JP3470693B2 - 自励発振型スイッチング電源装置 - Google Patents
自励発振型スイッチング電源装置Info
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
- H02M3/3385—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自励発振型スイ
ッチング電源装置に関するものである。
ッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より自励発振型スイッチング電源装
置としてリンギングチョークコンバータ（Ringing Chok
e Converter ）が多く用いられている。図１は従来のリ
ンギングチョークコンバータ（以下ＲＣＣという。）の
回路図である。同図に示すように、トランスＴの１次巻
線Ｎ１にはスイッチング用トランジスタＱ１が直列に接
続されていて、トランスＴの帰還巻線ＮＢ には、フォ
トカプラの受光素子であるフォトトランジスタＰＴを含
む制御回路が接続されている。また、スイッチング用ト
ランジスタＱ１のゲート・ソース間には制御用トランジ
スタＱ２が接続されている。
置としてリンギングチョークコンバータ（Ringing Chok
e Converter ）が多く用いられている。図１は従来のリ
ンギングチョークコンバータ（以下ＲＣＣという。）の
回路図である。同図に示すように、トランスＴの１次巻
線Ｎ１にはスイッチング用トランジスタＱ１が直列に接
続されていて、トランスＴの帰還巻線ＮＢ には、フォ
トカプラの受光素子であるフォトトランジスタＰＴを含
む制御回路が接続されている。また、スイッチング用ト
ランジスタＱ１のゲート・ソース間には制御用トランジ
スタＱ２が接続されている。
【０００３】トランスＴの２次巻線Ｎ２の両端には整流
用ダイオードＤ３、平滑用コンデンサＣ５からなる整流
平滑回路が設けられている。またこの整流平滑出力部に
は抵抗Ｒ９，Ｒ１０からなる抵抗分圧回路と、シャント
レギュレータＳＲ、前記フォトカプラの発光ダイオード
ＰＤおよび抵抗Ｒ８による電圧検出回路が設けられてい
る。
用ダイオードＤ３、平滑用コンデンサＣ５からなる整流
平滑回路が設けられている。またこの整流平滑出力部に
は抵抗Ｒ９，Ｒ１０からなる抵抗分圧回路と、シャント
レギュレータＳＲ、前記フォトカプラの発光ダイオード
ＰＤおよび抵抗Ｒ８による電圧検出回路が設けられてい
る。
【０００４】図１に示した回路の動作は次のとおりであ
る。まず、電源が投入された起動時においては、起動抵
抗Ｒ１を介してスイッチング用トランジスタＱ１のゲー
トに電圧が印加されて、スイッチング用トランジスタＱ
１がオンする。これによりトランスＴの１次巻線Ｎ１に
入力電源電圧が印加されて、帰還巻線ＮＢ に１次巻線
Ｎ１と同極性の電圧が発生する。この電圧信号が抵抗Ｒ
２およびコンデンサＣ２を介してスイッチング用トラン
ジスタＱ１のゲートに対して正帰還信号として与えられ
る。一方、帰還巻線ＮＢ の起電圧によりダイオードＤ
１、抵抗Ｒ３，Ｒ５およびフォトカプラのフォトトラン
ジスタＰＴを介してコンデンサＣ３に充電電流が流れ
る。このコンデンサＣ３の充電電圧が、制御用トランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間の順方向電圧を超える
と、この制御用トランジスタＱ２がターンオンする。こ
れによりスイッチング用トランジスタＱ１のゲート・ソ
ース間電圧がほぼ０となってスイッチング用トランジス
タＱ１が強制的にオフされる。このときトランスＴの２
次巻線に、整流ダイオードＤ３に対して順方向の電圧が
発生し、これによりＱ１のオン期間にトランスＴに蓄積
されていたエネルギが２次巻線Ｎ２を介して放出され
る。また、このときコンデンサＣ３は抵抗Ｒ６，Ｒ７、
ダイオードＤ２を介して帰還巻線ＮＢ のフライバック
電圧により逆充電される。
る。まず、電源が投入された起動時においては、起動抵
抗Ｒ１を介してスイッチング用トランジスタＱ１のゲー
トに電圧が印加されて、スイッチング用トランジスタＱ
１がオンする。これによりトランスＴの１次巻線Ｎ１に
入力電源電圧が印加されて、帰還巻線ＮＢ に１次巻線
Ｎ１と同極性の電圧が発生する。この電圧信号が抵抗Ｒ
２およびコンデンサＣ２を介してスイッチング用トラン
ジスタＱ１のゲートに対して正帰還信号として与えられ
る。一方、帰還巻線ＮＢ の起電圧によりダイオードＤ
１、抵抗Ｒ３，Ｒ５およびフォトカプラのフォトトラン
ジスタＰＴを介してコンデンサＣ３に充電電流が流れ
る。このコンデンサＣ３の充電電圧が、制御用トランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間の順方向電圧を超える
と、この制御用トランジスタＱ２がターンオンする。こ
れによりスイッチング用トランジスタＱ１のゲート・ソ
ース間電圧がほぼ０となってスイッチング用トランジス
タＱ１が強制的にオフされる。このときトランスＴの２
次巻線に、整流ダイオードＤ３に対して順方向の電圧が
発生し、これによりＱ１のオン期間にトランスＴに蓄積
されていたエネルギが２次巻線Ｎ２を介して放出され
る。また、このときコンデンサＣ３は抵抗Ｒ６，Ｒ７、
ダイオードＤ２を介して帰還巻線ＮＢ のフライバック
電圧により逆充電される。
【０００５】コンデンサＣ３の電圧が制御用トランジス
タＱ２のベース・エミッタ間順方向電圧以下になると、
制御用トランジスタＱ２がオフする。トランスＴに蓄積
されていたエネルギが２次側から放出されて、整流ダイ
オードＤ３の電流が０になると、帰還巻線ＮＢ に生じ
るキック電圧によりスイッチング用トランジスタＱ１が
再びオンする。以降、上記の動作を繰り返す。
タＱ２のベース・エミッタ間順方向電圧以下になると、
制御用トランジスタＱ２がオフする。トランスＴに蓄積
されていたエネルギが２次側から放出されて、整流ダイ
オードＤ３の電流が０になると、帰還巻線ＮＢ に生じ
るキック電圧によりスイッチング用トランジスタＱ１が
再びオンする。以降、上記の動作を繰り返す。
【０００６】ここで、負荷側の出力電圧は抵抗Ｒ９，Ｒ
１０の分圧により検出され、その検出電圧とシャントレ
ギュレータＳＲに対する制御電圧として印加され、検出
電圧に応じてフォトカプラの発光ダイオードＰＤに対す
る通電量を変化させる。これによってフォトカプラの受
光素子であるフォトトランジスタＰＴの受光量が変化
し、そのインピーダンスが変化することにより、コンデ
ンサＣ３の充電時定数が変化する。出力電圧が低下する
ほど上記充電時定数が大きくなるので、出力電圧が低下
するほど、スイッチング用トランジスタＱ１がオンして
から制御用トランジスタＱ２により強制オフされるまで
の時間、すなわちスイッチング用トランジスタＱ１のオ
ン時間が長くなって、出力電圧を上昇させる方向に作用
する。これによって出力電圧が一定となるように定電圧
制御がなされる。
１０の分圧により検出され、その検出電圧とシャントレ
ギュレータＳＲに対する制御電圧として印加され、検出
電圧に応じてフォトカプラの発光ダイオードＰＤに対す
る通電量を変化させる。これによってフォトカプラの受
光素子であるフォトトランジスタＰＴの受光量が変化
