(57)【要約】【課題】本発明は負荷に応じて発振波形を制御することにより出力電圧を一定に保持する電源装置及び電子部品に関し、装置全体の消費電力、特に、無負荷時の消費電流を低減できる電源装置及び電子部品を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、トランス（１３）と、トランス（１３）の２次コイル（Ｌ１２）側から出力される出力電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段（１６）と、検出手段（１６）で生成された検出信号をトランス（１３）の１次コイル側に伝達する伝達手段（１７、１０１）と、伝達手段（１７）の出力信号に基づいてトランス（１３）の１次コイル（Ｌ１１）側に印加する印加電圧を制御する制御手段（１４、Ｑ１）とを有し、伝達手段（１７、１０１）は、出力信号が制御手段（１４、Ｑ１）に求められる信号範囲に維持され、かつ、検出信号の信号範囲が必要最小限となるように、検出信号の伝達係数が設定されたことを特徴とする。【選択図】　図１
2004129340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスと、
前記トランスの２次コイル側から出力される出力電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段と、
前記検出手段で生成された前記検出信号を前記トランスの１次コイル側に伝達する伝達手段と、
前記伝達手段の出力信号に基づいて前記トランスの１次コイル側に印加する印加電圧を制御する制御手段とを有し、
前記伝達手段は、前記出力信号が前記制御手段に求められる信号範囲に維持され、かつ、前記検出信号の信号範囲が必要最小限となるように、前記検出信号の伝達係数が設定されたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記伝達手段は、前記検出信号に応じて発光するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードからの光に応じた電流を出力するフォトトランジスタとを有するフォトカプラと、
前記フォトカプラを構成するフォトトランジスタとともにダーリントン接続を構成し、前記制御手段に電流を供給するトランジスタとを有し、
前記伝達係数は、前記ダーリントン接続の電流増幅率により調整されたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記トランジスタのベース−エミッタ間に抵抗を接続したことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記フォトカプラと前記トランジスタとは、一体化され、単一の部品を構成することを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項５】
入力信号に応じて発光するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードからの光に応じた電流を出力するフォトトランジスタとを有するフォトカプラと、
前記フォトカプラを構成するフォトトランジスタとともにダーリントン接続を構成し、出力電流を出力するトランジスタとを一体化し、単一の部品を構成したことを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記トランジスタのベース−エミッタ間に抵抗が接続されたことを特徴とする請求項５記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置及び電子部品に係り、特に、負荷に応じて発振波形を制御することにより出力電圧を一定に保持する電源装置及び電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の電源装置の一例の回路構成図を示す。
【０００３】
従来の電源装置１は、ＲＣＣ（ｒｉｎｇｉｎｇ　ｃｈｏｋｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）方式のスイッチングレギュレータを構成している。
【０００４】
ブリッジダイオード回路１１、平滑回路１２、トランス１３、制御回路１４、整流平滑回路１５、検出回路部１６、フォトカプラ１７、スイッチングトランジスタＱ１を含む構成とされている。
【０００５】
