(57)【要約】【課題】力率改善と安定的な電源の供給との両立が可能な電源回路、および情報処理装置を提供する。【解決手段】交流電源を整流し整流された入力整流電圧を出力する整流部と、入力整流電圧が選択的に入力される１次コイルと、１次コイルに印加される入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する２次コイルとを有する絶縁トランスと、誘起電圧を平滑化し第１出力電圧を出力する第１平滑部と、第１出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と、誤差信号が入力される入力端と、入力端と絶縁された出力端とを有し、入力端に入力される誤差信号に応じた信号を出力端から出力する絶縁部と、誤差信号に応じた信号に基づいて１次コイルに入力整流電圧を選択的に入力させるための制御信号を出力する制御部と、１次コイルと接続され、制御信号に基づいて入力整流電圧を選択的に１次コイルに入力させるスイッチング部とを備える電源回路が提供される。【選択図】図２
2010183668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と；
前記整流部から出力される前記入力整流電圧が選択的に入力される１次コイルと、前記１次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する２次コイルとを有する絶縁トランスと；
前記誘起電圧を平滑化し、第１出力電圧を出力する第１平滑部と；
前記第１出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と；
前記誤差信号が入力される入力端と、前記入力端と絶縁された出力端とを有し、前記入力端に入力される前記誤差信号に応じた信号を前記出力端から出力する絶縁部と；
前記絶縁部から出力される前記誤差信号に応じた信号に基づいて、前記１次コイルに前記入力整流電圧を選択的に入力させるための制御信号を出力する制御部と；
前記１次コイルと接続され、前記制御信号に基づいて前記入力整流電圧を選択的に前記１次コイルに入力させるスイッチング部と；
を備える、電源回路。
【請求項２】
前記整流部は、平滑化を行わずに前記交流電源を整流する、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記絶縁トランスは、前記１次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する複数の２次コイルを有し、
前記第１平滑部は、前記複数の２次コイルとそれぞれ接続され、前記２次コイルそれぞれから出力される誘起電圧をそれぞれ平滑化する複数の平滑回路を備える、請求項１、または請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
複数の前記２次コイルそれぞれは、互いに巻数が異なる、請求項３に記載の電源回路。
【請求項５】
前記１次コイルから出力される前記入力整流電圧を平滑化し、前記入力整流電圧に応じた第２出力信号を出力する第２平滑部をさらに備える、請求項１、または請求項２に記載の電源回路。
【請求項６】
交流電源に基づく第１出力電圧を出力する電源回路と；
前記第１出力電圧を電源として駆動する負荷回路と；
を備え、
前記電源回路は、
前記交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と；
前記整流部から出力される前記入力整流電圧が選択的に入力される１次コイルと、前記１次コイルに印加される前記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する２次コイルとを有する絶縁トランスと；
前記誘起電圧を平滑化し、前記第１出力電圧を出力する第１平滑部と；
前記第１出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と；
前記誤差信号が入力される入力端と、前記入力端と絶縁された出力端とを有し、前記入力端に入力される前記誤差信号に応じた信号を前記出力端から出力する絶縁部と；
前記絶縁部から出力される前記誤差信号に応じた信号に基づいて、前記１次コイルに前記入力整流電圧を選択的に入力させるための制御信号を出力する制御部と；
前記１次コイルと接続され、前記制御信号に基づいて前記入力整流電圧を選択的に前記１次コイルに入力させるスイッチング部と；
を備える、情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路、および情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
５０Ｈｚや６０Ｈｚなどの交流電源（いわゆる、商用電源）を電源として駆動する情報処理装置では、交流電源からより効率よく力率を悪化させずに電力を得るために、例えばＰＦＣ（Power  Factor  Correction；力率改善）回路が備えられる。ＰＦＣ回路に係る技術としては、例えば、非特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】馬場清太郎,「電流連続型８ピンＰＦＣ  ＩＣの実力」,トランジスタ技術2008年3月号，pp.213-214.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＦＣ回路に係る従来の技術では、例えば非絶縁型チョッパー回路を用いることによりＰＣＦ回路を実現する。ここで、非絶縁型チョッパー回路により実現されるＰＣＦ回路は、例えば、アクティブ型のＰＦＣ回路とよばれる。また、ＰＦＣ回路としては、上記アクティブ型のＰＦＣ回路の他、パッシブ型のＰＦＣ回路とよばれるものもある。ここで、パッシブ型のＰＦＣ回路とは、例えば、低周波インダクタを用いて電流の位相を変化させることによって力率の改善を行うものである。パッシブ型のＰＦＣ回路は、低周波インダクタを用いる構成であるので、大きなインダクタンスが必要となる。そのため、パッシブ型のＰＦＣ回路は、形状が大きくなり、重量もまた大きくなるため、例えば、基板設計上および／または構造設計上、小型化の大きな障害となっている。以下、アクティブ型のＰＦＣ回路とパッシブ型のＰＦＣ回路とに係る従来の技術を、総称して「従来の技術」とよぶ。
