JP6008794B2 - 電源供給装置及び映像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、イレギュラーな状態でも電子機器を安定に低消費電力の状態に保つことができる電源供給装置を実現することである。
交流電源に接続されて直流電圧を負荷回路に出力する主電源と、
前記主電源の出力に接続されて、前記主電源の出力が立ち上がったときに、リセットパルスを生成するリセットパルス生成回路と、
前記主電源の出力に接続されて蓄電する蓄電回路と、
スイッチ回路と、
前記蓄電回路の出力を電源電圧として受け、前記リセットパルス生成回路の出力を、前記スイッチ回路を介してそのリセット入力として受けて初期化される制御回路とを有し、
前記制御回路は、パワーオンオフ信号入力手段から出力されるパワーオンオフ制御信号を受けるように接続され、
前記制御回路は、前記主電源の出力の状態及び前記パワーオンオフ信号入力手段からのパワーオンオフ制御信号に基づいて、前記主電源を制御するための主電源制御信号と、前記スイッチ回路を制御するためのリセット禁止信号とを出力し、
前記主電源は、前記主電源制御信号によって制御されて、前記主電源制御信号が第1の状態にあるときに前記直流電圧を出力するオン状態となり、前記主電源制御信号が第2の状態にあるときに、前記直流電圧を出力しないオフ状態になり、
前記スイッチ回路は、前記リセット禁止信号によって制御されて、前記リセット禁止信号が第1の状態にあるときに、前記リセットパルス生成回路から出力されたリセットパルスを前記制御回路に伝える伝達状態になり、前記リセット禁止信号が第2の状態にあるときに前記リセットパルス生成回路から出力されたリセットパルスを前記制御回路に伝えない遮断状態になることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1の電源供給装置を示す。
図1に示す電源供給装置においては、交流電源例えば商用電源1からの交流電圧D1が主電源2に入力される。主電源2は、交流電圧を変圧し、整流し、平滑化して直流電圧D2を出力する。
主電源2の出力端子は、負荷回路6、リセットパルス生成回路3、及び蓄電回路7の入力端子に接続されるとともに、制御回路5の電圧検出端子5vに接続されている。
主電源2から出力された直流電圧D2は接続線21を介して負荷回路6にその電源電圧として供給される。主電源2の出力D2はまた、リセットパルス生成回路3及び蓄電回路7に供給され、さらに制御回路5の電圧検出端子5vに供給される。
リセットパルス生成回路3の出力端子はスイッチ回路4の入力端子に接続されている。スイッチ回路4の出力端子は制御回路5のリセット入力端子5rに接続されている。
蓄電回路7の出力端子は制御回路5の電源入力端子5pに接続され、蓄電回路7の出力電圧D7が制御回路5に、電源電圧として入力される。
制御回路5は、蓄電回路7から電源電圧D7の供給を受けている状態で、リセット入力端子5rにリセットパルスSrを供給されると、初期化される。
制御回路5は、初期化によって制御のためのソフトウェアを起動し、制御状態になり、上記のように、蓄電回路7の出力電圧D7が閾値Va以上か否かの判定を行うのみならず、電圧検出端子5vに印加されている直流電圧D2が予め定められた閾値Vt以上か閾値Vtよりも低いか(H即ち「有る」か、それともL即ち「無い」か)の判定、並びに主電源2及びスイッチ回路4の制御を行う。
制御回路5は、主電源2及びスイッチ回路4の制御のため、主電源制御信号D5a及びリセット禁止信号D5bを出力する。
主電源2は、主電源制御信号D5aが第1の状態、例えばL(Lレベル)のとき(出力されていないとき)に動作状態(オン状態)となり、主電源制御信号D5aが第2の状態、例えばH(Hレベル)のとき(出力されているとき)に、停止状態(オフ状態)となる。商用電源1から交流電圧が供給されていれば、主電源2が動作状態になると、主電源2からは直流電圧D2が出力される。
スイッチ回路4は、リセット禁止信号D5bが第1の状態、例えばL(Lレベル)のとき(出力されていないとき)に閉路状態(従って伝達状態)となり、リセット禁止信号D5bが第2の状態、例えばH(Hレベル)のとき(出力されているとき)に、開路状態(従って遮断状態)となる。スイッチ回路4が伝達状態にあるときは、リセットパルス生成回路3の出力D3がそのままスイッチ回路4の出力D4となり、スイッチ回路4が遮断状態にあるときは、リセットパルス生成回路3の出力D3がHであっても、スイッチ回路4の出力D4はLを維持する。
