(57)【要約】【課題】  交流入力の電圧が低下したとき、簡便な回路構成により誤動作や他の部品に対する破壊を回避しながら安全に動作停止できるスイッチング電源装置を実現する。【解決手段】  交流入力を、スイッチングによって所望する電圧の直流出力に変換し安定に出力するための他励式の制御回路１２を設ける。制御回路１２の起動時に必要な電力を制御回路１２の電源端子ＶＣＣに供給する起動回路としての第一の起動抵抗Ｒ１および第二の起動抵抗Ｒ２を、上記交流入力に接続して設ける。制御回路１２の動作時に必要な電力を、上記交流入力に基づく交流の整流により電源端子ＶＣＣに供給する副整流回路であるダイオードＤ６および平滑用コンデンサＣ４を設ける。上記交流入力の電圧が所定値以下に低下したか否かを検出する入力電圧検出回路２を設ける。入力電圧検出回路２からの検出信号により制御回路１２への電力の供給を停止させるスイッチ回路１を設ける。【選択図】  図１
2006109598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力を、他励式の制御回路によるスイッチングによって所望する電圧の直流出力に変換し安定に出力するスイッチング電源装置において、
前記制御回路の起動時に必要な電力を制御回路の電源端子に供給する起動回路と、
前記制御回路の動作時に必要な電力を、上記交流入力に基づく交流の整流により前記電源端子に供給する副整流回路と、
前記交流入力の電圧が所定値以下に低下したか否かを検出する入力電圧検出回路と、
前記入力電圧検出回路からの検出信号により制御回路への電力の供給を停止させるスイッチ回路と、を備え、
前記起動回路は、前記交流入力に接続されていることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記起動回路は、複数の抵抗を介して前記交流入力に接続され、
前記入力電圧検出回路は、前記複数の抵抗により分圧された電圧を検出するようになっている請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記入力電圧検出回路は、前記交流入力の電圧が所定値以上か否かを検出するためのツエナーダイオードを少なくとも１個有している請求項１または２記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記入力電圧検出回路は、前記ツエナーダイオードのバイアス抵抗を少なくとも１個有している請求項３記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記スイッチ回路は、前記制御回路の電源端子をアースにショートさせるためのスイッチ素子としてのトランジスタを有している請求項１ないし４の何れか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記入力電圧検出回路は、前記トランジスタの保護用のダイオードを、前記トランジスタとの間に備えている請求項５記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記入力電圧検出回路は、前記トランジスタの制御端子に対する印加電圧を分圧により低減するように、複数のバイアス抵抗を有している請求項５または６記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記スイッチ回路は、前記トランジスタへの過電流防止のための電流制限用抵抗を備えている請求項５ないし７の何れか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記起動回路は、前記交流入力との間に接続される、互いにシリーズに接続した第一の起動抵抗および第二の起動抵抗を有し、
Ｖｉｎが交流入力の電圧を示し、Ｖｚｄ１がツエナーダイオードのツエナー電圧を示し、ｋが前記制御回路の動作を停止する、交流入力の電圧の低下率の設定値を示し、第一の起動抵抗と第二の起動抵抗との比（Ｒ１／Ｒ２）が、下記の式（１）に
Ｒ１／Ｒ２＝（（Ｖｉｎ×√２×ｋ）／Ｖｚｄ１）−１          …式（１）
設定されていることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に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、交流−直流コンバータであり、他励式で起動回路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】
従来から、スイッチング電源装置は、電圧変換効率を高めることができ、かつ小型化・軽量化が可能なものとして知られている。これは、スイッチング電源装置において、トランスの一次側の巻線を流れる電流を高周波数によってスイッチング（断接）することで、トランスの二次側に流れる交流を制御して所望する電圧に変換することから、上記トランスでの変換効率を向上でき、また上記トランスを小型化・軽量化できるからである。
