JP2001103742A

JP2001103742A - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JP2001103742A
Application number: JP27541999A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Komatsu; 明幸小松; Masataka Shoji; 正孝庄司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で動作待機状態での消費電力を低
減可能なスイッチング電源装置を提供することを目的と
する。【解決手段】本発明のスイッチング電源装置は、一次
巻線５ａへの電流供給を制御するスイッチング素子４
と、接続された電気素子で決定されるスイッチング周波
数でスイッチング素子４をスイッチング制御しこのスイ
ッチング周波数のオンオフ比をデューティ制御して二次
巻線５ｂの出力電圧を安定出力させるスイッチング制御
回路１とを有するスイッチング電源装置において、二次
巻線５ｂの出力電圧の供給を受ける負荷が待機モードに
なるとこの負荷から出力される指示に従って前記スイッ
チング周波数を下げるようにスイッチング制御回路１へ
の電気素子の接続を切り替える切替部１３を設けたもの
である。

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】近年、スイッチング電源装置を搭載する
家庭電化製品のほとんどは、この製品の制御をマイコン
で行っている。また、それらの家庭電化製品は終日通電
されており、使用時のみ使用者がリモコンを入力するな
どの操作することにより、負荷側が動作するようにマイ
コンで制御されている。しかしながら、製品を使用する
とき以外でも通電状態である為に一定の電力が消費され
る。この消費電力は、待機時電力と呼ばれ、省エネルギ
ーの観点から低減することが望まれている。

【０００３】以下に従来のスイッチング電源装置につい
て図９を用いて説明する。図９には、トランス５の一次
巻線５ａに流れる電流のオンオフの比を制御することに
より出力電圧を安定化させる方式の他励型スイッチング
電源装置の回路構成を示している。このスイッチング電
源装置は、図９に示すように、スイッチング素子４のオ
ンオフの比を制御することで出力電圧を安定化させるス
イッチング制御回路１と、スイッチング周波数を決定す
る抵抗２と、スイッチング周波数を決定するコンデンサ
３と、スイッチング制御回路１からのオンオフ信号によ
り制御されてトランス５の一次巻線５ａに流れる電流を
オンオフするスイッチング素子４と、一次巻線５ａに電
磁結合された三次巻線５ｃと出力電圧を得るための二次
巻線５ｂとを有するトランス５と、二次巻線用整流ダイ
オード６と、二次巻線用整流コンデンサ７と、スイッチ
ング制御回路１の起動用の抵抗８と、スイッチング素子
４に流れる電流を検出するための抵抗９と、三次巻線用
整流コンデンサ１０と、三次巻線用整流ダイオード１１
とで構成されている。

【０００４】スイッチング素子４をオンオフ制御するス
イッチング制御回路１からのスイッチング周波数は、こ
のスイッチング制御回路１に接続される抵抗２とコンデ
ンサ３の定数の積（時定数）により決定される。但し、
この抵抗２はスイッチング制御回路１の内部において定
まった定数に固定されている場合もある。スイッチング
制御回路１は、起動用の電源が抵抗８を介して供給さ
れ、スイッチング素子４がオンオフを開始するとトラン
ス５の三次巻線５ｃの両端に矩形波が発生し、それを三
次巻線用整流コンデンサ１０と三次巻線用整流ダイオー
ド１１とにより整流し、起動後の電源供給はこの三次巻
線用整流コンデンサ１０と三次巻線用整流ダイオード１
１とにより行われる。また、スイッチング素子４には直
列に抵抗９が接続してあり、スイッチング制御回路１
は、この抵抗９の両端の電圧が設定された値を超えると
過電流保護が働き、そのサイクルではそれ以上オン期間
が続かないように制御を行なう。

【０００５】トランス５の二次巻線５ｂに発生した矩形
波を二次巻線用整流ダイオード６と二次巻線用整流コン
デンサ７とで整流して直流電圧を出力している。以上の
ように構成されたスイッチング電源装置では、自己で消
費される電力、即ち、スイッチング損失は、定格負荷時
では主にスイッチング素子４，二次巻線用整流ダイオー
ド６の自己損失に起因するものがほとんどであるが、負
荷電流の流れていない軽負荷時では、二次巻線用整流ダ
イオード６の電力消費は無視できる程度となる。スイッ
チング素子４の自己損失はオン・オフの際に発生するの
で、軽負荷時にはその大部分のスイッチングロスはスイ
ッチング素子４のみとなる。これはトランジスタのオン
オフには時間がかかるためで、電圧が印加されている状
態で電流が流れるのでその分が発熱となり電力損失とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のスイッチ
ング電源装置では、スイッチング周波数はスイッチング
制御回路１に接続される抵抗２とコンデンサ３により一
意に決定するため、軽負荷時でもスイッチング周波数が
変わらず、スイッチング素子４のオンオフによる自己損
失はある値以下には減少できないため、動作待機状態で
の消費電力も無視できないくらい大きいという問題があ
る。

【０００７】そこでこれを解決するために特開平９−１
４０１２８号公報に記載されたスイッチング電源装置が
提案されているが、このスイッチング電源装置では、マ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと略す。）がスイ
ッチング制御回路に発振周波数をパルス波で出力するこ
とで待機モード時の発振周波数を制御しスイッチング損
失の低減を図っており、マイコンがスイッチング制御回
路の発振周波数をパルス波で出力する必要があるため、
マイコンのプログラムの繁雑性や、スイッチング制御回
路自体が特殊なものになること、またパルス波伝達時の
ノイズを除去しなければならないという問題がある。

