JPH05176258A

JPH05176258A - テレビジョン用電源装置

Info

Publication number: JPH05176258A
Application number: JP3001176A
Authority: JP
Inventors: Takeo Koyama; 丈夫児山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1993-07-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】スタンバイ状態のマイコンだけしか動作して
いない場合も効率の良いテレビジョン用電源装置を提供
する。【構成】複数の互いに異なる値の安定化された電源電
圧を出力し、一次側と二次側の間でエネルギーを回生す
ることで電源電圧の安定化を行うスイッチング電源と、
水平偏向回路と高圧発生回路用の電源電圧に接続された
第１のスイッチと、このスイッチをオン・オフする第１
の手段と、二次側から垂直偏向回路用電源電圧と映像信
号処理回路、チューナー回路などの電源電圧を出力する
巻線を備えるフライバックトランスで構成された高圧発
生回路を有し、その電源電圧には第２のスイッチと、こ
のスイッチをオン・オフする第２の手段と、スイッチン
グ電源に備えられる同期発振回路から出力される駆動パ
ルスのオン期間を決める発振用コンデンサの容量を２通
りに切り換える第３のスイッチと、このスイッチをオン
・オフする第３の手段を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星放送や文字放送な
どを受信する機能をもったテレビジョン受信機に直流安
定電圧を供給し、また回生制御方式のスイッチング電源
の特徴を生かして個々の機能が単独で動作できるように
設計されたテレビジョン用電源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、テレビジョン受信機は、衛星放送
受信機や文字放送受信機を内蔵するようになり、個々が
単独でも動作させられるようになっている。これは留守
録などを行う際には画面へ映像を出力する機能は不要な
ため、これを停止させて消費電力を下げ、効率的な動作
を行えることを意味する。その方法も様々である。以
下、図面を参照しながら、上述した従来のテレビジョン
用電源装置の一例について説明する。図５は、従来のテ
レビジョン用電源の構成を示すものである。１はＡＣ電
源入力端子、２はテレビの電源をすべて止める手動のメ
インスイッチ、３はラインフィルター、４は整流ダイオ
ードと電解コンデンサからなり、ＡＣ入力電圧を直流電
圧に変換する整流回路部、５は多出力対応のスイッチン
グトランス、６は一次巻線、７はバイアス巻線、８は寄
生的にボディダイオードを内蔵している電解効果トラン
ジスタ(以下ＦＥＴ)を用いたスイッチング素子、９はス
イッチング素子８を決められたオン期間でオン動作さ
せ、そのオフ期間をバイアス巻線７の誘起電圧の極性が
反転するまで持続するようにオフ動作させ、このオン・
オフの繰り返しによって発振を続ける同期発振回路、10
は同期発振回路９の起動抵抗器、11は容量Ｃ１の発振用
コンデンサ、12は同期発振回路９の端子Ｂからの発振出
力のオン期間の最大値を発振用コンデンサ11との時定数
で規定する抵抗器(以下Ｒ１)、13はＡＣ入力電圧変動時
に同期発振回路９のオン期間を変化させるためにバイア
ス巻線７により端子の発振用コンデンサ11の電荷を引き
抜くための抵抗器(以下Ｒ２)、14は任意のバイアス巻線
電圧以上で抵抗器13を通して発振用コンデンサの電荷を
引き抜くための任意の値Ｖ_Zで与えられるツェナーダイ
オード、15は電解コンデンサ、16は同期発振回路９の電
源電圧用の整流ダイオード、17は水平偏向回路用の電源
電圧(1)、18は電源電圧(1)17の二次巻線(1)、19は寄生
的にボディダイオードを内蔵しているＦＥＴを用いたス
イッチング素子、20は二次巻線(1)18の誘起電圧を平滑
する電解コンデンサ、21はスイッチング素子19のドライ
ブ抵抗器、22は電源電圧(1)17の電圧を検出し、内部基
準電圧と比較して、スイッチング素子19の二次電流を流
す逆流期間を制御する制御回路、23は電源電圧(2)、24
は電源電圧(2)23の二次巻線(2)、25は整流ダイオード、
26は電解コンデンサ、27は電源電圧(3)、28は電源電圧
(3)27の二次巻線(3)、29は整流ダイオード、30は電解コ
ンデンサ、31は電源電圧(4)、32は電源電圧(4)31の二次
巻線(4)、33は整流ダイオード、34は電解コンデンサ、3
5は電源電圧(5)、36は電源電圧(5)35の二次巻線(5)、37
は整流ダイオード、38は電解コンデンサで、電源電圧
(2)23，電源電圧(3)27，電源電圧(4)31は衛星放送受信
機44の電源電圧である。39は電源やテレビの選局などの
制御用のマイコン、40はマイコン39からの制御信号
(1)、41は水平偏向回路45への電源電圧(1)17への供給を
マイコン39からの制御信号(1)40で制御するスイッチ手
段(1)、42はマイコン39だけが動作している状態をつく
るためのマイコン39からの制御信号(2)、43は衛星放送
受信機44への電源電圧の供給をマイコン39からの制御信
号(2)42で制御されるスイッチ手段(2)、44は衛星放送受
信機、45は水平偏向回路、46は水平偏向回路45からの高
圧発生用のフライバックパルス、47はフライバックパル
ス46から高圧を作り出す高圧発生回路、48は垂直偏向回
路、49は高圧発生回路47内のフライバックトランスの二
次側から出力される垂直偏向用の電源電圧、50は映像信
号処理回路、51は49と同じくフライバックトランスの二
次側から出力される映像信号処理回路用の電源電圧、52
は音声出力回路、53は３端子レギュレーター、54は電源
電圧(4)31から３端子レギュレータ53を通して供給され
るマイコン用の電源電圧である。

