(57)【要約】【課題】機器全体での消費電力増加及びコストアップを伴うことなく電源投入からコンバータ回路の起動までの時間の短縮を図ることを目的とする。【解決手段】プラズマディスプレイの駆動表示回路に電力を供給するスイッチング電源回路３６と、このスイッチング電源回路３６のスイッチングトランスの１次側と交流電源１との間に設けた力率改善回路２３と、この力率改善回路２３と交流電源１との間に接続される起動回路１３とを備え、前記起動回路１３は、電源投入後一定時間のみ力率改善回路２３の制御回路１７に起動抵抗を介して動作に必要な負荷電力を供給するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイの駆動表示回路に電力を供給するスイッチング電源回路と、このスイッチング電源回路のスイッチングトランスの１次側と交流電源との間に設けた力率改善回路と、この力率改善回路と交流電源との間に接続される起動回路とを備え、前記起動回路は、電源投入後一定時間のみ力率改善回路の制御回路に起動抵抗を介して動作に必要な負荷電力を供給するように構成したプラズマディスプレイパネル用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流入力をスイッチングして２次側にエネルギーを伝達するスイッチング電源回路を用いたプラズマディスプレイ用電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１に示すように、プラズマディスプレイ装置などの電子機器の電源回路が安価、低容積で高性能が実現できるスイッチング電源化されてきている。さらに、その制御回路部分は集積化され、電源制御ＩＣとなっていることが大半である。この電源制御ＩＣの起動には、構成が容易で安価な起動抵抗を使用する場合が多く、電源スイッチの投入から電源回路の起動までには起動抵抗と、電源制御ＩＣの電源−ＧＮＤ間に設けられる平滑コンデンサとで決まる時定数分だけ遅れが生じる。この起動抵抗は、ＡＣ入力電圧を整流した電圧ラインに接続されるため、ＡＣ入力電圧により充電電流が変動することから、スイッチング電源回路の起動までの時間も変動してしまう。
【０００３】
さらに、近年の電子機器の複雑化に伴い、例えばテレビジョン受信機などでは電源の起動後、ソフトウェアによるデジタル回路の初期化作業などのため、出画までの時間が長くなる傾向にある。
【特許文献１】特開２０００−１１５９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここ数年の間に急速にシェアが拡大しているプラズマディスプレイ装置では、一般的なテレビジョン受信機と比較して消費電力が大きく、電源高調波対策はチョークコイルなどの安価な方法では重量やコスト面で実用的ではないことから、コンバータの前段に力率改善回路を設ける場合が多い。この組み合わせにおいては、力率改善回路の起動後にコンバータが起動するため、電源投入からコンバータの電圧が出力されるまでに力率改善回路の起動時間とコンバータの起動時間とが必要になることから、出画までの時間がさらに長くなってしまうという課題があった。
【０００５】
起動時間の短縮のためには起動抵抗を小さくすることが最も容易であるが、定常的な電力の増大に伴う発熱の増加や抵抗の専有面積の拡大を伴うなど、近年の省電力化や省スペース化に逆行するため好ましくないという課題があった。
【０００６】
また、スタンバイ時の電力削減とリモコンによる操作を可能にするため、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）動作用に小規模コンバータ回路を設けることが多く、この小規模コンバータから力率改善回路及びコンバータ回路の起動用電源を供給する方法もあるが、マイコン負荷電力に加え、起動用電力も供給できるようにするためには、小規模コンバータ回路のトランス巻線追加や、容量の拡大及びスイッチング素子の容量拡大を伴い、省スペース化に逆行するため好ましくないという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決し、機器全体での消費電力増加及びコストアップを伴うことなく電源投入からコンバータ回路の起動までの時間の短縮を図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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、プラズマディスプレイの駆動表示回路に電力を供給するスイッチング電源回路と、このスイッチング電源回路のスイッチングトランスの１次側と交流電源との間に設けた力率改善回路と、この力率改善回路と交流電源との間に接続される起動回路とを備え、前記起動回路は、電源投入後一定時間のみ力率改善回路の制御回路に起動抵抗を介して動作に必要な負荷電力を供給するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる電源回路によれば、力率改善回路の動作開始時間を短縮できることに加え、定常時における起動抵抗での消費電力削減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ用電源回路ついて、図１、図２を用いて説明する。