【０００８】本発明は、簡易な構成で動作待機状態での
消費電力を低減可能なスイッチング電源装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、一次巻線への電流供給を制御するスイッチン
グ素子と、接続された電気素子で決定されるスイッチン
グ周波数で前記スイッチング素子をスイッチング制御し
このスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ制御
して二次巻線の出力電圧を安定出力させる制御回路とを
有するスイッチング電源装置において、前記二次巻線の
出力電圧の供給を受ける負荷が待機モードになるとこの
負荷から出力される指示に従って前記スイッチング周波
数を下げるように前記制御回路への電気素子の接続を切
り替える切替部を設けたものである。

【００１０】本発明によると、簡易な構成で待機モード
時の消費電力を低減したスイッチング電源装置を得るこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一次巻線への電流供給を制御するスイッチング素子
と、接続された電気素子で決定されるスイッチング周波
数で前記スイッチング素子をスイッチング制御しこのス
イッチング周波数のオンオフ比をデューティ制御して二
次巻線の出力電圧を安定出力させる制御回路とを有する
スイッチング電源装置において、前記二次巻線の出力電
圧の供給を受ける負荷が待機モードになるとこの負荷か
ら出力される指示に従って前記スイッチング周波数を下
げるように前記制御回路への電気素子の接続を切り替え
る切替部を設けたスイッチング電源装置としたものであ
り、出力負荷が軽くなる待機モード時には制御回路に接
続されスイッチング周波数を決定する電気素子の値を可
変してスイッチング周波数を低下させることができ、ス
イッチング素子の自己損失を削減することができ、簡易
な構成で待機モード時の消費電力を低減することができ
るスイッチング電源装置を得ることができる。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、スイッ
チング周波数を決定する電気素子に少なくともコンデン
サを用い、切替部を、二次巻線の出力電圧の供給を受け
る負荷が待機モードになるとこの負荷から出力される指
示に従ってオンされるスイッチに、直列に変更用コンデ
ンサを接続しこれを前記コンデンサに並列に接続するか
または、並列に変更用コンデンサを接続しこれを前記コ
ンデンサに接続してスイッチング周波数を下げるよう構
成した請求項１記載のスイッチング電源装置としたもの
であり、待機モード時、即ち、軽負荷時にスイッチング
周波数を低下させる具体的な構成を実現できる。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、スイッ
チング周波数を決定する電気素子を抵抗とコンデンサと
し、切替部を、二次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷
が待機モードになるとこの負荷から出力される指示に従
ってオフされるスイッチを、前記抵抗に直列に接続しこ
のスイッチに並列に変更用抵抗を接続するかまたは、変
更用抵抗に直列に接続しこれらと並列に前記抵抗を接続
してスイッチング周波数を下げるよう構成した請求項１
記載のスイッチング電源装置としたものであり、待機モ
ード時、即ち、軽負荷時にスイッチング周波数を低下さ
せる具体的な構成を実現できる。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、負荷と
スイッチとの間に信号伝達回路を設けた請求項１から請
求項３に記載のスイッチング電源装置としたものであ
り、スイッチング電源装置を一次側回路と二次側回路と
の間で絶縁している場合でも、本スイッチング電源装置
を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷時にスイ
ッチング電源装置の発振周波数を低下させスイッチング
素子での損失を減少させ待機モード時の消費電力を低減
することができる。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、一次巻
線への電流供給を制御するスイッチング素子と、接続さ
れた電気素子で決定されるスイッチング周波数で前記ス
イッチング素子をスイッチング制御しこのスイッチング
周波数のオンオフ比をデューティ制御して二次巻線の出
力電圧を安定出力させる制御回路とを有するスイッチン
グ電源装置において、前記二次巻線の負荷が軽負荷であ
ることを検出する検出手段と、前記検出手段からの指示
を受けると前記スイッチング周波数を下げるように前記
制御回路への電気素子の接続を切り替える切替部とを設
けたスイッチング電源装置としたものであり、出力負荷
が軽くなる待機モード時には制御回路に接続されスイッ
チング周波数を決定する電気素子の値を可変してスイッ
チング周波数を低下させることができ、スイッチング素
子の自己損失を削減することができ、簡易な構成で待機
モード時の消費電力を低減することができるスイッチン
グ電源装置を得ることができる。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、スイッ
チング周波数を決定する電気素子に少なくともコンデン
サを用い、検出手段を、二次巻線に設けた検出抵抗でこ
の二次巻線の出力電流を検出する電流検出回路とし、切
替部を、前記電流検出回路によりオンオフ制御されるス
イッチに、直列に変更用コンデンサを接続しこれを前記
コンデンサに並列に接続するかまたは、並列に変更用コ
ンデンサを接続しこれを前記コンデンサに接続して前記
電流検出回路からの指示を受けるとこのスイッチをオン
し前記スイッチング周波数を下げるよう構成した請求項
５記載のスイッチング電源装置としたものであり、待機
モード時、即ち、軽負荷時にスイッチング周波数を低下
させる具体的な構成を実現できる。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、スイッ
チング周波数を決定する電気素子を抵抗とコンデンサと
し、検出手段を、二次巻線に設けた検出抵抗でこの二次
巻線の出力電流を検出する電流検出回路とし、切替部
を、前記電流検出回路によりオンオフ制御されるスイッ
チを、前記抵抗に直列に接続しこのスイッチに並列に変
更用抵抗を接続するかまたは、変更用抵抗に直列に接続
しこれらと並列に前記抵抗を接続して前記電流検出回路
からの指示を受けるとこのスイッチをオフし前記スイッ
チング周波数を下げるよう構成した請求項５記載のスイ
ッチング電源装置としたものであり、待機モード時、即
ち、軽負荷時にスイッチング周波数を低下させる具体的
な構成を実現できる。

