JPH0429482A

JPH0429482A - 低出力対応スイッチングレギュレータ

Info

Publication number: JPH0429482A
Application number: JP2133487A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Moriwaki; 森脇　祐一
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-05-23
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1992-01-31
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2902051B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ｉｔ上豊■月上１本発明は、スタンバイ動作機能（スタンバイモード）を
有するテレビジョン受信機に関するものであり、更に詳
しくは、該テレビジョン受信機の電源回路におけるスイ
ッチングレギュレータに関する。

従」（の１口１従来の一般的なスイッチングレギュレータを第５図に基
づいて説明する。

第５図はテレビジョン受信機の電源回路におけるスイッ
チングレギュレータの一例（以下「従来例」という）を
整流回路及び平滑回路（平滑用コンデンサ）とともに示
した回路図である．この図において、入力端（ｌａ）　
（ｌｂ）に交流入力として供給された商用電源をブリッ
ジ方式全波整流回路（Ｄｌ）で整流し、この整流回路出
力の負側端子（ｄ）を接地し、正側端子（Ｃ）をコンバ
ータトランス（Ｔ１）の１次巻線（Ｎｐ）の一端（・印
の端子）に接続するとともに平滑用コンデンサ（Ｃ１）
を介して接地している。

そして、−次巻線（Ｎｐ）の他端は、エミッタが接地さ
れたスイッチング用パワートランジスタ（Ｔｒｉ）のコ
レクタに接続している。このトランジスタ（Ｔｒｉ）の
ベースは、直列接続された抵抗（Ｒ９）及びコンデンサ
（Ｃ２）を介してコンバータトランス（Ｔ１）の３次巻
線（Ｎｄ）の一端（・印の端子）と接続しており、３次
巻線（Ｎｄ）の他端は接地している。また、トランジス
タ（Ｔｒｉ）のベースには、出力変動（出力端（２）の
電圧の変動）を検出する検出回路（２０）の検出出力を
入力してスイッチング周波数を制御することにより、出
力変動を抑えている。さらに、トランジスタ（Ｔｒｉ）
のベースと金波整流回路（Ｄｌ）の正側端子（Ｃ）との
間にはスタータ抵抗（Ｒ８）を接続している。一方、負
荷側となる２次巻線（Ｎｓ）の一端（・印のついていな
い端子）にはダイオード（Ｄ２）のアノー−ドを接続し
てカソードは出力端（２）に接続し、２次巻線（Ｎｓ）
の他端（・印の端子）と出力端（２）との間にはコンデ
ンサ（Ｃ３）を接続している。

上記構成のスイッチングレギュレータは一般的なリンギ
ングチョークコンバータ（Ｒｉｎｇｉｎｇ　Ｃｈｏｋｅ
Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、　ＲＣＣ）として動作し、検出回
路（２０）で検出された出力変動に応じてスイッチング
周波数を変化させることにより出力電圧が一定となるよ
うに制御している。そして、そのスイッチング周波数は
、コンバータトランス（Ｔ１）の１次巻線（Ｎｐ）の自
己インダクタンス（以下「１次インダクタンス」という
）　Ｌｐと２次巻線（Ｎｓ）側の負荷と入力電圧（整流
・平滑後の電圧）ｖｉ等によって決定される。

