JP2013135580A - 過電流保護回路及びテレビジョン受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置への電流供給状態の正常／異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得る。
【解決手段】マイコン７はメモリー８に保存された複数の閾値のうち、負荷装置１００における現在の動作モードに対応する閾値を選択的に読み出し、読み出した閾値と過電流検出電圧Ｖ９とを比較することにより判別動作を行う。さらに、マイコン７は上記判別動作を実行した結果、負荷装置１００に供給される電流量が異常であると判別した場合、電流供給遮断を指示する“Ｌ”レベルの電流供給制御電圧Ｖ７を出力する制御動作を実行する。すると、リレードライブ回路６によって主電源制御用リレー３のスイッチＳＷ３はオフ状態なり、整流回路２，直流電源部４間の内部電流経路が遮断される。
【選択図】図２

Description

この発明は過電流保護回路及びその過電流保護回路を備えたテレビジョン受信機に関するものである。

一次側電源であるスイッチング電源における従来の過電流保護回路として、例えば、特許文献１に開示された過電流保護回路がある。この過電流保護回路は、一次側制御ＩＣの制御限界を超える過電流に対して電源本体を保護する。

また、特許文献２にて開示されたスイッチング式直流電源装置は、機器の電流負荷の異なる動作モードに応じて、一次側電源における過電流保護のレベルを調整する機能を有している。

特開平５−２１１７１５号公報 特開平５−３０７３４号公報

最近のテレビジョン受信機はテレビ放送を受信するだけにとどまらず、テレビ番組の録画、再生、インターネット送受信、ＤＶＤやＳＤメモリーなどのメディア再生、音楽ＣＤの再生などマルチメディアに対応している。すなわち、最近のテレビジョン受信機に要求される機能であるテレビジョン機能は多種多様化している。したがって、液晶パネルなどの表示デバイスを含め、テレビジョン受信機の内部回路が複雑化して集積率が高くなり、ピン数が多い半導体を数多く使用しているため、故障を引き起こす大きな要因になっている。

また、上記テレビジョン機能を実現するための種々の部品（負荷装置）は作動させるために複数の直流電源が必要であるが、それらの直流電源は、スイッチング電源などの電源回路で一括して作るだけでなく、回路単位で個別につくる場合が多いため、電源用の部品の数も増加しており、電源系統の故障に繋がる可能性も高くなっている。特に半導体素子を含むＩＣ（集積回路）やＩＣを一部として含む回路の長期使用による経年劣化や電源の立ち上がり異常によるラッチアップなどが原因で、異常な負荷電流が流れることもある。

例えば特許文献１で開示された従来の過電流保護回路では、スイッチング電源の過電流供給状態から保護しる場合には、一次側の回路に電流検出用の抵抗を設け、当該抵抗に過大な電流が流れると、スイッチングトランジスタをオフする過電流保護回路を設置し対策している。しかし、この過電流保護回路は、負荷装置の最大負荷電流以上の電流が流れた場合にのみ過電流と判別する過電流検出を行っているに過ぎず、汎用性に乏しいという問題点があった。

また、特許文献２で開示された電源装置では、負荷装置の動作モードによってスイッチング電源の過電流保護の閾値を変更する保護回路が設けられているが、負荷の状態を制御するＣＰＵは電源二次側にあり、過電流検出回路の出力に基づき電源回路を制御する回路は電源一次側にある。このため、負荷装置の動作モードに応じた複数種の過電流検出用の閾値に相対した信号を過電流検出回路に出力するためには、電源二次側から電源一次側への信号伝達が不可欠となり、フォトカプラなどを使用した絶縁回路を使用する必要があり回路構成が複雑化するという問題点があった。

さらに、過電流検出回路が動作した（過電流状態を検出した）際には、電源一次側の電源回路の動作を停止させたり出力電流を制限したりするように制御するが、その制御状態は電源二次側のＣＰＵに伝達されないため、使用者が主電源のＯＮ，ＯＦＦ動作を繰り返し行った場合（主電源のＯＮ時に上記制御状態はリセットされてしまう）、一時的に負荷に過大電流が流れるため好ましくない。さらに、これらの過電流保護回路はスイッチング電源のみに適用されるもので汎用的ではない。

前述したように、多数の部品を負荷装置として使用するテレビジョン受信機では、省エネモードの待機中や番組情報取得など、低消費電流で動作させる場合に、回路の故障が原因で電流が基準より多く流れても、最大負荷電流に達していない場合は過電流保護が作動しない可能性があり、結果的に基準よりも大きい電流が流れ続けてしまう可能性が高い。すなわち、低消費電流で動作さえる場合、故障が発生したまま負荷装置を動かしつづけることになるため、電源や負荷への負担が大きく、テレビジョン受信機としての製品の信頼性が損なわれてしまう問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、負荷装置への電流供給状態の正常／異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の過電流保護回路は、外部電源より電源供給を受け、外部の負荷装置に電流を供給する過電流保護回路であって、前記負荷装置への供給電流量に基づく検出結果を得る供給電流検出手段と、前記検出結果に基づき、前記負荷装置への電流供給状態が正常であるか異常であるかを判別する判別動作を実行するとともに、前期判別動作によって電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力する制御動作を実行する電流供給制御手段と、前記電流供給制御信号が電流供給遮断を指示するとき、前記負荷装置への電流供給を強制的に遮断する遮断手段とを備えている。

