JP2014042439A

JP2014042439A - 電源制御装置

Info

Publication number: JP2014042439A
Application number: JP2012221431A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nishimura; 誠一西村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-03-06
Also published as: US20130262886A1; US8990595B2

Abstract

【課題】停電前後における電源のオンオフ状態を維持しつつ、かつ低消費電力化が可能な電源制御装置を提供する。
【解決手段】電源制御装置（２０）は、常時通電部（３０）と使用時通電部（４０）とを備え、常時通電部（３０）は、使用時通電部（４０）への外部電源の供給の有無を切り替えるスイッチ（３２）と、スイッチ（３２）のオンオフを記憶する記憶回路（３４）と、主電源スイッチ（１２）の変化を記憶する記憶回路（３６）とを有し、使用時通電部（４０）は、電源を機器本体（１０）に供給する電源回路（４２）と、機器本体（１０）のオンオフ状態を記憶する不揮発性メモリ（４４）と、不揮発性メモリ（４４）および記憶回路（３６）の情報に基づいて、記憶回路（３４）の情報を変更する制御部（４６）とを有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、低消費電力化が可能な電源制御装置に関する。

特許文献１は、電源制御装置について、停電から復帰したときの電源のオンオフ状態をあらかじめ設定しておき、停電から復帰したときに、電源の状態をあらかじめ設定した状態にする技術を開示している。これにより、停電から復帰したときの電源の状態を、任意に設定することができる。

特開昭６２−２５０８１４号公報

本開示は、停電前後における電源のオンオフ状態を維持しつつ、かつ低消費電力化が可能な電源制御装置を提供する。

本開示における、機器本体に供給される電源を制御する電源制御装置は、外部電源に接続される常時通電部と、機器本体が動作しているときに常時通電部から外部電源が供給される使用時通電部とを備え、常時通電部は、使用時通電部への外部電源の供給の有無を切り替えるスイッチと、スイッチをオンオフする情報を記憶するように構成され、当該常時通電部への外部電源の供給が開始されたとき、あるいは、機器本体を起動するための主電源スイッチが押下されたとき、当該情報をスイッチをオンする情報とする第１の記憶回路と、主電源スイッチの押下の有無の変化を記憶するように構成され、当該常時通電部への外部電源の供給が開始されたとき、主電源スイッチの押下の有無の変化がないことを記憶する第２の記憶回路とを有し、スイッチは、第１の記憶回路の情報に従ってオンオフするものであり、使用時通電部は、常時通電部から供給される外部電源から電源を生成し、機器本体に供給する電源回路と、機器本体のオンオフ状態を記憶する不揮発性メモリと、電源を受けて動作し、不揮発性メモリおよび第２の記憶回路のそれぞれに記憶されている情報に基づいて、機器本体のオンオフ状態を判断して、当該判断結果に従って第１の記憶回路の情報を変更する制御部とを有する。

本開示における電源制御装置は、停電前後における電源のオンオフ状態を維持しつつ、かつ低消費電力化が可能である。

実施の形態１に係る電源制御装置を備えた機器本体の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る電源制御装置の動作を示す状態遷移図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図１および図２を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
［１−１−１．機器本体の構成］
図１は、実施の形態１に係る電源制御装置を備えた機器本体の構成を示すブロック図である。図１の機器本体１０は、例えばモニタなどの電子機器であり、主電源スイッチとしてのプッシュ式電源スイッチ１２（以下、「電源スイッチ１２」と表記する。）と、信号処理回路１４と、電源制御装置２０とを有する。

電源スイッチ１２は、オンオフを記憶するようなシーソースイッチではなく、押す毎に、機器本体１０のオンオフ状態が切り替わるようなスイッチである。機器本体１０がオン状態であるとは、電源制御装置２０から電源が供給されて機器本体１０が通常の動作をしている状態であり、例えば、モニタに映像が映っているような状態である。また、機器本体１０がオフ状態であるとは、電源が遮断されて機器本体１０の通常の動作が停止している状態である。

