JP6932587B2 - 電源装置、半導体集積回路、及び、電源装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置、半導体集積回路、及び、電源装置の制御方法に関する発明である。

従来、例えば、交流電源が出力した交流電圧を全波整流した電圧から直流電圧を取り出して出力電圧として負荷に供給する電源装置（例えば、特許文献１参照）がある。

ここで、例えば、図４に示すように、従来の電源装置２００では、電源回路４０が、交流電圧を整流回路３０で整流した整流電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電し、このバックアップ用キャパシタに充電されたバックアップ用電圧Ｖｃからマイコンに供給する基準電圧Ｖｒｅｆを生成するようになっている。

このような従来の電源装置２００は、交流電源の出力が停止した場合（時刻ｔ１ａ）には、直ちに基準電圧Ｖｒｅｆが低下する（時刻ｔ２ａ）こととなる（図５）。

そして、このような電源装置２００の構成では、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、マイコンに供給する基準電圧Ｖｒｅｆを確保することが困難になる問題がある。

特開２０１７−０４５１２７

上述のように、従来の電源装置の構成では、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、マイコンに供給する基準電圧を確保することが困難になる問題がある。

そこで、本発明は、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、マイコン等に供給する基準電圧（電源）を確保することが可能な電源装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、
第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、
前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の電源端子と第２の電源端子との間に、出力する全波整流回路と、
前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、
前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、
前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、
バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、
前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路と、を備え、
前記電源回路は、制御部に前記基準電圧を出力する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
第１の負荷端子、及び前記第１の負荷端子との間に負荷が接続される第２の負荷端子と、
前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に供給された前記出力電圧から、前記負荷を駆動するための一定の駆動電圧を生成して、前記第１の負荷端子と前記第２の負荷端子との間に接続された前記負荷に供給する出力回路と、をさらに備える
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記補助電圧は、前記出力電圧、又は、前記駆動電圧であることを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記交流電源の起動時または前記交流電源の通常動作時は、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
前記交流電源の瞬停時又は出力停止時は、前記補助電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記交流電源が、瞬停又は出力停止から、通常動作に戻った場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記入力整流電圧が予め設定した規定値以上である場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
一方、前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記出力電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記入力整流電圧が予め設定した規定値以上である場合には、前記交流電源が通常動作時であると判断し、
前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記交流電源の瞬停時又は出力停止時であると判断する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合において、
前記バックアップ用電圧が予め設定された第１の閾値に達した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を停止し、
前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値まで低下した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を開始し、
前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値よりも低い第３の閾値まで低下した場合には、前記制御部への前記基準電圧の出力を停止する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記入力整流回路が出力した入力整流電圧が印加される第１ノードと、
前記補助電圧が印加される第２ノードと、
接地電位との間に前記バックアップ用キャパシタが接続される第３ノードと、
前記制御部に接続され、前記基準電圧を前記制御部に出力する第４ノードと、を備えることを特徴とする。

前記電源装置において、
前記第２ノードは、前記第１の出力端子、又は、前記第１の負荷端子に接続されていることを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記第１ノードに印加された前記入力整流電圧、または、前記第２ノードに印加された前記補助電圧の何れか一方を、前記充電電圧として選択し、選択した前記充電電圧で前記第３ノードを介して前記バックアップ用キャパシタを充電する充電回路を備える
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記電源回路は、
前記第３ノードを介して前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧が供給され、供給された前記バックアップ用電圧から前記基準電圧を生成して、前記第４ノードを介して前記制御部に出力する基準電圧生成回路を備える
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記充電回路は、
前記第１ノードの前記入力整流電圧が規定値以上である場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
前記第１ノードの前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記補助電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記第１ノードの前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合において、
前記充電回路は、
前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が予め設定された第１の閾値に達した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を停止し、
前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値まで低下した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を開始し、
前記基準電圧生成回路は、
前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値よりも低い第３の閾値まで低下した場合には、前記第３ノードから供給された前記バックアップ用電圧から前記基準電圧を生成するのを停止することで、前記第４ノードを介した前記制御部への前記基準電圧の出力を停止する
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置の制御方法は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の電源端子と第２の電源端子との間に、出力する全波整流回路と、前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給される電源回路と、を備え、
前記電源回路により、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を制御部に出力する
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施形態に従った半導体集積回路は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、
第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の電源端子と第２の電源端子との間に、出力する全波整流回路と、前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、を備えた電源装置に適用される半導体集積回路であって、
前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路を備え、
前記電源回路は、制御部に前記基準電圧を出力することを特徴とする半導体集積回路。

