JP4446136B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路に関し、交流電源ライン間に接続されたコンデンサに蓄えられた電荷を放電するようになされた電源回路に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気機器の電源回路には、通常アクロス・ザ・ライン・コンデンサ(以下、これをXコンデンサと呼ぶ)と呼ばれる不要輻射を回避するコンデンサがAC(Alternating Current:交流)両端間に設けられている。
【0003】
このXコンデンサにおいては、電気機器のプラグが商用電源から引き抜かれたとき、引き抜かれる直前に蓄えられた電圧を放電させるための放電抵抗が並列に設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところがかかる放電用抵抗は、電気機器のプラグが商用電源に挿入されているときに供給される交流電圧により常時電力を消費してしまうため、電源回路全体としては、省エネルギーを十分に計り得ないという問題があった。
【0005】
かかる問題点を解決するための一つの方法として、商用電源に対して並列に接続したXコンデンサ及び放電抵抗と、当該放電抵抗に対して直列に接続され、放電抵抗への導通状態又は非導通状態にスイッチングするフォトMOSリレーと、フォトMOSリレーのオン−オフ動作を制御する制御部とを設け、AC電圧が供給されていないときのみ制御部がスイッチング部をオン動作(導通状態)させて放電ループを構成するようになされた電源回路が提案されている。
【0006】
しかしながらこの場合においても、フォトMOSリレーは、消費電力が大きく消費されることにより、電源回路全体としての省エネルギーを計るには未だ不十分であった。
【0007】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、一段と省エネルギーを計ることができる電源回路を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、電源回路であって、交流電源ライン間に接続されるコンデンサと、当該交流電源ラインに対して並列に設けられるトランスの一次側と二次側とを絶縁するフォトカプラと、トランスの一次巻線と交流電源ラインとの間に設けられ、フォトカプラの動作状態に応じて開閉するスイッチング素子と、トランスの二次巻線を介して蓄積される電圧レベルが閾値を越える場合にはフォトカプラを介してスイッチング素子を開状態にさせ、閾値を下回る場合にはフォトカプラを介してスイッチング素子を閉状態にさせる2次側回路と、トランスの一次側に設けられ、交流電源ラインに対する交流電圧の供給が遮断された場合、フォトカプラの動作状態とは無関係にスイッチング素子を閉状態にさせる制御回路とを有する。
この電源回路では、交流電源ラインに対する交流電圧の供給が遮断された場合、制御回路によってトランスの一次巻線が放電抵抗とされ、該一次巻線を介して、交流電源ライン間に接続されるコンデンサの蓄積電荷が放電される。
【0009】
(1)第1の実施の形態
図1において、100はリモートコントローラによるサブスイッチを有する電機機器内の電源回路を示し、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)に差し込むと、商用電源から供給される交流電圧は、入力端1及び2を介して電源回路100内に供給され、出力端3及び4を介してリモートコントローラによりサブスイッチを動作させるための回路部に出力されるようになされている。
【0010】
この場合、商用電源から入力端1にプラス電圧が供給されると共に、入力端2にマイナス電圧が与えられると、このとき制御回路50には、入力端1、コンデンサC1、抵抗R1、ダイオードD1、コンデンサC4、電界効果型トランジスタ(以下、これをFET:Field-Effect Transistorと呼ぶ) 6のソース、FET6のドレイン及び入力端2を順次介して電流が流れるとともに、入力端1、コンデンサC1、抵抗R1、ダイオードD2、コンデンサC3、FET6のソース、FET6のドレイン及び入力端2を順次介して電流が流れる。
【0011】
従ってコンデンサC1、C3及びC4には、接続点7、8及び9側をそれぞれプラスとなるように電荷が充電され、このとき与えられるコンデンサC3の電圧は、分圧抵抗R3及びR4によって分圧されてトランジスタQ1のベースに供給される。これによりトランジスタQ1はオン動作する。
【0012】
この場合制御回路50には、ダイオードD1、抵抗R2、トランジスタQ1のコレクタ、トランジスタQ1のエミッタ及びFET6のソースを順次介したルート、またダイオードD2、抵抗R3、トランジスタQ1のベース、トランジスタQ1のエミッタ及びFET6のソースを順次介したルート、さらにはダイオードD2、抵抗R3、抵抗4及びFET6のソースを順次介したルートにも電流が流れる。
