JP4739904B2 - 電源回路 - Google Patents

Description

この発明は、電源回路に関し、特にたとえば、信号と電源からの電源用電流を重畳された結線から電流が供給される電子機器内部の複数の電源部を起動させる、電源回路に関する。

信号と電源用電流が重畳された結線から電流が供給される監視カメラ装置において、該装置の内部のヒータ用電源を起動させるものが特許文献１に開示されている。詳しくは監視カメラとモニタ装置がケーブルで接続されており、電源用電流およびビデオ信号を共有して伝送する。監視カメラ装置内部にはカメラを動作させるための回路、ヒータ、ヒータ電源部、更にヒータ電源部を制御するための複数の回路を含み、モニタ装置内部には監視カメラ装置へ電流供給する電源回路、該電源回路から出力される電流の増加を段階的に調節する電流増加回路および監視カメラ装置から出力される信号を検出する検出回路を含む。監視カメラ側の複数の回路により、外気の温度を測定しオン信号を出力させ、オン信号を検出するとモニタ装置が、モニタ装置内部の電流増加回路によって段階的に増加される電流が電源回路から監視カメラ装置へ出力され、監視カメラ装置内部のヒータ電源部はヒータへ与える電流を段階的に出力する。したがって、信号と電源用電流を重畳された結線から電流が供給される監視カメラ装置において、モニタ装置からの電源用電流による信号へのノイズを小さくすることができ、ヒータ付 監視カメラの据付が容易となる。
特開平８−１４９３５３号公報〔Ｈ０４Ｎ ５／２２５〕

監視カメラ装置の内部の電源部の例として、従来技術１のようなヒータ電源部のほかに監視カメラを動作させるために必要なマイコン、映像信号処理回路やＣＣＤ駆動回路へ電流を供給するマイコン電源部、映像信号処理電源部やＣＣＤ駆動電源部等の複数の供給電源部を起動させる必要がある。

従来技術１における一つのケーブルで監視カメラからモニタ装置へ信号を伝送し、かつモニタ装置から監視カメラ装置の内部の電源部へ電源電流を供給する電源回路において、例えば上述のようにマイコン電源部、映像信号処理電源部やＣＣＤ駆動電源部等の複数の電源部を起動させる場合、まず、監視カメラ装置側では、監視カメラ装置側によって信号に生じるノイズがモニタ装置へ伝わらないように、監視カメラ装置側へ入力された電流を低インピーダンスから高インピーダンスに変換する必要がある。複数の電源部、例えばマイコン電源部は、動作可能な動作電圧まで電圧が印加されると起動し始めるため、電圧が上昇中の場合においても電源部が起動してしまうことになる。

消費電力が小さい監視カメラ装置では支障は無いが、大きい監視カメラにおいて、モニタ装置と接続される上記のようなケーブルが長い場合、モニタ装置から監視カメラ装置へ電流が入力されるまでに大きな電圧降下があるため、監視カメラ内の複数の電源部全てを起動させるために必要な電流が不足し、監視カメラ内の複数の電源部が正常動作しないおそれがある。

本発明は上記の問題を解決するもので、電子機器内の複数の電源部において、全ての電源部が正常動作する電源回路を提供することである。

第一の発明の電源回路は、外部電源部（６Ａ〜６Ｄ）から供給される入力電流を、電子機器を動作させる回路へ供給する内部電源部（１６、１８、２０、２２）と外部電源部からの入力電流のインピーダンスを変換するインピーダンス変換部（１０）と、インピーダンス変換部から出力される電流にて充電される充電部（１２）と、充電部の出力電圧を検出する電圧検出部（１３）と、電圧検出部より検出された出力電圧が閾値以上になると充電部からの電流供給を許容する制御手段（１３）と、充電部からの電流を遅延させて前記内部電源部に供給する遅延部（１４ａ〜１４ｄ）を備える。

従って、充電部へ出力される電流と、電源部から出力される電流が重なることがない。

第二の発明は、第一の発明の電源回路において、遅延部により電流が供給されることにより起動した内部電源部（１６）は、電子機器を動作させる回路（４１）へ電源電流を供給するとともに、次に起動されるべき内部電源部（１８）へ遅延部（１４ｂ）を介して電流が出力され、起動されるべき順位に従って内部電源部（１８、２０、２２）が順次に起動されることを特徴とする。

