JP2000217352A

JP2000217352A - スイッチング電源

Info

Publication number: JP2000217352A
Application number: JP11010955A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ogawa; 敬弘小川
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: US6208533B1; JP3298624B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トランスの発振音が可聴帯域となるときにも、
トランスの発振音を聞こえないようにする。【課題解決手段】スイッチングトランジスタＱ１が間欠
スイッチングを行うときには、一次コイルＬ１に流れる
電流３２の最大値を、誤差検出回路３の出力に対応して
定まる電流の最大値より少ない電流値に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流出力の電圧誤
差に従ってスイッチングトランジスタのスイッチングを
制御することにより、直流出力の電圧を安定化するスイ
ッチング電源に係り、詳細には、スイッチングトランジ
スタが間欠スイッチングを行うときには、スイッチング
トランジスタの電流の最大値を、誤差検出回路の出力に
よって定まる電流値より少ない電流値に制限するスイッ
チング電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受信機等の電源部に使用さ
れるスイッチング電源の１つに、ＲＣＣ方式のスイッチ
ング電源がある。しかし、ＲＣＣ方式のスイッチング電
源では、負荷が極めて軽くなったことから、一次側が供
給する電力より、二次側が消費する電力が少なくなる場
合、数ｍＳ〜数１００μＳの周期でもって、スイッチン
グが停止するという、間欠スイッチングが生じる。この
ため、トランスからは、可聴帯域の不快な発振音が発生
するという不具合を生じる。

【０００３】このような不具合を解消するための従来技
術が、特開平７−１６３１４３号として提案されてい
る。すなわち、この技術では、負荷への電力の供給が停
止されたことを示すスタンバイ信号が送出されると、可
聴範囲外の設定周期でスイッチング回路を間欠駆動する
第２の発振停止指令部を設けている。従って、スイッチ
ング回路は、第２の発振停止指令部の出力に従い、周期
が強制された間欠的なスイッチング動作を行う。このた
め、間欠の周期は、可聴帯域外の周期となるので、トラ
ンスから生じる発振音も可聴帯域外の周波数となり、不
快な発振音の発生が防止されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
を用いた場合では、以下に示す問題が生じていた。すな
わち、第２の発振停止指令部がスイッチング回路を間欠
駆動するときの周期は、平滑用コンデンサと、時定数用
の抵抗とからなる時定数回路によって設定される。従っ
て、間欠駆動の周期を可聴帯域外とするためには、時定
数を小さくする必要がある。一方、時定数を小さくする
方法には、平滑用コンデンサの容量を小さくする方法
と、抵抗値を小さくする方法との２種がある。しかし、
平滑用コンデンサの容量を小さくする場合では、負荷に
所定値の電流を供給するときでは、容量不足となり、リ
ップルの多い直流出力が負荷に供給されることになる。
一方、抵抗値を小さくする場合では、抵抗に流れる電流
値が多くなるため、損失が増加するという問題を招く。

【０００５】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、請求項１記載の発明の目的は、スイッ
チングトランジスタが間欠スイッチングを行うときに
は、一次コイルの電流の最大値を、電圧誤差に対応した
値より少ない値とすることにより、トランスの発振音が
可聴帯域となるときにも、トランスの発振音を聞こえな
いものとすることのできるスイッチング電源を提供する
ことにある。

【０００６】また請求項２記載の発明の目的は、上記目
的に加え、制御トランジスタの入力端子に補助制御信号
を与えることによって、制御トランジスタが、スイッチ
ングトランジスタをオフ状態に移行させるタイミング
を、電圧誤差に基づくタイミングより速いタイミングと
することにより、一次コイルの電流の最大値を少なくす
るための制御回路を簡単化することのできるスイッチン
グ電源を提供することにある。

【０００７】また請求項３記載の発明の目的は、上記目
的に加え、スイッチングトランジスタが間欠スイッチン
グを行うときには、補助コイルから送出される出力を、
抵抗を介して、制御トランジスタの入力端子に導くこと
により、制御トランジスタがオンとなるタイミングを速
めるための制御回路を簡単化することのできるスイッチ
ング電源を提供することにある。

【０００８】また請求項４記載の発明の目的は、上記目
的に加え、スイッチングトランジスタが間欠スイッチン
グを行っているかどうかを検出するための回路の構成を
簡単なものとすることのできるスイッチング電源を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明に係るスイッチング電源は、トラン
スに巻回された一次コイルに流れる電流をスイッチング
するスイッチングトランジスタと、前記トランスに巻回
された二次コイルの出力を整流平滑する整流平滑回路
と、前記整流平滑回路より送出される直流出力の電圧誤
差を検出する誤差検出回路とを備え、前記誤差検出回路
の出力に基づいて前記スイッチングトランジスタのスイ
ッチングを制御することにより、前記直流出力の電圧を
安定化するスイッチング電源に適用し、前記スイッチン
グトランジスタが間欠スイッチングを行うときには、前
記一次コイルに流れる電流の最大値を、前記誤差検出回
路の出力に対応して定まる電流の最大値より少ない電流
値に制限する構成としている。

