JP2015008599A - Switching power supply device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply device that keeps a holding time in a light load condition within a holding time in a heavy load condition.SOLUTION: The switching power supply device includes: a discharge path forming section 7 for forming a discharge path; a voltage monitoring section 5 for, in response to a stop of input of an AC input voltage, changing a condition of an output end from a first condition to a second condition at the timing when a first delay time elapses; and a load condition detection section 8 for, if the AC input voltage stops in a heavy load condition, outputting a first level signal until a second delay time set longer than the first delay time elapses and outputting a second level signal after the second delay time elapses, and if the AC input voltage stops in a light load condition, on the other hand, keeping on outputting the second level signal. The discharge path forming section 7 does not form the discharge path in the first condition or even in the second condition if the first level signal is input, and forms the discharge path in the second condition and if the second level signal is input.

Description

本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、外部から入力される交流入力電圧に基づいて直流出力電圧を生成し、当該直流出力電圧を負荷に供給するスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device that generates a DC output voltage based on an AC input voltage input from the outside and supplies the DC output voltage to a load.

従来のスイッチング電源装置としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。図3に示すように、このスイッチング電源装置10Bは、電源プラグPL11を介して入力される交流入力電圧を整流および平滑する一次側整流平滑部11と、一次側整流平滑部11から出力された電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング素子FET11と、一次巻線N11、二次巻線N12および補助巻線N13を有し、一次巻線N11にスイッチング電圧が供給されるトランスT11と、二次巻線N12に誘起される誘起電圧を整流および平滑する二次側整流平滑部12と、二次側整流平滑部12からの出力を一次側にフィードバックするための出力検出部13と、当該フィードバックに応じてスイッチング素子FET11のスイッチングを制御するスイッチング制御部14と、交流入力電圧を監視する電圧監視部15と、補助巻線N13に誘起される誘起電圧により充電されるコンデンサC13を有し、コンデンサC13に蓄積された電荷に応じた電圧を電源電圧としてスイッチング制御部14に供給する補助電源部16と、放電経路を形成する放電経路形成部(放電回路)17とを備えている。   As a conventional switching power supply device, for example, the one described in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 3, the switching power supply 10 </ b> B includes a primary side rectifying / smoothing unit 11 that rectifies and smoothes an AC input voltage input via the power plug PL <b> 11, and a voltage output from the primary side rectifying / smoothing unit 11. A transformer T11 having a switching element FET11 for generating a switching voltage, a primary winding N11, a secondary winding N12 and an auxiliary winding N13, and the switching voltage being supplied to the primary winding N11, and a secondary Secondary side rectifying / smoothing unit 12 for rectifying and smoothing the induced voltage induced in winding N12, output detection unit 13 for feeding back the output from secondary side rectifying / smoothing unit 12 to the primary side, Accordingly, a switching control unit 14 for controlling the switching of the switching element FET11 and a voltage monitor for monitoring the AC input voltage. Auxiliary power supply unit 16 having a unit 15 and a capacitor C13 charged by an induced voltage induced in the auxiliary winding N13 and supplying a voltage corresponding to the electric charge accumulated in the capacitor C13 to the switching control unit 14 as a power supply voltage And a discharge path forming part (discharge circuit) 17 for forming a discharge path.

このスイッチング電源装置10Bでは、定常動作時に何らかの要因で交流入力電圧の入力が停止すると、電圧監視部15のコンデンサC14が抵抗R14を介して放電し、トランジスタTR11がオフする。トランジスタTR11がオフすると、一次側整流平滑部11のコンデンサC11に蓄積されている電荷によって放電経路形成部17のトランジスタTR12がオンし、放電経路形成部17に放電経路が形成される。放電経路が形成されると、補助電源部16のコンデンサC13が当該放電経路を介して放電され、スイッチング制御部14の電源電圧が急速に低下し、スイッチング制御部14が停止する。スイッチング制御部14が停止すると、スイッチング素子FET11のスイッチング動作が停止し、二次側整流平滑部12から負荷への出力が停止する。このように、このスイッチング電源装置10Bによれば、交流入力電圧の停止後、比較的短時間で負荷への出力を停止させることができる。   In the switching power supply device 10B, when the input of the AC input voltage is stopped for some reason during the steady operation, the capacitor C14 of the voltage monitoring unit 15 is discharged through the resistor R14, and the transistor TR11 is turned off. When the transistor TR11 is turned off, the transistor TR12 of the discharge path forming unit 17 is turned on by the charge accumulated in the capacitor C11 of the primary side rectifying and smoothing unit 11, and a discharge path is formed in the discharge path forming unit 17. When the discharge path is formed, the capacitor C13 of the auxiliary power supply unit 16 is discharged through the discharge path, the power supply voltage of the switching control unit 14 rapidly decreases, and the switching control unit 14 stops. When the switching control unit 14 stops, the switching operation of the switching element FET11 stops, and the output from the secondary side rectifying / smoothing unit 12 to the load stops. Thus, according to this switching power supply apparatus 10B, the output to the load can be stopped in a relatively short time after the AC input voltage is stopped.

図4に、別の従来のスイッチング電源装置10Cを示す。同図に示すように、スイッチング電源装置10Cは、一次側整流平滑部1と、スイッチング手段Q2と、トランスT1と、二次側整流平滑部2と、出力検出部3と、PWM制御回路(スイッチング制御部)4と、電圧監視部5と、補助電源部6と、放電回路(放電経路形成部)7とを備えている。   FIG. 4 shows another conventional switching power supply apparatus 10C. As shown in the figure, the switching power supply device 10C includes a primary side rectifying / smoothing unit 1, switching means Q2, a transformer T1, a secondary side rectifying / smoothing unit 2, an output detecting unit 3, a PWM control circuit (switching). A control unit 4, a voltage monitoring unit 5, an auxiliary power supply unit 6, and a discharge circuit (discharge path forming unit) 7.

一次側整流平滑部1は、商用交流電源ACVから入力される交流入力電圧を整流するダイオードブリッジBD1と、整流後の交流入力電圧を平滑する平滑コンデンサC1と、ダイオードブリッジBD1と平滑コンデンサC1と間に接続された力率改善回路と、を備えている。力率改善回路は、力率を改善するために設けられたものであり、コイルLと、スイッチング素子(MOSFET)Q1と、整流ダイオードD1とで構成されている。   The primary side rectifying / smoothing unit 1 includes a diode bridge BD1 that rectifies an AC input voltage input from a commercial AC power supply ACV, a smoothing capacitor C1 that smoothes the rectified AC input voltage, and a diode bridge BD1 and a smoothing capacitor C1. And a power factor correction circuit connected to. The power factor correction circuit is provided to improve the power factor, and includes a coil L, a switching element (MOSFET) Q1, and a rectifier diode D1.

スイッチング手段Q2は、一次側整流平滑部1から出力された直流電圧をスイッチングしてスイッチング電圧を生成するスイッチング素子(FET)で構成されている。スイッチング手段Q2は、PWM制御回路4の制御下でスイッチング動作を行う。   The switching means Q2 includes a switching element (FET) that generates a switching voltage by switching the DC voltage output from the primary side rectifying and smoothing unit 1. The switching means Q2 performs a switching operation under the control of the PWM control circuit 4.