従って、内部電源部が順次に起動することにより、内部電源部に必要とされる電流が不足することなく、全ての内部電源部が正常に起動する。

第三の発明は、第一の発明ないし第二の発明の電源回路において、外部電源部（６Ａ〜６Ｄ）は、第一の発明ないし第二の発明の電源回路（２Ａ〜３Ｄ）を備える電子機器（２００Ａ〜２００Ｄ）からの信号を受け取るドライバー（３００Ａ〜３００Ｄ）に具備され、ドライバー（３００Ａ〜３００Ｄ）と電子機器（２００Ａ〜２００Ｄ）を接続しているケーブル（７００Ａ〜７００Ｄ）とを更に備え、ドライバー（３００Ａ〜３００Ｄ）からの電流と電子機器（２００Ａ〜２００Ｄ）からの信号は重畳されてケーブル（７００Ａ〜７００Ｄ）によって伝送されることを特徴とする。

本実施例においては、電源回路の一例として以下に述べる電源回路を有する監視カメラシステム１００の形態を説明する。本実施例における監視カメラシステム１００のブロック図を図１に示す。本実施例の監視カメラシステム１００は、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄ、ドライバ３００Ａ〜３００Ｄ、マルチプレクサ４００、モニタ５００、それぞれの装置へ電流を供給する電源（６００Ａ〜６００Ｅ）および、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄとドライバ３００Ａ〜３００Ｄを接続するケーブル（７００Ａ〜７００Ｄ）で構成される。

監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄは、後述する電源回路２Ａ〜２Ｄおよび撮像処理制御部４Ａ〜４Ｄをそれぞれ備える。撮像処理制御部４Ａ〜４Ｄはマイコン４１、映像信号処理回路４２、ＣＣＤ駆動回路４３等、撮像および撮像された映像を処理するために必要な回路を含む。監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄでは、図示しないレンズおよび撮像処理制御部４Ａ〜４Ｄにより、それぞれ被写体の光学像を取り込み、映像信号に変換する。

ドライバ３００Ａ〜３００Ｄはそれぞれ、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄへ電源電流を供給するためのＤＣ電源回路６Ａ〜６Ｄおよび、該ＤＣ電源回路６Ａ〜６Ｄからの電源電流と監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄからの映像信号を重畳する重畳回路８Ａ〜８Ｄを有し、電源６００Ａ〜６００Ｄよりそれぞれ電源電流が与えられる。そして、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄとそれぞれ重畳回路８Ａ〜８Ｄにて電源電流と信号が重畳された１本のケーブル７００Ａ〜７００Ｄによってそれぞれ接続され、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄへ電源電流を供給し、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄからはそれぞれの映像信号が送られる。また、ドライバ３００Ａ〜３００Ｄはマルチプレクサ４００と接続され、監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄそれぞれの映像信号を送る。

マルチプレクサ４００は電源６００Ｅより電源電流が供給され、使用者の制御によってモニタ５００へ監視カメラ２００Ａ〜２００Ｄの全てもしくはいずれかの映像を、または自身の制御を行うための画面の出力を行う。

図２および図３を参照して電源回路２Ａ〜２Ｄを説明する。電源回路２Ａ〜２Ｄは全て同じ構成であるため、電源回路２Ａについてのみ述べる。

この実施例の電源回路２Ａは、電圧入力端子Ｔ１と、接地端子Ｔ２との間に設けられる高インピーダンス変換回路１０、大容量コンデンサ回路１２、電圧検出およびホールド回路１３、遅延回路１４ａ〜１４ｄ、マイコン電源部１６、映像信号処理電源部１８およびＣＣＤ駆動電源部２０、２２で構成される。また、図２に記載された端子Ａ〜Ｃは図３に記載された端子Ａ〜Ｃに対応しており、図面の説明の便宜上、端子が設けられているが必ず設ける必要はない。

高インピーダンス変換回路１０は、電圧入力端子Ｔ１と接地端子Ｔ２との間に設けられる分圧抵抗Ｒ１およびＲ２と、分圧抵抗Ｒ１の分圧点とｎｐｎ型トランジスタＴＲ１（以下、“トランジスタＴＲ１”）のベース端子に接続されたバイアス抵抗Ｒ３と、トランジスタＴＲ１のエミッタ端子とｎｐｎ型トランジスタＴＲ２（以下、“トランジスタＴＲ２”）のベース端子に接続されたバイアス抵抗Ｒ４と、ここでバイアス抵抗Ｒ４はトランジスタＴＲ１のエミッタ電流の検出抵抗でもあり、トランジスタＴＲ２のエミッタ端子に接続されるエミッタ電流の検出抵抗Ｒ５と、バイアス抵抗Ｒ４とトランジスタＴＲ１のベース端子に接続されるコンデンサＣ１、および検出抵抗Ｒ５とトランジスタＴＲ２のベース端子に接続されるコンデンサＣ２で構成される。

そして、電圧入力端子Ｔ１とＴ２との間に電源電圧Ｖｃｃが印加されると、トランジスタＴＲ１およびトランジスタＴＲ２に電流が導通され、オン状態へ遷移する。トランジスタＴＲ１およびＴＲ２がオン状態になると、端子Ａに電流が供給される。

