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公開番号2025015996
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023118966
出願日2023-07-21
発明の名称スイッチングレギュレータ
出願人ニチコン株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250124BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】多出力のうちいずれか1出力の過電流保護動作時にすべての出力を遮断することができる簡易な構成で安全性の高いスイッチングレギュレータを提供する。
【解決手段】ヒューズオープン検出部8は、ハイサイドの抵抗素子R14とローサイドの抵抗素子R15の直列回路からなる第2の分圧回路9、逆流防止用ダイオードD5、抵抗素子R16、第3のツェナーダイオードZD3、第2のスイッチング素子Q2、抵抗素子R8、逆流防止用ダイオードD4で構成されている。このうち、逆流防止用ダイオードD5と抵抗素子R16は個々のヒューズF1ごとに用意されるが、第2の分圧回路9、第3のツェナーダイオードZD3、第2のスイッチング素子Q2、抵抗素子R8および逆流防止用ダイオードD4は複数のヒューズF1に対して兼用されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一次側整流平滑回路と二次側整流平滑回路とがトランスを介して磁気結合され、
前記トランスの一次巻線に電力変換用の第１のスイッチング素子が直列に接続され、
前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部が設けられ、
前記二次側整流平滑回路における出力電圧を検出し、その検出出力電圧が基準電圧以下のときは動作せず、前記基準電圧を超えるときは動作して前記制御部に遮断・ラッチの制御信号を送出する出力過電圧保護部を備えたスイッチングレギュレータであって、
前記制御部は、前記第１のスイッチング素子の電流路を流れる電流から過電流状態を検出したとき、および前記遮断・ラッチの制御信号が入力されたときは、前記第１のスイッチング素子に対して遮断・ラッチの制御を行うように構成され、
前記トランスの二次巻線に接続された前記二次側整流平滑回路の出力部に対して本線出力ラインを介して本線出力端子が接続され、
前記本線出力ラインに対して分岐出力ラインを介して分岐出力端子が接続され、
前記分岐出力ラインにヒューズが介挿され、
前記本線出力ラインはヒューズ非介挿とし、
前記ヒューズの状態を監視し、前記ヒューズの通電状態からオープン状態への切り換わりを検出したときに活性化することで前記出力過電圧保護部を動作させるヒューズオープン検出部を備えたことを特徴とするスイッチングレギュレータ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ヒューズオープン検出部は、
前記本線出力端子と前記ヒューズの一端とを接続する第１の接続点と前記ヒューズの他端と前記分岐出力端子とを接続する第２の接続点との間に前記ヒューズに対し並列接続の関係をなす電流路を形成し、
前記電流路に流れる電流に応じて導通状態が切り替わるヒューズオープン検出用の第２のスイッチング素子を有し、
前記第２のスイッチング素子が非導通状態から導通状態に切り替わることで前記出力過電圧保護部が前記制御部に遮断・ラッチの制御信号を送出することを特徴とする請求項１に記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項３】
前記電流路上に分圧回路と逆流防止用ダイオードの直列回路を形成し、
前記逆流防止用ダイオードはそのカソード側を前記第２の接続点に接続し、
前記第２の接続点とローサイドラインとの間に抵抗素子を接続し、
前記分圧回路の分圧点に前記第２のスイッチング素子の制御端子を接続し、
前記第２のスイッチング素子は、前記制御端子の電位がヒューズ通電状態のときに非導通となり、ヒューズオープン状態のときに導通して前記出力過電圧保護部を動作させるように接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項４】
