JP2005006433A

JP2005006433A - 電源装置

Info

Publication number: JP2005006433A
Application number: JP2003168057A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kato; 裕司加藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】商用電源の電圧の電圧値に応じて電圧変換手段の変圧の比率を変更手段を用いて自動的に変更する。
【解決手段】商用電源の電圧を、所定の比率で変圧するサブトランス１及び複数の比率のうちのいずれかで変圧するメイントランス２と、電圧値の判定を行う電圧判定回路６と、メイントランス２の変圧の比率を択一的に切り換える切換手段７と、を備え、サブトランス１により変圧された電圧の電圧値を電圧判定回路６を用いて判定し、上記判定結果に基づいて切換手段７を構成するトランジスタ１１又は１２をＯＮさせてリレー１３又は１４を閉じることで、メイントランス２の変圧の比率を切り換えた状態で商用電源の電圧をメイントランス２に供給する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源によって駆動される本体装置に備えられ、商用電源の複数の異なる電圧値の商用電源の電圧を変圧して本体装置の各部に所定の電圧値の電圧を供給する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、商用電源の電圧の供給によって駆動されるテレビ等の本体装置に備えられる電源装置は、商用電源から供給される交流電圧を変圧、整流、平滑等して生成した所定の電圧値の直流電圧を本体装置の各部に供給する。
【０００３】
また、近年の環境問題の対策として電子機器の低消費電力化が進められていることから、近年の電子機器には、待機時等においても電圧供給の必要なリモートコントロール信号受信回路や制御回路等の軽負荷に商用電源からの電圧を供給するサブトランスとその他の主負荷に商用電源からの電圧を供給するメイントランスとを備え、待機時等においてサブトランスを用いて軽微負荷にのみ商用電源からの電圧を供給して消費電力を抑えているものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、上記特許文献１に記載の構成では、サブトランスから電圧が供給される制御回路によってリレーを用いてメイントランスに対する商用電源の電圧の供給を制御し、電子機器の動作異常を検出した際にメイントランスに対しての商用電源の電圧の供給を禁止する。
【０００４】
一方、商用電源においては、国、場所等において電圧値が異なるため、対応していない電圧値の商用電源に接続して本体装置を使用した場合は、本体装置を構成する電子機器が破損したり、電子機器が正常に動作しない状態になる。
【０００５】
そこで、商用電源の電圧の複数の異なる電圧値に対応できるように、従来の電源装置には、変圧の比率の切換の操作を受け付ける機械式スイッチを備え、本体装置に接続される商用電源の電圧の電圧値に対応する変圧の比率に応じてユーザが上記機械式スイッチを手動操作して商用電源から本体装置に適した所定の電圧値の直流電圧を生成することで、商用電源の電圧の複数の異なる電圧値に対応できるようにしたものがあった。
【０００６】
また、第１のスイッチング手段及び第２のスイッチング手段を用いて交流入力を整流する整流回路からの整流出力をスイッチングすることで所定の電圧値に変換するものもあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９７３６３公報
【特許文献２】
特開平７−２６４８６５号公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の機械式スイッチを備えた電源装置の構成では、対応していない電圧値の商用電源に接続して本体装置を使用する場合に、ユーザが機械式スイッチの操作を忘れて電子機器を破損させてしまう虞がある。
【０００９】
また、上述の特許文献２の構成では、スイッチングに起因して多くのノイズが発生してしまう。そのため、チューナー回路を備えている装置では、ノイズの影響によりチューナーの性能が確保できない。したがって、ノイズ対策が必要となってコストがかかってしまうので、容易に上記スイッチング電源回路を適用することが困難である。
【００１０】
