JP2000350452A

JP2000350452A - スイッチング電源装置及びスイッチング制御方法

Info

Publication number: JP2000350452A
Application number: JP11154836A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Masuda; 和則増田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷電流検出回路での電力損失の低減、ブリ
ーダ抵抗での余分な電力損失の低減、定格負荷電流に対
して十分に小さな待機時の負荷電流の検出における十分
な検出感度の実現、誤検出等のない安定した待機時電流
検出回路を有するスイッチング電源装置及びスイッチン
グ制御方法を提供する。【解決手段】トランス２の二つの２次側巻線の一方か
ら整流平滑されて直流電圧に変換される第１の出力と、
トランス２の二つの２次側巻線の他方から整流平滑され
て直流電圧に変換される第２の出力との間に、待機出力
モードに入るか否かを規定する規定値よりも大きな電流
を供給する経路を設け、結合点の検出電圧を基準電圧と
比較する機能を有する負荷電流検出回路３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等のＯＡ機器等に使用されるスイッチング電源装置及び
スイッチング制御方法に係り、特に、待機電力低減を行
うために軽負荷時を検出する負荷電流検出回路を有する
スイッチング電源装置及びスイッチング制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にＯＡ機器等においては、その制御
を行うための論理回路系の電源（一般に＋５Ｖ）と、駆
動系の電源（例えば＋１２Ｖ）の少なくとも２種類の電
源が必要となる。このような機器に使用されるスイッチ
ング電源装置では、負荷電流の変動が大きくまた機器の
待機状態等軽負荷で長時間使用される場合が多い。従っ
て、待機時における効率の向上が望まれている。

【０００３】機器の本体側では、待機時にはマイクロコ
ンピュータにスリープモードやスタンバイモード等が設
けられて、通常状態に比べて負荷電流を低減することが
行われている。一方、スイッチング電源装置では、一般
に軽負荷時における効率は悪く、上記待機時のように駆
動系が無負荷で論理回路系の負荷電流が定格時に比べて
十分に少ない状態では、スイッチング電源の内部損失は
スイッチング素子のスイッチング損失やスナバ回路での
損失等、スイッチング周波数に依存する損失が支配的と
なる。従って、待機時の内部損失を低減するために、待
機時にはスイッチング周波数を低減する方法や間欠的な
スイッチング動作を行う等の様々な提案がなされてい
る。

【０００４】このような待機時のスイッチング電源の内
部損失低減化のためには、負荷電流を監視し、ある電流
以下になったことを検出して、スイッチング動作を定常
状態から待機時状態に切り替えるための負荷電流検出回
路が設けられている。この負荷電流検出回路について、
例えば特開平７−５９３４６号公報では、図５に示すよ
うな出力端子間に直列に抵抗５１を挿入し該抵抗５１の
両端の電位差をコンパレータ５２で基準値と比較する手
段、及び図６に示すような１次側のスイッチングループ
に直列にカレントトランス６１を挿入し該カレントトラ
ンス６１の２次側電圧の振幅を整流平滑してコンパレー
タ６２で基準値と比較する手段が提案されている。尚、
図５で５３は出力電圧検出回路、５４はシリーズレギュ
レータ、５５は周波数可変発振回路、５６はＰＷＭ制御
回路を示し、図６で６３は出力電圧検出回路、６４は周
波数可変発振回路、６５はＰＷＭ制御回路を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術では、出力端子間に直列に抵抗を挿入
するため、定常状態で負荷として定格電流が流れると電
流値に比例して電圧低下を招きレギュレーションが悪化
するばかりでなく、挿入された抵抗で負荷電流の２乗に
比例した損失が発生してしまい、定格動作時の効率が悪
化してしまう問題がある。負荷電流変動に対するレギュ
レーション改善のために、定電圧制御の電圧検出点を挿
入抵抗より出力側とすることや、出力端にシリーズレギ
ュレータＩＣを挿入することが考えられるが、負荷電流
検出用の抵抗による電力損失は避けられない。