【００１１】
図１に本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ用電源回路の回路図を示し、図２にこの電源回路の動作のタイムチャートを示す。図１に示すように、交流電源１は直流駆動リレー２を介してブリッジ整流素子による整流回路３に接続されている。ここで、直流駆動リレー２は初期状態では接点が開いている常時開放形式の構成である。
【００１２】
４、５、６は直列接続された抵抗器で、抵抗器５にコンデンサ７が並列に接続されている。８はＦＥＴによるスイッチング素子で、ゲート端子は抵抗器５とコンデンサ７との接続点に接続している。９、１０は直列接続された抵抗器、１１はトランジスタによるスイッチング素子で、エミッタ端子は抵抗器９、１０の接続点に接続している。１２はスイッチング素子８とスイッチング素子１１との間に接続した抵抗器であり、これらの抵抗器４から抵抗器１２により起動回路１３が構成されている。そして、この起動回路１３においては、スイッチング素子１１はスイッチング素子８がオンすることによりバイアスされ、抵抗器９を通してコレクタより次段の回路に電流を供給する。
【００１３】
１４は起動回路１３を介して整流回路３に主巻線を接続した昇圧チョークコイルで、主巻線で励磁される副巻線を備えている。１５はこの昇圧チョークコイル１４の副巻線に接続した整流素子、１６は整流素子１５に直列接続したコンデンサ、１７は起動回路１３から電圧が供給される制御回路、１８はこの制御回路１７により制御されるＩＧＢＴなどのスイッチング素子、１９は昇圧チョークコイル１４の主巻線に接続した整流素子、２０は整流素子１９に一端を接続したコンデンサ、２１、２２は直列接続した抵抗器で、前記コンデンサ１９に並列に接続され、これらの昇圧チョークコイル１４から抵抗器２２により力率改善回路２３が構成されている。ここで、抵抗器２１及び２２は、力率改善回路２３の出力を分圧し、その分圧電圧を制御回路１７に入力することにより、力率改善回路２３の出力を安定化している。
【００１４】
２４はスイッチングトランスで、１次側に前記力率改善回路２３に接続される巻線Ｐ１、及び巻線Ｐ２を備え、２次側に巻線Ｓ１を備えている。２５は制御回路、２６はこの制御回路２５により制御されるＩＧＢＴなどのスイッチング素子、２７は巻線Ｐ２に接続した整流素子、２８は整流素子２７に接続したコンデンサ、２９、３０はフォトカプラ、３１は巻線Ｓ１に接続した整流素子、３２は整流素子３１に接続したコンデンサ、３３はフォトカプラ３０に接続したエラーアンプ、３４、３５は直列接続した抵抗器であり、これらのスイッチングトランス２４から抵抗器３５により、プラズマディスプレイの駆動表示回路に電力を供給するスイッチング電源回路３６が構成されている。
【００１５】
また、３７は負荷回路で、前記スイッチング電源回路３６のスイッチングトランス２４の２次側の整流平滑出力を入力として動作する。３８は交流電源１に接続されたブリッジ整流素子による整流回路である。
【００１６】
３９は整流回路３８に１次側の巻線Ｐ１を接続したスイッチングトランスで、２次側巻線Ｓ１を備えている。４０は整流回路３８に接続したコンデンサである。４１は抵抗器、４２は抵抗器４１を介してコンデンサ４０に接続した制御回路、４３はこの制御回路４２により制御されるＩＧＢＴなどのスイッチング素子、４４ａ、４４ｂはフォトカプラ、４５はスイッチングトランス３９の２次側巻線Ｓ１に接続した整流素子、４６はこの整流素子４５に接続したコンデンサ、４７はフォトカプラ４４ｂに接続した抵抗器、４８は基準電圧、４９、５０は直列接続した抵抗器で、これらの抵抗器４１から抵抗器５０によりスタンバイ電源回路５１を構成している。
【００１７】
５２はマイコンで、機器全体の制御を行っている。５３はマイコン５２により制御されるスイッチング素子で、その出力がハイレベルになることにより、直流駆動リレー２の励磁巻線に電流を流し、その接点を接触させることにより整流回路３を介して力率改善回路２３に入力電圧を供給する。
【００１８】
このような電源回路において、本発明においては、起動回路１３に設けられた抵抗器４、５、６の中間の抵抗器５と並列にコンデンサ７を設けている点に特徴がある。
【００１９】
この起動回路１３の動作を図２を用いて説明する。交流電源１を投入すると、スタンバイ電源回路５１が動作し始め、２次側に出力電圧ＳＴＢＶｏｕｔを出力し、マイコン５２が動作を開始する。次に、このマイコン５２から制御信号ＲＬＯＮが出力されると、スイッチング素子５３により直流駆動リレー２に駆動電流が流れることにより接点が接触し、整流回路３を介して起動回路１３及び力率改善回路２３に電圧が供給される。
