(57)【要約】【課題】定格電圧以上の外部電源と接続した場合でも、回路を破損させることなく二次側回路を保護することが可能な電源回路の提供を目的とする。【解決手段】二次側回路に電源を供給する電源回路において、入力電源を整流・平滑化する整流・平滑化回路と、スイッチング動作により前記整流・平滑化回路から出力された出力電圧から二次側回路に出力する出力電圧を生成するとともに、所定電圧となる第一電圧値以上のフィードバック電圧がフィードバック端子に入力した場合に、前記スイッチング動作を停止させる発振回路と、前記整流・平滑化回路の出力を分圧して出力する検出回路と、を有し、前記検出回路の出力は、前記フィードバック端子に接続され、前記整流・平滑化回路からの出力電圧が異常を示す高電圧である場合に、前記検出回路は前記第一電圧値以上の電圧を出力するよう分圧比が設定されている。【選択図】図２
2012100501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次側回路に電源を供給する電源回路において、
入力電源を整流・平滑化する整流・平滑化回路と、
スイッチング動作により前記整流・平滑化回路から出力された出力電圧から二次側回路に出力する出力電圧を生成するとともに、所定電圧となる第一電圧値以上のフィードバック電圧がフィードバック端子に入力した場合に、前記スイッチング動作を停止させるスイッチング回路と、
前記整流・平滑化回路の出力を分圧して出力する検出回路と、を有し、
前記検出回路の出力は、前記フィードバック端子に接続され、
前記整流・平滑化回路からの出力電圧が異常を示す高電圧である場合に、前記検出回路は前記第一電圧値以上の電圧を出力するよう分圧比が設定されていることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記整流・平滑化回路の出力電圧の高電圧成分をカットするクリップ回路と、
前記クリップ回路から出力される電圧の立ち上がり波形を鈍らせるよう変化させるＲＣ回路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記ＲＣ回路により充電された電荷を開放するダイオードを備えることを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
二次側回路に電源を供給する電源回路を備える電子機器において、
前記電源回路は、
入力電源を整流・平滑化する整流・平滑化回路と、
スイッチング動作により前記整流・平滑化回路から出力された出力電圧から二次側回路に出力する出力電圧を生成するとともに、所定電圧となる第一電圧値以上のフィードバック電圧がフィードバック端子に入力した場合に、前記スイッチング動作を停止させる発振回路と、
前記整流・平滑化回路の出力を分圧して出力する検出回路と、を有し、
前記検出回路の出力は、前記フィードバック端子に接続され、
前記整流・平滑化回路からの出力電圧が異常を示す高電圧である場合に、前記検出回路は前記第一電圧値以上の電圧を出力するよう分圧比が設定されていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次側回路に電源を供給する電源回路、及び前記電源回路を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次側回路に電源を供給する電源回路が知られている。電源回路は、外部電源から供給された電源を二次側回路が必要とする電圧値に変換し、トランスを介して出力する。上記した電源回路は、例えばトランジスターを所定周期でスイッチングし外部電源から供給された電圧を変調することで所望とする電圧を生成する。ここで、二次側回路とは電源回路のトランスの二次巻線に接続される回路の総称を示す概念である。
【０００３】
また、このような電源回路において、製品等が過電圧状態になった場合にこの電源回路の駆動を停止させて二次側回路を保護する発明が開示されている（例えば、特許文献１−４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６５４４５号公報
【特許文献２】特開２００２−５１４５３号公報
【特許文献３】特開平９−３０７３６１号公報
