JP2005039921A

JP2005039921A - Switching power supply apparatus

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Publication number: JP2005039921A
Application number: JP2003199411A
Authority: JP
Inventors: Masato Sasaki; 正人佐々木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply apparatus which can further perform power saving at low power consumption time without necessity of a circuit for not intervening a power factor improving unit. <P>SOLUTION: The switching power supply apparatus includes an electric energy detector circuit 11 having a capacitor 16 to charge the capacitor 16 by introducing the drive voltage of an FET 19 to the capacitor 16. A comparator circuit 14 judges a magnitude of a charging voltage rate and a predetermined voltage rate of the capacitor 16. When it is judged that the charging voltage rate is less than the predetermined voltage rate, a switching element provided in a chopper controller circuit 12 becomes an open state, an operating power is not supplied to a step-up chopper circuit 5, and a power factor improving function is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器、例えば、ファクシミリ、電話機、コピー機、その他ＯＡ機器や家電製品などには、安定した一定の動作電圧が必要であるため、安定化電圧を出力するスイッチング電源装置が従来から用いられている。また、近年の電気機器は、本来の動作時（通常モード）以外の待機時、つまり、低消費電力時（省電力モード）にも電源が供給される必要のあるものが多くなってきているため、スイッチング電源装置は、常時、電気機器に対して電源を供給する必要がある。一方、昨今のエネルギー事情から省電力を図る必要もある。そこで、本来の動作時間に比べ時間割合の大きい待機時におけるスイッチング電源装置の消費電力を少なくすることが重要となっている。
【０００３】
ところで、スイッチング電源装置としては、以下のようなものが広く知られている。つまり、交流電源から整流回路によって得られた整流後の電圧（脈流）が平滑回路によって平滑されて直流電圧に変換される。この直流電圧がスイッチング素子によって断続され、該スイッチング出力を出力整流平滑回路に供給して任意の直流電圧が得られる。
【０００４】
このようなスイッチング電源装置において、入力側の平滑回路がコンデンサインプット型であると、入力電流が流れるのは、整流後の電圧が入力平滑コンデンサの充電電圧より高い期間のみとなるので、入力電流の導通角が狭く、力率を低下させるという問題があった。そこで、この問題を解決するため、従来から、力率改善機能を有した昇圧チョッパー回路を備えるスイッチング電源装置が用いられている。
【０００５】
しかしながら、このような昇圧チョッパー回路を備えたスイッチング電源装置は、力率が改善されて無効電力が低減するので省電力になるが、力率改善機能を有さないスイッチング電源装置と比較して、昇圧チョッパー回路の力率改善動作に伴う電力損失が生じるので、その分だけ電力変換効率が劣化する。特に、機器の待機時のように、力率改善の必要性のない低消費電力状態においても力率改善機能を動作させ、無駄な電力を浪費している。
【０００６】
特許文献１には、機器が省電力モードに移行している場合、力率改善部を介さずに、機器へ電力を供給するように構成した電源装置が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、昇圧チョッパー回路の出力を１次側に補助巻線を有する変圧器で電圧変換して、所望の電圧を負荷に供給し、上記補助巻線に誘起される正電圧をコンデンサに導き入れて該コンデンサを充電することにより、上記負荷に供給されている出力電力量を検出し、該出力電力量に応じて、力率改善機能を機能させないスイッチング電源装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１３６８５８号公報（１９９９年５月２１日公開）
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−９５２３６号公報（２００１年４月６日公開）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されているような電源装置においては、力率改善部を介さないために、力率改善部とは別にスイッチや整流器等が備えられた回路を設ける必要があり、部品点数が多くなるという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２に開示されているようなスイッチング電源装置では、変圧器の補助巻線に誘起される正電圧にノイズ成分が多く含まれており、かつ、該正電圧が変圧器の結合度および負荷に依存している。つまり、該正電圧を利用して検出される出力電力量には誤差が含まれることが多かった。これにより、電気機器が省電力モードであっても、力率改善機能が機能している場合が生じ、充分な省電力化が図れないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図ることのできるスイッチング電源装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、力率改善機能を有する力率改善手段と、スイッチング機能を有する主スイッチング素子とを有しており、前記力率改善手段からの出力電圧を、前記主スイッチング素子を介して、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、コンデンサを有し、前記主スイッチング素子の駆動電圧を該コンデンサに導き入れて、該コンデンサを充電することにより、前記負荷に供給されている出力電力量を検出する出力電力量検出手段と、検出された出力電力量が所定量以上であるか否かを判断する判断手段と、検出された出力電力量が所定量以上であると前記判断手段によって判断された場合に前記力率改善手段を機能させる一方、所定量未満であると判断された場合に前記力率改善手段を機能させない力率改善機能制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、負荷の状態に基づいて、力率改善手段の力率改善機能が制御され、負荷に電力が供給される。したがって、負荷が通常モードのときに力率改善機能を機能させ、負荷が省電力モードのときに力率改善機能を機能させないことができる。つまり、負荷が省電力モードのときには、力率改善手段に必要とされる電力分だけさらに省電力化することができる。
【００１５】
また、負荷が省電力モードの場合、力率改善機能を機能させない状態で力率改善手段を用いることができ、特許文献１のように、力率改善手段とは別の回路を設ける必要がない。よって、該別の回路に要する部品点数を削減することができる。
【００１６】
さらに、前記主スイッチング素子の駆動電圧は、短形パルス状であり、他の部品の影響を受けることがないので、ノイズが含まれない。したがって、該駆動電圧を前記コンデンサに導き入れ、該コンデンサを充電することにより、検出される負荷に供給されている出力電力量には誤差等がなく、従来に比べて精度良く出力電力量を検出することができる。つまり、負荷の省電力モード状態を精度良く検出することができ、省電力モードにおいてより確実に力率改善手段を機能させないことができるため、一層の省電力化が図れる。
【００１７】
以上により、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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。
【００１８】
また、加えて、当該スイッチング電源装置内で、負荷に供給される電力状態を自己判定することができ、接続される電気機器からの信号を受けることができない例えばＡＣアダプター等に有効である。
【００１９】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記主スイッチング素子の駆動電圧が、ダイオードと前記コンデンサの充電電流を量的に抑制する素子とを介して、該コンデンサに導き入れられることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、コンデンサの充電電圧を負荷に供給されている出力電力量に比例させた状態で、該充電電圧を制限することができる。これにより、該充電電圧に基づいて、出力電力量を検出することができるとともに、出力電力量検出手段における消費電力を低減できる。
【００２１】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記素子が、抵抗またはインダクタであることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、簡単な回路構成で、コンデンサの充電電圧を負荷に供給されている出力電力量に比例して変化させ、出力電力量を検出することができる。特に、上記素子が高い抵抗値の抵抗である場合には、僅少の消費電力で出力電力量の検出機能を果たすことができる。
【００２３】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記判断手段は、前記コンデンサの両端の電圧値が所定電圧値以上の場合に、検出された出力電力量が所定量以上であると判断することを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、出力電力量が所定量以上であるかの否かの判断を、コンデンサの両端の電圧値と所定電圧値との比較により簡単に行うことができる。
【００２５】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記判断手段は、ツェナーダイオードを有しており、該ツェナーダイオードのツェナー電圧が前記所定電圧値に対応することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、判断手段をツェナーダイオードで構成するという簡単な構成によって、上記判断手段を実現することができる。
