JP6129056B2 - Power supply device and video display device - Google Patents
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Description
本発明は、電源供給装置、並びに電源供給装置を備えた映像表示装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and a video display device including the power supply device.
さまざまな電気機器の電源供給装置には、現在スイッチング電源回路が一般的に使用されている。たとえばリンギング・チョーク・コンバータ方式や擬似共振方式のスイッチング電源回路では、電気機器の待機状態(軽負荷時)において間欠的なスイッチング動作をさせることでスイッチング損失を低減し、電気機器の待機状態の消費電力を削減する方法が採用されることが多い。 Currently, switching power supply circuits are generally used in power supply apparatuses for various electrical devices. For example, in a ringing choke converter type or quasi-resonant type switching power supply circuit, the switching loss is reduced by intermittent switching operation in the standby state (light load) of the electrical device, and the standby state of the electrical device is consumed. A method of reducing power is often adopted.
また、最近は電気2重層コンデンサなどの蓄電デバイスの性能向上、制御ICの低消費電力化とともに、待機状態の電気機器を蓄電デバイスから供給される電力だけで長時間動作させることが可能になってきている。 In addition, recently, it has become possible to operate an electric device in a standby state for a long time only by the electric power supplied from the power storage device, along with improvement in performance of the power storage device such as an electric double layer capacitor and reduction in power consumption of the control IC. ing.
待機状態にラッチングリレーによって交流電圧の入力を遮断してスイッチング電源回路を停止させる構成も知られている(特許文献1)。この構成では、制御コイルに電流を流し続ける必要がないとはいえ、リレーを切り替えるために制御コイルに大きな電流を一定時間以上流す必要がある。そのために制御コイル駆動用に待機制御回路用とは別の蓄電デバイスが必要になる場合がある。 There is also known a configuration in which an AC voltage input is interrupted by a latching relay in a standby state to stop a switching power supply circuit (Patent Document 1). In this configuration, although it is not necessary to continue to pass a current through the control coil, it is necessary to flow a large current through the control coil for a predetermined time or longer in order to switch the relay. For this reason, a power storage device different from that for the standby control circuit may be required for driving the control coil.
さらに、リレー切り換え音が発生するため、静音動作が要求される電気機器に適用することができない。また、ラッチングリレーは外部からの振動や衝撃などで接点状態が切り替わってしまうことがある。 Furthermore, since a relay switching sound is generated, it cannot be applied to an electric device that requires a silent operation. In addition, the contact state of the latching relay may be switched due to external vibration or impact.
また、電気機器の通常動作時に電圧を供給するメインスイッチング電源回路と、待機動作時に待機制御回路に電圧を供給する待機用スイッチング電源回路を備える構成も知られている(特許文献2)。この構成においては、電気機器が待機状態になったとき、待機用スイッチング電源回路から電圧を供給されている待機制御回路からの制御によって、メインスイッチング電源回路を停止させることとしている。 There is also known a configuration including a main switching power supply circuit that supplies a voltage during normal operation of an electrical device and a standby switching power supply circuit that supplies a voltage to a standby control circuit during standby operation (Patent Document 2). In this configuration, when the electrical device enters a standby state, the main switching power supply circuit is stopped by control from the standby control circuit to which a voltage is supplied from the standby switching power supply circuit.
このメインスイッチング電源回路は、交流電源からの交流電圧を整流し、この整流電圧と、スイッチング電源用のパルストランスのドライブ巻線に発生する電圧を、スイッチング電源制御回路の単一の電源電圧入力端子に入力するように構成されている。そして電気機器が待機状態のときに、この電源電圧入力端子に入力される電圧を、メインスイッチング電源が停止する低い値にして、メインスイッチング電源を停止させる。 This main switching power supply circuit rectifies the AC voltage from the AC power supply, and this rectified voltage and the voltage generated in the drive winding of the pulse transformer for the switching power supply are used as a single power supply voltage input terminal of the switching power supply control circuit. Is configured to input. When the electric device is in a standby state, the voltage input to the power supply voltage input terminal is set to a low value at which the main switching power supply stops, and the main switching power supply is stopped.
しかし、スイッチング電源制御回路は、入力される電圧と、スイッチング電源制御回路自体の負荷特性から、起動用の電源電圧入力端子と、駆動用の電源電圧入力端子が別個に設けられていることが多い。このように起動用と駆動用の電源電圧入力端子が設けられたスイッチング電源制御回路に対して、特許文献2の構成を適用した場合、どちらか一方の電源電圧入力端子からの電源入力しか制御することができず、スイッチング電源を完全に停止させることができない。さらに上記のようにスイッチング制御回路に複数の電源電圧入力端子が設けられている場合、スイッチング電源制御回路及びその周辺部品、さらにスイッチング素子自体に損傷を与えないように配慮した制御が必要になるが、特許文献2内の構成にはそのような配慮もなされていない。 However, the switching power supply control circuit is often provided with a power supply voltage input terminal for starting and a power supply voltage input terminal for driving separately from the input voltage and the load characteristics of the switching power supply control circuit itself. . When the configuration of Patent Document 2 is applied to the switching power supply control circuit provided with the power supply voltage input terminals for starting and driving as described above, only the power supply input from one of the power supply voltage input terminals is controlled. The switching power supply cannot be completely stopped. Further, when a plurality of power supply voltage input terminals are provided in the switching control circuit as described above, it is necessary to perform control in consideration of not damaging the switching power supply control circuit and its peripheral components and the switching element itself. No consideration is given to the configuration in Patent Document 2.
本発明は、起動電圧入力端子と駆動電圧入力端子とを備えたスイッチング電源制御回路及びその周辺部品の損傷を回避するとともに、待機状態における消費電力を削減することができる電源供給装置を実現することを目的とする。 The present invention realizes a switching power supply control circuit having a start voltage input terminal and a drive voltage input terminal and a power supply device that can reduce power consumption in a standby state while avoiding damage to peripheral components. With the goal.
本発明の一つの態様の電源供給装置は、
交流電源からの交流電圧を整流して第1の整流電圧を出力する第1の整流回路と、
前記第1の整流電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、ドライブ巻線とを有するスイッチングトランスと、
前記二次巻線から出力される交流電圧を整流して、第2の整流電圧を出力する第2の整流回路と、
前記第2の整流電圧を入力として、蓄電し、直流電圧を出力する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスから出力される直流電圧を電源として動作する待機制御回路と、
前記ドライブ巻線から出力される交流電圧を整流して、第3の整流電圧を出力する第3の整流回路と、
前記一次巻線に流れる電流をオン・オフする一次電流オン・オフ用スイッチング素子と、
起動電圧入力端子及び駆動電圧入力端子を有し、前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子をオン・オフ制御するスイッチング電源制御回路と、
前記第1の整流電圧の前記起動電圧入力端子への印加をオン・オフする第1のスイッチ回路と、
前記第3の整流電圧の、前記駆動電圧入力端子への印加をオン・オフする第2のスイッチ回路とを有し、
前記スイッチング電源制御回路は、前記起動電圧入力端子に供給される前記第1の整流電圧の立ち上がりに応じて前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を開始し、前記駆動電圧入力端子に供給される前記第3の整流電圧を電源として前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を継続し、
前記待機制御回路は、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路のオン・オフ状態を制御し、前記第1のスイッチ回路をオンさせることで、前記第1の整流電圧を、起動電圧として、前記起動電圧入力端子に印加し、
前記第2のスイッチ回路をオンさせることで、前記第3の整流電圧を、駆動電圧として、前記駆動電圧入力端子に印加し、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路の各々は、
電圧印加オン・オフ用スイッチング素子と、
前記交流電源の電圧の立ち上がりを検出する立ち上がり検出回路を備え、
前記立ち上がり検出回路が前記交流電源の電圧の立ち上がりを検出したときに、当該スイッチ回路の前記電圧印加オン・オフ用スイッチング素子をオン状態に制御する
ことを特徴とする。
本発明の他の態様の電源供給装置は、
交流電源からの交流電圧を整流して第1の整流電圧を出力する第1の整流回路と、
前記第1の整流電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、ドライブ巻線とを有するスイッチングトランスと、
前記二次巻線から出力される交流電圧を整流して、第2の整流電圧を出力する第2の整流回路と、
前記第2の整流電圧を入力として、蓄電し、直流電圧を出力する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスから出力される直流電圧を電源として動作する待機制御回路と、
前記ドライブ巻線から出力される交流電圧を整流して、第3の整流電圧を出力する第3の整流回路と、
前記一次巻線に流れる電流をオン・オフする一次電流オン・オフ用スイッチング素子と、
起動電圧入力端子及び駆動電圧入力端子を有し、前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子をオン・オフ制御するスイッチング電源制御回路と、
前記第1の整流電圧の前記起動電圧入力端子への印加をオン・オフする第1のスイッチ回路と、
前記第3の整流電圧の、前記駆動電圧入力端子への印加をオン・オフする第2のスイッチ回路とを有し、
前記スイッチング電源制御回路は、前記起動電圧入力端子に供給される前記第1の整流電圧の立ち上がりに応じて前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を開始し、前記駆動電圧入力端子に供給される前記第3の整流電圧を電源として前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を継続し、
