JP2006202146A - 直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機、及び直流電圧制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】通常モード、スタンバイモードの両方に対応可能な直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機において、入力電圧の大きな変動に対して、常に一定の出力電圧が得られるよう直流電圧制御回路の安定化を図る。
【解決手段】制御トランジスタＱ_１のコレクタ側から入力電圧Ｖｉｎを加え、コレクタ側とベース側との間をバイアス抵抗Ｒ_１を介して接続し、エミッタ側の出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧との差に応じてベース側における電位を調整するオペアンプＡを備えた直流電圧制御回路において、入力電圧Ｖｉｎに応じて、スイッチング用トランジスタＱ_２、Ｑ_３をオン、オフし、バイアス抵抗を等価的に切り換えることにより、バイアス電流Ｉｂを最適化して安定した定電圧出力を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、直流入力電圧を変換して定電圧を得る直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機、及び直流電圧制御回路に関する。

従来の、テレビジョン受像機、ビデオプロジェクタやパソコン等の電子機器において、
各機器内の電源回路は、交流入力電源から整流して得られる１次の安定化直流電圧回路を持ち、この定電圧電源を基とし、機器内回路の各仕様に合わせて、さらに高い電圧精度をもつ２次の定電圧電源を各種電源制御回路により構成し、機器の安定化を図っている。

また、このような電子機器では、機器を使用していないとき、主電源をオフするが、リモコン操作や電源オン時での機器の立上がりを早めるため、又は暗闇でも機器の存在がわかるようにランプを点灯させておく等のために、機器内の電源の一部を常に動作させておく場合が多い。このようなスタンバイモードにおいては、電力消費を節約するため一次の定電圧電源の一部を通常モード時（電子機器の通常動作時）の電圧より、数分の一に低下させてパワーセーブモードとして使用する。しかし、パワーセーブモード時においても、通常モード時と同じ動作の保持が必要な回路（例えば、リモコン受信回路、マイコン、常燈ランプ等）には常に定電圧電源を供給することが必要であり、このような定電圧電源は、一般に１次の定電圧電源を基に得られる２次の定電圧電源から供給されている。そして、このための直流電圧制御回路が従来より各種提案されている。

従来のテレビジョン受像機等に用いられる直流電圧制御回路の例を図４を参照して説明する。一般の電子機器において、入力電圧を出力電圧に変換して定電圧を得る直流電圧制御回路としては、トランジスタを用いたエミッタ・ホロワ型の直流電圧制御回路が広く用いられている。同図は、このエミッタ・ホロワ型の直流電圧制御回路に、オペアンプを利用した高精度の出力電圧が得られる帰還制御方式の直流電圧制御回路の例である。

同図において、直流電圧制御回路は、入力端子Ｔｉｎに供給される入力電圧Ｖｉｎを、所定の出力電圧Ｖｏｕｔに変換して定電圧を出力端子Ｔｏｕｔに出力するが、この所定の出力電圧Ｖｏｕｔは、制御トランジスタＱ_１のベース電圧に基づいて、（出力電圧Ｖｏｕｔ＝ベース電圧Ｖｂ−ベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ）として出力される。このベース電圧Ｖｂは、接続されたオペアンプＡの出力電圧に等しく定まるものであり、入力電圧Ｖｉｎを一定であると仮定すると、バイアス抵抗Ｒ_１には一定のバイアス電流Ｉｂが流れる。

ＮＰＮ型である制御トランジスタＱ_１は、コレクタが入力電圧Ｖｉｎに、エミッタが負荷Ｌに接続され、ベースにはコレクタからのバイアス抵抗Ｒ_１が接続されている。バイアス抵抗Ｒ_１は、一端が入力端子Ｔｉｎに、他端が制御トランジスタＱ_１のベースと、オペアンプＡの出力側に接続される。負荷Ｌは、制御トランジスタＱ_１のエミッタに接続される。この負荷は例えば、ランプやマイクロコンピュータのことである。

オペアンプＡは、入力側では、＋入力が基準電圧源Ｅｏに接続されて基準の電圧とされ、−入力が、制御トランジスタＱ_１のエミッタから接地間に直列に接続された抵抗Ｒ_４と抵抗Ｒ_５の中間点に接続されて、このー入力にエミッタからの出力電圧Ｖｏｕｔを分割した電圧Ｖｄ（Ｖｄ＝Ｖｏｕｔ×Ｒ_５÷（Ｒ_４＋Ｒ_５））が入力される。そして、オペアンプＡの電源端子は、制御トランジスタＱ_１のエミッタに接続され、接地端子は接地される。抵抗Ｒ_４は、一端が制御トランジスタＱ_１のエミッタに、他端が抵抗Ｒ_５とオペアンプＡの−極に接続される。抵抗Ｒ_５は、一端が抵抗Ｒ_４とオペアンプＡの−入力に接続され、他端が接地される。また、オペアンプＡの出力端子は、制御トランジスタＱ_１のベース及びこのベースに接続されるバイアス抵抗Ｒ_１の一端に接続される。このような接続構成において、オペアンプＡは、基準の電圧と出力電圧Ｖｏｕｔから分割された電圧Ｖｄとを比較し、制御トランジスタＱ_１のエミッタ電圧が所定値の一定電圧となるようベース電圧を帰還制御し、バイアス抵抗Ｒ_１からのバイアス電流Ｉｂの変動や、負荷電流Ｉ_Ｌの変動を、オペアンプＡに流れる電流Ｉａで吸収し、定電圧電源が得られるようにする。

