(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と、前記第１の整流素子とチョークコイル間とアース間に接続した第２の整流素子と、前記チョークコイルと第２のスイッチング素子間と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第１の平滑回路と制御回路を接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路は前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御し、前記第２のスイッチング素子を用いて前記第２の平滑回路を経て第２の出力端子からも出力を取り出す構成とした電源装置。
【請求項２】
分割制御回路は、入力側にタイミング検出回路、その出力に充放電回路が接続され、この充放電回路に前記第２の平滑回路の電圧を検出する検出回路の出力を接続し、この充放電回路の出力とアース間にコンデンサを接続し、この充放電回路の出力に波形整形回路、この波形整形回路の出力にドライブ回路を接続し、そのドライブ回路の出力は第３のスイッチング素子の制御部に接続されている構成としたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
タイミング検出回路は、上記第１のスイッチング素子が導通している時間よりも短い時間幅のタイミングパルスを発生させる回路を含む請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
タイミング検出回路は遅延手段を含む請求項２または３に記載の電源装置。
【請求項５】
分割制御回路の中に分割制御回路の電源用に平滑回路を含む請求項１〜４のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項６】
第２のスイッチング素子は整流素子とスイッチング素子の並列回路からなりそのスイッチング素子は分割制御回路で制御する回路を含む請求項１〜５のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項７】
チョークコイルと第２のスイッチング素子間に、第４のスイッチング素子、第３の平滑回路、第３の出力端子を接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に第２の分割制御回路の入力側を接続し、この第２の分割制御回路の出力は前記第３の平滑回路からの電圧に応じて前記第４のスイッチング素子の制御部を制御する構成とした請求項１に記載の電源装置。
【請求項８】
直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御する分割制御回路を有する電源装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つの電源装置を使用した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ＯＡ機器などの電子機器に用いられる電源装置およびそれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種電源装置の構成は、図１２に示す構成となっていた。すなわち、図１２に示す如く直流電源１にはトランス２の一次巻線２ｐが接続されている。この一次巻線２ｐにはスイッチング素子３とその制御用のフォワード制御部４が接続されている。なおこのフォワード制御部４はフォワード制御回路４ａと電圧比較部４ｂとを有している。前記トランス２の二次巻線２ｓには整流素子５、チョークコイル７、平滑回路８を介して、出力端子９が接続されている。整流素子５とチョークコイル７の交点とアース間には整流素子６が接続され、フォワード型電源装置を構成する。例えば、この出力端子９からは２４Ｖが得られるようになっている。
【０００３】
上記フォワード型電源装置から別の出力を得るには、上記チョークコイル７と平滑回路８の間からチョークコイル１０とコンデンサ１１の平滑手段を介してチョッパー型電源装置１２を接続して出力端子１７から例えば５Ｖ出力を得る。このチョッパー型電源装置はスイッチング素子１３、整流素子１４、チョークコイル１５、平滑回路１６、チョッパー制御回路１８で構成され、出力端子１７が接続されている。
【０００４】
