JP4314819B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用や民生用電子機器に直流電圧を供給するスイッチング電源装置に関するもので、特に待機時の消費電力を下げる事に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスイッチング電源装置にあって、待機電力を下げる方法としては例えば、特許文献１のようなものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８６７４５号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、待機時の出力電圧が回路の構成上においてフィードバックに用いるフォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より下がることが無い為、待機時の消費電力を下げるのに限度がある事に加え、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するような低電圧駆動のものを用いる場合に待機状態であるにもかかわらず負荷側の回路が動作してしまうという課題を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する為に、本発明は、２次側巻線の出力側よりさらに巻線を巻き上げて整流部を接続して１次側にフォトカプラでフィードバックする構成とした。これにより待機時の出力電圧を下げることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力に出力電圧検出部を接続し、待機指令部からの待機指令によって強制的に前記制御回路にフィードバックを行わせるためのスイッチを前記出力電圧検出部に接続し、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力を前記制御回路に絶縁伝達することにより、待機時の出力電圧を下げることとなり、負荷側の回路を停止することができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力に出力電圧検出回路と第１のフィードバック部を接続し、この出力電圧検出回路の信号を前記制御回路に絶縁伝達する第１のフィードバック部と、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻線を巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力に第２のフィードバック部を接続し、出力待機指令部から待機指示があった時に前記第２のフィードバック部から前記制御回路に絶縁伝達することにより、待機時の出力電圧を下げることとなり、負荷側の回路を停止することができ、出力電圧検出回路に用いられるシャントレギュレータの耐電圧の問題等により、第２の整流平滑回路に第１のフィードバック部の発光素子を接続出来ない場合、また、請求項３に記載の第２の整流平滑回路と第１の整流平滑回路を別巻線とし、絶縁しておく必要がある場合において有効である。
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態１におけるスイッチング電源装置の回路図である。
【００１０】
図１において、直流電源１には、トランス２の１次巻線２ａとスイッチング素子３の直列回路が接続され、前記スイッチング素子３のベースには制御回路４が接続されている。一方、トランス２の２次巻線２ｂにはダイオードＤ１とコンデンサＣ１からなる第１の整流部５を接続し、整流された直流電圧が出力となり負荷１３が接続される。さらにこの出力電圧側には４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ３とシャントレギュレータＤ３からなる出力電圧検出回路６が接続されている。
【００１１】
また、この出力電圧検出回路は、フィードバック部７の発光素子７ａのカソード側に接続されている。フィードバック部７の受光素子７ｂは、制御回路４に接続されている。トランス２の２次巻線２ｂの整流側ダイオードのアノード側から、さらに巻き上げた２次巻線２ｃにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２からなる第２の整流部８には、フィードバック部７の発光素子７ａのアノード側に接続されている。待機指令部９からの待機指令によって強制的に制御回路４にフィードバックを行わせるためのスイッチ１０が出力電圧検出回路６に接続されている。
【００１２】
以上の様に構成されたスイッチング電源装置においてその動作を説明する。
【００１３】
上記構成において、出力電圧検出回路６はシャントレギュレータＤ３を用いて出力電圧の抵抗分圧値を基準電圧と比較して、出力電圧が設定値よりも上昇した場合、フィードバック部７の発光素子７ａから前記フィードバック部７に接続された受光素子７ｂに絶縁伝送し、制御回路４によりスイッチング素子４のオン期間を少なくするようにフィードバックして出力電圧の安定化を図っている。トランス２の２次巻線２ｂの整流側ダイオードのアノード側から、さらに巻き上げた２次巻線２ｃにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２からなる第２の整流部８が接続されている。第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、以下のようになる。
【００１４】
Ｖ２＝Ｖ１×[（Ｎ１＋Ｎ２）／Ｎ１]
Ｖ１：第１の整流部に出力される電圧
Ｖ２：第２の整流部に出力される電圧
Ｎ１：トランス２の２次巻線２ｂの巻数
Ｎ２：トランス２の２次巻線２ｃの巻数
次に出力の供給を止めたい待機モードの場合は、待機指令部９の待機モードへの移行信号により、スイッチ１０がオンされると、シャントレギュレータＤ３の両端が接続される。第２の整流部の出力側電圧は、発光素子７ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）になるように第１のフィードバック部７の発光素子７ａから前記フィードバック部７に接続された受光素子７ｂに絶縁伝送し、制御回路４により、スイッチング素子４のオン期間を少なくするように強制的にフィードバックを行う。
