JP2011139564A - Ａｃアダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＣアダプタに外部機器を接続しない状態でＡＣアダプタを動作させたまま放置する場合において、ＡＣアダプタの消費電力を十分に低減する。
【解決手段】ＡＣアダプタに電子機器（外部機器）が接続された状態において、電子機器が待機状態のときは、定格出力電圧と電子機器が許容できる最低出力電圧の間でスイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返す。一方、ＡＣアダプタが電子機器に非接続の状態のときは、抵抗Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ並列に抵抗Ｒ８、Ｒ９が接続されなくなることにより、オペアンプＩＣ１と抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４で検出している電圧が、電子機器が許容できる最低出力電圧から電子機器が許容できる最低出力電圧より低い出力電圧に切り換る。これにより、電子機器が非接続状態のときは、定格出力電圧と電子機器が許容できる最低出力電圧より低い電圧の間でスイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＣ電源に接続してＤＣ電圧を電子機器（外部機器）に出力するＡＣアダプタに関し、特にＡＣアダプタが外部機器に接続されていない状態（待機状態）における消費電力を低減することができるＡＣアダプタに関する。

従来、ＡＣアダプタには、例えば特許文献１に示すスイッチング電源が使用されている。図２は、従来のＡＣアダプタに使用されるスイッチング電源の回路構成図である。この回路はフライバックコンバータと呼ばれるものである。

ここで、Ｔは１次側に蓄積されたエネルギーを２次側へ伝達するためのコンバータトランス、Ｑ１はスイッチング素子であるＦＥＴ、Ｃ１は電源入力平滑用コンデンサ、Ｒ７はＡＣアダプタ起動用抵抗、Ｃ２は２次側出力平滑用コンデンサである。ＩＣ４はＡＣアダプタ制御用ＩＣ（制御部）、ＩＣ３は出力電圧検出用ＩＣであり、ＰＣ２は２次側回路に電圧を安定供給するための信号を１次側にフィードバックするフォトカプラ、Ｄ１はダイオード、Ｒ５、Ｃ３はダイオードＤ１からの電圧を積分するための積分抵抗と積分コンデンサ、Ｒ６はＣ３に充電された電荷を放電する放電抵抗である。ＩＣ２は出力電流が増加し、Ｃ３の端子間電圧が上昇したことを検出するオペアンプ（第２のオペアンプ）であり、ＩＣ１およびＲ１、Ｒ２、Ｒ４はＡＣアダプタ１’の出力端子が接続される電子機器が許容できる最低出力電圧を検出するためのオペアンプ（第１のオペアンプ）と抵抗である。Ｄ２はＩＣ１とＩＣ２の基準電圧を設定するツェナーダイオード、ＰＣ１は電子機器が許容できる最低出力電圧になるまでスイッチング素子Ｑ１を停止させる信号を１次側にフィードバックするフォトカプラ、Ｒ３はフォトカプラの電流を制限する制限抵抗である。

図２に示すＡＣアダプタ１’において、出力電圧が定格電圧より上昇すると、ＩＣ３に接続されたフォトカプラＰＣ２のダイオードに流れる電流が増加して、フォトカプラＰＣ２のトランジスタが接続されている制御部ＩＣ４のフィードバック（ＦＢ）端子電圧が低下する。そして、フィードバック端子電圧の低下量に応じて一定周波数で動作しているスイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが大きくなり、出力電圧を下げて定格電圧を安定供給することができる。

一方、電子機器が待機状態となり、ＡＣアダプタ１’の出力電流が非常に小さくなると、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが大きくなるため、ダイオードＤ１で整流されて抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３で積分して得られるコンデンサＣ３の端子間電圧が低下する。そして、オペアンプＩＣ２はコンデンサＣ３の端子間電圧と基準電圧となるツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧と比較し、コンデンサＣ３の端子間電圧が低くなると、オペアンプＩＣ２の出力端子はローレベル（Ｌレベル）に設定される。平滑コンデンサＣ２の端子間電圧は安定化された出力電圧になっており、オペアンプＩＣ１は抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびＲ４で分圧し得られた抵抗Ｒ２の端子間電圧と基準電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）とを比較し、抵抗Ｒ２の端子間電圧が高くなっている間、オペアンプＩＣ１の出力はハイレベル（Ｈレベル）に設定され、オペアンプＩＣ１の出力端子から電流がフォトカプラＰＣ１のダイオード、抵抗Ｒ３、Ｌレベルに設定されたオペアンプＩＣ２の出力端子に流れ込む。その結果、フォトカプラＰＣ１のトランジスタがオンし（導通状態となり）、制御部ＩＣ４のオン／オフ端子がＬレベルに設定される。制御部ＩＣ４はオン／オフ端子がＬレベルに設定されると発振停止となる機能を有しているため、スイッチング素子Ｑ１は停止する。

