(57)【要約】  本発明は電気設備またはデバイスに関し、この電気設備またはデバイスは、それの一次側および二次側をそれぞれ定義する一次および二次部分を有する電圧変換器を包含する電源ユニットを備える。この電源ユニットは、前記一次側に構成された電力管理ユニットを包含し、変換器の一次部分は、同様に前記一次側に構成されかつ前記一次部分の一次電力経路内を流れる電気エネルギをコントロールするコントロール回路に関連付けされている。コントロール回路は、電力管理ユニットから少なくとも前記一次電力経路内の電気エネルギをオフに切換えるための第１のコントロール信号を受信し、前記電源ユニットは、変換器への給電がなくなるように前記第１のコントロール信号がオフにセットされたときに極低電力モード（『パワーダウン』モード）に入る。電力管理ユニットは、前記極低電力モードにおいて少なくともウェイクアップ信号の受信または生成が可能であり、かつ前記ウェイクアップ信号に応答して変換器の前記一次および二次部分への給電を再開するために前記第１のコントロール信号をオンにセットすることが可能であるように構成される。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備またはデバイスの一次側および二次側をそれぞれ定める一次部分および二次部分を有する電圧変換器を包含する電源ユニットが装備された電気設備またはデバイスであって、前記電源ユニットが、前記一次側に構成された電力管理ユニットを包含し、前記変換器の前記一次部分が、同様に前記一次側に構成され、かつ前記一次部分の一次電力経路内を流れる電気エネルギをコントロールするコントロール回路に関連付けされており、このコントロール回路が、前記電力管理ユニットから少なくとも前記一次電力経路内の電気エネルギをオフに切換えるための第１のコントロール信号を受信し、前記第１のコントロール信号が前記変換器への給電がなくすようにオフにセットされたときに、前記電源ユニットが極低電力モード（『パワーダウン』モード）に入り、前記電力管理ユニットが、前記極低電力モードにおいて少なくともウェイクアップ信号の受信または生成が可能であり、かつ前記ウェイクアップ信号に応答して前記変換器の前記一次および二次部分への給電を再開するために前記第１のコントロール信号をオンにセットすることが可能であるように構成されることを特徴とする、電気設備またはデバイス。
【請求項２】
前記電力管理ユニットが、前記電源ユニットの入力回路によって受入れられる入力電圧を、少なくともそれの電子素子への給電のためのより低い電圧レベルに適応させるか、または低減するために構成されることを特徴とする、請求項１に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項３】
前記電力管理ユニットが、さらに、前記より低い電圧を前記変換器に関連付けされた前記コントロール回路への給電のために構成されることを特徴とする、請求項２に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項４】
前記電力管理ユニットが、この電力管理ユニットのいくつかの機能を管理する電源コントローラ、入力電圧を受入れるときに中間電圧を提供する第１の電圧逓減回路、および前記第１の電圧逓減回路に続く、前記電源コントローラへ給電するための低電圧を提供する第２の電圧逓減回路を包含することを特徴とする、請求項１に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項５】
前記中間電圧が前記コントロール回路への給電に使用されることを特徴とする、請求項４に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項６】
前記電力管理ユニットが、少なくとも前記ウェイクアップ信号を定義する第１の外部コントロールを受入れるために前記一次側に構成される外部コントロール・インターフェース、センサ、受信機、および／またはスイッチに関連付けされることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項７】
前記電力管理ユニットが時間ベースに関連付けされ、この時間ベースが、前記極低電力モードにおいて活動的であり、前記電力管理ユニットが、決定済みの時間期間を測定するために構成され、その期間の後に前記ウェイクアップ信号が生成されることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項８】
前記電力管理ユニットが、前記変換器の前記一次部分の前記コントロール回路への第２のコントロール信号の提供のために構成され、この第２のコントロール信号が、少なくとも前記極低電力モード以外の別の機能モードにおいて前記一次経路を通って流れる電流を調整するため、したがって前記電気設備またはデバイスの前記二次側への電力の供給を調整するためのＰＷＭ信号を定義することを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項９】
前記電源ユニットが、さらに、整流後の入力電圧を受入れる高電圧給電ラインに接続された高電圧ストレージ・キャパシタ（ＨＶストレージ・キャパシタ）、および前記第１の電圧逓減回路の出力および前記第２の逓減回路の入力が接続される中間電圧給電ラインに接続された低電圧ストレージ・キャパシタ（ＬＶストレージ・キャパシタ）を包含することを特徴とする、請求項４または５に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１０】
前記電力管理ユニットが、さらに、前記高電圧給電ラインと前記中間電圧給電ラインの間に構成されたスタートアップ給電回路を包含し、このスタートアップ給電回路が、スタートアップ・モードで前記低電圧ストレージ・キャパシタへの給電を行うべく構成されることを特徴とする、請求項９に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１１】
前記電力管理ユニットが、さらに、前記入力電圧がオフに切換えられたとき、特定の遅延の後に前記高電圧ストレージ・キャパシタを放電するための放電回路を包含することを特徴とする、請求項９に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１２】
前記一次側に配置された前記電源コントローラと前記二次側に配置された少なくとも主コントローラの間におけるデータ転送のために双方向絶縁インターフェースが前記一次側と前記二次側の間に構成されることを特徴とする、請求項４、５、９乃至１１のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１３】
前記第１の電圧逓減回路がブリッジ整流器を容量性分圧器とともに定義し、この第１の電圧逓減回路が非常に低い消費電力を有することを特徴とする請求項４、５、９乃至１２のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１４】
前記第１の電圧逓減回路が、２つの二重ダイオード、１つのツェナー・ダイオード、および入口抵抗（１つまたは複数）およびキャパシタ（１つまたは複数）だけを有する回路によって形成されることを特徴とする請求項１３に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１５】