【０００６】また、１次側のスイッチングループに直列
にカレントトランスを挿入して負荷電流の変化を検出す
る手段では、２次側の論理回路系（例えば＋５Ｖ）の負
荷電流の変化に対して１次側電流の変化はトランスの巻
線比分だけ低減されるため、待機状態と定常状態を判別
するための検出感度が非常に低くなる、つまり非常に微
弱な電流変化を検出する必要があり、素子バラツキ等を
考えると正確な検出は困難である。

【０００７】本発明は、上述した点に鑑みなされたもの
であり、負荷電流検出回路での電力損失の低減、ブリー
ダ抵抗での余分な電力損失の低減、定格負荷電流に対し
て十分に小さな待機時の負荷電流の検出における十分な
検出感度の実現、誤検出等のない安定した待機時電流検
出回路を有するスイッチング電源装置及びスイッチング
制御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明は、直流電源及びトランスの
１次側巻線と共に閉回路を構成するスイッチング素子を
オン／オフすることで前記トランスの２次側巻線に誘起
される波形を整流平滑して少なくとも１つ以上の直流電
圧を供給し、待機出力モードに移行するか否かを規定す
る規定値より所定の出力ラインの負荷電流が小さくなっ
た場合に前記スイッチング素子のオン／オフ周波数を低
下させる機能を有するスイッチング電源装置であって、
前記所定の出力ラインの負荷電流検出用として前記トラ
ンスの２次側巻線から整流平滑されて供給される電流と
は別に前記規定値よりも大きな電流を供給する経路を設
けると共に前記所定の出力ラインと結合し、該結合点の
検出電圧を基準電圧と比較する機能を有する負荷電流検
出手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項２記載
の本発明は、前記所定の出力ラインと該所定の出力ライ
ンよりも高い電圧を供給する別の出力ラインとを負荷電
流検出用抵抗が介挿された前記経路を介して接続し、前
記負荷電流検出用抵抗を介して前記結合点に電流を供給
することを特徴とする。

【００１０】上記目的を達成するために、請求項３記載
の本発明は、更に、前記トランスの２次側巻線に誘起さ
れる波形を整流平滑する整流平滑手段を有し、前記負荷
電流検出手段は、前記経路に介挿された前記負荷電流検
出用抵抗と、前記結合点の検出電圧と基準電圧との大小
関係を比較し比較結果に応じた信号を出力する比較手段
とを有することを特徴とする。

【００１１】上記目的を達成するために、請求項４記載
の本発明は、更に、前記負荷電流検出手段における前記
比較手段の比較結果に基づき前記スイッチング素子に対
する発振周波数を制御する周波数制御手段を有し、該周
波数制御手段は、前記検出電圧が前記基準電圧より小さ
いと比較判定された場合は定常状態の発振周波数を出力
し、前記検出電圧が前記基準電圧より大きいと比較判定
された場合は前記定常状態の発振周波数より小さい発振
周波数を出力し、前記スイッチング素子は、前記周波数
制御手段から出力される発振周波数に基づきオン／オフ
動作することを特徴とする。

【００１２】上記目的を達成するために、請求項５記載
の本発明は、更に、前記所定の出力ラインに設けられ出
力電圧を安定化させる出力電圧安定化手段を有すること
を特徴とする。

【００１３】上記目的を達成するために、請求項６記載
の本発明は、三出力以上のスイッチング電源装置に適用
可能であることを特徴とする。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項７記載
の本発明は、単出力のスイッチング電源装置に適用可能
であることを特徴とする。