【００２７】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記力率改善機能制御手段は、閉または開により前記力率改善手段に対する動作電源の供給または遮断を行う開閉手段を有しており、前記力率改善手段を機能させない場合に、前記開閉手段が前記力率改善手段に対する動作電源の遮断を行うことを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、出力電力量が所定量以上であると上記判断手段で判断されると、開閉手段が閉状態となり動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、出力電力量が所定量未満であると上記判断手段で判断されると、開閉手段が開状態となり動作電源が力率改善手段に供給されないため、省電力化を図ることができる。ここで、前記所定量を負荷が省電力モードの時の電力量に対応させることで、負荷が省電力モードのときに効率的に力率改善手段における省電力化を図れる。また、例えば、スイッチのような開閉手段により、簡単な構成で力率改善機能制御手段を実現することができる。
【００２９】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記開閉手段はトランジスタであり、前記力率改善手段を機能させない場合に、該トランジスタを導通させないことを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、出力電力量が所定量以上であると上記判断手段で判断されると、上記トランジスタを導通させるため、動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、出力電力量が所定量未満であると上記判断手段で判断されると、上記トランジスタを導通させないため、動作電源が力率改善手段に供給されない。これにより、省電力化を図ることができる。また、トランジスタという簡単な構成により、上記開閉手段を実現することができる。
【００３１】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、力率改善機能を有する力率改善手段と、前記力率改善手段からの出力電圧を、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、前記負荷の動作状態に応じた制御信号を外部より受け、該制御信号により、前記力率改善手段を機能させるか否かの制御を行う力率改善機能制御手段を備えていることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、負荷の状態に基づいて、力率改善手段の力率改善機能が制御され、負荷に電力が供給される。したがって、負荷が通常モードのときに力率改善機能を機能させ、負荷が省電力モードのときに力率改善機能を機能させないことができる。つまり、負荷が省電力モードのときには、力率改善手段に必要とされる電力分だけさらに省電力化することができる。
【００３３】
また、前記制御信号を外部より受けるため、当該スイッチング電源装置内に、負荷が省電力モード状態であるか否かを判断する手段を設ける必要がないため、部品点数をさらに低減することができる。さらに、該制御信号は、スイッチング電源装置内の部品によって影響を受けることがないため、ノイズ等が入ることがないことはあきらかである。よって、負荷が省電力モード状態である場合に、より確実に力率改善手段を機能させないことができるため、一層の省電力化が図れる。
【００３４】
さらに、省電力モードにおける負荷に供給される出力電力量は、通常、負荷の種類に応じて変動するが、前記制御信号を外部から受けることにより、当該スイッチング電源装置内で設定変更をする必要がなく、様々な種類の負荷に柔軟に対応することができる。
【００３５】
また、負荷が省電力モードの場合、力率改善機能を機能させない状態で力率改善手段を用いることができ、特許文献１のように、力率改善手段とは別の回路を設ける必要がない。よって、該別の回路に要する部品点数を削減することができる。
【００３６】
以上により、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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。
【００３７】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、前記力率改善機能制御手段は、閉または開により前記力率改善手段に対する動作電源の供給または遮断を行う開閉手段を有しており、前記力率改善手段を機能させない場合に、前記開閉手段が前記力率改善手段に対する動作電源の遮断を行うことを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、上記制御信号に応じて、開閉手段が閉状態となり動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、上記制御信号に応じて、開閉手段が開状態となり動作電源が力率改善手段に供給されないため、省電力化を図ることができる。また、例えば、スイッチ素子のような開閉手段により、簡単な構成で力率改善機能制御手段を実現することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明のスイッチング電源装置に関する実施の一形態について図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００４０】
図１は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置の概略構成を示す電気回路図である。スイッチング電源装置は、商用の交流電源１に接続されたブリッジダイオード２と、力率改善機能を有する力率改善手段、例えば、昇圧チョッパー回路（力率改善手段）５と、平滑コンデンサ７と、電圧変換回路８、電圧変換回路８の出力端に接続された正極性出力端子９および負極性出力端子１０とを備えている。
【００４１】
ブリッジダイオード２の出力端に正極性ライン３および負極性ライン４を介して昇圧チョッパー回路５が接続されている。なお、負極性ライン４は、昇圧チョッパー回路５内で同電位を保ちつつ、平滑コンデンサ７および電圧変換回路８にも該同電位を与えるラインである。平滑コンデンサ７は、昇圧チョッパー回路５の出力端に接続された正極性ライン６および負極性ライン４の間に接続されている。また、電圧変換回路８は、正極性ライン６および負極性ライン４に接続されている。
【００４２】
交流電源１から得られた交流電圧は、ブリッジダイオード２と、昇圧チョッパー回路５と、平滑コンデンサ７とを経て整流・平滑化される。平滑化された電圧は、電圧変換回路８に入力される。電圧変換回路８は、入力された電圧を所望の電圧に変換した後、正極性出力端子９および負極性出力端子１０を介して図示しない負荷（電気機器）に変換電圧を供給する。また、電圧変換回路８内には、出力電力量検出回路１１が備えられている。
【００４３】
出力電力量検出回路１１は、スイッチング電源装置の正極性出力端子９および負極性出力端子１０から図示しない負荷に対して供給されている出力電力量を検出する。この検出量を利用して、後述する判断手段が、昇圧チョッパー回路５の力率改善機能を機能させるか否かの判断を行い、判断結果を昇圧チョッパー回路５へ送る。
【００４４】
力率改善機能を機能させない判断結果を受けた場合、昇圧チョッパー回路５は、昇圧機能を停止させる。これにより、ブリッジダイオード２の出力電圧がそのまま平滑コンデンサ７に出力され、昇圧チョッパー回路５で消費される分だけ電力損失を低減できる。つまり、ブリッジダイオード２の出力電圧は、昇圧チョッパー回路をスルーすることとなる。このとき、力率は改善されないが、スイッチング電源装置から電力の供給を受けている電気機器が省電力モードであるため、力率の改善は必要なく問題はない。
【００４５】
また、力率改善機能を機能させる判断結果を受けた場合、昇圧チョッパー回路５は、昇圧機能を動作させ、ブリッジダイオード２の出力電圧を昇圧する。これにより、力率が改善される。
【００４６】
図２は、図１に示したようなスイッチング電源装置における昇圧チョッパー回路５内の力率改善機能の制御手段を示す電気回路図である。
【００４７】
図２に示すように、昇圧チョッパー回路５の動作電源は、電圧変換回路８から動作電源供給ライン１３を介して昇圧チョッパー回路５に供給される。この動作電源供給ライン１３と昇圧チョッパー回路５内に備えられているチョッパー制御回路（力率改善機能制御手段）１２とが接続されている。チョッパー制御回路１２は、例えば、スイッチ等の開閉手段を有しており、その開閉動作によって、力率改善機能を機能させることができる。つまり、力率改善機能を機能させる場合、チョッパー制御回路１２は、スイッチを閉状態（オン）にして、昇圧チョッパー回路５に動作電源が供給されるようにする。一方、力率改善機能を機能させない場合、チョッパー制御回路１２は、スイッチを開状態（オフ）にして、昇圧チョッパー回路５に動作電源が供給されないようにする。このように、昇圧チョッパー回路５への動作電源の遮断により、力率改善機能を機能させないことができるため、特許文献１のように、昇圧チョッパー回路とは別の回路を設ける必要がない。よって、該別の回路に要する部品点数を削減することができる。
【００４８】
なお、昇圧チョッパー回路５の動作電源は、必ずしも電圧変換回路８から供給される必要はなく、別電源ラインや、正極性ライン３から供給されている構成であってもよい。ただし、このような場合であっても、動作電源の供給、遮断を制御するためのチョッパー制御回路１２を介してラインと接続されている。
【００４９】
図３は、図２で示したようなスイッチング電源装置における電圧変換回路８の内部構成を示した電気回路図である。本実施の形態に係るスイッチング電源装置においては、例えば、ＰＷＭ制御方式のフライバックコンバータ回路を採用している。なお、図２と同じ機能を有する部材には同じ符号を付記し、詳細な説明を省略する。
【００５０】
正極性ライン６および負極性ライン４の間には、変圧器２２の１次巻線２２ａと電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）（主スイッチング素子）１９との直列回路が接続されている。変圧器２２の２次巻線２２ｃとダイオード２３との直列回路は平滑コンデンサ２４と接続されている。ＦＥＴ１９のゲート電極には、ＰＷＭ制御回路が接続されている。ＰＷＭ制御回路１５には、平滑コンデンサ２１が接続されており、さらに、平滑コンデンサ２１には、平滑コンデンサ２１を充電するための図示しない起動用電源が接続されている。また、平滑コンデンサ２１には、変圧器２２の補助巻線２２ｂとダイオード２０の直列回路が接続されている。
【００５１】
本スイッチング電源装置に交流電源１が接続されると、ブリッジダイオード２から整流電圧が正極性ライン３および負極性ライン４に出力される。この時点では、未だ、昇圧チョッパー回路５は動作していないので、該整流電流は力率改善がされず、そのままで平滑コンデンサ７に出力される。
【００５２】
図示しない起動用電源は、コンデンサ２１を充電し、該充電電圧が所定の電圧以上に達すると、ＰＷＭ制御回路１５は動作を開始する。ＦＥＴ１９は、ＰＷＭ制御回路１５によって駆動され、変圧器２２の１次巻線２２ａに流れる電流をオン／オフ制御する。ここで例示する実施の形態は、フライバックコンバータ回路に係るものであり、ＦＥＴ１９のオフ期間に、変圧器２２の２次巻線２２ｃに誘起電圧が発生する。前記誘起電圧は、ダイオード２３およびコンデンサ２４によって整流・平滑化され、出力端子９、１０から図示しない負荷へ供給される。
【００５３】
図示しない出力電圧検出回路は、出力端子９と出力端子１０との間の電圧を検出する。この検出電圧に係る情報は、図示しないフォトカプラを介してＰＷＭ制御回路１５に伝達される。ＰＷＭ制御回路１５は、受信した上記情報に基づいてＦＥＴ１９のオン期間を制御し、結果として出力電圧を所定の値に制御する。
【００５４】
