JP2004187333A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができるスイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】交流電源１がオンされると、補助電源回路１２には交流電源１の整流出力に接続された起動抵抗２からの起動電圧が供給され、これによりＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３が動作し、トランス４の３次巻線４ｃに誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路１８に供給され所定時間後に遮断電圧出力回路１８から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路１７は起動抵抗２から補助電源回路１２への起動電圧の供給を遮断する。したがって、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗２による電力損失を低減することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】交流電源１がオンされると、補助電源回路１２には交流電源１の整流出力に接続された起動抵抗２からの起動電圧が供給され、これによりＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３が動作し、トランス４の３次巻線４ｃに誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路１８に供給され所定時間後に遮断電圧出力回路１８から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路１７は起動抵抗２から補助電源回路１２への起動電圧の供給を遮断する。したがって、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗２による電力損失を低減することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器への直流電源として用いられるスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。このスイッチング電源装置９０１において、交流電圧Ｖｉｎの交流電源１には、ブリッジダイオード１４と電界コンデンサ１５とで構成された１次側整流平滑回路１６が接続されている。１次側整流平滑回路１６の出力側にはトランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路が接続されている。トランス４の２次巻線４ｂには、ダイオード８と電界コンデンサ９とで構成された２次側整流回路１３が接続されている。２次側整流回路１３の出力側には負荷１０が接続されており、負荷１０には２次側整流回路１３から出力された電圧Ｖｏが印加される。
【０００３】
トランス４の３次巻線４ｃには、ダイオード６と電界コンデンサ７とで構成された補助電源回路１２が接続されている。補助電源回路１２には、スイッチング素子３のオン・オフを制御するスイッチング制御回路であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路５が接続されている。また、補助電源回路１２の出力と１次側整流平滑回路１６の出力との間には、本スイッチング電源装置９０１の起動時に、補助電源回路１２の電界コンデンサ７を充電するための起動抵抗２が接続されている。フィードバック回路１１は、負荷側に安定した電圧を供給するために出力電圧Ｖｏを基準電圧と比較して誤差信号をＰＷＭ制御回路５にフィードバックするための回路である。
【０００４】
このスイッチング電源装置９０１において、交流電源１が入力されると、交流電圧Ｖｉｎは１次側整流平滑回路１６で整流平滑されて直流電圧になり、トランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路に供給される。また、前記直流電圧は、同時に起動抵抗２を介して補助電源回路１２に加えられ、電界コンデンサ７に起動抵抗２からの起動電流が充電される。
【０００５】
その結果、電界コンデンサ７の電位は徐々に上昇し、ＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、ＰＷＭ制御回路５は動作を開始する。起動開始から電界コンデンサ７の電圧がその動作開始電圧に達するまでの時間が、本スイッチング電源装置９０１の起動時間となる。
【０００６】
ＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３はオン・オフ動作し、トランス４の２次巻線４ｂおよび３次巻線４ｃに交流電圧が出力される。２次巻線４ｂからは２次側整流回路１３を介して負荷１０に電力が供給されると共に、３次巻線４ｃからは補助電源回路１２に電力が供給されてＰＷＭ制御回路５が動作状態に保たれる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３３７０１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスイッチング電源装置９０１においては、補助電源回路１２がトランス４の３次巻線４ｃより電源の供給を受ける定常動作状態になっても、起動抵抗２の端子間に、１次側整流平滑回路１６の直流出力電圧と補助電源回路１２の出力電圧との差の電圧が印加される。
【０００９】
したがって、交流電源１の交流電圧をＶｉｎ、電界コンデンサ７の充電電圧をＶｃ７、起動抵抗２の抵抗値をＲ２とすると、ＷＲ２＝（Ｖｉｎ−Ｖｃ７）２／Ｒ２の電力損失が生じる。この電力損失を小さくするためには起動抵抗２の抵抗値Ｒ２を大きくすれば良いが、そうすれば、電界コンデンサ７の充電時間が長くなる。即ち、ＰＷＭ制御回路５の動作開始が遅くなり、起動抵抗２の抵抗値をむやみに大きくすることができないと言う課題があった。
【００１０】
