(57)【要約】【課題】他励式でスイッチング動作しながら、起動スピードの低下を抑えつつ、定常的な消費電力を削減することができる電源装置を提供する。【解決手段】制御回路２が動作していない初期状態において、自励式スイッチング電源回路１は自励発振によって起動し、制御回路２の電源電圧Ｖｃ３を発生させる。電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いとき、制御回路２による駆動信号の供給は停止され、自励発振が継続される。電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１を超えると、制御回路２によってトランジスタＱ１のゲートが基準電位Ｖｓ１側に駆動され、トランジスタＱ１がオフする。このゲートの駆動は、制御回路２によって一定時間持続され、これにより、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が一定の時間持続的に停止される。その後、制御回路２からトランジスタＱ１のゲートにパルス幅変調された駆動信号が供給され、他励式のスイッチング動作が行われる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動信号が自励発振によって振動することによりスイッチングを行うスイッチ回路を含み、上記スイッチ回路のスイッチング動作を停止させると上記自励発振が停止する自励式スイッチング電源回路と、
上記自励式スイッチング電源回路から供給される電力に基づいて動作する制御回路であって、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が第１の電圧を超えると、上記スイッチ回路の上記駆動信号の入力端子に上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を供給し、当該信号の供給を一定の時間持続した後、もしくは、当該信号の供給を上記電源電圧が上記第１の電圧より高い第２の電圧を超えるまで持続した後、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を上記入力端子に供給する制御回路と、
を有する電源装置。
【請求項２】
上記制御回路は、
上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する電圧判定回路と、
上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧を超えたと判定された場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を所定時間出力した後で、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力するパルス信号出力回路と、
上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給するスイッチ駆動回路と、
を含む、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力し、
上記パルス信号出力回路は、上記電圧判定回路の出力信号の値が上記第１の論理値から上記第２の論理値へ変化した場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を所定時間出力した後で、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力し、
上記スイッチ駆動回路は、上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給する、
請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記電圧判定回路は、上記第１の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記第２の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い第３の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第３の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力する、
請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
上記制御回路は、上記電圧判定回路の出力信号を遅延させて上記パルス信号出力回路に入力する遅延回路を含んでおり、
上記パルス信号出力回路は、上記遅延回路において遅延された上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記一定レベルの信号を出力し、当該遅延された出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力する、
請求項３に記載の電源装置。
【請求項６】
上記制御回路は、上記パルス信号出力回路から出力される信号を遅延させて上記スイッチ駆動回路に入力する遅延回路を含んでおり、
上記パルス信号出力回路は、上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記一定レベルの信号を出力し、上記電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力する、
請求項３に記載の電源装置。
【請求項７】
上記制御回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子と基準電位を有する配線との間に接続され、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合に遮断状態となり、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合に能動状態となるように制御されるトランジスタを含み、
上記自励式スイッチング電源回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子が上記基準電位に保持される場合、上記自励発振を停止する、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項８】
上記制御回路は、
上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する第１の電圧判定回路と、
上記電源電圧が上記第２の電圧より高いか否かを判定する第２の電圧判定回路と、
上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定される場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を出力し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力するパルス信号出力回路と、
上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給するスイッチ駆動回路と、
を含む、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力し、
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合に第３の論理値を有し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合に第４の論理値を有する信号を出力し、
上記パルス信号出力回路は、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第３の論理値を有する場合、一定レベルの信号を出力し、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第４の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力し、
上記スイッチ駆動回路は、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給する、
請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
上記第１の電圧判定回路は、上記第１の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記第２の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い第３の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第３の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、
上記第２の電圧判定回路は、上記第３の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記第４の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い第４の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第４の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力する、
請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
上記制御回路は、
上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する第１の電圧判定回路と、
上記電源電圧が上記第２の電圧より高いか否かを判定する第２の電圧判定回路と、
上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力するパルス信号出力回路と、
上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給するスイッチ駆動回路と、
上記入力端子と基準電位を有する配線との間に接続され、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合に遮断状態となり、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合に能動状態となるように制御されるトランジスタと、
を含み、
上記自励式スイッチング電源回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子が上記基準電位に保持される場合、上記自励発振を停止する、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項１２】
上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力し、
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合に第３の論理値を有し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合に第４の論理値を有する信号を出力し、
上記スイッチ駆動回路は、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第３の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第４の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給し、
上記トランジスタは、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合に上記遮断状態となり、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合に上記能動状態となるように制御される、
請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
上記第１の電圧判定回路は、上記第１の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記第２の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い第３の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第３の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、
上記第２の電圧判定回路は、上記第３の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記第４の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い第４の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第４の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力する、
請求項１２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチング型の電源装置に係り、特に、スイッチング動作の起動に用いられる定常的な消費電力の削減を図ったスイッチング型の電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器の普及や環境問題などを背景として、電子機器に対する低消費電力化の要求が年々高まっている。特に、電子機器に一般に用いられるスイッチング型の電源装置（以降、スイッチング電源と表記する）は、電子機器の消費電力を左右する重要な要素であり、その高効率化が求められている。
【０００３】
スイッチング電源の効率を低下させる原因の１つとして、スイッチング電源の制御回路に供給する起動用の電力がある。起動用の電力は、例えば次に述べるように、電源の入力ラインから高抵抗を介してキャパシタに電流を流し込み、これを充電させて電源電圧として制御回路に供給することが多い。
【０００４】
図１３は、従来のスイッチング電源の構成例を示す図である。
【０００５】