【０００３】
上記スイッチング電源装置には、上記スイッチングを制御するための制御ＩＣ（集積回路）を用いた他励式のスイッチング制御のものと、この制御ＩＣを使用しない自励式のスイッチング制御のものとが知られている。
【０００４】
このような他励式のスイッチング制御を用いたスイッチング電源装置の第一従来例を図６に示す。上記スイッチング電源装置は、各入力端子Ｐ１、Ｐ２からの交流入力を整流回路（Ｄ１〜Ｄ４）で整流した直流を主スイッチング素子Ｑ１で任意の周波数にてスイッチングした交流が、トランスＴ１の一次側主巻線Ｎ１に印加され、トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２からの所望する電圧の交流を整流用ダイオードＤ６および平滑用コンデンサＣ５を介し直流に変換して各出力端子Ｐ３、Ｐ４から出力するものである。
【０００５】
このとき、二次側の直流電圧を検出する出力電圧検出回路２１からフォトカプラＰＣを介してフィードバックされる出力電圧情報に応じて前記主スイッチング素子Ｑ１を、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する制御回路２２が制御ＩＣとして設けられていることで、前記直流出力の出力電圧を所望とする値に安定化できるようになっている。
【０００６】
上記スイッチング電源装置においては、制御回路２２に対する電源（補助電源）として、入力初期時には整流回路（Ｄ１〜Ｄ４）および平滑用コンデンサＣ３により整流した直流を各抵抗Ｒ１、Ｒ２による所定電圧の直流、出力安定時にはトランスＴ１の一次側副巻線Ｎ３からの交流を整流用ダイオードＤ６および平滑用コンデンサＣ５からなる副整流回路により整流した所定電圧の直流が制御回路２２の電源端子に入力されて使用されている。各抵抗Ｒ１、Ｒ２については、耐圧を考慮して複数使用されている。
【０００７】
ところが、第一従来例のスイッチング電源装置は、交流入力の電圧が低下すると、補助電源電圧も低下するため、制御回路２２による主スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御が不安定となって、定常時よりスイッチングロスが増大化し、また主スイッチング素子Ｑ１が破壊される危険性も生じるという不都合を有している。
【０００８】
そこで、上記不都合を回避するために、低電圧シャットダウン機能が付加されているスイッチング電源回路が第二従来例として知られている。第二従来例のスイッチング電源回路においては、例えば図７に示すように、整流回路（Ｄ１〜Ｄ４）および平滑用コンデンサＣ３により整流した直流の電圧を検出する入力電圧検出回路４１と、入力電圧検出回路４１からの出力信号により、制御回路２２への補助電源の直流をショートによりオフするためのスイッチ回路３１とが設けられている。
【０００９】
入力電圧検出回路４１は、各ツエナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２と各抵抗Ｒ３、Ｒ４と
を互いにシリーズに接続して有している。ツエナーダイオードＺＤ１の他の端子は、平滑用コンデンサＣ３とトランスＴ１の一次側主巻線Ｎ１との間に接続されている。抵抗Ｒ４の他の端子はアースされている。ツエナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ３との中点に一方の端子が接続されたダイオードＤ５を備えている。
【００１０】
スイッチ回路３１は、抵抗Ｒ５と、スイッチとしてのトランジスタＱ２とを有している。抵抗Ｒ５は、制御回路２２の補助電源とトランジスタＱ２のエミッタとの間に接続されている。トランジスタＱ２のベースにはダイオードＤ５の他方の端子が接続されている。トランジスタＱ２のコレクタはアースされている。
【００１１】
次に、第二従来例のスイッチング電源回路の動作について説明する。入力電圧検出回路４１は、交流入力が整流回路（Ｄ１〜Ｄ４）のブリッジダイオードにて整流された後の直流に接続されている。交流入力の電圧が通常の動作状態の、例えば交流１００Ｖ入力からオフ状態になると、入力電圧検出回路４１での検出電圧は、電源入力電圧から零ボルトに向かって降下する途中、各ツエナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２のツエナー電圧以下になり、各ツエナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２の電流がゼロになりスイッチング用のダイオードＤ５のカソード側の電圧がアノード側より低くなってダイオードＤ５から各抵抗Ｒ３、Ｒ４を介してアースに電流が流れる。
【００１２】