本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の電源端子と第２の電源端子との間に、出力する全波整流回路と、全波整流回路が出力した全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、第１の出力端子と第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、第１の出力端子と第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、第１の電源端子と第２の電源端子との間に供給された交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、入力整流電圧が供給されるともに、及び出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、入力整流電圧または補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧をバックアップ用キャパシタに充電し、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路と、を備える。

そして、電源回路は、制御部に基準電圧を出力する。特に、電源回路は、交流電源の起動時または通常動作時は、入力整流電圧から生成した電圧をバックアップ用キャパシタに充電し、交流電源の瞬停時又は出力停止時は、出力電圧から生成した電圧をバックアップ用キャパシタに充電する。

例えば、交流電源Ｓの瞬停時又は出力停止時において、力率改善回路の後段の出力電圧は保持されている。

そこで、交流電源の瞬停時又は出力停止時において、入力整流回路Ｙ側とは別経路で力率改善回路の後段より出力電圧を確保することにより、基準電圧を保持することができる。

すなわち、本発明に係る電源装置によれば、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、マイコンに供給する基準電圧（電源）を確保することができる。

図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す電源回路１００の動作波形の一例を示す図である。 図３は、第２の実施形態に係る電源装置１００Ａの構成の一例を示す図である。 図４は、従来の電源装置２００の構成の一例を示す図である。 図５は、図４に示す従来の電源回路２００の動作波形の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。

第１の実施形態

図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。

第１の実施形態に係る電源装置１００は、例えば、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、第１の整流端子ＴＲ１と、第２の整流端子ＴＲ２と、第１の出力端子ＴＣ１と、第２の出力端子ＴＣ２と、第１の負荷端子ＴＯＵＴ１と、第２の負荷端子ＴＯＵＴ２と、全波整流回路Ｘと、力率改善回路ＰＦＣと、出力回路Ａと、入力整流回路Ｙと、出力キャパシタＣＯＵＴと、バックアップ用キャパシタＣＢと、電源回路Ｅと、を備える。なお、電源回路Ｅは、１つの半導体集積回路（制御ＩＣ）を、構成する。

この電源装置１００は、例えば、図１に示すように、交流電源Ｓが出力した交流電圧ＶＳから駆動電圧ＶＯＵＴを生成して、負荷ＬＥＤに供給するとともに、交流電圧ＶＳから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、制御部Ｐに供給するようになっている。

なお、第１の負荷端子ＴＯＵＴ１と第２の負荷端子ＴＯＵＴ２との間に、負荷ＬＥＤが接続されるようになっている。

この負荷ＬＥＤは、例えば、図１に示すように、アノード側が第１の負荷端子ＴＯＵＴ１に接続され、カソード側が第２の負荷端子ＴＯＵＴ２に接続されたＬＥＤ照明である。しかし、この負荷ＬＥＤは、ＬＥＤ照明以外の負荷であってもよい。

また、この制御部Ｐは、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆが供給されて起動し、出力回路Ａの動作を制御するようになっている。

ここで、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１及び第２の電源端子ＴＤ２は、交流電源Ｓから交流電圧ＶＳが供給されるようになっている。

また、図１に示すように、全波整流回路Ｘは、交流電源Ｓが第１の電源端子ＴＤ１と第２の電源端子ＴＤ２との間に出力した交流電圧ＶＳを全波整流した全波整流電圧ＴＲＶを、第１の整流端子ＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に、出力するようになっている。

また、図１に示すように、力率改善回路ＰＦＣは、全波整流回路Ｘが第１の整流端子ＴＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に出力した全波整流電圧ＴＲＶを力率改善するようになっている。