【００１０】すなわち、一次コイルに流れる電流の最大
値が減少するときには、トランスを振動させようとする
力が減少する。このため、トランスから発生する発振音
の音量が減少する。

【００１１】また請求項２記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、上記構成に加え、前記スイッチングトランジ
スタの入力端子に与えられる入力信号を、前記誤差検出
回路の出力が導かれた制御トランジスタを用いて制御す
ることにより、前記直流出力の電圧を安定化するスイッ
チング電源に適用し、前記間欠スイッチング時には、前
記制御トランジスタの入力端子に補助制御信号を送出す
る補助制御回路を備え、前記制御トランジスタは、前記
誤差検出回路の出力が導かれた入力端子に前記補助制御
信号が与えられたときには、前記スイッチングトランジ
スタをオフ状態に移行させるタイミングを、前記誤差検
出回路の出力に対応して定まるタイミングより速いタイ
ミングに変える構成としている。

【００１２】すなわち、制御トランジスタの入力端子に
与えるレベルを、誤差検出回路の出力変化に対応して変
化すると共に、誤差検出回路の出力に対応したレベルよ
り高いレベルとすれば、制御トランジスタは、スイッチ
ングトランジスタをオフ状態に移行させるタイミング
を、誤差検出回路の出力に対応して定まるタイミングよ
り速いタイミングに変える。従って、誤差検出回路の出
力と補助制御信号とを合成（例えば加算による合成）し
た信号を制御トランジスタの入力端子に印加すればよ
い。

【００１３】また請求項３記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、上記構成に加え、トランスには、前記スイッ
チングトランジスタに正帰還を与える補助コイルが巻回
され、前記制御トランジスタの入力端子にはコンデンサ
が接続されたスイッチング電源に適用し、前記補助制御
回路は、一方の端子が前記補助コイルに接続された抵抗
を備えると共に、前記間欠スイッチングを行っているこ
とを示す間欠信号が与えられたときには、前記抵抗の他
方の端子から送出される出力を、前記補助制御信号とし
て、前記制御トランジスタの入力端子に送出する構成と
している。

【００１４】すなわち、制御トランジスタがオンとなる
タイミングを速めるための補助制御回路は、１つの抵抗
と、間欠信号が与えられたとき接続を閉じるスイッチ素
子とでもって構成することができる。

【００１５】また請求項４記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、上記構成に加え、前記スイッチングトランジ
スタがオフとなるとき前記補助コイルに発生する電圧に
基づいて前記間欠スイッチングを検出すると共に、検出
結果を前記間欠信号として前記補助制御回路に送出する
間欠検出回路を備えた構成としている。

【００１６】すなわち、スイッチングトランジスタがオ
フとなるとき、補助コイルに発生する電圧は、出力電圧
にのみ依存して変化する。また、間欠スイッチング時で
は、スイッチングが行われる期間の割合は、例えば、４
０％等のように、少ない割合となる。従って、スイッチ
ングトランジスタがオフとなるとき、補助コイルに発生
する電圧を平均化すれば、平均化された電圧の変化によ
り、間欠スイッチングの生じたことが示される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例の形態を、
図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係るスイ
ッチング電源の第１の実施形態の電気的接続を示す回路
図である。

【００１８】本実施形態は、ＲＣＣ方式のスイッチング
電源となっていて、トランス１には、スイッチングトラ
ンジスタＱ１に正帰還を与える補助コイルＬ３が巻回さ
れている。そして、直流出力１２の電圧誤差を検出する
誤差検出回路３の出力に基づいて、スイッチングトラン
ジスタＱ１のスイッチングを制御することにより、直流
出力１２の電圧を安定化する構成となっている。このた
め、スイッチングトランジスタＱ１のベース（請求項記
載の入力端子）に導かれる入力信号（補助コイルＬ３か
らの正帰還出力）を制御する制御トランジスタＱ２を備
えている。また、制御トランジスタＱ２のベース（請求
項記載の入力端子）には、誤差検出回路３の出力が導か
れている。

【００１９】ダイオードＤ７とコンデンサＣ６とからな
るブロック２は、トランス１の一次コイルＬ１に流れる
電流をスイッチングするとき、二次コイルＬ２から送出
される出力を整流平滑する整流平滑回路となっている。
また、トランジスタＱ６、発光ダイオードＤ８、ツェナ
ーダイオードＤ９、および、３つの抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７
からなるブロックは、直流出力１２の電圧誤差を検出す
る誤差検出回路となっている。そして、検出した電圧誤
差を、フォトトランジスタＱ３を介して、制御トランジ
スタＱ２のベースに送出する。