前記待機制御回路は、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路のオン・オフ状態を制御し、前記第1のスイッチ回路をオンさせることで、前記第1の整流電圧を、起動電圧として、前記起動電圧入力端子に印加し、
前記第2のスイッチ回路をオンさせることで、前記第3の整流電圧を、駆動電圧として、前記駆動電圧入力端子に印加し、
前記待機制御回路は、前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路を制御するための制御信号として互いに独立した第1及び第2の制御信号を出力し、
前記待機制御回路は、
パワーオンオフ信号入力手段からの命令を受けて制御の内容を決定する動作決定回路と、
前記動作決定回路による決定を受けて、前記第1及び第2の制御信号を出力するタイミング決定回路とを有する
ことを特徴とする。
A power supply device according to one aspect of the present invention includes:
A first rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs a first rectified voltage;
A switching transformer having a primary winding to which the first rectified voltage is supplied, a secondary winding, and a drive winding;
A second rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the secondary winding and outputs a second rectified voltage;
An electricity storage device that stores the second rectified voltage as an input and outputs a DC voltage;
A standby control circuit that operates using a DC voltage output from the power storage device as a power source; and
A third rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the drive winding and outputs a third rectified voltage;
A primary current on / off switching element for turning on / off the current flowing through the primary winding;
A switching power supply control circuit that has a starting voltage input terminal and a drive voltage input terminal, and controls on / off of the primary current on / off switching element;
A first switch circuit for turning on / off application of the first rectified voltage to the start-up voltage input terminal;
A second switch circuit for turning on / off application of the third rectified voltage to the drive voltage input terminal;
The switching power supply control circuit starts a control operation for the switching element for turning on and off the primary current in response to a rise of the first rectified voltage supplied to the start-up voltage input terminal, and supplies it to the drive voltage input terminal The control operation for the primary current on / off switching element is continued using the third rectified voltage as a power source,
The standby control circuit includes:
By controlling the on / off state of the first switch circuit and the second switch circuit and turning on the first switch circuit, the first rectified voltage is used as the start voltage, and the start voltage input Applied to the terminal,
By turning on the second switch circuit, the third rectified voltage is applied as a drive voltage to the drive voltage input terminal ,
Each of the first switch circuit and the second switch circuit includes:
Switching element for voltage application on / off;
A rise detection circuit for detecting the rise of the voltage of the AC power supply;
When the rising detection circuit detects the rising of the voltage of the AC power supply, the voltage application on / off switching element of the switch circuit is controlled to be in an on state .
The power supply device according to another aspect of the present invention includes:
A first rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs a first rectified voltage;
A switching transformer having a primary winding to which the first rectified voltage is supplied, a secondary winding, and a drive winding;
A second rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the secondary winding and outputs a second rectified voltage;
An electricity storage device that stores the second rectified voltage as an input and outputs a DC voltage;
A standby control circuit that operates using a DC voltage output from the power storage device as a power source; and
A third rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the drive winding and outputs a third rectified voltage;
A primary current on / off switching element for turning on / off the current flowing through the primary winding;
A switching power supply control circuit that has a starting voltage input terminal and a drive voltage input terminal, and controls on / off of the primary current on / off switching element;
A first switch circuit for turning on / off application of the first rectified voltage to the start-up voltage input terminal;
A second switch circuit for turning on / off application of the third rectified voltage to the drive voltage input terminal;
The switching power supply control circuit starts a control operation for the switching element for turning on and off the primary current in response to a rise of the first rectified voltage supplied to the start-up voltage input terminal, and supplies it to the drive voltage input terminal The control operation for the primary current on / off switching element is continued using the third rectified voltage as a power source,
The standby control circuit includes:
By controlling the on / off state of the first switch circuit and the second switch circuit and turning on the first switch circuit, the first rectified voltage is used as the start voltage, and the start voltage input Applied to the terminal,
By turning on the second switch circuit, the third rectified voltage is applied as a drive voltage to the drive voltage input terminal,
The standby control circuit outputs first and second control signals independent of each other as control signals for controlling the first switch circuit and the second switch circuit,
The standby control circuit includes:
An operation determination circuit for receiving the command from the power on / off signal input means and determining the content of the control;
And a timing determination circuit that outputs the first and second control signals in response to the determination by the operation determination circuit.
It is characterized by that.
本発明によれば、スイッチング電源制御回路の起動電圧入力端子への電圧印加を制御する第1のスイッチ回路と、駆動電圧入力端子への電圧印加を制御する第2のスイッチ回路とを備え、これらのスイッチ回路を制御する待機制御回路とを備えるので、スイッチング電源制御回路及びその周辺部品の損傷を回避するとともに、待機状態における消費電力を削減することができる。 According to the present invention, the first switching circuit for controlling the voltage application to the starting voltage input terminal of the switching power supply control circuit and the second switching circuit for controlling the voltage application to the driving voltage input terminal are provided. And a standby control circuit for controlling the switch circuit, it is possible to avoid damage to the switching power supply control circuit and its peripheral components and reduce power consumption in the standby state.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の電源供給装置10を、交流電源4、負荷回路6、及びパワーオンオフ信号入力手段8とともに示す。
図1に示す電源供給装置10は、電気機器2の一部を成し、外部の交流電源4からの電源の供給を受けて、電気機器2の各部に直流電圧を供給するものである。図1には、電源供給装置10から電源の供給を受ける部分が負荷回路6として示されている。また、電源供給装置10には、電気機器2のパワーオンオフ信号入力手段8からパワーオンオフに関する信号が入力される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a
A
電源供給装置10は、スイッチング電源で構成されたものであり、ダイオードブリッジ13と、コンデンサ14と、起動電圧用抵抗16と、スイッチングトランス18と、第1のスイッチ回路21と、第2のスイッチ回路22と、スイッチング電源制御回路24と、スイッチング素子(一次電流オン・オフ用スイッチング素子)26と、ダイオード28と、コンデンサ29と、ダイオード31と、コンデンサ32と、ダイオード36と、蓄電デバイス38と、待機制御回路40とを有する。
スイッチングトランス18は、一次巻線18aと、二次巻線18bと、ドライブ巻線18cとを有する。
The
The switching
ダイオードブリッジ13は、一対の交流側端子が交流電源4に接続され、正極端子13aがコンデンサ14の正極端子、起動電圧用抵抗16の一端(第1の端子)16a、スイッチングトランス18の一次巻線18aの第1の端子18aa、第1のスイッチ回路21の立ち上がり検出端子21p1、及び第2のスイッチ回路22の立ち上がり検出端子22p1に接続されている。
起動電圧用抵抗16の他端(第2の端子)16bは、第1のスイッチ回路21の入力端子21iに接続されている。
第1のスイッチ回路21の出力端子21oは、スイッチング電源制御回路24の起動電圧入力端子24aに接続されている。
The
The other end (second terminal) 16 b of the starting
The output terminal 21 o of the
