JP2005033913A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】主電源回路の電力消費を低減し、立上がり時間を短縮ことができる電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されて動作するスイッチングトランジスタを有し、このスイッチングトランジスタのオンオフを制御回路によって制御する主電源回路と、交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と、前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路とを具備してなる電源装置である。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されて動作するスイッチングトランジスタを有し、このスイッチングトランジスタのオンオフを制御回路によって制御する主電源回路と、交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と、前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路とを具備してなる電源装置である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に関し、特に待機電源回路と主電源回路を有し、リモコン操作により待機モードと通常動作モードで動作可能なテレビジョン受像機等の電源装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子機器、例えばテレビジョン受像機では、リモコン（リモートコントローラ）の操作により、主電源スイッチのオンオフをコントロール可能にしている。主電源スイッチがオンのときには商用交流電源からの電圧を整流し、主電源回路から所定の動作電圧を発生し、映像回路や音声回路等を動作させ、通常の動作を行うようにしている。
【０００３】
また、待機モード時には、前記主電源スイッチをオフにして、主要負荷（前記映像回路や音声回路等）を非動作状態にする一方、マイコン（マイクロコンピュータ）やリモコン受光回路等に低電圧（例えば５Ｖ）の電源電圧を供給し、必要最小限の回路のみが動作するようにしており、消費電力を低減するようにしている。そして上記待機モード時において、リモコンから電源オンの指示があった場合、マイコンはその指示に基いて前記主電源スイッチをオンさせ、テレビジョン受像機を再び動作させるようにしている。
【０００４】
上記待機電源回路と主電源回路を有する電源装置として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には、充電用のコンデンサを含む待機電源回路を有し、リモコン信号を受信する手段及びリモコン信号をデコードする手段の電源電圧を、通常はコンデンサに保持された電圧で供給し、コンデンサに保持した電圧が予め設定した電圧を下回った場合に、スイッチ手段を介して商用電源からの電圧を利用してコンデンサを充電し、待機状態の消費電力を低減するものである。また、主電源回路には、リレーを介して商用電源回路を接続可能にしており、マイコンの制御によってリレーをオンオフするようにしている。
【０００５】
一方、待機電源回路と主電源回路を有する電源装置において、前記主電源回路としては、スイッチング電源回路が一般的に使用されており、電源投入時にスイッチング素子を起動するため起動回路を有している。
【０００６】
従来の電源装置の一例を図３を参照して簡単に説明する。図３において、１は商用交流電源（ＡＣ）であり、整流回路２に接続されている。商用交流電源１と整流回路２の間には、主電源スイッチ３が設けられており、このスイッチ３をオンすることによって、機器は動作可能になる。
【０００７】
また、商用交流電源１には、待機電源回路４が接続され、その待機電源回路４から例えば５Ｖ程度の低電圧を得るようにしている。この待機電源回路４からの電圧は、マイコン（マイクロコンピュータ）５及びリモコン受光回路（図示せず）に供給され、主電源スイッチ３がオフであってもこれらマイコン５やリモコン受光回路等の待機回路に動作電圧を供給している。このような状態を一般的には待機モード又はスタンバイモードと言い、リモコン６からの送信信号をいつでも受光し、かつ処理できるようにしている。
【０００８】
また、前記整流回路２の出力電圧は、主電源回路７に供給され、この主電源回路７から、負荷回路（映像回路、音声回路等）へ所定の動作電圧を供給するようにしている。主電源スイッチ３は、これをオンオフするための駆動コイル８を有し、この駆動コイル８一端は、待機電源回路４に接続され、他端はトランジスタ９を介して接地され、トランジスタ９はマイコン５によって制御される。
【０００９】
