JP2006288020A - 待機電力遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】待機電源回路において、待機時には消費電流をゼロにする。
【解決手段】商用交流電源からの電圧を整流して各種電子回路を動作させるための電源電圧を発生させる主電源回路と、前記商用交流電源と前記主電源回路との間に接続されたリレースイッチ及びこのリレースイッチの開閉を制御するオンリレーコイル及びオフリレーコイルを含み、前記主電源回路よりも後段に配置され、所定の電圧が維持できるバッテリーを備えた待機電源回路と、から構成され、遮断操作により前記オフリレーコイルに駆動電流を加えることにより前記リレースイッチを開に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧供給を遮断し、起動操作により前記待機電源回路のバッテリーの電圧を前記オンリレーコイルに加えることにより前記リレースイッチを閉に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧を前記主電源回路に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、待機電力遮断装置に関し、詳しくは待機動作中は主電源を完全に遮断することによって装置自体の待機電力をゼロにする待機電力遮断装置に関する。

従来技術における待機電源装置としては、図３に示すように、商用交流電源ＡＣに接続された待機電源回路１１１と、テレビジョン受像機等の内部電源として電力を供給する主電源回路１１２とから構成されている。
待機電源回路１１１は、商用交流電源ＡＣに待機トランスＴ２の一次側を接続することにより、その二次側には待機用交流電圧が発生し、これを整流回路Ｄ１により整流し、平滑コンデンサＣ１により平滑することにより直流電圧、即ち、１２Ｖの直流電源を得ることができる。

そして、この直流電源は、ラッチングリレー１１３のリレーコイル１１４と５Ｖの安定化電源を得る電圧調整器等からなる安定化電源回路ＲＥＧの入力側に接続し、安定化電源回路ＲＥＧの出力をリモコン受光部１１６と、マイコン１１７の電源端子とに供給することにより、リモコン受光部１１６とマイコン１１７とは常にリモコン待機状態となる。

この状態において、リモコン受光部１１６がリモコン送信器から電源ＯＮ動作制御信号を受けると、この制御信号をマイコン１１７の制御端子（６）に入力して、マイコンの制御端子（１４）が０Ｖから５Ｖに立ち上がり、抵抗Ｒ１を通してリレー駆動トランジスタ１１８をＯＮ動作させる。

このようにして、ラッチングリレー１１３のリレーコイル１１４が動作し、リレースイッチ１１５を閉じることにより、商用交流電源ＡＣと主電源回路１１２のメイン整流回路Ｄ２とが接続され、平滑コンデンサＣ２により直流電圧を発生させると共に、トランスＴ１を介してその２次側には各種電子回路に供給する直流電源を得ることができる。
尚、主電源回路１１２においては、トランスＴ１の２次側にはダイオードＤ４及びＤ５からなる整流回路と、それぞれ平滑コンデンサＣ４及びＣ５とが接続されている。

これら一連の動作はマイコン１１７で行っているが、マイコン１１７に供給する電源は、待機電源回路１１１の直流５Ｖを常時供給している。又、主電源回路１１２を動作させるには、ラッチングリレー１１３のリレーコイル１１４に待機電源回路１１１の１２Ｖの直流電源を常時供給し続けなければならない。このため、待機状態と主電源回路１１２を動作した状態では、待機電源回路１１１の供給電力が異なる。

