JP4350316B2 - 電源回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リモコン機能を持つ家庭用電化製品の電源回路に関する。とりわけこれら家庭用電化製品の待機時消費電流を低減する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリモコン機能を持つ家庭用電化製品の電源回路としては、図３の回路図に示されるような交流電圧を直流電圧に変換する手段（以下AC-DCコンバータと呼ぶ）を使用した電源回路が知られていた。即ち、AC-DCコンバータの出力電圧でリモコン用の制御回路ここではマイコン及び赤外線受光回路を駆動していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図３の回路ではテレビ等の家庭用電化製品において受像をオフにしてもリモコン信号を受ける為に赤外線受光回路とマイコンには電源を供給し続けなければならない。これを待機時消費電力と呼んでいる。しかしＡＣ−ＤＣコンバータの効率が悪くこの部分だけでも１Ｗ程度の電力を消費している。昨今の環境問題ではこの待機時の消費電力を極限まで低くすることが求められており現在の回路構成では到底実現できないものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために、ＡＣ−ＤＣコンバータを常時動作させずに電荷蓄積手段たとえば2次電池や電気2重層コンデンサに電気を貯えてマイコン及び赤外線受光回路に電力を供給する。これら電荷蓄積手段の電圧が所定の値より、具体的にはマイコン及び赤外線受光回路の動作最低電圧以下に下がる前にＡＣ−ＤＣコンバータを動作させて電荷蓄積手段を充電し、所定の電圧以上、具体的にはマイコン及び赤外線受光回路の動作最高電圧に上がる前に充電を停止する。このようにしてＡＣ−ＤＣコンバータの動作頻度を減少させて最も電力効率の悪いＡＣ−ＤＣコンバータでの電力を低減することにより全体的な待機時消費電力を低減する事ができた。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は電荷蓄積手段から赤外線受光回路とマイコンに電力を供給する接続にし、電荷蓄積手段の電圧変動を電圧検出手段にて検出し、その出力信号によってＡＣ−ＤＣコンバータを動作させる構成とする。
【０００６】
【実施例】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１を示す電源回路図である。ＡＣ入力からスイッチ１０７を介してＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が接続され、その出力はメインマイコン１０２の正電源に供給される。また、その出力はダイオード１１６を介してサブマイコン１０４と赤外線受光回路１０３と電荷蓄積手段１０６の正電源に供給される。この正電源は電圧検出手段１０５で電圧モニターされ、電圧検出手段１０５の出力はスイッチ１０７の開閉信号に利用される。赤外線受光回路１０３は外部から赤外線信号１１５を受けて出力１１０を出力し、その信号はメインマイコン１０２とサブマイコン１０４に入力される。サブマイコン１０４からは信号１１１がスイッチ１０７を閉じる為に利用される。また信号１１１は遅延回路１１２を経てメインマイコン１０２に入力される。メインマイコン１０２の出力信号１１３と１１７はサブマイコン１０４に入力される。またサブマイコン１０４からはスイッチ１０７を開く為に利用される信号１１８が出力される。
【０００７】
次に図１の回路の動作を説明する。スイッチ１０７が開状態でＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が停止しているとメインマイコン１０２は電源が供給されていない為停止している。電荷蓄積手段１０６が所定の電圧以下である場合は電圧検出手段１０５がスイッチ１０７を閉じるように信号を出す。これによりＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が動作し電荷蓄積手段１０６が充電される。と同時に赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４にも電源が供給される為これら回路は動作状態にある。その後電荷蓄積手段１０６が充電され所定の電圧まで上昇すると、電圧検出手段１０５の出力は反転しスイッチ１０７を開きＡＣ−ＤＣコンバータが停止する。しかしこの時赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４には電荷蓄積手段１０６から電源が供給されその動作を継続する。
【０００８】
今、リモコンから電源オンの命令コードに相当する赤外線信号１１５が赤外線受光回路１０３に入力されると赤外線受光回路１０３はサブマイコン１０４に信号１１０を出す。サブマイコン１０４は動作中である為信号１１１をスイッチ１０７に出しスイッチ１０７を閉じさせる。この時ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１は動作を開始する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が発生する電圧でメインマイコン１０２が動作を開始できる状態になる。実際には信号１１１を遅延回路１１２によって遅延させた信号でメインマイコン１０２が動作を開始する。この遅延回路はＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が起動し、出力電圧が充分立ち上がってからメインマイコン１０２のリセット解除を行わせる為のものである。さらにメインマイコン１０２は、起動後に信号１１７をサブマイコン１０４に出し、サブマイコンの消費電流を低減する意味でサブマイコン１０４の動作を停止させても良い。この場合にはメインマイコン１０２が正常に動作を始めたという事実にもなる為この電源回路の信頼性が向上する。但しサブマイコン１０４の消費電流が無視できるぐらい小さい場合にはあえてサブマイコン１０４を停止させなくても良い。メインマイコン１０２が動作を開始するとその後の赤外線信号１１５は赤外線受光回路１０３で増幅、フィルタリングされ信号１１０としてメインマイコン１０２で処理されることになる。
