JP2017079567A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の負荷回路の一部への電力供給を選択的に遮断できるようにする。【解決手段】ＳＷ駆動部３０により駆動されるスイッチ２０及び２２、チョークコイル２４及びコンデンサ２６からなるＤＣＤＣコンバータが入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。出力電圧Ｖｏｕｔは、保護スイッチ２８及び出力コネクタ１４Ａを介して負荷回路１６Ａに入力し、出力コネクタ１４Ｂを介して負荷回路１６Ｂに入力する。判定部５０は、入力電流を検出する入力電流検出部３２の出力及び誤差増幅部３６からの誤差信号により、入力側及び出力側の過電流の発生を判定する。いずれかで過電流が発生するとき、保護ＳＷ制御部５２が保護スイッチ２８をオフ状態にする。一定時間後も過電流がある場合、電源の停止か保護スイッチ２８のオン状態かを選択可能とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の負荷回路への電力供給を制御することができる電源装置に関する。

ＤＣ／ＤＣコンバータから負荷回路に電力を供給する電源装置では、負荷回路への過電流が検出された場合は、負荷回路への電力供給を制限することが望ましい。

特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングパルスから抽出される三角波の平均値がゼロとなるように当該スイッチングパルスを制御することで、過電流を高速に制御する方法が記載されている。

特開２０１１−０６２０６０号公報

ＤＣ／ＤＣコンバータから複数の負荷回路に電力を供給する電源装置に特許文献１に記載の方法を適用する場合を想定する。この場合、一つの負荷回路への過電流が検出されると、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作は停止するため、すべての負荷回路の動作も停止してしまう。例えば、一つの負荷回路への過電流が検出された場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作は停止し、すべての負荷回路の動作も停止してしまう。すべての負荷回路の動作が停止してしまうと、電源装置の再起動時にすべての負荷回路も再起動しなければならず、すべての負荷回路の動作の再開が遅れてしまう。

また、電流検出用のセンス抵抗をＤＣ／ＤＣコンバータに直列接続して過電流を検出する構成では、センス抵抗により負荷回路へ供給する電圧が低下する。また、負荷回路の消費電力が大きい場合、負荷回路に流入する電流によってはセンス抵抗のサイズが大型化し、小型携帯機器への搭載は困難となる。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、複数の負荷回路の一部への電力供給を選択的に遮断できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、入力電圧から出力電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段の出力電圧を外部に出力する出力コネクタと、前記電圧生成手段と前記出力コネクタとの間に接続される保護スイッチと、前記電圧生成手段の出力電流が閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記閾値よりも大きい電流が流れる場合に前記保護スイッチをオフ状態にするための制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の負荷回路の一部への電力供給を選択的に遮断することができる。

実施例１における電源装置１０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 判定部５０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 実施例１における保護スイッチ２８の制御を説明するためのフローチャートである。 実施例２における電源装置５１０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 実施例２における保護スイッチ２８の制御を説明するためのフローチャートである。 基準電圧５５１の決定方法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例を説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１における電源装置１０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。

電源装置１０は、外部電源（例えば、バッテリ装置）から入力コネクタ１２に供給された入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。入力電圧Ｖｉｎは、直流電圧であり、電源装置１０の種類又は残量によって決定される。出力電圧Ｖｏｕｔは、直流電圧であり、保護ＳＷ制御部５２又は外部制御装置１８によって決定される。例えば、出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷回路１６Ａ及び負荷回路１６Ｂを含む複数の負荷回路が必要とする電圧によって決定される。負荷回路１６Ａは、電源装置１０から取り外し可能であり、出力コネクタ１４Ａと接続可能である。負荷回路１６Ｂは、電源装置１０から取り外し可能であり、出力コネクタ１４Ｂと接続可能である。出力コネクタ１４Ａは、負荷回路１６Ａに電力を供給するための電源端子及びＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）端子を有する出力コネクタである。電源装置１０が動作状態にある場合であっても、過電流時は、出力コネクタ１４Ａから負荷回路１６Ａへの電力供給は保護スイッチ２８によって選択的に遮断される。出力コネクタ１４Ｂは、負荷回路１６Ｂに電力を供給するための電源端子及びＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）端子を有する出力コネクタである。電源装置１０が動作状態にある限り、出力コネクタ１４Ｂは、負荷回路１６Ｂに電力を供給する。

