JP2011019349A - 複数電源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置において、短絡を検出し、負荷回路および電源回路を保護する。
【解決手段】負荷回路に対応して設けられ、出力オンオフ信号に基づいて、所望の電圧を出力する電源回路と、複数の電源回路のうち第１の電源回路を除く電源回路に対応して設けられ、対応する電源回路に対する出力オンオフ信号がオフの場合に当該電源回路の電圧出力端において基準値以上の電圧を検出するとＦＡＩＬ信号を出力する短絡検出回路と、第１の電源回路から残りの電源回路に対して、所定の時間間隔をおいて出力オンオフ信号を順次オンにするとともに、ＦＡＩＬ信号が出力されたことを検出すると、すべての電源回路に対する出力オンオフ信号をオフにするシーケンス回路とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置に関する。

複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置が知られている。図５は、負荷回路群と従来の複数電源供給装置の構成の１例を示すブロック図である。本図の例では、負荷回路群４００は、電圧ＶｏＡを必要とする負荷回路Ａ４０１ａと、電圧ＶｏＢを必要とする負荷回路Ｂ４０１ｂとを含んでいる。

複数電源供給装置３００は、負荷回路Ａ４０１ａに対応した電源回路Ａ３１０ａと、負荷回路Ｂ４０１ｂに対応した電源回路Ｂ３１０ｂとを備えており、外部装置から入力電圧Ｖｉｎと出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃとが入力される。

電源回路Ａ３１０ａは、入力電圧Ｖｉｎを電圧ＶｏＡに変換し、電圧線３６０ａを介して負荷回路Ａ４０１ａに出力する電圧変換回路Ａ３１１ａと、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃに基づいて、電圧変換回路Ａ３１１ａの電圧出力の出力／非出力を切り替える出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ａ３１２ａとを備えている。

また、電源回路Ｂ３１０ｂは、入力電圧Ｖｉｎを電圧ＶｏＢに変換し、電圧線３６０ｂを介して負荷回路Ｂ４０１ｂに出力する電圧変換回路Ｂ３１１ｂと、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃに基づいて、電圧変換回路Ｂ３１１ｂの電圧出力の出力／非出力を切り替える出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ｂ３１２ｂとを備えている。

このような構成において、入力電圧Ｖｉｎを複数電源供給装置３００に入力し、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣをＨｉにすると、負荷回路Ａ４０１ａに、電圧ＶｏＡが供給され、負荷回路Ｂ４０１ｂに、電圧ＶｏＢが供給されることになる。

特開２００８−９６３３５号公報

複数電源供給装置３００を、例えば、負荷回路に電圧を供給して試験を行なう負荷回路試験装置に適用した場合には、試験対象となる負荷回路４０１を交換して配線するという作業が繰り返し行なわれる。この作業時に配線ミスが生じたり、負荷回路４０１に不具合が生じる等により、電源電圧を供給する電圧線３６０ａと電圧線３６０ｂとが短絡する可能性がある。

電源電圧を供給する電圧線３６０が短絡すると、正常な試験を行なうことができなくなるのみならず、負荷回路４０１に想定外の電圧が供給されたり、電源回路３１０に過電流が流れたりする場合があり、負荷回路４０１や電源回路３１０に対して悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本発明は、複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置において、電源供給路における短絡を検出し、負荷回路および電源回路を保護することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明によれば、複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置であって、前記複数の負荷回路に対応して設けられ、出力オンオフ信号に基づいて、所望の電圧を出力する複数の電源回路と、前記複数の電源回路のうち第１の電源回路を除く電源回路に対応して設けられ、対応する電源回路に対する出力オンオフ信号がオフの場合に当該電源回路の電圧出力端において基準値以上の電圧を検出するとＦＡＩＬ信号を出力する短絡検出回路と、前記第１の電源回路から残りの電源回路に対して、所定の時間間隔をおいて出力オンオフ信号を順次オンにするとともに、前記ＦＡＩＬ信号が出力されたことを検出すると、すべての電源回路に対する出力オンオフ信号をオフにするシーケンス回路とを備えた複数電源供給装置が提供される。

