JP2003033019A - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JP2003033019A JP2001218445A JP2001218445A JP2003033019A JP 2003033019 A JP2003033019 A JP 2003033019A JP 2001218445 A JP2001218445 A JP 2001218445A JP 2001218445 A JP2001218445 A JP 2001218445A JP 2003033019 A JP2003033019 A JP 2003033019A
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    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現行の回路に大幅な変更を加えることなく、
それぞれのキーデバイスの値を調整するだけで、待機時
のスイッチング動作を間欠に行い、消費電力を極小に抑
え、待機時、省エネルギーを実現させる。 【解決手段】 ヒステリシス低電圧誤動作防止回路を有
するスイッチング制御回路１３０により、一次側整流平
滑回路１１５の整流平滑出力をスイッチングするスイッ
チングＦＥＴ１２５のスイッチング動作を制御するよう
にしたスイッチング電源装置１００において、無負荷
時、自己放電による定電圧維持可能の規定電圧までの低
下時間が、一次側の上記スイッチング制御回路１３０の
低電圧誤動作回路の動作電圧までの時間より長く、か
つ、通常負荷時、自己放電による定電圧維持可能の規定
電圧までの低下時間が、上記低電圧誤動作回路の動作電
圧までの時間より短くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒステリシス低電
圧誤動作防止回路を有するスイッチング制御回路によ
り、一次側整流平滑回路の整流平滑出力をスイッチング
するスイッチング素子のスイッチング動作を制御するよ
うにしたスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、商用交流を整流・平滑化して
得られた直流電流を、例えば１００ｋＨｚ程度の高周波
でスイッチングして変圧器により所望の電圧に高効率に
変換するようにしたスイッチング電源装置が広く用いら
れている。
【０００３】上記スイッチング電源装置における出力電
圧の制御方式としては、出力電圧の変化に応じてスイッ
チングパルスのデューティ比を制御するパルス幅変調(P
WM:Pulse Width Modulation)制御方式、スイッチングパ
ルスの周波数や位相を制御する共振等の周波数制御方式
や位相制御方式等が採用されている。
【０００４】図４は、ＰＷＭ制御方式を採用した従来の
スイッチング電源装置の回路構成例を示している。
【０００５】このスイッチング電源装置２００は、商用
電源ＡＣからＡＣフィルタ２１０を介して供給される交
流入力を整流・平滑化する一次側整流平滑回路２１５を
備え、この一次側整流平滑回路２１５にコンバータトラ
ンス２２０の一次巻線２２０Ａを介してスイッチングＦ
ＥＴ２２５のドレインが接続されているとともに、上記
スイッチングＦＥＴ２２５のスイッチング動作をＰＷＭ
制御するスイッチング制御回路２３０の電源端子２３０
Ａが上記一次側整流平滑回路２１５に起動回路２４０を
介して接続されている。上記電源端子２３０Ａは、コン
デンサ２３５を介して接地されている。
【０００６】上記スイッチング制御回路２３０には、電
源電圧低下時の誤動作を防止するため、ヒステリシス低
電圧誤動作防止回路を内蔵しており、上記電源端子２３
０Ａに与えられる電源電圧Ｖｃｃが０Ｖから上昇してい
くと、Ｖｃｃ＝１６．５Ｖで動作を開始し、電源電圧降
下時にはＶｃｃ＝９．０Ｖで出力を遮断するようになっ
ている。
【０００７】上記コンバータトランス２２０の二次巻線
２２０Ｂには二次側整流平滑回路２５０が接続されてお
り、上記コンバータトランス２２０の二次巻線２２０Ｂ
に得られるコンバータ出力を上記二次側整流平滑回路２
５０により整流平滑して出力フィルタ２５５を介して出
力するようになっている。上記二次側整流平滑回路２５
０には、出力電圧検出用の抵抗分割回路２６０や出力電
流検出用の抵抗２６５を介して出力検出回路２７０が接
続されており、この出力検出回路２７０による検出出力
がフォトカプラ２８０を介して上記スイッチング制御回
