JP3488120B2 - スイッチング電源回路およびスイッチング電源用デバイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用や民生用の
電子機器に直流安定化電圧を供給するスイッチング電源
回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】米国においてはパーソナルコンピュータ
の待機時の消費電力が３０Ｗ以下となるよう１９９３年
にEnergy Star Computer Programの基準設定が設けら
れ、日本においては１９９５年にＶＴＲの待機時の消費
電力を１０％カットするよう規定されるなど、全世界的
に低消費電力化への動きを背景にして電子機器に用いら
れるスイッチング電源の省エネルギー化が求められてい
る。

【０００３】図９に、従来のスイッチング電源回路１０
１の構成を示す。スイッチング電源回路１０１におい
て、入力端子Ｐ１・Ｐ２に入力された交流電圧はまず整
流ブリッジ回路２によって整流され、平滑コンデンサＣ
１によって平滑化される。この直流電圧が電源ライン３
・４間に印加されることにより、コンバータ１５のＶＣ
Ｃ端子である端子Ｋ５に電源が供給され、端子（コント
ロール端子）Ｋ３に接続されたコンデンサＣ３に定電流
源ＴＤ１から充電電流が流れるとともに、定電流源ＴＤ
１とコンデンサＣ３との接続点７の電圧がＰＷＭ比較器
１２の入力端子Ｆ４に入力される。

【０００４】また、前記直流電圧はダイオードＤ２、プ
ルアップ抵抗Ｒ１、および端子Ｋ４に接続されたフォト
トランジスタＱ２からなる直列回路にも印加され、プル
アップ抵抗Ｒ１とフォトトランジスタＱ２との接続点１
０の電圧がＰＷＭ比較器１２の入力端子Ｆ２に入力され
る。さらに、ＰＷＭ比較器１２の入力端子Ｆ３に基準電
圧源１４から直流の基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。

【０００５】ＰＷＭ比較器１２は、発振回路１３から入
力端子Ｆ１に入力される信号の周期で、かつ入力端子Ｆ
２・Ｆ３・Ｆ４に入力される３つの電圧のうち最も低い
電圧に基づいたデューティのパルスを生成して出力す
る。起動時にはコンデンサＣ３の端子間電圧、すなわち
端子Ｋ３におけるコントロール端子電圧ＣＡが０から徐
々に立ち上がるため、入力端子Ｆ４に入力される電圧で
決定されるデューティのパルスが出力されてソフトスタ
ートが行われる。

【０００６】このパルスは制御回路６で定電圧化された
後、端子Ｋ１と端子Ｋ２との間に接続されたスイッチン
グ素子Ｑ１のゲートに入力され、このゲートパルスによ
りスイッチング素子Ｑ１が導通／遮断される。スイッチ
ング素子Ｑ１の導通時にはパルストランス５の１次巻線
５ａに電流が流れて励磁エネルギーが蓄積され、遮断時
にはこのエネルギーが２次巻線５ｂで誘導起電力によっ
て放出されるため、この起電力によって流れる電流がダ
イオードＤ１、平滑コンデンサＣ２によって整流・平滑
化され、出力端子Ｐ３・Ｐ４間から安定化された直流電
圧が出力される。

【０００７】起動後、コンデンサＣ３の端子間電圧は徐
々に上昇し、充電が完了して定常状態になると、入力端
子Ｆ２に入力される接続点１０の電圧、あるいは入力端
子Ｆ３に入力される基準電圧Ｖｒｅｆ１の電圧が最も低
くなる。一方、２次側では電源ライン８・９間に接続さ
れた出力検出回路２０によって出力電圧を検出してお
り、出力電圧が所定値よりも高い（低い）ときには発光
ダイオードＤ３の発光強度を増加（減少）させて、発光
ダイオードＤ３とフォトカプラを構成するフォトトラン
ジスタＱ２のインピーダンスを減少（増大）させる。こ
れにより接続点１０の電圧が低下（上昇）し、接続点１
０の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低い場合には、上
記電圧低下（上昇）分に応じてデューティが小さく（大
きく）なるよう調整されたパルスがＰＷＭ比較器１２か
ら出力される。これにより、出力電圧の定電圧化が行わ
れる。

【０００８】ところで、スイッチング電源回路１０１は
待機時に軽負荷となるため、この間のスイッチング素子
Ｑ１のスイッチング動作が重負荷時と同様の周波数で行
われると、全体の消費電力に占めるスイッチング損失の
割合が大きくなる。そこで、接続点１０の電圧が発振周
波数低下回路９１に入力されるようにしておき、出力検
出回路２０が軽負荷と判定する高い出力電圧を検出して
接続点１０の電圧が規定値以下に低下すると、発振回路
１３の発振周波数を低下させるようにしている。

【０００９】また、軽負荷時の消費電力を低減する他の
構成例として、特開平８−１１１９７５号公報に開示さ
れているように、力率改善回路を備えたスイッチング電
源回路において軽負荷時に上記力率改善回路の動作を停
止させ、その動作に相当する消費電力を低減するように
したものがある。

【００１０】従来のスイッチング電源回路はこのように
して軽負荷時の低消費電力化を図ってきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスイッチング電源回路１０１では、発振回路１３の
発振周波数を２０ｋＨｚ以下の可聴周波数領域にまで低
下させることができないため、発振周波数を低下させて
スイッチング損失を低減させることにより低消費電力化
を図るには限界があるという問題がある。また、特開平
８−１１１９７５号公報のスイッチング電源回路では、
力率改善回路の動作を停止させた場合に、この力率改善
回路を経由させないでトランスの１次巻線に流れる電流
をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子に電力を供給して
おり、軽負荷時のスイッチング損失は低減されないまま
である。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、軽負荷時のスイッチング
損失をより低減することのできるスイッチング電源回
路、およびそれに用いられるスイッチング電源用デバイ
スを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスイッチン
グ電源回路は、上記課題を解決するために、変圧器の１
次側に入力される直流電圧をスイッチングして２次側に
パルスとして出力させるスイッチング手段と、上記パル
スを平滑化して得られる直流電圧を負荷へ出力する出力
手段と、上記出力手段からの出力電圧をフィードバック
し、発振動作を行う発振手段から出力される発振信号と
フィードバックされた上記出力電圧とに基づいて上記ス
イッチング手段を所定の周波数およびデューティでスイ
ッチング動作させるように制御する制御手段とを有し、
上記制御手段が、起動時には上記制御手段のコントロー
ル端子に接続されたコンデンサの端子間電圧で決定され
るデューティを用いてスイッチング動作させることによ
りソフトスタートを行うスイッチング電源回路におい
て、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段を有し、
上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定値以下の負
荷である軽負荷を検出したときに、上記発振手段の発振
動作を一時停止させて上記スイッチング動作に遮断状態
に保たれる休止期間を設けるスイッチング休止手段を有
し、上記負荷状態検出手段により検出された負荷の大き
さが、上記制御手段の外部で電圧に変換されて上記コン
トロール端子から入力され、上記スイッチング休止手段
に入力されることを特徴としている。