スイッチングトランス18の一次巻線18aの第2の端子18abはスイッチング素子26の第1の端子26aに接続されている。
スイッチングトランス18のドライブ巻線18cの第1の端子18caは、ダイオード28のアノードに接続され、ダイオード28のカソードは、コンデンサ29の正極端子、及び第2のスイッチ回路22の入力端子22iに接続されている。
The second terminal 18ab of the primary winding 18a of the switching
The
第2のスイッチ回路22の出力端子22oは、スイッチング電源制御回路24の駆動電圧入力端子24bに接続されている。
スイッチング電源制御回路24の制御出力端子24cは、スイッチング素子26の制御端子26cに接続されている。
スイッチング素子26は、例えばFETで構成され、そのゲート端子が制御端子26cを構成する。
The output terminal 22 o of the second switch circuit 22 is connected to the drive
A
The switching element 26 is composed of, for example, an FET, and its gate terminal constitutes a
ダイオードブリッジ13の負極端子13b、コンデンサ14の負極端子、スイッチング素子26の第2の端子26b、ドライブ巻線18cの第2の端子18cb、コンデンサ29の負極端子、第1のスイッチ回路21の第1のグランド端子21g1、及び第2のスイッチ回路22の第1のグランド端子22g1は、電源回路一次側グランドGD1に接続されている。
The
スイッチングトランス18の二次巻線18bの第1の端子18baは、ダイオード31のアノードに接続され、ダイオード31のカソードは、コンデンサ32の正極端子、負荷回路6、及びダイオード36のアノードに接続されている。
ダイオード36のカソードは、蓄電デバイス38の正極端子、待機制御回路40の電源入力端子40p、第1のスイッチ回路21の電源入力端子21p2、第2のスイッチ回路22の電源入力端子22p2、及びパワーオンオフ信号入力手段8の電源入力端子8pに接続されている。
The first terminal 18ba of the secondary winding 18b of the switching
The cathode of the
待機制御回路40は、パワーオンオフ信号入力手段8から命令を受ける。
待機制御回路40の制御信号出力端子40cは、第1のスイッチ回路21の制御信号入力端子21c、及び第2のスイッチ回路22の制御信号入力端子22cに接続されている。
The
The control
二次巻線18bの第2の端子18bb、コンデンサ32の負極端子、蓄電デバイス38の負極端子、第1のスイッチ回路21の第2のグランド端子21g2、及び第2のスイッチ回路22の第2のグランド端子22g2は、電源回路二次側グランドGD2に接続されている。
The second terminal 18bb of the secondary winding 18b, the negative terminal of the
ダイオードブリッジ13とコンデンサ14とで、交流電源4からの交流電圧を整流し、平滑化して、整流電圧V44を出力する第1の整流回路44が構成されている。
ダイオード31とコンデンサ32とで、二次巻線18bからの交流電圧を整流し、平滑化して、負荷電圧V46を発生する第2の整流回路(負荷電圧発生用整流回路)46が構成されている。
ダイオード28とコンデンサ29とで、ドライブ巻線18cからの交流電圧を整流し、平滑化して、駆動電圧V48を発生する第3の整流回路(駆動電圧発生用整流回路)48が構成されている。
The
The
The
第1の整流回路44による整流及び平滑化で生成される直流電圧(第1の整流電圧)V44は、スイッチングトランス18の一次巻線18aに入力され、スイッチング素子26によってスイッチングされる。
これにより、スイッチングトランス18の二次巻線18bに誘起された交流電圧は、第2の整流回路46で整流され平滑化されて直流電圧となり、負荷電圧V46として負荷回路6に供給される。
負荷回路6は例えば、映像を表示するための処理を行うものであり、その場合、負荷回路6と電源供給装置10とを含む電気機器2によって映像表示装置が構成される。
A DC voltage (first rectified voltage) V44 generated by rectification and smoothing by the
As a result, the AC voltage induced in the secondary winding 18b of the switching
For example, the
第2の整流回路46から出力される直流電圧V46は、ダイオード36を介して蓄電デバイス38に供給され、蓄電デバイス38に電力が蓄えられる。
蓄電デバイス38は、例えば電気二重層コンデンサーで構成されている。
蓄電デバイス38に蓄えられた電力は待機制御回路40、第1のスイッチ回路21、第2のスイッチ回路22、及びパワーオンオフ信号入力手段8に供給される。
The DC voltage V46 output from the
The
Power stored in the
スイッチング素子26はスイッチング電源制御回路24によって制御されてスイッチング動作する。
スイッチング電源制御回路24は上記のように、起動電圧入力端子24aと、駆動電圧入力端子24bとを備えており、
起動電圧入力端子24aには、第1の整流回路44から出力される整流電圧V44が、起動電圧用抵抗16及び第1のスイッチ回路21を介して起動電圧として印加される。
駆動電圧入力端子24bには、第3の整流回路48から出力される直流電圧V48が、第2のスイッチ回路22を介して駆動電圧として印加される。
第3の整流回路48から供給される駆動電圧V48は、第1の整流回路44から供給される起動電圧よりも低い。
The switching element 26 is controlled by the switching power
As described above, the switching power
A rectified voltage V44 output from the
A DC voltage V48 output from the
The drive voltage V48 supplied from the
電圧V44は、交流電源1からの電圧供給の開始時に、スイッチング電源制御回路24に動作を開始させるために利用され、電圧V48は、開始された動作を継続させるために利用される。即ち、交流電源4からの電圧供給の開始時には、該電圧供給開始による電圧変化に応じてスイッチング電源制御回路24内に、低電位、小電流の電圧を一時的に発生させて、これにより、スイッチング素子26のオンオフ制御を開始させる。この結果、スイッチング電源の発振が開始する。
The voltage V44 is used to start the switching power
該発振の開始後は、スイッチングトランス18のドライブ巻線18cに誘起される電圧を整流することで得られる、定常的な低電位、大電流の電圧によって、スイッチング電源制御回路24にオンオフ制御を継続させる。
電圧V44は高電位であることから、仮に、整流電圧V44から、スイッチング電源制御回路24の定常動作に必要な低電位、大電流の電力を生成しようとすると、DC−DCコンバータのような、さらなるスイッチング電源を付加することが必要になるが、そのような構成は、部品点数が多く、コストが高いことから、用途によっては、適切ではない。本発明では、電圧V44を起動電圧用抵抗16を介してスイッチング電源制御回路24に供給しており、複雑な回路を用いることなく、簡単な回路で起動を可能にしている。
After the start of the oscillation, the switching power
Since the voltage V44 is a high potential, if an attempt is made to generate a low-potential, large-current power necessary for the steady operation of the switching power
第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22の状態は、待機制御回路40からの制御信号D40によって制御される。
制御信号D40は第1の状態例えばハイレベルのときにスイッチ回路21、22をオン状態(短絡状態)にし、第2の状態例えばローレベルのときにスイッチ回路21、22をオフ状態(開放状態)にする。
このように、制御信号D40は、第1の状態のときは、スイッチ回路21、22をオンさせるための制御信号として作用し、第2の状態のときは、スイッチ回路21、22をオフさせるための制御信号として作用する。
The states of the
When the control signal D40 is in a first state, for example, high level, the
Thus, the control signal D40 acts as a control signal for turning on the
待機制御回路40には、パワーオンオフ信号入力手段8から、『通常動作状態から待機状態への移行』を指示する命令D8w、及び『待機状態から通常動作状態への移行』を指示する命令D8nが入力される。
The
『通常動作状態から待機状態への移行』を指示する命令D8wがパワーオンオフ信号入力手段8から待機制御回路40に入力されたときは、待機制御回路40は、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22をオフ状態にするため、制御信号D40を第2の状態にする(オフ状態にするための制御信号を出力する)。
When the command D8w for instructing “transition from the normal operation state to the standby state” is input from the power on / off signal input means 8 to the
第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22がオフ状態になると、スイッチング電源制御回路24には、起動電圧入力端子24a及び駆動電圧入力端子24bのいずれにも電圧が供給されなくなり、動作を停止し、スイッチング素子26をドライブ(オンオフ制御)しなくなる。そのため交流電源4からはダイオードブリッジ13及び整流コンデンサ14の漏れ電流以外は電流が流れなくなり、その結果、待機状態の電気機器2の消費電力が大きく抑制される。
When the
電気機器2が待機状態のとき、待機制御回路40は蓄電デバイス38からの電力供給によって、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22を制御し続ける。
例えば蓄電デバイス38から供給される電圧値を監視する機能を待機制御回路40に備えておき、蓄電量が低下したときに蓄電デバイス38から供給される電圧値も低下するので、上記の監視機能により、該電圧値が低下したことを検出して、一時的に第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22をオン状態にしてスイッチング電源を動作させ、蓄電デバイス38を充電するように動作させて制御し続けることが可能である。
When the electrical device 2 is in the standby state, the
For example, the
次に『待機状態から通常動作状態への移行』を指示する命令D8nがパワーオンオフ信号入力手段8から待機制御回路40に入力されたときは、待機制御回路40は第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22をオン状態にするため、制御信号D40を第1の状態にする(スイッチ回路をオン状態にするための制御信号を出力する)。
Next, when a command D8n for instructing “transition from the standby state to the normal operation state” is input from the power on / off signal input means 8 to the
第1のスイッチ回路21がオン状態になると、スイッチング電源制御回路24の起動電圧入力端子24aに起動電圧が入力され、スイッチング電源制御回路24は、スイッチング素子26のオンオフ制御を開始する。さらに第2のスイッチ回路22がオン状態になると、駆動電圧が駆動電圧入力端子24bに入力されてスイッチング電源制御回路24が駆動電圧により動作して、スイッチング素子26のオンオフ制御を継続することができる状態となり、スイッチング電源は動作を継続し、電気機器2は通常動作状態になる。
When the
図2は図1のスイッチ回路21、22として用い得るスイッチ回路の例を示す。図示の回路は、スイッチ素子が通常(即ち制御信号がローレベルのとき、又は入力されないときに)オフ状態となるように構成されたものであり、このような回路を用いると、電気機器2が待機状態のときに、消費電力をより少なくすることができる。
FIG. 2 shows an example of a switch circuit that can be used as the
図2のスイッチ回路が図1の第1のスイッチ回路21として用いられる場合には、立ち上がり検出端子Vp1、電源入力端子Vp2、及び制御信号入力端子Ctは、それぞれ、第1のスイッチ回路21の立ち上がり検出端子21p1、電源入力端子21p2、及び制御信号入力端子21cを構成し、それぞれ、図1の整流電圧V44、蓄電電圧V38、及び制御信号D40を受けるように接続され、入力端子Si及び出力端子Soは、それぞれ第1のスイッチ回路21の入力端子21i及び出力端子21oを構成し、それぞれ図1の起動電圧用抵抗16の第2の端子16b、及びスイッチング電源制御回路24の起動電圧入力端子24aに接続される。
When the switch circuit of FIG. 2 is used as the
図2のスイッチ回路が図1の第2のスイッチ回路22として用いられる場合には、立ち上がり検出端子Vp1、電源入力端子Vp2、及び制御信号入力端子Ctは、それぞれ、第2のスイッチ回路22の立ち上がり検出端子22p1、電源入力端子22p2、及び制御信号入力端子22cを構成し、それぞれ、図1の整流電圧V44、蓄電電圧V38、及び制御信号D40を受けるように接続され、入力端子Si及び出力端子Soは、それぞれ第2のスイッチ回路22の入力端子22i、及び出力端子22oを構成し、それぞれ図1のダイオード28のカソード、及びスイッチング電源制御回路24の駆動電圧入力端子24bに接続される。
When the switch circuit of FIG. 2 is used as the second switch circuit 22 of FIG. 1, the rise detection terminal Vp1, the power supply input terminal Vp2, and the control signal input terminal Ct are respectively rises of the second switch circuit 22. The detection terminal 22p1, the power supply input terminal 22p2, and the control
図2に示されたスイッチ回路の主たるスイッチング素子(入力端子Si、出力端子So間をオンオフする電圧印加オン・オフ用スイッチング素子)はPNP型トランジスタTr1で構成されている。トランジスタTr1のエミッタは入力端子Siに、コレクタは出力端子Soにそれぞれ接続されている。 The main switching element of the switch circuit shown in FIG. 2 ( voltage application on / off switching element for turning on and off between the input terminal Si and the output terminal So) is composed of a PNP transistor Tr1. The emitter of the transistor Tr1 is connected to the input terminal Si, and the collector is connected to the output terminal So.
