JP2017022831A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出抵抗を用いることなく、電源に接続された複数の回路のうちの過電流が検出された回路への電力供給を停止できるようにすること。【解決手段】電子機器は、出力電圧を所定の電圧に昇圧する電源回路と、前記電源回路と負荷との間の電力供給ラインに接続された保護スイッチと、前記保護スイッチを制御するスイッチ制御手段と、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、入力電流を検出する電流検出手段とを有し、前記スイッチ制御手段は、前記出力電圧検出手段により検出された出力電圧と、前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧と、前記電流検出手段により得られた入力電流とに基づいて前記負荷への出力電流を求め、前記出力電流が第１のしきい値を超えた場合に、前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、過電流の発生を検出することができる電子機器等に関する。

電子機器において、回路のショート等により過電流が発生すると、電子機器の故障に至る可能性がある。例えば、外部機器との接続が可能な電子機器では、電子機器の出力側回路がショートする可能性が高くなる。そのため、電子機器には、出力側回路のショート等によって過電流が流れた場合、その過電流から回路を保護する機能が必要とされる。過電流は、電力供給ラインに直列接続された電流検出抵抗両端の電圧値から検出することができる（特許文献１）。

特開２０１１−６２０６０号公報

しかしながら、特許文献１では、過電流を検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させてしまう。そのため、複数の負荷回路が同一の電源回路から電力を受ける場合は、それらの負荷回路の動作をすべて停止させてしまう欠点がある。また、電流検出抵抗を用いて過電流を検出する方法の場合、電流検出抵抗を電力供給ラインに直列接続するため、検出抵抗により負荷回路へ電力供給するときの電圧が低下してしまう欠点がある。また、電流検出抵抗を用いて過電流を検出する方法の場合、負荷回路の消費電力によっては、電流検出抵抗のサイズが大型化し、小型携帯機器への搭載が困難となる欠点がある。

また、外部機器にも電力を供給することができる電子機器では、どのような外部機器が接続されたとしても、過電流を検出するためのしきい値は一定値であることが、接続可能となる外部機器の互換性の面で望ましい。しかしながら、電源回路がインダクタを用いる非絶縁型の昇圧方式である場合、インダクタのランプ電流は、同じ出力であっても入力電圧によって変化したり、インダクタの直流重畳特性によって変化したりしてしまう。このため、このランプ電流をそのまま監視する場合には、過電流を検出するためのしきい値が変動してしまう欠点がある。

さらに、バッテリから過大な電流を頻繁に取り出すと、バッテリの信頼性を損なう可能性がある。例えば、昇圧電源回路の場合、出力側の電流よりも大きな電流が入力側に流れるため、降圧電源回路より保護の必要性が高い。一方で、短絡時のスイッチング電流による電源回路の保護も必要である。

そこで、本発明は、電流検出抵抗を用いることなく、電源回路に接続された複数の回路のうちの過電流が検出された回路への電力供給を停止できるようにすることを目的とする。

本発明に係る電子機器は、所定の出力電圧を生成する電源回路と、前記電源回路と負荷との間の電力供給ラインに接続された保護スイッチと、前記保護スイッチを制御するスイッチ制御手段と、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、入力電流を検出する電流検出手段と、を有し、前記スイッチ制御手段は、前記出力電圧検出手段により検出された出力電圧と、前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧と、前記電流検出手段により得られた入力電流とに基づいて前記負荷への出力電流を求め、前記出力電流が第１のしきい値を超えた場合に、前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを制御する。

本発明によれば、電流検出抵抗を用いることなく、電源回路に接続された複数の回路のうちの過電流が検出された回路への電力供給を停止させることができる。

実施形態１及び２における電子機器１５が有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 実施形態１における電源制御部１３Ａが有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 電子機器１５実施形態１におけるスイッチ制御部４４で行われる電源制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。 実施形態１における電源制御動作において参照されるルックアップテーブル４３の一例を説明するための図である。 実施形態２における電源制御部１３Ｂが有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 電子機器１５実施形態２におけるスイッチ制御部４４で行われる電源制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明の実施形態は以下の実施形態に限定されるものではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態１及び２における電子機器１５が有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。電子機器１５は、電子機器１５から取り外し可能な外部機器４９に電力を供給できるように構成されている。

