特許 6146892 フライバック方式のスイッチング電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6146892

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】フライバック方式のスイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20170607BHJP

   H02M 3/338 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 B

   H02M3/338 A

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-251741(P2012-251741)

(22)【出願日】2012年11月16日

(65)【公開番号】特開2014-100035(P2014-100035A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2015年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000103208

【氏名又は名称】コーセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079359

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 進

(72)【発明者】

【氏名】前坂 昌春

【審査官】 坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０１５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３２４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３２２６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５３９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２５１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８７３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７３４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０８３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６７１１３１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８１２３８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０５５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｈ０２Ｍ ３／３３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

出力トランスの１次巻線の電流を、駆動部によるインバータ素子の駆動でオン、オフし、前記出力トランスの２次巻線に誘起したフライバック電圧を整流平滑して直流出力を得るフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
遠隔的に運転を指示するリモートオン信号と運転停止を指示するリモートオフ信号を入力するリモート入力部と、
直流入力電圧を印加した場合に、起動電流を前記駆動部に供給して前記インバータ素子をオンとする起動部と、
前記リモート入力部にリモートオフ信号が入力した場合に、前記インバータ素子の駆動電流を引き込むと共に前記起動部の起動電流を引き込んで前記起動部を停止して前記インバータ素子をオフ状態に固定して運転停止し、当該運転停止状態で前記リモート入力部にリモートオン信号が入力した場合に、前記起動電流及び前記駆動電流の引き込みを解除すると共に前記起動部を動作して運転を再開させるリモート制御部と、
を備えたことを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【請求項2】

１次巻線、２次巻線及び帰還巻線を備えた出力トランスと、
前記１次巻線に流れる１次電流を周期的にオン、オフするインバータ素子と、
前記インバータ素子のオンにより前記１次巻線に１次電流が流れている間、前記出力トランスにエネルギーを蓄積させ、前記インバータ素子のオフにより前記１次巻線に１次電流が流れていない間、前記出力トランスの蓄積エネルギーの放出により前記２次巻線に発生したフライバック電圧を整流平滑して出力する整流平滑部と、
前記帰還巻線に流れる電流に基づき、１次電流が所定の上限値に達したときに同期して、前記インバータ素子をオフ状態に切り替えると共に、フライバック電圧の終了に同期して、前記インバータ素子をオン状態に切り替える駆動部と、
を備えたフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
遠隔的に運転を指示するリモートオン信号と運転停止を指示するリモートオフ信号を入力するリモート入力部と、
直流入力電圧を印加した場合に、前記駆動部に起動電流を供給して前記インバータ素子をオン状態とする起動部と、
前記リモート入力部にリモートオフ信号が入力した場合に、前記駆動部の駆動電流を引き込むと共に前記起動部の起動電流を引き込んで前記起動部を停止して前記インバータ素子をオフ状態に固定して運転停止し、当該運転停止状態で前記リモート入力部にリモートオン信号が入力した場合に、前記起動電流及び前記駆動電流の引き込みを解除すると共に前記起動部を動作して運転を再開させるリモート制御部と、
を備えたことを特徴とするフライバックのスイッチング電源装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載のフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
前記起動部は、ツェナーダイオードによる一定のバイアス電圧によりオンして所定の定電流を起動電流として前記駆動部に供給する定電流回路であり、
前記リモート制御部は、
前記定電流回路のツェナーダイオードを介して接続され、前記リモートオン信号が入力した場合に短絡状態とされ、前記リモートオフ信号が入力した場合に前記短絡状態を解除して前記ツェナーダイオードを介して充電されるコンデンサと、
前記コンデンサの充電電流によるバイアスでオンすると共にオン状態を自己保持し、前記起動部の起動電流を引き込むと共に前記駆動部の駆動電流を引き込んで前記インバータ素子の動作を停止させる停止駆動部と、
を備え、
前記コンデンサは、充電が完了した場合の充電完了電圧による前記ツェナーダイオードの逆バイアスにより前記定電流回路をオフして起動電流を停止させることを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【請求項4】

請求項１又は２記載のフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
前記起動部は、ツェナーダイオードによる一定のバイアス電圧により制御素子をオンして所定の定電流を起動電流として前記駆動部に供給する定電流回路であり、
前記リモート制御部は、
コンデンサと抵抗を直列接続した充放電回路と、
前記定電流回路及び前記駆動部に接続し、前記抵抗に生ずるバイアス電圧により制御されるスイッチ回路と、
を備え、
前記リモート入力部を前記充放電回路に並列接続し、
前記リモートオフ信号が入力した場合に、前記充放電回路の両端の短絡を解除して前記ツェナーダイオードを介して前記コンデンサの充電を開始すると共に前記抵抗に流れる充電電流によるバイアス電圧で前記スイッチ回路をオンすると共にオン状態を保持して前記定電流回路の起動電流及び前記駆動部の駆動電流を引き込んで前記インバータ素子の動作を停止させ、更に、前記コンデンサの充電電圧が上昇して前記ツェナーダイオードのバイアス電圧が低下することにより前記定電流回路の動作を停止させることを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【請求項5】

