(57)【要約】【課題】安定化出力を構成する第１の整流平滑回路の負荷電流は減少するため停電時回路が動作可能な時間が延び、長い停電にも停電前の動作を失わない耐停電能力の高い回路としたスイッチング電源装置を得る。【解決手段】帰還制御が施された直流安定化出力を得る第１の整流平滑回路４と、第１の整流平滑回路４と並列に接続された第２の整流平滑回路６と、第１の整流平滑回路４に接続される第１の負荷５と、第２の整流平滑回路６に接続される第２の負荷７とを備えたスイッチング電源装置とすることにより小さな容量で耐停電能力の高い機器とすることができる。【選択図】図１
2006304384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帰還制御が施された直流安定化出力を得る第１の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路と並列に接続された第２の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路に接続される一つ以上の第１の負荷と、前記第２の整流平滑回路に接続される一つ以上の第２の負荷とを備えたスイッチング電源装置。
【請求項２】
第１の負荷はマイコンを含み、第２の負荷はマイコンを含まないよう構成した請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
第１の負荷は第１のマイコンを含み、第２の負荷は第１のマイコンの指令を受けて動作する第２のマイコンを含むよう構成した請求項１記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の負荷を有するスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源においてはほぼ同じ直流電源電圧を利用する回路は、帰還制御がかかり安定化された直流出力に全ての負荷が接続されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は前記公報に記載された従来のスイッチング電源装置を示すものである。
【０００４】
図４に示すように、交流電源１と、交流整流平滑回路２と、スイッチング回路３と、直流整流平滑回路４と第１の負荷５及び第２の負荷７から構成されている。ここで、第１の負荷および第２の負荷は、それぞれ１以上の負荷を表すものとする。
【特許文献１】特開２００１−３５４７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の構成では、複数の負荷が直流安定化出力に接続されているため、交流電源が停電を起こした時直流安定化出力は短時間のうちに電圧降下を起こし、回路は動作不能となってその機能を失ってしまうという問題を有していた。つまり、停電が発生した時の耐停電能力が低いという問題を有していた。
【０００６】
例えば、安定化出力にマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）及びマイコンの入出力に接続された負荷、あるいはその他の負荷が接続され、動作している時、停電が発生すると、安定化出力電圧が低下してマイコンにリセットがかり、この時マイコンプログラムによりシーケンス動作中の機器の動作状態は失われてしまう。また、マイコンを採用しない回路であっても、電圧変動幅の小さい安定化出力電圧が必要な負荷（回路）では電圧低下が少し発生することにより、その回路の機能が失われてしまうと言う現象が発生していた。
【０００７】
このような状態が発生しないため従来は、スイッチング電源装置の入力コンデンサ、あるいは、出力コンデンサ又はその両方の容量を大きくする等の方法により停電が発生しても、大きなコンデンサ容量により電圧低下に要する時間を長くして機器の動作状態が失われないようにして、耐停電能力を確保してきた。このため、コンデンサのサイズの大型化、重量の増加、高価格、等の問題が生じていた。
【０００８】
しかしながら、複数の負荷の中には動作可能な電圧が許容電圧幅の狭いものと、許容電圧幅の広いもの、あるいは、印加電圧が失われても、電力供給が復帰すると再び動作を始めることにより機器としての機能を失わないものなど、種々の負荷が接続されている。これはマイコンにより制御されて駆動する負荷などがそうであるが、マイコンが停電時に、リセットがかからなければ、プログラムは生き続け、停電が解消すると、マイコン出力により制御されて、マイコンにより制御されて駆動する負荷は、再び動作を始めることが可能となる。
【０００９】
また、負荷としてマイコンや、マイコンの出力により駆動される回路が存在する時は、停電が発生してもマイコンにリセットがかからないようにしておけばマイコンの出力により駆動される回路等は、その回路の電源が落ちても、マイコンが生きていれば停電解除時にその回路の電源が与えられ、再びマイコン出力により駆動可能となる。
【００１０】
電子回路は、交流電源が停電を起こした時、その動作機能が失われてしまうと、再度電源スイッチを入れなければならず、あるいはシーケンス制御している機器（マイコン制御による機器動作などもこれらに含まれる）などは、途中まで行程が進んでいながら、停電のために又一からやり直しをしなければならない等の問題が生じるため、一定時間の停電には耐える回路にしておかなければならない。
【００１１】
