CN111917102A - 过电压保护电路及电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在进行过电压保护时，即使将过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性的过电压保护电路及电源装置。过电压保护电路(41)具备：误差放大器(53)，输出用于使变换器(51)的输出电压接近第一设定电压的第一指令电压；及过电压检测电路(55)，输出用于使变换器(51)的输出电压接近比第一设定电压更高的第二设定电压的第二指令电压，基于第一指令电压及第二指令电压控制变换器(51)。

Description

过电压保护电路及电源装置
关联申请的相互参照
本申请主张在申请日为2019年5月8日的日本国专利申请2019-088611号的优先权，为了参照，将该在先申请的公开整体援引于此。
技术领域
本公开涉及一种过电压保护电路及电源装置。
背景技术
作为电源装置，已知具备在变为输出电压超过规定的基准值的过电压状态的情况下使输出停止的过电压保护电路的装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-184703号公报
发明内容
发明要解决的课题
电源装置的输出电压具有因干扰噪声的影响而上升的情况。因此，为了提高耐噪声性，需要将电源装置的过电压检测电平设定为高于干扰噪声的电平。但是，若提高耐噪声性，则与电源装置连接的负载模块的输入部的电路需要设计为耐受比过电压检测电平高的电压，因此成为元件成本的增加、电路尺寸变得巨大等的主要原因。
因此，本公开提供即使将过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性的过电压保护电路及电源装置。
用于解决课题的手段
几个实施方式的过电压保护电路，具备：误差放大器，输出用于使变换器的输出电压接近第一设定电压的第一指令电压；及过电压检测电路，输出用于使所述变换器的输出电压接近比所述第一设定电压更高的第二设定电压的第二指令电压，基于所述第一指令电压和所述第二指令电压控制所述变换器。
由此，即使将过电压检测电路的过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性。
在一个实施方式中，可以具备：监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，使所述变换器紧急停止。
由此，在发生了过电压故障时，能够防止超过可输入的电压电平的电压被施加至负载模块，能够提高可靠性。
在一个实施方式中，可以具备：监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，向外部的系统通知警告。
由此，在发生了过电压故障时，能够经由外部的系统向用户通报故障，能够提高可靠性。
在一个实施方式中，可以具备：监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，所述过电压检测电路输出用于使所述变换器的输出电压接近所述第一设定电压的第三指令电压，基于所述第一指令电压和所述第二指令电压，或基于所述第一指令电压和所述第三指令电压，控制所述变换器。
由此，在发生了过电压故障时，能够降低电源装置及负载模块的故障风险。
在一个实施方式中，可以是，所述误差放大器的输出端子与具有整流功能的第一半导体元件的一个端子连接，所述过电压检测电路的输出端子与具有整流功能的第二半导体元件的一个端子连接，所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的另一个端子彼此连接，基于所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的所述另一个端子的电压，控制所述变换器。
另外，在一个实施方式中，可以是，所述误差放大器的输出端子与第一半导体元件的发光元件的一个端子连接，所述过电压检测电路的输出端子与第二半导体元件的发光元件的一个端子连接，所述第一半导体元件的受光元件的输出端子及所述第二半导体元件的受光元件的输出端子彼此连接，可以基于所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的所述输出端子的电压，控制所述变换器。
由此，能够以简单的结构，基于误差放大器输出的第一指令电压及过电压检测电路输出的第二指令电压，控制变换器。
