JP2011135702A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】AC入力のOFF直後に、電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することを可能とする、スイッチング電源装置を実現する。
【解決手段】1次巻線n1側の回路の所望位置に印加される電圧値を検知するACDET回路6と、電解コンデンサC1に対して並列に接続された放電回路と、を備える。放電回路は、電解コンデンサC1を放電させるための放電素子1と、切替スイッチ4と、の直列回路である。切替スイッチ4は、ACDET回路6が電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものである。
【選択図】図1
【解決手段】1次巻線n1側の回路の所望位置に印加される電圧値を検知するACDET回路6と、電解コンデンサC1に対して並列に接続された放電回路と、を備える。放電回路は、電解コンデンサC1を放電させるための放電素子1と、切替スイッチ4と、の直列回路である。切替スイッチ4は、ACDET回路6が電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、AC(Alternating Current:交流)入力から直流電圧を出力する、事務機器および民生用機器(特に装置)、特に、AC入力に常時接続され、待機時に省エネルギー化が要求される、液晶TVをはじめとする表示装置等の民生用機器における、スイッチング電源装置に関するものである。
液晶TVをはじめとする、表示装置用の電源等の、常時AC入力に接続されたままのスイッチング電源装置200については、待機(低消費電力駆動)時の省エネルギー化が要求されている。この種のスイッチング電源装置200は、待機時専用のサブ電源が、メイン電源と別に設けられる。そして、待機時には、強制的にメイン電源の動作を停止させ、待機電源であるサブ電源により、装置側電力が供給される。
ところが、上記スイッチング電源装置200は、待機時にメイン電源が強制的に停止されたときに、AC整流電圧を平滑する電解コンデンサC1に、100V以上の高い電荷が残ったままになる。この結果、工程での検査終了後作業者が該スイッチング電源装置200を移動させるときに、または、サービスマンが修理のため該スイッチング電源装置200を取り外したときに、誤って電解コンデンサC1に触れて感電し、そのショックで該スイッチング電源装置200を落して破損させてしまう虞がある。さらに、スイッチング電源装置200同士、または、スイッチング電源装置200と他のセットとが接触した場合には、最悪、セットまたはスイッチング電源装置200が、電解コンデンサC1に触れて破壊されてしまう虞がある。
そこで、上記の虞を低減するために、一般的に行われる対応として、上記スイッチング電源装置200では、電解コンデンサC1に対して並列に抵抗30を挿入し、AC入力のOFF後は、抵抗30を通じて、電解コンデンサC1に蓄積された電荷が放電される(以上、図18参照)。
特許文献1には、1次側回路の平滑コンデンサと並列に、電源スイッチを切ることに連動して作動する放電回路が接続された、スイッチング電源が開示されている。
富士スイッチング電源制御用IC 力率改善用IC FA5500A/FA5501A Application Note 2002年7月 富士電機(株) 電子カンパニー IC開発部 著
しかしながら、図18に示したスイッチング電源装置200の構成では、待機時に抵抗30に、AC入力を整流および平滑した、140V以上の高いDC(Direct Current:直流)電圧が印加される。このとき、抵抗30としては、印加されたDC電圧に対する自身の発熱量の関係上、数10kΩ〜数100kΩ程度の、大きな抵抗値のものしか挿入できない。この場合、例えば、抵抗30の抵抗値が100kΩであり、電解コンデンサC1の静電容量が1000μFであるとすると、抵抗30および電解コンデンサC1からなるCR回路の時定数は、100secとなる。従って、AC入力のOFF直後しばらくは、電解コンデンサC1に高い電圧が残っている。
さらに、上記スイッチング電源装置200において、待機時に要求される消費電力は、0.1W以下が要求されることから、そもそも図18に示したスイッチング電源装置200の構成では、抵抗30の挿入が困難である場合が多い。例えば、入力電圧が100VのAC電圧である場合、入力された交流電圧を整流するブリッジダイオードBD1の出力電圧は、約141Vとなる。この場合、抵抗30の抵抗値が100kΩであるとすると、消費電力は、141V×141V/100×103Ω≒0.19Wとなり、0.1Wを上回ってしまう。消費電力を0.1W以下にするためには、100kΩよりもさらに大きな抵抗値を有する抵抗30を使用する必要があり、上述した放電時間(時定数)に係る問題を考慮すると、抵抗30の挿入は実質困難である。
以上のことから、従来技術に係るスイッチング電源装置では、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電するのが困難であるという問題が発生する。特に、高調波対応のPFC(Power Factor Correction:力率改善)回路を設けたスイッチング電源装置は、電解コンデンサに印加される電圧が400V以上に達し、これがAC入力のOFF直後において、長時間放電されずに残っていることは、非常に危険である。
また、特許文献1に開示されたスイッチング電源は、電源スイッチのOFFと、放電回路の作動とを連動させているため、この電源スイッチがOFFされないと、放電が開始されない。
本発明は、上記の問題に鑑みて為された発明であり、その目的は、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することを可能とする、スイッチング電源装置を提供することにある。
本発明のスイッチング電源装置は、上記の問題を解決するために、入力された交流電圧を整流する整流回路と、上記整流回路が整流した電圧を平滑化する電解コンデンサと、1次巻線および2次巻線を有しており、該1次巻線に印加された上記電解コンデンサからの電圧を、該2次巻線に伝達する変換トランスと、上記1次巻線側の回路の所望位置に印加される電圧値を検知する検知回路と、上記電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、上記放電回路は、上記電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、上記切替スイッチは、上記検知回路が上記電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものであることを特徴としている。
上記の構成によれば、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていないことを検知回路で検知し、この結果を利用して、切替スイッチを短絡させ、これにより、放電素子に対して並列に接続された電解コンデンサを、放電素子により放電させることができる。
また、切替スイッチは、例えば検知回路の検知結果を利用して開放させることで、単純な構成により、電解コンデンサを含む閉回路から放電素子を切り離すことができる。このとき、スイッチング電源装置では、放電素子での電力損失の発生を抑制することが可能である。このため、放電素子としては、抵抗値の比較的小さい抵抗を使用することが可能になる。結果、電解コンデンサおよび放電素子からなるCR回路の時定数を低減させることができるため、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能になる。
さらに、上記の構成によれば、検知回路の検知結果と、放電回路の作動とを連動させる構成になっているため、電源スイッチがOFFされなくても、さらには、電源スイッチを備えていない場合であっても、放電を行うことが可能である。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記検知回路は、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の値を検知することを特徴としている。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記検知回路は、上記整流回路が整流した電圧の値を検知することを特徴としている。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記整流回路と上記電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、上記検知回路は、上記力率改善回路が出力する電圧の値を検知することを特徴としている。
上記の各構成によれば、検知回路により、各々対応する電圧値の低下を検知することで、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていないことを検知することができる。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記整流回路と上記電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、上記力率改善回路は、自身の出力電流の波形を、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の波形に近似させるために用いられる波形検出抵抗を備え、上記波形検出抵抗は、上記放電素子に流用されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、力率改善回路の波形検出抵抗と、放電素子とが共用されているため、回路規模の削減を図ることができる。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記検知回路は、上記力率改善回路が出力する電圧の値を検知することを特徴としている。
上記の構成によれば、検知回路により、力率改善回路が出力する電圧の値を検知することで、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていないことを検知することができる。
本発明のスイッチング電源装置は、上記の問題を解決するために、入力された交流電圧を整流するメイン整流回路と、該メイン整流回路が整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサと、を備えたメイン電源と、上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、上記メイン電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、上記放電回路は、上記メイン電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、上記切替スイッチは、上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものであることを特徴としている。
