JP2000195398A - 電源スイッチ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源をオフにしてリモートコントロール待機
時の平均消費電力を削減し、かつ安全性に配慮した電源
スイッチ駆動回路を提供する。 【解決手段】 電源端子１の交流電源を、手動もしくは
プランジャの電磁力のいずれでも駆動できる電源スイッ
チ２を介して電源変圧器３で降圧し、整流回路４で整流
してコンデンサ充電回路５でプランジャ駆動用の充電電
荷を蓄えるコンデンサＣ１に充電する。一方コンデンサ
Ｃ２にはマイコン７とリモコン受光器８の電源をバック
アップさせ、電源オフ中に電源オンの指示がされたとき
はマイコン７で電源スイッチプランジャ駆動回路９で電
源スイッチ駆動用プランジャ２ｂを短時間駆動してスイ
ッチ２ａを閉じるが、このときダイオードＤ３によって
コンデンサ充電回路５の動作を停止させ、コンデンサＣ
１の電荷だけで電源スイッチ駆動プランジャ２ｂを駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手動とプランジャ
の電磁力の両方で開閉できる電源スイッチを駆動する電
源スイッチ駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機器の電源スイッチとしては、機
械式開閉機構を有するもの、あるいは、小電流スイッチ
の開閉信号をマイクロコンピュータ（以下マイコン）に
て判断し、電源リレーなどを駆動して、電源を開閉する
ものが音響機器などでは一般的である。図４は従来の電
源回路の構成を示すブロック図であり、図において交流
電源端子１１から入力した高圧の交流電圧は副電源変圧
器１３で降圧され整流回路１４で整流平滑化されて定電
圧回路１６で定電圧化されてマイコン１７およびリモー
トコントロール（以下リモコン）受光器１８に供給され
る。

【０００３】リモコン受光器１８またはマイコン１７が
図示しないリモコン操作器またはスイッチから電源オン
指令を受けるとマイコン１７の制御信号がリレー駆動回
路１９に印加されると回路中のトランジスタＴｒがオン
になり、電源リレー２０のコイル２０ｂには整流回路１
４の出力直流電圧が印加され、この電磁力によって接点
２０ａがオンされて保持され、交流電源端子１１から主
電源変圧器２１に交流電源が供給され、整流回路２２で
整流、平滑化して図示しない機器回路に直流電源電圧が
供給される。つぎにリモコン受光器１８またはマイコン
１７が電源オフ指令を受けるとマイコン１７の制御信号
の制御信号がオフになり電源リレー２０のコイル２０ｂ
を励磁しなくなり、接点２０ａをオフにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
音響機器などでは、主電源変圧器２１側の電源オフ時に
も、電源変圧器１３によって時計、タイマー、リモコン
動作等の待機のため、常にマイコン１７、リモコン受光
器１８の電源には通電しており、一般的にはリモコン待
機電力と称され、主電源変圧器２１の電源オフ時におい
ても、消費電力は、約１〜１０Ｗ程度を消費していて、
リモコン待機電力をいかに削減するかが大きな課題とな
っており、またリレー２０のコイル２０ｂには電源オン
の間はずっと電流が流れており、コイルの発熱が大きか
った。

【０００５】本発明は、手動とプランジャ等電磁力のい
ずれでも開閉できる電源スイッチを用いて、急速電荷充
電とプランジャ動作とが同時に動作しないよう構成する
ことにより、いわゆるリモコン待機電力を少なくでき、
かつ安全性にも配慮した電源スイッチ駆動回路を提供し
ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明の請求項１に記載の電源スイッチ駆動回路の
発明は、プランジャコイルを有し手動もしくはプランジ
ャの電磁力のいずれでも電源を開閉できる機構を有する
電源スイッチと、前記電源スイッチのプランジャコイル
を駆動する充電電荷を蓄える蓄電素子と、前記電源スイ
ッチの閉時に前記蓄電素子に充電する充電回路と、前記
蓄電素子から前記電源スイッチのプランジャコイルへ通
電し駆動するプランジャ駆動回路と、前記プランジャ駆
動回路が動作したときには前記充電回路から前記蓄電素
子への充電を阻止する充電阻止手段とを備えた構成であ
る。

