JP4523655B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、オン状態で機器内の蓄電素子に充電し、オフ状態で当該蓄電素子から機器に待機電力を給電する電子機器に関する。

一般に、液晶モニター等の電子機器のフロント電源スイッチは２次側スイッチであり、これがオフ状態であっても電子機器は待機電力を消費している。２次側スイッチの押下操作を監視するためにマイクロコンピュータが動作し、定期的に２次側スイッチの押下操作の有無をポーリングしているためである。また、テレビなどの電子機器では、リモートコントローラから送られるオン信号で２次側スイッチをオン状態にできるよう赤外線受光部とマイクロコンピュータを動作させ、オン信号の受光を常に監視している。そのため、このような電子機器はオフ状態であっても待機電力を消費している。

このような待機電力は商用交流電源等のメイン電源から給電されることが一般的であり、電子機器がオフ状態であってもメイン電源から待機電力が消費されてしまう。これに対し、オン状態で電子機器内の蓄電素子に充電し、オフ状態で当該蓄電素子から機器に待機電力を給電する方式が検討されている。この方式では蓄電素子から機器に待機電力を給電できる限り、機器をメイン電源から完全に切断することができる。例えば、特許文献１には、オン状態でバックアップ用電源回路のバッテリに充電し、オフ処理時にメイン電源の入力をリレースイッチで遮断し、バックアップ用電源回路からマイクロコンピュータの電源を供給することで、オフ状態でのメイン電源からの消費電力を抑制する回路が開示されている。

また、メイン電源が直流電源である場合の一例として、特許文献２には、電気自動車の走行開始時又は停止移行時等にサブバッテリを充電し、停止移行時に電子制御ユニットをメインバッテリから切断し、停止時にサブバッテリが電子制御ユニットに電力供給を行う電気自動車の制御装置が開示されている。さらに、特許文献２には、電気自動車の停止移行時に、インバータの平滑コンデンサに残留する電荷をサブバッテリに供給し、サブバッテリの充電に利用することで電力を有効利用することが開示されている。
特開平７−２８４２２５号公報 特開平１０−２４８２６３号公報

しかし、従来の方式では、オン状態で電源回路の平滑コンデンサに充電された電荷を、効率よく、オフ状態における待機電力の供給に利用することは困難であった。

例えば、特許文献１の方式には、オン状態で電源回路の平滑コンデンサに充電された電荷を、オフ状態における待機電力の供給に利用することは考慮されていない。すなわち、特許文献１の図１の回路においてリレー回路の接点が開かれ、高周波整流回路等を含む電源回路がメイン電源から切断された場合、高周波整流回路が具備する平滑コンデンサに残留している電荷は、それに接続された被駆動装置によって消費されてしまう。

また、特許文献２の方式には、電気自動車の停止移行時に、インバータの平滑コンデンサに残留する電荷をサブバッテリに供給し、サブバッテリの充電に利用することは開示されている。しかし、この方式では、インバータの平滑コンデンサに残留する電荷をサブバッテリに供給する際にも、インバータが走行モータに接続されているため、この電荷の少なくとも一部が走行モータで消費されてしまう。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オン状態で電源回路の平滑コンデンサに充電された電荷を、効率よく、オフ状態での待機電力の供給に利用することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明では課題を解決するために、電圧の変動を平滑化する平滑コンデンサを１以上含み、メイン電源からの給電電力を変換して負荷回路に給電する電源回路と、メイン電源の受電端と電源回路の入力端との間に接続された第１スイッチと、電源回路の出力端と負荷回路との間に接続された第２スイッチと、電源回路の出力端に接続された充電回路と、第１スイッチが開いて電源回路がメイン電源から切断されたオフ状態で、待機電力を給電する蓄電素子と、第２スイッチが開いて負荷回路が電源回路から切断された状態で、メイン電源から切断された電源回路の平滑コンデンサに残留している電荷の少なくとも一部を、充電回路によって蓄電素子に充電させる、オフ処理を実行させる制御部と、を有する電子機器が提供される。

このように本発明では、オフ処理時に、負荷回路を電源回路から切断した状態で、電源回路の平滑コンデンサに残留する電荷の少なくとも一部を蓄電素子に充電するため、オフ処理時に蓄電素子に充電すべき平滑コンデンサの残留電荷が負荷回路に消費されてしまうことを抑制できる。