前記第２の電圧逓減回路が非常に低い消費電力を有し、かつ低電流ツェナー・ダイオード（Ｄ４０）、前記ツェナー・ダイオードと直列に構成された抵抗（Ｒ４０）、およびこれら２つの素子と並列の低電圧を提供するキャパシタ（Ｃ４０）と直列に構成されたトランジスタ（Ｑ４０）を有する回路であって、前記トランジスタのベースが前記抵抗と前記ツェナー・ダイオードの間に接続される回路によって形成されることを特徴とする請求項４、５、９乃至１４のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１６】
前記第２の電圧逓減回路が、さらに、ゼロ入力電流が非常に低い線形レギュレータを包含することを特徴とする請求項１５に記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１７】
前記変換器の前記一次部分内に構成されるコイルが、前記変換器が給電されるときに前記電源ユニットの一次側への給電のために、前記第１の電圧逓減回路の前記出力電圧信号と並列のフィードバック電圧信号を生成することを特徴とする、請求項４、５、９乃至１６のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１８】
前記変換器に関連付けされた前記コントロール回路が、前記コントローラの前記一次部分内のエネルギ供給をオフまたはオンに切換えるために前記コントロール回路の給電をオフまたはオンにそれぞれ転ずる切換え回路を包含することを特徴とする、請求項１から請求項１７のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項１９】
前記電源ユニットが整流器を伴う入力回路を包含し、前記入力回路が少なくとも第１のキャパシタを整流器のＡＣ側に、少なくとも第２のキャパシタをそのＤＣ側に有し、前記第１のキャパシタが前記入力回路内に並列抵抗が必要なくなるように選択された最大値を有することを特徴とする、請求項１から請求項１８のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【請求項２０】
入力給電がカットオフされるとき、この電気設備またはデバイスの現在の状態を前記電力管理ユニット内に、追加のバッテリまたは大容量キャパシタ（スーパーキャップ／ゴールドキャップ）を伴うことなく維持できることを特徴とする、請求項１から請求項１９のうちのいずれかに記載の電気設備またはデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換器または変成器を装備し、かつ実質的に消費電力が低減されるモード（スタンバイ・モード）を有する電源を有する電気設備、デバイス、またはシステムに関する。
【０００２】
本発明は、非常に低い消費電力を有する一方、システムのウェイクアップ機能を保つ『パワーダウン』モードと呼ばれる新しい『スタンバイ』モードを紹介する。
【０００３】
本発明は、広い範囲の消費者電子回路デバイス、コンピュータ（特にデスクトップＰＣ）、表示器またはコンピュータ・スクリーン、ＴＶセット、ＤＶＤプレーヤおよびハイファイ（Ｈｉ‐Ｆｉ）・セット、たとえば無線電話機および留守番電話機のためのドッキング・ステーションまたはベース・ステーション、デコーダまたは復調器（セットトップ・ボックス）、リーダおよび受信機、電気オーブンまたは電磁調理器、キッチン換気扇および冷蔵庫、家電製品およびホームオートメーション製品（門扉、車庫扉開閉器、自動インテリア・ブラインドまたはロール・カーテン）、電子遊具ステーション等のエンターテインメント・デバイス、センサ・デバイス、セキュリティ・システム等の中において使用できる。
【背景技術】
【０００４】
家庭および産業における種々の電気デバイスのスタンバイ消費電力は累積すると厖大である。したがって、この電気的な消費をもっとも低いレベルまで減らすことによって大きなエネルギ節約の可能性が存在する。たとえば、ＤＶＤプレーヤまたはセットトップ・ボックスは、概してスタンバイ・モードにおいて１〜４ワットを消費し、結果として８〜３０ｋＷｈの年間エネルギ消費をもたらす。
【０００５】
電圧変換器が装備され、かつスタンバイ・モードを有する周知の電気設備またはデバイスにおけるスタンバイ・モードの消費電力に関する主要な問題は、スタンバイ・モードの間中、それらの変換器が給電されたままとどまるという事実、言い替えると変換器の一次側によって二次側に給電され続けるという事実に起因する。したがって二次給電ラインが、設備またはデバイスの二次側のいくつかの要素およびユニットのための電源としてそれまでどおりの活動状態にある。
【０００６】
電力管理ユニットが二次側に構成されて、いくつかユニットをスイッチ・オフするか、かつ／またはいくつかユニット、特に主ＣＰＵ（中央処理ユニット）を低エネルギ消費モードに入れる場合であっても変換器がオンであり、変換器のエネルギ損失はスタンバイ・モードにおいても存在し続ける。さらにまた、二次側のいくつかユニットまたは要素は、それらへの給電があることからスタンバイ・モードにおいてもエネルギを消費し続ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第１の目的は、電圧変換器または変成器が装備され、かつ『パワーダウン』モードを有する電気設備またはデバイスの電力管理のための新しい概念および対応するシステム・アーキテクチャを提案することであり、当該モードにおいては電気エネルギの消費が非常に低い。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、新しい一次側電力コントロールの概念を含む、異なる機能的なモードにおけるその種の設備またはデバイスの二次側の効率的な電力管理を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電気設備またはデバイスのための本発明の電源システムまたはユニットの包括的なアーキテクチャを図１に示す。この図１に示されている本発明に従ったシステム電力管理は、現在の設備またはデバイスの周知の欠点を克服する。
【００１０】
電源ユニットは、一次部分および、いくつかの異なる電圧レベル（たとえば３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖ）の出力ラインを有する二次部分を伴う変換器または変成器を包含する。変換器は、設備またはデバイスの一次側および二次側を定義する。一次部分は、変換器の一次電力経路内を流れる電気エネルギを管理するためのコントロール回路に関連付けされており、システム電力管理ユニットが、コントロール回路へ給電するため、およびこのコントロール回路へ必要なコントロール信号（１つまたは複数）を提供するために一次側に構成されている。コントロール回路は、変換器の一次電源の主要な切換え機能を扱う。したがって、電力管理ユニットまたは回路によって与えられるコントロール信号の関数として、変換器の二次部分への電源をオフまたはオンにすることができる。さらに、活動モードにおいては、変換器の一次部分を通って流れる電流のコントロール・ユニットへパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を提供することによって変換器の効率を増加できる。
【００１１】
