(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側において交流電源が接続又は非接続の状態にされるスイッチング電源に用いる制御回路であって、
前記交流電源が接続又は非接続の状態にされる第１入力端子と、第１出力端子と、を有し、前記スイッチング電源の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分とを含んだ第１信号を生成し、前記第１出力端子から前記第１信号を出力する第１信号生成部と、
前記第１出力端子が接続される第２入力端子と、第２出力端子と、を有し、前記第１信号から前記非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位にクランプした第２信号を生成し、前記第２出力端子から前記第２信号を出力する第２信号生成部と、
前記第２出力端子が接続される第３入力端子と、前記第３入力端子よりもインピーダンスが低い第３出力端子と、を有し、前記第２信号をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる、前記スイッチング電源と前記交流電源とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報としての第３信号を生成し、第３出力端子から第３信号を出力する第３信号生成部と、
を備えたことを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記スイッチング電源の出力側には負荷回路が接続され、
前記負荷回路には、前記入力接続状態情報が伝達されることを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記第３信号生成部は、インピーダンス変換回路を備え、
前記インピーダンス変換回路が前記第２信号をインピーダンス変換することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記インピーダンス変換回路は、
前記第３入力端子に接続される正極入力端子と、負極入力端子と、出力端子と、を有するオペアンプと、
アノード端子が前記オペアンプの出力端子に接続され、カソード端子が前記第３出力端子に接続されるブロッキングダイオードと、
一端側が前記ブロッキングダイオードのカソードに接続され、他端側が接地に接続される平滑キャパシタと、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記ブロッキングダイオードは、フォトダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記インピーダンス変換回路は、
前記第３入力端子に接続されるベース端子と、前記制御回路の制御動作に必要な制御電力源に接続されるコレクタ端子と、エミッタ端子と、を有するトランジスタと、
一端側が前記エミッタ端子に接続され、他端側が接地に接続される平滑キャパシタと、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項７】
前記第１信号生成部は、前記第１信号とは別に、前記スイッチング電源の前記入力側の電圧を整流し分圧し更に平滑して得られる入力電圧情報表す入力電圧情報信号を生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御回路。
【請求項８】
前記スイッチング電源は、前記スイッチング電源の入力側にコンデンサを設け、このコンデンサはアクロスザラインコンデンサとして機能するＸキャパシタを備えたことをとする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御回路。
【請求項９】
前記Ｘキャパシタは、前記スイッチング電源と前記交流電源とが接続状態から非接続状態になった場合に、前記第３信号に基づいて、前記スイッチング電源と前記交流電源とが接続状態にあった期間に前記Ｘキャパシタに充電された電荷が、前記スイッチング電源と前記交流電源とが非接続状態になった後に放電させられることを特徴とする請求項８に記載の制御回路。
【請求項１０】
前記第３出力端子が接続される第４入力端子と、第４出力端子と、を有し、前記第３信号が所定閾値になった場合に、前記第３信号が所定閾値になったことを示す第４信号を生成し、前記第４出力端子から前記第４信号を出力する第４信号生成部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の制御回路。
【請求項１１】
前記第３出力端子が接続される第４入力端子と、第４出力端子と、を有する第４信号生成部が、前記第３信号が所定閾値になった場合に生成し、前記第４出力端子から出力する、前記第３信号が所定閾値になったことを示す第４信号を有し、前記第３信号又は第４信号に基づいて、前記スイッチング電源と前記交流電源とが接続状態にあった期間に前記Ｘキャパシタに充電された電荷を、前記スイッチング電源と前記交流電源とが非接続状態になった後に放電するスイッチ部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の制御回路。
【請求項１２】
前記スイッチング電源は、スイッチングの制御に必要な制御電源電圧を生成し蓄電する制御電源部を備えたものであり、
前記第３出力端子が接続される第４入力端子と、第４出力端子と、を有する第４信号生成部が、前記第３信号が所定閾値になった場合に生成し、前記第４出力端子から出力する、前記第３信号が所定閾値になったことを示す第４信号を有し、
前記第３信号又は第４信号に基づいて、前記スイッチング電源と前記交流電源とが接続状態にあった期間に、前記スイッチング電源の入力側に設けられたコンデンサが備えるアクロスザラインコンデンサとして機能するＸキャパシタに充電された電荷を、前記スイッチング電源と前記交流電源とが非接続状態になった後に放電するスイッチ部と、
前記制御電源電圧の値に基づいて、前記スイッチング電源のスイッチングを開始又は停止させるスイッチング制御部と、を備え、
前記スイッチ部は、前記交流電源と前記制御電源部とを接続状態又は非接続状態にする起動スイッチと、前記制御電源電圧の値に基づいて前記起動スイッチを制御し前記制御電源部に電力を供給又は非供給の状態にする起動制御部と、を有する制御回路であって、
前記第３信号及び前記入力電圧情報信号、又は、前記第４信号及び前記入力電圧情報信号、に基づいて、前記スイッチング制御部の動作を制御する第５信号を生成する第５信号生成部と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の制御回路。
【請求項１３】
前記第５信号に基づいて、前記制御電源電圧を強制的に低下させる電圧強制低下部を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の制御回路。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の制御回路を備えたことを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路及びスイッチング電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源においては、交流電源間にＸキャパシタを接続し、伝導ノイズ対策とすることが一般になされている。上記Ｘキャパシタは、交流電源が接続される状態のときは、交流電源によって充放電を繰り返す状態となるが、交流電源を接続状態から非接続状態にすると、Ｘキャパシタに電荷が充電したままの状態となってしまい、感電の危険性がある。
【０００３】
そこで、従来のスイッチング電源においては、交流電源間に放電抵抗を設け、Ｘキャパシタに帯電した電荷を所定条件で放電する構成とし、国際安全規格等に規定されている感電防止対策を施すことが多い。
【０００４】
一方、近年、低炭素社会に向けた取り組みとして、待機電力削減に対する要求が益々高まってきているが、待機電力削減要求に対して、上記放電抵抗における電力消費は、大きな課題となる。
【０００５】
例えば、近年、待機電力を数十ｍＷ以下にしたいという要求があるが、Ｘキャパシタを０．３３μＦ 、放電抵抗を３ＭΩとした場合、２００Ｖ系の交流入力電圧では数十ｍＷの電力損失が発生してしまうため、上記放電抵抗での電力損失削減は重要な課題である。
【０００６】
上記課題を解消するための手段として、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されるような発明が提案されている。
