JP2014079130A - Power source circuit of controller - Google Patents
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Abstract
【課題】電気機器の電源回路において待機時の交流電源遮断時に2次側電源の電圧低下を短時間化する追加の構成により低圧低耐消費電力の部品を用いられることを目的とする。
【解決手段】交流電源1から整流した1次電源を生成する整流手段2と1次電源の電力を消費し2次電源を出力する安定降圧手段3と交流電源1の通電を検知する電源遮断検知手段4と2次電源の供給で電源遮断検知手段4の検知信号から通電状態を判断し機器を制御する制御手段5とを備えた構成において、更に2次電源の負荷となる電力消費手段6を備えて、制御手段5おいて待機状態で、且つ交流電源の遮断を判断時に2次電源へ電力消費手段6を接続させる構成としたことにより、電源回路の電力を安定降圧手段3の動作と電力消費手段6で2分して消費できるために、電力消費量増加のための追加構成に低耐圧で、より電力消費の耐性が低いものを用いることができる電気機器の電源回路を得られる。
【選択図】図1An object of the present invention is to use a low-voltage and low-power-resistant component with an additional configuration for shortening the voltage drop of a secondary-side power supply when an AC power supply during standby is cut off in a power supply circuit of an electric device.
SOLUTION: A rectifying means 2 that generates a primary power source rectified from an AC power source 1, a stable voltage step-down means 3 that consumes power of the primary power source and outputs a secondary power source, and a power interruption detection that detects energization of the AC power source 1. In the configuration including the means 4 and the control means 5 for determining the energized state from the detection signal of the power interruption detection means 4 by supplying the secondary power supply and controlling the device, the power consumption means 6 as a load of the secondary power supply is further provided. The power consumption means 6 is connected to the secondary power supply when the control means 5 is in a standby state and it is determined that the AC power supply is cut off. Since the consumption means 6 can divide into two parts, it is possible to obtain a power supply circuit for an electric device that can use an additional configuration for increasing power consumption with a low withstand voltage and a lower resistance to power consumption.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気機器に制御のために搭載される制御回路の構成に対して安定した降下電圧を供給しながら機器の待機時においては電力消費量を低減させる制御装置の電源回路に関するものである。 The present invention relates to a power supply circuit for a control device that reduces power consumption during standby of equipment while supplying a stable voltage drop to the configuration of a control circuit mounted for control in an electrical equipment. .
近年、電気機器に搭載される制御装置の電源回路においては省電力の観点から商用電源等の主電源が通電された状態にはあるが電気機器を停止させている、いわゆる待機状態において消費される、一般的に待機電力として知られる主電源から消費される電力をできる限り低減する回路構成が求められている。 In recent years, a power supply circuit of a control device mounted on an electric device is consumed in a so-called standby state in which the main power source such as a commercial power source is energized but is stopped, from the viewpoint of power saving. There is a need for a circuit configuration that reduces as much as possible the power consumed by a main power source, commonly known as standby power.
また、電気機器に搭載される機器の制御を担う制御装置の主体は、電源の回路構成により安定化し降下させた電圧を電源として動作するマイクロコンピューターを用いて構成することが、ごく一般化している。 In addition, it is very common that the main body of the control device responsible for controlling the equipment mounted on the electrical equipment is configured using a microcomputer that operates using the voltage stabilized and lowered by the circuit configuration of the power supply as the power supply. .
この、マイクロコンピューターにおいては機器の動作の手順をプログラムとしてメモリー上に記憶し、この記憶させた手順に基づき順次、機器の制御動作を実行している。 In this microcomputer, the operation procedure of the device is stored as a program on a memory, and the control operation of the device is sequentially executed based on the stored procedure.
このような、マイクロコンピューターを主体とした制御装置は機器の待機状態においては制御動作に要する作業処理に応じた演算や判断のプログラム動作にまつわる処理数が機器の通常状態に対して最低となり、且つ制御対象となる回路構成の動作も停止することから制御装置自体として消費する電力も機器の待機状態が最低となる。 In such a control device mainly composed of a microcomputer, the number of processes related to the calculation operation and judgment program operation corresponding to the work process required for the control operation is the minimum in the normal state of the device in the standby state of the device, and the control is performed. Since the operation of the target circuit configuration is also stopped, the power consumed by the control device itself is the lowest in the standby state of the device.
また、マイクロコンピューターは安定した動作のためには電圧を一定化した電源の供給が必要であるが、合わせて機器に対して主電源が通電されたときの電源の電圧が上昇する時点においては、規定される比較的短時間の間に規定される電圧値以下から電圧を上昇させる必要があり、そして機器に対する主電源の通電が遮断されたときの電源の電圧が下降する時点においても同様に規定される比較的短時間の間に前記の規定される電圧値以下に電圧を降下させることが不可欠であり、この前記の規定の電圧は、いわゆるリセット電圧として一般的に知られている。 In addition, the microcomputer needs to be supplied with a constant voltage for stable operation, but at the same time the power supply voltage rises when the main power supply is energized to the device, It is necessary to increase the voltage from the voltage value below the specified voltage value for a relatively short time, and it is also specified when the power supply voltage drops when the main power supply to the equipment is cut off. It is indispensable to drop the voltage below the specified voltage value in a relatively short period of time. This specified voltage is generally known as a so-called reset voltage.