ここで、バイアス電流Ｉｂがベース電流Ｉｂｅとオペアンプ電流Ｉａとの和（Ｉｂ＝Ｉａ＋Ｉｂｅ）であることより、オペアンプＡには、バイアス電流ＩｂからトランジスタＱ_１へのベース電流Ｉｂｅを差し引いた電流がオペアンプＡの電流Ｉａとして流れる。また、バイアス電流Ｉｂは、入力電圧Ｖｉｎと、制御の基準電圧で一定となるベース電圧Ｖｂとの差を、バイアス抵抗Ｒ_１で割った値、Ｉｂ＝（Ｖｉｎ−Ｖｂ）／Ｒ_１となる。

従って、スタンバイモードなどの時間帯において、節電のため入力電圧Ｖｉｎが数分の一に低下すると、バイアス電流Ｉｂが数分の一に大きく低下し、Ｉａ、Ｉｂｅとも低下して、オペアンプ電流Ｉａが減り、オペアンプの駆動が不安定になり、制御トランシスタＱ_１の定電圧動作ができなくなる。このため、バイアス抵抗Ｒ_１の抵抗値を小さくしてバイアス電流Ｉｂを増加する必要があるが、この場合、スタンバイモード時に合わせてバイアス抵抗Ｒ_１の抵抗値を、予め小さくしておくと、通常モード（電子機器の通常動作時）への切り換え時において、入力電圧Ｖｉｎが数倍に上昇するため、逆にバイアス電流Ｉｂが過剰になり、オペアンプＡは消費電力損失が増大し、発熱や破壊等を発生する場合がある。

次に、他の従来例として、図５に示すように、直流電圧制御回路にツエナーダイオードを用いた場合について説明する。同図において、ツェナーダイオードＺｄは、カソード側がバイアス抵抗Ｒ_１と制御トランジスタＱ_１のベースとに接続され、アノード側が接地される。負荷Ｌは、制御トランジスタＱ_１のエミッタに接続される。この負荷は、例えばランプやマイクロコンピュータのことである。

上記図５の直流電圧制御回路は、図４の従来例におけるオペアンプＡが制御トランジスタＱ_１のベース電圧を一定にする働きを、ツェナーダイオードＺｄに置き換えた点で上記従来例と異なっている以外は、同様の定電圧制御動作をする。同図における図４の部材と同等の部材には同一符号を付している。

同図において、ベース電圧は、接続されたツェナーダイオードＺｄのツェナー電圧に等しく定まるものであり、入力端子Ｔｉｎの入力電圧Ｖｉｎを一定であると仮定すると、バイアス抵抗Ｒ_１には一定のバイアス電流Ｉｂが生じることになる。また、ツェナーダイオードＺｄには、バイアス電流ＩｂからトランジスタＱ_１のベースへのベース電流Ｉｂｅを差し引いた電流がツェナー電流Ｉｚとして流れる。このように、バイアス電流Ｉｂが一定となるよう回路が構成されているので、直流電圧制御回路の負荷電流Ｉ_Ｌが低下した場合には、制御トランジスタＱ_１の直流増幅率ｈＦＥで換算した割合でベース電流Ｉｂｅが減少し、この減少分に相当する電流がツェナーダイオードＺｄへのツェナー電流Ｉｚとして増加する。また、入力電圧Ｖｉｎが変動すると、バイアス電流Ｉｂが変動し、この変動した電流分はツェナー電流Ｉｚが吸収し、ツェナーダイオードＺｄの電圧（ここではベース電圧と同じ）を一定に保って、出力電圧Ｖｏｕｔが定電圧制御される。

このように、ツェナーダイオードＺｄは負荷電流Ｉ_Ｌの変動や入力電圧Ｖｉｎの変動に対して、その変動に伴うバイアス電流Ｉｂをツェナー電流Ｉｚで吸収することにより、ベース電圧の安定化を図っている。しかしながら、ツェナー電流Ｉｚで吸収できる電流範囲は限られているので、特に大きな入力電圧変動に対しては追従できない。

