(57)【要約】【課題】起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】スイッチング電源装置５１において、１次側整流平滑回路１６の出力と電解コンデンサ７の充電端子との間に接続される起動抵抗を、抵抗２と、抵抗温度係数が正の顕著な抵抗体である正特性サーミスタ１７との直列回路とする。交流電源１が入力されると、電解コンデサ７は起動抵抗の合成抵抗値Ｒ２＋Ｒ１７と電解コンデンサ７の静電容量とによる時定数によって充電され、ＰＷＭ制御回路５が動作を始める。起動抵抗で電力損失が生じることにより、正特性サーミスタ１７の温度が上昇し、キューリー点に到達すると抵抗値Ｒ１７が急激に増加する結果、起動抵抗の合成抵抗値Ｒ２＋Ｒ１７が急激に増加する。【選択図】　図１
2004104961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から負荷へ出力する直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、起動時にスイッチング素子のスイッチング制御回路を動作開始させるために、上記スイッチング制御回路に動作電力を供給する補助電源回路に充電電流を流す起動抵抗を備えるスイッチング電源装置において、
上記起動抵抗は、上記交流電源の整流出力と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
交流電源から負荷へ出力する直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、起動時にスイッチング素子のスイッチング制御回路を動作開始させるために、上記スイッチング制御回路に動作電力を供給する補助電源回路に充電電流を流す起動抵抗を備えるスイッチング電源装置において、
上記起動抵抗は、上記交流電源と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
上記熱抵抗体が発熱体の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、従来のスイッチング電源装置１０１の構成の一例を示す。電圧Ｖｉｎの交流電源１には、ブリッジダイオード１４と電解コンデンサ１５とで構成された１次側整流平滑回路１６が接続されている。１次側整流平滑回路１６の出力側にはトランス４の１次巻線４ａとスイッチング素子３とが接続されている。トランス４の２次巻線４ｂには、ダイオード８と電解コンデンサ９とで構成される２次側整流回路１３が接続されている。２次側整流回路１３の出力側には負荷１０が接続されており、２次側整流回路１３から出力された電圧Ｖｏが印加される。
【０００３】
トランス４の３次巻線４ｃにはダイオード６と電解コンデンサ７とで構成される補助電源回路１２が接続されている。補助電源回路１２には上記スイッチング素子３のオン・オフを制御するスイッチング制御回路であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路５が接続されている。また、上記補助電源回路１２の出力と１次側整流平滑回路１６の出力である電解コンデンサ７の充電端子との間には、スイッチング電源装置１０１の起動時に補助電源回路１２の電解コンデンサ７を充電するための起動抵抗である抵抗２が接続されている。フィードバック回路１１は、負荷側に安定した電圧を供給するために、出力電圧Ｖｏを基準電圧と比較して誤差信号をＰＷＭ制御回路５にフィードバックするための回路である。
【０００４】
図４に示す上記の構成において、交流電源１が入力されると、交流電圧Ｖｉｎは１次側整流平滑回路１６で整流平滑されて直流電圧になり、トランス４とスイッチング素子３との直列回路に供給される。また、上記直流電圧は同時に抵抗２を介して補助電源回路１２に加えられ、電解コンデンサ７に抵抗２からの起動電流が充電される。
【０００５】
その結果、電解コンデンサ７の電位は除々に上昇し、ＰＷＭ制御回路５の動作開始電圧に達するとＰＷＭ制御回路５は動作を開始する。起動開始から電解コンデンサ７がこの動作開始電圧に達するまでの時間がスイッチング電源装置１０１の起動時間である。ＰＷＭ制御回路５が動作を開始するとスイッチング素子３はオン・オフ動作し、トランス４の２次巻線４ｂ及び３次巻線４ｃに交流電圧が出力される。２次巻線４ｂからは２次側整流回路１３を介して負荷１０に電力が供給されると共に、３次巻線４ｃからは補助電源回路１２に電力が供給されてＰＷＭ制御回路５が動作状態に保たれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスイッチング電源装置１０１においては、補助電源回路１２がトランス４の３次巻線４ｃより電源の供給を受ける定常動作状態になっても、起動抵抗２の端子間に、１次側整流平滑回路１６の直流出力電圧と補助電源回路１２の出力電圧との差の電圧が印加される。従って、電解コンデンサ７の充電電圧をＶＣ７、抵抗２の抵抗値をＲ２　とすると、
【０００７】
