JP2894444B1 - 電源回路 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 本発明は、外部から選択もしくは設定される
基準電圧に応じて、安定化出力を出力する電源回路に関
し、異常時の保護動作について応答速度などを容易に向
上させることが可能な電源回路を提供することを目的と
する。 【解決手段】 入力電圧が１次側に入力されるトランス
と、トランスの１次側の電流経路をスイッチングするス
イッチング手段と、トランスの２次側に生起する起電力
を整流平滑化する整流器と、スイッチング手段を介し整
流器の出力を所定の基準電圧に応じて安定化する安定化
手段とを備えた電源回路において、電源回路中を流れる
電流を検出する電流検出手段と、その検出電流と所定の
基準電圧との乗算結果を出力する乗算手段と、乗算手段
より出力される乗算結果が、予め定めた電力制限値に到
達すると、乗算結果と電力制限値との誤差を負帰還し
て、整流器の出力を制限する制限手段とを備えたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部から選択もし
くは設定される基準電圧に従って、その基準電圧に応じ
た安定化電圧を出力する電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の電源回路の一例を示す図
である。 （従来の電源回路７００の構成）以下、図９に基づい
て、従来の電源回路７００の構成を説明する。まず、整
流回路１の（＋）側出力端子は、「トランス２の１次側
巻線」および「スイッチング用ＦＥＴ３のドレイン・ソ
ース間」を直列に介して、整流回路１の（−）側出力端
子に接続される。

【０００３】このスイッチング用ＦＥＴ３のスイッチン
グ動作により、トランス２の２次側には、誘起起電力が
生じる。この誘起起電力は、整流回路４を介して整流平
滑化された後、負荷側端子５から外部の被給電装置へ給
電される。一方、この負荷側端子５は、逆数アンプ８の
入力端子に接続される。その他、負荷側端子５の出力電
圧は、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路を介して、
出力電圧設定誤差増幅器７の（＋）側入力端子に印加さ
れる。

【０００４】この出力電圧設定誤差増幅器７の（−）側
入力端子には、基準電圧部９から出力される基準電圧Ｖ
ｒが与えられる。なお、この基準電圧部９は、外部から
設定されるスイッチ９ａ〜ｃの設定状態に応じて、複数
種類の基準電圧Ｖｒを選択的に出力する回路である。

【０００５】一方、逆数アンプ８の出力端子は、過電流
設定誤差増幅器１０の（−）側入力端子に接続される。
また、過電流設定誤差増幅器１０の（＋）側入力端子に
は、整流回路４内の電流モニタ用抵抗Ｒｓの両端に生じ
る電圧降下分（−Ｉｏ×Ｒｓ）が、反転増幅回路１０ａ
を介し正負反転して入力される。このような出力電圧設
定誤差増幅器７および過電流設定誤差増幅器１０の各出
力端子は、ＭＡＸ回路１１の２つの入力端子に個別に接
続される。このＭＡＸ回路１１は、２つの入力端子の入
力電圧の内で、より高い入力電圧を選択的に出力する回
路である。

【０００６】このＭＡＸ回路１１の出力端子は、パルス
幅変調器１２を介して、スイッチング用ＦＥＴ３のゲー
ト電極に接続される。このパルス幅変調器１２の内部
は、例えば、入力電圧を積分する積分回路と、積分回路
の出力に応じてデューティ比もしくは周波数を変調した
パルスを生成する変調回路とから構成される。次に、上
述した逆数アンプ８の具体的な回路構成について説明す
る。

【０００７】図１０は、逆数アンプ８の回路例を示す図
である。図１０において、逆数アンプ８に入力端子に入
力された入力電圧Ｖｉｎは、図示しない電圧バッファな
どを介した後、抵抗Ｒａの一端側に印加される。この抵
抗Ｒａの他端側は、ＯＰアンプ８１の（−）側入力端子
に接続される。この（−）側入力端子には、抵抗Ｒｂを
介してオフセット用電圧源Ｖｏｆが接続される。

【０００８】また、ＯＰアンプ８１の出力端子と（−）
側入力端子との間には、帰還抵抗Ｒｆと関数発生部８２
とからなる並列回路が接続される。この関数発生部８２
は、例えば、ツェナダイオードを用いたシリーズ・スイ
ッチング回路またはパラレル・スイッチング回路などの
組み合わせにより構成される。一方、ＯＰアンプ８１の
（＋）側入力端子は、入力オフセットを打ち消すための
抵抗Ｒｃを介して接地電位に接続される。

【０００９】このような回路構成の逆数アンプ８では、
入力電圧Ｖｉｎの大きさに依存して、関数発生部８２内
のツェナダイオードの導通／非導通が順次に切り替わ
り、出力電圧の増幅率が変化する。その結果，逆数アン
プ８の入出力特性は、図１１に示すように、変曲点Ｐ
１，Ｐ２を境に折れ曲がった特性となる。この変曲点Ｐ
１，Ｐ２の位置および変曲点Ｐ１，Ｐ２前後の増幅率を
調整することにより、逆数アンプ８の入出力特性は、逆
数関数に折れ線近似した特性となる。

【００１０】続いて、上述した電源回路７００の動作
を、正常時の動作と異常時の動作とに分けて説明する。 （電源回路７００の正常時の動作）正常時には、整流回
路４内部の抵抗Ｒｓに通常範囲内の電流が流れる。この
状態では、反転増幅回路１０ａの出力電圧である「抵抗
Ｒｓ両端の電圧降下分」は、逆数アンプ８の出力電圧を
下回る。

【００１１】そのため、過電流設定誤差増幅器１０で
は、入力端子間に（−）の電位差が定常的に印加され、
出力端子から（−）側に飽和した電圧を常時出力する。
このような（−）側の飽和電圧が、ＭＡＸ回路１１の一
方の入力端子に入力されるため、ＭＡＸ回路１１は、出
力電圧設定誤差増幅器７側の出力電圧を優先的に通過さ
せる。

【００１２】このようなＭＡＸ回路１１の動作により、
出力電圧設定誤差増幅器７およびパルス幅変調器１２お
よびスイッチング用ＦＥＴ３からなる第１の負帰還ルー
プが構成される。この第１の負帰還ループにより、出力
電圧設定誤差増幅器７から出力される誤差増幅出力を低
減する方向に、スイッチング用ＦＥＴ３のスイッチング
動作がパルス幅制御される。このとき、出力電圧設定誤
差増幅器７の入力端子間は、イマジナリショート状態に
維持される。

【００１３】ここで、基準電圧部９の基準電圧をＶｒと
し、分圧抵抗をＲ１，Ｒ２とすると、負荷側端子５の出
力電圧Ｖｏは、下記（１）式の右辺が示す電圧値に安定
化される。 Ｖｏ＝Ｖｒ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２ ・・・（１） なお、このとき出力される出力電圧Ｖｏの値は、基準電
圧部９のスイッチ９ａ〜ｃのスイッチ状態を操作して基
準電圧Ｖｒを変更することにより、適宜変更することが
可能となる。

