JPH10248256A - 節電機能付きスイッチング電源装置 - Google Patents
節電機能付きスイッチング電源装置Info
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- JPH10248256A JPH10248256A JP9089866A JP8986697A JPH10248256A JP H10248256 A JPH10248256 A JP H10248256A JP 9089866 A JP9089866 A JP 9089866A JP 8986697 A JP8986697 A JP 8986697A JP H10248256 A JPH10248256 A JP H10248256A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 14
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- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 待機電力を下げる。
【構成】 待機回路を有する節電機能付きスイッチング
電源において、待機信号を受信するとオン状態になる第
１のスイッチ素子１０４にフォトカプラ１０２の発光素
子を直列に接続し、負荷回路に電力の供給を行う出力端
子４とフォトカプラ１０２の発光素子との間にツェナー
ダイオード１０３を接続し、負荷回路に電力の供給を行
う出力端子４と待機回路に電力の供給を行う出力端子５
との間に第２のスイッチ素子１０５とダイオード１０６
とからなる直列回路を接続し、第２のスイッチ素子の制
御電極を第１のスイッチ素子１０４の出力端子に接続
し、更にフォトカプラ１０２の受光素子をソフトスター
トコンデンサー１０１に並列に接続し、これによって待
機時の消費電力を下げることを特徴としている。
電源において、待機信号を受信するとオン状態になる第
１のスイッチ素子１０４にフォトカプラ１０２の発光素
子を直列に接続し、負荷回路に電力の供給を行う出力端
子４とフォトカプラ１０２の発光素子との間にツェナー
ダイオード１０３を接続し、負荷回路に電力の供給を行
う出力端子４と待機回路に電力の供給を行う出力端子５
との間に第２のスイッチ素子１０５とダイオード１０６
とからなる直列回路を接続し、第２のスイッチ素子の制
御電極を第１のスイッチ素子１０４の出力端子に接続
し、更にフォトカプラ１０２の受光素子をソフトスター
トコンデンサー１０１に並列に接続し、これによって待
機時の消費電力を下げることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源装置に
関し、特に節電機能付きスイッチング電源装置に関す
る。
関し、特に節電機能付きスイッチング電源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の節電機能付きスイッチング電源技
術としては、図３に示したようなパワーダウン方式があ
る。
術としては、図３に示したようなパワーダウン方式があ
る。
【０００３】図３に示した回路において、フォトカプラ
１１は定電圧制御のための帰還用に使われていて、待機
信号が入力されない間は、出力電圧はツェナーダイオー
ド１２によって制御される。
１１は定電圧制御のための帰還用に使われていて、待機
信号が入力されない間は、出力電圧はツェナーダイオー
ド１２によって制御される。
【０００４】もう１つのツェナーダイオード１３の降伏
電圧を他方より低い値に選んでおけば、待機信号が入力
されて、スイッチ素子１４がオン状態になったとき出力
電圧はツェナーダイオード１３によって制御され、出力
電圧は下がるが、待機回路１４に電力を供給する出力端
子４には負荷回路９に電力を供給していた巻線の電圧が
スイッチ素子１５をとうり加わる。この電圧はツェナー
ダイオード１３の電圧を適当に選んでおけば、待機回路
にとって必要にして充分な電圧とすることができる。
電圧を他方より低い値に選んでおけば、待機信号が入力
されて、スイッチ素子１４がオン状態になったとき出力
電圧はツェナーダイオード１３によって制御され、出力
電圧は下がるが、待機回路１４に電力を供給する出力端
子４には負荷回路９に電力を供給していた巻線の電圧が
スイッチ素子１５をとうり加わる。この電圧はツェナー
ダイオード１３の電圧を適当に選んでおけば、待機回路
にとって必要にして充分な電圧とすることができる。
【０００５】一方、出力電圧が下がることによりスナバ
回路やブリーダ抵抗によるロスが減少するので、待機時
の消費電力を下げることができる。
回路やブリーダ抵抗によるロスが減少するので、待機時
の消費電力を下げることができる。
【発明が解決しようとする課題】このような従来の節電
機能付きスイッチング電源装置は、節電の効果はある
が、発振が連続して起きており、電源装置自体が動作す
るために必要な電力以下には減らすことができないとい
う欠点を持っている。
機能付きスイッチング電源装置は、節電の効果はある
