(57)【要約】【課題】内部制御用のフォトカプラのみで外部からのリモコン信号による制御を可能とする。【解決手段】リモコン端子１２ａ，１２ｂに外部入力されるリモコン信号を電源電圧として動作する無安定マルチバイブレータ１３と、無安定マルチバイブレータ１３の出力を整流平滑してリモコン信号に応じた信号電流をフォトカプラ９の発光ダイオード１０に流すリモコン用整流平滑回路１４を備える。無安定マルチバイブレータ１３は、交互にオンオフ制御されるトランジスタの各コレクタをリモコン整流平滑回路１４に接続し、またリモコン用整流平滑回路１４は、トランジスタの各コレクタをコンデンサを介して整流平滑部に入力接続すると共に、整流平滑部を逆流阻止ダイオードを介して発光ダイオード１０に並列接続する。【選択図】          図１
2004320913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線及び２次巻線を備えた絶縁トランスと、
前記１次巻線に接続されたインバータ素子と、
前記２次巻線の出力を整流平滑して負荷に出力電圧を供給する整流平滑回路と、
前記出力電圧と基準電圧との誤差に応じてフォトカプラ発光部に信号電流を流す誤差増幅部と、
前記フォトカプラ発光部からの光を受光したフォトカプラ受光部の受光信号に応じて前記出力電圧を所定電圧に保つように前記インバータ素子をスイッチング制御する制御回路と、
を備えたスイッチング電源装置に於いて、
外部から入力されるリモコン信号を電源電圧として動作する無安定マルチバイブレータと、
前記無安定マルチバイブレータの出力を整流平滑して前記リモコン信号に応じた信号電流を前記フォトカプラ発光部に流すリモコン用整流平滑回路と、
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、
前記無安定マルチバイブレータは、交互にオンオフ制御される２つのトランジスタの各コレクタを前記リモコン整流平滑回路に接続し、
前記リモコン用整流平滑回路は、前記２つのトランジスタの各コレクタをコンデンサを介して整流平滑部に入力接続すると共に、前記整流平滑部を逆流阻止ダイオードを介して前記フォトカプラ発光部に並列接続したことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記無安定マルチバイブレータの前段に、前記リモコン信号が増加して第１電圧に達したときにリモコン信号を前記無安定マルチバイブレータに出力し、前記リモコン信号が減少して前記第１電圧により高い第２電圧に低下したときにリモコン信号の前記無安定マルチバイブレータへの出力を停止させるヒステリシス回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からのリモコン信号により制御可能なスイッチング電源装置に関する。
【従来の技術】
従来、外部からのリモコン信号により制御可能なスイッチング電源装置としては、例えば図５に示すものがある。
図５において、スイッチング電源装置は、入力端子１ａ，１ｂからの直流入力電圧ＶｉをコンデンサＣ１に充電した後に絶縁トランス３の１次巻線Ｌ１とＭＯＳ−ＦＥＴを用いたインバータ素子２の直列回路に印加する。絶縁トランス３の２次巻線Ｌ２には整流平滑回路４が接続され、２次巻線Ｌ２の出力を整流平滑して出力端子７ａ，７ｂから負荷に出力電圧Ｖｏを供給する。
絶縁トランス３の２次側には誤差増幅部８が設けられる。誤差増幅部８には抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された出力電圧Ｖｏが入力され、内蔵した基準電圧との比較で誤差電圧を生成し、この誤差電圧に応じた信号電流をフォトカプラ９の発光部となる発光ダイオード１０に流して発光駆動する。ここで発光ダイオード１０の発光駆動回路には抵抗Ｒ３，Ｒ１５，Ｒ４およびコンデンサＣ２が設けられている。