入力交流電圧／電流は、抵抗Ｒ１を介してブリッジダイオード回路１１に供給される。ブリッジダイオード回路１１は、入力交流電圧／電流を整流する。ブリッジダイオード回路１１で整流された電圧／電流は、平滑回路１２に供給される。平滑回路１２は、チョークコイルＬ１、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２から構成され、ブリッジダイオード回路１１で整流された電圧／電流を平滑化する。
【０００６】
平滑化された電圧／電流は、抵抗Ｒ１を介してトランス１３に供給されるとともに、抵抗Ｒ２を介して制御回路１４に供給される。トランス１３は、１次コイルＬ１１、２次コイルＬ１２及び補助コイルＬ１３を含む構成とされている。
【０００７】
１次コイルＬ１１には、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチングに応じた電圧が印加される。２次コイルＬ１２には、１次コイルＬ１１に流れる電流に応じた電圧が発生する。２次コイルＬ１２は、整流平滑回路１５に接続されている。整流平滑回路１５は、ダイオードＤ１１、Ｄ１２、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、チョークコイルＬ２から構成されており、２次コイルＬ１２に発生した交流電流を整流平滑化して出力端子Ｔｏｕｔに供給する。
【０００８】
制御回路１４は、抵抗Ｒ２〜Ｒ５、コンデンサＣ３〜Ｃ５、ダイオードＤ１、トランジスタＱ２から構成され、いわゆる、自励式間欠発振回路を構成しており、スイッチングトランジスタＱ１をスイッチングさせる。制御回路１４には、補助コイルＬ１３が接続されており、補助コイルＬ１３からの電流によって、自励発振が行われる。また、制御回路１４には、フォトカプラ１７から出力される制御電流Ｉｃが供給されている。制御回路１４は、フォトカプラ１７からの制御電流Ｉｃに応じて間欠発振を行う。制御電流Ｉｃが大きくなると、スイッチングトランジスタＱ１のオフ期間が長くなり、制御電流Ｉｃが小さくなると、スイッチングトランジスタＱ１のオン期間が短くなる。
【０００９】
また、制御回路１４は、補助コイルＬ１３からの電流をダイオードＤ１及びコンデンサＣ５により整流、平滑化してフォトカプラ１７に供給する。フォトカプラ１７は、フォトダイオードＤｐ及びフォトトランジスタＱｐから構成されており、フォトダイオードＤｐの発光量に応じてフォトトランジスタＱｐのエミッタ電流が制御される。制御回路１４のダイオードＤ１及びコンデンサＣ５で整流、平滑化された電流は、フォトトランジスタＱｐのコレクタに供給されている。フォトダイオードＤｐの発光量が多くなると、フォトトランジスタＱｐのエミッタ電流が増加し、フォトダイオードＤｐの発光量が小さくなると、フォトトランジスタＱｐのエミッタ電流が減少する。フォトトランジスタＱｐのエミッタ電流が制御回路１４への制御電流Ｉｃとして制御回路１４に供給される。
【００１０】
また、フォトダイオードＤｐには、検出回路１６から検出電流Ｉｆが供給される。フォトダイオードＤｐは、検出回路１６からの検出電流Ｉｆが大きいと、発光量が大きくなり、検出回路１６からの検出電流Ｉｆが小さいと、発光量が小さくなる。
【００１１】
検出回路１６は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５、コンデンサＣ２１、Ｃ２２、制御ＩＣ２１から構成され、出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔを検出し、出力電圧Ｖｏｕｔが一定になるようにフォトダイオードＤｐに供給する検出電流Ｉｆを制御する。検出回路１６は、出力電流Ｉｏｕｔが小さいときには検出電流Ｉｆが小さくし、出力電流Ｉｏｕｔが大きいときに、検出電流Ｉｆが大きするように検出電流Ｉｆを制御する。
【００１２】
ここで、フォトカプラ１７の伝達係数をＣＴＲ、フォトダイオードＤｐに流れる電流をＩｆ、制御回路１４への制御電流、すなわち、フォトトランジスタＱｐのコレクタ電流をＩｃとすると、
Ｉｃ＝Ｉｆ×ＣＴＲ　　　　　　　　…（１）
で表される。
【００１３】
よって、フォトダイオードＤｐに流れる検出電流Ｉｆは、式（１）より
Ｉｆ＝Ｉｃ／ＣＴＲ　　　　　　　　…（２）
