(57)【要約】【課題】誤って過大電圧（例えば２００Ｖ系交流電圧）が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが確実に溶断し、且つ、所定のレベル以下の雷サージ（例えば安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバが壊れない安全保護回路を提供する。【解決手段】整流器Ｒ１と、整流器Ｒ１から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサＣ１とを備える電源装置に設けられる安全保護回路であって、平滑コンデンサＣ１に並列接続されフェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路と、サージアブソーバＳＡ１に並列接続されるコンデンサＣ２と、ヒューズＦ１とを備え、サージアブソーバＳＡ１がショートモードで壊れたときにヒューズＦ１を介してサージアブソーバＳＡ１に電流が供給される安全保護回路。【選択図】図１
2010263734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、前記整流器から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサと、安全保護回路とを備える電源装置において、
前記安全保護回路が、
前記平滑コンデンサに並列接続され、フェライトビーズ又はコイルとサージアブソーバとからなる直列回路と、
前記サージアブソーバに並列接続されるコンデンサと、
ヒューズとを備え、
前記サージアブソーバがショートモードで壊れたときに前記ヒューズを介して前記サージアブソーバに電流が供給されることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源装置が商用１００Ｖ系交流電圧入力用の電源装置であり、
前記整流器が前記電源装置の入力電圧を整流し、
前記電源装置の入力電圧が２００Ｖ系交流電圧であるときに前記サージアブソーバがショートモードで壊れることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ヒューズを前記整流器の入力側に設け、
前記直列回路と前記整流器の間、又は、前記直列回路と前記平滑コンデンサの間に突入電流低減用抵抗を挿入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置を備えることを特徴とする電気機器。
【請求項５】
液晶テレビであることを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
【請求項６】
整流器と、前記整流器から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサとを備える電源装置に設けられる安全保護回路であって、
前記平滑コンデンサに並列接続され、フェライトビーズ又はコイルとサージアブソーバとからなる直列回路と、
前記サージアブソーバに並列接続されるコンデンサと、
ヒューズとを備え、
前記サージアブソーバがショートモードで壊れたときに前記ヒューズを介して前記サージアブソーバに電流が供給されることを特徴とする安全保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過大電圧から電気機器を保護する安全保護回路並びにそれを備えた電源装置及び電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内仕様等に設計された電気機器に設けられる電源装置は、商用１００Ｖ系交流電圧入力用になっている。この商用１００Ｖ系交流電圧入力用電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧を入力した場合、当該電源装置の入力部の平滑コンデンサが破裂するなどの危険がある。
【０００３】
このような危険を未然に防止することができる従来の電源装置として、例えば図４に示す入力部を備える電源装置がある。図４に示す入力部は、整流器（図面では一例としてダイオードブリッジ回路を図示）ＲＥ１と、整流器ＲＥ１の入力側に設けられるヒューズＦ１と、整流器ＲＥ１から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１に並列接続されるサージアブソーバＳＡ１（図面では一例としてツェナーダイオードを図示）と、サージアブソーバＳＡ１と整流器ＲＥ１の間に挿入される突入電流低減用抵抗Ｒ１とを有している。サージアブソーバＳＡ１には、約２００Ｖ程度で動作するサージアブソーバを用いる。
【０００４】