【０００９】
次に、リモコンから電源オフの命令コードに相当する赤外線信号１１５が赤外線受光回路１０３に入力されると赤外線受光回路１０３はメインマイコン１０２に信号１１０を出す。メインマイコン１０２は信号１１３をサブマイコン１０４に出しサブマイコン１０４の動作を開始させる。サブマイコン１０４が正常に動作を始めると、サブマイコン１０４は信号１１８をスイッチ１０７に送出してスイッチ１０７を開く。この方法は、サブマイコン１０４の動作が正常であるという事実にもなる為この電源回路の信頼性が向上する。次に、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が停止してメインマイコン１０２の電源供給が断たれる為、その動作も停止し消費電力の低減が図られる。電荷蓄積手段１０６の電荷は、ダイオード１１６によりメインマイコン１０２へ逆流はしない。
【００１０】
本発明では常に電荷蓄積手段１０６から赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４に電源が供給されている為、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が働いていない状態でも常に赤外線信号１１５を受信できる状態になっている。この状態では赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４と電圧検出手段１０５しか動作していない為、全体の消費電流を低くすることができる。通常メインマイコン１０２は１０ＭＨｚ程度のクロックで動作させる為５０ｍＡ程度の電流が必要であるが、これをサブマイコン１０４のみを動かすようにすれば１００μＡ程度の消費電流で済ませることができる。また赤外線受光回路と電圧検出手段１０５の合計消費電流も１００μＡ程度で済む。
【００１１】
また、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が動作するときは電荷蓄積手段の電圧が所定の電圧以下になった時だけである。このようにＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が間欠的に動作することにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１での消費電力をさらに低減することができる。ここで、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が動作する前記所定の電圧は電圧検出手段１０５により検知され、その電圧は赤外線受光回路１０３またはサブマイコン１０４の最低動作電圧付近の電圧である。一方、その後ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が動作を停止する時は、電荷蓄積手段１０６の電圧が充電により上昇し、その電圧が赤外線受光回路１０３またはサブマイコン１０４の最高動作電圧付近になった時に、電圧検出手段１０５の出力が反転することによって検知される。すなわち電圧検出手段１０５にヒステリシスを持たせてこれを実現する。また、この電圧検出はサブマイコン１０４がＡ／Ｄコンバータを有していればサブマイコンにやらせても良い。
【００１２】
本発明ではＡＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させる手段としてスイッチを用いたがＡＣ−ＤＣコンバータ自体にオン／オフ機能を持たせてＡＣ−ＤＣコンバータの動作／停止を実現しても良い。
また本発明の赤外線受光に関する回路は一般にプリント回路基板上にＩＣ化された回路をパッケージ状態またはベアチップ状態で実装されるいわゆるモジュールとして供給されている。これを赤外線受光モジュールと呼んでいる。本発明での電源回路はこの赤外線受光モジュールにも適用できる。すなわち制御手段と赤外線受光手段とサブマイコン、メインマイコン等の制御手段と電圧検出手段と電荷蓄積手段を同一プリント基板上に配置することにより小スペースの赤外線受光モジュールを作製することができる。ただし各手段は他の回路との配置の都合上もあり、必要に応じて前記プリント基板上に配置されることが望ましい。
（実施例２）