【0013】
また商用電源(図示せず)から入力端1及び2それぞれに供給される電圧がゼロになるまでの間(図2t2〜t3)、制御回路50には、入力端1、商用電源(図示せず)、入力端2、コンデンサC2、ダイオードD3、抵抗R1及びコンデンサC1を順次介してコンデンサC1に充電された電荷が放電する。
【0014】
さらに入力端1及び2の電圧がゼロの状態から入力端1にマイナス電圧が供給されると共に、入力端2にプラス電圧が供給される(図2t3〜t4)と、このとき制御回路50には、入力端1、商用電源(図示せず)、入力端2、コンデンサC2、ダイオードD3、抵抗R1及びコンデンサC1を順次介して流れる。従ってコンデンサC1及びC2には、接続点10及び11側をプラスとなるように電荷がそれぞれ充電される。
【0015】
さらにまた商用電源(図示せず)から入力端1及び2それぞれに供給される電圧がゼロになるまでの間(図2t4〜t5)、制御回路50には、入力端2、商用電源(図示せず)、入力端1、コンデンサC1、抵抗R1、ダイオードD1、コンデンサC4及びコンデンサC2を順次介したルート、また入力端2、商用電源(図示せず)、入力端1、コンデンサC1、抵抗R1、ダイオードD2、コンデンサC3及びコンデンサC2を順次介したルートにコンデンサC1及びC2にそれぞれ充電された電流が放電する。
【0016】
従ってコンデンサC3及びC4には、接続点8及び9側をプラスとした電荷がそれぞれ充電され、このとき与えられたコンデンサC3の電圧は、分圧抵抗R3及びR4によって分圧されてトランジスタQ1のベースに供給される。ここで、コンデンサC3、抵抗R3及び抵抗R4の時定数において、商用電源(図示せず)から交流電圧が供給されているときには、当該交流電圧によってトランジスタQ1を常時オン状態にし得るようになされていることにより、トランジスタQ1はオン動作を維持する。
【0017】
また制御回路50において、コンデンサC4に電荷が充電され、このときコンデンサC4に与えられる電圧は、抵抗R2を介してFET5及び6のゲート−ソース間に供給され、これによりFET5及び6のゲート−ソース電圧をトランジスタQ1のオン動作時と同じ電圧に保つようになされており、従ってFET5及び6はオフ状態のままとなる。
【0018】
このように商用電源(図示せず)から交流電圧が供給される(図2t1〜tn)と、制御回路50においては、トランジスタQ1がオン状態、さらにFET5及び6をオフ状態に維持するように制御しており、これにより電源回路100においては、入力端1及び2を介して供給される交流電圧が商用電源(図示せず)に対して並列に接続されているアクロス・ザ・ライン・コンデンサ(以下、これをXコンデンサC5と呼ぶ)に直接加えられ、当該XコンデンサC5により不要輻射が吸収される。
【0019】
このようにして商用電源から供給される交流電圧は、入力端1及び2を介して電源回路100内に供給され、出力端3及び4を介してリモートコントローラによりサブスイッチを動作させるための回路部に出力される。
【0020】
因みに抵抗R1においては、商用電源(図示せず)から供給される交流電圧に高電圧スパイクノイズ等が含まれていた場合、当該高電圧スパイクノイズ等がコンデンサC1を介して電源回路100内の各素子を破壊しないために設けられた制限抵抗であり、電源回路100内の動作に影響しないようになされている。
【0021】
ここで、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜くと、XコンデンサC5には当該ACプラグが引き抜かれる直前に蓄えられた電荷が残されており、電源回路100は、この電荷をすみやかに放電させるようになされている。
【0022】
この場合、制御回路50において、コンデンサC3、抵抗R3及びR4の時定数は、コンデンサC4及び抵抗R2の時定数よりも小さくなるようになされており、従ってコンデンサC3に充電された電荷は、コンデンサC4に充電された電荷よりも早く放電し得るようになされている。
【0023】
従って、ACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれた場合の制御回路50においては、コンデンサC3に充電された電荷が抵抗R3を介したトランジスタQ1のベース電流、及び抵抗R3及び抵抗R4を介して放電することにより、トランジスタQ1がオフ状態となった場合においても、コンデンサC4に充電された電荷が残されている状態となる。
【0024】
従って、コンデンサC4に残された電荷により、このときコンデンサC4に与えられえる電圧(コンデンサ電圧)は、トランジスタQ1がオフ状態であることにより、抵抗R2を介してFET5及び6それぞれのゲートに供給されることになる。これによりFET5及び6は、オン動作する。