几个实施方式的电源装置具有所述过电压保护电路。
由此，即使将过电压检测电路的过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性。
发明效果
根据本公开，能够提供即使将过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性的过电压保护电路及电源装置。
附图说明
图1是示出比较例的电源装置的结构的框图。
图2是示出图1所示的过电压保护电路的动作例的图。
图3是示出第一实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。
图4是示出图3所示的过电压保护电路及电源装置的变形例的图。
图5是示出图3及图4所示的过电压保护电路的动作例的图。
图6是示出第二实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。
图7是示出图6所示的过电压保护电路的动作例的图。
图8是示出第三实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。
图9是示出图8所示的过电压保护电路的动作例的图。
图10是示出第四实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。
图11是示出图10所示的过电压保护电路的动作例的图。
标号说明
1、2、3、4 电源装置
10 EMI滤波器
20 整流器
30 电容器
41、42、43、44 过电压保护电路
51 变换器
52 PWM控制电路
53 误差放大器
55 过电压检测电路
56、57 半导体元件
58 监视电路
59、60、61 定时器电路
62 开关
200 负载模块
300 上位系统
具体实施方式
下面，参照附图说明本公开的实施方式。此外，对电路结构考虑多种变形(将输出电压Vout分压，或者改变输出电压Vout的分压比而将基准电压Vref1、Vref2设为相同的值，或者改变误差放大器、过电压检测电路、PWM控制电路的工作极性等)，但是在本公开中，为了简单，以下述的电路结构为前提进行说明。
·输出电压Vout不分压，而直接输入误差放大器、过电压检测电路。
·误差放大器、过电压检测电路非反相工作。
·若向FB端子输入的电压变低，则PWM控制电路输出使变换器(converter)的开关元件的占空比变低的方向的信号。
首先，说明比较例的电源装置。图1是示出比较例的电源装置100的结构的框图。比较例的电源装置100具备EMI(Electro Magnetic Interference：电磁干扰)滤波器10、整流器20、平滑电容器30及过电压保护电路40。过电压保护电路40具备变换器51、PWM控制电路52、误差放大器53及过电压检测电路54。
电源装置100利用EMI滤波器10除去电磁噪声，利用整流器20将交流电力变换为直流电力。平滑电容器30将从整流器20输入的直流电压维持恒定，并输出至变换器51。
过电压保护电路40包括用于在因误差放大器53故障而变换器51的输出电压(即，电源装置100的输出电压)Vout变得比正常工作时高时，保护与电源装置100的输出连接的负载模块200的电路。
误差放大器53基于基准电压Vref1控制变换器51的输出电压Vout的电平。
过电压检测电路54在变换器51的输出电压Vout的电平超过规定的设定电压的情况下检测过电压，并输出高电平。另外，误差放大器53及过电压检测电路54可以是分路调节器(shuntregulator)或差动放大器。
PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制电路52根据FB(反馈)端子的电平生成用于使变换器51的开关元件的占空比变化的PWM信号，并输出至变换器51。另外，若从过电压检测电路54向SD(关闭(shut down))端子输入高电平的电压，则PWM控制电路52向变换器51提供用于将变换器51的开关元件的占空比设为0％的信号。由此，变换器51的输出电压Vout变为0V。
变换器51具有开关元件，通过基于从PWM控制电路52输入的PWM信号使开关元件打开关闭，使输出电压Vout变化。具体地说，在PWM控制电路52的FB端子的电平低的情况下，变换器51降低开关元件的占空比来降低输出电压Vout的电平，在PWM控制电路52的FB端子的电平高的情况下，变换器51提高开关元件的占空比来提高输出电压Vout的电平。