【００１５】上記目的を達成するために、請求項８記載
の本発明は、複写機やプリンタ等の電子機器に搭載され
るスイッチング電源装置に適用可能であることを特徴と
する。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項９記載
の本発明は、直流電源及びトランスの１次側巻線と共に
閉回路を構成するスイッチング素子をオン／オフするこ
とで前記トランスの２次側巻線に誘起される波形を整流
平滑して少なくとも１つ以上の直流電圧を供給し、待機
出力モードに移行するか否かを規定する規定値より所定
の出力ラインの負荷電流が小さくなった場合に前記スイ
ッチング素子のオン／オフ周波数を低下させる機能を有
するスイッチング電源装置に適用されるスイッチング制
御方法であって、前記所定の出力ラインの負荷電流検出
用として前記トランスの２次側巻線から整流平滑されて
供給される電流とは別に前記規定値よりも大きな電流を
供給する経路を設けると共に前記所定の出力ラインと結
合し、該結合点の検出電圧を基準電圧と比較する機能を
持つ負荷電流検出ステップを有することを特徴とする。

【００１７】上記目的を達成するために、請求項１０記
載の本発明は、前記所定の出力ラインと該所定の出力ラ
インよりも高い電圧を供給する別の出力ラインとを負荷
電流検出用抵抗が介挿された前記経路を介して接続し、
前記負荷電流検出用抵抗を介して前記結合点に電流を供
給することを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成するために、請求項１１記
載の本発明は、更に、前記トランスの２次側巻線に誘起
される波形を整流平滑する整流平滑ステップを有し、前
記負荷電流検出ステップは、前記経路に介挿された前記
負荷電流検出用抵抗より下流側に位置する前記結合点の
検出電圧と基準電圧との大小関係を比較し比較結果に応
じた信号を出力する比較ステップを有することを特徴と
する。

【００１９】上記目的を達成するために、請求項１２記
載の本発明は、更に、前記負荷電流検出ステップにおけ
る前記比較ステップの比較結果に基づき前記スイッチン
グ素子に対する発振周波数を制御する周波数制御ステッ
プを有し、該周波数制御ステップでは、前記検出電圧が
前記基準電圧より小さいと比較判定された場合は定常状
態の発振周波数を出力し、前記検出電圧が前記基準電圧
より大きいと比較判定された場合は前記定常状態の発振
周波数より小さい発振周波数を出力し、前記スイッチン
グ素子は、前記周波数制御手段から出力される発振周波
数に基づきオン／オフ動作することを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成するために、請求項１３記
載の本発明は、更に、前記所定の出力ラインに設けられ
出力電圧を安定化させる出力電圧安定化ステップを有す
ることを特徴とする。

【００２１】上記目的を達成するために、請求項１４記
載の本発明は、三出力以上のスイッチング電源装置に適
用可能であることを特徴とする。

【００２２】上記目的を達成するために、請求項１５記
載の本発明は、単出力のスイッチング電源装置に適用可
能であることを特徴とする。

【００２３】上記目的を達成するために、請求項１６記
載の本発明は、複写機やプリンタ等の電子機器に搭載さ
れるスイッチング電源装置に適用可能であることを特徴
とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明の実施の形態に係るスイッチ
ング電源装置の構成を示す回路図である。本発明の実施
の形態に係るスイッチング電源装置は、直流電源１、ト
ランス２、ダイオード４、コンデンサ５、抵抗６、出力
電圧検出回路７、ダイオード８、コンデンサ９、シリー
ズレギュレータ１０、コンデンサ１１、スイッチング素
子１２、ＰＷＭ制御回路１３、周波数可変発振回路１
４、比較器１５を備える構成となっている。図中符号３
は負荷電流検出回路（破線で囲んだ範囲）、符号１６は
基準電圧Ｖｒｅｆである。

