JP2004516790A - 電源ユニットを有する回路装置 - Google Patents

Abstract

本回路装置は、各装置のアナログ信号処理部および制御部のためだけの第１電源を備えた電源を有する。デジタル信号処理部に対しては別個の第２スイッチトモード電源が設けられており、前記第２スイッチトモード電源は、アナログ信号処理部のみが作動している場合スイッチオフされ、デジタル信号処理部がオン状態にある場合に動作する。第２スイッチモード電源をスイッチオンおよびスイッチオフするため、該第２スイッチトモード電源にスイッチング回路（１８）が設けられている。前記スイッチング回路（１８）は、特別な実施形態では２次側の制御ループ（１５）に接続されており、電気的絶縁手段（１４）を介して１次側の第２電源をスイッチオフするために使用される。前記スイッチング回路には給電電圧（１２ＶＳ）が第１電源から供給され、制御部、たとえばマイクロプロセッサからオン命令／オフ命令を受け取る。有利には、該電源ユニットはＤ−ＶＨＳレコーダ内で使用され、第１電源はレコーダの制御部およびアナログ回路処理部のために電力を供給する。第２スイッチトモード電源はデジタル信号処理部に所属する。第２スイッチトモード電源は、たとえばＤ−ＶＨＳテープがレコーダ内に挿入されるとスイッチオンされる。

