JP2005295632A - 電源システム及びそれを搭載した電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】通常動作状態とスタンバイ動作状態とで動作可能とされた機器に駆動電源を供給する電源システム及び電気機器に関し、スタンバイ時の消費電力を大幅に低減させることができる電源システム及び電気機器を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、通常動作状態とスタンバイ動作状態とで動作可能とされた機器（１３）に駆動電源を供給する電源システムにおいて、入力電源から機器（１３）を通常動作させるメイン電源を生成するメイン電源装置（１２）と、メイン電源装置（１２）とは独立したユニットとされ、メイン電源装置（１２）より電源供給能力の低い構成とされ、入力電源から、機器（１３）をスタンバイ動作可能とするスタンバイ電源を生成するスタンバイ電源装置（１０）と、機器が通常動作状態の時には入力電源をメイン電源装置（１２）に供給し、機器（１３）がスタンバイ動作状態の時には入力電源のメイン電源装置（１２）への供給を停止させる切換手段（１１）とを有することを特徴とする
【選択図】 図１

Description

本発明は電源システム及びそれを搭載した電気機器に係り、特に、通常動作状態とスタンバイ動作状態とで動作可能とされた機器に駆動電源を供給する電源システム及びそれを搭載した電気機器に関する。

テレビ、ステレオ等の電気機器は、リモコンなどによりメイン電源をオン／オフすることが可能な構成とされている。このため、電気機器は、メイン電源がオフされた後でもリモコンによるメイン電源投入操作によりメイン電源がオンできるように、必要最小限の回路が動作状態にある。この状態をスタンバイ動作状態という。よって、スタンバイ動作状態においても必要最小限の回路を動作させるために、電源を供給する必要があった。

スタンバイ動作時の電源、スタンバイ電源は、通常動作時に供給されているメイン電源に比べて電流供給能力が小さくて済む。このため、スタンバイ動作にメイン電源を使用すると、トランスの変換効率などにより、電源装置で無駄な電力が消費される。

スタンバイ動作時の消費電力の無駄を低減するために、トランスにスイッチング素子を接続し、負荷電流を検出することにより、スタンバイ動作時であることを検出し、スタンバイ動作時にスイッチング素子を制御することによりトランスを間欠動作させることにより、消費電力を低減する電源装置があった（特許文献１参照）。

特開２００１−１４５３５４号公報

しかしながら、電源装置はその電源供給能力が大きいければ、装置の持つ基本的な損失が大きくなる。このため、電気機器のスタンバイ動作の消費電力を低下させても、電源装置の消費電力を十分に低減することはできず、よって、スタンバイ動作時の消費電力の低減を抑制されている。また、電気機器のスタンバイ動作時の消費電力が低下する程、電源装置の損失が相対的に大きく見えることになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、スタンバイ時の消費電力を大幅に低減させることができる電源システム及びそれを搭載した電気機器を提供することを目的とする。

本発明は、通常動作状態とスタンバイ動作状態とで動作可能とされた機器（１３）に駆動電源を供給する電源システムにおいて、入力電源から、機器（１３）を通常動作させるメイン電源を生成するメイン電源装置（１２）と、メイン電源装置（１２）とは独立したユニットとされ、メイン電源装置（１２）より電源供給能力の低い構成とされ、入力電源から、機器（１３）をスタンバイ動作させるスタンバイ電源を生成するスタンバイ電源装置（１０）と、機器が通常動作状態の時には入力電源をメイン電源装置（１２）に供給し、機器（１３）がスタンバイ動作状態の時には入力電源のメイン電源装置（１２）への供給を停止させる切換手段（１１）とを有することを特徴とする。

スタンバイ電源装置（１０）は、スイッチングレギュレータ方式の電源回路で構成されることを特徴とする。また、スタンバイ電源装置（１０）は、電力供給能力が０．１ワット以下であることを特徴とする。さらに、スタンバイ電源装置（１０）は、コネクタ（ＣＮ）により着脱可能に搭載されたことを特徴とする。

また、本発明は、電気機器に、上記ような電源システムを搭載したことを特徴とするものである。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、符号によって、特許請求の範囲が限定されるものではない。

本発明によれば、機器がスタンバイ動作状態になると、動作切換手段によりメイン電源への入力電源の供給を停止させ、メイン電源装置とは独立したユニットとされ、メイン電源装置より電源供給能力の低い構成とされており、少なくとも機器のスタンバイ動作時に、入力電源から、機器をスタンバイ動作可能とするスタンバイ電源により機器にスタンバイ電源を供給するため、電気機器のスタンバイ時の消費電力を大幅に低減させることができる。また、スタンバイ電源装置は、メイン電源装置とは独立した装置であり、入力電源からスタンバイ電源を生成できるため、容易に各種システムに搭載できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。

