JP4423468B2 - 電源起動回路、起動停止順序制御装置、および起動停止順序制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の負荷に対してそれぞれ独立して電源供給を行う電源起動回路、各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御装置、および起動停止順序制御方法に関する。

一般に、複写機やプリンタなどの電子機器においては、機器制御のための論理回路系の電源（例えば＋５Ｖ）と、駆動系の電源（例えば＋２４Ｖ）との少なくとも２種類の電源が必要となる。多出力スイッチング電源装置は、これらの電源を得るための電源装置として用いられる。

こうした多出力スイッチング電源装置では、交流電源から交流電力を入力し、この交流電力を１次整流平滑して得られた１次直流電圧を、複数の２次側巻線を備えたトランスの１次側巻線とスイッチング素子との直列回路に入力する。そして、トランスの各２次巻線に誘起される電力を、パルス幅制御された駆動パルスでスイッチング素子のオン、オフ駆動しながらそれぞれ２次整流平滑することにより、例えば第１の出力電圧を＋２４Ｖ、第２の出力電圧を＋５Ｖの直流出力電圧として、２種類の電源を外部負荷に供給するように構成されている。また、この直流出力電圧を安定化させるために、例えば第１の出力電圧を検出し、この検出した電圧に応じてスイッチング素子のデューティを調整する定電圧制御が行われ、この定電圧制御により各出力電圧の負荷変動や入力電圧変動を補償するように構成されている。

ところが、上述した多出力スイッチング電源装置では、第１の出力側が無負荷状態または極めて軽負荷の状態であって、かつ第２の出力側が定格負荷状態にあるときに交流電力の入力が遮断されると、第２の出力電圧は直ちに低下する。しかし、そのとき第１の出力電圧は、第２の出力電圧のように即座には低下しない。そこで、論理回路系に電源電圧（第２の出力電圧）が供給されない状態で、駆動系のみに電源電圧（第１の出力電圧）が供給されることになって、この電源装置を使用した機器の誤動作、暴走、駆動系の破損などの事故を招くおそれがあった。

また、一般に電子機器では、その構成回路への電源供給に際して複数の電源装置が駆動され、その構成回路の間で起動停止のタイミングがそれらの動作順序とともに定められているものがある。そのため、電源装置の起動停止も、そこに接続される複数の負荷に対し、それらの種類に応じて順番に行う必要があった。

つぎに、従来の電源装置における上記問題点について具体的に説明する。図９には、従来の電源制御装置の基本回路構成を示す。
この電源制御装置は、起動停止の順序を制御するための順序信号発生回路１００と、順序信号発生回路１００を介して接続された２つの電源装置３１，３２とから構成され、各電源装置３１，３２から電子機器の構成回路である２種類の負荷１，２に、それぞれ出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２が供給されているものとする。そして、電子機器の負荷２が動作している時は必ず、他方の負荷１が動作状態でなくてはならないものとする。すなわち、この電子機器では、順序信号発生回路１００により電源装置３１，３２の起動停止順序を制御するとき、負荷１に対する電源装置３１は、負荷２に対する電源装置３２が起動する前にその起動が完了していること、また電源装置３２から負荷２への電源供給が停止した後でなければ、電源装置３１から負荷１に対する電源供給を停止してはならないことが必要とされる。

順序信号発生回路１００には、起動停止信号Ａ０が供給され、それに応じて出力される順序信号Ｂ０１，Ｂ０２によって、電源装置３１および電源装置３２の起動／停止が切り替わるようになっている。図１０は、図９の順序信号発生回路の一例を示す回路図である。

この順序信号発生回路１００は、遅延回路１０１と、論理和回路（オア回路）１１０と、論理積回路（アンド回路）１２０とから構成されており、この順序信号発生回路１００に入力した起動停止信号Ａ０と遅延回路１０１で遅延された起動停止信号Ａ０とがそれぞれ論理和回路１１０と論理積回路１２０に供給される。そして、論理積および論理和演算により生成される順序信号Ｂ０１，Ｂ０２が、従来の電源装置における２つの電源装置３１，３２の間で、起動停止の順序を制御することになる。