すなわち、従来のものは、上記フォワード型電源装置のチョークコイル７と平滑回路８の交点からチョークコイル１０とコンデンサ１１の平滑回路を通してチョッパー型電源装置１２に電力を供給し、スイッチング素子１３によって電流をチョッパーし、チョークコイル１５に流れる電流を制御し、電圧変換を行い出力端子１７から５Ｖで数Ａ以上の電力を得るようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の電源装置において問題になるのは、電圧を変換するためのチョークコイル１５と、平滑回路のチョークコイル１０とコンデンサ１１を必要としていたことである。すなわち、チョッパー型電源装置１２は直流電圧を効率良く電圧電流変換するために、スイッチング素子１３はチョッパー制御回路１８によってスイッチング素子時間を制御されチョークコイル１５に流す電流を変え、その結果として出力端子１７に電圧変換された出力を得る方式であり、チョークコイル１５が必要であった。また、スイッチング素子１３のスイッチ周期がフォワード型電源と同期しないため、出力端子９にリップル電圧が発生する。それを防止するためにチョークコイル１０とコンデンサ１１も必要であった。これらのチョークコイル１０，１５は必要な特性を得るためにはかなり大きなものがいる。これが大きくなることは、電源装置が大きく、重くなり、ひいては、それを用いる電子機器が大型化し、かつ軽量化を困難としていた。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、電源装置の小型化、軽量化を図ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明は、直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と、前記第１の整流素子とチョークコイル間とアース間に接続した第２の整流素子と、前記チョークコイルと第２のスイッチング素子間と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第１の平滑回路と制御回路を接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路は前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御し、前記第２のスイッチング素子を用いて前記第２の平滑回路を経て第２の出力端子からも出力を取り出す構成としたものである。
【０００８】
その結果、電圧を変換するためのチョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサを削減することが可能となる。
【０００９】
これにより、本発明の電源装置は小型化、軽量化ができ、ひいては、それを用いる電子機器は小型化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と、前記第１の整流素子とチョークコイル間とアース間に接続した第２の整流素子と、前記チョークコイルと第２のスイッチング素子間と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第１の平滑回路と制御回路を接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路は前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御し、前記第２のスイッチング素子を用いて前記第２の平滑回路を経て第２の出力端子からも出力を取り出す構成とした電源装置であって、特に前記トランスの二次側巻線に順次接続された第１の整流素子からチョークコイルを流れた電流の一部を、第２のスイッチング素子を用いて、第２の平滑回路を経て第２の出力端子からも出力を取り出すことが可能となり、その結果、従来の電圧を変換するためのチョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサが不要となる。これにより、電源装置は小型化、軽量化が可能となる。ひいては、それを用いる電子機器は小型化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【００１１】
