(57)【要約】【課題】  入力された交流電圧の周波数を検出しつつ製品の動作に必要な電圧を供給する電源供給装置を提供する。【解決手段】  入力端子（１０、１１）から入力された交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力端子（２０、２１）から機能回路へ出力可能に構成された電圧供給装置であって、前記交流電圧に基づいて生成されたリップルに基づいて、該交流電圧の周波数を検出可能に構成された周波数検出部（周波数検出回路４１０）と、前記出力端子に接続された前記機能回路の負荷抵抗を増大可能に構成されたダミー抵抗（ダミー抵抗７０）と、前記ダミー抵抗を、前記周波数検出部が周波数の検出を実行する際に導通状態とし（Ｓ８２０参照）、前記機能回路が通常動作をする際には非導通状態とする（Ｓ８６０参照）よう制御可能な制御部（制御回路６０）と、を備えることを特徴とする電圧供給回路を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子から入力された交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力端子から機能回路へ出力可能に構成された電圧供給装置であって、
前記交流電圧のリップルに基づいて、該交流電圧の周波数を検出可能に構成された周波数検出部と、
前記出力端子に接続された前記機能回路の負荷抵抗を増大可能に構成されたダミー抵抗と、
前記ダミー抵抗を、前記周波数検出部が周波数の検出を実行する際に導通状態とし、前記機能回路が通常動作をする際には非導通状態とするよう制御可能な制御部と、を備える
ことを特徴とする電圧供給装置。
【請求項２】
前記入力端子に接続された１次側回路と、
前記出力端子に接続され、前記１次側回路とトランスを介在して電気的に接続された２次側回路と、を含み、
前記周波数検出部は、前記２次側回路に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記周波数検出部において周波数の検出を実行する際には、前記機能回路が最大負荷となるよう制御可能に構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、電源電圧として入力された交流電圧の周波数を検出しつつ、製品の動作に必要な電圧を供給する電圧供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気回路で用いられるトライアックを適切に制御するために、電源回路に入力される電源電圧である交流電圧の周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを識別している。このような電源電圧の周波数の検出には、商用リップルを利用する方法が従来から用いられている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、電源周波数を検出する装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６６０７１号公報
【特許文献２】実開２０００−５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、電源回路では商用リップルを使用して周波数の検出を行っているが、適切に周波数を検出するためには、ある程度の大きさのリップルを発生させる必要がある。しかしながら、リップルを大きくするために、電源回路の１次側に接続する電解コンデンサの容量を大きくすると、電源電圧の瞬断時に電源回路から供給する電圧が不安定になるといった課題がある。一方で、リップルを大きくするために電源回路の２次側での出力電流を大きくすると、消費電力が増加するという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、供給電圧の安定と、消費電力の抑制を同時に達成しつつ、電源電圧の周波数を検出可能な電圧供給装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００７】
本発明の手段１は、
入力端子（１０、１１）から入力された交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力端子（２０、２１）から機能回路へ出力可能に構成された電圧供給装置であって、
前記交流電圧に基づいて生成されたリップルに基づいて、該交流電圧の周波数を検出可能に構成された周波数検出部（周波数検出回路４１０）と、
前記出力端子に接続された前記機能回路の負荷抵抗を増大可能に構成されたダミー抵抗（ダミー抵抗７０）と、
