JP2000209855A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広範囲に入力電圧が変動しても電源効率を改善
できるようにする。 【解決手段】入力電圧を所定の電圧（変換電圧）に変換
する変換手段３と、変換手段３による入力電圧と変換電
圧との変換比を、入力電圧の大きさに対応して制御する
ことが可能な変換比制御手段８，９とを具備した構成。
できるようにする。 【解決手段】入力電圧を所定の電圧（変換電圧）に変換
する変換手段３と、変換手段３による入力電圧と変換電
圧との変換比を、入力電圧の大きさに対応して制御する
ことが可能な変換比制御手段８，９とを具備した構成。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
等の電源装置に関する。
等の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源には、図３で示される
ようなものがある。このスイッチング電源は、交流電源
１からの入力電圧を整流平滑する入力整流平滑部２と、
この入力整流平滑部２からの直流入力を交流出力に変換
するためにトランスＴ１とスイッチングトランジスタＴ
Ｒ１とにより構成された変換部３と、この変換部３から
の交流出力を直流出力に整流平滑する出力整流平滑部４
と、直流出力の電圧を検出する出力電圧検出部５と、出
力電圧検出部５により検出された出力電圧を基準電圧と
比較する比較部６と、フォトカプラにより構成されこの
比較部６出力をフィードバックするフィードバック部７
と、このフィードバック部７からの比較部６出力に応答
して変換部３のスイッチングトランジスタＴＲ１の駆動
制御のタイミングをＰＷＭまたはＰＦＭ制御で制御する
ことで交流電源１の入力電圧が国内外で広範囲に変化し
ても出力電圧を安定化して出力できるように制御する制
御部８とにより構成されている。
ようなものがある。このスイッチング電源は、交流電源
１からの入力電圧を整流平滑する入力整流平滑部２と、
この入力整流平滑部２からの直流入力を交流出力に変換
するためにトランスＴ１とスイッチングトランジスタＴ
Ｒ１とにより構成された変換部３と、この変換部３から
の交流出力を直流出力に整流平滑する出力整流平滑部４
と、直流出力の電圧を検出する出力電圧検出部５と、出
力電圧検出部５により検出された出力電圧を基準電圧と
比較する比較部６と、フォトカプラにより構成されこの
比較部６出力をフィードバックするフィードバック部７
と、このフィードバック部７からの比較部６出力に応答
して変換部３のスイッチングトランジスタＴＲ１の駆動
制御のタイミングをＰＷＭまたはＰＦＭ制御で制御する
ことで交流電源１の入力電圧が国内外で広範囲に変化し
ても出力電圧を安定化して出力できるように制御する制
御部８とにより構成されている。
【０００３】このような構成を備えたスイッチング電源
における制御部８による出力電圧の安定化動作のより詳
細は周知であるので省略するが、簡単に説明すると、出
力電圧検出部５で検出された出力電圧Ｖｏに対応の電圧
Ｖｏ’を比較部６で基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較し、その
差電圧を誤差信号としてフィードバック部７を介して制
御部８に入力する。制御部８は、この誤差信号に応答し
てスイッチングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティー
を制御することで、出力電圧Ｖｏを一定に安定化制御す
るようになっている。
における制御部８による出力電圧の安定化動作のより詳
細は周知であるので省略するが、簡単に説明すると、出
力電圧検出部５で検出された出力電圧Ｖｏに対応の電圧
Ｖｏ’を比較部６で基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較し、その
差電圧を誤差信号としてフィードバック部７を介して制
御部８に入力する。制御部８は、この誤差信号に応答し
てスイッチングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティー
を制御することで、出力電圧Ｖｏを一定に安定化制御す
るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように交流入力
