JP2009284699A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】待機電力を必要とせず、なおかつ、小型で操作力が小さな接点スイッチを操作するだけで電源をオンすることが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】メイン電源とサブ電源回路３０とを機械的な操作によって接点が開閉する一次側スイッチであるフロント電源スイッチ２０によって接続し、メイン電源とメイン電源回路５０とをラッチングリレー４０によって接続する。そして、フロント電源スイッチ２０を閉じ、メイン電源をサブ電源回路３０の入力端に接続することで、サブ電源回路３０からラッチングリレー４０にＳＥＴ信号を供給し、ラッチングリレー４０をオンにする。これにより、メイン電源回路５０がメイン電源に接続され、電子機器１の電源がオンする。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチ操作によって電源がオンされる電源回路を含む電子機器に関する。

電源回路をオン・オフするスイッチは、その電源回路の一次側（電源側）に設けられる一次側スイッチと、二次側（変圧側）に設けられる二次側スイッチとに大別できる。
例えば、特許文献１の図４には、２つの電源回路を有し、一方の電源回路の二次側スイッチであるスイッチ（３２）の操作によって、他方の電源回路の一次側スイッチであるスイッチ（７）の接点を開閉させ、電力供給をオン・オフする回路が開示されている。この構成であれば外部からの制御信号によって、スイッチ（７）の接点を開閉させ、電力供給をオン・オフすることもできる。

また、特許文献１の図５には、機械的に連動するスイッチ（３３，３５）と、このスイッチ（３３）と並列に接続されたステッピングリレー（３６）とを有し、スイッチ（３３，３５）の接点が同時に閉じられるたびにステッピングリレー（３６）に励磁電流が供給され、ステッピングリレー（３６）のオン・オフを切り替える電源回路が開示されている。ここでスイッチ（３３）及びステッピングリレー（３６）は一次側スイッチであり、スイッチ（３５）は二次側スイッチである。
また、特許文献２には、２つの電源回路を有し、一方の電源回路の出力電圧を監視することでＡＣアダプタ（１０）の出力電圧が電子機器の駆動に利用されているか否かを監視し、出力電圧が基準電圧より低いときには他方の電源回路の一次側スイッチであるスイッチ（２０）をオンにする回路が開示されている。

また、特許文献３には、一次スイッチであるスイッチ（６）の押下でリレー接点（３）をオンして機器へ電源供給を行い、変流器ＣＴ’によって負荷電流を監視してそれが少なくなればリレー接点（３）をオフする電源回路が開示されている。
また、特許文献４には、一次スイッチであるプッシュスイッチ（４）とリレー（５）とが並列に接続され、プッシュスイッチ（４）の押下によってリレー（５）にセット信号（電流）を供給し、リレー（５）をオンすることで電子機器への電源供給を開始する電源回路が開示されている。この電源回路では、リモートコントローラから送信されたオフ信号をトリガとして、リレー（５）にリセット信号を供給してリレー（５）をオフする。
特開昭５８−０１０２１８号公報 特開平１１−１８７６６５号公報 特開２００２−１２５３１５号公報 特開２００８−０１０９７２号公報

以上のように様々な電源回路が存在するが、待機電力を必要とせず、なおかつ、小型で操作力が小さな接点スイッチを操作するだけで電源をオンすることが可能な構成は存在しなかった。
例えば、機械的な操作によって一次スイッチの接点を開閉することによって電源回路を電源に接続したり切断したりする回路の場合、待機電力をゼロにする構成も可能である。しかし、電源回路の一次側で扱う電力は二次側よりも大きく、一次側スイッチには二次側スイッチよりも大きな耐電性が要求される。そのため、通常、一次側スイッチは二次側スイッチよりも大型であり、その操作力も大きい。その結果、一次側スイッチをオンすることで電源をオンする従来の電源回路では、そのスイッチが大型化し、さらにその操作力も大きくなるという問題点がある。例えば、特許文献１の図５のスイッチ（３３）や特許文献４のプッシュスイッチ（４）には大きな耐電性が要求されるため、それらのサイズや操作力は大きい。

一方、電源回路の二次側で取り扱う電力は一次側よりも小さく、二次側で使用される二次側スイッチには一次側スイッチほどの大きな耐電性は要求されない。そのため、通常、二次側スイッチは一次側スイッチよりも小型に構成でき、その操作力も一次側スイッチよりも小さくできる。しかし、二次側スイッチが電源オンのためのスイッチとして機能するのは、電源オフ時に一次側から二次側に電力供給がなされていることが前提であり、待機電力をゼロにすることはできない。例えば、特許文献１の図４や特許文献２の回路では、常時、電源トランス（２６）や制御用変圧トランス（３１）で電力を消費しており、それらの待機電力はゼロにならない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、待機電力を必要とせず、なおかつ、小型で操作力が小さな接点スイッチを操作するだけで電源をオンすることが可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、メイン電源からの入力電力を第１出力電力に変換する第１電源回路と、メイン電源からの入力電力を第１出力電力よりも大きな第２出力電力に変換する第２電源回路と、メイン電源の受電端と第１電源回路の入力端との間に接続され、機械的な操作によって接点が開閉する一次側スイッチである第１スイッチと、メイン電源の受電端と第２電源回路の入力端との間に接続され、電気的な制御によって接点が開閉する第２スイッチとを有し、第１スイッチの接点が閉じられ、メイン電源が第１電源回路の入力端に接続され、第１電源回路から第２スイッチに電力が供給されることで、第２スイッチの接点が閉じられる電子機器が提供される。