実施例１では、出力コネクタ１４Ａには、電源の一時的なショートが懸念される負荷回路である負荷回路１６Ａが接続される。例えば、負荷回路１６Ａは、外部に露出した電源端子及びＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）端子を有し、負荷回路１６Ａと出力コネクタ１４Ａとが接続される際に負荷回路１６Ａの電源端子が出力コネクタ１４ＡのＧＮＤ端子に接触する可能性があるような負荷回路である。出力コネクタ１４Ｂには、負荷回路１６Ａのような過渡的なショートの懸念のない負荷回路である負荷回路１６Ｂを接続する。電源装置１０がデジタルカメラの電源装置である場合、負荷回路１６Ａは、例えば、交換レンズユニット又は外部アクセサリ装置であり、負荷回路１６Ｂは、例えば、他の外部アクセサリ装置である。

入力コネクタ１２は、シリアル接続されたスイッチ２０及び２２を介してアースに接続される。スイッチ２０及び２２の接続点は、チョークコイル２４とコンデンサ２６とを介してアースに接続される。チョークコイル２４とコンデンサ２６の接続点は、保護スイッチ２８を介して出力コネクタ１４Ａに接続される。チョークコイル２４とコンデンサ２６の接続点は、保護スイッチ２８を介さずに、出力コネクタ１４Ｂにも接続される。スイッチ２０及び２２の接続点の電圧は、電源装置１０の動作時に出力電圧Ｖｏｕｔになる。保護スイッチ２８は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチ素子を有するスイッチ回路である。

スイッチ２０及び２２はいずれも、例えばＣＭＯＳ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有する。スイッチ２０及び２２のスイッチング動作は、ＳＷ駆動部３０によって制御される。スイッチ２０及び２２のスイッチング動作により、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔが生成される。

入力電流検出部３２は、入力コネクタ１２からの入力電圧Ｖｉｎと基準電圧３４とを比較する差動アンプを有する。入力電流検出部３２は、この差動アンプの出力値を用いて入力電流Ｉｉｎを検出するように構成されている。入力電流検出部３２の出力は、入力電流検出部３２で検出された入力電流Ｉｉｎを示し、判定部５０及び加算器４６に入力される。なお、入力電流Ｉｉｎは、例えば、スイッチ２０及び２２又はチョークコイル２４の抵抗成分から検出されるように構成してもよい。

誤差増幅部３６は、シリアル接続された抵抗３８及び４０で分圧された出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧４２とを比較する差動アンプを有する。誤差増幅部３６は、この差動アンプの出力値を用いて、出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値（所定の目標電圧に相当）との誤差量を示す誤差信号を生成する。誤差増幅部３６で生成された誤差信号は、ＰＷＭ補償部４８を介してＳＷ駆動部３０に帰還される。誤差増幅部３６で生成された誤差信号をＰＷＭ補償部４８を介してＳＷ駆動部３０に帰還させることで、ＳＷ駆動部３０は、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の目標電圧になるように制御することができる。誤差増幅部３６で生成された誤差信号は、判定部５０にも入力される。

発振器４４は、スイッチ２０及び２２のスイッチング動作を制御するための所定の周波数の三角波を生成する。発振器４４の出力と入力電流検出部３２の出力とは、加算器４６で加算される。加算器４６の出力は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）補償部４８の一方の端子に入力される。ＰＷＭ補償部４８の他方の端子には、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が入力される。ＰＷＭ補償部４８は、加算器４６の出力と誤差増幅部３６の出力とを比較する差動アンプを有する。ＰＷＭ補償部４８は、この差動アンプの出力値に応じてターンオン時間（及びターンオフ時間）が変化するＰＷＭ信号を生成する。これにより、ＰＷＭ補償部４８は、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係に応じてディーティ比が変化するＰＷＭ信号を生成することができる。ＳＷ駆動部３０は、ＰＷＭ補償部４８で生成されたＰＷＭ信号に従い、スイッチ２０及び２２のスイッチング動作を制御する。

スイッチ２０及び２２、チョークコイル２４、コンデンサ２６、ＳＷ駆動部３０、入力電流検出部３２、誤差増幅部３６、抵抗３８及び４０、発振器４４、加算器４６並びにＰＷＭ補償部４８は、実施例１におけるＤＣ／ＤＣコンバータを構成する。このＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの値に基づき、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の目標電圧になるように出力電圧Ｖｏｕｔを生成する電圧生成部として動作する。

