JPH07245947A - スイッチング電源装置およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】入力電圧が広範囲にわたって変化する場合で
も、エネルギ損失が小さく効率の高いスイッチング電源
装置を提供する。 【構成】 トランジスタ４０を順バイアスする高抵抗２
５０と、帰還巻線５３の出力を微分してスイッチング素
子に正帰還する微分手段４１、４２と、出力巻線５２の
出力を整流平滑化する整流平滑化手段７０と、整流平滑
化された出力を代表する出力代表信号９７を発生する手
段と、帰還巻線５３の出力を平均値に整流平滑化する平
均値整流平滑化手段３５、３７、３９と、平均値に整流
平滑化された出力を供給されて駆動パルスを発生する駆
動パルス発生手段３００とを設け、駆動パルス発生手段
３００は出力代表信号９７に基づいて駆動パルスのパル
ス幅を負帰還的に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源装置に
係り、特に、トランスの入力巻線およびスイッチング素
子を直流電圧間に直列接続し、当該スイッチング素子を
オン・オフすることにより、トランスの出力巻線から所
望の出力を得るようにした絶縁型のスイッチング電源装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラなどの携帯用電子機器の充
電装置や、より大形の電子機器の待機時における補助電
源として、交流の１００Ｖ〜２４０Ｖで動作し得る、入
出力絶縁形のスイッチング電源装置の需要がある。

【０００３】図５は、従来の入出力絶縁形スイッチング
電源装置の回路構成を示した図であり、交流電圧を直流
電圧に変換する電圧入力部１０と、入力巻線５１、出力
巻線５２、および帰還巻線５３を有する高周波トランス
５０と、入力巻線５１と直列接続されたトランジスタ４
０と、トランジスタ４０に駆動パルスを出力する駆動パ
ルス発生部３０と、電圧出力部７０とから構成され、電
圧入力部１０と電圧出力部７０の負荷１００との間は、
トランス５０およびフォトカプラ４５によって絶縁され
ている。

【０００４】このような構成において、電圧入力部１０
に商用の交流電源１３が接続されると、この入力電圧は
入力スイッチ１１、ヒューズ１２を介して全波整流回路
２０へ送られて整流された後、平滑キャパシタ２３で平
滑化される。このようにしてスイッチング電源装置の入
力側ライン２１，２２間に直流の高電圧が発生すると、
起動用抵抗２５を介して駆動パルス発生部３０のスイッ
チング駆動用パルス発生回路（以下、ＩＣ３１と表現す
る場合もある）に電力が供給され、ＩＣ３１の出力端子
３８には駆動パルス電圧が発生する。この結果、主スイ
ッチングトランジスタ４０がオン／オフ制御され、トラ
ンス５０の入力巻線５１を介して出力巻線５２、帰還巻
線５３にもパルス電圧が発生する。

【０００５】帰還巻線５３に発生した電圧は、ダイオー
ド３５、限流抵抗３４、および平滑キャパシタ３９によ
りピーク整流されてＩＣ３１に供給され、また起動用抵
抗２５により生じた電圧もＩＣ３１に並列に供給される
ので、以後は、定常的にＩＣ３１に電源電圧Ｖ_DDが供給
されることになる。

【０００６】一方、電圧出力部７０は云わゆるフライバ
ック出力構成となっており、出力巻線５２に発生した出
力電圧Ｖ_OUT は、整流ダイオード７１および大容量の平
滑キャパシタ７２によって平滑化された後、出力端子９
１、９２を介して負荷へ供給される。また、出力端子９
１、９２間には負帰還制御部９０が設けられており、こ
こでは抵抗７５，７６によって分圧された電圧でレギュ
レータ７３が制御される。この結果、出力電圧Ｖ_OUT に
応答した出力代表信号９７がフォトカプラ４５を介して
ＩＣ３１へ供給され、ＩＣ３１では、前記分圧電圧が予
定値となるように、その出力パルス幅が負帰還的に制御
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、パーソナルコン
ピュータやワークステーション等のＯＡ機器端末が急速
に普及している。これらのＯＡ機器では、通電期間に占
める実際の使用期間（例えば、ＣＲＴ表示装置による実
表示時間）が短く、エネルギの浪費が多いことを鑑み、
１９９３年の６月、米国ＥＰＡから省エネルギに関する
基準が発令された。その内容は、ＯＡ機器にスタンバイ
（待機）状態を設け、その時の全消費電力を３０Ｗ以下
にしたものは、省エネルギ機器と認めて優先的に調達す
るというものである。その後、スウェーデンにおいても
同様の基準が発令され、ここでは目標値として８Ｗが示
されている。