前記ダミー抵抗を、前記周波数検出部が周波数の検出を実行する際に導通状態とし（Ｓ８２０参照）、前記機能回路が通常動作をする際には非導通状態とする（Ｓ８６０参照）よう制御可能な制御部（制御回路６０）と、を備える
ことを特徴とする電圧供給回路である。
【０００８】
本発明の手段２は、
前記入力端子に接続された１次側回路（３０）と、
前記出力端子に接続され、前記１次側回路とトランス（５０）を介在して電気的に接続された２次側回路（４０）と、を含み、
前記周波数検出部は、前記２次側回路に配置される
ことを特徴とする手段１の電圧供給装置である。
【０００９】
上記構成の電圧供給装置によれば、交流電圧（電源電圧）の周波数を検出している期間のみダミー抵抗を導通状態とし、それ以外の期間にはダミー抵抗を非導通状態とすることが可能となる。これにより、交流電圧の周波数を検出している期間にはリップルを大きくすることで、周波数の検出を容易にし、電圧を供給する機能回路が通常動作をする際には、消費電力が増加することを抑制することが可能となる。また、機能回路が通常動作をするときにはダミー抵抗が非導通になるため、消費電力の増加を抑制することができる。
【００１０】
本発明の手段３は、
前記制御部（制御回路６０）は、前記周波数検出部において周波数の検出を実行する際には、前記機能回路が最大負荷となるよう制御可能に構成される
ことを特徴とする手段１または手段２の電源供給装置である。
【００１１】
上記構成の電圧供給装置によれば、交流電圧の周波数を検出している期間に、さらにリップルを大きくすることができるため、周波数の検出をさらに容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電圧供給装置の構成を示す図。
【図２】実施形態１における周波数検出処理のフローチャートを示す図。
【図３】実施形態２における周波数検出処理のフローチャートを示す図。
【図４】実施形態３における周波数検出処理のフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
（１）電圧供給装置の構成例
（２）周波数検出処理の具体例
（３）電圧供給装置の特徴
２．実施形態２
３．実施形態３
４．補足事項
【００１４】
＜１．実施形態１＞
まず、本発明の実施形態１について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１５】
＜（１）電圧供給装置の構成例＞
図１は、本実施形態の電圧供給装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の電圧供給装置は、入力端子１０及び１１から入力された電源電圧としての商用交流電圧を、出力端子２０及び２１から出力可能に構成されている。出力端子２０及び２１には、この電源電圧装置を含んで構成された電子機器の機能を実現するための機能回路が接続されている。機能回路は、例えばテレビの機能を実現するための電子回路、及び表示制御回路など、電源供給装置が電圧を供給する回路全体を指す。電源供給装置は、入力端子１０及び１０と出力端子２０及び２１との間には、１次側回路３０、２次側回路４０、トランス５０、制御回路６０、スイッチ６１０、及びダミー抵抗７０が接続されて構成される。
【００１６】
＜１次側回路３０＞
１次側回路３０は、入力端子１０及び１１から交流電圧が入力され、トランス５０の前までの回路を指す。１次側回路３０は、入力端子１０と１１との間に接続された電解コンデンサを含んで構成される。
【００１７】
＜２次側回路４０＞
２次側回路４０は、トランス５０を介して、１次側回路３０に入力された降圧されて伝達された交流電圧を整流及び降圧して所定の直流電圧を生成し、出力端子２０及び２１から出力可能に構成される。２次側回路４０の出力端子２０及び２１は、一方が所定の電位（例えば２４Ｖ）であり、他方が接地電位（ＧＮＤ）である。なお、本実施形態では、２次側回路４０からの出力電圧は、出力端子２０及び２１から一対の電圧が供給されることとして説明しているが、複数の電圧が供給されるものを含む。また、２次側回路４０は、周波数検出回路４１０を含んで構成される。
【００１８】
＜周波数検出回路４１０＞
周波数検出回路４１０は、２次側回路４０に伝達された交流電圧に対して整流された電圧に基づいてリップル電圧を検出し、このリップル電圧に基づいて、入力電圧の周波数を検出可能に構成される。
【００１９】
＜トランス５０＞
トランス５０は、１次側回路３０と２次側回路４０との間に配置されることでこれらの回路を電気的に接続しており、１次側回路３０の出力側（トランス側）に現れた電圧を、２次側回路４０の入力側（トランス側）に、降圧した状態で伝達可能に構成されている。
【００２０】
＜制御回路６０＞