また、本発明において好ましくは、オン状態で充電回路に設定される第１充電電圧は、オフ処理時に充電回路に設定される第２充電電圧よりも低い。

このようにオン状態よりもオフ処理時の充電電圧を高くすることにより、オン状態での蓄電素子の充電状態にかかわらず、オフ処理時に、平滑コンデンサの残留電荷を蓄電素子に充電することができる。例えば、オン状態で蓄電素子が第１充電電圧となるまで充電されていたとしても、第２充電電圧は第１充電電圧よりも高いため、充電回路は、オフ処理時に平滑コンデンサの残留電荷を蓄電素子に充電することができる。

また、本発明において好ましくは、制御部は、オフ処理時に、負荷回路を電源回路から切断してから電源回路をメイン電源から切断し、その後、充電回路に設定された第１充電電圧を第２充電電圧に変更し、平滑コンデンサに残留している電荷の少なくとも一部を蓄電素子に充電させる。

ここで、オフ処理時に、負荷回路を電源回路から切断してから電源回路をメイン電源から切断することにより、電源回路をメイン電源から切断した後に電源回路の平滑コンデンサに残留している電荷が負荷回路で消費されてしまうことを完全に防止できる。また、電源回路をメイン電源から切断した後に充電回路に設定された第１充電電圧を第２充電電圧に変更することにより、メイン電源が電源回路に接続された状態でメイン電源から供給された電荷が第２充電電圧で蓄電素子に充電され、オフ処理時に平滑コンデンサに残留する電荷が充電回路に充電できなくなるといった事態を完全に防止できる。

また、本発明において好ましくは、第２充電電圧で蓄電素子を充電した場合に蓄電素子に蓄えられるエネルギーと、第１充電電圧で蓄電素子を充電した場合に蓄電素子に蓄えられるエネルギーとの差は、オフ処理時に平滑コンデンサから蓄電素子に移動させることが可能な電荷が蓄電素子に充電されることによって蓄えられるエネルギー以上である。これにより、オフ処理時に平滑コンデンサに残留する電荷のうち、蓄電素子に移動させることが可能な電荷を十分に回生することができる。

また、本発明において好ましくは、メイン電源は交流電源であり、電源回路は、メイン電源から供給された交流電力を最初に直流電力に変換する整流回路を含み、平滑コンデンサの少なくとも一部は、整流回路の出力電圧の変動を平滑化する平滑回路を構成する。通常、メイン電源から供給された交流電力を最初に整流回路で整流した後に平滑化する平滑コンデンサの容量は他の平滑コンデンサのものよりも大きく、そこに蓄積されるエネルギーも大きい。よって、オフ処理時に、この平滑コンデンサに残留する電荷の少なくとも一部を蓄電素子に蓄積させる構成は、エネルギー効率上好ましい。

また、本発明において好ましくは、制御部は、オフ状態において電圧検出部で検出された蓄電素子の電圧が所定電圧以下となった場合、一定時間だけ第１スイッチを閉じて電源回路をメイン電源に接続する。これにより、オフ状態において蓄電素子に充電された電荷が減少し、十分な待機電力を供給できなくなる事態を防止できる。

以上のように本発明では、オン状態で電源回路の平滑コンデンサに充電された電荷を、効率よく、オフ状態での待機電力の供給に利用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について説明する。本形態はメイン電源が交流電源である場合の一例である。

＜構成＞
図１は、第１実施形態における電子機器１の電源部構成を説明するための回路図である。
本形態の電子機器１は、交流電源で駆動する液晶テレビ等であり、図１に例示するように、電源プラグ１１（「メイン電源の受電端」に相当）と、リレースイッチ１２（「第１スイッチ」に相当）と、リレー駆動回路１４と、緊急用スイッチ１３（「第３スイッチ」に相当）と、電源回路２０と、負荷スイッチ３１と、スイッチ駆動回路３２と、負荷回路４０と、降圧コンバータ５０（「充電回路」に相当）と、昇圧コンバータ６０，７０と、蓄電素子８０と、サブマイクロコンピュータ９１（「制御部」に相当）と、交流入力検出回路９２と、スイッチ押下監視回路９３と、フロント２次スイッチ９４と、リモートコントロール信号受光回路９５とを有する。

電源プラグ１１は、交流商用電源（ＡＣ１００Ｖ）等のメイン電源に接続され、電子機器１に交流電力を導入する。リレースイッチ１２は、そのリレーコイル１２ｃにリレー駆動回路１４から励磁電流が供給されることによって２つの接点１２ａ，１２ｂを開閉するラッチング型のスイッチである。緊急用スイッチ１３は、１つの押下操作で機械的に連動して開閉する２つの接点１３ａ，１３ｂを持つ連動型スイッチである。これらのリレースイッチ１２と緊急用スイッチ１３とは、電源プラグ１１の出力端１１ａ，１１ｂと電源回路２０の入力端２０ａ，２０ｂとの間に並列に接続される。