が変化しても出力電圧を安定化制御しようとするＰＷＭ
またはＰＦＭ制御ス方式のイッチング電源では、次に述
べる課題が指摘される。すなわち、商用電源は、国内で
あれば一般家庭用と工場用、国内と国外とで大きく異な
っている。このように商用電源電圧が異なると、変換部
３に入力される整流平滑出力（入力電圧）の大きさも異
なってくるので電源効率（＝出力電力／入力電力の百分
率）を高めるためにはそれぞれの商用電源に対応したス
イッチング電源を用意すればよい。
が変化しても出力電圧を安定化制御しようとするＰＷＭ
またはＰＦＭ制御ス方式のイッチング電源では、次に述
べる課題が指摘される。すなわち、商用電源は、国内で
あれば一般家庭用と工場用、国内と国外とで大きく異な
っている。このように商用電源電圧が異なると、変換部
３に入力される整流平滑出力（入力電圧）の大きさも異
なってくるので電源効率（＝出力電力／入力電力の百分
率）を高めるためにはそれぞれの商用電源に対応したス
イッチング電源を用意すればよい。
【０００５】しかしながら、このような使用可能な入力
電圧の範囲が狭いのではスイッチング電源を国毎、地域
毎に用意する必要がある。そこで、いずれの国、地域で
も使用可能なスイッチング電源（説明の都合で全世界対
応スイッチング電源という）が提供されている。このよ
うな全世界対応のスイッチング電源においては、商用電
源電圧が低く、したがって、入力整流平滑部２で平滑後
の変換部３への直流入力の電圧が低い場合では、スイッ
チングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティが広くなる
ように制御される結果、電源効率が上がるのであるが、
商用電源電圧が高い、したがって、入力電圧が高い場合
ではＯＮデューティが狭くなるように制御される結果、
電源効率が低下する。また、負荷電力が小さい方に変動
した場合ではＯＮデューティが狭くなるように制御され
る結果、電源効率は低下し、負荷電力が大きい方に変動
した場合ではＯＮデューティが下がるように制御される
結果、電源効率は上がる。この場合、定格電力を越えた
ときは前記入力電圧の変動、負荷電力の変動とは無関係
にＯＮデューティは狭くなる。
電圧の範囲が狭いのではスイッチング電源を国毎、地域
毎に用意する必要がある。そこで、いずれの国、地域で
も使用可能なスイッチング電源（説明の都合で全世界対
応スイッチング電源という）が提供されている。このよ
うな全世界対応のスイッチング電源においては、商用電
源電圧が低く、したがって、入力整流平滑部２で平滑後
の変換部３への直流入力の電圧が低い場合では、スイッ
チングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティが広くなる
ように制御される結果、電源効率が上がるのであるが、
商用電源電圧が高い、したがって、入力電圧が高い場合
ではＯＮデューティが狭くなるように制御される結果、
電源効率が低下する。また、負荷電力が小さい方に変動
した場合ではＯＮデューティが狭くなるように制御され
る結果、電源効率は低下し、負荷電力が大きい方に変動
した場合ではＯＮデューティが下がるように制御される
結果、電源効率は上がる。この場合、定格電力を越えた
ときは前記入力電圧の変動、負荷電力の変動とは無関係
にＯＮデューティは狭くなる。
【０００６】このようにして従来の全世界対応のスイッ
チング電源では電源効率の上がり、下がりはスイッチン
グトランジスタのＴＲ１のＯＮデューティーに依存して
いる。しかしながら、こうしたスイッチング電源では出
力電力が定格で規定されており、かつ、この定格電力の
ときに最小の電力損失つまり最大の電源効率となるよう
に制御されるために、実使用状態では最大の電源効率を
得ることはできない。また、実使用状態では電源の定格
出力電力を出力していないために、出力電力は入力電力
の５０〜８０％程度しか使用されておらず、したがっ
て、電源効率はますます低下する方向である。
チング電源では電源効率の上がり、下がりはスイッチン
グトランジスタのＴＲ１のＯＮデューティーに依存して
いる。しかしながら、こうしたスイッチング電源では出
力電力が定格で規定されており、かつ、この定格電力の
ときに最小の電力損失つまり最大の電源効率となるよう
に制御されるために、実使用状態では最大の電源効率を
得ることはできない。また、実使用状態では電源の定格
