巻線のドットのある側が接続され、ドットのない側が主スイッチ素子Ｑ１に接続されている。トランスＴの２次巻線Ｎ２には、そのドットのない側が整流用素子であるダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードが出力端子１３に接続され、２次巻線Ｎ２のドットのある側は、基準電位である出力端子１４に接続されている。そして、平滑用の出力コンデンサＣ４が、出力端子１３，１４に並列に設けられている。
【０００３】
さらに、１次側の回路には、制御ＩＣ１５が設けられ、制御ＩＣ１５の基準電圧端子１は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の直列回路からなるスイッチング周波数設定回路１６を介して、入力端子１２のグランド電位に接続されている。スイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１間には、制御ＩＣ１５のスイッチング周波数設定端子２が接続され、制御ＩＣ１５のグランド端子３は、入力端子１２のグランド電位に接続されている。
【０００４】
制御ＩＣ１５の電流検出端子４は、主スイッチ素子Ｑ１のソースに抵抗Ｒ４を介して接続されているとともに、抵抗Ｒ５を介してグランド電位に接続されている。電流検出端子４は、制御ＩＣ１５内のパルスバイパルス式の過電流保護回路につながれている。主スイッチ素子Ｑ１に接続され、電流検出端子４に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５は、主スイッチ素子Ｑ１を流れる電流を電圧に変えて、電流検出端子４を介して制御ＩＣ１５内の過電流保護回路に検知させる電流検知回路１７を構成する。また、主スイッチ素子Ｑ１のソースは、抵抗Ｒ５を介してグランド電位に接続されている。制御ＩＣ１５の制御パルスを出力する駆動端子５は、主スイッチ素子Ｑ１のゲートに接続されている。
【０００５】
さらに、制御ＩＣ１５の電源端子６は、抵抗Ｒ１０を介して入力端子１１に接続されているとともに、ダイオードＤ２のカソードに接続され、ダイオードＤ２のアノードが制御ＩＣ１５等の駆動電源となる第３の巻線Ｎ３のドットのない側に接続されている。第３の巻線Ｎ３のドットのある側はグランド電位に接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、さらにコンデンサＣ２を介してグランド電位に接続されている。
【０００６】
このスイッチング電源装置１０は、制御ＩＣ１５により駆動される主スイッチ素子Ｑ１がオン・オフし、主スイッチ素子Ｑ１がターンオフしたときに、トランスＴの２次側回路の整流用素子であるダイオードＤ１に電流が流れ出力コンデンサＣ４を充電し、この動作を繰り返して出力端子１３，１４に電力を供給する。
【０００７】
ここで、図４のグラフの実線に示すように、出力電圧Ｖｏは負荷変動にかかわらず制御ＩＣ１５が駆動パルス幅を制御して一定となるようにしているが、出力電流Ｉｏが定格出力ａ点を超えたｂ点に達すると、制御ＩＣ１５のる過電流保護回路が働き、出力電圧Ｖｏが低下し出力電流Ｉｏの増加を抑える。この過電流保護動作は、主スイッチ素子Ｑ１を流れる電流を電圧に変換して、その電流値を制御ＩＣ１５の電流検出端子４で検出し、検出値が所定の値を越えると、主スイッチ素子Ｑ１をオフ状態として、制御パルス信号のデューティ比をより小さくするものである。これにより、主スイッチ素子Ｑ１に流れる電流のピーク値を所定の値に制限し、主スイッチ素子Ｑ１に過大な電流が流れないようにして、電源出力の過電流を抑えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主スイッチ素子Ｑ１に流れる電流のピーク値を検出して制御するだけでは、過電流により電源の出力電圧が低下していくと出力電流が増加し、２次側の整流素子やトランスの巻線に非常に大きな電流が流れてしまうものであった。また、出力電圧がさらに低下し、ゼロボルト付近になると主スイッチ素子Ｑ１のオン時間を限りなくゼロにしなければならないが、制御ＩＣ１５や主スイッチ素子Ｑ１の動作の遅延などにより、主スイッチ素子Ｑ１のオン時間をそれ以上短くできなくなる。この状態では、さらに過大な電流が電源出力に流れてしまい、トランスや２次側の整流素子が発熱により破壊したりする恐れがある。また、破壊しないようにするには、整流素子やトランスを大型化しなければならず、電源装置の小型化や低コスト化の妨げとなっていた。