すなわち、トランジスタ（Ｔｒｉ）のコレクタ電流（ｉ
ｃ）は１次巻線（Ｎｐ）を流れ、トランジスタ（Ｔｒｉ
）がオン状態のときは傾きＶｉ／Ｌｐで直線的に増大し
、所定値Ｉｐに達するとトランジスタ（Ｔｒｉ）がオフ
する。この所定値Ｉｐに達したとき１次巻線に蓄えられ
ているエネルギは（１／２）・Ｌｐ・■ｐ２であり、こ
のエネルギはトランジスタ（Ｔｒｉ）がオフ状態になる
と２次巻線（Ｉｓ　）側に放出される。ここで、通常、
入力電圧Ｖｉ及び１次インダクタンスＬｐは一定である
。したがつて、２次巻線（Ｎｓ）側の負荷が低下して所
定値Ｉｐが小さくなると、トランジスタ（Ｔｒｉ）のオ
ン状態の期間が短くなる。一方、トランジスタ（Ｔｒｉ
）がオフ状態の間は２次巻線（Ｎｓ）を流れる電流が前
記所定値Ｉｐに対応する電流値から直線的に減少し、電
流値がＯになった時点でトランジスタ（Ｔｒｉ）が再び
オンする。したがって、２次巻線（Ｎｓ）側の負荷が低
下するとトランジスタ（Ｔｒｉ）のオフ状態の期間も短
くなる。よって、第６図（ｉｉ）に示すように、動作モ
ードがノーマルモード（高負荷）からスタンバイモード
（低負荷）に変わったとき、スイッチング周波数が急激
に高くなる。

と上述のように従来の構成では、スタンバイモードになる
とスイッチング周波数が急激に高くなるので、コンバー
タトランス（Ｔ１）では表皮効果の影響もあって主に銅
損が大きくなり、トランジスタ（Ｔｒｉ）ではオン状態
からオフ状態に遷移する際の損失（コレクタ電流の立ち
下がりに時間を要することに起因する損失が大きい）等
が大きくなる。したがって、スタンバイモードになると
スイッチングレギュレータにおける電力損失及び発熱が
ともに増大する。このため、通常はスタンバイモード用
として別の電源回路を設けており、このことがコスト面
でも基板スペースの面でも欠点となっていた。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、スタンバイ
モードにおける電力損失及び発熱の増大を抑え、テレビ
ジョン受信機の動作モードに拘らず一つの電源回路で効
率よく負荷側へ電力供給を行なうことが可能なスイッチ
ングレギュレータを提供することを目的とする。

るための上記目的を達成するため本発明では、テレビジョン信号
の受信を行なっているノーマルモードと、テレビジョン
信号の受信を開始するための指示を待っているスタンバ
イモードとの二つの動作モードを有するテレビジョン受
信機の電源回路のスイッチングレギュレータにおいて、前記ノーマルモードの場合には前記スイッチングレギュ
レータのスイッチングのための発振を連続的に行なわせ
、前記スタンバイモードの場合には発振状態と発振停止
状態とが商用電源の波形に基づいて交互に生じるように
前記スイッチングのための発振を間欠的に行なわせる制
御手段を設けた構成としている。

特に、前記スイッチングのための間欠発振における前記
発振状態の期間を調整することができるようにした構成
が望ましい。

作−一月一このような構成によると、テレビジョン受信機の動作モ
ードがスタンバイモードになったとき、スイッチングレ
ギュレータのスイッチング周波数が高くなるが、そのス
イッチングための発振は商用電源の波形に基づいた間欠
的な発振となる。そして、その間欠発振によってスイッ
チングが制御されることにより、スイッチングレギュレ
ータにおける電力損失や発熱が抑えられ、効率よく負荷
側に電力が供給される。

また、前記間欠発振における発振状態の期間を調整する
ことにより、スタンバイモードの負荷条件に応じて間欠
発振の最適化を図ることができる。

災ｌ乳上以下、本発明の一実施例（以下「実施例１」という）に
ついて図面を参照しつつ説明する。

第１図は本実施例のスイッチングレギュレータを整流回
路及び平滑回路（平滑用コンデンサ）とともに示した回
路図である。この図かられかるように、本実施例が前述
の従来例と異なっているのは、フォトカブラ（ＰＨ１）
の発光ダイオード、ＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ４）、　
　及び抵抗（ＲＩＯ）からなるマイコン情報伝達部（Ｂ
）と、前記フォトカブラ（ＰＨ１）の受光側フォトトラ
ンジスタ、ＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ２）、　　及び抵
抗（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ４）からなるスタンバイ制御部
（Ａ１）とを付加している点であり、他の部分について
は従来例と同一であるので同一の符号を付して説明を省
略する。