【００１４】上記の発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバー
タなどとして用いられるこのスイッチング電源回路は、
定常時には、発振手段から出力される発振信号と出力手
段からフィードバックされる出力電圧とに基づいて、ス
イッチング手段のスイッチング周波数とそのデューティ
を決定しているが、このとき同時に負荷状態検出手段に
より、出力手段に接続される負荷の大きさを検出してい
る。そして、スイッチング電源回路が待機状態などとな
って負荷状態検出手段により軽負荷が検出されると、ス
イッチング休止手段はその検出結果に基づいて発振手段
の発振動作を一時停止させることで、スイッチング手段
のスイッチング動作に遮断状態に保たれる休止期間を設
ける。

【００１５】これにより、軽負荷時にはスイッチング手
段におけるスイッチング損失が大幅に低減されるととも
に、その制御手段での損失が抑制されるため、スイッチ
ング電源回路全体の消費電力が大幅に低減される。従っ
て、このような構成によれば、複数のコンバータ回路を
設けておいて負荷状態に応じて選択的に使用するなどの
煩雑な構造は必要なく、単一のコンバータ回路で定常負
荷から軽負荷まで対応することができる。この結果、ス
イッチング電源回路の低消費電力化を低コストかつ小型
な回路構成で実現することができる。

【００１６】本発明に係るスイッチング電源回路は、上
記課題を解決するために、上記のスイッチング電源回路
において、上記負荷状態検出手段は、上記出力手段に流
れる電流レベルから負荷の大きさを検出することを特徴
としている。

【００１７】上記の発明によれば、負荷状態検出手段
は、出力手段に流れる電流レベルを、例えば出力手段に
挿入した抵抗の端子間電圧から検出するなどして、負荷
の大きさを検出する。従って、電流レベルが予め定める
スイッチング電源回路の２次側電流レベル未満であると
きには軽負荷と判定して、スイッチング休止手段によっ
てスイッチング手段のスイッチング動作に休止期間を設
ける。一方、電流レベルが予め定めるスイッチング電源
回路の２次側電流レベル以上であるときには定常負荷と
判定して、通常のスイッチング動作を行わせる。

【００１８】これにより、定常負荷と軽負荷との２つの
負荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定
する回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選
択するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な
構成にすることができる。

【００１９】本発明に係るスイッチング電源回路は、上
記課題を解決するために、上記のスイッチング電源回路
において、上記負荷状態検出手段は、フィードバックさ
れる上記出力電圧から負荷の大きさを検出することを特
徴としている。

【００２０】上記の発明によれば、負荷の大きさが出力
手段の出力電圧に対応していることを利用して、負荷状
態検出手段に、フィードバックされる出力電圧から負荷
の大きさを検出させるようにする。従って、フィードバ
ック電圧レベルが予め定める電圧レベル以上であるとき
には軽負荷と判定して、スイッチング休止手段によって
スイッチング手段のスイッチング動作に休止期間を設け
る。一方、フィードバック電圧レベルが予め定める電圧
レベル未満であるときには定常負荷と判定して、通常の
スイッチング動作を行わせる。

【００２１】これにより、定常負荷と軽負荷との２つの
負荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定
する回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選
択するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な
構成にすることができる。

【００２２】本発明に係るスイッチング電源回路は、上
記課題を解決するために、変圧器の１次側に入力される
直流電圧をスイッチングして２次側にパルスとして出力
させるスイッチング手段と、上記パルスを平滑化して得
られる直流電圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力
手段からの出力電圧をフィードバックし、発振動作を行
う発振手段から出力される発振信号とフィードバックさ
れた上記出力電圧とに基づいて上記スイッチング手段を
所定の周波数およびデューティでスイッチング動作させ
るように制御する制御手段とを有するスイッチング電源
回路において、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手
段を有し、上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定
値以下の負荷である軽負荷を検出したときに、上記発振
手段の発振動作を一時停止させて上記スイッチング動作
に遮断状態に保たれる休止期間を設けるスイッチング休
止手段を有し、上記負荷状態検出手段は、上記スイッチ
ング手段に流れる電流レベルから負荷の大きさを検出す
ることを特徴としている。

【００２３】上記の発明によれば、負荷状態検出手段
は、スイッチング手段に流れる電流レベルを、例えばス
イッチング手段に直列に挿入した抵抗の端子間電圧から
検出するなどして、負荷の大きさを検出する。従って、
電流レベルが予め定めるスイッチング電源回路の１次側
ドレイン電流レベル未満であるときには軽負荷と判定し
て、スイッチング休止手段によってスイッチング手段の
スイッチング動作に休止期間を設ける。一方、電流レベ
ルが予め定めるスイッチング電源回路の１次側ドレイン
電流レベル以上であるときには定常負荷と判定して、通
常のスイッチング動作を行わせる。

【００２４】これにより、定常負荷と軽負荷との２つの
負荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定
する回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選
択するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な
構成にすることができる。

【００２５】本発明に係るスイッチング電源回路は、上
記課題を解決するために、変圧器の１次側に入力される
直流電圧をスイッチングして２次側にパルスとして出力
させるスイッチング手段と、上記パルスを平滑化して得
られる直流電圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力
手段からの出力電圧をフィードバックし、発振動作を行
う発振手段から出力される発振信号とフィードバックさ
れた上記出力電圧とに基づいて上記スイッチング手段を
所定の周波 数およびデューティでスイッチング動作させ
るように制御する制御手段とを有するスイッチング電源
回路において、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手
段を有し、上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定
値以下の負荷である軽負荷を検出したときに、上記発振
手段の発振動作を一時停止させて上記スイッチング動作
に遮断状態に保たれる休止期間を設けるスイッチング休
止手段を有し、上記負荷状態検出手段は、上記デューテ
ィのサイクルレベルから負荷の大きさを検出することを
特徴としている。

【００２６】上記の発明によれば、負荷の大きさが制御
手段で制御されるスイッチング動作のデューティのサイ
クルレベルに対応していることを利用して、負荷状態検
出手段に、制御されるデューティのサイクルレベルから
負荷の大きさを検出させるようにする。従って、デュー
ティのサイクルレベルが予め定めるサイクルレベル未満
であるときには軽負荷と判定して、スイッチング休止手
段によってスイッチング手段のスイッチング動作に休止
期間を設ける。一方、デューティのサイクルレベルが予
め定めるサイクルレベル以上であるときには定常負荷と
判定して、通常のスイッチング動作を行わせる。

【００２７】これにより、定常負荷と軽負荷との２つの
負荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定
する回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選
択するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な
構成にすることができる。

