JP3822480B2 - 電源装置およびこれを備えたディスプレイ表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえばディスプレイ装置に設けられる電源装置、およびそのディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばＣＲＴディスプレイ装置では、商用電源電圧である交流電源電圧（たとえばＡＣ１００Ｖ）が供給されることにより、そのディスプレイ画面に表示が行われる。このＣＲＴディスプレイ装置では、通常、ディスプレイ画面が配置された前面パネルの表面上に、ＣＲＴディスプレイ装置をオン、オフするための電源スイッチの操作部が配置されている。
【０００３】
図３は、ＣＲＴディスプレイ装置における、従来の電源装置の一例を示す回路図である。この回路図によると、入力電圧は、ノイズフィルター回路２によってノイズ成分が除去された後、ダイオードブリッジ回路Ｂおよび平滑コンデンサＣ１によって、全波整流、平滑化される。入力電圧の電源ラインＬには、上記前面パネル上に配置された電源スイッチＳＷが直列的に介在されており、この電源スイッチＳＷがオンされることにより、電源制御ＩＣ６が起動する。この起動により、電界効果トランジスタＦＥＴがオン、オフ制御されてスイッチング動作し、ダイオードブリッジ回路Ｂの出力が電源トランスＴの１次側に供給される。これにより、各端子Ｖ１〜Ｖ５に所定の電圧がそれぞれ与えられる。
【０００４】
また、図４は、ＣＲＴディスプレイ装置における、従来の電源装置の他の一例を示す回路図である。この回路図によると、電源スイッチＳＷは、接点が２極構成とされ、一方の接点は、電源ラインＬに抵抗Ｒ１の後段に直列的に接続され、他方の接点は、電源トランスＴの３次側出力に接続されている。この回路図において、電源スイッチＳＷがオンされれば、電解コンデンサＣ２や電源制御ＩＣ６に、あるいは電源トランスＴの３次側出力回路に、直接的にかつ一度に入力電圧が印加されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３および図４に示す回路によれば、電源スイッチＳＷには、たとえば交流電源電圧が直接的に印加されるため、高耐圧および高耐電流を備えるものを用いることが必要とされる。実際には、たとえば１７インチ用のＣＲＴディスプレイ装置では、定格がＡＣ１２５Ｖ、５Ａの電源スイッチが用いられている。そのため、電源スイッチＳＷは、必然的にその大きさや容積が大となり、そのような電源スイッチＳＷは一般的に高価であるため、部品コストが増大する要因になっていた。また、電源スイッチＳＷの操作部がＣＲＴディスプレイ装置の前面パネルから露出するように配置される場合、前面パネル上および前面パネルの裏面近傍において、電源スイッチ用に、ある程度の配置スペースが必要となる。そのため、表面パネルの小型化を阻害する要因になっていた。
【０００６】
本願発明は、前面パネルの小型化および部品の低コスト化を図ることのできる電源装置を提供することを、その課題とする。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明の第１の側面によって提供される電源装置は、電源トランス回路と、商用電源電圧を整流平滑化して直流電源電圧に変換し、上記電源トランス回路の１次巻線に供給する整流平滑化回路と、上記電源トランス回路の１次巻線に供給される上記直流電源電圧を断続するスイッチング素子と、上記スイッチング素子の断続動作を制御する制御回路と、上記制御回路への駆動電圧の供給または停止を行うための電源スイッチとを備えた電源装置であって、上記駆動電圧として上記商用電源電圧からその電圧値よりも低い所定の電圧値を有する定電圧を生成する定電圧回路を備え、上記電源スイッチは、手動操作により電源のオン／オフが切り替えられるスイッチからなり、上記定電圧回路と上記制御回路の電源入力端との間に設けられていることを特徴としている。
【０００９】
好ましい実施の形態によれば、上記定電圧回路は、抵抗を介して上記商業電源電圧が入力されるツェナーダイオードと、このツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサとで構成されている。
【００１１】
この発明によれば、商用電源電圧が入力されると、ツェナーダイオードを含む定電圧回路によって、それより低い所定の電圧値を有する定電圧が生成される。そして、その定電圧は、定電圧回路の出力端と制御回路の電源入力端との間に設けられた電源スイッチが手動操作によってオンされることにより、制御回路の電源入力端に入力される。そのため、電源スイッチには、従来のような高耐圧および高耐電流を備える大型で高価なものを用いる必要がなく、定電圧に応じた耐圧および耐電流を備える小型で比較的安価なものを用いることができる。したがって、部品の小型化を図ることができるとともに、部品コストの低減化を図ることができる。
