JPH08126313A - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

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JPH08126313A
JPH08126313A JP25515594A JP25515594A JPH08126313A JP H08126313 A JPH08126313 A JP H08126313A JP 25515594 A JP25515594 A JP 25515594A JP 25515594 A JP25515594 A JP 25515594A JP H08126313 A JPH08126313 A JP H08126313A
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JP
Japan
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output
rectifying
circuit
switching power
smoothing circuit
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Application number
JP25515594A
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English (en)
Inventor
Shiro Aihara
史郎 相原
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタンバイ時における消費電力を低減するこ
とができるスイッチング電源を提供する。 【構成】 スタンバイ時においてコントロール端子14
を“L”レベルとすることによりスイッチングトランジ
スタQ2をOFFし、整流平滑回路6から24V出力端
子8およびダミー抵抗R1への出力を遮断する。また、
フォトカプラPC2を動作させ、コンデンサC2をコン
デンサC1に並列接続することにより、コントロール回
路5の発振周波数を低下させる。また、24V・5.5
V検出回路7aを5.5V検出状態にするとともにスイ
ッチングトランジスタQ3をONにし、整流平滑回路6
の5.5Vを5V3端子レギュレータ12に印加する。
以上により、スタンバイ時におけるスイッチング電源の
効率をアップする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、OA機器やその周辺機
器などにおいてAC入力をDC出力に変換するために使
用されるスイッチング電源に係り、特には、スタンバイ
時の効率改善の技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のスイッチング電源の構成を
示す回路図である。図2において、1はAC入力端子、
2はノイズフィルタ、3は整流平滑回路、4はトラン
ス、5はコントロール回路、Q1はトランス4の1次側
の巻線4aに直列に接続されコントロール回路5の出力
により高周波でON/OFF制御されるスイッチング素
子、C1はコントロール回路5の発振周波数を決めるコ
ンデンサ、6はトランス4の2次側の巻線4bに接続さ
れた整流平滑回路、7は24V検出回路、PC1は24
Vの安定化のため24V検出回路7が動作したときにコ
ントロール回路5側へフィードバックするフォトカプ
ラ、8はメイン出力である24V出力端子、R1はダミ
ー抵抗、9は12V3端子レギュレータ、10は12V
出力端子、11はトランス4の2次側の巻線4cに接続
された整流平滑回路、12は5V3端子レギュレータ、
13は5V出力端子である。
【0003】100Vまたは200VのAC入力がAC
入力端子1を介してノイズフィルタ2に入力されてノイ
ズが除去され、整流平滑回路3で整流平滑化されて一旦
はDC電圧に変換される。スイッチング素子Q1はコン
トロール回路5からの高周波信号によりON/OFF制
御され、前記のDC電圧を高周波のAC電圧に変換し、
トランス4の1次側の巻線4aに印加する。ノイズフィ
ルタ2は、スイッチングノイズが電源部より外部に出な
いようにし、また、ノイズがACラインから電源部に入
ってこないようにするためのもので、通常はインダクタ
ンスとコンデンサで構成される。
【0004】トランス4の2次側の巻線4b,4cに誘
起された高周波AC電圧はそれぞれ整流平滑回路6,1
1によって24Vと5VのDC電圧に変換される。整流
平滑回路6からの24VのDC電圧は24V出力端子8
を介して機器本体の必要な部分に供給され、また、12
V3端子レギュレータ9によって12VのDC電圧に変
換されるとともに安定化され、12V出力端子10を介
して必要な部分に供給される。整流平滑回路11からの
5VのDC電圧は5V3端子レギュレータ12によって