【0025】
これにより電源回路100は、コンデンサC5に蓄えられた電荷を放電抵抗R5を介して放電する放電経路を構成する。従って電源回路100における入力端1と入力端2との間の電位差は無くなり、これにより電源回路100は、ユーザが例えばACプラグ(図示せず)に触れることによる感電を回避し得る。
【0026】
因みにコンデンサC5における電圧極性においては、正負どちらでも動作するようになされている。またACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれた場合の電源回路100において、コンデンサ電圧においては、コンデンサC5に蓄えられた電荷が放電抵抗R5により全て放電するまでの間、FET5及び6をオン動作させ得るようになされている。
【0027】
このように電源回路100においては、交流電圧が供給されないときのみ、FET5及び6をオン動作するように制御して放電経路を構成し、放電抵抗R5によりXコンデンサC5に蓄えられた電荷を放電する。これにより、電源回路100においては、交流電圧が供給されているときの放電抵抗R5による消費電力を低減することができる。
【0028】
さらに電源回路100においては、放電経路を開閉するスイッチング素子としてFETを用いたことにより、当該放電経路を開閉するスイッチング動作させる電力を極めて小さくすることができる。
【0029】
かくして電源回路100全体の消費電力としては、一段と省エネルギーを計ることができる。
【0030】
以上の構成において、制御回路50は、交流電圧が供給されると、コンデンサC1及びC2の充放電電流により、コンデンサC3及びC4に接続点8及び9側をプラスとなるように電荷をそれぞれ充電するようになされており、コンデンサC3に充電されることにより与えられるコンデンサC3の電圧は、分圧抵抗R3及びR4によって分圧されてトランジスタQ1のベースに供給される。これによりトランジスタQ1はオン動作する。
【0031】
さらに制御回路50は、商用電源(図示せず)から交流電圧が供給されているときには、当該交流電圧によってトランジスタQ1を常時オン状態にし得るようになされていることにより、トランジスタQ1のオン動作を維持させる。
【0032】
これに対して制御回路50は、交流電圧が供給されない場合、コンデンサC3に充電された電荷をコンデンサC4に充電された電荷よりも早く放電し得るようになされており、これによりコンデンサC3に充電された電荷が全て放電してトランジスタQ1がオフ状態となった場合においてもコンデンサC4に充電された電荷を残す。
【0033】
従って、コンデンサC4に残された電荷(電圧)は、トランジスタQ1がオフ状態であることにより、FET5及び6それぞれのゲートに供給されることになる。これによりFET5及び6は、オン動作し、このときコンデンサC5に蓄えられた電圧は、放電抵抗R5、FET5及び6を順次介して放電する。
【0034】
このように電源回路100においては、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたときのみ、FET5及び6をオン動作させることにより放電経路を構成し、放電抵抗R5に電流を流す。これにより、電源回路100においては、交流電圧が供給されているときの放電抵抗R5による消費電力を低減することができる。
【0035】
さらに電源回路100においては、放電経路を開閉するスイッチング素子としてFET5及び6を用いたことにより、当該放電経路を開閉するスイッチング動作させる電力を極めて小さくすることができる。
【0036】
以上の構成によれば、放電経路を開閉するスイッチング素子としてのFET5及び6と放電抵抗R5とを設け、ACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いた場合のみ、制御回路50がFET5及び6をオン動作させるように制御して放電経路を構成させるようにしたことにより、電源回路100の消費電力を低減させることができ、電機機器全体としては省エネルギーを計り得る。特にACプラグ(図示せず)を商用電源に差し込んだ状態である期間が長い電機機器(リモートコントローラによりサブスイッチを動作させるための回路部を有する電機機器)に対しては電機機器全体としての省エネルギーを計り得る効果が大きい。
【0037】
また、放電経路を開閉するスイッチング素子としてFET5及び6としたことにより、スイッチングする動作電力を極めて小さくすることができ、かくして電機機器全体としては一段と省エネルギーを計ることができる。
【0038】
