JP2017118720A - Switching power supply, power supply circuit and on-vehicle control device - Google Patents

Switching power supply, power supply circuit and on-vehicle control device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply or the like which can be operated continuously as long as possible even if a reflux circuit falls into a disconnection failure.SOLUTION: A power supply Vin (first voltage) is inputted to a switching element 1. A smoothing circuit SC includes a coil 3 that is connected in series to the switching element 1. A first reflux circuit 2 is connected to a node of the switching element 1 and the coil 3 and returns a current to the coil 3 during a first OFF period of the switching element 1. A failure detection circuit 5 detects a disconnection failure. In the case where no disconnection failure is detected, a control circuit 4 controls ON/OFF of the switching element 1 in such a manner that a second voltage is output from the coil 3. If a disconnection failure is detected, the control circuit 4 turns on the switching element 1 in such a manner that a third voltage greater than the second voltage is output from the coil 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スイッチング電源、電源回路及び車載制御装置に関する。   The present invention relates to a switching power supply, a power supply circuit, and an in-vehicle control device.

従来、車両に搭載される各種機器の電子制御化が進んでいる。これらの機器を制御する車載制御装置は、車載バッテリから、電源回路によって降圧した電圧を供給されている。   Conventionally, various devices mounted on vehicles have been electronically controlled. A vehicle-mounted control device that controls these devices is supplied with a voltage stepped down by a power supply circuit from a vehicle-mounted battery.

電源回路のうち、スイッチング電源は、出力電圧の変動が大きいが、損失が小さい利点があり、高電圧な車載バッテリから電圧を降圧することに優位である。一方、リニア電源は、損失が大きいが、出力電圧の変動が小さく、高精度な電圧を出力することに優位である。   Of the power supply circuits, the switching power supply has the advantage that the output voltage fluctuates greatly but has a small loss, and is advantageous in reducing the voltage from a high-voltage vehicle-mounted battery. On the other hand, the linear power supply has a large loss, but the fluctuation of the output voltage is small, which is advantageous in outputting a highly accurate voltage.

そこで、スイッチング電源とリニア電源を直列に接続することで、低損失で高精度な電圧出力を実現した電源回路が知られている。これら電源回路では、安全な動作を保証するために、断線故障や短絡故障などが発生した場合、その故障状態を検出する機能が必要である。   Therefore, a power supply circuit that realizes a low-loss and high-accuracy voltage output by connecting a switching power supply and a linear power supply in series is known. In order to guarantee safe operation, these power supply circuits need a function for detecting the failure state when a disconnection failure or a short-circuit failure occurs.

例えば、スイッチング電源の故障状態の検出として、「フライホイールダイオードを構成する第2のダイオード素子が電気的にオープン状態に陥ったときであってもスイッチングトランジスタの劣化や破壊を防止することができるスイッチングレギュレータ」が知られている(特許文献1参照)。   For example, as a detection of a failure state of a switching power supply, “switching that can prevent deterioration and destruction of a switching transistor even when the second diode element constituting the flywheel diode is electrically opened. "Regulator" is known (see Patent Document 1).

特開2011-83104号公報JP 2011-83104 A

しかし、特許文献1では、「集積回路部の出力端子に接続される第2のダイオード素子(フライホイールダイオード)が何らかの原因によりオープン状態になると検知トランジスタがオンしてノイズマスク回路を作動させる。ノイズマスク回路が作動すると、PWM回路160からロジック回路、レベルシフト回路を介してスイッチングトランジスタに信号(PWM駆動信号)が供給されるのを停止する。」と記載されている。   However, in Patent Document 1, “when the second diode element (flywheel diode) connected to the output terminal of the integrated circuit portion is opened for some reason, the detection transistor is turned on to activate the noise mask circuit. When the mask circuit is activated, the supply of a signal (PWM drive signal) from the PWM circuit 160 to the switching transistor via the logic circuit and the level shift circuit is stopped.

このように、従来のフライホイールダイオードの断線故障が検出可能な回路を備えたスイッチング電源では、断線故障を検出すると、PWM駆動信号を停止させていた。しかし、スイッチング電源を含む電源回路は、車載制御装置を安全な状態で停止させる必要があり、故障検知後も継続した動作が必要である点が考慮されていなかった。   As described above, in a switching power supply including a circuit capable of detecting a disconnection failure of a conventional flywheel diode, the PWM drive signal is stopped when the disconnection failure is detected. However, the power supply circuit including the switching power supply needs to stop the in-vehicle control device in a safe state and does not take into consideration that the operation needs to be continued after the failure is detected.

上記課題に鑑みて、本発明の主な目的は、フライホイールダイオードなどの還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作が可能なスイッチング電源、電源回路及び車載制御装置を提供することにある。   In view of the above problems, a main object of the present invention is to provide a switching power supply, a power supply circuit, and an in-vehicle control device that can continue to operate as long as possible even after a freewheeling circuit such as a flywheel diode is broken. There is.

上記目的を達成するために、本発明は、第1の電圧が入力されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第1の還流回路と、前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第2の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第2の電圧よりも大きい第3の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路と、を備える。   To achieve the above object, the present invention provides a switching element to which a first voltage is input, a smoothing circuit including a coil connected in series to the switching element, and a connection point between the switching element and the coil. A first return circuit connected to return current to the coil during an off period of the switching element; a failure detection circuit for detecting a disconnection fault indicating a disconnection of a path of the current returned to the coil; and the disconnection fault Is not detected, the on / off of the switching element is controlled so that a second voltage is output from the coil, and when the disconnection failure is detected, a second voltage higher than the second voltage is detected from the coil. And a control circuit for controlling on / off of the switching element so that a voltage of 3 is output.

本発明によれば、還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to operate as continuously as possible even after the return circuit has a disconnection failure. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の第1の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the power supply circuit by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるスイッチング素子と第1の還流回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the switching element and the 1st return circuit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるスイッチング素子と第1の還流回路の構成の別の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of a structure of the switching element in the 1st Embodiment of this invention, and a 1st return circuit. 本発明の第1の実施形態における故障検出回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the failure detection circuit in the 1st Embodiment of this invention. 図4の構成における故障検出回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing an example of the operation of the failure detection circuit in the configuration of FIG. 本発明の第1の実施形態におけるリニア電源の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the linear power supply in the 1st Embodiment of this invention. 図1の構成による電源回路の動作の第1の例を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing a first example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 1. 図1の構成による電源回路の動作の第2の例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a second example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 図1の構成による電源回路の動作の第3の例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a third example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 図1の構成による電源回路の動作の第4の例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating a fourth example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 1. 図1の構成による電源回路の動作の第5の例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a fifth example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 1. 図1の構成による電源回路の動作の第6の例を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart illustrating a sixth example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 1. 図1の構成による電源回路の動作の第7の例を示すタイミングチャートである。9 is a timing chart showing a seventh example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 1. 本発明の第1の実施形態における変形例として故障検出回路5と制御回路4の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a failure detection circuit 5 and a control circuit 4 as a modification of the first embodiment of the present invention. 図14の構成による電源回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。15 is a timing chart showing an example of the operation of the power supply circuit having the configuration of FIG. 本発明の第2の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the power supply circuit by the 2nd Embodiment of this invention. 図16の構成における電源回路の動作の第1の例を示すタイミングチャートである。17 is a timing chart showing a first example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図16の構成における電源回路の動作の第2の例を示すタイミングチャートである。17 is a timing chart showing a second example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図16の構成における電源回路の動作の第3の例を示すタイミングチャートである。17 is a timing chart showing a third example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図16の構成における電源回路の動作の第4の例を示すタイミングチャートである。17 is a timing chart illustrating a fourth example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 16. 本発明の第3の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the power supply circuit by the 3rd Embodiment of this invention. 図21の構成における電源回路の動作の第1の例を示すタイミングチャートである。22 is a timing chart showing a first example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図21の構成における電源回路の動作の第2の例を示すタイミングチャートである。22 is a timing chart showing a second example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図21の構成における電源回路の動作の第3の例を示すタイミングチャートである。22 is a timing chart showing a third example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 図21の構成における電源回路の動作の第4の例を示すタイミングチャートである。22 is a timing chart illustrating a fourth example of the operation of the power supply circuit in the configuration of FIG. 21. 本発明の第4の実施形態による電源回路と車載制御装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the power supply circuit and vehicle-mounted control apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 図26の構成における車載制御装置の動作の第1の例を示すタイミングチャートである。27 is a timing chart showing a first example of the operation of the in-vehicle control device in the configuration of FIG. 図26の構成における車載制御装置の動作の第2の例を示すタイミングチャートである。27 is a timing chart showing a second example of the operation of the in-vehicle control device in the configuration of FIG. 図26の構成における車載制御装置の動作の第3の例を示すタイミングチャートである。FIG. 27 is a timing chart showing a third example of the operation of the in-vehicle control device in the configuration of FIG. 26. FIG.

以下、図面を用いて、本発明の第1〜第4の実施形態によるスイッチング電源等の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。   Hereinafter, the configuration and operation of a switching power supply and the like according to first to fourth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same numerals indicate the same parts.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による電源回路100Aの構成の一例を示すブロック図である。図1に示す電源回路100Aは、スイッチング電源101Aと、リニア電源102(シリーズレギュレータ)と、を備え、車載バッテリ300から電源Vinを供給され、例えばマイコンやセンサなどの負荷回路200に電源Voutを供給する。負荷回路200は、負荷電流Ioutで駆動される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the power supply circuit 100A according to the first embodiment of the present invention. A power supply circuit 100A shown in FIG. 1 includes a switching power supply 101A and a linear power supply 102 (series regulator). The power supply Vin is supplied from the in-vehicle battery 300, and the power supply Vout is supplied to a load circuit 200 such as a microcomputer or a sensor. To do. The load circuit 200 is driven by the load current Iout.

スイッチング電源101Aは、コイル3を駆動するスイッチング素子1と、スイッチング素子1の出力VLとGNDの間に接続した第1の還流回路2と、スイッチング素子1の出力VLに接続し、第1の還流回路2の断線状態を検出すると、検出信号DETにH(High Level)を出力する故障検出回路5と、スイッチング電源の出力電圧Vswと、スイッチング電源の目標電圧Vrefと、故障検出回路5の出力DETを入力として、スイッチング素子1の導通・非導通を制御する制御信号Vcを出力する制御回路4と、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswを安定化するキャパシタ6と、第1の還流回路2と並列に接続し、ESDダイオード(Electro-Static Discharge Diode)や寄生ダイオードなどによる第2の還流回路7と、を備える。スイッチング電源101Aは、車載バッテリ300から電源Vinを入力として、負荷電流Iswで、電圧Vswを出力する。   The switching power supply 101A is connected to the switching element 1 that drives the coil 3, the first reflux circuit 2 connected between the outputs VL and GND of the switching element 1, and the output VL of the switching element 1, and is connected to the first reflux. When the disconnection state of the circuit 2 is detected, the failure detection circuit 5 that outputs H (High Level) to the detection signal DET, the output voltage Vsw of the switching power supply, the target voltage Vref of the switching power supply, and the output DET of the failure detection circuit 5 In parallel with the control circuit 4 for outputting the control signal Vc for controlling conduction / non-conduction of the switching element 1, the capacitor 6 for stabilizing the output voltage Vsw of the switching power supply 101A, and the first reflux circuit 2 And a second reflux circuit 7 using an ESD diode (Electro-Static Discharge Diode) or a parasitic diode, Obtain. The switching power supply 101A receives the power supply Vin from the in-vehicle battery 300 and outputs the voltage Vsw with the load current Isw.

換言すれば、スイッチング電源101Aは、図1に示すように、スイッチング素子1、平滑回路SC、第1の還流回路2、故障検出回路5、制御回路4を備える。スイッチング素子1には、電源Vin(第1の電圧)が入力される。平滑回路SCは、スイッチング素子1に直列接続されるコイル3を含む。第1の還流回路2は、スイッチング素子1とコイル3との接続点に接続され、スイッチング素子1のオフ期間にコイル3へ電流を還流する。故障検出回路5は、コイル3へ還流される電流の経路の断線を示す断線故障(オープン状態)を検出する。   In other words, the switching power supply 101A includes a switching element 1, a smoothing circuit SC, a first reflux circuit 2, a failure detection circuit 5, and a control circuit 4, as shown in FIG. A power source Vin (first voltage) is input to the switching element 1. Smoothing circuit SC includes a coil 3 connected in series to switching element 1. The first return circuit 2 is connected to a connection point between the switching element 1 and the coil 3, and returns current to the coil 3 during the OFF period of the switching element 1. The failure detection circuit 5 detects a disconnection failure (open state) indicating a disconnection of the path of the current flowing back to the coil 3.

なお、図1では、スイッチング電源101Aは、第1の還流回路2に並列接続され、スイッチング素子1のオフ期間にコイル3へ電流を還流する第2の還流回路7を備えるが、後述するように備えない場合もある。   In FIG. 1, the switching power supply 101A includes a second reflux circuit 7 that is connected in parallel to the first reflux circuit 2 and returns current to the coil 3 during the off-period of the switching element 1, as described later. It may not be prepared.

リニア電源102は、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswから電源を供給され、負荷電流Ioutの負荷回路200に電源Voutを出力する。   The linear power supply 102 is supplied with power from the output voltage Vsw of the switching power supply 101A, and outputs the power supply Vout to the load circuit 200 with the load current Iout.

換言すれば、リニア電源102は、スイッチング電源101Aに直列接続され、スイッチング電源101Aから入力される電圧(出力電圧Vsw)を平滑化した電圧(電源Vout)を出力する。   In other words, the linear power supply 102 is connected in series to the switching power supply 101A, and outputs a voltage (power supply Vout) obtained by smoothing a voltage (output voltage Vsw) input from the switching power supply 101A.

図2は、本発明の第1の実施形態におけるスイッチング素子1と第1の還流回路2の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the switching element 1 and the first reflux circuit 2 in the first embodiment of the present invention.