图2是示出过电压保护电路40的动作的图。图2从上依次示出变换器51的输出电压Vout的波形、误差放大器53的输出电压(在图1中示出的记号A的位置的电压)的波形、过电压检测电路54的输出电压(在图1中示出的记号B的位置的电压)的波形、及被PWM控制电路52控制的占空比。
在此，例如在误差放大器53故障而误差放大器53的输出电压(在图1中示出的记号A的位置的电压)变为最大值(Max)那样的情况下，变换器51的输出电压Vout的电平上升。在该情况下，过电压检测电路54检测输出电压Vout的过电压，将过电压检测电路54的输出电压(在图1中示出的记号B的位置的电压)设为高电平。PWM控制电路52当从过电压检测电路54接收高电平的信号时，输出用于将变换器51的开关元件的占空比设为0％的信号。若占空比变为0％，则变换器51将输出电压Vout设为0V。
电源装置100存在在正常工作时也因干扰噪声、负载变动等(下面，仅称为“干扰噪声”)的影响而输出电压Vout的电平上升的情况。需要将过电压检测电压的电平设定为高于干扰噪声的电平，以使过电压保护电路40不会由于该干扰噪声而进行误动作。
即，如图2所示，需要将过电压保护电路40的过电压检测电压Vovp’的电平设定为高于干扰噪声Vnoise的电平。因此，与电源装置100连接的负载模块200的输入部的电路需要设计为耐受比电源装置100的过电压保护电路40的过电压检测电压Vovp’的电平高的电压，成为元件成本的增加、电路尺寸变得巨大等的主要原因。另外，耐噪声性和过电压保护电路40的过电压检测电平为权衡(trade off)的关系，若降低过电压保护电路40的过电压检测电压Vovp’的电平，则因干扰噪声而导致过电压保护电路40过敏地反应，由此变换器51的输出电压Vout变为0V的情形增加等，耐噪声性减低。
因此，在本公开中，说明即使将过电压检测电平设定为低于干扰噪声的电平，也能够确保耐噪声性的过电压保护电路及电源装置。
(第一实施方式)
图3是示出第一实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。如图3所示，电源装置1具备EMI滤波器10、整流器20、平滑电容器30和过电压保护电路41。过电压保护电路41具备变换器51、PWM控制电路52、误差放大器53、过电压检测电路55和半导体元件56、57。关于与在图1中所示的电源装置100相同的结构标注相同的参考标号并适当地省略说明。
误差放大器53输出用于使变换器51的输出电压(即，电源装置1的输出电压)Vout接近第一设定电压的第一指令电压。在图3中，将变换器51的输出电压Vout直接作为误差放大器53的输入电压，但是也可以将变换器51的输出电压Vout分压来作为误差放大器53的输入电压。误差放大器53输出用于使从变换器51输入的电压(将变换器51的输出电压Vout直接作为误差放大器53的输入电压的情况下，为Vout，在将变换器51的输出电压Vout分压来作为误差放大器53的输入电压的情况下，为将Vout分压后的电压)接近基准电压Vref1的第一指令电压。
图1所示的以往的过电压检测电路54的输出为逻辑动作，但是过电压检测电路55的输出进行模拟动作。过电压检测电路55具有与误差放大器53同样的功能，输出用于使变换器51的输出电压Vout接近比第一设定电压更高的第二设定电压(过电压检测电压)的第二指令电压。
在图3中，将变换器51的输出电压Vout直接作为过电压检测电路55的输入电压，但是也可以将变换器51的输出电压Vout分压来作为过电压检测电路55的输入电压。过电压检测电路55输出用于使从变换器51输入的电压(在将变换器51的输出电压Vout直接作为过电压检测电路55的输入电压的情况下，为Vout，在将变换器51的输出电压Vout分压来作为过电压检测电路55的输入电压的情况下，为将Vout分压而得到的电压)接近基准电压Vref2的第二指令电压。
在此，过电压检测电路55的基准电压Vref2设为比误差放大器53的基准电压Vref1高的电压。此外，也可以使基准电压Vref1与基准电压Vref2相等，改变变换器51的输出电压Vout的分压比，使得过电压检测电路55的输入电压低于误差放大器53的输入电压。
在图3中示出半导体元件56、57是二极管的情况。误差放大器53及过电压检测电路55并联连接。误差放大器53的输出端子经由半导体元件56与PWM控制电路52的FB端子连接，过电压检测电路55的输出端子经由半导体元件57与PWM控制电路52的FB端子连接。即，利用半导体元件56、57和电阻，对误差放大器53的输出电压和过电压检测电路55的输出电压进行比较。如果能够进行该电压比较，则也可以使用本电路结构以外的电路结构。