図２は本発明の実施例２を示す電源回路図である。ＡＣ入力からスイッチ１０７を介してＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が接続されその出力はメインマイコン１０２の正電源に供給される。またスイッチ１０８を介してＡＣ−ＤＣコンバータ１０９が接続されその出力はサブマイコン１０４と赤外線受光回路１０３と電荷蓄積手段１０６の正電源に供給される。電荷蓄積手段１０６は電圧検出手段１０５でモニターされ電圧検出手段１０５の出力はスイッチ１０８の開閉信号に利用される。赤外線受光回路１０３は外部から赤外線信号１１５を受けて出力１１０を出力し、その信号はメインマイコン１０２とサブマイコン１０４に入力される。サブマイコン１０４からは信号１１１がスイッチ１０７を閉じる為に出力される。また信号１１１は遅延回路１１２を経てメインマイコン１０２に入力される。メインマイコン１０２の出力信号１１３はサブマイコン１０４に入力されると同時に遅延回路１１４を介してスイッチ１０７を開く為に利用される。
【００１３】
次に図２の回路の動作を説明する。スイッチ１０７が開状態でＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が停止しているとメインマイコン１０２は電源が供給されていない為停止している。電荷蓄積手段１０６が所定の電圧以下である場合は電圧検出手段１０５がスイッチ１０８を閉じるように信号を出す。これによりＡＣ−ＤＣコンバータ１０９が動作し電荷蓄積手段１０６が充電される。と同時に赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４にも電源が供給される為これら回路は動作状態にある。その後電荷蓄積手段が充電され所定の電圧まで上昇すると、電圧検出手段１０５の出力は反転しスイッチ１０８を開きＡＣ−ＤＣコンバータが停止する。しかしこの時赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４には電荷蓄積手段１０６から電源が供給されその動作を継続する。
【００１４】
今、リモコンから電源オンの命令コードに相当する赤外線信号１１５が赤外線受光回路１０３に入力されると赤外線受光回路１０３はサブマイコン１０４に信号１１０を出す。サブマイコン１０４は動作中である為信号１１１をスイッチ１０７に出しスイッチ１０７を閉じさせる。この時ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１は動作を開始する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が発生する電圧でメインマイコン１０２が動作を開始できる状態になる。実際には信号１１１を遅延回路１１２によって遅延させた信号でメインマイコン１０２が動作を開始する。サブマイコン１０４は信号１１１を出した後その動作を停止して、消費電力を低減させるようにプログラムされていても良い。メインマイコン１０２が動作を開始するとその後の赤外線信号１１５は赤外線受光回路１０３で増幅、フィルタリングされ信号１１０としてメインマイコン１０２で処理されることになる。
【００１５】
次に、リモコンから電源オフの命令コードに相当する赤外線信号１１５が赤外線受光回路１０３に入力されると赤外線受光回路１０３はメインマイコン１０２に信号１１０を出す。メインマイコン１０２は信号１１３をサブマイコン１０４に出しサブマイコン１０４の動作を開始させる。と同時に信号１１３は遅延回路１１４により遅延させられスイッチ１０７を開くように働く。これによりＡＣ−ＤＣコンバータ１０１が停止してメインマイコン１０２の電源供給が断たれる為、その動作も停止し消費電力の低減が図られる。
【００１６】
本発明では常に電荷蓄積手段１０６から赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４に電源が供給されている為、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１，１０９が働いていない状態でも常に赤外線信号１１５を受信できる状態になっている。この状態では赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４と電圧検出手段１０５しか動作していない為、全体の消費電流を低くすることができる。通常メインマイコン１０２は１０ＭＨｚ程度のクロックで動作させる為５０ｍＡ程度の電流が必要であるが、これをサブマイコン１０４のみを動かすようにすれば１００μＡ程度の消費電流で済ませることができる。また赤外線受光回路と電圧検出手段１０５の合計消費電流も１００μＡ程度で済む。さらにＡＣ−ＤＣコンバータを１０１と１０９に分けた理由は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１の負荷電流はメイン回路を動かす為数十Ａオーダであるが、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０９の負荷電流は、赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４と電圧検出手段１０５だけであり数百μＡオーダの軽い負荷である。したがって負荷電流のオーダがあまりにも違う為、1つのＡＣ−ＤＣコンバータでこれを構成すると軽負荷時での効率が悪くなり、赤外線受光回路１０３とサブマイコン１０４と電圧検出手段１０５の消費電流だけでなくＡＣ−ＤＣコンバータでの消費電流が支配的になり低消費電流化を阻害する要因となる。本実施例ではこの理由によりＡＣ−ＤＣコンバータを2つ用意している。
【００１７】