スイッチング素子1は、例えばNMOS10(Negative channel Metal Oxide Semiconductor)で構成され、ドレイン端子(D)は車載バッテリの電源Vinに、ソース端子(S)はスイッチング素子1の出力VLを介してコイル3に、ゲート端子(G)は制御回路4の制御信号Vcに接続されている。制御回路4の制御信号Vcはスイッチング素子1の導通・非導通を制御するため、NMOS10のゲートとソース間の電圧を制御する。   The switching element 1 is composed of, for example, an NMOS 10 (Negative channel Metal Oxide Semiconductor), the drain terminal (D) is connected to the power source Vin of the in-vehicle battery, and the source terminal (S) is connected to the coil 3 via the output VL of the switching element 1. The gate terminal (G) is connected to the control signal Vc of the control circuit 4. The control signal Vc of the control circuit 4 controls the voltage between the gate and the source of the NMOS 10 in order to control conduction / non-conduction of the switching element 1.

第1の還流回路2は、例えばショットキーバリアダイオード20など、順方向バイアスを印加することに適したダイオードが用いられ、カソード端子(K)をコイル3に、アノード端子(A)をGNDに接続し、スイッチング素子1が非導通のときに還流電流を出力する。   The first reflux circuit 2 uses a diode suitable for applying a forward bias, such as a Schottky barrier diode 20, and connects the cathode terminal (K) to the coil 3 and the anode terminal (A) to GND. When the switching element 1 is non-conductive, the return current is output.

図2における第1の還流回路2における断線故障としては、例えばショットキーバリアダイオード20の素子破壊や、アノード側またはカソード側の配線21の接続不良や断線などによるインピーダンスの増加が原因となる。   The disconnection failure in the first reflux circuit 2 in FIG. 2 is caused by, for example, an element breakdown of the Schottky barrier diode 20 or an increase in impedance due to a connection failure or disconnection of the wiring 21 on the anode side or the cathode side.

図3は、本発明の第1の実施形態におけるスイッチング素子1と第1の還流回路2の構成の別の一例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing another example of the configuration of the switching element 1 and the first reflux circuit 2 in the first embodiment of the present invention.

スイッチング素子1は、例えばPMOS11(Positive channel Metal Oxide Semiconductor)で構成され、ソース端子は車載バッテリの電源Vinに、ドレイン端子はスイッチング素子の出力VLを介してコイル3に、ゲート端子は制御回路4の制御信号Vcに接続されている。制御回路4の制御信号Vcはスイッチング素子1の導通・非導通を制御するため、PMOS11のゲートとソース間の電圧を制御する。   The switching element 1 is composed of, for example, a PMOS 11 (Positive channel Metal Oxide Semiconductor), the source terminal is connected to the power source Vin of the in-vehicle battery, the drain terminal is connected to the coil 3 via the output VL of the switching element, and the gate terminal is connected to the control circuit 4. It is connected to the control signal Vc. The control signal Vc of the control circuit 4 controls the voltage between the gate and the source of the PMOS 11 in order to control the conduction / non-conduction of the switching element 1.

第1の還流回路2は、例えばNMOS22で構成され、ドレイン端子をコイル3に、ソース端子をGNDに、ゲート端子を第2の制御回路23の出力に接続する。   The first reflux circuit 2 is composed of, for example, an NMOS 22, and has a drain terminal connected to the coil 3, a source terminal connected to GND, and a gate terminal connected to the output of the second control circuit 23.

第2の制御回路23は、制御回路4の制御信号Vcを入力として、スイッチング素子1が非導通の際に、第1の還流回路2のNMOS22を導通させ、スイッチング素子1が導通している際には、第1の還流回路2のNMOS22を非導通に制御する。   The second control circuit 23 receives the control signal Vc of the control circuit 4 and makes the NMOS 22 of the first reflux circuit 2 conductive when the switching element 1 is non-conductive, and when the switching element 1 is conductive. For this, the NMOS 22 of the first reflux circuit 2 is controlled to be non-conductive.

また、還流回路NMOS22のボディダイオード71は、第1の還流回路2と並列に接続しており、第2の還流回路7として機能する。   The body diode 71 of the reflux circuit NMOS 22 is connected in parallel with the first reflux circuit 2 and functions as the second reflux circuit 7.

図3の第1の還流回路2における断線故障としては、例えばNMOS22の素子破壊や、ドレイン側またはソース側の配線24の接続不良や断線などによるインピーダンスの増加や、NMOS22のゲート端子が非導通にスタックすることが原因となる。   The disconnection failure in the first reflux circuit 2 of FIG. 3 includes, for example, an increase in impedance due to element destruction of the NMOS 22, connection failure or disconnection of the drain or source side wiring 24, and the gate terminal of the NMOS 22 being non-conductive. The cause is stacking.

なお、図2と図3で示したスイッチング素子1と第1の還流回路2の組合せの構成に限定するものでは無い。   The configuration is not limited to the combination of the switching element 1 and the first reflux circuit 2 shown in FIGS.

例えば、図2でスイッチング素子1をNMOS10としたが、PMOS11でも良いし、図3でPMOS11としたが、NMOS10でも良い。   For example, although the switching element 1 is NMOS 10 in FIG. 2, it may be PMOS 11 or PMOS 11 in FIG.

図4は、本発明の第1の実施形態における故障検出回路5の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the failure detection circuit 5 according to the first embodiment of the present invention.

故障検出回路5は、スイッチング素子1が非導通の際に、スイッチング素子1の出力VLとGNDの電圧を比較し、スイッチング素子1の出力VLがGNDから一定値以上低い電圧になると第1の還流回路2の断線故障を検出する。   The failure detection circuit 5 compares the output voltage VL of the switching element 1 with the GND voltage when the switching element 1 is non-conductive. If the output VL of the switching element 1 becomes a voltage lower than a predetermined value from GND, the failure detection circuit 5 A disconnection failure of the circuit 2 is detected.

構成の一例として、故障検出回路5は、コンパレータ51と、一対のPMOS52AとPMOS52Bと、一対の電流源53Aと電流源53Bと、電圧シフト回路54と、を備える。   As an example of the configuration, the failure detection circuit 5 includes a comparator 51, a pair of PMOS 52A and PMOS 52B, a pair of current source 53A and current source 53B, and a voltage shift circuit 54.

一対のPMOS52Aと、PMOS52Bでは、ドレイン端子はともにGNDに接続される。PMOS52Aのゲート端子はGNDに、PMOS52Bのゲート端子はスイッチング素子1の出力VLに接続される。PMOS52Aのソース端子は、電流源53Aから電流が入力され、コンパレータ51のプラス端子INPに接続される。PMOS52Bのソース端子は、電圧シフト回路54を介して電流源53Bから電流が入力される。例えば抵抗素子などによる電圧シフト回路54では、一方の端子がPMOS52Bのソース端子に接続され、他方の端子がコンパレータ51のマイナス端子INNに接続される。コンパレータ51は入力端子INPと入力端子INNの電圧を比較し、INPがINNより高い電圧の場合、断線故障としてDET信号にHを出力する。   In the pair of PMOS 52A and PMOS 52B, the drain terminals are both connected to GND. The gate terminal of the PMOS 52A is connected to GND, and the gate terminal of the PMOS 52B is connected to the output VL of the switching element 1. The source terminal of the PMOS 52A receives a current from the current source 53A and is connected to the plus terminal INP of the comparator 51. A current is input from the current source 53 </ b> B to the source terminal of the PMOS 52 </ b> B via the voltage shift circuit 54. For example, in the voltage shift circuit 54 using a resistance element or the like, one terminal is connected to the source terminal of the PMOS 52B and the other terminal is connected to the minus terminal INN of the comparator 51. The comparator 51 compares the voltages of the input terminal INP and the input terminal INN. If INP is higher than INN, the comparator 51 outputs H to the DET signal as a disconnection failure.

また、必須の構成ではないが、PMOS52Bのゲート端子に保護用ダイオード72が接続されることがある。保護用ダイオード72は第1の還流回路2と並列に接続されているため、第2の還流回路7として機能する。   Although not essential, the protective diode 72 may be connected to the gate terminal of the PMOS 52B. Since the protective diode 72 is connected in parallel with the first reflux circuit 2, it functions as the second reflux circuit 7.

図5は、図4における故障検出回路5の動作の一例を示すタイミングチャートである。   FIG. 5 is a timing chart showing an example of the operation of the failure detection circuit 5 in FIG.

正常状態において、スイッチング素子1が非導通の場合、スイッチング素子1の出力VLは、負荷電流Iswによる第1の還流回路2の電圧降下分の電圧となり、PMOS52Bと電圧シフト回路54でレベルシフトした入力端子INNの電圧は、GNDからPMOS52Aによってレベルシフトした入力端子INPの電圧より高い。そのためコンパレータ51の出力DETはLのままである。   When the switching element 1 is non-conductive in the normal state, the output VL of the switching element 1 becomes a voltage corresponding to the voltage drop of the first return circuit 2 due to the load current Isw, and the input is level-shifted by the PMOS 52B and the voltage shift circuit 54. The voltage at the terminal INN is higher than the voltage at the input terminal INP level-shifted from GND by the PMOS 52A. Therefore, the output DET of the comparator 51 remains L.

一方、時刻T0に第1の還流回路2に断線故障が発生した故障状態において、スイッチング素子1が非導通の際、スイッチング素子1の出力VLは、負荷電流Iswによる第1の還流回路2の電圧降下分の電圧となるが、断線故障により、第1の還流回路2のインピーダンスが増加しているため、正常状態に比べて電圧降下が大きくなり、PMOS52Bと電圧シフト回路54でレベルシフトした入力端子INNの電圧は、GNDからPMOS52Aによってレベルシフトした入力端子INPの電圧より低くなる。そのため、コンパレータ51の出力DETはHを出力し断線故障を検出する。   On the other hand, when the switching element 1 is non-conductive in the failure state in which the disconnection failure occurs in the first return circuit 2 at time T0, the output VL of the switching element 1 is the voltage of the first return circuit 2 due to the load current Isw. Although the voltage drops, the impedance of the first return circuit 2 is increased due to a disconnection failure. Therefore, the voltage drop becomes larger than that in the normal state, and the input terminal is shifted in level by the PMOS 52B and the voltage shift circuit 54. The voltage of INN is lower than the voltage of the input terminal INP that has been level-shifted from GND by the PMOS 52A. For this reason, the output DET of the comparator 51 outputs H to detect a disconnection failure.

ここで示した故障状態が継続すると、スイッチング素子1のソース端子であるスイッチング素子の出力VLの電圧がGND以下に大きく低下するため、スイッチング素子1のドレインとソース間電圧が増加し、スイッチング素子1に故障が発生する懸念がある。   If the failure state shown here continues, the voltage of the output VL of the switching element, which is the source terminal of the switching element 1, greatly decreases to GND or lower, so the voltage between the drain and source of the switching element 1 increases, and the switching element 1 There is a concern that a failure will occur.

また、断線故障によりインピーダンスが増加した第1の還流回路2に負荷電流Iswが流れるため、発熱が増加し第1の還流回路2または第1の還流回路2の経路において、発熱による故障が発生する懸念がある。   In addition, since the load current Isw flows through the first return circuit 2 whose impedance has increased due to the disconnection failure, the heat generation increases and a failure due to heat generation occurs in the path of the first return circuit 2 or the first return circuit 2. There are concerns.

また、断線故障により第1の還流回路2のインピーダンスが増加することにより、正常状態ではインピーダンスが第1の還流回路2より大きい第2の還流回路7に第1の還流回路2に流れていた負荷電流Iswが流れることによって、第2の還流回路7の発熱による故障や、配線やビアの許容電流量によるマイグレーションによる故障の懸念がある。   Further, since the impedance of the first return circuit 2 increases due to the disconnection failure, the load that has flowed to the first return circuit 2 to the second return circuit 7 whose impedance is higher than that of the first return circuit 2 in the normal state. When the current Isw flows, there is a concern of a failure due to heat generation of the second reflux circuit 7 or a failure due to migration due to the allowable current amount of the wiring or via.

本実施形態では、第1の還流回路2の断線故障を継続することによる、更なる故障の懸念からスイッチング電源101Aを保護し、かつ、電源回路100Aの動作を継続するような電源回路を提供する。   In the present embodiment, there is provided a power supply circuit that protects the switching power supply 101A from the fear of further failure by continuing the disconnection failure of the first reflux circuit 2 and continues the operation of the power supply circuit 100A. .

図6は、本発明の第1の実施形態におけるリニア電源102の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the linear power supply 102 according to the first embodiment of the present invention.

リニア電源102は、出力トランジスタ102A(一例としてNMOS)と、出力電圧Voutと目標電圧Vref_outを比較して出力トランジスタ102Aのゲート端子Vgの電圧を制御するオペアンプ102Bと、安定化容量102Cと、で構成される。   The linear power supply 102 includes an output transistor 102A (NMOS as an example), an operational amplifier 102B that compares the output voltage Vout and the target voltage Vref_out to control the voltage of the gate terminal Vg of the output transistor 102A, and a stabilization capacitor 102C. Is done.

リニア電源102は、損失が大きいが、出力電圧の変動が小さいため、スイッチング電源の出力電圧Vswの変動を抑制し、高精度な出力電圧Voutを出力できる。   Although the linear power supply 102 has a large loss, the output voltage fluctuation is small, so that the fluctuation of the output voltage Vsw of the switching power supply can be suppressed and the output voltage Vout can be output with high accuracy.

〔電源回路100Aの動作の第1の例〕
図7は、本発明の第1の実施形態における電源回路100Aの動作の一例を示すタイミングチャートである。
[First Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 7 is a timing chart showing an example of the operation of the power supply circuit 100A according to the first embodiment of the present invention.