【００１８】本発明の請求項８に記載の発明は、電流検
出回路とスイッチとの間に信号伝達回路を設けた請求項
５または請求項７に記載のスイッチング電源装置とした
ものであり、スイッチング電源装置を一次側回路と二次
側回路との間で絶縁している場合でも、本スイッチング
電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷
時にスイッチング電源装置の発振周波数を低下させスイ
ッチング素子での損失を減少させ待機モード時の消費電
力を低減することができる。

【００１９】以下、本発明のスイッチング電源装置を具
体的な実施の形態に基づいて説明する。（実施の形態１）図１に示した本発明の実施の形態１に
記載のスイッチング電源装置は、前述の従来例と同様
に、一次巻線５ａへの電流供給を制御するスイッチング
素子４と、接続された電気素子で決定されるスイッチン
グ周波数でスイッチング素子４をスイッチング制御しこ
のスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ制御し
て二次巻線５ｂの出力電圧を安定出力させるスイッチン
グ制御回路１とを有するスイッチング電源装置であっ
て、二次巻線５ｂの出力電圧の供給を受ける負荷が待機
モードになるとこの負荷から出力される指示に従って前
記スイッチング周波数を下げるようにスイッチング制御
回路１への電気素子の接続を切り替える切替部１３を設
けた点が前述の従来例とは異なっている。

【００２０】前記負荷は、本実施の形態１のスイッチン
グ電源装置を使用する機器において、この機器の動作モ
ードが通常動作モードであるのか軽負荷となる待機モー
ドであるのかを自己検出し出力指示できる演算部を有し
ているものである。この演算部としては、例えば、機器
の動作を掌握可能なマイコン１２やマイクロプロセッサ
などがあるが、ここではこの演算部をマイコン１２とし
て説明する。

【００２１】スイッチング素子４をオンオフ制御するス
イッチング制御回路１からのスイッチング周波数は、こ
のスイッチング制御回路１に接続される電気素子として
の抵抗２とコンデンサ３との定数の積（時定数）により
決定される。但し、この抵抗２はスイッチング制御回路
１の内部において定まった定数に固定されている場合も
ある。

【００２２】マイコン１２は、例えば、二次巻線５ｂの
出力電圧で動作し本スイッチング電源装置を使用する機
器の待機モードを検出して指示を出力するよう構成され
ている。切替部１３は、マイコン１２によりオンオフ制
御されスイッチング周波数を切り替えるための電気的ス
イッチであるスイッチ１４に直列にスイッチング周波数
を変更するための変更用コンデンサ１５を接続しこれを
コンデンサ３に並列に接続しマイコン１２からの前記指
示を受けるとこのスイッチ１４をオンし前記スイッチン
グ周波数を下げるよう構成されている。

【００２３】ここで、このスイッチング電源装置の通常
動作モードでの動作について説明する。スイッチング制
御回路１は、起動用の電源が抵抗８を介して供給され、
スイッチング素子４がオンオフを開始するとトランス５
の三次巻線５ｃの両端に矩形波が発生し、それを三次巻
線用整流コンデンサ１０と三次巻線用整流ダイオード１
１とにより整流し、起動後の電源供給はこの三次巻線用
整流コンデンサ１０と三次巻線用整流ダイオード１１と
により行われる。また、スイッチング素子４には直列に
抵抗９が接続してあり、スイッチング制御回路１は、こ
の抵抗９の両端の電圧が設定された値を超えると過電流
保護が働き、そのサイクルではそれ以上オン期間が続か
ないように制御を行なう。

【００２４】トランス５の二次巻線５ｂに発生した矩形
波を二次巻線用整流ダイオード６と二次巻線用整流コン
デンサ７とで整流して直流出力を得ている。ここで、こ
のスイッチング電源装置の待機モードでの動作について
説明する。マイコン１２は、スイッチング電源装置の出
力電圧で動作し、リモコンからの信号や本体の電源スイ
ッチの状態を検出することで、本スイッチング電源装置
を使用する機器の動作モードが待機モードか通常動作モ
ードかの判断ができる。待機モード時は、このマイコン
１２に直接つながるスイッチ１４に直流電圧出力を送
り、このスイッチ１４をオンする。その結果、変更用コ
ンデンサ１５はコンデンサ３と並列接続となり、スイッ
チング制御回路１から見るとコンデンサ容量が増加した
ように見える。

【００２５】一般にコンデンサ容量と抵抗の値により発
振周波数が決定されるスイッチング制御回路の場合、コ
ンデンサ３への定電流充電，定電流放電を行なってコン
デンサ３の両端に三角波形の発振を行なう。これは次に
示す（式１）で表される。ここで、Ｖはコンデンサの両
端電圧、Ｉは充放電を行なう電流値、ｔは時間、Ｃはコ
ンデンサ容量である。