制御回路６０は、周波数検出回路４１０で検出された周波数に基づいて、装置内に配置されたトライアックを制御可能に構成される。制御回路６０は、スイッチ６１０の導通及び非導通の状態を制御可能に構成される。このとき、制御回路６０は、入力端子１０及び１１に入力電圧の供給が開始され、周波数検出回路４１０での周波数の検出を実行する際にスイッチ６１０をオンにし、周波数検出回路４１０での周波数の検出が完了したらスイッチ６１０をオフにする制御を実行可能に構成される。制御回路６０での動作については、後述の周波数検出処理で具体的に説明する。
【００２１】
＜スイッチ６１０＞
スイッチ６１０は、トランジスタ素子で形成されており、制御回路６０から供給される電圧によってオンオフを切り替え可能に構成される。スイッチ６１０は、オン状態でその両端を導通状態とし、オフ状態でその両端を非導通状態とするよう構成される。特に、本実施形態では、図１に示すように、出力端子２０及び２１の間にダミー抵抗７０と直列に接続され、オン状態では、出力端子２０及び２１の間に配置されたダミー抵抗７０を導通状態とし、オフ状態では、このダミー抵抗７０を非導通状態とすることができるよう配置されている。なお、スイッチ６１０は必ずしもトランジスタ素子である必要はなく、オンオフが可能な素子であれば置き換えてもよい。
【００２２】
＜ダミー抵抗７０＞
ダミー抵抗７０は、図１に示すように、出力端子２０及び２１の間にスイッチ６１０と直列に接続され、導通状態で、機能回路の負荷抵抗を増大可能に構成される。上記のように、スイッチ６１０のオン状態では導通状態となり、スイッチ６１０のオフ状態では非導通状態となるよう配置されている。ダミー抵抗７０は、過電流保護が稼働するまでの任意の抵抗値の抵抗素子を用いる。
【００２３】
＜（２）周波数検出処理の具体例＞
次に、図２を参照しながら、本実施形態の電圧供給装置における周波数検出処理の具体例について説明する。
【００２４】
＜Ｓ８００〜Ｓ８１０＞
図２は、電源供給装置での周波数検出処理の具体例を示すフローチャートである。周波数検出処理（Ｓ８００）では、まず、電源供給装置を含んで構成された電子機器の電源が投入されると、制御回路６０は電源投入を検出する（Ｓ８１０）。このとき、電源供給装置の出力端子２０及び２１に接続された機能回路には電圧は供給されていない。
【００２５】
＜Ｓ８２０＞
次いで、制御回路６０は、電源電圧の交流電圧の周波数を検出する前に、スイッチ６１０をオンにし、ダミー抵抗７０を非導通状態から導通状態にする（Ｓ８２０）。
【００２６】
＜Ｓ８３０＞
そして、制御回路６０は、周波数検出回路４１０が入力端子１０及び１１に印加された電源電圧の周波数を適切に検出したかどうかを観測する（Ｓ８３０）。制御回路６０による周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出したかどうか、すなわち検出完了したかどうかの判断は、検出された周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのどちらかであることを検出したことを条件に行う。例えば、検出された周波数が５５Ｈｚであったり、全く異なる周波数であったりする場合には、制御回路６０は、周波数検出回路４１０は周波数を適切に検出していないと判断する。
【００２７】
＜Ｓ８３０〜Ｓ８４０＞
周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できなかった場合（Ｓ８３０でＮ）、制御回路６０は、予め定められた時間ごとに指定回数（例えば０．５秒ごとに１０回）、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測を繰り返す（リトライする）。制御回路６０による、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測が、予め定められた指定回数（１０回）実行されていなければ（Ｓ８４０でＮ）、周波数の検出を繰り返す（Ｓ８３０に戻る）。
【００２８】
＜Ｓ８５０＞
制御回路６０による、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測が、予め定められた指定回数（１０回）実行されていた場合（Ｓ８４０でＹ）、電源電圧の周波数を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの固定周波数とみなす（Ｓ８５０）。ここでの固定周波数は、電圧供給装置を含む電子機器（製品）の出荷先ごとに予め設定される。例えば、この電子機器が北米向けに出荷されるものであれば、電源電圧の周波数を６０Ｈｚとみなし、中国向けに出荷されるものであれば、電源電圧の周波数を５０Ｈｚとみなす。ここでの処理の後、周波数検出処理はＳ８６０の処理に移行する。