【００１４】（電源回路７００の異常時の保護動作）被
給電装置側で短絡事故などの異常事態が生じると、整流
回路４内部の抵抗Ｒｓに過大な電流が流れる。このよう
な異常状態では、反転増幅回路１０ａの出力電圧である
「抵抗Ｒｓ両端の電圧降下分」が、逆数アンプ８の出力
電圧を上回る。すると、過電流設定誤差増幅器１０の出
力電圧は、一時的に（＋）側の飽和電圧近くまで上昇す
る。その結果、ＭＡＸ回路１１は、過電流設定誤差増幅
器１０側の出力電圧を優先的に通過させる。

【００１５】このようなＭＡＸ回路１１の動作により、
過電流設定誤差増幅器１０およびパルス幅変調器１２お
よびスイッチング用ＦＥＴ３からなる第２の負帰還ルー
プが一時的に構成される。この第２の負帰還ループによ
り、過電流設定誤差増幅器１０から出力される誤差増幅
出力を低減する方向に、スイッチング用ＦＥＴ３のスイ
ッチング動作がパルス幅制御される。このとき、過電流
設定誤差増幅器１０の入力端子間は、イマジナリショー
ト状態に維持される。

【００１６】ここで、抵抗Ｒｓに流れる電流をＩｏと
し、負荷側端子５の出力電圧をＶｏとし、逆数アンプ８
の出力電圧を（Ｋ／Ｖｏ）とすると、電力値（Ｖｏ×Ｉ
ｏ）は、下記（２）式の右辺が示す値に維持（制限）さ
れる。 （Ｖｏ×Ｉｏ）＝Ｋ／Ｒｓ ・・・（２） このような動作により、抵抗Ｒｓに過大な電流が流れる
異常時においては、（２）式を満足するように、電源回
路７００内の電力（Ｖｏ×Ｉｏ）が制限される。その結
果、電源回路７００および被給電装置を安全に保護する
ことが可能となる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した逆
数アンプ８は、ツェナダイオードのスイッチング時間や
寄生容量が無視できないため、高域の周波数特性が制限
されやすく、位相遅れなどを生じやすい回路である。こ
のような逆数アンプ８が、異常時に形成される第２の負
帰還ループ中に配されるため、異常時の負帰還動作に位
相遅れなどが生じやすい。そのため、電源回路７００の
保護動作について制御性能（応答速度，追従性，安定性
など）の向上を図る際に、逆数アンプ８の位相特性が大
きな弊害になるという問題点があった。

【００１８】また、逆数アンプ８では、ツェナダイオー
ドなどの半導体素子を温度特性の補償なしで使用してい
るため、温度変化に応じて逆数アンプ８の出力が変動し
てしまう。また、逆数アンプ８は、折れ線近似した特性
を有するため、逆数アンプ８の出力精度が低い。これら
の理由から、高精度な保護動作を要求される電源回路に
は使用できないという問題点があった。

【００１９】さらに、逆数アンプ８は、異常時に働く回
路であるため、入力電圧の大きさを正確に想定すること
が困難である。そのため、逆数アンプ８の入力ダイナミ
ックレンジは、必要十分に広く確保しておく必要があ
る。このような広い入力ダイナミックレンジにおいて、
高精度な逆数特性を得るためには、図１１中に示す変曲
点の数を増やすなどの配慮が必要となる。その結果、逆
数アンプ８の回路が複雑かつ大型になるという問題点が
あった。

【００２０】そこで、請求項１〜４に記載の発明は、上
述した問題点を解決するために、異常時の保護動作につ
いて制御性能の向上を容易にしつつ、逆数アンプ８によ
る上記弊害を解決した電源回路を提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

（請求項１）請求項１に記載の発明は、入力電圧が１次
側に入力されるトランスと、トランスの１次側の電流経
路をスイッチングするスイッチング手段と、トランスの
２次側に接続され、スイッチング手段のスイッチング動
作によりトランスの２次側に発生する起電力を整流平滑
化して出力する整流器と、スイッチング手段のスイッチ
ング動作を制御して、整流器の出力を、所定の基準電圧
に応じて安定化する安定化手段とを備えた電源回路にお
いて、電源回路中を流れる電流を検出する電流検出手段
と、電流検出手段により検出される検出電流と所定の基
準電圧との乗算結果を出力する乗算手段と、乗算手段よ
り出力される乗算結果が、予め定められた電力制限値に
到達すると、乗算結果と電力制限値との誤差を負帰還し
て、整流器の出力を制限する制限手段とを備えたことを
特徴とする。

【００２２】通常、請求項１にかかわる電源回路では、
安定化手段がスイッチング手段を制御し、整流器の出力
を基準電圧に応じて安定化させる。このような正常状態
では、電源回路の絶対定格の範囲内で、外部への電力供
給が円滑になされる。一方、短絡事故などの異常状態が
生じると、電源回路中では、出力電流の増加に伴って過
大な電流が流れる。その結果、電流検出手段で検出され
る検出電流の値が急増し、乗算手段から出力される「検
出電流と基準電圧との積に対応した乗算結果」が急増す
る。この乗算結果が所定の電力制限値を超えると、制限
手段は、乗算結果と電力制限値との誤差を負帰還する動
作を開始する。

【００２３】このような負帰還動作により、乗算結果と
電力制限値との誤差が低減する方向に電源回路が制御さ
れ、整流器の出力が制限される。なお、乗算結果の式中
に現れる基準電圧は、異常状態中も一定値を保つ。した
がって、上述した整流器の出力制限は、電力制限値を基
準電圧で除した値に、検出電流の値を近づけるような方
向での電流制限動作となる。

【００２４】例えば、電力制限値を２００Ｗとする電源
回路において、基準電圧を５Ｖに設定した場合、異常時
に検出電流の値が４０Ａまで急増すると、制限手段によ
る負帰還動作が開始され、検出電流を４０Ａに近づける
方向での電流制限が行われる。また、同様に電力制限値
を２００Ｗとする電源回路において、基準電圧を１０Ｖ
に設定した場合、異常時に検出電流の値が２０Ａまで急
増すると、制限手段により負帰還動作が開始され、検出
電流を２０Ａに近づける方向での電流制限が行われる。

【００２５】このように、「基準電圧に逆比例した適正
な電流値」に検出電流を制限する保護動作が実施され
る。その結果、外部への電力供給量が適正範囲に制限さ
れ、電源回路および被給電装置が確実に保護される。な
お、上記した請求項１にかかわる電源回路では、電力制
限値を下げるなどの設定により、正常な給電時に制限手
段を動作させることも可能である。このような設定で
は、乗算結果が電力制限値を越えないように、定電圧出
力と定電流出力とが自動的に切り替わる電源回路が構成
される。特に、このような電源回路は、定電流源として
働きつつ、負荷オープンなどの際に、出力電圧を所定の
制限値以下に制限するような用途に好適な電源回路とな
る。