発光ダイオード１０からの光は１次側の制御回路５に接続したフォトカプラ９の受光部となるフォトトランジスタ１１で受光され、制御回路５は受光電流による誤差なくすようにインバータ素子２を制御する。
即ち、出力電圧が所定電圧より増加した場合は、その誤差をなくすようにインバータ素子２のオン周期を短くし、また出力電圧が所定電圧より低下した場合は、その誤差をなくすようにインバータ素子２のオン周期を長くし、これによって出力電圧Ｖｏを安定化させる。
更に絶縁トランス３の２次側にはリモコン端子１２ａ，１２ｂが設けられ、ここに外部からの信号線接続によりリモコン信号Ｖｃが入力される。リモコン端子１２ａ，１２ｂに対しては抵抗Ｒ１６，Ｒ１７を介してフォトカプラ１９の発光ダイオード２０が接続され、リモコン信号Ｖｉに応じた信号電流により発光駆動される。
リモコン用の発光ダイオード２０からの光は１次側の制御回路５に接続したフォトカプラ１９のフォトトランジスタ２１で受光され、制御回路５はリモコン信号Ｖｉに応じた受光電流によってもインバータ素子２を制御することができる。このリモコン信号Ｖｉによる制御としては、例えばスイッチング電源装置の出力電圧Ｖｏが低下した揚合に、外部からのリモコン信号Ｖｉでスイッチング電源装置を制御して出力電圧Ｖｏを安定化させる。
図６はリモコン端子を備えた他の従来装置を示す。この従来装置は、図５の従来装置がリモコン端子を加えたことで１次側と２次側の絶縁結合にフォトカプラ９，１９の２つを必要としていたものを、フォトカプラ９のみとしたものである。
このため１次−２次間の耐圧を必要としない小型のリモコン用のフォトカプラ２３を２次側に配置し、リモコン端子１２ａ，１２ｂからのリモコン信号ｖｃにより発光ダイオード２４を駆動して電気的に分離されたフォトトランジスタ２５受光電流を流す。フォトトランジスタ２５の受光電流はトランジスタ２２で増幅してフォトカプラ９の発光ダイオード１０にリモコン用の信号電流を流す。ここで、出力電圧Ｖｏがゼロボルトとなってもリモコン信号Ｖｃによる制御を可能とするため、フォトトランジスタ２１とトランジスタ２２側にはマイナス電源−Ｖｄを使用している。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のリモコン端子を備えたスイッチング電源装置にあっては、次のような問題がある。
まず図５の従来回路では、スイッチング電源装置の内部制御用フォトカプラ９と、外部からのリモコン信号でスイッチング電源装置を制御するためのフォトカプラ１９との２つが必要となり、いずれのフォトカプラも１次側と２次側とを絶縁するために高耐圧ものが必要であり、電源装置の小型化と低コスト化を阻害する。
また、図６の従来回路では、リモコン用のフォトカプラ１９は２次側に配置されることから低耐圧とすることができるが、電源装置の出力電圧が低下した時にもリモコン信号により動作させるために、別途マイナス電源が必要になる。更に、リモコン用のフォトカプラ１９については１次・２次間の耐圧は不要であるが、フォトカプラを２個必要とする構成は変わらない。
本発明は、内部制御用のフォトカプラのみで外部からのリモコン信号による制御を可能とするスイッチング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】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、１次巻線及び２次巻線を備えた絶縁トランスと、１次巻線に接続されたインバータ素子と、２次巻線の出力を整流平滑して負荷に出力電圧を供給する整流平滑回路と、出力電圧と基準電圧との誤差に応じてフォトカプラ発光部に信号電流を流す誤差増幅部と、フォトカプラ発光部からの光を受光したフォトカプラ受光部の受光信号に応じて出力電圧を所定電圧に保つようにインバータ素子をスイッチング制御する制御回路とを備えたスイッチング電源装置を対象とする。
