JP2017200397A - Power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過電流による異常を検知する機能を備えた電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device having a function of detecting an abnormality caused by an overcurrent.
従来、電源回路から電気負荷への通電経路に設けられたスイッチング素子と、通電経路に流れる電流を検出する電流検出回路とを備え、電気負荷の故障が生じて電源回路から電気負荷に過電流が流れていることを検出したときに、スイッチング素子を遮断状態として電源回路を保護するようにした電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a switching element provided in an energization path from a power supply circuit to an electric load and a current detection circuit that detects a current flowing through the energization path are provided, and an overload current is generated from the power supply circuit to the electric load. There is known a power supply device that protects a power supply circuit by turning off a switching element when it is detected that the current is flowing (see, for example, Patent Document 1).
電源装置において、電源回路から電気負荷への通電経路には、平滑用のコンデンサ等の電気部品が設けられるが、これらの電気部品の短絡故障が生じる場合がある。そして、このような短絡故障により局所的な過電流が流れて、故障した電気部品あるいは周囲の他の電気部品が過熱する場合がある。 In the power supply device, an electrical component such as a smoothing capacitor is provided in the energization path from the power supply circuit to the electrical load. However, a short circuit failure may occur in these electrical components. Then, a local overcurrent flows due to such a short-circuit failure, and the failed electrical component or other surrounding electrical components may overheat.
そして、局所的な過電流がある程度大きければ、電源回路の保護機能が働いて電源回路からの電力の出力が遮断されるが、局所的な過電流が小さいときには電源回路の保護機能が働かないため、電気部品が過熱した状態が継続する。そして、このような電気部品の過熱状態が継続することにより、電源装置の性能劣化等が生じるおそれがある。 If the local overcurrent is large to some extent, the power supply circuit protection function works and the power output from the power supply circuit is cut off. However, when the local overcurrent is small, the power supply circuit protection function does not work. The state where the electrical component is overheated continues. And when such an overheated state of the electrical components continues, there is a possibility that the performance degradation of the power supply device may occur.
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、電源回路から電気負荷への通電経路の異常により生じた過熱状態が継続することを防止した電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus that prevents an overheating state caused by an abnormality in a current-carrying path from a power supply circuit to an electric load from being continued.
本発明の電源装置は、第１電源端子と第２電源端子と第３電源端子とを有し、前記第１電源端子と前記第３電源端子間に第１レベルの電圧を出力すると共に、前記第２電源端子と前記第３電源端子間に前記第１レベルよりも低い第２レベルの電圧を出力する電源回路と、
前記第１電源端子と接続された第１負荷接続端子及び前記第３電源端子と接続された第２負荷接続端子からなり、電気負荷が接続される一対の負荷接続端子と、
前記第１電源端子と前記第１負荷接続端子との間の通電経路を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記第１負荷接続端子と前記第２負荷接続端子との間を、導通状態と遮断状態とに切り替える電源短絡部と、
前記電源短絡部により前記第１負荷接続端子と前記第２負荷接続端子との間を導通状態としたときに、前記電流検出部により所定の通電経路異常判定レベル以下の電流が検出されたときには、前記通電経路の異常の継続を防止するための処理を実行する通電経路異常対処部と
を備えていることを特徴とする（第１発明）。
The power supply device of the present invention has a first power supply terminal, a second power supply terminal, and a third power supply terminal, and outputs a first level voltage between the first power supply terminal and the third power supply terminal, and A power supply circuit that outputs a second level voltage lower than the first level between a second power supply terminal and the third power supply terminal;
A first load connection terminal connected to the first power supply terminal and a second load connection terminal connected to the third power supply terminal; a pair of load connection terminals to which an electrical load is connected;
A current detection unit for detecting a current flowing through an energization path between the first power supply terminal and the first load connection terminal;
A power supply short-circuit unit that switches between the first load connection terminal and the second load connection terminal between a conduction state and a cutoff state,
When a current below a predetermined energization path abnormality determination level is detected by the current detection unit when the power supply short-circuit unit is in a conduction state between the first load connection terminal and the second load connection terminal, And an energization path abnormality coping unit that executes a process for preventing the energization path from continuing continuation (first invention).