【００２８】本発明に係るスイッチング電源回路は、上
記課題を解決するために、変圧器の１次側に入力される
直流電圧をスイッチングして２次側にパルスとして出力
させるスイッチング手段と、上記パルスを平滑化して得
られる直流電圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力
手段からの出力電圧をフィードバックし、発振動作を行
う発振手段から出力される発振信号とフィードバックさ
れた上記出力電圧とに基づいて上記スイッチング手段を
所定の周波数およびデューティでスイッチング動作させ
るように制御する制御手段とを有するスイッチング電源
回路において、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手
段を有し、上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定
値以下の負荷である軽負荷を検出したときに、上記発振
手段の発振動作を一時停止させて上記スイッチング動作
に遮断状態に保たれる休止期間を設けるスイッチング休
止手段を有し、上記負荷状態検出手段により検出された
負荷の大きさが、上記制御手段の外部で電圧に変換され
て入力されるように設けられた上記制御手段のコントロ
ール端子から上記スイッチング休止手段に入力されるこ
とを特徴としている。

【００２９】上記の発明によれば、負荷状態検出手段に
より検出された負荷の大きさは、電圧に変換された後、
制御手段に設けられたコントロール端子に入力され、ス
イッチング休止手段に入力される。従って、例えばコン
トロール端子電圧レベルが予め定める電圧レベル以上で
あるときには軽負荷と判定して、スイッチング休止手段
によってスイッチング手段のスイッチング動作に休止期
間を設ける一方、コントロール端子電圧レベルが予め定
める電圧レベル未満であるときには定常負荷と判定し
て、通常のスイッチング動作を行わせるようにすればよ
い。

【００３０】これにより、定常負荷と軽負荷との２つの
負荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定
する回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選
択するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な
構成にすることができる。

【００３１】本発明に係るスイッチング電源用デバイス
は、上記課題を解決するために、上記のいずれかに記載
のスイッチング電源回路の少なくとも上記スイッチング
手段および上記制御手段が１パッケージ内に封止されて
なることを特徴としている。

【００３２】上記の発明によれば、上記のいずれかに記
載のスイッチング電源回路を、少なくともスイッチング
手段および制御手段を１パッケージ内に封止してなるス
イッチング電源用デバイスを用いて構成するので、実装
面積を非常に小さくすることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕 本発明のスイッチング電源回路の実施の一形態について
図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００３４】図１に、本実施の形態のスイッチング電源
回路１の構成を示す。スイッチング電源回路１は、整流
ブリッジ回路２および平滑コンデンサＣ１からなる入力
部と、コンバータ１５およびパルストランス５からなる
電圧変換部と、ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ
２からなる出力部と、出力検出回路２０・発光ダイオー
ドＤ３・フォトトランジスタＱ２・コンデンサＣ３・ダ
イオードＤ４・抵抗Ｒ２・ツェナーダイオードＺＤ１・
フォトトランジスタＱ３からなるフィードバック部とか
ら構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられるも
のである。

【００３５】入力部は、入力端子Ｐ１・Ｐ２間に入力さ
れる商用交流電圧をダイオードで構成される整流ブリッ
ジ回路２で整流し、これを平滑コンデンサＣ１で平滑化
して得られる直流電圧を電源ライン３・４間に出力する
ものである。

【００３６】電圧変換部において、パルストランス（変
圧器）５は、電圧の変換比に応じた巻数に設定された１
次巻線５ａと２次巻線５ｂとを有している。またコンバ
ータ１５は、Ｎチャンネル型のパワーＭＯＳＦＥＴから
なるスイッチング素子（スイッチング手段）Ｑ１と、ダ
イオードＤ２・プルアップ抵抗Ｒ１・定電流源ＴＤ１・
ツェナーダイオードＺＤ２・発振周波数休止期間回路１
１・発振回路１３・ＰＷＭ比較器１２・基準電圧源１４
・制御回路６からなるスイッチング制御回路（制御手
段）とから構成される。このコンバータ１５は１パッケ
ージ内にモールドされたデバイスであり、スイッチング
素子Ｑ１のドレインが接続される端子Ｋ１、ソースが接
続される端子Ｋ２、外部から制御信号を入力するための
端子（コントロール端子）Ｋ３、ＧＮＤ側電源端子とし
ての端子Ｋ４、およびＶＣＣ（電源）端子としての端子
Ｋ５を有している。

【００３７】パルストランス５の１次巻線５ａとコンバ
ータ１５のスイッチング素子Ｑ１とは直列に接続されて
おり、制御回路６から出力されるゲートパルスによって
スイッチング素子Ｑ１がスイッチング動作を行うことで
１次巻線５ａに流れる電流がパルスに変換される。ダイ
オードＤ２とプルアップ抵抗Ｒ１とは端子Ｋ５・Ｋ４間
に直列に接続されており、該プルアップ抵抗Ｒ１と、端
子Ｋ４と電源ライン４との間に接続された後述するフォ
トトランジスタＱ２との接続点１０は、ＰＷＭ比較器１
２の入力端子Ｆ２に接続されている。また、定電流源Ｔ
Ｄ１は端子Ｋ５・Ｋ３間に接続されており、ツェナーダ
イオードＺＤ２は端子Ｋ３とアースラインとの間に接続
されている。また、定電流源ＴＤ１と、端子Ｋ３と電源
ライン４との間に接続された後述するコンデンサＣ３と
の接続点７は、ＰＷＭ比較器１２の入力端子Ｆ４に接続
されている。

【００３８】上記接続点１０・７は発振周波数休止期間
回路１１に接続されており、発振周波数休止期間回路１
１は接続点１０・７の電圧に基づいて発振回路１３の発
振を休止させるか否かの制御信号を発振回路１３に出力
する。発振回路１３は発振周波数休止期間回路１１によ
って発振休止を指示する制御信号が入力されない限り、
所定の周波数の発振信号を連続的に生成して出力する。

【００３９】発振回路１３の出力端子はＰＷＭ比較器１
２の入力端子Ｆ１に接続されており、ＰＷＭ比較器１２
は、入力端子Ｆ１に入力される発振信号の周期で、かつ
入力端子Ｆ２に入力される接続点１０の電圧、入力端子
Ｆ３に入力される基準電圧源１４の基準電圧Ｖｒｅｆ
１、および入力端子Ｆ４に入力される接続点７の電圧の
うち最も低い電圧に対応したデューティのパルスを生成
して制御回路６に出力する。制御回路６は、ＰＷＭ比較
器１２から出力されたパルスの電圧値をスイッチング素
子Ｑ１のゲートが駆動可能となるレベルに制御して該ゲ
ートに出力する。

【００４０】出力部（出力手段）は、スイッチング素子
Ｑ１が遮断されたときにパルストランス５の１次巻線５
ａから２次巻線５ｂに受け渡された励磁エネルギーが２
次巻線５ｂの誘導起電力で放出されることにより流れる
電流を、ダイオードＤ１で整流して平滑コンデンサＣ２
で平滑化し、直流安定化電圧として出力ライン８・９間
に出力するものである。出力電圧は出力端子Ｐ３・Ｐ４
間から負荷に供給される。

