JP3166898B2 - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

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JP3166898B2 JP22082395A JP22082395A JP3166898B2 JP 3166898 B2 JP3166898 B2 JP 3166898B2 JP 22082395 A JP22082395 A JP 22082395A JP 22082395 A JP22082395 A JP 22082395A JP 3166898 B2 JP3166898 B2 JP 3166898B2
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敦 廣野
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リンギングチョー
クコンバータ(RCC)方式によるスイッチング電源に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のRCC方式によるスイッチング電
源回路を図3に示す。このスイッチング電源回路は、一
次主巻線N1、2次出力巻線N2および中点タップ付き
帰還巻線NB(NB1、NB2)よりなるトランスTを
中心にして構成される。商用交流電源電圧をダイオード
D1およびコンデンサC1により整流平滑して一次直流
電源V1が得られる。この一次直流電源V1のマイナス
(−)端子と帰還巻線NBの中点タップは接続されて共
通グランドGNDとなっている。
【0003】一次直流電源V1のプラス(+)端子とマ
イナス(−)端子との間には、トランスTの一次主巻線
N1とスイッチング素子Qが接続されている。また、ス
イッチング素子Qの制御端子と帰還巻線NB1との間に
は、制御回路Sが接続されている。この制御回路Sは、
図示しないが、制御トランジスタをメイン素子として、
発振安定化回路、出力電圧安定化回路、過電流保護回路
などを有しており、スイッチング素子Qのスイッチング
周波数、導通時間などを制御するものである。そして、
スイッチング素子Qがオフしたとき、一次主巻線N1に
逆起電力が発生するが、この逆起電力により二次巻線N
2に誘起した電圧を、ダイオードD2、コンデンサC2
により整流平滑して二次直流電源V2が得られる。そし
て、二次側端子から負荷に出力電圧V0 が供給される。
また、二次直流電源V2の端子間には、出力電圧検出回
路Kおよびダミー抵抗Rdが並列接続されている。この
ダミー抵抗Rdは、本スイッチング電源を搭載している
装置の通常負荷動作における制御安定化のため必要なも
のである。
【0004】以上の回路素子で、通常のRCC方式スイ
ッチング電源回路は構成される。しかしながら、これだ
けの回路によるRCC方式スイッチング電源は、待機あ
るいはスタンバイモードの小電力(軽負荷)時におい
て、スイッチング素子Qのスイッチング周波数が上昇し
て効率が悪化するという欠点がある。そこで、帰還巻線
NB2側にスイッチング周波数制限回路fを設けて、待
機などの軽負荷時にスイッチング素子Qのスイッチング
周波数が上昇して効率が悪化しないように工夫を施して
いる。そして、このスイッチング周波数制限回路fの動
作および解除を動作切替回路gにより行わせている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
RCC方式スイッチング電源は、ダミー抵抗Rdが常
時、すなわち、通常負荷時および待機の軽負荷時にも接
続されていて、通常負荷時にはその機能を果たすのであ
るが、軽負荷時には電力損失となり効率を低下させてい
た。また、スイッチング周波数制限回路fおよび動作切
替回路gとも、それぞれ約15点ほどの部品点数を必要
としており、かつ、かなりの実装面積を必要として、コ
スト高になっていた。
【0006】そこで、本発明は、待機などの軽負荷時に
は、待機モード信号によりダミー抵抗を電気的に不導通
として電力損失の低減をはかり、また動作切替回路を簡
略構成とすることにより、部品点数の減少と小形化を図
ったスイッチング電源を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一次主巻線(N1)、二次出力巻線(N
2)および帰還巻線(NB1、NB2)を有するトラン
ス(T)と、一次直流電源(V1)に前記一次主巻線
(N1)と直列接続されたスイッチング素子(Q)と、
このスイッチング素子(Q)の制御端子および帰還巻線
(NB1)に接続されている制御回路(S)と、この制
御回路(S)、帰還巻線(NB1、NB2)およびフォ
トトランジスタ(PT)に接続されたスイッチング周波