正常状態においては、スイッチング素子1は制御回路4の制御信号Vcで導通・非導通を制御され、導通状態では入力電圧Vinから負荷電流Iswとスイッチング素子1のインピーダンスの積だけ降下した電圧を、非導通状態ではGNDから負荷電流Iswと第1の還流回路2のインピーダンスの積だけ降下した電圧を、スイッチング素子1の出力VLに出力する。   In the normal state, the switching element 1 is controlled to be conductive / non-conductive by the control signal Vc of the control circuit 4, and in the conductive state, the voltage that has dropped from the input voltage Vin by the product of the load current Isw and the impedance of the switching element 1 In the conductive state, a voltage dropped from GND by the product of the load current Isw and the impedance of the first return circuit 2 is output to the output VL of the switching element 1.

スイッチング電源101Aの出力電圧Vswは、スイッチング素子1の出力VLからコイル3とキャパシタ6により平滑化された電圧として出力される。出力電圧Vswの平均電圧は目標電圧として設定したVrefと等しくなるように、スイッチング素子1の導通・非導通が制御回路4の制御信号Vcによって制御される。   The output voltage Vsw of the switching power supply 101A is output from the output VL of the switching element 1 as a voltage smoothed by the coil 3 and the capacitor 6. The conduction / non-conduction of the switching element 1 is controlled by the control signal Vc of the control circuit 4 so that the average voltage of the output voltage Vsw becomes equal to Vref set as the target voltage.

換言すれば、制御回路4は、図7に示すように、断線故障が検出されない場合、コイル3から正常状態に対応する出力電圧Vsw(第2の電圧)が出力されるようにスイッチング素子1のオン/オフを制御する。詳細には、制御回路4は、断線故障が検出されない場合、正常状態に対応する出力電圧Vsw(第2の電圧)が第1の目標電圧Vrefと等しくなるようにスイッチング素子1のオン/オフを制御する。   In other words, as shown in FIG. 7, the control circuit 4 allows the output voltage Vsw (second voltage) corresponding to the normal state to be output from the coil 3 when the disconnection failure is not detected. Control on / off. Specifically, when a disconnection failure is not detected, the control circuit 4 turns on / off the switching element 1 so that the output voltage Vsw (second voltage) corresponding to the normal state becomes equal to the first target voltage Vref. Control.

スイッチング電源101Aの出力電圧Vswの電圧はスイッチングによる電圧変動が残るが、リニア電源102によって電圧変動が除去されて安定した高精度な電源として出力電圧Voutが出力される。   The voltage fluctuation of the output voltage Vsw of the switching power supply 101A remains due to switching, but the voltage fluctuation is removed by the linear power supply 102 and the output voltage Vout is output as a stable and highly accurate power supply.

また、正常状態においては図5で示したように、スイッチング素子1の出力VLの電圧の低下が小さいため、故障検出回路5の出力DETはLとなる。   Further, in the normal state, as shown in FIG. 5, since the voltage drop of the output VL of the switching element 1 is small, the output DET of the failure detection circuit 5 becomes L.

時刻T0に第1の還流回路2に断線故障が発生すると、第1の還流回路2のインピーダンスが増加し、スイッチング素子1の出力VLの電圧が低下し、図5で示したように故障検出回路5の出力DETはHを出力する。   When a disconnection failure occurs in the first return circuit 2 at time T0, the impedance of the first return circuit 2 increases, the voltage of the output VL of the switching element 1 decreases, and the failure detection circuit as shown in FIG. The output DET of 5 outputs H.

故障検出回路5の出力DETがHになると、目標電圧Vrefと、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswによらず、制御回路4は制御信号Vcによってスイッチング素子1を導通状態に固定する。   When the output DET of the failure detection circuit 5 becomes H, the control circuit 4 fixes the switching element 1 to the conductive state by the control signal Vc regardless of the target voltage Vref and the output voltage Vsw of the switching power supply 101A.

換言すれば、制御回路4は、図7に示すように、断線故障が検出された場合、コイル3から正常状態に対応する出力電圧Vsw(第2の電圧)よりも大きい故障状態に対応する出力電圧Vsw(第3の電圧)が出力されるようにスイッチング素子1をオンする。詳細には、制御回路4は、断線故障が検出された場合、スイッチング素子1をオンに固定する。   In other words, as shown in FIG. 7, when a disconnection failure is detected, the control circuit 4 outputs from the coil 3 an output corresponding to a failure state larger than the output voltage Vsw (second voltage) corresponding to the normal state. The switching element 1 is turned on so that the voltage Vsw (third voltage) is output. Specifically, the control circuit 4 fixes the switching element 1 on when a disconnection failure is detected.

スイッチング素子1の出力VLは、GNDより高い電圧にとなるため、スイッチング素子1のドレインとソース間の電圧の増加は防ぐことができ、また、第1の還流回路2と、第2の還流回路7に負荷電流Iswは流れないため、電源回路100Aは保護される。   Since the output VL of the switching element 1 becomes a voltage higher than GND, an increase in the voltage between the drain and source of the switching element 1 can be prevented, and the first reflux circuit 2 and the second reflux circuit are prevented. Since the load current Isw does not flow through 7, the power supply circuit 100A is protected.

また、負荷電流Iswや電源Vinの変動により、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswの変動は大きくなるが、リニア電源102によって変動を除去した高精度な電源を出力電圧Voutに出力することができるので、電源回路100Aの動作を継続できる。   Further, although the fluctuation of the output voltage Vsw of the switching power supply 101A increases due to the fluctuation of the load current Isw and the power supply Vin, a highly accurate power supply from which the fluctuation is removed by the linear power supply 102 can be output to the output voltage Vout. The operation of the power supply circuit 100A can be continued.

〔電源回路100Aの動作の第2の例〕
図8は、本発明の第1の実施形態における電源回路100Aの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Second Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 8 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100A according to the first embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力するまでは図7と同じ動作のため説明を省略する。   Since the disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs from the normal state at time T0 and the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, the description is omitted because it is the same operation as FIG.

図8のタイミングチャートにおいては、制御回路4は故障検出回路5の出力DETがHになると、正常状態でスイッチング素子1を導通させる際より、低い電圧を制御信号Vcに印加することで、スイッチング素子1の出力VLの電圧は図7と比べて低下するが、GNDより高い電圧となるため、図7の動作例と同様に電源回路100Aは保護される。   In the timing chart of FIG. 8, when the output DET of the failure detection circuit 5 becomes H, the control circuit 4 applies a lower voltage to the control signal Vc than when the switching element 1 is turned on in a normal state. Although the voltage of the output VL of 1 is lower than that in FIG. 7, the voltage is higher than GND, so that the power supply circuit 100A is protected as in the operation example of FIG.

また、負荷電流Iswや電源Vinの変動により、スイッチング電源101Aの出力Vswの変動は大きくなるが、リニア電源102によって変動を除去した高精度な電源をVoutに出力することで、電源回路100Aの動作を継続できる。   In addition, the fluctuation of the output Vsw of the switching power supply 101A increases due to the fluctuation of the load current Isw and the power supply Vin. Can continue.

また、図7の動作例ではスイッチング電源101Aの出力電圧Vswが高電圧を出力するため、リニア電源102の出力トランジスタ102Aに高い電圧が印加されていたが、図8の動作例では、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswを低下させることが出来るため、出力トランジスタ102Aに必要であった耐圧や放熱性を緩和することが出来る。   Further, in the operation example of FIG. 7, the output voltage Vsw of the switching power supply 101A outputs a high voltage, so that a high voltage is applied to the output transistor 102A of the linear power supply 102. However, in the operation example of FIG. Since the output voltage Vsw of the output transistor 102A can be reduced, the withstand voltage and heat dissipation required for the output transistor 102A can be reduced.

〔電源回路100Aの動作の第3の例〕
図9は本発明の第1の実施形態における電源回路100Aの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Third Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 9 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100A according to the first embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力するまでは図7と同じ動作のため説明を省略する。   Since the disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs from the normal state at time T0 and the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, the description is omitted because it is the same operation as FIG.

図9のタイミングチャートにおいては、制御回路4は故障検出回路5の出力DETがHになると、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswが目標電圧Vrefと等しくなるように制御回路4の制御信号Vcの電圧を制御することで、スイッチング素子1の出力電圧VLはGNDより高い電圧となり、図7と同様に電源回路100Aは保護される。   In the timing chart of FIG. 9, when the output DET of the failure detection circuit 5 becomes H, the control circuit 4 sets the voltage of the control signal Vc of the control circuit 4 so that the output voltage Vsw of the switching power supply 101A becomes equal to the target voltage Vref. By controlling, the output voltage VL of the switching element 1 becomes higher than GND, and the power supply circuit 100A is protected as in FIG.

また、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswは正常状態と変化無いため、電源回路100Aの動作は継続できる。   Since the output voltage Vsw of the switching power supply 101A does not change from the normal state, the operation of the power supply circuit 100A can be continued.

また、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswの電圧は、制御されているため、負荷電流Iswの変動による、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswの変動が小さく、目標電圧Vrefとなる。そのため、電源回路100Aの出力電圧Voutが降下する懸念は無い。   Further, since the voltage of the output voltage Vsw of the switching power supply 101A is controlled, the fluctuation of the output voltage Vsw of the switching power supply 101A due to the fluctuation of the load current Isw is small and becomes the target voltage Vref. Therefore, there is no concern that the output voltage Vout of the power supply circuit 100A will drop.

〔電源回路100Aの動作の第4の例〕
図10は本発明の第1の実施形態における電源回路100Aの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Fourth Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 10 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100A according to the first embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力するまでは図7と同じ動作のため説明を省略する。   Since the disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs from the normal state at time T0 and the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, the description is omitted because it is the same operation as FIG.

図10のタイミングチャートにおいては、制御回路4は故障検出回路5の出力DETがHになると、スイッチング電源101Aの目標電圧Vrefを、Vrefより高電圧なVref1に変更し、出力電圧Vswを目標電圧Vref1と等しくなるように制御回路4の制御信号Vcの電圧を制御することで、スイッチング素子1の出力VLはGNDより高い電圧となるため、図7と同様に電源回路100Aは保護される。   In the timing chart of FIG. 10, when the output DET of the failure detection circuit 5 becomes H, the control circuit 4 changes the target voltage Vref of the switching power supply 101A to Vref1 higher than Vref, and changes the output voltage Vsw to the target voltage Vref1. By controlling the voltage of the control signal Vc of the control circuit 4 so as to be equal to, the output VL of the switching element 1 becomes a voltage higher than GND, so that the power supply circuit 100A is protected as in FIG.

また、スイッチング電源101Aの出力Vswは高電圧になるが、リニア電源102によって降圧した電圧Voutに出力できるため電源回路100Aの出力は継続できる。   In addition, although the output Vsw of the switching power supply 101A becomes a high voltage, the output of the power supply circuit 100A can be continued because it can be output to the voltage Vout stepped down by the linear power supply 102.

また、目標電圧をVrefからVref1に上げることで、スイッチング素子1の出力VLの電圧も上がるため、スイッチング素子1のドレインとソース間の電圧を低減でき、スイッチング素子1の発熱を低減することが出来る。   Further, by raising the target voltage from Vref to Vref1, the voltage of the output VL of the switching element 1 also increases, so that the voltage between the drain and source of the switching element 1 can be reduced, and the heat generation of the switching element 1 can be reduced. .

また、Vref1の電圧を調整することで、スイッチング素子1の出力VLの電圧と、リニア電源102の出力トランジスタ102Aに印加される電圧を調整できるため、スイッチング素子1とリニア電源102の出力トランジスタの発熱が調整出来る。   Further, since the voltage of the output VL of the switching element 1 and the voltage applied to the output transistor 102A of the linear power supply 102 can be adjusted by adjusting the voltage of Vref1, the heat generation of the output transistor of the switching element 1 and the linear power supply 102 is achieved. Can be adjusted.

〔電源回路100Aの動作の第5の例〕
図11は本発明の第1の実施形態における電源回路100Aの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Fifth Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 11 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100A in the first embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Aの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101A to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図11のタイミングチャートにおいては、スイッチング素子1を非導通に制御する際の制御回路4の制御信号Vcの電圧を、スイッチング素子1の出力VLの電圧がGND以下の電圧にならないように制御する。   In the timing chart of FIG. 11, the voltage of the control signal Vc of the control circuit 4 when controlling the switching element 1 to be non-conductive is controlled so that the voltage of the output VL of the switching element 1 does not become a voltage equal to or lower than GND.

これによって、図7と同様に電源回路100Aは保護される。   As a result, the power supply circuit 100A is protected as in FIG.

また、スイッチング電源101Aの出力Vswは高電圧になるが、リニア電源102によって降圧した電圧Voutに出力できるため電源回路100Aの出力は継続できる。   In addition, although the output Vsw of the switching power supply 101A becomes a high voltage, the output of the power supply circuit 100A can be continued because it can be output to the voltage Vout stepped down by the linear power supply 102.

〔電源回路100Aの動作の第6の例〕
図12は第1の実施形態における電源回路100Aの動作の一例として図7から図11で示したタイミングチャートの変形例を示すタイミングチャートである。
[Sixth Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 12 is a timing chart showing a modification of the timing chart shown in FIGS. 7 to 11 as an example of the operation of the power supply circuit 100A in the first embodiment.

図7から図11で示したタイミングチャートでは、断線故障を検出し、故障検出回路の出力DETがHになった後、スイッチング素子1の出力VLをGND以下の電圧にならないように制御回路4が制御するため、故障検出回路5の出力DETはLに遷移し固定される。   In the timing charts shown in FIG. 7 to FIG. 11, after the disconnection failure is detected and the output DET of the failure detection circuit becomes H, the control circuit 4 prevents the output VL of the switching element 1 from becoming a voltage equal to or lower than GND. In order to control, the output DET of the failure detection circuit 5 transits to L and is fixed.