前記主電源回路７は、トランス１０とスイッチング用のトランジスタ１１を有し、このトランジスタ１１のオンオフ動作を制御回路１２によってコントロールしている。制御回路１２は、発振回路を含んでおり、トランジスタ１１のオンオフの周期を制御する。またスイッチ３の出力端は抵抗Ｒ１を介して制御回路１２に接続しており、制御回路１２に起動電圧を供給するようにしている。
【００１０】
トランス１０は、１次巻線１０１、２次巻線１０２、３次巻線１０３等を有しており、１次巻線１０１はトランジスタ１１に接続され、２次巻線１０２には整流平滑回路１３が接続され、３次巻線１０３には整流平滑回路１４が接続されている。整流平滑回路１３からは、主要な負荷回路を動作さるための電源電圧が出力され、整流平滑回路１４からは、制御回路１２を動作さるための電源電圧が出力される。尚、整流平滑回路１４には、平滑用のコンデンサＣ１を含んでいる。また、１５は低電圧検出回路であり、整流平滑回路１４からの電源電圧が所定値以下になった場合に、それを検出してマイコン５に知らせ、主電源スイッチ３を一旦オフするものである。
【００１１】
図３の電源装置において、主電源回路７の起動時の動作について、図４を参照して説明する。図４において、（ａ）は２次側整流回路１３の整流電圧Ｖ０、（ｂ）は整流回路２からの出力電圧Ｖ１、（ｃ）は制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃ、のそれぞれの立ち上げ時の波形を概略的に示している。また（ｄ）はスイッチングトランジスタ１１のスイッチング期間を示している。
【００１２】
図３において、主電源スイッチ３がオンされると、起動用の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の時定数Ｒ１・Ｃ１により、制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃは徐々に上昇していく。そして起動開始電圧Ｖｃ１に達すると、主電源回路７はスイッチング動作を開始し、Ｖｃｃの消費電流が増加して電圧Ｖｃｃは一旦低下するが、整流回路１４からも電圧が供給されるようになり、安定動作状態になる。
【００１３】
主電源スイッチ３がオンして起動開始するまでの時間Ｔは、Ｔ∝Ｒ１・Ｃ１の関係があり、例えばＡＣ電圧を２３０Ｖ、Ｒ１＝３３ｋΩ、Ｃ１＝１００μＦとし、Ｖｃｃが１０Ｖの場合は、起動開始時間Ｔ＝０，３１６秒、起動抵抗Ｒ１の消費電力は約１．３Ｗとなる。
【００１４】
一方、待機電源回路４と主電源回路７の立上がり、立下りは別々となる。例えば、ＡＣ入力が瞬時停電等により電圧低下した場合、待機電源回路４の出力はそれほど変化なく正常を保つが、主電源回路７は動作が不安定になり、誤動作や動作停止といった事態に陥ることがある。これは、制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃが低下して制御回路１２の発振動作が停止したり、誤動作することに起因する。また、それに伴って主電源回路７から動作電圧が供給される負荷回路（映像回路や音声回路等）の動作も誤動作してしまうという不都合がある。
【００１５】
このための対策回路として、例えば低電圧検出回路１５が設けられ、瞬停があった場合には出力電圧Ｖ０の低下を検出し、マイコン５に知らせるようにしている。マイコン５は低電圧が検出されると、一旦主電源スイッチ３をオフし、その後でスイッチ３をオンし主電源回路７の再立上げを行うが、再立上げ時間が必要となる不具合がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−１３９９８号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の電源装置では主電源スイッチ３がオンして起動開始するまでの時間Ｔは、所定の時定数によって時間がかかり、また起動抵抗Ｒ１による消費電力も必要となる。また、瞬時停電等により出力電圧が低下した場合、主電源回路７は動作が不安定になり、再立上げ時間が必要となる不具合があった。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑み、主電源回路の起動時の電力消費を低減し、立上がり時間を短縮ことができる電源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と；前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と；前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と；前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路とを具備してなることを特徴とする電源装置である。
【００２０】
請求項１の発明においては、待機電源回路からの電源電圧によって主電源回路の動作電圧を供給することができ、電源投入時の立上がり特性を改善することができる。
【００２１】