【００２９】
＜Ｓ８６０〜Ｓ８７０＞
周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できた場合（Ｓ８３０でＹ）、または電源電圧の周波数を固定周波数とみなした場合（Ｓ８５０）、いずれも電源電圧の周波数検出が完了したとして、制御回路６０は、スイッチ６１０をオフにして、ダミー抵抗７０を導通状態から非導通状態へと切り替える（Ｓ８６０）。このようにして、周波数検出処理が終了する（Ｓ８７０）。この周波数検出処理の後、制御回路６０は、トライアックなどをここで検出された周波数で適切に動作するよう制御する。
【００３０】
＜（３）電源供給装置の特徴＞
以上、説明したような構成の電源供給装置によって、入力端子１０及び１１に接続された電源電圧の周波数の検出が実行される。すなわち、本実施形態の電源供給装置は以下のような特徴を持つ。
【００３１】
本実施形態の電源供給装置は、入力端子（１０、１１）から入力された交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力端子（２０、２１）から機能回路へ出力可能に構成された電圧供給装置であって、交流電圧（電源電圧）に基づいて生成されたリップルに基づいて、該交流電圧の周波数を検出可能に構成された周波数検出部（周波数検出回路４１０）と、出力端子に接続された機能回路の負荷抵抗を増大可能に構成されたダミー抵抗（７０）と、ダミー抵抗を、周波数検出部が周波数の検出を実行する際に導通状態とし（Ｓ８２０参照））、機能回路が通常動作をする際には非導通状態とする（Ｓ８６０参照）よう制御可能な制御部（制御回路６０）と、を備えることを特徴とする。
【００３２】
また、上記構成の電圧供給装置は、入力端子（１０、１１）に接続された１次側回路（３０）と、出力端子（２０、２１）に接続され、１次側回路とトランス（５０）を介在して電気的に接続された２次側回路（４０）と、を含み、周波数検出部（４１０）は、２次側回路（４０）に配置されることを特徴とする。
【００３３】
上記構成の電圧供給装置によれば、交流電圧（電源電圧）の周波数を検出している期間のみダミー抵抗を導通状態とし、それ以外の期間にはダミー抵抗を非導通状態とすることが可能となる。これにより、交流電圧の周波数を検出している期間にはリップルを大きくすることで、周波数の検出を容易にし、電圧を供給する機能回路が通常動作をする際には、消費電力が増加することを抑制することが可能となる。また、機能回路が通常動作をするときにはダミー抵抗が非導通になるため、消費電力の増加を抑制することができる。
【００３４】
＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図３を参照しながら説明する。本実施形態は、実施形態１と比較して、Ｓ８２０及びＳ８６０の処理が、それぞれＳ８２１及びＳ８６１の処理に置き換えられている点で相違する。具体的には、制御回路５０が、周波数を検出する際に、ダミー抵抗７０をオンする代わりに、機能回路を最大負荷状態にする点で相違する。以下の説明では、実施形態１との相違点についてのみ具体的に説明し、実施形態１と同様の機能や処理についてはその説明を省略する。
【００３５】
＜Ｓ８２１＞
図３に示すように、Ｓ８１０の処理の後、制御回路６０は、電源供給装置の出力端子２０及び２１に接続された機能回路の負荷を最大状態にするよう制御する（Ｓ８２１）。具体的には、電源供給装置を含む電子機器における消費電力が最大になるよう、各部を制御する。例えば、テレビを全面白の最も明るい状態で表示させ、点灯可能なＬＥＤをすべて点灯させるなどの制御を実行する。
【００３６】
＜Ｓ８６１＞
周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できた場合（Ｓ８３０でＹ）、または電源電圧の周波数を固定周波数とみなした場合（Ｓ８５０）、制御回路６０は、機能回路の負荷を通常状態に戻す（Ｓ８６１）。このようにして、周波数検出処理が終了する（Ｓ８７０）。
【００３７】
以上、説明したような構成の電源供給装置によって、入力端子１０及び１１に接続された電源電圧の周波数の検出が実行される。すなわち、本実施形態の電源供給装置は以下のような特徴を持つ。
【００３８】
上記の構成の電源供給装置によれば、実施形態１で説明したダミー抵抗７０を含め、特別な構成を追加することなく、周波数検出回路４１０で使われる電圧のリップルを大きくすることが可能となり、これによって、電源電圧の周波数を適切に検出することが可能となる。
【００３９】
