JP2005245154A

JP2005245154A - 電流制限回路、直流電源装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2005245154A
Application number: JP2004053279A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Koyanagi; 常雄小柳; Shigeru Kaneko; 茂金子
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP4224788B2

Abstract

【課題】直流電源装置の出力のバラツキを少なくすることを可能にした電流制限回路、この電流制限回路を備えた直流電源装置及びこれらを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】スイッチング電源回路１３の入力電流及び入力電圧をそれぞれ計測し、入力電圧に応じた制限電流を選択し、入力電流≧制限電流のときは、スイッチング電源回路１３にオフ制御信号を出力してその駆動を停止させるマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電源回路の定電圧回路に流れる電流を制限する電流制限回路、並びにその電流制限回路を内蔵した直流電源装置及び電子機器に関する。

従来の直流電源回路においては、電流制限抵抗を定電圧回路の一次側に挿入しているものがあるが（例えば特許文献１）、これは次の理由によるものである。
（ａ）２次側に挿入すると出力電圧が低くなる、
（ｂ）１次側よりも２次側に電流が多く流れるので、電力損失が大きくなる、
ということを考慮したことによるものである。
特開平１１−１９６５６８号公報

直流電源回路において、その定電圧回路の１次側は、２次側の電流が一定であっても入力電圧の変動により電流値の変動が大きい（１次側と２次側とは電力一定であるため）ので、制限電流値を決めて単純に制限をかけても、出力のバラツキが大きくなってしまうという問題点がある。このような問題点に対する対策として、１次側の電流の制限をあきらめて２次側にヒューズを入れる、１次側でラフに電流制限をかけるという方法が考えられるが、何れの方法も出力のバラツキが大きくなってしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、直流電源回路の出力のバラツキを少なくすることを可能にした電流制限回路、この電流制限回路を備えた直流電源回路及びこれらを備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電流制限回路は、定電圧回路の入力電流を計測する電流計測手段と、定電圧回路の入力電圧を計測する電圧計測手段と、定電圧回路の入力電圧と制限電流との関係が格納された記憶手段と、前記電圧計測手段により計測された入力電圧に対応した制限電流を前記記憶手段に格納された入力電圧と制限電流との関係から求め、前記入力電流≧当該制限電流であるときには定電圧回路にオフ制御信号を出力して定電圧回路の駆動を停止させる制御手段とを備えたものである。

また、本発明に係る電流制限回路において、前記電流計測手段は、定電圧回路の入力側に挿入された抵抗の電圧降下に基づいて前記入力電流を計測する。
また、本発明に係る電流制限回路において、前記記憶手段には、定電圧回路の入力電圧と制限電流との関係を示す情報として、所定の電圧ずつ区分された入力電圧とその区分された電圧に対応する制限電流とが関係付けられて格納される。
また、本発明に係る直流電源装置は、定電圧回路と、上記の電流制限回路とを備えたものである。
また、本発明に係る電子機器は、上記の直流電源装置が搭載されてなるものである。

本発明によれば、入力電圧に対応した制限電流（例えば入力電圧が大になると制限電流を小にする）に基づいて定電圧回路を制御するようにしたので、出力（二次側電流）のバラツキが大きくなることが避けられる。また、入力電流が制限電流以上であるときには、オフ制御信号を出力して定電圧回路の駆動を停止させるので、内部回路へ過電流が流れるのを防止できる。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る電流制限回路を内蔵した直流電源装置及びこの直流電源装置を内蔵したインターフォン又は住宅情報盤の一部の構成を示したブロック図である。図１において、トランス１０の１次側には交流電源（１００Ｖ）に接続されており、２次側は整流回路１１に接続されている。整流回路１１は４個のダイオードＤ１〜Ｄ４から構成されており、トランス１０で降圧された交流電圧は全波整流されると、インダクタンスＬ及びコンデンサＣからなるフィルタ１２に入力する。フィルタ１２で平滑された直流電圧はスイッチング電源回路１３，１４にそれぞれ入力する。スイッチング電源回路１３はスイッチング電源回路１４に対して相対的に大きな電力容量が設定されており、その１次側には制限抵抗Ｒ１が挿入されている。制限抵抗Ｒ１の両端は分圧回路１５に接続されており、制限抵抗Ｒ１のスイッチング電源回路１３側の電位Ｖi₁は分圧回路１５の抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とにより分圧される。制限抵抗Ｒ１のフィルタ１２側の電位Ｖi₂は分圧回路１５の抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とにより分圧される。なお、分圧回路１５における分圧比は、それぞれ同じとすれば、分圧された電圧がそれぞれ電圧Ｖi₁，Ｖi₂を反映する値となる。

