(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次側に接続した第１のダイオードと第１の平滑コンデンサとを含む整流・平滑回路と、一次側のスイッチング素子を駆動するスイッチング制御回路と、二次側スイッチに接続したフォトカプラ駆動回路とを、
フォトカプラで接続したスイッチング電源において、
上記フォトカプラ駆動回路が、
上記の整流・平滑回路の第１のダイオードのカソードとフォトカプラのダイオードのカソードとの間に、第２のダイオードと第１の抵抗と第２の平滑コンデンサとの直列回路を接続し、
フォトカプラのダイオードのカソードに二次電池または電気二重層コンデンサの負極を接続し、正極に、第２の抵抗を介して第３のダイオードのアノードを、第３の抵抗を介して第４のダイオードのカソードを接続し、
第３のダイオードのカソードと第４のダイオードのアノードとを、第１の抵抗・第２の平滑コンデンサの接続点に接続し、該接続点と二次側スイッチの一端とを接続し、該スイッチの他端とフォトカプラのダイオードのアノードとを第４の抵抗で接続し、
第２のコンデンサの端子電圧が二次電池または電気二重層コンデンサの端子電圧より高くなるように構成され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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次側のフォトカプラ駆動用電源回路により、オン／オフ制御を行わせるスイッチング電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のスイッチング電源回路であり、フォトカプラ駆動回路１８に、補助電源として充電不可能な一次電池２５を使用していたため、二次側スイッチ１７により直流出力電圧をオン／オフする場合、フォトカプラ駆動回路１８の一次電池２５が消耗し、十分な電圧が得られなくなるたびに、電池交換する必要があり、保守、管理およびコスト面で問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のスイッチング電源では、一次電池２５が消耗し、出力電圧をオン／オフするのに十分な電圧が得られなくなるたびに、電池の交換が必要であったため、電池の交換を不要にし、保守も容易にすることができる、スイッチング電源の回路構成が要求されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決したものであり、
二次側に接続した第１のダイオード１２と第１の平滑コンデンサ１３とを含む整流・平滑回路と、
一次側のスイッチング素子５を駆動するスイッチング制御回路６と、二次側スイッチ１７に接続したフォトカプラ駆動回路１８とを、
フォトカプラ１５で接続したスイッチング電源において、
上記フォトカプラ駆動回路１８が、
上記の整流・平滑回路の第１のダイオード１２のカソードとフォトカプラ１５のダイオードのカソードとの間に、第２のダイオード２４と第１の抵抗２３と第２の平滑コンデンサ２２との直列回路を接続し、
フォトカプラ１５のダイオードのカソードに二次電池１９または電気二重層コンデンサ（以下、ＥＤＬＣと略記する。）２８の負極を接続し、正極に、第２の抵抗２０を介して第３のダイオード２１のアノードを、第３の抵抗２７を介して第４のダイオード２６のカソードを接続し、
第３のダイオード２１のカソードと第４のダイオード２６のアノードとを、第１の抵抗２３・第２の平滑コンデンサ２２の接続点に接続し、該接続点と二次側スイッチ１７の一端とを接続し、該スイッチ１７の他端とフォトカプラ１５のダイオードのアノードとを第４の抵抗１６で接続し、
第２のコンデンサ２２の端子電圧Ｖ１が二次電池１９またはＥＤＬＣ２８の端子電圧Ｖ２より高くなるように構成されたことを特徴とするスイッチング電源である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１（または図３）に示すスイッチング電源のフォトカプラ駆動回路１８が、第１のダイオード１２のカソードとフォトカプラ１５のダイオードのカソードとの間に、第２のダイオード２４と第１の抵抗２３と第２の平滑コンデンサ２２との直列回路を接続し、
フォトカプラ１５のダイオードのカソードに二次電池１９（またはＥＤＬＣ２８）の負極を接続し、正極に、第２の抵抗２０を介して第３のダイオード２１のアノードを、また、第３の抵抗２７を介して第４のダイオード２６のカソードを接続し、
第３のダイオード２１のカソードと第４のダイオード２６のアノードとを、第１の抵抗２３・第２の平滑コンデンサ２２の接続点に接続し、該接続点と二次側スイッチ１７の一端とを接続し、該スイッチ１７の他端とフォトカプラ１５のダイオードのアノードとを第４の抵抗１６で接続して構成される。