図４に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧を入力した場合、平滑コンデンサＣ１に約２８０Ｖ程度の電圧が現れ、平滑コンデンサＣ１に並列接続されるサージアブソーバＳＡ１に大きな電流が流れ、サージアブソーバＳＡ１がショートモードで壊れる。これにより、ヒューズＦ１に短絡電流が流れてヒューズＦ１が溶断するので、平滑コンデンサＣ１が破裂するなどの危険を未然に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−８０３８３号公報
【特許文献２】特開平６−１８１５５３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図４に示す入力部において、平滑コンデンサＣ１が大容量のコンデンサである場合、図４に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧が入力されると、一旦ショートモードで壊れたサージアブソーバＳＡ１が平滑コンデンサＣ１を短絡し、平滑コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷により大きな電流がサージアブソーバＳＡ１に流れ、ヒューズＦ１が溶断する前にサージアブソーバＳＡ１がオープンになることがある。この場合、ヒューズＦ１が溶断しないので、引き続き図４に示す入力部を備える電源装置に２００Ｖ系交流電圧が印加された状態となり、平滑コンデンサＣ１が破裂するなどの危険を未然に防止することができないという問題（第１の問題）がある。
【０００７】
また、実際の使用状態において雷サージが発生した場合に雷サージによりサージアブソーバＳＡ１が壊れるなどの問題（第２の問題）もある。
【０００８】
第１の問題を解決することができる従来の電源装置として、例えば図５に示す入力部を備える電源装置がある。なお、図５において図４と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図５に示す入力部は、図４に示す入力部ではサージアブソーバＳＡ１と整流器ＲＥ１の間に挿入されていた突入電流低減用抵抗Ｒ１を、サージアブソーバＳＡ１と平滑コンデンサＣ１の間に挿入した構成である。このような構成によると、突入電流低減用抵抗Ｒ１が平滑コンデンサＣ１からの短絡電流を制限するため、サージアブソーバＳＡ１がオープンになることが防止され、第１の問題を解決することができる。
【０００９】
しかしながら、図５に示す入力部を備える電源装置は、平滑コンデンサＣ１がサージアブソーバＳＡ１に直に並列になっていないため、図４に示す入力部を備える電源装置に比べて、実際の使用状態において雷サージが発生した場合に雷サージによりサージアブソーバＳＡ１が壊れやすくなるという問題を有している。
【００１０】
ここで、特許文献１には、「交流１００Ｖ及び２００Ｖの何れかを電源とする電気機器において、電源電圧を検出する電圧検出装置と、該電圧検出装置からの信号により印加されている電源電圧に対応したトランスの一次巻線端子に接続を切り換える接続切り換え装置とを具備することを特徴とする電気機器の電源装置」が開示されている。特許文献１で開示されている電気機器の電源装置は、交流１００Ｖ及び２００Ｖの何れの電源電圧を印加しても電気機器が発熱、焼損、短絡、断線等を引き起こすことがないようにするものであるが、誤って過大電圧が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが溶断する安全保護回路を備えるものではない。
【００１１】
また、特許文献２には、「２系統の電源電圧に対応した電源回路において、スタンバイ用のサブ電源の整流後の直流電圧を分割抵抗とツェナーダイオードとトランジスタで構成するリレー駆動回路で、１００Ｖ系の電源電圧に対しては倍圧整流し、２００Ｖ系の電源電圧に対してはブリッジ整流するようにリレーを切り換えて、主電源回路を動作させることを特徴としたテレビジョン受像機」が開示されている。特許文献２で開示されているテレビジョン受像機は、２系統の電源電圧対応の自動切り換えを安価な回路で実現するものであるが、誤って過大電圧が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが溶断する安全保護回路を備えるものではない。
【００１２】
また、特許文献３には、「１つの商用ＡＣ電源ラインから入力し、１つまたは複数の負荷に並列に電圧を供給する電源装置において、過電流遮断手段を過電圧制限手段に直列に接続して過電流遮断過電圧保護手段を構成し、該過電流遮断過電圧保護手段を電流分流ノードまたはその上流のライン間に配設したことを特徴とする電源装置」が開示されている。特許文献３で開示されている電源装置は、過電圧制限手段（金属酸化物バリスタ）のＯＮ時に過電流遮断手段（ヒューズ）が電流遮断を行うものであるが、誤って過大電圧が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが溶断する安全保護回路を備えるものではない。
【００１３】