し、そのインピーダンスが変化することにより、コンデ
ンサＣ３の充電時定数が変化する。出力電圧が低下する
ほど上記充電時定数が大きくなるので、出力電圧が低下
するほど、スイッチング用トランジスタＱ１がオンして
から制御用トランジスタＱ２により強制オフされるまで
の時間、すなわちスイッチング用トランジスタＱ１のオ
ン時間が長くなって、出力電圧を上昇させる方向に作用
する。これによって出力電圧が一定となるように定電圧
制御がなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１に示したような従
来のＲＣＣ方式の自励発振型スイッチング電源装置にお
いては、スイッチング用トランジスタＱ１の発振周波数
ｆは入力電力または出力電力に略反比例して変化するこ
とが知られている。これを、出力電力Ｐｏに対する発振
周波数ｆの関係で表せば図２のようになる。
来のＲＣＣ方式の自励発振型スイッチング電源装置にお
いては、スイッチング用トランジスタＱ１の発振周波数
ｆは入力電力または出力電力に略反比例して変化するこ
とが知られている。これを、出力電力Ｐｏに対する発振
周波数ｆの関係で表せば図２のようになる。
【０００８】一般に負荷が軽くなる程、スイッチング１
回あたりのスイッチングロスは減少するが、図２のよう
に出力電力Ｐｏが小さい程、すなわち負荷が軽くなる
程、発振周波数ｆが高くなり、発振周波数ｆが高くなる
程、単位時間あたりのスイッチングロス発生回数が増す
ので、結局負荷が軽くなってもスイッチングロスの低下
幅は非常に小さい。従って、負荷が軽い程、電源装置と
しての効率が低下することになる。
回あたりのスイッチングロスは減少するが、図２のよう
に出力電力Ｐｏが小さい程、すなわち負荷が軽くなる
程、発振周波数ｆが高くなり、発振周波数ｆが高くなる
程、単位時間あたりのスイッチングロス発生回数が増す
ので、結局負荷が軽くなってもスイッチングロスの低下
幅は非常に小さい。従って、負荷が軽い程、電源装置と
しての効率が低下することになる。
【０００９】このような軽負荷状態におけるスイッチン
グロスを減少させるためには、定格負荷における発振周
波数が低くなるように回路定数を設計すればよいが、電
源装置が極めて軽い負荷から重い負荷まで広範囲に亘っ
て対応しなければならない場合には、軽負荷時の発振周
波数ｆは相対的に高くならざるを得ない。すなわち一般
に定格負荷における発振周波数は、トランスの磁束密度
等の部品の要因や、リップル、ノイズ等の要因によって
決定され、発振周波数を低くしすぎるとトランスの飽和
等が生じてしまう。
グロスを減少させるためには、定格負荷における発振周
波数が低くなるように回路定数を設計すればよいが、電
源装置が極めて軽い負荷から重い負荷まで広範囲に亘っ
て対応しなければならない場合には、軽負荷時の発振周
波数ｆは相対的に高くならざるを得ない。すなわち一般
に定格負荷における発振周波数は、トランスの磁束密度
等の部品の要因や、リップル、ノイズ等の要因によって
決定され、発振周波数を低くしすぎるとトランスの飽和
等が生じてしまう。
【００１０】以上の自励発振型スイッチング電源装置の
不都合を解消するために、従来は、特開平１１−２３５
０３６号公報に示されるスイッチング電源装置におい
て、待機時において切り換え信号を入力し、発振周波数
を強制的に低下させることにより待機時の損失を改善す
るようにしている。また、特願平１１−０９４６８号公
報のスイッチング電源装置では、定格時から待機時にか
けての発振周波数を連続的に低下させることによって待
機時の損失を改善している。図３は、上記特開平１１−
２３５０３６号公報に示されるスイッチング電源装置の
周波数特性図、図４は、上記特願平１１−０９４６８号
公報に示されるスイッチング電源装置の周波数特性図を
それぞれ示している。
不都合を解消するために、従来は、特開平１１−２３５
０３６号公報に示されるスイッチング電源装置におい
て、待機時において切り換え信号を入力し、発振周波数
を強制的に低下させることにより待機時の損失を改善す
るようにしている。また、特願平１１−０９４６８号公
報のスイッチング電源装置では、定格時から待機時にか
けての発振周波数を連続的に低下させることによって待
機時の損失を改善している。図３は、上記特開平１１−
２３５０３６号公報に示されるスイッチング電源装置の
周波数特性図、図４は、上記特願平１１−０９４６８号
公報に示されるスイッチング電源装置の周波数特性図を
それぞれ示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の各スイ
ッチング電源装置では以下に示すような欠点があった。 特開平１１−２３５０３６号 このスイッチング電源装置では、待機状態においては損
失が改善されるが、切り換え信号を通常状態にしている
場合に、ＲＣＣ動作を行う。このため、ＲＣＣ動作中の
軽負荷時においての損失を改善することができなく、入
力電力の増大やスイッチング用トランジスタの発熱問題
を解決することができなくなる。または、間欠発振とな
る動作状態も起こり、この場合には出力リップルの増大
という問題を発生する。なお、ＲＣＣ動作中において軽
負荷時となる場合は、たとえば、プリンタ装置の印刷待
ち受け状態がある。
ッチング電源装置では以下に示すような欠点があった。 特開平１１−２３５０３６号 このスイッチング電源装置では、待機状態においては損
失が改善されるが、切り換え信号を通常状態にしている
場合に、ＲＣＣ動作を行う。このため、ＲＣＣ動作中の
軽負荷時においての損失を改善することができなく、入
力電力の増大やスイッチング用トランジスタの発熱問題
を解決することができなくなる。または、間欠発振とな
る動作状態も起こり、この場合には出力リップルの増大
という問題を発生する。なお、ＲＣＣ動作中において軽
負荷時となる場合は、たとえば、プリンタ装置の印刷待
ち受け状態がある。
【００１２】特願平１１−０９４６８号
このスイッチング電源装置では、軽負荷になると自動的
に発振周波数が低下するが、この場合、発振周波数を低
下させすぎると、負荷の応答特性が悪化する。このた
め、低下する周波数は、上記の待機状態の周波数より
も高くしておくことが必要となり、待機時における損失
改善効果は上記に比較して劣る。
に発振周波数が低下するが、この場合、発振周波数を低
下させすぎると、負荷の応答特性が悪化する。このた
め、低下する周波数は、上記の待機状態の周波数より
も高くしておくことが必要となり、待機時における損失
改善効果は上記に比較して劣る。
【００１３】本発明の目的は、軽負荷時において発振周
波数を一定または緩慢に低下するように制御するととも
に、待機時においては、切り換え信号によって発振周波
数を大きく低下できるようにし、ＲＣＣ動作時の応答特
性の悪化を防止するとともに待機時における大幅な効率
改善を行うことを目的とする。
波数を一定または緩慢に低下するように制御するととも
に、待機時においては、切り換え信号によって発振周波
数を大きく低下できるようにし、ＲＣＣ動作時の応答特
性の悪化を防止するとともに待機時における大幅な効率
改善を行うことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のように構成したものである。