パワーオンオフ制御信号D8は、主電源2の出力電圧D2がL即ち「無い」ときに入力されると、パワーオンを指示乃至要求するものとして扱われ、主電源2の出力電圧D2がH即ち「有る」ときに入力されると、パワーオンを指示乃至要求するものとして扱われる。
なお、パワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号と、パワーオフを要求するパワーオンオフ制御信号とが異なる内容のものであっても良い。
また、制御回路5が制御状態にあって、主電源制御信号D5aをLにしている状態を「パワーオン制御状態」と言い、制御回路5が制御状態にあって、主電源制御信号D5aをHにしている状態を「パワーオフ制御状態」と言う。
図1のスイッチ回路4は、リセットパルス生成回路3の出力端子と制御回路5のリセット入力端子5rの間に配置され、そのオン又はオフにより、リセットパルス信号Srの制御回路5への入力(伝達又は遮断)を制御しているが、図2のスイッチ回路4Aは、リセットパルス生成回路3と制御回路5とを接続する信号線31とグランド(接地ノード)との間に配置され、スイッチ回路4Aのオフ又はオンにより、リセットパルス信号Srの制御回路5への入力(伝達又は遮断)を制御している。即ち、スイッチ回路4Aがオン状態(閉路乃至導通状態)になったときは、信号線31をグランドに接続し(信号線31をプルダウンし)、これにより、リセットパルス信号Srの制御回路5への入力を禁止し、一方、スイッチ回路4Aがオフ状態(開路乃至非導通状態)になったときは、信号線31をグランドに接続せず(信号線31をグランドから切り離し)、これにより、リセットパルス信号Srの制御回路5への入力を許可する。
その状態で、時刻t11に、交流電圧D1が入力される。図3(並びに後述の同様のタイミング図)では交流電圧D1についてはその振幅を示している。従って交流電圧D1についてのL、Hは、その振幅が小さいか大きいかを意味する。
なお、蓄電回路7の出力電圧D7がLであるときは、制御回路5は停止状態にあり、このときは、パワーオンオフ制御信号D8が入力されても、制御回路5はこれに応じた処理をすることができない。
また、パワーオンオフ制御信号D8が入力されている状態で交流電圧D1が入力される場合もあるが、その場合も、制御回路5は、制御状態となるまで(制御のためのソフトウェアが動作を開始するまで)は、パワーオンオフ制御信号D8に応じた処理をすることができず、入力されたパワーオンオフ制御信号D8は無視されることになる。具体的には、電源電圧D7がHになっても制御回路5は、初期化処理中は、パワーオンオフ制御信号D8が入力されてもこれを無視する。また、後述のパワーオンシーケンス実行中、及びパワーオフシーケンス実行中も、入力されたパワーオンオフ制御信号D8は無視される。
図5で、停電発生前の期間Pbにおいては、交流電圧D1が入力されている。また、制御回路5は、パワーオン制御状態にあり、制御回路5からの主電源制御信号D5aはLを維持し、主電源2が直流電圧D2を出力している。
主電源2の出力D2はHを維持しており、従ってLからHへの立ち上がりが生じないため、リセットパルス生成回路3もリセットパルスSrを出力しない。
制御回路5からのスイッチ回路4へ供給されるリセット禁止信号D5bはLに維持され、スイッチ回路4はオン状態を保つが、リセットパルスSrが入力されないので、スイッチ回路4の出力側からもリセットパルスSrは出力されない。
この状態では、主電源制御信号D5aがLを維持し、これにより停電からの復帰時に直流電圧D2が直ちに出力される(Hになる)ようにするとともに、リセット禁止信号D5bもLを維持して、これによりスイッチ回路4をオン状態に維持する。
なお、制御回路5は蓄電回路7の出力D7の低下が進んで制御できない程度までになると停止状態になるが、主電源制御信号D5aもリセット禁止信号D5bもHではなくてLなので、蓄電回路7から電圧D7が供給されなくなっても、これらの制御信号D5a、D5b(これらの制御信号を伝える信号線の電位)はLに維持される。
停電ではない状態であるので、交流電圧D1は異常なく入力され続けている。図6の期間Pcでは制御回路5がパワーオフ制御状態にあり、主電源制御信号D5aがHであり、主電源2がオフ状態であるので、蓄電回路7の放電が続き、その出力電圧D7が徐々に低下する。
主電源2は主電源制御信号D5aがHからLに立ち下げられたことを受けて、起動して、予め定められた遅延時間tbの経過後に直流電圧D2が立ち上がる。
