(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を全波整流する第一の全波整流手段と、該第一全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源を全波整流する第二の全波整流手段と、該第二全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、
前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータから電源電圧を供給し、該電源電圧供給経路の途中にスイッチ手段を設け、
さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の基準電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、
外部信号によって前記スイッチ手段をＯＦＦすることにより前記高調波電流抑制回路への電源電圧の供給を遮断して、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路及び前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作を停止させるとともに、
外部信号によって前記スイッチ手段をＯＮさせることにより前記高調波電流抑制回路へ電源電圧を供給して該高調波電流抑制回路の動作を開始させ、該高調波電流抑制回路内部の制御回路の基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達すると前記スイッチング素子がＯＮして前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを特徴とするワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項２】
商用電源を全波整流する全波整流手段と、該全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、該第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に前記全波整流手段の出力から順方向に配設されたダイオードとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、
前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータから電源電圧を供給し、該電源電圧供給経路の途中にスイッチ手段を設け、
さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の基準電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、
外部信号によって前記スイッチ手段をＯＦＦすることにより前記高調波電流抑制回路への電源電圧の供給を遮断して、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路及び前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作を停止させるとともに、
外部信号によって前記スイッチ手段をＯＮさせることにより前記高調波電流抑制回路へ電源電圧を供給して該高調波電流抑制回路の動作を開始させ、該高調波電流抑制回路内部の制御回路の基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達すると前記スイッチング素子がＯＮして前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを特徴とするワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項３】
商用電源を全波整流する第一の全波整流手段と、該第一全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源を全波整流する第二の全波整流手段と、該第二全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、
外部信号によって前記高調波電流抑制回路及び第一のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止可能なスイッチ手段を設けるとともに、
さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、
前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に供給される電源電圧が所定の値に達したら前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを特徴とするワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項４】
商用電源を全波整流する全波整流手段と、該全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、該第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に前記全波整流手段の出力から順方向に配設されたダイオードとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、
外部信号によって前記高調波電流抑制回路及び第一のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止可能なスイッチ手段を設けるとともに、
さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、
前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に供給される電源電圧が所定の値に達したら前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを特徴とするワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項５】
前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作開始を、前記基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達してから所定時間遅延させることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項６】
前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作開始を、前記電源電圧が所定の値に達してから所定時間遅延させることを特徴とする、請求項３又は４に記載のワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【請求項７】
前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力段にチョークインダクタを設けたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイド入力型スイッチングレギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電製品や事務機器等の電子機器製品における交流電源から直流電源を得るためのスイッチングレギュレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品や事務機器では、機器本体を制御するための電源として、最近ではほとんど全てといっても過言ではないほどスイッチングレギュレータが採用されている。
