JPH09308237A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、各種電子機器の電源として利用さ
れる直流電源装置に関するものであり、出力が短絡され
た場合の信頼性及び安全性の高いものを提供することを
目的とする。 【解決手段】 制御回路１０が動作中に、トランス４の
一次補助巻線４ｂにダイオード１９と電解コンデンサ１
８の整流平滑回路を接続した平滑電圧が制御回路１０の
動作電圧より低くなると第２の制御回路１０ａのコンデ
ンサ１３を充電し、コンデンサ１３がある電圧に充電さ
れるとトライアック１１を駆動して、電解コンデンサ９
を放電し、制御回路１０によってスイッチング素子５を
停止し、２次側出力を遮断して２次側を保護するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器の電源
として利用される直流電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２の回路図により従来の直流電源装置
について説明する。同図によると、１は交流の電源であ
り、整流器となるブリッジダイオード２を介して電解コ
ンデンサ３の一端に接続されている。

【０００３】４はトランスであり、その一次巻線４ａの
一端が上記電解コンデンサ３のプラス側に接続されると
ともに、他端はスイッチング素子５を介して上記電解コ
ンデンサ３の他端に接続されている。

【０００４】上記トランス４の２次巻線４ｃにはダイオ
ード２０を介して電解コンデンサ２１が接続されるとと
もに、この電解コンデンサ２１に並列に負荷２２が接続
されている。

【０００５】また、上記トランス４の２次巻線４ｄには
ダイオード２３を介して電解コンデンサ２４が接続され
るとともに、この電解コンデンサ２４に並列に負荷２５
が接続されている。

【０００６】４ｂはトランス４の一次補助巻線であり、
ダイオード８を介して電解コンデンサ９に接続されると
ともに、この電解コンデンサ９に制御回路１０が接続さ
れることによって、この制御回路１０に一次補助巻線４
ｂから電源を供給している。２０ａはダイオード２０の
温度検知用センサであり、制御回路１０に入力されてい
る。２７は負荷２５への負荷電圧を検出する誤差増幅器
であり、基準電圧２６との電位差を上記制御回路１０に
入力している。

【０００７】なお、上記電解コンデンサ９と電源１はダ
イオード６および抵抗７の直列回路を介して接続され、
直流電源装置のスタート時の制御回路１０への電源供給
を行うものである。

【０００８】以上の構成の直流電源装置の動作について
説明する。制御回路１０の出力によってスイッチング素
子５がオンすると、電解コンデンサ３よりトランス４に
エネルギーが蓄えられ、スイッチング素子５がオフのと
きトランス４に蓄えられたエネルギーを２次巻線４ｃ，
４ｄより放出し、ダイオード２０，２３、電解コンデン
サ２１，２４で整流・平滑され直流電圧となる。更に負
荷２５の出力電圧を検出して誤差増幅器２７によって基
準電圧２６と比較・増幅して制御回路１０に帰還する。
この帰還信号によってスイッチング素子５のオン期間を
制御し、常に負荷２５および負荷２２にかかる電圧を一
定に保つものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】複数の負荷の一つがシ
ョート状態となった時、ショート状態になった負荷に出
力が集中するため、このような状態において２次側のダ
イオード２０，２３が異常に発熱しないように必要以上
に定格が大きなものを用いていた。また、ダイオード２
０に温度検知用センサ２０ａを取り付けて検知温度にな
ると温度検知用センサ２０ａから制御回路１０へ検出信
号を送り、スイッチング素子５の発振を停止させて熱破
壊を防止していた。

【００１０】また、スイッチング素子５やダイオード２
０，２３が熱破壊に到らないように、これらに大きな放
熱板を取り付けており、直流電源装置の大型化、コスト
アップの要因となっていた。

【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、小型で安価な直流電源装置を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、温度検知用センサに代えてトランスの一次
補助巻線に上記制御回路が動作中に２次側が短絡して、
上記一次補助巻線の平滑電圧が上記制御回路の動作電圧
より低くなったとき、上記制御回路への電源を供給する
ダイオードとコンデンサからなる制御回路用整流・平滑
回路のコンデンサを放電して上記制御回路の動作を停止
する第２の制御回路を設けたものである。

