JP5420326B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング電源装置に関する。

従来より、接続される負荷の変動に応じて通常動作と間欠動作とを切り替えるスイッチング電源装置がある（例えば、特許文献１参照）。

図２は、従来例に係るスイッチング電源装置１００の回路図である。スイッチング電源装置１００は、トランスＴ、制御部１０、および制御回路５０を備える。

まず、トランスＴの１次側の構成について説明する。制御部１０には、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の７つの端子が設けられている。この制御部１０は、スイッチ（図示省略）を備えており、スイッチの一端には端子Ｐ７が接続され、スイッチの他端には端子Ｐ５が接続される。

入力端子ＩＮ１には、入力信号供給部（図示省略）から電流が供給される。この入力端子ＩＮ１には、端子Ｐ６と、トランスＴの１次巻線Ｔ１の一端と、が接続されるとともに、キャパシタＣ１を介して基準電位端子ＧＮＤ１が接続される。基準電位端子ＧＮＤ１には、基準電位源（図示省略）から基準電位となる電圧が供給される。この基準電位端子ＧＮＤ１には、端子Ｐ３が接続されるとともに、抵抗Ｒ１を介して端子Ｐ５が接続される。トランスＴの１次巻線Ｔ１の他端には、端子Ｐ７が接続されるとともに、キャパシタＣ２を介して端子Ｐ５が接続される。

制御回路５０は、フォトトランジスタＰＣ１２およびダイオードＤ１を備える。ダイオードＤ１のアノードには、端子Ｐ１が接続され、ダイオードＤ１のカソードには、フォトトランジスタＰＣ１２のコレクタが接続される。

トランスＴの制御巻線Ｔ２の一端には、端子Ｐ３と、フォトトランジスタＰＣ１１のエミッタと、フォトトランジスタＰＣ１２のエミッタと、が接続されるとともに、キャパシタＣ４および抵抗Ｒ２を介して端子Ｐ１が接続される。フォトトランジスタＰＣ１１のコレクタには、端子Ｐ２が接続される。トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端には、キャパシタＣ４と抵抗Ｒ２との接点が接続されるとともに、ダイオードＤ２のアノードが接続される。ダイオードＤ２のカソードには、端子Ｐ４が接続されるとともに、キャパシタＣ３を介して端子Ｐ３が接続される。

次に、トランスＴの２次側の構成について説明する。基準電位端子ＧＮＤ２、ＧＮＤ３には、基準電位源ＧＮＤが接続される。出力端子ＯＵＴ１には、ダイオードＤ３のカソードが接続されるとともに、キャパシタＣ５を介して基準電位端子ＧＮＤ２が接続される。ダイオードＤ３のアノードには、トランスＴの第１の２次巻線Ｔ３の他端が接続され、トランスＴの第１の２次巻線Ｔ３の一端には、基準電位端子ＧＮＤ２が接続される。

出力端子ＯＵＴ２には、抵抗Ｒ３の一端と、抵抗Ｒ４の一端と、抵抗Ｒ５の一端と、ダイオードＤ４のカソードと、が接続されるとともに、キャパシタＣ６を介して基準電位端子ＧＮＤ２が接続される。ダイオードＤ４のアノードには、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４の他端が接続され、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４の一端には、基準電位端子ＧＮＤ２が接続される。

抵抗Ｒ３の他端には、フォトトランジスタＰＣ１１と対に設けられたフォトダイオードＰＣ２１のアノードと、抵抗Ｒ６の一端と、が接続される。フォトダイオードＰＣ２１のカソードには、抵抗Ｒ６の他端と、シャントレギュレータＴＬのカソードと、が接続される。シャントレギュレータＴＬのアノードには、基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。これらフォトダイオードＰＣ２１、抵抗Ｒ６、およびシャントレギュレータＴＬは、フィードバック手段を形成する。

抵抗Ｒ４の他端には、シャントレギュレータＴＬのリファレンスが接続されるとともに、抵抗Ｒ８およびキャパシタＣ７を介してシャントレギュレータＴＬのカソードが接続され、抵抗Ｒ９を介して基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。