【０００９】
また、この過電流保護を目的として特許文献１に開示されているスイッチング電源装置も提案されている。このスイッチング電源装置は、出力電圧のレベルを検知して、所定の閾値以下になると、制御ＩＣによる主スイッチ素子の時定数を大きくするように、トランジスタをオンして、時定数設定回路にコンデンサを並列に接続するようにしたものである。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されたスイッチング電源装置の場合、過電流防止のために所定の閾値で時定数設定回路にコンデンサを並列に付加するため、動作が段階的であり、なめらかな制御ではないものである。また、この過電流保護動作がスイッチング電源の立ち上がり時に作動しないように、動作開始電流値を高めに設定しなければならず、整流素子やトランスの小型化に寄与するという効果が小さいものであった。
【００１１】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成の回路で、過電流保護動作により出力電圧が低下した際の過電流を効果的に抑制し、過電流による回路素子の破損を防止し、電源装置の小型化と低コスト化にも寄与するスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明のスイッチング電源装置は、主スイッチ素子を流れる電流を電圧に変換し、制御回路の電流検出端子に入力し、電源出力の過電流保護動作を行うスイッチング電源装置であって、出力電圧が設定電圧以下になったことを検出すると、上記電流検出端子に入力する電圧をバイアスして入力し、出力電圧の低下により出力電流が増加するほど主スイッチ素子に流れる電流を下げるように動作させるものである。さらに、このバイアス電圧は、スイッチング周波数設定回路に流れる電流をバイパスして形成し、スイッチング周波数設定用コンデンサに流れる電流を減らして、スイッチング周波数を下げるものである。これにより、電源出力に過電流が流れようとする際に、出力電流を制限し、出力短絡時等にも過大な電流が出力側に流れないようにする。
【００１３】
この発明は、一対の入力端子間にトランスの１次巻線と主スイッチ素子が直列に接続され、一定の周期内で上記主スイッチ素子をＰＷＭ制御する制御ＩＣ等の制御回路と、出力端子間に、上記トランスの２次巻線に直列に接続されたダイオードやスイッチング素子等の整流用素子と、並列に設けられたコンデンサ等の平滑回路を備え、上記制御回路にはスイッチング周波数を定めるスイッチング周波数設定回路が接続されているとともに、上記主スイッチ素子に流れる電流を電流検知回路を介して検出して上記制御回路の電流検出端子に入力させ、上記主スイッチ素子に流れる電流が所定の閾値を越えると上記主スイッチ素子をオフさせる過電流保護動作を行うパルスバイパルス過電流保護回路を、上記制御回路に備えたスイッチング電源装置であって、上記トランスに第３の巻線を設け、この第３の巻線により電源出力電圧を検出し、この電源出力電圧が所定の設定値以下に低下すると、上記スイッチング周波数設定回路のコンデンサに流れる電流の一部をバイパスし、そのバイパスした電流を上記電流検知回路に重畳して上記制御回路の電流検出端子で検知することによって、上記主スイッチ素子に流れる電流を抑える方向に上記制御回路を動作させるとともに、上記スイッチング周波数設定回路によるスイッチング周波数を下げて、電源出力の過電流保護動作を行うようにしたスイッチング電源装置である。
【００１４】