ここで、第１スイッチは、メイン電源の受電端と第１電源回路の入力端との間に接続された一次側スイッチであり、待機電力を必要としない。また、第１スイッチが接続される第１電源回路の第１出力電力は、第２電源回路の第２出力電力よりも小さく、第２スイッチを駆動可能な程度のものであればよい。そのため、第１スイッチに小型で操作力が小さな接点スイッチを用いることができる。
また、本発明において好ましくは、第１スイッチは、機械的な操作時にのみ接点を閉じるスイッチであり、第２スイッチは、ラッチングリレーである。

ここで、第１電源回路に電源供給されるのは第１スイッチを操作している間のみである。また、第２スイッチはラッチングリレーであるため、第１電源回路から供給された電力によってスイッチングした後は、電力供給が途絶えた後もその状態が維持される。これらの構成により、第１電源回路での消費電力を削減できる。

また、この場合には、例えば、第２電源回路の出力端に接続され、第２スイッチの接点が閉じてメイン電源が第２電源回路の入力端に接続された際に第２電源回路から駆動電力が供給される制御部を設ける。開かれた第２スイッチの接点は、第１スイッチの接点が閉じられ、メイン電源が第１電源回路の入力端に接続され、第１電源回路が第２スイッチにセット信号を供給することにより閉じられ、その後、第２スイッチにリセット信号が供給されるまでその接点を閉じた状態を維持する。そして、制御部が、第１スイッチへの機械的な操作によって第１電源回路の出力電圧が立ち上がった後に当該機械的な操作が開放されることで生じる第１電源回路の出力電圧の立下りを２回検出した場合に、第２スイッチにリセット信号を供給して第２スイッチの接点を開き、第２電源回路をメイン電源から切断する。

この例の制御部は、第１電源回路の出力電圧の立下りを２回検出した場合に、第２電源回路をメイン電源から切断する。これにより、適切に電源をオフできる。その詳細は後述する。
また、本発明において好ましくは、第１スイッチの接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源から第１電源回路への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路をさらに有する。
これにより、第１スイッチの機械的操作が必要以上長く行われ、第１電源回路で無駄な電力が消費されることを防止できる。

本発明の電子機器は、待機電力を必要とせず、なおかつ、小型で操作力が小さな接点スイッチを操作するだけで電源をオンすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態を説明する。本形態はメイン電源が交流電源である場合の一例である。
＜構成＞
図１は、第１実施形態における電子機器１の電源部構成を説明するための回路図である。
本形態の電子機器１は、交流電源で駆動する液晶テレビ等であり、図１に例示するように、電源プラグ１０（「メイン電源の受電端」に相当）と、フロント電源スイッチ２０（「第１スイッチ」に相当）と、サブ電源回路３０（「第１電源回路」に相当）と、ラッチングリレー４０（「第２スイッチ」に相当）と、メイン電源回路５０（「第２電源回路」に相当）と、メイン回路６１と、マイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）とを有する。

電源プラグ１０は、交流商用電源（ＡＣ１００Ｖ）等のメイン電源に接続され、電子機器１に入力電力を導入する。フロント電源スイッチ２０は、機械的な操作によって接点が開閉する一次側スイッチである。本形態のフロント電源スイッチ２０は、機械的な操作時にのみ接点を閉じるスイッチである。本形態では、フロント電源スイッチ２０として押し下げ操作時に接点を閉じ、その操作を開放することで接点を開くモーメンタリスイッチを用いる。このフロント電源スイッチ２０は、電源プラグ１０とサブ電源回路３０の入力端３０ａ，３０ｂとの間に接続され、接点を閉じることによってサブ電源回路３０をメイン電源に接続し、接点を開くことによってサブ電源回路３０をメイン電源から切断する。

サブ電源回路３０は、メイン電源からの入力電力を第１出力電力に変換する回路である。本形態のサブ電源回路３０は、入力端３０ａ，３０ｂに一次側コイル３１ａの両端が接続された電源トランス３１と、電源トランス３１の二次側コイル３１ｂに接続された整流回路３２と、整流回路３２の出力端に入力端が接続された定電圧レギュレータ３３とを有する。そして、定電圧レギュレータ３３の出力端は出力端３０ｃに接続され、グランド端は接地される。

また、ラッチングリレー４０は、そのＳＥＴコイル４２にＳＥＴ信号（励磁電流）が供給されることによって接点４１を閉じ、その状態でＳＥＴ信号の供給が停止しても接点４１を閉じた状態を維持し、その後、ＲＥＳＥＴコイル４３にＲＥＳＥＴ信号（励磁電流）が供給されることによって接点４１を開く一次側スイッチである。このラッチングリレー４０は、電源プラグ１０とメイン電源回路５０の入力端５０ａ，５０ｂとの間に接続され、接点４１を閉じることによってメイン電源回路５０をメイン電源に接続し、接点４１を開くことによってメイン電源回路５０をメイン電源から切断する。

メイン電源回路５０は、メイン電源からの入力電力を上記の第１出力電力よりも大きな第２出力電力に変換する。本形態のメイン電源回路５０は、入力端５０ａ，５０ｂに一端が接続されたラインフィルター５１と、その他端に接続された整流回路５２と、整流回路５２の出力端に接続された平滑回路を構成する電解コンデンサ５３と、一次側コイル５４ａが電解コンデンサ５３と並列に接続された高周波トランス５４と、一次側コイル５４ａと直列かつ電解コンデンサ５３と並列に接続されたＦＥＴ等からなるスイッチング素子５５と、スイッチング素子５５のベース電圧を制御してスイッチング素子５５をオン・オフさせる電源制御回路５６と、高周波トランス５４の二次側コイル５４ｂに接続された整流回路を構成するダイオード５７と、その整流回路の出力端に接続された平滑回路を構成する電解コンデンサ５８とを有する。そして、ダイオード５７のカソードは出力端５０ｃに接続され、二次側コイル５４ｂ及び電解コンデンサ５８の端部のうちダイオード５７に接続されていない側の各端部は接地される。メイン電源回路５０の出力端５０ｃは、インバータ回路、ＬＥＤドライブ回路、信号処理回路等のメイン回路６１及びマイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）に接続され、これらに駆動電力を供給する。

