JP2019187201A - 多相スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常検出時において負荷への影響を低減できる多相スイッチング電源装置を提供すること
【解決手段】多相スイッチング電源装置１０は、スイッチ２２を含むスイッチング電源２１を複数相有し、複数相のスイッチング電源２１が並列に接続されてなる電源部２０と、各相のスイッチ２２の駆動を制御する制御部路を備える。制御部３０は、電源部２０の出力電圧と、駆動されたスイッチ２２の相数に応じた閾値とを比較する監視部３６０と、所定の位相差で駆動するように各相のスイッチ２２を制御する相駆動制御部３６１を有する、相駆動制御部３６１は、出力電圧が閾値以上になると、一部の相のスイッチ２２の駆動を停止させるとともに、残りの相のスイッチ２２を相数に応じた位相差で駆動させる。
【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、多相スイッチング電源装置に関する。

特許文献１には、複数相のスイッチング電源が並列に接続されてなる電源部と、各スイッチング電源のスイッチング素子を制御する制御部を備えた多相スイッチング電源装置が開示されている。

特開２０１７−１７５７５２号公報

従来の多相スイッチング電源装置では、出力電圧や電流などを監視し、異常を検出すると、すべての相のスイッチング素子の駆動を停止させる。このため、マイコンなどの負荷は、突然電源の供給が停止となり、いきなり制御が止まることとなる。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、異常検出時において負荷への影響を低減できる多相スイッチング電源装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつである多相スイッチング電源装置は、
スイッチング素子（２２）を含むスイッチング電源（２１）を複数相有し、複数相のスイッチング電源が並列に接続されてなる電源部（２０）と、
各相のスイッチング素子の駆動を制御する制御部（３０）と、
を備え、
制御部は、
電源部の出力電圧に対応する値である電圧値と、駆動されたスイッチング素子の相数に応じた閾値とを比較する監視部（３６０）と、
所定の位相差で駆動するように各相のスイッチング素子を制御するものであり、電圧値が閾値以上になると、一部の相のスイッチング素子の駆動を停止させるとともに、残りの相のスイッチング素子を相数に応じた位相差で駆動させる相駆動制御部（３６１）と、
を有する。

この多相スイッチング電源装置によれば、電圧値が閾値以上になると、駆動させているすべての相のスイッチング素子をいきなり停止させるのではなく、一部の相のスイッチング素子の駆動を停止させるとともに、残りの相のスイッチング素子を駆動させる。このように、異常を検出しても直ちに出力停止にはならない。また、駆動させる相については、相数に応じた位相差で駆動させる。たとえば３相分のスイッチング素子を１２０度の位相差で駆動させていたときに異常を検出すると、２相分のスイッチング素子を１８０度の位相差で駆動させる。以上より、異常検出時において負荷への影響を低減することができる。

第１実施形態の多相スイッチング電源装置の概略構成を示す図である。 制御ＩＣが実行する処理を示すフローチャートである。 異常特定処理を示すフローチャートである。 各スイッチの動作及び出力電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態の多相スイッチング電源装置において、制御ＩＣが実行する異常特定処理を示すフローチャートである。 各スイッチの動作及び出力電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態の多相スイッチング電源装置の概略構成について説明する。本実施形態の多相スイッチング電源装置は、車両に搭載され、バッテリから供給される直流電圧（たとえば１２Ｖ）を所定の電圧、たとえば０．９Ｖに降圧して、マイコンのコアへ供給する。

図１に示すように、多相スイッチング電源装置１０は、電源部２０と、制御部３０を備えている。電源部２０は、並列に接続された複数のスイッチング電源２１と、コンデンサ２５を有している。

本実施形態では、スイッチング電源２１として、スイッチング電源２１１、スイッチング電源２１２、スイッチング電源２１２の３相分を有している。スイッチング電源２１１，２１２，２１３は、互いに等しい構成とされている。３相のスイッチング電源２１のうち、スイッチング電源２１１を第１相、スイッチング電源２１２を第２相、スイッチング電源２１３を第３相とする。

各スイッチング電源２１は、降圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成されており、スイッチ２２と、ダイオード２３と、コイル２４を有している。スイッチ２２が、スイッチング素子に相当する。本実施形態では、スイッチ２２としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。ＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチ、たとえばＩＧＢＴを採用することもできる。以下において、第１相のスイッチ２２をスイッチＳＷ１、第２相のスイッチ２２をスイッチＳＷ２、第３相のスイッチ２２をスイッチＳＷ３と示す。

