JPH08237945A

JPH08237945A - スイッチング電源回路

Info

Publication number: JPH08237945A
Application number: JP3506195A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Miyauchi; 義勝宮内; Atsushi Isaka; 篤井坂
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な回路構成でもって、自動電圧切替とオ
ープン保護の双方を実現するとともに、出力電圧の安定
化を図る。【構成】整流回路ＲＥＣ両端にトランスＴの一次巻線
Ｌ１、スイッチングトランジスタＱ１、エミッタ抵抗Ｒ
１の直列回路が接続され、ベース巻線Ｌ３を備える帰還
回路によりスイッチングトランジスタＱ１が自励発振
し、出力巻線Ｌ２に電圧を誘起する。一次側には出力巻
線Ｌ２の誘起電圧に比例した電圧を誘起する検出巻線Ｌ
４が設けられ、平滑コンデンサＣ２で充電されている。
この充電電圧がツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電
圧を越える期間、トランジスタＱ３をオンし、スイッチ
ングトランジスタＱ１をオフに維持する。入力電圧が高
い場合や出力側が軽負荷乃至無負荷時に、誘起電圧の上
昇からスイッチングトランジスタＱ１のオフ時間を伸長
させて出力電圧の安定やオープン保護を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一次巻線を流れる電流
をスイッチング素子のオン、オフによってスイッチング
して、二次側の出力巻線より二次電流を出力するスイッ
チング電源回路に係り、特に、一次側入力電圧の変更及
び二次側の負荷状態の変動に対処し得るスイッチング電
源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一次巻線と直列にスイッチング素
子を接続し、このスイッチング素子をオン、オフするこ
とで、一次巻線に流入する電流をスイッチングして、二
次側の出力巻線に電圧を誘起し、出力側に接続された二
次電池やモータ等の負荷に負荷電流を供給するようにし
たスイッチング電源回路が知られている。

【０００３】この種の電源回路において、入力電圧の変
化に対しても出力電圧を安定させるための自動電圧切替
回路を設けたものが提案されている（特開平５−９１７
５７号公報、特開平６−４６５７３号公報）。すなわ
ち、一次巻線を流れる電流が入力電圧に応じて変化する
ので、入力電圧に比例した電圧を生成し、この電圧によ
りスイッチング素子のオン時間を短縮乃至はオフ時間を
伸長させて、一次巻線に蓄積されるエネルギーを抑制す
ることで、出力の安定化を図っている。また、特開平２
−１５９９７５号公報、特開平３−８６０７２号公報、
特開平６−３８５２８号公報には、二次側に発生する電
圧を検出し、この電圧レベルに応じた信号をフィードバ
ック回路を経て一次側に帰還させ、スイッチング素子の
オン時間や発振周波数を制御するようにして出力電圧を
安定させているものが開示されている。

【０００４】特に、特開平６−３８５２８号公報に記載
の電源回路は、入力電圧の変動に対してスイッチング素
子の発振周期が調整され、また、軽負荷や無負荷時に生
じ易い不規則な間欠発振を防止して出力電圧を安定化さ
せ得るように保護的な機能も果たすようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
各電源回路は、自動電圧切替回路を備えるものか、フィ
ードバックさせて二次側の出力電圧の安定や無負荷時等
のオープン保護を図る回路を備えるかのどちらかであ
る。また、絶縁型の電源回路において、上記の両回路を
備えるにしても、それぞれの回路に要する部品点数が増
大するとともに回路構成も複雑、大型化し、省スペース
化、低コスト化の要請に応えることができない。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
簡易な回路構成でもって、自動電圧切替とオープン保護
の双方を実現するとともに、出力電圧の安定化を可能に
するスイッチング電源回路を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一次巻線を流
れる電流をスイッチング素子のオン、オフによってスイ
ッチングして、二次側の出力巻線より二次電流を出力す
るスイッチング電源回路において、上記出力巻線の誘起
電圧に比例した電圧を発生する検出巻線と、この検出巻
線に誘起される電圧レベルが第１閾値を越える間、上記
スイッチング素子をオフに維持するオフ制御回路とを備
えたものである（請求項１）。