２次側出力平滑コンデンサＣ２の端子間電圧は、待機時に流れる微小負荷電流とコンデンサＣ２に接続されているＡＣアダプタ１’内部回路で消費される微小電流によって徐々に減少する。その結果、電子機器が許容できる最低出力電圧に達すると、抵抗Ｒ２の端子間電圧が基準電圧より低くなるため、オペアンプＩＣ１の出力端子はＬレベルに設定され、フォトカプラＰＣ１のダイオードに電流が流れなくなる。その結果、フォトカプラＰＣ１のトランジスタがオフし、制御部ＩＣ４のオン／オフ端子がＨレベルに設定されるので、スイッチング素子Ｑ１はスイッチング動作を開始する。

こうして、電子機器２が待機状態のときは、定格出力電圧と電子機器が許容できる最低出力電圧の間で、スイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返す。電子機器が待機状態のときは定格出力電圧を必ずしも必要とせず、かなり低い電圧でも問題ないことが多い。待機状態では出力平滑コンデンサＣ２の端子間電圧が、定格出力電圧から電子機器が許容できる最低出力電圧まで自然に放電される時間が長く、その間スイッチング素子Ｑ１は動作停止している。動作停止時はスイッチングロスが零となる。スイッチング素子Ｑ１が動作している時間に対して、動作停止している時間が非常に長いため、ＡＣアダプタ１’の待機電力を低減することができる。ＡＣアダプタ１’の出力電流を待機状態から徐々に増加させると、出力平滑コンデンサＣ２の端子間電圧が、定格出力電圧から電子機器が許容できる最低出力電圧まで放電される時間が短くなり、スイッチング素子Ｑ１の停止時間が短くなる。

さらに、ＡＣアダプタ１’の出力電流を増加させると、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが出力電流の増加量に応じて小さくなり、ダイオードＤ２で整流されて抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３で積分して得られるコンデンサＣ３の端子間電圧が上昇し、基準電圧より高くなると、オペアンプＩＣ２の出力はＨレベルに設定される。これにより、オペアンプＩＣ１の出力端子からフォトカプラＰＣ１のダイオード、抵抗Ｒ３、オペアンプＩＣ２の出力端子へ流れていた電流が流れなくなり、スイッチング素子Ｑ１のオフ信号が一次側にフィードバックできなくなるため、ＡＣアダプタ１’の動作状態は本来の一定周波数のスイッチング動作に移行する。

特開２００３−３３０２０号公報

ところで、近年さらなる消費電力の低減が求められており、ＡＣアダプタに外部機器を接続しない状態におけるＡＣアダプタの消費電力についても注視されている。しかしながら、従来技術では、ＡＣアダプタに外部機器を接続しない状態でＡＣアダプタを動作させたまま放置した場合に、ＡＣアダプタの消費電力が十分に低減されているとはいえず、改善の余地が残されていた。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＡＣアダプタに外部機器を接続しない状態でＡＣアダプタを動作させたまま放置した場合において、ＡＣアダプタの消費電力を十分に低減することを目的とする。

上記課題を解決するため、ＡＣアダプタに外部機器が接続されていない状態のときは、定格出力電圧と外部機器が許容できる最低出力電圧との間でスイッチング素子のオン／オフの繰り返しを実行させるのではなく、定格出力電圧と外部機器が許容できる最低出力電圧より低い電圧との間でスイッチング素子のオン／オフの繰り返しを実行させる。これにより、スイッチング素子が動作している時間に対して動作停止している時間を延長し、スイッチングロスをさらに削減することができる。このように、ＡＣアダプタに外部機器が接続されていない状態では、外部機器が許容できる最低出力電圧については考慮する必要がないため、外部機器が許容できる最低出力電圧よりもさらに低い出力電圧を出力させるようにしても支障はない。具体的には、本発明にかかるＡＣアダプタは以下のように構成される。