本発明において、対応する電源回路に対する出力オンオフ信号がオフの場合に当該電源回路の電圧出力端において基準値以上の電圧を検出することは、電源供給路において短絡が生じていることを意味する。そこで、電源回路に対する出力オンオフ信号を一斉にオフにすることで、負荷回路および電源回路を保護するようにしている。

このとき、前記第１の電源回路は、複数の電源回路のうち出力する電圧が最も小さい電源回路とし、前記シーケンス回路は、出力する電圧の小さい順に電源回路に対する出力オンオフ信号を順次オンにすることが望ましい。

また、前記所定の時間間隔は、直前に出力オンオフ信号をオンにする電源回路において、出力オンオフ信号がオンになってから出力電圧が安定するまでの時間以上の値とすることができる。

本発明によれば、複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置において、電源供給路における短絡を検出し、負荷回路および電源回路を保護することができる。

負荷回路群と本実施形態に係る複数電源供給装置の構成を示すブロック図である。 ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路の動作について説明する図である。 短絡検出回路の動作を説明する真理値表である。 複数電源供給装置の動作について説明するフローチャートである。 負荷回路群と従来の複数電源供給装置の構成の１例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、負荷回路群と本実施形態に係る複数電源供給装置の構成を示すブロック図である。本図に示すように、負荷回路群２００は、電圧ＶｏＡを必要とする負荷回路Ａ２０１ａと、電圧ＶｏＢを必要とする負荷回路Ｂ２０１ｂとを含んでいる。

複数電源供給装置１００は、負荷回路Ａ２０１ａに対応した電源回路Ａ１１０ａと、負荷回路Ｂ２０１ｂに対応した電源回路Ｂ１１０ｂと、シーケンス回路として機能するＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０と、短絡検出回路１３０とを含んでいる。

各電源回路１１０には、外部装置から電圧Ｖｉｎが入力され、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０には、外部装置から出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃが入力される。

電源回路Ａ１１０ａは、電圧変換回路Ａ１１１ａと、出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ａ１１２ａとを備えている。電圧変換回路Ａ１１１ａは、入力電圧Ｖｉｎを電圧ＶｏＡに変換し、電圧線１６０ａを介して負荷回路Ａ２０１ａに出力する。出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ａ１１２ａは、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０が出力するＯＮａ信号に基づいて、電圧変換回路Ａ１１１ａの電圧出力の出力／非出力を切り替える。

また、電源回路Ｂ１１０ｂは、電圧変換回路Ｂ１１１ｂと、出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ｂ１１２ｂとを備えている。電圧変換回路Ｂ１１１ｂは、入力電圧Ｖｉｎを電圧ＶｏＢに変換し、電圧線１６０ｂを介して負荷回路Ｂ２０１ｂに出力する。出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ｂ１１２ｂは、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０が出力するＯＮｂ信号に基づいて、電圧変換回路Ｂ１１１ｂの電圧出力の出力／非出力を切り替える。

なお、負荷回路２０１および電源回路１１０の数は２個に限られず、３以上のｎ個であってもよい。

短絡検出回路１３０は、電圧線１６０ａと電圧線１６０ｂとの間で短絡が生じたことを検出する。短絡検出回路１３０は、短絡が生じたことを検出するとＦＡＩＬ信号をＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０に出力する。

ここで、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０の動作について図２を参照して説明する。なお、以下の説明では、いずれの信号線もアクティブＨｉであるものとする。

本図に示すように、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃが時刻ｔ０でＨｉになると、まず、時刻ｔ１においてＯＮａ信号をＨｉにする。時刻ｔ１は、例えば、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣのＨｉを検出してからＯＮａ信号をＨｉにするのに必要な時間とすることができ、特に限定はされない。

その後、Δｔ経過後の時刻ｔ２において、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０はＯＮｂ信号をＨｉにする。このように、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、ｎ個のＯＮｎ信号を出力する場合、時間差を設けて、ＯＮｎ信号を順次Ｈｉにしていく。ここで、Δｔは、電圧変換回路Ａ１１１ａが電圧の出力を開始して、出力電圧が安定するまでの時間以上の値をあらかじめ設定しておくようにする。