【０００８】また、上記オフ制御回路は、上記検出巻線
の誘起電圧が時定数回路を介して上記第１閾値と比較す
るようになされているものである（請求項２）。

【０００９】また、本発明は、上記検出巻線に第１スイ
ッチを介して並列接続された第１ダミー抵抗と、上記検
出巻線に誘起される電圧レベルが第２閾値を越える間、
上記第１スイッチを導通させる第１ダミー制御回路とを
備えたものである（請求項３）。

【００１０】また、上記第１ダミー制御回路は上記検出
巻線に接続された第１ツェナーダイオードであり、上記
第１スイッチは上記第１ツェナーダイオードのオンによ
ってオンする第１トランジスタである（請求項４）。

【００１１】また、本発明は、上記検出巻線に第２スイ
ッチを介して並列接続された第２ダミー抵抗と、上記検
出巻線に誘起される電圧レベルが第１閾値を越える間、
上記第２スイッチを導通させる第２ダミー制御手段とを
備え、上記第２ダミー制御回路は上記検出巻線に接続さ
れた第２ツェナーダイオードであり、上記第２スイッチ
は上記第２ツェナーダイオードのオンによってオンする
第２トランジスタであり、上記オフ制御回路は上記第２
ツェナーダイオードのオンにより上記スイッチング素子
をオフにするものである（請求項５）。

【００１２】また、本発明は、出力巻線の出力側に定電
圧回路を接続したものである（請求項６）。

【００１３】また、本発明は、上記出力巻線の出力側に
ダミー回路を接続してなり、上記ダミー回路は、上記出
力巻線間に第３スイッチを介して並列接続された第３ダ
ミー抵抗と、上記出力巻線に誘起される電圧レベルが第
３閾値を越える間、上記第３スイッチを導通させる第３
ダミー制御回路とを備えたものである（請求項７）。

【００１４】また、本発明は、上記出力巻線の出力側
に、上記出力巻線間に第３トランジスタを介して並列接
続された第４ダミー抵抗と、上記出力巻線に誘起される
電圧レベルが第３閾値を越える間、オンして上記第３ト
ランジスタを半導通させる第３ツェナーダイオードとを
備え、上記定電圧回路は上記出力巻線に直列接続された
第４トランジスタを備え、この第４トランジスタは、上
記第３ツェナーダイオードのオンにより半導通するよう
になされているものである（請求項８）。

【００１５】また、上記第４ダミー抵抗は上記第４トラ
ンジスタより出力側に設けられていることが好ましい
（請求項９）。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、一次巻線を流れ
る電流がスイッチング素子の自励発振によるオン、オフ
によってスイッチングされることで、二次側の出力巻線
より二次電流が出力される。検出巻線には出力巻線の誘
起電圧に比例した電圧が発生され、この電圧レベルが第
１閾値を越える間は、スイッチング素子がオフに維持さ
れる。従って、入力電圧が高い場合や出力側が軽負荷乃
至は無負荷の場合に検出巻線に第１閾値を越える高い電
圧が誘起されると、その期間中はスイッチング素子のオ
フ時間が伸長、あるいは自励発振周期の複数回分の時間
間欠的に発振が中断されて二次側への磁気エネルギーの
供給量が周期毎に、あるいはトータル的に抑制される。

【００１７】請求項２記載の発明によれば、オフ制御回
路は時定数回路の時定数によって、スイッチング素子の
オフ時間が伸長、あるいは自励発振周期の複数回分の時
間間欠的に発振が中断されて二次側への磁気エネルギー
の供給量が周期毎に、あるいはトータル的に抑制され
る。

【００１８】請求項３記載の発明によれば、検出巻線に
誘起される電圧レベルが第２閾値を越える間、上記第１
スイッチが導通されて検出巻線に蓄積された磁気エネル
ギーが第１ダミー抵抗で消費されるので、出力電圧がク
ランプされることとなる。

【００１９】請求項４記載の発明によれば、検出巻線に
誘起される電圧レベルが第１ツェナーダイオードのツェ
ナー電圧を越える間、第１ツェナーダイオードのオンに
よって第１トランジスタがオンし、スイッチング素子が
オフに維持される。