【００２６】（請求項２）請求項２に記載の発明は、入
力電圧が１次側に入力されるトランスと、トランスの１
次側の電流経路をスイッチングするスイッチング手段
と、トランスの２次側に接続され、スイッチング手段の
スイッチング動作によりトランスの２次側に発生する起
電力を整流平滑化して出力する整流器と、スイッチング
手段のスイッチング動作を制御して、整流器の出力を、
所定の基準電圧に応じて安定化する安定化手段とを備え
た電源回路において、電源回路中を流れる電流を検出す
る電流検出手段と、電流検出手段により検出される検出
電流と整流器の出力電圧との乗算結果を出力する乗算手
段と、乗算手段より出力される乗算結果が、予め定めら
れた電力制限値に到達すると、乗算結果と電力制限値と
の誤差を負帰還して、整流器の出力を制限する制限手段
とを備えたことを特徴とする。

【００２７】通常、請求項２にかかわる電源回路では、
安定化手段がスイッチング手段を制御し、整流器の出力
を基準電圧に応じて安定化させる。このような正常状態
では、電源回路の絶対定格の範囲内で、外部への電力供
給が円滑になされる。一方、短絡事故などの異常状態が
生じると、電源回路中では、出力電流の増加に伴って過
大な電流が流れる。その結果、電流検出手段で検出され
る検出電流の値が急増し、乗算手段から出力される「検
出電流と出力電圧との積に対応した乗算結果」が急増す
る。この乗算結果が所定の電力制限値を超えると、制限
手段は、乗算結果と電力制限値との誤差を負帰還する動
作を開始する。

【００２８】このような負帰還動作により、乗算結果と
電力制限値との誤差が低減する方向に電源回路が制御さ
れ、整流器の出力が制限される。例えば、電力制限値を
２００Ｗとする電源回路の場合、異常時に乗算結果が２
００Ｗまで急増すると、制限手段による負帰還動作が開
始され、検出電流と出力電圧との乗算結果を２００Ｗに
近づける方向での電力制限が行われる。

【００２９】このような電力制限に伴って、外部への電
力供給量が制限されるため、電源回路および被給電装置
を確実に保護することが可能となる。このように、電力
制限値に乗算結果を追従させる保護動作が実施される。
その結果、外部への電力供給量が適正範囲に制限され、
電源回路および被給電装置が確実に保護される。

【００３０】なお、上記した請求項２にかかわる電源回
路では、電力制限値を下げるなどの設定により、正常な
給電時に制限手段を動作させることもできる。このよう
な設定では、乗算結果が電力制限値を越えないように、
定電圧出力と定電力出力とが自動的に切り替わる電源回
路が構成される。特に、このような電源回路は、定電力
源として働きつつ、負荷オープンなどの際に、出力電圧
を所定の制限値以下に制限するような用途に好適な電源
回路となる。

【００３１】（請求項３）請求項３に記載の発明は、入
力電圧が１次側に入力されるトランスと、トランスの１
次側の電流経路をスイッチングするスイッチング手段
と、トランスの２次側に接続され、スイッチング手段の
スイッチング動作によりトランスの２次側に発生する起
電力を整流平滑化して出力する整流器と、スイッチング
手段のスイッチング動作を制御して、整流器の出力を、
所定の基準電圧に応じて安定化する安定化手段とを備え
た電源回路において、電源回路中を流れる電流を検出す
る電流検出手段と、外部操作に応じて、所定の基準電圧
と整流器の出力電圧との一方を取り出す切換手段と、電
流検出手段により検出される検出電流と切換手段の切換
出力との乗算結果を出力する乗算手段と、乗算手段より
出力される乗算結果が、予め定められた電力制限値に到
達すると、乗算結果と電力制限値との誤差を負帰還し
て、整流器の出力を制限する制限手段とを備えたことを
特徴とする。

【００３２】このような構成により、請求項３にかかわ
る電源回路では、切換手段を切り換えることにより、乗
算結果として、下記のいずれかを選択することができ
る。 （Ａ）乗算結果∝検出電流×基準電圧 （Ｂ）乗算結果∝検出電流×出力電圧 （Ａ）の乗算結果を選択した場合、請求項１にかかわる
電源回路と同一の保護動作が可能となる。このような場
合には、異常状態に際して、検出電流を一定電流値に近
づけるような形での電流制限が実施される。

【００３３】一方、（Ｂ）の乗算結果を選択した場合、
請求項２にかかわる電源回路と同一の保護動作が可能と
なる。このような場合には、異常状態に際して、検出電
流と出力電圧との乗算結果を電力制限値に近づけるよう
な形での電力制限が実施される。したがって、一つの電
源回路において、これら２種類の保護動作を適宜に選択
することが可能となる。

【００３４】なお、上記した請求項３にかかわる電源回
路では、電力制限値を下げるなどの設定により、正常な
給電時に制限手段を動作させることもできる。このよう
な設定の電源回路において切換手段を操作することによ
り、「電力制限値を境にして定電圧出力と定電力出力と
が自動的に切り替わる給電動作」と「電力制限値を境に
して定電圧出力と定電流出力とが自動的に切り替わる給
電動作」とを適宜に選択することが可能となる。

【００３５】（請求項４）請求項４に記載の発明は、人
力電圧が１次側に入力されるトランスと、トランスの１
次側の電流経路をスイッチングするスイッチング手段
と、トランスの２次側に接続され、スイッチング手段の
スイッチング動作によりトランスの２次側に発生する起
電力を整流平滑化して出力する整流器と、スイッチング
手段のスイッチング動作を制御して、整流器の出力を、
所定の基準電圧に応じて安定化する安定化手段とを備え
た電源回路において、電源回路中を流れる電流を検出す
る電流検出手段と、所定の基準電圧の逆数に対応する値
を出力する逆数手段と、電流検出手段により検出される
検出電流が、逆数手段の出力値に到達すると、検出電流
と逆数手段の出力値との誤差を負帰還して、整流器の出
力を制限する制限手段とを備えたことを特徴とする。

【００３６】通常、請求項４にかかわる電源回路では、
安定化手段がスイッチング手段を制御し、整流器の出力
を基準電圧に応じて安定化させる。このような正常状態
では、電源回路の絶対定格の範囲内で、外部への電力供
給が円滑になされる。一方、短絡事故などの異常状態が
生じると、電源回路中では、出力電流の増加に伴って過
大な電流が流れる。その結果、電流検出手段で検出され
る検出電流の値が急増する。この検出電流が逆数手段か
ら出力値を超えると、制限手段は、検出電流と逆数手段
の出力値との誤差を負帰還する動作を開始する。

【００３７】このような負帰還動作により、検出電流を
逆数手段の出力値に近づける方向で電源回路が制御さ
れ、整流器の出力が制限される。その結果、外部への電
力供給量が適正範囲に制限され、電源回路および被給電
装置が確実に保護される。

【００３８】ところで、逆数手段には基準電圧が入力さ
れる。この基準電圧は、設定変更時のみ変化する電圧で
あり、通常は一定値である。そのため、逆数手段の出力
値も、通常は一定値となる。したがって、もしも逆数手
段に位相遅れが生じるとしても、負帰還ループの位相特
性に影響を与えることは一切ない。そのため、逆数手段
の位相遅れを無視して、保護動作の制御性能（電流制限
動作の応答特性，追従性，安定性など）を容易に向上す
ることが可能となる。