なお、実施形態１及び２における電子機器１５は、デジタル一眼レフカメラ、カメラ付き携帯電話などの撮像装置に限られるものでない。例えば、電子機器１５は、バッテリまたは外部電源から電力供給を受ける電子機器であればどのような電子機器であってもよい。

システム制御部１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２、撮像駆動制御部３、画像メモリ６、通信制御部７、画像補正部８、表示画像変換部９を有する。なお、システム制御部１は、１つまたは複数のハードウェア回路から構成されている。

撮像駆動制御部３は、ＣＰＵ２からの指令に従い、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）４を制御する。ＡＦＥ４は、撮像駆動制御部３からの指示に従い、撮像センサ５の駆動制御と撮像センサ５から得られた画像信号をシステム制御部１に受け渡す役割を担う。撮像駆動制御部３からの指令は、例えば、ＡＦＥ４のレジスタ設定などを変更するシリアル通信と、撮像センサ５の基準クロック信号、水平駆動信号ＨＤ、垂直駆動信号ＶＤなどである。被写体からの反射光は、ＡＦＥ４により制御される撮像センサ５によって光電変換されたアナログ信号がＡＦＥ４に受け渡され、ＡＦＥ４によってデジタル信号に変換された画像データがシステム制御部１の画像メモリ６に取り込まれる。

電子機器１５が撮像待機状態の場合は、ＣＰＵ２から撮像駆動制御部３へのスルー画像を表示するための間引き駆動指令に従い、ＡＦＥ４により撮像センサ５から取り込まれたデータが画像メモリ６に展開される。ＡＦＥ４から画像メモリ６に書き込まれた画像データは表示画像変換部９で表示用の画像信号に変換され、表示ドライバ１０を介して表示部１１に表示される。

撮像準備状態からユーザがレリーズボタンを押下した場合は、ＣＰＵ２からの撮像駆動指令に従い、撮像駆動制御部３は、撮像センサ５から画像データを取り込むことをＡＦＥ４に行わせる。ＡＦＥ４で処理された画像データは画像メモリ６に格納される。画像メモリ６に格納された画像データは、画像補正部８で補正される。記録部１２は、画像補正部８で補正された画像データを静止画データあるいは動画データとして記録媒体（メモリカード等）に記録する。

なお、説明の簡素化のため、図示していないが、実施形態１及び２における電子機器１５は、静止画撮像時の絞り・シャッタユニット、シャッタ制御用のモータ、モータ駆動用のモータドライバ、ユーザ操作を受け付ける操作部なども有する。

また、電子機器１５は、電子機器１５から取り外し可能な外部機器４９が接続可能なマウント部を有する。実施形態１及び２では、外部機器４９が交換可能なレンズユニットである場合を説明する。ただし、外部機器４９は交換可能なレンズユニットに限るものではない。マウント部には、ユーザにより接続された異なる光学特性や機能を持つ外部機器４９を機械的に保持するための保持機構と、電気的に接続するための接続機構とが設けられている。保持機構には、例えば、互いに螺合または係合する部材などが用いられる。また、接続機構には、大きく分けて、外部機器４９を駆動するための電源や接地端子などの電力供給接点５２と、電子機器１５との間で制御信号や駆動信号などをやり取りするための通信接点５０の２種類がある。

外部機器４９は、レンズ駆動制御用のモータやモータ駆動用のモータドライバなどを有するレンズ駆動部５３と、レンズ駆動部５３を制御するレンズ制御部５１を有する。

通信接点５０は、電子機器１５のシステム制御部１が有する通信制御部７と外部機器４９が有するレンズ制御部５１とを接続する機能を有する。通信制御部７は、ＣＰＵ２からの指令をレンズ制御部５１に伝達するとともに、レンズ制御部５１から送られる外部機器４９の状態情報をＣＰＵ２に伝達する役割を担う。一方で、電力供給接点５２は、後述する電子機器１５の電源制御部１３から供給されるレンズ駆動用の電力を伝送する役割を担う。レンズ駆動部５３は、レンズ制御部５１からの指令に従い、電力供給接点５２を介して供給されるレンズ駆動用の電力により外部機器４９に含まれるフォーカスモータや手振れ補正用のモータなどを駆動する。これらの動作により、ユーザの意図を反映した撮像を可能としている。