請求項４記載のフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、前記充放電回路は、更に前記抵抗と並列にダイオードを接続し、前記リモートオン信号が入力した場合に、前記充放電回路の両端を短絡して前記定電流回路の停止を解除すると同時に、前記コンデンサを前記ダイオードを介して放電し、前記インバータ素子の動作を停止させている前記スイッチ回路をオフして前記インバータ素子の動作を開始させることを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【請求項6】

請求項１又は２記載のフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
前記起動部は、制御素子と出力素子の各制御端子を接続して共通バイアスし、所定の定電流を起動電流として前記駆動部に供給するカレントミラー回路であり、
前記リモート制御部は、
コンデンサと抵抗を直列接続した充放電回路と、
前記カレントミラー回路及び前記駆動部に接続し、前記抵抗に生ずるバイアス電圧により制御されるスイッチ回路と、
を備え、
前記リモート入力部を前記充放電回路に並列接続し、
前記リモートオフ信号が入力した場合に、前記充放電回路の両端の短絡を解除して前記カレントミラー回路の制御素子を介して前記コンデンサの充電を開始すると共に前記抵抗に流れる充電電流によるバイアス電圧で前記スイッチ回路をオンすると共にオン状態を保持して前記カレントミラー回路の起動電流及び前記駆動部の駆動電流を引き込んで前記インバータ素子の動作を停止させ、更に、前記コンデンサの充電が完了した場合の充電完了電圧による前記カレントミラー回路の制御素子の逆バイアスにより前記カレントミラー回路の動作を停止させることを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【請求項7】

請求項６記載のフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、前記充放電回路は、更に前記抵抗と並列にダイオードを接続し、前記リモートオン信号が入力した場合に、前記充放電回路の両端を短絡して前記コンデンサから前記ダイオードを介して放電し、前記インバータ素子の動作を停止させている前記スイッチ回路をオフして前記インバータ素子の動作を開始させることを特徴とするフライバック方式のスイッチング電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、出力電圧を定電圧制御するフライバック方式のスイッチング電源装置に関し、特にリモート制御により運転と停止を行うフライバック方式のスイッチング電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自励フライバック方式のスイッチング電源装置は、自励発振を行うため、別途に発振回路などを用意する必要がなく、回路構成を比較的簡単にできるというメリットがあり、広く利用されている。また、自励フライバック方式のスイッチング電源装置は発振周波数が安定しない場合があることから、発振周波数を安定化するために発振回路を備えた他励フライバック方式のスイッチング電源装置も利用されている。

【0003】

また、フライバック式のスイッチング電源装置には、リモート端子を設けたものがあり、リモート端子に外部からリモートオン信号を供給することで運転を開始し、またリモートオフ信号を供給することで運転を停止するリモート制御を可能としている。

【0004】

フライバック式のスイッチング電源装置は、リモートオン信号が入力した状態で入力電源電圧を印加すると、起動回路から起動電流が駆動回路に供給されてＭＯＳ−ＦＥＴなどのインバータ素子をオンし、インバータ素子のオンにより出力トランス１次巻線に１次電流を流して出力トランスにエネルギーを蓄積し、インバータ素子のオフにより１次巻線に１次電流が流れなくなると、出力トランスの蓄積エネルギーの放出により２次巻線に発生したフライバック電圧を整流平滑し、出力電圧を上昇させる。出力電圧が所定の設定電圧に達すると、出力電圧を一定電圧に保つように、１次電流の所定の上限値への到達に同期して、インバータ素子をオフ状態に切り替えると共に、フライバック電圧の終了に同期して、インバータ素子をオン状態に切り替えるようにしている。

【0005】

このようなフライバック方式のスイッチング電源装置の運転中に、リモートオフ信号が入力すると、リモート制御用のスイッチ素子をオンして起動電流とインバータ素子の駆動電流を引き込み、インバータ素子をオフに固定して運転を停止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平２０１１−０８７３７０号公報

【特許文献2】特開平２０１０−２７３４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、このような従来のリモート端子付きのフライバック式のスイッチング電源装置にあっては、リモートオフ信号の入力により運転動作を停止した状態においても、オン状態としたリモート制御用のスイッチ素子を通して起動回路から起動電流とインバータ素子の駆動回路からの駆動電流が継続的に流れて電力損失を生じている。

【0008】

特に、多数のフライバック式のスイッチング電源装置を筐体に収納して使用するような設備や機器にあっては、待機状態又は運転停止状態における消費電力の低減が強く求められるが、この場合に、従来はスイッチング電源装置の停止に伴う消費電力が全体の消費電力を引き上げる要因となっており、この点の改善が望まれる。