この発明は、商用電源の電圧の電圧値の測定結果に基づいて電圧変換手段の変圧の比率を自動的に変更することができる電源装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）本体装置に備えられた商用電源の電圧を所定の電圧値の電圧に変換して本体装置の主負荷及び軽負荷に供給する電源装置において、
前記商用電源の電圧を、軽負荷に供給する第１電圧変換手段及び主負荷に供給する第２電圧変換手段と、
前記第１電圧変換手段によって変圧された電圧の電圧値に応じて第２電圧変換手段における電圧の変圧の比率を変更しつつ第２電圧変換手段に商用電源の電圧を供給する変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、第１電圧変換手段によって商用電源の電圧が軽負荷に供給され、また変更手段によって第１電圧変換手段による変圧後の商用電源の電圧の電圧値が測定される。さらに、変更手段によって上記電圧値の測定結果に応じて第２電圧変換手段における変圧の比率が変更された状態で第２電圧変換手段に商用電源の電圧が供給され、第２電圧変換手段によって変更手段により変更された変圧の比率に基づいて商用電源の電圧が変圧されて本体装置の主負荷に供給される。
【００１４】
したがって、変更手段によって商用電源の電圧の電圧値に基づいて第２電圧変換手段における変圧の比率が自動的に切り換えられるので、ユーザが切り換える必要がなく、ユーザの変圧の比率の切換忘れによって対応していない商用電源の電圧値の電圧の供給による電子機器の破損が防止される。また、スイッチングを行わずに商用電源の電圧を所定の電圧値に変換するので、公知のスイッチング電源装置と比較してノイズの発生量が少なく、本体装置の各部においてノイズによる影響が抑えられる。
【００１５】
（２）前記変更手段は、第１電圧変換手段によって変圧された電圧の電圧値の測定結果から商用電源の電圧が予め定められた複数の異なる電圧値のうちのいずれに該当するかを判定する判定手段と、
前記判定手段による電圧値の判定結果に基づいて第２電圧変換手段の変圧の比率を、予め定められている複数の変圧の比率のうちから択一的に切り換える切換手段と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、変更手段に含まれる判定手段によって、第１電圧変換手段により変圧された電圧の電圧値の測定結果から本体装置に接続される商用電源の電圧が予め定められた複数の電圧値のうちのいずれに該当するかが判定される。また、変更手段に含まれる切換手段によって、上記商用電源の電圧の電圧値の判定結果に基づいて第２電圧変換手段の変圧の比率が複数の変圧の比率のうちのいずれかに択一的に切り換えられる。
【００１７】
したがって、予め定められた複数の電圧値のうちから商用電源の電圧の電圧値が判定され、上記判定結果に応じて第２電圧変換手段の変圧の比率が予め定められた複数の変圧の比率のうちのいずれかに自動的に切り換えられるので、ユーザが切り換える必要がなく、ユーザの変圧の比率の切り換え忘れによって対応していない電圧値の電圧の供給による電子機器の破損が防止される。また、スイッチングを行わずに商用電源の電圧を所定の電圧値に変換するので、公知のスイッチング電源装置と比較してノイズの発生量が少なく、本体装置の各部においてノイズによる影響が抑えられる。
【００１８】
さらに、予め定められた商用電源の電圧の複数の電圧値に対応する第２電圧変換手段の複数の変圧の比率が予め定められるので、対応する変圧の比率に切り換える構成のみが備えられていればよく、変圧の比率の切換の構成が複雑になることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態に係る電源装置の一例として商用電源の交流電圧を直流電圧に変換して本体装置の主負荷及び軽負荷に供給する電源装置について説明する。
【００２０】
図１は、この発明の実施形態に係る電源装置の回路構成を示す回路図である。電源装置５０は、商用電源から供給される交流電圧によって駆動されるテレビ等の本体装置に備えられ、商用電源の交流電圧を変圧、整流、平滑等して生成した所定の電圧値の直流電圧を本体装置の各部に供給する。また、電源装置５０は、サブトランス１、メイントランス２、整流回路３，４、定電圧回路５、電圧判定回路６及び切換手段７等から構成される。なお、この発明の実施形態に係る電源装置５０は、２種類の電圧値Ｍ（例：１００Ｖ〜１２７Ｖ）及び電圧値Ｎ（例：２２０Ｖ〜２４０Ｖ）の電圧を出力する商用電源に対応している。
【００２１】
