(57)【要約】【課題】部品数の削減およびコストの低減を実現できる電源切り替え回路を提供する。【解決手段】第一動作モードと第二動作モードとで出力する電力を切り替える電源切り替え回路２１０であって、交流電源から供給される電力を用いてエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを放出することにより、第一動作モード用の電力と第二動作モード用の電力とを生成するトランス回路２１１と、第一動作モード時に、トランス回路２１１から出力される電圧を用いて生成された制御信号ＳＣに応じた第一周波数で、トランス回路２１１のエネルギーの蓄積および放出を制御し、第二動作モード時に停止する第一発振回路２１２と、第二動作モード時に、第一周波数より低い第二周波数で、トランス回路２１１のエネルギーの蓄積および放出を制御する第二発振回路２１４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一動作モードと第二動作モードとで出力する電力を切り替える電源切り替え回路であって、
交流電源から供給される電力を用いてエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを放出することにより、前記第一動作モード用の電力と前記第二動作モード用の電力とを生成するトランス回路と、
前記第一動作モード時に、前記トランス回路から出力される電力を用いて生成された制御信号に応じた第一周波数で、前記トランス回路のエネルギーの蓄積および放出を制御し、前記第二動作モード時に停止する第一発振回路と、
前記第二動作モード時に、前記第一周波数より低い第二周波数で、前記トランス回路のエネルギーの蓄積および放出を制御する第二発振回路とを備える
電源切り替え回路。
【請求項２】
前記第一発振回路は、力率改善回路である
請求項１に記載の電源切り替え回路。
【請求項３】
前記第二発振回路は、自励発振回路である
請求項１または２に記載の電源切り替え回路。
【請求項４】
前記トランス回路は、前記第一動作モードでは、前記第一動作モードで動作する第一負荷、および、前記第一動作モードおよび前記第二動作モードの両方で動作する第二負荷に対し、それぞれ異なる電圧値を持つ電力を供給し、
前記第二動作モードでは、前記第二負荷に対し、前記第一動作モードにおいて供給する電力よりも低い電力を供給する
請求項１〜３の何れか１項に記載の電源切り替え回路。
【請求項５】
前記電源切り替え回路は、表示装置に内蔵され、
前記第一動作モードは、前記表示装置の表示画面上に画像を表示するモードであり、
前記第二動作モードは、前記表示装置の表示画面上に画像を表示せず、前記表示装置を操作するリモコンからの操作を受け付ける受信部および前記表示装置の各構成を制御する制御部に電力を供給する待機状態のモードである
請求項１〜４の何れか１項に記載の電源切り替え回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源切り替え回路、特に、負荷に供給する電力を第一動作モード時と第二動作モード時で切り替える電源切り替え回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力された電力を変換して（スイッチングして）、負荷に供給する電力を生成する電源回路には、例えば、スイッチング電源がある。スイッチング電源は、音響機器、あるいは、ＴＶ（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）等の機器で用いられている。
【０００３】
ところで、従来、例えば、ＴＶは、映像の表示および音声の出力を行う視聴モード、および、映像の表示および音声の出力は行わず、リモコンの受信部等の一部の機能のみを動作させて待機状態とするスタンバイモードの２つの動作モードで動作する。
【０００４】
このため、従来、ＴＶの電源回路では、視聴モードとスタンバイモードとで、異なる電力を生成し、モードに応じた電力を供給する電源切り替え回路を備えている。
【０００５】
図４は、従来の液晶テレビ３００の構成の一例を示す回路図である。図４に示す液晶テレビ３００は、電源切り替え回路３１０と、負荷２２０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２３０とを備えている。
【０００６】
負荷２２０は、チューナ、スピーカ、および液晶ディスプレイ等、視聴モードで利用される負荷である。
【０００７】
ＣＰＵ２３０は、負荷２２０および電源切り替え回路３１０の動作の制御を行う。
【０００８】