電源入力端子Vp2(蓄電デバイス38の出力電圧V38を受けるように接続される)には、抵抗R1の一端が接続され、抵抗R1の他端は、フォトMOSリレーPmrの発光ダイオードLdのアノードに接続されている。
発光ダイオードLdのカソードは、NPNトランジスタTr2のコレクタに接続され、トランジスタTr2のエミッタは電源回路二次側グランドGD2に接続されている。
制御信号入力端子Ct(待機制御回路40からの制御信号D40が入力される)には、抵抗R2の一端が接続され、抵抗R2の他端はトランジスタTr2のベースに接続されている。
One end of the resistor R1 is connected to the power input terminal Vp2 (connected to receive the output voltage V38 of the power storage device 38), and the other end of the resistor R1 is connected to the anode of the light emitting diode Ld of the photoMOS relay Pmr. Has been.
The cathode of the light emitting diode Ld is connected to the collector of the NPN transistor Tr2, and the emitter of the transistor Tr2 is connected to the power circuit secondary side ground GD2.
One end of the resistor R2 is connected to the control signal input terminal Ct (the control signal D40 from the
トランジスタTr1のベースは、抵抗R3の一端に接続され、抵抗R3の他端は、フォトMOSリレーPmrのMOSスイッチ素子Ptの第1の端子Ptaに接続され、MOSスイッチ素子Ptの第2の端子Ptbは電源回路一次側グランドGD1に接続されている。
フォト−MOSリレーPmrとしては、発光ダイオードLdに電流が流れないときにMOSスイッチ素子Ptがオフ状態になる特性の素子が使用される。
The base of the transistor Tr1 is connected to one end of the resistor R3, the other end of the resistor R3 is connected to the first terminal Pta of the MOS switch element Pt of the photoMOS relay Pmr, and the second terminal Ptb of the MOS switch element Pt. Is connected to the power circuit primary side ground GD1.
As the photo-MOS relay Pmr, an element having a characteristic that the MOS switch element Pt is turned off when no current flows through the light emitting diode Ld is used.
抵抗R4はその一端が入力端子Siに接続され、他端がトランジスタTr1のベースに接続されている。
抵抗R5はその一端がトランジスタTr1のベースに、従って、抵抗R4の他端に接続され、他端がNPNトランジスタTr3のコレクタに接続されている。
トランジスタTr3のエミッタは電源回路一次側グランドGD1に接続されている。
立ち上がり検出端子Vp1(図1の整流電圧V44を受けるように接続される)には、コンデンサC1の一端が接続され、コンデンサC1の他端は抵抗R6の一端に接続され、抵抗R6の他端は、トランジスタTr3のベースに接続されている。
抵抗R7は、その一端がトランジスタTr3のベースに、従って、抵抗R6の他端に接続され、他端が電源回路一次側グランドGD1に接続されている。
The resistor R4 has one end connected to the input terminal Si and the other end connected to the base of the transistor Tr1.
One end of the resistor R5 is connected to the base of the transistor Tr1, and therefore the other end of the resistor R4, and the other end is connected to the collector of the NPN transistor Tr3.
The emitter of the transistor Tr3 is connected to the power circuit primary side ground GD1.
One end of the capacitor C1 is connected to the rising edge detection terminal Vp1 (connected to receive the rectified voltage V44 in FIG. 1), the other end of the capacitor C1 is connected to one end of the resistor R6, and the other end of the resistor R6 is Are connected to the base of the transistor Tr3.
One end of the resistor R7 is connected to the base of the transistor Tr3, and therefore the other end of the resistor R6, and the other end is connected to the power circuit primary side ground GD1.
コンデンサC1、抵抗R6及びR7、並びにトランジスタTr3により交流電源立ち上がり検出回路52が構成されている。交流電源立ち上がり検出回路52は、交流電源4の立ち上がりを検出して、トランジスタTr1のベース電位を低下させ、トランジスタTr1をオン状態にする。
立ち上がり検出回路52の抵抗R6、R7は起動電圧用抵抗16と協働して電圧V44を分圧した上でトランジスタTr3のベースに供給している。但し、ダイオードブリッジ13の正極端子13aとトランジスタTr3のベースの間にコンデンサC1が直列に挿入されているので、電圧V44に変化がない限りトランジスタTr3のベースとエミッタは同電位でありトランジスタTr3のコレクタ−エミッタ間もオフ状態である。
The capacitor C1, the resistors R6 and R7, and the transistor Tr3 constitute an AC power supply rising
The resistors R6 and R7 of the
フォト−MOSリレーPmrは、制御信号D40がローレベルのとき、或いは制御信号D40が入力されないとき、MOSスイッチ素子Ptがオフ状態であるので、
トランジスタTr1のベースとエミッタは同電位であり、トランジスタTr1のエミッタ−コレクタ間はオフ状態である。
In the photo-MOS relay Pmr, when the control signal D40 is at a low level or when the control signal D40 is not input, the MOS switch element Pt is in an off state.
The base and emitter of the transistor Tr1 are at the same potential, and the emitter-collector of the transistor Tr1 is off.
パワーオンオフ信号入力手段8からの『待機状態から通常動作状態への移行』を指示する命令D8nに応じて、待機制御回路40から出力される制御信号D40が第1の状態(ハイレベル)に変わると、スイッチ回路21、22の制御入力端子21c、22cを構成する制御入力端子Ctがハイレベルになり、トランジスタTr2はオン状態になる。
トランジスタTr2がオン状態になると、蓄電デバイス38からフォト−MOSリレーPmrの発光ダイオードLdに電流が流れる。
発光ダイオードLdに電流が流れるとフォト−MOSリレーPmrのMOSスイッチ素子Ptはオン状態になる。するとトランジスタTr1のベース電位はエミッタ電位よりも低くなり、トランジスタTr1はオン状態になる。
この動作によって、図2のスイッチ回路で構成される第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22はオン状態になり、スイッチング電源制御回路24には起動電圧及び駆動電圧が印加されて、スイッチング電源は動作を開始し、電気機器2は通常動作状態になる。
The control signal D40 output from the
When the transistor Tr2 is turned on, a current flows from the
When a current flows through the light emitting diode Ld, the MOS switch element Pt of the photo-MOS relay Pmr is turned on. Then, the base potential of the transistor Tr1 becomes lower than the emitter potential, and the transistor Tr1 is turned on.