トランスT1は、一次巻線N1、二次巻線N2および補助巻線N3を有している。1次巻線N1の一端(なおトランスT1については、●印の側を一端側、反対側を他端側とする。以下同じ。)は一次側整流平滑部1に接続される一方、1次巻線N1の他端はスイッチング手段Q2に接続されている。一次巻線N1には、スイッチング電圧が供給される。   The transformer T1 has a primary winding N1, a secondary winding N2, and an auxiliary winding N3. One end of the primary winding N1 (for the transformer T1, the side marked with ● is the one end side and the opposite side is the other end side; the same shall apply hereinafter) is connected to the primary side rectifying and smoothing unit 1, while the primary The other end of the winding N1 is connected to the switching means Q2. A switching voltage is supplied to the primary winding N1.

二次側整流平滑部2は、アノードが二次巻線N2の他端に接続された整流ダイオードD2と、一端が整流ダイオードD2のカソードに接続され、かつ他端が二次巻線N2の一端に接続された平滑コンデンサC2とで構成されている。二次側整流平滑部2は、二次巻線N2に誘起される誘起電圧を整流ダイオードD2により整流し、平滑コンデンサC2により平滑することで、負荷に供給するための直流出力電圧を生成し、当該直流出力電圧を出力する。   The secondary side rectifying / smoothing unit 2 includes a rectifier diode D2 having an anode connected to the other end of the secondary winding N2, one end connected to the cathode of the rectifier diode D2, and the other end connected to one end of the secondary winding N2. And a smoothing capacitor C2 connected to the. The secondary side rectifying / smoothing unit 2 rectifies the induced voltage induced in the secondary winding N2 by the rectifying diode D2 and smoothes it by the smoothing capacitor C2, thereby generating a DC output voltage to be supplied to the load, The DC output voltage is output.

出力検出部3は、二次側整流平滑部2から出力される直流出力電圧を検出するための出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路で検出された直流出力電圧の多寡に関する信号をPWM制御回路4に出力するフォトカプラPC1とで構成されている。   The output detection unit 3 outputs an output voltage detection circuit for detecting the DC output voltage output from the secondary side rectifying / smoothing unit 2, and a signal relating to the amount of the DC output voltage detected by the output voltage detection circuit. 4 and a photocoupler PC1 that outputs to 4.

PWM制御回路4は、直流出力電圧が一定になるように、スイッチング手段Q2のスイッチング動作を制御する。PWM制御回路4では、起動時には起動抵抗R5を介して平滑コンデンサC1の端子電圧がVH端子に入力され、定常動作時には補助電源部6で生成された電源電圧がVcc端子に入力される。   The PWM control circuit 4 controls the switching operation of the switching means Q2 so that the DC output voltage is constant. In the PWM control circuit 4, the terminal voltage of the smoothing capacitor C <b> 1 is input to the VH terminal via the starting resistor R <b> 5 during startup, and the power supply voltage generated by the auxiliary power supply unit 6 is input to the Vcc terminal during steady operation.

電圧監視部5は、アノードが一次側整流平滑部1の一方の入力端に接続された整流ダイオードD4と、一端が整流ダイオードD4のカソードに接続された抵抗R3と、一端が抵抗R3の他端に接続され、かつ他端が接地された抵抗R4およびコンデンサC4からなる並列回路と、ベースが並列回路の一端に接続され、かつエミッタが並列回路の他端に接続されたトランジスタQ3とで構成されている。トランジスタQ3は、定常動作時にオンする一方、交流入力電圧の入力が停止するとオフする。換言すれば、トランジスタQ3のコレクタ(電圧監視部5の出力端)は、定常動作時にローレベルの状態(第1状態)となる一方、交流入力電圧の入力が停止するとハイレベルの状態(第2状態)となる。   The voltage monitoring unit 5 includes a rectifier diode D4 having an anode connected to one input terminal of the primary side rectifying / smoothing unit 1, a resistor R3 having one end connected to the cathode of the rectifier diode D4, and one end being the other end of the resistor R3. And a transistor Q3 having a base connected to one end of the parallel circuit and an emitter connected to the other end of the parallel circuit. ing. The transistor Q3 is turned on during the steady operation, and is turned off when the input of the AC input voltage is stopped. In other words, the collector of the transistor Q3 (the output terminal of the voltage monitoring unit 5) is in a low level state (first state) during steady operation, while it is in a high level state (second state) when the input of the AC input voltage is stopped. State).

ところで、スイッチング電源装置10Cでは、定常動作時に交流入力電圧の入力が停止した場合、平滑コンデンサC1の両端電圧からスイッチング電圧が生成される。このため、交流入力電圧の入力停止からある程度の時間が経過すると、平滑コンデンサC1の両端電圧が大きく低下した状態でスイッチング電圧が生成されこととなり、スイッチング手段Q2等の誤動作を招くおそれがある。この誤動作を防止すべく、早期に交流入力電圧の入力停止を検出するために、電圧監視部5が設けられている。   By the way, in the switching power supply device 10C, when the input of the AC input voltage is stopped during the steady operation, the switching voltage is generated from the voltage across the smoothing capacitor C1. For this reason, when a certain amount of time elapses after the AC input voltage is stopped, the switching voltage is generated in a state where the voltage across the smoothing capacitor C1 is greatly reduced, which may cause malfunction of the switching means Q2 and the like. In order to prevent this malfunction, the voltage monitoring unit 5 is provided in order to detect the input stop of the AC input voltage at an early stage.

また、スイッチング電源装置10Cでは、電圧監視部5に抵抗R4およびコンデンサC4からなる並列回路を設け、トランジスタQ3がオフするタイミングを遅らせることで、交流入力電圧の停止後であっても所定値以上の直流出力電圧が保持される時間(以下、保持時間)を確保している。例えば、負荷がマイコンおよび不揮発性メモリを含む場合、負荷が動作しているとき(重負荷状態のとき)に交流入力電圧の入力が停止しても、この保持時間の間にマイコン内のデータを不揮発性メモリに退避させることができる。   Further, in the switching power supply device 10C, the voltage monitoring unit 5 is provided with a parallel circuit composed of the resistor R4 and the capacitor C4, and the timing at which the transistor Q3 is turned off is delayed, so that even after the AC input voltage is stopped, A time for holding the DC output voltage (hereinafter, holding time) is secured. For example, if the load includes a microcomputer and non-volatile memory, even if the input of AC input voltage is stopped when the load is operating (in a heavy load state), the data in the microcomputer is not stored during this holding time. It can be saved in a non-volatile memory.

保持時間は、負荷が重負荷状態のときは負荷の消費電力が大きくなるので相対的に短くなり、負荷が軽負荷状態(スタンバイ状態)のときは負荷の消費電力が小さくなるので相対的に長くなる。   When the load is heavy, the holding time is relatively short because the power consumption of the load is large, and when the load is in a light load state (standby state), the power consumption of the load is small and is relatively long. Become.

補助電源部6は、アノードが補助巻線N3の他端に接続された整流ダイオードD6と、一端が整流ダイオードD6のカソードに接続され、かつ他端が補助巻線N3の一端に接続されたコンデンサC7とで構成されている。補助電源部6は、補助巻線N3に誘起される誘起電圧により充電されるコンデンサC7の端子電圧を、電源電圧としてPWM制御回路4のVcc端子に出力する。   The auxiliary power supply unit 6 includes a rectifier diode D6 having an anode connected to the other end of the auxiliary winding N3, a capacitor having one end connected to the cathode of the rectifier diode D6 and the other end connected to one end of the auxiliary winding N3. And C7. The auxiliary power supply unit 6 outputs the terminal voltage of the capacitor C7 charged by the induced voltage induced in the auxiliary winding N3 to the Vcc terminal of the PWM control circuit 4 as a power supply voltage.