そして、この力率改善回路ＰＦＣは、力率改善した出力電圧ＶＰＦＣを、第１の出力端子ＴＣ１と第２の出力端子ＴＣ２との間に、出力するようになっている。

また、図１に示すように、出力キャパシタＣＯＵＴは、第１の出力端子ＴＣ１と第２の出力端子ＴＣ２との間に接続されている。

また、出力回路Ａは、例えば、図１に示すように、第１の出力端子ＴＣ１と第２の出力端子ＴＣ２との間に供給された出力電圧ＶＰＦＣから、負荷ＬＥＤを駆動するための一定の駆動電圧ＶＯＵＴを生成するようになっている。

そして、この出力回路Ａは、生成した駆動電圧ＶＯＵＴを第１の負荷端子ＴＯＵＴ１と第２の負荷端子ＴＯＵＴ２との間に接続された負荷ＬＥＤに供給するようになっている。

すなわち、力率改善回路ＰＦＣが出力した出力電圧ＶＰＦＣよりも、この出力回路Ａが出力した駆動電圧ＶＯＵＴの方が、より安定した電圧になっている。

この出力回路Ａは、例えば、図１に示すように、トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）Ｔｒと、コイルＬと、ダイオードＤと、駆動用キャパシタＣＸと、を備える。

そして、トランジスタＴｒは、例えば、図１に示すように、一端（ドレイン）が第１の出力端子ＴＣ１に接続され、制御部によりゲート電圧が制御されることでオン／オフが制御されるＭＯＳトランジスタである。

そして、コイルＬは、一端がトランジスタＴｒの他端（ソース）に接続され、他端が第１の負荷端子ＴＯＵＴ１に接続されている。

そして、ダイオードＤは、カソードがコイルＬの一端に接続され、アノードが第２の負荷端子ＴＯＵＴ２に接続されている。

そして、駆動用キャパシタＣＸは、一端が第１の負荷端子ＴＯＵＴ１に接続され、他端が第２の負荷端子ＴＯＵＴ２に接続されている。

ここで、制御部Ｐは、出力回路Ａが出力電圧Ｄｒａｉｎ２から一定の駆動電圧ＶＯＵＴを生成して、負荷ＬＥＤに供給するように、トランジスタＴｒを制御するようになっている。

すなわち、この出力回路Ａは、トランジスタＴｒが制御部Ｐにより制御されることで、駆動電圧ＶＯＵＴを第１の負荷端子ＴＯＵＴ１と第２の負荷端子ＴＯＵＴ２との間に接続された負荷ＬＥＤに供給するようになっている。

また、図１に示すように、入力整流回路Ｙは、第１の電源端子ＴＤ１と第２の電源端子ＴＤ２との間に供給された交流電圧ＶＳを整流するようになっている。そして、この入力整流乖離Ｙは、整流した入力整流電圧Ｄｒａｉｎを、電源回路Ｅの第１ノードＮ１に出力するようになっている。

この入力整流回路Ｙは、例えば、図１に示すように、第１の入力整流ダイオードＹａと、第２の入力整流ダイオードＹｂと、を備える。

そして、第１の入力整流ダイオードＹａは、アノードが第１の電源端子ＴＤ１に接続され、カソードが第１ノードＮ１に接続されている。

また、第２の入力整流ダイオードＹｂは、アノードが第２の電源端子ＴＤ２に接続され、カソードが第１ノードＮ１に接続されている。

この入力整流回路Ｙは、例えば、第１及び第２の入力整流ダイオードＹａ、Ｙｂにより、整流した入力整流電圧Ｄｒａｉｎを、電源回路Ｅの第１ノードＮ１に出力するようになっている。

また、バックアップ用キャパシタＣＢは、バックアップのための電源を制御部Ｐ等に供給するためのキャパシタである。

このバックアップ用キャパシタＣＢは、例えば、図１に示すように、電源回路Ｅの第３ノードＮ３と接地電位との間に接続されている。

なお、このバックアップ用キャパシタＣＢの容量値は、例えば、出力キャパシタＣＯＵＴの容量値よりも、小さくなるように設定されている。

また、図１に示すように、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが供給されるともに、出力電圧ＶＰＦＣに基づいた補助電圧Ｄｒａｉｎ２が供給されるようになっている。