図１３に示すスイッチング電源は、交流電圧の入力端子Ｔ２１およびＴ２２と、整流回路ＤＢ２１と、３つの巻線（Ｗ２１１，Ｗ２１２，Ｗ２１３）を有するトランスＴＲ２１と、ｎｐｎトランジスタＱ２１と、キャパシタＣ２０，…，Ｃ２２と、抵抗Ｒ２１およびＲ２２と、ダイオードＤ２１およびＤ２２と、出力検出部１０４と、発振部１０１と、ＰＷＭ部１０２と、駆動部１０３と、直流電圧の出力端子Ｔ２３およびＴ２４とを有する。
【０００６】
整流回路ＤＢ２１は、入力端子Ｔ２１およびＴ２２に印加される交流電圧を整流する。
キャパシタＣ２０は、整流回路ＤＢ２１の正負の整流出力端子間に接続される。
ｎｐｎトランジスタＱ２１のエミッタは、整流回路ＤＢ２１の負側の整流出力端子に接続され、そのコレクタは、巻線Ｗ２１１を介して整流回路ＤＢ２１の正側の整流出力端子に接続される。
キャパシタＣ２１の一方の端子は、整流回路ＤＢ２１の負側の整流出力端子に接続され、その他方の端子は、抵抗Ｒ２１を介して整流回路ＤＢ２１の正側の整流出力端子に接続される。
【０００７】
巻線Ｗ２１２は、ダイオードＤ２１を介してキャパシタＣ２１に接続される。
巻線Ｗ２１３は、ダイオードＤ２２を介してキャパシタＣ２２に接続される。
出力端子Ｔ２３およびＴ２４は、キャパシタＣ２２の両端に接続される。
抵抗Ｒ２２は、出力端子Ｔ２４とキャパシタＣ２２とを接続する配線上に挿入される。
【０００８】
出力検出部１０４は、出力端子Ｔ２３−Ｔ２４間に発生する出力電圧、および、抵抗Ｒ２２に流れる出力電流を検出する。
発振部１０１は、一定周波数の発振信号を出力する。
ＰＷＭ部１０２は、出力検出部１０４において検出される出力電圧および出力電流に応じて、発振部１０１の発振信号のパルス幅を変調する。
駆動部１０３は、ＰＷＭ部１０２においてパルス幅変調された信号に基づいてｎｐｎトランジスタＱ２１の駆動信号を生成し、これをスイッチングさせる。
【０００９】
上述した構成のスイッチング電源において、発振部１０１、ＰＷＭ部１０２、および駆動部１０３は、ｎｐｎトランジスタＱ２１の駆動信号を生成する制御回路２０１を構成する。この制御回路２０１に供給される電源電圧は、キャパシタＣ２１の充電によって発生する。
【００１０】
スイッチング動作が開始される前において、キャパシタＣ２１は、整流回路ＤＢ２１から抵抗Ｒ２１を介して流れる電流により充電される。キャパシタＣ２１の充電電圧が制御回路２０１の動作可能な電圧に達すると、制御回路２０１において駆動信号が生成され、ｎｐｎトランジスタＱ２１のスイッチング動作が開始される。スイッチング動作が開始された後は、巻線２１２からダイオードＤ２１を介して流れる電流によりキャパシタＣ２１が充電される。以降、この充電によって制御回路２０１の電力が賄われる。
【００１１】
上述した従来のスイッチング電源において、抵抗Ｒ２１には、起動時のみならず起動後の通常動作時においても常に電流が流れて、電力が消費される。そのため、低消費電力化の観点では、抵抗Ｒ２１の抵抗値をできるだけ大きくすることが望ましい。しかしながら、この抵抗値を大きくすると、キャパシタＣ２１の充電に要する時間が長くなるため、スイッチング電源の起動スピードが遅くなるという不利益が生じる。
【００１２】
そこで、下記の特許文献１では、次に述べるように、キャパシタの直列回路を低抵抗で充電する方式が提案されている。
【００１３】
図１４は、従来のスイッチング電源の他の構成例を示す図であり、図１３と図１４の同一符号は同一の構成要素を示す。
図１４に示すスイッチング電源では、図１３に示すスイッチング電源における抵抗Ｒ２１の代わりとして、抵抗Ｒ３１およびキャパシタＣ３１の直列回路と、キャパシタＣ３１に並列接続された抵抗Ｒ３２とを有する。
【００１４】
図１４に示すスイッチング電源によれば、起動時において、低抵抗の抵抗Ｒ３１を介してキャパシタＣ３１およびＣ２１の直列回路が急速に充電される。制御回路２０１には、整流回路ＤＢ２１の出力をキャパシタＣ３１およびＣ２１の静電容量比に応じて分圧した電圧が供給される。抵抗Ｒ３２は、ｎｐｎトランジスタＱ２１のスイッチング停止後に制御回路２０１の各種の保護動作を継続させるのに必要な電力を供給するためのものであり、抵抗Ｒ３１と比較して高抵抗である。
このような構成により、スイッチング電源の起動を極端に遅くすることなく、消費電力の低減を図ることができる。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−１８４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、図１３および図１４に示す電源は、何れも他励式のスイッチング電源である。他励式の場合、図１３に示すように、構成の複雑な制御回路が必要であり、この制御回路を起動させるためには大きな電力が必要になる。制御回路の起動電力が大きいということは、これに起動電力を供給するための回路（図１３ではＲ２１、図１４ではＲ３１，Ｒ３２，Ｃ３１）において大きな定常的電力損失を生じるか、あるいはスイッチング電源の起動スピードを非常に遅くするという先に述べた不利益が増大することを意味する。
【００１７】
これに対し、自励式のスイッチング電源は制御回路が簡素であり、他励式のものに比べて起動電力が小さい。そのため、電源の起動用の回路で定常的に消費される電力を比較すると、自励式スイッチング電源は他励式スイッチング電源に比べて非常に小さくなる。
【００１８】
しかしながら、自励式スイッチング電源は、内部の発振作用によりスイッチの駆動信号を生成しているため、他励式スイッチング電源のようにスイッチを十分にオンオフさせることがでないため、スイッチング損失が大きいという不利益を有する。また、出力の制御幅を他励式スイッチング電源のように広くすることができないため、出力の短絡等から装置を十分に保護することが難しいという不利益もある。そのため、一般に自励式スイッチング電源は、大電力用途には不向きである。
【００１９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、他励式でスイッチング動作しながら、起動スピードの低下を抑えつつ、定常的な消費電力を削減することができる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的を達成するため、本発明の電源装置は、自励式スイッチング電源回路と制御回路とを有する。
上記自励式スイッチング電源回路は、入力される駆動信号が自励発振によって振動することによりスイッチングを行うスイッチ回路を含み、上記スイッチ回路のスイッチング動作を停止させると上記自励発振が停止する。
上記制御回路は、上記自励式スイッチング電源回路から供給される電力に基づいて動作する。上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が第１の電圧を超えると、上記スイッチ回路の上記駆動信号の入力端子に上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を供給し、当該信号の供給を一定の時間持続した後、もしくは、当該信号の供給を上記電源電圧が上記第１の電圧より高い第２の電圧を超えるまで持続した後、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を上記入力端子に供給する。
【００２１】
上記本発明によると、上記制御回路が動作していない起動時において、上記自励式スイッチング電源回路の自励発振が起こり、電源電圧が発生する。
この電源電圧が上記第１の電圧を超えると、上記制御回路によって、上記スイッチ回路の上記入力端子に上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号が供給される。この信号の供給は、一定の時間、もしくは、上記電源電圧が上記第１の電圧より更に高い第２の電圧を超えるまで持続される。これにより、上記自励式スイッチング電源回路の自励発振は、上記一定レベルの信号が上記入力端子に供給される間、持続的に停止される。
上記入力端子に対する上記一定レベルの信号の供給によって上記自励発振が持続的に停止された後、上記制御回路から上記入力端子に対して上記電源電圧を制御するためのパルス信号が供給される。これにより、上記スイッチ回路では、供給されるパルス信号に応じてスイッチングが行われ、上記自励式スイッチング電源回路では、このスイッチング動作に応じた電源電圧が発生する。
【００２２】
本発明の第１の観点において、上記制御回路は、電圧判定回路と、パルス信号出力回路と、スイッチ駆動回路とを含んでも良い。
上記電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する。
上記パルス信号出力回路は、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧を超えたと判定された場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を所定時間出力した後で、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力する。
上記スイッチ駆動回路は、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給する。
【００２３】
上記第１の観点によると、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ駆動回路において、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給が停止される。この場合、上記自励式スイッチング電源回路では、自励発振が持続される。
上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧を超えたと判定される場合、上記パルス信号出力回路からは、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号が所定時間出力され、その後、上記電源電圧を制御するためのパルス信号が出力される。一方、この場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成されて、上記入力端子に供給される。
従って、上記スイッチ回路の上記入力端子には、上記自励発振を停止させるための一定レベルの駆動信号が上記所定の時間供給され、これにより上記自励発振が停止された後で、上記電源電圧を制御するためのパルス状の駆動信号が供給される。
【００２４】
上記第１の観点において、上記電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力しても良い。
上記パルス信号出力回路は、上記電圧判定回路の出力信号の値が上記第１の論理値から上記第２の論理値へ変化した場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を所定時間出力した後で、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力しても良い。
上記スイッチ駆動回路は、上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給しても良い。
【００２５】
上記の構成によると、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合、上記電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力され、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合、上記電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される。
上記電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力される場合、上記スイッチ駆動回路において、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給が停止される。この場合、上記自励式スイッチング電源回路では、自励発振が持続される。
上記電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される場合、上記パルス信号出力回路からは、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号が所定時間出力され、その後、上記電源電圧を制御するためのパルス信号が出力される。一方、この場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成されて、上記入力端子に供給される。
従って、上記スイッチ回路の上記入力端子には、上記自励発振を停止させるための一定レベルの駆動信号が上記所定の時間供給され、これにより上記自励発振が停止された後で、上記電源電圧を制御するためのパルス状の駆動信号が供給される。
【００２６】
上記第１の観点において、上記電圧判定回路は、上記第１の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記第２の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い第３の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第３の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力しても良い。
これにより、上記電源電圧がほぼゼロの起動時において、上記電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力される。上記電源電圧が上昇し、上記電源電圧が上記第１の電圧を超えると、上記電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される。この状態で、仮に上記電源電圧が上記第１の電圧を下回ったとしても、上記第３の電圧を超えているならば、上記電圧判定回路において上記第２の論理値の信号が出力され続ける。
【００２７】
上記第１の観点において、上記制御回路は、上記電圧判定回路の出力信号を遅延させて上記パルス信号出力回路に入力する遅延回路を含んでも良く、上記パルス信号出力回路は、上記遅延回路において遅延された上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記一定レベルの信号を出力し、当該遅延された出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力しても良い。