抵抗Ｒ５の他端には、フォトトランジスタＰＣ１２と対に設けられたフォトダイオードＰＣ２２のアノードと、抵抗Ｒ７の一端と、が接続される。フォトダイオードＰＣ２２のカソードには、抵抗Ｒ７の他端と、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｔｒ１のコレクタと、が接続される。スイッチ素子Ｔｒ１のエミッタには、基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。スイッチ素子Ｔｒ１のベースには、抵抗Ｒ１０を介して基準電位端子ＧＮＤ３が接続されるとともに、抵抗Ｒ１１を介して入力端子ＩＮ２が接続される。

以上の構成を備えるスイッチング電源装置１００は、制御部１０に設けられたスイッチをオンオフさせることで、出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から電力を出力する。

具体的には、まず、制御部１０により、端子Ｐ５と端子Ｐ７との間に設けられたスイッチをオン状態にする。すると、入力端子ＩＮ１から入力される電流がトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に流れ、トランスＴにエネルギーが蓄積される。

次に、上述のスイッチをオン状態にしてから所定時間が経過した後に、制御部１０により、このスイッチをオフ状態にする。すると、スイッチがオン状態であった期間にトランスＴに蓄積されたエネルギーにより、トランスＴの第１の２次巻線Ｔ３と、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４とには、一端から他端に電流を流そうとする起電力が生じる。

トランスＴの第１の２次巻線Ｔ３に生じた起電力は、ダイオードＤ３およびキャパシタＣ５により整流および平滑化され、出力端子ＯＵＴ１から出力される。また、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４に生じた起電力は、ダイオードＤ４およびキャパシタＣ６により整流および平滑化され、出力端子ＯＵＴ２から出力される。

ここで、スイッチング電源装置１００では、基準電位源ＧＮＤと同電位であるＬレベル電圧が入力端子ＩＮ２に入力されると、基準電位端子ＧＮＤ１より高電位の電圧が端子Ｐ１に入力され、通常動作が行われる。通常動作では、上述のスイッチのオンオフが所定の周期で行われる。

具体的には、入力端子ＩＮ２にＬレベル電圧が入力されると、スイッチ素子Ｔｒ１がオフ状態となる。このため、出力端子ＯＵＴ２が基準電位端子ＧＮＤ３より高電位であっても、スイッチ素子Ｔｒ１のコレクタに接続されたフォトダイオードＰＣ２２には電流が流れず、フォトダイオードＰＣ２２は光を出射しない。したがって、フォトダイオードＰＣ２２と対に設けられたフォトトランジスタＰＣ１２は、オフ状態となる。これによれば、フォトトランジスタＰＣ１２のエミッタに端子Ｐ３を介して接続された基準電位端子ＧＮＤ１と、フォトトランジスタＰＣ１２のコレクタにダイオードＤ１を介して接続された端子Ｐ１とは、絶縁される。よって、端子Ｐ１には、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧が抵抗Ｒ２を介して入力され、端子Ｐ１の電圧は、基準電位端子ＧＮＤ１より高電位となる。すると、制御部１０により、スイッチが所定の周期でオンオフされる。

上述のように通常動作が行われると、トランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に流れる電流Ｉ_Ｔ１は、図３の（ａ）のように変化する。

一方、スイッチング電源装置１００では、基準電位源ＧＮＤより高電位であるＨレベル電圧が入力端子ＩＮ２に入力されると、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位の電圧が端子Ｐ１に入力され、間欠動作が行われる。間欠動作では、上述のスイッチのオンオフを所定の周期で行う期間（以降、「発振期間」と呼ぶ）と、上述のスイッチのオンオフを停止させる期間（以降、「停止期間」と呼ぶ）と、が繰り返される。

具体的には、入力端子ＩＮ２にＨレベル電圧が入力されると、スイッチ素子Ｔｒ１がオン状態となる。すると、フォトダイオードＰＣ２２に電流が流れ、フォトダイオードＰＣ２２が光を出射する。このため、フォトダイオードＰＣ２２と対に設けられたフォトトランジスタＰＣ１２は、オン状態となる。これによれば、基準電位端子ＧＮＤ１と端子Ｐ１とは、ダイオードＤ１、フォトトランジスタＰＣ１２、および端子Ｐ３を介して導通する。したがって、端子Ｐ１の電圧は、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位となる。すると、制御部１０により、発振期間と停止期間とが繰り返される。