【０００５】
また、従来の技術に係るＰＦＣ回路が用いられる情報処理装置（以下、「従来の情報処理装置」とよぶ。）では、例えば、トランスなどの絶縁回路（主電源回路）をＰＦＣ回路の後段に設ける必要がある。上記は、例えば、突入電流などが生じることを防止し、従来の情報処理装置を駆動させるための所定の電圧（電源）を安定的に得るためである。ここで、ＰＦＣ回路は一種の電源回路として機能するため、上記の場合、従来の情報処理装置は、結果として複数の電源を備えることとなる。よって、従来の技術に係るＰＦＣ回路を備える従来の情報処理装置は、複数の電源を備えるので、１つの電源回路を備える構成よりもコストが上昇する。また、従来の技術に係るＰＦＣ回路を備える従来の情報処理装置は、駆動に用いられる電源を安定的に得るために、例えば、ＰＦＣ回路と主電源回路との起動タイミングや負荷などを制御する必要がある。よって、従来の技術に係るＰＦＣ回路を備える従来の情報処理装置は、例えば、１つの電源回路を備える構成よりもより複雑な制御を行わなければ、駆動に用いられる電源を安定的に得ることはできない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、力率改善と安定的な電源の供給との両立が可能な、新規かつ改良された電源回路、および情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と、上記整流部から出力される上記入力整流電圧が選択的に入力される１次コイルと、上記１次コイルに印加される上記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する２次コイルとを有する絶縁トランスと、上記誘起電圧を平滑化し、第１出力電圧を出力する第１平滑部と、上記第１出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と、上記誤差信号が入力される入力端と、上記入力端と絶縁された出力端とを有し、上記入力端に入力される上記誤差信号に応じた信号を上記出力端から出力する絶縁部と、上記絶縁部から出力される上記誤差信号に応じた信号に基づいて、上記１次コイルに上記入力整流電圧を選択的に入力させるための制御信号を出力する制御部と、上記１次コイルと接続され、上記制御信号に基づいて上記入力整流電圧を選択的に上記１次コイルに入力させるスイッチング部とを備える電源回路が提供される。
【０００８】
かかる構成により、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。
【０００９】
また、上記整流部は、平滑化を行わずに上記交流電源を整流してもよい。
【００１０】
また、上記絶縁トランスは、上記１次コイルに印加される上記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する複数の２次コイルを有し、上記第１平滑部は、上記複数の２次コイルとそれぞれ接続され、上記２次コイルそれぞれから出力される誘起電圧をそれぞれ平滑化する複数の平滑回路を備えてもよい。
【００１１】
また、複数の上記２次コイルそれぞれは、互いに巻数が異なってもよい。
【００１２】
また、上記１次コイルから出力される上記入力整流電圧を平滑化し、上記入力整流電圧に応じた第２出力信号を出力する第２平滑部をさらに備えてもよい。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、交流電源に基づく第１出力電圧を出力する電源回路と、上記第１出力電圧を電源として駆動する負荷回路とを備え、上記電源回路は、上記交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する整流部と、上記整流部から出力される上記入力整流電圧が選択的に入力される１次コイルと、上記１次コイルに印加される上記入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する２次コイルとを有する絶縁トランスと、上記誘起電圧を平滑化し、上記第１出力電圧を出力する第１平滑部と、上記第１出力電圧と基準電圧との差に応じた誤差信号を出力する検出部と、上記誤差信号が入力される入力端と、上記入力端と絶縁された出力端とを有し、上記入力端に入力される上記誤差信号に応じた信号を上記出力端から出力する絶縁部と、上記絶縁部から出力される上記誤差信号に応じた信号に基づいて、上記１次コイルに上記入力整流電圧を選択的に入力させるための制御信号を出力する制御部と、上記１次コイルと接続され、上記制御信号に基づいて上記入力整流電圧を選択的に上記１次コイルに入力させるスイッチング部とを備える情報処理装置が提供される。
【００１４】
かかる構成により、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の技術が適用される場合における問題を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電源回路の構成の一例を説明するための説明図である。