マイコン情報伝達部（Ｂ）では、ダイオード（Ｄ２）を
介してトランス（Ｔ１）の２次巻線（Ｎｓ）の一端に接
続された出力端（２）に、電流制限用抵抗（ＲＩＯ）を
介してフォトカブラ（ＰＨ１）の発光ダイオードのアノ
ードを接続し、カソードはトランジスタ（Ｔｒ４）のコ
レクタに接続している。トランジスタ（Ｔｒ４）のエミ
ッタはトランス（Ｔ１）の２次巻線（Ｎｓ）の他端（・
印の端子）に接続し、ベースはマイクロコンピュータ（
４０）に接続している。このトランジスタ（Ｔｒ４）の
ベースにマイクロコンピュータ（４０）が印加する信号
は２値化号であってリモートコントロール送信器（３１
）から送られてきた光の信号をリモートコントロール受
光部（３２）で受光して得られた受信信号に基づいてお
り、テレビジョン受信機の動作モードがノーマルモード
のときはハイレベルとなり、スタンバイモードのときは
ロウレベルとなる。

スタンバイ制御部（Ａ１）では、交流入力の入力端（１
ｂ）と接地点の間に交流入力分圧用抵抗（Ｒ１）と（Ｒ
２）を直列接続し、抵抗（Ｒ１）と（Ｒ２）の接続点を
電流制限用抵抗（Ｒ４）を介してトランジスタ（Ｔｒ２
）のベースに接続している。また、抵抗（Ｒ１）と（Ｒ
２）の接続点を前記フォトカブラ（ＰＨ１）の受光側フ
ォトトランジスタのコレクタにも接続しており、そのフ
ォトトランジスタのエミッタは接地している。そして、
トランジスタ（Ｔｒ２）は、エミッタを接地しコレクタ
をスイッチング用パワートランジスタ（Ｔｒｉ）のベー
スに接続してスイッチングのための発振を制御している
。

以下、上記構成のスイッチングレギュレータの動作につ
いて説明する。

まず、テレビジョン受信機がノーマルモードで動作して
いる場合には、マイクロコンピュータ（４０）からマイ
コン情報伝達部（Ｂ）に入力される信号はハイレベルで
あるので、トランジスタ（Ｔｒ４）がオン状態となって
フォトカブラ（ＰＨ１）の発光ダイオードが発光する。

この発光によりスタンバイ制御部（Ａ１）内のフォトカ
ブラ（ＰＨ１）の受光側フォトトランジスタがオン状態
となって電流を引き込むため、トランジスタ（Ｔｒ２）
のベース電流（ｉｌｌ）が流れなくなる。

この結果、トランジスタ（Ｔｒ２）はオフ状態となって
トランジスタ（Ｔｒｉ）のドライブ電流（ｉＤ）の波形
が第６図（ｉｉ）のノーマルモード部分の波形となり、
トランジスタ（Ｔｒｉ）は負荷に応じた周波数でスイッ
チングを行なう。