上述のように間欠動作が行われると、トランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に流れる電流Ｉ_Ｔ１は、図３の（ｂ）のように変化する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間と、時刻ｔ３以降の期間とは、発振期間であり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は、停止期間である。なお、通常動作時における電流Ｉ_Ｔ１のピーク値をＩ１とすると、間欠動作時における電流Ｉ_Ｔ１のピーク値は、Ｉ１より少ないＩ２となる。

すると、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧Ｖ_ＯＵＴ２と、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧Ｖ_Ｔ２とは、図３の（ｂ）のように、発振期間では上昇し、停止期間では低下する。

特開２００２−１３６１２４号公報

ここで、通常動作時や間欠動作時に、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値より高くなってしまう場合がある。そこで、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値にまで高くなった場合には、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位の電圧を端子Ｐ２に入力して、上述のスイッチのオンオフを停止させることで、停止期間にする。

具体的には、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ９とで分圧され、シャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加されるが、このシャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加される電圧は、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が高くなるに従って上昇する。そして、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値にまで高くなると、シャントレギュレータＴＬがオン状態となってフォトダイオードＰＣ２１に電流が流れ、フォトダイオードＰＣ２１が光を出射し、フォトダイオードＰＣ２１と対に設けられたフォトトランジスタＰＣ１１がオン状態となる。これによれば、基準電位端子ＧＮＤ１と端子Ｐ２とは、フォトトランジスタＰＣ１１および端子Ｐ３を介して導通する。このため、端子Ｐ２の電圧は、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位となる。すると、制御部１０により、スイッチが停止される。

ところで、上述のようなスイッチング電源装置において、間欠動作は、消費電力を低減するために行われるが、消費電力をさらに低減することが要請されていた。

上述の課題を鑑み、本発明は、間欠動作時におけるスイッチング電源装置の消費電力を低減することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、１次側と２次側とで絶縁されたトランスと、前記１次側で前記トランスに接続されるスイッチと、前記スイッチをオンオフ制御するスイッチ制御手段と、前記２次側において前記トランスに生じるエネルギーを整流出力する出力手段と、前記出力手段に接続され、当該出力手段により出力される出力電圧が予め定められた電圧まで上昇すると、自身に電流を流して、前記スイッチ制御手段による前記スイッチを停止させるフィードバック手段と、前記出力手段により出力される出力電流が予め定められた電流以下である軽負荷期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記フィードバック手段の一部または全部に電流が流れなくする出力制御部と、を備えることを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

（２）本発明は、（１）のスイッチング電源装置について、前記出力制御部は、前記スイッチをオンオフさせる期間を通常動作期間とし、前記スイッチをオンオフさせる期間と前記スイッチのオンオフを停止させる期間とで構成される期間を間欠動作期間とし、当該通常動作期間から当該間欠動作期間に移行させた状態を保つための信号を移行信号とすると、当該移行信号が入力されると前記出力電圧を上昇させる第１の出力電圧制御手段と、前記トランスの制御巻線に生じた電圧が上昇すると、前記スイッチ制御手段に制御信号を供給して前記スイッチのオンオフを停止させ、前記出力電圧を低下させる第２の出力電圧制御手段と、を備えることを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

ここで、通常動作時や間欠動作時に、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値より高くなってしまう場合がある。そこで、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値にまで高くなった場合には、従来例に係るスイッチング電源装置１００では、上述のように、シャントレギュレータＴＬをオン状態にすることでフォトトランジスタＰＣ１１をオン状態にして、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位の電圧を端子Ｐ２に入力し、制御部１０に設けられたスイッチを停止させる。ところが、シャントレギュレータＴＬをオン状態にすると、シャントレギュレータＴＬ、フォトダイオードＰＣ２１、および抵抗Ｒ３、Ｒ６に電流が流れるため、これらで電力が消費されてしまう。