制御回路5は初期化(リセット)動作が終了すると、パワーオン制御状態へ移行し、主電源2の出力D2の状態を確認し、直流電圧D2がH、即ち閾値Vt以上であるときは、停電状態ではないと判断してパワーオン制御状態を継続する。
このようにすれば、上記の初期化の後、主電源制御信号D5aをLにして主電源2をオン状態にする一方、負荷給電制御信号D5cをHにして負荷回路6をパワーオフ状態(給電されない状態)にすることができる。このようにすることで、電力消費を削減することができる。
なお、負荷回路6を複数の部分に分け、それぞれの部分ごとに負荷給電スイッチ回路(各々負荷給電スイッチ回路14と同様のもの)を設けて、制御回路5がそれぞれの負荷給電スイッチ回路に対してそれぞれ別個の制御信号を発生するようにしても良い。
(A) 図5のように停電状態になって、「停電検出、復帰待機」の制御状態になった場合、あるいは
(B) 後述の図9のようにパワーオフを要求するパワーオンオフ制御信号D8によってパワーオフ制御状態に移行した場合
である。
このようにすることで、制御回路5は蓄電回路7からの出力D7が閾値Vaよりもさらに低下して停止状態になるよりも前に、直流電圧D2が存在しないことを確認し、それに対応する処理を行う。即ち「停電検出、復帰待機」の状態に移行し、或いは該状態を維持する。
パワーオフを要求するパワーオンオフ制御信号D8が入力されると、制御回路5はパワーオフシーケンスを開始し、パワーオフシーケンスの実行後に主電源制御信号D5aをLからHに立ち上げて、主電源2を停止させる。主電源2が停止すると直流電圧D2がHからLに立ち下がり、制御回路5はパワーオフ制御状態に移行する。
この状態では、主電源2が停止し、制御回路5が蓄電回路7によって動作しているので消費電力が削減されるという効果がある。
パワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号D8が入力されると、制御回路5は、パワーオンシーケンスを開始し、リセット禁止信号D5bをLからHに立ち上げて、スイッチ回路4をオフ状態に設定し、その後主電源制御信号D5aをHからLに立ち下げる。
いずれにしても、主電源制御信号D5aがHからLに立ち下がった後、主電源2が起動するまでの遅延時間tbにばらつきがあることを考慮して、遅延時間のばらつきを吸収できる程度に時間間隔(余裕時間)tdをあけることとしている。このようにすることで本電源供給装置は安定して動作する。
そのようにしておけば、リセットパルスSrが立ち下がった直後に(或いは該立下りからできるだけ早く)リセット禁止信号D5bをHからLに立ち下げて、本電源供給装置を、パワーオン制御状態に移行させるようにすることができるからである。
このように構成すれば、ユーザーがパワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号D8を入力した後、本電源供給装置がパワーオン制御状態に移行するまでの待ち時間を短くすることができる。
(A) 図5のように停電状態になって、「停電検出、復帰待機」の制御状態になった場合、あるいは
(B) 上記の図9のようにパワーオフを要求するパワーオンオフ制御信号D8によるパワーオフ制御状態に移行した場合
である。
主電源2がオフ状態(パワーオフ制御状態又は「停電検出、復帰待機」の制御状態)においては、ルーチンST100において、パワーオン要求のチェックと蓄電回路の出力電圧D7のチェックを周期的に行う。
この場合パワーオン要求のチェック(ST103)と蓄電回路7の出力電圧D7のチェック(ST104)とを異なる周期で行っても良い。図示の例では、パワーオン要求のチェックの周期(ST101のTonc)を、蓄電回路7の出力電圧D7のチェックの周期(ST102のTd7c)よりも短くしている。
パワーオン要求があった場合には(ST103でYES)、図10及び図11に示すように、パワーオンシーケンスを実行する(ST111)。
上記の時間teは、主電源制御信号D5aをLにしてから主電源2の出力電圧D2が閾値Vt以上に立ち上がるのに要する時間よりも長くなるように設定される。即ち、上記の時間teの範囲は、もしも商用電源1が停電していなければ、主電源2の出力電圧D2が閾値Vt以上に立ち上がるタイミングを含むように設定される。
主電源2がオン状態にあるときは、ルーチンST200において、パワーオフ要求のチェックと電圧D2のチェックを周期的に行う。この場合パワーオフ要求のチェック(ST203)と電圧D2のチェック(204)とを異なる周期で行っても良い。図示の例では、パワーオフ要求のチェックの周期(ST201のTofc)を、電圧D2のチェックの周期(ST202のTd2c)よりも短くしている。