【００２６】Ｖ＝Ｉ・ｔ／Ｃ・・・・・（式１）また、抵抗２によりスイッチング制御回路１の内部基準
電圧を抵抗分割し、コンデンサ３への充電電圧が前記内
部基準電圧の抵抗分割した電圧値に達すると、コンデン
サ３への電流を充電から放電に切り替える。よって、
（式１）のＶの最大値は、抵抗２の値が大きくなれば大
きくなり、抵抗の値が小さくなれば小さくなる。したが
って、（式１）は次に示す（式２）ように置き換えられ
る。ここで、Ｒは抵抗２の抵抗値である。

【００２７】Ｒ∝Ｉ・ｔ／Ｃ・・・・・（式２）（式２）により、スイッチング制御回路１の発振周波数
ｆは、次に示す（式３）で表される。なお、コンデンサ
３には定電流が流れているので、Ｉは充電時，放電時そ
れぞれで定数となる。ｆ＝１／ｔ∝Ｉ／（Ｃ・Ｒ）・・・・・（式３）以上により、スイッチング制御回路１の発振周波数は、
抵抗２，コンデンサ３のそれぞれに反比例することとな
る。

【００２８】本実施の形態１では、待機モード時には、
スイッチ１４がオンして変更用コンデンサ１５がコンデ
ンサ３に並列接続となるので、スイッチング制御回路１
のコンデンサ容量は大きくなり、結果として発振周波数
は通常動作モード時に比べて下がることになる。発振周
波数が下がることにより、単位時間当たりのスイッチン
グ回数が減少、即ち、スイッチング素子４での損失が減
少する。

【００２９】このように構成したため、本スイッチング
電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷
時であるときには、マイコン１２からの直流出力制御信
号によりスイッチング電源装置の発振周波数を低下させ
るよう制御し、単位時間当たりのスイッチング回数を減
少させることができ、スイッチング素子４での損失を減
少させることができるので、待機モード時の消費電力を
低減することができ、機器が待機モード時、即ち、軽負
荷時であるときのスイッチング電源装置の変換効率を改
善することができる。

【００３０】（実施の形態２）図２に示した本発明の実
施の形態２に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態１と同様のスイッチング電源装置であって、マ
イコン１２とスイッチ１４との間に信号伝達回路１６を
設けた点が前述の実施の形態１とは異なっている。

【００３１】この信号伝達回路１６としては、例えば、
フォトカプラなどがあり、送り側と受け側とが絶縁され
ていても信号の伝達が可能なものである。この実施の形
態２のスイッチング電源装置を図２を用いて説明する。
図２に示すように、マイコン１２の出力端子とスイッチ
１４の間に信号伝達回路１６を挿入することにより、一
次側回路と二次側回路との間を絶縁するなどとした場合
にでも、マイコン１２から信号伝達回路１６を経てスイ
ッチ１４に直流電圧出力を送り、このスイッチ１４をオ
ンすることができる。その結果、変更用コンデンサ１５
はコンデンサ３と並列接続となり、スイッチング制御回
路１から見るとコンデンサ容量が増加したように見える
のでスイッチング制御回路１のコンデンサ容量は大きく
なり、結果としてスイッチング制御回路１の発振周波数
は通常動作モード時に比べて下がることになる。発振周
波数が下がることにより、単位時間当たりのスイッチン
グ回数が減少、即ち、スイッチング素子４での損失が減
少する。

【００３２】このように構成したため、スイッチング電
源装置を一次側回路と二次側回路との間で絶縁している
場合でも、本スイッチング電源装置を使用する機器が待
機モード時、即ち、軽負荷時であるときには、マイコン
１２からの直流出力制御信号によりスイッチング電源装
置の発振周波数を低下させるよう制御し、単位時間当た
りのスイッチング回数を減少させることができ、スイッ
チング素子４での損失を減少させることができるので、
待機モード時の消費電力を低減することができ、機器が
待機モード時、即ち、軽負荷時であるときのスイッチン
グ電源装置の変換効率を改善することができる。

【００３３】なお、前述の実施の形態１および実施の形
態２では、切替部１３を、スイッチ１４に直列に変更用
コンデンサ１５を接続しこれをコンデンサ３に並列に接
続してスイッチング周波数を下げるよう構成している
が、図１０に示すようにスイッチ１４に並列に変更用コ
ンデンサ１５を接続しこれをコンデンサ３に接続してス
イッチング周波数を下げるよう構成した場合であって
も、前述の実施の形態１および実施の形態２と同様の効
果を有する。

【００３４】（実施の形態３）図３に示した本発明の実
施の形態３に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態１と同様のスイッチング電源装置であって、前
述の実施の形態１の切替部１３に替えて、マイコン１２
によりオンオフ制御されるスイッチ１４を抵抗２に直列
に接続しこのスイッチ１４に並列に変更用抵抗１７を接
続しマイコン１２からの指示を受けるとこのスイッチ１
４をオフし前記スイッチング周波数を下げるよう構成し
た切替部１３ａを設けた点が前述の実施の形態１とは異
なっている。