【００２０】請求項５記載の発明によれば、検出巻線に
誘起される電圧レベルが第２ツェナーダイオードのツェ
ナー電圧である第１閾値を越える間、この第２ツェナー
ダイオードがオンして検出巻線に蓄積された磁気エネル
ギーが第２ダミー抵抗で消費されるとともに、スイッチ
ング素子がオフにされる。

【００２１】請求項６記載の発明によれば、出力巻線の
出力側に定電圧回路を接続したので、出力電圧がさらに
安定する。

【００２２】請求項７記載の発明によれば、出力巻線に
誘起される電圧レベルが第３閾値を越える間、第３スイ
ッチが導通されるので、出力巻線に蓄積された磁気エネ
ルギーの一部が第３ダミー抵抗で所要レベルまで消費さ
れる。

【００２３】請求項８記載の発明によれば、出力巻線に
誘起される電圧レベルが第３ツェナーダイオードのツェ
ナー電圧である第３閾値を越える間、この第３ツェナー
ダイオードがオン（半導通）して出力巻線に蓄積された
磁気エネルギーの一部が第４ダミー抵抗で所要レベルま
で消費されるとともに、出力巻線に直列接続された第４
トランジスタが半導通にされて定電圧動作が行われる。

【００２４】請求項９記載の発明によれば、第４ダミー
抵抗が第４トランジスタより出力側に設けられているの
で、第４ダミー抵抗での電流消費による損失が第４トラ
ンジスタでの損失と分配されることとなる。

【００２５】

【実施例】図１は、本発明に係るスイッチング電源回路
の第１実施例を示す回路図である。ＲＥＣはダイオード
ブリッジ等の整流回路で、交流電源、例えば商用電源Ｅ
から入力される交流入力を直流に変換するものである。
整流回路ＲＥＣの出力端子側にはトランスＴの一次巻線
Ｌ１、スイッチングトランジスタＱ１及びエミッタ抵抗
Ｒ１からなる直列回路が接続されている。トランスＴは
一次巻線Ｌ１、二次側の出力巻線Ｌ２の他、ベース巻線
Ｌ３及び検出巻線Ｌ４から構成されている。これら巻線
の内、一次巻線Ｌ１とベース巻線Ｌ３とが同一極性に、
出力巻線Ｌ２と検出巻線Ｌ４とが同一極性になるように
コイルの巻成方向が設定されている。従って、ベース巻
線Ｌ３には一次巻線Ｌ１に誘起される電圧に比例（Ｌ
１，Ｌ３の巻数比に依存）したレベルの電圧が誘起さ
れ、一方、検出巻線Ｌ４には出力巻線Ｌ２に誘起される
電圧に比例（Ｌ２，Ｌ４の巻数比に依存）したレベルの
電圧が誘起されるようになっている。

【００２６】スイッチングトランジスタＱ１のベースエ
ミッタ間にはベース巻線Ｌ３、抵抗Ｒ２及びコンデンサ
Ｃ１からなる直列回路が接続され、一次巻線Ｌ１ととも
に自励発振のための帰還回路を構成している。起動抵抗
Ｒ３は整流回路ＲＥＣの正極側とスイッチングトランジ
スタＱ１のベース間に接続され、整流回路ＲＥＣからの
直流電流がこの起動抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に
充電されてベース電位が上昇することでスイッチングト
ランジスタＱ１が起動、すなわちオンされるようになっ
ている。

【００２７】トランジスタＱ２はスイッチングトランジ
スタＱ１のベースと負極ライン間に接続され、そのベー
スがスイッチングトランジスタＱ１のエミッタとエミッ
タ抵抗Ｒ１との接続点に接続されている。このトランジ
スタＱ２は一次巻線Ｌ１を流れるコレクタ電流によって
エミッタ抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧がこのトランジス
タＱ２のベースエミッタ電圧を越えるとオンして、スイ
ッチングトランジスタＱ１のベース電位を下げて該スイ
ッチングトランジスタＱ１をオフにするようにしてい
る。この検出抵抗Ｒ１とトランジスタＱ２によるオン時
間の管理によって、設定された磁気エネルギーが一次巻
線Ｌ１に蓄積、すなわち所要の出力電流が出力側に得ら
れるようにしている。