【図３Ａ】図１に示すＰＦＣ回路および主電源回路からなる構成における効率の一例を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係る電源回路における効率の一例を説明するための説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例に係る電源回路の構成の一例を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る電源回路の構成の一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
また、以下では、下記に示す順序で説明を行う。
１．本発明の実施形態に係るアプローチ
２．本発明の第１の実施形態に係る電源回路
３．本発明の第２の実施形態に係る電源回路
【００１９】
（本発明の実施形態に係るアプローチ）
本発明の実施形態に係る電源回路について説明する前に、本発明の実施形態に係る力率改善と安定的な電源の供給との両立を図るためのアプローチについて説明する。ここで、本発明の実施形態に係る力率の改善とは、力率（０≦力率≦１）を“１（理想状態）”に近づけることをいう。
【００２０】
［従来の技術の問題］
本発明の実施形態に係るアプローチを説明する前に、まず、従来の技術が適用される場合における問題について、より具体的に説明する。
【００２１】
〔１〕従来の技術に係るＰＦＣ回路が備えられる従来の情報処理装置１０の構成例
図１は、従来の技術が適用される場合における問題を説明するための説明図である。ここで、図１は、従来の技術に係るＰＦＣ回路が備えられる従来の情報処理装置１０の構成の一例を示している。また、図１に示す交流電源１２は、例えばコンセント（図示せず）などを介して情報処理装置１０に入力される電源を示している。交流電源１２としては、例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚなどの交流電源（いわゆる商用の交流電源）が挙げられる。
【００２２】
情報処理装置１０は、フィルタ１４と、整流回路１６と、ＰＦＣ回路１８と、主電源回路２０と、負荷回路２２とを備える。
【００２３】
フィルタ１４は、例えばバンドパス・フィルタなどで構成され、交流電源１２をフィルタリングすることにより交流電源１２からノイズなどを除去する。
【００２４】
整流回路１６は、フィルタ１４においてフィルタリングされた交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する。ここで、整流回路１６は、例えば、交流電源を半波整流または全波整流することによって、入力整流電圧を出力する。図１では、整流回路１６がダイオードＤ１０ａ〜Ｄ１０ｄの４つのダイオードで構成されたブリッジ型全波整流回路で構成された例を示している。
【００２５】
ＰＦＣ回路１８は、整流回路１６と主電源回路２０との間に接続され、整流回路１６から出力される入力整流電圧に基づいて力率を改善し、非絶縁電圧を出力する。より具体的には、ＰＦＣ回路１８は、ＰＦＣ回路１８に流れる電流における５０Ｈｚや６０Ｈｚなどの交流電源の周波数（以下、「基本周波数」という。）の整数倍の周波数成分（以下、「高調波」という。）をより正弦波に近い状態とすることにより力率を改善する。ここで、図１は、ＰＦＣ回路１８が昇圧型チョッパー回路で構成された例を示しており、入力される入力整流電圧（電圧信号）をチョークコイル（コイルＬ１０）に選択的に印加することにより一度に流れる電流を抑制し、力率を改善する。また、ＰＦＣ回路１８は、スイッチング部３６のスイッチングを制御することによって入力整流電圧を昇圧し、昇圧された非絶縁電圧を出力する。
【００２６】
〔ＰＦＣ回路１８の構成例〕
ＰＦＣ回路１８は、コイルＬ１０と、平滑部３０と、検出部３２と、制御部３４と、スイッチング部３６とを備える。
【００２７】
コイルＬ１０は、例えば、基本周波数を超える高周波の電流を阻止する。つまり、コイルＬ１０は、チョークコイルの役目を果たす。また、コイルＬ１０には、整流回路１６から出力される入力整流電圧がスイッチング部３６のスイッチング動作によって選択的に入力される。ＰＦＣ回路１８では、例えばスイッチング部３６のスイッチング動作によって、一度に流れる電流が抑制され、また、昇圧（または、降圧）が制御される。
【００２８】
平滑部３０は、コイルＬ１０から出力される入力整流電圧（昇圧された入力整流電圧）を平滑化し、入力整流電圧が平滑化された非絶縁電圧を出力する。
【００２９】
検出部３２には基準電圧Ｖｒｅｆと非絶縁電圧とが入力され、非絶縁電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとの差分に対応する誤差信号ＮＦを出力する。図１では、検出部３２が差動増幅器で構成された例を示している。
【００３０】
制御部３４は、誤差信号ＮＦに基づいて、スイッチング部３６におけるスイッチングを制御する制御信号を出力する。制御部３４は、例えば、誤差信号ＮＦが設定された閾値を超えたか否かに基づいて、ハイレベルとローレベルとの制御信号を出力する。
【００３１】
スイッチング部３６は、スイッチング素子Ｑ１０を備え、制御部３４から出力される制御信号の信号レベルに応じて選択的にＯＮ／ＯＦＦ（スイッチング動作）を行う。
【００３２】
ＰＦＣ回路１８は、例えば、上記のような構成によって、整流回路１６から出力される入力整流電圧に基づいて力率を改善し、入力整流電圧が昇圧された（または降圧された）非絶縁電圧を出力する。よって、ＰＦＣ回路１８は、一種の電源回路であるといえる。
【００３３】
主電源回路２０は、例えば、トランスなどの絶縁回路で構成され、所定の大きさの出力電圧Ｅｏ’を負荷回路２２へ供給する。主電源回路２０は、例えば、トランスの１次コイルに入力される非絶縁電圧に基づいてトランスの２次コイルに誘起する電圧を平滑化することによって、出力電圧Ｅｏ’（直流電圧）を出力する。また、主電源回路２０は、例えば、コイルの巻数が予め調整されたトランスを備えることによって、所定の大きさの出力電圧Ｅｏ’を出力する。