さらには、電源の回路構成は電圧の安定化のために構成要素として基本的にコンデンサーを備えており、主電源の通電が瞬間的に遮断されたとしても機器の通常動作の制御において制御装置で消費される電力を、この備えたコンデンサーに保持された電力から供給することで制御装置には安定し降下させた電圧の供給が途切れないように構成されている。 Furthermore, the circuit configuration of the power supply basically includes a capacitor as a component for stabilizing the voltage, and even if the main power supply is momentarily interrupted, the control device can control the normal operation of the device. By supplying the consumed electric power from the electric power held in the provided capacitor, the controller is configured so that the supply of the stably lowered voltage is not interrupted.
よって、制御装置において機器を待機状態としている時に主電源の通電が遮断されたときには、待機状態においては制御装置自体の消費電力が最低となることから制御の主体を担うマイクロコンピューターへの供給電圧は電源の回路構成に備わるコンデンサーに保持された電力が消費され尽くされるまでに、徐々に低下することになる。 Therefore, when the main power supply is cut off when the device is in the standby state in the control device, the power consumption of the control device itself is the lowest in the standby state, so the supply voltage to the microcomputer responsible for the control is The electric power held in the capacitor provided in the circuit configuration of the power supply is gradually reduced until it is consumed up.
この、マイクロコンピューターへの供給電圧の低下の速度は、制御装置において機器の通常動作の制御に対して待機時の消費電力をより低減させた構成とすればするほど遅くなることから、マイクロコンピューターの正常動作に不可欠なリセット電圧に対する電源電圧の短時間における変化を得難くなるために、主電源の機器への通電の断続に対する制御装置の安定動作に問題が生じ易くなる傾向にあった。 The speed of the decrease in the supply voltage to the microcomputer becomes slower as the power consumption during standby is further reduced with respect to the control of the normal operation of the device in the control device. Since it is difficult to obtain a change in the power supply voltage in a short time with respect to the reset voltage indispensable for normal operation, there is a tendency that a problem is likely to occur in the stable operation of the control device with respect to intermittent power supply to the main power supply device.
また、待機時の消費電力をより低減させた構成とすれば電源の回路構成に備わるコンデンサーに電圧が保持される時間自体もより長くなるために、主電源を遮断した後に実施する制御装置の修理等の保守作業時における感電障害に対するリスクが高まる傾向にあった。 In addition, if the power consumption during standby is further reduced, the time that the voltage is held in the capacitor provided in the circuit configuration of the power supply also becomes longer, so the repair of the control device performed after the main power supply is shut off There was a tendency for the risk of electric shock failure during maintenance work to increase.
このことから、省電力化を図りつつ、主電源の通電の断続に対して安定的に動作しながら保守作業時の感電障害に対するリスクをより低減できる制御装置の電源回路が求められている。 For this reason, there is a need for a power supply circuit for a control device that can reduce the risk of electric shock failure during maintenance work while stably operating against the intermittent power supply of the main power supply while saving power.
従来、この種の制御装置の電源回路は、主電源の通電の遮断を検知する構成と電源の回路構成に備わるコンデンサーによって保持される電力を消費させるための構成を付加して備えることで、制御装置において機器を待機状態としているときで、且つ主電源の通電の遮断を検知したときには電源の回路構成の保持する電圧をより短時間に低下させるために電源の回路構成に対する電力消費量を増加させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the power supply circuit of this type of control device is controlled by adding a configuration for detecting the interruption of energization of the main power supply and a configuration for consuming power held by a capacitor provided in the circuit configuration of the power supply. When the device is in the standby state in the apparatus and when the interruption of the main power supply is detected, the power consumption for the power supply circuit configuration is increased in order to reduce the voltage held by the power supply circuit configuration in a shorter time. What was made is known (for example, refer patent document 1).
以下、その制御装置の電源回路について図3を参照しながら説明する。 Hereinafter, the power supply circuit of the control device will be described with reference to FIG.