そこで、この発明によれば、スイッチング電源装置に、通常動作期間から間欠動作期間に移行させた状態を保つための信号である移行信号が入力されると出力電圧を上昇させる第１の出力電圧制御手段と、トランスの制御巻線に生じた電圧が上昇するとスイッチ制御手段に制御信号を供給してスイッチのオンオフを停止させ、出力電圧を低下させる第２の出力電圧制御手段と、を設けた。

このため、間欠動作時に、第１の出力電圧制御手段により出力電圧を上昇させて、トランスの２次巻線に生じる電圧を上昇させ、トランスの制御巻線に生じる電圧を上昇させる。すると、第２の出力電圧制御手段からスイッチ制御手段に制御信号が供給されて、スイッチのオンオフが停止され、出力電圧が低下する。以上によれば、間欠動作時に、第１の出力電圧制御手段および第２の出力電圧制御手段により、シャントレギュレータＴＬ、フォトダイオードＰＣ２１、および抵抗Ｒ３、Ｒ６に電流を流すことなく、出力電圧が予め定めた値より高くなるのを防止できる。したがって、従来例に係るスイッチング電源装置１００と比べて、間欠動作時における消費電力を低減できる。

（３）本発明は、（２）のスイッチング電源装置について、前記第２の出力電圧制御手段は、前記間欠動作期間中に、前記スイッチ制御手段に前記制御信号を供給することを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

この発明によれば、第２の出力電圧制御手段からスイッチング素子制御手段への制御信号の供給を、間欠動作期間中に行うこととした。このため、間欠動作時に、第２の出力電圧制御手段を駆動させて、出力電圧が予め定めた値より高くなるのを防止できる。

（４）本発明は、（２）または（３）のスイッチング電源装置について、前記出力電圧に応じて当該出力電圧の電圧制御を行う第３の出力電圧制御手段を備えることを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

この発明によれば、スイッチング電源装置に、出力電圧に応じて出力電圧の電圧制御を行う第３の出力電圧制御手段を設けた。このため、第３の出力電圧制御手段により、出力電圧を変化させることができる。

（５）本発明は、（４）のスイッチング電源装置について、前記第３の出力電圧制御手段は、前記間欠動作期間中に前記出力電圧が予め定めた所定値まで低下すると、前記移行信号が前記第１の出力電圧制御手段に供給されるのを停止することを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

この発明によれば、第３の出力電圧制御手段により、間欠動作期間中に出力電圧が予め定めた所定値まで低下すると、移行信号が第１の出力電圧制御手段に供給されるのを停止することとした。このため、間欠動作時に出力電圧が所定値まで低下すると、間欠動作期間から通常動作期間に移行するので、出力電圧を上昇させることができる。

（６）本発明は、（１）〜（５）のいずれかのスイッチング電源装置について、前記フィードバック手段は、前記スイッチング電源装置の出力端子間に直列に接続されたフォトダイオードおよびシャントレギュレータと、前記フォトダイオードに並列接続された抵抗と、を備えることを特徴とするスイッチング電源装置を提案している。

本発明によれば、間欠動作時におけるスイッチング電源装置の消費電力を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。 従来例に係るスイッチング電源装置の回路図である。 前記スイッチング電源装置に流れる電流波形を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置１の回路図である。スイッチング電源装置１は、図２に示した従来例に係るスイッチング電源装置１００とは、第１の制御回路２０、第２の制御回路３０、および第３の制御回路４０を備える点が異なる。なお、スイッチング電源装置１について、スイッチング電源装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

第１の制御回路２０は、抵抗Ｒ１３と、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｔｒ３と、を備える。抵抗Ｒ１３の一端には、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ９との接続点が接続され、抵抗Ｒ１３の他端には、スイッチ素子Ｔｒ３のコレクタが接続される。スイッチ素子Ｔｒ３のエミッタには、基準電位端子ＧＮＤ３が接続され、スイッチ素子Ｔｒ３のベースには、抵抗Ｒ１１を介して入力端子ＩＮ２が接続される。