スイッチ２２のドレインは、図示しない入力端子に接続されている。スイッチング電源２１は、入力端子を介して入力される直流電圧を降圧して出力する。スイッチ２２のソースには、ダイオード２３のカソードが接続されている。ダイオード２３のアノードはグランドに接続、すなわち接地されている。ダイオード２３に代えて、ＭＯＳＦＥＴなどのスイッチを採用することもできる。

コイル２４は、インダクタとも称される。コイル２４の一端は、スイッチ２２のソースとダイオードのカソードとの接続点に接続され、他端はコンデンサ２５の正極に接続されている。コンデンサ２５は、スイッチング電源２１１，２１２，２１３で共通とされており、スイッチング電源２１１，２１２，２１３それぞれのコイル２４が、共通のコンデンサ２５に接続されている。コンデンサ２５は、出力端子とグランドとの間に設けられている。

制御部３０は、各相のスイッチ２２の駆動を制御する。制御部３０は、コンパレータ３１、クロック生成部３２、基準波形生成部３３、ＰＷＭ生成部３４、プリドライブ回路３５、及び制御ＩＣ３６を有している。

コンパレータ３１は、電源部２０の出力電圧Ｖｏｕｔに対応する値である電圧値と参照電圧との比較結果を出力する。基準波形生成部３３は、クロック生成部３２にて生成されたクロック信号（パルス信号）に基づいて、三角波を生成する。ＰＷＭ生成部は、コンパレータ３１の出力と基準波形生成部３３にて生成された三角波の電圧との比較により、ＰＷＭ信号を生成する。プリドライブ回路３５は、たとえば、ＰＷＭ信号のハイレベル時の電圧を昇圧する機能、ＰＷＭ信号のデューティ比が予め設定された基準デューティ比よりも大きくなると、スイッチ２２がオン固定されるように、デューティ比を１００％に設定する機能などを有している。以上の構成は、一般的な構成である。相ごとに上記構成が設けられている。

制御ＩＣ３６は、各相のスイッチ２２の駆動・停止を制御するとともに、駆動タイミングを制御する。制御ＩＣ３６は、監視部３６０と、相駆動制御部３６１を有している。

監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔに対応する値である電圧値と、駆動されたスイッチ２２の相数に応じた閾値とを比較し、その比較結果を相駆動制御部３６１に出力する。出力電圧Ｖｏｕｔに対応する値である電圧値とは、たとえば抵抗分圧された値である。この電圧値を、以下では、出力電圧Ｖｏｕｔと示す。監視部３６０は、上記した閾値として、３相すべてのスイッチ２２を駆動させる際の閾値Ｖｔｈ１、１相のスイッチ２２を停止させ、残りの２相のスイッチ２２を駆動させる際の閾値Ｖｔｈ２、２相のスイッチ２２を停止させ、残りの１相のみを駆動させる閾値Ｖｔｈ３を有している。

出力電圧Ｖｏｕｔの精度、すなわちばらつき（許容範囲）は、駆動させる相数が多いほど高精度となる。たとえば３相すべてのスイッチ２２を駆動させた場合のばらつきは、出力電圧Ｖｏｕｔの狙い値に対して±１０ｍＶ程度である。２相のスイッチ２２を駆動させた場合のばらつきは、狙い値に対して±２０ｍＶ程度であり、１相のスイッチ２２を駆動させた場合のばらつきは、狙い値に対して±３０ｍＶ程度である。これに対して、たとえば閾値Ｖｔｈ１は狙い値±１５ｍＶ、閾値Ｖｔｈ２は狙い値±２５ｍＶ、閾値Ｖｔｈ３は狙い値±３５ｍＶに設定されている。たとえば、狙い値が０．９Ｖの場合、閾値Ｖｔｈ１は、０．９Ｖ±１５ｍＶに設定されている。

相駆動制御部３６１は、所定の位相差で駆動するように各相のスイッチ２２を制御する。たとえば、各相のＰＷＭ信号のオンタイミングを制御する。相駆動制御部３６１は、各相のスイッチ２２を同期制御する。相駆動制御部６１は、監視部３６０の比較結果を取得して、異常を検出する。出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以上になると、一部の相のスイッチ２２の駆動を停止させるとともに、残りの相のスイッチ２２を相数に応じた位相差で駆動させる。このように、相駆動制御部３６１は、異常を検出すると、一部のスイッチ２２のみ停止させる。

