(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプロセッサと出力電圧を提供するスイッチトモード電源とを有する装置であって、前記スイッチトモード電源は、
互いに分離されている一次側及び二次側をもち、前記一次側の一次巻線及び前記二次側の二次巻線をもち２次側出力電圧を提供するトランスと、
前記一次巻線に結合されたスイッチングトランジスタと、
前記２次側出力電圧の制御を提供するための、前記２次側出力電圧を監視する制御ループとを有しており、前記スイッチトモード電源は通常モード及び、バーストモードを伴った低電力モードをもち、
前記マイクロプロセッサが前記二次側に配置されかつ単一の出力を介して前記二次側の前記制御ループに接続されており、それにより前記マイクロプロセッサは前記低電力モードにおける前記出力電圧を下げるよう前記スイッチトモード電源のバーストモードのクロック周波数およびデューティサイクルを制御することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサは、バーストモードのクロック周波数とデューティサイクルを制御するために抵抗網及び／或いはトランジスタ段を使用することを特徴とする請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロプロセッサと制御ループを伴うスイッチトモード電源とを有する装置に基づいている。スイッチトモード電源は、通常モード及び、例えばスタンバイモードのようなバーストモードを伴った低電力モードを有する。この形式の装置は、例えば、テレビジョン受信機やビデオレコーダで使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
低電力モードでは、スイッチトモード電源はしばしば、いわゆるバーストモードを使用する。バーストモードでは、オフ状態の間、例えば１００Ｈｚの低クロック周波数では、スイッチングトランジスタは完全にオフされる。バーストモードのオン状態の間は、スイッチトモード電源は例えば１６ｋＨｚの通常スイッチング周波数で動作し、能動的に制御される。これは、バーストモードは、オン状態の短い期間の間のみにスイッチトモード電源が２次側へ電力を送ることを保証する。オン状態では、前記スイッチトモード電源は、高スイッチング周波数で動作できる。この結果、スイッチトモード電源、特に分離型トランススイッチトモード電源は、非常に低いスタンバイ電力を達成するために使用されることができる。バーストモードを持ったスイッチトモード電源は、例えば、ＥＰ−Ａ０３８６９８９及びＤＥ−Ａ−１９５１８８６３で開示されている。
【０００３】
このバーストモードは、特別なスイッチトモード電源ＩＣによるか或いは、スイッチトモード電源の１次側の付加的な回路装置により作られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非常に信頼性のあるバーストモードを持ち、加えて、回路の複雑さを低減する装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本目的は、請求項１に記載された発明により達成される。発明の有利な展開が、従属請求項に示される。
発明に従って、制御ループを持ち、通常モード及びバーストモードを伴った低電力モードを持つスイッチトモード電源がマイクロプロセッサに接続される。その接続により前記マイクロプロセッサはスイッチトモード電源のバーストモードの制御を行う。テレビジョン受信機又は、ビデオレコーダなどの装置は、通常は既にマイクロプロセッサを持っているので、バーストモードのための回路の複雑さは非常に小さい。これは、スイッチトモード電源の制御ループが２次側の出力電圧を監視するなら、本線と分離されたスイッチトモード電源では特に正しい。マイクロプロセッサの出力は、１つ或いはそれ以上の抵抗又はトランジスタ段を経由して、制御ループに直接接続されることができる。本線の分離のない電池駆動の装置では、同様な方法で装置を設計することができる。
【０００６】
これは、マイクロプロセッサは、アナログ／ディジタル変換器無しに、例えばＴＴＬロジックを使って、バーストモードのクロック周波数やデューティサイクルを直接制御できることを意味する。
マイクロプロセッサは、バーストモードのために固定のデューティサイクルを定義することができる。それは、２ワットのような非常に低いスタンバイ電力の時でさえも、安定したバーストモード動作を供給する。クロック周波数とデューティサイクルを変えることにより、スイッチトモード電源は、条件の変化にすばやく対応できる。ユーザが適切な装置を低電力モードに変更する時はいつでも、バーストモードは制御された方法で開始されることができ、間接的には生じない。テレビジョン受信機では現在よくあることであるが、例えば、偏向とビデオ段を切ったとき、スイッチトモード電源の出力電圧が上昇し、低電力モードを開始する。
【０００７】
低電力モードでは、マイクロプロセッサ制御されたバーストモードは、例えば５０％のように相当に、出力電圧を下げることもできる。テレビジョン受信機では、これは、穏やかな画像の崩壊を生じることができる。この型の使用のためには、ユーザがテレビジョン受信機を低電力モードに切り替えたとき、マイクロプロセッサは最初にシステム電圧を下げるだけで、その後遅れて、偏向及びビデオ回路をオフする。この手続きがないと、テレビジョン受信機の受像管は、短い期間明るく光るであろう。低電力モードから通常モードに切り替えるときには、スイッチトモード電源の出力電圧が安定化した後にのみ、しかもしばらくたった後に、偏向及びビデオ回路がオンされる。これは、偏向がオンされたとき偏向に欠陥が起きえないことを意味する。オンされたとき、電力消費はスイッチトモード電源の出力電圧にかなり負荷を与え、電圧変動が起こることができるためである。
