WO2005088819A1 - スイッチング電源装置 - Google Patents

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Osamu Hiromura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the present invention relates to a switching power supply used for various electronic devices.
  • a conventional switching power supply device will be described with reference to FIG.
  • this switching power supply device has AC input terminals la and lb, a primary-side rectifying and smoothing circuit 2, a switching transformer 3, a primary winding 3a, a primary control winding 3b for bias, and a secondary winding.
  • Line 3c main switching element 4, primary control smoothing circuit 5, secondary side rectification smoothing circuit 6, DC output terminals (anode, cathode) 7a, 7b, primary control circuit 9, photo power blur 10, constant voltage
  • It has a control circuit 11 and a starting resistance 12 for the primary control circuit.
  • An input electrolytic capacitor discharge resistor 8 is connected between the anode and cathode of the primary side rectifying and smoothing circuit 2, and a secondary is connected between the DC output terminals 7a and 7b.
  • Side bleeder resistance 13 is connected.
  • the present invention provides an input voltage level detection that detects a voltage level between AC input terminals when an AC input of a switching power supply is cut off, and stops an oscillating operation of a primary control circuit when the voltage level falls below a predetermined level.
  • a switching power supply device provided with a circuit.
  • the operation of the primary control circuit can be stopped quickly when the AC input is disconnected at a light load.
  • the DC output voltage without discharging the accumulated charge in the input electrolytic capacitor of the primary rectifier / smoothing circuit can fall within a certain period of time, and the discharge resistance for the input electrolytic capacitor and the secondary bleeder can be reduced. Since no resistor is required, power consumption at light load can be significantly reduced.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a switching power supply of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional switching power supply device.
  • the switching power supply of the present invention has an AC input terminal la, lb, a primary rectifying and smoothing circuit 2, a switching transformer 3, a primary winding 3a, and a primary control winding for bias. 3b, secondary winding 3c, main switching element 4, primary control smoothing circuit 5, secondary side rectifying smoothing circuit 6, DC output terminals (anode, cathode) 7a, 7b, primary control circuit 9, photo power Brass 10, constant voltage control circuit 11, starting resistor for primary control circuit 11, capacitor 14, resistors 15, 16, switch element 17 to stop operation of primary control circuit 17, diode 18, input voltage level detection circuit 19 And Then, one end of the input voltage level detection circuit 19 is connected to the AC input terminal la, connected to the capacitor 14 via the diode 18, and the cathode of the capacitor 14 is connected to the AC input terminal lb.
  • Resistors 15 and 16 are connected to both ends of the switch element 17, and the divided input voltage is supplied to the base of the switch element 17. When this input voltage falls below a predetermined voltage, the switch element 17 is turned off.
  • the predetermined voltage means that, first, the switch element 17 does not turn OFF for, for example, 80 milliseconds or more in response to the instantaneous AC input power failure, and second, the switch element 17 turns off within three seconds, for example, when the AC input is cut off. Voltage.
  • a capacitor having a predetermined capacity is used as the capacitor 14.
  • the predetermined capacity can be arbitrarily selected as long as the capacity satisfies the following conditions.
  • the DC output voltage is maintained for, for example, 80 milliseconds or more in response to the momentary AC input power failure, and second, the AC input disconnection force only needs to be such that the capacitor 14 can be discharged within, for example, 3 seconds. . That is, any capacity can be selected as long as the capacity satisfies the above condition.
  • capacitor 14 The switch element 17 is turned off when the voltage drops. Note that the above retention time is determined by the input electrolytic capacitor 2a.
  • the primary control circuit 9 When the primary control circuit 9 is started, a current is supplied when the input is turned on via the primary control circuit starting resistor 12 connected to the anode of the capacitor 14, and the primary control circuit 9 starts oscillating. It is configured to do so. As a result, when the input is disconnected, a trouble such as restarting of the primary control circuit 9 due to the electric charge accumulated in the input electrolytic capacitor 2a does not occur.
  • the switching power supply device of the present invention provides an input electrolytic capacitor discharging resistor for discharging the electric charge of the input electrolytic capacitor 2a of the primary-side rectifying / smoothing circuit 2 when the AC input is disconnected. It is not necessary to use the secondary bleeder resistor 13 for discharging the charge of the output electrolytic capacitor 6a of the secondary rectifying / smoothing circuit 8 or 8. Furthermore, the DC output voltage can be reduced within a predetermined time, and the power consumption at light load can be reduced even by V. /
  • a transistor is used as the switch element 17 for stopping the oscillation operation of the primary side control circuit 9.
  • the same effect can be obtained by using a photo power plastic which is not limited to this.
  • the same effect can be obtained by connecting the diode side of the photo power blur in series between the resistors 15 and 16 and stopping the oscillation operation of the primary control circuit 9 on the transistor side of the photo power blur. can get.
  • the present invention is not limited by the present embodiment.
  • the switching power supply device of the present invention can cause the DC output voltage when the AC input is disconnected under a light load to fall within a predetermined time, and can suppress the power consumption during a light load. Therefore, the range of application as a switching power supply is wide.