そして、トランジスタＱ２のベース電圧がエミッタ電圧より低くなってトランジスタＱ２がオンして抵抗Ｒ５とトランジスタＱ２のエミッタ・コレクタを通してアースに電流が流れ、制御回路２２の補助電源（ＶＣＣ）の電圧がトランジスタＱ１の飽和電圧の０．２Ｖ程度に下がり制御回路２２は動作停止する。これにより、第二従来例のスイッチング電源回路は、低電圧シャットダウン機能を有している。
【００１３】
第三従来例として、特開平５−８３９３３号公報に記載のスイッチング電源が挙げられる。第三従来例のスイッチング電源は、整流平滑回路の出力端子に一端を接続した第一の抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の他端に一端を接続した第２〜４の抵抗Ｒ２〜Ｒ４と、抵抗Ｒ２の他端に、カソードを接続した第一のツエナーダイオードＺ１と、ベースをツエナーダイオードＺ１のアノードにコレクタを抵抗Ｒ３の他端に接続した第一のＮＰＮトランジスタＱ１と、ベースをトランジスタＱ１のコレクタに、コレクタを抵抗Ｒ４の他端に接続した第二のＮＰＮトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２のコレクタに一端を接続した第５の抵抗Ｒ５と、ベースを抵抗Ｒ５の他端にエミッタをスイッチング制御回路の基準電圧端子に接続した第一のＰＮＰトランジスタＱ３と、一端をトランジスタＱ３のコレクタに他端をスイッチング制御回路のデッドタイム制御端子に接続した第６の抵抗Ｒ６とからなる交流電圧検出回路を設けたものである。
【特許文献１】特開平５−８３９３３号公報（公開日：１９９３年４月２日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記第二従来例のスイッチング電源回路の問題点を、その動作図である図８を用いて説明する。上記第二従来例のスイッチング電源回路では、入力電源オフ時（平滑用コンデンサＣ３の電圧が降下し始めたとき）、出力端子Ｐ３の電圧もオフするが、約３秒後に出力電圧にパルスが現れて、後段に接続される機器が誤動作する（例えば、音響機器の場合、ボツ音がスピーカから発生する）という問題点が生じている。
【００１５】
この問題点の動作メカニズムは、入力電源オフ後、出力電圧が降下して第二従来例のスイッチング電源回路におけるトランスＴ１の一次側副巻線Ｎ３に発生する電圧も同時に降下し、制御回路２２のＶＣＣ電圧も降下して制御回路２２が一旦動作停止する。次に、平滑用コンデンサＣ３に残っていた電気が各抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して流れ込み、制御回路２
２のＶＣＣ電圧が動作図の図８のごとく上昇して、約３秒後に制御回路２２が起動して出力に電圧が発生する。このとき、電源である交流入力はオフされたままであるため出力電圧はすぐに降下することになる。
【００１６】
次に、上記第二従来例のスイッチング電源回路は、交流入力の電圧がオフ時に平滑用コンデンサＣ３の整流電圧が各ツエナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２のツエナー電圧より降下したときに制御回路２２がその動作を停止するので、出力負荷への電流が少ないと、平滑用コンデンサＣ３の電圧放電時間が長くなり、保持時間が長くなって、制御回路２２が動作オフになるのが遅延することがある。
【００１７】
このような遅延に起因する問題としては、以下の２点が挙げられる。一般的にツエナーダイオードＺＤ１とツエナーダイオードＺＤ２のツエナー電圧は上限で３６Ｖ程度であるために、平滑用コンデンサＣ３の電圧が７２Ｖ以下になったときに、上記動作が発生する場合（電源である交流入力の電圧に換算すると約５０Ｖ）では、交流入力の定格電圧が１００Ｖのとき、交流入力の電圧が５０Ｖに降下しないと動作しないことになる。この場合、５０Ｖ動作時のトランジスタＱ１やヒューズを流れる電流は電圧の降下に反比例して増加するためにヒューズが切れたりトランジスタＱ１が破壊されたりするという問題を生じることがある。
【００１８】
さらに、トランスＴ１の一次側副巻線Ｎ３の端子に発生する電圧の出力インピーダンスは低いため、制御回路２２のＶＣＣ端子に共に接続されているトランジスタＱ２に流れ込む電流が大きくなり、トランジスタＱ２が破壊されるという問題を生じることもある。
【００１９】
