JP2013135580A - 過電流保護回路及びテレビジョン受信機 - Google Patents
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Abstract
【課題】負荷装置への電流供給状態の正常/異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得る。
【解決手段】マイコン7はメモリー8に保存された複数の閾値のうち、負荷装置100における現在の動作モードに対応する閾値を選択的に読み出し、読み出した閾値と過電流検出電圧V9とを比較することにより判別動作を行う。さらに、マイコン7は上記判別動作を実行した結果、負荷装置100に供給される電流量が異常であると判別した場合、電流供給遮断を指示する“L”レベルの電流供給制御電圧V7を出力する制御動作を実行する。すると、リレードライブ回路6によって主電源制御用リレー3のスイッチSW3はオフ状態なり、整流回路2,直流電源部4間の内部電流経路が遮断される。
【選択図】図2
【解決手段】マイコン7はメモリー8に保存された複数の閾値のうち、負荷装置100における現在の動作モードに対応する閾値を選択的に読み出し、読み出した閾値と過電流検出電圧V9とを比較することにより判別動作を行う。さらに、マイコン7は上記判別動作を実行した結果、負荷装置100に供給される電流量が異常であると判別した場合、電流供給遮断を指示する“L”レベルの電流供給制御電圧V7を出力する制御動作を実行する。すると、リレードライブ回路6によって主電源制御用リレー3のスイッチSW3はオフ状態なり、整流回路2,直流電源部4間の内部電流経路が遮断される。
【選択図】図2
Description
この発明は過電流保護回路及びその過電流保護回路を備えたテレビジョン受信機に関するものである。
一次側電源であるスイッチング電源における従来の過電流保護回路として、例えば、特許文献1に開示された過電流保護回路がある。この過電流保護回路は、一次側制御ICの制御限界を超える過電流に対して電源本体を保護する。
また、特許文献2にて開示されたスイッチング式直流電源装置は、機器の電流負荷の異なる動作モードに応じて、一次側電源における過電流保護のレベルを調整する機能を有している。
最近のテレビジョン受信機はテレビ放送を受信するだけにとどまらず、テレビ番組の録画、再生、インターネット送受信、DVDやSDメモリーなどのメディア再生、音楽CDの再生などマルチメディアに対応している。すなわち、最近のテレビジョン受信機に要求される機能であるテレビジョン機能は多種多様化している。したがって、液晶パネルなどの表示デバイスを含め、テレビジョン受信機の内部回路が複雑化して集積率が高くなり、ピン数が多い半導体を数多く使用しているため、故障を引き起こす大きな要因になっている。
また、上記テレビジョン機能を実現するための種々の部品(負荷装置)は作動させるために複数の直流電源が必要であるが、それらの直流電源は、スイッチング電源などの電源回路で一括して作るだけでなく、回路単位で個別につくる場合が多いため、電源用の部品の数も増加しており、電源系統の故障に繋がる可能性も高くなっている。特に半導体素子を含むIC(集積回路)やICを一部として含む回路の長期使用による経年劣化や電源の立ち上がり異常によるラッチアップなどが原因で、異常な負荷電流が流れることもある。
例えば特許文献1で開示された従来の過電流保護回路では、スイッチング電源の過電流供給状態から保護しる場合には、一次側の回路に電流検出用の抵抗を設け、当該抵抗に過大な電流が流れると、スイッチングトランジスタをオフする過電流保護回路を設置し対策している。しかし、この過電流保護回路は、負荷装置の最大負荷電流以上の電流が流れた場合にのみ過電流と判別する過電流検出を行っているに過ぎず、汎用性に乏しいという問題点があった。
また、特許文献2で開示された電源装置では、負荷装置の動作モードによってスイッチング電源の過電流保護の閾値を変更する保護回路が設けられているが、負荷の状態を制御するCPUは電源二次側にあり、過電流検出回路の出力に基づき電源回路を制御する回路は電源一次側にある。このため、負荷装置の動作モードに応じた複数種の過電流検出用の閾値に相対した信号を過電流検出回路に出力するためには、電源二次側から電源一次側への信号伝達が不可欠となり、フォトカプラなどを使用した絶縁回路を使用する必要があり回路構成が複雑化するという問題点があった。
さらに、過電流検出回路が動作した(過電流状態を検出した)際には、電源一次側の電源回路の動作を停止させたり出力電流を制限したりするように制御するが、その制御状態は電源二次側のCPUに伝達されないため、使用者が主電源のON,OFF動作を繰り返し行った場合(主電源のON時に上記制御状態はリセットされてしまう)、一時的に負荷に過大電流が流れるため好ましくない。さらに、これらの過電流保護回路はスイッチング電源のみに適用されるもので汎用的ではない。
