(57)【要約】      （修正有）【課題】交流電圧（交流電圧）の変動及び負荷の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、負荷に供給する基準電圧の変動を抑制することが可能な電源装置を提供する【解決手段】電源装置１００は、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、第１の整流端子ＴＲ１と、第２の整流端子ＴＲ２と、バックアップ用電圧端子ＴＢと、全波整流回路Ｘと、スイッチＳＷと、整流素子Ａと、バックアップ用キャパシタＣＢと、負荷Ｐに基準電圧を出力する基準電圧生成回路Ｇと、第１の整流端子ＴＲ１電圧に基づいた比較電圧ＲＶを検出する第１の検出回路Ｄ１と、バックアップ用電圧端子ＴＢのバックアップ用電圧Ｖｃを検出する第２の検出回路Ｄ２と、第１の検出回路Ｄ１の検出結果Ｓ１及び第２の検出回路Ｄ２の検出結果Ｓ２，Ｓ３に基づいて、スイッチ制御信号により、スイッチＳＷを制御するスイッチ制御回路Ｅと、を備える。【選択図】図１
2019053512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、
第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、
前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、
一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、
バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、
第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、
前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が降下して前記第１の閾値電圧よりも低い予め設定した第３の閾値電圧に達すると、前記スイッチを強制的にオンする
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧と前記第３の閾値電圧との間の第２の閾値電圧以上である場合には、強制的に前記スイッチをオフした状態に維持し、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧未満である場合には、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記整流素子は、アノードが前記スイッチの他端に接続され、カソードが前記バックアップ用電圧端子に接続されたダイオードである
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第１の検出回路は、
前記比較電圧と、予め設定された比較用規定値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、前記第１の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１の検出回路は、反転入力端子に前記比較電圧が入力され、非反転入力端子に前記比較用規定値電圧が入力され、前記第１の比較結果信号を出力する第１のコンパレータである
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達したか否かを示す第２の比較結果信号を出力し、
前記バックアップ用電圧と、前記第３の閾値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧まで上昇したか否かを判断し、
前記第３の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第３の閾値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１及び第２の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達した後前記第２の閾値電圧まで低下したか否かを示す前記第２の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧以上であるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記第２の検出回路は、
非反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、反転入力端子に前記第１の閾値電圧及び前記第２の閾値電圧が入力され、前記第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
非反転入力端子に前記第３の閾値電圧が入力され、反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、前記第３の比較結果信号を出力する第３のコンパレータと、を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記スイッチ制御回路は、
第１の入力が前記第１のコンパレータの出力に接続され、第２の入力が前記第３のコンパレータの出力に接続されたＯＲ回路と、
入力が前記第２のコンパレータの出力に接続されたインバータ回路と、
第１の入力が前記ＯＲ回路の出力に接続され、第２の入力が前記インバータ回路の出力に接続されたＡＮＤ回路と、
セット端子が前記ＡＮＤ回路の出力に接続され、リセット端子が前記第２のコンパレータの出力に接続され、出力から前記スイッチ制御信号を出力するＳＲフリップフロップ回路と、を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載電源装置。