そして、図４のオペアンプＡを用いた時と同様に、スタンバイモードなどの時間帯において、節電のため入力電圧Ｖｉｎが数分の一に低下すると、バイアス電流Ｉｂが数分の一に大きく低下し、ツェナーダイオードＺｄへのツェナー電流Ｉｚが減り、規定の電流値以下にツェナー電流Ｉｚが減少すると、ツェナーダイオードＺｄの定電圧駆動が不安定になり、制御トランシスタＱ_１による定電圧動作ができなくなる。このため、バイアス抵抗Ｒ_１の抵抗値を小さくしてバイアス電流Ｉｂを増加する必要があるが、バイアスＲ_１の抵抗値をスタンバイモードに合わせて、予め小さくしておくと、通常モード（電子機器の通常動作時）において、Ｖｉｎが上昇した場合、逆に、バイアス電流Ｉｂが過剰になり、ツェナー電流Ｉｚが流れ過ぎ、ツェナーダイオードＺｄは消費電力損失が増大し、図４のオペアンプＡを用いた場合と同様に発熱や破壊等を発生する場合がある。

従来、このような問題を解決するものとして、エミッタ・ホロワ型の直流電圧制御回路にオペアンプ又はツェナーダイオードを用いた直流電圧制御回路において、ベース、エミッタ間にバイパス出力回路を備えて、スタンバイモード時における負荷電流を吸収して、オペアンプやツェナーダイオードなどの電圧制御素子に流れる不要電流を吸収するものがあるが、カレントミラー回路等複雑な回路構成を必要とすると共に、負荷電流変動には対応できるが、入力電圧変動には対応できないという問題がある（特許文献１参照）。

また、他の従来例として、電源安定化回路において、入力電圧を検出し、入力電圧が過剰な低下を検出した時に、これに対応して電源安定化回路をバイパスする電源安定化回路が提案されているが、入力電圧がそのまま出力されるので、負荷に必要な定電圧源とはならないため、負荷回路に一定した電圧を供給できない問題がある（特許文献２参照）。

さらにまた、他の従来例として、電源安定化回路の負荷が切断された時に、負荷がゼロになったことを検出して電源安定化回路もオフし、電源安定化回路の消費電力を削減するものもあるが、上記と同様に、入力電圧の増減に対して負荷に定電圧を供給できない問題がある（特許文献３参照）。
特開平１１−８５２９３号公報 特開平１−２７０１１８号公報 特開昭５９−１０６０１２号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、制御トランジスタのベース電圧に基準電圧を加え、コレクタの入力電圧を所定の出力電圧に変換して定電圧をエミッタに出力する直流電圧制御回路において、コレクタとベース間のバイアス抵抗を入力電圧の大きさに応じてスイッチングして切り換えることにより、入力電圧に数倍、数分の一の大きな変動があった場合にも、安定した定電源電圧を供給することが可能な簡単で安定した直流電圧制御回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、直流入力電源に入力端子が接続され、該直流入力電源の電圧を一定の電圧に変換して出力端子より負荷に供給する電圧制御手段を有する直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機において、前記電圧制御手段は、コレクタ側が前記入力端子に接続され、かつ、エミッタ側が前記出力端子にそれぞれ接続された制御トランジスタと、前記制御トランジスタのコレクタ側とベース側との間に介在された第１のバイアス抵抗と、該電圧制御手段の出力端子側における電圧と所定の基準電圧との差に応じて、前記制御トランジスタのベース側における電位を調整するオペアンプ、又は一端が接地されて、他端が前記制御トランジスタのベース側に接続されたツェナーダイオードとを有し、前記直流電圧制御回路は、前記第１のバイアス抵抗と並列に配された第２のバイアス抵抗と、前記第１のバイアス抵抗と並列に配され、前記第２のバイアス抵抗と接続された第１のスイッチング用トランジスタと、前記制御トランジスタのコレクタ側と接続されるコレクタ抵抗と、前記制御トランジスタのコレクタ側を前記コレクタ抵抗を介して接地する第２のスイッチング用トランジスタとをさらに有し、前記第１のスイッチング用トランジスタは、コレクタ側が前記第２のバイアス抵抗を介して前記制御トランジスタのベース側に接続され、かつ、エミッタ側が前記制御トランジスタのコレクタ側に接続されており、前記第２のスイッチング用トランジスタは、該トランジスタのコレクタ側が、前記制御トランジスタのコレクタ側に前記コレクタ抵抗を介して接続されると共に、前記第１のスイッチング用トランジスタのベース側に直接接続されており、かつ、該トランジスタのエミッタ側が接地されており、前記直流入力電源の低電圧時に、前記第２のスイッチング用トランジスタのベース側に制御電圧信号を加え、該第２のスイッチング用トランジスタを導通させることにより、前記第１のスイッチングトランジスタを導通状態にするようにしたものである。

