(57)【要約】【課題】ソフトスタート回路を備える場合でも各入力電圧の出力タイミングを調整することができる電子機器を提供する。【解決手段】負荷回路に入力電圧を供給する複数の定電圧回路を備える電子機器に関するものである。この電子機器はソフトスタート回路を備えている。ソフトスタート回路は、定電圧回路からの入力電圧の負荷回路への入力を切り替えるトランジスターと、トランジスターのベース電圧の立ち上がり時間を設定するコンデンサーと、を有している。そして、ソフトスタート回路のトランジスターのベースに発生する基準電圧を設定するダイオードと、を有している。【選択図】図２
2016012164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷回路に入力電圧を供給する複数の定電圧回路と、
少なくともいずれかの前記定電圧回路からの前記入力電圧の前記負荷回路への入力を切り替えるトランジスターと、前記トランジスターのベース電圧の立ち上がり時間を設定するコンデンサーと、を有するソフトスタート回路と、
前記トランジスターのベースに発生する基準電圧を設定するダイオードと、を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記トランジスターは、ＰＮＰ型であって、
前記ダイオードのアノードは、前記コンデンサーに直列に接続されており、前記ダイオードのカソードは、前記トランジスターのベースに接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記トランジスターは、ＮＰＮ型であって、
前記ダイオードのアノードは、前記コンデンサーに直列に接続されており、前記ダイオードのカソードは接地されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記定電圧回路は、前記ソフトスタート回路が接続された第１の定電圧回路と、変圧器として機能する第２の定電圧回路と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記トランジスターのベースに接続され、前記トランジスターのオン・オフを切り替える制御回路を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソフトスタート回路を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は、供給された電源を電源供給回路により安定化電源に変換し、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＩＣ(Integrated Circuit)といった負荷回路を駆動している。また、電子機器では負荷回路を立ち上げる際、電源供給回路からの入力に伴う突入電流から回路を保護するためにソフトスタート回路を用いている。
【０００３】
特許文献１−３には、コンデンサーを用いたソフトスタート回路が開示されている。特許文献に示すソフトスタート回路では、コンデンサーが電荷を蓄えるに要する時間（時定数）を利用して、電源供給回路の内部で生成された電圧の立ち上がりを訛らせ、突入電流を抑制する（例えば、特許文献１−３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０４０５８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１７７２０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器のなかには、電圧の異なる入力電圧を生成し、この入力電圧により負荷回路を駆動するものがある。このような電子機器では、入力電圧が負荷回路に入力するタイミングを規定しており、このタイミングを正しく守らなければ正常に動作しないものも存在する。
