JP2015042107A - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

【課題】オーディオ機器等において、ＤＣ／ＤＣコンバータが短絡しても、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源出力の不安定化を防止する。
【解決手段】スイッチング電源回路は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ）１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、短絡を検出して検出信号を出力するプロテクト回路２０と、検出信号をスイッチングするスイッチ回路１８と、スイッチ回路１８のオンオフ動作を制御し、検出信号を受信してＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作を制御するマイコン１６を備える。マイコン１６は、監視状態においてスイッチ回路１８をオン動作させて検出信号を監視し、検出信号を受信した場合にＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオフ状態に制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチング電源回路に関し、特に過電流保護に関する。

整流された交流入力電圧をスイッチングして所望の直流電圧を出力する電源回路が知られている。

例えば、特許文献１には、入力電圧をスイッチングして所定の直流電圧を得る電源回路において、出力電圧を検出したフィードバック信号の入力を監視してフィードバック信号が所定値以下になった場合にショート検出信号を出力するショート検出回路と、ショート検出信号を受けて外部のスイッチング素子を駆動するためのオン・オフ信号を遮断する論理積ゲートを備えることが記載されている。

特開２００７−２９５８００号公報

近年、オーディオ装置において、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）とＤＣ／ＤＣコンバータとを組み合わせ、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源を電源としてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動して所望の直流電圧を得て負荷に供給する構成が提案されているが、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源及びＤＣ／ＤＣコンバータのいずれもスイッチング制御のために集積回路（ＩＣ）を使用しており、スイッチング制御のための集積回路は過電流保護回路が搭載されている場合が多い。

このような場合、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源における過電流保護回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける過電流保護回路とが併存することになり、仮に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が何らかの異常によりグランドに短絡すると、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける過電流保護回路が動作する前にＡＣ／ＤＣスイッチング電源の過電流保護回路が動作する事態も生じ得ることとなり、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源の出力が不安定となってしまう問題がある。

本発明の目的は、オーディオ機器等において、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源における過電流保護回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける過電流保護回路とが併存し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が何らかの異常により短絡しても、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源出力の不安定化を防止できる回路を提供することにある。

本発明は、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣスイッチング電源と、前記ＡＣ／ＤＣスイッチング電源からの直流電力を所望の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが短絡していることを検出して検出信号を出力する保護回路と、前記保護回路からの検出信号をスイッチングするスイッチ回路と、前記スイッチ回路のオンオフ動作を制御するとともに、前記検出信号を受信して前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、監視状態において前記スイッチ回路をオン動作させて前記スイッチ回路から供給される前記検出信号を監視し、前記検出信号を受信した場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作をオフ状態に制御することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記制御部は、電源立ち上げ後にＤＣ／ＤＣコンバータをオン状態に制御するとともに、電源立ち上げ後所定時間が経過するまでは前記スイッチ回路をオフ状態に制御し、電源立ち上げ後所定時間が経過した後に前記スイッチ回路をオン状態に制御して前記監視状態に移行することを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、前記制御部は、前記ＡＣ／ＤＣスイッチング電源からの前記直流電力の供給を受けて動作することを特徴とする。

本発明のさらに他の実施形態では、スイッチ回路は、スイッチングトランジスタを備え、前記スイッチングトランジスタの第１端子は、前記保護回路に接続され、前記スイッチングトランジスタの第２端子は、第１信号線を介して前記制御部及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、前記スイッチングトランジスタの第３端子は、第２信号線を介して前記制御部に接続され、前記制御部は、前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタの前記第３端子に制御信号を供給することで前記スイッチングトランジスタをオンオフ制御し、前記スイッチングトランジスタをオン制御している場合であって前記第１信号線を介して前記保護回路からの前記検出信号を受信すると、前記第１信号線を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフ状態にする制御信号を出力することを特徴とする。

本発明のさらに他の実施形態では、前記制御部は、電源立ち上げ後に前記第１信号線を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオン状態にする制御信号を出力し、電源立ち上げ後所定時間が経過するまでは前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタをオフ制御し、電源立ち上げ後所定時間が経過した後に前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタをオン制御することを特徴とする。

本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が何らかの異常により短絡しても、検出回路がこれを検出し、スイッチ回路を介して制御部によりＤＣ／ＤＣコンバータを速やかにオフ状態にするので、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源の出力不安定化を防止できる。また、本発明によれば、電源立ち上げ後の所定時間は、制御部によりスイッチ回路をオフ状態にするので、ＤＣ／ＤＣコンバータを誤ってオフ状態にすることなく、確実に起動することができる。