なお、特許文献１のスイッチング電源装置では、定常動作時は、起動抵抗に殆ど電流が流れないので、起動抵抗による電力損失が発生せず、電力損失を低減できるが、起動動作時には、起動抵抗による電力損失を低減するために起動抵抗の抵抗値を大きくすれば、起動時間が長くなり、動作開始が遅くなるので、上記のような課題を解決できない。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記制御回路が動作した後、前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断することを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１３】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧が遮断される。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１４】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の整流出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１５】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の整流出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記負荷への電源供給開始から所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１６】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００１７】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１８】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記負荷への電源供給開始から所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１９】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００２０】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記交流電源がオンしてから所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００２１】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記交流電源がオンしてから所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００２２】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００２３】
好ましくは、前記積分回路において、充電時定数よりも放電時定数を小さくする。したがって、前記遮断電圧出力回路では、前記交流電源の電圧が無くなってから遮断電圧の出力を停止するまでの時間が前記交流電源からの電圧を入力してから遮断電圧が出力されるまでの時間よりも短くなる。この結果、前記遮断電圧出力回路は、遮断電圧を充電時定数に関連する時間分だけ遅れて出力させることができるので、定常動作が安定してから起動電圧を遮断することができ、また、定常動作状態から異常などで動作が停止し、再起動させるとき、遮断電圧が速く無くなるので、起動電圧を速く前記補助電源回路に供給でき、これにより、再起動ができるための交流電源の再投入までの時間間隔を短くすることができる。
【００２４】
好ましくは、前記積分回路の抵抗にダイオードを接続する。これにより、前記交流電源がオフしてから前記積分回路のコンデンサが放電する際、前記抵抗が前記ダイオードでバイパスされるので、前記遮断電圧出力回路は遮断電圧を速く停止させることができ、再起動の際の起動電圧を速く前記補助電源回路に供給できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。このスイッチング電源装置１０１において、交流電圧Ｖｉｎの交流電源１には、ブリッジダイオード１４と電界コンデンサ１５とで構成された１次側整流平滑回路１６が接続されている。１次側整流平滑回路１６の出力側にはトランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路が接続されている。トランス４の２次巻線４ｂには、ダイオード８と電界コンデンサ９とで構成された２次側整流回路１３が接続されている。２次側整流回路１３の出力側には負荷１０が接続されており、２次側整流回路１３から出力された電圧Ｖｏが印加される。
【００２６】
トランス４の３次巻線４ｃには、ダイオード６と電界コンデンサ７とで構成された補助電源回路１２が接続されている。補助電源回路１２には、スイッチング素子３のオン・オフを制御するスイッチング制御回路であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路５が接続されている。フィードバック回路１１は、負荷側に安定した電圧を供給するために出力電圧Ｖｏを基準電圧と比較して誤差信号をＰＷＭ制御回路５にフィードバックするための回路である。
【００２７】
更に、このスイッチング電源装置１０１において、起動抵抗２と補助電源回路１２のコンデンサ７との間には起動電圧供給遮断回路１７が接続され、また、トランス４の３次巻線４ｃには遮断電圧出力回路１８が接続され、起動電圧供給遮断回路１７には遮断電圧出力回路１８からの遮断電圧が入力されるように構成されている。なお、起動抵抗２は抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいるので、動作時間が長くなると装置内の温度上昇に伴って抵抗値が増加するが、起動時は装置内の温度は低いので、起動には影響を与えることはない。
【００２８】