そして、この電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎまたは補助電圧Ｄｒａｉｎ２の何れか一方のみから生成した充電電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電し、バックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃから生成した基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。

そして、この電源回路Ｅは、制御部Ｐに基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。

なお、この第１の実施形態では、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、出力電圧ＶＰＦＣである。なお、後述の第２の実施形態に記載のように、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、駆動電圧ＶＯＵＴであってもよい。

ここで、この電源回路Ｅは、例えば、交流電源Ｓの起動時または交流電源Ｓの通常動作時は、第１ノードＮ１に印加された入力整流電圧Ｄｒａｉｎから生成した電圧を、第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

より詳細には、例えば、電源回路Ｅは、第１ノードＮ１に印加される入力整流電圧Ｄｒａｉｎが予め設定された規定値（例えば０Ｖ（接地電位）よりも高い値）以上である場合には、交流電源が通常動作時であると判断するようになっている。

そして、例えば、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが予め設定した規定値以上である場合には、入力整流電圧Ｄｒａｉｎから生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

一方、電源回路Ｅは、交流電源Ｓの瞬停時又は出力停止時は、第２ノードＮ２に印加された補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧を、第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

より詳細には、例えば、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合には、交流電源Ｓの瞬停時又は出力停止時であると判断するようになっている。

そして、例えば、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合には、出力電圧ＶＯＵＴから生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

なお、電源回路Ｅは、交流電源Ｓが、瞬停又は出力停止から、通常動作に戻った場合には、第１ノードＮ１に印加された入力整流電圧Ｄｒａｉｎから生成した電圧を、第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

ここで、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、バックアップ用電圧Ｖｃが予め設定された第１の閾値Ｖｔｈ１に達した場合には、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を停止するようになっている。

また、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値Ｖｔｈ１よりも低い第２の閾値Ｖｔｈ２まで低下した場合には、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を開始するようになっている。

また、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、バックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値Ｖｔｈ２よりも低い第３の閾値Ｖｔｈ３まで低下した場合には、制御部Ｐへの基準電圧Ｖｒｅｆの出力を停止するようになっている。

ここで、この電源回路Ｅは、例えば、図１に示すように、第１ノードＮ１と、第２ノードＮ２と、第３ノードＮ３と、第４ノードＮ４と、充電回路Ｅａと、基準電圧生成回路Ｅｂと、を備える。

そして、第１ノードＮ１は、入力整流回路Ｙが出力した入力整流電圧Ｄｒａｉｎが印加されるようになっている。

また、第２ノードＮ２は、補助電圧Ｄｒａｉｎ２が印加されるようになっている。

この第２ノードＮ２は、この第１の実施形態では、第１の出力端子ＴＣ１に接続されている。すなわち、既述のように、この第１の実施形態では、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、出力電圧ＶＰＦＣである。

なお、後述の第２の実施形態に記載のように、この第２ノードＮ２は、第１の負荷端子ＴＯＵＴ１に接続されていてもよい。この場合、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、駆動電圧ＶＯＵＴとなる。

また、第３ノードＮ３は、接地電位との間にバックアップ用キャパシタＣＢが接続されるようになっている。

また、第４ノードＮ４は、制御部Ｐに接続され、基準電圧Ｖｒｅｆを制御部Ｐに出力するようになっている。

そして、充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１に印加された入力整流電圧Ｄｒａｉｎ、または第２ノードＮ２に印加された補助電圧Ｄｒａｉｎ２の何れか一方を、充電電圧として選択し、選択した充電電圧で第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢを充電するようになっている。

この充電回路Ｅａは、例えば、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが既述の規定値以上である場合には、入力整流電圧Ｄｒａｉｎから生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

一方、この充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合には、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電するようになっている。

より詳しくは、この充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが予め設定された第１の閾値Ｖｔｈ１に達した（すなわち、第１の閾値Ｖｔｈ１まで上昇した）場合には、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を停止するようになっている。