【００２０】
ここで、起動回路１３に設けられた抵抗器４（＝Ｒ１）、抵抗器５（＝Ｒ２）、抵抗器６（＝Ｒ３）と、力率改善回路２３の最小起動電圧Ｖａｃ（ｍｉｎ）及びスイッチング素子８のゲート電圧しきい値ＶＧｔｈ（Ｑ１）の関係が次式１のように設定されているものとする。
【００２１】
（式１）
Ｖａｃ（ｍｉｎ）×√２×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）＜ＶＧｔｈ（Ｑ１）＜Ｖａｃ（ｍｉｎ）×√２×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）
コンデンサ７（＝Ｃ１）の端子間電圧Ｖ（Ｃ１）は次式２で表される。
【００２２】
（式２）
Ｖ（Ｃ１）＝Ｖａｃ√２×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）×（１−ｅｘｐ（−ｔ／（Ｃ１×Ｒ１））
直流駆動リレー２が駆動され接点が閉じた直後は、コンデンサ７には電荷が蓄積されておらず、スイッチング素子８のゲート電圧ＶＧ（Ｑ１）には、次式３で表される電圧が印加されてオンするため、スイッチング素子１１のベース電流が流れ、スイッチング素子１１のコレクタから電流が流れる。
【００２３】
（式３）
ＶＧ（Ｑ１）＝Ｖａｃ√２×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）
その後、コンデンサ７には抵抗器４を介して充電電流が流れ、その電圧は式２のように変化すると共に、スイッチング素子８のゲート電圧ＶＧ（Ｑ１）も次式４のように変化する。
【００２４】
（式４）
ＶＧ（Ｑ１）（ｔ）＝（Ｖａｃ√２−Ｖ（Ｃ１）（ｔ））×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）＝Ｖａｃ√２×（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）×（１−ｅｘｐ（−ｔ／（Ｃ１×Ｒ１））×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）
スイッチング素子８のゲート電圧しきい値ＶＧｔｈ（Ｑ１）は式１のように設定されているため、式４の値がＶＧｔｈ（Ｑ１）を下回ると、スイッチング素子８はオフし、スイッチング素子１１の駆動電流がなくなるため、スイッチング素子１１もオフする。ここで力率改善回路２３が起動し安定動作するまでの時間をＴとすると、コンデンサ７の容量は次式５で表すことができる。
【００２５】
（式５）
Ｃ１＝−Ｔ／（Ｒ１×ｌｎ（（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／Ｖａｃ√２×ＶＧｔｈ（Ｑ１））−（Ｒ１＋Ｒ３）／Ｒ２）
コンデンサ７の容量値を式５で計算される値より大きくすれば、力率改善回路２３が安定動作に入ってから起動回路１３をオフさせることができる。力率改善回路２３が安定動作すれば、制御回路１７の電源は昇圧チョークコイル１４の副巻線の出力を整流素子１５で整流した電圧が供給されるため問題はない。
【００２６】
抵抗器９（＝Ｒ４）で発生する電力をＰ（Ｒ４）、Ｒ４の瞬時許容電力をＰ（Ｒ４）（ＬＩＭＩＴ）とすると、前述の時間Ｔの期間、次式６を満たす値に設定すればよい。
【００２７】
（式６）
Ｐ（Ｒ４）（ＬＩＭＩＴ）＞Ｐ（Ｒ４）＝２×（Ｖａｃ2）／Ｒ１
一般的に、起動抵抗には常時電流が流れることによる発熱が発生するため、高インピーダンスの電力抵抗を用いる必要があるが、本発明によれば起動回路がオフする通常動作時には起動抵抗である抵抗器９に電流が流れないため、回路の動作に寄与しない抵抗での電力を削減することができる。また、起動抵抗は過渡的な許容損失を考慮すればよく、その結果低抵抗を使用することができることから、マイコン５２からＲＬＯＮが出力されてから力率改善回路２３が動作するまでの時間を短縮することができるという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、力率改善回路の動作開始時間を短縮できることに加え、定常時における起動抵抗での消費電力削減を実現することができ、プラズマディスプレイ用電源回路において有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ用電源回路を示す回路図
【図２】同回路の動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
【００３０】
１  交流電源
９  抵抗器
１３  起動回路
１７  制御回路
２３  力率改善回路
３６  スイッチング電源回路
５１  スタンバイ電源回路
【図１】
2005210789.tif 000003
【図２】
2005210789.tif 000004