しかし、電子機器がソフトスタート回路を使用していると、ソフトスタート回路の作用により入力電圧の入力タイミングが遅延し、電子機器の動作に影響を与える場合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、ソフトスタート回路を備える場合でも各入力電圧の出力タイミングを調整することができる電子機器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、本発明の一態様では、負荷回路に入力電圧を供給する複数の定電圧回路を備える電子機器に関するものである。この電子機器はソフトスタート回路を備えている。ソフトスタート回路は、定電圧回路からの入力電圧の負荷回路への入力を切り替えるトランジスターと、トランジスターのベース電圧の立ち上がり時間を設定するコンデンサーと、を有している。そして、ソフトスタート回路のトランジスターのベースに発生する基準電圧を設定するダイオードと、を有している。
【０００８】
『定電圧回路』とは、電源をもとに入力電圧を発生させる回路の総称であり、変圧回路や、スイッチング回路といった周知の回路により構成される。
『ベース電圧の立ち上がり時間』とは、ベース電圧がトランジスターをオンせる値（閾値電圧）まで達するのに要する時間を意味する。
『ベース電圧の立ち上がり時間を設定する』とは、ベース電圧がトランジスターをオンする値に達するのに要する時間を、コンデンサーの時定数もとに設定することを意味する。
『基準電圧』とは、トランジスターのベースに発生する電圧の基準となる電圧である。
トランジスターは、ＰＮＰ型であってもよいし、ＮＰＮ型であってもよい。
【０００９】
上記のように構成された発明では、ソフトスタート回路を用いる場合でも、トランジスターのベースに発生する電圧の変化を、ダイオードにより発生する順方向電圧により調整することで、複数の定電圧回路からの各出力電圧のタイミングを調整することができる。そのため、電子機器を最適に駆動させることができる。  
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電子機器の構成を説明するブロック図。
【図２】電源供給回路の一部を説明する図。
【図３】信号波形を示す波形図。
【図４】一例としてダイオード２５を備えない場合の信号波形を示す波形図。
【図５】第２の実施形態にかかる電源供給回路の一部を説明する図。
【図６】信号波形を示す波形図。
【図７】第３の実施形態にかかる電源回路を説明する図。
【図８】信号波形を示す波形図。
【図９】第４の実施形態にかかる電子機器を示すブロック構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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．第２の実施形態：
３．第３の実施形態：
４．第４の実施形態：
５．その他の実施形態：
【００１２】
１．第１の実施形態：
図１は、一例としての電子機器の構成を説明するブロック図である。図１に示す電子機器１００では、電源２００と接続し、この電源２００をもとに駆動する。電子機器１００は、テレビジョン受像機、録画装置、ＰＣである。電源２００は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）や、蓄電池等である。
電子機器１００は、電源２００をもとに定電圧を生成する電源供給回路６０と、この電源供給回路６０により供給される入力電圧をもとに駆動する負荷回路７０と、を備えている。
【００１３】
電源供給回路６０は、制御回路８０から出力オン信号が入力すると、定電圧回路１０、３０、４０は電源２００からの交流電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）をもとに入力電圧（図１では、ＤＣ３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．５Ｖ）を生成する。また、定電圧回路１０の出力側には、ソフトスタート回路２０が接続されており、定電圧回路１０から負荷回路７０に入力する入力電圧の入力タイミングを調整する。図１では、定電圧回路１０、３０、４０により生成された入力電圧により、コンデンサー５０、５１、５２が充電され、負荷回路７０に電圧が供給される。なお、図１では、定電圧回路１０の出力側にのみソフトスタート回路２０が接続されているが、これ以外にも、定電圧回路３０、４０の出力側にソフトスタート回路が接続されていてもよい。
【００１４】