さらに、この充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値Ｖｔｈ１よりも低い第２の閾値Ｖｔｈ２まで低下した場合には、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を開始（再開）するようになっている。

また、基準電圧生成回路Ｅｂは、第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃが供給され、供給されたバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、第４ノードＮ４を介して制御部Ｐに出力するようになっている。

なお、この基準電圧生成回路Ｅｂは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満である場合において、例えば、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値Ｖｔｈ２よりも低い第３の閾値Ｖｔｈ３まで低下した場合には、第３ノードＮから供給されたバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成するのを停止することで、第４ノードＮ４を介した制御部Ｐへの基準電圧Ｖｒｅｆの出力を停止するようになっている。

次に、以上のような構成を有する電源装置１００の制御方法の一例について説明する。

ここで、図２は、図１に示す電源回路１００の動作波形の一例を示す図である。

図２に示すように、例えば、時刻ｔ１以前において、電源回路Ｅの充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが既述の規定値以上であるので、交流電源Ｓの通常動作時しているとして、入力整流電圧Ｄｒａｉｎから生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電する。これにより、バックアップ用キャパシタＣＢの電圧が所定値以上に維持される。

そして、時刻ｔ１において、充電回路Ｅａは、第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満になると、交流電源Ｓが瞬停時又は出力停止したとして、時刻ｔ２において補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電する。

より詳しくは、充電回路Ｅａは、時刻ｔ１において第１ノードＮ１の入力整流電圧Ｄｒａｉｎが該規定値未満になると、その後、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値Ｖｔｈ１よりも低い第２の閾値Ｖｔｈ２まで低下したとき（時刻ｔ２）、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を開始する。

そして、充電回路Ｅａは、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが予め設定された第１の閾値Ｖｔｈ１に達した（すなわち、第１の閾値Ｖｔｈ１まで上昇した）ときに、補助電圧Ｄｒａｉｎ２から生成した電圧によるバックアップ用キャパシタＣＢへの充電を停止する。

以降、充電回路Ｅａは、同様の動作を繰り返す。

この間、基準電圧生成回路Ｅｂは、第３ノードＮ３を介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃが供給され、供給されたバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、第４ノードＮ４を介して制御部Ｐに出力する。

その後、時刻ｔ３において、力率改善回路ＰＦＣが出力する出力電圧ＶＰＦＣが低下することで、第３ノードＮ３のバックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値Ｖｔｈ２よりも低い第３の閾値Ｖｔｈ３まで低下すると、基準電圧生成回路Ｅｂは、第３ノードＮから供給されたバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成するのを停止することで、第４ノードＮ４を介した制御部Ｐへの基準電圧Ｖｒｅｆの出力を停止することとなる。

このような電源装置１００の制御動作により、交流電源Ｓの瞬停時又は出力停止時において、入力整流回路Ｙ側とは別経路で力率改善回路ＰＦＣの後段より出力電圧ＶＰＦＣを確保することにより、基準電圧Ｖｒｅｆを保持することができる。

以上のように、本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の電源端子と第２の電源端子との間に、出力する全波整流回路と、全波整流回路が出力した全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、第１の出力端子と第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、第１の出力端子と第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、第１の電源端子と第２の電源端子との間に供給された交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、入力整流電圧が供給されるともに、及び出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、入力整流電圧または補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧をバックアップ用キャパシタに充電し、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路と、を備える。

そして、電源回路は、制御部に基準電圧を出力する。特に、電源回路は、交流電源の起動時または通常動作時は、入力整流電圧から生成した電圧をバックアップ用キャパシタに充電し、交流電源の瞬停時又は出力停止時は、出力電圧から生成した電圧をバックアップ用キャパシタに充電する。

例えば、交流電源の瞬停時又は出力停止時において、力率改善回路の後段の出力電圧は保持されている。

そこで、交流電源の瞬停時又は出力停止時において、入力整流回路Ｙ側とは別経路で力率改善回路の後段より出力電圧を確保することにより、基準電圧を保持することができる。

すなわち、本実施形態に係る電源装置によれば、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、制御部に供給する基準電圧（電源）を確保することができる。