【請求項１２】
前記負荷は、前記基準電圧により起動し、前記整流電圧を力率改善した電圧を定電圧にする出力回路を制御する制御部である
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記整流電圧を分圧して前記比較電圧Ｒ分圧端子から出力する分圧回路をさらに備え、
前記第１の検出回路は、前記比較電圧を前記整流電圧に基づいた前記比較電圧として検出する
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記分圧回路は、
一端が前記第１の整流端子に接続され、他端が前記分圧端子に接続された第１の分圧抵抗と、
一端が前記分圧端子に接続され、他端が前記第２の整流端子に接続された第２の分圧抵抗と、を備える
ことを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１５】
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、スイッチ制御回路と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記スイッチ制御回路が、前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御する  
ことを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項１６】
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、を備えた電源装置に適用される半導体集積回路であって、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、半導体集積回路、及び、電源装置の制御方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源が出力した交流電圧を全波整流した電圧から直流電圧を取り出して整流電圧として負荷（ＬＥＤ照明）に供給する電源装置（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
ここで、例えば、図６に示す従来の電源装置２００では、交流電圧を整流した整流電圧（整流電圧）をスイッチＳＷ及びドロッパＺを介してバックアップ用キャパシタＣＢに充電し、このバックアップ用キャパシタＣＢに充電されたバックアップ用電圧Ｖｃから外部の負荷（マイコン）Ｐに供給する基準電圧Ｖｒｅｆを基準電圧生成回Ｇで生成するようになっている。
【０００４】
このような従来の電源装置２００は、当該整流電圧ＶＤｒａｉｎが低い時のみ、コンパレータでスイッチＳＷをオンして、充電する回路構成であるため、整流電圧ＶＤｒａｉｎの変動および負荷電流の変動によってバックアップ用キャパシタＣＢの充放電によって制御されるバックアップ用電圧Ｖｃが大きく変動することとなる。
【０００５】
特に、負荷電流の急増/整流電圧（交流電圧）の上昇の場合にはバックアップ用電圧Ｖｃが低下するために、本来安定しているべき基準電圧Ｖｒｅｆが低下することとなる（図７〜図９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−０４５１２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、整流電圧（交流電圧）の変動及び負荷の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、負荷に供給する基準電圧の変動を抑制することが可能な電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置は、    
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、
第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、
前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、
一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、
バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、
第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、
前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
【０００９】
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が上昇して予め設定した第１の閾値電圧に達すると、前記スイッチをオフし、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下すると、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする。
【００１０】
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が降下して前記第１の閾値電圧よりも低い予め設定した第３の閾値電圧に達すると、前記スイッチを強制的にオンする
ことを特徴とする。
【００１１】
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧と前記第３の閾値電圧との間の第２の閾値電圧以上である場合には、強制的に前記スイッチをオフした状態に維持し、
一方、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が予め設定した規定値電圧まで降下したときに、前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧未満である場合には、前記スイッチをオンする