請求項２の発明は、直流入力電源に入力端子が接続され、該直流入力電源の電圧を一定の電圧に変換して出力端子より負荷に供給する電圧制御手段を有する直流電圧制御回路において、前記電圧制御手段は、コレクタ側が前記入力端子に接続され、かつ、エミッタ側が前記出力端子に接続された制御トランジスタと、前記制御トランジスタのコレクタ側とベース側との間に介在されたバイアス手段と、前記ベース側の電圧を制御するベース電圧制御手段とを有し、前記バイアス手段は、前記直流入力電源の電圧の大きさに応じて、前記制御トランジスタのコレクタとベースとの間のバイアス電流の値を変更することができるバイアス電流可変手段を有するものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の直流電圧制御回路において、前記バイアス電流可変手段は、前記制御トランジスタのコレクタとベースとの間のバイアス抵抗の値を変更することができるバイアス抵抗可変手段により構成されるものである。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の直流電圧制御回路において、前記バイアス抵抗可変手段は、前記直流入力電源の電圧の大きさで制御される電子スイッチ回路を有しており、この電子スイッチ回路を用いてバイアス抵抗を切り換えるものである。

請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の直流電圧制御回路において、前記ベース電圧制御手段は、前記電圧制御手段の出力端子側における電圧と所定の基準電圧との差に応じて、前記制御トランジスタのベース側における電位を調整するオペアンプであるものである。

請求項１の発明によれば、テレビジョン受像機において、通常モードとスタンバイモードとの切り換え時に、電圧制御回路の入力電圧の電圧値が数倍又は数分の一と大幅に切り換わった場合においても、電圧制御回路の停止や損傷を生じることなく、安定した定電圧電源をテレビジョン受像機の各回路に供給することができ、安定した、信頼性の高いテレビジョン受像機を得ることができる。

請求項２の発明によれば、常に最適な値のバイアス電流を設定でき、安定した、低消費電力の直流電圧制御回路を得ることができる。

請求項３の発明によれば、バイアス電流の調整が容易になり、安定した、信頼性の高い直流電圧制御回路を得ることができる。

請求項４の発明によれば、通常モード、スタンバイモードの２段階の入力電圧切り換えに対応して、電子スイッチング回路により簡単にバイアス抵抗を切り換え、バイアス電流調整を瞬時に行えるので、安定した直流電圧制御回路を得ることができる。

請求項５の発明によれば、極めて精度の高い基準電圧を得ることができ、安定した、高精度で信頼性の高い直流電圧制御回路を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機の回路ブロック構成を示し、図２は上記直流電圧制御回路の回路構成を示す。

図１において、テレビジョン受像機１は、電源部１０、映像音声信号処理部２０、リモコン処理部３０と、アンテナ２、ディスプレイ３、スピーカ４、リモコン送信部５、及びランプ６から構成される。

電源部１０は、ＡＣ電源からの交流入力電圧を整流して安定化電源とする主安定化直流電源１１、この主安定化直流電源１１から入力電圧を供給されて、電圧値を変換して定電圧電源を得る定電圧電源Ａ及び定電圧電源Ｂから構成される。そして、主安定化直流電源１１は映像音声信号処理部２０に定電圧を供給し、定電圧電源Ａ及び定電圧電源Ｂはランプ６及びリモコン処理部３０に定電圧を供給している。この定電圧電源Ａ、Ｂはテレビジョン受像機がスタンバイモードの時は、省電力化のため、主安定化直流電源１１からの入力直流電圧が数分の一に低下されて供給される。

映像音声信号処理部２０は、チューナ２１、映像コーダ２２、音声デコーダ２３、映像出力部２４、及び音声出力部２５から構成される。チューナ２１からの受信テレビジョン信号は、映像コーダ２２、音声デコーダ２３により映像信号、音声信号にデコードされ、このデコードされた映像信号、音声信号は、映像出力部２４、音声出力部２５で出力処理されて、ディスプレイ３、スピーカ４に供給される。

リモコン処理部３０は、リモコン送信部５からのリモコン信号を受信するリモコン受信部３１、マイコンよりなる制御部３２、各種データを記憶するメモリ３３から構成され、
テレビジョン受像機をリモコン操作する。

図２は、図１の電源部１０の定電圧電源Ａ又はＢを形成する直流電圧制御回路の構成を示す。この直流電圧制御回路は、主安定化直流電源１１からの入力電圧Ｖｉｎ（直流入力電源）を、入力端子Ｔｉｎから制御トランジスタＱ_１（電圧制御手段）のコレクタに加え、ベース電圧を一定電圧に制御することにより、入力電圧Ｖｉｎを変換して一定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子Ｔｏｕｔのエミッタより負荷Ｌに供給するエミッタ・ホロワ型の電圧制御回路である。ここでは、ベース電圧の定電圧化にオペアンプＡを用いている。