【００２０】トランジスタＱ７、ダイオードＤ１０、お
よび、３つの抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０からなるブロック４
は、負荷装置（例えばテレビ等）の動作を停止させると
きには、直流出力１２の電圧を、約１／３の電圧に低下
させる降圧指示回路となっている。このため、降圧指示
回路４は、負荷装置を制御するマイクロコンピュータか
らの出力１３が、動作停止（待機状態）を示すＬレベル
となるときには、誤差検出回路３内に設けられた分圧回
路の分圧比を変更する。

【００２１】トランジスタＱ４、ダイオードＤ４、およ
び、３つの抵抗Ｒ９〜Ｒ１１からなるブロック５は、補
助制御回路となっており、間欠スイッチング時には、ス
イッチングトランジスタＱ１がオフ状態に移行するタイ
ミングを、フォトカプラ７の出力（誤差検出回路３の出
力）に対応したタイミングより速いタイミングに変え
る。すなわち、補助制御回路５は、間欠検出回路６から
間欠信号２２が与えられたときには、制御トランジスタ
Ｑ２のベースに補助制御信号２３を送出し、制御トラン
ジスタＱ２がオンとなるタイミングを速める。従って、
制御トランジスタＱ２は、スイッチングトランジスタＱ
１がオフに移行するタイミングを速めることになる。

【００２２】トランジスタＱ５、ダイオードＤ５，Ｄ
６、コンデンサＣ５、および、３つの抵抗Ｒ１２〜Ｒ１
４からなるブロックは、スイッチングトランジスタＱ１
がオフとなるとき、補助コイルＬ３に発生する電圧に基
づいて、スイッチングトランジスタＱ１が間欠スイッチ
ングを行っているかどうかを検出する間欠検出回路６と
なっている。そして、スイッチングトランジスタＱ１が
間欠スイッチングを行っていることを検出したときに
は、間欠信号２２を補助制御回路５に送出する。

【００２３】上記構成からなる実施形態をより詳細に説
明すると、直流入力Ｐ＋と直流入力Ｐ−とは、商用電源
を整流平滑することにより得られた直流源となってい
る。このため、直流入力Ｐ＋は、一次コイルＬ１の一方
の端子に導かれている。また、一次コイルＬ１の他方の
端子は、スイッチングトランジスタＱ１のコレクタに接
続されている。また、スイッチングトランジスタＱ１の
エミッタは、エミッタ電流を電圧として検出するための
抵抗Ｒ５を介して、直流入力Ｐ−に接続されている。

【００２４】一方の端子が直流入力Ｐ＋に接続された抵
抗Ｒ１は、スイッチングトランジスタＱ１に起動電流を
供給する素子となっている。このため抵抗Ｒ１の他方の
端子は、スイッチングトランジスタＱ１のベースに接続
されている。また、スイッチングトランジスタＱ１のベ
ースとエミッタとの間には、負荷が極めて軽くなると
き、間欠スイッチングを生じ易くさせるため、コンデン
サＣ３と抵抗Ｒ４とからなる直列回路が接続されてい
る。

【００２５】制御トランジスタＱ２は、誤差検出回路３
から送出され、電圧誤差を示す出力に従ったタイミング
でもって、スイッチングトランジスタＱ１をオン状態か
らオフ状態に移行させることにより、直流出力１２の電
圧を安定化するための素子となっている。このため、制
御トランジスタＱ２のコレクタは、スイッチングトラン
ジスタＱ１のベースに接続されている。また、制御トラ
ンジスタＱ２のベースには、フォトトランジスタＱ３の
エミッタが接続されている。

【００２６】また、制御トランジスタＱ２のベースと直
流入力Ｐ−との間には、ベース電位の上昇を遅らせるた
めのコンデンサＣ２が接続されている。そして、コンデ
ンサＣ２には、コンデンサＣ２の電荷を放電させるた
め、抵抗Ｒ６が並列に接続されている。また、電源投入
時にスイッチングトランジスタＱ１に流れる電流を制限
するため、抵抗Ｒ５により検出された電圧が、ダイオー
ドＤ２を介して、制御トランジスタＱ２のベースに与え
られている。また、制御トランジスタＱ２のエミッタは
直流入力Ｐ−に接続されている。

【００２７】一方の端子が直流入力Ｐ−に接続された補
助コイルＬ３は、スイッチングトランジスタＱ１に正帰
還を与えるためのコイルとなっている。このため、補助
コイルＬ３の他方の端子は、ダイオードＤ１と、ベース
電流を制限する抵抗Ｒ２とを介して、スイッチングトラ
ンジスタＱ１のベースに導かれている。また、ダイオー
ドＤ１には、スイッチングトランジスタＱ１のターンオ
フを速めるため、コンデンサＣ１が並列に接続されてい
る。また、補助コイルＬ３の他方の端子は、抵抗Ｒ３を
介して、制御トランジスタＱ２のベースに接続されてい
る。