また、サブ電源回路３０の出力端３０ｃは、ラッチングリレー４０のＳＥＴコイル４２の一端に接続され、ＳＥＴコイル４２の他端は接地される。さらに、サブ電源回路３０の出力端３０ｃはマイクロコンピュータ６２に接続され、マイクロコンピュータ６２は、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りが検出可能なように構成される。また、マイクロコンピュータ６２の出力端はラッチングリレー４０のＲＥＳＥＴコイル４３の一端に接続され、ＲＥＳＥＴコイル４３の他端は接地される。

また、上述のように、サブ電源回路３０の第１出力電力はメイン電源回路５０の第２出力電力よりも小さい。すなわち、本形態のサブ電源回路３０の第１出力電力は、ラッチングリレー４０のＳＥＴコイル４２にＳＥＴ信号を供給し、ラッチングリレー４０の接点４１を閉じさせることが可能な電力であればよいのに対し、メイン電源回路５０の第２出力電力は、メイン回路６１やマイクロコンピュータ６２を駆動可能な電力でなければならない。そのため、メイン電源をサブ電源回路３０に接続するフロント電源スイッチ２０は、ＳＥＴコイル４２にＳＥＴ信号を供給するための電力に耐えうるものであれば足り、小型で操作力が小さなスイッチをフロント電源スイッチ２０として用いることができる。

＜処理＞
次に、電子機器１の電源をオン・オフさせる際の処理を説明する。
図２は、第１実施形態の電子機器１の電源をオン・オフさせる際の処理を説明するためのタイミングチャートである。
初期状態では、フロント電源スイッチ２０の接点及びラッチングリレー４０の接点４１が開き、サブ電源回路３０及びメイン電源回路５０がメイン電源から切断されているものとする。フロント電源スイッチ２０が押し下げ操作され、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じると（オン操作）、メイン電源がサブ電源回路３０の入力端３０ａ，３０ｂに接続される。サブ電源回路３０は、メイン電源からの入力電力を第１出力電力に変換（降圧）し、出力端３０ｃからラッチングリレー４０のＳＥＴコイル４２にＳＥＴ信号を供給する。これにより、ラッチングリレー４０の接点４１が閉じ、メイン電源がメイン電源回路５０の入力端５０ａ，５０ｂに接続される。これにより、メイン電源回路５０の出力が立ち上がり、メイン回路６１及びマイクロコンピュータ６２への電力供給が開始される。その後、多少の遅延時間をおいてマイクロコンピュータ６２が立ち上がる。これにより、電子機器１はオン状態となる。

その後、フロント電源スイッチ２０が押し下げ操作が開放され、フロント電源スイッチ２０の接点が開くと、サブ電源回路３０の出力端３０ｃから供給していたＳＥＴ信号が立下る。この際に生じるサブ電源回路３０の出力電圧の立下りはマイクロコンピュータ６２によって検出される。マイクロコンピュータ６２は、この出力電圧の立下りを検出するとオフ受付期間を開始する。オフ受付期間とは、その期間内にマイクロコンピュータ６２が再び出力電圧の立下りを検出した際に、ラッチングリレー４０のＲＥＳＥＴコイル４３にＲＥＳＥＴ信号を供給し、ラッチングリレー４０の接点４１を開く期間である。なお、フロント電源スイッチ２０が押し下げ操作が開放された後も、ラッチングリレー４０の接点４１が閉じた状態は維持され、メイン電源回路５０からメイン回路６１やマイクロコンピュータ６２に駆動電力が供給される。

オフ受付期間中にフロント電源スイッチ２０が再び押し下げられてサブ電源回路３０の出力電圧が立ち上がり、その後、その押し下げ操作が開放されると（オフ操作）、サブ電源回路３０の出力電圧が立ち下がる。この出力電圧の立下りがマイクロコンピュータ６２で検出されると、マイクロコンピュータ６２はオフ受付期間を終了する。さらに、マイクロコンピュータ６２は、メイン回路６１の立ち下げ処理時間の確保等のために所定の遅延時間をおいた後、ＲＥＳＥＴ信号をラッチングリレー４０のＲＥＳＥＴコイル４３に供給する。これにより、ラッチングリレー４０の接点４１が開き、メイン電源回路５０がメイン電源から切断される。その結果、メイン電源回路５０の出力が立ち下がり、マイクロコンピュータ６２も立ち下がる。これによって電子機器１はオフ状態となるが、このオフ状態での待機電力はゼロである。

なお、オフ受付期間中に設定された時間が経過したなどのオフ条件が成立した場合に、マイクロコンピュータ６２が、ＲＥＳＥＴ信号をラッチングリレー４０のＲＥＳＥＴコイル４３に供給し、電子機器１をオフにするなどの機能が追加されてもよい。

＜マイクロコンピュータ６２の制御処理＞
図３は、マイクロコンピュータ６２の制御処理を説明するためのフローチャートである。以下、この図を用いてマイクロコンピュータ６２の制御処理を説明する。
まず、ラッチングリレー４０の接点４１が閉じ、メイン電源回路５０の出力が立ち上がった後、多少の遅延時間をおいてマイクロコンピュータ６２が起動する（ステップＳ１）。マイクロコンピュータ６２が起動すると、マイクロコンピュータ６２は、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りが生じたか否かを監視する（ステップＳ２）。この監視は、立下りを検出するまで行われる。マイクロコンピュータ６２は、立下りを検出すると、オフ受付期間を開始する（ステップＳ３）。具体的には、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ４，５の処理ルーチンの処理を開始する。ステップＳ４では、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りを検出したか否かが判定される。ここで、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りが検出されたと判定された場合、このオフ受付期間が終了する（ステップＳ６）。一方、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りが検出されていないと判定された場合、オフ条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ５）。ここで、オフ条件が成立したと判定された場合、このオフ受付期間が終了する（ステップＳ６）。一方、オフ条件が成立していないと判定された場合、処理がステップＳ４に戻される。

