JPH11220881A - 電気機器のスイッチモード電源 - Google Patents
電気機器のスイッチモード電源Info
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- JPH11220881A JPH11220881A JP10325518A JP32551898A JPH11220881A JP H11220881 A JPH11220881 A JP H11220881A JP 10325518 A JP10325518 A JP 10325518A JP 32551898 A JP32551898 A JP 32551898A JP H11220881 A JPH11220881 A JP H11220881A
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
- H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
-
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチモード電源において、スタンバイモ
ードにおける消費電力を低減する。 【解決手段】 スイッチングトランジスタ１４における
ゲート１６のバイアス手段２９，１７に導通時間短縮回
路３０が接続されている。この回路により、ノーマルモ
ード中の高い値からスタンバイモード中の低い値への出
力電圧のセットリングが行われる。つまり導通時間短縮
回路３０は、トランス２の２次側出力からスイッチング
トランジスタ１４のバイアス手段１７，１９へのフィー
ドバックループ１５中に設けられている。そしてこの導
通時間短縮回路３０によれば、スイッチングトランジス
タ１４の導通時間が低減され、その結果、トランス２の
２次側における出力エネルギーが低減される。
ードにおける消費電力を低減する。 【解決手段】 スイッチングトランジスタ１４における
ゲート１６のバイアス手段２９，１７に導通時間短縮回
路３０が接続されている。この回路により、ノーマルモ
ード中の高い値からスタンバイモード中の低い値への出
力電圧のセットリングが行われる。つまり導通時間短縮
回路３０は、トランス２の２次側出力からスイッチング
トランジスタ１４のバイアス手段１７，１９へのフィー
ドバックループ１５中に設けられている。そしてこの導
通時間短縮回路３０によれば、スイッチングトランジス
タ１４の導通時間が低減され、その結果、トランス２の
２次側における出力エネルギーが低減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器のスイッ
チモード電源に関する。
チモード電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば図１に示されているようなスイ
ッチモード電源においては、たとえば電界効果トランジ
スタ１４（ＦＥＴ）などのスイッチング手段の主経路に
対し、直流電流源１の電流が加えられる。スイッチング
ＭＯＳＦＥＴがオンの場合、電流は直流電流源１からフ
ライバックトランス２の１次巻線３を通りドレイン３７
を経て上述のトランジスタ１４のソース３８へ向かい、
さらに抵抗２８を介して１次側のアースへと流れる。周
知のように、結果として生じたフォワードまたはフライ
バックトランス２の１次巻線３に印加されるパルス電流
によって、トランス２の２次側４０にパルス電流が生成
されることになる。そして整流器４，５，６，７による
整流ならびに回路８のようなフィルタ回路による平滑化
の後、２次巻線９，１０，１１ならびにこれら２次巻線
のタップ１２，１３から生じる種々の値をもつ電圧が、
たとえばビデオテープレコーダ（ＶＣＲ）やテレビジョ
ン装置（ＴＶ）等の電子機器における負荷（図示せず）
へ供給される。
ッチモード電源においては、たとえば電界効果トランジ
スタ１４（ＦＥＴ）などのスイッチング手段の主経路に
対し、直流電流源１の電流が加えられる。スイッチング
ＭＯＳＦＥＴがオンの場合、電流は直流電流源１からフ
ライバックトランス２の１次巻線３を通りドレイン３７
を経て上述のトランジスタ１４のソース３８へ向かい、
さらに抵抗２８を介して１次側のアースへと流れる。周
知のように、結果として生じたフォワードまたはフライ
バックトランス２の１次巻線３に印加されるパルス電流
によって、トランス２の２次側４０にパルス電流が生成
されることになる。そして整流器４，５，６，７による
整流ならびに回路８のようなフィルタ回路による平滑化
の後、２次巻線９，１０，１１ならびにこれら２次巻線
のタップ１２，１３から生じる種々の値をもつ電圧が、
たとえばビデオテープレコーダ（ＶＣＲ）やテレビジョ
ン装置（ＴＶ）等の電子機器における負荷（図示せず）
へ供給される。
【０００３】ＦＥＴ１４の全スイッチング期間に対する
そのオン時間の比は、フィードバックループ１５によっ
てコントロールされる。このフィードバックループ１５
へは、整流され平滑化されたトランス２の２次側の出力
における種々の電圧のうちの１つまたはそれらの組み合
わせが与えられる。
そのオン時間の比は、フィードバックループ１５によっ
てコントロールされる。このフィードバックループ１５
へは、整流され平滑化されたトランス２の２次側の出力
における種々の電圧のうちの１つまたはそれらの組み合
わせが与えられる。
【０００４】この場合、電源は種々異なる動作モードを
有しており、たとえばノーマルモードやスタンバイモー
ドが挙げられる。ノーマルモードとは、機器がオンであ