同図において、ＮＰＮ型である制御トランジスタＱ_１（電圧制御手段）は、コレクタに入力端子Ｔｉｎを介して、入力電圧Ｖｉｎが接続され、エミッタに負荷Ｌが接続されて、ベースにはコレクタに一端が接続されたバイアス抵抗Ｒ_１（第１のバイアス抵抗）とオペアンプＡの出力端子が接続される。第１のスイッチング用トランジスタＱ_２（第１のスイッチング手段）は、そのコレクタがバイアス抵抗Ｒ_２を介して制御トランジスタＱ_１のベースに接続され、そのエミッタは制御トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。このスイッチング用トランジスタＱ_２とバイアス抵抗Ｒ_２（第２のバイアス抵抗）との直列回路はバイアス抵抗Ｒ_１に並列に接続された形となっている。第２のスイッチング用トランジスタＱ_３（第２のスイッチング手段）は、コレクタがコレクタ抵抗Ｒ_３を介して制御トランジスタＱ_１のコレクタに接続されるとともに、スイッチング用トランジスタＱ_２のベースに直結されており、エミッタは接地されている。負荷Ｌは、制御トランジスタＱ_１のエミッタに接続される。この負荷は例えば、ランプやマイクロコンピュータのことである。

上記構成の直流電圧制御回路によれば、Ｑ_１のコレクタの入力電圧Ｖｉｎを所定の出力電圧Ｖｏｕｔに変換してエミッタの出力端子に定電圧として出力し、この所定の出力電圧Ｖｏｕｔは、制御トランジスタＱ_１のベース電圧Ｖｂに基づいて、（出力電圧Ｖｏｕｔ＝ベース電圧Ｖｂ−ベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ）として出力される。このベース電圧Ｖｂは、接続されたオペアンプＡの出力電圧に等しく定まるものであり、入力電圧Ｖｉｎを一定であると仮定すると、バイアス抵抗Ｒ_１には一定のバイアス電流Ｉｂが生じることになる。

オペアンプＡは、入力側では、＋入力が基準電圧源Ｅｏに接続されて基準の電圧とされ、−入力が、制御トランジスタＱ_１のエミッタと接地間に直列に接続した抵抗Ｒ_４と抵抗Ｒ_５との中間点に接続されて、このー入力に出力電圧Ｖｏｕｔを分割した電圧Ｖｄ（Ｖｄ＝Ｖｏｕｔ×Ｒ_５÷（Ｒ_４＋Ｒ_５））が入力される。そして、オペアンプＡの電源端子が制御トランジスタＱ_１のエミッタに接続され、接地端子が接地される。抵抗Ｒ_４は、一端が制御トランジスタＱ_１のエミッタに、他端が抵抗Ｒ_５とオペアンプＡの−極に接続される。抵抗Ｒ_５は、一端が抵抗Ｒ_４とオペアンプＡの−入力に接続され、他端が接地される。また、オペアンプＡの出力端子は、制御トランジスタＱ_１のベース、及びこのベースに接続されるバイアス抵抗Ｒ_１の一端に接続される。このように接続されて、オペアンプＡは、基準の電圧と出力電圧Ｖｏｕｔから分割された電圧Ｖｄとを比較し、制御トランジスタＱ_１のエミッタ電圧が所定値となるようベース電圧を帰還制御し、バイアス抵抗Ｒ_１からのバイアス電流Ｉｂの変動をオペアンプＡに流れる電流Ｉａで吸収する。

ここで、制御トランジスタＱ_１のエミッタの出力電圧Ｖｏｕｔが一定とするために、この回路におけるベース電圧Ｖｂは一定であり、バイアス電流Ｉｂがベース電流Ｉｂｅ（ベースとエミッタ間の電流）とオペアンプ電流Ｉａとの和（Ｉｂ＝Ｉａ＋Ｉｂｅ）である。このため、オペアンプＡには、バイアス電流ＩｂからトランジスタＱ_１のベース電流Ｉｂｅを差し引いた電流がオペアンプ電流Ｉａとして流れる。また、バイアス電流Ｉｂは、入力電圧Ｖｉｎと、制御の基準電圧で一定となるベース電圧Ｖｂとの差をバイアス抵抗Ｒ_１で割った値、Ｉｂ＝（Ｖｉｎ−Ｖｂ）／ＲＩとなる。

このように、入力電圧Ｖｉｎが一定の場合は、バイアス電流Ｉｂが一定となり、直流電圧制御回路の負荷電流Ｉ_Ｌが低下した場合には、制御トランジスタＱ_１のベース電流Ｉｂｅ（直流増幅率ｈＦＥで換算した割合で決まる）が減少し、この減少分に相当する分だけオペアンプ電流Ｉａが増加する。これにより、バイアス電流Ｉｂを一定にし、出力電圧Ｖｏｕｔを一定にする。また、負荷電流Ｉ_Ｌが一定の場合において、入力電圧Ｖｉｎが上昇すると、バイアス電流が増加し、その増加した電流は、オペアンプ電流Ｉａが増加することにより吸収される。

