JP4006910B2

JP4006910B2 - 電源装置

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Publication number: JP4006910B2
Application number: JP36323799A
Authority: JP
Inventors: 重信木村
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: JP2001177986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば家電製品などに設けられる電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＶ機器等の家電製品は、例えばオーディオアンプであれば音声信号を増幅させる主たる動作（以下、主動作という）を行う主駆動機器と、主駆動機器を駆動制御するための主回路とを備えている。また、家電製品の多くのものは、このような主駆動機器や主回路の他に、時刻表示やリモコン受信等、主動作が行われていない待機状態においても必要とされる動作（以下、副動作という）を行うための副回路が設けられると共に、主回路と副回路の動作を制御する制御回路が設けられている。そして、この種の家電製品には、これらの主回路、副回路および制御回路への電力供給を行う電源装置が設けられている。
【０００３】
図３は、この種の電源装置の従来の構成例を示すブロック図である。
この図３に示す電源装置１００は、アンプに設けられた電源装置であり、主トランス１１０と、副トランス１２０と、整流回路１３０と、トランス制御回路１４０とを有している。また、図３において、表示装置１５０と、リモコン受信回路１５１は、副回路の具体例であり、マイクロコンピュータ１７０（以下、マイコン１７０という）は、制御回路の具体例として示したものである。
【０００４】
主トランス１１０は、図示しない主駆動機器（パワーアンプ）を駆動させるための主回路に電力を供給する。ここで、主回路は、主動作を行うために大きな電力を必要とする。このため、主トランス１１０は、大電力用トランスによって構成されている。
この主トランス１１０は、１次コイル１１１側に商用電源ＡＣが接続され、２次コイル１１２側には主回路が接続されている。商用電源ＡＣからの交流電圧は、主トランス１１０により、１次コイル１１１の巻数と２次コイル１１２の巻数との比に対応した変圧比に従って変圧され、この主回路へと供給される。
また、１次コイル１１１の一端と商用電源ＡＣの一端との間にはリレースイッチ１１３が介挿されている。このリレースイッチ１１３がオン状態とされることにより主トランス１１０から主回路への電力供給が行われ、オフ状態とされることにより主トランス１１０から主回路への電力供給が断たれる。このリレースイッチ１１３のオン／オフ駆動制御は、トランス制御回路１４０により行われるが、その詳細については後述する。
【０００５】
副トランス１２０は、例えば表示装置１５０、リモコン受信回路１５１等の副回路およびマイコン１７０に電力を供給するものであり、小電力用トランスによって構成されている。この副トランス１２０の１次コイル１２１側には商用電源が接続されている。この商用電源ＡＣからの交流電圧は、副トランス１２０により、１次コイル１２１の巻数と２次コイル１２２の巻数との比に対応した変圧比に従って変圧され、２次コイル１２２から出力される。
【０００６】
整流回路１３０は、図示の例では、副トランス１２０から出力された交流電圧を半波整流する回路であり、整流用のダイオード１３１と、平滑用のコンデンサ１３２とによって構成されている。なお、このような半波整流回路ではなく、ダイオード１３１をブリッジ状に結線した全波整流回路を整流回路１３０として用いてもよい。
整流回路１３０の出力電圧は、電源リセット回路１３５と、レギュレータ１３６と、トランス制御回路１４０に供給される。
【０００７】
電源検出リセット回路１３５は、整流回路１３０の出力電圧を監視し、ＡＣ電源の供給の有無を検出し、電源の供給が開始された場合には、マイコン１７０にリセット信号を出力するものである。
【０００８】
