JP2012244687A

JP2012244687A - 電子機器

Info

Publication number: JP2012244687A
Application number: JP2011110418A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Inoue; 佳彦井上
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】定格よりも電圧の高いＡＣ電源へＡＣ入力端子を誤接続したときに破壊部品無くセットを動作させなくする機能を簡易な回路構成にて実現した電子機器の提供する。
【解決手段】ＡＣ入力端子１０からヒューズ１１を介して入力される交流を利用して生成される駆動電圧にて駆動される電子機器１００に、サイリスタＳと、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、ツェナダイオードＤ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、コンデンサＣ２と、トランジスタＴｒと、を備えさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は電子機器に関し、特に入力端子からヒューズを介して入力される交流電圧を利用して生成される駆動電圧にて駆動される電子機器に関する。

特許文献１には、交流を入力する入力端子と、当該入力端子から入力される交流を整流する整流素子をサイリスタとした第１の整流ブリッジ回路と、当該第１の整流ブリッジ回路の出力する整流電圧をＤＣ／ＤＣ変換して負荷へ供給するＤＣ／ＤＣコンバーターと、前記入力端子から入力される交流を整流する整流素子をダイオードとした第２の整流ブリッジ回路と、当該第２の整流ブリッジ回路の整流出力が所定値を超えたときに降伏するツェナダイオードと、当該ツェナダイオードが降伏したときにサイリスタのゲートに対する駆動信号の送出を停止するサイリスタ駆動回路と、を備えたスイッチング電源について開示されている。
当該スイッチング電源によれば、入力端子に入力される交流が所定値を超えるとツェナダイオードが降伏して第１の整流ブリッジ回路の整流出力が停止されるため、回路を構成する各構成要素の許容以上の電圧による破損が防止される。その他、特許文献２、３にも、入力端子に機器の定格を超える過大電圧が印加されたときに機器を保護する回路について開示されている。

特開平３−８９８６２号公報特開２０００−１１６０２８号公報特開２００２−５１４５３号公報

上述した従来の機器においては、入力端子に機器の定格を超える過大電圧が印加されたときに機器を保護する回路の構成が複雑であるという課題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、定格よりも電圧の高いＡＣ電源へＡＣ入力端子を誤接続したときに破壊部品無くセットを動作させなくする機能を簡易な回路構成にて実現した電子機器の提供を目的とする。

本発明の態様の１つは、入力端子からヒューズを介して入力される交流を利用して生成される駆動電圧にて駆動される電子機器において、前記入力端子にアノードを向けて前記交流の伝送ライン上に介挿されたサイリスタと、直列接続された第１抵抗と第２抵抗とにより前記サイリスタよりも上流側の前記伝送ラインとグランドとの間を接続し、当該第１抵抗と第２抵抗の接続点に前記サイリスタのゲートを接続された第１分割抵抗と、前記第１抵抗と第２抵抗の接続点にアノードを接続されたダイオードと、前記ダイオードのカソードに正極を接続され、グランドに負極を接続された有極性コンデンサと、前記ダイオードと前記有極性コンデンサの接続点にカソードを接続されたツェナダイオードと、直列接続された第３抵抗と第４抵抗とにより前記ツェナダイオードのアノードとグランドとの間を接続する第２分割抵抗と、前記第３抵抗と第４抵抗の接続点と、グランドと、の間を接続する無極性コンデンサと、前記第３抵抗と第４抵抗の接続点にベースを接続され、前記第１抵抗と第２抵抗の接続点にコレクタを接続され、グランドにエミッタを接続されたトランジスタと、を備える構成としてある。

なお、上述した電子機器は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。

本発明によれば、定格よりも電圧の高いＡＣ電源へＡＣ入力端子を誤接続したときに破壊部品無くセットを動作させなくする機能を簡易な回路構成にて実現した電子機器の提供することができる。

電子機器１００の概略構成を示すブロック図である。整流サイリスタ回路１２を示す回路図である。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）本実施形態の構成：
（２）整流サイリスタ回路：
（３）変形例：

（１）本実施形態の構成：
図１は、電子機器１００の概略構成を示すブロック図である。同図に示す電子機器１００は電源回路５０を備えており、当該電源回路５０から供給される駆動電圧にて駆動される。電子機器１００は、少なくとも、通常状態とスタンバイ状態の２つの動作状態を有している。通常状態は電子機器１００の機能を発揮可能な状態である。電子機器１００は、スタンバイ状態において、限定された一部の構成（図では、マイコン６０）にのみ電源電圧を供給することにより機器の機能を制限するとともに消費電力を抑制している。電子機器１００は、例えば利用者が所定の操作入力を行うと、スタンバイ状態から通常状態へ復帰する。