図3に示すように、主電源の供給源で1次側となる高圧の交流入力電源を整流化する三相整流スタック101と、この三相整流スタック101により整流化した高電圧を平滑する平滑用コンデンサー102と、この平滑用コンデンサー102に並列に接続して外部からの信号の入力により平滑用コンデンサー102の帯電荷を放電させる自動放電回路103と、交流入力電源の切断を検知して前記自動放電回路103による平滑用コンデンサー102の帯電荷の放電を切替える電源制御部104と、平滑用コンデンサー102に並列に接続して直流電源モジュールとして所定の直流電力を以降の負荷回路に供給するように形成されるDC−DCコンバーター105とからなり、電源制御部104において交流入力電源の切断を検知したときには自動放電回路103を介して1次側となる平滑用コンデンサー102の帯電荷を放電させるように構成されていた。
As shown in FIG. 3, a three-phase rectification stack 101 that rectifies a high-voltage AC input power source that is a primary side as a main power supply source, and a smoothing that smoothes a high voltage rectified by the three-phase rectification stack 101. Capacitor 102, an automatic discharge circuit 103 that is connected in parallel to the smoothing capacitor 102 and discharges the electric charge of the smoothing capacitor 102 in response to an external signal input, and the automatic input circuit 103 detects the disconnection of the AC input power source. A power
このような従来の制御装置の電源回路においては、三相整流スタック101により高圧の交流入力電源を整流化した高電圧に基づいて平滑用コンデンサー102に保持された帯電荷を電源制御部104において交流入力電源の切断を検知したときには自動放電回路103を介して放電させる構成となっていたので、電源の回路構成に保持される電力消費量を増加させるための自動放電回路103の構成においては、平滑用コンデンサー102によって電源の回路構成として保持された電力を単独の構成で消費できる能力が必要とされるために、電力消費を担う主要な構成には高耐圧で、高い電力消費に対する耐性が要求されることにより、低耐圧で、電力消費に対する耐性が低い、入手性により優れる汎用的な部品を用いることが難しいという課題を有していた。
In such a power supply circuit of the conventional control device, the power
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときに電源の回路構成の電力消費量を増加させるための構成として、低耐圧で、電力消費の耐性が低い、入手性により優れる汎用的な部品を用いることができる制御装置の電源回路を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and has a low breakdown voltage as a configuration for increasing the power consumption of the circuit configuration of the power supply when the device is in a standby state and the main power supply is shut off. Another object of the present invention is to provide a power supply circuit for a control device that can use general-purpose components that have low power consumption tolerance and are more easily available.
そして、この目的を達成するために、本発明は、制御機能を備えた電気機器に搭載される、電源の回路を構成する高圧の交流電源を整流し平滑化することで1次電源を生成する整流手段と、及び前記1次電源の電力を消費しながら規定の電圧に安定した2次電源を1次電源から降圧して出力する安定降圧手段を備え、また前記交流電源の機器への通電の状態を検知し、検知結果を電圧値変化の信号として2次電源側に出力する電源遮断検知手段と、前記2次電源からの電力の供給があれば動作して、前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号を読み取ることで前記交流電源の機器への通電の状態を判断しながら機器の制御動作を行い、また機器を停止状態とするところの待機状態においては2次電源の電力消費が最低となる制御手段とを備えた回路構成において、前記制御手段により前記2次電源への接続の遮断が制御され、2次電源へ接続された状態においては2次電源の電力消費の負荷となる電力負荷手段を更に備えて、前記制御手段において、機器を待機状態としている前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号から前記交流電源の機器への通電が遮断を判断したときには前記電力負荷手段を2次電源に対して接続させるように制御するようにとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention generates a primary power source by rectifying and smoothing a high-voltage AC power source that constitutes a power source circuit mounted on an electric device having a control function. Rectifying means, and stable voltage step-down means for stepping down and outputting a secondary power source stabilized at a specified voltage while consuming the power of the primary power source from the primary power source, and for energizing the AC power supply device A power-off detection unit that detects a state and outputs a detection result as a voltage value change signal to the secondary power source side; and operates when power is supplied from the secondary power source, and outputs the power-off detection unit The control operation of the device is performed while judging the state of energization to the device of the AC power supply by reading the voltage signal to be performed, and the power consumption of the secondary power supply is the lowest in the standby state where the device is stopped. Control means comprising In the circuit configuration, the control means controls the disconnection of the connection to the secondary power supply, and further includes power load means that becomes a load of power consumption of the secondary power supply when connected to the secondary power supply. In the control means, the power load means is connected to the secondary power supply when it is determined that the energization of the AC power supply equipment is cut off from the voltage signal output from the power interruption detection means which is in the standby state. It is intended to be controlled, thereby achieving the intended purpose.