PWM控制电路52优先对误差放大器53输出的第一指令电压及过电压检测电路55输出的第二指令电压中的、将变换器51的输出电压Vout设为低的电压的指令电压进行控制。例如，如图3所示，误差放大器53的输出端子与半导体元件56的阴极连接，过电压检测电路55的输出端子与半导体元件57的阴极连接。另外，半导体元件56、57的阳极彼此连接，并与PWM控制电路52的FB端子连接。
图4是示出半导体元件56、57是光电耦合器的情况下的过电压保护电路及电源装置的图。半导体元件56、57的输入可以是输出电压Vout，也可以是恒定电压。在图4所示的例子中，误差放大器53的输出端子与半导体元件56的发光元件的阴极连接，过电压检测电路55的输出端子与半导体元件57的发光元件的阴极连接。另外，半导体元件56的受光元件的输出端子(在图4中为集电极)及半导体元件57的受光元件的输出端子(在图4中为集电极)彼此连接，并与PWM控制电路52的FB端子连接。
根据图3和图4所示的结构，FB端子的电压变为与误差放大器53的输出电压和过电压检测电路55的输出电压中的低的电压对应的电平。因此，过电压保护电路41基于误差放大器53输出的第一指令电压及过电压检测电路55输出的第二指令电压中的低的指令电压来控制变换器51。
此外，也可以通过将误差放大器53、过电压检测电路55及PWM控制电路52的极性设为相反等，使得过电压保护电路41基于误差放大器53输出的第一指令电压及过电压检测电路55输出的第二指令电压中的高的指令电压来控制变换器51。
接着，参照图5说明过电压保护电路41的动作。图5从上依次示出变换器51的输出电压Vout的波形、误差放大器53的输出电压(在图3及图4中示出的记号C的位置的电压)的波形、过电压检测电路55的输出电压(在图3及图4中示出的记号D的位置的电压)的波形、向PWM控制电路52的FB端子输入的电压(在图3及图4中示出的记号E的位置的电压)的波形、及被PWM控制电路52控制的占空比。
由于过电压检测电路55的基准电压Vref2被设定为高于误差放大器53的基准电压Vref1，所以在误差放大器53正常工作的情况下，基于误差放大器53的输出电压进行PWM控制。
在误差放大器53正常工作的情况下，由于误差放大器53的输入电压接近基准电压Vref1，所以误差放大器53输出的第一指令电压接近在变换器51的输出电压Vout与误差放大器53的第一设定电压相等时的电平。另外，在误差放大器53正常工作的情况下，过电压检测电路55的输入电压低于基准电压Vref2，所以过电压检测电路55输出的第二指令电压变为最大值(Max)。
在误差放大器53在变换器51的输出电压Vout的电平上升的方向上发生故障的情况下，使得输出电压Vout的电平超过误差放大器53的第一设定电压。半导体元件56、57及电阻对电压C与电压D进行比较，将其中较低的电压提供给PWM控制电路52的输入端子FB。因此，当输出电压Vout的电平上升到过电压检测电路55的第二设定电压即过电压检测电压Vovp时，PWM控制电路52基于过电压检测电路55的输出电压，输出对变换器51的开关元件的占空比进行操作的信号。因此，变换器51能够将输出电压Vout的上升抑制在过电压检测电压Vovp的电平。
如上述的那样，第一实施方式的过电压保护电路41具备：误差放大器53，输出用于使变换器51的输出电压Vout接近第一设定电压的第一指令电压；及过电压检测电路55，输出用于使变换器51的输出电压Vout接近比第一设定电压更高的第二设定电压(过电压检测电压Vovp)的第二指令电压。并且，过电压保护电路41基于第一指令电压及第二指令电压控制变换器51。
在图1所示的以往的过电压保护电路40中，如图2所示，在误差放大器53故障而输出电压Vout上升了的情况下，在检测到高于干扰噪声Vnoise的过电压检测电压Vovp’的时刻开始进行过电压保护动作。另一方面，第一实施方式的电源装置1能够将过电压保护电路41的检测电平设定为比以往的过电压检测电压Vovp’低的过电压检测电压Vovp。并且，如图5所示，在误差放大器53故障而输出电压Vout上升了的情况下，能够在检测到低于干扰噪声Vnoise的过电压检测电压Vovp的时刻开始进行过电压保护动作。因此，能够缓解与电源装置1连接的负载模块200的输入部的设计上的制约，能够实现负载模块200的输入部的元件成本的降低、电路尺寸的缩小等。
