(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源を電子製品に供給する着脱可能な電源装置において；
電源供給端，接地端，及び前記電源供給端に一体的に設けられた接続部を有し，前記電子製品への取り付けまたは取り外しにより，前記接続部が開放または前記接地端に接地される出力部と，
前記出力部に前記電源を供給または遮断するＰＷＭスイッチング部と，
前記接続部と前記接地端とで構成され，前記接続部の開放または接地によって開放または導通が切り換わるスイッチ，及び前記スイッチの開放または導通に応じて前記ＰＷＭスイッチング部のＰＷＭ−ＩＣの動作を継続または中止するスイッチング素子，を有するスイッチング手段と，
を含み，
前記出力部は，前記電子製品に取り付けられている時には前記スイッチが開放されて前記電源を継続出力し，前記電子製品から取り外されている時には前記接続部が前記接地端に接地することによって前記スイッチが導通し，前記電源の供給を中止することを特徴とする，電源装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子は，フォトトランジスタ形式のフォトカプラであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子は，前記電源装置と前記出力部とが切断されている場合にはターンオンすることにより，前記ＰＷＭスイッチング部から前記出力部への電源供給を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子は，前記電源装置と前記出力部とが接続されている場合にはターンオフすることにより，前記ＰＷＭスイッチング部から前記出力部に前記電源を供給することを特徴とする請求項１，２または３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記スイッチは，前記出力部が前記電子製品から取り外された場合には，前記出力部の電源供給端を前記出力部の接地端に接続することを特徴とする請求項１，２，３または４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記スイッチは，前記出力部が前記電子製品に取り付けられた場合には，前記出力部の電源供給端を前記接地端から開放するように動作することを特徴とする請求項１，２，３，４または５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
電子製品に電源を供給する，省電力モードを有する電源装置において；
入力直流電圧を所定の電圧にスイッチング出力し，前記出力動作を制御する制御端と接地端とを有するＰＷＭ回路と，
発光素子と，
前記電子製品への取り付けまたは取り外しにより，接地または開放されて切り換わるスイッチを一体化し，前記スイッチが開放された場合には前記所定の電圧を供給し，前記スイッチが接地された場合には前記発光素子を動作させる，コネクタと，
前記発光素子からの光を受光し，制御端及び接地端間を導通させるフォトトランジスタと，
を含んでおり，
前記スイッチが接地されると，前記制御端及び接地端間が導通して，前記ＰＷＭ回路の出力を遮断し，前記所定の電圧出力が遮断されることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
電子製品に電源を供給する，省電力モードを有する電源装置において；
入力直流電圧を，所定の電圧にスイッチング出力するＰＷＭ回路と，
前記電子製品への取り付けまたは取り外しにより接地または開放に切り換わる，コネクタに一体化されたスイッチを有し，前記電子製品から前記電源装置が取り外された場合には，前記スイッチが接地して前記所定の電圧の出力を遮断するように，前記ＰＷＭ回路に制御信号を光電的に接続する制御回路と，
を含むことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電源装置に関し，より詳しくは省電力機能を有する電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）電源装置は，図６に示したように，入力部１と，整流部２と，ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）スイッチング部３と，フィードバック部４及び出力部５とを有する。
【０００３】
入力部１を介して外部電源であるＡＣ電源が印加され，入力されたＡＣ電源は，ブリッジダイオードである整流部２によりＤＣ電源に変換される。
【０００４】
整流された電源がＰＷＭスイッチング部３が動作するか否かに応じてトランスを介して２次側である出力部５に供給される。
【０００５】