また請求項４記載の発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と；前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と；前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と；前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路と；前記第２の整流回路の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、比較結果に応じて前記制御回路の動作を制御するコンパレータとを具備したことを特徴とする電源装置である。
【００２２】
請求項４の発明においては、さらに交流電源の過電圧状態又は、低電圧状態を検出して前記制御回路を制御し前記スイッチングトランジスタの動作を停止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態の電源装置を示すブロック図であり、例えばテレビジョン受像機等の電子機器に適用した例を示す回路図である。
【００２４】
図１において、２１は商用交流電源（ＡＣ）であり、このＡＣ２１は整流回路２２に接続されている。前記整流回路２２の出力端には平滑コンデンサ２３が接続されている。前記整流回路２２の出力電圧は、主電源回路２４に供給され、この主電源回路２４から、負荷回路（映像回路、音声回路等）へ所定の動作電圧を供給するようにしている。
【００２５】
前記主電源回路２４は、トランス２５とスイッチング用のトランジスタ２６を有し、このトランジスタ２６のオンオフ動作を制御回路２７によってコントロールしている。制御回路２７は、発振回路を含んでおり、トランジスタ２６のオンオフの周期やデューティを制御する。
【００２６】
トランス２５は、１次巻線２５１、２次巻線２５２等を有しており、１次巻線２５１はトランジスタ２６に接続され、２次巻線２５２には整流平滑回路２８が接続されている。
【００２７】
また、商用交流電源２１には、待機電源回路２９が接続され、その待機電源回路２９からは、例えば５Ｖ程度の低電圧を得るようにしている。この待機電源回路２９は、トランス３０と、整流回路３１と、レギュレータ３２と、整流回路３３、平滑コンデンサ３４から成り、トランス３０の１次巻線３０１は、ＡＣ２１に接続され、２次巻線３０２は前記整流回路３１に接続されている。また、１次巻線３０１には３次巻線３０３が結合されており、３次巻線３０３には前記整流回路３３が接続されている。
【００２８】
レギュレータ３２からは、例えば５Ｖ程度の電源電圧が得られ、マイコン（マイクロコンピュータ）３５及びリモコン受光回路（図示せず）に供給される。マイコン３５は、レギュレータ３２から常時、動作電圧が供給されており、リモコン３６からの送信信号をいつでも受光し、かつ処理できるようにしている。
【００２９】
また、前記整流回路３３からの出力電圧がトランジスタ３７のコレクタ・エミッタ路を介して前記制御回路２７に供給され、制御回路２７には電源電圧Ｖｃｃが与えられるようになっている。前記トランジスタ３７は制御スイッチを構成するもので、ベースには抵抗３８及びフォトトランジスタ３９の直列回路が接続され、フォトトランジスタ３９に対抗してフォトダイオード４０が配置されている。このフォトダイオード４０のアノードは抵抗４１を介して前記レギュレータ３２の出力端に接続され、フォトダイオード４０のカソードは、トランジスタ４２のコレクタ・エミッタ路を介して接地されており、トランジスタ４２のベースには、マイコン３５からオンオフ制御信号が供給されるようになっている。トランジスタ４２は、前記制御回路２７への電源電圧Ｖｃｃの供給を制御するものである。
【００３０】
次にこのような電源装置の動作を説明する。
【００３１】
まず、機器が待機モードにあるとき待機電源回路２９は、ＡＣ２１からの電圧がトランス３０の１次巻線３０１に供給され、２次巻線に生じる電圧を整流回路３１で整流し、レギュレータ３２から安定した直流電圧（例えは５Ｖ）が得られる。この電圧５Ｖによってマイコン３５は動作する。一方、３次巻線３０３に生じる電圧を整流回路３３で整流し、平滑コンデンサ３４で平滑した直流電圧がトランジスタ３７のコレクタに供給される。
【００３２】
この状態は待機状態であり、トランジスタ３７がオフしているため、制御回路２７には電源電圧Ｖｃｃが供給されず、制御回路２７はオフとなっている。また、ＡＣ２１からの電圧は整流回路２２によって整流され、トランス２５の１次巻線２５１を介してスイッチングトランジスタ２６に供給されている。このとき制御回路２７がオフであるため、トランジスタ２６はオフであり、２次側の整流回路２８からは、出力電圧は得られない。
【００３３】
