JPH10337017A

JPH10337017A - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JPH10337017A
Application number: JP13631897A
Authority: JP
Inventors: Masato Sasaki; 正人佐々木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチング電源装置において、起動回路に
よる定常動作時の電力の損失を低減する。【解決手段】交流電源１をオンして、起動回路２８、
４０より補助電源回路１６に起動電圧を供給し、補助電
源回路１６でＰＷＭ制御回路１１を作動してトランスの
１次巻線に直列に設けたスイッチング素子５をオンオフ
し、トランス１５の１次巻線６にパルス電圧を印加す
る。トランス１５の２次巻線に誘起される交流電圧で負
荷４１を駆動し、３次巻線に誘起される電圧で補助電源
回路１６を定常動作させる。補助電源１６が定常動作を
行うことを検出するか、交流電源１がオンしてから一定
時間経過後に、起動回路２８、４０による補助電源回路
１６への起動電圧を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランスの３次巻線に補助電源回路を接
続し、この補助電源からの出力電圧で制御回路を動作さ
せ、この制御回路によりトランスの１次巻線に接続した
スイッチング素子をオンオフさせ、トランスの２次巻線
に接続した負荷に電源を提供するスイッチング電源装置
は、例えば特開平８−２６６０５３号等に開示されてい
る。図３はこのような従来のスイッチング電源装置の一
例を示すものである。

【０００３】図３において、交流電源１には、ブリッジ
ダイオード２と電解コンデンサ３とで構成された１次側
整流平滑回路１７が接続されている。１次側整流平滑回
路１７の出力側は、スイッチング素子５を介しトランス
１５の１次巻線６に接続されている。トランス１５の２
次巻線８はダイオード９と電解コンデンサ１０とで構成
された２次側整流平滑回路１８を介して負荷４１に接続
されている。

【０００４】トランス１５の３次巻線７は、ダイオード
１３と電解コンデンサ１２で構成した補助電源回路１６
に接続し、補助電源回路１６には上記スイッチング素子
５のオンオフを制御するＰＷＭ（パルス幅変調）制御回
路１１を接続する。また、上記補助電源回路１６とブリ
ッジダイオード２の両出力端子間には、起動抵抗４を接
続する。フィードバック回路１４は、負荷側に安定した
電圧を供給するために、出力電圧Ｖoutを基準電圧と比
較して誤差信号をＰＷＭ制御回路１１にフィードバック
するための回路である。

【０００５】図３に示す上記の構成において、交流電源
１をオンして交流電圧を入力すると、交流電圧は１次側
整流平滑回路１７で整流されて直流電圧となり、トラン
ス１５とスイッチング素子５の直列回路に供給される。
また、上記の直流電圧は同時に起動抵抗４を介して補助
電源回路１６に加えられ、電解コンデンサ１２に起動抵
抗４からの起動電流が充電される。

【０００６】その結果、電解コンデンサ１２の電位は徐
々に上昇し、ＰＷＭ制御回路１１の動作開始電圧に達し
た時点でＰＷＭ制御回路１１は動作を開始する。ＰＷＭ
制御回路１１が動作を開始するとスイッチング素子５が
オンオフ動作し、トランス１５の２次巻線８および３次
巻線７に交流電圧を出力して、２次側整流平滑回路１８
を介し負荷４１に電力を供給するとともに、補助電源回
路１６に電圧を供給してＰＷＭ制御回路１１を動作状態
に保つ。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスイッチン
グ電源装置においては、補助電源回路がトランスの３次
巻線より電源の供給を受ける定常動作状態になっても、
起動抵抗の両端子間には、１次側整流平滑回路の直流出
力電圧と補助電源回路の直流出力電圧の差の電圧が印加
されるので、この起動抵抗で電力の損失が生じるという
問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、請求項１のスイッチング電源装置は、交流電源の整
流出力をスイッチング素子を介してトランスの１次巻線
に接続し、上記トランスの３次巻線に補助電源回路を設
け、該補助電源回路に、上記交流電源をオンしたとき、
上記補助電源回路に起動電圧を供給する起動回路を設
け、上記補助電源回路の出力で動作する制御回路によ
り、上記スイッチング素子をオンオフさせて上記トラン
スの２次巻線より負荷に電源を供給するスイッチング電
源装置において、上記トランスの３次巻線の出力を検出
する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力により上記
起動回路から上記補助電源回路への起動電圧の供給を遮
断する起動電圧供給遮断手段とを設けたことを特徴とす
る。

【０００９】従って、交流電源をオンすると、補助電源
回路には起動回路を介して起動電圧が供給され、ＰＷＭ
制御回路を作動させてスイッチング素子をオンオフ駆動
する。その結果、トランスの１次巻線にはパルス電圧が
供給され、２次および３次巻線に出力電圧を発生させて
負荷を駆動するとともに、補助電源回路にも電圧を供給
し、制御回路を定常の動作状態にする。この状態になる
と、トランスの３次巻線の出力が電圧検出手段で検出さ
れ、電圧検出手段の検出出力により、起動電圧供給遮断
手段が作動して、起動回路から補助電源回路への起動電
圧の供給を遮断し、起動回路での電力の損失が発生しな
いようにする。