【００１３】上記回路構成とすることにより、トランス
の一次補助巻線の電圧より出力の短絡状態を検出し制御
回路を停止させ出力を遮断させるので、２次巻線側のダ
イオードが熱破壊したり、トランスの２次巻線の温度が
上昇し絶縁破壊することがなくなり、温度検知用センサ
の削除や２次側のダイオードに従来より一般的な耐熱性
のものが使えるので、装置の小型化・低コスト化に寄与
するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
電源にスイッチング素子とトランスの一次巻線の直列回
路を接続し、上記トランスの２次巻線にダイオードとコ
ンデンサの整流平滑回路を介して出力端子を１つ以上接
続し、上記トランスの一次補助巻線にダイオードとコン
デンサの制御回路用整流平滑回路を介して上記スイッチ
ング素子を制御する制御回路を接続し、上記トランスの
一次補助巻線にさらに他のダイオードと他のコンデンサ
からなる他の整流平滑回路を接続し、この平滑電圧が上
記制御回路の動作中にこの動作電圧より低くなると上記
制御回路用整流平滑回路のコンデンサを放電し上記スイ
ッチング素子を停止する上記制御回路を制御する上記他
の整流平滑回路を含む第２の制御回路より構成したこと
により、第２の制御回路によって上記トランスの一次補
助巻線の電圧より出力の短絡状態を検出し、上記制御回
路を停止させ出力を遮断させるので、２次巻線側のダイ
オードが熱破壊したりトランスの２次巻線の温度が上昇
し絶縁破壊することがなくなり、温度検知用センサの削
除や２次側のダイオードに高耐熱性でないものが使える
ので、装置の小型化・低コスト化に寄与するものであ
る。

【００１５】本発明の請求項２記載の発明は、請求項１
記載の直流電源装置の第２の制御回路として、一次補助
巻線に接続された他の電解コンデンサと他のダイオード
からなる他の整流平滑回路と、制御回路と接続された他
のトランジスタと、このトランジスタのベースと上記他
の整流平滑回路間に接続されたツェナーダイオードと、
上記トランジスタと並列に接続された抵抗とコンデンサ
の並列回路と、この並列回路に接続され制御回路用整流
平滑回路の電解コンデンサに接続されたトライアックと
で構成して、２次側の短絡時、上記制御回路を停止し、
出力を遮断して２次側のダイオードを安価なものが使用
でき、また、放熱についての過大な対策も不要として装
置の小型化・低コスト化を可能とするものである。

【００１６】本発明の請求項３記載の発明は、請求項２
記載の構成に加えて、ツェナーダイオードの電圧を制御
回路の停止電圧と略同一に設定したものであり、電源の
瞬時停止にも対応できるものである。

【００１７】本発明の直流電源装置の一実施の形態につ
いて図１の回路図により説明する。なお、従来技術と同
一部分には同一番号を付し、説明を省略して相違点のみ
説明する。

【００１８】相違点は従来技術で用いた温度検知用セン
サ２０ａに代えて制御回路１０を制御する第２の制御回
路１０ａを設けた点である。この制御回路１０ａは、一
次補助巻線４ｂに接続された他の電解コンデンサ１８と
他のダイオード１９からなる他の整流平滑回路と、制御
回路１０と接続された他のトランジスタ１５と、このト
ランジスタ１５のベースと上記他の整流平滑回路間に接
続されたツェナーダイオード１６と、上記トランジスタ
１５と並列に接続された抵抗１４とコンデンサ１３の並
列回路と、この並列回路に接続され、制御回路用整流平
滑回路の電解コンデンサ９に接続されたトライアック１
１とで構成されている。なお、１２および１７は抵抗で
ある。また、制御回路１０は動作中は抵抗１２へ出力
し、非動作中は抵抗１２への出力を停止する構成となっ
ている。

【００１９】次に動作について説明する。通常の動作に
ついては従来技術と同様であるので省略し、２次の負荷
側が短絡した時についてのみ説明すると、負荷２２が短
絡された場合、トランス４の２次巻線４ｃの電圧が下が
り、それに比例してトランス４の１次補助巻線４ｂの電
圧が下がり、電解コンデンサ１８の電圧がツェナーダイ
オード１６が導通しない電圧まで下がる。これによって
トランジスタ１５がオフとなり、コンデンサ１３に抵抗
１２より充電される。コンデンサ１３の電圧が上昇し、
トライアック１１が動作すると電解コンデンサ９の電圧
が制御回路１０の停止電圧より下がり、制御回路１０が
停止しスイッチング素子５をオフして出力を遮断する。
スイッチング動作を遮断させることでトランス４及びダ
イオード２０の過熱保護を行うことになる。