パワーオフ要求があった場合には(ST203でYES)、図9に示すように、パワーオフシーケンスを実行し(ST211)、パワーオフシーケンスが完了したら、パワーオフ制御状態に移行する(ST212)。
ステップST203でパワーオフ要求が無ければ、ステップST202に進む。
電圧D2がLであれば、図5に示すように、停電が発生したとの判定を行い(ST221)、「停電検出、復帰待機」の制御状態に移行する(ST222)。
ステップST204で電圧D2がLでなければ、ステップST201に進む。
図14は、本発明の実施の形態2の電源供給装置を示す。
図14に示す電源供給装置は、概して図1の電源供給装置と同じであるが、以下の点で異なる。即ち、リセットパルス生成回路3の出力端子がリセットパルス生成回路3の出力Srが制御回路5に入力されるように追加接続されている。即ち、リセットパルス生成回路3の出力はスイッチ回路4を介して制御回路5のリセット入力端子5rに入力されるのみならず、制御回路5のリセットパルス検出端子5sに直接入力されている。
図15は、本発明の実施の形態3の電源供給装置を示す。
図15に示す電源供給装置は、概して図1の電源供給装置と同じであるが、以下の点で異なる。即ち、パワーオンオフ信号入力手段8とは別に外部情報回路9からの出力D9が制御回路5の外部情報端子5eに入力される。
この状態において、パワーオンオフ制御信号D8が入力されてパワーオン制御状態になるまで(期間Piの処理)は、図10と同様である。
主電源2をオフにした結果、温度が低下して時刻t22において外部情報回路9の出力D9がLになったとすると、このとき、制御回路5はパワーオンシーケンスを開始し、まずリセット禁止信号D5bをLからHに立ち上げたあと、主電源制御信号D5aをHからLに立ち下げ、主電源2の出力D2をLからHに立ち上げ、その後パワーオン制御状態に移行する。
このように、パワーオンシーケンスを実行し、直流電圧有無判定(主電源2の出力D2がH、即ち閾値Vt以上か否かの判定)を実施し、直流電圧D2がHであること、即ち閾値Vt以上であることを確認した上で、パワーオン制御状態に移行する。
このように、パワーオンシーケンスを実行することで動作を安定させることができる。
図17は、本発明の実施の形態4の映像表示装置を示す。図17の実施の形態は、図1の電子機器が映像表示装置である場合に相当し、図1における負荷回路6が映像表示のための処理を行う回路で構成されており、映像信号VDが負荷回路6に入力される。映像信号VDは、静止画を表すものであっても良く、動画を表すものであっても良い。上記以外の点で図17の実施の形態は図1の実施の形態と同じである。
Claims (14)
- 交流電源に接続されて直流電圧を負荷回路に出力する主電源と、
前記主電源の出力に接続されて、前記主電源の出力が立ち上がったときに、リセットパルスを生成するリセットパルス生成回路と、
前記主電源の出力に接続されて蓄電する蓄電回路と、
スイッチ回路と、
前記蓄電回路の出力を電源電圧として受け、前記リセットパルス生成回路の出力を、前記スイッチ回路を介してそのリセット入力として受けて初期化される制御回路とを有し、
前記制御回路は、パワーオンオフ信号入力手段から出力されるパワーオンオフ制御信号を受けるように接続され、
前記制御回路は、前記主電源の出力の状態及び前記パワーオンオフ信号入力手段からのパワーオンオフ制御信号に基づいて、前記主電源を制御するための主電源制御信号と、前記スイッチ回路を制御するためのリセット禁止信号とを出力し、
前記主電源は、前記主電源制御信号によって制御されて、前記主電源制御信号が第1の状態にあるときに前記直流電圧を出力するオン状態となり、前記主電源制御信号が第2の状態にあるときに、前記直流電圧を出力しないオフ状態になり、
前記スイッチ回路は、前記リセット禁止信号によって制御されて、前記リセット禁止信号が第1の状態にあるときに、前記リセットパルス生成回路から出力されたリセットパルスを前記制御回路に伝える伝達状態になり、前記リセット禁止信号が第2の状態にあるときに前記リセットパルス生成回路から出力されたリセットパルスを前記制御回路に伝えない遮断状態になる
ことを特徴とする電源供給装置。 - 前記主電源がオフ状態にあり、
