JP2000156932A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷に対しての電力の供給を安定して行う。 【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータ３０から各ブロック
に所望の電力を供給中、第１の電圧検出部１２によって
コンバータ３０の入力電圧Ｖinがコンバータ３０の動作
可能入力電圧範囲に基づいて設定した所定の電圧レベル
範囲内でないと判別されたとき、検出信号ＤＴ１によっ
てスイッチ１１をオフ状態とすると共にラッチ回路２０
をセットして信号ＰＳによってコンバータ３０の動作を
停止して電力の供給を終了する。電圧Ｖinが所定の電圧
レベル範囲よりも低い電圧以下となったこと示す第２の
電圧検出部１３からの検出信号ＤＴ２や、電源スイッチ
１４の操作信号ＳＷに基づいてラッチ回路２０をリセッ
トして信号ＰＳによってコンバータ３０を動作させる。
ラッチ回路２０がリセットされるまでは、電圧Ｖinが所
定の電圧レベル範囲内に復帰しても各ブロックへの電力
の供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電源装置に関す
る。詳しくは、電力供給手段から負荷に対して所望の電
力を供給中に、電力供給手段の入力電圧が所定の電圧レ
ベル範囲内でないと判別されたときには電力の供給を停
止するものとし、その後、入力電圧が所定の電圧レベル
範囲よりも低い所定の電圧レベル以下となってから復帰
したことが判別されたあと、あるいは負荷に対しての電
力の供給を停止する操作がなされてから再度電力の供給
を開始する操作がなされたあと、入力電圧が所定の電圧
レベル範囲内となったときには、負荷に対しての電力の
供給を再開することにより、負荷に対して安定して電力
を供給できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電源装置では、入力電圧を監視し
て、入力電圧が所定の電圧範囲内であれば電源装置に接
続された負荷、例えば電子機器を構成する各ブロックに
対して電力の供給を行い、所定の電圧範囲内でないとき
には各ブロックに対して電力の供給を停止することが行
われている。このように、入力電圧が所定の電圧範囲内
であるときに各ブロックに対して電力の供給を行うこと
により、電子機器を安定して動作させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電源装置に
対して電力を供給する電源の出力インピーダンスが高い
場合、あるいは電源としてバッテリーが用いられている
ときにバッテリー残量が少ない場合などでは、電子機器
の動作開始前の入力電圧が所定の電圧範囲内であって
も、電子機器を構成する各ブロックに対して電力の供給
が開始されて負荷が重くなると入力電圧が所定の電圧範
囲よりも低くなってしまう場合が生じてしまう。このよ
うな場合には、上述したように各ブロックに対して電力
の供給が停止される。

【０００４】ここで、各ブロックに対して電源の供給が
停止されたことにより負荷が軽くなると、入力電圧が所
定の電圧範囲内に復帰して、再び各ブロックに対して電
力の供給が開始される。また、各ブロックに対して電力
の供給が行われると負荷が重くなることから、再び各ブ
ロックに対して電力の供給が停止される。このように、
各ブロックに対して電力の供給が断続的に行われるの
で、電子機器を安定して動作させることができない場合
が生じてしまう恐れがあった。また、電源の出力インピ
ーダンスが高い場合などに限らず、電子機器での消費電
力が大きくなった場合、すなわち負荷が重くなった場合
にも入力電圧が低下して同様の現象を生じてしまう恐れ
がある。

【０００５】そこで、この発明では、負荷に対しての電
力の供給を安定して行うことができる電源装置を提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電源装置
は、負荷に対して所望の電力を供給する電力供給手段
と、電力供給手段に入力される電圧が所定の電圧レベル
範囲内であるか否かを検出して第１の検出信号を出力す
る第１の電圧検出部と、電力供給手段に入力される電圧
が所定の電圧レベル範囲よりも低い所定の電圧レベル以
下であるか否かを検出して第２の検出信号を出力する第
２の電圧検出部と、負荷に対しての電力の供給を制御す
るために操作される操作手段と、第１の検出信号と第２
の検出信号と操作手段からの操作信号に基づき、電力供
給手段を制御する制御手段を有し、制御手段では、電力
供給手段から負荷に対して所望の電力を供給中に、第１
の検出信号に基づいて電力供給手段に入力される電圧が
所定の電圧レベル範囲内でないと判別されたときには、
電力供給手段を制御して負荷に対しての電力の供給を停
止するものとし、その後第１の検出信号に基づいて電力
供給手段に入力される電圧が所定の電圧レベル範囲内で
あると判別されたとき、第２の検出信号あるいは操作信
号に基づき電力供給手段を制御して負荷に対しての電力
の供給を再開するものである。