【００２８】また、スイッチングトランジスタＱ１のベ
ースと負極ライン間には別のトランジスタＱ３が接続さ
れており、そのベースと検出巻線Ｌ４間にはオフ制御回
路が接続されている。このオフ制御回路は、検出巻線Ｌ
４の両端に接続されたダイオードＤ１、抵抗Ｒ４及び平
滑コンデンサＣ２からなる直列回路と、抵抗Ｒ４と平滑
コンデンサＣ２の接続点とトランジスタＱ３のベース間
に接続されたツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ５とか
らなる直列回路より構成されている。

【００２９】出力巻線Ｌ２の一方側には整流用のダイオ
ードＤｏが接続されるとともに、その出力側には平滑コ
ンデンサＣｏが接続され、その出力側に負荷との接続の
ための出力端が形成されて、これら端子に充放電可能な
二次電池を備えた電池パック、あるいは二次電池を内蔵
する電池応用機器等の負荷が着脱自在に接続されるよう
になっている。そして、出力巻線Ｌ２の両端に誘起され
た電圧によって負荷側に負荷電流が出力されるようにな
っている。

【００３０】次に、この電源回路の基本動作について説
明する。商用電源Ｅが投入されて整流回路ＲＥＣから直
流電流が流入し始めると、起動抵抗Ｒ３を介してコンデ
ンサＣ１が充電され、スイッチングトランジスタＱ１の
ベース電位が上昇する。このベース電位の上昇によって
スイッチングトランジスタＱ１がオンし始める。このた
め、一次巻線Ｌ１に電流が流入し、同時にベース巻線Ｌ
３に電圧が誘起される。ベース巻線Ｌ３に誘起された電
圧によって自励発振のための帰還回路の一部を構成する
抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１の時定数でベース電流が発生
してスイッチングトランジスタＱ１のベース電位を上昇
させるためスイッチングトランジスタＱ１が急激にオン
する。このスイッチングトランジスタＱ１のオンによっ
て一次巻線Ｌ１に流れる電流が上昇し、検出抵抗Ｒ１の
両端電圧が上昇し始める。そして、検出抵抗Ｒ１の両端
電圧がトランジスタＱ２のベースエミッタ電圧を越える
と、トランジスタＱ２がオンしてスイッチングトランジ
スタＱ１のベース電位を引き下げるので、スイッチング
トランジスタＱ１がオフに変化し始め、同時にベース巻
線Ｌ３の逆極性の誘起電圧が作用するためスイッチング
トランジスタＱ１が急激にオフし、この結果、一次巻線
Ｌ１への電源電流の流入が停止される。

【００３１】一次巻線Ｌ１への電源電流の流入が停止さ
れると、この一次巻線Ｌ１に蓄積された磁気エネルギー
が出力巻線Ｌ２側に放出され、出力巻線Ｌ２はこの磁気
エネルギーを受けて電圧を誘起し、ダイオードＤｏ、平
滑コンデンサＣｏを経て、接続された負荷に整流平滑さ
れた負荷電流を生成供給する。

【００３２】一方、一次巻線Ｌ１への電源電流流入の停
止後、整流回路ＲＥＣから起動抵抗Ｒ３を介してコンデ
ンサＣ１が充電され始めることで、再びスイッチングト
ランジスタＱ１の起動、すなわちオンが開始される。か
かる動作を繰り返すことでスイッチングトランジスタＱ
１のオン、オフ動作が繰り返され、一次巻線Ｌ１のスイ
ッチングが継続される。

【００３３】続いて、オフ制御動作について説明する。
出力巻線Ｌ２に誘起される電圧レベルは、商用電源Ｅが
異なるレベルの電源に変更された場合や二次側の負荷状
態が軽負荷になったり、無負荷にされた場合に変動乃至
は変化する。そこで、この出力巻線Ｌ２に誘起される電
圧に比例した電圧を検出巻線Ｌ４に誘起させることで、
出力巻線Ｌ２の誘起電圧の状態を検出するようにしてい
る。検出巻線Ｌ４に誘起された電圧は順方向のダイオー
ドＤ１を経て時定数回路を構成する抵抗Ｒ４及び平滑コ
ンデンサＣ２に充電電流を供給する。平滑コンデンサＣ
２の電圧は充電電流によって徐々に上昇し、この電圧が
ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を越えると、
その越える期間だけツェナーダイオードＺＤ１がオンし
てトランジスタＱ３にベース電流が供給され、これによ
りトランジスタＱ３がオンする。トランジスタＱ３がオ
ンすると、スイッチングトランジスタＱ１のベース電位
が引き下げられるため、スイッチングトランジスタＱ１
がオフが持続される。