本発明は、入力された交流電圧を整流して得られた入力電圧をトランスの１次側に設けられたスイッチング素子でスイッチングして、前記トランスの２次側に誘起された誘起電圧を２次側整流平滑回路により整流・平滑して一方側出力端子と他方側出力端子との間に接続される外部機器に直流電圧を出力するＡＣアダプタであって、上記目的を達成するため、一方側出力端子と他方側出力端子との間に直列に接続された第1および第２の出力抵抗と、第1の出力抵抗と第２の出力抵抗との接続点にプラス側入力端子が接続され、マイナス側入力端子に基準電圧が入力される第1のオペアンプと、第1のオペアンプの出力端子とプラス側入力端子とを接続する第３の出力抵抗と、スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、第1のオペアンプの出力端子からの出力結果を制御部にフィードバックして、スイッチング素子によるスイッチング動作を実行／停止させるフィードバック手段とを備え、外部機器は、一方側出力端子および他方側出力端子にそれぞれ接続される一方側機器端子および他方側機器端子と、一方側機器端子と他方側機器端子との間に直列に接続された第1および第２の入力抵抗とを有し、第1のオペアンプのプラス側入力端子には外部機器と接続可能なアダプタ側分圧端子が出力され、一方側機器端子が一方側出力端子に、他方側機器端子が他方側出力端子に接続された状態では、アダプタ側分圧端子が第1の入力抵抗と第２の入力抵抗との接続点に接続され、プラス側入力端子に入力される電圧とマイナス側入力端子に入力される基準電圧とを比較することで第1のオペアンプは外部機器が許容できる最低出力電圧を検出可能とされ、外部機器が非接続の状態では、定格出力電圧と外部機器が許容できる最低出力電圧よりも低い電圧との間でスイッチング素子はオン／オフ動作を繰り返すことを特徴としている。

このように構成された発明では、ＡＣアダプタに外部機器が接続されている状態（一方側機器端子が一方側出力端子に、他方側機器端子が他方側出力端子に接続された状態）では、第1のオペアンプのプラス側入力端子が出力されてなるアダプタ側分圧端子が、外部機器の一方側出力端子と他方側出力端子との間に直列に接続された第1の入力抵抗と第２の入力抵抗との接続点に接続され、プラス側入力端子に入力される電圧とマイナス側入力端子に入力される基準電圧とを比較することで第1のオペアンプは外部機器が許容できる最低出力電圧を検出可能とされる。具体的には、第１のオペアンプは、第１の出力抵抗、第１の出力抵抗と並列に接続される第１の入力抵抗、第２の出力抵抗、第２の出力抵抗と並列に接続される第２の入力抵抗および第３の出力抵抗から構成される回路により、外部機器が許容できる最低出力電圧を検出可能とされる。このため、ＡＣアダプタから外部機器への出力電圧が外部機器が許容できる最低出力電圧を下回るのを回避することができる。

一方で、外部機器が非接続の状態（ＡＣアダプタと外部機器とが接続されていない状態）では、第１の出力抵抗に並列に第１の入力抵抗が接続されなくなるとともに第２の出力抵抗に並列に第２の入力抵抗が接続されなくなることから、第１〜第３の出力抵抗から構成される回路により第１のオペアンプが検出する電圧は、外部機器が許容できる最低出力電圧より低い電圧に切り換えられる。その結果、外部機器が非接続の状態では、定格出力電圧と外部機器が許容できる最低出力電圧との間でスイッチング素子のオン／オフ動作の繰り返しが行われるのではなく、定格出力電圧と外部機器が許容できる最低出力電圧より低い電圧との間でスイッチング素子のオン／オフ動作の繰り返しが行われる。これにより、スイッチング素子が動作している時間に対して、動作停止している時間を延長することができる。このため、スイッチングロスを削減して、外部機器が非接続の状態におけるＡＣアダプタの消費電力を十分に低減することができる。

ここで、制御部は、入力される電圧レベルに応じてスイッチング素子によるスイッチング動作を実行／停止を選択的に実行させるオン／オフ端子を有し、フィードバック手段は、第1のオペアンプの出力に接続された発光素子と、オン／オフ端子に接続され、発光素子からの発光を受光する受光素子とを有し、発光素子は第1のオペアンプの出力端子がハイレベルに設定されると発光し、受光素子は発光素子からの発光を受光することで導通状態となってオン／オフ端子をローレベルに設定し、スイッチング素子のスイッチング動作を停止させることが、アダプタの小形化、動作の安定性の観点から好ましい。

