電源装置
【課題】比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された複数の出力電圧の変動を抑制することができる電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１は、一対の第１の出力端子２１間に接続されたブリーダ抵抗５１および切替部５２の直列回路と、切替部５２を制御する制御部５３と、第２の出力端子２２の出力電圧を検出する検出部５４とを備えている。制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値よりも小さくなる軽負荷時に、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１が挿入され、負荷だけでなくブリーダ抵抗５１にも電流が流れるように、切替部５２をオンオフ制御する。制御部５３は、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを検出部５４の検出結果を用いて判断し、軽負荷であると判断すると切替部５２をオンする。
【解決手段】電源装置１は、一対の第１の出力端子２１間に接続されたブリーダ抵抗５１および切替部５２の直列回路と、切替部５２を制御する制御部５３と、第２の出力端子２２の出力電圧を検出する検出部５４とを備えている。制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値よりも小さくなる軽負荷時に、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１が挿入され、負荷だけでなくブリーダ抵抗５１にも電流が流れるように、切替部５２をオンオフ制御する。制御部５３は、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを検出部５４の検出結果を用いて判断し、軽負荷であると判断すると切替部５２をオンする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の出力端子の各々に出力電圧を発生する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、負荷の遠隔監視制御を行うために、伝送ユニットが信号線を通して伝送信号を伝送し、負荷に接続された端末器の監視や制御を行う技術が知られている。この種の監視制御システムとしては、伝送ユニットと複数台の端末器とが２線式の信号線に接続されており、伝送ユニットが、時分割方式の伝送信号を信号線に送出することにより、各端末器との間で通信を行うシステムがある。このシステムでは、電源電圧の供給と伝送信号の伝送とに信号線を共用できるので、信号線とは別に電源供給線を設ける必要がない。
【０００３】
ところで、上述したようなシステムで用いられる伝送ユニットは、伝送信号の送出用の伝送電圧と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や内部回路を動作させるための内部電源電圧とが必要である。そのため、伝送ユニットには、交流電源（商用電源）からの電力供給を受けて第１および第２の２つの出力端子の各々に出力電圧（伝送電圧および内部電源電圧）を発生する２出力の電源装置が用いられる。
【０００４】
２出力の電源装置は、たとえば１つの一次巻線に対して二次側に複数の巻線を有するトランスを備え、トランスの一次側に与えられた電圧に応じた出力電圧を第１および第２の出力端子から出力する。このような場合、複数の出力電圧の全てについてレギュレーションが要求されるため、たとえば以下の方法によりレギュレーションを確保することが一般的である。
【０００５】
第１の方法として、電源装置が、第１および第２の出力端子のうち第１の出力端子のみにフィードバックをかけ、出力をフィードバック制御する方法がある。第２の方法として、電源装置が、第１および第２の出力端子ごとに別々に電源回路を有し、各出力端子からの出力を別個独立にフィードバックする方法がある。第３の方法としては、第１および第２の両出力端子のグランドが共通している場合に、電源装置が、２つの出力ラインから電圧検出を行い、その２つの出力レギュレーションを改善する方法がある（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７８９６４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、上記第２の方法では、電源装置は部品点数が増えて回路規模が大きくなるため、筐体サイズやコストの観点から採用するのが難しい。また、上述した伝送ユニットなどでは、伝送電圧と内部電源電圧とは互いに絶縁されている必要があるため、上記第３の方法も採用することはできない。
【０００８】
ただし、電源装置が第１の方法を採用した場合、フィードバックされていない第２の出力端子の出力電圧は、フィードバックされている第１の出力端子に接続される負荷の変動の影響を受けて変動することがある。たとえば、伝送ユニットにおいては、伝送電圧を生じる第１の出力端子に接続される負荷が軽くなる（つまり第１の出力端子の出力電流が小さくなる）と、第２の出力端子に生じる内部電源電圧が低下して、必要な電圧を確保できなくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された複数の出力電圧の変動を抑制することができる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】
本発明の電源装置は、互いに絶縁された第１の出力端子と第２の出力端子との各々に個別に出力電圧を発生し、前記第２の出力端子の出力電圧が前記第１の出力端子の出力電圧に関連して変化する電力変換部と、前記第１の出力端子の出力電圧に応じて前記第１の出力端子の出力電圧を調節するように前記電力変換部をフィードバック制御する帰還制御部と、前記第１の出力端子の出力電圧が印加されるブリーダ抵抗および切替部の直列回路と、前記第１の出力端子に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、前記負荷が規定値よりも小さい軽負荷と判断した場合に前記ブリーダ抵抗に電流が流れるように前記切替部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この電源装置において、前記第２の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することが望ましい。
【００１２】
この電源装置において、前記第１の出力端子の出力電流を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することがより望ましい。
【００１３】
この電源装置において、前記第１の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以上になると前記軽負荷と判断することがより望ましい。
【００１４】
この電源装置において、前記検出部は前記第２の出力端子の出力電圧に対応する電圧が印加されるツェナダイオードを具備し、前記制御部は、前記ツェナダイオードを通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ前記検出部の検出値が前記閾値以下であると判断することがより望ましい。
【００１５】
この電源装置において、前記切替部は前記制御部によってオンオフ制御されるスイッチング素子からなり、前記制御部は、前記軽負荷と判断したときに、前記検出部の検出値の大きさに応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された複数の出力電圧の変動を抑制することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】実施形態１に係る電源装置において問題となる電流−電圧特性を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係る電源装置の要部の回路図である。
【図４】実施形態１に係る電源装置の他の電流−電圧特性を示す説明図である。
