(57)【要約】  スイッチング電源回路（１０１）は、交流を直流に変換する第１の整流回路（１０２）と、スイッチング動作部（２０）と、スイッチングされた電流が供給される１次巻き線と、その電流に応じた電力を誘起する２次巻き線とを有するスイッチングトランス（１０３）と、２次巻き線に誘起される電力を整流する第２の整流回路（３０）と、スタンバイモードおよび電源オンモードであるときにスイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、各モードで、第２の整流回路（３０）からの出力電圧に対するフォトカプラ（１０７）に流れる電流の比率を変更する制御回路（４０）とを備えている。
2013105150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路であって、
当該スイッチング電源回路は、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されており、
前記交流電力を整流して直流に変換する第１の整流回路と、
前記第１の整流回路で整流された電流をスイッチングするスイッチング動作部と、
前記スイッチング動作部でスイッチングされた電流が供給される１次巻き線と、当該１次巻き線に供給される電流に応じた電力を誘起する２次巻き線とを有するスイッチングトランスと、
前記スイッチングトランスの２次巻き線に誘起される電力を整流して前記直流電力を出力する第２の整流回路と、
流れる電流に応じて２次側から１次側に信号を帰還するフォトカプラを有し、前記第２の整流回路から所定の電圧が出力されるように、前記スイッチング動作部のスイッチング動作をフィードバック制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
当該スイッチング電源回路が前記スタンバイモードおよび前記電源オンモードであるときに前記スイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更する
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項２】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記制御回路は、
前記第２の整流回路からの出力電圧を分圧した電圧に基づいて、前記フォトカプラに流れる電流を規定するシャントレギュレータと、
前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記シャントレギュレータの利得を切り替えることによって、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更するゲイン切替回路とを有している
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項３】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率は、前記スタンバイモードであるときの方が、前記電源オンモードであるときよりも大きい
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項４】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記制御回路は、
前記スタンバイモードであるときは、前記スイッチング動作部のスイッチング周波数が２０Ｈｚ以下となり、かつ前記電源オンモードであるときは、前記スイッチング周波数が２０ｋＨｚ以上となるように、前記スイッチング動作部を制御する
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオシステム等に用いられるスイッチング電源回路に関し、特に、スタンバイモードを有するスイッチング電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の低消費電力化が求められている。電子機器の電源として用いられるスイッチング電源回路において、スイッチング素子のスイッチング動作を制御することで低消費電力化を実現することができる。従来のスイッチング電源回路として、スタンバイモード時に、スイッチング素子のスイッチング周波数を低下させることで、消費電力を小さくしつつ、耳障りなトランスの異音（うなり）を抑制する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３０９５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、スイッチング電源回路がスタンバイモードであるときはトランスのうなりを抑制できるものの、電源オンモードになると、スイッチング素子のスイッチング周波数が可聴周波数帯域に入ってしまう。つまり、従来のスイッチング電源回路は、電源オンモードのときにうなりが発生するという課題を有している。【０００５】
