JP4288968B2 - 電源回路及び電源供給制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアル通信バスを介して接続された通信ホストから送信する電源オンオフコマンドにより電源出力機能が制御される電源回路に関し、特に、複数の電源回路に対してシリアル通信機能により電源供給を制御する電源供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の通信制御による電源回路の構成を示すブロック図である。
電源回路１０は、外部に設けた通信ホスト（図示せず）から入力端子Ｔ１に送られた通信信号をデコードする通信回路１１と、電源回路１０の電圧出力Ｖｏｕｔを設定する電圧設定レジスタ１２と、電源回路１０のオンオフ制御を行うオンオフレジスタ１３と、電圧設定レジスタ１２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路１４と、＋入力端子がＤＡ変換回路１４に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路１５と、オンオフレジスタ１３から出力されたオンオフ信号によりオンオフ制御されるＰＷＭ制御回路１６と、トランジスタなどの電子的なスイッチ素子１７とからなり、外部端子Ｔ２に供給された電源入力Ｖｉｎがスイッチ素子１７により所定の電圧に変換され、出力端子Ｔ３から電圧出力Ｖｏｕｔとして出力される。
【０００３】
出力端子Ｔ３には、接地電位ＧＮＤとの間にダイオードＤが接続されるとともに、コイルＬを介して負荷回路ＲＬが外部接続され、この負荷回路ＲＬに対して並列にコンデンサＣが設けられ、所定の電圧出力Ｖｏｕｔを負荷回路ＲＬに供給している。また、コイルＬと負荷回路ＲＬとの接続点には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続され、これらの抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧出力が外部端子Ｔ４から誤差増幅回路１５の−入力端子にフィードバックされている。
【０００４】
この電源回路１０には、通信ホストから通信信号として、オンオフコマンドや電圧設定コマンドが送信され、負荷回路ＲＬに対するオンオフ制御や電圧設定制御等の電源制御が実行される。その際に、電源回路１０では通信回路１１により通信信号をデコードし、オンオフレジスタ１３、電圧設定レジスタ１２に制御データとして書き込んでいる。
【０００５】
図６は、電源回路に接続された負荷回路への電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
電源供給制御装置は、共通する電源ラインから電源入力Ｖｉｎが供給される３つの電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、それら電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３を通信信号により制御する通信ホスト１８と、電源装置の周囲温度などを測定して、その異常状態を検出するセンサ回路１９と、このセンサ回路１９から異常信号をシリアル通信ライン２０に出力するように接続した通信回路２１とから構成されている。ここで、シリアル通信ライン２０は抵抗Ｒ３を介して電源ＶＤＤと接続されている。
【０００６】
この電源供給制御装置では、センサ回路１９で異常状態を検出したとき、異常信号により電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３をオフすることができる。通信ホスト１８では、通信回路２１を介してシリアル通信ライン２０に供給された異常信号を解析しており、センサ回路１９からの異常信号によっては通信ホスト１８から特定の電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して電源オフコマンドを送信することにより、いずれかの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３だけをオフすることもできる。
【０００７】
図７は、従来の電源回路の別の例を示すブロック図である。
電源回路３０は、シリアル通信ラインから入力端子Ｔ１を介して供給される通信信号をデコードする通信回路３１と、電圧設定レジスタ３２と、電圧設定レジスタ３２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路３３と、＋入力端子がＤＡ変換回路３３に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路３４と、ＰＷＭ制御回路３５と、スイッチ素子３６とから構成されている。この電源回路３０は、オンオフレジスタ１３以外については基本的に図５のものと同じであるが、通信信号が供給される入力端子Ｔ１とは別に、オンオフ信号が供給される入力端子Ｔ５を備え、この入力端子Ｔ５にＨＩＧＨ、又はＬＯＷレベルのオンオフ信号を供給することにより、ＰＷＭ制御回路３５をオンオフ制御して、負荷回路ＲＬに対する電源出力をオンオフ制御している。他の外部端子Ｔ２〜Ｔ４に接続される回路は、図５で説明したものと同じであって、詳細な説明は省略する。
【０００８】
図８は、図７の電源回路に対する電源供給制御装置を示すブロック図である。
この電源供給制御装置は、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃの制御を行う通信ホスト１８と、電源装置の異常状態を検出するセンサ回路１９とを備え、さらにセンサ回路１９からの異常信号があった場合に、オンオフ信号ライン２３を接地電位ＧＮＤとするように動作するスイッチ２２を備えている。この電源供給制御装置の場合には、センサ回路１９で温度の異常などを検出したときにスイッチ２２がオンして、シリアル通信ライン２０とは別のオンオフ信号ライン２３が接地電位（ＬＯＷ）レベルとなることにより、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃをオフすることができる。