【００４１】フィードバック部（負荷状態検出手段）に
おいて、出力検出回路２０は出力ライン８・９間に設け
られており、例えば出力部の出力電圧や出力電流を検出
する。発光ダイオードＤ３は出力ライン８と出力検出回
路２０との間に接続され、出力検出回路２０によって検
出された出力電圧や出力電流に応じた発光強度に調整さ
れる。フォトトランジスタＱ２はコンバータ１５の端子
Ｋ４と電源ライン４との間に接続されるとともに、発光
ダイオードＤ３とフォトカプラを構成しており、発光ダ
イオードＤ３からの受光強度に応じてインピーダンスが
変化する。これにより、出力検出回路２０の検出結果
が、接続点１０の電圧にフィードバックされる。

【００４２】コンデンサＣ３はコンバータ１５の端子Ｋ
３と電源ライン４との間に接続されている。そして、一
端が電源ライン３に接続された抵抗Ｒ２は、一端が電源
ライン４に接続されたツェナーダイオードＺＤ１とフォ
トトランジスタＱ３との並列回路に接続されており、抵
抗Ｒ２と該並列回路との接続点側をアノードとして、こ
の接続点とコンデンサＣ３の端子Ｋ３側の一端との間に
ダイオードＤ４が接続されている。フォトトランジスタ
Ｑ３は、出力検出回路２０中に設けられた図示しない発
光ダイオードとフォトカプラを構成しており、出力検出
回路２０の検出結果に基づいてＯＮ・ＯＦＦ動作を行
う。これにより、出力検出回路２０の検出結果がコンデ
ンサＣ３の電圧、すなわち接続点７の電圧にフィードバ
ックされる。

【００４３】上記の構成のスイッチング電源回路１の動
作について以下に説明する。入力端子Ｐ１・Ｐ２間に印
加された交流電圧はまず整流ブリッジ回路２によって整
流され、平滑コンデンサＣ１によって平滑化される。こ
の直流電圧が電源ライン３・４間に印加されることによ
り、コンバータ１５の端子Ｋ５に電源が供給され、定電
流源ＴＤ１から、また抵抗Ｒ２およびダイオードＤ４を
介して、コンデンサＣ３に充電電流が流れるとともに、
接続点７の電圧がＰＷＭ比較器１２の入力端子Ｆ４に入
力される。

【００４４】また、前記直流電圧はダイオードＤ２、プ
ルアップ抵抗Ｒ１、およびフォトトランジスタＱ２から
なる直列回路にも印加され、接続点１０の電圧がＰＷＭ
比較器１２の入力端子Ｆ２に入力される。

【００４５】ＰＷＭ比較器１２は、発振回路１３から入
力端子Ｆ１に入力される発振信号の周期で、かつ入力端
子Ｆ２・Ｆ３・Ｆ４に入力される３つの電圧のうち最も
低い電圧に基づいたデューティのパルスを生成して出力
する。起動時にはコンデンサＣ３の端子間電圧、すなわ
ち端子Ｋ３におけるコントロール端子電圧ＣＡが０から
徐々に立ち上がるため、入力端子Ｆ４に入力される電圧
で決定されるデューティのパルスが出力されてソフトス
タートが行われる。このパルスは制御回路６で定電圧化
された後スイッチング素子Ｑ１のゲートに入力され、こ
のゲートパルスによりスイッチング素子Ｑ１が導通／遮
断される。スイッチング素子Ｑ１の導通時にはパルスト
ランス５の１次巻線５ａに電流が流れて励磁エネルギー
が蓄積され、遮断時にはこのエネルギーが２次巻線５ｂ
で誘導起電力によって放出されるため、この起電力によ
って流れる電流がダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ２
によって整流・平滑化され、出力端子Ｐ３・Ｐ４間から
安定化された直流電圧が出力される。

【００４６】起動後、コンデンサＣ３の端子間電圧は徐
々に上昇し、充電が完了して定常状態になると、入力端
子Ｆ２に入力される接続点１０の電圧、あるいは入力端
子Ｆ３に入力される基準電圧Ｖｒｅｆ１の電圧が最も低
くなる。一方、２次側で出力検出回路２０によって検出
された出力電圧が所定値よりも高い（低い）ときには発
光ダイオードＤ３の発光強度を増加（減少）させてフォ
トトランジスタＱ２のインピーダンスを減少（増大）さ
せる。これにより接続点１０の電圧が低下（上昇）し、
接続点１０の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低い場合
には、上記電圧低下（上昇）分に応じてデューティが小
さく（大きく）なるよう調整されたパルスがＰＷＭ比較
器１２から出力される。これにより、出力電圧の定電圧
化が行われる。

【００４７】負荷が所定値よりも大きい定常負荷のとき
には、出力検出回路２０の発光ダイオードは発光するよ
うに制御され、この結果フォトトランジスタＱ３がＯＮ
状態となって、接続点７の電圧がツェナーダイオードＺ
Ｄ２のツェナー電圧に等しくなる。発振周波数休止期間
回路１１には動作・非動作を決めるしきい値があり、こ
のときの接続点１０の電圧はしきい値よりも高く、また
接続点７の電圧はしきい値よりも低くなるように設定さ
れており、この設定で発振周波数休止期間回路１１は動
作しない論理となっている。これにより、発振周波数休
止期間回路１１からは発振回路１３を通常動作させる制
御信号が出力され、発振回路１３は例えば図２（ｂ）に
示すような三角波を連続して出力する。

【００４８】一方、負荷が所定値よりも小さい軽負荷に
なると、出力検出回路２０の発光ダイオードは発光しな
いように制御され、この結果フォトトランジスタＱ３が
ＯＦＦ状態、ツェナーダイオードＺＤ１がＯＮ状態とな
って、接続点７の電圧が（ツェナーダイオードＺＤ１の
ツェナー電圧）−（ダイオードＤ４の電圧）に上昇す
る。このときの接続点１０の電圧はしきい値よりも低
く、また接続点７の電圧はしきい値よりも高くなるよう
に設定されており、この設定で発振周波数休止期間回路
１１が動作する論理となっている。これにより、発振周
波数休止期間回路１１からは発振回路１３の発振に休止
期間を設ける制御信号が出力され、発振回路１３は軽負
荷の間に図２（ａ）に示すように発振の休止期間が設け
られた三角波を出力する。従って、これに伴いスイッチ
ング素子Ｑ１は一定期間遮断された状態で休止するよう
なスイッチング動作を行う。