另外，如图5所示，过电压保护电路41即使在从外部被施加了超过通过过电压检测电路55设定的过电压检测电压Vovp的干扰噪声Vnoise的情况下，也不使PWM控制停止。因此，没有以往那样的过电压检测电平与耐噪声性的权衡的关系，即使降低过电压检测电平，也能够确保耐噪声性。
(第二实施方式)
接着，说明第二实施方式的过电压保护电路及电源装置。在第一实施方式中，如上所述，虽然能够抑制因误差放大器53的故障引起的过电压，但是没有检测误差放大器53的故障发生的单元，所以电源装置1继续工作。在该状态下，在过电压检测电路55在输出电压Vout的电平上升的方向上发生故障的情况下，存在超过可输入的电压电平的电压被施加至与电源装置1连接的负载模块200的担忧。因此，在本实施方式中，相对于第一实施方式，追加在因误差放大器53的故障而导致过电压检测电路55的控制继续的情况下使电源装置的输出电压Vout紧急停止的功能。在本说明书中，“紧急停止”可以指使变换器51的动作本身停止，也可以指将输出电压Vout设为0V，还可以指将输出电压Vout设为输出开路。下面，说明将输出电压Vout设为0V的情况。
图6是示出第二实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。如图6所示，电源装置2具备EMI滤波器10、整流器20、平滑电容器30及过电压保护电路42。过电压保护电路42具备变换器51、PWM控制电路52、误差放大器53、过电压检测电路55、半导体元件56、57、监视电路58及定时器电路59。在本实施方式中，与第一实施方式相比较，不同点在于，过电压保护电路42还具备监视电路58及定时器电路59。
过电压检测电路55向半导体元件57及监视电路58输出用于使变换器51的输出电压(即，电源装置2的输出电压)Vout接近第二设定电压(过电压检测电压Vovp)的第二指令电压。
监视电路58监视从过电压检测电路55输入的第二指令电压，当第二指令电压变为规定的电压以下时，向定时器电路59输出表示这一情况的过电压检测信号(例如，高电平的电压信号)。
定时器电路59对监视电路58持续输出过电压检测信号的期间进行测定(计数)。并且，在测定到的期间达到规定的定时器时间(计数值)时，定时器电路59向PWM控制电路52的SD端子输出动作停止信号(例如，高电平的电压信号)。
PWM控制电路52当SD端子从定时器电路59被输入动作停止信号时，输出将变换器51的开关元件的占空比设为0％的PWM信号，变换器51将其输出电压设为0V。即，在过电压保护电路42中，在由定时器电路59测定到的期间达到规定的定时器时间时，变换器51的输出电压变为0V。
接着，参照图7说明过电压保护电路42的动作。图7从上依次示出变换器51的输出电压Vout的波形、误差放大器53的输出电压(在图6中示出的记号F的位置的电压)的波形、过电压检测电路55的输出电压(在图6中示出的记号G的位置的电压)的波形、向PWM控制电路52的FB端子输入的电压(在图6中示出的记号H的位置的电压)的波形、表示定时器电路59的测定期间的波形、及被PWM控制电路52控制的占空比。
在误差放大器53在输出电压Vout的电平上升的方向上发生故障的情况下，过电压检测电路55输出的第二指令电压低于误差放大器53输出的第一指令电压。于是，PWM控制电路52基于第二指令电压进行PWM控制，所以能够抑制输出电压Vout的上升。
当过电压检测电路55输出的第二指令电压变为规定的电压以下时，定时器电路59开始进行测定。当定时器电路59测定到的期间达到规定的定时器时间时，PWM控制电路52将开关元件的占空比设为0％。若占空比变为0％，则变换器51的输出电压Vout降低而变为0。
如上所述的，第二实施方式的过电压保护电路42不仅具备第一实施方式的过电压保护电路41的结构，还具备：监视电路58，当第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路59，测定监视电路58持续输出过电压检测信号的期间。并且，当由定时器电路59测定到的期间超过规定的定时器时间时，过电压保护电路42使变换器51的输出电压Vout自动地演变为0V。
在本实施方式中，由于利用监视电路58监视过电压检测电路55的输出，由此在误差放大器53发生了过电压故障时，能够使变换器51及电源装置2的输出自动地演变为0V。因此，在过电压检测电路55发生了故障时，能够防止超过可输入的电压电平的电压被施加至负载模块200，与第一实施方式相比较，能够进一步提高可靠性。
(第三实施方式)