なお上述の第1の実施の形態においては、電機機器のACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれたとき、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電させる経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図1との対応部分に同一符号を付して示す図3において、スイッチング素子として一つのFET22を用い、ブリッジダイオードD23a、D23b、D23c及びD23dを併用するようにしても良い。この場合、ブリッジダイオードD23a、D23b、D23c及びD23dは、FET22に併用して設けらることにより、XコンデンサC5に蓄えられた電荷が正負どちらであっても放電可能となる。
【0039】
このようにすれば、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、制御回路50においては、コンデンサC3、コンデンサC4、抵抗R46、R47及び抵抗R48とからなる構成により、トランジスタQ1をオフ動作し、これによりFET22をオン動作させる。これにより電源回路100は放電経路を構成し、XコンデンサC5に残された電荷をブリッジダイオードD23a、D23b、D23c、D23d及び放電抵抗R5を介してすみやかに放電させることができ、上述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0040】
また上述の実施の形態においては、電機機器のACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれたとき、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電させる経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、スイッチング素子であるFET5及び6に換えて、図1との対応部分に同一符号を付して示す図4のように、スイッチング素子としてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 30及び31を直列に設けるようにしても良い。
【0041】
この場合、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、制御回路50においては、コンデンサC3に充電された電荷が放電することによりトランジスタQ1をオフ動作し、これによりIGBT30及び31をオン動作させる。これにより電源回路100は放電経路を構成し、XコンデンサC5に残された電荷を放電抵抗R5を介してすみやかに放電させることができ、上述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0042】
また上述の実施の形態においては、電機機器のACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれたとき、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電させる経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図1との対応部分に同一符号を付して示す図5において、スイッチング素子として一つのIGBT32を用い、ブリッジダイオードD33a、D33b、D33c及びD33dを併用するようにしても良い。この場合、ブリッジダイオードD33a、D33b、D33c及びD33dは、IGBT32に併用して設けらることにより、XコンデンサC5に蓄えられた電圧が正負どちらであっても放電可能となる。
【0043】
このようにすれば、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、制御回路50においては、IGBT32がオン動作することにより、電源装置100は放電経路を構成し、XコンデンサC5に残された電圧をブリッジダイオードD33a、D33b、D33c、D33d及び放電抵抗R5を介してすみやかに放電させることができ、上述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0044】
また上述の実施の形態においては、電機機器のACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれたとき、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電させる経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、スイッチング素子であるFET5及び6に換えて、図1との対応部分に同一符号を付して示す図6のように、スイッチング素子をデプレッション型FET36及び37を使用するようにしても良い。
【0045】