電源制御部１３は、バッテリ１８から供給される電力を、各種デバイスに必要な電圧に変換する役割を担う。各種デバイスが必要な電圧及び電流は異なるため、複数の電源系統が存在するが、図１において、レンズ駆動用の昇圧電源回路１４と、その他の電源回路４７とが例示されている。昇圧電源回路１４は、外部機器４９に供給するための電力を生成する。その他の電源回路４７は、システム制御部１及びその他の負荷部４８に供給するための電力を生成する。

昇圧電源回路１４は、レンズ駆動用の電力だけでなく、電子機器１５内部の他のデバイス用の駆動回路４６へも電力供給を行っている。レンズ駆動用の電源ラインは、短絡保護用の保護スイッチ４５を介して、電子機器１５の外部に露出する電力供給接点５２と接続されるように構成されている。一方、電子機器１５内部の他のデバイス用の駆動回路４６への電力供給ラインは、保護スイッチ４５を介さずに、電子機器１５内部の他のデバイスと接続されるように構成されている。これは、レンズ駆動用の電力供給ラインの短絡時に昇圧電源回路１４の駆動を停止させてしまうと、駆動回路４６から電子機器１５内部の他のデバイスへの電力供給も停止してしまう問題を回避するためのである。このような問題を回避できることにより、短絡が発生するごとに電子機器１５の再起動が必要になるなどの事態が不要になり、ユーザの利便性を向上させることができる。このように構成することで、レンズ駆動用の電力供給ラインの短絡時には、短絡したレンズ駆動用の電力供給ラインは電力供給を遮断しつつ、駆動回路４６から電子機器１５内部の他のデバイスへは電力供給が継続できる。

保護スイッチ４５は、スイッチ制御部４４からの指令に従い、電力供給ラインを接続するか遮断するかを切り替える機能を有し、スイッチ制御部４４は、昇圧電源回路１４の状態を監視しながら保護スイッチ４５をオン状態にするかオフにするかを制御する。

図２は、実施形態１における電源制御部１３Ａが有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。

昇圧電源回路１４は、電流モード方式の同期整流型の昇圧式電源回路である。昇圧電源回路１４は、基準クロックに同期したスイッチング制御により出力電圧を所定の電圧に維持するためのフィードバック構成を有する。このフィードバック構成は、ＰＷＭコンパレータ２４で電圧ループ信号２４ａと電流ループ信号２４ｂとを比較することで実現される。電圧ループ信号２４ａは出力電圧を出力設定抵抗３０で分圧し、エラーアンプ２３で基準電源２２と比較し増幅することで得られる。また、電流ループ信号２４ｂはメイン側ＮチャネルＦＥＴ（ＱＡ）２０に流れるスイッチング電流を電流検出部２９で検出し、その検出信号にスロープ補償部３７で不安定動作を防ぐためのスロープ補償を加えることで得られる。