このとき，フィードバック部４は，トランスにより伝達された基準電圧（＋５Ｖ）でのリップル成分を判別し，その増減をフォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ（ＰＣ１−１，ＰＣ１−２）を介して，ＰＷＭ回路であるＰＷＭ−ＩＣ３１のフィードバック端ＦＢにフィードバックする。
【０００６】
ＰＷＭ−ＩＣ３１は，フィードバック部４からフィードバックされた信号のＰＷＭ変調を通じて出力部５に出力される電源を制御することにより，出力電圧を定電圧に保持する。
【０００７】
出力部５は，図７に示したように，外部から入力された電源を電子製品に供給するための電源供給端５１と，一般の接地端５２とを有する。
【０００８】
即ち，出力部５が電子製品に取り付けられると，電子製品は，出力部５の電源供給端５１から出力される所定の電圧を動作電源にして動作する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記電源装置を一般に使用するときは，外部電源が印加中の状態で電源装置を，電子製品に取り付け，取り外しを遂行する。
【００１０】
例えば，入力電源が印加されている電源装置が電子製品から取り外されている場合に，外部電源が持続的に印加されて電源装置を動作させることにより，不要な動作による内部素子の損失及び不要な電源の浪費などの問題点がある。
【００１１】
また，図８に示したように，オシロスコープで出力波形を観察すると，Ｒで示す部分にピーク（ｐｅａｋ）性電流Ｔ，及びピーク電圧が発生することにより電子製品及び電源装置の機械的な損失も問題となっている。電源装置に外部電源が印加されている状態で電子製品に取り付ける場合，即ち電流及び電源が供給されている状態の補助電源装置が，電源が流れていない電子製品にいきなり接続されると，これによりピーク性電流Ｔ及び電圧が発生するのである。
【００１２】
したがって，従来の電源装置は，長期的な面からみて，機械的破損及び消費電力の浪費などの問題点を有している。
【００１３】
本発明は，従来の電源装置に関する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，省電力モードの機能を有する電源装置及びピーク性電流の発生を防止することができる新規かつ改良された電源装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，電源を電子製品に供給する着脱可能な電源装置において，電源供給端，接地端及び電源供給端に一体的に設けられた接続部を有し，電子製品への取り付けまたは取り外しにより，接続部が開放または接地端に接地される出力部と，出力部に電源を供給または遮断するＰＷＭスイッチング部と，接続部と接地端とで構成され，接続部の開放または接地によって開放または導通が切り換わるスイッチ，及びスイッチの開放または導通に応じてＰＷＭスイッチング部のＰＷＭ−ＩＣの動作を継続または中止するスイッチング素子，を有するスイッチング手段と，を含み，出力部は，電子製品に取り付けられている時にはスイッチが開放されて電源を継続出力し，電子製品から取り外されている時には接続部が接地端に接地することによってスイッチが導通し，電源の供給を中止することを特徴とする，電源装置が提供される。
【００１６】
一方，電源装置が前記電子製品から取り外されている場合には，前記スイッチを出力部の接地端に接地し，前記スイッチング素子をオンさせる。前記スイッチング素子がオンすると，前記スイッチング部の動作が中止し，前記出力部に供給される前記電源を遮断する。即ち，電源装置は省電力モード状態になる。
【００１７】
それに対し，電源装置が前記電子製品に取り付けられている場合には，前記スイッチを接地端から開放し，前記スイッチング素子をオフさせる。前記スイッチング素子がオフすると，前記スイッチング部の動作が正常状態になり，前記出力部に前記電源を供給する。
【００１８】
したがって，電源装置が前記電子製品に取り付けられていない場合には，前記電源装置は，省電力モードになるため，不要な電源の浪費を抑えることができる。また，省電力モードの状態で電源装置を電子製品に取り付けても，ピーク性電流及び電圧の発生は生じないので，電子製品及び電源装置の機械的な損失の問題も解決できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる電源装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，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。
【００２０】
図１に示したように，電源装置は，入力部１０と，整流部２０と，ＰＷＭスイッチング部３０と，フィードバック部４０と，出力部５０と，スイッチング手段６０となるスイッチ６１及びスイッチング素子（例えばフォトカプラ６２）を有する。フォトカプラ６２は，例えば発光ダイオードによる発光部６２ａとフォトトランジスタによる受光部６２ｂとからなっている。
【００２１】