数制限回路(F)と、前記二次出力巻線(N2)の出力
を整流平滑して得られた二次直流電源(V2)と、この
二次直流電源(V2)に接続された出力電圧検出回路
(K)および定電圧制御安定化用のダミー抵抗(Rd)
とよりなるRCC方式のスイッチング電源であって、前
記スイッチング電源を搭載している装置からの負荷モー
ド信号により、前記ダミー抵抗(Rd)を電気的に導通
状態にし、かつ、前記スイッチング素子(Q)のスイッ
チング周波数を上昇させ、前記装置からの待機モード信
号により、前記ダミー抵抗(Rd)を電気的に不導通状
態にし、かつ、前記スイッチング素子(Q)のスイッチ
ング周波数を減少させることをことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、前記スイッチング電源に
おいて、前記ダミー抵抗(Rd)を導通状態にし、又は
不導通状態にし、および前記スイッチング周波数制限回
路(F)へ周波数変換を指令する回路が、トランジスタ
およびフォトカップラーを有する信号回路(H、J)か
らなることを特徴とする。
【0009】本発明は、本発明に係るスイッチング電源
を搭載している装置から待機モード信号を印加して、ダ
ミー抵抗を回路から電気的に切り離し、かつ、スイッチ
ング周波数制限回路などを介して、スイッチング素子の
スイッチング周波数を低く抑制することにより、待機な
どの軽負荷時における電力損失の低減を図ることができ
る。また、前記装置から負荷モード信号を印加して、ス
イッチング周波数を増加させて重負荷時の発振の安定化
を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のスイッチング電
源の第1実施例回路について図1を参照して説明する
が、本実施例回路は図3に示す従来のスイッチング電源
回路に改良を加えるものなので、図3と同一部分には同
一番号を付してその説明を省略する。本実施例回路は、
図3に示す従来のスイッチング電源回路において、動作
切替回路gの代わりに、フォトトランジスタPTなどを
有する信号回路Hを採用したものである。
【0011】つぎに、この信号回路Hについて説明す
る。二次直流電源V2のプラス(+)端子に一端を接続
されたダミー抵抗Rdの他端は、NPN型トランジスタ
TR1のコレクタに接続され、このトランジスタTR1
のエミッタは二次直流電源V2のマイナス(−)端子に
接続されている。この二次直流電源V2のマイナス
(−)端子は二次側のグランドgndを構成している。
トランジスタTR1のベースは、一端がグランドgnd
に接続されている直列接続のバイアス抵抗R1、R2の
接続点に接続されている。一方、二次直流電源V2のプ
ラス(+)端子とグランドgnd間には、抵抗R3とフ
ォトダイオードPDの直列回路が接続されている。この
抵抗R3とフォトダイオードPDの接続点には、抵抗R
2の一端が接続されるとともに、トランジスタTR2の
コレクタも接続されている。このトランジスタTR2の
エミッタはグランドgndに接続されている。このトラ
ンジスタTR2のベースは、一端がグランドgndに接
続されている直列接続のバイアス抵抗R4、R5の接続
点に接続されている。抵抗R5の一端は信号端子Tとな
っている。なお、フォトダイオードPDは、スイッチン
グ周波数制限回路Fに接続されているフォトトランジス
タPTとフォトカップルしている。
【0012】本実施例回路は上述のような構成よりな
り、つぎに動作について説明する。ファクシミリ、コピ
ー機械などの装置より、例えば、待機モード信号として
5Vの信号が信号端子Tに印加されると、トランジスタ
TR2が導通して、フォトダイオードPDは短絡されて
フォトトランジスタPTはオフとなる。このフォトトラ
ンジスタPTがオフすると、スイッチング周波数制限回
路Fは制御回路Sを介して、スイッチング素子Qのスイ
ッチング周波数の制限動作をして、そのスイッチング周
波数を低く抑えることになる。
【0013】一方、トランジスタTR2の導通にともな
い、トランジスタTR1は非導通となり、ダミー抵抗R
dは不導通となって回路から電気的に切り離される。し
たがって、上記スイッチング周波数の抑制およびこのダ
ミー抵抗Rdの切り離しにより、電力損失の低減が図ら
れる。なお、待機モード信号の5Vがなくなり、0Vの
負荷モード信号となると、元の状態の通常負荷動作に復
帰する。
【0014】つぎに、本発明のスイッチング電源の第2
実施例について図2を参照して説明する。本実施例回路
は第1実施例回路に対して信号回路Jをさらに簡略構成
として、第1実施例とは反対に、待機モード信号として
0Vを印加し、負荷モード信号として5Vを印加するよ
うにしたものである。
【0015】二次直流電源V2のプラス(+)端子に一
端を接続されたダミー抵抗Rdの他端は、NPN型トラ