このようなスイッチング電源装置につき本発明にあっては、外部から入力されるリモコン信号を電源電圧として動作する無安定マルチバイブレータと、無安定マルチバイブレータの出力を整流平滑してリモコン信号に応じた信号電流をフォトカプラ発光部に流すリモコン整流平滑回路とを備えたことを特徴とする。
ここで、無安定マルチバイブレータは、交互にオンオフ制御される２つのトランジスタの各コレクタを前記リモート整流平滑回路に接続し、またリモコン用整流平滑回路は、２つのトランジスタの各コレクタをコンデンサを介して整流平滑部に入力接続すると共に、整流平滑部を逆流阻止ダイオードを介してフォトカプラ発光部に並列接続する。
このように本発明は、リモコン信号を電源として動作する無安定マルチバイブレータの出力パルスをコンデンサにより交流結合した後に整流平滑してダイオードを経て制御用フォトカプラの発光ダイオードに電流を流し込む構成を取ることで、１次・２次間を絶縁結合する１つのフォトカプラだけで、内部制御用とリモコン制御用の２次側から１次側への伝送が簡単な構成で実現できる。
また出力電圧がゼロに低下しても、リモコン信号によるフォトカプラの発光ダイオードに信号電流を流し続け、出力電圧を回復させるためのスイッチング制御を継続させることができる。
また本発明のスイッチング電源装置は、無安定マルチバイブレータの前段に、リモコン信号が増加して第１電圧に達したときにリモコン信号を無安定マルチバイブレータに出力し、リモコン信号が現象して第１電圧により高い第２電圧に低下したときにリモコン信号の無安定マルチバイブレータへの出力を停止させるヒステリシス回路を設けたことを特徴とする。
このようなヒステリシス回路を設けることで、リモコン信号が第１電圧に増加したときに第１電圧を無安定マルチバイブレータに印加して発振させることで、その後のリモコン信号の現象で第２電圧に低下したときにリモコン電圧の出力を遮断して無安定マルチバイブレータを停止させるこことなり、無安定マルチバイブレータの急峻なオン、オフというスイッチング的な動作ができる。
【発明の実施の形態】
図１はリモコン端子を備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図である。
図１において、スイッチング電源装置は、入力端子１ａ，１ｂからの直流入力電圧ＶｉをコンデンサＣ１に充電した後に絶縁トランス３の１次巻線Ｌ１とＭＯＳ−ＦＥＴを用いたを用いたインバータ素子２の直列回路に印加される。なお、入力端子には、交流入力を整流平滑する回路や、力率改善用のアクティブフィルタからの直流電圧が入力される。
絶縁トランス３の２次巻線Ｌ２には整流平滑回路４が接続され、２次巻線Ｌ２の出力を整流平滑して出力端子７ａ，７ｂから負荷に出力電圧Ｖｏを供給する。
絶縁トランス３の２次側には誤差増幅部８が設けられる。誤差増幅部８には抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された出力電圧Ｖｏが入力され、内蔵した基準電圧との比較で誤差電圧を生成し、この誤差電圧に応じた信号電流をフォトカプラ９の発光部となる発光ダイオード（ＬＥＤ）１０に流して発光駆動する。ここで発光ダイオード１０の発光駆動回路には抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデンサＣ２が設けられている。
発光ダイオード１０からの光は１次側の制御回路５に接続したフォトカプラ９の受光部となるフォトトランジスタ１１で受光され、制御回路５は受光電流による誤差なくすようにインバータ素子２を制御する。即ち、出力電圧が所定電圧より増加した場合は、その誤差をなくすようにインバータ素子２のオン周期を短くし、また出力電圧が所定電圧より低下した場合は、その誤差をなくすようにインバータ素子２のオン周期を長くし、これによって出力電圧Ｖｏを安定化させる。