上記の構成によると、上記電源電圧が上記第１の電圧を超えたとき、上記電圧判定回路の出力信号は、上記第１の論理値から上記第２の論理値に変化する。そのため、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成される。一方、このとき、上記遅延回路から上記パルス信号出力回路に出力される上記電圧判定回路の信号は、未だ上記第１の論理値のままであるため、上記パルス信号出力回路では上記一定レベルの信号が出力される。従って、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路から出力される一定レベルの信号に応じた一定レベルの駆動信号が生成される。
この一定レベルの駆動信号は、上記遅延回路から上記パルス信号出力回路に出力される信号が上記第１の論理値から上記第２の論理値に変化するまでの間、上記スイッチ駆動回路において生成され続ける。従って、この間、上記スイッチ回路のスイッチング動作が停止され、上記自励発振が持続的に停止される。
次いで、上記遅延回路の出力信号が上記第２の論理値に変化すると、上記パルス信号出力回路から上記電源電圧を制御するためのパルス信号が出力され、これに応じたパルス状の駆動信号が上記スイッチ駆動回路において生成される。これにより、上記スイッチ回路のスイッチング動作が行われ、このスイッチング動作に応じた電源電圧が上記自励式スイッチング電源回路において発生する。
【００２８】
上記第１の観点において、上記制御回路は、上記パルス信号出力回路から出力される信号を遅延させて上記スイッチ駆動回路に入力する遅延回路を含んでも良く、上記パルス信号出力回路は、上記電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記一定レベルの信号を出力し、上記電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力しても良い。
上記の構成によると、上記電源電圧が上記第１の電圧を超えたとき、上記電圧判定回路の出力信号は、上記第１の論理値から上記第２の論理値に変化する。そのため、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成される。一方、このとき、上記遅延回路からは、上記第１の論理値から上記第２の論理値への変化が生じる前と同じ信号、すなわち上記パルス信号出力回路の上記一定レベルの信号がそのまま上記スイッチ駆動回路へ出力される。従って、上記スイッチ駆動回路では、上記遅延回路から出力される上記一定レベルの信号に応じた一定レベルの駆動信号が生成される。
この一定レベルの駆動信号は、上記パルス信号出力回路の上記パルス信号が上記遅延回路を介して上記スイッチ駆動回路に出力されるまでの間生成され続ける。従って、この間、上記スイッチ回路のスイッチング動作が停止され、上記自励発振が持続的に停止される。
次いで、上記遅延回路から上記スイッチ駆動回路へ上記パルス信号が出力されると、上記スイッチ駆動回路においてパルス状の駆動信号が生成されて上記スイッチ回路の上記入力端子に供給される。これにより、上記スイッチ回路のスイッチング動作が行われ、このスイッチング動作に応じた電源電圧が上記自励式スイッチング電源回路において発生する。
【００２９】
上記第１の観点において、上記制御回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子と基準電位を有する配線との間に接続され、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合に遮断状態となり、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合に能動状態となるように制御されるトランジスタを含んでも良く、上記自励式スイッチング電源回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子が上記基準電位に保持される場合、上記自励発振を停止しても良い。
上記の構成によると、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記トランジスタが能動状態になり、上記スイッチ回路の上記入力端子が上記基準電位に駆動されて、上記自励発振が停止する。
【００３０】
上記本発明の第２の観点において、上記制御回路は、第１の電圧判定回路と、第２の電圧判定回路と、パルス信号出力回路と、スイッチ駆動回路とを含んでも良い。
上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する。
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より高いか否かを判定する。
上記パルス信号出力回路は、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定される場合、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号を出力し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力する。
上記スイッチ駆動回路は、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給する。
【００３１】
上記第２の観点によると、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ駆動回路において、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給が停止される。この場合、上記自励式スイッチング電源回路では、上記自励発振が持続される。
上記電源電圧が上昇し、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定され、かつ、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成されて、上記入力端子に供給される。また、この場合、上記パルス信号出力回路では、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号が出力される。従って、上記スイッチ駆動回路において一定レベルの駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路のスイッチングが停止し、上記自励発振が停止する。
上記電源電圧が更に上昇し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路からは、上記電源電圧を制御するためのパルス信号が出力される。これにより、上記スイッチ駆動回路においてパルス状の駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路においてスイッチングが行われる。上記自励式スイッチング電源では、上記スイッチ回路のスイッチング動作に応じた電源電圧が発生する。
【００３２】
上記第２の観点において、上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力しても良い。
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合に第３の論理値を有し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合に第４の論理値を有する信号を出力しても良い。
上記パルス信号出力回路は、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第３の論理値を有する場合、一定レベルの信号を出力し、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第４の論理値を有する場合、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力しても良い。
上記スイッチ駆動回路は、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給しても良い。
【００３３】
上記の構成によると、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い場合、上記第１の電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力され、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合、上記第１の電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される。
また、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合、上記第２の電圧判定回路から上記第３の論理値を有する信号が出力され、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合、上記第２の電圧判定回路から上記第４の論理値を有する信号を出力される。
上記第１の電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力される場合、上記スイッチ駆動回路において、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給が停止される。この場合、上記自励式スイッチング電源回路では、上記自励発振が持続される。
上記第１の電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力され、かつ、上記第２の電圧判定回路から上記第３の論理値を有する信号が出力される場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成されて、上記入力端子に供給される。また、この場合、上記パルス信号出力回路では、上記自励発振を停止させるための一定レベルの信号が出力される。従って、上記スイッチ駆動回路において一定レベルの駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路のスイッチングが停止し、上記自励発振が停止する。
上記第２の電圧判定回路から上記第４の論理値を有する信号が出力される場合、上記パルス信号出力回路からは、上記電源電圧を制御するためのパルス信号が出力される。これにより、上記スイッチ駆動回路においてパルス状の駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路においてスイッチングが行われる。上記自励式スイッチング電源では、上記スイッチ回路のスイッチング動作に応じた電源電圧が発生する。
【００３４】
上記本発明の第３の観点において、上記制御回路は、第１の電圧判定回路と、第２の電圧判定回路と、パルス信号出力回路と、スイッチ駆動回路と、トランジスタとを含んでも良い。
上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より高いか否かを判定する。
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より高いか否かを判定する。
上記パルス信号出力回路は、上記電源電圧を制御するためのパルス信号を出力する。
上記スイッチ駆動回路は、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定される場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給する。
上記トランジスタは、上記入力端子と基準電位を有する配線との間に接続され、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合に遮断状態となり、上記電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合に能動状態となるように制御される。
また、上記第３の観点において、上記自励式スイッチング電源回路は、上記スイッチ回路の上記入力端子が上記基準電位に保持される場合、上記自励発振を停止する。
【００３５】
上記第３の観点によると、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より低いと判定される場合、上記トランジスタが上記遮断状態となるように制御される。また、この場合、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より低いと判定されるため、上記スイッチ駆動回路による上記駆動信号の供給が停止される。従って、上記自励式スイッチング電源回路では、上記自励発振が持続される。
上記電源電圧が上昇し、上記第１の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第１の電圧より高いと判定される場合、上記トランジスタが上記能動状態となり、上記スイッチ回路の上記入力端子には上記基準電位が供給される。これにより、上記自励式スイッチング電源の自励発振が停止する。
上記電源電圧が更に上昇し、上記第２の電圧判定回路において上記電源電圧が上記第２の電圧より高いと判定される場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成される。これにより、上記スイッチ駆動回路において上記パルス信号出力回路の出力信号に応じたパルス状の駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路の上記入力端子に供給される。上記スイッチ回路では、このパルス状の駆動信号に応じたスイッチングが行われ、上記自励式スイッチング電源では、上記スイッチ回路のスイッチング動作に応じた電源電圧が発生する。
【００３６】
上記第３の観点において、上記第１の電圧判定回路は、上記自励式スイッチング電源回路において発生する電源電圧が上記第１の電圧より低い場合に第１の論理値を有し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合に第２の論理値を有する信号を出力しても良い。