次に、このスイッチング電源装置１０１の動作について説明する。交流電源１が入力されると、交流電圧Ｖｉｎは１次側整流平滑回路１６で整流平滑されて直流電圧になり、トランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路に供給される。また、前記直流電圧は、同時に起動抵抗２および起動電圧供給遮断回路１７を介して補助電源回路１２に加えられ、電界コンデンサ７に起動抵抗２からの起動電流が充電される。
【００２９】
その結果、電界コンデンサ７の電位は徐々に上昇し、ＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、ＰＷＭ制御回路５は動作を開始する。起動開始から電界コンデンサ７の電圧がその動作開始電圧に達するまでの時間が、本スイッチング電源装置１０１の起動時間となる。
【００３０】
ＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３はオン・オフ動作し、トランス４の２次巻線４ｂおよび３次巻線４ｃに交流電圧が出力される。２次巻線４ｂからは２次側整流回路１３を介して負荷１０に電力が供給されると共に、３次巻線４ｃからは補助電源回路１２に電力が供給されてＰＷＭ制御回路５が動作状態に保たれる。
【００３１】
ところで、起動電圧供給遮断回路１７は、遮断電圧出力回路１８からの遮断電圧の有無によりオンまたはオフし、交流電源１の入力時には、起動電圧供給遮断回路１７はオンし、起動抵抗２を以って補助電源回路１２のコンデンサ７を充電する。また、遮断電圧出力回路１８は、ＰＷＭ制御回路５が動作を開始するに伴ってトランス４の３次巻線４ｃの誘起電圧により、所定時間後に起動電圧供給遮断回路１７に遮断電圧を出力し、これにより、起動電圧供給遮断回路１７はコンデンサ７の充電を遮断する。したがって、このスイッチング電源装置１０１は、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗２での電力損失を低減することができる。
【００３２】
図２は図１に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路１８の具体的な回路を含む回路ブロック図である。起動電圧遮断回路１７は、起動抵抗２とコンデンサ７間に接続されたＮＰＮトランジスタ１９とダイオード２０との直列回路と、交流電源１の整流出力とＮＰＮトランジスタ１９のベース間に接続された抵抗２１と、ＮＰＮトランジスタ１９のベースとＧＮＤ間に接続されたＮＰＮトランジスタ２２とにより構成されている。
【００３３】
遮断電圧出力回路１８は、トランス４の３次巻線４ｃに接続されたダイオード２５と、ダイオード２５のカソードとＧＮＤ間に接続された抵抗２４とコンデンサ２３との直列回路とから構成され、コンデンサ２３の一端は起動電圧遮断回路１７のＮＰＮトランジスタ２２のベースに接続されている。
【００３４】
次に、図３に示す電圧波形図を参照して図２に示すスイッチング電源装置の動作について説明する。図３において、（ａ）はコンデンサ２３の充電電圧（ＮＰＮトランジスタ２２のベース・エミッタ間電圧）、（ｂ）はトランス４の３次巻線４ｃの誘起電圧、（ｃ）は負荷１０への出力電圧、（ｄ）はコンデンサ７の充電電圧を示す。
【００３５】
以下、図３に示した時間軸に沿って順次説明する。時刻０から時刻ｔ０までの期間において、時刻０で交流電源１が入力されると抵抗２１によりＮＰＮトランジスタ１９のベース・エミッタ間電圧が該トランジスタ１９のオン電圧以上になり、これにより、該トランジスタ１９がオンし、起動抵抗２を以ってコンデンサ７を充電開始する。この期間では、ＮＰＮトランジスタ１９がオン、ＮＰＮトランジスタ２２がオフになっている。
【００３６】
時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間において、コンデンサ７の充電電圧がＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、スイッチング素子３がオン・オフを開始し、出力電圧に比例した電圧がトランス４の３次巻線４ｃに誘起され、この誘起電圧のダイオード２５による整流電圧が抵抗２４およびコンデンサ２３によって積分される。この期間では、トランジスタ１９がオン、トランジスタ２２がオフになっている。
【００３７】
時刻ｔ１以降の期間において、時刻ｔ１でコンデンサ２３の充電電圧がＮＰＮトランジスタ２２のオン電圧に達すると、ＮＰＮトランジスタ１９はオフし、起動抵抗２には電流が殆ど流れなくなる。この期間では、ＮＰＮトランジスタ１９がオフ、ＮＰＮトランジスタ２２がオンになっている。この期間は抵抗２１の損失が発生するが、抵抗２１の抵抗値は起動抵抗２に対してＮＰＮトランジスタ１９の電流増幅率倍であるので、その損失は１／電流増幅率に低減される。また、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間の時間は、抵抗２４およびコンデンサ２３の時定数を調整することにより任意に設定できる。
【００３８】
このような構成によって、このスイッチング電源装置１０１における起動時間を、電力損失を気にすることなく、抵抗２４によって設定でき、電源定常動作時は起動抵抗２での電力損失を極めて少なくすることができる。
【００３９】
以上説明した第１の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図５は図４に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路１８の具体的な回路を含む回路ブロック図である。図４および図５において図１および図２に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図４および図５に示すスイッチング電源装置１０２において、図１および図２に示すスイッチング電源装置１０１と相違する点は、起動抵抗２の一端と起動電圧供給遮断回路１７の抵抗２１の一端とが交流電源１に接続されていることである。
【００４１】
この第２の実施形態のスイッチング電源装置１０２の動作については第１の実施形態のスイッチング電源装置１０１の動作と殆ど同じであり、異なる点は起動抵抗２と抵抗２１に印加される電圧が（交流電源１の半波整流電圧−電界コンデンサ７の充電電圧）であるため、第１の実施形態のスイッチング電源装置１０１よりも電力低損失を実現することができる。