スイッチング電源回路の全体構成図である。 スイッチ回路及びプロテクト回路の回路構成図である。 実施形態のタイミングチャートである。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態におけるスイッチング電源回路の回路構成を示す。スイッチング電源回路は、電源プラグ５と、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ）１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、レギュレータ回路１４と、マイコン１６と、スイッチ回路（ＳＷ）１８と、プロテクト回路２０とを備える。

ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ）１０は、電源プラグ５を介して供給された交流電力を全波整流して直流電力に変換してＤＣ／ＤＣコンバータに供給する。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０は、公知の回路構成を有する。具体的には、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０は、全波整流回路と、平滑コンデンサと、スイッチ素子と、トランスと、スイッチング制御回路とを有する。全波整流回路は、入力される交流電源電圧を全波整流し、平滑コンデンサは、全波整流回路からの直流電圧を平滑してスイッチ素子に供給する。スイッチング制御回路は、スイッチ素子のオンオフ動作を制御して直流電圧をトランスの一次巻線に供給する。トランスは、一次巻線に供給された電圧を降圧して、二次巻線に出力する。トランスの二次巻線に誘起された電圧は、抵抗、ダイオード、コンデンサによって整流および平滑されて電源電圧として出力される。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０は、過電流保護回路を備えていてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ）１０から供給される直流電力の電圧を所望の電圧に変換して図示しない負荷に供給する。

プロテクト回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２に流れる過電流を防止するための過電流保護回路であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡したことを検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作をオン状態からオフ状態に切り替える回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、具体的にはスタンバイ（ＳＴＡＮＢＹ）端子を備えるＩＣで構成され、スタンバイ端子がＨｉ状態であるとオン状態、スタンバイ端子がＬｏｗ状態であるとオフ状態に切り替わる。従って、プロテクト回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧を監視する。正常電圧では、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線によりＨｉ状態を維持するためトランジスタＱ１がオフ状態である。ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線がＨｉ状態を維持することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子（ＳＴＢＰＯＷＥＲ）がＨｉ状態になり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２がオン状態を維持する。グランドに短絡して異常電圧を検出すると、トランジスタＱ１のエミッタがＬｏｗ状態になるためトランジスタＱ１のがオン状態になり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子がＬｏｗ信号になるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオン状態からオフ状態に切り替える。プロテクト回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータの正側出力端子（＋９Ｖ）と負側出力端子（−９Ｖ）に接続され、これら２つの出力端子間電圧を監視する。

スイッチ回路１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２とプロテクト回路２０との間に接続され、具体的にはＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子とプロテクト回路２０との間に接続される。スイッチ回路１８は、マイコン１６により制御される。

マイコン１６は、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０からの直流電力をレギュレータ回路１４で調整して得られる電力で動作し、スイッチ回路１８の動作を制御する。マイコン１６は、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ信号をスイッチ回路１８に供給してスイッチ回路１８の動作状態を切り替える。また、マイコン１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子に接続され、スタンバイ端子の状態を監視するとともに、スタンバイ端子に制御信号（Ｈｉ信号かＬｏｗ信号のいずれか）を出力する。マイコン１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子に対して入力状態と出力状態を切り替え、入力状態ではスタンバイ端子の状態を監視し、出力状態ではスタンバイ端子にＨｉ信号あるいはＬｏｗ信号のいずれかを出力してＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作状態を制御する。

ここで、従来のスイッチング電源回路では、既述したように、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０における過電流保護回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２における過電流保護回路（プロテクト回路２０）とが併存する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が何らかの異常によりグランドに短絡すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２における過電流保護回路（プロテクト回路２０）がオン状態となる前にＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の過電流保護回路がオン状態となる事態も生じ得ることとなり、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力が不安定となり得る。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２はＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０から電流を引っ張ることになり、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の過電流保護回路がオン状態となって
その出力がオフとなる。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力がオフとなると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力電流がなくなるので、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の負荷が軽くなり、過電流状態が解消されてＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力がオフからオンとなる。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力がオンになると、再びＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力電流が大きくなり、再びＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の過電流保護回路がオン状態となってその出力がオフとなる。以上の動作が繰り返し起こることで、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力が不安定となってしまう。

もちろん、常にＤＣ／ＤＣコンバータ１２の過電流保護回路がＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の過電流保護回路よりも先に動作することが保証されればよいが、種々の仕様・性能のＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２が市場に存在する現状において、常にＤＣ／ＤＣコンバータ１２の過電流保護回路がＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の過電流保護回路よりも先に動作する組み合わせを選択することは設計上の制約及びコスト低減の観点から必ずしも容易ではなく、汎用性に欠ける問題がある。

