JPH08294274A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常動作モードと省電力モードとを兼用して
用いることができ、また、通常動作モードと省電力モー
ドで共に有効に動作する過電圧保護回路を備えたスイッ
チング電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 １次側に設けられた、スイッチング回路２を
制御して２次側出力を安定させ、また発振を停止させる
制御部３３と、この制御部３３に接続され、スイッチン
グ回路２の発振停止信号を入力するスイッチ用トランジ
スタ３７と、２次側の直流出力回路の一つに設けられ
た、直流電圧の変動を検出するエラーアンプ３８と、エ
ラーアンプ３８からの検出信号をホトカプラ４２を介し
て制御部３３に入力する入力回路と、直流出力回路の各
々に設けられたツェナーダイオード２１〜２３と、ツェ
ナーダイオード２１〜２３からの検出信号をホトカプラ
３１等を介してトランジスタ３７に入力する入力回路と
を備えたものである。

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
に関し、特に通常動作モードと省電力モードの動作状態
を有し、ディスプレイモニター等に組み込んで使用する
のに適したスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスプレイモニター等に組み込
んで使用されていた電源装置は、通常動作モードと省電
力モードに対応したそれぞれのスイッチング電源装置を
備えるようにしていたため、電源装置の配置スペースが
大きくなりコストも高くなるといった問題点があり、ま
た、直流出力回路の電圧が上昇したときは過電圧によっ
て部品が破損する恐れがあるため過電圧保護装置を設け
る必要があるが、それぞれのスイッチング電源装置に備
えるようにしたのではコストが高くなるといった問題点
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、一つのスイ
ッチング電源装置を通常モードと省電力モードとで兼用
して使用できるようにし、さらに通常モードと省電力モ
ードで共に有効に動作する過電圧保護回路を備えさせる
ことにより、コストを低減させることが可能なスイッチ
ング電源装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、通常
モードと省電力モードの動作状態を有し、２次側に複数
の直流出力回路を有するスイッチング電源装置におい
て、１次側のスイッチング回路に設けられた、スイッチ
ング回路を制御して出力を安定させ、また発振を停止さ
せる制御部と、２次側の直流出力回路の一つに設けられ
た、直流電圧の変動を検出して検出信号を出力する電圧
検出部と、この電圧検出部の検出信号の出力回路に設け
られた動作モードの切換部と、前記電圧検出部及び前記
切換部からの信号を第１のホトカプラを介して前記制御
部に入力する第１の帰還回路と、前記直流出力回路のそ
れぞれに設けられた過電圧検出部と、これらの過電圧検
出部からの検出信号を第２のホトカプラを介して前記ス
イッチング回路の発振停止信号を前記制御部に入力する
第２の帰還回路とからなり、省電力モードの切換信号を
前記切換部に入力し、前記切換部から省電力モードの切
換信号を前記第１のホトカプラを介して前記制御部に入
力して、前記制御部でスイッチング回路の発振周波数を
制御して、２次側の出力を低電圧にして省電力モードに
切り換えることを特徴とする。

【０００５】本願第２の発明は、前記電圧検出部が２次
側の直流出力回路の一端に設けられたエラーアンプから
なり、前記エラーアンプの検出信号の出力回路を前記第
１のホトカプラの入力側に接続し、前記第１のホトカプ
ラの入力側の他端を電流制限用の抵抗器を介して２次側
の直流出力回路の他端に接続し、前記エラーアンプで電
圧変動を検出して前記第１のホトカプラを介して前記制
御部に入力して、前記制御部でスイッチング回路の発振
周波数を制御して２次側の出力を安定化させることを特
徴とする。

【０００６】本願第３の発明は、前記過電圧検出部の第
１が高電圧の直流出力回路に設けられた、直流出力電圧
を所定電圧に分割する分割回路と、この分割された電位
にカソードを接続した第１のツェナーダイオードとから
なり、第２が直流出力回路の一つに接続され、省電力モ
ードに切換えられたときに投入される第１のスイッチ回
路を介して省電力モード時の直流を出力する回路にカソ
ードを接続した第２のツェナーダイオードからなり、第
３が低圧の直流出力回路にカソードを接続した第３のツ
ェナーダイオードからなり、前記第１、第２及び第３ツ
ェナーダイオードの各アノード側を相互に接続し、この
接続部から第２のスイッチ回路を介して前記第２のホト
カプラに信号を入力することを特徴とする。