電流検出部２９は、ＱＡ２０自身のドレイン−ソース間のオン抵抗による電位差を増幅する差動アンプからなる。後段のＲ−Ｓフリップフロップ２５のリセット入力にはＰＷＭコンパレータ２４の出力が、セット入力にはＰＷＭデューティ制御の基準クロックであるＯＳＣ３１の信号出力が接続される。フリップフロップ２５の出力に対し、ＱＡ２０と同期整流側のＰチャネルＦＥＴ（ＱＢ）２１が同時にオンにならないためのデッドタイムをＰＷＭコントローラ２６で付加する。その駆動信号によって、メイン側ＦＥＴプリドライバ２７と同期側ＦＥＴプリドライバ２８とが、ＱＡ２０とＱＢ２１の状態（オン状態又はオフ状態）を制御する。ＱＡ２０とＱＢ２１の状態（オン状態又はオフ状態）に従い、インダクタ１９に流れる電流が制御され、平滑コンデンサ３８で平滑化されることで一定の出力電圧が得られる。負荷変動などで出力電圧が低くなっている場合は、エラーアンプ２３の出力が上昇し、ＰＷＭコンパレータ２４がＨＩＧＨを出力するまでの時間が長くなる。この状態では、ＱＡ２０のオンデューティが大きくなり、出力電圧を上昇させる方向に制御される。入力電圧が低く、ＱＡ２０の電流の立ち上がりが遅い場合も同様である。反対に、出力電圧が高い場合や入力電圧が高い場合はＰＷＭコンパレータ２４がＨＩＧＨを出力するまでの時間が短くなる。この状態では、ＱＡ２０のオンデューティが小さくなり、出力電圧を低下させる方向に制御される。このようにして出力電圧を常に一定に保つように電力供給が制御される。

実施形態１における保護スイッチ４５の制御は、スイッチ制御部４４、出力電圧検出部４０、入力電流計算部４１、入力電圧検出部４２及びＬＵＴ（ルックアップテーブル）メモリ４３を用いて行われる。出力電圧検出部４０は、出力電圧Ｖｏを高精度に検出するために設けられており、例えば、Ａ／Ｄコンバータを用いて出力電圧Ｖｏを検出するように構成されているが用いられる。入力電圧検出部４２は、入力電圧Ｖｉを高精度に検出するために設けられており、例えば、Ａ／Ｄコンバータを用いて入力電圧Ｖｉを検出するように構成されている。入力電流計算部４１は、電流検出部２９で検出されたＱＡ２０に流れる電流値をフィルタによって平均化することで入力電流Ｉｉを計算する。昇圧電源回路１４では、メイン側ＦＥＴ２０がオンしている区間しかバッテリ１８から電流が流れないため、短い時間で見ると入力電流が流れている区間と流れていない区間が存在する。また、電流が流れている区間も、インダクタ１９の作用により、刻々と電流が変化している。そのため、平均的にバッテリ１８から消費された入力電流を入力電流Ｉｉとして計算するが必要であるため、入力電流計算部４１はフィルタで構成されている。したがって、このフィルタのカットオフ周波数はスイッチング周波数より十分低く（１／１０以下など）設定されている。

図３は、実施形態１におけるスイッチ制御部４４で行われる電源制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ３０１において、スイッチ制御部４４は、出力電圧検出部４０で検出された出力電圧Ｖｏを出力電圧検出部４０から取得し、入力電圧検出部４２で検出された入力電圧Ｖｉを入力電圧検出部４２から取得する。

ステップＳ３０２において、スイッチ制御部４４は、入力電流計算部４１で平均化処理された入力電流Ｉｉを入力電流計算部４１から取得する。

ステップＳ３０３において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で得られた出力電圧Ｖｏ、入力電圧Ｖｉ及び入力電流ＩｉとＬＵＴメモリ４３とを用いて、出力電流Ｉｏを決定する。ＬＵＴメモリ４３には、入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ、入力電流Ｉｉ及び出力電流Ｉｏの関係を示すデータが予め格納されている。ここで、昇圧電源回路１４の効率ηを以下の式１を用いて計算することができる。

η＝（Ｖｏ×Ｉｏ）／（Ｖｉ×Ｉｉ）・・・（１）
効率ηは、電源回路を構成するデバイス性能で決まる。このため、設計時に決定された入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ、入力電流Ｉｉ及び出力電流Ｉｏの関係を示すデータをＬＵＴメモリ４３に格納しておくことで、スイッチ制御部４４は、動作中に得られた入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ及び入力電流Ｉｉから出力電流Ｉｏを決定することができる。

図４は、電源制御動作において参照されるＬＵＴメモリ４３の一例を説明するための図である。例えば、Ｖｏ＝４．５Ｖ、Ｖｉ＝３Ｖ及びＩｉ＝１Ａである場合、ＬＵＴメモリ４３から、Ｉｏが０．５Ａであることが導き出される。