【0009】

本発明は、リモートオフ信号の入力による運転停止状態で消費電力を実質的に零として電力消費の低減に大きく寄与可能とするフライバック方式のスイッチング電源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（フライバック方式のスイッチング電源装置）
本発明は、
出力トランスの１次巻線の電流を、駆動部によるインバータ素子の駆動でオン、オフし、出力トランスの２次巻線に誘起したフライバック電圧を整流平滑して直流出力を得るフライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
遠隔的に運転を指示するリモートオン信号と運転停止を指示するリモートオフ信号を入力するリモート入力部と、
直流入力電圧を印加した場合に、起動電流を駆動部に供給してインバータ素子をオンとする起動部と、
リモート入力部にリモートオフ信号が入力した場合に、インバータ素子の駆動電流を引き込むと共に起動部の起動電流を引き込んで起動部を停止してインバータ素子をオフ状態に固定して運転停止し、当該運転停止状態でリモート入力部にリモートオン信号が入力した場合に、起動電流及び駆動電流の引き込みを解除すると共に起動部を動作して運転を再開させるリモート制御部と、
を備えたことを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、
１次巻線、２次巻線及び帰還巻線を備えた出力トランスと、
１次巻線に流れる１次電流を周期的にオン、オフするインバータ素子と、
インバータ素子のオンにより１次巻線に１次電流が流れている間、出力トランスにエネルギーを蓄積させ、インバータ素子のオフにより１次巻線に１次電流が流れていない間、出力トランスの蓄積エネルギーの放出により２次巻線に発生したフライバック電圧を整流平滑して出力する整流平滑部と、
帰還巻線に流れる電流に基づき、１次側電流が所定の上限値に達したときに同期して、インバータ素子をオフ状態に切り替えると共に、フライバック電圧の終了に同期して、インバータ素子をオン状態に切り替える駆動部と、
を備えた自励フライバック方式のスイッチング電源装置に於いて、
遠隔的に運転を指示するリモートオン信号と運転停止を指示するリモートオフ信号を入力するリモート入力部と、
直流入力電圧を印加した場合に、駆動部に起動電流を供給してインバータ素子をオン状態とする起動部と、
リモート入力部にリモートオフ信号が入力した場合に、駆動部の駆動電流を引き込むと共に起動部の起動電流を引き込んで起動部を停止してインバータ素子をオフ状態に固定して運転停止し、当該運転停止状態でリモート入力部にリモートオン信号が入力した場合に、起動電流及び駆動電流の引き込みを解除すると共に起動部を動作して運転を再開させるリモート制御部と、
を備えたことを特徴とする。

【0012】

（定電流型起動部とリモートオフ）
起動部は、ツェナーダイオードによる一定のバイアス電圧により制御素子をオンして所定の定電流を起動電流として駆動部に供給する定電流回路であり、
リモート制御部は、
定電流回路のツェナーダイオードを介して接続され、リモートオン信号が入力した場合に短絡状態とされ、リモートオフ信号が入力した場合に短絡状態を解除してツェナーダイオードを介して充電されるコンデンサと、
コンデンサの充電電流によるバイアスでオンすると共にオン状態を自己保持し、起動部の起動電流を引き込むと共に駆動部の駆動電流を引き込んでインバータ素子の動作を停止させる停止駆動部と、
を備え、
コンデンサは、充電が完了した場合の充電完了電圧によるツェナーダイオードの逆バイアスにより定電流回路をオフして起動電流を停止させる。

【0013】

（定電流型起動部とリモートオフ）
起動部は、ツェナーダイオードによる一定のバイアス電圧により制御素子をオンして所定の定電流を起動電流として駆動部に供給する定電流回路であり、
リモート制御部は、
コンデンサと抵抗を直列接続した充放電回路と、
定電流回路及び駆動部に接続し、抵抗に生ずるバイアス電圧により制御されるスイッチ回路と、
を備え、
リモート入力部を充放電回路に並列接続し、
リモートオフ信号が入力した場合に、充放電回路の両端の短絡を解除してツェナーダイオードを介してコンデンサの充電を開始すると共に抵抗に流れる充電電流によるバイアス電圧でスイッチ回路をオンすると共にオン状態を保持して定電流回路の起動電流及び前記駆動部の駆動電流を引き込んでインバータ素子の動作を停止させ、更に、コンデンサの充電電圧が上昇してツェナーダイオードのバイアス電圧が低下することにより定電流回路の動作を停止させる。
（定電流型起動部とリモートオン）
充放電回路は、更に抵抗と並列にダイオードを接続し、リモートオン信号が入力した場合に、充放電回路の両端を短絡して定電流回路の停止を解除すると同時に、コンデンサをダイオードを介して放電し、インバータ素子の動作を停止させているスイッチ回路をオフしてインバータ素子の動作を開始させる。