【００１２】
本願発明の第２の側面によって提供されるディスプレイ表示装置は、上記第１の側面によって提供される電源装置を備え、上記電源スイッチが前面パネルに手動操作可能に配設されていることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、上記電源装置をたとえばＣＲＴディスプレイ装置に適用した場合、比較的小型の電源スイッチが用いられることにより、前面パネル上および前面パネルの裏面近傍における電源スイッチの配置スペースを小さくすることができる。そのため、前面パネルの表面積をできる限り小さくすることができ、ひいてはディスプレイ装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本願発明に係る電源装置を備えたＣＲＴディスプレイ装置の斜視図、図２は、電源装置の回路図である。ＣＲＴディスプレイ装置Ａは、パーソナルコンピュータ等に接続されて用いられ、前面パネルＡ１にはそのほぼ全面にディスプレイ画面が配置され、前面パネルＡ１の下部には、電源スイッチＳＷが配置されている。
【００１７】
電源装置１は、図２に示すように、ノイズフィルター回路２、ヒューズＦ、整流平滑化回路４、定電圧回路５、電源スイッチＳＷ、制御回路としての電源制御ＩＣ６、スイッチング回路７、電源トランスＴ、スナバ回路８、２次巻線出力回路９、および３次巻線出力回路１０を備えている。
【００１８】
ノイズフィルター回路２は、この電源装置１に入力される、商用電源電圧としての交流電源電圧（たとえばＡＣ１００Ｖ）に含まれるノイズ成分を除去する回路であり、複数のコイルＬおよび複数のコンデンサＣが組み合わされてなる。
【００１９】
ヒューズＦは、過電流が流れたときに溶断して、以降の回路への影響を防止するためのものである。
【００２０】
整流平滑化回路４は、ノイズフィルター回路２によってノイズ成分が除去された交流電源電圧を全波整流および平滑化するためのものであり、ブリッジ回路Ｂを構成した４個のダイオードＤ１と、ブリッジ回路Ｂの出力端子とグランドとの間に接続された平滑コンデンサＣ１とからなる。
【００２１】
定電圧回路５は、交流電源電圧を所定の電圧値に保持するためのものであり、交流電源電圧の電源ラインＬに一端が接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の他端にカソード側が接続され、アノード側がグランドに接続されたツェナーダイオードＺＤと、ツェナーダイオードＺＤのカソード側に正極が接続され、グランドに負極が接続された電解コンデンサＣ２とからなる。なお、抵抗Ｒ１はたとえば１５ｋΩ、電解コンデンサＣ２はたとえば２２０μＦに設定されている。
【００２２】
電源スイッチＳＷは、電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃに供給される電源電圧のオン、オフを行うものであり、その一端が上記定電圧回路５のツェナーダイオードＺＤのカソード側に接続され、他端が電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃに接続されている。
【００２３】
電源制御ＩＣ６は、電源端子Ｖｃｃから供給された電源電圧によって動作し、所定のデューティ比を有するパルス信号を出力端子Ｏｕｔから出力させてスイッチング回路７を制御するものである。
【００２４】
スイッチング回路７は、電源トランスＴの１次巻線に対してパルス信号を供給するものであり、電源制御ＩＣ６の出力端子Ｏｕｔに一端が接続された抵抗Ｒ２と、その抵抗Ｒ２に並列接続されたダイオードＤ２と、抵抗Ｒ２の他端にゲート端子が接続されたスイッチング素子としての電界効果トランジスタＦＥＴと、一端が電界効果トランジスタＦＥＴのソース端子に接続され他端がグランドに接続された抵抗Ｒ３とからなる。電界効果トランジスタＦＥＴは、いわゆるｎチャネルのデプリーション型（ノーマリオン型）とされ、電源制御ＩＣ６からのパルス信号によってオン、オフされる。
【００２５】
電源トランスＴは、整流平滑化回路４によって全波整流および平滑化された直流電圧を、２次巻線出力回路９および３次巻線出力回路１０に対して所定の出力電圧に変換するものである。この電源トランスＴにおける２次巻線側からは、たとえば５つの異なる電圧を出力する。
【００２６】