【００３４】上記スイッチングトランジスタＱ１のオフ
制御は、抵抗Ｒ４及び平滑コンデンサＣ２の持つ時定数
によって性質が多少異なる。すなわち、時定数が前記自
励発振の周波数に近い、例えばその２倍とか３倍という
レベルの場合には、スイッチングトランジスタＱ１のオ
フ時間を伸長させるように作用し、これにより一次巻線
Ｌ１に蓄積される磁気エネルギーを発振周期毎に抑制し
て出力電圧の安定化を図っている。一方、時定数が前記
自励発振の周波数に比して比較的大きい場合には、スイ
ッチングトランジスタＱ１のオフ状態を自励発振周期の
複数回分に亘って継続させる、すなわち間欠発振するよ
うに作用し、これにより例えば無負荷の場合等に一次巻
線Ｌ１に蓄積される磁気エネルギーをトータル的に抑制
してオープン保護を図っている。

【００３５】図２は、本発明に係るスイッチング電源回
路の第２実施例を示す回路図である。第２実施例は、ダ
ミー及びその制御回路を付加したもので、図中、図１と
同一番号が付されたものは同一の作用を果たすものであ
る。

【００３６】ダミー及びその制御回路は、ダミー抵抗Ｒ
_LとスイッチとしてのトランジスタＱ４とからなる直列
回路が検出巻線Ｌ４の両端にダイオードＤ１を介して接
続されるとともに、平滑コンデンサＣ２の正極と上記ト
ランジスタＱ４のベース間に抵抗Ｒ６とツェナーダイオ
ードＺＤ２とからなる直列回路が接続された構成を有す
る。

【００３７】続いて、この回路の動作を説明する。この
回路は、入力電圧が高くなったり出力側が軽負荷乃至は
無負荷になった場合に効果的に作用するものであって、
出力巻線Ｌ２の誘起電圧の上昇に比例して検出巻線Ｌ４
の誘起電圧が上昇し、平滑コンデンサＣ２の充電電圧が
ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を越えると、
このツェナーダイオードＺＤ２がオンして、トランジス
タＱ４をオンさせる。トランジスタＱ４がオンすると、
ダミー抵抗Ｒ_LがダイオードＤ１を介して検出巻線Ｌ４
を短絡させるので、検出巻線Ｌ４へ放出された磁気エネ
ルギー分がダミー抵抗Ｒ_Lで消費されることとなり、こ
の結果、スイッチングトランジスタＱ１のオフ時点に発
生する出力電圧の跳ね返りを所要の上限レベルにクラン
プすることができる。特に、出力側が無負荷にされてい
る状態では、二次電流による磁束が発生しないため二次
側の発生磁束がそのままとなって誘起電圧が高くなり、
このためスイッチングトランジスタＱ１のオフ時間が長
くなって高入力電圧が直接印加されるおそれがあるが、
このようにダミー抵抗Ｒ_Lでエネルギーの一部を消費す
ることで、その分オフ時間を短縮させてスイッチングト
ランジスタＱ１の確実なオープン保護を図ることが可能
となる。

【００３８】図３は、本発明に係るスイッチング電源回
路の第３実施例を示す回路図である。第３実施例は、第
２実施例（図２）に示すツェナーダイオードＺＤ１，Ｚ
Ｄ２をツェナーダイオードＺＤ１で共用して回路の簡素
化を図ったものである。なお、図中、図２と同一番号が
付されたものは同一の作用を果たすものである。

【００３９】図３において、抵抗Ｒ６の他端側はツェナ
ーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ５との接続点に接続されて
おり、かかる構成を採用することで、検出巻線Ｌ４の誘
起電圧が上昇して平滑コンデンサＣｏの充電電圧がツェ
ナー電圧を越えたときトランジスタＱ３，Ｑ４の双方を
同時にオンさせて、スイッチングトランジスタＱ１のオ
フ動作とダミー抵抗Ｒ_Lによる一次巻線に蓄積された磁
気エネルギーの一部消費動作（クランプ制御）とを簡易
な構成でありながら平行させて行わせることができる。