前述したように、多数の部品を負荷装置として使用するテレビジョン受信機では、省エネモードの待機中や番組情報取得など、低消費電流で動作させる場合に、回路の故障が原因で電流が基準より多く流れても、最大負荷電流に達していない場合は過電流保護が作動しない可能性があり、結果的に基準よりも大きい電流が流れ続けてしまう可能性が高い。すなわち、低消費電流で動作さえる場合、故障が発生したまま負荷装置を動かしつづけることになるため、電源や負荷への負担が大きく、テレビジョン受信機としての製品の信頼性が損なわれてしまう問題点があった。
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、負荷装置への電流供給状態の正常/異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得ることを目的とする。
この発明に係る請求項1記載の過電流保護回路は、外部電源より電源供給を受け、外部の負荷装置に電流を供給する過電流保護回路であって、前記負荷装置への供給電流量に基づく検出結果を得る供給電流検出手段と、前記検出結果に基づき、前記負荷装置への電流供給状態が正常であるか異常であるかを判別する判別動作を実行するとともに、前期判別動作によって電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力する制御動作を実行する電流供給制御手段と、前記電流供給制御信号が電流供給遮断を指示するとき、前記負荷装置への電流供給を強制的に遮断する遮断手段とを備えている。
請求項1記載の本願発明における電流供給制御手段は、判別動作及び制御動作を実行することによって、電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力し、遮断手段により負荷装置への電流供給を強制的に遮断させている。
したがって、請求項1記載の本願発明は、負荷装置に固有の電流供給条件を満足する電流供給状態の正常/異常を適切に判別可能な判別動作及び判別動作に続いて制御動作を電流供給制御手段に実行させることにより、負荷装置への電流供給状態の異常発生時に負荷装置への電流供給を遮断して、負荷装置が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。
その結果、請求項1記載の本願発明として、負荷装置への電流供給状態の正常/異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路を比較的簡単な構成で得ることができる。
<実施の形態1>
図1はこの発明の実施の形態1であるテレビジョン受信機の構成を示すブロック図である。図2は図1で示した過電流保護回路の詳細構成及びその周辺構成を示すブロック図である。
図1はこの発明の実施の形態1であるテレビジョン受信機の構成を示すブロック図である。図2は図1で示した過電流保護回路の詳細構成及びその周辺構成を示すブロック図である。
まず、図1を参照して、実施の形態1のテレビジョン受信機の構成を説明する。本実施の形態のテレビジョン受信機70は、外部の商用電源のコンセントと接続可能な電源プラグ1に電源装置61が接続され、電源回路61からテレビジョン受信機70内の全回路に電源が供給される。
テレビジョン受信機70は内部に放送波を受信し画像、音声、データを復調するチューナー部71と、外部の画像、音声、データを入力する外部信号入力部72と、チューナー部71や外部信号入力部72から出力した画像、音声、データを記録再生する記録再生装置73と、ネットワーク上で通信をするネットワーク部74とを有している。
さらに、テレビジョン受信機70はマルチプレクサ部75を有しており、チューナー部71、外部信号入力部72、記録再生装置73、及びネットワーク部74で処理された画像、音声、及びデータを適宜切り替えて画像処理部76、音声処理部77及びディスプレイ79に出力する。
画像処理部76はマルチプレクサ部75を介して得られた画像を処理し、音声処理部77はマルチプレクサ部75を介して得られた音声を処理し、データ処理部78はマルチプレクサ部75を介して得られたデータを処理する。
さらに、テレビジョン受信機70は液晶パネル等のディスプレイ79、音声出力部80及び全体制御部81を有している。ディスプレイ79は画像処理部76で処理された画像を表示し、音声出力部80は音声処理部77で処理した音声を出力する。全体制御部81は、後述するリモコンや本体ボタンその他の方法でテレビジョン受信機の操作と制御をする。なお、図1で示したテレビジョン受信機の構成は一例であり、構成要素やそれぞれの接続形態は前述の構成に限定されるものではない。
次に、図2を参照して、図1で示した電源回路61の構成を説明する。電源回路61は、電源プラグ1から入力された交流電源を直流に変換する整流回路2と、整流回路2で直流に変換された電源をテレビジョン受信機81内の負荷装置100に供給するとともに、負荷装置100への供給電流の過電流状態を回避して負荷装置100を保護する過電流保護回路60とを備える。