【0014】

（カレントミラー型起動部とリモートオフ）
起動部は、制御素子と出力素子の各制御端子を接続して共通バイアスし、所定の定電流を起動電流として駆動部に供給するカレントミラー回路であり、
リモート制御部は、
コンデンサと抵抗を直列接続した充放電回路と、
カレントミラー回路及び駆動部に接続し、抵抗に生ずるバイアス電圧により制御されるスイッチ回路と、
を備え、
リモート入力部を充放電回路に並列接続し、
リモートオフ信号が入力した場合に、充放電回路の両端の短絡を解除してカレントミラー回路の制御素子を介してコンデンサの充電を開始すると共に抵抗に流れる充電電流によるバイアス電圧でスイッチ回路をオンすると共にオン状態を保持してカレントミラー回路の起動電流及び駆動部の駆動電流を引き込んでインバータ素子の動作を停止させ、更に、コンデンサの充電が完了した場合の充電完了電圧によるカレントミラー回路の制御素子の逆バイアスによりカレントミラー回路の動作を停止させる。

【0015】

（カレントミラー型起動部とリモートオン）
充放電回路は、更に抵抗と並列にダイオードを接続し、リモートオン信号が入力した場合に、充放電回路の両端を短絡してコンデンサからダイオードを介して放電し、インバータ素子の動作を停止させているスイッチ回路をオフしてインバータ素子の動作を開始させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のフライバック方式のスイッチング電源装置によれば、リモート入力部にリモートオフ信号が入力した場合に、駆動部の駆動電流を引き込むと共に起動部の起動電流を引き込んだ後に起動部を停止してインバータ素子をオフ状態に固定して運転停止するようにしたため、リモートオフに基づく運転停止状態では、起動部は停止して起動電流は流れず、また、インバータ素子及びその駆動部も停止して駆動電流は流れず、運転停止状態における消費電力を実質的に零とし、例えば複数の自励フライバック方式のスイッチング電源装置を使用した機器又は設備の運転停止を伴う待機状態での消費電力を低減して省エネに大きく寄与することを可能とする。ここで、消費電力を実質的に零とは、各回路部における漏れ電流などに起因した無視できる程度に極僅かな消費電力を除いた消費電力が零となることを意味する。

【0017】

また、フライバック方式のスイッチング電源装置の運転停止状態でリモート入力部にリモートオン信号が入力した場合、リモート制御部は、起動電流及び駆動電流の引き込み状態を解除すると共に起動部を動作して運転を再開させるようにしたため、消費電力を零とした停止状態から確実に運転を再開することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】リモートオン信号の入力により動作している本発明による自励フライバック方式のスイッチング電源装置の第１実施形態を示した回路図

【図2】リモートオフ信号の入力により運転停止に移行した図１の自励フライバック方式のスイッチング電源装置を示した回路図

【図3】図２の運転停止に移行する場合の動作と電流波形を示したタイムチャート

【図4】起動部にカレントミラー回路を設けた本発明の第２実施形態を示した回路図

【図5】図１に対しリモートオン信号とリモートオフ信号の論理が反転した場合に対応する本発明の第３実施形態を示した回路図

【発明を実施するための形態】

【0019】

［スイッチング電源装置の構成］
図１はリモートオン信号の入力状態で動作している本発明による自励フライバック方式のスイッチング電源装置の第１実施形態を示した回路図である。

【0020】

図１に示すように、本実施形態のスイッチング電源装置は、出力トランス１０、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたインバータ素子（スイッチング素子）１２、整流平滑部１４、駆動部１６、制御部１８、起動部２０、リモート入力部２２及びリモート制御部２４で構成される。

【0021】

出力トランス１０は、１次巻線１０ａ、２次巻線１０ｂ及び帰還巻線１０ｃを備える。

【0022】

インバータ素子１２は入力端子１ａ，１ｂの間に出力トランス１０と直列に接続され、１次巻線１０ａに流れる１次電流を周期的にオン、オフする。インバータ素子１２がオンすると、これにより出力トランス１０の１次巻線１０ａに１次電流がながれている間、出力トランス１０にエネルギーが蓄積され、インバータ素子１２がオフして１次巻線１０ａに１次電流が流れなくなる間、出力トランス１０の蓄積エネルギーの放出により２次巻線１０ｂにフライバック電圧を発生する。このフライバック電圧は帰還巻線１０ｃにも発生する。

【0023】

整流平滑部１４は整流用のダイオード４２と平滑用のコンデンサ４４を備え、インバータ素子１２のオフに伴い出力トランス１０の２次巻線１０ｂに発生したフライバック電圧を整流平滑し、出力端子２ａ，２ｂから安定化した所定の直流電圧を出力する。

【0024】

インバータ素子１２の駆動部１６は、ＮＰＮ型のトランジスタ３６、抵抗３０，３７，３８、コンデンサ３２，４０、ダイオード３３、制御部１８の発光部３４ａからの光を受光する受光部３４ｂ、及び過電流保護動作補正部３５を備える。