更に絶縁トランス３の２次側にはリモコン端子１２ａ，１２ｂが設けられ、ここに外部からの信号線接続によりリモコン信号Ｖｃが入力される。リモコン端子１２ａ，１２ｂに対しては無安定マルチバイブレータ１３とリモコン用整流平滑回路１４が設けられ、リモコン用整流平滑回路１４の出力をフォトカプラ９の発光ダイオード１０に接続している。
無安定マルチバイブレータ１３は、外部から入力されるリモコン信号Ｖｃを電源電圧として動作し、交互にオン、オフ制御される２つのトランジスタの各コレクタからの発振パルス信号をリモコン用整流平滑回路１４に出力する。
リモコン用整流平滑回路１４は、無安定マルチバイブレータ１３の発振パルス出力を整流平滑してリモコン信号Ｖｃに応じた信号電流をフォトカプラ９の発光ダイオード１０に流して発光駆動し、制御回路５に接続したフォトカプラ９のフォトトランジスタ１１に受光電流を流し、制御回路５を制御する。
リモコン信号Ｖｃは負荷に対する出力電圧Ｖｏが低下した場合に外部から入力され、リモコン信号Ｖｃによる制御回路５の制御で出力電圧の定電圧制御を行わせる。
図２は図１の無安定マルチバイブレータ１３とリモコン用整流平滑回路１４の具体的な回路構成を示す。無安定マルチバイブレータ１３は、トランジスタ１５ａ，１５ｂ、抵抗Ｒ５〜Ｒ８及びコンデンサＣ３，Ｃ４で構成され、リモコン信号Ｖｃを電源電圧として発振動作を行い、トランジスタ１５ａ，１５ｂのコレクタからの反転関係にある発振パルスをリモコン用整流平滑回路１４に接続している。
リモコン用整流平滑回路１４は、無安定マルチバイブレータ１３のトランジスタ１５ａ，１５ｂの各コレクタをコンデンサＣ５，Ｃ６を介してダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ７及び抵抗Ｒ９からなる整流平滑部に入力接続し、この整流平滑部の出力を逆流阻止用のダイオードＤ３、抵抗Ｒ８，Ｒ１０を介してフォトカプラ９の発光ダイオード１０に接続している。
リモコン信号Ｖｃにより動作した無安定マルチバイブレータ１４からの２つの発振パルス出力は、その振幅電圧がリモコン信号Ｖｃの電圧に対応しており、リモコン用整流平滑回路１４のコンデンサＣ５，Ｃ６による交流結合で直流的に絶縁される。
コンデンサＣ５からのパルスがＨレベルのときコンデンサＣ６からのパルスはＬレベルにあり、ダイオードＤ１による整流でコンデンサＣ７を充電する。逆にコンデンサＣ５からのパルスがＬレベルのときコンデンサＣ６からのパルスはＨレベルにあり、ダイオードＤ２，Ｄ１による整流でコンデンサＣ７を充電する。
平滑用のコンデンサＣ７の充電による直流電圧はダイオードＤ１から抵抗Ｒ８，Ｒ１０を介して流れ、抵抗Ｒ８の両端電圧をフォトカプラ９の発光ダイオード１０に印加し、これを電源として発光ダイオード１０に信号電流を流して発光駆動する。
このように外部から入力されるリモコン信号Ｖｃを電源電圧として無安定マルチバイブレータ１３を動作し、無安定マルチバイブレータ１３の発振パルス出力をリモコン用整流平滑回路１４で整流平滑してリモコン信号Ｖｃに応じた信号電流をフォトカプラ９の発光ダイオード１０に流すことで、１次−２次間を絶縁結合する１つのフォトカプラ９だけで、内部制御用とリモコン制御用の２次側から１次側への伝送が実現でき、出力電圧がゼロに低下しても、リモコン信号Ｖｃによるスイッチング制御を継続できる。
図３は本発明の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態は無安定マルチバイブレータ１３の前段にヒステリシス回路１６を設け、リモコン信号の変化に対し無安定マルチバイブレータ１３をスイッチ的に急峻に動作させるようにしたことを特徴とする。
即ち、図１，２の実施形態にあっては、リモコン信号Ｖｃとして電圧を印加していくと、電圧の増加に応じて無安定マルチバイブレータ１３のパルス電圧も増加し、徐々にフォトカプラ９の発光ダイオード１０に流れる電流が増加し、制御回路５により出力電圧Ｖｏはリニアに低下する。