【０００７】
特許文献１に開示された直流電源装置に係る発明においては、商用電源に接続される待機動作時には放電抵抗（特許文献１の図１中のＲ３及びＲ４）は導通せず、放電抵抗で消費される電力は軽減される。そのため、放電抵抗による待機時消費電力を削減することが可能となる。
【０００８】
特許文献２に開示された起動回路に係る発明においては、整流電圧が所定電圧以下を検出すると、タイマは整流電圧が所定電圧以下から所定時間を計測する。そして、タイマで計測された所定時間内に整流電圧が規定電圧以下になっていない場合には、交流電源が断となったと判断し、放電回路は整流電圧を放電させる。これにより、交流電源間に接続される放電抵抗をなくすことができ、待機時の消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０４０２８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された発明にあっては、直流電源装置が商用電源に接続される時に、トランジスタ（特許文献１の図１中のＱ３）をオン状態にするためのコンデンサ（特許文献１の図１中のＣ１及びＣ２）が高耐圧で大型の部品を用いる必要があるため、小型かつ少数の低耐圧部品で回路を構成することができず、直流電源装置の低コスト化が図れないといった課題生じる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された発明にあっては、タイマのリセット回路（特許文献２の図３中の基準電源Ｖｒｅｆ２、ＣＭＰ２及びインバータ２１等）等の複雑な回路が必要となり、回路構成が複雑であるという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スイッチング電源の入力接続状態情報の取得を低損失かつ簡素な構成で可能とし、更に、感電防止及び待機電力削減を可能とする制御回路及びスイッチング電源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】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
【００１４】
入力側において交流電源が接続又は非接続の状態にされるスイッチング電源に用いる制御回路であって、交流電源が接続又は非接続の状態にされる第１入力端子と、第１出力端子と、を有し、スイッチング電源の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分とを含んだ第１信号を生成し、第１出力端子から第１信号を出力する第１信号生成部と、第１出力端子が接続される第２入力端子と、第２出力端子と、を有し、第１信号から非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位にクランプした第２信号を生成し、第２出力端子から第２信号を出力する第２信号生成部と、第２出力端子が接続される第３入力端子と、第３入力端子よりもインピーダンスが低い第３出力端子と、を有し、第２信号をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる、スイッチング電源と交流電源とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報としての第３信号を生成し、第３出力端子から第３信号を出力する第３信号生成部と、を備えたことを特徴とする制御回路。
【００１５】
スイッチング電源の出力側には負荷回路が接続され、負荷回路には、入力接続状態情報が伝達されることを特徴とする制御回路。
【００１６】
第３信号生成部は、インピーダンス変換回路を備え、インピーダンス変換回路が第２信号をインピーダンス変換することを特徴とする制御回路。
【００１７】
インピーダンス変換回路は、第３入力端子に接続される正極入力端子と、負極入力端子と、出力端子と、を有するオペアンプと、アノード端子がオペアンプの出力端子に接続され、カソード端子が第３出力端子に接続されるブロッキングダイオードと、一端側が前記ブロッキングダイオードのカソードに接続され、他端側が接地に接続される平滑キャパシタと、を備えたことを特徴とする制御回路。
【００１８】
ブロッキングダイオードは、フォトダイオードであることを特徴とする制御回路。
【００１９】
インピーダンス変換回路は、第３入力端子に接続されるベース端子と、制御回路の制御動作に必要な制御電力源に接続されるコレクタ端子と、エミッタ端子と、を有するトランジスタと、一端側が前記エミッタ端子に接続され、他端側が接地に接続される平滑キャパシタと、を備えたことを特徴とする制御回路。
【００２０】
第１信号生成部は、スイッチング電源の入力側の電圧を整流し分圧し更に平滑して得られる入力電圧情報表す入力電圧情報信号を生成することを特徴とする制御回路。
【００２１】
スイッチング電源は、スイッチング電源の入力側にコンデンサを設け、このコンデンサはアクロスザラインコンデンサとして機能するＸキャパシタを備えたことをとする制御回路。
【００２２】
Ｘキャパシタは、スイッチング電源と交流電源とが接続状態から非接続状態になった場合に、第３信号に基づいて、スイッチング電源と交流電源とが接続状態にあった期間にＸキャパシタに充電された電荷が、スイッチング電源と交流電源とが非接続状態になった後に放電させられることを特徴とする制御回路。
【００２３】
第３出力端子が接続される第４入力端子と、第４出力端子と、を有し、第３信号が所定閾値になった場合に、第３信号が所定閾値になったことを示す第４信号を生成し、第４出力端子から第４信号を出力する第４信号生成部を備えたことを特徴とする制御回路。
【００２４】
第３信号又は第４信号に基づいて、スイッチング電源と交流電源とが接続状態にあった期間にＸキャパシタに充電された電荷を、スイッチング電源と交流電源とが非接続状態になった後に放電するスイッチ部を備えたことを特徴とする制御回路。
【００２５】
スイッチング電源は、スイッチングの制御に必要な制御電源電圧を生成し蓄電する制御電源部を備えたものであり、制御電源電圧の値に基づいて、スイッチング電源のスイッチングを開始又は停止させるスイッチング制御部を備え、スイッチ部は、交流電源と制御電源部とを接続状態又は非接続状態にする起動スイッチと、制御電源電圧の値に基づいて起動スイッチを制御し制御電源部に電力を供給又は非供給の状態にする起動制御部と、を有する制御回路であって、第３信号及び入力電圧情報信号、又は、第４信号及び入力電圧情報信号、に基づいて、スイッチング制御部の動作を制御する第５信号を生成する第５信号生成部と、を備えたことを特徴とする制御回路。
【００２６】
第５信号に基づいて、制御電源電圧を強制的に低下させる電圧強制低下部を備えたことを特徴とする制御回路。
【００２７】
上記いずれかの制御回路を備えたことを特徴とするスイッチング電源。
【発明の効果】
【００２８】
入力側において交流電源が接続又は非接続の状態にされるスイッチング電源に用いる制御回路であって、第１信号生成部は、スイッチング電源の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分とを含んだ第１信号を生成し、第１出力端子から第１信号を出力し、第２信号生成部は、第１信号から非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位にクランプした第２信号を生成し、第２出力端子から第２信号を出力し、第３信号生成部は、第２信号をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる、スイッチング電源と交流電源とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報としての第３信号を生成し、第３出力端子から第３信号を出力する。これにより、スイッチング電源の入力接続状態情報を、低損失かつ簡素な構成で取得することができる。そのため、入力側にＸキャパシタ設けられているスイッチング電源においては、スイッチング電源が交流電源に接続された状態から非接続の状態になった場合に、スイッチング電源の入力接続状態情報に基づいて、Ｘキャパシタに充電された電荷を速やかに放電させ感電防止を図ることができる。
【００２９】
制御回路は、スイッチング電源の出力側に接続される負荷回路に、入力接続状態情報を伝達する。例えば、負荷回路がマイコンである場合には、スイッチング電源の入力接続状態情報がマイコンに伝達される。この場合、交流電源とスイッチング電源とが切断される際におけるスイッチング電源等の動作情報をマイコンがメモリ等に記憶させるようにすると、スイッチング電源のシステム全体の利便性を高めることができる。