請求項１記載の本願発明における電流供給制御手段は、判別動作及び制御動作を実行することによって、電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力し、遮断手段により負荷装置への電流供給を強制的に遮断させている。

したがって、請求項１記載の本願発明は、負荷装置に固有の電流供給条件を満足する電流供給状態の正常／異常を適切に判別可能な判別動作及び判別動作に続いて制御動作を電流供給制御手段に実行させることにより、負荷装置への電流供給状態の異常発生時に負荷装置への電流供給を遮断して、負荷装置が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。

その結果、請求項１記載の本願発明として、負荷装置への電流供給状態の正常／異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得ることができる。

この発明の実施の形態１であるテレビジョン受信機の構成を示すブロック図である。 図１で示した過電流保護回路の詳細構成及びその周辺構成を示すブロック図である。 実施の形態１のマイコンによる制御状態を表形式で模式的に示す説明図である。 実施の形態１の過電流保護回路の動作領域を模式的に示す説明図である。 実施の形態１のマイコンの制御状態と過電流検出用の閾値電圧の設定例を表形式で模式的に示す説明図である。 この発明の実施の形態２である過電流保護回路の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３の過電流保護回路の動作領域を模式的に示す説明図である。

＜実施の形態１＞
図１はこの発明の実施の形態１であるテレビジョン受信機の構成を示すブロック図である。図２は図１で示した過電流保護回路の詳細構成及びその周辺構成を示すブロック図である。

まず、図１を参照して、実施の形態１のテレビジョン受信機の構成を説明する。本実施の形態のテレビジョン受信機７０は、外部の商用電源のコンセントと接続可能な電源プラグ１に電源装置６１が接続され、電源回路６１からテレビジョン受信機７０内の全回路に電源が供給される。

テレビジョン受信機７０は内部に放送波を受信し画像、音声、データを復調するチューナー部７１と、外部の画像、音声、データを入力する外部信号入力部７２と、チューナー部７１や外部信号入力部７２から出力した画像、音声、データを記録再生する記録再生装置７３と、ネットワーク上で通信をするネットワーク部７４とを有している。

さらに、テレビジョン受信機７０はマルチプレクサ部７５を有しており、チューナー部７１、外部信号入力部７２、記録再生装置７３、及びネットワーク部７４で処理された画像、音声、及びデータを適宜切り替えて画像処理部７６、音声処理部７７及びディスプレイ７９に出力する。

画像処理部７６はマルチプレクサ部７５を介して得られた画像を処理し、音声処理部７７はマルチプレクサ部７５を介して得られた音声を処理し、データ処理部７８はマルチプレクサ部７５を介して得られたデータを処理する。

さらに、テレビジョン受信機７０は液晶パネル等のディスプレイ７９、音声出力部８０及び全体制御部８１を有している。ディスプレイ７９は画像処理部７６で処理された画像を表示し、音声出力部８０は音声処理部７７で処理した音声を出力する。全体制御部８１は、後述するリモコンや本体ボタンその他の方法でテレビジョン受信機の操作と制御をする。なお、図１で示したテレビジョン受信機の構成は一例であり、構成要素やそれぞれの接続形態は前述の構成に限定されるものではない。

次に、図２を参照して、図１で示した電源回路６１の構成を説明する。電源回路６１は、電源プラグ１から入力された交流電源を直流に変換する整流回路２と、整流回路２で直流に変換された電源をテレビジョン受信機８１内の負荷装置１００に供給するとともに、負荷装置１００への供給電流の過電流状態を回避して負荷装置１００を保護する過電流保護回路６０とを備える。

以下、図２を参照して図１で示した過電流保護回路６０の内部構成を説明する。過電流保護回路６０内において、整流回路２で直流に変換した電源は主電源制御用リレー３を介して直流電源部４に伝達される。主電源制御用リレー３は、整流回路２で得られた直流電源の直流電源部４への導入／遮断（オン／オフ）を切り替えるスイッチング機能を有する。主電源制御用リレー３は、後に詳述するがリレードライブ回路６によってオン／オフが制御される。

主電源制御用リレー３はコイルＬ３及びスイッチＳＷ３から構成され、コイルＬ３の一端は第１制御端子Ｐ３６を介して動作用の電源に接続され、他端は第２制御端子Ｐ３５を介してリレードライブ回路６の出力端子Ｐ４９に接続される。一方、スイッチＳＷ３は第１リレー端子Ｐ３３，第２リレー端子Ｐ３４間に設けられ、第１リレー端子Ｐ３３に整流回路２の出力部が接続され、第２リレー端子Ｐ３４に直流電源部４の入力部が接続される。