上記トランスに巻かれた第３の巻線の両端にはダイオードとコンデンサが直列に接続され、上記コンデンサの両端に電源出力電圧に比例した電圧を発生させる電源出力検出回路を設け、この電源出力検出回路の出力が制御端子に接続された制御スイッチ素子を設け、さらに上記制御スイッチ素子の一方の端子を上記スイッチング周波数設定回路に接続し、他方の端子を上記電流検知回路に接続して、電源出力電圧が所定の設定値以下に低下すると、上記制御スイッチ素子がオンして、上記スイッチング周波数設定回路のコンデンサに流れる電流の一部をバイパスし、そのバイパスした電流を上記電流検知回路に重畳し、上記過電流保護動作を行うようにしたスイッチング電源装置である。
【００１５】
また、上記第３の巻線により電源出力電圧に比例した正の電圧を得て、上記制御スイッチ素子としてＰＮＰトランジスタを設け、上記電源出力検出回路の出力を上記ＰＮＰトランジスタのベースに接続し、このＰＮＰトランジスタのエミッタと上記制御回路の基準電圧端子との間に所定の抵抗を設け、この所定の抵抗の所定電位個所を上記スイッチング周波数設定回路に接続し、上記ＰＮＰトランジスタのコレクタを、上記電流検知回路に接続するとともに上記制御回路の電流検出端子に接続し、上記制御回路による電源出力の過電流保護動作が働いた後、所定の電源出力電圧で上記ＰＮＰトランジスタをオンさせ上記過電流保護動作を行うスイッチング電源装置である。
【００１６】
また、上記第３の巻線により電源出力電圧に比例した負の電圧を得て、上記制御スイッチ素子としてＮＰＮトランジスタを設け、上記電源出力検出回路の出力と上記制御回路の基準電圧端子との間に設けられた所定の抵抗の所定電位個所に上記ＮＰＮトランジスタのベースを接続し、上記ＮＰＮトランジスタのコレクタと上記制御回路の基準電圧端子との間に抵抗を設け、上記ＮＰＮトランジスタのエミッタを、抵抗を介して上記電流検知回路に接続するとともに上記制御回路の電流検出端子に接続し、上記制御回路による電源出力の過電流保護動作が働いた後、所定の出力電圧で上記ＮＰＮトランジスタをオンさせ上記過電流保護動作を行うスイッチング電源装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１に基づいてこの発明の第一実施形態のフライバック式スイッチング電源装置について説明する。この実施形態のスイッチング電源装置２０は、パルスバイパルス式の過電流保護回路を制御回路である制御ＩＣ１５内に備えたもので、直流電圧源に接続される入力端子１１，１２間に、トランスＴの１次巻線Ｎ１とＭＯＳ−ＦＥＴの主スイッチ素子Ｑ１より成る直列回路が接続され、入力端子１１に１次巻線のドットのある側が接続され、ドットのない側が主スイッチ素子Ｑ１に接続されている。トランスＴの２次巻線Ｎ２には、そのドットのない側が整流用素子であるダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードが出力端子１３に接続され、２次巻線Ｎ２のドットのある側は、基準電位である出力端子１４に接続されている。そして、平滑用の出力コンデンサＣ４が、出力端子１３，１４に並列に設けられている。
【００１８】
さらに、１次側の回路の制御ＩＣ１５の基準電圧端子１は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の直列回路からなるスイッチング周波数設定回路１６を介して、入力端子１２のグランド電位に接続されている。スイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１間には、制御ＩＣ１５のスイッチング周波数設定端子２が接続され、制御ＩＣ１５のグランド端子３は、入力端子１２のグランド電位に接続されている。
【００１９】
制御ＩＣ１５の電流検出端子４は、主スイッチ素子Ｑ１のソースに抵抗Ｒ４を介して接続されているとともに、抵抗Ｒ５を介してグランド電位に接続されている。電流検出端子４は、制御ＩＣ１５内のパルスバイパルス式の過電流保護回路につながれている。主スイッチ素子Ｑ１に接続され、電流検出端子４に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５は、主スイッチ素子Ｑ１を流れる電流を電圧に変えて、電流検出端子４を介して制御ＩＣ１５内の過電流保護回路に検知させる電流検知回路１７を構成する。また、主スイッチ素子Ｑ１のソースは、抵抗Ｒ５を介してグランド電位に接続されている。制御ＩＣ１５の制御パルスを出力する駆動端子５は、主スイッチ素子Ｑ１のゲートに接続されている。