【００３９】また、逆数手段の入力ダイナミックレンジ
は、入力される可能性のある基準電圧をカバーすれば足
りる。したがって、従来例（図９）のように広い入力ダ
イナミックレンジを確保する必要がなく、逆数手段の回
路構成を単純化することが可能となる。その上、基準電
圧の選択肢が、９Ｖ用，１２Ｖ用，１５Ｖ用などのよう
に有限個の場合には、逆数手段の回路構成をさらに簡略
化することが可能となる。すなわち、基準電圧の切り換
えスイッチに連動する連動スイッチを設け、この連動ス
イッチを介して、予め用意した「各基準電圧の逆数値に
対応した電圧」を出力すればよい。この場合、上述した
従来例（図９）とは異なり、折れ線近似などによる誤差
や、温度による出力変動などはもちろん生じない。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。 ＜第１の実施形態＞第１の実施形態は、請求項１に記載
の発明に対応する実施形態である。図１は、第１の実施
形態における電源回路１００の構成を示す図である。

【００４１】図１において、整流回路１の（＋）側出力
端子は、「トランス２の１次側巻線」および「スイッチ
ング用ＦＥＴ３のドレイン・ソース間」を直列に介し
て、整流回路１の（−）側出力端子に接続される。

【００４２】この整流回路１から出力される脈流電流を
スイッチング用ＦＥＴ３で間欠的にスイッチングするこ
とにより、トランス２の２次側には、誘起起電力が生じ
る。この誘起起電力は、整流回路４を介して整流平滑化
された後、負荷側端子５から外部の被給電装置へ供給さ
れる。一方、この負荷側端子５は、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２
からなる分圧回路を介して、出力電圧設定誤差増幅器７
の（＋）側入力端子に接続される。この出力電圧設定誤
差増幅器７の（−）側入力端子には、基準電圧部９から
出力される基準電圧Ｖｒが与えられる。なお、この基準
電圧部９は、外部から設定されるスイッチ９ａ〜ｃの設
定状態に応じて、複数種類の基準電圧Ｖｒを選択的に出
力する回路である。

【００４３】その他、基準電圧部９の基準電圧Ｖｒは、
アナログ乗算器２１の入力端子Ｘ２に印加される。この
アナログ乗算器２１の入力端子Ｘ１には、整流回路４内
の電流モニタ用抵抗Ｒｓの両端に生じる電圧降下分（Ｉ
ｏ×Ｒｓ）が、反転増幅回路１０ａを介して入力され
る。このアナログ乗算器２１の出力端子は、過電流設定
誤差増幅器２２の（＋）側入力端子に接続される。ま
た、過電流設定誤差増幅器２２の（−）側入力端子に
は、ツェナダイオード２３からなる定電圧回路から電力
制限電圧Ｋ１が供給される。

【００４４】このような出力電圧設定誤差増幅器７およ
び過電流設定誤差増幅器２２の各出力端子は、ＭＡＸ回
路２０の２つの入力端子にそれぞれ接続される。このＭ
ＡＸ回路２０は、２つの入力端子の入力電圧の内で、よ
り高い入力電圧を選択出力する回路である。このＭＡＸ
回路２０の出力端子は、パルス幅変調器２４を介して、
スイッチング用ＦＥＴ３のゲート電極に接続される。こ
のパルス幅変調器２４の内部は、例えば、入力電圧を積
分する積分回路と、積分回路の出力に応じて出力パルス
のデューティ比もしくは周波数などを変調する変調回路
とから構成される。

【００４５】なお、請求項１に記載の発明と第１の実施
形態との対応関係については、トランスはトランス２に
対応し、スイッチング手段はスイッチング用ＦＥＴ３に
対応し、整流器は整流回路４に対応し、安定化手段はパ
ルス幅変調器２４および出力電圧設定誤差増幅器７に対
応し、電流検出手段は電流モニタ用抵抗Ｒｓおよび反転
増幅回路１０ａに対応し、乗算手段はアナログ乗算器２
１に対応し、制限手段は過電流設定誤差増幅器２２およ
びＭＡＸ回路２０に対応する。

【００４６】次に、上述した電源回路１００の動作を、
正常時の動作と異常時の動作とに分けて説明する。 （電源回路１００の正常時の動作）正常時には、整流回
路４内部の電流モニタ用抵抗Ｒｓに通常範囲内の電流Ｉ
ｏが流れる。反転増幅回路１０ａは、この抵抗Ｒｓの両
端に生じる電圧降下分（−Ｒｓ×Ｉｏ）を反転し、電源
回路１００中を流れる電流Ｉｏに比例した電圧（Ｒｓ×
Ｉｏ）を出力する。

【００４７】アナログ乗算器２１は、この電圧（Ｒｓ×
Ｉｏ）と、基準電圧部９から出力される基準電圧Ｖｒと
を乗算し、下記のような乗算結果Ｓを出力する。 乗算結果Ｓ＝Ｒｓ×Ｉｏ×Ｖｒ ・・・（３） 過電流設定誤差増幅器２２は、この乗算結果Ｓと電力制
限電圧Ｋ１との誤差電圧を増幅出力する。ところで、正
常時の動作において、乗算結果Ｓは、電力制限電圧Ｋ１
を下回るため、過電流設定誤差増幅器２２からは、
（−）側に飽和した電圧が出力される。

【００４８】この（−）側の飽和電圧が、ＭＡＸ回路２
０の一方の入力端子に入力されるため、ＭＡＸ回路２０
は、出力電圧設定誤差増幅器７側の出力電圧を優先的に
通過させる。このようなＭＡＸ回路２０の動作により、
出力電圧設定誤差増幅器７およびパルス幅変調器２４お
よびスイッチング用ＦＥＴ３からなる第１の負帰還ルー
プが構成される。

【００４９】この第１の負帰還ループにより、出力電圧
設定誤差増幅器７から出力される誤差増幅出力を低減す
る方向に、スイッチング用ＦＥＴ３のスイッチング動作
が制御される。このとき、出力電圧設定誤差増幅器７の
入力端子間は、イマジナリショート状態に維持される。
その結果、負荷側端子５の出力電圧Ｖｏは、下記（４）
式の右辺が示す電圧値に安定化される。

【００５０】 Ｖｏ＝Ｖｒ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２ ・・・（４） （電源回路１００の異常時の保護動作）一方、外部の被
給電装置で短絡事故などの異常事態が生じると、電流モ
ニタ用抵抗Ｒｓに過大な電流が流れる。このような異常
状態では、アナログ乗算器２１の乗算結果Ｓが、電力制
限電圧Ｋ１を一時的に上回る。

【００５１】すると、過電流設定誤差増幅器２２の出力
電圧は、瞬間的に（＋）側の飽和電圧近くまで上昇す
る。その結果、ＭＡＸ回路２０は、過電流設定誤差増幅
器２２側の出力電圧を優先的に通過させる。このような
ＭＡＸ回路２０の動作により、アナログ乗算器２１およ
び過電流設定誤差増幅器２２およびパルス幅変調器２４
およびスイッチング用ＦＥＴ３からなる第２の負帰還ル
ープが構成される。