本発明によれば、制御機能を備えた電気機器に搭載される、電源の回路を構成する高圧の交流電源を整流し平滑化することで1次電源を生成する整流手段と、及び前記1次電源の電力を消費しながら規定の電圧に安定した2次電源を1次電源から降圧して出力する安定降圧手段を備え、また前記交流電源の機器への通電の状態を検知し、検知結果を電圧値変化の信号として2次電源側に出力する電源遮断検知手段と、前記2次電源からの電力の供給があれば動作して、前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号を読み取ることで前記交流電源の機器への通電の状態を判断しながら機器の制御動作を行い、また機器を停止状態とするところの待機状態においては2次電源の電力消費が最低となる制御手段とを備えた回路構成において、前記制御手段により前記2次電源への接続の遮断が制御され、2次電源へ接続された状態においては2次電源の電力消費の負荷となる電力負荷手段を更に備えて、前記制御手段において、機器を待機状態としている前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号から前記交流電源の機器への通電が遮断を判断したときには前記電力負荷手段を2次電源に対して接続させるように制御するという構成にしたことにより、前記制御手段により、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときには前記電力負荷手段により2次電源の電力消費が増加することとなるために、電源の回路を構成する前記整流手段と前記安定降圧手段に全体として保持される電力は安定降圧手段による2次電源の生成に要する電力消費と、及び前記電力消費手段による低電圧側の2次電源の電力消費として、2つの要素に2分して分散させて消費できることとなるので、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときに電源の回路構成の電力消費量を増加させるための構成に対して、低耐圧で、電力消費の耐性が低い、入手性により優れる汎用的な部品を用いることができるという効果を得ることができる。
According to the present invention, rectifying means for generating a primary power source by rectifying and smoothing a high-voltage AC power source that constitutes a circuit of a power source, which is mounted on an electric device having a control function, and the primary Stable step-down means is provided for stepping down and outputting a secondary power source stabilized at a specified voltage while consuming the power of the power source from the primary power source, and detecting the state of energization of the AC power source device, and detecting the detection result The power cutoff detection means that outputs to the secondary power source side as a voltage value change signal, and operates when there is power supplied from the secondary power supply, and reads the voltage signal output from the power cutoff detection means. A circuit comprising a control means for performing control operation of the device while judging the state of energization of the device of the AC power supply, and in which the power consumption of the secondary power supply is minimized in the standby state where the device is stopped. In the configuration, the control The connection to the secondary power supply is controlled by the stage, and further includes power load means that becomes a load of power consumption of the secondary power supply when connected to the secondary power supply. The power load unit is controlled to be connected to the secondary power source when it is determined that the energization of the AC power supply device is cut off from the voltage signal output from the power cutoff detection unit in the standby state. Thus, when the device is in a standby state and the main power supply is shut off by the control means, the power consumption of the secondary power supply is increased by the power load means. And the power held by the stable voltage-lowering means as a whole are the power consumption required for generating the secondary power source by the stable voltage-lowering means, and the
本発明の請求項1記載の制御装置の電源回路は、制御機能を備えた電気機器に搭載される、電源の回路を構成する高圧の交流電源を整流し平滑化することで1次電源を生成する整流手段と、及び前記1次電源の電力を消費しながら規定の電圧に安定した2次電源を1次電源から降圧して出力する安定降圧手段を備え、また前記交流電源の機器への通電の状態を検知し、検知結果を電圧値変化の信号として2次電源側に出力する電源遮断検知手段と、前記2次電源からの電力の供給があれば動作して、前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号を読み取ることで前記交流電源の機器への通電の状態を判断しながら機器の制御動作を行い、また機器を停止状態とするところの待機状態においては2次電源の電力消費が最低となる制御手段とを備えた回路構成において、前記制御手段により前記2次電源への接続の遮断が制御され、2次電源へ接続された状態においては2次電源の電力消費の負荷となる電力負荷手段を更に備えて、前記制御手段において、機器を待機状態としている前記電源遮断検知手段の出力する電圧信号から前記交流電源の機器への通電が遮断を判断したときには前記電力負荷手段を2次電源に対して接続させるように制御するという構成を有する。これにより、前記制御手段により、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときには前記電力負荷手段により2次電源の電力消費が増加することとなるために、
電源の回路を構成する前記整流手段と前記安定降圧手段に全体として保持される電力は安定降圧手段による2次電源の生成に要する電力消費と、及び前記電力消費手段による低電圧側の2次電源の電力消費として、2つの要素に2分して分散させて消費できることとなるので、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときに電源の回路構成の電力消費量を増加させるための構成に対して、低耐圧で、電力消費の耐性が低い、入手性により優れる汎用的な部品を用いることができるという効果を奏する。
A power supply circuit for a control device according to
The power held as a whole in the rectifying means and the stable step-down means constituting the circuit of the power supply is the power consumption required for generating the secondary power supply by the stable step-down means, and the secondary power supply on the low voltage side by the power consuming means Power consumption can be divided into two parts and distributed, so that when the device is in a standby state and the main power supply is shut off, the power consumption of the circuit configuration of the power supply is increased. With respect to the configuration, there is an effect that a general-purpose component having low withstand voltage, low power consumption tolerance, and excellent availability can be used.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は制御機能を備えた電気機器に搭載される制御回路の構成の概略を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an outline of a configuration of a control circuit mounted on an electric device having a control function.
機器の外部となる電力供給源の主電源であるところの交流電源1の交流電圧を、先ずは交流電圧を整流して平滑化することにより図上、V1で示している直流高圧の1次電源を生成する整流手段2で機器の内部に引き込んでいる。
The AC voltage of the
この整流手段2の次段には1次電源に備える電力を消費しながら電圧を降圧して規定の電圧に安定化させる安定降圧手段3を接続して配置することで、1次電源から、図上、V2で示している低圧直流の安定化させた2次電源を生成して出力している。 In the next stage of the rectifying means 2, a stable voltage-lowering means 3 for lowering the voltage and stabilizing it to a specified voltage while consuming electric power provided for the primary power supply is connected and arranged from the primary power supply. Above, a low-voltage direct current stabilized secondary power source indicated by V2 is generated and output.