図１に示す負荷回路７０は、コントローラ７１とこのコントローラ７１により駆動が制御される出力回路７２、７３とを備えている。コントローラ７１は、電源供給回路６０から供給される入力電圧（３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．５Ｖ）により駆動する。電源供給回路６０から負荷回路７０への入力電圧（３．３Ｖ、２．５、１．５Ｖ）の入力タイミングは、例えば、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．５Ｖの順に入力するよう規定されている。出力回路７２、７３は、表示パネル、スピーカー、補助記憶装置等である。
無論、図１に示す負荷回路７０の構成は一例に過ぎず、負荷回路７０はこれ以外の構成であってもよい。
【００１５】
図２は、一例としての電源供給回路６０の一部の構成を説明する図である。
図２では、定電圧回路１０の周囲の接続状態を示している。
【００１６】
定電圧回路１０の入力側には図示しないコネクター等を介して電源２００が接続され、出力側にはソフトスタート回路２０が接続されている。定電圧回路１０は、電源２００から供給される電源をもとに定電圧（この第１の実施形態では、ＤＣ３．３Ｖ）を生成する。定電圧回路１０は、例えば、ＡＣ・ＤＣコンバーターや、昇圧回路または減圧回路といったスイッチング回路である。
【００１７】
ソフトスタート回路２０は、定電圧回路１０が生成した定電圧（３．３Ｖ）の入力電圧の入力タイミングをソフトスタート機能により調整する。図２に示すソフトスタート回路２０は、定電圧回路１０と負荷回路７０との間に接続され、定電圧回路１０からの入力電圧の入力を切り替えるトランジスター２１と、トランジスター２１のベース電圧の立ち上がり時間を設定するコンデンサー２４と、を有している。
【００１８】
トランジスター２１は、定電圧回路１０とコンデンサー５０との間の接続を切り替える。図２に示すトランジスター２１は、ＰＮＰ型である。トランジスター２１のベースには、制御回路８０が接続されている。制御回路８０はトランジスター２１をオンするための制御信号を出力する。例えば、制御回路８０は、ユーザが電子機器１００の電源をオンすることで、トランジスター２１に対して出力オンとなる信号を出力する。図２では、トランジスター２１のベース電圧には、抵抗２２、２３によりバイアス回路が形成されている。トランジスター２１のエミッターは、コンデンサー５０を通して負荷回路７０が接続されている。
【００１９】
トランジスター２１のコレクター・ベース間には、コンデンサー２４が並列接続されている。コンデンサー２４は、トランジスター２１のベース電圧の立ち上がり時間を設定する。コンデンサー２４は、電解コンデンサー、ペーパーコンデンサー、セラミックコンデンサー等、周知のものを使用することができる。
【００２０】
トランジスター２１のコレクター・ベース間には、ダイオード２５が並列接続されている。ダイオード２５は、トランジスター２１のベース電圧を設定するためのライン２７の電圧値（基準電圧）を設定する。図２では、ダイオード２５は、アノードがコンデンサー２４に直列に接続され、カソードがトランジスター２１のベースに接続されている。また、コンデンサー２４にはダイオード２５に電流を流すための抵抗２６が並列に接続されている。
【００２１】
図３は、信号波形を示す波形図である。図３（ａ）は、図２の点Ａにおけるベース電圧の変化を示す。図３（ｂ）は、図２の点Ｂにおける出力電圧の変化を示す。
図４は、一例としてダイオード２５を備えない場合の信号波形を示す波形図である。図４（ａ）は、図２の点Ａにおけるベース電圧の変化を示す。図４（ｂ）は、図２の点Ｂにおける出力電圧の変化を示す。
【００２２】
まず、制御回路８０からの信号が出力オフを維持している間は、トランジスター２１はオフを維持しており、負荷回路７０に入力電圧を供給しない。
制御回路８０からの信号が出力オンに切り替わると、トランジスター２１のベースに繋がるライン２７には、コンデンサー２４に充電されている電荷とダイオード２５の順方向電圧ＶＦの和に応じた電圧が発生する。図３（ａ）に示すように、点Ａには、ダイオード２５の順方向電圧ＶＦ分だけ電圧降下した電圧が発生している。また、コンデンサー２４には時間の経過とともに電荷が充電され、ベース電圧が閾値まで近づいていく。