安定化され、5V出力端子13を介して必要な部分に供
給される。
【0005】コントロール回路5に外付けのコンデンサ
C1は、その充放電によりPWM(パルス幅変調)によ
るコントロール回路5の発振周波数を決定するものであ
る。
【0006】24V検出回路7はメインの出力である2
4VのDC電圧の変動を検知し、フォトカプラPC1を
リニアに動作させ、コントロール回路5の出力パルス幅
のON期間を調整し、24VのDC電圧を安定化させ
る。
【0007】ダミー抵抗R1を設けてあるのは次の理由
による。24V出力端子8および12V出力端子10が
開放されているスタンバイ時(軽負荷時)においては、
2次側の巻線4b,4cを別巻線としていることから、
2次側の巻線4bの電流が0に近くなり、トランス4の
クロスレギュレーションにより他の2次側の巻線4cに
電圧が発生しなくなり、5VのDC電圧が出力されなく
なる。そこで、ダミー電流を流すためにダミー抵抗R1
を設けることによりクロスレギュレーションを解消して
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のスイッ
チング電源においては、定常動作時を意識してコントロ
ール回路5の発振周波数を規定するコンデンサC1の容
量をある固定値に決めていた。しかし、その結果とし
て、スタンバイ時(軽負荷時)においてパルス幅が狭く
なりすぎ、効率が悪いものとなっていた。なお、米国等
でスタンバイ時の入力電力が規制されるようになってき
ているが、この規制に合わないという問題もあった。
【0009】また、スタンバイ時のクロスレギュレーシ
ョンを解消するためにダミー抵抗R1を設けたが、この
ダミー抵抗R1による損失が大きな割合を占め、効率を
悪くする原因となっていた。
【0010】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、スタンバイ時における消費電力を低
減することができるスイッチング電源を提供することを
目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1の
スイッチング電源は、AC入力を整流平滑化し、そのD
C出力をコントロール回路で高周波スイッチングしてト
ランスの1次側巻線に与え、そのトランスの互いに別体
で出力電圧を異にする2次側巻線のそれぞれに整流平滑
回路を介して出力端子を接続したスイッチング電源であ
って、出力電圧が高い側の整流平滑回路と出力端子との
間にスタンバイ時にOFFとされるスイッチ素子を挿入
したことを特徴とするものである。
【0012】本発明に係る請求項2のスイッチング電源
は、AC入力を整流平滑化し、そのDC出力をコントロ
ール回路で高周波スイッチングしてトランスの1次側巻
線に与え、そのトランスの互いに別体で出力電圧を異に
する2次側巻線のそれぞれに整流平滑回路を介して出力
端子を接続したスイッチング電源であって、スタンバイ
時に前記コントロール回路による高周波スイッチングの
周波数を下げる回路を付加したことを特徴とするもので
ある。
【0013】本発明に係る請求項3のスイッチング電源
は、AC入力を整流平滑化し、そのDC出力をコントロ
ール回路で高周波スイッチングしてトランスの1次側巻
線に与え、そのトランスの互いに別体で出力電圧を異に
する2次側巻線のそれぞれに整流平滑回路を介して出力
端子を接続したスイッチング電源であって、スタンバイ
時に出力電圧の高い方の整流平滑回路の出力を出力電圧
の低い方の整流平滑回路の出力に近づくように低圧化
し、その低圧化された出力を後者の整流平滑回路の出力
に加算するように構成したことを特徴とするものであ
る。
【0014】
【作用】請求項1のスイッチング電源においては、スタ
ンバイ時に出力電圧の高い側の整流平滑回路から出力端
子への出力を遮断してしまうので、無駄な電力消費がな
くなり、効率をアップすることができる。
【0015】請求項2のスイッチング電源においては、
スタンバイ時にコントロール回路の発振周波数を低くす
るので、効率をアップすることができる。
【0016】請求項3のスイッチング電源においては、
スタンバイ時に出力電圧の高い方の整流平滑回路の出力
を低圧化し、その低圧化された出力を出力電圧の低い方
の整流平滑回路の出力に加算するので、損失を極限まで
抑えて効率をアップすることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係るスイッチング電源の一実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1は実施例のスイッチング電源の構成を
示す回路図である。AC入力端子1にノイズフィルタ2
が接続され、ノイズフィルタ2に整流平滑回路3の入力
側が接続されている。整流平滑回路3の出力側の両端間
にトランス4の1次側の巻線4aとスイッチング素子Q
1との直列回路が接続されている。スイッチング素子Q
