JP2003088111A - 消費電力低減回路 - Google Patents

消費電力低減回路

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JP2003088111A
JP2003088111A JP2001276085A JP2001276085A JP2003088111A JP 2003088111 A JP2003088111 A JP 2003088111A JP 2001276085 A JP2001276085 A JP 2001276085A JP 2001276085 A JP2001276085 A JP 2001276085A JP 2003088111 A JP2003088111 A JP 2003088111A
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switching
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battery
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Shigeru Uchibori
滋 内堀
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NEC Saitama Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無負荷時の消費電力を大幅に低減可能なAC
アダプタ回路を提供する。 【解決手段】装置5側に電池7からの電池電圧を出力す
る端子と、アダプタ出力側に検出端子8を対応させて設
け、検出端子8からの信号をスイッチングトランス3の
1次側に伝達する伝達手段A11を介して、スイッチ手
段A10を制御し、スイッチング素子9とスイッチング
制御回路12の間の接続/切断を切り替えることによ
り、装置5の接続の有無に対応してスイッチング発振動
作を起動あるいは停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ACアダプタ内で
使用する消費電力低減回路に関する。
【0002】
【従来の技術】直流電源で動作する装置、とくに家庭で
使用する各種家電機器やOA機器等に直流電力を供給す
る電源装置としては、商用AC電流を整流および平滑化
して直流電流を生成し、この電流をスイッチング制御に
より負荷側装置に適合した電圧に変換するACアダプタ
が広く用いられている。
【0003】この場合、これら負荷側の装置が待機モー
ドにあるとき、あるいは装置がACアダプタから切り離
されているときのような低負荷、無負荷時におけるAC
アダプタの電力消費の低減は省電力化の面からきわめて
重要である。
【0004】特に、装置とACアダプタが未接続のとき
には、ACアダプタで消費される電力は全く無駄な電力
となる。このような無効電力を低減するために、従来の
ACアダプタにおいては、ACアダプタのスイッチング
発振の周期を変化させ間欠発振状態にして消費電力を低
減させるような消費電力低減回路が用いられていた。こ
の種の消費電力低減回路の例は、たとえば、特開200
0−69747号公報(発明の名称、電源回路:以下先
行例1という)に開示されている。
【0005】先行例1においては、ACアダプタの2次
側出力端子である負荷側の電圧を監視し、装置負荷が軽
負荷に移行し出力電圧が高くなると、リレーコイルに励
磁電流を流し、1次側のスイッチ回路のリレー接点をO
FFさせ、1次回路を遮断し動作を停止させる。この1
次回路の遮断により負荷側の電圧が低下すると、リレー
コイルの励磁電流を遮断し1次側のリレー接点をONさ
せ1次回路を動作状態に復帰させる。
【0006】以上のリレー接点のON/OFF動作を間
欠的に繰り返すことにより、OFFの時の1次回路での
損失を低減し、ACアダプタの消費電力を低減するもの
である。これにより、装置負荷が軽負荷あるいは無負荷
のときには、ACアダプタが常時動作することはなくな
り、間欠的に動作を停止する期間だけ電力消費の削減が
可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行例
1のACアダプタでは、装置とアダプタが未接続の無負
荷状態においても、間欠的とは言え、スイッチング発振
動作を継続していたため、消費電力の低減効果には自ず
から限界があった。
【0008】本発明の目的は、アダプタの出力が無負荷
状態の時には、スイッチング発振を完全に停止させるこ
とにより、更なる消費電力の低減を実現させることが可
能なACアダプタの消費電力低減回路を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による消費電力低減回路は、スイッチングト