【０００７】本願第４の発明は、前記低圧の直流出力回
路より電圧の高い直流出力回路の一つに、省電力モード
に切換えられたときに投入される第３のスイッチ回路を
介して接続し、省電力モード時の低圧の直流出力回路の
電圧低下を補償することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本願第１及び第２の発明においては、２次側の
直流出力回路の一つに直流電圧の変動を検出する電圧検
出部、例えば エラーアンプを設け、エラーアンプの検
出信号の出力回路を第１のホトカプラの入力側に接続
し、第１のホトカプラの入力側の他端を電流制限用の抵
抗器を介して２次側の所定電位に接続し、エラーアンプ
で所定の範囲内の電圧変動を検出し、検出信号を第１の
ホトカプラを介してスイッチング回路を制御する制御部
に入力して、制御部でスイッチング回路の発振周波数を
制御して２次側の出力の変動を少なくして安定化させ
る。また、動作モードの切換部を電圧検出部の検出信号
の出力回路に設けており、切換部から省電力モードの切
換信号を前記第１のホトカプラを介して前記制御部に入
力して、制御部でスイッチング回路の発振周波数を制御
して、２次側の出力を低電圧にして省電力モードに切り
換える。

【０００９】さらに、直流出力回路のそれぞれに過電圧
検出部が設けられており、これらの過電圧検出部で過電
圧が検出されたときは検出信号を第２のホトカプラを用
いた第２の帰還回路で制御部に入力し、制御部でスイッ
チング回路の発振を停止させる。従って、エラーアンプ
で検出した信号に基づき、通常は２次側の電圧変動が少
なくなるように制御し、切換部に省電力モードの切換信
号が入力されたときは、制御部でスイッチング回路を制
御して２次側の出力を低電圧にして省電力モードにし、
また、過電圧検出部で過電圧が検出されたときは、制御
部でスイッチング回路の発振を停止させて２次側の電圧
発生を停止させるため、２次側の出力回路に接続されて
いる部品が過電圧によって破損するのを防止することが
できる。

【００１０】本願第３の発明においては、過電圧検出部
の第１を高電圧の出力回路用とし、直流出力電圧を所定
電圧に分割する分割回路と、この分割された電位にカソ
ードを接続した第１のツェナーダイオードとで構成し、
第２を省電力モード時の出力回路用とし、直流出力回路
の一つに接続された省電力モードに切換えられたときに
投入される第２のスイッチ回路を介して省電力モード時
の直流を出力する回路にカソードを接続した第２のツェ
ナーダイオードで構成し、第３を低圧の出力回路用と
し、マイコン等に電源を供給する低圧の直流出力回路に
カソードを接続した第３のツェナーダイオードで構成し
ている。第１、第２及び第３ツェナーダイオードの各ア
ノード側を相互に接続し、この接続部から第３のスイッ
チ回路を介して第２のホトカプラに信号を入力するよう
にしており、第２のホトカプラを介して信号を制御部に
入力し、制御部でスイッチング回路の発振を停止させ
る。

【００１１】本願第４の発明においては、低圧の直流出
力回路より電圧の高い直流出力回路の一つに、省電力モ
ードに切換えられたときに投入される第４のスイッチ回
路を介して接続し、省電力モード時の低圧の直流出力回
路の電圧低下を補償するようにしており、従って、省電
力モードに切り換えられたときでも低圧の直流出力回路
に接続されているマイコン等の制御回路を駆動状態に維
持することが可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明のスイッチング電源装置の一
実施例を示す要部回路図である。先ず、スイッチング電
源装置の構成について説明する。整流回路１では、商用
電源を整流及び平滑化して直流電圧に変換し、スイッチ
ング回路２に直流電圧を供給し、スイッチング回路２で
は高周波で発振させ、発振信号により出力トランジスタ
をスイッチング動作をさせ、スイッチングトランス３の
２次側より出力を取り出せるようにし、２次側ではダイ
オード５及びコンデンサ７からなる整流平滑回路で直流
電圧に変換し、例えば映像信号処理回路を動作させるた
めの約８０Ｖ程度の中間の電圧を出力端子９を介して出
力する。