図１１は、従来の電源制御装置の各部における動作信号の一例を示すタイミング波形図である。ここで、電源装置３１，３２にはそれぞれ出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２についての図示しない保護回路により閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を設定しておき、出力電圧Ｖｏ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を超えた時点（Ｖｏ１＞Ｖｔｈ１）で電源装置３１の動作中と判定し、出力電圧Ｖｏ２が閾値電圧Ｖｔｈ２を下回った時点（Ｖｏ２＜Ｖｔｈ２）で電源装置３２の停止中と判定することにしている。

以下、従来の電源制御装置における起動停止の順序について説明する。
起動時には、最初（時刻Ｔｓｔ１）に、起動停止信号Ａ０がＬＯＷレベル（以下、単にＬという。）からＨＩＧＨレベル（以下、単にＨという。）に切り替わる。すると、同時に順序信号Ｂ０１がＬからＨとなり、電源装置３１が起動を開始する。すなわち、出力電圧Ｖｏ１が上昇を始め、出力電圧Ｖｏ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を超える時刻Ｔｏｎ１になって、電源装置３１の起動が完了する。

その後、遅延回路１０１に設定された遅延時間ｔｄが経過して時刻Ｔｓｔ２になると、順序信号Ｂ０２がＬからＨに切り替わることにより、電源装置３２が起動を開始する。したがって、遅延時間ｔｄを適切な値に設定しておくことにより、負荷１に対する電源装置３１は、負荷２に対する電源装置３２が起動する前にその起動が完了することになる。

つぎに、停止時（時刻Ｔｓｐ２）になると、上述の電源装置への起動停止信号Ａ０がＨからＬに切り替わる。すると、同時に順序信号Ｂ０２がＨからＬとなり、電源装置３２の停止動作が開始される。すなわち、出力電圧Ｖｏ２が下降し始め、出力電圧Ｖｏ２が閾値電圧Ｖｔｈ２を下回る時刻Ｔｏｆ２になって、電源装置３２の停止動作が完了する。

さらに上記遅延時間ｔｄが経過して時刻Ｔｓｐ１になると、順序信号Ｂ０１がＨからＬに切り替わることにより、電源装置３１における停止動作が始まる。そして、電源装置３１の出力電圧Ｖｏ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を下回ったとき（時刻Ｔｏｆ１）に、電子機器の構成回路において、すべての停止動作が完了する。

ここで、遅延回路１０１（図１０）における遅延時間Ｔｄについては、
Ｔｄ≧Ｔｏｎ１−Ｔｓｔ１、かつＴｄ≧Ｔｏｆ２−Ｔｓｐ２
の関係が確保されている限りで、起動停止の順序を正しく制御できる。

しかし、電源供給される負荷１，２のいずれかが容量性負荷である場合、あるいは電源出力を安定させるためにコンデンサが設置されているような場合、図１２に示すように、起動停止の順序を維持するためには起動時間や停止時間の増加に対応して、遅延時間Ｔｄを長く設定しなければならない。すなわち、電源装置３１の起動完了、または電源装置３２の停止完了までに要する時間が長くなることを想定して、遅延時間Ｔｄをあらかじめ必要最大限まで長期に設定しておくことが必要となる。そのため、電子機器の構成回路では起動停止時の応答性が損なわれることになる。

また、上述したように図９に示す電源装置３１の保護回路が作動した場合には、負荷１への電源供給が停止する前に、電源装置３２から負荷２への電源供給を停止しなければならないが、従来装置では、一方の電源装置３１での保護動作が他方の電源装置３２の停止制御に反映されないという問題があった。このため、一方の電源装置３１における保護回路の出力を、他方の電源装置３２で監視する必要がある。

下記特許文献１には、電源装置の起動回路を共通にし、制御信号の配線のみで簡易に異なる電圧を対応する、電子装置のロジックデバイスに所定の手順で供給することが可能な多出力の電源装置による起動、停止シーケンス回路の記載がある。

ここでは、電源出力が立ち上がったことを検出する第２のリレーＲＬ２、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動端子ＳＴＡＲＴに信号を印加するための第１のリレーＲＬ１、およびスイッチＳＷを組み合わせたスイッチ回路を含む単位回路が構成されており、他の単位回路（電源装置）との間で監視信号をやりとりしながら、電源起動および停止の順序がシーケンス制御される。具体的には、この特許文献１の図１２，１３に、停止の順序を起動の順番と逆になるように、シーケンスを組んだ場合の配線例が示されている。
特開平８−２５６４７１号公報（段落番号〔００４３〕〜〔００４５〕，図１１〜図１３）