【特許文献４】特開平１０−２４３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した電源回路においては、接続対象となる外部電源の定格電圧が設定されており、電源回路がこの定格電圧以上の電圧を備える外部電源と接続した場合、二次側回路に過剰な電圧が供給されないよう内部素子がショート等して二次側回路を保護する構成となっていた。そのため、利用者が製品を誤って定格電圧以上の外部電源と接続することで回路素子が破損すると、この電源回路を新しいものに交換する必要があった。
【０００６】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、定格電圧以上の外部電源と接続した場合でも、回路を破損させることなく二次側回路を保護することが可能な電源回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、二次側回路に電源を供給する電源回路において、入力電源を整流・平滑化する整流・平滑化回路と、スイッチング動作により前記整流・平滑化回路から出力された出力電圧から二次側回路に出力する出力電圧を生成するとともに、所定電圧となる第一電圧値以上のフィードバック電圧がフィードバック端子に入力した場合に、前記スイッチング動作を停止させる発振回路と、前記整流・平滑化回路の出力を分圧して出力する検出回路と、を有し、前記検出回路の出力は、前記フィードバック端子に接続され、前記整流・平滑化回路からの出力電圧が異常を示す高電圧である場合に、前記検出回路は前記第一電圧値以上の電圧を出力するよう分圧比が設定されている構成としてある。
【０００８】
上記のように構成された発明は、二次側回路に電源を供給する電源回路に係るものである。この電源回路では、検出回路が、整流・平滑化回路の出力を分圧して出力するとともに、検出回路の出力は、フィードバック端子に接続されており、整流・平滑化回路からの出力電圧が異常を示す高電圧である場合に、検出回路は発振回路を停止させるだけの第一電圧値以上の電圧を出力するよう分圧比が設定されている。
そのため、整流・平滑化回路からの出力電圧が異常電圧である場合は、発振回路の駆動を停止させることで、二次側回路への電圧の供給を停止させる。
そのため、定格電源以上の外部電源と接続した場合でも、回路を破損させることなく二次側回路を保護することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記構成の電源回路のみならず、この電源回路を実装する電子機器に対しても流用することが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
以上、説明したように本発明によれば、定格電源以上の外部電源と接続した場合でも、回路を破損させることなく二次側回路を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電子機器としての表示装置の構成を説明するためのブロック構成図である。
【図２】本実施形態に係る電源回路１０の一部構成を説明するブロック構成図である。
【図３】入力ラインＬに倍電圧が発生した場合に、電源回路１０の各回路に流れる電圧を説明する図である。
【図４】入力ラインＬにパルス状の入力電圧が発生した場合に、電源回路１０の各回路に流れる電圧を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
１．第１の実施形態：
２．その他の実施形態：
【００１３】
１．第１の実施形態： 
以下、図を参照して、この発明に係る電源回路を備える電子機器を具体化した第１の実施の形態について説明する。図１は、電子機器としての表示装置の構成を説明するためのブロック構成図である。
【００１４】
表示装置１００は、テレビジョン受像機としての機能を備えており、フロントエンド部９９、バックエンド部９８、パネル部９７、更には電源回路１０を備えて構成されている。
【００１５】
フロントエンド部９９は、チューナ部を備え、図示しないアンテナが受信したテレビジョン放送信号から所望のチャンネルに係るデータを抽出する。
【００１６】
バックエンド部９８は、フロントエンド部９９から出力されたデータに対して所定の信号処理を施す。バックエンド部９８が実行する信号処理の一例としては、映像データの画素数をパネル部９７の解像度に応じて変化させる画素数変換処理や、映像データの画質を調整する処理である。
【００１７】