スナバ回路８は、スイッチング回路７における電界効果トランジスタＦＥＴのオン、オフによって、電源トランスＴにおいて発生された磁気エネルギーを消費するためのものであり、スイッチング回路７における電界効果トランジスタＦＥＴのドレイン端子にアノード側が接続されたスイッチングダイオードＤ３と、スイッチングダイオードＤ３のカソード側に一端が接続されたコンデンサＣ３と、コンデンサＣ３に並列に接続された抵抗Ｒ４とからなる。そして、コンデンサＣ３の他端は、ブリッジ回路Ｂの出力端子に接続されるとともに、電源トランスＴの一次側入力端子Ｉ１に接続され、電源トランスＴの一次側入力端子Ｉ２には、スナバ回路８のスイッチングダイオードＤ３のアノード側が接続されている。
【００２７】
２次巻線出力回路９は、上記５つの異なる電圧を安定して出力させるものであり、端子Ｖ１からはたとえばヒータ動作用およびマイクロコンピュータ動作用の９Ｖが、端子Ｖ２からは垂直偏向回路用の１５Ｖが、端子Ｖ３からは上記９Ｖ出力および１５Ｖ出力の反極性側の−１３Ｖが、端子Ｖ４からは水平偏向回路用の１７０Ｖが、端子Ｖ５からは高圧２５ｋＶ出力用およびビデオ回路用の８０Ｖの各電圧をそれぞれ出力させる。
【００２８】
詳細には、２次巻線出力回路９の２次側出力端子Ｏ１には、整流ダイオードＤ４のアノード側が接続され、整流ダイオードＤ４のカソード側には、平滑用コンデンサＣ４の正極側と端子Ｖ１とが接続されている。同様に、２次側出力端子Ｏ２には、整流ダイオードＤ５のアノード側が接続され、整流ダイオードＤ５のカソード側には、平滑用コンデンサＣ５の正極側と端子Ｖ２とが接続されている。２次側出力端子Ｏ３には、整流ダイオードＤ６のカソード側が接続され、整流ダイオードＤ６のアノード側には、平滑用コンデンサＣ６の負極側と端子Ｖ３とが接続されている。また、２次側出力端子Ｏ４には、整流ダイオードＤ７のアノード側が接続され、整流ダイオードＤ７のカソード側には、平滑用コンデンサＣ７の正極側と端子Ｖ４とが接続されている。さらに、２次側出力端子Ｏ５には、整流ダイオードＤ８のアノード側が接続され、整流ダイオードＤ８のカソード側には、平滑用コンデンサＣ８の正極側と端子Ｖ５とが接続されている。また、２次側出力端子Ｏ６〜Ｏ８は、フレームグランドにそれぞれ接続されている。
【００２９】
３次巻線出力回路１０は、電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃに対して継続的に安定した電源電圧を与えるためのものであり、電源トランスＴの３次側出力端子Ｏ９にアノード側が接続された整流ダイオードＤ９と、一端が整流ダイオードＤ９のカソード側に、他端が定電圧回路５におけるツェナーダイオードＺＤのカソード側に接続された抵抗Ｒ５と、正極側が整流ダイオードＤ９のカソード側に、負極側が電源トランスＴの３次側出力端子Ｏ１０にそれぞれ接続された平滑用コンデンサＣ９とからなる。
【００３０】
次に、上記回路構成における動作を説明する。まず、電源スイッチＳＷがオフの場合を説明すると、この電源装置１に交流電圧の入力電圧が入力されると、入力電圧は、ノイズフィルター回路２によってノイズ成分が除去され、整流平滑化回路４によって全波整流および平滑化される。
【００３１】
また、ノイズフィルター回路２によってノイズ成分が除去された入力電圧は、電源ラインＬを通じて定電圧回路５に供給される。定電圧回路５では、電源スイッチＳＷがオフとされているため、電解コンデンサＣ２の働きにより入力電圧が徐々に上昇するが、ツェナーダイオードＺＤによって上限が所定の定電圧、たとえば２４Ｖになるよう保持される。
【００３２】
また、電源スイッチＳＷがオフとされていることにともなって、電源制御ＩＣ６は動作していないため、電界効果トランジスタＦＥＴはオフ状態であり、すなわち、ブリッジ回路Ｂの出力は、電源トランスＴの一次巻線側に入力されていない。
【００３３】
次いで、電源スイッチＳＷがオンされたときの動作を説明する。電源スイッチＳＷがオンされれば、定電圧回路５において保持されている電圧が、電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃに供給され、電源制御ＩＣ６が動作する。これにより、電源制御ＩＣ６の出力端子Ｏｕｔから所定のデューティー比でパルス信号が出力される。そして、これにともない電界効果トランジスタＦＥＴがオン、オフしてスイッチング動作を行い、これによって、電源トランスＴには、１次巻線側にブリッジ回路Ｂの出力が供給される。
【００３４】
詳細には、電界効果トランジスタＦＥＴがオンの期間では、電源トランスＴの磁束が増加し、電源トランスＴに磁気エネルギーが蓄えられる。この場合、整流平滑化回路４からの電流は、電源トランスＴの一次側を通り、電界効果トランジスタＦＥＴを流れる。また、電界効果トランジスタＦＥＴがオフの期間では、上記磁気エネルギーが放出され、磁束が残留磁束まで戻される。この場合、電流は、電源トランスＴの一次側巻線、スイッチングダイオードＤ３、抵抗Ｒ４と流れ、磁気エネルギーは、抵抗Ｒ４によって熱として消費される。
【００３５】