特開２００１−３７２３５号公報（第２頁、第２図）

しかしながら、上記背景技術の項で説明した従来技術の待機電源装置においては、待機中には、待機電源回路を駆動させて所定の信号電圧、例えば５Ｖを作成する構成になっており、この待機電源回路は商用交流電源から電力が供給される構成となっている。そのため、例え待機中であっても商用交流電源からの電力の供給がなされており、これは、待機電源装置を備えた電子装置においては、電源オフの状態であっても、常に商用交流電源からの電力を費やす結果になり、この無駄な電流消費は、使用する時間が短く、通常はオフにしている電子装置については、無駄に消費する電流が多く、電流消費効率が悪いという問題がある。
このように、電子装置で、赤外線リモコンなど外部からの遠隔操作手段によって起動／終了するものや、タイマによって自動起動／終了するものは、待機状態においても電流を消費するような回路構成になっており、待機中には使用しない回路にも通電されてしまうことや、小電流動作では電源装置の変換効率が良くないために、電流を無駄に消費している。
これらの無駄な電流消費を抑制するために、回路ブロックごとに電流供給を細かく制御するなどの方法があったが、回路構成や制御が複雑となる欠点があった。

従って、待機動作中は商用交流電源から供給される電力を完全に遮断することによって、装置自体の待機電力をゼロにすることにより、複雑な電源制御回路を必要とせずに省電力化を実現することに解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本発明に係る待機電力遮断装置は、次に示す構成にすることである。

（１）待機電力遮断装置は、商用交流電源からの電圧を整流して各種電子回路を動作させるための電源電圧を発生させる主電源回路と、前記商用交流電源と前記主電源回路との間に接続されたリレースイッチ及びこのリレースイッチの開閉を制御するオンリレーコイル及びオフリレーコイルを含み、前記オンリレーコイルに駆動電流を加えることによって前記リレースイッチを閉に維持し、前記オフリレースイッチに駆動電流を加えることによって前記リレースイッチを開に維持するラッチングリレーと、前記主電源回路よりも後段に配置され、所定の電圧が維持できるバッテリーを備えた待機電源回路と、から少なくとも構成され、遮断操作により前記オフリレーコイルに駆動電流を加えることにより前記リレースイッチを開に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧供給を遮断し、起動操作により前記待機電源回路のバッテリーの電圧を前記オンリレーコイルに加えることにより前記リレースイッチを閉に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧を前記主電源回路に供給することである。
（２）前記バッテリーは、充電できる電池で構成したことを特徴とする（１）に記載の待機電力遮断装置。
（３）前記バッテリーを充電する充電回路を備えたことを特徴とする（１）乃至（２）に記載の待機電力遮断装置。
（４）前記バッテリーからの電圧を昇圧する昇圧回路を前記オンリレーコイルの手前側に設けたことを特徴とする（１）に記載の待機電力遮断装置。
（５）計時手段を備え、該計時手段のタイマー設定により、遮断操作及び起動操作を行うようにしたことを特徴とする（１）に記載の待機電力遮断装置。
（６）赤外線受信部を備え、リモコンからの遮断操作信号を受信することにより、前記オフリレーコイルに駆動電流を加えることにより前記リレースイッチを開に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧供給を遮断し、リモコンからの起動操作信号を受信することにより、前記待機電源回路のバッテリーの電圧を前記オンリレーコイルに加えることにより前記リレースイッチを閉に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧を前記主電源回路に供給することを特徴とする（１）に記載の待機電力遮断装置
（７）終了操作の際に、装置の各種設定状態を記憶手段に保存させてから電源遮断操作を行い、再起動操作の際に、前記記憶手段に記憶されている各種設定状態を再現させることを特徴とする（１）に記載の待機電力遮断装置。
（８）前記バッテリーの消耗を検出する手段または前記バッテリーの消耗を予測するタイマー動作する手段を有し、前記バッテリーの消耗を検出したときに、起動操作をして充電動作を行い、充電後に再び遮断操作をして待機状態に推移するようにした（１）に記載の待機電力遮断装置。

本発明の待機電力遮断装置は、商用交流電源と主電源回路との間にラッチングリレーを設け且つ起動時にはバッテリーである電池の電力を利用してラッチングリレーを閉の状態に制御し、又、待機状態のときには、ラッチングリレーを開の状態にして商用交流電源の入力を完全ゼロにする。そして、通電させるときには、バッテリーの電圧で、ラッチングリレーを開から閉の状態にして商用交流電源を主電源回路に供給することで、各種の電源回路を駆動させることができる。このようにして、装置が電源オフのときは商用交流電源からの電力の供給はゼロの状態に維持することができるため、無用な消費電力を削除することができる。