以下、図2を参照して図1で示した過電流保護回路60の内部構成を説明する。過電流保護回路60内において、整流回路2で直流に変換した電源は主電源制御用リレー3を介して直流電源部4に伝達される。主電源制御用リレー3は、整流回路2で得られた直流電源の直流電源部4への導入/遮断(オン/オフ)を切り替えるスイッチング機能を有する。主電源制御用リレー3は、後に詳述するがリレードライブ回路6によってオン/オフが制御される。
主電源制御用リレー3はコイルL3及びスイッチSW3から構成され、コイルL3の一端は第1制御端子P36を介して動作用の電源に接続され、他端は第2制御端子P35を介してリレードライブ回路6の出力端子P49に接続される。一方、スイッチSW3は第1リレー端子P33,第2リレー端子P34間に設けられ、第1リレー端子P33に整流回路2の出力部が接続され、第2リレー端子P34に直流電源部4の入力部が接続される。
スイッチSW3はコイルL3を流れる電流の有/無によってオン/オフが制御されるように設けられ、オン時に整流回路2,直流電源部4間の電流経路が導通状態とされ、オフ時(解放時)に整流回路2,直流電源部4間(第1リレー端子P33,第2リレー端子P34間)を遮断する。
直流電源部4は、主電源制御用リレー3を経由した直流電源を電圧変換して、検出抵抗5を介して外部端子P31に接続される負荷装置100に電流を供給する。したがって、過電流保護回路60における第1リレー端子P33〜外部端子P31間が負荷装置100に負荷電流を供給する内部電流経路となる。
負荷装置100としては、前述した画像処理部76、音声処理部77、ディスプレイ79あるいはその他全回路110(チューナー部71、外部信号入力部72、記録再生装置73、ネットワーク部74、データ処理部78、音声出力部80等)が存在する。外部端子P31は負荷装置100の外部端子P105に接続される。そして、外部端子P105から分岐した外部端子P101〜P104を介して、画像処理部76、音声処理部77、ディスプレイ79及びその他全回路110にそれぞれ直流電源部4からの電流供給がなされる。
マイコン7の出力端子P44(P44a〜P44d)から得られる制御入力信号S44a〜S44d(動作モードに応じて動作のオン/オフを指示する信号等)は、外部入力端子P106a〜P106dに入力される。したがって、制御入力信号S44a〜S44dは、外部端子P115〜P118を介して、画像処理部76、音声処理部77、ディスプレイ79及びその他全回路110に入力される。そして、各処理部(回路)は対応する制御入力信号S44x(xはa〜dのいずれか)の指示内容に従いオン/オフする。
上記内部電流経路上に設けられる検出抵抗5は、直流電源部4から供給される電流の電流量をその両端の電位差である抵抗間電圧Vdとして検出する。増幅器である電流量検出回路9は検出抵抗5の一端及び他端が入力部である第1入力端子P39及び第2入力端子P40に接続されることにより、入力電圧である抵抗間電圧Vdを増幅して得られる検出結果である、過電流検出電圧V9を出力端子P41から出力することができる。
電流量検出回路9は、オペアンプOP9、抵抗R1〜R5から構成され、オペアンプOP9のマイナス端子が抵抗R1を介して第2入力端子P40に接続され、プラス端子が抵抗R3を介して第1入力端子P39に接続される。また、オペアンプOP9の端子P91より得られる出力は抵抗R2を介してマイナス端子に帰還する。また、オペアンプOP9の出力は抵抗R4を介して端子P94に接続され、端子P94,接地レベル間に抵抗R5が介挿される。そして、端子P94から得られる電圧が出力端子P41を介して過電流検出電圧V9として出力される。
信号制御部であるマイコン7は過電流検出入力端子P42から過電流検出電圧V9を受け、過電流検出電圧V9に基づく判別動作を実行することにより、負荷装置100への電流供給状態の正常/異常を判別する。メモリー8は、マイコン7が読み出す動作モード毎に設定された負荷装置100への供給電流量の正常/異常判定用の複数の閾値(電圧)を保存している。メモリー8に格納された複数の閾値はメモリー8の入力端子P47からマイコン7の端子P45に出力することができる。
したがって、マイコン7はメモリー8に保存された複数の閾値のうち、負荷装置100における現在の動作モード(第2出力端子P44a〜P44dから制御入力信号S44a〜S44dを出力することにより指示される動作モード)に対応する閾値を選択的に読み出し、読み出した閾値と過電流検出電圧V9とを比較することにより上記判別動作を行うことができる。
マイコン7は上記判別動作を実行した結果、直流電源部4から負荷装置100に供給される負荷電流の電流量が異常であると判別した場合、電流供給遮断を指示する“L”レベルの電流供給制御電圧V7(電流制御信号)を第1出力端子P43から出力する制御動作を実行する。なお、マイコン7は上記判別動作によって負荷装置100への電流供給状態が正常であると判別した場合は、電流供給継続を指示する“H”レベルの電流供給制御電圧V7を第1出力端子P43から出力する。