放電回路7は、ベースが電圧監視部5のトランジスタQ3のコレクタに接続され、かつエミッタが接地されたトランジスタQ4と、一端が補助電源部6のコンデンサC7の一端に接続され、かつ他端がトランジスタQ4のベースに接続された抵抗R9と、一端がコンデンサC7の一端に接続され、かつ他端がトランジスタQ4のコレクタに接続された抵抗R10とで構成されている。放電回路7では、交流入力電圧の入力停止時に電圧監視部5のトランジスタQ3がオフすることで、トランジスタQ4がオンし、補助電源部6のコンデンサC7を放電させるための放電経路が形成される。   The discharge circuit 7 includes a transistor Q4 whose base is connected to the collector of the transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 and whose emitter is grounded, one end connected to one end of the capacitor C7 of the auxiliary power supply unit 6, and the other end The resistor R9 is connected to the base of Q4, and the resistor R10 has one end connected to one end of the capacitor C7 and the other end connected to the collector of the transistor Q4. In the discharge circuit 7, when the input of the AC input voltage is stopped, the transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 is turned off, so that the transistor Q4 is turned on and a discharge path for discharging the capacitor C7 of the auxiliary power supply unit 6 is formed.

続いて、図5を参照して、定常動作時に交流入力電圧の入力が停止した場合におけるスイッチング電源装置10Cの動作について説明する。   Next, with reference to FIG. 5, the operation of the switching power supply device 10 </ b> C when the input of the AC input voltage is stopped during the steady operation will be described.

以下の説明では、負荷がマイコンおよび不揮発性メモリを含むものとし、重負荷状態時において、交流入力電圧の入力停止後にマイコン内のデータを不揮発性メモリに退避させるために必要な保持時間をTとする。また、定常動作時の平滑コンデンサC1の両端電圧をVとし、交流入力電圧の入力停止後に直流出力電圧を保持するために必要な平滑コンデンサC1の両端電圧をVとする。 In the following description, the load is intended to include a microcomputer and a nonvolatile memory, when the heavy load state, and T A the retention time necessary for saving the data in the microcomputer in the nonvolatile memory after input stop the AC input voltage To do. Further, the voltage across the smoothing capacitor C1 at the time of steady operation and V 1, the voltage across the smoothing capacitor C1 is required to hold the DC output voltage after the input stops the AC input voltage is V 2.

スイッチング電源装置10Cでは、重負荷状態時において平滑コンデンサC1の両端電圧がVからVになるまでの時間と保持時間Tとが同程度になるように、平滑コンデンサC1の容量を決めている。また、スイッチング電源装置10Cでは、保持時間Tを経過した後にトランジスタQ3がオフするように、ある程度の余裕を持たせてコンデンサC4および抵抗R4からなる並列回路の時定数を設定している。 In the switching power supply apparatus 10C, as the time and holding time T A to a voltage across the smoothing capacitor C1 at the time of heavy load state is from V 1 to V 2 is the same level, to decide the capacity of the smoothing capacitor C1 Yes. Further, in the switching power supply apparatus 10C, the transistor Q3 after a lapse of the holding time T A is to be turned off, and setting the time constant of the parallel circuit composed of a capacitor C4 and a resistor R4 and to have some margin.

図5に示すように、時間tにおいて交流入力電圧の入力が停止すると(図5(a))、電圧監視部5のコンデンサC4が抵抗R4を介して予め設定された時定数で放電し始め(図5(b))、保持時間Tの終期である時間tよりも後の時間tにおいてトランジスタQ3がオフする(図5(c))。 As shown in FIG. 5, when the input of the AC input voltage is stopped at time t 1 (FIG. 5A), the capacitor C4 of the voltage monitoring unit 5 starts to discharge with a preset time constant via the resistor R4. (FIG. 5 (b)), the transistor Q3 at time t 5 later than the time t 3 which is the end of the holding time T a is turned off (FIG. 5 (c)).

時間tにおいてトランジスタQ3がオフすると、放電回路7のトランジスタQ4がオンして放電経路が形成され(図5(d))、PWM制御回路4では電源電圧Vccが急速に低下して(図5(e))、時間t’においてPWM制御回路4が停止する。その結果、時間t’においてスイッチング手段Q2のスイッチング動作(平滑コンデンサC1の放電)が停止し、負荷への直流出力電圧が停止することとなる(図5(f))。 When the transistor Q3 is turned off at time t 5, the transistor Q4 of the discharging circuit 7 is turned on discharge path is formed (FIG. 5 (d)), PWM control circuit 4, the power supply voltage Vcc is rapidly lowered (Fig. 5 (E)) At time t 5 ′, the PWM control circuit 4 stops. As a result, at time t 5 ′, the switching operation of the switching means Q2 (discharge of the smoothing capacitor C1) stops, and the DC output voltage to the load stops (FIG. 5 (f)).

結局、スイッチング電源装置10Cでは、保持時間Tの終期である時間tよりも後の時間t’において負荷への直流出力電圧が停止することとなるので、保持時間Tを確実に確保することができる。 After all, in the switching power supply apparatus 10C, since the DC output voltage to the load at time t 5 'later than the time t 3 which is the end of the holding time T A is to be stopped, reliably secure the retention time T A can do.

実用新案登録第2551390号公報Utility Model Registration No. 2551390

ところで、負荷が軽負荷状態の場合、例えばマイコン内のデータを不揮発性メモリに退避させる時間等が不要となるので、軽負荷状態時の保持時間Tを保持時間T以上にする必要はなく、むしろ軽負荷状態時の保持時間Tは保持時間T以下である方が好ましい。 Incidentally, when the load is a light load, for example because the time or the like for saving the data in the microcomputer in the non-volatile memory is not required, it is not necessary to hold time T 2 holds more time T A of the light load state , retention time T 2 of the light load state rather it is preferable equal to or less than the retention time T a.

しかしながら、従来のスイッチング電源装置10Cでは、交流入力電圧の入力が停止してから負荷への直流出力電圧の出力が停止するまでの時間が、負荷の状態にかかわらず電圧監視部5のコンデンサC4および抵抗R4の時定数によって一律に決まってしまうので、重負荷状態時に保持時間Tを確保しようとすると、軽負荷状態時の保持時間Tが無駄に長くなってしまうという問題があった。 However, in the conventional switching power supply device 10C, the time from when the input of the AC input voltage is stopped until the output of the DC output voltage to the load is stopped is the capacitor C4 of the voltage monitoring unit 5 and since the cause determined uniformly by the time constant of the resistor R4, when you try to ensure the retention time T a at the time of heavy load state, there is a problem that the retention time T 2 at light load condition becomes unnecessarily long.

したがって、従来のスイッチング電源装置10Cでは、軽負荷状態時の保持時間を重負荷状態時の保持時間以下にすることはできなかった。   Therefore, in the conventional switching power supply device 10C, the holding time in the light load state cannot be made equal to or less than the holding time in the heavy load state.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、軽負荷状態時の保持時間を重負荷状態時の保持時間以下にすることができるスイッチング電源装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the subject is providing the switching power supply device which can make the holding time at the time of a light load state below the holding time at the time of a heavy load state. It is in.