1は、コントロール回路5から出力される高周波信号に
よってON/OFF制御されるようになっている。コン
トロール回路5には、フォトカプラPC1の受光素子と
コンデンサC1が従来例と同様に外付けされているとと
もに、コンデンサC2とフォトカプラPC2の受光素子
との直列回路がコンデンサC1に並列に接続されてい
る。コンデンサC1,C2はコントロール回路5の発振
周波数を決定するもので、フォトカプラPC2の受光素
子がOFFのときはコンデンサC1のみの容量で発振周
波数を決め、ONのときは両コンデンサC1,C2の合
成容量で発振周波数を決める。後者の場合は、発振周波
数は低くなる。フォトカプラPC1の受光素子はそれに
流れる電流値に応じてパルス幅のON期間を調整するも
のである。
【0019】トランス4の2次側の巻線4bに整流平滑
回路6が接続され、整流平滑回路6の出力側の両端にフ
ォトカプラPC1の発光素子と24V・5.5V検出回
路7aの直列回路が接続されている。24V・5.5V
検出回路7aは、その検出電圧を24Vと5.5Vとに
切り換えることができる。発光素子と24V・5.5V
検出回路7aの直列回路にダミー抵抗R1が並列に接続
されるのであるが、発光素子とダミー抵抗R1との間に
NPN型のスイッチングトランジスタQ2が挿入されて
いる。スイッチングトランジスタQ2とダミー抵抗R1
との接続点に24V出力端子8が接続されているととも
に、12V3端子レギュレータ9を介して12V出力端
子10が接続されている。
【0020】トランス4のもうひとつの2次側の巻線4
cに整流平滑回路11が接続され、整流平滑回路11の
出力側の端子が5V3端子レギュレータ12を介して5
V出力端子13に接続されている。
【0021】機器の内部に設けられたコントロール端子
14はスタンバイ時にのみ“L”レベルとなるものであ
るが、このコントロール端子14と整流平滑回路11の
グランドラインGNDとの間に抵抗R2とフォトカプラ
PC2の発光素子との直列回路が挿入されている。コン
トロール端子14はまた、スイッチングトランジスタQ
2のベースに接続されている。24Vの整流平滑回路6
のプラス側と5Vの整流平滑回路11のプラス側との間
にPNP型のスイッチングトランジスタQ3が挿入さ
れ、このスイッチングトランジスタQ3のベースがコン
トロール端子14に接続されている。24V・5.5V
検出回路7aの制御端子もコントロール端子14に接続
されている。
【0022】なお、破線で囲んだ部分を従来回路に対し
て追加したのが本実施例の回路となっている。
【0023】次に、上記のように構成されたスイッチン
グ電源の動作を説明する。
【0024】スタンバイ時(軽負荷時)において、コン
トロール端子14は“L”レベルとなる。すると、スイ
ッチングトランジスタQ2がOFFし、24V出力端子
8と12V出力端子10への出力が遮断されるととも
に、ダミー抵抗R1に対する出力も遮断される。5V出
力端子13に対する出力は行われるが、ダミー抵抗R1
に対する出力が遮断されるため、ダミー抵抗R1での無
駄な電力消費がなくなり、その分、スタンバイ時におけ
る効率をアップすることができる。
【0025】また、スタンバイ時にコントロール端子1
4が“L”レベルになると、フォトカプラPC2が動作
して、コンデンサC2がコンデンサC1に並列に接続さ
れるため、両コンデンサC1,C2の合成容量によりコ
ントロール回路5の発振周波数を低くし、コントロール
回路5からスイッチング素子Q1に出力されるパルス幅
を大きくし、スタンバイ時における効率をアップするこ
とができる。
【0026】さらに、スタンバイ時にコントロール端子
14を“L”レベルにすることにより、24V・5.5
V検出回路7aの検出電圧を、5V3端子レギュレータ
12の最小入出力電圧差の+0.5Vだけ増やした5.
5Vに変える。24V・5.5V検出回路7aは5.5
VのDC電圧の変動を検知し、フォトカプラPC1をリ
ニアに動作させ、コントロール回路5の出力パルス幅の
ON期間を調整し、5.5VのDC電圧を安定化させ
る。同時に、スイッチングトランジスタQ3をONにす
ることにより、不要となった整流平滑回路6の24Vか
ら変えられた5.5Vをこのスイッチングトランジスタ
Q3を介して5V3端子レギュレータ12に加え、損失
を極限まで抑えて効率をアップする。また、米国等で規
制されているスタンバイ時の電力規定を満たすことが容
易となる。
【0027】ここで実験データを示す。
【0028】コントロール端子14を“H”レベルにし
ている初期状態において、スタンバイ負荷を、〔24
V,0A〕,〔12V,0A〕,〔5V,0.5A〕と
し、入力電力を測定すると、11.0Wであった。
【0029】そして、スタンバイ時においてスイッチン
グトランジスタQ2をOFFにすることにより、4.2
W改善され、6.8Wとなった。また、フォトカプラP
C2を動作させることにより、1.2W改善され、9.