ところが、上記特許文献１には以下のような課題があった。
第１に、当該電源装置の出力が立ち上がったことの判定を、第２のリレーＲＬ２が動作するか否かで行っているために、リレー動作の閾値を自由に設定できず、しかも閾値自体の精度にも問題があった。

第２に、それぞれ単位回路によって複数の負荷に対して電源供給をオンオフ制御する際に、単位回路を制御しているスイッチＳＷを全部オンに設定しないと、いずれの電源も起動されず、各単位回路のスイッチＳＷがひとつでもオフ状態にあるときには、全ての単位回路からの電源供給が停止される。したがって、１からｎまで単位回路があるとして、そのうち１〜ｍ（ｍ＜ｎ）の単位回路だけを起動し、（ｍ＋１）〜ｎまでの単位回路を停止させるというようなシーケンス制御は行えなかった。

第３に、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外のシーケンス回路の構成部品数が多いために、装置コストの低減が困難であり、また装置の大きさや動作の信頼性にも悪影響を与えるという問題があった。

第４に、スイッチ素子としてリレー（ＲＬ１，ＲＬ２）を使っていることから、消費電流が大きくなり、またノイズや信頼性にも問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数の負荷に対して電源供給をオンオフ制御する際に、その起動時間や停止時間の変動に確実に対処できる電源起動回路を提供することを目的とする。

また、複数の電源起動回路についての起動停止の順序を柔軟に制御できる起動停止順序制御装置、および起動停止順序制御方法を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、複数の負荷に対してそれぞれ独立して電源供給を行う電源起動回路が提供される。
この電源起動回路は、前記負荷の１つと接続され、当該負荷への電源供給の起動および停止状態をそれぞれ決定する起動停止信号によって個別に設定可能な第１の電源回路と、前記第１の電源回路から対応する前記負荷に所定の閾値を超えた電圧が供給された時に検出信号を出力する電圧検出回路と、前記第１の電源回路とは別の電源回路が起動され、あるいは停止された時点で、当該別の電源回路に対応する電圧検出回路から出力される検出信号、および前記第１の電源回路に対応する前記起動停止信号に基づいて順序信号を生成する論理回路と、を備え、前記論理回路で生成された前記順序信号に従って前記第１の電源回路を所定のタイミングで起動し、かつ停止するように制御することにより、前記各負荷の電源供給をオンオフ制御できる。

また、本発明の起動停止順序制御装置は、電源起動回路をそれぞれｎ台（ｎは３以上の整数）の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御装置であって、前記ｎ台の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする。

さらに、本発明の起動停止順序制御方法は、電源起動回路をそれぞれｎ台の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する際に、前記ｎ台の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする。

本発明の電源起動回路では、複数の電源装置からの出力電圧をそれぞれに監視して、各負荷の電源供給を確実にオンオフ制御し、それらの起動停止の順序を制御することができる。

また、所定の閾値電圧を決定する比較器と、電圧検出回路と、論理回路とから構成できるため、回路構成部品数を低減できる。
さらに、電圧検出回路の出力電圧を、入力電圧を抵抗分圧することによって生成しているので、自由に閾値設定ができ、かつ閾値の精度も高い。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明にかかる起動停止順序制御装置の構成を示す回路図である。
この起動停止順序制御装置は、電源装置３１，３２から図示しない２種類の負荷に対して、それぞれ独立した出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２を供給するように制御するものである。また、その起動停止順序については、電源装置３１では電源装置３２が起動する前にその起動が完了していることを条件とし、かつ、電源装置３２の第２の負荷への電源供給が停止した後でなければ、電源装置３１の第１の負荷への電源供給を停止してはならないこととする。

ここで、第１の負荷に対して電源供給を行う電源起動回路は、起動停止信号Ａ１と比較信号Ｄ２とを入力信号とする論理和回路１０と、電源装置３１と、電源装置３１の出力電圧Ｖｏ１を検出して、検出信号Ｃ１を出力する電圧検出回路４１と、第１の基準電圧源６１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と検出信号Ｃ１とを比較して比較信号Ｄ１を出力する比較器５１とから構成されている。