この安定降圧手段3の次段には2次電源を電力源として動作する機器の制御動作を行うための制御手段5を接続している。
A control means 5 for performing a control operation of a device that operates using a secondary power source as a power source is connected to the next stage of the stable voltage step-
また、交流電源1には交流電源1の通電の遮断を検知して、その検知結果を低圧の電圧信号として制御手段5に対して出力する電源遮断検知手段4も接続している。
The
また、2次電源には、2次電源の電力消費の負荷となり制御手段5の電圧信号により2次電源に対する接続の開放を制御できるように構成した電力消費手段6を接続している。 The secondary power supply is connected to a power consuming means 6 configured to be a load of power consumption of the secondary power supply and to control the opening of the connection to the secondary power supply by the voltage signal of the control means 5.
なお、2次電源には図1において2次電源の配線の右端に示した矢印以降においても2次電源を電力供給源として動作するLED等の表示装置やブザー等の発音装置、あるいは電動機等の動力装置等の機器の制御要素となり、制御手段5による制御対象となる装置類が接続されるものであるが、本考案の要旨には関係しないことから詳細の説明は省くものとする。 The secondary power source includes a display device such as an LED, a sounding device such as a buzzer, or a motor that operates using the secondary power source as a power supply source after the arrow shown at the right end of the wiring of the secondary power source in FIG. Although it becomes a control element of apparatuses, such as a power unit, and the apparatus controlled by the control means 5 is connected, since it is not related to the summary of this invention, detailed description shall be abbreviate | omitted.
ここで、交流電源1は、例えば商用交流電源であり日本国内においてはAC100V(50/60Hz)である。
Here, the
ここで、整流手段2は特定の構成を規定するものでは無く、ダイオード等の整流素子を用いることで交流電圧を整流化するものでれば良い。
Here, the rectifying
ここで、安定降圧手段3は特定の構成を規定するものでは無いが、例えば入力される電源の電力を消費することで動作し、トランスの1次側に対して電源電圧の導通を断続的に切り替えることでトランスの2次側に降圧させた断続電圧を発生させて、ダイオード等の整流素子を用いることで断続電圧を整流化しながら、この整流化した電圧の電圧値を帰還して、帰還した電圧が基準電圧と異なるときは断続電圧の周期や間隔を変化させることで規定の電圧値(例えばDC5V等)に出力する電圧を安定化させる、一般的なスイッチングレギュレーターの構成を用いるものであり、本実施例においては交流電源1の片側と2次電源の基準電位(GND)側を共通とした非絶縁型の概略の構成で示している。
Here, although the stable voltage step-down means 3 does not define a specific configuration, it operates by, for example, consuming the power of the input power supply, and intermittently connects the power supply voltage to the primary side of the transformer. By switching, the intermittent voltage that is stepped down to the secondary side of the transformer is generated and the intermittent voltage is rectified by using a rectifier such as a diode, and the voltage value of the rectified voltage is fed back and fed back. When the voltage is different from the reference voltage, it uses a general switching regulator configuration that stabilizes the voltage output to a specified voltage value (for example, DC5V) by changing the period and interval of the intermittent voltage. In this embodiment, one side of the
なお、安定降圧手段3においてスイッチングレギュレーターの構成を用いたものであっても、入力される電源の電力を消費することで電力の変換の動作を行い降圧した出力を生成することから、入力電力に対する出力電力の変換効率は一般的には60%〜90%程度となり、10%〜40%程度の電力は損失となって安定降圧手段3において熱となり消費されることとなる。 Even if the switching regulator configuration is used in the stable voltage step-down means 3, the power conversion operation is performed by consuming the power of the input power supply, and the stepped-down output is generated. The conversion efficiency of the output power is generally about 60% to 90%, and the power of about 10% to 40% becomes a loss and is consumed as heat in the stable voltage step-down means 3.
ここで、整流手段2や安定降圧手段3は電源の回路構成の主要な構成要素となるために、前述した通り、整流化した電圧をより安定化させるために電力を電荷として保持するコンデンサー7aや7bを備えている。
Here, since the rectifying means 2 and the stable voltage step-down means 3 are the main components of the circuit configuration of the power supply, as described above, the
ここで、制御手段5は前述したマイクロコンピューターで構成しているものであり、例えば演算や判断処理を行う中央演算装置や、外部の電圧変化の信号を取り込み、且つ出力できる入出力端子や、アナログ電圧信号をデジタル値に変換して取り込めるA/D入力端子や、動作手順をソフトウェアーとして記憶するためのリードオンリーメモリーや、演算や判定状態を一時的に保存するランダムアクセスメモリー等を一体として内蔵することにより制御動作を単独で処理して実行できる、いわゆる1チップマイクロコンピューターを用いるものである。 Here, the control means 5 is composed of the above-described microcomputer. For example, a central processing unit that performs calculation and determination processing, an input / output terminal that can capture and output an external voltage change signal, and an analog Built-in A / D input terminal for converting voltage signals into digital values, read-only memory for storing operation procedures as software, and random access memory for temporarily storing calculation and judgment status By doing so, a so-called one-chip microcomputer that can process and execute the control operation independently is used.