【００４９】これにより、軽負荷時にはスイッチング素
子Ｑ１におけるスイッチング損失が大幅に低減されると
ともに、休止期間を設けた分、スイッチング制御回路で
の損失が抑制されるため、スイッチング電源回路１全体
の消費電力は非常に小さいものとなる。従って、このよ
うな構成によれば、複数のコンバータ回路を設けておい
て負荷状態に応じて選択的に使用するなどの煩雑な構造
は必要なく、単一のコンバータ回路で定常負荷から軽負
荷まで対応することができる。この結果、スイッチング
電源回路の低消費電力化を低コストかつ小型な回路構成
で実現することができる。

【００５０】次に、上述したコンバータ（スイッチング
電源用デバイス）１５のパッケージ形態について以下に
説明する。図３にコンバータ１５のパッケージ構造を示
す。前述のダイオードＤ２、プルアップ抵抗Ｒ１、定電
流源ＴＤ１、ツェナーダイオードＺＤ２、発振周波数休
止期間回路１１、発振回路１３、ＰＷＭ比較器１２、基
準電圧源１４、および制御回路６からなるスイッチング
制御回路は集積回路チップ１９内に形成されており、こ
の集積回路チップ１９はセラミック基板１７に搭載され
ている。集積回路チップ１９を搭載したセラミック基板
１７およびスイッチング素子Ｑ１は樹脂などで一体に封
止されている。

【００５１】パワーＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体）
で実現されるスイッチング素子Ｑ１において、前記パル
ストランス５の１次巻線５ａに接続されるドレインはリ
ードフレーム１８から端子Ｋ１に接続されている。ま
た、端子Ｋ２はスイッチング素子Ｑ１のソースおよびコ
ンバータ１５の接地ラインに接続され、端子Ｋ３は図１
におけるコンデンサＣ３に接続されて制御回路６への入
力信号となるコントロール端子電圧ＣＡが入力される。
さらに、端子Ｋ４は前記フォトトランジスタＱ２のコレ
クタに接続され、端子Ｋ５は電源ライン３に接続され
る。

【００５２】スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング
制御回路を１パッケージ内に封止したこのようなスイッ
チング電源用デバイスを用いてスイッチング電源回路１
を構成することにより、実装面積を非常に小さくするこ
とができる。

【００５３】〔スイッチング電源回路の他の構成１〕スイッチング電源回路の他の構成 について図４に基づい
て説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形
態１で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素に
ついては同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００５４】図４に示すスイッチング電源回路２１は、
実施の形態１で述べたスイッチング電源回路１における
出力検出回路１１を出力電圧検出部と出力電流検出部と
から構成したものである。また、出力電流検出部からの
フィードバックを受けるフォトトランジスタＱ５が発振
周波数休止期間回路１１に接続されるとともに、ツェナ
ーダイオードＺＤ２を省略し、端子Ｋ３の外部にはコン
デンサＣ３のみが接続されるようにして接続点７の電圧
をＰＷＭ比較器１２にのみ入力するようにしたものであ
る。さらに、接続点１０の電圧もＰＷＭ比較器１２にの
み入力される。

【００５５】出力検出回路１１において、出力電圧検出
部は抵抗Ｒ３・Ｒ４およびシャントレギュレータＳＲ１
からなり、出力電圧を検出して接続点１０の電圧にフィ
ードバックする。抵抗Ｒ３・Ｒ４は、出力ライン８・９
間に直列接続された分圧抵抗であり、それらの接続点は
シャントレギュレータＳＲ１のＲ端子に接続されてい
る。シャントレギュレータＳＲ１は発光ダイオードＤ３
のカソードと出力ライン９との間に接続されている。

【００５６】出力電圧が上昇すると、抵抗Ｒ３・Ｒ４に
よる分圧が大きくなり、シャントレギュレータＳＲ１は
発光ダイオードＤ３のカソード電圧を低下させるように
出力を調整する。これにより発光ダイオードＤ３の発光
強度が増大してフォトトランジスタＱ２のインピーダン
スが減少し、接続点１０の電圧が低下する。一方、出力
電圧が低下すると、抵抗Ｒ３・Ｒ４による分圧が小さく
なり、シャントレギュレータＳＲ１は発光ダイオードＤ
３のカソード電圧を上昇させるように出力を調整する。
これにより発光ダイオードＤ３の発光強度が減少してフ
ォトトランジスタＱ２のインピーダンスが増大し、接続
点１０の電圧が上昇する。

【００５７】出力電流検出部は、抵抗Ｒ５・Ｒ６・Ｒ７
・Ｒ８、比較器１６、トランジスタＱ４、および発光ダ
イオードＤ５からなり、出力電流を検出してフォトトラ
ンジスタＱ５から発振周波数休止期間回路１１への入力
電圧にフィードバックする。抵抗Ｒ７は出力ライン９上
に挿入されており、その一端は比較器１６の非反転入力
端子に接続されている。抵抗Ｒ５・Ｒ６は、出力ライン
８と抵抗Ｒ７の他端との間に直列接続された分圧抵抗で
あり、それらの接続点は比較器１６の反転入力端子に接
続されている。抵抗Ｒ８、発光ダイオードＤ５、および
トランジスタＱ４は出力ライン８・９間に直列接続され
ており、トランジスタＱ４のベースは比較器１６の出力
端子に接続されている。また、発光ダイオードＤ５はフ
ォトトランジスタＱ５とフォトカプラを構成している。

【００５８】出力電流、すなわち負荷電流が予め定めた
２次側電流レベルよりも大きい定常時には、抵抗Ｒ７の
高電位側の一端の電圧が抵抗Ｒ５・Ｒ６による分圧より
も大きくなり、比較器１６はＨｉｇｈレベルの電圧を出
力してトランジスタＱ４をＯＮ状態にする。これによ
り、発光ダイオードＤ５のカソード電圧が低下して発光
ダイオードＤ５が発光し、フォトトランジスタＱ５がＯ
Ｎ状態となってフォトトランジスタＱ５から発振周波数
休止期間回路１１への入力電圧がＬｏｗレベルになる。

【００５９】一方、出力電流が上記２次側電流レベルよ
りも小さい軽負荷時には、抵抗Ｒ７の高電位側の一端の
電圧が抵抗Ｒ５・Ｒ６による分圧よりも小さくなり、比
較器１６はＬｏｗレベルの電圧を出力してトランジスタ
Ｑ４をＯＦＦ状態にする。これにより、発光ダイオード
Ｄ５のカソード電圧が上昇して発光ダイオードＤ５は発
光せず、フォトトランジスタＱ５がＯＦＦ状態となって
フォトトランジスタＱ５から発振周波数休止期間回路１
１への入力電圧がＨｉｇｈレベルになる。

【００６０】以上の構成のスイッチング電源回路２１に
おいて、定常負荷のときにはフォトトランジスタＱ５か
ら発振周波数休止期間回路１１への入力電圧がしきい値
より低くなって、発振周波数休止期間回路１１は動作し
ない論理となっている。軽負荷のときにはフォトトラン
ジスタＱ５から発振周波数休止期間回路１１への入力電
圧がしきい値より高くなって、発振周波数休止期間回路
１１が動作する論理となっている。