次に、本発明の請求項２に記載の発明は、前記分割制御回路の入力側にタイミング検出回路とその出力に充放電回路が接続され、この充放電回路に前記第２の平滑回路の電圧を検出する検出回路の出力を接続し、この充放電回路出力とアース間にコンデンサを接続し、この充放電回路出力に波形整形回路、この波形整形回路の出力にドライブ回路を接続し、そのドライブ回路の出力は第３のスイッチング素子の制御部に接続した請求項１記載の電源装置で、特に前記トランスの二次側巻線に順次接続された第１の整流素子からチョークコイルを流れた電流を第１の平滑回路と第２の平滑回路に交互に同期を取って流し込むことにより、安定した出力を第１の出力端子と第２の出力端子から取り出すことが可能となる。
【００１２】
次に、本発明の請求項３に記載の発明は、前記タイミング検出回路が、上記第１のスイッチング素子が導通している時間よりも短い時間幅のタイミングパルスを発生させる回路を含む請求項２に記載の電源装置で、前記タイミングパルスを用いコンデンサの放電を行うことにより、上記第３のスイッチング素子を精度良く制御し、第１の出力端子から微少電流を取り出した時、第２の出力端子から大きな出力電流を安定して取り出す事が可能となる。
【００１３】
次に、本発明の請求項４に記載の発明は、前記タイミング検出回路が、上記第１のスイッチング素子が導通している時間よりも短い時間幅のタイミングパルスを発生させ、更に遅延手段を含む請求項２または３に記載の電源装置で、前記の遅延させた短い時間幅のタイミングパルスを用いてコンデンサの放電を行うことにより、上記第３のスイッチング素子を精度良く制御し、第１の出力端子は無負荷の状態であっても、第２の出力端子から大電流出力を安定して得る事が可能となる。
【００１４】
次に、本発明の請求項５に記載の発明は、上記分割制御回路の中に分割制御回路の電源用に平滑回路を含むものであって、第１の出力電圧と第２の出力電圧の差が小さい場合、上記分割制御回路の電源を第１の出力電圧を使用して上記第３のスイッチング素子をドライブすることが困難である。そこで、上記第１の整流素子に印加される入力電圧またはこの出力電圧が高い電圧であることを利用してこの電圧を平滑し、上記分割制御回路の電圧とするものである。
【００１５】
次に、本発明の請求項６に記載の発明は、上記第２のスイッチング素子は整流素子とスイッチング素子の並列回路からなりそのスイッチング素子は分割制御回路で制御することで、上記第２のスイッチング素子をダイオードからＭＯＳＦＥＴに変更し、素子で消費する電力を低減し、放熱板を不要にすることができるものである。
【００１６】
次に、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１記載の電源装置の前記チョークコイルと第２のスイッチング素子間に接続した第４のスイッチング素子、第３の平滑回路、第３の出力端子を設け、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路出力は前記第３の平滑回路からの電圧に応じて前記第４のスイッチング素子の制御部を制御するもので、特に前記トランスの二次側巻線に順次接続された第１の整流素子からチョークコイルを流れた電流を第１の平滑回路と第２の平滑回路と第３の平滑回路に順次同期を取って流し込むことにより、安定した出力を第１の出力端子、第２の出力端子、第３の出力端子から取り出すことが可能となる。
【００１７】
その結果、従来の電圧を変換するためのチョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサがさらに不要となり、この多出力電源装置は更に小型化、軽量化が可能となる。ひいては、それを用いる電子機器もより小型化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【００１８】
次に請求項８に記載の発明は、直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御する分割制御回路を有する電源装置であって、第２の出力端子からの出力電流が大きくない場合、分割制御回路のタイミング検出回路がなくても性能を得ることができ、これにより電源装置は更に小型で、低コストが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の請求項９に記載の発明は請求項１から８のいずれか一つの電源装置を使用した電子機器であり、この多出力電源装置は小型化、軽量化が可能となり、それを用いる電子機器もより小型化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【００２０】