接着，说明第三实施方式的过电压保护电路及电源装置。在第一实施方式中，如上所述，虽然能够抑制由误差放大器53的故障引起的过电压，但是没有对发生了误差放大器53的故障的情况进行检测的单元，所以电源装置1继续工作。在该状态下，在过电压检测电路55在输出电压Vout的电平上升的方向上发生了故障的情况下，存在超过了可输入的电压电平的电压被施加至与电源装置1连接的负载模块200的担忧。因此，在本实施方式中，对于第一实施方式，追加向上位系统通知电源装置陷入异常状态的功能。
图8是示出第三实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。如图8所示，电源装置3具备EMI滤波器10、整流器20、平滑电容器30和过电压保护电路43。过电压保护电路43具备变换器51、PWM控制电路52、误差放大器53、过电压检测电路55、半导体元件56和57、监视电路58、以及定时器电路60。在本实施方式中，与第一实施方式相比较，不同点在于，过电压保护电路43还具备监视电路58及定时器电路60，电源装置3与上位系统300连接。此外，也可以设为上位系统300具备定时器电路60的结构。
与第二实施方式同样地，过电压检测电路55向半导体元件57及监视电路58输出用于使变换器51的输出电压(即，电源装置3的输出电压)Vout接近第二设定电压(过电压检测电压Vovp)的第二指令电压。
与第二实施方式同样地，监视电路58监视从过电压检测电路55输入的第二指令电压，当第二指令电压变为规定的电压以下时，向定时器电路60输出表示这一情况的过电压检测信号(例如，高电平的电压信号)。
与第二实施方式同样地，定时器电路60测定(计数)监视电路58持续输出过电压检测信号的期间。并且，当测定到的期间达到规定的定时器时间(计数值)时，定时器电路60向外部的系统通知警告。例如，定时器电路60向上位系统300输出警告信号(例如，高电平的电压信号)。
上位系统300从定时器电路60被输入警告信号，由此向用户通报电源装置3的异常。上位系统300例如可以是分布控制系统(DCS：Distributed Control System)及SCADA(Supervisory ControlAnd DataAcquisition：监视控制与数据采集)系统等工厂用的控制系统。
接着，参照图9说明过电压保护电路43的动作。图9从上依次示出变换器51的输出电压Vout的波形、误差放大器53的输出电压(在图8中示出的记号I的位置的电压)的波形、过电压检测电路55的输出电压(在图8中示出的记号J的位置的电压)的波形、向PWM控制电路52的FB端子输入的电压(在图8中示出的记号K的位置的电压)的波形、表示定时器电路60的测定期间的波形、定时器电路60的输出电压的波形、及被PWM控制电路52控制的占空比。
在误差放大器53在变换器51的输出电压Vout的电平上升的方向上发生了故障的情况下，过电压检测电路55输出的第二指令电压低于误差放大器53输出的第一指令电压。于是，PWM控制电路52基于第二指令电压进行PWM控制，所以能够抑制输出电压Vout的上升。
当过电压检测电路55输出的第二指令电压变为规定的电压以下时，定时器电路60开始测定。
当定时器电路60测定到的期间达到规定的定时器时间时，定时器电路60输出警告信号，向上位系统300通知电源装置3的异常。
如上所述，第三实施方式的过电压保护电路43不仅具备第一实施方式的过电压保护电路41的结构，还具备：监视电路58，当第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路60，测定监视电路58持续输出过电压检测信号的期间。并且，当由定时器电路60测定到的期间达到规定的定时器时间时，过电压保护电路43向外部的上位系统300通知警告。
在本实施方式中，由监视电路58监视过电压检测电路55的输出，由此在误差放大器53发生了过电压故障时，能够向上位系统300通知电源装置3的故障。因此，与第一实施方式比较，能够进一步提高可靠性。
(第三实施方式的变形例)
而且，作为第三实施方式的变形例，也可以在定时器电路60向上位系统300输出警告信号之后，重新测定监视电路58持续输出过电压检测信号的期间，当测定到的期间达到规定的定时器时间时，向PWM控制电路52的SD端子输出动作停止信号(例如，高电平的电压信号)。