出力電力を出力していないために、出力電力は入力電力
の５０〜８０％程度しか使用されておらず、したがっ
て、電源効率はますます低下する方向である。
【０００７】したがって、本発明においては、広範囲な
入力電圧仕様のスイッチング電源において、実使用では
入力電圧の大幅な変動は無く、実使用電力は、定格出力
電力以下で、最大でも入力電力の１００％以下であると
いう事実を前提にして、実使用モードでの電力損失を低
減することにより、実使用状態での電源効率を改善でき
るようにすることを解決すべき課題としている。
入力電圧仕様のスイッチング電源において、実使用では
入力電圧の大幅な変動は無く、実使用電力は、定格出力
電力以下で、最大でも入力電力の１００％以下であると
いう事実を前提にして、実使用モードでの電力損失を低
減することにより、実使用状態での電源効率を改善でき
るようにすることを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置におい
ては、入力電圧を所定の電圧（変換電圧）に変換する変
換手段と、前記変換手段による前記入力電圧と前記変換
電圧との変換比を、前記入力電圧の大きさに対応して制
御することが可能な変換比制御手段とを具備したことに
よって、入力電圧が広範囲に変動しても、その入力電圧
を最大の電源効率を得るために最適な電圧仕様に設定す
ることができることにより上述の課題を解決している。
ては、入力電圧を所定の電圧（変換電圧）に変換する変
換手段と、前記変換手段による前記入力電圧と前記変換
電圧との変換比を、前記入力電圧の大きさに対応して制
御することが可能な変換比制御手段とを具備したことに
よって、入力電圧が広範囲に変動しても、その入力電圧
を最大の電源効率を得るために最適な電圧仕様に設定す
ることができることにより上述の課題を解決している。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。本発明の電源装置は
実施の形態で説明される方式のスイッチング電源に限定
されるものではなく他のすべての方式のスイッチング電
源に適用することができる。
て図面を参照して詳細に説明する。本発明の電源装置は
実施の形態で説明される方式のスイッチング電源に限定
されるものではなく他のすべての方式のスイッチング電
源に適用することができる。
【００１０】図１は本発明の実施の形態に従うスイッチ
ング電源の回路図であり、図３と対応する部分には同一
の符号を付し、同一の符号に係る部分についての詳しい
説明は省略する。実施の形態のスイッチング電源におい
ては、フォワード方式（ＯＮ−ＯＮ方式：スイッチング
トランジスタＴＲ１がＯＮのときに出力に電力を送る方
式）の場合と、フライバック方式（ＯＮ−ＯＦＦ方式：
スイッチングトランジスタＴＲ１がＯＮのときにトラン
スＴ１にエネルギを蓄積し、スイッチングトランジスタ
ＴＲ１がＯＦＦのときに出力に電力を送る方式）の場合
とについて説明する。
ング電源の回路図であり、図３と対応する部分には同一
の符号を付し、同一の符号に係る部分についての詳しい
説明は省略する。実施の形態のスイッチング電源におい
ては、フォワード方式（ＯＮ−ＯＮ方式：スイッチング
トランジスタＴＲ１がＯＮのときに出力に電力を送る方
式）の場合と、フライバック方式（ＯＮ−ＯＦＦ方式：
スイッチングトランジスタＴＲ１がＯＮのときにトラン
スＴ１にエネルギを蓄積し、スイッチングトランジスタ
ＴＲ１がＯＦＦのときに出力に電力を送る方式）の場合
とについて説明する。
【００１１】実施の形態のスイッチング電源は、交流入
力１を整流平滑する入力整流平滑部２、入力整流平滑部
２からの入力電圧Ｖｉを所定の電圧（変換電圧）に変換
する変換部３、変換部３による変換電圧を整流平滑して
出力電圧Ｖｏを生成する出力整流平滑部４、出力整流平
滑部４による出力電圧Ｖｏに対応の電圧Ｖｏ’を検出出
力する出力電圧検出部５、前記電圧Ｖｏ’を基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１と比較する比較部６、比較部６出力をフィード
バックするフィードバック部７、およびスイッチングト
ランジスタＴＲ１をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御部８の基
本構成に加えて、前記制御部８と共に変換比制御手段を