この発明の第１電圧変換手段であるサブトランス１は、一次巻線に図示しない商用電源のＡＣインレットに差し込むプラグ２０が接続され、二次巻線に整流回路３が接続されている。また、サブトランス１は、商用電源から供給される交流電圧を所定の比率で変圧し、整流回路３に給電する。整流回路３は、供給された電流の流れを整流し、平滑用コンデンサ８を経由して定電圧回路５及び電圧判定回路６に給電する。定電圧回路５は、平滑用コンデンサ８を経由して供給される直流電圧から安定した所定の電圧値の直流電圧を生成して本体装置に備えられる図示しないリモートコントロール信号受信回路、制御回路及び電圧判定回路等の軽微負荷に給電する。
【００２２】
この発明の判定手段である電圧判定回路６は、定電圧回路５、切換手段７を構成するトランジスタ１１，１２に接続されている。また、電圧判定回路６は、サブトランス１、整流回路３及び平滑用コンデンサ８を経由して供給された商用電源の交流電圧の電圧値を判定し、判定した結果に基づいて出力を行ってトランジスタ１１又は１２をＯＮする。
【００２３】
切換手段７は、２つのトランジスタ１１，１２及び２つのリレー１３，１４等から構成され、電圧判定回路６によって判定された電圧値に基づいてメイントランス２における変圧の比率を切り換える。トランジスタ１１，１２は、それぞれリレー１３，１４に接続され、リレー１３，１４の開閉を行う。つまり、電圧判定回路６の電圧値の判定結果に基づく出力によってトランジスタ１１又は１２がＯＮされた際、接続されたリレー１３又は１４に定電圧回路５からの電圧が供給され、リレー１３又は１４が閉じられる。逆に、ＯＮしているトランジスタ１１又は１２に対する電圧判定回路５からの出力が停止した際、ＯＮしているトランジスタ１３又は１４はＯＦＦされ、リレー１３又は１４は開放される。
【００２４】
リレー１３は、トランジスタ１１、定電圧回路５、商用電源、メイントランス２の一次巻線のタップ２ａに接続されている。また、リレー１３は、トランジスタ１１のＯＮによって閉じられた際に商用電源の交流電圧をメイントランス２に供給する。
【００２５】
リレー１４は、トランジスタ１２、定電圧回路５、商用電源、メイントランス２の一次巻線のタップ２ｂに接続されている。また、リレー１４は、トランジスタ１２のＯＮによって閉じられた際に商用電源の交流電圧をメイントランス２に供給する。
【００２６】
メイントランス２は、一次巻線にリレー１３，１４及びプラグ２０の一端が接続され、二次巻線に整流回路４が接続されている。また、メイントランス２は、リレー１３，１４を経由して供給された商用電源の交流電圧を所定の電圧値に変換し、整流回路４に給電する。この時、リレー１３及び１４のどちらが閉じられているかによって変圧の比率が異なる。これは、商用電源の交流電圧の電圧値が異なっていても整流回路４に供給する電圧は所定の電圧値でなければ本体装置は動作しないためである。そのため、変圧の比率を構成する一次巻線の巻線数と二次巻線の巻線数との比率を、タップ２ａ，２ｂを用いて２種類の電圧値Ｍ、Ｎの交流電圧を所定の電圧値に変換できるように構成している。整流回路４は、供給された電流の流れを整流する。その後、平滑用コンデンサ９等を経由して生成された直流電圧が本体装置に備えられる主負荷に給電される。
【００２７】
上述の構成によって、例えば、電圧値が１００Ｖ〜１２０Ｖの商用電源に接続された場合、平滑用コンデンサ８を経由して取得される電圧の電圧値がＡ〜Ｂとなり、電圧判定回路６によってトランジスタ１１がＯＮする。これにより、リレー１３が閉じられて商用電源の交流電圧がメイントランス２に供給される。また、電圧値が２２０Ｖ〜２４０Ｖの商用電源に接続された場合、平滑用コンデンサ８を経由して取得された電圧の電圧値がＣ〜Ｄとなり、電圧判定回路６によってトランジスタ１２がＯＮする。これにより、リレー１４が閉じられて商用電源の交流電圧がメイントランス２に供給される。なお、電圧値Ａ〜Ｄは、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄの関係があり、電圧値がＡ未満、Ｂ〜Ｃ間、Ｄより大きい場合は、電圧判定回路６からトランジスタ１１，１２への出力はなく、トランジスタ１１，１２は両方ともＯＦＦになる。
【００２８】
また、サブトランス１から供給される電圧を定電圧回路５を用いて所定の電圧値の直流電圧を生成しているが、この発明の実施形態に係るメイントランス２のように大きな電圧の変圧に用いる場合には適さない。つまり、軽微負荷に用いられる小さな電圧（例えば、５．５Ｖ）を変化量の少ない所定の電圧値（例えば５．０Ｖ）にする場合は、定電圧回路５を構成する素子等に負担がほとんどかからないので適している。しかしながら、メイントランス２のように主負荷に電圧を供給する大きな電圧（例えば、１００Ｖ、２２０Ｖ）を所定の電圧値にする場合は、電圧の変化量が多く、定電圧回路５を構成する素子等が異常に発熱等して許容量以上の負荷がかかってしまうため適さない。