【0025】

帰還巻線１０ｃの一端とインバータ素子１２のゲートＧとの間には帰還用のコンデンサ３２と帰還用の抵抗３０を直列接続し、帰還巻線１０ｃと抵抗３０の間をダイオード３３及びフォトカプラの受光部３４ｂを介してトランジスタ３６のベースに接続している。またダイオード３３とびフォトカプラの受光部３４ｂの直列回路と並列に過電流保護動作補正部３５を接続している。

【0026】

過電流保護動作補正部３５は、過電流動作値が入力電圧で大きく変動するので、それを補正し、且つ垂下特性も制御する回路部として機能する。

【0027】

コンデンサ３２は起動時に起動部２０からの起動電流により充電され、充電電圧によるバイアスでインバータ素子１２をオンさせる。また、コンデンサ３２はインバータ素子１２のオフにより帰還巻線１０ｃに生じたフライバック電圧により充電される。

【0028】

インバータ素子１２のソースＳとこれに接続した抵抗３８の間はコンデンサ４０を介してトランジスタ３６のベースに接続され、更に、インバータ素子１２のゲートＧとソースＳ（又はグランド）の間に抵抗３７を接続している。なお、抵抗３８は十分に低い値とするか、或いは零オームとしても良い。

【0029】

トランジスタ３６はインバータ素子１２のオフ制御を行う。トランジスタ３６は、入力端子１ａ，１ｂ間に対する所定の定格直流入力電圧の印加に伴う起動時に、インバータ素子１２のオンに伴い流れる１次電流により抵抗３８に生ずる電圧を、コンデンサ４０を介して入力し、１次電流が所定の最大値に達した場合のベース電流の増加によりオンし、インバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以下に引き込んでオフし、このインバータ素子１２のスイッチングを繰り返して出力電圧を所定電圧に向けて上昇させる。

【0030】

整流平滑部１４の出力電圧が所定電圧に達し、所定電圧を超えた場合には、出力電圧が所定の基準電圧を超えたことを制御部１８が検出してフォトカプラの発光部３４ａを発光駆動し、その受光部３４ｂをオンする。このため帰還巻線１０ｃに発生している誘起電圧によって、受光部３４ｂを介してトランジスタ３６にベース電流が流れてオンし、インバータ素子１２をオフする。このためインバータ素子１２がオフするタイミングが、受光部３４ｂをオフしているときに比べ早くなることで、出力電圧を所定電圧に下げて安定化させる。

【0031】

起動部２０は、ＰＮＰ型のトランジスタ２５、ツェナーダイオード２６及び抵抗２７，２８を備え、入力端子１ａ，１ｂ間に所定の定格直流入力電圧が印加された起動時に、ツェナーダイオード２６のオンによる一定のバイアス電圧によりトランジスタ２５をオンして所定の定電流を起動電流として駆動部１６に流し、インバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以上とし、インバータ素子１２をオンさせる。抵抗２８は起動後の電流を制限するために設けている。

【0032】

リモート入力部２２は、外部装置から出力された運転を指示するリモートオン信号と運転停止を指示するリモートオフ信号を入力する。リモートオン信号はリモート端子１ｃ、入力端子１ｂ間をスレッショルド以下に引き下げるＬｏｗレベル信号であり、図１にあっては、リモートオン２２ａとしてスイッチを閉じた状態で示している。また、リモートオフ信号はリモート端子１ｃ、入力端子１ｂ間を、スレッショルドを越えるようにプルアップするＨｉｇｈレベル信号であり、後述する図２にあっては、リモートオフ２２ｂとしてスイッチを開いた状態で示している。

【0033】

リモート制御部２４は、コンデンサ４６、抵抗４８，５６、ダイオード５０、ＮＰＮ型のトランジスタ５２、及びＰＮＰ型のトランジスタ５４を備える。コンデンサ４６に対しては、抵抗４８とダイオード５０の並列回路を直列接続して充放電回路を構成している。この充放電回路のコンデンサ４６側は起動部２０の抵抗２８に接続され、また充放電回路の両端にはリモート入力部２２が接続される。

【0034】

トランジスタ５２，５４はスイッチ回路を構成し、各コレクタを相手先のベースに相互に正帰還接続しており、トランジスタ５２がオンするとトランジスタ５４もオンし、更にオン状態を保持するサイリスタと等価なスイッチ動作を行う。

【0035】

リモート入力部２２が図示のリモートオン２２ａ（Ｌｏｗレベル信号の入力状態）の場合、充放電回路の両端は短絡状態にあり、コンデンサ４６の充電は行われず、トランジスタ５２，５４のスイッチ回路はオフしている。