【００１３】また、前記出力を昇圧させた電圧をダイオ
ード４及びコンデンサ６からなる整流平滑回路で直流電
圧に変換し、例えば偏向回路を動作させるための約１４
０Ｖ程度の最も高い電圧を出力端子８を介して出力す
る。さらに、スイッチングトランス３に設けられた３次
巻線よりの出力をダイオード１５及びコンデンサ１６か
らなる整流平滑回路で直流電圧に変換し、例えばマイコ
ンの動作用及びＣＲＴのヒータ点灯用の約７Ｖ程度の最
も低い電圧を出力端子１７を介して出力する。

【００１４】出力端子８の直流出力回路とアース間には
エラーアンプ３８が接続されており、エラーアンプ３８
の検出信号の出力回路をホトカプラ４２の入力側に接続
し、前ホトカプラ４２の入力側の他端を電流制限用の抵
抗器３９を介して出力端子９の直流出力回路と接続し、
エラーアンプ３８で所定の範囲内の電圧変動を検出し、
電圧変動に応じてホトカプラ４２の発光ダイオード４０
に電流を流し、ホトトランジスタ４１に流れる電流を制
御部３３で受けて、制御部３３でスイッチング回路２の
発振周波数を制御して２次側の出力の変動が小さくなる
ようにして安定化させる。

【００１５】通常モードと省電力モードの動作モードの
切換えを行う切換部２０を設けて、切換部２０をエラー
アンプ３８の出力回路に接続し、例えば、ディスプレイ
に画像表示が不要となったときは、マイコン等からの省
電力モードの切換信号を切換部２０に入力し、切換部２
０はエラーアンプ３８の出力回路をアースに接続して発
光ダイオード４０に流れる電流を増加させ、この電流変
化をホトトランジスタ４１を介して制御部３３に入力
し、制御部３３の制御によりスイッチング回路２の発振
周波数を低下させて２次側の出力を１／ｎにして省電力
モードに切り換える。

【００１６】次に、過電圧検出部の構成について説明す
る。高電圧の出力回路用としてはツェナーダイオード２
３を用い、出力端子８の直流出力回路とアース間を抵抗
器１９と抵抗器２５の直列回路で接続して、約１４０Ｖ
の電圧を分割し、この電圧の分割点にツェナーダイオー
ド２３のカソードを接続している。アース側に接続され
た抵抗器２５には並列にコンデンサ２４を接続し、ノイ
ズ成分による電流がツェナーダイオード２３に流れない
ように防止している。

【００１７】また、省電力モード時の出力回路用として
はツェナーダイオード２１を用い、出力端子８の直流出
力回路から電流制限用の抵抗器１０を介してスイッチ回
路１１に接続し、スイッチ回路１１は１／ｎの省電力モ
ードに切換えられたときに電圧の低下を検出してオンす
るようにしており、１／ｎの省電力モードに切換えられ
たときには出力端子８の直流出力回路から抵抗器１０及
びスイッチ回路１１を介して、省電力モードで信号処理
回路のみを動作させる約１２Ｖ程度の直流電圧を出力し
出力端子１２に供給できるようにしており、出力端子１
２の直流出力回路にツェナーダイオード２１のカソード
を接続する。

【００１８】低電圧の出力回路用としてはツェナーダイ
オード２２を用い、出力端子１７の直流出力回路にツェ
ナーダイオード２２のカソードを接続し、ツェナーダイ
オード２１、２２及び２３のアノードは相互に接続し、
抵抗器２６を介してアースに接続し、ツェナーダイオー
ド２１、２２及び２３の各ツェナー電圧は各々のカソー
ドが接続されている電圧より若干高いものを使用し、カ
ソードが接続されている電圧が過大に上昇したときには
当該部分に接続されているツェナーダイオードにツェナ
ー電流が流れるようにしている。ツェナー電流により抵
抗器２６に発生する電圧をスイッチ用トランジスタ２８
のベースに入力し、トランジスタ２８のエミッタはアー
スに接続し、コレクタはホトカプラ３１の入力側の一端
に接続し、ホトカプラ３１の入力側の他端は電流制限用
の抵抗器１８を介して２次側の直流出力回路の一つに接
続している。