次にこの状態でリモコン３６から主電源オンの操作が成されると、マイコン３５はそれに応答してトランジスタ４２のベースにオン信号（ハイレベル）を供給し、トランジスタ４２がオンになる。これにより、フォトダイオード４０、フォトトランジスタ３９がオンとなり、トランジスタ３７がオンし、整流回路３３からは制御回路２７に対して動作電圧Ｖｃｃを供給するため、制御回路２７は動作を開始し、スイッチングトランジスタ２６を駆動し、主電源回路２４は動作状態となり、２次側の整流回路２８から直流電圧が得られ、機器の主要回路に動作電圧が供給され、動作状態となる。
【００３４】
このような電源装置によれば、トランジスタ３７のオン動作により主電源回路２４が動作を開始するが、従来のように抵抗Ｒ１を介して起動電圧を供給する方式に比べ、トランジスタ３７のオンに応答して制御回路２７には即座に電源電圧Ｖｃｃが供給されるため、主電源回路２４の起動開始時間Ｔを短縮することができる。また、従来、起動抵抗Ｒ１による消費電力を要していたが、それもなくなるため消費電力を低減することができる。
【００３５】
また、制御回路２７の電源電圧Ｖｃｃを待機電源回路２９から得ているため、電圧Ｖｃｃは、ＡＣ電圧の立上がり及び立下りに同期して変化するようになる。したがって、ＡＣ２１の電圧が低下した場合は、待機電源２９からの直流電圧に同期して制御回路２７の電源電圧Ｖｃｃが低下し、主電源回路２４のスイッチング動作は停止する。尚、ＡＣ２１の電圧が瞬時低下し、すぐに復帰したような場合（瞬低時）は、待機電源２９からの直流電圧は比較的安定しているため、電源電圧Ｖｃｃの供給は続けられ主電源回路２４は動作状態を維持する。したがって、主電源回路２４の動作は安定状態を保つことができる。
【００３６】
次に図２を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図２の実施形態では、待機電源回路２９の整流回路３３の出力変化に応答して制御回路２７の動作を制御するものである。即ち、平滑コンデンサ３４の電圧をコンパレータ４３の非反転入力端（＋）に入力し、反転入力端（−）に基準電圧源４４からの基準電圧Ｖｒｅｆを供給している。
【００３７】
この図２の回路によれば、ＡＣ２１の入力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以下になったときにはそれを検出し、その検出結果に応答して制御回路２７の動作を停止することができる。即ち、待機電源回路２９の整流回路３３の出力電圧は、ＡＣ２１の入力電圧に比例するため、ＡＣ入力電圧が規定範囲外に低電圧状態になった場合に、コンパレータ４３で検出し、制御回路２７を制御し、発振動作を停止して主電源回路２４の動作を停止し、異常状態に対して保護することができる。
【００３８】
尚、基準電圧を高い値に設定すれば、ＡＣ電圧の過電圧状態を検出することができるから、低電圧検出用及び過電圧検出用の２つのコンパレータ設けることにより、ＡＣ入力電圧が規定範囲よりも低下したり、過電圧になった場合に保護することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の電源装置によれば、待機電源回路からの電源電圧によって主電源回路の動作電圧を供給することができ、主電源回路の立上がり特性を改善することができ、消費電力も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電源装置を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施形態による電源装置の主要部を示す回路図。
【図３】従来の電源装置の一例を示す回路図。
【図４】従来の電源装置の動作特性を示す特性図。
【符号の説明】
２１…ＡＣ電源
２２…整流回路
２４…主電源回路
２５…トランス
２６…スイッチングトランジスタ
２７…制御回路
２８…２次側整流回路
３０…トランス
３１…整流回路
３２…レギュレータ
３３…整流回路
３５…マイコン
３６…リモコン
３７…トランジスタ（制御スイッチ）
４２…トランジスタ
４３…コンパレータ
４４…基準電圧源
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に関し、特に待機電源回路と主電源回路を有し、リモコン操作により待機モードと通常動作モードで動作可能なテレビジョン受像機等の電源装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子機器、例えばテレビジョン受像機では、リモコン（リモートコントローラ）の操作により、主電源スイッチのオンオフをコントロール可能にしている。主電源スイッチがオンのときには商用交流電源からの電圧を整流し、主電源回路から所定の動作電圧を発生し、映像回路や音声回路等を動作させ、通常の動作を行うようにしている。
【０００３】
また、待機モード時には、前記主電源スイッチをオフにして、主要負荷（前記映像回路や音声回路等）を非動作状態にする一方、マイコン（マイクロコンピュータ）やリモコン受光回路等に低電圧（例えば５Ｖ）の電源電圧を供給し、必要最小限の回路のみが動作するようにしており、消費電力を低減するようにしている。そして上記待機モード時において、リモコンから電源オンの指示があった場合、マイコンはその指示に基いて前記主電源スイッチをオンさせ、テレビジョン受像機を再び動作させるようにしている。