スイッチＳＷ３はコイルＬ３を流れる電流の有／無によってオン／オフが制御されるように設けられ、オン時に整流回路２，直流電源部４間の電流経路が導通状態とされ、オフ時（解放時）に整流回路２，直流電源部４間（第１リレー端子Ｐ３３，第２リレー端子Ｐ３４間）を遮断する。

直流電源部４は、主電源制御用リレー３を経由した直流電源を電圧変換して、検出抵抗５を介して外部端子Ｐ３１に接続される負荷装置１００に電流を供給する。したがって、過電流保護回路６０における第１リレー端子Ｐ３３〜外部端子Ｐ３１間が負荷装置１００に負荷電流を供給する内部電流経路となる。

負荷装置１００としては、前述した画像処理部７６、音声処理部７７、ディスプレイ７９あるいはその他全回路１１０（チューナー部７１、外部信号入力部７２、記録再生装置７３、ネットワーク部７４、データ処理部７８、音声出力部８０等）が存在する。外部端子Ｐ３１は負荷装置１００の外部端子Ｐ１０５に接続される。そして、外部端子Ｐ１０５から分岐した外部端子Ｐ１０１〜Ｐ１０４を介して、画像処理部７６、音声処理部７７、ディスプレイ７９及びその他全回路１１０にそれぞれ直流電源部４からの電流供給がなされる。

マイコン７の出力端子Ｐ４４（Ｐ４４ａ〜Ｐ４４ｄ）から得られる制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄ（動作モードに応じて動作のオン／オフを指示する信号等）は、外部入力端子Ｐ１０６ａ〜Ｐ１０６ｄに入力される。したがって、制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄは、外部端子Ｐ１１５〜Ｐ１１８を介して、画像処理部７６、音声処理部７７、ディスプレイ７９及びその他全回路１１０に入力される。そして、各処理部（回路）は対応する制御入力信号Ｓ４４ｘ（ｘはａ〜ｄのいずれか）の指示内容に従いオン／オフする。

上記内部電流経路上に設けられる検出抵抗５は、直流電源部４から供給される電流の電流量をその両端の電位差である抵抗間電圧Ｖｄとして検出する。増幅器である電流量検出回路９は検出抵抗５の一端及び他端が入力部である第１入力端子Ｐ３９及び第２入力端子Ｐ４０に接続されることにより、入力電圧である抵抗間電圧Ｖｄを増幅して得られる検出結果である、過電流検出電圧Ｖ９を出力端子Ｐ４１から出力することができる。

電流量検出回路９は、オペアンプＯＰ９、抵抗Ｒ１〜Ｒ５から構成され、オペアンプＯＰ９のマイナス端子が抵抗Ｒ１を介して第２入力端子Ｐ４０に接続され、プラス端子が抵抗Ｒ３を介して第１入力端子Ｐ３９に接続される。また、オペアンプＯＰ９の端子Ｐ９１より得られる出力は抵抗Ｒ２を介してマイナス端子に帰還する。また、オペアンプＯＰ９の出力は抵抗Ｒ４を介して端子Ｐ９４に接続され、端子Ｐ９４，接地レベル間に抵抗Ｒ５が介挿される。そして、端子Ｐ９４から得られる電圧が出力端子Ｐ４１を介して過電流検出電圧Ｖ９として出力される。

信号制御部であるマイコン７は過電流検出入力端子Ｐ４２から過電流検出電圧Ｖ９を受け、過電流検出電圧Ｖ９に基づく判別動作を実行することにより、負荷装置１００への電流供給状態の正常／異常を判別する。メモリー８は、マイコン７が読み出す動作モード毎に設定された負荷装置１００への供給電流量の正常／異常判定用の複数の閾値（電圧）を保存している。メモリー８に格納された複数の閾値はメモリー８の入力端子Ｐ４７からマイコン７の端子Ｐ４５に出力することができる。

したがって、マイコン７はメモリー８に保存された複数の閾値のうち、負荷装置１００における現在の動作モード（第２出力端子Ｐ４４ａ〜Ｐ４４ｄから制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄを出力することにより指示される動作モード）に対応する閾値を選択的に読み出し、読み出した閾値と過電流検出電圧Ｖ９とを比較することにより上記判別動作を行うことができる。

マイコン７は上記判別動作を実行した結果、直流電源部４から負荷装置１００に供給される負荷電流の電流量が異常であると判別した場合、電流供給遮断を指示する“Ｌ”レベルの電流供給制御電圧Ｖ７（電流制御信号）を第１出力端子Ｐ４３から出力する制御動作を実行する。なお、マイコン７は上記判別動作によって負荷装置１００への電流供給状態が正常であると判別した場合は、電流供給継続を指示する“Ｈ”レベルの電流供給制御電圧Ｖ７を第１出力端子Ｐ４３から出力する。

リレードライブ回路６は、抵抗Ｒ６１，Ｒ６２及びＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＴ６から構成され、抵抗Ｒ６１の一端が入力端子Ｐ４８に接続され、他端が内部端子Ｐ６に接続され、抵抗Ｒ６２の一端が内部端子Ｐ６に接続され、他端が接地される。トランジスタＴ６のベースは内部端子Ｐ６に接続され、コレクタが出力端子Ｐ４９に接続され、エミッタが接地される。