かかる点に鑑みて、本発明は、スイッチング電源回路がスタンバイモードである場合に加えて、電源オンモードである場合でもうなりを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によって次のような解決手段を講じた。例えば、交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路は、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されており、前記交流電力を整流して直流に変換する第１の整流回路と、前記第１の整流回路で整流された電流をスイッチングするスイッチング動作部と、前記スイッチング動作部でスイッチングされた電流が供給される１次巻き線と、当該１次巻き線に供給される電流に応じた電力を誘起する２次巻き線とを有するスイッチングトランスと、前記スイッチングトランスの２次巻き線に誘起される電力を整流して前記直流電力を出力する第２の整流回路と、流れる電流に応じて２次側から１次側に信号を帰還するフォトカプラを有し、前記第２の整流回路から所定の電圧が出力されるように、前記スイッチング動作部のスイッチング動作をフィードバック制御する制御回路とを備えている。そして、前記制御回路は、当該スイッチング電源回路が前記スタンバイモードおよび前記電源オンモードであるときに前記スイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更する。【０００７】
これによると、スイッチング電源回路は、交流電源を直流に変換して出力するものであり、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されている。スイッチング電源回路では、フォトカプラを介して２次側から１次側へ信号をフィードバックすることで、スイッチング動作が制御される。制御回路は、スイッチング電源回路がスタンバイモードおよび電源オンモードであるときにスイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、スタンバイモードと電源オンモードとで、第２の整流回路からの出力電圧に対するフォトカプラに流れる電流の比率を異なる値にする。これにより、スイッチング電源回路の動作モードにかかわらず、スイッチングトランスの音鳴りを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、スイッチング電源回路がスタンバイモードである場合に加えて、電源オンモードである場合でもうなりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の動作モードとスイッチング周波数との関係を示す図である。
【図３】図３は、図１の構成および従来の構成による効果を比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。スイッチング電源回路１０１は、第１の整流回路１０２と、スイッチングトランス１０３と、スイッチング動作部２０と、第２の整流回路３０と、制御回路４０とを有しており、交流の入力電力ＡＣから直流の出力電力ＤＣを生成する。また、スイッチング電源回路１０１は、動作モードをスタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されている。
【００１２】
第１の整流回路１０２は、例えば商用の電源入力である入力電力ＡＣを整流して、直流に変換して出力する。
【００１３】
スイッチングトランス１０３は、１次巻き線１０３ａと２次巻き線１０３ｂとを備えている。１次巻き線１０３ａは、第１の整流回路１０２とスイッチング動作部２０との間に接続されている。２次巻き線１０３ｂは、第２の整流回路３０に接続されている。
【００１４】
スイッチング動作部２０は、スイッチング電源素子１０４と、コンデンサ１０５，１０６と、抵抗素子１２０とを有している。スイッチング電源素子１０４が第１の整流回路１０２で整流された電流をスイッチングすることで、１次巻き線１０３ａにスイッチング電流が供給される。そして、スイッチング電流に応じた電力が２次巻き線１０３ｂに誘起される。スイッチング電源素子１０４は、後述するフォトカプラ１０７の１次側に流れる電流に応じて変化するフィードバック電圧Ｖｆｂに基づいてスイッチング動作を行う。
【００１５】
第２の整流回路３０は、ダイオード１１８とコンデンサ１１９とで構成される。２次巻き線１０３ｂに生じた電力は、ダイオード１１８およびコンデンサ１１９によって整流、平滑化されて直流となる。直流となった電力は、出力電力ＤＣとしてオーディオシステムのアンプなどに接続される負荷に供給される。
【００１６】
制御回路４０は、第２の整流回路３０から出力される電圧が所定の電圧となるように、２次側から１次側へ信号を帰還することで、スイッチング動作部２０をフィードバック制御する。制御回路４０は、フォトカプラ１０７と、シャントレギュレータ１１０と、ゲイン切替回路５０とを有している。