ランスを用いたACアダプタと、該アダプタの負荷側装
置とから成る系において、前記装置側には、電池と、該
電池の電池電圧を出力する端子を設け、前記アダプタ側
には、前記電池電圧を出力する端子に対向する検出端子
と、該検出端子からの信号を前記スイッチングトランス
の1次側に伝達する伝達手段と、該伝達手段により伝達
された信号に基づき、スイッチング発振動作の起動およ
び停止を制御するスイッチ手段とを設けたものである。
【0010】また、前記伝達手段としてフォトカプラを
用いたものである。
【0011】また、前記伝達手段としてリレーを用いた
用いたものである。
【0012】また、スイッチングトランスを用いたAC
アダプタと、該アダプタの負荷側装置とから成る系にお
いて、前記装置側には、電池と、該電池の電池電圧を出
力する端子を設け、前記アダプタ側には、前記電池電圧
を出力する端子に対向する検出端子と、該検出端子から
の信号をスイッチング発振動作の起動初期にのみ前記ス
イッチングトランスの1次側に伝達する第1の伝達手段
と、所定電圧値を基準に前記検出端子の電圧の低下を検
出して出力信号を発生する比較器と、比較器の出力信号
を前記スイッチングトランスの1次側に伝達する第2の
伝達手段と、スイッチング発振動作の起動および停止を
制御する第1のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手
段の起動状態および停止状態を保持させる第2のスイッ
チ手段とを設け、前記第1の伝達手段により伝達された
信号により第2のスイッチ手段に起動状態を保持させ、
前記第2の伝達手段により伝達された信号により第2の
スイッチ手段を停止状態に移行させるものである。
【0013】また、前記第2の伝達手段としてフォトカ
プラを用いたものである。
【0014】また、前記第2の伝達手段としてリレーを
用いたものである。
【0015】また、前記第2のスイッチ手段としてサイ
リスタを用いたものである。
【0016】以上のように、本発明による消費電力低減
回路は、装置内に設けられた電池の電池電圧を出力する
端子をアダプタと接続する装置側インタフェース部に持
たせ、この端子に対向してアダプタ側には検出端子を設
けるようにし、装置とアダプタとの接続状態を、装置側
からの電池電圧信号の有無によりアダプタ側で判定し、
この検出信号に基づきスイッチング発振動作の起動およ
び停止を制御することを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る消
費電力低減回路の構成図であり、図2は第2の実施形態
に係る消費電力低減回路の構成図である。
【0018】(第1の実施の形態) 図1において、第
1の実施の形態に係る消費電力低減回路は、アダプタ2
と装置5とから構成される。アダプタ2と装置5との間
は、一対の電源供給端子と検出端子8とにより接続され
る。アダプタ2は、整流・平滑回路1、スイッチングト
ランス3、出力側整流・平滑回路4、スイッチング素子
9、スイッチ手段A10、伝達手段A11、スイッチン
グ制御回路12から構成される。また、装置5には、ア
ダプタ2とのインタフェース部に充電制御回路6と電池
7が設けられる。
【0019】整流・平滑回路1は、入力のAC電流を整
流・平滑化し、スイッチングトランス3の1次側に電流
を供給するとともに、スイッチ手段A10、伝達手段A
11、スイッチング制御回路12の動作電源を与える。
スイッチング素子9は、スイッチ手段A10を介してス
イッチング制御回路12に接続され、スイッチング制御
回路12の制御の基に、スイッチングトランス3の1次
側の電流をスイッチング発振させる。ここで、スイッチ
手段A10は、スイッチング素子9とスイッチング制御
回路12の間を接続状態又は切断状態に切り替え、これ
によりスイッチング発振を起動又は停止させるように制
御する。
【0020】上記スイッチング発振に対応して発生する
スイッチングトランス3の2次側の変換出力は、出力側
整流・平滑回路4により整流・平滑化されたのち、電源
供給端子を経由して装置5に供給される。このアダプタ
2からの出力は、装置5内に負荷電流を供給すると同時
に、充電制御回路6に入力され電池7を充電する。
【0021】この電池7は、装置5の動作開始初期にお
いて所定の電圧を保持し、かつ、装置5の動作中には充
電制御回路6によりこの所定電圧値を維持するように構
成される。したがって、2次電池を初期充電して構成し
てもよいし、あるいは、1次電池と2次電池を併置して
構成してもよい。
【0022】つぎに、図1の回路動作について説明す
る。まず、アダプタ2と装置5とが接続された状態で