これらのような交流入力の電圧低下（オフ）時における、平滑用コンデンサＣ３による制御回路２２の動作停止の遅延に起因する各トランジスタＱ１、Ｑ２の破壊の恐れという問題は、前記第三従来例のスイッチング電源においても同様に生じるものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係るスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、交流入力を、他励式の制御回路によるスイッチングによって所望する電圧の直流出力に変換し安定に出力するスイッチング電源装置において、前記制御回路の起動時に必要な電力を制御回路の電源端子に供給する起動回路と、前記制御回路の動作時に必要な電力を、上記交流入力に基づく交流の整流により前記電源端子に供給する副整流回路と、前記交流入力の電圧が所定値以下に低下したか否かを検出する入力電圧検出回路と、前記入力電圧検出回路からの検出信号により制御回路への電力の供給を停止させるスイッチ回路と、を備え、前記起動回路は、前記交流入力に接続されていることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、制御回路の電源端子に対し、起動回路と副整流回路とを接続したから、起動回路に交流入力が接続されて入力されても、上記交流が副整流回路にてある程度整流されて制御回路の電源端子に入力できて、上記制御回路を上記交流入力によって起動できると共に、スイッチングが安定した通常の制御回路の動作時には、副整流回路から制御回路に供給される電力により上記制御回路を動作できる。
【００２２】
このため、上記構成は、起動回路を交流入力に接続したから、従来のような、交流入力を整流した直流を起動回路に接続した場合の上記整流のための平滑用コンデンサが起動回路に対し直接に接続されることが回避されるので、上記平滑用コンデンサに起因する従来の問題点を防止できて、交流入力の電圧が低下、例えばシャットオフしたときでも、入力電圧検出回路およびスイッチ回路により上記制御回路の動作停止を迅速に遅延を抑制して実行できると共に、後段に接続される電気機器への誤動作の発生を低減できる。
【００２３】
この結果、上記構成は、交流入力の電圧が低下、例えばシャットオフしたときに、迅速に遅延を抑制して上記制御回路の動作を停止できて、その停止の遅延に起因する、スイッチングのための、例えば主スイッチング素子としてのトランジスタの破壊や、スイッチ回路でのスイッチ素子としてのトランジスタの破壊を回避できると共に、後段に接続される電気機器での誤動作を防止できる。
【００２４】
上記スイッチング電源装置においては、前記起動回路は、複数の抵抗を介して前記交流入力に接続され、前記入力電圧検出回路は、前記複数の抵抗により分圧された電圧を検出するようになっていてもよい。
【００２５】
上記スイッチング電源装置では、前記入力電圧検出回路は、前記交流入力の電圧が所定値以上か否かを検出するためのツエナーダイオードを少なくとも１個有していてもよい。
【００２６】
上記スイッチング電源装置においては、前記入力電圧検出回路は、前記ツエナーダイオードのバイアス抵抗を少なくとも１個有していてもよい。
【００２７】
上記スイッチング電源装置では、前記スイッチ回路は、前記制御回路の電源端子をアースにショートさせるスイッチ素子としてのトランジスタを有していてもよい。
【００２８】
上記スイッチング電源装置においては、前記入力電圧検出回路は、前記トランジスタの保護用のダイオードを、前記トランジスタとの間に備えていてもよい。
【００２９】
上記スイッチング電源装置では、前記入力電圧検出回路は、前記トランジスタの制御端子に対する印加電圧を分圧により低減するように、複数のバイアス抵抗を有していてもよい。
【００３０】
上記スイッチング電源装置においては、前記スイッチ回路は、前記トランジスタへの過電流防止のための電流制限用抵抗を備えていてもよい。
【００３１】
上記スイッチング電源装置では、前記起動回路の複数の抵抗は、第一の起動抵抗と第二の起動抵抗とを互いにシリーズに接続して有し、Ｖｉｎが交流入力の電圧を示し、Ｖｚｄ１がツエナーダイオードのツエナー電圧を示し、ｋが前記制御回路の動作を停止する、交流入力の電圧の低下率の設定値を示し、第一の起動抵抗と第二の起動抵抗との比（Ｒ１／Ｒ２）が、下記の式（１）に
Ｒ１／Ｒ２＝（（Ｖｉｎ×√２×ｋ）／Ｖｚｄ１）−１          …式（１）
設定されていてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るスイッチング電源装置は、以上のように、交流入力に接続されて、制御回路の起動時に必要な電力を前記制御回路の電源端子に供給する起動回路と、前記制御回路の動作時に必要な電力を、上記交流入力に基づく交流の整流により前記電源端子に供給する副整流回路と、前記交流入力の電圧値を検出するようになっている入力電圧検出回路と、前記入力電圧検出回路からの検出信号により、スイッチングを制御する制御回路への電力の供給を停止させるスイッチ回路とを備えている構成である。
【００３３】
それゆえ、上記構成は、制御回路への起動時の電力を供給する起動回路を上記電力の電源としての交流入力に接続したので、従来のような、起動回路を交流入力を整流した後の直流に接続したことによる、上記整流のための平滑用コンデンサの影響を排除できる。
【００３４】
したがって、上記構成は、上記平滑用コンデンサに起因する従来の問題点を防止できて