他方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のプロテクト回路２０が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の短絡を検出して迅速にＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作を強制的にオフにすればよいが、この場合には別の問題が生じる。すなわち、プロテクト回路２０でＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡したことを検出する、つまり正常電圧（９Ｖ）よりも低い電圧（例えば０Ｖ）に低下したことをプロテクト回路２０が検出する構成では、電源投入時においても同様にプロテクト回路２０がＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧が低いことを検出してしまい、正常状態であるにもかかわらずプロテクト回路２０が動作してＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオフにしてしまう。つまり、正常状態に移行できない問題が生じる。

そこで、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２とプロテクト回路２０との間にスイッチ回路１８を設け、このスイッチ回路１８の動作をマイコン１６で制御する構成とすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の短絡を検出してＤＣ／ＤＣコンバータ１２を確実にオフするとともに、電源投入時においてプロテクト回路２０が動作してＤＣ／ＤＣコンバータ１２を誤ってオフにしないように制御している。

図２に、本実施形態におけるスイッチ回路１８及びプロテクト回路２０の回路構成を示す。

プロテクト回路２０は、ダイオードＤ１、Ｄ２、抵抗Ｒ５〜Ｒ８、及びトランジスタＱ３から構成される。

抵抗Ｒ７、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ８は、互いに直列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の正側出力端子（例えば＋９Ｖ）と負側出力端子（例えば−９Ｖ）の間に接続される。

抵抗Ｒ７の一端には、ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ３のコレクタ端子が接続される。抵抗Ｒ７の他端には、抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ３のベース端子が接続されるとともに、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ３のエミッタ端子が接続される。トランジスタＱ３のコレクタ端子は、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３に接続される。図において、スタンバイ端子１３に接続される制御線(第１信号線)をＳＴＢＰＯＷＥＲ線と称している。

正常状態ではトランジスタＱ３のコレクタ端子はＨｉ状態であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡するとトランジスタＱ３のコレクタ端子はＬｏｗ状態になる。

また、スイッチ回路１８は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ９、及びスイッチングトランジスタＱ１から構成される。

トランジスタＱ１のエミッタ端子（第１端子）は、プロテクト回路２０のトランジスタＱ３のコレクタ端子に接続される。トランジスタＱ１のベース端子（第３端子）は、抵抗Ｒ９を介してエミッタ端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ１，Ｒ３で分圧してマイコン１６に接続される。トランジスタＱ１のコレクタ端子（第２端子）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３に接続されるとともに、抵抗Ｒ２を介してマイコン１６に接続される。図において、マイコン１６に接続される制御線(第２信号線)をＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線と称している。ＳＴＢＰＯＷＥＲ線は、トランジスタＱ１のコレクタ端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３とを接続するとともに、マイコン１６にも接続される。従って、マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線を介してトランジスタＱ１のコレクタ端子の状態を監視するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３の状態を制御することができる。また、マイコン１６は、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線を介してトランジスタＱ１のベース端子電圧を制御してトランジスタＱ１のオン／オフを制御することができる。

スイッチング電源回路の起動状態では、マイコン１６は、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を送信してスイッチ回路１８のトランジスタＱ１をトランジスタＱ１のエミッタ電位に依存する状態にする。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が正常に動作している場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力端子には＋９Ｖ、−９Ｖが出力されているから、プロテクト回路２０のトランジスタＱ３のコレクタ端子はＨｉ状態、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１はオフ状態、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１はオフ状態であるから、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線がＨｉ状態であるため、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線は抵抗Ｒ２を介してＨｉ状態である。Ｈｉ状態のＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、スタンバイ端子１３の状態がＨｉ状態であるため、オン状態を維持する。

また、＋９Ｖがグランドに短絡すると、ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ１のエミッタがＨｉ状態からＬｏｗ状態に変化する。−９Ｖがグランドに短絡すると、トランジスタＱ３がオフ状態からオン状態になり、トランジスタＱ１のエミッタがＨｉ状態からＬｏｗ状態に変化する。エミッタがＬｏｗ状態になるので、トランジスタＱ１がオン状態になり、Ｈｉ状態トランジスタＱ３のコレクタ端子のＬｏｗ状態がＳＴＢＰＯＷＥＲ線に出力される。マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線の状態を監視しており、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線がＨｉ状態からＬｏｗ状態になったことを検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡したことを検出し、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３にＬｏｗ信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオフ状態にする。また、マイコン１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３にＬｏｗ信号を出力するとともに、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＬｏｗ信号を出力し、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１をオフ状態にする。