本スイッチング電源装置が起動を開始すると、以後、上記変圧器２２の補助巻線２２ｃからダイオード２０を介して供給される電流によって、上記ＰＷＭ制御回路１５およびその他の補助回路（図示しない）が駆動され、図示しない起動用電源の動作は停止する。
【００５５】
次に、出力電力量検出回路１１の内部構成とその機能について説明する。出力電力量１１は、ＰＷＭ制御回路１５のＦＥＴ１９駆動用正電圧をダイオード１７、抵抗（素子）１８を介してコンデンサ１６に導き入れ、該コンデンサ１６を充電する回路により構成されている。
【００５６】
ＰＷＭ制御回路１５のＦＥＴ１９駆動正電圧によって、コンデンサ１６には、ダイオード１７、抵抗１８を介して電流が流入する。ここで、図示しない負荷に対する出力電力量が大きくなるに従って、上記ＦＥＴ１９駆動正電圧の時比率が大きくなり、その分、多くの電流がコンデンサ１６に流入することとなる。つまり、コンデンサ１６に加わる電圧は、ＦＥＴ１９駆動用正電圧の時比率に従った短形パルスであり、スイッチング電源装置内の部品、例えば変圧器２２により生じるノイズ等が含まれない。これにより、出力電力検出器１１は、図示しない負荷に供給する出力電力量を精度良く検出することができる。
【００５７】
抵抗１８は、コンデンサ１６の充電電流を量的に抑制し、コンデンサ１６の充電電圧を制限するための素子である。コンデンサ１６の充電電圧を制限できるので、出力電力量検出回路１１にて消費される電力量を低減することができる。抵抗１８により制限されたコンデンサ１６の充電電圧は、図示しない負荷に供給されている出力電力量に比例して変化する。これにより、抵抗１８により制限されたコンデンサ１６の充電電圧を利用しても、図示しない負荷に供給されている出力電力量を精度良く検出することができる。
【００５８】
また、抵抗１８は高い抵抗値を有するものが好ましい。これにより、コンデンサ１６に流入する電流を抑制することができ、出力電力量検出回路１１にて消費される電力量をより一層低減することができる。また、抵抗１８はインダクタに置き換えることも可能であり、充電電流を量的に抑制するような素子であればよい。
【００５９】
コンデンサ１６の充電電圧は、比較回路（判断手段）１４に伝達される。比較回路１４は、コンデンサ１６の充電電圧と比較回路１４内に設けられている基準電圧とを比較する。ここで、基準電圧を、出力端子９，１０から電力が出力される図示しない負荷が省電力モードであるときの出力電力量の最大値に相当するコンデンサ１６の充電電圧に設定しておくことで、比較回路１４は、負荷が省電力モードであるか否かの判断を行うことができる。すなわち、比較回路１４は、コンデンサ１６の充電電圧が基準電圧よりも小さい場合には、電気機器が省電力モードであると判断し、コンデンサ１６の充電電が基準電圧よりも大きい場合には、電気機器が通常モードであると判断することができる。つまり、スイッチング電源装置内で、電力を供給している電気機器が、通常モードであるか省電力モードであるかを自己判定することができる。
【００６０】
コンデンサ１６の充電電圧の方が、基準電圧よりも低い場合、つまり、電気機器が省電力モードであると比較回路１４が判断した場合、比較回路１４は、電気機器が省電力モードである旨の判断結果を昇圧チョッパー回路５へ送る。該判断結果を受けた昇圧チョッパー回路５の動作電源供給ライン１３上に設けられたチョッパー制御回路１２は、内部のスイッチをオフにする。これにより、動作電源供給ライン１３から昇圧チョッパー回路５への動作電源の供給が停止され、力率改善機能が機能しなくなり、その分、電力損失を減少することができる。
【００６１】
また、コンデンサ１６の充電電圧の方が、基準電圧よりも大きい場合、つまり、電気機器が通常モードであると比較回路１４が判断した場合、比較回路１４は、電気機器が通常モードである旨の判断結果を昇圧チョッパー回路５へ送る。該判断結果を受けた昇圧チョッパー回路５の動作電源供給ライン１３上に設けられたチョッパー制御回路１２のスイッチをオンにする。これにより、動作電源供給ライン１３から昇圧チョッパー回路５に動作電源が供給され、昇圧チョッパー回路５が動作することで力率が改善される。
【００６２】
次に、昇圧チョッパー回路５および比較回路１４の内部構成とその機能について、図４を用いて説明する。図４は、図３における比較回路１４の具体的な構成を示す電気回路図である。なお、図３と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６３】
抵抗２６および抵抗２７からなる直列回路は、正極性ライン３および負極性ライン４の間に接続されており、抵抗２６および抵抗２７の接続点と力率改善制御回路３０の入力端子４０とが接続されている。また、抵抗３１および抵抗３２からなる直列回路は、平滑コンデンサ７と並列に正極性ライン６および負極性ライン４の間に接続されており、抵抗３１および抵抗３２の接続点と力率改善制御回路３０の入力端子４１とが接続されている。また、抵抗２６と正極性ライン３との接続点、および、抵抗３１と正極性ライン６との接続点の間には、チョークコイル２５およびダイオード２９からなる直列回路が接続されている。さらに、チョークコイル２５およびダイオード２９の接続点と負極性ライン４との間には、スイッチングトランジスタ２８が接続されており、スイッチングトランジスタ２８のゲート電極と力率改善制御回路３０の出力端子４２とが接続されている。
【００６４】
抵抗２６および抵抗２７からなる直列回路は、正極性ライン３および負極性ライン４の間の電圧を抵抗分圧により降圧し、力率改善制御回路３０に入力させる。また、抵抗３１および抵抗３２からなる直列回路は、平滑コンデンサ７の充電電圧を抵抗分圧により降圧し、力率改善制御回路３０に入力させる。
【００６５】
力率改善制御回路３０は、スイッチングトランジスタ２８の駆動信号を出力端子４２から送出してスイッチングトランジスタ２８をオン／オフ制御する。
【００６６】
昇圧のメカニズムは、通常、一般の昇圧チョッパー回路と同じである。スイッチングトランジスタ２８のオン期間中にブリッジダイオードの正極性ライン３からチョークコイル２５を介してスイッチングトランジスタ２８に電流が流れてチョークコイル２５内に励磁エネルギが蓄積される。スイッチングトランジスタ２８がオフになると、該励磁エネルギーにより、昇圧電流がブリッジダイオード２の正極性ライン３からチョークコイル２５およびダイオード２９を介して平滑コンデンサ７に流入する。
【００６７】
力率改善制御回路３０は、入力端子４１にて平滑コンデンサ７の充電電圧レベルを監視し、該充電電圧レベルが所定の電圧より大きい場合、チョークコイル２５を流れる電流波形の波高値が全体に低くなるように、スイッチングトランジスタ２８をオン／オフ制御し、逆に、上記充電電圧レベルが所定の電圧より小さい場合、チョークコイル２５を流れる電流波形の波高値が全体に高くなるように、スイッチングトランジスタ２８のオン／オフ制御をする。これにより、平滑コンデンサ７の充電電圧が所定の一定電圧値となる。
【００６８】
また、図３で示した上記比較回路１４は、抵抗１８とコンデンサ１６の接続点にツェナーダイオード３６のカソードが、更に該ツェナーダイオード３６のアノードにＮＰＮトランジスタ３５のベースが抵抗３７を介して接続され、更にまた、コンデンサ１６のもう一方の端子に上記ＮＰＮトランジスタ３５のエミッタが接続される構成である。
【００６９】
コンデンサ１６の充電電圧がツェナーダイオード３６のツェナー電圧よりも大きい場合、カソードからアノードに向って電流が流れて上記ＮＰＮトランジスタ３５がオンし、該ＮＰＮトランジスタ３５のコレクタがローレベルの電圧レベルになる。また、コンデンサ１６の充電電圧がツェナーダイオード３６のツェナー電圧よりも小さい場合、カソードからアノードに向かって電流が流れないので、ＮＰＮトランジスタ３５がオフし、該ＮＰＮトランジスタ３５のコレクタはハイレベルの電圧レベルになる。
【００７０】
上記チョッパー制御回路１２は、ＰＮＰトランジスタ３３からなり、エミッタがコンデンサ２１に接続されると共に、コレクタが力率改善制御回路３０の動作用電源受信端子に接続され、且つ、ベースがベース電流制限抵抗３４を介して上記ＮＰＮトランジスタ３５のコレクタに接続されている。上記のように、コンデンサ１６の充電電圧がツェナーダイオード３６のツェナー電圧より大きい場合、上記ＮＰＮトランジスタ３５がオンしてＰＮＰトランジスタ３３のベースの電圧レベルがローレベルに引き下げられ、上記ＰＮＰトランジスタ３３がオンするので、動作電源供給ライン１３から動作電源が供給されて力率改善制御回路３０が動作する。逆に、コンデンサ１６の充電電圧がツェナーダイオード３６のツェナー電圧よりも小さい場合、ＮＰＮトランジスタ３５がオフしてＰＮＰトランジスタ３３のベース電圧レベルがハイレベルに引き上げられ、上記ＰＮＰトランジスタ３３がオフするので、動作電源供給ライン１３から動作電源が供給されなくなり、力率改善制御回路３０の動作が停止する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係るスイッチング電源装置は、力率改善機能を有する昇圧チョッパー回路５等の力率改善手段と、スイッチング機能を有するＦＥＴ（主スイッチング素子）１９とを有しており、力率改善手段からの出力電圧を、ＦＥＴ１９を介して、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、コンデンサ１６を有し、ＦＥＴ１９の駆動電圧を該コンデンサ１６に導き入れて、該コンデンサ１６を充電することにより、負荷に供給されている出力電力量を検出する出力電力量検出回路（出力電力量検出手段）１１と、検出された出力電力量が所定量以上であるか否かを判断する比較回路（判断手段）１４と、検出された出力電力量が所定量以上であると比較回路１４によって判断された場合に前記力率改善手段を機能させる一方、所定量未満であると判断された場合に前記力率改善手段を機能させないチョッパー制御回路（力率改善機能制御手段）１２とを備えている。
【００７２】
以上により、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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。
【００７３】
また、加えて、当該スイッチング電源装置内で、負荷に供給される電力状態を自己判定することができ、接続される電気機器からの信号を受けることができない例えばＡＣアダプター等に有効なスイッチング電源装置を実現できる。
【００７４】
〔実施の形態２〕
本発明のスイッチング電源装置に関する他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７５】
図５は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置の具体的構成例を示す回路図を示している。
【００７６】
上記実施の形態１と異なる点は、チョッパー制御回路１２のＰＮＰトランジスタ３３のベースにベース電流制限抵抗３４を介してフォトカプラ３８のトランジスタ側のコレクタが接続され、エミッタは接地されている。また、フォトカプラ３８には図示しない電気機器（スイッチング電源装置の外部にあたる）からの制御信号３９が入力されている。
【００７７】
制御信号３９は、電気機器が省電力モードである場合にはローレベルの信号であり、電気機器が通常モードである場合にはハイレベルの信号である。制御信号３９は、電気機器から直接に導き出されているために、電気機器が省電力モードであるか、通常モードであるか、をより精度良く示すことができる。
【００７８】