【００４２】
以上説明した第２の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図７は図６に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路２６の具体的な回路を含む回路ブロック図である。図６および図７において図４および図５に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図６および図７に示すスイッチング電源装置１０３において、図４および図５に示すスイッチング電源装置１０２と相違する点は、遮断電圧出力回路２６のＣＲ積分回路を構成する抵抗２７が交流電源１に接続されていることである。
【００４４】
以下、この第３の実施形態の動作について第２の実施形態の動作と異なる点を説明する。交流電源１が入力されると、遮断電圧出力回路２６の抵抗２７とコンデンサ２８とによって積分された電圧がコンデンサ２８に充電され始め、起動電圧供給遮断回路１７のＮＰＮトランジスタ２２のオン電圧に到達すると、ＮＰＮトランジスタ１９はオフする。
【００４５】
したがって、起動抵抗２による起動電圧の供給は交流電源１が再投入されない限り遮断状態を維持するため、過負荷時、過電圧でＰＷＭ制御回路５が動作停止した時に再び動作を開始することはなく回路を保護できる。
【００４６】
以上説明した第３の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができ、異常時、ＰＷＭ制御回路が発振停止した時に再起動しないことができるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４７】
（第４の実施形態）
図８は本発明の第４の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図８において図７に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
図８に示すスイッチング電源装置１０４において、図７に示すスイッチング電源装置１０３と相違する点は、遮断電圧出力回路２６の抵抗２７にダイオード２９が並列に接続されていることであり、また、動作に関して異なる点は、コンデンサ２８の放電に要する時間である。
【００４９】
したがって、交流電源１がオフしてからコンデンサ２８が放電する際、抵抗２７がダイオード２９でバイパスされるので、ＮＰＮトランジスタ２２がオフするまでの時間を短くすることができる。
【００５０】
以上説明した第４の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができ、異常時、ＰＷＭ制御回路が発振停止した時に交流電源を再投入しない限り、再起動しないようにすることができ、かつＰＷＭ制御回路が発振停止時、再起動できるための交流電源再投入までの間隔を短くできるるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御回路が動作した後、起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するようにしたので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の整流出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（負荷への電源供給開始から所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（負荷への電源供給開始から所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記交流電源がオンしてから所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチング電源装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図４に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図６に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図９】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 起動抵抗
３ スイッチング素子
４ トランス
４ａ １次巻線
４ｂ ２次巻線
４ｃ ３次巻線
５ ＰＷＭ制御回路
１０ 負荷
１２ 補助電源回路
１７ 起動電圧供給遮断回路
１８，２６ 遮断電圧出力回路
２３，２８ コンデンサ
２４，２７ 抵抗
２９ ダイオード
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器への直流電源として用いられるスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。このスイッチング電源装置９０１において、交流電圧Ｖｉｎの交流電源１には、ブリッジダイオード１４と電界コンデンサ１５とで構成された１次側整流平滑回路１６が接続されている。１次側整流平滑回路１６の出力側にはトランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路が接続されている。トランス４の２次巻線４ｂには、ダイオード８と電界コンデンサ９とで構成された２次側整流回路１３が接続されている。２次側整流回路１３の出力側には負荷１０が接続されており、負荷１０には２次側整流回路１３から出力された電圧Ｖｏが印加される。
【０００３】
トランス４の３次巻線４ｃには、ダイオード６と電界コンデンサ７とで構成された補助電源回路１２が接続されている。補助電源回路１２には、スイッチング素子３のオン・オフを制御するスイッチング制御回路であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路５が接続されている。また、補助電源回路１２の出力と１次側整流平滑回路１６の出力との間には、本スイッチング電源装置９０１の起動時に、補助電源回路１２の電界コンデンサ７を充電するための起動抵抗２が接続されている。フィードバック回路１１は、負荷側に安定した電圧を供給するために出力電圧Ｖｏを基準電圧と比較して誤差信号をＰＷＭ制御回路５にフィードバックするための回路である。
