(57)【要約】【課題】電気機器における機能の使用状態に応じて供給電力を制御して、消費電力を低減化する。【解決手段】通常モードの動作状態で、ユーザがリモコン装置１６を操作して液晶テレビの電源をＯＦＦにした場合、マイコン１２は待機モードに必要な部分のみに電力を供給し、他の不必要な部分への電力供給を停止して低消費電力の待機モードに入る。このときにマイコン１２は、電源回路３に対して制御信号を送り、電源回路３の電圧切り換え回路を動作させて直流電力の電圧を切り換える。この場合に電源回路３は、マイコン１２の制御に従って通常モード時の第１の電圧値から、それよりも低電圧の第２の電圧値に切り換えて直流電力を出力する。第２の電圧値は、待機モード時に使用される機能に応じて予め設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常動作モードと、該通常動作モードよりも消費電力の少ない待機モードとを動作モードとして切り換え可能な電気機器に備えられる電源システムであって、該電源システムは、前記電気機器の前記動作モードに応じて、前記電源システムから出力させる電力の電圧を複数段階で切り換え可能な電源回路を備えることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源システムにおいて、該電源システムは、前記待機モードで前記電源回路から出力させる電力の電圧を、前記電気機器が前記待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って段階的に切り換えることを特徴とする電源システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源システムにおいて、該電源システムは、前記待機モードで前記電源回路から電力を供給する対象を、前記待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って選択することを特徴とする電源システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電源システムにおいて、前記機能の使用状況は、ユーザ設定に基づいて決定されていることを特徴とする電源システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の電源システムにおいて、前記電源回路は、該電源回路の出力電圧とシャントレギュレータの基準電圧との誤差を増幅し、フォトカプラを負荷として１次側の制御ＩＣにフィードバックする構成を有し、前記基準電圧を前記動作モードに応じて制御することにより、前記出力電圧を切り換えることを特徴とする電源システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１の電源システムを備え、該電源システムによって動作することを特徴とする電気機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電気機器において、該電気機器は、テレビジョン装置であることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム、及び該電源システムを備えた電気機器に関し、より詳細には、電気機器の待機モード時における各ユニットへの電力供給を合理化し、低消費電力化を実現できるようにした電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイを利用したテレビジョン装置等の電気機器等において、待機モードあるいはスタンバイモードと呼ばれるモードに移行することにより、その機器の消費電力を低減させる機能が付与されている。機器が待機モードに移行すると、その待機モードにおいて最低限必要な機能のみが動作し、他の機能を実現する回路やユニット等には電力が供給されないようになっている。
【０００３】
例えば、ＬＣＤを用いた液晶テレビでは、ユーザがリモコン装置を操作して液晶テレビの電源をＯＦＦにすることにより、液晶テレビは通常の動作モードから待機モードに移行する。ここでは、液晶表示装置のバックライトの駆動部や、ＬＣＤパネルの駆動部、オーディオ出力やビデオ出力のための処理部等への電力供給が絶たれ、待機モード時に必要なリモコン受光部やマイコン、時計、タイマー等に対して、電源回路から電力が供給される。そしてこのような機構により、待機モード時における電力消費を削減できるようにしている。
【０００４】
上記のような待機モードにおける待機電力の低減を図る技術に関し、例えば、特許文献１には、ＡＣ−ＤＣ変換回路の電力ロスをカットし、待機電力を低減させるようにした液晶ディスプレイ装置が開示されている。ここでは、液晶ディスプレイ装置は、ＣＰＵと同期処理回路の電源供給切り換えスイッチを備え、ＣＰＵと同期処理回路の電源を液晶ディスプレイ装置内の電源供給から、ＵＳＢアップストリームからの電源供給に切り換えるようにしている。これにより、オフステート時において、ＣＰＵと同期処理回路の電源をＵＳＢアップストリームから供給し、かつ電源一次側をカットできるため、液晶ディスプレイ装置の電源回路の無負荷時におけるＡＣ−ＤＣ変換回路の電力ロスを低減することができる。