【０００８】ここで、上記した従来技術では、駆動パル
ス発生回路３１への給電が、起動時には抵抗２５を介し
て行われ、定常時にはピーク整流回路（図５の符号３
４、３５、３９、４６）を介して行われる。

【０００９】このような構成では、広範囲な入力電圧
（例えば、７０Ｖ〜３５０Ｖ）Ｖ_INに対して駆動パルス
発生回路３１の電源電圧Ｖ_DDを一定に保とうとすると、
入力電圧Ｖ_INが低い場合に合わせて各素子の抵抗値等が
設定されるため、入力電圧Ｖ_INが高い場合には、各抵抗
やダイオード、あるいは帰還巻線５３における損失が著
しく大きくなってしまい、上記した省エネルギの要求を
満足できないという問題があった。特に、入力交流電圧
が『１００／２２０共用』といったスイッチング電源装
置では、その傾向が顕著であった。

【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、入力電圧が広範囲にわたって変化する場合
でも、エネルギ損失が小さく効率の高いスイッチング電
源装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明ではスイッチング電源装置において、以
下のような手段を講じた点に特徴がある。 (1) 入力巻線、出力巻線、および帰還巻線を有するトラ
ンスと、前記入力巻線と直列接続されたスイッチング素
子と、スイッチング素子の制御端子を直流電源に接続し
て順バイアスする高抵抗手段と、帰還巻線の出力を微分
してスイッチング素子の制御端子に正帰還することによ
り、帰還巻線およびスイッチング素子と共に振動回路を
構成する微分手段と、出力巻線の出力を整流平滑化して
負荷へ供給する整流平滑化手段と、前記整流平滑化され
た出力を代表する出力代表信号を発生する手段と、帰還
巻線の出力を平均値に整流平滑化する平均値整流平滑化
手段と、平均値に整流平滑化された出力を供給されて駆
動パルスを発生し、前記スイッチング素子をオン／オフ
させる駆動パルス発生手段とを具備し、前記駆動パルス
発生手段は、前記出力代表信号に基づいて駆動パルスの
パルス幅を負帰還的に制御するようにした点に特徴があ
る。

【００１２】さらに、上記した目的を達成するために、
本発明ではスイッチング電源装置を備えた電子機器にお
いて、前記構成(1) に加えて更に以下のような手段を講
じた点に特徴がある。 (2) 前記整流平滑化された出力電圧を定電圧制御する手
段と、前記出力応答信号を外部信号に応じて切り換える
手段と、前記整流平滑化された出力電圧を負荷へ供給す
る第１の出力部と、前記定電圧制御された出力電圧を負
荷へ供給する第２の出力部と、前記第１の出力部を、実
動作時および待機時で異なった電圧が要求される第１の
負荷へ接続する手段と、前記第２の出力部を、実動作時
および待機時にかかわらず一定電圧が要求される第２の
負荷へ接続する手段と、実動作時および待機時に応じた
信号を、外部信号として前記切り換え手段に供給する手
段とを具備した点に特徴がある。

【００１３】

【作用】上記した構成(1) によれば、起動時におけるス
イッチング素子のオン／オフ制御が、振動回路で発生し
たパルス信号により行われるので、駆動パルス発生手段
を付勢する必要がない。したがって、従来行われてい
た、抵抗を介しての駆動パルス発生手段への直接的な給
電が不要となり、当該抵抗によるエネルギ損失を無くす
ることができる。また、定常時には帰還巻線に誘起され
た電圧が平均値に整流平滑化されて供給されるので、従
来から行われていたピーク値整流にくらべて、入力電圧
変動に依存したエネルギ損失を小さくすることができ
る。