【００２６】尚、本発明の特許請求の範囲における各構
成要件と、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源
装置における各部との対応関係は下記の通りである。負
荷電流検出手段は負荷電流検出回路３に対応し、負荷電
流検出手段の負荷電流検出用抵抗は抵抗６に対応し、負
荷電流検出手段の比較手段は比較器１５に対応し、周波
数制御手段は周波数可変発振回路１４に対応し、整流平
滑手段はダイオード４及びコンデンサ５と、ダイオード
８及びコンデンサ９に対応し、出力電圧安定化手段はシ
リーズレギュレータ１０に対応し、所定の出力ラインは
第２の出力ラインに対応し、別の出力ラインは第１の出
力ラインに対応する。

【００２７】上記構成を動作と共に詳述すると、直流電
源１・トランス２の１次巻線・スイッチング素子１２か
ら構成される閉回路は、スイッチング素子１２によりオ
ン・オフが周期的に繰り返される。トランス２の２次側
には２つの巻線があり、ダイオード４、コンデンサ５に
よって整流平滑されて直流電圧に変換される第１の出力
（出力電圧Ｖ_AO）、及びダイオード８、コンデンサ９に
よって整流平滑されて直流電圧に変換される第２の出力
（出力電圧Ｖ_BO）を有する２出力スイッチング電源装置
である。ここでは、第１の出力が本体機器の駆動系の電
源に供給され、第２の出力が論理回路系の電源に供給さ
れるものとする。

【００２８】第１の出力の出力電圧が出力電圧検出回路
７に入力され、出力電圧検出回路７からの誤差電圧信号
がＰＷＭ制御回路１３に入力され、出力電圧Ｖ_AOが一定
に保たれるようにスイッチング素子１２のオン・オフを
デューティを制御している。第２の出力は出力電圧を安
定化させるためにシリーズレギュレータ１０を介して出
力される。更に、第１の出力と第２の出力のシリーズレ
ギュレータ１０の前に抵抗６が挿入されている。

【００２９】ダイオード８、コンデンサ９によって整流
平滑されてシリーズレギュレータ１０の入力となる直流
電圧を検出電圧Ｖｓとし、検出電圧Ｖｓは比較器１５の
一端に入力され、比較器１５の他端には基準電圧Ｖｒｅ
ｆ１６が入力される。比較器１５の出力は周波数可変発
振回路１４に入力され、周波数可変発振回路１４からＰ
ＷＭ制御回路１３に入力されるパルスの周波数が比較器
１５の出力に応じて変化する。ＰＷＭ制御回路１３は周
波数可変発振回路１４から入力される周波数で、出力電
圧検出回路７からの誤差電圧に応じたデューティで決め
られたパルスをスイッチング素子１２に印加する。

【００３０】ここで、本実施形態のスイッチング電源装
置が定常状態の動作をしているときには、検出電圧Ｖｓ
が基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなり、比較器１５の出力
は「ハイ」レベルを出力し、この時、周波数可変発振回
路１４から出力されるパルスの周波数は定常状態の発振
周波数となり、スイッチング素子１２はこの周波数でオ
ン・オフ動作する。

【００３１】一方、待機状態には、検出電圧Ｖｓが基準
電圧Ｖｒｅｆより大きくなり、比較器１５の出力は「ロ
ー」レベルを出力する。この時、周波数可変発振回路１
４から出力されるパルスの周波数は定常状態の発振周波
数の例えば数十分の一となるように設定する。従って、
待機状態になると、スイッチング素子１２のオン・オフ
周波数は定常状態の数十分の一となる。

【００３２】一般にスイッチング電源は待機状態のよう
な軽負荷時では、内部損失としてスイッチング素子のス
イッチングロスや図示していないスナバ回路の損失等、
周波数に比例した損失が支配的になる。従って、上記の
ように待機時に発振周波数を低減することによってスイ
ッチング電源の内部損失を低減し、効率の向上が図られ
る。

