(57)【要約】【課題】小規模、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要な、ＵＳＢコンセントを備えた電源システムおよびＵＳＢ充電回路を提供する。【解決手段】ブースター用電源回路４は、ＡＣ１００ＶからＤＣ１５Ｖを生成する。ブースター２は、ブースター用電源回路４で生成されたＤＣ１５Ｖで動作し、ＴＶ信号を増幅する。降圧チョッパ回路９は、ブースター用電源回路４で生成されたＤＣ１５ＶからＤＣ５Ｖを生成する。ＵＳＢコンセント１２は、生成されたＤＣ５Ｖを出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ１００Ｖの商用電源からＤＣ１５Ｖを生成するブースター用電源回路と、
前記ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖで動作し、ＴＶ信号を増幅するブースターと、
前記ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５ＶからＤＣ５Ｖを生成する降圧チョッパ回路と、
ＵＳＢケーブルと接続可能であり、前記生成されたＤＣ５Ｖを前記ＵＳＢケーブルへ出力するＵＳＢコンセントとを備えた、電源システム。
【請求項２】
分配器を備え、
前記ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖは、同軸ケーブルおよび前記分配器を通じて、前記ブースターと、前記降圧チョッパ回路へ送られる、請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記分配器と前記降圧チョッパ回路とは、同軸ケーブルで接続される、請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
前記分配器と前記降圧チョッパ回路とは基板上に実装され、
前記分配器と前記降圧チョッパ回路とは、前記基板上の配線で接続される、請求項２記載の電源システム。
【請求項５】
前記ブースター用電源回路および前記ブースターは情報盤に含まれ、
前記ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖは、前記ブースターへ送られ、
前記ブースターは、ＤＣ１５ＶとＴＶ信号とを重畳した信号を同軸ケーブルへ出力し、
前記同軸ケーブルを通じて伝送されるＤＣ１５ＶとＴＶ信号とが重畳された信号からＴＶ信号とＤＣ１５Ｖとを分離して取り出す分割器と、
前記分割器から出力されるＴＶ信号を外部に出力するためのＴＶ端子とを備え、
前記降圧チョッパ回路は、前記分割器から出力されるＤＶ１５Ｖを受ける、請求項１記載の電源システム。
【請求項６】
前記分割器と前記降圧チョッパ回路とは、同軸ケーブルで接続される、請求項５記載の電源システム。
【請求項７】
前記分割器と前記降圧チョッパ回路とは基板上に実装され、
前記分割器と前記降圧チョッパ回路は、前記基板上の配線で接続される、請求項５記載の電源システム。
【請求項８】
ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５ＶからＤＣ５Ｖを生成する降圧チョッパ回路と、
ＵＳＢケーブルと接続可能であり、前記生成されたＤＣ５Ｖを前記ＵＳＢケーブルへ出力するＵＳＢコンセントとを備えた、ＵＳＢ充電回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムおよびＵＳＢ（Universal Serial Bus）充電回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＵＳＢコンセントを備えた電気装置が知られている。
たとえば、特許文献１には、外部の１００Ｖの商用交流電源に接続される電源プラグと、ＵＳＢポートを有する電子機器に対して５Ｖの電圧を供給するＵＳＢコンセントとを有する。
【０００３】
このように電気装置では、商用の１００Ｖの交流電圧から５Ｖの直流電圧を生成してＵＳＢコンセントから出力するためのスイッチング電源が必要となる。
【０００４】
図７は、スイッチング電源を表わす図である。
入力端子ＩＮに入力されたＡＣ１００Ｖは、整流ブリッジＲＢによって整流され、１次側コンデンサＣ３によって平滑化される。これによって、ＤＣ１４０Ｖが生成される。
【０００５】
制御ＩＣ５２の制御によって、スイッチング素子ＳＷ２がスイッチングすることによって、高周波の交流が生成される。この高周波の交流は、高周波の絶縁トランスＴＲを介して、２次側に伝達され、２次側ダイオードＤ２で整流され、２次側コンデンサＣ２によって平滑化されることによって、ＤＣ５Ｖが出力端子ＯＵＴから出力される。ここで、直流電圧の大きさが５Ｖとなるのは、制御ＩＣ５２によって、スイッチング素子ＳＷ２のスイッチング周期が設定されるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３１２１７４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７に示すスイッチング電源には、次のような問題がある。
第１に、電気用品安全法（ＰＳＥ）に基づいて、登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が必要となり、面倒である。
【０００８】