図12で示すタイミングチャートでは、任意のタイミングでリトライ動作として、制御回路4の制御信号Vcによりスイッチング素子1を非導通にすることで、スイッチング素子1の出力VLを変化させて故障検出回路5で第1の還流回路2の断線故障が継続しているか確認することが出来る。   In the timing chart shown in FIG. 12, the failure detection circuit 5 changes the output VL of the switching element 1 by turning off the switching element 1 by the control signal Vc of the control circuit 4 as a retry operation at an arbitrary timing. It can be confirmed whether the disconnection failure of the first reflux circuit 2 continues.

リトライ動作は一定の周期で実施しても良く、規定した回数だけ断線故障検出後は、故障状態を確定することも可能である。   The retry operation may be performed at a constant cycle, and the failure state can be determined after the disconnection failure is detected a prescribed number of times.

〔電源回路100Aの動作の第7の例〕
図13は第1の実施形態における電源回路100Aの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Seventh Example of Operation of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 13 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100A in the first embodiment.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、スイッチング電源101Aの目標電圧をVrefからVrefより高電圧のVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   Since the disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0 and the target voltage of the switching power supply 101A is changed from Vref to Vref1 higher than Vref, the description is omitted because it is the same operation as FIG. To do.

図13に示す動作例は、第1の還流回路2が断線故障したことで、第2の還流回路7に負荷電流Iswが流れるが、短期間で有れば、負荷電流Iswによって第2の還流回路7が発熱やマイグレーションによる故障の懸念が無い構成であることを前提とする。   In the operation example shown in FIG. 13, the load current Isw flows through the second return circuit 7 due to the disconnection failure of the first return circuit 2, but if it is in a short period, the second return circuit is caused by the load current Isw. It is assumed that the circuit 7 has a configuration in which there is no fear of failure due to heat generation or migration.

図13のタイミングチャートにおいては、スイッチング素子1が非導通の際、スイッチング素子1の出力VLはGNDより低い電圧となり、第2の還流回路7に電流が発生するが、スイッチング電源101Aの目標電圧がVrefからVref1に変更したため、スイッチング素子1の導通期間が長くなり、非導通期間が短くなる。そのため、第2の還流回路7に負荷電流が流れる期間は短期間となり、電源回路100Aは保護される。   In the timing chart of FIG. 13, when the switching element 1 is non-conductive, the output VL of the switching element 1 becomes a voltage lower than GND and a current is generated in the second return circuit 7, but the target voltage of the switching power supply 101A is Since Vref is changed to Vref1, the conduction period of the switching element 1 becomes longer and the non-conduction period becomes shorter. Therefore, the period during which the load current flows through the second reflux circuit 7 is short, and the power supply circuit 100A is protected.

換言すれば、制御回路4は、図13に示すように、断線故障が検出された場合、コイル3から正常状態に対応する出力電圧Vsw(第2の電圧)よりも大きい故障状態に対応する出力電圧Vsw(第3の電圧)が出力されるようにスイッチング素子1のオン/オフを制御する。詳細には、制御回路4は、断線故障が検出された場合、故障状態に対応する出力電圧Vsw(第3の電圧)が第1の目標電圧Vrefよりも大きい第2の目標電圧Vref1と等しくなるようにスイッチング素子1のオン/オフを制御する。   In other words, as shown in FIG. 13, when a disconnection failure is detected, the control circuit 4 outputs from the coil 3 an output corresponding to a failure state larger than the output voltage Vsw (second voltage) corresponding to the normal state. On / off of the switching element 1 is controlled so that the voltage Vsw (third voltage) is output. Specifically, when a disconnection failure is detected, the control circuit 4 makes the output voltage Vsw (third voltage) corresponding to the failure state equal to the second target voltage Vref1 that is larger than the first target voltage Vref. Thus, the on / off of the switching element 1 is controlled.

また、スイッチング電源101Aの出力Vswは高電圧になるが、リニア電源102によって降圧した電圧Voutに出力できるため電源回路100Aの出力は継続できる。   In addition, although the output Vsw of the switching power supply 101A becomes a high voltage, the output of the power supply circuit 100A can be continued because it can be output to the voltage Vout stepped down by the linear power supply 102.

〔故障検出回路5と制御回路4の変形例〕
図14は本発明の第1の実施形態における変形例として故障検出回路5と制御回路4の構成の一例を示すブロック図である。
[Modification of Failure Detection Circuit 5 and Control Circuit 4]
FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of the failure detection circuit 5 and the control circuit 4 as a modification of the first embodiment of the present invention.

故障検出回路5は、一例として、ソース端子はスイッチング素子1の出力VLに、ゲート端子はGNDに、ドレイン端子は故障検出回路5の出力信号DETとして制御回路4に接続されるNMOSである。スイッチング素子1の出力VLの電圧がGNDに対して低下し、故障検出回路5の検出閾値(本例ではNMOSの閾値電圧だけ低下)以下となると、出力信号DETに電流が発生する。   For example, the failure detection circuit 5 is an NMOS that has a source terminal connected to the output VL of the switching element 1, a gate terminal connected to GND, and a drain terminal connected to the control circuit 4 as the output signal DET of the failure detection circuit 5. When the voltage of the output VL of the switching element 1 decreases with respect to GND and falls below the detection threshold value of the failure detection circuit 5 (in this example, it is decreased by the NMOS threshold voltage), a current is generated in the output signal DET.

制御回路4は、スイッチング電源101Aの目標電圧Vrefと、スイッチング電源101Aの出力電圧Vswを比較してスイッチング素子1の導通・非導通を制御する制御信号Vcを出力する回路41と、一対のPMOS42AとPMOS42Bで構成されるカレントミラーで構成される。カレントミラーの入力であるPMOS42Aのドレイン端子とゲート端子は、故障検出回路5の出力DETと接続され、カレントミラーの出力である42Bのドレイン端子は制御回路の制御信号Vcと接続される。   The control circuit 4 compares the target voltage Vref of the switching power supply 101A with the output voltage Vsw of the switching power supply 101A and outputs a control signal Vc for controlling conduction / non-conduction of the switching element 1, and a pair of PMOS 42A. The current mirror is composed of a PMOS 42B. The drain terminal and gate terminal of the PMOS 42A, which are inputs of the current mirror, are connected to the output DET of the failure detection circuit 5, and the drain terminal of 42B, which is the output of the current mirror, is connected to the control signal Vc of the control circuit.

〔電源回路100Aの変形例の動作の一例〕
図15は本発明の第1の実施形態における変形例として図14を適用した場合の電源回路100Aの動作の一例を示したタイミングチャートである。
[Example of Operation of Modified Example of Power Supply Circuit 100A]
FIG. 15 is a timing chart showing an example of the operation of the power supply circuit 100A when FIG. 14 is applied as a modified example of the first embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、スイッチング電源101Aの目標電圧をVrefからVrefより高電圧のVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   Since the disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0 and the target voltage of the switching power supply 101A is changed from Vref to Vref1 higher than Vref, the description is omitted because it is the same operation as FIG. To do.

図15に示すタイミングチャートにおいては、時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生し、スイッチング素子1の出力VLの電圧が低下して故障検出回路5の検出閾値以下となると、検出信号DETに電流が発生し、制御回路4のカレントミラーのPMOS42AとPMOS42Bによって制御回路4の制御信号Vcの電圧は、導通と非導通の中間電圧となり、スイッチング素子1の出力VLが故障検出回路5の検出閾値電圧と等しくなるように制御される。   In the timing chart shown in FIG. 15, when a disconnection failure of the first return circuit 2 occurs at time T0 and the voltage of the output VL of the switching element 1 decreases to be below the detection threshold value of the failure detection circuit 5, the detection signal A current is generated in DET, and the voltage of the control signal Vc of the control circuit 4 becomes an intermediate voltage between conduction and non-conduction by the PMOS 42A and the PMOS 42B of the current mirror of the control circuit 4, and the output VL of the switching element 1 is It is controlled to be equal to the detection threshold voltage.

スイッチング素子1の出力VLはGNDより低い電圧になるが、故障検出回路5によって制御された電圧であるため、電源回路100Aを保護することは可能である。   Although the output VL of the switching element 1 is a voltage lower than GND, since it is a voltage controlled by the failure detection circuit 5, it is possible to protect the power supply circuit 100A.

また、スイッチング素子1の出力VLはGNDより低い電圧になるため、スイッチング素子1のドレインとソース間電圧が大きくなるが、目標電圧をVrefより高い電圧Vref1に変更しているため、図13のタイミングチャートと同様で非導通期間が短くなるため、電源回路100Aは保護される。   Further, since the output VL of the switching element 1 is a voltage lower than GND, the voltage between the drain and source of the switching element 1 is increased, but the target voltage is changed to the voltage Vref1 higher than Vref, so the timing of FIG. As in the chart, the non-conduction period is shortened, so that the power supply circuit 100A is protected.

また、スイッチング電源101Aの出力Vswは高電圧になるが、リニア電源102によって降圧した電圧Voutに出力できるため電源回路100Aの出力は継続できる。   In addition, although the output Vsw of the switching power supply 101A becomes a high voltage, the output of the power supply circuit 100A can be continued because it can be output to the voltage Vout stepped down by the linear power supply 102.

本発明の第1の実施形態によれば、電源回路100Aにおいて、第1の還流回路2の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、電源回路100Aに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。すなわち、還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作することができる。   According to the first embodiment of the present invention, in the power supply circuit 100A, even when a disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs and a failure is detected, no further failure is caused in the power supply circuit 100A. In the protected state, it can output voltage continuously. That is, even after the return circuit has a disconnection failure, it can continue to operate as much as possible.

(第2の実施形態)
図16は本発明の第2の実施形態における電源回路100Bの構成の一例を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
FIG. 16 is a block diagram showing an example of the configuration of the power supply circuit 100B in the second embodiment of the present invention.

図16のブロック図において、図1と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。   In the block diagram of FIG. 16, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions and configurations, and thus description thereof will be omitted and differences will be described.

電源回路100Bは、スイッチング電源101Bと、リニア電源102と、リニア電源102の温度を検出(測定)する温度センサ102T(第3の温度センサ)と、を備える。   The power supply circuit 100B includes a switching power supply 101B, a linear power supply 102, and a temperature sensor 102T (third temperature sensor) that detects (measures) the temperature of the linear power supply 102.

スイッチング電源101Bは、スイッチング素子1の温度を検出する温度センサ1T(第1の温度センサ)と、第2の還流回路7の温度を検出する温度センサ7T(第2の温度センサ)と、スイッチング素子1の導通・非導通を制御する制御回路4Bと、を備える。   The switching power supply 101B includes a temperature sensor 1T (first temperature sensor) that detects the temperature of the switching element 1, a temperature sensor 7T (second temperature sensor) that detects the temperature of the second reflux circuit 7, and a switching element. And a control circuit 4B for controlling the conduction / non-conduction of the first circuit.

制御回路4Bは、温度センサ1Tの出力Temp1と、温度センサ102Tの出力Temp2と、温度センサ7Tの出力Temp7と、スイッチング電源101Bの目標電圧Vrefと、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswと、故障検出回路5の出力DETと、を入力として、スイッチング素子1の導通・非導通を制御する制御信号Vcを出力する。   The control circuit 4B includes an output Temp1 of the temperature sensor 1T, an output Temp2 of the temperature sensor 102T, an output Temp7 of the temperature sensor 7T, a target voltage Vref of the switching power supply 101B, an output voltage Vsw of the switching power supply 101B, and a failure detection circuit. The control signal Vc for controlling conduction / non-conduction of the switching element 1 is output using the output DET of 5 as an input.

〔電源回路100Bの動作の第1の例〕
図17は本発明の第2の実施形態における電源回路100Bの動作の一例を示すタイミングチャートである。
[First Example of Operation of Power Supply Circuit 100B]
FIG. 17 is a timing chart showing an example of the operation of the power supply circuit 100B according to the second embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101B to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図17のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Bの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 17, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the target voltage of the switching power supply 101B is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101B is set as the target. Control to voltage Vref1.

目標電圧Vref1の設定及び負荷電流Iswによって、スイッチング素子1は正常状態に比べて発熱が増加するため、スイッチング素子1の温度が上昇し、温度センサ1Tの出力Temp1も上昇する。   Due to the setting of the target voltage Vref1 and the load current Isw, the switching element 1 generates more heat than the normal state, so that the temperature of the switching element 1 rises and the output Temp1 of the temperature sensor 1T also rises.

時刻T1において、温度センサ1Tの出力Temp1が閾値OVT_TH1以上になったことを制御回路4が検出すると、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVref1から更に高い電圧のVref2に変更し、スイッチング電源101Bの出力Vswを目標電圧Vref2になるように制御信号Vcを制御する。   When the control circuit 4 detects that the output Temp1 of the temperature sensor 1T has become equal to or greater than the threshold value OVT_TH1 at time T1, the target voltage Vref of the switching power supply 101B is changed from Vref1 to Vref2 having a higher voltage, and the output of the switching power supply 101B. The control signal Vc is controlled so that Vsw becomes the target voltage Vref2.

換言すれば、制御回路4Bは、図17に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ1T(第1の温度センサ)によって測定された温度が閾値OVT_TH1(第1の温度閾値)以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応(追従)する電圧(第3の電圧)よりも大きい目標電圧Vref2に対応する電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする。   In other words, as shown in FIG. 17, the control circuit 4B has a temperature measured by the temperature sensor 1T (first temperature sensor) equal to or higher than the threshold value OVT_TH1 (first temperature threshold value) after the disconnection failure is detected. In this case, the switching element is turned on so that a voltage corresponding to the target voltage Vref2 larger than the voltage (third voltage) corresponding (following) to the target voltage Vref1 is output from the coil 3.

スイッチング電源101Bの出力Vswの電圧が高くなると、スイッチング素子1の発熱が低減するため、スイッチング素子1の温度も低下し、温度センサ1Tの出力Temp1も低下する。   When the voltage of the output Vsw of the switching power supply 101B increases, the heat generation of the switching element 1 is reduced, so that the temperature of the switching element 1 also decreases, and the output Temp1 of the temperature sensor 1T also decreases.