By this operation, the
パワーオンオフ信号入力手段8からの『通常動作状態から待機状態への移行』を指示する命令D8wに応じて、待機制御回路40から出力される制御信号D40が第2の状態(ローレベルz)に変わると、スイッチ回路21、22の制御入力端子22c、22cを構成する制御入力端子Ctがハイレベルとなり、トランジスタTr2はオフ状態になる。
トランジスタTr2がオフ状態になると、フォト−MOSリレーPmrの発光ダイオードLdに電流が流れなくなり、フォト−MOSリレーPmrのMOSスイッチ素子Ptはオフ状態になる。
するとトランジスタTr1のベース電位とエミッタ電位は同電位になりトランジスタTr1のエミッタ−コレクタ間がオフ状態になる。
この動作によって、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22はオフ状態になり、スイッチング電源制御回路24には起動電圧及び駆動電圧が印加されなくなって、スイッチング電源は動作を停止し、電気機器2は待機状態になる。
The control signal D40 output from the
When the transistor Tr2 is turned off, no current flows through the light emitting diode Ld of the photo-MOS relay Pmr, and the MOS switch element Pt of the photo-MOS relay Pmr is turned off.
Then, the base potential and the emitter potential of the transistor Tr1 become the same potential, and the emitter-collector of the transistor Tr1 is turned off.
By this operation, the
この待機状態のとき、蓄電デバイス38からスイッチ回路21、22に電流が流れず、スイッチ回路21、22がオフ状態に制御されているため、蓄電デバイス38の電力の保持時間をより長くすることができ、消費電力をより少なくすることができる。
In this standby state, no current flows from the
交流電源立ち上がり検出回路52を設けることにより、第1のスイッチ回路21、第2のスイッチ回路22の消費電力をより少なくすることができる。
By providing the AC power supply
例えば電気機器2が交流電源4にいまだ接続されたことのない新製品であったり、長時間の停電により蓄電デバイス38が放電してしまっているとき、蓄電デバイス38は未充電状態、あるいは充電不足状態である。交流電源立ち上がり検出回路52が設けられていないとすれば、電気機器2が交流電源4に接続されても、蓄電デバイス38から電力が供給されず、待機制御回路40は制御信号D40を出力する(ハイレベルにする)ことができない。その結果、電気機器2は『待機状態から通常動作状態へ移行』することができない。
For example, when the electrical device 2 is a new product that has not yet been connected to the
交流電源立ち上がり検出回路52が設けられている場合、電気機器2が交流電源4に接続されると、整流電圧V44が上昇することでコンデンサC1が充電される間、抵抗R6、R7に電流が流れ、トランジスタTr3がオン状態になる。するとトランジスタTr1のベース電位がエミッタ電位より低くなり、トランジスタTr1はフォト−MOSリレーPmrの状態に関係なくオン状態になる。
In the case where the AC power supply
このようにして、図2のスイッチ回路で構成される第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22がともにオン状態になり、スイッチング電源制御回路24に起動電圧と駆動電圧が印加される。この結果、スイッチング電源は動作を開始し、蓄電デバイス38が充電され、待機制御回路40に電源電圧が供給され、その後は、待機制御回路40は、制御信号D40を出力する(ハイレベルにする)ことが可能となり、この結果、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22の制御を安定して行うことが可能となる。
Thus, both the
上記の交流電源立ち上がり検出回路52は、整流電圧V44が供給されるノード(起動電圧用抵抗16の第2の端子16b)に接続されているが、交流電源立ち上がり検出回路52の接続先は、整流電圧V44が供給されるノード以外のノードであっても、交流電源4からの電圧入力によって電位が変化するノードであれば良い。
The AC power supply
また、図2のトランジスタTr1、Tr2、Tr3などはバイポーラトランジスタでなくとも、他のスイッチング素子でも良く、例えばFETであってもよく、スイッチング素子の選択によっては制御電流をさらに削減でき、その結果、電気機器2の通常動作状態の消費電力を削減する効果を得ることができる。例えば、トランジスタTr1の代わりに、PチャンネルMOSFETを用い、トランジスタTr2、Tr3の代わりに、NチャンネルMOSFETを用いれば、バイポーラトランジスタの場合に流していた電流を削減することができる。 Further, the transistors Tr1, Tr2, Tr3, etc. in FIG. 2 may not be bipolar transistors but may be other switching elements, for example, FETs, and the control current can be further reduced depending on the selection of the switching elements. An effect of reducing the power consumption in the normal operation state of the electric device 2 can be obtained. For example, if a P-channel MOSFET is used instead of the transistor Tr1 and an N-channel MOSFET is used instead of the transistors Tr2 and Tr3, the current flowing in the case of the bipolar transistor can be reduced.
また、上記の実施の形態では、フォトーMOSリレーを用いて、電気的に分離され、信号が伝搬できる素子が構成されているが、代わりにフォトトランジスタを含むフォトカプラを用いても良い。 In the above-described embodiment, a photo MOS relay is used to form an element that can be electrically separated and can propagate a signal. However, a photocoupler including a phototransistor may be used instead.
さらに、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22の一方又は双方を、通常オン状態になる(制御信号が与えられないとき、或いは制御信号D40がローレベルのときにオン状態になる)ように構成しても良い。その場合には交流電源立ち上がり検出回路52を省略することができる。
一方で、電気機器2が待機状態のときスイッチ回路をオフ状態に保つ制御電流が必要になることから、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22を、通常オフ状態になるように構成したときと比較して電気機器2の待機状態における蓄電デバイス38の電力の保持時間が幾分短くなるが、そのような構成であっても、待機状態の電気機器2のスイッチング電源を停止することで消費電力を抑制できる効果は得られる。
Further, one or both of the
On the other hand, since the control current that keeps the switch circuit in the OFF state is required when the electrical device 2 is in the standby state, the
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2の電源供給装置10を示す。
図3の電源供給装置10は、図1の電源供給装置10と概して同じであるが、図1の待機制御回路40の代わりに、待機制御回路60が設けられている。
待機制御回路60は、第1及び第2のスイッチ回路21、22に対して独立した第1及び第2の制御信号D60a、D60bを出力する点で、待機制御回路40と異なる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 shows a
The
The
図3の待機制御回路60は、動作決定回路61とタイミング決定回路62とを有する。
動作決定回路61は、パワーオンオフ信号入力手段8からの『通常動作状態から待機状態への移行』を指示する命令D8w及び『待機状態から通常動作状態への移行』を指示する命令D8nに応じて、スイッチ回路21、22をオンさせるかオフさせるかを決定し、動作指示信号D61を出力する。
動作指示信号D61は例えば第1の状態例えばハイレベル、及び第2の状態例えばローレベルのいずれかを取り得るものであり、第1の状態のとき、電機機器を通常動作状態に移行させるため、スイッチ回路21、22をオン状態にすべきことを示し、第2の状態のとき、電機機器を待機状態に移行させるため、スイッチ回路21、22をオフ状態にすべきことを示す。このように、動作指示信号D61は、第1の状態のときスイッチ回路21、22をオン状態にすることを指示する動作指示信号として作用し、第2の状態のときスイッチ回路21、22をオフ状態にすることを指示する動作指示信号として作用する。
The
The
The operation instruction signal D61 can take, for example, one of a first state, for example, a high level, and a second state, for example, a low level. In the first state, the electric equipment is shifted to a normal operation state. This indicates that the
タイミング決定回路62は、動作指示信号D61に応じて、制御信号D60a、D60bの状態を切り替える。制御信号D60a、D60bはともに第1の状態、例えばハイレベルのときにそれぞれスイッチ回路21、22をオンさせ、第2の状態、例えばローレベルのときにそれぞれスイッチ回路21、22をオフさせる。制御信号D60a、D60bは互いに独立したものであり、その立上がり及び立下りのタイミングも互いに独立に制御される。従って、スイッチ回路21、22のオン・オフ動作も独立に制御される。
このように、制御信号D60a、D60bの各々は、第1の状態のときは、対応するスイッチ回路をオンさせるための制御信号として作用し、第2の状態のときは、対応するスイッチ回路をオフさせるための制御信号として作用する。
The
Thus, each of the control signals D60a and D60b acts as a control signal for turning on the corresponding switch circuit in the first state, and turns off the corresponding switch circuit in the second state. It acts as a control signal for
パワーオンオフ信号入力手段8から、『通常動作状態から待機状態への移行』を指示する命令D8wが入力されると、動作決定回路61は、動作指示信号D61を第2の状態にし(即ち、スイッチ回路21、22をオフさせるべきことを示す信号を出力し)、タイミング決定回路62は、動作指示信号D61が第2の状態になったことに応じて、制御信号D60a、D60bを第2の状態(ローレベル)に切り替える。このローレベルへの切替えのタイミングは、互いに独立に決定可能なものであり、これにより、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22が独立したタイミングでオフ状態になる。
When the command D8w for instructing “transition from the normal operation state to the standby state” is input from the power on / off signal input means 8, the
パワーオンオフ信号入力手段8から、『待機状態から通常動作状態への移行』を指示する命令D8nが入力されると、動作決定回路61は、動作指示信号D61を第1の状態にし(スイッチ回路21、22をオンさせるべきことを示す信号を出力し)、タイミング決定回路62は、動作指示信号D61が第1の状態になったことに応じて、制御信号D60a、D60bを第1の状態(ハイレベル)に切り替える。このハイレベルへの切替えのタイミングは、互いに独立に決定可能なものであり、これにより、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22が独立したタイミングでオン状態になる。
When a command D8n for instructing “transition from the standby state to the normal operation state” is input from the power on / off signal input means 8, the
図3のスイッチ回路21、22の各々としても、図2に示すスイッチ回路を用いることができる。
図3のスイッチ回路21として図2に示すスイッチ回路を用いる場合には、第1の制御信号D60aが、図2の制御信号入力端子Ctに供給され、図3のスイッチ回路22として図2に示すスイッチ回路を用いる場合には、第2の制御信号D60bが、図2の制御信号入力端子Ctに供給される。
上記以外の点では、スイッチ回路の接続は実施の形態1について述べたのと同じである。
As each of the
When the switch circuit shown in FIG. 2 is used as the
In other respects, the connection of the switch circuit is the same as that described in the first embodiment.
