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公開番号2025012654
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115658
出願日2023-07-14
発明の名称スイッチング電源装置およびそれを備えた電気機器
出願人株式会社ノーリツ
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250117BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】絶縁型フライバック方式のスイッチング電源装置において、省電力モードに切り替えた際に、フィードバックの対象になっていない出力電圧が過小になることを抑制することができるスイッチング電源装置およびそれを備えた電気機器を提供する。
【解決手段】スイッチング電源装置は、電源回路および第2出力回路と第1出力回路との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成され、電源回路は、第1出力回路におけるフィードバック値に基づいてスイッチングされるスイッチ素子を含み、第1出力回路は、第1出力電圧を生成するコンデンサと、コンデンサに並列接続され、第1出力電圧の目標値を設定する第1出力電圧設定回路と、を含み、第1出力電圧設定回路は、第1出力電圧を、第1電圧と第2電圧との何れかに切り替え可能であり、第1出力回路は、コンデンサに並列接続され、コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電回路を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電源部からの電力を導入する電源回路と、
第１出力電圧を生成する第１出力回路と、
第２出力電圧を生成する第２出力回路と、
前記電源回路に接続される第１巻線、前記第１出力回路に接続される第２巻線、および前記第２出力回路に接続される第３巻線を備え、前記電源回路および前記第２出力回路と、前記第１出力回路との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成される変圧器と、
前記第１出力回路における前記第１出力電圧を検出し、前記第１出力電圧に応じたフィードバック値を前記電源回路にフィードバックするフィードバック回路と、
前記第１出力回路に接続される第１制御器を備え、
前記電源回路は、前記第１巻線に接続され、前記フィードバック値に基づいてスイッチングされるスイッチ素子を含み、
前記第２巻線は、前記第１巻線に対して極性が互いに異なるように対向配置され、
前記第１出力回路は、
前記第２巻線に接続され、前記第２巻線に流れる電流を整流するダイオードと、
前記ダイオードに接続され、前記第１出力電圧を生成するコンデンサと、
前記コンデンサに並列接続され、前記第１出力電圧の目標値を設定する第１出力電圧設定回路と、を含み、
前記第１出力電圧設定回路は、前記第１制御器からの制御信号に従って前記第１出力電圧を、第１電圧と前記第１電圧より低い第２電圧との何れかに切り替え可能に構成され、
前記第２出力回路は、前記第１巻線から受電した電力から生成される前記第２出力電圧を所定の電気負荷に供給し、
前記第１出力回路は、前記コンデンサに並列接続され、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電回路をさらに含む、スイッチング電源装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記第１出力回路は、前記放電回路に直列接続されるスイッチ素子を含み、
前記第１制御器は、前記第１出力電圧の目標値を前記第１電圧から前記第２電圧に切り替える場合に、前記スイッチ素子を所定期間オンして前記放電回路に通電させるように制御する、請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記第１制御器は、前記スイッチ素子を、前記第１出力電圧の目標値を前記第１電圧から前記第２電圧に切り替えたときから前記所定期間オンする、請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記放電回路は、抵抗素子である、請求項１から３の何れかに記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記第１制御器は、前記第１出力電圧の目標値を前記第１電圧から前記第２電圧に切り替える場合に、前記第１出力電圧設定回路に対する制御信号として、前記第１電圧に対応する第１信号レベルと前記第２電圧に対応する第２信号レベルとを所定期間繰り返すような制御信号を生成し、
前記制御信号は、前記第１信号レベルである期間に対する前記第２信号レベルである期間の割合が徐々に大きくなるような信号である、請求項１から３の何れかに記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
請求項１から３の何れかに記載のスイッチング電源装置を含む電気機器であって、
前記電気機器は、ファンを含むレンジフードであって、
前記電気負荷は、前記ファンの駆動を制御する第２制御器または前記ファンのカバーの開閉状態を検知するセンサである、電気機器。

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およびそれを備えた電気機器に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電気機器に用いられるスイッチング電源装置には、電力消費を低減するため、省電力モードに移行するものがある。このとき、スイッチング電源装置の出力電圧は、通常モード時の第１電圧より低い第２電圧となる。