【特許文献１】特開２００１−３３７６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、上述の液晶テレビの例では、液晶テレビとして機能するためのさまざまな回路やユニット、及び本来の液晶テレビの機能にアドオンされて多機能化を実現する各種の回路やユニットが存在する。そしてこれらの複数の機能を実現する回路やユニットの動作時に必要とする電力の電圧は、それぞれ固有のものである。
【０００６】
従来において、液晶テレビの電源回路が通常モードで動作するとき、電源回路はこれら複数の回路やユニットの全てが動作する電圧の電力を出力して供給している。そして待機モードに移行した場合にも、その待機モードで必要な回路やユニットにのみ、それら回路やユニットの全てが動作する電圧の電力を供給するようにしていた。
【０００７】
しかしながら、上記のように、液晶テレビの複数の機能を実現する回路やユニットはそれぞれ必要とする電圧が異なるため、全ての回路やユニットに一律に同じ電圧の電力を供給することは低消費電力の観点からも不都合なものであった。このときに、待機モードに移行した状態でも同様であって、待機モードにおいて必要な回路やユニットによって必要とする動作電圧が異なっているにもかかわらず、電源回路から出力される一定電圧の電力が供給されていた。
【０００８】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、液晶テレビ等の電気機器における機能の使用状態に応じて供給電力を制御することにより、電気機器の消費電力を低減できるようにした電源システム、及び該電源システムを備える電気機器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、通常動作モードと、通常動作モードよりも消費電力の少ない待機モードとを動作モードとして切り換え可能な電気機器に備えられる電源システムであって、電源システムは、電気機器の動作モードに応じて、電源システムから出力させる電力の電圧を複数段階で切り換え可能な電源回路を備えることを特徴としたものである。
【００１０】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、電源システムが、待機モードで電源回路から出力させる電力の電圧を、電気機器が待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って段階的に切り換えることを特徴としたものである。
【００１１】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、電源システムが、待機モードで電源回路から電力を供給する対象を、待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って選択することを特徴としたものである。
【００１２】
第４の技術手段は、第２または第３の技術手段において、機能の使用状況は、ユーザ設定に基づいて決定されていることを特徴としたものである。
【００１３】
第５の技術手段は、第１ないし第４のいずれか１の技術手段において、電源回路は、電源回路の出力電圧とシャントレギュレータの基準電圧との誤差を増幅し、フォトカプラを負荷として１次側の制御ＩＣにフィードバックする構成を有し、基準電圧を動作モードに応じて制御することにより、出力電圧を切り換えることを特徴としたものである。
【００１４】
第６の技術手段は、第１ないし第５のいずれか１の技術手段の電源システムを備え、電源システムによって動作することを特徴とする電気機器である。
【００１５】
第７の技術手段は、第６の技術手段において、上記電気機器が、テレビジョン装置であることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液晶テレビ等の電気機器における機能の使用状態に応じて供給電力を制御することにより、電気機器の消費電力を低減できるようにした電源システム、及び該電源システムを備える電気機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に関わる電源システムは、電気機器が備える各種の動作モードに応じて、電源回路で生成する電力の電圧を切り換えることにより、各動作モードに応じた最適な電圧の電力を供給することで、電気機器の消費電力を低減するものである。またここでは、電気機器の動作モードに応じて、その動作モードに必要とする機能が異なるため、その機能を実現する回路やユニットに対して最適な電圧の電力を供給することで、無駄な電力消費を防ぐことができるようになる。すなわち、本発明に係わる電源システムによって、待機モード時に必要とする最低レベルの電圧まで電源の電圧を落とすことができ、またこの電圧の低下を待機モードの状態に応じて段階的に実行することができる。
【００１８】