ステップＳ３０４において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ３０３で得られた出力電流Ｉｏが予め決められたしきい値Ｉｔｈ１を超えているか否かを判定する。ステップＳ３０３で得られた出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３０１に戻って監視を継続する。ステップＳ３０３で得られた出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３０５に進む。ここで、しきい値Ｉｔｈ１は、保護スイッチ４５をオフに切り替えて、外部機器４９に接続された電力供給ラインを遮断するか否かを判定するための基準値である。

ステップＳ３０５において、スイッチ制御部４４は、保護スイッチ４５をオフ状態に切り替える。

ステップＳ３０６において、スイッチ制御部４４は、保護動作が実行されていることを示すエラー情報であるエラーフラグＡをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＡは、ステップＳ３０３で得られた出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていることを示すエラー情報でもある。

その後、ステップＳ３０７〜ステップＳ３１０の処理が、保護スイッチ４５がオフである状態で行われる。ステップＳ３０７において、スイッチ制御部４４は、出力電圧検出部４０で検出された出力電圧Ｖｏを出力電圧検出部４０から取得し、入力電圧検出部４２で検出された入力電圧Ｖｉを入力電圧検出部４２から取得する。ステップＳ３０８において、スイッチ制御部４４は、入力電流計算部４１で平均化処理された入力電流Ｉｉを入力電流計算部４１から取得する。ステップＳ３０９において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ３０７及びステップＳ３０８で得られた出力電圧Ｖｏ、入力電圧Ｖｉ及び入力電流ＩｉとＬＵＴメモリ４３とを用いて、出力電流Ｉｏを決定する。そして、ステップＳ３１０において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えているか否かを判定する。出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３１１に進む。ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１１において、スイッチ制御部４４は、保護スイッチ４５をオンに切り替えた後、ステップＳ３０１に戻って再度監視を行う。

ステップＳ３１２において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１よりも高い値であるしきい値Ｉｔｈ２（Ｉｔｈ２＞Ｉｔｈ１）を超えているか否かを判定する。ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ２を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３０７に戻って再度監視を行う。ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ２を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ３１３に進む。ここで、しきい値Ｉｔｈ２は、保護スイッチ４５の状態（オフ状態又はオフ状態）に関わらず、昇圧電源回路１４からの電力供給を停止するか否かを判定するための基準値である。

ステップＳ３１３において、スイッチ制御部４４は、電源回路が停止状態であることを示すエラー情報であるエラーフラグＢをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＢは、ステップＳ３０９で決定された出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ２を超えていることを示すエラー情報でもある。その後、ステップＳ３１４において、スイッチ制御部４４は、昇圧電源回路１４を停止させる。

このように、実施形態１によれば、電流検出抵抗を用いることなく、所定のしきい値を用いて昇圧電源回路１４の停止を制御することができる。さらに、昇圧電源回路１４に接続された複数の回路のうち、過電流が検出されたレンズ駆動部５３への電力供給を停止することが可能である。また、２段階のしきい値Ｉｔｈ１及びＩｔｈ２を用いて異常な過電流が検出された場合は、昇圧電源回路１４全体を停止することも可能である。

実施形態１は、上述のような構成に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、実施形態１では、ＱＡ２０の電流が、ＱＡ２０のドレイン−ソース間のオン抵抗による電位差を差動アンプで増幅することで検出される構成を説明した。しかしながら、ＱＡ２０の電流は、カレントミラー構成でミラーリングしたＦＥＴの電流を用いて検出するように構成してもよい。

例えば、実施形態１では、昇圧電源回路１４を同期整流方式で構成した例を説明した。しかしながら、昇圧電源回路１４は、非同期整流方式で構成してもよい。

例えば、実施形態１では、入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ、入力電流Ｉｉ及び出力電流Ｉｏとの関係を格納したＬＵＴメモリ４３を用いて出力電流Ｉｏを決定する構成を説明した。しかしながら、数式またはパラメータ値をメモリに格納しておき、当該メモリに格納された数式またはパラメータ値を用いて出力電流Ｉｏを計算するように構成してもよい。