次に、図２及び図３に基づき、制御ＩＣ３６が実行する処理について説明する。制御ＩＣ３６は、電源が投入されると、以下に示す処理を実行する。各閾値は、出力電圧Ｖｏｕｔの狙い値に対する許容幅であって上下に設定されるが、狙い値よりも電圧が高い上側の閾値のみについて説明する。閾値が狙い値に対して上側のみに設定されてもよい。

図２に示すように、先ず制御ＩＣ３６の相駆動制御部３６１が、すべての相のスイッチ２２、すなわちスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を、１２０度の位相差で駆動させる（ステップＳ１０）。

この駆動状態で、制御ＩＣ３６の監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して３相駆動時の閾値である閾値Ｖｔｈ１と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ２０）。出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１未満の場合、ステップＳ１０に戻り、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上になるまで、ステップＳ１０，Ｓ２０を繰り返す。

いずれかの相のスイッチ２２に異常が生じている場合、出力電圧Ｖｏｕｔのばらつきは、本来の±１０ｍＶ程度よりも大きくなる。相駆動制御部３６１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１（１５ｍＶ）以上になると、少なくとも１相のスイッチ２２に異常が生じたことを検出し（ステップＳ３０）、次いで異常が生じたスイッチ２２を特定する異常特定処理を実行する（ステップＳ４０）。

次に、異常特定処理について説明する。監視部３６０は、駆動相を切り替えた後、出力電圧Ｖｏｕｔが安定してから、所定の検出期間において出力電圧Ｖｏｕｔを取得する。監視部３６０は、検出期間において、ピーク電圧（最大値）を検出し、このピーク電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして閾値と比較する。なお、ピーク電圧の平均値を比較に用いてもよい。

図３に示すように、先ず相駆動制御部３６１は、第３相のスイッチＳＷ３を停止させ、残りの２相のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を位相差１８０度で駆動させる（ステップＳ４００）。なお、位相差は、３６０度／ｎ（ｎは駆動相数）で決定される。

次いで、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して２相駆動時の閾値である閾値Ｖｔｈ２と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上か否かを判定する（ステップＳ４０２）。

上記したように、２相のスイッチ２２を駆動させた場合のばらつきは、狙い値に対して±２０ｍＶ程度であり、閾値Ｖｔｈ２は狙い値に対して±２５ｍＶに設定されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２のいずれにも異常が生じていない場合、出力電圧Ｖｏｕｔのばらつきは、本来の±２０ｍＶ程度となるため、出力電圧Ｖｏｕｔは閾値Ｖｔｈ２未満を示す。相駆動制御部３６１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上ではない場合、すなわち閾値Ｖｔｈ２未満の場合、駆動停止中の第３相のスイッチＳＷ３に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４０４）。そして、ステップＳ４００に戻る。スイッチＳＷ３の異常が継続する場合、ステップＳ４００，Ｓ４０２，Ｓ４０４を繰り返すこととなる。

ステップＳ４０２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上の場合、次いで相駆動制御部３６１は、第１相のスイッチＳＷ１を停止させ、残りの２相のスイッチＳＷ２，ＳＷ３を位相差１８０度で駆動させる（ステップＳ４１０）。所定時間経過後、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して閾値Ｖｔｈ２と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上か否かを判定する（ステップＳ４１２）。

出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、駆動停止中の第１相のスイッチＳＷ１に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４１４）。そして、ステップＳ４１０に戻る。スイッチＳＷ１の異常が継続する場合、ステップＳ４１０，Ｓ４１２，Ｓ４１４を繰り返すこととなる。

ステップＳ４１２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上の場合、次いで相駆動制御部３６１は、第２相のスイッチＳＷ２を停止させ、残りの２相のスイッチＳＷ３，ＳＷ１を位相差１８０度で駆動させる（ステップＳ４２０）。所定時間経過後、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して閾値Ｖｔｈ２と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上か否かを判定する（ステップＳ４２２）。

出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、駆動停止中の第２相のスイッチＳＷ２に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４２４）。そして、ステップＳ４２０に戻る。スイッチＳＷ１の異常が継続する場合、ステップＳ４２０，Ｓ４２２，Ｓ４２４を繰り返すこととなる。