【００４０】図４は、本発明に係るスイッチング電源回
路の第４実施例を示す回路図である。第４実施例は、一
次側は第１実施例（図１）と同一の回路構成を有し、二
次側にダミー及びその制御回路と定電圧回路とを付設し
たものである。なお、図中、図１と同一番号が付された
ものは同一の作用を果たすものである。

【００４１】図４において、ダミー制御回路はツェナー
ダイオードＺＤ３、抵抗Ｒ７及びスイッチとしてのトラ
ンジスタＱ５からなり、平滑コンデンサＣｏをダミー抵
抗Ｒ_Lを介して短絡させるようにするものである。すな
わち、平滑コンデンサＣｏの両端にダミー抵抗Ｒ_Lとト
ランジスタＱ５からなる直列回路が接続され、平滑コン
デンサＣｏの正極側と上記トランジスタＱ５のベース間
にツェナーダイオードＺＤ３と抵抗Ｒ７とからなる直列
回路が接続されている。

【００４２】また、定電圧回路はトランジスタＱ６、ツ
ェナーダイオードＺＤ４及び抵抗Ｒ８から構成され、ト
ランジスタＱ６は平滑コンデンサＣｏの正極と出力端間
に接続され、該トランジスタＱ６のベースコレクタ間に
抵抗Ｒ８が接続され、トランジスタＱ６のベースと平滑
コンデンサＣｏの負極間にツェナーダイオードＺＤ４が
接続されている。

【００４３】続いて、これら回路の動作について説明す
る。入力電圧が高い場合や軽負荷状態、更には無負荷に
なると、平滑コンデンサＣｏの両端電圧が上昇し、その
電圧がツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧を越え
ると、ツェナーダイオードＺＤ３がオンしてトランジス
タＱ５をオンさせる。このため、平滑コンデンサＣｏの
両端がダミー抵抗Ｒ_Lを介して短絡されるので、平滑コ
ンデンサＣｏの蓄積電荷がダミー抵抗Ｒ_Lで消費される
こととなり、この結果、スイッチングトランジスタＱ１
のオフ時点に発生する出力電圧の跳ね返りを所要の上限
レベルにクランプすることができる。特に、出力側が無
負荷にされている状態では、出力側に電流が流れないた
め後述の定電圧回路が機能しないので、スイッチングト
ランジスタＱ１のオフ時間が長くなって高入力電圧が直
接スイッチングトランジスタＱ１に印加されるおそれが
あるが、このようにダミー抵抗Ｒ_Lでエネルギーを必要
なレベルまで消費することでスイッチングトランジスタ
Ｑ１の確実なオープン保護を図ることが可能となる。

【００４４】定電圧回路は出力側の電圧が通常範囲内の
レベルであれば、ツェナーダイオードＺＤ４がオフのま
まであるため、抵抗Ｒ８を経てベース電流が流れ、トラ
ンジスタＱ６がオンし、出力側の負荷に負荷電流を供給
する。一方、入力電圧が高い場合や軽負荷状態になっ
て、平滑コンデンサＣｏの両端電圧がツェナーダイオー
ドＺＤ４のツェナー電圧を越えると、このツェナーダイ
オードがオン（半導通状態含む）し、ベース電位が引き
下げられてトランジスタＱ６が未飽和領域等で制御され
るため負荷電流が制限され、出力電圧を安定化させる。
なお、ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４のツェナー電
圧はクランプ制御と定電圧制御とのいずれが先に動作す
るかを決定するものであるから、両者は等しくてもよい
し、いずれが高くてもよい。

【００４５】図５は、本発明に係るスイッチング電源回
路の第５実施例を示す回路図である。第５実施例は、第
４実施例（図４）に示すツェナーダイオードＺＤ３，Ｚ
Ｄ４を１個のツェナーダイオードＺＤ５とすることで回
路の簡素化を図ったものである。なお、図中、図４と同
一番号が付されたものは同一の作用を果たすものであ
る。