例えば、実施形態１では、保護スイッチ４５がオフにされた後に、出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていない場合は自動的に保護スイッチ４５をオンに戻すように制御する構成を説明した。しかしながら、保護スイッチ４５がオフにされた後に、出力電流Ｉｏがしきい値Ｉｔｈ１を超えていない場合でも、保護スイッチ４５をオフ状態にしたままで監視が継続されるように制御してもよい。

［実施形態２］
図５は、実施形態２における電源制御部１３Ｂが有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。なお、図５において、図２と同様の構成要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

実施形態２における電源制御部１３Ｂは、図２の電源制御部１３Ａにおける出力電圧検出部４０、入力電圧検出部４２、ＬＵＴメモリ４３を有していない構成となっている。

実施形態２における保護スイッチ４５の制御は、スイッチ制御部４４及び入力電流計算部４１を用いて行われる。入力電流計算部４１は、電流検出部２９で検出されたＱＡ２０に流れる電流値をフィルタによって平均化することで入力電流Ｉｉを計算する。昇圧電源回路１４では、メイン側ＦＥＴ２０がオンしている区間しかバッテリ１８から電流が流れないため、短い時間で見ると入力電流が流れている区間と流れていない区間が存在する。また、電流が流れている区間も、インダクタ１９の作用により、刻々と電流が変化している。そのため、平均的にバッテリ１８から消費された入力電流を入力電流Ｉｉとして計算するが必要であるため、入力電流計算部４１はフィルタで構成されている。したがって、このフィルタのカットオフ周波数はスイッチング周波数より十分低く（１／１０以下など）設定されている。スイッチ制御部４４は、電流検出部２９で検出されたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷと、入力電流計算部４１で計算された入力電流Ｉｉとの両方の電流値を監視しながら電力供給ラインの接続又は遮断を判定し、保護スイッチ４５の状態（オン状態又はオフ状態）を制御する。

図６は、実施形態２におけるスイッチ制御部４４で行われる電源制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ６０１において、スイッチ制御部４４は、電流検出部２９で検出されたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷを電流検出部２９から取得する。

ステップＳ６０２において、スイッチ制御部４４は、入力電流計算部４１で平均化処理された入力電流Ｉｉを入力電流計算部４１から取得する。

ステップＳ６０３において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６０１で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えているか否かを判定する。ステップＳ６０１で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０４に進む。ステップＳ６０１で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０４において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６０２で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えているか否かを判定する。ステップＳ６０２で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０１に戻って監視を継続する。ステップＳ６０２で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６１３に進む。

ステップＳ６０５において、スイッチ制御部４４は、保護スイッチ４５をオフ状態に切り替える。

ステップＳ６０６において、スイッチ制御部４４は、保護動作が実行されていることを示すエラー情報であるエラーフラグＣをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＣは、ステップＳ６０２で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていることを示すエラー情報でもある。

その後、ステップＳ６０７の処理が、保護スイッチ４５がオフである状態で行われる。ステップＳ６０７において、スイッチ制御部４４は、電流検出部２９で検出されたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷを電流検出部２９から取得する。ステップＳ６０８において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えているか否かを判定する。ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０９に進む。ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６０９において、スイッチ制御部４４は、保護スイッチ４５をオンに切り替えた後、ステップＳ６０１に戻って再度監視を行う。

ステップＳ６１０において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ３よりも高い値である電流しきい値Ｉｔｈ５（Ｉｔｈ５＞Ｉｔｈ３）を超えているか否かを判定する。ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ５を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０７に戻って再度監視を行う。ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ５を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１０からステップＳ６１１に進んだ場合、ステップＳ６１１において、スイッチ制御部４４は、電源回路が停止状態であることを示すエラー情報であるエラーフラグＤをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＤは、ステップＳ６０７で得られたスイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷがしきい値Ｉｔｈ５を超えていることを示すエラー情報でもある。その後、ステップＳ６１２において、スイッチ制御部４４は、昇圧電源回路１４を停止させる。