上記課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、(1)トランスおよびトランスの一次側に接続されたスイッチング手段を備え、外部から入力される交流入力電圧に基づいて直流出力電圧を生成し、直流出力電圧をトランスの二次側に接続された負荷に供給するスイッチング電源装置であって、スイッチング手段のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、トランスの補助巻線に誘起される誘起電圧により充電されるコンデンサを有し、コンデンサに蓄積された電荷に応じた電圧を電源電圧としてスイッチング制御部に出力する補助電源部と、交流入力電圧を監視して交流入力電圧の入力が停止すると第1遅延時間が経過したタイミングで出力端の状態を第1状態から第2状態に変える電圧監視部と、負荷が重負荷状態のときに交流入力電圧が停止した場合に第1遅延時間よりも長く設定された第2遅延時間が経過するまでは第1レベル信号を出力し、第2遅延時間が経過した後は第2レベル信号を出力する一方、負荷が軽負荷状態のときに交流入力電圧が停止した場合に第2レベル信号を出力し続ける負荷状態検出部と、電圧監視部の出力端の状態および負荷状態検出部からの信号に基づいてコンデンサに蓄積された電荷の放電経路を形成することでスイッチング制御部を停止させる放電経路形成部とを備え、放電経路形成部は、出力端が第1状態のときまたは出力端が第2状態でも第1レベル信号が入力されたときは放電経路を形成せず、出力端が第2状態でかつ第2レベル信号が入力されたときに放電経路を形成することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a switching power supply according to the present invention includes (1) a transformer and switching means connected to a primary side of the transformer, and a DC output voltage based on an AC input voltage input from the outside. A switching power supply that generates and supplies a DC output voltage to a load connected to the secondary side of the transformer, the switching control unit controlling the switching of the switching means, and the induced voltage induced in the auxiliary winding of the transformer And an auxiliary power supply unit that outputs a voltage corresponding to the electric charge accumulated in the capacitor as a power supply voltage to the switching control unit, and monitors the AC input voltage and stops the input of the AC input voltage. A voltage monitoring unit that changes the state of the output terminal from the first state to the second state at the timing when one delay time has elapsed, and the load is heavy When the AC input voltage stops at the time of the state, the first level signal is output until the second delay time set longer than the first delay time elapses, and after the second delay time elapses, the second level signal is output. A load state detection unit that outputs a level signal and continues to output a second level signal when the AC input voltage stops when the load is in a light load state, and a state of the output end of the voltage monitoring unit and a load state detection unit A discharge path forming unit that stops the switching control unit by forming a discharge path of the charge accumulated in the capacitor based on a signal from the discharge path forming unit when the output terminal is in the first state or the output The discharge path is not formed when the first level signal is input even when the end is in the second state, and the discharge path is formed when the output terminal is in the second state and the second level signal is input. To do.

この構成によれば、放電経路形成部は、負荷が重負荷状態のときは第2遅延時間が経過したタイミングで放電経路を形成し、軽負荷状態のときは第2遅延時間よりも短く設定された第1遅延時間が経過したタイミングで放電経路を形成するので、軽負荷状態時の保持時間を重負荷状態時の保持時間以下にすることができる。   According to this configuration, the discharge path forming unit forms the discharge path at the timing when the second delay time has elapsed when the load is in a heavy load state, and is set shorter than the second delay time when in a light load state. Since the discharge path is formed at the timing when the first delay time has elapsed, the holding time in the light load state can be made equal to or less than the holding time in the heavy load state.

なお、本明細書における「重負荷状態」とは、例えばマイコンを動作させている状態等の比較的大きな電力を消費している状態をいい、本明細書における「軽負荷状態」とは、例えばスタンバイ状態等のほとんど電力を消費していない状態をいう。   The “heavy load state” in the present specification refers to a state in which a relatively large amount of power is consumed, such as a state in which the microcomputer is operated, and the “light load state” in the present specification refers to, for example, A state in which almost no power is consumed, such as a standby state.

上記(1)のスイッチング電源装置では、例えば、(2)電圧監視部は、出力端が放電経路形成部に接続され、負荷状態検出部は、一端が放電経路形成部に接続された、スイッチング手段に流れる電流に応じて変動する変動電圧と所定の基準電圧とを比較し、変動電圧と基準電圧の大小関係が変わったときに出力を第1レベル信号と第2レベル信号とで切り換える電圧比較部を有し、基準電圧は、重負荷状態のときの変動電圧よりも小さく、かつ軽負荷状態のときの変動電圧よりも大きくなるように設定されており、電圧比較部は、重負荷状態のときに交流入力電圧の入力が停止した場合、第2遅延時間で変動電圧を基準電圧まで低下させる変動電圧調整回路を含むよう構成できる。   In the switching power supply device according to (1), for example, (2) the voltage monitoring unit is a switching unit in which an output end is connected to the discharge path forming unit, and the load state detecting unit is connected to one end of the discharge path forming unit. A voltage comparison unit that compares a fluctuation voltage that varies in accordance with a current flowing through the predetermined reference voltage with a predetermined reference voltage, and switches the output between the first level signal and the second level signal when the magnitude relationship between the fluctuation voltage and the reference voltage changes. The reference voltage is set to be smaller than the fluctuation voltage in the heavy load state and larger than the fluctuation voltage in the light load state, and the voltage comparison unit is in the heavy load state. When the input of the AC input voltage is stopped, it can be configured to include a variable voltage adjustment circuit that reduces the variable voltage to the reference voltage in the second delay time.

上記(2)のスイッチング電源装置では、例えば、(3)変動電圧調整回路は、スイッチング手段に流れる電流により充電される第1コンデンサと、第1コンデンサを放電させる第1抵抗とを並列接続させた第1並列回路からなる構成できる。   In the switching power supply device of (2), for example, (3) the fluctuation voltage adjusting circuit has a first capacitor charged by a current flowing through the switching means and a first resistor for discharging the first capacitor connected in parallel. It can consist of a first parallel circuit.

上記(2)または(3)のスイッチング電源装置では、例えば、(4)電圧監視部は、交流入力電圧により充電される第2コンデンサと、第2コンデンサを放電させる第2抵抗とを並列接続させた第2並列回路を有する場合、第1遅延時間は、第2並列回路の時定数により決まるよう構成できる。   In the switching power supply of (2) or (3), for example, (4) the voltage monitoring unit connects in parallel a second capacitor that is charged by an AC input voltage and a second resistor that discharges the second capacitor. When the second parallel circuit is included, the first delay time can be determined by the time constant of the second parallel circuit.

上記(2)〜(4)のスイッチング電源装置では、例えば、(5)電圧比較部は、反転入力端子に変動電圧が入力され、非反転入力端子に基準電圧が入力され、かつ出力端子から出力信号が出力されるコンパレータを有していてもよい。   In the switching power supply devices of (2) to (4) above, for example, (5) the voltage comparison unit has a variable voltage input to the inverting input terminal, a reference voltage input to the non-inverting input terminal, and output from the output terminal. You may have the comparator from which a signal is output.

上記(5)のスイッチング電源装置では、例えば、(6)電圧比較部は、一次側整流平滑部とスイッチング手段とを接続する低電位ラインに直列接続された第3抵抗と、アノードがスイッチング手段および第3抵抗の接続点に接続され、かつカソードがコンパレータの反転入力端子に接続された第1整流ダイオードと、アノードが補助巻線に接続された第2整流ダイオードと、第2整流ダイオードのカソードとコンパレータの非反転入力端子と間に接続された分圧回路と、カソードが分圧回路に接続され、かつアノードが接地されたツェナーダイオードと、をさらに有していてもよい。   In the switching power supply device of (5), for example, (6) the voltage comparison unit includes a third resistor connected in series to a low potential line connecting the primary side rectifying / smoothing unit and the switching unit, and an anode serving as the switching unit and A first rectifier diode connected to the connection point of the third resistor and having a cathode connected to the inverting input terminal of the comparator; a second rectifier diode having an anode connected to the auxiliary winding; and a cathode of the second rectifier diode; A voltage dividing circuit connected between the non-inverting input terminal of the comparator and a Zener diode having a cathode connected to the voltage dividing circuit and an anode grounded may be further included.