で表される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のＡＣアダプタなどの電源装置では、装置全体の消費電流の低減、特に、無負荷時の消費電流の低減が望まれている。しかしながら、図３に示すＡＣアダプタでは、無負荷時には、起動抵抗、トランス１３の巻線負荷、スイッチングトランジスタＱ１０のロス、トランス効率ロス、フォトカプラ１７のフォトダイオードのロス、検出回路１６のロスなどが発生する。
【００１５】
フォトカプラ１７は伝達効率が悪く、伝達率ＣＴＲが低い。よって、所定の制御電流Ｉｃを得るためには、検出電流Ｉｆを大きくとる必要がある。検出電流Ｉｆを大きくとることによって、トランス１３の２次コイルＬ１２側の電流消費が増大する。特に、トランス１３の２次コイルＬ１２側では、トランス１３の変換効率がかかるため、トランス１３の１次コイルＬ１１側での消費電流に比べると消費電流が大きくなる。
【００１６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、装置全体の消費電力、特に、無負荷時の消費電流を低減できる電源装置及び電子部品を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トランス（１３）と、トランス（１３）の２次コイル（Ｌ１２）側から出力される出力電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段（１６）と、検出手段（１６）で生成された検出信号をトランス（１３）の１次コイル側に伝達する伝達手段（１７、１０１）と、伝達手段（１７）の出力信号に基づいてトランス（１３）の１次コイル（Ｌ１１）側に印加する印加電圧を制御する制御手段（１４、Ｑ１）とを有し、伝達手段（１７、１０１）は、出力信号が制御手段（１４、Ｑ１）に求められる信号範囲に維持され、かつ、検出信号の信号範囲が必要最小限となるように、検出信号の伝達係数が設定されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、伝達手段（１７、１０１）は、検出信号に応じて発光するフォトダイオード（Ｄｐ）と、フォトダイオード（Ｄｐ）からの光に応じた電流を出力するフォトトランジスタ（Ｑｐ）とを有するフォトカプラ（１７）と、フォトカプラ（１７）を構成するフォトトランジスタ（Ｑｐ）とともにダーリントン接続を構成し、制御手段（１４、Ｑ１）に電流を供給するトランジスタ（Ｑ１０）とを有し、伝達係数はダーリントン接続の電流増幅率により調整されたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明は、トランジスタ（Ｑ１０）のベース−エミッタ間に抵抗（Ｒ１０）を接続したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、フォトカプラ（１７）とトランジスタ（Ｑ１０）とは、一体化され、単一の部品を構成することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、トランス（１３）の２次コイル（Ｌ１２）側から出力される出力電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段（１６）で生成された検出信号を伝達手段（１７、１０１）によりトランス（１３）の１次コイル（Ｌ１１）側に印加する印加電圧を制御する制御手段（１４、Ｑ１）に伝達させる構成において、伝達手段（１７、１０１）により出力信号が制御手段（１４、Ｑ１）が求める信号範囲に維持され、かつ、検出信号の信号範囲が必要最小限となるように、検出信号の伝達係数を設定することにより、消費電流を最小限に低減、特に、無負荷時の消費電流を低減することができるため、装置全体の消費電力を低減、特に無負荷時の消費電流を大幅に低減できる。
【００２２】
なお、参照符号はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の電源装置の一実施例の回路構成図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
本実施例の電源装置１００は、フォトカプラと間欠発振回路との間に電流増幅回路１０１を設けた構成とされている。
【００２５】
電流増幅回路１０１は、トランジスタＱ１０及び抵抗Ｒ１０とから構成され、フォトカプラ１７を構成するフォトトランジスタＱｐとともに、ダーリントン接続構成の増幅回路を構成している。
【００２６】