これに対し、リモートコントロール送信機（３１）から
送られて来る光信号によってテレビジョン受信機の動作
モードがノーマルモードからスタンバイモードに変わる
と、マイクロコンピュータ（４０）からマイコン情報伝
達部（Ｂ）に入力される信号はロウレベルとなるので、
トランジスタ（Ｔｒ４）がオフ状態となってフォトカプ
ラ（ＰＨ１）の発光ダイオードは発光しなくなる。これ
により、スタンバイ制御部（Ａ１）内のフォトカプラ（
ＰＨ１）の受光側フォトトランジスタが電流を引き込ま
なくなる。このとき、抵抗（Ｒ２）と（Ｒ３）との接続
点の電圧（Ｖ、）は第２図（ｉ）ニ示すような商用電Ｉ
Ｋ（交流入力）の半波整流波形となる。このため、トラ
ンジスタ（Ｔｒ２）は、概ね、電圧（ｖｌ）が正の期間
（Ｔ、）ではベース−エミッタ間が順バイアスされてオ
ン状態となり、電圧（ｖｌ）がＯとなる期間（Ｔ２）で
はベース−エミッタ間が順バイアスされないためオフ状
態となる。したがって、トランジスタ（Ｔｒｉ）のドラ
イブ電ｍ（ｉ−）は第２図（ｉｉ）（ｉｉｉ）に示すよ
うになり、概ね、期間（Ｔ、）ではｉゎ一〇となり、期
間（Ｔ２）ではスイッチング回路固有の周波数（この周
波数は負荷にも依存する）のパルス電流となる。そして
、このドライブ電流（ｉＤ）に基づいてトランジスタ（
Ｔｒｉ）がスイッチングを行なう。すなわち、本実施例
のスイッチングレギュレータのスイッチングのための発
振は、第２図（ｉｉ）に示すように商用電源の波形に基
づいた間欠的な発振となる。このため、スイッチングの
周波数が高くなってスイッチングレギュレータの電力損
失や発熱が増大する期間は（Ｔ２）のみとなり、従来例
に比べ平均的には電力損失や発熱が減少する。

炎１乳１次に、本発明の他の実施例（以下「実施例２」という）
について図面を参照しつつ説明する。

第３図は本実施例のスイッチングレギュレータを整流回
路及び平滑回路（平滑用コンデンサ）とともに示した回
路図である。この図かられかるように、本実施例が上述
の実施例１と異なっているのは、フォトカプラ（ＰＨ１
）の受光側フォトトランジスタ、ＮＰＮトランジスタ（
Ｔｒ２）（Ｔｒ３）、　　抵抗（Ｒ１）〜（Ｒ７）、　
　コンデンサ（Ｃ３）、　　及びダイオード（Ｄ３）か
らなるスタンバイ制御部（Ａ２）であり、他の部分につ
いては実施例１と同一であるので同一の符号を付して説
明を省略する。

本実施例のスタンバイ制御部（Ａ２）では、交流入力の
入力端（１ｂ）と接地点の間に交流入力分圧用抵抗（Ｒ
１）と（Ｒ２）を直列接続し、抵抗（Ｒ１）と（Ｒ２）
の接続点はコンデンサ（Ｃ３）及び抵抗（Ｒ３）からな
る微分回路と電流制限用抵抗（Ｒ４）とを介してトラン
ジスタ（Ｔｒ３）のベースに接続している。すなわち、
抵抗（Ｒ１）と（Ｒ２）の接続点にコンデンサ（Ｃ３）
の一端を接続し、他端は抵抗（Ｒ３）を介して接地する
とともに電流制限用抵抗（Ｒ４）を介してトランジスタ
（Ｔｒ３）めベースに接続している。また、トランジス
タ（Ｔｒ３）のベースと接地点との間には保護用ダイオ
ード（Ｄ３）をアノードが接地点側となるように接続し
ている。そして、トランジスタ（Ｔｒ３）のエミッタは
接地し、コレクタはフォトダイオード（ＰＨ１）の受光
側フォトトランジスタのコレクタと接続するとともにト
ランジスタ（Ｔｒ２）のベースに接続している。なお、
受光側フォトトランジスタのエミッタは接地している。

一方、余波整流回路（Ｄｌ）の正側端子（ｃ）と接地点
の間にトランジスタ（Ｔｒ２）を駆動するための分圧用
抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）を直列接続し、抵抗（Ｒ５）と
（Ｒ６）の接続点を電流制限用抵抗（Ｒ７）を介してト
ランジスタ（Ｔ　ｒ　２　）のベースに接続している。