【００３５】この実施の形態３のスイッチング電源装置
を図３を用いて説明する。図３に示すように、オンオフ
の比を制御することにより出力電圧を安定化させる方式
のスイッチング制御回路１に接続する抵抗２とコンデン
サ３の時定数によりスイッチング周波数は決定される。
マイコン１２は、スイッチング電源装置の出力電圧で動
作し、リモコンからの信号や本体の電源スイッチの状態
を検出することで、本スイッチング電源装置を使用する
機器の動作モードが待機モードか通常動作モードかの判
断ができる。通常動作モード時は、スイッチ１４はオン
しており、変更用抵抗１７はスイッチ１４により短絡さ
れている。待機モード時は、マイコン１２の直流電圧出
力によりスイッチ１４をオフする。その結果、変更用抵
抗１７は抵抗２と直列接続となりスイッチング制御回路
１から見ると抵抗値が増加したように見える。

【００３６】この実施の形態３では、待機モード時には
変更用抵抗１７が抵抗２に直列接続となるのでスイッチ
ング制御回路１のスイッチング周波数を決定する抵抗値
は大きくなり、結果として発振周波数は通常動作モード
時に比べて下がることとなる。発振周波数が下がること
により、単位時間当たりのスイッチング回数が減少、即
ち、スイッチング素子４での損失が減少する。

【００３７】このように構成したため、本スイッチング
電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷
時であるときには、マイコン１２からの直流出力制御信
号によりスイッチング電源装置の発振周波数を低下させ
るよう制御し、単位時間当たりのスイッチング回数を減
少させることができ、スイッチング素子４での損失を減
少させることができるので、待機モード時の消費電力を
低減することができ、機器が待機モード時、即ち、軽負
荷時であるときのスイッチング電源装置の変換効率を改
善することができる。

【００３８】（実施の形態４）図４に示した本発明の実
施の形態４に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態３と同様のスイッチング電源装置であって、マ
イコン１２とスイッチ１４との間に信号伝達回路１６を
設けた点が前述の実施の形態３とは異なっている。

【００３９】この信号伝達回路１６としては、例えば、
フォトカプラなどがあり、送り側と受け側とが絶縁され
ていても信号の伝達が可能なものである。この実施の形
態４のスイッチング電源装置を図４を用いて説明する。
図４に示すように、マイコン１２の出力端子とスイッチ
１４の間に信号伝達回路１６を挿入することにより、一
次側回路と二次側回路の間を絶縁するなどとした場合に
でも、マイコン１２から信号伝達回路１６を経てスイッ
チ１４に直流電圧出力を送り、スイッチ１４をオン，オ
フすることができる。その結果、変更用抵抗１７は抵抗
２と直列接続となりスイッチング制御回路１から見ると
スイッチング周波数を決定する抵抗値が増加したように
見えるので、結果としてスイッチング制御回路１の発振
周波数は通常動作モード時に比べて下がることとなる。
発振周波数が下がることにより、単位時間当たりのスイ
ッチング回数が減少、即ち、スイッチング素子４での損
失が減少する。

【００４０】このように構成したため、スイッチング電
源装置を一次側回路と二次側回路との間で絶縁している
場合でも、本スイッチング電源装置を使用する機器が待
機モード時、即ち、軽負荷時であるときには、マイコン
１２からの直流出力制御信号によりスイッチング電源装
置の発振周波数を低下させるよう制御し、単位時間当た
りのスイッチング回数を減少させることができ、スイッ
チング素子４での損失を減少させることができるので、
待機モード時の消費電力を低減することができ、機器が
待機モード時、即ち、軽負荷時であるときのスイッチン
グ電源装置の変換効率を改善することができる。

【００４１】なお、前述の実施の形態３および実施の形
態４では、切替部１３ａを、スイッチ１４を抵抗２に直
列に接続しこのスイッチ１４に並列に変更用抵抗１７を
接続してスイッチング周波数を下げるよう構成している
が、図１１に示すようにスイッチ１４を変更用抵抗１７
に直列に接続しこれらと並列に抵抗２を接続してスイッ
チング周波数を下げるよう構成した場合であっても、前
述の実施の形態３および実施の形態４と同様の効果を有
する。

【００４２】なお、前述の実施の形態１〜実施の形態４
では、マイコンを用いているが、マイクロプロセッサな
どであっても良いし、マイコン以外であっても負荷の動
作モードが待機モードであることをこの負荷で自己検出
し出力指示できるものであれば、前述と同様の効果を有
する。（実施の形態５）図５に示した本発明の実施の形態５に
記載のスイッチング電源装置は、前述の従来例と同様
に、一次巻線５ａへの電流供給を制御するスイッチング
素子４と、接続された電気素子で決定されるスイッチン
グ周波数でスイッチング素子４をスイッチング制御しこ
のスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ制御し
て二次巻線５ｂの出力電圧を安定出力させるスイッチン
グ制御回路１とを有するスイッチング電源装置であっ
て、二次巻線５ｂの負荷が軽負荷であることを検出する
検出手段としての電流検出回路１９と、この電流検出回
路１９からの指示を受けると前記スイッチング周波数を
下げるようにスイッチング制御回路１への電気素子の接
続を切り替える切替部１３とを設けた点が前述の従来例
とは異なっている。

【００４３】この電流検出回路１９は、二次巻線５ｂに
設けた検出抵抗としての電流検出用抵抗１８でこの二次
巻線５ｂの出力電流を検出するものである。この実施の
形態５のスイッチング電源装置を図５を用いて説明す
る。図５に示すように、オンオフの比を制御することに
より出力電圧を安定化させる方式のスイッチング制御回
路１に接続する抵抗２とコンデンサ３の時定数によりス
イッチング周波数は決定される。

