JP4043249B2

JP4043249B2 - 電力供給システムの保護装置

Info

Publication number: JP4043249B2
Application number: JP2002029172A
Authority: JP
Inventors: 長茂北村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003230072A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外に設置されるアンテナ等の外部装置に電源や電気信号等の制御信号を供給する供給システムの保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、従来の保護装置を備えたアンテナ電源供給システムの構成例を示す。図４において、１はリモコン、５０はＢＳ放送（衛星放送）受信装置、１３はＢＳアンテナである。ＢＳ放送受信装置５０は、リモコン信号検出回路２、中央制御回路３、ＣＧ（Computer Graphics）回路４、リセット回路５、モニタ画面出力端子６、アンテナ電源回路７、混合回路１０、ＢＳチューナ１１、アンテナ端子１２を含んでいる。
【０００３】
ユーザがＢＳ放送を受信するため、ＢＳアンテナ１３の電源を入れる際には、モニタ画面出力端子６に接続された不図示のモニタの図５に示すような画面表示に従い、カーソルを「ＢＳアンテナ電源」２０に合わせ、入／切ボタン２１を「入」に合わせるようにリモコン１を操作する。このときのリモコン１のコマンドがリモコン信号検出回路２を介して中央制御回路３に入る。中央制御回路３はこれを受けてアンテナ電源回路７に制御信号を送り、アンテナ電源回路７内のスイッチ１９を閉じる。これにより、アンテナ電源電圧が混合回路１０でＢＳチューナ１１のＲＦ信号と混合され、アンテナ端子１２を介してＢＳアンテナ１３に供給される。尚、モニタ画面は中央制御回路３に制御されるＣＧ回路４からの画像信号により生成される。
【０００４】
リセット回路５は、リセットスイッチが押されたとき等にリセット信号を中央制御回路３に印加し、中央制御回路３を初期状態にリセットするものである。中央制御回路３はリセットされるとアンテナ電源回路７内のスイッチ１９を開き、ＢＳアンテナ１３への電源の供給を停止する。
【０００５】
アンテナ電源回路７内のレギュレータ１６は過電流保護回路を備えており、その出力電圧電流特性は図６に示すようなものとなっている。このシステムでは、何等かの原因によりアンテナ端子１２がＤＣ的に０Ωで地絡した場合、出力電流が増大するとともに出力電圧はアンテナ最小負荷ポイントＤ１とアンテナ最大負荷ポイントＤ２の範囲内の正常値から外れほぼゼロとなるが、このとき過電流保護回路が作動し、出力電流を保護ポイントＡにおける設定値まで低下させるのでアンテナラインに過大な電流が流れることはない。
【０００６】
しかし、地絡等の異常発生をユーザに知らしめる手段がないとユーザは異常の発生に気付かず、アンテナ電源回路７内のスイッチ１９は閉じられたたままとなる。その場合、過電流保護回路の動作により出力電流はポイントＡにおける設定値に制限されるものの長時間電流が流れるのでレギュレータ１６が徐々に発熱して行き、他の熱的過電流保護回路が動作しなければ、場合によってはレギュレータ１６が発煙・発火・焼損する恐れがある。
【０００７】
この問題に対処するため、特開２０００−１０２００２号公報に記載のＢＳコンバータの電源装置は、マイクロコンピュータ（以下マイコンという）により、アンテナ電源回路の出力電圧がハイレベルであるかローレベルであるかを検出し、ローレベルになったときにユーザに対し警告を発する構成を有する。
【０００８】
しかし、アンテナ端子１２が０Ωではなく、ある値のインピーダンスを持ってＤＣ的に地絡し（以下オーミックショートという）、その結果、アンテナ電源回路７の動作ポイントがアンテナ電源回路７内のレギュレータ１６の許容最大電力ポイントＣを超える中途半端なオーミックショートポイントＧに留まるような場合には特開２０００−１０２００２号公報に記載の構成では対処できない。