【００１０】請求項２のスイッチング電源装置は、交流
電源の整流出力をスイッチング素子を介してトランジス
タの１次巻線に接続し、上記トランスの３次巻線に補助
電源回路を設け、該補助電源回路に、上記交流電源をオ
ンしたとき、起動電圧を供給する起動回路を設け、上記
補助電源回路の出力で動作する制御回路により、上記ス
イッチング素子をオンオフさせて上記トランスの２次巻
線より負荷に電源を供給するスイッチング電源装置にお
いて、上記交流電源がオンしてから一定時間後に上記起
動回路より、補助電源回路への起動電圧の供給を遮断す
るタイマー手段を設けたことを特徴とする。

【００１１】交流電源をオンすると、補助電源回路には
起動回路を介して起動電圧が供給され、ＰＷＭ制御回路
を作動させてスイッチング素子をオンオフ駆動する。そ
の結果、トランスの１次巻線にはパルス電圧が供給さ
れ、２次および３次巻線に出力電圧を発生させて負荷を
駆動するとともに、補助電源回路にも電力を供給し、制
御回路を定常の動作状態にする。

【００１２】一方、交流電源がオンしてから一定時間が
経過するとタイマー手段が作動し、起動回路から補助電
源回路への起動電圧の供給を遮断する。この状態ではト
ランスの３次巻線より補助電源回路に電圧が供給されて
いるので、制御回路は起動電圧が遮断されても定常の動
作状態を保持する。このように交流電源がオンしてから
一定時間経過後に起動電圧が遮断されるので、定常動作
状態における起動回路での電力損失を発生させないよう
にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本発明の実施形態１の回路図であ
り、図３に示す従来例に対応する部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

【００１４】図１において、図３に示す従来例と相違す
る点は、起動回路２８の構成である。この起動回路２８
は、１次側整流平滑回路１７の一方の出力端子と補助電
源回路１６の出力端子間に設けたトランジスタ２０、ダ
イオード２２および抵抗２３の直列回路と、上記トラン
ジスタ２０のベース・コレクタ間に設けた抵抗１９と、
上記ベースと上記１次側整流平滑回路１７の他方の出力
端子間に設けた定電圧ダイオード２１と、この定電圧ダ
イオード２１と並列に設けたトランジスタ２４と、該ト
ランジスタ２４のベースと補助電源回路１６の入力端子
間に設けた抵抗２５とダイオード２７との直列回路と、
上記抵抗２５とダイオード２７の接続点と上記トランジ
スタ２４のエミッタ間に設けたコンデンサ２６より成っ
ている。

【００１５】この起動回路２８において交流電源１をオ
ンすると１次側整流平滑回路１７によって整流された直
流電圧によりトランジスタ２０のベース端子がハイにな
り、トランジスタ２０がオンする。その結果、ダイオー
ド２２と起動抵抗２３を介して直流電圧が補助電源回路
１６に印加され、補助電源回路１６の電解コンデンサ１
２を充電し、ＰＷＭ制御回路１１は動作を開始する。Ｐ
ＷＭ制御回路１１が動作を開始すると、スイッチング素
子５がオンオフ駆動され、トランス１５の１次巻線６に
パルス電圧が印加されて、２次巻線８に交流電圧が誘起
され、２次側整流平滑回路１８で整流された直流電圧に
より負荷４１が駆動される。

【００１６】また、トランス１５の３次巻線７にも電圧
が誘起され、この誘起された電圧により補助電源回路１
６が電源供給を開始すると、ダイオード２７とコンデン
サ２６によって整流平滑された正バイアスがトランジス
タ２４のベース端子にかかり、トランジスタ２４はオン
する。その結果、トランジスタ２０のベース端子がロー
になり、トランジスタ２０はオフするので起動抵抗２３
を介しての電源供給は停止する。その後は抵抗１９を介
して電流が流れるが、抵抗１９の値は抵抗２３の値のｈ
_fe（トランジスタ２０の定数）倍であるので、損失は１
／ｈ_feになり、起動回路２８による電力損失を少なくす
ることができる。

【００１７】（実施形態２）図２は本発明の実施形態２
の回路図であり、図３に示す従来例に対応する部分には
同一符号を付し、説明を省略する。図２において、従来
例と相違する点は起動回路４０の構成である。

【００１８】この起動回路４０は１次側整流平滑回路１
７の一方の出力端子と補助電源回路１６の出力端子間に
設けたトランジスタ３０、ダイオード３２および抵抗３
３の直列回路と、上記トランジスタ３０のベース・コレ
クタ間に設けた抵抗２９と、上記ベースと上記１次側整
流平滑回路１７の他方の出力端子間に設けた定電圧ダイ
オード３１と、この定電圧ダイオード３１と並列に設け
たトランジスタ３４と、上記１次側整流平滑回路１７の
両出力端子間に設けた抵抗３５、３６、３８の直列回路
と、上記抵抗３８と並列に接続したダイオード３９と、
上記抵抗３５、３６の直列回路と並列に接続したコンデ
ンサ３７より成り、上記抵抗３５、３６の接続点を上記
トランジスタ３４のベースに接続した構成にする。