【００１４】上記した構成(2) によれば、同一の出力端
子から異なった電圧を出力させることができるので、待
機時には実動作時ほど高い電圧が要求されない負荷を当
該出力端子に接続し、待機時には必要最低限の電圧のみ
供給するようにすれば、機器休止時からの起動性能を実
質的に低下させることなく、待機時の消費電力を大幅に
低減することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１実施例であるスイッチング電
源装置の回路図であり、前記と同一の符号は同一または
同等部分を表している。

【００１６】入力側では、高周波出力トランス５０の入
力巻線５１がトランジスタ４０と直列に接続されてい
る。トランジスタ４０のベース電極は、高抵抗２５０を
介して１次側ライン２１に接続されると共に、キャパシ
タ４１および抵抗４２から構成されたＣＲ（微分）回路
を介して帰還巻線５３の一端と接続され、またダイオー
ド４３を介して帰還巻線５３の他端と接続されている。
さらに、トランジスタ４０のベース電極は、帰還巻線５
３から電力を供給されて駆動パルスを出力する駆動パル
ス発生部３００の出力部３８と接続されている。帰還巻
線５３の極性は、トランジスタ４０に対して正帰還電圧
となるように、入力巻線５１と同極性になっている。

【００１７】駆動パルス発生部３００は、抵抗３２およ
びキャパシタ３３により設定される周期の駆動パルス信
号を発生する駆動用パルス発生回路（ＩＣ）３１と、帰
還巻線５３に発生したパルス電圧のデューティ比に比例
した平均値電圧をＩＣ３１へ給電するための、ダイオー
ド３５，３６、平滑チョーク３７、および平滑キャパシ
タ３９等から成る平均値整流平滑回路とにより構成され
ている。

【００１８】このような構成において、スイッチング電
源装置の出力容量を数Ｗないしは１０Ｗ程度とすると、
起動用の高抵抗２５０の抵抗値は、例えば１ＭΩ程度に
設定する。この抵抗値とＣＲ回路のキャパシタ４１との
積は、後に図２(c) に関して説明する自励振動のオフ周
期Ｔ_off に比例する。同様に、キャパシタ４１と抵抗４
２との積は自励振動のオン期間Ｔ_onに比例する。自励振
動周期は、駆動用パルス発生回路３１の発振周期よりも
長く、またオンのデューティ比はＩＣ３１の実用デュー
ティ比の最小に近い値に選ぶことが望ましい。

【００１９】図２は、図１の主要部の動作タイミングを
示した動作チャートであり、同図(a) はライン２１、２
２間に発生する１００Ｖ〜２４０Ｖの中低高電源電圧Ｖ
_INを示し、同図(b) は入力スイッチ１１の動作状態を示
し、同図(c) はトランジスタ４０のコレクタ電圧Ｖc を
示し、同図(d) はＩＣ３１から出力される駆動パルスＰ
ａの出力波形を示し、同図(e) はＩＣ３１に供給される
電源電圧Ｖ_DDを示している。また、同図(b) に示した符
号Ｆは自励振動（起動）期間、符号Ｇ１〜Ｇ３は、それ
ぞれ入力電圧Ｖ_INの中、低、高期間を示している。

【００２０】図１において、電圧入力部１０の入力スイ
ッチ１１を閉じると、電源１３の電圧は、整流回路２０
および平滑キャパシタ２３により直流の高電圧に変換さ
れて端子２１，２２間に印加される。このとき、トラン
ジスタ４０のベースには、高抵抗２５０を介して電流Ｉ
_B が流れるのでトランジスタ４０はオン状態となる。し
たがって、高周波出力トランス５０の入力巻線５１には
直流電圧が印加され、同時に帰還巻線５３にも同極性の
電圧が誘起される。

【００２１】帰還巻線５３に発生した電圧は、キャパシ
タ４１、抵抗４２の微分回路を介してトランジスタ４０
のベースに正帰還的に印加されるため、トランジスタ４
０は急速かつ深く、予定の時定数の期間だけオン状態と
なる。この時定数の期間を過ぎると、トランジスタ４０
の順ベースバイアスは浅くなってコレクタ電流は減少す
る。この結果、トランス５０の磁束も減少して帰還巻線
５３には負極性の電圧が発生する。この電圧は前記微分
回路を介してトランジスタ４０のベースに加えられるの
で、ベースが逆バイアスされてトランジスタ４０は急速
にオフ状態となる。