【００２０】再度復帰させる場合は、負荷２２の短絡を
解除し、電源１を切断し、電解コンデンサ９を放電し、
トライアック１１の保持電流がなくなって後、再度電源
１を投入すると抵抗７より電解コンデンサ９に充電され
制御回路１０の起動電圧になると制御回路１０が動作
し、コンデンサ１３に抵抗１２より充電を始めるが、同
時にトランス４の１次補助巻線４ｂより電圧が発生する
ため電解コンデンサ１８にトランス４の１次補助巻線４
ｂの電圧が充電されツェナーダイオード１６が導通し、
トランジスタ１５がオンとなるため、コンデンサ１３に
は充電されず、トライアック１１は動作せず、制御回路
１０は通常の動作をし続ける。

【００２１】なお、電源１に瞬時停電が発生した場合
は、電解コンデンサ９の電圧が下がり制御回路１０の停
止電圧まで下がると、制御回路１０が停止することにな
るが、この制御回路１０が停止するまでトランジスタ１
５がオンし続けるようにツェナーダイオード１６の電圧
を制御回路１０の停止電圧と略同一に設定しておくこと
によって、瞬時停電に対してトライアック１１が動作し
ないように設定している。

【００２２】従って、電源１が復帰すると抵抗７より電
解コンデンサ９に充電され制御回路１０の停止電圧を超
える電圧になると制御回路１０が動作し、コンデンサ１
３に抵抗１２より充電を始めるが、同時にトランス４の
１次補助巻線４ｂより電圧が発生するため電解コンデン
サ１８にトランス４の１次補助巻線４ｂの電圧が充電さ
れ、ツェナーダイオード１６が導通しトランジスタ１５
がオンとなり、コンデンサ１３には充電されずトライア
ック１１は動作せず、制御回路１０の動作が維持され
る。即ち、瞬時停電等に対しては、第２の制御回路１０
ａは制御回路１０に対して動作しないことになり、直流
電源装置は駆動を維持する。

【００２３】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
出力が短絡された場合、出力を停止するので、発熱部品
への取り付けが困難な温度検知用センサを必要とせず、
また、発熱部品および放熱板の使用温度定格を従来より
下げることが可能となり、装置の小型化が可能となる。

【００２４】また、出力が短絡された場合、出力が継続
せず遮断されるので、２次的な故障が誘発されず直流電
源装置が組み込まれた装置の信頼性及び安全性が向上す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直流電源装置の一実施の形態の回路図

【図２】従来の直流電源装置の回路図

【符号の説明】

１ 電源 ２ ブリッジダイオード ３，９，１８ 電解コンデンサ ４ トランス ４ａ １次巻線 ４ｂ １次補助巻線 ４ｃ，４ｄ ２次巻線 ５ スイッチング素子 ６，８，１９，２３ ダイオード ７，１２，１４，１７ 抵抗 １０ 制御回路 １０ａ 第２の制御回路 １１ トライアック １３ コンデンサ １６ ツェナーダイオード ２２，２５ 負荷 ２６ 基準電圧 ２７ 誤差増幅器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源にスイッチング素子とトランスの一
   次巻線の直列回路を接続し、上記トランスの２次巻線に
   ダイオードとコンデンサの整流平滑回路を介して出力端
   子を１つ以上を接続し、上記トランスの一次補助巻線に
   ダイオードとコンデンサの制御回路用整流平滑回路を介
   して上記スイッチング素子を制御する制御回路を接続
   し、上記トランスの一次補助巻線にさらに他のダイオー
   ドと他のコンデンサからなる他の整流平滑回路を接続
   し、この平滑電圧が上記制御回路の動作中にこの動作電
   圧より低くなると上記制御回路用整流平滑回路のコンデ
   ンサを放電し上記スイッチング素子を停止する上記制御
   回路を制御する上記他の整流平滑回路を含む第２の制御
   回路より構成した直流電源装置。
2. 【請求項２】 第２の制御回路を、一次補助巻線に接続
   された他の電解コンデンサと他のダイオードからなる他
   の整流平滑回路と、制御回路と接続された他のトランジ
   スタと、このトランジスタのベースと上記他の整流平滑
   回路間に接続されたツェナーダイオードと、上記トラン
   ジスタと並列に接続された抵抗とコンデンサの並列回路
   と、この並列回路に接続され制御回路用整流平滑回路の
   コンデンサに接続されたトライアックとで構成した請求
   項１記載の直流電源装置。
3. 【請求項３】 ツェナーダイオードの電圧を制御回路の
   停止電圧と略同一に設定した請求項２記載の直流電源装
   置。