入力部１０が外部の電源と接続されると，外部からＡＣ電源が入力される。整流部２０は，入力された外部電源であるＡＣ電源を整流してＤＣ電源に変換する。
【００２２】
ＰＷＭスイッチング部３０は，トランスの１次側に設けられる。ＰＷＭスイッチング部３０の動作により第１のＤＣ電源がトランスにより２次側に誘起され，所定のダイオードとコンデンサを介して第２のＤＣ電源に整流され，出力部５０に供給される。
【００２３】
フィードバック部４０は，トランスにより伝達された基準電圧（＋５Ｖ）でのリップル成分を判別し，その増減をフォトトランジスタ方式を含み，発光素子ＰＣ１−１と受光素子ＰＣ１−２とから成るフォトカプラＰＣ１を介してＰＷＭ−ＩＣ３１０のフィードバック端ＦＢに伝達する。ＰＷＭ−ＩＣ３１０は，フィードバックされた電源のＰＷＭスイッチング部３０のＰＷＭ−ＩＣ３１０でのＰＷＭ変調を通じて出力部５０の電源供給端５１０に出力する電源を定電圧に保持する。
【００２４】
図２は，図１の電源装置のＰＷＭスイッチング部３０と出力部５０との一部分に対する詳細図である。出力部５０は，ＰＷＭスイッチング部３０の動作により所定のＤＣ電源を電源供給端５１０，接地端５２０に出力する。即ち，電源装置は，電子製品（図示せず）に所定の電源を電源供給端５１０及び接地端５２０を介して供給する。
【００２５】
また，出力部５０には，この出力部５０が電子製品（図示せず）に取り付けられているか否かに応じて切り換え動作をするスイッチ６１が設けられ，このスイッチ６１の切り換え動作に応じてＰＷＭスイッチング部３０の動作を制御するフォトカプラ６２が設けられる。
【００２６】
図４に示したように，出力部５０のスイッチ６１は，出力部５０の電源供給端５１０に一体にして設けられる。
【００２７】
出力部５０が電子製品（図示せず）から取り外されている状態（図３（ａ））では，スイッチ６１の接続部６１ａは，出力部５０の接地端５２０に接地され，出力部５０が電子製品（図示せず）に取り付けられている状態（図３（ｂ））では，スイッチ６１の接続部６１ａは，接地端５２０から開放する。
【００２８】
即ち，スイッチ６１の短絡及び開放状態に応じてフォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ６２が動作してＰＷＭスイッチング部３０の動作を制御する。
【００２９】
以下では，出力部５０のスイッチ６１及びフォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ６２の動作に応じてＰＷＭスイッチング部３０を制御する動作を詳細に説明する。
【００３０】
ＳＭＰＳの入力部１０を介して外部電源であるＡＣ電源が整流部２０に入力されると，この整流部２０では，ＡＣ電源を整流し，トランスの１次側に第１のＤＣ電源を伝達する。また，整流された第１のＤＣ電源は，所定の抵抗を通じてＰＷＭスイッチング部３０のＰＷＭ−ＩＣ３１０にその動作電圧（Ｖｃｃ）として供給される。ＰＷＭ−ＩＣ３１０が動作すると，ＦＥＴの切り換え動作により１次側の第１のＤＣ電源がトランスの２次側に誘起され，ダイオードとコンデンサを介して所定の第２のＤＣ電源に整流される。整流された第２のＤＣ電源は，出力部５０の電源供給端５１０を介して出力部５０が取り付けられる電子製品（図示せず）に電源（＋５Ｖ）を供給する。
【００３１】
このとき，フィードバック部４０は，トランスにより伝達された基準電圧（＋５Ｖ）でのリップル成分を判別し，その増減をフォトトランジスタ方式を含むフォトカプラＰＣ１を介してＰＷＭ−ＩＣ３１０のフィードバック端ＦＢに伝達する。ＰＷＭ−ＩＣ３１０は，フィードバックされた電源のＰＷＭスイッチング部３０のＰＷＭ−ＩＣ３１０でのＰＷＭ変調を通じて出力部５０の電源供給端５１０から出力される電圧を定電圧に保持する。
【００３２】
一方，スイッチ６１及びフォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ６２が動作するか否かに応じてＰＷＭスイッチング部３０の動作が制御される。
【００３３】
先ず，図３（ａ）に示したように，電子製品（図示せず）から電源装置が取り外されている場合，電源装置の出力部５０のスイッチ６１は接地端５２０に接地される。このとき，フォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ６２の発光部６２ａが動作する。発光部６２ａが動作すると，ＰＷＭスイッチング部３０のＰＷＭ−ＩＣ３１０のＣＳ端に接続された受光部６２ｂが共に動作してＰＷＭ−ＩＣ３１０のＣＳ端を接地させる。したがって，ＰＷＭ−ＩＣ３１０の動作が中止する。これにより，整流部２０と２次側とは，電気的に完全に離隔された状態となる。但し，整流部２０と２次側との間では，トランスによる磁気的エネルギーのみが伝達され，これにより，発光部６２ａは，ＰＷＭ−ＩＣ３１０の動作が中止されても動作可能になる。このように，ＰＷＭ−ＩＣ３１０のＣＳ端がフォトカプラ６２の動作により接地されることにより電源装置が省電力モードに切り換えられ，不要な電源の浪費を抑えることができる。