なお、この1チップマイクロコンピューターに備わる入出力端子は、印加される電源が正常動作範囲以下の停止した状態にあれば高抵抗状態として電流の入出力が行われない状態であることが基本的仕様であり、印加される電源が正常動作範囲内へ変化した以降の正常動作において、ソフトウェアー記述に基づく内部処理により端子の状態(電源電位の正電位側や基準電位(GND)側、もしくは高抵抗状態の入力端子化)を規定するものである。 The basic specification is that the input / output terminal of this one-chip microcomputer is in a state where no input / output of current is performed as a high resistance state if the applied power supply is in a stopped state below the normal operating range. In the normal operation after the applied power supply changes to the normal operation range, the terminal state (the positive potential side of the power supply potential, the reference potential (GND) side, or the high resistance) by internal processing based on the software description State input terminal).
また、この1チップマイクロコンピューターは正常動作のためには供給される電源の電圧の上昇と下降においては、規定される比較的短時間の間に規定されるリセット電圧を閾値とした電圧値の上昇と下降方向の変化が不可欠であることは、前述した通りである。 In addition, for the normal operation of this one-chip microcomputer, in the rise and fall of the power supply voltage supplied, the voltage value rises with the reset voltage defined for a relatively short time as a threshold. As described above, the change in the descending direction is indispensable.
ここで、電源遮断検知手段4は例えば図に示している通り、例えば交流電源1の交流電圧を抵抗8aと2次電源の基準電位(GND)側に片側を接続した抵抗8bで分圧することで降下して、抵抗8bの両端に生じる低圧の交流電圧でスイッチ素子であるところのNPN型のトランジスター9aのベース端子に印加する構成として、トランジスター9aのコレクターとエミッター端子間を断続的に導通状態とすることで、2次電源に接続した抵抗8cの両端間に2次電源の安定電圧で、且つ交流電源1の交流の周期に同期した矩形の電圧信号を生じさせるようにしたものである。
Here, for example, as shown in the figure, the power shutoff detection means 4 divides the AC voltage of the
このように構成した電源遮断検知手段4においては、抵抗8cの両端間の電圧に変化が無い状態は機器への交流電源1の通電が遮断されていることを示していることとなるために、交流電源1の通電の遮断は抵抗8cの両端間の電圧値が一定となる状態として検知できることとなる。
In the power cutoff detection means 4 configured in this way, the state where the voltage across the
よって、抵抗8cの両端間の電圧値を制御手段5の主体を構成する1チップマイクロコンピューターにおいて入出力やA/D入力の端子5aで読み込んだ後に、内部処理において交流電源1の交流の周期に同期して変化していないことを判定すれば交流電源1の通電の遮断を判断できることとなる。
Therefore, after the voltage value across the
ここで、電力消費手段6は、例えば2次電源に抵抗体を接続して電流を導通させることで2次電源の電力を消費させるものであり、この抵抗体であるところ抵抗8eの一端を2次電源の正電位側に接続し、もう一端をNPN型のトランジスター9bのコレクター端子に接続して、NPN型のトランジスター9bのエミッター端子を2次電源の基準電位(GND)側に接続することで、トランジスター9bのベース端子に電流の印加があればトランジスター9bのコレクターとエミッター端子間が導通状態となり、抵抗8dに2次電源が印加されることで2次電源の電力を抵抗8dの発熱により消費させるようにしたものである。
Here, the power consuming means 6 is, for example, one that consumes the power of the secondary power source by connecting a resistor to the secondary power source and conducting the current, and the resistor 8e is connected to one end of the resistor 8e. By connecting to the positive potential side of the secondary power supply, connecting the other end to the collector terminal of the
また、トランジスター9bのベース端子と2次電源の正電位側の間には抵抗8eを配置して接続して、基本的には抵抗8eを介して2次電源の電圧に基づく電流がベース端子に流れ込むようにすることで、外部からこのベース端子を2次電源の基準電位(GND)側に接続しない限りにおいては抵抗8dにより2次電源の電力が消費されるように構成しているものである。
Further, a resistor 8e is arranged and connected between the base terminal of the