また、２次側整流平滑回路が、トランスの２次巻線の一方端にアノードが接続された整流ダイオードと、整流ダイオードのカソードとトランスの２次巻線の他方端との間に接続された平滑コンデンサとを有するＡＣアダプタにおいては、整流ダイオードのアノード側にアノードが接続された第１のダイオードと、第１のダイオードのカソードとトランスの２次巻線の他方端との間に直列に接続された積分抵抗と積分コンデンサと、プラス側入力端子が積分コンデンサのプラス端子に接続され、マイナス側入力端子に基準電圧が入力される第２のオペアンプとをさらに備え、第２のオペアンプの出力端子は制限抵抗を介して発光素子に接続されており、外部機器が待機状態になると、第１のダイオードで整流され積分抵抗および積分コンデンサで積分して得られた積分コンデンサの端子間電圧が基準電圧よりも低くなって、第２のオペアンプの出力端子がローレベルに設定され、第１のオペアンプの出力端子がハイレベルに設定された際に、第１のオペアンプの出力端子からの電流が第２のオペアンプに流れ込むことによって、発光素子が発光するように構成することが好ましい。

本発明によれば、外部機器にＡＣアダプタを接続しない状態でＡＣアダプタを動作させたまま放置する場合において、ＡＣアダプタの消費電力を十分に低減することができる。

本発明にかかるＡＣアダプタの一実施形態を示す回路図である。 従来のＡＣアダプタの回路図である。

図１は本発明にかかるＡＣアダプタの一実施形態を示す回路図である。このＡＣアダプタ１は、入力された交流電圧を整流して得られた直流電圧をコンバータトランス（以下、単に「トランス」という）Ｔの１次側に設けられたスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ１でスイッチングして、トランスＴの２次側に誘起された誘起電圧を２次側整流平滑回路により整流・平滑して電子機器（外部機器）２に直流電圧を出力する。すなわち、ＡＣアダプタ１の出力端子（プラス側出力端子Ｐ１とマイナス側出力端子Ｐ２との間）に電子機器２が接続された際に、ＡＣアダプタ１から電子機器２に直流電圧を出力可能となっている。なお、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作は制御部ＩＣ４（ＡＣアダプタ制御用ＩＣ）により制御される。このように、この実施形態では、ＡＣアダプタ１のプラス側出力端子Ｐ１が本発明の「一方側出力端子」に、マイナス側出力端子Ｐ２が「他方側出力端子」に相当する。なお、以下においては、主に従来技術との相違点を中心に説明し、従来技術との共通点については説明を簡略化する。

ＩＣ１は出力電圧を検出するためのオペアンプ（本発明の「第１のオペアンプ」に相当）である。ＡＣアダプタ１のプラス側出力端子Ｐ１とマイナス側出力端子Ｐ２との間には、第1の出力抵抗Ｒ１と第２の出力抵抗Ｒ２とが直列に接続されている。オペアンプＩＣ１のプラス側入力端子は、抵抗Ｒ１（本発明の「第１の出力抵抗」に相当）と抵抗Ｒ２（本発明の「第２の出力抵抗」に相当）との接続点に接続されている。オペアンプＩＣ１のプラス側入力端子は抵抗Ｒ４（本発明の「第３の出力抵抗」に相当）を介してオペアンプＩＣ１の出力端子に接続されている。また、オペアンプＩＣ１のマイナス側入力端子はツェナーダイオードＤ２のカソードに接続されている。ツェナーダイオードＤ２のカソードは抵抗Ｒ１１を介してプラス側出力端子Ｐ１に接続される一方、アノードがマイナス側出力端子Ｐ２に接続されている。これにより、ツェナーダイオードＤ２はオペアンプＩＣ１の基準電圧を設定する。なお、ツェナーダイオードＤ２のカソードは、後述するオペアンプＩＣ２（本発明の「第２のオペアンプ」に相当）のマイナス側入力端子にも接続され、オペアンプＩＣ１の基準電圧を設定する。