スイッチング電源回路１３の出力側には内部回路２０が接続されている。この内部回路２０には例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１、映像回路２２、ＬＣＤパネル２３等が内蔵されており、比較的消費電力が大きい回路が内蔵されており、映像回路２２及びＬＣＤパネル２３にはスイッチング電源回路１３の出力電圧が駆動電圧として供給される。なお、映像回路２２及びＬＣＤパネル２３は消費電力が比較的大きいので、スイッチング電源回路１３はそれらが駆動される状態のときにのみ駆動電圧を供給する。但し、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１に対してはその駆動電圧がスイッチング電源回路１４から定常的に供給されている。更に、このマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１には分圧回路１５の出力、即ち、制限抵抗Ｒ１の両端電位Ｖi₁，Ｖi₂が分圧されて供給されている。また、このマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１に内蔵されたメモリ２１ａ（本発明の記憶手段に相当する）には図２のテーブルを含めて各種のデータが格納されており、後述のようにスイッチング電源回路１３を制御する。なお、スイッチング電源回路１３は本発明の定電圧回路に相当し、また、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は、後述するように、スイッチング電源回路１３の入力電流を抵抗Ｒ１の両端の電圧降下（Ｖi₂−Ｖi₁）に基づいて求めており、抵抗Ｒ１及び分圧回路１５とともに本発明の入力電流計測手段を構成し、また、分圧回路１５を介して入力電圧を計測しており、分圧回路１５とともに本発明の入力電圧計測手段を構成している。更に、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は、後述するように、計測された入力電圧に対応した制限電流を、メモリ２１ａに格納された入力電圧と制限電流との関係から求め、入力電流と制限電流とを対比して入力電流≧制限電流であるときにはスイッチング電源回路１３にオフ制御信号を出力して、定電圧回路の駆動を停止させており、本発明の制御手段に相当する。

また、スイッチング電源回路１４の出力側には内部回路３０が接続されている。この内部回路３０は例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１、音声（通話）回路３２、マイクロフォン３３、スピーカ３４等が内蔵されており、比較的消費電力が小さい回路が内蔵されており、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１、音声回路３２、マイクロフォン３３、スピーカ３４にはスイッチング電源回路１４の出力電圧が駆動電圧として定常的に供給される。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１には例えば火災が発生した際火災等の検知回路４１からの火災信号等を受信すると、例えば音声回路３２を駆動してスピーカ３４からメッセージを発して火災等が発生したことを警告するとともに、外部へ火災信号等を移報するための移報回路４２に火災信号等を送信する。更に、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１は、集合玄関等からの呼び出し信号を受信すると、集合玄関における映像（例えば訪問者の映像を取り込んでＬＣＤパネル２３に表示させるために、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１に呼び出し信号を転送し、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１によりスイッチング電源回路１３を駆動状態にさせるようにする。

図２は入力電圧の区分と制限電流との関係を示す情報としてのテーブルであり、本発明の記憶手段に相当するメモリ２１ａに格納される。このテーブルには、所定の電圧ずつ区分された入力電圧と、その区分された電圧に対する制限電流とが関係づけられて格納されている。つまり入力電圧に応じた制限電流を予め設定しておいて、入力電圧の変動に対応できるようにしてある。即ち、電力が一定になるように、入力電圧が高くなるに従って制限電流が小さくなるように設定してある。