が、発振が連続して起きており、電源装置自体が動作す
るために必要な電力以下には減らすことができないとい
う欠点を持っている。
【０００６】本発明は、このような欠点を改善するもの
で、わずかな部品の追加で節電効果を更に発揮する節電
機能付きスイッチング電源装置を提供することを目的と
している。
で、わずかな部品の追加で節電効果を更に発揮する節電
機能付きスイッチング電源装置を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】待機時の電力損失の中
で、電源装置自体が動作するために必要な電力である主
スイッチ素子と主スイッチ素子を駆動する回路が消費す
る電力が全体の中で占める割合が高い。
で、電源装置自体が動作するために必要な電力である主
スイッチ素子と主スイッチ素子を駆動する回路が消費す
る電力が全体の中で占める割合が高い。
【０００８】そこで、主スイッチ素子とその駆動回路を
間欠動作させることにより平均消費電力が小さくなるこ
とに着目した。例えば、最大出力１００Ｗのスイッチン
グ電源装置において、０．５Ｗを連続して出力するより
は５Ｗを１０％のデューティ比の間欠発振で平均出力が
０．５Ｗになるようにした方がより高い効率が得られ
る。
間欠動作させることにより平均消費電力が小さくなるこ
とに着目した。例えば、最大出力１００Ｗのスイッチン
グ電源装置において、０．５Ｗを連続して出力するより
は５Ｗを１０％のデューティ比の間欠発振で平均出力が
０．５Ｗになるようにした方がより高い効率が得られ
る。
【０００９】間欠発振の、トランスから耳障りな音を発
しやすいという欠点と間欠発振のために別の発振回路が
必要であるという欠点をソフトスタート回路を利用する
ことによって解決する。
しやすいという欠点と間欠発振のために別の発振回路が
必要であるという欠点をソフトスタート回路を利用する
ことによって解決する。
【００１０】多くのスイッチング電源用コントロール回
路には、コンデンサを充電して、そのコンデンサの電圧
の上昇に応じてスイッチングのデューティ比を上げるソ
フトスタート方式が採用されている。
路には、コンデンサを充電して、そのコンデンサの電圧
の上昇に応じてスイッチングのデューティ比を上げるソ
フトスタート方式が採用されている。
【００１１】そこで、待機信号が入力したときに、この
ソフトスタート用コンデンサを強制的に放電させること
によってデューティ比をゼロにして発振を停止させて出
力電圧を下げ、出力電圧があらかじめ設定した値まで下
がったら放電を停止して、デューティ比を上げて発振を
開始させ、出力電圧が設定した電圧に達したら再びソフ
トスタート用コンデンサを放電させて発振を停止させ
る。これを繰り返すことにより、出力電圧を下げると同
時に間欠発振を行わせる。
ソフトスタート用コンデンサを強制的に放電させること
によってデューティ比をゼロにして発振を停止させて出
力電圧を下げ、出力電圧があらかじめ設定した値まで下
がったら放電を停止して、デューティ比を上げて発振を
開始させ、出力電圧が設定した電圧に達したら再びソフ
トスタート用コンデンサを放電させて発振を停止させ
る。これを繰り返すことにより、出力電圧を下げると同
時に間欠発振を行わせる。
【００１２】節電機能付きスイッチング電源装置の出力
電圧には、待機回路に供給される比較的低い電圧と負荷
回路に供給される比較的高い電圧があるので、待機信号
が入力したときに、高い電圧を待機回路に供給する切り
換え回路を付けておくことによって待機回路に必要な電
圧を確保する。
電圧には、待機回路に供給される比較的低い電圧と負荷
回路に供給される比較的高い電圧があるので、待機信号
が入力したときに、高い電圧を待機回路に供給する切り
換え回路を付けておくことによって待機回路に必要な電
圧を確保する。
【００１３】
【作用】待機信号が入力すると、第１のスイッチ素子が
オン状態となり負荷回路に供給する電圧が、ツェナーダ
イオードによって設定された電圧に下がるまでフォトカ
プラの発光素子には電流が流れ、フォトカプラ受光素子
は、その間、オン状態を保ち、スイッチングは停止す
る。電圧が下がって、フォトカプラ発光素子の電流が止
まると、フォトカプラ受光素子はオープン状態となって
ソフトスタート用コンデンサの両端の電圧が上昇を始め
る。
オン状態となり負荷回路に供給する電圧が、ツェナーダ
イオードによって設定された電圧に下がるまでフォトカ
プラの発光素子には電流が流れ、フォトカプラ受光素子
は、その間、オン状態を保ち、スイッチングは停止す
る。電圧が下がって、フォトカプラ発光素子の電流が止
まると、フォトカプラ受光素子はオープン状態となって
ソフトスタート用コンデンサの両端の電圧が上昇を始め
る。
【００１４】ソフトスタート用コンデンサ両端の電圧が
ゼロから上昇すると、スイッチングが開始され、パルス
幅もゼロから徐々に大きくなってゆく。
ゼロから上昇すると、スイッチングが開始され、パルス
幅もゼロから徐々に大きくなってゆく。
【００１５】スイッチング開始によって出力電圧は再び
上昇を始める。出力電圧がツェナーダイオードの降伏電