以上の処理により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２に異常が生じてグランドに短絡した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が速やかにオフ状態になるとともに、スイッチ回路１８がオフ状態となる。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が速やかにオフ状態になることで、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力が不安定となることを防止できる。

他方、スイッチング電源の電源投入時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧がゼロから徐々に上昇していくため、トランジスタＱ３のコレクタ端子はＬｏｗ状態であり、トランジスタＱ１がオン状態であるとＳＴＢＰＯＷＥＲ線もＬｏｗ状態となってＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３もＬｏｗ状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を起動することができなくなる。

そこで、マイコン１６は、電源投入後の所定期間はＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＬｏｗ信号を出力してトランジスタＱ１をオフ状態に維持するとともにＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３をＨｉ状態に設定する。これにより、電源投入後の所定期間は、たとえＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧が低くても、プロテクト回路２０が動作してＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオフ状態にすることを防止できる。

電源投入後の所定期間を経過した後は、マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力することを停止し、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線の状態を監視する入力状態に切り替える。また、マイコン１６は、同時に、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を出力してトランジスタＱ１のコレクタ電位がトランジスタＱ１のエミッタ電位に依存する状態に切り替える。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧が十分高ければ、トランジスタＱ３がオフ状態となってそのコレクタ端子もＨｉ状態となっているため、トランジスタＱ１がオフ状態になりＳＴＢＰＯＷＥＲ線はＨｉ状態となる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３もＨｉ状態のまま維持され、オン状態が継続する。

図３に、本実施形態におけるスイッチング電源回路のタイミングチャートを示す。図３（ａ）はＳＴＢＰＯＷＥＲ線の状態であり、図３（ｂ）はＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線の状態である。

まず、スイッチング電源回路がリセット状態（電源オフ状態）では、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のいずれもオフ状態であり、プロテクト回路２０もオフ状態である。ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線はＬｏｗ状態であり、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線も抵抗Ｒ２、Ｒ３を介してプルダウンされてＬｏｗ状態にある。

時刻ｔ１でスイッチング電源回路の電源を立ち上げると、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２がオン状態となり、レギュレータ回路１４を介してマイコン１６に動作電力が供給される。マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３をＨｉ状態にする。一方、マイコン１６は、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＬｏｗ信号を出力してスイッチ回路１８をオフ状態に維持する。従って、たとえプロテクト回路２０でＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧が電源立ち上げ直後で低下していることを検出しても、その信号がＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３に供給されることはない。

時刻ｔ１で電源を立ち上げた後、所定時間が経過して時刻ｔ２になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が高くなる。マイコン１６は、所定時間経過した時刻ｔ２において、
ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を出力する。これにより、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１がオン状態となる。また、マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力することを停止し、信号出力状態から信号入力状態に切り替える。ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を出力するタイミングと、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力することを停止して信号出力状態から信号入力状態、つまり監視状態に切り替えるタイミングは同時でもよいが、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を出力してからＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力することを停止して信号出力状態から信号入力状態、つまり監視状態に移行してもよい。ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ信号をＨｉ状態としてトランジスタＱ１をオン状態とすることで、トランジスタＱ３のコレクタ端子は抵抗Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ９を介してプルアップされてＨｉ状態となり、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線はＨｉ状態となる。すなわち、マイコン１６がＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力することを停止して監視状態に移行しても、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が正常に動作している限りＳＴＢＰＯＷＥＲ線はＨｉ状態を維持する。

時刻ｔ２において監視状態に移行した後、マイコン１６は、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線の状態を所定の制御周期で監視する。ＳＴＢＰＯＷＥＲ線はＨｉ状態であれば、マイコン１６はそのまま監視を継続する。

時刻ｔ３において、何らかの異常によりＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力がグランドに短絡すると、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線がＨｉ状態からＬｏｗ状態に変化する。すると、マイコン１６は、このＨｉ状態からＬｏｗ状態への変化を検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が短絡したことを検出し、時刻ｔ４においてＳＴＢＰＯＷＥＲ線の信号入力状態（監視状態）から再び信号出力状態に移行してＬｏｗ信号を出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のスタンバイ端子１３はＬｏｗ状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータはオフ状態となる。また、マイコン１６は、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＬｏｗ信号を出力する。これにより、スイッチ回路１８のトランジスタＱ１はオフ状態となる。