上記第２の電圧判定回路は、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合に第３の論理値を有し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合に第４の論理値を有する信号を出力しても良い。
上記スイッチ駆動回路は、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第３の論理値を有する場合、上記スイッチ回路の上記入力端子に対する駆動信号の供給を停止し、上記第２の電圧判定回路の出力信号が上記第４の論理値を有する場合、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成して上記入力端子に供給しても良い。
上記トランジスタは、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第１の論理値を有する場合に遮断状態となり、上記第１の電圧判定回路の出力信号が上記第２の論理値を有する場合に上記能動状態となるように制御されても良い。
【００３７】
上記の構成によると、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い場合、上記第１の電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力され、上記電源電圧が上記第１の電圧より高い場合、上記第１の電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される。
また、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い場合、上記第２の電圧判定回路から上記第３の論理値を有する信号が出力され、上記電源電圧が上記第２の電圧より高い場合、上記第２の電圧判定回路から上記第４の論理値を有する信号を出力される。
上記第１の電圧判定回路において上記第１の論理値を有する信号が出力される場合、上記トランジスタが上記遮断状態となるように制御される。また、この場合、上記第２の電圧判定回路において上記第３の論理値を有する信号が出力されるため、上記スイッチ駆動回路による上記駆動信号の供給が停止される。従って、上記自励式スイッチング電源回路では、上記自励発振が持続される。
上記第１の電圧判定回路において上記第２の論理値を有する信号が出力される場合、上記トランジスタが上記能動状態となり、上記スイッチ回路の上記入力端子には上記基準電位が供給される。これにより、上記自励式スイッチング電源の自励発振が停止する。
上記第２の電圧判定回路において上記第４の論理値を有する信号が出力される場合、上記スイッチ駆動回路では、上記パルス信号出力回路の出力信号レベルに応じたレベルを有する駆動信号が生成される。これにより、上記スイッチ駆動回路において上記パルス信号出力回路の出力信号に応じたパルス状の駆動信号が生成されて、上記スイッチ回路の上記入力端子に供給される。上記スイッチ回路では、このパルス状の駆動信号に応じたスイッチングが行われ、上記自励式スイッチング電源では、上記スイッチ回路のスイッチング動作に応じた電源電圧が発生する。
【００３８】
なお、上記第２および第３の観点において、上記第１の電圧判定回路は、上記第１の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第１の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記第２の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第１の電圧より低い第３の電圧より高いならば上記第２の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第３の電圧より低いならば上記第１の論理値の信号を出力しても良い。また、上記第２の電圧判定回路は、上記第３の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第２の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記第４の論理値の信号を出力している状態で、上記電源電圧が上記第２の電圧より低い第４の電圧より高いならば上記第４の論理値の信号を出力し、上記電源電圧が上記第４の電圧より低いならば上記第３の論理値の信号を出力しても良い。
これにより、上記電源電圧がほぼゼロの起動時において、上記第１の電圧判定回路から上記第１の論理値を有する信号が出力され、上記第２の電圧判定回路から上記第３の論理値を有する信号が出力される。
上記電源電圧が上昇し、上記電源電圧が上記第１の電圧を超えると、上記第１の電圧判定回路から上記第２の論理値を有する信号が出力される。この状態で、仮に上記電源電圧が上記第１の電圧を下回ったとしても、上記第３の電圧を超えているならば、上記第１の電圧判定回路において上記第２の論理値の信号が出力され続ける。
上記電源電圧が更に上昇し、上記電源電圧が上記第２の電圧を超えると、上記第２の電圧判定回路から上記第４の論理値を有する信号が出力される。この状態で、仮に上記電源電圧が上記第２の電圧を下回ったとしても、上記第４の電圧を超えているならば、上記第２の電圧判定回路において上記第４の論理値の信号が出力され続ける。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、起動電力の小さい自励式のスイッチング動作で起動した後で他励式のスイッチング動作に切り替わることにより、他励式でスイッチング動作を行いながら、起動スピードの低下を抑えつつ、定常的な消費電力を削減することができる。また、自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替え時に自励発振が停止する期間を設けることにより、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【００４２】
図１に示す電源装置は、自励式スイッチング電源回路１と、制御回路２とを有する。
自励式スイッチング電源回路１は、本発明の自励式スイッチング電源回路の一実施形態である。
制御回路２は、本発明の制御回路の一実施形態である。
【００４３】
［自励式スイッチング電源回路１］
自励式スイッチング電源回路１は、入力される駆動信号が自励発振によって振動することによりスイッチングを行うスイッチ回路を含んでおり、このスイッチ回路のスイッチング動作を停止させると自励発振が停止する。
【００４４】
自励式スイッチング電源回路１には、例えば図１に示すように、フライバック型コンバータを用いることが可能である。
図１に例示する自励式スイッチング電源回路１は、入力端子Ｔ１およびＴ２と、整流回路ＤＢ１と、ｎチャンネルＭＯＳ型のトランジスタＱ１と、３つの巻線（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を持つトランスＴＲ１と、ダイオードＤ１およびＤ２と、抵抗Ｒ１，…，Ｒ３と、キャパシタＣ１，…，Ｃ４と、出力検出回路１１とを有する。
トランジスタＱ１は、本発明のスイッチ回路の一実施形態である。
【００４５】
整流回路ＤＢ１は、入力端子Ｔ１およびＴ２に印加される交流電圧を整流する回路であり、例えばブリッジ型に接続されたダイオードで構成される。
なお、整流回路ＤＢ１の負出力端子は、基準電位Ｖｓ１を有するものとする。
【００４６】
キャパシタＣ１は、整流回路ＤＢ１の正負の出力端子間に接続される。
トランジスタＱ１は、そのソースが基準電位Ｖｓ１の配線に接続され、そのドレインが巻線Ｗ１を介して整流回路ＤＢ１の正出力端子に接続され、そのゲートが抵抗Ｒ１を介して整流回路ＤＢ１の正出力端子に接続される。
【００４７】
巻線Ｗ３は、ダイオードＤ２とキャパシタＣ３との直列回路に対して並列に接続される。
【００４８】
トランジスタＱ１がスイッチングを行うと、巻線Ｗ３にはパルス電圧が発生する。巻線Ｗ３の２端子のうち、基準電位Ｖｓ１に対して正のパルス電圧を生じる端子は、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ２の直列回路を介して、トランジスタＱ１のゲートに接続される。
【００４９】
また、巻線Ｗ３にパルス電圧が発生すると、キャパシタＣ３には、このパルス電圧をダイオードＤ２で整流した電圧が発生する。キャパシタＣ３の２端子のうち、負の整流電圧を出力する端子は、基準電位Ｖｓ１の配線に接続される。
【００５０】
巻線Ｗ２は、ダイオードＤ１とキャパシタＣ４との直列回路に対して並列に接続される。
【００５１】
トランジスタＱ１がスイッチングを行うと、巻線Ｗ２にはパルス電圧が発生し、キャパシタＣ４には、このパルス電圧を整流した電圧が発生する。キャパシタＣ４の２端子のうち、正の整流電圧を出力する端子は出力端子Ｔ３に接続され、負の整流電圧を出力する端子は出力端子Ｔ４に接続される。
【００５２】
出力検出回路１１は、出力端子Ｔ３−Ｔ４より負荷へ出力される電源電圧Ｖｏｕｔを検出し、検出結果を制御回路２へ出力する。また、図１に示すように、キャパシタＣ４と出力端子Ｔ４とを接続する配線上に挿入された抵抗Ｒ３の電圧に基づいて、出力端子Ｔ３−Ｔ４から負荷に出力される電流Ｉｏｕｔを検出し、検出結果を制御回路２へ出力する。
【００５３】
［制御回路２］
制御回路２は、自励式スイッチング電源回路１に他励式スイッチング動作をさせるための制御を行う回路であり、自励式スイッチング電源回路１から供給される電力に基づいて動作する。例えば図１の例において、キャパシタＣ３に発生する電源電圧Ｖｃ３に基づいて動作する。
【００５４】
制御回路２は、自励式スイッチング電源回路１において発生する電源電圧（例えば電源電圧Ｖｃ３）が第１の電圧Ｖ１を超えると、自励式スイッチング電源回路１に含まれるスイッチ回路（図１の例ではトランジスタＱ１）の入力端子に対して、自励発振を停止させるための一定レベルの信号を供給する。そして、この信号供給を一定の時間持続した後、自励式スイッチング電源回路１において発生する電源電圧を制御するためのパルス信号をスイッチ回路の入力端子に供給して、自励式スイッチング電源回路１に他励式スイッチング動作をさせる。
【００５５】
制御回路２は、例えば図１に示すように、電圧判定回路２１と、パルス信号出力回路２２と、スイッチ駆動回路２３とを有する。
電圧判定回路２１は、本発明の電圧判定回路の一実施形態である。
パルス信号出力回路２２は、本発明のパルス信号出力回路の一実施形態である。
スイッチ駆動回路２３は、本発明のスイッチ駆動回路の一実施形態である。
【００５６】
電圧判定回路２１は、自励式スイッチング電源回路１において発生する電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いか否かを判定する。例えば、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い場合に論理値‘０’を有し、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高い場合に論理値‘１’を有する信号Ｓ２１を判定結果として出力する。
【００５７】
また、電圧判定回路２１は、信号Ｓ２１の論理値に応じて電源電圧Ｖｃ３の判定しきい値を変化させるヒステリシス特性を有していても良い。
すなわち、電圧判定回路２１は、論理値‘０’の信号Ｓ２１を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いならば論理値‘０’の信号Ｓ２１を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高くなる場合は論理値‘１’の信号Ｓ２１を出力する。また、論理値‘１’の信号Ｓ２１を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第３の電圧Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）より高いならば論理値‘１’の信号Ｓ２１を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第３の電圧Ｖ３より低くなる場合は論理値‘０’の信号Ｓ２１を出力する。
【００５８】
図２は、電圧判定回路２１の構成の一例を示す図である。
図２に示す電圧判定回路２１は、ヒステリシスコンパレータＣＰ１と、分圧回路ＤＶ１とを有する。
【００５９】
分圧回路ＤＶ１は、電源電圧Ｖｃ３を所定の分圧比で分圧する。例えば図２に示すように、電源電圧Ｖｃ３と基準電位Ｖｓ１との間に直列接続された抵抗Ｒ６およびＲ７を有しており、この接続中点から分圧電圧を出力する。
【００６０】
ヒステリシスコンパレータＣＰ１は、論理値‘０’の信号Ｓ２１を出力している状態で、分圧回路ＤＶ１の分圧電圧が基準電位Ｖｒｅｆ１を超える場合、信号Ｓ２１の論理値を‘０’から‘１’へ変化させる。また、論理値‘１’の信号Ｓ２１を出力している状態で、分圧回路ＤＶ１の分圧電圧が基準電位Ｖｒｅｆ２（Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ１）を下回る場合、信号Ｓ２１の論理値を‘１’から‘０’へ変化させる。
【００６１】
パルス信号出力回路２２は、電圧判定回路２１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１を超えたと判定された場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベルの信号Ｓ２２を所定時間出力した後で、自励式スイッチング電源回路１の電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。
【００６２】
例えば、パルス信号出力回路２２は、電圧判定回路２１の出力信号の論理値が‘０’から‘１’へ変化した場合、トランジスタＱ１をオフさせるための論理値‘０’の信号Ｓ２２を所定時間出力した後で、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。
【００６３】
自励式スイッチング電源回路１において他励式スイッチング動作が行われる場合、パルス信号出力回路２２は、例えば、出力検出回路１１において検出される電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧となるように、信号Ｓ２２のパルス幅を負帰還制御する。また、出力検出回路１１において検出される電流Ｉｏｕｔが所定の上限値を超えて過電流状態となった場合、電流Ｉｏｕｔが制限されるように信号Ｓ２２のパルス幅を制御する。
【００６４】