【０００９】
何故ならば、特開２０００−１０２００２号公報に記載の構成では、マイコンは、そのアンテナ電源監視用の入力ポートに印加されるアンテナ電源回路の出力電圧がローレベル（ショート状態）に低下したときに異常が発生したと判断し、その状態が所定時間継続したときにアンテナへの電源の供給を停止するので、出力電圧が正常値より低くローレベルより高い状態のオーミックショートは検出できず、アンテナ電源回路を構成する三端子レギュレータに流れる電流または消費電力が規格値を超える状態が続いた場合には異常発熱や発煙等の不具合が発生するからである。
【００１０】
また、オーミックショート対策の施されていない従来機種の電源装置に、ソフトウェアの変更によりオーミックショート発生時にユーザに異常の発生を知らしめ、かつ強制的にアンテナへの電源の供給を停止させる機能を追加する場合には、そのマイコンを特別のプログラムを内蔵したマイコンと交換する必要がある。そのため、既に開発・設計が終了し生産中の機種あるいは既に市場に出回っている従来機種の電源装置にオーミックショート対策を施すことは困難であった。
【００１１】
尚、異常を検出したときに、単にマイコンからアンテナ電源回路に供給される制御信号をカットするようにすれば、マイコンのソフトウェアを変更することなくアンテナへの電源の供給を停止させることは一応可能であるが、その場合、ユーザはオーミックショートの発生に気付かないままとなり、正常状態への復旧に手間取るという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、オーミックショート対策用のプログラムを内蔵した特別のマイコンを新規に開発・使用することなく、電源供給システム等に対しオーミックショート機能を低コストで追加することを可能にする保護装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明の電力供給システムの保護装置は、外部装置に供給すべき電力を生成する回路とスイッチとを有し、前記回路で生成された電力をオン状態にある前記スイッチを介して供給する電源回路と、出力ラインを通して前記外部装置に電気的に接続され、前記電源回路から供給された電力を前記出力ラインを通して前記外部装置に出力する出力端子と、リセット端子を有し、操作部から入力される指令信号に基づいて前記スイッチをオン又はオフにし、前記リセット端子にリセット信号が入力されたときには前記スイッチをオフにする制御を行う制御回路とを有する電力供給システムにおいて、前記電源回路を保護する保護装置であって、
前記電源回路と前記出力端子との間に直列に接続された電流検知抵抗と、前記制御回路の前記リセット端子に接続され、前記電流検知抵抗の両端に接続され、前記電流検知抵抗の両端の電圧が所定の電圧値を超えると前記リセット信号を生成して前記リセット端子に対して前記リセット信号を出力する回路とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電力供給システムの保護装置は、リセット信号が前記リセット端子に入力されたときに、前記出力端子に電気的に接続された接続された前記出力ラインに異常があることを報知する報知手段を更に備えてもよい。
【００２１】
さらに、本発明の電力供給システムの保護装置は、前記報知手段を前記出力ラインの異常を音声で報知すべく所定の音声信号を生成する手段を有するものとしてもよい。
【００２２】
さらにまた、本発明の電力供給システムの保護装置は、前記報知手段を前記出力ラインの異常状態を映像で報知すべく所定の映像信号を生成する手段を有するものとしてもよい。
また、本発明の電力供給システムの保護装置は、前記出力端子に接続されたチューナを更に備え、前記外部装置が放送波を受信するアンテナであり、前記電源回路が前記アンテナに電力を供給するアンテナ電源回路である電力供給システムの保護装置とすることもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の保護装置をＢＳ放送受信装置のアンテナ電源供給システムに適用した場合について説明する。