【０００４】
上記待機電源回路と主電源回路を有する電源装置として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には、充電用のコンデンサを含む待機電源回路を有し、リモコン信号を受信する手段及びリモコン信号をデコードする手段の電源電圧を、通常はコンデンサに保持された電圧で供給し、コンデンサに保持した電圧が予め設定した電圧を下回った場合に、スイッチ手段を介して商用電源からの電圧を利用してコンデンサを充電し、待機状態の消費電力を低減するものである。また、主電源回路には、リレーを介して商用電源回路を接続可能にしており、マイコンの制御によってリレーをオンオフするようにしている。
【０００５】
一方、待機電源回路と主電源回路を有する電源装置において、前記主電源回路としては、スイッチング電源回路が一般的に使用されており、電源投入時にスイッチング素子を起動するため起動回路を有している。
【０００６】
従来の電源装置の一例を図３を参照して簡単に説明する。図３において、１は商用交流電源（ＡＣ）であり、整流回路２に接続されている。商用交流電源１と整流回路２の間には、主電源スイッチ３が設けられており、このスイッチ３をオンすることによって、機器は動作可能になる。
【０００７】
また、商用交流電源１には、待機電源回路４が接続され、その待機電源回路４から例えば５Ｖ程度の低電圧を得るようにしている。この待機電源回路４からの電圧は、マイコン（マイクロコンピュータ）５及びリモコン受光回路（図示せず）に供給され、主電源スイッチ３がオフであってもこれらマイコン５やリモコン受光回路等の待機回路に動作電圧を供給している。このような状態を一般的には待機モード又はスタンバイモードと言い、リモコン６からの送信信号をいつでも受光し、かつ処理できるようにしている。
【０００８】
また、前記整流回路２の出力電圧は、主電源回路７に供給され、この主電源回路７から、負荷回路（映像回路、音声回路等）へ所定の動作電圧を供給するようにしている。主電源スイッチ３は、これをオンオフするための駆動コイル８を有し、この駆動コイル８一端は、待機電源回路４に接続され、他端はトランジスタ９を介して接地され、トランジスタ９はマイコン５によって制御される。
【０００９】
前記主電源回路７は、トランス１０とスイッチング用のトランジスタ１１を有し、このトランジスタ１１のオンオフ動作を制御回路１２によってコントロールしている。制御回路１２は、発振回路を含んでおり、トランジスタ１１のオンオフの周期を制御する。またスイッチ３の出力端は抵抗Ｒ１を介して制御回路１２に接続しており、制御回路１２に起動電圧を供給するようにしている。
【００１０】
トランス１０は、１次巻線１０１、２次巻線１０２、３次巻線１０３等を有しており、１次巻線１０１はトランジスタ１１に接続され、２次巻線１０２には整流平滑回路１３が接続され、３次巻線１０３には整流平滑回路１４が接続されている。整流平滑回路１３からは、主要な負荷回路を動作さるための電源電圧が出力され、整流平滑回路１４からは、制御回路１２を動作さるための電源電圧が出力される。尚、整流平滑回路１４には、平滑用のコンデンサＣ１を含んでいる。また、１５は低電圧検出回路であり、整流平滑回路１４からの電源電圧が所定値以下になった場合に、それを検出してマイコン５に知らせ、主電源スイッチ３を一旦オフするものである。
【００１１】
図３の電源装置において、主電源回路７の起動時の動作について、図４を参照して説明する。図４において、（ａ）は２次側整流回路１３の整流電圧Ｖ０、（ｂ）は整流回路２からの出力電圧Ｖ１、（ｃ）は制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃ、のそれぞれの立ち上げ時の波形を概略的に示している。また（ｄ）はスイッチングトランジスタ１１のスイッチング期間を示している。
【００１２】
図３において、主電源スイッチ３がオンされると、起動用の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の時定数Ｒ１・Ｃ１により、制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃは徐々に上昇していく。そして起動開始電圧Ｖｃ１に達すると、主電源回路７はスイッチング動作を開始し、Ｖｃｃの消費電流が増加して電圧Ｖｃｃは一旦低下するが、整流回路１４からも電圧が供給されるようになり、安定動作状態になる。
【００１３】
主電源スイッチ３がオンして起動開始するまでの時間Ｔは、Ｔ∝Ｒ１・Ｃ１の関係があり、例えばＡＣ電圧を２３０Ｖ、Ｒ１＝３３ｋΩ、Ｃ１＝１００μＦとし、Ｖｃｃが１０Ｖの場合は、起動開始時間Ｔ＝０，３１６秒、起動抵抗Ｒ１の消費電力は約１．３Ｗとなる。
【００１４】