りそれが適切に動作するのに必要な平均電力が電源から
供給されるモードのことである。また、スタンバイモー
ドとは、機器がオフであるがその一部分に対し電力が供
給され続けるモードのことである。テレビジョン装置や
ビデオテープレコーダのような電子機器の場合、それら
は機器のリモートコントローラの受信側である。このよ
うなリモートコントローラの受信側は、機器制御のため
まず第１にマイクロプロセッサをリセットすることがで
きなければならない。このマイクロプロセッサは、復帰
させられた機器の動作に十分な電力が供給されるポイン
トに至るまでリセット時に電源を順次蘇らせるソフトウ
ェアを有している。通常、このマイクロプロセッサに対
し、リセット可能な最小電圧である５Ｖを供給しなけれ
ばならない。しかも一般に、電源いわゆる５Ｖ電源の出
力側に供給される電圧は５Ｖよりも大きくたとえば５．
３Ｖであり、したがって銅線ならびにスイッチに沿って
電圧降下が生じても、最小５Ｖ電圧を必要とする回路入
力側における電圧は依然として５Ｖよりも大きいままで
ある。
有しており、たとえばノーマルモードやスタンバイモー
ドが挙げられる。ノーマルモードとは、機器がオンであ
りそれが適切に動作するのに必要な平均電力が電源から
供給されるモードのことである。また、スタンバイモー
ドとは、機器がオフであるがその一部分に対し電力が供
給され続けるモードのことである。テレビジョン装置や
ビデオテープレコーダのような電子機器の場合、それら
は機器のリモートコントローラの受信側である。このよ
うなリモートコントローラの受信側は、機器制御のため
まず第１にマイクロプロセッサをリセットすることがで
きなければならない。このマイクロプロセッサは、復帰
させられた機器の動作に十分な電力が供給されるポイン
トに至るまでリセット時に電源を順次蘇らせるソフトウ
ェアを有している。通常、このマイクロプロセッサに対
し、リセット可能な最小電圧である５Ｖを供給しなけれ
ばならない。しかも一般に、電源いわゆる５Ｖ電源の出
力側に供給される電圧は５Ｖよりも大きくたとえば５．
３Ｖであり、したがって銅線ならびにスイッチに沿って
電圧降下が生じても、最小５Ｖ電圧を必要とする回路入
力側における電圧は依然として５Ｖよりも大きいままで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スタ
ンバイモードにおける消費電力を低減することにある。
ンバイモードにおける消費電力を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、少なくとも２つの動作モードすなわちスタンバイモ
ードとノーマルモードで動作可能であり、１次巻線と２
次巻線を有するトランスが設けられており、該トランス
の１次巻線は直流電流源および能動的電子スイッチング
手段と接続されており、該スイッチング手段はバイアス
手段の設けられた駆動電極を有しており、前記スイッチ
ング手段はオン状態にスイッチングされたとき、トラン
スの１次巻線を介して電流を流し、前記トランスの２次
巻線は、整流および平滑化手段を有しており、該手段に
よって機器における種々の回路に必要とされる出力電圧
が供給され、前記スイッチング手段における駆動電極の
バイアス手段に導通時間短縮回路が接続されており、該
回路により、ノーマルモード中の高い値からスタンバイ
モード中の低い値への出力電圧のセットリングが行われ
ることにより解決される。
は、少なくとも２つの動作モードすなわちスタンバイモ
ードとノーマルモードで動作可能であり、１次巻線と２
次巻線を有するトランスが設けられており、該トランス
の１次巻線は直流電流源および能動的電子スイッチング
手段と接続されており、該スイッチング手段はバイアス
手段の設けられた駆動電極を有しており、前記スイッチ
ング手段はオン状態にスイッチングされたとき、トラン
スの１次巻線を介して電流を流し、前記トランスの２次
巻線は、整流および平滑化手段を有しており、該手段に
よって機器における種々の回路に必要とされる出力電圧
が供給され、前記スイッチング手段における駆動電極の
バイアス手段に導通時間短縮回路が接続されており、該
回路により、ノーマルモード中の高い値からスタンバイ
モード中の低い値への出力電圧のセットリングが行われ
ることにより解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】出力電力は出力電流と出力電圧の
積である。この場合、たとえば５Ｖ，１４Ｖ，３３Ｖ，
２７Ｖ．．．等所要電圧を供給する２次巻線出力ライン
上の電流あるいは電圧を低減することで、出力電力を低
下させることができるようになり、つまりは入力電力が
低減される。トランス２の２次巻線出力側で必要とされ
る電圧は、この電圧の供給される回路の入力側で必要と
される最小電圧と等しく、その電圧はこれら出力側と入
力側との間で生じる可能性のある最大電圧降下によって
増加する。トランスの同じ出力側から供給されるべき複
数の回路が存在する場合であると、出力側で設定すべき
最小電圧は各回路ごとに必要とされる種々の最小値より
も大きな値となる。ノーマルモードで供給する必要のあ
る回路をスタンバイモードでは供給する必要のない場合
があるし、そのような場合であることが多い。また、そ
のような場合に、スタンバイモードでは必要とされない
回路のために必要とされる最小出力電圧によって、スタ
ンバイモードで必要とされる回路すべてよりも高い電圧
が生じるならば、スタンバイモードではそのような電圧
を低減する余裕があり、したがってこのモードにおける
消費を抑える余裕がある。もちろんこのような場合、こ