上記回路構成において、通常モードで動作するようにバイアス抵抗Ｉｂが設定されている状態で、スタンバイモードなどの時間帯に入力電圧Ｖｉｎが数分の一に低下した場合（例えば、２０Ｖから７Ｖ程度）、電子機器に内蔵のマイクロコンピュータ等で制御電圧信号Ｖｃｏｎｔを発生させ、この制御電圧信号を第２のスイッチング用トランジスタＱ_３（以下、ＳＷ用Ｔｒと略す）のベース側に加えて、先ずＳＷ用ＴｒＱ_３を導通させる。このＳＷ用ＴｒＱ_３の導通により、そのコレクタ電圧が低下し、このコレクタ電圧の低下により、これに直結されるＳＷ用ＴｒＱ_２のベース電圧が低下して、ＳＷ用ＴｒＱ_２が導通状態となる。

この導通により、一端が制御トランジスタＱ_１のベースに接続されているバイアス抵抗Ｒ_２（第２のバイアス抵抗）は、その他端が制御トランジスタＱ_１のコレクタ側と接続されるので、バイアス抵抗Ｒ_２はバイアス抵抗Ｒ_１と並列に接続されることになる。これにより、抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２の並列接続抵抗である等価バイアス抵抗Ｒｂは、Ｒｂ＝Ｒ_１×Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）となり、従来のバイアス抵抗Ｒ_１の値を等価的に小さくすることができる。

従って、制御トランジスタＱ１のバイアス電流Ｉｂは、Ｉｂ＝（Ｖｉｎ―Ｖｂ）／Ｒｂの関係より、等価バイアス抵抗Ｒｂの低下により増加する。例えば、抵抗Ｒ_１とＲ_２が等しい時は、等価バイアス抵抗Ｒｂはバイアス抵抗Ｒ_１、Ｒ_２の二分の一に低下するので、バイアス電流Ｉｂを２倍にできる。従って、予め、通常モード時とスタンバイモード時の各入力電圧に対応して、それぞれバイアス抵抗Ｒ_１とＲ_２を設定しておけば、入力電圧が低下した場合において、等価バイアス抵抗Ｒｂを小さくすることにより、バイアス電流Ｉｂの低下を防ぐことができる。これにより、スタンバイモード時においても、通常モード時と同程度のバイアス電流Ｉｂを流すことが可能となり、オペアンプＡも通常モード時と同じようにオペアンプ電流Ｉａを流すことができ、オペアンプＡ及び制御トランジスタＱ_１を正常に動作させることができる。

一方、スタンバイモードの状態で等価バイアス抵抗Ｉｂを設定する場合は、スイッチング用トランジスタＱ_２，Ｑ_３を導通の状態でバイアス抵抗Ｒ_１、Ｒ_２の並列抵抗値をスタンバイモード時の入力電圧に対応して設定し、スタンバイモードから通常モードになった場合は、スイッチング用トランジスタＱ_２，Ｑ_３を非導通にして、バイアス抵抗をＲ_１のみとし、バイアス抵抗Ｒ_１を通常モード時に対応した抵抗値に設定しておくことにより、必要なバイアス電流Ｉｂを流すことができ、同様に、オペアンプＡ及び制御トランジスタＱ_１を正常に動作させることができる。

以上のように、本実施形態では、テレビジョン受像機の直流電圧制御回路において、バイアス抵抗のスイッチングによる切り換えにより、通常モードでバイアス抵抗Ｒ_１を設定し、通常モードからスタンバイモードへの切り換え時に、入力電圧Ｖｉｎが低下した場合でも、制御トランジスタＱ_１のバイアス電流Ｉｂを最適にすることができ、安定した定電圧電源の得られる直流電圧制御回路を実現できる。また、スタンバイモードで制御トランジスタのバイアス抵抗を設定し、スタンバイモードから通常モードに切り替わって、入力電圧が上昇した場合でも、制御トランジスタのバイアス電流Ｉｂを最適にすることができるので、バイアス電流ＩｂによるオペアンプＡの消費電力損失の増大や、発熱及び破壊等を防ぎ、安定した定電圧電源を得られると共に、電圧制御にオペアンプＡを用いているので、ベース電圧の精度を高めることができ、出力電圧精度の高い直流電圧制御回路を実現でき、通常モードとスタンバイモードの何れの場合にも正常な受像状態とスタンバイ状態とを保持することが可能なテレビジョン受像機を提供することができる。

図３は、第２の実施形態の直流電圧制御回路を示す。本実施形態は上記実施形態と基本的に同じ構成であり、上記直流電圧制御回路における制御トランジスタのベース電圧制御機能を、オペアンプの代わりに、ツェナーダイオードＺｄで実現した点で、上記実施形態と異なる以外は同じである。従って、受像機全体の構成図と説明は省略し、直流電圧制御回路のみについて説明する。以下の説明では、上記実施形態の図２と共通する説明は省略する。同図における図２の部材と同等の部材には同一符号を付している。