【００１５】
第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、以下の通りとなる。ここで、第２の整流部に出力される電圧Ｖ２は、発光素子７ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）となる。
【００１６】
Ｖ１＝Ｖ２×[Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）]
Ｖ１：第１の整流部に出力される電圧
Ｖ２：第２の整流部に出力される電圧
Ｎ１：トランス２の２次巻線２ｂの巻数
Ｎ２：トランス２の２次巻線２ｃの巻数
例として、Ｖ２が１．５Ｖ、Ｎ１が５ターン、Ｎ２が１０ターンとすると、Ｖ１は、０．５Ｖとなり、第１の整流部は、出力側に接続されているため、出力側の電圧は、０．５Ｖとなる。よって、フォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧以下（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より更に出力側の電圧を下げることとなり、例えば、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するようなものを用いる場合においても停止させることが出来る。
【００１７】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態２におけるスイッチング電源装置の回路図である。実施の形態１と共通する構成については同じ符号を付与している。またその説明は省略する。実施の形態１と異なる部分は、待機指令部９からの待機指令によって強制的に制御回路４にフィードバックを行う為に独立する第２のフィードバック部１１を設けたことである。また第１のフィードバック部７は負荷の接続された出力電圧に接続している。
【００１９】
次にその動作を説明する。出力の供給を止めたい待機モードの場合は、待機指令部９の待機モードへの移行信号により、スイッチ１０がオンされると、第２の整流部の出力側には、第２のフィードバック部１１の発光素子１１ａと抵抗１２が接続される。第２の整流部の出力側電圧は、発光素子１１ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）になるように第２のフィードバック部１１の発光素子１１ａから前記フィードバック部１１に接続された受光素子１１ｂに絶縁伝送し、制御回路４により、スイッチング素子４のオン期間を少なくするようにフィードバックを行う。第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、実施の形態１と同じであり、フォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧以下（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より更に出力側の電圧を下げることとなり、例えば、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するようなものを用いる場合においても停止させることが出来る。
【００２０】
実施の形態１においては、負荷に出力が供給されている時に、出力電圧検出回路
で検出した電圧に応じたフィードバックを制御回路に行うフィードバック部が出力電圧そのものに接続されていないことによる応答や制御の正確性をさらに高める場合においては、この実施の形態２が有効である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明のスイッチング電源装置においては、簡単な構成で待機時の出力電圧を下げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスイッチング電源の回路図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスイッチング電源の回路図
【符号の説明】
１ 直流電源
２ トランス
３ スイッチング素子
４ 制御回路
５ 第１の整流部
６ 出力電圧検出回路
７ 第１のフィードバック部
８ 第２の整流部
９ 待機指令部
１０ スイッチ
１１ 第２のフィードバック部
１２ 抵抗
１３ 負荷
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用や民生用電子機器に直流電圧を供給するスイッチング電源装置に関するもので、特に待機時の消費電力を下げる事に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスイッチング電源装置にあって、待機電力を下げる方法としては例えば、特許文献１のようなものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８６７４５号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、待機時の出力電圧が回路の構成上においてフィードバックに用いるフォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より下がることが無い為、待機時の消費電力を下げるのに限度がある事に加え、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するような低電圧駆動のものを用いる場合に待機状態であるにもかかわらず負荷側の回路が動作してしまうという課題を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する為に、本発明は、２次側巻線の出力側よりさらに巻線を巻き上げて整流部を接続して１次側にフォトカプラでフィードバックする構成とした。