オフ受付期間が終了すると（ステップＳ６）、マイクロコンピュータ６２は、メイン回路６１の終了処理を指示し、自らの終了処理を開始し、所定の遅延時間をおいた後に（ステップＳ７）、ＲＥＳＥＴ信号をラッチングリレー４０のＲＥＳＥＴコイル４３に供給する（ステップＳ８）。これにより、メイン電源回路５０がメイン電源から切断される。

上述のように本形態では、フロント電源スイッチ２０への機械的な操作によってサブ電源回路３０の出力電圧が立ち上がった後に当該機械的な操作が開放されることで生じるサブ電源回路３０の出力電圧の立下りを２回検出した場合に、ラッチングリレー４０にリセット信号を供給してラッチングリレー４０の接点４１を開き、メイン電源回路５０をメイン電源から切断する。このように出力電圧の立下りを２回検出した場合に電源をオフするという制御方法の場合、適切に電源をオフできる。以下、別の制御方法によって生じる問題点を指摘することで、本形態の制御によって適切に電源をオフできることを示す。

まず、サブ電源回路３０の出力電圧の立下りではなく、立ち上がりを２回検出した場合に電源をオフするという制御方法の問題点を述べる。通常、電源がオフの状態では、マイクロコンピュータ６２は立ち上がっていない。よって、通常、マイクロコンピュータ６２は、サブ電源回路３０の出力電圧が１度目に立ち上がったことを検出できない。そのため、立ち上がりを２回検出した場合に電源をオフするという制御方法の場合、通常、電源がオンした後にフロント電源スイッチ２０を２回操作しなければ、電源をオフできない。

次に、立ち上がりを１回検出した場合に電源をオフするという制御方法の問題点を述べる。この場合、電源のオン・オフを繰り返した場合など、電源がオフの状態でマイクロコンピュータ６２を起動できるエネルギーが電子機器１のコンデンサに残存している場合に誤動作が生じる。つまり、この場合には、電源をオンするためのフロント電源スイッチ２０の操作に伴うサブ電源回路３０の出力電圧の立ち上がりがマイクロコンピュータ６２に検出され、ＳＥＴ信号とＲＥＳＥＴ信号とがほぼ同時にラッチングリレー４０に供給されてしまう。

また、立下りを１回検出した場合に電源をオフするという制御方法の問題点を述べる。通常、メイン電源５０及びマイクロコンピュータ６２が立ち上がるまでの時間は２００〜３００ｍｓ程度であり、オン操作時にフロント電源スイッチ２０を押し下げてからそれを開放するまでの時間は、メイン電源５０及びマイクロコンピュータ６２が立ち上がるまでの時間よりも長い。そのため、通常、マイクロコンピュータ６２は必ず１回目の立下りを検出する。よって、立下りを１回検出した場合に電源をオフするという制御方法では適切な電源操作が困難となる。

よって、本形態のように、出力電圧の立下りを２回検出した場合に電源をオフするという制御方法は好ましい。ただし、上述した問題点を問題視しないのであれば、上述のような制御方法でもかまわない。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本形態は第１実施形態の変形例である。本形態では、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源からサブ電源回路への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路を設ける。これにより、フロント電源スイッチ２０が電源をオンするために必要な時間以上押し下げられ、無駄な電力が消費されてしまう事態を防止する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する事項については説明を省略する。

＜構成＞
図４は、第２実施形態における電子機器１００の電源部構成を説明するための回路図である。なお、図４において第１実施形態と共通する部分については図１と同じ符号を用い、詳しい説明を省略する。
図４に示すように、本形態の電子機器１００は、電源プラグ１０（「メイン電源の受電端」に相当）と、フロント電源スイッチ２０（「第１スイッチ」に相当）と、サブ電源回路１３０（「第１電源回路」に相当）と、ラッチングリレー４０（「第２スイッチ」に相当）と、メイン電源回路５０（「第２電源回路」に相当）と、メイン回路６１と、マイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）と、電力遮断回路１７０と、ダイオード１８０とを有する。

電源プラグ１０の一方の端子には整流回路を構成するダイオード１８０のアノードが接続され、電源プラグ１０の他方の端子にはフロント電源スイッチ２０の一端が接続される。このダイオード１８０のカソードは電力遮断回路１７０の入力端１７０ａに接続され、フロント電源スイッチ２０の他端は電力遮断回路１７０の入力端１７０ｂに接続される。電力遮断回路１７０の出力端１７０ｃ，１７０ｄには、サブ電源回路１３０の入力端１３０ａ，１３０ｂが接続され、サブ電源回路１３０の出力端１３０ｃがラッチングリレー４０のＳＥＴコイル４２に接続される。また、第１実施形態と同様、サブ電源回路１３０の出力電圧の立下りがマイクロコンピュータ６２で検出可能に構成される。

