スイッチング電源装置
【課題】突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現する。
【解決手段】本発明に係るスイッチング電源装置１は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路５と、スイッチング電源装置１の出力端ＯＵＴ１・ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路５の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路６とを備える。
【解決手段】本発明に係るスイッチング電源装置１は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路５と、スイッチング電源装置１の出力端ＯＵＴ１・ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路５の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、突入電流を抑制するための突入電流抑制回路を備えたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のスイッチング電源装置１０１を示す回路図である。スイッチング電源装置１０１は、整流回路１０２、力率改善回路（ＰＦＣ）１０３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４および突入電流抑制回路１０５を備えている。
【０００３】
整流回路１０２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジＤＢ１および平滑コンデンサＣ１を備えている。
【０００４】
ＰＦＣ１０３は、２つのコンデンサＣ２・Ｃ３、３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３、２つのダイオードＤ１・Ｄ２、２つのコイルＮ１・Ｎ２からなるトランスＴ１、トランジスタＱ１および制御回路ＩＣ１を備えている。
【０００５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、３つのコンデンサＣ４〜Ｃ６、抵抗Ｒ４、２つのダイオードＤ４・Ｄ５、２つのコイルＮ３・Ｎ４からなるトランスＴ２、２つのコイルＮ５・Ｎ６からなるトランスＴ３、トランジスタＱ２および制御回路ＩＣ２を備えている。
【０００６】
突入電流抑制回路１０５は、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ６、サイリスタＳＣＲ１およびコイルＮ７を備えている。抵抗Ｒ５とサイリスタＳＣＲ１とは、ダイオードブリッジＤＢ１とＰＦＣ１０３との間で並列接続されている。
【０００７】
スイッチング電源装置１０１の入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に入力された交流電流は、ダイオードブリッジＤＢ１によって全波整流され、コンデンサＣ１によって平滑される。ＰＦＣ１０３は昇圧回路であるため、ＰＦＣ１０３の入力電圧は、トランスＴ１のコイルＮ１・Ｎ２、スイッチング素子であるトランジスタＱ１およびダイオードＤ２によって昇圧され、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３によって所望の電圧に制御される。これにより、電解コンデンサＣ３から直流電圧が出力される。
【０００８】
また、入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に交流電流が入力されると、ＰＦＣ１０３の平滑コンデンサであるコンデンサＣ２を充電する突入電流が発生する。突入電流抑制回路１０５の抵抗Ｒ５は、その突入電流を抑制するための抵抗である。突入電流は、抵抗Ｒ５および制御回路ＩＣ１を駆動する抵抗Ｒ１を通ってコンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始する。
【０００９】
制御回路ＩＣ１が動作を開始し、トランスＴ１に電流が流れると、トランスＴ１に設けた、サイリスタＳＣＲ１のゲート用巻線であるコイルＮ７に電圧が発生する。この電圧がサイリスタＳＣＲ１をＯＮさせ、抵抗Ｒ５の両端を短絡状態にする。ダイオードＤ２とコンデンサＣ３によって平滑された直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の制御回路ＩＣ２を駆動する抵抗Ｒ４を通り、制御回路ＩＣ２を駆動させる。
【００１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４では、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に出力される。同様に、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に出力される。
【００１１】
図５に示す構成は、例えば特許文献１〜４に開示されている。
【００１２】
図６は、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【００１３】
図６（ａ）は、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧の波形を示している。期間ｔ１において、ＰＦＣ１０３の入力電流が抵抗Ｒ１を通ってコンデンサＣ２を充電し、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始する。制御回路ＩＣ１に供給されるＶｃｃ電圧は、コンデンサＣ２の両端の電圧のみであるため、期間ｔ２において、低下を開始する。このとき、制御回路ＩＣ１は駆動を開始しているため、トランスＴ１のコイルＮ２に発生した電圧は、期間ｔ３において、徐々に上昇し、ＰＦＣ１０３の出力電圧×（Ｎ２の巻数／Ｎ１の巻数）の電圧になる。
【００１４】
図６（ｂ）は、抵抗Ｒ５の出力電圧を示している。ＰＦＣ１０３が動作しない期間ｔ１では、抵抗Ｒ５の出力電圧はコンデンサＣ１により平滑される。一方、ＰＦＣ１０３が動作を開始すると、抵抗Ｒ５の出力電圧の波形は、全波整流の電圧波形となる。
【００１５】
図６（ｃ）は、ＰＦＣ１０３の出力電圧であるコンデンサＣ３の両端の電圧を示している。ＰＦＣ１０３が動作していない期間ｔ１では、ＡＣ電圧が全波整流され平滑された電圧がコンデンサＣ３に発生する。一方、ＰＦＣ１０３が動作を開始すると、コンデンサＣ３の両端の電圧は徐々に上昇し、所望の電圧となる。
【００１６】
図６（ｄ）は、ＰＦＣ１０３のトランジスタＱ１のドレイン−ソース間電圧の波形を示している。期間ｔ２において、制御回路ＩＣ１がトランジスタＱ１に対するスイッチング制御を開始する。
【００１７】
図６（ｅ）は、サイリスタＳＣＲ１のＯＦＦ／ＯＮを示している。期間ｔ２において制御回路ＩＣ１が動作を開始して、トランスＴ１に電流が流れると、コイルＮ７に電圧が発生し、この電圧がサイリスタＳＣＲ１をＯＮさせる。これにより、抵抗Ｒ５の両端は短絡状態となる。
【００１８】
図６（ｆ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の制御回路ＩＣ２のＶｃｃ電圧の波形を示している。ＡＣ電源を投入した時点から、抵抗Ｒ４によってコンデンサＣ４への充電が開始され、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ２の起動電圧に達すると、制御回路ＩＣ２は起動を開始し、図６（ｇ）に示す出力電圧を発生する。これにより、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２から図６（ｈ）に示す電流が出力される。
【００１９】
また、図７は、スイッチング電源装置１０１の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態からスイッチング電源装置１０１に負荷が接続された場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【００２０】
図７（ａ）は、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧の波形を示している。前述のように、期間ｔ１において、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始し、Ｖｃｃ電圧は、期間ｔ２において低下を開始し、期間ｔ３において徐々に上昇する。
【００２１】
図６（ｂ）は、抵抗Ｒ５の出力電圧を示している。出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２に接続される負荷が小さい場合、または、負荷が接続されていない状態の場合、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態になる。すなわち、ＰＦＣ１０３は、期間ｔ４において発振を停止し、期間ｔ５では発振を再開し、その後も発振停止と発振再開とを繰り返す。ＰＦＣ１０３が間欠発振状態となっている間に、図７（ｈ）に示すように、出力端ＯＵＴ１または出力端ＯＵＴ２に接続されている負荷が増大した場合、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態から連続発振状態に移行する（期間ｔ７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−１２５３１６号公報（２００８年５月２９日公開）
【特許文献２】特開２００６−３３３６０８号公報（２００６年１２月７日公開）
【特許文献３】特開２０００−１３４９１９号公報（２０００年５月１２日公開）
【特許文献４】特開昭６３−２６２０２６号公報（１９８８年１０月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
例えば、１部屋で多数のＬＥＤ照明機器を同時に起動させる場合、ＬＥＤ照明機器に内臓のスイッチング電源の突入電流が大きくなるため、入力電圧の低下が起こる。このため、周辺機器への入力電圧が低下することで、周辺機器に誤動作が発生するおそれがある。よって、スイッチング電源では、突入電流を小さくすることが求められる。
【００２４】
図５に示す従来のスイッチング電源装置１０１では、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値を大きくすることで、突入電流を小さくすることができる。例えば、入力電圧ＡＣ２００Ｖの製品において、突入電流を３Ａ以下にしたいときは、
２００（Ｖ）×√２÷３（Ａ）≒９４．２８（Ω）
となるので、抵抗Ｒ５の抵抗値を９５Ω以上にすればよい。
【００２５】
しかしながら、従来のスイッチング電源装置１０１では、抵抗Ｒ５の抵抗値を大きくすると、信頼性が低下するという問題がある。
【００２６】
図８は、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値が大きい場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【００２７】
図８（ａ）に示すように、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧は、期間ｔ１では、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２によって上昇し、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の起動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は起動を開始する。また、図８（ｆ）に示すように、制御回路ＩＣ２のＶｃｃ電圧が上昇して、制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると、図８（ｇ）に示すように、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の電圧は上昇を開始する。
【００２８】
ここで、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２に接続される負荷が、シーケンス制御を持たず、電圧が印加されれば動作するものである場合、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の負荷電流の波形は、図８（ｈ）に示す波形となる。負荷に電圧が印加された時点では、図８（ｅ）に示すように、抵抗Ｒ５の両端を短絡させるためのサイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態でないため、図８（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ５における電圧降下が大きくなる。
【００２９】
さらに、期間ｔ２において、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は動作を開始する。しかしながら、抵抗Ｒ５の抵抗値が大きいため、コンデンサＣ２の放電量が大きくなり、Ｎ２巻線からの電圧供給が開始されるまでに、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１のリセット電圧以下になる。そのため、制御回路ＩＣ１は、駆動を停止し、ＰＦＣ１０３は発振を停止する。その後、再びコンデンサＣ２への充電が開始され、Ｖｃｃ電圧が上昇するが、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達しても、コンデンサＣ２の放電量が大きいために、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１のリセット電圧以下になる。
【００３０】
このように、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値が大きい場合、コンデンサＣ２の充電、制御回路ＩＣ１の駆動および制御回路ＩＣ１のリセットが繰り返されるため、サイリスタＳＣＲ１のＯＮ状態が維持できない。すなわち、突入電流抑制回路１０５は、抑制動作を一旦停止した後も、抑制動作を間欠的に継続する。そのため、抵抗Ｒ５の発熱が大きくなり、抵抗Ｒ５は破壊に至る。
【００３１】
さらに、従来のスイッチング電源装置１０１の問題点について、図９を参照して説明する。図９は、スイッチング電源装置１０１の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態からスイッチング電源装置１０１に負荷が接続された場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【００３２】