【００３０】
第３信号生成部は、インピーダンス変換回路を備え、インピーダンス変換回路が第２信号をインピーダンス変換する。これにより、スイッチング電源の入力電圧を、高いインピーダンスで検出監視することが可能となり、低損失かつ簡素な構成で、スイッチング電源の入力接続状態情報を取得することができる。
【００３１】
インピーダンス変換回路は、オペアンプと、ブロッキングダイオードと、平滑キャパシタと、を備え、オペアンプは、第３入力端子に接続される正極入力端子と、負極入力端子と、出力端子と、を有し、ブロッキングダイオードは、アノード端子がオペアンプの出力端子に接続され、カソード端子が第３出力端子に接続され、平滑キャパシタは、一端側がブロッキングダイオードのカソードに接続され、他端側が接地に接続される。これにより、インピーダンス変換回路等を含む制御回路の構成を簡素にすることができる。
【００３２】
ブロッキングダイオードはフォトダイオードであり、フォトダイオードに電流が流れると、フォトダイオードが発光信号し、交流電源とスイッチング電源との接続状態の情報が光信号により通知される。これにより、交流電源とスイッチング電源との接続状態の情報を、電気的に絶縁された位置に伝達することが可能となる。
【００３３】
インピーダンス変換回路は、第３入力端子に接続されるベース端子と、制御回路の制御動作に必要な制御電力源としての制御電源に接続されるコレクタ端子と、エミッタ端子と、を有するトランジスタと、一端側がエミッタ端子に接続され、他端側が接地に接続される平滑キャパシタと、を備えた構成とする。これにより、インピーダンス変換回路等を含む制御回路の構成を更に簡素にすることができる。
【００３４】
第１信号生成部は、スイッチング電源の入力側の電圧を整流し分圧し更に平滑して得られる入力電圧情報表す入力電圧情報信号を生成する。これにより、スイッチング電源の入力電圧情報の取得を、低損失かつ簡素な構成で行うことができ、入力電圧を監視し、入力電圧が定常状態にない場合等にスイッチング電源動作を停止等させることができる。
【００３５】
スイッチング電源は、スイッチング電源の入力側にコンデンサを設け、このコンデンサはアクロスザラインコンデンサとして機能するＸキャパシタを備える構成とする。これにより、Ｘキャパシタを備えたスイッチング電源においても、スイッチング電源の入力接続状態情報及び／又は入力電圧情報の取得を、低損失かつ簡素な構成で行うことができる。
【００３６】
Ｘキャパシタは、スイッチング電源と交流電源とが接続状態から非接続状態になった場合に、第３信号に基づいて、スイッチング電源と交流電源とが接続状態にあった期間にＸキャパシタに充電された電荷が、スイッチング電源と交流電源とが非接続状態になった後に放電させられる。これにより、スイッチング電源が交流電源に接続された状態から非接続の状態になった場合には、第３信号に基づいて、Ｘキャパシタに充電された電荷を速やかに放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源を提供することができる。
【００３７】
第４信号生成部は、第３信号が所定閾値になった場合に、第３信号が所定閾値になったことを示す第４信号を生成し、第４出力端子から第４信号を出力する。これにより、確実かつ速やかにＸキャパシタに充電された電荷を放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源を提供することができる。
【００３８】
スイッチ部は、第３信号又は第４信号に基づいて、スイッチング電源と交流電源とが接続状態にあった期間にＸキャパシタに充電された電荷を、スイッチング電源と交流電源とが非接続状態になった後に速やかに放電する。これにより、確実かつ速やかにＸキャパシタに充電された電荷を放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源を提供することができる。
【００３９】
スイッチング電源は、スイッチングの制御に必要な制御電源電圧を生成し蓄電する制御電源部を備えたものであり、制御電源電圧の値に基づいて、スイッチング電源のスイッチングを開始又は停止させるスイッチング制御部を備え、スイッチ部は、交流電源と制御電源部とを接続状態又は非接続状態にする起動スイッチと、制御電源電圧の値に基づいて起動スイッチを制御し制御電源部に電力を供給又は非供給の状態にする起動制御部と、を有する制御回路であって、第５信号生成部は、第３信号及び入力電圧情報信号、又は、第４信号及び入力電圧情報信号、に基づいて、スイッチング制御部の動作を制御する第５信号を生成し、スイッチング制御部に出力する。
【００４０】
このように動作する制御回路によれば、スイッチング電源の入力側に交流電源が接続された状態において、入力電圧変動を監視し、入力電圧が定常状態にない場合等にスイッチング電源動作を停止させることができる。また、スイッチング電源が交流電源に接続された状態から非接続の状態になった場合には、第５信号によりスイッチング電源のスイッチングを速やかに停止させることができ、起動スイッチにより交流電源と制御電源部とを接続状態にさせて、Ｘキャパシタに充電された電荷を速やかに放電させることができる。
【００４１】
なお、入力電圧変動を監視する入力電圧情報信号は、Ｘキャパシタの端子電圧を分圧して平滑しただけの信号である。そのため、Ｘキャパシタが十分に放電されない状態では入力電圧情報信号だけでは交流電源が非接続かどうかの検出が困難であるが、制御回路１０１では、入力接続状態情報も取得しているため、交流電源が非接続かどうかの検出も確実になされる。
【００４２】
また、本発明によれば、入力電圧変動を監視するための抵抗部品とスイッチング電源の入力接続状態情報を取得するための抵抗部品を共用できる。これにより、少数部品構成で確実かつ速やかにＸキャパシタに充電された電荷を放電させて、感電防止を図ることができる。
【００４３】
電圧強制低下部は、第５信号に基づいて、制御電源電圧を強制的に低下させる。これにより、入力接続状態及び入力電圧変動を監視し、スイッチング電源の入力側において、交流電源が接続から非接続の状態にされる場合には、スイッチング制御部は、強制的に低下させられた制御電源電圧の値に基づいて、スイッチング電源のスイッチングを停止させる。
【００４４】
そして、スイッチ部の起動制御部は、強制的に低下させられた制御電源電圧の値に基づいて起動スイッチを制御し制御電源部に電力を供給する状態にする。そのため、スイッチング電源が交流電源に接続されていた状態時にＸキャパシタに充電された電荷を急速に放電することができ、確実に感電防止を可能とする制御回路及びスイッチング電源を提供することができる。
【００４５】
また、スイッチング電源と交流電源とが接続された状態で入力電圧が定常状態よりも低下した場合においては、スイッチング制御部は、強制的に低下させられた制御電源電圧の値に基づいて、スイッチング電源のスイッチングを停止させる。
【００４６】
そして、これと同時に、スイッチ部の起動制御部は、強制的に低下させられた制御電源電圧の値に基づいて起動スイッチを制御し制御電源部に電力を供給する状態にする。そのため、スイッチング電源と交流電源とが接続された状態で入力電圧が定常状態よりも低下した場合には、素早くスイッチング電源を再起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制御回路１００を用いたスイッチング電源１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１の各部の動作波形図である。
【図３】図１中の第３信号生成部１３０を第３信号生成部２３０に変形した例を示す回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る制御回路１０１を用いたスイッチング電源２の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せをする様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００４９】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について、説明する。
【００５０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御回路１００を用いたスイッチング電源１の構成を示す回路図である。図２は、図１のスイッチング電源１の各部の動作波形図である。図３は、図１中の第３信号生成部１３０を第３信号生成部２３０に変形した例を示す回路図である。
【００５１】