本発明によれば、軽負荷状態時の保持時間を重負荷状態時の保持時間以下にすることができるスイッチング電源装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switching power supply device which can make holding time at the time of a light load state below the holding time at the time of a heavy load state can be provided.

本発明に係るスイッチング電源装置のブロック図である。1 is a block diagram of a switching power supply device according to the present invention. 交流入力電圧の入力が停止した場合における本発明に係るスイッチング電源装置の動作を示すグラフである。It is a graph which shows operation | movement of the switching power supply device which concerns on this invention when the input of alternating current input voltage stops. 従来のスイッチング電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional switching power supply device. 従来の別のスイッチング電源装置のブロック図である。It is a block diagram of another conventional switching power supply device. 交流入力電圧の入力が停止した場合における従来の別のスイッチング電源装置の動作を示すグラフである。It is a graph which shows operation | movement of another conventional switching power supply device when the input of alternating current input voltage stops.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明する。なお、図1に示されている各構成要素のうち、図4と同一の符号を付した構成要素については従来技術で説明したものと同様なので、ここでは説明を一部省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a switching power supply according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that, among the components shown in FIG. 1, the components given the same reference numerals as those in FIG. 4 are the same as those described in the related art, and thus the description thereof is partially omitted here.

[構成]
図1に、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置10Aを示す。同図に示すように、スイッチング電源装置10Aは、図4に示す従来のスイッチング電源装置10Cに電圧比較部(負荷状態検出部)8を追加した構成となっている。
[Constitution]
FIG. 1 shows a switching power supply apparatus 10A according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the switching power supply device 10A has a configuration in which a voltage comparison unit (load state detection unit) 8 is added to the conventional switching power supply device 10C shown in FIG.

電圧比較部8は、コンパレータAmpと、抵抗R1、R2、R6〜R8と、整流ダイオードD3、D5と、コンデンサC3、C5と、ツェナーダイオードZD1とで構成されている。   The voltage comparison unit 8 includes a comparator Amp, resistors R1, R2, R6 to R8, rectifier diodes D3 and D5, capacitors C3 and C5, and a Zener diode ZD1.

抵抗R1は、一次側整流平滑部1とスイッチング手段Q2とを接続する低電位ラインに直列接続されており、整流ダイオードD3は、アノードがスイッチング手段Q2および抵抗R1の接続点に接続され、かつカソードがコンパレータAmpの反転入力端子(−)に接続されている。   The resistor R1 is connected in series to a low potential line connecting the primary side rectifying / smoothing unit 1 and the switching means Q2. The rectifier diode D3 has an anode connected to a connection point between the switching means Q2 and the resistor R1, and a cathode. Is connected to the inverting input terminal (−) of the comparator Amp.

コンデンサC3および抵抗R2は、並列接続されている。コンデンサC3および抵抗R2からなる並列回路(変動電圧調整回路)は、一端が第1整流ダイオードD3のカソードおよびコンパレータAmpの反転入力端子(−)に接続され、かつ他端が接地されている。ここで、コンデンサC3の両端電圧は、定常動作時は充放電を繰り返しながら一定の電圧に維持されているが、交流入力電圧の入力停止により充放電のバランスが崩れると低下していく。   The capacitor C3 and the resistor R2 are connected in parallel. One end of a parallel circuit (fluctuation voltage adjusting circuit) including the capacitor C3 and the resistor R2 is connected to the cathode of the first rectifier diode D3 and the inverting input terminal (−) of the comparator Amp, and the other end is grounded. Here, the voltage between both ends of the capacitor C3 is maintained at a constant voltage while repeating charging and discharging during a steady operation, but decreases when the charging / discharging balance is lost due to the input stop of the AC input voltage.

また、本実施形態では、変動電圧が基準電圧よりも大きい場合に、予め設定された第1遅延時間(コンデンサC4が放電を開始してからトランジスタQ3がオフするまでの時間)よりも長くなるように設定された第2遅延時間を経過したタイミングで変動電圧が基準電圧を下回るように、コンデンサC3および抵抗R2を選定している。   In the present embodiment, when the fluctuation voltage is larger than the reference voltage, the first delay time set in advance (the time from when the capacitor C4 starts discharging until the transistor Q3 is turned off) is longer. The capacitor C3 and the resistor R2 are selected so that the fluctuating voltage falls below the reference voltage at the timing when the second delay time set in (2) has elapsed.

コンパレータAmpでは、反転入力端子(−)にスイッチング手段Q2に流れる電流に応じて変動する変動電圧(コンデンサC3の端子電圧)が入力され、非反転入力端子(+)に基準電圧が入力され、変動電圧と基準電圧とが比較される。負荷が重負荷状態の場合、スイッチング手段Q2に流れる電流は大きくなる。このため、コンデンサC3は比較的大きな電流によって充電され、その結果、変動電圧は大きくなる。一方、負荷が軽負荷状態の場合、スイッチング手段Q2に流れる電流は小さくなる。このため、コンデンサC3は比較的小さな電流によって充電され、その結果、変動電圧は小さくなる。ここで、変動電圧の大小は、脈流の大小の振幅ではなく、脈流を除いた直流成分の大小をいう。   In the comparator Amp, a fluctuation voltage (terminal voltage of the capacitor C3) that fluctuates according to the current flowing through the switching means Q2 is input to the inverting input terminal (−), and a reference voltage is input to the non-inverting input terminal (+). The voltage and the reference voltage are compared. When the load is in a heavy load state, the current flowing through the switching means Q2 increases. For this reason, the capacitor C3 is charged by a relatively large current, and as a result, the fluctuation voltage becomes large. On the other hand, when the load is in a light load state, the current flowing through the switching means Q2 becomes small. For this reason, the capacitor C3 is charged by a relatively small current, and as a result, the fluctuation voltage becomes small. Here, the magnitude of the fluctuation voltage is not the magnitude of the pulsating flow, but the magnitude of the direct current component excluding the pulsating flow.

基準電圧は、重負荷状態時における変動電圧よりも小さく、かつ軽負荷状態時における変動電圧よりも大きくなるように設定されている。具体的には、基準電圧に応じて、ツェナーダイオードZD1および抵抗R6〜R8(分圧回路)が選定される。   The reference voltage is set to be smaller than the fluctuation voltage in the heavy load state and larger than the fluctuation voltage in the light load state. Specifically, the Zener diode ZD1 and the resistors R6 to R8 (voltage dividing circuit) are selected according to the reference voltage.

コンパレータAmpの出力端子は、放電回路7の抵抗R9を介してトランジスタQ4のベースに接続されているので、変動電圧が基準電圧よりも大きい場合、トランジスタQ4のベースにローレベルの信号(第1レベル信号)が入力され、変動電圧が基準電圧よりも小さい場合、トランジスタQ4のベースにハイレベルの信号(第2レベル信号)が入力される。このため放電回路7では、交流入力電圧の入力停止により電圧監視部5のトランジスタQ3がオフしても、コンパレータAmpからハイレベルの信号が入力されなければ、放電経路は形成されない。   Since the output terminal of the comparator Amp is connected to the base of the transistor Q4 via the resistor R9 of the discharge circuit 7, when the fluctuation voltage is larger than the reference voltage, a low level signal (first level) is supplied to the base of the transistor Q4. Signal) and a variable voltage is smaller than the reference voltage, a high level signal (second level signal) is input to the base of the transistor Q4. For this reason, in the discharge circuit 7, even if the transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 is turned off by stopping the input of the AC input voltage, a discharge path is not formed unless a high level signal is input from the comparator Amp.