【００１７】
フォトカプラ１０７は、２次側のダイオードと１次側のトランジスタとで構成される。フォトカプラ１０７の２次側と出力電力ＤＣが出力される端子との間には抵抗素子１０８，１０９が接続されている。出力電力ＤＣが供給される負荷に応じて、フォトカプラ１０７に流れる電流、およびフィードバック電圧Ｖｆｂが変化し、これによりスイッチング電源素子１０４のスイッチング周波数が変化する。
【００１８】
シャントレギュレータ１１０のアノードは、フォトカプラ１０７のダイオードに接続され、カソードはグランドに接続されている。また、シャントレギュレータ１１０のリファレンス端子には、第２の整流回路３０の出力電圧を抵抗素子１１６，１１７によって分圧した電圧が供給される。
【００１９】
ゲイン切替回路５０は、コンデンサ１１１と、抵抗素子１１２と、スイッチ１１３と、コンデンサ１１４と、抵抗素子１１５とで構成される。スイッチ１１３は、外部の図示しないマイコン等からの制御信号によってオンオフ制御される。具体的に、スイッチング電源回路１０１が電源オンモードであるときスイッチ１１３はオフし、スタンバイモードであるときスイッチ１１３はオンする。スイッチ１１３がオフのとき、シャントレギュレータ１１０にはコンデンサ１１１と抵抗素子１１２とが接続される。一方、スイッチ１１３がオンのとき、シャントレギュレータ１１０には、コンデンサ１１１と抵抗素子１１２、ならびにコンデンサ１１４と抵抗素子１１５が接続される。
【００２０】
これにより、スタンバイモードと電源オンモードとで、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が切り替わる。具体的に、スイッチ１１３がオフすると、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が下がる。つまり、シャントレギュレータ１１０の利得は上がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が低減する。一方、スイッチ１１３がオンすると、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が上がる。つまり、シャントレギュレータ１１０の利得は下がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が増加する。
【００２１】
以上のように、スタンバイモードと電源オンモードとでシャントレギュレータ１１０の利得が切り替わることで、フォトカプラ１０７に流れる電流が変化する。そして、フォトカプラ１０７に流れる電流に応じてフィードバック電圧Ｖｆｂが変化し、スイッチング電源素子１０４のスイッチング周波数がフィードバック制御される。
【００２２】
次に、図１および図２を用いて本実施形態に係るスイッチング電源回路の動作について説明する。図２は、本実施形態に係るスイッチング電源回路の動作モードとスイッチング周波数との関係を示す図である。なお、横軸は時間、縦軸は１次巻き線１０３ａに供給される電圧Ｖｄｓを示す。
【００２３】
スイッチング電源回路１０１がスタンバイモードであるとき、スイッチ１１３はスタンバイであることを通知する制御信号を受けて導通する。スイッチ１１３が導通することで、シャントレギュレータ１１０の利得が下がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が増える。その結果、スイッチング電源素子１０４のフィードバック電圧Ｖｆｂが低下するため、スイッチング電源素子１０４は、図２（ａ）に示すようなスイッチング周波数で制御される。
【００２４】
一方、電源オンモードであるとき、スイッチ１１３は電源オンを通知する信号を受けるため導通しない。スイッチ１１３が導通しないため、シャントレギュレータ１１０の利得は上がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が減る。その結果、フィードバック電圧Ｖｆｂが上昇するため、図２（ｂ）に示すようなスイッチング周波数で制御される。
【００２５】
ここで、スタンバイモードにおけるスイッチング周波数は、可聴周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の下限値である２０Ｈｚ以下となるように制御される。また、電源オンモードにおけるスイッチング周波数は、可聴周波数帯域の上限値である２０ｋＨｚ以上となるように制御される。
【００２６】
本実施形態では、上述したスイッチング周波数を実現するために、例えば、スイッチング電源素子１０４として型番ＳＴＲ２Ａ１５５のＩＣ（Integrated Circuit）、フォトカプラ１０７として型番ＰＣ１２３Ｘ２ＹＵＰ０ＦのＩＣ、およびシャントレギュレータ１１０として型番ＭＭ１４３１ＣＵＲＥのＩＣを用いることとする。この場合、例えば、コンデンサ１１１の容量値を０．１μＦ、抵抗素子１１２の抵抗値を３９０ｋΩ、コンデンサ１１４の容量値を０．１μＦ、抵抗素子１１５の抵抗値を３．３ｋΩに設定すればよい。