一方、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、短絡検出回路１３０が出力するＦＡＩＬ信号を監視しており、ＦＡＩＬ信号がＨｉになると、その時の状態にかかわらず、即座にＯＮａ信号およびＯＮｂ信号をＬｏにする。

電源回路Ａ１１０ａの出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ａ３１２ａは、ＯＮａ信号がＨｉの状態で、電圧変換回路Ａ１１１ａからの電圧を出力状態にし、ＯＮａ信号がＬｏの状態で、電圧変換回路Ａ１１１ａからの電圧を非出力状態にする。また、電源回路Ｂ１１０ｂの出力ＯＮ／ＯＦＦ回路Ｂ３１２ｂは、ＯＮｂ信号がＨｉの状態で、電圧変換回路Ｂ１１１ｂからの電圧を出力状態にし、ＯＮｂ信号がＬｏの状態で、電圧変換回路Ｂ１１１ｂからの電圧を非出力状態にする。

したがって、時刻ｔ１において、負荷回路Ａ２０１ａに対する電源電圧ＶｏＡ供給が開始され、時刻ｔ２において、負荷回路Ｂ２０１ｂに対する電源電圧ＶｏＢ供給が開始されることになる。一方、ＦＡＩＬ信号がＨｉになると、負荷回路Ａ２０１ａに対する電源電圧ＶｏＡ供給および負荷回路Ｂ２０１ｂに対する電源電圧ＶｏＢ供給が停止する。

このようなＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０の動作により、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、負荷回路Ｂ２０１ｂに対する電圧供給は行なわれないことになる。この間に、負荷回路Ｂ２０１ｂに対する電圧線１６０ｂにおいて電圧が検出されることは、電圧線１６０ａと電圧線１６０ｂとの間で、短絡が生じていることを示すことになる。

短絡検出回路１３０は、電源回路Ｂ１１０ｂに対応して設けられ、図３に示すような真理値表に基づいて動作する。本図に示すように、短絡検出回路１３０は、ＯＮｂ信号がＬｏで、電圧変換回路Ｂ１１１ｂと負荷回路Ｂ２０１ｂとの間の電圧線１６０ｂの電圧ＶｂがＨｉの場合のみＨｉを出力し、他の場合はＬｏを出力する。なお、ＯＮｂ信号がＨｉで電圧ＶｂがＬｏの場合は、電源回路Ｂ１１０ｂの不良の可能性があるが、ここでは取り扱わないものとする。

この真理値表の動作を実現するため、短絡検出回路１３０は、例えば、本図に示すように、電圧線１６０ｂの電圧Ｖｂを必要に応じて減衰するＡＴＴ１３２と、電圧ＶｂのＨｉ状態の基準となるＶｒｅｆと、電圧ＶｂがＨｉになった場合にＨｉを出力する比較器１３１と、ＯＮｂ信号がＬｏで比較器１３１の出力がＨｉの場合にＦＡＩＬ信号をＨｉにするアンド回路１３３とを用いて構成することができる。もちろん、この構成は１例であり、ディスクリート、論理回路にかかわらず種々の構成で実現することができる。

ここで、ＯＮｂ信号がＬｏで、電圧ＶｂがＨｉの場合とは、ＯＮｂ信号がＬｏ、すなわち、電圧変換回路Ｂ１１１ｂの電圧が非出力状態であるのにもかかわらず、負荷回路Ｂ２０１ｂの電圧入力側に電圧が生じている場合である。つまり、電圧線１６０ａと電圧線１６０ｂとの間で短絡が生じている場合である。

そこで、短絡が検出されると、即座に電圧変換回路Ａ１１１ａおよび電圧変換回路Ｂ１１１ｂの電源供給を停止することで、負荷回路２０１や電源回路１１０を保護するようにしている。

本実施形態では、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０を用いて、電源回路１１０からの電圧を順次出力状態に切り替えていくため、確実に短絡状態を検出できるようにしている。なお、短絡が生じた場合の負荷回路２０１に対する悪影響をより少なくするため、供給電圧の小さい順に電源回路１１０を出力状態に切り替えるようにＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０を設定することが望ましい。

