(57)【要約】【課題】電子機器の待機電力を低減するスイッチング電源を提供する事。【解決手段】交流電源と直列にコンデンサＣ１を挿入し、前記コンデンサＣ１と並列に交流スイッチング素子ＳＷを接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサＣ１によって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子ＳＷを短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給することを特徴とするスイッチング電源において、前記整流ブリッジＢ１の交流入力の一極と他極に２個のコンデンサＣ４，Ｃ５を接続し、これら２個のコンデンサＣ４，Ｃ５の他端を別の整流ブリッジＢ２の交流入力端に接続する。【選択図】　　　　図２
2004056946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、
前記整流ブリッジの交流入力の一極にコンデンサを接続し、前記コンデンサの他端をツェナーダイオードのカソードに接続し、前記ツェナーダイオードのアノードをメインブリッジのグランドに接続し、且つ前記ツェナーダイオードの両端に生じた電圧をダイオードにより整流し、コンデンサにより平滑して得られた平滑コンデンサ両端の電圧をスイッチングレギュレータ制御部の電源として用いるように構成した事を特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、
前記整流ブリッジの交流入力の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し前記それぞれのコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事を特徴とするスイッチング電源。
【請求項３】
交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、
前記交流電源の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し前記それぞれのコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事を特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源に関し、更に詳しくは、電子機器の待機電力を低減する省電力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器を常時作動可能に待機させておくには、そのための電力を必要とする。例えば、赤外線リモートコントロール機器はその受光部をアクティブに維持するための電力を必要とする。こうした電子機器の待機電力は、トランス又はスイッチング電源（即ちスイッチングレギュレータ）により得られていた。このため、スイッチング電源を含む多くの電子機器が、その待機期間中、例えば２ｗから３５ｗ程度の電力を間断なく消費していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図４に、従来技術に係るスイッチング電源の構成例を示す。この従来のスイッチング電源では、待機時でもＳＷトランスには１００Ｖを整流した１４１Ｖの高電圧が掛かり、ＳＷトランスＴとＳＷトランジスタＱの損失が大きい。また制御部（制御ＩＣ）ＣＴＬには抵抗Ｒを介して電流を供給している為、抵抗Ｒは発熱損失している。このため図４に示す従来の方式では待機電力は小さくならない。
【０００４】
本発明は、こうした電子機器の待機電力を効果的に低減し、例えば２０ｍｗから１００ｍｗ程度の省電力状態に維持するためのスイッチング電源を提供することをその目的としている。また、本発明はそうしたスイッチング電源をユニットとして提供することも目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
即ち、請求項１に記載された発明は、交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、前記整流ブリッジの交流入力の一極にコンデンサを接続し、前記コンデンサの他端をツェナーダイオードのカソードに接続し、前記ツェナーダイオードのアノードをメインブリッジのグランドに接続し、且つ前記ツェナーダイオードの両端に生じた電圧をダイオードにより整流し、コンデンサにより平滑して得られた平滑コンデンサ両端の電圧をスイッチングレギュレータ制御部の電源として用いるように構成した事を特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載された発明は、交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、前記整流ブリッジの交流入力の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し前記それぞれのコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事を特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載された発明は、交流電源と直列にコンデンサを挿入し、前記コンデンサと並列に交流スイッチング素子を接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサによって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子を短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジの交流入力端に供給するように構成したスイッチング電源であって、前記交流電源の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し前記それぞれのコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事を特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の第一の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す。同図に示すように、このスイッチング電源は、交流電源ＡＣと直列にコンデンサＣ１を挿入し、前記コンデンサＣ１と並列に交流スイッチング素子（半導体スイッチング素子）ＳＷを接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサＣ１によって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子ＳＷを短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給するように構成され、前記整流ブリッジＢ１の交流入力の一極にコンデンサＣ２を接続し、コンデンサＣ２の他端をツェナーダイオードＺＤのカソードに接続し、ツェナーダイオードＺＤのアノードをメインブリッジのグランドＧＮＤ２に接続し、かつ、ツェナーダイオードＺＤの両端に生じた電圧をダイオードＤにより整流し、コンデンサＣ３により平滑して得られた平滑コンデンサ両端の電圧をスイッチングレギュレータ制御部ＣＴＬの電源として用いるように構成している。