【００３４】
負荷回路２２は、情報処理装置１０が有する各機能を実現するための各種回路を概略的に示したものであり、主電源回路２０から供給される出力電圧Ｅｏ’を電源として駆動する。
【００３５】
情報処理装置１０は、例えば、図１の構成によって、交流電源１２が直流電圧に変換された出力電圧Ｅｏ’を電源として駆動することができる。なお、上記では、主電源回路２０が、トランスを備える構成について説明したが、上記に限られない。
【００３６】
〔２〕従来の情報処理装置１０における問題
情報処理装置１０は、図１の構成によって、交流電源１２が直流電圧に変換された出力電圧Ｅｏ’を電源として駆動することができる。しかしながら、情報処理装置１０は、図１に示すように、非絶縁電圧を出力するＰＦＣ回路１８（一種の電源回路）の後段に、トランスなどの絶縁回路で構成された主電源回路２０を別途備える必要がある。したがって、情報処理装置１０では、図１に示す構成により、例えば、以下の（ｉ）、（ｉｉ）の問題を内在する。
【００３７】
（ｉ）第１の問題：コスト増加の問題
例えば図１に示す構成を有する情報処理装置１０は、ＰＦＣ回路１８と主電源回路２０という２つの電源回路を備える必要があるので、１つの電源回路を備える構成よりもコストが増加する。
【００３８】
（ｉｉ）第２の問題：制御が複雑となる問題
例えば図１に示す構成を有する情報処理装置１０は、電源としての役目を果たす出力電圧Ｅｏ’を安定的に得るために、ＰＦＣ回路１８と主電源回路２０とをそれぞれ制御しなければならない。ここで、出力電圧Ｅｏ’を安定的に出力するための制御としては、例えば、ＰＦＣ回路１８と主電源回路２０との起動タイミングの制御や負荷の制御などが挙げられる。よって、例えば図１に示す構成を有する情報処理装置１０は、１つの電源回路を備える構成よりもより複雑な制御を行わなければ、負荷回路２２の駆動に用いられる電源を安定的に得ることはできない。
【００３９】
［本発明の実施形態に係るアプローチ］
本発明の実施形態では、例えば上記（ｉ）、（ｉｉ）の問題が複数の電源回路を備えることに起因していることに着目し、１つの電源回路にて力率改善と安定的な電源の供給との両立を図る。より具体的には、本発明の実施形態は、図１のＰＦＣ回路１８を構成する昇圧型チョッパー回路のチョークコイル（コイルＬ１０に対応）を、絶縁トランスに置き換えることによって、ＰＦＣ回路と主電源回路が一体となった電源回路を実現する。
【００４０】
以下、本発明の実施形態に係るアプローチを実現可能な、本発明の実施形態に係る電源回路の構成について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る電源回路が、情報処理装置に備えられる場合を例に挙げて説明するが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る電源回路は、例えばＡＣ（Alternating  Current）アダプタのような、情報処理装置とは別体の電源装置として実現することもできる。
【００４１】
（第１の実施形態に係る電源回路）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電源回路１００の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図２は、電源回路１００を備える第１の実施形態に係る情報処理装置５００の構成の一例を示している。また、図２に示す交流電源１０２は、例えばコンセント（図示せず）などを介して情報処理装置５００に入力される電源を示している。交流電源１０２としては、例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚなどの交流電源（いわゆる商用の交流電源）が挙げられるが、上記に限られない。
【００４２】
情報処理装置５００は、フィルタ１０４と、電源回路１００と、負荷回路１０６とを備える。
【００４３】
フィルタ１０４は、交流電源１０２をフィルタリングすることにより交流電源１０２からノイズなどを除去する。フィルタ１０４は、例えばバンドパス・フィルタや、ローパス・フィルタなどで構成されるが、上記に限られない。
【００４４】
電源回路１００は、ＰＦＣ回路と主電源回路との双方の役目を果たす。より具体的には、電源回路１００は、フィルタ１０４においてフィルタリングされた交流電源に基づいて、力率を改善し、負荷回路１０６を駆動させる電源としての役目を果たすことが可能な第１出力電圧Ｅｏ（直流電圧）を出力する。
【００４５】
［電源回路１００の構成例］
電源回路１００は、整流部１１０と、絶縁トランス１１２と、平滑部１１４（第１平滑部）と、検出部１１６と、絶縁部１１８と、制御部１２０と、スイッチング部１２２とを備える。
【００４６】
整流部１１０は、フィルタ１０４においてフィルタリングされた交流電源を整流し、整流された入力整流電圧を出力する。ここで、整流部１１０は、例えば、交流電源を半波整流または全波整流することによって、入力整流電圧を出力する。
【００４７】
ここで、図２では、整流部１１０が、ダイオードＤ１ａ〜Ｄ１ｄの４つのダイオードで構成されたブリッジ型全波整流回路で構成され、平滑化を行わずに交流電源を整流する例を示している。例えば整流部１１０を平滑化を行わない構成とすることによって、電源回路１００は、例えば平滑化に用いられるコンデンサにより生じうる交流電源の位相変化を防止することができるので、力率の悪化（力率がより“０”に近づくこと）を防止することができる。よって、電源回路１００は、平滑化を行わない構成（すなわち、直流電圧を出力しない構成）の整流部１１０を備えることによって、力率をより改善することができる。なお、本発明の実施形態に係る整流部１１０が、ブリッジ型全波整流回路で構成されることに限られないことは、言うまでもない。