よって、このように構成した電力消費手段6においては、トランジスター9bのベース端子を制御手段5の主体を構成する1チップマイクロコンピューターの入出力端子5bと接続した構成とすれば、1チップマイクロコンピューターの内部処理によって入出力端子5bの出力電位を2次電源の基準電位(GND)に設定すれば2次電源に対する抵抗8dの接続は開放されて抵抗8dによる2次電源の電力消費は停止状態となり、また2次電源の正電位(もしくは高抵抗状態)とすれば2次電源に抵抗8dが接続されることで2次電源の電力消費量が増加する状態に切り替えることができることとなる。
Therefore, in the power consuming means 6 configured as described above, if the base terminal of the
また、制御手段5の主体を構成する1チップマイクロコンピューターは、前述した通り、印加される電源が正常動作範囲以下で停止した状態にあれば入出力端子5bは高抵抗状態となることから、制御手段5が停止している状態にあれば抵抗8dにより2次電源の電力は常に消費される状態となる。
Further, as described above, the one-chip microcomputer constituting the main body of the control means 5 controls the input / output terminal 5b in a high resistance state when the applied power source is stopped below the normal operating range. If the
なお、電力消費手段6における2次電源の電力消費の設定は、待機状態において交流電源1の通電が遮断されたときに電源の回路の主要をなす整流手段2や安定降圧手段3に備わるコンデンサー7aや7bにより保持される電力によって2次電源が規定の電圧を安定して供給している状態から、2次電源の出力電圧値を制御手段5の構成の主体となる1チップマイクロコンピューターにて規定される時間の間にリセット電圧以下に降下させることができるように設定するものであり、これにより1チップマイクロコンピューターを正常に停止させ、次回の2次電源の電圧上昇時に1チップマイクロコンピューターが正常に起動できるような2次電源の出力電圧の変化が得られるように設定するものである。
The power consumption of the secondary power source in the
よって、制御手段5の主体となる抵抗8dは前記した2次電源の電力消費を可能する抵抗値を設定し、且つ応じた電力消費耐性を備えるものを選定するものである。
Therefore, the
次に、図2に示したフローチャートにより制御手段5において機器の待機状態であって2次電源の通電が遮断されたときに実施する制御処理の手順について説明する。
Next, the procedure of the control process executed when the
ここで、図2は前記の通り、機器の制御処理の手順において待機状態における2次電源の通電遮断時に対する制御処理部分の判定と応じて実施する処理のルーチンのみを抜き出して示したものである。 Here, as described above, FIG. 2 shows only the routine of the process to be executed in accordance with the determination of the control processing part when the energization of the secondary power supply is cut off in the standby state in the device control processing procedure. .
よって、機器の制御の主な処理と機器の待機状態への変更処理、及び交流電源1の遮断の判断そのものの処理は主ルーチンとして図上、点線で示した繰り返しループの中で実施しているものとする。
Therefore, the main process of device control, the process of changing the apparatus to the standby state, and the process of determining whether to cut off the
本ルーチンは、先ず、ステップS1において機器が待機状態にあることを判断して、結果、待機状態に無いときにはステップS2に移行して、入出力端子5bを2次電源の基準電位の状態に保ったまま、主ルーチンに戻ることとなる。 In this routine, first, in step S1, it is determined that the device is in a standby state. As a result, when the device is not in a standby state, the routine proceeds to step S2, and the input / output terminal 5b is kept at the reference potential state of the secondary power supply. Return to the main routine.
ステップS1において機器が待機状態にあることが判断されたときには、次にステップS3に移行することとなる。 When it is determined in step S1 that the device is in a standby state, the process proceeds to step S3.
ステップS3においは交流電源1の通電が遮断された状態にあるかを判断して、結果、遮断状態に無いときにはステップS2に移行して、入出力端子5bを2次電源の基準電位の状態に保ったまま、主ルーチンに戻ることとなる。
In step S3, it is determined whether the energization of the
ステップS3において交流電源1が遮断状態にあることが判断されたときには、次にステップS4に移行することとなる。
When it is determined in step S3 that the
ステップS4においは入出力端子5bを高抵抗状態(あるいは2次電源の正電位)に変更して、主ルーチンに戻ることとなる。 In step S4, the input / output terminal 5b is changed to the high resistance state (or the positive potential of the secondary power supply), and the process returns to the main routine.