信号処理回路１４は、例えば、モニタに映像を映すための信号処理など、電子機器に一般的に搭載されている各種処理を行う回路である。信号処理回路１４は、電源制御装置２０から供給される電源を受けて動作する。なお、信号処理回路１４には、信号処理を行う回路以外の回路が含まれていてもよい。

［１−１−２．電源制御装置の構成］
電源制御装置２０は、外部電源が接続される常時通電部３０と、機器本体１０が動作しているときに、常時通電部３０から外部電源が供給される使用時通電部４０とを有する。

常時通電部３０は、スイッチ３２と、第１の記憶回路としての第１のフリップフロップ３４と、第２の記憶回路としての第２のフリップフロップ３６とを有する。

スイッチ３２は、フリップフロップ３４に記憶されている情報に従ってオンオフし、外部電源を使用時通電部４０に供給するか否かを切り替える。したがって、機器本体１０のオンオフ状態は、スイッチ３２によって切り替え可能である。

フリップフロップ３４は、外部電源が供給されているとき、スイッチ３２をオンオフするための情報を記憶する。フリップフロップ３４の情報は、外部電源の供給が開始されたときに、スイッチ３２をオンする情報に初期化される。また、フリップフロップ３４は、電源スイッチ１２が押下されたことを検出し、記憶している情報をスイッチ３２をオンする情報にする。例えば、フリップフロップ３４の情報が“１”のときスイッチ３２はオンし、“０”のときスイッチ３２はオフする。

フリップフロップ３６は、外部電源が供給されているとき、電源スイッチ１２の押下の有無の変化を記憶する。つまり、フリップフロップ３６は、電源スイッチ１２が押下されたか否かを記憶する。また、フリップフロップ３６の情報は、外部電源の供給が開始されたときに、電源スイッチ１２が押下されていないという情報に初期化される。フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２が一度でも押下された場合は、例えば“１”となり、電源スイッチ１２が押下されたことがない場合は“０”である。

使用時通電部４０は、電源回路４２と、不揮発メモリ４４と、制御部４６とを有する。

電源回路４２は、例えばスイッチングレギュレータであり、常時通電部３０から供給される外部電源を変圧し、変圧した電源を信号処理回路１４および制御部４６に供給する。

不揮発メモリ４４は、制御部４６の出力に基づいて、機器本体１０に電源が供給されて機器本体１０が通常動作を行っているか否か、すなわち機器本体１０がオン状態であるか、あるいはオフ状態であるかを記憶する。

制御部４６は、電源回路４２から供給される電源を受けて電源制御動作を行う。具体的に、制御部４６は、電源スイッチ１２が押下された否かを検出する。また、制御部４６は、不揮発メモリ４４およびフリップフロップ３６のそれぞれの情報に基づいて機器本体１０のオンオフ状態を判断する。制御部４６は、機器本体１０がオン状態であると判断した場合、フリップフロップ３４の情報を、継続してスイッチ３２をオンする情報のままとする。一方、オフ状態であると判断した場合、フリップフロップ３４の情報を、スイッチ３２をオフする情報にする。また、制御部４６は、機器本体１０が起動および停止する際に、フリップフロップ３６の情報を、電源スイッチ１２が押下されていないという情報にクリアする。

また、制御部４６は、信号処理回路１４に対する動作制御を行ったり、信号処理回路１４からの信号を受けて、フリップフロップ３４および不揮発メモリ４４に対する制御を行ったりする。

上述した、不揮発メモリ４４や制御部４６は、信号処理回路１４の内部に含まれていてもよく、制御部４６は、電源回路４２からの電源が供給される回路内に設けられていればよい。

［１−２．電源制御装置の動作］
以上のように構成された電源制御装置２０について、その動作を以下説明する。

図２は、本実施の形態に係る電源制御装置の動作を説明するための状態遷移図である。

まず、外部電源が常時通電部３０に供給されている場合について説明する。電源スイッチ１２がオフのとき、スイッチ３２はオフである。つまり、機器本体１０はオフ状態である。したがって、不揮発メモリ４４には機器本体１０がオフ状態であるという情報が記憶されている。

この状態で、電源スイッチ１２が押下されると、図２中の矢印（Ａ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。