本形態のサブ電源回路１３０は、スイッチングレギュレータ型の電源回路であり、入力端１３０ａ，１３０ｂに接続された平滑回路を構成する電解コンデンサ１３１と、一次側コイル１３２ａが電解コンデンサ１３１と並列に接続された高周波トランス１３２と、一次側コイル１３２ａと直列かつ電解コンデンサ１３１と並列に接続されたＦＥＴ等からなるスイッチング素子１３３と、スイッチング素子１３３のベース電圧を制御してスイッチング素子１３３をオン・オフさせる電源制御回路１３４と、高周波トランス１３２の二次側コイル１３２ｂに接続された整流回路を構成するダイオード１３５と、その整流回路の出力端に接続された平滑回路を構成する電解コンデンサ１３６とを有する。そして、ダイオード１３５のカソードは出力端１３０ｃに接続され、二次側コイル１３２ｂ及び電解コンデンサ１３６の端部のうちダイオード１３５に接続されていない側の各端部は接地される。

また、本形態の電力遮断回路１７０の構成は以下のとおりである。まず、入力端１７０ａと入力端１７０ｂとの間に、抵抗１７１ｂと抵抗１７１ｃとが直列に接続され、さらに、フォトカプラを構成するフォトレジスタ１７１ａが抵抗１７１ｂと並列に接続される。入力端１７０ａに接続されたフォトレジスタ１７１ａのコレクタ及び抵抗１７１ｂの一端は、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄのソースに接続され、フォトレジスタ１７１ａのエミッタ及び抵抗１７１ｂの他端は、抵抗１７１ｃの一端と接続されるとともに、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄのゲートに接続される。また、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄのドレインは電力遮断回路１７０の出力端１７０ｃに接続される。また、高周波トランス１３２の出力巻き線１７４ｂの一端が出力端１７０ｄに接続され、他端が整流回路を構成するダイオード１７４ａのアノードに接続される。また、ダイオード１７４ａのカソードと出力端１７０ｄとの間には、電解コンデンサ１７２と、直列接続された抵抗１７３ｂ及び抵抗１７３ｃと、直列接続された抵抗１７３ｄ及びコンデンサ１７３ｅとが、並列に接続される。直列接続された抵抗１７３ｂと抵抗１７３ｃとの接点には、比較器として機能するオペアンプ１７３ｇの反転入力端が接続され、直列接続された抵抗１７３ｄとコンデンサ１７３ｅとの接点には、オペアンプ１７３ｇの非反転入力端子が接続される。また、オペアンプ１７３ｇの出力端には、フォトカプラを構成する発光ダイオード１７３ａのアノードが接続され、発光ダイオード１７３ａのカソードは、入力端１７０ｂと出力端１７０ｄとをつなぐ信号線に接続される。また、直列接続された抵抗１７３ｄとコンデンサ１７３ｅとの接点には、さらにダイオード１７３ｆのアノードが接続される。ダイオード１７３ｆのカソードは、オペアンプ１７３ｇの電源端子に接続され、ダイオード１７３ｆのカソードはさらにダイオード１７４ａのカソード側に接続される。

＜処理＞
電子機器１００をオン・オフさせる際の基本的な処理は第１実施形態と同様である。よって、本形態では、電子機器１００をオン・オフさせる際の基本的な処理の説明は省略する。以下では、電子機器１００をオンするためにフロント電源スイッチ２０を押し下げ操作し、その接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源からサブ電源回路１３０への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路１７０の処理のみを説明する。

第１実施形態と同様な初期状態においてフロント電源スイッチ２０が押し下げ操作され、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じると（オン操作）、ダイオード１８０及びフロント電源スイッチ２０を介してメイン電源が電力遮断回路１７０の入力端１７０ａ，１７０ｂに接続される。初期状態ではフォトレジスタ１７１ａはオフとなっているため、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄのゲートには電圧が印加されており、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄはオンとなっている。そのため、メイン電源から供給された電力は電力遮断回路１７０の出力端１７ｃ，１７０ｄから、サブ電源回路１３０の入力端１３０ａ，１３０ｂに供給される。これにより、サブ電源回路１３０が駆動し、高周波トランス１３２の二次側コイル１３２ｂ及び出力巻き線１７４ｂに誘導起電力が生じる。これによって出力巻き線１７４ｂから出力される交流電力はダイオード１７４ａによって整流され、電荷が電解コンデンサ１７２及びコンデンサ１７３ｅに蓄積されていく。

ここで、直列接続された抵抗１７３ｂと抵抗１７３ｃとの接点の電位（オペアンプ１７３ｇの反転入力端の電位）は、電解コンデンサ１７２の電位よりも小さく、かつ、その電位に比例する。一方、直列接続された抵抗１７３ｄとコンデンサ１７３ｅとの接点の電位（オペアンプ１７３ｇの非反転入力端の電位）は、コンデンサ１７３ｅに蓄積された電位が多くなるほど高くなり、最終的に電解コンデンサ１７２の電位と同一となる。すなわち、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた場合、最初の時点ではオペアンプ１７３ｇの反転入力端の電位が非反転入力端の電位よりも大きいため、オペアンプ１７３ｇの出力電位は負となり、発光ダイオード１７３ａは発光しない。しかし、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた状態が継続し、オペアンプ１７３ｇの反転入力端の電位が非反転入力端の電位よりも小さくなった場合、オペアンプ１７３ｇの出力電位は正となり、発光ダイオード１７３ａが発光する。この発光によってフォトレジスタ１７１ａがオンとなり、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄのゲート電圧がゼロとなるため、Ｐ−ＭＯＳスイッチ１７１ｄがオフとなる。これにより、メイン電源からサブ電源回路１３０への電力供給が遮断される。つまり、本形態の構成では、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた状態が所定時間以上継続すると、メイン電源からサブ電源回路１３０への電力供給が遮断され、これにより、無駄な電力が消費されることを防止できる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本形態は、第２実施形態の変形例であり、電力遮断回路の構成が相違する。また、本形態では、第１実施形態と同じシリーズレギュレータ型のサブ電源回路３０を用いる。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する事項については説明を省略する。