時刻T2において、スイッチング電源101Bの出力電圧VswがVref2になって、温度センサ1Tの出力Temp1が温度閾値OVT_TH1以下であれば、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswは目標電圧Vref2に対して制御を継続することで、図10のタイミングチャートにおける効果に加えて、素子温度の上昇に対するスイッチング素子1の故障から保護される。   At time T2, when the output voltage Vsw of the switching power supply 101B becomes Vref2 and the output Temp1 of the temperature sensor 1T is equal to or lower than the temperature threshold value OVT_TH1, the output voltage Vsw of the switching power supply 101B continues to control the target voltage Vref2. Thus, in addition to the effects in the timing chart of FIG. 10, the switching element 1 is protected from a failure due to an increase in element temperature.

〔電源回路100Bの動作の第2の例〕
図18は本発明の第2の実施形態における電源回路100Bの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Second Example of Operation of Power Supply Circuit 100B]
FIG. 18 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100B according to the second embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101B to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図18のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Bの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 18, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected at the time T0 by the failure detection circuit 5, the target voltage of the switching power supply 101B is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101B is set as the target. Control to voltage Vref1.

目標電圧Vref1の設定及び負荷電流Iswによって、出力トランジスタ102Aは正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、出力トランジスタ102Aの温度が上昇し、温度センサ102Tの出力Temp2も上昇する。   Due to the setting of the target voltage Vref1 and the load current Isw, the output transistor 102A generates more heat than in a normal state. In this case, the temperature of the output transistor 102A rises and the output Temp2 of the temperature sensor 102T also rises.

時刻T1において、制御回路4が温度センサ102Tの出力Temp2が、閾値OVT_TH2以上になったことを検出すると、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVref1から低い電圧のVref3に変更し、スイッチング電源101Bの出力Vswを目標電圧Vref3になるように制御信号Vcを制御する。   At time T1, when the control circuit 4 detects that the output Temp2 of the temperature sensor 102T is equal to or higher than the threshold value OVT_TH2, the target voltage Vref of the switching power supply 101B is changed from Vref1 to Vref3 having a lower voltage, and the output of the switching power supply 101B. The control signal Vc is controlled so that Vsw becomes the target voltage Vref3.

換言すれば、制御回路は、図18に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ102T(第3の温度センサ)によって測定された温度が閾値OVT_TH2(第2の温度閾値)以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応する電圧(第3の電圧)よりも小さい目標電圧Vref3に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子をオンする。   In other words, as shown in FIG. 18, after the disconnection failure is detected, the control circuit detects that the temperature measured by the temperature sensor 102T (third temperature sensor) is equal to or higher than the threshold value OVT_TH2 (second temperature threshold value). In this case, the switching element is turned on so that a voltage corresponding to the target voltage Vref3 smaller than the voltage corresponding to the target voltage Vref1 (third voltage) is output from the coil 3.

スイッチング電源101Bの出力Vswの電圧が低くなると、出力トランジスタ102Aの発熱が低減するため、出力トランジスタ102Aの素子温度も低下し、温度センサ102Tの出力Temp2も低下する。   When the voltage of the output Vsw of the switching power supply 101B is lowered, the heat generation of the output transistor 102A is reduced, so that the element temperature of the output transistor 102A is also lowered, and the output Temp2 of the temperature sensor 102T is also lowered.

時刻T2において、スイッチング電源101Bの出力電圧VswがVref3になって、温度センサ102Tの出力Temp2が温度閾値OVT_TH2以下であれば、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswは目標電圧Vref3に対して制御を継続することで、図10のタイミングチャートにおける効果に加えて、リニア電源102の出力トランジスタ102Aの素子温度の上昇に対する故障から保護される。   At time T2, if the output voltage Vsw of the switching power supply 101B becomes Vref3 and the output Temp2 of the temperature sensor 102T is equal to or lower than the temperature threshold value OVT_TH2, the output voltage Vsw of the switching power supply 101B continues to control the target voltage Vref3. Thus, in addition to the effects in the timing chart of FIG. 10, the device is protected from a failure due to an increase in element temperature of the output transistor 102 </ b> A of the linear power supply 102.

〔電源回路100Bの動作の第3の例〕
図19は本発明の第2の実施形態における電源回路100Bの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Third Example of Operation of Power Supply Circuit 100B]
FIG. 19 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100B according to the second embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図13と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101B to Vref1 higher than Vref. Since the operation is the same as that in FIG.

図19のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Bの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 19, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the target voltage of the switching power supply 101B is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101B is set as the target. Control to voltage Vref1.

目標電圧Vref1の設定及び負荷電流Iswによって、第2の還流回路7は正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、第2の還流回路7の温度が上昇し、温度センサ7Tの出力Temp3も上昇する。   Due to the setting of the target voltage Vref1 and the load current Isw, the second reflux circuit 7 generates more heat than the normal state. In this case, the temperature of the second reflux circuit 7 rises, and the output Temp3 of the temperature sensor 7T. Also rises.

時刻T2において、制御回路4が温度センサ7Tの出力Temp3が、閾値OVT_TH3以上になったことを検出すると、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVref1から高い電圧のVref4に変更し、スイッチング電源101Bの出力Vswを目標電圧Vref4になるように制御信号Vcを制御する。   At time T2, when the control circuit 4 detects that the output Temp3 of the temperature sensor 7T is equal to or higher than the threshold value OVT_TH3, the target voltage Vref of the switching power supply 101B is changed from Vref1 to Vref4 having a higher voltage, and the output of the switching power supply 101B. The control signal Vc is controlled so that Vsw becomes the target voltage Vref4.

換言すれば、制御回路4Bは、図19に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ7T(第2の温度センサ)によって測定された温度が閾値OVT_TH3(第1の温度閾値)以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応する電圧(第3の電圧)よりも大きい目標電圧Vref4に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子1のオン/オフを制御する。   In other words, as shown in FIG. 19, the control circuit 4B has a temperature measured by the temperature sensor 7T (second temperature sensor) equal to or higher than the threshold value OVT_TH3 (first temperature threshold value) after the disconnection failure is detected. In this case, on / off of the switching element 1 is controlled so that a voltage corresponding to the target voltage Vref4 larger than the voltage corresponding to the target voltage Vref1 (third voltage) is output from the coil 3.

スイッチング電源101Bの出力Vswの電圧が高くなると、スイッチング素子1の非導通期間が短くなるため、第2の還流回路7の発熱が低減するため、第2の還流回路7の素子温度も低下し、温度センサ7Tの出力Temp3も低下する。   When the voltage of the output Vsw of the switching power supply 101B is increased, the non-conduction period of the switching element 1 is shortened, so that the heat generation of the second reflux circuit 7 is reduced, so that the element temperature of the second reflux circuit 7 is also reduced. The output Temp3 of the temperature sensor 7T also decreases.

時刻T2において、スイッチング電源101Bの出力電圧VswがVref4になって、温度センサ7Tの出力Temp3が温度閾値OVT_TH3以下であれば、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswは目標電圧Vref4に対して制御を継続することによって、図13のタイミングチャートにおける効果に加えて、第2の還流回路7の素子温度の上昇に対する故障から保護される。   When the output voltage Vsw of the switching power supply 101B becomes Vref4 at time T2, and the output Temp3 of the temperature sensor 7T is equal to or lower than the temperature threshold value OVT_TH3, the output voltage Vsw of the switching power supply 101B continues to control the target voltage Vref4. Thus, in addition to the effects in the timing chart of FIG. 13, the second reflux circuit 7 is protected from a failure against an increase in element temperature.

〔電源回路100Bの動作の第4の例〕
図20は本発明の第2の実施形態における電源回路100Bの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Fourth Example of Operation of Power Supply Circuit 100B]
FIG. 20 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100B according to the second embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Bの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101B to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図20のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Bの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 20, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the target voltage of the switching power supply 101B is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101B is set as the target. Control to voltage Vref1.

目標電圧Vref1の設定及び負荷電流Iswによって、スイッチング素子1と、出力トランジスタ102Aは正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、スイッチング素子1と、出力トランジスタ102Aの温度が上昇し、温度センサ1Tの出力Temp1と温度センサ102Tの出力Temp2も上昇する。   Due to the setting of the target voltage Vref1 and the load current Isw, the switching element 1 and the output transistor 102A generate heat as compared with the normal state. In this case, the temperature of the switching element 1 and the output transistor 102A rises, and the temperature sensor The output Temp1 of 1T and the output Temp2 of the temperature sensor 102T also increase.

例えば素子の熱抵抗や熱容量の違いによって、スイッチング素子1の温度上昇が大きい場合、温度センサ1Tの出力Temp1は、温度センサ102Tの出力Temp2に比べて大きくなり、時刻T1に一定値以上の差分が検出されると、スイッチング電源101Bの目標電圧をVref1より高いVref5に変更する。   For example, when the temperature rise of the switching element 1 is large due to the difference in the thermal resistance or thermal capacity of the element, the output Temp1 of the temperature sensor 1T is larger than the output Temp2 of the temperature sensor 102T, and a difference of a certain value or more is present at time T1. When detected, the target voltage of the switching power supply 101B is changed to Vref5 higher than Vref1.

換言すれば、制御回路4Bは、図20に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ1T(第1の温度センサ)によって測定された温度と温度センサ102T(第3の温度センサ)によって測定された温度との差分が所定の閾値以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応する電圧(第3の電圧)よりも大きい目標電圧Vref5に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子をオンする。   In other words, as shown in FIG. 20, the control circuit 4B detects the temperature measured by the temperature sensor 1T (first temperature sensor) and the temperature sensor 102T (third temperature sensor) after the disconnection failure is detected. When the difference from the temperature measured by the above is equal to or greater than a predetermined threshold value, the coil 3 outputs a voltage corresponding to the target voltage Vref5 that is higher than the voltage corresponding to the target voltage Vref1 (third voltage). Turn on the switching element.

なお、温度センサ1T(第1の温度センサ)及び温度センサ7T(第2の温度センサ)によってそれぞれ測定された温度のうち高い方と温度センサ102T(第3の温度センサ)によって測定された温度との差分を用いてもよい。   The higher one of the temperatures measured by the temperature sensor 1T (first temperature sensor) and the temperature sensor 7T (second temperature sensor) and the temperature measured by the temperature sensor 102T (third temperature sensor). The difference between them may be used.

スイッチング電源の出力VswをVref1より高い電圧のVref5に制御することによって、スイッチング素子1の発熱は低減し、出力トランジスタ102Aの発熱は増加するため、双方の温度差は小さくなる。   By controlling the output Vsw of the switching power supply to Vref5 having a voltage higher than Vref1, the heat generation of the switching element 1 is reduced and the heat generation of the output transistor 102A is increased, so that the temperature difference between the two becomes small.

時刻T2で温度差が小さくなり、温度センサ1Tの出力Temp1と温度センサ102Tの出力Temp2の値の差が一定値以下になると、スイッチング電源101Bの出力電圧Vswは目標電圧Vref5に対して制御を継続することによって、図10のタイミングチャートにおける効果に加えて、スイッチング素子1と出力トランジスタ102Aの素子温度の上昇に対する故障から保護される。   When the temperature difference becomes small at time T2 and the difference between the output Temp1 of the temperature sensor 1T and the output Temp2 of the temperature sensor 102T falls below a certain value, the output voltage Vsw of the switching power supply 101B continues to control the target voltage Vref5. By doing so, in addition to the effects in the timing chart of FIG. 10, the switching element 1 and the output transistor 102A are protected from a failure due to an increase in element temperature.

図20では示していないが、同様に、スイッチング素子1や出力トランジスタ102Aまたは第2の還流回路7の素子温度を等しくすることで、いずれかの素子温度だけ上昇させて負担をかけ、故障が発生することから保護することが出来る。   Although not shown in FIG. 20, similarly, by making the element temperatures of the switching element 1, the output transistor 102A, or the second reflux circuit 7 equal, the temperature is increased by any one of the element temperatures, and a failure occurs. Can be protected from doing.

本発明の第2の実施形態によれば、電源回路100Bにおいて、第1の還流回路2の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第1の実施形態による効果に加えて、各素子の温度上昇を制御することで、電源回路100Bに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。   According to the second embodiment of the present invention, in the case where the disconnection failure of the first return circuit 2 occurs in the power supply circuit 100B and the failure is detected, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention. Thus, by controlling the temperature rise of each element, it is possible to continuously output voltage in a state where the power supply circuit 100B is protected from further failure.

(第3の実施形態)
図21は本発明の第3の実施形態における電源回路100Cの構成の一例を示すブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 21 is a block diagram showing an example of the configuration of a power supply circuit 100C according to the third embodiment of the present invention.

図21のブロック図において、図1と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。   In the block diagram of FIG. 21, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions and configurations, and thus description thereof will be omitted and differences will be described.

電源回路100Cは、スイッチング電源101Cと、リニア電源102と、リニア電源102の出力電流Ioutを測定する電流センサ81(第2の電流センサ)と、を備える。   The power supply circuit 100C includes a switching power supply 101C, a linear power supply 102, and a current sensor 81 (second current sensor) that measures an output current Iout of the linear power supply 102.

スイッチング電源101Cは、スイッチング素子1の電流Iswを測定する電流センサ82(第1の電流センサ)と、スイッチング素子1の導通・非導通を制御する制御回路4Cと、を備える。   The switching power supply 101 </ b> C includes a current sensor 82 (first current sensor) that measures the current Isw of the switching element 1 and a control circuit 4 </ b> C that controls conduction / non-conduction of the switching element 1.