本発明に従ったシステム電力管理ユニットまたは回路は、それへの電力供給を外部電源、特に幹線と電気的に接続された入力回路から受取る。このシステム電力管理ユニットまたは回路は、変換器の一次部分に関連付けされたコントロール回路への給電のため、およびそれ自体の電子ユニット（１つまたは複数）および／または電気素子への給電に適した電圧レベルに幹線の電圧を適応させるか、または低減するために構成されている。
【００１２】
パワーダウン・モードにおいては、このシステム電力管理ユニットまたは回路が、外部および／または内部コントロール信号（ウェイクアップ信号）および／またはシステム・コントロール信号（設備またはデバイスがシステムまたはネットワークに接続されている場合）および／またはスイッチを受信し、設備またはそれらの部分をパワーダウン・モードから復帰させて活動化することができる（すなわち、変換器の二次部分の少なくとも部分への電力供給、したがって設備の二次側の電子ユニットおよび電気素子への少なくとも部分的な給電を行う）。
【００１３】
限定ではないが外部コントロール信号の例は以下を含む。
‐  赤外線（ＩＲ）リモート・コントロール
‐  センサ（外部温度、圧力、磁界、光等々）
‐  ＲＦ信号。
【００１４】
限定ではないがシステム・コントロール信号の例は以下を含む。
‐  コンピュータ信号
‐  ホーム・ネットワークが生成する信号。
【００１５】
限定ではないが内部コントロール信号の例は以下を含む。
‐  時間ベース（たとえばプログラマブル・タイマ）
‐  センサ（内部温度、圧力、磁気等）。
【００１６】
特定の実施態様においては、システム電力管理ユニットを通じて給電およびコントロールがなされる一次側にセンサ（１つまたは複数）および／またはＬＥＤ（１つまたは複数）および／または表示器を有することが可能である。また時刻の表示および／またはパワーダウン・モードからのウェイクアップおよび／またはプログラムの目的で使用される時間ベースを有することも可能である。
【００１７】
したがって本発明は、電気設備またはデバイスの一次側および二次側をそれぞれ定義する一次および二次部分を有する電圧変換器を包含する電源ユニットが装備された電気設備またはデバイスに関し、
前記電源ユニットが、前記一次側に構成された電力管理ユニットを包含し、変換器の一次部分が、同様に前記一次側に配置され、かつ前記一次部分の一次電力経路内を流れる電気エネルギをコントロールするコントロール回路に関連付けされており、
このコントロール回路が、電力管理ユニットから少なくとも前記一次電力経路内の電気エネルギをオフに切換えるための第１のコントロール信号を受信し、前記第１のコントロール信号が変換器への給電がなくなるようにオフにセットされたときに前記電源ユニットが極低電力モード（『パワーダウン』モードまたは最小電力モード）に入り、
前記電力管理ユニットが、前記極低電力モードにおいて、少なくともウェイクアップ信号の受信または生成が可能であり、かつ前記ウェイクアップ信号に応答して変換器の前記一次および二次部分への給電を再開するために前記第１のコントロール信号をオンにセットすることが可能であるように構成される。
【００１８】
本発明の特定の特徴によれば、電気設備またはデバイスがさらに次のように構成される、つまり、電力管理ユニットが、前記電源ユニットの入力回路によって受入れられる入力電圧を、少なくともそれの電子要素への給電のためのより低い電圧レベルに適応させるか、または低減させるように、構成されることを特徴とする。本発明の別の特定の特徴によれば、電力管理ユニットが、さらに、前記より低い電圧を前記変換器に関連付けされたコントロール回路への給電するように構成される。
【００１９】
本発明の好ましい実施例によれば、電力管理ユニットには、この電力管理回路のいくつかの機能を管理する電源コントローラと、入力電圧を受入れるときに中間電圧を提供する第１の電圧逓減回路（レデューサ）と、前記第１の電圧逓減回路（レデューサ）に続く、前記電源コントローラとへ給電するための低電圧を提供する第２の電圧逓減回路と、が包含される。本発明の特定の特徴によれば、前記中間電圧が前記コントロール回路への給電に使用される。
【００２０】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電力管理ユニットが、外部コントロール・インターフェース、センサ、受信機および／またはスイッチに関連付けされ、これらは、少なくとも低電力モードから活動モードへ遷移するウェイクアップ信号を定義する第１の外部コントロールを受入れるために前記一次側に構成される。本発明の代替実装においては、電力管理ユニットが時間ベースに関連付けされ、この時間ベースは、前記極低電力モードにおいて活動的であり、前記電力管理ユニットが、決定済みの時間期間を測定するために構成され、その期間の後にウェイクアップ信号が生成される。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電力管理ユニットが、前記変換器の前記一次部分の前記コントロール回路へ第２のコントロール信号を提供するように構成され、この第２のコントロール信号は、少なくとも前記極低電力モード以外の別の機能モードにおいて前記一次経路を通って流れる電気エネルギを調整するため、したがって前記電気設備またはデバイスの二次側への電力の供給を調整するためのＰＷＭ信号を定める。
【００２２】
本発明のさらに別の特定の特徴によれば、前記電源ユニットが、さらに、整流後の入力電圧を受入れる高電圧供給ラインに接続された高電圧ストレージ・キャパシタ、および前記第１の電圧逓減回路の出力および前記第２の逓減回路の入力が接続される中間電圧給電ラインに接続された低または中間電圧ストレージ・キャパシタを包含する。
【００２３】
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記電力管理ユニットが、さらに、前記高電圧供給ラインと前記中間電圧供給ラインの間に構成されたスタートアップ給電回路を包含し、このスタートアップ給電回路は、スタートアップ・モードで前記低電圧ストレージ・キャパシタへの給電を行うべく構成される。
【００２４】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電力管理ユニットが、さらに、前記入力電圧がオフに切換えられたとき、特定の遅延の後に前記高電圧ストレージ・キャパシタを放電するための放電回路を包含する。
【００２５】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電気設備またはデバイスの一次側に配置された前記電源コントローラと二次側に配置された少なくとも主コントローラの間におけるデータ転送のために双方向絶縁インターフェースが一次側と二次側の間に構成される。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記第１の電圧逓減回路がブリッジ整流器を容量性分圧器とともに定義し、この第１の電圧逓減回路が非常に低い消費電力を有する。特に有利な実施例においては、第１の電圧逓減回路が、２つの二重ダイオード、１つのツェナー・ダイオードおよび入口抵抗（１つまたは複数）およびキャパシタ（１つまたは複数）だけを有する回路によって形成される。
【００２７】
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記第２の電圧逓減回路が非常に低い消費電力を有し、低電流ツェナー・ダイオード、ツェナー・ダイオードと直列に構成された抵抗、およびこれら２つの素子と並列の低電圧を提供するキャパシタと直列に構成されたトランジスタを有する回路であって、当該トランジスタのベースが抵抗とツェナー・ダイオードの間に接続される回路によって形成される。