＜構成＞
図５は、第３実施形態における電子機器２００の電源部構成を説明するための回路図である。なお、図５において第１実施形態と共通する部分については図１と同じ符号を用い、詳しい説明を省略する。
図５に示すように、本形態の電子機器２００は、電源プラグ１０（「メイン電源の受電端」に相当）と、フロント電源スイッチ２０（「第１スイッチ」に相当）と、サブ電源回路３０（「第１電源回路」に相当）と、ラッチングリレー４０（「第２スイッチ」に相当）と、メイン電源回路５０（「第２電源回路」に相当）と、メイン回路６１と、マイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）と、電力遮断回路２７０とを有する。

電源プラグ１０の一方の端子には電力遮断回路２７０の入力端２７０ａが接続され、電源プラグ１０の他方の端子にはフロント電源スイッチ２０の一端が接続される。電力遮断回路２７０の出力端２７０ｂは、サブ電源回路３０の入力端３０ａに接続され、電力遮断回路２７０の出力端２７０ｃ及びフロント電源スイッチ２０の他端は、サブ電源回路３０の入力端３０ｂに接続される。

本形態の電力遮断回路２７０の構成は以下のとおりである。まず、入力端２７０ａと出力端２７０ｂとの間にはｂ接点リレー２７５の接点２７５ａが接続される。また、サブ電源回路３０が具備する電源トランス３１の出力巻き線２７１ａの一端が出力端２７０ｃに接続され、出力巻き線２７１ａの出力端が整流回路２７１ｂに接続される。整流回路２７１ｂの出力端には平滑回路を構成する電解コンデンサ２７２が接続され、その平滑回路にはそれらによって得られた直流電力で駆動するクロック発信器２７３ａが接続される。クロック発信器２７３ａの出力端には、この直流電力で駆動するカウンター回路２７３ｂが接続される。カウンター回路２７３ｂは、クロック発信器２７３ａの出力端から出力されたクロックパルスをカウントし、カウント数が所定値以上になるとパルスを出力端から出力する回路である。このような回路は公知のバイナリカウンタ（例えば、TOSHIBA製"TC4520BP"やRENESAS製"HD74LS293"）とオペアンプとを用いて容易に構成できる。カウンター回路２７３ｂの出力端は、ＦＥＴスイッチ２７４ｅのベースに接続される。また、前述の電解コンデンサ２７２によって構成される平滑回路の出力端には、抵抗２７４ａと、抵抗２７４ｂと、ＦＥＴスイッチ２７４ｅのコレクタ・エミッタとが直列に接続される。また、抵抗２７４ｂの両端には、Ｐ−ＭＯＳスイッチ２７４ｃのゲートとソースとが接続される。Ｐ−ＭＯＳスイッチ２７４ｃのドレインとＦＥＴスイッチ２７４ｅのエミッタとの間には、ｂ接点リレー２７５のリレーコイル２７５ｂが接続される。また、Ｐ−ＭＯＳスイッチ２７４ｃのソース・ドレイン間には、逆起電力サージによる破壊を防ぐためのダイオード２７４ｄが接続される。

＜処理＞
電子機器２００をオン・オフさせる際の基本的な処理は第１実施形態と同様である。よって、本形態では、電子機器２００をオン・オフさせる際の基本的な処理の説明は省略する。以下では、電子機器２００をオンするためにフロント電源スイッチ２０を押し下げ操作し、その接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路２７０の処理のみを説明する。

第１実施形態と同様な初期状態では、ｂ接点リレー２７５のリレーコイル２７５ｂに励磁電流が供給されていないため、ｂ接点リレー２７５の接点は閉じている。この初期状態においてフロント電源スイッチ２０が押し下げ操作され、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じると（オン操作）、メイン電源が電力遮断回路２７０を介してサブ電源回路３０の入力端３０ａ，３０ｂに供給される。これにより、サブ電源回路３０の電源トランス３１の二次側コイル３１ｂ及び出力巻き線２７１ａに誘導起電力が生じる。これによって出力巻き線２７１ａから出力される交流電力はダイオード２７１ｂによって整流され、電解コンデンサ２７２によって平滑化されてクロック発信器２７３ａ及びカウンター回路２７３ｂに供給される。これにより、クロック発信器２７３ａはクロックパルスをカウンター回路２７３ｂに供給し、カウンター回路２７３ｂはそれをカウントする。そのカウント値が所定値に達すると、カウンター回路はパルスをＦＥＴスイッチ２７４ｅのベースに供給し、ＦＥＴスイッチ２７４ｅがオンする。これによって、Ｐ−ＭＯＳスイッチ２７４ｃのゲートに電圧が印加され、Ｐ−ＭＯＳスイッチ２７４ｃがオンしてリレーコイル２７５ｂに励磁電流が供給される。これにより、ｂ接点リレー２７５はオフになり、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給が遮断される。つまり、本形態の構成では、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた状態が所定時間以上継続すると、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給が遮断され、これにより、無駄な電力が消費されることを防止できる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を説明する。本形態も第２実施形態の変形例であり、電力遮断回路の構成が相違する。また、本形態では、第１実施形態と同じシリーズレギュレータ型のサブ電源回路３０を用いる。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する事項については説明を省略する。
＜構成＞
図６は、第４実施形態における電子機器３００の電源部構成を説明するための回路図である。なお、図６において第１実施形態と共通する部分については図１と同じ符号を用い、詳しい説明を省略する。