構成するタップ切り換え部９を設け、タップ切り換え部
９のタップ切り換え動作を制御部８からの制御信号によ
り制御するようにしている。この変換比制御手段は、変
換部３による入力電圧Ｖｉと前記変換電圧との変換比
を、入力電圧Ｖｉの大きさに対応して制御するものであ
る。
力１を整流平滑する入力整流平滑部２、入力整流平滑部
２からの入力電圧Ｖｉを所定の電圧（変換電圧）に変換
する変換部３、変換部３による変換電圧を整流平滑して
出力電圧Ｖｏを生成する出力整流平滑部４、出力整流平
滑部４による出力電圧Ｖｏに対応の電圧Ｖｏ’を検出出
力する出力電圧検出部５、前記電圧Ｖｏ’を基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１と比較する比較部６、比較部６出力をフィード
バックするフィードバック部７、およびスイッチングト
ランジスタＴＲ１をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御部８の基
本構成に加えて、前記制御部８と共に変換比制御手段を
構成するタップ切り換え部９を設け、タップ切り換え部
９のタップ切り換え動作を制御部８からの制御信号によ
り制御するようにしている。この変換比制御手段は、変
換部３による入力電圧Ｖｉと前記変換電圧との変換比
を、入力電圧Ｖｉの大きさに対応して制御するものであ
る。
【００１２】タップ切り換え部９は、前記制御信号で駆
動される駆動接点９０と、変換部３のトランスＴ１に設
けた複数のタップそれぞれに接続された個別接点９１，
９２，…，９ｎとで構成されている。このタップ切り換
え部９は機械的な接点で構成しても構わないし、電子的
な接点で構成しても構わない。
動される駆動接点９０と、変換部３のトランスＴ１に設
けた複数のタップそれぞれに接続された個別接点９１，
９２，…，９ｎとで構成されている。このタップ切り換
え部９は機械的な接点で構成しても構わないし、電子的
な接点で構成しても構わない。
【００１３】制御部８は、スイッチングトランジスタＴ
Ｒ１の制御の他に、そのスイッチングトランジスタＴＲ
１のＯＮデューティーが例えば５０％（電源の最適制御
値でこれはＯＦＦデューティーも５０％となる。）とな
るように、タップ切り換え部９の駆動接点９０を個別接
点９１，９２，…，９ｎ間に切り換え接続していき（例
えばＯＮデューティーが３０％であれば次の切り換え、
ＯＮデューティーが４０％であればさらに次の切り換
え、というように順次に切り換え接続すること）、そし
て、最終的にＯＮデューティーが５０％のときのトラン
スＴ１の巻数比（ｎｓ／ｎｐｋ：ｎｐｋは一次側巻線の
巻数、ｎｓは二次側巻線の巻数、ｋは１〜ｎの整数）に
変更可能としている。ここで、制御部８は、マイクロコ
ンピュータを内蔵し、ＯＮデューティーを１０％，２０
％，３０％，４０％，５０％，等の初期データを有して
いる。そして、制御部８内のマイクロコンピュータは、
駆動接点９０を個別接点９１に切り換え接続させている
ときの巻数比（ｎｓ／ｎｐ１）で出力電圧Ｖｏを制御す
るとＯＮデューティーが例えば３０％となると次に駆動
接点９０を個別接点９２に切り換え接続して巻数比を
（ｎｓ／ｎｐ２）で出力電圧Ｖｏを制御するとＯＮデュ
ーティーが例えば４０％となったとする。そうすると、
制御部８のマイクロコンピュータはさらに駆動接点９０
を個別接点９３に切り換え接続して巻数比を（ｎｓ／ｎ
ｐ３）で出力電圧Ｖｏを制御するとＯＮデューティーが
５０％となる。これによって、電源効率は最適となる。
Ｒ１の制御の他に、そのスイッチングトランジスタＴＲ
１のＯＮデューティーが例えば５０％（電源の最適制御
値でこれはＯＦＦデューティーも５０％となる。）とな
るように、タップ切り換え部９の駆動接点９０を個別接
点９１，９２，…，９ｎ間に切り換え接続していき（例
えばＯＮデューティーが３０％であれば次の切り換え、
ＯＮデューティーが４０％であればさらに次の切り換
え、というように順次に切り換え接続すること）、そし
て、最終的にＯＮデューティーが５０％のときのトラン
スＴ１の巻数比（ｎｓ／ｎｐｋ：ｎｐｋは一次側巻線の
巻数、ｎｓは二次側巻線の巻数、ｋは１〜ｎの整数）に
変更可能としている。ここで、制御部８は、マイクロコ
ンピュータを内蔵し、ＯＮデューティーを１０％，２０
％，３０％，４０％，５０％，等の初期データを有して
いる。そして、制御部８内のマイクロコンピュータは、