【００１９】抵抗器２６と並列にコンデンサ２７を接続
し、ノイズ成分によりトランジスタ２８が作動状態にな
らないようにしている。出力端子１７に供給されている
電圧より高い、出力端子９の直流出力回路から電流制限
用の抵抗器１３を介してスイッチ回路１４に接続してお
り、スイッチ回路１４の制御端子には切換部２０からの
切換信号が入力されており、マイコン等からの省電力モ
ードの切換信号が切換部２０に入力されたときは、切換
部２０から出力される切換信号によりスイッチ回路１４
はオン状態となり、出力端子９の直流出力回路から抵抗
器１３及びスイッチ回路１４を介して直流電圧を出力端
子１７の直流出力回路に供給して、１／ｎの省電力モー
ドにおける出力端子１７の電圧低下を補償して、出力端
子１７に接続されている負荷側のマイコン等の制御回路
を動作状態に維持し、また、ＣＲＴのヒータ回路をプリ
ヒートできるようにしている。

【００２０】整流回路１からの直流電圧は起動用の抵抗
器３４を介して制御部３３に駆動用の直流電源を供給す
ると共に、スイッチ用トランジスタ３７のエミッタに接
続し、コレクタは制御部３３の一端に接続し、ベースは
バイアス用の抵抗器３５を介してエミッタに接続し、さ
らに、ベースとエミッタ間はノイズでトランジスタ３７
が動作状態にならないようにバイパス用のコンデンサ３
６で接続している。ホトカプラ３１の出力側の一端はア
ースに接続し、出力側の他端は電流制限用の抵抗器３２
を介してトランジスタ３７のベースに接続している。

【００２１】ツェナー電流により抵抗器２６に発生する
電圧をスイッチ用トランジスタ２８のベースに入力して
おり、同入力によりトランジスタ２８をオン状態にし、
ホトカプラ３１の発光ダイオード２９に電流を流し、整
流回路１、抵抗器３４、抵抗器３５及び抵抗器３２を通
してホトトランジスタ３０に電流を流し、抵抗器３５に
生ずる電圧によりトランジスタ３７をオン状態にし、ト
ランジスタ３７のコレクタから制御部３３に流れる電流
を制御部３３内の回路で受けて、制御部３３でスイッチ
ング回路２の発振を停止させ、２次側の電圧発生を停止
させて２次側の出力回路に接続されている部品が過電圧
によって破損するのを防止する。上述の実施例では、ト
ランジスタ２８のベースに３個のツェナーダイオードを
それぞれ接続して、３箇所の直流電圧を過電圧になって
いないか検出するようにしているが、ツェナーダイオー
ドの数をさらに増加させて他の直流電圧供給回路の過電
圧を検出できるようにしても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２次側の直流出力回路の一つに設けられたエラーアンプ
で所定の範囲内の直流出力回路の電圧変動を検出し、こ
の検出信号に基づき、スイッチング回路のパルス幅を制
御して２次側の出力の変動を少なくして安定化させ、通
常モードと省電力モードとで動作モードを切り換える切
換部を設けて、同切換部でエラーアンプの出力回路を制
御することにより、スイッチング回路の発振周波数を制
御して、２次側の出力を低電圧にして省電力モードに切
り換えるようにしており、従って、一つのスイッチング
電源装置を通常モードと省電力モードとを兼用して用い
ることができ、また、各直流電圧の出力回路に備えられ
たツェナーダイオードで出力回路の過電圧を検出するよ
うにしており、この検出信号に基づきスイッチング回路
の発振を停止させるようにしており、通常動作モードと
省電力モードとで過電圧保護回路を有効に動作させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチング電源装置の一実施例を示
す要部回路図である。