【数１】
2004104961.tif 000003
【０００８】
の電力損失が生じる。この電力損失を小さくする為には起動抵抗２の抵抗値Ｒ２を大きくすればよいのだが、そうすれば、電解コンデンサ７の充電時間が長くなる、即ち、ＰＷＭ制御回路５の動作開始が遅くなり、起動抵抗３の抵抗値をむやみに大きくすることができないという問題があった。
【０００９】
特開平１０−３３７０１７号公報には、起動時に、１次側整流平滑回路１６の出力側から抵抗を介する経路で補助電源回路１２に電力を供給するようにしたスイッチング電源装置が開示されている。このスイッチング電源装置では、トランス４の３次巻線４ｃの出力を検出した時点で、あるいは起動からの一定時間経過後に、上記経路を遮断するようにしている。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、交流電源から負荷へ出力する直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、起動時にスイッチング素子のスイッチング制御回路を動作開始させるために、上記スイッチング制御回路に動作電力を供給する補助電源回路に充電電流を流す起動抵抗を備えるスイッチング電源装置において、上記起動抵抗は、上記交流電源の整流出力と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいることを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、交流電源が入力されると、整流出力から起動抵抗を通して、補助電源回路の容量と起動抵抗の全抵抗値とによって決まる時定数によって、補助電源回路が充電され、スイッチング制御回路が動作を始める。起動抵抗では充電電流が流れることによる電力損失が生じ、抵抗温度係数が正の熱抵抗体の温度が上昇し、抵抗値が増加する。従って、定常状態では起動抵抗での電力損失は小さくなる。
【００１３】
以上により、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００１４】
本発明のスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、交流電源から負荷へ出力する直流電圧を生成するスイッチング電源装置であって、起動時にスイッチング素子のスイッチング制御回路を動作開始させるために、上記スイッチング制御回路に動作電力を供給する補助電源回路に充電電流を流す起動抵抗を備えるスイッチング電源装置において、上記起動抵抗は、上記交流電源と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、交流電源が入力されると、交流電源から起動抵抗を通して補助電源回路が充電され、スイッチング制御回路が動作を始める。起動抵抗では充電電流が流れることによる電力損失が生じ、抵抗温度係数が正の熱抵抗体の温度が上昇し、抵抗値が増加する。従って、定常状態では起動抵抗での電力損失は小さくなる。
【００１６】
以上により、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができる。
【００１７】
さらに本発明のスイッチング電源装置は、上記課題を解決するために、上記熱抵抗体が発熱体の近傍に設けられていることを特徴としている。
【００１８】
それゆえ、抵抗体は、抵抗体自身の発熱だけでなく、発熱体を他熱源として熱を得ることができるので、起動抵抗の低電力損失状態への移行時間を短縮することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００２０】
図１に本実施の形態に係るスイッチング電源装置５１の回路構成を示す。なお、従来の技術で説明した図４に対応する部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
図１のスイッチング電源装置５１において、図４に示すスイッチング電源装置１０１と相違する点は、起動抵抗が、抵抗２と、抵抗温度係数が正の顕著な熱抵抗体である正特性サーミスタ１７との直列回路になっていることである。抵抗温度係数が正の熱抵抗体は、抵抗２などの通常の抵抗とは異なって、温度上昇とともに抵抗値を増加させる目的で製造された抵抗体である。図１においてスイッチング電源装置５１に交流電源１が入力されると、電解コンデサ７は起動抵抗の合成抵抗値Ｒ２＋Ｒ１７（Ｒ１７は抵抗１７の抵抗値）と電解コンデンサ７の静電容量とによる時定数によって充電され、ＰＷＭ制御回路５が動作を始める。起動抵抗で
【００２２】
【数２】
2004104961.tif 000004
【００２３】
の電力損失が生じることにより、正特性サーミスタ１７の温度が上昇し、キューリー点に到達すると抵抗値Ｒ１７が急激に増加する結果、図４に示すように起動抵抗の合成抵抗値Ｒ２＋Ｒ１７が急激に増加する。ＶｉｎとＶＣ７とは従来と同じであるので、起動抵抗での電力損失は従来に比べて極めて小さくなる。また、図４に示すように、正特性サーミスタ１７の温度がキューリー点に到達する前に起動時間が終了し、電解コンデンサ７の充電電圧が一定となって、スイッチング電源装置５１は定常状態に移行する。ここで起動抵抗における電力損失は飽和する。