圧の近くに達すると、フォトカプラ発光素子にわずかに
電流が流れ始め、それによってフォトカプラ受光素子の
両端の電圧も下がり始める。
上昇を始める。出力電圧がツェナーダイオードの降伏電
圧の近くに達すると、フォトカプラ発光素子にわずかに
電流が流れ始め、それによってフォトカプラ受光素子の
両端の電圧も下がり始める。
【００１６】そして、ソフトスタート用コンデンサ両端
の電圧も下がり始めるためスイッチングのデューティ比
は徐々に小さくなる。
の電圧も下がり始めるためスイッチングのデューティ比
は徐々に小さくなる。
【００１７】このように、デューティ比の変化がゼロか
ら始まり、ゼロで停止するのでトランスから発せられる
音は小さく、人間の耳ではほとんど感知できない。
ら始まり、ゼロで停止するのでトランスから発せられる
音は小さく、人間の耳ではほとんど感知できない。
【００１８】また、出力電圧の上昇スピードと下降スピ
ードは、ソフトスタート用コンデンサの容量と出力コン
デンサの容量と待機回路の消費電流に依存するので、そ
れらの組合せを調整することによって間欠発信の周波数
が決まる。
ードは、ソフトスタート用コンデンサの容量と出力コン
デンサの容量と待機回路の消費電流に依存するので、そ
れらの組合せを調整することによって間欠発信の周波数
が決まる。
【００１９】すなわち、間欠発振用の発振回路を別に付
ける必要がない。
ける必要がない。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の実施例に係るスイッチング電
源装置とそれによって電力の供給を受ける負荷側を示す
回路図である。
源装置とそれによって電力の供給を受ける負荷側を示す
回路図である。
【００２１】図１において、待機回路より待機信号が端
子７に入力されると、第１のスイッチ素子１０４がオン
状態になり、負荷回路９に供給される電圧より低い降伏
電圧のツェナーダイオード１０３に電流が流れ、フォト
カプラ１０２がオン状態となる。そして、発振制御回路
のソフトスタートコンデンサ１０１両端の電圧がほぼゼ
ロまで下がって、ＭＯＳＦＥＴ１のスイッチングが停止
する。一方、スイッチング停止によって出力電圧は下が
りはじめ、待機回路１０に供給される電圧も下がるが、
第２のスイッチ素子１０５がオン状態になっているので
負荷回路９に供給される電圧が待機回路１４にも供給さ
れる。
子７に入力されると、第１のスイッチ素子１０４がオン
状態になり、負荷回路９に供給される電圧より低い降伏
電圧のツェナーダイオード１０３に電流が流れ、フォト
カプラ１０２がオン状態となる。そして、発振制御回路
のソフトスタートコンデンサ１０１両端の電圧がほぼゼ
ロまで下がって、ＭＯＳＦＥＴ１のスイッチングが停止
する。一方、スイッチング停止によって出力電圧は下が
りはじめ、待機回路１０に供給される電圧も下がるが、
第２のスイッチ素子１０５がオン状態になっているので
負荷回路９に供給される電圧が待機回路１４にも供給さ
れる。
【００２２】出力電圧が更に下がり、ツェナーダイオー
ド１０３の降伏電圧に近づくとフォトカプラ１０２の発
光素子の電流が小さくなるために受光素子両端の電圧は
少し持ち上がり、これと同時にソフトスタートコンデン
サ１０１両端の電圧もわずかに上昇してスイッチングが
開始される。
ド１０３の降伏電圧に近づくとフォトカプラ１０２の発
光素子の電流が小さくなるために受光素子両端の電圧は
少し持ち上がり、これと同時にソフトスタートコンデン
サ１０１両端の電圧もわずかに上昇してスイッチングが
開始される。
【００２３】図２は、待機信号が端子７に入力されてい
るときの負荷回路に電力を供給する端子４の電圧の変化
と、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン電流の変化を同じ時間軸
で観たときの波形を示している。
るときの負荷回路に電力を供給する端子４の電圧の変化
と、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン電流の変化を同じ時間軸
で観たときの波形を示している。
【００２４】図２において、出力電圧が高くなるとスイ
ッチングが停止し、逆に低くなるとスイッチングが開始
し、しかも、それらの停止直前および開始直前のスイッ
チングのデューティ比はゼロに近いのでＭＯＳＦＥＴ１
の電流も各々ゼロに近い。
ッチングが停止し、逆に低くなるとスイッチングが開始
し、しかも、それらの停止直前および開始直前のスイッ
チングのデューティ比はゼロに近いのでＭＯＳＦＥＴ１
の電流も各々ゼロに近い。
【００２５】また、出力電圧には間欠発振の周波数と同
期するリップルが現れるので、待機回路の前に、定電圧
ＩＣを接続してリップルを除去している。
期するリップルが現れるので、待機回路の前に、定電圧
ＩＣを接続してリップルを除去している。
【００２６】図２において、ＭＯＳＦＥＴ１の電流をみ
るとピーク値は待機回路に必要な電力より十分大きい電
力に相当する値に達しており、効率が高い状態でスイッ
チングが行われている。その結果、消費電力が小さくな
る。