【００４６】図５において、トランジスタＱ６のベース
コレクタ間には抵抗Ｒ９が接続され、トランジスタＱ６
のベースとトランジスタＱ５のベース間にはツェナーダ
イオードＺＤ５が接続されている。

【００４７】そして、入力電圧が高い場合や軽負荷状
態、更には無負荷になると、平滑コンデンサＣｏの両端
電圧が上昇し、その電圧がツェナーダイオードＺＤ５の
ツェナー電圧レベルまで達すると、ツェナーダイオード
ＺＤ５がオンし始め、トランジスタＱ６が半導通状態と
なって電流が制限される。同時に、トランジスタＱ５も
半導通状態になるのでトランジスタＱ６を経た電流の一
部がダミー抵抗Ｒ_Lで消費される。このため、簡易な構
成でありながら定電圧制御とクランプ制御とを平行して
行わせることができる。特に、出力側が無負荷にされて
いる状態では、スイッチングトランジスタＱ１のオフ時
間が長くなって高入力電圧が直接印加されるおそれがあ
るが、このようにダミー抵抗Ｒ_Lでエネルギーを必要な
レベルまで消費することでスイッチングトランジスタＱ
１の確実なオープン保護を図ることが可能となる。ま
た、ダミー抵抗Ｒ_LをトランジスタＱ６の出力端側に設
ける構成としたから、このダミー抵抗Ｒ_Lでの損失をト
ランジスタＱ６での損失分と分配することで低減させた
から、軽負荷時と無負荷時とでトランジスタＱ６での損
失変動を抑制することができ、出力電圧をより安定化さ
せ得る。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、出力巻線
の誘起電圧に比例した電圧を発生する検出巻線と、この
検出巻線に誘起される電圧レベルが第１閾値を越える
間、スイッチング素子をオフに維持するオフ制御回路と
を備えたので、入力電圧が高い場合や出力側が軽負荷乃
至は無負荷の場合に二次側への磁気エネルギーの供給量
を周期毎に、あるいはトータル的に抑制させ得る。ま
た、自動電圧切替とオープン保護の双方の働きを検出巻
線とオフ制御回路という簡易な回路構成で可能にしたの
で、少ない部品点数で済み、かつ省スペース、低コスト
化が図れる。

【００４９】請求項２記載の発明によれば、オフ制御回
路を検出巻線の誘起電圧が時定数回路を介して上記第１
閾値と比較するように構成したので、時定数の選択によ
り二次側への磁気エネルギーの供給量の周期毎に、ある
いはトータル的な抑制が適宜設定可能である。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、検出巻線に
誘起される電圧レベルが第２閾値を越える間、検出巻線
を第１ダミー抵抗短絡する構成としたので、出力電圧が
あるレベルでクランプされ、オフ変化時点での跳ね返り
が抑制されるので、入力電圧がスイッチング素子に直接
印加されるオフ時間を短くでき、確実なオープン保護が
図れる。

【００５１】請求項４記載の発明によれば、第１ツェナ
ーダイオードを用いることで、第２閾値の設定が容易と
なり、また第１スイッチとして第１トランジスタを用い
ることで、制御も容易となる。

【００５２】請求項５記載の発明によれば、閾値との大
小比較動作を第２ツェナーダイオードで共用させたの
で、その分、回路構成の簡素化が図れる。

【００５３】請求項６記載の発明によれば、出力巻線の
出力側に定電圧回路を接続した構成としたので、出力電
圧をより安定化させることができる。

【００５４】請求項７記載の発明によれば、出力巻線に
誘起される電圧レベルが第３閾値を越える間、第３ダミ
ー抵抗で電流消費を行わせる構成としたので、出力電圧
があるレベルでクランプされてオフ変化時点での跳ね返
りが抑制されるので、入力電圧がスイッチング素子に直
接印加されるオフ時間を短くでき、確実なオープン保護
が図れる。

【００５５】請求項８記載の発明によれば、閾値との大
小比較動作を第３ツェナーダイオードで共用させたの
で、その分、回路構成の簡素化が図れる。

【００５６】請求項９記載の発明によれば、第４ダミー
抵抗を第４トランジスタより出力側に設けた構成とした
ので、第４ダミー抵抗での損失を第４トランジスタでの
損失分と分配することで低減させ得、これにより軽負荷
時と無負荷時とで第４トランジスタでの損失変動を抑制
することができ、出力電圧をより安定化させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチング電源回路の第１実施
例を示す回路図である。