第１発明によれば、一対の負荷接続端子に接続された電気負荷に対して電源回路から電力が供給される。そして、第１電源端子から第１負荷接続端子への通電経路において、電流検出部による電流の検出箇所よりも上流側で、例えば、第１電源端子と第２電源端子間に設けられたコンデンサの短絡故障や、脱落部品による第１電源端子と第２電源端子間の導通等が生じて、第１電源端子と第２電源端子間が短絡する異常が生じる場合がある。 According to the first invention, power is supplied from the power supply circuit to the electric load connected to the pair of load connection terminals. In the energization path from the first power supply terminal to the first load connection terminal, for example, a capacitor provided between the first power supply terminal and the second power supply terminal on the upstream side of the current detection position by the current detection unit. There may be a short circuit failure or conduction between the first power supply terminal and the second power supply terminal due to a drop-off component, resulting in an abnormality in which the first power supply terminal and the second power supply terminal are short-circuited.
このような第１電源端子と第２電源端子間が短絡する異常が生じると、第１電源端子から第１負荷接続端子への通電経路に印加される電圧が、第１レベルから第２レベル付近まで低下する。そのため、電源短絡部により一対の負荷接続端子間を導通状態としたときに、第１電源端子と第２電源端子間が短絡する異常が生じていない場合よりも、通電経路に流れる電流が減少する。 When such an abnormality that short-circuits between the first power supply terminal and the second power supply terminal occurs, the voltage applied to the energization path from the first power supply terminal to the first load connection terminal is from the first level to the vicinity of the second level. To fall. Therefore, when the pair of load connection terminals is made conductive by the power supply short-circuit portion, the current flowing through the energization path is reduced as compared with the case where there is no abnormality in which the first power supply terminal and the second power supply terminal are short-circuited. .
そこで、通電経路異常対処部は、電源短絡部により一対の負荷接続端子間を導通状態としたときに、電流検出部により通電経路異常判定レベル以下の電流が検出されたときには、通電経路の異常（部品の故障に起因する異常過熱等）の継続を防止するための処理を実行する。これにより、通電経路の異常により生じた過熱状態が継続することを防止することができる。 Therefore, when the current detection unit detects a current equal to or less than the energization path abnormality determination level when the power supply short-circuit part causes the pair of load connection terminals to be in a conductive state, Execute processing to prevent continuation of abnormal overheating caused by component failure. Thereby, it can prevent that the overheating state which arose by abnormality of the electricity supply path | route continues.
また、前記通電経路異常対処部は、前記通電経路の異常の継続を防止するための処理として、前記電源回路から前記通電経路への電力供給を遮断する処理を実行することを特徴とする（第２発明）。 In addition, the energization path abnormality handling unit performs a process of cutting off power supply from the power supply circuit to the energization path as a process for preventing continuation of the abnormality of the energization path (first) 2 invention).
第２発明によれば、電源回路から通電経路への電力供給を遮断する処理を実行することにより、通電経路への通電を停止して、故障した電気部品或はその周辺の電気部品に流れていた過電流による過熱状態を解消することができる。 According to the second aspect of the present invention, the process of shutting off the power supply from the power supply circuit to the energization path is stopped, so that the energization to the energization path is stopped and the faulty electrical component or the surrounding electrical components are flowing. Overheating due to overcurrent can be eliminated.
また、前記通電経路に設けられて、該通電経路を導通状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子により前記通電経路を導通状態として、前記電源回路から前記電気負荷に電力を供給しているときに、前記電流検出部により所定の負荷異常判定レベル以上の電流が検出されたときには、前記スイッチング素子を遮断状態とする負荷異常対処部とを備えていることを特徴とする（第３発明）。
A switching element provided in the energization path to switch the energization path between a conduction state and a cutoff state;
When a current exceeding a predetermined load abnormality determination level is detected by the current detection unit when power is supplied from the power supply circuit to the electric load with the energization path being made conductive by the switching element, And a load abnormality handling unit that switches the switching element to a cut-off state (third invention).
電源装置においては、電気負荷の故障により電源回路から過電流が出力された場合に、電気負荷への電力供給を遮断して電源回路を保護するために、電源回路から電気負荷への通電経路に流れる電流を検出する電流検出部と、通電経路を導通状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング素子と、電流検出部により負荷異常判定レベル以上の電流が検出されたときにスイッチング素子を遮断状態とする負荷異常対処部とが、一般的に備えられている。そして、第３発明によれば、このように電源装置に一般的に備えられる電流検出部を利用して、通電経路の異常により生じた過熱状態が継続することを防止するための構成を実現することができる。 In the power supply device, when an overcurrent is output from the power supply circuit due to a failure of the electric load, the power supply circuit is cut off from the power supply path to the electric load to protect the power supply circuit by cutting off the power supply to the electric load. A current detection unit that detects a flowing current, a switching element that switches an energization path between a conduction state and a cutoff state, and a load that shuts off the switching element when a current exceeding a load abnormality determination level is detected by the current detection unit An abnormality handling unit is generally provided. And according to 3rd invention, the structure for preventing the overheating state which arose by the abnormality of the electricity supply path | route using the electric current detection part generally provided in a power supply device in this way is implement | achieved. be able to.