以上が、２相駆動での異常特定処理である。２相駆動に切り替えても異常個所を特定できない場合、相駆動制御部３６１は、１相駆動に切り替える。

具体的には、ステップＳ４２２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上の場合、相駆動制御部３６１は、第２相のスイッチＳＷ２及び第３相のスイッチＳＷ３を停止させ、残りの第１相のスイッチＳＷ１を駆動させる（ステップＳ４３０）。所定時間経過後、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して１相駆動時の閾値である閾値Ｖｔｈ３と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上か否かを判定する（ステップＳ４３２）。

出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、駆動停止中のスイッチＳＷ２，ＳＷ３に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４３４）。そして、ステップＳ４３０に戻る。スイッチＳＷ２，ＳＷ３の異常が継続する場合、ステップＳ４３０，Ｓ４３２，Ｓ４３４を繰り返すこととなる。

ステップＳ４３２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上の場合、相駆動制御部３６１は、第３相のスイッチＳＷ３及び第１相のスイッチＳＷ１を停止させ、残りの第２相のスイッチＳＷ２を駆動させる（ステップＳ４４０）。所定時間経過後、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して閾値Ｖｔｈ３と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上か否かを判定する（ステップＳ４４２）。

出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、駆動停止中のスイッチＳＷ３，ＳＷ１に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４４４）。そして、ステップＳ４４０に戻る。スイッチＳＷ３，ＳＷ１の異常が継続する場合、ステップＳ４４０，Ｓ４４２，Ｓ４４４を繰り返すこととなる。

ステップＳ４４２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上の場合、相駆動制御部３６１は、第１相のスイッチＳＷ１及び第２相のスイッチＳＷ２を停止させ、残りの第３相のスイッチＳＷ３を駆動させる（ステップＳ４５０）。所定時間経過後、監視部３６０は、出力電圧Ｖｏｕｔを取得して閾値Ｖｔｈ３と比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上か否かを判定する（ステップＳ４５２）。

出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、駆動停止中のスイッチＳＷ１，ＳＷ２に異常が生じていることを特定する（ステップＳ４５４）。そして、ステップＳ４５０に戻る。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常が継続する場合、ステップＳ４５０，Ｓ４５２，Ｓ４５４を繰り返すこととなる。

ステップＳ４５２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上の場合、相駆動制御部３６１は、すべての相のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３に異常が生じていると特定し（ステップＳ４６０）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の駆動を停止させる。

図４は、各スイッチ２２の動作及び出力電圧の変化の一例を示している。

時刻ｔ１までは、全相（３相）駆動とされている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、位相差１２０度で駆動される。時刻ｔ１で出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上になり、異常が検出されて２相駆動に切り替わる。まず、スイッチＳＷ３が停止、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が１８０度の位相差で駆動される。第１相及び第２相の２相駆動において、出力電圧Ｖｏｕｔの検出期間中、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上を示すため、検出期間が終了した時刻ｔ２で駆動が切り替わり、スイッチＳＷ１が停止、スイッチＳＷ２，ＳＷ３が１８０度の位相差で駆動される。第２相及び第３相の２相駆動において、出力電圧Ｖｏｕｔの検出期間中、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上を示すため、検出期間が終了した時刻ｔ３で駆動が切り替わり、スイッチＳＷ２が停止、スイッチＳＷ３，ＳＷ１が１８０度の位相差で駆動される。第３相及び第１相の２相駆動において、出力電圧Ｖｏｕｔの検出期間中、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２未満を示すため、時刻ｔ４でスイッチＳＷ２の異常が特定される。そして、時刻ｔ４以降も、第３相及び第１相の２相駆動が継続される。

次に、上記した多相スイッチング電源装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以上になると、駆動させているすべての相のスイッチ２２をいきなり停止させるのではなく、一部の相のスイッチ２２の駆動を停止させるとともに、残りの相のスイッチ２２を駆動させる。たとえば、３相駆動時に出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上になると、２相駆動に切り替える。したがって、異常検出時に直ちに出力停止になるのを抑制できる。

また、駆動させる相数に応じた位相差で、スイッチ２２を駆動させる。たとえば３相のスイッチ２２を１２０度の位相差で駆動させているときに異常を検出する、１相停止させ、２相のスイッチ２２を１８０度の位相差で駆動させる。以上により、異常検出時において負荷への影響を低減することができる。たとえば、負荷であるマイコンへ供給される電力をできるだけ維持することができる。これにより、マイコンへの電源供給が突然遮断されてマイコンによる制御が実行できなくなるのを抑制することができる。