図１は、本発明に関わる電源システムが適用された液晶テレビの構成例を説明するためのブロック図で、液晶テレビの各機能回路またはユニットへの電源供給ラインの構成を説明するものである。液晶テレビの商用電源コネクタ１を介して供給された交流電力は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２にて直流変換されて電源回路３に入る。電源回路３はトランスを有し、供給された直流電力の電圧を変換して出力する。
【００１９】
ここで上記電源回路３には、さらに本発明の特徴を実現するための電圧切り換え回路が備えられ、液晶テレビの動作モード及びそのときに使用される機能に応じた複数段階の電圧切り換えを行なう。電圧切り換え回路の具体例については後述する。
【００２０】
電源回路３から供給される直流電力は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を照明するためのバックライトユニットを構成するインバータ４、音声出力処理を行うための音声処理部６、及びＤＣ／ＤＣ変換回路７に供給される。インバータ４は、供給された電力の電圧を昇圧し、冷陰極管等によるランプ５を点灯させる。また音声処理部６は、例えばパワーアンプを有し、電源回路３から供給される直流電力によってパワーアンプを駆動し、スピーカから音声出力させる。
【００２１】
またＤＣ／ＤＣ変換回路７は、電源回路３から供給される直流電力を電圧変換して、映像処理部８と、液晶パネル（ＬＣＤ）９とに所定の電力を供給する。映像処理部８は、ＬＣＤ９や他の外部表示装置に映像を表示させるために映像信号に対する各種の処理を行う。ＬＣＤ９では、ソースドライバやゲートドライバ等を駆動するための電力が供給される。
【００２２】
デジタルユニット１０は、電源回路３から供給される電力で動作するユニットとして構成されるもので、デジタルチューナを内蔵し、例えば、地上波デジタル放送、ＢＳ放送、ＣＳ放送を視聴可能とする機能を備えるものである。ここでは、放送切り換え操作によって、ＢＳ，ＣＳ，地上波を切り換えることができ、デジタルユニット１０に対するリモコン操作等によって、選局操作や番組表の確認、あるいはデータ放送等の視聴が可能となっている。また例えば地上波デジタル放送の番組表により、録画予約や視聴予約が可能である。さらには電話回線用のモデムや、ｉ．ＬＩＮＫ接続を可能とする端子等が備えられている。またデジタルユニット１０には、デジタルユニット１０用の図示しないバックアップ電源回路が内蔵されていて、液晶テレビ本体の電源回路３から供給される電力をバックアップする。
【００２３】
また電源回路３から供給される直流電力は、液晶テレビ本体のバックアップ電源回路１１を介して、マイコン１２，メモリ１３，リモコン受光部１４に供給される。
マイコン１２は電源回路３を制御し、メモリ１３を用いて必要なプログラムやデータの読み出しや書き込みを行う。メモリ１３としては、例えばＥＥＰＲＯＭが用いられる。
【００２４】
リモコン受光部１４は、液晶テレビのリモコン装置１６から送信される赤外線による操作信号を受信する。またリモコン受光部１４には、リモコン装置１６による操作に従って液晶テレビの電源ＯＮ／ＯＦＦの状態を示すＬＥＤが付与されている。この電源表示用ＬＥＤは、リモコン装置１６によって液晶テレビの電源がＯＦＦになった場合には赤色を発光し、ＯＮになった場合には緑色を発光する。
【００２５】
またＡＣダウン検出回路１５は、電源回路３から供給される電力を監視し、その電力供給が停止したときにマイコン１２に異常を示す信号を出力する。電源回路３からの電力供給の停止は、例えば、液晶テレビの動作中に商用電源コネクタ１がユーザによってコンセントから引き抜かれた場合などに生じる。
【００２６】
例えば、マイコン１２がメモリ１３と通信してデータの読み出しや書き込みを行っているときに電力供給が停止してしまうと、マイコン１２の誤動作が生じるおそれがある。そこでマイコン１２は、ＡＣダウン検出回路１５からの電力供給異常の信号を受けた場合には、メモリ１３との通信を停止する。
【００２７】
以上のような構成の電源供給系を有する液晶テレビにおいて、上記のように液晶テレビの動作モードに応じた複数段階の電圧切り換えが行われる。すなわち、電源回路３に電圧切り換え回路が備えられ、このテレビジョンの動作モードに応じた電圧切り換え回路の動作により、電源回路３から供給される直流電力の電圧が切り換えられる。
【００２８】
例えば、通常動作モード時に電源回路３から出力される直流電力は、電力を供給する各回路やユニットが全て安定的に動作する電圧で出力される。例えば、音声処理部６のパワーアンプは、電源回路３から供給される直流電力を直接入力して駆動する。このために電源回路３から供給される直流電力は、パワーアンプを安定駆動させるために必要となる電圧値、例えば一例として１２.５Ｖで供給される。通常モードにおいて電源回路３から供給される電力の電圧をここでは第１の電圧値とする。
【００２９】
上記の通常モードにおいては、電源回路３から供給される第１の電圧の電力は、バックライトユニットのインバータ４、ＤＣ／ＤＣ変換回路７、デジタルユニット１０のバックアップ電源回路、及び本体側のバックアップ電源回路１１を介してマイコン１２、メモリ１３及びリモコン受光部１４等に供給される。