Abstract

　スイッチング電源装置の交流入力切断時に交流入力端子間の電圧レベルを検知し、所定レベル以下になった際に１次制御回路の発振動作を停止する入力電圧レベル検知回路を有するスイッチング電源装置を提供する。このようにして、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが可能となる。

Description

明 細 書
スイッチング電源装置
技術分野
[0001] 本発明は、各種電子機器に用いられるスイッチング電源装置に関する。
背景技術
[0002] 従来のスイッチング電源装置について、図 2を用いて説明する。軽負荷時の交流入 力切断時に直流出力電圧を所定時間内に立ち下げるために、図 2に示されるように 入力電解コンデンサ用放電抵抗 8を用いたり、あるいは 2次側ブリーダ抵抗 13を用い ることが一般的であった。
[0003] すなわち、このスイッチング電源装置は、交流入力端子 la, lb、 1次側整流平滑回 路 2、スイッチングトランス 3、 1次卷線 3a、バイアス用の 1次制御卷線 3b、 2次卷線 3c 、メインスイッチング素子 4、 1次制御用平滑回路 5、 2次側整流平滑回路 6、直流出 力端子（陽極，陰極) 7a, 7b、 1次制御回路 9、フォト力ブラ 10、定電圧制御回路 11、 1次制御回路用起動抵抗 12とを備え、 1次側整流平滑回路 2の陽極と陰極間に入力 電解コンデンサ用放電抵抗 8を接続し、直流出力端子 7a, 7b間に 2次側ブリーダ抵 抗 13を接続している。
[0004] この構成により、軽負荷時の交流入力切断が生じると、 1次側整流平滑回路 2内に 設けられた入力電解コンデンサ 2aおよび 2次側整流平滑回路 6の出力電解コンデン サ 6aに蓄えられている電荷が放電されるため、直流出力電圧を所定の時間内に立 ち下げることができる。なお、このような構成を有するスイッチング電源装置の例が特 開平 2-97277号公報に開示されている。
[0005] し力しながら、この従来の構成は、軽負荷時の交流入力切断時に直流出力電圧を 所定時間内に立ち下げることは可能であるが、常時、入力電解コンデンサ用放電抵 抗 8や 2次側ブリーダ抵抗 13が接続された構成である。その結果、電源の効率が低 下するとともに、特に軽負荷時の消費電力を抑えることが困難になるという課題を有 している。
発明の開示 [0006] 本発明は、スイッチング電源装置の交流入力切断時に交流入力端子間の電圧レ ベルを検知し、所定レベル以下になつた際に 1次制御回路の発振動作を停止する入 力電圧レベル検知回路を設けたスイッチング電源装置を提供する。
[0007] 本発明によれば、軽負荷時の交流入力切断時に素早く 1次制御回路の動作を停 止させることができる。その結果、 1次側整流平滑回路の入力電解コンデンサの蓄積 電荷を放電させることなぐ直流出力電圧を一定時間内に立ち下げることが可能にな るとともに、入力電解コンデンサ用放電抵抗や 2次側ブリーダ抵抗が不要になるため 、軽負荷時の消費電力を大幅に軽減させることができる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1は本発明のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
[図 2]図 2は従来のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
符号の説明
[0009] la, lb 交流入力端子
2 1次側整流平滑回路
2a 入力電解コンデンサ
3
3a 1次卷線
3b 1次制御卷線
3c 2次卷線
4 メインスイッチング素子
5 1次制御用平滑回路
6 2次側整流平滑回路
6a 出力電解コンデンサ
7a, 7b 直流出力端子（陽極、陰極)
8 入力電解コンデンサ用放電抵抗
9 1次制御回路
10 フォトカプラ
11 定電圧制御回路 12 1次制御回路用起動抵抗
13 2次側ブリーダ抵抗
14 コンデンサ
15, 16 抵抗
17 スィッチ素子
18 ダイオード
19 入力電圧レベル検知回路
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