上記の構成によれば、通常動作時用のメイン電源と、待機(低消費電力駆動)時専用のサブ電源とを具備するスイッチング電源装置において、上述した本発明の各スイッチング電源装置と同様に、AC入力のOFF直後に、メイン電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能である。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記メイン整流回路と上記メイン電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、上記力率改善回路は、自身の出力電流の波形を、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の波形に近似させるために用いられる波形検出抵抗を備え、上記波形検出抵抗は、上記放電素子に流用されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、メイン電源とサブ電源とを具備するスイッチング電源装置において、力率改善回路の波形検出抵抗と、放電素子とが共用されているため、回路規模の削減を図ることができる。
本発明のスイッチング電源装置は、上記の問題を解決するために、入力された交流電圧を整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサを備えたメイン電源と、上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに短絡されることで、上記メイン電解コンデンサと上記サブ整流回路の出力端とを短絡させる切替スイッチと、を備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、メイン電源とサブ電源とを具備するスイッチング電源装置において、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていないことを検知回路で検知し、この結果を利用して、切替スイッチを短絡させ、これにより、メイン電解コンデンサに蓄積された電荷を、サブ電源から放電させることができる。
上記の構成によれば、上述した本発明の各スイッチング電源装置と同様に、AC入力のOFF直後に、メイン電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能である。加えて、上記の構成によれば、放電素子が不要になるため、回路規模の削減を図ることが可能になると共に、さらに時定数を低減させることができるようになることから、より速やかな放電が可能になる。
また、本発明のスイッチング電源装置は、上記切替スイッチは、上記検知回路が電圧値の低下を検知しないときに、開放されるものであることを特徴としている。
上記の構成によれば、切替スイッチを、検知回路が電圧値の低下を検知しないときに開放させることで、単純な構成により、電解コンデンサ(または、メイン電解コンデンサ)を含む閉回路から放電素子を切り離すことができる。このとき、スイッチング電源装置では、放電素子での電力損失の発生を抑制することが可能である。このため、放電素子としては、抵抗値の比較的小さい抵抗を使用することが可能になる。結果、電解コンデンサ(または、メイン電解コンデンサ)および放電素子からなるCR回路の時定数を低減させることができるため、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサ(または、メイン電解コンデンサ)に蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能になる。
但し、切替スイッチの開放は、放電素子を用いていない場合であっても、切替スイッチが設けられた経路での電力損失の発生を抑制することができるため、効果的である。
以上の通り、本発明のスイッチング電源装置は、入力された交流電圧を整流する整流回路と、上記整流回路が整流した電圧を平滑化する電解コンデンサと、1次巻線および2次巻線を有しており、該1次巻線に印加された上記電解コンデンサからの電圧を、該2次巻線に伝達する変換トランスと、上記1次巻線側の回路の所望位置に印加される電圧値を検知する検知回路と、上記電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、上記放電回路は、上記電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、上記切替スイッチは、上記検知回路が上記電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものである。
また、本発明のスイッチング電源装置は、入力された交流電圧を整流するメイン整流回路と、該メイン整流回路が整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサと、を備えたメイン電源と、上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、上記メイン電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、上記放電回路は、上記メイン電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、上記切替スイッチは、上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものである。
さらに、本発明のスイッチング電源装置は、入力された交流電圧を整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサを備えたメイン電源と、上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに短絡されることで、上記メイン電解コンデンサと上記サブ整流回路の出力端とを短絡させる切替スイッチと、を備える。
従って、本発明のスイッチング電源装置は、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサに蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能であるという効果を奏する。
〔前提となる技術〕
まずは、本発明の前提となる、スイッチング電源装置の基本構成について、図18を参照して説明する。
まずは、本発明の前提となる、スイッチング電源装置の基本構成について、図18を参照して説明する。
図18に示すスイッチング電源装置200は、その出力端が負荷5に接続されている。このスイッチング電源装置200は、ブリッジダイオード(整流回路)BD1、抵抗30、電解コンデンサC1、変換トランスT1、スイッチング素子Q1、出力制御回路3、ダイオードD1、出力平滑コンデンサC2、ACDET回路(検知回路)6および7を備えている。
図18に示すスイッチング電源装置200には例えば、図示しない商用電源から、100Vの交流電圧が入力される。この商用電源からの交流電圧は通常、誤差5V以内、すなわち、95V〜105Vの範囲内で、電源入力端子AC・ACから入力される。
電源入力端子AC・ACから本発明に係るスイッチング電源装置に入力された交流電圧は、ブリッジダイオードBD1に印加される。ブリッジダイオードBD1は、例えば4つのダイオードを一組にしたブリッジ回路である。ブリッジダイオードBD1は、本発明に係るスイッチング電源装置に入力された交流電圧をブリッジ整流して、脈流電圧として出力する。
電解コンデンサC1は、ブリッジダイオードBD1と変換トランスT1との間に、2本(高レベル側および低レベル側)の電源ラインに対して並列に接続されている。
ブリッジダイオードBD1から出力された脈流電圧は、0Vから(入力された交流電圧の最大値)Vまでのレベル差を有するため、安定化された直流電圧としての使用は困難である。
そこで、ブリッジダイオードBD1から出力された脈流電圧は、電解コンデンサC1に印加される。電解コンデンサC1は、印加された脈流電圧のレベルが高い場合に、該脈流電圧により充電される一方、印加された脈流電圧のレベルが低い場合に、該充電により蓄積された電荷を放電する。こうして、電解コンデンサC1は、ブリッジダイオードBD1が整流した結果得られた脈流電圧の平滑化を行い、平滑化された直流電圧を出力する。
スイッチング素子Q1のソース端子は低レベル側の電源ラインに、スイッチング素子Q1のドレイン端子は変換トランスT1の1次巻線n1に、それぞれ接続されている。
スイッチング素子Q1は、出力制御回路3によって、導通および非導通の制御(スイッチング)が行われるものである。スイッチング素子Q1の導通時には、電解コンデンサC1にて平滑化された直流電圧が、変換トランスT1の1次巻線n1に印加され、これにより、1次巻線n1に励磁エネルギーと呼ばれるエネルギーが蓄積される。そしてその後、スイッチング素子Q1が非導通になると、蓄積された励磁エネルギーは、交流電圧として、変換トランスT1の2次巻線n2に伝達される。
なお、図18、およびその他の各図に示す本発明に係るスイッチング電源装置では、スイッチング素子Q1として、nチャネル型のMOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を使用する具体例を示しているが、スイッチング素子Q1は、スイッチング機能を有しているものであれば特に限定されず、バイポーラトランジスタ等の、他のタイプのスイッチング素子が使用されてもよい。
変換トランスT1は、1次巻線n1および2次巻線n2の、2つの巻線を有する高周波トランスであり、上述したとおり、1次巻線n1に印加された電解コンデンサC1からの直流電圧を、スイッチング素子Q1のスイッチングに応じて、交流電圧として2次巻線n2に伝達する機能を有している。
ダイオードD1は、2次巻線n2に伝達された電圧を整流する。出力平滑コンデンサC2は、ダイオードD1が整流した電圧を平滑化して、安定化された直流電圧として出力する。出力平滑コンデンサC2から出力された直流電圧は、負荷5に供給される。なお、負荷5は例えば、液晶TVをはじめとする表示装置の、制御回路、バックライト用LED駆動装置、またはバックライト用インバータ回路等である。