前記パワーオンオフ信号入力手段から前記制御回路にパワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号が入力されたときに、
前記制御回路は、前記主電源制御信号を前記第1の状態にし、前記リセット禁止信号を前記第2の状態にする
ことを特徴とする請求項1に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路は、
前記主電源制御信号を前記第1の状態にした状態での前記主電源の出力の状態の判定の結果に基づいて前記交流電源が停電状態か否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路は、前記主電源制御信号を前記第1の状態にした状態において、前記主電源の出力が予め定められた閾値よりも低ければ前記交流電源が停電状態であると判定することを特徴とする請求項3に記載の電源供給装置。
- 前記制御回路は、前記パワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号が入力されて、前記主電源制御信号を前記第1の状態にして前記主電源の出力を立ち上げるときに、
前記主電源の出力が立ち上がりに応じて前記リセットパルス生成回路が前記リセットパルスを出力している間、前記リセット禁止信号を前記第2の状態にする
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路は、
前記パワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号が入力されて、前記主電源制御信号を前記第1の状態にして前記主電源の出力を立ち上げるときに、前記リセット禁止信号を第2の状態にし、
前記リセットパルス生成回路によって生成される前記リセットパルスが立ち下がった後に、前記リセット禁止信号を前記第1の状態に戻す
ものを出力することを特徴とする請求項5に記載の電源供給装置。 - 前記パワーオンを要求する前記パワーオンオフ制御信号が入力されたとき、
前記制御回路は、前記リセット禁止信号を、予め定められた時間、前記第2の状態にすることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路が、
前記リセット禁止信号を前記第2の状態に維持する時間が前記制御回路によって調整可能である
ことを特徴とする請求項7に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路が、前記リセットパルス生成回路が生成した前記リセットパルスを、前記スイッチ回路を介して受けるのみならず、前記スイッチ回路を介さずに受けることができるように接続され、
前記制御回路は、前記リセットパルス生成回路から前記スイッチ回路を介さずに入力された前記リセットパルスの立下りを検出して、該立下りに応じて、前記リセット禁止信号を前記第1の状態に戻す
ことを特徴とする請求項2に記載の電源供給装置。 - 前記制御回路は、前記パワーオンを要求するパワーオンオフ制御信号に応じて前記主電源制御信号を前記第1の状態にし、それに応じて前記リセットパルスが立上がるか否かに基づいて前記交流電源が停電状態か否かの判定を行う
ことを特徴とする請求項9に記載の電源供給装置。 - 外部の情報を取得してその結果を出力する外部情報回路が前記制御回路に接続され、
前記制御回路は、前記外部情報回路の出力に基づいて前記主電源制御信号を前記第1の状態にするか前記第2の状態にするかの制御、及び前記リセット禁止信号を前記第1の状態にするか前記第2の状態にするかの制御を行う
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の電源供給装置。 - 前記主電源制御信号の前記第1の状態は、Lレベルの状態であり、
前記第2の状態は、Hレベルの状態であることを特徴とする
請求項1から11のいずれか1項に記載の電源供給装置。 - 前記リセット禁止信号の前記第1の状態はLレベルの状態であり、
前記第2の状態はHレベルの状態であることを特徴とする
請求項1から12のいずれか1項に記載の電源供給装置。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載の電源供給装置と、前記負荷回路とを備え、
前記負荷回路が映像を表示するための処理を行なうものである
ことを特徴とする映像表示装置。
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