【００３３】本発明の趣旨は、抵抗６及び比較器１５か
らなる負荷電流検出回路３の構成である。次に、この負
荷電流検出回路３の動作を説明する。第１の出力と第２
の出力のシリーズレギュレータ１０の前に挿入された抵
抗６の抵抗値をＲａｂとすると、抵抗６にはＩａｂ＝
（Ｖ_AO−Ｖｓ）／Ｒａｂの電流が流れる。また、第２の
出力の負荷電流をＩ_Bとし、定常状態での定格電流（最
大電流）をＩ_B（ｍａｘ）、最小電流をＩ_B（ｍｉｎ）、
待機時の負荷電流をＩ_B（ｓｔｂｙ）とする。

【００３４】定常状態では、第２の出力の負荷電流Ｉ_B
は、トランス２の２次側の第２の巻線からダイオード８
を介して供給される電流と抵抗６に流れる電流が加算さ
れて供給される。この時のシリーズレギュレータ１０の
入力となる直流電圧、即ち、負荷電流検出回路３の検出
電圧Ｖｓは、トランス２の２次巻線電圧で決まる略安定
化された一定電圧となる。この時の検出電圧をＶｓｏと
し、抵抗６の電流をＩａｂｏとする。

【００３５】一方、待機時には、機器の本体側ではマイ
クロコンピュータにスリープモードやスタンバイモード
等が設けられて、通常状態に比べて負荷電流を低減する
ことが行われている。従って、待機時の負荷電流Ｉ
_B（ｓｔｂｙ）は定常時の最小電流Ｉ_B（ｍｉｎ）より小
さくなる。ここで、抵抗６の電流をＩａｂｏ＞Ｉ_B（ｓ
ｔｂｙ）となるように抵抗値Ｒａｂを設定すると、負荷
電流Ｉ_B（ｓｔｂｙ）は全て抵抗６の電流となり、ダイ
オード８からの電流はなくなる。この時は検出電圧Ｖｓ
は、抵抗６の電流Ｉａｂｏの過剰分（Ｉａｂｏ−Ｉ
_B（ｓｔｂｙ））がコンデンサ９に充電され上昇する。
抵抗６の電流Ｉａｂは検出電圧Ｖｓが上昇すると減り、
Ｉａｂ＝Ｉ_B（ｓｔｂｙ）となる。従って、検出電圧Ｖ
ｓは、Ｖｓ＝Ｖ_AO−Ｒａｂ×Ｉ_B（ｓｔｂｙ）・・・・・（１）となる。この関係を図２に示す。

【００３６】負荷電流検出回路３の検出電圧Ｖｓは上記
のようになる。ここで、比較器１５の基準電圧Ｖｒｅｆ
を（１）式で表されるＶｓより小さい値に設定すると、
定常状態ではＶｓ＝Ｖｓｏ＜Ｖｒｅｆとなり、負荷電流
検出回路３の比較器１５の出力は「ハイ」レベルを出力
し、スイッチング素子１２は定常状態の発振周波数でオ
ン・オフ動作する。待機状態には、Ｖｓ＞Ｖｒｅｆとな
り、比較器１５の出力は「ロー」レベルを出力し、スイ
ッチング素子１２のオン・オフ周波数は定常状態の数十
分の一となる。

【００３７】図３には上記図１に示した本発明の実施形
態のスイッチング電源装置の負荷電流検出回路３での電
力損失を示し、図４には上記図５に示した従来例の負荷
電流検出回路での電力損失を示した。本発明の実施形態
の負荷電流検出回路３では、図３に示すように定常状態
で負荷電流Ｉ_Bが増大しても検出用の抵抗６の電流値は
一定であるので、損失も一定値であるのに対して、上記
図５に示した従来例の負荷電流検出回路では、図４に示
すように負荷電流に比例して検出抵抗５１での損失が増
大する。

【００３８】また、従来例のような２出力以上の多出力
スイッチング電源装置では、各出力の負荷変動に対して
出力電圧を安定化させるために出力端子間にブリーダ抵
抗（図示略）を入れることがあるが、図１に示す本発明
の実施形態のスイッチング電源装置では、負荷電流検出
用の抵抗６がブリーダ抵抗としての機能も有する。従っ
て、別途電力損失を伴うブリーダ抵抗を省略することが
できる点においても、スイッチング電源装置の効率向上
に寄与することができる。