【０００９】
別の電源供給制御装置に関する従来技術には、下記の特許文献１に開示されている電源バスシステムがある。これは、自動車内に設置された電源装置と、該自動車の各部に分散して配置された電源供給部とを、単一の電源供給路を介して接続するものであって、電源バスの電流値を連続的に監視し、通常ではめったに起こらないような最大電流のピーク時に対しても、自動車内の全ての電装品の動作状況、例えばモータのオンオフ状態、ヒータやワイパモータの間欠時間等の情報を把握し、予め決められた各電装品の優先順位にしたがって、優先度の低い負荷からオフにしたり、間欠動作時間を長くしたりすることにより、電源バスの一時的な電流ピーク値を抑え、ある一定のリミット値を越えないように制御している。これにより、自動車内の電源線の削減、及び電源バスの電線サイズをダウンさせて、電源装置の簡素化、軽量化、低コスト化を図っている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３７４８２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５、及び図６に示すような従来の電源回路では、センサ回路１９に対して複雑な構成の通信回路２１を設けて、そこで異常信号を生成する必要がある。また、センサ回路１９での異常検出のタイミングから、電源オフコマンドを生成して実際に電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃをオフするまで、時間がかかるという問題があった。
【００１２】
また、図７、及び図８に示すような従来の電源供給制御装置では、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃの外部端子の数が増えるとともに、それにより電源ラインや通信ラインの配線が複雑化するという問題があった。
【００１３】
この発明の目的は、電源回路の端子数と信号配線数を増加させずに、しかも複雑な通信回路を必要としないで、確実に電源出力をオフ制御できる電源回路及び電源供給制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上記目的を達成するために、シリアル通信ラインを介して通信ホストに接続され、前記通信ホストから送信される電圧設定コマンド及びオンオフコマンドを含む通信信号により、電源出力機能が制御される電源回路が提供される。この電源回路は、前記通信信号の電圧レベルを監視し、そのＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルで持続する時間を計測するタイマ回路と、前記タイマ回路で計測した前記通信信号のＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの持続時間が一定以上であるとき、出力電圧及び電流に対する電源オフ信号を出力する制御手段とから構成される。
【００１５】
また、１又は複数の電源回路を含む電源供給制御装置では、前記電源回路を含む構成要素における異常状態を検出するセンサ回路と、前記電源回路とシリアル通信ラインによって接続され、前記シリアル通信ラインでの通信仕様に応じて前記電源回路に所定の通信信号を送る通信ホストと、前記センサ回路で異常を検出したとき、前記通信信号の電圧レベルをＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルのいずれかに強制的に保持するスイッチ回路とを備え、異常時に前記電源回路に接続された負荷に対する電源出力をオフすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る電源回路の一例を示すブロック図である。
【００１７】
電源回路１は、外部に設けた通信ホスト（図示せず）から入力端子Ｔ１に送られた通信信号をデコードする通信回路１１と、電源回路１の電圧出力Ｖｏｕｔを設定する電圧設定レジスタ１２と、電源回路１０のオンオフ制御を行うオンオフレジスタ１３と、電圧設定レジスタ１２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路１４と、＋入力端子がＤＡ変換回路１４に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路１５と、オンオフレジスタ１３からアンドゲート４を介して出力されたオンオフ信号によりオンオフ制御されるＰＷＭ制御回路１６と、トランジスタなどの電子的なスイッチ素子１７と、入力端子Ｔ１と接続され、通信ホストからの通信信号がＬＯＷレベルになると計時動作をスタートするタイマ回路２と、タイマ回路２の出力信号を反転してアンドゲート４に入力するインバータ回路３とから構成されている。ここでは、アンドゲート４、タイマ回路２、及びインバータ回路３を除く、各回路部品は図５に示す従来の電源回路１０を構成する回路部品に対応するものであって、同一符号を付けている。
【００１８】
すなわち、この電源回路１では、外部端子Ｔ２に供給された電源入力Ｖｉｎがスイッチ素子１７により所定の電圧に変換され、出力端子Ｔ３から電圧出力Ｖｏｕｔとして出力される。また、出力端子Ｔ３には、接地電位ＧＮＤとの間にダイオードＤが接続されるとともに、コイルＬを介して負荷回路ＲＬが外部接続され、この負荷回路ＲＬに対して並列にコンデンサＣが設けられ、所定の電圧出力Ｖｏｕｔを負荷回路ＲＬに供給している。また、コイルＬと負荷回路ＲＬとの接続点には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続され、これらの抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧出力が外部端子Ｔ４から誤差増幅回路１５の−入力端子にフィードバックされている。