図４に示す電源切り替え回路３１０は、他励式のスイッチング電源である。電源切り替え回路３１０は、視聴モードでは、負荷２２０に負荷用の電力を供給すると共に、ＣＰＵ２３０に対し、スタンバイ用の電力を供給する。電源切り替え回路３１０は、スタンバイモードでは、負荷２２０に対して電力の供給は行わず、ＣＰＵ２３０に対してスタンバイ用の電力を供給する。
【０００９】
図４に示すように、電源切り替え回路３１０は、視聴モード用のトランス回路３１１と、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、力率改善）回路３１２と、フォトカプラ３１３と、スタンバイモード用のトランス回路３１４と、リレー素子３１５とを備えている。
【００１０】
トランス回路３１１は、視聴モード用の電力を生成するトランス回路である。トランス回路３１１は、視聴モード時に、ＰＦＣ回路３１２から出力される電圧Ｖｐｆｃｏｕｔを変換して負荷用の電力Ｐｎを生成し、負荷２２０に対して供給する。なお、電圧Ｖｐｆｃｏｕｔは、実質的に、ＡＣ電源１００（交流電源）から供給される電力である。
【００１１】
ＰＦＣ回路３１２は、視聴モード時に、リレー素子３１５から出力される電圧Ｖｐｆｃｉｎを中継し、トランス回路３１１に対して電圧Ｖｐｆｃｏｕｔを出力する。つまり、実質的に、電圧Ｖｐｆｃｏｕｔと電圧Ｖｐｆｃｉｎとは同じである。ＰＦＣ回路３１２は、スタンバイモード時は、トランス回路３１１への電圧Ｖｐｆｃｏｕｔの供給を停止することにより、トランス回路３１１を停止させる。
【００１２】
トランス回路３１４は、スタンバイモード用の電力を生成するトランス回路である。トランス回路３１４は、ＡＣ電源１００からの電力Ｖｉｎを変換して、スタンバイモード用の電力Ｐｓを生成し、ＣＰＵ２３０に対して供給する。
【００１３】
リレー素子３１５は、視聴モード時は、ＡＣ電源１００からの電力Ｖｉｎを受け付け、ＰＦＣ回路３１２に対し電圧Ｖｐｆｃｉｎを供給する。リレー素子３１５は、スタンバイモード時は、ＰＦＣ回路３１２への電圧Ｖｐｆｃｉｎの供給を停止する。これにより、ＰＦＣ回路３１２の動作が停止し、トランス回路３１１の動作も停止する。
【００１４】
フォトカプラ３１３は、ＣＰＵ２３０から出力される制御信号ＳＣをＰＦＣ回路３１２に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−３１９６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、電源回路では、さらなる部品数の削減およびコストの低減が求められている。
【００１７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、部品数の削減およびコストの低減を実現できる電源切り替え回路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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電源切り替え回路は、第一動作モードと第二動作モードとで出力する電力を切り替える電源切り替え回路であって、交流電源から供給される電力を用いてエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを放出することにより、前記第一動作モード用の電力と前記第二動作モード用の電力とを生成するトランス回路と、前記第一動作モード時に、前記トランス回路から出力される電力を用いて生成された制御信号に応じた第一周波数で、前記トランス回路のエネルギーの蓄積および放出を制御し、前記第二動作モード時に停止する第一発振回路と、前記第二動作モード時に、前記第一周波数より低い第二周波数で、前記トランス回路のエネルギーの蓄積および放出を制御する第二発振回路とを備える。
【００１９】
上記構成の電源切り替え回路によれば、トランス回路のエネルギーの蓄積および放出を制御する回路として、第一動作モード用の第一発振回路と、第二動作モード用の第二発振回路を備えている。このように構成すれば、第一動作モード時の電力の供給と、第二動作モード時の電力の供給とを、１つのトランス回路で行うことが可能になる。
【００２０】
これにより、上記構成の電源切り替え回路では、第二動作モード用のトランス回路を別に設ける必要がなくなる。
【００２１】
さらに、従来の電源切り替え回路では、第一動作モード時の電力の供給と第二動作モード時の電力の供給とを異なるトランス回路で行っていた。このため、従来の電源切り替え回路では、第二動作モード時には、消費電力を低減させるため、第一動作モード時の電力の供給を行うトランス回路を停止させるための回路（リレー回路）が必要である。