【００４４】二次側出力に電流が流れると、直列に挿入
された電流検出用抵抗１８の両端に電圧が発生する。こ
の電圧を検出し、定めておいた電圧値以下、即ち、二次
側の出力電流値が定めておいた値以下になれば電流検出
回路１９の出力に直流出力制御信号が発生するようにし
ておく。軽負荷時はこの電流検出回路１９に直接つなが
るスイッチ１４に直流電圧出力を送り、スイッチ１４を
オンする。その結果、変更用コンデンサ１５はコンデン
サ３と並列接続となりスイッチング制御回路１から見る
とコンデンサ容量が増加したように見える。

【００４５】この実施の形態５においては、軽負荷時に
は変更用コンデンサ１５がコンデンサ３に並列接続とな
るのでスイッチング制御回路１のコンデンサ容量は大き
くなり、結果として発振周波数は通常負荷時に比べて下
がることとなる。発振周波数が下がることにより、単位
時間当たりのスイッチング回数が減少、即ち、スイッチ
ング素子４での損失が減少する。

【００４６】このように構成したため、本スイッチング
電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷
時であるときには、二次側の電流検出用抵抗１８の両端
電圧を検出した電流検出回路１９からの直流出力制御信
号によりスイッチング電源装置の発振周波数を低下させ
るよう制御し、単位時間当たりのスイッチング回数を減
少させることができ、スイッチング素子４での損失を減
少させることができるので、待機モード時の消費電力を
低減することができ、機器が待機モード時、即ち、軽負
荷時であるときのスイッチング電源装置の変換効率を改
善することができる。

【００４７】（実施の形態６）図６に示した本発明の実
施の形態６に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態５と同様のスイッチング電源装置であって、電
流検出回路１９とスイッチ１４との間に信号伝達回路１
６を設けた点が前述の実施の形態５とは異なっている。

【００４８】この信号伝達回路１６としては、例えば、
フォトカプラなどがあり、送り側と受け側とが絶縁され
ていても信号の伝達が可能なものである。この実施の形
態６のスイッチング電源装置を図６を用いて説明する。
図６に示すように、電流検出回路１９の出力端子とスイ
ッチ１４の間に信号伝達回路１６を挿入することによ
り、一次側回路と二次側回路の間を絶縁するなどとした
場合にでも、電流検出回路１９から信号伝達回路１６を
経てスイッチ１４に直流電圧出力を送り、スイッチ１４
をオンすることができる。その結果、変更用コンデンサ
１５はコンデンサ３と並列接続となりスイッチング制御
回路１から見るとコンデンサ容量が増加したように見え
るのでスイッチング制御回路１のコンデンサ容量は大き
くなり、結果としてスイッチング制御回路１の発振周波
数は通常動作モード時に比べて下がることになる。発振
周波数が下がることにより、単位時間当たりのスイッチ
ング回数が減少、即ち、スイッチング素子４での損失が
減少する。

【００４９】このように構成したため、スイッチング電
源装置を一次側回路と二次側回路との間で絶縁している
場合でも、本スイッチング電源装置を使用する機器が待
機モード時、即ち、軽負荷時であるときには、電流検出
回路１９からの直流出力制御信号によりスイッチング電
源装置の発振周波数を低下させるよう制御し、単位時間
当たりのスイッチング回数を減少させることができ、ス
イッチング素子４での損失を減少させることができるの
で、待機モード時の消費電力を低減することができ、機
器が待機モード時、即ち、軽負荷時であるときのスイッ
チング電源装置の変換効率を改善することができる。

【００５０】なお、前述の実施の形態５および実施の形
態６では、切替部１３を、スイッチ１４に直列に変更用
コンデンサ１５を接続しこれをコンデンサ３に並列に接
続してスイッチング周波数を下げるよう構成している
が、図１０に示すようにスイッチ１４に並列に変更用コ
ンデンサ１５を接続しこれをコンデンサ３に接続してス
イッチング周波数を下げるよう構成した場合であって
も、前述の実施の形態５および実施の形態６と同様の効
果を有する。

【００５１】（実施の形態７）図７に示した本発明の実
施の形態７に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態５と同様のスイッチング電源装置であって、前
述の実施の形態５の切替部１３に替えて、電流検出回路
１９によりオンオフ制御されるスイッチ１４を抵抗２に
直列に接続しこのスイッチ１４に並列に変更用抵抗１７
を接続しこの電流検出回路１９からの指示を受けるとこ
のスイッチ１４をオフし前記スイッチング周波数を下げ
るよう構成した切替部１３ａを設けた点が前述の実施の
形態５とは異なっている。

【００５２】この実施の形態７のスイッチング電源装置
を図７を用いて説明する。図７に示すように、オンオフ
の比を制御することにより出力電圧を安定化させる方式
のスイッチング制御回路１に接続する抵抗２とコンデン
サ３の時定数によりスイッチング周波数は決定される。
二次側出力に電流が流れると、直列に挿入された電流検
出用抵抗１８の両端に電圧が発生する。この電圧を検出
し、定めておいた電圧値以下、即ち、二次側の出力電流
値が定めておいた値以下になれば電流検出回路１９の出
力に直流出力制御信号が発生するようにしておく。通常
負荷時、このスイッチ１４はオンしており、変更用抵抗
１７はスイッチ１４により短絡されている。軽負荷時は
電流検出回路１９の直流電圧出力によりスイッチ１４を
オフする。その結果、変更用抵抗１７は抵抗２と直列接
続となりスイッチング制御回路１から見ると抵抗値が増
加したように見える。