本発明の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
［１．電源装置の構成］
図１を参照して、本実施形態の電源装置１は、電源回路１０（スイッチング電源回路）から出力される電力を第１負荷接続端子７０及び第２負荷接続端子７１からなる一対の負荷接続端子７０，７１に接続された電気負荷１００に供給する。
[1. Configuration of power supply unit]
Referring to FIG. 1, a power supply device 1 according to the present embodiment uses a pair of load connection terminals including a first load connection terminal 70 and a second load connection terminal 71 as power output from a power supply circuit 10 (switching power supply circuit). Supplied to the electrical load 100 connected to 70, 71.
電源装置１には、電源装置１の全体的な作動を制御するマイクロコンピュータ６０（以下、マイコン６０という）が備えられている。マイコン６０は、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等を含んで構成されており、メモリに保持された電源装置１用の制御プログラムをＣＰＵで実行することによって、電気負荷１００の異常に対処する負荷異常対処部６１、及び電源回路１０から第１負荷接続端子７０への通電経路５の異常に対処する通電経路異常対処部６２として機能する。 The power supply apparatus 1 includes a microcomputer 60 (hereinafter referred to as a microcomputer 60) that controls the overall operation of the power supply apparatus 1. The microcomputer 60 includes a CPU, a memory, an interface circuit, and the like, and a load abnormality countermeasure that copes with an abnormality of the electric load 100 by executing a control program for the power supply device 1 held in the memory by the CPU. The unit 61 and the energization path abnormality coping part 62 that copes with the abnormality of the energization path 5 from the power supply circuit 10 to the first load connection terminal 70 function.
電源回路１０は、第１電源端子Ｐs1（ＤＣ２４Ｖ生成用の交流電力が出力される端子）、第２電源端子Ｐs2（ＤＣ１３Ｖ生成用の交流電力が出力される端子）、第３電源端子Ｐs3（ＧＮＤ端子）、及びエラー入力端子Ｐerを備えている。電源回路１０は、商用電源（図示しない）から供給される交流電力を整流して直流電力化し、この直流電力をスイッチングしてＤＣ２４Ｖ生成用の交流電力とＤＶ１３Ｖ生成用の交流電力を出力する。 The power supply circuit 10 includes a first power supply terminal Ps1 (a terminal from which AC power for generating DC 24V is output), a second power supply terminal Ps2 (a terminal from which AC power for generating DC13V is output), and a third power supply terminal Ps3 (GND). Terminal) and an error input terminal Per. The power supply circuit 10 rectifies AC power supplied from a commercial power supply (not shown) into DC power, switches the DC power, and outputs AC power for generating DC 24V and AC power for generating DV 13V.
ここで、第１電源端子Ｐs1から出力される交流電力の電圧値が本発明の第１レベルに相当し、第２電源端子Ｐs2から出力される交流電力の電圧値が本発明の第２レベルに相当する。 Here, the voltage value of the AC power output from the first power supply terminal Ps1 corresponds to the first level of the present invention, and the voltage value of the AC power output from the second power supply terminal Ps2 corresponds to the second level of the present invention. Equivalent to.
第１電源端子Ｐs1から出力される交流電力は、ダイオード１１で整流されると共にコンデンサ１２により平滑されてＤＣ２４Ｖの直流電力に変換される。また、第２電源端子Ｐs2は、ダイオード１３を介して、コンデンサ１４，１６とレギュレータ１５とからなる並列回路に接続されている。 The AC power output from the first power supply terminal Ps1 is rectified by the diode 11, smoothed by the capacitor 12, and converted into DC 24V DC power. The second power supply terminal Ps2 is connected to a parallel circuit composed of capacitors 14 and 16 and a regulator 15 via a diode 13.
第２電源端子Ｐs2から出力される交流電力は、ダイオード１３で整流されると共にコンデンサ１４で平滑されてＤＣ１３Ｖの直流電力に変換される。そして、さらにレギュレータ１５により、ＤＣ１３Ｖの出力電圧が安定化されている。 The AC power output from the second power supply terminal Ps2 is rectified by the diode 13, smoothed by the capacitor 14, and converted to DC 13V DC power. Further, the output voltage of DC13V is further stabilized by the regulator 15.