【００５２】この第２の負帰還ループにより、過電流設
定誤差増幅器２２から出力される誤差増幅出力を低減す
る方向に、スイッチング用ＦＥＴ３のスイッチング動作
が制御される。このとき、過電流設定誤差増幅器２２の
入力端子間は、下式（５）が示すような、イマジナリシ
ョート状態に維持される。 Ｋ１＝Ｒｓ×Ｉｏ×Ｖｒ ・・・（５） このイマジナリショート状態により、電流モニタ用抵抗
Ｒｓに流れる電流Ｉｏは、下式（６）の右辺が示す電流
値に維持（制限）される。

【００５３】 Ｉｏ＝Ｋ１／（Ｒｓ×Ｖｒ） ・・・（６） 図２は、このような電流制限の動作を説明する図であ
る。図２に示すように、乗算結果Ｓが電力制限電圧Ｋ１
を超えようとすると、電流Ｉｏおよび出力電圧Ｖｏは、
図２中の点線矢印の軌道に沿って変化する。なお、被給
電装置の短絡事故が解決しない場合、上述の電流制限に
伴って、電源回路１００の出力電圧Ｖｏは急激に低下す
る。

【００５４】このとき、出力電圧設定誤差増幅器７の入
力端子間には、（−）方向の電圧差が印加されるため、
出力電圧設定誤差増幅器７からは、（−）側に飽和した
電圧が出力される。そのため、ＭＡＸ回路２０は、過電
流設定誤差増幅器２２側の出力を継続して通過させる。
その結果、第２の負帰還ループが一旦形成されると、被
給電装置側での短絡事故などが解決しない限り、電流制
限動作が安全に継続される。

【００５５】一方、被給電装置の短絡事故が解決した場
合、非短絡状態の被給電装置に、（６）式に示す電流Ｉ
ｏを流そうとするため、電源回路１００の出力電圧Ｖｏ
は上昇する。このとき、出力電圧設定誤差増幅器７の入
力端子間には、（＋）方向の電圧差が印加されるため、
出力電圧設定誤差増幅器７からは、（＋）側に飽和した
電圧が出力される。

【００５６】そのため、ＭＡＸ回路２０からは、出力電
圧設定誤差増幅器７側の出力が通過し、第１の負帰還ル
ープが再び構成される。その結果、正常時の動作に自動
復帰する。以上説明したように、第１の実施形態では、
乗算結果Ｓが電力制限電圧Ｋ１に到達すると、電流制限
を実施して電源回路１００および被給電装置を確実に保
護することができる。

【００５７】また、第１の実施形態では、被給電装置側
の短絡事故などが解決すると、正常の給電動作に自動復
帰することができる。さらに、第１の実施形態では、従
来例（図９）における逆数アンプ８を有さず、代わりに
アナログ乗算器２１を設けている。このようなアナログ
乗算器２１としては、例えば、平衡変調器やギルバート
アンプなどの高速動作可能な回路を使用することができ
る。したがって、第２の負帰還ループに大きな位相遅れ
を生じる要素がなくなり、保護動作の制御性能（電流制
限の応答特性，追従性，安定性など）を容易に向上する
ことが可能となる。

【００５８】その上、アナログ乗算器２１においては、
逆数アンプ８とは異なり、温特補償が可能である。ま
た、折れ線近似などの回路要素も無い。したがって、高
精度な保護動作を実現する電源回路を構成することがで
きる。なお、上述した第１の実施形態では、異常時に限
って第２の負帰還ループを構成しているが、これに限定
されるものではない。例えば、電力制限電圧Ｋ１の値を
下げるなどの設定変更により、正常時に第２の負帰還ル
ープを構成することも可能となる。この場合、乗算結果
Ｓが電力制限電圧Ｋ１を越えないように、電圧安定化動
作と電流安定化動作とを自動的に切り替える電源回路を
構成することが可能となる。特に、このような電源回路
は、定電流源として通常機能しつつ、負荷オープンなど
による出力電圧の上昇に際して、出力電圧をＶｏで制限
するような用途に応用することができる。

【００５９】次に、別の実施形態について説明する。 ＜第２の実施形態＞第２の実施形態は、請求項２に記載
の発明に対応する実施形態である。図３は、第２の実施
形態における電源回路２００の構成を示す図である。第
２の実施形態における構成上の特徴点は、負荷側端子５
をアナログ乗算器２１の入力端子Ｘ２に接続し、かつ、
過電流設定誤差増幅器２２の（−）側入力端子に電力制
限電圧Ｋ２を印加している点である。

【００６０】なお、その他の構成要件については、第１
の実施形態（図１）の構成要件と同じなので、同一の参
照番号を付与して図３に示し、ここでの説明を省略す
る。また、請求項２に記載の発明と第２の実施形態との
対応関係については、トランスはトランス２に対応し、
スイッチング手段はスイッチング用ＦＥＴ３に対応し、
整流器は整流回路４に対応し、安定化手段はパルス幅変
調器２４および出力電圧設定誤差増幅器７に対応し、電
流検出手段は電流モニタ用抵抗Ｒｓおよび反転増幅回路
１０ａに対応し、乗算手段はアナログ乗算器２１に対応
し、制限手段は過電流設定誤差増幅器２２およびＭＡＸ
回路２０に対応する。

【００６１】以下、電源回路２００の動作を、正常時の
動作と異常時の動作とに分けて説明する。 （電源回路２００の正常時の動作）正常時には、整流回
路４内部の電流モニタ用抵抗Ｒｓに通常範囲内の電流Ｉ
ｏが流れる。反転増幅回路１０ａは、この抵抗Ｒｓの両
端に生じる電圧降下分（−Ｒｓ×Ｉｏ）を反転し、電源
回路２００中を流れる電流Ｉｏに比例した電圧（Ｒｓ×
Ｉｏ）を出力する。

【００６２】アナログ乗算器２１は、この電圧（Ｒｓ×
Ｉｏ）と、出力電圧Ｖｏとを乗算し、下記のような乗算
結果Ｓを出力する。 乗算結果Ｓ＝Ｒｓ×Ｉｏ×Ｖｏ ・・・（７） 過電流設定誤差増幅器２２は、この乗算結果Ｓと電力制
限電圧Ｋ２との誤差電圧を増幅出力する。ところで、正
常時の動作において、乗算結果Ｓは、電力制限電圧Ｋ２
を下回るため、過電流設定誤差増幅器２２からは、
（−）側に飽和した電圧が出力される。

【００６３】このような（−）側の飽和電圧が、ＭＡＸ
回路２０の一方の入力端子に入力されるため、ＭＡＸ回
路２０は、出力電圧設定誤差増幅器７側の出力電圧を優
先的に通過させる。