パネル部９７は、バックエンド部９８から出力された映像データをもとに映像を表示する。パネル部９７は、液晶を充填した画素により表示画面を構成する液晶パネルや、プラズマ発光により映像を表示するプラズマディスプレイ、更には、有機ＥＬディスプレイにより実現される。
【００１８】
電源回路１０は、上記したフロントエンド部９９、バックエンド部９８、パネル部９７の駆動に必要な駆動電圧を生成して出力する。図２は、本実施形態に係る電源回路１０の一部構成を説明するブロック構成図である。即ち、図２に示す電源回路１０では、商用電源から供給された交流電源を整流・平滑化する整流・平滑化回路１１や、この整流・平滑化回路１１から供給された電源電圧により、所定の電圧（例えば、ＤＣ３．５ボルト、ＤＣ５ボルト）を生成するサブ電源回路２０ａ〜２０ｄを備えて構成される。
【００１９】
整流・平滑化回路１１は、ブリッジ回路等により構成され、商用電源（例えばＡＣ１００ボルト）を整流・平滑化して出力する。そのため、商用原電から供給されたＡＣ電源は、この整流・平滑化回路１１により半波整流、及び平滑化されてＤＣ電源に変換される。
【００２０】
サブ電源回路２０ａは、スイッチングＩＣ（スイッチング回路）２１、トランスＴ、フィードバック回路２２、検出回路２３と、を備えて構成され、入力ラインＬを介して整流・平滑化回路１１に接続され、トランスＴを介してフロントエンド部９９、バックエンド部９８、パネル部９７のいずれかに接続されている。ここで、スイッチングＩＣ２１は、出力端子によりトランスＴの一次側巻線に接続され、スタート端子及び入力端子が入ラインＬを介して整流・平滑化回路１１に接続されている。また、フィードバック回路２２は、図示しない２次側回路（フロントエンド部９９、バックエンド部９８、パネル部９７のいずれか）と、スイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔ（フィードバック端子）との間に接続されている。また、検出回路２３は、入力ラインＬとスイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔとの間に接続されている。
【００２１】
スイッチングＩＣ２１は、その内部に発振用のトランジスターや、このトランジスターにゲート電圧を供給するゲート回路を備えて構成され、整流・平滑化回路１１から出力されたＤＣ電圧をもとにトランスＴの一次側巻線にＡＣ電圧を生成する。また、スイッチングＩＣ２１は、フィードバック回路２２から出力された所定電圧のフィードバック電圧ＦＶ（第一電圧）がラッチ端子Ｌｔに入力すると、発振を停止するラッチ回路を備えている。
【００２２】
フィードバック回路２２は、フォトカプラーＦｔを介して二次側回路と接続され、二次側回路が過電圧状態に移行した場合に、フィードバック電圧ＦＶをスイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔに出力する。そのため、スイッチングＩＣ２１は、フィードバック電圧ＦＶの入力により二次側回路の過電圧状態を検出し、スイッチング動作を停止するなどして２次側回路の保護を行う。
【００２３】
検出回路２３は、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎが一定値以上である場合に、スイッチングＩＣ２１の駆動を停止するための検出電圧ＤＶを出力する。検出回路２３は、分圧回路２４、サージ回路２５を備え、抵抗Ｒ１を介して入力ラインＬに接続され、逆流防止用ダイオードＤ４を介してスイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔに接続されている。ここで、検出電圧ＤＶは、入力ラインＬに供給される電圧値が倍電圧以上である場合に、ラッチ端子Ｌｔにフィードバック電圧ＦＶ以上の電圧が入力するよう設定されている。また、倍電圧とは、外部電源から供給される電圧が定格電圧（例えば、１００ボルト）以上である場合に、入力ラインＬに発生する電圧であり、特にこの電圧により２次側回路が破壊される恐れのある電圧を意味する。例えば、定格電圧が１００ボルトである場合に、２００ボルトの電源供給をうけて入力ラインＬに供給される電圧である。
【００２４】
