JP2019062671A - 電源駆動回路、テレビジョン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】突入電流を抑えるとともに、消費電力を増加させずに、リレー回路の動作回数を減らせる電源駆動回路、テレビジョン装置を提供する。【解決手段】商用交流電源３に接続され、直流負荷回路４を駆動可能な電源駆動回路２である。商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路１０と、整流回路に接続され、変換された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ１１と、商用交流電源とコンデンサとの間に設けられたサーミスタ１２と、サーミスタに対して並列に接続されるリレー回路１３と、直流負荷回路の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判定する駆動電力判定部３３とを有する。リレー回路は、駆動電力判定部の判定結果に基づいてオン動作する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源駆動回路、テレビジョン装置に関し、詳細には、商用交流電源に接続され、直流負荷回路を駆動可能な電源駆動回路、テレビジョン装置に関する。

電源駆動回路には、整流回路やコンデンサを有し、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換して直流負荷回路に供給する構造がある。
このような電源駆動回路では、例えば電源投入時に、高い電流値の突入電流が発生する場合があり、直流負荷回路の誤作動や故障の原因になる。そのため、商用交流電源とコンデンサとの間にサーミスタを設けて突入電流を抑える構造が知られている。

一方、サーミスタは、負荷が重いと発熱が大きくなるため、リレー回路をサーミスタに対して並列に接続する。リレー回路をオン状態にすると、サーミスタの温度上昇を抑えることができる。
しかし、リレー回路をオン状態にし続けると、消費電力が増加する。この場合、電源と負荷との間に、電流容量の小さなリレー回路と電流容量の大きなリレー回路を設け、電流容量の小さなリレー回路をオン状態にすれば、消費電力の増加を緩和できる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３３６６５７号公報

ところで、リレー回路がオフ状態からオン状態になる際に、リレー回路の動作音が発生する。特に、近年のテレビジョン装置はディジタル化されており、テレビジョン装置の待機モードの際に、受信機本体ソフトウェアなどのダウンロードが頻繁に実行される場合、リレー回路がオフ状態からオン状態になる度に動作音が発生する。頻繁に生ずる動作音はユーザにとって耳障りになる。
一方、リレー回路の動作回数を減らすために、上記特許文献１のような電流容量の小さなリレー回路をオン状態にし続けると、消費電力が増加する。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、突入電流を抑えるとともに、消費電力を増加させずに、リレー回路の動作回数を減らせる電源駆動回路、テレビジョン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、商用交流電源に接続され、直流負荷回路を駆動可能な電源駆動回路であって、前記商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、該整流回路に接続され、変換された前記直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、前記商用交流電源と前記コンデンサとの間に設けられたサーミスタと、該サーミスタに対して並列に接続されるリレー回路と、前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判定する駆動電力判定部とを有し、前記リレー回路は、前記駆動電力判定部の判定結果に基づいてオン動作することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記駆動電力判定部で前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が前記所定値以下であると判定された場合、前記リレー回路はオフ状態を維持し、前記駆動電力判定部で前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が前記所定値より大きいと判定された場合、前記リレー回路がオン動作することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記直流負荷回路が、前記コンデンサに対して並列に接続されたスタンバイ電源およびメイン電源と、前記スタンバイ電源からの電力で動作可能なサブＣＰＵと、該サブＣＰＵからの信号で動作する前記メイン電源に接続され、該メイン電源からの電力で動作可能なメインＣＰＵとを備え、前記リレー回路は、前記メインＣＰＵからのリレー制御用信号でオン動作することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１から第３のいずれか１の技術手段備えたテレビジョン装置であることを特徴としたものである。

本発明によれば、リレー回路は、駆動電力判定部の判定結果に基づいてオン動作しており、メイン電源と同期して動作していた場合に比べてリレー回路の動作回数が減るので、リレー回路の動作音が生じにくくなる。よって、ユーザはリレー回路の動作音を耳障りに感じない。また、リレー回路の動作回数が減る結果、リレー回路の長寿命化を図ることができる。さらに、リレー回路のオン状態が必要な場合にだけオン動作させることから、消費電力の増加を防止できる。