レギュレータ１３６は、整流回路１３０の出力電圧を安定化し、一定レベルの駆動電圧ＶＣＣを出力する回路である。
この駆動電圧ＶＣＣは、動作状態であるか、待機状態であるかに拘わらず、ダイオード１４５を介して表示装置１５０、リモコン受信回路１５１およびその他の副回路に常に供給される。また、駆動電圧ＶＣＣは、ダイオード１６１および大容量コンデンサ１６２からなる電源バックアップ回路１６０を介してマイコン１７０に常に供給される。
【０００９】
トランス制御回路１４０は、電磁コイル１４１と、トランジスタ１４２と、ダイオード１４３と、電流制限抵抗１４４とによって構成されている。ここで、電磁コイル１４１は、前述したリレースイッチ１１３をオン／オフ駆動するための磁力Ｓを発生するコイルである。この電磁コイル１４１の一端は、整流回路１３０の出力端子に接続され、他端はトランジスタ１４２のコレクタに接続されている。トランジスタ１４２は、エミッタが接地されており、ベースは、電流制限抵抗１４４および信号線１７１を介して、マイコン１７０に接続されている。電磁コイル１４１には、ダイオード１４３が並列接続されている。このダイオード１４３は、トランジスタ１４２がオン状態からオフ状態に切り換えられたときに、それまでに電磁コイル１４１に流れていた電流を環流させ、電磁コイル１４１の両端に高電圧が発生するのを防止する役割を担っている。
【００１０】
マイコン１７０は、アンプを待機状態から動作状態へ切換える場合、信号線１７１および電流制限抵抗１４４を介して、トランジスタ１４２に一定の大きさのベース電流を流し、トランジスタ１４２をオン状態とする。この結果、整流回路１３０の出力端子から電磁コイル１４１に電流が流れ、この電磁コイル１４１によりリレースイッチ１１３をオン状態とする磁力Ｓが発生される。そして、リレースイッチ１１３がオン状態になると、主トランス１１０の１次コイル１１１に商用電源ＡＣから交流電源が供給され、主トランス１１０から主回路への電力供給が行われる。
【００１１】
一方、アンプを動作状態から待機状態へ切換える場合、マイコン１７０はトランジスタ１４２へのベース電流の供給を断ち、トランジスタ１４２をオフ状態とする。この結果、リレースイッチ１１３がオフ状態となり、主トランス１１０から主回路への電力供給が停止される。
【００１２】
次に、副回路について説明する。
表示装置１５０は、保護ダイオード１４５を介して供給される駆動電圧ＶＣＣを電源とし、表示等を行う。
リモコン受信回路１５１も、保護ダイオード１４５を介して供給される駆動電圧ＶＣＣを電源としている。このリモコン受信回路１５１は、リモコン（図示せず）からの赤外線信号を受信し、この赤外線信号から、外部のリモコンによって指示された操作指令信号Ｔを受け、この指令信号Ｔをマイコン１７０に送信する。
【００１３】
次に、制御回路となるマイコン１７０について説明する。
マイコン１７０は、電源バックアップ回路１６０を介して供給される駆動電圧ＶＣＣを電源としており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）等を有している。このマイコン１７０は、アンプの主動作を制御する機能に加え、表示装置１５０、リモコン受信回路１５１等の副動作を制御する機能等も備えている。
副動作を制御する機能としては、例えばリモコン受信回路１５１からのコマンドに対応した制御を行う機能がある。すなわち、マイコン１７０は、リモコン受信回路１５１から出力される指令信号Ｔを監視し、この指令信号Ｔが待機状態から動作状態へ、または動作状態から待機状態への切換えを指示するものである場合には、この指令信号Ｔに従って、上述したトランス制御回路１４０のトランジスタ１４２のオン／オフ制御を行うのである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アンプが待機状態であっても動作状態であっても、マイコン１７０には常に一定の電流が流れている。このため、従来技術による電源装置１００は、待機状態にあっては無駄に電力が消費されていた。