【００２８】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電気設備またはデバイスが、さらに、前記変換器への給電があるときに電源ユニットの一次側への給電を行うために前記第１の電圧逓減回路と並列のコイルによって生成されるフィードバック信号を包含する。
【００２９】
本発明の別の好ましい実施例によれば、変換器に関連付けされたコントロール回路が、前記コントローラの一次部分内のエネルギ供給をオフまたはオンに切換えるために前記コントロール回路への給電をオフまたはオンに転ずる切換え回路を包含する。
【００３０】
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記電源ユニットが整流器を伴う入力回路を包含し、前記入力回路は、少なくとも第１のキャパシタを整流器のＡＣ側に、少なくとも第２のキャパシタをそのＤＣ側に有し、前記第１のキャパシタは、前記入力回路内に並列抵抗が必要なくなるように選択された最大値を有する。
【００３１】
本発明の別の好ましい実施例によれば、電気設備またはデバイスが、入力給電がカットオフされるとき、追加のバッテリまたは大容量キャパシタ（スーパーキャップ(Supercap)／ゴールドキャップ(Goldcap))を伴うことなく前記電力管理ユニット内にこの電気設備またはデバイスの現在の状態を維持できる。
【００３２】
図２に、本発明の好ましい全般的な実施態様を示す。幹線入力は、一般にフューズ、フィルタ、および整流器を有する入力回路に接続される。この入力回路は、高電圧（通常、１００〜２５０ボルト）の幹線を受入れる。それの出力は、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器の一次部分と電気的にリンクされている。この一次部分には、すでに述べたとおり、コントロール回路が関連付けされる。システム電力管理ユニットは、一次側に中間電圧（たとえば１０〜１５ボルト）を提供する第１の電圧逓減回路(アダプタ)を有する。この中間電圧は、コントロール回路への給電に使用され、また低電圧（たとえば３〜５ボルト）を提供する第２の電圧逓減回路(アダプタ)への給電にも使用される。注意を要するが、第１の実施例においては第１の電圧逓減回路が入力回路からＶＡＣ給電信号を、すなわち整流されていない給電信号を受信し、第２の実施例においてはＶＤＣ給電信号を、すなわち入力回路の整流器によって整流された後の給電信号を受信する。
【００３３】
第２の電圧逓減回路は、電源コントローラおよび、外部コントロール信号を受信する外部コントロール・インターフェースへの給電を行う。本発明によれば、この電源コントローラが、外部コントロール信号（１つまたは複数）および／または内部コントロール信号（１つまたは複数）の関数として異なるコントロール信号を提供するべく構成される。電源コントローラによってコントロール回路へオン／オフ信号が提供される。設備をパワーダウン・モード（『ゼロ電力』モード）に入れるためには、電源コントローラが、コントロール回路へオフ信号を送信し、それがＤＣ／ＤＣ変換器の一次経路内の電流の流れをオフに切換え、したがって一次部分によるこの変換器の二次部分への給電をオフに切換える。ウェイクアップ信号を受信することによって、詳細に述べれば外部コントロール・インターフェースを介してそれを受信することによって、電源コントローラは、コントロール回路へオン信号を送信し、それが、一次部分によって変換器の二次部分への少なくとも部分的な給電が行われるように前記一次経路内の電流の流れをオンに切換える。
【００３４】
設備／デバイスの各動作モードに最適な形で二次給電ラインの給電を管理するために、電源コントローラが、変換器の一次部分のコントロール回路へＰＷＭ信号を提供するべく構成される。このＰＷＭ信号に基づいて、変換器の一次部分による二次部分への給電を、したがって二次給電ラインによって給電される種々のユニットおよび要素への給電を精確に適応させることが可能になる。その結果として電源コントローラは、変換器の一次部分に作用して電源を二次側の合計負荷に適応させることができる。
【００３５】
好ましい実施例においては、電源コントローラが、一次側と二次側の間における直流分離を維持する絶縁データ転送回路を通じて二次側のコントロールまたは処理ユニットと接続される少なくとも１つの出力も有する。したがって、電源コントローラは、本発明の設備／システムまたはデバイスをウェイクアップさせた後、二次側の電子ユニットへの／そこからの少なくとも１つのコントロール信号の送信および／または受信を行うことができる。電源コントローラは、設備またはデバイスの一次側に構成された時間ベースとの関連付けも可能である。
【００３６】
第１の電圧逓減回路が離散的素子（個別素子）のみから作られても良く、非常に正確な、または安定した電圧を提供する必要はない。それに対して、第２の電圧逓減回路は、電源コントローラおよびセンサまたはそのほかの電子ユニットがある場合にはそれらに向けて正確な電圧を提供する電子回路によって形成されるものとし得る。コントロール回路は、主として離散的素子から作ることができ、中間電圧が給電される。実施例においては、このコントロール回路が低電圧、たとえば第２の電圧逓減回路によって提供される電圧が給電される集積化されたユニットを有する。２つの電圧逓減回路は、２つまたはそれより多くの電圧出力レベルを有する共通電圧逓減回路・ユニットによって置換できる。特定の実施例においては、低電圧を提供する１つの電圧逓減回路だけを使用できる。
【００３７】
一次側の電圧逓減回路および関連する回路は、一次側に構成され、かつシステム電力管理システムに関連付けされる少数の電気要素および電子ユニットへの給電のために寸法設定される。したがって、パワーダウン・モードにおける設備の消費電力を最小限まで低減することが可能になる。このパワーダウン・モードにおいては、変換器の一次部分に関連付けされたコントロール回路の主要部分をオフにし、電源コントローラからのオン信号の受信時にウェイクアップするようにできる。
【００３８】
セットトップ・ボックスの例の場合は、『パワーダウン』モードまたは最小電力モードにおける消費電力を１０ｍＷ未満まで低減することが可能になり、それでもなお赤外線受信機が動作可能であり、赤外線受信機を使用しないときは５ｍＷ未満まで低減できる。
【００３９】
本発明のさらに重要な利点は、バッテリまたはゴールド・キャパシタ（スーパー・キャパシタ）を本発明の設備またはデバイスの二次部分の中に組込む必要がないことである。
【００４０】
以下に、限定ではなく例示として提供される図面を補助とした好ましい実施態様の説明で本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】既に述べられているが、本発明に従った電源システムまたはユニットの全般アーキテクチャを示す概略図である。
【図２】既に述べられているが、本発明の好ましい全般的な実施態様を示す概略図である。
【図３】限定でない形で提供される本発明に従った好ましい電源ユニットのブロック図である。
【図４】図３の電源ユニットの入力回路の構成を示す回路図である。
【図５】図３の電源ユニットの第１の電圧逓減回路回路の好ましい設計を示す回路図である。
【図６】図３の電源ユニットのスタートアップ給電および放電ユニットを形成する電子回路を示す回路図である。