ンジスタTR3のコレクタに接続され、このトランジス
タTR3のエミッタはグランドgndに接続されてい
る。一方、信号端子Tとグランドgndとの間には、抵
抗8とフォトダイオードPDの直列回路、およびバイア
ス抵抗R6と抵抗R7の直列回路がそれぞれ接続されて
いる。そして、抵抗R6と抵抗R7の接続点には、トラ
ンジスタTR3のベースが接続されている。なお、フォ
トトランジスタPTは、第1実施例と同様に、スイッチ
ング周波数制限回路Fに接続されている。
【0016】本実施例回路は上述のような構成よりな
り、つぎに動作について説明する。本実施例に係るスイ
ッチング電源を搭載しているファクシミリ、コピー機械
などの装置から、待機モード信号として0Vの信号が信
号端子Tに印加されると、フォトダイオードPDはオフ
して、フォトトランジスタPTもオフする。第1実施例
と同様に、このフォトトランジスタPTがオフすると、
スイッチング周波数制限回路Fは制御回路Sを介して、
スイッチング素子Qのスイッチング周波数の制限動作を
して、そのスイッチング周波数を低く抑えることにな
る。
【0017】一方、トランジスタTR3の不導通にとも
ない、ダミー抵抗Rdも不導通となって回路から電気的
に切り離される。したがって、上記スイッチング周波数
の低減およびこのダミー抵抗Rdの切り離しにより、電
力損失の低減が図られる。なお、待機モード信号の0V
がなくなり、5Vの負荷モード信号となると、元の状態
の通常負荷動作に復帰する。
【0018】
【発明の効果】本発明は、本発明に係るスイッチング電
源を搭載している装置から待機モード信号を印加して、
ダミー抵抗を回路から電気的に切り離し、かつ、スイッ
チング素子のスイッチング周波数を低く抑制することに
より、待機などの軽負荷時における電力損失の低減を図
ることができる。また、前記装置から負荷モード信号を
印加して、スイッチング周波数を増加させて重負荷に対
応することができる。および、この待機モード信号およ
び負荷モード信号回路および動作切替回路が簡略構成回
路となっているので、部品点数の減少と小形化を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のスイッチング電源の第1実施例回路
【図2】 本発明のスイッチング電源の第2実施例回路
【図3】 従来のRCC方式のスイッチング電源の回路
【符号の説明】
V1 一次直流電源 V2 二次直流電源 Q スイッチング素子 S 制御回路 F スイッチング周波数制限回路 PT フォトトランジスタ K 出力電圧検出回路 Rd ダミー抵抗 T 信号端子 VO 出力電圧 H、J 信号回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/338 H02M 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次主巻線(N1)、二次出力巻線(N
    2)および帰還巻線(NB1、NB2)を有するトラン
    ス(T)と、一次直流電源(V1)に前記一次主巻線
    (N1)と直列接続されたスイッチング素子(Q)と、
    このスイッチング素子(Q)の制御端子および帰還巻線
    (NB1)に接続されている制御回路(S)と、この制
    御回路(S)、帰還巻線(NB1、NB2)およびフォ
    トトランジスタ(PT)に接続されたスイッチング周波
    数制限回路(F)と、前記二次出力巻線(N2)の出力
    を整流平滑して得られた二次直流電源(V2)と、この
    二次直流電源(V2)に接続された出力電圧検出回路
    (K)および定電圧制御安定化用のダミー抵抗(Rd)
    とからなるRCC方式のスイッチング電源であって、 前記スイッチング電源を搭載している装置からの負荷モ
    ード信号により、前記ダミー抵抗(Rd)を電気的に導
    通状態にし、かつ、前記スイッチング素子(Q)のスイ
    ッチング周波数を上昇させ、 前記装置からの待機モード信号により、前記ダミー抵抗
    (Rd)を電気的に不導通状態にし、かつ、前記スイッ
    チング素子(Q)のスイッチング周波数を減少させるこ
    とをことを特徴とするスイッチング電源。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスイッチング電源におい
    て、前記ダミー抵抗(Rd)を導通状態にし、又は不導
    通状態にし、および前記スイッチング周波数制限回路
    (F)へ周波数変換を指令する回路が、トランジスタお
    よびフォトカップラーを有する信号回路(H、J)から
    なることを特徴とするスイッチング電源。
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