【図５】実施形態２に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】実施形態２に係る電源装置の電流−電圧特性を示す説明図である。
【図７】実施形態３に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の電源装置は、交流電源（商用電源）からの電力供給を受けて第１および第２の２つの出力端子の各々に、個別に出力電圧を発生する２出力の電源装置である。
【００１９】
以下では、一例として照明制御システムの伝送ユニット（制御ユニット）に用いられる電源装置について説明する。この伝送ユニットは、照明器具、あるいは壁スイッチやセンサ（明るさセンサや人感センサ等）を具備する端末器に対して２線式の信号線を通して時分割方式の伝送信号を伝送し、各端末器との間で通信を行う。これにより、伝送ユニットは、壁スイッチやセンサの監視結果に応じて、照明器具を遠隔制御することが可能である。この種の伝送ユニットには、伝送信号の送出用の伝送電圧と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や内部回路を動作させるための内部電源電圧とを、２つの出力端子の各々に個別に発生する２出力の電源装置が用いられる。
【００２０】
本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、交流電源からの電力供給を受けて、互いに絶縁された第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との各々に個別に出力電圧を発生する電力変換部２と、電力変換部２を制御する帰還制御部３とを備えている。電力変換部２は、一対の入力端子２３が交流電源に接続され、一対の第１の出力端子２１からは伝送電圧を出力し、一対の第２の出力端子２２からは内部電源電圧を出力する。ここでは、電力変換部２は、入力端子２３には交流１００Ｖが印加され、第１の出力端子２１に伝送電圧として２７Ｖの直流電圧を発生し、第２の出力端子２２に内部電源電圧として１２Ｖの直流電圧を発生する。
【００２１】
電力変換部２は、１つの一次巻線４１に対して第１および第２の２つの二次巻線４２，４３を有するトランス４を備え、トランス４の一次側に与えられた電圧に応じた出力電圧を第１および第２の出力端子２１，２２から出力する。そのため、電力変換部２は、第２の出力端子２２の出力電圧が第１の出力端子２１の出力電圧に関連して変化する。電力変換部２は、交流電源からの入力電圧を整流、平滑し、さらにスイッチングしてトランス４の一次巻線４１に印加する一次側回路２４と、各二次巻線４２，４３の出力を整流、平滑する第１および第２の二次側回路２５，２６とを備えている。ここで、第１の二次巻線４２に接続された第１の二次側回路２５の出力端が第１の出力端子２１を構成し、第２の二次巻線４３に接続された第２の二次側回路２６の出力端が第２の出力端子２２を構成する。
【００２２】
帰還制御部３は、第１の出力端子２１の出力電圧に応じて第１の出力端子２１の出力電圧を調節するように、一次側回路２４をフィードバック制御する。すなわち、帰還制御部３は、第１の出力端子２１の出力電圧が一定に維持されるように、第１の出力電圧２１の出力電圧の大きさに応じて、トランス４の一次巻線４１に供給される電力の大きさを制御する。一次巻線４１に供給される電力の大きさが変わると、電力変換部２の第１の出力端子２１の出力電圧がフィードバック制御され、これに関連して第２の出力端子２２の出力電圧も変化する。
【００２３】
ところで、上述した構成では、フィードバックされていない第２の出力端子２２の出力電圧は、第１の出力端子２１に接続されている負荷（図示せず）の大きさ、つまり第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流の大きさによって大きく変動する可能性がある。たとえば、第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合には、第１の出力端子２１からの負荷電流の大きさに応じて、第１および第２の各出力端子２１，２２に生じる出力電圧は図２に示すように変化する。なお、図２では、横軸を第１の出力端子２１からの負荷電流として、第２の出力端子２２の出力電圧（以下、「第２の出力電圧」という）を（ａ）に示し、第１の出力端子２１の出力電圧（以下、「第１の出力電圧」という）を（ｂ）に示している。
【００２４】
すなわち、第１の出力電圧は、帰還制御部３によりフィードバック制御されているため、図２（ｂ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときに定格電圧（２７Ｖ）より高くなるものの、略一定に維持される。図２（ｂ）の例では、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときには、第１の出力電流が小さくなるほど第１の出力電圧は高くなる。
【００２５】
一方、第２の出力電圧は、フィードバック制御されていないため、図２（ａ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さくなるほど低くなり、定格電圧（１２Ｖ）から大きく変動する。図２（ａ）の例では、第１の出力端子２１からの負荷電流が約２５ｍＡを下回ると、第２の出力電圧は８Ｖを下回る程度まで低下する。
【００２６】
このように、第１の出力端子２１の出力電流（以下、「第１の出力電流」という）が変動すると、第２の出力電圧が大きく変動し、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できなくなる可能性がある。そこで、本実施形態の電源装置１は、以下に説明する構成を採用することにより、第１の出力電流の変動を抑制し、第２の出力電圧の変動を抑制する。
【００２７】
すなわち、本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、一対の第１の出力端子２１間に接続されたブリーダ抵抗５１および切替部５２の直列回路と、切替部５２を制御する制御部５３と、電圧を検出する検出部５４とを備えている。
【００２８】
切替部５２は、制御部５３からの制御信号に応じてオンとオフとが切り替わるスイッチング素子（本実施形態ではトランジスタ）からなる。つまり、切替部５２は、オンの状態で、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１を接続する。ブリーダ抵抗５１と切替部５２との直列回路には、第１の出力電圧が印加されるので、切替部５２がオンの状態にあれば、ブリーダ抵抗５１には第１の出力端子２１から電流が流れることになる。なお、切替部５２のオン時にブリーダ抵抗５１に流す電流は、電源装置１の出力電圧の大きさによって異なるが、ここでは一例として６０ｍＡに設定する。この場合のブリーダ抵抗５１の抵抗値は４５０Ω（＝２７／０．０６）となる。ただし、ブリーダ抵抗５１に流す電流の値やブリーダ抵抗５１の抵抗値はこの値に限らず、適宜設定される。
【００２９】
制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、負荷が規定値よりも小さい軽負荷であると判断した場合に、ブリーダ抵抗５１に電流が流れるように切替部５２をオンオフ制御する。言い換えれば、制御部５３は、評価値と閾値との比較結果によって、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が規定値よりも小さい軽負荷であるか否かを判断し、その判断結果に応じて切替部５２をオンオフ制御する。本実施形態においては、制御部５３は、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを検出部５４の検出結果を用いて判断しており、軽負荷と判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンする。
【００３０】
検出部５４は、一対の第２の出力端子２２間に接続されており、第２の出力電圧を検出する。制御部５３は、検出部５４の検出値を評価値として、この評価値（つまり第２の出力電圧）が所定の閾値以下になることをもって、第１の出力端子２１が軽負荷になったと判断する。