【００２８】また、補助コイルＬ３の他方の端子は、コ
ンデンサＣ４と抵抗Ｒ７とからなる直列回路と、抵抗Ｒ
８とを介して、フォトトランジスタＱ３のコレクタに接
続されている。そして、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点
と直流入力Ｐ−との間には、コンデンサＣ４に蓄積され
た電荷を放電させるための電流経路となるダイオードＤ
３が接続されている。

【００２９】抵抗Ｒ９は、間欠スイッチングが行われる
ときには、制御トランジスタＱ２のベースに供給される
電流を増加させるための素子となっている。すなわち、
制御トランジスタＱ２のベースに補助制御信号２３を送
出する素子となっている。このため、抵抗Ｒ９の一方の
端子は、補助コイルＬ３の他方の端子に接続されてい
る。また、トランジスタＱ４は、間欠スイッチング時に
は接続が閉じられるスイッチ素子となっている。このた
め、抵抗Ｒ９の他方の端子は、トランジスタＱ４のエミ
ッタに接続されている。そして、トランジスタＱ４のコ
レクタは、補助制御信号２３として、制御トランジスタ
Ｑ２のベースに導かれている。

【００３０】また、トランジスタＱ４のエミッタとベー
スとの間には、ベース電位をエミッタ電位に引き上げる
ため、抵抗Ｒ１０とダイオードＤ４とからなる直列回路
が接続されている。また、トランジスタＱ４のベースに
は、抵抗Ｒ１１を介して、間欠信号２２が導かれてい
る。このため、トランジスタＱ４がオンとなるときに
は、抵抗Ｒ９の他方の端子から送出される電流が、補助
制御信号２３として、制御トランジスタＱ２のベースに
流れることになる。

【００３１】抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とからなり、直流
入力Ｐ＋と直流入力Ｐ−との間に接続された直列回路
は、直流入力Ｐ＋の電圧を分圧する分圧回路となってい
る。そして、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との接続点は、ト
ランジスタＱ５のベースに導かれている。また、ダイオ
ードＤ５は、補助コイルＬ３の出力を整流することによ
り、マイナス電圧を取り出すための素子となっている。
このため、ダイオードＤ５のカソードは、補助コイルＬ
３の他方の端子に接続されている。

【００３２】一方、コンデンサＣ５は、ダイオードＤ５
の出力を平均化するための素子となっている。このた
め、ダイオードＤ５のアノードは、抵抗Ｒ１４を介し
て、コンデンサＣ５の一方の端子に接続されている。ま
た、コンデンサＣ５の他方の端子は、直流入力Ｐ−に接
続されている。また、抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ５との
接続点は、トランジスタＱ５のベースに接続されてい
る。また、トランジスタＱ５のエミッタは、ダイオード
Ｄ６を介して、直流入力Ｐ−に接続されている。

【００３３】間欠検出回路６は、上記した構成となって
いる。このため、トランジスタＱ５のベースには、抵抗
Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との接続点から送出される電圧と、
スイッチングトランジスタＱ１のオフ時に補助コイルＬ
３から出力され、コンデンサＣ５により平均化された出
力との加算値が印加される。従って、トランジスタＱ５
のベースに印加される電圧は、補助コイルＬ３の他方の
端子（経路２１）に生じるマイナスレベルの電圧が低い
ときでは、プラスレベルとなり、トランジスタＱ５はオ
ンとなる。一方、経路２１に生じるマイナスレベルの電
圧が、マイナス方向に高いときでは、トランジスタＱ５
のベース電位はマイナスとなり、トランジスタＱ５はオ
フとなる。

【００３４】二次コイルＬ２の一方の端子には、ダイオ
ードＤ７のアノードが接続され、ダイオードＤ７のカソ
ードには一方の端子が接地されたコンデンサＣ６の他
方の端子が接続されている。また、二次コイルＬ２の他
方の端子は接地されている。なお、整流平滑回路２から
送出される直流出力１２の電圧は約１２０Ｖとなってい
て、テレビの水平出力回路の動作電源となっている。

【００３５】トランジスタＱ６は、直流出力１２の電圧
誤差を検出し、検出した電圧誤差に対応する電流でもっ
て、発光ダイオードＤ８を駆動する素子となっている。
このため、トランジスタＱ６のエミッタには、ツェナー
ダイオードＤ９が発生する基準電圧が与えられている。
また、トランジスタＱ６のベースには、抵抗Ｒ１６と抵
抗Ｒ１７とからなり、直流出力１２の電圧を分圧する分
圧回路の出力が与えられている。また、トランジスタＱ
６のコレクタには、発光ダイオードＤ８のカソードが接
続され、発光ダイオードＤ８のアノードは、抵抗Ｒ１５
を介して、直流出力１２に接続されている。