電流が流れると検出抵抗Ｒ５に電圧が発生し、電流の変化は電圧の変化となり、コンデンサＣ２によって電流変化に制限が掛かる。同様に、トランジスタＴＲ２のベース電流についても制限がかかる結果、電流が流れにくくなり高インピーダンスに変換される。

大容量コンデンサ回路１２は、高インピーダンス回路１０の検出抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２の接続点と接地端子Ｔ２との間に設けられる大容量コンデンサＣ３と、インダクタンスＬ１と接地端子Ｔ２との間に接続される大容量コンデンサＣ４を備え、インダクタンスＬ１は、大容量コンデンサＣ３と大容量コンデンサＣ４との間に接続され、π型フィルタを形成する。

高インピーダンス回路１０からの高インピーダンス変換された電圧が大容量コンデンサ回路１２へ印加されると、大容量コンデンサＣ３および大容量コンデンサＣ４に電荷が蓄積され、さらにノイズを抑制する。

電圧検出およびホールド回路１３は、大容量コンデンサ回路１２からの電流が入力される接続点と接地端子Ｔ２との間にツェナーダイオードＺＤ１および電流制限抵抗Ｒ６、電流制限抵抗Ｒ７を設けている。ｐｎｐトランジスタＴＲ３（以下、“トランジスタＴＲ３”）のエミッタ端子は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子と接続され、トランジスタＴＲ３のベース端子は、ｎｐｎトランジスタＴＲ４（以下、“トランジスタＴＲ４”）のコレクタ端子と、ダイオードＤ１のｎ端子の接続点に接続される。トランジスタＴＲ３のコレクタ端子はトランジスタＴＲ４のベース端子と直接接続される。トランジスタＴＲ３のベース端子はトランジスタＴＲ４のコレクタ端子に接続される。

また、ダイオードＤ１のアノード端子はｎｐｎトランジスタＴＲ５（以下、“トランジスタＴＲ５”）のベース端子と分圧抵抗Ｒ９との接続点に接続される。トランジスタＴＲ５のエミッタ端子は接地端子Ｔ２と接続され、コレクタ端子は以下に述べる遅延回路１４ａの分圧抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ５の分圧点に接続される。

大容量コンデンサ回路１２に電荷が蓄積され、電圧がある閾値に達するとツェナーダイオードＺＤ１が導通し、電流が流れる。そして、トランジスタＴＲ４のベース端子に電流が流れ、トランジスタＴＲ４はオン状態に遷移する。そして、トランジスタＴＲ３のベース電流はトランジスタＴＲ４のコレクタ端子へ流れ、トランジスタＴＲ３はオン状態に遷移する。

また、トランジスタＴＲ３とトランジスタＴＲ４がオン状態になると、ダイオードＤ１が導通し、また、トランジスタＴＲ３とトランジスタＴＲ４がオン状態である限り、トランジスタＴＲ５はオフ状態を保つ。

また、大容量コンデンサ回路１２の電圧が一瞬下った場合、ある閾値を超えずツェナーダイオードＺＤ１が導通しなくても、トランジスタＴＲ３およびトランジスタＴＲ４はオン状態を保つ。

遅延回路１４ａは、コンデンサＣ５のプラス側は抵抗Ｒ１０に接続されており、もう一方マイナス側は接地端子Ｔ２に接続されている。

電圧検出およびホールド回路１３からの出力電流は、抵抗Ｒ１０を通ってコンデンサＣ５に電荷が蓄積される。

そしてコンデンサＣ５の電圧がある閾値を越えるとマイコン電源部１６が起動し、マイコン４１へ電流が供給される。

遅延回路１４ｂは、遅延回路１４ａと同様に抵抗Ｒ１１およびコンデンサＣ６で構成されており、マイコン電源部１６からの電流によりコンデンサＣ６に電荷が蓄積され、コンデンサＣ６の電圧が閾値を超えると映像信号処理電源部１８が起動し、映像信号処理回路４２へ電流が供給される。

遅延回路１４ｃもまた、遅延回路１４ａと同様に抵抗Ｒ１２およびコンデンサＣ７で構成されており、映像信号処理電源部１８からの電流によりコンデンサＣ７に電荷が蓄積され、コンデンサＣ７の電圧が閾値を超えるとＣＣＤ駆動電源部２０が起動し、ＣＣＤ駆動回路４３へ電流が供給される。