また、第２の負荷に対して電源供給を行う電源起動回路は、起動停止信号Ａ２と比較信号Ｄ１とを入力信号とする論理積回路２０と、電源装置３２と、電源装置３２の出力電圧Ｖｏ２を検出して、検出信号Ｃ２を出力する電圧検出回路４２と、第２の基準電圧源６２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と検出信号Ｃ２とを比較して比較信号Ｄ２を出力する比較器５２とから構成されている。

ここで、電圧検出回路４１には所定の閾値電圧Ｖｔｈ１が設定されていて、電源装置３１の出力電圧Ｖｏ１が閾値電圧Ｖｔｈ１と等しい（Ｖｏ１＝Ｖｔｈ１）ときに、基準電圧Ｖｒｅｆ１と等しい大きさの検出信号Ｃ１（Ｖｒｅｆ１＝Ｃ１）を出力するように調整されている。同様に、電圧検出回路４２でも電源装置３２の出力電圧Ｖｏ２に対して閾値電圧Ｖｔｈ２が設定され、基準電圧Ｖｒｅｆ２に対して検出信号Ｃ２の大きさが調整されている。

図２は、図１の起動停止順序制御装置の各部における動作信号の一例を示すタイミング波形図である。
最初に、起動時の動作信号について説明する。

電源装置３１には、論理和回路１０を介して起動停止信号Ａ１が順序信号Ｂ１として供給されている。そして、図２に示す時刻Ｔ１で、起動停止信号Ａ１がＬからＨに切り替わると、順序信号Ｂ１がＬからＨに立ち上がり、電源装置３１が起動を開始する。電源装置３１は、その出力電圧Ｖｏ１が負荷に対して所定の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えて供給された時点（時刻Ｔ２）で、電源起動が完了したとみなされる。

いま、電源装置３１への起動停止信号Ａ１と同じタイミング（時刻Ｔ１）で、電源装置３２にも起動停止信号Ａ２が供給されたとする。この電源装置３２には、先行して起動する電源装置３１の動作状態が、電圧検出回路４１からの検出信号Ｃ１として伝達されているから、時刻Ｔ１で起動停止信号Ａ２がＬからＨに切り替わっても、すぐには起動しない。すなわち、比較器５１の比較信号Ｄ１がＬであるため、電源装置３１の出力電圧Ｖｏ１が所定の閾値Ｖｔｈ１を超えるまで待って、検出信号Ｃ１が第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１より大きくなった時刻Ｔ２で、比較器５１からＨの比較信号Ｄ１が論理積回路２０に供給される。このように、電源装置３２は順序信号Ｂ２がＬからＨに切り替わる時刻Ｔ２になるまで、その起動が開始されない。

これに対して、すでに一方の電源装置３１が起動中に、他方の電源装置３２に対する起動停止信号Ａ２が供給された場合には、電源装置３１の負荷に対する出力電圧Ｖｏ１は所定の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている。したがって、検出信号Ｃ１も第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１より大きく、比較信号Ｄ１が既にＨとなっているため、順序信号Ｂ２もＬからＨとなって、起動停止信号Ａ２が供給された時点で、即座に電源装置３２の起動が開始することになる。

つぎに、停止時の動作信号について説明する。
この起動停止順序制御装置では、後続する電源装置３２は、それに先行する電源装置３１の起動停止の状態とは無関係に、電源供給を停止させるものとなっている。すなわち、いま、起動停止信号Ａ２がＨからＬに切り替わったとすると、比較器５１からの比較信号Ｄ１の状態にかかわらず、論理積回路２０の順序信号Ｂ２はＬとなり、電源装置３２の停止動作を開始することができる。しかも、この電源装置３２の出力電圧Ｖｏ２が閾値電圧Ｖｔｈ２より小さくなって、停止動作が完了した後も、電源装置３１の起動停止の状態には何らの影響を及ぼさない。

さて、電源装置３２が停止状態（Ｖｏ２＜Ｖｔｈ２）にあって、電源装置３１だけが起動している時に、この電源装置３１を停止制御する場合を考える。
この起動停止順序制御装置では、電源装置３２が停止状態であれば、起動中の電源装置３１を停止制御することについては、何らの問題もない。したがって、起動中の電源装置３１に対して起動停止信号Ａ１がＨからＬに切り替わると、論理和回路１０を介してＬの順序信号Ｂ１が供給されることになって、電源装置３１でもすぐに停止動作を開始することができる。