、交流入力の電圧が低下、例えばシャットオフしたときでも、入力電圧検出回路およびスイッチ回路により上記制御回路の動作停止を迅速に遅延を抑制して実行できると共に、後段に接続される電気機器への誤動作の発生を低減できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係るスイッチング電源装置の実施の各形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３６】
（実施の第一形態）
本発明に係る実施の第一形態のスイッチング電源装置には、図１に示すように、例えば１００Ｖ、６０Ｈｚの商用の交流電源である交流入力が入力される各入力端子Ｐ１、Ｐ２と、各入力端子Ｐ１、Ｐ２からの交流がヒューズを介して入力されるラインフィルタＬ１と、ラインフィルタＬ１の前後にそれぞれ設けられたノイズ除去用の各ラインコンデンサＣ１、Ｃ２とが設けられている。なお、上記商用の交流電源の電圧としては、他に、１１７Ｖ、２００Ｖ、２２０Ｖまたは２３０Ｖなどが挙げられる。
【００３７】
上記スイッチング電源装置では、ラインフィルタＬ１からのノイズが除去された交流入力が入力される、ホイーストンブリッジ型に組み合わされた各ダイオードＤ１〜Ｄ４と、各ダイオードＤ１〜Ｄ４からのリップル成分を備えた直流をさらに整流して、上記交流入力から、後述の主スイッチング素子であるＦＥＴＱ１およびトランスＴ１への直流入力を出力するための平滑用コンデンサＣ３とが設けられている。上記各ダイオードＤ１〜Ｄ４と平滑用コンデンサＣ３とから第一主整流回路が形成されている。
【００３８】
また、上記スイッチング電源装置においては、平滑用コンデンサＣ３からの直流入力が入力される一次側主巻線Ｎ１と一次側主巻線Ｎ１とは極性が逆方向となる二次側巻線Ｎ２と、補助電源用の一次側副巻線Ｎ３とを有するトランスＴ１が設けられている。一次側副巻線Ｎ３は、上記トランスＴ１において、一次側主巻線Ｎ１と極性が順方向にて形成されている。
【００３９】
さらに、トランスＴ１の一次側主巻線Ｎ１に接続されて、上記一次側主巻線Ｎ１に流れる電流をスイッチング（断接）する電界効果型トランジスタであるＦＥＴ（主スイッチング素子）Ｑ１が、直流入力から負荷へ印加される負荷電圧を所望値に設定するために所定の周波数の交流に変換するように設けられている。本実施の形態では、上記ＦＥＴＱ１は、Ｎ型であるが必要に応じてＰ型も使用可能であり、さらに、スイッチング機能を有していれば、他のタイプの、例えばバイポーラトランジスタも使用可能である。
【００４０】
よって、ＦＥＴＱ１のドレインは、一次側主巻線Ｎ１のアース側に接続され、ＦＥＴＱ１のソースが各ダイオードＤ１〜Ｄ４のアース側に接続され、ＦＥＴＱ１のゲート（制御端子）が後述する制御回路１２の出力端子ＯＵＴに接続されている。
【００４１】
一方、上記トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２には、二次側巻線Ｎ２から出力される、昇圧または降圧されて電圧が所望値に調整された交流出力を整流して直流出力として出力するための整流用ダイオードＤ６および平滑用コンデンサＣ５と、上記直流出力を外部に取り出すための各出力端子Ｐ３、Ｐ４とが設けられている。整流用ダイオードＤ６および平滑用コンデンサＣ５により、第二主整流回路が形成されている。
【００４２】
さらに、各出力端子Ｐ３、Ｐ４に対しパラレルに接続された出力電圧検出回路１１が上記直流出力の電圧を検出して、トランスＴ１の一次側にフィードバックするために設けられている。さらに、上記トランスＴ１の二次側巻線Ｎ２では、出力電圧検出回路１１にて検出された出力電圧値（出力電圧情報）を、非接触な光学的に一次側に伝達するためのフ
ォトカプラＰＣの発光部ＰＣａが取り付けられている。
【００４３】
前記制御回路１２は、フォトカプラＰＣの受光部ＰＣｂからの、出力電圧値を示す検知信号がフィードバック端子ＦＢに入力されて、その検知信号に基づきＦＥＴＱ１のゲートへの制御信号（スイッチングパルス信号）つまりＦＥＴＱ１のスイッチング動作すなわちスイッチング周波数やスイッチングパルス信号のデューティー比を変える、例えばＰＷＭ制御できるようになっている制御ＩＣである。
【００４４】
制御回路１２には、前述の出力端子ＯＵＴとフィードバック端子ＦＢとの他に、少なくとも、電源端子ＶＣＣとが設けられている。電源端子ＶＣＣは、制御回路１２を駆動するための電源電圧（１２Ｖ〜２５Ｖで、本実施の形態では２０Ｖに設定）を印加するためのものである。
【００４５】
トランスＴ１の一次側副巻線Ｎ３には、制御回路１２の電源端子ＶＣＣに所定電圧の直流を補助電源として供給できるように、整流用ダイオードＤ６と平滑用コンデンサＣ４とが設けられている。平滑用コンデンサＣ４は、整流用および起動時の各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２からの起動電流蓄積用コンデンサである。整流用ダイオードＤ６と平滑用コンデンサＣ４とにより副整流回路が形成されている。