【０００３】
ところで、近年は地球温暖化などの環境問題がクローズアップされ、省エネルギーに関する国際基準が各国で制定されている。スイッチングレギュレータにおいても省エネルギーを図ることが必須なものとなってきており、特に、機器の待機状態など実際に使用していないときの無駄な電力を省くことが要求されている。しかし、スイッチングレギュレータに要求される省エネ、安全規格、高調波電流抑制、ＥＭＣ、等の法規制も各国様々であり、対応を困難なものとしている。
【０００４】
また、世界各国においては、家電製品や事務機器の入力電圧が異なり（主に日本・米国等の１００Ｖ系、欧州・豪州等の２３０Ｖ系に分類される）、メーカーは各仕向け地に応じたスイッチングレギュレータを開発しなければならない。しかし、入力電圧の違いによりそれぞれのスイッチングレギュレータを開発するのは時間や費用の面で無駄である。このことから、オールラウウンドな入力電圧でも使用できるワイド入力型スイッチングレギュレータが望まれている。
【０００５】
ところが、入力電圧の幅が広いとレギュレータの制御範囲も広くなり、その電力損失も増加することになり省エネを進める上で逆効果になる。また、入力電圧範囲が広いと、定電圧制御を行なう上で入力電圧投入時、負荷が急変したとき等に回路内部の素子に過大なストレスをかけることになり、回路内部の素子の信頼性が低下する。さらに、制御が不安定になり、出力状態が不安定になったり、停止（出力無し）になったりする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ワイド入力電源の省エネルギー化を進める上では、▲１▼：小電力（１０〜２０Ｗ以下、あるいは数Ｗ以下）においての高効率化、▲２▼：ワイド入力化した場合の小電力時の高効率化、▲３▼：出力状態の安定性、といった課題がある。
【０００７】
ここで、図５に示す従来のスイッチングレギュレータの一例を参照しながら、ワイド入力電源の省エネルギー化を進める上での課題について説明する。
図５において、符号１は商用周波数交流電源、２は商用周波数交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ、３は高調波電流抑制用アクティブフィルタ、４は省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ、５はＤＣ／ＤＣコンバータである。また、図中の符号ａ，ｂはアクティブフィルタ３の出力かつ省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力である。
【０００８】
このような構成のスイッチングレギュレータでは、交流電源があり、交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ２を入力かつ高調波電流抑制用の基準波形として入力電流を正弦波状または準正弦波状に成形した高調波電流抑制用アクティブフィルタ３（昇圧、降圧型チョッパ：ここでは昇圧型）があり、そのアクティブフィルタ３の出力電圧を入力源とする省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力は装置の最低限維持すべき電圧であり、その装置の制御電源でもある。
【０００９】
通常、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力は５Ｖ，３．３Ｖの単出力（最近では１Ｖ以下もある）であるが、１２Ｖ，−１２Ｖと組み合わせた複数出力の場合もある。それ以外の、装置にとって必要なモータ用などの電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ５によって出力される。
【００１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧は比較的大きい負荷が必要となるために（入力電力５０Ｗを越す場合）高調波電流の規制が適用になり、その入力側に高調波電流抑制用のアクティブフィルタ３を配置する必要がある。省エネ動作時はＤＣ／ＤＣコンバータ５は停止する。
【００１１】
図５の回路構成において、アクティブフィルタ３の安定した出力電圧を省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力とすれば、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５の入力電圧の変化が無く安定した定電圧制御ができそうであるが、これはアクティブフィルタ３が確実安定に動作した場合である。アクティブフィルタ３がまだ不充分な動作状態の場合４，５には入力として供給され続け、そのとき４，５にとっては、入力電圧が不足の状態であるため、４，５の出力の定電圧制御は、動作しようと４，５の入力に過大な電流を供給し続ける。
【００１２】
各ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５においては、スイッチングレギュレータであるがゆえにある周波数でスイッチングするため、そのスイッチング素子に過大な電流が流れることになる。もちろん素子の定格を超えれば破損することになるため過電流保護回路を設けて過大電流が流れた時にスイッチングを停止するように構成してある。しかし、素子の信頼性は、その過電流保護回路で決定されるため信頼性の低いものになってしまう。また、容量の大きいスイッチング素子を設けてもいいが、コスト及び実装面積が大きくなってしまう。
【００１３】
実動作状態では、電源１の起動時、出力急変等でアクティブフィルタ３が充分に動作しないうちにＤＣ／ＤＣコンバータ４，５が動作してしまい、上記のような状態になる。この出力立ち上がり状態を図６に示す。入力電圧が供給されると同時にａ，ｂ間にも電圧が供給され、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４が起動しようとするが過電流保護回路が動作し出力停止する（間欠出力後に出力停止）。また、アクティブフィルタ３が起動しようとする時にＤＣ／ＤＣコンバータ５が起動しようとし、アクティブフィルタ３が過負荷状態になり３の動作が停止したりアンダーシュートが出て、アクティブフィルタ３の出力電圧が低下したり不動作となってしまう。
【００１４】
これらは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５の負荷状態や初期電源投入か、再電源投入、再電源投入までの時間により千差万別にその状態は異なるが、結論は不動作となる状態があるということである。こういう状態はスイッチングレギュレータとしてはふさわしくなく、装置の不具合の原因になる。つまり、ときには出力がでなかったりする。また、アクティブフィルタ３の制御回路を動作させる電源はアクティブフィルタ３（内部のチョークコイルまたはトランス等）で作るようになるが、その電圧範囲は入力電圧がワイド入力（７０〜２８０ＶＡＣ：部品のバラツキの設計値も含んでいる）であるために４倍変化する。
【００１５】