制御信号３９がローレベルの場合、フォトカプラ３８のトランジスタ側はオフであり、ＰＮＰトランジスタ３３のベース電圧レベルがハイレベルに引き上げられ、上記ＰＮＰトランジスタ３３がオフするので、動作電源供給ライン１３から動作電源が供給されなくなり、力率改善制御回路３０の動作が停止する。逆に制御信号３９がハイレベルの場合、フォトカプラ３８のトランジスタ側はオンするのでＰＮＰトランジスタ３３のベースの電圧レベルがローレベルに引き下げられ、上記ＰＮＰトランジスタ３３がオンするので、動作電源供給ライン１３から動作電源が供給されて力率改善制御回路３０が動作する。
【００７９】
以上のように、本実施の形態に係るスイッチング電源装置は、力率改善機能を有する昇圧チョッパー回路５等の力率改善手段と、昇圧チョッパー回路５からの出力電圧を、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、前記負荷の動作状態に応じた制御信号３９を外部より受け、該制御信号３９により、昇圧チョッパー回路５を機能させるか否かの制御を行うチョッパー制御回路（力率改善機能制御手段）１２を備えていることを特徴としている。
【００８０】
上記の構成によれば、負荷の状態に基づいて、昇圧チョッパー回路５の力率改善機能が制御され、負荷に電力が供給される。したがって、負荷が通常モードのときに力率改善機能を機能させ、負荷が省電力モードのときに力率改善機能を機能させないことができる。つまり、負荷が省電力モードのときには、昇圧チョッパー回路５に必要とされる電力分だけさらに省電力化することができる。
【００８１】
また、制御信号３９を外部より受けるため、当該スイッチング電源装置内に、負荷が省電力モード状態であるか否かを判断する手段を設ける必要がないため、部品点数をさらに低減することができる。さらに、制御信号３９は、スイッチング電源装置内の部品によって影響を受けることがないため、ノイズ等が入ることがないことはあきらかである。よって、負荷が省電力モード状態である場合に、より確実に昇圧チョッパー回路５を機能させないことができるため、一層の省電力化が図れる。
【００８２】
さらに、省電力モードにおける負荷に供給される出力電力量は、通常、負荷の種類に応じて変動するが、制御信号３９を外部から受けることにより、当該スイッチング電源装置内で設定変更をする必要がなく、様々な種類の負荷に柔軟に対応することができる。
【００８３】
以上により、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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。
【００８４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、力率改善機能を有する力率改善手段と、スイッチング機能を有する主スイッチング素子とを有しており、前記力率改善手段からの出力電圧を、前記主スイッチング素子を介して、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、コンデンサを有し、前記主スイッチング素子の駆動電圧を該コンデンサに導き入れて、該コンデンサを充電することにより、前記負荷に供給されている出力電力量を検出する出力電力量検出手段と、検出された出力電力量が所定量以上であるか否かを判断する判断手段と、検出された出力電力量が所定量以上であると前記判断手段によって判断された場合に前記力率改善手段を機能させる一方、所定量未満であると判断された場合に前記力率改善手段を機能させない力率改善機能制御手段とを備えている構成である。
【００８６】
それゆえ、負荷が省電力モードの場合、力率改善機能を機能させない状態で力率改善手段を用いることができ、力率改善手段とは別の回路を設ける必要がない。よって、該別の回路に要する部品点数を削減することができる。さらに、前記主スイッチング素子の駆動電圧は、他の部品の影響を受けることがないので、ノイズが含まれない。したがって、従来に比べて精度良く出力電力量を検出することができる。
【００８７】
これにより、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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という効果を奏する。また、加えて、当該スイッチング電源装置内で、負荷に供給される電力状態を自己判定することができ、接続される電気機器からの信号を受けることができない例えばＡＣアダプター等に有効であるという効果も奏する。
【００８８】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記主スイッチング素子の駆動電圧が、ダイオードと前記コンデンサの充電電流を量的に抑制する素子とを介して、該コンデンサに導き入れられている構成である。
【００８９】
それゆえ、コンデンサの充電電圧を負荷に供給されている出力電力量に比例させた状態で、該充電電圧を制限することができる。これにより、該充電電圧に基づいて、出力電力量を検出することができるとともに、出力電力量検出手段における消費電力を低減できるという効果を奏する。
【００９０】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記素子が、抵抗またはインダクタである構成である。
【００９１】
それゆえ、簡単な回路構成で、、コンデンサの充電電圧を負荷に供給されている出力電力量に比例して変化させ、出力電力量を検出することができるという効果を奏する。特に、上記素子が高い抵抗値の抵抗である場合には、僅少の消費電力で出力電力量の検出機能を果たすことができるという効果を奏する。
【００９２】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記判断手段は、前記コンデンサの両端の電圧値が所定電圧値以上の場合に、検出された出力電力量が所定量以上であると判断する構成である。
【００９３】
それゆえ、出力電力量が所定量以上であるかの否かの判断を、コンデンサの両端の電圧値と所定電圧値との比較により簡単に行うことができるという効果を奏する。
【００９４】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記判断手段は、ツェナーダイオードを有しており、該ツェナーダイオードのツェナー電圧が前記所定電圧値に対応する構成である。
【００９５】
それゆえ、判断手段をツェナーダイオードで構成するという簡単な構成によって、上記判断手段を実現することができるという効果を奏する。
【００９６】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記力率改善機能制御手段は、閉または開により前記力率改善手段に対する動作電源の供給または遮断を行う開閉手段を有しており、前記力率改善手段を機能させない場合に、前記開閉手段が前記力率改善手段に対する動作電源の遮断を行う構成である。
【００９７】
それゆえ、出力電力量が所定量以上であると上記判断手段で判断されると、開閉手段が閉状態となり動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、出力電力量が所定量未満であると上記判断手段で判断されると、開閉手段が開状態となり動作電源が力率改善手段に供給されないため、省電力化を図ることができるという効果を奏する。また、例えば、スイッチ素子のような開閉手段により、簡単な構成で力率改善機能制御手段を実現することができるという効果も奏する。
【００９８】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記開閉手段はトランジスタであり、前記力率改善手段を機能させない場合に、該トランジスタを導通させない構成である。
【００９９】
それゆえ、出力電力量が所定量以上であると上記判断手段で判断されると、上記トランジスタを導通させるため、動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、出力電力量が所定量未満であると上記判断手段で判断されると、上記トランジスタを導通させないため、動作電源が力率改善手段に供給されない。これにより、省電力化を図ることができるという効果を奏する。また、トランジスタという簡単な構成により、上記開閉手段を実現することができるという効果も奏する。
【０１００】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、力率改善機能を有する力率改善手段と、前記力率改善手段からの出力電圧を、負荷に供給するスイッチング電源装置であって、前記負荷の動作状態に応じた制御信号を外部より受け、該制御信号により、前記力率改善手段を機能させるか否かの制御を行う力率改善機能制御手段を備えている構成である。
【０１０１】
それゆえ、前記制御信号を外部より受けるため、スイッチング電源装置内の部品によって影響を受けることがなく、ノイズ等が入ることがないことはあきらかである。よって、負荷が省電力モード状態である場合に、より確実に力率改善手段を機能させないことができるため、一層の省電力化が図れる。また、負荷が省電力モードである場合、力率改善手段を機能させないことができる。これより、力率改善部を介さないための回路を必要とせず、かつ、低消費電力時に更に省電力を図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という効果を奏する。
【０１０２】
さらに、省電力モードにおける負荷に供給される出力電力量は、通常、負荷の種類に応じて変動するが、前記制御信号を外部から受けることにより、当該スイッチング電源装置内で設定変更をする必要がなく、様々な種類の負荷に柔軟に対応することができるという効果も奏する。
【０１０３】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、上記の構成に加えて、前記力率改善機能制御手段は、閉または開により前記力率改善手段に対する動作電源の供給または遮断を行う開閉手段を有しており、前記力率改善手段を機能させない場合に、前記開閉手段が前記力率改善手段に対する動作電源の遮断を行う構成である。
【０１０４】
それゆえ、上記制御信号に応じて、開閉手段が閉状態となり動作電源が力率改善手段に供給される。これにより、力率改善を行うことができる。一方、上記制御信号に応じて、開閉手段が開状態となり動作電源が力率改善手段に供給されないため、省電力化を図ることができる。また、例えば、スイッチ素子のような開閉手段により、簡単な構成で力率改善機能制御手段を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチング電源装置に係る一構成例を示す電気回路図である。
【図２】図１に示すスイッチング電源装置において力率改善機能制御手段を示す電気回路図である。
【図３】図１に示すスイッチング電源装置において電圧変換回路をより詳しく示す電気回路図である。
【図４】図３に示すスイッチング電源装置において比較回路および昇圧チョッパー回路をより詳しく示す電気回路図である。
【図５】本発明のスイッチング電源装置に係る他の構成例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
５昇圧チョッパー回路（力率改善手段）
１１出力電力量検出回路（出力電力量検出手段）
１２チョッパー制御回路（力率改善機能制御手段）
１４比較回路（判断手段）
１６コンデンサ
１７ダイオード
１８抵抗（素子）
１９ＦＥＴ（主スイッチング素子）
３６ツェナーダイオード
３９制御信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching power supply device used as a DC power supply for electrical equipment.