【００３９】以上説明したように、本発明の実施の形態
に係るスイッチング電源装置によれば、トランス２の二
つの２次側巻線の一方から整流平滑されて直流電圧に変
換される第１の出力と、トランス２の二つの２次側巻線
の他方から整流平滑されて直流電圧に変換される第２の
出力との間に、待機出力モードに入るか否かを規定する
規定値よりも大きな電流を供給する経路を設け、結合点
の検出電圧と基準電圧を比較する機能を持つ負荷電流検
出回路３と、検出電圧が基準電圧より小さい場合は定常
状態の発振周波数を出力し、検出電圧が基準電圧より大
きい場合は定常状態の発振周波数より小さい発振周波数
を出力する周波数可変発振回路１４とを有する構成とし
ているため、下記のような作用及び効果を奏する。

【００４０】上記構成において、第１の出力ラインの出
力電圧及び第２の出力ラインの出力電圧は一定値に決め
られているので、第１の出力ライン及び第２の出力ライ
ンを結合する経路に介挿した抵抗６の抵抗値を決めれ
ば、前記経路の電流が決まる。即ち、前記経路の電流値
が第２の出力ラインの規定の負荷電流値（負荷電流が該
規定値より小さくなると待機出力モードに入ることを意
味する閾値）よりも大きくなるように、第１の出力ライ
ン及び第２の出力ライン間の経路に介挿する抵抗６の抵
抗値を決めるのである。

【００４１】この結果、スイッチング電源装置が定常状
態の場合は、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆより小さ
くなり、負荷電流検出回路３の比較器１５は「ハイ」レ
ベルを出力するため、周波数可変発振回路１４から出力
されるパルスの周波数は定常状態の発振周波数となり、
スイッチング素子１２はこの周波数でオン・オフ動作す
る。他方、スイッチング電源装置が待機状態の場合は、
検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆより大きくなり、負荷
電流検出回路３の比較器１５は「ロー」レベルを出力す
るため、周波数可変発振回路１４から出力されるパルス
の周波数は定常状態の発振周波数の例えば数十分の一と
なり、スイッチング素子１２のオン・オフ周波数は定常
状態の数十分の一となる。

【００４２】従って、本発明の実施の形態においては、
本体機器が待機状態にあるときに負荷電流値を検出して
スイッチング周波数を低減させて効率向上を行う機能を
有するスイッチング電源装置において、負荷電流検出回
路３での電力損失を低減することができ、また、抵抗６
を出力電圧安定化のためのブリーダ抵抗と兼用すること
ができるため、ブリーダ抵抗での余分な電力損失も低減
することもでき、定常状態で論理回路系の負荷電流が変
化しても電流検出のための損失は一定となり、僅かな値
で済む。更に、軽負荷時の僅かな電流変化に対しても十
分な検出感度を有しており、定格負荷電流に対して十分
に小さな待機時の負荷電流の検出においても十分な検出
感度を実現でき、誤検出等の心配のない低損失で安定し
た待機時電流検出機能を有するスイッチング電源装置を
提供することができる。

【００４３】尚、上述した本発明の実施形態の説明で
は、出力が２系統のスイッチング電源装置の例について
説明したが、３出力以上のスイッチング電源装置におい
ても同様の回路構成をとることができる。更に、単出力
の電源装置では、トランスの２次側に出力用とは別に巻
線を設け、ダイオードとコンデンサによる整流平滑回路
を設けることによって、本発明の実施形態と同様の回路
を実現できる。