周知のとおり制御回路の動作電圧範囲は起動時も含めると１５ＶＤＣ〜３０ＶＤＣでありワイド入力３の制御回路電源への供給の難しさが生じる。別なところから供給する方法もあるが、別な電源をあえて設けるのは実用的でない。また、常時動作しているＤＣ／ＤＣコンバータ４から供給するのは、まず４が動作状態になりそれから３，５が動作する経路になる。これは過負荷な状態で３が起動しようとするため上記したような不動作の状態になり解決にはならない。さらにワイド入力型では、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力が３の出力であるために３の損失が常に生じる。これは省エネにとっていいことではない（効率を低下させる）。
【００１６】
本発明は、従来のスイッチングレギュレータにおける上述の問題を解決し、高調波電流を抑制しつつ安定出力を可能とし、かつ省エネモード時も高効率なワイド入力型スイッチングレギュレータを安価に提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、商用電源を全波整流する第一の全波整流手段と、該第一全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源を全波整流する第二の全波整流手段と、該第二全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータから電源電圧を供給し、該電源電圧供給経路の途中にスイッチ手段を設け、さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の基準電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、外部信号によって前記スイッチ手段をＯＦＦすることにより前記高調波電流抑制回路への電源電圧の供給を遮断して、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路及び前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作を停止させるとともに、外部信号によって前記スイッチ手段をＯＮさせることにより前記高調波電流抑制回路へ電源電圧を供給して該高調波電流抑制回路の動作を開始させ、該高調波電流抑制回路内部の制御回路の基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達すると前記スイッチング素子がＯＮして前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることにより解決される。
【００１８】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、商用電源を全波整流する全波整流手段と、該全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、該第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に前記全波整流手段の出力から順方向に配設されたダイオードとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータから電源電圧を供給し、該電源電圧供給経路の途中にスイッチ手段を設け、さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の基準電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、外部信号によって前記スイッチ手段をＯＦＦすることにより前記高調波電流抑制回路への電源電圧の供給を遮断して、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路及び前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作を停止させるとともに、外部信号によって前記スイッチ手段をＯＮさせることにより前記高調波電流抑制回路へ電源電圧を供給して該高調波電流抑制回路の動作を開始させ、該高調波電流抑制回路内部の制御回路の基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達すると前記スイッチング素子がＯＮして前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを提案する。
【００１９】
また、前記の課題を解決するため、商用電源を全波整流する第一の全波整流手段と、該第一全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源を全波整流する第二の全波整流手段と、該第二全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、外部信号によって前記高調波電流抑制回路及び第一のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止可能なスイッチ手段を設けるとともに、さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に供給される電源電圧が所定の値に達したら前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを提案する。
【００２０】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、商用電源を全波整流する全波整流手段と、該全波整流手段からの電源を入力とする高調波電流抑制回路と、該高調波電流抑制回路の出力を入力とする第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記全波整流手段からの電源を入力とする第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、該第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に前記全波整流手段の出力から順方向に配設されたダイオードとを備えるワイド入力型スイッチングレギュレータにおいて、外部信号によって前記高調波電流抑制回路及び第一のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止可能なスイッチ手段を設けるとともに、さらに、前記高調波電流抑制回路の制御回路の電源と前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路の電源間に前記高調波電流抑制回路の電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を設け、前記高調波電流抑制回路内部の制御回路に供給される電源電圧が所定の値に達したら前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させることを提案する。
【００２１】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作開始を、前記基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達してから所定時間遅延させることを提案する。
【００２２】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作開始を、前記電源電圧が所定の値に達してから所定時間遅延させることを提案する。
【００２３】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力段にチョークインダクタを設けることを提案する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るスイッチングレギュレータの一例を示す回路図である。