電源回路５０は、少なくともスタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙとメイン電源Ｖｍａｉｎの２種類の電源電圧を出力可能となっている。スタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙは、電子機器１００がスタンバイ状態と通常状態の双方で出力され、メイン電源Ｖｍａｉｎは、電子機器１００が通常状態のときに出力される。すなわち、スタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙは、電子機器１００のＡＣプラグが例えば商用の交流電源に接続されている間は継続的に出力され、メイン電源Ｖｍａｉｎは、電子機器１００に所定の操作入力が行われて通常状態になったときのみ出力される。

電源回路５０は、ＡＣ入力端子１０と、ヒューズ１１と、整流サイリスタ回路１２と、トランス１３と、メイン電源コントロール回路１４と、リレー回路１５と、整流回路１６と、トランス１７と、を備えている。ＡＣ入力端子１０は、例えば、電子機器１００のＡＣプラグにより構成される。整流サイリスタ回路１２は、ＡＣ入力端子１０からヒューズ１１を介して入力される交流を整流して直流を出力する。なお、以下では、ＡＣ入力端子１０から入力される交流をヒューズ１１と整流サイリスタ回路１２とを介してトランス１３に伝送するラインを伝送ラインＬａｃと呼ぶことがある。

整流サイリスタ回路１２の出力する直流は、トランス１３の１次巻線に印加される。ここで、トランス１３の１次巻線に印加される直流は、不図示の制御回路によるＰＷＭ制御等によりオンオフされており、これによりトランス１３の２次巻線には交流が発生する。トランス１３の２次巻線には不図示の整流回路が接続されており、当該整流回路にて交流を整流平滑することにより生成された直流がスタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙとなる。なお、制御回路にはスタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙがフィードバックされており、スタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙが一定となるように直流の印加のオンオフを制御している。このようにして生成されたスタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙは、不図示のレギュレータ等により電圧を一定に調整された上で駆動電圧としてマイコン６０に供給される。

すなわち、マイコン６０はスタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙにて駆動されており、スタンバイ状態と通常状態の双方で動作している。マイコン６０は、不図示のリモコン等の操作入力部に対してユーザーの行った操作入力に応じて発生する操作入力信号を入力されるようになっており、ユーザーが電源オンの操作入力を操作入力部に行うと、メイン電源コントロール回路１４に対する制御信号（Ｐ−ＯＮ−Ｈ信号等）の入力を開始し、ユーザーが電源オフの操作入力を操作入力部に行うと、メイン電源コントロール回路１４に対する制御信号（Ｐ−ＯＮ−Ｈ信号等）の入力を停止する。

メイン電源コントロール回路１４は、スタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙを入力されており、マイコン６０から入力される制御信号に応じて、スタンバイ用電源Ｖｓｔｂｙを利用してリレー回路１５のオンオフを制御する。すなわち、メイン電源コントロール回路１４は、マイコン６０から制御信号が入力されている間はリレー回路１５のリレーを接続させ、マイコン６０からの制御信号の入力が停止されている間はリレー回路１５のリレーを切断させる。

リレー回路１５は、ヒューズ１１と整流サイリスタ回路１２との間の伝送ラインＬａｃと、整流回路１６と、の間を接続しており、伝送ラインＬａｃと整流回路１６との間を電気的に接続したり切断したりする。整流回路１６は、リレー回路１５を介して入力される交流を整流して直流を出力する。整流回路１６の出力する直流は、トランス１７の１次巻線に印加される。ここで、トランス１７の１次巻線に印加される直流は、不図示の制御回路によるＰＷＭ制御等によりオンオフされ、これによりトランス１７の２次巻線には交流が発生する。トランス１７の２次巻線には不図示の整流回路が接続されており、当該交流を整流回路が整流平滑した直流がメイン電源Ｖｍａｉｎとなる。制御回路は、メイン電源Ｖｍａｉｎをフィードバックされており、メイン電源Ｖｍａｉｎが一定となるように直流の印加のオンオフを制御する。このようにして生成されたメイン電源Ｖｍａｉｎは、レギュレータ等により電圧を調整される等して駆動電圧としてマイコン６０以外の電子機器１００の構成要素に供給される。