以下本発明の実施の形態を添付図面を用いて説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部分は同一番号を付して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電源装置の構成図を示すものであり、図２はその動作波形を示すものである。
【００２２】
まず、図１において、直流電源１にはトランス２の一次巻線２ｐが接続されている。この一次巻線２ｐにはスイッチング素子３およびフォワード制御部４が接続されている。前記トランス２の二次巻線２ｓには整流素子５、チョークコイル７、平滑回路８を介して、出力端子９が接続されている。また整流素子５とチョークコイル６の交点とアース間には整流素子６が接続され、フォワード型電源装置を構成するのは従来例と同様である。
【００２３】
ここで、本実施の形態ではチョークコイル７と平滑回路８の間にスイッチング素子１９を備え、チョークコイル７とスイッチング素子１９間に接続線２０を介してスイッチング素子２１、平滑回路２２、出力端子２４を備えている。また、平滑回路２２からの電圧に応じてスイッチング素子２１（以下ＭＯＳＦＥＴ２１とする）の制御部（ゲート）を制御する分割制御回路２３を有する。
【００２４】
具体的な動作を図１および図２を用いて説明する。スイッチング素子３がオンの時、直流電源１からトランス２の一次巻線２ｐを介して電流が流れ、同時にトランス２の二次巻線２ｓから整流素子５を介してチョークコイル７に巻線数に反比例した電流が流れ、その交点に発生する電圧は（図２の（Ａ））の如くｔ１期間に電圧が発生する。（図２の（Ｃ））はチョークコイル７に流れる電流を示し、ｔ１期間に流れた電流はｔ３期間には続いて整流素子６がフライホイルダイオードとして電流が流れる。
【００２５】
ここで、ＭＯＳＦＥＴ２１のゲートに分割制御回路２３で発生させたゲート駆動電圧（図２の（Ｂ））を印加すると（図２の（Ｂ））のｔ２期間の電圧でＭＯＳＦＥＴ２１が導通し、その電流波形は（図２の（Ｆ））となり、平滑回路２２で直流電圧（図２の（Ｇ））となり、出力端子２４から負荷に接続される。
【００２６】
また、スイッチング素子１９は逆流防止であり、チョークコイル７に流れた電流からｔ３が抜き取られた（図２の（Ｄ））の電流が流れ、平滑回路８によって直流電圧（図２の（Ｅ））となり出力端子９から負荷に接続される。ここで、出力端子２４から負荷電流を取り出すと、平滑回路２２の電圧が低下するが分割制御回路２３でこの電圧低下を検出してＭＯＳＦＥＴ２１を駆動するゲート駆動電圧（図２の（Ｂ））のｔ２期間を左矢印の方向に長くする。その結果、ＭＯＳＦＥＴ２１の電流導通時間が長くなり、平滑回路２２への充電が増加し、電圧がアップし、規定の電圧に制御できる。
【００２７】
さらに、ｔ２期間が長くなった分、スイッチング素子１９に流れる電流は少なくなり、平滑回路８の電圧が低下するが、フォワード制御部４の電圧比較器４ｂにて検出しフォワード制御回路４ａからスイッチング素子３のオン時間を長くし、トランス２から二次巻線２ｓへの電流を増加させ、安定した出力制御を行うことが可能となる。ここで、ＭＯＳＦＥＴ２１を駆動するゲート駆動電圧（図２の（Ｂ））のｔ２期間は整流素子５の出力電圧の立ち上がりで終了するよう分割制御回路２３で発生させる。
【００２８】
又、図１において、スイッチング素子３が導通している時間（図２の（Ａ））のｔ１期間を検出するタイミング検出回路２７への入力は、トランス２の二次巻線２ｓ端に接続しても同様の動作となる。
【００２９】
次に、図１において、特に分割制御部２３の構成を説明する。分割制御回路２３への入力線２６はフォワード型電源装置の二次側整流素子５に接続され、タイミング検出回路２７に入力する。その出力に充放電回路２８を接続するとともに、平滑回路２２の電圧を接続線３４により検出回路３２の一方に入力し、他方を基準電圧３３に接続し、その差を検出回路３２の出力から前記充放電回路２８に入力する。充放電回路２８の出力とアース間にコンデンサ２９を接続し、この充放電回路２８の出力に波形整形回路３０、この出力にドライブ回路３１を接続し、そのドライブ回路３１の出力線３５はＭＯＳＦＥＴ２１のゲートに接続した。
【００３０】
具体的な動作を図１および図３に示し説明する。なお図３のＣ，Ｄは図２のＣ，Ｄと同じものである。
【００３１】