本発明は、上記の状況に鑑み、誤って過大電圧が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが確実に溶断し、且つ、所定のレベル以下の雷サージ（安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバが壊れない安全保護回路並びにそれを備えた電源装置及び電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係る安全保護回路は、整流器と、前記整流器から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサとを備える電源装置に設けられる安全保護回路であって、前記平滑コンデンサに並列接続され、フェライトビーズ又はコイルとサージアブソーバとからなる直列回路と、前記サージアブソーバに並列接続されるコンデンサと、ヒューズとを備え、前記サージアブソーバがショートモードで壊れたときに前記ヒューズを介して前記サージアブソーバに電流が供給される構成である。
【００１５】
このような構成によると、前記電源装置に誤って過大電圧が入力されて、前記サージアブソーバがショートモードで壊れても、前記フェライトビーズ又はコイル及び前記コンデンサが前記サージアブソーバへの急激なサージ電流の流入を防止する。したがって、前記サージアブソーバがショートモードで壊れたときに、前記平滑コンデンサに蓄えられていた電荷により大きな電流が前記サージアブソーバに流れて前記サージアブソーバがオープンになることがない。これにより、誤って過大電圧が入力された場合にサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが確実に溶断する。
【００１６】
また、このような構成によると、実際の使用状態において雷サージが発生した場合、前記フェライトビーズ又はコイル及び前記コンデンサが前記サージアブソーバへの急激なサージ電流の流入を防止するので、所定のレベル以下の雷サージ（安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバが壊れない。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明に係る電源装置は、整流器と、前記整流器から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサと、安全保護回路とを備える電源装置であって、前記安全保護回路が、前記平滑コンデンサに並列接続され、フェライトビーズ又はコイルとサージアブソーバとからなる直列回路と、前記サージアブソーバに並列接続されるコンデンサと、ヒューズとを備え、前記サージアブソーバがショートモードで壊れたときに前記ヒューズを介して前記サージアブソーバに電流が供給される構成である。
【００１８】
このような構成によると、上述した本発明に係る保護安全回路と同様の効果を奏する。
【００１９】
また、上記構成の電源装置において、前記電源装置が商用１００Ｖ系交流電圧入力用の電源装置であり、前記整流器が前記電源装置の入力電圧を整流し、前記電源装置の入力電圧が２００Ｖ系交流電圧であるときに前記サージアブソーバがショートモードで壊れるようにしてもよい。
【００２０】
これにより、前記電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧が入力された場合に、前記ヒューズを確実に溶断することができる。
【００２１】
また、上記いずれかの構成の電源装置において、前記ヒューズを前記整流器の入力側に設け、前記直列回路と前記整流器の間、又は、前記直列回路と前記平滑コンデンサの間に突入電流低減用抵抗を挿入するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記目的を達成するために本発明に係る電気機器（例えば液晶テレビ）は、上記いずれかの構成の電源装置を備えるようにする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、電源装置に誤って過大電圧が入力された場合、保護安全回路においてサージアブソーバがショートモードで壊れることによりヒューズが確実に溶断する。
【００２４】
また、本発明によると、実際の使用状態において雷サージが発生した場合、所定のレベル以下の雷サージ（安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバが壊れない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電源装置の入力部の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る電源装置の入力部の他の例を示す図である。
【図３】本発明に係る液晶テレビの概略構成例を示す図である。
【図４】従来の電源装置が備える入力部の一例を示す図である。