図３は図１の電流制限回路の動作過程を示したフローチャートである。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は所定の条件例えば集合玄関機からの呼び出し信号により、映像回路２２を起動させる場合にオン制御信号をスイッチング電源回路１３に出力し（Ｓ１１）、スイッチング電源回路１３は動作状態となり、内部回路２０に駆動電圧を供給する。そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は分圧回路１５を介してスイッチング電源回路１３の１次側の電圧Ｖi₁，Ｖi₂を取り込み（Ｓ１２）、電圧Ｖi₁が図２の何れの区分に属するかを判定する（Ｓ１３）。電圧Ｖi₁が図２の何れの区分に属するかが分かると、その区分に対応した制限電流Ｉrを設定する（Ｓ１４）。更に、スイッチング電源回路１３の入力電流Ｉｉを、
Ｉｉ＝（Ｖi₂−Ｖi₁）／Ｒ₁
により求める。

マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は、その入力電流Ｉｉと制限電流Ｉrとを対比して、入力電流Ｉｉ≧制限電流Ｉrである場合には過電流が流れたとして、オフ制御信号を出力してスイッチング電源回路１３の駆動を停止させる（Ｓ１８）。また、入力電流Ｉｉ≧制限電流Ｉrでない、即ち入力電流Ｉｉ＜制限電流Ｉrである場合には許容範囲内の電流が流れているとしてオフ制御信号を出力せずに、内部回路２０の動作を継続させる。但し、この内部回路２０の例では所定時間映像表示をさせればよいので、その所定時間（例えば３分間）が経過したかどうかを判断し（Ｓ１７）、所定時間が経過するとオフ制御信号を出力してスイッチング電源回路１３の駆動を停止させる（Ｓ１８）。

なお、上述の実施形態においては、入力電圧と制限電流との関係をテーブル化した例について説明したが、本発明はそのような例に限定されるものではなく、例えば関数式で表すようにしてもよい。また、スイッチング電源回路１３が定常的にオフ状態にあるものの場合について説明したが、定常的にオン状態にあるものであってもよい。更に、直流電源回路を内蔵した電子機器の例としてインターフォンの例について説明したが、他の電子機器においても同様に適用される。

本発明の実施形態１に係る直流電源回路及びこの直流電源回路を内蔵したインターフォンの一部の構成を示したブロック図である。入力電圧の区分と制限電流との関連を示したテーブルである。図１の電流制限回路の動作過程を示したフローチャートである。

符号の説明

１０トランス、１１整流回路、１２フィルタ、１３スイッチング電源回路、１４スイッチング電源回路、１５分圧回路、２０内部回路、２１マイクロプロセッサ、２１ａメモリ、２２映像回路、２３ＬＣＤパネル、３０内部回路、３１マイクロプロセッサ、３２音声回路、３３マイクロフォン、３４スピーカ、４１火災等検知回路、４２移報回路。

Claims

定電圧回路の入力電流を計測する電流計測手段と、
定電圧回路の入力電圧を計測する電圧計測手段と、
定電圧回路の入力電圧と制限電流との関係が格納された記憶手段と、
前記電圧計測手段により計測された入力電圧に対応した制限電流を、前記記憶手段に格納された入力電圧と制限電流との関係から求め、当該制限電流と前記電流計測手段により計測された入力電流とを対比して、前記入力電流≧当該制限電流であるときには定電圧回路にオフ制御信号を出力して定電圧回路の駆動を停止させる制御手段と
を備えたことを特徴とする電流制限回路。
前記電流計測手段は、定電圧回路の入力側に挿入された抵抗の電圧降下に基づいて前記入力電流を計測することを特徴とする請求項１記載の電流制限回路。
前記記憶手段には、定電圧回路の入力電圧と制限電流との関係を示す情報として、所定の電圧ずつ区分された入力電圧と、その区分された電圧に対応する制限電流とが関係づけられて格納されることを特徴とする請求項１又は２記載の電流制限回路。
定電圧回路と、
請求項１〜３の何れかに記載の電流制限回路と
を備えたことを特徴とする直流電源装置。
請求項４記載の直流電源装置が搭載されたことを特徴とする電子機器。