従って、停電時に、動作許容電圧幅が狭い回路がこれに耐えるにはスイッチング電源装置の入力コンデンサ、あるいは安定化出力を構成するコンデンサの容量を大きくし、安定化出力が維持できるようにしておかなければならないため、コンデンサの容量が大幅に増加し、部品の大型化、これによる部品価格のアップが発生する等の問題を生じていた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安定化出力を構成する第１の整流平滑回路の負荷電流は減少するため停電時回路が動作可能な時間が延び、長い停電にも停電前の動作を失わない耐停電能力の高い回路としたスイッチング電源装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のスイッチング電源装置は、上記目的を達成するために、帰還制御が施された直流安定化出力を得る第１の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路と並列に接続された第２の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路に接続される一つ以上の第１の負荷と、前記第２の整流平滑回路に接続される一つ以上の第２の負荷とを備えたスイッチング電源装置である。
【００１４】
これにより、安定化出力を構成する第１の整流平滑回路の負荷電流は減少するため停電時回路が動作可能な時間が延び、長い停電にも停電前の動作を失わない耐停電能力の高い回路とするスイッチング電源装置を得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のスイッチング電源装置は、一定短時間の停電が発生した場合でも入力コンデンサ或いは安定化出力を構成するコンデンサの容量を小さい値にしておきながら、長時間の停電に耐え、停電解消後の負荷（回路）機能を保証することが可能であり、従ってコンデンサのサイズを小さくすることが可能となり、小型で価格も安価なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、帰還制御が施された直流安定化出力を得る第１の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路と並列に接続された第２の整流平滑回路と、前記第１の整流平滑回路に接続される一つ以上の第１の負荷と、前記第２の整流平滑回路に接続される一つ以上の第２の負荷とを備えたスイッチング電源装置とすることにより、第１の負荷と、第２の負荷を適切に分配配置して、停電が発生した時の回路状態の維持をする時間を延ばしその後停電が解消した時に、停電前の回路状態に戻すことができる。
【００１７】
第２の発明は、上記第１の発明において、第１の負荷はマイコンを含み、第２の負荷はマイコンを含まないよう構成したことにより、第１の整流平滑回路の負荷電流を小さくし、マイコンのリセット電圧に至るまでの時間を延長することで、停電時のマイコンの状態保持時間の長時間化を実現することが可能となり、第２の整流回路の出力電圧が低下しても第２の負荷にはマイコンにより制御される負荷、あるいはその他の負荷等の第２の整流平滑回路の電圧が低下してもその電圧が復帰すると再度動作可能な負荷が接続されているため、停電解消時には停電前の動作に復帰して正常動作を行うことができる。
【００１８】
第３の発明は、上記第１の発明において、第１の負荷は第１のマイコンを含み、第２の負荷は第１のマイコンの指令を受けて動作する第２のマイコンを含むよう構成したことにより、直流安定化出力の負荷を軽くし、且つ機器の全体を制御する第１のマイコンを接続することで、交流電源が停電した時、マイコンがリセットするまでの時間を延ばすことが可能となり、これにより、第２の負荷の電源が低下して、停電前の動作を失っても、停電解消後には、再び第２のマイコン或いは第１のマイコンの負荷、あるいは第２のマイコンの負荷を制御して停電前の動作に復帰することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるスイッチング電源装置の回路構成を示した図である。
【００２１】
図１において、交流電源１は、交流整流平滑回路２により、直流電圧に変換される。すなわち、交流整流平滑回路２は、交流電源の両端に第１のダイオード２ａと第１のコンデンサ２ｂを直列接続し、第１のコンデンサ２ｂの両端に直流電圧を得る。
【００２２】
スイッチング電源３は、２次コイル３ａと帰還回路３ｂとから構成されている。第１の整流平滑回路４は、コイル３ａの両端に接続された第２のダイオード４ａと第２のコンデンサ４ｂからなっており、第１の負荷５は第２のコンデンサ４ｂの両端に接続されている。また、第２のコンデンサ４ｂのプラス端子は帰還回路３ｂに接続されている。
【００２３】
第２の整流平滑回路６は、第１の整流平滑回路４の第２のダイオード４ａのアノードと第２のコンデンサ４ｂのマイナス端子に第３のダイオード６ａと第３のコンデンサ６ｂを直列接続して構成されている。第３のコンデンサ６ｂの両端には、第２の負荷７が接続されている。以上のように構成された回路においてその動作を説明する。
【００２４】
交流電源１が停電をして、交流整流平滑回路２に電力を供給することができなくなると、スイッチング電源３は、一定時間第１のコンデンサ２ｂの残留電荷により動作をするが、その電圧が低下してくると、やがてスイッチング動作を停止する。スイッチング電源３のスイッチング動作が停止されると、第１の負荷５は、第２のコンデンサ４ｂのみにより動作するが、その容量と負荷電流による時定数により電圧が降下し、第１の負荷の動作保証電圧まで低下すると第１の負荷５は動作できなくなる。
【００２５】
また、第２の負荷７は、第３のコンデンサ６ｂのみにより動作し、その容量と負荷電流によりコンデンサ電圧は低下する。そして第２の負荷７の動作許容電圧範囲以下になると動作を停止する。
【００２６】
以上のように、停電が発生すると、最初は第１のコンデンサ２ｂにより第１の負荷５および第２の負荷７は動作をしているが、第１のコンデンサ２ｂの電圧が低下してスイッチング動作が停止すると、その後は、第１の負荷５は、第２のコンデンサ４ｂのみにより、第２の負荷７は、第３のコンデンサ６ｂのみにより、停電に対して停電発生後の動作が保証されることとなる。
【００２７】