【００１９】
つぎに、上記のように構成された電源回路１の動作を説明する。後述する図２に示すような通信ホスト５から外部端子Ｔ１を介して供給された通信信号は、通信回路１１とタイマ回路２にそれぞれ入力する。通信回路１１では、この通信信号の電圧設定コマンドを解読処理（デコード）して、電圧設定レジスタ１２に電圧設定値を与える。ＤＡ変換回路１４では、誤差増幅回路１５に対してアナログ変換された電圧設定値を与え、ＰＷＭ制御回路１６によりスイッチ素子１７をパルス幅変調制御して負荷回路ＲＬに供給すべき電圧出力Ｖｏｕｔを制御する。また、通信ホストから電源回路１に対してオンオフコマンドが送信されると、オンオフレジスタ１３からアンドゲート４を介してＰＷＭ制御回路１６にオンオフ信号が出力され、ＰＷＭ制御回路１６を起動し、あるいは休止状態とすることで、電源回路１のオンオフ設定を行う。
【００２０】
システム異常時にタイマ回路２から出力される電源オフ信号は、インバータ回路３により反転され、アンドゲート４の一方入力端子に供給される。アンドゲート４の他方入力端子には、オンオフレジスタ１３の出力が入力して、アンドゲート４により電源オフ信号を反転した後の出力とのＡＮＤ論理がとられて、ＰＷＭ制御回路１６に対するオンオフ信号となる。
【００２１】
図２は、図１の電源回路を３台接続した場合の電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
この電源供給制御装置は、共通する電源ラインから電源入力Ｖｉｎが供給される３つの電源回路１ａ、１ｂ、１ｃと、これら電源回路１ａ、１ｂ、１ｃを通信信号により制御を行う通信ホスト５と、電源装置の周囲温度などを測定して、その異常状態を検出するセンサ回路６と、このセンサ回路６からの異常信号があった場合、電源回路１ａ、１ｂ、１ｃへの通信信号を接地電位（ＧＮＤ）とするように動作するスイッチ７を備えている。この電源供給制御装置は、通信ホスト５と電源回路１ａ、１ｂ、１ｃとをシステムマネージメントバス８などのシリアル通信ラインにより接続するとともに、センサ回路６がシステムの過熱等の異常状態を検出した場合、センサ回路６からスイッチ７をオンすることにより、システムマネージメントバス８の通信信号をＬＯＷレベルに保持することで、各電源回路１ａ、１ｂ、１ｃに異常信号を出力するように構成されている。
【００２２】
図３は、通信信号及びタイマ回路出力の信号波形を示すタイミング図である。タイマ回路２では通信信号のＬＯＷレベルを監視して、同図（ａ）に示すように、通信信号が時刻ｔ０でＬＯＷレベルになると計時がスタートする。ここで、通常時には通信信号のＬＯＷレベル期間の最大がＴｌｏｗ以内となるように、システムマネージメントバス８の通信仕様を設計している。したがって、通信ホスト５からの通信信号により電源オフとする場合には、同図（ｂ）に示すように、通信信号のＬＯＷレベル期間をタイムアップ時間Ｔｌｏｗｕｐ（ここで、Ｔｌｏｗｕｐ＞Ｔｌｏｗ）以上に設定することで、例えば時刻ｔ１にタイマ回路２の出力である電源オフ信号をＨＩＧＨレベルにできる。
【００２３】
図４は、この発明に係る電源回路のオンオフ制御論理値を示す図である。通信ホスト５と電源回路１ａ、１ｂ、１ｃの間では、通信が休止状態であったり、あるいは通信信号の送信時、各電源回路１ａ、１ｂ、１ｃ内の通信回路１１からはＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルのデコード信号が交互に繰り返し出力され、通信仕様で決められたフォーマットのパルスを出力している。すなわち、正常な状態ではシステムマネージメントバス８の通信仕様により通信休止、及び信号送信のいずれの時もタイマ回路２はタイムアップしないから、タイマ回路２の出力である電源オフ信号はＨＩＧＨレベルにならない。したがって、電源をオンオフ制御するオンオフ信号は、オンオフレジスタ１３の出力がＨＩＧＨレベルのときオンして、ＬＯＷレベルのときにはオフとなる。
【００２４】
しかし、センサ回路６で異常状態を検出したときには、システムマネージメントバス８と接続されたタイマ回路２にはＬＯＷレベルの通信信号が供給され、一定期間継続する。したがって、タイムアップ時間Ｔｌｏｗｕｐの経過後にタイムアップしたタイマ回路２からは、ＨＩＧＨレベルの電源オフ信号が出力される。これにより、オンオフレジスタ１３の出力がＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの如何にかかわらず、オンオフ信号はＬＯＷレベルとなるから電源出力をオフにすることができる。
【００２５】
以上のように、電源回路１内に通信信号がＬＯＷレベルになると計時をスタートするタイマ回路２を設け、通信信号のＬＯＷレベル期間が一定期間以上になるとタイマ回路２がタイムアップすることで、電源出力をオフにするとともに、通信信号のＬＯＷレベルの期間が一定期間未満でＨＩＧＨレベルに復帰する場合には、タイマ回路２の計時動作をクリアするようにしたので、確実に電源出力をオフ制御できる。
【００２６】
また、通信ホスト５と電源回路１とは通信信号で接続するだけでよく、通信信号を送るシステムマネージメントバス８は抵抗Ｒ３、又は電流源によりプルアップするだけで、通信信号が送信されない状態で通信信号をＨＩＧＨレベルに保持できるから、電源出力は通常オフされない。
【００２７】
