(57)【要約】【課題】起動抵抗の抵抗値を小さくすると、待機電力が増加し、現状の回路構成では、無負荷時に入力電力の低電力化と出力電圧の起動時間高速化することを目的である。【解決手段】ＡＣ電源入力をブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサと、二次側の出力を制御するためのスイッチング素子と、スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、一方が平滑コンデンサの正極に接続され、他方が前記スイッチング素子と接続されている一次巻線とスイッチング制御手段に接続されている補助巻線と二次側に出力する二次巻線を備えたスイッチングトランスからなる装置では、平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子の間に接続された起動抵抗に並列にコンデンサを接続する。【選択図】図１
2009219218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源入力を整流または平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサと、二次側の出力を制御するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、少なくとも一方が平滑コンデンサの正極に接続され、他方が前記スイッチング素子と接続されている一次巻線と前記スイッチング制御手段に接続されている補助巻線と二次側に出力する二次巻線を備えたスイッチングトランスとからなる装置において、
平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子の間に接続された起動抵抗に並列にコンデンサを接続することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】
前記ＡＣ電源入力を整流または平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサと、二次側の出力を制御するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、少なくとも一方が平滑コンデンサの正極に接続され他方が前記スイッチング素子と接続されている一次巻線と前記スイッチング制御手段に接続されている補助巻線と二次側に出力する二次巻線を備えたスイッチングトランスとからなる前記装置において、
平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子の間に接続された起動抵抗の抵抗値により負荷のない無負荷時の入力消費電力を低減させ、前記起動抵抗にコンデンサを並列に接続することで、ＡＣ電源入力直後の二次側出力電圧の起動時間を早くすることを特徴とする請求項１記載のスイッチング装置。
【請求項３】
ＡＣ電源入力を整流・平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサと、二次側の出力を制御するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、少なくとも一方が平滑コンデンサの正極に接続され他方が前記スイッチング素子と接続されている一次巻線と前記スイッチング制御手段に接続されている補助巻線と二次側に出力する二次巻線を備えたスイッチングトランスとからなる前記装置において、
前記平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子の間に接続された第一起動抵抗および第二起動抵抗により負荷のない無負荷時の入力消費電力を低減させ、前記第一起動抵抗あるいは前記第二起動抵抗にどちらか一方にコンデンサを並列に接続することで、ＡＣ電源入力直後の二次側出力電圧の起動時間を早くすることを特徴とする請求項１記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器を充電するためのスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自励式リンギングチョークコンバータ回路を搭載したＡＣ−ＤＣ変換装置であるスイッチング電源装置では、出力負荷の無い無負荷時に入力消費電力（以下待機電力とする）の低減する為、出力負荷の無い無負荷時にスイッチングが間欠発振となるようにスイッチング素子の周辺部品定数を設定する事で低待機電力化を計っている構成が多い。以下、図面を参考にしながら上述したようなスイッチング回路構成について説明する。図２において、１はＡＣ電源、２，３はＡＣ電源入力を整流・平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサ、４はスイッチングトランスであり一次側巻線、二次側巻線、補助巻線を有している。５はスイッチング素子、６は出力電流整流ダイオード、７は出力平滑電解コンデンサ、８は出力電流検出抵抗、９は出力電流検出手段、１０は出力電圧検出手段、１１は出力伝達手段、１２はスイッチング制御手段、１３はサブトランジスタ、１４はスイッチング安定用ダイオード、１５は出力電流、１６は出力電圧、１７はスイッチング安定用セラミックコンデンサである。スイッチング電源装置の出力電流及び出力電圧の制御方法は、ＡＣ電源１より供給されたＡＣ入力電圧をブリッジ整流ダイオード２及び平滑コンデンサ３によりＤＣ電源に変換し、そのＤＣ電源をスイッチング素子５のスイッチングによってパルス変換してスイッチングトランス４へ供給する事により出力側回路部へ出力し、スイッチング電源装置の出力電流１５及び出力電圧１６を出力電流検出手段９及び出力電圧検出手段１０にて検出し、その検出結果出力を出力伝達手段１１へ出力してスイッチング制御手段の制御を行う事によりスイッチング素子５のスイッチングコントロールを行いスイッチング電源装置の出力電流１５及び出力電圧１６の出力を安定させる制御を行っており、出力側回路部のスイッチング安定用セラミックコンデンサ１７の容量を調整する事により出力負荷の無い無負荷時はスイッチング素子５のスイッチングが間欠発振となり待機電力の低減を行っていた。
【０００３】
また、最近スイッチング電源装置を接続する端末機の中には、スイッチング電源装置の出力電圧が定格電圧に立ち上がるまでの時間（以下出力電圧の起動時間とする）が遅いと端末機を動作させない機能を有する機器もあり、低待機電力であると共に出力電圧の起動時間の高速化が必要となっている。
【特許文献１】特開２００１−３２０８７８号公報