第１の負荷５は動作保証電圧幅の狭い負荷とし、第２の負荷７は動作保証電圧幅が広い負荷とすると、停電時、第１の負荷５は電圧降下が小さな値をとる必要があり、第２の負荷７は停電時電圧降下が大きくてもよく、これらを適切に分配配置することにより、第１の負荷５の電流を少なくすることが可能となり、より長時間の停電に耐えることが可能となる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるスイッチング電源装置の回路構成を示した図である。第１の実施の形態と同じ構成のものは、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図２において、マイコンを含む第３の負荷８は、マイコンのみ、あるいはマイコンの周辺回路を一部以上含む回路である。一方、マイコンを含まない第４の負荷９は、前記マイコンを含む第３の負荷８以外の回路であり、マイコンの周辺回路、マイコンの出力により駆動される回路およびその他の回路等を含んでいる。
【００３０】
以上のように構成されたスイッチング電源装置において、その動作は第１の実施の形態と同様である。ここでは、マイコンを含む第３の負荷８をマイコンのみの回路とし、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。
【００３１】
停電した時、マイコンを含む第３の負荷８はマイコンのみであり、その動作電流は他の負荷を含まないので小さい値となっている。そして、マイコンはリセット電圧以下になるまではマイコンプログラムはリセットされないので、負荷電流が少ないことにより長時間の停電においても、リセット電圧以上を保持することができるので、停電中もマイコンプログラムを失うことなく、停電解除後に、マイコンは正常動作を続けることができる。
【００３２】
そして、第２の負荷であるマイコンを含まない負荷９は、マイコンの周辺回路、あるいはマイコンの出力により駆動される回路であり、停電時、第２の整流平滑回路６の電圧が低下し、動作保証電圧以下となっても、停電が解除され第２の整流平滑回路６の電圧が復帰すると、上記のように、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンのプログラム動作が失われていないため、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンの指令に基づいて再び正常に駆動することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態におけるスイッチング電源装置の回路構成を示した図である。第１および第２の実施の形態と同じ構成のものは、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３４】
図３において、マイコンを含む第５の負荷１０は、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンからの指令に基づいて動作するマイコンである。マイコンを含む第３の負荷８のマイコンは、機器のメイン動作を制御するマイコンとし、マイコンを含む第５の負荷１０のマイコンは、その動作状態を示す表示装置の駆動に使用されているものである。
【００３５】
以上の構成においてその動作を説明する。停電が発生した時、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンは、負荷電流が少ないことにより長時間の停電においても、リセット電圧以上を保持することができるので、停電中もマイコンプログラムを失うことなく、停電解除後に、マイコンは正常動作を続けることができる。
【００３６】
一方、マイコンを含む第５の負荷１０は、表示装置の駆動に使用されており、負荷電流が多いので、電圧が低下し、マイコンを含む第５の負荷１０のマイコンはリセットがかかり、機器の動作状態を表示しなくなる。その後、停電が解消されると、第２の整流平滑回路６の電圧が正常になり、マイコンを含む第５の負荷１０のマイコンはリセットが解除され再び動作を始める。このとき、上記のように、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンはリセットがかかってなく、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンのプログラム動作が失われていないため、マイコンを含む第３の負荷８のマイコンからの指令が、マイコンを含む第５の負荷１０のマイコンに伝達され、機器の動作状態は再び表示される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかるスイッチング電源装置は、停電時その動作機能が失われてしまうと機器の役目を果たさなくなるようなシーケンス制御が行われる洗濯機、あるいはその他の白物家電など、マイコンを使用し、その制御により動作しているスイッチング電源を採用する電子機器全般に利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源装置の回路図
【図２】本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源装置の回路図
【図３】本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源装置の回路図
【図４】従来のスイッチング電源装置の回路図
【符号の説明】
【００３９】
１  交流電源
２  交流整流平滑回路
３  スイッチング電源
４  第１の整流平滑回路
５  第１の負荷
６  第２の整流平滑回路
７  第２の負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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