Description

【０００１】
本発明は、アナログ信号処理部と、デジタル信号処理部と、電源ユニットとを有する回路装置に関する。この回路装置はたとえば、娯楽用電子機器のオーディオ・ビデオ機器の装置内で使用される。この種の装置はますます多くのデジタル電子回路を有するようになってきているが、重要な部分に関しては未だにアナログ回路処理が使用されているか、またはデジタル電子回路と並行して使用されている。たとえばＤ−ＶＨＳレコーダとして知られているビデオテープレコーダの新たな種類は、データをアナログ方式でＶＨＳ標準に基づいて書き込みおよび読み出しすることができ、ＭＰＥＧ−２標準に基づきＤ−ＶＨＳ標準に従ってデジタルデータを書き込みおよび読み出しすることができる。
【０００２】
スタンバイモード動作のためだけの第１スイッチトモード電源とノーマルモードの動作のための第２スイッチトモード電源とを有する電源ユニットが、ＥＰ−Ａ０８０３９６６において開示されている。両スイッチトモード電源はスイッチング周波数に関連して同期され、第２スイッチトモード電源は第１スイッチトモード電源を介してノーマルモード動作のためにスイッチオンされる。
【０００３】
本発明の目的は、アナログ信号処理部およびデジタル信号処理部を有する回路装置のために、コストパフォーマンスに優れ効率的な電源ユニットを提供することである。
【０００４】
この目的は、請求項１および９に記載された本発明の構成によって達成される。本発明の有利な発展形態は従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明による回路装置は、各装置のアナログ信号処理部と制御部とのためだけの第１電源を有する電源ユニットを有する。デジタル信号処理部に対しては、別個の第２スイッチトモード電源が設けられている。この第２スイッチトモード電源は、アナログ信号処理部が作動するとスイッチオフされる。第２電源は、デジタル信号処理部が作動する場合に動作する。
【０００６】
たとえばＤ−ＶＨＳレコーダ内では、第１電源がレコーダの制御部のために電力を供給する。通常この制御部はマイクロプロセッサを有しており、このマイクロプロセッサはテープ動作の制御、リモートコントロール命令の解釈、タイマーモード、キーボードドライバおよびディスプレイドライバのために使用される。前記第１電源はまた、アナログ信号処理部のためにも電力を供給する。このアナログ信号処理部は、ＶＨＳ標準によるアナログテープ信号の書き込みおよび読み出しを担当する。Ｄ−ＶＨＳ標準によるデジタル信号処理部は第２スイッチトモード電源が担当する。この第２スイッチトモード電源はＤ−ＶＨＳモードが作動している場合、とりわけ各Ｄ−ＶＨＳ記録または読み出しが実行される場合に動作する。さらにデジタル信号処理部は、アナログＶＨＳテープカセットの再生時に画質を改善するために使用される場合にも作動する。この動作モードではアナログ信号はデジタル処理部を介してループされる。最後にデジタル信号処理部は、デジタル信号がＤＶ１３９４ＩＮ等のデジタルインターフェースを介して受信された場合にも作動する。
【０００７】
第２スイッチトモード電源をスイッチオンおよびスイッチオフするために、この電源はスイッチング回路を有する。このスイッチング回路は特別な実施形態では、該第２電源の２次側の制御ループに接続されており、この制御ループは電気的絶縁手段を介して、１次側に設けられた第２電源をスイッチオフするために使用される。このスイッチング回路には第１電源から給電電圧が供給され、たとえばマイクロプロセッサ等の制御部からオン命令／オフ命令を受け取る。第２スイッチトモード電源はたとえばＤ−ＶＨＳテープがレコーダ内へ挿入されるとスイッチオンされ、Ｄ−ＶＨＳテープがレコーダ内に留まっている間、またはアナログＶＨＳテープから再生される信号を信号改善するためにデジタル信号処理部が作動されている間、スイッチオンの状態にとどまる。
【０００８】
第２スイッチトモード電源はとりわけ、電源交流電圧に接続された完全スイッチトモード電源である。本発明の１つの実施形態では、この第２スイッチトモード電源は別個にプリント回路基板上に配置されている。有利には第２スイッチトモード電源は、スイッチングノイズを低減するための電源フィルタも有する。従って、デジタル信号処理部が該デジタル信号処理部のスイッチトモード電源とともにオフになった場合、スイッチトモード電源のノイズに対して非常に敏感なアナログ信号処理部に対し、付加的なノイズが存在しなくなる。
【０００９】
さらに、１つのスイッチトモード電源のみを有するテープレコーダと比較して電力消費が格段に低減される。というのも、両スイッチトモード電源は最適な効率をもって動作するからである。デジタル信号処理部は付加的な給電電圧を必要とするが、２電源コンセプトの別の重要な利点は、この付加的な給電電圧を第２のトランスによって供給できることである。１つの電源トランスのみを有する電源ユニットは多くの２次コイルと付加的な出力ピンとを要求するため、かさばった電源トランスを特別に開発しなければならない。
【００１０】
本発明を、一例を使用して概略的な回路図に関連して詳細に説明する。唯一の図は、デジタル信号処理部のためのスイッチトモード電源を示している。
【００１１】
この図に示されたスイッチトモード電源は、デジタル信号処理回路に所属する第２電源である回路装置内に配置されている。このスイッチトモード電源はトランスＴＲを有しており、トランスＴＲの１次側には１次コイルＷ１および補助コイルＷ３が設けられており、２次側には２次コイルＷ２が設けられている。公知のように、このトランスＴＲによって電流フライバックコンバータからの絶縁が形成される。このスイッチトモード電源の入力端は２３０Ｖ交流電源電圧に接続されている。２３０Ｖ交流電源電圧は電源フィルタ１によってフィルタリングされ、整流回路２によって整流され、充電キャパシタＣ１によって平滑化された後、トランスＴＲの１次コイルＷ１に印加される。１次コイルＷ１に対して直列にスイッチングトランジスタＴ１および検出抵抗Ｒ１が配置されている。前記スイッチングトランジスタＴ１は、たとえばパワーＭＯＳＦＥＴである。１次コイルＷ１に対して並列にクランプ回路５が、スイッチングトランジスタＴ１に対して並列にスナッバネットワーク３が配置されており、スイッチングトランジスタＴ１がスイッチオフする際に過度な電圧のスパイクを防止するために使用される。
【００１２】
このスイッチトモード電源は、＋５Ｖ出力電力に接続された２次制御回路１５を有している。この２次制御回路１５は出力電圧を制御するために使用され、エラー信号を５Ｖ出力電圧から導出する。この出力電圧は、電気的絶縁素子であるオプトカプラ１４を介して１次側へ案内され、スイッチングトランジスタＴ１の駆動回路８へ供給される。別の制御情報として、検出抵抗Ｒ１における電圧が使用される。
【００１３】
さらに、別の制御回路および保護回路がこのスイッチトモード電源の１次側に配置されており、この情報信号はすべて加算回路６において合算される。この種の加算回路６はたとえばＵＳ５８６７３７３に記載されており、ここに開示されている加算回路は電流を合算するためのキャパシタを有している。加算回路６の情報は、駆動回路８を介しスイッチングトランジスタＴ１を駆動するために、スイッチオフ・制御回路７によって使用される。このスイッチングトランジスタＴ１の電源の出力電圧は、有利には５Ｖ出力端の出力電圧が調整されるようにオンオフ比を調整することによって駆動される。
【００１４】
詳細には、補助コイルＷ３の一方の端に過電圧保護回路９およびＴ−ＯＮ制御回路１０が接続されている。この過電圧保護回路９は過電圧の場合にスイッチトモード電源を、駆動回路８を介して直接停止する。このＴ−ＯＮ制御回路はスイッチングトランジスタＴ１の最小オンオフ比を定義する。したがって、スイッチングトランジスタＴ１が常にスイッチオン段階中に良好に飽和状態にあるようにすることができる。
【００１５】
補助コイルＷ３の他方の端には、制御回路１１、ソフトスタート回路１２および折返し点補正回路１３が接続されている。前記制御回路１１は、Ｔ１を介して最小コレクタ電圧でスイッチングするために、スイッチングトランジスタＴ１のスイッチオンのタイミングをトランスＴＲの消磁に関連して定義する。このスイッチング原理は、たとえばＵＳ５６５７２１８に記載されている。
【００１６】
ソフトスタート回路１２は、各装置のスイッチオン後に電源のソフトスタートを行う。折返し点補正回路１３は、電源電圧の振幅に依存せずにスイッチトモード電源の最大出力電力を形成する小さな回路である。スイッチトモード電源の２次側に配置された電力判定回路１６は電源電圧の情報を導出し、この情報は電源電圧が低すぎる場合にスイッチトモード電源を停止するために使用される。
【００１７】
図に示されたスイッチトモード電源は、とりわけＤ−ＶＨＳビデオレコーダのデジタル信号処理部のための電源として使用される。レコーダのアナログ信号処理部に対しては別の電源が使用され、有利にはこの電源もスイッチトモード電源である。アナログ信号処理部のためのスイッチトモード電源は、デジタル部のスイッチトモード電源に類似して構成することができる。両スイッチトモード電源は独立して動作し、第２のスイッチトモード電源はスイッチング回路１８のための動作電圧、たとえば１２Ｖしか要求しない。第２スイッチトモード電源のスイッチオンおよびスイッチオフのためのオン命令／オフ命令は回路装置のマイクロコントローラから供給され、この回路装置は第１スイッチトモード電源によって給電されるので、レコーダがオン状態にある場合は、該回路装置は必ずオン状態にある。回路装置の制御は、システムコントローラによってマイクロコントローラに依存せずに実行することもできる。マイクロコントローラは、オン信号が第２スイッチトモード電源に印加される時間間隔だけ、スイッチング回路１８のために動作電圧を供給する。
【００１８】
電力判定回路１６は電源入力電圧を制御し、電源電圧が低すぎる場合スイッチオフ信号ＰＧを供給する。この制御信号は有利には、電源入力電圧が低すぎる場合にスイッチトモード電源をスイッチオフするために、２次側に配置されたスイッチング回路１８へ印加される。電力判定回路１６はたとえば電源遮断後に２０ｍｓｅｃ遅延して、スイッチオフ信号ＰＧを形成する。電源遮断後、スイッチング回路１８に印加されたオン信号／オフ信号は約４秒間スイッチオフし、その後安全上の理由から再びスイッチオンしなければならない。
【００１９】
上記のような２電源コンセプトによる回路装置は、とりわけＤ−ＶＨＳビデオレコーダに対して有利である。しかし、とりわけ娯楽用電子機器の分野における別の適用、たとえばセットトップボックス、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤレコーダおよびＤＶＤレコーダもまた本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
デジタル信号処理部のためのスイッチトモード電源を示した図である。