この場合、デプレッション型FET36及び37は、ゲート−ソース間の電圧がゼロ時にコレクタ−ソース間に電流を流すことにより、制御回路50は、デプレッション型FET36及び37のゲート電圧を負とする(ダイオードD40及び41等)ことによりオフ動作する。従って、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、制御回路50においては、コンデンサC39に蓄積された電荷が抵抗R38で放電することにより、FET36及び37をオン動作させることにより、電源回路100は放電経路を構成し、これにより放電抵抗R5を介してすみやかに放電させることができ、上述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0046】
さらに上述の実施の形態においては、電機機器のACプラグ(図示せず)が商用電源(図示せず)から引き抜かれたとき、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電させる経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図6との対応部分に同一符号を付して示す図7において、スイッチング素子をデプレッション型FET43の1つとし、ブリッジダイオードD44a、D44b、D44c及びD44dを併用するようにしても良い。
【0047】
この場合、ブリッジダイオードD44a、D44b、D44c及びD44dは、デプレッション型FET43に併用して設けらることにより、XコンデンサC5に蓄えられた電圧が正負どちらであっても放電可能となる。このようにすれば、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、制御回路50においては、コンデンサC39に蓄積された電荷が抵抗R38で放電することにより、FET43をオン動作させることにより、電源回路100は放電経路を構成し、XコンデンサC5に残された電圧をブリッジダイオードD44a、D44b、D44c、D44d及び放電抵抗R5を介してすみやかに放電させることができ、上述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
(2)第2の実施の形態
図8において、200はリモートコントローラからの制御信号を待機するようになされた電機機器の内部構成を示し、ユーザが電機機器のACプラグ80を商用電源(図示せず)に差し込むと、当該商用電源から供給される交流電圧は、電源部150及び主電源スイッチ70に供給される。
【0049】
電機機器200は、ACプラグ80が商用電源(図示せず)に差し込まれてから受光部60がリモートコントローラ(図示せず)から電機機器の主電源を入れる所定の入力操作により得られる制御信号を受光するまでの間、主電源スイッチ70を介して商用電源(図示せず)から供給される交流電圧を本体90に供給しない待機動作状態となる。また電機機器200は、受光部60が制御信号を受光すると、待機動作状態から主電源投入状態に移行し、主電源スイッチ70に供給される交流電圧を本体90に供給することにより、本体は、電機機器本来の機能を有する種々の動作を実行するようになされている。
【0050】
電機機器200の待機動作状態において、電源部150は商用電源(図示せず)から供給される交流電圧を引き下げると共にこれを直流電圧に変換し、常時受光部60に出力する。受光部60は、電源部150から供給される直流電圧を待機電源として常時動作するようになされており、これによりリモートコントローラ(図示せず)から供給される制御信号を常時待ち受ける。
【0051】
すなわち、電源部150は、図1との対応部分に同一符号を付して示す図9において、電源トランスTrの一次側をFET5及び6にてオン−オフする省エネルギー型の低電力電源回路(ダイオードD2、コンデンサC3、抵抗R3、R4及びトランジスタQ1以外の各回路素子である)にXコンデンサの放電回路を組み込んでおり、ユーザが電機機器のACプラグ80(図8)を商用電源(図示せず)に差し込むと、当該商用電源から供給される交流電圧は、電源トランスTrの制御回路50(一次側回路)内に供給される。
【0052】
この場合、制御回路50は、商用電源(図示せず)から入力端1及び2を介して交流電圧が供給されると、コンデンサC1及びC2の充放電電流により、コンデンサC3及びC4に接続点8及び9側をプラスとなるように電荷をそれぞれ充電するようになされており、コンデンサC3に充電されることにより与えられるコンデンサC3の電圧は、分圧抵抗R3及びR4によって分圧されてトランジスタQ1のベースに供給される。これによりトランジスタQ1はオン動作する。
【0053】
因みにコンデンサC3、抵抗R3及び抵抗R4の時定数において、商用電源(図示せず)から交流電圧が供給されているときには、当該交流電圧によってトランジスタQ1を常時オン状態にし得るようになされていることにより、トランジスタQ1はオン動作を維持する。
