(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から直流電圧を発生する絶縁型の前段電源の直流出力が入力されて直流・直流変換により直流電圧を出力する後段電源を備え，前記前段電源の直流電圧が入力されて前記後段電源の電圧制御を行う電源制御回路を駆動する非絶縁型の補助電源を備えた電源装置において，
前記前段電源の出力の接地側の線路と接続された前記補助電源の出力の接地側の線路と，前記後段電源の出力の接地側の線路との間を電流抑止手段により接続して，前記前段電源から前記補助電源を介した前記後段電源への回り込み電流の発生を抑止することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＣ−ＤＣ変換を行う電源の出力を入力とし直流−直流変換を行う非絶縁型の電源装置に関し，特に帰還電流をそれぞれの電源回路に帰還させる電源装置に関する。
【０００２】
交流電源を直流の中間電圧に変換する前段の電源を設け，この中間電圧から更にＤＣ−ＤＣ変換を行う場合に，前段と後段を絶縁型として構成しても前段から後段への回り込みが発生するためその解決が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図３は従来例１の説明図である。図中，１０は交流電源（ＡＣ１００Ｖまたは２００Ｖ）が入力され直流の中間電圧（例えばＤＣ４８Ｖ）を発生する前段電源，２０は中間電圧が入力され負荷（例えば，情報処理装置や通信装置の各種回路）に必要な直流電圧（例えば，５Ｖや３．３Ｖ等）を発生する後段電源，２３は出力電圧を決められた電圧になるようスイッチング制御を行ったり，過電流の保護を行う電源制御回路，３０は負荷回路，４０は電源装置を収容するフレーム（筐体）またはフレームに接続するケーブルを表し，共通のフレームグランド（ＦＧで表す）に接続されている。
【０００４】
従来例１では，交流入力（ＡＣ  ＩＮ）が前段電源１０のトランス１１の１次側に入力され，トランス１１の２次側から変換された電圧が発生し，これが整流平滑回路（図示省略）を通って直流の中間電圧に変換される。この直流の中間電圧から，各種の直流電圧を発生するために負荷側の各種装置で必要とする電圧に対応した後段電源が設けられている。後段電源２０では，中間電圧を従来公知のスイッチング制御によるトランス２１を用いて電源制御回路２３の制御により断続して，負荷側において必要とする直流電圧（メイン出力）を発生する。一方，補助電源２２は電源制御回路２３内の制御動作を行うための電子回路を駆動するための直流電圧を発生し，後段電源２０のメイン出力が発生する前に補助電源２２が動作して，その出力電圧により電源制御回路２３が駆動され，これにより後段電源２０のＤＣ出力が負荷回路３０へ供給される。
【０００５】
電源制御回路２３は外部（例えば，負荷回路３０）からの電源投入・停止の信号が入力されると，対応する制御を行い，補助電源２２の電圧を監視して異常を検出すると外部に異常検出信号を出力する回路を備える。
【０００６】
従来例１の場合，前段電源１０のＤＣ出力はケーブル配線を介して後段電源２０のトランス２１を通る太線で表す経路で電流が流れる。前段電源１０と後段電源２０の回路は，トランス２１及び補助電源２２のトランスによって絶縁されているため，電流の回り込みが無い。また，トランスの替わりにフォトカプラを用いて信号を絶縁することもできる。このように，完全な絶縁型電源とすることで，電流を正しい経路でそれぞれの電源の０Ｖラインに帰還させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが，後段の電源を絶縁型とするには，トランス２１の２次側であるメイン出力ラインの０Ｖラインの絶縁だけでなく，補助電源２２及び電源制御回路２３等のすべてを絶縁しなければならないため，トランス，フォトカプラ等の部品を必要とし，電源の小型化ができないという不都合があった。
【０００８】
図４は絶縁型とはしない従来例２の説明図である。図中，１０，２０，３０は上記図３の同じ符号に対応し説明を省略する。２４は非絶縁型（トランスを使用しない）の補助電源，２５は非絶縁型の電源制御回路である。
【０００９】
この従来例２は，回路を簡素化するために，補助電源２４と電源制御回路２５をトランスを使用しない非絶縁型とした構成例である。この場合，補助電源２４としては，前段電源１０のＤＣ出力を抵抗により分圧したり，トランジスタ回路等により非絶縁型で必要な補助電源を発生する。
【００１０】
しかし，この図４の構成では，補助電源にトランスを使用していないので，回路を簡素化できるが，前段電源１０と後段電源２０の間に筐体またはケーブル４０を介して図４に太線で示すような回り込みの電流経路ができる。
【００１１】
この結果，前段電源１０からの回り込み電流から発生する有害なノイズが後段電源の電源制御回路２５等に印加されることになり，回路の誤動作が発生したり，筐体またはケーブル４０に回り込みの電流が流れることにより，筐体の金属板が磁化されたり，筐体またはケーブル４０からの放射電波が増大する等の問題が発生する可能性があった。
【００１２】