【０００４】
このスイッチング電源装置９０１において、交流電源１が入力されると、交流電圧Ｖｉｎは１次側整流平滑回路１６で整流平滑されて直流電圧になり、トランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路に供給される。また、前記直流電圧は、同時に起動抵抗２を介して補助電源回路１２に加えられ、電界コンデンサ７に起動抵抗２からの起動電流が充電される。
【０００５】
その結果、電界コンデンサ７の電位は徐々に上昇し、ＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、ＰＷＭ制御回路５は動作を開始する。起動開始から電界コンデンサ７の電圧がその動作開始電圧に達するまでの時間が、本スイッチング電源装置９０１の起動時間となる。
【０００６】
ＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３はオン・オフ動作し、トランス４の２次巻線４ｂおよび３次巻線４ｃに交流電圧が出力される。２次巻線４ｂからは２次側整流回路１３を介して負荷１０に電力が供給されると共に、３次巻線４ｃからは補助電源回路１２に電力が供給されてＰＷＭ制御回路５が動作状態に保たれる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３３７０１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスイッチング電源装置９０１においては、補助電源回路１２がトランス４の３次巻線４ｃより電源の供給を受ける定常動作状態になっても、起動抵抗２の端子間に、１次側整流平滑回路１６の直流出力電圧と補助電源回路１２の出力電圧との差の電圧が印加される。
【０００９】
したがって、交流電源１の交流電圧をＶｉｎ、電界コンデンサ７の充電電圧をＶｃ７、起動抵抗２の抵抗値をＲ２とすると、ＷＲ２＝（Ｖｉｎ−Ｖｃ７）２／Ｒ２の電力損失が生じる。この電力損失を小さくするためには起動抵抗２の抵抗値Ｒ２を大きくすれば良いが、そうすれば、電界コンデンサ７の充電時間が長くなる。即ち、ＰＷＭ制御回路５の動作開始が遅くなり、起動抵抗２の抵抗値をむやみに大きくすることができないと言う課題があった。
【００１０】
なお、特許文献１のスイッチング電源装置では、定常動作時は、起動抵抗に殆ど電流が流れないので、起動抵抗による電力損失が発生せず、電力損失を低減できるが、起動動作時には、起動抵抗による電力損失を低減するために起動抵抗の抵抗値を大きくすれば、起動時間が長くなり、動作開始が遅くなるので、上記のような課題を解決できない。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記制御回路が動作した後、前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断することを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１３】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧が遮断される。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１４】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の整流出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１５】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の整流出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記負荷への電源供給開始から所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１６】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００１７】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００１８】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記負荷への電源供給開始から所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００１９】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００２０】
また、本発明は、交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記交流電源がオンしてから所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置を提供する。
【００２１】
この発明のスイッチング電源装置において、前記交流電源がオンされると、前記補助電源回路には前記交流電源の出力に接続された前記起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、前記トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が前記遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記交流電源がオンしてから所定時間後）に前記遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した前記起動電圧供給遮断回路は前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する。したがって、この発明のスイッチング電源装置によれば、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００２２】