トランジスタＱ１０は、ＮＰＮトランジスタから構成される。トランジスタＱ１０のコレクタには、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ５で構成された整流平滑回路で生成された電圧が印加される。抵抗Ｒ１０は、トランジスタＱ１０のベース−エミッタ間に接続されている。抵抗Ｒ１０により電流増幅回路１０１の小電流領域での直線性が改善される。
【００２７】
フォトトランジスタＱｐのエミッタ電流を電流増幅率ｈｆｅに応じて増幅する。コレクタには整流平滑回路から駆動電源電圧が供給されており、エミッタは抵抗を介してトランジスタＱ１のベースに接続されている。
【００２８】
ここで、トランジスタＱ１０のエミッタ電流をＩｃ、トランジスタＱ１０の電流増幅率をｈｆｅとすると、
フォトカプラ１７とトランジスタＱ１０とを合成した電流増幅率は、
（ＣＲＴ×ｈｆｅ）
で表せる。
【００２９】
よって、トランジスタＱ１０のエミッタ電流Ｉｃは、
Ｉｃ＝Ｉｆ×（ＣＴＲ×ｈｆｅ）　　　　　　　　…（３）
で表せる。したがって、フォトダイオードＤｐに流れる電流Ｉｆは、
Ｉｆ＝Ｉｃ／（ＣＴＲ×ｈｆｅ）　　　　　　　　…（４）
で表せる。
【００３０】
式（４）を式（２）に示す従来のフォトカプラ１７の出力電流Ｉｃと比較すると、トランジスタＱ１０の電流増幅率ｈｆｅに比例して電流Ｉｆを小さくできる。電流Ｉｆが小さくなることにより、トランス１７の２次コイルＬ１２側の消費電流を大幅に低減できる。
【００３１】
例えば、入力交流電圧が１００Ｖの場合に、消費電力を１０ｍＷ、低減できる。
【００３２】
図２は検出電流Ｉｆに対する制御電流Ｉｃの特性図を示す。図２において、破線は従来の特性、実線は本実施例の特性を示す。
【００３３】
本実施例のように電流増幅率が（ＣＴＲ×ｈｆｅ）となることにより、図２に実線で示すように検出電流Ｉｆに対する制御電流Ｉｃの特性は、図２に破線で示す従来のように電流増幅率がＣＴＲのみの場合に比べて、矢印Ａ方向にシフトする。
【００３４】
検出電流Ｉｆに対する制御電流Ｉｃの特性が矢印Ａ方向にシフトすることにより、所定の制御電流範囲ΔＩｃを得るための検出電流範囲ΔＩｆが矢印Ｘ方向、すなわち、電流値が小さくなる方向にシフトする。よって、２次コイルＬ１２側での消費電流を小さくすることができる。
【００３５】
なお、電流増幅回路１１１は、フォトカプラ１７と一体化して、一つの部品として提供するようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施例では、フォトカプラ１７と制御回路１４との間に電流増幅回路を設けたが、フォトカプラ１７の変換効率を向上させることでも、消費電流を低減できる。
【００３７】
また、本実施例では、電源装置としてＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する、いわゆる、ＡＣアダプタを例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも、トランスと、トランスの２次コイル側から出力される出力電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段と、検出手段で生成された検出信号をトランスの１次コイル側に伝達する伝達手段と、伝達手段の出力信号に基づいてトランスの１次コイル側に印加する印加電圧を制御する制御手段とを有する電源装置に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、伝達手段の伝達係数を調整することにより消費電流を最小限に低減、特に、無負荷時の消費電流を低減することができるため、装置全体の消費電力を低減、特に無負荷時の消費電流を大幅に低減できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源装置の一実施例の回路構成図である。
【図２】検出電流Ｉｆに対する制御電流Ｉｃの特性図である。
【図３】従来の電源装置の一例の回路構成図である。
【符号の説明】
１００　電源装置
１１　ブリッジダイオード回路、１２　平滑回路、１３　トランス
１４　制御回路、１５　整流平滑回路、１６　検出回路
１７　フォトカプラ
Ｌ１１　１次コイル、Ｌ１２　２次コイル、Ｌ３　補助コイル
Ｑ１　スイッチングトランジスタ、Ｄｐ　フォトダイオード
Ｑｐ　フォトトランジスタ
１０１　電流増幅回路
Ｑ１０　トランジスタ、Ｒ１０　抵抗
【図１】
2004129340.tif 000003
【図２】
2004129340.tif 000004
【図３】
2004129340.tif 000005