【００２４】
なお、常温時の正特性サーミスタ１７の抵抗値Ｒ１７が抵抗２の抵抗値Ｒ２に対して極めて小さくても、キューリー点到達後の抵抗値Ｒ１７は抵抗値Ｒ２よりも無限大に大きくなる。
【００２５】
このような構成によって、起動時間を電力損失を気にする事なく抵抗２によって設定でき、電源定常動作時は起動抵抗での電力損失が極めて少ないスイッチング電源装置を実現することができる。
【００２６】
以上により、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができる。
【００２７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１および従来の技術と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図３に、本実施の形態に係るスイッチング電源装置６１の回路構成を示す。
図３のスイッチング電源装置６１において、図１に示すスイッチング電源装置５１と相違する点は、起動抵抗を構成する抵抗２と正特性サーミスタ１７との直列回路が、交流電源１と補助電源回路１２の電解コンデンサ７の充電端子との間に接続されていることである。
【００２９】
動作に関しては実施の形態１と同じであり、異なる点は、起動抵抗に印加される電圧が
（交流電源の半波整流電圧）−（電解コンデンサ７の充電電圧）
であるため、実施の形態１より低損失を実現することができる。
【００３０】
以上により、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することができる。
【００３１】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について、図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３２】
本実施の形態では、図１のスイッチング電源装置５１と、図３のスイッチング電源装置６１とにおいて、正特性サーミスタ１７が発熱体の近傍に設置されている。装置の動作は同じである。
【００３３】
本実施の形態の構成では、交流電源１の入力後、ブリッジダイオード１４、スイッチング素子３、ダイオード８などの半導体素子は発熱を開始する。それらの半導体近傍に正特性サーミスタ１７を設置する事によって、正特性サーミスタ１７は、正特性サーミスタ１７自身の発熱だけでなく、発熱体を他熱源として熱を得ることができる。従って、キューリー温度到達時間の短縮、起動抵抗の低電力損失状態への移行時間を短縮することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のスイッチング電源装置は、以上のように、上記起動抵抗は、上記交流電源の整流出力と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいる構成である。
【００３５】
それゆえ、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができるという効果を奏する。
【００３６】
本発明のスイッチング電源装置は、以上のように、上記起動抵抗は、上記交流電源と上記補助電源回路の充電端子との間に接続され、抵抗温度係数が正の熱抵抗体を含んでいる構成である。
【００３７】
それゆえ、いかなる入力電圧にもかかわらず、比較的簡単な構成により、起動時間を長くすることなく、定常状態における起動抵抗での電力損失を低減することのできるスイッチング電源装置を提供することができるという効果を奏する。
【００３８】
さらに本発明のスイッチング電源装置は、以上のように、上記熱抵抗体が発熱体の近傍に設けられている構成である。
【００３９】
それゆえ、熱抵抗体は、抵抗体自身の発熱だけでなく、発熱体を他熱源として熱を得ることができるので、起動抵抗の低電力損失状態への移行時間を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置における起動抵抗の抵抗値、正特性サーミスタの温度、および電解コンデンサの充電電圧の時間変化を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１　　　　　交流電源
３　　　　　スイッチング素子
５　　　　　ＰＷＭ制御回路（スイッチング制御回路）
１０　　　　負荷
１２　　　　補助電源回路
１７　　　　正特性サーミスタ（熱抵抗体）
５１　　　　スイッチング電源装置
６１　　　　スイッチング電源装置
【図１】
2004104961.tif 000005
【図２】
2004104961.tif 000006
【図３】
2004104961.tif 000007
【図４】
2004104961.tif 000008