【００２０】
さらに、制御ＩＣ１５の電源端子６は、抵抗Ｒ１０を介して入力端子１１に接続されているとともに、ダイオードＤ２のカソードに接続され、ダイオードＤ２のアノードが制御ＩＣ１５等の駆動電源となる第３の巻線Ｎ３のドットのない側に接続されている。第３の巻線Ｎ３のドットのある側はグランド電位に接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、さらに電源出力検出回路２２に接続されている。
【００２１】
電源出力検出回路２２は、ダイオードＤ２のカソードにノイズフィルタを構成する抵抗Ｒ８，Ｒ９が直列に接続され、その中点にノイズフィルタのコンデンサＣ３の一方の端子が接続され、他方の端子はグランド電位に接続している。抵抗Ｒ９はダイオードＤ３のアノードに接続され、ダイオードＤ３のカソードがコンデンサＣ２の一方の端子に接続され、コンデンサＣ２の他方の端子がグランド電位に接続されている。また、ダイオードＤ３のカソードは、直列に接続された抵抗Ｒ６，Ｒ７を介してグランド電位に繋がっている。
【００２２】
この電源出力検出回路２２の出力である抵抗Ｒ６，Ｒ７の中点は、制御スイッチ素子であるＰＮＰトランジスタＴｒ１のベースに接続されている。ＰＮＰトランジスタＴｒ１のエミッタと制御ＩＣ１５の基準電圧端子１との間には、抵抗Ｒ２，Ｒ３が直列に接続され、抵抗Ｒ２，Ｒ３間にスイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１の一端が接続されている。そして、ＰＮＰトランジスタＴｒ１のコレクタが制御ＩＣ１５の電流検出端子４に接続されているとともに、電流検知回路１７である抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してグランド電位に接続している。
【００２３】
この実施形態のスイッチン電源装置２０の動作は、制御ＩＣ１５の制御パルスにより主スイッチ素子Ｑ１がターンオンすると、１次巻線Ｎ１及び２次巻線Ｎ２のドットのある側が各々プラスとなるが、整流素子Ｄ１により２次巻線Ｎ２には電流は流れない。この後、制御ＩＣ１５により、負荷等に合わせてＰＷＭ制御されて主スイッチ素子Ｑ１がターンオフする。これにより、２次巻線Ｎ２のドットのない側の端子にプラス電圧が発生し、同時に第３の巻線Ｎ３のドットのない側の端子にもプラス電圧が発生する。これにより、出力コンデンサＣ４は、ダイオードＤ１を経て充電される。また、電源出力検出回路２２のコンデンサＣ２が、抵抗Ｒ８，Ｒ９及びダイオードＤ３を介してして充電される。そして、制御ＩＣ１５によりこの動作を繰り返して、出力端子１３，１４に電力を供給する。
【００２４】
また、電源出力検出回路２２では、コンデンサＣ２が充電されて出力電圧に比例した正の電圧が得られ、抵抗Ｒ６，Ｒ７により分圧された電位が、ＰＮＰトランジスタＴｒ１のベースに印加される。電源出力検出回路２２の出力の電位が、制御ＩＣ１５の基準電圧端子１の電位からＰＮＰトランジスタＴｒ１のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅを引いた値よりも小さくなると、ＰＮＰトランジスタＴｒ１がオンする。このＰＮＰトランジスタＴｒ１がオンする電圧の設定は、電源出力の過電流保護動作が制御ＩＣ１５により行われ電源出力電圧が低下している状態で、さらに過電流保護動作が必要な状態となる適宜の電源出力電圧に設定する。
【００２５】