ステップＳ６１３において、スイッチ制御部４４は、保護スイッチ４５をオフ状態に切り替る。ステップＳ６１４において、スイッチ制御部４４は、保護動作が実行されていることを示すエラー情報であるエラーフラグＥをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＥは、ステップＳ６０２で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていることを示すエラー情報でもある。

その後、ステップＳ６１５の処理が、保護スイッチ４５がオフである状態で行われる。ステップＳ６１５において、スイッチ制御部４４は、入力電流計算部４１で平均化処理された入力電流Ｉｉを入力電流計算部４１から取得する。ステップＳ６１６において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えているか否かを判定する。ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０９に進む。ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６１７に進む。

ステップＳ６１７において、スイッチ制御部４４は、ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ４よりも高い値であるしきい値Ｉｔｈ６（Ｉｔｈ６＞Ｉｔｈ４）を超えているか否かを判定する。ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ６を超えていないと判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６０１に戻って再度監視を行う。ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ６を超えていると判定された場合、スイッチ制御部４４はステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１７からステップＳ６１１に進んだ場合、ステップＳ６１１において、スイッチ制御部４４は、電源回路が停止状態であることを示すエラー情報であるエラーフラグＦをレジスタ５４にセットする。エラーフラグＦは、ステップＳ６１５で得られた入力電流Ｉｉがしきい値Ｉｔｈ６を超えていることを示すエラー情報でもある。その後、ステップＳ６１２において、スイッチ制御部４４は、昇圧電源回路１４を停止させる。

このように、実施形態２によれば、電流検出抵抗を用いることなく、入力電流用の２種類のしきい値とスイッチング電流用の２種類のしきい値とを用いて昇圧電源回路１４の停止を制御することができる。さらに、昇圧電源回路１４に接続された複数の回路のうち、過電流が検出されたレンズ駆動部５３への電力供給を停止することが可能である。また、スイッチング電流用の２種類のしきい値Ｉｔｈ３及びＩｔｈ５と入力電流用の２種類のしきい値Ｉｔｈ４及びＩｔｈ６とを用いて異常な過電流が検出された場合は、昇圧電源回路１４全体を停止することも可能である。

実施形態２は、上述のような構成に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、実施形態２では、ＱＡ２０の電流が、ＱＡ２０のドレイン−ソース間のオン抵抗による電位差を差動アンプで増幅することで検出される構成を説明した。しかしながら、ＱＡ２０の電流は、カレントミラー構成でミラーリングしたＦＥＴの電流を用いて検出するように構成してもよい。

例えば、実施形態２では、昇圧電源回路１４を同期整流方式で構成した例を説明した。しかしながら、昇圧電源回路１４は、非同期整流方式で構成してもよい。

例えば、実施形態２では、保護スイッチ４５がオフにされた後に、スイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷ（または平均入力Ｉｉ）がしきい値Ｉｔｈ３（またはＩｔｈ４）を超えていない場合は自動的に保護スイッチ４５をオンに戻すように制御する構成を説明した。しかしながら、保護スイッチ４５がオフにされた後に、スイッチング電流Ｉｉ＿ＳＷ（または平均入力Ｉｉ）がしきい値Ｉｔｈ３（またはＩｔｈ４）を超えていない場合でも、保護スイッチ４５をオフ状態にしたままで監視が継続されるように構成してもよい。

［実施形態３］
実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態３では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵなどを「コンピュータＸ」と呼ぶ。また、実施形態３では、コンピュータＸを制御するためのプログラムであって、実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムＹ」と呼ぶ。

実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、コンピュータＸがプログラムＹを実行することによって実現される。この場合において、プログラムＹは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータＸに供給される。実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも一つを含む。実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ（非一時的）な記憶媒体である。

１…システム制御部、１３Ａ，１３Ｂ…電源制御部、１４…昇圧電源回路、４０…出力電圧検出部、４１…入力電流計算部、４２…入力電圧検出部、４３…ＬＵＴ（ルックアップテーブル）メモリ、４４…スイッチ制御部、４５…保護スイッチ、４９…外部機器