PWM控制电路52当SD端子从定时器电路60被输入动作停止信号时，输出将变换器51的开关元件的占空比设为0％的PWM信号，将变换器51的输出电压设为0V。其他结构与第三实施方式相同。因此，在该变形例中，在误差放大器53发生了过电压故障时，能够向上位系统300通知电源装置3的故障，并在进一步地在向上位系统300通知误差放大器53的故障后，输出电压Vout超过规定的期间地保持过电压检测电压Vovp的状态不变的情况下，能够使变换器51及电源装置3的输出自动地演变为0V。
(第四实施方式)
接着，说明第四实施方式的过电压保护电路及电源装置。在第一实施方式中，虽然也能够抑制由误差放大器53的故障引起的过电压，但是输出电压Vout的电平保持过电压检测电压Vovp的状态不变，电源装置1继续进行动作。若该状态继续，则伴随着电源装置1的消耗电力增加而发生的电源装置1的故障风险、伴随着向负载模块200施加的电压上升而发生的负载模块200的故障风险增加。因此，在本实施方式中，相对于第一实施方式，追加使过电压发生时的输出电压Vout的电平再一次从Vovp降低的功能。
图10是示出第四实施方式的过电压保护电路及电源装置的图。如图10所示，电源装置4具备EMI滤波器10、整流器20、平滑电容器30和过电压保护电路44。过电压保护电路44具备变换器51、PWM控制电路52、误差放大器53、过电压检测电路55、半导体元件56和57、监视电路58、定时器电路61、以及开关62。在本实施方式中，与第一实施方式相比较，不同点在于，过电压保护电路44还具备监视电路58、定时器电路61及开关62、及过电压检测电路55的控制。
与第二实施方式同样地，监视电路58监视从过电压检测电路55输入的第二指令电压，当第二指令电压变为规定的电压以下时，向定时器电路61输出表示这一情况的过电压检测信号(例如，高电平的电压信号)。
开关62基于定时器电路61的指示选择基准电压Vref1及高于基准电压Vref1的基准电压Vref2中的任一者，并输出至过电压检测电路55。开关62在初始状态下选择基准电压Vref2。
与第二实施方式同样地，定时器电路61测定(计数)监视电路58持续输出过电压检测信号的期间。并且当测定到的期间达到规定的定时器时间(计数值)时，定时器电路61向开关62指示选择基准电压Vref1。
过电压检测电路55输出用于使从变换器51输入的电压(在将变换器51的输出电压Vout直接作为过电压检测电路55的输入电压的情况下，为Vout，在将变换器51的输出电压Vout分压来作为过电压检测电路55的输入电压的情况下，为将Vout分压而得到的电压)接近由开关62选择的基准电压Vref2或基准电压Vref1的指令电压。也就是说，在开关62选择基准电压Vref2的情况下，过电压检测电路55输出用于使变换器51的输出电压Vout接近比第一设定电压更高的第二设定电压(过电压检测电压Vovp)的第二指令电压，在由定时器电路61测定到的期间达到规定的定时器时间，从而开关62选择基准电压Vref1的情况下，过电压检测电路55输出用于使变换器51的输出电压Vout接近第一设定电压Vnormal的第三指令电压。
接着，参照图11说明过电压保护电路44的动作。图11从上依次示出变换器51的输出电压Vout的波形、误差放大器53的输出电压(在图10中示出的记号L的位置的电压)的波形、过电压检测电路55的输出电压(在图10中示出的记号M的位置的电压)的波形、向PWM控制电路52的FB端子输入的电压(在图10中示出的记号N的位置的电压)的波形、表示定时器电路61的测定期间的波形、表示开关62的选择的波形、及被PWM控制电路52控制的占空比。
在误差放大器53在变换器51的输出电压Vout的电平上升的方向上发生了故障的情况下，过电压检测电路55输出的第二指令电压低于误差放大器53输出的第一指令电压。于是，使得PWM控制电路52基于第二指令电压进行PWM控制，因此输出电压Vout的上升被抑制为电压Vovp的电平。
当过电压检测电路55输出的第二指令电压变为规定的电压以下时，定时器电路61开始进行时间测定。
当定时器电路61测定到的期间达到规定的定时器时间时，开关62将选择的基准电压从Vref2切换为Vref1。于是，使得PWM控制电路52基于第三指令电压进行PWM控制，所以输出电压Vout的电平下降到故障前的电压Vnormal的电平。
如上所述，第四实施方式的过电压保护电路44不仅具备第一实施方式的过电压保护电路41的结构，还具备：监视电路58，当第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及定时器电路61，测定监视电路58持续输出过电压检测信号的期间。另外，当由定时器电路61测定到的期间达到规定的定时器时间时，过电压检测电路55输出用于使变换器51的输出电压Vout接近第一设定电压Vnormal的第三指令电压。并且，过电压保护电路44基于第一指令电压和第二指令电压，或基于第一指令电压和第三指令电压来控制变换器51。