これにより、ＰＮＰトランジスタＴｒ１に制御ＩＣ１５の基準電圧端子１からスイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１に流れる電流の一部がバイパスされ、電流検知回路１７に流れる。そして、電流検知回路１７による電圧が制御ＩＣ１５の電流検出端子４に入力する。このバイパスした電流を電流検知回路１７に流すことによって、制御ＩＣ１５の電流検出端子４に入力する電圧がバイアスされ、電源出力が低下すればするほど、電流検出端子４にかかる電圧を大きくすることになる。これにより、制御ＩＣ１５は、主スイッチ素子Ｑ１に流れる電流をさらに抑えるために駆動パルスのデューティ比を小さくするように制御する。これとともに、スイッチング周波数設定回路１６のコンデンサＣ１に流れる電流の一部がバイパスされるので、コンデンサＣ１の充電電流が減少し、主スイッチ素子Ｑ１を駆動するスイッチング周波数が低下し、主スイッチ素子Ｑ１の駆動パルスのデューティ比がより小さくなる。このＰＮＰトランジスタＴｒ１による動作は、先ず図４のグラフの実線に示すように制御ＩＣ１５による過電流保護動作が作動し始める点ｂを過ぎた後、例えば点ｃから、図４の破線で示す動作をするように設定されるので、過電流保護動作が始まる設定値には影響しないものである。
【００２６】
この実施形態のスイッチング電源装置２０によれば、過電流保護動作により出力電圧が低下しても、図４の破線で示すように、所定の点ｃにおける出力電圧ＶｏでＰＮＰトランジスタＴｒ１がオンし、上述の過電流保護動作により出力電圧Ｖｏの低下によっても出力電流Ｉｏが増加させない。また、起動時や出力短絡からの開放の場合もこの動作が働き、出力の立ち上がりが急峻に成らず、オーバーシュートの発生を抑えるものである。またスイッチング電源装置の負荷となる装置にも過大な電圧をかけてしまうことがなく、このスイッチング電源装置の平滑フィルタの小型化にも寄与する。
【００２７】
さらに、一つの電流によりＰＮＰトランジスタＴｒ１を制御し、主スイッチ素子Ｑ１の電流値を制限する動作と、スイッチング周波数を下げると言う二つの動作を行わせるものであり、少ない部品点数で確実な過電流保護動作を機能させることができる。
【００２８】
また、過電流保護動作が始まる電流値ではＰＮＰトランジスタＴｒ１はオンしないので、過電流のバラツキには影響せず、過電流設定値のバラツキを考慮して整流素子やトランスを無駄に大きくする必要がなく、この点からもスイッチング電源装置の小型化に寄与する。
【００２９】
次に、この発明の第二実施形態のスイッチング電源装置３０を図２に示す。ここで上記実施形態と同様の構成は同一符号を付して説明を省略する。この実施形態では、第一実施形態と異なり、制御ＩＣ１５の電源端子６に接続されたダイオードＤ２のアノードが、制御ＩＣ１５等の駆動電源となる第３の巻線Ｎ３のドットのある側に接続され、ドットのない側は、グランド電位に接続されている。
【００３０】
さらに、ダイオードＤ２のアノードは電源出力検出回路３２に接続され、ダイオードＤ２のアノードにノイズフィルタを構成する抵抗Ｒ８，Ｒ９が上記実施形態と同様に接続され、抵抗Ｒ９はダイオードＤ３のカソードに接続され、ダイオードＤ３のアノードがコンデンサＣ２の一方の端子に接続され、コンデンサＣ２の他方の端子がグランド電位に接続されている。また、ダイオードＤ３のアノードは、直列に接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を介して制御ＩＣ１５の基準電圧端子１に繋がっている。
【００３１】
この電源出力検出回路３２の出力は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の中点が制御スイッチ素子であるＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタは、抵抗Ｒ２を介して制御ＩＣ１５の基準電圧端子１に接続しているとともに、スイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１に接続している。またＮＰＮトランジスタＴＲ２のエミッタは、抵抗Ｒ３を介して制御ＩＣ１５の電流検出端子４に接続されているとともに、電流検出回路１７の抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してグランド電位に接続している。
【００３２】