の余裕を活用するため、電源に以下のような回路を設け
る必要がある。すなわちこの回路によって電源が、その
出力側の少なくとも１つにおいてスタンバイモード中は
ノーマルモードよりも低い電圧を供給できるようにする
のである。
積である。この場合、たとえば５Ｖ，１４Ｖ，３３Ｖ，
２７Ｖ．．．等所要電圧を供給する２次巻線出力ライン
上の電流あるいは電圧を低減することで、出力電力を低
下させることができるようになり、つまりは入力電力が
低減される。トランス２の２次巻線出力側で必要とされ
る電圧は、この電圧の供給される回路の入力側で必要と
される最小電圧と等しく、その電圧はこれら出力側と入
力側との間で生じる可能性のある最大電圧降下によって
増加する。トランスの同じ出力側から供給されるべき複
数の回路が存在する場合であると、出力側で設定すべき
最小電圧は各回路ごとに必要とされる種々の最小値より
も大きな値となる。ノーマルモードで供給する必要のあ
る回路をスタンバイモードでは供給する必要のない場合
があるし、そのような場合であることが多い。また、そ
のような場合に、スタンバイモードでは必要とされない
回路のために必要とされる最小出力電圧によって、スタ
ンバイモードで必要とされる回路すべてよりも高い電圧
が生じるならば、スタンバイモードではそのような電圧
を低減する余裕があり、したがってこのモードにおける
消費を抑える余裕がある。もちろんこのような場合、こ
の余裕を活用するため、電源に以下のような回路を設け
る必要がある。すなわちこの回路によって電源が、その
出力側の少なくとも１つにおいてスタンバイモード中は
ノーマルモードよりも低い電圧を供給できるようにする
のである。
【０００８】要するに、本発明は電子機器のスイッチモ
ード電源に関し、この場合、電子機器は機器のコントロ
ールのモードに応じて電力を供給してよかったりよくな
かったりする種々の回路を有している。電源は少なくと
も２つのモードすなわち第１のモードと第２のモードで
動作可能であり、ここで第１のモードは、回路のうちの
いくつかにだけ電力の供給されるスタンバイモードであ
り、第２のモードとは、機器の通常動作に従って機器の
各回路に給電の行われるノーマルモードである。この場
合、電源には、１次巻線と２次巻線を有するトランスが
設けられており、トランスの１次巻線は直流電流源およ
び能動的電子スイッチング手段と接続されており、この
スイッチング手段はバイアス手段を備えた駆動電極を有
している。そしてこのスイッチング手段は、オン状態に
スイッチングされたときにトランスの１次巻線を介して
電流を流す。トランスの２次巻線は整流および平滑化手
段と接続されており、この手段は機器の種々の回路に必
要とされる出力電圧を供給する。供給される電圧のうち
少なくとも１つは、少なくとも２つの異なる回路すなわ
ち第１の回路と第２の回路へ給電するためのものであっ
て、第１の回路はノーマルモード中は電力供給されスタ
ンバイモード中は電力供給されず、第１の回路は第２の
回路よりも高い電圧でセットリングされるべき出力電圧
を必要とし、第２の回路はノーマルモード中もスタンバ
イモード中も電力供給される。さらにこの場合、電源に
は導通時間短縮回路が設けられており、この回路はスイ
ッチング手段における駆動電極のバイアス手段と接続さ
れている。そしてこの導通時間短縮回路の機能とは、少
なくとも１つの出力電圧をノーマルモードにおける高い
値からスタンバイモードにおける低い値へと戻すことで
あり、この低い値とは、第２の回路の供給に必要とされ
るもののことである。
ード電源に関し、この場合、電子機器は機器のコントロ
ールのモードに応じて電力を供給してよかったりよくな
かったりする種々の回路を有している。電源は少なくと
も２つのモードすなわち第１のモードと第２のモードで
動作可能であり、ここで第１のモードは、回路のうちの
いくつかにだけ電力の供給されるスタンバイモードであ
り、第２のモードとは、機器の通常動作に従って機器の
各回路に給電の行われるノーマルモードである。この場
合、電源には、１次巻線と２次巻線を有するトランスが
設けられており、トランスの１次巻線は直流電流源およ
び能動的電子スイッチング手段と接続されており、この
スイッチング手段はバイアス手段を備えた駆動電極を有
している。そしてこのスイッチング手段は、オン状態に
スイッチングされたときにトランスの１次巻線を介して
電流を流す。トランスの２次巻線は整流および平滑化手
段と接続されており、この手段は機器の種々の回路に必
要とされる出力電圧を供給する。供給される電圧のうち
少なくとも１つは、少なくとも２つの異なる回路すなわ
ち第１の回路と第２の回路へ給電するためのものであっ
て、第１の回路はノーマルモード中は電力供給されスタ
ンバイモード中は電力供給されず、第１の回路は第２の
回路よりも高い電圧でセットリングされるべき出力電圧
を必要とし、第２の回路はノーマルモード中もスタンバ
イモード中も電力供給される。さらにこの場合、電源に
は導通時間短縮回路が設けられており、この回路はスイ
ッチング手段における駆動電極のバイアス手段と接続さ
れている。そしてこの導通時間短縮回路の機能とは、少
なくとも１つの出力電圧をノーマルモードにおける高い
値からスタンバイモードにおける低い値へと戻すことで
あり、この低い値とは、第２の回路の供給に必要とされ
るもののことである。
【０００９】この場合、導通時間短縮回路の動作とは、
スイッチングトランジスタの導通時間を短くすることで
ある。したがって、出力電圧の低減はたとえばマイクロ
プロセッサすなわち複数の回路のうちの１つにとって必