駆動接点９０を個別接点９１に切り換え接続させている
ときの巻数比（ｎｓ／ｎｐ１）で出力電圧Ｖｏを制御す
るとＯＮデューティーが例えば３０％となると次に駆動
接点９０を個別接点９２に切り換え接続して巻数比を
（ｎｓ／ｎｐ２）で出力電圧Ｖｏを制御するとＯＮデュ
ーティーが例えば４０％となったとする。そうすると、
制御部８のマイクロコンピュータはさらに駆動接点９０
を個別接点９３に切り換え接続して巻数比を（ｎｓ／ｎ
ｐ３）で出力電圧Ｖｏを制御するとＯＮデューティーが
５０％となる。これによって、電源効率は最適となる。
【００１４】なお、タップ切り換え部９の駆動接点９０
が、個別接点９１のときの巻数比はｋ＝１として巻線比
（ｎｓ／ｎｐ１）、個別接点９２のときの巻数比はｋ＝
２として巻線比（ｎｓ／ｎｐ２）、…、個別接点９ｎの
ときは巻数比はｋ＝ｎとして巻線比（ｎｓ／ｎｐｎ）と
なり、（ｎｓ／ｎｐ１）＜（ｎｓ／ｎｐ２）＜…＜（ｎ
ｓ／ｎｐｎ）の関係が成立する。したがって、具体的に
は例えば入力電圧Ｖｉが最小例えば１００Ｖのときに駆
動接点９０を個別接点９１に切り換え接続して最小の巻
数比（ｎｓ／ｎｐ１）としたときにＯＮデューティーが
５０％となり、入力電圧Ｖｉが最大例えば２４０Ｖのと
きに駆動接点９０を個別接点９ｎに切り換え接続して最
大の巻数比（ｎｓ／ｎｐｎ）としたときにＯＮデューテ
ィーが５０％となる。このことによって、スイッチング
電源が使用される国あるいは地域によって入力電圧Ｖｉ
が例えば１００Ｖ，１１０Ｖ，１２０Ｖ，２００Ｖ，２
３０Ｖ，２４０Ｖと広範囲に変動してもそれに対応して
ＯＮデューティーが５０％近くとなる巻数比（ｎｓ／ｎ
ｐｋ）に変更されるように駆動接点９０を駆動し、これ
によって、いずれの入力電圧Ｖｉについても最大の効率
で所定の出力電圧Ｖｏに変換することができることにな
り、結果、電源効率が大幅に改善されることになる。
が、個別接点９１のときの巻数比はｋ＝１として巻線比
（ｎｓ／ｎｐ１）、個別接点９２のときの巻数比はｋ＝
２として巻線比（ｎｓ／ｎｐ２）、…、個別接点９ｎの
ときは巻数比はｋ＝ｎとして巻線比（ｎｓ／ｎｐｎ）と
なり、（ｎｓ／ｎｐ１）＜（ｎｓ／ｎｐ２）＜…＜（ｎ
ｓ／ｎｐｎ）の関係が成立する。したがって、具体的に
は例えば入力電圧Ｖｉが最小例えば１００Ｖのときに駆
動接点９０を個別接点９１に切り換え接続して最小の巻
数比（ｎｓ／ｎｐ１）としたときにＯＮデューティーが
５０％となり、入力電圧Ｖｉが最大例えば２４０Ｖのと
きに駆動接点９０を個別接点９ｎに切り換え接続して最
大の巻数比（ｎｓ／ｎｐｎ）としたときにＯＮデューテ
ィーが５０％となる。このことによって、スイッチング
電源が使用される国あるいは地域によって入力電圧Ｖｉ
が例えば１００Ｖ，１１０Ｖ，１２０Ｖ，２００Ｖ，２
３０Ｖ，２４０Ｖと広範囲に変動してもそれに対応して
ＯＮデューティーが５０％近くとなる巻数比（ｎｓ／ｎ
ｐｋ）に変更されるように駆動接点９０を駆動し、これ
によって、いずれの入力電圧Ｖｉについても最大の効率
で所定の出力電圧Ｖｏに変換することができることにな
り、結果、電源効率が大幅に改善されることになる。
【００１５】図１のスイッチング電源がフォワード方式
である場合、出力電圧Ｖｏは、トランスＴ１の巻数比
（ｎｓ／ｎｐｋ：ｎｐｋは一次側巻線の巻数、ｎｓは二
次側巻線の巻数）で制御することができる。ここで、従
来の広範囲の入力電圧仕様である全世界対応スイッチン
グ電源の場合では、トランスＴ１の巻数比（ｎｓ／ｎｐ
ｋ）が固定されており、最低の入力電圧Ｖｉを基準にし
て所定の出力電圧Ｖｏが得られるようにスイッチングト
ランジスタＴＲ１のＯＮデューティーが設定されている
ので、入力電圧Ｖｉが大きくなるに従ってスイッチング
トランジスタＴＲ１のＯＮデューティーを小さくしてい
く必要があるために高い入力電圧Ｖｉにおけるスイッチ
ング電源の電源効率が非常に悪化する。
である場合、出力電圧Ｖｏは、トランスＴ１の巻数比
（ｎｓ／ｎｐｋ：ｎｐｋは一次側巻線の巻数、ｎｓは二
次側巻線の巻数）で制御することができる。ここで、従
来の広範囲の入力電圧仕様である全世界対応スイッチン
グ電源の場合では、トランスＴ１の巻数比（ｎｓ／ｎｐ
ｋ）が固定されており、最低の入力電圧Ｖｉを基準にし
て所定の出力電圧Ｖｏが得られるようにスイッチングト
ランジスタＴＲ１のＯＮデューティーが設定されている