路２３０に帰還される。上記出力検出回路２７０及びフ
ォトカプラ２８０は、上記コンバータトランス２２０の
二次巻線２２０Ｂに接続された整流平滑回路２９０によ
る整流平滑出力を駆動電源として動作する。
【０００８】上記スイッチング制御回路２３０は、起動
時に一次側整流平滑回路２１５から起動回路２４０を介
して起動電流が供給されることによって起動され、上記
スイッチングＦＥＴ２２５にスイッチングパルスの供給
を開始し、起動後は、上記コンバータトランス２２０の
三次巻線２２０Ｃに接続された整流平滑回路２３８によ
る整流平滑出力を駆動電源として動作し、フォトカプラ
２８０を介して帰還される上記出力検出回路２７０によ
る検出出力に応じて上記スイッチングパルスのデューテ
ィ比が変化することにより、上記スイッチングＦＥＴ２
２５のスイッチング動作をＰＷＭ制御してコンバータ出
力を安定化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスイ
ッチング電源装置２００では、通常定電流垂下動作（電
池の定電流充電動作）において、出力検出制御回路２７
０の電力も出力ラインから取る場合、その電圧変動幅が
非常に広く制御を安定にするためには安定電圧を供給で
きる別電源が必要である。その実現の為にシリーズレギ
ュレータを入れたり、同一トランスの別巻線で、結合を
緩くし負荷の影響を受けにくい電源を利用したり、同一
巻線でも整流平滑回路を別にするなどの工夫をし、少し
でも電圧変動幅を狭くすることで、安定制御を行ってい
た。
【００１０】また、待機時に間欠動作を行う低電力スイ
ッチング電源の出力を定電圧定電流に制御するために、
出力検出回路２７０の電源を同一トランスの同一巻線か
ら、別整流によって電力を供給している電源供給方式で
は、間欠時のスイッチング停止時は、その制御に必要な
電力を整流平滑回路２９０の平滑容量でまかなってい
る。そのために整流平滑回路２９０の平滑コンデンサ２
９１の容量は大きくなる。また、大きい容量が必要なた
め、体積容量比の良い電解コンデンサを使用しているた
め、経時変化による容量変化の影響を受けてしまう問題
もあった。
【００１１】また、従来の待機時省電力化型スイッチン
グ電源装置では、無負荷になったことを検出し、スイッ
チング動作を停止することで間欠動作を行い省電力化し
ていた。
【００１２】負荷検出の方法は抵抗を負荷とシリーズに
入れその両端で発生する電圧降下検出する方法が知られ
ている。この方法で軽負荷の状態（１０ｍＡ程度）の微
小電流を検出するためには、検出抵抗を数十Ω〜数百Ω
に設定しなければ精度良く検出できない。更に重負荷の
場合にはその検出抵抗での電圧降下や発熱が問題にな
る。従来は検出抵抗を半導体素子でショートする方法で
解決していたが、回路が複雑になりコストアップとなっ
ていた。
【００１３】負荷状態を検出し、通常負荷と判断した場
合、フォトカプラの発光ダイオードをオンにし、その信
号を一次側のスイッチング制御回路に伝達し、また無負
荷と判断した場合は、フォトカプラの発光ダイオードを
オフにし、スイッチングを停止させる。このような制御
をするためには、定電圧制御用の帰還用フォトカプラと
は別のフォトカプラーを用い伝送する必要があり、回路
が余分に必要であった。
【００１４】また起動時、負荷状態判断用のフォトカプ
ラは、駆動電圧が不足し、出力が出ない状態を通過す
る。それは無負荷状態を判断されてしまうため、回避す
るための回路も付加せざるを得なかった。
【００１５】更に、通常動作中は常にフォトカプラはオ
ン状態で、余分な電力を消費し、動作時の省電力にはな
っていなかった。
【００１６】そこで、本発明の目的は、上述の如き従来
の問題点に鑑み、現行の回路に大幅な変更を加えること
なく、それぞれのキーデバイスの値を調整するだけで、
待機時のスイッチング動作を間欠に行い、消費電力を極
小に抑え、待機時、省エネルギーを実現させるととも
に、その間欠動作を行うための回路が影響を及ぼさず
に、定電圧、定電流及び各種保護機能動作などの通常動
作を行うことができるようにしたスイッチング電源装置
を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、一次側の起動
回路からの起動電流を供給してヒステリシス低電圧誤動
作防止回路を有するスイッチング制御回路を起動し、コ
ンバータトランスの一次に供給される一次側整流平滑回
路の整流平滑出力をスイッチングするスイッチング素子
のスイッチング動作を制御し、起動後はコンバータトラ