本実施例のシステム１は、スタンバイ電源装置１０、切換装置１１、メイン電源装置１２、電気機器本体１３から構成されている。

スタンバイ電源装置１０は、メイン電源装置１２とは独立したプリント配線板（ＰＷＢ）上に形成され、独立したユニットとして構成され、コネクタＣＮによりＡＣ１００Ｖの入力電源及び電気機器本体１３に接続可能とされている。スタンバイ電源装置１０は、ＡＣ１００Ｖの入力電源から所定の直流電圧のスタンバイ電源を生成する。

図２はスタンバイ電源装置１０のブロック構成図を示す。

スタンバイ電源装置１０は、整流平滑回路２０、スイッチング部２１、トランス２２、整流平滑回路２３、電圧検出回路２４、フォトカプラ２５、制御回路２６から構成され、いわゆる、スイッチングレギュレータ方式の電源回路を構成している。

整流平滑回路２０には、ＡＣ１００Ｖの入力電源が供給される。整流平滑回路２０は、ＡＣ１００Ｖの入力電源を整流平滑化して、スイッチング部２１に供給する。スイッチング部２１は、制御回路２６からのスイッチングパルスに応じてスイッチングされ、整流平滑回路２０で整流平滑化された直流のトランス２２への供給を制御する。

トランス２２は、スイッチング部２１により１次コイルＬ１に流れる電流が制御され、これによって、２次コイルＬ２に流れる発生する電圧が制御される。２次コイルＬ２に発生した電圧は、整流平滑回路２３に供給される。整流平滑回路２３は、トランス２２の２次コイルＬ２に発生する電圧を整流平滑化して、スタンバイ電源として出力する。スタンバイ電源は、電気機器本体１３に供給される。スタンバイ電源は、電気機器本体１３内部で、スタンバイ動作時に給電が必要とされる回路を駆動するために用いられる。

なお、例えば、メイン電源装置１２では負荷がない状態であっても、装置自体の消費電力が５Ｗ程度存在する。これに対して、スタンバイ電源装置１０はスタンバイ状態においても装置自体の消費電力は０．１Ｗ以下にすることができる。

電気機器本体１３には、少なくとも、マイコン１４、及び、受光素子１６が内蔵されている。電源機器本体１３に内蔵されたマイコン１４、受光素子１６などは、スタンバイ動作時にリモコン１５からの操作を検出する必要があり、スタンバイ電源給電が必要とされる回路に相当する。

受光素子１６は、リモコン１５からの赤外線を受光し、受光した赤外線に応じた電気信号をマイコン１４に供給する。マイコン１４は、受光素子１６から供給された電気信号を解析して、リモコン１５の操作に応じて切換装置１１及び電気機器本体１３内部の他の回路の動作を制御する。

電圧検出回路２４は、整流平滑回路２３の出力電圧を検出し、整流平滑回路２３の出力電圧レベルに応じてフォトカプラ２５の発光ダイオード２５ａを発光させる。フォトカプラ２５は、発光ダイオード２５ａに対向してフォトトランジスタ２５ｂが配置されており、発光ダイオード２５ａの発光量に応じた電流をコレクタから引き込む。

フォトカプラ２５を構成するフォトトランジスタ２５ｂは制御回路２６に接続されている。制御回路２６は、フォトカプラ２５のフォトトランジスタ２５ｂから引き込まれる電流に応じてスイッチング部２１に供給するスイッチングパルスのパルス幅を制御する。

制御回路２６は、整流平滑回路２３の出力電圧が大きくなると、１次コイルＬ１に電流を流す期間が短くなり、整流平滑回路２３の出力電圧が小さくなると、１次コイルＬ１に電流を流す期間が長くなるようにスイッチング部２１に供給するスイッチングパルスのパルス幅を制御する。これによって、整流平滑回路２３の出力電圧が一定となるように制御している。

このとき、スタンバイ電源装置１０は、０．１Ｗ以下の電力が供給できればよく、また、電圧変動なども小さく、さらに、負荷がマイコンなどであるので、出力電圧を低電圧にすることができる。よって、トランス２２を始めとして、メイン電源装置１２に比べて低い電源供給能力で素子の特性、耐圧が決定されている。

例えば、整流平滑回路２０、２３のキャパシタンスがメイン電源装置１２に比べて小さくされている。また、トランス２２がメイン電源装置１２に比べて小型にされている。また、スイッチング部２１を構成するトランジスタ、フォトカプラ２５などは、耐圧などが小さい部品が用いられている。

切換装置１１は、リレーなどから構成され、一端に入力電源が供給され、他端がメイン電源装置１２に接続されている。切換装置１１は、電気機器本体１３に内蔵されたマイコン１４からの指示に応じて一端と他端との接続をオン／オフする。

メイン電源装置１２は、例えば、スイッチングレギュレータ方式の電源回路から構成され、切換装置１１がオンし、入力電源が供給されているときに、電気機器本体１３を通常動作状態で駆動するのに十分な電源を生成し、電気機器本体１３に供給する。また、メイン電源装置１２は、電気機器本体１３の通常動作時に電源を供給するため、比較的大きな負荷に対応する必要があった。このため、例えば、整流平滑回路のキャパシタンスがスタンバイ電源装置１０に比べて大きくされている。また、トランスがスタンバイ電源装置１０に比べて大型化されている。また、トランスの一次コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング部を構成するトランジスタ、フィードバックを行うフォトカプラなども耐圧などが大きい部品が用いられている。