【００２２】このオフ期間は、高抵抗２５０を介して流
れる電流Ｉ_B によってキャパシタ４１が順バイアスに充
電されるまで続き、以後、再びオン／オフを繰り返して
自励振動する。以上の自励振動期間の各動作は図２の自
励振動期間Ｆに相当する。

【００２３】自励振動期間Ｆでは、帰還巻線５３の一端
に発生するパルス出力のデューティ比が小さいために、
ＩＣ３１へ供給される電源電圧Ｖ_DDも低くなる。ＩＣ３
１では、一般的に誤動作防止の観点から、電源電圧Ｖ_DD
が低い間は各機能がロックされた状態に保たれるため消
費電力は小さい。したがって、図２(e) に示したよう
に、ＩＣ３１の端子電圧Ｖ_DDはごく緩やかではあるが確
実に上昇する。

【００２４】次いで、この電源電圧Ｖ_DDがＩＣ３１の活
性しきい値電圧Ｖt に達すると、図２(d) に示したよう
に、ＩＣ３１は出力端子３８に幅広の出力パルスＰａを
発生してトランジスタ４０を駆動する。従って、帰還巻
線５３の一端に発生する出力パルス幅も増大してＩＣ３
１の電源電圧Ｖ_DDも増加し、正帰還作用で急速に立ち上
る。次いで、電源電圧Ｖ_DDは出力電圧Ｖ_OUT の負帰還パ
ルス幅制御動作により一定値に達し、維持される。この
期間は図２の期間Ｇで示される。

【００２５】本実施例によれば、起動時におけるトラン
ジスタ４０のオン／オフ制御が、帰還巻線５３および微
分回路（４１、４２）を含む振動回路で発生したパルス
信号により行われるので、起動時には駆動用パルス発生
回路３１を付勢する必要がない。したがって、従来は必
要であった、抵抗（図５の符号２５）を介した駆動用パ
ルス発生回路３１への電力供給が不要となるので、当該
抵抗でのエネルギ損失を無くすることが可能になる。

【００２６】また、定常時に駆動用パルス発生回路３１
へ供給する電源電圧Ｖ_DDは、帰還巻線５３に発生したパ
ルス電圧を整流・平滑化し、平均化された直流として与
えているため、入力電源電圧Ｖ_INが期間Ｇ１〜Ｇ３で示
した如く大幅に変化しても、出力電圧Ｖ_out と同様にデ
ューティ比に応じた一定値に制御される。したがって、
電源電圧Ｖ_DDの負荷変動の影響分を無視すればほぼ一定
値に保たれ、入力電圧変動による損失が防止される。

【００２７】図３は、本発明の第２実施例であるスイッ
チング電源装置の回路構成を示した図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。

【００２８】本実施例では、高周波出力トランス５０の
帰還巻線５３を、起動時の自励発振のための正帰用帰還
巻線５３ａと、駆動用パルス発生回路３１への電圧供給
用帰還巻線５３ｂとに２分割した点に特徴がある。起動
時および低電圧制御時の基本動作は前記第１実施例とほ
ぼ同様なので、その動作説明は省略するが、本実施例で
は、帰還巻線５３ｂが出力巻線５２と同様のフライバッ
ク出力極性となっているため、以下のような効果、
が得られる。 出力電圧の制御精度が改善される。 駆動回路の平滑リアクトル（図１の３７）が省略し得
る。

【００２９】ところで、上記した本発明のスイッチング
電源装置のごとく、広い入力電圧範囲で低損失な小容量
出力電源は、電子装置の不使用時の省エネルギ化を図る
ための補助電源装置としての応用に有効であり、その一
つにワークステーション用ＣＲＴモニタ装置がある。

【００３０】ワークステーション等では、一日の通電時
間中における実動作時間の比率が低いことを鑑み、実動
作時以外の期間を待期時とし、待期時の動作電力を低減
する要求がある。待期時でも補助電源を用いて給電すべ
き対象は、メモリやインタフェースを含むマイクロコン
ピュータ、およびＣＲＴブラウン管のヒータ等である。
このうちマイクロコンピュータ等の半導体装置には、実
動作時あるいは待期時にかかわらず一定の電圧（例え
ば、５Ｖ）を供給しておく必要があるが、ブラウン管の
ヒータに関しては、待期時には実動作時（例えば、６．
３Ｖ）よりも低い電圧（例えば、５Ｖ）を供給すれば十
分である。