また、電源回路２０は、電圧の変動を平滑化する平滑コンデンサを１以上含み、メイン電源からの給電電力を変換して負荷回路４０に給電する。本形態の場合、電源回路２０は、メイン電源電力を整流する整流回路と、その整流電力を平滑化する平滑回路と、絶縁コンバータとからなる。図１に例示する電源回路２０は、電源回路２０の入力端２０ａ，２０ｂに接続されたブリッジ整流回路２１と、ブリッジ整流回路２１の出力端に接続され、その出力電圧の変動を平滑化する平滑回路を構成する平滑コンデンサ２２と、一次側コイル２３ａが平滑コンデンサ２２と並列に接続された高周波トランス２３と、一次側コイル２３ａと直列かつ平滑コンデンサ２２と並列に接続されたＦＥＴ等からなるスイッチング素子２４と、スイッチング素子２４のゲート電圧を制御してスイッチング素子２４をオンオフさせる電源制御回路２５と、アノードが高周波トランス２３の二次側コイル２３ｃに接続され、その出力を整流するダイオード２６と、その出力電力を平滑化して電源制御回路２５に供給するための平滑コンデンサ２７と、高周波トランス２３の二次側コイル２３ｂに接続され、その出力電力を整流する整流回路を構成するダイオード２８と、その整流回路の出力端に接続された平滑コンデンサ２９とからなる。そして、ダイオード２８のカソードは出力端２０ｃに接続され、二次側コイル２３ｂ及び平滑コンデンサ２９の端部のうちダイオード２８に接続されていない側の各端部は、接地された出力端２０ｄに接続される。

負荷回路４０は、例えば、インバータ回路、ＬＥＤドライブ回路、信号処理回路、メインマイクロコンピュータなどである。電源回路２０の出力端２０ｃ，２０ｄと負荷回路４０との間には、ＦＥＴスイッチ等の負荷スイッチ３１が接続される。スイッチ駆動回路３２は、負荷スイッチ３１の開閉を制御する。

また、電源回路２０の出力端２０ｃ，２０ｄは降圧コンバータ５０に接続される。図１の例の降圧コンバータ５０は、公知の降圧チョッパ回路を含み、一端が出力端２０ｃに接続されたＦＥＴ等からなるスイッチング素子５１と、その他端にカソードが接続されアノードが接地されたダイオード５３と、そのカソードに一端が接続されたコイル５４と、コイル５４の他端に一端が接続され他端が接地されたコンデンサ５５と、スイッチング素子５１のゲート電圧を制御してスイッチング素子５１をオンオフさせ、デューティーを変化させることで降圧コンバータ５０の出力電圧を変化させる電源制御回路５２とからなる。また、電源制御回路５２は、サブマイクロコンピュータ９１から供給された充電電圧情報に基づいてデューティーを変化させ、降圧コンバータ５０の出力電圧を第１充電電圧又は第２充電電圧に設定する。ここで、第１充電電圧はオン状態で電源制御回路５２に設定される電圧であり、第２充電電圧はオフ処理時及びオフ状態で電源制御回路５２に設定される電圧である。第１充電電圧は第２充電電圧よりも低い。第１充電電圧と第２充電電圧との関係の詳細は後述する。なお、「オン状態」とは、電源回路２０にメイン電源が接続された状態を意味する。また、「オフ状態」とは、リレースイッチ１２及び緊急用スイッチ１３が開かれ、電源回路２０がメイン電源から切断された状態を意味する。また、「オフ処理」とはオン状態をオフ状態に移行させる処理を意味する。

降圧コンバータ５０の出力端には、蓄電素子８０が接続される。図１の例では、コイル５４とコンデンサ５５との接点が蓄電素子８０の一端に接続され、蓄電素子８０の他端が接地される。なお、蓄電素子８０は、降圧コンバータ５０の出力電圧で充電され、電子機器１のオフ状態においてサブマイクロコンピュータ９１やリレー駆動回路１４等に待機電力を供給する素子である。また、蓄電素子８０の例は、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、リチウムイオン電池、バッテリ等である。

蓄電素子８０には、サブマイクロコンピュータに直流電力を供給する電源回路である昇圧コンバータ６０と、リレー駆動回路１４に直流電力を供給する電源回路である昇圧コンバータ７０とが並列に接続される。図１の例の昇圧コンバータ６０は、コイル６１とスイッチング素子６３とダイオード６４とコンデンサ６５とからなる公知の昇圧チョッパ回路とスイッチング素子６３を制御する電源制御回路６２とからなる。また、図１の例の昇圧コンバータ７０も、コイル７１とスイッチング素子７３とダイオード７４とコンデンサ７５とからなる公知の昇圧チョッパ回路とスイッチング素子７３を制御する電源制御回路７２とからなる。