リレードライブ回路6は、抵抗R61,R62及びNPN型のバイポーラトランジスタT6から構成され、抵抗R61の一端が入力端子P48に接続され、他端が内部端子P6に接続され、抵抗R62の一端が内部端子P6に接続され、他端が接地される。トランジスタT6のベースは内部端子P6に接続され、コレクタが出力端子P49に接続され、エミッタが接地される。
リレードライブ回路6は入力端子P48より電流供給制御電圧V7を受け、電流供給制御電圧V7が“H”の時、トランジスタT6がオン動作することにより、主電源制御用リレー3のコイルL3に電流を流し、スイッチSW3をオン状態に制御することができる。その結果、整流回路2,直流電源部4間の電流経路が導通状態に設定される。
一方、電流供給制御電圧V7が“L”(電流供給遮断を指示)の時、トランジスタT6がオフすることにより、主電源制御用リレー3のコイルL3に電流を流させず、スイッチSW3をオフ状態に制御することができる。その結果、整流回路2,直流電源部4間の電流経路が遮断状態に設定される。
このように、マイコン7は電流供給制御電圧V7をリレードライブ回路6に出力することにより、リレードライブ回路6を介して主電源制御用リレー3のスイッチSW3の導通/遮断を制御することができる。なお、マイコン7は負荷装置100の制御全般も同時に行う。
また、過電流保護回路60の主電源制御用リレー3、直流電源部4、マイコン7、メモリー8、及び電流量検出回路9の動作電源は直流電源部4以外の電源から供給されている。
このような構成の実施の形態1の過電流保護回路60の動作を説明する。テレビジョン受信機70には電源プラグ1が商用電源の100Vコンセント(図示せず)に接続され外部より電源が供給されているとする。このとき、電源プラグ1を経由した交流電源は整流回路2で直流電源に変換される。変換された直流電源は主電源制御用リレー3の第1リレー端子P33から、オン状態のスイッチSW3及び第2リレー端子P34を経由して直流電源部4の入力端子P37に入力される。その結果、直流電源部4から負荷装置100用の電源(電流)が出力端子P38から供給される。
ここで、視聴者(テレビジョン受信機70の利用者)がリモコン送信機55などを使ってテレビジョン受信機70の操作を開始すると、マイコン7のリモコン入力端子である端子P46に視聴者の操作要求信号が入力される。すると、マイコン7は操作要求信号に基づき負荷装置100の現在の動作モードを設定し、端子P44(第2出力端子P44a〜P44d)から負荷回路100の外部入力端子P106a〜P106dを経由して映像処理部76、音声処理部77、ディスプレイ79及びその他回路110に現在の動作モードを反映した制御入力信号S44a〜S44dを出力する。負荷装置100内ではマイコン7からの制御入力信号S44a〜S44dにしたがって、内部回路やIC、ローカル電源の動作(オン/オフ)の制御を行う。
図3はこの発明の実施の形態1のマイコン7による制御状態を表形式で模式的に示す説明図である。同図において、テレビジョン受信機70の代表的な動作モード(電源ON初期、通常視聴、番組データ取得、画面オフモード)を例に第2出力端子P44a〜P44dより得られる制御入力信号S44a〜S44dによるオン,オフ指示内容を示している。同図に示すように、省エネルギー設計のため必要な回路のみ動作するように制御されていることがわかる。
負荷装置100に負荷電流が流れると検出抵抗5の両端の抵抗間電圧Vdに電圧降下が発生するため、電圧降下した抵抗間電圧Vdを検出することにより直流電源部4から負荷装置100に供給されている供給電流量を検出することができる。検出抵抗5の両端には前述したように電流量検出回路9が接続されており、電流量検出回路9は検出抵抗5の抵抗間電圧Vdにおける微小な電圧変化を増幅して過電流検出電圧V9を得る。
ここで、Voは電流量検出回路9の動作用の電源電圧、Vaは電流量検出回路9の増幅器のプラス端子である第1入力端子P39の電圧、Vbは電流量検出回路9の増幅器のマイナス端子である第2入力端子P40の電圧、Vcは電流量検出回路9の増幅器の出力端子である端子P91の電圧であるとする。
この場合、図2の電流検出回路9の電圧増幅度は「(R1+R2)/R1」であり「Vc=(1+R2/R1)・Va−(R2/R1)・Vb」となる。電流量検出回路9の出力端子P41の出力がマイコン7の過電流検出入力端子P42の定格値を超えないように電流量検出回路9内部でVcを抵抗R4及びR5により分圧して過電流検出電圧V9を出力している。したがって、マイコン7の過電流検出入力端子P42の入力電圧となる過電流検出電圧V9={R5・Vc/(R4+R5)}となる。本回路構成の場合、検出抵抗5にまったく電流が流れていない場合に過電流検出電圧V9が最大となり、検出抵抗5を流れる電流が大きくなるほど過電流検出電圧V9は低くなる。このように、検出抵抗5及び電流量検出回路9は供給電流検出手段として機能する。
図4はこの発明の実施の形態1の過電流保護回路60の動作領域を模式的に示す説明図である。図3で示したテレビジョン受信機70の代表的な動作モードとマイコン7の過電流検出入力端子P42を介して入力される過電流検出電圧V9との関係をグラフ化している。