解決するために次のように構成したものである。
【００１５】（１）１次巻線Ｎ１、２次巻線Ｎ２、およ
び帰還巻線ＮB を有するトランスＴと、前記帰還巻線Ｎ
B からの帰還信号を受けて自励発振し、前記１次巻線の
電流を断続するスイッチング用トランジスタＱ１と、前
記２次巻線に接続された整流平滑回路と、前記スイッチ
ング用トランジスタＱ１に入力される制御信号を制御し
て前記スイッチング用トランジスタＱ１がターンオフし
てから所定の時間だけターンオンするのを禁止すること
によってオフ時間を延長する発振周波数制御回路と、を
備え、前記発振周波数制御回路は、負荷電流が一定の大
きさを超える定格負荷時においては負荷が重くなるほど
発振周波数が低下する通常のＲＣＣ動作を行う第１の動
作モードに設定し、 且つ負荷電流が一定の大きさ以下
の軽負荷時においては負荷電流が小さくなるに応じて発
振周波数が一定となるように、または緩慢に低下するよ
うに前記オフ時間の延長制御を行う第２の動作モードに
設定するとともに、さらに、該発振周波数制御回路は、
スイッチ手段を備え、該スイッチ手段が特定の状態の時
に発振周波数が前記第２の動作モードのときよりもさら
に低くなる第３の動作モードに設定することを特徴とす
る。
び帰還巻線ＮB を有するトランスＴと、前記帰還巻線Ｎ
B からの帰還信号を受けて自励発振し、前記１次巻線の
電流を断続するスイッチング用トランジスタＱ１と、前
記２次巻線に接続された整流平滑回路と、前記スイッチ
ング用トランジスタＱ１に入力される制御信号を制御し
て前記スイッチング用トランジスタＱ１がターンオフし
てから所定の時間だけターンオンするのを禁止すること
によってオフ時間を延長する発振周波数制御回路と、を
備え、前記発振周波数制御回路は、負荷電流が一定の大
きさを超える定格負荷時においては負荷が重くなるほど
発振周波数が低下する通常のＲＣＣ動作を行う第１の動
作モードに設定し、 且つ負荷電流が一定の大きさ以下
の軽負荷時においては負荷電流が小さくなるに応じて発
振周波数が一定となるように、または緩慢に低下するよ
うに前記オフ時間の延長制御を行う第２の動作モードに
設定するとともに、さらに、該発振周波数制御回路は、
スイッチ手段を備え、該スイッチ手段が特定の状態の時
に発振周波数が前記第２の動作モードのときよりもさら
に低くなる第３の動作モードに設定することを特徴とす
る。
【００１６】本発明では、負荷電流が一定の大きさを超
える定格負荷時においては、通常動作モード（第１の動
作モード）、すなわち通常のＲＣＣ動作モードに設定
し、負荷電流が一定の大きさ以下の軽負荷時において
は、負荷電流が小さくなるに応じて発振周波数が一定と
なるように、または緩慢に低下するようにオフ時間の延
長制御を行う待ち受けモード（第２の動作モード）に設
定する。さらに、スイッチ手段による切り換え信号によ
って、発振周波数が待ち受けモード（第２の動作モー
ド）の時よりもさらに低くなる待機動作モード（第３の
動作モード）に設定できるようにする。このように、通
常動作モードの時にはＲＣＣ動作を行い、待ち受けモー
ドの時には発振周波数が一定となるように、または緩慢
に低下するように制御し、さらに、待機動作モードの時
にはスイッチ手段によってさらに低い発振周波数に制御
することができる。これにより、待ち受けモードの時に
は発振周波数が大きく低下しないために負荷の応答特性
が悪化することを防ぎ、また待機動作モード時において
は発振周波数を大きく低下することによって損失の増大
を防ぐことができる。これにより、たとえばプリンタ装
置にこのスイッチング電源装置を適用した場合、プリン
タ印刷時には通常動作モード、プリンタ電源オン時の印
刷待ち受け時には待ち受けモード、電源オフ時には待機
動作モードと設定することで、応答性を保持しつつプリ
ンタ装置全体の低消費電力化を促進することができる。
える定格負荷時においては、通常動作モード（第１の動
作モード）、すなわち通常のＲＣＣ動作モードに設定
し、負荷電流が一定の大きさ以下の軽負荷時において
は、負荷電流が小さくなるに応じて発振周波数が一定と
なるように、または緩慢に低下するようにオフ時間の延
長制御を行う待ち受けモード（第２の動作モード）に設
定する。さらに、スイッチ手段による切り換え信号によ
って、発振周波数が待ち受けモード（第２の動作モー
ド）の時よりもさらに低くなる待機動作モード（第３の
動作モード）に設定できるようにする。このように、通
常動作モードの時にはＲＣＣ動作を行い、待ち受けモー
ドの時には発振周波数が一定となるように、または緩慢
に低下するように制御し、さらに、待機動作モードの時
にはスイッチ手段によってさらに低い発振周波数に制御
することができる。これにより、待ち受けモードの時に
は発振周波数が大きく低下しないために負荷の応答特性
が悪化することを防ぎ、また待機動作モード時において
は発振周波数を大きく低下することによって損失の増大
を防ぐことができる。これにより、たとえばプリンタ装
置にこのスイッチング電源装置を適用した場合、プリン
タ印刷時には通常動作モード、プリンタ電源オン時の印
刷待ち受け時には待ち受けモード、電源オフ時には待機
動作モードと設定することで、応答性を保持しつつプリ
ンタ装置全体の低消費電力化を促進することができる。
【００１７】（２）前記発振周波数制御回路は、前記ス
イッチング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、
オフのときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの
放電時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッ
チング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御
用トランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジス
タＱ１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フに保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、を備え、前
記スイッチ手段は前記特定の状態の時に前記一定電圧を
より低くすることを特徴とする。
イッチング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、
オフのときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの
放電時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッ
チング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御
用トランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジス
タＱ１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フに保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、を備え、前