【0054】
またコンデンサC4に残された電荷によりコンデンサC4に与えられえる電圧(コンデンサ電圧)は、制御回路50と2次側の回路(図示せず)とを絶縁するフォトカプラPHのオン−オフ動作に応じてFET5及び6を当該フォトカプラPHのオン−オフ動作と反対にオン−オフ動作させるようになされている。
【0055】
このように制御回路50は、商用電源(図示せず)から交流電圧が供給されると、トランジスタQ1がオン状態に維持されるように制御しており、これにより入力端1及び2を介して供給される交流電圧は、商用電源(図示せず)に対して並列に接続されているXコンデンサC5に直接加えられる。さらに制御回路50は、FET5及び6がオン状態にであるとき、入力端1及び2を介して供給される交流電圧は、電源トランスTrの一次巻線21にも直接加えられる。
【0056】
従って、XコンデンサC5は、入力端1及び2を介して供給される交流電圧を出力端3及び4を介して主電源スイッチ70(図8)に出力する。
【0057】
また電源トランスTrは、入力端1及び2を介して供給される交流電圧によって励磁し、その結果2次側の回路(図示せず)を動作させる。これにより2次側の回路(図示せず)は、入力端1及び2を介して供給される交流電圧を引き下げると共にこれを直流電圧に変換し、受光部60(図8)に出力する。このとき2次側の回路(図示せず)は、変換した直流電圧を所定のコンデンサに蓄える。
【0058】
また2次側の回路(図示せず)は、所定のコンデンサに蓄えた電圧レベルに応じてフォトカプラPHをオン−オフ動作させるようになされており、当該コンデンサ電圧が所定の電圧レベル越えると、2次側の回路(図示せず)は、フォトカプラPHをオン動作させる。
【0059】
これにより制御回路50おいて、FET5及び6はオフ動作し、これにより電源トランスTrにおいては、一次側に直接加えられていた交流電圧が加えられなくなる。この場合2次側の回路(図示せず)は、所定のコンデンサに蓄えた直流電圧により動作し、当該直流電圧を受光部60(図8)に供給する。
【0060】
また2次側の回路(図示せず)は、所定のコンデンサに蓄えていた直流電圧(内部電圧)が所定の電圧レベルよりも下降すると、再びフォトカプラPHをオフ動作させ、これにより電源トランスTrを介して供給される交流電圧を引き下げると共にこれを直流電圧に変換して受光部60(図8)に供給すると同時に、所定のコンデンサに蓄える。
【0061】
このようにして受光部60は、電源部150から常時供給される直流電圧を待機電源として常時動作するようになされており、電機機器200は待機動作状態を維持するようになされている。
【0062】
ここで、ユーザが電機機器のACプラグ80(図8)を商用電源(図示せず)から引き抜くと、XコンデンサC5には当該ACプラグ80が引き抜かれる直前に蓄えられた電圧が残されており、制御回路50は、この電圧をすみやかに放電させるようになされている。
【0063】
すなわち、FET5及び6がオン状態のときにACプラグ80が商用電源(図示せず)(図8)から引き抜かれた場合の電源部150において、制御回路50は、コンデンサC4にもACプラグ80が商用電源(図示せず)から引き抜かれる直前に充電された電荷が残されており、当該電荷が抵抗R2を介してFET5及び6それぞれのゲートに供給され、FET5及び6のオン状態を維持する。
【0064】
従ってこのときの電源部150は、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を電源トランスTrの一次巻線21を介して放電する放電経路を構成し、当該電圧を放電する。従って電源部150における入力端1と入力端2との間の電位差は無くなり、これにより電源部150は、ユーザが例えばACプラグ80に触れることによる感電を回避し得る。
【0065】
これに対して、フォトカプラPHがオン動作状態によりFET5及び6がオフ状態のときにACプラグ80(図8)が商用電源(図示せず)から引き抜かれた場合の電源部150において、制御回路50は、コンデンサC3、抵抗R3及びR4の時定数がコンデンサC4及び抵抗R2の時定数よりも小さくなるようになされていることにより、コンデンサC3に充電された電荷がコンデンサC4に充電された電荷よりも早く放電し得るようになされている。
【0066】
従って、制御回路50は、コンデンサC3に充電された電荷が抵抗R3を介したトランジスタQ1のベース電流、及び抵抗R3及び抵抗R4を介して放電することにより、トランジスタQ1がオフ状態となった場合においても、コンデンサC4に充電された電荷が残されている状態となる。
【0067】