次に、本発明に係る待機電力遮断装置の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明の待機電力遮断装置は、図１に示すように、商用交流電源ＡＣからの電圧を整流して各種電子回路（他の回路ブロック１５）を動作させるための電源電圧を発生させる主電源回路１１と、商用交流電源ＡＣと主電源回路１１との間に接続されたリレースイッチＳＷ及びこのリレースイッチＳＷの開閉を制御するオンリレーコイルＬ２及びオフリレーコイルＬ１を含み、オンリレーコイルＬ２に駆動電流を加えることによってリレースイッチＳＷを閉に維持し、オフリレーコイルＬ１に駆動電流を加えることによってリレースイッチＳＷを開に維持するラッチングリレー１２と、主電源回路１１からの電圧を受け入れて待機電源回路１４のバッテリーＥである電池を充電する充電回路１３と、主電源回路１１よりも後段に配置され、所定の電圧が維持できるバッテリーＥを備えた待機電源回路１４と、バッテリーＥからの電圧を昇圧する昇圧回路１６と、待機電源回路１４からの電源を供給すると共に電源をオン／オンする電源ＳＷ１７と、待機電源回路１４からの電源を供給すると共にタイマー機能を備えた計時回路１８と、待機電源回路１４からの電源を供給すると共にリモコン等からの赤外線信号を受信する機能を備えた赤外線受信部１９と、主電源回路１１からの電源を供給すると共に電源ＳＷ１７からのスイッチオフ信号を受信してオフ信号を出力したり、計時回路１８へのタイマー設定を行うマイコン２０と、マイコン２０からのオフ信号に基づいてオンすることでオフリレーコイルＬ１に電流を流すスイッチング素子Ｔｒ１と、昇圧回路からのオン信号に基づいてオンすることでオンリレーコイルＬ２に電流を流すスイッチング素子Ｔｒ２とから大略構成されている。
これらのうち、待機電源回路１４のバッテリーＥで駆動できるものは電源ＳＷ１７、計時回路１８、赤外線受信部１９である。即ち、遮断操作が行われても、これらは待機電源回路１４のバッテリーＥの電圧で駆動できる体制になっているのである。
又、ラッチングリレー１２のリレースイッチＳＷの両端には強制ＯＮスイッチＳＷ１が取り付けられている。この強制ＯＮスイッチＳＷ１は、リレースイッチＳＷが開の状態で、且つ待機電源回路１４のバッテリーＥが消耗して機能しなくなったときに、強制的にオンすることで主電源回路１１に商用交流電源ＡＣの電圧を供給するというものである。商用交流電源ＡＣが長期間抜かれ、且つバッテリーＥが消耗しているときに、強制的に電源を供給できるようにしたスイッチである。

ラッチングリレー１２は、所謂、自己保持型リレーであり、一つのリレースイッチＳＷと、２つのオフリレーコイルＬ１及びオンリレーコイルＬ２から構成され、リレースイッチＳＷが図示しないマグネットで励磁された方向に保持する構造になっている。

主電源回路１１は、ラッチングリレー１２のオンリレーコイルＬ２が動作し、リレースイッチＳＷを閉じることにより、商用交流電源ＡＣと主電源回路１１のメイン整流回路Ｄ１とが接続され、平滑コンデンサＣ１により直流電圧を発生させると共に、トランスＴ１を介してその２次側には各種電子回路（他の回路ブロック１５）に供給する直流電源を得ることができる。尚、主電源回路１１においては、トランスＴ１の２次側にはダイオードＤ４及びＤ５からなる整流回路と、それぞれ平滑コンデンサＣ４及びＣ５とが接続されている。