なお、図４に示す従来例のものと同じ部分には同じ符号を付している。
【００２５】
図１の回路において、商用周波数電源１からの交流電力は第１の全波整流回路であるブリッジ２に入力され、その正負の出力端子間からは全波整流された交流電力が出力されてアクティブフィルタ３に入力される。高調波電流抑制回路であるアクティブフィルタ３により正弦波あるいは準正弦波状に波形成形された出力ａ，ｂがＤＣ／ＤＣコンバータ５（第１のＤＣ／ＤＣコンバータ）に入力される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から本体装置（スイッチング電源が搭載されている本体装置）用の出力（例えば２４ＶＤＣ）を得ている。このＤＣ／ＤＣコンバータ５は、本体装置が省エネモードのときには動作が停止されるように構成されている。
【００２６】
また、ＡＣ入力１からは第２のブリッジ６にも電力が供給され、その第２ブリッジ６の正負の出力端子間からは全波整流された直流電力が出力されて省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４（第２のＤＣ／ＤＣコンバータ）に入力されている。この省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４は常に（本体装置の通常動作時及び省エネモード時）動作しており、装置の制御用電源（たとえば５Ｖ，３．３ＶＤＣなど）を出力する。
【００２７】
この省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４からは、アクティブフィルタ３内部の制御回路用の電源電圧：Ｃが出力されてアクティブフィルタ３に入力されている。そして、アクティブフィルタ３からは、内部の制御回路の基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達した時に動作開始するようになされた検出信号：Ｄが出力されてＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力されている。
【００２８】
本実施形態では、商用周波数電源１からの交流電力を第１のブリッジ２で全波整流したものをアクティブフィルタ３により正弦波あるいは準正弦波状に波形成形してＤＣ／ＤＣコンバータ５に供給することにより、入力電流の高調波電流が抑制され、入力電力５０Ｗを超える負荷を持つＤＣ／ＤＣコンバータ５に適用される法規制がクリアされる。
【００２９】
ところで、従来のスイッチングレギュレータの構成において、入力がワイドなために、１００Ｖ入力ではアクティブフィルタ３よりもＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路の起動が早いためにＤＣ／ＤＣコンバータ５の入力電圧が不足し、そのためＤＣ／ＤＣコンバータ５の過電流保護回路が働き５が不動作状態になる。また、２３０Ｖ入力では、入力電圧が比較的高いためにアクティブフィルタ３よりもＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路の起動が早くても過電流保護回路が動作しないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作状態、それからアクティブフィルタ３が動作状態になる。この状態は、アクティブフィルタ３が確実に動作状態にならないためにおきる。
【００３０】
本願発明はこの点に着目し、アクティブフィルタ３が動作して充分な出力がなされてから、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作するように構成している。
すなわち、図１の回路において、前述したように省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４は常に動作している。使用している装置（本体装置）が省エネモードのときには、使用しないＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力をなくすため及び完全に回路内部の動作損失を削減するためにアクティブフィルタ３内部の制御回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ５内部の制御回路を完全に停止させるように構成している。
【００３１】
装置が動作状態のときは、省エネ信号が回避され、まずアクティブフィルタ３だけを動作させる。具体的には、一例として、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の制御回路からアクティブフィルタ３の制御回路に電源が供給されるように構成し、その途中にスイッチ（例えばトランジスタ等のスイッチング素子、図示省略）を設ける。そして、そのスイッチが省エネ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ（省エネ信号が有った場合はスイッチＯＦＦ、省エネ信号がない場合はスイッチＯＮ）するように構成する。スイッチがＯＮすると省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の制御回路の電源電圧がアクティブフィルタ３の制御回路にも供給され、アクティブフィルタ３が動作し始める。
【００３２】
たいていの制御回路においては基準電圧として用いる安定電圧が作り出されることに着眼し、基準電圧が確実に立ち上がった時に安定動作状態になるため、先ずアクティブフィルタ３の制御回路に供給される基準電圧状態を監視し、これが所定の基準電圧になったときにアクティブフィルタ３の制御回路の電源からＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路に電源が供給されてＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作するように構成している。
【００３３】
すなわち、アクティブフィルタ３の制御回路の電源とＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路の電源間にアクティブフィルタ３の基準電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチ（例えばトランジスタ等のスイッチング素子）を設け、アクティブフィルタ３の制御回路に供給される電源電圧が基準電圧に達したという検出信号：ＤによりＤＣ／ＤＣコンバータ５をＯＮさせるように構成している。本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の内部にスイッチング素子を配置している（図示省略）。
【００３４】
これにより、確実にまずアクティブフィルタ３が動作し、それからＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作することになり、ワイド入力であっても各ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５の出力状態が安定する。本実施形態における立ち上がり時の出力状態を図２に示す。この図２を図６の従来例と比較すると、各ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５の出力状態が安定していることが判る。
【００３５】