一方、待機電源回路４と主電源回路７の立上がり、立下りは別々となる。例えば、ＡＣ入力が瞬時停電等により電圧低下した場合、待機電源回路４の出力はそれほど変化なく正常を保つが、主電源回路７は動作が不安定になり、誤動作や動作停止といった事態に陥ることがある。これは、制御回路１２の電源電圧Ｖｃｃが低下して制御回路１２の発振動作が停止したり、誤動作することに起因する。また、それに伴って主電源回路７から動作電圧が供給される負荷回路（映像回路や音声回路等）の動作も誤動作してしまうという不都合がある。
【００１５】
このための対策回路として、例えば低電圧検出回路１５が設けられ、瞬停があった場合には出力電圧Ｖ０の低下を検出し、マイコン５に知らせるようにしている。マイコン５は低電圧が検出されると、一旦主電源スイッチ３をオフし、その後でスイッチ３をオンし主電源回路７の再立上げを行うが、再立上げ時間が必要となる不具合がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−１３９９８号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の電源装置では主電源スイッチ３がオンして起動開始するまでの時間Ｔは、所定の時定数によって時間がかかり、また起動抵抗Ｒ１による消費電力も必要となる。また、瞬時停電等により出力電圧が低下した場合、主電源回路７は動作が不安定になり、再立上げ時間が必要となる不具合があった。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑み、主電源回路の起動時の電力消費を低減し、立上がり時間を短縮ことができる電源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と；前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と；前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と；前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路とを具備してなることを特徴とする電源装置である。
【００２０】
請求項１の発明においては、待機電源回路からの電源電圧によって主電源回路の動作電圧を供給することができ、電源投入時の立上がり特性を改善することができる。
【００２１】
また請求項４記載の発明は、交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と；前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と；前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と；前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路と；前記第２の整流回路の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、比較結果に応じて前記制御回路の動作を制御するコンパレータとを具備したことを特徴とする電源装置である。
【００２２】
請求項４の発明においては、さらに交流電源の過電圧状態又は、低電圧状態を検出して前記制御回路を制御し前記スイッチングトランジスタの動作を停止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態の電源装置を示すブロック図であり、例えばテレビジョン受像機等の電子機器に適用した例を示す回路図である。
【００２４】
図１において、２１は商用交流電源（ＡＣ）であり、このＡＣ２１は整流回路２２に接続されている。前記整流回路２２の出力端には平滑コンデンサ２３が接続されている。前記整流回路２２の出力電圧は、主電源回路２４に供給され、この主電源回路２４から、負荷回路（映像回路、音声回路等）へ所定の動作電圧を供給するようにしている。
【００２５】
前記主電源回路２４は、トランス２５とスイッチング用のトランジスタ２６を有し、このトランジスタ２６のオンオフ動作を制御回路２７によってコントロールしている。制御回路２７は、発振回路を含んでおり、トランジスタ２６のオンオフの周期やデューティを制御する。
【００２６】
トランス２５は、１次巻線２５１、２次巻線２５２等を有しており、１次巻線２５１はトランジスタ２６に接続され、２次巻線２５２には整流平滑回路２８が接続されている。
【００２７】
また、商用交流電源２１には、待機電源回路２９が接続され、その待機電源回路２９からは、例えば５Ｖ程度の低電圧を得るようにしている。この待機電源回路２９は、トランス３０と、整流回路３１と、レギュレータ３２と、整流回路３３、平滑コンデンサ３４から成り、トランス３０の１次巻線３０１は、ＡＣ２１に接続され、２次巻線３０２は前記整流回路３１に接続されている。また、１次巻線３０１には３次巻線３０３が結合されており、３次巻線３０３には前記整流回路３３が接続されている。