【０００７】この構成によりリモコン待機時には電源を
オフにしたまま蓄電素子の蓄電量のみでプランジャコイ
ルの動作に備えればよく待機電力を少なくすることがで
き、プランジャ動作は蓄電素子の蓄電量だけで行われ、
プランジャ動作時には蓄電素子の充電回路の動作を阻止
するので、回路の異常、誤動作等による異常発熱等を防
止できる。

【０００８】つぎに請求項２に記載の電源スイッチ駆動
回路の発明は、請求項１の構成において、充電回路から
蓄電素子への充電電流を制限する手段を備えたものであ
り、この構成によって、通電中に安定した充電を行い、
また電流制限することにより、回路の異常状態において
も、プランジャおよび周辺回路の発熱など異常状態を回
避できる。

【０００９】さらに請求項３に記載の電源スイッチ駆動
回路の発明は、請求項１または２の構成において、一定
時間ごとまたは蓄電素子の電荷量の低下によって電源ス
イッチのプランジャコイルを駆動して前記電源スイッチ
を閉状態にして充電回路から蓄電素子への充電を行うこ
とを特徴とする構成であり、この構成によって長時間電
源をオフにしていても、蓄電素子には動作に必要な電荷
が貯えられ、いつでもプランジャを動作させることがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
電源スイッチ駆動回路を示し、図１において、交流電源
端子１から、手動もしくはプランジャの電磁力のいずれ
でも開閉できる電源スイッチ（以下電源スイッチ）２の
スイッチ２ａを通って電源変圧器３の１次巻線３ａに接
続されている。変圧器３で降圧された電圧は２次巻線３
ｂから整流回路４に与えられ、ここで整流、平滑化され
て低電圧直流電圧（以下直流電源）となり、図示しない
機器回路に供給されるとともにコンデンサ充電回路５お
よびマイコン用の定電圧電源回路６に供給される。

【００１１】コンデンサ充電回路５において直流電源は
ＰＮＰトランジスタＴｒ１のエミッタに直接、また抵抗
器Ｒ１を介してベースに与えられ、コレクタは抵抗器Ｒ
２を介してダイオードＤ１のアノードに接続され、Ｄ１
のカソードは電解コンデンサＣ１の正極と電源スイッチ
２のプランジャコイル２ｂの一端に接続されている。コ
ンデンサＣ１はプランジャコイル２ｂの駆動用の電荷を
蓄えるコンデンサである。直流電源はまたＮＰＮトラン
ジスタＴｒ２のベースに抵抗器Ｒ３を介して接続されベ
ースは抵抗器Ｒ４で接地されている。エミッタは接地さ
れコレクタは抵抗器Ｒ５を介してトランジスタＴｒ１の
ベースに接続されている。

【００１２】定電圧回路６の出力はダイオードＤ２を正
方向に通過してマイコン７およびリモコン受光器８のバ
ックアップ電源用の電解コンデンサＣ２の正極とマイコ
ン７、リモコン受光器８とに与えられている。マイコン
７の制御出力は抵抗器Ｒ６を介して電源スイッチプラン
ジャ駆動回路９のＮＰＮトランジスタＴｒ３のベースに
接続され、そのベースは抵抗器Ｒ７で接地されている。
エミッタは接地され、コレクタは先に示した電源スイッ
チ２のコイル２ｂの他端とダイオードＤ３のカソードに
接続され、そのアノードはさきに示したトランジスタＴ
ｒ２のベースに接続されている。このダイオードＤ３は
電圧降下の低い、たとえばショットキーバリアダイオー
ドなどが好適である。

【００１３】図３に手動とプランジャ駆動のいずれでも
作動する電源スイッチ２の構造の一例を示す。図３にお
いて手動で押しボタン２ｃを押すたびにオン・オフを繰
り返す、いわゆるプッシュ・プッシュスイッチ構造のス
イッチ２ａの、押しボタン２ｃとは反対側にプランジャ
コイル２ｂが設けられており、このプランジャコイル２
ｂの可動部とスイッチ２ａとは図示していないが内部で
結合されており、プランジャコイル２ｂへの励磁の都度
スイッチ２ａがオン・オフを繰り返す。

【００１４】以上のように構成された電源スイッチ駆動
回路について、以下その動作を説明し、また併せて実験
した参考値も記す。まず電源スイッチ２のプランジャ２
ｂの駆動には、約２０Ｖの電圧、約２Ａの電流を１０ｍ
ｓｅｃ間通じることにより開閉できる仕様のものであ
り、通常の電解コンデンサの充電電荷で対応出来る内容
である。このような場合、電解コンデンサの充電、放電
の仕様として、極めて短時間の繰り返しでない限り、妥
当な使用方法であり、また電解コンデンサの自己放電は
極めて少なく、実験の結果、無負荷の場合少なくとも数
日は電荷を保持することが確認できた。