図９（ｂ）に示すように、期間ｔ４以降、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態となる。ここで、図９（ｈ）に示すように、ＰＦＣ１０３が間欠動作中の期間ｔ６に出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の負荷が大きくなると、制御回路ＩＣ１が停止し、サイリスタＳＣＲ１がＯＦＦの状態であるため、抵抗Ｒ５による電圧降下が大きくなる。そのため、図９（ａ）に示すように、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１の駆動電圧以下になり、その後、制御回路ＩＣ１の駆動と停止とが繰り返される。したがって、サイリスタＳＣＲ１のＯＮ状態は維持できず、抵抗Ｒ５の発熱が大きくなり、抵抗Ｒ５は破壊に至る。
【００３３】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記の課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成によれば、出力電圧が規定値以上である場合に、抑制動作制御回路が、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる。そのため、例えば、突入電流を抑制するための突入電流防止抵抗の抵抗値を高く設定すること等により、突入電流を小さくした場合であっても、突入電流抑制回路は、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、突入電流防止抵抗の破壊を防止することができる。
【００３６】
したがって、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現することができる。
【００３７】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記出力端を複数備え、前記抑制動作制御回路は、前記出力端の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止することが好ましい。
【００３８】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記規定値は、前記スイッチング電源装置の定常動作時の出力電圧の５０％であることが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、突入電流抑制回路は突入電流を充分に抑制することができる。
【００４０】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記突入電流抑制回路は、突入電流抑制抵抗と、当該突入電流抑制抵抗に並列接続されたスイッチング素子とを備え、前記抑制動作制御回路は、前記場合に前記スイッチング素子を導通させることが好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、スイッチング素子が導通すると、突入電流抑制抵抗の両端が短絡するため、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４２】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記抑制動作制御回路は、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であるか否かを判定する判定回路と、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子を導通させるスイッチング制御回路とを備えることが好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４４】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、前記出力端の正負の電源ライン間に設けられた分圧抵抗回路と、前記分圧抵抗回路によって分圧された電圧と基準電圧とを比較するコンパレータとを備え、前記スイッチング制御回路は、前記コンパレータの出力に応じて、前記スイッチング素子の導通／非導通を制御することが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、コンパレータの出力が、判定回路の判定結果に対応するため、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４６】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記スイッチング制御回路は、発光素子と、抵抗素子と、前記コンパレータの出力に応じてＯＮ／ＯＦＦするコンパレータ用スイッチング素子と、前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、前記発光素子と前記抵抗素子と前記コンパレータ用スイッチング素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることが好ましい。
【００４７】
上記の構成によれば、スイッチング制御回路は、判定回路の判定結果をフォトカプラを介して帰還させる。そのため、スイッチング電源装置の出力端と突入電流抑制回路とが絶縁されている場合であっても、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００４８】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、前記スイッチング制御回路は、抵抗素子を備え、前記ツェナーダイオードと前記抵抗素子とは、前記出力端の正の電源ラインと上記スイッチング素子の制御端子との間に直列接続されていることが好ましい。
【００４９】
上記の構成によれば、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧の値を前記規定値に設定することにより、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００５０】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、前記スイッチング制御回路は、発光素子と、抵抗素子と、前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、前記ツェナーダイオードと前記発光素子と前記抵抗素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧の値を前記規定値に設定することにより、スイッチング電源装置の出力端と突入電流抑制回路とが絶縁されている場合であっても、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００５２】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記スイッチング素子は、サイリスタであることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、出力電圧の高いスイッチング電源装置に本発明を適用することができる。
【００５４】
本発明に係るスイッチング電源装置では、交流電源に接続され直流電圧を得る力率改善回路と、前記力率改善回路からの直流電圧を前記出力電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに備えてもよい。
【００５５】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の出力端を備えてもよい。
【００５６】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの各々は、単一の出力端を備えてもよい。
【発明の効果】
【００５７】
以上のように、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備える構成である。したがって、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図５】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図６】上記従来のスイッチング電源装置の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【図７】上記従来のスイッチング電源装置の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態から当該スイッチング電源装置に負荷が接続された場合の、当該スイッチング電源装置の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【図８】突入電流抑制用の抵抗の抵抗値が大きい場合の、上記従来のスイッチング電源装置の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【図９】上記従来のスイッチング電源装置の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態から当該スイッチング電源装置に負荷が接続された場合の、当該スイッチング電源装置の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、上記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、上記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴とする。そのため、例えば、突入電流を抑制するための突入電流防止抵抗の抵抗値を高く設定すること等により、突入電流を小さくした場合であっても、突入電流抑制回路は、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、突入電流防止抵抗の破壊を防止することができる。
【００６０】
したがって、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を低く抑えることができるとともに、高い信頼性を有している。よって、本発明に係るスイッチング電源装置は、特にＬＥＤ照明機器など、多数の機器を同時に起動させることがあるために突入電流を低く制御する必要がある機器に好適である。
【００６１】
以下、本発明に係るスイッチング電源装置の具体的な実施の形態について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００６２】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
（スイッチング電源装置１の構成）
図１は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置１を示す回路図である。スイッチング電源装置１は、整流回路２、力率改善回路（ＰＦＣ）３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路６を備えている。
【００６４】
整流回路２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジＤＢ１および平滑コンデンサＣ１を備えている。
【００６５】
ＰＦＣ３は、整流回路２を介して交流電源に接続され、直流電圧を出力する回路である。ＰＦＣ３は、２つのコンデンサＣ２・Ｃ３、３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３、２つのダイオードＤ１・Ｄ２、２つのコイルＮ１・Ｎ２からなるトランスＴ１、トランジスタＱ１および制御回路ＩＣ１を備えている。
【００６６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＰＦＣ３からの直流電圧をスイッチング電源装置１の出力電圧に変換して出力する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、３つのコンデンサＣ４〜Ｃ６、抵抗Ｒ４、２つのダイオードＤ４・Ｄ５、２つのコイルＮ３・Ｎ４からなるトランスＴ２、２つのコイルＮ５・Ｎ６からなるトランスＴ３、トランジスタＱ２および制御回路ＩＣ２を備えている。
【００６７】
このように、整流回路２、ＰＦＣ３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４の各構成は、図５に示す整流回路１０２、ＰＦＣ１０３およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の各構成とそれぞれ同一である。
【００６８】
突入電流抑制回路５は、スイッチング電源装置１の突入電流を抑制する回路であり、抵抗Ｒ５およびサイリスタＳＣＲ１を備えている。抵抗Ｒ５とサイリスタＳＣＲ１とは、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインの、ダイオードブリッジＤＢ１とＰＦＣ３との間で並列接続されている。
【００６９】
抑制動作制御回路６は、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、突入電流抑制回路５の抑制動作を制御する回路である。抑制動作制御回路６は、７つの抵抗Ｒ６〜Ｒ１２、２つのトランジスタＱ３・Ｑ４、２つのコンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２、発光ダイオードＬＥＤ１とフォトトランジスタＰＴ１とからなるフォトカプラ、および、発光ダイオードＬＥＤ２とフォトトランジスタＰＴ２とからなるフォトカプラを備えている。なお、トランジスタＱ３・Ｑ４としては、バイポーラトランジスタが用いられる。
【００７０】
スイッチング電源装置１の入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に入力された交流電流は、ダイオードブリッジＤＢ１によって全波整流され、コンデンサＣ１によって平滑される。このとき、ＰＦＣ３のコンデンサＣ１を充電するために発生する突入電流は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５によって制限される。
【００７１】
例えば、スイッチング電源装置１への入力電圧がＡＣ２００Ｖである場合、抵抗Ｒ５の抵抗値は９５Ω以上に設定される。これにより、突入電流を３Ａ以下に抑制することができる。
【００７２】
ＰＦＣ３の入力電圧は、トランスＴ１のコイルＮ１・Ｎ２、スイッチング素子であるトランジスタＱ１およびダイオードＤ２によって昇圧され、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３によって所望の電圧に制御される。これにより、電解コンデンサＣ３から直流電圧が出力される。
【００７３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４では、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に供給される。同様に、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に供給される。
【００７４】
（抑制動作制御回路６の構成）
ここで、スイッチング電源装置１は、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、抑制動作制御回路６が突入電流抑制回路５の抑制動作を停止するように構成されている。