出力制御回路3は、本発明に係るスイッチング電源装置が負荷5に供給する直流電圧のレベルに基づき、MOSFETであるスイッチング素子Q1のゲート端子に制御電圧を印加することで、スイッチング素子Q1の導通および非導通を制御する。このとき例えば、制御電圧は、パルス信号であり、かつ、負荷5に供給する直流電圧値が高すぎる場合にスイッチング素子Q1の導通期間を短くすると共に、同直流電圧値が低すぎる場合に同導通期間を長くするように、周波数またはデューティー比が逐次制御されるものであればよい。他にも、出力制御回路3は、出力電流が不要に大きくなることを抑制する機能を有していてもよい。出力制御回路3は、周知の制御IC(Integrated Circuit:集積回路)で十分に実現可能なものであるため、これ以上の詳細な説明を省略する。
抵抗30は、ブリッジダイオードBD1と電解コンデンサC1との間に、電解コンデンサC1と同様に、2本の電源ラインに対して並列に接続されている。さらに、抵抗30と電解コンデンサC1とは、並列接続の関係となっている。抵抗30は、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成しており、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電することを目的に設けられている。
ACDET(Alternating Current DETect)回路6は、高レベル側の電源入力端子ACとブリッジダイオードBD1との間に、これらに対して並列に接続されており、1次巻線n1側(1次巻線n1よりも電源入力端子AC・AC側)に備えられている。ACDET回路7は、2次巻線n2側(2次巻線n2よりも負荷5側)に備えられており、ACDET回路6と電気的に接続されている。
ACDET回路6は、本発明に係るスイッチング電源装置に入力された交流電圧の値(レベル)を検知することで、該交流電圧が本発明に係るスイッチング電源装置に入力されているか否かを検知して、この検知結果を示す信号を、ACDET回路7に伝達する。ACDET回路7は、ACDET回路6から伝達された信号を、該検知結果を示すACDET出力として、2次巻線n2側に出力する。ACDET回路6および7は例えば、液晶TVをはじめとする表示装置用の電源に、設けられている場合が多い。
なお、図18、さらには、後述する図1〜図5において、ACDET回路6とACDET回路7とは、互いが接続関係にある旨を明確に示すために、点線により結んでいるが、実際は、図9〜図14に示すとおり、これらはフォトカプラPC10およびPC10を介して、配線無しで接続されているのが一般的である。ACDET回路6および7の詳細については、図9に係る説明以降で述べるとする。
図18に示したスイッチング電源装置200の構成では、交流電圧の入力が無くなった直後に、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を、速やかに放電するのが困難であるという問題が発生する。特に、高調波対応のPFC回路13を設けたスイッチング電源装置103(図3参照)は、電解コンデンサC1に印加される電圧が400V以上に達し、このような高電圧が、交流電圧の入力が無くなった直後において、長時間放電されずに残っていることは、非常に危険である。
〔実施の形態1〕
ここからは、本発明のスイッチング電源装置に係る具体的な構成例について順次説明していくが、以下の説明では、便宜上、上述した図18に示すスイッチング電源装置200と異なる事項についてのみ、説明を行う。
ここからは、本発明のスイッチング電源装置に係る具体的な構成例について順次説明していくが、以下の説明では、便宜上、上述した図18に示すスイッチング電源装置200と異なる事項についてのみ、説明を行う。
図1に示すスイッチング電源装置101は、図18に示すスイッチング電源装置200に備えられていた抵抗30のかわりに、スイッチ駆動回路2および放電回路を備えて構成されたものである。
また、放電回路は、放電素子1と切替スイッチ4との直列回路である。放電回路は、抵抗30(図18参照)と同様に、ブリッジダイオードBD1と電解コンデンサC1との間に、2本の電源ラインに対して並列に接続されている。そして、放電回路と電解コンデンサC1とは、並列接続の関係となっている。
放電素子1は、切替スイッチ4が短絡されることで、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成する。該閉回路が構成されている場合、放電素子1は、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電する機能を有している。一方、放電素子1は、切替スイッチ4が開放されている場合、該閉回路から切り離され、この場合、電解コンデンサC1の放電を行うための回路としての機能を具備しない。
なお、放電素子1の具体例としては、図18に示すスイッチング電源装置200と同様である1つの抵抗、または、複数の抵抗を直列および/または並列に接続したもの等が挙げられる。
切替スイッチ4は、単純かつ一般的な構成の、a接点動作を行う単極のスイッチである。放電素子1の一端と電解コンデンサC1の一端とが常時接続されている図1の構成を想定した場合、切替スイッチ4は、放電素子1の他端と電解コンデンサC1の他端とを接続するか否かを切り替える。なお、切替スイッチ4の短絡時に、放電素子1の他端と電解コンデンサC1の他端とが接続され、切替スイッチ4の開放時に、放電素子1の他端と電解コンデンサC1の他端とが切り離されるのは言うまでもない。
ACDET回路6は、図18に示すスイッチング電源装置200に備えられたそれと同様に、本発明のスイッチング電源装置に入力された交流電圧の値を検知することで、該交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されているか否かを検知する。
ここで、ACDET回路6による検知結果は、ACDET回路7に伝達されるのに加え、該検知結果を示す検知信号としてスイッチ駆動回路2に供給される。
スイッチ駆動回路2は、ACDET回路6から供給された、上記検知信号に応じて、切替スイッチ4の開閉を制御する。具体的に、スイッチ駆動回路2は、ACDET回路6から、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されている旨の上記検知信号が供給されると、切替スイッチ4を開放させる一方、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されていない旨の上記検知信号が供給されると、切替スイッチ4を短絡させるように、開閉を制御する。
切替スイッチ4が、上述した単極のスイッチである場合、スイッチ駆動回路2による切替スイッチ4の開閉の制御は、例えば、スイッチ駆動回路2が、上記検知結果に応じてロジックが異なるロジック信号を、上記検知信号から生成し、該ロジック信号を切替スイッチ4に供給して、該ロジック信号のHレベルおよびLレベルと、切替スイッチ4の短絡および開放と、をそれぞれ対応付けて、該ロジック信号のロジックに応じて切替スイッチ4の開閉を制御すれば、周知慣用技術で容易に実現可能である。
図1に示すスイッチング電源装置101に、交流電圧が入力されていると、ACDET回路6は、該交流電圧の値(レベル)を検知することで、該交流電圧が入力されている旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を開放させる。切替スイッチ4が開放されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1を含む閉回路から切り離される。
一方、図1に示すスイッチング電源装置101において、AC入力がOFFにされると、当然ながら、該スイッチング電源装置101に入力される交流電圧は、電圧値(電圧レベル)が低下され、やがて停止する。ACDET回路6は、この該交流電圧の値が低下されたことを検知することで、該交流電圧が入力されていない旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を短絡させる。切替スイッチ4が短絡されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成する。これにより、放電素子1は、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電させる。
また、以上のことから、ACDET回路6と後述する減電圧検出回路12(図6参照)とが出力する「検知信号」とは、最低限、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されている場合と、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されていない場合と、で、レベルが異なる信号であれば十分なものである。
図1に示すスイッチング電源装置101では、放電素子1での電力損失の発生を抑制することが可能である。このため、放電素子1としては、抵抗値の比較的小さい抵抗を使用することが可能になる。結果、電解コンデンサC1および放電素子1からなるCR回路の時定数を低減させることができるため、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能になる。
さらに、上記の構成によれば、検知回路であるACDET回路6の検知結果と、放電回路の作動とを連動させる構成になっているため、特許文献1に示すような電源スイッチがOFFされなくても、さらには、電源スイッチを備えていない場合であっても、放電を行うことが可能である。
すなわち、本発明では、ACDET回路6を備えることが、液晶TVを備えるセット(システム)において要求されており、そのACDET回路6を流用して、AC入力のOFF時における、AC入力電圧の低下または停止を検知し、放電素子1に直列に接続された切替スイッチ4を導通させて、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電させるものである。従って、本発明のスイッチング電源装置は、特許文献1に示すような電源スイッチを備えていなくても、AC電圧の低下を検出して、自動的に放電回路が働く構成を実現することができる。
〔実施の形態2〕
図2に示すスイッチング電源装置102は、ACDET回路6の接続部分が、高レベル側の電源入力端子ACとブリッジダイオードBD1との間から、ブリッジダイオードBD1と放電回路との間へと変更されている点が、図1に示すスイッチング電源装置101と異なっている構成である。ACDET回路6は、高レベル側の電源ラインに、ブリッジダイオードBD1と放電回路とに対して並列に接続されている。
図2に示すスイッチング電源装置102は、ACDET回路6の接続部分が、高レベル側の電源入力端子ACとブリッジダイオードBD1との間から、ブリッジダイオードBD1と放電回路との間へと変更されている点が、図1に示すスイッチング電源装置101と異なっている構成である。ACDET回路6は、高レベル側の電源ラインに、ブリッジダイオードBD1と放電回路とに対して並列に接続されている。