そして、トランジスタ（Ｔｒ２）のエミッタを接地し、
コレクタをスイッチング用パワートランジスタ（Ｔｒｉ
）のベースに接続してスイッチングのための発振を制御
している。

まず、テレビジョン受信機がノーマルモードで動作して
いる場合には、マイコン情報伝達部（Ｂ）は実施例１と
同様の動作を行い、スタンバイ制御部（Ａ２）内のフォ
トカプラ（ＰＨ１）の受光側フォトトランジスタがオン
状態となって電流を引き込むため、トランジスタ（Ｔｒ
２）のベース電流（ｉ９）が流れなくなる。この結果、
実施例１と同様にトランジスタ（Ｔｒ２）はオフ状態と
なってトランジスタ（Ｔｒｉ）のドライブ電流（ｉ！＋
）の波形が第６図（ｉｉ）のノーマルモード部分の波形
となり、トランジスタ（Ｔｒｉ）は負荷に応じた周波数
でスイッチングを行なう。

これに対し、リモートコントロール送信機（３１）から
送られて来る光信号によってテレビジョン受信機の動作
モードがノーマルモードからスタンバイモードに変わる
と、マイコン情報伝達部（Ｂ）は実施例１と同様の動作
を行い、スタンバイ制御部（Ａ２）内のフォトカブラ（
ＰＨ１）の受光側フォトトランジスタがオフ状態となっ
て電流を引き込まなくなる。

一方、交流入力の入力端（１ｂ）の電圧を抵抗（Ｒ１）
及び（Ｒ２）で分圧した電圧（１（第４図（ｉ））をコ
ンデンサ（Ｃ３）及び抵抗（Ｒ３）からなる微分回路に
通すことにより、コンデンサ（Ｃ３）と抵抗（Ｒ３）と
の接続点に第４図（ｉｉ）に示すような電圧（ｖ２）が
得られる。

このため、トランジスタ（Ｔｒ３）は、概ね、電圧（Ｖ
２）が正の期間（Ｔ３）ではベース〜エミッタ間が順バ
イアスされてオン状態となり、電圧（Ｖ２）がＯ又は負
となる期間（Ｔ４）ではベース〜エミッタ間が順バイア
スされないためオフ状態となる。そして、二のトランジ
スタ（Ｔｒ３）のオン／オフによってトランジスタ（Ｔ
ｒ２）のベース電流（１８）が制御される。ところで、
トランジスタ（Ｔｒ２）のベースには、全波整流回路（
Ｄｌ）及び平滑コンデンサ（Ｃ１）で整流・平滑された
電圧（Ｖｉ）を抵抗（Ｒ５）及び（Ｒ６）で分圧し電流
制限用抵抗（Ｒ７）を介して印加されているので、トラ
ンジスタ（Ｔｒ３）及びフォトカプラ（ＰＨ１）の受光
側フォトトランジスタがともにオフ状態のときトランジ
スタ（Ｔｒ２）はオン状態となる。したがって、期間（
Ｔ３）ではトランジスタ（Ｔｒ３）が電流を引き込むた
めベース電流（１Ｂ）が流れずトランジスタ（Ｔｒ２）
はオフ状態となるが、期間（Ｔ４）ではトランジスタ（
Ｔｒ３）がオフ状態となるためベース電流（ｉｓ）が流
れてトランジスタ（Ｔｒ２）はオン状態となる。この結
果、トランジスタ（Ｔｒｉ）のドライブ電流（ｉＤ）は
第４図（ｉｉｉ）（ｉｖ）に示すようになり、概ね、期
間（Ｔ３）ではスイッチング回路固有の周波数（この周
波数は負荷にも依存する）のパルス電流となり、期間（
Ｔ４）ではｉｎ”０となる。そして、このドライブ電流
（ｉＤ）に基づいてトランジスタ（Ｔｒｉ）がスイッチ
ングを行なう。すなわち、本実施例のスイッチングレギ
ュレータのスイッチングのための発振は、実施例１と同
様に商用電源の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）にした
がって発振状態と発振停止状態とが交互に生じる間欠的
な発振となる。ただし、実施例１ではこの間欠発振の発
振状態の期間は固定されていたのに対し、本実施例では
発振状態の期間（Ｔ３）を調整するための手段としてコ
ンデンサ（Ｃ３）及び抵抗（Ｒ３）からなる微分回路を
設けている。すなわち、本実施例では発振状態の期間（
Ｔ３）をコンデンサ（Ｃ３）の容量値又は抵抗（Ｒ３）
の抵抗値を変えることによって調整することができるた
め、スタンバイモードの負荷条件に応じた最適な期間（
Ｔ３）を選ぶことができる。