【００６４】その結果、出力電圧設定誤差増幅器７およ
びパルス幅変調器２４およびスイッチング用ＦＥＴ３か
らなる第１の負帰還ループが構成され、出力電圧Ｖｏ
は、下記（８）式の右辺が示す電圧値に安定化される。 Ｖｏ＝Ｖｒ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２ ・・・（８） （電源回路２００の異常時の保護動作）一方、外部の被
給電装置側で短絡事故などの異常事態が生じると、電流
モニタ用抵抗Ｒｓに過大な電流が流れる。このような異
常状態では、アナログ乗算器２１の乗算結果Ｓが、電力
制限電圧Ｋ２を一時的に上回る。

【００６５】すると、過電流設定誤差増幅器２２の出力
電圧は、瞬間的に（＋）側の飽和電圧近くまで上昇す
る。その結果、ＭＡＸ回路２０は、過電流設定誤差増幅
器２２側の出力電圧を優先的に通過させる。その結果、
過電流設定誤差増幅器２２およびパルス幅変調器２４お
よびスイッチング用ＦＥＴ３からなる第２の負帰還ルー
プが構成され、電力値（Ｉｏ×Ｖｏ）は、下式（９）の
右辺が示す値に維持（制限）される。

【００６６】 （Ｉｏ×Ｖｏ）＝Ｋ２／Ｒｓ ・・・（９） 図４は、このような電力制限の動作を説明する図であ
る。図４に示すように、乗算結果Ｓが電力制限電圧Ｋ２
を超えようとすると、電流Ｉｏおよび出力電圧Ｖｏは、
図４中の反比例曲線の軌道に沿って変化する。なお、被
給電装置の短絡事故が解決しない場合には電流Ｉｏが低
下しないため、上述の電力制限に伴って、電源回路２０
０の出力電圧Ｖｏは急激に低下する。

【００６７】このとき、出力電圧設定誤差増幅器７の入
力端子間には、（−）方向の電圧差が印加されるため、
出力電圧設定誤差増幅器７からは、（−）側に飽和した
電圧が出力される。そのため、ＭＡＸ回路２０は、過電
流設定誤差増幅器２２側の出力を継続して通過させる。
その結果、第２の負帰還ループが一旦形成されると、被
給電装置側での短絡事故などが解決しない限り、電力制
限動作が安全に継続する。

【００６８】一方、被給電装置の短絡事故が解決した場
合、非短絡状態の被給電装置に、（９）式に示す電力値
を供給しようとするため、電源回路２００の出力電圧Ｖ
ｏは上昇する。このとき、出力電圧設定誤差増幅器７の
入力端子間には、（＋）方向の電圧差が印加されるた
め、出力電圧設定誤差増幅器７からは、（＋）側に飽和
した電圧が出力される。

【００６９】そのため、ＭＡＸ回路２０からは、出力電
圧設定誤差増幅器７側の出力が通過し、第１の負帰還ル
ープが再び構成される。その結果、正常時の動作に自動
復帰する。以上説明したように、第２の実施形態では、
乗算結果Ｓが電力制限電圧Ｋ２に到達すると、電力制限
を実施して電源回路２００および被給電装置を確実に保
護することができる。

【００７０】また、第２の実施形態では、被給電装置側
の短絡事故などが解決すると、正常の給電動作に自動復
帰することができる。さらに、第２の実施形態では、従
来例（図９）における逆数アンプ８を有さず、代わりに
アナログ乗算器２１を設けている。このようなアナログ
乗算器２１としては、例えば、平衡変調器やギルバート
アンプなどの高速動作可能な回路を使用することができ
る。したがって、第２の負帰還ループに大きな位相遅れ
を生じる要素がなくなり、保護動作の制御性能（電力制
限の応答特性，追従性，安定性など）を容易に向上する
ことが可能となる。

【００７１】その上、アナログ乗算器２１においては、
逆数アンプ８とは異なり、温特補償が可能である。ま
た、折れ線近似などの回路要素が無い。したがって、高
精度な保護動作を実現する電源回路を構成することがで
きる。なお、上述した第２の実施形態では、異常時に限
って第２の負帰還ループを構成しているが、これに限定
されるものではない。例えば、電力制限電圧Ｋ２の値を
下げるなどの設定変更により、正常時に第２の負帰還ル
ープを構成することも可能となる。この場合、乗算結果
Ｓが電力制限電圧Ｋ２を越えないように、電圧安定化動
作と電力安定化動作とを自動的に切り替える電源回路を
構成することが可能となる。特に、このような電源回路
は、定電力源として通常機能しつつ、負荷オープンなど
による出力電圧の上昇に際して、出力電圧をＶｏで制限
するような用途に好適である。ちなみに、このような定
電力出力を可能とする電源回路の用途としては、例え
ば、ランプ電源やヒータ電源などがある。

【００７２】次に、別の実施形態について説明する。 ＜第３の実施形態＞第３の実施形態は、請求項３に記載
の発明に対応する実施形態である。図５は、第３の実施
形態における電源回路３００の構成を示す図である。第
３の実施形態における構成上の特徴点は、次の点であ
る。

【００７３】（１）基準電圧部９の基準電圧Ｖｒを、ス
イッチ３１の一方の入力接点（図５中のＲｅｆ）に接続
する。 （２）抵抗Ｒ１，Ｒ２の中間ノードを、スイッチ３１の
他方の入力接点（図５中のＳ）に接続する。 （３）このスイッチ３１の切換出力を、アナログ乗算器
２１の入力端子Ｘ２に接続する。

【００７４】なお、その他の構成要件については、第１
の実施形態（図１）の構成要件と同じなので、同一の参
照番号を付与して図５に示し、ここでの説明を省略す
る。このような構成の電源回路３００では、外部操作に
よりスイッチ３１をＲｅｆ側に切り換えると、第１の実
施形態と同様の回路が構成される。したがって、このよ
うなスイッチ３１の設定状態では、異常時に電流制限動
作を実施することが可能となる。

【００７５】一方、外部操作によりスイッチ３１をＳ側
に切り換えると、第２の実施形態とほぼ同様の回路を構
成することができる。したがって、このようなスイッチ
３１の設定状態では、異常時に電力制限動作を実施する
ことが可能となる。このように、第３の実施形態では、
スイッチ３１を切り換えることにより、第１の実施形態
の保護動作と、第２の実施形態の保護動作とを、使用状
況などに合わせて適宜に切り換え選択することが可能と
なる。

【００７６】なお、上述した第３の実施形態において、
電力制限値Ｋ１を下げるなどの設定変更を行うことによ
り、正常な給電時に第２の負帰還ループを構成すること
が可能となる。このような設定の電源回路では，スイッ
チ３１の操作によって、「乗算結果Ｓが電力制限値Ｋ１
を越えないように定電圧出力と定電力出力とを自動的に
切り替える動作」と「乗算結果Ｓが電力制限値Ｋ１を越
えないように定電圧出力と定電流出力とを自動的に切り
替える動作」とを適宜に選択することが可能となる。

【００７７】次に、別の実施形態について説明する。 ＜第４の実施形態＞第４の実施形態は、請求項４に記載
の発明に対応する実施形態である。図６は、第４の実施
形態における電源回路４００の構成を示す図である。第
４の実施形態における構成上の特徴点は、基準電圧部９
の基準電圧Ｖｒを逆数アンプ８の入力端子に接続してい
る点である。