【００３１】
上述したような構成によれば、電源装置１は、第１の出力端子２１が軽負荷になると、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１が挿入されるので、負荷だけでなくブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流が流れることになる。つまり、ブリーダ抵抗５１は、第１の出力電流を流すシャント抵抗として機能し、第１の出力端子２１から出力される電力は負荷だけでなくブリーダ抵抗５１でも消費される。これにより、第１の出力端子２１に接続されている負荷（に流れる負荷電流）が規定値よりも小さくなくなる軽負荷時であっても、第１の出力電流は、ブリーダ抵抗５１に流れる電流分だけ持ち上げられて規定値よりも大きくなる。
【００３２】
したがって、電源装置１は、第１の出力電流の変動が抑制され、結果的に、第１の出力電流の変動に伴う第２の出力電圧の変動も抑制される。要するに、電源装置１は、たとえ第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷であって、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少した場合でも、ブリーダ抵抗５１に流れる電流によって第１の出力電流はある程度の大きさが維持される。そのため、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少しても、第２の出力電圧は大きく低下することなく、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できる。
【００３３】
次に、本実施形態の電源装置１における切替部５２、制御部５３、検出部５４の具体的な構成について、図３の例を参照して簡単に説明する。
【００３４】
検出部５４は、第２の出力端子２２の正極と負極（グランド）との間に接続されたツェナダイオード６１および抵抗６２，６３の直列回路からなる。ツェナダイオード６１は、カソードが第２の出力端子２２の正極に接続されており、アノードが抵抗６２，６３を介して第２の出力端子２２の負極に接続されている。ここで、ツェナダイオード６１は、第２の出力電圧が閾値よりも高い間にオンするように、ツェナ電圧が設定されている。
【００３５】
制御部５３は、検出部５４における抵抗６２−抵抗６３の接続点に対し抵抗６４を介して一次側が接続されたフォトカプラ６５と、フォトカプラ６５の二次側に接続された抵抗６６とを有している。フォトカプラ６５は、一次側における抵抗６４とは反対側の端子が第２の出力端子２２の負極に接続され、二次側における抵抗６６とは反対側の端子が第１の出力端子２１の負極に接続されている。さらに、制御部５３は、第１の出力端子２１の正極と負極（グランド）との間に直列に接続された抵抗６７，６８と、抵抗６７−抵抗６８の接続点とフォトカプラ６５−抵抗６６の接続点との間に挿入されたプルアップ抵抗６９とを有している。
【００３６】
切替部５２は、トランジスタからなり、第１の出力端子２１の正極と負極との間に、コレクタ−エミッタがブリーダ抵抗５１と直列に接続されている。切替部５２は、ベースが制御部５３における抵抗６６のフォトカプラ６５とは反対側の端子に接続されており、制御部５３からの電流がベースに流入することにより、コレクタ−エミッタ間をオン（導通）する。
【００３７】
上記構成により、第２の出力電圧がツェナダイオード６１のツェナ電圧よりも高い場合、ツェナダイオード６１がオンして検出部５４から制御部５３のフォトカプラ６５に電流が流れるので、フォトカプラ６５がオンすることになる。一方、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さく、第２の出力電圧がツェナダイオード６１のツェナ電圧より低い場合、ツェナダイオード６１がオフして検出部５４から制御部５３のフォトカプラ６５への電流が停止し、フォトカプラ６５がオフすることになる。
【００３８】
制御部５３は、フォトカプラ６５がオンしている間は、切替部５２としてのトランジスタのベースを抵抗６６を介してグランド（第１の出力端子２１の負極）に接続するので、切替部５２をオフとする。一方、フォトカプラ６５がオフしている間は、制御部５３は、第１の出力電圧を抵抗６７，６８で分圧した電圧によって、プルアップ抵抗６９と抵抗６６との接続点の電位が引き上げられるので、抵抗６６を通してＨレベルの制御信号を出力し切替部５２をオンする。
【００３９】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷になると、切替部５２がオンしてブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流が流れるので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。したがって、ブリーダ抵抗５１、切替部５２、制御部５３、検出部５４を用いた比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された第１および第２の複数の出力電圧の変動を抑制することが可能となる。要するに、この電源装置１は、第１の出力端子２１側の軽負荷時に、ブリーダ抵抗５１に電流を流すことによって、出力電圧のレギュレーションを確保することができる。
【００４０】
しかも、この電源装置１は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値以上になると、切替部５２がオフしてブリーダ抵抗５１への電力供給を停止し、負荷のみへ電力供給を行うので、ブリーダ抵抗５１による電力消費も必要最小限に抑えられる。
【００４１】
また、本実施形態では、制御部５３は、フィードバックの掛かっていない第２の出力電圧を検出する検出部５４の検出結果を用いて、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷であるか否かを判断している。つまり、制御部５３は、第１の出力電圧に比較して電圧変動の大きい第２の出力電圧に応じて、ブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第２の出力電圧がより安定するという利点がある。
【００４２】
さらにまた、本実施形態では、検出部５４は、第２の出力電圧が印加されるツェナダイオード６１を具備し、制御部５３は、ツェナダイオード６１を通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ検出部５４の検出値が閾値以下であると判断している。そのため、制御部５３は、演算増幅器を用いて検出部５４の検出値を基準電圧と比較する構成に比べて、部品点数を少なくでき、また基準電圧も不要になるため回路構成が簡単になる。なお、ツェナダイオード６１を用いた構成では、演算増幅器を用いた構成ほどの精度は期待できないものの、制御部５３における検出値が閾値以下か否かの判断には、それほど高い精度は必要ないので、ツェナダイオード６１を用いた構成で十分である。
【００４３】
また、制御部５３は、検出部５４と切替部５２との間にフォトカプラ６５を有しているので、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２とを互いに絶縁しながら、第２の出力電圧を第１の出力端子２１に接続された切替部５２の制御に反映させることができる。つまり、フォトカプラ６５は、一次側と二次側とが電気的に絶縁された絶縁部を構成するので、制御部５３は、第２の出力電圧に応じて切替部５２を制御しながらも、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００４４】
ところで、本実施形態の電源装置１の他の例として、制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷のときに、検出部５４の検出値の大きさに応じて切替部５２のオンデューティを変化させる構成であってもよい。
【００４５】