【0036】

リモート入力部２２がリモートオフ２２ｂ（Ｈｉｇｈレベル信号の入力状態）となって開放されると、起動部２０のツェナーダイオード２６、抵抗２８、コンデンサ４６、抵抗４８を通る経路で、コンデンサ４６に充電電流が流れ、コンデンサ４６の充電を開始すると共に、抵抗４８に生ずるバイアス電圧でトランジスタ５２，５４のスイッチ回路をオンして保持し、起動部２０の起動電流及び駆動部１６の駆動電流を引き込んでインバータ素子１２をオフ状態に固定する。更に、コンデンサ４６の充電が完了すると、起動部２０のツェナーダイオード２６を充電電圧による逆バイアスでオフし、トランジスタ２５をオフに固定する。

【0037】

次に、本実施形態によるスイッチング電源装置の動作を、起動時、リモートオフ時、リモートオン時に分けて説明する。

【0038】

［起動時の動作］
図１に示すように、リモート入力部２２に対するリモートオン信号の入力によりリモートオン２２ａとした状態（Ｌｏｗレベル信号の入力状態）で、入力端子１ａ，１ｂ間に所定の定格直流入力電圧が印加されると、所定の出力電圧に向けて上昇させる起動動作が行われる。

【0039】

この起動動作は、入力端子１ａ，１ｂ間に対する定格直流入力電圧の印加により、起動部２０のツェナーダイオード２６がオンし、トランジスタ２５のエミッタ・ベース間にバイアス電圧が加わってトランジスタ２５がオンし、駆動部１６に起動電流を流す。この場合、リモート制御部２４のコンデンサ４６の充電は行われておらず、トランジスタ５２，５４はオフしている。

【0040】

起動部２０からの起動電流は、駆動部１６のコンデンサ３２及び抵抗３０を介して帰還巻線１０ｃに流れ、コンデンサ３２を充電し、コンデンサ３２の充電電圧によりインバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以上に引き上げ、これによりインバータ素子１２がオンし、出力トランス１０の１次巻線１０ａに１次電流を流し、エネルギー蓄積する。インバータ素子１２のオンにより１次電流は直線的に増加する。

【0041】

またインバータ素子１２のオンによる１次電流で抵抗３８に生じた直線的に増加する電圧はコンデンサ４０を介してトランジスタ３６に供給され、１次電流が所定の最大値に達したときのベース電流の増加でトランジスタ３６がオンし、ゲート・ソース間電圧Ｖｓｇをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以下に引き込んでインバータ素子１２をオフする。

【0042】

インバータ素子１２がオフすると、蓄積されたエネルギーの放出により２次巻線１０ｂにフライバック電圧（逆誘導電圧）が発生し、これを整流平滑部１４のダイオード４２で整流し、コンデンサ４４で平滑して出力する。また、帰還巻線１０ｃに生じたフライバック電圧（逆誘導電圧）によりコンデンサ３２が充電される。

【0043】

２次巻線１０ｂからのエネルギー放出が終了してフライバック電圧がなくなると、インバータ素子１２は帰還巻線１０ｃの電圧上昇とコンデンサ３２に充電された電圧を加算した電圧によりゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが増加することでオンし、以下同様にインバータ素子１２のスイッチングを繰り返すことで、出力電圧が所定電圧に向って上昇する。なお、インバータ素子１２のオンは、主に帰還巻線１０ｃの電圧上昇に依存している。

【0044】

出力電圧が所定電圧に達すると、制御部１８で出力電圧が基準電圧を超えた場合にフォトカプラの発光部３４ａを発光駆動して受光部３４ｂをオンする。このため１次電流が所定の最大値に達する前の早いタイミングで、帰還巻線１０ｃの電圧ににコンデンサ３２に既に充電されている電圧を加えた電圧によりダイオード３３及び受光部３４ｂを介してトランジスタ３６にベース電流を流してオンし、インバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以下に引き込んでインバータ素子１２をオフし、インバータ素子１２のオン期間を短くして出力電圧を所定電圧に下げ、出力電圧を所定電圧に維持するようにインバータ素子１２のスイッチングを繰り返す。

【0045】

［リモートオフへの切替動作］
図２はリモートオフ信号の入力により運転停止に移行した図１のスイッチング電源装置を示した回路図、図３は図２の運転停止に移行する場合の動作と電流波形を示したタイムチャートである。なお、図３（Ａ）はリモコン入力部２２の入力状態、図３（Ｂ）はコンデンサ４６に流れる電流Ｉ１、図３（Ｃ）は起動部２０が流す電流Ｉ２、図３（Ｄ）はインバータ素子１２のゲート・ソース間のスイッチング波形を示す。

【0046】

図１に示したリモートオン２２ａに基づく運転状態で、図３（Ａ）の時刻ｔ１に示すように、外部からリモートオフ信号が入力して、リモートオンからリモートオフに切り替わると、図２に示すように、リモート入力部２２は接点を開いたリモートオフ２２ｂとなり、リモート制御部２４の充放電回路に対する両端の短絡状態を解除することで、路起動部２０のツェナーダイオード２６、抵抗２８からリモート制御部２４のコンデンサ４６、抵抗４８を通る経路で電流Ｉ４が流れ、コンデンサ４６の充電が開始される。