【０００３】以上のように構成されたテレビジョン用電
源装置について以下図５を用いてその動作を説明する。

【０００４】まず、本従来例で採用されている回生制御
方式のスイッチング電源について図６と図７を用いて説
明する。図６において(a)はスイッチング素子８の両端
電圧波形Ｖ_DSを示しており、(b)は一次巻線６に流れる
一次電流波形Ｉ_Dを示しており、(c)は同期発振回路９の
端子Ｂからの駆動パルス波形Ｖ_G1を示しており、(d)は
二次巻線(1)18に流れる二次電流波形Ｉ_Oを示しており、
(e)は二次側のスイッチング素子19の駆動パルス波形Ｖ
_G2を示しており、オフ期間中で斜線で示した期間が二次
巻線(1)18に二次電流を流す逆流期間を示している。同
期発振回路９の端子Ｄの抵抗器12(Ｒ１)と抵抗器13(Ｒ
２)、ツェナーダイオード14(Ｖ_Z)と端子Ｅの発振用コン
デンサ11の値により

【０００５】

【数１】

【０００６】に示す式で決められたオン期間で動作する
スイッチング素子８のオン期間に一次巻線６を介して流
れる一次電流により、スイッチングトランス５に磁束が
発生しエネルギーが蓄積される。このときスイッチング
トランス５の二次巻線(1)18に誘起電圧が発生するが、
スイッチング素子８のボディダイオードを逆バイアスす
る方向に電圧が印加されるように構成されるとともに、
二次側のスイッチング素子19はオフしているように構成
されている。同期発振回路９のオフ信号でスイッチング
素子８がオフすると一次巻線６にフライバック電圧が発
生すると同時に、二次巻線(1)18にもフライバック電圧
が発生し、ボディダイオードを順バイアスする方向に電
圧が印加されるため、スイッチングトランス５に蓄積さ
れたエネルギーが二次巻線(1)18を介して二次電流とし
て放出され、電解コンデンサ20によって平滑されて電源
電圧(1)17として供給される。このとき、二次側のスイ
ッチング素子19も二次巻線(2)24に発生するフライバッ
ク電圧によりドライブ抵抗器21を介してオンされている
が、ボディダイオードとＦＥＴであるスイッチング素子
19のいずれかを二次電流が流れても特に動作上変化は生
じない。スイッチングトランス５に蓄積されたエネルギ
ーがすべて放出されて二次電流がゼロになると、すでに
オンしている二次側のスイッチング素子19を介して電解
コンデンサ20の両端電圧、すなわち電源電圧(1)17は二
次巻線(1)18に印加されるため、電解コンデンサ20によ
り逆方向に電流が流れ、スイッチングトランス５に前記
とは逆方向の磁束が発生しエネルギーが蓄積される。こ
の状態ではスイッチングトランス５の巻線に発生する誘
起電圧の極性は変化しないため、バイアス巻線７のフラ
イバック電圧も変化しないため同期発振回路９はスイッ
チング素子８のオフ期間を持続させる。制御回路22によ
り二次側のスイッチング素子19のオン期間は制御されて
おり、二次側のスイッチング素子19がオフするとスイッ
チングトランス５の各巻線に発生する誘起電圧は極性が
反転するため、二次巻線(1)18に発生する誘起電圧はボ
