JP2010206901A

JP2010206901A - 電子機器の電源回路

Info

Publication number: JP2010206901A
Application number: JP2009048245A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Yamashita; 弘太郎山下
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】負電位の出力回路が短絡した時に電源回路を保護することができる電子機器の電源回路を提供する。
【解決手段】サブマイコン１０は、電源オン時、+ＳＡＦＥＴＹ信号のレベルと−ＳＡＦＥＴＹ信号のレベルとを監視している。+ＳＡＦＥＴＹ信号と−ＳＡＦＥＴＹ信号のいずれかが所定のしきい値（＋２Ｖ）以下のＬｏｗレベルに落ちると、サブマイコン１０は、Ｌｏｗレベルに落ちたＳＡＦＥＴＹ信号に対応するＰ−ＯＮ信号をオフする。この結果、−ＳＡＦＥＴＹ信号がＬｏｗレベルに落ちた場合、トランジスタＱ３がオフし、トランジスタＱ４を介してトランジスタＱ１がオフする。また、+ＳＡＦＥＴＹ信号がＬｏｗレベルに落ちた場合、トランジスタＱ６がオフし、トランジスタＱ７を介してトランジスタＱ５がオフする。これにより、短絡時、電源回路１はトランジスタＱ１又はトランジスタＱ５に過電流が流れるのを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、正の電源電圧と負の電源電圧との出力回路を備える電子機器の電源回路、特にその保護回路に関するものである。

光ディスク装置等の電子機器の電源回路において、出力回路の負荷が何らかの原因で短絡した時に、電源レギュレータ素子を構成するトランジスタや整流ダイオード等に過電流が流れ、異常に発熱してしまうことがあった。その結果、当該素子が実装されているプリント基板や当該素子自身が発煙または発火することがあった。

このために、入力される正の電源電圧の抵抗分圧値を監視し、抵抗分圧値が所定のしきい値以下になると、上記素子に流れる電流をオフする保護回路を上記電源回路に組み込む措置が従来から取られていた。この保護回路は、マイコンや複数の素子等で構成され、該マイコンで上記抵抗分圧値を監視し、上記抵抗分圧値が所定のしきい値以下になったかどうか判断していた。
なお、特許文献１では、受像機の短絡保護装置が提案されている。

特開２００３−８７６８３公報

しかしながら、上記従来の保護回路ではマイコン主体で監視を行うため、マイコンの駆動電圧の範囲（例えば０Ｖ〜+５Ｖ）でしか監視できない。さらに、上記所定のしきい値は、保護の誤動作を防止するため、当該範囲の中間付近の値（例えば+２Ｖ〜+３Ｖ）に設定することが好ましい。

しかし、通常の電子機器には、正の電源電圧を出力する出力回路と負の電源電圧を出力する出力回路を備える場合が多く、そのような場合には、正の出力電圧の短絡は容易に検出できるが、負の出力電圧の短絡は、検出電圧がゼロＶ以下の負となるため、簡単に検出することはできない。例えば、最も簡易な抵抗分圧回路で短絡時の電圧を検出する構成にすると、負の出力電圧が短絡したときの抵抗分圧値は負からゼロＶに低下するために、この変化をマイコンが駆動する範囲のプラス電圧に変換することは不可能である。
即ち、従来の電源回路では、正電位の出力回路が短絡した場合は保護できていたが、負電位の出力回路が短絡した場合は保護できなかった。よって、従来の電源回路では、負電位の出力回路が短絡した場合、上記素子に過電流が流れるのを防ぐことができなかった。

本発明はこのような従来の課題を解決しようとするものであり、負電位の出力回路が短絡した時に電源回路を保護することができる電子機器の電源回路を提供することを目的とする。

本発明の電子機器の電源回路は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。

（１）正の電源電圧と負の電源電圧との出力回路を備える電子機器の電源回路において、
前記負の電源電圧の出力回路に直列に接続される第一のスイッチ素子と、
前記正の電源電圧の出力回路に直列に接続される第二のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子または前記第二のスイッチ素子をオフするオフ信号を出力することにより前記電源回路を保護する保護回路と、を備え、
前記保護回路は、前記正負の電源電圧の出力回路間の電圧に基づいて前記オフ信号を出力することを特徴とする。