リレードライブ回路６は入力端子Ｐ４８より電流供給制御電圧Ｖ７を受け、電流供給制御電圧Ｖ７が“Ｈ”の時、トランジスタＴ６がオン動作することにより、主電源制御用リレー３のコイルＬ３に電流を流し、スイッチＳＷ３をオン状態に制御することができる。その結果、整流回路２，直流電源部４間の電流経路が導通状態に設定される。

一方、電流供給制御電圧Ｖ７が“Ｌ”（電流供給遮断を指示）の時、トランジスタＴ６がオフすることにより、主電源制御用リレー３のコイルＬ３に電流を流させず、スイッチＳＷ３をオフ状態に制御することができる。その結果、整流回路２，直流電源部４間の電流経路が遮断状態に設定される。

このように、マイコン７は電流供給制御電圧Ｖ７をリレードライブ回路６に出力することにより、リレードライブ回路６を介して主電源制御用リレー３のスイッチＳＷ３の導通／遮断を制御することができる。なお、マイコン７は負荷装置１００の制御全般も同時に行う。

また、過電流保護回路６０の主電源制御用リレー３、直流電源部４、マイコン７、メモリー８、及び電流量検出回路９の動作電源は直流電源部４以外の電源から供給されている。

このような構成の実施の形態１の過電流保護回路６０の動作を説明する。テレビジョン受信機７０には電源プラグ１が商用電源の１００Ｖコンセント（図示せず）に接続され外部より電源が供給されているとする。このとき、電源プラグ１を経由した交流電源は整流回路２で直流電源に変換される。変換された直流電源は主電源制御用リレー３の第１リレー端子Ｐ３３から、オン状態のスイッチＳＷ３及び第２リレー端子Ｐ３４を経由して直流電源部４の入力端子Ｐ３７に入力される。その結果、直流電源部４から負荷装置１００用の電源（電流）が出力端子Ｐ３８から供給される。

ここで、視聴者（テレビジョン受信機７０の利用者）がリモコン送信機５５などを使ってテレビジョン受信機７０の操作を開始すると、マイコン７のリモコン入力端子である端子Ｐ４６に視聴者の操作要求信号が入力される。すると、マイコン７は操作要求信号に基づき負荷装置１００の現在の動作モードを設定し、端子Ｐ４４（第２出力端子Ｐ４４ａ〜Ｐ４４ｄ）から負荷回路１００の外部入力端子Ｐ１０６ａ〜Ｐ１０６ｄを経由して映像処理部７６、音声処理部７７、ディスプレイ７９及びその他回路１１０に現在の動作モードを反映した制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄを出力する。負荷装置１００内ではマイコン７からの制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄにしたがって、内部回路やＩＣ、ローカル電源の動作（オン／オフ）の制御を行う。

図３はこの発明の実施の形態１のマイコン７による制御状態を表形式で模式的に示す説明図である。同図において、テレビジョン受信機７０の代表的な動作モード（電源ＯＮ初期、通常視聴、番組データ取得、画面オフモード）を例に第２出力端子Ｐ４４ａ〜Ｐ４４ｄより得られる制御入力信号Ｓ４４ａ〜Ｓ４４ｄによるオン，オフ指示内容を示している。同図に示すように、省エネルギー設計のため必要な回路のみ動作するように制御されていることがわかる。

負荷装置１００に負荷電流が流れると検出抵抗５の両端の抵抗間電圧Ｖｄに電圧降下が発生するため、電圧降下した抵抗間電圧Ｖｄを検出することにより直流電源部４から負荷装置１００に供給されている供給電流量を検出することができる。検出抵抗５の両端には前述したように電流量検出回路９が接続されており、電流量検出回路９は検出抵抗５の抵抗間電圧Ｖｄにおける微小な電圧変化を増幅して過電流検出電圧Ｖ９を得る。

ここで、Ｖｏは電流量検出回路９の動作用の電源電圧、Ｖａは電流量検出回路９の増幅器のプラス端子である第１入力端子Ｐ３９の電圧、Ｖｂは電流量検出回路９の増幅器のマイナス端子である第２入力端子Ｐ４０の電圧、Ｖｃは電流量検出回路９の増幅器の出力端子である端子Ｐ９１の電圧であるとする。

この場合、図２の電流検出回路９の電圧増幅度は「（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１」であり「Ｖｃ＝（１＋Ｒ２／Ｒ１）・Ｖａ−（Ｒ２／Ｒ１）・Ｖｂ」となる。電流量検出回路９の出力端子Ｐ４１の出力がマイコン７の過電流検出入力端子Ｐ４２の定格値を超えないように電流量検出回路９内部でＶｃを抵抗Ｒ４及びＲ５により分圧して過電流検出電圧Ｖ９を出力している。したがって、マイコン７の過電流検出入力端子Ｐ４２の入力電圧となる過電流検出電圧Ｖ９＝｛Ｒ５・Ｖｃ／（Ｒ４＋Ｒ５）｝となる。本回路構成の場合、検出抵抗５にまったく電流が流れていない場合に過電流検出電圧Ｖ９が最大となり、検出抵抗５を流れる電流が大きくなるほど過電流検出電圧Ｖ９は低くなる。このように、検出抵抗５及び電流量検出回路９は供給電流検出手段として機能する。