【００３１】そこで、以下に説明する本発明の第３実施
例では、補助電源として供給する電圧を、実動作時ある
いは待期時に応じて切り換えられる出力端子を別途に設
けるようにしている。

【００３２】図４は、本発明の第３実施例であるスイッ
チング電源装置の回路構成を示した図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例
では、トランス５０の入力側の構成は前記第１実施例と
同じであり、出力側の出力回路部の構成が前記実施例と
は異なっている。

【００３３】本実施例では、スイッチング制御される電
圧出力部７０の、前記と同様の第１の出力端子９２の他
に、当該電圧出力部７０の出力を更に定電圧制御する直
列制御低電圧回路８０、およびその出力である第２の出
力端子９３を備えている。そして、第１の出力端子９２
はＣＲＴのヒータ部へ６．３Ｖを供給し、第２の出力端
子９３はマイクロコンピュータへ５Ｖを供給する。通常
必要な電力は前者が３Ｗ余、後者は１Ｗないしそれ以下
である。

【００３４】また、本実施例では電圧出力部７０の端子
電圧検出用抵抗７５，７６，７７が直列回路を構成し、
抵抗７７は全体の約１６％の比率になっている。抵抗７
７にはスイッチング用トランジスタ７８が並列接続さ
れ、マイクロコンピュータ等（図示せず）からの制御信
号が入力される制御端子９４が“Ｈ”レベルになると、
トランジスタ７８が導通して抵抗７７が短絡状態とな
る。したがって、第１の出力端子９２の出力電圧は、制
御端子９４が“Ｈ”であれば６．３Ｖ、“Ｌ”であれば
５．３Ｖの定電圧となる。

【００３５】直列制御定電圧回路８０のトランジスタ８
１はＰＮＰ構造を有し、通常のエミッタホロワ形定電圧
制御トランジスタと異なり、エミッタ入力、コレクタ出
力となるように接続されている。さらに、そのベースは
抵抗８４を介して定電圧制御ＩＣ８３に接続されてい
る。制御ＩＣ８３の動作点は、分圧抵抗８５，８６によ
り５Ｖに設定されている。

【００３６】このような構成において、出力電圧確立後
の定常動作時（実動作時）では、制御端子９４にはマイ
クロコンピュータからの状態判別信号として“Ｈ”の信
号が入っており、出力端子９２からヒータへ供給される
電圧は６．３Ｖである。また、出力端子９３からマイク
ロコンピュータへ供給される電圧は５Ｖである。

【００３７】次に、ワークステーション等（以下、電子
機器と表現する）が予定時間以上アクセスされないと、
マイクロコンピュータによって待機状態と判断され、端
子９４へは“Ｌ”レベルの制御信号が供給される。この
結果、出力回路７０における抵抗７５，７６間の分圧電
圧が下がり、出力端子９２の電圧は５．３Ｖに低下す
る。この時、直列制御定圧回路８０の入力側も５．３Ｖ
に低下するが、直列トランジスタ８１はほぼ飽和状態ま
で制御されるため、出力端子９３の出力電圧は５Ｖに維
持される。

【００３８】次に再び機器がアクセスされると、同様に
してその状態が検知され、端子９４へは“Ｈ”レベルの
制御信号が供給される。この結果、出力端子９２の電圧
は６．３Ｖに上昇するが、出力端子９３の電圧は５Ｖで
変らない。

【００３９】以上のように、ヒータへの供給電圧をダイ
ナミックに変化させることにより、機器待機時における
ヒータ電力の消費量を３０％弱低減することができる。
この場合、ヒータの電圧回復時のヒータ温度の整定時間
は数秒以内で、かつ変化も小さいため、マン−マシン間
では実質的に起動時間として検知されない。同様に、ス
イッチング電源出力電圧のステップ状変更に伴なう若干
のオーバーシュート、アンダーシュートも、ヒータの熱
時定数により平滑化されるので影響がない。

【００４０】また、図４のエミッタ入力形の直列制御定
電圧回路８０は、僅かの入出力電圧差で動作でき、制御
速度も速いので、ヒータ電圧変更時にも全く影響されず
に定電圧を保ちうる。