分圧回路２４は、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎを分圧し、検出電圧ＤＶの元となる電圧を発生する。分圧回路２４は、入力ラインＬに接続された抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１とグランドの間に接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３とを備えて構成されている。そのため、入力ラインＬに入力電圧Ｖｉｎが発生すると、分圧回路２４は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３により設定された分圧比により入力電圧Ｖｉｎを分圧する。ここで、逆流防止用ダイオードＤ４と分圧回路２４との間には、ツェナーダイオードＤ３が接続されており、分圧回路２４から出力される電圧値が所定値以上になった場合のみ検出電圧ＤＶがスイッチングＩＣ２１に出力されるよう構成されている。
【００２５】
サージ回路２５は、クリップ回路２５ａやＲＣ回路２５ｂを備えて構成され、入力ラインＬにパルス状の入力電圧Ｖｉｎが生じた場合に、スイッチングＩＣ２１に検出電圧ＤＶが入力されないよう機能する。例えば、落雷により入力ラインＬにパルス状の入力電圧Ｖｉｎが発生した場合、この入力電圧Ｖｉｎにより検出回路２３から検出電圧ＤＶが出力されるだけの電圧値を備えていれば、当然、検出回路２３からは検出電圧ＤＶが出力されることとなる。しかしながら、上記したパルス状の入力電圧Ｖｉｎはハイレベルの期間が短く、二次側回路に与える影響は少ないとも考えられる。そのため、入力ラインＬにパルス状の入力電圧Ｖｉｎが発生した場合でも、スイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔに検出電圧ＤＶが入力しないよう、クリップ回路２５ａやＲＣ回路２５ｂにより対策を施している。
【００２６】
クリップ回路２５ａは、ツェナーダイオードＤ１を備え、入力電圧Ｖｉｎの所定電圧以上をカットして出力する。そのため、入力電圧Ｖｉｎが高電圧のパルス波である場合に、高電圧成分がカットされる。
また、ＲＣ回路２５ｂは、抵抗Ｒ１、Ｒ４、及びコンデンサーＣ１により構成され、分圧回路２４からの（場合によってはクリップ回路２５ａにより加工された）出力の波形を鈍らせる。上記したように、抵抗Ｒ１は検出回路２３の一部としても機能する。また、抵抗Ｒ４には、ダイオードＤ２が並列接続されており、ＲＣ回路２５ｂのコンデンサーＣ１に充電された電荷をできるだけ早く開放できるよう構成されている。これは、落雷等により入力ラインＬに発生する電圧の値が大きいことが予測されるため、ＲＣ回路２５ｂの時定数を大きく設定しておくことが求められるが、一方で、コンデンサーＣ１に充電された電荷はできるだけ早く放電されることが望ましい。そのため、本実施形態では、ダイオードＤ２を抵抗Ｒ４に並列接続することで、コンデンサーＣ１に充電される電荷を早急に放電できるよう構成している。
【００２７】
以下、上記構成の電源回路１０の機能を説明する。
図３は、入力ラインＬに倍電圧が発生した場合に、電源回路１０の各回路に流れる電圧を説明する図である。また、図４は、入力ラインＬにパルス状の入力電圧が発生した場合に、電源回路１０の各回路に流れる電圧を説明する図である。図３、図４において、（ａ）は、トランスＴに発生する交流電圧を示す。また、（ｂ）は、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎを示す。そして、（ｃ）は、検出回路２３内で変形された電圧を示す。さらに、（ｄ）は、検出回路２３から出力される検出電圧ＤＶを示す。
【００２８】
以下、図３において、電源回路１０は、推奨される定格電圧より高い定格電圧を備える外部電源に接続されており、スイッチングＩＣ２１のスイッチ動作により、トランスＴには通常の動作より高い値のＡＣ電圧が発生しているものとする。
【００２９】
この状態で、時刻ｔ１において、入力ラインＬには倍電圧が発生しており、分圧回路２４はこの倍電圧によって入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎを分圧する。そのため、分圧後の電圧値によりＲＣ回路２５ｂのコンデンサーＣ１に電荷が充電される。その後、ＲＣ回路２５ｂの時定数に応じてコンデンサーＣ１に充電される電荷がツェナーダイオードＤ１の降伏電圧を上回ると、検出回路２３からは、検出電圧ＤＶが出力される。
【００３０】