【0047】

また抵抗４８に流れる電流Ｉ４により発生したバイアス電圧でトランジスタ５２がオンし、トランジスタ５２がオンすると、抵抗５８に流れる電流で発生したバイアス電圧でトランジスタ５４をオンし、トランジスタ５２，５４の相互の正帰還によりトランジスタ５２，５４はオン状態を保持する。

【0048】

トランジスタ５２，５４がオンすると、起動部２０のトランジスタ２５から流れる起動電流Ｉ２は、トランジスタ５４，５２に流れ、また、駆動部１６で発生している電圧による駆動電流Ｉ３がトランジスタ５４，５２に流れ、インバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは強制的にスレッショルド電圧Ｖｔｈ以下に引き込まれ、インバータ素子１２をオフ状態に固定し、図３（Ｄ）に示すように、スイッチ動作を停止し、これにより運転動作が停止する。

【0049】

時刻ｔ１で充電を開始したコンデンサ４６に流れる電流Ｉ１は、図３（Ｂ）に示すように、所定の時定数に従って減少し、時刻ｔ２でコンデンサ４６の充電が終了すると、ツェナーダイオード２６の両端に加わっていた電圧がコンデンサ４６の充電電圧の増加に応じた逆バイアスを受けて減少し、時刻ｔ２でツェナーダイオード２６がオフとなり、トランジスタ２５のバイアス電圧がなくなり、トランジスタ２５もオフし、図３（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２で起動部２０から流れていた電流Ｉ２も停止する。

【0050】

この結果、リモートオフ２２ｂへの切替えに伴う運転停止状態にあっては、インバータ素子１２、起動部２０及び駆動部１６の動作が完全に停止して消費電流は流れず、リモートオフに基づく運転停止状態での消費電力を実質的に零とすることができる。また、この運転停止期間、トランジスタ５２，５４で構成されている回路はコンデンサ４６の充電電圧を受けてオンを保持し続けるが、このための消費電流はコンデンサ４６に充電電圧によることから、入力端子１ａ，１ｂの外部から見た場合の消費電流は零となる。

【0051】

［リモートオンへの切替動作］
図２に示すリモートオフに基づく運転停止状態で、外部からリモートオン信号が入力して、リモートオフからリモートオフに切り替わると、図１に示したように、リモート入力部２２は接点を閉じたリモートオン２２ａとなり、リモート制御部２４の充放電回路の両端を短絡状態とする。

【0052】

このため充電状態にあるコンデンサ４６はダイオード５０及びリモートオン２２ａとなる経路で急速放電され、コンデンサ４６の充電電圧がなくなることで、起動部２０のツェナーダイオード２６がオンして一定のバイアス電圧によりトランジスタ２５をオンし、起動電流を流す。

【0053】

また、コンデンサ４６の放電に伴いトランジスタ５２，５４のオン状態も解除されてオフとなる。このため起動部２０からの起動電流は駆動部１６に有効に流れ、インバータ素子１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓをスレッショルド電圧Ｖｔｈ以上に引き上げてオンし、前述した場合と同様にして起動動作を経て出力電圧を所定電圧に保つ運転動作に移行する。

【0054】

［第２実施形態］
図４は起動部にカレントミラー回路を設けた本発明の第２実施形態を示した回路図である。

【0055】

図４に示すように、本実施形態では、出力トランス１０、インバータ素子１２、整流平滑部１４、駆動部１６、制御部１８、リモート入力部２２及びリモート制御部２４は、図１の第１実施形態と同じであるが、起動部２０をカレントミラー回路とし、更に過電圧保護用の定電圧回路６４を新たに設けている。

【0056】

起動部２０は、制御素子として機能するＰＮＰ型のトランジスタ５８と、出力素子として機能するＰＮＰ型のトランジスタ６０の各制御端子となるベースを共通接続し、トランジスタ５８のコレクタ側に電流制限用の抵抗６２を接続してカレントミラー回路を構成している。

【0057】

起動部２０のカレントミラー回路は，トランジスタ５８に流れる電流Ｉ１と同じ値の電流Ｉ２をトランジスタ６０から駆動部１６へ起動電流として流すようしている。

【0058】

また起動部２０と駆動部１６の間には、ツェナーダイオード６６と抵抗６８を備えた定電圧回路部６４を設けており、入力端子１ａ，１ｂ間に過大な直流入力電圧が加わった場合に、定電圧回路部６４によりインバータ素子１２のゲート・ソース間に加わる電圧をツェナーダイオード６６で決まる一定電圧に押え、インバータ素子１２及びその駆動部１６を保護するようにしている。

【0059】

このような起動部２０にカレントミラー回路を用いた第２実施形態は、入力端子１ａ，１ｂに印加する定格の直流入力電圧が低い場合に対応する。即ち、図１の実施形態におけるツェナーダイオード２６を用いた定電圧回路では、定格の直流入力電圧が低い場合には、ツェナー電圧を確保することが困難となって動作できなくなる場合があるが、図４の起動部２０にカレントミラー回路を用いると、この問題がなくなり、定格の直流入力電圧が低い場合にも確実に動作することができる。