【００３６】抵抗Ｒ１８は、誤差検出回路３に設けら
れ、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７からなる分圧回路の分圧比を変
更するための素子となっている。このため、抵抗Ｒ１８
の一方の端子は、直流出力１２に接続されている。ま
た、抵抗Ｒ１８の他方の端子は、ダイオードＤ１０を介
して、抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１７との接続点に導かれてい
る。また、トランジスタＱ７は、分圧比を変更するとき
には接続が開かれ、分圧比を変更しないときには、接続
が閉じられるスイッチ素子となっている。このため、ト
ランジスタＱ７のコレクタは、抵抗Ｒ１８の他方の端子
に接続されている。また、エミッタは接地されている。
そして、トランジスタＱ７のベースには、抵抗Ｒ２０を
介して、テレビの動作を制御するマイクロコンピュータ
の出力１３が導かれている（抵抗Ｒ１９は、トランジス
タＱ７のベースが開放となることを防止する）。

【００３７】なお、本実施形態は、複数種の電圧の直流
出力を送出する構成となっている。このため、トランス
１には、その他の直流出力のための二次コイルが巻回さ
れると共に、各二次コイルには整流平滑回路が接続され
ているが、これらの二次コイルと整流平滑回路とは、図
示が省略されている。

【００３８】図２は、補助コイルＬ３の他方の端子（経
路２１）のレベルと、トランジスタＱ５のベース電位と
の変化を示す説明図である。また、図３は、実施形態の
主要点の状態を示す説明図である。必要に応じて同図を
参照しつつ、実施形態の動作を説明する。

【００３９】負荷に所定の動作を行わせるとき（通常動
作時）には、マイクロコンピュータの出力１３はＨレベ
ルに設定される。従って、トランジスタＱ７はオンとな
り、トランジスタＱ７のコレクタ電位は、トランジスタ
Ｑ６のベース電位より低くなる。このため、抵抗Ｒ１８
は、トランジスタＱ６のベースから切り離される。従っ
て、トランジスタＱ６のベースには、抵抗Ｒ１６，Ｒ１
７により分圧された電圧が印加される。その結果、発光
ダイオードＤ８は、定格値（約１２０Ｖ）に対する直流
出力１２の電圧誤差に対応した電流でもって駆動され
る。このとき、補助コイルＬ３の他方の端子から送出さ
れる電圧の変化を、図２の４１によって示す。

【００４０】一方、テレビの動作を待機状態とするとき
には、出力１３はＬレベルに設定される。このため、ト
ランジスタＱ７はオフになる。その結果、トランジスタ
Ｑ６のベースには、抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１８との並列回
路の抵抗値と、抵抗Ｒ１７の抵抗値とにより分圧された
電圧が印加される。その結果、直流出力１２の電圧が、
定格値（約１２０Ｖ）の約１／３の電圧（約４０Ｖ）と
なるように、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチ
ングが制御される。このときでは、その他の直流出力
（図示を省略）の電圧も１／３となるため、水平発振が
停止し、直流出力１２の負荷電流は０近傍となる。そし
て、直流出力１２の電圧が１／３となり、負荷電流が０
近傍となるときには、二次側が消費する電力より、一次
側から供給される電力が多くなる。その結果、間欠スイ
ッチングが生じる。

【００４１】すなわち、負荷電流が０近傍になった結果
として、発光ダイオードＤ８の電流が極めて多くなり、
フォトトランジスタＱ３の出力電流も、極めて多くな
る。従って、制御トランジスタＱ２のベース電流も極め
て多くなるので、スイッチングの１周期を過ぎたときに
も、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の影響により、制
御トランジスタＱ２はオン状態を続ける。このため、ス
イッチングの１周期を過ぎたときにも、スイッチングト
ランジスタＱ１はオン状態に移行しない。その結果、ス
イッチング動作が停止する。

【００４２】スイッチング動作が停止すると、経路２１
の電圧が０Ｖとなり、フォトトランジスタＱ３の出力電
流が０となるので、制御トランジスタＱ２は、短時間の
うちに、オフ状態に移行する。しかし、スイッチングト
ランジスタＱ１は、制御トランジスタＱ２がオフに移行
したときにも、経路２１の電圧が０Ｖとなっているの
で、直ちにオン状態に移行することができない。そし
て、起動抵抗Ｒ１を流れる電流がコンデンサＣ３を充電
し、スイッチングトランジスタＱ１のベース電位が、ス
イッチングトランジスタＱ１に電流を流すことが可能と
なるレベルまで上昇したとき、スイッチングトランジス
タＱ１は、オフ状態からオン状態に移行し、スイッチン
グが再開される。そして、複数回のスイッチングが行わ
れたときには、上記と同様に、制御トランジスタＱ２が
オン状態を続けることになり、スイッチングが停止す
る。つまり、間欠スイッチングとなる。