このように、出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値（所定の目標電圧に相当）との誤差量を示す誤差信号がＰＷＭ補償部４８を介してＳＷ駆動部３０に帰還させる。これにより、ＳＷ駆動部３０は、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の目標電圧になるようにスイッチ２０及び２２のスイッチング動作を制御することができる。

判定部５０は、入力電流検出部３２の出力（入力電流Ｉｉｎに相当）と誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）とに基づき、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があるか否かを判定する。そして、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があるか否かを示す判定結果信号を生成する。判定部５０で生成された判定結果信号は、保護ＳＷ制御部５２に入力される。実施例１では、判定部５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定した場合、判定部５０は、Ｈ（高）状態の判定結果信号を出力する。一方、判定部５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定した場合、判定部５０は、Ｌ（低）状態の判定結果信号を出力する。

図２は、判定部５０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。

比較部２１０は、入力電流検出部３２の出力（入力電流Ｉｉｎに相当）と入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘ（閾値）に相当する基準電圧２１２とを比較する。入力電流検出部３２の出力が基準電圧２１２もよりも大きい場合、比較部２１０は、Ｈ（高）状態の信号を出力する。この場合、入力電流Ｉｉｎは過電流状態である。入力電流検出部３２の出力が基準電圧２１２もよりも大きくない場合、比較部２１０は、Ｌ（低）状態の信号を出力する。比較部２１４は、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）と出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘ（閾値）に相当する基準電圧２１６とを比較する。誤差増幅部３６の出力が基準電圧２１６よりも大きい場合、比較部２１４は、Ｈ（高）状態の信号を出力する。誤差増幅部３６の出力が基準電圧２１６よりも大きくない場合、比較部２１４は、Ｌ（低）状態の信号を出力する。排他的オア回路２１８は、比較部２１０の出力と比較部２１４の出力との排他的オアを演算する。排他的オア回路２１８での演算結果は、判定部５０で生成される判定結果信号として保護ＳＷ制御部５２に供給される。

排他的オア回路２１８は、入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きいか、又は、誤差増幅部３６で生成された誤差信号が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合に、Ｈ（高）状態の判定結果信号を生成する。この場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定する。

排他的オア回路２１８は、入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きく、誤差増幅部３６で生成された誤差信号も出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合に、Ｌ（低）状態の判定結果信号を生成する。この場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。

排他的オア回路２１８は、入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きくなく、誤差増幅部３６で生成された誤差信号も出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きくない場合に、Ｌ（低）状態の判定結果信号を生成する。この場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。

保護ＳＷ制御部５２は、例えば、通信インターフェース、メモリ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する制御装置である。保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０からの判定結果信号がＨ状態である場合、保護スイッチ２８をオフ（開）状態にする。保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０からの判定結果信号がＬ状態である場合、保護スイッチ２８をオン（閉）状態とする。なお、実施例１において、保護スイッチ２８の初期状態は、例えば、オン（閉）状態である。さらに、保護ＳＷ制御部５２は、外部制御装置１８からの指示に従って、電源装置１０の起動及び停止を制御することもできる。

外部制御装置１８は、例えば、通信インターフェース、メモリ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する制御装置である。外部制御装置１８は、電源装置１０の通信インターフェース５４と接続可能である。電源装置１０の通信インターフェース５４に接続された外部制御装置１８は、通信インターフェース５４を介してレジスタ５６にアクセスすることができる。外部制御装置１８は、レジスタ５６に様々な設定値を格納することも、レジスタ５６に格納されている設定値を変更することもできる。保護ＳＷ制御部５２は、レジスタ５６に格納されている設定値に従って、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値（所定の目標電圧に相当）を決定又は調整することができる。保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値とに従って、基準電圧３４，４２，２１２及び２１６の値を決定又は調整することができる。さらに、保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値とに従って、発振器４４の発振周波数及び位相の値を決定又は調整することができる。外部制御装置１８は、電源装置１０の起動及び停止を制御するための指示を通信インターフェース５４を介して保護ＳＷ制御部５２に通知することもできる。外部制御装置１８には、電源装置１０の保護スイッチ２８の前段の出力電圧を供給してもよいし、他の電源からの電圧を供給してもよい。

