(57)【要約】スイッチング電源装置の交流入力切断時に交流入力端子間の電圧レベルを検知し、所定レベル以下になった際に１次制御回路の発振動作を停止する入力電圧レベル検知回路を有するスイッチング電源装置を提供する。このようにして、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが可能となる。
2005088819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングトランスを介して、交流入力を直流出力に変換するスイッチング電源装置であって、少なくとも１次側に１次側整流平滑回路と１次制御回路と１次制御用平滑回路とスイッチング素子とを有するとともに、２次側に２次側整流平滑回路と定電圧制御回路とを有し、１次側に入力電圧が所定電圧以下になると前記１次制御回路の発振動作を停止させるための入力電圧レベル検知回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記入力電圧レベル検知回路は、その一端が交流入力端子の一方に接続されるとともにダイオードを介してコンデンサの陽極側に接続され、その他端が前記交流入力端子の他方に接続されるとともに前記コンデンサの陰極側に接続され、さらに前記コンデンサの両端に分圧抵抗が接続され、前記分圧抵抗により入力電圧が分圧されたものがスイッチ素子のベースに供給されるように構成され、前記コンデンサは所定の容量を有し、前記入力電圧が所定電圧以下になると前記スイッチ素子がＯＦＦするように構成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記スイッチ素子は、トランジスタとフォトカプラのうちのいずれか一つである請求項２記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各種電子機器に用いられるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のスイッチング電源装置について、図２を用いて説明する。軽負荷時の交流入力切断時に直流出力電圧を所定時間内に立ち下げるために、図２に示されるように入力電解コンデンサ用放電抵抗８を用いたり、あるいは２次側ブリーダ抵抗１３を用いることが一般的であった。【０００３】  すなわち、このスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ，１ｂ、１次側整流平滑回路２、スイッチングトランス３、１次巻線３ａ、バイアス用の１次制御巻線３ｂ、２次巻線３ｃ、メインスイッチング素子４、１次制御用平滑回路５、２次側整流平滑回路６、直流出力端子（陽極，陰極）７ａ，７ｂ、１次制御回路９、フォトカプラ１０、定電圧制御回路１１、１次制御回路用起動抵抗１２とを備え、１次側整流平滑回路２の陽極と陰極間に入力電解コンデンサ用放電抵抗８を接続し、直流出力端子７ａ，７ｂ間に２次側ブリーダ抵抗１３を接続している。【０００４】  この構成により、軽負荷時の交流入力切断が生じると、１次側整流平滑回路２内に設けられた入力電解コンデンサ２ａおよび２次側整流平滑回路６の出力電解コンデンサ６ａに蓄えられている電荷が放電されるため、直流出力電圧を所定の時間内に立ち下げることができる。なお、このような構成を有するスイッチング電源装置の例が特開平２−９７２７７号公報に開示されている。【０００５】  しかしながら、この従来の構成は、軽負荷時の交流入力切断時に直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることは可能であるが、常時、入力電解コンデンサ用放電抵抗８や２次側ブリーダ抵抗１３が接続された構成である。その結果、電源の効率が低下するとともに、特に軽負荷時の消費電力を抑えることが困難になるという課題を有している。
【発明の開示】
【０００６】  本発明は、スイッチング電源装置の交流入力切断時に交流入力端子間の電圧レベルを検知し、所定レベル以下になった際に１次制御回路の発振動作を停止する入力電圧レベル検知回路を設けたスイッチング電源装置を提供する。
【０００７】  本発明によれば、軽負荷時の交流入力切断時に素早く１次制御回路の動作を停止させることができる。その結果、１次側整流平滑回路の入力電解コンデンサの蓄積電荷を放電させることなく、直流出力電圧を一定時間内に立ち下げることが可能になるとともに、入力電解コンデンサ用放電抵抗や２次側ブリーダ抵抗が不要になるため、軽負荷時の消費電力を大幅に軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】図２は従来のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【０００９】１ａ，１ｂ  交流入力端子
２  １次側整流平滑回路
２ａ  入力電解コンデンサ
３  スイッチングトランス
３ａ  １次巻線
３ｂ  １次制御巻線