ことを特徴とする。
【００１２】
前記電源装置において、
前記整流素子は、アノードが前記スイッチの他端に接続され、カソードが前記バックアップ用電圧端子に接続されたダイオードである
ことを特徴とする。
【００１３】
前記電源装置において、
前記第１の検出回路は、
前記比較電圧と、予め設定された比較用規定値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、前記第１の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする。
【００１４】
前記電源装置において、
前記第１の検出回路は、反転入力端子に前記比較電圧が入力され、非反転入力端子に前記比較用規定値電圧が入力され、前記第１の比較結果信号を出力する第１のコンパレータである
ことを特徴とする。
【００１５】
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達したか否かを示す第２の比較結果信号を出力し、
前記バックアップ用電圧と、前記第３の閾値電圧とを比較することで、前記整流電圧が前記規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオンした状態で前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧まで上昇したか否かを判断し、
前記第３の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第３の閾値電圧まで降下したか否かを判断する
ことを特徴とする。
【００１６】
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
前記バックアップ用電圧と、前記第１及び第２の閾値電圧とを比較することで、前記バックアップ用電圧が前記第１の閾値電圧に達した後前記第２の閾値電圧まで低下したか否かを示す前記第２の比較結果信号を出力し、
前記スイッチ制御回路は、
前記第２の比較結果信号に基づいて、前記スイッチをオフした状態で前記バックアップ用電圧が前記第２の閾値電圧以上であるか否かを判断する
ことを特徴とする。
【００１７】
前記電源装置において、
前記第２の検出回路は、
非反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、反転入力端子に前記第１の閾値電圧及び前記第２の閾値電圧が入力され、前記第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
非反転入力端子に前記第３の閾値電圧が入力され、反転入力端子に前記バックアップ用電圧が入力され、前記第３の比較結果信号を出力する第３のコンパレータと、を備える
ことを特徴とする。
【００１８】
前記電源装置において、
前記スイッチ制御回路は、
第１の入力が前記第１のコンパレータの出力に接続され、第２の入力が前記第３のコンパレータの出力に接続されたＯＲ回路と、
入力が前記第２のコンパレータの出力に接続されたインバータ回路と、
第１の入力が前記ＯＲ回路の出力に接続され、第２の入力が前記インバータ回路の出力に接続されたＡＮＤ回路と、
セット端子が前記ＡＮＤ回路の出力に接続され、リセット端子が前記第２のコンパレータの出力に接続され、出力から前記スイッチ制御信号を出力するＳＲフリップフロップ回路と、を備える
ことを特徴とする。
【００１９】
前記電源装置において、
前記負荷は、前記基準電圧により起動し、前記整流電圧を力率改善した電圧を定電圧にする出力回路を制御する制御部である
ことを特徴とする。
【００２０】
前記電源装置において、
前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記整流電圧を分圧して前記比較電圧Ｒ分圧端子から出力する分圧回路をさらに備え、
前記第１の検出回路は、前記比較電圧を前記整流電圧に基づいた前記比較電圧として検出する
ことを特徴とする。
【００２１】
前記電源装置において、
前記分圧回路は、
一端が前記第１の整流端子に接続され、他端が前記分圧端子に接続された第１の分圧抵抗と、
一端が前記分圧端子に接続され、他端が前記第２の整流端子に接続された第２の分圧抵抗と、を備える
ことを特徴とする。
【００２２】
本発明の一態様に係る実施形態に従った電源装置の制御方法は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、スイッチ制御回路と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記スイッチ制御回路が、前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御する  
ことを特徴とする。
【００２３】
本発明の一態様に係る実施形態に従った半導体集積回路は、
交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、前記交流電源が前記第１の電源端子と前記第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、前記第１の整流端子と前記第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が前記第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードが前記スイッチの他端に接続され、第２ノードが前記バックアップ用電圧端子に接続され、前記第２ノードから前記第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、前記バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、前記バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、を備えた電源装置に適用される半導体集積回路であって、