第２に、回路規模が大きいことである。スイッチング素子ＳＷ２は、ＤＣ１４０Ｖの電圧をスイッチングするので、大きな耐圧の素子を使う必要がある。また、絶縁トランスＴＲの１次側と２次側の間は、電気用品安全法上必要な沿面距離を確保する必要がある。その結果、回路の規模が大きくなる。
【０００９】
それゆえに、本発明の目的は、小規模、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要な、ＵＳＢコンセントを備えた電源システムおよびＵＳＢ充電回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の電源システムは、ＡＣ１００Ｖの商用電源からＤＣ１５Ｖを生成するブースター用電源回路と、ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖで動作し、ＴＶ信号を増幅するブースターと、ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５ＶからＤＣ５Ｖを生成する降圧チョッパ回路と、ＵＳＢケーブルと接続可能であり、生成されたＤＣ５ＶをＵＳＢケーブルへ出力するＵＳＢコンセントとを備える。
【００１１】
好ましくは、電源システムは、分配器を備える。ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖは、同軸ケーブルおよび分配器を通じて、ブースターと、降圧チョッパ回路へ送られる。
【００１２】
好ましくは、分配器と降圧チョッパ回路とは、同軸ケーブルで接続される。
好ましくは、分配器と降圧チョッパ回路とは基板上に実装される。分配器と降圧チョッパ回路とは、基板上の配線で接続される。
【００１３】
好ましくは、ブースター用電源回路およびブースターは情報盤に含まれる。ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５Ｖは、ブースターへ送られる。ブースターは、ＤＣ１５ＶとＴＶ信号とを重畳した信号を同軸ケーブルへ出力する。電源システムは、同軸ケーブルを通じて伝送されるＤＣ１５ＶとＴＶ信号とが重畳された信号からＴＶ信号とＤＣ１５Ｖとを取り出す分割器と、分割器から出力されるＴＶ信号を外部に出力するためのＴＶ端子とを備える。降圧チョッパ回路は、分割器から出力されるＤＶ１５Ｖを受ける。
【００１４】
好ましくは、分割器と降圧チョッパ回路とは、同軸ケーブルで接続される。
好ましくは、分割器と降圧チョッパ回路とは基板上に実装される。分割器と降圧チョッパ回路は、基板上の配線で接続される。
【００１５】
本発明のＵＳＢ充電回路は、ブースター用電源回路で生成されたＤＣ１５ＶからＤＣ５Ｖを生成する降圧チョッパ回路と、ＵＳＢケーブルと接続可能であり、生成されたＤＣ５ＶをＵＳＢケーブルへ出力するＵＳＢコンセントとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小規模、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要な、ＵＳＢコンセントを備えた電源システムおよびＵＳＢ充電回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の電源システム構成を表わす図である。
【図２】スイッチング電源（ＡＣ１００Ｖ→ＤＣ１５Ｖ）の構成を表わす図である。
【図３】降圧チョッパ回路の構成を表わす図である。
【図４】第２の実施形態の電源システム構成を表わす図である。
【図５】第３の実施形態の電源システムの構成を表わす図である。
【図６】第４の実施形態の電源システムの構成を表わす図である。
【図７】スイッチング電源（ＡＣ１００Ｖ→ＤＣ５Ｖ）の構成を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の電源システム構成を表わす図である。
【００１９】
図１に示すように、電源システムは、アンテナ７０と、ブースター２と、ＴＶ電源回路３と、ブースター用電源回路４と、１００Ｖ電源コンセント７と、テレビ５と、ＵＳＢ充電回路６とを備える。
【００２０】
アンテナ７０は、放送波を受信して、ＴＶ信号をアンテナケーブル２３へ出力する。
ブースター２は、アンテナケーブル２３を通じて伝送されるＴＶ信号を増幅して、同軸ケーブル１４ｂへ出力する。ブースター２は、同軸ケーブル１４ｂを通じて伝送されるＤＣ１５Ｖによって動作する。
【００２１】
ＴＶ電源回路３は、分配器８と、ＴＶ端子１３とを備える。
分配器８は、同軸ケーブル１４ｂの信号を分配して、ＴＶ端子１３と同軸ケーブル１４ｄに出力する。また、分配器８は、ＴＶ端子１３からの信号を分配して同軸ケーブル１４ｂと同軸ケーブル１４ｄに出力する。
【００２２】
ＴＶ端子１３は、同軸ケーブル１４ｃを通じてブースター用電源回路４と接続する。
ブースター用電源回路４は、ＴＶ信号抽出部１１と、スイッチング電源１０と、制御ＩＣ５２とを備える。
【００２３】
スイッチング電源１０は、１００Ｖ電源コンセント７から電源ケーブル１５を通じて送られるＡＣ１００Ｖの商用電源からＤＣ１５Ｖを生成する。スイッチング電源１０は、生成したＤＣ１５Ｖを同軸ケーブル１４ｃを通じて受信するＴＶ信号に重畳する。
【００２４】
ＴＶ信号抽出部１１は、ＴＶ信号とＤＣ１５Ｖとが重畳された信号からＴＶ信号を抽出してテレビ５へ出力する。
【００２５】
図２は、スイッチング電源１０の構成を表わす図である。
図２に示すように、スイッチング電源１０は、整流ブリッジＲＢと、１次側電解コンデンサＣ３と、スイッチング素子ＳＷ２と、高周波の絶縁トランスＴＲと、２次側ダイオードＤ２と、２次側電解コンデンサＣ２とを備える。