【００７８】なお、その他の構成要件については、従来
例（図９）の構成要件と同じなので、同一の参照番号を
付与して図６に示し、ここでの説明を省略する。なお、
請求項４に記載の発明と第４の実施形態との対応関係に
ついては、トランスはトランス２に対応し、スイッチン
グ手段はスイッチング用ＦＥＴ３に対応し、整流器は整
流回路４に対応し、安定化手段はパルス幅変調器１２お
よび出力電圧設定誤差増幅器７に対応し、電流検出手段
は電流モニタ用抵抗Ｒｓおよび反転増幅回路１０ａに対
応し、逆数手段は逆数アンプ８に対応し、制限手段は過
電流設定誤差増幅器１０およびＭＡＸ回路１１に対応す
る。

【００７９】このような構成の電源回路４００では、短
絡事故などの異常状態に際して、反転増幅回路１０ａの
出力電圧（Ｒｓ×Ｉｏ）が急増し、逆数アンプ８の出力
電圧を超える。すると、過電流設定誤差増幅器１０およ
びパルス幅変調器１２およびスイッチング用ＦＥＴ３か
らなる第２の負帰還ループが構成され、電流Ｉｏを定電
流に制限する電流制限動作が実行される。したがって、
電源回路４００および被給電装置を確実に保護すること
が可能となる。

【００８０】さらに、第４の実施形態では、逆数アンプ
８に時不変の基準電圧が入力されるため、仮に逆数アン
プ８に位相遅れが生じるとしても、第２の負帰還ループ
の位相特性に影響を与えることは一切ない。そのため、
逆数アンプ８の位相遅れを一切無視して、保護動作の制
御性能（電流制限動作の応答特性，追従性，安定性な
ど）を容易に向上することが可能となる。

【００８１】さらに、逆数手段の入力ダイナミックレン
ジは、入力される可能性のある基準電圧をカバーすれば
足りる。したがって、従来例（図９）のように広い入力
ダイナミックレンジを確保する必要がなく、逆数アンプ
８の回路構成を単純化することが可能となる。なお、上
述した第１〜４の実施形態では、基準電圧部９として、
ツェナダイオードとスイッチ９ａ〜９ｃとを使用して基
準電圧の値を離散的に切り換える回路を提示したが、こ
れに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示
すように、ツェナダイオードと可変抵抗とを使用して基
準電圧の値を連続的に切り換える回路を、基準電圧部９
として使用してもよい。また、図７（ｂ）に示すよう
に、シャントレギュレータを使用した電圧可変回路を基
準電圧部９として使用してもよい。さらに、図７（ｃ）
に示すように、コネクタを介して外部の基準電圧源を接
続することにより基準電圧部９を構成してもよい。

【００８２】また、上述した第１〜４の実施形態では、
電流検出手段として、電流モニタ用抵抗Ｒｓと反転増幅
回路１０ａとからなる回路を使用しているが、これに限
定されるものではない。例えば、図８に示す回路を電流
検出手段として使用してもよい。この回路では、第１〜
４の実施形態（図１，図３，図５，図６）中に示すＡも
しくはＢの電流経路に、カレントトランス５１を配置す
る。このカレントトランス５１の出力端子には、電源回
路４００中を流れる電流に応じて起電力が生起する。こ
の起電力を整流器５２およびピーク検波器５３を介して
ピーク検波することにより、電流検出を行うことができ
る。なお、カレントトランス５１の出力端子にピーク検
波器５３を直に接続して、電流検出を行ってもかまわな
い。

【００８３】さらに、上述した第１〜４の実施形態で
は、正常時に整流回路４の出力電圧を安定化する定電圧
出力の電源回路について説明したが、これに限定される
ものではない。例えば、整流回路４の出力電流を安定化
する定電流出力の電源回路に本発明を適用することもで
きる。また、整流回路４の出力電力を安定化する定電力
出力の電源回路に本発明を適用することもできる。

【００８４】また、上述した第１〜４の実施形態では、
パルス幅変調器２４，１２を介して保護動作を実施して
いるが、これに限定されるものではない。一般的には、
保護動作を行うための回路をパルス幅変調器２４，１２
と別途に設けても良い。例えば、トランス２の１次側も
しくは２次側に電圧降下型の制限回路を設け、この制限
回路の電圧降下分を、第２の負帰還ループを介して制御
することにより、整流回路４の出力制限を行ってもよ
い。

【００８５】

【発明の効果】（請求項１）請求項１に記載の発明で
は、短絡事故などの異常状態に際して、乗算手段の乗算
結果が所定の電力制限値に到達すると、制限手段による
負帰還動作が実施される。この負帰還動作により、基準
電圧の逆比例値に検出電流の値を近づけるような方向で
の電流制限が実施される。その結果、電源回路および被
給電装置を確実に保護することが可能となる。

【００８６】また、請求項１にかかわる電源回路では、
従来例（図９）における逆数アンプ８を有さず、代わり
に乗算手段を設けている。このような乗算手段として
は、例えば、平衡変調器やギルバートアンプなどの高速
動作可能な回路を使用することができる。したがって、
異常時の負帰還ループに大きな位相遅れを生じる要素が
なくなり、保護動作の制御性能（電流制限動作の応答特
性，追従性，安定性など）を容易に向上することが可能
となる。

【００８７】また、公知の乗算回路においては、逆数ア
ンプ（図１０）とは異なり、温特補償が可能である。ま
た、折れ線近似などの回路要素も無い。したがって、高
精度な保護動作を実現する電源回路を構成することが可
能となる。なお、上記した請求項１にかかわる電源回路
では、電力制限値を下げるなどの設定により、正常な給
電時に制限手段を動作させることも可能である。このよ
うな設定では、乗算結果が電力制限値を越えないよう
に、定電圧出力と定電流出力とを自動的に切り替える電
源回路を構成することができる。

【００８８】（請求項２）請求項２に記載の発明では、
短絡事故などの異常状態に際して、乗算手段の乗算結果
が所定の電力制限値に到達すると、制限手段による負帰
還動作が実施される。この負帰還動作により、検出電流
と出力電圧との乗算結果を電力制限値に近づけるような
方向での電力制限が実施される。その結果、電源回路お
よび被給電装置を確実に保護することが可能となる。

【００８９】また、請求項２にかかわる電源回路では、
従来例（図９）における逆数アンプ８を有さず、代わり
に乗算手段を設けている。このような乗算手段として
は、例えば、平衡変調器やギルバートアンプなどの高速
動作可能な回路を使用することができる。したがって、
異常時の負帰還ループに大きな位相遅れを生じる要素が
なくなり、保護動作の制御性能（電力制限動作の応答特
性，追従性，安定性など）を容易に向上することが可能
となる。

【００９０】また、公知の乗算回路においては、逆数ア
ンプとは異なり、温特補償が可能である。また、折れ線
近似などの回路要素も無い。したがって、高精度な保護
動作を実現する電源回路を構成することが可能となる。
なお、上記した請求項２にかかわる電源回路では、電力
制限値を下げるなどの設定により、正常な給電時に制限
手段を動作させることも可能である。このような設定で
は、乗算結果が電力制限値を越えないように、定電圧出
力と定電力出力とを自動的に切り替える電源回路を構成
することができる。