これにより待機時の出力電圧を下げることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力に出力電圧検出部を接続し、待機指令部からの待機指令によって強制的に前記制御回路にフィードバックを行わせるためのスイッチを前記出力電圧検出部に接続し、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力を前記制御回路に絶縁伝達することにより、待機時の出力電圧を下げることとなり、負荷側の回路を停止することができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力に出力電圧検出回路と第１のフィードバック部を接続し、この出力電圧検出回路の信号を前記制御回路に絶縁伝達する第１のフィードバック部と、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻線を巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力に第２のフィードバック部を接続し、出力待機指令部から待機指示があった時に前記第２のフィードバック部から前記制御回路に絶縁伝達することにより、待機時の出力電圧を下げることとなり、負荷側の回路を停止することができ、出力電圧検出回路に用いられるシャントレギュレータの耐電圧の問題等により、第２の整流平滑回路に第１のフィードバック部の発光素子を接続出来ない場合、また、請求項３に記載の第２の整流平滑回路と第１の整流平滑回路を別巻線とし、絶縁しておく必要がある場合において有効である。
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態１におけるスイッチング電源装置の回路図である。
【００１０】
図１において、直流電源１には、トランス２の１次巻線２ａとスイッチング素子３の直列回路が接続され、前記スイッチング素子３のベースには制御回路４が接続されている。一方、トランス２の２次巻線２ｂにはダイオードＤ１とコンデンサＣ１からなる第１の整流部５を接続し、整流された直流電圧が出力となり負荷１３が接続される。さらにこの出力電圧側には４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ３とシャントレギュレータＤ３からなる出力電圧検出回路６が接続されている。
【００１１】
また、この出力電圧検出回路は、フィードバック部７の発光素子７ａのカソード側に接続されている。フィードバック部７の受光素子７ｂは、制御回路４に接続されている。トランス２の２次巻線２ｂの整流側ダイオードのアノード側から、さらに巻き上げた２次巻線２ｃにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２からなる第２の整流部８には、フィードバック部７の発光素子７ａのアノード側に接続されている。待機指令部９からの待機指令によって強制的に制御回路４にフィードバックを行わせるためのスイッチ１０が出力電圧検出回路６に接続されている。
【００１２】
以上の様に構成されたスイッチング電源装置においてその動作を説明する。
【００１３】
上記構成において、出力電圧検出回路６はシャントレギュレータＤ３を用いて出力電圧の抵抗分圧値を基準電圧と比較して、出力電圧が設定値よりも上昇した場合、フィードバック部７の発光素子７ａから前記フィードバック部７に接続された受光素子７ｂに絶縁伝送し、制御回路４によりスイッチング素子４のオン期間を少なくするようにフィードバックして出力電圧の安定化を図っている。トランス２の２次巻線２ｂの整流側ダイオードのアノード側から、さらに巻き上げた２次巻線２ｃにはダイオードＤ２とコンデンサＣ２からなる第２の整流部８が接続されている。第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、以下のようになる。
【００１４】
Ｖ２＝Ｖ１×[（Ｎ１＋Ｎ２）／Ｎ１]
Ｖ１：第１の整流部に出力される電圧
Ｖ２：第２の整流部に出力される電圧
Ｎ１：トランス２の２次巻線２ｂの巻数
Ｎ２：トランス２の２次巻線２ｃの巻数
次に出力の供給を止めたい待機モードの場合は、待機指令部９の待機モードへの移行信号により、スイッチ１０がオンされると、シャントレギュレータＤ３の両端が接続される。第２の整流部の出力側電圧は、発光素子７ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）になるように第１のフィードバック部７の発光素子７ａから前記フィードバック部７に接続された受光素子７ｂに絶縁伝送し、制御回路４により、スイッチング素子４のオン期間を少なくするように強制的にフィードバックを行う。
【００１５】
第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、以下の通りとなる。ここで、第２の整流部に出力される電圧Ｖ２は、発光素子７ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）となる。
【００１６】
Ｖ１＝Ｖ２×[Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）]
Ｖ１：第１の整流部に出力される電圧
Ｖ２：第２の整流部に出力される電圧
Ｎ１：トランス２の２次巻線２ｂの巻数
Ｎ２：トランス２の２次巻線２ｃの巻数
例として、Ｖ２が１．５Ｖ、Ｎ１が５ターン、Ｎ２が１０ターンとすると、Ｖ１は、０．５Ｖとなり、第１の整流部は、出力側に接続されているため、出力側の電圧は、０．５Ｖとなる。よって、フォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧以下（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より更に出力側の電圧を下げることとなり、例えば、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するようなものを用いる場合においても停止させることが出来る。
【００１７】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態２におけるスイッチング電源装置の回路図である。実施の形態１と共通する構成については同じ符号を付与している。またその説明は省略する。実施の形態１と異なる部分は、待機指令部９からの待機指令によって強制的に制御回路４にフィードバックを行う為に独立する第２のフィードバック部１１を設けたことである。また第１のフィードバック部７は負荷の接続された出力電圧に接続している。