【００３０】
通常モードの動作状態から、例えば、ユーザがリモコン装置１６を操作して、液晶テレビの電源をＯＦＦにした場合、マイコン１２は待機モードに必要な部分のみに電力を供給し、他の不必要な部分への電力供給を停止して、低消費電力の待機モードに入る。
このときに、マイコン１２は電源回路３に対して制御信号を送り、電源回路３の電圧切り換え回路を動作させて直流電力の電圧を切り換える。この場合に電源回路３は、マイコン１２の制御に従って上記通常モード時の第１の電圧値から、それよりも低電圧の第２の電圧値に切り換えて直流電力を出力する。第２の電圧値は、待機モード時に使用される機能に応じて予め設定される。
【００３１】
通常モードから待機モードに移行する際、例えば、デジタルユニット１０において、待機モードへの移行がスタンバイされるまでに時間がかかることがある。デジタルユニット１０は、上記のようにデジタルチューナを内蔵しているが、例えば、待機モードへの移行時にＥＰＧの番組情報を取得する処理や、地上波デジタル放送のチャンネルスキャン等の処理を行うことにより、リモコン装置１６により電源がＯＦＦされた場合であっても所定レベルの電力供給を受ける必要がある。この場合、デジタルユニット１０では、リモコン装置１６の操作に基づく待機モードへの移行の命令を受けた後、上記ＥＰＧデータの取得等の必要とする終末処理を行い、その処理が終了した時点で、本体側のマイコン１２に対してその旨の信号を送る。これを受けてマイコン１２は、電源回路３からの供給電力の電圧を上記第１の電圧から第２の電圧に切り換える。
【００３２】
上記のように、通常モードから待機モードへ移行する際に、マイコン１２は、電源回路３から電力供給を受ける各回路やユニットの状態に応じて電源回路３における電圧切り換えを制御する。待機モードへの移行後に電圧切り換えが可能であると判断された時点で、マイコン１２は上記の電源回路３への制御信号を出力し、電源回路３から供給される直流電力の電圧を切り換えさせる。
すなわち本実施形態では、待機モードで電源回路３から出力させる電力の電圧を、待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って段階的に切り換えることを特徴としている。またこのときに、待機モードで電源回路３から電力を供給する対象（回路やユニット）を、待機モードで使用可能な機能の使用状況に従って選択し、切り換えた電圧値の電力を必要な部分にのみ供給するようにしている。またこれらの機能の使用状況は、ユーザ設定に応じて変化するものもある。
【００３３】
液晶テレビが通常モードから待機モードに移行し、電源回路３の電圧切り換え回路が動作すると、電源回路３から供給される直流電力の電圧値は、上記第１の電圧値から第２の電圧値に切り換えられる。上記第１電圧値の一例である１２.５Ｖに対して、第２の電圧値の一例は６Ｖである。
なお、ここでは、通常モードの第１の電圧値から、それよりも電圧の低い第２の電圧値に切り換えが行われるものとするが、本発明では、このような２段階の電圧切り換えのみならず、電気機器（ここでは液晶テレビ）の動作モードに応じた複数段階の電圧切り換えを行うように設定することができる。
【００３４】
例えば、待機モード移行直後にデジタルユニット１０がＥＰＧの番組情報の取得を行う場合に、第２の電圧に切り換えることはできないが、第１の電圧と第２の電圧との間の第３の電圧（例えば一例として８Ｖ）に切り換えることでＥＰＧの番組情報の取得を行うことができる場合には、ＥＰＧの番組情報の取得中に限って第１の電圧から上記第３の電圧に切り換え、その後上記第２の電圧に切り換えて待機モードを継続するようにしてもよい。
【００３５】
上記のように、液晶テレビが待機モードに移行すると、待機モードを維持するために必要とする回路やユニットにのみ電力が供給され、電力供給が不必要な部分は全て電力の供給が停止される。本例では、バックライトユニットのインバータ４、音声処理部６、及び映像処理やＬＣＤ表示のためのＤＣ／ＤＣ変換回路７に対しては、待機モード時の電力供給は停止され、低消費電力化が図られる。
【００３６】
待機モード時に電力が供給される部分には、例えば、マイコン１２、メモリ１３及びリモコン受光部１４（電源ＯＮ／ＯＦＦを表示するＬＥＤを含む）がある。待機モード時にリモコン装置１６からの電源ＯＮの操作信号を受け付けることができるように、リモコン受光部１４は待機モード中も動作している。このときに電源表示ＬＥＤは、緑表示から赤表示に変わっているため、このＬＥＤにも電力が供給される。
【００３７】
またマイコン１２とメモリ１３は、リモコン受光部１４で受光した電源ＯＮの操作信号を受けて電源回路３を通常モードに復帰させるために待機モード時に動作している。またマイコン１２は、待機モード時にタイマーの時計をカウントアップする動作を維持する。
待機モード時に供給電力が上記第１の電圧から第２の電圧に切り換えられると、マイコン１２は、通常の高速クロック（例えば１６ＭＨｚ）から、時計用のクリスタルで動く低速クロック（例えば３２ＫＨｚ）のモードに入り、マイコン１２自身が低消費電力化する。
【００３８】