本発明の一実施形態に係る電源駆動回路をテレビジョン装置に適用した例を説明するためのブロック図である。 電源駆動処理を説明するフローチャートである。 テレビジョン装置の待機状態と通常動作状態の動作を説明するタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の電源駆動回路に係る好適な実施形態について、テレビジョン装置に適応した場合について説明する。なお、本発明の電源駆動回路はテレビジョン装置に限らず種々の電気機器に適用できることは明らかである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る電源駆動回路をテレビジョン装置に適用した例を説明するためのブロック図である。
テレビジョン装置１は、電源駆動回路２、直流負荷回路４を備える。電源駆動回路２は、後述のように交流回路部５や電流抑制部６を有する。直流負荷回路４は、電源制御回路２０、制御部３０、パネルコントローラ４５、ドライバ４６、およびディスプレイ４７を有しており、制御部３０は、アンテナ４１、チューナ４２、外部信号入力部４３、リモコンＩ／Ｆ（インターフェース）４４に接続されている。

電源制御回路２０は、スタンバイ電源（待機電源ともいう）２１、メイン電源２２を備えている。スタンバイ電源２１とメイン電源２２は、制御部３０にそれぞれ独立した直流電力を供給可能である。スタンバイ電源２１は、テレビジョン装置１が待機モード（ＴＶ待機状態）になった場合でも、出力はオンのままである。一方、メイン電源２２は、テレビジョン装置１が待機モードになった際に、出力がオフになる。なお、電源制御回路２０には、電源スイッチ（図示省略）が設けられており、電源スイッチをオンからオフにすると、スタンバイ電源２１およびメイン電源２２の出力は、いずれもオフになり、テレビジョン装置１は完全に停止状態になる。

制御部３０は、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）（メインＳＯＣ（System On Chip）ともいう）３２、サブＣＰＵ（待機マイコンともいう）３１を有する。サブＣＰＵ３１には、スタンバイ電源２１から電力が供給され、メインＣＰＵ３２には、メイン電源２２から電力が供給される。電源投入時などには、サブＣＰＵ３１が最初に立ち上がり、サブＣＰＵ３１が電源オン／オフ信号をメイン電源２２に出力した後、メインＣＰＵ３２が立ち上がるように構成されている。

また、制御部３０は、図示しないＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを有し、メモリは、テレビジョン装置１に関する種々のプログラムの格納や、映像信号処理用のワークエリアとして使用される。
チューナ４２は、アンテナ４１で受信したテレビ放送波から１つのトランスポンダを選択し、選択したトランスポンダからのディジタル変調信号を復調してトランスポート・ストリームを出力する。トランスポート・ストリームは制御部３０に出力される。

また、制御部３０には、アンテナ４１を介して、機能アップ、機能改善、新たな放送サービスに対応するための受信機本体ソフトウェアのアップデート信号が入力され、さらに、ビデオ入力端子やＨＤＭＩ（登録商標）（High Definition Multimedia Interface）入力端子などを有した外部信号入力部４３を介して、ＤＶＤプレーヤ、ビデオデッキ、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）などからのＡＶ信号が入力可能である。

テレビジョン装置１の通常モード（ＴＶ通常動作状態）では、制御部３０のメインＣＰＵ３２は、主として、入力されたトランスポート・ストリームから映像信号、音声信号、データ信号を分離し、さらに、デコード処理や必要な画質調整処理を施して映像信号を生成する。制御部３０から出力された映像信号は、パネルコントローラ４５に入力される。パネルコントローラ４５は、制御部３０からの映像信号を生成する。例えば、液晶パネルからなるディスプレイ４７のドライバ４６の信号を生成する。ドライバ４６は、パネルコントローラ４５からの制御信号に基づいて、ディスプレイ４７の各画素の液晶シャッターの開口度を制御し、ディスプレイ４７に映像信号に基づく画像を表示させる。また、音声信号に基づく音声がスピーカ（図示省略）から出力される。