ので、入力電圧Ｖｉが大きくなるに従ってスイッチング
トランジスタＴＲ１のＯＮデューティーを小さくしてい
く必要があるために高い入力電圧Ｖｉにおけるスイッチ
ング電源の電源効率が非常に悪化する。
【００１６】実施の形態のスイッチング電源では、タッ
プ切り換え部９により、入力電圧Ｖｉが小さいときは巻
数比（ｎｓ／ｎｐｋ）を大きくし、入力電圧Ｖｉが大き
いときは巻数比（ｎｓ／ｎｐｋ）を小さくするようにし
て、スイッチングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティ
ーを例えば電源の最適制御値である５０％としていずれ
の入力電圧Ｖｉについても所定の出力電圧Ｖｏに変換す
ることができることになり、結果、電源効率が改善され
る。
プ切り換え部９により、入力電圧Ｖｉが小さいときは巻
数比（ｎｓ／ｎｐｋ）を大きくし、入力電圧Ｖｉが大き
いときは巻数比（ｎｓ／ｎｐｋ）を小さくするようにし
て、スイッチングトランジスタＴＲ１のＯＮデューティ
ーを例えば電源の最適制御値である５０％としていずれ
の入力電圧Ｖｉについても所定の出力電圧Ｖｏに変換す
ることができることになり、結果、電源効率が改善され
る。
【００１７】図１のスイッチング電源がフライバック方
式である場合、出力電圧Ｖｏは、トランスＴ１の一次側
巻線のインダクタンス値で決定されるので、上述と同様
にして入力電圧Ｖｉが小さいときは巻数比（ｎｓ／ｎｐ
ｋ）を大きくし、入力電圧Ｖｉが大きいときは巻数比
（ｎｓ／ｎｐｋ）を小さくすることで、スイッチングト
ランジスタＴＲ１のＯＮデューティーを５０％としてい
ずれの入力電圧Ｖｉについても所定の出力電圧Ｖｏに変
換することができることになり、結果、電源効率が改善
される。
式である場合、出力電圧Ｖｏは、トランスＴ１の一次側
巻線のインダクタンス値で決定されるので、上述と同様
にして入力電圧Ｖｉが小さいときは巻数比（ｎｓ／ｎｐ
ｋ）を大きくし、入力電圧Ｖｉが大きいときは巻数比
（ｎｓ／ｎｐｋ）を小さくすることで、スイッチングト
ランジスタＴＲ１のＯＮデューティーを５０％としてい
ずれの入力電圧Ｖｉについても所定の出力電圧Ｖｏに変
換することができることになり、結果、電源効率が改善
される。
【００１８】なお、上述の実施の形態ではタップ切り換
え部９はトランスＴ１の一次側巻線に設けられている
が、これと同様の考えでトランスＴ１の二次側巻線に設
けてフォワード方式では巻線比の変更、フライバック方
式ではインダクタンス値の変更を行うようにしても構わ
ない。
え部９はトランスＴ１の一次側巻線に設けられている
が、これと同様の考えでトランスＴ１の二次側巻線に設
けてフォワード方式では巻線比の変更、フライバック方
式ではインダクタンス値の変更を行うようにしても構わ
ない。
【００１９】なお、上述の実施の形態でフライバック方
式ではトランスＴ１の一次側巻線のインダクタンス値を
変更したが、この変更ではなく、ＰＦＭ方式によって周
波数を制御していずれの入力電圧Ｖｉに対してもＯＮデ
ューティー５０％となるようにエネルギ量を変更するこ
とでも構わない。
式ではトランスＴ１の一次側巻線のインダクタンス値を
変更したが、この変更ではなく、ＰＦＭ方式によって周
波数を制御していずれの入力電圧Ｖｉに対してもＯＮデ
ューティー５０％となるようにエネルギ量を変更するこ
とでも構わない。
【００２０】図２を参照して本発明の他の実施の形態に
係るスイッチング電源について説明する。図２で示され
るスイッチング電源においては、入力整流平滑部２が無
く、前記入力電圧切り換え部９と同様の目的で、制御部
８と共に入力電圧制御手段を構成するものとして、チョ
ークコイルＬ１と、スイッチング素子ＳＷ１と、ダイオ
ードＤ１と、コンデンサＣ１とからなる昇圧型チョッパ
回路１０を備えている。そして、このスイッチング素子
ＳＷ１のＯＮ−ＯＦＦ制御を制御部８からの入力電圧制
御信号に応答して行うようになっている。したがって、
この実施の形態の場合も、上述と同様にして制御部８に
マイクロコンピュータを内蔵させ、このマイクロコンピ
ュータによる演算によってスイッチングトランジスタＴ
Ｒ１のＯＮデューティーが例えば電源の最適制御値であ
る５０％となるようにスイッチング素子ＳＷ１のＯＮ−
ＯＦＦを制御することで変換部３のトランスＴ１の一次
側巻線に対する入力電圧Ｖｉの大きさを制御できるの
で、図１と同様にして電源効率を改善することができる