図4において、実線で囲む4つの領域である正常領域44a〜44dが各動作モードの負荷装置100への負荷電流の適正な電流量の範囲を示し、点線で囲まれる過電流保護動作領域40は適正な電流量と異常な電流量の境界線(閾値)を含む過電流保護回路60の動作領域(マイコン7が電流供給を遮断する制御動作を行う領域)を示している。
メモリー8にはテレビジョン受信機70の複数の動作モードに対応して、負荷装置100に流れる異常な電流を判別するための複数の閾値電圧V44a〜V44dが保存されている。マイコン7は、メモリー8に保存された複数の閾値電圧V44a〜V44dのうち、テレビジョン受信機70の現在の動作モードに対応した閾値電圧V44x(xはa〜dのいずれか)を読み出し、検出抵抗5の抵抗間電圧Vdに基づき得られた過電流検出電圧V9とメモリー8から取り出した上記閾値電圧V44xとWP比較することにより上記判別動作を実行する。
具体的には、メモリー8に保存された閾値電圧V44(V44a〜V44d)は電源オン初期モードでは閾値電圧V44aとなり、通常視聴時に閾値電圧V44bとなり、番組データ取得時には閾値電圧V44cとなり、画面オフモード時には閾値電圧V44dとなる。なお、閾値電圧V44a〜V44dは「V44b<V44a<V44d<V44c」の大小関係を有している。
マイコン7による上記判別動作時に、過電流検出電圧V9がメモリー8から選択的に読み出された閾値電圧V44xより高ければ、負荷装置100への電流供給状態は正常であると判別し“H”の電流供給制御電圧V7を出力することによりそのまま動作を継続させる。
一方、上記判別動作時に、過電流検出電圧V9が閾値電圧V44xを下回る場合(過電流保護動作領域40内に存在)は、負荷装置100への電流供給状態は異常であると判別し“L”の電流供給制御電圧V7を出力することによりドライブ回路6を介して主電源制御用リレー3を制御する。その結果、スイッチSW3がオフ状態とされ第1リレー端子P33と第2リレー端子P34の間が開放状態となり、内部電流経路における第1リレー端子P33,第2リレー端子P34間が遮断される。
図5は実施の形態1のマイコン7の制御状態と過電流検出用の閾値電圧V44(閾値電圧V44a〜V44d)の設定例を表形式で模式的に示す説明図である。同図に示すように、電源ON初期、通常視聴、番組データ取得、及び画面オフモードの閾値電圧V44a〜V44dとして、1.8V、0.2V、2.8V及び2.2Vが設定される。
例えば、番組データ取得中は液晶パネルであるディスプレイ79、映像処理部76及び音声処理部77は動作していないので電流量は少なく、電流量検出回路9の過電流検出電圧V9は高くなるため、閾値電圧V44cは比較的高い値(2.8V)に設定されている。ここで、負荷装置100の一部が故障し過電流が流れ、電流量検出回路9の出力(過電流検出電圧V9)がメモリー8から読み出した閾値電圧V44cである2.8Vを下回ると、マイコン7は判別動作の実行時に電流供給状態が異常(過電流状態)であると判別し、前述したようにドライブ回路6を介して主電源制御用リレー3の接点であるスイッチSW3を開放し外部端子P31に至る内部電流経路を遮断する。
このように、実施の形態1の過電流保護回路60はテレビジョン受信機70の多様な動作モードに対応させるべく、負荷装置100に流れる電流量を検出し、メモリー8に保存される適正な判定用電流量を反映した閾値電圧V44xと比較することにより、負荷装置100への電流供給状態の異常を発見することができる。このため、特に低負荷の状態で負荷装置100を長期間使用している場合においても故障(異常)を早期に発見でき、故障の際に電源回路61や負荷装置100に過大な電流が流れることを防止できるため、回路にかかる負担を減らすことができる。
以上説明したように、実施の形態1の過電流保護回路60における電流供給制御手段であるマイコン7及びメモリー8は、判別動作及び制御動作を実行することによって、負荷装置100への電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御電圧V7を出力している。マイコン7による上記制御動作によって遮断手段である主電源制御用リレー3及びリレードライブ回路6により内部電流経路(第1リレー端子P33〜外部端子P31間)を遮断することにより、負荷装置100への電流供給を強制的に遮断させている。
したがって、実施の形態1の過電流保護回路60におけるマイコン7は、メモリー8に保存された閾値電圧V44に基づき、負荷装置100に固有の電流供給条件を満足する電流供給状態の正常/異常を適切に判別可能な判別動作及び判別動作に続いて制御動作を実行することができる。このため、負荷装置100への電流供給状態の異常発生時に電流供給を遮断して、負荷装置100が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。
その結果、負荷装置100への電流供給状態の正常/異常を多様な基準で判別可能な過電流保護回路60を比較的簡単な構成で得ることができる。