要とされる最小値にセットリングされるけれども、この
電圧の低減はスイッチング手段の導通時間を短縮するこ
とにより得られるということは、出力電圧すべてに対す
る低減作用を有することになるのである。そしてこのこ
とは、スタンバイモード中の電力消費の低減に寄与する
ことになる。
スイッチングトランジスタの導通時間を短くすることで
ある。したがって、出力電圧の低減はたとえばマイクロ
プロセッサすなわち複数の回路のうちの１つにとって必
要とされる最小値にセットリングされるけれども、この
電圧の低減はスイッチング手段の導通時間を短縮するこ
とにより得られるということは、出力電圧すべてに対す
る低減作用を有することになるのである。そしてこのこ
とは、スタンバイモード中の電力消費の低減に寄与する
ことになる。
【００１０】本発明の有利な実施形態の場合、導通時間
短縮回路は、出力電圧を供給する端子のうちの１つと結
合された入力と、駆動電極と結合された入力を有してい
る。つまり導通時間短縮回路は電源のフィードバックル
ープ中にある。
短縮回路は、出力電圧を供給する端子のうちの１つと結
合された入力と、駆動電極と結合された入力を有してい
る。つまり導通時間短縮回路は電源のフィードバックル
ープ中にある。
【００１１】
【実施例】図１を参照すると、すでに説明したようにト
ランス２の１次側からその２次側４０へ送られる電力
は、スイッチングトランジスタ１４の導通期間に依存す
る。導通期間の持続時間は、ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート
１６における電圧の値に依存し、この電圧はキャパシタ
２６の端部における電圧とじかに関係しており、このキ
ャパシタの充電回路はトランジスタ１７，１８によって
制御される。トランジスタ１８のベース１９はフォトカ
プラ２０によって制御され、このフォトカプラは電気的
な分離を行いながら２次側からフィードバック電流を戻
す。トランスの１次側および２次側は、しばしば電源の
ホット側およびコールド側と呼ばれる。コールド側で
は、フォトカプラ２０に対しトランジスタ２１を介して
供給が行われる。キャパシタ２６、トランジスタ１７，
１８、フォトカプラ２０ならびにトランジスタ２１は、
フィードバックループ１５の主要コンポーネントであ
る。
ランス２の１次側からその２次側４０へ送られる電力
は、スイッチングトランジスタ１４の導通期間に依存す
る。導通期間の持続時間は、ＭＯＳＦＥＴ１４のゲート
１６における電圧の値に依存し、この電圧はキャパシタ
２６の端部における電圧とじかに関係しており、このキ
ャパシタの充電回路はトランジスタ１７，１８によって
制御される。トランジスタ１８のベース１９はフォトカ
プラ２０によって制御され、このフォトカプラは電気的
な分離を行いながら２次側からフィードバック電流を戻
す。トランスの１次側および２次側は、しばしば電源の
ホット側およびコールド側と呼ばれる。コールド側で
は、フォトカプラ２０に対しトランジスタ２１を介して
供給が行われる。キャパシタ２６、トランジスタ１７，
１８、フォトカプラ２０ならびにトランジスタ２１は、
フィードバックループ１５の主要コンポーネントであ
る。
【００１２】次に、このフィードバックループの動作に
ついて説明する。トランジスタ２１のベース２２は、ツ
ェナダイオード２３によってバイアスされている。ベー
ス２２のバイアス電圧は、トランス２の２次巻線のタッ
プ２４から到来する電流の値に依存する。なんらかの理
由で、たとえばタップ２４からツェナダイオード２３を
介して低い電流が流れている場合、ツェナダイオード２
３における電圧降下は小さくなる（図２におけるツェナ
ダイオード２３の特性を参照）。つまりこのことは、ト
ランジスタ２１のベース２２におけるバイアス電圧が低
減することを意味する。図１に示されている事例の場
合、トランジスタ２１はＰＮＰ形の小さい単一トランジ
スタである。このトランジスタは小さいベース電圧によ
って長い期間にわたり導通状態にすることができ、この
ことによってトランジスタ２１を介していっそう多くの
コレクタ電流を流すことができるようになる。つまり、
いっそう多くの電流がフォトカプラ２０のコールド側に
向かうことを意味する。そしてフォトカプラ２０のコー
ルド側における電流がいっそう多くなるということは、
ホット側における電流も多くなることを意味する。そし
てこのホット側の電流は、トランジスタ１４のドレイン
３７からソース３８さらには抵抗３９へと流れる電流に
加えられ、これによってトランジスタ１８のベース１９
におけるレベルが高められる。その後、トランジスタ１
８のバイアスがいっそう高いレベルにセットリングされ
る。これにより、この事例ではＮＰＮトランジスタであ
るトランジスタ１８を長期間にわたり導通状態にするこ
とができるようになる。トランジスタ１８のコレクタ−
エミッタ路は、トランジスタ１７のベース２７と接続さ
れている。したがってトランジスタ１７の方は長期間、
導通状態になる。トランジスタ１７のコレクタ−エミッ
タ路は、スイッチングトランジスタ１４におけるゲート
１６のバイアス抵抗２９をバイパスしており、この場
合、ゲート１６を低レベルにしている。ゲート１６がい
っそう長く低レベルにされればされるほど、ＭＯＳＦＥ
Ｔの導通はいっそう短くなる。手短にいえば、まえもっ
て定められた値よりも高い電流が２次側の巻線における
タップ２４で検出されたならば、フィードバックループ
１５がアクティブになり、ＭＯＳＦＥＴ１４の導通時間
が短くなる。このフィードバックロープはバイアス手段
をコントロールしており、ここではＭＯＳＦＥＴ１４の