ンスの三次巻線からの出力を整流平滑回路により整流平
滑し、その整流平滑出力により上記スイッチング制御回
路を駆動し、上記コンバータトランスの二次巻線に得ら
れるコンバータ出力を二次側整流平滑回路により整流平
滑出力して出力し、二次側の出力検出回路からフォトカ
プラを介して上記スイッチング制御回路へ誤差信号を帰
還して、上記スイッチング制御回路により上記スイッチ
ング素子のスイッチング動作を制御するようにしたスイ
ッチング電源装置であって、上記コンバータトランスの
二次巻線に得られるコンバータ出力を整流平滑するフォ
トカプラ駆動用の整流平滑回路による出力で上記フォト
カプラを駆動し、上記コンバータトランスの二次巻線に
得られるコンバータ出力を整流平滑する出力検出回路駆
動用の整流平滑回路による出力で上記出力検出回路を駆
動し、無負荷時、自己放電による定電圧維持可能の規定
電圧までの低下時間が、一次側の上記スイッチング制御
回路の低電圧誤動作回路の動作電圧までの時間より長
く、かつ、通常負荷時、自己放電による定電圧維持可能
の規定電圧までの低下時間が、上記低電圧誤動作回路の
動作電圧までの時間より短くしたことを特徴とする。
【００１８】本発明に係るスイッチング電源装置では、
例えば、上記スイッチング制御回路の低電圧誤動作回路
の低電圧保護電圧から解除電圧までの時間Ｔ１、上記フ
ォトカプラ駆動用の整流平滑回路による上記フォトカプ
ラの発光ダイオードの駆動可能時間Ｔ２、上記出力検出
回路駆動用の整流平滑回路により駆動される上記出力検
出回路の二次制御動作可能時間Ｔ３を Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３ とする。
【００１９】さらに、本発明に係るスイッチング電源装
置では、待機時の間欠動作時に上記二次側整流平滑回路
から付加回路を介して上記出力検出回路に電力を供給す
ることで制御動作を安定にすることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】本発明は、例えば図１に示すような構成の
スイッチング電源装置１００に適用される。
【００２２】このスイッチング電源装置１００は、商用
電源ＡＣからＡＣフィルタ１１０を介して供給される交
流入力を整流・平滑化する一次側整流平滑回路１１５を
備え、この一次側整流平滑回路１１５にコンバータトラ
ンス１２０の一次巻線１２０Ａを介してスイッチングＦ
ＥＴ１２５のドレインが接続されている。
【００２３】また、上記スイッチングＦＥＴ１２５のス
イッチング動作をＰＷＭ制御するスイッチング制御回路
１３０を備え、上記ＡＣフィルタ１１０と一次側整流平
滑回路１１５との接続点が起動回路１４０を介して上記
スイッチング制御回路１３０の電源端子１３０Ａに接続
されている。
【００２４】上記スイッチング制御回路１３０の電源端
子１３０Ａには、上記コンバータトランス１２０の三次
巻線１２０Ｃに接続された整流平滑回路１３８による整
流平滑出力が駆動電源として供給されるようになってい
る。また、上記電源端子１３０Ａは、コンデンサ１３５
を介して接地されている。
【００２５】このスイッチング制御回路１３０は、電源
電圧低下時の誤動作を防止するため、ヒステリシス低電
圧誤動作防止回路を内蔵しており、電源端子１３０Ａに
与えられる電源電圧Ｖｃｃが０Ｖから上昇していくと、
Ｖｃｃ＝１６．５Ｖで動作を開始し、電源電圧降下時に
はＶｃｃ＝９．０Ｖで制御出力を遮断するようになって
いる。
【００２６】また、上記スイッチング制御回路１３０
は、ソフトスタート機能を有するもので、ソフトスター
ト制御用のＣＳ端子１３０Ｂがソフトスタートのための
時定数を与えるコンデンサ１３１を介して接地されてい
るとともに、過電圧保護用のツェナーダイオード１３２
を介して上記電源端子１３０Ａに接続されている。
【００２７】また、上記スイッチング制御回路１３０は
過電流制限機能を有するもので、その過電流検出用のＩ
Ｓ端子１３０Ｃが、入力電圧補正用の抵抗を介して上記
一次側整流平滑回路１１５とコンバータトランス１２０
の一次巻線１２０Ａとの接続点に接続されているととも
に、上記スイッチングＦＥＴ１２５のソースに接続され
た三個の抵抗１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃからなる定
電力保護回路１３４に接続されている。
【００２８】ここで、上記起動回路１４０は、上記ＡＣ
フィルタ１１０と一次側整流平滑回路１１５との接続点
に接続された定電流回路１４１を備え、この定電流回路