【００２６】
入力端子ＩＮに入力されたＡＣ１００Ｖは、整流ブリッジＲＢによって整流され、１次側コンデンサＣ３によって平滑化される。
【００２７】
制御ＩＣ５２の制御によって、スイッチング素子ＳＷ２がスイッチングすることによって、高周波の交流が生成される。この高周波の交流は、絶縁トランスＴＲを介して、２次側に伝達され、２次側ダイオードＤ２で整流され、２次側コンデンサＣ２によって平滑化されることによって、ＤＣ１５Ｖが出力端子ＯＵＴから出力される。ここで、直流電圧の大きさが１５Ｖとなるのは、制御ＩＣ５２によって、スイッチング素子ＳＷ２のスイッチング周期が設定されるためである。ここで、図７のスイッチング電源は、登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が必要であったが、図２のスイッング回路は、ブースター用電源として使用されるため、自主検査（ＰＳＥ○）で十分であり、手間が比較的少ない。
【００２８】
再び、図１を参照して、ＵＳＢ充電回路６は、降圧チョッパ回路９と、ＵＳＢコンセント１２と、制御ＩＣ５１とを備える。
【００２９】
降圧チョッパ回路９は、同軸ケーブル１４ｄを通じて送られるＤＣ１５ＶとＴＶ信号とが重畳した信号からＤＣ５Ｖを生成して、ＵＳＢコンセント１２へ送る。
【００３０】
ＵＳＢコンセント１２は、ＵＳＢケーブル３４と接続可能に構成され、ＵＳＢケーブル３４を通じて、携帯電話、カメラなどのＵＳＢ充電機器へＤＣ５Ｖを供給する。
【００３１】
図３は、降圧チョッパ回路９の構成を表わす図である。
図３に示すように、降圧チョッパ回路９は、スイッチング素子ＳＷ１と、ダイオードＤ１と、チョークコイルＬ１と、電解コンデンサＣ１とを備える。
【００３２】
制御ＩＣ５１によって、スイッチング素子ＳＷ１がオンになると、チョークコイルＬ１にエネルギーが蓄積される。制御ＩＣ５１によって、スイッチング素子ＳＷ１がオフとなると、チョークコイルＬ１は電流を保持しようとして起電力を発生させて、ダイオードＤ１を通じて電流が流れる、電解コンデンサＣ１によって、チョークコイルＬ１に流れる電流が平滑化される。ここで、スイッチング素子のオン／オフ時間のデューティ比を適切に設定することによって、入力端子ＩＮに入力されるＤＣ１５Ｖが、ＤＣ５Ｖに変換されて、出力端子ＯＵＴから出力される。
【００３３】
スイッチング素子としては、ＤＣ１５Ｖの電圧をスイッチングするので、比較的小さな耐圧の素子でよい。また、図７のように、絶縁トランスＴＲを含まないので、１次側と２次側の間で、電気用品安全法上必要な沿面距離を確保する必要もない。その結果、回路規模が小さくなる。また、降圧チョッパ回路９は、商用のＡＣ１００Ｖを用いて、ＤＣ５Ｖを生成するのではないので、電気用品安全法（ＰＳＥ）に基づく適合性検査（○ＰＳＥおよび◇ＰＳＥ）が不要である。
【００３４】
以上のように、本実施の形態の電源システムは、小規模であり、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要である。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、ブースター、ＴＶ電源回路、およびブースター用電源回路が既に設置されている場合には、ＵＳＢ充電回路のみを追加するだけで、ＵＳＢケーブルを通じてＵＳＢ機器を充電することができる。
【００３６】
［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態の電源システム構成を表わす図である。
【００３７】
図４の電源システムと図１の電源システムが相違する点は、以下である。
図１の電源システムでは、ＴＶ電源回路３とＵＳＢ充電回路６とが物理的に分離されたものであり、ＴＶ電源回路３の分配器８と、ＵＳＢ充電回路６の降圧チョッパ回路９とが、同軸ケーブル１４ｄによって接続されている。
【００３８】
これに対して、本実施の形態では、ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路５５を備える。ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路５５は、基板５４上に、分配器８と、ＴＶ端子１３と、降圧チョッパ回路９と、ＵＳＢコンセント１２と、制御ＩＣ５１とを備える。分配器８と降圧チョッパ回路９とは、基板５４上の信号線５３によって接続される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態の電源システムは、第１の実施形態と同様に、小規模であり、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要である。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、ブースター、およびブースター用電源回路が既に設置されている場合には、ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路のみを追加するだけで、ＵＳＢケーブルを介してＵＳＢ機器を充電することができる。
【００４１】
［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態の電源システムの構成を表わす図である。
【００４２】
図５に示すように、電源システムは、アンテナ７０と、情報盤６１と、ブースター２と、ＴＶ電源回路６２と、テレビ５と、ＵＳＢ充電回路６、バッテリ９９とを備える。