【符号の説明】

１ 整流回路 ２ スイッチング回路 ３ スイッチングトランス ４ ダイオード ５ ダイオード ６ コンデンサ ７ コンデンサ ８ 出力端子 ９ 出力端子 １０ 抵抗器 １１ スイッチ回路 １２ 出力端子 １３ 抵抗器 １４ スイッチ回路 １５ ダイオード １６ コンデンサ １７ 出力端子 １８ 抵抗器 １９ 抵抗器 ２０ 切換部 ２１ ツェナーダイオード ２２ ツェナーダイオード ２３ ツェナーダイオード ２４ コンデンサ ２５ 抵抗器 ２６ 抵抗器 ２７ コンデンサ ２８ トランジスタ ２９ 発光ダイオード ３０ ホトトランジスタ ３１ ホトカプラ ３２ 抵抗器 ３３ 制御部 ３４ 抵抗器 ３５ 抵抗器 ３６ コンデンサ ３７ トランジスタ ３８ エラーアンプ ３９ 抵抗器 ４０ 発光ダイオード ４１ ホトトランジスタ ４２ ホトカプラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通常モードと省電力モードの動作状態を
   有し、２次側に複数の直流出力回路を有するスイッチン
   グ電源装置において、１次側のスイッチング回路に設け
   られた、スイッチング回路を制御して出力を安定させ、
   また発振を停止させる制御部と、２次側の直流出力回路
   の一つに設けられた、直流電圧の変動を検出して検出信
   号を出力する電圧検出部と、この電圧検出部の検出信号
   の出力回路に設けられた動作モードの切換部と、前記電
   圧検出部及び前記切換部からの信号を第１のホトカプラ
   を介して前記制御部に入力する第１の帰還回路と、前記
   直流出力回路のそれぞれに設けられた過電圧検出部と、
   これらの過電圧検出部からの検出信号を第２のホトカプ
   ラを介して前記スイッチング回路の発振停止信号を前記
   制御部に入力する第２の帰還回路とからなり、省電力モ
   ードの切換信号を前記切換部に入力し、前記切換部から
   省電力モードの切換信号を前記第１のホトカプラを介し
   て前記制御部に入力して、前記制御部でスイッチング回
   路の発振周波数を制御して、２次側の出力を低電圧にし
   て省電力モードに切り換えることを特徴とするスイッチ
   ング電源装置。
2. 【請求項２】 前記電圧検出部が２次側の直流出力回路
   の一端に設けられたエラーアンプからなり、前記エラー
   アンプの検出信号の出力回路を前記第１のホトカプラの
   入力側に接続し、前記第１のホトカプラの入力側の他端
   を電流制限用の抵抗器を介して２次側の直流出力回路の
   他端に接続し、前記エラーアンプで電圧変動を検出して
   前記第１のホトカプラを介して前記制御部に入力して、
   前記制御部でスイッチング回路の発振周波数を制御して
   ２次側の出力を安定化させることを特徴とする請求項１
   記載のスイッチング電源装置。
3. 【請求項３】 前記過電圧検出部の第１が高電圧の直流
   出力回路に設けられた、直流出力電圧を所定電圧に分割
   する分割回路と、この分割された電位にカソードを接続
   した第１のツェナーダイオードとからなり、第２が直流
   出力回路の一つに接続され、省電力モードに切換えられ
   たときに投入される第１のスイッチ回路を介して省電力
   モード時の直流を出力する回路にカソードを接続した第
   ２のツェナーダイオードからなり、第３が低圧の直流出
   力回路にカソードを接続した第３のツェナーダイオード
   からなり、前記第１、第２及び第３ツェナーダイオード
   の各アノード側を相互に接続し、この接続部から第２の
   スイッチ回路を介して前記第２のホトカプラに信号を入
   力することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電
   源装置。
4. 【請求項４】 前記低圧の直流出力回路より電圧の高い
   直流出力回路の一つに、省電力モードに切換えられたと
   きに投入される第３のスイッチ回路を介して接続し、省
   電力モード時の低圧の直流出力回路の電圧低下を補償す
   ることを特徴とする請求項３記載のスイッチング電源装
   置。