【００４３】上記した間欠スイッチング時には、直流出
力１２の電圧は、定格値の１／３に安定化されている。
また、経路２１に生じるマイナスレベルの電圧は、直流
出力１２の電圧に対応する。このため、補助コイルＬ３
の他方の端子に生じる電圧の変化は、４２に示すような
変化とする。すなわち、間欠スイッチング時の経路２１
のマイナスレベルは、通常動作時のマイナスレベルの１
／３となる。従って、ダイオードＤ５とコンデンサＣ５
とからなる回路の出力電圧は、マイナス値が１／３以下
の値になる（スイッチング時の電圧が１／３であり、か
つ、スイッチング停止時では０Ｖとなる。従って平均値
は１／３より少ない）。一方、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の分
圧電圧は、通常動作時と待機状態時とで変化しない。従
って、トランジスタＱ５のベース電位は、通常動作時で
は、４３に示すようにマイナスレベルとなるので、トラ
ンジスタＱ５はオフとなる。一方、待機状態時では、ベ
ース電位は、４４に示すようにプラスレベルとなるの
で、トランジスタＱ５はオンとなる。

【００４４】トランジスタＱ５がオン状態となるときで
は、トランジスタＱ４がオンとなる。このため、制御ト
ランジスタＱ２のベースに、経路２３を介して、抵抗Ｒ
９からの電流が流れる。その結果、制御トランジスタＱ
２のベース電位の上昇速度が速くなる。従って、制御ト
ランジスタＱ２がオフ状態からオン状態に移行するタイ
ミングは、抵抗Ｒ９の経路を設けない場合のタイミング
（誤差検出回路３の出力に基づくタイミングであり、Ｔ
２により示す）に比したときには、速いタイミング（図
３のＴ１により示す）となる。

【００４５】一方、スイッチングトランジスタＱ１は、
制御トランジスタＱ２がオフからオンに移行したとき、
オン状態からオフ状態に移行する。従って、スイッチン
グトランジスタＱ１は、抵抗Ｒ９の経路が形成される場
合では、タイミングＴ１において、オン状態からオフ状
態に移行する。一方、一次コイルＬ１に流れる電流は、
一次的な増加を示す。従って、タイミングＴ１において
スイッチングトランジスタＱ１がオフ状態に移行する場
合、一次コイルＬ１に流れる電流の最大値ｉ１は、タイ
ミングＴ２においてオフ状態に移行する場合の最大値ｉ
２に比すると、減少した値となる。

【００４６】図４の３２ｂは、一次コイルＬ１の電流の
最大値がｉ１となるときの、一次コイルＬ１の電流変化
を概略的に示している。すなわち、補助制御信号２３が
送出されないときの間欠スイッチング時の電流変化（最
大値がｉ２となるときの電流変化）３２ａと比較する
と、電流の最大値が制限されている。また、間欠の１周
期のそれぞれにおいて、スイッチングの回数が増加して
いる。

【００４７】一次コイルＬ１に流れる電流の最大値が減
少するときには、トランス１を振動させようとする力が
減少するので、トランス１から発生する発振音の音量が
減少する。従って、タイミングＴ１においてスイッチン
グトランジスタＱ１がオフ状態に移行する場合の音量
は、タイミングＴ２においてスイッチングトランジスタ
Ｑ１がオフ状態に移行する場合の音量に比したときに
は、抑制された音量となる。従って、通常の使用状態に
おける距離から聴く場合では、トランス１から発生する
発振音は、聞き取ることが困難な音量となる。つまり、
トランス１からの発振音が聞こえなくなる。

【００４８】以下に、本発明に係るスイッチング電源の
第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形
態は、図１に示す第１の実施形態から、降圧指示回路４
を省略した構成となっている。また、間欠検出回路の構
成を、図５に示す構成に変更している。なお、その他の
部分については、回路図として示すときには、第１の実
施形態の構成と第２の実施形態の構成とは、同一となっ
ている。従って、本実施形態は、通常動作時と待機状態
時との双方において、直流出力１２の電圧が同一となる
ように制御される。

【００４９】以下に、第２の実施形態の間欠検出回路の
構成について説明するが、第１の実施形態の間欠検出回
路６との対応関係を分かりやすいものとするため、構成
または機能が同一となる素子については、図１における
符号と同一符号を付与している。

【００５０】本実施形態の間欠検出回路の構成は、図１
に示す間欠検出回路６に、ツェナーダイオードＤ１４を
追加した構成となっている。すなわち、抵抗Ｒ１４とコ
ンデンサＣ５との接続点２７には、ツェナーダイオード
Ｄ１４のアノードが接続されている。また、抵抗Ｒ１２
と抵抗Ｒ１３との接続点２８には、ツェナーダイオード
Ｄ１４のカソードが接続されている。従って、ツェナー
ダイオードＤ１４にツェナー電流が流れる場合では、接
続点２８の電圧は、接続点２７の電圧に対し、ツェナー
電圧分だけ高い電圧に維持される。