また、フロント２次スイッチ９４は、例えば、プッシュ型スイッチであり、その押下操作を監視するスイッチ押下監視回路９３に接続されている。

＜オン処理＞
次に、オフ状態の電子機器１をオン状態にするオン処理を説明する。
電子機器１のオフ状態には２つのパターンがあり得る。１つ目は、サブマイクロコンピュータ９１やリレー駆動回路１４等に待機電力を供給可能な程度に蓄電素子８０に電荷が蓄えられているパターン１であり、２つ目は、待機電力を供給可能な程度に蓄電素子８０に電荷が蓄えられていないパターン２である。以下、これら２つのパターンでのオン処理を説明する。

［パターン１］
パターン１のオフ状態では、待機電力を供給可能な程度に蓄電素子８０に電荷が蓄えられており、リレースイッチ１２と緊急用スイッチ１３と負荷スイッチ３１とが開かれている。また、サブマイクロコンピュータ９１は、降圧コンバータ５０の出力電圧を第２充電電圧に設定するためのＨｉの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給している。

図２は、パターン１のオン処理を説明するためのタイミングチャートである。以下、この図を参照しながらパターン１のオン処理を説明する。
サブマイクロコンピュータ９１は、昇圧コンバータ６０を通じて蓄電素子８０から供給された電力によって駆動し、オントリガー信号の有無をポーリングする。具体的には、サブマイクロコンピュータ９１は、例えば、スイッチ押下監視回路９３で検出されるフロント２次スイッチ９４の押下や、リモートコントロール信号受光回路９５で検出されたオンを示すリモートコントロール信号の受光や、パワーセーブ復帰信号の入力等の有無を断続的に監視する。

ここで、いずれかのオントリガー信号が検出された場合、サブマイクロコンピュータ９１は、降圧コンバータ５０の出力電圧を第１充電電圧に設定するためのＬｏの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給する。さらに、サブマイクロコンピュータ９１はリレー駆動回路１４にセット信号を供給し、リレー駆動回路１４はリレーコイル１２ｃを励磁してリレースイッチ１２を閉じさせる。なお、リレー駆動回路１４は昇圧コンバータ７０を通じて蓄電素子８０から供給された電力によって駆動する。これにより、メイン電源が電源回路２０に接続され、電源回路２０に交流電力が供給される。

電源回路２０への交流電力の供給を検出した交流入力検出回路９２は、Ｈｉの交流入力検出情報をサブマイクロコンピュータ９１に供給する。サブマイクロコンピュータ９１は、これによって電源入力がオンとなったことを検知すると、負荷スイッチ３１を閉じさせるためのＨｉのスイッチ制御信号をスイッチ駆動回路３２に供給する。これにより、スイッチ駆動回路３２が閉じられ、電源回路２０が負荷回路４０に接続され、負荷回路４０に直流電力が供給される。

また、電源回路２０から降圧コンバータ５０に供給された直流電力は、降圧コンバータ５０によって第１充電電圧に変圧され蓄電素子８０に供給される。これにより、蓄電素子８０は第１充電電圧で充電される。

［パターン２］
パターン２のオフ状態では、待機電力を供給可能な程度に蓄電素子８０に電荷が蓄えられておらず、リレースイッチ１２と緊急用スイッチ１３と負荷スイッチ３１とが開かれている。
この場合には、まず、緊急用スイッチ１３が一定時間押下され、接点１３ａ，１３ｂが一定時間閉じられる。これにより、メイン電源が電源回路２０に接続され、電源回路２０に交流電力が供給される。電源回路２０はこれを直流電力に変換して降圧コンバータ５０に供給し、降圧コンバータ５０は蓄電素子８０を充電する。これにより、パターン１と同様な状態となるため、あとはパターン１と同様の処理を実行する。

＜オフ処理＞
次に、オン状態の電子機器１をオフ状態にするオフ処理を説明する。
オン状態では、リレースイッチ１２と負荷スイッチ３１とが閉じられている。また、サブマイクロコンピュータ９１は、降圧コンバータ５０の出力電圧を第１充電電圧に設定するためのＬｏの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給しており、蓄電素子８０が第１充電電圧で充電され、その電位が第１充電電圧となっている。

図３は、オフ処理を説明するためのタイミングチャートである。以下、この図を参照しながらオフ処理を説明する。
サブマイクロコンピュータ９１は、昇圧コンバータ６０を通じて供給された電力によって駆動し、オフトリガー信号の有無をポーリングする。具体的には、サブマイクロコンピュータ９１は、例えば、スイッチ押下監視回路９３で検出されるフロント２次スイッチ９４の押下や、リモートコントロール信号受光回路９５で検出されたオフを示すリモートコントロール信号の受光や、パワーセーブ信号の入力等の有無を断続的に監視する。