すなわち、制御部５３は、周期的にＨレベル、Ｌレベルを繰り返す矩形波状の制御信号を切替部５２に出力し切替部５２をスイッチング動作させ、制御信号の１周期に占めるＨレベルの期間の割合を変化させることによって切替部５２のオンデューティを変化させる。ここでは、検出部５４は第２の出力電圧を検出しているので、制御部５３は、検出部５４の検出値が大きくなるほどオンデューティが小さくなるように、切替部５２のオンデューティを変化させる。
【００４６】
これにより、電源装置１は、切替部５２を完全にオン、オフするのではなくスイッチング動作させるので、ブリーダ抵抗５１に流す電流の大きさを、固定ではなく、検出部５４の検出値に応じて連続的に変化させることができる。したがって、たとえば第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合、図４に示すように第１の出力端子２１からの負荷電流の変動に伴う第１の出力電圧および第２の出力電圧の変動を一層小さく抑えることができる。なお、図４では、横軸を第１の出力端子２１からの負荷電流として、第２の出力電圧を（ａ）に示し、第１の出力電圧を（ｂ）に示している。
【００４７】
第２の出力電圧は、図４（ａ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さくなると、ある程度までは定格電圧（１２Ｖ）から低下するものの、ブリーダ抵抗５１に電流が流れ始めてからは略一定に維持される。図４（ａ）では、第２の出力電圧は、負荷電流の減少に伴い９〜１０Ｖ程度までは低下するものの、それ以下には低下せず略一定に維持される。なお、図４（ｂ）では、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときにも、第１の出力電圧は定格電圧（２７Ｖ）に維持されている。
【００４８】
さらに、このように検出部５４の検出値の大きさに応じて切替部５２のオンデューティを変化させる構成では、ブリーダ抵抗５１に必要以上に大きな電流を流すことがないため、ブリーダ抵抗５１での電力消費を小さく抑えられるという効果もある。
【００４９】
なお、電源装置１は、少なくとも第１および第２の２つの出力端子２１，２２を有していればよく、２出力に限らず、３つ以上の出力端子を有する多出力の電源装置であってもよい。
【００５０】
（実施形態２）
本実施形態の電源装置１は、第２の出力電圧を検出する検出部５４（図１参照）に代えて、図５に示すように、第１の出力端子２１の出力電流（第１の出力電流）を検出する電流検出部５５を検出部として備えている点が、実施形態１の電源装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図５では、帰還制御部３の図示を省略している。
【００５１】
電流検出部５５は、電力変換部２と第１の出力端子２１との間に挿入されている。制御部５３は、電流検出部５５の検出値を評価値として第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断しており、電流検出部５５で検出される第１の出力電流が所定の閾値以下になることをもって、軽負荷であると判断する。ここで、第１の出力電流の閾値は、軽負荷か否かを分ける負荷電流の規定値と同値とする。制御部５３は、軽負荷であると判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。
【００５２】
本実施形態の電源装置１において、たとえば第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合、第１の出力端子２１からの負荷電流の大きさに応じて、第２の出力電圧は図６に示すように変化する。つまり、図６に示すように、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少しても、第２の出力電圧は大きく低下することなく、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できる。なお、図６では、横軸が第１の出力端子２１からの負荷電流、縦軸が第２の出力電圧を表している。
【００５３】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、制御部５３は、第１の出力電流を検出する電流検出部５５の検出結果を用いて、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断している。したがって、制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値より小さくなる軽負荷時には、確実に切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流を流すことができ、第２の出力電圧を安定させることができるという利点がある。さらに、制御部５３は、電流検出部５５と切替部５２との間にフォトカプラなどの絶縁部を有さなくても、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００５４】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態の電源装置１は、第２の出力電圧を検出する検出部５４（図１参照）に代えて、図７に示すように、第１の出力端子２１の出力電圧（第１の出力電圧）を検出する電圧検出部５６を検出部として備えている点が、実施形態１の電源装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図７では、帰還制御部３の図示を省略している。
【００５６】
電圧検出部５６は、一対の第１の出力端子２１間に接続されている。制御部５３は、電圧検出部５６の検出値を評価値として第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断しており、電圧検出部５６で検出される第１の出力電圧が所定の閾値以上になることをもって、軽負荷であると判断する。制御部５３は、軽負荷であると判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。
【００５７】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、制御部５３は、第１の出力電圧を検出する電圧検出部５６の検出結果を用いて、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断している。したがって、制御部５３は、電圧検出部５６と切替部５２との間にフォトカプラなどの絶縁部を有さなくても、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００５８】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 電源装置
２ 電力変換部
３ 帰還制御部
２１ 第１の出力端子
２２ 第２の出力端子
５１ ブリーダ抵抗
５２ 切替部
５３ 制御部
５４ 検出部
５５ 電流検出部（検出部）
５６ 電圧検出部（検出部）
６１ ツェナダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の出力端子の各々に出力電圧を発生する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、負荷の遠隔監視制御を行うために、伝送ユニットが信号線を通して伝送信号を伝送し、負荷に接続された端末器の監視や制御を行う技術が知られている。この種の監視制御システムとしては、伝送ユニットと複数台の端末器とが２線式の信号線に接続されており、伝送ユニットが、時分割方式の伝送信号を信号線に送出することにより、各端末器との間で通信を行うシステムがある。このシステムでは、電源電圧の供給と伝送信号の伝送とに信号線を共用できるので、信号線とは別に電源供給線を設ける必要がない。
【０００３】