図4(a)〜(d)は本発明の実施の形態2において、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』(スイッチング電源を停止状態から動作状態へ移行)させるときに、動作決定回路61からタイミング決定回路62に入力される動作指示信号D61と、タイミング決定回路62から第1のスイッチ回路21に入力される制御信号D60aと、タイミング決定回路62から第2のスイッチ回路22に入力される制御信号D60bと、電気機器2の状態を示す。
4 (a) to 4 (d) show the operation when the electric device 2 is "shifted from the standby state to the normal operation state" (the switching power supply is shifted from the stop state to the operation state) in the second embodiment of the present invention. The operation instruction signal D61 input from the
上記のように、スイッチング電源制御回路24は、電源供給の開始時に交流電源4からの電圧を整流することで得られた電圧V44を起動電圧として受けて、その立ち上がりを検出して、スイッチング素子26のオンオフ制御を開始し、その後電圧V48を駆動電圧として受けて定常的な動作を継続する。
As described above, the switching power
スイッチング電源制御回路24の起動電圧と駆動電圧には上記のような差異があることから、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』(スイッチング電源を停止状態から動作状態へ移行)させるときに、起動電圧がスイッチング電源制御回路24に印加され、その直後に駆動電圧が印加されるように制御しないと、電気機器2が『待機状態から通常動作状態に移行』することができないだけでなく、起動電圧入力端子24aに駆動用の大電流が流れて、スイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16に損傷が与えられる可能性がある。
Since the starting voltage and the driving voltage of the switching power
そこで電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』することを指示する命令D8nがパワーオンオフ入力手段8から入力され、動作決定回路61がスイッチ回路21、22をオン状態すべきことを示す信号を出力すると(図4(a)に示すように、時刻t11に、動作指示信号D61を第1の状態(ハイレベル)にすると)、
タイミング決定回路62は、第2の制御信号D60bを第1の状態に変化させ(図4(c)に示すように時刻t12にローレベルからハイレベルに変化させ)、これにより、第2のスイッチ回路22をオン状態にし、これにより、駆動電圧を直ちに供給開始できるようにする。
タイミング決定回路62は次に、第1のスイッチ回路21をオン状態にするため、第1の制御信号D60aを第1の状態に変化させ(図4(b)に示すように時刻t13にローレベルからハイレベルへ変化させ)、これにより、起動電圧を供給できるようにする。
Therefore, a command D8n for instructing the electrical device 2 to “shift from the standby state to the normal operation state” is input from the power on / off input means 8 to indicate that the
The
Next, the
動作決定回路61及びタイミング決定回路62を図3のように構成し、制御信号D60a、D60bを図4(a)〜(c)に示すタイミングでハイレベルに変化させることにより、
第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22を適切に制御することができ、スイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16に損傷を与えずに、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』させることができる。
The
The
なお、図4(a)〜(c)の信号の極性は図2のスイッチ回路が用いられる場合に適切なものであり、信号の極性については実際に適用されるスイッチ回路の構成に合わせて変化させる必要があり、本発明は、図4(a)〜(c)に示される信号の極性には限定されない。但し、信号の極性を変える場合にも、信号レベルの変化の順序、タイミングは、図4(a)〜(c)を参照して説明したのと同様とすべきである。 Note that the polarities of the signals in FIGS. 4A to 4C are appropriate when the switch circuit of FIG. 2 is used, and the polarity of the signals changes in accordance with the configuration of the actually applied switch circuit. The present invention is not limited to the signal polarities shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). However, even when the polarity of the signal is changed, the order and timing of the change of the signal level should be the same as described with reference to FIGS.
図5(a)〜(c)は本発明の実施の形態2において、電気機器2を『通常動作状態から待機状態へ移行』(スイッチング電源を動作状態から停止状態へ移行)させるときに、動作決定回路61からタイミング決定回路62に入力される動作指示信号D61と、タイミング決定回路62から第1のスイッチ回路21に入力される制御信号D60aと、タイミング決定回路62から第2のスイッチ回路22に入力される制御信号D60bと、電気機器2の状態を示す。
5 (a) to 5 (c) show the operation when the electric device 2 is "shifted from the normal operation state to the standby state" (the switching power supply is shifted from the operation state to the stop state) in the second embodiment of the present invention. The operation instruction signal D61 input from the
上記のように、スイッチング電源制御回路24は、電源供給の開始時に交流電源4からの電圧を整流することで得られた電圧V44を起動電圧として受けて、その立ち上がりを検出して、スイッチング素子26のオンオフ制御を開始し、その後電圧V48を駆動電圧として受けて定常的な動作を継続する。
As described above, the switching power
スイッチング電源制御回路24の起動電圧と駆動電圧には上記のような差異があることから、電気機器2を『通常動作状態から待機状態へ移行』(スイッチング電源を動作状態から停止状態へ移行)させるときに、スイッチング電源制御回路24への起動電圧の入力を停止してから、駆動電圧の入力が停止するように制御しないと、スイッチング電源が通常動作状態を継続しようとして、起動電圧入力端子24aに大電流が流れ、スイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16に損傷が与えられる可能性がある。
Since the starting voltage and the driving voltage of the switching power
そこで電気機器2を『通常動作状態から待機状態へ移行』するための命令D8wがパワーオンオフ入力手段8から入力され、動作決定回路61がスイッチ回路21、22をオフ状態すべきことを示す信号を出力すると(図5(a)に示すように、時刻t21に動作指示信号D61を第2の状態(ローレベル)にすると)、タイミング決定回路62は、まず第1のスイッチ回路21をオフ状態にするため、第1の制御信号D60aを第2の状態にし(図5(b)に示すように、時刻t22に制御信号D60aをハイレベルからローレベルへ変化させ)、これにより、起動電圧供給を停止させる。
タイミング決定回路62は次に、第2のスイッチ回路22をオフ状態にするため、第2の制御信号D60bを第2の状態にし(図5(c)に示すように、時刻t23に制御信号D60bをハイレベルからローレベルへ変化させ)、これにより、駆動電圧供給を停止させる。
Therefore, a command D8w for “transition from the normal operation state to the standby state” of the electric device 2 is input from the power-on / off input means 8, and a signal indicating that the
Next, the
動作決定回路61及びタイミング決定回路62を図3のように構成し、制御信号D60a、D60bを図5(a)〜(c)に示すタイミングでローレベルに変化させることにより、第1のスイッチ回路21及び第2のスイッチ回路22を適切に制御することができ、スイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16に損傷を与えずに、電気機器2を『通常動作状態から待機状態へ移行』させることができる。
The
なお、図5(a)〜(c)の信号の極性は図2のスイッチ回路が用いられる場合に適切なものであり、信号の極性については実際に適用されるスイッチ回路の構成に合わせて変化させる必要があり、本発明は、図5(a)〜(c)に示される信号の極性には限定されない。但し、信号の極性を変える場合にも、信号レベルの変化の順序、タイミングは、図5(a)〜(c)を参照して説明したのと同様とすべきである。 Note that the polarities of the signals in FIGS. 5A to 5C are appropriate when the switch circuit of FIG. 2 is used, and the polarities of the signals change in accordance with the configuration of the actually applied switch circuit. The present invention is not limited to the polarities of the signals shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). However, even when the polarity of the signal is changed, the order and timing of the change of the signal level should be the same as described with reference to FIGS.