スイッチ駆動回路２３は、電圧判定回路２１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１のスイッチ回路（図１の例ではトランジスタＱ１）の入力端子に対する駆動信号の供給を停止する。また、電圧判定回路２１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いと判定される場合、パルス信号出力回路２２より出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してスイッチ回路の入力端子に供給する。
【００６５】
例えば、スイッチ駆動回路２３は、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が論理値‘０’を有する場合、トランジスタＱ１のゲートに対する駆動信号の供給を停止し、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が論理値‘１’を有する場合、パルス信号出力回路２２より出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してトランジスタＱ１のゲートに供給する。
【００６６】
図３は、スイッチ駆動回路２３の構成の一例を示す図である。
図３に示すスイッチ駆動回路２３は、ｐチャンネルＭＯＳ型のトランジスタＱ３と、ｎチャンネルＭＯＳ型のトランジスタＱ４と、ＡＮＤ回路２３１と、ＮＯＴ回路２３２と、ＮＡＮＤ回路２３３とを有する。
【００６７】
トランジスタＱ３およびＱ４は、互いのドレインが共通に接続されており、この共通接続されたノードＮ１がトランジスタＱ１のゲートに接続される。
トランジスタＱ３のソースは、電源電圧Ｖｃ３の配線に接続され、トランジスタＱ４のソースは、基準電位Ｖｓ１の配線に接続される。
【００６８】
ＡＮＤ回路２３１は、電圧判定回路２１から判定結果として出力される信号Ｓ２１と、パルス信号出力回路２２の出力信号Ｓ２２との論理積を演算する。この論理積は、トランジスタＱ４のゲートに入力される。
ＮＯＴ回路２３２は、ＡＮＤ回路２３１の論理積を論理反転する。
ＮＡＮＤ回路２３３は、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１とＮＯＴ回路２３２の論理反転信号との反転論理積を演算する。この反転論理積は、トランジスタＱ３のゲートに入力される。
【００６９】
上記の構成によると、信号Ｓ２１が論理値‘０’の場合、ＡＮＤ回路２３１の出力信号は論理値‘０’になり、ＮＡＮＤ回路２３３の出力信号は論理値‘１’になるため、トランジスタＱ３およびＱ４は共にオフする。その結果、トランジスタＱ１のゲートに対するスイッチ駆動回路２３からの駆動信号の供給が停止される。
信号Ｓ２１が論理値‘０’の場合は、信号Ｓ２２の論理値に応じて、ノードＮ１から出力される駆動信号が変化する。すなわち、信号Ｓ２２が論理値‘１’のとき、トランジスタＱ４がオン、トランジスタＱ３がオフするため、トランジスタＱ１のゲートを基準電位Ｖｓ１に引き下げる駆動信号が生成される。また、信号Ｓ２２が論理値‘０’であれば、トランジスタＱ４がオフ、トランジスタＱ３がオンするため、トランジスタＱ１のゲートを電源電圧Ｖｃ３に引き上げる駆動信号が生成される。
【００７０】
ここで、上述した構成を有する図１に示す電源装置の動作について、図４に示す信号波形を参照しながら説明する。
【００７１】
図４は、図１に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
図４（Ａ）は、キャパシタＣ３に生じる電源電圧Ｖｃ３を示す。
図４（Ｂ）は、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１を示す。
図４（Ｃ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する自励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図４（Ｄ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する他励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図４（Ｅ）は、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３を示す。
図４（Ｆ）は、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４を示す。
図４（Ｇ）は、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１を示す。
【００７２】
端子Ｔ１−Ｔ２間に交流電圧が印加され、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のゲートに電圧が供給されると、自励式スイッチング電源回路１において、次に述べるような自励発振が開始される。
【００７３】
抵抗Ｒ１からの電流によってトランジスタＱ１のゲート容量が充電されゲート電圧が上昇し、トランジスタＱ１のしきい電圧に達すると、トランジスタＱ１がオフからオンに変化する。トランジスタＱ１がオンすると、巻線Ｗ１には、そのインダクタンスに応じた傾きで時間とともに増大する電流が流れる。
巻線Ｗ１の電流が増大し、トランジスタＱ１の非飽和状態を維持できる電流を超えると、トランジスタＱ１は非飽和状態から飽和状態に変化する。飽和状態になると、巻線電流の増大が止まり、トランジスタＱ１のドレイン−ソース間電圧が上昇するとともに、巻線Ｗ１の電圧が低下する。
巻線Ｗ１の電圧が低下すると、これに伴って巻線Ｗ３の電圧が低下し、キャパシタＣ２および抵抗Ｒ２を介して巻線Ｗ３に引き込まれる電流が増大して、トランジスタＱ１のゲート電圧が低下する。ゲート電圧が低下すると、トランジスタＱ１のドレイン電流が減少してコレクタ−エミッタ間電圧が更に上昇し、巻線Ｗ１の電圧が更に小さくなる。この正帰還動作によって、トランジスタＱ１は急速にオフする。
トランジスタＱ１がオフすると、トランスＴＲ１の各巻線（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）には、トランジスタＱ１がオンのときとは逆の極性の電圧が発生する。これによりダイオードＤ１およびＤ２がオンして、キャパシタＣ３およびＣ４が充電される。
トランスＴＲ１に蓄積されたエネルギーがキャパシタＣ３およびＣ４に放出され、各巻線の電圧がゼロになると、トランジスタＱ１のゲートに抵抗Ｒ１から再び電流が供給されて、トランジスタＱ１が再びオンする。
このようにして、トランジスタＱ１のオンとオフが繰り返されることにより、キャパシタＣ３およびＣ４の電圧が上昇する。
【００７４】
上記のような自励発振によって電源電圧Ｖｃ３が上昇すると、これを受けて制御回路２が起動する。電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い状態では、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘０’になるため、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３がハイレベル、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４がローレベルになり、両者が共にオフする。そのため、この状態において、スイッチ駆動回路２３からトランジスタＱ１への駆動信号の供給は停止され、自励発振が継続される。
【００７５】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘０’から‘１’へ変化する（時刻ｔ１）。信号Ｓ２１が論理値‘１’になると、スイッチ駆動回路２３ではパルス信号出力回路２２の出力信号Ｓ２２に応じた駆動信号が生成される。
一方、パルス信号出力回路２２では、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘１’へ変化した後の一定時間、論理値‘０’の信号Ｓ２２が持続して出力される。この間、ゲート電圧Ｖｇ３およびＶｇ４がハイレベルになり、トランジスタＱ３がオフ、トランジスタＱ４がオンするため、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１は基準電位Ｖｓ１側に駆動されて、トランジスタＱ１が強制的にオフ状態に設定される。その結果、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が停止する（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００７６】
その後、パルス信号出力回路２２において電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２が生成されると、スイッチ駆動回路２３ではこの信号Ｓ２２に応じたパルス状の駆動信号が生成される。これにより、トランジスタＱ１において信号Ｓ２２に応じた他励式のスイッチングが行われ、出力端子Ｔ３−Ｔ４間の電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように負帰還制御される。
以降、制御回路２の電力は、他励式のスイッチング動作によって自励式スイッチング電源回路１が発生する電源電圧Ｖｃ３により賄われる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る電源装置によれば、制御回路２が動作していない初期状態において、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が起こり、電源電圧Ｖｃ３が発生する。この電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１を超えると、制御回路２によって、スイッチ回路（例えばトランジスタＱ１）の入力端子に自励発振を停止させるための一定レベルの信号が供給される。この信号の供給が一定の時間持続されることにより、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が一定の時間持続的に停止される。その後、制御回路２からスイッチ回路の入力端子に対して電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の駆動信号が供給されることにより、スイッチ回路において他励式のスイッチングが行われる。
このように、自励式スイッチング電源回路１の自励発振によって電源を起動させた後、制御回路２の駆動信号によって他励式スイッチング動作が行われるため、起動用に必要な電力は他励式スイッチング電源に比べて非常に小さくて済む。例えば図１の例では、トランジスタＱ１のゲートを駆動する僅かな電力で済む。その結果、従来の他励式スイッチング電源に比べて起動回路の消費電力を大幅に削減することができる。しかも、起動スピードは自励式スイッチング電源と同程度であり、十分高速である。その上、起動後には他励式スイッチング電源として動作するため、自励式スイッチング電源では制御が難しい大電力の電源装置や出力変動幅の大きい電源装置にも適用可能である。
【００７８】
また、本実施形態に係る電源装置によれば、自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替えの際に、制御回路２において一定レベルの駆動信号を一定の時間持続的にスイッチ回路へ供給することにより自励発振を停止させる期間を設けているため、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることを防止することができる。
【００７９】
図５は、自励式と他励式のスイッチング動作が重なった場合における自励式スイッチング電源回路１の各部の信号波形の一例を示す図である。
図５（Ａ）は、キャパシタＣ３に生じる電源電圧Ｖｃ３を示す。
図５（Ｂ）は、巻線Ｗ１に流れる電流Ｉｗ１を示す。
図５（Ｃ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する自励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図５（Ｄ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する他励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図５（Ｅ）は、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１を示す。
【００８０】
図５の例では、時刻ｔ３において、自励発振中にも係わらず外部からトランジスタＱ１に対し駆動信号が供給されている。そのため、本来の自励発振によるオン時間に外部の駆動信号によるオン時間が加わって、トランジスタＱ１のオン時間が余分に長くなっている。その結果、電流Ｉｗ１が限度を超えて大きくなり、トランスＴＲ１の磁気飽和によるインダクタンスの低下が生じ、電流Ｉｗ１が急激に大きくなっている（図５（Ｂ））。電流Ｉｗ１がトランジスタＱ１の許容範囲を超えてしまうと、性能の劣化や破損等の不具合を生じる可能性がある。また、電流Ｉｗ１の増大によってトランスＴＲ１に蓄積されるエネルギーが大きくなりすぎると、トランジスタＱ１がオフしたときに各巻線に発生する電圧が非常に大きくなるため、電源電圧Ｖｃ３やＶｏｕｔの電圧が急激に高くなり、これに接続される回路の性能劣化や破損等の不具合を生じる可能性がある。
本実施形態に係る電源装置では、自励発振を持続的に停止させて自励式と他励式のスイッチング動作が重ならないようにしているため、上記のような不具合の発生を有効に防止することができる。
【００８１】
更に、本実施形態に係る電源装置によれば、電圧判定回路２１にヒステリシス特性を持たせることにより、第１の電圧Ｖ１付近における電源電圧Ｖｃ３の僅かな変動に敏感に反応して電圧判定回路２１の判定結果が反転することを防止できる。これにより、例えば起動時の過渡状態において電源電圧Ｖｃ３が多少変動しても自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替えをスムーズに行うことが可能になる。また、起動後の通常状態において、入力の交流電圧の変動や負荷変動の影響により、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１付近で多少変動しても、電圧判定回路２１の判定結果が容易に反転することがないため、電源装置の動作の安定性を高めることができる。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８３】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