【００７５】
上述の規定値は、例えば、スイッチング電源装置１の定常動作時の出力電圧の５０％に設定される。具体的には、スイッチング電源装置１の定常動作時の出力電圧が２４Ｖで有る場合、上記の規定値は１２Ｖに設定される。
【００７６】
まず、スイッチング電源装置１の２次側に設けられる抑制動作制御回路６の素子について説明する。
【００７７】
抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、分圧抵抗回路を構成している。抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間の接続点は、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端に接続されている。
【００７８】
また、コンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端は、基準電源Ｅ１を介して負の電源ラインに接続されている。ここで、基準電源Ｅ１が出力する基準電圧は、抵抗Ｒ６およびＲ７の抵抗値をそれぞれｒ６およびｒ７とすると、（規定値）×ｒ７／（ｒ６＋ｒ７）に設定される。
【００７９】
また、抑制動作制御回路６の発光ダイオードＬＥＤ１、抵抗Ｒ８およびトランジスタＱ３は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、トランジスタＱ３のベースは、コンパレータＣＯＭＰ１の出力端子に接続されている。
【００８０】
出力端ＯＵＴ２の電源ライン間においても、出力端ＯＵＴ１の電源ライン間に設けられる素子と同様の素子が設けられる。
【００８１】
すなわち、抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ１０が、出力端ＯＵＴ２の正負の電源ライン間に直列接続されており、分圧抵抗回路を構成している。抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０との間の接続点は、コンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端に接続されている。
【００８２】
また、コンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端は、基準電源Ｅ２を介して負の電源ラインに接続されている。ここで、基準電源Ｅ２が出力する基準電圧は、抵抗Ｒ９およびＲ１０の抵抗値をそれぞれｒ９およびｒ１０とすると、（規定値）×ｒ１０／（ｒ９＋ｒ１０）に設定される。
【００８３】
上記の分圧抵抗回路とコンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２とは、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成しており、スイッチング電源装置１の出力電圧が規定値以上であるか否かを判定する。
【００８４】
また、抑制動作制御回路６の発光ダイオードＬＥＤ２、抵抗Ｒ１１およびトランジスタＱ４が、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、トランジスタＱ４のベースは、コンパレータＣＯＭＰ２の出力端子に接続されている。なお、トランジスタＱ３・Ｑ４は、特許請求の範囲に記載のコンパレータ用スイッチング素子に相当する。
【００８５】
発光ダイオードＬＥＤ１、抵抗Ｒ８およびトランジスタＱ３の接続順序は、特に限定されない。同様に、発光ダイオードＬＥＤ２、抵抗Ｒ１１およびトランジスタＱ４の接続順序も、特に限定されない。
【００８６】
続いて、スイッチング電源装置１の１次側に設けられる抑制動作制御回路６の素子について説明する。
【００８７】
抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ１２の一端は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５の一端とサイリスタＳＣＲ１のアノードとの間の接続点に接続される。また、抑制動作制御回路６のフォトトランジスタＰＴ１およびフォトトランジスタＰＴ２が、抵抗Ｒ１２の他端とサイリスタＳＣＲ１のゲート端子（制御端子）との間に並列接続されている。
【００８８】
発光ダイオードＬＥＤ１・ＬＥＤ２、抵抗Ｒ８・Ｒ１１、トランジスタＱ３・Ｑ４およびフォトトランジスタＰＴ１・ＰＴ２は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成しており、スイッチング電源装置１の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【００８９】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端の電位がコンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端の電位以上になり、コンパレータＣＯＭＰ１はトランジスタＱ３をＯＮさせる。これにより、発光ダイオードＬＥＤ１が発光して、フォトトランジスタＰＴ１をＯＮにして、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。これにより、突入電流抑制回路５の抑制動作が停止し、スイッチング電源装置１は、動作を維持する。
【００９０】
同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、コンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端の電位がコンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端の電位以上になり、コンパレータＣＯＭＰ２はトランジスタＱ４をＯＮさせる。これにより、発光ダイオードＬＥＤ２が発光して、フォトトランジスタＰＴ２をＯＮにして、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。これにより、突入電流抑制回路５の抑制動作が停止し、スイッチング電源装置１は、動作を維持する。
【００９１】
このように、スイッチング電源装置１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【００９２】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の第２の実施の形態について図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００９３】
（スイッチング電源装置１１の構成）
図２は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置１１を示す回路図である。スイッチング電源装置１１は、整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路１６を備えている。
【００９４】
整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５の各構成は、図１に示すスイッチング電源装置１におけるものと同一であるので、その構成および動作の説明を省略する。なお、本実施の形態では、突入電流抑制回路５は、入力端ＡＣ（Ｎ）の電源ラインに設けられているが、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインに設けてもよい。
【００９５】
（抑制動作制御回路１６の構成）
抑制動作制御回路１６は、２つの抵抗Ｒ１３・Ｒ１４および２つのツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２を備えている。
【００９６】
抵抗Ｒ１３の一端は、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１３の他端は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。また、抵抗Ｒ１４の一端は、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１４の他端は、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードおよびツェナーダイオードＺＤ２のアノードは、互いに接続されているとともに、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に接続されている。
【００９７】
すなわち、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１３とは、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインとサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に直列接続されている。同様に、ツェナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ１４とは、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインとサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に直列接続されている。
【００９８】
なお、ツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２は、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成し、抵抗Ｒ１３・Ｒ１４は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成している。
【００９９】
また、ツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２のブレークダウン電圧の値は、上述の規定値に設定されている。
【０１００】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、ツェナーダイオードＺＤ１が、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１３が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。同様に、ツェナーダイオードＺＤ２が、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１４が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【０１０１】
例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ２に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１０２】
このように、スイッチング電源装置１１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路１６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１０３】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の第３の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１０４】
（スイッチング電源装置２１の構成）
図３は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置２１を示す回路図である。スイッチング電源装置２１は、整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６を備えている。すなわち、スイッチング電源装置２１は、図２に示すスイッチング電源装置１１において、抑制動作制御回路１６を抑制動作制御回路２６に置き換えた構成である。なお、本実施の形態においても、突入電流抑制回路５は、入力端ＡＣ（Ｎ）の電源ラインに設けられているが、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインに設けてもよい。
【０１０５】
（抑制動作制御回路２６の構成）
抑制動作制御回路２６は、３つの抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７、２つのツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４、発光ダイオードＬＥＤ３とフォトトランジスタＰＴ３とからなるフォトカプラ、および、発光ダイオードＬＥＤ４とフォトトランジスタＰＴ４とからなるフォトカプラを備えている。抵抗Ｒ１５・Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ３・ＬＥＤ４は、スイッチング電源装置２１の２次側に設けられ、抵抗Ｒ１７およびフォトトランジスタＰＴ３・ＰＴ４は、スイッチング電源装置２１の１次側に設けられる。
【０１０６】
抵抗Ｒ１５、ツェナーダイオードＺＤ３および発光ダイオードＬＥＤ３は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されている。より具体的には、抵抗Ｒ１５の一端は、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１５の他端は、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードは、発光ダイオードＬＥＤ３アノードに接続され、発光ダイオードＬＥＤ３のカソードは、出力端ＯＵＴ１の負の電源ラインに接続されている。
【０１０７】
同様に、抵抗Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ４は、出力端ＯＵＴ２の正負の電源ライン間に直列接続されている。より具体的には、抵抗Ｒ１６の一端は、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１６の他端は、ツェナーダイオードＺＤ４のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ４のアノードは、発光ダイオードＬＥＤ４アノードに接続され、発光ダイオードＬＥＤ４のカソードは、出力端ＯＵＴ２の負の電源ラインに接続されている。
【０１０８】
抑制動作制御回路２６の抵抗Ｒ１７の一端は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５の一端とサイリスタＳＣＲ１のアノードとの間の接続点に接続される。また、抑制動作制御回路２６のフォトトランジスタＰＴ３およびフォトトランジスタＰＴ４が、抵抗Ｒ１７の他端とサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に並列接続されている。
【０１０９】