とともに、入力整流平滑部２からの電圧と電流の位相が
見かけ上一致する結果、力率を改善することができるも
のとなる。
係るスイッチング電源について説明する。図２で示され
るスイッチング電源においては、入力整流平滑部２が無
く、前記入力電圧切り換え部９と同様の目的で、制御部
８と共に入力電圧制御手段を構成するものとして、チョ
ークコイルＬ１と、スイッチング素子ＳＷ１と、ダイオ
ードＤ１と、コンデンサＣ１とからなる昇圧型チョッパ
回路１０を備えている。そして、このスイッチング素子
ＳＷ１のＯＮ−ＯＦＦ制御を制御部８からの入力電圧制
御信号に応答して行うようになっている。したがって、
この実施の形態の場合も、上述と同様にして制御部８に
マイクロコンピュータを内蔵させ、このマイクロコンピ
ュータによる演算によってスイッチングトランジスタＴ
Ｒ１のＯＮデューティーが例えば電源の最適制御値であ
る５０％となるようにスイッチング素子ＳＷ１のＯＮ−
ＯＦＦを制御することで変換部３のトランスＴ１の一次
側巻線に対する入力電圧Ｖｉの大きさを制御できるの
で、図１と同様にして電源効率を改善することができる
とともに、入力整流平滑部２からの電圧と電流の位相が
見かけ上一致する結果、力率を改善することができるも
のとなる。
【００２１】前記実施の形態においては、チョッパ回路
１０は昇圧型であったが、降圧型であっても、昇降圧型
であっても構わない。
１０は昇圧型であったが、降圧型であっても、昇降圧型
であっても構わない。
【００２２】なお、上述の実施の形態ではスイッチング
トランジスタＴＲ１はバイポーラ型の電流制御型トラン
ジスタであったが、ＦＥＴ等の電圧制御型トランジスタ
であっても構わないし、他のスイッチング素子であって
も構わない。
トランジスタＴＲ１はバイポーラ型の電流制御型トラン
ジスタであったが、ＦＥＴ等の電圧制御型トランジスタ
であっても構わないし、他のスイッチング素子であって
も構わない。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、変換比制
御手段あるいは入力電圧制御手段により、電源効率が上
がるように制御可能であるので、実使用モードでの電力
損失を低減して実使用状態での電源効率を改善できるも
のとなる。
御手段あるいは入力電圧制御手段により、電源効率が上
がるように制御可能であるので、実使用モードでの電力
損失を低減して実使用状態での電源効率を改善できるも
のとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスイッチング電源の回
路図
路図
【図２】本発明の他の実施形態に係るスイッチング電源
の回路図
の回路図
【図３】従来のスイッチング電源の回路図
１ 交流入力 ２ 入力整流平滑部 ３ 変換部 ４ 出力整流平滑部 ５ 出力電圧検出部 ６ 比較部 ７ フィードバック部 ８ 制御部 ９ タップ切り換え部（入力電圧制御手段） １０ チョッパ回路（入力電圧制御手段）
Claims (6)
- 【請求項１】入力電圧を所定の電圧（変換電圧）に変換
する変換手段と、 前記変換手段による前記入力電圧と前記変換電圧との変
換比を、前記入力電圧の大きさに対応して制御すること
が可能な変換比制御手段と、 を具備したことを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電源装置において、 前記変換手段は、 一次側巻線に入力電圧が印加されるトランスと、 前記トランスの一次側巻線に接続されたスイッチング素
子とを含み、 入力電圧を所定の電圧に変換するために前記スイッチン
グ素子のＯＮデューティーを制御するものであり、 前記変換比制御手段は、 前記入力電圧の大きさに対応して前記トランスの一次側
巻線と二次側巻線との巻数比を変更して前記変換比を制
御する、ことを特徴とする電源装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の電源装置において、 前記変換手段は、 一次側巻線に入力電圧が印加されるトランスと、前記ト
ランスの一次側巻線に接続されたスイッチング素子とを
含み、前記入力電圧を所定の電圧に変換するために前記
スイッチング素子のＯＮデューティーを制御するもので
あり、 前記変換比制御手段は、 前記入力電圧の大きさに対応して前記トランスの巻線の
インダクタンス値を変更して前記変換比を制御する、こ