記スイッチ手段は前記特定の状態の時に前記一定電圧を
より低くすることを特徴とする。
【００１８】本発明では、スイッチ手段を特定の状態
（たとえばオン状態）にした時に、スイッチング用トラ
ンジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用トランジス
タＱ３の動作する時間が長くなる。これによって、スイ
ッチング用トランジスタＱ１のオンを禁止する時間がよ
り長くなるから、発振周波数が低下する。すなわち、待
機動作モード（第３の動作モード）において発振周波数
が低下する。
（たとえばオン状態）にした時に、スイッチング用トラ
ンジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用トランジス
タＱ３の動作する時間が長くなる。これによって、スイ
ッチング用トランジスタＱ１のオンを禁止する時間がよ
り長くなるから、発振周波数が低下する。すなわち、待
機動作モード（第３の動作モード）において発振周波数
が低下する。
【００１９】（３）前記発振周波数制御回路は、前記ス
イッチング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、
オフのときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの
放電時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッ
チング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御
用トランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジス
タＱ１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フに保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、前記第１の
コンデンサの充電電圧を前記スイッチング用トランジス
タＱ１の制御端子に加えることにより放電する放電回路
とを備え、前記スイッチ手段は前記放電回路に設けら
れ、前記特定の状態の時に放電量を少なくすることを特
徴とする。
イッチング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、
オフのときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの
放電時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッ
チング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御
用トランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジス
タＱ１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フに保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、前記第１の
コンデンサの充電電圧を前記スイッチング用トランジス
タＱ１の制御端子に加えることにより放電する放電回路
とを備え、前記スイッチ手段は前記放電回路に設けら
れ、前記特定の状態の時に放電量を少なくすることを特
徴とする。
【００２０】本発明では、第１のコンデンサの充電電圧
をスイッチングトランジスタＱ１の制御端子に加える放
電回路を設けたものであって、スイッチ手段によってこ
の放電量を変更できるようにしたものである。このよう
な構成によっても、スイッチ手段が特定の状態の時、す
なわち待機動作モードの時には第１の制御用トランジス
タＱ３のオン時間がより長くなるため、発振周波数が低
下する。
をスイッチングトランジスタＱ１の制御端子に加える放
電回路を設けたものであって、スイッチ手段によってこ
の放電量を変更できるようにしたものである。このよう
な構成によっても、スイッチ手段が特定の状態の時、す
なわち待機動作モードの時には第１の制御用トランジス
タＱ３のオン時間がより長くなるため、発振周波数が低
下する。
【００２１】（４）前記スイッチ手段は、外部信号によ
りオン／オフすることを特徴とする。
りオン／オフすることを特徴とする。
【００２２】本発明では、上記スイッチ手段を外部信号
によってオン／オフするようにしたものである。したが
って、外部回路において、通常動作モード（第１のモー
ド）、待ち受け動作モード（第２の動作モード）、待機
動作モード（第３の動作モード）を検出できるようにし
ておけば、これらのモードが自動的に設定されるように
なる。
によってオン／オフするようにしたものである。したが
って、外部回路において、通常動作モード（第１のモー
ド）、待ち受け動作モード（第２の動作モード）、待機
動作モード（第３の動作モード）を検出できるようにし
ておけば、これらのモードが自動的に設定されるように
なる。
【００２３】（５）負荷の軽重を検出する負荷検出手段
と、該負荷検出手段が前記軽負荷を検出したときに所定
時間経過後に前記第３の動作モードとなるよう前記スイ
ッチ手段を切り換えるスイッチ切り換え回路を設けたこ
とを特徴とする。
と、該負荷検出手段が前記軽負荷を検出したときに所定
時間経過後に前記第３の動作モードとなるよう前記スイ
ッチ手段を切り換えるスイッチ切り換え回路を設けたこ
とを特徴とする。
【００２４】本発明では、通常動作モード（第１の動作
モード）から待機動作モード（第３の動作モード）への
負荷変動があっても、急激に待機動作モード（第３の動
作モード）に変わることなく、所定時間経過後に該待機
動作モード（第３の動作モード）に切り換わる。これに
より、頻繁な負荷急変が生じても、この期間は通常動作
モード（第１の動作モード）で動作するために応答性が
損なわれることがなくなる。一方、待機動作モード（第
３の動作モード）から通常動作モード（第１の動作モー
ド）への切り換えは瞬時に行われる。
モード）から待機動作モード（第３の動作モード）への
負荷変動があっても、急激に待機動作モード（第３の動
作モード）に変わることなく、所定時間経過後に該待機
動作モード（第３の動作モード）に切り換わる。これに
より、頻繁な負荷急変が生じても、この期間は通常動作
モード（第１の動作モード）で動作するために応答性が
損なわれることがなくなる。一方、待機動作モード（第
３の動作モード）から通常動作モード（第１の動作モー
ド）への切り換えは瞬時に行われる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図５は、この発明の第１の実施形
態である自励発振型スイッチング電源装置の回路図であ
る。
態である自励発振型スイッチング電源装置の回路図であ
る。
【００２６】トランスＴの１次巻線Ｎ１にＭＯＳ−ＦＥ
Ｔであるスイッチング用トランジスタＱ１を直列に接続
し、トランスＴの帰還巻線ＮＢは、スイッチング用トラ
ンジスタＱ１に対する帰還回路を構成している。トラン
スＴの２次巻線Ｎ２には整流用ダイオードＤ３、平滑用