【００４８】
絶縁トランス１１２は、整流部１１０とスイッチング部１２２と接続される１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２とを有する。１次コイルＬ１には、スイッチング部１２２におけるスイッチング動作に応じて整流部１１０から出力される入力整流電圧が選択的に入力される。２次コイルＬ２は、電磁誘導により１次コイルＬ１に印加される入力整流電圧に基づく誘起電圧を出力する。
【００４９】
平滑部１１４は、絶縁トランス１１２の２次コイルＬ２から出力される誘起電圧を平滑化し、第１出力電圧Ｅｏ（直流電圧）を出力する。第１出力電圧Ｅｏは、例えば、負荷回路１０６を駆動させるための電源としての役目を果たす。ここで、図２では、平滑部１１４が、ダイオードＤ２とコンデンサＣ１とから構成される半波整流回路で構成された例を示しているが、上記に限られない。
【００５０】
電源回路１００は、絶縁トランス１１２と平滑部１１４とを備えることによって、負荷回路１０６を駆動させるための電源としての役目を果たすことが可能な第１出力電圧Ｅｏ（直流電圧）を出力することができる。よって、電源回路１００は、例えば図１の主電源回路２０と同様に、主電源回路として機能することができる。
【００５１】
検出部１１６には基準電圧Ｖｒｅｆと第１出力電圧Ｅｏとが入力され、第１出力電圧Ｅｏと基準電圧Ｖｒｅｆとの差分に対応する誤差信号（第１出力電圧Ｅｏと基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じた誤差信号を）を出力する。ここで、図２では、検出部１１６が差動増幅器で構成された例を示しているが、上記に限られない。
【００５２】
絶縁部１１８は、検出部１１６から出力される誤差信号が入力される入力端と、入力端と絶縁された出力端とを有し、入力端に入力される誤差信号に応じた信号（以下、「信号ＮＦ」という。）を出力端から出力する。ここで、絶縁部１１８は、入力端側に発光ダイオードを備え、出力端側に発光ダイオードが発した光を受光するフォトトランジスタを備えるフォトカプラで構成されるが、上記に限られない。
【００５３】
絶縁トランス１１２と絶縁部１１８とを備えることによって、電源回路１００は、交流電源が入力される入力側と、第１出力電圧Ｅｏを出力する出力側とを絶縁することができる。よって、電源回路１００は、絶縁トランス１１２と絶縁部１１８とを備えることによって、例えば、突入電流などが生じることを防止し、電源としての役目を果たす第１出力電圧Ｅｏを安定的に得ることができる。
【００５４】
制御部１２０は、信号ＮＦに基づいて、スイッチング部１２２におけるスイッチングを制御する制御信号を出力する。制御部１２０は、例えば、信号ＮＦが設定された閾値を超えたか否かに基づいて、ハイレベルとローレベルとで規定されるパルス状の制御信号を出力するが、上記に限られない。制御部１２０が出力する制御信号は、一方の信号レベルがスイッチング部１２２をＯＮの状態とさせ、また、他方の信号レベルがスイッチング部１２２をＯＦＦの状態とさせる。ここで、スイッチング部１２２がＯＮの状態とは、例えば、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１に入力整流電圧を入力させる状態をいう。また、制御部１２０が出力する制御信号は、例えば、時比率制御された信号に相当する。制御部１２０は、例えば、信号ＮＦと所定の大きさの基準信号（図示せず）との誤差に応じた信号を出力する差動増幅器などを備えることによって、制御信号を出力するが、上記に限られない。
【００５５】
また、制御部１２０は、時比率制御により、例えば、発振周波数が５０ｋＨｚ以上の制御信号を出力する。上記のように基本周波数よりも高い発振周波数の制御信号によりスイッチング部１２２がスイッチング動作を行うことによって、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１には、制御信号の発信周波数に応じて断続的に電流が流れる。つまり、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１は、図１に示すＰＦＣ回路１８のコイルＬ１０（チョークコイル）と同様の役目を果たすこととなる。したがって、電源回路１００は、交流電源１０２に基づく入力電流の力率改善を図り、ＰＦＣ回路として機能することができる。
【００５６】
スイッチング部１２２は、スイッチング素子Ｑ１を備え、制御部１２０から出力される制御信号の信号レベルに応じて選択的にＯＮ／ＯＦＦ（スイッチング動作）を行う。ここで、スイッチング素子Ｑ１としては、例えば、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）や、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴが挙げられるが、上記に限られない。例えば、スイッチング部１２２は、スイッチング素子Ｑ１として、バイポーラトランジスタ（Bipolar  transistor）を備えることもできる。
【００５７】
電源回路１００は、上記の構成により、図１のＰＦＣ回路１８と主電源回路２０との双方の機能を実現することができる。したがって、電源回路１００は、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。
【００５８】
また、電源回路１００は、第１平滑部１１４から出力される第１出力電圧Ｅｏを検出部１１６において検出し、検出結果（誤差信号）に基づく制御信号によって、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１に入力整流電圧を選択的に入力させる。よって、電源回路１００は、第１出力電圧Ｅｏを安定化させることができるので、電源回路１００を備える情報処理装置５００は、電源回路１００の後段に別途の安定化電源を備える必要がない。