また、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０９が動作するときは電荷蓄積手段の電圧が所定の電圧以下になった時だけである。このようにＡＣ−ＤＣコンバータ１０９を間欠的に動作する為ことにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０９での消費電力をさらに低減することができる。ここで、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０９が動作する前記所定の電圧は電圧検出手段１０５により検知され、その電圧は赤外線受光回路１０３またはサブマイコン１０４の最低動作電圧付近の電圧である。一方、その後ＡＣ−ＤＣコンバータ１０９が動作を停止する時は、電荷蓄積手段の電圧が充電により上昇し、その電圧が赤外線受光回路またはサブマイコンの最高動作電圧付近になった時に、電圧検出手段１０５の出力が反転することによって検知される。すなわち電圧検出手段１０５にヒステリシスを持たせてこれを実現する。また、この電圧検出はサブマイコン１０４がＡ／Ｄコンバータを有していればサブマイコンにやらせても良い。
【００１８】
本発明ではＡＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させる手段としてスイッチを用いたがＡＣ−ＤＣコンバータ自体にオン／オフ機能を持たせてＡＣ−ＤＣコンバータの動作／停止を実現しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明はＡＣ−ＤＣコンバータを常時動作させずに電荷蓄積手段たとえば2次電池や電気2重層コンデンサに電気を貯えてマイコン及び赤外線受光回路の電力を供給する。これによりＡＣ−ＤＣコンバータの動作頻度を減少させて最も電力効率の悪いＡＣ−ＤＣコンバータでの電力を低減することにより全体的な待機時消費電力の低減を実現するという効果がある。また本発明での電源回路を赤外線受光モジュールにも適用すれば、制御手段と赤外線受光手段とサブマイコン、メインマイコン等の制御手段と電圧検出手段と電荷蓄積手段を同一プリント基板上に配置することにより小スペースの赤外線受光モジュールを作製することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源回路における実施例１の説明図である。
【図２】本発明による電源回路における実施例２の説明図である。
【図３】従来の電源回路の説明図である。
【符号の説明】
１０２、１０９ ＡＣ−ＤＣコンバータ
１０３ メインマイコン
１０４ 赤外線受光手段
１０５ サブマイコン
１０６ 電圧検出手段
１０７ 電荷蓄積手段
１１２、１１４ 遅延回路
１１６ ダイオード

Claims (7)

1. 交流電圧を直流に変換する第１のＡＣ−ＤＣ変換手段に接続され、赤外線受光素子から発せられるリモコン信号をデコードするメインマイコンである第１制御回路と、
   前記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段に接続され、少なくとも電気機器の電源のオン・オフに関するリモコン信号をデコードし、前記第１の制御回路より消費電流の少ないサブマイコンである第２の制御回路で構成され、
   前記赤外線受光素子が第１の信号を受信し、前記第１の信号を前記第２の制御回路に出力すると、前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路の動作を開始させ、その後前記第２の制御回路自身を停止させ、前記赤外線受光素子が第２の信号を受信し、前記第２の信号を前記第１の制御回路に出力すると、前記第１の制御回路は前記第２の制御回路の動作を開始させた後、前記第１の制御回路自身の動作を停止することを特徴とする電源回路。
2. 前記電源回路は、さらに
   電荷蓄積手段と、
   前記電荷蓄積手段の電圧をモニタする電圧検出手段と、を備え、
   前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路が動作を停止しているときに、前記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
3. 前記電圧検出手段は、前記第２の制御回路によって前記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の動作が停止しているときに、
   前記電荷蓄積手段の電圧が所定の電圧値以下に下がった時、前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の動作を開始し、
   前記電荷蓄積手段の電圧が所定の電圧値以上に上がった時、前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の動作を停止する請求項２記載の電源回路。
4. 前記電源回路は、さらに
   前記第２の制御回路と前記第１の制御回路の間に遅延回路を備え、
   前記第２の制御回路が出力する前記第１の制御回路の動作を開始するための信号に遅延時間を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の電源回路。
5. 前記第２の制御回路と前記赤外線受光素子とを同一基板上に配置した請求項１から４のいずれか記載の電源回路。
6. 前記第２の制御回路と前記赤外線受光素子と電荷蓄積手段と電圧検出手段とを同一基板上に配置した請求項１から４のいずれか記載の電源回路。
7. 前記電圧検出手段と前記第２の制御回路と前記赤外線受光素子は、前記電荷蓄積手段から電源供給されている請求項１から６のいずれか記載の電源回路。

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