JP2003169419A - 電子機器の電源供給回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、商用電源を入力し、変圧、整流して
所定の定格電力を負荷に供給する電子機器の電源供給回
路に於いて、人手に頼ることなく、また高電圧・高容量
の補助電池を用いた高価で大型のバックアップ回路を用
いる必要もなく、経済的に有利な構成で無駄な電力消費
を排除して省電力が図れる電子機器の電源回路を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】判断回路１５は、低電圧電源ＰＳの電圧を
基準電圧として、電源出力端の電圧降下を測定した値か
ら負荷の接続状態を判断する。また、低抵抗素子ｒ４の
両端間電圧値の差分から負荷へ流れる電流を測定し、そ
の値をもとに負荷の接続状態、電力供給（動作）状態等
を判断する。それらの判断結果に従い商用電源の供給路
に直列に介在された電源遮断スイッチＳＷ１を選択的に
スイッチオフ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、可搬型パ
ーソナルコンピュータ等、各種電子機器のＡＣアダプタ
電源、内蔵電源等に適用して好適な電源供給回路に係わ
るもので、商用電源を入力し、変圧、整流して所定の定
格電力を負荷に供給する電子機器の電源供給回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばパーソナルコンピュータ等
の各種電子機器に於いては、商用電源を電力供給源とし
て、ＡＣアダプタ電源、若しくは内蔵電源回路により、
動作用電源、内蔵二次電池の充電用電源等を得ている。

【０００３】この種機器に用いられる従来の定電圧電源
回路を用いたＡＣアダプタ電源の回路構成を図２に示し
ている。

【０００４】従来の定電圧電源回路は、図２に示すよう
に、商用電源が供給されるトランス（変圧器）０１１、
トランス０１１の出力を整流する整流回路０１２、整流
回路０１２の出力を電圧変換する電圧変換回路０１３、
電圧変換回路０１３の出力を監視する出力電圧監視回路
０１４等から構成される。このように、従来の回路構成
では、負荷の接続や負荷の電源オンの状態等を判断する
回路は無く、出力端子の電圧を出力電圧監視回路０１４
で監視し、電圧変換回路０１３を制御することで、常に
出力電圧を一定に保つ動作を行なっている。

【０００５】従って、負荷の有無、負荷の動作状態等に
拘わらず、常時、商用電源からの電力を消費し続けてい
る。

【０００６】このように、従来の小型電源回路は、電力
供給先となる負荷（内蔵回路）が電力を必要としない状
態や、負荷そのものが接続されていない状態に於いて
も、負荷の電力要求があった場合に対応するため、常に
動作している。その結果として電源回路は常時２乃至３
Ｗ程度の商用電力を消費している。

【０００７】この無駄な電力を無くす手段として、従来
では、商用電源ライン上にスイッチを設け、手動でスイ
ッチを切る、商用電源コードを抜く、等の手段が用いら
れていた。また、据え置き型の大型機器に於いては、複
雑な判断回路や、通常動作時と同じ電力を補助するため
の、高電圧・高容量の補助電池を用いた、高価で大型の
バックアップ回路を用いる手段が存在していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来で
は、商用電源を入力し、変圧、整流して所定の定格電力
を負荷に供給する電子機器の電源供給回路に於いて、無
駄な電力を無くす手段として、商用電源と電源回路の間
に設けたスイッチを手動操作して切る、商用電源コード
を抜くなどの人手による操作に頼るか、複雑な判断回路
や、通常動作時と同じ電力を補助するための、高電圧・
高容量の補助電池を用いた、高価で大型のバックアップ
回路を用いる必要があったため、 （ａ）商用電源のスイッチの切り忘れ、商用電源コード
の抜き忘れ。

【０００９】（ｂ）ＡＣアダプタ接続方式の場合、負荷
となる電子機器を外すと、見た目は電力消費はされてい
ないように見えるため、負荷だけ外してしまい、ＡＣア
ダプタ側の電源回路は常に電力を消費する。

【００１０】（ｃ）毎回、商用電源を切るのは煩わしい
ので、切らなくなり、無駄な電力を消費しつづける。

【００１１】（ｄ）高価な大型バックアップ回路を設け
ても、その負担に見合う、消費電力の大きい大型の設備
機器にしか使用されていない。

【００１２】等の問題があった。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
商用電源を入力し、変圧、整流して所定の定格電力を負
荷に供給する電子機器の電源供給回路に於いて、電源回
路上に設けた、他機能に全く依存しない独立した回路に
よって、電力供給を必要としない負荷状態を検出し商用
電源の供給路を遮断することによって、人手に頼ること
なく、また高電圧・高容量の補助電池を用いた高価で大
型のバックアップ回路を用いる必要もなく、経済的に有
利な構成で無駄な電力消費を排除して省電力が図れる電
子機器の電源回路を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、電源回路中
に、低電圧・低容量の小型電源と、電力供給先からの電
力要求（電力消費）の有無を判断する回路を設けて、不
要な商用電源の消費を抑えた、小型の電源回路（ＡＣア
ダプタなど）に適用可能な低消費電源回路を提供する。