好ましくは、前記遮断電圧出力回路を抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成する。したがって、前記遮断電圧出力回路は、前記交流電源がオンしてから前記制御回路の電圧が安定するまで、前記積分回路の時定数により、前記補助電源回路への起動電圧の遮断時点を短時間遅らせることができ、これにより、起動可能な範囲で起動時間をできるだけ短くできる。
【００２３】
好ましくは、前記積分回路において、充電時定数よりも放電時定数を小さくする。したがって、前記遮断電圧出力回路では、前記交流電源の電圧が無くなってから遮断電圧の出力を停止するまでの時間が前記交流電源からの電圧を入力してから遮断電圧が出力されるまでの時間よりも短くなる。この結果、前記遮断電圧出力回路は、遮断電圧を充電時定数に関連する時間分だけ遅れて出力させることができるので、定常動作が安定してから起動電圧を遮断することができ、また、定常動作状態から異常などで動作が停止し、再起動させるとき、遮断電圧が速く無くなるので、起動電圧を速く前記補助電源回路に供給でき、これにより、再起動ができるための交流電源の再投入までの時間間隔を短くすることができる。
【００２４】
好ましくは、前記積分回路の抵抗にダイオードを接続する。これにより、前記交流電源がオフしてから前記積分回路のコンデンサが放電する際、前記抵抗が前記ダイオードでバイパスされるので、前記遮断電圧出力回路は遮断電圧を速く停止させることができ、再起動の際の起動電圧を速く前記補助電源回路に供給できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。このスイッチング電源装置１０１において、交流電圧Ｖｉｎの交流電源１には、ブリッジダイオード１４と電界コンデンサ１５とで構成された１次側整流平滑回路１６が接続されている。１次側整流平滑回路１６の出力側にはトランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路が接続されている。トランス４の２次巻線４ｂには、ダイオード８と電界コンデンサ９とで構成された２次側整流回路１３が接続されている。２次側整流回路１３の出力側には負荷１０が接続されており、２次側整流回路１３から出力された電圧Ｖｏが印加される。
【００２６】
トランス４の３次巻線４ｃには、ダイオード６と電界コンデンサ７とで構成された補助電源回路１２が接続されている。補助電源回路１２には、スイッチング素子３のオン・オフを制御するスイッチング制御回路であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路５が接続されている。フィードバック回路１１は、負荷側に安定した電圧を供給するために出力電圧Ｖｏを基準電圧と比較して誤差信号をＰＷＭ制御回路５にフィードバックするための回路である。
【００２７】
更に、このスイッチング電源装置１０１において、起動抵抗２と補助電源回路１２のコンデンサ７との間には起動電圧供給遮断回路１７が接続され、また、トランス４の３次巻線４ｃには遮断電圧出力回路１８が接続され、起動電圧供給遮断回路１７には遮断電圧出力回路１８からの遮断電圧が入力されるように構成されている。なお、起動抵抗２は抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいるので、動作時間が長くなると装置内の温度上昇に伴って抵抗値が増加するが、起動時は装置内の温度は低いので、起動には影響を与えることはない。
【００２８】
次に、このスイッチング電源装置１０１の動作について説明する。交流電源１が入力されると、交流電圧Ｖｉｎは１次側整流平滑回路１６で整流平滑されて直流電圧になり、トランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３との直列回路に供給される。また、前記直流電圧は、同時に起動抵抗２および起動電圧供給遮断回路１７を介して補助電源回路１２に加えられ、電界コンデンサ７に起動抵抗２からの起動電流が充電される。
【００２９】
その結果、電界コンデンサ７の電位は徐々に上昇し、ＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、ＰＷＭ制御回路５は動作を開始する。起動開始から電界コンデンサ７の電圧がその動作開始電圧に達するまでの時間が、本スイッチング電源装置１０１の起動時間となる。
【００３０】
ＰＷＭ制御回路５が動作を開始すると、スイッチング素子３はオン・オフ動作し、トランス４の２次巻線４ｂおよび３次巻線４ｃに交流電圧が出力される。２次巻線４ｂからは２次側整流回路１３を介して負荷１０に電力が供給されると共に、３次巻線４ｃからは補助電源回路１２に電力が供給されてＰＷＭ制御回路５が動作状態に保たれる。
【００３１】
ところで、起動電圧供給遮断回路１７は、遮断電圧出力回路１８からの遮断電圧の有無によりオンまたはオフし、交流電源１の入力時には、起動電圧供給遮断回路１７はオンし、起動抵抗２を以って補助電源回路１２のコンデンサ７を充電する。また、遮断電圧出力回路１８は、ＰＷＭ制御回路５が動作を開始するに伴ってトランス４の３次巻線４ｃの誘起電圧により、所定時間後に起動電圧供給遮断回路１７に遮断電圧を出力し、これにより、起動電圧供給遮断回路１７はコンデンサ７の充電を遮断する。したがって、このスイッチング電源装置１０１は、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗２での電力損失を低減することができる。
【００３２】
図２は図１に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路１８の具体的な回路を含む回路ブロック図である。起動電圧遮断回路１７は、起動抵抗２とコンデンサ７間に接続されたＮＰＮトランジスタ１９とダイオード２０との直列回路と、交流電源１の整流出力とＮＰＮトランジスタ１９のベース間に接続された抵抗２１と、ＮＰＮトランジスタ１９のベースとＧＮＤ間に接続されたＮＰＮトランジスタ２２とにより構成されている。
【００３３】