【００２３】
そして、コンデンサー２４の充電が継続し、時刻ｔ１でベース電圧が閾値電圧を超えると、トランジスター２１のコレクター・エミッター間に流れる電流が増加し、点Ｂの電圧を増加させていく。そして、時刻ｔ２では、コンデンサー５０を介して、コントローラ７１に３．３Ｖの電圧が供給される。
【００２４】
一方、ソフトスタート回路２０にダイオード２５が存在しない場合を図４を例に説明する。制御回路８０に図示しない回路からの制御信号（出力オン）が入力すると、トランジスター２１のベースに繋がるライン２７には、コンデンサー２４に充電されている電荷に応じた電圧が発生する。図４（ａ）に示すように、点Ａにはコンデンサー２４に充電された電荷分だけ電圧降下した電圧が発生している。そして、この場合においても、コンデンサー２４には時間の経過とともに電荷が充電され、トランジスター２１のベース電圧が閾値まで近づいていく。
【００２５】
そして、図４（ａ）に示すように、コンデンサー２４の充電が継続し、時刻ｔ３でベース電圧が閾値電圧を超えると、トランジスター２１のコレクター・エミッター間に流れる電流が増加し、点Ｂの電圧を増加させていく。ここで、コンデンサー２４のベース電圧が閾値電圧を超える時間は、図３（ｂ）と比べて遅延（ｔ１＜ｔ３）しており、負荷回路７０に入力電圧（３．３Ｖ）が供給されるまでに要する時間が遅くなる（ｔ２＜ｔ４）。
【００２６】
以上説明したようにこの第１の実施形態では、電子機器１００がソフトスタート回路２０を用いる場合でも、トランジスター２１のベースに発生する電圧の変化を、ダイオード２５により発生する順方向電圧ＶＦにより調整することができるため、複数の定電圧回路からの各出力電圧のタイミングを調整することができる。例えば、定電圧回路１０からの出力を定電圧回路３０からの出力と比べて早めたい場合に、ダイオード２５をソフトスタート回路２０に接続することで、定電圧回路１０と定電圧回路３０との出力タイミングを調整することができる。そのため、電子機器１００を最適に駆動させることができる。
【００２７】
トランジスター２１としてＰＮＰ型を用いるとともに、ダイオード２５のアノードをコンデンサー２４に直列に接続し、ダイオード２５のカソードをトランジスター２１のベースに接続することで、ＰＮＰ型のトランジスターにおいて本発明を適用することができる。
【００２８】
トランジスター２１のベースに接続され、トランジスター２１のオン・オフを切り替える制御回路８０を有するため、負荷回路７０への入力電圧の出力タイミングを調整することができる。
【００２９】
２．第２の実施形態：
トランジスターは、ＰＮＰ型に限らず、ＮＰＮ型であってもよい。
図５は、第２の実施形態にかかる電源供給回路の一部を説明する図である。この第２の実施形態においても、電源供給回路６０は、定電圧回路１０と、ソフトスタート回路１２０と、ダイオード１２５と、制御回路１８０と、を備えている。
【００３０】
図５では、定電圧回路１０の入力側には図示しないコネクター等を介して電源２００が接続され、出力側にはソフトスタート回路１２０が接続されている。定電圧回路１０は、電源２００から供給されるＡＣ電源やＤＣ電源をもとに定電圧を生成する。
【００３１】
ソフトスタート回路１２０の出力側には、コンデンサー５０が接続されている。ソフトスタート回路１２０は、定電圧回路１０が生成した定電圧の立ち上がり時間をソフトスタート機能により調整する。
図５に示すソフトスタート回路１２０は、定電圧回路１０と負荷回路７０との間に接続され、定電圧回路１０からの入力電圧の入力を切り替えるトランジスター１２１と、トランジスター１２１のベース電圧の立ち上がり時間を設定するコンデンサー１２４と、を有している。
【００３２】
図５に示すトランジスター１２１は、ＮＰＮ型である。トランジスター１２１のコレクターは定電圧回路１０に接続され、エミッターはコンデンサー５０が接続されている。そして、トランジスター１２１のベースには、コンデンサー１２４が並列接続されている。コンデンサー１２４は、トランジスター１２１のベース電圧の立ち上がり時間を設定する。
【００３３】