ディダイオードを逆バイアスし、二次側のスイッチング
素子19もオフしているため二次巻線電流は流れなくな
り、一次巻線６に発生する誘起電圧はスイッチング素子
８の接続端を負電圧に、電源電圧の接続端を正電圧にす
る方向に発生するため、ボディダイオードを介して電源
電圧を充電する方向に一次電流が流れ、オフ期間中に蓄
積されたスイッチングトランス５のエネルギーを電源電
圧の電源に回生を行う。このときにバイアス巻線７に発
生する誘起電圧の極性も反転するため、同期発振回路９
はスイッチング素子８をオンさせるが、一次電流がボデ
ィダイオードとＦＥＴのスイッチング素子８のどちらか
を流れても特に動作上変化は生じない。オフ期間にスイ
ッチングトランス５に蓄積されたエネルギーがすべて放
出され、一次電流がゼロになると、すでにオンしている
スイッチング素子８を介して電源電圧より前記とは逆方
向に放電するように一次電流が流れてスイッチングトラ
ンス５に磁束が発生しエネルギーが蓄積される。この状
態ではスイッチングトランス５の各巻線に発生する誘起
電圧の極性は変化せず、同期発振回路９によりスイッチ
ング素子８はオン状態を持続する。同期発振回路９によ
り決められたオン期間で動作するスイッチング素子８が
オフするとスイッチングトランス５に蓄積されたエネル
ギーは二次巻線(1)18を介して二次電流として放出され
る。これらの動作を繰り返すことで、電源電圧(1)17は
連続的に供給される。また、スイッチングトランス５に
別巻線である多出力巻線の二次巻線(2)24，(3)28，(4)3
2，(5)36を設け、多出力構成としたものである。そのひ
とつである電源電圧(3)27はスイッチング素子８がオフ
すると二次巻線(3)28にフライバック電圧が発生し、整
流ダイオード29を順バイアスする方向に電圧が印加され
るため、整流ダイオード29にスイッチングトランス５に
蓄積されたエネルギーにより電流が流れ、電解コンデン
サ30によって平滑されて出力される。このとき他の二次
巻線も同様なので省略する。

【０００７】さらに出力電圧が安定に制御される動作を
説明する。図６に各動作波形を示しているが同期発振回
路９の駆動パルスＶ_G1のオフ期間(ｔ１〜ｔ３)をＴoff
とし、そのうち二次電流Ｉ_Oの逆流期間(ｔ２〜ｔ３)を
Ｔ'offとし、一方オン期間(ｔ３〜ｔ５)をＴonとし、そ
のうち一次電流Ｉ_Dの回生期間(ｔ３〜ｔ４)をＴ'onとす
る。前記オン期間Ｔonは同期発振回路９により決められ
た一定値に保たれているため、出力電圧Ｖoutが一定で
あれば前記オフ期間Ｔoff一定で発振周波数ｆも一定と
なる。しかし前記逆流期間Ｔ'offは制御回路22により制
御される二次側のスイッチング素子19で変化でき、出力
電流Ｉoutが変化すると前記逆流期間Ｔ'offを変化する
ことで制御可能となる。さらに前記入力電圧Ｖinの変化
に対してもＴ'offを変化させることで出力電圧Ｖoutは
制御回路22により制御される二次側のスイッチング素子
19のオン期間を制御することで逆流期間Ｔ'offを変化さ
せ、絶えず一定となるように制御される。