ここで、いずれかのオフトリガー信号が検出された場合、サブマイクロコンピュータ９１は、負荷スイッチ３１を開かせるためのＬｏのスイッチ制御信号をスイッチ駆動回路３２に供給する。これにより、スイッチ駆動回路３２が開かれ、電源回路２０が負荷回路４０から切断され、負荷回路４０への電力供給が停止する。

次に、サブマイクロコンピュータ９１は、リレー駆動回路１４にリセット信号を供給し、リレー駆動回路１４は、リレーコイル１２ｃを励磁してリレースイッチ１２を開かせる。これにより、メイン電源が電源回路２０から切断され、電源回路２０への交流電力の供給が停止する。

電源回路２０への交流電力の供給が停止したことを検出した交流入力検出回路９２は、Ｌｏの交流入力検出情報をサブマイクロコンピュータ９１に供給する。サブマイクロコンピュータ９１は、これによって電源入力がオフとなったことを検知すると、降圧コンバータ５０の出力電圧を第２充電電圧に設定するためのＨｉの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給する。これにより、電源回路２０の平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷の少なくとも一部が降圧コンバータ５０に送られ、降圧コンバータ５０はこれを第２充電電圧で蓄電素子８０に充電する。これにより、蓄電素子８０の電圧が第１充電電圧から第２充電電圧に移行する。

以上のように、負荷スイッチ３１を開いて負荷回路４０を電源回路２０から切断した状態で、メイン電源から切断された電源回路２０の平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷の少なくとも一部を蓄電素子８０に充電するため、平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷が負荷回路４０に消費されることなく蓄電素子８０に充電される。また、第１充電電圧＜第２充電電圧であるため、蓄電素子８０がオン状態において第１充電電圧で満充電されていたとしても、平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷の少なくとも一部を蓄電素子８０に充電することができる。特に、電源回路２０からメイン電源を切断してから蓄電素子８０の充電電圧を第１充電電圧から第２充電電圧に上げるため、メイン電源から電力が供給された状態で蓄電素子８０が第２充電電で充電されてしまう事態を防止できる。

＜再充電処理＞
次に、オフ状態において蓄電素子８０が所定電圧以下となった場合に実行される再充電処理を説明する。この処理は、オフ状態で蓄電素子８０が待機電力の電圧が低下し、待機電力が供給できなくなることを防止するための処理である。

蓄電素子８０の電圧は、サブマイクロコンピュータ９１、又は、別途設けられる電圧検出回路（図示せず）によって検出される。検出された蓄電素子８０の電圧は、サブマイクロコンピュータ９１で監視され、それが所定電圧以下となったか否かが判定される。なお、「所定電圧」は、蓄電素子８０が必要な待機電力を供給できる蓄電素子８０の電圧の範囲内で設定される。また、「必要な待機電力」とは、少なくとも、サブマイクロコンピュータ９１及びリレー駆動回路１４を駆動可能な電力を意味する。

ここで、蓄電素子８０の電圧が所定電圧以下となったと判定された場合、サブマイクロコンピュータ９１はリレー駆動回路１４にセット信号を供給し、リレー駆動回路１４はリレーコイル１２ｃを励磁してリレースイッチ１２を閉じさせる。これにより、電源回路２０に交流電力が供給され、電源回路２０はこれを直流電力に変換して降圧コンバータ５０に供給し、降圧コンバータ５０は第２充電電圧で蓄電素子８０を充電する。これにより、オフ状態で蓄電素子８０が待機電力の電圧が低下し、待機電力が供給できなくなることを防止できる。

サブマイクロコンピュータ９１はリレー駆動回路１４にセット信号を供給してから一定時間経過したことを検知すると、リレー駆動回路１４にリセット信号を供給してリレー駆動回路１４を開き、電源回路２０をメイン電源から切断する。なお、「一定時間」は、上記の「所定電圧」の蓄電素子８０を第２充電電圧で充電した場合に、蓄電素子８０の電圧が第２充電電圧となるまでの時間以上であれば十分である。しかし、この時間以下の０より大きい範囲で「一定時間」を設定してもよい。

＜サブマイクロコンピュータの制御処理＞
図４は、サブマイクロコンピュータ９１の制御処理を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１〜Ｓ６までがオン処理（パターン１）に対応し、ステップＳ７〜１３がオフ処理に対応し、ステップＳ１４〜Ｓ１７までが再充電処理に対応する。以下、この図を参照してサブマイクロコンピュータ９１の制御処理を説明する。