さらに、通信信号を送信する通信ホスト５では、ＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルを交互に繰返し出力しており、所定の通信仕様で決められたフォーマットの信号を出力する一方で、電源回路１内のＬＯＷレベルを検出するタイマ回路２は、通信仕様におけるＬＯＷレベル期間が最大となるパターンより長い期間でタイムアップするように設計されているから、通常のコマンド送信時にはタイムアップせず、タイマ回路２の電源オフ出力を無効にしている。そして、通信ホスト５以外から電源をオフする場合に、スイッチ７等により通信信号を接地電位（ＧＮＤ）に接続して、通信仕様におけるＬＯＷレベル期間が最大となるパターンより長い期間ＬＯＷレベルに保持する。これにより、ＬＯＷレベルを検出するタイマ回路２がタイムアップして、電源ＯＦＦ信号を有効にできる。
【００２８】
また、上述した電源回路の構成において、タイマ回路２の検出レベルをＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに入れ替えてもよい。その場合、電源供給制御装置の動作は以下の（１）〜（４）のように変更されるが、その構成、動作の本質は変わらない。
（１）電源回路には、通信信号がＨＩＧＨレベルになるとスタートするタイマ回路を設ける。通信信号のＨＩＧＨレベル期間が一定期間以上になると、タイマ回路はタイムアップし、電源オフ信号を有効にする。通信信号のＨＩＧＨレベル期間が一定期間未満でＬＯＷレベルになった場合に、タイマ回路はクリアされる。
（２）通信ホストと電源回路は通信信号で接続する。この通信信号は抵抗又は電流源プルダウンされ、送信されない状態では通信信号はＬＯＷレベルである。
（３）通信回路は通信信号を送信する時、ＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルを交互に繰返して出力し、所定の通信仕様で決められたフォーマットのパルスを出力する。電源回路内のＨＩＧＨレベルを検出するタイマ回路は、通信仕様におけるＨＩＧＨレベル期間が最大となるパターンより長い期間でタイムアップするように設計する。よって通信ホストから通常のコマンドが送信される時には、タイムアップしないため、電源オフ信号は有効にならない。
（４）通信ホスト以外から電源をオフにする場合、スイッチ等で通信信号をＶＤＤに接続し、通信信号を通信仕様におけるＨＩＧＨレベル期間が最大となるパターンより長い期間ＨＩＧＨレベルに保持する。これによりＨＩＧＨレベルを検出するタイマ回路はタイムアップして、電源オフ信号を有効にすることができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、スイッチ７を複数の電源回路１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれに共通するものとしているが、電源回路１ａ、１ｂ、１ｃ内にそれぞれ設けてあってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の電源回路及び電源供給制御装置によれば、複雑な通信回路を持たなくても電源のオフ制御ができるので、コストダウンが可能となる。また、電源回路に特別のオフ信号用の端子を設けなくてもよいので、端子数及び信号配線を増加させることがなく、パッケージの小型化、実装面積の縮小が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電源回路の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の電源回路を３台接続した場合の電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【図３】通信信号及びタイマ回路出力の信号波形を示すタイミング図である。
【図４】この発明に係る電源回路のオンオフ制御論理値を示す図である。
【図５】従来の通信制御による電源回路の構成を示すブロック図である。
【図６】複数の負荷回路への電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【図７】従来の電源回路の別の例を示すブロック図である。
【図８】図７の電源回路に対する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ 電源回路
２ タイマ回路
３ インバータ回路
４ アンドゲート
５ 通信ホスト
６ センサ回路
７ スイッチ
８ システムマネージメントバス
１１ 通信回路
１２ 電圧設定レジスタ
１３ オンオフレジスタ
１４ ＤＡ変換回路
１５ 誤差増幅回路
１６ ＰＷＭ制御回路
１７ スイッチ素子
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアル通信バスを介して接続された通信ホストから送信する電源オンオフコマンドにより電源出力機能が制御される電源回路に関し、特に、複数の電源回路に対してシリアル通信機能により電源供給を制御する電源供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の通信制御による電源回路の構成を示すブロック図である。
電源回路１０は、外部に設けた通信ホスト（図示せず）から入力端子Ｔ１に送られた通信信号をデコードする通信回路１１と、電源回路１０の電圧出力Ｖｏｕｔを設定する電圧設定レジスタ１２と、電源回路１０のオンオフ制御を行うオンオフレジスタ１３と、電圧設定レジスタ１２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路１４と、＋入力端子がＤＡ変換回路１４に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路１５と、オンオフレジスタ１３から出力されたオンオフ信号によりオンオフ制御されるＰＷＭ制御回路１６と、トランジスタなどの電子的なスイッチ素子１７とからなり、外部端子Ｔ２に供給された電源入力Ｖｉｎがスイッチ素子１７により所定の電圧に変換され、出力端子Ｔ３から電圧出力Ｖｏｕｔとして出力される。