３ｃ  ２次巻線
４  メインスイッチング素子
５  １次制御用平滑回路
６  ２次側整流平滑回路
６ａ  出力電解コンデンサ
７ａ，７ｂ  直流出力端子（陽極、陰極）
８  入力電解コンデンサ用放電抵抗
９  １次制御回路
１０  フォトカプラ
１１  定電圧制御回路
１２  １次制御回路用起動抵抗
１３  ２次側ブリーダ抵抗
１４  コンデンサ
１５，１６  抵抗
１７  スイッチ素子
１８  ダイオード
１９  入力電圧レベル検知回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。【００１１】  図１に示すように本発明のスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ、１ｂ、１次側整流平滑回路２、スイッチングトランス３、１次巻線３ａ、バイアス用の１次制御巻線３ｂ、２次巻線３ｃ、メインスイッチング素子４、１次制御用平滑回路５、２次側整流平滑回路６、直流出力端子（陽極，陰極）７ａ，７ｂ、１次制御回路９、フォトカプラ１０、定電圧制御回路１１、１次制御回路用起動抵抗１１、コンデンサ１４、抵抗１５、１６、１次制御回路の動作を停止するためのスイッチ素子１７、ダイオード１８、入力電圧レベル検知回路１９とを備えている。そして、入力電圧レベル検知回路１９の一端を交流入力端子１ａに接続し、ダイオード１８を介してコンデンサ１４へ接続し、コンデンサ１４の陰極を交流入力端子１ｂに接続し、さらに、コンデンサ１４の両端へ抵抗１５、１６を接続し、入力電圧を分圧したものをスイッチ素子１７のベースへ供給するように構成されている。この入力電圧が所定電圧以下になるとスイッチ素子１７がＯＦＦとなる。なお、所定電圧とは、第一に交流入力瞬時停電発生に対してスイッチ素子１７が例えば８０ミリ秒以上ＯＦＦせず、第二に交流入力切断時から例えば３秒以内にスイッチ素子１７がＯＦＦする電圧である。【００１２】  ここで、コンデンサ１４として、所定の容量を有するコンデンサを用いる。この所定の容量とは、以下の条件を満たす容量であれば任意に選択できる。第一に交流入力瞬時停電発生に対して直流出力電圧が例えば８０ミリ秒以上保持され、第二に交流入力切断時から例えば３秒以内にコンデンサ１４が放電するような容量であればよい。つまり、前記条件を満たす容量であれば任意に選定できる。そして、コンデンサ１４の電圧が低下するとスイッチ素子１７がＯＦＦとなるように構成されている。なお、上記保持時間は入力電解コンデンサ２ａにより決まるものである。その結果、軽負荷時において交流入力が切断されると、素早く１次制御回路９の発振動作が停止され、１次側整流平滑回路２の入力電解コンデンサ２ａに蓄積された電荷が２次側に変換されなくなるので、直流出力を所定時間内に立ち下げることが可能となる。また、１次制御回路９の起動に対し、コンデンサ１４の陽極に接続された１次制御回路用起動抵抗１２を介して入力投入時に電流を供給し、１次制御回路９の発振動作を開始するように構成している。その結果、入力切断時に入力電解コンデンサ２ａに蓄積されている電荷により１次制御回路９が再起動する等の不具合が発生しない。【００１３】  以上のように、本発明のスイッチング電源装置は、交流入力切断時に従来のような１次側整流平滑回路２の入力電解コンデンサ２ａの電荷を放電させるための入力電解コンデンサ放電用抵抗８や２次側整流平滑回路６の出力電解コンデンサ６ａの電荷を放電させるための２次側ブリーダ抵抗１３を用いる必要はない。さらに、直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能になるとともに、軽負荷時の消費電力についても軽減することができるという特徴を有している。【００１４】  なお、本実施の形態では、１次側制御回路９の発振動作を停止するためのスイッチ素子��７としてトランジスタを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、フォトカプラを用いても同様の効果が得られる。その場合は、抵抗１５、１６の間にこのフォトカプラのダイオード側を直列に接続し、フォトカプラのトランジスタ側にて１次制御回路９の発振動作を停止させることにより、同様の効果が得られる。【００１５】  なお、本発明は本実施の形態によって限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本発明のスイッチング電源装置は、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが可能である。そのためスイッチング電源装置としての適用範囲は広い。
【図１】
2005088819.tif 000003
【図２】