Claims (9)

1. アナログ信号処理部と、デジタル信号処理部と、電源ユニットとを有する回路装置において、
   前記電源ユニットは第１電源の他に、前記デジタル信号処理部に所属する第２スイッチトモード電源を有することを特徴とする回路装置。
2. マイクロコントローラが設けられており、
   前記マイクロコントローラは前記第１電源によって給電され、
   前記第１電源は結合手段（１４）を介して、１次側の前記第２スイッチトモード電源をスイッチオンおよびスイッチオフする、請求項１記載の回路装置。
3. 前記第２スイッチトモード電源はスイッチング回路（１８）を有し、
   前記スイッチング回路（１８）は、２次側の出力電力調整のための制御ループに接続されている、請求項１または２記載の回路装置。
4. 前記スイッチング回路（１８）には、前記第１電源から一定の電源電圧（１２ＶＳ）が供給される、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。
5. 前記第１電源もまたスイッチトモード電源であり、
   両スイッチトモード電源は電源遮断のために始動回路（４）およびトランス（ＴＲ）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の回路装置。
6. 前記第２スイッチトモード電源は別個にプリント回路基板上に配置されており、
   前記第２スイッチトモード電源には固有の電源フィルタ（１）が設けられており、
   前記電源フィルタ（１）は電源入力電圧（２３０ＶＡＣ）に接続されている、請求項５記載の回路装置。
7. 該回路装置はＤ−ＶＨＳビデオレコーダ内に配置されており、
   前記第１電源は、アナログ式読み出し記録部、駆動メカニズムおよびレコーダの制御部へ電力を供給するために設けられており、
   前記第２電源はデジタル信号処理部へ電力を供給する、請求項１から６までのいずれか１項記載の回路装置。
8. 前記第２スイッチトモード電源は、Ｄ−ＶＨＳカセットがビデオレコーダ内へ挿入されるとスイッチオンされ、Ｄ−ＶＨＳカセットがビデオレコーダから取り出されるとスイッチオフされる、請求項７記載の回路装置。
9. 娯楽用電子機器のための電源ユニットであって、
   アナログ信号処理部およびデジタル信号処理部が設けられている形式のものにおいて、
   第１スイッチトモード電源および第２スイッチトモード電源が設けられており、
   前記第１スイッチトモード電源は、該娯楽用電子機器のアナログ回路部および制御部へ給電するために使用され、
   前記アナログ回路部および制御部はそれぞれマイクロコントローラを有し、
   前記第２スイッチトモード電源は、デジタル回路部へ電力を供給するために使用され、
   前記デジタル回路部は、前記アナログ回路処理部のみが作動している場合スイッチオフされることを特徴とする電源ユニット。

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