この場合、制御回路50は、フォトカプラPHのオン−オフ動作状態とは無関係にトランジスタQ1がオン動作することにより、トランジスタQ1のコレクタ電圧はコンデンサC4の電圧となり、これによりFET5及び6がオン動作される。
【0068】
これにより電源部150は、XコンデンサC5に蓄えられた電圧を放電経路を介して放電する。従って電源部150における入力端1と入力端2との間の電位差は無くなり、これにより電源部150は、ユーザが例えばACプラグ80に触れることによる感電を回避し得る。
【0069】
因みに図10は、XコンデンサC5の放電の様子を実働電圧で測定したものを示しており、time0.0秒時が、ACプラグ80を引き抜かれ時である。図10(A)は、R=∞、すなわち放電抵抗が無い場合を示しており、電圧は時間が経過しても下らない。また図10(B)は、R=1MΩ、すなわち現在一般的な電機機器に採用されている放電抵抗を設けた場合の放電の様子を示している。
【0070】
さらに図10(C)〜(K)は、電源部150におけるXコンデンサC5を設けた場合の放電の様子を示しており、電圧はACプラグ80が引き抜かれ時から所定の期間維持されるが、当該期間を過ぎると、電源部150が放電経路を構成することにより急速に下る。また電源部150は、放電抵抗R5の代わりに一次巻線21を使用していることにより、電圧は一次巻線21のインダクタンスにより負方向まで下った後、階段状に上がり、やがてゼロ値になる。この場合、放電抵抗R5の代わりに用いた一次巻線21の方が一般的な電機機器に採用されている放電抵抗よりも放電時間が速いことにより、一次巻線21はXコンデンサC5に蓄えられた電圧は、すみやかに放電することができる。
【0071】
このように電源部150においては、電源トランスTrの一次側をFET5及び6にてオン−オフする省エネルギー型の低電力電源回路にXコンデンサC5の放電回路を組み込んでいることにより、当該低電力電源回路に対してダイオードD2、コンデンサC3、抵抗R3、R4及びトランジスタQ1を追加するのみで、他の各素子を共有して扱うことができ、さらには放電抵抗を一次巻線21の抵抗にて代用し得る。
【0072】
以上の構成において、FET5及び6がオン状態のときに交流電圧が供給されなくなると、制御回路50は、コンデンサC4に充電された電荷をFET5及び6それぞれのゲート電圧として供給し、FET5及び6のオン状態は維持される。このときコンデンサC5に蓄えられた電圧は、一次巻線21、FET5及び6を順次介して放電する。
【0073】
これに対してFET5及び6がオフ状態のときに交流電圧が供給されくなると、制御回路50においては、コンデンサC3に充電された電荷がコンデンサC4に充電された電荷よりも早く放電し得るようになされており、これによりコンデンサC3に充電された電荷が全て放電してトランジスタQ1がオフ状態となった場合においてもコンデンサC4に充電された電荷を残す。
【0074】
この場合、制御回路50においては、フォトカプラPHのオン−オフ動作状態とは無関係にトランジスタQ1がオフ動作することにより、トランジスタQ1のコレクタ電圧はコンデンサC4の電圧となり、これによりFET5及び6がオン動作される。これによりコンデンサC5に蓄えられた電圧は、一次巻線21、FET5及び6を順次介して放電する。
【0075】
このように電源部150においては、ユーザが電機機器のACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いたとき、XコンデンサC5に残されている電荷を電源トランスTrの一次巻線21に電流を流す放電経路に切り換える。これにより、電源部150においては、電源トランスTrの一次巻線21を放電抵抗とした放電経路とすることにより、別途放電抵抗を設ける必要性はなくなる。
【0076】
さらに電源部150においては、電源トランスTrの一次巻線21に電流を流す放電経路に切り換えるスイッチング素子としてFET5及び6を用いたことにより、スイッチングする動作電力を極めて小さくすることができる。
【0077】
以上の構成によれば、放電経路を開閉するスイッチング素子としてのFET5及び6を設け、ACプラグ(図示せず)を商用電源(図示せず)から引き抜いた場合にのみ、制御回路50がFET5及び6をオン動作させるように制御して放電経路を構成させるようにしたことにより、放電抵抗を常時商用電源につないだままとする回路に比べ、電源部150の消費電力を低減させることができ、電機機器全体としては省エネルギーを計り得る。特にACプラグ(図示せず)を商用電源に差し込んだ状態である期間が長い電機機器(リモートコントローラによりサブスイッチを動作させるための回路部を有する電機機器)に対しては電機機器全体としての省エネルギーを計り得る効果が大きい。
【0078】
また、放電経路を開閉するスイッチング素子としてFET5及び6としたことにより、スイッチングする動作電力を極めて小さくすることができ、かくして電機機器全体としては一段と省エネルギーを計ることができる。