【００５９】
さらに、電源回路１００は、絶縁トランス１１２を用いたフライバックコンバータ回路を備えているので、第１出力電圧Ｅｏの昇圧／降圧設定を容易に設定することが可能である。
【００６０】
〔電源回路１００における効率〕
ここで、電源回路１００における効率について、ＰＦＣ回路１８および主電源回路２０からなる従来の技術に係る構成（図１の構成）における効率と比較して説明する。本発明の実施形態に係る「効率」とは、交流電源から得られる電力をどれだけ無駄なく変換することができたかを表す指標であり、例えば、０［％］〜１００［％］（理想状態）で表される。
【００６１】
図３Ａは、図１に示すＰＦＣ回路１８および主電源回路２０からなる構成における効率の一例を説明するための説明図である。また、図３Ｂは、本発明の実施形態に係る電源回路１００における効率の一例を説明するための説明図である。ここで、図３Ａは主電源回路２０が絶縁トランスを備える構成における効率の一例を示しており、また、図３Ｂは、電源回路１００が、図３Ａの主電源回路２０と同様の絶縁トランスを備える場合における効率の一例を示している。
【００６２】
図３Ａに示すように、ＰＦＣ回路１８および主電源回路２０からなる従来の技術に係る構成では、ＰＦＣ回路１８と主電源回路２０という２つの電源回路を備える。よって、図３Ａに示す従来の技術に係る構成における効率（総合効率）は、約７４．７〜８３．６［％］となる。
【００６３】
これに対して、電源回路１００は、図３Ｂに示すように１つの電源回路で構成される。よって、電源回路１００における効率は、例えば図３Ａの主電源回路２０と同様の約８３〜８８［％］となる。
【００６４】
したがって、電源回路１００は、ＰＦＣ回路１８および主電源回路２０からなる従来の技術に係る構成と同等の効率、もしくは、同等以上の効率を実現することができる。
【００６５】
再度図２を参照して、電源回路１００を備える情報処理装置５００の構成要素について説明する。負荷回路１０６は、情報処理装置５００が有する各機能を実現するための各種回路を概略的に示したものであり、電源回路１００から供給される第１出力電圧Ｅｏを電源として駆動する。ここで、負荷回路１０６は、例えば、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）などの各種処理回路や、ハードディスク（Hard  Disk）などの磁気記録媒体、各種デバイスなどが挙げられる。上記各種デバイスとしては、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display。液晶ディスプレイ）などの表示デバイスや、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクドライブなどの光ディスクデバイスなどが挙げられるが、上記に限られない。
【００６６】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る電源回路１００は、図１に示すＰＦＣ回路１８を構成する昇圧型チョッパー回路のチョークコイル（コイルＬ１０に対応）を、絶縁トランスに置き換えることによって、ＰＦＣ回路と主電源回路が一体となった電源回路を実現する。したがって、電源回路１００は、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。
【００６７】
また、本発明の第１の実施形態に係る情報処理装置５００は、電源回路１００を備える。したがって、情報処理装置５００は、従来の情報処理装置１０のように複数の電源回路を備える必要はないので、情報処理装置１０よりも電源回路の部品数を低減させることができ、電源回路に係る信頼性を向上させる（例えば、故障率の低減など）ことができる。また、情報処理装置５００は、従来の情報処理装置１０のように複数の電源回路を備える必要はないので、情報処理装置１０よりも電源回路に係るコストを低減することができ、電源回路の制御もまた容易となる。
【００６８】
［第１の実施形態に係る電源回路１００の変形例］
上記では、第１の実施形態に係る電源回路１００として、１つの出力電圧（第１出力電圧Ｅｏ）を出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第１の実施形態に係る電源回路は、上記に限られず、複数の出力電圧を出力する構成とすることもできる。
【００６９】
図４は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る電源回路１５０の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図４は、変形例に係る電源回路１５０のうち、図２に示す電源回路１００と同様の構成を省略して示している。より具体的には、図４は、電源回路１５０を構成する絶縁トランス１５２と、平滑部１５４（第１平滑部）とを示している。以下では、図４を参照して電源回路１５０の構成について説明し、電源回路１００と同様の構成については説明を省略する。なお、図４では示していないが、電源回路１５０は、例えば、平滑部１５４から出力される複数の出力電圧のうちの１つの出力電圧を検出部１１６に入力させる。ここで、上記１つの出力電圧としては、例えば、主電源として用いる出力電圧や、最も安定性を要する出力電圧が挙げられる。
【００７０】