また、信号制御部であるマイコン7は、過電流検出電圧V9とメモリー8(記憶部)から読み出した閾値電圧V44(V44a〜V44d)とを比較することにより上記判別動作を実行している。したがって、負荷装置100への電流供給の異常状態の判別用の閾値電圧V44をメモリー8に予め保存しておくことにより、負荷装置100に固有の電流供給状態の正常/異常を精度良く判別することができる。
さらに、マイコン7はメモリー8に保存された複数の閾値電圧V44a〜V44dのうち負荷装置100の現在の動作モードに対応する閾値電圧V44x(xはa〜dのいずれか)を選択し、選択した閾値電圧V44xと過電流検出電圧V9とを比較して上記判別動作を実行するため、負荷装置100の現在の動作モードに適合させて電流供給状態の正常/異常を精度良く判別することができる。
加えて、主電源制御用リレー3を用いてスイッチング機能を実現することにより比較的容量の大きい電流量の内部電流経路の導通/遮断のスイッチングが行える。
そして、実施の形態1のテレビジョン受信機70は、内部に過電流保護回路60を有することにより、テレビジョン機能を発揮する内部部分である負荷装置100への電流供給状態の正常/異常を判別することができ、電流供給異常状態時に負荷装置100への電流供給を遮断して、テレビジョン受信機70内部の負荷装置100が電流供給状態異常となる現象を確実に回避することができる。その結果、テレビジョン受信機70の安全性の向上を図ることができる。
なお、実施の形態1における過電流保護回路60は内部に直流電源部4を有しているが、整流回路2から得られる直流電圧をそのまま負荷装置100に供給する構成であれば、直流電源部4は必ずしも必要ない。
また、検出抵抗5は、主電源制御用リレー3の第2リレー端子P34と直流電源部4の入力端子P37の間、または整流回路2と主電源制御用リレー3の第1リレー端子P33の間に設けても良い。
また、負荷装置100として、電流量が比較的に少ない負荷装置を使用している場合は、リレーの代わりにトランジスタやFETも使用できる。
本実施の形態では電流量検出回路9は負荷装置100への供給電流が増加すると出力(過電流検出電圧V9)が低下する回路で構築したが、供給電流の増加とともに出力も増加する回路でも構築でき、また、マイコンが認識できる信号形態であればオペアンプによる増幅回路以外の回路で電流量検出回路9を構築してもよい。
さらに、主電源制御用リレー3において、コイルL3を流れる電流の有/無によってスイッチSW3がオフ/オンする構成であっても良い。ただし、この場合、電流供給制御電圧V7は“L”/“H”によって導通/遮断を制御する必要がある。
<実施の形態2>
図6はこの発明の実施の形態2である過電流保護回路の構成を示すブロック図である。実施の形態2の過電流保護回路62は、マイコン7の第3出力端子P50に接続される表示器53を設けた点が、図2で示した実施の形態1の過電流保護回路60と異なる。なお、図6において、図2と同一符号のものは実施の形態1と同一または相当部分を示すものであり説明を適宜省略する。また、図1のテレビジョン受信機70の構成において過電流保護回路60に置き換えて過電流保護回路62が設けられることになる。
図6はこの発明の実施の形態2である過電流保護回路の構成を示すブロック図である。実施の形態2の過電流保護回路62は、マイコン7の第3出力端子P50に接続される表示器53を設けた点が、図2で示した実施の形態1の過電流保護回路60と異なる。なお、図6において、図2と同一符号のものは実施の形態1と同一または相当部分を示すものであり説明を適宜省略する。また、図1のテレビジョン受信機70の構成において過電流保護回路60に置き換えて過電流保護回路62が設けられることになる。
以下、図6を参照して実施の形態2の過電流保護回路62の構成を説明する。同図に示すように、負荷装置100に流れる電流量の異常を検出したことをマイコン7の制御によって表示可能な表示器53は、LED50及び抵抗51によって構成される。
マイコン7の第3出力端子P50は表示器53のLED50のアノードに接続され、LED50のカソードに抵抗51の一端が接続され、他端が接地される。
このような構成において、マイコン7が実施の形態1と同様に判別動作を実行して検知抵抗5に流れる電流量を異常と判断すると、マイコン7は第3出力端子P50に“H”レベルの表示制御電圧V53を出力することにより、LED50と抵抗51に電流が流れ、LED50が点灯する。
上述した表示器53内のLED50の点灯によって、電源回路61や負荷装置100などに異常が発生し、過電流保護回路62が作動した(電流供給状態の異常を判別した)ことを視聴者に視覚的に知らせることが可能となる。
このように、実施の形態2の過電流保護回路62は、表示手段である表示器53を参照することにより視聴者(利用者)が容易に負荷装置100の電流供給異常状態を認識することができる効果を奏する。
実施の形態2では視覚認識手段としてLEDを使用したが、ブザーなどの聴覚認識手段を使用して音声で異常状態を通知することもできる。