【００２２】
これに対し、上記構成の電源切り替え回路では、第一動作モード時の電力の供給と第二動作モード時の電力の供給とを１つのトランス回路で行えるため、リレー回路を設ける必要がない。
【００２３】
例えば、前記第一発振回路は、力率改善回路であっても良い。
【００２４】
上記構成の電源切り替え回路では、従来の電源切り替え回路において、第一動作モードにおける発振制御を行っていたＰＦＣ回路（力率改善回路）をそのまま利用できる。
【００２５】
また、前記第二発振回路は、自励発振回路であっても良い。
【００２６】
上記構成の電源切り替え回路では、自励発振回路を設けるので、第二動作モードの発振制御を良好に行うことができる。
【００２７】
また、前記トランス回路は、前記第一動作モードでは、前記第一動作モードで動作する第一負荷、および、前記第一動作モードおよび前記第二動作モードの両方で動作する第二負荷に対し、それぞれ異なる電圧値を持つ電力を供給し、前記第二動作モードでは、前記第二負荷に対し、前記第一動作モードにおいて供給する電力よりも低い電力を供給しても良い。
【００２８】
また、前記電源切り替え回路は、表示装置に内蔵され、前記第一動作モードは、前記表示装置の表示画面上に画像を表示するモードであり、前記第二動作モードは、前記表示装置の表示画面上に画像を表示せず、前記表示装置を操作するリモコンからの操作を受け付ける受信部および前記表示装置の各構成を制御する制御部に電力を供給する待機状態のモードであっても良い。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、部品数の削減およびコストの低減を実現できる電源切り替え回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】液晶テレビの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の電源切り替え回路を適用した液晶テレビの構成の一例を示す回路図である。
【図３】本実施の形態の電源切り替え回路の構成の一例を示す回路図である。
【図４】従来の電源切り替え回路の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図は、必ずしも各寸法あるいは各寸法比等を厳密に図示したものではない。
【００３２】
また、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００３３】
（実施の形態１）
実施の形態１の電源切り替え回路について、図１〜図３を基に説明する。
【００３４】
図１は、液晶テレビ２００の一例を示す斜視図である。なお、本実施の形態では、電源切り替え回路が、液晶テレビ２００に用いられる電源切り替え回路である場合を例に説明する。
【００３５】
［１．構成］
図２は、本実施の形態の電源切り替え回路２１０を適用した液晶テレビ２００の構成の一例を示す回路図である。なお、図２では、図４に示す従来の液晶テレビ３００との構成の違いを明確にするために、構成を簡略化して図示している。
【００３６】
液晶テレビ２００は、従来の液晶テレビ３００と同様に、映像の表示および音声の出力を行う負荷２２０（第一負荷に相当）を動作させる視聴モード（第一動作モードに相当）、および、映像の表示および音声の出力は行わず、ＣＰＵ２３０およびリモコンの受信部（図示せず）等の一部の機能（第二負荷に相当）のみを動作させて待機状態とするスタンバイモード（第二動作モードに相当）の２つの動作モードで動作する。
【００３７】
液晶テレビ２００は、図２に示すように、電源切り替え回路２１０と、負荷２２０と、ＣＰＵ２３０とを備えている。なお、負荷２２０の構成は、図４に示す液晶テレビ３００の負荷２２０の構成と同じである。
【００３８】
ＣＰＵ２３０は、トランス回路２１１から出力される電力Ｐｓで動作する。ＣＰＵ２３０は、負荷２２０および電源切り替え回路２１０の制御を行う。ＣＰＵ２３０は、液晶テレビ２００の主電源ボタン（以下、適宜「主電源」と略称する）がＯＮ状態のときに、リモコンの電源ボタンがＯＮ状態になると、視聴モードで動作する。一方、ＣＰＵ２３０は、液晶テレビ２００の主電源がＯＮ状態、かつ、リモコンの電源ボタンがＯＦＦ状態のときに、スタンバイモードで動作する。本実施の形態のＣＰＵ２３０は、視聴モード時は、フォトカプラ２１３に対して、ＰＦＣ回路２１２の周波数（後述する第一周波数）に応じた電圧信号を制御信号ＳＣとして出力する。また、ＣＰＵ２３０は、スタンバイモード時は、ローレベルの制御信号ＳＣを出力する。
【００３９】