また、本実施形態の回路構成だと省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力を直接ＡＣ電源１からとる構成となっているため、アクティブフィルタ３を常に通らないため、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４によるアクティブフィルタ３の損失がゼロとなる。
【００３６】
これは、従来、高調波電流抑制回路がチョッパ回路であればチョークコイル等、また、別の方式であってもライン間にインダクタ、ダイオード、コンデンサ、スイッチ素子等が配置されているため、ライン降下による損失が発生するが、本願発明の回路構成ではこの損失がない。また、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の制御回路の電源からアクティブフィルタ３の制御回路の電源へ供給される電圧は、省エネモードの状態でＯＦＦとなるため、省エネモード時のアクティブフィルタ３及びＤＣ／ＤＣコンバータ５における動作損失はゼロとなる。
【００３７】
なお、装置動作時に省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４とＤＣ／ＤＣコンバータ５の合算された入力電力が５０Ｗ近辺の負荷状態のときに高調波電流規制がクリアできない負荷状態の場合がある。そこで、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力段にチョークインダクタ（図示せず）を入れることで高調波電流を抑制することができる。
【００３８】
このように、本実施形態においては、アクティブフィルタ３の作用により高調波電流の発生が抑制される。そして、アクティブフィルタ３内部の制御回路の基準電圧を監視し、これが所定の値に達したらＤＣ／ＤＣコンバータ５内部の制御回路が動作開始するように構成しているので、アクティブフィルタ３が確実に動作してからＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作することになり、ワイド入力であっても省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力状態が安定する。さらに、省エネモード時にはＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力停止に加えてアクティブフィルタ３内部の制御回路及びＤＣ／ＤＣコンバータ５内部の制御回路が停止されるので回路内部の動作損失がなく、無駄な電力の消費が確実に抑制される。
【００３９】
ところで、本実施形態では、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力を第二ブリッジ６からとっているが、４素子のダイオードからなる第二ブリッジ６の順方向電圧は、ダイオード１素子あたり１．０Ｖとして合計４Ｖである。これに入力電流を掛けた値が第二ブリッジ６における損失となる。そこで、省エネモード時の動作損失を抑え、さらなる効率改善を図ったものを本発明の第２の実施形態として提案する。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態の回路構成を示すものである。図１の前記実施形態と異なる点は、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力を第一ブリッジ２からとったことである。そして、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の順方向入力に整流用のダイオード７を設けてある。これ以外の構成は図１の前記実施形態と同様である。
【００４１】
図３の回路構成においては、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力がダイオード７による半波整流となり、図１の回路の場合と比べて、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力リップル電圧の変動が多少大きくなるものの、１素子のダイオード７の電圧１Ｖに入力電流を掛けた値がこの部分での損失となり、４素子の場合の１／４となり、７５％改善される。したがって、省エネモード時の動作損失がより低減され、さらなる効率改善が達成される。
【００４２】
図４に、本実施形態と従来例における省エネモード時の変換効率をグラフにより示す。なお、図４のグラフは、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧が５．３Ｖの時のものである。
【００４３】
図４のグラフにおいて、省エネモード時の本実施形態における省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧を、入力電圧１００Ｖの場合に黒丸印でプロットし、入力電圧２３０Ｖの場合に白丸印でプロットしている。また、従来例における省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４（図５）の出力電圧を、入力電圧１００Ｖの場合に黒三角印でプロットし、入力電圧２３０Ｖの場合に白三角印でプロットしている。
【００４４】
このグラフから判るように、本実施形態のものは、出力電力３．５〜１５Ｗ（定格電圧５．３Ｖ、定格電力４２．４Ｗ）において変換効率が５０〜７９％と良好な結果を得ている。一方、従来例のものは、変換効率２８〜７５％である。したがって、従来例と比べて５〜２２％の効率改善がなされており、ワイド入力化した場合でも高効率化を達成することができた。
【００４５】
なお、装置動作時に省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４とＤＣ／ＤＣコンバータ５の合算された入力電力が５０Ｗ近辺の負荷状態のときに高調波電流規制がクリアできない負荷状態の場合がある。そこで、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力段にチョークインダクタ（図示せず）を入れることで高調波電流を抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明の第３及び第４の実施形態について説明する。
図１及び図３の実施形態においては、アクティブフィルタ３内部の制御回路基準電圧が所定の値に達した場合にＤＣ／ＤＣコンバータ５を完全に動作させるように構成している。それに対し、第３及び第４の実施形態では、アクティブフィルタ３内部の制御回路基準電圧の状態を監視する代わりに、アクティブフィルタ３内部の制御回路に供給される電源電圧の状態を監視し、この電源電圧が所定の値に達した場合にＤＣ／ＤＣコンバータ５を完全に動作させるように構成したものである。アクティブフィルタ３内部の制御回路を動作させる電源電圧は、アクティブフィルタ３内部に設けたチョークコイル又はトランス等（図示せず）により設けることもできる。また、制御回路に供給される電源電圧を用いることもできる。
【００４７】
第３及び第４の実施形態の回路構成としては図１及び図３と基本的には同じであるが、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４からアクティブフィルタ３内部の制御回路への電源電圧：Ｃの供給は不要である。ただし、本体装置からの省エネ信号によりアクティブフィルタ３及びＤＣ／ＤＣコンバータ５の動作を停止させるためのスイッチは設けてある。
【００４８】