この実施形態の電源出力検出回路３２の動作も、上記実施形態の電源出力検出回路３２の動作と同様のもので、電源出力検出回路３２により電源出力電圧に比例した負の電圧が得られ、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の中点の電位が、電流検出端子４の電位とＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースエミッタ間電位を加算した値よりも大きくなると、ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンする。このＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンする電源出力電圧の設定は、電源出力の過電流保護動作が制御ＩＣ１５により行われ出力電圧が低下している状態で、さらに過電流保護動作が必要な状態となる適宜の電圧に設定する。
【００３３】
これにより、ＮＰＮトランジスタＴｒ２に、制御ＩＣ１５の基準電圧端子１からスイッチング周波数設定回路１６の抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１に流れる電流の一部がバイパスされ、電流検知回路１７に流れる。そして、電流検知回路１７による電圧が制御ＩＣ１５の電流検出端子４に入力する。このバイパスした電流を電流検知回路１７に流すことによって、制御ＩＣ１５の電流検出端子４に入力する電圧がバイアスされ、電源出力が低下すればするほど、電流検出端子４にかかる電圧を大きくすることになる。そして、制御ＩＣ１５は、主スイッチ素子Ｑ１に流れる電流をさらに抑えるために駆動パルスのデューティ比を小さくするように制御する。これとともに、スイッチング周波数設定回路１６のコンデンサＣ１に流れる電流の一部がバイパスされるので、コンデンサＣ１の充電電流が減少し、主スイッチ素子Ｑ１を駆動するスイッチング周波数が低下し、主スイッチ素子Ｑ１の駆動パルスのデューティ比がより小さくなる。このＮＰＮトランジスタＴｒ２による動作も、図４に示す制御ＩＣ１５による過電流保護動作が作動し始める点ｂを過ぎた後、例えば点ｃから、図４の破線で示す動作をするように設定されるので、過電流保護動作が始まる設定値には影響しないものである。
【００３４】
この実施形態のスイッチング電源装置３０によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
なお、この実施形態のスイッチング電源装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、主スイッチ素子の電流検出は、電流トランスに置き換えても良く、第３の巻線は、制御ＩＣ１５や主スイッチ素子Ｑ１の駆動用の電源を兼ねたものとして良い。また、抵抗Ｒ８，Ｒ９，コンデンサＣ３はノイズフィルタであり、無くても良く他の構成でも良い。さらに、ＰＮＰトランジスタは、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴと置き換えても良く、ＮＰＮトランジスタは、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴと置き換えても良い。また、他の回路は適宜他の素子や回路と組み合わせたものでも良い。
【００３６】
【発明の効果】
この発明のスイッチング電源装置は、電源出力電圧が減少して電源出力に過大な電流が流れることを確実に効果的に防止することができ、電源装置の信頼性を高いものとすることができる。さらに、電源出力に過大な電流が流れないので、整流素子やトランス等の部品を小型化することができ、電源出力電圧のオーバーシュートを防止することもでき、出力平滑フィルタの小型化にも繋がる。また、一つの電流により制御スイッチ素子を制御し、主スイッチ素子の電流値を制限する動作と、スイッチング周波数を下げると言う二つの動作を行わせることができ、少ない部品点数で確実な過電流保護動作を機能させることができる。また、過電流保護動作が始まる電流値では制御スイッチ素子はオンしないので、過電流のバラツキには影響せず、過電流設定値のバラツキを考慮して整流素子やトランスを無駄に大きくする必要がない。以上の点から、この発明は、スイッチング電源装置の小型化軽量化に寄与し、コストダウンにも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施形態のスイッチング電源装置の概略回路図である。