【０００３】
出力端子Ｔ３には、接地電位ＧＮＤとの間にダイオードＤが接続されるとともに、コイルＬを介して負荷回路ＲＬが外部接続され、この負荷回路ＲＬに対して並列にコンデンサＣが設けられ、所定の電圧出力Ｖｏｕｔを負荷回路ＲＬに供給している。また、コイルＬと負荷回路ＲＬとの接続点には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続され、これらの抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧出力が外部端子Ｔ４から誤差増幅回路１５の−入力端子にフィードバックされている。
【０００４】
この電源回路１０には、通信ホストから通信信号として、オンオフコマンドや電圧設定コマンドが送信され、負荷回路ＲＬに対するオンオフ制御や電圧設定制御等の電源制御が実行される。その際に、電源回路１０では通信回路１１により通信信号をデコードし、オンオフレジスタ１３、電圧設定レジスタ１２に制御データとして書き込んでいる。
【０００５】
図６は、電源回路に接続された負荷回路への電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
電源供給制御装置は、共通する電源ラインから電源入力Ｖｉｎが供給される３つの電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、それら電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３を通信信号により制御する通信ホスト１８と、電源装置の周囲温度などを測定して、その異常状態を検出するセンサ回路１９と、このセンサ回路１９から異常信号をシリアル通信ライン２０に出力するように接続した通信回路２１とから構成されている。ここで、シリアル通信ライン２０は抵抗Ｒ３を介して電源ＶＤＤと接続されている。
【０００６】
この電源供給制御装置では、センサ回路１９で異常状態を検出したとき、異常信号により電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３をオフすることができる。通信ホスト１８では、通信回路２１を介してシリアル通信ライン２０に供給された異常信号を解析しており、センサ回路１９からの異常信号によっては通信ホスト１８から特定の電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して電源オフコマンドを送信することにより、いずれかの電源出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３だけをオフすることもできる。
【０００７】
図７は、従来の電源回路の別の例を示すブロック図である。
電源回路３０は、シリアル通信ラインから入力端子Ｔ１を介して供給される通信信号をデコードする通信回路３１と、電圧設定レジスタ３２と、電圧設定レジスタ３２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路３３と、＋入力端子がＤＡ変換回路３３に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路３４と、ＰＷＭ制御回路３５と、スイッチ素子３６とから構成されている。この電源回路３０は、オンオフレジスタ１３以外については基本的に図５のものと同じであるが、通信信号が供給される入力端子Ｔ１とは別に、オンオフ信号が供給される入力端子Ｔ５を備え、この入力端子Ｔ５にＨＩＧＨ、又はＬＯＷレベルのオンオフ信号を供給することにより、ＰＷＭ制御回路３５をオンオフ制御して、負荷回路ＲＬに対する電源出力をオンオフ制御している。他の外部端子Ｔ２〜Ｔ４に接続される回路は、図５で説明したものと同じであって、詳細な説明は省略する。
【０００８】
図８は、図７の電源回路に対する電源供給制御装置を示すブロック図である。
この電源供給制御装置は、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃの制御を行う通信ホスト１８と、電源装置の異常状態を検出するセンサ回路１９とを備え、さらにセンサ回路１９からの異常信号があった場合に、オンオフ信号ライン２３を接地電位ＧＮＤとするように動作するスイッチ２２を備えている。この電源供給制御装置の場合には、センサ回路１９で温度の異常などを検出したときにスイッチ２２がオンして、シリアル通信ライン２０とは別のオンオフ信号ライン２３が接地電位（ＬＯＷ）レベルとなることにより、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃをオフすることができる。
【０００９】
別の電源供給制御装置に関する従来技術には、下記の特許文献１に開示されている電源バスシステムがある。これは、自動車内に設置された電源装置と、該自動車の各部に分散して配置された電源供給部とを、単一の電源供給路を介して接続するものであって、電源バスの電流値を連続的に監視し、通常ではめったに起こらないような最大電流のピーク時に対しても、自動車内の全ての電装品の動作状況、例えばモータのオンオフ状態、ヒータやワイパモータの間欠時間等の情報を把握し、予め決められた各電装品の優先順位にしたがって、優先度の低い負荷からオフにしたり、間欠動作時間を長くしたりすることにより、電源バスの一時的な電流ピーク値を抑え、ある一定のリミット値を越えないように制御している。これにより、自動車内の電源線の削減、及び電源バスの電線サイズをダウンさせて、電源装置の簡素化、軽量化、低コスト化を図っている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３７４８２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５、及び図６に示すような従来の電源回路では、センサ回路１９に対して複雑な構成の通信回路２１を設けて、そこで異常信号を生成する必要がある。また、センサ回路１９での異常検出のタイミングから、電源オフコマンドを生成して実際に電源回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃをオフするまで、時間がかかるという問題があった。