図１のトランス２の二次巻線２ｓから整流素子５を介してチョークコイル７に巻線数に反比例した電流が流れ、その交点に発生する電圧は（図３の（Ａ）これは図２の（Ａ）と同一）の如くｔ１期間に数１０Ｖの電圧が発生する。この電圧を入力線２６により取り込んだタイミング検出回路２７で（図３の（Ｈ））の如く図３の（Ａ）でのｔ１期間の電圧と相似形の波形を発生する。
【００３２】
このパルスを使い充放電回路２８に接続したコンデンサ２９を放電させる（図３の（Ｉ）の右下がり）。
【００３３】
一方、平滑回路２２の電圧（Ｖｏｕｔ）は接続線３４により検出回路３２で基準電圧３３と比較し、そのＶｏｕｔが基準電圧より低い時、検出回路３２の出力が高くなる。この電圧に応じて、充放電回路２８でコンデンサ２９を充電する（図３の（Ｉ）のｔ４期間）。コンデンサ２９の電圧が一定値以上になると波形整形回路３０の出力が反転し、この出力にドライブ回路３１を接続し、そのドライブ回路３１（図３の（Ｂ））の接続線３５はＭＯＳＦＥＴ２１のゲートに接続した。
【００３４】
ここで、Ｖｏｕｔが低い程、検出回路３２の出力は高くなり、充放電回路２８からコンデンサ２９への充電電流が大きくなり、（図３の（Ｉ）の右下がり）、ｔ４期間が短くなる。そして、波形整形回路３０からドライブ回路３１の出力は図３の（Ｂ）のｔ５期間が長くなる。その出力で駆動されるＭＯＳＦＥＴ２１は電流の導通時間が長くなり（図３の（Ｆ））、平滑回路２２の充電量が増し、出力電圧が上昇し、規定電圧（例えば５Ｖ）に保たれる。
【００３５】
ここで、図３の右半分の破線波形は出力端子９の負荷が軽い場合を示す。すなわち、出力端子９の負荷が軽いのでトランス２の二次巻線２ｓから整流素子５を介してチョークコイル７に印加される電圧は（図３の（Ａ）右）の破線の如くｔ６期間が短い。この電圧からタイミング検出回路２７で（図３の（Ｈ）右破線）充放電回路２８に接続したコンデンサ２９を放電させる（図３の（Ｉ）右実線の右下がりと重なる）。ここで、出力端子９の出力電流が小さいので充放電回路２８でコンデンサ２９をすぐ充電する必要がある（図３の（Ｉ）右のｔ４Ｌ期間）。そしてドライブ回路３１の出力線３５（図３の（Ｂ）右破線）のｔ５ＬはＭＯＳＦＥＴ２１のゲートを駆動する。その結果、ＭＯＳＦＥＴ２１の導通時間は長くなるが、電流量は少ない（図３の（Ｆ）右破線）。その結果、出力端子２４の電圧が下がるので、（図３の（Ｂ）右破線）のｔ５Ｌ期間を更に延ばそうとするがコンデンサ２９の放電時間がｔ６期間で決まってしまうため、制御の限界があり出力端子９の負荷が軽い場合出力端子２４から大きな出力は取り出せない。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の電源装置の電気回路図を表す。
【００３７】
上記改良点の対策をするのが本発明の請求項３に記載の分割制御回路２３ａのタイミングパルス回路２７ａであり、図４と図５にて機能と動作を説明する。
【００３８】
すなわち、図４のスイッチング素子３が導通している時間（図５の（Ａ））のｔ６期間を検出するタイミングパルス回路２７ａは、この入力信号線２６の立ち上がり電圧を微分して波形整形するか、または積分した信号とで時間差を作り、短い時間幅のタイミングパルス（図５の（Ｈ））のｔ７期間を発生させる回路を含む。このタイミングパルス回路２７ａの出力を用いコンデンサ２９の放電を行うことにより、短時間で放電から充電に移行する事が可能となる（図５の（Ｉ）のｔ８期間）。これは、スイッチング素子３が導通している時間ｔ６内に完了し、ドライブ回路３１出力（図５の（Ｂ））の接続線３５はＭＯＳＦＥＴ２１を、スイッチング素子３が導通している時間（図５の（Ａ））のｔ６期間内に導通開始させる（図５の（Ｆ））。その結果、チョークコイル７の電流が増加している期間にＭＯＳＦＥＴ２１が導通し、電流の傾斜が緩いため、この電流（図５の（Ｆ））は次のスイッチング素子３が導通している時間（図５の（Ｆ）のｂ点）まで続き、スイッチング素子３の電流もトランス２を介して連続して流れ、出力端子９の負荷が軽い場合でも出力端子２４から大きな出力電流が取り出せる。なお図５の（Ｃ）はチョークコイルの電流、（Ｄ）はスイッチング素子１９電流を示している。
【００３９】
（実施の形態３）
さらに、前記改良点の対策方法として、図６の本発明の請求項４に記載の分割制御回路２３ｂのタイミングパルスディレー回路２７ｂであり、図６と図７にてその機能と動作を説明する。
【００４０】