第１電源端子Ｐs1と第１負荷接続端子７０を接続する通電経路５には、ダイオード１１、通電経路５を流れる電流Ｉ2を検出する電流検出部２０、通電経路５を通電状態と遮断状態とに切り替えるＦＥＴ３０（本発明のスイッチング素子に相当する）、及び第１負荷接続端子７０と第２負荷接続端子７１間を導通状態と遮断状態とに切り替える電源短絡部５０が設けられている。 In the energization path 5 that connects the first power supply terminal Ps1 and the first load connection terminal 70, the diode 11, the current detection unit 20 that detects the current I2 that flows through the energization path 5, and the energization path 5 in an energized state and an interrupted state. An FET 30 (corresponding to the switching element of the present invention) to be switched, and a power supply short-circuit unit 50 that switches between the first load connection terminal 70 and the second load connection terminal 71 between a conduction state and a cutoff state are provided.
電流検出部２０は、通電経路５の途中に接続された電流検出用の抵抗２１、抵抗２１の上流側の端部とＧＮＤとの間に接続されたトランジスタ２３と抵抗２４，２５からなる直列回路、及び抵抗２１の下流側の端部とトランジスタ２３のベース間に接続された抵抗２２を備えている。 The current detection unit 20 is a series circuit including a current detection resistor 21 connected in the middle of the energization path 5, a transistor 23 connected between the upstream end of the resistor 21 and GND, and resistors 24 and 25. And a resistor 22 connected between the downstream end of the resistor 21 and the base of the transistor 23.
電流検出部２０は、通電経路５に流れる電流が所定レベル（後述する負荷異常判定レベルＶth1及び通電経路異常判定レベルＶth2よりも低く設定される）以上となったときに、トランジスタ２３がＯＦＦ（遮断状態）からＯＮ（導通状態）に切り替わるように構成されている。ここで、トランジスタ２３がＯＦＦであるときは、電流検出部２０から出力される電流検出信号Ｖisはほぼ０Ｖ（ＧＮＤレベル）になる。 When the current flowing through the energization path 5 becomes equal to or higher than a predetermined level (set to be lower than a load abnormality determination level Vth1 and an energization path abnormality determination level Vth2 described later), the current detection unit 20 turns off the transistor 23 (cuts off). (State) to ON (conducting state). Here, when the transistor 23 is OFF, the current detection signal Vis output from the current detection unit 20 is approximately 0 V (GND level).
一方、トランジスタ２３がＯＮであるときには、電流検出部２０から出力される電流検出信号Ｖisは、電流検出部２０への入力電圧（抵抗２１の上流側の端部とＧＮＤ間の電圧）Ｖaをトランジスタ２３及び抵抗２４と抵抗２５とにより分圧した電圧となる。この場合、電圧Ｖaが低下して通電経路５を流れる電流が減少すると、これに応じて電流検出信号Ｖisのレベルが低下する。 On the other hand, when the transistor 23 is ON, the current detection signal Vis output from the current detection unit 20 uses the input voltage (voltage between the upstream end of the resistor 21 and GND) Va to the current detection unit 20 as a transistor. 23, and the voltage divided by the resistor 24 and the resistor 25. In this case, when the voltage Va decreases and the current flowing through the energization path 5 decreases, the level of the current detection signal Vis decreases accordingly.
電流検出部２０の出力部（抵抗２４，２５の接続箇所）はマイコン６０のＡＤ入力ポート（アナログ／デジタル変換入力ポート）Ｐadに接続されており、電流検出信号ＶisがＡＤ入力ポートＰadに入力される。マイコン６０は、電流検出信号Ｖisのレベルをデジタル値に変換して認識する。 The output part of the current detector 20 (where the resistors 24 and 25 are connected) is connected to the AD input port (analog / digital conversion input port) Pad of the microcomputer 60, and the current detection signal Vis is input to the AD input port Pad. The The microcomputer 60 converts the level of the current detection signal Vis into a digital value and recognizes it.