前記バックアップ用電圧端子と前記第２の整流端子との間に接続され、前記バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に前記基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、
前記整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、
前記バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、前記スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードがスイッチの他端に接続され、第２ノードがバックアップ用電圧端子に接続され、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、バックアップ用電圧端子と第２の整流端子との間に接続され、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える。
【００２５】
すなわち、本発明に係る電源装置によれば、整流電圧（交流電圧）の変動及び外部のＩＣ（負荷）の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、外部のＩＣ（負荷）に供給する基準電圧の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が増加した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す電源装置１００の、交流電圧ＶＳが上昇して整流電圧ＶＤｒａｉｎが上昇した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急増した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急減した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、従来の電源装置２００の構成の一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す従来の電源装置２００の、負荷Ｐの負荷電流が急増した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図８】図８は、図６に示す従来の電源装置２００の、交流電流が変動した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【図９】図９は、図６に示す従来の電源装置２００の、負荷電流が急減した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
【第１の実施形態】
【００２８】
図１は、第１の実施形態に係る電源装置１００の構成の一例を示す図である。
【００２９】
第１の実施形態に係る電源装置１００は、例えば、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１と、第２の電源端子ＴＤ２と、第１の整流端子ＴＲ１と、第２の整流端子ＴＲ２と、バックアップ用電圧端子ＴＢと、全波整流回路Ｘと、スイッチＳＷと、整流素子Ａと、バックアップ用キャパシタＣＢと、基準電圧生成回路Ｇと、第１の検出回路Ｄ１と、第２の検出回路Ｄ２と、スイッチ制御回路Ｅと、分圧回路ＲＸと、を備える。なお、例えば、基準電圧生成回路Ｇ、第１の検出回路Ｄ１、第２の検出回路Ｄ２、スイッチ制御回路Ｅ、及び、分圧回路ＲＸは、１つの半導体集積回路（制御ＩＣ）を、構成する。
【００３０】
この電源装置１００は、例えば、図１に示すように、交流電源Ｓが出力した交流電圧ＶＳから基準電圧Ｖｒｅｆを生成して、負荷Ｐに供給するようになっている。
【００３１】
なお、負荷Ｐは、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆにより起動し、整流電圧ＶＤｒａｉｎを力率改善した電圧を定電圧にする出力回路（図示せず）を制御する制御部である。
【００３２】
ここで、図１に示すように、第１の電源端子ＴＤ１及び第２の電源端子ＴＤ２は、交流電源Ｓから交流電圧ＶＳが供給されるようになっている。
【００３３】
そして、全波整流回路Ｘは、交流電源Ｓが第１の電源端子ＴＤ１と第２の電源端子ＴＤ２との間に出力した交流電圧ＶＳを全波整流するようになっている。そして、この全波整流回路Ｘは、得られた整流電圧ＶＸを、第１の整流端子ＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に出力するようになっている。
【００３４】
また、図１に示すように、分圧回路ＲＸは、第１の整流端子ＴＲ１と第２の整流端子ＴＲ２との間に接続されている。この分圧回路ＲＸは、整流電圧ＶＤｒａｉｎを分圧した比較電圧ＲＶを分圧端子ＴＤから出力するようになっている。
【００３５】
この分圧回路ＲＸは、例えば、図１に示すように、第１の分圧抵抗Ｒ１と、第２の分圧抵抗Ｒ２と、を備える。
【００３６】
そして、第１の分圧抵抗Ｒ１は、一端が第１の整流端子ＴＲ１に接続され、他端が分圧端子ＴＤに接続されている。
【００３７】
そして、第２の分圧抵抗Ｒ２は、一端が分圧端子ＴＤに接続され、他端が第２の整流端子ＴＲ２に接続されている。
【００３８】
また、図１に示すように、バックアップ用電圧端子ＴＢは、負荷Ｐに供給する電圧をバックアップのためのバックアップ用電圧Ｖｃが印加されるようになっている。