【０００８】次にテレビのシステムとしての動作を説明
する。

【０００９】まず、すべての回路が動作してテレビが映
っているときについて説明する。メインスイッチ２が閉
じていると、ＡＣ入力端子１からの交流電圧がラインフ
ィルター３を通って整流回路部４に加わり、直流電圧に
変換される。すると同期発振回路９に起動抵抗器10を通
して電圧が供給され、発振を開始して端子Ｂからスイッ
チング素子８に励振しはじめる。そして系として安定す
ると二次側の各出力端子に任意の電圧が発生する。そこ
でマイコン39からの制御信号(1)40と制御信号(2)42が各
々スイッチ手段(1)41とスイッチ手段(2)43を閉じるよう
に出力されていると、まず、電源電圧(2)23，(3)27，
(4)31が衛星放送受信機44に供給され、電源電圧(1)17が
水平偏向回路45に、電源電圧(5)35が音声出力回路52に
供給されていることになる。この状態においてはテレビ
は受信している放送の画像を映し出し、音声を出力する
ための回路がすべて動作しており、使用者がテレビ放送
と衛星放送の番組を任意に観賞することができる。

【００１０】次に前述の状態から衛星放送の番組を留守
録する場合の動作を説明する。留守録機能は使用者が不
在のときにビデオテープレコーダーで任意の番組を録画
するとき、電力節約のためにテレビジョン受信機側の回
路に電源電圧を供給するのをやめ、衛星放送受信機だけ
動作させる機能である。図５のシステムにおいて使用者
が希望してリモコン、もしくはテレビ前面のキーボード
からその指示を行うと、マイコン39はスイッチ手段(1)4
1を開放する制御信号(1)40を出力する。すると水平偏向
回路45、高圧発生回路47が動作しなくなるため、垂直偏
向回路48、および映像信号処理回路50も動作しなくな
り、すなわちブラウン管に映像を映し出す基本回路がす
べて停止したことになる。ところがこの電源は回生制御
方式の電源であるため、図８に示すように軽負荷から最
大負荷まで出力電圧が常に一定であるから、スイッチ手
段(1)41を開放したことで極端に負荷が減少しても電圧
は変動しない。よって留守録に切り換わる前と変化しな
い電源電圧(2)23，(3)27，(4)31をスイッチ手段(2)43を
介して衛星放送受信機44に供給し、この機能だけが動作
を続ける留守録が実現できたことになる。

【００１１】次にマイコン39のスタンバイ状態、すなわ
ち、マイコン39だけが電源の負荷として動作しており、
使用者の指令待ちの状態について説明する。使用者がテ
レビを観ている状態、または留守録の状態からスタンバ
イ状態になるときは、マイコン39からの制御信号(1)40
と制御信号(2)42が各々スイッチ手段(1)41とスイッチ手
段(2)43を開放にするように出力される。すると電源の
負荷は電源電圧(4)31から３端子レギュレーター53に接
続されるマイコン39だけになる。このとき、留守録時と
同様、負荷が軽くても電源電圧(4)31は変動せずに安定
している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、図９に示すようにスイッチングトランス
５の一次側巻線６と二次巻線(1)18には最大負荷時も軽
負荷時も同等な大きさの巻線電流が流れるため、スイッ
チングトランス５の損失が大きい。そのため、今回のよ
うなマイコン39だけが動作をする軽負荷時にはひどく効
率がわるい動作状態になってしまうという欠点を有して
いた。

【００１３】本発明の目的は、従来の欠点を解消しスタ
ンバイ状態のマイコンだけしか動作していない場合も効
率の良いテレビジョン用電源装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のテレビジョン用
電源装置は同期発振回路９で決められているＴonを二次
側の負荷の大きさに応じて２通りに切り換えることでス
タンバイ状態という軽負荷時にも効率のよい動作ができ
るようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明のテレビジョン用電源装置によれば、ス
タンバイ状態の消費電力を従来よりも少なくできる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て説明する。