電源切り替え回路２１０は、視聴モードとスタンバイモードとで出力する電力を切り替える回路である。電源切り替え回路２１０は、ＡＣ電源１００からの交流電力を変換して、負荷２２０用の電力ＰｎとＣＰＵ２３０用の電力Ｐｓとを生成する。
【００４０】
より具体的には、電源切り替え回路２１０は、負荷２２０に対し、負荷２２０用の電力Ｐｎ（例えば、４０Ｖ、２３Ｖ、１０Ｖ等）を、ＣＰＵ２３０に対し電力Ｐｓ（例えば、３Ｖ）をそれぞれ供給する。
【００４１】
図３は、電源切り替え回路２１０の構成の一例を示す回路図である。なお、電力Ｐｎは、複数であっても良い。
【００４２】
電源切り替え回路２１０は、図３に示すように、トランス回路２１１と、ＰＦＣ回路２１２と、フォトカプラ２１３と、自励発振回路２１４と、スイッチング回路２１６とを備えている。
【００４３】
トランス回路２１１は、一次巻線Ｗ１、二次巻線Ｗ２およびＷ３、制御巻線Ｗｃを備えている。なお、二次巻線は、Ｗ２およびＷ３の２つである必要はない。
【００４４】
一次巻線Ｗ１は、一端が整流回路２１５の高電圧（Ｖｉｎ）側の出力端子に、他端がスイッチング回路２１６にそれぞれ接続されている。二次巻線Ｗ２は、負荷２２０用の電力Ｐｎを出力する回路（図示せず）に接続され、当該回路から負荷２２０に電力Ｐｎが供給されている。二次巻線Ｗ３は、ＣＰＵ２３０用の電力Ｐｓを出力する回路（図示せず）が接続され、当該回路からＣＰＵ２３０に電力Ｐｓが供給されている。制御巻線Ｗｃは、自励発振回路２１４に接続されている。
【００４５】
なお、一次巻線Ｗ１、二次巻線Ｗ２および二次巻線Ｗ３は、それぞれ巻き数が異なっている。一次巻線Ｗ１と二次巻線Ｗ２との巻き数の比に応じた電圧が、負荷用の電力Ｐｎとして出力される。一次巻線Ｗ１と二次巻線Ｗ３との巻き数の比に応じた電圧が、電力Ｐｓとして出力される。一次巻線Ｗ１、二次巻線Ｗ２および二次巻線Ｗ３の巻き数は、視聴モードで利用される電力Ｐｎと、ＣＰＵ２３０で利用される電力Ｐｓとに応じて決定される。
【００４６】
スイッチング回路２１６は、例えば、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子を備えて構成されている。スイッチング回路２１６は、視聴モード時は、ＰＦＣ回路２１２からの電圧Ｖｐｆｃｏｕｔに応じて、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧（例えば、接地電圧）側の出力端子との間の接続状態を切り替える。接続状態とは、電気的に繋がっている状態と、電気的に繋がっていない状態を含む。スイッチング回路２１６は、スタンバイモード時は、自励発振回路からの信号に応じて、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧側の出力端子との間の接続状態を切り替える。
【００４７】
ＰＦＣ回路２１２は、第一発振回路の一例であり、後述するフォトカプラ２１３からの電圧Ｖｃｃを用いて、スイッチング回路２１６に、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧側の出力端子との間の接続状態を切り替えさせるための電圧Ｖｐｆｃｏｕｔを生成する。電圧Ｖｐｆｃｏｕｔは、第一周波数、例えば、２００ｋＨｚのパルス信号である。なお、ＰＦＣ回路２１２は、スタンバイモード時は、上述したように、ＣＰＵ２３０からローレベルの制御信号ＳＣが出力されるため、動作を停止する。
【００４８】
フォトカプラ２１３は、制御回路の一部分の例であり、ＣＰＵ２３０から出力されるＰＦＣ回路２１２を制御するための電圧Ｖｃｃを中継する。
【００４９】
自励発振回路２１４は、第二発振回路の一例であり、間欠発振する回路である。自励発振回路２１４は、スイッチング回路２１６に、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧側の出力端子との間の接続状態を切り替えさせるためのパルス信号を生成する。当該パルス信号は、第二周波数、例えば、１０ｋＨｚのパルス信号である。このように、自励発振回路２１４の第二周波数は、ＰＦＣ回路２１２の第一周波数よりも低いため、スタンバイモード時に出力される電力は、視聴モード時に出力される電力よりも電圧値が低くなる。
【００５０】
［２．動作］
次に、電源切り替え回路２１０の動作について、図３を基に説明する。
【００５１】
［２−１．視聴モード］
ＣＰＵ２３０は、液晶テレビ２００の主電源がＯＮ状態で、ユーザが、液晶テレビ２００のリモコンを操作して電源ボタンを入れたときに、視聴モードに移行する。
【００５２】