2005088819.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月7日(2006.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングトランスを介して、交流入力を直流出力に変換するスイッチング電源装置であって、少なくとも１次側に１次側整流平滑回路と１次制御回路と１次制御用平滑回路とスイッチング素子とを有するとともに、２次側に２次側整流平滑回路と定電圧制御回路とを有し、１次側に入力電圧が所定電圧以下になると前記１次制御回路の発振動作を停止させるための入力電圧レベル検知回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記入力電圧レベル検知回路は、その一端が交流入力端子の一方に接続されるとともにダイオードを介してコンデンサの陽極側に接続され、その他端が前記交流入力端子の他方に接続されるとともに前記コンデンサの陰極側に接続され、さらに前記コンデンサの両端に分圧抵抗が接続され、前記分圧抵抗により入力電圧が分圧されたものがスイッチ素子のベースに供給されるように構成され、前記コンデンサは所定の容量を有し、前記入力電圧が所定電圧以下になると前記スイッチ素子がＯＦＦするように構成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記スイッチ素子は、トランジスタとフォトカプラのうちのいずれか一つである請求項２記載のスイッチング電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】スイッチング電源装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチング電源装置について、図２を用いて説明する。軽負荷時の交流入力切断時に直流出力電圧を所定時間内に立ち下げるために、図２に示されるように入力電解コンデンサ用放電抵抗８を用いたり、あるいは２次側ブリーダ抵抗１３を用いることが一般的であった。
【０００３】
すなわち、このスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ，１ｂ、１次側整流平滑回路２、スイッチングトランス３、１次巻線３ａ、バイアス用の１次制御巻線３ｂ、２次巻線３ｃ、メインスイッチング素子４、１次制御用平滑回路５、２次側整流平滑回路６、直流出力端子（陽極，陰極）７ａ，７ｂ、１次制御回路９、フォトカプラ１０、定電圧制御回路１１、１次制御回路用起動抵抗１２とを備え、１次側整流平滑回路２の陽極と陰極間に入力電解コンデンサ用放電抵抗８を接続し、直流出力端子７ａ，７ｂ間に２次側ブリーダ抵抗１３を接続している。
【０００４】
この構成により、軽負荷時の交流入力切断が生じると、１次側整流平滑回路２内に設けられた入力電解コンデンサ２ａおよび２次側整流平滑回路６の出力電解コンデンサ６ａに蓄えられている電荷が放電されるため、直流出力電圧を所定の時間内に立ち下げることができる。なお、このような構成を有するスイッチング電源装置の例が特開平２−９７２７７号公報に開示されている。
【０００５】
しかしながら、この従来の構成は、軽負荷時の交流入力切断時に直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることは可能であるが、常時、入力電解コンデンサ用放電抵抗８や２次側ブリーダ抵抗１３が接続された構成である。その結果、電源の効率が低下するとともに、特に軽負荷時の消費電力を抑えることが困難になるという課題を有している。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、スイッチング電源装置の交流入力切断時に交流入力端子間の電圧レベルを検知し、所定レベル以下になった際に１次制御回路の発振動作を停止する入力電圧レベル検知回路を設けたスイッチング電源装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、軽負荷時の交流入力切断時に素早く１次制御回路の動作を停止させることができる。その結果、１次側整流平滑回路の入力電解コンデンサの蓄積電荷を放電させることなく、直流出力電圧を一定時間内に立ち下げることが可能になるとともに、入力電解コンデンサ用放電抵抗や２次側ブリーダ抵抗が不要になるため、軽負荷時の消費電力を大幅に軽減させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスイッチング電源装置は、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが可能である。そのためスイッチング電源装置としての適用範囲は広い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