【００６１】このように、スイッチング電源回路の他の
構成１のスイッチング電源回路２１によれば、定常負荷
と軽負荷との２つの負荷状態に対して、スイッチング動
作の休止期間を設定する回路を通常回路に組み込んで動
作させるか否かを選択するだけでよいので、スイッチン
グ電源回路を簡便な構成にすることができる。

【００６２】また、実施の形態１と同様に、スイッチン
グ電源回路の他の構成１におけるコンバータ１５を１つ
のパッケージに封止することができるのはもちろんであ
る。

【００６３】〔スイッチング電源回路の他の構成２〕スイッチング電源回路のさらに他の構成 について図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実
施の形態１およびスイッチング電源回路の他の構成１で
述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素について
は同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００６４】図５に示すスイッチング電源回路３１は、
実施の形態１で述べたスイッチング電源回路１のコンバ
ータ１５内に、スイッチング素子Ｑ１の電流、すなわち
１次側電流を検出して発振周波数休止期間回路１１への
入力電圧にフィードバックする１次側電流検出回路を有
する構成である。これに伴い、ツェナーダイオードＺＤ
２を省略し、端子Ｋ３の外部にはコンデンサＣ３のみが
接続されるようにして、接続点７の電圧をＰＷＭ比較器
１２にのみ入力するようにしてある。１次側電流検出回
路は負荷状態検出手段の一部を構成している。

【００６５】１次側電流検出回路は、抵抗Ｒ９・Ｒ１０
およびコンデンサＣ４からなる。抵抗Ｒ９はスイッチン
グ素子Ｑ１のソースと端子Ｋ２との間に設けられ、これ
と並列に抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ４との直列回路が設
けられている。また、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ４との
接続点３２は発振周波数休止期間回路１１に接続されて
いる。

【００６６】スイッチング素子Ｑ１を流れる１次側電流
は２次側の出力電流に対応しているため、上記１次側電
流検出回路は、この１次側電流を抵抗Ｒ９の端子間電圧
に変換し、コンデンサＣ４で平滑して接続点３２の電圧
にフィードバックする。定常負荷の場合は１次側電流が
予め定める１次側ドレイン電流レベルよりも大きいた
め、抵抗Ｒ９の端子間電圧は大きく、接続点３２の電圧
は高くなって発振周波数休止期間回路１１にＨｉｇｈレ
ベルの電圧が入力される。軽負荷の場合は１次側電流が
上記１次側ドレイン電流レベルよりも小さいため、抵抗
Ｒ９の端子間電圧は小さく、接続点３２の電圧は低くな
って発振周波数休止期間回路１１にＬｏｗレベルの電圧
が入力される。

【００６７】上記の構成のスイッチング電源回路３１に
おいて、定常負荷のときには接続点１０・３２の電圧が
ともにしきい値より高くなって、発振周波数休止期間回
路１１は動作しない論理となっている。一方、軽負荷の
ときには接続点１０・３２の電圧がともにしきい値より
低くなって、発振周波数休止期間回路１１が動作する論
理となっている。

【００６８】なお、起動時には、ソフトスタートによっ
て１次側電流が小さく、接続点３２の電圧がしきい値よ
り低い期間が存在するが、このとき出力電圧が低いこと
により接続点１０の電圧がしきい値より高くなるので、
発振周波数休止期間回路１１を動作させないようにする
ことができる。

【００６９】このように、スイッチング電源回路の他の
構成２のスイッチング電源回路３１によれば、定常負荷
と軽負荷との２つの負荷状態に対して、スイッチング動
作の休止期間を設定する回路を通常回路に組み込んで動
作させるか否かを選択するだけでよいので、スイッチン
グ電源回路を簡便な構成にすることができる。

【００７０】また、実施の形態１と同様に、スイッチン
グ電源回路の他の構成２におけるコンバータ１５を１つ
のパッケージに封止することができるのはもちろんであ
る。

【００７１】〔スイッチング電源回路の他の構成３〕スイッチング電源回路のさらに他の構成 について図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実
施の形態１およびスイッチング電源回路の他の構成１な
いし２で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素
については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００７２】図６に示すスイッチング電源回路４１は、
スイッチング電源回路の他の構成２で述べたスイッチン
グ電源回路３１の出力検出回路１１を抵抗Ｒ３・Ｒ４お
よびシャントレギュレータＳＲ１で構成し、１次側電流
検出回路を省略して出力電圧を接続点１０の電圧にフィ
ードバックするようにしたものである。

【００７３】抵抗Ｒ３・Ｒ４およびシャントレギュレー
タＳＲ１によって出力電圧を検出し、接続点１０の電圧
にフィードバックする動作はスイッチング電源回路の他
の構成１で述べた通りである。この場合、定常負荷のと
きには出力電圧が低いので、接続点１０の電圧はしきい
値より高くなって、発振周波数休止期間回路１１は動作
しない論理となっている。一方、軽負荷のときには出力
電圧が高くなるので、接続点１０の電圧はしきい値より
低くなって、発振周波数休止期間回路１１が動作する論
理となっている。

【００７４】このように、スイッチング電源回路の他の
構成３のスイッチング電源回路４１によれば、定常負荷
と軽負荷との２つの負荷状態に対して、スイッチング動
作の休止期間を設定する回路を通常回路に組み込んで動
作させるか否かを選択するだけでよいので、スイッチン
グ電源回路を簡便な構成にすることができる。

【００７５】また、実施の形態１と同様に、スイッチン
グ電源回路の他の構成３におけるコンバータ１５を１つ
のパッケージに封止することができるのはもちろんであ
る。

【００７６】〔スイッチング電源回路の他の構成４〕スイッチング電源回路のさらに他の構成 について図７に
基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実
施の形態１およびスイッチング電源回路の他の構成１な
いし３で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素
については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００７７】図７に示すスイッチング電源回路５１は、
スイッチング電源回路の他の構成３で述べたスイッチン
グ電源回路４１のコンバータ１５内におけるＰＷＭ比較
器１２の出力端子と発振周波数休止期間回路１１との間
に、ＰＷＭ比較器１２から出力されるパルスのデューテ
ィのサイクルを検出するデューティサイクル検出回路５
２を設けたものである。デューティサイクル検出回路５
２は負荷状態検出手段の一部を構成している。

【００７８】この場合、定常負荷のときにはデューティ
サイクルが長いので、デューティサイクル検出回路５２
はこれを検出して、ＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベ
ルの電圧を発振周波数検出回路１１に出力する。一方、
軽負荷のときにはデューティサイクルが短いので、デュ
ーティサイクル検出回路５２はこれを検出して、定常負
荷のときにＨｉｇｈレベルの電圧を出力した場合にはＬ
ｏｗレベルの電圧を、定常負荷のときにＬｏｗレベルの
電圧を出力した場合にはＨｉｇｈレベルの電圧を発振周
波数検出回路１１に出力する。