【００２７】
図３は、本実施形態に係るスイッチング電源回路および従来のスイッチング電源回路による効果を比較するための図である。なお、横軸は消費電力、縦軸はスイッチング周波数を示している。また、Ｐ＿ｏｎは、スイッチング電源回路の電源を投入したときの状態を示しており、電源オンモードに対応している。
【００２８】
従来のスイッチング電源回路では、スタンバイモードにおける消費電力は０．０５Ｗであり、スイッチング周波数は２０Ｈｚ以下であるものの、電源投入時、つまりスイッチング電源回路がスタンバイモードから電源オンモードに遷移した時には、消費電力は３．２Ｗであり、スイッチング周波数は１０ｋＨｚである。したがって、電源投入時にはスイッチング周波数が可聴周波数帯域に含まれるため、音鳴りが発生する。
【００２９】
これに対して、本実施形態に係るスイッチング電源回路１０１では、スタンバイモードにおける消費電力は０．０５Ｗであり、スイッチング周期は２０Ｈｚ以下である。そして、電源投入時には、消費電力は３．２Ｗであり、スイッチング周波数は２５ｋＨｚである。したがって、スイッチング電源回路１０１がスタンバイモードであっても電源オンモードであっても、スイッチング周波数が可聴周波数帯域外となるため、スタンバイ時および電源オン時でもスイッチングトランス１０３の音鳴りが発生しなくなる。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、スイッチング電源回路のスタンバイモードと電源オンモードとにおいて、スイッチング周波数を可聴周波数帯域から外すような制御が可能となるため、動作モードにかかわらずトランスの音鳴りを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係るスイッチング電源回路は、低消費電力化を図りつつ、スタンバイモードおよび電源オンモードにおけるトランスの音鳴りを抑制することができるため、静かな環境での使用が求められるオーディオシステム等の電源回路に有用である。
【符号の説明】
【００３２】
２０    スイッチング動作部
３０    第２の整流回路
４０    制御回路
５０    ゲイン切替回路
１０１  スイッチング電源回路
１０２  第１の整流回路
１０３  スイッチングトランス
１０４  スイッチング素子
１０５，１０６，１１１，１１４，１１９  コンデンサ
１０８，１０９，１１２，１１５，１１６，１１７，１２０  抵抗素子
１０７  フォトカプラ
１１０  シャントレギュレータ
１１３  スイッチ
１１８  ダイオード
【図１】
2013105150.tif 000003
【図２】
2013105150.tif 000004
【図３】
2013105150.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオシステム等に用いられるスイッチング電源回路に関し、特に、スタンバイモードを有するスイッチング電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の低消費電力化が求められている。電子機器の電源として用いられるスイッチング電源回路において、スイッチング素子のスイッチング動作を制御することで低消費電力化を実現することができる。従来のスイッチング電源回路として、スタンバイモード時に、スイッチング素子のスイッチング周波数を低下させることで、消費電力を小さくしつつ、耳障りなトランスの異音（うなり）を抑制する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３０９５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、スイッチング電源回路がスタンバイモードであるときはトランスのうなりを抑制できるものの、電源オンモードになると、スイッチング素子のスイッチング周波数が可聴周波数帯域に入ってしまう。つまり、従来のスイッチング電源回路は、電源オンモードのときにうなりが発生するという課題を有している。
【０００５】
かかる点に鑑みて、本発明は、スイッチング電源回路がスタンバイモードである場合に加えて、電源オンモードである場合でもうなりを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によって次のような解決手段を講じた。例えば、交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路は、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されており、前記交流電力を整流して直流に変換する第１の整流回路と、前記第１の整流回路で整流された電流をスイッチングするスイッチング動作部と、前記スイッチング動作部でスイッチングされた電流が供給される１次巻き線と、当該１次巻き線に供給される電流に応じた電力を誘起する２次巻き線とを有するスイッチングトランスと、前記スイッチングトランスの２次巻き線に誘起される電力を整流して前記直流電力を出力する第２の整流回路と、流れる電流に応じて２次側から１次側に信号を帰還するフォトカプラを有し、前記第２の整流回路から所定の電圧が出力されるように、前記スイッチング動作部のスイッチング動作をフィードバック制御する制御回路とを備えている。そして、前記制御回路は、当該スイッチング電源回路が前記スタンバイモードおよび前記電源オンモードであるときに前記スイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更する。