【００１５】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、動作状態であるか待機状態であるかにより適切な電力を駆動対象に供給し、無駄な電力消費を低減することができる電源装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、駆動対象装置の主回路および副回路と、これらの主回路および副回路を制御する制御回路とに、電力を供給する電源装置であって、
基準電源と、
２次側が２つのコイルからなり、前記基準電源から前記主回路への電力の供給を行う主トランスと、
前記基準電源から前記副回路および前記制御回路への電力の供給を行う副トランスと、
前記駆動対象装置が動作状態である場合に、前記主トランスの２次側の一方のコイルから前記主回路に供給し、２次側の他方のコイルから前記副回路および前記制御回路に電力を供給し、前記駆動対象装置が待機状態である場合に、前記副トランスのみから前記副回路および前記制御回路に、前記駆動対象装置が動作状態である場合よりも低い上限の電力を供給する供給電力切換手段と、を具備することを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記副トランスの１次側には電流制限素子を接続する
ことを特徴としている。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、
前記主トランスの他方のコイルにおける変圧比は、副トランスの変圧比とほぼ等しくなるように設定する
ことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。
【００２５】
１．第１実施形態
まず、図１に基づいて第１実施形態による電源装置について説明する。なお、実施形態では本発明による電源装置をオーディオアンプ（駆動対象装置）の電源部に用いた場合を例示する。また、本実施形態では、従来技術で述べた構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２６】
〈１−１〉第１実施形態の構成
本実施形態による電源装置１は、主トランス１１０と、副トランス１０と、コンデンサ２０と、整流回路１３０と、トランス制御回路１４０とによって大略構成されている。
【００２７】
副トランス１０は、例えば、リモコン受信回路１５１等の副回路、およびマイコン１７０（制御回路）に電力を供給するものであり、小電力用トランスによって構成されている。この副トランス１０の１次コイル１１側には商用電源ＡＣが接続されている。この商用電源ＡＣからの交流電圧は、副トランス１０により、１次コイル１１の巻数と２次コイル１２の巻数との比に対応した変圧比に応じて変圧され、２次コイル１２から出力される。
また、１次コイル１１の一端と商用電源ＡＣの一端との間にはコンデンサ２０が介挿されている。
【００２８】
このコンデンサ２０は、アンプが待機状態である場合に、リモコン受信回路１５１、マイコン１７０等を駆動するのに十分な電力が副トランス１０から出力されるように、１次コイル１１に流れる電流を制限するために介挿さらた素子である。
【００２９】
コンデンサ２０にはリレースイッチ１３が並列接続されている。リレースイッチ１３は、トランス制御回路１４０によって制御されるものである。即ち、トランス制御回路１４０は、アンプが待機状態である場合には、電磁コイル１４１による磁力Ｓの発生を断ち、リレースイッチ１３をオフ状態にし、動作状態である場合には、電磁コイル１４１により磁力Ｓを発生させて、リレースイッチ１３をオン状態にする。これにより、アンプが待機状態である場合に、商用電源ＡＣからの電流がコンデンサ２０を介して１次コイル１１に流れ、アンプが動作状態である場合に、商用電源ＡＣからの電流がコンデンサ２０を介さずに１次コイル１１に流れることになる。
【００３０】
主トランス１１０は、従来技術で述べた通り、主回路に電力を供給するため、大電力用トランスによって構成されている。また、１次コイル１１１の一端と商用電源ＡＣの一端との間にはリレースイッチ１１３が介挿されている。このリレースイッチ１１３は、アンプが待機状態である場合にはオフ状態となり、動作状態である場合には、オン状態となる。そして、主トランス１１０は、リレースイッチ１１３がオン状態となることにより、主回路への電力供給を行い、オフ状態となることにより、主トランス１１０から主回路への電力供給が断たれる。