スイッチング電源１は、Ｘキャパシタ３０、整流ダイオード４０、平滑コンデンサ５０、コンバータ６０及び制御回路１００を備えている。スイッチング電源１の入力側は、スイッチ２０を介して交流電源１０に接続され、スイッチ２０をオン又はオフさせることにより、スイッチング電源１は入力側において交流電源１０が接続又は非接続の状態にされる。
【００５２】
Ｘキャパシタ３０は、アクロスザラインコンデンサとして機能し、スイッチング電源１の入力側に設けられ、交流電源１０のライン間に接続される。
【００５３】
Ｘキャパシタ３０は、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態から非接続状態になった場合に、後述する第３信号Ｓ１３０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態にあった期間にＸキャパシタ３０に充電された電荷が、スイッチング電源１と交流電源１０とが非接続状態になった後に放電させられる。
【００５４】
制御回路１００は、スイッチング電源１の制御を行うものである。制御回路１００は、第１信号生成部１１０と、第２信号生成部１２０と、第３信号生成部１３０と、第４信号生成部１４０と、スイッチ部１６０と、を備えている。また、制御回路１００は、端子１０２、端子１０４、端子１０６及び端子１０８を有している。
【００５５】
第１信号生成部１１０は、第１入力端子１１１ａ、１１１ｂと、第１出力端子１１３ａ、１１３ｂと、を有し、更に、端子１１５と、端子１１７と、を有する。
【００５６】
第１入力端子１１１ａは、端子１０２及びスイッチ２０を介して交流電源１０の一端に接続され、第１入力端子１１１ｂは、端子１０４を介して交流電源１０の他端に接続される。
【００５７】
第１信号生成部１１０は、スイッチング電源１の入力側の電圧をダイオード１１２及びダイオード１１４により整流し抵抗１１６及び抵抗１１８ａにより分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分とを含んだ第１信号Ｓ１１０を生成し、第１出力端子１１３ａ、１１３ｂから第１信号Ｓ１１０を出力する。
【００５８】
第１出力端子１１３ａ、１１３ｂは、それぞれ、第２信号生成部１２０の第２入力端子１２１ａ、１２１ｂに接続される。端子１１５は、制御回路１００の端子１０６を介してスイッチング電源１の接地ＧＮＤに接続される。端子１１７は、スイッチ部１６０の端子１６８に接続される。
【００５９】
第１信号生成部１１０は、上記ダイオード１１２、ダイオード１１４、抵抗１１６及び抵抗１１８ａを有する。ダイオード１１２のアノードは、第１入力端子１１１ａを介して、制御回路１００の端子１０２に接続される。ダイオード１１２のカソードは、ダイオード１１４のカソード、抵抗１１６の一端及び端子１１７に接続される。
【００６０】
ダイオード１１４のアノードは、第１入力端子１１１ｂを介して、制御回路の端子１０４に接続される。ダイオード１１４のカソードは、ダイオード１１２のカソード、抵抗１１６の一端及び端子１１７に接続される。
【００６１】
抵抗１１６の一端は、ダイオード１１２のカソード、ダイオード１１４のカソード及び端子１１７に接続される。抵抗１１６の他端は、抵抗１１８ａの一端及び第１出力端子１１３ａに接続される。
【００６２】
抵抗１１８ａは、一端が抵抗１１６の他端及び第１出力端子１１３ａに接続され、他端が第１出力端子１１３ｂ及び端子１１５に接続される。
【００６３】
第２信号生成部１２０は、第１出力端子１１３ａ、１１３ｂがそれぞれ接続される第２入力端子１２１ａ、１２１ｂと、第２出力端子１２３ａ、１２３ｂと、を有する。
【００６４】
第２信号生成部１２０は、第１信号Ｓ１１０から非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位Ｅ１にクランプした第２信号Ｓ１２０を生成し、第２出力端子１２３ａ、１２３ｂから第２信号Ｓ１２０を出力する。
【００６５】
第２信号生成部１２０は、コンデンサ１２２、ダイオード１２４及び抵抗１２６を有する。
【００６６】
コンデンサ１２２の一端は、第２入力端子１２１ａに接続される。コンデンサ１２２の他端はダイオード１２４のカソード、抵抗１２６の一端及び第２出力端子１２３ａに接続される。
【００６７】
ダイオード１２４のカソードは、コンデンサ１２２の他端、抵抗１２６の一端及び第２出力端子１２３ａに接続される。ダイオード１２４のアノードは、第２入力端子１２１ｂ、第２出力端子１２３ｂ及び抵抗１２６の他端に接続される。
【００６８】
抵抗１２６の一端は、コンデンサ１２２の他端、ダイオード１２４のカソード及び第２出力端子１２３ａに接続される。抵抗１２６の他端は、第２入力端子１２１ｂ、第２出力端子１２３ｂ及びダイオード１２４のアノードに接続される。
【００６９】
第３信号生成部１３０は、第２出力端子１２３ａ、１２３ｂがそれぞれ接続される第３入力端子１３１ａ、１３１ｂと、第３入力端子１３１ａ、１３１ｂよりもインピーダンスが低い第３出力端子１３３ａ、１３３ｂと、を有する。
【００７０】
第３信号生成部１３０は、第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる第３信号Ｓ１３０を生成し、第３出力端子１３３ａ、１３３ｂから第３信号Ｓ１３０を出力する。  
【００７１】
第３信号生成部１３０は、第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換するインピーダンス変換回路を備えている。このインピーダンス変換回路は、例えば、オペアンプ１３２と、ブロッキングダイオード１３４と、平滑キャパシタ１３６と、で構成する。
【００７２】
第３信号生成部１３０は、インピーダンス変換回路と、インピーダンス変換された信号を平滑する回路と、を有する構成となるため、スイッチング電源１の入力電圧を、高いインピーダンスで検出することが可能となり、簡素な構成でスイッチング電源１の入力電圧検出に係る電力損失の低減を図ることができる。
【００７３】
第３信号Ｓ１３０は、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報を含む信号である。
【００７４】
オペアンプ１３２は、第３入力端子１３１ａに接続される正極入力端子と、負極入力端子と、出力端子と、を有し、負極入力端子及び出力端子は短絡した構成とする。オペアンプ１３２の負極入力端子及び出力端子は、ブロッキングダイオード１３４のアノードに接続される。
【００７５】
ブロッキングダイオード１３４のアノード端子は、オペアンプ１３２の負極入力端子及び出力端子に接続される。ブロッキングダイオード１３４のカソード端子は、第３出力端子１３３ａ及び平滑キャパシタ１３６の一端に接続される。
【００７６】
平滑キャパシタ１３６は、一端側がブロッキングダイオード１３４のカソード及び第３出力端子１３３ａに接続され、他端側が第３出力端子１３３ｂ及び第３入力端子１３１ｂを介して接地ＧＮＤに接続される。
【００７７】
このような回路にすることにより、インピーダンス変換回路を含む制御回路１００を簡素な構成とすることができ、制御回路１００のコスト削減を図ることができる。
【００７８】
ブロッキングダイオード１３４は、例えばフォトダイオードとすると好適である。この場合、ブロッキングダイオード１３４に電流が流れると、フォトダイオードが発光するため、交流電源１０とスイッチング電源１との接続状態の情報が入力接続状態情報として光信号により制御回路１００の外部に通知できる。
【００７９】
また、上記フォトダイオードの発光信号を例えばフォトトランジスタで受光信号するよう構成すれば、交流電源１０とスイッチング電源１との接続状態の情報を、容易に電気的に絶縁された位置に伝達することが可能となる。
【００８０】
第４信号生成部１４０は、第４入力端子１４１ａ、第４入力端子１４１ｂ、第４出力端子１４７ａ、第４出力端子１４７ｂ及び端子１４８を有する。また、第４信号生成部１４０は、抵抗１４１、抵抗１４２、抵抗１４３及びトランジスタ１４６を有する。
【００８１】
第４入力端子１４１ａ、第４入力端子１４１ｂは、それぞれ第３信号生成部１３０の第３出力端子１３３ａ、第３出力端子１３３ｂに接続される。第４出力端子１４７ａ、第４出力端子１４７ｂは、それぞれスイッチ部１６０が有する端子１６１ａ、端子１６１ｂに接続される。端子１４８は、第３信号生成部１３０の端子１３５及び制御回路１００の端子１０８に接続される。
【００８２】
制御回路１００の端子１０８は、コンバータ６０のＶｃｃ端子６５に接続され、コンバータ６０から制御回路１００の制御動作に必要な制御電力が供給される。