なお、ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４は、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成し、抵抗Ｒ１５・Ｒ１６、発光ダイオードＬＥＤ３・ＬＥＤ４およびフォトトランジスタＰＴ３・ＰＴ４は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成している。
【０１１０】
抵抗Ｒ１５、ツェナーダイオードＺＤ３および発光ダイオードＬＥＤ３の接続順序は、特に限定されない。同様に、抵抗Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ４の接続順序も、特に限定されない。
【０１１１】
ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４のブレークダウン電圧の値は、上述の規定値に設定される。
【０１１２】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、ツェナーダイオードＺＤ３が、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１５、発光ダイオードＬＥＤ３およびフォトトランジスタＰＴ３が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。同様に、ツェナーダイオードＺＤ４が、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１６、発光ダイオードＬＥＤ４およびフォトトランジスタＰＴ４が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【０１１３】
例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ３に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ３が発光して、フォトトランジスタＰＴ３をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ４に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ４が発光して、フォトトランジスタＰＴ４をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１１４】
このように、スイッチング電源装置２１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路２６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１１５】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の第４の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２および３において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１６】
（スイッチング電源装置３１の構成）
図４は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置３１を示す回路図である。スイッチング電源装置３１は、整流回路２、ＰＦＣ３、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂ、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６を備えている。すなわち、スイッチング電源装置３１は、図３に示すスイッチング電源装置２１において、２つの出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ４の代わりに、１つの出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂを設けた構成である。
【０１１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂの構成は、互いに同一であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４において、コイルＮ６、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６を省略した構成である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂは、ＰＦＣ３に並列接続されている。
【０１１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａでは、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａにおいても同様に、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に供給される。
【０１１９】
また、スイッチング電源装置３１は、ＬＥＤ照明装置といった高電圧の出力電圧を供給する装置であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａの出力端ＯＵＴ１とＤＣ／ＤＣコンバータ３４ｂの出力端ＯＵＴ２とは、互いに絶縁されている。
【０１２０】
（突入電流抑制動作）
本実施の形態では、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６の構成および動作は、前記実施の形態３におけるものと同様である。すなわち、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ３に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ３が発光して、フォトトランジスタＰＴ３をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ４に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ４が発光して、フォトトランジスタＰＴ４をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１２１】
このように、スイッチング電源装置３１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路２６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１２２】
〔付記事項〕
上述した各実施の形態では、２つの出力端を備えるスイッチング電源装置について説明したが、これに限定されない。スイッチング電源装置は、３つ以上の出力端を備えてもよいし、単一の出力端を備えてもよい。
【０１２３】
また、上述した各実施の形態では、スイッチング電源装置は、整流回路、ＰＦＣおよびＤＣ／ＤＣコンバータを備えていたが、整流回路、ＰＦＣおよびＤＣ／ＤＣコンバータはスイッチング電源装置に必須の構成ではない。
【０１２４】
また、実施の形態１、３、４では、抑制動作制御回路が、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上であるかの判定結果を、フォトカプラによって帰還させる構成であったが、これに限定されない。例えば、直流電圧をトランスによって変換しないスイッチング電源装置であれば、図１に示す構成において、コンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２の出力をサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に入力してもよい。
【０１２５】
また、上述した各実施の形態では、突入電流抑制用の素子として抵抗を用いたが、抵抗の代わりに、例えばサーミスタを用いてもよい。
【０１２６】
また、上述した各実施の形態では、突入電流抑制抵抗と並列接続されるスイッチング素子としてサイリスタを用いたが、サイリスタの代わりに、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【０１２７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明に係るスイッチング電源装置は、特にＬＥＤ照明機器など、多数の機器を同時に起動させることがあるために突入電流を低く制御する必要がある機器に好適である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ スイッチング電源装置
２ 整流回路
３ ＰＦＣ（力率改善回路）
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ 突入電流抑制回路
６ 抑制動作制御回路
１１ スイッチング電源装置
１６ 抑制動作制御回路
２１ スイッチング電源装置
２６ 抑制動作制御回路
３１ スイッチング電源装置
３４ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＡＣ（Ｌ） 入力端
ＡＣ（Ｎ） 入力端
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
Ｃ４ コンデンサ
Ｃ５ コンデンサ
Ｃ６ コンデンサ
ＣＯＭＰ１ コンパレータ
ＣＯＭＰ２ コンパレータ
Ｄ１ ダイオード
Ｄ２ ダイオード
Ｄ３ ダイオード
Ｄ４ ダイオード
Ｄ５ ダイオード
Ｄ６ ダイオード
ＤＢ１ ダイオードブリッジ
Ｅ１ 基準電源
Ｅ２ 基準電源
ＩＣ１ 制御回路
ＩＣ２ 制御回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ２ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ３ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ４ 発光ダイオード（発光素子）
Ｎ１ コイル
Ｎ２ コイル
Ｎ３ コイル
Ｎ４ コイル
Ｎ５ コイル
Ｎ６ コイル
Ｎ７ コイル
ＯＵＴ１ 出力端
ＯＵＴ２ 出力端
ＰＴ１ フォトトランジスタ
ＰＴ２ フォトトランジスタ
ＰＴ３ フォトトランジスタ
ＰＴ４ フォトトランジスタ
Ｑ１ トランジスタ
Ｑ２ トランジスタ
Ｑ３ トランジスタ
Ｑ４ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
Ｒ５ 抵抗（突入電流抑制抵抗）
Ｒ６ 抵抗
Ｒ７ 抵抗
Ｒ８ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ９ 抵抗
Ｒ１０ 抵抗
Ｒ１１ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１２ 抵抗
Ｒ１３ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１４ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１５ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１６ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１７ 抵抗
ＳＣＲ１ サイリスタ
Ｔ１ トランス
Ｔ２ トランス
Ｔ３ トランス
ＺＤ１ ツェナーダイオード
ＺＤ２ ツェナーダイオード
ＺＤ３ ツェナーダイオード
ＺＤ４ ツェナーダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、突入電流を抑制するための突入電流抑制回路を備えたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のスイッチング電源装置１０１を示す回路図である。スイッチング電源装置１０１は、整流回路１０２、力率改善回路（ＰＦＣ）１０３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４および突入電流抑制回路１０５を備えている。
【０００３】
整流回路１０２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジＤＢ１および平滑コンデンサＣ１を備えている。
【０００４】
ＰＦＣ１０３は、２つのコンデンサＣ２・Ｃ３、３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３、２つのダイオードＤ１・Ｄ２、２つのコイルＮ１・Ｎ２からなるトランスＴ１、トランジスタＱ１および制御回路ＩＣ１を備えている。
【０００５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、３つのコンデンサＣ４〜Ｃ６、抵抗Ｒ４、２つのダイオードＤ４・Ｄ５、２つのコイルＮ３・Ｎ４からなるトランスＴ２、２つのコイルＮ５・Ｎ６からなるトランスＴ３、トランジスタＱ２および制御回路ＩＣ２を備えている。
【０００６】
突入電流抑制回路１０５は、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ６、サイリスタＳＣＲ１およびコイルＮ７を備えている。抵抗Ｒ５とサイリスタＳＣＲ１とは、ダイオードブリッジＤＢ１とＰＦＣ１０３との間で並列接続されている。
【０００７】
スイッチング電源装置１０１の入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に入力された交流電流は、ダイオードブリッジＤＢ１によって全波整流され、コンデンサＣ１によって平滑される。ＰＦＣ１０３は昇圧回路であるため、ＰＦＣ１０３の入力電圧は、トランスＴ１のコイルＮ１・Ｎ２、スイッチング素子であるトランジスタＱ１およびダイオードＤ２によって昇圧され、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３によって所望の電圧に制御される。これにより、電解コンデンサＣ３から直流電圧が出力される。
【０００８】
また、入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に交流電流が入力されると、ＰＦＣ１０３の平滑コンデンサであるコンデンサＣ２を充電する突入電流が発生する。突入電流抑制回路１０５の抵抗Ｒ５は、その突入電流を抑制するための抵抗である。突入電流は、抵抗Ｒ５および制御回路ＩＣ１を駆動する抵抗Ｒ１を通ってコンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始する。
【０００９】
制御回路ＩＣ１が動作を開始し、トランスＴ１に電流が流れると、トランスＴ１に設けた、サイリスタＳＣＲ１のゲート用巻線であるコイルＮ７に電圧が発生する。この電圧がサイリスタＳＣＲ１をＯＮさせ、抵抗Ｒ５の両端を短絡状態にする。ダイオードＤ２とコンデンサＣ３によって平滑された直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の制御回路ＩＣ２を駆動する抵抗Ｒ４を通り、制御回路ＩＣ２を駆動させる。