【特許文献２】特開２００３−９２８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、待機電力を低減するため、最も有効な手段としてスイッチング素子の周辺部品の定数設定、特に平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子間に接続された起動抵抗の抵抗値を大きくし起動抵抗での電力損失を小さくする方法がある。しかし、起動抵抗の抵抗値を大きくするとＡＣ電源を入力した後、スイッチング素子がターンオンするまでの時間が長くなり、ターンオンするまではスイッチング素子は完全に発振停止しているため二次側出力回路部への電力供給が行なわれず、出力電圧の起動時間が遅くなる。反対に、出力電圧の起動時間を早くすることには起動抵抗の抵抗値を小さくすることで可能となるが、待機電力が増加し、現状の回路構成では、無負荷時に入力電力の低電力化、すなわち低待機電力と出力電圧の起動時間高速化を両立させることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであり、ＡＣ電源入力を整流または平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサと、二次側の出力を制御するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、少なくとも一方が平滑コンデンサの正極に接続され、他方が前記スイッチング素子と接続されている一次巻線と前記スイッチング制御手段に接続されている補助巻線と二次側に出力する二次巻線を備えたスイッチングトランスとからなる装置において、平滑コンデンサの正極とスイッチング素子の制御端子の間に接続された起動抵抗に並列にコンデンサを接続することを特徴とするスイッチング装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は低待機電力と出力電圧の起動時間高速化を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
（実施の形態１）
図１において、１はＡＣ電源、２，３はＡＣ電源入力を整流・平滑するブリッジ整流ダイオード及び平滑コンデンサ、４はスイッチングトランスであり一次側巻線、二次側巻線、補助巻線を有している。５はスイッチング素子、６、７はスイッチングトランス４の二次側巻線電圧を整流・平滑する整流ダイオード及び平滑電解コンデンサ、８は出力電流を検出するための抵抗、９、１０はそれぞれ出力電流と出力電圧を検出する手段であり、９，１０の出力信号を一次側に伝達する手段が出力伝達手段１１である。１２は出力伝達手段１１の信号によりスイッチング素子５のスイッチングを制御するスイッチング制御手段、１３，１４はスイッチング制御手段の回路内にあるサブトランジスタ、スイッチング安定用ダイオードである。１５は出力電流、１６は出力電圧、１７はスイッチング安定用セラミックコンデンサ、１８、１９はそれぞれ第一起動抵抗、第二起動抵抗、２０は出力電圧起動時間高速化のためのコンデンサで第一起動抵抗１８あるいは第二起動抵抗１９に並列に接続されている。ＡＣアダプタの出力電流及び出力電圧の制御方法は、ＡＣ電源１より供給されたＡＣ入力電圧をブリッジ整流ダイオード２及び平滑コンデンサ３によりＤＣ電源に変換し、そのＤＣ電源をメイントランジスタ５のスイッチングによってパルス変換してスイッチングトランス４へ供給する事により二次側出力回路部へ出力し、ＡＣアダプタの出力電流１５及び出力電圧１６を出力電流検出手段９及び出力電圧検出手段１０にて検出し、その検出手段９，１０の信号を出力伝達手段１１により一次側に伝達し、サブトランジスタ１３の制御を行うことによりメイントランジスタ５のスイッチング制御を行う。これによりＡＣアダプタの出力電流１５及び出力電圧１６の制御を行っている。
【０００９】
出力負荷の無い無負荷時においては、スイッチング制御手段１２内部の部品定数最適化および第一、第二起動抵抗１８、１９の抵抗値を大きくすることにより出力負荷のない無負荷時の待機電力を小さくなる様（例えば１０ｍＷ以下）にメイントランジスタ５のスイッチング制御を行う。第一起動抵抗１８（あるいは第二起動抵抗１９）にコンデンサ２０を並列に接続することにより、ＡＣ電源１が入力された直後はスイッチング素子５をオンするための電流は起動抵抗１８（あるいは１９）ではなくコンデンサ２０を流れ、この電流は起動抵抗を電流が流れた場合に比べて電流値が大きいため、スイッチング素子５のターンオン時間は早くなり二次側出力回路部への電力供給も速くなり、出力電圧の起動時間を早くすることができる。コンデンサが充電されると、電流はコンデンサではなく起動抵抗１８、１９を流れてスイッチング素子５をオンするようになる。このようにコンデンサを接続することにより、出力電圧の起動時間を早くするために起動抵抗を小さくする必要がなく、低待機電力と出力電圧の起動時間高速化が可能となる。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例の回路（図１）と従来の回路（図３）における待機電力と出力電圧の起動時間の比較を以下の条件で行った。
［条件］
（１）試験は携帯電話用ＡＣアダプタを用いる。
【００１１】
（２）従来の回路では、起動抵抗の抵抗値を大きくした場合と起動抵抗の抵抗値を小さくした場合の２通り実施する。
【００１２】
比較結果を以下に示す。
【００１３】
【表１】
2009219218.tif 000003
【００１４】
上記結果のように、従来の回路で起動抵抗が大きい場合は、待機電力は低いが、出力電圧の起動時間が本発明の実施例に比べて遅くなっている。また起動抵抗が小さい場合は、起動時間は早くなっているが、待機電力が増加していることがわかる。これらに対して本発明の実施例は、待機電力は低く、出力電力の起動時間は早くなっており、本発明の有効性がわかる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は上記のように、出力負荷の無い無負荷時に入力消費電力の省電力化、すなわち低待機電力と出力電圧の起動時間高速化の両立を可能にしたスイッチング装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に示すスイッチング装置の基本回路図
【図２】本発明の実施形態２に示すスイッチング装置の基本回路図
【図３】従来例によるスイッチング装置の基本回路図
【符号の説明】
【００１７】
１    ＡＣ電源
２    ブリッジ整流ダイオード
３    平滑コンデンサ
４    スイッチングトランス
５    スイッチング素子
６    出力電流整流ダイオード
７    出力平滑電解コンデンサ
８    出力電流検出抵抗
９    出力電流検出手段
１０  出力電圧検出手段
１１  出力伝達手段
１２  スイッチング制御手段
１３  サブトランジスタ
１４  スイッチング安定用ダイオード
１５  出力電流
１６  出力電圧
１７  スイッチング安定用セラミックコンデンサ
１８  第一起動抵抗
１９  第二起動抵抗
２０  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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