図６に示す電源装置は、図１に示す電源装置における制御回路２を制御回路２Ａに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す電源装置と同じである。
制御回路２Ａは、制御回路２におけるパルス信号出力回路２２をパルス信号出力回路２２Ａに置換し、更に、本発明の遅延回路の一実施形態である遅延回路２４を設けたものである。
【００８４】
遅延回路２４は、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１を遅延させた遅延信号Ｓ２４をパルス信号出力回路２２に入力する。
【００８５】
パルス信号出力回路２２Ａは、遅延回路２４から出力される遅延信号Ｓ２４が論理値‘０’を有する場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベルの信号Ｓ２２を出力し、遅延信号Ｓ２４が論理値‘１’を有する場合、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。
なお、パルス信号出力回路２２Ａは、先に述べたパルス信号出力回路２２と同様に動作しても良い。すなわち、遅延信号Ｓ２４が‘０’から‘１’へ変化した場合、トランジスタＱ１をオフさせるための論理値‘０’の信号Ｓ２２を所定時間出力した後で、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力しても良い。
【００８６】
図６に示す電源装置の起動時の動作について、図７に示す信号波形を参照しながら説明する。
【００８７】
図７は、図６に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
図７（Ａ）は、キャパシタＣ３に生じる電源電圧Ｖｃ３を示す。
図７（Ｂ）は、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１を示す。
図７（Ｃ）は、遅延回路２４から出力される遅延信号Ｓ２４を示す。
図７（Ｄ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する自励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図７（Ｅ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する他励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図７（Ｆ）は、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３を示す。
図７（Ｇ）は、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４を示す。
図７（Ｈ）は、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１を示す。
【００８８】
端子Ｔ１−Ｔ２間に交流電圧が印加され、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のゲートに電圧が供給されると、自励式スイッチング電源回路１において自励発振が開始される。自励発振の開始によって電源電圧Ｖｃ３が上昇し、制御回路２Ａが起動する。
【００８９】
電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い状態では、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘０’になり、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３がハイレベル、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４がローレベルになって、両者が共にオフする。そのため、この状態において、スイッチ駆動回路２３からトランジスタＱ１への駆動信号の供給は停止され、自励発振が継続される。
【００９０】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、電圧判定回路２１の信号Ｓ２１が‘０’から‘１’へ変化する（時刻ｔ４）。信号Ｓ２１が論理値‘１’になると、スイッチ駆動回路２３ではパルス信号出力回路２２の出力信号Ｓ２２に応じた駆動信号が生成される。
一方、このとき、遅延回路２４の遅延信号Ｓ２４はまだ論理値‘０’であるため、パルス信号出力回路２２では論理値‘０’の信号Ｓ２２が出力される。これにより、ゲート電圧Ｖｇ３およびＶｇ４がハイレベルになり、トランジスタＱ３がオフ、トランジスタＱ４がオンするため、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１は基準電位Ｖｓ１側に駆動されて、トランジスタＱ１が強制的にオフ状態に設定される。その結果、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が停止する（時刻ｔ４〜ｔ５）。
【００９１】
その後、時刻ｔ４から遅延時間Ｔｄを経て遅延回路２４の遅延信号Ｓ２４が‘０’から‘１’へ変化すると、パルス信号出力回路２２において電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２が生成される。スイッチ駆動回路２３では、この信号Ｓ２２に応じたパルス状の駆動信号が生成される。これにより、トランジスタＱ１において信号Ｓ２２に応じた他励式のスイッチングが行われ、出力端子Ｔ３−Ｔ４間の電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように負帰還制御される。
【００９２】
このように、図６に示す電源装置によれば、自励式スイッチング電源回路１の自励発振によって電源を起動させた後、制御回路２Ａの駆動信号によって他励式スイッチング動作が行われるため、図１に示す電源装置と同様に、起動スピードを保ちつつ消費電力の削減を図ることができる。
【００９３】
また、図６に示す電源装置によれば、自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替え時において、一定レベルの駆動信号を一定の時間持続的にスイッチ回路へ供給することにより自励発振を停止させる期間を設けているため、図１に示す電源装置と同様に、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることを有効に防止することができる。
【００９４】
更に、図６に示す電源装置によれば、電圧判定回路２１の出力信号がパルス信号出力回路２２へ伝播する時間（遅延時間Ｔｄ）を遅延回路２４において調節できる。これにより、遅延回路２４の遅延時間Ｔｄを適切に設計することによって、自励式スイッチング電源回路１の自励発振をより確実に停止させることができる。
【００９５】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００９６】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
図８に示す電源装置は、図１に示す電源装置における制御回路２を制御回路２Ｂに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す電源装置と同じである。
制御回路２Ｂは、制御回路２におけるパルス信号出力回路２２をパルス信号出力回路２２Ｂに置換し、更に、本発明の遅延回路の一実施形態である遅延回路２５を設けたものである。
【００９７】
パルス信号出力回路２２Ｂは、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が論理値‘０’を有する場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベルの信号Ｓ２２を出力し、信号Ｓ２１が論理値‘１’を有する場合、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。
パルス信号出力回路２２Ｂは、先に述べたパルス信号出力回路２２と同様に動作しても良い。すなわち、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘０’から‘１’へ変化した場合、トランジスタＱ１をオフさせるための論理値‘０’の信号Ｓ２２を所定時間出力した後で、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力しても良い。
【００９８】
遅延回路２５は、パルス信号出力回路２２の出力信号Ｓ２２を遅延させた遅延信号Ｓ２５をスイッチ駆動回路２３に入力する。
【００９９】
ここで、図８に示す電源装置の起動時の動作について説明する。
【０１００】
端子Ｔ１−Ｔ２間に交流電圧が印加され、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のゲートに電圧が供給されると、自励式スイッチング電源回路１において自励発振が開始される。自励発振の開始によって電源電圧Ｖｃ３が上昇し、制御回路２Ｂが起動する。
【０１０１】
電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い状態では、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が‘０’になり、トランジスタＱ３およびＱ４が共にオフする。そのため、この状態において、スイッチ駆動回路２３からトランジスタＱ１への駆動信号の供給は停止され、自励発振が継続される。
また、このとき、パルス信号出力回路２２では、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベル（すなわち論理値‘０’）の信号Ｓ２２が出力され、遅延回路２５からも論理値‘０’の信号Ｓ２５が出力される。
【０１０２】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、電圧判定回路２１の信号Ｓ２１が‘０’から‘１’へ変化する。信号Ｓ２１が論理値‘１’になると、パルス信号出力回路２２では、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２が出力される。
また、信号Ｓ２１が論理値‘１’になると、スイッチ駆動回路２３では、遅延回路２５の遅延信号Ｓ２５に応じた駆動信号が生成される。このとき、遅延回路２５の遅延信号Ｓ２５はまだ論理値‘０’の一定レベルに保持されているため、スイッチ駆動回路２３では、トランジスタＱ１を強制的にオフ状態に設定する駆動信号が生成される。その結果、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が停止する。
【０１０３】
その後、遅延回路２５の遅延信号Ｓ２５がレベル一定の信号からパルス状の信号に変化すると、スイッチ駆動回路２３では、この遅延信号Ｓ２５に応じたパルス状の駆動信号が生成される。これにより、トランジスタＱ１において遅延信号Ｓ２５に応じた他励式のスイッチングが行われ、出力端子Ｔ３−Ｔ４間の電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように負帰還制御される。
【０１０４】
このように、図８に示す電源装置によれば、パルス信号出力回路２２の出力信号がスイッチ駆動回路２３へ伝播する時間を遅延回路２５において調節できるため、遅延回路２５の遅延時間を適切に設計することにより、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を確実に停止させることができる。
また、図１、図６に示す電源装置と同様の動作によって、これと同様の効果を奏することができる。
【０１０５】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【０１０６】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
図９に示す電源装置は、図１に示す電源装置における制御回路２を制御回路２Ｃに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す電源装置と同じである。
制御回路２Ｃは、制御回路２と同様の構成を有するとともに、更に、本発明のトランジスタの一実施形態であるｎチャンネルＭＯＳ型のトランジスタＱ２と、抵抗Ｒ４およびＲ５とを設けたものである。
【０１０７】
トランジスタＱ２は、自励式スイッチング電源回路１のスイッチ回路の入力端子（すなわちトランジスタＱ１のゲート）と基準電位Ｖｓ１の配線との間に接続される。また、トランジスタＱ２は、電圧判定回路２１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定される場合に遮断状態となり、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いと判定される場合に能動状態となるように制御される。
【０１０８】
図９の例において、トランジスタＱ２のゲートには、抵抗Ｒ５を介して電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１が入力される。また、このゲートは、抵抗Ｒ４を介して基準電位Ｖｓ１の配線に接続される。
更に、図９の例において、電圧判定回路２１は、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定した場合、論理値‘０’の信号Ｓ２１としてローレベル（基準電位Ｖｓ１）の信号を出力し、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いと判定した場合、論理値‘１’の信号Ｓ２１としてハイレベル（電源電圧Ｖｃ３）の信号を出力する。
【０１０９】