【００１２】
また、図７、及び図８に示すような従来の電源供給制御装置では、電源回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃの外部端子の数が増えるとともに、それにより電源ラインや通信ラインの配線が複雑化するという問題があった。
【００１３】
この発明の目的は、電源回路の端子数と信号配線数を増加させずに、しかも複雑な通信回路を必要としないで、確実に電源出力をオフ制御できる電源回路及び電源供給制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上記目的を達成するために、シリアル通信ラインを介して通信ホストに接続され、前記通信ホストから送信される電圧設定コマンド及びオンオフコマンドを含む通信信号により、電源出力機能が制御される電源回路が提供される。この電源回路は、前記通信信号の電圧レベルを監視し、そのＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルで持続する時間を計測するタイマ回路と、前記タイマ回路で計測した前記通信信号のＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの持続時間が一定以上であるとき、出力電圧及び電流に対する電源オフ信号を出力する制御手段とから構成される。
【００１５】
また、１又は複数の電源回路を含む電源供給制御装置では、前記電源回路を含む構成要素における異常状態を検出するセンサ回路と、前記電源回路とシリアル通信ラインによって接続され、前記シリアル通信ラインでの通信仕様に応じて前記電源回路に所定の通信信号を送る通信ホストと、前記センサ回路で異常を検出したとき、前記通信信号の電圧レベルをＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルのいずれかに強制的に保持するスイッチ回路とを備え、異常時に前記電源回路に接続された負荷に対する電源出力をオフすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る電源回路の一例を示すブロック図である。
【００１７】
電源回路１は、外部に設けた通信ホスト（図示せず）から入力端子Ｔ１に送られた通信信号をデコードする通信回路１１と、電源回路１の電圧出力Ｖｏｕｔを設定する電圧設定レジスタ１２と、電源回路１０のオンオフ制御を行うオンオフレジスタ１３と、電圧設定レジスタ１２で可変設定された電源出力値をアナログ指令に変換するＤＡ変換回路１４と、＋入力端子がＤＡ変換回路１４に接続され、−入力端子が外部端子Ｔ４と接続された誤差増幅回路１５と、オンオフレジスタ１３からアンドゲート４を介して出力されたオンオフ信号によりオンオフ制御されるＰＷＭ制御回路１６と、トランジスタなどの電子的なスイッチ素子１７と、入力端子Ｔ１と接続され、通信ホストからの通信信号がＬＯＷレベルになると計時動作をスタートするタイマ回路２と、タイマ回路２の出力信号を反転してアンドゲート４に入力するインバータ回路３とから構成されている。ここでは、アンドゲート４、タイマ回路２、及びインバータ回路３を除く、各回路部品は図５に示す従来の電源回路１０を構成する回路部品に対応するものであって、同一符号を付けている。
【００１８】
すなわち、この電源回路１では、外部端子Ｔ２に供給された電源入力Ｖｉｎがスイッチ素子１７により所定の電圧に変換され、出力端子Ｔ３から電圧出力Ｖｏｕｔとして出力される。また、出力端子Ｔ３には、接地電位ＧＮＤとの間にダイオードＤが接続されるとともに、コイルＬを介して負荷回路ＲＬが外部接続され、この負荷回路ＲＬに対して並列にコンデンサＣが設けられ、所定の電圧出力Ｖｏｕｔを負荷回路ＲＬに供給している。また、コイルＬと負荷回路ＲＬとの接続点には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続され、これらの抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧出力が外部端子Ｔ４から誤差増幅回路１５の−入力端子にフィードバックされている。
【００１９】
つぎに、上記のように構成された電源回路１の動作を説明する。後述する図２に示すような通信ホスト５から外部端子Ｔ１を介して供給された通信信号は、通信回路１１とタイマ回路２にそれぞれ入力する。通信回路１１では、この通信信号の電圧設定コマンドを解読処理（デコード）して、電圧設定レジスタ１２に電圧設定値を与える。ＤＡ変換回路１４では、誤差増幅回路１５に対してアナログ変換された電圧設定値を与え、ＰＷＭ制御回路１６によりスイッチ素子１７をパルス幅変調制御して負荷回路ＲＬに供給すべき電圧出力Ｖｏｕｔを制御する。また、通信ホストから電源回路１に対してオンオフコマンドが送信されると、オンオフレジスタ１３からアンドゲート４を介してＰＷＭ制御回路１６にオンオフ信号が出力され、ＰＷＭ制御回路１６を起動し、あるいは休止状態とすることで、電源回路１のオンオフ設定を行う。
【００２０】