また、判別動作時に異常状態であると判別した回数等の異常状態履歴情報をメモリー8に記憶させておき、電源オン時等の所定のタイミングでメモリー8から異常状態履歴情報を読み出すことにより、故障の予兆を通知したり、その他の保護動作を行ったり、サービス情報を提供することもできる。例えば、異常状態判別回数が10回を超えたとき、次に電源オンした際、異常状態履歴情報を参照することによりテレビジョン受信機70を動作させない対応等が考えられる。
<実施の形態3>
図7はこの発明の実施の形態3の過電流保護回路63(軽電流保護機能付き過電流保護回路)の動作領域を模式的に示す説明図である。
図7はこの発明の実施の形態3の過電流保護回路63(軽電流保護機能付き過電流保護回路)の動作領域を模式的に示す説明図である。
なお、過電流保護回路63の回路構成は図2で示した実施の形態1の過電流保護回路60の回路構成であっても、図6で示した実施の形態2の過電流保護回路62の回路構成であっても良い。また、テレビジョン受信機70の全体構成は図1で示した構成で良い。ただし、メモリー8への閾値電圧の記憶内容、マイコン7による判別動作の内容が上述した過電流保護回路60,62と異なる。
図7はテレビジョン受信機70の代表的な動作モードとマイコン7の過電流検出入力端子P42への入力電圧である過電流検出電圧V9の関係をグラフ化したものである。同図において、実線で囲む4つの正常領域44a〜44dが各動作モードの負荷装置100に流れる適正な電流量の範囲を示し、細い点線で囲む軽負荷電流保護動作領域90は適正な電流量と異常と判別すべき小電流の境界線(閾値電圧V54)を含む過電流保護回路63が異常判別する領域を示している。また、太い点線で囲む過電流保護動作領域40は適正な電流量と異常と判定すべき大電流の境界線(閾値電圧V44)を含む過電流保護回路63が異常判別する領域を示している。
実施の形態1では図4に示すように4種類の動作モードに対して過電流検出電圧V9に対する下限(供給電流の上限)を規定する閾値電圧V44をメモリー8に記憶させておき過電流保護回路60を作動させている。
一方、実施の形態3では適正な負荷電流よりも供給電流が小さくなる場合も供給電流状態が異常であると判別可能にすべく、図7に示すように、4種類の動作モードに対して過電流検出電圧V9に対する下限(供給電流の上限)を規定する閾値電圧V44に加え、さらに、4種類の動作モードに対して過電流検出電圧V9に対する上限(供給電流の下限)を規定する閾値電圧V54(閾値電圧V54a〜V54d)をもメモリー8に記憶させている。
すなわち、実施の形態3の過電流保護回路63は、実線で囲む領域である正常領域44a〜44dそれぞれの最小値を上限(閾値電圧V44a〜V44d)とした過電流保護動作領域40に加え、正常領域44a〜44dそれぞれの最大値である閾値電圧V54(閾値電圧V54a〜V54d)を下限とした軽負荷電流保護動作領域90を設けていることを特徴としている。
具体的には、閾値電圧V54は電源オン初期モードでは閾値電圧V54aとなり、通常視聴時に閾値電圧V54bとなり、番組データ取得時には閾値電圧V54cとなり、画面オフモード時には閾値電圧V54dとなる。なお、閾値電圧V54a〜V54dは「V54b<V54a<V54d<V54c」の大小関係を有している。
このように、実施の形態3の過電流保護回路63は、負荷装置100への供給電流の下限を下回る場合を検出するための閾値電圧V54を新たに設け、メモリー8に記憶させている。したがって、マイコン7は、判別動作時に、負荷装置100内の回路に異常が発生し開放状態になることで負荷電流が流れなくなり、検出される電流量が小さくなった場合にも異常と判別することができる。
すなわち、マイコン7はテレビジョン受信機70の動作モードに対して電流量が小さく閾値に満たない場合(過電流検出電圧V9が閾値電圧V54を上回る場合)も、負荷装置100への電流供給状態が異常と判断し、電源遮断により電源供給を停止したり、表示器53のLED50を点灯させたりすることができる。
その結果、実施の形態3の過電流保護回路63は、負荷装置100に負荷電流がほとんど流れない開放状態で故障するなどの不具合を検出し、電源電流を遮断することができる。
このように、実施の形態3の過電流保護回路63において、マイコン7はメモリー8に保存された複数の閾値電圧(V44a〜V44d及びV54a〜V54d)のうち、負荷装置100の現在の動作モードに対応する閾値電圧V44x及びV54x(xはa〜dのいずれか)を選択し、選択した閾値電圧における上限閾値V54x及び下限閾値V44xと過電流検出電圧V9とを比較して判別動作を実行する。
このため、マイコン7は負荷装置100の現在の動作モードに適合させて2種類(過電流検出電圧V9が上限閾値V54xを上回る場合及び過電流検出電圧V9が下限閾値V44xを下回る場合)の電流供給異常状態をそれぞれ精度良く判別することができる。
なお、これまでの説明では本発明をテレビジョン受信機70に適用した場合について説明したが、同様の電源回路と制御システムを持つ電子、電気機器に適用できることは言うまでもない。