このような構成からなる待機電力遮断装置の動作について説明する。
先ず、電源オンする場合には、電源ＳＷ１７をオンすることで、昇圧回路１６にオン制御信号が発生し、昇圧回路１６からオン信号が発生する。このオン信号はスイッチング素子Ｔｒ２のゲートに入力し、スイッチング素子Ｔｒ２をオンする。そうすると、ラッチングリレー１２のオンリレーコイルＬ２に昇圧回路１７６からの電流が流れ、リレースイッチＳＷが閉の状態になり、商用交流電源ＡＣからの電圧が主電源回路１１に入力され、主電源回路１１で所定のロジック電圧が発生し、マイコン２０、充電回路１３に供給され、動作できる体制になる。充電回路１３にロジック電圧が供給されると、待機電源回路１４のバッテリーＥに充電が開始する。

次に、電源オフする場合には、電源ＳＷ１７をオフすると、そのオフしたスイッチオフ信号がマイコン２０に入力され、マイコン２０からオフ信号が生成され、スイッチング素子Ｔｒ１のゲートに入力され、スイッチング素子Ｔｒ１がオンする。すると、ラッチングリレー１２のオフリレーコイルＬ１に電流が流れ、リレースイッチＳＷが開の状態になり、商用交流電源ＡＣから主電源回路１１に供給されている電圧が遮断され、装置で消費される消費電流は完全にゼロの状態になる。これは商用交流電源ＡＣ側からみた場合には、消費される電流は完全にゼロということで、回路のなかでは待機中も計時回路１８や赤外線受信部１９等はバッテリーＥのエネルギーを消費しているため、あくまでも商用交流電源ＡＣを消費しないということである。

又、計時回路１８を利用した遮断操作及び起動操作をすることが可能である。これは予めマイコン２０からの指示に基づいて計時回路１８にタイマーを設定しておくことにより遮断操作及び起動操作をする。即ち、タイマーを設定しておき、そのタイムがきたときに起動する場合には、タイマーがタイムアウトしたときに、計時回路１８からオン制御信号が発生する。このオン制御信号が昇圧回路１６に入力され、昇圧回路１６からオン信号が生成され、スイッチング素子Ｔｒ２をオンし、ラッチングリレー１２のオンリレーコイルＬ２に電流を流すことでリレースイッチＳＷを閉の状態にすることで、商用交流電源ＡＣの電圧が主電源回路に供給され、直流電圧のロジック電圧が発生し、マイコン２０や充電回路１３に供給される。
一方、タイマーがタイムアウトしたときに遮断操作する場合には、現時点において電源が供給され、マイコン２０が正常に動作していることが前提となる。この状態でタイマーがタイムアウトすると、計時回路１８からマイコン２０にタイムアウトのタイムアウト信号が入力される。すると、マイコン２０はオフ信号を生成し、スイッチング素子Ｔｒ１をオンにすることで、オフリレーコイルＬ１に電流が流れ、リレースイッチＳＷが開の状態になり、主電源回路１１への商用交流電源ＡＣからの電圧の供給が遮断される。

更に、所謂、リモコンの操作により赤外線受信部１９が遮断操作信号或は起動操作信号を受信することにより、遮断操作及び起動操作を行うことができる。
先ず、遮断操作の場合は、赤外線受信部１９がリモコンからの遮断操作信号を受信することにより、マイコン２０に遮断信号が入力される。すると、マイコン２０はオフ信号を生成し、スイッチング素子Ｔｒ１をオンにすることで、オフリレーコイルＬ１に電流が流れ、リレースイッチＳＷが開の状態になり、主電源回路１１への商用交流電源ＡＣからの電圧の供給が遮断される。
起動操作の場合は、リモコンから起動操作信号を赤外線受信部１９で受信すると、赤外線受信部１９からオン制御信号が発生する。このオン制御信号が昇圧回路１６に入力され、昇圧回路１６からオン信号が生成され、スイッチング素子Ｔｒ２をオンし、ラッチングリレー１２のオンリレーコイルＬ２に電流を流すことでリレースイッチＳＷを閉の状態にすることで、商用交流電源ＡＣの電圧が主電源回路１１に供給され、直流電圧のロジック電圧が発生し、マイコン２０や充電回路１３に供給される。