コンデンサＣ５からなる整流平滑回路を設けている。ま
た、この整流平滑回路の出力部には、抵抗Ｒ９、Ｒ１０
からなる抵抗分圧回路と、シャントレギュレータＳＲ、
第１のフォトカプラの発光素子ＰＤ１および抵抗Ｒ８に
よる電圧検出回路を設けている。
Ｔであるスイッチング用トランジスタＱ１を直列に接続
し、トランスＴの帰還巻線ＮＢは、スイッチング用トラ
ンジスタＱ１に対する帰還回路を構成している。トラン
スＴの２次巻線Ｎ２には整流用ダイオードＤ３、平滑用
コンデンサＣ５からなる整流平滑回路を設けている。ま
た、この整流平滑回路の出力部には、抵抗Ｒ９、Ｒ１０
からなる抵抗分圧回路と、シャントレギュレータＳＲ、
第１のフォトカプラの発光素子ＰＤ１および抵抗Ｒ８に
よる電圧検出回路を設けている。
【００２７】図５に示す本実施形態の回路と、図１に示
す従来の回路との相違点は、図５の回路において、発振
周波数制御回路１を設けている点である。
す従来の回路との相違点は、図５の回路において、発振
周波数制御回路１を設けている点である。
【００２８】前記発振周波数制御回路１は、スイッチン
グ用トランジスタＱ１がオンの時に帰還巻線ＮＢの電圧
ｖｂによって充電されるコンデンサＣ４１と、このコン
デンサＣ４１の充電電圧が一定電圧以上の時にスイッチ
ング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用
トランジスタＱ３と、前記帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂが発
生しているときにオンする第１の制御用トランジスタＱ
４とを備えている。帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂによって、
ダイオードＤ４２を介してコンデンサＣ４１が充電さ
れ、この充電電圧が、ツェナーダイオードＤ４６、抵抗
Ｒ４１、抵抗Ｒ４２によって分圧されて、抵抗Ｒ４２の
両端電圧が第１の制御用トランジスタＱ３の制御端子に
印加される。また、第２の制御用トランジスタＱ４に
は、帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂが、ダイオードＤ４３、ツ
ェナーダイオードＤ４４、抵抗Ｒ４３、抵抗Ｒ４４の直
列回路によって分圧された電圧が印加され、電圧ｖｂが
発生した直後に上記第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フ状態とする。また、前記ツェナーダイオードＤ４６に
は並列にツェナーダイオードＤ４５とスイッチＱ５が接
続されている。後述するように、このスイッチＱ５は待
機動作モードの時にオン状態にされるものであって、ツ
ェナーダイオードＤ４５とＤ４６とのツェナー電圧の関
係は、Ｄ４６のツェナー電圧＞Ｄ４５のツェナー電圧と
なっている。
グ用トランジスタＱ１がオンの時に帰還巻線ＮＢの電圧
ｖｂによって充電されるコンデンサＣ４１と、このコン
デンサＣ４１の充電電圧が一定電圧以上の時にスイッチ
ング用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用
トランジスタＱ３と、前記帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂが発
生しているときにオンする第１の制御用トランジスタＱ
４とを備えている。帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂによって、
ダイオードＤ４２を介してコンデンサＣ４１が充電さ
れ、この充電電圧が、ツェナーダイオードＤ４６、抵抗
Ｒ４１、抵抗Ｒ４２によって分圧されて、抵抗Ｒ４２の
両端電圧が第１の制御用トランジスタＱ３の制御端子に
印加される。また、第２の制御用トランジスタＱ４に
は、帰還巻線ＮＢの電圧ｖｂが、ダイオードＤ４３、ツ
ェナーダイオードＤ４４、抵抗Ｒ４３、抵抗Ｒ４４の直
列回路によって分圧された電圧が印加され、電圧ｖｂが
発生した直後に上記第１の制御用トランジスタＱ３をオ
フ状態とする。また、前記ツェナーダイオードＤ４６に
は並列にツェナーダイオードＤ４５とスイッチＱ５が接
続されている。後述するように、このスイッチＱ５は待
機動作モードの時にオン状態にされるものであって、ツ
ェナーダイオードＤ４５とＤ４６とのツェナー電圧の関
係は、Ｄ４６のツェナー電圧＞Ｄ４５のツェナー電圧と
なっている。
【００２９】本実施形態のスイッチング電源装置では、
上記発振周波数制御回路１は、スイッチＱ５がオフ状態
の時に以下のように動作するよう各抵抗値、ダイオード
等の値が選択されている。
上記発振周波数制御回路１は、スイッチＱ５がオフ状態
の時に以下のように動作するよう各抵抗値、ダイオード
等の値が選択されている。
【００３０】すなわち、定格負荷の時には、整流平滑回
路のダイオードＤ３の電流が零となって帰還巻線ＮＢの
電圧ｖｂが発生した時に、すでに第１の制御用トランジ
スタＱ３がオフ状態となるよう抵抗Ｒ４２の両端電圧が
低下している。このため、第１の制御用トランジスタＱ
３によって、スイッチング用トランジスタＱ１が遅延し
ないように、該スイッチング用トランジスタＱ１の制御
が行われる。また、負荷電流が一定の大きさ以下の軽負
荷時においては、ダイオードＤ３の電流が零となって帰
還巻線ＮＢの電圧ｖｂが発生した時、第１の制御用トラ
ンジスタＱ３はそれ以降もオンするように、抵抗Ｒ４２
の両端電圧が表れている。しかし、この第１の制御用ト
ランジスタＱ３を長時間オン状態にするほどのものでは
なく、結果として、スイッチング用トランジスタＱ１を
若干の遅れ時間をもってオンする程度に留まる。これに
より、軽負荷時においては、発振周波数がほぼ一定とな
るかまたは緩慢に低下するような制御が行われる。
路のダイオードＤ３の電流が零となって帰還巻線ＮＢの
電圧ｖｂが発生した時に、すでに第１の制御用トランジ
スタＱ３がオフ状態となるよう抵抗Ｒ４２の両端電圧が
低下している。このため、第１の制御用トランジスタＱ
３によって、スイッチング用トランジスタＱ１が遅延し
ないように、該スイッチング用トランジスタＱ１の制御
が行われる。また、負荷電流が一定の大きさ以下の軽負
荷時においては、ダイオードＤ３の電流が零となって帰
還巻線ＮＢの電圧ｖｂが発生した時、第１の制御用トラ
ンジスタＱ３はそれ以降もオンするように、抵抗Ｒ４２
の両端電圧が表れている。しかし、この第１の制御用ト
ランジスタＱ３を長時間オン状態にするほどのものでは
なく、結果として、スイッチング用トランジスタＱ１を
若干の遅れ時間をもってオンする程度に留まる。これに
より、軽負荷時においては、発振周波数がほぼ一定とな
るかまたは緩慢に低下するような制御が行われる。
【００３１】一方、スイッチＱ５がオンすると、ツェナ
ーダイオードＤ４５がツェナーダイオードＤ４６に並列
接続されてツェナー電圧が低下するために抵抗Ｒ４２の
両端電圧は上昇し、その分第１の制御用トランジスタＱ
３によってスイッチング用トランジスタＱ１を遅延させ
る時間が長くなる。これにより、軽負荷時においてスイ
ッチＱ５がオンされた状態では、発振周波数は大きく低
下し、スイッチングによる損失を低下することができ
る。
ーダイオードＤ４５がツェナーダイオードＤ４６に並列