【００３９】
また、図１に示すように、バックアップ用キャパシタＣＢは、バックアップ用電圧端子ＴＢと固定電位（接地電位）との間に接続され、バックアップ用電圧Ｖｃを出力するようになっている。
【００４０】
また、図１に示すように、スイッチＳＷは、一端が第１の整流端子ＴＲ１に接続され、他端が整流端子Ａの第１ノード（アノード）に接続されている。
【００４１】
このスイッチＳＷは、スイッチ制御回路Ｅにより、オン／オフが制御されるようになっている。このスイッチＳＷは、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００４２】
なお、このスイッチＳＷがオンすると、電流ＩＤｒａｉｎが流れて、整流素子Ｓを介して、バックアップ用キャパシタＣＢが充電されてバックアップ用電圧Ｖｃが上昇するようになっている。
【００４３】
また、図１に示すように、整流素子Ａは、第１ノード（アノード）がスイッチＳＷの他端に接続され、第２ノード（カソード）がバックアップ用電圧端子ＴＢ（及び基準電圧生成回路Ｇの入力）に接続されている。この整流端子Ａは、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止するようになっている。
【００４４】
この整流素子Ａは、例えば、図１に示すように、アノードがスイッチＳＷの他端に接続され、カソードがバックアップ用電圧端子ＴＢ（及び基準電圧生成回路Ｇの入力）に接続されたダイオードである。
【００４５】
また、図１に示すように、基準電圧生成回路Ｇは、バックアップ用電圧端子ＴＢと第２の整流端子ＴＢとの間に接続され、バックアップ用キャパシタＣＢに充電されているバックアップ用電圧Ｖｃから基準電圧Ｖｒｅｆを生成し、負荷Ｐに基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。
【００４６】
また、図１に示すように、第１の検出回路Ｄ１は、整流電圧ＶＤｒａｉｎに基づいた比較電圧ＲＶを検出するようになっている。なお、本実施形態では、この第１の検出回路Ｄ１は、例えば、図１に示すように、分圧回路ＲＸが出力する比較電圧ＲＶを、整流電圧ＶＤｒａｉｎに基づいた比較電圧ＲＶとして検出するようになっている。
【００４７】
この第１の検出回路Ｄ１は、比較電圧ＲＶと、予め設定された比較用規定値電圧Ｙとを比較することで、整流電圧ＶＤｒａｉｎが該規定値電圧まで降下したか否かを示す第１の比較結果信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００４８】
そして、この第１の検出回路Ｄ１は、例えば、図１に示すように、反転入力端子に比較電圧ＲＶが入力され、非反転入力端子に比較用規定値電圧Ｙが入力され、第１の比較結果信号Ｓ１を出力する第１のコンパレータＤ１である。この第１のコンパレータＤ１は、ヒステリシス特性を有する。
【００４９】
また、図１に示すように、第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧端子ＴＢのバックアップ用電圧Ｖｃを検出するようになっている。
【００５０】
この第２の検出回路Ｄ２は、例えば、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１とを比較することで、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１に達したか否かを示す第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００５１】
特に、第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第１及び第２の閾値電圧Ｖ１、Ｖ２とを比較することで、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１に達した後、第２の閾値電圧Ｖ２まで低下したか否かを示す第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００５２】
さらに、この第２の検出回路Ｄ２は、バックアップ用電圧Ｖｃと、予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３とを比較することで、整流電圧ＶＤｒａｉｎが規定値電圧まで降下したか否かを示す第３の比較結果信号Ｓ３を出力するようになっている。
【００５３】
この第２の検出回路Ｄ２は、例えば、図１に示すように、第２のコンパレータＤ２ａと、第３のコンパレータＤ２ｂと、を備える。
【００５４】
そして、第２のコンパレータＤ２ａは、非反転入力端子にバックアップ用電圧Ｖｃが入力され、反転入力端子に第１の閾値電圧Ｖ１及び第２の閾値電圧Ｖ２が入力され、第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００５５】
この第２のコンパレータＤ２ａは、ヒステリシス特性を有する。
【００５６】
第３のコンパレータＤ２ｂは、非反転入力端子に第３の閾値電圧Ｖ３が入力され、反転入力端子にバックアップ用電圧Ｖｃが入力され、第３の比較結果信号Ｓ３を出力するようになっている。
【００５７】
この第３のコンパレータＤ２ｂは、ヒステリシス特性を有する。
【００５８】
また、図１に示すように、スイッチ制御回路Ｅは、第１の検出回路Ｄ１及び第２の検出回路Ｄ２の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号ＳＥにより、スイッチＳＷを制御するようになっている。
【００５９】
例えば、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフするようになっている。
【００６０】