は、装置5内の電池電圧出力端子から、抵抗R1を通し
て検出端子8経由でアダプタ2内の伝達手段A11に接
続信号が送られる。伝達手段A11は、この接続信号を
スイッチングトランス3の1次側にあるスイッチ手段A
10に伝達する。これを受けて、スイッチ手段A10
は、スイッチング素子9とスイッチング制御回路12を
接続し、スイッチング素子9による発振動作が開始され
る。
【0023】一方、アダプタ2と装置5とが接続されて
いない場合には、検出端子8が開放状態となるため、装
置側の電池電圧出力端子からアダプタ2側の伝達手段A
11への接続信号の供給がなくなり、スイッチ手段A1
0は、スイッチング素子9とスイッチング制御回路12
の接続を開放する。この結果、スイッチング素子9によ
る発振動作は停止する。
【0024】以上のように、図1の構成を用いることに
より、アダプタ2と装置5の接続状態は自動的に検出さ
れ、未接続の場合にはスイッチングトランス3の1次側
のスイッチング発振を完全に停止させることができるた
め、従来方式のような間欠動作と比較して消費電力を大
幅に低減することができる。
【0025】なお、伝達手段A11は、装置5側からの
接続信号を、スイッチングトランス3の1次側にあるス
イッチ手段A10に対して伝達し、スイッチングトラン
ス3の1次側の電源系と、2次側、すなわち装置側の電
源系に跨って位置する回路要素であるため、フォトカプ
ラまたはリレーを用いて構成することにより、電源系が
容易に分離され安定な制御動作が実現できる。
【0026】(第2の実施の形態) 図2は、第2の実
施の形態を示す構成図である。図2において、図1と同
一機能を持つ回路要素は、図1と同一参照番号で示して
ある。図2の構成では、図1の回路要素の他に、スイッ
チ手段B13、スイッチ手段C16、伝達手段B14、
比較器15を備えている。
【0027】スイッチ手段C16は、検出端子8と伝達
手段A11との間に在って、検出端子8からの接続信号
を検出して検出端子8と伝達手段A11を接続し、発振
動作が開始されると、アダプタ2の出力電圧を抵抗R
2、R3で分圧して検出し、出力電圧が所定の電位にま
で立ち上がると、伝達手段A11を開放するように動作
する。
【0028】スイッチ手段B13は、伝達手段A11か
らの接続信号を一旦受け取ると、整流・平滑回路1から
の整流平滑後の電圧をスイッチ手段A10に対して出力
し、伝達手段B14からの信号を受け取るか、もしくは
上記整流平滑後の電圧が0Vにならない限り整流平滑後
の電圧を出力し続ける。この間、スイッチ手段A10
は、スイッチング素子9とスイッチング制御回路12の
間の接続状態を維持する。
【0029】比較器15は、アダプタ2の出力電圧を抵
抗R4、R5で分圧した電位と、検出端子8の電位を比
較し、検出端子8の電圧がアダプタ2の出力の分圧電圧
以下となったときに、伝達手段B14に対して信号を発
生する。この信号は、伝達手段B14からスイッチ手段
B13に伝達され、スイッチ手段B13からの整流平滑
後の電圧の出力を停止させる。これにより、スイッチ手
段A10はスイッチング素子9とスイッチング制御回路
12の間を遮断状態にする。
【0030】図2の回路においても、検出端子8の装置
5側には電池7が接続されており、この電池電圧を接続
信号としてアダプタ2側に供給し、スイッチング素子9
とスイッチング制御回路12をスイッチ手段A10によ
り接続し、アダプタ2をスイッチング発振動作させる点
では図1の動作と同様である。
【0031】しかしながら、図2の構成においては、ア
ダプタ2がスイッチング発振動作を開始しアダプタ2の
出力電圧が一旦立ち上がると、検出端子8に接続された
スイッチ手段C16が開放され、電池7から伝達手段A
11に流れる電流が遮断されて、電池7の放電電流を抑
制するように動作する。
【0032】このとき、伝達手段A11からの接続信号
が遮断されてもスイッチ手段A10が接続状態を持続で
きるように、スイッチ手段A10のベースにスイッチ手
段B13を接続し、伝達手段A11からの発振起動初期
の接続信号によりスイッチ手段B13の出力を保持状態
に移行させ、これによりスイッチ手段A10の接続状態
を保持させる。スイッチ手段B13は、伝達手段A11
からの接続信号でゲートを制御することによりサイリス
タを用いて効果的に構成できる。
【0033】いま、アダプタ2がスイッチング動作状態
にあるとき装置5を未接続状態にすると、検出端子8が
開放されて装置5からの電池電圧出力の接続信号がなく
なり、比較器への検出端子8からの入力電位が低下し、
抵抗R4、R5で分圧されたアダプタ2の出力からの入
力電位が相対的に高くなるため、比較器の出力に信号が
発生する。この信号は伝達手段B14によって1次側へ