【００８３】
抵抗１４１の一端は、第４入力端子１４１ａに接続される。抵抗１４１の他端は、抵抗１４２の一端及びトランジスタ１４６のベース端子に接続される。
【００８４】
抵抗１４２の一端は、抵抗１４１の他端及びトランジスタ１４６のベース端子に接続される。抵抗１４２の他端は、トランジスタ１４６のエミッタ端子、第４入力端子１４１ｂ及び端子１６６ｂに接続される。
【００８５】
トランジスタ１４６のベース端子は、抵抗１４１の他端及び抵抗１４２の一端に接続される。トランジスタ１４６のコレクタ端子は、抵抗１４３の一端及び第４出力端子１４７ａに接続される。トランジスタ１４６のエミッタ端子は、抵抗１４２の他端、第４入力端子１４１ｂ及び第４出力端子１４７ｂに接続される。
【００８６】
抵抗１４３の一端は、トランジスタ１４６のコレクタ端子及び第４出力端子１４７ａに接続される。抵抗１４３の他端は、端子１４８に接続される。
【００８７】
第４信号生成部１４０は、第３信号Ｓ１３０が所定閾値ＶＴＨ（Ｓ１３０）になった場合に、第３信号Ｓ１３０が所定閾値ＶＴＨ（Ｓ１３０）になったことを示す第４信号Ｓ１４０を生成し、第４出力端子１４７ａ、第４出力端子１４７ｂから第４信号Ｓ１４０を出力する。
【００８８】
スイッチ部１６０は、第４信号Ｓ１４０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態にあった期間にＸキャパシタ３０に充電された電荷を、スイッチング電源１と交流電源１０とが非接続状態になった後に速やかに放電する。
【００８９】
なお、第１の実施の形態においては、スイッチ部１６０は、第４信号Ｓ１４０に基づいてＸキャパシタ３０に充電された電荷を放電させるが、第４信号Ｓ１４０に基づかなくても、第３信号Ｓ１３０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態にあった期間にＸキャパシタ３０に充電された電荷を、スイッチング電源１と交流電源１０とが非接続状態になった後に速やかに放電するような構成にして適宜変更してもよい。
【００９０】
このような構成とすることにより、確実かつ速やかにＸキャパシタに充電された電荷を放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全な制御回路１００及びスイッチング電源１を提供することができる。
【００９１】
スイッチ部１６０は、端子１６１ａ、端子１６１ｂ及び端子１６８を有する。また、スイッチ部１６０は、抵抗１６２、抵抗１６４及びトランジスタ１６６を有する。
【００９２】
抵抗１６２の一端は、端子１６１ａに接続される。抵抗１６２の他端は、トランジスタ１６６のベース端子に接続される。
【００９３】
トランジスタ１６６のコレクタ端子は、抵抗１６４の一端に接続される。トランジスタ１６６のエミッタ端子は、端子１６１ｂに接続される。トランジスタ１６６のベース端子は、抵抗１６２の他端に接続される。
【００９４】
抵抗１６４の一端は、トランジスタ１６６のコレクタ端子に接続される。抵抗１６４の他端は、端子１６８に接続される。
【００９５】
端子１６１ａ、端子１６１ｂは、第４信号生成部１４０の第４出力端子１４７ａ、第４出力端子１４７ｂにそれぞれ接続される。端子１６８は、第１信号生成部１１０の端子１１７に接続される。
【００９６】
以上のような構成の制御回路１００は、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報としての第３信号Ｓ１３０を、低損失かつ簡素な構成で取得する。
【００９７】
これにより、スイッチング電源１が交流電源１０に接続された状態から非接続の状態になった場合には、スイッチング電源１の入力接続状態情報に基づいて、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を速やかに放電させ感電防止を図ることができる。
【００９８】
スイッチング電源１の出力側は、スイッチング電源１の入力側とは絶縁された負荷回路７０に接続される。この負荷回路７０は、入力接続状態情報信号が伝達されるようにすると好適である。
【００９９】
この場合、例えば、図１中の抵抗１６２とトランジスタ１６６のベース端子との間に、図示しないフォトダイオードを挿入し、トランジスタ１６６のベース電流をそのフォトダイオードに流し、負荷回路７０に設けられた図示しないフォトトランジスタで受光するよう構成すれば、入力接続状態情報を光信号として負荷回路７０に伝達することができる。
【０１００】
このような構成にすることにより、負荷回路７０がマイコンである場合には、スイッチング電源１の入力接続状態情報をマイコンに伝達することができる点、スイッチング電源１のシステム全体の利便性の面で好適である。
【０１０１】
また、図１に示す第３信号生成部１３０を、図３に示す第３信号生成部２３０に置き換えても良い。図３に示す第３信号生成部２３０は、図１の第３信号生成部１３０の変形例である。
【０１０２】
第３信号生成部２３０は、第３入力端子２３１ａ、２３１ｂ、第３出力端子２３３ａ、２３３ｂ及び端子２３５を有する。
【０１０３】
第３入力端子２３１ａ、２３１ｂは、それぞれ第２出力端子１２３ａ、１２３ｂに接続される。第３出力端子２３３ａ、２３３ｂは、それぞれ第４信号生成部１４０の第４入力端子１４１ａ、１４１ｂに接続される。端子２３５は、第４信号生成部１４０の端子１４８及び制御回路１００の端子１０８に接続される。
【０１０４】
第３信号生成部２３０は、トランジスタ２３４、平滑キャパシタ２３６及び抵抗２３２を有する。
【０１０５】
トランジスタ２３４のベース端子は、第３入力端子２３１ａに接続される。トランジスタ２３４のコレクタ端子は、抵抗２３２、端子２３５、制御回路１００の端子１０８及びコンバータ６０のＶｃｃ端子６５を介して、制御回路１００の制御動作に必要な制御電力源としての図示しない制御電源に接続される。トランジスタ２３４のエミッタ端子は、平滑キャパシタ２３６の一端及び第３出力端子２３３ａに接続される。  
【０１０６】
抵抗２３２の一端は、端子２３５に接続される。抵抗２３２の他端は、トランジスタ２３４のコレクタ端子に接続される。
【０１０７】
平滑キャパシタ２３６の一端は、トランジスタ２３４のエミッタ端子及び端子２３３ａに接続され、平滑キャパシタ２３６の他端は、第３入力端子２３１ｂ、第３出力端子２３３ｂを介して、接地ＧＮＤに接続される。
【０１０８】
上記第３信号生成部２３０は、インピーダンス変換回路を含む制御回路１００の構成をより簡素化できる。
【０１０９】
続いて、図２を参照しながら、本実施の形態に係る制御回路１００及びスイッチング電源１の動作及び効果について説明する。
【０１１０】
図２は、図１中のＡ点−Ｂ点間、Ｃ点−ＧＮＤ間、Ｄ点−ＧＮＤ間、Ｅ点−ＧＮＤ間、Ｆ点−ＧＮＤ間及びＧ点−ＧＮＤ間の電圧波形を示したものである。
【０１１１】
なお、図１中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点及びＧ点は、それぞれ図1中の端子１１１ａ、端子１１１ｂ、端子１１７、端子１１３ａ、端子１２３ａ、端子１３３ａ、端子１４７ａの位置に対応している。
【０１１２】
図２中のＡ点−Ｂ点間電圧は、スイッチング電源１の入力側の電圧であり、Ｘキャパシタ３０の両端電圧が表れる。
【０１１３】
図２中のＣ点−ＧＮＤ間電圧は、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流した電圧が表れる。
【０１１４】
図２中のＤ点−ＧＮＤ間電圧は、第１信号生成部１１０により、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分を含んだ第１信号Ｓ１１０が表れる。
【０１１５】
図２中のＥ点−ＧＮＤ間電圧は、第２信号生成部１２０により、第１信号Ｓ１１０から非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位Ｅ１にクランプした第２信号Ｓ１２０が表れる。
【０１１６】
図２中のＦ点−ＧＮＤ間電圧は、第３信号生成部１３０により、第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる第３信号Ｓ１３０が表れる。
【０１１７】
図２中のＧ点−ＧＮＤ間電圧は、第３信号Ｓ１３０が所定閾値になったことを示す第４信号Ｓ１４０が表れる。
【０１１８】
なお、本実施の形態において、入力接続状態情報信号Ｓ１４０（図２中のＧ点−ＧＮＤ間電圧）が、Ｌｏｗのときはスイッチング電源１と交流電源１０とが接続の状態、Ｈｉｇｈのときはスイッチング電源１と交流電源１０とが非接続の状態を表す。