【００９１】（請求項３）請求項３に記載の発明では、
切換手段を切り換えることにより、請求項１の保護動作
もしくは請求項２の保護動作を、使用状況などに合わせ
て適宜に選択することが可能となる。また、上記した請
求項３にかかわる電源回路では、電力制限値を下げるな
どの設定により、正常な給電時に制限手段を動作させる
こともできる。このような設定の電源回路では，切換手
段を操作することにより、「乗算結果が電力制限値を越
えないように定電圧出力と定電力出力とを自動的に切り
替える動作」と「乗算結果が電力制限値を越えないよう
に定電圧出力と定電流出力とを自動的に切り替える動
作」とを適宜に選択することが可能となる。

【００９２】（請求項４）請求項４に記載の発明では、
短絡事故などの異常状態に際して、検出電流が逆数手段
の出力値に到達すると、制限手段による負帰還動作が実
施される。この負帰還動作により、基準電圧の逆比例値
に検出電流の値を近づけるような方向での電流制限が実
施される。その結果、電源回路および被給電装置を確実
に保護することが可能となる。

【００９３】また、請求項４にかかわる電源回路では、
逆数手段に対して時不変の基準電圧が入力される。その
ため、仮に逆数手段に位相遅れが生じるとしても、負帰
還ループの位相特性に影響を与えることは一切ない。そ
のため、逆数手段の位相遅れを一切無視して、保護動作
の制御性能（電流制限動作の応答特性，追従性，安定性
など）を容易に向上することが可能となる。

【００９４】さらに、逆数手段の入力ダイナミックレン
ジは、入力される可能性のある基準電圧をカバーすれば
足りる。したがって、従来例（図９）のように広い入力
ダイナミックレンジを確保する必要がなく、逆数手段の
回路構成を単純化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の回路構成を示す図である。

【図２】第１の実施形態における保護動作を説明する図
である。

【図３】第２の実施形態の回路構成を示す図である。

【図４】第２の実施形態における保護動作を説明する図
である。

【図５】第３の実施形態の回路構成を示す図である。

【図６】第４の実施形態の回路構成を示す図である。

【図７】基準電圧部９の回路例を示す図である。

【図８】電流検出手段の回路構成を示す図である。

【図９】従来の電源回路の構成を示す図である。

【図１０】逆数アンプ８の回路例を示す図である。

【図１１】逆数アンプの入出力特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 整流回路 ２ トランス ３ スイッチング用ＦＥＴ ４ 整流回路 ５ 負荷側端子 ６ａ，６ｂ 抵抗 ７ 出力電圧設定誤差増幅器 ８ 逆数アンプ ９ 基準電圧部 １０ 過電流設定誤差増幅器 １０ａ 反転増幅回路 １１ ＭＡＸ回路 １２ パルス幅変調器 ２０ ＭＡＸ回路 ２１ アナログ乗算器 ２２ 過電流設定誤差増幅器 ２３ ツェナダイオード ２４ パルス幅変調器 ３１ スイッチ ５１ カレントトランス ５２ 整流器 ５３ ピーク検波器 １００ 電源回路 ２００ 電源回路 ３００ 電源回路 ４００ 電源回路 ７００ 従来の電源回路 Ｒｓ 電流モニタ用抵抗 Ｖｒ 基準電圧

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧が１次側に入力されるトランス
   と、 前記トランスの１次側の電流経路をスイッチングするス
   イッチング手段と、 前記トランスの２次側に接続され、前記スイッチング手
   段のスイッチング動作により前記トランスの２次側に発
   生する起電力を整流平滑化して出力する整流器と、 前記スイッチング手段のスイッチング動作を制御して、
   前記整流器の出力を、所定の基準電圧に応じて安定化す
   る安定化手段とを備えた電源回路において、 前記電源回路中を流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 前記電流検出手段により検出される検出電流と前記所定
   の基準電圧との乗算結果を出力する乗算手段と、 前記乗算手段より出力される乗算結果が、予め定められ
   た電力制限値に到達すると、前記乗算結果と前記電力制
   限値との誤差を負帰還して、前記整流器の出力を制限す
   る制限手段とを備えたことを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】 入力電圧が１次側に入力されるトランス
   と、 前記トランスの１次側の電流経路をスイッチングするス
   イッチング手段と、 前記トランスの２次側に接続され、前記スイッチング手
   段のスイッチング動作により前記トランスの２次側に発
   生する起電力を整流平滑化して出力する整流器と、 前記スイッチング手段のスイッチング動作を制御して、
   前記整流器の出力を、所定の基準電圧に応じて安定化す
   る安定化手段とを備えた電源回路において、 前記電源回路中を流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 前記電流検出手段により検出される検出電流と前記整流
   器の出力電圧との乗算結果を出力する乗算手段と、 前記乗算手段より出力される乗算結果が、予め定められ
   た電力制限値に到達すると、前記乗算結果と前記電力制
   限値との誤差を負帰還して、前記整流器の出力を制限す
   る制限手段とを備えたことを特徴とする電源回路。
3. 【請求項３】 入力電圧が１次側に入力されるトランス
   と、 前記トランスの１次側の電流経路をスイッチングするス
   イッチング手段と、 前記トランスの２次側に接続され、前記スイッチング手
   段のスイッチング動作により前記トランスの２次側に発
   生する起電力を整流平滑化して出力する整流器と、 前記スイッチング手段のスイッチング動作を制御して、
   前記整流器の出力を、所定の基準電圧に応じて安定化す
   る安定化手段とを備えた電源回路において、 前記電源回路中を流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 外部操作に応じて、前記所定の基準電圧と前記整流器の
   出力電圧との一方を取り出す切換手段と、 前記電流検出手段により検出される検出電流と前記切換
   手段の切換出力との乗算結果を出力する乗算手段と、 前記乗算手段より出力される乗算結果が、予め定められ
   た電力制限値に到達すると、前記乗算結果と前記電力制
   限値との誤差を負帰還して、前記整流器の出力を制限す
   る制限手段とを備えたことを特徴とする電源回路。
4. 【請求項４】 人力電圧が１次側に入力されるトランス
   と、 前記トランスの１次側の電流経路をスイッチングするス
   イッチング手段と、 前記トランスの２次側に接続され、前記スイッチング手
   段のスイッチング動作により前記トランスの２次側に発
   生する起電力を整流平滑化して出力する整流器と、 前記スイッチング手段のスイッチング動作を制御して、
   前記整流器の出力を、所定の基準電圧に応じて安定化す
   る安定化手段とを備えた電源回路において、 前記電源回路中を流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 前記所定の基準電圧の逆数に対応する値を出力する逆数
   手段と、 前記電流検出手段により検出される検出電流が、前記逆
   数手段の出力値に到達すると、前記検出電流と前記逆数
   手段の出力値との誤差を負帰還して、前記整流器の出力
   を制限する制限手段とを備えたことを特徴とする電源回
   路。