ダイオードD5は、アノードが補助電源部6の整流ダイオードD6を介して補助巻線N3の他端に接続され(なおトランスT1については、●印の側を一端側、反対側を他端側とする。以下同じ。)、かつカソードが抵抗R6、R7、R8からなる分圧回路を介してコンパレータAmpの非反転入力端子(+)に接続されている。ツェナーダイオードZD1は、カソードが抵抗R7および抵抗R8の接続点に接続され、かつアノードが接地されている。抵抗R6は、一端が抵抗R7およびコンパレータAmpの非反転入力端子(+)の接続点に接続され、かつ他端が接地されている。   The anode of the diode D5 is connected to the other end of the auxiliary winding N3 via the rectifier diode D6 of the auxiliary power supply unit 6 (for the transformer T1, the side marked with ● is the one end side and the opposite side is the other end side. The same applies hereinafter), and the cathode is connected to the non-inverting input terminal (+) of the comparator Amp through a voltage dividing circuit composed of resistors R6, R7, and R8. The Zener diode ZD1 has a cathode connected to a connection point between the resistor R7 and the resistor R8, and an anode grounded. One end of the resistor R6 is connected to the connection point between the resistor R7 and the non-inverting input terminal (+) of the comparator Amp, and the other end is grounded.

コンデンサC5は、一端がダイオードD5および抵抗R8の接続点に接続され、かつ他端が接地されている。   One end of the capacitor C5 is connected to the connection point between the diode D5 and the resistor R8, and the other end is grounded.

[動作]
続いて、図2を参照して、定常動作時に交流入力電圧の入力が停止した場合におけるスイッチング電源装置10Aの動作について、重負荷状態時と軽負荷状態時とに分けて説明する。
[Operation]
Next, with reference to FIG. 2, the operation of the switching power supply device 10A when the input of the AC input voltage is stopped during the steady operation will be described separately for the heavy load state and the light load state.

以下の説明では、負荷がマイコンおよび不揮発性メモリを含むものとし、重負荷状態時において、交流入力電圧の入力停止後にマイコン内のデータを不揮発性メモリに退避させるために必要な保持時間をTとする。また、定常動作時の平滑コンデンサC1の両端電圧をVとし、交流入力電圧の入力停止後に直流出力電圧を保持するために必要な平滑コンデンサC1の両端電圧をVとする。 In the following description, the load is intended to include a microcomputer and a nonvolatile memory, when the heavy load state, and T A the retention time necessary for saving the data in the microcomputer in the nonvolatile memory after input stop the AC input voltage To do. Further, the voltage across the smoothing capacitor C1 at the time of steady operation and V 1, the voltage across the smoothing capacitor C1 is required to hold the DC output voltage after the input stops the AC input voltage is V 2.

さらに、本実施形態では、重負荷状態時において平滑コンデンサC1の両端電圧がVからVになるまでの時間と保持時間Tとが同程度になるように、平滑コンデンサC1の容量を決めているものとする。 Further, in this embodiment, as the time and holding time T A to a voltage across the smoothing capacitor C1 at the time of heavy load state is from V 1 to V 2 is the same extent, determine the capacitance of the smoothing capacitor C1 It shall be.

(重負荷状態時)
負荷が重負荷状態の場合、図2に示すように、時間tにおいて交流入力電圧の入力が停止すると(図2(a))、電圧監視部5のコンデンサC4が抵抗R4を介して予め設定された時定数で放電し始める(図2(b))。
(In heavy load condition)
When the load is in a heavy load state, as shown in FIG. 2, when the input of the AC input voltage is stopped at time t 1 (FIG. 2 (a)), the capacitor C4 of the voltage monitoring unit 5 is preset via the resistor R4. Discharge starts at the set time constant (FIG. 2B).

コンデンサC4および抵抗R4からなる並列回路の時定数は、コンデンサC4が放電を開始してからトランジスタQ3がオフするまでの時間(第1遅延時間)が、保持時間Tよりも短くなるように設定されている。具体的には、保持時間Tの終期である時間tよりも前の時間tにおいて、トランジスタQ3がオフするように設定されている(図2(c))。 The time constant of the parallel circuit of the capacitor C4 and the resistor R4 are set so that capacitor C4 is the time from the start of the discharge until transistor Q3 is turned off (first delay time) is shorter than the holding time T A Has been. Specifically, at time t 2 before the time t 3 which is the end of the holding time T A, the transistor Q3 is set to OFF (FIG. 2 (c)).

電圧比較部8では、時間tにおいてコンデンサC3が抵抗R2を介して放電し始め、これによりコンデンサC3の両端電圧(変動電圧)が低下し始める(図2(d))。また、電圧比較部8では、コンパレータAmpの反転入力端子(−)に入力された変動電圧が非反転入力端子(+)に入力された基準電圧を下回るまでの時間(第2遅延時間)が、保持時間Tよりも長くなるように設定されている。具体的には、保持時間Tの終期である時間tよりも後の時間tにおいて、変動電圧が基準電圧を下回るように設定されている(図2(d))。 The voltage comparator 8, the capacitor C3 begins to discharge through the resistor R2 at time t 1, thereby the voltage across the capacitor C3 (the voltage change) starts to decrease (Figure 2 (d)). In the voltage comparison unit 8, the time (second delay time) until the fluctuation voltage input to the inverting input terminal (−) of the comparator Amp falls below the reference voltage input to the non-inverting input terminal (+) is as follows. It is set to be longer than the holding time T A. Specifically, at time t 4 later than the end time that is t 3 of the retention time T A, it is set so that fluctuations voltage falls below the reference voltage (Figure 2 (d)).

このため、電圧比較部8では、時間tにおいて変動電圧が基準電圧を下回るまでは、コンパレータAmpの出力端子からローレベルの信号が出力され、時間tにおいて変動電圧が基準電圧を下回ると、コンパレータAmpの出力信号の極性がハイレベルに変わる(図2(e)上図)。 Therefore, the voltage comparator 8, until the variable voltage at time t 4 is less than the reference voltage, a low-level signal from the output terminal of the comparator Amp is output, when the variable voltage falls below the reference voltage at time t 4, The polarity of the output signal of the comparator Amp changes to a high level (the upper diagram in FIG. 2 (e)).

放電回路7では、時間t〜tにおいては、電圧比較部8のコンパレータAmpからローレベルの信号が入力されるため、電圧監視部5のトランジスタQ3がオフしていてもトランジスタQ4はオフされたままとなり、放電経路は形成されない(図2(f)上図)。一方、時間t以降は、電圧監視部5のトランジスタQ3がオフしており、かつ電圧比較部8のコンパレータAmpからハイレベルの信号が入力されるため、トランジスタQ4がオンして放電経路が形成される(図2(f)上図)。 In the discharge circuit 7, at time t 2 ~t 4, since the low-level signal from the comparator Amp voltage comparators 8 is input, the transistor Q4 also transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 has been turned off it is turned off Thus, no discharge path is formed (the upper diagram in FIG. 2 (f)). On the other hand, the time t 4 later, the transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 are turned off, and the high level signal from the comparator Amp voltage comparators 8 is input, the discharge path transistor Q4 is turned ON form (FIG. 2 (f) upper diagram).