【００１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４では、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に出力される。同様に、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に出力される。
【００１１】
図５に示す構成は、例えば特許文献１〜４に開示されている。
【００１２】
図６は、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【００１３】
図６（ａ）は、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧の波形を示している。期間ｔ１において、ＰＦＣ１０３の入力電流が抵抗Ｒ１を通ってコンデンサＣ２を充電し、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始する。制御回路ＩＣ１に供給されるＶｃｃ電圧は、コンデンサＣ２の両端の電圧のみであるため、期間ｔ２において、低下を開始する。このとき、制御回路ＩＣ１は駆動を開始しているため、トランスＴ１のコイルＮ２に発生した電圧は、期間ｔ３において、徐々に上昇し、ＰＦＣ１０３の出力電圧×（Ｎ２の巻数／Ｎ１の巻数）の電圧になる。
【００１４】
図６（ｂ）は、抵抗Ｒ５の出力電圧を示している。ＰＦＣ１０３が動作しない期間ｔ１では、抵抗Ｒ５の出力電圧はコンデンサＣ１により平滑される。一方、ＰＦＣ１０３が動作を開始すると、抵抗Ｒ５の出力電圧の波形は、全波整流の電圧波形となる。
【００１５】
図６（ｃ）は、ＰＦＣ１０３の出力電圧であるコンデンサＣ３の両端の電圧を示している。ＰＦＣ１０３が動作していない期間ｔ１では、ＡＣ電圧が全波整流され平滑された電圧がコンデンサＣ３に発生する。一方、ＰＦＣ１０３が動作を開始すると、コンデンサＣ３の両端の電圧は徐々に上昇し、所望の電圧となる。
【００１６】
図６（ｄ）は、ＰＦＣ１０３のトランジスタＱ１のドレイン−ソース間電圧の波形を示している。期間ｔ２において、制御回路ＩＣ１がトランジスタＱ１に対するスイッチング制御を開始する。
【００１７】
図６（ｅ）は、サイリスタＳＣＲ１のＯＦＦ／ＯＮを示している。期間ｔ２において制御回路ＩＣ１が動作を開始して、トランスＴ１に電流が流れると、コイルＮ７に電圧が発生し、この電圧がサイリスタＳＣＲ１をＯＮさせる。これにより、抵抗Ｒ５の両端は短絡状態となる。
【００１８】
図６（ｆ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の制御回路ＩＣ２のＶｃｃ電圧の波形を示している。ＡＣ電源を投入した時点から、抵抗Ｒ４によってコンデンサＣ４への充電が開始され、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ２の起動電圧に達すると、制御回路ＩＣ２は起動を開始し、図６（ｇ）に示す出力電圧を発生する。これにより、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２から図６（ｈ）に示す電流が出力される。
【００１９】
また、図７は、スイッチング電源装置１０１の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態からスイッチング電源装置１０１に負荷が接続された場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【００２０】
図７（ａ）は、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧の波形を示している。前述のように、期間ｔ１において、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は駆動を開始し、Ｖｃｃ電圧は、期間ｔ２において低下を開始し、期間ｔ３において徐々に上昇する。
【００２１】
図６（ｂ）は、抵抗Ｒ５の出力電圧を示している。出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２に接続される負荷が小さい場合、または、負荷が接続されていない状態の場合、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態になる。すなわち、ＰＦＣ１０３は、期間ｔ４において発振を停止し、期間ｔ５では発振を再開し、その後も発振停止と発振再開とを繰り返す。ＰＦＣ１０３が間欠発振状態となっている間に、図７（ｈ）に示すように、出力端ＯＵＴ１または出力端ＯＵＴ２に接続されている負荷が増大した場合、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態から連続発振状態に移行する（期間ｔ７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−１２５３１６号公報（２００８年５月２９日公開）
【特許文献２】特開２００６−３３３６０８号公報（２００６年１２月７日公開）
【特許文献３】特開２０００−１３４９１９号公報（２０００年５月１２日公開）
【特許文献４】特開昭６３−２６２０２６号公報（１９８８年１０月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
例えば、１部屋で多数のＬＥＤ照明機器を同時に起動させる場合、ＬＥＤ照明機器に内臓のスイッチング電源の突入電流が大きくなるため、入力電圧の低下が起こる。このため、周辺機器への入力電圧が低下することで、周辺機器に誤動作が発生するおそれがある。よって、スイッチング電源では、突入電流を小さくすることが求められる。
【００２４】
図５に示す従来のスイッチング電源装置１０１では、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値を大きくすることで、突入電流を小さくすることができる。例えば、入力電圧ＡＣ２００Ｖの製品において、突入電流を３Ａ以下にしたいときは、
２００（Ｖ）×√２÷３（Ａ）≒９４．２８（Ω）
となるので、抵抗Ｒ５の抵抗値を９５Ω以上にすればよい。
【００２５】
しかしながら、従来のスイッチング電源装置１０１では、抵抗Ｒ５の抵抗値を大きくすると、信頼性が低下するという問題がある。
【００２６】
図８は、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値が大きい場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【００２７】
図８（ａ）に示すように、ＰＦＣ１０３の制御回路ＩＣ１のＶｃｃ電圧は、期間ｔ１では、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２によって上昇し、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の起動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は起動を開始する。また、図８（ｆ）に示すように、制御回路ＩＣ２のＶｃｃ電圧が上昇して、制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると、図８（ｇ）に示すように、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の電圧は上昇を開始する。
【００２８】
ここで、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２に接続される負荷が、シーケンス制御を持たず、電圧が印加されれば動作するものである場合、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の負荷電流の波形は、図８（ｈ）に示す波形となる。負荷に電圧が印加された時点では、図８（ｅ）に示すように、抵抗Ｒ５の両端を短絡させるためのサイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態でないため、図８（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ５における電圧降下が大きくなる。
【００２９】
さらに、期間ｔ２において、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達すると、制御回路ＩＣ１は動作を開始する。しかしながら、抵抗Ｒ５の抵抗値が大きいため、コンデンサＣ２の放電量が大きくなり、Ｎ２巻線からの電圧供給が開始されるまでに、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１のリセット電圧以下になる。そのため、制御回路ＩＣ１は、駆動を停止し、ＰＦＣ１０３は発振を停止する。その後、再びコンデンサＣ２への充電が開始され、Ｖｃｃ電圧が上昇するが、Ｖｃｃ電圧が制御回路ＩＣ１の駆動電圧に達しても、コンデンサＣ２の放電量が大きいために、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１のリセット電圧以下になる。
【００３０】
このように、突入電流抑制用の抵抗Ｒ５の抵抗値が大きい場合、コンデンサＣ２の充電、制御回路ＩＣ１の駆動および制御回路ＩＣ１のリセットが繰り返されるため、サイリスタＳＣＲ１のＯＮ状態が維持できない。すなわち、突入電流抑制回路１０５は、抑制動作を一旦停止した後も、抑制動作を間欠的に継続する。そのため、抵抗Ｒ５の発熱が大きくなり、抵抗Ｒ５は破壊に至る。
【００３１】
さらに、従来のスイッチング電源装置１０１の問題点について、図９を参照して説明する。図９は、スイッチング電源装置１０１の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態からスイッチング電源装置１０１に負荷が接続された場合の、スイッチング電源装置１０１の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【００３２】
図９（ｂ）に示すように、期間ｔ４以降、ＰＦＣ１０３は間欠発振状態となる。ここで、図９（ｈ）に示すように、ＰＦＣ１０３が間欠動作中の期間ｔ６に出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の負荷が大きくなると、制御回路ＩＣ１が停止し、サイリスタＳＣＲ１がＯＦＦの状態であるため、抵抗Ｒ５による電圧降下が大きくなる。そのため、図９（ａ）に示すように、Ｖｃｃ電圧は制御回路ＩＣ１の駆動電圧以下になり、その後、制御回路ＩＣ１の駆動と停止とが繰り返される。したがって、サイリスタＳＣＲ１のＯＮ状態は維持できず、抵抗Ｒ５の発熱が大きくなり、抵抗Ｒ５は破壊に至る。
【００３３】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記の課題を解決するために、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成によれば、出力電圧が規定値以上である場合に、抑制動作制御回路が、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる。そのため、例えば、突入電流を抑制するための突入電流防止抵抗の抵抗値を高く設定すること等により、突入電流を小さくした場合であっても、突入電流抑制回路は、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、突入電流防止抵抗の破壊を防止することができる。
【００３６】
したがって、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現することができる。
【００３７】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記出力端を複数備え、前記抑制動作制御回路は、前記出力端の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止することが好ましい。
【００３８】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記規定値は、前記スイッチング電源装置の定常動作時の出力電圧の５０％であることが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、突入電流抑制回路は突入電流を充分に抑制することができる。
【００４０】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記突入電流抑制回路は、突入電流抑制抵抗と、当該突入電流抑制抵抗に並列接続されたスイッチング素子とを備え、前記抑制動作制御回路は、前記場合に前記スイッチング素子を導通させることが好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、スイッチング素子が導通すると、突入電流抑制抵抗の両端が短絡するため、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４２】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記抑制動作制御回路は、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であるか否かを判定する判定回路と、前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子を導通させるスイッチング制御回路とを備えることが好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４４】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、前記出力端の正負の電源ライン間に設けられた分圧抵抗回路と、前記分圧抵抗回路によって分圧された電圧と基準電圧とを比較するコンパレータとを備え、前記スイッチング制御回路は、前記コンパレータの出力に応じて、前記スイッチング素子の導通／非導通を制御することが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、コンパレータの出力が、判定回路の判定結果に対応するため、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作が停止する。
【００４６】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記スイッチング制御回路は、発光素子と、抵抗素子と、前記コンパレータの出力に応じてＯＮ／ＯＦＦするコンパレータ用スイッチング素子と、前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、前記発光素子と前記抵抗素子と前記コンパレータ用スイッチング素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることが好ましい。
【００４７】