【００１５】まず電源投入初回においては、コンデンサ
Ｃ１には充電電荷がないため、電源スイッチ２を手動に
てオンにする。電源トランス３で降圧された後、整流回
路４からの直流電源によって、コンデンサ充電回路５で
はトランジスタＴｒ２のオンによりＴｒ１もオンとなり
抵抗器Ｒ２、ダイオードＤ１を通ってコンデンサＣ１に
充電される。ダイオードＤ１はスイッチ２ａがオフで直
流電源電圧がないときにコンデンサＣ１の電荷が逆流す
るのを防ぐ。

【００１６】同時にマイコン用定電圧電源回路６を通
し、マイコン７およびリモコン受光器８のバックアップ
用のコンデンサＣ２を充電すると、マイコン７およびリ
モコン受光器８が動作する。ダイオードＤ２も直流電源
電圧がないときにコンデンサＣ２の電荷が逆流するのを
防ぐためのものである。

【００１７】次に電源をオフにする場合は、リモコン受
光器８もしくはマイコン７への図示しない入力で電源オ
フ指令を検出した場合、マイコン７よりの短時間の制御
信号により、トランジスタＴｒ３を短時間オンさせて瞬
時に電源スイッチプランジャ駆動回路９を約１０ｍｓｅ
ｃの間オンにすることにより、電源スイッチ２のコイル
２ｂを動作させ、スイッチ２ａをオンからオフにする。
その次のときに電源をオンにする場合は、同様に電源ス
イッチプランジャ駆動回路９を約１０ｍｓｅｃの間オン
にすることによりスイッチ２ａをオンにする。なおコン
デンサＣ１の容量は、最長２０ｍｓｅｃの期間、プラン
ジャ駆動の電荷を保持できれば良い。

【００１８】プランジャ２ｂ駆動のとき電源スイッチプ
ランジャ駆動回路９の制御トランジスタＴｒ３のコレク
タはローになっており、コンデンサ充電回路５のトラン
ジスタＴｒ２のベースはダイオードＤ３によりローにな
り、コンデンサ充電回路５のコンデンサＣ１への充電動
作は阻止される。なぜなら電源スイッチプランジャ２ｂ
は大電流が流れるため、このようにコンデンサ充電回路
５の動作を阻止しないと、電源回路４で大きな電圧降下
が生じ、また異常試験において、電源スイッチプランジ
ャ駆動回路９のトランジスタＴｒ３のコレクタ、エミッ
タ間のショートを想定した場合、プランジャ２ｂが異常
発熱することが考えられる。したがって電源スイッチプ
ランジャ駆動回路９と、コンデンサ充電回路５を同時に
動作させないことにより、たとえトランジスタＴｒ３の
コレクタ、エミッタ間がショートした場合にも安全性が
確保できる。もちろんマイコン等により、当該回路の動
作を同時に行わないようにしても良い。

【００１９】実際の回路に適用した場合の具体例と省電
力効果を考察する。マイコン７およびリモコン受光器８
の消費電流を合わせて２００μＡとし、マイコンバック
アップコンデンサＣ２の容量を１Ｆ（１ファラッド）と
すれば、電源オフ状態では数時間の電源使用分が保持さ
れるので、これ以上の時間電源オフが継続する場合は次
のような対策を行う。マイコン７によるコンデンサＣ１
およびＣ２の電荷量すなわち電源電圧の監視により一定
電圧値より低下した場合に、もしくは一定時間の設定に
より数時間ごとに、マイコン７によって制御信号を発生
して、電源スイッチプランジャ駆動回路９をオンさせて
プランジャ２ｂを１分間程度オンにし、この短時間の充
電で、コンデンサＣ１およびマイコン７ならびにリモコ
ン受光器のバックアップ用のコンデンサＣ２に充電を完
了させる。この場合充電時の消費電力を６Ｗと想定して
も、オフ時は０Ｗであり、時間平均すると、極めて少な
い消費電力となる。なおこのような電源オン時には整流
回路３によって電源を供給される他の回路が動作しない
ようにマイコンにより制御してやればよい。