【００５１】図６は、本実施形態の主要点のレベル変化
を示す説明図である。必要に応じて同図を参照しつつ、
実施形態の動作を説明する。

【００５２】待機状態となり、直流出力１２の電流が０
近傍となるときには、既に述べた理由と同一の理由によ
り、スイッチングトランジスタＱ１は、間欠スイッチン
グを行う。一方、接続点２７の電圧は、ダイオードＤ５
のカソードの電圧を平均化した電圧となる。このため、
接続点２７の電圧は、経路２１がマイナスレベルになる
時間的比率が変化すると、レベルが変化する。一方、連
続的なスイッチング動作が行われているときには、経路
２１がマイナスレベルとなる時間的比率が大きく、間欠
スイッチングとなるときには、経路２１がマイナスレベ
ルとなる時間的比率が小さい。従って、通常動作時の連
続的なスイッチング動作が行われているときには、接続
点２７の電圧は、５１に示すように、マイナスレベルの
大きい電圧となるが、間欠スイッチングとなるときに
は、接続点２７の電圧は、５２に示すように、マイナス
レベルの小さい電圧となる。

【００５３】接続点２８の電圧は、接続点２７の電圧
を、ツェナーダイオードＤ１４のツェナー電圧分だけ、
プラス側にシフトさせた電圧となる。従って、連続的な
スイッチング動作時では、接続点２８の電圧は、接続点
２７の電圧（５１により示す）を、ツェナー電圧分だけ
シフトさせた電圧（破線５３により示す）となる。ま
た、間欠スイッチング時では、接続点２８の電圧は、接
続点２７の電圧（５２により示す）を、ツェナー電圧分
だけシフトさせた電圧（破線５４により示す）となる。

【００５４】破線５３により示す電圧は、マイナスレベ
ルの電圧となっている。従って、トランジスタＱ５はオ
フに設定される。従って、トランジスタＱ４はオフとな
るので、補助制御信号２３は送出されない。しかし、破
線５４により示す電圧は、０．６Ｖを越える電圧となっ
ている。従って、トランジスタＱ５はオンに設定され
る。従って、トランジスタＱ４がオンとなるので、補助
制御信号２３が送出されることになる。

【００５５】すなわち、連続的なスイッチング時では、
補助制御信号２３は送出されず、間欠スイッチングが生
じたときにのみ、補助制御信号２３が送出されることに
なる。従って、補助制御信号２３が送出される場合、制
御トランジスタＱ２がオフからオンに移行するタイミン
グは、誤差検出回路３の出力に基づくタイミングＴ２よ
り速いタイミングＴ１となる。このため、一次コイルＬ
１に流れる電流の最大値はｉ１となり、誤差検出回路３
の出力に基づく最大値ｉ２より減少する。そして、一次
コイルＬ１に流れる電流の最大値が減少するときには、
トランス１を振動させようとする力が減少するので、ト
ランス１から発生する発振音の音量が減少する。その結
果、トランス１からの発振音は聞こえなくなる。

【００５６】以上説明したように、第２の実施形態を用
いる場合では、補助コイルＬ３の他方の端子に発生する
電圧を平均化した値が、連続的なスイッチング時と間欠
スイッチング時とで、変化幅が狭くなるときにも、トラ
ンジスタＱ５のオンオフを制御することが可能となって
いる。

【００５７】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、トランジスタＱ４のオンオフの制御については、間
欠検出回路６から送出される間欠信号２２によって行う
構成とした場合について説明したが、その他の構成とし
て、例えば、負荷装置を制御するマイクロコンピュータ
の出力を、フォトカプラ等の絶縁素子を介して、トラン
ジスタＱ４のベースに導くことにより、マイクロコンピ
ュータを用いて、トランジスタＱ４のオンオフを制御す
る構成、等とすることが可能である。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係るスイッチング
電源は、スイッチングトランジスタが間欠スイッチング
を行うときには、一次コイルに流れる電流の最大値を、
誤差検出回路の出力に対応して定まる電流の最大値より
少ない電流値に制限する構成としている。このため、間
欠スイッチング時には、一次コイルに流れる電流の最大
値が減少するので、トランスを振動させようとする力が
減少する。その結果、トランスから発生する発振音の音
量が減少するので、トランスの発振音が可聴帯域となる
ときにも、トランスの発振音を聞こえないものとするこ
とが可能になっている。

【００５９】また請求項２記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、間欠スイッチング時には、制御トランジスタ
の入力端子に補助制御信号を送出する補助制御回路を備
え、前記制御トランジスタは、前記誤差検出回路の出力
が導かれた入力端子に前記補助制御信号が与えられたと
きには、前記スイッチングトランジスタをオフ状態に移
行させるタイミングを、前記誤差検出回路の出力に対応
して定まるタイミングより速いタイミングに変える構成
としている。すなわち、制御トランジスタの入力端子に
与えるレベルを、誤差検出回路の出力変化に対応して変
化すると共に、誤差検出回路の出力に対応したレベルよ
り高いレベルとすれば、制御トランジスタは、スイッチ
ングトランジスタをオフ状態に移行させるタイミング
を、誤差検出回路の出力に対応して定まるタイミングよ
り速いタイミングに変える。従って、誤差検出回路の出
力と補助制御信号とを合成した信号を制御トランジスタ
の入力端子に印加すればよいので、一次コイルの電流の
最大値を少なくするための制御回路を簡単化することが
可能になっている。