ＦＥＴ３０のゲートとソース間には抵抗３１が接続され、ＦＥＴ３０のゲートは抵抗３３及びトランジスタ３４を介してＧＮＤに接続されている。また、ＦＥＴ３０のゲートはトランジスタ２３のコレクタに接続されている。トランジスタ３４のベースはマイコン６０の出力ポートＰo1に接続されており、出力ポートＰo1の出力がＨighレベル（ＤＣ５Ｖレベル）であるときはトランジスタ３４がＯＮ（導通状態）になって、ＦＥＴ３０がＯＮ（導通状態）となる。 A resistor 31 is connected between the gate and source of the FET 30, and the gate of the FET 30 is connected to GND via a resistor 33 and a transistor 34. The gate of the FET 30 is connected to the collector of the transistor 23. The base of the transistor 34 is connected to the output port Po1 of the microcomputer 60. When the output of the output port Po1 is at a high level (DC5V level), the transistor 34 is turned on (conductive state) and the FET 30 is turned on (conductive). State).
一方、出力ポートＰo1の出力がＬow（ＧＮＤレベル）であるときには、トランジスタ３４がＯＦＦ（遮断状態）になって、ＦＥＴ３０がＯＦＦ（遮断状態）となる。また、電流検出部２０のトランジスタ２３がＯＮであるときにも、ダイオード３２によりＦＥＴ３０のソース−ゲート間の電圧が０ＶになってＦＥＴ３０がＯＦＦになる。 On the other hand, when the output of the output port Po1 is Low (GND level), the transistor 34 is turned off (cut-off state), and the FET 30 is turned off (cut-off state). Even when the transistor 23 of the current detection unit 20 is ON, the voltage between the source and gate of the FET 30 becomes 0 V by the diode 32 and the FET 30 is turned OFF.
電源短絡部５０は、第１負荷接続端子７０とＧＮＤ間に接続されたコンデンサ５２、コンデンサ５２と並列に接続された抵抗５１とＦＥＴ５３からなる直列回路、及びＦＥＴ５３のゲート−ソース間に接続された抵抗５４を備えている。 The power supply short-circuit unit 50 is connected between the capacitor 52 connected between the first load connection terminal 70 and the GND, the series circuit including the resistor 51 and the FET 53 connected in parallel with the capacitor 52, and the gate-source of the FET 53. A resistor 54 is provided.
ＦＥＴ５３のゲートはマイコン６０の出力ポートＰo2に接続されている。出力ポートＰo2の出力がＨighレベルであるときはＦＥＴ５３がＯＮ（導通状態）となり、出力ポートＰo2の出力がＬowレベルであるときにはＦＥＴ５３がＯＦＦ（遮断状態）となる。ＦＥＴ５３がＯＮ状態であるときは、第１負荷接続端子７０が抵抗５１及びＦＥＴ５３を介してＧＮＤに導通する。 The gate of the FET 53 is connected to the output port Po2 of the microcomputer 60. When the output of the output port Po2 is at a high level, the FET 53 is turned on (conductive state), and when the output of the output port Po2 is at a low level, the FET 53 is turned off (cut off state). When the FET 53 is in the ON state, the first load connection terminal 70 is conducted to GND through the resistor 51 and the FET 53.
マイコン６０の出力ポートＰo3は、電源回路１０のエラー入力端子Ｐerに接続されている。電源回路１０は、出力ポートＰo3からエラー信号Ｓer（Ｈighレベルのデジタル信号）が出力されていないときは第１電源端子Ｐs1，第２電源端子Ｐs2から電力を出力し、エラー信号Ｓerが出力されているときには第１電源端子Ｐs1，第２電源端子Ｐs2からの電力の出力を停止する。 The output port Po3 of the microcomputer 60 is connected to the error input terminal Per of the power supply circuit 10. When the error signal Ser (high level digital signal) is not output from the output port Po3, the power supply circuit 10 outputs power from the first power supply terminal Ps1 and the second power supply terminal Ps2, and the error signal Ser is output. When the power is on, output of power from the first power supply terminal Ps1 and the second power supply terminal Ps2 is stopped.
マイコン６０は、電源装置１が正常に作動しているときには、出力ポートＰo1の出力をＨighレベル、出力ポートＰo2の出力をＬowレベルとして、負荷接続端子７０，７１に接続された電気負荷１００に電力を供給する。 When the power supply device 1 is operating normally, the microcomputer 60 sets the output of the output port Po1 to the high level and the output of the output port Po2 to the low level, and supplies power to the electric load 100 connected to the load connection terminals 70 and 71. Supply.