上記の変更により、ACDET回路6は、ブリッジダイオードBD1が整流した結果得られた脈流電圧の値を検知することで、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されているか否かを検知する構成となっている。
図2に示すスイッチング電源装置102に、交流電圧が入力されていると、ACDET回路6は、ブリッジダイオードBD1が整流した結果得られた脈流電圧の値を検知することで、該交流電圧が入力されている旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を開放させる。切替スイッチ4が開放されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1を含む閉回路から切り離される。
一方、図2に示すスイッチング電源装置102において、AC入力がOFFにされると、当然ながら、該スイッチング電源装置102に入力される交流電圧は、電圧値が低下され、やがて停止し、これに伴い、上記脈流電圧についても同様に、電圧値が低下され、やがて停止する。ACDET回路6は、この該脈流電圧の値が低下されたことを検知することで、該交流電圧が入力されていない旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を短絡させる。切替スイッチ4が短絡されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成する。これにより、放電素子1は、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電させる。
図2に示すスイッチング電源装置102においても、図1に示すスイッチング電源装置101と同様の効果を奏する。
〔実施の形態3〕
図3に示すスイッチング電源装置103は、図1に示すスイッチング電源装置101に、PFC回路(力率改善回路)13が追加されたものである。
図3に示すスイッチング電源装置103は、図1に示すスイッチング電源装置101に、PFC回路(力率改善回路)13が追加されたものである。
力率とは、理論的には、交流回路の電流と電圧との位相差φを使って、cosφで表したものをいう。但し、実効電力Wと皮相電力VAとの比率W/VAも同様に力率と呼んでいる。コンデンサ・インプット型整流方式を採用した機器では、たとえ電圧波形がサイン波であっても電流波形はパルス状となり、力率が悪い。その結果、AC商用ラインに50Hzまたは60Hzの、整数倍の高調波を含んでしまい、ノイズ障害等を引き起こす虞がある。そこで、図3に示すスイッチング電源装置103では、力率を1に近づけるような整流方式を実現することを目的とする回路として、PFC回路13が設けられている。
PFC回路13は、インダクタL1、ダイオードD2、スイッチング素子Q2、およびPFC回路制御部8を備えている。
インダクタL1の一端は、高レベル側の電源ラインにおいて、ブリッジダイオードBD1に接続されており、インダクタL1の他端は、ダイオードD2のアノードに接続されている。ダイオードD2のカソードは、PFC回路13における高レベル側の出力端となっている。ブリッジダイオードBD1とインダクタL1との間には、PFC回路制御部8が、2本の電源ラインに対して並列に接続されている。PFC回路制御部8は、スイッチング素子Q2(nチャネル型のMOSFET)のゲート端子に接続されている。スイッチング素子Q2のソース端子は低レベル側の電源ラインに、同ドレイン端子は高レベル側の電源ラインに、それぞれ接続されている。なお、該ソース端子は、低レベル側の電源ラインに対して並列に接続されており、該ドレイン端子は、インダクタL1の他端とダイオードD2のアノードとの間に、これらに対して並列に接続されている。
一般に、PFC回路制御部8には、専用ICが用いられるが、例えば、富士電機製FA5500シリーズが使用される。そのアプリケーションノート(非特許文献1参照)には、動作の詳細が記されているため、PFC回路制御部8の詳細な説明については省略する。
また、図3に示すスイッチング電源装置103は、ACDET回路6の接続部分が、高レベル側の電源入力端子ACとブリッジダイオードBD1との間から、ダイオードD2のカソード、すなわち、PFC回路13における高レベル側の出力端へと変更されている点が、図1に示すスイッチング電源装置101と異なっている構成である。
上記の変更により、ACDET回路6は、PFC回路13の出力電圧の値を検知することで、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されているか否かを検知する構成となっている。
図3に示すスイッチング電源装置103に、交流電圧が入力されていると、ACDET回路6は、PFC回路13の出力電圧の値を検知することで、該交流電圧が入力されている旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を開放させる。切替スイッチ4が開放されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1を含む閉回路から切り離される。
一方、図3に示すスイッチング電源装置103において、AC入力がOFFにされると、当然ながら、該スイッチング電源装置103に入力される交流電圧は、電圧値が低下され、やがて停止し、これに伴い、上記PFC回路13の出力電圧についても同様に、電圧値が低下され、やがて停止する。ACDET回路6は、この該出力電圧の値が低下されたことを検知することで、該交流電圧が入力されていない旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を短絡させる。切替スイッチ4が短絡されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成する。これにより、放電素子1は、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電させる。
図3に示すスイッチング電源装置103においても、図1に示すスイッチング電源装置101と同様の効果を奏する。
〔実施の形態4〕
図4に示すスイッチング電源装置104の構成は、図1に示すスイッチング電源装置101の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図4に示すスイッチング電源装置104の構成は、図1に示すスイッチング電源装置101の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図4に示すスイッチング電源装置104は、図3に示すスイッチング電源装置103と同様に、PFC回路13を備えている。
但し、図4に示すスイッチング電源装置104のPFC回路13は、図3に示す構成に加え、抵抗R14、および、抵抗(波形検出抵抗)R15およびR16を備えている。
抵抗R14〜R16は、高レベル側の電源ラインから低レベル側の電源ラインへと向かって、抵抗R14、抵抗R15、抵抗R16の順に接続されており、かつ、2本の電源ラインに対して並列に接続されている。
また、切替スイッチ4の一端は、抵抗R14と抵抗R15とが接続されたノードに接続されており、切替スイッチ4の他端は、高レベル側の電源ラインと、電解コンデンサC1との間に接続されている。なお、この場合であっても、電解コンデンサC1と切替スイッチ4とは、並列接続の関係にある。
また、抵抗R15およびR16の直列回路は、放電素子1として用いられており、切替スイッチ4と直列に接続されている。PFC回路制御部8は、抵抗R15と抵抗R16とが接続されたノードに接続されている。
従って、見かけ上、抵抗R14〜R16は、全てが直列に接続されているように見えるが、実際は、抵抗R14が、抵抗R15およびR16の直列回路に対して、並列に接続されている。つまり、放電回路は、放電素子1(抵抗R15およびR16)と切替スイッチ4との直列回路であり、かつ、電解コンデンサC1に対して並列に接続されている。
上述したとおり、一般にPFC回路制御部8には専用ICが用いられるが、そのICは、PFC回路13の出力電流を、本発明のスイッチング電源装置の入力電圧の正弦波に相似にさせる(すなわち、波形を近似させる)ために、正弦波検出用抵抗である抵抗R14〜R16で分圧した電圧を取り込み、それを利用して正弦波状の出力電流を得ている。このICに入力される電圧は、2〜3V程度であるため、AC整流電圧(ブリッジダイオードBD1)は、分圧抵抗の抵抗R14と抵抗R15およびR16とで分圧される。ここで、抵抗R14は、数100kΩの抵抗となる一方、抵抗R15およびR16は、数kΩの抵抗値のものが使用される。さらに、抵抗R15と抵抗R16とで、分圧を実施する理由は、PFC回路制御部8の入力電圧NAXを超えないようにするためである。
そして、図4に示すスイッチング電源装置104は、正弦波検出用抵抗である抵抗R15およびR16を、放電素子1に流用することで、抵抗R15およびR16と放電素子1とを共用しており、これにより、回路規模の削減を図ることができる。
なお、図4に示すスイッチング電源装置104に備えられた、ACDET回路6およびスイッチ駆動回路2の構成、さらには、図4に示すスイッチング電源装置104に交流電圧が入力されているか否かに応じた、電解コンデンサC1の放電に係る各種動作および機能については、図1に示すスイッチング電源装置101と同様であるので、詳細な説明を省略する。
〔実施の形態5〕
図5に示すスイッチング電源装置105は、図4に示すスイッチング電源装置104を基準として、図3に示すスイッチング電源装置103と同様に、ACDET回路6の接続部分を、ダイオードD2のカソード、すなわち、PFC回路13における高レベル側の出力端へと変更した構成である。
図5に示すスイッチング電源装置105は、図4に示すスイッチング電源装置104を基準として、図3に示すスイッチング電源装置103と同様に、ACDET回路6の接続部分を、ダイオードD2のカソード、すなわち、PFC回路13における高レベル側の出力端へと変更した構成である。
図5に示すスイッチング電源装置105に備えられた、ACDET回路6およびスイッチ駆動回路2の構成、さらには、図5に示すスイッチング電源装置105に交流電圧が入力されているか否かに応じた、電解コンデンサC1の放電に係る各種動作および機能については、図3に示すスイッチング電源装置103と同様であるので、詳細な説明を省略する。
また、抵抗R15およびR16を、放電素子1に流用することで、抵抗R15およびR16と放電素子1とを共用している構成については、図4に示すスイッチング電源装置104と同様であるため、詳細な説明を省略する。
〔実施の形態6〕
図6に示すスイッチング電源装置106は、メイン電源およびサブ電源を備えている。
図6に示すスイッチング電源装置106は、メイン電源およびサブ電源を備えている。