見１１ＢＥ１以上説明した通り本発明によれば、テレビジョン受信機
の動作モードがスタンバイモードになるとスイッチング
レギュレータのスイッチングのための発振が間欠的な発
振となるため、電力損失や発熱を抑えることができる。

さらに、この間欠発振における発振状態の期間を調整す
ることにより、スタンバイモードの負荷条件に応じた最
適な間欠発振とすることができる。

これにより、テレビジョン受信機の動作モードに拘らず
一つのスイッチングレギュレータで負荷側に効率よく電
力を供給することができるので、スタンバイモード用の
別電源は不要となり、コスト面でも基板スペースの面で
も大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスイッチングレギュレータの一実施例
を整流回路及び平滑回路とともに示した回路図であり、
第２図は前記一実施例の動作を説明するための波形図、
第３図は本発明のスイッチングレギュレータの他の実施
例を整流回路及び平滑回路とともに示した回路図、第４
図は前記能の実施例の動作を説明するための波形図、第
５図は従来のスイッチングレギュレータの一例を整流回
路及び平滑回路とともに示した回路図、第６図は従来の
スイッチングレギュレータの動作を説明するための波形
図である。（ｌａ）　（ｌｂ）・・・入力端。（２）　　　・・・出力端。（２０）　　　・・・検出回路。（ＡＩ）（Ａ２）・・・スタンバイ制御部。（Ｂ）　　　・・・マイコン情報伝達部。（ＰＨ１）　　　　・・・フォトカプラ。（Ｔｒｉ）　　　　・・・スイッチング用パワートラン
ジスタ。（Ｔｒ２）〜（Ｔｒ４）−Ｎ　Ｐ　Ｎ　トランジスタ。（Ｄｌ）　　　　　・・・全波整流回路。（Ｃ２）　（Ｃ３）　　　・・・ダイオード。（Ｒ１）〜（ＲＩＯ）　・・・抵抗。（Ｃ１）〜（Ｃ４）・・・コンデンサ。（Ｔ１）　　　　　・・・コンバータトランス。（ｉＤ）・・・スイッチング用パワートランジスタのド
ライブ電流。（Ｖｌ）・・・商用電源を半波整流した電圧。（ｖ２）・・・商用電源を半波整流して微分回路を通し
た後の電圧。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テレビジョン信号の受信を行なつているノーマル
モードと、テレビジョン信号の受信を開始するための指
示を待っているスタンバイモードとの二つの動作モード
を有するテレビジョン受信機の電源回路のスイッチング
レギュレータにおいて、前記ノーマルモードの場合には
前記スイッチングレギュレータのスイッチングのための
発振を連続的に行なわせ、前記スタンバイモードの場合
には発振状態と発振停止状態とが商用電源の波形に基づ
いて交互に生じるように前記スイッチングのための発振
を間欠的に行なわせる制御手段を設けたことを特徴とす
るスイッチングレギュレータ。
（２）前記スイッチングのための間欠発振における前記
発振状態の期間を調整する調整手段を設けたことを特徴
とする第１請求項に記載のスイッチングレギュレータ。