【００７９】従って、定常負荷のときには接続点１０の
電圧はしきい値より高くなり、またデューティサイクル
検出回路５２からの出力電圧はしきい値より高く（低
く）なって、発振周波数休止期間回路１１は動作しない
論理となっている。軽負荷のときには接続点１０の電圧
はしきい値より低くなり、またデューティサイクル検出
回路５２からの出力電圧はしきい値より低く（高く）な
って、発振周波数休止期間回路１１が動作する論理とな
っている。

【００８０】なお、起動時には、ソフトスタートによっ
てデューティサイクルの短い期間が存在するが、このと
き出力電圧が低いことにより接続点１０の電圧がしきい
値より高くなるので、発振周波数休止期間回路１１を動
作させないようにすることができる。

【００８１】このように、スイッチング電源回路の他の
構成４のスイッチング電源回路５１によれば、定常負荷
と軽負荷との２つの負荷状態に対して、スイッチング動
作の休止期間を設定する回路を通常回路に組み込んで動
作させるか否かを選択するだけでよいので、スイッチン
グ電源回路を簡便な構成にすることができる。

【００８２】また、実施の形態１と同様に、スイッチン
グ電源回路の他の構成４におけるコンバータ１５を１つ
のパッケージに封止することができるのはもちろんであ
る。

【００８３】〔実施の形態２〕 本発明のスイッチング電源回路の他の実施の形態につい
て図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。な
お、前記実施の形態１およびスイッチング電源回路の他
の構成１ないし４で述べた構成要素と同一の機能を有す
る構成要素については同一の符号を付し、その説明を省
略する。

【００８４】図８に示すように、本実施の形態のスイッ
チング電源回路６１は、実施の形態１で述べたスイッチ
ング電源回路１において、出力検出回路２０をスイッチ
ング電源回路の他の構成１で述べたものと同一とし、さ
らに接続点１０の電圧をＰＷＭ比較器１２にのみ入力す
るように構成したものである。

【００８５】すなわち、抵抗Ｒ５・Ｒ６・Ｒ７・Ｒ８、
比較器１６、トランジスタＱ４、および発光ダイオード
Ｄ５からなる出力電流検出部によって検出した出力電流
のフィードバックのみにより、発振周波数休止期間回路
１１の動作・非動作を制御する。

【００８６】この場合、定常負荷のときには、接続点７
の電圧はしきい値よりも低くなって、発振周波数休止期
間回路１１は動作しない論理となっている。一方、軽負
荷のときには、接続点７の電圧はしきい値よりも高くな
って、発振周波数休止期間回路１１が動作する論理とな
っている。

【００８７】このように、本実施の形態のスイッチング
電源回路６１によれば、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができる。

【００８８】また、実施の形態１と同様に、本実施の形
態におけるコンバータ１５を１つのパッケージに封止す
ることができるのはもちろんである。

【００８９】

【発明の効果】本発明に係るスイッチング電源回路は、
以上のように、変圧器の１次側に入力される直流電圧を
スイッチングして２次側にパルスとして出力させるスイ
ッチング手段と、上記パルスを平滑化して得られる直流
電圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力手段からの
出力電圧をフィードバックし、発振動作を行う発振手段
から出力される発振信号とフィードバックされた上記出
力電圧とに基づいて上記スイッチング手段を所定の周波
数およびデューティでスイッチング動作させるように制
御する制御手段とを有し、上記制御手段が、起動時には
上記制御手段のコントロール端子に接続されたコンデン
サの端子間電圧で決定されるデューティを用いてスイッ
チング動作させることによりソフトスタートを行うスイ
ッチング電源回路において、負荷の大きさを検出する負
荷状態検出手段を有し、上記制御手段は上記負荷状態検
出手段が所定値以下の負荷である軽負荷を検出したとき
に、上記発振手段の発振動作を一時停止させて上記スイ
ッチング動作に遮断状態に保たれる休止期間を設けるス
イッチング休止手段を有し、上記負荷状態検出手段によ
り検出された負荷の大きさが、上記制御手段の外部で電
圧に変換されて上記コントロール端子から入力され、上
記スイッチング休止手段に入力される構成である。

【００９０】それゆえ、軽負荷時にはスイッチング手段
におけるスイッチング損失が大幅に低減されるととも
に、その制御手段での損失が抑制されるため、スイッチ
ング電源回路全体の消費電力が大幅に低減される。従っ
て、このような構成によれば、複数のコンバータ回路を
設けておいて負荷状態に応じて選択的に使用するなどの
煩雑な構造は必要なく、単一のコンバータ回路で定常負
荷から軽負荷まで対応することができる。この結果、ス
イッチング電源回路の低消費電力化を低コストかつ小型
な回路構成で実現することができるという効果を奏す
る。

【００９１】本発明に係るスイッチング電源回路は、以
上のように、上記のスイッチング電源回路において、上
記負荷状態検出手段は、上記出力手段に流れる電流レベ
ルから負荷の大きさを検出する構成である。

【００９２】それゆえ、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができるという効果を奏する。

【００９３】本発明に係るスイッチング電源回路は、以
上のように、上記のスイッチング電源回路において、上
記負荷状態検出手段は、フィードバックされる上記出力
電圧から負荷の大きさを検出する構成である。

【００９４】それゆえ、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができるという効果を奏する。

【００９５】本発明に係るスイッチング電源回路は、以
上のように、変圧器の１次側に入力される直流電圧をス
イッチングして２次側にパルスとして出力させるスイッ
チング手段と、上記パルスを平滑化して得られる直流電
圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力手段からの出
力電圧をフィードバックし、発振動作を行う発振手段か
ら出力される発振信号とフィードバックされた上記出力
電圧とに基づいて上記スイッチング手段を所定の周波数
およびデューティでスイッチング動作させるように制御
する制御手段とを有するスイッチング電源回路におい
て、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段を有し、
上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定値以下の負
荷である軽負荷を検出したときに、上記発振手段の発振
動作を一時停止させて上記スイッチング動作に遮断状態
に保たれる休止期間を設けるスイッチング休止手段を有
し、上記負荷状態検出手段は、上記スイッチング手段に
流れる電流レベルから負荷の大きさを検出する構成であ
る。

【００９６】それゆえ、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができるという効果を奏する。

【００９７】本発明に係るスイッチング電源回路は、以
上のように、変圧器の１次側に入力される直流電圧をス
イッチングして２次側にパルスとして出力させるスイッ
チング手段と、上記パルスを平滑化して得られる直流電
圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力手段からの出
力電圧をフィードバックし、発振動作を行う発振手段か
ら出力される発振信号とフィードバックされた上記出力
電圧とに基づいて上記スイッチング手段を所定の周波数
およびデューティでスイッチング動作させるように制御
する制御手段とを有するスイッチング電源回路におい
て、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段を有し、
上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定値以下の負
荷である軽負荷を検出したときに、上記発振手段の発振
動作を一時停止させて上記スイッチング動作に遮断状態
に保たれる休止期間を設けるスイッチング休止手段を有
し、上記負荷状態検出手段は、上記デューティのサイク
ルレベルから負荷の大きさを検出する構成である。