接続されてツェナー電圧が低下するために抵抗Ｒ４２の
両端電圧は上昇し、その分第１の制御用トランジスタＱ
３によってスイッチング用トランジスタＱ１を遅延させ
る時間が長くなる。これにより、軽負荷時においてスイ
ッチＱ５がオンされた状態では、発振周波数は大きく低
下し、スイッチングによる損失を低下することができ
る。
【００３２】以上の動作において、発振周波数制御回路
１は、負荷電流が一定の大きさを超える定格負荷時にお
いては第１の制御用トランジスタＱ３によるスイッチン
グ用トランジスタＱ１のオフ時間の延長制御を行わない
通常動作モード（第１の動作モード）に設定し、負荷電
流が一定の大きさ以下の軽負荷時においては負荷電流が
小さくなるに応じて発振周波数が一定となるように、ま
たは緩慢に低下するように前記オフ時間の延長制御を行
う待ち受け動作モード（第２の動作モード）に設定する
とともに、スイッチＱ５がオンされた時には、発振周波
数を前記待ち受け動作モードの時よりもさらに低くする
待機動作モード（第３の動作モード）に設定する。これ
により、図５に示す自励発振型スイッチング電源装置の
周波数特性は図６に示すようになる。同図において、領
域Ａは通常動作モード、Ｂは待ち受け動作モード、Ｃは
待機動作モードを示し、比較のために示したａは何らの
対策を施さない場合の特性、ｂは、従来の特願平１１−
０９４６８号公報に示されるスイッチング電源装置の特
性を示している。
１は、負荷電流が一定の大きさを超える定格負荷時にお
いては第１の制御用トランジスタＱ３によるスイッチン
グ用トランジスタＱ１のオフ時間の延長制御を行わない
通常動作モード（第１の動作モード）に設定し、負荷電
流が一定の大きさ以下の軽負荷時においては負荷電流が
小さくなるに応じて発振周波数が一定となるように、ま
たは緩慢に低下するように前記オフ時間の延長制御を行
う待ち受け動作モード（第２の動作モード）に設定する
とともに、スイッチＱ５がオンされた時には、発振周波
数を前記待ち受け動作モードの時よりもさらに低くする
待機動作モード（第３の動作モード）に設定する。これ
により、図５に示す自励発振型スイッチング電源装置の
周波数特性は図６に示すようになる。同図において、領
域Ａは通常動作モード、Ｂは待ち受け動作モード、Ｃは
待機動作モードを示し、比較のために示したａは何らの
対策を施さない場合の特性、ｂは、従来の特願平１１−
０９４６８号公報に示されるスイッチング電源装置の特
性を示している。
【００３３】また、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、通常動作モ
ード、待ち受け動作モード、待機動作モードの各モード
における要部の波形図である。これらの図において、ｖ
ｂは帰還巻線ＮＢの出力電圧、ｖｇｓは、スイッチング
用トランジスタＱ１のゲート−ソース間の電圧、ｖｃ２
は、第１のスイッチング用トランジスタＱ１のゲートと
帰還巻線Ｎｂとの間に接続されるコンデンサＣ２の両端
電圧を示している。図７（Ｃ）に示すように、通常動作
モードにおいては、ＲＣＣ動作が行われ、負荷電流が零
になった直後からスイッチング用トランジスタＱ１がオ
ンするまでの間に休止期間がない。また、図７（Ｂ）の
待ち受け動作モードにおいては、若干の休止期間がある
ために、発振周波数はある程度小さくなる。また図７
（Ｃ）の待機動作モードにおいては、休止期間かかなり
長く設定されるために、発振周波数は大きく低下してい
る。
ード、待ち受け動作モード、待機動作モードの各モード
における要部の波形図である。これらの図において、ｖ
ｂは帰還巻線ＮＢの出力電圧、ｖｇｓは、スイッチング
用トランジスタＱ１のゲート−ソース間の電圧、ｖｃ２
は、第１のスイッチング用トランジスタＱ１のゲートと
帰還巻線Ｎｂとの間に接続されるコンデンサＣ２の両端
電圧を示している。図７（Ｃ）に示すように、通常動作
モードにおいては、ＲＣＣ動作が行われ、負荷電流が零
になった直後からスイッチング用トランジスタＱ１がオ
ンするまでの間に休止期間がない。また、図７（Ｂ）の
待ち受け動作モードにおいては、若干の休止期間がある
ために、発振周波数はある程度小さくなる。また図７
（Ｃ）の待機動作モードにおいては、休止期間かかなり
長く設定されるために、発振周波数は大きく低下してい
る。
【００３４】図８は、本発明の第２の実施形態の自励発
振型スイッチング電源装置の回路図を示している。この
スイッチング電源装置が図５に示すスイッチング電源装
置と相違する点は、ツェナーダイオードＤ４５およびス
イッチＱ５に代えて、コンデンサＣ４１の充電電圧をス
イッチング用トランジスタＱ１のゲートに加えることに
よって放電する放電回路２を設けた点である。この放電
回路２は、ダイオードＤ４５に直列に抵抗Ｒ４５を接続
し、抵抗Ｒ４５に、並列に抵抗Ｒ４６とスイッチＱ５の
直列回路を接続したものである。
振型スイッチング電源装置の回路図を示している。この
スイッチング電源装置が図５に示すスイッチング電源装
置と相違する点は、ツェナーダイオードＤ４５およびス
イッチＱ５に代えて、コンデンサＣ４１の充電電圧をス
イッチング用トランジスタＱ１のゲートに加えることに
よって放電する放電回路２を設けた点である。この放電
回路２は、ダイオードＤ４５に直列に抵抗Ｒ４５を接続
し、抵抗Ｒ４５に、並列に抵抗Ｒ４６とスイッチＱ５の
直列回路を接続したものである。
【００３５】上記の回路において、スイッチＱ５がオン
の時には、コンデンサＣ４１からの放電量が増加する。
このため、定格負荷の時には、ダイオードＤ３の電流が
零となる前に第１の制御用トランジスタＱ３がオフする
ため、スイッチング用トランジスタＱ１は、遅延時間な
しでオンする。また、軽負荷時には、ダイオードＤ３の
電流が零となっても第１の制御用トランジスタＱ３はオ
ン状態であるために、若干の遅れ時間を持ってスイッチ
ング用トランジスタＱ１がオンする。したがって、スイ
ッチＱ５がオンの時には、定格負荷の時には通常動作モ
ードが設定され、軽負荷の時には待ち受け動作モードが
設定される。また、スイッチＱ５がオフの時はコンデン
サ４１からの放電量が少なくなるために、ダイオードＤ
３の電流が零となっても第１の制御用トランジスタＱ３
はオンし続ける。このため、上記遅延時間はスイッチＱ
５がオンの時に比べて長くなり、スイッチング周波数が
低下する。この実施形態の自励発振型スイッチング電源
装置においても、その周波数特性は、図６に示したよう
になり、また、波形図も図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したも
のと同じとなる。
の時には、コンデンサＣ４１からの放電量が増加する。
このため、定格負荷の時には、ダイオードＤ３の電流が
零となる前に第１の制御用トランジスタＱ３がオフする
ため、スイッチング用トランジスタＱ１は、遅延時間な
しでオンする。また、軽負荷時には、ダイオードＤ３の
電流が零となっても第１の制御用トランジスタＱ３はオ
ン状態であるために、若干の遅れ時間を持ってスイッチ
ング用トランジスタＱ１がオンする。したがって、スイ
ッチＱ５がオンの時には、定格負荷の時には通常動作モ
ードが設定され、軽負荷の時には待ち受け動作モードが
設定される。また、スイッチＱ５がオフの時はコンデン