制御回路4Cは、車載バッテリの入力電圧Vinと、電流センサ81によるリニア電源102の出力電流Ioutの測定値と、電流センサ82によるスイッチング電源101Cの出力電流Iswの測定値と、スイッチング電源101Cの目標電圧Vrefと、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswと、を入力として、スイッチング素子1の制御信号Vcを出力する。   The control circuit 4C includes the input voltage Vin of the in-vehicle battery, the measured value of the output current Iout of the linear power supply 102 by the current sensor 81, the measured value of the output current Isw of the switching power supply 101C by the current sensor 82, and the target of the switching power supply 101C. The control signal Vc of the switching element 1 is output with the voltage Vref and the output voltage Vsw of the switching power supply 101C as inputs.

図21では明記していないが、電流センサ81と電流センサ82はシャント抵抗による電流検出回路でも、ホールセンサによる電流検出回路でも良く、構成は問わない。   Although not explicitly shown in FIG. 21, the current sensor 81 and the current sensor 82 may be either a current detection circuit using a shunt resistor or a current detection circuit using a Hall sensor, and the configuration is not limited.

〔電源回路100Cの動作の第1の例〕
図22は本発明の第3の実施形態における電源回路100Cの動作の一例を示すタイミングチャートである。
[First Example of Operation of Power Supply Circuit 100C]
FIG. 22 is a timing chart showing an example of the operation of the power supply circuit 100C according to the third embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101C to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図22のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Cの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 22, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the target voltage of the switching power supply 101C is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is set as the target. Control to voltage Vref1.

その後、時刻T1において、スイッチング電源101Cの出力電流Iswが増加し、過電流閾値OVC_TH1以上になったことを検出すると、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVref1から高い電圧のVref6に変更し、スイッチング電源101Cの出力Vswを目標電圧Vref6になるように制御回路4の制御信号Vcを制御する。   After that, at time T1, when it is detected that the output current Isw of the switching power supply 101C increases and becomes equal to or higher than the overcurrent threshold OVC_TH1, the target voltage Vref of the switching power supply 101C is changed from Vref1 to Vref6 having a higher voltage, and the switching power supply The control signal Vc of the control circuit 4 is controlled so that the output Vsw of 101C becomes the target voltage Vref6.

換言すれば、制御回路4Cは、図22に示すように、断線故障が検出された後、電流センサ82(第1の電流センサ)によって測定された出力電流Iswが過電流閾値OVC_TH1(第1の電流閾値)以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応する電圧(第3の電圧)よりも大きい目標電圧Vref6に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子1をオンする。   In other words, as illustrated in FIG. 22, the control circuit 4C determines that the output current Isw measured by the current sensor 82 (first current sensor) after the disconnection failure is detected is the overcurrent threshold OVC_TH1 (first When the current threshold value is equal to or higher than the current threshold value, the switching element 1 is turned on so that the coil 3 outputs a voltage corresponding to the target voltage Vref6 that is higher than the voltage corresponding to the target voltage Vref1 (third voltage).

図22のタイミングチャートの動作では、第1の還流回路2の断線故障により、スイッチング素子1のドレインとソース間電圧が大きくなっているため、スイッチング電源101Cの出力電流Iswが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。   In the operation of the timing chart of FIG. 22, the voltage between the drain and source of the switching element 1 is increased due to the disconnection failure of the first reflux circuit 2. Therefore, when the output current Isw of the switching power supply 101 </ b> C increases, the normal state is obtained. The increase in heat generation is greater than that.

そのため、出力電流Iswが増加した場合、スイッチング素子1のドレインとソース間電圧を小さくするため、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを高くすることにより、スイッチング素子1の温度を検出しなくても、スイッチング素子1の発熱増加に対して保護することが出来る。   Therefore, when the output current Isw increases, the voltage between the drain and the source of the switching element 1 is reduced. Therefore, the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is increased so that the switching element 1 can be switched without detecting the temperature. It is possible to protect against an increase in heat generation of the element 1.

また、入力電圧Vinの電圧値をモニタして、電圧値が高い場合は、過電流閾値OVC_TH1を低く設定し、入力電圧Vinの電圧が低い場合は、過電流閾値OVC_TH1を高く設定することで、更に発熱に対するスイッチング素子1の故障から保護することが出来る。   Further, the voltage value of the input voltage Vin is monitored, and when the voltage value is high, the overcurrent threshold value OVC_TH1 is set low, and when the input voltage Vin is low, the overcurrent threshold value OVC_TH1 is set high. Furthermore, it can protect from the failure of the switching element 1 with respect to heat_generation | fever.

〔電源回路100Cの動作の第2の例〕
図23は本発明の第3の実施形態における電源回路100Cの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Second Example of Operation of Power Supply Circuit 100C]
FIG. 23 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100C according to the third embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101C to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図23のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Cの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 23, after the disconnection failure of the first return circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the target voltage of the switching power supply 101C is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is set as the target. Control to voltage Vref1.

その後、時刻T1において、リニア電源102の出力電流Ioutが増加し、過電流閾値OVC_TH2以上になったことを検出すると、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVref1から低い電圧のVref7に変更し、スイッチング電源101Cの出力Vswを目標電圧Vref7になるように制御回路4の制御信号Vcを制御する。   Thereafter, at time T1, when it is detected that the output current Iout of the linear power supply 102 increases and becomes equal to or higher than the overcurrent threshold OVC_TH2, the target voltage Vref of the switching power supply 101C is changed from Vref1 to Vref7 having a lower voltage, and the switching power supply The control signal Vc of the control circuit 4 is controlled so that the output Vsw of 101C becomes the target voltage Vref7.

換言すれば、制御回路4Cは、図23に示すように、断線故障が検出された後、電流センサ81(第2の電流センサ)によって測定された電流が過電流閾値OVC_TH2(第2の電流閾値)以上になった場合、コイル3から目標電圧Vref1に対応する電圧(第3の電圧)よりも小さい目標電圧Vref7に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子1をオンする。   In other words, as shown in FIG. 23, the control circuit 4C detects that the current measured by the current sensor 81 (second current sensor) after the disconnection failure is detected is the overcurrent threshold value OVC_TH2 (second current threshold value). ), The switching element 1 is turned on so that the voltage corresponding to the target voltage Vref7 smaller than the voltage corresponding to the target voltage Vref1 (third voltage) is output from the coil 3.

図23のタイミングチャートの動作では、第1の還流回路2の断線故障により、リニア電源102の出力トランジスタ102Aのドレインとソース間電圧が大きくなっているため、リニア電源102の出力電流Ioutが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。   In the operation of the timing chart of FIG. 23, the voltage between the drain and the source of the output transistor 102A of the linear power supply 102 increases due to the disconnection failure of the first reflux circuit 2, and therefore the output current Iout of the linear power supply 102 increases. The increase in heat generation is larger than that in the normal state.

そのため、出力電流Ioutが増加した場合、出力トランジスタ102Aのドレインとソース間電圧を小さくするため、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを低くすることにより、リニア電源102の温度を検出しなくても、出力トランジスタ102Aの発熱増加に対して保護することが出来る。   Therefore, when the output current Iout increases, the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is lowered to reduce the voltage between the drain and source of the output transistor 102A. It is possible to protect against an increase in heat generation of the transistor 102A.

〔電源回路100Cの動作の第3の例〕
図24は本発明の第3の実施形態における電源回路100Cの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Third Example of Operation of Power Supply Circuit 100C]
FIG. 24 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100C according to the third embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101C to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図24のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Cの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 24, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected at the time T0 by the failure detection circuit 5, the target voltage of the switching power supply 101C is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is set as the target. Control to voltage Vref1.

その後、時刻T1において、スイッチング電源101Cの出力電流Iswが増加し、過電流閾値OVC_TH3以上になったことを検出すると、スイッチング電源101Cをシャットダウンするように制御する。   Thereafter, at time T1, when it is detected that the output current Isw of the switching power supply 101C increases and becomes equal to or higher than the overcurrent threshold OVC_TH3, the switching power supply 101C is controlled to shut down.

換言すれば、リニア電源102は、断線故障が検出された後、電流センサ81(第2の電流センサ)によって測定された電流が過電流閾値OVC_TH3(第3の電流閾値)以上になった場合、シャットダウンする。   In other words, the linear power supply 102, when a disconnection failure is detected, the current measured by the current sensor 81 (second current sensor) becomes equal to or higher than the overcurrent threshold OVC_TH3 (third current threshold). Shut down.

図24のタイミングチャートの動作では、第1の還流回路2の断線故障により、スイッチング素子1のドレインとソース間電圧が大きくなっているため、スイッチング電源101Cの出力電流Iswが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。   In the operation of the timing chart of FIG. 24, the voltage between the drain and the source of the switching element 1 is increased due to the disconnection failure of the first reflux circuit 2, so that when the output current Isw of the switching power supply 101C increases, the normal state is obtained. The increase in heat generation is greater than that.

そのため、過電流閾値OVC_TH3は、正常状態における、シャットダウンや電流の制限値として設定されている過電流閾値より低く、通常動作範囲の電流値より高い電流値であることが望ましい。   Therefore, the overcurrent threshold value OVC_TH3 is desirably a current value lower than the overcurrent threshold value set as the shutdown or current limit value in the normal state and higher than the current value in the normal operation range.

なお、本実施例の図24では、過電流によるシャットダウンとしたが、電流制限による動作(出力する電流を抑制)でも良い。   In FIG. 24 of the present embodiment, the shutdown is caused by overcurrent, but the operation by current limitation (suppressing the output current) may be used.

また、入力電圧Vinの電圧値をモニタして、電圧値が高い場合は、過電流閾値OVC_TH3を低く設定し、入力電圧Vinの電圧が低い場合は、過電流閾値OVC_TH3を高く設定することで、負荷電流に対する動作範囲を不要に狭めることなく、発熱に対するスイッチング素子1の故障から保護することが出来る。   Further, the voltage value of the input voltage Vin is monitored, and when the voltage value is high, the overcurrent threshold value OVC_TH3 is set low, and when the voltage of the input voltage Vin is low, the overcurrent threshold value OVC_TH3 is set high. Protection from the failure of the switching element 1 against heat generation can be achieved without unnecessarily narrowing the operating range for the load current.

〔電源回路100Cの動作の第4の例〕
図25は本発明の第3の実施形態における電源回路100Cの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
[Fourth Example of Operation of Power Supply Circuit 100C]
FIG. 25 is a timing chart showing another example of the operation of the power supply circuit 100C according to the third embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Cの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101C to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図25のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Cの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Cの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 25, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected at the time T0 by the failure detection circuit 5, the target voltage of the switching power supply 101C is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101C is set as the target. Control to voltage Vref1.

その後、時刻T1において、リニア電源102の出力電流Ioutが増加し、過電流閾値OVC_TH4以上になったことを検出すると、リニア電源102をシャットダウンするように制御する。   Thereafter, at time T1, when it is detected that the output current Iout of the linear power supply 102 increases and becomes equal to or greater than the overcurrent threshold OVC_TH4, the linear power supply 102 is controlled to shut down.

図25のタイミングチャートの動作では、第1の還流回路2の断線故障により、リニア電源102の出力トランジスタ102Aのドレインとソース間電圧が大きくなっているため、リニア電源102の出力電流Ioutが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。   In the operation of the timing chart of FIG. 25, since the drain-source voltage of the output transistor 102A of the linear power supply 102 is increased due to the disconnection failure of the first reflux circuit 2, the output current Iout of the linear power supply 102 increases. The increase in heat generation is larger than that in the normal state.

そのため、過電流閾値OVC_TH4は、正常状態における、シャットダウンや電流の制限値として設定されている過電流閾値より低く、通常動作範囲の電流値より高い電流値であることが望ましい。   Therefore, the overcurrent threshold value OVC_TH4 is desirably a current value lower than the overcurrent threshold value set as the shutdown or current limit value in the normal state and higher than the current value in the normal operation range.

なお、本実施例の図25では、過電流によるシャットダウンとしたが、電流制限による動作でも良い。   In addition, in FIG. 25 of the present Example, although it was set as the shutdown by overcurrent, the operation | movement by electric current limitation may be sufficient.

本発明の第3の実施形態によれば、電源回路100Cにおいて、第1の還流回路2の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第1の実施形態による効果に加えて、各素子の温度を直接検出出来なくても、電流値をモニタすることで、電源回路100Cに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。   According to the third embodiment of the present invention, even when a disconnection failure of the first return circuit 2 occurs in the power supply circuit 100C and a failure is detected, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention. Thus, even if the temperature of each element cannot be detected directly, by monitoring the current value, it is possible to continuously output a voltage in a state where it is protected from further failure in the power supply circuit 100C.

(第4の実施形態)
図26は本発明の第4の実施形態における電源回路100Dとそれを用いた車載制御装置500の構成の一例を示すブロック図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 26 is a block diagram showing an example of the configuration of a power supply circuit 100D and an in-vehicle control device 500 using the same according to the fourth embodiment of the present invention.

図26のブロック図において、図1と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。   In the block diagram of FIG. 26, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions and configurations, and thus description thereof will be omitted and differences will be described.

車載制御装置500は、一例として、スイッチング電源101Dと、スイッチング電源101Dから電源の供給を受けて動作し、車両に搭載された各種機器の制御をするマイコン200a(負荷回路200)と、各種センサや、駆動回路、通信用回路などの制御対象の電子機器201(負荷回路200)と、車両に搭載された電子機器を制御するための制御プログラムや、各種センサの測定結果に用いるパラメータや、故障情報や仕様履歴などの車両情報を記憶するための、例えばEEPROMなどの不揮発メモリであるメモリ202と、車載制御装置の状態などから故障情報を運転者に知らせるMIL装置400(警告灯装置)と、を備える。   For example, the in-vehicle control device 500 operates as a switching power supply 101D, a microcomputer 200a (load circuit 200) that operates by receiving power supply from the switching power supply 101D, and controls various devices mounted on the vehicle, A control program for controlling the electronic device 201 (load circuit 200) to be controlled, such as a drive circuit and a communication circuit, and an electronic device mounted on the vehicle, parameters used for measurement results of various sensors, and failure information A memory 202 that is a non-volatile memory such as an EEPROM for storing vehicle information such as a vehicle history and a specification history, and a MIL device 400 (warning lamp device) that informs the driver of failure information from the state of the in-vehicle control device. Prepare.