これに対し図３の実施形態にあっては、無安定マルチバイブレータ１３の前段にヒステリシスをもった正帰還によりスイッチングするヒステリシス回路１６を設け、無安定マルチバイブレータ１３をスイッチのように急激にオン、オフさせる。
ヒステリシス回路１６は、トランジスタ１７，１８及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４で構成される。即ち、リモコン信号Ｖｃによるベースバイアスでトランジスタ１８を動作し、そのコレクタ電流としてトランジスタ１８のベース電流を流して動作し、更に、トランジスタ１８のコレクタを抵抗Ｒ１２を介してトランジスタ１７のベースに正帰還接続している。
図４（Ａ）は図３のヒステリシス回路の入出力特性であり、入力リモコン電圧Ｖｃの増加に対し第１電圧Ｖｒ１でトランジスタ１７，１８をオンし、入力リモコン電圧Ｖｃの減少に対しては第１電圧Ｖｒ１より高い第２電圧Ｖｒ２でトランジスタ１７，１８をオフするようにヒステリシスを持っている。
このため図４（Ｂ）のようなリモコン電圧Ｖｃの変化に対するスイッチ的な動作が行われる。まず入力リモコン電圧Ｖｃが増加して第１電圧Ｖｒ１に達すると、トランジスタ１７，１８は正帰還により急峻にオンしてヒステリシス回路出力が得られ、無安定マルチバイブレータ１３にリモコン電圧Ｖｃを電源電圧として加えて動作し、このためフォトカプラ９の発光ダイオード１０にスイッチ的に電流が流れ、制御回路５により出力電圧Ｖｏをスイッチ的に低下させる。
その後、入力リモコン電圧Ｖｃが減少すると、第１電圧Ｖｒ１より高い第２電圧Ｖｒ２に低下したときに、トランジスタ１７，１８は正帰還により急峻にオフしてヒステリシス回路出力が断たれ、無安定マルチバイブレータ１３に対するリモコン電圧Ｖｃによる電源電圧がなくなるためフォトカプラ９の発光ダイオード１０に流していた電流をスイッチ的にオフし、制御回路５による出力電圧Ｖｏの低下を解除させる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１次−２次間を絶縁結合する１つのフォトカプラだけで、電気的に分離された内部制御用とリモコン制御用の２次側から１次側への伝送が簡単な構成で実現でき、出力電圧がゼロに低下しても、リモコン信号によるフォトカプラの発光ダイオードに信号電流を流し続け、出力電圧を回復させるためのスイッチング制御を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リモコン端子を備えた本発明の実施形態を示した回路図
【図２】図１の２次側に設けた無安定マルチバイブレータ及びリモコン用整流平滑回路の具体的な回路図
【図３】無安定マルチバイブレータの前段にヒステリシス回路を設けた本発明の他の実施形態を示した回路図
【図４】図３におけるヒステリシス特性とリモコン入力電圧に対するヒステリシス回路出力のタイミングを示した説明図
【図５】従来装置を示した回路図
【図６】他の従来装置を示した回路図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ：入力端子
２：インバータ素子
３：絶縁トランス
４：整流平滑回路
５：制御回路
６：補助電源
７ａ，７ｂ：出力端子
８：誤差増幅部
９：フォトカプラ
１０：発光ダイオード
１１：フォトトランジスタ
１２ａ，１２ｂ：リモコン端子
１３：無安定マルチバイブレータ
１４：リモコン用整流平滑回路
１５ａ，１５ｂ，１７，１８：トランジスタ
１６：ヒステリシス回路
【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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