【００９８】それゆえ、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができるという効果を奏する。

【００９９】本発明に係るスイッチング電源回路は、以
上のように、変圧器の１次側に入力される直流電圧をス
イッチングして２次側にパルスとして出力させるスイッ
チング手段と、上記パルスを平滑化して得られる直流電
圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力手段からの出
力電圧をフィードバックし、発振動作を行う発振手段か
ら出力される発振信号とフィードバックされた上記出力
電圧とに基づいて上記スイッチング手段を所定の周波数
およびデューティでスイッチング動作させるように制御
する制御手段とを有するスイッチング電源回路におい
て、負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段を有し、
上記制御手段は上記負荷状態検出手段が所定値以下の負
荷である軽負荷を検出したときに、上記発振手段の発振
動作を一時停止させて上記スイッチング動作に遮断状態
に保たれる休止期間を設けるスイッチング休止手段を有
し、上記負荷状態検出手段により検出された負荷の大き
さが、上記制御手段の外部で電圧に変換されて入力され
るように設けられた上記制御手段のコントロール端子か
ら上記スイッチング休止手段に入力される構成である。

【０１００】それゆえ、定常負荷と軽負荷との２つの負
荷状態に対して、スイッチング動作の休止期 間を設定す
る回路を通常回路に組み込んで動作させるか否かを選択
するだけでよいので、スイッチング電源回路を簡便な構
成にすることができるという効果を奏する。

【０１０１】本発明に係るスイッチング電源用デバイス
は、以上のように、上記のいずれかに記載のスイッチン
グ電源回路の少なくとも上記スイッチング手段および上
記制御手段が１パッケージ内に封止されてなる構成であ
る。

【０１０２】それゆえ、少なくともスイッチング手段お
よび制御手段を１パッケージ内に封止してなるスイッチ
ング電源用デバイスを用いてスイッチング電源回路を構
成するので、実装面積を非常に小さくすることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるスイッチン
グ電源回路の構成を示す回路ブロック図である。

【図２】（ａ）は軽負荷時における発振回路の発振の状
態を示す波形図、（ｂ）は定常負荷における発振回路の
発振の状態を示す波形図である。

【図３】図１のスイッチング電源回路におけるコンバー
タのパッケージの構成を示す平面図である。

【図４】スイッチング電源回路の他の構成１におけるス
イッチング電源回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。

【図５】スイッチング電源回路の他の構成２におけるス
イッチング電源回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。

【図６】スイッチング電源回路の他の構成３におけるス
イッチング電源回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。

【図７】スイッチング電源回路の他の構成４におけるス
イッチング電源回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施の形態におけるスイッチン
グ電源回路の構成を示す回路ブロック図である。

【図９】従来のスイッチング電源回路の構成を示す回路
ブロック図である。

【符号の説明】

１ スイッチング電源回路 ５ パルストランス（変圧器） ６ 制御回路（制御手段） １１ 発振周波数休止期間回路（制御手段） １２ ＰＷＭ比較器（制御手段） １３ 発振回路（制御手段） １４ 基準電圧源（制御手段） １５ コンバータ（スイッチング電源用デバイス） ２０ 出力検出回路（負荷状態検出手段） ２１ スイッチング電源回路 ３１ スイッチング電源回路 ４１ スイッチング電源回路 ５１ スイッチング電源回路 ５２ デューティサイクル検出回路（負荷状態検出
手段） ６１ スイッチング電源回路 Ｃ２ 平滑コンデンサ（出力手段） Ｃ３ コンデンサ（負荷状態検出手段） Ｃ４ コンデンサ（負荷状態検出手段） Ｄ１ ダイオード（出力手段） Ｄ２ ダイオード（制御手段） Ｄ３ 発光ダイオード（負荷状態検出手段） Ｄ４ ダイオード（負荷状態検出手段） Ｄ５ 発光ダイオード（負荷状態検出手段） Ｋ３ コントロール端子 Ｑ１ スイッチング素子（スイッチング手段） Ｑ２ フォトトランジスタ（負荷状態検出手段） Ｑ３ フォトトランジスタ（負荷状態検出手段） Ｑ４ トランジスタ（負荷状態検出手段） Ｑ５ フォトトランジスタ（負荷状態検出手段） Ｒ１ プルアップ抵抗（制御手段） Ｒ２ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ３ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ４ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ５ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ６ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ７ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ８ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ９ 抵抗（負荷状態検出手段） Ｒ１０ 抵抗（負荷状態検出手段） ＳＲ１ シャントレギュレータ（負荷状態検出手段） ＴＤ１ 定電流源（制御手段） ＺＤ１ ツェナーダイオード（負荷状態検出手段） ＺＤ２ ツェナーダイオード（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久川 浩司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 金森 淳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−319259（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12666（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−336747（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−243650（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−170729（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変圧器の１次側に入力される直流電圧をス
   イッチングして２次側にパルスとして出力させるスイッ
   チング手段と、上記パルスを平滑化して得られる直流電
   圧を負荷へ出力する出力手段と、上記出力手段からの出
   力電圧をフィードバックし、発振動作を行う発振手段か
   ら出力される発振信号とフィードバックされた上記出力
   電圧とに基づいて上記スイッチング手段を所定の周波数
   およびデューティでスイッチング動作させるように制御
   する制御手段とを有し、上記制御手段が、起動時には上
   記制御手段のコントロール端子に接続されたコンデンサ
   の端子間電圧で決定されるデューティを用いてスイッチ
   ング動作させることによりソフトスタートを行うスイッ
   チング電源回路において、 負荷の大きさを検出する負荷状態検出手段を有し、上記
   制御手段は上記負荷状態検出手段が所定値以下の負荷で
   ある軽負荷を検出したときに、上記発振手段の発振動作
   を一時停止させて上記スイッチング動作に遮断状態に保
   たれる休止期間を設けるスイッチング休止手段を有し、
   上記負荷状態検出手段により検出された負荷の大きさ
   が、上記制御手段の外部で電圧に変換されて上記コント
   ロール端子から入力され、上記スイッチング休止手段に
   入力されることを特徴とするスイッチング電源回路。
2. 【請求項２】上記負荷状態検出手段は、上記出力手段に
   流れる電流レベルから負荷の大きさを検出することを特
   徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
3. 【請求項３】上記負荷状態検出手段は、フィードバック
   される上記出力電圧から負荷の大きさを検出することを
   特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のスイ
   ッチング電源回路の少なくとも上記スイッチング手段お
   よび上記制御手段が１パッケージ内に封止されてなるこ
   とを特徴とするスイッチング電源用デバイス。