【０００７】この発明においては、電子機器の各ブロッ
クに対して例えばＤＣ−ＤＣコンバータから電力が供給
されているとき、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧が、
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作可能入力電圧範囲内と
なるように設定した所定の電圧レベル範囲内でなくなっ
た判別されたときには、各ブロックへの電力の供給が停
止される。その後、入力電圧が所定のレベル範囲よりも
低い所定の電圧レベル以下となってから復帰したことが
判別されたあと、あるいは電源スイッチが操作されて各
ブロックへの電力の供給が停止されると共に電源スイッ
チが再度操作されて各ブロックへの電力の供給を開始さ
れたあとに、入力電圧が所定の電圧レベル範囲内となっ
たときにＤＣ−ＤＣコンバータから各ブロックに対して
の電力の供給が再開される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、図を用いてこの発明に係る
電源装置の実施の一形態について詳細に説明する。

【０００９】図１は、電源装置の構成を示しており、直
流の入力電圧ＶinをＤＣ−ＤＣコンバータ３０を用いて
所望の電圧レベルの出力電圧Ｖoutに変換して負荷、す
なわち電子機器を構成する各ブロックに供給する場合を
示している。この直流の入力電圧Ｖinは、スイッチ１１
の一方の端子１１aと第１の電圧検出部１２と第２の電
圧検出部１３に供給する。また、このスイッチ１１の他
方の端子１１bには、後述するＤＣ−ＤＣコンバータ３
０の入力端子を接続する。

【００１０】第１の電圧検出部１２は、コンパレータ等
を用いて構成されており、入力電圧Ｖinが所定の電圧レ
ベル範囲ＢＡの範囲内であるか否かを判別して検出信号
ＤＴ１を生成する。この所定の電圧レベル範囲ＢＡは、
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作可能入力電圧範囲内と
なるように設定する。例えばＤＣ−ＤＣコンバータ３０
の動作上限電圧が電圧レベル「ＥＨ」以下であると共
に、動作下限電圧が電圧レベル「ＥＬ」以上の範囲とさ
れているとき、所定の電圧レベル範囲ＢＡの上限を示す
電圧レベル「Ｅ１」と下限を示す電圧レベル「Ｅ２」は
式（１）を満たすように設定される。 ＥＨ≧Ｅ１＞Ｅ２≧ＥＬ ・・・（１）

【００１１】第１の電圧検出部１２で生成された検出信
号ＤＴ１は、スイッチ１１に供給される。このスイッチ
１１では、検出信号ＤＴ１に基づき、入力電圧Ｖinが所
定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内であるときにＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３０の入力端子に入力電圧Ｖinを供給する
ようにスイッチ動作を行う。また、第１の電圧検出部１
２で生成された検出信号ＤＴ１は、後述するラッチ回路
２０にも供給される。

【００１２】第２の電圧検出部１３もコンパレータ等を
用いて構成されており、所定の電圧レベル「Ｅ３」と入
力電圧Ｖinを比較して比較結果を示す検出信号ＤＴ２を
生成する。この生成された検出信号ＤＴ２は、ＡＮＤゲ
ート１８に供給される。ここで、第１の電圧検出部１２
や第２の電圧検出部１３およびラッチ回路２０等の動作
下限電圧レベル「ＥＬＭ」は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３
０の動作下限電圧レベル「ＥＬ」よりも低い電圧レベル
とされており、電圧レベル「Ｅ３」は動作下限電圧レベ
ル「ＥＬＭ」以上であると共に、所定の電圧レベル範囲
ＢＡの下限を示す電圧レベル「Ｅ２」よりも低く、さら
に各ブロックに対して電力の供給が断続的に行われるこ
とが起こらない電圧レベルに設定される。

【００１３】電源スイッチ１４の一つの端子１４aは接
地されると共に、他方の端子１４bはオープン状態とさ
れる。可動端子１４cには、抵抗器１５を介して電源供
給端子１６が接続されてプルアップされる。この可動端
子１４cには、ＡＮＤゲート１８が接続されて、ＡＮＤ
ゲート１８には電源スイッチ１４のスイッチ操作に応じ
た操作信号ＳＷが供給される。