[0002]
[Prior art]
Since electric devices such as facsimiles, telephones, copiers, other OA devices and home appliances require a stable and constant operating voltage, a switching power supply device that outputs a stabilized voltage has been conventionally used. . Also, in recent years, there are an increasing number of electrical devices that need to be supplied with power during standby other than the original operation (normal mode), that is, during low power consumption (power saving mode). The switching power supply device must always supply power to the electrical equipment. On the other hand, it is necessary to save power due to the recent energy situation. Therefore, it is important to reduce the power consumption of the switching power supply device during standby, which has a larger time ratio than the original operation time.
[0003]
By the way, the following are widely known as switching power supply devices. That is, the rectified voltage (pulsating flow) obtained from the AC power supply by the rectifier circuit is smoothed by the smoothing circuit and converted to a DC voltage. This DC voltage is interrupted by the switching element, and the switching output is supplied to the output rectifying / smoothing circuit to obtain an arbitrary DC voltage.
[0004]
In such a switching power supply device, when the smoothing circuit on the input side is a capacitor input type, the input current flows only during a period when the voltage after rectification is higher than the charging voltage of the input smoothing capacitor. There was a problem that the conduction angle was narrow and the power factor was lowered. Therefore, in order to solve this problem, conventionally, a switching power supply device including a boost chopper circuit having a power factor correction function has been used.
[0005]
However, the switching power supply device provided with such a boost chopper circuit saves power because the power factor is improved and reactive power is reduced, but compared with a switching power supply device that does not have a power factor improvement function, Since power loss accompanying the power factor improvement operation of the boost chopper circuit occurs, the power conversion efficiency is degraded accordingly. In particular, the power factor improvement function is operated even in a low power consumption state where there is no need for power factor improvement, such as when the device is on standby, and wasted power is wasted.
[0006]
Patent Document 1 discloses a power supply device configured to supply power to a device without going through a power factor improvement unit when the device is in a power saving mode.
[0007]
In Patent Document 2, the output of the step-up chopper circuit is converted into a voltage by a transformer having an auxiliary winding on the primary side, a desired voltage is supplied to a load, and the positive voltage induced in the auxiliary winding is a capacitor. A switching power supply device is disclosed that detects the amount of output power supplied to the load by charging the capacitor into the load and does not cause the power factor correction function to function according to the amount of output power.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-136858 (published on May 21, 1999)
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2001-95236 A (published on April 6, 2001)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the power supply device as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a circuit including a switch, a rectifier, and the like separately from the power factor improvement unit in order to avoid the power factor improvement unit. There was a problem that the score increased.
[0011]
Further, in the switching power supply device disclosed in Patent Document 2, a lot of noise components are included in the positive voltage induced in the auxiliary winding of the transformer, and the positive voltage depends on the degree of coupling of the transformer. And depends on the load. That is, the output power amount detected using the positive voltage often includes an error. As a result, even when the electrical device is in the power saving mode, there is a problem that the power factor improving function is functioning, and sufficient power saving cannot be achieved.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is not to require a circuit that does not go through the power factor improvement unit, and can further save power when the power consumption is low. The object is to provide a switching power supply.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply device according to the present invention includes a power factor improving unit having a power factor improving function and a main switching element having a switching function. From the power factor improving unit, The switching power supply device supplies the output voltage of the main switching element to a load via the main switching element, the capacitor having a capacitor, and driving the driving voltage of the main switching element into the capacitor to charge the capacitor The output power amount detection means for detecting the output power amount supplied to the load, the determination means for determining whether or not the detected output power amount is a predetermined amount or more, and the detected output power amount When the determination means determines that the power factor is greater than or equal to a predetermined amount, the power factor improvement means functions. On the other hand, when it is determined that the power factor is less than the predetermined amount, the power factor correction is performed. It is characterized in that it comprises a not functional power factor improving function control unit means.
[0014]
According to said structure, the power factor improvement function of a power factor improvement means is controlled based on the state of load, and electric power is supplied to load. Therefore, the power factor improvement function can be functioned when the load is in the normal mode, and the power factor improvement function can be prevented from functioning when the load is in the power saving mode. That is, when the load is in the power saving mode, it is possible to further save power by the amount of power required for the power factor improving means.
[0015]
Further, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be used in a state where the power factor improving function is not functioned, and there is no need to provide a circuit different from the power factor improving means as in Patent Document 1. . Therefore, the number of parts required for the another circuit can be reduced.
[0016]
Further, the driving voltage of the main switching element is a short pulse and is not affected by other components, and therefore does not include noise. Therefore, by introducing the drive voltage into the capacitor and charging the capacitor, there is no error in the output power supplied to the detected load, and the output power is detected more accurately than in the past. can do. That is, the power saving mode state of the load can be detected with high accuracy, and the power factor improving means can be prevented from functioning more reliably in the power saving mode, so that further power saving can be achieved.
[0017]
As described above, it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor correction unit and that can further save power when the power consumption is low.
[0018]
In addition, it is possible to self-determine the power state supplied to the load in the switching power supply device, which is effective for an AC adapter or the like that cannot receive a signal from the connected electrical device.
[0019]
In order to solve the above-described problem, a switching power supply device according to the present invention includes, in addition to the above-described configuration, a driving voltage of the main switching element including an element that quantitatively suppresses a charging current of the diode and the capacitor. And is introduced into the capacitor.
[0020]
According to the above configuration, the charging voltage can be limited in a state in which the charging voltage of the capacitor is proportional to the amount of output power supplied to the load. Thereby, while being able to detect output electric energy based on this charging voltage, the power consumption in an output electric energy detection means can be reduced.
[0021]
In order to solve the above problems, the switching power supply according to the present invention is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the element is a resistor or an inductor.
[0022]
According to the above configuration, it is possible to detect the output power amount by changing the charging voltage of the capacitor in proportion to the output power amount supplied to the load with a simple circuit configuration. In particular, when the element is a resistor having a high resistance value, the function of detecting the output electric energy can be achieved with a small amount of power consumption.
[0023]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply according to the present invention, in addition to the above-described configuration, may be configured such that the determination unit detects the output when the voltage value across the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage value. It is characterized in that it is determined that the amount of power is equal to or greater than a predetermined amount.
[0024]
According to the above configuration, it is possible to easily determine whether or not the output power amount is equal to or greater than a predetermined amount by comparing the voltage value at both ends of the capacitor with the predetermined voltage value.
[0025]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply according to the present invention has a Zener diode in addition to the above-described configuration, and the Zener voltage of the Zener diode is set to the predetermined voltage value. It is characterized by corresponding.
[0026]
According to the above configuration, the determination unit can be realized by a simple configuration in which the determination unit is configured by a Zener diode.
[0027]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply according to the present invention is configured so that, in addition to the above-described configuration, the power factor improvement function control unit supplies or shuts off the operation power to the power factor improvement unit by closing or opening. When the power factor improving means is not functioned, the opening / closing means shuts off the operating power supply to the power factor improving means.
[0028]
According to the above configuration, when the determination unit determines that the output power amount is greater than or equal to the predetermined amount, the opening / closing unit is closed and the operating power is supplied to the power factor improvement unit. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, when the determination means determines that the output power amount is less than the predetermined amount, the opening / closing means is opened and the operating power supply is not supplied to the power factor improvement means, so that power saving can be achieved. Here, by making the predetermined amount correspond to the amount of power when the load is in the power saving mode, it is possible to efficiently save power in the power factor improving means when the load is in the power saving mode. Further, for example, the power factor correction function control means can be realized with a simple configuration by an opening / closing means such as a switch.
[0029]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply according to the present invention is configured such that, in addition to the above-described configuration, the opening / closing means is a transistor, and the transistor does not conduct when the power factor improving means does not function. It is characterized by.
[0030]
According to the above configuration, when the determination unit determines that the output power amount is greater than or equal to the predetermined amount, the operation power is supplied to the power factor improvement unit to turn on the transistor. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, if the determination means determines that the output power amount is less than the predetermined amount, the transistor is not turned on, and thus no operating power is supplied to the power factor improvement means. Thereby, power saving can be achieved. In addition, the opening / closing means can be realized with a simple configuration of a transistor.
[0031]
In order to solve the above problems, a switching power supply according to the present invention is a switching power supply that supplies a power factor improving means having a power factor improving function and an output voltage from the power factor improving means to a load. Power factor improvement function control means for receiving a control signal according to the operating state of the load from the outside and controlling whether or not the power factor improvement means functions according to the control signal. It is said.
[0032]
According to said structure, the power factor improvement function of a power factor improvement means is controlled based on the state of load, and electric power is supplied to load. Therefore, the power factor improvement function can be functioned when the load is in the normal mode, and the power factor improvement function can be prevented from functioning when the load is in the power saving mode. That is, when the load is in the power saving mode, it is possible to further save power by the amount of power required for the power factor improving means.
[0033]
Further, since the control signal is received from the outside, it is not necessary to provide a means for determining whether or not the load is in the power saving mode state in the switching power supply device, and therefore the number of parts can be further reduced. Further, since the control signal is not affected by the components in the switching power supply device, it is obvious that noise or the like does not enter. Therefore, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be prevented from functioning more reliably, and therefore further power saving can be achieved.