【００４４】また、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適
用してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至５、
請求項８記載のスイッチング電源装置、請求項９乃至１
３、請求項１６記載のスイッチング制御方法によれば、
所定の出力ラインの負荷電流検出用としてトランスの２
次側巻線から整流平滑されて供給される電流とは別に、
待機出力モードに移行するか否かを規定する規定値より
も大きな電流を供給する経路を設けると共に前記所定の
出力ラインと結合し、該結合点の検出電圧を基準電圧と
比較し、比較結果に基づきスイッチング素子の発振周波
数を制御するため、本体機器が待機状態にあるときに負
荷電流値を検出してスイッチング周波数を低減させて効
率向上を行う機能を有するスイッチング電源装置におい
て、負荷電流検出手段での電力損失を低減することがで
き、また、負荷電流検出用抵抗を出力電圧安定化のため
のブリーダ抵抗と兼用することができるため、ブリーダ
抵抗での余分な電力損失も低減することもできる。更
に、定格負荷電流に対して十分に小さな待機時の負荷電
流の検出においても十分な検出感度を実現でき、誤検出
等の心配のない低損失で安定した待機時電流検出機能を
有するスイッチング電源装置を提供することができる。

【００４６】また、請求項６及び７記載のスイッチング
電源装置、請求項１４及び１５記載のスイッチング制御
方法によれば、三出力以上のスイッチング電源装置或い
は単出力のスイッチング電源装置においても、上記と同
様に、負荷電流検出手段での電力損失の低減等を図るこ
とができると共に、誤検出等の心配のない低損失で安定
した待機時電流検出機能を有するスイッチング電源装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装
置の構成を示す回路図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装
置における負荷電流と検出電圧の関係を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装
置における負荷電流と検出回路損失の関係を示す説明図
である。