本発明は交流電圧を入力として直流電圧を出力する前段電源と，前段電源の出力が入力されて直流電圧を出力する後段電源とで構成する電源装置を非絶縁型電源として構成しても，前段電源と後段電源の間に電流経路ができない電源装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題を解決するために，後段電源の入力側の接地されている電位の線路と出力側の接地されている電位の線との間に電流抑止手段を接続することを原理とするものである。
【００１４】
図１は原理構成を示し，後段電源の構成だけを示す。図中，１は前段電源の直流電圧（中間電圧）が入力されて直流−直流変換を行うトランス（スイッチング回路及び整流・平滑回路は図示省略），２は負荷からのオン／オフ信号を受けとって後段電源の直流出力（メイン出力）の電圧を制御したり，過電流等を検出すると，負荷に対して異常通知するとともに，後段電源の直流出力を制御する電源制御回路，３は電源制御回路２の駆動用電源となる直流電圧を発生する非絶縁型の補助電源，４は本発明により設けられた電流抑止手段，５ａは前段電源より供給される直流入力線（ＤＣ入力），５ｂは前段電源の接地されている電位の線路，６ａはトランス１のメイン出力が発生する直流出力線（ＤＣ出力線），６ｂはトランス１の接地されている電位の線路，７ａは補助電源３の直流出力線，７ｂは補助電源３の接地されている電位の線路，８は負荷回路である。
【００１５】
図１の作用を説明すると，前段電源の出力線５ａと線路５ｂが後段電源のトランス１の入力側と補助電源３の入力側に接続され，補助電源３の出力側からは出力線７ａと線路７ｂから電源制御回路２を駆動する電圧が発生する。この時，補助電源３は非絶縁型であるため前段電源の線路５ｂと補助電源３の線路７ｂとは同電位である。ここで，補助電源の線路７ｂと後段電源の線路６ｂとの間を電流抑止手段４で接続する。これにより，前段電源の線路５ｂから後段電源の線路６ｂへの回り込み電流が禁止され，絶縁型電源と同様に前段電源と後段電源との間に電流経路ができなくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２は実施例の構成図である。
図中，１０，２０，３０，４０は上記図４の同じ符号の各部と同様であり，１０は前段電源，２０は後段電源，３０は負荷回路，４０はケーブル又は筐体である。後段電源２０の中の，２４は例えば，公知の３端子レギュレータで構成する非絶縁型の補助電源，２５は非絶縁型の電源制御回路，２６は前段電源１０と後段電源２０のそれぞれの接地されている電位を分離するための抵抗（図１の電流抑止手段４に対応）である。
【００１７】
動作を説明すると，前段電源１０は商用の交流電源（１００Ｖ）を入力として，直流の中間電圧Ｖ１（例えば４８Ｖ）を発生する。この前段電源１０の出力電圧は，後段電源２０の入力電圧となり，後段電源２０から直流の出力電圧Ｖ２（例えば，５Ｖ）を発生する。ＧＮＤ１は前段電源１０の接地されている電位（０Ｖ）であり，ＧＮＤ２は後段電源の接地されている電位（０Ｖ）である。抵抗２６の一端は非絶縁型の補助電源２４の出力側の０Ｖの線路と接続され，他端は電源制御回路２５が後段電源２０の出力側の０Ｖ線との接続点か，それより補助電源側に近い０Ｖ線に接続される。なお，抵抗２６は電源装置の筐体またはケーブル４０の特性や，出力される電力等により決まるが，例えば５０Ω程度の抵抗を使用することができる。
【００１８】
このように，前段電源１０と後段電源２０の０Ｖ線を分離することにより，前段電源１０の出力電流は正しい経路でＧＮＤ１に帰還することができる。従って，図２に点線で示す経路（後段電源２０の０Ｖから補助電源２４へ向かう経路）には，抵抗２６があるため電流が流れない。
【００１９】
なお，図２では抵抗２６の挿入位置が電源制御回路２５のＧＮＤ２に対して入力側にあるが，負荷側にあってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば，各種の装置に使用するＡＣ−ＤＣ変換を行う前段電源とＤＣ−ＤＣ変換を行う補助電源を備えた後段電源とで構成する電源装置を，補助電源，外部入出力信号回路等の全てを完全に絶縁することなく，正しい電流帰還が実現でき，電源の小型化を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成を示す図である。
【図２】実施例の構成を示す図である。
【図３】従来例１の説明図である。
【図４】従来例２の説明図である。
【符号の説明】
１      トランス
２      電源制御回路
３      補助電源
４      電流抑止手段
５ａ    前段電源の直流出力線
５ｂ    前段電源の接地されている電位の線路
６ａ    トランス１の直流出力線（メイン出力線）
６ｂ    トランス１の接地されている電位の線路
７ａ    補助電源３の直流出力線
７ｂ    補助電源３の接地されている電位の線路，且つ前段電源の接地されている電位の線路
【図１】
0003739884.tif 000002
【図２】
0003739884.tif 000003
【図３】
0003739884.tif 000004
【図４】
0003739884.tif 000005