第２の実施形態

既述のように、第１の実施形態では、補助電圧Ｄｒａｉｎ２が、力率改善回路ＰＦＣが出力する出力電圧ＶＰＦＣである場合について、説明した。

しかしながら、この補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、出力回路Ａが出力する駆動電圧ＶＯＵＴであってもよい。

そこで、第２の実施形態では、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、出力回路Ａが出力する駆動電圧ＶＯＵＴである場合について説明する。

図３は、第２の実施形態に係る電源装置１００Ａの構成の一例を示す図である。なお、この図３において、図１と同じ符号は、第１の実施形態と同様の構成を示す。

第２の実施形態に係る電源装置１００Ａは、例えば、図３に示すように、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、第１の整流端子ＴＲ１と、第２の整流端子ＴＲ２と、第１の出力端子ＴＣ１と、第２の出力端子ＴＣ２と、第１の負荷端子ＴＯＵＴ１と、第２の負荷端子ＴＯＵＴ２と、全波整流回路Ｘと、力率改善回路ＰＦＣと、出力回路Ａと、入力整流回路Ｙと、出力キャパシタＣＯＵＴと、バックアップ用キャパシタＣＢと、電源回路Ｅと、を備える。

この電源装置１００Ａは、例えば、図３に示すように、交流電源Ｓが出力した交流電圧ＶＳから駆動電圧ＶＯＵＴを生成して、負荷ＬＥＤに供給するとともに、交流電圧ＶＳから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、制御部Ｐに供給するようになっている。

ここで、この電源装置１００Ａの電源回路Ｅにおいて、第２ノードＮ２は、この第２の実施形態では、第１の負荷端子ＴＯＵＴ１に接続されている。すなわち、補助電圧Ｄｒａｉｎ２は、出力回路Ａが出力する駆動電圧ＶＯＵＴである。

これにより、電源回路Ｅは、入力整流電圧Ｄｒａｉｎまたは駆動電圧ＶＯＵＴである補助電圧Ｄｒａｉｎ２の何れか一方のみから生成した充電電圧をバックアップ用キャパシタＣＢに充電し、バックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃから生成した基準電圧Ｖｒｅｆを出力することとなる。

なお、電源回路１００Ａのその他の構成及び機能は、図１に示す第１の実施形態に係る電源回路１００と同様である。

すなわち、本実施形態に係る電源装置によれば、第１の実施形態と同様に、交流電源の瞬停時や出力停止後、所定時間、制御部に供給する基準電圧（電源）を確保することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ 電源装置
ＴＤ１ 第１の電源端子
ＴＤ２ 第２の電源端子
ＴＣ１ 第１の出力端子
ＴＣ２ 第２の出力端子
ＴＲ１ 第１の整流端子
ＴＲ２ 第２の整流端子
ＴＯＵＴ１ 第１の負荷端子
ＴＯＵＴ２ 第２の負荷端子
Ｘ 全波整流回路
ＰＦＣ 力率改善回路
Ａ 出力回路
Ｙ 入力整流回路
ＣＯＵＴ 出力キャパシタ
ＣＢ バックアップ用キャパシタ
Ｅ 電源回路
Ｔｒ トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）
Ｌ コイル
Ｄ ダイオード
ＣＸ 駆動用キャパシタ
Ｙａ 第１の入力整流ダイオード
Ｙｂ 第２の入力整流ダイオード
Ｎ１ 第１ノード
Ｎ２ 第２ノード
Ｎ３ 第３ノード
Ｎ４ 第４ノード
Ｅａ 充電回路
Ｅｂ 基準電圧生成回路

Claims (16)