前述のようにサブマイクロコンピュータ９１は、オフ状態においてトリガー信号の有無を検出する（ステップＳ１）。ここで、オントリガー信号が検出されなかった場合には、ステップＳ１３に進み（ステップＳ２）、オントリガー信号が検出された場合には、サブマイクロコンピュータ９１がＬｏの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給し、電源制御回路５２の充電電圧を第２充電電圧から第１充電電圧へ変更する（ステップＳ３）。充電電圧を第１充電電圧へ変更した後、サブマイクロコンピュータ９１は、セット信号を出力してリレースイッチ１２を閉じさせる（ステップＳ４）。次に、サブマイクロコンピュータ９１は、Ｈｉの交流入力検出情報が入力されたか否かによって電源入力オンとなったか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、電源入力オンと判定されない場合、ステップＳ５の判定が繰り替えされる。一方、電源入力オンと判定された場合、サブマイクロコンピュータ９１は、Ｈｉのスイッチ制御信号をスイッチ駆動回路３２に供給し、負荷スイッチ３１を閉じさせる（ステップＳ６）。これにより、電子機器１がオン状態となる。

サブマイクロコンピュータ９１は、オン状態においてトリガー信号の有無を検出する（ステップＳ７）。ここで、オフトリガー信号が検出されなかった場合にはステップＳ７の処理が繰り返され（ステップＳ８）、オフトリガー信号が検出された場合にはＬｏのスイッチ制御信号をスイッチ駆動回路３２に供給し、負荷スイッチ３１を開かせる（ステップＳ９）。次に、サブマイクロコンピュータ９１は、リセット信号を出力してリレースイッチ１２を開かせる（ステップＳ１０）。次に、サブマイクロコンピュータ９１は、Ｌｏの交流入力検出情報が入力されたか否かによって電源入力オフとなったか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、電源入力オフと判定されない場合、ステップＳ１１の判定が繰り返される。一方、電源入力オンと判定された場合、サブマイクロコンピュータ９１は、Ｈｉの充電電圧情報を電源制御回路５２に供給し、電源制御回路５２の充電電圧を第１充電電圧から第２充電電圧へ変更する（ステップＳ１２）。

次のテップＳ１３では、サブマイクロコンピュータ９１が蓄電素子８０の電圧を検出し（ステップＳ１３）、検出された蓄電素子８０の電圧が所定電圧以下となったか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、蓄電素子８０の電圧が所定電圧以下でなければステップＳ１の処理に進み、蓄電素子８０の電圧が所定電圧以下であれば、サブマイクロコンピュータ９１はリレー駆動回路１４にセット信号を供給し、リレースイッチ１２を閉じさせる（ステップＳ１５）。次に、サブマイクロコンピュータ９１は、ステップＳ１５の処理から一定時間が経過したか否かを一定時間が経過したと判定されるまで繰り返す（ステップＳ１６）。ここで、ステップＳ１５の処理から一定時間が経過したと判定された場合、サブマイクロコンピュータ９１は、リレー駆動回路１４にリセット信号を供給してリレー駆動回路１４を開き（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１に移す。

＜第１充電電圧と第２充電電圧との関係＞
次に、第１充電電圧と第２充電電圧との関係を説明する。
前述のように、オン状態で降圧コンバータ５０に設定される第１充電電圧は、オフ処理時に降圧コンバータ５０に設定される第２充電電圧よりも低い（第１充電電圧＜第２充電電圧）。また、第２充電電圧で蓄電素子８０を充電した場合に蓄電素子８０に蓄えられるエネルギーと、第１充電電圧で蓄電素子８０を充電した場合に蓄電素子８０に蓄えられるエネルギーとの差は、オフ処理時に平滑コンデンサ２２，２９から降圧コンバータ５０に移動させることが可能な電荷が蓄電素子８０に充電されることによって蓄電素子８０に蓄えられるエネルギー以上であることが好ましい。これにより、たとえ蓄電素子８０がオン状態において第１充電電圧で満充電されていたとしても、平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷のうち、オフ処理時に蓄電素子８０に移動させることが可能な電荷をすべて蓄電素子８０に充電できるからである。なお、オフ処理時に蓄電素子８０に移動させることができない電荷が生じるのは、平滑コンデンサ２２，２９の電圧が低下していくと各コンバータを適切に駆動させるための電力を確保できなくなったり、蓄積されたエネルギーの一部が各コンバータの駆動などによって失われたりするからである。図１の例でこの関係を定式化すると以下の式（４）のようになる。