２次側整流平滑回路は、トランスＴの２次巻線Ｎ２の一方端にアノードが接続された整流ダイオードＤ３と、整流ダイオードＤ３のカソードとトランスＴの２次巻線Ｎ２の他方端との間に接続された平滑コンデンサＣ２とにより構成されている。整流ダイオードＤ３のアノード側にはダイオードＤ１（本発明の「第１のダイオード」に相当）のアノードが接続され、ダイオードＤ１のカソードと、トランスＴの２次巻線Ｎ２の他方端との間には、抵抗Ｒ５（本発明の「積分抵抗」に相当）とコンデンサＣ３（本発明の「積分コンデンサ」に相当）とが直列に接続されている。コンデンサＣ３には並列に抵抗Ｒ６が接続され、抵抗Ｒ６はコンデンサＣ３に充電された電荷を放電する。コンデンサＣ３のプラス端子（コンデンサＣ３と抵抗Ｒ５との接続点）には、オペアンプＩＣ２のプラス側入力端子が接続されている。

オペアンプＩＣ２のマイナス側入力端子はツェナーダイオードＤ２のカソードに接続され、オペアンプＩＣ２の基準電圧を設定する。このように、この実施形態では、ツェナーダイオードＤ２によって、オペアンプＩＣ１とＩＣ２との間で共通の基準電圧が設定される。オペアンプＩＣ２の出力端子は、制限抵抗Ｒ３を介してフォトカプラＰＣ１のダイオード（本発明の「発光素子」に相当）のカソードに接続されている。一方、フォトカプラＰＣ１のダイオードのアノードはオペアンプＩＣ１の出力端子に接続されている。オペアンプＩＣ１のプラス側入力端子（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点）は、電子機器２と接続可能なアダプタ側分圧端子Ｐ３が出力されている。

電子機器２は、ＡＣアダプタのプラス側出力端子Ｐ１およびマイナス側出力端子Ｐ２にそれぞれ接続されるプラス側機器端子Ｑ１およびマイナス側機器端子Ｑ２を有している。電子機器２のプラス側機器端子Ｑ１とマイナス側機器端子Ｑ２との間には、負荷Ｌに加えて負荷Ｌと並列に、第1の入力抵抗Ｒ８と第２の入力抵抗Ｒ９とが直列に接続されている。抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との接続点には、ＡＣアダプタ１のアダプタ側分圧端子Ｐ３と接続可能な機器側分圧端子Ｑ３が出力されている。このように、この実施形態では、電子機器２のプラス側機器端子Ｑ１が本発明の「一方側機器端子」に、マイナス側機器端子Ｑ２が「他方側機器端子」に相当する。

制御部ＩＣ４はオン／オフ端子を有し、オン／オフ端子とトランスＴの補助巻線Ｎ３のマイナス側ライン（制御部ＩＣ４に駆動電圧ＶＣＣを供給するためのプラス側供給ラインと反対側のライン）との間には、フォトカプラＰＣ１のトランジスタ（本発明の「受光素子」に相当）が接続されている。フォトカプラＰＣ１のトランジスタは、フォトカプラＰＣ１のダイオードからの発光を受光するとオンし（導通状態になり）、オン／オフ端子はＬレベルに設定され、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止する。このように、この実施形態では、フォトカプラＰＣ１が本発明の「フィードバック手段」として機能する。

また、制御部ＩＣ４はフィードバック端子（ＦＢ端子）を有し、フィードバック端子とトランスＴの補助巻線Ｎ３のマイナス側ラインとの間には、フォトカプラＰＣ２のトランジスタが接続されている。フォトカプラＰＣ２のダイオードは、整流ダイオードＤ３のカソード側と出力電圧検出用ＩＣ（ＩＣ３）との間に接続されており、フォトカプラＰＣ２のダイオードに流れる電流が増加すると、フィードバック端子の端子電圧が低下し、それに応じてスイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが大きくなる。

次に、上記のように構成されたＡＣアダプタ１の動作について説明する。ＡＣアダプタ１の出力端子が電子機器に接続された状態において、ＡＣアダプタ１からの出力電圧が定格電圧より上昇すると、ＩＣ３に接続されたフォトカプラＰＣ２のダイオードに流れる電流が増加して、フォトカプラＰＣ２のトランジスタが接続されている制御部ＩＣ４のフィードバック端子電圧が低下する。フィードバック端子電圧の低下量に応じて一定の周波数で動作しているスイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが大きくなり、出力電圧を下げて電子機器に定格電圧を安定供給することができる。