【００４１】本実施例によれば、待機時には実動作時ほ
ど高い電圧が要求されない負荷へは、待機時に必要な、
比較的低い電圧を供給することができるので、その入力
側の高効率な回路と相俟って、機器休止時からの起動性
能を実質的に低下させることなく、消費電力を大幅に低
減することができる。また、各出力が同一の出力巻線を
兼用することができるので経済的である。

【００４２】以上、各実施例に基づいて本発明の構成、
動作を説明したが、本発明は実施例のみに限定されるも
のではなく、必要に応じて変形ができる。

【００４３】例えば、主スイッチング素子としてパイポ
ーラトランジスタ４０以外にＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を用い
ることができる。また、出力形式をフライバックからフ
ォワード形に変更することもできる。さらに、ＩＣ３１
に誤動作防止のしきい値Ｖｔが無くて起動時の動作電流
が大きい場合には、起動を確実にするために起動時の低
い電圧状態を検出して帰還巻線出力をピーク整流するス
イッチを併用すること等も可能である。

【００４４】さらに、図４の出力回路の電力低減に関し
て、待機時のヒータ電圧をより大幅に低減するためには
ヒータ用出力の巻線を別に設けることが有用であり、必
要に応じた変形が可能である。さらに、対象となる負荷
はＣＲＴのヒータに限定されるものではなく、例えば、
液晶表示装置などのバックライト用に用いられる熱陰極
型蛍光灯のヒータにも適用することができる。また、ヒ
ータを有しない冷陰極型蛍光灯であっても、印加電圧を
低下させて減光することにより消費量の低減が可能にな
る。なお、バックライト用蛍光灯に適用するのであれ
ば、その出力電圧をバックライトに適合する電圧とする
ことはもちろんである。

【００４５】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、以下
のような効果が達成される。 (1) 起動時におけるスイッチング素子のオン／オフ制御
が、帰還巻線および微分回路を含む振動回路で発生した
パルス信号により行われるので、起動時に駆動パルス発
生回路を付勢する必要がない。したがって、従来行われ
ていた、抵抗を介しての駆動パルス発生手段への直接的
な給電が不要となり、当該抵抗によるエネルギ損失を無
くすることができる。

【００４６】また、定常時には帰還巻線に誘起されたパ
ルス電圧が平均値整流により平滑化されて供給されるの
で、従来から行われていたピーク値整流にくらべて、入
力電圧変動に依存したエネルギ損失を小さくすることが
できる。 (2) 待機時には実動作時ほど高い電圧が要求されない負
荷へは、待機時に必要な、比較的低い電圧のみを供給で
きるので、機器休止時からの起動性能を実質的に低下さ
せることなく、消費電力を大幅に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例であるスイッチング電源
の回路図である。