【０００８】
加えて、マイクロプロセッサ制御されたバーストモードは、信頼性を持って、例えば短絡により起こる過負荷を扱う。前のバーストモードでは、スイッチトモード電源は、短絡が起きたときには通常モードへ切り替わるであろう。高い電力要求は、テレビジョン受信機が通常モードに切り替わっていること仮定するからである。マイクロプロセッサ制御されたバーストモードでは、一方、バーストモードは固定して定義され、そして、移行はマイクロプロセッサを経由したユーザコマンドの結果としてのみ可能である。同様に、例えば、短い間通常モードの電力消費が非常に低い場合でも、スイッチトモード電源が意図せずしてバーストモードに切り替わることは不可能である。前の設計では、バーストモードは、ユーザによって直接ではなく、間接的に開始されたので、スイッチトモード電源が要求された低電力モードに切り替わる論理的な判断は、マイクロプロセッサを介した直接入力の時のような信頼性はない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示すスイッチトモード電源はフライバック変換器原理で動作し、その入力は本線電圧ＵＮに接続され、整流器Ｇ１とキャパシタ３によって平滑直流電圧（電圧Ｕ１）に変換される。スイッチトモード電源は、電圧Ｕ１と直列に接続された１次巻線Ｗ１を伴ったトランスＴｒと、スイッチングトランジスタＴ１を有する。本実施例では、スイッチングトランジスタＴ１の駆動段は、集積回路７により作られる。しかし、自走及び同期の両方で動作できる個別のトランジスタ段を伴った他の方法もまた可能である。電圧Ｕ１に接続された抵抗８はスイッチトモード電源を開始させるのに使用される。動作中、スイッチトモード電源自身は、補助巻線Ｗ４と、ダイオードＤ１２と、キャパシタ９及び抵抗１０により電圧が供給される。スイッチングトランジスタＴ１は、例えば、通常は１６ｋＨｚよりも高い矩形波信号６を用いて集積回路７により駆動される。スイッチトモード電源はこの周波数域では可聴雑音を起こすことができず、周波数が高いほどトランスをより小さくできるからである。
【００１０】
スイッチトモード電源は、整流器Ｇ２とＧ３及びキャパシタ１７、１８により平滑された出力電圧Ｕ２とＵ３を生成するためにトランスＴｒの２次巻線Ｗ２とＷ３を使用する。電圧Ｕ２とＵ３は、本実施例では出力電圧Ｕ３に接続された制御ループにより安定化される。本実施例では、制御ループは、抵抗１４、光カプラ１３、により単純化された形で示され、アナログ信号を集積回路７の制御入力１に送る。マイクロプロセッサ１６は出力１９から、スイッチトモード電源のバーストモード及び通常モードを直接的に開始するために例えばＴＴＬ信号のようなディジタル信号を使用することができる。
【００１１】
図１に示す本実施例では、本線の分離は、トランスＴｒ、光カプラ１３、１次側に配置された巻線Ｗ１とＷ４、２次側に配置された巻線Ｗ２とＷ３により作られる。光カプラ１３の代わりにトランスを使用又は、スイッチングトランジスタＴ１のオフ状態ではトランスＴｒを経由して制御信号を送るというような実施例もまた可能である。電池駆動の装置では、マイクロプロセッサ１６と本線の分離されていないスイッチトモード電源を用いて装置が作られる。
【００１２】
図２は、調整されるべき電圧Ｕ３に基づいた２次側の制御ループと光カプラ１３の２次側の回路を示す。出力電圧Ｕ３の変動を増幅し、光カプラの入力２４に送るために、２つのトランジスタ段Ｔ２とＴ３が使用される。この実施例では、マイクロプロセッサ１６の出力１９は、トランジスタＴ４と２つの抵抗２２，２３を有する単純なトランジスタ段２１を経由して制御ループに接続される。ＴＴＬ信号を使用して、マイクロプロセッサ１６は低電力モードと通常モードの間を切り替えることができる。出力１９が”０”或いは”ロー”に切りかえられると、トランジスタＴ４はオフとなり、トランジスタＴ３のベースで電圧Ｕ４はハイとなる。これにより、トランジスタＴ２はオンとなり、この結果、出力電圧Ｕ３は能動的に制御される。出力１９からの出力信号が”ハイ”のときは、トランジスタＴ４はオンとなり、ベース電圧Ｕ４を引き下げる。これは、トランジスタＴ３を完全にオンし、それによって、最大信号が光カプラ１３を経由して送られ、その結果スイッチトモード電源はオフする。
【００１３】
【発明の効果】
本発明により、非常に信頼性のあるバーストモードと、加えて、回路の複雑さを低減する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  マイクロプロセッサに接続された制御ループを伴ったスイッチトモード電源を示す図である。
【図２】  マイクロプロセッサの出力を制御ループに接続する駆動段を示す図である。
【符号の説明】
Ｇ１  整流器
Ｔ１  スイッチングトランジスタ
Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４  トランジスタ
Ｔｒ  トランス
Ｕ２，Ｕ３  出力電圧
Ｗ１  １次側巻線
Ｗ２，Ｗ３  ２次側巻線
Ｗ４  補助巻線
７  集積回路
８、１０、１４  抵抗
９  キャパシタ
１３  光カプラ
１６  マイクロプロセッサ
１７，１８  キャパシタンス
２１  トランジスタ段
２２，２３  抵抗
【図１】
0004562826.tif 000002
【図２】
0004562826.tif 000003