【００３１】
電源バックアップ回路３０は、整流回路１３０の出力側に接続されている。この電源バックアップ回路３０は、逆流防止用ダイオード３１と、リレー駆動用の電荷を蓄めておくコンデンサ３２とによって構成されている。
【００３２】
次に、周辺回路について説明する。パワースイッチ１５２をオン／オフさせることにより、マイコン１７０は、アンプを待機状態から動作状態／動作状態から待機状態に切換えるために、トランス制御回路１４０のトランジスタ１４２をオン／オフ制御させる。
【００３３】
電圧供給停止回路１５３は、レギュレータ１３６の出力側に接続され、他の副回路への駆動電圧ＶＣＣの供給または停止を行うものである。該電圧供給停止回路１５３は、レギュレータ１３６からアースの間に順に接続されたトランジスタ１５４、ベース抵抗１５５、エミッタ接地されたトランジスタ１５６と、トランジスタ１５６のベースと信号線１７１との間に接続された電流制限抵抗１５７と、トランジスタ１５４のコレクタ側とアースとの間に接続されたコンデンサ１５８とによって構成されている。そして、電圧供給停止回路１５３は、アンプが動作状態である場合には、トランジスタ１５６および１５４をオン状態にし、駆動電圧ＶＣＣを他の副回路に向けて供給する。一方、アンプが待機状態である場合には、トランジスタ１５６および１５４をオフ状態にし、他の副回路への駆動電圧ＶＣＣの供給を停止する。
【００３４】
〈１−２〉第１実施形態の動作
まず、アンプを動作状態にする場合、マイコン１７０はトランス制御回路１４０のトランジスタ１４２をオン状態にし、電磁コイル１４１にコンデンサ３２から電流を供給して、リレースイッチ１３および１１３をオン状態にする。
主トランス１１０では、リレースイッチ１１３がオン状態であるため、主トランス１１０の１次コイル１１１には、商用電源ＡＣから電流が供給される。そして、主トランス１１０は、主回路に電力を供給する。
【００３５】
副トランス１０では、リレースイッチ１３がオン状態であるため、副トランス１０の１次コイル１１には、商用電源ＡＣからコンデンサ２０を介することなく電流が供給される。そして、副トランス１０は、整流回路１３０、レギュレータ１３６を介して駆動電圧ＶＣＣに変換した上で、リモコン受信回路１５１、マイコン１７０および電圧供給停止回路１５３に供給する。
一方、電圧供給停止回路１５３では、マイコン１７０の制御信号を受けて、トランジスタ１５６および１５４がオン状態になっているから、駆動電圧ＶＣＣを他の副回路に供給する。
【００３６】
次に、アンプを待機状態にする場合、マイコン１７０は、トランス制御回路１４０のトランジスタ１４２をオフ状態にし、電磁コイル１４１による磁力Ｓの発生を断ち、リレースイッチ１３および１１３をオフ状態にする。
主トランス１１０では、リレースイッチ１１３がオフ状態であるため、主トランス１１０から主回路に供給される電力を停止する。
【００３７】
副トランス１０では、リレースイッチ１３がオフ状態であるため、商用電源ＡＣからの１次コイル１１に流れる電流は、コンデンサ２０によって制限される。そして、副トランス１０は、上限の制限された電力を、レギュレータ１３６によって駆動電圧ＶＣＣに変換した上で、リモコン受信回路１５１、マイコン１７０等に供給する。
また、電圧供給停止回路１５３では、マイコン１７０の信号を受けて、トランジスタ１５４および１５６がオフ状態になっているから、駆動電圧ＶＣＣを他の副回路に供給するのを停止する。
【００３８】
〈１−３〉第１実施形態の効果
第１実施形態による電源装置１が適用されるアンプにおいては、待機状態にあっては、リレーを駆動する電流および他の副回路へ供給される電流が不要になるため、副トランス７０へのＡＣ電源の供給は、少なくて済む。このため、本実施形態による電源装置１では、アンプ（駆動対象装置）が待機状態である場合、副トランス１０の１次コイル１１に供給される電流をコンデンサ２０によって制限し、副トランス７０に必要最小限の電力を供給することができる。これにより、当該電源装置１では、アンプが待機状態にあるときに、余分な電力が副トランス１０で消費されるのを防止し、無駄な電力消費を低減することができる。
【００３９】
２．第２実施形態