【０１１９】
図２中の時刻ｔ１は、スイッチ２０が短絡状態から開放状態に切り替えられたタイミングであり、スイッチング電源１と交流電源１０とが、接続状態から非接続状態に切替るタイミングである。
【０１２０】
Ａ点−Ｂ点間電圧は、図２中の時刻ｔ１においては、交流電源１０からＸキャパシタ３０の両端にスイッチ２０が開放された時の電荷が充電された状態であり、時刻ｔ１〜ｔ２までこの状態が保持される。
【０１２１】
図２中のＣ点−ＧＮＤ間電圧は、図２中の時刻ｔ１より前は、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流した電圧が表れる。そして、図２中の時刻ｔ１において、図２中のＣ点−ＧＮＤ間電圧は、交流電源１０の交流に同期した脈流は表れなくなって非脈流電圧成分のみの波形となる。
【０１２２】
時刻ｔ１〜ｔ２の期間中のＣ点−ＧＮＤ間電圧は、抵抗１１６（例えば、１０ＭΩ）及び抵抗１１８ａ（例えば、２．２ＭΩ）を介して僅少の放電がなされ僅かに低下するが、抵抗１１６及び抵抗１１８ａの値は、ＭΩオーダであるため、ほぼ所定の電圧ＶＣ（例えば、１４１Ｖ）で保持される。
【０１２３】
図２中のＤ点−ＧＮＤ間電圧（第１信号Ｓ１１０）は、第１信号生成部１１０により、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分を含む波形が表れる。
【０１２４】
図２中の時刻ｔ１において、図２中のＤ点−ＧＮＤ間電圧（第１信号Ｓ１１０）は、交流電源１０の交流に同期した脈流は表れなくなって非脈流電圧成分のみの波形となり、時刻ｔ１〜ｔ２の期間中、所定の電圧ＶＤ（例えば、２４Ｖ）で保持される。
【０１２５】
なお、抵抗１１６、抵抗１１８ａ及び第２信号生成部１２０等の値をＭΩオーダとするため、ほぼ所定の電圧ＶＤで保持される。Ｄ点−ＧＮＤ間電圧は、時刻ｔ１〜ｔ２の期間中、抵抗１１６（例えば、１０ＭΩ）、抵抗１１８ａ（例えば、２．２ＭΩ）及び第２信号生成部１２０等を介して僅少の放電はなされるが、抵抗１１６及び抵抗１１８ａ等の値がＭΩオーダであるため、ほぼ所定の電圧ＶＤで保持される。
【０１２６】
図２中のＥ点−ＧＮＤ間電圧（第２信号Ｓ１２０）は、図２中の時刻ｔ１において、交流電源１０の交流に同期した脈流電圧成分は表れなくなって非脈流電圧成分のみの電圧波形となり、時刻ｔ１〜ｔ２の期間に低下し、時刻ｔ２で０［Ｖ］となる。
【０１２７】
Ｅ点−ＧＮＤ間電圧（第２信号Ｓ１２０）は、第１信号Ｓ１１０から非脈流電圧成分を除去されているため、Ｄ点−ＧＮＤ間電圧（第１信号Ｓ１１０）よりも短時間で電圧が低下する。
【０１２８】
図２中のＦ点−ＧＮＤ間電圧（第３信号Ｓ１３０）は、第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られた値となる。時刻ｔ１〜ｔ２の期間中、Ｅ点−ＧＮＤ間電圧（第２信号Ｓ１２０）は、急速に低下するため、これに伴って、Ｆ点−ＧＮＤ間電圧も時刻ｔ１以後急速に低下する。
【０１２９】
そして、図２中の時刻ｔ２のタイミングでＦ点−ＧＮＤ間電圧は所定閾値Ｖｔｈ（Ｓ１３０）にまで低下する。なお、この電圧低下は、Ｆ点−ＧＮＤ間電圧（第３信号Ｓ１３０）は、抵抗１４１（例えば、２２０ｋΩ）及び抵抗１４２（例えば、１００ｋΩ）等の放電によるものである。
【０１３０】
図２中のＧ点−ＧＮＤ間電圧（入力接続状態情報信号Ｓ１４０）は、第３信号Ｓ１３０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが、接続又は非接続いずれかの状態にあるか示す信号（例えば、Ｈｉｇｈで接続、Ｌｏｗで非接続）として表れる。
【０１３１】
Ｆ点−ＧＮＤ間電圧（第３信号Ｓ１３０）が時刻ｔ２のタイミングで所定閾値Ｖｔｈ（Ｓ１３０）にまで低下すると、第４信号生成部１４０内のトランジスタ１４６がオフし、Ｇ点−ＧＮＤ間電圧（入力接続状態情報信号Ｓ１４０）がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わる。
【０１３２】
入力接続状態情報信号Ｓ１４０がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わるタイミング（図２中の時刻ｔ２）に、第４信号生成部１４０は、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を放電させるように動作する。
【０１３３】
Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を速やかに放電させる動作は、トランジスタ１６６がオンすることでなされ、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷は、ダイオードＤ１１２、抵抗１６４、トランジスタ１６６、接地ＧＮＤ、整流ダイオード４０の経路で放電される。
【０１３４】
これにより、図２中のＡ点−Ｂ点間電圧（Ｘキャパシタ３０の両端電圧）は、図２中の時刻ｔ２〜ｔ３の期間で低下し、図２中の時刻ｔ３において、Ｘキャパシタ３０の放電は完了する。
【０１３５】
以上説明したように、制御回路１０１においては、第１信号生成部１１０は、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流し分圧して得られる、脈流電圧成分と非脈流電圧成分とを含んだ第１信号Ｓ１１０を生成し、第１出力端子１１３ａ、１１３ｂから第１信号Ｓ１１０を出力する。また、第２信号生成部１２０は、第１信号Ｓ１１０から非脈流電圧成分を除去した脈流電圧成分信号の最小値を所定の第１電位Ｅ１にクランプした第２信号Ｓ１２０を生成し、第２出力端子１２３ａ、１２３ｂから第２信号を出力する。更に、第３信号生成部１３０は、第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換して更に整流し平滑して得られる、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続又は非接続いずれかの状態にあるかを表す入力接続状態情報としての第３信号Ｓ１３０を生成し、第３出力端子から第３信号Ｓ１３０を出力する。
【０１３６】
これにより、スイッチング電源１の入力接続状態情報を、低損失かつ簡素な構成で取得することができる。そのため、スイッチング電源１の入力側にＸキャパシタ３０設けられている場合に、スイッチング電源１が交流電源１０に接続された状態から非接続の状態になった場合には、スイッチング電源１の入力接続状態情報に基づいて、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を速やかに放電させ感電防止を図ることができる。
【０１３７】
制御回路１０１は、スイッチング電源１の出力側に接続される負荷回路７０に、入力接続状態情報を伝達する。例えば、負荷回路７０がマイコンである場合には、スイッチング電源１の入力接続状態情報がマイコンに伝達される。例えば、マイコンが、交流電源１０とスイッチング電源１とが切断される際におけるスイッチング電源１等の動作情報をメモリ等に記憶させるようにすると、スイッチング電源１のシステム全体の利便性を高めることができる。
【０１３８】
第３信号生成部１３０は、インピーダンス変換回路を備え、インピーダンス変換回路が第２信号Ｓ１２０をインピーダンス変換する。これにより、スイッチング電源１の入力電圧を、高いインピーダンスで検出監視することが可能となり、低損失かつ簡素な構成で、スイッチング電源１の入力接続状態情報を取得することができる。
【０１３９】
インピーダンス変換回路は、オペアンプ１３２と、ブロッキングダイオード１３４と、平滑キャパシタ１３６と、を備え、オペアンプ１３２は、第３入力端子に接続される正極入力端子と、負極入力端子と、出力端子と、を有し、ブロッキングダイオード１３４は、オペアンプ１３２の出力端子にアノード端子が接続されカソード端子が第３出力端子に接続され、平滑キャパシタ１３６は、一端側がブロッキングダイオード１３４のカソードに接続され他端側が接地に接続される。これにより、インピーダンス変換回路等を含む制御回路１００の構成を簡素にすることができる。
【０１４０】
ブロッキングダイオード１３４はフォトダイオードであり、フォトダイオードに電流が流れると、フォトダイオードが発光信号し、交流電源１とスイッチング電源１０との接続状態の情報が光信号により通知される。これにより、交流電源１０とスイッチング電源１との接続状態の情報を、電気的に絶縁された位置に伝達することが可能となる。
【０１４１】