ところで、上述したようなシステムで用いられる伝送ユニットは、伝送信号の送出用の伝送電圧と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や内部回路を動作させるための内部電源電圧とが必要である。そのため、伝送ユニットには、交流電源（商用電源）からの電力供給を受けて第１および第２の２つの出力端子の各々に出力電圧（伝送電圧および内部電源電圧）を発生する２出力の電源装置が用いられる。
【０００４】
２出力の電源装置は、たとえば１つの一次巻線に対して二次側に複数の巻線を有するトランスを備え、トランスの一次側に与えられた電圧に応じた出力電圧を第１および第２の出力端子から出力する。このような場合、複数の出力電圧の全てについてレギュレーションが要求されるため、たとえば以下の方法によりレギュレーションを確保することが一般的である。
【０００５】
第１の方法として、電源装置が、第１および第２の出力端子のうち第１の出力端子のみにフィードバックをかけ、出力をフィードバック制御する方法がある。第２の方法として、電源装置が、第１および第２の出力端子ごとに別々に電源回路を有し、各出力端子からの出力を別個独立にフィードバックする方法がある。第３の方法としては、第１および第２の両出力端子のグランドが共通している場合に、電源装置が、２つの出力ラインから電圧検出を行い、その２つの出力レギュレーションを改善する方法がある（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７８９６４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、上記第２の方法では、電源装置は部品点数が増えて回路規模が大きくなるため、筐体サイズやコストの観点から採用するのが難しい。また、上述した伝送ユニットなどでは、伝送電圧と内部電源電圧とは互いに絶縁されている必要があるため、上記第３の方法も採用することはできない。
【０００８】
ただし、電源装置が第１の方法を採用した場合、フィードバックされていない第２の出力端子の出力電圧は、フィードバックされている第１の出力端子に接続される負荷の変動の影響を受けて変動することがある。たとえば、伝送ユニットにおいては、伝送電圧を生じる第１の出力端子に接続される負荷が軽くなる（つまり第１の出力端子の出力電流が小さくなる）と、第２の出力端子に生じる内部電源電圧が低下して、必要な電圧を確保できなくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された複数の出力電圧の変動を抑制することができる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】
本発明の電源装置は、互いに絶縁された第１の出力端子と第２の出力端子との各々に個別に出力電圧を発生し、前記第２の出力端子の出力電圧が前記第１の出力端子の出力電圧に関連して変化する電力変換部と、前記第１の出力端子の出力電圧に応じて前記第１の出力端子の出力電圧を調節するように前記電力変換部をフィードバック制御する帰還制御部と、前記第１の出力端子の出力電圧が印加されるブリーダ抵抗および切替部の直列回路と、前記第１の出力端子に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、前記負荷が規定値よりも小さい軽負荷と判断した場合に前記ブリーダ抵抗に電流が流れるように前記切替部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この電源装置において、前記第２の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することが望ましい。
【００１２】
この電源装置において、前記第１の出力端子の出力電流を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することがより望ましい。
【００１３】
この電源装置において、前記第１の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以上になると前記軽負荷と判断することがより望ましい。
【００１４】
この電源装置において、前記検出部は前記第２の出力端子の出力電圧に対応する電圧が印加されるツェナダイオードを具備し、前記制御部は、前記ツェナダイオードを通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ前記検出部の検出値が前記閾値以下であると判断することがより望ましい。
【００１５】
この電源装置において、前記切替部は前記制御部によってオンオフ制御されるスイッチング素子からなり、前記制御部は、前記軽負荷と判断したときに、前記検出部の検出値の大きさに応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された複数の出力電圧の変動を抑制することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】実施形態１に係る電源装置において問題となる電流−電圧特性を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係る電源装置の要部の回路図である。
【図４】実施形態１に係る電源装置の他の電流−電圧特性を示す説明図である。
【図５】実施形態２に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】実施形態２に係る電源装置の電流−電圧特性を示す説明図である。
【図７】実施形態３に係る電源装置の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の電源装置は、交流電源（商用電源）からの電力供給を受けて第１および第２の２つの出力端子の各々に、個別に出力電圧を発生する２出力の電源装置である。
【００１９】
以下では、一例として照明制御システムの伝送ユニット（制御ユニット）に用いられる電源装置について説明する。この伝送ユニットは、照明器具、あるいは壁スイッチやセンサ（明るさセンサや人感センサ等）を具備する端末器に対して２線式の信号線を通して時分割方式の伝送信号を伝送し、各端末器との間で通信を行う。これにより、伝送ユニットは、壁スイッチやセンサの監視結果に応じて、照明器具を遠隔制御することが可能である。この種の伝送ユニットには、伝送信号の送出用の伝送電圧と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や内部回路を動作させるための内部電源電圧とを、２つの出力端子の各々に個別に発生する２出力の電源装置が用いられる。
【００２０】
本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、交流電源からの電力供給を受けて、互いに絶縁された第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との各々に個別に出力電圧を発生する電力変換部２と、電力変換部２を制御する帰還制御部３とを備えている。電力変換部２は、一対の入力端子２３が交流電源に接続され、一対の第１の出力端子２１からは伝送電圧を出力し、一対の第２の出力端子２２からは内部電源電圧を出力する。ここでは、電力変換部２は、入力端子２３には交流１００Ｖが印加され、第１の出力端子２１に伝送電圧として２７Ｖの直流電圧を発生し、第２の出力端子２２に内部電源電圧として１２Ｖの直流電圧を発生する。
【００２１】
電力変換部２は、１つの一次巻線４１に対して第１および第２の２つの二次巻線４２，４３を有するトランス４を備え、トランス４の一次側に与えられた電圧に応じた出力電圧を第１および第２の出力端子２１，２２から出力する。そのため、電力変換部２は、第２の出力端子２２の出力電圧が第１の出力端子２１の出力電圧に関連して変化する。電力変換部２は、交流電源からの入力電圧を整流、平滑し、さらにスイッチングしてトランス４の一次巻線４１に印加する一次側回路２４と、各二次巻線４２，４３の出力を整流、平滑する第１および第２の二次側回路２５，２６とを備えている。ここで、第１の二次巻線４２に接続された第１の二次側回路２５の出力端が第１の出力端子２１を構成し、第２の二次巻線４３に接続された第２の二次側回路２６の出力端が第２の出力端子２２を構成する。
【００２２】