メイン電源は、対象機器の通常動作時において、比較的大きな通常動作電圧(15V程度)を、負荷5に印加することを目的とする回路である。一方、サブ電源は、対象機器を通常動作させる必要のない待機時において、通常動作時よりも小さな待機電圧(5V程度)を、負荷5aに印加することを目的とする回路である。通常、上記対象機器では、通常動作時に要求されるような動作が不要であるときに、回路の動作条件等を保持するために、メモリ等に微小電流を供給して最低限の状態保持を行うことが必要になるので、「待機」と呼ばれる動作が設けられている。
図6に示すスイッチング電源装置106のうち、メイン電源は、ブリッジダイオード(メイン整流回路)BD1、放電素子1と切替スイッチ4との直列回路である放電回路、電解コンデンサ(メイン電解コンデンサ)C1、変換トランスT1、スイッチング素子Q1、出力制御回路3、ダイオードD1、および出力平滑コンデンサC2を備えている。これらの各部材の機能については、図1に示すスイッチング電源装置101と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図6に示すスイッチング電源装置106のうち、サブ電源は、ブリッジダイオード(サブ整流回路)BD1a、電解コンデンサ(サブ電解コンデンサ)C1a、変換トランスT2、スイッチング素子Q1a、出力制御回路3a、ダイオードD1a、および出力平滑コンデンサC2aを備えている。
上記サブ電源には例えば、上記メイン電源と同様に、図示しない商用電源から、100V(誤差5V以内)の交流電圧が、電源入力端子AC・ACから入力される。
ブリッジダイオードBD1aは、例えば4つのダイオードを一組にしたブリッジ回路であり、電源入力端子AC・ACからサブ電源に入力された交流電圧をブリッジ整流して、脈流電圧として出力する。
電解コンデンサC1aは、ブリッジダイオードBD1aと変換トランスT2との間に、2本(高レベル側および低レベル側)の電源ラインに対して並列に接続されており、メイン電源の電解コンデンサC1と同様の要領で、ブリッジダイオードBD1aからの脈流電圧の平滑化を行い、平滑化された直流電圧を出力する。
スイッチング素子Q1aは、出力制御回路3aによって、スイッチングが行われるものである。スイッチング素子Q1aの導通時には、電解コンデンサC1aからの直流電圧が、変換トランスT2の1次巻線n1aに印加され、1次巻線n1aに励磁エネルギーが蓄積される。その後、スイッチング素子Q1aが非導通になると、蓄積された励磁エネルギーは、交流電圧として、変換トランスT2の2次巻線n2aに伝達される。スイッチング素子Q1aは、スイッチング素子Q1と同じ種類の素子を用いればよい。
変換トランスT2は、1次巻線n1aに印加された電解コンデンサC1aからの直流電圧を、スイッチング素子Q1aのスイッチングに応じて、交流電圧として2次巻線n2aに伝達する機能を有している。
ダイオードD1aは、2次巻線n2aに伝達された電圧を整流する。出力平滑コンデンサC2aは、ダイオードD1aが整流した電圧を平滑化して、安定化された直流電圧として出力する。出力平滑コンデンサC2aから出力された直流電圧は、負荷5aに供給される。なお、負荷5aは例えば、マイクロコンピュータ等である。
出力制御回路3aは、スイッチング素子Q1に対する出力制御回路3による制御と同様の制御を、スイッチング素子Q1aに対して行う。
以上のことから、サブ電源は、交流電圧が入力されてから、負荷に対する電圧供給を行うまでの間において、メイン電源と同様の動作原理を有するものである。
具体的に、図6に示すスイッチング電源装置106では、メイン電源とサブ電源との間で、ブリッジダイオードBD1とブリッジダイオードBD1aとが、電解コンデンサC1と電解コンデンサC1aとが、変換トランスT1と変換トランスT2とが、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q1aとが、出力制御回路3と出力制御回路3aとが、ダイオードD1とダイオードD1aとが、出力平滑コンデンサC2と出力平滑コンデンサC2aとが、それぞれ機能的に対応関係にある、と解釈することができる。
そして、図6に示すスイッチング電源装置106は、サブ電源の、ブリッジダイオードBD1aと電解コンデンサC1aとの間に、減電圧検出回路(検知回路)12を備えている。
減電圧検出回路12の一端は、サブ電源における高レベル側の電源ラインにおいて、ブリッジダイオードBD1aに接続されており、減電圧検出回路12の他端は、電解コンデンサC1aにおける該電源ライン側の端部と、1次巻線n1aと、に接続されている。
減電圧検出回路12は、本発明のスイッチング電源装置に入力される交流電圧をブリッジダイオードBD1aが整流した結果得られた、脈流電圧の値を検知することで、該交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されているか否かを検知して、その検知結果を検知信号として出力する構成となっている。この検知信号は、ACDET回路6(図1参照)が出力するものと同様の構成とすればよく、スイッチ駆動回路2に供給される。
スイッチ駆動回路2は、減電圧検出回路12から供給された、上記検知信号に応じて、切替スイッチ4の開閉を制御する。具体的に、スイッチ駆動回路2は、減電圧検出回路12から、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されている旨の上記検知信号が供給されると、切替スイッチ4を開放させる一方、交流電圧が本発明のスイッチング電源装置に入力されていない旨の上記検知信号が供給されると、切替スイッチ4を短絡させるように、開閉を制御する。
つまり、図6に示すスイッチング電源装置106の場合におけるスイッチ駆動回路2は、図1に示すスイッチング電源装置101等の場合と、実質同一の構成であれば十分、その機能を実現し得るものである。
図6に示すスイッチング電源装置106に、交流電圧が入力されていると、減電圧検出回路12は、ブリッジダイオードBD1aが整流した結果得られた脈流電圧の値を検知することで、該交流電圧が入力されている旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を開放させる。切替スイッチ4が開放されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1を含む閉回路から切り離される。
一方、図6に示すスイッチング電源装置106において、AC入力がOFFにされると、当然ながら、該スイッチング電源装置106に入力される交流電圧は、電圧値が低下され、やがて停止し、これに伴い、上記脈流電圧についても同様に、電圧値が低下され、やがて停止する。減電圧検出回路12は、この該脈流電圧の値が低下されたことを検知することで、該交流電圧が入力されていない旨を検知し、この旨を検知したことを示す検知信号を、スイッチ駆動回路2に供給する。スイッチ駆動回路2は、供給された該検知信号に応じて、切替スイッチ4を短絡させる。切替スイッチ4が短絡されると、切替スイッチ4に対して直列に接続された放電素子1は、電解コンデンサC1との間で閉回路を構成する。これにより、放電素子1は、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を放電させる。
図6に示すスイッチング電源装置106の構成によれば、メイン電源およびサブ電源を有している、スイッチング電源装置においても、図1に示すスイッチング電源装置101と同様の効果を奏する。
〔実施の形態7〕
また、図7に示すスイッチング電源装置107は、図6に示すスイッチング電源装置106の構成に加え、図4および図5に示す各スイッチング電源装置104および105と同様に、PFC回路13を備え、かつ、PFC回路13の正弦波検出用抵抗である抵抗R15およびR16を、放電素子1に流用することで、抵抗R15およびR16と放電素子1とを共用しており、これにより、回路規模の削減を図ることができる。
また、図7に示すスイッチング電源装置107は、図6に示すスイッチング電源装置106の構成に加え、図4および図5に示す各スイッチング電源装置104および105と同様に、PFC回路13を備え、かつ、PFC回路13の正弦波検出用抵抗である抵抗R15およびR16を、放電素子1に流用することで、抵抗R15およびR16と放電素子1とを共用しており、これにより、回路規模の削減を図ることができる。
〔実施の形態8〕
図8に示すスイッチング電源装置108は、図6に示すスイッチング電源装置106の構成から、放電素子1が取り除かれており、かつ、切替スイッチ4の接続部分が、以下のように変更されている。
図8に示すスイッチング電源装置108は、図6に示すスイッチング電源装置106の構成から、放電素子1が取り除かれており、かつ、切替スイッチ4の接続部分が、以下のように変更されている。
すなわち、図8に示すスイッチング電源装置108の切替スイッチ4の一端は、サブ電源における高レベル側の電源ラインに接続されており、該切替スイッチ4の他端は、メイン電源における高レベル側の電源ラインと、電解コンデンサC1との間に接続されている。具体的に、該切替スイッチ4の一端は、減電圧検出回路12を介して、ブリッジダイオードBD1aの出力端に接続されている。
図8に示すスイッチング電源装置108において、切替スイッチ4が開放されると、電解コンデンサC1から、ブリッジダイオードBD1aの出力端までの経路は、切り離される。このとき、図8に示すスイッチング電源装置108は、実質的に、電解コンデンサC1の放電を行うための回路または機能を具備しないことになる。
一方、図8に示すスイッチング電源装置108において、切替スイッチ4が短絡されると、電解コンデンサC1から、ブリッジダイオードBD1aの出力端までの経路は、短絡される。これにより、電解コンデンサC1に蓄積された電荷は、サブ電源における高レベルの電源ラインを通じて、サブ電源から放電される。
つまり、切替スイッチ4は、減電圧検出回路12が、ブリッジダイオードBD1aが整流した結果得られた上記脈流電圧の値の低下を検知したときに短絡されることで、電解コンデンサC1とブリッジダイオードBD1aの出力端とを、強制的に短絡させ、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を、サブ電源から放電させる構成を実現するものである。
その他、各構成の動作原理は、図6に示すスイッチング電源装置106と同じである。
図8に示すスイッチング電源装置108は、図1〜図7にそれぞれ示した各スイッチング電源装置101〜107と同様に、AC入力のOFF直後に、電解コンデンサC1に蓄積された電荷を、速やかに放電することが可能である。加えて、図8に示すスイッチング電源装置108の構成によれば、放電素子1が不要になるため、回路規模の削減を図ることが可能になると共に、さらに時定数を低減させることができるようになることから、より速やかな放電が可能になる。
〔実施の形態1〜8のまとめ〕