【図７】図３の電源ユニットの第２の電圧逓減回路回路の好ましい設計を示す回路図である。
【図８】図３の電源ユニットのパワーダウン・モードにおける赤外線受信機の電源のタイミング図である。
【図９】図３の電源ユニットの一次部分と二次部分の間におけるデータ転送回路を示す回路図である。
【図１０】図３の電源ユニットのＤＣ‐ＤＣ変換器の一次部分に関連付けされた電子コントロール回路の設計を示す回路図である。
【図１１】図３の電源ユニットの一次部分の電力部分の考え得る構成を示す回路図である。
【図１２】図３の電源ユニットの二次部分の考え得る構成を略図的に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下の本発明の説明においては、セットトップ・ボックス（ＳＴＢデバイス）のための電源ユニットを詳細に述べる。図３は、その電源ユニットのブロック図を示している。注意する必要があるが、これは本発明の特定の実装である。本発明は、導入部分の『技術分野』の中に概説されているとおり、広汎な応用ができる。
【００４３】
以下に説明する特定の実施態様においては、次に挙げる４つの動作モードが提供される。
‐  『パワーダウン』モード（最小電力モード、変換器への給電、出力への給電がない）
‐  『スタンバイ』モード（すべての二次電圧が利用可能であるが、軽負荷とする）
‐  『スタートアップ』モード（より高い電流が１２Ｖ給電で利用可能、たとえばハード・ドライブのスタートアップ段階）
‐  活動モード（完全な機能、通常の動作）。
【００４４】
図３に表されている電源ユニットは、この電源ユニットを含む電気設備またはデバイスの一次側および二次側をそれぞれ定義する一次部分および二次部分を有するＤＣ／ＤＣ電圧変換器を包含し、前記一次側に給電電圧生成およびコントロール部分、電源コントローラ、ＩＲ受信機、およびＨＶストレージ・キャパシタを包含する。さらにまた電源ユニットは、この電気設備またはデバイスの一次側と二次側の間に絶縁データ転送回路を包含するか、またはそれと関連付けされる。給電電圧生成およびコントロール部分は、入力回路、第１の電圧逓減回路、および低電圧キャパシタ（または中間電圧キャパシタ）、第２の電圧逓減回路、およびスタートアップ給電／放電回路を含む。次に図３の特定の実施態様の電源ユニットの各ブロックについて説明する。
【００４５】
（Ａ）一次給電電圧生成
本発明に従った一次側に構成された電子ユニットへの給電のための一次給電電圧生成の異なる要素のための好ましい電子回路について述べる。
【００４６】
入力回路を図４に示す。
【００４７】
『ＭＯＶ１』は、オプションのバリスタであり、幹線入力上の過渡的な不感性の改善のために使用できる。Ｌ１／Ｃ２は（ＥＭＩ測定結果に応じて）不要とすることができる。
【００４８】
約３０Ｗより上の電力レベルにおける突入電流制限のために、一般にＮＴＣが使用される（ＲＮＴ１）。電力５０Ｗについての代表的な値は１０Ｒである。
【００４９】
『パワーダウン』モードのために、ＡＣ側の標準の『Ｘ』キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）が特定の最大容量を有する。一般的な安全標準は１００ｎＦの最大値を指定するが、それ以外では、これらのキャパシタの放電（幹線プラグを引抜いた後の電気ショックの危険）のために並列抵抗が必要となる。しかしながらその種の並列抵抗は、すでに非常に高い電力損失を招いている。この並列抵抗の必要性を回避するために、より高いキャパシタンス（Ｃ３、Ｃ４）がＤＣ側に使用される。この場合においては、通常の電流補償チョーク（Ｌ２）もまたＤＣ側に必要となる。
【００５０】
ＨＶストレージ・キャパシタは、一次側のエネルギ蓄積（たとえば、ラインの短時間の中断の間）のため、および整流後のＡＣ入力電圧をフィルタリングして許容可能なリプル電圧を得るために必要とされる。このキャパシタは、入力回路とＤＣ／ＤＣ変換器の間に構成される（図３参照）。入力回路から並列抵抗が取除かれているという事実を前提とし、新しい放電回路がＨＶストレージ・キャパシタの放電ために導入された。この放電回路については後述する。
【００５１】
５０Ｗの出力電力のための代表的な値（ＰＦＣを伴わない２３０ＶＡＣ入力）では、ＨＶストレージ・キャパシタが、たとえば１００μＦ（最小４００Ｖ）の値を有する。その種のキャパシタは、漏れ電流が非常に低い。
【００５２】
第１の電圧逓減回路の好ましい電子回路を図５に示す。
【００５３】
第１の電圧逓減回路のタスクは、一次回路部分のための約１２〜１３Ｖの中間電圧の提供である。この電圧レベルは、ＤＣ／ＤＣ変換器の一次部分のＤＣ／ＤＣコントロール・ユニットのため（また、オプションのＰＦＣコントローラのため）、および第２の電圧逓減回路のために必要とされる。ＬＶストレージ・キャパシタは、前記中間電圧における電気エネルギを蓄積する。注意を要するが、ＬＶストレージ・キャパシタは、このキャパシタへ印加される電圧が１２〜１３Ｖの中間電圧であることから『中間電圧キャパシタ』と呼ぶこともできる。
【００５４】
しかしながら電源コントローラは、その１２〜１３Ｖから第２の電圧逓減回路によって生成される低電圧（たとえば約３．３Ｖ）を必要とする。
【００５５】
回路素子Ｄ１２（約１３Ｖ）に適した考え得るいくつかのタイプの低電流ツェナー・ダイオードは、オン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＭＭＳＺ４７００Ｔ１およびビシェイ（Ｖｉｓｈａｙ）のＴＬＺ１３Ｂを含む。
【００５６】
ダイオードＤ１０／Ｄ１１は、低電圧／低コストのタイプ、たとえば二重ダイオードＢＡＶ９９とすることができる。Ｃ１０／Ｃ１１は、通常のフィルム・キャパシタ（ＭＫＴ）、たとえば１０ｎＦ／６３０ＶＤＣである（セラミクスもまた可能である）。Ｒ１０／Ｒ１１は、より高いレベルの入力電圧高調波（非正弦波形状）またはライン遷移が生じる場合の電流制限に必要となる。可能性のある値は、１００Ｒ．．．１ｋである。
【００５７】
入口抵抗およびキャパシタとともに２つの二重ダイオードおよびツェナー・ダイオードのみを有する回路によって形成された第１の電圧逓減回路は２つの機能を実装し、これが、ブリッジ整流器を容量性分圧器とともに形成する。特に、二重ダイオードが両方の機能に関係する。この効率的な構成は、『パワーダウン』モードにおける電力ユニットの電気的消費を非常に低いレベルに維持するための主要な要素である。この電圧逓減回路のライン入力（アクティブ）電力は、２３０ＶＡＣにおいて約３ミリワット（ｍＷ）である。
【００５８】
低電圧ストレージ・キャパシタ（ＬＶストレージ・キャパシタ）は、変換器の二次側によって提供される逆給電が機能するまで一次ＤＣ／ＤＣ変換器をスタートアップするための充分なエネルギを蓄積する特定の最小値を必要とする。その種のキャパシタの値は、たとえば４７μＦ（最小２５Ｖ）になる。
【００５９】
スタートアップ給電／ＨＶ放電ブロックのための好ましい電子回路を図６に示す。
【００６０】
この回路部分は、次に示す２つの主要な機能を有する。
●  初期スタートアップの加速（第１の電圧逓減回路によって提供される電流より高い電流を用いた『ＬＶストレージ・キャパシタ』の充電）
●  入力電圧が切断された後、またはあらかじめ決定済みの時間期間が満了した後のＨＶストレージ・キャパシタの放電。
【００６１】
また追加の補助機能として次を有する。