サブＣＰＵ３１は、ユーザの操作によってテレビジョン装置１が待機モードにされた場合に、メインＣＰＵ３２に対して、動作中の情報として、例えば、選局中の伝送チャンネルの情報や音量、ユーザが設定した画質調整のための情報などをメモリに保存させるとともに、メイン電源２２をオフ状態にする。待機モードでは、メインＣＰＵ３２は動作せず、ディスプレイ４７に映像が表示されないため、省電力を実現できる。なお、ディジタル放送による受信機本体ソフトウェアのダウンロードは、テレビジョン装置１の待機モードで実行される。

リモコンＩ／Ｆ４４は、リモコン（図示省略）からのユーザ操作を受け付けるユーザ・インターフェースの１つである。リモコンＩ／Ｆ４４からのユーザ操作信号、例えば、テレビジョン装置１の通常モードでは、番組選択処理、外部入力機器の選択、音量調整などのユーザ操作信号は、メインＣＰＵ３２に出力される。一方、待機モードへの移行、通常モードへの移行などのユーザ操作信号はサブＣＰＵ３１に出力される。なお、ユーザ操作を、テレビジョン装置１に設けた操作パネル（図示省略）で受け付けてもよい。

電源駆動回路２は、直流負荷回路４を駆動するために交流回路部５を備えている。交流回路部５は、商用交流電源３と接続し、商用交流電源３からの交流電力を直流電力に変換して直流負荷回路４に供給可能に構成される。より詳しくは、交流回路部５は、整流回路１０、コンデンサ１１を有する。整流回路１０は、例えば４つのダイオードをブリッジ接続して構成され、商用交流電源３からの交流電力を直流電力に変換する。コンデンサ１１は、例えば電解コンデンサであり、整流回路１０で整流しても含まれる電圧変動（リップル）を平滑化する。コンデンサ１１が電源制御回路２０に対して並列に接続されている。

電源投入時にはコンデンサ１１を充電するために、高い電流値の突入電流が発生する場合があり、直流負荷回路４の誤作動や故障の原因になる。電源駆動回路２は、コンデンサ１１に供給される突入電流を抑制するために、電流抑制部６を備えている。具体的には、商用交流電源３とコンデンサ１１の一端（正極）との間に、サーミスタ１２を設ける。サーミスタ１２は、例えばＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタであり、電流が流れると発熱して抵抗値が小さくなる性質がある。

電流抑制部６は、サーミスタに対して並列に接続されたリレー回路１３を有している。リレー回路１３は、例えばメカニカルリレーであり、接点部とコイル部からなり、リレー回路１３がオフ状態の場合、制御部３０のメインＣＰＵ３２からリレー制御用信号を受け取ると、コイル部に電流が流れて接点部が接触してオン状態になる。リレー回路１３をオン状態にすることにより、サーミスタ１２に向かう電流をリレー回路１３に迂回させて、サーミスタ１２の温度上昇を抑えることができる。

テレビジョン装置１の通常モードでは、リレー回路１３をオン状態にするのに対し、テレビジョン装置１の待機モードでは、リレー回路１３の駆動電力を減らすために、オフ状態にする。なお、この待機モードでは電力消費が小さいため、リレー回路１３をオフ状態にしても、サーミスタ１２を経由した電流でコンデンサ１１を充電することができる。
また、リレー回路１３のオン動作は、駆動電力判定部３３の判定結果に基づいて決定される。駆動電力判定部３３は、例えば制御部３０のメインＣＰＵ３２に設けられており、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判定する。具体的には、例えば、受信機本体ソフトウェアのダウンロードのような、ディスプレイ４７のバックライトを点灯させない場合には、少ない電力で済むので、駆動電力判定部３３は、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下であると判定する。この場合、メインＣＰＵ３２はリレー制御用信号を出力しない。よって、リレー回路１３はオン動作せず、オフ状態のままになる。