更に、マイコン２に備えられている記憶手段或は図示しないメモリ等で形成された記憶手段を利用して、操作終了の際に、現在の操作における各種設定状態をこの記憶手段に保存させてから電源遮断操作を行う。
そして、再起動操作の際に、記憶手段に記憶されている各種設定状態を再現させることで、電源を入力する都度同じ設定をする必要がなくなる。

次に、第２実施例の待機電力遮断装置について、図２を参照して説明する。
このなかで、第２実施例の待機電力遮断装置は、待機電源回路１４のバッテリーＥの消耗状態を検出する手段を備えたもので、それ以外の構成は、上記した第１実施例の待機電力遮断装置と同じであるため、その説明は省略する。
ラッチングリレー１２は、その内部にリレースイッチＳＷを強制的に閉状態にする機構を備えている。これは、商用交流電源ＡＣがコンセントから抜かれ、且つ待機電源回路１４のバッテリーＥが消耗して機能しなくなったときにこの機構を利用してリレースイッチＳＷを強制的に閉状態にすることで、商用交流電源ＡＣの電圧が主電源回路１１に供給することができるというものである。例えば、長期間コンセントから抜かれ、且つバッテリーＥが消耗しているときでもリレースイッチＳＷを強制的に閉状態にすることで電源を入れることができる。

装置は、上記第１実施例で説明した構成に加えて、待機電源回路１４のバッテリーＥの消耗具合を検出する電圧検出部２１と、電圧検出部２１でバッテリーＥの消耗具合を検出したときに起動操作をして充電動作を行う第２マイコン２２とを備えた構成になっている。
これら、電圧検出部２１、第２マイコン２２も待機電源回路１４のバッテリーＥで駆動する。

電圧検出部２１は、バッテリーＥの消耗具合、例えば、現在２．７ボルトであることを検出し、一定の電圧、即ち、バッテリーＥで駆動する電源ＳＷ１７、計時回路１８、赤外線受信部１９、が正常に駆動できる電圧であるかを検出する。駆動できる最低限の電圧になったときには、第２マイコン２２にバッテリー消耗信号を送る。
第２マイコン２２は、電圧検出部２１からバッテリー消耗信号を受信すると、オン制御信号を生成する。このオン制御信号が昇圧回路１６に入力され、昇圧回路１６からオン信号が生成され、スイッチング素子Ｔｒ２をオンし、ラッチングリレー１２のオンリレーコイルＬ２に電流を流すことでリレースイッチＳＷを閉の状態にすることで、商用交流電源ＡＣの電圧が主電源回路に供給され、直流電圧のロジック電圧が発生し、マイコン２０や充電回路１３に供給され、バッテリーＥへの充電が開始する。
そして、充電が進み、一定の充電電位に到達すると、今度は電圧検出部２１が充電完了したものと判断してバッテリー充電信号を第２マイコン２２に送る。第２マイコン２２は、電圧検出部２１からバッテリー充電信号を受信すると、バッテリーＥの充電が完了したものと判断して、マイコン２０にバッテリーオフ信号を送る。マイコン２０は第２マイコン２２からバッテリーオフ信号を受け取ると遮断操作に入るために、オフ信号を発生させることにより、スイッチング素子Ｔｒ１をオンにすることで、オフリレーコイルＬ１に電流が流れ、リレースイッチＳＷが開の状態になり、主電源回路１１への商用交流電源ＡＣからの電圧の供給が遮断され、待機状態に推移するのである。