●  『Ｂｕｌｋ＋』電圧を測定する電圧分圧器の提供（Ｑ３０がディセーブルされる場合のみ）。
【００６２】
Ｒ３０．．．Ｒ３４の可能な寸法は、５×１０Ｍオームである。これは、２３０ＶＡＣにおいて約２ｍＷ（電流は約６μＡ）の連続的な損失（Ｒ３０．．．Ｒ３４全体として）を与える。
【００６３】
素子Ｄ３０（約２０Ｖ、低電流）のための考え得るいくつかのタイプのツェナー・ダイオードは、オン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＭＭＳＺ４７０Ｔ１およびビシェイ（Ｖｉｓｈａｙ）のＴＺＭＣ２０を含む。素子Ｑ３０（電圧ケイパビリティの最小値４００Ｖ）のためのいくつかの考え得るタイプのトランジスタは、インフィネオン（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ）のＢＳＳ１２７およびＮＸＰのＰＭＢＴＡ４４を含む。トランジスタＱ３１は、最大値２５Ｖだけを見るので２Ｎ７００２またはＢＳＳ１２３等の低コストのＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとすることが可能である。
【００６４】
幹線給電が中断された場合にＨＶストレージ・キャパシタＣ１４上に電荷が残存する。ゼロ入力電流が小さいことから、長時間にわたって電荷がこのキャパシタ上に残存する。電源コントローラのコントロールの下に、その後キャパシタＣ１４がシステム仕様に従って放電される。トランジスタＱ３０およびＱ３１は、電力ユニットの給電が中断されたときのＨＶストレージ・キャパシタの放電に使用される。Ｃ１４（高電圧ストレージ・キャパシタ）上に残存している電荷は、抵抗Ｒ３５、Ｒ３６、トランジスタＱ３０、およびツェナー・ダイオードＤ１２を通じて破棄される。パワーダウン（ユーティリティ電力の切断を意味する）の後は、Ｃ１４上の電荷が第２の電圧逓減回路への給電を継続し、それによって電源コントローラが動作を継続するためのエネルギを提供する。電源コントローラは、短い間隔にわたってＳ＿Ｓｔａｒｔｕｐ信号をローにセットし（それによってトランジスタＱ３０をオンに転ずる）、Ｐ１２Ｖにおける電圧を第２の電力逓減回路のための充分なレベルに維持する。電源コントローラがＣ１４内に蓄積済みの残存電荷の中和が必要であると決定すると、Ｓ＿Ｓｔａｒｔ‐ｕｐ信号をディセーブルし、したがってＱ３１をオフに切換え、かつツェナー・ダイオードＤ１２の活動化（逆方向）に充分な長さでＱ３０をオンに戻してＣ１４を放電する。このツェナー・ダイオードの逆方向降伏電圧は、たとえば１６Ｖ（第１の電圧逓減回路の出力の電圧レベルより上）である。これは、最終的に第２の電圧逓減回路および電源コントローラ自体を消勢することになる。白物家電の例においては、概してシステムが、２０分の中断後に以前の状態からリスタートできなければならない。この時間期間を乗越える必要がある。本発明の回路は、まさにこの機能を提供し、したがって主要なシステム情報およびパラメータを失わない。Ｃ１４は、必要とされるよりはるかに長く電荷を保持することさえ可能であり、結果としてサービス・アクセスの間における危険電圧レベルを回避するべく、所定の時間期間の後の放電が必要となる。
【００６５】
電源ユニットのスタートアップ段階の間に、コントロール信号（Ｓ＿Ｓｔａｒｔ‐ｕｐ）を提供する電源コントローラによってコントロールされるスタートアップ回路（図６に示されている）が、スタートアップ段階の高速化を可能にする。図５に示されている容量性分圧段（第１の電圧逓減回路）は、特に、非常に低い電流回路に向けて設計されている。それ自体、幹線への差込みから電源システムのスタートアップまで有意の遅延を導入する（最大で１０秒）。スタートアップ回路は、第１の電圧逓減回路に対するＬＶストレージ・キャパシタＣ１２の高速充電のための並列経路を形成し、したがってスタートアップ段階を高速化する（現在述べている実装の場合には約２０の因数によって高速化し、したがってスタートアップ遅延を約５００ｍｓまで短縮する）。
【００６６】
幹線の差込み時には『Ｓ＿Ｓｔａｒｔ‐ｕｐ』がローである（Ｑ３１がオフ、Ｑ３０がオン、すなわち導通している）。キャパシタＣ１２が、Ｒ３５およびＲ３６を通じて迅速に充電される。電源コントローラが結果としてスタートする。その後それが『Ｓ＿Ｓｔａｒｔ‐ｕｐ』信号をハイ（Ｑ３１オン、Ｑ３０オフ）にセットし、ここでキャパシタＣ１２が容量性分圧器を通じて給電される。
【００６７】
抵抗Ｒ３０〜Ｒ３４およびＲ３７と結合されたトランジスタＱ３１が使用されて、電源コントローラに幹線給電の中断への反応を可能にする一次電圧を測定する。Ｑ３１がオンになると、信号『Ｓｅｎｓｅ＿Ｂ』が分圧された入力電圧を測定し、それを電源コントローラのＡＤ変換器へ供給する。幹線の中断の場合は、電源コントローラが、電力部分の停止が可能となる充分な速さでこの状況を検出する。それに加えて所定の時間長にわたってキャパシタＣ１４の放電を防止し、システムの状態を保存する。
【００６８】
注意する必要があるが、充電および放電機能は、上で述べた結合回路に代えて別々の回路で実装することができる。それに加えて放電回路は、入力回路内の並列抵抗も置き換える。しかしながらその種の並列抵抗は、さらに電源コントローラによってコントロールされるトランジスタによって置換することもできる。
【００６９】
第２の電圧逓減回路の好ましい電子回路を図７に示す。
【００７０】
電源コントローラは、またＩＲ受信機モジュールも、たとえば３．３Ｖの範囲の給電電圧を必要とする。この電圧は、中間電圧（たとえば１０Ｖと１５Ｖの間）から獲得される必要がある。通常の線形レギュレータが有するゼロ入力給電電流は高すぎる。したがって本発明の特定の特徴によれば、第２の電圧逓減回路が、低電流ツェナー・ダイオードＤ４０、Ｄ４０と直列に構成された抵抗Ｒ４０、およびこれら２つの素子と並列の低減後の電圧３．３Ｖを提供するキャパシタＣ４０と直列に構成されたトランジスタＱ４０を伴う電子設計を有する。トランジスタＱ４０のベースは、Ｒ４０とＤ４０の間に接続されている。要素Ｄ４０（３．６Ｖ、低電流）のための考え得るタイプのツェナー・ダイオードは、オン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＭＭＳＺ４８８５Ｔ１を含む。
【００７１】
改善された実施例においては、非常に低いゼロ入力電流の３．３Ｖの線形レギュレータ（ＩＣ７）を追加し、さらに消費電流を低減することが可能である。
【００７２】
（Ｂ）電源コントローラ
本発明の特定の特徴によれば、電源コントローラが本発明に従った電源ユニットの一次部分（一次側）の中に実装される。第１の実施例においては、この電源コントローラが専用の状態マシンによって形成される。別の実施例においては、電源コントローラがプログラマブル回路によって形成される。好ましくは、これらの状態マシンおよびプログラマブル回路が低電力設計を有する。
【００７３】
電源コントローラのタスクは、限定ではないが次に示すものを含む。
●  スタートアップ給電のコントロール
●  次に挙げるアナログ値の測定
‐  給電電圧（中間電圧）
‐  ＨＶストレージ・キャパシタの電圧（Ｂｕｌｋ＋）
●  次の場合における『パワーダウン・モード』からのウェイクアップ
‐  赤外線リモート・コントロールの『電源オン』の受信、および／または
‐  『電源』押しボタンの押下げ
‐  プログラマブル・タイマの満了
●  次の場合における『パワーダウン・モード』への変更