図6(a)〜(d)は本発明の実施の形態2において、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』(スイッチング電源を停止状態から動作状態へ移行)させるときに、動作決定回路61からタイミング決定回路62に入力される動作指示信号D61と、タイミング決定回路62から第1のスイッチ回路21に入力される制御信号D60aと、タイミング決定回路62から第2のスイッチ回路22に入力される制御信号D60bと、電気機器2の状態を示す。
6 (a) to 6 (d) show the operation when the electric device 2 is "shifted from the standby state to the normal operation state" (the switching power supply is shifted from the stop state to the operation state) in the second embodiment of the present invention. The operation instruction signal D61 input from the
上記のように、スイッチング電源制御回路24は、電源供給の開始時に交流電源4からの電圧を整流することで得られた電圧V44を起動電圧として受けて、その立ち上がりを検出して、スイッチング素子26のオンオフ制御を開始し、その後電圧V48を駆動電圧として受けて定常的な動作を継続する。
As described above, the switching power
スイッチング電源制御回路24の起動電圧と駆動電圧には上記のような差異があることから、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』(スイッチング電源を停止状態から動作状態へ移行)させるときに、起動電圧がスイッチング電源制御回路24に印加され、その直後に駆動電圧が印加されるように制御しないと、
電気機器2が『待機状態から通常動作状態に移行』することができないだけでなく、
起動電圧入力端子24aに駆動用の大電流が流れて、スイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16に損傷が与えられる可能性がある。
Since the starting voltage and the driving voltage of the switching power
Not only is the electrical device 2 “cannot go from standby to normal operation”,
A large driving current may flow through the starting
そこで、電気機器2を『待機状態から通常動作状態へ移行』するための命令D8nがパワーオンオフ入力手段8から入力され、動作決定回路61がスイッチ回路21、22をオン状態にすべきことを示す信号を出力すると(図6(a)に示すように、時刻t11に動作指示信号D61を第1の状態(ハイレベル)にすると)、タイミング決定回路62は、まず、第2の制御信号D60bを第1の状態に変化させ(図6(c)に示すように時刻t12にローレベルからハイレベルに変化させ)、これにより、第2のスイッチ回路22をオン状態にし、これにより、駆動電圧を直ちに供給開始できるようにする。
次にタイミング決定回路62は、第1の制御信号D60aを第1の状態に変化させ(図6(b)に示すように時刻t13にローレベルからハイレベルに変化させ)、これにより、第1のスイッチ回路21をオン状態にし、これにより、起動電圧をスイッチング電源制御回路24に供給できるようにする。
Therefore, a command D8n for “transitioning the standby state from the standby state to the normal operation state” of the electric device 2 is input from the power on / off input means 8, and the
Next, the
この動作によってスイッチング電源制御回路24、スイッチング素子26、起動電圧入力端子24a、及び起動電圧用抵抗16にストレスを加えることなく、電気機器2を『待機状態から通常動作状態に移行』させることができる。
電気機器2が通常動作状態になってから一定時間が経過した後、時刻t14に、タイミング決定回路62は制御信号D60aをローレベルに変化させ(図6(b))、スイッチ回路21をオフ状態にする。これにより、スイッチング電源制御回路24には起動電圧が入力されなくなるが、すでに駆動電圧の供給が開始されているので、スイッチング電源制御回路24は通常動作状態を継続する。この状態では起動電圧用抵抗16に整流電圧V44から電流が流れなくなり、第1のスイッチ回路21に供給される制御信号がローレベルになるので、通常動作状態の電気機器2の消費電力をも抑制する効果が得られる。
By this operation, the electric device 2 can be “shifted from the standby state to the normal operation state” without applying stress to the switching power
After electric apparatus 2 has elapsed a predetermined time from when the normal operation state, at the time t14, the
動作決定回路61及びタイミング決定回路62を図3のように構成し、制御信号D60a、D60bの状態を図6(a)〜(c)に示すタイミングで変化させることにより、図4(a)〜(c)のように制御信号を発生する場合と同じ効果に加え、通常動作状態の電気機器2の消費電力を一層少なくすることができるという効果が得られる。
The
制御信号D60a、D60bを図6(a)〜(c)に示すように変化させて、電気機器2を通常動作状態に移行させた場合、その状態から待機状態に移行させるときに、動作決定回路61からタイミング決定回路62に入力される動作指示信号D61と、タイミング決定回路62から第1のスイッチ回路21に入力される制御信号D60aと、タイミング決定回路62から第2のスイッチ回路22に入力される制御信号D60bと、電気機器2の状態の変化は図7(a)〜(d)に示す如くである。
即ち、動作決定回路61からの動作指示信号D61が図7(a)に示されるように時刻t21にローレベルに変化したら、タイミング決定回路62は、第2の制御信号D60bをローレベルに切替えることで第2のスイッチ回路22をオフ状態にし、これにより、時刻t23に、スイッチング電源制御回路24への駆動電圧の入力を停止させる(図7(c))。即ち、図7(b)に示すように、制御信号D60aは図7(b)に示すようにロー状態にあり、起動電圧は印加されていないので、そのままの状態を維持すればよい。
When the control signals D60a and D60b are changed as shown in FIGS. 6A to 6C so that the electric device 2 is shifted to the normal operation state, the operation determination circuit is used to shift from the state to the standby state. 61, the operation instruction signal D61 input to the
That is, when the operation instruction signal D61 from the
以上のように、実施の形態2によれば、実施の形態1に関して説明した利点に加えて、第1及び第2のスイッチ回路21、22に対する制御信号D60a、D60bを互いに独立にしたことによる付加的な利点が得られる。
実施の形態1に関して種々の変形が可能である旨説明したが同様の変形を実施の形態2にも加えることができる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the advantages described with respect to the first embodiment, the control signals D60a and D60b for the first and
Although various modifications can be made with respect to the first embodiment, similar modifications can be made to the second embodiment.
2 電気機器、 4 交流電源、 6 負荷回路、 8 パワーオンオフ信号入力手段、 10 電源供給装置、 13 ダイオードブリッジ、 14 コンデンサ、 16 起動電圧用抵抗、 18 スイッチングトランス、 21 第1のスイッチ回路、 22 第2のスイッチ回路、 24 スイッチング電源制御回路、 26 スイッチング素子、 28 ダイオード、 29 コンデンサ、 31 ダイオード、 32 コンデンサ、 36 ダイオード、 38 蓄電デバイス、 40 待機制御回路、 44 第1の整流回路、 46 第2の整流回路(負荷電圧発生用整流回路)、 48 第3の整流回路(駆動電圧発生用整流回路)、 50 スイッチング電源、 52 交流電源立ち上がり検出回路、 60 待機制御回路、 61 動作決定回路、 62 タイミング決定回路、 R1〜R7 抵抗、 C1 コンデンサ、 Tr1〜Tr3 トランジスタ、 Pmr フォト−MOSリレー。 2 electric equipment, 4 AC power supply, 6 load circuit, 8 power on / off signal input means, 10 power supply device, 13 diode bridge, 14 capacitor, 16 resistance for starting voltage, 18 switching transformer, 21 first switch circuit, 22 first 2 switching circuit, 24 switching power supply control circuit, 26 switching element, 28 diode, 29 capacitor, 31 diode, 32 capacitor, 36 diode, 38 power storage device, 40 standby control circuit, 44 first rectifier circuit, 46 second Rectifier circuit (load voltage generating rectifier circuit), 48 third rectifier circuit (drive voltage generating rectifier circuit), 50 switching power supply, 52 AC power supply rising detection circuit, 60 standby control circuit, 61 operation determining circuit, 62 Timing determining circuit, R1 to R7 resistors, C1 a capacitor, Tr1 to Tr3 transistor, Pmr photo -MOS relay.