第２の制御回路３０は、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｔｒ２と、ダイオードＤ５と、ツェナーダイオードＤＺ１と、抵抗Ｒ１２と、キャパシタＣ８と、を備える。スイッチ素子Ｔｒ２のコレクタには、ダイオードＤ５のカソードが接続され、スイッチ素子Ｔｒ２のエミッタには、フォトトランジスタＰＣ１２のコレクタが接続される。ダイオードＤ５のアノードには、端子Ｐ２が接続される。スイッチ素子Ｔｒ２のベースには、キャパシタＣ８を介して端子Ｐ２が接続されるとともに、抵抗Ｒ１２を介してツェナーダイオードＤＺ１のアノードが接続される。ツェナーダイオードＤＺ１のカソードには、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端が接続される。

第３の制御回路４０は、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｔｒ４、Ｔｒ５と、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７と、ツェナーダイオードＤＺ２と、を備える。スイッチ素子Ｔｒ４のコレクタには、抵抗Ｒ１４を介して出力端子ＯＵＴ１が接続され、スイッチ素子Ｔｒ４のエミッタには、基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。スイッチ素子Ｔｒ４のベースには、ツェナーダイオードＤＺ２のアノードが接続されるとともに、抵抗Ｒ１６を介して基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。ツェナーダイオードＤＺ２のカソードには、抵抗Ｒ１５を介して出力端子ＯＵＴ１が接続される。スイッチ素子Ｔｒ５のコレクタには、抵抗Ｒ１１を介して入力端子ＩＮ２が接続され、スイッチ素子Ｔｒ５のエミッタには、基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。スイッチ素子Ｔｒ５のベースには、抵抗Ｒ１４を介して出力端子ＯＵＴ１が接続されるとともに、抵抗Ｒ１７を介して基準電位端子ＧＮＤ３が接続される。

以上の構成を備えるスイッチング電源装置１は、通常動作時には、基準電位源ＧＮＤと同電位であるＬレベル電圧が入力端子ＩＮ２に入力され、以下のように動作する。

入力端子ＩＮ２にＬレベル電圧が入力されると、スイッチ素子Ｔｒ３がオフ状態となる。このため、抵抗Ｒ１３には電流が流れないので、抵抗Ｒ１３は設けられていないものとみなすことができる。したがって、従来例に係るスイッチング電源装置１００と同様に、シャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加される電圧は、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧を、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ９とで分圧したものとなる。

一方、以上の構成を備えるスイッチング電源装置１は、間欠動作時には、基準電位源ＧＮＤより高電位であるＨレベル電圧が入力され、以下のように動作する。

入力端子ＩＮ２にＨレベル電圧が入力されると、スイッチ素子Ｔｒ３がオン状態となる。すると、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１３とは、並列接続されることになる。ここで、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１３との抵抗値が等しいものとすると、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１３とを並列接続したものの合成抵抗値は、抵抗Ｒ９の抵抗値の半分となる。このため、シャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加される電圧は、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧を、抵抗Ｒ４と、抵抗値が抵抗Ｒ９の半分である抵抗と、で分圧したものとなる。これによれば、スイッチ素子Ｔｒ３がオン状態になることで、シャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加される電圧が低下するので、その結果、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が上昇する。

出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が上昇すると、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４の他端の電圧も上昇するので、その結果、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧も上昇する。トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧が上昇することで、ツェナーダイオードＤＺ１の両端の電位差が、ツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧以上になると、ツェナーダイオードＤＺ１がオン状態となり、その結果、スイッチ素子Ｔｒ２がオン状態となる。ここで、上述のように、間欠動作時にはフォトトランジスタＰＣ１２がオン状態となるため、基準電位端子ＧＮＤ１と端子Ｐ２とは、ダイオードＤ５、スイッチ素子Ｔｒ２、フォトトランジスタＰＣ１２、および端子Ｐ３を介して導通する。よって、端子Ｐ２の電圧は、フォトトランジスタＰＣ１１がオン状態にならなくても、すなわちシャントレギュレータＴＬ、フォトダイオードＰＣ２１、および抵抗Ｒ３、Ｒ６に電流が流れなくても、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位となる。