【００４３】
情報盤６１は、ブースター２と、制御ＩＣ５２と、スイッチング電源１０と、１００Ｖ電源コンセント７とを備える。情報盤６１は、さらにルータやハブを含んでもよい。
【００４４】
アンテナ７０は、放送波を受信して、ＴＶ信号をアンテナケーブル２３へ出力する。
スイッチング電源１０は、制御ＩＣ５２の制御の下、１００Ｖ電源コンセント７から電源ケーブル１５を通じて送られるＡＣ１００ＶからＤＣ１５Ｖを生成して、ブースター２へ出力する。スイッチング電源１０の構成は、第１の実施形態で説明したものと同様なので説明を繰り返さない。
【００４５】
ブースター２は、アンテナケーブル２３を通じて伝送されるＴＶ信号を増幅して、同軸ケーブル１４へ出力する。ブースター２は、スイッチング電源１０から出力されるＤＣ１５Ｖによって動作するとともに、ＴＶ信号とＤＣ１５Ｖとを重畳して、同軸ケーブル１４ｂへ出力する。
【００４６】
ＴＶ電源回路３は、分割器６３と、ＴＶ端子１３とを備える。
分割器６３は、同軸ケーブル１４ｂ上のＴＶ信号とＤＣ１５Ｖが重畳した信号からＴＶ信号とＤＣ１５Ｖとを分離抽出して、ＴＶ信号をＴＶ端子１３へ出力し、ＤＣ１５ＶをＵＳＢ充電回路６へ出力する。
【００４７】
ＴＶ端子１３は、同軸ケーブル１４ｃを通じてテレビ５と接続される。
ＵＳＢ充電回路６は、第１の実施形態で説明したものと同様なので説明を繰り返さない。
【００４８】
バッテリ９９は、情報盤６１内または情報盤６１の近傍に設けられる。
スイッチング電源１０は、バッテリ９９と接続することが可能である。これによって、同軸ケーブルで構成されたラインをバックアップすることができる。商用電源が停電時においても、ＵＳＢコンセント１２から電力を取り出せることができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態の電源システムは、小規模であり、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要である。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、ブースター、ＴＶ電源回路、およびスイッチング電源が既に設置されている場合には、ＵＳＢ充電回路のみを追加するだけで、ＵＳＢケーブルを介してＵＳＢ機器を充電することができる。
【００５１】
［第４の実施形態］
図６は、第４の実施形態の電源システムの構成を表わす図である。
【００５２】
図６の電源システムと図５の電源システムが相違する点は、以下である。
図５の電源システムでは、ＴＶ電源回路６２とＵＳＢ充電回路６とが物理的に分離されたものであり、ＴＶ電源回路６２の分割器６３と、ＵＳＢ充電回路６の降圧チョッパ回路９とが、同軸ケーブル１４ｄによって接続されている。
【００５３】
これに対して、本実施の形態では、ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路７５を備える。ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路７５は、基板７４上に、分割器６３と、ＴＶ端子１３と、降圧チョッパ回路９と、ＵＳＢコンセント１２と、制御ＩＣ５１とを備える。分割器６３と降圧チョッパ回路９とは、基板７４上の信号線７３によって接続される。
【００５４】
以上のように、本実施の形態の電源システムは、第１の実施形態と同様に、小規模であり、かつ登録検査機関による適合性検査（◇ＰＳＥ）が不要である。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、ブースター、およびスイッチング電源が既に設置されている場合には、ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路のみを追加するだけで、ＵＳＢケーブルを介してＵＳＢ機器を充電することができる。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
２  ブースター、３  ＴＶ電源回路、４  ブースター用電源回路、５  テレビ、６  ＵＳＢ充電回路、７  １００Ｖ電源コンセント、８  分配器、９  降圧チョッパ回路、１０  スイッチング電源、１１  ＴＶ信号抽出部、１２  ＵＳＢコンセント、１３  ＴＶ端子、１４ｂ〜１４ｅ  同軸ケーブル、１５  電源ケーブル、２３  アンテナケーブル、３４  ＵＳＢケーブル、５１，５２  制御ＩＣ、５３，７３  信号線、５４，７４  基板、５５，７５  ＵＳＢ充電／ＴＶ電源一体型回路、７０  アンテナ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、ＲＢ  整流ブリッジ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  電解コンデンサ、ＴＲ  トランス、ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチング素子。
【図１】
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【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】
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【図７】
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