遅延回路１４ｄもまた、遅延回路１４ａと同様に抵抗Ｒ１３およびコンデンサＣ８で構成されており、ＣＣＤ駆動電源部２０からの電流によりコンデンサＣ８に電荷が蓄積され、コンデンサＣ８の電圧が閾値を超えるとＣＣＤ駆動電源部２２が起動し、ＣＣＤ駆動回路４３へ電流が供給される。

図４は（Ａ）大容量コンデンサ回路１２の出力電圧、（Ｂ）監視カメラの入力電流、（Ｃ）マイコン電源部１６、（Ｄ）映像信号処理電源部１８、（Ｅ）ＣＣＤ駆動電源部２０および（Ｆ）ＣＣＤ駆動電源部２２の出力電圧のタイミングチャートである。

電圧入力端子Ｔ１とＴ２との間に電源電圧Ｖｃｃが印加される、つまり監視カメラの入力電流が高インピーダンス回路１０を介して大容量コンデンサ回路１２へ供給されると大容量コンデンサ回路１２のコンデンサＣ１およびＣ２に電荷が蓄積され、電圧がある閾値まで上昇する。すると監視カメラの入力電流は小さくなる（Ｓ点）。

また、大容量コンデンサ回路１２の電圧がある閾値まで上昇すると電圧検出およびホールド回路１３が動作し、遅延回路１４ａにより遅延されマイコン電源部１６ａが起動する。すると、マイコン電源部１６ａがマイコン４１へ電流を供給するために必要な監視カメラの入力電流が出力される（Ｔ点）。

そして、マイコン電源部１６からの電流は遅延回路１４ｂにより遅延され、映像信号処理電源部１８が起動する。すると、映像信号処理電源部１８が映像信号処理回路４２へ電流を供給するために必要な監視カメラの入力電流が出力される（Ｕ点）。

同様に、映像信号処理電源部１８からの電流は遅延回路１４ｃにより遅延され、ＣＣＤ駆動電源部２０が起動する。ＣＣＤ駆動電源部２０がＣＣＤ駆動回路４３へ電流を供給するために必要な監視カメラの入力電流が出力される（Ｖ点）。

ＣＣＤ駆動電源部２２からの電流は遅延回路１４ｄにより遅延され、ＣＣＤ駆動電源部２２が起動する。ＣＣＤ駆動電源部２２がＣＣＤ駆動回路４３へ電流を供給するために必要な監視カメラの入力電流が出力される（Ｗ点）。

したがって、入力電流が高インピーダンスであっても、大容量コンデンサ回路１２の充電電流と、各々の電源部の起動電流が重ならず大容量コンデンサの充電が終了した後、順次各々の電源部を起動させることができる。

その結果、消費電力の大きい監視カメラでも正常に各々の電源部を起動させることができ、大容量コンデンサ回路１２の作用で、負荷の変動にも対応できる。

また、本実施例では、アナログ回路で構成を示したが、ディジタル回路で実現しても良い。

本発明の一実施例である構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例である電源回路２Ａの構成の一部を示すブロック図である。 本発明の一実施例である電源回路２Ａの構成の他の一部を示すブロック図である。 本発明の動作の一例を示すタイミングチャート図である。

符号の説明

２Ａ〜２Ｄ …電源回路
１０ …高インピーダンス回路
１２ …大容量コンデンサ回路
１３ …電圧検出およびホールド回路
１４ａ〜１４ｄ …遅延回路
１６ …マイコン電源部
１８ …映像信号処理電源部
２０ …ＣＣＤ駆動電源部
２２ …ＣＣＤ駆動電源部
４１ …マイコン
４２ …映像信号処理回路
４３ …ＣＣＤ駆動回路電源

Claims (2)

1. 外部電源部から供給される入力電流を、電子機器を動作させる互いに異なる負荷を有する複数の回路へ電源電流として夫々供給する複数の内部電源部と、
   前記外部電源部からの入力電流のインピーダンスを上昇させるインピーダンス変換部と、
   前記インピーダンス変換部から出力される電流にて充電される充電部と、
   前記充電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部より検出された出力電圧が閾値以上になると前記充電部から前記複数の内部電源部への電流供給を許容する制御手段と、
   前記充電部からの電流を遅延させて、前記複数の内部電源部における起動されるべき順位に従って該複数の内部電源部へ該電流を順次供給する遅延部とを備え、
   前記複数の内部電源部は前記充電部から電流が供給されることにより順次起動し、該複数の内部電源部から電源電流として前記複数の回路へ夫々供給することを特徴とする、電源回路。
2. 前記外部電源部は、前記電源回路を備える前記電子機器からの信号を受け取るドライバーに具備され、前記ドライバーと前記電子機器を接続しているケーブルとを更に備え、前記ドライバーからの電流と前記電子機器からの信号は重畳されて前記ケーブルによって伝送されることを特徴とする、請求項１記載の電源回路。