図２は、電源駆動処理を説明するフローチャートであり、図３は、テレビジョン装置の待機状態と通常動作状態の動作を説明するタイミングチャートである。
テレビジョン装置１が待機モードの場合、図１で説明したサブＣＰＵ３１には、スタンバイ電源２１からの電力が供給されている。そして、例えば、ユーザがリモコンの電源ボタンを押し下げたときには、制御部３０に信号が入力され（図２のステップＳ１０１のＹＥＳ）、サブＣＰＵ３１が、電源オン／オフ信号をメイン電源２２に出力する。これにより、図３のＴＶ通常動作状態で示すように、電源オン／オフ信号がオンになる。

次に、サブＣＰＵ３１が、電源オン／オフ信号をメイン電源２２に出力すると（図２のステップＳ１０２）、メイン電源２２からメインＣＰＵ３２に電力が供給されるので、メインＣＰＵ３２が起動する（ステップＳ１０３）。
続いて、駆動電力判定部３３が、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判別する（ステップＳ１０４）。テレビジョン装置１は通常モードに移行し、ディスプレイ４７のバックライトを点灯させるので、駆動電力判定部３３は、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値より大きいと判定する（ステップＳ１０４のＹＥＳ）。

これにより、メインＣＰＵ３２はリレー制御用信号をリレー回路１３に出力し（図２のステップＳ１０５）、図３のＴＶ通常動作状態で示すように、リレー制御用信号がオンになる。この結果、リレー回路１３がオン動作し、オフ状態からオン状態に切り替わる（図２のステップＳ１０６）。

これに対し、テレビジョン装置１が待機モードの場合に、例えば、受信機本体ソフトウェアのダウンロードがあったときには、上記と同様に、制御部３０に信号が入力され（図２のステップＳ１０１のＹＥＳ）、サブＣＰＵ３１が、電源オン／オフ信号をメイン電源２２に出力する。これにより、図３のＴＶ待機状態で示すように、電源オン／オフ信号がオンになる。

サブＣＰＵ３１が、電源オン／オフ信号をメイン電源２２に出力し（図２のステップＳ１０２）、メインＣＰＵ３２が起動すると（ステップＳ１０３）、駆動電力判定部３３が、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判別する（ステップＳ１０４）。ディジタル放送による受信機本体ソフトウェアのダウンロードのように、テレビジョン装置１の待機モードで実行される場合には、ディスプレイ４７のバックライトを点灯させないため、駆動電力判定部３３は、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下であると判定し（ステップＳ１０４のＮＯ）、一連のルーチンを抜ける。

これにより、メインＣＰＵ３２はリレー制御用信号をリレー回路１３に出力しないので、図３のＴＶ待機状態で示すように、リレー制御用信号がオフのままになる。よって、リレー回路１３がオン動作せず、オフ状態のままになる。
このように、リレー回路１３は、駆動電力判定部３３の判定結果に基づいてオン動作しており、メイン電源２２と同期してリレー回路を動作させる場合に比べて、待機時にリレー音を発生させない事が可能となる。よって、ユーザはリレー回路１３の動作音を耳障りに感じない。また、リレー回路１３の動作回数が減る結果、リレー回路１３の長寿命化を図ることができる。

さらに、リレー回路１３の動作回数を減らすために、リレー回路１３を常にオン状態にした場合には消費電力が増加するが、上記のように、リレー回路１３のオン状態が必要な場合にだけオン動作させることから、消費電力の増加を防止できる。
また、メイン電源２２は、サブＣＰＵ３１からの電源オン／オフ信号で動作するが、リレー回路１３は、メイン電源２２の動作に同期、つまり、サブＣＰＵ３１からの信号で動作せず、サブＣＰＵ３１とは別のメインＣＰＵ３２からのリレー制御用信号でオン動作する。このため、メイン電源２２と同期してリレー回路を動作させる場合に比べてリレー回路１３の動作回数を確実に減らすことができる。