１４１が逆流防止ダイオード１４８を介して上記スイッ
チング制御回路１３０の電源端子１３０Ａに接続されて
いる。
【００２９】上記定電流回路１４１は、上記ＡＣフィル
タ１１０と一次側整流平滑回路１１５との接続点にそれ
ぞれ抵抗１４２，１４３を介して各コレクタが接続され
た第１及び第２のＮＰＮトランジスタ１４４，１４５を
備え、第１のＮＰＮトランジスタ１４４のベースと第２
のＮＰＮトランジスタ１４５のコレクタが接続され、上
記第１のＮＰＮトランジスタ１４４のエミッタが第２の
ＮＰＮトランジスタ１４５のベースに接続され、さら
に、上記第１のＮＰＮトランジスタ１４４のエミッタと
第２のＮＰＮトランジスタ１４５のベースとの接続点が
電流検出用抵抗１４６を介して上記第２のＮＰＮトラン
ジスタ１４５のエミッタの接続されているとともに上記
逆流防止ダイオード１４８のカソードに接続されてい
る。
【００３０】上記定電流回路１４１では、電流検出用抵
抗１４６の両端電圧を第２のＮＰＮトランジスタ１４５
で検出し、第１のＮＰＮトランジスタ１４４のべースに
抵抗１４３から流れる電流を制御することで、上記電流
検出用抵抗１４６に一定の電流Ｉｃを流すようになって
いる。
【００３１】また、上記コンバータトランス１２０の二
次巻線１２０Ｂには、二次側整流平滑回路１５０、出力
検出回路１７０に駆動電源を供給する整流平滑回路１５
２、フォトカプラ１８０に駆動電源を供給する整流平滑
回路１５４が接続されている。また、上記二次側整流平
滑回路１５０の出力端がダイオード１５３を介して上記
整流平滑回路１５２の接続端に接続されている。
【００３２】そして、上記コンバータトランス１２０の
二次巻線１２０Ｂに得られるコンバータ出力を上記二次
側整流平滑回路１５０により整流平滑して出力フィルタ
１５５を介して出力するようになっている。上記二次側
整流平滑回路１５０には、出力電圧検出用の抵抗分割回
路１６０や出力電流検出用の抵抗１６５を介して出力検
出回路１７０が接続されており、この出力検出回路１７
０による検出出力がフォトカプラ１８０を介して上記ス
イッチング制御回路１３０に帰還される。
【００３３】このような構成のスイッチング電源装置１
００において、上記スイッチング制御回路１３０は、起
動時に起動回路１４０を介して起動電流が供給されるこ
とによって起動され、上記スイッチングＦＥＴ１２５に
スイッチングパルスの供給を開始し、起動後は、上記コ
ンバータトランス１２０の三次巻線１２０Ｃに接続され
た整流平滑回路１３８による整流平滑出力を駆動電源と
して動作し、上記出力検出回路１７０による検出出力が
フォトカプラ１８０を介して帰還されることにより、上
記スイッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作をＰＷ
Ｍ制御してコンバータ出力を安定化する。
【００３４】このスイッチング電源装置１００は、起動
時に、次のように動作する。
【００３５】すなわち、このスイッチング電源装置１０
０では、商用電源から交流入力が供給されると、起動回
路１４０の抵抗１４２、第１のＮＰＮトランジスタ１４
４、電流検出用抵抗１４６、逆流防止ダイオード１４８
を介してコンデンサ１３５に定電流（Ｉｃ＝０．６ｍ
Ａ）を流し込み充電を開始する。
【００３６】スイッチング制御回路１３０の電源端子１
３０Ａに印加される電圧Ｖｃｃはコンデンサ１３５の充
電が進むにつれて徐々に上昇し、低電圧誤動作防止回路
の最小起動電圧（１６．５Ｖ）以上になるとスイッチン
グ制御回路１３０が動作を開始し、スイッチングパルス
をスイッチングＦＥＴ１２５に出力する。この時スイッ
チング制御回路１３０の消費電流は増え、コンデンサ１
３５の端子間電圧は低下するが、ヒステリシスを持った
低電圧誤動作防止回路のため、動作最小電圧（Ｖ１＝９
Ｖ）までスイッチング動作は継続する。
【００３７】ここで、定電流回路１４１の電流値Ｉｃで
コンデンサ１３５を充電することにより、上記スイッチ
ング制御回路１３０の電源端子１３０Ａに印加される電
圧Ｖｃｃは上記電圧は上昇するが、最小起動電圧までの
上昇時間を例えば５秒以内とする。そして、過渡応答時
間と駆動電流と最小駆動電圧の積を、低電圧誤動作防止
回路のヒステリシス電圧の自乗差とコンデンサ１３５の
容量との積の半分よりも小さくしておく。これにより、
このスイッチング電源装置で１００は、確実に起動する
ことができる。
【００３８】その間にスイッチングされた電流はコンバ
ータートランス１２０を介し、二次、三次巻線１２０