上記の構成によれば、スイッチング制御回路は、判定回路の判定結果をフォトカプラを介して帰還させる。そのため、スイッチング電源装置の出力端と突入電流抑制回路とが絶縁されている場合であっても、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００４８】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、前記スイッチング制御回路は、抵抗素子を備え、前記ツェナーダイオードと前記抵抗素子とは、前記出力端の正の電源ラインと上記スイッチング素子の制御端子との間に直列接続されていることが好ましい。
【００４９】
上記の構成によれば、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧の値を前記規定値に設定することにより、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００５０】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、前記スイッチング制御回路は、発光素子と、抵抗素子と、前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、前記ツェナーダイオードと前記発光素子と前記抵抗素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧の値を前記規定値に設定することにより、スイッチング電源装置の出力端と突入電流抑制回路とが絶縁されている場合であっても、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上である場合に、突入電流抑制回路の抑制動作を停止させることができる。
【００５２】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記スイッチング素子は、サイリスタであることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、出力電圧の高いスイッチング電源装置に本発明を適用することができる。
【００５４】
本発明に係るスイッチング電源装置では、交流電源に接続され直流電圧を得る力率改善回路と、前記力率改善回路からの直流電圧を前記出力電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに備えてもよい。
【００５５】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の出力端を備えてもよい。
【００５６】
本発明に係るスイッチング電源装置では、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの各々は、単一の出力端を備えてもよい。
【発明の効果】
【００５７】
以上のように、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備える構成である。したがって、突入電流を低く抑えることができるとともに、信頼性の高いスイッチング電源装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図５】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図６】上記従来のスイッチング電源装置の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【図７】上記従来のスイッチング電源装置の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態から当該スイッチング電源装置に負荷が接続された場合の、当該スイッチング電源装置の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【図８】突入電流抑制用の抵抗の抵抗値が大きい場合の、上記従来のスイッチング電源装置の各回路素子の電圧の波形を示す図である。
【図９】上記従来のスイッチング電源装置の出力の負荷が小さい場合、または、無負荷状態から当該スイッチング電源装置に負荷が接続された場合の、当該スイッチング電源装置の各回路素子の電圧波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、上記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、上記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴とする。そのため、例えば、突入電流を抑制するための突入電流防止抵抗の抵抗値を高く設定すること等により、突入電流を小さくした場合であっても、突入電流抑制回路は、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、突入電流防止抵抗の破壊を防止することができる。
【００６０】
したがって、本発明に係るスイッチング電源装置は、突入電流を低く抑えることができるとともに、高い信頼性を有している。よって、本発明に係るスイッチング電源装置は、特にＬＥＤ照明機器など、多数の機器を同時に起動させることがあるために突入電流を低く制御する必要がある機器に好適である。
【００６１】
以下、本発明に係るスイッチング電源装置の具体的な実施の形態について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００６２】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
（スイッチング電源装置１の構成）
図１は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置１を示す回路図である。スイッチング電源装置１は、整流回路２、力率改善回路（ＰＦＣ）３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路６を備えている。
【００６４】
整流回路２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジＤＢ１および平滑コンデンサＣ１を備えている。
【００６５】
ＰＦＣ３は、整流回路２を介して交流電源に接続され、直流電圧を出力する回路である。ＰＦＣ３は、２つのコンデンサＣ２・Ｃ３、３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３、２つのダイオードＤ１・Ｄ２、２つのコイルＮ１・Ｎ２からなるトランスＴ１、トランジスタＱ１および制御回路ＩＣ１を備えている。
【００６６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＰＦＣ３からの直流電圧をスイッチング電源装置１の出力電圧に変換して出力する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、３つのコンデンサＣ４〜Ｃ６、抵抗Ｒ４、２つのダイオードＤ４・Ｄ５、２つのコイルＮ３・Ｎ４からなるトランスＴ２、２つのコイルＮ５・Ｎ６からなるトランスＴ３、トランジスタＱ２および制御回路ＩＣ２を備えている。
【００６７】
このように、整流回路２、ＰＦＣ３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４の各構成は、図５に示す整流回路１０２、ＰＦＣ１０３およびＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の各構成とそれぞれ同一である。
【００６８】
突入電流抑制回路５は、スイッチング電源装置１の突入電流を抑制する回路であり、抵抗Ｒ５およびサイリスタＳＣＲ１を備えている。抵抗Ｒ５とサイリスタＳＣＲ１とは、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインの、ダイオードブリッジＤＢ１とＰＦＣ３との間で並列接続されている。
【００６９】
抑制動作制御回路６は、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、突入電流抑制回路５の抑制動作を制御する回路である。抑制動作制御回路６は、７つの抵抗Ｒ６〜Ｒ１２、２つのトランジスタＱ３・Ｑ４、２つのコンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２、発光ダイオードＬＥＤ１とフォトトランジスタＰＴ１とからなるフォトカプラ、および、発光ダイオードＬＥＤ２とフォトトランジスタＰＴ２とからなるフォトカプラを備えている。なお、トランジスタＱ３・Ｑ４としては、バイポーラトランジスタが用いられる。
【００７０】
スイッチング電源装置１の入力端ＡＣ（Ｌ）・ＡＣ（Ｎ）に入力された交流電流は、ダイオードブリッジＤＢ１によって全波整流され、コンデンサＣ１によって平滑される。このとき、ＰＦＣ３のコンデンサＣ１を充電するために発生する突入電流は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５によって制限される。
【００７１】
例えば、スイッチング電源装置１への入力電圧がＡＣ２００Ｖである場合、抵抗Ｒ５の抵抗値は９５Ω以上に設定される。これにより、突入電流を３Ａ以下に抑制することができる。
【００７２】
ＰＦＣ３の入力電圧は、トランスＴ１のコイルＮ１・Ｎ２、スイッチング素子であるトランジスタＱ１およびダイオードＤ２によって昇圧され、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３によって所望の電圧に制御される。これにより、電解コンデンサＣ３から直流電圧が出力される。
【００７３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４では、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に供給される。同様に、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に供給される。
【００７４】
（抑制動作制御回路６の構成）
ここで、スイッチング電源装置１は、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、抑制動作制御回路６が突入電流抑制回路５の抑制動作を停止するように構成されている。
【００７５】
上述の規定値は、例えば、スイッチング電源装置１の定常動作時の出力電圧の５０％に設定される。具体的には、スイッチング電源装置１の定常動作時の出力電圧が２４Ｖで有る場合、上記の規定値は１２Ｖに設定される。
【００７６】
まず、スイッチング電源装置１の２次側に設けられる抑制動作制御回路６の素子について説明する。
【００７７】
抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、分圧抵抗回路を構成している。抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間の接続点は、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端に接続されている。
【００７８】
また、コンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端は、基準電源Ｅ１を介して負の電源ラインに接続されている。ここで、基準電源Ｅ１が出力する基準電圧は、抵抗Ｒ６およびＲ７の抵抗値をそれぞれｒ６およびｒ７とすると、（規定値）×ｒ７／（ｒ６＋ｒ７）に設定される。
【００７９】
また、抑制動作制御回路６の発光ダイオードＬＥＤ１、抵抗Ｒ８およびトランジスタＱ３は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、トランジスタＱ３のベースは、コンパレータＣＯＭＰ１の出力端子に接続されている。
【００８０】
出力端ＯＵＴ２の電源ライン間においても、出力端ＯＵＴ１の電源ライン間に設けられる素子と同様の素子が設けられる。
【００８１】
すなわち、抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ１０が、出力端ＯＵＴ２の正負の電源ライン間に直列接続されており、分圧抵抗回路を構成している。抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０との間の接続点は、コンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端に接続されている。
【００８２】
また、コンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端は、基準電源Ｅ２を介して負の電源ラインに接続されている。ここで、基準電源Ｅ２が出力する基準電圧は、抵抗Ｒ９およびＲ１０の抵抗値をそれぞれｒ９およびｒ１０とすると、（規定値）×ｒ１０／（ｒ９＋ｒ１０）に設定される。
【００８３】
上記の分圧抵抗回路とコンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２とは、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成しており、スイッチング電源装置１の出力電圧が規定値以上であるか否かを判定する。
【００８４】
また、抑制動作制御回路６の発光ダイオードＬＥＤ２、抵抗Ｒ１１およびトランジスタＱ４が、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されており、トランジスタＱ４のベースは、コンパレータＣＯＭＰ２の出力端子に接続されている。なお、トランジスタＱ３・Ｑ４は、特許請求の範囲に記載のコンパレータ用スイッチング素子に相当する。
【００８５】
発光ダイオードＬＥＤ１、抵抗Ｒ８およびトランジスタＱ３の接続順序は、特に限定されない。同様に、発光ダイオードＬＥＤ２、抵抗Ｒ１１およびトランジスタＱ４の接続順序も、特に限定されない。
【００８６】
続いて、スイッチング電源装置１の１次側に設けられる抑制動作制御回路６の素子について説明する。
【００８７】
抑制動作制御回路６の抵抗Ｒ１２の一端は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５の一端とサイリスタＳＣＲ１のアノードとの間の接続点に接続される。また、抑制動作制御回路６のフォトトランジスタＰＴ１およびフォトトランジスタＰＴ２が、抵抗Ｒ１２の他端とサイリスタＳＣＲ１のゲート端子（制御端子）との間に並列接続されている。
【００８８】
発光ダイオードＬＥＤ１・ＬＥＤ２、抵抗Ｒ８・Ｒ１１、トランジスタＱ３・Ｑ４およびフォトトランジスタＰＴ１・ＰＴ２は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成しており、スイッチング電源装置１の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【００８９】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端の電位がコンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端の電位以上になり、コンパレータＣＯＭＰ１はトランジスタＱ３をＯＮさせる。これにより、発光ダイオードＬＥＤ１が発光して、フォトトランジスタＰＴ１をＯＮにして、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。これにより、突入電流抑制回路５の抑制動作が停止し、スイッチング電源装置１は、動作を維持する。