帰還制御部３は、第１の出力端子２１の出力電圧に応じて第１の出力端子２１の出力電圧を調節するように、一次側回路２４をフィードバック制御する。すなわち、帰還制御部３は、第１の出力端子２１の出力電圧が一定に維持されるように、第１の出力電圧２１の出力電圧の大きさに応じて、トランス４の一次巻線４１に供給される電力の大きさを制御する。一次巻線４１に供給される電力の大きさが変わると、電力変換部２の第１の出力端子２１の出力電圧がフィードバック制御され、これに関連して第２の出力端子２２の出力電圧も変化する。
【００２３】
ところで、上述した構成では、フィードバックされていない第２の出力端子２２の出力電圧は、第１の出力端子２１に接続されている負荷（図示せず）の大きさ、つまり第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流の大きさによって大きく変動する可能性がある。たとえば、第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合には、第１の出力端子２１からの負荷電流の大きさに応じて、第１および第２の各出力端子２１，２２に生じる出力電圧は図２に示すように変化する。なお、図２では、横軸を第１の出力端子２１からの負荷電流として、第２の出力端子２２の出力電圧（以下、「第２の出力電圧」という）を（ａ）に示し、第１の出力端子２１の出力電圧（以下、「第１の出力電圧」という）を（ｂ）に示している。
【００２４】
すなわち、第１の出力電圧は、帰還制御部３によりフィードバック制御されているため、図２（ｂ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときに定格電圧（２７Ｖ）より高くなるものの、略一定に維持される。図２（ｂ）の例では、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときには、第１の出力電流が小さくなるほど第１の出力電圧は高くなる。
【００２５】
一方、第２の出力電圧は、フィードバック制御されていないため、図２（ａ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さくなるほど低くなり、定格電圧（１２Ｖ）から大きく変動する。図２（ａ）の例では、第１の出力端子２１からの負荷電流が約２５ｍＡを下回ると、第２の出力電圧は８Ｖを下回る程度まで低下する。
【００２６】
このように、第１の出力端子２１の出力電流（以下、「第１の出力電流」という）が変動すると、第２の出力電圧が大きく変動し、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できなくなる可能性がある。そこで、本実施形態の電源装置１は、以下に説明する構成を採用することにより、第１の出力電流の変動を抑制し、第２の出力電圧の変動を抑制する。
【００２７】
すなわち、本実施形態の電源装置１は、図１に示すように、一対の第１の出力端子２１間に接続されたブリーダ抵抗５１および切替部５２の直列回路と、切替部５２を制御する制御部５３と、電圧を検出する検出部５４とを備えている。
【００２８】
切替部５２は、制御部５３からの制御信号に応じてオンとオフとが切り替わるスイッチング素子（本実施形態ではトランジスタ）からなる。つまり、切替部５２は、オンの状態で、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１を接続する。ブリーダ抵抗５１と切替部５２との直列回路には、第１の出力電圧が印加されるので、切替部５２がオンの状態にあれば、ブリーダ抵抗５１には第１の出力端子２１から電流が流れることになる。なお、切替部５２のオン時にブリーダ抵抗５１に流す電流は、電源装置１の出力電圧の大きさによって異なるが、ここでは一例として６０ｍＡに設定する。この場合のブリーダ抵抗５１の抵抗値は４５０Ω（＝２７／０．０６）となる。ただし、ブリーダ抵抗５１に流す電流の値やブリーダ抵抗５１の抵抗値はこの値に限らず、適宜設定される。
【００２９】
制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、負荷が規定値よりも小さい軽負荷であると判断した場合に、ブリーダ抵抗５１に電流が流れるように切替部５２をオンオフ制御する。言い換えれば、制御部５３は、評価値と閾値との比較結果によって、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が規定値よりも小さい軽負荷であるか否かを判断し、その判断結果に応じて切替部５２をオンオフ制御する。本実施形態においては、制御部５３は、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを検出部５４の検出結果を用いて判断しており、軽負荷と判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンする。
【００３０】
検出部５４は、一対の第２の出力端子２２間に接続されており、第２の出力電圧を検出する。制御部５３は、検出部５４の検出値を評価値として、この評価値（つまり第２の出力電圧）が所定の閾値以下になることをもって、第１の出力端子２１が軽負荷になったと判断する。
【００３１】
上述したような構成によれば、電源装置１は、第１の出力端子２１が軽負荷になると、一対の第１の出力端子２１間にブリーダ抵抗５１が挿入されるので、負荷だけでなくブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流が流れることになる。つまり、ブリーダ抵抗５１は、第１の出力電流を流すシャント抵抗として機能し、第１の出力端子２１から出力される電力は負荷だけでなくブリーダ抵抗５１でも消費される。これにより、第１の出力端子２１に接続されている負荷（に流れる負荷電流）が規定値よりも小さくなくなる軽負荷時であっても、第１の出力電流は、ブリーダ抵抗５１に流れる電流分だけ持ち上げられて規定値よりも大きくなる。
【００３２】
したがって、電源装置１は、第１の出力電流の変動が抑制され、結果的に、第１の出力電流の変動に伴う第２の出力電圧の変動も抑制される。要するに、電源装置１は、たとえ第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷であって、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少した場合でも、ブリーダ抵抗５１に流れる電流によって第１の出力電流はある程度の大きさが維持される。そのため、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少しても、第２の出力電圧は大きく低下することなく、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できる。
【００３３】
次に、本実施形態の電源装置１における切替部５２、制御部５３、検出部５４の具体的な構成について、図３の例を参照して簡単に説明する。
【００３４】
検出部５４は、第２の出力端子２２の正極と負極（グランド）との間に接続されたツェナダイオード６１および抵抗６２，６３の直列回路からなる。ツェナダイオード６１は、カソードが第２の出力端子２２の正極に接続されており、アノードが抵抗６２，６３を介して第２の出力端子２２の負極に接続されている。ここで、ツェナダイオード６１は、第２の出力電圧が閾値よりも高い間にオンするように、ツェナ電圧が設定されている。
【００３５】
制御部５３は、検出部５４における抵抗６２−抵抗６３の接続点に対し抵抗６４を介して一次側が接続されたフォトカプラ６５と、フォトカプラ６５の二次側に接続された抵抗６６とを有している。フォトカプラ６５は、一次側における抵抗６４とは反対側の端子が第２の出力端子２２の負極に接続され、二次側における抵抗６６とは反対側の端子が第１の出力端子２１の負極に接続されている。さらに、制御部５３は、第１の出力端子２１の正極と負極（グランド）との間に直列に接続された抵抗６７，６８と、抵抗６７−抵抗６８の接続点とフォトカプラ６５−抵抗６６の接続点との間に挿入されたプルアップ抵抗６９とを有している。
【００３６】