【図５】従来の電源装置が備える入力部の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る電源装置の入力部の一例を図１に示す。図１に示す入力部は、整流器（図面では一例としてダイオードブリッジ回路を図示）ＲＥ１と、整流器ＲＥ１の入力側に設けられるヒューズＦ１と、整流器ＲＥ１から出力される脈流電圧を平滑するための平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１に並列接続されるフェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１（図面では一例としてツェナーダイオードを図示）からなる直列回路と、サージアブソーバＳＡ１に並列接続されるコンデンサＣ２と、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路と整流器ＲＥ１の間に挿入される突入電流低減用抵抗Ｒ１とを有している。
【００２７】
ここで、サージアブソーバＳＡ１には、約２００Ｖ程度で動作するサージアブソーバを用いるとよい。また、平滑コンデンサには、数百μＦ程度の容量の電解コンデンサを用いるとよい。また、コンデンサＣ２には、セラミックコンデンサなどの高耐圧コンデンサを用いるとよい。
【００２８】
なお、整流器ＲＥ１の入力側に設けられるヒューズＦ１と、平滑コンデンサＣ１に並列接続されるフェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路と、サージアブソーバＳＡ１に並列接続されるコンデンサＣ２とによって、保護安全回路が構成されている。
【００２９】
図１に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧を入力した場合、平滑コンデンサＣ１に約２８０Ｖ程度の電圧が現れ、平滑コンデンサＣ１に並列接続されるフェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路に大きな電流が流れ、サージアブソーバＳＡ１がショートモードで壊れる。これにより、ヒューズＦ１に短絡電流が流れてヒューズＦ１が溶断するので、平滑コンデンサＣ１が破裂するなどの危険を未然に防止することができる。
【００３０】
また、図１に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧が入力されて、サージアブソーバＳＡ１がショートモードで壊れても、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びコンデンサＣ２がサージアブソーバＳＡ１への急激なサージ電流の流入を防止する。したがって、サージアブソーバＳＡ１がショートモードで壊れたときに、平滑コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷により大きな電流がサージアブソーバＳＡ１に流れてサージアブソーバＳＡ１がオープンになることがない。これにより、図１に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧を入力した場合、ヒューズＦ１を確実に溶断することができる。
【００３１】
また、実際の使用状態において雷サージが発生した場合、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びコンデンサＣ２がサージアブソーバＳＡ１への急激なサージ電流の流入を防止するので、所定のレベル以下の雷サージ（安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバＳＡ１が壊れない。
【００３２】
次に、本発明に係る電源装置の入力部の他の例を図２に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図２に示す入力部は、図１に示す入力部ではフェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路と整流器ＲＥ１の間に挿入されていた突入電流低減用抵抗Ｒ１を、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路と平滑コンデンサＣ１の間に挿入した構成である。
【００３３】
図２に示す入力部を備える電源装置は、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路の前段側に突入電流低減用抵抗Ｒ１が設けられていないが、実際の使用状態において雷サージが発生した場合、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びコンデンサＣ２がサージアブソーバＳＡ１への急激なサージ電流の流入を防止するので、所定のレベル以下の雷サージ（安全保護回路を備えた電源装置が動作異常を起こしてはならない程度の低い雷サージ）ではサージアブソーバＳＡ１が壊れない。
【００３４】
また、図２に示す入力部を備える電源装置に誤って２００Ｖ系交流電圧を入力した場合、図１に示す入力部を備える電源装置の場合と同様に、ヒューズＦ１を確実に溶断することができる。