[0034]
Furthermore, the amount of output power supplied to the load in the power saving mode usually varies depending on the type of load, but it is necessary to change the setting in the switching power supply device by receiving the control signal from the outside. It can respond flexibly to various types of loads.
[0035]
Further, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be used in a state where the power factor improving function is not functioned, and there is no need to provide a circuit different from the power factor improving means as in Patent Document 1. . Therefore, the number of parts required for the another circuit can be reduced.
[0036]
As described above, it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor correction unit and that can further save power when the power consumption is low.
[0037]
In order to solve the above-described problem, the switching power supply according to the present invention is configured so that, in addition to the above-described configuration, the power factor improvement function control unit supplies or shuts off the operation power to the power factor improvement unit by closing or opening. When the power factor improving means is not functioned, the opening / closing means shuts off the operating power supply to the power factor improving means.
[0038]
According to said structure, according to the said control signal, an opening / closing means will be in a closed state and an operating power supply will be supplied to a power factor improvement means. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, according to the control signal, the opening / closing means is opened and the operating power is not supplied to the power factor improving means, so that power saving can be achieved. Further, for example, the power factor improvement function control means can be realized with a simple configuration by an opening / closing means such as a switch element.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
One embodiment of the switching power supply device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0040]
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a schematic configuration of the switching power supply device according to the present embodiment. The switching power supply device includes a bridge diode 2 connected to a commercial AC power supply 1, a power factor improving means having a power factor improving function, such as a boost chopper circuit (power factor improving means) 5, a smoothing capacitor 7, a voltage A conversion circuit 8 and a positive output terminal 9 and a negative output terminal 10 connected to the output terminal of the voltage conversion circuit 8 are provided.
[0041]
A step-up chopper circuit 5 is connected to the output terminal of the bridge diode 2 via a positive polarity line 3 and a negative polarity line 4. Note that the negative polarity line 4 is a line that applies the same potential to the smoothing capacitor 7 and the voltage conversion circuit 8 while maintaining the same potential in the boost chopper circuit 5. The smoothing capacitor 7 is connected between the positive polarity line 6 and the negative polarity line 4 connected to the output terminal of the boost chopper circuit 5. The voltage conversion circuit 8 is connected to the positive polarity line 6 and the negative polarity line 4.
[0042]
The AC voltage obtained from the AC power source 1 is rectified and smoothed through the bridge diode 2, the step-up chopper circuit 5, and the smoothing capacitor 7. The smoothed voltage is input to the voltage conversion circuit 8. The voltage conversion circuit 8 converts the input voltage into a desired voltage, and then supplies the converted voltage to a load (electric device) (not shown) via the positive output terminal 9 and the negative output terminal 10. In addition, an output power amount detection circuit 11 is provided in the voltage conversion circuit 8.
[0043]
The output power amount detection circuit 11 detects the amount of output power supplied to a load (not shown) from the positive output terminal 9 and the negative output terminal 10 of the switching power supply device. Using this detected amount, the determination means described later determines whether or not to operate the power factor correction function of the boost chopper circuit 5 and sends the determination result to the boost chopper circuit 5.
[0044]
When the boost chopper circuit 5 receives the determination result that the power factor correction function is not functioned, the boost chopper circuit 5 stops the boost function. As a result, the output voltage of the bridge diode 2 is output to the smoothing capacitor 7 as it is, and the power loss can be reduced by the amount consumed by the boost chopper circuit 5. That is, the output voltage of the bridge diode 2 passes through the boost chopper circuit. At this time, the power factor is not improved, but since the electric device receiving power from the switching power supply is in the power saving mode, the power factor does not need to be improved and there is no problem.
[0045]
On the other hand, when receiving the determination result for operating the power factor correction function, the boost chopper circuit 5 operates the boost function to boost the output voltage of the bridge diode 2. Thereby, a power factor is improved.
[0046]
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a control means for the power factor correction function in the step-up chopper circuit 5 in the switching power supply device shown in FIG.
[0047]
As shown in FIG. 2, the operation power supply of the boost chopper circuit 5 is supplied from the voltage conversion circuit 8 to the boost chopper circuit 5 through the operation power supply line 13. The operation power supply line 13 is connected to a chopper control circuit (power factor improvement function control means) 12 provided in the boost chopper circuit 5. The chopper control circuit 12 has opening / closing means such as a switch, for example, and the power factor improvement function can be caused to function by the opening / closing operation. That is, when the power factor improvement function is functioned, the chopper control circuit 12 closes the switch (ON) so that the operation power is supplied to the boost chopper circuit 5. On the other hand, when the power factor correction function is not functioned, the chopper control circuit 12 opens the switch (off) so that the operation power is not supplied to the boost chopper circuit 5. Thus, since the power factor correction function can be prevented from functioning by shutting off the operating power supply to the boost chopper circuit 5, it is not necessary to provide a circuit different from the boost chopper circuit as in Patent Document 1. Therefore, the number of parts required for the another circuit can be reduced.
[0048]
Note that the operation power supply of the step-up chopper circuit 5 does not necessarily have to be supplied from the voltage conversion circuit 8 and may be supplied from another power supply line or the positive polarity line 3. However, even in such a case, it is connected to the line via the chopper control circuit 12 for controlling the supply and cut-off of the operating power.
[0049]
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing an internal configuration of the voltage conversion circuit 8 in the switching power supply device as shown in FIG. In the switching power supply according to the present embodiment, for example, a PWM control type flyback converter circuit is employed. Note that members having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0050]
A series circuit of a primary winding 22 a of a transformer 22 and a field effect transistor (FET) (main switching element) 19 is connected between the positive polarity line 6 and the negative polarity line 4. A series circuit of the secondary winding 22 c of the transformer 22 and the diode 23 is connected to the smoothing capacitor 24. A PWM control circuit is connected to the gate electrode of the FET 19. A smoothing capacitor 21 is connected to the PWM control circuit 15, and a startup power supply (not shown) for charging the smoothing capacitor 21 is connected to the smoothing capacitor 21. The smoothing capacitor 21 is connected to a series circuit of the auxiliary winding 22 b of the transformer 22 and the diode 20.
[0051]
When the AC power source 1 is connected to the switching power source device, a rectified voltage is output from the bridge diode 2 to the positive polarity line 3 and the negative polarity line 4. At this time, since the step-up chopper circuit 5 is not yet operated, the rectified current is not improved in power factor and is output to the smoothing capacitor 7 as it is.
[0052]
A start-up power supply (not shown) charges the capacitor 21, and when the charging voltage reaches a predetermined voltage or higher, the PWM control circuit 15 starts operation. The FET 19 is driven by the PWM control circuit 15 and performs on / off control of the current flowing through the primary winding 22 a of the transformer 22. The embodiment illustrated here relates to a flyback converter circuit, and an induced voltage is generated in the secondary winding 22 c of the transformer 22 during the OFF period of the FET 19. The induced voltage is rectified and smoothed by the diode 23 and the capacitor 24 and supplied from the output terminals 9 and 10 to a load (not shown).
[0053]
An output voltage detection circuit (not shown) detects a voltage between the output terminal 9 and the output terminal 10. Information on the detected voltage is transmitted to the PWM control circuit 15 via a photocoupler (not shown). The PWM control circuit 15 controls the ON period of the FET 19 based on the received information, and as a result, controls the output voltage to a predetermined value.
[0054]
When the switching power supply device starts up, the PWM control circuit 15 and other auxiliary circuits (not shown) are driven by the current supplied from the auxiliary winding 22c of the transformer 22 through the diode 20. The operation of the startup power supply (not shown) is stopped.
[0055]
Next, the internal configuration and function of the output power amount detection circuit 11 will be described. The output power amount 11 is constituted by a circuit that introduces a positive voltage for driving the FET 19 of the PWM control circuit 15 into the capacitor 16 via the diode 17 and the resistor (element) 18 and charges the capacitor 16.
[0056]
A current flows into the capacitor 16 through the diode 17 and the resistor 18 by the FET 19 driving positive voltage of the PWM control circuit 15. Here, as the amount of output power with respect to a load (not shown) increases, the time ratio of the FET 19 driving positive voltage increases, and accordingly, a larger amount of current flows into the capacitor 16. That is, the voltage applied to the capacitor 16 is a short pulse in accordance with the time ratio of the positive voltage for driving the FET 19, and does not include noise generated by components in the switching power supply device, for example, the transformer 22. Thereby, the output power detector 11 can accurately detect the amount of output power supplied to a load (not shown).
[0057]
The resistor 18 is an element for quantitatively suppressing the charging current of the capacitor 16 and limiting the charging voltage of the capacitor 16. Since the charging voltage of the capacitor 16 can be limited, the amount of power consumed by the output power amount detection circuit 11 can be reduced. The charging voltage of the capacitor 16 limited by the resistor 18 changes in proportion to the amount of output power supplied to a load (not shown). Thereby, even if the charging voltage of the capacitor 16 limited by the resistor 18 is used, it is possible to accurately detect the amount of output power supplied to a load (not shown).
[0058]
The resistor 18 preferably has a high resistance value. As a result, the current flowing into the capacitor 16 can be suppressed, and the amount of power consumed by the output power amount detection circuit 11 can be further reduced. In addition, the resistor 18 can be replaced with an inductor, and any element that suppresses the charging current quantitatively may be used.