るとピーク値は待機回路に必要な電力より十分大きい電
力に相当する値に達しており、効率が高い状態でスイッ
チングが行われている。その結果、消費電力が小さくな
る。
【００２７】
【発明の効果】以上この発明によれば、わずかな部品の
追加によって待機時の消費電力を下げることができた。
また、間欠発振が引き起こしやすいトランスの騒音の問
題も解決することができた。
追加によって待機時の消費電力を下げることができた。
また、間欠発振が引き起こしやすいトランスの騒音の問
題も解決することができた。
【図１】本発明の実施例を示す回路図。
【図２】図１に示す回路図の各部の電圧電流波形。
【図３】従来の方式を示す回路図。
１ ＭＯＳＦＥＴ ２ トランス ３ 発振制御回路 ４、５、６ 出力端子 ７ 待機信号入力端子 ８ 定電圧ＩＣレギュレータ ９ 負荷回路 １０ 待機回路 １１ フォトカプラ １２、１３ ツェナーダイオード １４、１５ スイッチ素子 １０１ ソフトスタートコンデンサ １０２ フォトカプラ １０３ ツェナーダイオード １０４ 第１のスイッチ素子 １０５ 第２のスイッチ素子
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷回路と待機回路に電力を供給するス
イッチング電源装置において、起動開始のときに定電流
充電によってコンデンサ両端の電圧を立ち上げてデュー
ティ比をゼロから増やす方式のソフトスタート回路と、
前記待機回路より待機信号を受信したときにオン状態に
なる第１のスイッチ素子と、その受光素子が前記ソフト
スタート回路のコンデンサに並列に接続されその発光素
子が電力を供給する出力端子と前記第１のスイッチ素子
の間に直列に接続されたフォトカプラと、前記フォトカ
プラの発光素子に直列に挿入されたツェナーダイオード
と、前記待機回路以外の回路に電力を供給する出力端子
と前記待機回路に電力を供給する出力端子との間に接続
されその制御電極が前記第１のスイッチ素子の出力端子
に接続された第２のスイッチ素子と、前記第２のスイッ
チ素子の前記待機回路に電力を供給する出力端子側に直
列に挿入されたダイオードとを付加したことを特徴とす
る節電機能付きスイッチング電源装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08986697A JP3567355B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 節電機能付きスイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08986697A JP3567355B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 節電機能付きスイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10248256A true JPH10248256A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3567355B2 JP3567355B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=13982706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08986697A Expired - Fee Related JP3567355B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 節電機能付きスイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3567355B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1217719A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Semiconductor Components Industries, LLC | Method and apparatus for reducing audible noise in a power supply transformer |
| KR20040008069A (ko) * | 2002-07-15 | 2004-01-28 | 삼성전자주식회사 | 대기소비전력 저감용 전원공급장치 |
| WO2008135344A1 (de) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Elektrogerät |
| US20100289467A1 (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Novatek Microelectronics Corp. | Power supply circuit and method thereof |