同図において、ＮＰＮ型である制御トランジスタＱ_１は、そのコレクタが入力電圧Ｖｉｎに、そのエミッタが負荷Ｌに接続され、そのベースにはコレクタに一端が接続されたバイアス抵抗Ｒ_１とツェナーダイオードＺｄとが接続されており、ツェナーダイオードＺｄの他端は接地されている。そして、バイアス抵抗Ｒ_１に並列に、第１のスイッチング用トランジスタＱ_２（第１のスイッチング手段）と第２のバイアス抵抗Ｒ_２の直列回路が接続され、第２のスイッチング用トランジスタＱ_３（第２のスイッチング手段）のコレクタは、コレクタ抵抗Ｒ_３を介して制御トランジスタＱ_１のコレクタに接続されると共に、第１のスイッチング用トランジスタＱ_２のベースに直結され、スイッチング用トランジスタＱ_３のエミッタは接地されている。

制御トランジスタＱ_１のベース電圧は、接続されたツェナーダイオードＺｄのツェナー電圧に等しく定まるものであり、入力電圧Ｖｉｎを一定であると仮定すると、バイアス抵抗Ｒ_１には一定のバイアス電流Ｉｂが生じる。また、ツェナーダイオードＺｄには、バイアス電流Ｉｂから制御トランジスタＱ_１のベース電流Ｉｂｅ（ベースとエミッタ間の電流）を差し引いた電流がツェナー電流Ｉｚとして流れる。このように、入力電圧Ｖｉｎが一定の場合は、バイアス電流Ｉｂが一定となり、直流電圧制御回路の負荷電流Ｉ_Ｌが低下した場合には、制御トランジスタＱ_１のベース電流Ｉｂｅ（直流増幅率ｈＦＥで換算した割合で決定される）が減少し、この減少分だけツェナーダイオードＺｄへのツェナー電流Ｉｚが増加して、バイアス電流Ｉｂの低下を防ぐ。また、負荷電流Ｉ_Ｌが一定の場合、入力電圧が上昇すると、バイアス電流Ｉｂが増加し、その増加した電流は、同様にツェナーダイオードＺｄへのツェナー電流Ｉｚの増加により吸収され、ベース電圧の一定化が図られる。このように、ツェナーダイオードＺｄは負荷電流変動や入力電圧の変動に対して、その変動に伴うバイアス電流Ｉｂの増減をツェナー電流Ｉｚの増減で吸収することにより、ベース電圧の安定化を図っている。

スイッチング用トランジスタＱ_２、Ｑ_３の構成は、上記図２と同じであり、第１のスイッチング用トランジスタＱ_２のバイアス抵抗Ｒ_２が、制御トランジスタＱ_１のベースだけではなく、ツェナーダイオードＺｄのアノード側にも接続されている点で異なるだけであり、その動作も上記実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。

第２の実施形態の構成によれば、上記第１の実施形態での直流電圧制御回路と同様に、スイッチング用トランジスタＱ_２及びＱ_３を設けることにより、通常モードとスタンバイモードにおいて、入力電圧が数倍又は数分の一に変動した場合でも、スイッチング用トランジスタＱ_２及びＱ_３の切り換え動作により、バイアス抵抗Ｒ_２の接続を切り換えて、制御トランジスタのバイアス電流Ｉｂを最適にすることができ、過剰バイアス電流Ｉｂによるツェナー電流Ｉｚの増大を防ぎ、ツェナーダイオードＺｄの消費電力損失を押さえ、発熱や破壊等を防ぎ、安定した定電圧を得ることができる。

以上、述べたように、第２の実施形態の直流電圧制御回路によれば、テレビジョン受像機の直流電圧制御回路において、通常モードとスタンバイモードの切り換え時に、入力電圧が数倍又は数分の一に変動した場合でも、バイアス抵抗の電子スイッチングによる切り換えにより、制御トランジスタＱ_１のバイアス電流Ｉｂを最適にすることができ、ツェナーダイオードＺｄの消費電力損失の増大による発熱及び破壊等を防ぎ、安定した定電圧電源を得ることが可能な直流電圧制御回路を実現できる。そして、ベース電圧制御にツェナーダイオードＺｄのみを用いているので、回路構成が簡単で、低コストの安定な直流電圧制御回路を得ることができる。これにより、通常モードとスタンバイモードの何れの場合にも正常な受像状態とスタンバイ状態とを保持することが可能なテレビジョン受像機を提供できる。

なお、以上述べた直流電圧制御回路はテレビ受像機のみならず、各種電子機器における入力電圧の変動する直流電圧制御回路において全て適用できる。

本発明の第１の実施形態による直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機の構成図。 上記直流電圧制御回路の回路構成図。 本発明の第２の実施形態による直流電圧制御回路の回路構成図。 従来例による直流電圧制御回路の回路構成図。 従来例による直流電圧制御回路の回路構成図。