具体的に、フリップフロップ３４は、電源スイッチ１２が押下されたことを検出し、スイッチ３２をオンする情報を記憶する。その結果、スイッチ３２はオンし、外部電源が電源回路４２に供給され、電源回路４２から制御部４６および信号処理回路１４への電源の供給が開始される。また、電源スイッチ１２の押下により、フリップフロップ３６は、電源スイッチ１２が押下されたという情報を記憶する。

制御部４６は、電源回路４２から供給された電源を受けて動作し、フリップフロップ３６および不揮発メモリ４４に記憶されている情報を参照する。フリップフロップ３６には電源スイッチ１２が押下されたという情報が記憶されており、不揮発メモリ４４には機器本体１０がオフ状態であるという情報が記憶されている。したがって、制御部４６は、電源スイッチ１２が押下されたことによって機器本体１０が起動されたと判断し、機器本体１０を通常の動作状態、つまりオン状態に遷移させるための起動シーケンスを実行する。

起動シーケンスにおいて、制御部４６は、フリップフロップ３４に記憶されている情報をそのままにする一方、フリップフロップ３６に記憶されている情報をクリアする。また、制御部４６は、不揮発メモリ４４に記憶されている情報を、機器本体１０がオン状態であるという情報にする。その後、機器本体１０がオン状態となり、制御部４６によって、機器本体１０の機能に応じた、信号処理回路１４の動作制御が行われる。

機器本体１０がオン状態である場合に、電源スイッチ１２が押し続けられると、図２中の矢印（Ｂ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。

具体的に、制御部４６は、電源スイッチ１２が押し続けられていることを検出し、不揮発メモリ４４に記憶されている情報を、機器本体１０がオフ状態であるという情報にする。フリップフロップ３６は、電源スイッチ１２が押下されたという情報を記憶しているが、制御部４６によってその情報がクリアされる。

そして、制御部４６は、フリップフロップ３４に記憶されている情報を、スイッチ３２をオフする情報にする。これにより、スイッチ３２はオフし、電源回路４２への外部電源の供給が遮断され、電源回路４２から信号処理回路１４および制御部４６への電源の供給が遮断される。これにより、機器本体１０は通常の停止状態、つまりオフ状態に遷移する。

次に、停電により、外部電源の供給が遮断される場合について説明する。機器本体１０がオン状態である場合において停電が発生すると、図２中の矢印（Ｃ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。つまり、機器本体１０は、オン状態から停電による停止状態に遷移する。

停電発生前において機器本体１０はオン状態であるため、不揮発メモリ４４には、機器本体１０がオン状態であるという情報が記憶されている。この状態で、停電が発生すると、常時通電部３０への外部電源の供給、ならびに信号処理回路１４および制御部４６への電源の供給が遮断されるため、機器本体１０は停止状態に遷移する。

その後、停電から復帰すると、図２中の矢印（Ｄ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。

具体的に、停電からの復帰により常時通電部３０に外部電源の供給が開始されると、フリップフロップ３４の情報は、スイッチ３２をオンする情報に初期化され、フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２が押下されていないという情報に初期化される。

フリップフロップ３４の情報によってスイッチ３２がオンし、外部電源が電源回路４２に供給され、電源回路４２から信号処理回路１４および制御部４６に電源が供給される。これにより、制御部４６は、動作を開始し、フリップフロップ３６および不揮発メモリ４４の情報を参照する。

フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２が押下されていないという情報であり、不揮発メモリ４４の情報は、機器本体１０がオン状態であるという情報であるため、制御部４６は、機器本体１０をオン状態にすべきと判断し、フリップフロップ３４の情報をそのままにする。これにより、スイッチ３２はオンのままであり、電源回路４２から信号処理回路１４および制御部４６への電源の供給が継続される。その結果、上述した起動シーケンスが実行され、機器本体１０がオン状態となる。

機器本体１０がオフ状態である場合において停電が発生すると、図２中の矢印（Ｅ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。つまり、機器本体１０は、オフ状態から停電による停止状態に遷移する。

停電発生前において機器本体１０はオフ状態であるため、不揮発メモリ４４には、機器本体１０がオフ状態であるという情報が記憶されている。この状態で、停電から復帰すると、図２中の矢印（Ｆ）で示すように、機器本体１０の状態が遷移する。

フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２が押下されていないという情報であり、不揮発メモリ４４の情報は、機器本体１０がオフ状態であるという情報であるため、制御部４６は、機器本体１０をオフ状態にすべきと判断し、フリップフロップ３４の情報をスイッチ３２をオフする情報に変更する。これにより、スイッチ３２はオフし、電源回路４２への外部電源の供給が遮断される。その結果、信号処理回路１４および制御部４６の動作が停止し、機器本体１０がオフ状態となる。なお、電源回路４２から制御部４６および信号処理回路１４に電源が供給されることで機器本体１０全体に電源が供給される。このとき、制御部４６による機器本体１０のオンオフ状態の判定が実施されるまではオンオフ状態が不定であるが、使用者への表示機能等の機器本体１０の機能を動作させなければよい。このようにすれば、機器本体１０の使用者が、機器本体１０がオフ状態であるにもかかわらず誤動作していると判断することはない。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、停電から復帰後の機器本体１０のオンオフ状態を、停電発生前と同じ状態にすることができる。すなわち、本実施の形態に係る電源制御装置２０では、停電などにより外部電源が遮断された状態から復帰した場合、外部電源の供給が開始されることによって、フリップフロップ３４にはスイッチ３２をオンする情報が記憶される。これにより、スイッチ３２がオンし、電源回路４２によって電源が生成される。この電源により、機器本体１０および制御部４６は動作可能となる。

例えば、機器本体１０が通常の動作をしている状態で停電が発生して復帰した場合、つまり機器本体１０がオン状態であった場合、不揮発メモリ４４には、機器本体１０がオン状態であるという情報が記憶されている。フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２のオンオフの変化はないという情報となっている。制御部４６はこれらの情報に基づいて、停電前の機器本体１０の状態をオン状態と判断し、この判断結果に基づいて、フリップフロップ３４の情報をスイッチ３２をオンする情報とする。つまり、フリップフロップ３４の情報は保持されるため、スイッチ３２はオンしたままとなり、停電復帰後、機器本体１０は停電前の状態であるオン状態で動作を続けることができる。

一方、機器本体１０がオフ状態で停電して復帰した場合、不揮発メモリ４４には、機器本体１０がオフ状態であるという情報が記憶されている。フリップフロップ３６の情報は、電源スイッチ１２の押下の有無の変化はないという情報となっている。制御部４６はこれらの情報に基づいて、停電前の機器本体１０の状態をオフ状態と判断し、この判断結果に基づいて、フリップフロップ３４の情報をスイッチ３２をオフする情報に変更する。その結果、スイッチ３２がオフし、電源回路４２への外部電源の供給が遮断される。したがって、機器本体１０および制御部４６の動作が停止し、機器本体１０は、停電前の状態であるオフ状態に維持される。

ここで、機器本体に用いられる電源スイッチが、オンオフを物理的に記憶できるようなシーソースイッチである場合、停電から復帰後の機器本体の状態は、シーソースイッチのオンオフ状態によって決まる。したがって、シーソースイッチを用いれば、機器本体の状態を、停電発生前と復帰後とで同じにすることは容易であるように思われる。

ところが、シーソースイッチが例えばオンであるときに、機器本体が自動でパワーダウンしてオフ状態となり、その後停電が発生した場合、停電から復帰すると、機器本体はオフ状態で復帰すべきであるが、シーソースイッチがオンであるためオン状態で復帰しまう。つまり、機器本体は、停電発生前と復帰後とで異なる状態となる。

一方、機器本体において、シーソースイッチではなく、オンオフが記憶できない電源スイッチが用いられる場合、電源制御装置には、機器本体の動作制御を行うための制御部とは別に、電源制御を行うための専用のサブマイコンが設けられることが多い。電源制御用のサブマイコンによって、停電発生前と復帰後とにおける機器本体のオンオフ状態が維持される。ところが、そのようなサブマイコンには外部電源を常時供給しておく必要があるため、機器本体が停止状態（待機状態）であっても、消費電力が大きくなることがある。つまり、待機電力が増大する懸念がある。