上記の構成によると、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い起動時において、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１はローレベル（基準電位Ｖｓ１）になる。そのため、トランジスタＱ２のゲートはほぼ基準電位Ｖｓ１となり、トランジスタＱ２は遮断状態になる。
【０１１０】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、電圧判定回路２１からハイレベル（電源電圧Ｖｃ３）の信号Ｓ２１が出力される。このとき、トランジスタＱ２のゲートには、電源電圧Ｖｃ３を抵抗Ｒ４およびＲ５において分圧した電圧が入力される。抵抗Ｒ４およびＲ５の抵抗値は、この分圧電圧がトランジスタＱ２を能動状態で動作させる程度の電圧となるように設定されているものとすると、トランジスタＱ１のゲートは、能動状態のトランジスタＱ４を介して基準電位Ｖｓ１側に駆動される。そのため、トランジスタＱ１はオフし、自励式スイッチング電源回路１の自励動作が停止される。
【０１１１】
このように、本実施形態に係る電源装置によると、電圧判定回路２１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いと判定された場合、スイッチ駆動回路２３とトランジスタＱ４の両方によって、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が停止するように、スイッチ回路（トランジスタＱ１）が駆動される。したがって、スイッチ駆動回路２３のみを用いる場合と比較して、スイッチ回路をより強力に駆動できるため、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることをより確実に防止することができる。
【０１１２】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【０１１３】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
図１０に示す電源装置は、図１に示す電源装置における制御回路２を制御回路２Ｄに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す電源装置と同じである。
【０１１４】
制御回路２Ｄは、第１の電圧判定回路２１−１および第２の電圧判定回路２１−２と、パルス信号出力回路２２Ｄと、スイッチ駆動回路２３Ｄとを有する。
パルス信号出力回路２２Ｄは、本発明のパルス信号出力回路の一実施形態である。
スイッチ駆動回路２３Ｄは、本発明のスイッチ駆動回路の一実施形態である。
第１の電圧判定回路２１−１は、本発明の第１の電圧判定回路の一実施形態である。
第２の電圧判定回路２１−２は、本発明の第２の電圧判定回路の一実施形態である。
【０１１５】
第１の電圧判定回路２１−１は、自励式スイッチング電源回路１において発生する電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いか否かを判定する。例えば、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い場合に論理値‘０’を有し、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高い場合に論理値‘１’を有する信号Ｓ２１−１を判定結果として出力する。
【０１１６】
また、第１の電圧判定回路２１−１は、信号Ｓ２１−１の論理値に応じて電源電圧Ｖｃ３の判定しきい値を変化させるヒステリシス特性を有していても良い。
すなわち、第１の電圧判定回路２１は、論理値‘０’の信号Ｓ２１−１を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いならば論理値‘０’の信号Ｓ２１−１を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高くなる場合は論理値‘１’の信号Ｓ２１−１を出力する。また、論理値‘１’の信号Ｓ２１−１を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第３の電圧Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）より高いならば論理値‘１’の信号Ｓ２１−１を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第３の電圧Ｖ３より低くなる場合は論理値‘０’の信号Ｓ２１−１を出力する。
ヒステリシス特性を有する第１の電圧判定回路２１−１は、例えば図２に示す電圧判定回路２１と同様に、分圧回路とヒステリシスコンパレータを用いて構成することが可能である。
【０１１７】
第２の電圧判定回路２１−２は、自励式スイッチング電源回路１において発生する電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）より高いか否かを判定する。例えば、電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より低い場合に論理値‘０’を有し、電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より高い場合に論理値‘１’を有する信号Ｓ２１−２を判定結果として出力する。
【０１１８】
また、第２の電圧判定回路２１−２は、信号Ｓ２１−２の論理値に応じて電源電圧Ｖｃ３の判定しきい値を変化させるヒステリシス特性を有していても良い。
すなわち、第２の電圧判定回路２１−２は、論理値‘０’の信号Ｓ２１−２を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より低いならば論理値‘０’の信号Ｓ２１−２を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より高くなる場合は論理値‘１’の信号Ｓ２１−２を出力する。また、論理値‘１’の信号Ｓ２１−２を出力している状態で、電源電圧Ｖｃ３が第４の電圧Ｖ４（Ｖ４＜Ｖ２）より高いならば論理値‘１’の信号Ｓ２１−２を引き続き出力し、電源電圧Ｖｃ３が第４の電圧Ｖ４より低くなる場合は論理値‘０’の信号Ｓ２１−２を出力する。
ヒステリシス特性を有する第２の電圧判定回路２１−２は、例えば図２に示す電圧判定回路２１と同様に、分圧回路とヒステリシスコンパレータを用いて構成することが可能である。
【０１１９】
パルス信号出力回路２２Ｄは、第２の電圧判定回路２１−２において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より低いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベルの信号Ｓ２２を出力する。また、第２の電圧判定回路２１−２において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より高いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１の電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。
【０１２０】
例えば、パルス信号出力回路２２は、第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２が論理値‘０’を有する場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させる論理値‘０’の信号Ｓ２２を出力し、出力信号Ｓ２１−２が論理値‘１’を有する場合、パルス状の信号Ｓ２２を出力する。
自励式スイッチング電源回路１に他励式スイッチング動作をさせる場合、パルス信号出力回路２２は、例えば、出力検出回路１１において検出される電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧となるように、信号Ｓ２２のパルス幅を負帰還制御する。また、出力検出回路１１において検出される電流Ｉｏｕｔが所定の上限値を超えて過電流状態となった場合、電流Ｉｏｕｔが制限されるように信号Ｓ２２のパルス幅を制御する。
【０１２１】
スイッチ駆動回路２３Ｄは、第１の電圧判定回路２１−１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１のスイッチ回路（トランジスタＱ１）の入力端子に対する駆動信号の供給を停止する。また、第１の電圧判定回路２１−１において電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より高いと判定される場合、パルス信号出力回路２２Ｄより出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してスイッチ回路の入力端子に供給する。
【０１２２】
例えば、スイッチ駆動回路２３Ｄは、第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１が論理値‘０’を有する場合、トランジスタＱ１のゲートに対する駆動信号の供給を停止し、第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１が論理値‘１’を有する場合、パルス信号出力回路２２Ｄより出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してトランジスタＱ１のゲートに供給する。
【０１２３】
スイッチ駆動回路２３Ｄは、例えば、図３に示すスイッチ駆動回路２３と同様の構成を有する。この場合、スイッチ駆動回路２３Ｄには、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１の替わりに第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１が入力される。
【０１２４】
ここで、図１０に示す電源装置の起動時の動作について、図１１に示す信号波形を参照しながら説明する。
【０１２５】
図１１は、図１０に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
図１１（Ａ）は、キャパシタＣ３に生じる電源電圧Ｖｃ３を示す。
図１１（Ｂ）は、第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１を示す。
図１１（Ｃ）は、第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２を示す。
図１１（Ｄ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する自励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図１１（Ｅ）は、トランジスタＱ１のゲートを駆動する他励式スイッチング動作の信号成分を示す。
図１１（Ｆ）は、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３を示す。
図１１（Ｇ）は、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４を示す。
図１１（Ｈ）は、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１を示す。
【０１２６】
端子Ｔ１−Ｔ２間に交流電圧が印加され、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のゲートに電圧が供給されると、自励式スイッチング電源回路１において自励発振が開始される。自励発振の開始によって電源電圧Ｖｃ３が上昇し、制御回路２Ｄが起動する。
【０１２７】
電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い状態では、第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１が‘０’になり、トランジスタＱ３のゲート電圧Ｖｇ３がハイレベル、トランジスタＱ４のゲート電圧Ｖｇ４がローレベルになって、両者が共にオフする。そのため、この状態において、スイッチ駆動回路２３ＤからトランジスタＱ１への駆動信号の供給は停止され、自励発振が継続される。
【０１２８】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、第１の電圧判定回路２１−１の信号Ｓ２１が‘０’から‘１’へ変化する（時刻ｔ６）。信号Ｓ２１−１が論理値‘１’になると、スイッチ駆動回路２３Ｄではパルス信号出力回路２２Ｄの出力信号Ｓ２２に応じた駆動信号が生成される。
一方、このとき、第２の電圧判定回路２１−２では論理値‘０’の出力信号Ｓ２１−２が出力されるため、パルス信号出力回路２２Ｄでは論理値‘０’の信号Ｓ２２が出力される。これにより、ゲート電圧Ｖｇ３およびＶｇ４がハイレベルになり、トランジスタＱ３がオフ、トランジスタＱ４がオンするため、トランジスタＱ１のゲート電圧Ｖｇ１は基準電位Ｖｓ１側に駆動されて、トランジスタＱ１は強制的にオフ状態に設定される。その結果、自励式スイッチング電源回路１の自励発振が停止する（時刻ｔ６〜ｔ７）。
【０１２９】
その後、電源電圧Ｖｃ３が更に上昇して第２の電圧Ｖ２を超えると、第２の電圧判定回路２１−２から論理値‘１’の信号Ｓ２１−２が出力される（時刻ｔ７）。信号Ｓ２１−２が論理値‘１’になると、パルス信号出力回路２２Ｄにおいて電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２が生成され、スイッチ駆動回路２３では、この信号Ｓ２２に応じたパルス状の駆動信号が生成される。これにより、トランジスタＱ１において信号Ｓ２２に応じた他励式のスイッチングが行われ、出力端子Ｔ３−Ｔ４間の電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように負帰還制御される。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態に係る電源装置によれば、自励式スイッチング電源回路１の自励発振によって電源を起動させた後、制御回路２Ｄの駆動信号によって他励式スイッチング動作が行われるため、先に説明した実施形態と同様に、起動スピードを保ちつつ消費電力の削減を図ることができる。
【０１３１】