本発明は、図1の如く、電解コンデンサC1に対して並列に、放電素子1および切替スイッチ4を直列にした回路を設ける。更に、液晶TV電源では、AC入力の状況を検出し、その信号を2次側へ伝達する機能を有するACDET回路6および7がついており、この検出部を利用して、切替スイッチ4のスイッチ駆動回路2へ、AC入力のOFFを検出した信号を送り、切替スイッチ4がON(短絡)し、電解コンデンサC1の電荷は、放電素子1を経て放電される。また、AC入力のON時は、ACDET回路6からの信号で、スイッチ駆動回路2は切替スイッチ4をOFFに(開放)し、放電素子1は、オープンになり待機時にはこの放電素子1で損失が発生しない。図1は、減電圧の検出部をAC入力部から取っており、図2は、AC整流後における、電解コンデンサC1への入力電圧を検出している。
本発明は、図1の如く、電解コンデンサC1に対して並列に、放電素子1および切替スイッチ4を直列にした回路を設ける。更に、液晶TV電源では、AC入力の状況を検出し、その信号を2次側へ伝達する機能を有するACDET回路6および7がついており、この検出部を利用して、切替スイッチ4のスイッチ駆動回路2へ、AC入力のOFFを検出した信号を送り、切替スイッチ4がON(短絡)し、電解コンデンサC1の電荷は、放電素子1を経て放電される。また、AC入力のON時は、ACDET回路6からの信号で、スイッチ駆動回路2は切替スイッチ4をOFFに(開放)し、放電素子1は、オープンになり待機時にはこの放電素子1で損失が発生しない。図1は、減電圧の検出部をAC入力部から取っており、図2は、AC整流後における、電解コンデンサC1への入力電圧を検出している。
図3は、AC入力を整流するブリッジダイオードBD1と、平滑する電解コンデンサC1と、の間に、高調波電流対応のPFC回路13を有するスイッチング電源装置であり、さらに、AC入力のOFF時に、ACDET回路6によりAC入力のOFFを検出するための電圧検出部を、PFC回路13の出力側に有して減電圧検出を行う。
図4の場合は、減電圧検出部をAC入力側から取っており、図5の場合は、減電圧検出部をPFC回路13の出力から取っている。
図6は、別個に同様の小電力出力のサブ電源を有するスイッチング電源装置において、電解コンデンサC1に対して並列に接続され、かつ、互いに直列に接続された放電素子1および切替スイッチ4を有し、AC入力のOFF時に、スイッチ駆動回路2がサブ電源のブリッジダイオードBD1aのDC側にある減電圧検出回路12と連動して、切替スイッチ4をONさせ、放電素子1で電解コンデンサC1の電荷を速やかに放電し、電解コンデンサC1の残留電圧による感電を防止する。
図7は、メイン電源にAC入力を整流するブリッジダイオードBD1と、平滑する電解コンデンサC1と、の間に、高調波電流対応のPFC回路13を有し、かつ、サブ電源を有するスイッチング電源において、PFC回路13に有する正弦波検出用抵抗のうち抵抗R15およびR16を、電解コンデンサC1用の放電素子1に流用している。
図8は、別個に同様の小電力出力のサブ電源を有するスイッチング電源装置において、AC入力のOFF時に、サブ電源のAC整流後のDC電圧を検知し、先のメイン電源のAC入力を平滑する、電解コンデンサC1をサブ電源のAC整流後に接続してサブ電源を通じて放電している。
〔補足:ACDET回路の基本構成の一例〕
図9は、ACDET回路の基本構成の一例を示す回路図である。
図9は、ACDET回路の基本構成の一例を示す回路図である。
変換トランスT1の1次巻線n1(図1参照)側に備えられている、ACDET回路6ではまず、スイッチング電源装置からの入力電圧が、ダイオードD10およびD11で整流される。
ダイオードD10およびD11で整流された電圧は、抵抗R11およびR12で分圧される。
抵抗R11およびR12で分圧された電圧は、コンデンサC10で平滑化された後、nチャネル型のMOSFETQ3のゲート端子に印加される。
図示しない電源ユニットの、補助電源電圧DC1は、抵抗R10に印加される。抵抗R10は、フォトカプラPC10の発光ダイオード側回路を経て、MOSFETQ3のドレイン端子に接続されている。
一方、変換トランスT1の2次巻線n2(図1参照)側に備えられている、ACDET回路7では、出力電圧DC2用の端子(ACDET回路7の外部)が、抵抗R21、フォトカプラPC10の受光トランジスタ側回路、抵抗R22を経て、接地されている。
スイッチング電源装置に対する交流電圧の入力状況を検知した結果に対応するACDET出力は、フォトカプラPC10の受光トランジスタ側回路と、抵抗R22とが接続されたノードから出力される。
スイッチング電源装置に交流電圧が入力されている(すなわち、AC入力のON)と、ACDET回路6への入力電圧レベルは高くなる。
ACDET回路6への入力電圧レベルが高くなり、MOSFETQ3のゲート端子に印加される電圧が、該MOSFETQ3のゲートオン電圧よりも高くなると、MOSFETQ3は導通する。
MOSFETQ3が導通すると、補助電源電圧DC1が抵抗R10に印加されることで、フォトカプラPC10の発光ダイオードには、電流が流れる。この電流が流れると、フォトカプラPC10の受光トランジスタは導通する。
フォトカプラPC10の受光トランジスタが導通すると、出力電圧DC2と同レベルの電圧を、抵抗R21およびR22で分圧した電圧が、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されている旨の検知結果であるACDET出力(ロジック信号のHigh)として出力される。
一方、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていない(すなわち、AC入力のOFF)と、ACDET回路6への入力電圧レベルは低くなる。
ACDET回路6への入力電圧レベルが低くなり、MOSFETQ3のゲート端子に印加される電圧が、該MOSFETQ3のゲートオン電圧よりも低くなると、上記と逆の動作で、フォトカプラPC10の受光トランジスタが非導通になり、スイッチング電源装置に交流電圧が入力されていない旨の検知結果であるACDET出力(ロジック信号のLow)が出力される。
本発明に係るスイッチング電源装置の、ACDET回路6および7はそれぞれ、上記の図9に示した基本構成に対して、スイッチ駆動回路2への検知信号の供給を主目的とした、種々の応用が加えられたものであると解釈することができる。
〔実施の形態9〕
ここからは、本発明のスイッチング電源装置に係る別の構成例について順次説明していくが、以下の説明では、便宜上、上述した図1〜図9およびその説明に示す内容と異なる内容についてのみ、説明を行う。
ここからは、本発明のスイッチング電源装置に係る別の構成例について順次説明していくが、以下の説明では、便宜上、上述した図1〜図9およびその説明に示す内容と異なる内容についてのみ、説明を行う。
図10に示すスイッチング電源装置109の構成は、図1に示すスイッチング電源装置101の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図10に示すスイッチング電源装置109では、ACDET回路6および7として、図9に示す基本構成に対して、ダイオードD12をさらに追加したものが使用されている。
ダイオードD10のアノードは、低レベル側の電源入力端子ACに、ダイオードD11のアノードは、高レベル側の電源入力端子ACに、それぞれ接続されている。
ダイオードD12のカソードは、フォトカプラPC10の発光ダイオード側回路と、MOSFETQ3のドレイン端子と、の間に接続されている。
ダイオードD12のアノードは、スイッチ駆動回路2を構成する、抵抗R13およびコンデンサC12の両一端、および、切替スイッチ4を構成する、サイリスタSCR1のゲートに接続されている。
コンデンサC12の他端およびサイリスタSCR1のカソードは、低レベル側の電源ラインに接続されている。サイリスタSCR1のアノードは、抵抗である放電素子1に接続されている。
抵抗R13の他端は、ダイオードD13のカソード、コンデンサC11の一端、および、出力制御回路3に接続されている。ダイオードD13のアノードは、変換トランスT1の補助巻線を介して、低レベル側の電源ラインに接続されている。コンデンサC11の他端は、低レベル側の電源ラインに接続されている。
抵抗R13およびコンデンサC12は、スイッチ駆動回路2を構成している一方、サイリスタSCR1は、切替スイッチ4を構成している。
図10において、放電素子1には抵抗を、切替スイッチ4にはサイリスタSCR1を、それぞれ用いている。
変換トランスT1の上記補助巻線から出力された電圧は、ダイオードD13で整流され、コンデンサC11で平滑化され、平滑化された電圧は、抵抗R13を経て、サイリスタSCR1のゲートに印加されている。コンデンサC12は、誤動作防止用のコンデンサである。
図10に示すスイッチング電源装置109に交流電圧が入力されることで、ACDET回路6への入力電圧レベルが高くなり、MOSFETQ3のゲート端子に印加される電圧が、該MOSFETQ3のゲートオン電圧より高くなると、MOSFETQ3は導通し、フォトカプラPC10の発光ダイオードには、補助電源電圧DC1が抵抗R10に印加されることに応じて、電流が流れる。この電流が流れるのと同時に、導通したMOSFETQ3は、ダイオードD12を経由して印加される、サイリスタSCR1のゲート電圧を低下させ、これにより、サイリスタSCR1は、非導通になる。
一方、図10に示すスイッチング電源装置109に交流電圧が入力されないとき、MOSFETQ3は非導通になる。これにより、サイリスタSCR1のゲート電圧は上昇して、該サイリスタSCR1のゲートトリガ電圧に到達することで、該サイリスタSCR1は導通し、放電素子1は電解コンデンサC1を放電させる。
なお、切替スイッチ4としてサイリスタSCR1を使用する理由は、補助電源電圧DC1の印加がなくなった場合においても、サイリスタSCR1のアノード‐カソード間に流れる電流が、保持電流以下になるまで流れ続けるためである。
〔実施の形態10〕
図11に示すスイッチング電源装置110の構成は、図10に示すスイッチング電源装置109の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図11に示すスイッチング電源装置110の構成は、図10に示すスイッチング電源装置109の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図11に示すスイッチング電源装置110では、ACDET回路6および7において、ダイオードD11が取り除かれている。
ダイオードD10のアノードは、高レベル側の電源ラインにおける、抵抗である放電素子1と電解コンデンサC1との間に接続されている。
ダイオードD12のアノードは、スイッチ駆動回路2を構成する、抵抗R18の一端にさらに接続されている。抵抗R18の他端は、低レベル側の電源ラインに接続されている。
スイッチ駆動回路2は、抵抗R18をさらに備えている。