とを特徴とする電源装置。 - 【請求項４】請求項２または３に記載の電源装置におい
て、 前記変換比制御手段が、 前記トランスの巻線のタップを切り換えるタップ切り換
え部を含む、ことを特徴とする電源装置。 - 【請求項５】入力電圧を所定の電圧に変換する変換手段
と、 前記変換手段への入力電圧の大きさを、当該入力電圧の
大きさに対応して制御することが可能な入力電圧制御手
段と、 を具備したことを特徴とする電源装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の電源装置において、 前記入力電圧制御手段が、 チョッパ回路を含む、ことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006161A JP2000209855A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006161A JP2000209855A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209855A true JP2000209855A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11630816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006161A Pending JP2000209855A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209855A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002374670A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Nippon Pachinko Buhin Kk | イオン発生装置用回路モジュール |
| JP2010041891A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | 充電器 |
| JP2010130708A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | スイッチング電源装置 |
| JP2011050126A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力変換装置およびこれを用いた前照灯と車両 |
| CN104980033A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 丰田自动车株式会社 | 电力转换装置和控制该电力转换装置的方法 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006161A patent/JP2000209855A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002374670A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Nippon Pachinko Buhin Kk | イオン発生装置用回路モジュール |
| JP2010041891A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | 充電器 |
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| JP2011050126A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力変換装置およびこれを用いた前照灯と車両 |
| CN104980033A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 丰田自动车株式会社 | 电力转换装置和控制该电力转换装置的方法 |
| JP2015204639A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置及びその制御方法 |
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