【００２８】
レギュレータ３２からは、例えば５Ｖ程度の電源電圧が得られ、マイコン（マイクロコンピュータ）３５及びリモコン受光回路（図示せず）に供給される。マイコン３５は、レギュレータ３２から常時、動作電圧が供給されており、リモコン３６からの送信信号をいつでも受光し、かつ処理できるようにしている。
【００２９】
また、前記整流回路３３からの出力電圧がトランジスタ３７のコレクタ・エミッタ路を介して前記制御回路２７に供給され、制御回路２７には電源電圧Ｖｃｃが与えられるようになっている。前記トランジスタ３７は制御スイッチを構成するもので、ベースには抵抗３８及びフォトトランジスタ３９の直列回路が接続され、フォトトランジスタ３９に対抗してフォトダイオード４０が配置されている。このフォトダイオード４０のアノードは抵抗４１を介して前記レギュレータ３２の出力端に接続され、フォトダイオード４０のカソードは、トランジスタ４２のコレクタ・エミッタ路を介して接地されており、トランジスタ４２のベースには、マイコン３５からオンオフ制御信号が供給されるようになっている。トランジスタ４２は、前記制御回路２７への電源電圧Ｖｃｃの供給を制御するものである。
【００３０】
次にこのような電源装置の動作を説明する。
【００３１】
まず、機器が待機モードにあるとき待機電源回路２９は、ＡＣ２１からの電圧がトランス３０の１次巻線３０１に供給され、２次巻線に生じる電圧を整流回路３１で整流し、レギュレータ３２から安定した直流電圧（例えは５Ｖ）が得られる。この電圧５Ｖによってマイコン３５は動作する。一方、３次巻線３０３に生じる電圧を整流回路３３で整流し、平滑コンデンサ３４で平滑した直流電圧がトランジスタ３７のコレクタに供給される。
【００３２】
この状態は待機状態であり、トランジスタ３７がオフしているため、制御回路２７には電源電圧Ｖｃｃが供給されず、制御回路２７はオフとなっている。また、ＡＣ２１からの電圧は整流回路２２によって整流され、トランス２５の１次巻線２５１を介してスイッチングトランジスタ２６に供給されている。このとき制御回路２７がオフであるため、トランジスタ２６はオフであり、２次側の整流回路２８からは、出力電圧は得られない。
【００３３】
次にこの状態でリモコン３６から主電源オンの操作が成されると、マイコン３５はそれに応答してトランジスタ４２のベースにオン信号（ハイレベル）を供給し、トランジスタ４２がオンになる。これにより、フォトダイオード４０、フォトトランジスタ３９がオンとなり、トランジスタ３７がオンし、整流回路３３からは制御回路２７に対して動作電圧Ｖｃｃを供給するため、制御回路２７は動作を開始し、スイッチングトランジスタ２６を駆動し、主電源回路２４は動作状態となり、２次側の整流回路２８から直流電圧が得られ、機器の主要回路に動作電圧が供給され、動作状態となる。
【００３４】
このような電源装置によれば、トランジスタ３７のオン動作により主電源回路２４が動作を開始するが、従来のように抵抗Ｒ１を介して起動電圧を供給する方式に比べ、トランジスタ３７のオンに応答して制御回路２７には即座に電源電圧Ｖｃｃが供給されるため、主電源回路２４の起動開始時間Ｔを短縮することができる。また、従来、起動抵抗Ｒ１による消費電力を要していたが、それもなくなるため消費電力を低減することができる。
【００３５】
また、制御回路２７の電源電圧Ｖｃｃを待機電源回路２９から得ているため、電圧Ｖｃｃは、ＡＣ電圧の立上がり及び立下りに同期して変化するようになる。したがって、ＡＣ２１の電圧が低下した場合は、待機電源２９からの直流電圧に同期して制御回路２７の電源電圧Ｖｃｃが低下し、主電源回路２４のスイッチング動作は停止する。尚、ＡＣ２１の電圧が瞬時低下し、すぐに復帰したような場合（瞬低時）は、待機電源２９からの直流電圧は比較的安定しているため、電源電圧Ｖｃｃの供給は続けられ主電源回路２４は動作状態を維持する。したがって、主電源回路２４の動作は安定状態を保つことができる。
【００３６】
次に図２を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図２の実施形態では、待機電源回路２９の整流回路３３の出力変化に応答して制御回路２７の動作を制御するものである。即ち、平滑コンデンサ３４の電圧をコンパレータ４３の非反転入力端（＋）に入力し、反転入力端（−）に基準電圧源４４からの基準電圧Ｖｒｅｆを供給している。
【００３７】
この図２の回路によれば、ＡＣ２１の入力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以下になったときにはそれを検出し、その検出結果に応答して制御回路２７の動作を停止することができる。即ち、待機電源回路２９の整流回路３３の出力電圧は、ＡＣ２１の入力電圧に比例するため、ＡＣ入力電圧が規定範囲外に低電圧状態になった場合に、コンパレータ４３で検出し、制御回路２７を制御し、発振動作を停止して主電源回路２４の動作を停止し、異常状態に対して保護することができる。