[0059]
The charging voltage of the capacitor 16 is transmitted to the comparison circuit (determination means) 14. The comparison circuit 14 compares the charging voltage of the capacitor 16 with a reference voltage provided in the comparison circuit 14. Here, the reference voltage is set to the charging voltage of the capacitor 16 corresponding to the maximum value of the output power when the load (not shown) from which power is output from the output terminals 9 and 10 is in the power saving mode. The comparison circuit 14 can determine whether or not the load is in the power saving mode. In other words, the comparison circuit 14 determines that the electrical device is in the power saving mode when the charging voltage of the capacitor 16 is smaller than the reference voltage, and the electrical circuit when the charging power of the capacitor 16 is larger than the reference voltage. It can be determined that the device is in the normal mode. That is, in the switching power supply device, it is possible to self-determine whether the electric device that supplies power is in the normal mode or the power saving mode.
[0060]
When the charging voltage of the capacitor 16 is lower than the reference voltage, that is, when the comparison circuit 14 determines that the electric device is in the power saving mode, the comparison circuit 14 indicates that the electric device is in the power saving mode. The determination result is sent to the boost chopper circuit 5. The chopper control circuit 12 provided on the operation power supply line 13 of the boost chopper circuit 5 that has received the determination result turns off the internal switch. As a result, the supply of the operating power from the operating power supply line 13 to the boost chopper circuit 5 is stopped, the power factor improving function does not function, and the power loss can be reduced correspondingly.
[0061]
When the charging voltage of the capacitor 16 is larger than the reference voltage, that is, when the comparison circuit 14 determines that the electric device is in the normal mode, the comparison circuit 14 indicates that the electric device is in the normal mode. The determination result is sent to the boost chopper circuit 5. The switch of the chopper control circuit 12 provided on the operation power supply line 13 of the boost chopper circuit 5 that has received the determination result is turned on. As a result, the operating power is supplied from the operating power supply line 13 to the boost chopper circuit 5, and the boost chopper circuit 5 operates to improve the power factor.
[0062]
Next, the internal configurations and functions of the boost chopper circuit 5 and the comparison circuit 14 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of the comparison circuit 14 in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as FIG. 3, and detailed description is abbreviate | omitted.
[0063]
The series circuit composed of the resistor 26 and the resistor 27 is connected between the positive polarity line 3 and the negative polarity line 4, and the connection point of the resistance 26 and the resistance 27 and the input terminal 40 of the power factor correction control circuit 30 are connected. Has been. A series circuit composed of a resistor 31 and a resistor 32 is connected between the positive polarity line 6 and the negative polarity line 4 in parallel with the smoothing capacitor 7, and a connection point between the resistance 31 and the resistance 32 and a power factor correction control circuit. 30 input terminals 41 are connected. A series circuit including a choke coil 25 and a diode 29 is connected between a connection point between the resistor 26 and the positive line 3 and between a connection point between the resistor 31 and the positive line 6. Further, a switching transistor 28 is connected between the connection point of the choke coil 25 and the diode 29 and the negative line 4, and the gate electrode of the switching transistor 28 and the output terminal 42 of the power factor correction control circuit 30 are connected. It is connected.
[0064]
The series circuit composed of the resistor 26 and the resistor 27 steps down the voltage between the positive polarity line 3 and the negative polarity line 4 by resistance voltage division and inputs it to the power factor correction control circuit 30. In addition, the series circuit including the resistor 31 and the resistor 32 steps down the charging voltage of the smoothing capacitor 7 by resistance voltage division and inputs it to the power factor correction control circuit 30.
[0065]
The power factor correction control circuit 30 sends a drive signal for the switching transistor 28 from the output terminal 42 to control the switching transistor 28 on / off.
[0066]
The boosting mechanism is usually the same as a general boosting chopper circuit. During the ON period of the switching transistor 28, a current flows from the positive polarity line 3 of the bridge diode to the switching transistor 28 via the choke coil 25, and excitation energy is accumulated in the choke coil 25. When the switching transistor 28 is turned off, the boosted current flows from the positive polarity line 3 of the bridge diode 2 into the smoothing capacitor 7 through the choke coil 25 and the diode 29 by the excitation energy.
[0067]
The power factor correction control circuit 30 monitors the charging voltage level of the smoothing capacitor 7 at the input terminal 41, and when the charging voltage level is higher than a predetermined voltage, the peak value of the current waveform flowing through the choke coil 25 is low overall. Thus, the switching transistor 28 is controlled to be turned on / off, and conversely, when the charging voltage level is lower than a predetermined voltage, the switching transistor 28 is set so that the peak value of the current waveform flowing through the choke coil 25 is increased as a whole. ON / OFF control. Thereby, the charging voltage of the smoothing capacitor 7 becomes a predetermined constant voltage value.
[0068]
In the comparison circuit 14 shown in FIG. 3, the cathode of the Zener diode 36 is connected to the connection point of the resistor 18 and the capacitor 16, and the base of the NPN transistor 35 is connected to the anode of the Zener diode 36 via the resistor 37. Furthermore, the emitter of the NPN transistor 35 is connected to the other terminal of the capacitor 16.
[0069]
When the charging voltage of the capacitor 16 is larger than the Zener voltage of the Zener diode 36, a current flows from the cathode to the anode, the NPN transistor 35 is turned on, and the collector of the NPN transistor 35 becomes a low voltage level. When the charging voltage of the capacitor 16 is smaller than the Zener voltage of the Zener diode 36, no current flows from the cathode to the anode, so that the NPN transistor 35 is turned off, and the collector of the NPN transistor 35 has a high level voltage level. become.
[0070]
The chopper control circuit 12 includes a PNP transistor 33, an emitter connected to the capacitor 21, a collector connected to the power supply receiving terminal for operation of the power factor correction control circuit 30, and a base connected to the base current limiting resistor 34. To the collector of the NPN transistor 35. As described above, when the charging voltage of the capacitor 16 is larger than the Zener voltage of the Zener diode 36, the NPN transistor 35 is turned on, the voltage level of the base of the PNP transistor 33 is lowered to the low level, and the PNP transistor 33 is turned on. Therefore, the operating power is supplied from the operating power supply line 13 and the power factor correction control circuit 30 operates. On the contrary, when the charging voltage of the capacitor 16 is smaller than the Zener voltage of the Zener diode 36, the NPN transistor 35 is turned off, the base voltage level of the PNP transistor 33 is raised to a high level, and the PNP transistor 33 is turned off. The operation power is not supplied from the operation power supply line 13, and the operation of the power factor correction control circuit 30 is stopped.
[0071]
As described above, the switching power supply according to the present embodiment includes the power factor improving means such as the boost chopper circuit 5 having the power factor improving function and the FET (main switching element) 19 having the switching function. A switching power supply device for supplying an output voltage from the power factor improving means to the load via the FET 19, having a capacitor 16, and introducing the drive voltage of the FET 19 into the capacitor 16. , The output power amount detection circuit (output power amount detection means) 11 for detecting the output power amount supplied to the load, and whether or not the detected output power amount is a predetermined amount or more is determined. A comparison circuit (determination means) 14 for operating the power factor improvement means when the comparison circuit 14 determines that the detected output power amount is greater than or equal to a predetermined amount. On the other hand, and a chopper control circuit (power factor improving function control means) 12 which does not function the power factor improvement means when it is determined to be less than a predetermined amount.
[0072]
As described above, it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor correction unit and that can further save power when the power consumption is low.
[0073]
In addition, a switching power supply that can self-determine the state of power supplied to the load within the switching power supply and cannot receive a signal from the connected electrical device, such as an AC adapter. Can be realized.
[0074]
[Embodiment 2]
Another embodiment relating to the switching power supply device of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0075]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the switching power supply according to the present embodiment.
[0076]
The difference from the first embodiment is that the collector on the transistor side of the photocoupler 38 is connected to the base of the PNP transistor 33 of the chopper control circuit 12 via the base current limiting resistor 34, and the emitter is grounded. In addition, a control signal 39 from an electric device (not shown) (not shown) is input to the photocoupler 38.
[0077]
The control signal 39 is a low level signal when the electric device is in the power saving mode, and is a high level signal when the electric device is in the normal mode. Since the control signal 39 is directly derived from the electric device, it can indicate more accurately whether the electric device is in the power saving mode or the normal mode.
[0078]
When the control signal 39 is at a low level, the transistor side of the photocoupler 38 is off, the base voltage level of the PNP transistor 33 is raised to a high level, and the PNP transistor 33 is turned off. The power is not supplied, and the operation of the power factor correction control circuit 30 is stopped. Conversely, when the control signal 39 is at a high level, the transistor side of the photocoupler 38 is turned on, so that the voltage level at the base of the PNP transistor 33 is lowered to a low level and the PNP transistor 33 is turned on. The power factor correction control circuit 30 operates by supplying the operation power from the power supply.
[0079]
As described above, the switching power supply according to the present embodiment is a switching power supply that supplies power factor improving means such as the boost chopper circuit 5 having a power factor improving function and the output voltage from the boost chopper circuit 5 to a load. A chopper control circuit (power factor correction function control) that receives a control signal 39 corresponding to the operating state of the load from the outside and controls whether or not the boost chopper circuit 5 is to function according to the control signal 39 Means) 12 is provided.
[0080]
According to the above configuration, the power factor improving function of the step-up chopper circuit 5 is controlled based on the state of the load, and power is supplied to the load. Therefore, the power factor improvement function can be functioned when the load is in the normal mode, and the power factor improvement function can be prevented from functioning when the load is in the power saving mode. That is, when the load is in the power saving mode, it is possible to further save power by the amount of power required for the boost chopper circuit 5.