保護ＳＷ制御部５２の動作は、レジスタ５６に格納されている設定値に従って制御される。従って、外部制御装置１８は、レジスタ５６に格納されている設定値を変更することにより、保護ＳＷ制御部５２の動作を制御することができる。さらに、保護ＳＷ制御部５２は、例えば、入力電圧検出部と出力電圧検出部とを有する。保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧検出部を用いて入力電圧Ｖｉｎを検出することで入力電圧Ｖｉｎを取得することができる。保護ＳＷ制御部５２は、出力電圧検出部を用いて出力電圧Ｖｏｕｔを検出することで出力電圧Ｖｏｕｔを取得することができる。入力コネクタ１２に接続されている電源の種類及び残量は、保護ＳＷ制御部５２及び外部制御装置１８のいずれかによって検出することができる。外部制御装置１８が入力コネクタ１２に接続されている電源の種類及び残量を検出する場合は、外部制御装置１８で検出結果が保護ＳＷ制御部５２に通知される。

図３は、実施例１における保護スイッチ２８の制御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、保護ＳＷ制御部５２は、外部電源（例えば、バッテリ装置）から入力コネクタ１２に供給された入力電圧Ｖｉｎによって動作を開始すると共に、電源装置１０を起動させる。電源装置１０が起動した後、電源装置１０は、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを生成するための動作を開始する。電源装置１０が出力電圧Ｖｏｕｔを生成することで、負荷回路１６Ａ及び１６Ｂも動作可能となる。電源装置１０が電源装置１０の起動を制御するイネーブル端子を有する場合、外部制御装置１８は、当該イネーブル端子に起動制御信号を供給することで、電源装置１０の起動タイミングを制御することもできる。電源装置１０が起動した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０１からステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０２からステップＳ３０３に進む（Ｓ３０２でＹ）。判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ３０２を繰り返す（Ｓ３０２でＮ）。

ステップＳ３０２で判定結果信号がＨ（高）状態である場合とは、判定部５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定している状態であることを意味している。入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きいか、又は、誤差増幅部３６で生成された誤差信号が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定する。この場合、判定部５０は、Ｈ（高）状態の判定結果信号を保護ＳＷ制御部５２に供給する。これにより、ステップＳ３０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であると判定する（Ｓ３０２でＹ）。

ステップＳ３０２で判定結果信号がＬ（低）状態である場合とは、判定部５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定している状態であることを意味している。入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きく、誤差増幅部３６で生成された誤差信号も出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。入力電流検出部３２の出力が入力電流許容値Ｉｉｎ＿ｍａｘよりも大きくなく、誤差増幅部３６で生成された誤差信号も出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きくない場合、判定部５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。これらの場合、判定部５０は、Ｌ（低）状態の判定結果信号を保護ＳＷ制御部５２に供給する。これにより、ステップＳ３０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態でないと判定する（Ｓ３０２でＮ）。

ステップＳ３０３において、保護ＳＷ制御部５２は、負荷回路１６Ａを過電流から保護するために保護スイッチ２８をオフ状態（遮断状態）にし、負荷回路１６Ａへの電流供給を遮断する。これにより、負荷回路１６Ｂへの電力供給を維持しながら、負荷回路１６Ａへの電力供給を選択的に遮断することができる。保護スイッチ２８をオフ状態（遮断状態）にした後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０３からステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４において、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグをセットするために、レジスタ５６のエラーフラグ領域に１をセットする。その後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０４からステップＳ３０５に進む。なお、レジスタ５６のエラーフラグ領域の初期値は０である。保護ＳＷ制御部５２は、電源装置１０の起動時に、レジスタ５６のエラーフラグ領域に０をセットする。

ステップＳ３０５において、保護ＳＷ制御部５２は、所定の待機時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０５からステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。ステップＳ３０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたにもかかわらず、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０６からステップＳ３１１に進む（Ｓ３０６でＹ）。ステップＳ３０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたことで、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態に変化した場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０７に進む（Ｓ３０６でＮ）。

ステップＳ３０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたにもかかわらず、ステップＳ３０６で判定結果信号がＨ（高）状態である場合とは、電源装置１０と負荷回路１６Ｂとの間又は負荷回路１６Ｂ内でショートによる過電流が発生していることを意味している。この場合、保護ＳＷ制御部５２は、負荷回路１６Ｂを過電流から保護するために、ステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３０７において、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグを解除するか否かを判定する。例えば、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグを解除するか否かの判定がｎ（例えば、ｎは１から１０のいずれか）回行われたかによって、エラーフラグを解除するか否かを判定してもよい。エラーフラグを解除しない場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０７からステップＳ３０８に進む（Ｓ３０７でＮ）。エラーフラグを解除する場合、保護ＳＷ制御部５２は、レジスタ５６のエラーフラグ領域に０を設定し、ステップＳ３０７からステップＳ３０９に進む（Ｓ３０７でＹ）。