遮断電圧出力回路１８は、トランス４の３次巻線４ｃに接続されたダイオード２５と、ダイオード２５のカソードとＧＮＤ間に接続された抵抗２４とコンデンサ２３との直列回路とから構成され、コンデンサ２３の一端は起動電圧遮断回路１７のＮＰＮトランジスタ２２のベースに接続されている。
【００３４】
次に、図３に示す電圧波形図を参照して図２に示すスイッチング電源装置の動作について説明する。図３において、（ａ）はコンデンサ２３の充電電圧（ＮＰＮトランジスタ２２のベース・エミッタ間電圧）、（ｂ）はトランス４の３次巻線４ｃの誘起電圧、（ｃ）は負荷１０への出力電圧、（ｄ）はコンデンサ７の充電電圧を示す。
【００３５】
以下、図３に示した時間軸に沿って順次説明する。時刻０から時刻ｔ０までの期間において、時刻０で交流電源１が入力されると抵抗２１によりＮＰＮトランジスタ１９のベース・エミッタ間電圧が該トランジスタ１９のオン電圧以上になり、これにより、該トランジスタ１９がオンし、起動抵抗２を以ってコンデンサ７を充電開始する。この期間では、ＮＰＮトランジスタ１９がオン、ＮＰＮトランジスタ２２がオフになっている。
【００３６】
時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間において、コンデンサ７の充電電圧がＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達すると、スイッチング素子３がオン・オフを開始し、出力電圧に比例した電圧がトランス４の３次巻線４ｃに誘起され、この誘起電圧のダイオード２５による整流電圧が抵抗２４およびコンデンサ２３によって積分される。この期間では、トランジスタ１９がオン、トランジスタ２２がオフになっている。
【００３７】
時刻ｔ１以降の期間において、時刻ｔ１でコンデンサ２３の充電電圧がＮＰＮトランジスタ２２のオン電圧に達すると、ＮＰＮトランジスタ１９はオフし、起動抵抗２には電流が殆ど流れなくなる。この期間では、ＮＰＮトランジスタ１９がオフ、ＮＰＮトランジスタ２２がオンになっている。この期間は抵抗２１の損失が発生するが、抵抗２１の抵抗値は起動抵抗２に対してＮＰＮトランジスタ１９の電流増幅率倍であるので、その損失は１／電流増幅率に低減される。また、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間の時間は、抵抗２４およびコンデンサ２３の時定数を調整することにより任意に設定できる。
【００３８】
このような構成によって、このスイッチング電源装置１０１における起動時間を、電力損失を気にすることなく、抵抗２４によって設定でき、電源定常動作時は起動抵抗２での電力損失を極めて少なくすることができる。
【００３９】
以上説明した第１の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図５は図４に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路１８の具体的な回路を含む回路ブロック図である。図４および図５において図１および図２に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図４および図５に示すスイッチング電源装置１０２において、図１および図２に示すスイッチング電源装置１０１と相違する点は、起動抵抗２の一端と起動電圧供給遮断回路１７の抵抗２１の一端とが交流電源１に接続されていることである。
【００４１】
この第２の実施形態のスイッチング電源装置１０２の動作については第１の実施形態のスイッチング電源装置１０１の動作と殆ど同じであり、異なる点は起動抵抗２と抵抗２１に印加される電圧が（交流電源１の半波整流電圧−電界コンデンサ７の充電電圧）であるため、第１の実施形態のスイッチング電源装置１０１よりも電力低損失を実現することができる。
【００４２】
以上説明した第２の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図７は図６に示す起動電圧供給遮断回路１７および遮断電圧出力回路２６の具体的な回路を含む回路ブロック図である。図６および図７において図４および図５に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図６および図７に示すスイッチング電源装置１０３において、図４および図５に示すスイッチング電源装置１０２と相違する点は、遮断電圧出力回路２６のＣＲ積分回路を構成する抵抗２７が交流電源１に接続されていることである。
【００４４】
以下、この第３の実施形態の動作について第２の実施形態の動作と異なる点を説明する。交流電源１が入力されると、遮断電圧出力回路２６の抵抗２７とコンデンサ２８とによって積分された電圧がコンデンサ２８に充電され始め、起動電圧供給遮断回路１７のＮＰＮトランジスタ２２のオン電圧に到達すると、ＮＰＮトランジスタ１９はオフする。
【００４５】
したがって、起動抵抗２による起動電圧の供給は交流電源１が再投入されない限り遮断状態を維持するため、過負荷時、過電圧でＰＷＭ制御回路５が動作停止した時に再び動作を開始することはなく回路を保護できる。
【００４６】
以上説明した第３の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができ、異常時、ＰＷＭ制御回路が発振停止した時に再起動しないことができるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００４７】
（第４の実施形態）
図８は本発明の第４の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図であり、図８において図７に示す構成要素にそれぞれ対応するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
図８に示すスイッチング電源装置１０４において、図７に示すスイッチング電源装置１０３と相違する点は、遮断電圧出力回路２６の抵抗２７にダイオード２９が並列に接続されていることであり、また、動作に関して異なる点は、コンデンサ２８の放電に要する時間である。
【００４９】
したがって、交流電源１がオフしてからコンデンサ２８が放電する際、抵抗２７がダイオード２９でバイパスされるので、ＮＰＮトランジスタ２２がオフするまでの時間を短くすることができる。