一方、電子機器２が待機状態となり、ＡＣアダプタ１の出力電流が非常に小さくなると、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが大きくなるため、ダイオードＤ１で整流されて抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３とによって積分して得られるコンデンサＣ３の端子間電圧（両端電圧）が下がる。オペアンプＩＣ２は、コンデンサＣ３の端子間電圧と基準電圧（ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧）とを比較し、コンデンサＣ３の端子間電圧が低くなると、オペアンプＩＣ２の出力端子はＬレベルに設定される。平滑コンデンサＣ２の端子間電圧は安定化された出力電圧になっており、オペアンプＩＣ１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、およびＲ８、Ｒ９で分圧して得られた抵抗Ｒ２の端子間電圧と基準電圧とを比較し、抵抗Ｒ２の端子間電圧が高くなっている間、オペアンプＩＣ１の出力端子はＨレベルに設定される。これにより、オペアンプＩＣ１の出力端子から電流がフォトカプラＰＣ１のダイオード、抵抗３、Ｌレベルに設定されたオペアンプＩＣ２の出力端子に流れ込み、フォトカプラＰＣ１のトランジスタがオンする（導通状態になる）。その結果、制御部ＩＣ４のオン／オフ端子がＬレベルに設定され、制御部ＩＣ４は発振停止し、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作が停止する。

平滑コンデンサＣ２の端子間電圧は、電子機器２の待機時における負荷電流と平滑コンデンサＣ２に接続されているＡＣアダプタ１の内部回路で消費される微小電流によって徐々に放電される。そして、電子機器２が許容できる最低出力電圧に達すると、抵抗Ｒ２の端子間電圧が基準電圧より低くなるため、オペアンプＩＣ１の出力端子はＬレベルに設定され、フォトカプラＰＣ１のダイオードに電流が流れなくなる。その結果、フォトカプラＰＣ１のトランジスタがオフし、制御部ＩＣ４のオン／オフ端子がＨレベルに設定され、スイッチング素子Ｑ１はスイッチング動作を開始する。

電子機器２が待機状態のときは、定格出力電圧と電子機器２が許容できる最低出力電圧の間で、スイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返す。待機状態では、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧が定格出力電圧から電子機器２が許容できる最低出力電圧にまで放電される時間が長く、その間スイッチング素子Ｑ１は動作停止している。スイッチング素子Ｑ１が動作している時間に対して、動作停止している時間が非常に長く、動作停止時はスイッチングロスが零となり、ＡＣアダプタ１の待機電力を低減することができる。

ＡＣアダプタ１の出力電流が待機状態から徐々に増加すると、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧が定格出力電圧から電子機器２が許容できる最低出力電圧にまで放電される時間が短くなり、スイッチング素子Ｑ１の停止時間が短くなる。さらに、ＡＣアダプタ１の出力電流が増加すると、スイッチング素子Ｑ１のオフ時間デューティが出力電流の増加量に応じて小さくなり、ダイオードＤ２で整流され抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３によって積分して得られるコンデンサＣ３の端子間電圧が上昇する。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧が基準電圧の電圧より高くなると、オペアンプＩＣ２の出力はＨレベルに設定される。その結果、オペアンプＩＣ１の出力端子からフォトカプラＰＣ１のダイオード、抵抗Ｒ３、オペアンプＩＣ２の出力端子へ流れていた電流が流れなくなり、スイッチング素子Ｑ１のオフ信号が一次側にフィードバックできなくなる。これにより、ＡＣアダプタ１の動作状態は本来の一定周波数の動作に移行する。

一方、ＡＣアダプタ１の出力端子が電子機器２に接続されない状態（非接続の状態）のときは、抵抗Ｒ１に並列に抵抗Ｒ８が接続されなくなることと、抵抗Ｒ２に並列に抵抗Ｒ９が接続されなくことにより、オペアンプＩＣ１と抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４で検出している電圧が、電子機器２が許容できる最低出力電圧から電子機器２が許容できる最低出力電圧より低い出力電圧に切り換えられる。よって、電子機器２が非接続状態のときは、定格出力電圧と電子機器２が許容できる最低出力電圧との間でスイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返すのではなく、定格出力電圧と電子機器２が許容できる最低出力電圧より低い電圧の間でスイッチング素子Ｑ１はオン／オフ動作を繰り返す。このため、スイッチング素子Ｑ１がスイッチング動作している時間に対して、動作停止している時間をさらに長くすることができる。これにより、スイッチングロスをさらに削減することができ、ＡＣアダプタの消費電力を十分に低減することができる。