【００９０】
同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、コンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端の電位がコンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端の電位以上になり、コンパレータＣＯＭＰ２はトランジスタＱ４をＯＮさせる。これにより、発光ダイオードＬＥＤ２が発光して、フォトトランジスタＰＴ２をＯＮにして、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。これにより、突入電流抑制回路５の抑制動作が停止し、スイッチング電源装置１は、動作を維持する。
【００９１】
このように、スイッチング電源装置１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【００９２】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の第２の実施の形態について図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００９３】
（スイッチング電源装置１１の構成）
図２は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置１１を示す回路図である。スイッチング電源装置１１は、整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路１６を備えている。
【００９４】
整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５の各構成は、図１に示すスイッチング電源装置１におけるものと同一であるので、その構成および動作の説明を省略する。なお、本実施の形態では、突入電流抑制回路５は、入力端ＡＣ（Ｎ）の電源ラインに設けられているが、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインに設けてもよい。
【００９５】
（抑制動作制御回路１６の構成）
抑制動作制御回路１６は、２つの抵抗Ｒ１３・Ｒ１４および２つのツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２を備えている。
【００９６】
抵抗Ｒ１３の一端は、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１３の他端は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。また、抵抗Ｒ１４の一端は、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１４の他端は、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードおよびツェナーダイオードＺＤ２のアノードは、互いに接続されているとともに、突入電流抑制回路５のサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に接続されている。
【００９７】
すなわち、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１３とは、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインとサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に直列接続されている。同様に、ツェナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ１４とは、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインとサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に直列接続されている。
【００９８】
なお、ツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２は、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成し、抵抗Ｒ１３・Ｒ１４は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成している。
【００９９】
また、ツェナーダイオードＺＤ１・ＺＤ２のブレークダウン電圧の値は、上述の規定値に設定されている。
【０１００】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、ツェナーダイオードＺＤ１が、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１３が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。同様に、ツェナーダイオードＺＤ２が、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１４が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【０１０１】
例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ２に電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１０２】
このように、スイッチング電源装置１１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路１６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１０３】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の第３の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１０４】
（スイッチング電源装置２１の構成）
図３は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置２１を示す回路図である。スイッチング電源装置２１は、整流回路２、ＰＦＣ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６を備えている。すなわち、スイッチング電源装置２１は、図２に示すスイッチング電源装置１１において、抑制動作制御回路１６を抑制動作制御回路２６に置き換えた構成である。なお、本実施の形態においても、突入電流抑制回路５は、入力端ＡＣ（Ｎ）の電源ラインに設けられているが、入力端ＡＣ（Ｌ）の電源ラインに設けてもよい。
【０１０５】
（抑制動作制御回路２６の構成）
抑制動作制御回路２６は、３つの抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７、２つのツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４、発光ダイオードＬＥＤ３とフォトトランジスタＰＴ３とからなるフォトカプラ、および、発光ダイオードＬＥＤ４とフォトトランジスタＰＴ４とからなるフォトカプラを備えている。抵抗Ｒ１５・Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ３・ＬＥＤ４は、スイッチング電源装置２１の２次側に設けられ、抵抗Ｒ１７およびフォトトランジスタＰＴ３・ＰＴ４は、スイッチング電源装置２１の１次側に設けられる。
【０１０６】
抵抗Ｒ１５、ツェナーダイオードＺＤ３および発光ダイオードＬＥＤ３は、出力端ＯＵＴ１の正負の電源ライン間に直列接続されている。より具体的には、抵抗Ｒ１５の一端は、出力端ＯＵＴ１の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１５の他端は、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードは、発光ダイオードＬＥＤ３アノードに接続され、発光ダイオードＬＥＤ３のカソードは、出力端ＯＵＴ１の負の電源ラインに接続されている。
【０１０７】
同様に、抵抗Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ４は、出力端ＯＵＴ２の正負の電源ライン間に直列接続されている。より具体的には、抵抗Ｒ１６の一端は、出力端ＯＵＴ２の正の電源ラインに接続され、抵抗Ｒ１６の他端は、ツェナーダイオードＺＤ４のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ４のアノードは、発光ダイオードＬＥＤ４アノードに接続され、発光ダイオードＬＥＤ４のカソードは、出力端ＯＵＴ２の負の電源ラインに接続されている。
【０１０８】
抑制動作制御回路２６の抵抗Ｒ１７の一端は、突入電流抑制回路５の抵抗Ｒ５の一端とサイリスタＳＣＲ１のアノードとの間の接続点に接続される。また、抑制動作制御回路２６のフォトトランジスタＰＴ３およびフォトトランジスタＰＴ４が、抵抗Ｒ１７の他端とサイリスタＳＣＲ１のゲート端子との間に並列接続されている。
【０１０９】
なお、ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４は、特許請求の範囲に記載の判定回路を構成し、抵抗Ｒ１５・Ｒ１６、発光ダイオードＬＥＤ３・ＬＥＤ４およびフォトトランジスタＰＴ３・ＰＴ４は、特許請求の範囲に記載のスイッチング制御回路を構成している。
【０１１０】
抵抗Ｒ１５、ツェナーダイオードＺＤ３および発光ダイオードＬＥＤ３の接続順序は、特に限定されない。同様に、抵抗Ｒ１６、ツェナーダイオードＺＤ４および発光ダイオードＬＥＤ４の接続順序も、特に限定されない。
【０１１１】
ツェナーダイオードＺＤ３・ＺＤ４のブレークダウン電圧の値は、上述の規定値に設定される。
【０１１２】
（突入電流抑制動作）
以上の構成により、ツェナーダイオードＺＤ３が、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１５、発光ダイオードＬＥＤ３およびフォトトランジスタＰＴ３が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。同様に、ツェナーダイオードＺＤ４が、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上であるか否かを判定し、当該出力電圧が規定値以上であると判定された場合に、抵抗Ｒ１６、発光ダイオードＬＥＤ４およびフォトトランジスタＰＴ４が、サイリスタＳＣＲ１を導通させる。
【０１１３】
例えば、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ３に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ３が発光して、フォトトランジスタＰＴ３をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ４に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ４が発光して、フォトトランジスタＰＴ４をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１１４】
このように、スイッチング電源装置２１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路２６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１１５】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の第４の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態２および３において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１６】
（スイッチング電源装置３１の構成）
図４は、本実施の形態に係るスイッチング電源装置３１を示す回路図である。スイッチング電源装置３１は、整流回路２、ＰＦＣ３、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂ、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６を備えている。すなわち、スイッチング電源装置３１は、図３に示すスイッチング電源装置２１において、２つの出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ４の代わりに、１つの出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂを設けた構成である。
【０１１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂの構成は、互いに同一であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４において、コイルＮ６、ダイオードＤ５およびコンデンサＣ６を省略した構成である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ・３４ｂは、ＰＦＣ３に並列接続されている。
【０１１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａでは、抵抗Ｒ４によりコンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧（Ｖｃｃ電圧）が制御回路ＩＣ２の駆動電圧に達すると制御回路ＩＣ２は発振動作を開始し、トランジスタＱ２がスイッチングを開始する。これにより、トランスＴ２の２次側のコイルＮ４に電圧が発生し、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ１に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａにおいても同様に、ダイオードＤ４およびコンデンサＣ５によって整流平滑された電圧が出力端ＯＵＴ２に供給される。
【０１１９】
また、スイッチング電源装置３１は、ＬＥＤ照明装置といった高電圧の出力電圧を供給する装置であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａの出力端ＯＵＴ１とＤＣ／ＤＣコンバータ３４ｂの出力端ＯＵＴ２とは、互いに絶縁されている。
【０１２０】