ゲート１６におけるバイアス抵抗をバイパスするトラン
ジスタ１７をコントロールしている。なお、厳密な意味
ではＭＯＳＦＥＴ１４のバイアス手段は抵抗２９であ
る。
ついて説明する。トランジスタ２１のベース２２は、ツ
ェナダイオード２３によってバイアスされている。ベー
ス２２のバイアス電圧は、トランス２の２次巻線のタッ
プ２４から到来する電流の値に依存する。なんらかの理
由で、たとえばタップ２４からツェナダイオード２３を
介して低い電流が流れている場合、ツェナダイオード２
３における電圧降下は小さくなる（図２におけるツェナ
ダイオード２３の特性を参照）。つまりこのことは、ト
ランジスタ２１のベース２２におけるバイアス電圧が低
減することを意味する。図１に示されている事例の場
合、トランジスタ２１はＰＮＰ形の小さい単一トランジ
スタである。このトランジスタは小さいベース電圧によ
って長い期間にわたり導通状態にすることができ、この
ことによってトランジスタ２１を介していっそう多くの
コレクタ電流を流すことができるようになる。つまり、
いっそう多くの電流がフォトカプラ２０のコールド側に
向かうことを意味する。そしてフォトカプラ２０のコー
ルド側における電流がいっそう多くなるということは、
ホット側における電流も多くなることを意味する。そし
てこのホット側の電流は、トランジスタ１４のドレイン
３７からソース３８さらには抵抗３９へと流れる電流に
加えられ、これによってトランジスタ１８のベース１９
におけるレベルが高められる。その後、トランジスタ１
８のバイアスがいっそう高いレベルにセットリングされ
る。これにより、この事例ではＮＰＮトランジスタであ
るトランジスタ１８を長期間にわたり導通状態にするこ
とができるようになる。トランジスタ１８のコレクタ−
エミッタ路は、トランジスタ１７のベース２７と接続さ
れている。したがってトランジスタ１７の方は長期間、
導通状態になる。トランジスタ１７のコレクタ−エミッ
タ路は、スイッチングトランジスタ１４におけるゲート
１６のバイアス抵抗２９をバイパスしており、この場
合、ゲート１６を低レベルにしている。ゲート１６がい
っそう長く低レベルにされればされるほど、ＭＯＳＦＥ
Ｔの導通はいっそう短くなる。手短にいえば、まえもっ
て定められた値よりも高い電流が２次側の巻線における
タップ２４で検出されたならば、フィードバックループ
１５がアクティブになり、ＭＯＳＦＥＴ１４の導通時間
が短くなる。このフィードバックロープはバイアス手段
をコントロールしており、ここではＭＯＳＦＥＴ１４の
ゲート１６におけるバイアス抵抗をバイパスするトラン
ジスタ１７をコントロールしている。なお、厳密な意味
ではＭＯＳＦＥＴ１４のバイアス手段は抵抗２９であ
る。
【００１３】通常は永続的に連続するオン／オフ状態を
伴って動作するトランジスタの場合に考慮することがで
きるのは、そのような適用事例では、トランジスタの導
通に必要とされる最小電圧以下にゲート１６における電
圧を低減する目的で抵抗２９をバイパスしているトラン
ジスタ１７もバイアス手段の一部を成す、ということで
ある。フィードバックループ１５ならびにこれまで説明
してきたその動作は、通常の周知のフィードバックルー
プである。次に、本発明に従って電源に用いるために付
加することのできる回路に実例について説明する。
伴って動作するトランジスタの場合に考慮することがで
きるのは、そのような適用事例では、トランジスタの導
通に必要とされる最小電圧以下にゲート１６における電
圧を低減する目的で抵抗２９をバイパスしているトラン
ジスタ１７もバイアス手段の一部を成す、ということで
ある。フィードバックループ１５ならびにこれまで説明
してきたその動作は、通常の周知のフィードバックルー
プである。次に、本発明に従って電源に用いるために付
加することのできる回路に実例について説明する。
【００１４】本発明に従って付加される回路には、図１
において参照符号３０が付されている。回路３０は、ト
ランス２の２次巻線のタップ３１における端子３５と、
ツェナダイオード２３のカソード３２との間に接続され
ている。回路３０は、直列接続されたダイオード３３と
抵抗３４とによって構成されている。この場合、回路３
０の入力端３５が接続されているタップ３１へはノーマ
ルモード中、フィードバックループ１５の始点であるタ
ップ２４における電圧よりも高い電圧が供給される。回
路３０の出力端３６はすでに述べてようにツェナダイオ
ード２３のカソード３２と接続されており、このカソー
ド３２は抵抗を介してトランス２のタップ２４とも接続
されている。タップ３１はノーマルモードではタップ２
４よりも高い電圧であることから、ノーマルモード中、
電流は回路３０のダイオード３３を介してツェナダイオ
ード２３へ向かうことになる。この電流はツェナダイオ
ード２３を介して流れ、したがって図２の特性に従いこ
の付加的な電流はツェナダイオードにおいて高い電圧降
下を生じさせる。これまで回路３０について説明してき
たことからわかるように、ノーマルモードではトランジ
スタ２１のベース２２における電圧降下は、上記のツェ
ナダイオードにおける２つの電流の付加に起因して生
じ、一方の電流はタップ２４から到来し、他方の電流は
タップ３１から到来する。すでに述べたように、スイッ
チングＭＯＳＦＥＴ１４のオン／オフ時間は、トランジ
スタ２１のバイアスによって決定される。ノーマルモー
ドに対するこのバイアスの調整にあたっては、回路３０
および付加電流の作用を考慮する必要がある。
において参照符号３０が付されている。回路３０は、ト
ランス２の２次巻線のタップ３１における端子３５と、