【００２４】
実施の形態１．
図１に、本発明の保護装置を備えたＢＳ放送受信装置を実施の形態１として示す。図１において、図４に示した要素と同じあるいは対応する要素には同じ符号を付している。即ち、１はリモコン、５０はＢＳ放送受信装置、１３はＢＳアンテナである。ＢＳ放送受信装置５０は、リモコン信号検出回路２、中央制御回路３、ＣＧ（Computer Graphics）回路４、リセット回路５、モニタ画面出力端子６、アンテナ電源回路７、混合回路１０、ＢＳチューナ１１、アンテナ端子１２を含んでいる。
【００２５】
実施の形態１のシステムは、アンテナ電源回路７の出力と混合回路１０の入力とが電流検知抵抗Ｒ１及びダイオード１５を介して接続され、また、エミッタが抵抗Ｒ１の一端に接続されベースが抵抗Ｒ１の他端に接続された電圧変換トランジスタ１７と、ベースが抵抗Ｒ２を介して電圧変換トランジスタ１７のコレクタに接続されエミッタが接地されコレクタが中央制御回路３を構成するマイコンのリセットポートに接続された反転トランジスタ１４とを備えることを特徴とする。以下に、上記構成を有する電源供給システムの動作を説明する。
【００２６】
ユーザがＢＳ放送を受信するため、ＢＳアンテナ１３の電源を入れる際には、モニタ画面出力端子６に接続された不図示のモニタの図５に示すような画面表示に従い、カーソルを「ＢＳアンテナ電源」２０に合わせ、入／切ボタン２１を「入」に合わせるようにリモコン１を操作する。このときのリモコン１のコマンドがリモコン信号検出回路２を介して中央制御回路３に入る。中央制御回路３はこれを受けてアンテナ電源回路７に制御信号を送り、アンテナ電源回路７内のスイッチ１９を閉じる。これにより、アンテナ電源電圧が混合回路１０でＢＳチューナ１１のＲＦ信号と混合され、アンテナ端子１２を介してＢＳアンテナ１３に供給される。尚、モニタ画面は中央制御回路３に制御されるＣＧ回路４からの画像信号により生成される。アンテナ１３に電源が供給され、アンテナ１３の向きをＢＳ衛星に合わせた状態でチャンネルを選択すれば、ユーザはＢＳ放送を受信することができる。
【００２７】
電流検知抵抗Ｒ１の抵抗値は、アンテナ電源回路７の出力電流が正常範囲（アンテナ最小負荷ポイントＤ１とアンテナ最大負荷ポイントＤ２の間）から外れ、保護回路動作ポイントＢの値まで増加したときにこの電流検知抵抗Ｒ１の両端間の電圧が０．６Ｖを超えるような値に設定されている。従って、何等かの理由によりアンテナ端子１２から見た負荷が増大しレギュレータ１６の動作ポイントが図６に示した保護回路動作ポイントＢに至ると電圧変換トランジスタ１７のＶｂｅ（ベース・エミッタ間電圧）が０．６Ｖを超えてオン（導通）し、その結果電圧変換トランジスタ１４もオンになるので、マイコンからなる中央制御回路３のリセットポートに印加される電圧はローレベルとなり、中央制御回路３はリセットされる。
【００２８】
中央制御回路３がリセットされると、この中央制御回路３に制御される全ての回路はリセット状態となる。例えば、中央制御回路３からアンテナ電源回路７に出力される電源制御信号はオフとなり、アンテナ電源回路７内のスイッチ１９が開きアンテナ１３への電源電圧の供給が停止する。また、ＣＧ回路４も動作を停止し、モニタ画面出力端子６から出力される映像信号及び音声信号もオフとなる。
【００２９】
このように、中央制御回路３がリセットされると、装置の電源はオフとなり、映像も表示されなくなり音声も出なくなるのでユーザは何等かの異常が発生したことを知ることができる。装置の取扱説明書等にこのような状況となった場合、ＢＳアンテナやアンテナラインをチェックすべき旨を記載しておくことにより、アンテナラインの地絡やオーミックショート状態からの脱出が容易になる。
【００３０】
以上説明したように本実施の形態１は、電流検知抵抗Ｒ１の抵抗値を、保護回路動作ポイントＢがアンテナ負荷最大ポイントＤ２と許容最大電力ポイントＣとの間に位置するように設定し、アンテナ負荷が正常な範囲にある間は保護回路は動作せず、アンテナ負荷が正常範囲を超えた場合には許容最大電力ポイントＣに至る前に動作し、マイコンをリセットするように構成されているので電源供給システムを確実に保護することができる。