図４はこの発明の実施の形態１の過電流保護回路６０の動作領域を模式的に示す説明図である。図３で示したテレビジョン受信機７０の代表的な動作モードとマイコン７の過電流検出入力端子Ｐ４２を介して入力される過電流検出電圧Ｖ９との関係をグラフ化している。

図４において、実線で囲む４つの領域である正常領域４４ａ〜４４ｄが各動作モードの負荷装置１００への負荷電流の適正な電流量の範囲を示し、点線で囲まれる過電流保護動作領域４０は適正な電流量と異常な電流量の境界線（閾値）を含む過電流保護回路６０の動作領域（マイコン７が電流供給を遮断する制御動作を行う領域）を示している。

メモリー８にはテレビジョン受信機７０の複数の動作モードに対応して、負荷装置１００に流れる異常な電流を判別するための複数の閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄが保存されている。マイコン７は、メモリー８に保存された複数の閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄのうち、テレビジョン受信機７０の現在の動作モードに対応した閾値電圧Ｖ４４ｘ（ｘはａ〜ｄのいずれか）を読み出し、検出抵抗５の抵抗間電圧Ｖｄに基づき得られた過電流検出電圧Ｖ９とメモリー８から取り出した上記閾値電圧Ｖ４４ｘとＷＰ比較することにより上記判別動作を実行する。

具体的には、メモリー８に保存された閾値電圧Ｖ４４（Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄ）は電源オン初期モードでは閾値電圧Ｖ４４ａとなり、通常視聴時に閾値電圧Ｖ４４ｂとなり、番組データ取得時には閾値電圧Ｖ４４ｃとなり、画面オフモード時には閾値電圧Ｖ４４ｄとなる。なお、閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄは「Ｖ４４ｂ＜Ｖ４４ａ＜Ｖ４４ｄ＜Ｖ４４ｃ」の大小関係を有している。

マイコン７による上記判別動作時に、過電流検出電圧Ｖ９がメモリー８から選択的に読み出された閾値電圧Ｖ４４ｘより高ければ、負荷装置１００への電流供給状態は正常であると判別し“Ｈ”の電流供給制御電圧Ｖ７を出力することによりそのまま動作を継続させる。

一方、上記判別動作時に、過電流検出電圧Ｖ９が閾値電圧Ｖ４４ｘを下回る場合（過電流保護動作領域４０内に存在）は、負荷装置１００への電流供給状態は異常であると判別し“Ｌ”の電流供給制御電圧Ｖ７を出力することによりドライブ回路６を介して主電源制御用リレー３を制御する。その結果、スイッチＳＷ３がオフ状態とされ第１リレー端子Ｐ３３と第２リレー端子Ｐ３４の間が開放状態となり、内部電流経路における第１リレー端子Ｐ３３，第２リレー端子Ｐ３４間が遮断される。

図５は実施の形態１のマイコン７の制御状態と過電流検出用の閾値電圧Ｖ４４（閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄ）の設定例を表形式で模式的に示す説明図である。同図に示すように、電源ＯＮ初期、通常視聴、番組データ取得、及び画面オフモードの閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄとして、１．８Ｖ、０．２Ｖ、２．８Ｖ及び２．２Ｖが設定される。

例えば、番組データ取得中は液晶パネルであるディスプレイ７９、映像処理部７６及び音声処理部７７は動作していないので電流量は少なく、電流量検出回路９の過電流検出電圧Ｖ９は高くなるため、閾値電圧Ｖ４４ｃは比較的高い値（２．８Ｖ）に設定されている。ここで、負荷装置１００の一部が故障し過電流が流れ、電流量検出回路９の出力（過電流検出電圧Ｖ９）がメモリー８から読み出した閾値電圧Ｖ４４ｃである２．８Ｖを下回ると、マイコン７は判別動作の実行時に電流供給状態が異常（過電流状態）であると判別し、前述したようにドライブ回路６を介して主電源制御用リレー３の接点であるスイッチＳＷ３を開放し外部端子Ｐ３１に至る内部電流経路を遮断する。

このように、実施の形態１の過電流保護回路６０はテレビジョン受信機７０の多様な動作モードに対応させるべく、負荷装置１００に流れる電流量を検出し、メモリー８に保存される適正な判定用電流量を反映した閾値電圧Ｖ４４ｘと比較することにより、負荷装置１００への電流供給状態の異常を発見することができる。このため、特に低負荷の状態で負荷装置１００を長期間使用している場合においても故障（異常）を早期に発見でき、故障の際に電源回路６１や負荷装置１００に過大な電流が流れることを防止できるため、回路にかかる負担を減らすことができる。