ツェナダイオード２３のカソード３２との間に接続され
ている。回路３０は、直列接続されたダイオード３３と
抵抗３４とによって構成されている。この場合、回路３
０の入力端３５が接続されているタップ３１へはノーマ
ルモード中、フィードバックループ１５の始点であるタ
ップ２４における電圧よりも高い電圧が供給される。回
路３０の出力端３６はすでに述べてようにツェナダイオ
ード２３のカソード３２と接続されており、このカソー
ド３２は抵抗を介してトランス２のタップ２４とも接続
されている。タップ３１はノーマルモードではタップ２
４よりも高い電圧であることから、ノーマルモード中、
電流は回路３０のダイオード３３を介してツェナダイオ
ード２３へ向かうことになる。この電流はツェナダイオ
ード２３を介して流れ、したがって図２の特性に従いこ
の付加的な電流はツェナダイオードにおいて高い電圧降
下を生じさせる。これまで回路３０について説明してき
たことからわかるように、ノーマルモードではトランジ
スタ２１のベース２２における電圧降下は、上記のツェ
ナダイオードにおける２つの電流の付加に起因して生
じ、一方の電流はタップ２４から到来し、他方の電流は
タップ３１から到来する。すでに述べたように、スイッ
チングＭＯＳＦＥＴ１４のオン／オフ時間は、トランジ
スタ２１のバイアスによって決定される。ノーマルモー
ドに対するこのバイアスの調整にあたっては、回路３０
および付加電流の作用を考慮する必要がある。
【００１５】タップ３１はスタンバイモード中、端子３
５がオフ状態となるよう選択される。この場合にはもは
や、回路３０のダイオード３３を介していかなる電流も
流れない。トランジスタ２１のベース２２における電圧
降下をセットリングするための２つの電流の一方がなく
なり、その際、従来技術によるループ１５の動作の記述
に関連して説明したように、ＭＯＳＦＥＴ１４のオン時
間が短くなり、このことでトランス２の２次巻線４０の
いかなるタップや端子においても出力電圧が低減される
ことになる。詳細には５Ｖだけしか発生しなくなり、こ
れはマイクロプロセッサの給電にちょうど間に合うもの
である。したがってトランスの２次側４０へは、僅かな
エネルギーしか伝達されなくなる。有利な実施例による
スイッチモード電源の実現形態によれば、以下の結果が
達成された。すなわちスタンバイモードでは２次側へ、
以下の電圧低減の結果として僅かなエネルギーしか伝達
されなかった： ５．３Ｖから５．１Ｖに低減された５．３ＶＥレベル １４．５Ｖから１２Ｖに低減された１４ＶＥレベル −２７Ｖから−２２．５Ｖに低減された−２７ＶＥレベ
ル ３３Ｖから２６Ｖに低減された３３ＶＥレベル ４．２Ｖから２．９Ｖに低減された４．２Ｖレベル 最終結果として、測定された入力電力はスタンバイモー
ド中、４．５Ｗから３．５Ｗに低減され約１Ｗあるいは
２２％低減された。このようなスタンバイモードをここ
ではエコロジカル・スタンバイモードと呼ぶことにす
る。
５がオフ状態となるよう選択される。この場合にはもは
や、回路３０のダイオード３３を介していかなる電流も
流れない。トランジスタ２１のベース２２における電圧
降下をセットリングするための２つの電流の一方がなく
なり、その際、従来技術によるループ１５の動作の記述
に関連して説明したように、ＭＯＳＦＥＴ１４のオン時
間が短くなり、このことでトランス２の２次巻線４０の
いかなるタップや端子においても出力電圧が低減される
ことになる。詳細には５Ｖだけしか発生しなくなり、こ
れはマイクロプロセッサの給電にちょうど間に合うもの
である。したがってトランスの２次側４０へは、僅かな
エネルギーしか伝達されなくなる。有利な実施例による
スイッチモード電源の実現形態によれば、以下の結果が
達成された。すなわちスタンバイモードでは２次側へ、
以下の電圧低減の結果として僅かなエネルギーしか伝達
されなかった： ５．３Ｖから５．１Ｖに低減された５．３ＶＥレベル １４．５Ｖから１２Ｖに低減された１４ＶＥレベル −２７Ｖから−２２．５Ｖに低減された−２７ＶＥレベ
ル ３３Ｖから２６Ｖに低減された３３ＶＥレベル ４．２Ｖから２．９Ｖに低減された４．２Ｖレベル 最終結果として、測定された入力電力はスタンバイモー
ド中、４．５Ｗから３．５Ｗに低減され約１Ｗあるいは
２２％低減された。このようなスタンバイモードをここ
ではエコロジカル・スタンバイモードと呼ぶことにす
る。
【００１６】これまで述べてきた本発明の実施形態は著
しく単純であり、しかもコスト的に効率的なものであ
る。これにより得られる利点は完全にオートマチックな
ことであり、さらにスタンバイモードが整定されるとた
だちに出力電圧の低減される新たな状態へフィードバッ
クループがセットリングされることである。しかし、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１４におけるゲート１６の制御回路１７と接
続され、２つの出力状態を有するいかなる回路であって
もよいのは自明である。この場合、第１の状態はノーマ
ルモードのための状態であり、第２の状態はスタンバイ
モードのための状態であって、この場合、回路３０の第
２の状態によって、駆動電極（ゲート）１６のバイアス
抵抗２９をバイパスするトランジスタ１７がトリガされ
て導通状態になる。もっと一般的にいえば、駆動電極の
バイアス手段と接続されたいかなる回路であってもよ
く、この回路はノーマルモードにおける第１の出力状態
とスタンバイモードにおける第２の出力状態とを有して
おり、トランジスタの導通時間を低減するこの第２の出
力状態は、上述の実施形態における回路３０のような導