【００３４】
例えば，電源装置が電子製品に取り付けられていない状態で外部電源が印加されている場合における消費電力を実験してみた結果，既存の電源装置の消費電力は２．５７Ｗであることに対し，前記実施の形態による電源装置の消費電力は０．７８Ｗであって，著しく効果が得られることが分かった。
【００３５】
したがって，電源装置が電子製品（図示せず）から取り外されている場合における電源装置での消費電力はほぼゼロに近い。
【００３６】
逆に，図３（ｂ）に示したように，電源装置が電子製品（図示せず）に取り付けられている場合には，出力部５０のスイッチ６１は，電子製品（図示せず）の取り付け部（図示せず）に取り付けられ，接地端５２０から開放する。このとき，フォトトランジスタ方式を含むフォトカプラ６２には電源が流れないため動作しない。
【００３７】
即ち，ＰＷＭスイッチング部３０のＰＷＭ−ＩＣ３１０のＣＳ端はコンデンサＣと接続され，正常な動作状態となる。
【００３８】
ＰＷＭスイッチング部３０の動作が正常状態になると，前述したように，ＳＭＰＳの動作により入力された外部電源が出力部５０の電源供給端５１０に供給され，出力部５０が取り付けられている電子製品（図示せず）に電源（＋５Ｖ）が供給される。
【００３９】
以上では，ＰＷＭ−ＩＣ３１０のＣＳ端を接地させることによりＰＷＭ−ＩＣ３１０の動作を中止させたが，前記実施の形態において使用されたＰＷＭ−ＩＣ素子と異なる特性のＰＷＭ−ＩＣ素子を使用する場合には，所定の端子を制御することによりＰＷＭ−ＩＣの動作を制御することもできる。
【００４０】
したがって，電源装置が電子製品に取り付けられている場合には，入力部１０を介して入力された所定の電源が電子製品に供給され，逆に，電源装置が電子製品から取り外されている場合には，電源装置は電子製品に電源の供給をしばらく中止する省電力モードにて動作する。
【００４１】
また，一般に，電源装置を電子製品（図示せず）に取り付けるときに瞬間的に発生するピーク（ｐｅａｋ）性電流及び電圧から電源装置及び電子製品を保護することができる。
【００４２】
即ち，電源装置が電子製品（図示せず）に取り付けられていない場合における電源装置は，省電力モードにて動作するため，電源装置の出力は０Ｖとなる。したがって，電源装置を電子製品に取り付けても，図５に示すように，既存の急激な電流及び電圧の流れにより発生していたピーク性電流Ｔ及び電圧の発生は生じなくなる。
【００４３】
以上のように，電源装置を省電力モードにて動作させ，外部電源が印加された状態でも不要な電源の浪費を抑えることができる。
【００４４】
また，いきなりの電流及び電圧の印加により発生するピーク性電流及び電圧を除去することにより，電子製品及び電源装置の機械的な損失を抑えることができる。
【００４５】
以上，添付図面を参照しながら本実施形態にかかる電源装置の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の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。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によると，電源装置が電子製品に取り付けられるか否かに応じて電源装置の動作を制御することにより，使用しない場合には省電力モードに切り換えて不要な電源の浪費を抑えることができ，またピーク性電流及び電圧による機械的損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源装置の詳細なブロック図である。
【図２】図１のスイッチング部と出力部との一部分の回路図である。
【図３】図１の出力部の外形を示す斜視図であり，（ａ）が電子製品から取り外されている場合，（ｂ）が電子製品に取り付けられている場合である。
【図４】図３の出力部に対する回路図と断面図との対応関係を示す説明図である。
【図５】図１の出力波形を示す説明図である。
【図６】従来の電源装置の詳細なブロック図である。
【図７】図６の出力部の外形を示す斜視図である。
【図８】図６の出力波形を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      入力部
２０      整流部
３０      ＰＷＭスイッチング部
４０      フィードバック部
５０      出力部
５１０      電源供給端
５２０      接地端
６０      スイッチ手段
６１      スイッチ
６２ａ    発光部
６２ｂ    受光部
６２      フォトカプラ
３１０      ＰＷＭ−ＩＣ
【図１】
0003681726.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003681726.tif 000008
【図８】
0003681726.tif 000009