JPH06319260A - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JPH06319260A
JPH06319260A JP12789393A JP12789393A JPH06319260A JP H06319260 A JPH06319260 A JP H06319260A JP 12789393 A JP12789393 A JP 12789393A JP 12789393 A JP12789393 A JP 12789393A JP H06319260 A JPH06319260 A JP H06319260A
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transformer
smoothing
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智 山下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、情報機器におけるスイッチング電
源装置の軽負荷時の変換効率を向上させるものである。 【構成】 入力電源と、変圧器１３と、入力電源と変圧
器に接続された主スイッチング素子１８と、変圧器の出
力側に平滑ダイオード１４，１５と、平滑ダイオードに
接続された平滑チョーク１６と、出力電圧を検出して前
記主スイッチング手段をデューティ制御する制御部１９
とを具え、電源装置外部の消費電力を監視する電子機器
からの制御信号により前記デューティ制御手段でのスイ
ッチング周波数を定格電力時に比べ低消費電力時に１／
２以下に可変する手段で構成した電源装置。 【効果】 本発明によるスイッチング電源装置により、
これを具備する情報機器の休止状態時の電源の効率を向
上し、低消費電流化が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は情報機器におけるスイッ
チング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】情報機器、特に携帯用機器においては、
電力の供給を２次電池により賄う為低消費電流化が要求
されている。また環境問題の顕在化により、情報機器の
低消費電力化が必要とされてくる。この解決手段として
本体回路の低消費電流化として本体回路の中で最も消費
電流の多いマイクロプロセッサの動作を常に監視して、
その必要動作能力に応じてそのクロック周波数を下げる
事により極力電流消費を抑えるような処理が施されてい
る。しかしながら、従来のスイッチング電源装置は低消
費電流時に効率が低下する為に、実用上の低消費電流化
の妨げになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常のスイッチング電
源装置では、そのスイッチング周波数は制御回路の時定
数により一定に決められている。現在、スイッチング周
波数は機器の小型化要求により高周波化に推移してい
る。しかしながら、スイッチング周波数を高周波するに
伴い、図５に示すように電源装置の効率は低下してい
た。
【０００４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、軽負荷時における効率を向上させることができ
るスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、入力電源と、変圧器と、入力電源と変圧器
に接続された主スイッチング素子と、変圧器の出力側に
平滑ダイオードと、平滑ダイオードに接続された平滑チ
ョークと、出力電圧を検出して前記主スイッチング手段
をデューティ制御する制御部とを具え、電源装置外部の
消費電力を監視する電子機器からの制御信号により前記
デューティ制御部でのスイッチング周波数を定格電力時
に比べ低消費電力時に１／２以下に可変する手段で構成
したことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記の構成により、電源装置の定格出
力時付近（定常動作時）では従来どおり高周波スイッチ
ングにより高出力の電力を供給し、消費電力が少ない場
合にはスイッチング周波数を下げ電源の効率を改善す
る。
【０００７】電源の供給電力はスイッチング周波数に比
例する為、本発明によりその周波数を下げた場合には供
給電力は減少するが、本体回路が休止状態場合の消費電
流は少ないので充分な動作電力を供給できる。
【０００８】本発明の電源では図３に示す直流重畳特性
を有する２次側平滑チョークを用いている。この理由は
スイッチング電源に一般的に用いられるフォワード型電
源において、その２次側平滑チョークの必要とするイン
ダクタンスは次式で表される。 Ｌ＝｛Ｄ（１−Ｄ）（１＋Ｋ）／２ｆ（１−Ｋ）Ｉｏ｝ ・（Ｎｓ／Ｎｐ）・Ｖｉ （式１） Ｋ＝（Ｉｖｓ／Ｉｐｓ） ここで Ｌ：インダクタンス Ｄ：スイッチングのデューティ比率 ｆ：スイッチング周波数 Ｉｏ：出力電流 Ｎｐ：トランスの一次巻線数 Ｎｓ：トランスの二次巻線数 Ｖｉ：入力電圧 Ｉｖｓ：平滑チョークコイルの最小値 Ｉｐｓ：平滑チョークコイルの最大値
【０００９】（式１）より低消費電流時にスイッチング
周波数を下げた場合、二次側平滑チョ−クのインダクタ
ンスを増加させる必要がある。よって本発明では図３に
示す直流重畳特性をもつ平滑チョークによりスイッチン
グ周波数が低い場合即ち低消費電流時の出力リップル電
圧を低く抑えている。この特性を有するチョークはスイ
ンギング・チョーク・コイルにより１個で達成するか、
又は定格消費電力時と低消費電力時と各々に対応した複
数のチョークを組み合わせても良い。
【００１０】