8Wとなった。また、スイッチングトランジスタQ3を
ONにすることにより、0.4W改善され、10.6W
となった。以上3つの改善を合わせると、5.8W改善
されたことになり、5.2Wとなった。
【0030】したがって、初期状態での効率が、2.5
W/11W≒23%であったところ、上記実施例によれ
ば、2.5W/5.2W≒48%となり、約25%も改
善された。
【0031】
【発明の効果】請求項1のスイッチング電源によれば、
スタンバイ時に出力電圧の高い方の整流平滑回路から出
力端子への出力を遮断してしまうので、無駄な電力消費
がなくなり、効率をアップすることができる。
【0032】請求項2のスイッチング電源によれば、ス
タンバイ時にコントロール回路の発振周波数を低くする
ので、効率をアップすることができる。
【0033】請求項3のスイッチング電源によれば、ス
タンバイ時に出力電圧の高い方の整流平滑回路の出力を
低圧化し、その低圧化された出力を出力電圧の低い方の
整流平滑回路の出力に加算するので、損失を極限まで抑
えて効率をアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るスイッチング電源の構
成を示す回路図である。
【図2】従来例のスイッチング電源の構成を示す回路図
である。
【符号の説明】
2……ノイズフィルタ 3……整流平滑回路 4……トランス 5……コントロール回路 6……整流平滑回路 7……24V・5.5V検出回路 8……24V出力端子 9……12V3端子レギュレータ 10……12V出力端子 11……整流平滑回路 12……5V3端子レギュレータ 13……5V出力端子 14……コントロール端子 Q1……スイッチング素子 Q2……スイッチングトランジスタ(スイッチ素子) Q3……スイッチングトランジスタ C1……コンデンサ C2……コンデンサ R1……ダミー抵抗 PC1……フォトカプラ PC2……フォトカプラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AC入力を整流平滑化し、そのDC出力
    をコントロール回路で高周波スイッチングしてトランス
    の1次側巻線に与え、そのトランスの互いに別体で出力
    電圧を異にする2次側巻線のそれぞれに整流平滑回路を
    介して出力端子を接続したスイッチング電源であって、
    出力電圧が高い側の整流平滑回路と出力端子との間にス
    タンバイ時にOFFとされるスイッチ素子を挿入したこ
    とを特徴とするスイッチング電源。
  2. 【請求項2】 AC入力を整流平滑化し、そのDC出力
    をコントロール回路で高周波スイッチングしてトランス
    の1次側巻線に与え、そのトランスの互いに別体で出力
    電圧を異にする2次側巻線のそれぞれに整流平滑回路を
    介して出力端子を接続したスイッチング電源であって、
    スタンバイ時に前記コントロール回路による高周波スイ
    ッチングの周波数を下げる回路を付加したことを特徴と
    するスイッチング電源。
  3. 【請求項3】 AC入力を整流平滑化し、そのDC出力
    をコントロール回路で高周波スイッチングしてトランス
    の1次側巻線に与え、そのトランスの互いに別体で出力
    電圧を異にする2次側巻線のそれぞれに整流平滑回路を
    介して出力端子を接続したスイッチング電源であって、
    スタンバイ時に出力電圧の高い方の整流平滑回路の出力
    を出力電圧の低い方の整流平滑回路の出力に近づくよう
    に低圧化し、その低圧化された出力を後者の整流平滑回
    路の出力に加算するように構成したことを特徴とするス
    イッチング電源。
JP25515594A 1994-10-20 1994-10-20 スイッチング電源 Pending JPH08126313A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433443B2 (en) 2000-01-11 2002-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Switching power supply having two or more DC outputs with switching circuit provided between the outputs
KR100380616B1 (ko) * 2000-12-29 2003-04-18 삼원전자공업(주) 스위칭 방식 전원공급장치
KR20030057830A (ko) * 2001-12-29 2003-07-07 주식회사 엘지이아이 대기전력 감소회로
KR20040008069A (ko) * 2002-07-15 2004-01-28 삼성전자주식회사 대기소비전력 저감용 전원공급장치
KR100476957B1 (ko) * 2002-07-23 2005-03-16 삼성전자주식회사 전자기기의 전원 제어장치
JPWO2019202714A1 (ja) * 2018-04-19 2020-12-03 三菱電機エンジニアリング株式会社 絶縁電源回路

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