絶縁トランス１５２は、１次コイルＬ１と、複数の２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎ（ｎは、３以上の整数）とを有する。複数の２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎそれぞれは、電磁誘導により１次コイルＬ１に印加される入力整流電圧に基づく誘起電圧をそれぞれ出力する。ここで、絶縁トランス１５２は、例えば、複数の２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎの巻数を互いに変えることによって、２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎそれぞれから互いに異なる誘起電圧を出力させるが、上記に限られない。例えば、絶縁トランス１５２は、一部の２次コイル、または全ての２次コイルの巻数を同一とすることもできる。
【００７１】
また、絶縁トランス１５２が備える２次コイルの数、および各２次コイルの巻数は、電源回路１５０が備えられる変形例に係る情報処理装置が備える負荷回路（図示せず）に必要とされる電源の数、および出力電圧の大きさに応じて設定される。
【００７２】
平滑部１５４は、絶縁トランス１５２の２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎとそれぞれ接続され、２次コイルＬ２、Ｌ３、…、Ｌｎそれぞれから出力される誘起電圧をそれぞれ平滑化する複数の平滑回路１５６Ａ、１５６Ｂ、…１５６Ｎを備える。
【００７３】
平滑部１５４を構成する各平滑回路は、対応する２次コイルから出力される誘起電圧を平滑化し、第１出力電圧Ｅｏ１〜Ｅｍ（ｍは、ｍ＝ｎ−１）を出力する。ここで、平滑部１５４を構成する各平滑回路は、図２に示す平滑部１１４と同様に、例えば、ダイオードとコンデンサとから構成される半波整流回路で構成されるが、上記に限られない。
【００７４】
電源回路１５０は、例えば、図４に示す絶縁トランス１５２と平滑部１５４とを備えることによって、複数の出力電圧（Ｅｏ１〜Ｅｏｍ）を出力することができる。
【００７５】
また、電源回路１５０は、図４に示す絶縁トランス１５２、平滑部１５４以外の構成は、図２に示す第１の実施形態に係る電源回路１００と同様の構成を有する。したがって、電源回路１５０は、電源回路１００と同様の効果を奏することができる。
【００７６】
（第２の実施形態に係る電源回路）
上記では、第１の実施形態に係る電源回路１００として、絶縁トランス１１２の２次コイルに誘起した誘起電圧に応じた第１出力電圧Ｅｏ（いわゆる、絶縁電圧）を出力する電源回路について説明した。しかしながら、本発明の実施形態に係る電源回路は、絶縁トランス１１２（絶縁回路）を介して出力される絶縁電圧を出力する構成に限られず、絶縁回路を介さずに出力される非絶縁電圧を出力することもできる。そこで、次に、本発明の第２の実施形態に係る電源回路として、絶縁電圧および非絶縁電圧を出力可能な電源回路を示す。
【００７７】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２００の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図５は、電源回路２００を備える第２の実施形態に係る情報処理装置６００の構成の一例を示している。ここで、図５に示す交流電源１０２は、図２に示す交流電源１０２と同様に、例えばコンセント（図示せず）などを介して情報処理装置６００に入力される電源を示している。
【００７８】
情報処理装置６００は、フィルタ１０４と、電源回路２００と、負荷回路２０２とを備える。
【００７９】
フィルタ１０４は、図２に示すフィルタ１０４と同様に、交流電源１０２をフィルタリングすることにより交流電源１０２からノイズなどを除去する。
【００８０】
電源回路２００は、図２に示す第１の実施形態に係る電源回路１００と基本的に同様の構成を有し、ＰＦＣ回路と主電源回路との双方の役目を果たす。より具体的には、電源回路２００は、フィルタ１０４においてフィルタリングされた交流電源に基づいて、力率を改善し、電源としての役目を果たすことが可能な第１出力電圧Ｅｏ（直流電圧）と、第２出力電圧Ｅｉｎｖ（直流電圧）とを出力する。ここで、第１出力電圧Ｅｏは、絶縁トランスから絶縁電圧であり、第２出力電圧Ｅｉｎｖは、非絶縁電圧である。
【００８１】
［電源回路２００の構成例］
電源回路２００は、整流部１１０と、絶縁トランス１１２と、平滑部１１４（第１平滑部）と、検出部１１６と、絶縁部１１８と、制御部１２０と、スイッチング部１２２と、平滑部２０４（第２平滑部）とを備える。図２と図５とを比較すると、電源回路２００は、基本的に図２に示す電源回路１００と同様の構成を有しており、平滑部２０４をさらに備えていることが分かる。
【００８２】
ここで、電源回路２００が備える整流部１１０、絶縁トランス１１２、平滑部１１４、検出部１１６、絶縁部１１８、制御部１２０、およびスイッチング部１２２それぞれは、図２に示す電源回路１００と同様の構成を有する。したがって、電源回路２００は、図２に示す電源回路１００と同様に、ＰＦＣ回路と主電源回路とを一体とした構成であり、図２に示す電源回路１００と同様の効果を奏する。
【００８３】
平滑部２０４は、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１から制御信号に応じて選択的に出力される入力整流電圧を平滑化し、入力整流電圧に応じた第２出力信号Ｅｉｎｖを出力する。ここで、図２は、平滑部２０４が、例えば、スイッチング部１２２を構成するスイッチング素子Ｑ１のソースとドレイン（スイッチング素子Ｑ１がＭＯＳＦＥＴの場合）から絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１の出力を取り出す例を示しているが、上記に限られない。また、第２出力信号Ｅｉｎｖは、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１から出力される入力整流電圧に応じた電圧であるので、非絶縁電圧であるといえる。図５では、平滑部２０４が、ダイオードＤ９とコンデンサＣ９とから構成される半波整流回路で構成された例を示しているが、上記に限られない。