また、本実施形態に係る電源装置によれば、自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替え時において、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２までの範囲内にあるとき、制御回路２Ｄからスイッチ回路（トランジスタＱ１）に対して一定レベルの駆動信号を供給して自励発振を停止させるため、先に説明した実施形態と同様に、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることを有効に防止することができる。
【０１３２】
更に、本実施形態に係る電源装置によれば、第１の電圧判定回路２１−１および第２の電圧判定回路２１−２にヒステリシス特性を持たせることにより、第１の電圧Ｖ１付近や第２の電圧Ｖ２付近における電源電圧Ｖｃ３の僅かな変動に敏感に反応してこれらの電圧判定回路の判定結果が反転することを防止できる。これにより、例えば起動時の過渡状態において電源電圧Ｖｃ３が多少変動しても自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替えをスムーズに行うことが可能になる。また、起動後の通常状態において、入力の交流電圧の変動や負荷変動の影響により、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１付近や第２の電圧Ｖ２付近で多少変動しても、これらの電圧判定回路の判定結果が容易に反転することがないため、電源装置の動作の安定性を高めることができる。
【０１３３】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【０１３４】
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
図１２に示す電源装置は、図１に示す電源装置における制御回路２を制御回路２Ｅに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す電源装置と同じである。
【０１３５】
制御回路２Ｅは、第１の電圧判定回路２１−１および第２の電圧判定回路２１−２と、パルス信号出力回路２２Ｅと、スイッチ駆動回路２３Ｅと、ｎチャンネルＭＯＳ型のトランジスタＱ２と、抵抗Ｒ４およびＲ５とを有する。
パルス信号出力回路２２Ｅは、本発明のパルス信号出力回路の一実施形態である。
スイッチ駆動回路２３Ｅは、本発明のスイッチ駆動回路の一実施形態である。
第１の電圧判定回路２１−１は、本発明の第１の電圧判定回路の一実施形態である。
第２の電圧判定回路２１−２は、本発明の第２の電圧判定回路の一実施形態である。
トランジスタＱ２は、本発明のトランジスタの一実施形態である。
【０１３６】
第１の電圧判定回路２１−１および第１の電圧判定回路２１−２は、先に説明した図１０に示す電源装置における同一符号と同一の構成要素であり、これと同様に動作する。
【０１３７】
パルス信号出力回路２２Ｅは、自励式スイッチング電源回路１の電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力する。パルス信号出力回路２２Ｅは、例えば、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためにパルス幅変調された信号Ｓ２２を、その動作時において常に出力する。
【０１３８】
あるいは、パルス信号出力回路２２Ｅは、先に説明したパルス信号出力回路２２Ｄと同様に、第２の電圧判定回路２１−２の判定結果に応じて出力信号Ｓ２２を変化させても良い。すなわち、第２の電圧判定回路２１−２において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より低いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１の自励発振を停止させるための一定レベルの信号Ｓ２２を出力し、第２の電圧判定回路２１−２において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より高いと判定される場合、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２を出力しても良い。
【０１３９】
自励式スイッチング電源回路１に他励式スイッチング動作をさせる場合、パルス信号出力回路２２Ｅは、例えば、出力検出回路１１において検出される電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧となるように、信号Ｓ２２のパルス幅を負帰還制御する。また、出力検出回路１１において検出される電流Ｉｏｕｔが所定の上限値を超えて過電流状態となった場合、電流Ｉｏｕｔが制限されるように信号Ｓ２２のパルス幅を制御する。
【０１４０】
スイッチ駆動回路２３Ｅは、第２の電圧判定回路２１−１において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より低いと判定される場合、自励式スイッチング電源回路１のスイッチ回路（トランジスタＱ１）の入力端子に対する駆動信号の供給を停止する。また、第２の電圧判定回路２１−２において電源電圧Ｖｃ３が第２の電圧Ｖ２より高いと判定される場合、パルス信号出力回路２２Ｅより出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してスイッチ回路の入力端子に供給する。
【０１４１】
例えば、スイッチ駆動回路２３Ｅは、第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２が論理値‘０’を有する場合、トランジスタＱ１のゲートに対する駆動信号の供給を停止し、第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２が論理値‘１’を有する場合、パルス信号出力回路２２Ｅより出力される信号Ｓ２２のレベルに応じたレベルを有する駆動信号を生成してトランジスタＱ１のゲートに供給する。
【０１４２】
スイッチ駆動回路２３Ｅは、例えば、図３に示すスイッチ駆動回路２３と同様の構成を有する。この場合、スイッチ駆動回路２３Ｅには、電圧判定回路２１の出力信号Ｓ２１の替わりに第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２が入力される。
【０１４３】
トランジスタＱ２と、抵抗Ｒ４およびＲ５は、先に説明した図９における同一符号と同一の構成要素であり、これと同様に動作する。
ただし、トランジスタＱ２のゲートには、抵抗Ｒ５を介して第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１が入力される。
また、図１２の例において、第１の電圧判定回路２１−１は、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定した場合、論理値‘０’の信号Ｓ２１−１としてローレベル（基準電位Ｖｓ１）の信号を出力する。電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低いと判定した場合は、論理値‘１’の信号Ｓ２１−１としてハイレベル（電源電圧Ｖｃ３）の信号を出力する。
【０１４４】
ここで、図１２に示す電源装置の起動時の動作について説明する。
【０１４５】
端子Ｔ１−Ｔ２間に交流電圧が印加され、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のゲートに電圧が供給されると、自励式スイッチング電源回路１において自励発振が開始される。自励発振の開始によって電源電圧Ｖｃ３が上昇し、制御回路２Ｅが起動する。
【０１４６】
電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１より低い状態において、第１の電圧判定回路２１−１の出力信号Ｓ２１−１は論理値‘０’（ローレベル）になり、トランジスタＱ２のゲート電圧がほぼ基準電位Ｖｓ１になるため、トランジスタＱ２は遮断状態になる。また、このとき、第２の電圧判定回路２１−２の出力信号Ｓ２１−２も論理値‘０’になるため、スイッチ駆動回路２３ＤからトランジスタＱ１への駆動信号の供給が停止される。その結果、トランジスタＱ１のゲートには、スイッチ駆動回路２３ＥやトランジスタＱ２からの駆動信号が入力されないため、自励発振が継続される。
【０１４７】
電源電圧Ｖｃ３が上昇して第１の電圧Ｖ１を超えると、第１の電圧判定回路２１−１の信号Ｓ２１が‘０’（ローレベル）から‘１’（ハイレベル）へ変化する。これにより、トランジスタＱ２が能動状態になり、トランジスタＱ１のゲートがトランジスタＱ２を介して基準電位Ｖｓ１側に駆動される。その結果、トランジスタＱ１が強制的にオフ状態に設定されて、自励発振が停止する。
【０１４８】
その後、電源電圧Ｖｃ３が更に上昇して第２の電圧Ｖ２を超えると、第２の電圧判定回路２１−２から論理値‘１’の出力信号Ｓ２１−２が出力される。信号Ｓ２１−２が論理値‘１’になると、スイッチ駆動回路２３において、パルス信号出力回路２２Ｅの出力信号Ｓ２２に応じた駆動信号が生成される。このとき、パルス信号出力回路２２Ｅでは、電源電圧Ｖｏｕｔを制御するためのパルス状の信号Ｓ２２が生成されるため、スイッチ駆動回路２３では、この信号Ｓ２２に応じたパルス状の駆動信号が生成される。これにより、トランジスタＱ１において信号Ｓ２２に応じた他励式のスイッチングが行われ、出力端子Ｔ３−Ｔ４間の電源電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように負帰還制御される。
【０１４９】
以上説明したように、本実施形態に係る電源装置によれば、自励式スイッチング電源回路１の自励発振によって電源を起動させた後、制御回路２Ｅの駆動信号によって他励式スイッチング動作が行われるため、先に説明した実施形態と同様に、起動スピードを保ちつつ消費電力の削減を図ることができる。
【０１５０】
また、本実施形態に係る電源装置によれば、自励式スイッチング動作から他励式スイッチング動作への切り替え時において、電源電圧Ｖｃ３が第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２までの範囲内にあるとき、能動状態のトランジスタＱ２を介してスイッチ回路（トランジスタＱ１）の入力端子を基準電位Ｖｓ１側に駆動することにより自励発振を停止させるため、先に説明した実施形態と同様に、自励式と他励式のスイッチング動作が重なることを有効に防止することができる。
【０１５１】
更に、本実施形態に係る電源装置によれば、第１の電圧判定回路２１−１および第２の電圧判定回路２１−２にヒステリシス特性を持たせることによって、先に説明した第５の実施形態に係る電源装置と同様に、第１の電圧Ｖ１付近や第２の電圧Ｖ２付近における電源電圧Ｖｃ３の僅かな変動に敏感に反応してこれらの電圧判定回路の判定結果が反転することを効果的に防止しでき、電源装置の動作の安定性を高めることができる。
【０１５２】
以上、本発明の幾つかの実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【０１５３】
上述した実施形態の制御回路（２、２Ａ〜２Ｅ）は、幾つかのディスクリート部品で構成しても良いし、１つの半導体チップ上に形成しても良い。
【０１５４】
上述した実施形態の遅延回路（２４、２５）は、固定の信号遅延を有しても良いし、図示しない制御装置等から入力される制御信号に従って信号遅延を可変させても良い。後者の場合、自励式スイッチング電源回路１の性能に個体的ばらつきが生じる場合でも、このばらつきに適合するよう遅延回路の信号遅延を調節することが可能になる。
【０１５５】
上述の実施形態ではＡＣ−ＤＣ型のスイッチング電源を例として挙げているが、本発明はこれに限定されず、ＤＣ−ＤＣ型のスイッチング電源についても適用可能である。例えば、整流回路ＤＢ１の正負の整流出力端子を直流電圧の入力端子としたＤＣ−ＤＣ型のスイッチング電源も本発明に含まれる。
【０１５６】
上述の実施形態ではフライバック型コンバータを自励式スイッチング電源回路の例として挙げているが、これに限らず、他の様々な方式の自励式スイッチング電源回路を用いても良い。
【０１５７】
上述した実施形態において示す回路の構成は、何れも説明上の一例に過ぎず、同等な機能を有する他の回路に置き換え可能である。例えば、スイッチ回路としてｎチャンネルＭＯＳ型のトランジスタを用いているが、これに限らず、ｐチャンネルＭＯＳ型のトランジスタや、バイポーラ型のトランジスタを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】第１の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図２】電圧判定回路の構成の一例を示す図である。
【図３】スイッチ駆動回路の構成の一例を示す図である。
【図４】図１に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
【図５】自励式と他励式のスイッチング動作が重なった場合における自励式スイッチング電源回路の各部の信号波形の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図７】図６に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】図１０に示す電源装置の各部の信号波形の一例を示す図である。
【図１２】第６の実施形態に係る電源装置の構成の一例を示す図である。
【図１３】従来のスイッチング電源の構成例を示す図である。
【図１４】従来のスイッチング電源の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１…自励式スイッチング電源回路、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…制御回路、Ｑ１…トランジスタ（スイッチ回路）、Ｑ２…トランジスタ、２１…電圧判定回路、２１−１…第１の電圧判定回路、２１−２…第２の電圧判定回路、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｄ，２２Ｅ…パルス信号出力回路、２３，２３Ｄ，２３Ｅ…スイッチ駆動回路、２４，２５…遅延回路
【図１】
2006109648.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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