ＣＰＵ２３０は、視聴モードでは、フォトカプラ２１３に対し、電源切り替え回路２１０に視聴モードでの動作を実行させるための制御信号ＳＣを出力する。当該制御信号ＳＣは、パルス信号である。
【００５３】
ＰＦＣ回路２１２は、制御信号ＳＣがパルス信号である場合、電圧Ｖｐｆｃｏｕｔとして、第一の周波数のパルス信号を出力する。これにより、スイッチング回路２１６において、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧側の出力端子との間の接続状態が周期的に切り替えられる。これにより、一次巻線Ｗ１におけるエネルギーの蓄積と放出とが周期的に繰り返される。
【００５４】
このとき、視聴モード用の電力Ｐｎ（第一動作モード用の電力）が負荷２２０に対して出力され、電力ＰｓがＣＰＵ２３０に対して出力され、ユーザは、液晶テレビ２００において、任意の放送番組等を視聴することが可能になる。
【００５５】
［２−２．スタンバイモード］
ＣＰＵ２３０は、ユーザが、液晶テレビ２００のリモコンを操作して電源を切ったときに（液晶テレビ２００側の主電源はＯＮ状態のまま）、スタンバイモードに移行する。
【００５６】
ＣＰＵ２３０は、スタンバイモードでは、フォトカプラ２１３に対し、常時ローレベルの制御信号ＳＣを出力する。
【００５７】
ＰＦＣ回路２１２は、制御信号ＳＣが常時ローレベルの信号である場合、電圧Ｖｐｆｃｏｕｔとして、一定の電圧値（例えば、整流回路２１５の低電圧、接地電圧）を持つ信号を出力する。つまり、ＰＦＣ回路２１２の動作は停止される。
【００５８】
自励発振回路２１４は、視聴モード時およびスタンバイモード時の何れも、第一の周波数より低い第二の周波数のパルス信号を出力する。これにより、スイッチング回路２１６において、一次巻線Ｗ１の他端と整流回路２１５の低電圧側の出力端子との間の接続状態が周期的に切り替えられる。これにより、一次巻線Ｗ１におけるエネルギーの蓄積と放出とが周期的に繰り返される。
【００５９】
このとき、電力Ｐｎが負荷２２０に対して出力され、スタンバイモード用の電力Ｐｓ（第二動作モード用の電力）がＣＰＵ２３０に対して出力される。但し、スタンバイモードであるため、ＣＰＵ２３０により、負荷２２０の動作は停止されている。
【００６０】
［３．まとめ等］
上述したように、上記実施の形態の電源切り替え回路２１０は、従来の電源切り替え回路３１０に比べ、スタンバイ動作用のトランス回路３１４およびリレー素子３１５を備える必要がない。このため、電源切り替え回路２１０は、回路規模を小さくすることができ、製造にかかるコストを削減できる。
【００６１】
但し、スタンバイモード時においても、負荷２２０に電力Ｐｓが供給されるため、スタンバイモード時の消費電力（待機電力、例えば０．２９Ｗ）は、従来の電源切り替え回路３１０におけるスタンバイモード時の消費電力（例えば、０．０９Ｗ）より上昇する場合がある。しかし、待機電力の上昇は、僅かであり、規格（例えば、北米規格０．５Ｗ）を上回る程ではない。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態に係る電源切り替え回路２１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００６３】
図２および図３に示す電源切り替え回路２１０において、任意の素子、例えば、抵抗素子あるいはコンデンサ等が追加されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、視聴モードおよびスタンバイモード等、複数のモードで動作する機器における電源切り替え回路として有用である。具体的には、ＴＶ、ＤＶＤプレーヤ等の音響機器、ゲーム機、携帯電話機などの電源切り替え回路として有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  ＡＣ電源
２００、３００  液晶テレビ
２１０、３１０  電源切り替え回路
２１１、３１１、３１４  トランス回路
２１２、３１２  ＰＦＣ回路
２１３、３１３  フォトカプラ
２１４  自励発振回路
２１５  整流回路
２１６  スイッチング回路
２２０  負荷
２３０  ＣＰＵ
３１５  リレー素子
Ｐｎ、Ｐｓ、Ｖｉｎ  電力
Ｖｐｆｃｏｕｔ、Ｖｐｆｃｉｎ、Ｖｃｃ  電圧
Ｗ１  一次巻線
Ｗ２、Ｗ３  二次巻線
Ｗｃ  制御巻線
【図１】
2014183698.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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