［２．電気負荷の異常に対する処理］
負荷異常対処部６１は、ＡＤ入力ポートＰadに入力される電流検出信号Ｖisを監視し、Ｖisが負荷異常判定レベルＶth1（例えば、１３Ｖに設定される）以上になったときに、出力ポートＰo1の出力をＬowレベルに切り替える。電流検出信号Ｖisが負荷異常判定レベルＶth1以上となる要因としては、電気負荷１００の故障により電気負荷１００に過電流が流れ込む場合、負荷接続端子７０，７１間が短絡している場合等がある。
[2. Treatment for abnormal electrical load]
The load abnormality handling unit 61 monitors the current detection signal Vis input to the AD input port Pad. When Vis becomes equal to or higher than the load abnormality determination level Vth1 (for example, set to 13 V), the load abnormality countermeasure unit 61 Switch the output to Low level. Factors that cause the current detection signal Vis to be equal to or higher than the load abnormality determination level Vth1 include a case where an overcurrent flows into the electric load 100 due to a failure of the electric load 100 and a case where the load connection terminals 70 and 71 are short-circuited.
これにより、トランジスタ３４がＯＦＦしてＦＥＴ３０がＯＦＦ状態となり、電源回路１０から電気負荷１００への電力供給が遮断されて電源回路１０が保護される。負荷異常対処部６１は、このようにＦＥＴ３０をＯＦＦしたときに、異常報知（図示しないランプの点灯、図示しないブザーの鳴動等）を行う。 As a result, the transistor 34 is turned off and the FET 30 is turned off, the power supply from the power supply circuit 10 to the electric load 100 is cut off, and the power supply circuit 10 is protected. When the FET 30 is turned off in this way, the load abnormality handling unit 61 performs abnormality notification (lighting of a lamp (not shown), ringing of a buzzer (not shown), etc.).
［３．通電経路の異常に対する処理］
通電経路異常対処部６２は、所定のタイミング（電源装置１の電源スイッチ（図示しない）がＯＮされたとき等）で、出力ポートＰo2の出力をＨighにして電源短絡部５０のＦＥＴ５３をＯＮし、この状態でＡＤ入力ポートＰadに入力される電流検出信号Ｖisのレベルを認識する。
[3. Processing for abnormalities in the power distribution path]
The energization path abnormality handling unit 62 turns on the FET 53 of the power supply short-circuit unit 50 by setting the output of the output port Po2 to High at a predetermined timing (such as when a power switch (not shown) of the power supply device 1 is turned on). In this state, the level of the current detection signal Vis input to the AD input port Pad is recognized.
ここで、図２Ａ，図２Ｂは、ｔ1，ｔ2でＦＥＴ５３がＯＦＦからＯＮに切り替わった時の電流検出信号Ｖisと負荷接続端子７０，７１間の電圧Ｖbの変化を示したグラフであり、縦軸が電圧（Ｖ）に設定され、横軸が時間（ｔ）に設定されている。図２Ａは通電経路５の異常が生じていない場合を示し、図２Ｂは通電経路５の異常が生じている場合を示している。 2A and 2B are graphs showing changes in the voltage Vb between the current detection signal Vis and the load connection terminals 70 and 71 when the FET 53 is switched from OFF to ON at t1 and t2. Is set to voltage (V), and the horizontal axis is set to time (t). FIG. 2A shows a case where the energization path 5 is not abnormal, and FIG. 2B shows a case where the energization path 5 is abnormal.
図２Ａのｔ1で出力ポートＰo2の出力がＬowからＨighに切り替わると、負荷接続端子７０，７１間の電圧Ｖbが２４Ｖから０Ｖ付近まで低下し、電流検出信号Ｖisが０Ｖから２４Ｖ付近にまで上昇している。 When the output of the output port Po2 switches from Low to High at t1 in FIG. 2A, the voltage Vb between the load connection terminals 70 and 71 decreases from 24V to near 0V, and the current detection signal Vis increases from 0V to around 24V. ing.
一方、図２Ｂはコンデンサ１２の短絡故障が生じている場合を示している。コンデンサ１２の短絡故障が生じると、図１の破線で示した電流Ｉ3がコンデンサ１２を介してレギュレータ１５に流れ込んで、電流検出部２０の入力電圧Ｖaが１３Ｖ付近にまで低下する。また、ダイオード１１に過電流が流れて、ダイオード１１が過熱状態となる。 On the other hand, FIG. 2B shows a case where a short circuit failure of the capacitor 12 has occurred. When a short circuit failure of the capacitor 12 occurs, a current I3 indicated by a broken line in FIG. 1 flows into the regulator 15 via the capacitor 12, and the input voltage Va of the current detection unit 20 decreases to around 13V. In addition, an overcurrent flows through the diode 11 and the diode 11 is overheated.