Claims (14)

1. 所定の出力電圧を生成する電源回路と、
   前記電源回路と負荷との間の電力供給ラインに接続された保護スイッチと、
   前記保護スイッチを制御するスイッチ制御手段と、
   前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
   入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
   入力電流を検出する電流検出手段と
   を有し、
   前記スイッチ制御手段は、前記出力電圧検出手段により検出された出力電圧と、前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧と、前記電流検出手段により得られた入力電流とに基づいて前記負荷への出力電流を求め、
   前記出力電流が第１のしきい値を超えた場合に、前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを制御することを特徴とする電子機器。
2. 前記スイッチ制御手段は、前記出力電圧と前記入力電圧と前記入力電流と前記出力電流との関係を用いて前記出力電流を求めることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記保護スイッチを介さずに前記電源回路と接続された第２の負荷と、
   第３の負荷に対して電力供給を行う第２の電源回路と、をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記スイッチ制御手段は、前記出力電流が前記第１のしきい値よりも高い値に設定された第２のしきい値を超えた場合に、少なくとも前記電源回路を停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記スイッチ制御手段が前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを動作させたことを示すエラー情報と前記電源回路を停止させたことを示すエラー情報のいずれかを保持する保持手段をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記エラー情報は、前記出力電流が前記第１のしきい値を超えた場合または前記出力電流が前記第２のしきい値を超えた場合のいずれかが前記保持手段に保持されることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記スイッチ制御手段は、前記出力電流が前記第１のしきい値を超えたことにより前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを動作させた後、得られた出力電流が前記第１のしきい値を超えない場合は前記電力供給ラインを接続するように前記保護スイッチを制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 所定の出力電圧を生成する電源回路と、
   前記電源回路と負荷との間の電力供給ラインに接続された保護スイッチと、
   前記保護スイッチを制御するスイッチ制御手段と、
   入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
   前記所定の出力電圧を生成するスイッチング制御におけるスイッチング電流を検出する第１の電流検出手段と、
   前記スイッチング電流から入力電流を求める第２の電流検出手段と
   を有し、
   前記スイッチ制御手段は、前記第１の電流検出手段により得られたスイッチング電流が第１のしきい値を超えた場合、または、前記第２の電流検出手段により得られた入力電流が第２のしきい値を超えた場合に、前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを制御することを特徴とする電子機器。
9. 前記スイッチ制御手段は、前記第１の電流検出手段により得られたスイッチング電流が前記第１のしきい値よりも高い値に設定された第３のしきい値を超えた場合、または前記第２の電流検出手段により得られた入力電流が前記第２のしきい値よりも高い値に設定された第４のしきい値を超えた場合に、少なくとも前記電源回路を停止させることを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 前記スイッチ制御手段が前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを動作させたことを示すエラー情報と前記電源回路を停止させたことを示すエラー情報のいずれかを保持する保持手段をさらに有することを特徴とする請求項８または９に記載の電子機器。
11. 前記エラー情報は、前記スイッチング電流が前記第１のしきい値を超えた場合、前記入力電流が前記第２のしきい値を超えた場合、前記スイッチング電流が前記第３のしきい値を超えた場合、および前記入力電流が前記第４のしきい値を超えた場合のいずれかが前記保持手段に保持されることを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記スイッチ制御手段は、前記スイッチング電流が前記第１のしきい値を超えたことにより前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを動作させた後、得られたスイッチング電流が前記第１のしきい値を超えない場合、および、前記入力電流が前記第２のしきい値を超えたことにより前記電力供給ラインを遮断するように前記保護スイッチを動作させた後、得られた入力電流が前記第２のしきい値を超えない場合、前記電力供給ラインを接続するように前記保護スイッチを制御することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の電子機器。
13. 前記第２の電流検出手段は、前記スイッチング電流から入力電流の平均を求めることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の電子機器。
14. 前記第１の負荷は、前記電子機器に接続可能な外部機器に設けられ、前記外部機器が前記電子機器に接続された状態で前記保護スイッチと電気的に接続されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の電子機器。

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