図６に示すように、本形態の電子機器３００は、電源プラグ１０（「メイン電源の受電端」に相当）と、フロント電源スイッチ２０（「第１スイッチ」に相当）と、サブ電源回路３０（「第１電源回路」に相当）と、ラッチングリレー４０（「第２スイッチ」に相当）と、メイン電源回路５０（「第２電源回路」に相当）と、メイン回路６１と、マイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）と、電力遮断回路３７０と、ダイオード３８０とを有する。

電源プラグ１０の一方の端子にはダイオード３８０のアノードが接続され、そのカソードには電力遮断回路３７０の入力端３７０ａが接続される。また、電源プラグ１０の他方の端子と電力遮断回路３７０の入力端３７０ｂとの間にはフロント電源スイッチ２０が接続される。電力遮断回路３７０の出力端３７０ｃ，３７０ｄは、サブ電源回路３０の入力端３０ａ，３０ｂに接続される。

本形態の電力遮断回路３７０の構成は以下のとおりである。電力遮断回路３７０の出力端３７０ｃは、Ｐ−ＭＯＳスイッチ３７３ａのドレインが接続され、そのソースが入力端３７０ａに接続される。入力端３７０ａと入力端３７０ｂとの間には、直列接続された抵抗３７１とＰＴＣサーミスタ３７２とが直列接続される。ＰＴＣサーミスタ３７２は、温度による特性変化が大きく、温度が上昇するにつれて抵抗値が増大する素子である。本形態では、ある温度を超えると急激に抵抗が上昇する非線形の動作をするＰＴＣサーミスタ３７２を用いる。また、ＰＴＣサーミスタ３７２と電源トランス３１とは熱的に結合されている。すなわち、電源トランス３１の熱がＰＴＣサーミスタ３７２に効率よく伝導されるようにＰＴＣサーミスタ３７２と電源トランス３１とが配置される。具体的には、例えば、ＰＴＣサーミスタ３７２と電源トランス３１とを物理的に接触させて配置したり、これらを熱伝導率が高い素材で連結したりする。また、直列接続された抵抗３７１とＰＴＣサーミスタ３７２との接点には、Ｐ−ＭＯＳスイッチ３７３ａのゲートが接続される。

＜処理＞
電子機器３００をオン・オフさせる際の基本的な処理は第１実施形態と同様である。よって、本形態では、電子機器３００をオン・オフさせる際の基本的な処理の説明は省略する。以下では、電子機器３００をオンするためにフロント電源スイッチ２０を押し下げ操作し、その接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路３７０の処理のみを説明する。

第１実施形態と同様な初期状態でフロント電源スイッチ２０が押し下げ操作され、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じると（オン操作）、Ｐ−ＭＯＳスイッチ３７３ａもオンし、メイン電源が電力遮断回路３７０を介してサブ電源回路３０の入力端３０ａ，３０ｂに供給される。サブ電源回路３０の電源トランス３１の一時側コイル３１ａに電力が供給され、電源トランス３１が駆動する。電源トランス３１に供給された電力の一部は熱に変化する。そのため、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた状態が長く継続するほど、電源トランス３１及びそれと熱的に結合したＰＴＣサーミスタ３７２の温度が上昇する。そして、この状態がある期間継続すると、ＰＴＣサーミスタ３７２の抵抗値は急激に増大し、Ｐ−ＭＯＳスイッチ３７３ａのゲート電圧がほぼゼロとなり、Ｐ−ＭＯＳスイッチ３７３ａがオフとなって、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給が遮断される。つまり、本形態の構成では、フロント電源スイッチ２０の接点が閉じられた状態が所定時間以上継続すると、メイン電源からサブ電源回路３０への電力供給が遮断され、これにより、無駄な電力が消費されることを防止できる。

なお、上記では、ＰＴＣサーミスタ３７２と電源トランス３１とを熱的に結合する場合を説明したが、ＰＴＣサーミスタ３７２とＰ−ＭＯＳスイッチ３７３ａとを熱的に結合しても同様な動作が実現できる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態を説明する。本形態はメイン電源が直流電源である場合の一例である。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
＜構成＞
図７は、第５実施形態における電子機器４００の電源部構成を説明するための回路図である。なお、図７において第１実施形態と共通する部分については図１と同じ符号を用い、詳しい説明を省略する。

本形態の電子機器４００は、直流電源で駆動するノート型パーソナルコンピュータ等であり、図７に例示するように、直流電源入力端４１０（「メイン電源の受電端」に相当）と、フロント電源スイッチ２０（「第１スイッチ」に相当）と、サブ電源回路４３０（「第１電源回路」に相当）と、ラッチングリレー４０（「第２スイッチ」に相当）と、メイン電源回路４５０（「第２電源回路」に相当）と、メイン回路６１と、マイクロコンピュータ６２（「制御部」に相当）とを有する。

直流電源入力端４１０は、バッテリー等の直流のメイン電源に接続され、電子機器４００に入力電力を導入する。フロント電源スイッチ２０は、直流電源入力端４１０とサブ電源回路４３０の入力端４３０ａ，４３０ｂとの間に接続され、接点を閉じることによってサブ電源回路４３０をメイン電源に接続し、接点を開くことによってサブ電源回路４３０をメイン電源から切断する。サブ電源回路４３０は、スイッチングレギュレータ型の電源回路である。入力端４３０ａ，４３０ｂとの間には、高周波トランス４３１の一次側コイル４３１ａとスイッチング素子１３３とが直列に接続され、スイッチング素子１３３のゲートには電源制御回路４３３が接続される。また、高周波トランス４３１の二次側コイル４３１ｂには、整流回路を構成するダイオード４３４が接続され、その整流回路の出力端には、平滑回路を構成する電解コンデンサ４３５が接続される。そして、ダイオード４３４のカソードは出力端４３０ｃに接続され、二次側コイル４３１ｂ及び電解コンデンサ４３５の端部のうちダイオード４３４に接続されていない側の各端部は接地される。また、サブ電源回路４３０の出力端４３０ｃは、ラッチングリレー４０のＳＥＴコイル４２の一端に接続され、マイクロコンピュータ６２は、サブ電源回路４３０の出力電圧の立下りが検出可能なように構成される。