インピーダンス変換回路は、第３入力端子に接続されるベース端子と、制御回路の制御動作に必要な制御電力源としての図示しない制御電源に接続されるコレクタ端子と、エミッタ端子と、を有するトランジスタ２３４と、一端側がエミッタ端子に接続され他端側が接地に接続される平滑キャパシタ１３６と、を備えた構成とする。これにより、インピーダンス変換回路等を含む制御回路１００の構成を更に簡素にすることができる。
【０１４２】
第１信号生成部１１０は、スイッチング電源１の入力側の電圧を整流し分圧し更に平滑して得られる入力電圧情報表す入力電圧情報信号を生成して出力する。これにより、スイッチング電源１の入力電圧情報の取得を、低損失かつ簡素な構成で行うことができ、入力電圧を監視し、入力電圧が定常状態にない場合等にスイッチング電源１の動作を停止等させることができる。
【０１４３】
スイッチング電源１は、スイッチング電源１の入力側に設けられるアクロスザラインコンデンサとして機能するＸキャパシタ３０を備える構成とする。これにより、Ｘキャパシタ３０を備えたスイッチング電源１の入力接続状態情報及び／又は入力電圧情報の取得を、低損失かつ簡素な構成で行うことができる。
【０１４４】
Ｘキャパシタ３０は、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態から非接続状態になった場合に、第３信号Ｓ１３０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態にあった期間にＸキャパシタ３０に充電された電荷が、スイッチング電源１と交流電源１０とが非接続状態になった後に放電させられる。これにより、スイッチング電源１が交流電源１０に接続された状態から非接続の状態になった場合には、第３信号Ｓ１３０に基づいて、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を速やかに放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源１を提供することができる。
【０１４５】
第４信号生成部１４０は、第３信号Ｓ１３０が所定閾値になった場合に、第３信号Ｓ１３０が所定閾値ＶＴＨ（Ｓ１３０）になったことを示す第４信号Ｓ１４０を生成し、第４出力端子から第４信号Ｓ１４０を出力する。これにより、確実かつ速やかにＸキャパシタ３０に充電された電荷を放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源１を提供することができる。
【０１４６】
スイッチ部１６０は、第３信号１３０又は第４信号Ｓ１４０に基づいて、スイッチング電源１と交流電源１０とが接続状態にあった期間にＸキャパシタ３０に充電された電荷を、交流電源１０とスイッチング電源１とが非接続状態になった後に速やかに放電する。これにより、確実かつ速やかにＸキャパシタ３０に充電された電荷を放電させ、感電防止を図ることができ、低損失かつ簡素な構成の安全なスイッチング電源１を提供することができる。
【０１４７】
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態について、説明する。
【０１４８】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る制御回路１０１を用いたスイッチング回路２の構成を示す回路図である。
【０１４９】
第２の実施の形態の説明においては、図１に示した第１の実施の形態と共通する部分の説明は省略し、図１に示した第１の実施の形態と異なる構成部分を中心に説明する。
【０１５０】
図４においては、図１中の第１信号生成部１１０の構成が異なる。また、図４においては、第５信号生成部１５０、スイッチ部１７０、スイッチング制御部１８０は、図１に存在しない構成要素である。なお、図４において、図１中のスイッチ部１６０は存在しない。
【０１５１】
図４に示すスイッチング電源２は、Ｘキャパシタ３０、整流ダイオード４０、平滑コンデンサ５０、コンバータ６０及び制御回路１０１を備えている。図４においては、コンバータ６０の一例として、フライバックコンバータの構成としてあるが、コンバータ６０は、フォワードコンバータや電流共振コンバータ等他の構成としても良い。
【０１５２】
図４に示すコンバータ６０は、半導体スイッチ６７と、半導体スイッチ６７のスイッチングの制御に必要な制御電源電圧Ｖｃｃを生成する制御電源部６８と、を有する。制御電源部６８は、トランス巻線６８ａ、ダイオード６８ｂ及びコンデンサ６８ｃで構成されている。
【０１５３】
コンデンサ６８ｃは、交流電源１０から供給される電力が第１信号生成部１１０及び後述のスイッチ部１７０を介して蓄えられると共に、トランス巻線６８ａに発生した起電力をダイオード６８ｂにより整流して電力を蓄えられるように構成してある。上記制御電源電圧Ｖｃｃは、コンデンサ６８ｃに蓄えられる電力により供給される。
【０１５４】
コンバータ６０は、端子６１、端子６２、端子６３、端子６４、端子６５及び端子６６を有している。端子６１は、整流ダイオード４０の端子４３及び平滑コンデンサ５０の正極端子に接続される。
【０１５５】
端子６２は、スイッチング電源２の接地ＧＮＤ及び平滑コンデンサ５０の負極端子に接続される。端子６３及び端子６４は、図示しない負荷回路に接続される。端子６５は、制御回路１０１の端子１０８に接続される。端子６６は、制御回路１０１の端子１０９に接続される。
【０１５６】
制御回路１０１は、第１信号生成部１１０と、第２信号生成部１２０と、第３信号生成部１３０と、第４信号生成部１４０と、第５信号生成部１５０と、スイッチ部１７０と、スイッチング制御部１８０と、電圧強制低下部１９０と、を備えている。
【０１５７】
制御回路１０１が備える第２信号生成部１２０、第３信号生成部１３０及び第４信号生成部１４０は、第１の実施の形態と同様の構成及び作用であるため、ここでは説明は省略する。
【０１５８】
第１信号生成部１１０は、抵抗１１８ａ、抵抗１１８ｂ、コンデンサ１１８ｃ及び端子１１９等を有する。抵抗１１８ａは、一端が抵抗１１６及び第１出力端子１１３ａに、他端が抵抗１１８ｂ及び端子１１９に接続される。
【０１５９】
抵抗１１８ｂは、一端が抵抗１１８ａ及びコンデンサ１１８ｃに、他端が端子１１５、第１出力端子１１３ｂに接続される。コンデンサ１１８ｃは、抵抗１１８ｂと並列に接続される。端子１１９は、第５信号生成部１５０が有する端子１５７ｃに接続される。
【０１６０】
第１信号生成部１１０は、第１の実施の形態と同様に、第１信号Ｓ１１０を生成し、第１出力端子１１３ａ、１１３ｂから第２信号生成部１２０の第２入力端子１２１ａに第１信号Ｓ１１０を出力する。
【０１６１】
第２の実施の形態においては、第１信号生成部１１０は、第１信号Ｓ１１０を生成するのみならず、入力電圧情報信号Ｓ１１１をも生成する。
【０１６２】
本実施の形態においては、第１信号生成部１１０は、スイッチング電源２の入力側の電圧をダイオード１１２及びダイオード１１４により整流し、抵抗１１６、抵抗１１８ａ及び抵抗１１８ｂにより分圧し更にコンデンサ１１８ｃにより平滑して得られる入力電圧情報表す入力電圧情報信号Ｓ１１１を生成し、端子１１９から第５信号生成部１５０の端子１５７ｃに出力する。
【０１６３】
第５信号生成部１５０は、抵抗１５１、トランジスタ１５２、比較器１５３、基準電源１５４を有する。また、第５信号生成部１５０は、端子１５７ａ、端子１５７ｂ、端子１５７ｃ、端子１５９ａ及び端子１５９ｂを有する。
【０１６４】
抵抗１５１は、一端が端子１５７ａに接続され、他端がトランジスタ１５２のベース端子に接続される。
【０１６５】
トランジスタ１５２は、コレクタ端子が、比較器１５３の非反転入力端子及び端子１５７ｃ端子に接続され、エミッタ端子が端子１５７ｂ及び端子１５９ｂに接続され、ベース端子が抵抗１５１の他端に接続される。
【０１６６】
比較器１５３は、非反転入力端子がトランジスタ１５２のコレクタ端子及び端子１５７ｃ端子に接続され、反転入力端子が基準電源１５４の正極に接続され、出力端子が端子１５９ａに接続される。
【０１６７】
第５信号生成部１５０は、第４信号Ｓ１４０及び入力電圧情報信号Ｓ１１１に基づいて、スイッチング電源２のスイッチングを開始又は停止させる第５信号Ｓ１５０を生成する。
【０１６８】
第５信号生成部１５０は、生成した第５信号Ｓ１５０を、端子１５９ａを介してスイッチング制御部１８０が有する端子１８１及び電圧強制低下部１９０が有する端子１９１に、出力する。
【０１６９】
スイッチ部１７０は、起動スイッチ１７４（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）と、起動制御部１７６と、定電流源１７２と、を有する。また、スイッチ部１７０は、端子１７１及び端子１７３を有する。