切替部５２は、トランジスタからなり、第１の出力端子２１の正極と負極との間に、コレクタ−エミッタがブリーダ抵抗５１と直列に接続されている。切替部５２は、ベースが制御部５３における抵抗６６のフォトカプラ６５とは反対側の端子に接続されており、制御部５３からの電流がベースに流入することにより、コレクタ−エミッタ間をオン（導通）する。
【００３７】
上記構成により、第２の出力電圧がツェナダイオード６１のツェナ電圧よりも高い場合、ツェナダイオード６１がオンして検出部５４から制御部５３のフォトカプラ６５に電流が流れるので、フォトカプラ６５がオンすることになる。一方、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さく、第２の出力電圧がツェナダイオード６１のツェナ電圧より低い場合、ツェナダイオード６１がオフして検出部５４から制御部５３のフォトカプラ６５への電流が停止し、フォトカプラ６５がオフすることになる。
【００３８】
制御部５３は、フォトカプラ６５がオンしている間は、切替部５２としてのトランジスタのベースを抵抗６６を介してグランド（第１の出力端子２１の負極）に接続するので、切替部５２をオフとする。一方、フォトカプラ６５がオフしている間は、制御部５３は、第１の出力電圧を抵抗６７，６８で分圧した電圧によって、プルアップ抵抗６９と抵抗６６との接続点の電位が引き上げられるので、抵抗６６を通してＨレベルの制御信号を出力し切替部５２をオンする。
【００３９】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷になると、切替部５２がオンしてブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流が流れるので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。したがって、ブリーダ抵抗５１、切替部５２、制御部５３、検出部５４を用いた比較的簡単な回路構成で、互いに絶縁された第１および第２の複数の出力電圧の変動を抑制することが可能となる。要するに、この電源装置１は、第１の出力端子２１側の軽負荷時に、ブリーダ抵抗５１に電流を流すことによって、出力電圧のレギュレーションを確保することができる。
【００４０】
しかも、この電源装置１は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値以上になると、切替部５２がオフしてブリーダ抵抗５１への電力供給を停止し、負荷のみへ電力供給を行うので、ブリーダ抵抗５１による電力消費も必要最小限に抑えられる。
【００４１】
また、本実施形態では、制御部５３は、フィードバックの掛かっていない第２の出力電圧を検出する検出部５４の検出結果を用いて、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷であるか否かを判断している。つまり、制御部５３は、第１の出力電圧に比較して電圧変動の大きい第２の出力電圧に応じて、ブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第２の出力電圧がより安定するという利点がある。
【００４２】
さらにまた、本実施形態では、検出部５４は、第２の出力電圧が印加されるツェナダイオード６１を具備し、制御部５３は、ツェナダイオード６１を通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ検出部５４の検出値が閾値以下であると判断している。そのため、制御部５３は、演算増幅器を用いて検出部５４の検出値を基準電圧と比較する構成に比べて、部品点数を少なくでき、また基準電圧も不要になるため回路構成が簡単になる。なお、ツェナダイオード６１を用いた構成では、演算増幅器を用いた構成ほどの精度は期待できないものの、制御部５３における検出値が閾値以下か否かの判断には、それほど高い精度は必要ないので、ツェナダイオード６１を用いた構成で十分である。
【００４３】
また、制御部５３は、検出部５４と切替部５２との間にフォトカプラ６５を有しているので、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２とを互いに絶縁しながら、第２の出力電圧を第１の出力端子２１に接続された切替部５２の制御に反映させることができる。つまり、フォトカプラ６５は、一次側と二次側とが電気的に絶縁された絶縁部を構成するので、制御部５３は、第２の出力電圧に応じて切替部５２を制御しながらも、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００４４】
ところで、本実施形態の電源装置１の他の例として、制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が軽負荷のときに、検出部５４の検出値の大きさに応じて切替部５２のオンデューティを変化させる構成であってもよい。
【００４５】
すなわち、制御部５３は、周期的にＨレベル、Ｌレベルを繰り返す矩形波状の制御信号を切替部５２に出力し切替部５２をスイッチング動作させ、制御信号の１周期に占めるＨレベルの期間の割合を変化させることによって切替部５２のオンデューティを変化させる。ここでは、検出部５４は第２の出力電圧を検出しているので、制御部５３は、検出部５４の検出値が大きくなるほどオンデューティが小さくなるように、切替部５２のオンデューティを変化させる。
【００４６】
これにより、電源装置１は、切替部５２を完全にオン、オフするのではなくスイッチング動作させるので、ブリーダ抵抗５１に流す電流の大きさを、固定ではなく、検出部５４の検出値に応じて連続的に変化させることができる。したがって、たとえば第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合、図４に示すように第１の出力端子２１からの負荷電流の変動に伴う第１の出力電圧および第２の出力電圧の変動を一層小さく抑えることができる。なお、図４では、横軸を第１の出力端子２１からの負荷電流として、第２の出力電圧を（ａ）に示し、第１の出力電圧を（ｂ）に示している。
【００４７】
第２の出力電圧は、図４（ａ）に示すように、第１の出力端子２１からの負荷電流が小さくなると、ある程度までは定格電圧（１２Ｖ）から低下するものの、ブリーダ抵抗５１に電流が流れ始めてからは略一定に維持される。図４（ａ）では、第２の出力電圧は、負荷電流の減少に伴い９〜１０Ｖ程度までは低下するものの、それ以下には低下せず略一定に維持される。なお、図４（ｂ）では、第１の出力端子２１からの負荷電流がごく小さい（ここでは２０ｍＡ以下程度）ときにも、第１の出力電圧は定格電圧（２７Ｖ）に維持されている。
【００４８】
さらに、このように検出部５４の検出値の大きさに応じて切替部５２のオンデューティを変化させる構成では、ブリーダ抵抗５１に必要以上に大きな電流を流すことがないため、ブリーダ抵抗５１での電力消費を小さく抑えられるという効果もある。
【００４９】
なお、電源装置１は、少なくとも第１および第２の２つの出力端子２１，２２を有していればよく、２出力に限らず、３つ以上の出力端子を有する多出力の電源装置であってもよい。
【００５０】
（実施形態２）
本実施形態の電源装置１は、第２の出力電圧を検出する検出部５４（図１参照）に代えて、図５に示すように、第１の出力端子２１の出力電流（第１の出力電流）を検出する電流検出部５５を検出部として備えている点が、実施形態１の電源装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図５では、帰還制御部３の図示を省略している。
【００５１】
電流検出部５５は、電力変換部２と第１の出力端子２１との間に挿入されている。制御部５３は、電流検出部５５の検出値を評価値として第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断しており、電流検出部５５で検出される第１の出力電流が所定の閾値以下になることをもって、軽負荷であると判断する。ここで、第１の出力電流の閾値は、軽負荷か否かを分ける負荷電流の規定値と同値とする。制御部５３は、軽負荷であると判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。