ここで、一次側のスイッチング制御回路６に接続したフォトカプラ１５は、フォトトランジスタのオン時に直流電圧Ｖ0を出力し、オフ時に出力停止する機能を有する。
よって、二次側スイッチ１７がオンすると、図２（または図４）（ａ）に示すようにコンデンサ２２と該コンデンサ２２の両端に並列接続された、充電可能な二次電池１９（またはＥＤＬＣ２８）と第２の抵抗２０と第３のダイオード２１とからなる直列回路より第４の抵抗１６を介してフォトカプラ１５のフォトダイオードに電流が流れ、フォトトランジスタがオンするので、スイッチング制御回路６が動作し、直流電圧Ｖ0を出力する。その直流電圧Ｖ0により、図２（または図４）（ｂ）に示すように第２のダイオード２４、第１の抵抗２３から二次側スイッチ１７、第４の抵抗１６を経由し、フォトダイオードに電流が供給される。このとき、コンデンサ２２の端子電圧Ｖ１を二次電池１９の端子電圧Ｖ２より高く設定することで二次電池１９から流出する電流が０Ａになり、その消耗を小さくすることができ、かつ直流電圧Ｖ0から第２のダイオード２４、第１の抵抗２３、第４のダイオード２６、第３の抵抗２７を経由し二次電池１９（またはＥＤＬＣ２８）に充電電流（矢印点線）が流れ充電することにより、二次電池の交換周期が十分長くなり、交換回数が減少し保守管理が容易になる。また、ＥＤＬＣの場合は交換周期がさらに長くなり、電源の製品寿命まで無交換も可能となる。
【０００６】
【実施例】
図１（または図３）は、本発明の実施例によるスイッチング電源の回路図であり、図２（または図４）（ａ）は、図１（または図３）において二次側スイッチ１７をオンしたときの電流の流れを示す図、図２（または図４）（ｂ）は、図１（または図３）の直流電圧Ｖ0出力時の電流の流れ（矢印実線）および二次電池１９への充電電流の流れ（矢印点線）を示す図である。また、図５は、従来例によるスイッチング電源の回路図である。ここで、図１（または図３）の二次電池１９（またはＥＤＬＣ２８）に第２のダイオード２４、第１の抵抗２３、第４のダイオード２６、第３の抵抗２７を経由して充電することにより、一次電池２５を使用した図５の従来例と比較して電池の交換周期を５倍に延長することが可能となり、電池の交換回数が大幅に減少し、保守管理が容易になり、また、電池の使用個数削減をも図ることができた。（また、ＥＤＬＣ２８を使用した場合には、ＥＤＬＣを交換する回数は、さらに低減された。）
【０００７】
【発明の効果】
上記したとおり、本発明によるスイッチング電源では、フォトカプラ駆動回路に充電可能な二次電池（またはＥＤＬＣ）を使用し、スイッチング電源の動作中も該二次電池（またはＥＤＬＣ）に充電電流を流して充電することにより、電池（またはＥＤＬＣ）の交換周期を著しく長くすることができ、電池（またはＥＤＬＣ）の交換回数が大幅に減少し、保守管理が容易になり、また、電池（またはＥＤＬＣ）の使用個数削減をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるスイッチング電源の回路図である。
【図２】図２（ａ）は、図１において二次側スイッチ１７をオンしたときの電流の流れを示す図、図２（ｂ）は、図１の直流電圧Ｖ0出力時の電流の流れ（矢印実線）および、二次電池１９への充電電流の流れ（矢印点線）を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例によるスイッチング電源の回路図である。
【図４】図４（ａ）は、図３において二次側スイッチ１７をオンしたときの電流の流れを示す図、図４（ｂ）は、図１の直流電圧Ｖ0出力時の電流の流れ（矢印実線）および、ＥＤＬＣ２８への充電電流の流れ（矢印点線）を示す図である。
【図５】従来例によるスイッチング電源の回路図である。
【符号の説明】
１  交流電源
２  全波整流回路
３、７  平滑コンデンサ
４  一次巻線
５  スイッチング素子（ＮＰＮトランジスタ）
６  スイッチング制御回路
８  ダイオード
９  補助巻線
１０  二次巻線
１１  コンバータトランス
１２  第１のダイオード
１３  第１の平滑コンデンサ
１４  負荷抵抗
１５  フォトカプラ
１６  第４の抵抗
１７  二次側スイッチ
１８  フォトカプラ駆動回路
１９  二次電池
２０  第２の抵抗
２１  第３のダイオード
２２  第２の平滑コンデンサ
２３  第１の抵抗
２４  第２のダイオード
２５  一次電池
２６  第４のダイオード
２７  第３の抵抗
２８  電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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