Ｂ，１２０Ｃに高周波電流を流す。この高周波電流を二
次整流平滑回路１５０により整流し、出力フィルタ１５
５を介してコンバータ出力として出力端子から出力す
る。
【００３９】また、この電圧は抵抗分割回路１６０を介
し出力検出回路１７０において基準電圧と比較され、出
力電圧が高い場合、フォトカプラ１８０の発光ダイオー
ド１８０Ａをオンにし、低い場合にはオフにし、一次側
のスイッチング制御回路１３０にその信号を伝送し、ス
イッチングＦＥＴ１２５のゲートに与えるスイッチング
パルスのデューティを変化させ、出力電圧Ｖｏｕｔを一
定電圧に制御する。
【００４０】一方、三次巻線１２０Ｃからの出力は、一
次側で整流平滑回路１３８により整流平滑されてコンデ
ンサ１３５に充電され、スイッチング制御回路１３０の
駆動電源として供給される。その電圧Ｖｃｃ（通常動作
での電圧値は１２Ｖ）は、上記起動回路１４０（起動安
定時の電圧は１１Ｖ）からの電圧より高いので、逆流防
止ダイオード１４８を介して接続されている上記起動回
路１４０からの電力供給を停止させる。上記整流平滑回
路１３８による整流平滑出力が上記起動回路１４０に逆
流することはない。
【００４１】また、このスイッチング電源装置１００
は、通常負荷時に、次のように動作する。
【００４２】すなわち、このスイッチング電源装置１０
０では、起動後、二次側の出力検出回路１７０により出
力電圧と基準電圧を比較して得られる誤差信号が、フォ
トカプラ１８０を介して一次側のスイッチング制御回路
１３０の帰還入力用のＦＢ端子１３０Ｄに帰還され、ス
イッチング制御回路１３０によるスイッチングＦＥＴ１
２５のスイッチング制御を開始する。上記スイッチング
制御回路１３０の電源端子１３０Ａには、コンバーター
トランス１２０の三次巻線１２０Ｄに接続された整流平
滑回路１３８から駆動電源が供給される。そして、上記
スイッチング制御回路１３０は、無負荷動作や入力電圧
変動に対して出力電圧Ｖｏｕｔが一定になるように上記
スイッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作をＰＷＭ
制御する。また、出力から負荷電流をある値以上取り出
すと、電流検出抵抗１６５の両端電圧がある基準以上に
なり、上記電流検出抵抗１６５の両端電圧を基準電圧と
比較する上記出力検出回路１７０により検出される。上
記スイッチング制御回路１３０は、二次側の出力検出回
路１７０による検出出力に応じて、出力電圧Ｖｏｕｔを
低下させ、負荷電流を一定電流になるように、上記スイ
ッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作をＰＷＭ制御
する。
【００４３】この時、出力電圧Ｖｏｕｔは低下するが、
二次整流平滑回路１５０とは別の整流平滑回路１５２か
ら供給されている上記出力検出回路１７０の電源電圧は
出力電圧Ｖｏｕｔに比較して低下せず、安定制御するこ
とが可能である。
【００４４】また、このスイッチング電源装置１００
は、無負荷時に、次のように動作する。
【００４５】すなわち、このスイッチング電源装置１０
０では、起動後、二次側の出力検出回路１７０により出
力電圧と基準電圧を比較して得られる誤差信号が、フォ
トカプラ１８０を介して一次側のスイッチング制御回路
１３０の帰還入力用のＦＢ端子１３０Ｄに帰還され、ス
イッチング制御回路１３０によるスイッチングＦＥＴ１
２５のスイッチング制御を開始するが、二次側に発生す
る出力電圧Ｖｏｕｔは、過渡応答の遅れや負荷が無負荷
のため上記出力検出回路１７０において比較される基準
電圧より高めになる。その結果フォトカプラ１８０の発
光ダイオード１８０Ａへの出力はオンとなり、上記スイ
ッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作を停止させる
ようにスイッチング制御回路１３０を動作させる。上記
スイッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作が停止す
ると、コンバータトランス１２０の三次巻線１２０Ｃに
接続された整流平滑回路１３８からスイッチング制御回
路１３０への駆動電源の供給は限られた電源供給時間の
みとなり、徐々に上記スイッチング制御回路１３０の電
源電圧Ｖｃｃは低下し、低電圧誤動作回路が動作する電
圧（９Ｖ）まで低下してしまう。低下すると、スイッチ
ング制御回路１３０は動作を止め、待機状態に入る。待
機状態になるとスイッチング制御回路１３０の電流消費