また、図2及び図6では便宜上、リモコン送信機55をマイコン7の端子P46とを実線で接続して示しているが、リモコン送信機55によるマイコン7への信号入力は無線によって行うことができるのは勿論である。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
2 整流回路、3 主電源制御用リレー、4 直流電源部、5 検出抵抗、6 リレードライブ回路、7 マイコン、8 メモリー、60,62,63 過電流保護回路、61 電源回路、70 テレビジョン受信機、76 画像処理部、77 音声処理部、79 ディスプレイ、100 負荷装置、110 その他全回路。
Claims (7)
- 外部電源より電源供給を受け、外部の負荷装置に電流を供給する過電流保護回路であって、
前記負荷装置への供給電流量に基づく検出結果を得る供給電流検出手段と、
前記検出結果に基づき、前記負荷装置への電流供給状態が正常であるか異常であるかを判別する判別動作を実行するとともに、前期判別動作によって電流供給状態が異常であると判別した場合に電流供給遮断を指示する電流供給制御信号を出力する制御動作を実行する電流供給制御手段と、
前記電流供給制御信号が電流供給遮断を指示するとき、前記負荷装置への電流供給を強制的に遮断する遮断手段とを備える、
過電流保護回路。 - 請求項1記載の過電流保護回路であって、
前記供給電流検出手段は、
前記負荷装置に電流供給を行うための内部電流経路上に設けられ、該内部電流経路を流れる電流量を電圧に変換する抵抗成分と、
前記抵抗成分によって変換された電圧を増幅して過電流検出電圧を得る増幅器とを含み、
前記電流供給制御手段は、
前記内部電流経路を流れる電流量の正常/異常を判別可能な閾値を保存する記憶部と、
前記過電流検出電圧と前記記憶部から読み出した閾値とを比較することにより前記判別動作を実行するとともに、前記制御動作を実行する信号制御部とを含み、
前記遮断手段は、
前記電流遮断信号による電流供給遮断の指示の有/無に基づき、前記内部電流経路を遮断/導通状態にするスイッチング機能を有する、
過電流保護回路。 - 請求項2記載の過電流保護回路であって、
前記負荷装置は複数の動作モードのうちいずれか一の動作モードで動作し、
前記閾値は前記複数の動作モードに対応した複数の閾値を含み、
前記信号制御部は、前記複数の閾値のうち前記負荷装置の現在の動作モードに対応する閾値を選択し、選択した閾値と前記過電流検出電圧とを比較して前記判別動作を実行する、
過電流保護回路。 - 請求項3記載の過電流保護回路であって、
前記複数の閾値はそれぞれ前記複数の動作モードに対応した上限値及び下限値を規定する上限閾値及び下限閾値を含み、
前記信号制御部は、前記複数の閾値のうち前記負荷装置の現在の動作モードに対応する閾値を選択し、選択した閾値における上限閾値及び下限閾値それぞれと前記過電流検出電圧とを比較して前記判別動作を実行する、
過電流保護回路。 - 請求項1ないし請求項4のうち、いずれか1項に記載の過電流保護回路であって、
前記電流供給制御手段によって制御可能に接続され、前記判別動作による電流供給状態の異常判別に応答して、前記負荷装置への電流供給状態が異常であることを視覚認識可能に表示する表示手段をさらに備える、
過電流保護回路。 - 請求項1ないし請求項5のうち、いずれか1項に記載の過電流保護回路であって、
前記スイッチング機能はリレーにより構成される、
過電流保護回路。 - 請求項1ないし請求項6のうち、いずれか1項記載の過電流保護回路を含み、
テレビジョン機能を発揮する部分を前記負荷装置として有する、
テレビジョン受信機。
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---|---|---|---|
JP2011286111A JP2013135580A (ja) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | 過電流保護回路及びテレビジョン受信機 |
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JP2011286111A Pending JP2013135580A (ja) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | 過電流保護回路及びテレビジョン受信機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104717772A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-06-17 | 昂宝电子(上海)有限公司 | 用于电磁炉过流保护的控制电路和控制方法 |
-
2011
- 2011-12-27 JP JP2011286111A patent/JP2013135580A/ja active Pending
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