［記号の定義］
Ｃ１：平滑コンデンサ２２の容量
Ｖｃ１１：オン状態での平滑コンデンサ２２の電圧値
Ｖｃ１２：電源回路２０の絶縁コンバータの動作可能最低電圧
ηＰ１：電源回路２０の絶縁コンバータの変換効率
Ｃ２：平滑コンデンサ２９の容量
Ｖｃ２１：オン状態での平滑コンデンサ２９の電圧値
Ｖｃ２２：降圧コンバータ５０の動作可能最低電圧
ηＰ２：降圧コンバータ５０の変換効率
Ｃ０：蓄電素子８０の容量
Ｖｃ０１：第１充電電圧（オン状態での蓄電素子８０の充電電圧）
Ｖｃ０２：第２充電電圧（オフ処理時の蓄電素子８０の充電電圧）
Ｅ１：平滑コンデンサ２２の回生可能なエネルギー量
Ｅ２：平滑コンデンサ２９の回生可能なエネルギー量
Ｅ０：効率を加味した蓄電素子８０に回生可能なエネルギー量

［エネルギー回生計算］
E1=(1/2)×C1×(Vc11^2- Vc12^2) …(1)
E2=(1/2)×C2×(Vc21^2- Vc22^2) …(2)
E0=ηP2×(E2+ηP1×E1) …(3)
（なお、α^βはαのβ乗を示す）

［第１充電電圧と第２充電電圧との関係］
(1/2)×C0×(Vc02^2-Vc01^2)≧E0 …(4)

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態について説明する。本形態はメイン電源が直流電源である場合の一例である。
図５は、第２実施形態における電子機器１００の電源部構成を説明するための回路図である。なお、図５において第１実施形態と共通する部分には図１と同じ符号を用いた。

図５の図１との相違点は、電源プラグ１１の代わりに直流メインバッテリ１１１が設けられ、その出力端１１１ａ，１１１ｂ（「メイン電源の受電端」に相当）と電源回路１２０の入力端２０ａ，２０ｂとの間にリレースイッチ１２と緊急用スイッチ１３とが並列に接続される点、電源回路１２０がブリッジ整流回路２１を具備せず、入力端２０ａ，２０ｂが平滑コンデンサ２２の両端に接続される点である。また、動作については、メイン電源が直流電源であるためブリッジ整流回路２１による整流を行う必要がない以外、第１実施形態と同じである。このような構成であっても、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

〔その他の変形例〕
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態の構成の高調波対策として、ブリッジ整流回路２１と平滑コンデンサ２２との間に、例えば昇圧コンバータ７０と同様な構成の昇圧コンバータを接続し、その昇圧コンバータが具備する平滑コンデンサの残留電荷をも蓄電素子８０に充電する構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、電源回路２０，１２０のコンデンサ入力型平滑回路の平滑コンデンサ２２，２９に残留している電荷を蓄電素子８０に充電する構成を例示したが、電源回路がチョーク入力型平滑回路その他の平滑回路を具備し、その平滑回路が具備する平滑コンデンサに残留している電荷を蓄電素子８０に充電する構成であってもよい。また、第２実施形態において電源回路１２０に平滑コンデンサ２２を設けず、平滑コンデンサ２９の残留している電荷のみを蓄電素子８０に充電する構成であってもよい。

また、第１実施形態で示したブリッジ整流回路２１の代わりに半波整流回路等のその他の公知の整流回路を用いてもよく、ダイオード２８から構成される半波整流回路の代わりにブリッジ整流回路等のその他の公知の整流回路を用いてもよい。また、各スイッチの構成も上述の実施形態に限定されず、リレースイッチ１２として２巻線ラッチング型や電流保持型のものを用いたり、負荷スイッチ３１としてリレースイッチを用いたりする変形が可能なのはいうまでもない。

また、上述の説明では、オフ処理時に、負荷回路４０をメイン電源２０から切断した後、メイン電源をメイン電源２０から切断し、その後蓄電素子８０の充電電圧を切り替えるという、本発明にとって最適な処理手順を例示した。しかし、オフ処理時に、負荷回路４０をメイン電源２０から切断する処理と、メイン電源をメイン電源２０から切断する処理と、その後蓄電素子８０の充電電圧を切り替える処理とを同時に実行してもよい。また、各処理の移行時間が短いのであれば、オフ処理時に、負荷回路４０をメイン電源２０から切断してから蓄電素子８０の充電電圧を切り替え、その後メイン電源をメイン電源２０から切断するといった順序や、メイン電源をメイン電源２０から切断してから蓄電素子８０の充電電圧を切り替え、その後負荷回路４０をメイン電源２０から切断するといった順序や、メイン電源をメイン電源２０から切断してから負荷回路４０をメイン電源２０から切断し、その後蓄電素子８０の充電電圧を切り替える順序等、その他の順序で本発明が実施されてもよい。