通時間短縮回路によるものである。
しく単純であり、しかもコスト的に効率的なものであ
る。これにより得られる利点は完全にオートマチックな
ことであり、さらにスタンバイモードが整定されるとた
だちに出力電圧の低減される新たな状態へフィードバッ
クループがセットリングされることである。しかし、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１４におけるゲート１６の制御回路１７と接
続され、２つの出力状態を有するいかなる回路であって
もよいのは自明である。この場合、第１の状態はノーマ
ルモードのための状態であり、第２の状態はスタンバイ
モードのための状態であって、この場合、回路３０の第
２の状態によって、駆動電極（ゲート）１６のバイアス
抵抗２９をバイパスするトランジスタ１７がトリガされ
て導通状態になる。もっと一般的にいえば、駆動電極の
バイアス手段と接続されたいかなる回路であってもよ
く、この回路はノーマルモードにおける第１の出力状態
とスタンバイモードにおける第２の出力状態とを有して
おり、トランジスタの導通時間を低減するこの第２の出
力状態は、上述の実施形態における回路３０のような導
通時間短縮回路によるものである。
【図１】本発明による電源回路を示す図である。
【図２】本発明がどのように動作するのかを説明するた
めに用いたツェナダイオードの特性曲線図である。
めに用いたツェナダイオードの特性曲線図である。
１ 直流電流源 ２ トランス １５ フィードバックループ ２０ フォトカプラ ３０ 導通時間短縮回路 ３１ ２次巻線の第１のタップ ２４ ２次巻線の第２のタップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュー ミューイ リム シンガポール国 シンガポール ナンバー 09−341 ユィスーン ストリート 21 ビルク 217
Claims (6)
- 【請求項１】 電気機器のスイッチモード電源におい
て、 少なくとも２つの動作モードすなわちスタンバイモード
とノーマルモードで動作可能であり、 １次巻線と２次巻線を有するトランス（２）が設けられ
ており、該トランス（２）の１次巻線は直流電流源
（１）および能動的電子スイッチング手段（１４）と接
続されており、該スイッチング手段はバイアス手段（２
９，１７）の設けられた駆動電極（１６）を有してお
り、 前記スイッチング手段（１４）はオン状態にスイッチン
グされたとき、トランス（２）の１次巻線（３）を介し
て電流を流し、 前記トランス（２）の２次巻線は、整流および平滑化手
段（４，５，６）を有しており、該手段によって機器に
おける種々の回路に必要とされる出力電圧が供給され、 前記スイッチング手段（１４）における駆動電極（１
６）のバイアス手段（２９，１７）に導通時間短縮回路
（３０）が接続されており、該回路により、ノーマルモ
ード中の高い値からスタンバイモード中の低い値への出
力電圧のセットリングが行われることを特徴とする、 電気機器のスイッチモード電源。 - 【請求項２】 前記導通時間短縮回路（３０）は入力端
（３５）と出力端（３６）を有しており、該出力端（３
６）は２つの状態をとり、電源がノーマルモードのとき
には第１の状態をとり、電源がスタンバイモードのとき
には第２の状態をとり、該第２の状態はスイッチングト
ランジスタの導通時間を短縮する作用を有する、請求項
１記載の電源。 - 【請求項３】 前記導通時間短縮回路（３０）の入力端
（３５）は、トランス（２）の２次側（４０）における
第１のタップ（３１）と接続されている、請求項２記載
の電源。 - 【請求項４】 前記導通時間短縮回路（３０）の出力端
（３６）は、トランス（２）の２次側（４０）における
第２のタップ（２４）と接続されている、請求項３記載
の電源。 - 【請求項５】 前記導通時間短縮回路（３０）の入力端
（３５）が接続されているトランス（２）の２次側（４
０）における第１のタップ（３１）はノーマルモード
中、前記導通時間短縮回路（３０）の出力端（３６）が
接続されているトランス（２）の２次側（４０）におけ
る第２のタップ（２４）の電圧出力よりも高い電圧出力
を有する、請求項４記載の電源。 - 【請求項６】 前記導通時間短縮回路（３０）は、整流
手段（３３）および該整流手段に直列接続された抵抗
（３４）から成る、請求項５記載の電源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97203583A EP0917280A1 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Power supply with ecological stand by mode |
| FR97203583.6 | 1997-11-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220881A true JPH11220881A (ja) | 1999-08-10 |
| JP4278208B2 JP4278208B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=8228932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32551898A Expired - Lifetime JP4278208B2 (ja) | 1997-11-17 | 1998-11-16 | 電気機器のスイッチモード電源 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6151224A (ja) |