ステップＳ３０８において、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置１０をオフ状態にするか否かを判定する。例えば、負荷回路１６Ａ以外の負荷回路である負荷回路１６Ｂの動作を継続させる場合、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置１０をオフ状態にはしない。電源装置１０をオフ状態にする場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０８からステップＳ３１１に進む（Ｓ３０８でＹ）。電源装置１０をオフ状態にしない場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ３０８を繰り返す（Ｓ３０８でＮ）。

ステップＳ３１１において、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置１０の動作を停止させ、電源装置１０をオフ状態にする。電源装置１０が電源装置１０の停止を制御するイネーブル端子を有する場合、外部制御装置１８は、当該イネーブル端子に停止制御信号を供給することで、電源装置１０の停止タイミングを制御することもできる。

ステップＳ３０９において、保護ＳＷ制御部５２は、保護スイッチ２８をオン状態（導通状態）に戻す。保護スイッチ２８をオン状態に戻した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３０９からステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号が再びＨ（高）状態に変化した場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ３１０からステップＳ３１１に進む（Ｓ３１０でＹ）。判定部５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ３０２に進む（Ｓ３１０でＮ）。

次に、図４から図６を参照し、実施例２を説明する。実施例２において、実施例１と同様の構成要素については、その説明を省略する。

図４は、実施例２における電源装置５１０が有する複数の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。図４において、図１と同じ構成要素については、図１と同じ符号を付す。

図４に示す電源装置５１０は、入力電流検出部３２、基準電圧３４、加算器４６及び判定部５０の代わりに、判定部５５０及び基準電圧５５１を有する。判定部５５０は、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）と出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘ（閾値）に相当する基準電圧５５１とに基づき、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があるか否かを判定する。そして、判定部５５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があるか否かを示す判定結果信号を生成する。判定部５５０で生成された判定結果信号は、保護ＳＷ制御部５２に入力される。実施例２では、判定部５５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定した場合、判定部５５０は、Ｈ（高）状態の判定結果信号を出力する。一方、判定部５５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定した場合、判定部５５０は、Ｌ（低）状態の判定結果信号を出力する。なお、保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値とに従って、基準電圧４２及び５５１の値を決定又は調整することができる。

判定部５５０は、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合に、Ｈ（高）状態の判定結果信号を生成する。この場合、判定部５５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定する。

判定部５５０は、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きくない場合に、Ｌ（低）状態の判定結果信号を生成する。この場合、判定部５５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。

図４に示す電源装置５１０は、入力電流検出部３２、基準電圧３４及び加算器４６を有しない構成である。そのため、発振器４４の出力は、加算器４６を介さずに、ＰＷＭ補償部４８の一方の端子に入力される。ＰＷＭ補償部４８の他方の端子には、誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が入力される。ＰＷＭ補償部４８は、加算器４６の出力と誤差増幅部３６の出力とを比較する差動アンプを有する。ＰＷＭ補償部４８は、この差動アンプの出力値に応じてターンオン時間（及びターンオフ時間）が変化するＰＷＭ信号を生成する。これにより、ＰＷＭ補償部４８は、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係に応じてディーティ比が変化するＰＷＭ信号を生成することができる。ＳＷ駆動部３０は、ＰＷＭ補償部４８で生成されたＰＷＭ信号に従い、スイッチ２０及び２２のスイッチング動作を制御する。

図５は、実施例２における保護スイッチ２８の制御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、保護ＳＷ制御部５２は、外部電源（例えば、バッテリ装置）から入力コネクタ１２に供給された入力電圧Ｖｉｎによって動作を開始すると共に、電源装置５１０を起動させる。電源装置５１０が起動した後、電源装置５１０は、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを生成するための動作を開始する。電源装置５１０が出力電圧Ｖｏｕｔを生成することで、負荷回路１６Ａ及び１６Ｂも動作可能となる。電源装置５１０が電源装置５１０の起動を制御するイネーブル端子を有する場合、外部制御装置１８は、当該イネーブル端子に起動制御信号を供給することで、電源装置５１０の起動タイミングを制御することもできる。電源装置５１０が起動した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０１からステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０２からステップＳ６０３に進む（Ｓ６０２でＹ）。判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ６０２を繰り返す（Ｓ６０２でＮ）。