以上説明したように、実施の形態１の過電流保護回路６０における電流供給制御手段であるマイコン７及びメモリー８は、判別動作及び制御動作を実行することによって、負荷装置１００への電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御電圧Ｖ７を出力している。マイコン７による上記制御動作によって遮断手段である主電源制御用リレー３及びリレードライブ回路６により内部電流経路（第１リレー端子Ｐ３３〜外部端子Ｐ３１間）を遮断することにより、負荷装置１００への電流供給を強制的に遮断させている。

したがって、実施の形態１の過電流保護回路６０におけるマイコン７は、メモリー８に保存された閾値電圧Ｖ４４に基づき、負荷装置１００に固有の電流供給条件を満足する電流供給状態の正常／異常を適切に判別可能な判別動作及び判別動作に続いて制御動作を実行することができる。このため、負荷装置１００への電流供給状態の異常発生時に電流供給を遮断して、負荷装置１００が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。

その結果、負荷装置１００への電流供給状態の正常／異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路６０を比較的簡単な構成で得ることができる。

また、信号制御部であるマイコン７は、過電流検出電圧Ｖ９とメモリー８（記憶部）から読み出した閾値電圧Ｖ４４（Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄ）とを比較することにより上記判別動作を実行している。したがって、負荷装置１００への電流供給の異常状態の判別用の閾値電圧Ｖ４４をメモリー８に予め保存しておくことにより、負荷装置１００に固有の電流供給状態の正常／異常を精度良く判別することができる。

さらに、マイコン７はメモリー８に保存された複数の閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄのうち負荷装置１００の現在の動作モードに対応する閾値電圧Ｖ４４ｘ（ｘはａ〜ｄのいずれか）を選択し、選択した閾値電圧Ｖ４４ｘと過電流検出電圧Ｖ９とを比較して上記判別動作を実行するため、負荷装置１００の現在の動作モードに適合させて電流供給状態の正常／異常を精度良く判別することができる。

加えて、主電源制御用リレー３を用いてスイッチング機能を実現することにより比較的容量の大きい電流量の内部電流経路の導通／遮断のスイッチングが行える。

そして、実施の形態１のテレビジョン受信機７０は、内部に過電流保護回路６０を有することにより、テレビジョン機能を発揮する内部部分である負荷装置１００への電流供給状態の正常／異常を判別することができ、電流供給異常状態時に負荷装置１００への電流供給を遮断して、テレビジョン受信機７０内部の負荷装置１００が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。その結果、テレビジョン受信機７０の安全性の向上を図ることができる。

なお、実施の形態１における過電流保護回路６０は内部に直流電源部４を有しているが、整流回路２から得られる直流電圧をそのまま負荷装置１００に供給する構成であれば、直流電源部４は必ずしも必要ない。

また、検出抵抗５は、主電源制御用リレー３の第２リレー端子Ｐ３４と直流電源部４の入力端子Ｐ３７の間、または整流回路２と主電源制御用リレー３の第１リレー端子Ｐ３３の間に設けても良い。

また、負荷装置１００として、電流量が比較的に少ない負荷装置を使用している場合は、リレーの代わりにトランジスタやＦＥＴも使用できる。

本実施の形態では電流量検出回路９は負荷装置１００への供給電流が増加すると出力（過電流検出電圧Ｖ９）が低下する回路で構築したが、供給電流の増加とともに出力も増加する回路でも構築でき、また、マイコンが認識できる信号形態であればオペアンプによる増幅回路以外の回路で電流量検出回路９を構築してもよい。

さらに、主電源制御用リレー３において、コイルＬ３を流れる電流の有／無によってスイッチＳＷ３がオフ／オンする構成であっても良い。ただし、この場合、電流供給制御電圧Ｖ７は“Ｌ”／“Ｈ”によって導通／遮断を制御する必要がある。

＜実施の形態２＞
図６はこの発明の実施の形態２である過電流保護回路の構成を示すブロック図である。実施の形態２の過電流保護回路６２は、マイコン７の第３出力端子Ｐ５０に接続される表示器５３を設けた点が、図２で示した実施の形態１の過電流保護回路６０と異なる。なお、図６において、図２と同一符号のものは実施の形態１と同一または相当部分を示すものであり説明を適宜省略する。また、図１のテレビジョン受信機７０の構成において過電流保護回路６０に置き換えて過電流保護回路６２が設けられることになる。

以下、図６を参照して実施の形態２の過電流保護回路６２の構成を説明する。同図に示すように、負荷装置１００に流れる電流量の異常を検出したことをマイコン７の制御によって表示可能な表示器５３は、ＬＥＤ５０及び抵抗５１によって構成される。

マイコン７の第３出力端子Ｐ５０は表示器５３のＬＥＤ５０のアノードに接続され、ＬＥＤ５０のカソードに抵抗５１の一端が接続され、他端が接地される。

このような構成において、マイコン７が実施の形態１と同様に判別動作を実行して検知抵抗５に流れる電流量を異常と判断すると、マイコン７は第３出力端子Ｐ５０に“Ｈ”レベルの表示制御電圧Ｖ５３を出力することにより、ＬＥＤ５０と抵抗５１に電流が流れ、ＬＥＤ５０が点灯する。