すなわち、リレー回路１５が接続されると、ヒューズ１１と整流サイリスタ回路１２との間の伝送ラインＬａｃから整流回路１６へ交流が入力されるためマイコン６０以外の電子機器１００の構成要素に対して駆動電圧が供給され、マイコン６０以外の電子機器１００の構成要素が動作する。一方、リレー回路１５が切断されると、ヒューズ１１と整流サイリスタ回路１２との間の伝送ラインＬａｃから整流回路１６への交流入力が停止されるためマイコン６０以外の電子機器１００の構成要素に対する駆動電圧の供給が停止され、マイコン６０以外の電子機器１００の構成要素は動作を停止する。

以上のように構成された電源回路５０においては、ＡＣ入力端子１０から入力される交流電圧が電子機器１００の動作定格の範囲内（例えば、定格の倍電圧未満等）のときは整流サイリスタ回路１２が直流を出力し、ＡＣ入力端子１０から入力される交流電圧が電子機器１００の動作定格の範囲を超えるときは整流サイリスタ回路１２が直流を出力しないように構成されている。当該構成によれば、倍電圧用ツェナダイオードとヒューズの組合せによる過電圧防止における問題を防止することができる。

すなわち、倍電圧用ツェナダイオードとヒューズの組合せでは、ＡＣ入力端子１０に過電圧が印加された際に、倍電圧用ツェナダイオードに過電流がかかり当該倍電圧用ツェナダイオードのショート破壊およびヒューズの断線により回路保護を行うが、仮に、ヒューズの定格電流を高いと、ＡＣ入力端子１０に対する過電圧印加時にヒューズが断線せず、倍電圧用ツェナダイオードに大電流が流れ続ける可能性があった。これに対し、整流サイリスタ回路１２では、ＡＣ入力端子１０に過電圧が印加された際に整流自体を停止するため、セットが完全に動作しなくなる。以下、整流サイリスタ回路１２の詳細について説明する。

（２）整流サイリスタ回路：
図２は、整流サイリスタ回路１２の回路図である。同図において、整流サイリスタ回路１２は、サイリスタＳを用いた整流回路１２ａと、ＡＣ入力端子１０に入力される交流電圧が所定値Ｖ１（例えば、電子機器の定格の２倍等。Ｖ１は不図示。）を超えると整流回路１２ａのサイリスタＳのゲート端子をオフに制御する保護回路１２ｂと、平滑用のコンデンサＣ３と、を備えている。同図において、整流回路１２ａは、サイリスタＳと抵抗Ｒ１，Ｒ２により構成され、保護回路１２ｂは、整流用のダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、ツェナダイオードＤ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、コンデンサＣ２と、トランジスタＴｒと、により構成される。

整流回路１２ａにおいて、サイリスタＳは、アノードをＡＣ入力端子１０に向けつつカソードをトランス１３に向けて、交流の伝送ラインＬａｃ上に介挿され、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、サイリスタＳよりも上流側の交流の伝送ラインＬａｃとグランドとの間に直列に接続されており、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点（以下、分割点とも言う）をサイリスタＳのゲートに接続されている。

すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、ＡＣ入力端子１０に入力される交流電圧を所定割合（１／ｎ：ｎは１以上の正数）に分圧する分圧回路を構成し、当該分圧Ｖｄｉｖ１をサイリスタＳのゲート端子に入力している。ここで、ＡＣ入力端子１０に入力される交流電圧が所定値を超えると（分圧Ｖｄｉｖ１が所定値の１／ｎを超えると）、サイリスタＳのゲートにターンオン電圧が印加されてサイリスタＳがターンオンし、サイリスタＳのカソード電圧をコンデンサＣ３が平滑した直流がトランス１３に供給される。

保護回路１２ｂにおいて、ダイオードＤ１はアノードを抵抗Ｒ１，Ｒ２の分割点に接続され、コンデンサＣ１は正極をダイオードＤ１のカソードに接続されつつ負極をグランドに接続され、ツェナダイオードＤ２はカソードをダイオードＤ１とコンデンサＣ１の接続点に接続され、抵抗Ｒ３，Ｒ４はツェナダイオードＤ２のアノードとグランドの間に直列に接続されており、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点（以下、分割点とも言う）とグランドとの間を接続し、トランジスタＴｒはベースを抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点に接続されつつコレクタを抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点（サイリスタＳのゲート）に接続され且つエミッタをグランドに接続されている。