【００５２】
本実施形態の電源装置１において、たとえば第２の出力端子２２からの出力電流が３００ｍＡに固定されている場合、第１の出力端子２１からの負荷電流の大きさに応じて、第２の出力電圧は図６に示すように変化する。つまり、図６に示すように、第１の出力端子２１から負荷に流れる負荷電流が大きく減少しても、第２の出力電圧は大きく低下することなく、内部電源電圧として必要な電圧（たとえば８Ｖ）を確保できる。なお、図６では、横軸が第１の出力端子２１からの負荷電流、縦軸が第２の出力電圧を表している。
【００５３】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、制御部５３は、第１の出力電流を検出する電流検出部５５の検出結果を用いて、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断している。したがって、制御部５３は、第１の出力端子２１に接続されている負荷が規定値より小さくなる軽負荷時には、確実に切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１にも第１の出力電流を流すことができ、第２の出力電圧を安定させることができるという利点がある。さらに、制御部５３は、電流検出部５５と切替部５２との間にフォトカプラなどの絶縁部を有さなくても、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００５４】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態の電源装置１は、第２の出力電圧を検出する検出部５４（図１参照）に代えて、図７に示すように、第１の出力端子２１の出力電圧（第１の出力電圧）を検出する電圧検出部５６を検出部として備えている点が、実施形態１の電源装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図７では、帰還制御部３の図示を省略している。
【００５６】
電圧検出部５６は、一対の第１の出力端子２１間に接続されている。制御部５３は、電圧検出部５６の検出値を評価値として第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断しており、電圧検出部５６で検出される第１の出力電圧が所定の閾値以上になることをもって、軽負荷であると判断する。制御部５３は、軽負荷であると判断すると、Ｈレベルの制御信号を出力することによって切替部５２をオンしてブリーダ抵抗５１に第１の出力電流を流すので、第１の出力電流の変動が抑制され、第２の出力電圧の変動も抑制される。
【００５７】
以上説明した本実施形態の電源装置１によれば、制御部５３は、第１の出力電圧を検出する電圧検出部５６の検出結果を用いて、第１の出力端子２１が軽負荷か否かを判断している。したがって、制御部５３は、電圧検出部５６と切替部５２との間にフォトカプラなどの絶縁部を有さなくても、第１の出力端子２１と第２の出力端子２２との絶縁状態を維持できる。
【００５８】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 電源装置
２ 電力変換部
３ 帰還制御部
２１ 第１の出力端子
２２ 第２の出力端子
５１ ブリーダ抵抗
５２ 切替部
５３ 制御部
５４ 検出部
５５ 電流検出部（検出部）
５６ 電圧検出部（検出部）
６１ ツェナダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに絶縁された第１の出力端子と第２の出力端子との各々に個別に出力電圧を発生し、前記第２の出力端子の出力電圧が前記第１の出力端子の出力電圧に関連して変化する電力変換部と、前記第１の出力端子の出力電圧に応じて前記第１の出力端子の出力電圧を調節するように前記電力変換部をフィードバック制御する帰還制御部と、
前記第１の出力端子の出力電圧が印加されるブリーダ抵抗および切替部の直列回路と、前記第１の出力端子に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、前記負荷が規定値よりも小さい軽負荷と判断した場合に前記ブリーダ抵抗に電流が流れるように前記切替部を制御する制御部とを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第２の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の出力端子の出力電流を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以上になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記検出部は前記第２の出力端子の出力電圧に対応する電圧が印加されるツェナダイオードを具備し、
前記制御部は、前記ツェナダイオードを通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ前記検出部の検出値が前記閾値以下であると判断することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
前記切替部は前記制御部によってオンオフ制御されるスイッチング素子からなり、
前記制御部は、前記軽負荷と判断したときに、前記検出部の検出値の大きさに応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１】
互いに絶縁された第１の出力端子と第２の出力端子との各々に個別に出力電圧を発生し、前記第２の出力端子の出力電圧が前記第１の出力端子の出力電圧に関連して変化する電力変換部と、前記第１の出力端子の出力電圧に応じて前記第１の出力端子の出力電圧を調節するように前記電力変換部をフィードバック制御する帰還制御部と、
前記第１の出力端子の出力電圧が印加されるブリーダ抵抗および切替部の直列回路と、前記第１の出力端子に接続されている負荷の大きさに相当する評価値を所定の閾値と比較し、前記負荷が規定値よりも小さい軽負荷と判断した場合に前記ブリーダ抵抗に電流が流れるように前記切替部を制御する制御部とを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第２の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の出力端子の出力電流を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以下になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１の出力端子の出力電圧を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部の検出値を前記評価値として当該評価値が前記閾値以上になると前記軽負荷と判断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記検出部は前記第２の出力端子の出力電圧に対応する電圧が印加されるツェナダイオードを具備し、
前記制御部は、前記ツェナダイオードを通過する電流の有無を監視し、当該電流が流れていなければ前記検出部の検出値が前記閾値以下であると判断することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
前記切替部は前記制御部によってオンオフ制御されるスイッチング素子からなり、
前記制御部は、前記軽負荷と判断したときに、前記検出部の検出値の大きさに応じて前記スイッチング素子のオンデューティを変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５６９６（Ｐ２０１３−５６９６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７９１４（Ｐ２０１１−１３７９１４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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