Claims (13)
前記第1の整流電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、ドライブ巻線とを有するスイッチングトランスと、
前記二次巻線から出力される交流電圧を整流して、第2の整流電圧を出力する第2の整流回路と、
前記第2の整流電圧を入力として、蓄電し、直流電圧を出力する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスから出力される直流電圧を電源として動作する待機制御回路と、
前記ドライブ巻線から出力される交流電圧を整流して、第3の整流電圧を出力する第3の整流回路と、
前記一次巻線に流れる電流をオン・オフする一次電流オン・オフ用スイッチング素子と、
起動電圧入力端子及び駆動電圧入力端子を有し、前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子をオン・オフ制御するスイッチング電源制御回路と、
前記第1の整流電圧の前記起動電圧入力端子への印加をオン・オフする第1のスイッチ回路と、
前記第3の整流電圧の、前記駆動電圧入力端子への印加をオン・オフする第2のスイッチ回路とを有し、
前記スイッチング電源制御回路は、前記起動電圧入力端子に供給される前記第1の整流電圧の立ち上がりに応じて前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を開始し、前記駆動電圧入力端子に供給される前記第3の整流電圧を電源として前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を継続し、
前記待機制御回路は、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路のオン・オフ状態を制御し、前記第1のスイッチ回路をオンさせることで、前記第1の整流電圧を、起動電圧として、前記起動電圧入力端子に印加し、
前記第2のスイッチ回路をオンさせることで、前記第3の整流電圧を、駆動電圧として、前記駆動電圧入力端子に印加し、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路の各々は、
電圧印加オン・オフ用スイッチング素子と、
前記交流電源の電圧の立ち上がりを検出する立ち上がり検出回路を備え、
前記立ち上がり検出回路が前記交流電源の電圧の立ち上がりを検出したときに、当該スイッチ回路の前記電圧印加オン・オフ用スイッチング素子をオン状態に制御する
ことを特徴とする電源供給装置。 A first rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs a first rectified voltage;
A switching transformer having a primary winding to which the first rectified voltage is supplied, a secondary winding, and a drive winding;
A second rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the secondary winding and outputs a second rectified voltage;
An electricity storage device that stores the second rectified voltage as an input and outputs a DC voltage;
A standby control circuit that operates using a DC voltage output from the power storage device as a power source; and
A third rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the drive winding and outputs a third rectified voltage;
A primary current on / off switching element for turning on / off the current flowing through the primary winding;
A switching power supply control circuit that has a starting voltage input terminal and a drive voltage input terminal, and controls on / off of the primary current on / off switching element;
A first switch circuit for turning on / off application of the first rectified voltage to the start-up voltage input terminal;
A second switch circuit for turning on / off application of the third rectified voltage to the drive voltage input terminal;
The switching power supply control circuit starts a control operation for the switching element for turning on and off the primary current in response to a rise of the first rectified voltage supplied to the start-up voltage input terminal, and supplies it to the drive voltage input terminal The control operation for the primary current on / off switching element is continued using the third rectified voltage as a power source,
The standby control circuit includes:
By controlling the on / off state of the first switch circuit and the second switch circuit and turning on the first switch circuit, the first rectified voltage is used as the start voltage, and the start voltage input Applied to the terminal,
By turning on the second switch circuit, the third rectified voltage is applied as a drive voltage to the drive voltage input terminal ,
Each of the first switch circuit and the second switch circuit includes:
Switching element for voltage application on / off;
A rise detection circuit for detecting the rise of the voltage of the AC power supply;
When the rising edge detection circuit detects the rising edge of the voltage of the AC power supply, the voltage application on / off switching element of the switch circuit is controlled to be in an on state.
A power supply device.
当該スイッチ回路を制御するための制御信号がローレベルのときにオフ状態となるように構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電源供給装置。 Each of the first switch circuit and the second switch circuit includes:
Power supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the control signal for controlling the switch circuit is configured to be turned off when the low level.
パワーオンオフ信号入力手段からの命令を受けて制御の内容を決定する動作決定回路と、
前記動作決定回路による決定を受けて、前記第1及び第2の制御信号を出力するタイミング決定回路とを有する
ことを特徴とする請求項4に記載の電源供給装置。 The standby control circuit includes:
An operation determination circuit for receiving the command from the power on / off signal input means and determining the content of the control;
The power supply device according to claim 4 , further comprising a timing determination circuit that outputs the first and second control signals in response to determination by the operation determination circuit.
前記タイミング決定回路は、まず前記第2のスイッチ回路をオン状態にしてから、
次に前記第1のスイッチ回路をオン状態にする
ことを特徴とする請求項5に記載の電源供給装置。 When starting application of the start voltage and the drive voltage to the start voltage input terminal and the drive voltage input terminal of the switching power supply control circuit,
The timing determination circuit first turns on the second switch circuit,
The power supply device according to claim 5 , wherein the first switch circuit is turned on.
前記タイミング決定回路は、まず前記第1のスイッチ回路をオフ状態にして、
次に前記第2のスイッチ回路をオフ状態にする
ことを特徴とする請求項5に記載の電源供給装置。 When stopping application of the start voltage and the drive voltage to the start voltage input terminal and the drive voltage input terminal of the switching power supply control circuit,
The timing determination circuit first turns off the first switch circuit,
The power supply device according to claim 5 , wherein the second switch circuit is turned off.
ことを特徴とする請求項6に記載の電源供給装置。 The power supply device according to claim 6 , wherein the first switch circuit is turned off after a predetermined time has elapsed since the second switch circuit was turned on.
前記第1の整流電圧が供給される一次巻線と、二次巻線と、ドライブ巻線とを有するスイッチングトランスと、 A switching transformer having a primary winding to which the first rectified voltage is supplied, a secondary winding, and a drive winding;
前記二次巻線から出力される交流電圧を整流して、第2の整流電圧を出力する第2の整流回路と、 A second rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the secondary winding and outputs a second rectified voltage;
前記第2の整流電圧を入力として、蓄電し、直流電圧を出力する蓄電デバイスと、 An electricity storage device that stores the second rectified voltage as an input and outputs a DC voltage;
前記蓄電デバイスから出力される直流電圧を電源として動作する待機制御回路と、 A standby control circuit that operates using a DC voltage output from the power storage device as a power source; and
前記ドライブ巻線から出力される交流電圧を整流して、第3の整流電圧を出力する第3の整流回路と、 A third rectifier circuit that rectifies an alternating voltage output from the drive winding and outputs a third rectified voltage;
前記一次巻線に流れる電流をオン・オフする一次電流オン・オフ用スイッチング素子と、 A primary current on / off switching element for turning on / off the current flowing through the primary winding;
起動電圧入力端子及び駆動電圧入力端子を有し、前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子をオン・オフ制御するスイッチング電源制御回路と、 A switching power supply control circuit that has a starting voltage input terminal and a drive voltage input terminal, and controls on / off of the primary current on / off switching element;
前記第1の整流電圧の前記起動電圧入力端子への印加をオン・オフする第1のスイッチ回路と、 A first switch circuit for turning on / off application of the first rectified voltage to the start-up voltage input terminal;
前記第3の整流電圧の、前記駆動電圧入力端子への印加をオン・オフする第2のスイッチ回路とを有し、 A second switch circuit for turning on / off application of the third rectified voltage to the drive voltage input terminal;
前記スイッチング電源制御回路は、前記起動電圧入力端子に供給される前記第1の整流電圧の立ち上がりに応じて前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を開始し、前記駆動電圧入力端子に供給される前記第3の整流電圧を電源として前記一次電流オン・オフ用スイッチング素子に対する制御動作を継続し、 The switching power supply control circuit starts a control operation for the switching element for turning on and off the primary current in response to a rise of the first rectified voltage supplied to the start-up voltage input terminal, and supplies it to the drive voltage input terminal The control operation for the primary current on / off switching element is continued using the third rectified voltage as a power source,
前記待機制御回路は、 The standby control circuit includes:
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路のオン・オフ状態を制御し、前記第1のスイッチ回路をオンさせることで、前記第1の整流電圧を、起動電圧として、前記起動電圧入力端子に印加し、 By controlling the on / off state of the first switch circuit and the second switch circuit and turning on the first switch circuit, the first rectified voltage is used as the start voltage, and the start voltage input Applied to the terminal,
前記第2のスイッチ回路をオンさせることで、前記第3の整流電圧を、駆動電圧として、前記駆動電圧入力端子に印加し、 By turning on the second switch circuit, the third rectified voltage is applied as a drive voltage to the drive voltage input terminal,
前記待機制御回路は、前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路を制御するための制御信号として互いに独立した第1及び第2の制御信号を出力し、 The standby control circuit outputs first and second control signals independent of each other as control signals for controlling the first switch circuit and the second switch circuit,
前記待機制御回路は、 The standby control circuit includes:
パワーオンオフ信号入力手段からの命令を受けて制御の内容を決定する動作決定回路と、 An operation determination circuit for receiving the command from the power on / off signal input means and determining the content of the control;
前記動作決定回路による決定を受けて、前記第1及び第2の制御信号を出力するタイミング決定回路とを有する And a timing determination circuit that outputs the first and second control signals in response to the determination by the operation determination circuit.
ことを特徴とする電源供給装置。 A power supply device.
前記タイミング決定回路は、まず前記第2のスイッチ回路をオン状態にしてから、 The timing determination circuit first turns on the second switch circuit,
次に前記第1のスイッチ回路をオン状態にする Next, the first switch circuit is turned on.
ことを特徴とする請求項9に記載の電源供給装置。 The power supply device according to claim 9.
前記タイミング決定回路は、まず前記第1のスイッチ回路をオフ状態にして、 The timing determination circuit first turns off the first switch circuit,
次に前記第2のスイッチ回路をオフ状態にする Next, the second switch circuit is turned off.
ことを特徴とする請求項9に記載の電源供給装置。 The power supply device according to claim 9.
ことを特徴とする請求項10に記載の電源供給装置。 The power supply device according to claim 10.
前記負荷回路が映像を表示するための処理を行なうものである
ことを特徴とする映像表示装置。 A power supply device according to any one of claims 1 to 12 , and a load circuit that receives supply of electric power output from the second rectifier circuit of the power supply device,
The video display device, wherein the load circuit performs processing for displaying video.
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