次に、図２に基づいて本発明による第２実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、駆動対象装置が動作状態である場合に、主トランスおよび副トランスから主回路および制御回路に電力を供給し、駆動対象装置が待機状態である場合に、副トランスから副回路および制御回路に電力を供給するようにした点にある。この実施形態でも、駆動対象装置にアンプを用いて説明する。なお、本実施形態では、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４０】
〈２−１〉第２実施形態の構成
本実施形態による電源装置５１は、主トランス６０と、副トランス７０と、コンデンサ２０と、整流回路１３０、３３と、トランス制御回路１４０とによって大略構成されている。
【００４１】
主トランス６０は、アンプを駆動させる主回路および該主回路による主動作を制御するマイコン１７０（制御回路）等に電力を供給するものである。主回路は、主動作を行うために大きな電力を必要とするため、主トランス１０は大電力用トランスによって構成されている。
【００４２】
この主トランス６０は、１次コイル６１と、２次コイル６２−１と、２次コイル６２−２とを有している。ここで、１次コイル６１には商用電源ＡＣが接続されている。また、２次コイル６２−１には主回路が接続されている。さらに、２次コイル６２−２には整流回路３３、レギュレータ１３６等を介してリモコン受信回路１５１等が順次接続されている。
【００４３】
商用電源ＡＣから出力される交流電圧は、主トランス６０により、１次コイル６１の巻数と２次コイル６２−１の巻数との比によって決められた変圧比によって主回路に電力が供給される。また、１次コイル６１の巻線と２次コイル６２−２の巻線との比によって決められた変圧比によって整流回路３３を介してマイコン１７０に電力が供給される。このとき、この変圧比は、２次コイル６２−２側から供給される電圧が副トランス７０から供給される電圧となるように、副トランス７０の変圧比とほぼ等しく設定されている。
また、１次コイル６１の一端と商用電源ＡＣの一端との間にはリレースイッチ６３が設けられている。該リレースイッチ６３は、トランス制御回路１４０の電磁コイル１４１から発生する磁力Ｓによってオン／オフ制御される。
【００４４】
副トランス７０は、アンプが待機状態にあるときに、リモコン受信回路１５１、マイコン１７０に電力を供給するものであり、小電力用トランスによって構成されている。また、副トランス７０は、１次コイル７１側に商用電源ＡＣが接続され、２次コイル７２側には整流回路１３０、レギュレータ１３６等を介してリモコン受信回路１５１およびマイコン１７０等が順次接続されている。商用電源ＡＣから出力される交流電圧は、副トランス７０により、１次コイル７１の巻数と２次コイル７２の巻数との比に対応した変圧比に従って変圧され、２次コイル７２から出力される。
また、副トランス７０の１次コイル７１の一端と商用電源ＡＣの一端との間には、コンデンサ２０が接続され、該コンデンサ２０によって商用電源ＡＣから１次コイル７１に供給される電流を制限している。
【００４５】
さらに、整流回路１３０の出力には、主トランス６０の出力側に当たる整流回路３３の出力に逆流防止ダイオード３６を介して接続点２２で接続されている。そして、レギュレータ１３６に供給される電圧は、アンプが待機状態にある場合には、整流回路１３０（副トランス７０側）から供給され、動作状態にある場合には、整流回路３３（主トランス６１側）から供給される。
【００４６】
整流回路３３は主コイル６０の２次コイル６２−２に接続されている。該整流回路３３は、他の整流回路１３０と同様に、整流用のダイオード３４と、該ダイオード３４のアノードとアースとの間に接続された平滑用のコンデンサ３５とによって構成されている。
【００４７】
〈２−２〉第２実施形態の動作
【００４８】
まず、アンプを動作状態にする場合、マイコン１７０はトランス制御回路１４０のトランジスタ１４２をオン状態にし、電磁コイル１４１にコンデンサ３２から電流を供給して、リレースイッチ６３をオン状態にする。