【００８４】
電源回路２００は、上記の構成により、図２に示す電源回路１００と同様に、図１のＰＦＣ回路１８と主電源回路２０との双方の機能を実現することができる。したがって、電源回路２００は、図２に示す電源回路１００と同様に、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。また、電源回路２００は、図２に示す電源回路１００と基本的に同様の構成を有するので、電源回路１００と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
さらに、電源回路２００は、絶縁トランス１１２の２次コイルＬ２から出力される誘起電圧に応じた第１出力電圧Ｅｏと、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１から出力される入力整流電圧に応じた第２出力電圧Ｅｉｎｖとを出力する。よって、電源回路２００は、絶縁電圧（第１出力電圧Ｅｏ）および非絶縁電圧（第２出力電圧Ｅｉｎｖ）を出力する混合電源として機能することができる。
【００８６】
負荷回路２０２は、情報処理装置６００が有する各機能を実現するための各種回路を概略的に示したものであり、電源回路２００から供給される第１出力電圧Ｅｏおよび第２出力電圧Ｅｉｎｖを電源として駆動する。ここで、第１出力電圧Ｅｏにて駆動する負荷回路２０２を構成する要素としては、例えば、ＭＰＵなどの各種処理回路や、ハードディスクなどの磁気記録媒体、各種デバイスが挙げられるが、上記に限られない。また、第２出力電圧Ｅｉｎｖにて駆動する負荷回路２０２を構成する要素としては、例えば、絶縁インバータなどの回路が挙げられるが、上記に限られない。
【００８７】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２００は、基本的に図２に示す第１の実施形態に係る電源回路１００と同様の構成を有する。したがって、電源回路２００は、第１の実施形態に係る電源回路１００と同様に、力率改善と安定的な電源の供給との両立を実現することができる。また、電源回路２００は、図２に示す電源回路１００と基本的に同様の構成を有するので、電源回路１００と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
また、電源回路２００は、絶縁トランス１１２の２次コイルＬ２から出力される誘起電圧に応じた第１出力電圧Ｅｏと、絶縁トランス１１２の１次コイルＬ１から出力される入力整流電圧に応じた第２出力電圧Ｅｉｎｖとを出力する。したがって、電源回路２００は、絶縁電圧（第１出力電圧Ｅｏ）および非絶縁電圧（第２出力電圧Ｅｉｎｖ）を出力する混合電源として機能することができる。
【００８９】
また、本発明の第２の実施形態に係る情報処理装置６００は、電源回路２００を備える。したがって、情報処理装置６００は、従来の情報処理装置１０のように複数の電源回路を備える必要はないので、情報処理装置５００と同様に、情報処理装置１０よりも電源回路の部品数を低減させることができ、電源回路に係る信頼性を向上させることができる。また、情報処理装置６００は、情報処理装置５００と同様に、従来の情報処理装置１０のように複数の電源回路を備える必要はないので、情報処理装置１０よりも電源回路に係るコストを低減することができ、電源回路の制御もまた容易となる。
【００９０】
［第２の実施形態に係る電源回路２００の変形例］
第２の実施形態に係る電源回路は、図５に示す構成に限られず、例えば、図４に示す第１の実施形態の変形例に係る電源回路１５０と同様に、複数の第１出力電圧（絶縁電圧）を出力する構成とすることもできる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態として電源回路１００、１５０、２００を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、ＡＣアダプタなどのように外部装置へ電源を供給する電源装置や、電源回路を備えることが可能な様々な機器に適用することができる。
【００９２】
また、本発明の実施形態として情報処理装置５００、６００を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、ＰＣ（Personal  Computer）、ノート型ＰＣなどのコンピュータ、デジタル放送／アナログ放送を受信可能なテレビ受像機など、本発明の実施形態に係る電源回路を備えることが可能な様々な機器に適用することができる。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９４】
１０、５００、６００    情報処理装置
１２、１０２    交流電源
１４、１０４    フィルタ
１６    整流回路
１８    ＰＦＣ回路
２０    主電源回路
２２、１０６、２０２    負荷回路
３０、１１４、１５４、２０４    平滑部
３２、１１６    検出部
３４、１２０    制御部
３６、１２２    スイッチング部
１００、１５０、２００    電源回路
１１２、１５２    絶縁トランス
１１０    整流部
１１８    絶縁部
【図１】
2010183668.tif 000003
【図２】
2010183668.tif 000004
【図３Ａ】
2010183668.tif 000005
【図３Ｂ】
2010183668.tif 000006
【図４】
2010183668.tif 000007
【図５】
2010183668.tif 000008