これに対して、電源装置３１，３２がいずれも起動している状態で、図２に示すように、時刻Ｔ４で同時に起動停止信号Ａ１，Ａ２がＨからＬに切り替わったとする。上述のように、電源装置３２では直ちに停止動作を開始できる。しかし、その時点（時刻Ｔ４）では、電圧検出回路４２の検出信号Ｃ２が第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２より大きいため、電源装置３２の停止が完了する（Ｖｏ２＜Ｖｔｈ２）まで、電源装置３１の停止動作は開始されない。

その後、検出信号Ｃ２が第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を下回ると、比較信号Ｄ２がＨからＬに切り替わるから、論理和回路１０を介して順序信号Ｂ１もＨからＬになり、電源装置３１での停止動作が開始される。

つぎに、図１の起動停止順序制御装置を構成する電圧検出回路４１，４２について説明する。
図３は、電圧検出回路の一例を示す回路図である。この電圧検出回路４ａは、電源装置３の出力電圧Ｖｏが正極性の場合であって、ここでは出力電圧Ｖｏを抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して、検出信号Ｃを生成している。生成される検出信号Ｃの大きさＶｃは、
Ｖｃ＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×Ｖｏ…（１）
となる。

また、検出信号Ｃの大きさＶｃは、Ｖｃ＝Ｖｏとしても良い。この場合には、図１中の電源装置３１の電圧検出回路４１では、例えばＶｒｅｆ１＝Ｖｔｈ１となるように、第１の基準電圧源６１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を設定する。

図４は、図３とは異なる電圧検出回路の一例を示す回路図である。この電圧検出回路４ｂは、電源の出力電圧が負極性の場合であって、ここでは、出力電圧Ｖｏが負（Ｖｏ＜０Ｖ）であって、この出力電圧ＶｏとＶ１（＞０Ｖ）との電位差を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧し、反転増幅回路４ｃを通して検出信号Ｃを生成している。

このとき、生成される検出信号Ｃの大きさＶｃは、
Ｖｃ＝−Ｒ３×［（Ｖ１／Ｒ２）＋（Ｖｏ／Ｒ１）−｛（１／Ｒ１）
＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）｝×Ｖ２］…（２）
となる。

図４では、反転増幅回路４ｃを用いなくても、電圧検出回路を構成することができる。すなわち、図１の起動停止順序制御装置の電源装置３１において、比較器５１の反転入力と非反転入力を入れ替える、もしくは比較器５１の出力側に反転（ＮＯＴ）回路を設ければよい。この場合、つぎの式（３）に示す大きさの検出信号Ｃが生成される。

Ｖｃ＝（Ｒ１×Ｖ１＋Ｒ２×Ｖｏ）／（Ｒ１＋Ｒ２）…（３）
また、検出信号Ｃの大きさＶｃをＶｃ＝Ｖｏとしても良い。この場合には、図１中の電源装置３１を例にすると、Ｖｒｅｆ１＝Ｖｔｈ１となるように基準電圧源６１の基準電圧Ｖｒｅｆ１（＜０）を設定する。なお、この場合、比較器５１は負入力にて動作するものを使用する。さらに、比較器５１の反転入力と非反転入力を入れ替える、もしくは比較器５１の出力側に反転（ＮＯＴ）回路を設ければよい。

以上の説明において、起動停止信号Ａ１，Ａ２、順序信号Ｂ１，Ｂ２、比較信号Ｄ１，Ｄ２の極性については、電源装置３１，３２の起動に伴う各信号レベルをＨ、停止に伴う信号レベルをＬとしたが、個々の信号極性は反転してもよい。この場合に、各信号に反転（ＮＯＴ）回路を挿入し、あるいは各論理回路をＮＯＴ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ回路を用いて構成することにより、上記説明と同様に動作するものを構成できる。

また、比較器５１，５２の反転入力信号と非反転入力信号とを個々に入れ替えて構成することもできる。この場合も、比較器５１，５２の出力に反転（ＮＯＴ）回路を用い、あるいは比較器５１，５２の後段にＮＯＴ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ回路などを配置して構成することにより、これまでの説明と同様に動作するものが構成できる。