第３及び第４の実施形態においては、省エネ信号の回避により（省エネモードでないときに）アクティブフィルタ３内部の制御回路に供給される電源電圧が徐々に立ち上がってくる。それとともにアクティブフィルタ３も充分に動作し、電源電圧が所定値に達すると、その検出信号：ＤがＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路に送られ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を完全に動作させる。その他の作用は前記各実施形態と同様であり、入力電流の高調波電流が抑制されること、アクティブフィルタ３が動作して充分な出力がなされてからＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作することにより、ワイド入力であっても出力状態が安定すること、省エネモード時の無駄な電力の消費が抑制されることは、前記各実施形態と同様である。
【００４９】
さらに、装置動作時に省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４とＤＣ／ＤＣコンバータ５の合算された入力電力が５０Ｗ近辺の負荷状態のときに高調波電流規制がクリアできない負荷状態の場合には省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力段にチョークインダクタ（図示せず）を入れることで高調波電流を抑制することができることも、前記各実施形態と同様である。
【００５０】
ところで、第１〜第４実施形態において、アクティブフィルタ３内部の制御回路の基準電圧あるいは電源電圧が所定値になった後、適切な時間だけ遅れてＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路が動作開始するように構成してもよい。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の内部に配したスイッチング素子（アクティブフィルタ３の制御回路の電源とＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御回路の電源間にアクティブフィルタ３の基準電圧あるいは電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチ）に遅延回路を設けることで構成できる。この遅延回路としては、抵抗とコンデンサの時定数によりスイッチング素子（例えばトランジスタ）をＯＮ／ＯＦＦさせる簡単な回路で充分である。
【００５１】
このように構成することにより、アクティブフィルタ３の確実安定動作状態でＤＣ／ＤＣコンバータ５を起動することができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５からの出力状態をさらに安定させることができる。
【００５２】
以上、本発明を各実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、商用電源を全波整流する手段や、高調波抑制回路、第１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータの構成は適宜設計できるものである。
【００５３】
そして、省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ４とアクティブフィルタ３間に設けて本体装置からの省エネ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦするスイッチ及びアクティブフィルタ３とＤＣ／ＤＣコンバータ５間に設けてアクティブフィルタ３の基準電圧あるいは電源電圧の状態でＯＮ／ＯＦＦするスイッチの配置場所は、適宜設定できるものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスイッチングレギュレータによれば、高調波抑制回路により高調波電流の発生を抑制するとともに、高調波抑制回路内部の制御回路の基準電圧を監視し、基準電圧の状態が所定の安定した電圧に達したら第１のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路の動作を開始させることにより、高調波抑制回路が確実に動作してから第１のＤＣ／ＤＣコンバータ５が動作することになり、ワイド入力であっても第１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータの出力状態が安定する。さらに、外部信号により高調波抑制回路内部の制御回路及び第１のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を停止させることができ、省エネモード時の回路内部の動作損失をなくして、無駄な電力の消費を効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、高調波電流抑制回路内部の制御回路の電源電圧を監視し、これが所定の値に達したら第一のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の制御回路を動作開始させる構成によっても、上記と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
そして、高調波電流抑制回路内部の制御回路の基準電圧あるいは電源電圧が所定値になった後、適切な時間だけ遅れて第１のＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路を動作開始させる構成により、高調波電流抑制回路の確実安定動作状態で第１のＤＣ／ＤＣコンバータを起動することができ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータからの出力状態をさらに安定させることができる。
【００５７】
また、第二のＤＣ／ＤＣコンバータの入力段にチョークインダクタを設けることにより、高調波電流発生を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスイッチングレギュレータの一例を示す回路図である。
【図２】そのスイッチングレギュレータの立ち上がり時の出力状態を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施形態のスイッチングレギュレータを示す回路図である。
【図４】第２の実施形態と従来例における省エネモード時の変換効率を比較するグラフである。
【図５】従来のスイッチングレギュレータの一例を示す回路図である。
【図６】そのスイッチングレギュレータの立ち上がり時の出力状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１          ＡＣ入力（商用電源）
２          全波整流ブリッジ（第一の全波整流手段）
３          アクティブフィルタ（高調波電流抑制回路）
４          省エネ用ＤＣ／ＤＣコンバータ（第二のＤＣ／ＤＣコンバータ）
５          ＤＣ／ＤＣコンバータ（第一のＤＣ／ＤＣコンバータ）
６          全波整流ブリッジ（第二の全波整流手段）
７          整流用ダイオード
Ｃ          電源電圧
Ｄ          検出信号
【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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