【００１９】この起動回路４０による電源供給の動作は
基本的には実施形態１に示す起動回路２８と同様であ
り、異なる点は電源供給の停止のさせ方である。この起
動回路４０において、交流電源１をオンすると、１次側
整流平滑回路１７によって整流された直流電圧により、
トランジスタ３０のベース端子がハイになり、このトラ
ンジスタ３０がオンする。

【００２０】その結果、ダイオード３２と起動抵抗３３
を介して直流電圧が補助電源回路１６に印加され、該補
助電源回路１６の電解コンデンサ１２を充電し、ＰＷＭ
制御回路１１は動作を開始する。ＰＷＭ制御回路が動作
を開始すると、スイッチング素子５がオンオフ駆動さ
れ、トランス１５の１次巻線６にパルス電圧が印加され
て２次巻線８および３次巻線７に交流電圧が印加され、
２次側整流平滑回路で整流された直流電圧により負荷４
１が駆動されるとともに、補助電源回路１６に電圧を供
給してＰＷＭ制御回路を動作状態に保つ。

【００２１】一方、交流電源１をオンすると、１次側整
流平滑回路１７によって整流された直流電圧によって、
抵抗３８とコンデンサ３７の時定数でコンデンサ３７が
充電を開始する。コンデンサ３７の端子電圧が抵抗３
５、抵抗３６によって分圧されてトランジスタ３４のベ
ース端子に印加される。

【００２２】従って、トランジスタ３４のベース端子の
電圧は時定数をもって上昇し、Ｖ_BEに到達した時点でト
ランジスタ３４がオンし、トランジスタ３０のベース電
位をローにして該トランジスタ３０をオフにし、起動抵
抗３３より補助電源回路１６への電源の供給を停止す
る。なお、補助電源回路１６が電源供給を開始後にトラ
ンジスタ３４がオンするように抵抗３８とコンデンサ３
７の時定数を設定することが必要である。

【００２３】また、トランス１５の３次巻線７により補
助電源回路１６へ電源が供給されるようになった後は、
上記起動回路４０は動作を停止し、交流電源を再投入し
ない限り復帰しない。従って、過負荷時に出力電圧が低
下すると補助電源回路１６の供給電圧も低下し、ＰＷＭ
制御回路１１の動作を停止させることができるので過負
荷による回路の保護を併せて行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のスイッチング電源装置は、起動
時に起動回路により補助電源回路に起動電圧を供給し、
補助電源回路が起動すると、これを検出して起動回路に
よる起動電圧の供給を遮断するので定常動作状態になっ
てからの起動回路による電力の損失を無くすことができ
る。また、起動してから一定時間経過後に起動回路によ
る起動電圧の供給を遮断するので、定常動作状態になっ
てからの起動回路による電力の損失を低減させることが
できる。従って、ワイド入力対応のスイッチング電源装
置として特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の回路図である。

【図２】本発明の実施形態２の回路図である。

【図３】従来例の回路図である。

【符号の説明】

１交流電源５スイッチング素子６１次巻線７３次巻線８２次巻線１１ＰＷＭ制御回路１２電解コンデンサ１４フィードバック回路１５トランス１６補助電源回路１７１次側整流平滑回路１９、２３、２５、２９、３３、３５、３６、３８
抵抗２０、２４、３０、３４トランジスタ２１、３１定電圧ダイオード２６、３７コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源の整流出力をスイッチング素子
を介してトランスの１次巻線に接続し、上記トランスの
３次巻線に補助電源回路を設け、該補助電源回路に、上
記交流電源をオンしたとき、上記補助電源回路に起動電
圧を供給する起動回路を設け、上記補助電源回路の出力
で動作する制御回路により、上記スイッチング素子をオ
ンオフさせて上記トランスの２次巻線より負荷に電源を
供給するスイッチング電源装置において、上記トランスの３次巻線の出力を検出する電圧検出手段
と、該電圧検出手段の出力により上記起動回路から上記
補助電源回路への起動電圧の供給を遮断する起動電圧供
給遮断手段と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】交流電源の整流出力をスイッチング素子
を介してトランジスタの１次巻線に接続し、上記トラン
スの３次巻線に補助電源回路を設け、該補助電源回路
に、上記交流電源をオンしたとき、起動電圧を供給する
起動回路を設け、上記補助電源回路の出力で動作する制
御回路により、上記スイッチング素子をオンオフさせて
上記トランスの２次巻線より負荷に電源を供給するスイ
ッチング電源装置において、上記交流電源がオンしてから一定時間後に上記起動回路
より、補助電源回路への起動電圧の供給を遮断するタイ
マー手段を設けたことを特徴とするスイッチング電源装
置。