【図４】従来例に係るスイッチング電源装置における負
荷電流と検出回路損失の関係を示す説明図である。

【図５】従来例に係るスイッチング電源装置の構成を示
す回路図である。

【図６】従来例に係るスイッチング電源装置の構成を示
す回路図である。

【符号の説明】

１直流電源２トランス４、８ダイオード５、９コンデンサ６抵抗７出力電圧検出回路１０シリーズレギュレータ１２スイッチング素子１３ＰＷＭ制御回路１４周波数可変発振回路１５比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源及びトランスの１次側巻線と共
に閉回路を構成するスイッチング素子をオン／オフする
ことで前記トランスの２次側巻線に誘起される波形を整
流平滑して少なくとも１つ以上の直流電圧を供給し、待
機出力モードに移行するか否かを規定する規定値より所
定の出力ラインの負荷電流が小さくなった場合に前記ス
イッチング素子のオン／オフ周波数を低下させる機能を
有するスイッチング電源装置であって、前記所定の出力ラインの負荷電流検出用として前記トラ
ンスの２次側巻線から整流平滑されて供給される電流と
は別に前記規定値よりも大きな電流を供給する経路を設
けると共に前記所定の出力ラインと結合し、該結合点の
検出電圧を基準電圧と比較する機能を有する負荷電流検
出手段を設けたことを特徴とするスイッチング電源装
置。
【請求項２】前記所定の出力ラインと該所定の出力ラ
インよりも高い電圧を供給する別の出力ラインとを負荷
電流検出用抵抗が介挿された前記経路を介して接続し、
前記負荷電流検出用抵抗を介して前記結合点に電流を供
給することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電
源装置。
【請求項３】更に、前記トランスの２次側巻線に誘起
される波形を整流平滑する整流平滑手段を有し、前記負
荷電流検出手段は、前記経路に介挿された前記負荷電流
検出用抵抗と、前記結合点の検出電圧と基準電圧との大
小関係を比較し比較結果に応じた信号を出力する比較手
段とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のス
イッチング電源装置。
【請求項４】更に、前記負荷電流検出手段における前
記比較手段の比較結果に基づき前記スイッチング素子に
対する発振周波数を制御する周波数制御手段を有し、該
周波数制御手段は、前記検出電圧が前記基準電圧より小
さいと比較判定された場合は定常状態の発振周波数を出
力し、前記検出電圧が前記基準電圧より大きいと比較判
定された場合は前記定常状態の発振周波数より小さい発
振周波数を出力し、前記スイッチング素子は、前記周波
数制御手段から出力される発振周波数に基づきオン／オ
フ動作することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】更に、前記所定の出力ラインに設けられ
出力電圧を安定化させる出力電圧安定化手段を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のスイッ
チング電源装置。
【請求項６】三出力以上のスイッチング電源装置に適
用可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか
に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】単出力のスイッチング電源装置に適用可
能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
載のスイッチング電源装置。
【請求項８】複写機やプリンタ等の電子機器に搭載さ
れるスイッチング電源装置に適用可能であることを特徴
とする請求項１乃至７の何れかに記載のスイッチング電
源装置。
【請求項９】直流電源及びトランスの１次側巻線と共
に閉回路を構成するスイッチング素子をオン／オフする
ことで前記トランスの２次側巻線に誘起される波形を整
流平滑して少なくとも１つ以上の直流電圧を供給し、待
機出力モードに移行するか否かを規定する規定値より所
定の出力ラインの負荷電流が小さくなった場合に前記ス
イッチング素子のオン／オフ周波数を低下させる機能を
有するスイッチング電源装置に適用されるスイッチング
制御方法であって、前記所定の出力ラインの負荷電流検出用として前記トラ
ンスの２次側巻線から整流平滑されて供給される電流と
は別に前記規定値よりも大きな電流を供給する経路を設
けると共に前記所定の出力ラインと結合し、該結合点の
検出電圧を基準電圧と比較する機能を持つ負荷電流検出
ステップを有することを特徴とするスイッチング制御方
法。
【請求項１０】前記所定の出力ラインと該所定の出力
ラインよりも高い電圧を供給する別の出力ラインとを負
荷電流検出用抵抗が介挿された前記経路を介して接続
し、前記負荷電流検出用抵抗を介して前記結合点に電流
を供給することを特徴とする請求項９記載のスイッチン
グ制御方法。
【請求項１１】更に、前記トランスの２次側巻線に誘
起される波形を整流平滑する整流平滑ステップを有し、
前記負荷電流検出ステップは、前記経路に介挿された前
記負荷電流検出用抵抗より下流側に位置する前記結合点
の検出電圧と基準電圧との大小関係を比較し比較結果に
応じた信号を出力する比較ステップを有することを特徴
とする請求項９又は１０記載のスイッチング制御方法。
【請求項１２】更に、前記負荷電流検出ステップにお
ける前記比較ステップの比較結果に基づき前記スイッチ
ング素子に対する発振周波数を制御する周波数制御ステ
ップを有し、該周波数制御ステップでは、前記検出電圧
が前記基準電圧より小さいと比較判定された場合は定常
状態の発振周波数を出力し、前記検出電圧が前記基準電
圧より大きいと比較判定された場合は前記定常状態の発
振周波数より小さい発振周波数を出力し、前記スイッチ
ング素子は、前記周波数制御手段から出力される発振周
波数に基づきオン／オフ動作することを特徴とする請求
項９乃至１１の何れかに記載のスイッチング制御方法。
【請求項１３】更に、前記所定の出力ラインに設けら
れ出力電圧を安定化させる出力電圧安定化ステップを有
することを特徴とする請求項９乃至１２の何れかに記載
のスイッチング制御方法。
【請求項１４】三出力以上のスイッチング電源装置に
適用可能であることを特徴とする請求項９乃至１３の何
れかに記載のスイッチング制御方法。
【請求項１５】単出力のスイッチング電源装置に適用
可能であることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか
に記載のスイッチング制御方法。
【請求項１６】複写機やプリンタ等の電子機器に搭載
されるスイッチング電源装置に適用可能であることを特
徴とする請求項９乃至１５の何れかに記載のスイッチン
グ制御方法。