(57)【要約】      （修正有）【課題】平滑用コンデンサ−の不使用、突入電流防止回路によるロスの削減、及びワンコンバータ方式による高調波電流の改善を行い電源回路の高効率化を実現する事で、ファンモーターを使用しないファンレスの電源装置を提供する。【解決手段】整流回路と高周波トランスの一次巻線と、この一次巻線に直列に接続され高調波対策用のＩＣによって制御される一次側スイッチング素子とを備えた、平滑用コンデンサを含まない一次側回路と、前記高周波トランスの二次巻線とこの二次巻線に接続した整流，平滑回路を備えた負荷に対して直流出力電力を供給する二次側回路を備え、前記二次巻線の一つから出力電圧と同時に制御用の補助電圧を取り出せる構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力側であって高周波トランスの一次巻線と、この一次巻線に直列に接続され高調波対策用のＩＣによって制御される一次側スイッチング素子とを備えた、平滑用コンデンサを含まない一次側回路と、前記高周波トランスの二次巻線とこの二次巻線に接続した整流，平滑回路を備えた負荷に対して直流出力電力を供給する二次側回路を備え、前記二次巻線の一つから出力電圧と同時に制御用の補助電圧を取り出せる構成とし、回路の効率を上げることで回路構成部品からの発熱を低減し、冷却用ファンを不要とした多出力コンピュータ用ＡＴＸ電源装置。
【請求項２】
二次巻線から直接取り出した電力をメカ用の出力として供給する事で、コンピュータ用ＡＴＸ電源にメカ用の出力を兼ね備えた、請求項１記載のコンピュータ用ＡＴＸ電源装置。
【請求項３】
一次側回路に平滑用コンデンサを含んだ請求項１、２記載のコンピュータ用ＡＴＸ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、５Ｖスタンバイ出力や−１２Ｖ出力等の多出力が必要とされるコンピュータ用ＡＴＸ電源において、電源回路の高効率化及び部品点数の削減を行う事で電源内部の発熱を減少させ、冷却用ファンモーターを不要とするファンレス、またファンモーターの不使用による小型・軽量化、ローコストを実現したコンピュータ用ＡＴＸ電源を製作するものである。
【背景技術】
【０００２】コンピュータの筐体内部に組み込まれるようなコンピュータ用ＡＴＸ電源においては、電源内部の回路部品からの発熱を逃がす為の冷却用ファンモーターが設けられており、熱による電源の破壊を防ぐものが一般によく知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】冷却用のファンモーターを設けた電源では、電源内部の冷却効果は得られるものの、ファンモーターによる機械動作音による騒音、ファンモーターによって吸引された風と電源ノシャーシによる風切音、機械部品の寿命は電子部品の寿命に比べて短寿命であり、その機械部品であるファンモーターを使用していることで電源全体での耐久性の低下、またファンモーターによって粉塵を吸引してしまうといった問題があげられている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明では、突入電流防止回路によるロスの削減、ワンコンバータ方式による高調波電流の改善を行い、電源回路の高効率化を実現する事で発熱を抑え、ファンモーターを不要とする事を可能とした。
【発明の効果】
【０００５】本発明により、コンピュータ用ＡＴＸ電源に設けられたファンモーターを不要とする事で、小型・軽量化、ローコストだけではなく、静音化及び、電源の耐久性の向上を実現する事が出来る。【０００６】さらに、二次巻線に出力されたリップルを含む粗い出力をメカ用の２４Ｖ出力として直接使用できるようにすることで、メカ用出力を備えた、コンピュータ用電源とする事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】入力源となる商用交流電源を、フィルター回路を通して整流回路に接続し、この整流回路からの出力を、高周波トランスの１次巻線とＰＦＣ制御回路にて制御される１次側スイッチング素子と直列に接続して１次側回路を構成する。高周波トランスの２次側には２次巻線と補助巻線を設け、２次巻線には整流・平滑回路の後にチョッパー回路をユニット化して設け、複数の必要な出力電圧に制御を行い、一方で補助巻線の正極側には２次側の制御回路を動作させる為の補助電圧回路を設け、補助巻線の負極側には、負極の電圧を出力する為の回路を接続し、２次側回路としている。【０００８】入力となる商用交流電源からの交流電圧を平滑する平滑回路を、大容量の電解コンデンサーからなる平滑用コンデンサーを含まない平滑回路としている。一次側に平滑用コンデンサーを含まないことで、整流ブリッジにより全波整流された電圧をそのまま高周波トランスで二次側に変換する為、二次側には平滑用コンデンサーが必要となりますが、一次側に配置する場合に比べて小さなコンデンサーを使用することができるうえ、一次側から大容量の平滑用コンデンサーを削除することで、この平滑用コンデンサーに流れる突入電流を防止するために備える、抵抗、サーミスタ等からなっている突入電流防止回路を同時に削除する事ができる。このことで部品点数が削減できるだけではなく、突入電流防止回路による損失が無くなることで、効率の向上へとつながる。【０００９】電源装置の高調波電流を対策する為に備えられるアクティブフィルター回路において、通常であれば一次側の回路中に、アクティブフィルター回路を構成する為のチョークコイル、整流ダイオード、コンデンサーを配置する事が一般に良く知られているが、本発明においては、一次側と二次側を絶縁している高周波トランスにアクティブフィルター回路のチョークコイルの機能と電圧の変換機能とを兼ねさせ、アクティブフィルター回路に必要な整流ダイオードとコンデンサーについても、二次側の整流平滑を行っているダイオードとコンデンサーにて兼用している。