【００３８】
尚、基準電圧を高い値に設定すれば、ＡＣ電圧の過電圧状態を検出することができるから、低電圧検出用及び過電圧検出用の２つのコンパレータ設けることにより、ＡＣ入力電圧が規定範囲よりも低下したり、過電圧になった場合に保護することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の電源装置によれば、待機電源回路からの電源電圧によって主電源回路の動作電圧を供給することができ、主電源回路の立上がり特性を改善することができ、消費電力も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電源装置を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施形態による電源装置の主要部を示す回路図。
【図３】従来の電源装置の一例を示す回路図。
【図４】従来の電源装置の動作特性を示す特性図。
【符号の説明】
２１…ＡＣ電源
２２…整流回路
２４…主電源回路
２５…トランス
２６…スイッチングトランジスタ
２７…制御回路
２８…２次側整流回路
３０…トランス
３１…整流回路
３２…レギュレータ
３３…整流回路
３５…マイコン
３６…リモコン
３７…トランジスタ（制御スイッチ）
４２…トランジスタ
４３…コンパレータ
４４…基準電圧源
Claims (5)
- 交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と、
前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と、
前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と、
前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路とを具備してなることを特徴とする電源装置。 - 前記制御スイッチは、リモコン操作に応答してオンオフ制御されることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
- 前記待機電源回路は、さらに前記交流電源電圧を整流する第３の整流回路を有し、前記第３の整流回路の出力電圧によってマイクロコンピュータを動作させ、前記マイクロコンピュータの制御のもとに前記制御スイッチをオンオフ制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
- 交流電源に接続された第１の整流回路からの出力電圧が供給されるスイッチングトランジスタを含む主電源回路と、
前記交流電源電圧を整流する第２の整流回路を含む待機電源回路と、
前記スイッチングトランジスタを駆動制御するための制御回路と、
前記制御回路に前記待機電源回路からの直流電圧を供給する制御スイッチを有し、この制御スイッチをオンオフすることにより、前記制御回路に動作用の電源電圧を供給する回路と、
前記第２の整流回路の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、比較結果に応じて前記制御回路の動作を制御するコンパレータとを具備したことを特徴とする電源装置。 - 前記コンパレータは、前記交流電源の過電圧状態又は、低電圧状態を検出し、前記交流電源電圧が規定範囲外にあるとき前記制御回路を制御して前記スイッチングトランジスタの動作を停止するようにしたことを特徴とする請求項４記載の電源装置。
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|---|---|---|---|---|
| CN100395953C (zh) * | 2005-08-21 | 2008-06-18 | 米万里 | 工作电源电路和微功耗待机电源电路 |
| WO2013111290A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | イサハヤ電子株式会社 | スイッチングレギュレータ |
| KR101858819B1 (ko) * | 2016-08-16 | 2018-05-16 | 조계옥 | 대기 전력 제어 기능을 구비한 전원 공급 장치 및 그 전원 공급 방법 |
| JP2021100306A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社リコー | 電源装置、及び画像形成装置 |
| JP7411254B2 (ja) | 2021-11-30 | 2024-01-11 | 株式会社ミヤワキ | 電源制御回路 |
-
2003
- 2003-07-11 JP JP2003196037A patent/JP2005033913A/ja active Pending
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