‐  赤外線リモート・コントロールの『電源オフ』の受信および／または
‐  『電源』押しボタンの押下げ（たとえば、短い操作）、および／または
‐  主コントローラからの命令（たとえば、プログラムされた録画の終了後）
●  次の内容に応じたＤＣ／ＤＣ変換器の一次側のイネーブル／ディセーブル
‐  給電電圧（中間電圧）
‐  ＨＶストレージ・キャパシタの電圧
‐  温度（μＣ内部測定値）
‐  過負荷リスタート後の最小オフ時間
●  ＤＣ／ＤＣコントロールの一次側のためのＰＷＭ信号（周波数およびデューティ・サイクル）の提供、特に
‐  ソフト・スタート（デューティ・サイクルが漸増する）の提供
‐  最大デューティ・サイクル（たとえば、入力電圧に応じた）の定義
‐  最終的な周波数のジタリング（ＥＭＩの最適化）
‐  従来的な『スタンバイ』モードの間の『バースト・モード』動作の提供
●  ＩＲ受信機モジュールからの信号の受信およびデコード
●  『パワーダウン』モードの間におけるＩＲ受信機モジュールの周期的な再給電
●  ウェイクアップ・タイマ（主コントローラからロードされる）を含むＲＴＣ（リアル‐タイム・クロック）の提供
●  主コントローラからの次に挙げるデータの受信
‐  コントロール・フラグ（たとえば『オン／オフ』、『手動オフのイネーブル』、『ウェイクアップ確認応答』、『スタンバイ』）
‐  ＲＴＣのセット
‐  ウェイクアップ・タイマのロード
●  主コントローラへの次に挙げるデータの送信
‐  状態フラグ
‐  ＩＲ受信されたデータ
‐  ＲＴＣ／ウェイクアップ・タイマの設定の読取り
●  オプションのＰＦＣのコントロール。
【００７４】
電源コントローラのポート入力／出力の概要
【００７５】
【表１】
2011527557.tif 000003
【００７６】
（Ｃ）ＩＲ受信機
赤外線（ＩＲ）リモート・コントロール受信機モジュール（好ましくは低電力タイプ）を電源コントローラの入力として使用できる。これは、『パワーダウン』モードからのウェイクアップのための可能性のあるセンサ・デバイスである。実施例においては、これがセットトップ・ボックスの唯一の受信機モジュールであり、すべての命令の受信に使用されるとし得る。この場合においては、ＩＲが主コントローラへ送信されなければならないデータを受信する。
【００７７】
『パワーダウン』モードの間はＩＲ受信機が、好ましくは短い時間間隔の間にのみ給電されて平均電力を可能な限り低く維持するものとする。これに対して受信される命令は、特定の最大時間内に検出されるものとする。図８に、共通『ＲＣ‐５コード』が使用される場合の可能性のあるタイミング図を示す。
【００７８】
『パワーダウン』モードの間のＩＲ受信機の給電のデューティ・サイクルは２．６％となる。１．３ｍＡの給電電流（ビシェイ（Ｖｉｓｈａｙ）ＴＳＯＰ  ３４８３８ＳＳ１Ａの代表的な値）を仮定すると、結果としてこれは、３４μＡの平均電流をもたらす。代替ＩＲ受信機（たとえば、シャープ（Ｓｈａｒｐ）のＧＰ１ＵＳ３０１ＸＰ）は、さらに低い値にすることが可能である。
【００７９】
『活動モード』の間のＩＲ受信機は、好ましくは連続的に給電され、遅延を伴わないすべての命令の受信を可能にする。
【００８０】
（Ｄ）一次側と二次側の間におけるデータ転送
この実施態様においては、一次側に配置された電源コントローラと二次側に配置されたＳＴＢデバイスの少なくとも主コントローラの間におけるデータ転送のために一次側と二次側の間に双方向絶縁インターフェースが構成されている。
【００８１】
絶縁データ転送のためのコスト効果的な形は、一般に光カプラ（ＯＣ８１、ＯＣ８２、ＯＣ８３）を介する。この絶縁データ転送を実装するために提案される実施例を図９に示す。参照Ｓｏｕｔ＿ｐ、Ｓｉｎ＿ｐ、およびＳｃｌｋ＿ｐは、それぞれ一次側の信号Ｓｏｕｔ、Ｓｉｎ、およびＳｃｌｋを定義する。参照Ｓｏｕｔ＿ｓ、Ｓｉｎ＿ｓ、およびＳｃｌｋ＿ｓは、それぞれ、それらの二次側の信号を定義する。
【００８２】
データ・クロック・レートが高すぎない場合には（１ｋＨｚまたはそれより下の範囲）、ＬＴＶ８１７ＳまたはＰＣ８１７等の廉価の光カプラ・タイプが使用できる。
【００８３】
（Ｅ）ＤＣ／ＤＣ変換器の一次部分
一次部分のコントロール・ユニットを図１０に示す。このコントロール回路は、第１の電圧逓減回路によって生成される１２ボルトの給電信号および電源コントローラから切換え信号（Ｓ＿ＣＰＰ）を受信する第１の部分１００を有する。この切換え信号は、ＤＣ‐ＤＣ変換器の一次部分のオンまたはオフに使用される。Ｓ＿ＣＰＰは、部分１０２内の増幅素子、部分１０４内のＩＣ５１Ｃ、ＩＣ５１ＤおよびトランジスタのペアＱ５０／５１のイネーブルおよびディセーブルを行う。部分１００は、本発明に特有のものであり、システムのパワーダウン・モードの間にわたる変換器の一次および二次部分の完全な遮断を可能にする。第１の部分１００から出る電力ラインは、モノフロップ回路１０２へ接続され、この回路はまた、入口においてＰＷＭ信号（Ｓ＿ＰＷＭ）も受信する。この信号は、少なくとも特定の機能モードにおいてＤＣ‐ＤＣ変換器を通って流れる電流の変調に使用される。電力ラインおよびモノフロップ回路の比較器の出力は、通常の電流モードＰＷＭコントローラ（たとえばＵＣ３８４４等）の機能をエミュレートする回路部分１０４に入力される。この実施態様においては、次に示す機能が電源コントローラによって引継がれる。
●  最大デューティ・サイクル定義およびソフト・スタートを含む発振器
●  従来的な『スタンバイ』モードの間の『バースト・モード』動作（スタンバイ入力電力を低減可能）
●  １２Ｖ給電電圧の切換え
●  過電圧保護を含む給電電圧の管理
●  出力過負荷の場合におけるリスタートの定義済みサイクリング
●  基準電圧源
【００８４】
残りの回路１０４は、ＬＭ３９３＋ＣＤ４０１１（ＵＣ３８４４より材料コストが低い）等の標準ＩＣを用いて実現できる。
【００８５】
電圧コントロール・ループが実装され、素子『一次側へのコントロール・ループ』（図１２）から二次側信号を受信し、絶縁光カプラＯＣ５０を通じて比較素子ＩＣ５０Ｂへそれらを渡す。
【００８６】
このシステムの実施例においては、電源コントローラのＰＷＭ出力が切換えトランジスタを直接駆動する（ゲート駆動回路を用いる）。結果として（比較的高速な）電圧および電流コントロール・ループがファームウエアにおいて実現される。回路部分１０２（『モノフロップ』）は、安全上の理由のために提供され、電源コントローラのＰＷＭ出力が高レベルにとどまった場合（誤動作の場合）この部分が電力段を損傷から保護する。予備の比較器（タイプＬＭ３９３等）を回路部分１０２内に使用することができる。
【００８７】
上で述べた特定の実施態様の電源ユニットの一次部分に構成された種々の特定の電子回路に基づいて、次に示す電力の消費および効率に関係する特性が得られる。
●  『パワーダウン』モードにおける入力電力が約１０ｍＷまたはそれより低い（たとえば４〜５ｍＷ）。
●  『スタンバイ』モードにおける入力電力が１Ｗ未満（出力負荷が０．６Ｗより低い場合）であり、これは実際の『エナジースター』要件に対応する。
●  活動モードにおける効率が最小で８０％である。ＤＣ／ＤＣ変換器の一次部分の電力部分を図１１に示す。この回路は、逆バイアスを伴うフライバック変換器の概念に基づいている。
【００８８】
現在の実施態様におけるＭＯＳＦＥＴ  Ｑ６０のための要件は、６００Ｖの最小電圧（好ましくは＞６５０Ｖ）、最大４オーム（好ましくは＜３オーム）の内部抵抗ＲＤＳ（オン）を含む。