| JP2013121218A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Onkyo Corp | スイッチング電源 |
| JP2013165637A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Thomson Licensing | スイッチモード電源モジュール及びそれに関連するヒカップ制御方法 |
| WO2014172723A1 (de) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Konvertermodul zum betrieb von leuchtmitteln, mit potentialtrennendem getakteten wandler |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5587051B2 (ja) | 2010-06-22 | 2014-09-10 | キヤノン株式会社 | スイッチング電源 |
| JP5968152B2 (ja) | 2011-09-07 | 2016-08-10 | キヤノン株式会社 | スイッチング電源及び画像形成装置 |
| JP6218446B2 (ja) | 2013-06-14 | 2017-10-25 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP08986697A patent/JP3567355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1217719A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Semiconductor Components Industries, LLC | Method and apparatus for reducing audible noise in a power supply transformer |
| US6477066B2 (en) | 2000-12-21 | 2002-11-05 | Semiconductor Components Industries Llc | Method and apparatus for reducing audible acoustical noise in a power supply transformer by shaping the waveform of a primary side inductor current |
| KR20040008069A (ko) * | 2002-07-15 | 2004-01-28 | 삼성전자주식회사 | 대기소비전력 저감용 전원공급장치 |
| WO2008135344A1 (de) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Elektrogerät |
| US8531058B2 (en) | 2007-05-04 | 2013-09-10 | Bsh Bosch Und Siemens Hausgeraete Gmbh | Electrical appliance |
| US20100289467A1 (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Novatek Microelectronics Corp. | Power supply circuit and method thereof |
| US8582328B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-11-12 | Novatek Microelectronics Corp. | Power supply circuit and method thereof |
| JP2013121218A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Onkyo Corp | スイッチング電源 |
| JP2013165637A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Thomson Licensing | スイッチモード電源モジュール及びそれに関連するヒカップ制御方法 |
| WO2014172723A1 (de) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Konvertermodul zum betrieb von leuchtmitteln, mit potentialtrennendem getakteten wandler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3567355B2 (ja) | 2004-09-22 |
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