【図２】 図１の主要部の動作・信号波形を示した図で
ある。

【図３】 本発明の第２実施例であるスイッチング電源
の回路図である。

【図４】 本発明の第３実施例であるスイッチング電源
の回路図である。

【図５】 従来のスイッチング電源の回路図である。

【符号の説明】

１０…電圧入力部、１３…交流電源、２０…全波整流回
路、２３…平滑キャパシタ、２５、２５０…起動用抵
抗、３０、３００…駆動パルス発生部、３１…駆動用パ
ルス発生回路、３７…平滑チョーク、３９…平滑キャパ
シタ、４０…トランジスタ、４５…フォトカプラ、５０
…高周波出力トランス、５１…入力巻線、５２…出力巻
線、５３…帰還巻線、７０…電圧出力部、１００…負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道券 知彦 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力巻線、出力巻線、および帰還巻線を
   有するトランスの前記入力巻線とスイッチング素子とを
   直流電源に直列接続し、前記スイッチング素子をオン／
   オフ制御して出力巻線より所望の出力を得るスイッチン
   グ電源装置において、 スイッチング素子の制御端子を直流電源に接続して順バ
   イアスする高抵抗手段と、 帰還巻線の出力を微分してスイッチング素子の制御端子
   に正帰還することにより、帰還巻線およびスイッチング
   素子と共に振動回路を構成する微分手段と、 出力巻線の出力を整流平滑化して負荷へ供給する整流平
   滑化手段と、 前記整流平滑化された出力を代表する出力代表信号を発
   生する手段と、 帰還巻線の出力を平均値に整流平滑化する平均値整流平
   滑化手段と、 前記平均値に整流平滑化された出力を供給されて駆動パ
   ルスを発生し、前記スイッチング素子をオン／オフさせ
   る駆動パルス発生手段とを具備し、 前記駆動パルス発生手段は、前記出力代表信号に基づい
   て駆動パルスのパルス幅を負帰還的に制御することを特
   徴とするスイッチング電源装置。
2. 【請求項２】 入力巻線、出力巻線、および帰還巻線を
   有するトランスの前記入力巻線とスイッチング素子とを
   直流電源に直列接続し、前記スイッチング素子のオン／
   オフを繰り返して出力巻線より所望の出力を得るスイッ
   チング電源装置において、 直流電源でスイッチング素子を順バイアスする高抵抗手
   段と、 ２分割された帰還巻線の一方の出力を微分してスイッチ
   ング素子の入力端子に正帰還し、一方の帰還巻線および
   スイッチング素子と共に振動回路を構成する微分手段
   と、 出力巻線の出力を整流平滑化して負荷へ供給する整流平
   滑化手段と、 前記整流平滑化された出力を代表する出力代表信号を発
   生する手段と、 ２分割された帰還巻線の他方の出力を、そのデューティ
   ー比に応じた平均値に整流平滑化する平均値整流平滑化
   手段と、 前記平均値に整流平滑化された出力を供給されて駆動パ
   ルスを発生し、前記スイッチング素子をオン／オフさせ
   る駆動パルス発生手段とを具備し、 前記駆動パルス発生手段は、前記出力代表信号に基づい
   て駆動パルスのパルス幅を負帰還的に制御することを特
   徴とするスイッチング電源装置。
3. 【請求項３】 前記整流平滑化された出力電圧を定電圧
   制御する手段と、 前記出力代表信号を外部信号に応じて切り換える手段
   と、 前記整流平滑化された出力電圧を第１の負荷へ供給する
   第１の出力部と、 前記定電圧制御された出力電圧を第２の負荷へ供給する
   第２の出力部とを具備した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. 【請求項４】 入力巻線、出力巻線、および帰還巻線を
   有するトランスの前記入力巻線とスイッチング素子とを
   直流電源に直列接続し、前記スイッチング素子をオン／
   オフ制御して出力巻線より所望の出力を得るスイッチン
   グ電源装置において、 スイッチング素子の制御端子を順バイアスすることによ
   り帰還巻線に誘起された電圧をスイッチング素子の制御
   端子に正帰還し、帰還巻線およびスイッチング素子を含
   む回路をブロッキング発振させる手段と、 前記ブロッキング発振により生じたパルス電圧を平均値
   に整流平滑化する平均値整流平滑化手段と、 前記平均値に整流平滑化された出力を供給されて駆動パ
   ルスを発生する駆動パルス発生手段とを具備し、 前記駆動パルス発生後は、前記スイッチング素子のオン
   ／オフ制御を当該駆動パルスにより行うことを特徴とす
   るスイッチング電源装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチング素子は、バイポーラト
   ランジスタ、電界効果型トランジスタ、およびＩＧＢＴ
   のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載のスイッチング電源装置。
6. 【請求項６】 前記請求項３に記載したスイッチング電
   源装置を備えた電子機器において、 前記第１の出力部を、実動作時および待機時のそれぞれ
   で異なった電圧が要求される第１の負荷へ接続する手段
   と、 前記第２の出力部を、実動作時および待機時にかかわら
   ず一定電圧が要求される第２の負荷へ接続する手段と、 実動作時および待機時に応じた信号を、外部信号として
   前記切り換え手段に供給する手段とを具備したことを特
   徴とするスイッチング電源装置を備えた電子機器。
7. 【請求項７】 前記実動作時および待機時で異なった電
   圧が要求される負荷はＣＲＴ表示装置のヒータ部であ
   り、前記実動作時および待機時にかかわらず一定電圧が
   要求される負荷は半導体回路装置であることを特徴とす
   る請求項６に記載のスイッチング電源装置を備えた電子
   機器。