【００１５】即ち、本発明は、電子機器に組み込まれ、
若しくは電子機器に接続されて、商用電源をもとに電子
機器内部の動作用電源を得る電子機器の電源供給回路に
於いて、前記商用電源が供給される回路上に、当該回路
上で単独に動作して、負荷の接続状態若しくは動作状態
若しくは電力供給状態に従い前記商用電源の供給を断つ
回路を設けたことを特徴とする。

【００１６】このように、電源回路上に設けた、他機能
に全く依存しない独立した回路によって、電力供給を必
要としない負荷状態を検出し商用電源の供給路を遮断す
ることによって、人手に頼ることなく、また高電圧・高
容量の補助電池を用いた高価で大型のバックアップ回路
を用いる必要もなく、経済的に有利な構成で無駄な電力
消費を排除して省電力を図ることができる。

【００１７】また、本発明は、商用電源を入力し、変
圧、整流して所定の定格電力を負荷に供給する電子機器
の電源供給回路に於いて、前記整流後の電力を前記負荷
へ供給する回路上に、低電圧電源と、前記低電圧電源を
もとに前記回路上の電圧降下を測定し、前記負荷の接続
状態若しくは動作状態若しくは電力供給状態を判断する
判断回路と、前記判断回路の判断結果をもとに前記商用
電源の供給路を遮断する遮断回路とを具備したことを特
徴とする。

【００１８】このように、低電圧電源を、負荷接続の判
断回路と電力供給遮断回路の電力供給、及び電圧降下を
測定する基準電位にのみ使用することにより、必要な電
力を抑えることが可能となる。この結果、従来のような
高電圧・高容量の補助電池を必要とせず、小型で低電圧
・低容量の電池などに置きかえることが可能となるた
め、省電力機能を持たせられなかった小型電源にも応用
することが可能となる。また、低電圧電源から供給した
電圧を基準電位とし、この電圧変化をもとに負荷の接続
状態を判断する仕組なので、負荷接続の判断を電源回路
内で完結することができる。この結果、電源回路と負荷
（電子機器の機能部位）の分離が可能な構成、例えばＡ
Ｃアダプタ接続で電力供給を行なう機器にも容易に応用
することが可能となる。また、負荷の接続を、電源回路
内の低電圧電源の電圧降下を用いて判断することによ
り、負荷の接続が無い状態では一次側の商用電源の電力
供給を遮断し、無駄な商用電源の消費を無くすことが可
能となる。

【００１９】また、本発明は、前記電源供給回路に於い
て、前記負荷へ流れる電流を測定する負荷電流検出回路
を備え、前記負荷電流検出回路の検出信号を含んで前記
判断回路が前記負荷の接続状態若しくは動作状態を判断
する構成としたことを特徴とする。

【００２０】このように、負荷へ流れる電流を測定する
回路を組み合わせることにより、負荷の電力消費を判断
することが可能となる。この結果、負荷を接続している
状態に於いても、負荷の電力要求（電力消費）が無い状
態では、一次側の商用電源の電力供給を遮断し、無駄な
商用電源の消費を無くすことが可能となる。

【００２１】また、本発明は、商用電源を入力し、変
圧、整流して所定の定格電力を負荷に供給する電子機器
の電源供給回路に於いて、前記整流後の電力を前記負荷
へ供給する回路上に、低電圧電源と、前記低電圧電源の
電力を動作用電源として前記負荷へ流れる電流を測定
し、前記負荷の接続状態若しくは動作状態若しくは電力
供給状態を判断する判断回路と、前記判断回路の判断結
果をもとに前記商用電源の供給路を遮断する遮断回路と
を具備したことを特徴とする。

【００２２】このように、低電圧電源を、負荷接続の判
断回路と電力供給遮断回路の電力供給にのみ使用するこ
とにより、必要な電力を抑えることが可能となる。この
結果、従来のような高電圧・高容量の補助電池を必要と
せず、小型で低電圧・低容量の電池などに置き換えるこ
とが可能となるため、省電力機能を持たせられなかった
小型電源にも応用することが可能となる。また、負荷へ
流れる電流を測定する回路にて負荷の電力消費を判断す
ることにより、負荷接続を判断する仕組なので、負荷接
続の判断を電源回路内で完結することができる。この結
果、電源回路と負荷（電子機器の機能部位）の分離が可
能な構成、例えばＡＣアダプタ接続で電力供給を行なう
機器に応用することが可能となる。また、負荷の接続
を、負荷へ流れる電流を測定する回路にて判断すること
により、負荷の接続が無い状態では、一次側の商用電源
の電力供給を遮断し、無駄な商用電源の消費を無くすこ
とが可能となる。また、負荷を接続している状態に於い
ても、負荷の電力要求（電力消費）が無い状態では一次
側の商用電源の電力供給を遮断し、無駄な商用電源の消
費を無くすことが可能となる。