【図２】この発明の第二実施形態のスイッチング電源装置の概略回路図である。
【図３】従来のスイッチング電源装置の概略回路図である。
【図４】スイッチング電源装置の過電流保護動作が働く状態の出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏを示すグラフである。
【符号の説明】
１基準電圧端子
２スイッチング周波数設定端子
３グランド端子
４電流検出端子
５駆動端子
６電源端子
１１，１２入力端子
１３，１４出力端子
１５制御ＩＣ
１６スイッチング周波数設定回路
１７電流検知回路
２０，３０スイッチング電源装置
２２，３２電源出力検出回路
Ｎ１１次巻線
Ｎ２２次巻線
Ｎ３第３の巻線
Ｔトランス
Ｔｒ１ＰＮＰトランジスタ
Ｔｒ２ＮＰＮトランジスタ
Ｑ１主スイッチ素子

Claims

一対の入力端子間にトランスの１次巻線と主スイッチ素子が直列に接続され、一定の周期内で上記主スイッチ素子をＰＷＭ制御する制御回路と、出力端子間に、上記トランスの２次巻線に直列に接続された整流用素子と、並列に設けられた平滑回路を備え、上記制御回路にはスイッチング周波数を定めるスイッチング周波数設定回路が接続されているとともに、上記主スイッチ素子に流れる電流を電流検知回路を介して検出して上記制御回路の電流検出端子に入力させ、上記主スイッチ素子に流れる電流が所定の閾値を越えると上記主スイッチ素子をオフさせる過電流保護動作を行うパルスバイパルス過電流保護回路を、上記制御回路に備えたスイッチング電源装置において、
上記トランスに第３の巻線を設け、この第３の巻線の両端にはダイオードとコンデンサが直列に接続され、上記コンデンサの両端に電源出力電圧に比例した電圧を発生させる電源出力検出回路を設け、この電源出力検出回路の出力が制御端子に接続された制御スイッチ素子を設け、さらに上記制御スイッチ素子の一方の端子を上記スイッチング周波数設定回路に接続し、他方の端子を上記電流検知回路に接続して、上記電源出力電圧が所定の設定値以下に低下すると、上記制御スイッチ素子がオンして、上記スイッチング周波数設定回路のコンデンサに流れる電流の一部をバイパスし、そのバイパスした電流を上記電流検知回路に重畳して上記制御回路の電流検出端子で検知することによって、上記主スイッチ素子に流れる電流を抑える方向に上記制御回路を動作させるとともに、上記スイッチング周波数設定回路によるスイッチング周波数を下げて、電源出力の過電流保護動作を行うようにしたことを特徴とするスイッチング電源装置。
上記第３の巻線により電源出力電圧に比例した正の電圧を得て、上記制御スイッチ素子としてＰＮＰトランジスタを設け、上記電源出力検出回路の出力を上記ＰＮＰトランジスタのベースに接続し、このＰＮＰトランジスタのエミッタと上記制御回路の基準電圧端子との間に所定の抵抗を設け、この所定の抵抗の所定電位個所を上記スイッチング周波数設定回路に接続し、上記ＰＮＰトランジスタのコレクタを、上記電流検知回路に接続するとともに上記制御回路の電流検出端子に接続し、上記制御回路による電源出力の過電流保護動作が働いた後、所定の電源出力電圧で上記ＰＮＰトランジスタをオンさせ上記過電流保護動作を行う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。
上記第３の巻線により電源出力電圧に比例した負の電圧を得て、上記制御スイッチ素子としてＮＰＮトランジスタを設け、上記電源出力検出回路の出力と上記制御回路の基準電圧端子との間に設けられた所定の抵抗の所定電位個所に上記ＮＰＮトランジスタのベースを接続し、上記ＮＰＮトランジスタのコレクタと上記制御回路の基準電圧端子との間に抵抗を設け、上記ＮＰＮトランジスタのエミッタを、抵抗を介して上記電流検知回路に接続するとともに上記制御回路の電流検出端子に接続し、上記制御回路による電源出力の過電流保護動作が働いた後、所定の出力電圧で上記ＮＰＮトランジスタをオンさせ上記過電流保護動作を行う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。