【００５０】
以上説明した第４の実施形態によれば、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができ、異常時、ＰＷＭ制御回路が発振停止した時に交流電源を再投入しない限り、再起動しないようにすることができ、かつＰＷＭ制御回路が発振停止時、再起動できるための交流電源再投入までの間隔を短くできるるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御回路が動作した後、起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するようにしたので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の整流出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（負荷への電源供給開始から所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（負荷への電源供給開始から所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、交流電源がオンされると、補助電源回路には交流電源の出力に接続された起動抵抗からの起動電圧が供給され、これにより制御回路が動作を開始すると、スイッチング素子が動作し、トランスの３次巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧による電圧が遮断電圧出力回路に供給され、所定時間後（前記交流電源がオンしてから所定時間後）に遮断電圧出力回路から遮断電圧が出力され、この遮断電圧を入力した起動電圧供給遮断回路は起動抵抗から補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するので、起動時間を長くすることなく、定常動作時における起動抵抗による電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチング電源装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図４に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図６に示す起動電圧供給遮断回路および遮断電圧出力回路の具体的な回路を含む回路ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図９】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 起動抵抗
３ スイッチング素子
４ トランス
４ａ １次巻線
４ｂ ２次巻線
４ｃ ３次巻線
５ ＰＷＭ制御回路
１０ 負荷
１２ 補助電源回路
１７ 起動電圧供給遮断回路
１８，２６ 遮断電圧出力回路
２３，２８ コンデンサ
２４，２７ 抵抗
２９ ダイオード
Claims (9)
- 交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記制御回路が動作した後、前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断することを特徴とするスイッチング電源装置。
- 交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の整流出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 前記遮断電圧出力回路は抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成されたことを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源装置。
- 交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記負荷への電源供給開始から所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 前記遮断電圧出力回路は抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成されたことを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
- 交流電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線に接続し、前記トランスの３次巻線に補助電源回路を設け、前記交流電源をオンしたとき、前記補助電源回路に起動電圧を供給する起動抵抗を設け、前記補助電源回路の出力で動作する制御回路により、前記スイッチング素子をオン・オフさせて前記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置において、前記交流電源の出力と前記補助電源回路の充電端子との間に前記起動抵抗を接続し、前記交流電源がオンしてから所定時間後に遮断電圧を出力する遮断電圧出力回路と、該遮断電圧出力回路からの遮断電圧により前記起動抵抗から前記補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供給遮断回路とを設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
- 前記遮断電圧出力回路は抵抗とコンデンサとによる積分回路で構成されたことを特徴とする請求項６に記載のスイッチング電源装置。
- 前記積分回路は充電時定数よりも放電時定数が小さいことを特徴とする請求項７に記載のスイッチング電源装置。
- 前記積分回路の抵抗にダイオードが接続されたことを特徴とする請求項８に記載のスイッチング電源装置。
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2002
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