なお、MIL(Malfunction Indicator Light)は、警告灯を意味する。MIL装置400(警告灯装置)は、警告灯を制御する。マイコン200aは、電源回路100Dに並列接続される。電子機器201は、電源回路100Dに並列接続され、マイコン200aによって制御される。   Note that MIL (Malfunction Indicator Light) means a warning light. The MIL device 400 (warning light device) controls the warning light. The microcomputer 200a is connected in parallel to the power supply circuit 100D. The electronic device 201 is connected in parallel to the power supply circuit 100D and controlled by the microcomputer 200a.

電源回路100Dは、スイッチング電源101Dと、第1のリニア電源102と、第2のリニア電源103と、を備え、故障検出回路5は、第1の還流回路2の断線故障を検出すると、出力DETによって、スイッチング電源101Dの制御回路4と、マイコン200aと、MIL装置400に通知する。   The power supply circuit 100D includes a switching power supply 101D, a first linear power supply 102, and a second linear power supply 103. When the failure detection circuit 5 detects a disconnection failure of the first reflux circuit 2, the output DET Thus, the control circuit 4 of the switching power supply 101D, the microcomputer 200a, and the MIL device 400 are notified.

第1のリニア電源102は、スイッチング電源101Dから出力電圧Vswの供給を受け、マイコン200aと、メモリ202に出力電圧Vout1を供給する。   The first linear power supply 102 receives the output voltage Vsw from the switching power supply 101D, and supplies the output voltage Vout1 to the microcomputer 200a and the memory 202.

第2のリニア電源103は、スイッチング電源101Dから出力電圧Vswの供給を受け、電子機器201に出力電圧Vout2を供給する。   The second linear power supply 103 receives the output voltage Vsw from the switching power supply 101D and supplies the output voltage Vout2 to the electronic device 201.

スイッチング電源101Dは、スイッチング素子1の温度を測定する温度センサ1Tと、スイッチング素子1の電流Iswを測定する電流センサ82と、を備える。   The switching power supply 101D includes a temperature sensor 1T that measures the temperature of the switching element 1 and a current sensor 82 that measures the current Isw of the switching element 1.

マイコン200aは、スイッチング電源101Dの故障検出回路5から、第1の還流回路2の出力DETによって断線故障情報を入力として、電子機器201と、メモリ202と、MIL装置400と、を制御する。   The microcomputer 200a controls the electronic device 201, the memory 202, and the MIL device 400 by inputting the disconnection failure information from the failure detection circuit 5 of the switching power supply 101D by the output DET of the first reflux circuit 2.

MIL装置400は、マイコン200aからの制御又は、スイッチング電源101Dの故障検出回路5の出力DETと、スイッチング素子1の温度センサ1Tの出力Temp1と、スイッチング電源101Dの出力電流Iswの電流センサ82と、を入力として、スイッチング電源101Dの第1の還流回路2の断線故障が発生した場合、MILを点灯させる。   The MIL device 400 includes a control from the microcomputer 200a or an output DET of the failure detection circuit 5 of the switching power supply 101D, an output Temp1 of the temperature sensor 1T of the switching element 1, a current sensor 82 of the output current Isw of the switching power supply 101D, When the disconnection failure of the first return circuit 2 of the switching power supply 101D occurs, the MIL is turned on.

〔車載制御装置500の動作の第1の例〕
図27は本発明の第4の実施形態における車載制御装置500の動作の一例を示すタイミングチャートである。
[First Example of Operation of In-Vehicle Control Device 500]
FIG. 27 is a timing chart showing an example of the operation of the in-vehicle control device 500 according to the fourth embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Dの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs at time T0 from the normal state, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101D to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図27のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、スイッチング電源101Dの目標電圧をVref1に変更し、スイッチング電源101Dの出力電圧Vswを目標電圧Vref1に制御する。   In the timing chart of FIG. 27, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected at the time T0 by the failure detection circuit 5, the target voltage of the switching power supply 101D is changed to Vref1, and the output voltage Vsw of the switching power supply 101D is set as the target. Control to voltage Vref1.

目標電圧Vref1の設定及び負荷電流Iswによって、スイッチング素子1は正常状態に比べて発熱が増加し、スイッチング素子1の温度が上昇する。   Due to the setting of the target voltage Vref1 and the load current Isw, the switching element 1 generates more heat than the normal state, and the temperature of the switching element 1 rises.

同様に、負荷電流Iout1とIout2によって、第1のリニア電源102と第2のリニア電源103においても温度が上昇する。   Similarly, the temperature also rises in the first linear power supply 102 and the second linear power supply 103 due to the load currents Iout1 and Iout2.

時刻T0に故障検出回路5が、出力DETがHになったことをマイコン200aへ通知すると、マイコン200aは、電子機器201及び、マイコン200aの機能を限定して動作するように制御する。   When the failure detection circuit 5 notifies the microcomputer 200a that the output DET has become H at time T0, the microcomputer 200a controls the electronic device 201 and the microcomputer 200a to function with limited functions.

換言すれば、マイコン200aは、断線故障が検出された場合、マイコン200aの機能及び電子機器201の機能を制限する。これにより、マイコン200a及び電子機器201の消費電力が小さくなる。   In other words, the microcomputer 200a restricts the function of the microcomputer 200a and the function of the electronic device 201 when a disconnection failure is detected. Thereby, the power consumption of the microcomputer 200a and the electronic device 201 is reduced.

時刻T1において、第1のリニア電源102の負荷電流Iout1と、第2のリニア電源103の負荷電流Iout2が減少し、スイッチング電源101Dの負荷電流Iswも減少するため、スイッチング素子1、第1のリニア電源102、第2のリニア電源の発熱が低減し、温度も低減するため、車載制御装置500は、第1の還流回路2の断線故障が発生した後も、第1の実施形態に比べて、長期間動作を継続することが出来る。   At time T1, the load current Iout1 of the first linear power supply 102 and the load current Iout2 of the second linear power supply 103 decrease, and the load current Isw of the switching power supply 101D also decreases, so that the switching element 1 and the first linear power supply 102 Since the heat generation of the power supply 102 and the second linear power supply is reduced and the temperature is also reduced, the in-vehicle control device 500 can be compared with the first embodiment even after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs. The operation can be continued for a long time.

また、時刻T2において、車両又は車載制御装置が安全な状態で停止出来る場合、電源回路100Dは動作を停止し、断線故障による情報をマイコン200aはメモリ202に記憶させることで、故障の履歴を残すことが出来る。   Further, when the vehicle or the vehicle-mounted control device can be stopped in a safe state at time T2, the power supply circuit 100D stops operating, and the microcomputer 200a stores information on the disconnection failure in the memory 202, thereby leaving a failure history. I can do it.

換言すれば、マイコン200aは、断線故障が検出された場合、断線故障が発生した事実(故障の履歴)を記憶する。本実施形態では、故障の履歴はメモリ202に記憶されるが、マイコン200aの内蔵メモリ又は車載制御装置500の外部の記憶装置に記憶してもよい。   In other words, when a disconnection failure is detected, the microcomputer 200a stores the fact that the disconnection failure has occurred (failure history). In the present embodiment, the failure history is stored in the memory 202, but may be stored in a built-in memory of the microcomputer 200a or a storage device external to the in-vehicle control device 500.

一例として、走行に必要な機能に限定すれば、第1の還流回路2の断線故障発生後も安全に停止する場所まで走行することが出来る。   As an example, if it is limited to functions necessary for traveling, it is possible to travel to a place where it can safely stop even after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs.

〔車載制御装置500の動作の第2の例〕
図28は本発明の第4の実施形態における車載制御装置500の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
[Second Example of Operation of In-Vehicle Control Device 500]
FIG. 28 is a timing chart showing another example of the operation of the in-vehicle control device 500 according to the fourth embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Dの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更するまでは図10と同じ動作のため説明を省略する。   A disconnection failure of the first return circuit 2 occurs at time T0 from the normal state, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and changes the target voltage Vref of the switching power supply 101D to Vref1 higher than Vref. The description up to here is omitted because it is the same operation as FIG.

図28のタイミングチャートにおいて、時刻T0に第1の還流回路2の断線故障を故障検出回路5で検出した後、MIL装置400は、故障検出回路5の出力DET又は、マイコン200aからの通知によってMILを点灯し、車載制御装置500に故障が発生したことを運転者に通知することで、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。   In the timing chart of FIG. 28, after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 is detected by the failure detection circuit 5 at time T0, the MIL device 400 performs the MIL according to the output DET of the failure detection circuit 5 or a notification from the microcomputer 200a. The vehicle can be moved to a safe state at an early stage by notifying the driver that the vehicle-mounted control device 500 has failed.

換言すれば、MIL装置400(警告灯装置)は、断線故障が検出された場合、MIL(警告灯)を点灯させる。   In other words, the MIL device 400 (warning light device) turns on the MIL (warning light) when a disconnection failure is detected.

〔車載制御装置500の動作の第3の例〕
図29は本発明の第4の実施形態における車載制御装置500の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
[Third example of operation of in-vehicle control device 500]
FIG. 29 is a timing chart showing another example of the operation of the in-vehicle control device 500 according to the fourth embodiment of the present invention.

正常状態から時刻T0で第1の還流回路2の断線故障が発生して、故障検出回路5が出力DETにHを出力し、スイッチング電源101Dの目標電圧VrefをVrefより高電圧なVref1に変更し、故障検出回路5の出力DET又は、マイコン200aからの通知をMIL装置400に出力することまでは図28と同じであるため省略する。   The disconnection failure of the first return circuit 2 occurs from the normal state at time T0, the failure detection circuit 5 outputs H to the output DET, and the target voltage Vref of the switching power supply 101D is changed to Vref1 higher than Vref. Since the output DET of the failure detection circuit 5 or the notification from the microcomputer 200a is output to the MIL device 400, it is the same as FIG.

図29においては、MIL装置400は第1の還流回路2の断線故障発生後、MILの点灯と消灯を繰り返し、点滅させることで、運転者に通知する。換言すれば、MIL装置400(警告灯装置)は、断線故障が検出された後、MIL(警告灯)を点滅させる。   In FIG. 29, the MIL device 400 notifies the driver by repeatedly turning on and off the MIL after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 has occurred. In other words, the MIL device 400 (warning light device) blinks the MIL (warning light) after the disconnection failure is detected.

時刻T1において、第1の還流回路2の断線故障発生後、スイッチング電源101Dの負荷電流Iswが増加し、閾値OVC_TH5以上となった場合、MIL装置400は、MILの点滅周期を変更(例えば点滅周期を早く)することで、運転者に通知する。   When the load current Isw of the switching power supply 101D increases after the disconnection failure of the first reflux circuit 2 at time T1, the MIL device 400 changes the MIL blinking cycle (for example, the blinking cycle). To the driver as soon as possible.

時刻T2において、スイッチング電源101Dの負荷電流Iswが増加したことにより、スイッチング電源101Dのスイッチング素子1の温度が増加し、閾値OVT_TH4以上となった場合、MIL装置400は、MILの点滅周期を変更(例えば点滅周期を更に早く)し、運転者に通知することで、車載制御装置500の故障の状態を運転者に通知して、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。   At time T2, when the temperature of the switching element 1 of the switching power supply 101D increases due to an increase in the load current Isw of the switching power supply 101D and becomes equal to or higher than the threshold value OVT_TH4, the MIL device 400 changes the MIL blinking cycle ( For example, by making the blinking cycle earlier and notifying the driver, it is possible to notify the driver of the failure state of the in-vehicle control device 500 and to move the vehicle to a safe state at an early stage.

換言すれば、MIL装置400(警告灯装置)は、断線故障が検出された後、温度センサ1T(第1の温度センサ)、によって測定された温度が閾値OVT_TH4(所定の温度閾値)以上になった場合、MIL(警告灯)の点滅周期を変更する。   In other words, after the disconnection failure is detected, the temperature measured by the temperature sensor 1T (first temperature sensor) of the MIL device 400 (warning lamp device) becomes equal to or higher than the threshold value OVT_TH4 (predetermined temperature threshold value). If this happens, the blinking cycle of the MIL (warning light) is changed.

なお、温度センサ1T(第1の温度センサ)、によって測定された温度に代えて、温度センサ7T(第2の温度センサ)又は温度センサ102T(第3の温度センサ)によって測定された温度を用いてもよい。   Instead of the temperature measured by the temperature sensor 1T (first temperature sensor), the temperature measured by the temperature sensor 7T (second temperature sensor) or the temperature sensor 102T (third temperature sensor) is used. May be.

本発明の第4の実施形態によれば、電源回路100Dとそれを用いた車載制御装置500において、第1の還流回路2の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第1の実施形態による効果に加えて、長期間動作を継続し、また、運転者に故障を通知し、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。   According to the fourth embodiment of the present invention, in the power supply circuit 100D and the vehicle-mounted control device 500 using the same, even when a disconnection failure of the first reflux circuit 2 occurs and a failure is detected, In addition to the effects of the first embodiment, it is possible to continue the operation for a long period of time, notify the driver of the failure, and move the vehicle to a safe state at an early stage.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、本発明の実施形態では、リニア電源の出力トランジスタはNMOSによる構成だが、PMOS又は、NPNトランジスタ又は、PNPトランジスタでも同様の効果が得られる。   Further, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. For example, in the embodiment of the present invention, the output transistor of the linear power supply is configured by NMOS, but the same effect can be obtained by using PMOS, NPN transistor, or PNP transistor.

また、各装置に記載の各構成要素は、同じ半導体チップに形成された集積回路でも、それぞれの構成要素が複数の部品に分割されていても良く限定されるものでは無い。   Each component described in each device may be an integrated circuit formed on the same semiconductor chip, or each component may be divided into a plurality of parts and is not limited.