上記起動停止順序制御装置はいずれも、第１、第２の負荷に電源供給する場合を例にして、電源装置３１，３２を含む２台の電源起動回路により構成されるものを説明した。しかし本発明では、ｎ台（ｎは３以上の整数）の電源起動回路について、同様の起動停止順序制御方法によって起動停止の順序を制御することもできる。

図５は、起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。
この電源起動回路は、特許文献１における単位回路に相当するものであって、起動停止信号Ａｉなどから順序信号Ｂｉを生成する論理回路７ｉと、電源装置３ｉと、電源装置３ｉの出力電圧Ｖｏｉを検出して、検出信号Ｃｉを出力する電圧検出回路４ｉと、基準電圧源６ｉの基準電圧Ｖｒｅｆｉと検出信号Ｃｉとを比較して比較信号Ｄｉを出力する比較器５ｉとから構成されている。このうち、論理回路７ｉは、２つのオアゲート１１ｉ，１２ｉと、２つのアンドゲート２１ｉ，２２ｉとから構成されている。

図５には、ｎ種類の負荷に対して、それぞれ独立した出力電圧Ｖｏｉを供給する電源起動回路のうち、ｉ番目の電源起動回路（ｉは２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）を構成するものだけを示しており、起動停止順序制御装置の１番目とｎ番目の電源起動回路の構成は図１に示す電源起動回路に相当する。１番目の電源起動回路の具体的構成は、図５に示す回路において比較信号Ｘ_i-1をＨに固定したものにすればよい。また、ｎ番目の電源起動回路の具体的構成は、図５に示す回路において比較信号Ｙ_i+1をＬに固定したものにすればよい。なお、１番目とｎ番目の電源起動回路の具体的構成についての考え方は、後述する図６〜図８に示すものに対しても同様に適用できる。そして、ここでは番号ｉが若い電源起動回路ほど先行して立ち上がり、かつ後から立ち下がるものであって、これらの電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止するように、起動停止順序制御が実行される。

ここで、ｉ番目に起動される電源起動回路の論理回路７ｉには、起動停止信号Ａｉとともに、先行する電源起動回路の比較信号Ｘ_i-1が、アンドゲート２１ｉを介して供給される。ここで、（ｉ−１）番目の比較信号Ｘ_i-1は、アンドゲート２２（ｉ−１）において、さらに先行する（ｉ−２）番目の比較信号Ｘ_i-2と比較信号Ｄ_i-1との論理積信号である。すなわち、比較信号Ｘ_i-1は、アンドゲート２１ｉとアンドゲート２２ｉとに入力され、さらにアンドゲート２２ｉから、当該電源起動回路の比較信号Ｘ_iとして、後続する電源起動回路のアンドゲート２１（ｉ＋１）に供給される。

このアンドゲート２１ｉの出力は、オアゲート１１ｉを介して順序信号Ｂｉとして電源装置３ｉの起動停止を制御するものとなる。また、オアゲート１１ｉには、後続する電源起動回路の比較信号Ｙ_i+1が供給される。ここで、（ｉ＋１）番目の比較信号Ｙ_i+1は、オアゲート１２（ｉ＋１）において、さらに後続する（ｉ＋２）番目の比較信号Ｙ_i+2と比較信号Ｄ_i+1との論理和信号である。すなわち、比較信号Ｙ_i+1は、オアゲート１１ｉとオアゲート１２ｉとに入力され、さらに当該電源起動回路の論理回路７ｉから比較信号Ｙ_iとして、先行する電源起動回路に供給される。

このように、図５に示す起動停止順序制御装置では、ｉ番目の電源起動回路の論理回路７ｉにおいて、その順序信号Ｂｉが（Ａｉ×Ｘ_i-1＋Ｙ_i+1）に相当する信号として形成されている。したがって、電源起動および停止の順序をシーケンス制御するにあたって、ｉ番目の電源起動回路の起動タイミングは、起動停止信号Ａｉだけでなく先行する電源起動回路の比較信号Ｘ_i-1によって決定され、その停止タイミングは、後続する電源起動回路の比較信号Ｙ_i+1によっても決定され、後続する電源起動回路に起動中のものがあれば、その停止が完了するまで、当該電源起動回路における電源装置３ｉの停止動作は開始されない。