【０１７０】
端子１７１は、第１信号生成部１１０の端子１１７に接続される。端子１７３は、制御回路１０１の端子１０８及び電圧強制低下部１９０の有する端子１９３等に接続される。
【０１７１】
起動スイッチ１７４は、定電流源１７２を介して端子１７１に接続される。定電流源１７２は、起動スイッチ１７４がオンする際に流れる電流を一定電流に制限する。
【０１７２】
起動制御部１７６は、起動スイッチ１７４の制御端子（例えば、ゲート端子）に接続され、端子１７１を介して端子１１７に接続される。
【０１７３】
起動制御部１７６は、例えば、制御電源電圧Ｖｃｃが発振停止電圧Ｖｃｃ（ｓｔａｒｔ）以下の場合には交流電源１０と制御電源部６８とを起動スイッチ１７４により接続状態にさせる。
【０１７４】
また、起動制御部１７６は、例えば、制御電源電圧Ｖｃｃが発振開始電圧Ｖｃｃ（ｓｔａｒｔ）よりも高い場合には交流電源１０と制御電源部６８とを起動スイッチ１７４により非接続状態にさせる。
【０１７５】
スイッチング制御部１８０は、端子１８１、端子１８２及び端子１８３を有する。端子１８１は、第５信号生成部１５０の端子１５９ａ及び電圧強制低下部１９０の端子１９１に接続される。端子１８２は、制御回路１０１の端子１０９及びコンバータ６０の端子６６を介してコンバータ６０のスイッチング素子６７の制御端子に接続される。
【０１７６】
端子１８３は、制御回路１０１の端子１０８、第３信号生成部１３０の端子１３５、第４信号生成部１４０の端子１４１ｃ、スイッチ部１７０の端子１７３及び電圧強制低下部１９０の端子１９３に接続される。
【０１７７】
スイッチング制御部１８０は、例えば、制御電源電圧Ｖｃｃが所定の発振開始電圧Ｖｃｃ（ｓｔａｒｔ）以上になると、スイッチング電源２のスイッチングを開始させ、制御電源電圧Ｖｃｃが発振開始電圧Ｖｃｃ（ｓｔａｒｔ）よりも低く設定された所定の発振停止電圧Ｖｃｃ（ｓｔｏｐ）以下になると、スイッチング電源２のスイッチングを停止させる。
【０１７８】
電圧強制低下部１９０は、端子１９１、端子１９２、端子１９３、スイッチ１９５及び反転回路１９６を有している。
【０１７９】
端子１９１は、第５信号生成部１５０の端子１５９ａ及びスイッチング制御部１８０の端子１８１に接続される。端子１９２は、第５信号生成部１５０の端子１５９ｂに接続される。
【０１８０】
端子１９３は、制御回路１０１の端子１０８、第３信号生成部１３０の端子１３５、第４信号生成部１４０の端子１４１ｃ、スイッチ部１７０の端子１７３及びスイッチング制御部１８０の端子１８３に接続される。
【０１８１】
スイッチ１９５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴを用い、スイッチ１９５のドレイン端子を端子１９３に接続し、ゲート端子を反転回路１９６の出力端子に接続し、ソース端子を端子１９２に接続して構成する。
【０１８２】
反転回路１９６は、入力端子を端子１９１に接続し、出力端子をスイッチ１９５のゲート端子に接続して構成する。
【０１８３】
電圧強制低下部１９０は、第５信号Ｓ１５０に基づいて、制御電源電圧Ｖｃｃを強制的に低下させる。
【０１８４】
以上説明したように、スイッチング電源２は、スイッチングの制御に必要な制御電源電圧Ｖｃｃを生成し蓄電する制御電源部６８を備え、制御回路１０は、制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて、スイッチング電源２のスイッチングを開始又は停止させるスイッチング制御部１８０を備える。
【０１８５】
また、スイッチ部１７０は、交流電源１０と制御電源部６８とを接続状態又は非接続状態にする起動スイッチ１７４と、制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて起動スイッチ１７４を制御し制御電源部６８に電力を供給又は非供給の状態にする起動制御部１７６と、を有する。
【０１８６】
そして、第５信号生成部１５０は、第４信号Ｓ１４０及び入力電圧情報信号Ｓ１１１、に基づいて、スイッチング制御部１８０の動作を制御する第５信号Ｓ１５０を生成し、スイッチング制御部１８０に出力する。
【０１８７】
このように動作する制御回路１０１によれば、スイッチング電源２の入力側に交流電源が接続された状態において、入力電圧変動を監視し、入力電圧が定常状態にない場合等にスイッチング電源２の動作を停止させることができる。
【０１８８】
また、スイッチング電源２が交流電源１０に接続された状態から非接続の状態になった場合には、第５信号Ｓ１５０によりスイッチング電源２のスイッチングを速やかに停止させることができ、起動スイッチ１７４により交流電源１０と制御電源部６８とを接続状態にさせて、Ｘキャパシタ３０に充電された電荷を速やかに放電させることができる。
【０１８９】
なお、入力電圧変動を監視する入力電圧情報信号は、Ｘキャパシタの端子電圧を分圧して平滑しただけの信号である。そのため、Ｘキャパシタが十分に放電されない状態では入力電圧情報信号だけでは交流電源が非接続かどうかの検出が困難であるが、制御回路１０１では、入力接続状態情報も取得しているため、交流電源が非接続かどうかの検出も確実になされる。
【０１９０】
また、本実施の形態に係る制御回路１０１によれば、入力電圧変動を監視するための抵抗部品とスイッチング電源２の入力接続状態情報を取得するための抵抗部品を共用（抵抗１１６、抵抗１１８ａ及び抵抗１１８ｂを共用）できる。これにより、少数部品構成で確実かつ速やかにＸキャパシタ３０に充電された電荷を放電させて、感電防止を図ることができる。
【０１９１】
電圧強制低下部１９０は、第５信号Ｓ１５０に基づいて、制御電源電圧Ｖｃｃを強制的に低下させる。これにより、入力接続状態及び入力電圧変動を監視し、スイッチング電源２の入力側において、交流電源１０が接続から非接続の状態にされる場合には、スイッチング制御部１８０は、強制的に低下させられた制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて、スイッチング電源２のスイッチングを停止させる。
【０１９２】
そして、スイッチ部１７０の起動制御部１７６は、強制的に低下させられた制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて起動スイッチ１７４を制御し制御電源部６８に電力を供給する状態にする。
【０１９３】
そのため、スイッチング電源２が交流電源１０に接続されていた状態時にＸキャパシタ３０に充電された電荷を急速に放電することができ、確実に感電防止を可能とする制御回路１０１及びスイッチング電源２を提供することができる。
【０１９４】
また、スイッチング電源２と交流電源１０とが接続された状態で入力電圧が定常状態よりも低下した場合においては、スイッチング制御部１８０は、強制的に低下させられた制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて、スイッチング電源２のスイッチングを停止させる。
【０１９５】
そして、これと同時に、スイッチ部１７０の起動制御部１７６は、強制的に低下させられた制御電源電圧Ｖｃｃの値に基づいて起動スイッチ１７４を制御し制御電源部６８に電力を供給する状態にする。そのため、スイッチング電源２と交流電源１０とが接続された状態で入力電圧が定常状態よりも低下した場合には、素早くスイッチング電源２を再起動させることができる。
【０１９６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能であり、上記の実施の形態には限定せずに、発明の範囲内であれば、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１９７】
１：スイッチング電源
２：スイッチング電源
１０：交流電源
２０：スイッチ
３０：Ｘキャパシタ
４０：整流ダイオード
５０：平滑コンデンサ
６０：コンバータ
７０：負荷回路
１００：制御回路
１０１：制御回路
１１０：第１信号生成部
１１１：第１信号生成部
１２０：第２信号生成部
１３０：第３信号生成部
１４０：第４信号生成部
１５０：第５信号生成部
１６０：スイッチ部
１７０：スイッチ部
１８０：スイッチング制御部
１９０：電圧強制低下部
Ｓ１１０：第１信号
Ｓ１１１：入力電圧情報信号
Ｓ１２０：第２信号
Ｓ１３０：第３信号
Ｓ１４０：第４信号
Ｓ１５０：第５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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