この場合、電流検出部２０の抵抗２１に流れる電流Ｉ2がＩ3分だけ減少し（Ｉ2＝Ｉ1−Ｉ3）、電流検出部２０から出力される電流検出信号Ｖisのレベルが１３Ｖ付近まで低下する。 In this case, the current I2 flowing through the resistor 21 of the current detection unit 20 decreases by I3 (I2 = I1-I3), and the level of the current detection signal Vis output from the current detection unit 20 decreases to around 13V.
そこで、通電経路異常対処部６２は、電源短絡部５０のＦＥＴ５３をＯＮ状態にしたときに、ＡＤ入力ポートＰadに入力される電流検出信号Ｖisが通電経路異常判定レベルＶth2（例えば、１８Ｖに設定される）以下になるか否かを判断する。そして、電流検出信号Ｖisが通電経路異常判定レベルＶth2以下になったときに、異常報知を行うと共に、出力ポートＰo3からエラー信号Ｓerを出力して、電源回路１０からのＤＣ２４Ｖ及びＤＣ１３Ｖの電力の出力を停止する。 Accordingly, when the FET 53 of the power supply short-circuit unit 50 is turned on, the energization path abnormality handling unit 62 sets the current detection signal Vis input to the AD input port Pad to the energization path abnormality determination level Vth2 (for example, 18V). Judge whether or not When the current detection signal Vis becomes equal to or lower than the energization path abnormality determination level Vth2, the abnormality is notified and the error signal Ser is output from the output port Po3, and the output of the DC24V and DC13V power from the power supply circuit 10 is output. To stop.
これにより、通電経路異常対処部６２は、故障したコンデンサ１２に過電流が流れてダイオード１１が過熱した状態が継続されることを防止している。なお、通電経路異常対処部６２が異常報知を行う処理、及び出力ポートＰo3からエラー信号Ｓerを出力して電源回路１０からのＤＣ２４Ｖの電力の出力を停止する処理は、本発明の通電経路の異常の継続を防止するための処理に相当する。 As a result, the energization path abnormality handling unit 62 prevents the overcurrent from flowing through the failed capacitor 12 and the diode 11 from being overheated. The process in which the energization path abnormality handling unit 62 performs abnormality notification, and the process of outputting the error signal Ser from the output port Po3 and stopping the output of the DC 24V power from the power supply circuit 10 are the abnormalities in the energization path of the present invention. This corresponds to the processing for preventing the continuation of.
［４．他の実施形態］
本実施形態において、マイコン６０は、電流検出部２０から出力されるアナログの電流検出信号ＶisをＡＤ入力ポートにより入力し、デジタル値に変換して電流検出信号Ｖisのレベルを認識したが、比較回路により電流検出信号Ｖisと通電経路異常判定レベルＶth2とを比較し、比較信号（Ｈigh／Ｌowのデジタル値）を、マイコン６０のデジタル入力ポートに入力する構成としてもよい。
[4. Other Embodiments]
In the present embodiment, the microcomputer 60 receives the analog current detection signal Vis output from the current detection unit 20 through the AD input port, converts it to a digital value, and recognizes the level of the current detection signal Vis. Thus, the current detection signal Vis and the energization path abnormality determination level Vth2 may be compared, and a comparison signal (high / low digital value) may be input to the digital input port of the microcomputer 60.
また、本発明の通電経路の異常の継続を防止するための処理として、通電経路異常対処部６２により、電気負荷１００の消費電力又はＤＣ１３Ｖの電力が供給される他の電気負荷の消費電力を低減させる処理（例えば、電気負荷１００がモータであるときにはその出力を低下させる処理）を行うようにしてもよい。この処理により通電経路５を流れる電流を減少させることによって、例えば上述したようにコンデンサ１２の短絡故障が生じてダイオード１１が過熱状態になっているときに、ダイオード１１に流れる電流を減少させてダイオード１１の過熱状態を解消することができる。 Further, as a process for preventing the continuation of the abnormality of the energization path of the present invention, the energization path abnormality coping unit 62 reduces the power consumption of the electrical load 100 or the power consumption of other electrical loads to which the DC 13V power is supplied. (For example, a process for reducing the output when the electric load 100 is a motor) may be performed. By reducing the current flowing through the energization path 5 by this processing, for example, when the short circuit failure of the capacitor 12 occurs and the diode 11 is in an overheated state as described above, the current flowing through the diode 11 is reduced to reduce the diode. 11 overheating conditions can be eliminated.