【００２０】また実施形態では蓄電素子としてのコンデ
ンサＣ１，Ｃ２には電解コンデンサを用いたが、耐電圧
が許せば、これらに、少なくともＣ２には電気二重層素
子等を用いても差し支えない。また本実施形態の蓄電素
子にはコンデンサに代えて充電電池を用いてもよい。こ
の場合はコンデンサや電気二重層素子に比べて充電時間
が長くかかるという問題があるが、その代わり長時間の
電源オフにも耐えられ、途中での充電が不要であるとい
うメリットがある。

【００２１】以上のように本実施形態によれば、マイコ
ンやリモコン受光器の待機時の供給電力が平均的にきわ
めて僅かでよく、またプランジャの動作は、充電電荷の
みで行われ、またプランジャ動作時には蓄電素子の充電
は同時にできないので、機器の安全性を高め、プランジ
ャの発熱等異常動作を防止することができる。

【００２２】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２を図２のブロック図を用いて説明する。実施の形態
１の図１に比べての変更点は、コンデンサ充電回路５ａ
に、充電回路電流制限抵抗Ｒ８を直列に接続し、コンデ
ンサＣ１への充電電流を制限したことである。この場合
の抵抗設定値は、例えばプランジャ２ｂのオン状態にお
ける電流を消費した場合の、電源側電圧低下を、１０％
以内に抑える様に設定する。コンデンサＣ１への充電電
流を制限することにより、コンデンサＣ１の充電時間が
長くなるが、回路に異常が発生した場合、電源側からの
電流制限が確保され、機器の安全性が確保できる。もち
ろん抵抗の代わりに半導体回路による電流制限回路を用
いても同様に構成できる。または図１における抵抗器Ｒ
２の値をそのように設定してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電源スイッ
チ駆動回路は、その請求項１の構成により、リモコン待
機電力を少なくすることができ、またプランジャ動作は
蓄電素子の蓄電量だけで行われ、プランジャの動作時に
は蓄電素子の充電回路の動作を阻止するので、回路の異
常、誤動作等による異常発熱等を防止できる。

【００２４】また請求項２の構成により、通電中に安定
した充電を行え、また電流制限することにより、回路の
異常状態においてもプランジャおよび周辺回路の発熱な
ど異常状態を回避できる。

【００２５】さらに請求項３の構成によって、長時間電
源をオフにしていても蓄電素子には動作に必要な電荷が
貯えられ、いつでもプランジャを動作させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の電源スイッチ駆動回路
のブロック図

【図２】同じく実施の形態２の電源スイッチ駆動回路の
ブロック図

【図３】手動とプランジャ駆動の両方で作動する電源ス
イッチの構造の一例を示す斜視図

【図４】従来の電源回路の構成を示すブロック図

【符号の説明】

２ 電源スイッチ ２ａ スイッチ ２ｂ プランジャコイル ５ コンデンサ充電回路 ９ プランジャ駆動回路 Ｃ１ プランジャ駆動用の電荷を蓄えるコンデンサ Ｃ２ バックアップ用コンデンサ Ｄ１，Ｄ２ 逆流防止用のダイオード Ｄ３ 充電阻止用ダイオード Ｒ８ 充電回路電流制限抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャコイルを有し手動もしくはプ
   ランジャの電磁力のいずれでも電源を開閉できる機構を
   有する電源スイッチと、 前記電源スイッチのプランジャコイルを駆動する充電電
   荷を蓄える蓄電素子と、 前記電源スイッチの閉時に前記蓄電素子に充電する充電
   回路と、 前記蓄電素子から前記電源スイッチのプランジャコイル
   へ通電し駆動するプランジャ駆動回路と、 前記プランジャ駆動回路が動作したときには前記充電回
   路から前記蓄電素子への充電を阻止する充電阻止手段と
   を備えた電源スイッチ駆動回路。
2. 【請求項２】 充電回路から蓄電素子への充電電流を制
   限する手段を備えた請求項１記載の電源スイッチ駆動回
   路。
3. 【請求項３】 一定時間ごとまたは蓄電素子の電荷量の
   低下によって電源スイッチのプランジャコイルを駆動し
   て前記電源スイッチを閉状態にして充電回路から蓄電素
   子への充電を行うことを特徴とする請求項１または２記
   載の電源スイッチ駆動回路。