以上のように、この実施形態によれば、ＡＣアダプタ１に電子機器２が接続されている状態では、オペアンプＩＣ１は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ１と並列に接続される抵抗Ｒ８、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ２と並列に接続される抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ４から構成される回路により、電子機器２が許容できる最低出力電圧を検出可能とされる。このため、電子機器２が待機状態となった場合に、スイッチング素子Ｑ１は定格出力電圧と電子機器２が許容できる最低出力電圧との間でオン／オフ動作を繰り返し、ＡＣアダプタ１から電子機器２への出力電圧が電子機器２が許容できる最低出力電圧を下回るのを回避することができる。一方で、電子機器２が非接続の状態では、抵抗Ｒ１に並列に抵抗Ｒ８が接続されなくなるとともに抵抗Ｒ２に並列に抵抗Ｒ９が接続されなくなることから、抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ４から構成される回路によりオペアンプＩＣ１が検出する電圧は、電子機器２が許容できる最低出力電圧より低い電圧に切り換えられる。その結果、電子機器２が非接続の状態では、定格出力電圧と電子機器２が許容できる最低出力電圧より低い電圧との間でスイッチング素子Ｑ１のオン／オフ動作の繰り返しが行われる。これにより、スイッチング素子Ｑ１が動作している時間に対して、動作停止している時間を延長することができる。このため、スイッチングロスを削減して、ＡＣアダプタ１の消費電力を十分に低減することができる。

＜評価結果＞
表１に、実施例（図１）と従来例（図２）との間でＡＣアダプタの消費電力を比較した結果を示す。評価条件は以下のとおりである。
入力電圧：ＡＣ１００Ｖ
定格出力電圧：＋１６Ｖ
電子機器が許容できる最低出力電圧：＋９Ｖ
電子機器が非接続状態における最低出力電圧：＋５Ｖ
電子機器の待機負荷電流：２ｍＡ
発振周波数：７０ｋＨｚ

ここで、定格出力電圧（１６Ｖ）は、電子機器が待機状態ではなく通常動作しているときに必要とする電圧である。電子機器が待機状態の場合、電子機器のうち、この定格出力電圧を直接に使用して動作する部分は停止しており、動作している部分は制御回路部だけであり、電圧としては５Ｖで動作している部分のみとなる。この５Ｖの電圧を発生させるため、電子機器には１６Ｖを５Ｖに変換するＤＣ／ＤＣコンバータが内蔵されているが、このＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧は必ずしも１６Ｖを必要としない。実施例の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータは９Ｖの電圧があれば動作するものとなっており、この９Ｖの電圧が電子機器が許容できる最低出力電圧に相当する。つまり、実施例の場合、電子機器に内蔵されたＤＣ−ＤＣコンバータの動作に必要な最低入力電圧が、電子機器が許容できる最低出力電圧に相当する。なお、待機状態では定格出力電圧を直接に使用して動作する部分は停止しているので、ＡＣアダプタの出力電圧が１６Ｖと９Ｖの間で充放電（オン／オフ動作）しても、電子機器の動作に何ら支障がないことになる。

表１から明らかなように、電子機器が非接続の状態でＡＣアダプタが動作したまま放置された場合において、実施例は従来例に比較してＡＣアダプタの消費電力が大幅に低減されていることが分かる。

Ｑ１…スイッチング素子
ＩＣ１…第１のオペアンプ
ＩＣ２…第２のオペアンプ
ＩＣ３…出力電圧検出用ＩＣ
ＩＣ４…制御用ＩＣ（制御部）
ＰＣ１…第１のフォトカプラ（フィードバック手段）
ＰＣ２…第２のフォトカプラ
Ｃ１…（１次側）平滑コンデンサ
Ｃ２…（２次側）平滑コンデンサ
Ｃ３…積分コンデンサ
Ｒ１…第１の出力抵抗（最低出力電圧検出用）
Ｒ２…第２の出力抵抗（最低出力電圧検出用）
Ｒ３…制限抵抗
Ｒ４…第３の出力抵抗（最低出力電圧検出用）
Ｒ５…積分抵抗
Ｒ６…放電抵抗
Ｒ７…起動用抵抗
Ｒ８…第１の入力抵抗（最低出力電圧検出用）
Ｒ９…第２の入力抵抗（最低出力電圧検出用）
Ｔ…トランス
Ｎ１…１次巻線
Ｎ２…２次巻線
Ｎ３…補助巻線
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２…ツェナーダイオード（基準電圧設定用）
Ｄ３…（２次側）整流ダイオード
Ｐ１…プラス側出力端子（一方側出力端子）
Ｐ２…マイナス側出力端子（他方側出力端子）
Ｐ３…アダプタ側分圧端子
Ｑ１…プラス側入力端子（一方側機器端子）
Ｑ２…マイナス側入力端子（他方側機器端子）
Ｑ３…機器側分圧端子
Ｌ…負荷