検出回路２３から出力された検出電圧ＤＶは、スイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔに供給されることでラッチ電圧として作用し、スイッチングＩＣ２１のスイッチング動作を停止させる。スイッチングＩＣ２１の停止は、ラッチ端子Ｌｔに供給されるラッチ電圧の供給が停止され、且つ電源回路１０と外部電源との接続を解除（例えば、表示装置１００のコンセントを抜く）されメインコントローラーからリセット信号が出力されるまで維持される。
【００３１】
時刻ｔ２において電源回路１０と外部電源との接続が解除され、電源回路１０が奨励される定格電圧を備える外部電源と接続されると、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎが所定値より低くなる。その後、コンデンサーＣ１の充電とダイオードＤ２の放電とが均衡することで検出回路２３内に生じる電圧はツェナーダイオードＤ３を降伏せず、その結果、検出回路２３からは検出電圧ＤＶが出力されない。そのため、スイッチングＩＣ２１のラッチ端子Ｌｔが放電し、スイッチングＩＣ２１はスイッチング動作を再開する。
【００３２】
次に、図４において、電源回路１０は、推奨される定格電圧を備える外部電源に接続されており、スイッチングＩＣ２１のスイッチ動作により、トランスＴには通常のＡＣ電圧が発生しているものとする。
【００３３】
この状態で、時刻ｔ３において、落雷等により入力ラインＬにステップ状の入力電圧Ｖｉｎが発生すると、分圧回路２４はこの入力電圧Ｖｉｎを分圧してサージ回路２５に出力する。このとき、サージ回路２５のクリップ回路２５ａは入力電圧Ｖｉｎの高電圧成分をカットする。カットされた入力電圧Ｖｉｎの一部はＲＣ回路２５ｂに出力される。ＲＣ回路２５ｂは、この電圧に応じてコンデンサーＣ１を充電するが、発生する電圧は時定数により立ち上がり波形に鈍りを生じさせる。また、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎはステップ状であるため、コンデンサーＣ１にはツェナーダイオードＤ３を降伏させるだけの十分な電荷が充電されず、検出回路２３からは検出電圧ＤＶが出力されない。
【００３４】
さらに、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎはステップ状であるため、ＲＣ回路２５ｂにおけるコンデンサーＣ１の充電は瞬時に停止し、コンデンサーＣ１は放電を開始する。このとき、ダイオードＤ２の作用によりコンデンサーＣ１の放電は早急に実施され、検出回路２３内の電圧値は所定値以下となる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係る電源回路１０では、入力ラインＬに発生する入力電圧Ｖｉｎが異常電圧である場合は、スイッチングＩＣ２１の駆動を停止させることで、二次側回路への電圧の供給を停止させる。そのため、電子機器が定格電源以上の外部電源と接続した場合でも、回路を破損させることなく二次側回路を保護することができる。
また、検出回路２３は、クリップ回路２５ａと、ＲＣ回路２５ｂとを備えるサージ回路２５を備えることで、落雷等によりパルス状の入力電圧が発生した場合でも、スイッチングＩＣ２１の停止を回避することができる。
そして、ＲＣ回路により充電された電荷を開放するダイオードＤ２を備えることで、パルス状の入力電圧が発生した場合でも、瞬時にＲＣ回路２５ｂを構成するコンデンサーＣ１を放電させることができる。
【００３６】
２．その他の実施形態：
本発明は様々な実施形態が存在する。
電子機器として表示装置１００を用いたことは一例であり、それ以外にも本発明に係る電源回路を備える製品であれば何であってもよい。
スイッチングＩＣ２１の動作を停止するものとしてラッチ端子以外であってもよい。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…電源回路、１１…整流・平滑化回路、２０ａ〜２０ｄ…サブ電源回路、２１…スイッチングＩＣ、２２…フィードバック回路、２３…検出回路、２４…分圧回路、２５…サージ回路、２５ａ…クリップ回路、２５ｂ…ＲＣ回路、９７…パネル部、９８…バックエンド部、９９…フロントエンド部、１００…表示装置
【図１】
2012100501.tif 000003
【図２】
2012100501.tif 000004
【図３】
2012100501.tif 000005
【図４】
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