【００２３】また、本発明は、前記電源供給回路に於い
て、前記整流後の電力を用いて充電を行う二次電池によ
り前記低電圧電源を構成したことを特徴とする。

【００２４】このように、前記低電圧電源に、前記整流
後の電力を用いて充電を行う二次電池を用いて主電力用
と共用することにより、商用電源を整流する回路に、電
力損失や耐圧を確保するための大型部品を必要とせず、
部品点数の削減、小型化が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００２６】図１は本発明の実施形態に於ける電源供給
回路の構成を示すブロック図である。ここでは、本発明
を定電圧電源回路を用いたＡＣアダプタ電源に適用した
例を示している。

【００２７】図中、１１は商用電源が供給されるトラン
ス（変圧器）、１２はトランス１１の出力を整流する整
流回路、１３は整流回路１２の出力を電圧変換する電圧
変換回路、１４は電圧変換回路１３の出力を監視する出
力電圧監視回路であり、それぞれ上記した図２に示す定
電圧電源回路の各構成要素と同様である。

【００２８】１５は負荷の接続状態、電力供給（動作）
状態等を判断する判断回路であり、後述する低電圧電源
ＰＳの電圧を基準電圧として、電源出力端の電圧降下を
測定した値から負荷の接続状態を判断する。また、後述
する低抵抗素子ｒ４の両端間電圧値の差分から負荷へ流
れる電流を測定し、その値をもとに負荷の接続状態、電
力供給（動作）状態等を判断する。

【００２９】ＰＳは定電圧電源回路に設けた小型電池で
なる低電圧電源であり、上記判断回路１５の動作および
負荷の検出に使用されるもので、ここでは充電可能な二
次電池を用いて構成しているが、例えば一次電池、大容
量コンデンサ、太陽電池等の何れを用いて構成してもよ
い。

【００３０】ｒ４は電源出力端に至る定電圧出力回路に
直列に介在された負荷電流検出用の抵抗素子ｒ４であ
り、電源出力端の定格出力インピーダンスに影響を与え
ない極く低い抵抗値をもつもので、当該抵抗素子ｒ４の
両端が判断回路１５に導かれ、その電圧値の差分から負
荷へ流れる電流が測定される。

【００３１】ＳＷ１は商用電源の供給路に直列に介在さ
れた常閉接点構成の電源遮断スイッチであり、上記判断
回路１５により選択的にスイッチオフ制御されるもの
で、例えばリレー、トライアック、ＦＥＴスイッチ等、
何れのスイッチ素子を用いてもよい。

【００３２】Ｒ１およびＺＤ１は、上記低電圧電源ＰＳ
を充電し、その電圧を一定に保つ、抵抗素子および定電
圧ダイオード（ツェナーダイオード）である。また、Ｒ
２，Ｒ３は出力電圧（出力端電圧）を出力電圧監視回路
１４に供給する測定用の抵抗素子（分圧抵抗）素子であ
る。

【００３３】上記した図１に示す構成に於いて、その動
作を以下に示す。

【００３４】（ａ）．トランス１１、整流回路１２、電
圧変換回路１３、出力電圧監視回路１４等でなる定電圧
電源回路（１１〜１４）に商用電源を供給する。この商
用電源の供給直後に於いては、電源遮断スイッチＳＷ１
が未だスイッチオン状態（常閉接続状態）にある。

【００３５】（ｂ）．低電圧電源ＰＳに十分電力があ
り、負荷（電力供給先）が未接続、又は電力不要の場
合、判断回路１５は電源遮断スイッチＳＷ１をスイッチ
オフ制御する。このときの判断回路１５の電力は低電圧
電源ＰＳで賄う。また、低電圧電源ＰＳに十分な電力が
無い場合は、負荷の状態に関係無く、低電圧電源ＰＳに
十分な電力を充電する間、電源遮断スイッチＳＷ１はス
イッチオン状態のままにしておく（即ち、判断回路１５
は電源遮断スイッチＳＷ１を制御しない）。