ステップＳ６０２で判定結果信号がＨ（高）状態である場合とは、判定部５５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定している状態であることを意味している。誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きい場合、判定部５５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要があると判定する。この場合、判定部５５０は、Ｈ（高）状態の判定結果信号を保護ＳＷ制御部５２に供給する。これにより、ステップＳ６０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であると判定する（Ｓ６０２でＹ）。

ステップＳ６０２で判定結果信号がＬ（低）状態である場合とは、判定部５５０が負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定している状態であることを意味している。誤差増幅部３６の出力（誤差信号に相当）が出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘよりも大きくない場合、判定部５５０は、負荷回路１６Ａを過電流から保護する必要がないと判定する。この場合、判定部５５０は、Ｌ（低）状態の判定結果信号を保護ＳＷ制御部５２に供給する。これにより、ステップＳ６０２において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態でないと判定する（Ｓ６０２でＮ）。

ステップＳ６０３において、保護ＳＷ制御部５２は、負荷回路１６Ａを過電流から保護するために保護スイッチ２８をオフ状態（遮断状態）にし、負荷回路１６Ａへの電流供給を遮断する。これにより、負荷回路１６Ｂへの電力供給を維持しながら、負荷回路１６Ａへの電力供給を選択的に遮断することができる。保護スイッチ２８をオフ状態（遮断状態）にした後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０３からステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４において、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグをセットするために、レジスタ５６のエラーフラグ領域に１をセットする。その後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０４からステップＳ６０５に進む。なお、レジスタ５６のエラーフラグ領域の初期値は０である。保護ＳＷ制御部５２は、電源装置５１０の起動時に、レジスタ５６のエラーフラグ領域に０をセットする。

ステップＳ６０５において、保護ＳＷ制御部５２は、所定の待機時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０５からステップＳ６０６に進む。

ステップＳ６０６において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。ステップＳ６０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたにもかかわらず、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０６からステップＳ６１１に進む（Ｓ６０６でＹ）。ステップＳ６０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたことで、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態に変化した場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０７に進む（Ｓ６０６でＮ）。

ステップＳ６０３で保護スイッチ２８をオフ状態にしたにもかかわらず、ステップＳ６０６で判定結果信号がＨ（高）状態である場合とは、電源装置５１０と負荷回路１６Ｂとの間又は負荷回路１６Ｂ内でショートによる過電流が発生していることを意味している。この場合、保護ＳＷ制御部５２は、負荷回路１６Ｂを過電流から保護するために、ステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６０７において、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグを解除するか否かを判定する。例えば、保護ＳＷ制御部５２は、エラーフラグを解除するか否かの判定がｎ（例えば、ｎは１から１０のいずれか）回行われたかによって、エラーフラグを解除するか否かを判定してもよい。エラーフラグを解除しない場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０７からステップＳ６０８に進む（Ｓ６０７でＮ）。エラーフラグを解除する場合、保護ＳＷ制御部５２は、レジスタ５６のエラーフラグ領域に０を設定し、ステップＳ６０７からステップＳ６０９に進む（Ｓ６０７でＹ）。

ステップＳ６０８において、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置５１０をオフ状態にするか否かを判定する。例えば、負荷回路１６Ａ以外の負荷回路である負荷回路１６Ｂの動作を継続させる場合、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置５１０をオフ状態にはしない。電源装置５１０をオフ状態にする場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０８からステップＳ６１１に進む（Ｓ６０８でＹ）。電源装置５１０をオフ状態にしない場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ６０８を繰り返す（Ｓ６０８でＮ）。

ステップＳ６１１において、保護ＳＷ制御部５２は、電源装置５１０の動作を停止させ、電源装置５１０をオフ状態にする。電源装置５１０が電源装置５１０の停止を制御するイネーブル端子を有する場合、外部制御装置１８は、当該イネーブル端子に停止制御信号を供給することで、電源装置５１０の停止タイミングを制御することもできる。