在本实施方式中，由监视电路58监视过电压检测电路55的输出，由此在误差放大器53发生了过电压故障时，能够将变换器51的输出电压Vout的电平抑制为电压Vovp，之后当经过规定的定时器时间时，能够将变换器51的输出电压Vout的电平恢复为电压Vnormal。因此，与第一实施方式相比较，能够进一步降低电源装置4及负载模块200的故障风险，能够进一步提高可靠性。另外，与第三实施方式同样地，在本实施方式中也可以将电源装置4与上位系统连接，当定时器电路61测定到的期间达到规定的定时器时间时，向外部的上位系统通知警告。由此，能够向用户通报误差放大器53发生故障，所以能够进一步提高可靠性。
本公开不限于由上述的实施方式确定的结构，能够在不脱离在权利要求书中记载的公开的宗旨的范围内进行各种变形。例如，各构成部分所包括的功能等能够逻辑上不相互矛盾地重新构成，能够将多个构成部分组合为一个或者分割。

Claims (7)

1.一种过电压保护电路，其特征在于，具备：
误差放大器，输出用于使变换器的输出电压接近第一设定电压的第一指令电压；及
过电压检测电路，输出用于使所述变换器的输出电压接近比所述第一设定电压更高的第二设定电压的第二指令电压，
基于所述第一指令电压和所述第二指令电压控制所述变换器。
2.根据权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于，具备：
监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及
定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，
当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，使所述变换器紧急停止。
3.根据权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于，具备：
监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及
定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，
当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，向外部的系统通知警告。
4.根据权利要求1所述的过电压保护电路，其特征在于，具备：
监视电路，当所述第二指令电压变为规定的电压以下时，输出过电压检测信号；及
定时器电路，测定所述监视电路持续输出所述过电压检测信号的期间，
当由所述定时器电路测定到的期间达到规定的定时器时间时，所述过电压检测电路输出用于使所述变换器的输出电压接近所述第一设定电压的第三指令电压，
基于所述第一指令电压和所述第二指令电压，或基于所述第一指令电压和所述第三指令电压，控制所述变换器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过电压保护电路，其特征在于，
所述误差放大器的输出端子与具有整流功能的第一半导体元件的一个端子连接，所述过电压检测电路的输出端子与具有整流功能的第二半导体元件的一个端子连接，所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的另一个端子彼此连接，
基于所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的所述另一个端子的电压，控制所述变换器。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的过电压保护电路，其特征在于，
所述误差放大器的输出端子与第一半导体元件的发光元件的一个端子连接，所述过电压检测电路的输出端子与第二半导体元件的发光元件的一个端子连接，所述第一半导体元件的受光元件的输出端子及所述第二半导体元件的受光元件的输出端子彼此连接，
基于所述第一半导体元件及所述第二半导体元件的所述输出端子的电压，控制所述变换器。
7.一种电源装置，其特征在于，
具备权利要求1至6中任一项所述的过电压保护电路。
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