すなわち、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１の接続点には、分圧Ｖｄｉｖ１のプラス側電圧を整流した正の整流電圧Ｖｄｃが生成され、ツェナダイオードＤ２は、カソードに正の整流電圧Ｖｄｃを入力されている。ここで、正の整流電圧Ｖｄｃが所定の閾値Ｖｔｈ（不図示）より低いとき（ＡＣ入力端子１０に入力される交流電圧が所定値Ｖ１より低いとき）は、ツェナダイオードＤ２は降伏せず、トランジスタＴｒもターンオンしない。従って、サイリスタＳのゲートには分圧Ｖｄｉｖ１が入力される。

一方、正の整流電圧Ｖｄｃが所定の閾値Ｖｔｈを超えると（ＡＣ入力端子１０に入力される交流電圧が所定値Ｖ１を超えると）ツェナダイオードＤ２は降伏し、このとき、抵抗Ｒ３，Ｒ４の分割点には正の整流電圧Ｖｄｃを所定割合（１／ｍ：ｍは１以上の正数）に分圧した分圧Ｖｄｉｖ２が発生し、トランジスタＴｒがターンオンする。なお、トランジスタＴｒのゲートに接続されているコンデンサＣ２は、正の整流電圧Ｖｄｃが所定の閾値Ｖｔｈを超えたとき、ＡＣ入力端子１０に入力される交流の周期より長くトランジスタＴｒをオンする電圧を維持可能な時定数とされている。従って、トランジスタＴｒがターンオンすると、サイリスタＳのゲートがトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタを介してグランドに引き込まれる。その結果、ＡＣ入力端子１０に入力される交流の正負が反転してサイリスタＳに流れる電流が保持電流より小さくなるか又はサイリスタに逆電圧がかかるとサイリスタＳはターンオフし、その後ターンオンしなくなる。

以上のように、本実施形態にかかる整流サイリスタ回路１２によれば、ＡＣ入力端子１０の誤接続により交流の電圧が定格よりも高い所定値を超えると、ヒューズの定格電流に関わらずサイリスタＳがターンオフし、整流サイリスタ回路１２よりも後段の回路への電源供給をストップさせ、破壊部品無くセットを停止させることが可能となる。

（３）変形例：
なお、上述した実施形態では、１つのサイリスタＳを整流素子とする整流回路１２ａにより半波整流する回路構成としたが、むろん、４つのサイリスタを組合せることにより、いわゆるダイオードブリッジ回路と同様のブリッジ回路を構成し、全波整流する回路構成としてもよい。このとき、整流ブリッジ回路を４つのサイリスタのゲートは、上述した実施形態におけるＲ１，Ｒ２の接続点に接続される。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１０…ＡＣ入力端子、１１…ヒューズ、１２…整流サイリスタ回路、１２ａ…整流回路、１２ｂ…保護回路、１３…トランス、１４…メイン電源コントロール回路、１５…リレー回路、１６…整流回路、１７…トランス、５０…電源回路、６０…マイコン、１００…電子機器、Ｃ１…コンデンサ、Ｃ２…コンデンサ、Ｃ３…コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｄ２…ツェナダイオード、Ｌａｃ…伝送ライン、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…抵抗、Ｒ３…抵抗、Ｒ４…抵抗、Ｓ…サイリスタ、Ｔｒ…トランジスタ、Ｖｄｃ…整流電圧、Ｖｄｉｖ１…分圧、Ｖｄｉｖ２…分圧、Ｖｍａｉｎ…メイン電源、Ｖｓｔｂｙ…スタンバイ用電源。

Claims

入力端子からヒューズを介して入力される交流を利用して生成される駆動電圧にて駆動される電子機器において、
前記入力端子にアノードを向けて前記交流の伝送ライン上に介挿されたサイリスタと、
直列接続された第１抵抗と第２抵抗とにより前記サイリスタよりも上流側の前記伝送ラインとグランドとの間を接続し、当該第１抵抗と第２抵抗の接続点に前記サイリスタのゲートを接続された第１分割抵抗と、
前記第１抵抗と第２抵抗の接続点にアノードを接続されたダイオードと、
前記ダイオードのカソードに正極を接続され、グランドに負極を接続された有極性コンデンサと、
前記ダイオードと前記有極性コンデンサの接続点にカソードを接続されたツェナダイオードと、
直列接続された第３抵抗と第４抵抗とにより前記ツェナダイオードのアノードとグランドとの間を接続する第２分割抵抗と、
前記第３抵抗と第４抵抗の接続点と、グランドと、の間を接続する無極性コンデンサと、
前記第３抵抗と第４抵抗の接続点にベースを接続され、前記第１抵抗と第２抵抗の接続点にコレクタを接続され、グランドにエミッタを接続されたトランジスタと、
を備えることを特徴とする電子機器。