図11に示すスイッチング電源装置110は、交流電圧が入力されているか否かの検知において、ブリッジダイオードBD1で整流した結果得られた脈流電圧が、ダイオードD10を経て、抵抗R11およびR12で分割されて、MOSFETQ3のゲート端子に印加されている。その他、サイリスタSCR1を導通または非導通とさせるまでの動作原理については、図10の説明と同じになるので省略する。
〔実施の形態11〕
図12に示すスイッチング電源装置111の構成は、図11に示すスイッチング電源装置110の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図12に示すスイッチング電源装置111の構成は、図11に示すスイッチング電源装置110の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図12に示すスイッチング電源装置111は、図3に示すものと同様の構成の、PFC回路13を備えている。
サイリスタSCR1を導通または非導通とさせるまでの動作原理については、図11の説明と同じになるので省略する。
〔実施の形態12〕
図13に示すスイッチング電源装置112の構成は、図10に示すスイッチング電源装置109の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図13に示すスイッチング電源装置112の構成は、図10に示すスイッチング電源装置109の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図13に示すスイッチング電源装置112は、スイッチ駆動回路2および切替スイッチ4の両機能を兼ね備えた、フォトサイリスタPC−SCR3を備えている。
ダイオードD12のアノードは、抵抗R17の一端、および、フォトサイリスタPC−SCR3のダイオード部のアノードに接続されている。該ダイオード部のカソードは、低レベル側の電源ラインに接続されている。抵抗R17の他端は、抵抗R13(図10参照)の他端と同様に、ダイオードD13のカソード、コンデンサC11の一端、および、出力制御回路3に接続されている。
フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部は、カソードが、抵抗R14と抵抗R15とが接続されたノードに、アノードが、高レベル側の電源ラインと、電解コンデンサC1との間に、ゲートが該アノードに、それぞれ接続されている。
フォトサイリスタPC−SCR3において、フォトダイオード部はスイッチ駆動回路2に、サイリスタ部は切替スイッチ4に、それぞれ対応する。
また、図13に示すスイッチング電源装置112は、図4に示すものと同様の構成の、PFC回路13を備えている。
図13に示すスイッチング電源装置112は、切替スイッチ4に、フォトサイリスタPC−SCR3を用いている。
電解コンデンサC1の電圧は、フォトサイリスタPC−SCR3の上記サイリスタ部を経由して、抵抗R14と抵抗R15とが接続されたノードに印加される。また、抵抗R15およびR16は、電解コンデンサC1を放電させるための、放電素子1として使用されている。
変換トランスT1の上記補助巻線から出力された電圧は、ダイオードD13で整流され、コンデンサC11で平滑化され、抵抗R17を経て、フォトサイリスタPC−SCR3の上記ダイオード部に印加される。
図13に示すスイッチング電源装置112に交流電圧が入力されている場合、図10に示すスイッチング電源装置109の場合と同様に、MOSFETQ3は導通する。これにより、ダイオードD12を経て得られた、上記ダイオード部での電圧は、LOWになる。このため、フォトサイリスタPC−SCR3の上記サイリスタ部は、非導通になり、この結果、切替スイッチ4の開放時と同様の構成になるため、電解コンデンサC1の放電は行われない。
一方、図13に示すスイッチング電源装置112に交流電圧が入力されていない場合、図10に示すスイッチング電源装置109の場合と同様に、MOSFETQ3は非導通になる。これにより、フォトサイリスタPC−SCR3の上記ダイオード部には電流が流れるため、フォトサイリスタPC−SCR3の上記サイリスタ部は導通し、この結果、切替スイッチ4の短絡時と同様に、電解コンデンサC1は、抵抗R15およびR16により放電される。
〔実施の形態13〕
図14に示すスイッチング電源装置113の構成は、図13に示すスイッチング電源装置112の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図14に示すスイッチング電源装置113の構成は、図13に示すスイッチング電源装置112の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図14に示すスイッチング電源装置113では、ダイオードD10およびD11が取り除かれている。
抵抗R11は、高レベル側の電源ラインにおける、PFC回路13と電解コンデンサC1との間に接続されている。
その他、フォトサイリスタPC−SCR3の上記サイリスタ部を、導通または非導通とさせるまでの動作原理については、図13の説明と同じになるので省略する。
〔実施の形態14〕
図15に示すスイッチング電源装置114は、メイン電源およびサブ電源を備えている。なお、メイン電源およびサブ電源の詳細については、図6およびその説明を参照されたい。
図15に示すスイッチング電源装置114は、メイン電源およびサブ電源を備えている。なお、メイン電源およびサブ電源の詳細については、図6およびその説明を参照されたい。
また、図15に示すスイッチング電源装置114は、サブ電源におけるブリッジダイオードBD1aの後段に、抵抗R19およびR40、コンデンサC13、ダイオードD14、およびツェナーダイオードZD1を備えている。
抵抗R19の一端およびダイオードD14のアノードは、ブリッジダイオードBD1aにおける、高レベル側の電源ライン側の出力端に接続されている。
ダイオードD14のカソードは、電解コンデンサC1aおよび変換トランスT2に接続されている。
抵抗R19の他端は、抵抗R40の一端、コンデンサC13の一端、および、ツェナーダイオードZD1のカソードに接続されている。
抵抗R40およびコンデンサC13の両他端は、サブ電源における低レベル側の電源ラインに接続されている。
ツェナーダイオードZD1のアノードは、フォトカプラPC4の発光ダイオードのアノードに接続されている。該発光ダイオードのカソードは、メイン電源における低レベル側の電源ラインに接続されている。
一方、フォトカプラPC4の受光トランジスタは、例えばバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子が、コンデンサC12の一端に接続されており、エミッタ端子が、メイン電源における低レベル側の電源ラインに接続されている。なお、コンデンサC12、抵抗R13およびR18、および、サイリスタSCR1は、スイッチ駆動回路2および切替スイッチ4を構成しているが、それらの接続関係は、図11と同様になるので、詳細な説明について省略する。
また、図15に示すスイッチング電源装置114は、図12に示すものと同様の構成の、PFC回路13を備えている。
図15に示すスイッチング電源装置114は、メイン電源と別のサブ電源とを備え、放電素子1に抵抗、切替スイッチ4にサイリスタSCR1を用いている。
変換トランスT1の補助巻線から出力された電圧は、ダイオードD13で整流され、コンデンサC11で平滑化され、平滑化された電圧は、抵抗R13を経て、サイリスタSCR1のゲートに印加されている。コンデンサC12は、誤動作防止用のコンデンサである。
サイリスタSCR1のゲートには、抵抗R18、コンデンサC12、および、フォトカプラPC4の受光トランジスタ側回路が、並列接続されている。
サブ電源の、ブリッジダイオードBD1aからの出力電圧は、抵抗R19およびR40で分圧され、ツェナーダイオードZD1を経て、フォトカプラPC4の発光ダイオード側回路に印加されている。コンデンサC13は、誤動作防止用である。
図15に示すスイッチング電源装置114に交流電圧が入力されている場合、該交流電圧をブリッジダイオードBD1aが整流した結果得られた脈流電圧は、抵抗R19およびR40で分圧される。この分圧後の電圧のレベルは、ツェナーダイオードZD1のゲートオン電圧より高くなっており、該分圧後の電圧が印加されたツェナーダイオードZD1は導通する。ツェナーダイオードZD1が導通すると、フォトカプラPC4の発光ダイオードには電流が流れ、これにより、フォトカプラPC4の受光トランジスタは導通する。フォトカプラPC4の受光トランジスタが導通すると、サイリスタSCR1のゲート電圧は低下され、サイリスタSCR1は非導通になる。従って、このときは、切替スイッチ4の開放時と同様の構成になるため、電解コンデンサC1の放電は行われない。
一方、図15に示すスイッチング電源装置114に交流電圧が入力されていない場合、フォトカプラPC4の受光トランジスタは非導通になるため、サイリスタSCR1のゲート電圧が上昇することで、サイリスタSCR1が導通する。従って、このときは、切替スイッチ4の短絡時と同様に、電解コンデンサC1は放電素子1により放電される。
〔実施の形態15〕
図16に示すスイッチング電源装置115の構成は、図15に示すスイッチング電源装置114の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図16に示すスイッチング電源装置115の構成は、図15に示すスイッチング電源装置114の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図16に示すスイッチング電源装置115は、スイッチ駆動回路2および切替スイッチ4の両機能を兼ね備えた、フォトサイリスタPC−SCR3を備えている。
また、フォトカプラPC4の受光トランジスタのコレクタ端子は、抵抗R17の一端、および、フォトサイリスタPC−SCR3のダイオード部のアノードに接続されている。該ダイオード部のカソードは、メイン電源における低レベル側の電源ラインに接続されている。
抵抗R17の他端の接続関係、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ側の構成、さらには、PFC回路13の構成については、図13に示すものと同様であるため、詳細な説明を省略する。
図16に示すスイッチング電源装置115は、メイン電源と別のサブ電源とを備え、放電素子1に、PFC回路13において使用されている抵抗(分圧抵抗)R15およびR16を用いており、切替スイッチ4に、フォトサイリスタPC−SCR3を用いる。
電解コンデンサC1は、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部を経て、抵抗R14と抵抗R15とが接続されたノードに接続されており、抵抗R15およびR16は放電素子1に流用されている。