【実施例】
（実施例１）図１は本発明の実施例１の概略ブロック図
である。本実施例のスイッチング電源装置は入力電源
と、変圧器１３と、入力電源と変圧器に接続された主ス
イッチング素子１８と、変圧器の出力側に平滑ダイオー
ド１４，１５と、平滑ダイオードに接続された平滑チョ
ーク１６と、出力電圧を検出して前記主スイッチング手
段をデューティ制御する制御部１９とを具えている。デ
ューティ制御部１９は、二次側の電圧を検出して、予め
設定した電圧に合致する様に最適なデューティ制御信号
を主スイッチ素子１８に伝達し制御する。２１は本体回
路内の制御部であり、本体の電力消費状態を常に監視
し、定常状態或いは休止状態を示す信号を２０に伝達す
る。スイッチング周波数の制御部２０は本体回路内の制
御部２１からの信号により、デューティ制御部１９のス
イッチング周波数を制御する。平滑チョーク１６は請求
項３に該当する二次側平滑チョークである。
【００１１】図４に本発明によるスイッチング電源装置
の出力電流とその効率特性を示す。従来品のスイッチン
グ電源装置に比べ、低消費電流時である１Ａ付近の効率
が向上している。
【００１２】（実施例２）図２は本発明の実施例２の概
略ブロック図である。本実施例のスイッチング電源装置
は、入力電源と、変圧器２４と、入力電源と変圧器に接
続された主スイッチング素子３２と、変圧器の出力側に
平滑ダイオード２５，２６と、平滑ダイオードに接続さ
れた平滑チョーク２７と、出力電圧を検出して前記主ス
イッチング手段をデューティ制御する制御部３０とを具
えている。デューティ制御部３０は、二次側の電圧を検
出して、予め設定した電圧に合致する様に最適なデュー
ティ制御信号を主スイッチ素子３２に伝達し制御する。
２８は二次側電流検出部で、本体回路の消費電力を監視
し本体回路が定常状態或いは休止状態を示す信号を３１
に伝達する。３１はスイッチング周波数の制御部で二次
側電流検出部２８からの信号により、デューティ制御部
３０のスイッチング周波数を制御する。平滑チョーク２
７は請求項３の二次側平滑チョークである。
【００１３】図４に本発明によるスイッチング電源装置
の出力電流とその効率特性を示す。従来品のスイッチン
グ電源装置に比べ、低消費電流時である１Ａ付近の効率
が向上している。
【００１４】
【発明の効果】本発明によるスイッチング電源により、
これを具備する情報機器の休止状態時の電源の効率を向
上し、低消費電流が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１を示す図である。
【図２】実施例２を示す図である。
【図３】請求項３における平滑チョークの直流重畳特性
例を示す図である。
【図４】従来品と本発明による電源装置の負荷電流によ
る効率例を示す図である。
【図５】スイッチング電源におけるスイッチング周波数
と効率の例を示す図である。
【符号の説明】
１１，２２ 一次側平滑ダイオード １２，１７，２３，２９ コンデンサ １３，２４ 変圧器 １４，１５ 二次側平滑ダイオード １６，２７ 平滑チョーク １８，３２ 主スイッチ素子 １９，３０ デューティ制御部 ２０，３１ スイッチング周波数制御部 ２１ 本体回路内の制御部 ２５，２６ ダイオード ２８ 二次側電流検出部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力電源と、変圧器と、入力電源と変圧
    器に接続された主スイッチング素子と、変圧器の出力側
    に平滑ダイオードと、平滑ダイオードに接続された平滑
    チョークと、出力電圧を検出して前記主スイッチング手
    段をデューティ制御する制御部とを具え、電源装置外部
    の消費電力を監視する電子機器からの制御信号により前
    記デューティ制御部でのスイッチング周波数を定格電力
    時に比べ低消費電力時に１／２以下に可変する手段で構
    成したことを特徴とするスイッチング電源装置。
  2. 【請求項２】 前記スイッチング周波数を可変する手段
    において、その制御信号を出力電流を検出する電流検出
    部より入力す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。
  3. 【請求項３】 前記平滑チョークが低出力電流時すなわ
    ち低周波スイッチング周波数時に通常電力消費時よりも
    ２倍以上大きなインダクタンスをもつ請求項１又は２記
    載のスイッチング電源装置。
JP12789393A 1993-04-30 1993-04-30 スイッチング電源装置 Expired - Lifetime JP2814444B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7923980B2 (en) 2007-10-19 2011-04-12 Hitachi Computer Peripherals Co., Ltd. Digital controlled power supply
JP2014023235A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 電源装置、電源制御方法、及び電源制御プログラム

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US7923980B2 (en) 2007-10-19 2011-04-12 Hitachi Computer Peripherals Co., Ltd. Digital controlled power supply
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