すなわち、図６において、スイッチング素子３が導通している時間（図７の（Ａ））のｔ６期間を検出するタイミングパルスディレー回路２７ｂは、図４のタイミングパルス回路２７ａの短い時間幅のタイミングパルス（図５の（Ｈ））のｔ７期間を発生させる回路にこのタイミングパルスをΔｔ１０時間ディレー（遅延）（図７の（Ｇ））させる回路を含む。このタイミングパルスディレー回路２７ｂの出力を用いコンデンサ２９の放電を行うと、スイッチング素子３が導通している時間（図７の（Ａ））のｔ６期間の途中からコンデンサ２９の放電が開始され、その後すぐ充電に移行する事が可能となる（図７の（Ｈ））。すると、ドライブ回路３１（図７の（Ｂ））の接続線３５は次にスイッチング素子３が導通するｔ６期間の前半Δｔ１０時間までＭＯＳＦＥＴ２１を導通させることができる。（図７の（Ｆ））。その結果、チョークコイル７の電流（図７の（Ｃ））が整流素子６を介して流れているフライホイル期間に引き続きスイッチング素子３からトランス２を介して電力が供給されるΔｔ１０時間にＭＯＳＦＥＴ２１が導通し、出力端子２４に電流を供給するために、出力端子９の負荷が軽く、スイッチング素子１９に流れる電流（図７の（Ｄ））が少ない場合でも等価的に出力端子９の負荷があるようにフォワード制御部４が動作し、出力端子２４から大きな出力電流が取り出せる。
【００４１】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４の電源装置の電気回路図を表す。ここで、分割制御回路２３ｃの内部電源用に平滑回路３６を含むものである。
【００４２】
トランス２の二次巻線２ｓの出力電圧は通常、数１０Ｖの正のピーク電圧と負の電圧があり、整流素子５の出力電圧（図７の（Ａ））を接続線２６で整流平滑回路３６に入力する。この出力からは数１０Ｖの直流電圧が得られる。得られた電圧を分割制御回路２３ｃ内の各回路に供給し、スイッチング素子２１を容易にかつ安価にドライブすることが可能となる。
【００４３】
次に、図８において、チョークコイル７と平滑回路８の間に設けた逆流防止の素子として、スイッチング素子１９を構成する整流素子にスイッチング素子３７を並列接続し、そのスイッチング素子３７は分割制御回路２３ｃのドライブ回路３１ａにより制御する。これにより、出力端子９に接続した負荷電流が大きい時、ダイオードよりなるスイッチング素子１９だけではこの素子で消費する電力が大きいのを、ＭＯＳＦＥＴやトランジスタ等のスイッチング素子３７を並列接続することで消費電力を低減し、放熱板も不要となる。また、スイッチング素子３７の駆動信号は、ドライブ回路３１ａがスイッチング素子２１を駆動する信号と同一か逆極性で良く、容易に発生することが可能である。
【００４４】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５の電源装置の電気回路図を示し、分割制御回路２３ｄとスイッチング素子４０、スイッチング素子４１、平滑回路４２および出力端子４４を並列に加えたものであり、３種類の電源出力を得ることが可能となる。
【００４５】
ここで、チョークコイル７とスイッチング素子１９間に接続したスイッチング素子４０は逆流防止であり、出力電圧の高さは出力端子９が最も高く、次に出力端子４４で、出力端子２４が最も低い条件は必要である。但し、各出力の電位差は例えば、０．１Ｖでも可能である。
【００４６】
次に、上記の動作であるが、チョークコイル７に流れた電流は出力電圧が高い方から時間的に順番に電流分割される。すなわち、スイッチング素子１９に流れた後、スイッチング素子４０とスイッチング素子４１に流れ、最後にスイッチング素子２１に流れる制御が分割制御回路２３ｃおよび分割制御回路２３ｄで自動的に行われる。
【００４７】
上記と同様に分割制御回路２３ｄとスイッチング素子４０、スイッチング素子４１、平滑回路４２および出力端子４４を多数並列接続すれば、複数の出力を出力する多出力電源装置が可能となる。
【００４８】
（実施の形態６）
図１０は、本発明の実施の形態６の電源装置の電気回路図を表す。
【００４９】
図１０の構成は図１に記載の電源装置から分割制御回路２３内のタイミング検出回路２７を解除したものである。
【００５０】
図１０の動作を特に、分割制御部２３ｅについて説明する。コンデンサ２９を放電する前記タイミング検出回路２７の代わりに、検出回路３２の入力電圧である平滑回路２２の電圧が基準電圧３３より高くなると検出回路３２の出力が下がりコンデンサ２９を放電する。逆に、平滑回路２２の電圧が基準電圧３３より低くなると検出回路３２の出力が上がりコンデンサ２９を充電する。そのコンデンサ２９の電圧を波形整形回路３０からドライブ回路３１の出力はＭＯＳＦＥＴ２１を駆動し、平滑回路２２を充電し、出力電圧を制御する動作は前記の実施の形態と同じである。