サ４１からの放電量が少なくなるために、ダイオードＤ
３の電流が零となっても第１の制御用トランジスタＱ３
はオンし続ける。このため、上記遅延時間はスイッチＱ
５がオンの時に比べて長くなり、スイッチング周波数が
低下する。この実施形態の自励発振型スイッチング電源
装置においても、その周波数特性は、図６に示したよう
になり、また、波形図も図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したも
のと同じとなる。
【００３６】なお、発振周波数制御回路１による遅延時
間中にコンデンサＣ４１の電荷がコンデンサＣ２に供給
されるために、スイッチング用トランジスタＱ１のオン
／オフ時のコンデンサＣ２の端子間電圧差の減衰率が小
さくなる。したがって、遅延時間が非常に長くなった場
合でもスイッチング用トランジスタＱ１が確実にターン
オンするから、遅延時間を任意の長さに設定することが
可能である。
間中にコンデンサＣ４１の電荷がコンデンサＣ２に供給
されるために、スイッチング用トランジスタＱ１のオン
／オフ時のコンデンサＣ２の端子間電圧差の減衰率が小
さくなる。したがって、遅延時間が非常に長くなった場
合でもスイッチング用トランジスタＱ１が確実にターン
オンするから、遅延時間を任意の長さに設定することが
可能である。
【００３７】図９は、本発明の第３の実施形態の自励発
振型スイッチング電源装置の回路図である。
振型スイッチング電源装置の回路図である。
【００３８】この自励発振型スイッチング電源装置と図
８に示す自励発振型スイッチング電源装置の相違点は、
図８のスイッチＱ５をフォトカプラのフォトトランジス
タＰＴ２に置き換え、該フォトカプラの発光側のフォト
ダイオードＰＤ２を外部のリモート信号入力端子ＲＥＭ
に接続した点である。
８に示す自励発振型スイッチング電源装置の相違点は、
図８のスイッチＱ５をフォトカプラのフォトトランジス
タＰＴ２に置き換え、該フォトカプラの発光側のフォト
ダイオードＰＤ２を外部のリモート信号入力端子ＲＥＭ
に接続した点である。
【００３９】このような構成であると、リモート信号入
力端子ＲＥＭにリモート信号を入力するだけで、フォト
トランジスタＰＴ２をオンすることができる。したがっ
て、通常動作モードおよび待ち受け動作モードの時に、
リモート信号入力端子ＲＥＭに「Ｈ」の信号が入力し、
待機動作モードの時に、同端子に「Ｌ」の信号が入力す
るように構成すれば、動作モードの設定が容易となる。
力端子ＲＥＭにリモート信号を入力するだけで、フォト
トランジスタＰＴ２をオンすることができる。したがっ
て、通常動作モードおよび待ち受け動作モードの時に、
リモート信号入力端子ＲＥＭに「Ｈ」の信号が入力し、
待機動作モードの時に、同端子に「Ｌ」の信号が入力す
るように構成すれば、動作モードの設定が容易となる。
【００４０】図１０は、本発明の第４の実施形態の自励
発振型スイッチング電源装置の回路図を示している。
発振型スイッチング電源装置の回路図を示している。
【００４１】この自励発振型スイッチング電源装置が、
図９に示す自励発振型スイッチング電源装置と相違する
点は、ダイオードＤ３に、直列に、負荷の軽重を検出す
るための抵抗Ｒ５０と、この抵抗Ｒ５０の両端電圧に基
づいてフォトトランジスタＰＴ２のオン／オフを制御す
るスイッチ切り換え回路３を設けた点である。
図９に示す自励発振型スイッチング電源装置と相違する
点は、ダイオードＤ３に、直列に、負荷の軽重を検出す
るための抵抗Ｒ５０と、この抵抗Ｒ５０の両端電圧に基
づいてフォトトランジスタＰＴ２のオン／オフを制御す
るスイッチ切り換え回路３を設けた点である。
【００４２】スイッチ切り換え回路３は、２つの比較器
ＣＯＭＰ−１、ＣＯＭＰ−２を備えている。ＣＯＭＰ−
１は、抵抗Ｒ５０の両端電圧を検出し、定格負荷か軽負
荷かを検出する。定格負荷の場合には、抵抗Ｒ５０の両
端電圧が大きいためにＣＯＭＰ−１の出力は接地状態と
なる。また、軽負荷の時には、ＣＯＭＰ−１の出力はオ
ープン状態になる。ＣＯＭＰ−２は、基準電圧Ｖｒｅｆ
とコンデンサＣ１１に充電されている充電電圧とを比較
し、コンデンサＣ１１の充電電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを
超えた時にフォトダイオードＰＤ２をオフする。フォト
ダイオードＰＤ２がオンすると、フォトトランジスタＰ
Ｔ２がオフして待機動作モードとなる。すなわち、上記
のスイッチ切り換え回路３は以下のように動作する。
ＣＯＭＰ−１、ＣＯＭＰ−２を備えている。ＣＯＭＰ−
１は、抵抗Ｒ５０の両端電圧を検出し、定格負荷か軽負
荷かを検出する。定格負荷の場合には、抵抗Ｒ５０の両
端電圧が大きいためにＣＯＭＰ−１の出力は接地状態と
なる。また、軽負荷の時には、ＣＯＭＰ−１の出力はオ
ープン状態になる。ＣＯＭＰ−２は、基準電圧Ｖｒｅｆ
とコンデンサＣ１１に充電されている充電電圧とを比較
し、コンデンサＣ１１の充電電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを
超えた時にフォトダイオードＰＤ２をオフする。フォト
ダイオードＰＤ２がオンすると、フォトトランジスタＰ
Ｔ２がオフして待機動作モードとなる。すなわち、上記
のスイッチ切り換え回路３は以下のように動作する。
【００４３】通常動作モード→待機動作モード
出力電流が減少すると、ＣＯＭＰ−１の出力がオープン
状態となり、抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ１１からなるＣ
Ｒ時定数回路のコンデンサＣ１１の電圧が上昇し始め
る。この電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えるとＣＯＭＰ−
２の出力が「Ｌ」となって、フォトダイオードＰＤ２が
オフし待機動作モードに移行する。
状態となり、抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ１１からなるＣ
Ｒ時定数回路のコンデンサＣ１１の電圧が上昇し始め
る。この電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えるとＣＯＭＰ−
２の出力が「Ｌ」となって、フォトダイオードＰＤ２が
オフし待機動作モードに移行する。
【００４４】待機動作モード→通常動作モード
負荷が重くなって出力電流が増加すると、ＣＯＭＰ−１
の出力が接地状態となり、上記ＣＲ時定数回路のコンデ
ンサＣ１１の電圧が即座に減少する。この電圧が基準電
圧Ｖｒｅｆ以下になると、ＣＯＭＰ−２の出力が「Ｈ」
となり、フォトダイオードＰＤ２がオンして通常動作モ
ードに移行する。
の出力が接地状態となり、上記ＣＲ時定数回路のコンデ
ンサＣ１１の電圧が即座に減少する。この電圧が基準電
圧Ｖｒｅｆ以下になると、ＣＯＭＰ−２の出力が「Ｈ」
となり、フォトダイオードＰＤ２がオンして通常動作モ
ードに移行する。
【００４５】以上の動作により、定格負荷から軽負荷に
なっても、上記ＣＲ時定数回路の時定数で決められた時
間はモードの移行が生じない。また、軽負荷から定格負
荷へ変化した場合には、瞬時に待機動作モードから通常
動作モードへモード移行が起きる。このため、頻繁な負