[0011] 図 1に示すように本発明のスイッチング電源装置は、交流入力端子 la、 lb、 1次側 整流平滑回路 2、スイッチングトランス 3、 1次卷線 3a、バイアス用の 1次制御卷線 3b 、 2次卷線 3c、メインスイッチング素子 4、 1次制御用平滑回路 5、 2次側整流平滑回 路 6、直流出力端子（陽極，陰極) 7a, 7b、 1次制御回路 9、フォト力ブラ 10、定電圧 制御回路 11、 1次制御回路用起動抵抗 11、コンデンサ 14、抵抗 15、 16、 1次制御 回路の動作を停止するためのスィッチ素子 17、ダイオード 18、入力電圧レベル検知 回路 19とを備えている。そして、入力電圧レベル検知回路 19の一端を交流入力端 子 laに接続し、ダイオード 18を介してコンデンサ 14へ接続し、コンデンサ 14の陰極 を交流入力端子 lbに接続し、さら〖こ、コンデンサ 14の両端へ抵抗 15、 16を接続し、 入力電圧を分圧したものをスィッチ素子 17のベースへ供給するように構成されている 。この入力電圧が所定電圧以下になるとスィッチ素子 17が OFFとなる。なお、所定 電圧とは、第一に交流入力瞬時停電発生に対してスィッチ素子 17が例えば 80ミリ秒 以上 OFFせず、第二に交流入力切断時力も例えば 3秒以内にスィッチ素子 17が O FFする電圧である。
[0012] ここで、コンデンサ 14として、所定の容量を有するコンデンサを用いる。この所定の 容量とは、以下の条件を満たす容量であれば任意に選択できる。第一に交流入力瞬 時停電発生に対して直流出力電圧が例えば 80ミリ秒以上保持され、第二に交流入 力切断時力も例えば 3秒以内にコンデンサ 14が放電するような容量であればよい。 つまり、前記条件を満たす容量であれば任意に選定できる。そして、コンデンサ 14の 電圧が低下するとスィッチ素子 17が OFFとなるように構成されている。なお、上記保 持時間は入力電解コンデンサ 2aにより決まるものである。その結果、軽負荷時にお いて交流入力が切断されると、素早く 1次制御回路 9の発振動作が停止され、 1次側 整流平滑回路 2の入力電解コンデンサ 2aに蓄積された電荷が 2次側に変換されなく なるので、直流出力を所定時間内に立ち下げることが可能となる。また、 1次制御回 路 9の起動に対し、コンデンサ 14の陽極に接続された 1次制御回路用起動抵抗 12を 介して入力投入時に電流を供給し、 1次制御回路 9の発振動作を開始するように構 成している。その結果、入力切断時に入力電解コンデンサ 2aに蓄積されている電荷 により 1次制御回路 9が再起動する等の不具合が発生しな 、。
[0013] 以上のように、本発明のスイッチング電源装置は、交流入力切断時に従来のような 1次側整流平滑回路 2の入力電解コンデンサ 2aの電荷を放電させるための入力電 解コンデンサ放電用抵抗 8や 2次側整流平滑回路 6の出力電解コンデンサ 6aの電荷 を放電させるための 2次側ブリーダ抵抗 13を用いる必要はない。さらに、直流出力電 圧を所定時間内に立ち下げることが可能になるとともに、軽負荷時の消費電力につ Vヽても軽減することができると 、う特徴を有して！/、る。
[0014] なお、本実施の形態では、 1次側制御回路 9の発振動作を停止するためのスィッチ 素子 17としてトランジスタを用いた。しかし、これに限定されるものではなぐフォト力 プラを用いても同様の効果が得られる。その場合は、抵抗 15、 16の間にこのフォト力 ブラのダイオード側を直列に接続し、フォト力ブラのトランジスタ側にて 1次制御回路 9 の発振動作を停止させることにより、同様の効果が得られる。
[0015] なお、本発明は本実施の形態によって限定されるものではない。
産業上の利用可能性
[0016] 本発明のスイッチング電源装置は、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧 を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが 可能である。そのためスイッチング電源装置としての適用範囲は広 、。

Claims

請求の範囲
[1] スイッチングトランスを介して、交流入力を直流出力に変換するスイッチング電源装置 であって、少なくとも 1次側に 1次側整流平滑回路と 1次制御回路と 1次制御用平滑 回路とスイッチング素子とを有するとともに、 2次側に 2次側整流平滑回路と定電圧制 御回路とを有し、 1次側に入力電圧が所定電圧以下になると前記 1次制御回路の発 振動作を停止させるための入力電圧レベル検知回路を設けたことを特徴とするスイツ チング電源装置。
[2] 前記入力電圧レベル検知回路は、その一端が交流入力端子の一方に接続されると ともにダイオードを介してコンデンサの陽極側に接続され、その他端が前記交流入力 端子の他方に接続されるとともに前記コンデンサの陰極側に接続され、さらに前記コ ンデンサの両端に分圧抵抗が接続され、前記分圧抵抗により入力電圧が分圧された ものがスィッチ素子のベースに供給されるように構成され、前記コンデンサは所定の 容量を有し、前記入力電圧が所定電圧以下になると前記スィッチ素子が OFFするよ うに構成されて 、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] 前記スィッチ素子は、トランジスタとフォト力ブラのうちのいずれか一つである請求項 2 記載のスイッチング電源装置。
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