一方、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンするようになっている。
【００６１】
さらに、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが降下して第１の閾値電圧Ｖ１よりも低い予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３に達すると、スイッチＳＷを強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）オンするようになっている。
【００６２】
特に、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１と第３の閾値電圧Ｖ３との間の第２の閾値電圧Ｖ２以上である場合には、強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）スイッチＳＷをオフした状態に維持するようになっている。
【００６３】
一方、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２未満である場合には、スイッチをオンするようになっている。
【００６４】
また、このスイッチ制御回路Ｅは、第１の検出回路Ｄ１が出力した第１の比較結果信号Ｓ１に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが規定値電圧まで降下したか否かを判断するようになっている。
【００６５】
また、スイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第２の比較結果信号Ｓ２に基づいて、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１まで上昇したか否かを判断するようになっている。
【００６６】
特に、スイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第２の比較結果信号Ｓ２に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２以上であるか否かを判断するようになっている。
【００６７】
さらに、このスイッチ制御回路Ｅは、第２の検出回路Ｄ２が出力した第３の比較結果信号Ｓ３に基づいて、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが第３の閾値電圧Ｖ３まで降下したか否かを判断するようになっている。
【００６８】
このスイッチ制御回路は、例えば、図１に示すように、ＯＲ回路Ｅ１と、インバータ回路Ｅ２と、ＡＮＤ回路Ｅ３と、ＳＲフリップフロップ回路Ｅ４と、を備える。
【００６９】
そして、ＯＲ回路Ｅ１は、第１の入力が第１のコンパレータＤ１の出力に接続され、第２の入力が第３のコンパレータＤ２ｂの出力に接続されている。
【００７０】
そして、インバータ回路Ｅ２は、入力が第２のコンパレータＤ２ａの出力に接続されている。
【００７１】
そして、ＡＮＤ回路Ｅ３は、第１の入力がＯＲ回路Ｅ１の出力に接続され、第２の入力がインバータ回路Ｅ２の出力に接続されている。
【００７２】
そして、ＳＲフリップフロップ回路Ｅ４は、セット端子ＳがＡＮＤ回路Ｅ３の出力に接続され、リセット端子Ｒが第２のコンパレータＤ２ａの出力に接続され、出力ＱがスイッチＳＷの制御端子（ゲート）に接続され、出力Ｑからスイッチ制御信号ＳＥを出力するようになっている。
【００７３】
ここで、以上のような構成を有する電源装置１００の制御方法の一例について説明する。
【００７４】
ここで、図２は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が増加した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【００７５】
図２に示すように、時刻ｔ１以前において、既述のように、スイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。
【００７６】
一方、このスイッチ制御回路Ｅは、基本的な動作として、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンする。
【００７７】
そして、図２に示すように、例えば、時刻ｔ１において、負荷Ｐの負荷電流が増加すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が加速する。
【００７８】
そこで、この時刻ｔ１以降においても、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンし、その後、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。
【００７９】
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電時間が延びることとなり、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。
【００８０】
次に、図３は、図１に示す電源装置１００の、交流電圧ＶＳが上昇して整流電圧ＶＤｒａｉｎが上昇した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【００８１】
図３に示すように、例えば、時刻ｔ２において、交流電圧ＶＳが上昇して整流電圧ＶＤｒａｉｎが上昇する。
【００８２】
しかし、この時刻ｔ２以降においても、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下すると、スイッチＳＷをオンし、その後、スイッチＳＷをオンした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが上昇して予め設定した第１の閾値電圧Ｖ１に達すると、スイッチＳＷをオフする。