この事によって部品点数の減少による小型・軽量化やローコスト化だけではなく、損失が低減できる事による効率の向上が実現できる。【０００１０】アクティブフィルター回路を備えた電源回路においては、アクティブフィルター回路としての昇圧コンバータのためのスイッチング素子と、電源回路として高周波トランスの一次側から２次側へ電力を伝搬する為のスイッチング素子との２個のスイッチング素子を一次側に配置する構成が使われているが、この方式ではアクティブフィルター用のスイッチング素子がＯＮの時は、商用交流電源から整流ブリッジ、チョークコイル、アクティブフィルター用スイッチング素子、整流ブリッジ、商用交流電源と電流は流れ、またアクティブフィルター用スイッチング素子がＯＦＦの時には商用交流電源から整流ブリッジ、チョークコイル、コンデンサー、整流ブリッジ、商用交流電源と、ＯＦＦとなっているスイッチング素子では無く、コンデンサーを通って電流は流れる。【００１１】このように通常のスイッチング素子を２個用いた方式では、入力となる商用交流電源側から見た場合に常に電流が流れていることになるのに対し、本発明で用いたワンコンバータ方式では、高周波トランスの一次巻線の一端に接続されたスイッチング素子のみであり、このスイッチング素子がＯＮの時しか電流は流れ無いものとなっている。【００１２】電源回路の方式をフライバック方式とした時には、高周波トランスを介して一次側から二次側へと伝搬されるエネルギーは定電力であることから、二次側回路から見ると定電力入力がされている状態と同じ状態となっている。定電力入力では過電流や短絡によって出力電圧が低下してくると、電力が一定である為に出力電流が増加することとなり、出力の整流ダイオードに定格の大きなものが必要となったり、整流ダイオードが破損するといった恐れも出る為に問題となっていた。この解決の為に、本発明では主となる出力電圧が、あらかじめ設定した電圧まで低下した事を検出した時に（例えば２４Ｖ出力で、設定電圧１６Ｖ）、出力電流の流れを断ち切る回路を設けている。この回路を設けることで二次側出力を短絡状態にしたままで電源を起動しても、この検出回路が働いて回路は保護される。【００１３】本発明のコンピュータ用ＡＴＸ電源では−１２Ｖ出力が必要とされている。そこで高周波トランスの−１２Ｖを出力する二次巻線にて−１２Ｖ出力だけでなく、二次側の制御回路を動作させる為の補助電圧を作り出す回路を配置する。同じ巻線に前述の出力電圧の低下を検出回路をも設けている。このため補助電圧は低電圧の回路から作られる事で効率の良い回路構成となっている。【００１４】５Ｖスタンバイや−１２Ｖ等の多出力が必要とされるコンピュータ用ＡＴＸ電源において、二次側の平滑コンデンサにより、平滑されただけのリップル電圧を含んだ出力（例えば２４Ｖ出力）を出力電圧として提供する事で、リップル電圧が許容されるメカ用の出力を併せ持つコンピュータ用ＡＴＸ電源を実現する事が出来る。
【実施例１】
【００１５】図１は、本発明の１実施例を示す。商用交流電源１を入力源としノイズフィルター２を通し整流ブリッジ３にて全波整流した入力電圧がスイッチング素子５によってスイッチングされ二次側へと伝搬される。この時高調波電流対策のための制御用ＩＣ４、高周波トランス６、整流ダイオード９、平滑コンデンサ１０からなるアクティブフィルター回路によって入力電流も入力電圧と同じような正弦波状となり、高調波電流を抑制する効果が得られる。【００１６】また一次側回路には、平滑用コンデンサが必要とされておらず平滑用コンデンサの突入電流を防止するための突入電流防止回路を構成するサーミスタや抵抗も不要となっている。アクティブフィルター回路用のスイッチング素子を、電源用のスイッチング素子５と兼用とするワンコンバータ方式にて、スイッチング素子のＯＮ時間だけに電流が流れる構成とする事で効率の向上を目指すものである。【００１７】図２では、−１２Ｖ出力を取るための二次側巻線Ｎ２において補助電圧と出力電圧が得られる事を示している。二次巻線Ｎ２の＋側に補助電圧回路を設け、−側では−１２Ｖ出力が作られる構成としている。一次側スイッチング素子がＯＦＦの時のエネルギーで二次側の出力電圧（ここでは−１２Ｖ）を供給すると共に、ＯＮ時には同じ巻線の逆側に設けられた回路により、低電圧の回路から効率よく制御回路電圧が作られる構成となっている。【００１８】上述の回路構成によりメイン出力からチョッパー回路にて補助電圧を作る事で、通常のコンピュータ用ＡＴＸ電源で必要とされている補助電圧を作る為の回路や、トランスが不要となり、省スペース化及びコスト削減に効果が得られている。
【実施例２】
【００１９】上述した実施例１に、二次巻線から直接出力電圧、例えば２４Ｖ出力を取り出せるようにした事で、リップル電圧等を含む粗い出力電圧ではあるが、メカ用等の用途には使用することが出来、コンピュータ用の電源とメカ用の電源とを兼ね備えた電源装置の構成を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１実施例を表す回路ブロック図
【図２】二次側巻線Ｎ２に発生する電圧を示した図
【図３】メカ用２４Ｖ出力を備えた実施例を表す回路ズロック図
【符号の説明】
【００１８】１  商用交流電源
２  ノイズフィルター
３  整流ブリッジ
４  高調波対策用ＩＣ
５  スイッチング素子
６  高周波トランス
７  整流ダイオード
８  整流ダイオード
９  整流ダイオード
１０  平滑用コンデンサ
１１  平滑用コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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