【００５１】
（実施の形態７）
図１１は、本発明の実施の形態６の電源装置の電気回路図を表す。
【００５２】
図１１において本発明の構成は、直流電源１をトランス５２の一次側巻線５２ｐのセンタータップに接続し、この一次巻線５２ｐの両端にそれぞれスイッチング素子３とスイッチング素子５１を接続し、これらを交互に制御するフォワード制御回路５０を設けた。またトランス５２の二次側巻線５２ｓのセンタータップをアースに接続し、二次側巻線５２ｓの両端にそれぞれ接続された整流素子５と整流素子６の出力にチョークコイル７、スイッチング素子１９、平滑回路８、出力端子９を接続した。さらに、チョークコイル７とスイッチング素子１９間に接続したスイッチング素子２１、平滑回路２２、出力端子２４を備えている。整流素子５，６の出力に分割制御回路２３の入力側を接続した。
【００５３】
基本的な動作は、実施の形態１〜６と略同じであるが電力を供給するトランス５２の一次側のスイッチング素子３，５１が交互にスイッチング素子を行うため、大電力の出力を取り出すことが容易となる。その結果、従来の電圧を変換するためのチョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサが更に不要となり、この多出力電源装置は更に小型化、軽量化が可能となる。ひいては、それを用いる電子機器もより小型化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明は直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第１の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第１の整流素子、チョークコイル、第２のスイッチング素子、第１の平滑回路と、前記第１の整流素子とチョークコイル間とアース間に接続した第２の整流素子と、前記チョークコイルと第２のスイッチング素子間と第２の出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第３のスイッチング素子、第２の平滑回路とを備え、前記第１の平滑回路と制御回路を接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路は前記第２の平滑回路からの電圧に応じて前記第３のスイッチング素子の制御部を制御し、前記第２のスイッチング素子を用いて前記第２の平滑回路を経て第２の出力端子からも出力を取り出す構成としたものであるので、電圧を変換するためのチョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサを削減することが可能となる。
【００５５】
これにより、本発明の電源装置は小型化、軽量化ができ、それを用いる電子機器も小型化され、かつ軽量化にも貢献でき産業的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電源装置の電気回路図
【図２】同動作説明図
【図３】同動作説明図
【図４】本発明の実施の形態２の電源装置の電気回路図
【図５】同動作説明図
【図６】本発明の実施の形態３の電源装置の電気回路図
【図７】同動作説明図
【図８】本発明の実施の形態４の電源装置の電気回路図
【図９】本発明の実施の形態５の電源装置の電気回路図
【図１０】本発明の実施の形態６の電源装置の電気回路図
【図１１】本発明の実施の形態７の電源装置の電気回路図
【図１２】従来の電源装置の電気回路図
【符号の説明】
１  直流電源
２，５２  トランス
３，１３，５１  スイッチング素子
４，５０  フォワード制御部
５，６，１４  整流素子
７，１０，１５  チョークコイル
８，１６，２２，４２  平滑回路
９，１７，２４，４４  出力端子
１１  コンデンサ
１２  チョッパー型電源装置
１８  チョッパー制御回路
１９，４０  スイッチング素子
２０，２６，３４  接続線
２１，４１  スイッチング素子
２３  分割制御回路
２７  タイミング検出回路
２８  充放電回路
２９  コンデンサ
３０  波形整形回路
３１  ドライブ回路
３２  検出回路
３３  基準電圧
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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