【００３５】
なお、上述した図１及び図２に示す構成に対して、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。例えば、サージアブソーバＳＡ１としてサイダック（登録商標）を用いることができる。また、突入電流低減用抵抗Ｒ１を設けない構成にすることや突入電流低減用抵抗Ｒ１の代わりに他の突入電流低減用素子（例えばサーミスタやサイリスタなど）を設けることができる。
【００３６】
また、上述した図１及び図２に示す構成では、フェライトビーズ又はコイルＬ１及びサージアブソーバＳＡ１からなる直列回路において、フェライトビーズ又はコイルＬ１を平滑コンデンサＣ１の正極性側、サージアブソーバＳＡ１を平滑コンデンサＣ１の負極性側に設けたが、フェライトビーズ又はコイルＬ１を平滑コンデンサＣ１の負極性側、サージアブソーバＳＡ１を平滑コンデンサＣ１の正極性側に設けてもよい。なお、この場合もコンデンサＣ２はサージアブソーバＳＡ１に並列接続する。
【００３７】
次に、本発明に係る電気機器について説明する。ここでは、本発明に係る電気機器として液晶テレビを例に挙げて説明を行う。本発明に係る液晶テレビの概略構成例を図３に示す。なお、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００３８】
図３に示す液晶テレビは、ヒューズＦ１、整流器ＲＥ１、突入電流低減用抵抗Ｒ１、フェライトビーズ又はコイルＬ１、サージアブソーバＳＡ１、コンデンサＣ２、平滑コンデンサＣ１、ＤＣ／ＡＣ回路１、メイン電源回路２、及びサブ電源回路３を有する電源装置と、負荷４と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１０と、リモコン受光部１１と、操作キー１２と、スイッチＳＷ１とを備えている。
【００３９】
ＤＣ／ＡＣ回路１は、平滑コンデンサＣ１から出力されるＤＣ電圧を安定化ＡＣ電圧に変換して、メイン電源回路２及びサブ電源回路３に供給する。
【００４０】
メイン電源回路２は、ＤＣ／ＡＣ回路１から出力される安定化ＡＣ電圧を互いに値の異なる複数のＤＣ電圧に変換し、その複数のＤＣ電圧を負荷４の各種電源電圧として負荷４に供給する。負荷４は、チューナ部５と、映像回路６と、音声回路７と、液晶表示部８と、スピーカ９とを含んでいる。チューナ部５は、アンテナ（不図示）から受け取ったテレビ放送信号の選局及び復調を行う。映像回路６は、チューナ部５から受け取った映像信号に各種処理（例えば輝度補正やガンマ補正など）を施し、その各種処理を施した映像信号を液晶表示部８に出力する。液晶表示部８は映像回路６の出力信号に基づく表示を行う。音声回路７は、チューナ部５から受け取った音声信号に各種処理（例えば音量調整など）を施し、その各種処理を施した音声信号をスピーカ９に出力する。スピーカ９は音声回路７の出力信号に基づく音声を発する。
【００４１】
サブ電源回路３は、ＤＣ／ＡＣ回路１から出力される安定化ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、そのＤＣ電圧をマイコン１０の電源電圧としてマイコン１０に供給する。また、リモコン受光部１１及び操作キー１２は、マイコン１０から供給される所定値のＤＣ電圧を電源電圧としている。
【００４２】
リモコン受光部１１はリモコン送信機（不図示）からの赤外線信号に応じた指示信号をマイコン１０に出力する。操作キー１２はユーザのキー操作に応じた指示信号をマイコン１０に出力する。マイコン１０は、リモコン受光部１１又は操作キー１２からの指示信号に基づき、負荷４の動作（例えばチューナ部５による選局動作や音声回路７による音量調整動作など）を制御する。また、マイコン１０は、リモコン受光部１１又は操作キー１２からの指示信号に基づき、メイン電源回路２への電力供給をオン／オフするスイッチＳＷ１を制御し、リモコン受光部１１又は操作キー１２からの指示信号が液晶テレビの待機状態を指示するものであれば、スイッチＳＷ１をオフ状態にし、メイン電源回路２及び負荷４での電力消費を削減する。
【符号の説明】
【００４３】
１  ＤＣ／ＡＣ回路
２  メイン電源回路
３  サブ電源回路
４  負荷
５  チューナ部
６  映像回路
７  音声回路
８  液晶表示部
９  スピーカ
１０  マイコン
１１  リモコン受光部
１２  操作キー
Ｃ１  平滑コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｆ１  ヒューズ
Ｌ１  フェライトビーズ又はコイル
Ｒ１  突入電流低減用抵抗
ＲＥ１  整流器
ＳＡ１  サージアブソーバ
ＳＷ１  スイッチ
【図１】
2010263734.tif 000003
【図２】
2010263734.tif 000004
【図３】
2010263734.tif 000005
【図４】
2010263734.tif 000006
【図５】
2010263734.tif 000007