ここで、出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が予め定めた所定値より高い場合には、ツェナーダイオードＤＺ２の両端の電位差が、ツェナーダイオードＤＺ２のツェナー電圧以上になるものとする。

間欠動作時において出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が所定値より高ければ、ツェナーダイオードＤＺ２がオン状態となり、その結果、スイッチ素子Ｔｒ４がオン状態となる。すると、基準電位端子ＧＮＤ３とスイッチ素子Ｔｒ５のベースとは、スイッチ素子Ｔｒ４を介して導通し、スイッチ素子Ｔｒ５がオフ状態となる。これによれば、入力端子ＩＮ２に入力されるＨレベル電圧は、スイッチ素子Ｔｒ３のベースに供給され、上述のように、スイッチ素子Ｔｒ３がオン状態となり、間欠動作が継続して行われる。

一方、間欠動作時において出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が所定値になると、ツェナーダイオードＤＺ２がオフ状態となり、その結果、スイッチ素子Ｔｒ４がオフ状態となる。すると、スイッチ素子Ｔｒ５がオン状態となる。これによれば、基準電位端子ＧＮＤ３とスイッチ素子Ｔｒ３のベースとは、スイッチ素子Ｔｒ５を介して導通し、スイッチ素子Ｔｒ３がオフ状態となる。このため、間欠動作時であって入力端子ＩＮ２にＨレベル電圧が入力された状態であっても、スイッチ素子Ｔｒ３がオフ状態となるので、スイッチング電源装置１の動作は、間欠動作から通常動作に移行する。

スイッチング電源装置１の動作が通常動作に移行すると、出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧は、上昇する。出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が上昇して所定値より高くなると、ツェナーダイオードＤＺ２がオン状態となり、その結果、スイッチ素子Ｔｒ４がオン状態となる。すると、基準電位端子ＧＮＤ３とスイッチ素子Ｔｒ５のベースとは、スイッチ素子Ｔｒ４を介して導通し、スイッチ素子Ｔｒ５がオフ状態となる。これによれば、スイッチ素子Ｔｒ３のベースの電圧は、入力端子ＩＮ２に入力される電圧に応じて変化する。このため、入力端子ＩＮ２にＨレベル電圧が入力された状態であれば、スイッチング電源装置１の動作は、通常動作から間欠動作に戻る。

以上のスイッチング電源装置１によれば、以下の効果を奏することができる。

上述のように、通常動作時や間欠動作時に、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値より高くなってしまう場合がある。そこで、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値にまで高くなった場合には、従来例に係るスイッチング電源装置１００では、上述のように、シャントレギュレータＴＬをオン状態にしてフォトダイオードＰＣ２１から光を出射することで、フォトトランジスタＰＣ１１をオン状態にし、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位の電圧を端子Ｐ２に入力して、制御部１０に設けられたスイッチを停止させる。ところが、シャントレギュレータＴＬをオン状態にすると、シャントレギュレータＴＬ、フォトダイオードＰＣ２１、および抵抗Ｒ３、Ｒ６に電流が流れるため、これらで電力が消費されてしまう。

ところが、スイッチング電源装置１は、間欠動作時に、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧をシャントレギュレータＴＬにより上昇させて、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４の他端の電圧を上昇させ、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧を上昇させる。すると、第２の制御回路３０により、端子Ｐ２の電圧が基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位となり、制御部１０に設けられたスイッチのオンオフが停止し、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が低下する。以上によれば、間欠動作時には、第１の制御回路２０および第２の制御回路３０により、シャントレギュレータＴＬ、フォトダイオードＰＣ２１、および抵抗Ｒ３、Ｒ６に電流を流すことなく、出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値より高くなるのを防止できる。このため、従来例に係るスイッチング電源装置１００と比べて、間欠動作時における消費電力を低減できる。

また、上述のように出力端子ＯＵＴ２から出力する電圧が予め定めた値より高くなるのが防止されると、トランスＴの第２の２次巻線Ｔ４の他端の電圧が過度に上昇するのが防止されるため、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧も、過度に上昇するのが防止されることとなる。このため、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧により制御部１０を駆動する場合には、制御部１０の駆動電圧が過度に上昇するのを防止でき、制御部１０の消費電力を抑制できる。