ステップＳ６０９において、保護ＳＷ制御部５２は、保護スイッチ２８をオン状態（導通状態）に戻す。保護スイッチ２８をオン状態に戻した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６０９からステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１０において、保護ＳＷ制御部５２は、判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＨ（高）状態であるか否かを判定する。判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号が再びＨ（高）状態に変化した場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ６１０からステップＳ６１１に進む（Ｓ６１０でＹ）。判定部５５０から保護ＳＷ制御部５２に入力された判定結果信号がＬ（低）状態である場合、保護ＳＷ制御部５２は、所定時間後にステップＳ６０２に進む（Ｓ６１０でＮ）。

図６は、ステップＳ６０２，Ｓ６０６及びＳ６１０で使用される基準電圧５５１（出力電流許容値Ｉｏｕｔ＿ｍａｘに相当）の決定方法を説明するためのフローチャートである。保護ＳＷ制御部５２は、図６に示すフローチャートに従って基準電圧５５１を決定することができる。

ステップＳ７０１において、保護ＳＷ制御部５２は、外部電源（例えば、バッテリ装置）から入力コネクタ１２に供給された入力電圧Ｖｉｎによって動作を開始すると共に、電源装置５１０を起動させる。電源装置５１０が起動した後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０１からステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２において、保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとを取得する。例えば、保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧検出部と出力電圧検出部とを有する。保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧検出部を用いて入力電圧Ｖｉｎを検出することで入力電圧Ｖｉｎを取得し、出力電圧検出部を用いて出力電圧Ｖｏｕｔを検出することで出力電圧Ｖｏｕｔを取得する。入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとが取得された後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０２からステップＳ７０３に進む。

ステップＳ７０３において、保護ＳＷ制御部５２は、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの値と出力電圧Ｖｏｕｔの目標値とに基づき、基準電圧Ｖｔｈを計算する。基準電圧Ｖｔｈが計算された後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０３からステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４において、保護ＳＷ制御部５２は、基準電圧５５１がステップＳ７０３で計算された基準電圧Ｖｔｈと同一又は略同一になるように基準電圧５５１を変更する。基準電圧５５１が変更された後、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０４からステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５において、保護ＳＷ制御部５２は、出力電圧Ｖｏｕｔに所定値以上の変化があったか否かを判定する。出力電圧Ｖｏｕｔに所定値以上の変化があった場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０５からステップＳ７０２に戻る（Ｓ７０５でＹ）。出力電圧Ｖｏｕｔに所定値以上の変化がなかった場合、保護ＳＷ制御部５２は、ステップＳ７０５からステップＳ７０６に進む（Ｓ７０５でＮ）。

ステップＳ７０６において、保護ＳＷ制御部５２は、所定の待機時間が経過するまで待機した後、ステップＳ７０２に戻る。所定の待機時間が経過するまで待機することにより、出力電圧Ｖｏｕｔの過渡的な変化に従って基準電圧５５１が変更されてしまう欠点を軽減することができる。保護ＳＷ制御部５２は、例えば、入力コネクタ１２に接続されている電源（例えば、バッテリ装置）の種類又は残量によって所定の待機時間を決定することができる。

実施例１及び２では、保護スイッチ２８をオフ状態（遮断状態）にすることによって負荷回路１６Ａを過電流から保護する構成としたが、実施例１及び２はこのような構成に限るものではない。例えば、保護スイッチ２８を電流制限回路に置き換えてもよい。保護スイッチ２８が電流制限回路に置き換えられた場合、電流制限回路は、過電流が発生した場合に、電源装置１０又は電源装置５１０から負荷回路１６Ａに流れる出力電流Ｉｏｕｔを負荷回路１６Ａが破壊されない程度の電流に制限するように動作する。

Claims (5)

1. 入力電圧から出力電圧を生成する電圧生成手段と、
   前記電圧生成手段の出力電圧を外部に出力する出力コネクタと、
   前記電圧生成手段と前記出力コネクタとの間に接続される保護スイッチと、
   前記電圧生成手段の出力電流が閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、
   前記閾値よりも大きい電流が流れる場合に前記保護スイッチをオフ状態にするための制御を行う制御手段と
   を有することを特徴とする電源装置。
2. 前記電圧生成手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電圧生成手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と目標電圧との誤差を示す誤差信号を生成する誤差出力手段を有することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記判定手段は、前記入力電流を閾値と比較する第１の比較手段と、前記出力電流を閾値と比較する第２の比較手段と、前記第１及び第２の比較手段の出力を排他的オアする排他的オア手段とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置。
5. 前記閾値が変更可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置。

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