この構成において、負の電源電圧の出力回路が短絡すると、第一のスイッチ素子に過電流が流れるようとする。保護回路は、正負の電源電圧の出力回路間の電圧を監視しているため、負の電源電圧の出力回路が短絡すると、上記出力回路間の電圧はプラス方向に転じる。そこで、この出力回路間の電圧に基づいて、すなわち、この電圧が一定以上に上昇したときに、第一のスイッチ素子をオフするオフ信号を出力する。このように構成することで、負の電源電圧の出力回路が短絡したときでも、簡単にその短絡状態を検出することができる。
なお、正の電源電圧の出力回路の短絡は、同出力回路の出力電圧がプラスからゼロＶに低下することを直接検出する。

（２）上記保護回路は、最も典型的には正負の電源電圧の出力回路間に接続した抵抗分圧回路で構成できる。この抵抗分圧回路では、負の電源電圧の出力回路が短絡していない非短絡時には、抵抗分圧値がゼロＶ〜マイナス電圧程度になるよう、且つ、負の電源電圧の出力回路が短絡した短絡時には、抵抗分圧値がプラス数Ｖ程度になるよう、各抵抗値が定められる。

この発明によれば、正の電源電圧の出力回路を利用することにより、簡単な構成で、負の電源電圧の出力回路が短絡した時に電子機器の電源回路を保護することができる。

本発明の実施形態である電子機器の電源回路の回路図本発明の実施形態である電子機器の電源回路のサブマイコンが行う動作を示すフローチャート

以下、本発明の実施形態である電子機器の電源回路について説明する。

図１は、本発明の実施形態である電子機器の電源回路の回路図である。電源回路１は、光ディスク装置などの電子機器１００の電源回路の一部であり、サブマイコン１０と、トランジスタＱ１等の複数のディスクリートとを含んでいる。例えば、電源回路１の端子Ａ、Ｂには例えばＤＣ−ＤＣコンバータ（不図示）が接続され、電源回路１の端子Ｃ、Ｄには例えばメインマイコン（不図示）や駆動回路等が接続される。端子Ａには、ＤＣ−ＤＣコンバータで生成される正の電源電圧（この実施形態では＋５Ｖ）が入力する。一方、端子Ｂには、ＤＣ−ＤＣコンバータで生成される負の電源電圧（この実施形態では−１２Ｖ）が入力する。また、端子Ｃは、＋５Ｖの出力回路Ａ_ＯＵＴに接続され、端子Ｄは、−１２Ｖの出力回路Ｂ_ＯＵＴに接続されている。ここで、＋５Ｖの電源電圧と−１２Ｖの電源電圧とは、電子機器１００の一部に供給される。また、メインマイコンは、操作入力を受け付ける操作部（不図示）と接続されており、操作部で入力された命令に基づいてサブマイコン１０を制御する。

サブマイコン１０は、Ｐ−ＯＮ信号を生成する生成部１１と、トランジスタＱ２と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、を有する。サブマイコン１０は、電源回路１以外の電源回路を介して入力される＋５ＶのＩＣ電源電圧で駆動し、メインマイコンの指示に基づいて電源回路の各部を制御する。ここで、この＋５ＶのＩＣ電源電圧は、プルアップ抵抗を介してトランジスタＱ２のコレクタ端子に供給され、サブマイコン１０は、トランジスタＱ２がオンしたときにグランドレベルになる−ＳＡＦＥＴＹ信号を生成部１１で監視する。また、＋５ＶのＩＣ電源電圧は、プルアップ抵抗と抵抗Ｒ４で抵抗分圧され、その抵抗分圧値（＋３Ｖ程度）がサブマイコン１０に入力する。サブマイコン１０は、その抵抗分圧値を＋ＳＡＦＥＴＹ信号として生成部１１で監視する。
なお、サブマイコン１０は、＋５Ｖの電源電圧が抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で抵抗分圧された抵抗分圧値を＋ＳＡＦＥＴＹ信号として生成部１１で監視しても構わない。

なお、サブマイコン１０が、本発明の「保護回路」に相当する。また、トランジスタＱ１が、本発明の「第一のスイッチ素子」に相当する。また、トランジスタＱ５が、本発明の「第二のスイッチ素子」に相当する。