システム異常時にタイマ回路２から出力される電源オフ信号は、インバータ回路３により反転され、アンドゲート４の一方入力端子に供給される。アンドゲート４の他方入力端子には、オンオフレジスタ１３の出力が入力して、アンドゲート４により電源オフ信号を反転した後の出力とのＡＮＤ論理がとられて、ＰＷＭ制御回路１６に対するオンオフ信号となる。
【００２１】
図２は、図１の電源回路を３台接続した場合の電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
この電源供給制御装置は、共通する電源ラインから電源入力Ｖｉｎが供給される３つの電源回路１ａ、１ｂ、１ｃと、これら電源回路１ａ、１ｂ、１ｃを通信信号により制御を行う通信ホスト５と、電源装置の周囲温度などを測定して、その異常状態を検出するセンサ回路６と、このセンサ回路６からの異常信号があった場合、電源回路１ａ、１ｂ、１ｃへの通信信号を接地電位（ＧＮＤ）とするように動作するスイッチ７を備えている。この電源供給制御装置は、通信ホスト５と電源回路１ａ、１ｂ、１ｃとをシステムマネージメントバス８などのシリアル通信ラインにより接続するとともに、センサ回路６がシステムの過熱等の異常状態を検出した場合、センサ回路６からスイッチ７をオンすることにより、システムマネージメントバス８の通信信号をＬＯＷレベルに保持することで、各電源回路１ａ、１ｂ、１ｃに異常信号を出力するように構成されている。
【００２２】
図３は、通信信号及びタイマ回路出力の信号波形を示すタイミング図である。タイマ回路２では通信信号のＬＯＷレベルを監視して、同図（ａ）に示すように、通信信号が時刻ｔ０でＬＯＷレベルになると計時がスタートする。ここで、通常時には通信信号のＬＯＷレベル期間の最大がＴｌｏｗ以内となるように、システムマネージメントバス８の通信仕様を設計している。したがって、通信ホスト５からの通信信号により電源オフとする場合には、同図（ｂ）に示すように、通信信号のＬＯＷレベル期間をタイムアップ時間Ｔｌｏｗｕｐ（ここで、Ｔｌｏｗｕｐ＞Ｔｌｏｗ）以上に設定することで、例えば時刻ｔ１にタイマ回路２の出力である電源オフ信号をＨＩＧＨレベルにできる。
【００２３】
図４は、この発明に係る電源回路のオンオフ制御論理値を示す図である。通信ホスト５と電源回路１ａ、１ｂ、１ｃの間では、通信が休止状態であったり、あるいは通信信号の送信時、各電源回路１ａ、１ｂ、１ｃ内の通信回路１１からはＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルのデコード信号が交互に繰り返し出力され、通信仕様で決められたフォーマットのパルスを出力している。すなわち、正常な状態ではシステムマネージメントバス８の通信仕様により通信休止、及び信号送信のいずれの時もタイマ回路２はタイムアップしないから、タイマ回路２の出力である電源オフ信号はＨＩＧＨレベルにならない。したがって、電源をオンオフ制御するオンオフ信号は、オンオフレジスタ１３の出力がＨＩＧＨレベルのときオンして、ＬＯＷレベルのときにはオフとなる。
【００２４】
しかし、センサ回路６で異常状態を検出したときには、システムマネージメントバス８と接続されたタイマ回路２にはＬＯＷレベルの通信信号が供給され、一定期間継続する。したがって、タイムアップ時間Ｔｌｏｗｕｐの経過後にタイムアップしたタイマ回路２からは、ＨＩＧＨレベルの電源オフ信号が出力される。これにより、オンオフレジスタ１３の出力がＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの如何にかかわらず、オンオフ信号はＬＯＷレベルとなるから電源出力をオフにすることができる。
【００２５】
以上のように、電源回路１内に通信信号がＬＯＷレベルになると計時をスタートするタイマ回路２を設け、通信信号のＬＯＷレベル期間が一定期間以上になるとタイマ回路２がタイムアップすることで、電源出力をオフにするとともに、通信信号のＬＯＷレベルの期間が一定期間未満でＨＩＧＨレベルに復帰する場合には、タイマ回路２の計時動作をクリアするようにしたので、確実に電源出力をオフ制御できる。
【００２６】
また、通信ホスト５と電源回路１とは通信信号で接続するだけでよく、通信信号を送るシステムマネージメントバス８は抵抗Ｒ３、又は電流源によりプルアップするだけで、通信信号が送信されない状態で通信信号をＨＩＧＨレベルに保持できるから、電源出力は通常オフされない。
【００２７】
さらに、通信信号を送信する通信ホスト５では、ＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルを交互に繰返し出力しており、所定の通信仕様で決められたフォーマットの信号を出力する一方で、電源回路１内のＬＯＷレベルを検出するタイマ回路２は、通信仕様におけるＬＯＷレベル期間が最大となるパターンより長い期間でタイムアップするように設計されているから、通常のコマンド送信時にはタイムアップせず、タイマ回路２の電源オフ出力を無効にしている。そして、通信ホスト５以外から電源をオフする場合に、スイッチ７等により通信信号を接地電位（ＧＮＤ）に接続して、通信仕様におけるＬＯＷレベル期間が最大となるパターンより長い期間ＬＯＷレベルに保持する。これにより、ＬＯＷレベルを検出するタイマ回路２がタイムアップして、電源ＯＦＦ信号を有効にできる。
【００２８】
また、上述した電源回路の構成において、タイマ回路２の検出レベルをＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに入れ替えてもよい。その場合、電源供給制御装置の動作は以下の（１）〜（４）のように変更されるが、その構成、動作の本質は変わらない。