【００４６】
平滑用コンデンサＣ４の容量は、商用の交流入力周波数よりかなり大きな周波数を有する高周波交流を整流するために、前記の平滑用コンデンサＣ３の容量と比べて小さく、例えば１／１０以下であるので、平滑用コンデンサＣ３に起因する従来の問題は、平滑用コンデンサＣ４の容量では生じない。
【００４７】
そして、本発明のスイッチング電源装置では、制御回路１２の電源端子ＶＣＣには、制御回路１２の起動時における電力供給のために、各ダイオードＤ１〜Ｄ４への交流入力が各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して入力されている。上記交流入力は、制御回路１２の電源端子ＶＣＣでは、前記副整流回路により若干整流されて擬似直流となっている。このため、リップルを含むが制御回路１２の起動には不都合の無い擬似直流が、制御回路１２の起動時に電源端子ＶＣＣに対し入力されるようになっている。
【００４８】
さらに、上記スイッチング電源装置においては、制御回路１２に対し、前記交流入力の電圧をモニターするための入力電圧検出回路２と、その入力電圧検出回路２からの検出信号により電源端子ＶＣＣをアースへのショートによりゼロ電位として、上記電源端子ＶＣＣへの電力供給を停止するためのスイッチ回路１とが設けられている。
【００４９】
よって、上記電源端子ＶＣＣをスイッチ回路１によりアースにショートさせることで、制御回路１２の出力端子ＯＵＴからのＦＥＴＱ１への制御信号の出力を迅速に停止することが可能となる。
【００５０】
入力電圧検出回路２は、電圧を検出するためのツエナーダイオードＺＤ１のアノード端子と第一のバイアス抵抗Ｒ３とを互いにシリーズに接続して有し、かつ、ツエナーダイオードＺＤ１と第一のバイアス抵抗Ｒ３との接続点に対し、カソード端子が接続されたダイオードＤ５を備えている。ダイオードＤ５は、後述のトランジスタＱ２の耐電圧保護用である。
【００５１】
入力電圧検出回路２においては、ツエナーダイオードＺＤ１のカソード端子が、各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２の間の接続点に接続されている。つまり、ツエナーダイオードＺＤ１に対しては、交流入力を各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧し、前記副整流回路により整流された擬似直流が印加されることになる。第一のバイアス抵抗Ｒ３の他の端子はトランスＴ１
の一次側副巻線Ｎ３のマイナス側に接続されている。
【００５２】
スイッチ回路１は、ダイオードＤ５のアノード端子が、ベース（制御端子）に接続されたトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２のエミッタに接続された抵抗Ｒ５とを備えている。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ２の電流制限用抵抗である。トランジスタＱ２のコレクタは、トランスＴ１の一次側副巻線Ｎ３のマイナス側に接続されており、抵抗Ｒ５の他の端子は、制御回路１２の電源端子ＶＣＣに接続されている。なお、本実施の形態では、トランジスタＱ２にＮ型トランジスタを用いた例を挙げたが、スイッチ機能を有していれば、Ｐ型トランジスタ、Ｎ型やＰ型のＦＥＴを用いることも可能である。
【００５３】
その上、各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２の各抵抗値の設定は、以下の式（１）にて設定することが好ましい。このような設定は、後述する実施の他の形態でも同様に好ましい。Ｖｉｎは、各入力端子Ｐ１、Ｐ２に印加する交流入力の電圧を示し、Ｖｚｄ１は、ツエナーダイオードＺＤ１のツエナー電圧を示す。
【００５４】
Ｒ１／Ｒ２＝（（Ｖｉｎ×√２×ｋ）／Ｖｚｄ１）−１          …式（１）
Ｒ１とＲ２の接続点の電圧（Ｖｒ２）は（（Ｒ２／Ｒ１＋Ｒ２）＊（Ｖｉｎ＊０.７＊
√２）となり、トランジスタＱ２がオンして制御回路１２が停止するときのＶｒ２の電圧はＶｚｄ１のツエナー電圧と等しくなることから、式（１）を導き出すことができる。
【００５５】
ｋは、交流入力電圧オフ時より、所定値、例えば７０％に降下したときに制御回路１２への電力供給を停止させてＦＥＴＱ１の動作を停止させる係数で、この値ｋを変えることで動作停止する電圧を任意の値に設定できる。上記所定値が７０％のときは、ｋ＝０．７となる。
【００５６】
次に、本実施の第一形態の作用・効果について説明する。本実施の形態は、制御回路１２の電源端子ＶＣＣに対し、平滑用コンデンサＣ３を迂回して得られた、交流入力の電源の入力電圧検出信号によりショートさせるためのスイッチ回路１および入力電圧検出回路２と、各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点から入力電圧検出回路２に接続して、さらに好ましくは式（１）の如く各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２の比を設定して組み合わせることである。