本実施形態において、電流検出部２０は、抵抗２１に過電流が流れたときにトランジスタ２３がＯＮ状態となって、電流検出信号Ｖisのレベルが切り替わる構成となっているが、抵抗２１に生じる電圧又はその増幅電圧を電流検出信号として、マイコン６０のＡＤ入力ポートＰadに入力する構成としてもよい。 In the present embodiment, the current detection unit 20 is configured such that when an overcurrent flows through the resistor 21, the transistor 23 is turned on and the level of the current detection signal Vis is switched. Alternatively, the amplified voltage may be input to the AD input port Pad of the microcomputer 60 as a current detection signal.
本実施形態では、コンデンサ１２の短絡故障による通電経路５の異常を例に説明したが、電子部品の脱落等の他の要因により、第１電源端子Ｐs1と第２電源端子Ｐs2間が導通状態になって、電流検出部２０の入力電圧ＶaがＤＣ１３Ｖ付近まで低下した場合であっても、本発明により対処することが可能である。 In the present embodiment, the abnormality of the energization path 5 due to the short-circuit failure of the capacitor 12 has been described as an example. However, the electrical connection between the first power supply terminal Ps1 and the second power supply terminal Ps2 is caused by other factors such as dropping of electronic components. Thus, even when the input voltage Va of the current detection unit 20 drops to near DC 13 V, it is possible to deal with the present invention.
１…電源装置、５…通電経路、１０…電源回路、２０…電流検出部、３０…ＦＥＴ（スイッチング素子）、５０…電源短絡部、６０…マイクロコンピュータ、６１…負荷異常対処部、６２…通電経路異常対処部、７０，７１…負荷接続端子、１００…電気負荷。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply device, 5 ... Current supply path, 10 ... Power supply circuit, 20 ... Current detection part, 30 ... FET (switching element), 50 ... Power supply short circuit part, 60 ... Microcomputer, 61 ... Load abnormality countermeasure part, 62 ... Current supply Route abnormality countermeasure unit, 70, 71 ... load connection terminal, 100 ... electric load.
Claims (3)
前記第１電源端子と接続された第１負荷接続端子及び前記第３電源端子と接続された第２負荷接続端子からなり、電気負荷が接続される一対の負荷接続端子と、
前記第１電源端子と前記第１負荷接続端子との間の通電経路を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記第１負荷接続端子と前記第２負荷接続端子との間を、導通状態と遮断状態とに切り替える電源短絡部と、
前記電源短絡部により前記第１負荷接続端子と前記第２負荷接続端子との間を導通状態としたときに、前記電流検出部により所定の通電経路異常判定レベル以下の電流が検出されたときには、前記通電経路の異常の継続を防止するための処理を実行する通電経路異常対処部と
を備えていることを特徴とする電源装置。 A first power terminal, a second power terminal, and a third power terminal; outputting a first level voltage between the first power terminal and the third power terminal; and the second power terminal and the second power terminal. A power supply circuit that outputs a voltage of a second level lower than the first level between three power supply terminals;
A first load connection terminal connected to the first power supply terminal and a second load connection terminal connected to the third power supply terminal; a pair of load connection terminals to which an electrical load is connected;
A current detection unit for detecting a current flowing through an energization path between the first power supply terminal and the first load connection terminal;
A power supply short-circuit unit that switches between the first load connection terminal and the second load connection terminal between a conduction state and a cutoff state,
When a current below a predetermined energization path abnormality determination level is detected by the current detection unit when the power supply short-circuit unit is in a conduction state between the first load connection terminal and the second load connection terminal, A power supply apparatus comprising: an energization path abnormality coping unit that executes a process for preventing the energization path from continuing abnormalities.
前記通電経路異常対処部は、前記通電経路の異常の継続を防止するための処理として、前記電源回路から前記通電経路への電力供給を遮断する処理を実行することを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1,
The power supply path abnormality coping section executes a process of cutting off power supply from the power supply circuit to the power supply path as a process for preventing continuation of abnormality in the power supply path.
前記通電経路に設けられて、該通電経路を導通状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子により前記通電経路を導通状態として、前記電源回路から前記電気負荷に電力を供給しているときに、前記電流検出部により所定の負荷異常判定レベル以上の電流が検出されたときには、前記スイッチング素子を遮断状態とする負荷異常対処部とを備えていることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1 or 2,
A switching element provided in the energization path and switching the energization path between a conduction state and a cutoff state;
When a current exceeding a predetermined load abnormality determination level is detected by the current detection unit when power is supplied from the power supply circuit to the electric load with the energization path being made conductive by the switching element, A power supply device comprising: a load abnormality handling unit that shuts off the switching element.
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