次に、本実施形態における複数電源供給装置１００の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。複数電源供給装置１００の動作を開始するために、外部装置から電圧Ｖｉｎを入力した状態で、外部装置からの出力ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣをＨｉにする（Ｓ１０１）。これに応じて、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０が、ＯＮａをＨｉにする（Ｓ１０２）。すると、電圧変換回路Ａ１１１ａから電圧ＶｏＡが負荷回路Ａ２０１ａに出力される（Ｓ１０３）。

その後、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、時間Δｔが経過するのを待ち（Ｓ１０４：Ｎｏ）、時間Δｔが経過すると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ＯＮｂをＨｉにする（Ｓ１０５）。すると、電圧変換回路Ｂ１１１ｂから電圧ＶｏＢが負荷回路Ｂ２０１ｂに出力される（Ｓ１０６）。

上記のシーケンスとは独立して、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、短絡検出回路１３０からのＦＡＩＬ信号を監視する（Ｓ２０１）。そして、ＦＡＩＬ信号のＨｉを検出すると（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、ＯＮａおよびＯＮｂをＬｏにする（Ｓ２０２）。これにより、電圧変換回路Ａ１１１ａおよび電圧変換回路Ｂ１１１ｂからの電圧が出力停止となり（Ｓ２０３）、負荷回路２０１および電源回路１１０が保護される。

なお、３以上のｎ個の負荷回路２０１および電源回路１１０を用いる場合には、２番目以降の電源回路１１０に対応させたＮ−１個の短絡検出回路１３０を用いて、いずれかの短絡検出回路１３０が短絡を検出した場合にＦＡＩＬ信号がＨｉになるようにしておく。

また、ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路１２０は、各電源回路１１０に対して所定の時間間隔をおいて順次ＯＮｎ信号がＨｉになるように制御する。このときの時間間隔Δｔは、前段の電圧変換回路１１１が電圧を出力してから安定するまでの時間以上の値とすることができる。また、短絡が生じた場合の悪影響を少なくするために、供給電圧の小さい順に、ＯＮｎ信号がＨｉになるように設定することが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置において、電源供給路における短絡を検出し、負荷回路および電源回路を保護することができる。

１００…複数電源供給装置
１１０…電源回路
１１１…電圧変換回路
１１２…出力ＯＮ／ＯＦＦ回路
１２０…ＯＮ／ＯＦＦシーケンス回路
１３０…短絡検出回路
１３１…比較器
１３２…ＡＴＴ
１３３…アンド回路
１６０…電圧線
２００…負荷回路群
２０１…負荷回路
３００…複数電源供給装置
３１０…電源回路
３１１…電圧変換回路
３６０…電圧線
４００…負荷回路群
４０１…負荷回路

Claims (3)

1. 複数の負荷回路に対して、それぞれ所望の電源電圧を供給する複数電源供給装置であって、
   前記複数の負荷回路に対応して設けられ、出力オンオフ信号に基づいて、所望の電圧を出力する複数の電源回路と、
   前記複数の電源回路のうち第１の電源回路を除く電源回路に対応して設けられ、対応する電源回路に対する出力オンオフ信号がオフの場合に当該電源回路の電圧出力端において基準値以上の電圧を検出するとＦＡＩＬ信号を出力する短絡検出回路と、
   前記第１の電源回路から残りの電源回路に対して、所定の時間間隔をおいて出力オンオフ信号を順次オンにするとともに、前記ＦＡＩＬ信号が出力されたことを検出すると、すべての電源回路に対する出力オンオフ信号をオフにするシーケンス回路とを備えたことを特徴とする複数電源供給装置。
2. 請求項１に記載の複数電源供給装置であって、
   前記第１の電源回路は、複数の電源回路のうち出力する電圧が最も小さい電源回路であり、
   前記シーケンス回路は、出力する電圧の小さい順に電源回路に対する出力オンオフ信号を順次オンにすることを特徴とする複数電源供給装置。
3. 請求項１に記載の複数電源供給装置であって、
   前記所定の時間間隔は、直前に出力オンオフ信号をオンにする電源回路において、出力オンオフ信号がオンになってから出力電圧が安定するまでの時間以上の値であることを特徴とする複数電源供給装置。