【００３６】（ｃ）．負荷の接続は、出力端子間の電圧
を監視し、負荷接続時の電圧低下を抵抗素子Ｒ２，Ｒ３
の回路で検出するか、若しくは接続した負荷に流れる電
流を抵抗素子ｒ４の両端に発生する電圧値の差から検出
する。

【００３７】（ｄ）．負荷接続時は、判断回路１５が抵
抗素子ｒ４を流れる電流を検出することで、負荷の電力
消費状況を判断する。負荷が接続されていても、電流の
検出が無い場合、負荷の電力要求は無いと判断し、電源
遮断スイッチＳＷ１をスイッチオフ制御する。

【００３８】（ｅ）．負荷の接続状態と、負荷に流れる
電流を検出することにより、負荷の電力消費を検出した
場合と、電源回路内の低電圧電源ＰＳの充電容量が低下
していることを検出した場合を除き、判断回路１５は電
源遮断スイッチＳＷ１をスイッチオフ制御することで、
商用電源の電力消費を抑えることが可能である。

【００３９】以上のように、電源回路内に、負荷の接続
状態、電力消費状態の検出回路と、小型の低電圧電源Ｐ
Ｓと、電源遮断スイッチＳＷ１をスイッチオフ制御する
判断回路１５とをセットとして組み込むことにより、無
駄な電力を消費している従来の小型電源を、省電力化す
ることが可能である。

【００４０】尚、上記した実施形態では定電圧電源回路
単体（アダプタ構成）を例にとって示したが、これに限
らず、電源回路が負荷と直接接続されている機器に内蔵
された構成に於いても本発明を適用可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、商
用電源を入力し、変圧、整流して所定の定格電力を負荷
に供給する電子機器の電源供給回路に於いて、電源回路
上に設けた、他機能に全く依存しない独立した回路によ
って、電力供給を必要としない負荷状態を検出し商用電
源の供給路を遮断することによって、人手に頼ることな
く、また高電圧・高容量の補助電池を用いた高価で大型
のバックアップ回路を用いる必要もなく、経済的に有利
な構成で無駄な電力消費を排除して省電力が図れる電子
機器の電源回路が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による小型電源回路の構成を
示す回路ブロック図。

【図２】従来の小型電源回路の構成を示す回路ブロック
図。

【符号の説明】

１１…トランス（変圧器） １２…整流回路（整流ブリッジ） １３…電圧変換回路 １４…出力電圧監視回路 １５…判断回路 ＳＷ１…電源制御スイッチ ＰＳ…小型電池（小型二次電池） ＺＤ１…定電圧ダイオード（ツェナーダイオード） Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，ｒ４…抵抗素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 欽次 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 デジタルメディアエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 5G065 AA01 DA06 DA07 EA06 GA06 JA02 KA05 LA01 LA02 PA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器に組み込まれ、若しくは電子機
   器に接続されて、商用電源をもとに電子機器内部の動作
   用電源を得る電子機器の電源供給回路に於いて、 前記商用電源が供給される回路上に、当該回路上で単独
   に動作して、負荷の接続状態若しくは動作状態若しくは
   電力供給状態に従い前記商用電源の供給を断つ回路を設
   けたことを特徴とする電子機器の電源供給回路。
2. 【請求項２】 商用電源を入力し、変圧、整流して所定
   の定格電力を負荷に供給する電子機器の電源供給回路に
   於いて、 前記整流後の電力を前記負荷へ供給する回路上に、 低電圧電源と、 前記低電圧電源をもとに前記回路上の電圧降下を測定
   し、前記負荷の接続状態若しくは動作状態若しくは電力
   供給状態を判断する判断回路と、 前記判断回路の判断結果をもとに前記商用電源の供給路
   を遮断する遮断回路とを具備したことを特徴とする電子
   機器の電源供給回路。
3. 【請求項３】 前記負荷へ流れる電流を測定する負荷電
   流検出回路を備え、前記負荷電流検出回路の検出信号を
   含んで前記判断回路が前記負荷の接続状態若しくは動作
   状態を判断する請求項２記載の電源供給回路。
4. 【請求項４】 商用電源を入力し、変圧、整流して所定
   の定格電力を負荷に供給する電子機器の電源供給回路に
   於いて、 前記整流後の電力を前記負荷へ供給する回路上に、 低電圧電源と、 前記低電圧電源の電力を動作用電源として前記負荷へ流
   れる電流を測定し、前記負荷の接続状態若しくは動作状
   態若しくは電力供給状態を判断する判断回路と、 前記判断回路の判断結果をもとに前記商用電源の供給路
   を遮断する遮断回路とを具備したことを特徴とする電子
   機器の電源供給回路。
5. 【請求項５】 前記整流後の電力を用いて充電を行う二
   次電池により前記低電圧電源を構成したことを特徴とす
   る請求項２または４記載の電源供給回路。