【００１４】ＡＮＤゲート１８では、検出信号ＤＴ２と
操作信号ＳＷの論理積信号を生成してリセット制御信号
ＲＴとしてラッチ回路２０に供給する。

【００１５】ラッチ回路２０では、検出信号ＤＴ１とリ
セット制御信号ＲＴに基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
０を動作可能状態あるいは動作不能状態とするための動
作制御信号ＰＳを生成してＤＣ／ＤＣコンバータ３０に
供給する。この動作制御信号ＰＳは、入力電圧Ｖinが所
定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内でなくなった場合、電
源スイッチ１４を再度オン状態とする操作が行われるま
で、すなわち電源スイッチ１４の可動端子１４cが端子
１４a側とされてから再び端子１４b側とされるまで、あ
るいは入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ３」以下となって
から再度入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ３」よりも高く
なるまでＤＣ／ＤＣコンバータ３０を動作不能状態とす
るものである。また、電源スイッチ１４が再度オン状態
とされたとき、あるいは入力電圧Ｖinが再度電圧レベル
「Ｅ３」よりも高くなったとき、次に入力電圧Ｖinが所
定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内でなくなるまでＤＣ／
ＤＣコンバータ３０を動作状態とするものである。

【００１６】ＤＣ／ＤＣコンバータ３０では、供給され
た動作制御信号ＰＳに基づき、動作可能状態とされたと
きには、入力された直流の入力電圧Ｖinを所望の出力電
圧Ｖoutに変換して各ブロックに供給する。また、動作
不能状態であるときには、直流の入力電圧Ｖinが入力さ
れても出力電圧Ｖoutの出力を停止する。

【００１７】次に図２を用いて動作について説明する。
入力電圧Ｖin（図２Ａ）が所定の電圧レベル範囲ＢＡの
範囲内、すなわち電圧レベル「Ｅ１」以下であると共に
電圧レベル「Ｅ２」以上であるときには、第１の電圧検
出部１２から出力される検出信号ＤＴ１（図２Ｃ）の信
号レベルはハイレベル「Ｈ」となり、スイッチ１１が導
通状態とされてＤＣ−ＤＣコンバータ３０の入力端子に
入力電圧Ｖinが供給される。

【００１８】また、入力電圧Ｖinが所定の電圧レベル範
囲ＢＡの範囲内であるときには、第２の電圧検出部から
出力される検出信号ＤＴ２（図２Ｄ）の信号レベルはハ
イレベル「Ｈ」となる。ここで、電源スイッチ１４がオ
フ状態であるときには、操作信号ＳＷ（図２Ｂ）の信号
レベルはローレベル「Ｌ」となり、ＡＮＤゲート１８か
ら出力されるリセット制御信号ＲＴ（図２Ｅ）の信号レ
ベルはローレベル「Ｌ」となる。

【００１９】ラッチ回路２０では、リセット制御信号Ｒ
Ｔの信号レベルがローレベル「Ｌ」であるとき、動作制
御信号ＰＳ（図２Ｆ）の信号レベルがローレベル「Ｌ」
とされる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０では、動作制御信
号ＰＳの信号レベルがローレベル「Ｌ」であることから
動作不能状態とされて、入力電圧Ｖinを入力しても出力
電圧Ｖout（図２Ｇ）は電圧レベル「０」とされる。

【００２０】次に、時点ｔ1で電源スイッチ１４の可動
端子１４cを端子１４b側としてオン状態に設定すると、
操作信号ＳＷの信号レベルはハイレベル「Ｈ」となり、
ＡＮＤゲート１８から出力されるリセット制御信号ＲＴ
の信号レベルはハイレベル「Ｈ」とされる。

【００２１】ラッチ回路２０では、リセット制御信号Ｒ
Ｔの信号レベルがハイレベル「Ｈ」とされると、次に検
出信号ＤＴ１の信号レベルがローレベル「Ｌ」とされる
まで動作制御信号ＰＳの信号レベルがハイレベル「Ｈ」
とされる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０では、動作制御信
号ＰＳの信号レベルがハイレベル「Ｈ」とされたことか
ら動作状態とされて、出力電圧Ｖoutは所望の電圧レベ
ル「ＥＴ」とされる。

【００２２】ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が動作
状態とされたことにより入力電圧Ｖinが低下して、時点
ｔ2で電圧レベル「Ｅ２」よりも低くなると、検出信号
ＤＴ１はローレベル「Ｌ」とされる。

【００２３】ラッチ回路２０では、検出信号ＤＴ１の信
号レベルがローレベル「Ｌ」とされると、次にリセット
制御信号ＲＴがローレベル「Ｌ」とされたのちハイレベ
ル「Ｈ」とされるまで動作制御信号ＰＳの信号レベルが
ローレベル「Ｌ」とされて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０
は動作不能状態とされる。