（１）電源回路には、通信信号がＨＩＧＨレベルになるとスタートするタイマ回路を設ける。通信信号のＨＩＧＨレベル期間が一定期間以上になると、タイマ回路はタイムアップし、電源オフ信号を有効にする。通信信号のＨＩＧＨレベル期間が一定期間未満でＬＯＷレベルになった場合に、タイマ回路はクリアされる。
（２）通信ホストと電源回路は通信信号で接続する。この通信信号は抵抗又は電流源プルダウンされ、送信されない状態では通信信号はＬＯＷレベルである。
（３）通信回路は通信信号を送信する時、ＬＯＷレベルとＨＩＧＨレベルを交互に繰返して出力し、所定の通信仕様で決められたフォーマットのパルスを出力する。電源回路内のＨＩＧＨレベルを検出するタイマ回路は、通信仕様におけるＨＩＧＨレベル期間が最大となるパターンより長い期間でタイムアップするように設計する。よって通信ホストから通常のコマンドが送信される時には、タイムアップしないため、電源オフ信号は有効にならない。
（４）通信ホスト以外から電源をオフにする場合、スイッチ等で通信信号をＶＤＤに接続し、通信信号を通信仕様におけるＨＩＧＨレベル期間が最大となるパターンより長い期間ＨＩＧＨレベルに保持する。これによりＨＩＧＨレベルを検出するタイマ回路はタイムアップして、電源オフ信号を有効にすることができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、スイッチ７を複数の電源回路１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれに共通するものとしているが、電源回路１ａ、１ｂ、１ｃ内にそれぞれ設けてあってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の電源回路及び電源供給制御装置によれば、複雑な通信回路を持たなくても電源のオフ制御ができるので、コストダウンが可能となる。また、電源回路に特別のオフ信号用の端子を設けなくてもよいので、端子数及び信号配線を増加させることがなく、パッケージの小型化、実装面積の縮小が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電源回路の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の電源回路を３台接続した場合の電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【図３】通信信号及びタイマ回路出力の信号波形を示すタイミング図である。
【図４】この発明に係る電源回路のオンオフ制御論理値を示す図である。
【図５】従来の通信制御による電源回路の構成を示すブロック図である。
【図６】複数の負荷回路への電源出力を制御する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【図７】従来の電源回路の別の例を示すブロック図である。
【図８】図７の電源回路に対する電源供給制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ 電源回路
２ タイマ回路
３ インバータ回路
４ アンドゲート
５ 通信ホスト
６ センサ回路
７ スイッチ
８ システムマネージメントバス
１１ 通信回路
１２ 電圧設定レジスタ
１３ オンオフレジスタ
１４ ＤＡ変換回路
１５ 誤差増幅回路
１６ ＰＷＭ制御回路
１７ スイッチ素子
Claims (6)
- シリアル通信ラインを介して通信ホストに接続され、前記通信ホストから送信される電圧設定コマンド及びオンオフコマンドを含む通信信号により、電源出力機能が制御される電源回路において、
前記通信信号の電圧レベルを監視し、そのＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルで持続する時間を計測するタイマ回路と、
前記タイマ回路で計測した前記通信信号のＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの持続時間が一定以上であるとき、出力電圧及び電流に対する電源オフ信号を出力する制御手段と、
を備えることを特徴とする電源回路。 - 前記シリアル通信ラインは、システムマネージメントバスであることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
- １又は複数の電源回路を含む電源供給制御装置において、
前記電源回路を含む構成要素における異常状態を検出するセンサ回路と、
前記電源回路とシリアル通信ラインによって接続され、前記シリアル通信ラインでの通信仕様に応じて前記電源回路に所定の通信信号を送る通信ホストと、
前記センサ回路で異常を検出したとき、前記通信信号の電圧レベルをＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルのいずれかに強制的に保持するスイッチ回路と、
を備え、異常時に前記電源回路に接続された負荷に対する電源出力をオフするようにしたことを特徴とする電源供給制御装置。 - 前記電源回路は、前記通信信号の電圧レベルを監視し、そのＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルで持続する時間を計測するタイマ回路と、前記タイマ回路で計測した前記通信信号のＨＩＧＨレベル、又はＬＯＷレベルの持続時間が一定以上であるとき、出力電圧及び電流に対する電源オフ信号を出力する制御手段とを備えることを特徴とする請求項３記載の電源供給制御装置。
- 前記スイッチ回路は、前記電源回路内に設けてあることを特徴とする請求項３記載の電源供給制御装置。
- 前記スイッチ回路は、前記電源回路のそれぞれに共通するものとして、前記電源回路の外部に設けてあることを特徴とする請求項３記載の電源供給制御装置。
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