上述した表示器５３内のＬＥＤ５０の点灯によって、電源回路６１や負荷装置１００などに異常が発生し、過電流保護回路６２が作動した（電流供給状態の異常を判別した）ことを視聴者に視覚的に知らせることが可能となる。

このように、実施の形態２の過電流保護回路６２は、表示手段である表示器５３を参照することにより視聴者（利用者）が容易に負荷装置１００の電流供給異常状態を認識することができる効果を奏する。

実施の形態２では視覚認識手段としてＬＥＤを使用したが、ブザーなどの聴覚認識手段を使用して音声で異常状態を通知することもできる。

また、判別動作時に異常状態であると判別した回数等の異常状態履歴情報をメモリー８に記憶させておき、電源オン時等の所定のタイミングでメモリー８から異常状態履歴情報を読み出すことにより、故障の予兆を通知したり、その他の保護動作を行ったり、サービス情報を提供することもできる。例えば、異常状態判別回数が１０回を超えたとき、次に電源オンした際、異常状態履歴情報を参照することによりテレビジョン受信機７０を動作させない対応等が考えられる。

＜実施の形態３＞
図７はこの発明の実施の形態３の過電流保護回路６３（軽電流保護機能付き過電流保護回路）の動作領域を模式的に示す説明図である。

なお、過電流保護回路６３の回路構成は図２で示した実施の形態１の過電流保護回路６０の回路構成であっても、図６で示した実施の形態２の過電流保護回路６２の回路構成であっても良い。また、テレビジョン受信機７０の全体構成は図１で示した構成で良い。ただし、メモリー８への閾値電圧の記憶内容、マイコン７による判別動作の内容が上述した過電流保護回路６０，６２と異なる。

図７はテレビジョン受信機７０の代表的な動作モードとマイコン７の過電流検出入力端子Ｐ４２への入力電圧である過電流検出電圧Ｖ９の関係をグラフ化したものである。同図において、実線で囲む４つの正常領域４４ａ〜４４ｄが各動作モードの負荷装置１００に流れる適正な電流量の範囲を示し、細い点線で囲む軽負荷電流保護動作領域９０は適正な電流量と異常と判別すべき小電流の境界線（閾値電圧Ｖ５４）を含む過電流保護回路６３が異常判別する領域を示している。また、太い点線で囲む過電流保護動作領域４０は適正な電流量と異常と判定すべき大電流の境界線（閾値電圧Ｖ４４）を含む過電流保護回路６３が異常判別する領域を示している。

実施の形態１では図４に示すように４種類の動作モードに対して過電流検出電圧Ｖ９に対する下限（供給電流の上限）を規定する閾値電圧Ｖ４４をメモリー８に記憶させておき過電流保護回路６０を作動させている。

一方、実施の形態３では適正な負荷電流よりも供給電流が小さくなる場合も供給電流状態が異常であると判別可能にすべく、図７に示すように、４種類の動作モードに対して過電流検出電圧Ｖ９に対する下限（供給電流の上限）を規定する閾値電圧Ｖ４４に加え、さらに、４種類の動作モードに対して過電流検出電圧Ｖ９に対する上限（供給電流の下限）を規定する閾値電圧Ｖ５４（閾値電圧Ｖ５４ａ〜Ｖ５４ｄ）をもメモリー８に記憶させている。

すなわち、実施の形態３の過電流保護回路６３は、実線で囲む領域である正常領域４４ａ〜４４ｄそれぞれの最小値を上限（閾値電圧Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄ）とした過電流保護動作領域４０に加え、正常領域４４ａ〜４４ｄそれぞれの最大値である閾値電圧Ｖ５４（閾値電圧Ｖ５４ａ〜Ｖ５４ｄ）を下限とした軽負荷電流保護動作領域９０を設けていることを特徴としている。

具体的には、閾値電圧Ｖ５４は電源オン初期モードでは閾値電圧Ｖ５４ａとなり、通常視聴時に閾値電圧Ｖ５４ｂとなり、番組データ取得時には閾値電圧Ｖ５４ｃとなり、画面オフモード時には閾値電圧Ｖ５４ｄとなる。なお、閾値電圧Ｖ５４ａ〜Ｖ５４ｄは「Ｖ５４ｂ＜Ｖ５４ａ＜Ｖ５４ｄ＜Ｖ５４ｃ」の大小関係を有している。

このように、実施の形態３の過電流保護回路６３は、負荷装置１００への供給電流の下限を下回る場合を検出するための閾値電圧Ｖ５４を新たに設け、メモリー８に記憶させている。したがって、マイコン７は、判別動作時に、負荷装置１００内の回路に異常が発生し開放状態になることで負荷電流が流れなくなり、検出される電流量が小さくなった場合にも異常と判別することができる。

すなわち、マイコン７はテレビジョン受信機７０の動作モードに対して電流量が小さく閾値に満たない場合（過電流検出電圧Ｖ９が閾値電圧Ｖ５４を上回る場合）も、負荷装置１００への電流供給状態が異常と判断し、電源遮断により電源供給を停止したり、表示器５３のＬＥＤ５０を点灯させたりすることができる。