（突入電流抑制動作）
本実施の形態では、突入電流抑制回路５および抑制動作制御回路２６の構成および動作は、前記実施の形態３におけるものと同様である。すなわち、出力端ＯＵＴ１からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ３に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ３が発光して、フォトトランジスタＰＴ３をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。同様に、出力端ＯＵＴ２からの出力電圧が規定値以上になると、ツェナーダイオードＺＤ４に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ４が発光して、フォトトランジスタＰＴ４をＯＮさせる。これにより、サイリスタＳＣＲ１がＯＮ状態となり、抵抗Ｒ５の両端が短絡する。
【０１２１】
このように、スイッチング電源装置３１では、出力端ＯＵＴ１および出力端ＯＵＴ２の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上となった場合、抑制動作制御回路２６は突入電流抑制回路５の抑制動作を停止する。よって、突入電流を小さくするために、抵抗Ｒ５の抵抗値を高く設定した場合であっても、突入電流抑制回路５は、ＰＦＣ３の動作に関わらず、抑制動作の停止後、抑制動作を間欠的に継続することはないため、抵抗Ｒ５の破壊を防止することができる。
【０１２２】
〔付記事項〕
上述した各実施の形態では、２つの出力端を備えるスイッチング電源装置について説明したが、これに限定されない。スイッチング電源装置は、３つ以上の出力端を備えてもよいし、単一の出力端を備えてもよい。
【０１２３】
また、上述した各実施の形態では、スイッチング電源装置は、整流回路、ＰＦＣおよびＤＣ／ＤＣコンバータを備えていたが、整流回路、ＰＦＣおよびＤＣ／ＤＣコンバータはスイッチング電源装置に必須の構成ではない。
【０１２４】
また、実施の形態１、３、４では、抑制動作制御回路が、スイッチング電源装置の出力電圧が規定値以上であるかの判定結果を、フォトカプラによって帰還させる構成であったが、これに限定されない。例えば、直流電圧をトランスによって変換しないスイッチング電源装置であれば、図１に示す構成において、コンパレータＣＯＭＰ１・ＣＯＭＰ２の出力をサイリスタＳＣＲ１のゲート端子に入力してもよい。
【０１２５】
また、上述した各実施の形態では、突入電流抑制用の素子として抵抗を用いたが、抵抗の代わりに、例えばサーミスタを用いてもよい。
【０１２６】
また、上述した各実施の形態では、突入電流抑制抵抗と並列接続されるスイッチング素子としてサイリスタを用いたが、サイリスタの代わりに、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【０１２７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明に係るスイッチング電源装置は、特にＬＥＤ照明機器など、多数の機器を同時に起動させることがあるために突入電流を低く制御する必要がある機器に好適である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ スイッチング電源装置
２ 整流回路
３ ＰＦＣ（力率改善回路）
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ 突入電流抑制回路
６ 抑制動作制御回路
１１ スイッチング電源装置
１６ 抑制動作制御回路
２１ スイッチング電源装置
２６ 抑制動作制御回路
３１ スイッチング電源装置
３４ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＡＣ（Ｌ） 入力端
ＡＣ（Ｎ） 入力端
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
Ｃ４ コンデンサ
Ｃ５ コンデンサ
Ｃ６ コンデンサ
ＣＯＭＰ１ コンパレータ
ＣＯＭＰ２ コンパレータ
Ｄ１ ダイオード
Ｄ２ ダイオード
Ｄ３ ダイオード
Ｄ４ ダイオード
Ｄ５ ダイオード
Ｄ６ ダイオード
ＤＢ１ ダイオードブリッジ
Ｅ１ 基準電源
Ｅ２ 基準電源
ＩＣ１ 制御回路
ＩＣ２ 制御回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ２ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ３ 発光ダイオード（発光素子）
ＬＥＤ４ 発光ダイオード（発光素子）
Ｎ１ コイル
Ｎ２ コイル
Ｎ３ コイル
Ｎ４ コイル
Ｎ５ コイル
Ｎ６ コイル
Ｎ７ コイル
ＯＵＴ１ 出力端
ＯＵＴ２ 出力端
ＰＴ１ フォトトランジスタ
ＰＴ２ フォトトランジスタ
ＰＴ３ フォトトランジスタ
ＰＴ４ フォトトランジスタ
Ｑ１ トランジスタ
Ｑ２ トランジスタ
Ｑ３ トランジスタ
Ｑ４ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
Ｒ５ 抵抗（突入電流抑制抵抗）
Ｒ６ 抵抗
Ｒ７ 抵抗
Ｒ８ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ９ 抵抗
Ｒ１０ 抵抗
Ｒ１１ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１２ 抵抗
Ｒ１３ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１４ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１５ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１６ 抵抗（抵抗素子）
Ｒ１７ 抵抗
ＳＣＲ１ サイリスタ
Ｔ１ トランス
Ｔ２ トランス
Ｔ３ トランス
ＺＤ１ ツェナーダイオード
ＺＤ２ ツェナーダイオード
ＺＤ３ ツェナーダイオード
ＺＤ４ ツェナーダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記出力端を複数備え、
前記抑制動作制御回路は、前記出力端の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記規定値は、前記スイッチング電源装置の定常動作時の出力電圧の５０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記突入電流抑制回路は、
突入電流抑制抵抗と、
当該突入電流抑制抵抗に並列接続されたスイッチング素子とを備え、
前記抑制動作制御回路は、前記場合に前記スイッチング素子を導通させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記抑制動作制御回路は、
前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であるか否かを判定する判定回路と、
前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子を導通させるスイッチング制御回路とを備えることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記判定回路は、
前記出力端の正負の電源ライン間に設けられた分圧抵抗回路と、
前記分圧抵抗回路によって分圧された電圧と基準電圧とを比較するコンパレータとを備え、
前記スイッチング制御回路は、前記コンパレータの出力に応じて、前記スイッチング素子の導通／非導通を制御することを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記スイッチング制御回路は、
発光素子と、
抵抗素子と、
前記コンパレータの出力に応じてＯＮ／ＯＦＦするコンパレータ用スイッチング素子と、
前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、
前記発光素子と前記抵抗素子と前記コンパレータ用スイッチング素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、
前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることを特徴とする請求項６に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、
前記スイッチング制御回路は、抵抗素子を備え、
前記ツェナーダイオードと前記抵抗素子とは、前記出力端の正の電源ラインと上記スイッチング素子の制御端子との間に直列接続されていることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、
前記スイッチング制御回路は、
発光素子と、
抵抗素子と、
前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、
前記ツェナーダイオードと前記発光素子と前記抵抗素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、
前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子は、サイリスタであることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１１】
交流電源に接続され直流電圧を得る力率改善回路と、
前記力率改善回路からの直流電圧を前記出力電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の出力端を備えることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１３】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの各々は、単一の出力端を備えることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１】
突入電流を抑制する突入電流抑制回路を備えるスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置の出力端からの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止させる抑制動作制御回路を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記出力端を複数備え、
前記抑制動作制御回路は、前記出力端の少なくとも１つからの出力電圧が規定値以上である場合に、前記突入電流抑制回路の抑制動作を停止することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記規定値は、前記スイッチング電源装置の定常動作時の出力電圧の５０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記突入電流抑制回路は、
突入電流抑制抵抗と、
当該突入電流抑制抵抗に並列接続されたスイッチング素子とを備え、
前記抑制動作制御回路は、前記場合に前記スイッチング素子を導通させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記抑制動作制御回路は、
前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であるか否かを判定する判定回路と、
前記スイッチング電源装置の出力電圧が前記規定値以上であると判定された場合に、前記スイッチング素子を導通させるスイッチング制御回路とを備えることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記判定回路は、
前記出力端の正負の電源ライン間に設けられた分圧抵抗回路と、
前記分圧抵抗回路によって分圧された電圧と基準電圧とを比較するコンパレータとを備え、
前記スイッチング制御回路は、前記コンパレータの出力に応じて、前記スイッチング素子の導通／非導通を制御することを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記スイッチング制御回路は、
発光素子と、
抵抗素子と、
前記コンパレータの出力に応じてＯＮ／ＯＦＦするコンパレータ用スイッチング素子と、
前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、
前記発光素子と前記抵抗素子と前記コンパレータ用スイッチング素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、
前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることを特徴とする請求項６に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、
前記スイッチング制御回路は、抵抗素子を備え、
前記ツェナーダイオードと前記抵抗素子とは、前記出力端の正の電源ラインと上記スイッチング素子の制御端子との間に直列接続されていることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記判定回路は、ツェナーダイオードを備え、
前記スイッチング制御回路は、
発光素子と、
抵抗素子と、
前記突入電流抑制回路の前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記発光素子の発光に応じてＯＮ／ＯＦＦするフォトトランジスタとを備え、
前記ツェナーダイオードと前記発光素子と前記抵抗素子とは、前記出力端の正負の電源ライン間に直列接続され、
前記発光素子と前記フォトトランジスタとは、フォトカプラを構成していることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子は、サイリスタであることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１１】
交流電源に接続され直流電圧を得る力率改善回路と、
前記力率改善回路からの直流電圧を前記出力電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の出力端を備えることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１３】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの各々は、単一の出力端を備えることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５５７７０（Ｐ２０１３−５５７７０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１７５４（Ｐ２０１１−１９１７５４）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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