各２次巻線出力回路９では、その出力が各平滑用コンデンサＣ４〜Ｃ８によって平滑化され、所定の電圧が端子Ｖ１〜Ｖ５を介して図示しない各回路に供給される。すなわち、電源スイッチＳＷは、電源制御ＩＣ６に供給される電圧をオンすることにより、電源制御ＩＣ６が電源トランスＴの１次巻線側電圧を制御するため、このＣＲＴディスプレイ装置Ａを起動させるか否かを設定するスイッチとして機能する。
【００３６】
このように、上記構成および動作によれば、交流電圧の入力電圧が入力されると、ツェナーダイオードＺＤを含む定電圧回路５によって、入力電圧がそれより低い所定の電圧値に保持される。そして、保持された所定の電圧値は、定電圧回路５と電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃとの間に介在された電源スイッチＳＷがオンすることにより、電源制御ＩＣ６の電源端子Ｖｃｃに対して供給される。
【００３７】
そのため、電源スイッチＳＷには、たとえばＡＣ１００Ｖといった入力電圧がたとえば２４Ｖに変換されて印加されるので、従来のような高耐圧および高耐電流を備える大型かつ高価なものを用いる必要がなく、所定の電圧値に応じた耐圧および耐電流を備える小型かつ安価なものを用いることができる。そのため、部品コストの低減化を図ることができるとともに、部品の小型化を図ることができる。
【００３８】
また、この電源装置１が適用されたＣＲＴディスプレイ装置Ａでは、比較的小型の電源スイッチＳＷが用いられることにより、前面パネルＡ１上および前面パネルＡ１の裏側近傍における電源スイッチＳＷの配置スペースを小さくすることができる。そのため、前面パネルＡ１の表面積をできる限り小さくすることができ、ひいてはＣＲＴディスプレイ装置Ａの小型化を図ることができる。
【００３９】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記した電源装置１は、ＣＲＴディスプレイ装置Ａに適用されることに限らず、電源電圧が供給される装置であるならば、あらゆる種類の電子装置に適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、商用電源電圧からそれより低い所定の定電圧が生成される定電圧回路と制御回路の電源入力端との間に、手動操作により電源のオン／オフが切り替えられる電源スイッチが設けられるため、電源スイッチには、従来のような高耐圧および高耐電流を備える大型かつ高価なものを用いる必要がなく、所定の定電圧に応じた耐圧および耐電流を備える比較的小型かつ安価のものを用いることができ、部品の小型化を図ることができるとともに、部品コストの低減化を図ることができる。したがって、この電源装置をたとえばＣＲＴディスプレイ装置に適用した場合、小型の電源スイッチを用いることにより、前面パネルにおける電源スイッチの配置スペースを小さくできるので、ディスプレイ装置の前面パネルを小さくすることができ、ひいてはディスプレイ装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る電源装置を備えたＣＲＴディスプレイ装置の斜視図である。
【図２】電源装置の回路図である。
【図３】従来の電源装置の回路図である。
【図４】従来の他の電源装置の回路図である。
【符号の説明】
１ 電源装置
５ 定電圧回路
６ 電源制御ＩＣ
７ スイッチング回路
Ａ ＣＲＴディスプレイ装置
ＳＷ 電源スイッチ
ＺＤ ツェナーダイオード

Claims (3)

1. 電源トランス回路と、
   商用電源電圧を整流平滑化して直流電源電圧に変換し、上記電源トランス回路の１次巻線に供給する整流平滑化回路と、
   上記電源トランス回路の１次巻線に供給される上記直流電源電圧を断続するスイッチング素子と、
   上記スイッチング素子の断続動作を制御する制御回路と、
   上記制御回路への駆動電圧の供給または停止を行うための電源スイッチと、
   を備えた電源装置であって、
   上記駆動電圧として上記商用電源電圧からその電圧値よりも低い所定の電圧値を有する定電圧を生成する定電圧回路を備え、
   上記電源スイッチは、手動操作により電源のオン／オフが切り替えられるスイッチからなり、上記定電圧回路と上記制御回路の電源入力端との間に設けられていることを特徴とする電源装置。
2. 上記定電圧回路は、抵抗を介して上記商業電源電圧が入力されるツェナーダイオードと、このツェナーダイオードと並列に接続されたコンデンサとで構成されている、請求項１に記載の電源装置。
3. 請求項１または２に記載の電源装置を備え、上記電源スイッチが前面パネルに手動操作可能に配設されていることを特徴とする、ディスプレイ表示装置。

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