【０００９】
そこで、図１に示すごとく、交流電源ＡＣ側に直列コンデンサＣ１を挿入し、整流ブリッジＢ１に掛かる交流電源ＡＣの電圧を損失なしに降下させ、ＳＷトランスＴとＳＷトランジスタＱの損失を低減する。併せて制御部（制御ＩＣ）ＣＴＬにはコンデンサＣ２を介して損失なしに電流を供給することを意図した。動作時には交流スイッチング素子ＳＷをＯＮにすれば、図４のようなフルパワーを出せる。
【００１０】
続いて、図２に第二の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す。同図に示すように、このスイッチング電源は、交流電源ＡＣと直列にコンデンサＣ１を挿入し、前記コンデンサＣ１と並列に交流スイッチング素子ＳＷを接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサＣ１によって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子ＳＷを短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給するように構成され、前記整流ブリッジＢ１の交流入力の一極並びに他極にそれぞれコンデンサＣ４，Ｃ５を接続し、それぞれのコンデンサＣ４，Ｃ５の他端を前記整流ブリッジＢ１とは別の整流ブリッジＢ２の交流入力端に接続している。
【００１１】
また、図３に第三の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す。同図に示すように、このスイッチング電源は、交流電源ＡＣと直列にコンデンサＣ１を挿入し、前記コンデンサＣ１と並列に交流スイッチング素子ＳＷを接続し、スイッチング電源の交流入力電圧を前記コンデンサＣ１によって損失少なく低下させてスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給し、且つ大出力が必要な時は前記交流スイッチング素子ＳＷを短絡状態に制御して交流入力電圧を低下させずにスイッチング電源の整流ブリッジＢ１の交流入力端に供給するように構成され、前記交流電源ＡＣの一極並びに他極にそれぞれコンデンサＣ４，Ｃ５を接続し前記それぞれのコンデンサＣ４，Ｃ５の他端を前記整流ブリッジＢ１とは別の整流ブリッジＢ２の交流入力端に接続している。
【００１２】
次に本発明の第二の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２においてコンデンサＣ４及びコンデンサＣ５を用いて小さな両波整流ブリッジＢ２を介して制御部ＣＴＬに電流を供給し、グランドＧＮＤ１とグランドＧＮＤ２を接続すると、交流スイッチング素子ＳＷがＯＦＦの待機時でも、ＯＮの動作時でも損失が増加せず、待機電力が最低になることを見出した。このことから「バランスコンデンサ方式」と命名する。
【００１３】
整流ブリッジＢ１のＡＣ端子をＴ１、Ｔ２とする。端子Ｔ１が端子Ｔ２より高電位の時、主電流ｉ３は端子Ｔ１からダイオードＤ１を通り、ＳＷトランスＴとＳＷトランジスタＱを通過して電流ｉ４となり、ダイオードＤ２を通過して端子Ｔ２へ還る。またこの時、端子Ｔ１からの副電流ｉ５はコンデンサＣ５を通過しダイオードＤ７と制御部ＣＴＬを通過してグランドＧＮＤ２からグランドＧＮＤ１を介し、ダイオードＤ２を通過して電流ｉ４と同じ経路で端子Ｔ２に還る。端子Ｔ２が端子Ｔ１より高電位の時は、端子Ｔ２からの副電流は、今度はコンデンサＣ４とダイオードＤ５を通過し、副電流ｉ５のように、制御部ＣＴＬとグランドＧＮＤ２を通過し、グランドＧＮＤ１を介してダイオードＤ４を通過して端子Ｔ１に還る。この時いずれの副電流もＳＷトランスＴやＳＷトランジスタＱを通過せず損失を増加させない。従って何等損失を増加させることにならず、待機電力は最小に止まる。
【００１４】
以上により、第二の実施の形態によれば、グランドＧＮＤ１とグランドＧＮＤ２の電位が一致し、特に交流スイッチング素子ＳＷがＯＮの時に両グランドＧＮＤ１，ＧＮＤ２間に大きな電流が流れることを防止し、交流スイッチング素子ＳＷがＯＦＦの待機時でも、待機電力を小さくすることができる。
【００１５】
また、図３に示す本発明の第三の実施の形態に係るスイッチング電源は、コンデンサＣ４コンデンサＣ５が交流電源ＡＣの両端に接続されている点で、第二の実施の形態と異なる構成をしているが、この第三の実施の形態についても第二の実施の形態の説明に準じて待機電力が削減できる事は明白である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、整流ブリッジの交流入力の一極にコンデンサを接続しコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事により、抵抗を用いる必要がなくなり、抵抗による発熱損失がなくなり、スイッチング電源全体の発熱損失を減少させてより効率的に電流を供給することができる。
【００１７】
また、整流ブリッジの交流入力の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し、又は、交流電源の一極並びに他極にそれぞれコンデンサを接続し、前記それぞれのコンデンサの他端を前記整流ブリッジとは別の整流ブリッジの交流入力端に接続した事により、上記効果に加え、グランドＧＮＤ１とグランドＧＮＤ２の電位が一致し、特に交流スイッチング素子ＳＷがＯＮの時に両グランドＧＮＤ１，ＧＮＤ２間に大きな電流が流れることを防止し、交流スイッチング素子ＳＷがＯＦＦの待機時でも、待機電力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態に係るスイッチング電源の構成を示す回路図である。
【図４】従来に係るスイッチング電源の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
ＡＣ　交流電源
ＳＷ　交流スイッチング素子
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５　コンデンサ
Ｂ１，Ｂ２　整流ブリッジ
ＣＴＬ　制御部（制御ＩＣ）
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４　ダイオード
Ｑ　ＳＷトランジスタ
Ｔ　ＳＷトランス
Ｔ１，Ｔ２　端子
ＺＤ　ツェナーダイオード
【図１】
2004056946.tif 000003
【図２】
2004056946.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004056946.tif 000006