【００５７】
本実施の形態では、上記のように各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２を設定することで交流入力電圧に対して約７０％（Ｒ１とＲ２の比を変えることで、約７０％の値は任意の値に調整可能となった）となると、ＦＥＴＱ１の動作を強制的に停止させることができて、平滑用コンデンサＣ３に起因する、従来の問題点を回避することが可能となる。すなわち、本実施の形態では、交流入力電源電圧に関係なくＲ１とＲ２の比を調整することにより、任意の交流入力の電源電圧の低下で制御回路１２を迅速に遅延無く動作停止する回路構成が可能となり、さらに安全に、ＦＥＴＱ１などの部品を破壊することなく動作停止させることができる。
【００５８】
また、入力電圧検出回路２への電圧値の検出のために入力される電圧を、制御回路１２への起動用電源と兼用することにより、回路構成の簡便化を図りながら、各起動抵抗Ｒ１、Ｒ２による分圧電圧を用いることで、入力電圧検出回路２への入力電圧が従来に比較して低くできるため、入力電圧検出回路２の構成を簡素化することが可能となる。
【００５９】
また、入力電圧検出回路２への入力電圧が従来に比較して低くできるため、トランジスタＱ２は小型品で耐圧、電流とも低い定格値の素子が使用可能となった。また、トランジスタＱ２の破壊の心配が無くなり安全に動作するようになった。
【００６０】
入力電圧検出回路２の回路は、従来のスイッチング電源回路の入力電圧検出回路４１の
回路よりツエナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ４とを省くことができる。これは入力電圧検出回路２への入力電圧が、従来のスイッチング電源回路より低く設定することが可能となったためである。これにより、本実施の形態においては、一般的な１／２ワット抵抗の消費電力が少なくなり１個で実現できるようになった。また、ツエナーダイオードも１個で式（１）のとおり可能となる。
【００６１】
（実施の第二形態）
本実施の第二形態では、図２に示すように、図１に示す入力電圧検出回路２に対し、ツエナーダイオードＺＤ１と、第一のバイアス抵抗Ｒ３およびダイオードＤ５との間に、第二のバイアス抵抗Ｒ７をシリーズに追加した入力電圧検出回路３が設けられている。これは、ダイオードＤ５のカソード電圧が第一のバイアス抵抗Ｒ３と第二のバイアス抵抗Ｒ７とにより分圧されて低く設定することが可能となり、耐圧の低いダイオードＤ５が使用できるようになり、低コスト化が可能となる。例えば、従来は５００Ｖ耐圧品のダイオードＤ５を使用していたが、本実施の形態では、一般的な５０Ｖの耐圧品のダイオードＤ５が使用できた結果、安価で小型部品が使用できるようになった。
【００６２】
（実施の第三形態）
本実施の第三形態においては、図３に示すように、図１に示す入力電圧検出回路２に対し、ダイオードＤ５を省いた入力電圧検出回路４が設けられている。ところで、従来のスイッチング電源回路では、ダイオードＤ５を省くと、トランジスタＱ２のベース電圧が高すぎて一般部品ではそこまで耐圧の耐えられるものはなかった。本実施の形態では、ダイオードＤ５を省いても、入力電圧検出回路４への入力電圧を低く設定されているので、トランジスタＱ２において、ベース電圧の耐圧の高いものを採用する必要があるが、一般部品を用いることが可能となった。
【００６３】
本実施の形態は、制御回路１２との組み合せによるスイッチング電源装置において、本実施の第一形態よりダイオードＤ５を省いた回路で従来のスイッチング電源装置の回路よりトランジスタＱ２のベース電圧が低くなるので耐圧の高いもの（約１００Ｖ）を採用することにより可能となった。ただし、従来のスイッチング電源回路ではトランジスタＱ２のベース電圧は約３３０Ｖになるので高すぎて一般部品ではそこまでの耐圧に耐えられるものはなかった。特殊部品はあるが部品価格が１０倍程度高く、形状寸法も大きくなる。
【００６４】
（実施の第四形態）
本実施の第四形態においては、図４に示すように、図３に示す入力電圧検出回路４に対し、トランジスタＱ２への接続点と、第一のバイアス抵抗Ｒ３およびダイオードＤ５との間に、第二のバイアス抵抗Ｒ７を追加した入力電圧検出回路５が設けられている。本実施の形態では、トランジスタＱ２のベース電圧が第二のバイアス抵抗Ｒ７と第一のバイアス抵抗Ｒ３とで分割されて低くなり、トランジスタＱ２に対し、耐電圧の低く、安価な部品が採用できるようになった。
【００６５】
すなわち、本実施の形態は、図２に示す入力電圧検出回路３においてダイオードＤ５を省き、第二のバイアス抵抗Ｒ７を追加した入力電圧検出回路５を制御回路１２と組み合せたもので、トランジスタＱ２のベース電圧の耐圧が８０Ｖ程度の比較的低いトランジスタを採用することが可能となった。