が軽く（６μＡ）なり、起動回路１４０を通しスイッチ
ング制御回路１３０の電源電圧Ｖｃｃを上昇させる。
【００４６】ここで、スイッチング制御回路１３０に内
蔵されている低電圧誤動作回路（動作電圧１６．５Ｖ）
は、ヒステリシス特性を持っており、動作を開始する電
圧に達するまでには時間がかかる。その間、二次側の出
力検出回路１７０は、整流平滑回路１５２のコンデンサ
１５２Ａに蓄積されているエネルギーで動作を続けてい
るが、徐々に電圧が下がり出力との電位差がダイオード
１５３の順方向電圧Ｖｆ以上になると、上記ダイオード
１５３は導通し、二次側整流平滑回路１５０のコンデン
サ１５０Ａ，１５０Ｂに蓄積されているエネルギーを使
用して、出力検出回路１７０にエネルギーを供給し続け
る。この間に、上記二次側整流平滑回路１５０による整
流平滑出力すなわち二次出力電圧Ｖｏｕｔも低下し、整
流平滑回路１５４からフォトカプラ１８０の発光ダイオ
ード１８０Ａに供給する電圧が限界値（５Ｖ）以下にな
る。そうすると発光ダイオード１８０Ａを流れる電流が
減少し、フォトカプラ１８０のフォトトランジスタ１８
０Ｂがハイインピーダンスの状態になる。これらのコン
デンサ１５０Ａ，１５０Ｂ，１５２Ａ，１５４Ａの容量
を適宜に選択することや整流平滑回路１５４のダイオー
ド１５４Ｂを複数個直列に接続することで順方向電圧値
を調整するにより、二次側から間欠周期をコントロール
することができる。
【００４７】なお、待機時の間欠動作時に上記二次側整
流平滑回路１５０から上記出力検出回路１７０に電力を
供給する上記ダイオード１５３に換えて、トランジスタ
スイッチや半導体スイッチを用いこともできる。
【００４８】間欠周期を二次側で調整する方法として、
一般に発光ダイオードの消費電力は、出力検出回路１７
０特にＣＭＯＳで作られたＩＣの消費電力に比べて大き
く、フォトカプラ１８０の発光ダイオード１８０Ａに駆
動電源を供給する整流平滑回路１５４と出力検出回路１
７０に駆動電源を供給する整流平滑回路１５２を分離
し、上記整流平滑回路１５４のコンデンサ１５４Ａの容
量を少なくすることで、二次出力電圧Ｖｏｕｔがあまり
低下する前に、供給電圧を制御系に比べ早く低下させ、
フォトカプラ１８０をハイインピーダンスにすることで
間欠周期を短くし出力リップルを少なくすることも可能
である。
【００４９】一方、一次側の起動回路１４０を通してス
イッチング制御回路１３０に供給している電圧Ｖｃｃ
が、低電圧誤動作防止回路の動作電圧（１６．０Ｖ）以
上になると、直ちに上記スイッチング制御回路１３０が
ウエークアッブし、スイッチングＦＥＴのスイッチング
動作をＰＷＭ制御する。しかし、二次側の出力検出回路
１７０の動作が優先され、フォトカプラ１８０の発光ダ
イオード１８０Ａが導通していたならば、上記スイッチ
ング制御回路１３０はスイッチングパルスを瞬時出力
し、停止してしまう。すると上記スイッチング制御回路
１３０の電源電圧Ｖｃｃは、低電圧誤動作保護回路の最
低動作電圧まで徐々に低下する。以下それを繰り返すこ
とで間欠動作を行う。
【００５０】このスイッチング電源装置１００では、図
２に示すＳＴ１〜ＳＴ１０の動作を繰り行うことにより
間欠動作を行う。
【００５１】すなわち、スイッチング制御回路１３０の
電源端子１３０Ａに印加される電圧Ｖｃｃが低電圧誤動
作防止回路の最小起動電圧（１６．５Ｖ）以上になると
（ＳＴ１）、ＣＳ端子１３０Ｂからコンデンサ１３１を
定電流で充電する（ＳＴ２）。そして、ＣＳ端子１３０
Ｂの端子電圧が０．８２Ｖ以上になると（ＳＴ３）、Ｖ
ｒｅｆの５Ｖが出る（ＳＴ４）。また、スイッチング制
御回路１３０は、ＣＳ端子１３０Ｂの端子電圧が１．０
Ｖからソフトスタートがかかり（２Ｖまで）、ＯＵＴ端
子１３０Ｅからスイッチングパルスを出力する（ＳＴ
５）。二次出力が出て設定電圧より高くなると、フォト
カプラ１８０がオンし、スイッチング制御回路１３０の
ＦＢ端子１３０Ｄの電圧を下げる。また、三次出力電圧
が高くなるため起動回路１４０を停止させる（ＳＴ
６）。スイッチング制御回路１３０のＦＢ端子１３０Ｄ
の電圧が下がると、スイッチング制御回路１３０は、Ｏ
ＵＴ端子１３０Ｅからスイッチングパルスを出力するの
を停止する（ＳＴ７）。スイッチング制御回路１３０
は、電源端子１３０Ａに印加される電圧Ｖｃｃが９．０
Ｖまで下がると、Ｖｒｅｆが停止し、動作を停止し、待
機状態に入る（ＳＴ８）。スイッチング制御回路１３０
が待機状態のため消費電流が減少し、起動回路１４０を
通してコンデンサ１３５を充電する（ＳＴ９）。それに