ソフトスタート回路１２０のベース電圧を発生させるライン１２７にはコンデンサー１２４の基準電圧を設定するダイオード１２５が接続されている。図５に示すダイオード１２５は、アノードがコンデンサー１２４に直列に接続され、カソードが接地されている。また、コンデンサー１２４には、ダイオード１２５に電流を流すための抵抗１２６が並列に接続されている。
【００３４】
トランジスター１２１のベースには、トランジスター１２１のコレクター・エミッター間に電流を流すための制御回路１８０が接続されている。図５では、制御回路１８０は、図示しない回路からの制御信号によりライン１２７に電流を流す定電圧回路１８１を備えている。定電圧回路１８１の出力側は、抵抗１８３を介してライン１２７に接続され、抵抗１８２を介して接地されている。
【００３５】
図６は、信号波形を示す波形図である。図６（ａ）は、図５の点Ｃにおけるベース電圧の変化を示す。図６（ｂ）は、図５の点Ｄにおける出力電圧の変化を示す。
【００３６】
まず、制御回路１８０からの信号が出力オフを維持している間は、トランジスター１２１はオフを維持している。制御回路１８０からの信号が出力オンに切り替わると、トランジスター１２１のベースに繋がるライン１２７には、コンデンサー１２４に充電されている電荷とダイオード１２５の順方向電圧ＶＦの和に応じた電圧が発生する。点Ｃに生じる電圧は、コンデンサー１２４と制御回路１８０の抵抗１８３の時定数に応じて電圧が増加するが、図６（ａ）に示すように、点Ｃには、ダイオード１２５の順方向電圧ＶＦ分だけ電圧が高くなっている。そのため、ライン１２７に発生する電圧がトランジスター１２１の閾値を超えるのに要する時間を短くすることができる。
【００３７】
そして、図６（ａ）に示すように、コンデンサー１２４の充電が継続し、時刻ｔ５でベース電圧が閾値電圧を超えると、コレクター・エミッター間に流れる電流が増加し、点Ｄの電圧を増加させていく。そして、コンデンサー５０を通して負荷回路７０に３．３Ｖの入力電圧を供給する。
【００３８】
以上説明したようにこの第２の実施形態では、ＮＰＮ型のトランジスターを用いる場合でも、第１の実施形態で奏する効果と同様の効果を奏する。
【００３９】
３．第３の実施形態：
電源供給回路６０の構成は、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせたものであってもよい。図７は、第３の実施形態にかかる電源回路を説明する図である。
【００４０】
図７に示す電源供給回路６０では、定電圧回路１０、３０と、定電圧回路１０、３０のそれぞれの出力の出力タイミングを調整するソフトスタート回路２０、１２０と、定電圧回路１０、３０に制御信号を出力する制御回路８０とを備えている。図７に示す電源供給回路６０では、ソフトスタート回路２０の構成は第１の実施形態と同様であり、ソフトスタート回路１２０の構成は第２の実施形態と同様である。
【００４１】
定電圧回路１０は、３．３Ｖの電圧を負荷回路７０（コントローラ７１）に供給し、定電圧回路３０は２．５Ｖの電圧を負荷回路７０（コントローラ７１）に供給する。また、制御回路８０は、ソフトスタート回路２０、１２０のオン・オフを切り替える。図７では、制御回路８０の出力は、ソフトスタート回路２０のトランジスター２１のベースと、ソフトスタート回路１２０のトランジスター１２１のベースとに、それぞれ接続されている。なお、同じ符号を付した箇所は、第１および第２の実施形態と同様のものであり、その説明は省略する。
【００４２】
図８は、第３の実施形態にかかる信号波形を示す波形図である。図８は、図７に示す電源供給回路６０の点Ｅに生じる電圧と点Ｆに生じる電圧の変化を示す図である。
【００４３】
まず、制御回路８０からの信号が出力オフを維持している間は、トランジスター２１、１２１はオフを維持している。制御回路８０からの信号が出力オンに切り替わると、トランジスター２１、１２１のベース１に繋がるライン２７、１２７には、コンデンサー２４、１２４に充電されている電荷とダイオード２５の順方向電圧ＶＦの和に応じた電圧が発生する。
【００４４】