【００６０】また請求項３記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、前記制御トランジスタの入力端子にはコンデ
ンサが接続されたスイッチング電源に適用し、前記補助
制御回路は、一方の端子が補助コイルに接続された抵抗
を備えると共に、前記間欠スイッチングを行っているこ
とを示す間欠信号が与えられたときには、前記抵抗の他
方の端子から送出される出力を、前記補助制御信号とし
て、前記制御トランジスタの入力端子に送出する構成と
している。従って、補助制御回路は、１つの抵抗と、間
欠信号が与えられたとき接続を閉じるスイッチ素子とで
もって構成することができるので、制御トランジスタが
オンとなるタイミングを速めるための制御回路を簡単化
することが可能になっている。

【００６１】また請求項４記載の発明に係るスイッチン
グ電源は、前記スイッチングトランジスタがオフとなる
とき前記補助コイルに発生する電圧に基づいて前記間欠
スイッチングを検出すると共に、検出結果を前記間欠信
号として前記補助制御回路に送出する間欠検出回路を備
えた構成としている。すなわち、スイッチングトランジ
スタがオフとなるとき、補助コイルに発生する電圧を平
均化すれば、平均化された電圧の変化により、間欠スイ
ッチングの生じたことが示される。このため、スイッチ
ングトランジスタが間欠スイッチングを行っているかど
うかを検出する検出回路の構成を簡単なものとすること
が可能になっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチング電源の第１の実施形
態の電気的接続を示す回路図である。

【図２】補助コイルの出力レベルと接続点２４のレベル
との変化を示す説明図である。

【図３】主要点の状態を示す説明図である。

【図４】間欠スイッチング時の一次コイルの電流変化を
示す説明図である。

【図５】第２の実施形態の間欠検出回路の電気的接続を
示す回路図である。

【図６】補助コイルの出力および接続点２７，２８のレ
ベル変化を示す説明図である。

【符号の説明】

２整流平滑回路３誤差検出回路４降圧指示回路５補助制御回路６間欠検出回路１２直流出力２２間欠信号２３補助制御信号ｉ１補助制御信号が送出されるときの一次コイルの電
流の最大値ｉ２補助制御信号が送出されないときの一次コイルの
電流の最大値Ｌ１一次コイルＬ２二次コイルＬ３補助コイルＱ１スイッチングトランジスタＱ２制御トランジスタＴ１補助制御信号によって速められたタイミングＴ２誤差検出回路の出力により定まるタイミング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスに巻回された一次コイルに流れ
る電流をスイッチングするスイッチングトランジスタ
と、前記トランスに巻回された二次コイルの出力を整流
平滑する整流平滑回路と、前記整流平滑回路より送出さ
れる直流出力の電圧誤差を検出する誤差検出回路とを備
え、前記誤差検出回路の出力に基づいて前記スイッチン
グトランジスタのスイッチングを制御することにより、
前記直流出力の電圧を安定化するスイッチング電源にお
いて、前記スイッチングトランジスタが間欠スイッチングを行
うときには、前記一次コイルに流れる電流の最大値を、
前記誤差検出回路の出力に対応して定まる電流の最大値
より少ない電流値に制限することを特徴とするスイッチ
ング電源。
【請求項２】前記スイッチングトランジスタの入力端
子に与えられる入力信号を、前記誤差検出回路の出力が
導かれた制御トランジスタを用いて制御することによ
り、前記直流出力の電圧を安定化するスイッチング電源
において、前記間欠スイッチング時には、前記制御トランジスタの
入力端子に補助制御信号を送出する補助制御回路を備
え、前記制御トランジスタは、前記誤差検出回路の出力が導
かれた入力端子に前記補助制御信号が与えられたときに
は、前記スイッチングトランジスタをオフ状態に移行さ
せるタイミングを、前記誤差検出回路の出力に対応して
定まるタイミングより速いタイミングに変えることを特
徴とする請求項１記載のスイッチング電源。
【請求項３】前記トランスには、前記スイッチングト
ランジスタに正帰還を与える補助コイルが巻回され、前
記制御トランジスタの入力端子にはコンデンサが接続さ
れたスイッチング電源において、前記補助制御回路は、一方の端子が前記補助コイルに接続された抵抗を備える
と共に、前記間欠スイッチングを行っていることを示す
間欠信号が与えられたときには、前記抵抗の他方の端子
から送出される出力を、前記補助制御信号として、前記
制御トランジスタの入力端子に送出することを特徴とす
る請求項２記載のスイッチング電源。
【請求項４】前記スイッチングトランジスタがオフと
なるとき前記補助コイルに発生する電圧に基づいて前記
間欠スイッチングを検出すると共に、検出結果を前記間
欠信号として前記補助制御回路に送出する間欠検出回路
を備えたことを特徴とする請求項３記載のスイッチング
電源。