また、上述のサブマイクロコンピュータ９１が実行する各処理手順をプログラムによって記述し、ＣＰＵがそのプログラムを実行することにより、上述の制御処理が実行されてもよい。また、この各処理手順を記述したプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておいてもよい。そして、そのプログラムをネットワーク経由で流通させたり、記録媒体に格納して流通させたりしてもよい。

本発明の産業上の利用分野としては、例えば、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、オーディオ機器等の交流電源で使用される電子機器の電源部や、ノート型パーソナルコンピュータやカーナビゲーション装置等の直流電源で使用される電子機器の電源部等を例示できる。

第１実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。 オン処理を説明するためのタイミングチャート。 オフ処理を説明するためのタイミングチャート。 サブマイクロコンピュータの制御処理を説明するためのフローチャート。 第２実施形態における電子機器の電源部構成を説明するための回路図。

符号の説明

１，１００ 電子機器
１１ 電源プラグ（メイン電源の受電端）
２０，１２０ 電源回路
２０ａ，２０ｂ 入力端
２０ｃ，２０ｄ 出力端
２２，２９ 平滑コンデンサ
１２ リレースイッチ（第１スイッチ）
３１ 負荷スイッチ（第２スイッチ）
４０ 負荷回路
５０ 降圧コンバータ（充電回路）
８０ 蓄電素子
９１ サブマイクロコンピュータ（制御部）

Claims (7)

1. 電圧の変動を平滑化する平滑コンデンサを１以上含み、メイン電源からの給電電力を変換して負荷回路に給電する電源回路と、
   前記メイン電源の受電端と前記電源回路の入力端との間に接続された第１スイッチと、
   前記電源回路の出力端と前記負荷回路との間に接続された第２スイッチと、
   前記電源回路の出力端に接続された充電回路と、
   前記第１スイッチが開いて前記電源回路が前記メイン電源から切断されたオフ状態で、待機電力を給電する蓄電素子と、
   前記第２スイッチが開いて前記負荷回路が前記電源回路から切断された状態で、前記メイン電源から切断された前記電源回路の前記平滑コンデンサに残留している電荷の少なくとも一部を、前記充電回路によって前記蓄電素子に充電させる、オフ処理を実行させる制御部と、
   を有する電子機器。
2. 請求項１の電子機器において、
   前記蓄電素子は、前記充電回路に設定された充電電圧で充電され、
   前記電源回路に前記メイン電源が接続されたオン状態で前記充電回路に設定される第１充電電圧は、前記オフ処理時に前記充電回路に設定される第２充電電圧よりも低い、
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項２の電子機器において、
   前記制御部は、
   前記オフ処理時に、前記負荷回路を前記電源回路から切断してから前記電源回路を前記メイン電源から切断し、その後、前記充電回路に設定された前記第１充電電圧を前記第２充電電圧に変更し、前記平滑コンデンサに残留している電荷の少なくとも一部を前記蓄電素子に充電させる、
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項２又は３の電子機器において、
   前記第２充電電圧で前記蓄電素子を充電した場合に前記蓄電素子に蓄えられるエネルギーと、前記第１充電電圧で前記蓄電素子を充電した場合に前記蓄電素子に蓄えられるエネルギーとの差は、
   前記オフ処理時に前記平滑コンデンサから前記蓄電素子に移動させることが可能な電荷が前記蓄電素子に充電されることによって前記蓄電素子に蓄えられるエネルギー以上である、
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項１又は２の電子機器において、
   前記制御部は、
   前記オフ処理時に、前記負荷回路を前記電源回路から切断してから前記電源回路を前記メイン電源から切断し、その後、前記平滑コンデンサに残留している電荷の少なくとも一部を前記蓄電素子に充電させる、
   ことを特徴とする電子機器。
6. 請求項１から５の何れかの電子機器において、
   前記メイン電源は交流電源であり、
   前記電源回路は、
   前記メイン電源から供給された交流電力を最初に直流電力に変換する整流回路を含み、
   前記平滑コンデンサの少なくとも一部は、
   前記整流回路の出力電圧の変動を平滑化する平滑回路を構成する、
   ことを特徴とする電子機器。
7. 請求項１から６の何れかの電子機器において、
   前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記オフ状態において前記電圧検出部で検出された前記蓄電素子の電圧が所定電圧以下となった場合、一定時間だけ前記第１スイッチを閉じて前記電源回路を前記メイン電源に接続する、
   ことを特徴とする電子機器。

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