図１に示すように本発明のスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ、１ｂ、１次側整流平滑回路２、スイッチングトランス３、１次巻線３ａ、バイアス用の１次制御巻線３ｂ、２次巻線３ｃ、メインスイッチング素子４、１次制御用平滑回路５、２次側整流平滑回路６、直流出力端子（陽極，陰極）７ａ，７ｂ、１次制御回路９、フォトカプラ１０、定電圧制御回路１１、１次制御回路用起動抵抗１１、コンデンサ１４、抵抗１５、１６、１次制御回路の動作を停止するためのスイッチ素子１７、ダイオード１８、入力電圧レベル検知回路１９とを備えている。そして、入力電圧レベル検知回路１９の一端を交流入力端子１ａに接続し、ダイオード１８を介してコンデンサ１４へ接続し、コンデンサ１４の陰極を交流入力端子１ｂに接続し、さらに、コンデンサ１４の両端へ抵抗１５、１６を接続し、入力電圧を分圧したものをスイッチ素子１７のベースへ供給するように構成されている。この入力電圧が所定電圧以下になるとスイッチ素子１７がＯＦＦとなる。なお、所定電圧とは、第一に交流入力瞬時停電発生に対してスイッチ素子１７が例えば８０ミリ秒以上ＯＦＦせず、第二に交流入力切断時から例えば３秒以内にスイッチ素子１７がＯＦＦする電圧である。
【００１１】
ここで、コンデンサ１４として、所定の容量を有するコンデンサを用いる。この所定の容量とは、以下の条件を満たす容量であれば任意に選択できる。第一に交流入力瞬時停電発生に対して直流出力電圧が例えば８０ミリ秒以上保持され、第二に交流入力切断時から例えば３秒以内にコンデンサ１４が放電するような容量であればよい。つまり、前記条件を満たす容量であれば任意に選定できる。そして、コンデンサ１４の電圧が低下するとスイッチ素子１７がＯＦＦとなるように構成されている。なお、上記保持時間は入力電解コンデンサ２ａにより決まるものである。その結果、軽負荷時において交流入力が切断されると、素早く１次制御回路９の発振動作が停止され、１次側整流平滑回路２の入力電解コンデンサ２ａに蓄積された電荷が２次側に変換されなくなるので、直流出力を所定時間内に立ち下げることが可能となる。また、１次制御回路９の起動に対し、コンデンサ１４の陽極に接続された１次制御回路用起動抵抗１２を介して入力投入時に電流を供給し、１次制御回路９の発振動作を開始するように構成している。その結果、入力切断時に入力電解コンデンサ２ａに蓄積されている電荷により１次制御回路９が再起動する等の不具合が発生しない。
【００１２】
以上のように、本発明のスイッチング電源装置は、交流入力切断時に従来のような１次側整流平滑回路２の入力電解コンデンサ２ａの電荷を放電させるための入力電解コンデンサ放電用抵抗８や２次側整流平滑回路６の出力電解コンデンサ６ａの電荷を放電させるための２次側ブリーダ抵抗１３を用いる必要はない。さらに、直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能になるとともに、軽負荷時の消費電力についても軽減することができるという特徴を有している。
【００１３】
なお、本実施の形態では、１次側制御回路９の発振動作を停止するためのスイッチ素子１７としてトランジスタを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、フォトカプラを用いても同様の効果が得られる。その場合は、抵抗１５、１６の間にこのフォトカプラのダイオード側を直列に接続し、フォトカプラのトランジスタ側にて１次制御回路９の発振動作を停止させることにより、同様の効果が得られる。
【００１４】
なお、本発明は本実施の形態によって限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明のスイッチング電源装置は、軽負荷時の交流入力切断時の直流出力電圧を所定時間内に立ち下げることが可能で、かつ軽負荷時の消費電力を抑えることが可能である。そのためスイッチング電源装置としての適用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図
【図２】従来のスイッチング電源装置の概略構成を示す回路図
【符号の説明】
【００１７】
１ａ，１ｂ    交流入力端子
２    １次側整流平滑回路
２ａ    入力電解コンデンサ
３    スイッチングトランス
３ａ    １次巻線
３ｂ    １次制御巻線
３ｃ    ２次巻線
４    メインスイッチング素子
５    １次制御用平滑回路
６    ２次側整流平滑回路
６ａ    出力電解コンデンサ
７ａ，７ｂ    直流出力端子（陽極、陰極）
８    入力電解コンデンサ用放電抵抗
９    １次制御回路
１０    フォトカプラ
１１    定電圧制御回路
１２    １次制御回路用起動抵抗
１３    ２次側ブリーダ抵抗
１４    コンデンサ
１５，１６    抵抗
１７    スイッチ素子
１８    ダイオード
１９    入力電圧レベル検知回路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005088819.tif 000005
【図２】
2005088819.tif 000006
【国際調査報告】
2005088819.tif 000007
2005088819.tif 000008