【0079】
さらに、電源部150においては、電源トランスTrの一次側をFET5及び6にてオン−オフする省エネルギー型の低電力電源回路にXコンデンサC5の放電回路を組み込んでいることにより、当該低電力電源回路に対してダイオードD2、コンデンサC3、抵抗R3、R4及びトランジスタQ1を追加するのみで、他の各素子を共有して扱うことができ、さらには放電抵抗を一次巻線21の抵抗にて代用し得る。
【0080】
(3)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、リモートコントローラによるサブスイッチを有する電機機器に電源回路100又は電源部150を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば電話機及びパーソナルコンピュータ等、サブスイッチ以外の待機機能を有する電気機器、あるいはACアダプタにより駆動電力を得る電気機器など、要は、電気的なスイッチ回路を有する装置に本発明による電源回路を広く適用することができる。
【0081】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、交流電源ライン間に接続されるコンデンサと、当該交流電源ラインに対して並列に設けられるトランスの一次側と二次側とを絶縁するフォトカプラと、トランスの一次巻線と交流電源ラインとの間に設けられ、フォトカプラの動作状態に応じて開閉するスイッチング素子と、トランスの二次巻線を介して蓄積される電圧レベルが閾値を越える場合にはフォトカプラを介してスイッチング素子を開状態にさせ、閾値を下回る場合にはフォトカプラを介してスイッチング素子を閉状態にさせる2次側回路と、トランスの一次側に設けられ、交流電源ラインに対する交流電圧の供給が遮断された場合、フォトカプラの動作状態とは無関係にスイッチング素子を閉状態にさせる制御回路とをもつ電源回路とした。
これによりこの電源回路では、交流電源ラインに対する交流電圧の供給が遮断された場合、制御回路によってトランスの一次巻線が放電抵抗とされ、該一次巻線を介して、交流電源ライン間に接続されるコンデンサの蓄積電荷が放電され、この結果、一般的な電気機器に採用される放電抵抗を別途も受けることなく速やかに放電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源回路の第1の実施の形態を示す回路図である。
【図2】商用電源から供給される交流電圧を示す略線図である。
【図3】他の実施の形態における電源回路を示す回路図である。
【図4】他の実施の形態における電源回路を示す回路図である。
【図5】他の実施の形態における電源回路を示す回路図である。
【図6】他の実施の形態における電源回路を示す回路図である。
【図7】他の実施の形態における電源回路を示す回路図である。
【図8】第2の実施の形態における電機機器の内部構成を示すブロック図である。
【図9】本発明による電源回路の第2の実施の形態を示す回路図である。
【図10】アクロス・ザ・ライン・コンデンサに蓄えられた電荷の放電の様子を示す略線図である。
【符号の説明】
C1、C2、C3、C4……コンデンサ、Q1……トランジスタ、R5……放電抵抗、21……一次巻線、C5……アクロス・ザ・ライン・コンデンサ、D23a、D23b、D23c、D23d、D33a、D33b、D33c、D33d、D44a、D44b、D44c、D44d……ブリッジダイオード、Tr……電源トランス、5、6、22……電界効果型トランジスタ、30、31、32……IGBT、36、37、43……ディプレッション型電界効果トランジスタ、50……制御回路、100……電源回路、150……電源部。
Claims (2)
- 交流電源ライン間に接続されるコンデンサと、
上記交流電源ラインに対して並列に設けられるトランスの一次側と二次側とを絶縁するフォトカプラと、
上記トランスの一次巻線と上記交流電源ラインとの間に設けられ、上記フォトカプラの動作状態に応じて開閉するスイッチング素子と、
上記トランスの二次巻線を介して蓄積される電圧レベルが閾値を越える場合には上記フォトカプラを介して上記スイッチング素子を開状態にさせ、上記閾値を下回る場合には上記フォトカプラを介して上記スイッチング素子を閉状態にさせる2次側回路と、
上記トランスの一次側に設けられ、上記交流電源ラインに対する交流電圧の供給が遮断された場合、上記フォトカプラの動作状態とは無関係に上記スイッチング素子を閉状態にさせる制御回路と
を有する電源回路。 - 上記トランスの二次巻線を介して蓄積される電圧レベルは、リモートコントローラからの信号を受光する受光部に対する電圧のレベルである
請求項1に記載の電源回路。
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