【００３１】
また、本実施の形態１は、出力電流（アンテナ供給電流）を外部回路で監視し、出力電流が異常に増加したときにマイコンにリセット信号を送りマイコンをリセットするだけでよく、ソフトウェアの変更（マイコンの制御プログラムの変更）は不要である。即ち、本実施の形態１によれば、従前のマイコンを用いたまま、従来のシステムに抵抗やトランジスタ等の外部素子を追加するだけで、アンテナラインのオーミックショートに対処可能となる。
【００３２】
更に、本実施の形態１は、マイコンのリセット時に映像が消え、音声が出なくなることをユーザに対する異常発生の報知情報として利用するので警報信号発生用の特別の回路を備える必要がなく、システムを安価に実現することができる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態１では、アンテナラインの異常を、電流検知抵抗Ｒ１により出力電流の値に基づいて検出しているが、アンテナ電源回路７の出力電圧と出力電流との関係が明らかであれば出力電圧の値から検出することもできる。この場合、例えば図２に示すように、電圧検知抵抗Ｒ３，Ｒ４をアンテナ電源回路７の出力ラインとアースとの間に接続し、また、コレクタが抵抗Ｒ５を介してアンテナ電源回路７の出力ラインに接続されエミッタが接地されベースがこの電圧検知抵抗の出力ノードに接続された感知トランジスタ２５を設ける。そして異常が発生しアンテナ電源回路７の出力電圧がある程度低下したとき感知トランジスタ２５がオフとなり、その結果、ベースが感知トランジスタ２５のコレクタに接続されエミッタが接地されコレクタが中央制御回路３のリセットポートに接続された反転トランジスタ１４がオンとなるようにする。この実施の形態２の構成でも実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
【００３４】
実施の形態３．
図３に、本発明の保護装置を備えたＢＳ放送受信装置の別の構成を実施の形態３として示す。図３において図１に示した要素と同じまたは対応する要素には同じ符号を付している。
【００３５】
実施の形態３は、マイコンがリセットされるときにシステムの電源２３をオフにするとともに、音声信号処理回路２４により警報のための音声信号を生成し、スピーカ２７から警報音を発し、ユーザに異常の発生を報知することを特徴とする。本実施の形態３において、マイコンがリセットされた後、一定の時間が経過する度にリセットを解除してシステムの電源２３を復帰させ、そのとき異常状態が継続している場合には再びマイコンをリセットしシステムの電源２３をオフにするという動作を繰り返し、システムの電源２３のオン・オフに同期させてスピーカ２７から警報音を発するようにしてもよい。
【００３６】
マイコンのリセット時に映像が消え音声が出なくなることをユーザに対する異常発生の報知情報として利用する実施の形態１に比べ、実施の形態３によればユーザは異常の発生をより容易・確実に知ることができる。尚、ユーザへの異常発生の報知は、音声情報（スピーカからの警報音）に限られるものではなく、表示管、ＬＣＤ、ＬＥＤ等による視覚情報（映像）としてもよいのは言うまでもない。
【００３７】
以上説明した本発明の実施の形態では、アンテナラインの地絡、オーミックショート等の異常発生時、マイコンをリセットしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、異常発生時にアンテナ等の外部装置への電源電圧の供給を停止することができる任意の構成とすることができる。例えば、マイコンが異常状態検知ポートを有する場合には異常状態検知信号をこの異常状態検知ポートに直接印加してもよい。また、異常を検知したときに、マイコンの電源をオフにしたり、クロックの発振を停止させたり、あるいはマイコン自体を強制的にバックアップモードに移行させてもよい。
【００３８】
異常を検出する外部素子は、抵抗とトランジスタの組み合わせに限定されるものではなく、電圧または電流の変化を検出可能な素子であればツェナーダイオード等の任意の素子を使用することができる。