【０００７】
これによると、スイッチング電源回路は、交流電源を直流に変換して出力するものであり、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されている。スイッチング電源回路では、フォトカプラを介して２次側から１次側へ信号をフィードバックすることで、スイッチング動作が制御される。制御回路は、スイッチング電源回路がスタンバイモードおよび電源オンモードであるときにスイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、スタンバイモードと電源オンモードとで、第２の整流回路からの出力電圧に対するフォトカプラに流れる電流の比率を異なる値にする。これにより、スイッチング電源回路の動作モードにかかわらず、スイッチングトランスの音鳴りを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、スイッチング電源回路がスタンバイモードである場合に加えて、電源オンモードである場合でもうなりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るスイッチング電源回路の動作モードとスイッチング周波数との関係を示す図である。
【図３】図３は、図１の構成および従来の構成による効果を比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。スイッチング電源回路１０１は、第１の整流回路１０２と、スイッチングトランス１０３と、スイッチング動作部２０と、第２の整流回路３０と、制御回路４０とを有しており、交流の入力電力ＡＣから直流の出力電力ＤＣを生成する。また、スイッチング電源回路１０１は、動作モードをスタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されている。
【００１２】
第１の整流回路１０２は、例えば商用の電源入力である入力電力ＡＣを整流して、直流に変換して出力する。
【００１３】
スイッチングトランス１０３は、１次巻き線１０３ａと２次巻き線１０３ｂとを備えている。１次巻き線１０３ａは、第１の整流回路１０２とスイッチング動作部２０との間に接続されている。２次巻き線１０３ｂは、第２の整流回路３０に接続されている。
【００１４】
スイッチング動作部２０は、スイッチング電源素子１０４と、コンデンサ１０５，１０６と、抵抗素子１２０とを有している。スイッチング電源素子１０４が第１の整流回路１０２で整流された電流をスイッチングすることで、１次巻き線１０３ａにスイッチング電流が供給される。そして、スイッチング電流に応じた電力が２次巻き線１０３ｂに誘起される。スイッチング電源素子１０４は、後述するフォトカプラ１０７の１次側に流れる電流に応じて変化するフィードバック電圧Ｖｆｂに基づいてスイッチング動作を行う。
【００１５】
第２の整流回路３０は、ダイオード１１８とコンデンサ１１９とで構成される。２次巻き線１０３ｂに生じた電力は、ダイオード１１８およびコンデンサ１１９によって整流、平滑化されて直流となる。直流となった電力は、出力電力ＤＣとしてオーディオシステムのアンプなどに接続される負荷に供給される。
【００１６】
制御回路４０は、第２の整流回路３０から出力される電圧が所定の電圧となるように、２次側から１次側へ信号を帰還することで、スイッチング動作部２０をフィードバック制御する。制御回路４０は、フォトカプラ１０７と、シャントレギュレータ１１０と、ゲイン切替回路５０とを有している。
【００１７】
フォトカプラ１０７は、２次側のダイオードと１次側のトランジスタとで構成される。フォトカプラ１０７の２次側と出力電力ＤＣが出力される端子との間には抵抗素子１０８，１０９が接続されている。出力電力ＤＣが供給される負荷に応じて、フォトカプラ１０７に流れる電流、およびフィードバック電圧Ｖｆｂが変化し、これによりスイッチング電源素子１０４のスイッチング周波数が変化する。
【００１８】
シャントレギュレータ１１０のアノードは、フォトカプラ１０７のダイオードに接続され、カソードはグランドに接続されている。また、シャントレギュレータ１１０のリファレンス端子には、第２の整流回路３０の出力電圧を抵抗素子１１６，１１７によって分圧した電圧が供給される。
【００１９】