荷急変時には、常時、通常動作モードで動作することに
なって応答性が良くなる。また、待機動作モードから通
常動作モードへの切り換えは瞬時であるために、応答性
の問題が生じなくなる。
なっても、上記ＣＲ時定数回路の時定数で決められた時
間はモードの移行が生じない。また、軽負荷から定格負
荷へ変化した場合には、瞬時に待機動作モードから通常
動作モードへモード移行が起きる。このため、頻繁な負
荷急変時には、常時、通常動作モードで動作することに
なって応答性が良くなる。また、待機動作モードから通
常動作モードへの切り換えは瞬時であるために、応答性
の問題が生じなくなる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、軽負荷時に発振周波数
を一定または緩慢に低下するように制御することによっ
て、軽負荷時の高周波数化を避け、ＲＣＣの軽負荷時に
おける効率改善および出力リップルの改善を図ることが
でき、また、スイッチ手段によって軽負荷時の大幅な効
率改善を行うことができる。
を一定または緩慢に低下するように制御することによっ
て、軽負荷時の高周波数化を避け、ＲＣＣの軽負荷時に
おける効率改善および出力リップルの改善を図ることが
でき、また、スイッチ手段によって軽負荷時の大幅な効
率改善を行うことができる。
【００４７】また、スイッチ切り換え回路によって、モ
ードの切り換えを自動的に行うことができるとともに、
軽負荷を検出した時には所定時間経過後に第３の動作モ
ードとなるように制御するため、頻繁な負荷急変時には
通常動作モードで動作することになり、応答性が悪くな
るのを防ぐことができる。
ードの切り換えを自動的に行うことができるとともに、
軽負荷を検出した時には所定時間経過後に第３の動作モ
ードとなるように制御するため、頻繁な負荷急変時には
通常動作モードで動作することになり、応答性が悪くな
るのを防ぐことができる。
【図１】従来の自励発振型スイッチング電源装置の回路
図
図
【図２】同スイッチング電源装置の周波数特性図
【図３】従来の改良された自励発振型スイッチング電源
装置の周波数特性図
装置の周波数特性図
【図４】従来の改良された他の自励発振型スイッチング
電源装置の周波数特性図
電源装置の周波数特性図
【図５】本発明の第１の実施形態の自励発振型スイッチ
ング電源装置の回路図
ング電源装置の回路図
【図６】同スイッチング電源装置の周波数特性図
【図７】同スイッチング電源装置の要部の波形図
【図８】本発明の第２の実施形態の自励発振型スイッチ
ング電源装置の回路図
ング電源装置の回路図
【図９】本発明の第３の実施形態の自励発振型スイッチ
ング電源装置の回路図
ング電源装置の回路図
【図１０】本発明の第４の実施形態の自励発振型スイッ
チング電源装置の回路図
チング電源装置の回路図
１−発振周波数制御回路
Ｃ４１−コンデンサ
Ｑ５−スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−235036（ＪＰ，Ａ)
特開2000−228873（ＪＰ，Ａ)
特開2000−278946（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 3/28
H02M 3/338
Claims (5)
- 【請求項１】 １次巻線Ｎ１、２次巻線Ｎ２、および帰
還巻線ＮB を有するトランスＴと、前記帰還巻線ＮB か
らの帰還信号を受けて自励発振し、前記１次巻線の電流
を断続するスイッチング用トランジスタＱ１と、前記２
次巻線に接続された整流平滑回路と、前記スイッチング
用トランジスタＱ１に入力される制御信号を制御して前
記スイッチング用トランジスタＱ１がターンオフしてか
ら所定の時間だけターンオンするのを禁止することによ
ってオフ時間を延長する発振周波数制御回路と、を備
え、 前記発振周波数制御回路は、負荷電流が一定の大きさを
超える定格負荷時においては負荷が重くなるほど発振周
波数が低下する通常のＲＣＣ動作を行う第１の動作モー
ドに設定し、 且つ負荷電流が一定の大きさ以下の軽負
荷時においては負荷電流が小さくなるに応じて発振周波
数が一定となるように、または緩慢に低下するように前
記オフ時間の延長制御を行う第２の動作モードに設定す
るとともに、 さらに、該発振周波数制御回路は、スイッチ手段を備
え、該スイッチ手段が特定の状態の時に発振周波数が前
記第２の動作モードのときよりもさらに低くなる第３の
動作モードに設定することを特徴とする自励発振型スイ
ッチング電源装置。 - 【請求項２】 前記発振周波数制御回路は、前記スイッ
チング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、オフ
のときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの放電
時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッチン
グ用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用ト
ランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジスタＱ
１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオフに
保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、を備え、前記ス
イッチ手段は前記特定の状態の時に前記一定電圧をより
低くすることを特徴とする、請求項１記載の自励発振型
スイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記発振周波数制御回路は、前記スイッ
チング用トランジスタＱ１がオンの時に充電され、オフ
のときに放電されるコンデンサと、該コンデンサの放電
時に充電電圧が一定電圧になるまでの間前記スイッチン
グ用トランジスタＱ１のオンを禁止する第１の制御用ト
ランジスタＱ３と、前記スイッチング用トランジスタＱ
１がオンの時に第１の制御用トランジスタＱ３をオフに
保つ第２の制御用トランジスタＱ４と、前記第１のコン
デンサの充電電圧を前記スイッチング用トランジスタＱ
１の制御端子に加えることにより放電する放電回路とを
備え、前記スイッチ手段は前記放電回路に設けられ、前
記特定の状態の時に放電量を少なくすることを特徴とす
る、請求項１記載の自励発振型スイッチング電源装置。 - 【請求項４】 前記スイッチ手段は、外部信号によりオ
ン／オフすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の自励発振型スイッチング電源装置。 - 【請求項５】 負荷の軽重を検出する負荷検出手段と、
該負荷検出手段が前記軽負荷を検出したときに所定時間
経過後に前記第３の動作モードとなるよう前記スイッチ
手段を切り換えるスイッチ切り換え回路を設けたことを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自励発振型
スイッチング電源装置。
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