【図２】本発明に係るスイッチング電源回路の第２実施
例を示す回路図である。

【図３】本発明に係るスイッチング電源回路の第３実施
例を示す回路図である。

【図４】本発明に係るスイッチング電源回路の第４実施
例を示す回路図である。

【図５】本発明に係るスイッチング電源回路の第５実施
例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｅ商用電源ＲＥＣ整流回路ＴトランスＬ１一次巻線Ｌ２出力巻線Ｌ３ベース巻線Ｌ４検出巻線Ｑ１スイッチングトランジスタＱ２〜Ｑ６トランジスタＲ１〜Ｒ９抵抗Ｃｏ〜Ｃ２コンデンサＤｏ〜Ｄ１ダイオードＺＤ１〜ＺＤ５ツェナーダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次巻線を流れる電流をスイッチング素
子のオン、オフによってスイッチングして、二次側の出
力巻線より二次電流を出力するスイッチング電源回路に
おいて、上記出力巻線の誘起電圧に比例した電圧を発生
する検出巻線と、この検出巻線に誘起される電圧レベル
が第１閾値を越える間、上記スイッチング素子をオフに
維持するオフ制御回路とを備えたことを特徴とするスイ
ッチング電源回路。
【請求項２】上記オフ制御回路は、上記検出巻線の誘
起電圧が時定数回路を介して上記第１閾値と比較するよ
うになされていることを特徴とする請求項１記載のスイ
ッチング電源回路。
【請求項３】請求項１または２記載のスイッチング電
源回路において、上記検出巻線に第１スイッチを介して
並列接続された第１ダミー抵抗と、上記検出巻線に誘起
される電圧レベルが第２閾値を越える間、上記第１スイ
ッチを導通させる第１ダミー制御回路とを備えたことを
特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項４】上記第１ダミー制御回路は上記検出巻線
に接続された第１ツェナーダイオードであり、上記第１
スイッチは上記第１ツェナーダイオードのオンによって
オンする第１トランジスタであることを特徴とする請求
項３記載のスイッチング電源回路。
【請求項５】請求項１記載のスイッチング電源回路に
おいて、上記検出巻線に第２スイッチを介して並列接続
された第２ダミー抵抗と、上記検出巻線に誘起される電
圧レベルが第１閾値を越える間、上記第２スイッチを導
通させる第２ダミー制御手段とを備え、上記第２ダミー
制御回路は上記検出巻線に接続された第２ツェナーダイ
オードであり、上記第２スイッチは上記第２ツェナーダ
イオードのオンによってオンする第２トランジスタであ
り、上記オフ制御回路は上記第２ツェナーダイオードの
オンにより上記スイッチング素子をオフにするものであ
ることを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項６】請求項１記載のスイッチング電源回路に
おいて、出力巻線の出力側に定電圧回路を接続したこと
を特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項７】請求項６記載のスイッチング電源回路に
おいて、上記出力巻線の出力側にダミー回路を接続して
なり、上記ダミー回路は、上記出力巻線間に第３スイッ
チを介して並列接続された第３ダミー抵抗と、上記出力
巻線に誘起される電圧レベルが第３閾値を越える間、上
記第３スイッチを導通させる第３ダミー制御回路とを備
えたことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項８】請求項６記載のスイッチング電源回路に
おいて、上記出力巻線の出力側に、上記出力巻線間に第
３トランジスタを介して並列接続された第４ダミー抵抗
と、上記出力巻線に誘起される電圧レベルが第３閾値を
越える間、オンして上記第３トランジスタを半導通させ
る第３ツェナーダイオードとを備え、上記定電圧回路は
上記出力巻線に直列接続された第４トランジスタを備
え、この第４トランジスタは、上記第３ツェナーダイオ
ードのオンにより半導通するようになされていることを
特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項９】上記第４ダミー抵抗は上記第４トランジ
スタより出力側に設けられていることを特徴とする請求
項８記載のスイッチング電源回路。