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。   Further, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。   In addition, the following aspects may be sufficient as embodiment of this invention.

(1)第1の電圧が入力されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第1の還流回路と、
前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第2の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第2の電圧以上(図8、図9等)の第3の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路と、
を備えるスイッチング電源であって、
前記スイッチング素子は、
制御用端子(ゲート端子)を有し、前記制御用端子に印加される制御電圧(制御信号Vc)に応じてオン/オフし、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出されない場合、前記スイッチング素子をオンするための第1の制御電圧と前記スイッチング素子をオフするための第2の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオン/オフし、
前記断線故障が検出された場合、前記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧の間の第3の制御電圧を前記制御用端子に印加し、前記スイッチング素子をオンする(図8、図9等)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(1) a switching element to which a first voltage is input;
A smoothing circuit including a coil connected in series to the switching element;
A first return circuit connected to a connection point between the switching element and the coil and returning current to the coil during an off period of the switching element;
A fault detection circuit for detecting a disconnection fault indicating a disconnection of a path of a current flowing back to the coil;
When the disconnection failure is not detected, on / off of the switching element is controlled so that the second voltage is output from the coil. When the disconnection failure is detected, the coil is more than the second voltage. A control circuit for controlling on / off of the switching element so that the third voltage (FIG. 8, FIG. 9, etc.) is output;
A switching power supply comprising:
The switching element is
A control terminal (gate terminal), which is turned on / off according to a control voltage (control signal Vc) applied to the control terminal;
The control circuit includes:
When the disconnection failure is not detected, a first control voltage for turning on the switching element and a second control voltage for turning off the switching element are alternately applied to the control terminal to switch the switching element. On / off,
When the disconnection failure is detected, a third control voltage between the first control voltage and the second control voltage is applied to the control terminal to turn on the switching element (FIG. 8, FIG. 9 etc.)
A switching power supply characterized by that.

(2)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記第3の制御電圧は一定である(図8)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(2) The switching power supply according to (1),
The third control voltage is constant (FIG. 8).
A switching power supply characterized by that.

(3)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出されない場合、前記第2の電圧が第1の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し(図9)、
前記断線故障が検出された場合、前記第2の電圧が前記第1の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子をオンする(図9)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(3) The switching power supply according to (1),
The control circuit includes:
When the disconnection failure is not detected, on / off of the switching element is controlled so that the second voltage becomes equal to the first target voltage (FIG. 9),
When the disconnection failure is detected, the switching element is turned on so that the second voltage becomes equal to the first target voltage (FIG. 9).
A switching power supply characterized by that.

(4)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記第3の電圧は一定である(図10)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(4) The switching power supply according to (1),
The third voltage is constant (FIG. 10)
A switching power supply characterized by that.

(5)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された場合、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点の電位がグランド以下にならないように、前記第1の制御電圧と前記第3の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオンする(図11)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(5) The switching power supply according to (1),
The control circuit includes:
When the disconnection failure is detected, the first control voltage and the third control voltage are alternately applied to the control terminal so that the potential at the connection point between the switching element and the coil does not become below ground. Apply to turn on the switching element (FIG. 11)
A switching power supply characterized by that.

(6)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第2の制御電圧を印加して、前記スイッチング素子をオフする(図12)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(6) The switching power supply according to (1),
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, the second control voltage is applied to turn off the switching element (FIG. 12).
A switching power supply characterized by that.

(7)第1の電圧が入力されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第1の還流回路と、
前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第2の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第2の電圧以上の第3の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路と、
を備えるスイッチング電源であって、
前記断線故障が検出された場合のデューティ比は、前記断線故障が検出されない場合のデューティ比よりも大きい(図13)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(7) a switching element to which the first voltage is input;
A smoothing circuit including a coil connected in series to the switching element;
A first return circuit connected to a connection point between the switching element and the coil and returning current to the coil during an off period of the switching element;
A fault detection circuit for detecting a disconnection fault indicating a disconnection of a path of a current flowing back to the coil;
When the disconnection failure is not detected, on / off of the switching element is controlled so that the second voltage is output from the coil. When the disconnection failure is detected, the coil is more than the second voltage. A control circuit for controlling on / off of the switching element so that a third voltage of
A switching power supply comprising:
The duty ratio when the disconnection failure is detected is larger than the duty ratio when the disconnection failure is not detected (FIG. 13).
A switching power supply characterized by that.

(8)(1)に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された場合、前記第1の制御電圧と前記第3の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオンし(図15)、
前記断線故障が検出された場合のデューティ比は、前記断線故障が検出されない場合のデューティ比よりも大きい(図15)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(8) The switching power supply according to (1),
The control circuit includes:
When the disconnection failure is detected, the first control voltage and the third control voltage are alternately applied to the control terminal to turn on the switching element (FIG. 15),
The duty ratio when the disconnection failure is detected is larger than the duty ratio when the disconnection failure is not detected (FIG. 15).
A switching power supply characterized by that.

(9)(8)に記載のスイッチング電源であって、
前記断線故障が検出された場合、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点の電位がグランド以下になる(図15)
ことを特徴とするスイッチング電源。
(9) The switching power supply according to (8),
When the disconnection failure is detected, the potential at the connection point between the switching element and the coil is equal to or lower than the ground (FIG. 15).
A switching power supply characterized by that.

1…スイッチング素子
2…第1の還流回路
3…コイル
4…制御回路
5…故障検出回路
6…キャパシタ
7…第2の還流回路
SC…平滑回路
81、82…電流センサ(電流検出回路)
100A〜100D…電源回路
101A〜101D…スイッチング電源(スイッチング電源回路)
102、103…リニア電源(リニア電源回路)
200…負荷回路
200a…マイコン
201…電子機器
300…車載バッテリ
400…MIL装置
500…車載制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switching element 2 ... 1st return circuit 3 ... Coil 4 ... Control circuit 5 ... Failure detection circuit 6 ... Capacitor 7 ... 2nd return circuit SC ... Smoothing circuit 81, 82 ... Current sensor (current detection circuit)
100A to 100D: Power supply circuits 101A to 101D: Switching power supply (switching power supply circuit)
102, 103 ... Linear power supply (linear power supply circuit)
200 ... Load circuit 200a ... Microcomputer 201 ... Electronic device 300 ... In-vehicle battery 400 ... MIL device 500 ... In-vehicle controller

Claims (15)

第1の電圧が入力されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第1の還流回路と、
前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第2の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第2の電圧よりも大きい第3の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源。
A switching element to which a first voltage is input;
A smoothing circuit including a coil connected in series to the switching element;
A first return circuit connected to a connection point between the switching element and the coil and returning current to the coil during an off period of the switching element;
A fault detection circuit for detecting a disconnection fault indicating a disconnection of a path of a current flowing back to the coil;
When the disconnection failure is not detected, on / off of the switching element is controlled so that the second voltage is output from the coil, and when the disconnection failure is detected, the coil is supplied with the second voltage. A control circuit for controlling on / off of the switching element so that a larger third voltage is output;
A switching power supply comprising:
請求項1に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出されない場合、前記第2の電圧が第1の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御し、
前記断線故障が検出された場合、前記第3の電圧が前記第1の目標電圧よりも大きい第2の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する
ことを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 1,
The control circuit includes:
When the disconnection failure is not detected, on / off of the switching element is controlled so that the second voltage becomes equal to the first target voltage;
When the disconnection failure is detected, on / off of the switching element is controlled so that the third voltage becomes equal to a second target voltage larger than the first target voltage. Power supply.
請求項1に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された場合、前記スイッチング素子をオンに固定する
ことを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 1,
The control circuit includes:
The switching power supply, wherein the switching element is fixed on when the disconnection failure is detected.
請求項1に記載のスイッチング電源であって、
前記第1の還流回路に並列接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第2の還流回路をさらに備える
ことを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 1,
A switching power supply, further comprising: a second return circuit that is connected in parallel to the first return circuit and returns current to the coil during an OFF period of the switching element.
請求項1又は4に記載のスイッチング電源であって、
前記スイッチング素子の温度を測定する第1の温度センサ又は前記第2の還流回路の温度を測定する第2の温度センサをさらに備え、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第1の温度センサ又は前記第2の温度センサによって測定された温度が第1の温度閾値以上になった場合、前記コイルから前記第3の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン/オフを制御する
ことを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 1 or 4,
A first temperature sensor that measures the temperature of the switching element or a second temperature sensor that measures the temperature of the second reflux circuit;
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, when the temperature measured by the first temperature sensor or the second temperature sensor is equal to or higher than the first temperature threshold, the coil is greater than the third voltage. A switching power supply, wherein on / off of the switching element is controlled so that a voltage is output.
請求項1に記載のスイッチング電源であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を測定する第1の電流センサをさらに備え、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第1の電流センサによって測定された電流が第1の電流閾値以上になった場合、前記コイルから前記第3の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とするスイッチング電源。
The switching power supply according to claim 1,
A first current sensor that measures a current flowing through the switching element;
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, a voltage larger than the third voltage is output from the coil when the current measured by the first current sensor is equal to or greater than a first current threshold. A switching power supply, wherein the switching element is turned on.
請求項1又は4に記載のスイッチング電源と、
前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
を備えることを特徴とする電源回路。
The switching power supply according to claim 1 or 4,
A linear power supply connected in series to the switching power supply and outputting a voltage obtained by smoothing a voltage input from the switching power supply;
A power supply circuit comprising:
請求項7に記載の電源回路であって、
前記リニア電源の温度を測定する第3の温度センサをさらに備え、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第3の温度センサによって測定された温度が第2の温度閾値以上になった場合、前記コイルから前記第3の電圧よりも小さい電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 7, wherein
A third temperature sensor for measuring the temperature of the linear power supply;
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, a voltage smaller than the third voltage is output from the coil when the temperature measured by the third temperature sensor is equal to or higher than a second temperature threshold. A power supply circuit, wherein the switching element is turned on.
請求項7に記載の電源回路であって、
前記スイッチング素子の温度を測定する第1の温度センサ、前記第2の還流回路の温度を測定する第2の温度センサ、及び前記リニア電源の温度を測定する第3の温度センサをさらに備え、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサによってそれぞれ測定された温度のうち高い方と前記第3の温度センサによって測定された温度との差分が所定の閾値以上になった場合、前記コイルから前記第3の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 7, wherein
A first temperature sensor that measures the temperature of the switching element; a second temperature sensor that measures the temperature of the second reflux circuit; and a third temperature sensor that measures the temperature of the linear power supply,
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, a difference between a higher one of the temperatures measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor and a temperature measured by the third temperature sensor is a predetermined value. The power supply circuit, wherein the switching element is turned on so that a voltage higher than the third voltage is output from the coil when the threshold value is exceeded.
請求項7に記載の電源回路であって、
前記リニア電源から出力される電流を測定する第2の電流センサをさらに備え、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第2の電流センサによって測定された電流が第2の電流閾値以上になった場合、前記コイルから前記第3の電圧よりも小さい電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 7, wherein
A second current sensor for measuring a current output from the linear power supply;
The control circuit includes:
After the disconnection failure is detected, a voltage smaller than the third voltage is output from the coil when the current measured by the second current sensor exceeds a second current threshold. A power supply circuit, wherein the switching element is turned on.
請求項7に記載の電源回路であって、
前記リニア電源から出力される電流を測定する第2の電流センサをさらに備え、
前記リニア電源は、
前記断線故障が検出された後、前記第2の電流センサによって測定された電流が第3の電流閾値以上になった場合、シャットダウンする又は出力する電流を抑制する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 7, wherein
A second current sensor for measuring a current output from the linear power supply;
The linear power supply is
After the disconnection failure is detected, when the current measured by the second current sensor becomes equal to or greater than a third current threshold, the power supply circuit is controlled to be shut down or output.
請求項7に記載の電源回路と、
前記電源回路に並列接続されるマイコンと、
前記電源回路に並列接続され、前記マイコンによって制御される電子機器と、
を備えることを特徴とする車載制御装置。
A power supply circuit according to claim 7,
A microcomputer connected in parallel to the power supply circuit;
An electronic device connected in parallel to the power supply circuit and controlled by the microcomputer;
A vehicle-mounted control device comprising:
請求項12に記載の車載制御装置であって、
前記マイコンは、
前記断線故障が検出された場合、前記マイコンの機能及び前記電子機器の機能を制限する
ことを特徴とする車載制御装置。
The in-vehicle control device according to claim 12,
The microcomputer is
When the disconnection failure is detected, the function of the microcomputer and the function of the electronic device are limited.
請求項12に記載の車載制御装置であって、
警告灯を制御する警告灯装置をさらに備え、
前記警告灯装置は、
前記断線故障が検出された場合、前記警告灯を点灯させる
ことを特徴とする車載制御装置。
The in-vehicle control device according to claim 12,
A warning light device for controlling the warning light;
The warning light device is:
When the disconnection failure is detected, the warning light is turned on.
請求項14に記載の車載制御装置であって、
前記スイッチング素子の温度を測定する第1の温度センサ、前記第2の還流回路の温度を測定する第2の温度センサ、又は前記リニア電源の温度を測定する第3の温度センサをさらに備え、
前記警告灯装置は、
前記断線故障が検出された後、前記警告灯を点滅させ、
前記断線故障が検出された後、前記第1の温度センサ、前記第2の温度センサ、又は前記第3の温度センサによって測定された温度が所定の温度閾値以上になった場合、前記警告灯の点滅周期を変更する
ことを特徴とする車載制御装置。
The in-vehicle control device according to claim 14,
A first temperature sensor that measures the temperature of the switching element; a second temperature sensor that measures the temperature of the second reflux circuit; or a third temperature sensor that measures the temperature of the linear power supply,
The warning light device is:
After the disconnection failure is detected, blink the warning light,
After the disconnection failure is detected, when the temperature measured by the first temperature sensor, the second temperature sensor, or the third temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature threshold, the warning light An in-vehicle control device characterized by changing a blinking cycle.
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