前記ヒューズ非介挿の本線出力ラインから前記ヒューズ介挿の分岐出力ラインを複数系統分岐するに当たり、前記複数の分岐出力ラインのそれぞれに対応する前記ヒューズオープン検出部は、前記逆流防止用ダイオードと前記抵抗素子が前記複数系統の分岐出力ラインの各々に設けられるとともに、前記分圧回路と前記第２のスイッチング素子と前記出力過電圧保護部を前記複数系統の分岐出力ラインで兼用する請求項１に記載のスイッチングレギュレータ。
【請求項５】
前記ヒューズ非介挿の本線出力ラインから前記ヒューズ介挿の分岐出力ラインを分岐するに当たり、互いに出力電圧を異ならせた複数系統の本線出力ライン・分岐出力ラインを構成する場合に、前記複数系統の本線出力ライン・分岐出力ラインのそれぞれに対応する前記ヒューズオープン検出部は、前記逆流防止用ダイオードと前記抵抗素子が前記複数系統の本線出力ライン・分岐出力ラインの各々に設けられるとともに、前記分圧回路と前記第２のスイッチング素子と前記出力過電圧保護部を前記複数系統の本線出力ライン・分岐出力ラインで兼用する請求項１に記載のスイッチングレギュレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力を分岐して多出力化したスイッチングレギュレータに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
まず初めに図４に単出力電源（定格出力電圧４２［Ｖ］）の基本回路を挙げて説明する。
【０００３】
一次側整流平滑回路１はブリッジダイオードＢＤ１と第１の平滑コンデンサＣ１で構成されている。ブリッジダイオードＢＤ１の入力側は商用交流電源ＡＣに接続されている。制御部ＩＣ１はその起動時の電源を、ブリッジダイオードＢＤ１の出力端子から起動用の抵抗素子Ｒ１を介して給電されるようになっている。第１の平滑コンデンサＣ１はブリッジダイオードＢＤ１の両出力端子間に接続されている。商用交流電源ＡＣから出力された交流電流はブリッジダイオードＢＤ１によって全波整流され、第１の平滑コンデンサＣ１によって直流電圧に変換される。一次側整流平滑回路１と二次側整流平滑回路２とはトランスＴ１を介して磁気結合されている。トランスＴ１の一次巻線ｎ１と電力変換用のスイッチング素子Ｑ１と電流検出用の抵抗素子Ｒ２の直列回路が第１の平滑コンデンサＣ１の両端子間に接続されている。
【０００４】
スイッチング素子Ｑ１はその高周波のスイッチングのオン／オフ動作を制御部ＩＣ１によって制御され、トランスＴ１の一次巻線ｎ１からの磁気誘導によって二次巻線ｎ２に生成される電圧を所定の電圧範囲内に収束するようになっている。
【０００５】
二次側整流平滑回路２は整流ダイオードＤ２と第２の平滑コンデンサＣ４で構成されている。整流ダイオードＤ２と第２の平滑コンデンサＣ４の直列回路がトランスＴ１の二次巻線ｎ２の両端子間に接続されている。
【０００６】
第２の平滑コンデンサＣ４の両端子間にフィードバック部３と出力過電圧保護部４が接続され、フィードバック部３および出力過電圧保護部４の共通のハイサイドラインＨＬの端部が出力端子（４２Ｖ１）となっている。
【０００７】
フィードバック部３は、ハイサイドの抵抗素子Ｒ５とローサイドの抵抗素子Ｒ６との直列回路からなる分圧回路５、抵抗素子Ｒ４、第１のフォトカプラＰＣ１の発光素子（ＬＥＤ）、分圧回路５の抵抗電位変化点にリファレンス端子を接続した基準電圧ＩＣ（ＩＣ２）で構成されている。第２の平滑コンデンサＣ４から出力端子（４２Ｖ１）への出力電圧の変動は分圧回路５によって検出される。
【０００８】
ハイサイドおよびローサイドの抵抗素子Ｒ５，Ｒ６の抵抗電位変化点の検出電圧が基準電圧ＩＣ（ＩＣ２）のリファレンス電圧より低いときは基準電圧ＩＣ（ＩＣ２）は非導通であり、第１のフォトカプラＰＣ１の発光素子は消灯状態である。その結果、制御部ＩＣ１の側で第１のフォトカプラＰＣ１の受光素子（フォトトランジスタ）は非導通でＦＢ端子が“Ｈ”レベルであるので、制御部ＩＣ１はスイッチング素子Ｑ１に対してスイッチングのオンデューティ（ＰＷＭのパルス幅）を大きくする。
【０００９】
逆に、抵抗電位変化点の検出電圧がツェナーダイオードＩＣ２のリファレンス電圧以上となったときは基準電圧ＩＣ（ＩＣ２）が降伏して導通し、第１のフォトカプラＰＣ１の発光素子が点灯状態となる。その結果、フォトカプラＰＣ１の受光素子が導通し、ＦＢ端子が反転して“Ｌ”レベルになるので、制御部ＩＣ１はスイッチング素子Ｑ１に対してスイッチングのオンデューティを小さくする。
【００１０】
以上の二次側での検出電圧に応動したフィードバック制御により、第２の平滑コンデンサＣ４からの出力電圧を安定化させる。
（【００１１】以降は省略されています）

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