【００５３】この実施の形態７では、軽負荷時には変更
用抵抗１７が抵抗２に直列接続となるので、スイッチン
グ制御回路１のスイッチング周波数を決定する抵抗値は
大きくなり、結果として発振周波数は通常動作モード時
に比べて下がることとなる。発振周波数が下がることに
より、単位時間当たりのスイッチング回数が減少、即
ち、スイッチング素子４での損失が減少する。

【００５４】このように構成したため、本スイッチング
電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、軽負荷
時であるときには、二次側の電流検出用抵抗１８の両端
電圧を検出した電流検出回路１９からの直流出力制御信
号によりスイッチング電源装置の発振周波数を低下させ
るよう制御し、単位時間当たりのスイッチング回数を減
少させることができ、スイッチング素子４での損失を減
少させることができるので、待機モード時の消費電力を
低減することができ、機器が待機モード時、即ち、軽負
荷時であるときのスイッチング電源装置の変換効率を改
善することができる。

【００５５】（実施の形態８）図８に示した本発明の実
施の形態８に記載のスイッチング電源装置は、前述の実
施の形態７と同様のスイッチング電源装置であって、電
流検出回路１９とスイッチ１４との間に信号伝達回路１
６を設けた点が前述の実施の形態７とは異なっている。

【００５６】この実施の形態８のスイッチング電源装置
を図８を用いて説明する。図８に示すように、電流検出
回路１９の出力端子とスイッチ１４の間に信号伝達回路
１６を挿入することにより、一次側回路と二次側回路の
間を絶縁するなどとした場合にでも、電流検出回路１９
から信号伝達回路１６を経てスイッチ１４に直流電圧出
力を送り、スイッチ１４をオン，オフすることができ
る。その結果、変更用抵抗１７は抵抗２と直列接続とな
りスイッチング制御回路１から見るとスイッチング周波
数を決定する抵抗値が増加したように見えるので、結果
としてスイッチング制御回路１の発振周波数は通常動作
モード時に比べて下がることとなる。発振周波数が下が
ることにより、単位時間当たりのスイッチング回数が減
少、即ち、スイッチング素子４での損失が減少する。

【００５７】このように構成したため、スイッチング電
源装置を一次側回路と二次側回路との間で絶縁している
場合でも、本スイッチング電源装置を使用する機器が待
機モード時、即ち、軽負荷時であるときには、二次側の
電流検出用抵抗１８の両端電圧を検出した電流検出回路
１９からの直流出力制御信号によりスイッチング電源装
置の発振周波数を低下させるよう制御し、単位時間当た
りのスイッチング回数を減少させることができ、スイッ
チング素子４での損失を減少させることができるので、
待機モード時の消費電力を低減することができ、機器が
待機モード時、即ち、軽負荷時であるときのスイッチン
グ電源装置の変換効率を改善することができる。

【００５８】なお、前述の実施の形態７および実施の形
態８では、切替部１３ａを、スイッチ１４を抵抗２に直
列に接続しこのスイッチ１４に並列に変更用抵抗１７を
接続してスイッチング周波数を下げるよう構成している
が、図１１に示すようにスイッチ１４を変更用抵抗１７
に直列に接続しこれらと並列に抵抗２を接続してスイッ
チング周波数を下げるよう構成した場合であっても、前
述の実施の形態７および実施の形態８と同様の効果を有
する。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明のスイッチング電源
装置によれば、一次巻線への電流供給を制御するスイッ
チング素子と、接続された電気素子で決定されるスイッ
チング周波数で前記スイッチング素子をスイッチング制
御しこのスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ
制御して二次巻線の出力電圧を安定出力させる制御回路
とを有するスイッチング電源装置において、前記二次巻
線の出力電圧の供給を受ける負荷が待機モードになると
この負荷から出力される指示に従って前記スイッチング
周波数を下げるように前記制御回路への電気素子の接続
を切り替える切替部を設けた場合や、前記二次巻線の負
荷が軽負荷であることを検出する検出手段と、前記検出
手段からの指示を受けると前記スイッチング周波数を下
げるように前記制御回路への電気素子の接続を切り替え
る切替部とを設けた場合では、出力負荷が軽くなる待機
モード時には制御回路に接続されスイッチング周波数を
決定する電気素子の値を可変してスイッチング周波数を
低下させることができ、スイッチング素子の自己損失を
削減することができ、簡易な構成で待機モード時の消費
電力を低減することができるスイッチング電源装置を得
ることができる。

【００６０】また、スイッチング周波数を決定する前記
電気素子に少なくともコンデンサを用い、前記切替部
を、二次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷が待機モー
ドになるとこの負荷から出力される指示に従ってオンさ
れるスイッチに、直列に変更用コンデンサを接続しこれ
を前記コンデンサに並列に接続するかまたは、並列に変
更用コンデンサを接続しこれを前記コンデンサに接続し
てスイッチング周波数を下げるよう構成したスイッチン
グ電源装置の場合や、スイッチング周波数を決定する前
記電気素子を抵抗とコンデンサとし、前記切替部を、二
次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷が待機モードにな
るとこの負荷から出力される指示に従ってオフされるス
イッチを、前記抵抗に直列に接続しこのスイッチに並列
に変更用抵抗を接続するかまたは、変更用抵抗に直列に
接続しこれらと並列に前記抵抗を接続してスイッチング
周波数を下げるよう構成したスイッチング電源装置の場
合では、待機モード時、即ち、軽負荷時にスイッチング
周波数を低下させる具体的な構成を実現できる。