符号の説明

１ テレビジョン受像機
１０ 電源部
Ａ オペアンプ
Ｅｏ 基準電圧
Ｉａ オペアンプ電流
Ｉｂ バイアス電流
Ｉｂｅ ベース電流（ベースーエミッタ間電流）
Ｉ_Ｌ 負荷電流
Ｉｚ ツエナー電流
Ｌ 負荷
Ｑ_１ 制御トランジスタ（電圧制御手段）
Ｑ_２ スイッチング用トランジスタ（第１のスイッチング手段）
Ｑ_３ スイッチング用トランジスタ（第２のスイッチング手段）
Ｒ_１ バイアス抵抗（第１のバイアス抵抗）
Ｒ_２ バイアス抵抗（第２のバイアス抵抗）
Ｒ_３ コレクタ抵抗
Ｔｉｎ 入力端子
Ｔｏｕｔ 出力端子
Ｖｉｎ 入力電圧（直流入力電源）
Ｖｏｕｔ 出力電圧
Ｖｃｏｎｔ 制御電圧信号
Ｚｄ ツエナーダイオード

Claims (5)

1. 直流入力電源に入力端子が接続され、該直流入力電源の電圧を一定の電圧に変換して出力端子より負荷に供給する電圧制御手段を有する直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機において、
   前記電圧制御手段は、コレクタ側が前記入力端子に接続され、かつ、エミッタ側が前記出力端子にそれぞれ接続された制御トランジスタと、
   前記制御トランジスタのコレクタ側とベース側との間に介在された第１のバイアス抵抗と、
   該電圧制御手段の出力端子側における電圧と所定の基準電圧との差に応じて、前記制御トランジスタのベース側における電位を調整するオペアンプ、又は一端が接地されて、他端が前記制御トランジスタのベース側に接続されたツェナーダイオードとを有し、
   前記直流電圧制御回路は、
   前記第１のバイアス抵抗と並列に配された第２のバイアス抵抗と、
   前記第１のバイアス抵抗と並列に配され、前記第２のバイアス抵抗と接続された第１のスイッチング用トランジスタと、
   前記制御トランジスタのコレクタ側と接続されるコレクタ抵抗と、
   前記制御トランジスタのコレクタ側を前記コレクタ抵抗を介して接地する第２のスイッチング用トランジスタとをさらに有し、
   前記第１のスイッチング用トランジスタは、コレクタ側が前記第２のバイアス抵抗を介して前記制御トランジスタのベース側に接続され、かつ、エミッタ側が前記制御トランジスタのコレクタ側に接続されており、
   前記第２のスイッチング用トランジスタは、該トランジスタのコレクタ側が、前記制御トランジスタのコレクタ側に前記コレクタ抵抗を介して接続されると共に、前記第１のスイッチング用トランジスタのベース側に直接接続されており、かつ、該トランジスタのエミッタ側が接地されており、
   前記直流入力電源の低電圧時に、前記第２のスイッチング用トランジスタのベース側に制御電圧信号を加え、該第２のスイッチング用トランジスタを導通させることにより、前記第１のスイッチングトランジスタを導通状態にするようにしたことを特徴とする直流電圧制御回路を備えたテレビジョン受像機。
2. 直流入力電源に入力端子が接続され、該直流入力電源の電圧を一定の電圧に変換して出力端子より負荷に供給する電圧制御手段を有する直流電圧制御回路において、
   前記電圧制御手段は、コレクタ側が前記入力端子に接続され、かつ、エミッタ側が前記出力端子に接続された制御トランジスタと、前記制御トランジスタのコレクタ側とベース側との間に介在されたバイアス手段と、前記ベース側の電圧を制御するベース電圧制御手段とを有し、
   前記バイアス手段は、前記直流入力電源の電圧の大きさに応じて、前記制御トランジスタのコレクタとベースとの間のバイアス電流の値を変更することができるバイアス電流可変手段を有することを特徴とする直流電圧制御回路。
3. 前記バイアス電流可変手段は、前記制御トランジスタのコレクタとベースとの間のバイアス抵抗の値を変更することができるバイアス抵抗可変手段により構成されることを特徴とする請求項２に記載の直流電圧制御回路。
4. 前記バイアス抵抗可変手段は、前記直流入力電源の電圧の大きさで制御される電子スイッチ回路を有しており、この電子スイッチ回路を用いてバイアス抵抗を切り換えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の直流電圧制御回路。
5. 前記ベース電圧制御手段は、前記電圧制御手段の出力端子側における電圧と所定の基準電圧との差に応じて、前記制御トランジスタのベース側における電位を調整するオペアンプであることを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の直流電圧制御回路。

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