Claims (3)

1. 入力された交流電圧を整流して得られた入力電圧をトランスの１次側に設けられたスイッチング素子でスイッチングして、前記トランスの２次側に誘起された誘起電圧を２次側整流平滑回路により整流・平滑して一方側出力端子と他方側出力端子との間に接続される外部機器に直流電圧を出力するＡＣアダプタにおいて、
   前記一方側出力端子と前記他方側出力端子との間に直列に接続された第1および第２の出力抵抗と、
   前記第1の出力抵抗と前記第２の出力抵抗との接続点にプラス側入力端子が接続され、マイナス側入力端子に基準電圧が入力される第1のオペアンプと、
   前記第1のオペアンプの出力端子と前記プラス側入力端子とを接続する第３の出力抵抗と、
   前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、
   前記第1のオペアンプの出力端子からの出力結果を前記制御部にフィードバックして、前記スイッチング素子によるスイッチング動作を実行／停止させるフィードバック手段と
   を備え、
   前記外部機器は、前記一方側出力端子および他方側出力端子にそれぞれ接続される一方側機器端子および他方側機器端子と、前記一方側機器端子と前記他方側機器端子との間に直列に接続された第1および第２の入力抵抗とを有し、
   前記第1のオペアンプのプラス側入力端子には前記外部機器と接続可能なアダプタ側分圧端子が出力され、
   前記一方側機器端子が前記一方側出力端子に、前記他方側機器端子が前記他方側出力端子に接続された状態では、前記アダプタ側分圧端子が前記第1の入力抵抗と前記第２の入力抵抗との接続点に接続され、前記プラス側入力端子に入力される電圧と前記マイナス側入力端子に入力される基準電圧とを比較することで前記第1のオペアンプは前記外部機器が許容できる最低出力電圧を検出可能とされ、
   前記外部機器が非接続の状態では、定格出力電圧と前記外部機器が許容できる最低出力電圧よりも低い電圧との間で前記スイッチング素子はオン／オフ動作を繰り返すことを特徴とするＡＣアダプタ。
2. 前記制御部は、入力される電圧レベルに応じて前記スイッチング素子によるスイッチング動作を実行／停止を選択的に実行させるオン／オフ端子を有し、
   前記フィードバック手段は、前記第1のオペアンプの出力に接続された発光素子と、前記オン／オフ端子に接続され、前記発光素子からの発光を受光する受光素子とを有し、
   前記発光素子は前記第1のオペアンプの出力端子がハイレベルに設定されると発光し、前記受光素子は前記発光素子からの発光を受光することで導通状態となって前記オン／オフ端子をローレベルに設定し、前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止させることを特徴とする請求項１記載のＡＣアダプタ。
3. 前記２次側整流平滑回路は、前記トランスの２次巻線の一方端にアノードが接続された整流ダイオードと、前記整流ダイオードのカソードと前記トランスの２次巻線の他方端との間に接続された平滑コンデンサとを有する請求項２記載のＡＣアダプタであって、
   前記整流ダイオードのアノード側にアノードが接続された第１のダイオードと、
   前記第１のダイオードのカソードと前記トランスの２次巻線の他方端との間に直列に接続された積分抵抗と積分コンデンサと、
   プラス側入力端子が前記積分コンデンサのプラス端子に接続され、マイナス側入力端子に前記基準電圧が入力される第２のオペアンプと
   をさらに備え、
   前記第２のオペアンプの出力端子は制限抵抗を介して前記発光素子に接続されており、前記外部機器が待機状態になると、前記第１のダイオードで整流され前記積分抵抗および前記積分コンデンサで積分して得られた前記積分コンデンサの端子間電圧が前記基準電圧よりも低くなって、前記第２のオペアンプの出力端子がローレベルに設定され、前記第１のオペアンプの出力端子がハイレベルに設定された際に、前記第１のオペアンプの出力端子からの電流が前記第２のオペアンプに流れ込むことによって、前記発光素子が発光することを特徴とする請求項２記載のＡＣアダプタ。
   

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