また、間欠動作時における消費電力の低減は、従来例に係るスイッチング電源装置１００に、第１の制御回路２０および第２の制御回路３０を設けるだけで、行うことができる。ここで、第１の制御回路２０は、抵抗Ｒ１３およびスイッチ素子Ｔｒ３を備え、第２の制御回路３０は、スイッチ素子Ｔｒ２、ダイオードＤ５、ツェナーダイオードＤＺ１、抵抗Ｒ１２、およびキャパシタＣ８を備える。これら第１の制御回路２０や第２の制御回路３０に設けられた素子は、比較的安価であるため、間欠動作時における消費電力の低減を低コストで実現できる。

また、間欠動作時において出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が所定値になると、第３の制御回路４０により、スイッチング電源装置１の動作を間欠動作から通常動作に移行させて、出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧を上昇させる。このため、出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧が所定値未満に低下するのを防止できる。

なお、第２の制御回路３０に設けられたツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧や、トランスＴの制御巻線Ｔ２の巻数を調整することで、ツェナーダイオードＤＺ１がオン状態となる際のトランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧を変化させることができる。これによれば、トランスＴの制御巻線Ｔ２の他端の電圧がどこまで上昇すると、基準電位端子ＧＮＤ１と略同電位の電圧が端子Ｐ２に入力されるのかを、ツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧やトランスＴの制御巻線Ｔ２の巻数により設定できる。このため、ツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧やトランスＴの制御巻線Ｔ２の巻数を調整することで、出力端子ＯＵＴ１から出力する電圧を設定できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１、１００；スイッチング電源装置
１０；制御部
２０；第１の制御回路
３０；第２の制御回路
４０；第３の制御回路
５０；制御回路
ＰＣ１１、ＰＣ１２；フォトトランジスタ
ＰＣ２１、ＰＣ２２；フォトダイオード
Ｔ；トランス
ＴＬ；シャントレギュレータ

Claims (5)

1. １次側と２次側とで絶縁されたトランスと、
   前記１次側で前記トランスに接続されるスイッチと、
   前記スイッチをオンオフ制御するスイッチ制御手段と、
   前記２次側において前記トランスに生じるエネルギーを整流出力する出力手段と、
   前記出力手段に接続され、当該出力手段により出力される出力電圧が予め定められた電圧まで上昇すると、自身に電流を流して、前記スイッチ制御手段による前記スイッチを停止させるフィードバック手段と、
   前記出力手段により出力される出力電流が予め定められた電流以下である軽負荷期間のうち、少なくとも一部の期間において、前記フィードバック手段の一部または全部に電流が流れなくする出力制御部と、
   を備え、
   前記出力制御部は、
   前記スイッチをオンオフさせる期間を通常動作期間とし、前記スイッチをオンオフさせる期間と前記スイッチのオンオフを停止させる期間とで構成される期間を間欠動作期間とし、当該通常動作期間から当該間欠動作期間に移行させた状態を保つための信号を移行信号とすると、当該移行信号が入力されると前記出力電圧を上昇させる第１の出力電圧制御手段と、
   前記トランスの制御巻線に生じた電圧が上昇すると、前記スイッチ制御手段に制御信号を供給して前記スイッチのオンオフを停止させ、前記出力電圧を低下させる第２の出力電圧制御手段と、を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記第２の出力電圧制御手段は、前記間欠動作期間中に、前記スイッチ制御手段に前記制御信号を供給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装置。
3. 前記出力電圧に応じて当該出力電圧の電圧制御を行う第３の出力電圧制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
4. 前記第３の出力電圧制御手段は、前記間欠動作期間中に前記出力電圧が予め定めた所定値まで低下すると、前記移行信号が前記第１の出力電圧制御手段に供給されるのを停止することを特徴とする請求項３に記載のスイッチング電源装置。
5. 前記フィードバック手段は、
   前記スイッチング電源装置の出力端子間に直列に接続されたフォトダイオードおよびシャントレギュレータと、
   前記フォトダイオードに並列接続された抵抗と、を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスイッチング電源装置。

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