主トランス６０では、リレースイッチ６３がオン状態になるため、主トランス６０の１次コイル６１には、商用電源ＡＣから電流が供給される。これより、主トランス６０の２次コイル６２−１からは主回路に電力を供給すると共に、２次コイル６２−２からはリモコン受信回路１５１、マイコン１７０等の副回路に電力を供給する。
電圧供給停止回路１５３では、マイコン１７０からの信号を受けて、トランジスタ１５６および１５４がオン状態になっているから、駆動電圧ＶＣＣを他の副回路に供給する。
また、接続点２２において、整流回路１３０からの電圧より整流回路３０からの電圧の方が高いため、整流回路１３０がオフ状態となり、副トランス７０からは電圧が供給されなくなる。
【００４９】
次に、アンプを待機状態にする場合、マイコン１７０は、トランス制御回路１４０のトランジスタ１４２をオフ状態にし、電磁コイル１４１による磁力Ｓの発生を断ち、リレースイッチ６３をオフ状態にする。
主トランス６０では、リレースイッチ６３がオフ状態であるため、主トランス６０から主回路に供給される電力を停止すると共に、整流回路３３からマイコン１７０等に向けて供給される電力を停止する。
副トランス７０では、コンデンサ２０によって、上限の制限された電力をリモコン受信回路１５１、マイコン１７０等に供給する。
また、電圧供給停止回路１５３では、マイコン１７０の信号を受けて、トランジスタ１５４および１５６がオフ状態になっているから、駆動電圧ＶＣＣを他の副回路に供給するのを停止する。
【００５０】
〈２−３〉第２実施形態の効果
本実施形態による電源装置５１では、アンプが待機状態である場合、副トランス７０の１次コイル７１に供給される電流をコンデンサ２０によって制限するようにしているから、アンプが待機状態にあるときに、余分な電力が副トランス７０で消費されるのを防止し、無駄な消費電力を低減することができる。
【００５１】
３．変形例
なお、前記各実施形態では、電気装置としてオーディオアンプを例示して説明したが、本発明はこれに限らず、他のオーディオ製品、テレビ、ビデオデッキ、等の家電製品に用いてもよいことは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、駆動対象装置が動作状態であるか待機状態であるかによって、適切な電力を駆動対象装置に供給する。これにより、無駄な電力消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による電源装置およびその周辺回路を示す回路構成図である。
【図２】第２実施形態による電源装置およびその周辺回路を示す回路構成図である。
【図３】従来技術による電源装置およびその周辺回路示す回路構成図である。
【符号の説明】
１、５１・・・電源装置
１０、７０・・・副トランス
１１、６１、７１、１１１・・・１次コイル
１２、６２−１、６２−２、７２、１１２・・・２次コイル
２０・・・コンデンサ（電流制限素子）
３３、１３０・・・整流回路
６０、１１０・・・主トランス
１４０・・トランス制御回路
１５１・・・リモコン受信回路
１７０・・・マイクロコンピュータ（マイコン）

Claims

駆動対象装置の主回路および副回路と、これらの主回路および副回路を制御する制御回路とに、電力を供給する電源装置であって、
基準電源と、
２次側が２つのコイルからなり、前記基準電源から前記主回路への電力の供給を行う主トランスと、
前記基準電源から前記副回路および前記制御回路への電力の供給を行う副トランスと、
前記駆動対象装置が動作状態である場合に、前記主トランスの２次側の一方のコイルから前記主回路に供給し、２次側の他方のコイルから前記副回路および前記制御回路に電力を供給し、前記駆動対象装置が待機状態である場合に、前記副トランスのみから前記副回路および前記制御回路に、前記駆動対象装置が動作状態である場合よりも低い上限の電力を供給する供給電力切換手段と、を具備する
ことを特徴とする電源装置。
前記副トランスの１次側には電流制限素子を接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記主トランスの他方のコイルにおける変圧比は、副トランスの変圧比とほぼ等しくなるように設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。