特に本実施形態では、出力電圧Ｖｏｕｔが第１閾値以上になることで一部の相のスイッチ２２の駆動を停止させている状態で、出力電圧Ｖｏｕｔが相数に応じた閾値であって第１閾値よりも大きい第２閾値未満を示すと、停止させている相のスイッチ２２に異常が生じていることを特定する。そして、異常が特定された相を除くスイッチ２２を、相数に応じた位相差で駆動させる。このように、異常が生じたスイッチ２２を特定し、異常が生じていないスイッチ２２を相数に応じた位相差で駆動させるため、負荷に対してできるだけ精度の高い電源を供給することができる。本実施形態において、閾値Ｖｔｈ１を第１閾値とすると、閾値Ｖｔｈ２が第２閾値に相当する。また、閾値Ｖｔｈ２を第１閾値とすると、閾値Ｖｔｈ３が第２閾値に相当する。

本実施形態では、一部の相のスイッチ２２の駆動を停止させている状態で、出力電圧Ｖｏｕｔが第２閾値以上を示すと、駆動させる相数を同じとしたまま停止させる相及び駆動させる相を切り替える。たとえば、２相駆動時に出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上を示すと、２相駆動のまま停止させる相及び駆動させる相を切り替える。このように、停止相を順に切り替えるため、異常が生じたスイッチ２２をより確実に特定することができる。

本実施形態では、すべての相のスイッチ２２を順に停止させても出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以上を示すと、駆動させる相数をさらに減らす。たとえば、２相駆動時にすべての相のスイッチ２２を順に停止させても出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上を示すと、１相駆動に切り替える。また、１相駆動時にすべての相のスイッチ２２を順に停止させても出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ３以上を示すと、ゼロ相駆動、すなわち全停止に切り替える。これにより、異常が生じたスイッチ２２をより確実に特定しつつ、電力の供給停止を極力防ぐことができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した多相スイッチング電源装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、制御ＩＣ３６の実行する異常特定処理が、図５に示すように先行実施形態（図３参照）とは一部異なっている。先行実施形態と同一の処理については、同一の符号（ステップ番号）を付与している。以下では、異なる部分について説明する。

図５に示すように、ステップＳ４０２において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上ではない場合、相駆動制御部３６１は、２相駆動から３相駆動に戻す（ステップＳ４０３Ａ）。そして、出力電圧Ｖｏｕｔが３相駆動の閾値である閾値Ｖｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ４０３Ｂ）。出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上の場合に、ステップＳ４０４の処理、すなわち、駆動停止中の第３相のスイッチＳＷ３に異常が生じていることを特定する。一方、ステップＳ４０３Ｂにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上ではない場合、異常特定処理を終了する。この場合、再びステップＳ１０の処理から実行することとなり、３相駆動される。

このように、スイッチ２２の異常を特定するまでに、３相駆動に復帰させ、復帰させた状態での出力電圧Ｖｏｕｔと閾値Ｖｔｈ１との判定を経る。ステップ番号の末尾にＡがついた処理が３相駆動への復帰、末尾のＢがついた処理が復帰状態での判定に対応している。ステップＳ４１３Ａ，Ｓ４２３Ａ，Ｓ４３３Ａ，Ｓ４４３Ａ，Ｓ４５３Ａでは、ステップＳ４０３Ａと同じ処理を実行し、ステップＳ４１３Ｂ，Ｓ４２３Ｂ，Ｓ４３３Ｂ，Ｓ４４３Ｂ，Ｓ４５３Ｂでは、ステップＳ４０３Ｂと同じ処理を実行する。

図６は、各スイッチ２２の動作及び出力電圧の変化の一例を示している。

時刻ｔ１０までは、全相（３相）駆動とされている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、位相差１２０度で駆動される。スイッチ３に位相遅れが生じ、時刻ｔ１０で出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１以上になると、異常が検出され、２相駆動に切り替わる。先行実施形態同様、まず、スイッチＳＷ３が停止、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が１８０度の位相差で駆動される。第１相及び第２相の２相駆動において、出力電圧Ｖｏｕｔの検出期間中、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ２以上を示すため、検出期間が終了した時刻ｔ１１で駆動が切り替わる。本実施形態では、再び３相駆動に戻す。位相遅れの場合には、一度停止させて再び３相駆動に復帰させることで、遅れがリセットされる。位相遅れのリセットにより、出力電圧Ｖｏｕｔの検出期間中、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１未満を示すため、時刻ｔ１２でステップＳ１０の処理に戻り、時刻ｔ１２以降も、３相駆動が継続される。