メイン電源装置１２で生成されたメイン電源は、電気機器本体１３に供給される。メイン電源装置１２からのメイン電源は、電気機器本体１３の少なくともマイコン１４、及び、受光素子１６を除く、他の回路に供給される。電気機器本体１３の少なくともマイコン１４、及び、受光素子１６を除く、他の回路は、メイン電源装置１２からのメイン電源によって駆動される。

次に、システム１の動作を説明する。

図３は本発明の一実施例の動作説明図である。図３（Ａ）は、電気機器本体１３が通常動作時のシステムの状態、図３（Ｂ）は電気機器本体１３がスタンバイ動作時のシステム状態を示す。

通常動作時には、図３（Ａ）に示されるように、切換装置１１がオンし、入力電源がスタンバイ電源装置１０及びメイン電源装置１２の両方に供給される。これによって、スタンバイ電源装置１０で生成されたスタンバイ電源が電気機器本体１３のマイコン１４などに供給され、かつ、メイン電源装置１２で生成されたメイン電源が電気機器本体１３の少なくともマイコン１４、及び、受光素子１６を除く、他の回路に供給される。

以上により、電気機器本体１３は、メイン電源投入状態となり、通常動作が行われる。このとき、マイコン１４にはスタンバイ電源装置１０からスタンバイ電源が供給され、リモコン１５の操作が認識可能となる。よって、リモコン１５の操作によって電気機器本体１３の操作が可能となる。

ここで、リモコン１５の操作によって、メイン電源の切断が指示されると、図３（Ｂ）に示されるように、マイコン１４は切換装置１１をオフさせる。切換装置１１がオフされると、入力電源がメイン電源装置１２に供給されなくなる。メイン電源装置１２は、入力電源が供給されなくなると、メイン電源の生成を停止する。よって、電気機器装置本体１３には、メイン電源が供給されなくなる。

なお、スタンバイ電源装置１０には、切換装置１１の状態によらず、入力電源が供給されるため、スタンバイ電源装置１０はスタンバイ電源を生成しつづける。このため、切換装置１１がオフしてもの電気機器本体１３のマイコン１４などには、スタンバイ電源が供給される。

本実施例によれば、電気機器本体１３がリモコン１５などの操作によりスタンバイ動作状態とされたときに、メイン電源装置１２の動作を停止させ、メイン電源装置１２とは独立したユニットとされ、メイン電源装置１２より電源供給能力の低い構成とされたスタンバイ電源装置１３により電気機器本体１３にスタンバイ電源を供給することにより、電源装置での消費電力を大幅に低減できる。

また、スタンバイ電源装置１０は、ユニット化されており、メイン電源装置１２とは別体のユニットとして形成されており、コネクタＣＮにより容易に着脱可能な構成とされている。このため、メイン電源装置１２を搭載している既存の電気機器に容易に搭載することが可能となる。また、故障時などに容易に交換可能であり、保守性に優れている。

本発明の一実施例のシステム構成図である。 スタンバイ電源装置１０のブロック構成図である。 本発明の一実施例の動作説明図である。

符号の説明

１ システム
１０ スタンバイ電源装置
１１ スイッチング部
１２ メイン電源装置
１３ 電気機器本体
１４ マイコン
１５ リモコン
１６ 受信部
２０ 整流平滑回路
２１ スイッチング部
２２ トランス
２３ 整流平滑回路
２４ 電圧検出回路
２５ フォトカプラ
２５ａ 発光ダイオード
２５ｂ フォトトランジスタ
２６ 制御回路
ＣＮ コネクタ

Claims (5)

1. 通常動作状態とスタンバイ動作状態とで動作可能とされた機器に駆動電源を供給する電源システムにおいて、
   入力電源から、前記機器を通常動作させるメイン電源を生成するメイン電源装置と、
   前記メイン電源装置とは独立したユニットとされ、前記メイン電源装置より電源供給能力の低い構成とされており、前記入力電源から、前記機器をスタンバイ動作させるスタンバイ電源を生成するスタンバイ電源装置と、
   前記機器が前記通常動作状態の時には前記入力電源を前記メイン電源装置に供給し、前記機器が前記スタンバイ動作状態の時には前記入力電源の前記メイン電源装置への供給を停止させる動作切換手段とを有することを特徴とする電源システム。
2. 前記スタンバイ電源装置は、スイッチングレギュレータ方式の電源回路で構成されることを特徴とする請求項１記載の電源システム。
3. 前記スタンバイ電源装置は、電力供給能力が０．１ワット以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の電源システム。
4. 前記スタンバイ電源装置は、コネクタにより着脱可能に搭載されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の電源システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の電源システムが搭載されたことを特徴とする電気機器。

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