【００１９】
次にその動作を説明する。出力の供給を止めたい待機モードの場合は、待機指令部９の待機モードへの移行信号により、スイッチ１０がオンされると、第２の整流部の出力側には、第２のフィードバック部１１の発光素子１１ａと抵抗１２が接続される。第２の整流部の出力側電圧は、発光素子１１ａの順方向電圧（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）になるように第２のフィードバック部１１の発光素子１１ａから前記フィードバック部１１に接続された受光素子１１ｂに絶縁伝送し、制御回路４により、スイッチング素子４のオン期間を少なくするようにフィードバックを行う。第１の整流部に出力される電圧と第２の整流部に出力される電圧との関係は、実施の形態１と同じであり、フォトカプラのダイオードが持つ順方向電圧以下（通常１．０Ｖ〜１．５Ｖ）より更に出力側の電圧を下げることとなり、例えば、出力側に用いられる半導体集積回路の動作電圧が１．０Ｖで動作するようなものを用いる場合においても停止させることが出来る。
【００２０】
実施の形態１においては、負荷に出力が供給されている時に、出力電圧検出回路
で検出した電圧に応じたフィードバックを制御回路に行うフィードバック部が出力電圧そのものに接続されていないことによる応答や制御の正確性をさらに高める場合においては、この実施の形態２が有効である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明のスイッチング電源装置においては、簡単な構成で待機時の出力電圧を下げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスイッチング電源の回路図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスイッチング電源の回路図
【符号の説明】
１ 直流電源
２ トランス
３ スイッチング素子
４ 制御回路
５ 第１の整流部
６ 出力電圧検出回路
７ 第１のフィードバック部
８ 第２の整流部
９ 待機指令部
１０ スイッチ
１１ 第２のフィードバック部
１２ 抵抗
１３ 負荷
Claims (3)
- 直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力の出力電圧が設定値よりも上昇したことを示す信号を検出する出力電圧検出回路と、この信号を前記制御回路に発光素子と受光素子により絶縁伝達させ、スイッチング素子のオン期間を少なくなるようにフィードバックすることで出力電圧の安定化を図るフィードバック部を該出力と前記制御回路との間に接続し、待機指令部からの待機指令によってフィードバック部の発光素子を強制発光させることにより受光素子に伝え、前記制御回路によってスイッチング素子のオン期間を大幅に少なくなるように前記制御回路にフィードバックさせることで該出力電圧を低下させるためのスイッチを前記出力電圧検出回路に接続し、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力を前記制御回路に絶縁伝達を行うフィードバック部に接続し、前記スイッチのオンオフを切り替えて、オンのときに該出力電圧を低下させ、オフのときに前記出力電圧検出回路を動作させる、スイッチング電源装置。
- 直流電源にトランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路を接続し、前記スイッチング素子にこれをオンオフ制御する制御回路を接続し、前記トランスの２次巻線に第１の整流平滑回路を接続し、この出力を負荷に供給すると共に該出力に出力電圧が設定値よりも上昇したことを示す信号を検出する出力電圧検出回路とこの信号を前記制御回路に発光素子と受光素子により絶縁伝達させ、スイッチング素子のオン期間を少なくするようにフィードバックすることで出力電圧の安定化を図る第１のフィードバック部を該出力と前記制御回路との間に接続し、前記第１の整流平滑回路のトランス２次巻線接続部よりさらに巻線を巻き上げて第２の整流平滑回路を接続し、この出力と前記制御回路の間に発光素子と受光素子により絶縁伝達させる第２のフィードバック部と出力待機指令部より指令があった時にオンさせるスイッチを接続し、前記待機指令部より指示があった時に前記スイッチをオンさせることにより前記第２のフィードバック部の発光素子を強制発光させ、前記制御回路部にスイッチング素子のオン期間を大幅に少なくなるように前記制御回路にフィードバックさせることで該出力電圧を低下させるスイッチング電源装置。
- 前記第２の整流平滑回路が、前記第１の整流平滑回路に接続された巻線と別巻された巻線に接続された請求項１または請求項２記載のスイッチング電源装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002355151A JP4314819B2 (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | スイッチング電源装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004187470A JP2004187470A (ja) | 2004-07-02 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013121218A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Onkyo Corp | スイッチング電源 |
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2002
- 2002-12-06 JP JP2002355151A patent/JP4314819B2/ja not_active Expired - Fee Related
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