このように、マイコン１６がスイッチ回路１８の動作を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の異常を検出して速やかにＤＣ／ＤＣコンバータ１２をオフ状態に制御することで、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力が不安定化することを防止できる。ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０に過電流保護回路が備えられていても、これとは独立してマイコン１６及びスイッチ回路１８がＤＣ／ＤＣコンバータ１２を速やかにオフ状態にするので、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力は変動しない。

表１に、本実施形態における状態と、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線と、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線の論理レベルとの関係をまとめて示す。

なお、電源立ち上げから監視状態に移行するまでの所定時間、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定時間は、予め実際の機器で測定してマイコン１６のメモリに記憶しておく。マイコン１６は、電源立ち上げ後、メモリに記憶された所定時間が経過するまではＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＬｏｗ信号を出力するとともにＳＴＢＰＯＷＥＲ線にＨｉ信号を出力し、所定時間が経過した時点で、ＥＮ ＰＲＯＴＥＣＴ線にＨｉ信号を出力し、ＳＴＢＰＯＷＥＲ線の監視状態に移行する。

本実施形態では、図１に示すように、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０からレギュレータ回路１４を介してマイコン１６に動作用電力を供給しているため、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の出力を安定化することで、マイコン１６の動作の安定化を図ることもできる。通常、ＡＣ／ＤＣスイッチング電源の不安定化に伴ってマイコン１６が不安定化することを防止すべく、マイコン１６にはＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０とは別系統で動作用電力を供給する構成となっているが、本実施形態では、上記のようにＡＣ／ＤＣスイッチング電源１０の安定化を図ることができるため、別系統でマイコン１６に動作用電力を供給する必要がなくなり、構成の簡易化及びコスト低減を図ることも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、プロテクト回路２０として図２に示すようにトランジスタＱ３を含む回路を例示したが、これ以外にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力短絡に伴う電流あるいは電圧の変化を検出する任意の回路を用いることができる。スイッチ回路１８についても同様であり、本実施形態ではスイッチングトランジスタＱ１を含む回路を例示したが、バイポーラトランジスタに限らず任意のスイッチ素子を用いることができる。

１０ ＡＣ／ＤＣスイッチング電源（ＳＭＰＳ）、１２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４ レギュレータ回路、１６ マイコン、１８ スイッチ回路、２０ プロテクト回路。

Claims (5)

1. 入力交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣスイッチング電源と、
   前記ＡＣ／ＤＣスイッチング電源からの直流電力を所望の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータが短絡していることを検出して検出信号を出力する保護回路と、
   前記保護回路からの検出信号をスイッチングするスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路のオンオフ動作を制御するとともに、前記検出信号を受信して前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、監視状態において前記スイッチ回路をオン動作させて前記スイッチ回路から供給される前記検出信号を監視し、前記検出信号を受信した場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作をオフ状態に制御することを特徴とするスイッチング電源回路。
2. 前記制御部は、電源立ち上げ後にＤＣ／ＤＣコンバータをオン状態に制御するとともに、電源立ち上げ後所定時間が経過するまでは前記スイッチ回路をオフ状態に制御し、電源立ち上げ後所定時間が経過した後に前記スイッチ回路をオン状態に制御して前記監視状態に移行することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源回路。
3. 前記制御部は、前記ＡＣ／ＤＣスイッチング電源からの前記直流電力の供給を受けて動作することを特徴とする請求項１，２のいずれかに記載のスイッチング電源回路。
4. 前記スイッチ回路は、スイッチングトランジスタを備え、
   前記スイッチングトランジスタの第１端子は、前記保護回路に接続され、
   前記スイッチングトランジスタの第２端子は、第１信号線を介して前記制御部及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、
   前記スイッチングトランジスタの第３端子は、第２信号線を介して前記制御部に接続され、
   前記制御部は、前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタの前記第３端子に制御信号を供給することで前記スイッチングトランジスタをオンオフ制御し、前記スイッチングトランジスタをオン制御している場合であって前記第１信号線を介して前記保護回路からの前記検出信号を受信すると、前記第１信号線を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフ状態にする制御信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチング電源回路。
5. 前記制御部は、電源立ち上げ後に前記第１信号線を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオン状態にする制御信号を出力し、電源立ち上げ後所定時間が経過するまでは前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタをオフ制御し、電源立ち上げ後所定時間が経過した後に前記第２信号線を介して前記スイッチングトランジスタをオン制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源回路。
   
   
   

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