【００３９】
また、本発明は電源の供給のみならず、外部装置に電気信号等の制御信号を供給する場合の保護にも適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１から５に記載の発明によれば、オーミックショート対策用のプログラムを内蔵した特別のマイコンを用いることなく、従来の電源や制御信号の供給システムに従前のマイコンを備えたままの状態でオーミックショート対策を施すことができる。
【００４１】
請求項２に記載の発明によれば、ユーザは出力ラインの異常の発生を確実に知ることができるので、正常状態への復旧の手立てを早急に講じることができる。
【００４２】
請求項３及び４に記載の発明によれば、映像回路や音声回路を新たに追加することなく、既存の映像回路や音声回路を利用してユーザに出力ラインの異常の発生を知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保護装置を有するＢＳ放送受信装置の構成例（実施の形態１）を示す図である。
【図２】本発明の保護装置を有するＢＳ放送受信装置の他の構成例（実施の形態２）を示す図である。
【図３】本発明の保護装置を有するＢＳ放送受信装置の更に他の構成例（実施の形態３）を示す図である。
【図４】従来の保護装置を有するＢＳ放送受信装置の構成を示す図である。
【図５】保護装置のモニタ表示画面を示す図である。
【図６】保護装置内の過電流保護回路付きレギュレータの出力電圧電流特性を示す図である。
【符号の説明】
１リモコン、２リモコン信号受信回路、３中央制御回路、４ＣＧ回路、５リセット回路、７アンテナ電源回路、１０混合回路、１１ＢＳチューナ、１２アンテナ端子、１３アンテナ、１４反転トランジスタ、１５ダイオード、１６過電流保護回路付きレギュレータ、１７電圧変換トランジスタ、１９スイッチ、２３システム電源回路、２４音声信号処理回路、２５感知トランジスタ、２７スピーカ、Ｒ１〜Ｒ５抵抗。

Claims

外部装置に供給すべき電力を生成する回路とスイッチとを有し、前記回路で生成された電力をオン状態にある前記スイッチを介して供給する電源回路と、
出力ラインを通して前記外部装置に電気的に接続され、前記電源回路から供給された電力を前記出力ラインを通して前記外部装置に出力する出力端子と、
リセット端子を有し、操作部から入力される指令信号に基づいて前記スイッチをオン又はオフにし、前記リセット端子にリセット信号が入力されたときには前記スイッチをオフにする制御を行う制御回路と
を有する電力供給システムにおいて、前記電源回路を保護する保護装置であって、
前記電源回路と前記出力端子との間に直列に接続された電流検知抵抗と、
前記制御回路の前記リセット端子に接続され、前記電流検知抵抗の両端に接続され、前記電流検知抵抗の両端の電圧が所定の電圧値を超えると前記リセット信号を生成して前記リセット端子に対して前記リセット信号を出力する回路と
を備えることを特徴とする電力供給システムの保護装置。
前記リセット信号が前記リセット端子に入力されたときに、前記出力端子に電気的に接続された接続された前記出力ラインに異常があることを報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システムの保護装置。
前記報知手段は前記出力ラインの異常を音声で報知すべく所定の音声信号を生成する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システムの保護装置。
前記報知手段は前記出力ラインの異常状態を映像で報知すべく所定の映像信号を生成する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システムの保護装置。
前記出力端子に接続されたチューナを更に備え、
前記外部装置は、放送波を受信するアンテナであり、
前記電源回路は、前記アンテナに電力を供給するアンテナ電源回路である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力供給システムの保護装置。