【００２４】また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が動作不
能状態とされると、入力電圧Ｖinの電圧レベルが復帰し
て所定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内となり、検出信号
ＤＴ１の信号レベルはハイレベル「Ｈ」とされる。この
とき、リセット制御信号ＲＴの信号レベルはハイレベル
「Ｈ」の状態が保持されていることから、ラッチ回路２
０から出力される動作制御信号ＰＳの信号レベルはロー
レベル「Ｌ」の状態が保持されて、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３０は引き続き動作不能状態となる。

【００２５】入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ２」よりも
低くなる時点ｔ3では、検出信号ＤＴ１がローレベル
「Ｌ」となり、スイッチ１１は非導通状態とされてＤＣ
−ＤＣコンバータ３０への入力電圧Ｖinの供給が停止さ
れる。なお、リセット制御信号ＲＴの信号レベルはハイ
レベル「Ｈ」の状態が保持されていることから、ラッチ
回路２０から出力される動作制御信号ＰＳの信号レベル
はローレベル「Ｌ」の状態が保持されて、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３０は引き続き動作不能状態に設定される。

【００２６】入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ３」よりも
低くなる時点ｔ4では、検出信号ＤＴ２がローレベル
「Ｌ」となることから、リセット制御信号ＲＴの信号レ
ベルはローレベル「Ｌ」とされる。その後、時点ｔ5で
入力電圧Ｖinを所定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内とす
る処理が行われると、検出信号ＤＴ１，ＤＴ２がハイレ
ベル「Ｈ」となる。また、リセット制御信号ＲＴもハイ
レベル「Ｈ」とされる。

【００２７】ラッチ回路２０では、リセット制御信号Ｒ
Ｔがローレベル「Ｌ」とされたのちハイレベル「Ｈ」と
されたことから動作制御信号ＰＳの信号レベルがハイレ
ベル「Ｈ」とされて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は動作
状態とされる。

【００２８】このように、入力電圧Ｖinが所定の電圧レ
ベル範囲ＢＡの範囲外とされたときには、再び入力電圧
Ｖinが所定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内とされても、
入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ３」以下となってから復
帰したことが判別されるまでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０から各ブロックに電力の供給が行われないことか
ら、各ブロックに対しての電力の供給が断続的に行われ
てしまうことを防止することができる。

【００２９】図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が動作
不能状態とされているときに電源スイッチ１４を操作し
た場合の動作を示している。なお、図３において、図２
と対応する部分の説明については省略する。

【００３０】入力電圧Ｖinが低下して、時点ｔ2で電圧
レベル「Ｅ２」よりも低くなると、上述したようにＤＣ
−ＤＣコンバータ３０が動作不能状態となる。その後、
時点ｔaで電源スイッチ１４をオフ状態として可動端子
１４cを端子１４a側に切り換えると、操作信号ＳＷはロ
ーレベル「Ｌ」となり、リセット制御信号ＲＴの信号レ
ベルはローレベル「Ｌ」とされる。次に、時点ｔbで電
源スイッチ１４をオン状態として可動端子１４cを端子
１４b側に切り換えると、操作信号ＳＷはハイレベル
「Ｈ」となり、リセット制御信号ＲＴの信号レベルはハ
イレベル「Ｈ」とされる。

【００３１】ラッチ回路２０では、リセット制御信号Ｒ
Ｔがローレベル「Ｌ」とされたのちハイレベル「Ｈ」と
されたことから動作制御信号ＰＳの信号レベルがハイレ
ベル「Ｈ」とされて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は動作
状態とされる。

【００３２】このように、入力電圧Ｖinが所定の電圧レ
ベル範囲ＢＡの範囲外とされたときには、再び入力電圧
Ｖinが所定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲内とされても、
電源スイッチ１４が再度オン状態とされるまでは、ＤＣ
−ＤＣコンバータ３０から各ブロックに電力の供給が行
われないことから、各ブロックに対して電力の供給が断
続的に行われてしまうことを防止することができる。