【0060】

［第３実施形態］
図５は図１に対しリモートオン信号及びリモートオフ信号の論理が反転した場合に対応する本発明の第３実施形態を示した回路図である。

【0061】

図５に示すように、出力トランス１０、インバータ素子１２、整流平滑部１４、駆動部１６、制御部１８、起動部２０、リモート入力部２２及びリモート制御部２４は、図１の第１実施形態と同じであるが、リモート入力部２２とリモート制御部２４の間に、リモートオフ信号及びリモートオン信号の論理を反転する変換回路部７０を設けている。

【0062】

本実施形態で、リモート入力部２２に対するリモートオン信号はＨｉｇｈレベル信号であり、スイッチ接点を開いたリモートオン２２ａとして示しており、図１の場合と論理が逆になる。また、リモート入力部２２に対するリモートオフ信号はＬｏｗレベル信号であり、スイッチ接点を閉じた点線で示すリモートオフ２２ｂとして示しており、同様に、図１の場合と論理が逆になる。

【0063】

変換回路部７０は、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いた変換素子７２，抵抗７４、ツェナーダイオード７６を備える。この変換素子７２は、トランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの他の素子を用いても同様の動作を得ることができる。

【0064】

リモート入力部２２がリモートオン２２ａ（Ｈｉｇｈレベル信号入力）になると、抵抗７４を介して入力するＨｉｇｈレベル信号により変換素子７２がオンし、リモート制御部２４に対する入力をＬｏｗレベル信号に変換し、充放電回路の両端を短絡状態としてコンデンサ４６の充電を禁止し、且つトランジスタ５２，５４をオフに固定している。

【0065】

一方、リモート入力部２２がリモートオフ２２ｂ（Ｌｏｗレベル信号入力）になると、Ｌｏｗレベル信号の入力により変換素子７２がオフし、リモート制御部２４に対する入力をＨｉｇｈレベル信号に変換し、充放電回路の両端の短絡を解除してコンデンサ４６の充電を開始し、且つトランジスタ５２，５４をオンすると共にオン状態を保持し、これにより消費電力を実質的に零とする運転停止状態とする。なお、リモートオフ２２ｂは、図示のようにグランドに対し短絡しなくとも、オープンさせることで、変換素子７２をオフさせることができる。

【0066】

［本発明の変形例］
（他励フライバック方式）
上記の実施形態にあっては、自励フライバック方式のスイッチング電源装置を例にとるものであったが、発振回路を備えた他励フライバック方式のスイッチング電源装置でリモート端子を備えたものについても、上記の実施形態と同様に、起動部とリモート制御部を設けることで、リモートオフによる運転停止中の消費電力を実質的に零にすることができる。

【0067】

（インバータ素子の駆動部）
上記の実施形態は、インバータ素子のスイッチング駆動する駆動部を、２次側に設けた出力電圧が基準電圧を超えた場合にフォトカプラで１次側に伝えてインバータ素子のオフタイミングを制御しているが、帰還巻線に生ずる誘起電圧に基づいてインバータ素子のオフタイミングを全て１次側回路部で制御するようにしても良い。

【0068】

また、上記の実施形態のインバータ素子の駆動部は一例であり、これに限定されず、リモート端子を備えた適宜のフライバック方式のスイッチング電源装置に、上記の実施形態の起動部とリモート制御部を設けることで、リモートオフによる運転停止中の消費電力を実質的に零とすることができる。

【0069】

（トランジスタ回路部）
上記の実施形態で使用しているＰＮＰ型のトランジスタの回路部は、ＮＰＮ型のトランジスタの回路部としても良いし、また、ＮＰＮ型のトランジスタの回路部は、ＰＮＰ型のトランジスタの回路部としても良い。

【0070】

（その他）
また、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

【符号の説明】

【0071】

１ａ，１ｂ：入力端子
１ｃ：リモート端子
２ａ，２ｂ：出力端子
１０：出力トランス
１０ａ：１次巻線
１０ｂ：２次巻線
１０ｃ：帰還巻線
１２：インバータ素子
１４：整流平滑部
１６：駆動部
１８：制御部
２０：起動部
２２：リモート入力部
２２ａ：リモートオン
２２ｂ：リモートオフ
２４：リモート制御部
２５，５４，５８，６０：ＰＮＰトランジスタ
２６，６６，７６：ツェナーダイオード
２７，２８，３０，３７，３８，４８，５６，６２，６８，７４：抵抗
３２，４０，４４，４６：コンデンサ
３３，４２，５０：ダイオード
３４ａ：発光部
３４ｂ：受光部
３５：過電流保護動作補正部
３６，５２：ＮＰＮトランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】