商用交流電源と主電源回路との間にラッチングリレーを設け且つ起動時にはバッテリーである電池の電力を利用してラッチングリレーを閉の状態に制御するようにしたことで、待機状態のときには、ラッチングリレーを開の状態にして商用交流電源の入力を完全ゼロにし、通電させるときには、バッテリーの電圧で、ラッチングリレーを開から閉の状態にして商用交流電源を主電源回路に供給することで、各種の電源回路を駆動させることができる待機電力遮断装置を提供する。

本願発明に係る第１実施例の待機電力遮断装置を略示的に示したブロック図である。 本願発明に係る第２実施例の待機電力遮断装置を略示的に示したブロック図である。 従来技術における待機電源装置を略示的に示したブロック図である。

符号の説明

１１ 主電源回路
１２ ラッチングリレー
１３ 充電回路
１４ 待機電源回路
１５ 他の回路ブロック
１６ 昇圧回路
１７ 電源ＳＷ
１８ 計時回路
１９ 赤外線受信部
２０ マイコン
２１ 電圧検出部
２２ 第２マイコン
ＡＣ 商用交流電源
Ｅ バッテリー
ＳＷ リレースイッチ
ＳＷ１ 強制ＯＮスイッチ
Ｌ１ オフリレーコイル
Ｌ２ オンリレーコイル
Ｔｒ１ スイッチング素子
Ｔｒ２ スイッチング素子。

Claims (8)

1. 商用交流電源からの電圧を整流して各種電子回路を動作させるための電源電圧を発生させる主電源回路と、
   前記商用交流電源と前記主電源回路との間に接続されたリレースイッチ及び該リレースイッチの開閉を制御するオンリレーコイル及びオフリレーコイルを含み、前記オンリレーコイルに駆動電流を加えることによって前記リレースイッチを閉に維持し、前記オフリレースイッチに駆動電流を加えることによって前記リレースイッチを開に維持するラッチングリレーと、
   前記主電源回路よりも後段に配置され、所定の電圧が維持できるバッテリーを備えた待機電源回路と、から少なくとも構成され、
   遮断操作により前記オフリレーコイルに駆動電流を加えることにより前記リレースイッチを開に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧供給を遮断し、
   起動操作により前記待機電源回路のバッテリーの電圧を前記オンリレーコイルに加えることにより前記リレースイッチを閉に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧を前記主電源回路に供給することを特徴とする待機電力遮断装置。
2. 前記バッテリーは、充電できる電池で構成したことを特徴とする請求項１に記載の待機電力遮断装置。
3. 前記バッテリーを充電する充電回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の待機電力遮断装置。
4. 前記バッテリーからの電圧を昇圧する昇圧回路を前記オンリレーコイルの手前側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の待機電力遮断装置。
5. 計時手段を備え、該計時手段のタイマー設定により、遮断操作及び起動操作を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の待機電力遮断装置。
6. 赤外線受信部を備え、リモコンからの遮断操作信号を受信することにより、前記オフリレーコイルに駆動電流を加えることにより前記リレースイッチを開に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧供給を遮断し、リモコンからの起動操作信号を受信することにより、前記待機電源回路のバッテリーの電圧を前記オンリレーコイルに加えることにより前記リレースイッチを閉に駆動制御して前記商用交流電源からの電圧を前記主電源回路に供給することを特徴とする請求項１に記載の待機電力遮断装置
7. 終了操作の際に、装置の各種設定状態を記憶手段に保存させてから電源遮断操作を行い、再起動操作の際に、前記記憶手段に記憶されている各種設定状態を再現させることを特徴とする請求項１に記載の待機電力遮断装置。
8. 前記バッテリーの消耗を検出する手段または前記バッテリーの消耗を予測するタイマー動作する手段を有し、前記バッテリーの消耗を検出したときに、起動操作をして充電動作を行い、充電後に再び遮断操作をして待機状態に推移するようにした請求項１に記載の待機電力遮断装置。

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