その結果、実施の形態３の過電流保護回路６３は、負荷装置１００に負荷電流がほとんど流れない開放状態で故障するなどの不具合を検出し、電源電流を遮断することができる。

このように、実施の形態３の過電流保護回路６３において、マイコン７はメモリー８に保存された複数の閾値電圧（Ｖ４４ａ〜Ｖ４４ｄ及びＶ５４ａ〜Ｖ５４ｄ）のうち、負荷装置１００の現在の動作モードに対応する閾値電圧Ｖ４４ｘ及びＶ５４ｘ（ｘはａ〜ｄのいずれか）を選択し、選択した閾値電圧における上限閾値Ｖ５４ｘ及び下限閾値Ｖ４４ｘと過電流検出電圧Ｖ９とを比較して判別動作を実行する。

このため、マイコン７は負荷装置１００の現在の動作モードに適合させて２種類（過電流検出電圧Ｖ９が上限閾値Ｖ５４ｘを上回る場合及び過電流検出電圧Ｖ９が下限閾値Ｖ４４ｘを下回る場合）の電流供給異常状態をそれぞれ精度良く判別することができる。

なお、これまでの説明では本発明をテレビジョン受信機７０に適用した場合について説明したが、同様の電源回路と制御システムを持つ電子、電気機器に適用できることは言うまでもない。

また、図２及び図６では便宜上、リモコン送信機５５をマイコン７の端子Ｐ４６とを実線で接続して示しているが、リモコン送信機５５によるマイコン７への信号入力は無線によって行うことができるのは勿論である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

２ 整流回路、３ 主電源制御用リレー、４ 直流電源部、５ 検出抵抗、６ リレードライブ回路、７ マイコン、８ メモリー、６０，６２，６３ 過電流保護回路、６１ 電源回路、７０ テレビジョン受信機、７６ 画像処理部、７７ 音声処理部、７９ ディスプレイ、１００ 負荷装置、１１０ その他全回路。

Claims (7)

1. 外部電源より電源供給を受け、外部の負荷装置に電流を供給する過電流保護回路であって、
   前記負荷装置への供給電流量に基づく検出結果を得る供給電流検出手段と、
   前記検出結果に基づき、前記負荷装置への電流供給状態が正常であるか異常であるかを判別する判別動作を実行するとともに、前期判別動作によって電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力する制御動作を実行する電流供給制御手段と、
   前記電流供給制御信号が電流供給遮断を指示するとき、前記負荷装置への電流供給を強制的に遮断する遮断手段とを備える、
   過電流保護回路。
2. 請求項１記載の過電流保護回路であって、
   前記供給電流検出手段は、
   前記負荷装置に電流供給を行うための内部電流経路上に設けられ、該内部電流経路を流れる電流量を電圧に変換する抵抗成分と、
   前記抵抗成分によって変換された電圧を増幅して過電流検出電圧を得る増幅器とを含み、
   前記電流供給制御手段は、
   前記内部電流経路を流れる電流量の正常／異常を判別可能な閾値を保存する記憶部と、
   前記過電流検出電圧と前記記憶部から読み出した閾値とを比較することにより前記判別動作を実行するとともに、前記制御動作を実行する信号制御部とを含み、
   前記遮断手段は、
   前記電流遮断信号による電流供給遮断の指示の有／無に基づき、前記内部電流経路を遮断／導通状態にするスイッチング機能を有する、
   過電流保護回路。
3. 請求項２記載の過電流保護回路であって、
   前記負荷装置は複数の動作モードのうちいずれか一の動作モードで動作し、
   前記閾値は前記複数の動作モードに対応した複数の閾値を含み、
   前記信号制御部は、前記複数の閾値のうち前記負荷装置の現在の動作モードに対応する閾値を選択し、選択した閾値と前記過電流検出電圧とを比較して前記判別動作を実行する、
   過電流保護回路。
4. 請求項３記載の過電流保護回路であって、
   前記複数の閾値はそれぞれ前記複数の動作モードに対応した上限値及び下限値を規定する上限閾値及び下限閾値を含み、
   前記信号制御部は、前記複数の閾値のうち前記負荷装置の現在の動作モードに対応する閾値を選択し、選択した閾値における上限閾値及び下限閾値それぞれと前記過電流検出電圧とを比較して前記判別動作を実行する、
   過電流保護回路。
5. 請求項１ないし請求項４のうち、いずれか１項に記載の過電流保護回路であって、
   前記電流供給制御手段によって制御可能に接続され、前記判別動作による電流供給状態の異常判別に応答して、前記負荷装置への電流供給状態が異常であることを視覚認識可能に表示する表示手段をさらに備える、
   過電流保護回路。
6. 請求項１ないし請求項５のうち、いずれか１項に記載の過電流保護回路であって、
   前記スイッチング機能はリレーにより構成される、
   過電流保護回路。
7. 請求項１ないし請求項６のうち、いずれか１項記載の過電流保護回路を含み、
   テレビジョン機能を発揮する部分を前記負荷装置として有する、
   テレビジョン受信機。

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