＜３．実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について、図４を参照しながら説明する。本実施形態は、実施形態２と比較して、Ｓ８４０及びＳ８５０の処理が、Ｓ８２０、Ｓ８３０Ａ、及びＳ８４０〜Ｓ８６０の処理に置き換えられている。本実施形態は、実施形態１と実施形態２とを組み合わせたような形態になっている。以下の説明では、実施形態２を基準に相違点についてのみ具体的に説明し、実施形態２と同様の機能や処理についてはその説明を省略する。
【００４０】
＜Ｓ８２０＞
周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できなかった場合（Ｓ８３０でＮ）、制御回路６０は、スイッチ６１０をオンにし、ダミー抵抗７０を非導通状態から導通状態にする（Ｓ８２０）。
【００４１】
＜Ｓ８３０Ａ〜Ｓ８４０＞
Ｓ８２０の後、制御回路６０は、周波数検出回路４１０が入力端子１０及び１１に印加された電源電圧の周波数を適切に検出したかどうかを観測する（Ｓ８３０Ａ）。周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できなかった場合（Ｓ８３０ＡでＮ）、制御回路６０は、予め定められた時間ごとに指定回数（例えば０．５秒ごとに１０回）、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測を繰り返す（リトライする）。制御回路６０による、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測が、予め定められた指定回数（１０回）実行されていなければ（Ｓ８４０でＮ）、周波数の検出を繰り返す（Ｓ８３０Ａに戻る）。
【００４２】
＜Ｓ８５０＞
制御回路６０による、周波数検出回路４１０での周波数の検出状態の観測が、予め定められた指定回数（１０回）実行されていた場合（Ｓ８４０でＹ）、電源電圧の周波数を所定の固定周波数とみなす（Ｓ８５０）。この処理は、実施形態１のＳ８５０の処理を同様である。
【００４３】
＜Ｓ８６０＞
周波数検出回路４１０が電源電圧の周波数を適切に検出できた場合（Ｓ８３０ＡでＹ）、または電源電圧の周波数を固定周波数とみなした場合（Ｓ８５０）、制御回路６０は、スイッチ６１０をオフにし、ダミー抵抗７０を導通状態から非導通状態へと切り替える（Ｓ８６０）。
【００４４】
＜Ｓ８６１＞
Ｓ８３０、Ｓ８３０Ａ、またはＳ８５０の処理で電源電圧の周波数を検出し、または特定の周波数であるとみなした後、制御回路６０は、機能回路の負荷を通常状態に戻す（Ｓ８６１）。このようにして、周波数検出処理が終了する（Ｓ８７０）。
【００４５】
以上、説明したような構成の電源供給装置によって、入力端子１０及び１１に接続された電源電圧の周波数の検出が実行される。すなわち、本実施形態の電源供給装置は以下のような特徴を持つ。
【００４６】
上記の構成の電源供給装置において、制御部（制御回路６０）は、周波数検出部（４１０）において周波数の検出を実行する際には、機能回路が最大負荷となるよう制御可能に構成されることを特徴としている。
【００４７】
上記構成の電圧供給装置によれば、交流電圧の周波数を検出している期間に、さらに負荷を大きくすることができ、これによって周波数検出回路４１０で観測される電圧のリップルをさらに大きくすることができるため、周波数の検出をさらに容易にすることができる。
【００４８】
＜５．補足事項＞
以上、本発明の各実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００４９】
上記実施形態において、Ｓ８５０での固定周波数は、ユーザが予め設定できるようにしたり、前回検出された周波数を利用したりしてもよい。
【００５０】
また、周波数検出処理で検出する周波数は、必ずしも５０Ｈｚと６０Ｈｚとのいずれかでなく、別の周波数であってもよい。
【００５１】
また、ダミー抵抗７０は、抵抗素子のみで構成されるのではなく、別の素子との組み合わせによって構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、複数種類の周波数の電源電圧が投入される電子機器における電源供給装置として好適に適用される。
【符号の説明】
【００５３】
１０…入力端子
２０…出力端子
３０…次側回路
４０…次側回路
５０…トランス
６０…制御回路
７０…ダミー抵抗
４１０…周波数検出回路
６１０…スイッチ
【図１】
2015180159.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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