以上、よって、ステップS4へと移行する状態にあれば機器は待機状態にあって、且つ交流電源1の通電が遮断された状態にあることとなり、もって電力消費手段6による2次電源の電力の消費が開始されることとなる。
As described above, if the state is shifted to step S4, the device is in a standby state and the energization of the
このような構成によれば、交流電源1の交流電圧が機器に接続された状態において整流手段2は直流高圧の1次電源を生成し、安定降圧手段3は、この1次電源に備える電力を消費しながら低圧直流の安定化させた2次電源を生成することとなり、制御手段5はこの2次電源を電力源として動作することで規定された手順に従い機器の制御動作を実行することとなる。
According to such a configuration, the rectifying means 2 generates a DC high-voltage primary power supply in a state where the AC voltage of the
また、制御手段5においては機器の制御動作を実行する中で、電源遮断検知手段4による交流電源1の通電遮断の検知を判断することで、機器を待機状態に制御している状態において交流電源1の通電遮断の検知を判断したときには、電力消費手段6による2次電源の電力の消費を開始することとなる。
Further, the control means 5 determines the detection of the interruption of energization of the
よって、機器が待機状態にあって、且つ交流電源1の通電が遮断されたときには、電源の回路の主要をなす整流手段2と安定降圧手段3に保持される電力は安定降圧手段3の2次電源の生成に要される電力と、電力消費手段6による低電圧側の2次電源における電力の消費として、安定降圧手段3と電力消費手段6の2つの要素に2分し、分散させて消費できることから、機器が待機状態で、且つ主電源が遮断されたときに電源の回路構成の電力消費量を増加させるための構成に対して、低耐圧で、電力消費の耐性が低い、入手性により優れる汎用的な部品を用いることができることとなる。
Therefore, when the device is in a standby state and the energization of the
なお、電力消費手段6は、2次電源の電力を消費できる構成であれば、その形態や原理を限定するものでは無く、電子回路を搭載する機器の商品仕様上において不具合を与えない構成であれば、LED等の表示装置やブザー等の発音装置、あるいは電動機等の動力装置等の電力を消費するものであっても構わない。 The power consuming means 6 is not limited in its form and principle as long as it can consume the power of the secondary power supply, and may be configured so as not to cause a problem in the product specifications of the device on which the electronic circuit is mounted. For example, it may be a device that consumes electric power such as a display device such as an LED, a sound generation device such as a buzzer, or a power device such as an electric motor.
なお、対象となる電源の回路の構成としては直流高圧の電源を生成する整流手段2に対して規定の電圧に安定化させた降圧した電源を生成する安定降圧手段3が1対となる構成のみを限定するものでは無く、複数の規定の電圧の生成が要求され、直列的に多段に電圧を降圧する構成や並列的に個別の電圧に降圧させる構成等、複数の安定降圧手段3を備える必要がある構成においても適用は可能であり、作用効果に差異は無いことは言うまでもない。 Note that the circuit configuration of the target power source is only a configuration in which the stable voltage step-down means 3 for generating a step-down power supply stabilized to a specified voltage is paired with the rectifying means 2 for generating a DC high-voltage power supply. The generation of a plurality of specified voltages is required, and it is necessary to provide a plurality of stable voltage step-down means 3 such as a configuration for stepping down the voltage in multiple stages in series or a configuration for stepping down to individual voltages in parallel. Needless to say, the present invention can be applied to a certain configuration, and there is no difference in operational effects.
なお、電源遮断検知手段4は本考案においては交流電源1の交流の周期に同期した矩形の2次電圧の電圧信号を得て、この電圧信号が得られないときには交流電源1の通電の遮断を検知する構成を一例として説明しているが、整流手段2にて整流化した直流高圧の1次電源に重畳する交流電源1の周期を主要とする電圧変動成分(リップル電圧)をコンデンサーカップリングに通すことで交流電圧を得て、この交流電圧でトランジスターを駆動することで2次電圧の矩形電圧信号を得ることも可能であり、本構成を用いても作用効果に差異がないことは言うまでもない。
In the present invention, the power
なお、本考案においては電力供給源の主電源として高圧交流の交流電源1を基に説明しているが、主電源が直流高圧の電源であったとしても、1次電圧側の電圧の規定値に対する低下があれば2次電圧の電圧信号を変化させる電圧比較型の回路にて電源遮断検知手段4を構成すれば電源の遮断の状態を検知することが可能となり、本構成においても作用効果に差異がないことは言うまでもない。
Although the present invention has been described based on the high-voltage
本発明にかかる制御装置の電源回路は、電気機器に制御のために搭載される制御回路の構成に対して高圧の電源から安定した低電圧の電源を生成して供給しながら機器の待機時には制御回路をより安定的に動作させながら電力消費を低減させることができる構成であるために、制御装置を備える電気機器や電気装置の全般に搭載する制御装置の電源回路等として有用である。 The power supply circuit of the control device according to the present invention generates a stable low-voltage power supply from a high-voltage power supply and supplies it to the configuration of the control circuit mounted for control in the electric equipment while controlling the equipment during standby. Since the power consumption can be reduced while the circuit is operated more stably, it is useful as a power supply circuit for a control device mounted on an electric device including the control device or an electric device in general.
1 交流電源
2 整流手段
3 安定降圧手段
4 電源遮断検知手段
5 制御手段
6 電力消費手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012226580A JP2014079130A (en) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Power source circuit of controller |
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| JP2012226580A JP2014079130A (en) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Power source circuit of controller |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2014079130A true JP2014079130A (en) | 2014-05-01 |
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ID=50783991
Family Applications (1)
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| JP2012226580A Pending JP2014079130A (en) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Power source circuit of controller |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020067051A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Tdk株式会社 | Power supply device |
| CN112491008A (en) * | 2020-11-23 | 2021-03-12 | 四川虹美智能科技有限公司 | Electric quantity consumption device and method of electronic controller |
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| JPS6395853A (en) * | 1986-10-11 | 1988-04-26 | Ricoh Co Ltd | Multiple output switching regulator |
-
2012
- 2012-10-12 JP JP2012226580A patent/JP2014079130A/en active Pending
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