また、コンデンサ１１に供給される突入電流を抑制する構造に対して、メインＣＰＵ３２からリレー回路１３への信号線を１本追加すれば、リレー回路１３の動作回数を減らせるようになるため、電源駆動回路２の構成は殆ど変わらない。よって、電源駆動回路２を容易に製造することができる。
そして、上記の電源駆動回路２を備えることにより、リレー回路１３の動作回数を減らす際に、消費電力の増加防止および装置の大型化防止を図るテレビジョン装置１を提供することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、直流負荷回路４の駆動に必要な電力が所定値以下か否かに基づいて、リレー制御用信号を出力する／出力しないを決定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこの例に限定されない。例えば、ディジタル放送による受信機本体ソフトウェアのダウンロード、電子番組表（ＥＰＧ）のダウンロードのように、音声の出力やバックライトの点灯が不要になるテーマを予め設定しておき、設定したテーマに該当する場合に、メインＣＰＵ３２にリレー制御用信号を出力させないようにしてもよい。

（第３実施形態、第４実施形態）
また、上記第１実施形態）では、制御部３０を１マイコン（１チップ）２ＣＰＵで構成させ、１つのパッケージの中にメインＣＰＵ３２、サブＣＰＵ３１を設けた例を示したが、メインＣＰＵとサブＣＰＵの果たす機能を１つのＣＰＵにまとめた、１マイコン（１チップ）１ＣＰＵで制御部を構成してもよい。
あるいは、メインＣＰＵとサブＣＰＵを別個にした２マイコン（２チップ）で制御部を構成することも可能である。

１…テレビジョン装置、２…電源駆動回路、３…商用交流電源、４…直流負荷回路、５…交流回路部、６…電流抑制部、１０…整流回路、１１…コンデンサ、１２…サーミスタ、１３…リレー回路、２０…電源制御回路、２１…スタンバイ電源、２２…メイン電源、３０…制御部、３１…サブＣＰＵ、３２…メインＣＰＵ、３３…駆動電力判定部、４１…アンテナ、４２…チューナ、４３…外部信号入力部、４４…リモコンＩ／Ｆ、４５…パネルコントローラ、４６…ドライバ、４７…ディスプレイ。

Claims (4)

1. 商用交流電源に接続され、直流負荷回路を駆動可能な電源駆動回路であって、
   前記商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、該整流回路に接続され、変換された前記直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、前記商用交流電源と前記コンデンサとの間に設けられたサーミスタと、該サーミスタに対して並列に接続されるリレー回路と、前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が所定値以下か否かを判定する駆動電力判定部とを有し、
   前記リレー回路は、前記駆動電力判定部の判定結果に基づいてオン動作することを特徴とする電源駆動回路。
2. 請求項１に記載の電源駆動回路であって、
   前記駆動電力判定部で前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が前記所定値以下であると判定された場合、前記リレー回路はオフ状態を維持し、前記駆動電力判定部で前記直流負荷回路の駆動に必要な電力が前記所定値より大きいと判定された場合、前記リレー回路がオン動作することを特徴とする電源駆動回路。
3. 請求項１または２に記載の電源駆動回路であって、
   前記直流負荷回路が、前記コンデンサに対して並列に接続されたスタンバイ電源およびメイン電源と、前記スタンバイ電源からの電力で動作可能なサブＣＰＵと、該サブＣＰＵからの信号で動作する前記メイン電源に接続され、該メイン電源からの電力で動作可能なメインＣＰＵとを備え、
   前記リレー回路は、前記メインＣＰＵからのリレー制御用信号でオン動作することを特徴とする電源駆動回路。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電源駆動回路を備えたことを特徴とするテレビジョン装置。
   

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