【００６６】
上記の実施の第一ないし第四の各形態に記載の何れの回路においても、交流入力である電源オフ後の直流出力の電圧に、動作図である図５に示すように、スパイクノイズの発生が防止されている。このように交流入力電源電圧が任意の電圧降下時（たとえば７０％に降下した時）において、制御回路１２を強制的に動作停止させることが上記スパイクノイズの発生を防止しながら可能となり、誤動作や他の部品が破壊やダメージを受けることを
回避して、制御回路１２およびＦＥＴＱ１の動作を安全に停止することができる。
【００６７】
本発明のスイッチング電源装置は、交流入力を整流して直流入力として出力する第一整流回路と、前記第一整流回路からの整流した直流入力をスイッチングしてスイッチング交流を出力する主スイッチング素子と、前記スイッチング交流の電圧を調節した交流出力を出力するトランスと、前記トランスの二次側からの電圧調整された交流出力を整流した直流出力を出力する第二整流回路と、前記直流出力の電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路からフィードバックされる出力電圧情報に応じて前記スイッチングを制御するための制御信号を出力し、前記直流出力の電圧を所望とする値に安定化して出力するための、他励式の制御回路と、起動時に、制御回路の起動に必要な電力を制御回路の電源端子に供給するための起動回路と、作動時に、制御回路の動作に必要な電力を上記スイッチング交流が入力されているトランスからの３次巻線からの交流を整流して制御回路の電源端子に供給するための第三整流回路（副整流回路）と、前記交流入力の電圧が所定値以下に低下したか否かを検出する入力電圧検出回路と、前記入力電圧検出回路からの検出信号により制御回路への電力の供給を停止させる停止手段（スイッチ回路）と、を備え、前記起動回路は、複数の抵抗を介して前記交流入力に接続され、前記入力電圧検出回路は、前記複数の抵抗により分圧された電圧を検出するものであってもよい。
【００６８】
なお、上記実施の各形態では、トランスＴ１を用いたスイッチング電源装置を示したが、本発明のスイッチング電源装置においては、トランスＴ１を省くことも可能である。この場合でも、制御回路１２の電源端子ＶＣＣへの補助電源には、スイッチングにより得られた交流を、必要に応じて分圧し、副整流回路にて整流して使用すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のスイッチング電源装置は、交流入力の電圧値の低下時（例えばシャットオフ時）においても、簡便な回路構成により、誤動作や他の部品に対する破壊やダメージを与えることなく、安全に動作停止することができることによって、オーディオや照明やパソコンなどの電気装置および電子装置の電源として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置の実施の第一形態を示す回路図である。
【図２】本発明に係るスイッチング電源装置の実施の第二形態を示す回路図である。
【図３】本発明に係るスイッチング電源装置の実施の第三形態を示す回路図である。
【図４】本発明に係るスイッチング電源装置の実施の第四形態を示す回路図である。
【図５】上記実施の第一ないし第四の各形態において、交流入力電源オフ後の直流出力の電圧にスパイクノイズが発生しなくなることを示すグラフである。
【図６】第一従来例のスイッチング電源装置の回路図である。
【図７】第二従来例のスイッチング電源装置の回路図である。
【図８】上記第二従来例において、交流入力電源オフ後の直流出力の電圧にスパイクノイズが発生することを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
Ｐ１、Ｐ２：商用電源の入力端子
ＨＳ１：ヒューズ
Ｌ１：ラインフィルタ
Ｃ１、Ｃ２：ラインコンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４：整流用ダイオード
Ｃ３：平滑用コンデンサ（整流コンデンサ）
Ｒ１、Ｒ２：起動抵抗
ＺＤ１、ＺＤ２：電圧検出用ツエナーダイオード
Ｒ３、Ｒ４：ＺＤ１、ＺＤ２のバイアス抵抗
Ｄ５：Ｑ２の耐圧保護用ダイオード
Ｑ２：スイッチトランジスタ
Ｒ５：Ｑ２の電流制限用抵抗
ＰＣ：フォトカプラ
Ｃ４：整流用及び起動時の起動抵抗からの起動電流蓄積用コンデンサ
Ｄ６：補助電源整流用ダイオード
Ｎ３：補助電源用コイル
Ｎ１：１次コイル
Ｑ１：主スイッチング用素子（ＦＥＴ）
Ｎ２：２次巻線
Ｄ６：出力電圧整流用ダイオード
Ｃ５：出力電圧整流用コンデンサ
Ｐ３、Ｐ４：直流出力の電圧端子
【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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