【００８３】
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電を開始する（すなわち、スイッチＳＷをオンする）タイミングが変化して、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。
【００８４】
次に、図４は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急増した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【００８５】
例えば、図４に示すように、例えば、時刻ｔ３において、負荷Ｐの負荷電流が急増すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が大きく加速する。
【００８６】
そこで、時刻ｔ３以降において、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態でバックアップ用電圧Ｖｃが降下して第１の閾値電圧Ｖ１よりも低い予め設定した第３の閾値電圧Ｖ３に達すると、スイッチＳＷを強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）オンする。
【００８７】
これにより、バックアップ用電圧Ｖｃの充電時間がより長くなり、結果として、基準電圧生成回路Ｇが出力する基準電圧Ｖｒｅｆが所定値に維持されることとなる。
【００８８】
次に、図５は、図１に示す電源装置１００の、負荷Ｐの負荷電流が急減した場合における、動作波形の一例を示す図である。
【００８９】
例えば、図５に示すように、例えば、時刻ｔ４において、負荷Ｐの負荷電流が急減すると、バックアップ用電圧Ｖｃの放電が減速する。
【００９０】
そこで、時刻ｔ４以降において、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第１の閾値電圧Ｖ１と第３の閾値電圧Ｖ３との間の第２の閾値電圧Ｖ２以上である場合には、強制的に（整流電圧ＶＤｒａｉｎの大きさに拘わらず）スイッチＳＷをオフした状態に維持する（時刻ｔ４ａ）。
【００９１】
一方、スイッチ制御回路Ｅは、スイッチＳＷをオフした状態で整流電圧ＶＤｒａｉｎが予め設定した規定値電圧まで降下したときに、バックアップ用電圧Ｖｃが第２の閾値電圧Ｖ２未満である場合には、スイッチをオン（時刻ｔ４ｂ）。
【００９２】
このように、図２ないし図５に示す電源装置１００の動作によれば、整流電圧ＶＲ（交流電圧）の変動及び負荷Ｐの負荷電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、負荷Ｐに供給する基準電圧Ｖｒｅｆの変動を抑制することができる。
【００９３】
以上のように、本発明の一態様に係る電源装置は、交流電源から交流電圧が供給される、第１の電源端子及び第２の電源端子と、第１の整流端子、及び、第２の整流端子と、交流電源が第１の電源端子と第２の電源端子との間に出力した交流電圧を全波整流し、得られた整流電圧を、第１の整流端子と第２の整流端子との間に出力する全波整流回路と、一端が第１の整流端子に接続されたスイッチと、バックアップのためのバックアップ用電圧が印加されるバックアップ用電圧端子と、第１ノードがスイッチの他端に接続され、第２ノードがバックアップ用電圧端子に接続され、第２ノードから第１ノードへの電流の逆流を防止する整流素子と、バックアップ用電圧端子と固定電位との間に接続され、バックアップ用電圧を出力するバックアップ用キャパシタと、バックアップ用電圧端子と第２の整流端子との間に接続され、バックアップ用キャパシタに充電されているバックアップ用電圧から基準電圧を生成し、負荷に基準電圧を出力する基準電圧生成回路と、整流電圧に基づいた比較電圧を検出する第１の検出回路と、バックアップ用電圧端子のバックアップ用電圧を検出する第２の検出回路と、第１の検出回路及び第２の検出回路の検出結果に基づいて、スイッチ制御信号により、スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備える。
【００９４】
すなわち、本発明に係る電源装置によれば、整流電圧（交流電圧）の変動及び外部のＩＣ（負荷）の消費電流の変動に起因するバックアップ用電圧の変動を抑制して、外部のＩＣ（負荷）に供給する基準電圧の変動を抑制することができる。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１００  電源装置
ＴＤ１  第１の電源端子
ＴＤ２  第２の電源端子
ＴＲ１  第１の整流端子
ＴＲ２  第２の整流端子
ＴＢ  バックアップ用電圧端子
Ｘ  全波整流回路
ＳＷ  スイッチ
Ａ  整流素子
ＣＢ  バックアップ用キャパシタ
Ｅｂ  基準電圧生成回路
Ｄ１  第１の検出回路（第１のコンパレータ）
Ｄ２  第２の検出回路
Ｅ  スイッチ制御回路
ＲＸ  分圧回路
Ｐ  負荷
Ｓ  交流電源
Ｄ２ａ  第２のコンパレータ
Ｄ２ｂ  第３のコンパレータ  
Ｅ１  ＯＲ回路
Ｅ２  インバータ回路
Ｅ３  ＡＮＤ回路
Ｅ４  ＳＲフリップフロップ回路  
【図１】
2019053512.tif 000003
【図２】
2019053512.tif 000004
【図３】
2019053512.tif 000005
【図４】
2019053512.tif 000006
【図５】
2019053512.tif 000007
【図６】
2019053512.tif 000008
【図７】
2019053512.tif 000009
【図８】
2019053512.tif 000010
【図９】
2019053512.tif 000011