[0081]
In addition, since the control signal 39 is received from the outside, it is not necessary to provide a means for determining whether or not the load is in the power saving mode state in the switching power supply device, so that the number of parts can be further reduced. Furthermore, since the control signal 39 is not affected by the components in the switching power supply device, it is obvious that noise or the like does not enter. Therefore, when the load is in the power saving mode, the boost chopper circuit 5 can be prevented from functioning more reliably, and thus further power saving can be achieved.
[0082]
Furthermore, the amount of output power supplied to the load in the power saving mode usually varies depending on the type of the load, but it is necessary to change the setting in the switching power supply by receiving the control signal 39 from the outside. It can respond flexibly to various types of loads.
[0083]
As described above, it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor correction unit and that can further save power when the power consumption is low.
[0084]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, the switching power supply device according to the present invention has the power factor improving means having the power factor improving function and the main switching element having the switching function, and the output voltage from the power factor improving means is obtained. A switching power supply for supplying a load to the load via the main switching element, the capacitor having a capacitor, and introducing the drive voltage of the main switching element into the capacitor to charge the capacitor. Output power detection means for detecting the amount of output power supplied to the power supply, determination means for determining whether or not the detected output power amount is greater than or equal to a predetermined amount, and the detected output power amount is greater than or equal to a predetermined amount The power factor improving means functions when it is determined by the determining means, while the power factor improving means is functioned when it is determined that the power factor is less than a predetermined amount. It is configured to have a no power factor correction function control means.
[0086]
Therefore, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be used in a state where the power factor improving function is not functioning, and it is not necessary to provide a circuit separate from the power factor improving means. Therefore, the number of parts required for the another circuit can be reduced. Furthermore, since the driving voltage of the main switching element is not affected by other components, noise is not included. Therefore, it is possible to detect the output power amount with higher accuracy than in the past.
[0087]
Thereby, there is an effect that it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor improving unit and that can further save power when the power consumption is low. In addition, it is possible to self-determine the state of power supplied to the load in the switching power supply device, and it is effective for, for example, an AC adapter that cannot receive a signal from a connected electrical device. Also play.
[0088]
In the switching power supply according to the present invention, as described above, in addition to the above-described configuration, the driving voltage of the main switching element passes through the diode and the element that quantitatively suppresses the charging current of the capacitor. It is the structure led to the capacitor.
[0089]
Therefore, the charging voltage can be limited in a state where the charging voltage of the capacitor is proportional to the amount of output power supplied to the load. Thus, the output power amount can be detected based on the charging voltage, and the power consumption in the output power amount detection unit can be reduced.
[0090]
As described above, the switching power supply according to the present invention has a configuration in which the element is a resistor or an inductor in addition to the above configuration.
[0091]
Therefore, it is possible to detect the output power amount by changing the charging voltage of the capacitor in proportion to the output power amount supplied to the load with a simple circuit configuration. In particular, when the element is a resistor having a high resistance value, the output power amount can be detected with a small amount of power consumption.
[0092]
In the switching power supply according to the present invention, as described above, in addition to the above-described configuration, the determination means determines whether the detected output power amount is obtained when the voltage value at both ends of the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage value. It is the structure judged to be more than fixed quantity.
[0093]
Therefore, it is possible to easily determine whether or not the output power amount is equal to or larger than the predetermined amount by comparing the voltage value at both ends of the capacitor with the predetermined voltage value.
[0094]
As described above, the switching power supply according to the present invention has a configuration in which, in addition to the above configuration, the determination unit includes a Zener diode, and the Zener voltage of the Zener diode corresponds to the predetermined voltage value. is there.
[0095]
Therefore, the determination means can be realized by a simple configuration in which the determination means is constituted by a Zener diode.
[0096]
As described above, in the switching power supply according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the power factor improvement function control means is an opening / closing means for supplying or interrupting operation power to the power factor improvement means by closing or opening. When the power factor improvement means is not functioned, the opening / closing means shuts off the operating power supply to the power factor improvement means.
[0097]
Therefore, when the determination means determines that the output power amount is equal to or greater than the predetermined amount, the opening / closing means is closed and the operating power is supplied to the power factor improvement means. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, if the determination means determines that the output power amount is less than the predetermined amount, the opening / closing means is open and the operating power supply is not supplied to the power factor improvement means, so that power saving can be achieved. Play. Further, for example, the power factor improving function control means can be realized with a simple configuration by an opening / closing means such as a switch element.
[0098]
As described above, the switching power supply according to the present invention has a configuration in which, in addition to the above-described configuration, the opening / closing means is a transistor, and the transistor does not conduct when the power factor improving means is not functioned.
[0099]
Therefore, when the determination means determines that the output power amount is greater than or equal to the predetermined amount, the operating power is supplied to the power factor improvement means to turn on the transistor. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, if the determination means determines that the output power amount is less than the predetermined amount, the transistor is not turned on, and thus no operating power is supplied to the power factor improvement means. Thereby, there is an effect that power saving can be achieved. In addition, there is an effect that the opening / closing means can be realized by a simple configuration of a transistor.
[0100]
As described above, the switching power supply according to the present invention is a power supply improvement unit having a power factor improvement function, and a switching power supply that supplies an output voltage from the power factor improvement unit to a load, and the load The power factor improvement function control means for receiving a control signal corresponding to the operating state from the outside and controlling whether or not the power factor improvement means functions according to the control signal is provided.
[0101]
Therefore, since the control signal is received from the outside, it is apparent that the control signal is not affected by the components in the switching power supply device and no noise or the like enters. Therefore, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be prevented from functioning more reliably, and therefore further power saving can be achieved. Further, when the load is in the power saving mode, the power factor improving means can be prevented from functioning. As a result, there is an effect that it is possible to provide a switching power supply device that does not require a circuit that does not go through the power factor correction unit and that can further save power when the power consumption is low.
[0102]
Furthermore, the amount of output power supplied to the load in the power saving mode usually varies depending on the type of load, but it is necessary to change the setting in the switching power supply device by receiving the control signal from the outside. There is also an effect that it can flexibly cope with various kinds of loads.
[0103]
As described above, in the switching power supply according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the power factor improvement function control means is an opening / closing means for supplying or interrupting operation power to the power factor improvement means by closing or opening. When the power factor improvement means is not functioned, the opening / closing means shuts off the operating power supply to the power factor improvement means.
[0104]
Therefore, the opening / closing means is closed in accordance with the control signal, and the operating power is supplied to the power factor improving means. Thereby, power factor improvement can be performed. On the other hand, according to the control signal, the opening / closing means is opened and the operating power is not supplied to the power factor improving means, so that power saving can be achieved. Further, for example, there is an effect that the power factor improvement function control means can be realized with a simple configuration by an opening / closing means such as a switch element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration example according to a switching power supply device of the present invention.
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing power factor correction function control means in the switching power supply device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing in more detail a voltage conversion circuit in the switching power supply device shown in FIG. 1;
4 is an electric circuit diagram showing in more detail a comparison circuit and a boost chopper circuit in the switching power supply device shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing another configuration example according to the switching power supply device of the present invention.
[Explanation of symbols]
5 Boost chopper circuit (Power factor improvement means)
11 Output power amount detection circuit (output power amount detection means)
12 Chopper control circuit (Power factor improvement function control means)
14 Comparison circuit (determination means)
16 capacitors
17 Diode
18 Resistance (element)
19 FET (Main switching element)
36 Zener diode
39 Control signal

Claims

Power factor improving means having a power factor improving function;
A main switching element having a switching function,
A switching power supply device for supplying an output voltage from the power factor improving means to a load via the main switching element,
An output power amount detecting means for detecting the output power amount supplied to the load by introducing a driving voltage of the main switching element into the capacitor and charging the capacitor;
Determination means for determining whether or not the detected output power amount is a predetermined amount or more;
The power factor improving means functions when the determining means determines that the detected output power amount is equal to or greater than a predetermined amount, while the power factor improving means functions when the detected output power amount is determined to be less than the predetermined amount. A switching power supply device comprising: a power factor correction function control means that does not allow

2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the driving voltage of the main switching element is introduced into the capacitor via a diode and an element that quantitatively suppresses a charging current of the capacitor.

The switching power supply device according to claim 2, wherein the element is a resistor or an inductor.

2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the detected output power amount is equal to or greater than a predetermined amount when a voltage value across the capacitor is equal to or greater than a predetermined voltage value. .

The determination means has a Zener diode,
The switching power supply device according to claim 4, wherein a Zener voltage of the Zener diode corresponds to the predetermined voltage value.

The opening / closing means is a transistor;
6. The switching power supply device according to claim 5, wherein the transistor is not turned on when the power factor improving means is not functioned.

Power factor improving means having a power factor improving function;
A switching power supply device for supplying an output voltage from the power factor improving means to a load,
A control signal corresponding to the operating state of the load is received from the outside,
A switching power supply apparatus comprising: a power factor correction function control unit that controls whether or not the power factor improvement unit functions according to the control signal.

The power factor improvement function control means has an opening / closing means for supplying or shutting off the operation power to the power factor improvement means by closing or opening,
8. The switching power supply device according to claim 1, wherein when the power factor improving unit is not functioned, the opening / closing unit shuts off an operating power supply to the power factor improving unit. 9.