また、待機モード時の電力は、デジタルユニット１０の設定に応じて、デジタルユニットのバックアップ電源回路にも供給される。上述のようにデジタルユニット１０には、ｉ．ＬＩＮＫによる機器の接続が可能である。ｉ．ＬＩＮＫによってデジタルユニットに機器が接続されている場合に、待機モード移行した後であっても、ｉ．ＬＩＮＫによる接続を維持するための電力供給が必要となる。このため、待機モード時に第２の電圧に切り換えられた後も、ｉ．ＬＩＮＫを維持するために電力を供給し続けるようにする。このｉ．ＬＩＮＫ機能のための電力供給は、デジタルユニット１０におけるユーザ設定、すなわち待機時もｉ．ＬＩＮＫ接続を維持するかどうかの設定に応じて制御される。
【００３９】
この他デジタルユニット１０には、アンテナ電源を外部機器に供給するための回路が設けられている。アンテナ電源を供給する回路には、待機モード時にも電力を供給する。このようなアンテナ電源の供給用回路についても、デジタルユニット１０におけるユーザ設定に応じて電力供給の有無を制御する。
【００４０】
また上記のように待機モード移行直後に、デジタルユニット１０がＥＰＧの番組情報の取得を行う場合には、デジタルユニット１０に対して電力供給が継続される。これらのＥＰＧ情報の取得動作についても、デジタルユニット１０に対するユーザ設定に従って実行される。従ってマイコン１２は、デジタルユニット１０で使用する機能に応じて、供給電力の電圧切り換えを実行する。
【００４１】
上記のように本実施形態においては、電源回路３が複数段階の電圧切り換えを行うことができるように構成され、液晶テレビは、その動作モードに応じて電源回路３から供給する直流電源の電圧を複数段階で切り換えるように制御する。
【００４２】
次に電源回路３における電圧切り換え回路の一例を説明する。上記の電源回路３の電圧切り換え回路には、出力可変型のシャントレギュレータを適用することができる。シャントレギュレータは、制御素子が負荷に対して並列に入っており、出力電圧を安定化させるために負荷が多くの電流を必要とするときには、制御素子側の電流を多くする。すなわち、負荷状態によって制御素子を流れる電流と出力電流とを入れ替えることにより、常に出力電圧を一定に保持するように働く。このようなシャントレギュレータを利用して、出力可変型の電圧切り換え回路を構成することができる。
【００４３】
図２は、上記電源回路に適用可能な電源切り換え回路の構成例を示す回路図である。ここでは、電源回路の出力電圧Ｖ0とシャントレギュレータ２１の基準電圧との誤差（変化分）を増幅し、フォトカプラ２２を負荷として駆動して１次側の制御ＩＣ２７へフィードバックする回路が示される。
シャントレギュレータ２１に対する基準電圧は、マイコン１２からの制御信号に応じて設定される。ここではマイコン１２からの制御信号に応じてトランジスタ２３，２４が動作し、シャントレギュレータ２１に入力させる基準電圧を変化させる。すなわちマイコン１２から待機モードへ移行するための制御信号（Ｈｉｇｈ）が入力すると、抵抗２５，２６が並列となって、これらの抵抗分割により基準電圧が降下する。この基準電圧に基づいてフォトカプラ２２を用いて１次側制御ＩＣ２７を制御することにより、１次側の電圧が制御され、２次側の出力電圧が所望の値（この場合第２の電圧値）となる。
【００４４】
上記のような構成により、マイコン１２の制御に従って、電源回路３の出力電圧を切り換えることができる。なお、上記のシャントレギュレータを用いた構成は、電源回路３の一例を示すにすぎず、出力する電力の電圧を複数段階で安定して切り換える回路であれば、適宜上記電源回路３に適用することができる。
【００４５】
また本発明は、上記のようなデジタルデータを扱う処理系に電力を供給するシステムに限定されることなく、アナログ処理系の電源システムに対しても適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の電源システムは、液晶テレビの他、複数の機能に応じて供給電源を制御することにより、低消費電力化を図ることができる各種の機器や装置、システムに適用できる可能性をもっている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に関わる電源システムが適用された液晶テレビの構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】電源回路に適用可能な電源切り換え回路の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…商用電源コネクタ、２…ＡＣ／ＤＣ変換回路、３…電源回路、４…インバータ、５…ランプ、６…音声処理部、７…ＤＣ／ＤＣ変換回路、８…映像処理部、９…ＬＣＤ、１０…デジタルユニット、１１…バックアップ電源回路、１２…マイコン、１３…メモリ、１４…リモコン受光部、１５…ＡＣダウン検出回路、１６…リモコン装置、２１…シャントレギュレータ、２２…フォトカプラ、２３，２４…トランジスタ、２５，２６…抵抗、２７…１次側制御ＩＣ。
【図１】
2006339813.tif 000003
【図２】
2006339813.tif 000004