| EP (1) | EP0917280A1 (ja) |
| JP (1) | JP4278208B2 (ja) |
| CN (1) | CN1178369C (ja) |
| DE (1) | DE69841197D1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4332935B2 (ja) * | 1999-07-02 | 2009-09-16 | パナソニック株式会社 | テレビジョン受信機 |
| KR100376131B1 (ko) | 2000-09-22 | 2003-03-15 | 삼성전자주식회사 | 대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법 |
| DE10218456A1 (de) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Abb Patent Gmbh | Schaltnetzteilanordnung |
| US7019995B2 (en) * | 2003-11-15 | 2006-03-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Power supply having reduced-power mode |
| US8471405B2 (en) | 2010-06-04 | 2013-06-25 | International Business Machines Corporation | High efficiency standby power generation |
| FR2983654B1 (fr) * | 2011-12-05 | 2014-01-10 | Airbus Operations Sas | Dispositif interface entre un reseau electrique et des systemes consommateurs |
| JP6430896B2 (ja) * | 2015-06-05 | 2018-11-28 | アルパイン株式会社 | 電子機器のスタンバイ処理制御装置およびスタンバイ処理制御方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4672516A (en) * | 1985-02-25 | 1987-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Primary side clock single-ended forward converter with connectible secondary circuits and having switchable actual value feed for the output voltage control |
| DE3518676A1 (de) * | 1985-05-24 | 1986-11-27 | Newek Neue Elektronik Werke GmbH, 3000 Hannover | Schaltnetzteil fuer ein geraet mit bereitschaftsbetrieb, insbesondere einen fernsehempfaenger |
| KR920000347Y1 (ko) * | 1989-12-29 | 1992-01-15 | 삼성전자 주식회사 | 두 출력의 smps 콘트롤 회로 |
| DE19545659A1 (de) * | 1995-12-07 | 1997-06-12 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltnetzteil für Normalbetrieb und Bereitschaftsbetrieb |
-
1997
- 1997-11-17 EP EP97203583A patent/EP0917280A1/en not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-11-13 US US09/191,656 patent/US6151224A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-13 DE DE69841197T patent/DE69841197D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-13 CN CNB981242308A patent/CN1178369C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-16 JP JP32551898A patent/JP4278208B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1217603A (zh) | 1999-05-26 |
| US6151224A (en) | 2000-11-21 |
| CN1178369C (zh) | 2004-12-01 |
| EP0917280A1 (en) | 1999-05-19 |
| DE69841197D1 (de) | 2009-11-12 |
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