ゲイン切替回路５０は、コンデンサ１１１と、抵抗素子１１２と、スイッチ１１３と、コンデンサ１１４と、抵抗素子１１５とで構成される。スイッチ１１３は、外部の図示しないマイコン等からの制御信号によってオンオフ制御される。具体的に、スイッチング電源回路１０１が電源オンモードであるときスイッチ１１３はオフし、スタンバイモードであるときスイッチ１１３はオンする。スイッチ１１３がオフのとき、シャントレギュレータ１１０にはコンデンサ１１１と抵抗素子１１２とが接続される。一方、スイッチ１１３がオンのとき、シャントレギュレータ１１０には、コンデンサ１１１と抵抗素子１１２、ならびにコンデンサ１１４と抵抗素子１１５が接続される。
【００２０】
これにより、スタンバイモードと電源オンモードとで、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が切り替わる。具体的に、スイッチ１１３がオフすると、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が下がる。つまり、シャントレギュレータ１１０の利得は上がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が低減する。一方、スイッチ１１３がオンすると、第２の整流回路３０の出力電圧に対するフォトカプラ１０７に流れる電流の比率が上がる。つまり、シャントレギュレータ１１０の利得は下がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が増加する。
【００２１】
以上のように、スタンバイモードと電源オンモードとでシャントレギュレータ１１０の利得が切り替わることで、フォトカプラ１０７に流れる電流が変化する。そして、フォトカプラ１０７に流れる電流に応じてフィードバック電圧Ｖｆｂが変化し、スイッチング電源素子１０４のスイッチング周波数がフィードバック制御される。
【００２２】
次に、図１および図２を用いて本実施形態に係るスイッチング電源回路の動作について説明する。図２は、本実施形態に係るスイッチング電源回路の動作モードとスイッチング周波数との関係を示す図である。なお、横軸は時間、縦軸は１次巻き線１０３ａに供給される電圧Ｖｄｓを示す。
【００２３】
スイッチング電源回路１０１がスタンバイモードであるとき、スイッチ１１３はスタンバイであることを通知する制御信号を受けて導通する。スイッチ１１３が導通することで、シャントレギュレータ１１０の利得が下がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が増える。その結果、スイッチング電源素子１０４のフィードバック電圧Ｖｆｂが低下するため、スイッチング電源素子１０４は、図２（ａ）に示すようなスイッチング周波数で制御される。
【００２４】
一方、電源オンモードであるとき、スイッチ１１３は電源オンを通知する信号を受けるため導通しない。スイッチ１１３が導通しないため、シャントレギュレータ１１０の利得は上がり、フォトカプラ１０７に流れる電流が減る。その結果、フィードバック電圧Ｖｆｂが上昇するため、図２（ｂ）に示すようなスイッチング周波数で制御される。
【００２５】
ここで、スタンバイモードにおけるスイッチング周波数は、可聴周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の下限値である２０Ｈｚ以下となるように制御される。また、電源オンモードにおけるスイッチング周波数は、可聴周波数帯域の上限値である２０ｋＨｚ以上となるように制御される。
【００２６】
本実施形態では、上述したスイッチング周波数を実現するために、例えば、スイッチング電源素子１０４として型番ＳＴＲ２Ａ１５５のＩＣ（Integrated Circuit）、フォトカプラ１０７として型番ＰＣ１２３Ｘ２ＹＵＰ０ＦのＩＣ、およびシャントレギュレータ１１０として型番ＭＭ１４３１ＣＵＲＥのＩＣを用いることとする。この場合、例えば、コンデンサ１１１の容量値を０．１μＦ、抵抗素子１１２の抵抗値を３９０ｋΩ、コンデンサ１１４の容量値を０．１μＦ、抵抗素子１１５の抵抗値を３．３ｋΩに設定すればよい。
【００２７】
図３は、本実施形態に係るスイッチング電源回路および従来のスイッチング電源回路による効果を比較するための図である。なお、横軸は消費電力、縦軸はスイッチング周波数を示している。また、Ｐ＿ｏｎは、スイッチング電源回路の電源を投入したときの状態を示しており、電源オンモードに対応している。
【００２８】
従来のスイッチング電源回路では、スタンバイモードにおける消費電力は０．０５Ｗであり、スイッチング周波数は２０Ｈｚ以下であるものの、電源投入時、つまりスイッチング電源回路がスタンバイモードから電源オンモードに遷移した時には、消費電力は３．２Ｗであり、スイッチング周波数は１０ｋＨｚである。したがって、電源投入時にはスイッチング周波数が可聴周波数帯域に含まれるため、音鳴りが発生する。
【００２９】