【００１７】図１は本実施例におけるテレビジョン用電
源装置の回路図である。

【００１８】図１において１から54までは図５に示す従
来例と同じである。55は容量Ｃ２のコンデンサ、56は従
来例の発振用コンデンサ11と同じ容量Ｃ１のコンデン
サ、57はトランジスタ、58はフォトカプラー59のエミッ
タ抵抗器、59はフォトカプラー、60はトランジスタ、61
はフォトカプラー59のドライブ抵抗器、62はトランジス
タ60のベース抵抗器、63は発振用コンデンサの容量を変
えるマイコン39からの制御信号(3)である。

【００１９】以上のように構成されたテレビジョン用電
源装置について以下図１を用いてその動作を説明する。
なお、全ての回路が動作している状態と衛星放送の留守
録時についてはその動作説明は従来例と同じなので省略
する。

【００２０】さて使用者がテレビを観賞しているときは
マイコン39から出力される各々の制御信号状態は、制御
信号(1)40は水平偏向回路45以降が動作するようスイッ
チ手段(1)41をオンさせる“Ｈ”の状態、制御信号(2)42
は衛星放送受信機44が動作するようスイッチ手段(2)43
をオンさせる“Ｈ”の状態、制御信号(3)63は電源の負
荷が最大の状態なので一次側の同期発振回路９のＴonを
決める端子Ｅの発振用コンデンサを容量がＣ１であるよ
うに“Ｈ”を出力する。すなわち、マイコン39の制御信
号(3)63が“Ｈ”であればトランジスタ60はオン、フォ
トカプラー59の一次側のトランジスタはオン、トランジ
スタ57はオンであるから端子Ｅの発振用コンデンサの値
はＣ１となる。このとき従来例と同様、図９よりスイッ
チング素子８の一次電流とスイッチング素子19を流れる
二次電流はＩ_d1，Ｉ_d2となる。このとき電源は最大負荷
であるテレビの機能がすべて動作している状態に対応可
能で、必要な電力を供給することができる。なお、図９
で破線の電流波形は二次側の負荷が増大したことに反応
して制御回路22がスイッチング素子19の逆流期間を制御
したときの波形であるが、回生制御方式ではＴonを固定
してエネルギーの授受で電源電圧の安定化を行っている
ため、

【００２１】

【数２】

【００２２】が成立する。

【００２３】次に使用者がテレビの観賞をせずにテレビ
の機能をオフし、しかしリモコンの入力はいつでも受け
付けるようマイコン39だけ動作させておくスタンバイ状
態を選択すると、マイコン39から制御信号(1)40と制御
信号(1)40と制御信号(2)42によりスイッチ手段(1)41と
スイッチ手段(2)43を開放する。そしてさらにマイコン3
9だけが負荷であるときの効率をあげるため、制御信号
(3)63を“Ｌ”にし、ベース抵抗器62でトランジスタ60
をオンしてその情報をフォトカプラー59を通して一次側
に伝達する。一次側ではその情報を受けてトランジスタ
57をオフさせて同期発振回路９の端子Ｅの発振用コンデ
ンサの容量は

【００２４】

【数３】

【００２５】になる。このときスイッチング素子８を流
れる一次電流とスイッチング素子19を流れる二次電流は
図２に示すＩ_d1”，Ｉ_d2”となる。このとき電源は供給
できる電力が前者のときより減少する。すなわち、

【００２６】

【数４】

【００２７】となるからテレビの全ての機能を動作させ
る電力は供給できない。しかし、ここでは

【００２８】

【数５】

【００２９】であるからスイッチングトランス５の一次
巻線６、二次巻線(1)18の抵抗分による損失は減少して
おり、

【００３０】

【数６】

【００３１】上記の数６に示す式によるとこの損失は全
損失に含まれるため、よって負荷が軽い場合にはマイコ
ン39により発振用コンデンサの容量を小さくすることで
効率が上がる。図３は負荷の消費電力に対する効率を表
したグラフである。実線が従来の電源の効率、破線が本
発明による軽負荷時の効率である。