これに対して本実施の形態では、外部電源が供給される常時通電部３０には、２つのフリップフロップ３４，３６が設けられているだけである。そして、使用時通電部４０に設けられている制御部４６によって、上述したような電源制御や動作制御が行われる。したがって、電源制御用のサブマイコンは不要であるため、低コスト化を図ることができる。また、フリップフロップの消費電力はサブマイコンの消費電力よりも少なくて済むため、待機電力を少なくすることができる。

（その他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１において、第１および第２の記憶回路をフリップフロップとして説明したが、例えば、シフトレジスタ、ラッチなどを用いてもよい。あるいは、第１および第２の記憶回路を揮発メモリで構成してもよい。つまり、第１および第２の記憶回路は、論理を記憶できる素子であればよい。実施の形態１のようにフリップフロップ３４，３６を用いると、低コスト化を図ることができる。

また、電源スイッチ１２は、プッシュ式ではなく、トグル式であってもよい。つまり、電源スイッチ１２がオンオフを記憶できないようなスイッチであればよい。

また、スイッチ３２として、例えば、電界効果トランジスタ、あるいはシングルステイブル型リレーを用いてもよい。

また、実施の形態１における電源制御動作について、電源スイッチ１２を押し続けることで機器本体１０がオン状態からオフ状態に遷移する（図２中の矢印（Ｂ）参照）として説明したが、機器本体１０が自動でパワーダウンすることによってオフ状態に遷移してもよい。例えば、制御部４６にタイマーが設けられていてもよく、制御部４６は、タイマーによって所定の時間が経過したことを検出したときに、図２中の矢印（Ｂ）で示す状態遷移を行うための制御を行ってもよい。あるいは、信号処理回路１４において所定の時間処理が行われなかったときに、制御部４６が信号処理回路１４からの信号を受けて、図２中の矢印（Ｂ）で示す状態遷移を行うための制御を行ってもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、待機電力の低消費電力化が求められる各種電子機器に用いられる電源制御装置に適用可能である。具体的には、モニタ、テレビ、パソコンなど、外部電源を受けて動作する各種電子機器に適用可能である。

１０機器本体
１２プッシュ式電源スイッチ（主電源スイッチ）
２０電源制御装置
３０常時通電部
３２スイッチ
３４第１のフリップフロップ（第１の記憶回路）
３６第２のフリップフロップ（第２の記憶回路）
４０使用時通電部
４２電源回路
４４不揮発メモリ
４６制御部

Claims

機器本体に供給される電源を制御する電源制御装置であって、
外部電源に接続される常時通電部と、
前記機器本体が動作しているときに前記常時通電部から前記外部電源が供給される使用時通電部とを備え、
前記常時通電部は、
前記使用時通電部への前記外部電源の供給の有無を切り替えるスイッチと、
前記スイッチをオンオフする情報を記憶するように構成され、当該常時通電部への前記外部電源の供給が開始されたとき、あるいは、前記機器本体を起動するための主電源スイッチが押下されたとき、前記スイッチをオンする情報を記憶する第１の記憶回路と、
前記主電源スイッチの押下の有無の変化を記憶するように構成され、当該常時通電部への前記外部電源の供給が開始されたとき、前記主電源スイッチの押下の有無の変化がないことを記憶する第２の記憶回路とを有し、
前記スイッチは、前記第１の記憶回路の情報に従ってオンオフするものであり、
前記使用時通電部は、
前記常時通電部から供給される前記外部電源から前記電源を生成し、前記機器本体に供給する電源回路と、
前記機器本体のオンオフ状態を記憶する不揮発性メモリと、
前記電源を受けて動作し、前記不揮発性メモリおよび前記第２の記憶回路のそれぞれに記憶されている情報に基づいて前記機器本体のオンオフ状態を判断して、当該判断結果に従って前記第１の記憶回路の情報を変更する制御部とを有する
ことを特徴とする電源制御装置。
請求項１の電源制御装置において、
前記第１および第２の記憶回路はそれぞれ、フリップフロップで構成されている
ことを特徴とする電源制御装置。