【００８９】
Ｄ６０は、最小８００Ｖ、１Ａ、最大１００ｎｓを伴うタイプ『ＵＳ１Ｋ』等の『超高速リカバリ整流器』ダイオードである。
【００９０】
Ｒ６１は、電流検知抵抗である。それの値は、たとえば１Ｒ（１Ｗ）またはそれより低い。フィードバック給電信号（１２Ｖ）が提供されており、変換器のスタートアップ段階の完了後における第２の電圧逓減回路への給電に使用される。
【００９１】
（Ｆ）ＤＣ／ＤＣ変換器の二次部分
ＤＣ／ＤＣ変換器の二次電力部分を図１２に示す。
【００９２】
いくつかの異なる出力電圧（ここでは４つ）のために１つの変換器のみを使用する場合には、トポロジを決定する必要がある。概して言えば、後調整を伴わないのであれば、出力の１つだけを正確にコントロールすることが可能である。この場合においては、その正確な電力出力が＋１２Ｖ出力になる（＋２３Ｖはより高い電力であるがより大きな許容誤差を許す）。
【００９３】
一次側への主電圧コントロール・ループは、＋１２Ｖのコントローラの出力である。この出力（および＋２３Ｖ出力）のための過負荷保護は、一次側電流制限（合計出力電力を制限する）である。
【００９４】
低電流出力は、（廉価の）線形レギュレータによって後調整できる。この場合においてはこの方法が、＋５Ｖ／０．２Ａのために（たとえばタイプ７８Ｍ０５を用いて）使用できる。代替として、特により高い電流が＋５Ｖに関して必要とされる場合に＋１２Ｖから降圧変換器を使用することができる（たとえばオン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のタイプＮＣＰ３０６３Ｂ）。
【００９５】
Ｄ１０１のための要件は、最小６０Ｖ／最小１Ａの超高速リカバリまたはショットキー・タイプである（たとえばフェアチャイルド・セミコンダクタ（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＥＳ１Ｂ）。Ｄ１０２のための要件は、最小１５０Ｖ／最小４Ａの超高速リカバリまたはショットキー・タイプである（たとえばオン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＭＢＲＦ１０Ｈ１５０ＣＴＧ）。Ｄ１０３のための要件は、最小８０Ｖ、最小６Ａのショットキー・タイプ整流器である（たとえばフェアチャイルド・セミコンダクタ（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のＦＹＰ１０１０ＤＮ）。
【００９６】
変換器の漏れインダクタンスに応じて、Ｄ１０２およびＤ１０３を横切るスナバ構成要素（Ｒ／Ｃ）が必要になることがある。Ｌ１０１／Ｌ１０２は、出力リプルおよびノイズの低減のために提案されており、それらはＥＭＩの振舞いの改善を補助することもできる。それらの値は、たとえば１０μＨ／３．５Ａである（たとえばコイルクラフト（Ｃｏｉｌｃｒａｆｔ）のタイプＲＦＢ０８１０‐１００Ｌ）。
【００９７】
すべての電解キャパシタは『低インピーダンス』タイプ（たとえばキャプシコン（ＣａｐＸｏｎ）のＫＺシリーズ）とし、Ｃ１０５およびＣ１０６をたとえば２２００μＦ／１６Ｖ、Ｃ１０７をたとえば１２００μＦ／１６Ｖ、Ｃ１０３およびＣ１０４をたとえば１０００μＦ／３５Ｖとする。
【００９８】
３．３Ｖの出力は、同期降圧変換器を用いて＋１２Ｖから後調整できる。これは、変換器の複雑性およびコストを低減する。それに加えて効率が改善されることになる。
【００９９】
内部ＭＯＳＦＥＴがまったく存在しない場合には、それらが外部的に提供されなければならない。要件は、最小３０Ｖ、最大３０ｍＲであり、たとえばタイプＦＤＳ８９８４（フェアチャイルド・セミコンダクタ（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ））／ＮＴＭＤ６Ｎ０２Ｒ２（オン・セミコンダクタ（ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ））／ＳＴＳ８ＤＮＦ３ＬＬ（ＳＴマイクロエレクトロニクス（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ））とする。これらのタイプはすべて二重ＭＯＳＦＥＴであり、これは１つのパッケージ内に２つのトランジスタが含まれることを意味する。
【０１００】
Ｌ１０３のインダクタンスは、切換え周波数および必要とされる出力のリプル電圧（およびその周波数におけるＣ１０７のインピーダンス）に応じたものとなる。代表的な値は、１０μＨ／３．５Ａ（たとえばコイルクラフト（Ｃｏｉｌｃｒａｆｔ）のタイプＲＦＢ０８１０‐１００Ｌ）とすることができる。
【０１０１】
（Ｇ）そのほかの応用のための修正
本発明に従ったこの電源ユニットまたはシステムは、そのほかの多様な応用、たとえばＤＶＤプレーヤおよび『平面ＴＶ』のために使用することも可能である。
【０１０２】
電力レベルが同じ（５０Ｗ）である場合には、上で述べた実施態様のうちの二次側（変換器を含む）だけ適合させる必要がある。また二次コントローラへのシリアル通信を修正してもよい。リアル‐タイム・クロックが必要でない場合には、最終的に単方向のみのデータ送信が可能である。
【０１０３】
電力レベルが異なる場合には、一次電力段もまた適合させなければならない。７５Ｗを超える入力電力（約６０Ｗの出力電力）では、電力ファクタ補正ユニット（ＰＦＣ）が導入されなければならなくなる。
【０１０４】
（Ｈ）本発明のいくつか主要な利点／その要約
この説明の中で提案されているところの電源ユニットは、現在の実施態様に関して次に示す主要な恩典／利点を有する。
●  『パワーダウン』モードにおけるエネルギ消費が実質的により低い（特に１０ｍＷより低い）
●  『グリーン・パワー』要件のための現在および将来的な標準（すなわち、『エナジースター』／『ブルー・エンジェル』）の実現
‐  『パワーダウン』モードにおいては実質的にこれらの制限より低い
‐  『スタンバイ』モードにおける制限より低い
●  『パワーダウン』モードの間は通常動作へのリスタートの可能性を維持し、次によってトリガされる
‐  赤外線（ＩＲ）リモート・コントロール、または
‐  正面からアクセス可能な押しボタン、または
‐  プログラマブル・タイマ（内部リアル‐タイム・クロック）
●  二次側のデバイスまたは設備にバッテリまたは『スーパーキャップ／ゴールドキャップ』がまったく不要（特にリアル‐タイム・クロック用）
●  この概念は多くの応用への適応が容易である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００  第１の部分、  １０２  モノフロップ回路、  １０４  回路部分。
【図１】
2011527557.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011527557.tif 000009
【図７】
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【図８】
2011527557.tif 000011
【図９】
2011527557.tif 000012
【図１０】
2011527557.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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