【００３２】図４に制御信号(1)40、制御信号(2)42、制
御信号(3)63のロジック表を示す。但しメインスイッチ
２によりテレビの回路を全て動作させるよう起動すると
きには制御信号(3)63は最もはやく“Ｈ”を出力し、テ
レビをオフするときは一番最後に“Ｌ”となるようにす
る。前者は電源の立ち上がり、すなわち出画するまでの
時間が長くならないようにするためであり、後者は最初
に制御信号(3)63が“Ｌ”になると電源が電力を供給で
きないために電源電圧(1)17が低下し、それゆえ高圧も
低下するので画面が通常とは異なる消え方をするのを防
止するためである。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、従来のスイッチング電
源に対し、マイコンだけが動作する軽い負荷状態でも高
い効率を得ることができ、その実用上の効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるテレビジョン用電源
装置の回路構成図である。

【図２】図１の回生制御方式の電源の電源波形図であ
る。

【図３】図１の負荷に対する電源の効率を求めるグラフ
である。

【図４】図１のテレビジョンの動作状態に対応した制御
信号の状態を示すロジック図である。

【図５】従来のテレビジョン用電源装置の回路構成図で
ある。

【図６】回生制御方式の電源の動作説明図(1)である。

【図７】図６と同じ動作説明図(2)である。

【図８】回生制御方式の電源のレギュレーション特性図
である。

【図９】図７と同じ動作説明図(3)である。

【符号の説明】１…ＡＣ電源入力端子、２…メインスイッチ、３…
ラインフィルター、４…整流回路部、５…スイッチ
ングトランス、６…一次巻線、７…バイアス巻線、
８，19…スイッチング素子、９…同期発振回路、
10…起動抵抗器、11…発振用コンデンサ、 12，13…抵
抗器、 14…ツェナーダイオード、 15，20，26，30，
34，38…電解コンデンサ、 16，25，29，33，37…整流
ダイオード、 17…電源電圧(1)、 18…二次巻線(1)、
21…ドライブ抵抗器、 22…制御回路、 23…電源電
圧(2)、 24…二次巻線(2)、 27…電源電圧(3)、 28
…二次巻線(3)、 31…電源電圧(4)、 32…二次巻線
(4)、 35…電源電圧(5)、 36…二次巻線(5)、 39…
マイコン、 40…制御信号(1)、 41…スイッチ手段
(1)、 42…制御信号(2)、 43…スイッチ手段(2)、 4
4…衛星放送受信機、 45…水平偏向回路、 46…フラ
イバックパルス、 47…高圧発生回路、 48…垂直偏向
回路、 49…垂直偏向用の電源電圧、 50…映像信号処
理回路、 51…映像信号処理回路用の電源電圧、 52…
音声出力回路、 53…３端子レギュレーター、54…マイ
コン用の電源電圧、 55，56…コンデンサ、 57，60…
トランジスタ、58…エミッタ抵抗器、 59…フォトカプ
ラー、 61…ドライブ抵抗器、 62…ベース抵抗器、
63…制御信号(3)。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の互いに異なる値の安定化された電
源電圧を出力し、一次側と二次側の間でエネルギーを回
生することで電源電圧の安定化を行うスイッチング電源
と、水平偏向回路と高圧発生回路用の電源電圧に接続さ
れた第１のスイッチとこのスイッチをオン・オフする第
１の手段と、二次側から垂直偏向回路用電源電圧と映像
信号処理回路、チューナー回路などの電源電圧を出力す
る巻線を備えるフライバックトランスで構成された高圧
発生回路を有し、さらに前記スイッチング電源の電源電
圧が衛星放送受信機に接続され、前記電源電圧には第２
のスイッチと、前記第２のスイッチをオン・オフする第
２の手段と、前記スイッチング電源に備えられる同期発
振回路から出力される駆動パルスのオン期間を決める発
振用コンデンサの容量を２通りに切り換える第３のスイ
ッチと、前記第３のスイッチをオン・オフする第３の手
段を備えたことを特徴とするテレビジョン用電源装置。