PWM制御回路(スイッチング制御部)4では、時間t〜tにおいては、放電回路7で放電経路が形成されないため、電源電圧Vccが維持される(図2(g)上図)。その結果、時間t〜tにおいては、スイッチング素子FET11のスイッチング動作が継続され、一次側整流平滑部1の平滑コンデンサC1に蓄えられていた電力を利用して、負荷への直流出力電圧の出力が続けられる(図2(h))。 In the PWM control circuit (switching control unit) 4, since the discharge path is not formed in the discharge circuit 7 during the time t 2 to t 4 , the power supply voltage Vcc is maintained (the upper diagram in FIG. 2G). As a result, from time t 2 to t 4 , the switching operation of the switching element FET 11 is continued, and the power stored in the smoothing capacitor C 1 of the primary side rectifying and smoothing unit 1 is used to generate the DC output voltage to the load. The output continues (FIG. 2 (h)).

一方、時間tにおいて放電回路7で放電経路が形成されると、PWM制御回路4では電源電圧Vccが急速に低下し(図2(g)上図)、時間t’においてPWM制御回路4が停止する。その結果、時間t’においてスイッチング手段Q2のスイッチング動作(平滑コンデンサC1の放電)が停止し、負荷への直流出力電圧が停止することとなる(図2(h))。 On the other hand, when the discharge path in the discharge circuit 7 at time t 4 is formed, the power supply voltage Vcc in the PWM control circuit 4 is rapidly lowered (Fig. 2 (g) shown above), the PWM control circuit 4 at time t 4 ' Stops. As a result, at time t 4 ′, the switching operation of the switching means Q2 (discharge of the smoothing capacitor C1) stops, and the DC output voltage to the load stops (FIG. 2 (h)).

結局、スイッチング電源装置10Aでは、保持時間Tの終期である時間tよりも後の時間t’において負荷への直流出力電圧が停止することとなるので、重負荷状態時の保持時間がT(=T)となり、保持時間Tを確実に確保することができる。 After all, in the switching power supply apparatus 10A, since the DC output voltage to the load at time t 4 'is later than the time t 3 which is the end of the holding time T A is to be stopped, the retention time of the heavy load state T 1 (= T A ), and the holding time T A can be reliably ensured.

(軽負荷状態時)
負荷が軽負荷状態の場合、時間tにおいて交流入力電圧の入力が停止すると(図2(a))、電圧監視部5では、重負荷状態時と同様に時間tにおいてトランジスタQ3がオフする(図2(c))。
(At light load)
If the load is a light load state, when the input is stopped for the AC input voltage at the time t 1 (FIG. 2 (a)), the voltage monitoring unit 5, the transistor Q3 in the same manner as when a heavy load state time t 2 is turned off (FIG. 2 (c)).

電圧比較部8では、基準電圧が軽負荷状態時における変動電圧よりも大きくなるように設定されているため(図2(d))、コンパレータAmpの出力端子からは、時間tの時点においてすでにハイレベルの信号が出力されている(図2(e)下図)。 The voltage comparator 8, since the reference voltage is set to be larger than the variation voltage at light load conditions (FIG. 2 (d)), from the output terminal of the comparator Amp, already at the time of time t 1 A high level signal is output (the lower diagram in FIG. 2 (e)).

放電回路7では、時間tにおいて、電圧監視部5のトランジスタQ3がオフし、かつコンパレータAmpからハイレベルの信号が入力されるため、トランジスタQ4がオンして放電経路が形成される(図2(f)下図)。 In the discharge circuit 7, at time t 2, transistor Q3 of the voltage monitoring unit 5 is turned off, and since the high level signal from the comparator Amp is input, the transistor Q4 is turned on, and the discharge path is formed (FIG. 2 (F) Below).

PWM制御回路4では、時間tにおいて電源電圧Vccが急速に低下し始め(図2(g)下図)、時間t’においてPWM制御回路4が停止する。その結果、時間t’においてスイッチング手段Q2のスイッチング動作(平滑コンデンサC1の放電)が停止し、負荷への直流出力電圧が停止することとなる(図2(h))。 The PWM control circuit 4, the power supply voltage Vcc starts to rapidly decrease (Fig. 2 (g) below) at time t 2, the PWM control circuit 4 is stopped at time t 2 '. As a result, at time t 2 ′, the switching operation of the switching means Q2 (discharge of the smoothing capacitor C1) stops, and the DC output voltage to the load stops (FIG. 2 (h)).

結局、スイッチング電源装置10Aでは、保持時間Tの終期である時間tよりも前の時間t’において負荷への直流出力電圧が停止することとなるので、軽負荷状態時の保持時間T(=t’−t)を重負荷状態時の保持時間T(=t−t)よりも短くすることができる。 After all, in the switching power supply apparatus 10A, since the DC output voltage to the load in the time that is t 3 time t 2 'before the end of the holding time T A is to be stopped, the retention time of the light load state T 2 (= t 2 ′ −t 1 ) can be made shorter than the holding time T 1 (= t 3 −t 1 ) in the heavy load state.

したがって、本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置10Aによれば、保持時間Tを確実に確保しつつ、軽負荷状態時の保持時間Tを短くすることができる。 Therefore, the switching power supply apparatus 10A according to the embodiment of the present invention, while reliably ensuring the holding time T A, it is possible to shorten the holding time T 2 of the light load state.

以上、本発明に係るスイッチング電源装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although preferable embodiment of the switching power supply device which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、上記実施形態では、第1遅延時間を保持時間Tよりも短く設定することで、軽負荷状態時の保持時間Tを重負荷状態時の保持時間Tよりも短くしているが、第1遅延時間を保持時間Tと同程度に設定することで、軽負荷状態時の保持時間Tを重負荷状態時の保持時間Tと同程度にすることもできる。 For example, in the above embodiment, by setting shorter than the holding time T A of the first delay time, although shorter than the holding time T 1 of the heavy load condition holding time T 2 of the light load state , by setting the same extent as the holding time T a of the first delay time, it can be to the same extent as the holding time T 1 of the heavy load condition holding time T 2 of the light load state.

また、上記実施形態では、重負荷状態時において平滑コンデンサC1の両端電圧がVからVになるまでの時間と保持時間Tとが同程度になるように、平滑コンデンサC1の容量を決めているが、平滑コンデンサC1の両端電圧がVからVになるまでの時間が保持時間Tよりも長くなるように、平滑コンデンサC1の容量を決めてもよい。 In the above embodiment, as the time and holding time T A to a voltage across the smoothing capacitor C1 at the time of heavy load state is from V 1 to V 2 is the same extent, determine the capacitance of the smoothing capacitor C1 and is but the time until the voltage across the smoothing capacitor C1 is composed of V 1 to V 2 is to be longer than the holding time T a, may be determined capacitance of the smoothing capacitor C1.

本発明に係るスイッチング電源装置として、上記実施形態ではフライバックコンバータを例に挙げて説明したが、本発明は、フォワードコンバータやハーフブリッジコンバータ等の他のコンバータにも、好適に適用可能である。   As the switching power supply device according to the present invention, the flyback converter has been described as an example in the above embodiment, but the present invention can also be suitably applied to other converters such as a forward converter and a half-bridge converter.