これに対して、本実施形態に係るスイッチング電源回路１０１では、スタンバイモードにおける消費電力は０．０５Ｗであり、スイッチング周期は２０Ｈｚ以下である。そして、電源投入時には、消費電力は３．２Ｗであり、スイッチング周波数は２５ｋＨｚである。したがって、スイッチング電源回路１０１がスタンバイモードであっても電源オンモードであっても、スイッチング周波数が可聴周波数帯域外となるため、スタンバイ時および電源オン時でもスイッチングトランス１０３の音鳴りが発生しなくなる。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、スイッチング電源回路のスタンバイモードと電源オンモードとにおいて、スイッチング周波数を可聴周波数帯域から外すような制御が可能となるため、動作モードにかかわらずトランスの音鳴りを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係るスイッチング電源回路は、低消費電力化を図りつつ、スタンバイモードおよび電源オンモードにおけるトランスの音鳴りを抑制することができるため、静かな環境での使用が求められるオーディオシステム等の電源回路に有用である。
【符号の説明】
【００３２】
２０    スイッチング動作部
３０    第２の整流回路
４０    制御回路
５０    ゲイン切替回路
１０１  スイッチング電源回路
１０２  第１の整流回路
１０３  スイッチングトランス
１０４  スイッチング素子
１０５，１０６，１１１，１１４，１１９  コンデンサ
１０８，１０９，１１２，１１５，１１６，１１７，１２０  抵抗素子
１０７  フォトカプラ
１１０  シャントレギュレータ
１１３  スイッチ
１１８  ダイオード
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路であって、
当該スイッチング電源回路は、スタンバイモードと電源オンモードとに切替可能に構成されており、
前記交流電力を整流して直流に変換する第１の整流回路と、
前記第１の整流回路で整流された電流をスイッチングするスイッチング動作部と、
前記スイッチング動作部でスイッチングされた電流が供給される１次巻き線と、当該１次巻き線に供給される電流に応じた電力を誘起する２次巻き線とを有するスイッチングトランスと、
前記スイッチングトランスの２次巻き線に誘起される電力を整流して前記直流電力を出力する第２の整流回路と、
流れる電流に応じて２次側から１次側に信号を帰還するフォトカプラを有し、前記第２の整流回路から所定の電圧が出力されるように、前記スイッチング動作部のスイッチング動作をフィードバック制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
当該スイッチング電源回路が前記スタンバイモードおよび前記電源オンモードであるときに前記スイッチングトランスの音鳴りを抑制するように、前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更する
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項２】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記制御回路は、
前記第２の整流回路からの出力電圧を分圧した電圧に基づいて、前記フォトカプラに流れる電流を規定するシャントレギュレータと、
前記スタンバイモードと前記電源オンモードとで、前記シャントレギュレータの利得を切り替えることによって、前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率を変更するゲイン切替回路とを有している
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項３】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記第２の整流回路からの出力電圧に対する前記フォトカプラに流れる電流の比率は、前記スタンバイモードであるときの方が、前記電源オンモードであるときよりも大きい
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項４】
請求項１のスイッチング電源回路において、
前記制御回路は、
前記スタンバイモードであるときは、前記スイッチング動作部のスイッチング周波数が２０Ｈｚ以下となり、かつ前記電源オンモードであるときは、前記スイッチング周波数が２０ｋＨｚ以上となるように、前記スイッチング動作部を制御する
ことを特徴とするスイッチング電源回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013105150.tif 000006
【図２】
2013105150.tif 000007
【図３】
2013105150.tif 000008
【国際調査報告】
2013105150.tif 000009
2013105150.tif 000010
2013105150.tif 000011
2013105150.tif 000012