図２は、本発明の実施形態である電子機器の電源回路のサブマイコンが行う動作を示すフローチャートである。この動作は、電子機器１００の電源がオンされた時の動作である。

電子機器１００の電源がオンされると、サブマイコン１０は、Ｐ−ＯＮ信号を各制御ピンＣＰ１、ＣＰ２から出力する（Ｓ１）。これにより、トランジスタＱ３がオンし、トランジスタＱ４を介してトランジスタＱ１がオンする。また、トランジスタＱ６がオンし、トランジスタＱ７を介してトランジスタＱ５がオンする。この結果、端子Ｃに＋５Ｖの電源電圧が出力し、端子Ｄに−１２Ｖの電源電圧が出力する（図１参照）。そして、−１２Ｖの電源電圧は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で抵抗分圧され、その抵抗分圧値がトランジスタＱ２のベース−エミッタ間にかかる。ここで、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の各抵抗値は、負の電源電圧の出力回路Ｂ_ＯＵＴが短絡していない非短絡時には、抵抗分圧値がゼロＶ〜マイナス電圧程度になるよう、且つ、負の電源電圧の出力回路Ｂ_ＯＵＴが短絡した短絡時には、抵抗分圧値がプラス数Ｖ程度になるよう、予め定められる。この実施形態では、１０ｋΩの抵抗Ｒ１と、５．６ｋΩの抵抗Ｒ２とを設け、その抵抗分圧値をゼロＶ〜マイナス電圧に予め設定している。そのため、非短絡時、トランジスタＱ２がオフ状態となる。

サブマイコン１０は、+ＳＡＦＥＴＹ信号のレベルと−ＳＡＦＥＴＹ信号のレベルとを監視している（Ｓ２）。即ち、サブマイコン１０は、正負の電源電圧の出力回路間の電圧を監視している。

ここで、電源回路１の保護機能が有効に機能するかどうかチェックするため、検査員が端子Ｄをグランドに短絡させる。または、電子機器１００の出荷後、端子Ｄがグランドに短絡したとする。これらの場合、負荷の短絡によってトランジスタＱ１に過電流が流れるようとする。しかし、この短絡時には、端子Ｄの電位がグランドレベル（０Ｖ）となり、上記出力回路間の電圧はプラス方向に転じる。これにより、このグランドレベルを基準とした＋５Ｖの電源電圧が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で抵抗分圧されるため、０．６Ｖ以上の抵抗分圧がトランジスタＱ２のベース−エミッタ間にかかり、トランジスタＱ２がオンする。この結果、−ＳＡＦＥＴＹ信号がグランドレベル（０Ｖ）となる。一方、正の電源電圧の出力回路Ａ_ＯＵＴが短絡した場合、+ＳＡＦＥＴＹ信号がグランドレベル（０Ｖ）となる。

+ＳＡＦＥＴＹ信号と−ＳＡＦＥＴＹ信号のいずれかが所定のしきい値（＋２Ｖ）以下のＬｏｗレベルに落ちると（Ｓ３）、サブマイコン１０は、Ｌｏｗレベルに落ちたＳＡＦＥＴＹ信号に対応するＰ−ＯＮ信号をオフする（Ｓ４）。この結果、−ＳＡＦＥＴＹ信号がＬｏｗレベルに落ちた場合、トランジスタＱ３がオフし、トランジスタＱ４を介してトランジスタＱ１がオフする。また、+ＳＡＦＥＴＹ信号がＬｏｗレベルに落ちた場合、トランジスタＱ６がオフし、トランジスタＱ７を介してトランジスタＱ５がオフする。これにより、短絡時、電源回路１はトランジスタＱ１又はトランジスタＱ５に過電流が流れるのを防止できる。

従って、正の電源電圧の出力回路Ａ_ＯＵＴを利用することにより、簡単な構成で、負の電源電圧の出力回路Ｂ_ＯＵＴが短絡した時に電子機器１００の電源回路を保護することができる。

１…電源回路
１０…サブマイコン
１１…生成部
１００…電子機器

Claims

正の電源電圧と負の電源電圧との出力回路を備える電子機器の電源回路において、
前記負の電源電圧の出力回路に直列に接続される第一のスイッチ素子と、
前記正の電源電圧の出力回路に直列に接続される第二のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子または前記第二のスイッチ素子をオフするオフ信号を出力することにより前記電源回路を保護する保護回路と、を備え、
前記保護回路は、前記正負の電源電圧の出力回路間の電圧に基づいて前記オフ信号を出力することを特徴とする、電子機器の電源回路。
前記保護回路は、前記正負の電源電圧の出力回路間に接続される抵抗分圧回路を備え、
前記抵抗分圧回路の抵抗分圧値が一定以上になると、前記第一のスイッチ素子をオフするオフ信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の電子機器の電源回路。