1. 交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、
   第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、
   前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に、出力する全波整流回路と、
   前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、
   前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、
   前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、
   バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、
   前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路と、を備え、
   前記電源回路は、制御部に前記基準電圧を出力する
   ことを特徴とする電源装置。
2. 第１の負荷端子、及び前記第１の負荷端子との間に負荷が接続される第２の負荷端子と、
   前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に供給された前記出力電圧から、前記負荷を駆動するための一定の駆動電圧を生成して、前記第１の負荷端子と前記第２の負荷端子との間に接続された前記負荷に供給する出力回路と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記補助電圧は、前記出力電圧、又は、前記駆動電圧であることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記電源回路は、
   前記交流電源の起動時または前記交流電源の通常動作時は、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
   前記交流電源の瞬停時又は出力停止時は、前記補助電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 前記電源回路は、
   前記交流電源が、瞬停又は出力停止から、通常動作に戻った場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
   ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記電源回路は、
   前記入力整流電圧が予め設定した規定値以上である場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
   一方、前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記出力電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
7. 前記電源回路は、
   前記入力整流電圧が予め設定した規定値以上である場合には、前記交流電源が通常動作時であると判断し、
   前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記交流電源の瞬停時又は出力停止時であると判断する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
8. 前記電源回路は、
   前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合において、
   前記バックアップ用電圧が予め設定された第１の閾値に達した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を停止し、
   前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値まで低下した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を開始し、
   前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値よりも低い第３の閾値まで低下した場合には、前記制御部への前記基準電圧の出力を停止する
   ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
9. 前記電源回路は、
   前記入力整流回路が出力した入力整流電圧が印加される第１ノードと、
   前記補助電圧が印加される第２ノードと、
   接地電位との間に前記バックアップ用キャパシタが接続される第３ノードと、
   前記制御部に接続され、前記基準電圧を前記制御部に出力する第４ノードと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
10. 前記第２ノードは、前記第１の出力端子、又は、前記第１の負荷端子に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
11. 前記電源回路は、
    前記第１ノードに印加された前記入力整流電圧、または、前記第２ノードに印加された前記補助電圧の何れか一方を、前記充電電圧として選択し、選択した前記充電電圧で前記第３ノードを介して前記バックアップ用キャパシタを充電する充電回路を備える
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
12. 前記電源回路は、
    前記第３ノードを介して前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧が供給され、供給された前記バックアップ用電圧から前記基準電圧を生成して、前記第４ノードを介して前記制御部に出力する基準電圧生成回路を備える
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。
13. 前記充電回路は、
    前記第１ノードの前記入力整流電圧が規定値以上である場合には、前記入力整流電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、
    前記第１ノードの前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合には、前記補助電圧から生成した電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。
14. 前記第１ノードの前記入力整流電圧が前記規定値未満である場合において、
    前記充電回路は、
    前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が予め設定された第１の閾値に達した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を停止し、
    前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値まで低下した場合には、前記補助電圧から生成した電圧による前記バックアップ用キャパシタへの充電を開始し、
    前記基準電圧生成回路は、
    前記第３ノードの前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値よりも低い第３の閾値まで低下した場合には、前記第３ノードから供給された前記バックアップ用電圧から前記基準電圧を生成するのを停止することで、前記第４ノードを介した前記制御部への前記基準電圧の出力を停止する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
15. 交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に、出力する全波整流回路と、前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給される電源回路と、を備え、
    前記電源回路により、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を制御部に出力する
    ことを特徴とする電源装置の制御方法。
16. 交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子、及び、第２の電源端子と、
    第１の出力端子、及び、第２の出力端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流した全波整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に、出力する全波整流回路と、前記全波整流回路が出力した前記全波整流電圧を力率改善した出力電圧を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に、出力する力率改善回路と、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に接続された出力キャパシタと、前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に供給された前記交流電圧を整流した入力整流電圧を、出力する入力整流回路と、バックアップのための電源を供給するためのバックアップ用キャパシタと、を備えた電源装置に適用される半導体集積回路であって、
    前記入力整流電圧が供給されるともに、及び前記出力電圧に基づいた補助電圧が供給され、前記入力整流電圧または前記補助電圧の何れか一方のみから生成した充電電圧を前記バックアップ用キャパシタに充電し、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から生成した基準電圧を出力する電源回路を備え、
    前記電源回路は、制御部に前記基準電圧を出力することを特徴とする半導体集積回路。

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