よって、スイッチング制御回路１３０の電源端子１３０
Ａの電圧Ｖｃｃを上昇させる（ＳＴ１０）。その間に負
荷が重くなっても無視する。
【００５２】ここで、二次側の出力検出回路１７０でフ
ォトカプラ１８０の発光ダイオード１８０Ａを導通させ
つづけられる時間以上に、一次側のスイッチング制御回
路１３０の低電圧誤動作解除電圧まで、上記スイッチン
グ制御回路１３０に駆動電源を供給する整流平滑回路１
３８のコンデンサ１３８Ａへの充電時間が長ければ、上
記スイッチング制御回路１３０で間欠周期を制御するこ
とができる。よって上記整流平滑回路１３８のコンデン
サ１３８Ａの容量及び起動回路１４０からの充電電流を
調整することで一次側より間欠周期を制御することが可
能である。
【００５３】スイッチング動作を行うとコンバータトラ
ンス１２０の二次巻線１２０Ｂ、三次巻線１２０Ｃに出
力し上記動作を繰り返す。出力電圧Ｖｏｕｔは、図３
Ａ，Ｂに示すように、自己放電による電圧低下（実測値
７．７Ｖ）と間欠スイッチング動作による電圧値（実測
値８．７Ｖ）の間で鋸歯状の電圧となる。このような間
欠動作を行うことにより、連続スイッチング動作をして
いる時の消費電力（入力電圧ＡＣ２４０Ｖで５００ｍ
Ｗ）に比較し、その電力は間欠動作の分だけ減ることに
なり、無負荷時（待機時）の省電力（入力電圧ＡＣ２４
０Ｖで１００ｍＷ）動作となる。
【００５４】また、このスイッチング電源装置１００
は、次のようにして無負荷動作から通常動作へ移行す
る。
【００５５】すなわち、このスイッチング電源装置１０
０は、通常動作時には、出力の負荷電流が増加し、出力
電圧上昇によるフォトカプラ１８０の発光ダイオード１
８０Ａのオン時間は短くなり、短時間でオフとなる。上
記発光ダイオード１８０Ａがオフの間の、一次側のスイ
ッチング制御回路１３０の電源電圧Ｖｃｃは、低電流誤
動作保護電圧値以上の電圧であり、上記発光ダイオード
１８０Ａがオフになると、フォトカプラ１８０のフォト
トランジスタ１８０Ｂはオフとなり、一次側のスイッチ
ング制御回路１３０からはスイッチングパルスを出力
し、スイッチングＦＥＴ１２５のスイッチング動作をＰ
ＷＭ制御を行い、定電圧出力の通常連続動作となる。こ
のように二次側の蓄積電力で連続動作への移行電流を調
整できる。
【００５６】上記調整のためには一次側の低電圧保護電
圧から解除電圧までの時間Ｔ１（スイッチング制御回路
１３０の動作電流値と上記スイッチング制御回路１３０
に駆動電源を供給する整流平滑回路１３８のコンデンサ
１３８Ａ，１３８Ｂの容量及び出力検出回路１７０の消
費電力により決まる値）、フォトカプラ１８０の発光ダ
イオード１８０Ａに駆動電源を供給する整流平滑回路１
５４からの駆動可能時間Ｔ２（フォトカプラ１８０の消
費電力及び整流平滑回路１５４のコンデンサ１５４Ａの
容量で決まる値）、二次制御可能での時間ＩＣ及び基準
電圧動作可能時間Ｔ３（二次整流平滑回路１５０のコン
デンサ１５０Ａ，１５０Ｂの容量及び出力検出回路１７
０の消費者力で決まる値）を、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３とする
必要がある。
【００５７】なお、以上の説明では、ＰＷＭ制御方式を
採用したスイッチング電源装置に本発明を適用したが、
本発明は、周波数制御方式を採用したスイッチング電源
装置にも適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現行の
回路に大幅な変更を加えることなく、それぞれのキーデ
バイスの値を調整するだけで、待機時のスイッチング動
作を間欠に行い、消費電力を極小に抑え、待機時、省エ
ネルギーを実現させるとともに、その間欠動作を行うた
めの回路が影響を及ぼさずに、定電圧、定電流及び各種
保護機能動作などの通常動作を行うことができる。
【００５９】また、間欠周期をコンデンサの容量で制御
可能となり、回路が単純となる。
【００６０】また、間欠周期調整を安定にかつ容易に行
うことができる。
【００６１】さらに、間欠動作による出力リップル電圧
調整を容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るスイッチング電源装置の構成を
示すブロック図である。
【図２】 上記スイッチング電源装置の動作を示す波形
図である。
【図３】 上記スイッチング電源装置の間欠動作波形を
示す波形図である。
【図４】 従来のスイッチング電源装置の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