次に、上記した多相スイッチング電源装置１０の効果について説明する。

上記したように、本実施形態では、出力電圧Ｖｏｕｔが第１閾値以上になることで一部の相のスイッチ２２を停止させている状態で、出力電圧Ｖｏｕｔが駆動させている相数に応じた第２閾値未満を示すと、停止させていた相のスイッチ２２をふたたび駆動させる。この駆動状態で、出力電圧Ｖｏｕｔが駆動させている相数に応じた第１閾値以上を示すと、先に停止させた一部の相のスイッチ２２に異常が生じていることを特定する。そして、異常を特定した相を除く相のスイッチ２２を、相数に応じた位相差で駆動させる。

停止させているスイッチ２２の位相遅れにより出力電圧Ｖｏｕｔが第１閾値以上を示す場合には、停止から駆動への復帰によって位相遅れがリセットされ、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値Ｖｔｈ１未満を示すこととなる。このように、位相遅れによる異常の場合には位相遅れのリセットによりスイッチ２２を無駄に停止させるのを抑制し、ひいては電源精度の低下を抑制することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

スイッチング電源２１の相数は、上記した３相に限定されない。複数相であればよい。

１０…多相スイッチング電源装置、
２０…電源部、
２１，２１１，２１２，２１３…スイッチング電源、
２２，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ、
２３…ダイオード、
２４…コイル、
２５…コンデンサ、
３０…制御部、
３１…コンパレータ、
３２…クロック生成部、
３３…基準波形生成部、
３４…ＰＷＭ生成部、
３５…プリドライブ回路、
３６…制御ＩＣ、
３６０…監視部、
３６１…相駆動制御部

Claims (5)

1. スイッチング素子（２２）を含むスイッチング電源（２１）を複数相有し、複数相の前記スイッチング電源が並列に接続されてなる電源部（２０）と、
   各相の前記スイッチング素子の駆動を制御する制御部（３０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記電源部の出力電圧に対応する値である電圧値と、駆動された前記スイッチング素子の相数に応じた閾値とを比較する監視部（３６０）と、
   所定の位相差で駆動するように各相の前記スイッチング素子を制御するものであり、前記電圧値が前記閾値以上になると、一部の相の前記スイッチング素子の駆動を停止させるとともに、残りの相の前記スイッチング素子を相数に応じた前記位相差で駆動させる相駆動制御部（３６１）と、
   を有する多相スイッチング電源装置。
2. 前記相駆動制御部は、
   電圧値が前記閾値としての第１閾値以上になることで一部の相の前記スイッチング素子の駆動を停止させている状態で、前記電圧値が相数に応じた前記閾値であって前記第１閾値よりも大きい第２閾値未満を示すと、停止させている相の前記スイッチング素子に異常が生じていることを特定し、
   異常が特定された相を除く前記スイッチング素子を、相数に応じた前記位相差で駆動させる請求項１に記載の多相スイッチング電源装置。
3. 前記相駆動制御部は、
   電圧値が前記閾値としての第１閾値以上になることで一部の相の前記スイッチング素子の駆動を停止させている状態で、前記電圧値が相数に応じた前記閾値であって前記第１閾値よりも大きい第２閾値未満を示すと、停止させていた前記一部の相のスイッチング素子をふたたび駆動させ、
   前記一部の相のスイッチング素子を駆動させた状態で、前記電圧値が前記第１閾値以上を示すと、前記一部の相の前記スイッチング素子に異常が生じていることを特定し、
   異常が特定された相を除く前記スイッチング素子を、相数に応じた前記位相差で駆動させる請求項１に記載の多相スイッチング電源装置。
4. 前記相駆動制御部は、
   一部の相の前記スイッチング素子の駆動を停止させている状態で、前記電圧値が前記第２閾値以上を示すと、駆動させる相数を同じとしたまま停止させる相及び駆動させる相を切り替える請求項２又は請求項３に記載の多相スイッチング電源装置。
5. 前記相駆動制御部は、
   すべての相の前記スイッチング素子を順に停止させても前記電圧値が前記閾値以上を示すと、駆動させる相数をさらに減らす請求項４に記載の多相スイッチング電源装置。

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