【００３３】このように、上述の実施の形態によれば、
入力電圧Ｖinが所定の電圧レベル範囲ＢＡの範囲外とな
ると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が動作不能状態にセッ
トされると共に、入力電圧Ｖinが電圧レベル「Ｅ３」以
下となってから復帰したことが判別されるまで、あるい
は電源スイッチ１４が再度オン状態とされるまでは動作
不能状態が解除されないことから、電力の供給が断続的
に行われてしまうことを防止することができる。このた
め、出力インピーダンスの高い電源を用いた場合や、残
量の少ない電池等を用いた場合であっても電子機器を安
定して動作させることができる。また、電子機器の消費
電力が大きい場合や、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に入力
電圧Ｖinを供給する電源ラインのインピーダンスが高い
場合であっても、電子機器を安定して動作させることが
できる。

【００３４】なお、上述の実施の形態では、負荷に電力
を供給するための電力供給手段としてＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３０を用いるものとしたが、他のスイッチングレギ
ュレータあるいはシリーズレギュレータを用いるものと
しても良い。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を
制御するための動作制御信号ＰＳの生成は、ＡＮＤゲー
ト１８やラッチ回路２０を用いるものに限られるもので
ないことは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】この発明によれば、第１の検出信号に基
づいて電力供給手段に入力される電圧が所定の電圧レベ
ル範囲内でないと判別されたときには、負荷に対しての
電力の供給が停止されて、第２の検出信号に基づいて電
力供給手段に入力される電圧が所定の電圧レベル以下と
なってから復帰したことが判別されたあと、あるいは負
荷に対しての電力の供給を停止する操作がなされてから
再度電力の供給を開始する操作がなされたあと、第１の
検出信号に基づいて電力供給手段に入力される電圧が所
定の電圧レベル範囲内であると判別されたときに負荷に
対して電力の供給が再開される。

【００３６】このため、負荷に対しての電力の供給が停
止されて、電力供給手段に入力される電圧が所定の電圧
レベル範囲内に復帰しても直ちに負荷に対して電力の供
給が再開されることがなく、電力の供給が断続的に行わ
れてしまうことを防止して、電力の供給を安定して行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電源装置の構成を示す図であ
る。

【図２】電源装置の動作を示す図である。

【図３】電源装置の他の動作を示す図である。

【符号の説明】

１１・・・スイッチ、１２，１３・・・電圧検出部、１
４・・・電源スイッチ、１８・・・ＡＮＤゲート、２０
・・・ラッチ回路、３０・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に対して所望の電力を供給する電力
   供給手段と、 前記電力供給手段に入力される電圧が所定の電圧レベル
   範囲内であるか否かを検出して第１の検出信号を出力す
   る第１の電圧検出部と、 前記電力供給手段に入力される電圧が前記所定の電圧レ
   ベル範囲よりも低い所定の電圧レベル以下であるか否か
   を検出して第２の検出信号を出力する第２の電圧検出部
   と、 前記負荷に対しての電力の供給を制御するために操作さ
   れる操作手段と、 前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記操作手
   段からの操作信号に基づき、前記電力供給手段を制御す
   る制御手段を有し、 前記制御手段では、 前記電力供給手段から前記負荷に対して所望の電力を供
   給中に、前記第１の検出信号に基づいて前記電力供給手
   段に入力される電圧が前記所定の電圧レベル範囲内でな
   いと判別されたときには、前記電力供給手段を制御して
   前記負荷に対しての電力の供給を停止するものとし、 その後前記第１の検出信号に基づいて前記電力供給手段
   に入力される電圧が前記所定の電圧レベル範囲内である
   と判別されたとき、前記第２の検出信号あるいは前記操
   作信号に基づき前記電力供給手段を制御して前記負荷に
   対しての電力の供給を再開することを特徴とする電源装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段では、前記第２の検出信号
   に基づいて前記電力供給手段に入力される電圧が前記所
   定の電圧レベル以下となってから復帰したことが判別さ
   れたのち、前記第１の検出信号に基づいて前記電力供給
   手段に入力される電圧が前記所定の電圧レベル範囲内で
   あると判別されたときには、前記電力供給手段を制御し
   て前記負荷に対しての電力の供給を再開することを特徴
   とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段では、前記操作信号に基づ
   いて前記負荷に対しての電力の供給を停止する操作がな
   されてから再度電力の供給を開始する操作がなされたこ
   とを判別したのち、前記第１の検出信号に基づいて前記
   電力供給手段に入力される電圧が前記所定の電圧レベル
   範囲内であると判別されたときには、前記電力供給手段
   を制御して前記負荷に対しての電力の供給を再開するこ
   とを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. 【請求項４】 前記所定の電圧レベル範囲は、前記負荷
   に対して所望の電力を供給可能とする前記電力供給手段
   の入力電圧範囲内に設定することを特徴とする請求項１
   記載の電源装置。