コンデンサー２４、１２４の充電が継続し、時刻ｔ５でベース電圧が閾値電圧を超えると、トランジスター２１、１２１のコレクター・エミッター間に流れる電流が増加し、点Ｅ、Ｆの電圧を増加させていく。そして、コンデンサー５０、５１を通じて負荷回路７０に３．３Ｖ、２．５Ｖの入力電圧がそれぞれ供給される。ソフトスタート回路２０、１２０による入力電圧の出力タイミングはダイオード２５、１２５により調整されている。図８では、入力電圧（３．３Ｖ）と入力電圧（２．５Ｖ）が立ち上がるタイミングは同期するよう設定されている。
【００４５】
以上説明したようにこの第３の実施形態では、第１の実施形態で奏する効果に加えて以下の効果を奏する。複数の定電圧回路の出力電圧のタイミングを１つの制御回路からの出力により調整することができる。
【００４６】
４．第４の実施形態：
また、定電圧回路の他に、ＤＣ・ＤＣ回路やＡＣ・ＤＣ回路といった変圧器を備えていてもよい。
図９は、第４の実施形態にかかる電子機器を示すブロック構成図である。
図９に示す電子機器１００では、電源２００をもとに定電圧を生成する電源供給回路６０と、ＤＣ・ＤＣ回路（変圧器）９０と、電源供給回路６０およびＤＣ・ＤＣ回路９０から供給される入力電圧をもとに駆動する負荷回路７０を備えている。
【００４７】
電源供給回路６０は、制御回路８０から出力オン信号が入力すると、定電圧回路１０、３０は電源２００からの交流電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）をもとに入力電圧を生成する。ＤＣ・ＤＣ回路９０は、図示しないＤＣ電源の供給をもとに、ＤＣ電圧を生成する。また、定電圧回路１０の出力側には、ソフトスタート回路２０が接続されており、定電圧回路１０の出力タイミングを調整する。
【００４８】
図９に示す負荷回路７０は、他の実施形態同様、コントローラ７１とこのコントローラ７１により駆動が制御される出力回路７２、７３とを備えている。コントローラ７１は、電源供給回路６０およびＤＣ・ＤＣ回路９０から供給される入力電圧により駆動する。出力回路７２、７３は、表示パネル、スピーカー、補助記憶装置等である。
無論、図９に示す負荷回路７０の構成は一例に過ぎず、負荷回路７０はこれ以外の構成であってもよい。
【００４９】
このような構成の電子機器１００において、定電圧回路１０からの入力電圧は、ＤＣ・ＤＣ回路９０からの出力信号のタイミングに同期して出力される。具体的には、定電圧回路１０からの出力はソフトスタート回路２０により出力タイミングが調整され、ＤＣ・ＤＣ回路９０との同期がとられる。
上記のように構成された第４の実施形態では、定電圧回路の出力のタイミングをＤＣ・ＤＣ回路９０等の変圧器の出力タイミングと合わせることができる。
【００５０】
５．その他の実施形態：
ソフトスタート回路の構成は、各実施形態で開示したものに限定されない。例えば、トランジスターを２個以上備える構成であってもよい。
また、ダイオードの接続位置は、各実施形態で開示したものに限定されず、トランジスターのベース電圧の立ち上がり時間を調整するできる構成であればどのような構成であってもよい。
【００５１】
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】
【００５２】
１０…定電圧回路、２０…ソフトスタート回路、２１…トランジスター、２２、２３…抵抗、２４…コンデンサー、２５…ダイオード、２６…抵抗、３０、４０…定電圧回路、５０、５１、５２…コンデンサー、６０…電源供給回路、７０…負荷回路、７１…コントローラ、７２、７３…出力回路、８０…制御回路、９０…ＤＣ・ＤＣ回路（変圧器）、１００…電子機器、１２０…ソフトスタート回路、１２１…トランジスター２１４…コンデンサー、１２５…ダイオード、１２６…抵抗、１８０…制御回路、１８１…定電圧回路、１８２、１８３…抵抗、２００…電源
【図１】
2016012164.tif 000003
【図２】
2016012164.tif 000004
【図３】
2016012164.tif 000005
【図４】
2016012164.tif 000006
【図５】
2016012164.tif 000007
【図６】
2016012164.tif 000008
【図７】
2016012164.tif 000009
【図８】
2016012164.tif 000010
【図９】
2016012164.tif 000011