伝達され、スイッチ手段B13の出力を停止させ、これ
によりスイッチ手段A10を遮断状態に移行させてスイ
ッチング発振動作を停止させる。
【0034】以上のように、第2の実施形態によれば、
装置内の電池の放電電流が流れるのは、スイッチング発
振の起動初期のみとなり、2次側の出力が立上がったの
ちには、比較器による電圧監視のみで動作を維持するこ
とができるため、電池負荷が軽減された状態でスイッチ
ング発振動作が継続でき、第1の実施形態と同様のアダ
プタ動作の省電力効果をより改善された条件で実現する
ことができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置側からアダプタへの信号供給の有無を検出することに
より、アダプタと装置が未接続のときにアダプタのスイ
ッチング発振を完全に停止させることができ、これによ
り無負荷時におけるアダプタの消費電力を大幅に低減す
ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る消費電力低減回
路の構成図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る消費電力低減回
路の構成図である。
【符号の説明】
1 整流・平滑回路 2 アダプタ 3 スイッチングトランス 4 出力側整流・平滑回路 5 装置 6 充電制御回路 7 電池 8 検出端子 9 スイッチング素子 10 スイッチ手段A 11 伝達手段A 12 スイッチング制御回路 13 スイッチ手段B 14 伝達手段B 15 比較器 16 スイッチ手段C

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチングトランスを用いたACアダ
    プタと、該アダプタの負荷側装置とから成る系におい
    て、 前記装置側には、電池と、該電池の電池電圧を出力する
    端子を設け、 前記アダプタ側には、前記電池電圧を出力する端子に対
    向する検出端子と、該検出端子からの信号を前記スイッ
    チングトランスの1次側に伝達する伝達手段と、該伝達
    手段により伝達された信号に基づき、スイッチング発振
    動作の起動および停止を制御するスイッチ手段とを設け
    たことを特徴とする消費電力低減回路。
  2. 【請求項2】 前記伝達手段としてフォトカプラを用い
    たことを特徴とする請求項1に記載の消費電力低減回
    路。
  3. 【請求項3】 前記伝達手段としてリレーを用いたこと
    を特徴とする請求項1に記載の消費電力低減回路。
  4. 【請求項4】 スイッチングトランスを用いたACアダ
    プタと、該アダプタの負荷側装置とから成る系におい
    て、 前記装置側には、電池と、該電池の電池電圧を出力する
    端子を設け、 前記アダプタ側には、前記電池電圧を出力する端子に対
    向する検出端子と、該検出端子からの信号をスイッチン
    グ発振動作の起動初期にのみ前記スイッチングトランス
    の1次側に伝達する第1の伝達手段と、所定電圧値を基
    準に前記検出端子の電圧の低下を検出して出力信号を発
    生する比較器と、前記比較器の出力信号を前記スイッチ
    ングトランスの1次側に伝達する第2の伝達手段と、ス
    イッチング発振動作の起動および停止を制御する第1の
    スイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段の起動状態お
    よび停止状態を保持させる第2のスイッチ手段とを設
    け、前記第1の伝達手段により伝達された信号により第
    2のスイッチ手段に起動状態を保持させ、前記第2の伝
    達手段により伝達された信号により第2のスイッチ手段
    を停止状態に移行させることを特徴とする消費電力低減
    回路。
  5. 【請求項5】 前記第2の伝達手段としてフォトカプラ
    を用いたことを特徴とする請求項4に記載の消費電力低
    減回路。
  6. 【請求項6】 前記第2の伝達手段としてリレーを用い
    たことを特徴とする請求項4に記載の消費電力低減回
    路。
  7. 【請求項7】 前記第2のスイッチ手段としてサイリス
    タを用いたことを特徴とする請求項4に記載の消費電力
    低減回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009104637A (ja) * 2009-01-22 2009-05-14 Texas Instr Japan Ltd 電圧供給回路及び回路装置
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