【００２９】
上述の構成によって、電圧判定回路６により判定された商用電源の交流電圧の電圧値に基づいて切換手段７を用いてメイントランス２の変圧の比率を自動的に切り換えることができるので、ユーザが切り換える必要がなく、ユーザの変圧の比率の切換忘れによって対応していない電圧値の電圧の供給による電子機器の破損を防止でき、またユーザの負担を低減することができる。さらに、スイッチングを行わずに商用電源の交流電圧を所定の電圧値に変換するので、公知のスイッチング電源装置と比較してノイズの発生量が少なく、本体装置の各部においてノイズによる影響を抑えることができる。
【００３０】
しかも、対応する２種類の電圧値Ｍ，Ｎのメイントランス２のそれぞれの変圧の比率を予め定めているので、対応する変圧の比率に切り換える構成のみが備えられていればよく、電圧値の判定結果に基づく変圧の比率の切換の構成を単純にできる。
【００３１】
なお、この発明の実施形態では、電圧判定回路６及び切換手段７を用いて商用電源の交流電圧の電圧値Ｍ，Ｎのみに対応してメイントランス２の変圧の比率を切り換えているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、商用電源の電圧の電圧値に応じてメイントランス２の変圧の比率を変更する変更手段を備えた構成であっても上記と同様の効果を得ることができる。この場合、変更手段がサブトランス１により変圧されて平滑用コンデンサ８を経由して取得した電圧の電圧値を測定し、測定結果に基づいてメイントランス２の一次巻線に接続されるタップを移動させてメイントランス２の変圧の比率を変更する。
【００３２】
また、この発明の実施形態では、２種類の電圧値Ｍ，Ｎに対応するように２つのリレー１３，１４を用いて構成しているが、特にこれに限定されるものではない。対応する電圧値の数に応じてリレー、トランジスタ等を増やした構成であれば対応させたい数の電圧値の電圧にも対応することができる。
【００３３】
さらに、この発明は、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置に限られず、交流電圧を変圧等してそのまま交流電圧として本体装置に供給する電源装置等にも適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３５】
（１）変更手段を用いて、商用電源の電圧の電圧値に応じて第２電圧変換手段における変圧の比率を自動的に切り換えることによって、ユーザが切り換える必要がなく、ユーザの変圧の比率の切り換え忘れによって対応していない電圧値の電圧の供給による電子機器の破損を防止でき、またユーザの負担を低減することができる。さらに、スイッチングを行わずに商用電源の電圧を所定の電圧値に変換するので、公知のスイッチング電源装置と比較してノイズの発生量が少なく、装置本体の各部においてノイズによる影響を抑えることができる。
【００３６】
（２）予め定められた商用電源の複数の電圧値に対応する第２電圧変換手段の複数の変圧の比率を予め定めておくことによって、変圧の比率の切換の構成を単純にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る電源装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１−サブトランス
２−メイントランス
２ａ，２ｂ−タップ
６−電圧判定回路
７−切換手段
１１，１２−トランジスタ
１３，１４−リレー

Claims

本体装置に備えられた商用電源の電圧を所定の電圧値の電圧に変換して本体装置の主負荷及び軽負荷に供給する電源装置において、
前記商用電源の電圧を、軽負荷に供給する第１電圧変換手段及び主負荷に供給する第２電圧変換手段と、
前記第１電圧変換手段によって変圧された電圧の電圧値に応じて第２電圧変換手段における電圧の変圧の比率を変更しつつ第２電圧変換手段に商用電源の電圧を供給する変更手段を備えたことを特徴とする電源装置。
前記変更手段は、第１電圧変換手段によって変圧された電圧の電圧値の測定結果から商用電源の電圧が予め定められた複数の異なる電圧値のうちのいずれに該当するかを判定する判定手段と、
前記判定手段による電圧値の判定結果に基づいて第２電圧変換手段の変圧の比率を、予め定められている複数の変圧の比率のうちから択一的に切り換える切換手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。