１００ スイッチング電源装置、１１０ ＡＣフィル
タ、１１５ 一次側整流平滑回路、１２０ コンバータ
トランス、１２０Ａ 一次巻線、１２０Ｂ 二次巻線、
１２０Ｃ 三次巻線、１２５ スイッチングＦＥＴ、１
３０ スイッチング制御回路、１３０Ａ 電源端子、１
３０Ｂ ＣＳ端子、１３０Ｃ ＩＳ端子、１３１ コン
デンサ、１３２ ツェナーダイオード、１３４ 定電力
保護回路、１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ 抵抗、１３
５ コンデンサ、１３８ 整流平滑回路、１３８Ａ，１
３８Ｂ コンデンサ、１４０ 起動回路、１４１ 定電
流回路、１４２，１４３ 抵抗、１４４，１４５ 第１
及び第２のＮＰＮトランジスタ、１４６ 電流検出用抵
抗、１４８ 逆流防止ダイオード、１５０ 二次側整流
平滑回路、１５０Ａ，１５０Ｂ コンデンサ、１５２Ａ
コンデンサ、１５２整流平滑回路、１５２Ａ コンデ
ンサ、１５３ ダイオード、１５４ 整流平滑回路、１
５４Ｂ ダイオード、１５５ 出力フィルタ、１６０
抵抗分割回路、１６５ 抵抗、１７０ 出力検出回路、
１８０ フォトカプラ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一次側の起動回路からの起動電流を供給
    してヒステリシス低電圧誤動作防止回路を有するスイッ
    チング制御回路を起動し、コンバータトランスの一次に
    供給される一次側整流平滑回路の整流平滑出力をスイッ
    チングするスイッチング素子のスイッチング動作を制御
    し、起動後はコンバータトランスの三次巻線からの出力
    を整流平滑回路により整流平滑し、その整流平滑出力に
    より上記スイッチング制御回路を駆動し、上記コンバー
    タトランスの二次巻線に得られるコンバータ出力を二次
    側整流平滑回路により整流平滑出力して出力し、二次側
    の出力検出回路からフォトカプラを介して上記スイッチ
    ング制御回路へ誤差信号を帰還して、上記スイッチング
    制御回路により上記スイッチング素子のスイッチング動
    作を制御するようにしたスイッチング電源装置であっ
    て、 上記コンバータトランスの二次巻線に得られるコンバー
    タ出力を整流平滑するフォトカプラ駆動用の整流平滑回
    路による出力で上記フォトカプラを駆動し、 上記コンバータトランスの二次巻線に得られるコンバー
    タ出力を整流平滑する出力検出回路駆動用の整流平滑回
    路による出力で上記出力検出回路を駆動し、 無負荷時、自己放電による定電圧維持可能の規定電圧ま
    での低下時間が、一次側の上記スイッチング制御回路の
    低電圧誤動作回路の動作電圧までの時間より長く、か
    つ、通常負荷時、自己放電による定電圧維持可能の規定
    電圧までの低下時間が、上記低電圧誤動作回路の動作電
    圧までの時間より短くしたことを特徴とするスイッチン
    グ電源装置。
  2. 【請求項２】 上記スイッチング制御回路の低電圧誤動
    作回路の低電圧保護電圧から解除電圧までの時間Ｔ１、
    上記フォトカプラ駆動用の整流平滑回路による上記フォ
    トカプラの発光ダイオードの駆動可能時間Ｔ２、上記出
    力検出回路駆動用の整流平滑回路により駆動される上記
    出力検出回路の二次制御動作可能時間Ｔ３を Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３ としたことを特徴とするスイッチング電源装置。
  3. 【請求項３】 待機時の間欠動作時に上記二次側整流平
    滑回路から上記出力検出回路に電力を供給する付加回路
    を設けた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。
  4. 【請求項４】 上記付加回路にダイオード用いたことを
    特徴とする請求項３記載のスイッチング電源装置。
  5. 【請求項５】 上記付加回路にトランジスタスイッチを
    用いたことを特徴とする請求項３記載のスイッチング電
    源装置。
  6. 【請求項６】 上記付加回路に半導体スイッチを用いた
    ことを特徴とする請求項３記載のスイッチング電源装
    置。
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