【００６１】また、前記検出手段を、二次巻線に設けた
検出抵抗でこの二次巻線の出力電流を検出する電流検出
回路としたスイッチング電源装置の場合では、待機モー
ド時、即ち、軽負荷時にスイッチング周波数を低下させ
る具体的な構成を実現できる。また、前記負荷または前
記電流検出回路と、前記スイッチとの間に信号伝達回路
を設けた場合では、スイッチング電源装置を一次側回路
と二次側回路との間で絶縁している場合でも、本スイッ
チング電源装置を使用する機器が待機モード時、即ち、
軽負荷時に、スイッチング電源装置の発振周波数を低下
させてスイッチング素子での損失を減少させることがで
き、待機モード時の消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図２】本発明の実施の形態２のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図３】本発明の実施の形態３のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図４】本発明の実施の形態４のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図５】本発明の実施の形態５のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図６】本発明の実施の形態６のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図７】本発明の実施の形態７のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図８】本発明の実施の形態８のスイッチング電源装置
の構成を示す回路図

【図９】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路
図

【図１０】本発明の実施の形態１，２，５，６とは別の
切替部の構成を示す回路図

【図１１】本発明の実施の形態３，４，７，８とは別の
切替部の構成を示す回路図

【符号の説明】

１スイッチング制御回路２抵抗３コンデンサ４スイッチング素子５トランス６二次巻線用整流ダイオード７二次巻線用整流コンデンサ８抵抗９抵抗１０三次巻線用整流コンデンサ１１三次巻線用整流ダイオード１２マイコン１３切替部１３ａ切替部１４スイッチ１５コンデンサ１６信号伝達回路１７変更用抵抗１８電流検出用抵抗１９電流検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次巻線への電流供給を制御するスイッチ
ング素子と、接続された電気素子で決定されるスイッチ
ング周波数で前記スイッチング素子をスイッチング制御
しこのスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ制
御して二次巻線の出力電圧を安定出力させる制御回路と
を有するスイッチング電源装置において、前記二次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷が待機モー
ドになるとこの負荷から出力される指示に従って前記ス
イッチング周波数を下げるように前記制御回路への電気
素子の接続を切り替える切替部を設けたスイッチング電
源装置。
【請求項２】スイッチング周波数を決定する電気素子に
少なくともコンデンサを用い、切替部を、二次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷が待
機モードになるとこの負荷から出力される指示に従って
オンされるスイッチに、直列に変更用コンデンサを接続
しこれを前記コンデンサに並列に接続するかまたは、並
列に変更用コンデンサを接続しこれを前記コンデンサに
接続してスイッチング周波数を下げるよう構成した請求
項１記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】スイッチング周波数を決定する電気素子を
抵抗とコンデンサとし、切替部を、二次巻線の出力電圧の供給を受ける負荷が待
機モードになるとこの負荷から出力される指示に従って
オフされるスイッチを、前記抵抗に直列に接続しこのス
イッチに並列に変更用抵抗を接続するかまたは、変更用
抵抗に直列に接続しこれらと並列に前記抵抗を接続して
スイッチング周波数を下げるよう構成した請求項１記載
のスイッチング電源装置。
【請求項４】負荷とスイッチとの間に信号伝達回路を設
けた請求項１から請求項３に記載のスイッチング電源装
置。
【請求項５】一次巻線への電流供給を制御するスイッチ
ング素子と、接続された電気素子で決定されるスイッチ
ング周波数で前記スイッチング素子をスイッチング制御
しこのスイッチング周波数のオンオフ比をデューティ制
御して二次巻線の出力電圧を安定出力させる制御回路と
を有するスイッチング電源装置において、前記二次巻線の負荷が軽負荷であることを検出する検出
手段と、前記検出手段からの指示を受けると前記スイッチング周
波数を下げるように前記制御回路への電気素子の接続を
切り替える切替部とを設けたスイッチング電源装置。
【請求項６】スイッチング周波数を決定する電気素子に
少なくともコンデンサを用い、検出手段を、二次巻線に設けた検出抵抗でこの二次巻線
の出力電流を検出する電流検出回路とし、切替部を、前記電流検出回路によりオンオフ制御される
スイッチに、直列に変更用コンデンサを接続しこれを前
記コンデンサに並列に接続するかまたは、並列に変更用
コンデンサを接続しこれを前記コンデンサに接続して前
記電流検出回路からの指示を受けるとこのスイッチをオ
ンし前記スイッチング周波数を下げるよう構成した請求
項５記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】スイッチング周波数を決定する電気素子を
抵抗とコンデンサとし、検出手段を、二次巻線に設けた検出抵抗でこの二次巻線
の出力電流を検出する電流検出回路とし、切替部を、前記電流検出回路によりオンオフ制御される
スイッチを、前記抵抗に直列に接続しこのスイッチに並
列に変更用抵抗を接続するかまたは、変更用抵抗に直列
に接続しこれらと並列に前記抵抗を接続して前記電流検
出回路からの指示を受けるとこのスイッチをオフし前記
スイッチング周波数を下げるよう構成した請求項５記載
のスイッチング電源装置。
【請求項８】電流検出回路とスイッチとの間に信号伝達
回路を設けた請求項５または請求項７に記載のスイッチ
ング電源装置。