メイン電源回路４５０は、メイン電源からの入力電力を上記の第１出力電力よりも大きな第２出力電力に変換する。本形態のメイン電源回路４５０は、入力端４５０ａ，４５０ｂにラインフィルター４５１が接続され、その他端に、高周波トランス４５２とスイッチング素子４５３と電源制御回路４５４とダイオード４５５と電解コンデンサ４５６とからなるスイッチングレギュレータ型の電源回路が接続され、出力端４５０ｃからメイン回路６１やマイクロコンピュータ６２に駆動電力を供給する。
なお、第２〜４実施形態で説明したような、電子機器４００をオンするためにフロント電源スイッチ２０を押し下げ操作し、その接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、メイン電源からサブ電源回路４３０への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路をさらに設けてもよい。

＜処理＞
電子機器４００をオン・オフさせる際の基本的な処理は第１実施形態と同様である。また、電力遮断回路を設けた場合の処理は第２〜４実施形態と同様である。
〔その他の変形例〕
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示した第２実施形態の構成では、高周波トランス１３２の出力巻き線１７４ｂの出力をダイオード１７４ａで整流し、その電力で電解コンデンサ１７２及びコンデンサ１７３ｅを充電し、フロント電源スイッチ２０の押し下げ時間を計測することとした。しかし、第２実施形態のようなスイッチングレギュレータ型のサブ電源回路１３０の場合には、電源制御回路１３４の直流起動電力の一部を電解コンデンサ１７２及びコンデンサ１７３ｅを充電し、フロント電源スイッチ２０の押し下げ時間を計測する構成であってもよい。この場合には、出力巻き線１７４ｂやダイオード１７４ａは不要となり、電源制御回路１３４の直流起動電力の一部を、ダイオード１７４ａのカソード側に示した回路に入力させればよい。

また、図５に示した第３実施形態の電力遮断回路２７０のｂ接点リレー２７５を用いる代わりに、ノーマリーオンのディプレッション型のＦＥＴスイッチを用いてもよい。
また、上記ではラッチングリレー４０として２巻線ラッチング型のものを例示したが、１巻線ラッチング型のものを用いてもよい。また、メイン電源回路をシリーズレギュレータ型としたり、整流回路を全波整流回路にするのか半波整流回路にするのかなど、その他の変形が可能であることはいうまでもない。

本発明の産業上の利用分野としては、例えば、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、オーディオ機器等の交流電源で使用される電子機器の電源部や、ノート型パーソナルコンピュータやカーナビゲーション装置等の直流電源で使用される電子機器の電源部等を例示できる。

第１実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。 第１実施形態の電子機器の電源をオン・オフさせる際の処理を説明するためのタイミングチャート。 マイクロコンピュータの制御処理を説明するためのフローチャート。 第２実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。 第３実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。 第４実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。 第５実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。

符号の説明

１０ 電源プラグ（メイン電源の受電端）
２０ フロント電源スイッチ（第１スイッチ）
３０，１３０，４３０ サブ電源回路（第１電源回路）
４０ ラッチングリレー（第２スイッチ）
５０，４５０ メイン電源回路（第２電源回路）
６１ メイン回路
６２ マイクロコンピュータ（制御部）
１７０，２７０，３７０ 電力遮断回路

Claims (4)

1. メイン電源からの入力電力を第１出力電力に変換する第１電源回路と、
   前記メイン電源からの入力電力を前記第１出力電力よりも大きな第２出力電力に変換する第２電源回路と、
   前記メイン電源の受電端と前記第１電源回路の入力端との間に接続され、機械的な操作によって接点が開閉する一次側スイッチである第１スイッチと、
   前記受電端と前記第２電源回路の入力端との間に接続され、電気的な制御によって接点が開閉する第２スイッチと、を有し、
   開かれた前記第２スイッチの接点は、
   前記第１スイッチの接点が閉じられ、前記メイン電源が前記第１電源回路の入力端に接続され、前記第１電源回路から前記第２スイッチに電力が供給されることで閉じられる、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１の電子機器において、
   前記第１スイッチは、機械的な操作時にのみ接点を閉じるスイッチであり、
   前記第２スイッチは、ラッチングリレーである、
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項２の電子機器において、
   前記第２電源回路の出力端に接続され、前記第２スイッチの接点が閉じて前記メイン電源が前記第２電源回路の入力端に接続された際に前記第２電源回路から駆動電力が供給される制御部をさらに有し、
   開かれた前記第２スイッチの接点は、
   前記第１スイッチの接点が閉じられ、前記メイン電源が前記第１電源回路の入力端に接続され、前記第１電源回路が前記第２スイッチにセット信号を供給することにより閉じられ、その後、前記第２スイッチにリセット信号が供給されるまでその接点を閉じた状態を維持し、
   前記制御部は、
   前記第１スイッチへの機械的な操作によって前記第１電源回路の出力電圧が立ち上がった後に当該機械的な操作が開放されることで生じる前記第１電源回路の出力電圧の立下りを２回検出した場合に、前記第２スイッチにリセット信号を供給して前記第２スイッチの接点を開き、前記第２電源回路を前記メイン電源から切断する、
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１から３のいずれかの電子機器であって、
   前記第１スイッチの接点が閉じた状態が所定時間以上継続した場合に、前記メイン電源から前記第１電源回路への電力供給を、少なくとも一時的に遮断する電力遮断回路をさらに有する、
   ことを特徴とする電子機器。

Images