【０００３】
スイッチング電源装置には、絶縁型のフライバックコンバータが採用され得る（例えば下記特許文献１参照）。絶縁型のフライバックコンバータは、変圧器の１次側の第１巻線から２次側の第２巻線に電力が伝達される。第２巻線に接続された２次側の出力回路における出力電圧は、第１巻線に接続された１次側の電源回路にフィードバックされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６０１３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような絶縁型フライバック方式のスイッチング電源装置の変圧器において、１次側の第１巻線および２次側の第２巻線に加えて、第３巻線を追加して第２巻線から得られる第１出力電圧とは異なる第２出力電圧を取り出す構成が採用され得る。この場合、１次側の電源回路には、第１出力電圧および第２出力電圧のうちの何れか一方の値がフィードバックされる。例えば、第２巻線から得られる第１出力電圧が、１次側の電源回路にフィードバックされる一方、第３巻線から得られる第２出力電圧は、１次側の電源回路にはフィードバックされない。
【０００６】
このような構成において、省電力モードへの移行時に第２巻線から得られる第１出力電圧を第１電圧から第２電圧に降下させる場合、フィードバックの対象になっていない第２出力電圧が当該第２出力電圧で動作する電気負荷の最低動作電圧よりも低い電圧となってしまい、動作が停止したり、リセットされたりする恐れがある。これは、第１出力電圧の目標値が第２電圧に変更されたことにより、第１出力電圧が第２電圧に低下するまで１次側の電源回路におけるスイッチングが停止するため、電源回路から第２出力電圧を生成する出力回路への電力供給も停止されてしまうからである。
【０００７】
上記特許文献１では、出力負荷が低下した際に電源回路側のスイッチングが停止することによる第１出力電圧の低下を抑制するための構成が開示されているが、第１出力電圧を低下させる必要がある上記構成に適用することはできない。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、絶縁型フライバック方式のスイッチング電源装置において、省電力モードに切り替えた際に、フィードバックの対象になっていない出力電圧が過小になることを抑制することができるスイッチング電源装置およびそれを備えた電気機器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】
【０００９】
本発明の一態様に係るスイッチング電源装置は、電源部からの電力を導入する電源回路と、第１出力電圧を生成する第１出力回路と、第２出力電圧を生成する第２出力回路と、前記電源回路に接続される第１巻線、前記第１出力回路に接続される第２巻線、および前記第２出力回路に接続される第３巻線を備え、前記電源回路および前記第２出力回路と、前記第１出力回路との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成される変圧器と、前記第１出力回路における前記第１出力電圧を検出し、前記第１出力電圧に応じたフィードバック値を前記電源回路にフィードバックするフィードバック回路と、前記第１出力回路に接続される第１制御器を備え、前記電源回路は、前記第１巻線に接続され、前記フィードバック値に基づいてスイッチングされるスイッチ素子を含み、前記第２巻線は、前記第１巻線に対して極性が互いに異なるように対向配置され、前記第１出力回路は、前記第２巻線に接続され、前記第２巻線に流れる電流を整流するダイオードと、前記ダイオードに接続され、前記第１出力電圧を生成するコンデンサと、前記コンデンサに並列接続され、前記第１出力電圧の目標値を設定する第１出力電圧設定回路と、を含み、前記第１出力電圧設定回路は、前記第１制御器からの制御信号に従って前記第１出力電圧を、第１電圧と前記第１電圧より低い第２電圧との何れかに切り替え可能に構成され、前記第２出力回路は、前記第１巻線から受電した電力から生成される前記第２出力電圧を所定の電気負荷に供給し、前記第１出力回路は、前記コンデンサに並列接続され、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電回路をさらに含む。
【００１０】
上記構成によれば、フィードバックの対象になっている第１出力電圧の目標値が第１電圧からより低い第２電圧に切り替わると、第１出力電圧が電源回路にフィードバックされてスイッチ素子がオフすることにより、電源回路から第１出力回路への電力供給が停止する。ここで、第１出力回路は、第１出力電圧を生成するコンデンサに並列に当該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電回路が接続されている。そのため、電源回路から第１出力回路への電力供給が停止した場合に、放電回路により速やかに当該コンデンサに蓄えられた電荷が放電される。そのため、第１出力電圧が第１電圧から第２電圧に速やかに切り替わり、電源回路におけるスイッチ素子がオフである期間が短くなる。この結果、フィードバックの対象となっていない第２出力電圧においてスイッチ素子がオフすることによる電圧低下の影響を抑制することができる。したがって、絶縁型フライバック方式のスイッチング電源装置において、省電力モードに切り替えた際に、フィードバックの対象になっていない出力電圧が過小になることを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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