1 一次側整流平滑部
2 二次側整流平滑部
3 出力検出部
4 スイッチング制御部(PWM制御回路)
5 電圧監視部
6 補助電源部
7 放電経路形成部(放電回路)
8 電圧比較部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary side rectification smoothing part 2 Secondary side rectification smoothing part 3 Output detection part 4 Switching control part (PWM control circuit)
5 Voltage monitoring unit 6 Auxiliary power supply unit 7 Discharge path forming unit (discharge circuit)
8 Voltage comparator

Claims (6)

トランスおよび前記トランスの一次側に接続されたスイッチング手段を備え、外部から入力される交流入力電圧に基づいて直流出力電圧を生成し、前記直流出力電圧を前記トランスの二次側に接続された負荷に供給するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング手段のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、
前記トランスの補助巻線に誘起される誘起電圧により充電されるコンデンサを有し、前記コンデンサに蓄積された電荷に応じた電圧を電源電圧として前記スイッチング制御部に出力する補助電源部と、
前記交流入力電圧を監視して前記交流入力電圧の入力が停止すると第1遅延時間が経過したタイミングで出力端の状態を第1状態から第2状態に変える電圧監視部と、
前記負荷が重負荷状態のときに前記交流入力電圧が停止した場合に前記第1遅延時間よりも長く設定された第2遅延時間が経過するまでは第1レベル信号を出力し、前記第2遅延時間が経過した後は第2レベル信号を出力する一方、前記負荷が軽負荷状態のときに前記交流入力電圧が停止した場合に前記第2レベル信号を出力し続ける負荷状態検出部と、
前記電圧監視部の前記出力端の状態および前記負荷状態検出部からの信号に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷の放電経路を形成することで前記スイッチング制御部を停止させる放電経路形成部と
を備え、
前記放電経路形成部は、前記出力端が第1状態のときまたは前記出力端が第2状態でも前記第1レベル信号が入力されたときは前記放電経路を形成せず、前記出力端が第2状態でかつ前記第2レベル信号が入力されたときに前記放電経路を形成することを特徴とするスイッチング電源装置。
A load having a transformer and switching means connected to the primary side of the transformer, generating a DC output voltage based on an AC input voltage input from the outside, and connecting the DC output voltage to the secondary side of the transformer A switching power supply for supplying to
A switching control unit for controlling switching of the switching means;
An auxiliary power supply unit having a capacitor charged by an induced voltage induced in the auxiliary winding of the transformer, and outputting a voltage corresponding to the electric charge accumulated in the capacitor to the switching control unit as a power supply voltage;
A voltage monitoring unit that monitors the AC input voltage and changes the state of the output end from the first state to the second state at a timing when a first delay time has elapsed when the input of the AC input voltage is stopped;
If the AC input voltage is stopped when the load is in a heavy load state, a first level signal is output until a second delay time set longer than the first delay time elapses, and the second delay A load state detection unit that outputs a second level signal after time has elapsed, and continues to output the second level signal when the AC input voltage stops when the load is in a light load state;
A discharge path forming unit that stops the switching control unit by forming a discharge path of the charge accumulated in the capacitor based on the state of the output terminal of the voltage monitoring unit and a signal from the load state detection unit; Prepared,
The discharge path forming unit does not form the discharge path when the output terminal is in the first state or when the first level signal is input even when the output terminal is in the second state, and the output terminal is in the second state. The switching power supply device is characterized in that the discharge path is formed when the second level signal is input in a state.
前記電圧監視部は、前記出力端が前記放電経路形成部に接続され、
前記負荷状態検出部は、一端が前記放電経路形成部に接続された、前記スイッチング手段に流れる電流に応じて変動する変動電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記変動電圧と前記基準電圧の大小関係が変わったときに出力を前記第1レベル信号と前記第2レベル信号とで切り換える電圧比較部を有し、
前記基準電圧は、前記重負荷状態のときの前記変動電圧よりも小さく、かつ前記軽負荷状態のときの前記変動電圧よりも大きくなるように設定されており、
前記電圧比較部は、前記重負荷状態のときに前記交流入力電圧の入力が停止した場合、前記第2遅延時間で前記変動電圧を前記基準電圧まで低下させる変動電圧調整回路を含む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。
The voltage monitoring unit has the output terminal connected to the discharge path forming unit,
The load state detection unit compares a fluctuation voltage that varies according to a current flowing through the switching means, one end of which is connected to the discharge path formation unit, and a predetermined reference voltage, and A voltage comparison unit that switches the output between the first level signal and the second level signal when the magnitude relationship changes;
The reference voltage is set to be smaller than the fluctuation voltage in the heavy load state and larger than the fluctuation voltage in the light load state,
The voltage comparison unit includes a fluctuation voltage adjustment circuit that reduces the fluctuation voltage to the reference voltage in the second delay time when the input of the AC input voltage is stopped in the heavy load state. The switching power supply device according to claim 1.
前記変動電圧調整回路は、前記スイッチング手段に流れる電流により充電される第1コンデンサと、前記第1コンデンサを放電させる第1抵抗とを並列接続させた第1並列回路からなることを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。   The variable voltage adjustment circuit includes a first parallel circuit in which a first capacitor charged by a current flowing through the switching unit and a first resistor for discharging the first capacitor are connected in parallel. Item 3. The switching power supply device according to Item 2. 前記電圧監視部は、前記交流入力電圧により充電される第2コンデンサと、前記第2コンデンサを放電させる第2抵抗とを並列接続させた第2並列回路を有し、
前記第1遅延時間は、前記第2並列回路の時定数により決まることを特徴とする請求項2または3に記載のスイッチング電源装置。
The voltage monitoring unit includes a second parallel circuit in which a second capacitor charged by the AC input voltage and a second resistor for discharging the second capacitor are connected in parallel.
4. The switching power supply device according to claim 2, wherein the first delay time is determined by a time constant of the second parallel circuit. 5.
前記電圧比較部は、反転入力端子に前記変動電圧が入力され、非反転入力端子に前記基準電圧が入力され、かつ出力端子から前記出力信号が出力されるコンパレータを有することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のスイッチング電源装置。   The voltage comparison unit includes a comparator in which the variable voltage is input to an inverting input terminal, the reference voltage is input to a non-inverting input terminal, and the output signal is output from an output terminal. The switching power supply device in any one of 2-4. 前記電圧比較部は、
前記一次側整流平滑部と前記スイッチング手段とを接続する低電位ラインに直列接続された第3抵抗と、
アノードが前記スイッチング手段および前記第3抵抗の接続点に接続され、かつカソードが前記コンパレータの反転入力端子に接続された第1整流ダイオードと、
アノードが前記補助巻線に接続された第2整流ダイオードと、
前記第2整流ダイオードのカソードと前記コンパレータの非反転入力端子と間に接続された分圧回路と、
カソードが前記分圧回路に接続され、かつアノードが接地されたツェナーダイオードと、
をさらに有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。
The voltage comparison unit
A third resistor connected in series to a low potential line connecting the primary side rectifying and smoothing unit and the switching means;
A first rectifier diode having an anode connected to a connection point of the switching means and the third resistor, and a cathode connected to an inverting input terminal of the comparator;
A second rectifier diode having an anode connected to the auxiliary winding;
A voltage dividing circuit connected between a cathode of the second rectifier diode and a non-inverting input terminal of the comparator;
A Zener diode having a cathode connected to the voltage dividing circuit and an anode grounded;
The switching power supply device according to claim 5, further comprising:
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