変換トランスT1の補助巻線から出力された電圧は、ダイオードD13で整流され、コンデンサC11で平滑化され、平滑化された電圧は、抵抗R13を経て、フォトサイリスタPC−SCR3のダイオード部のアノードに印加される。
フォトサイリスタPC−SCR3のカソードは、低レベル側の電源ラインに接続されることで、実質的に接地されており、フォトサイリスタPC−SCR3のダイオード部の、アノードには、並列にフォトカプラPC4の受光トランジスタ側回路が接続されている。
サブ電源の、ブリッジダイオードBD1aからの出力電圧は、抵抗R19およびR40で分圧され、ツェナーダイオードZD1を経て、フォトカプラPC4の発光ダイオードのアノードに印加されている。コンデンサC13は、誤動作防止用である。
図16に示すスイッチング電源装置115に交流電圧が入力されている場合、該交流電圧をブリッジダイオードBD1aが整流した結果得られた脈流電圧は、抵抗R19およびR40で分圧される。この分圧後の電圧のレベルは、ツェナーダイオードZD1のゲートオン電圧より高くなっており、該分圧後の電圧が印加されたツェナーダイオードZD1は導通する。ツェナーダイオードZD1が導通すると、フォトカプラPC4の発光ダイオードには電流が流れ、これにより、フォトカプラPC4の受光トランジスタは導通する。フォトカプラPC4の受光トランジスタが導通すると、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部のゲート電圧は低下され、該サイリスタ部は非導通になる。従って、このときは、切替スイッチ4の開放時と同様の構成になるため、電解コンデンサC1の放電は行われない。
一方、図16に示すスイッチング電源装置115に交流電圧が入力されていない場合、フォトカプラPC4の受光トランジスタは非導通になるため、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部のゲート電圧が上昇することで、該サイリスタ部が導通する。従って、このときは、切替スイッチ4の短絡時と同様に、電解コンデンサC1は放電素子1を構成する、抵抗R15およびR16により放電される。
〔実施の形態16〕
図17に示すスイッチング電源装置116の構成は、図16に示すスイッチング電源装置115の構成と比較して、以下の点が異なっている。
図17に示すスイッチング電源装置116の構成は、図16に示すスイッチング電源装置115の構成と比較して、以下の点が異なっている。
すなわち、図17に示すスイッチング電源装置116は、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部のカソードが、サブ電源における高レベル側の電源ライン、かつ、ダイオードD14のカソードに接続されている。
また、図17に示すスイッチング電源装置116は、図12に示すものと同様の構成の、PFC回路13を備えている。
図17に示すスイッチング電源装置116は、メイン電源と別のサブ電源とを備え、サブ電源のブリッジダイオードBD1aの出力端において、電解コンデンサC1の放電を実施する構成としている。また、切替スイッチ4には、フォトサイリスタPC−SCR3を用いている。
図17に示すスイッチング電源装置116に交流電圧が入力されている場合、図16に示す構成と同様の動作により、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部は非導通になる。従って、このときは、切替スイッチ4の開放時と同様の構成になるため、電解コンデンサC1の放電は行われない。
一方、図17に示すスイッチング電源装置116に交流電圧が入力されていない場合も、図16に示す構成と同様の動作により、フォトサイリスタPC−SCR3のサイリスタ部は導通する。従って、このときは、切替スイッチ4の短絡時と同様の構成になるため、電解コンデンサC1の放電は行われない。
本発明により、簡易な回路構成で、AC入力のOFF時に、電解コンデンサC1に残っている電荷(電圧)を放電することができ、工程での検査終了後作業者が電源を移動させる際、またはサービスマンが修理のため電源を取り外した際、誤ってその電解コンデンサに触れて感電し、そのショックで電源を落して破損させる虞、更には、電源同士または電源とセットとが接触した場合、最悪その電解コンデンサに触れて電源またはセットが破壊する虞が低減される効果を奏する。
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。
本発明は、AC入力から直流電圧を出力する、事務機器および民生用機器(特に装置)に利用することができる。特に、AC入力に常時接続され、待機時に省エネルギー化が要求される、液晶TVをはじめとする表示装置等の民生用機器における、スイッチング電源装置に好適に利用することができる。
1 放電素子
4 切替スイッチ
6 ACDET回路(検知回路)
12 減電圧検出回路(検知回路)
13 PFC回路(力率改善回路)
101〜116、200 スイッチング電源装置
BD1 ブリッジダイオード(整流回路、メイン整流回路)
BD1a ブリッジダイオード(サブ整流回路)
C1 電解コンデンサ(メイン電解コンデンサ)
C1a 電解コンデンサ(サブ電解コンデンサ)
R15およびR16 抵抗(波形検出抵抗)
T1 変換トランス
n1 1次巻線
n2 2次巻線
4 切替スイッチ
6 ACDET回路(検知回路)
12 減電圧検出回路(検知回路)
13 PFC回路(力率改善回路)
101〜116、200 スイッチング電源装置
BD1 ブリッジダイオード(整流回路、メイン整流回路)
BD1a ブリッジダイオード(サブ整流回路)
C1 電解コンデンサ(メイン電解コンデンサ)
C1a 電解コンデンサ(サブ電解コンデンサ)
R15およびR16 抵抗(波形検出抵抗)
T1 変換トランス
n1 1次巻線
n2 2次巻線
Claims (10)
- 入力された交流電圧を整流する整流回路と、
上記整流回路が整流した電圧を平滑化する電解コンデンサと、
1次巻線および2次巻線を有しており、該1次巻線に印加された上記電解コンデンサからの電圧を、該2次巻線に伝達する変換トランスと、
上記1次巻線側の回路の所望位置に印加される電圧値を検知する検知回路と、
上記電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、
上記放電回路は、上記電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、
上記切替スイッチは、上記検知回路が上記電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものであることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 上記検知回路は、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の値を検知することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 上記検知回路は、上記整流回路が整流した電圧の値を検知することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 上記整流回路と上記電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、
上記検知回路は、上記力率改善回路が出力する電圧の値を検知することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 上記整流回路と上記電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、
上記力率改善回路は、自身の出力電流の波形を、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の波形に近似させるために用いられる波形検出抵抗を備え、
上記波形検出抵抗は、上記放電素子に流用されていることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチング電源装置。 - 上記検知回路は、上記力率改善回路が出力する電圧の値を検知することを特徴とする請求項5に記載のスイッチング電源装置。
- 入力された交流電圧を整流するメイン整流回路と、該メイン整流回路が整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサと、を備えたメイン電源と、
上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、
上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、
上記メイン電解コンデンサに対して並列に接続された放電回路と、を備え、
上記放電回路は、上記メイン電解コンデンサを放電させるための放電素子と、切替スイッチと、の直列回路であり、
上記切替スイッチは、上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに、短絡されるものであることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 上記メイン整流回路と上記メイン電解コンデンサとの間に接続された力率改善回路を備え、
上記力率改善回路は、自身の出力電流の波形を、上記スイッチング電源装置に入力された上記交流電圧の波形に近似させるために用いられる波形検出抵抗を備え、
上記波形検出抵抗は、上記放電素子に流用されている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。 - 入力された交流電圧を整流した電圧を平滑化するメイン電解コンデンサを備えたメイン電源と、
上記メイン電源と別に備えられており、かつ、入力された上記交流電圧を整流するサブ整流回路を備えたサブ電源と、
上記サブ整流回路が整流した電圧の値を検知する検知回路と、
上記検知回路が電圧値の低下を検知したときに短絡されることで、上記メイン電解コンデンサと上記サブ整流回路の出力端とを短絡させる切替スイッチと、を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 上記切替スイッチは、上記検知回路が電圧値の低下を検知しないときに、開放されるものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。
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2009
- 2009-12-24 JP JP2009293294A patent/JP2011135702A/ja active Pending
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