図６は、別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。
この電源起動回路は、起動停止信号Ａｉなどから順序信号Ｂｉを生成する論理回路８ｉと、電源装置３ｉと、電源装置３ｉの出力電圧Ｖｏｉを検出して、検出信号Ｃｉを出力する電圧検出回路４ｉと、基準電圧源６ｉの基準電圧Ｖｒｅｆｉと検出信号Ｃｉとを比較して比較信号Ｄｉを出力する比較器５ｉとから構成され、論理回路８ｉは、２つのオアゲート１１ｉ，１２ｉと、２つのアンドゲート２１ｉ，２２ｉとから構成されている。

図５のものと異なる点は、論理回路８ｉで生成される順序信号Ｂｉが〔（Ａｉ＋Ｙ_i+1）×Ｘ_i-1〕に相当する信号として形成されている点である。これにより、図６の起動停止順序制御装置では、当該電源起動回路で故障が生じた時や、保護回路が作動して対応する負荷への電源供給が停止したときなど、電源装置３ｉでの出力が低下した場合などには、当該電源起動回路から出力される比較信号Ｘ_iによって、後段における電源供給を強制的に停止することができる。

図７もまた、別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図であって、論理回路９ｉが、２つのオアゲート１１ｉ，１２ｉと、３つのアンドゲート２２ｉ〜２４ｉから構成されている点で、図６のものと異なっている。しかし、論理回路９ｉで生成される順序信号Ｂｉは、図６と同様に、〔（Ａｉ＋Ｙ_i+1）×Ｘ_i-1〕に相当する信号として形成される。

図６と図７に示す起動停止順序制御装置では、いずれも図５のものに対して、電源が故障した時、保護回路が作動したときなど、一部の電源の出力が低下した場合に、その電源より後段の電源を強制的に停止する機能が付加されている。

図８は、別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。
この電源起動回路は、起動停止信号Ａｉと先行する電源起動回路の比較信号Ｘ_i-1により順序信号Ｂｉを生成する論理回路２０ｉと、電源装置３ｉと、電源装置３ｉの出力電圧Ｖｏｉを検出して、検出信号Ｃｉを出力する電圧検出回路４ｉと、基準電圧源６ｉの基準電圧Ｖｒｅｆｉと検出信号Ｃｉとを比較して比較信号Ｄｉを出力する比較器５ｉとから構成されている。ここでは、論理回路２０ｉは、２つのアンドゲート２１ｉ，２２ｉだけから構成されている点で、図５〜図７のものと異なっている。

そのため、図８に示す起動停止順序制御装置では、順序信号ＢｉがＡｉ×Ｘ_i-1に相当する信号として形成されることとなる。したがって、ｉ番目の電源起動回路の起動タイミングは、起動停止信号Ａｉだけでなく先行する電源起動回路の比較信号Ｘ_i-1によって決定されるから、このｉ番目の電源起動回路での電源供給が停止した場合には、後続する電源起動回路はすべて強制的に停止することになる。

なお、図８に示す起動停止順序制御装置では、電源停止の順序は後続する電源装置が先行する電源装置より先に立ち下がらないようにシーケンス制御されている。そのため、立ち下げ時には、電源起動回路毎に起動停止信号Ａｉのシーケシスを決めておき、外部のコントローラなどによって制御する必要がある。しかし、この起動停止順序制御装置では、後段の電源が前段の電源より先に立ち下がることがないから、外部のコントローラにより複数の電源装置をまとめて立ち下げる制御を実行できる利点がある。例えば、起動停止信号ＡｊをＨからＬに切り替え、つぎに起動停止信号Ａｉ（ｊ＞ｉ）をＨからＬに切り替えれば、（ｊ−１）番目の電源起動回路からｉ番目の電源起動回路までの電源を、一挙に立ち下げることができる。

なお、図５〜図８に示す起動停止順序制御装置において、基準電圧源６ｉと比較器５ｉの組み合わせは、基準電圧が２つあるヒステリシスコンパレータに置き換えてもよい。

本発明にかかる起動停止順序制御装置の構成を示す回路図である。 図１の起動停止順序制御装置の各部における動作信号の一例を示すタイミング波形図である。 電圧検出回路の一例を示す回路図である。 電圧検出回路の別の例を示す回路図である。 本発明にかかる起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。 別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。 別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。 別の起動停止順序制御装置を構成する電源起動回路の一例を示す回路図である。 従来の電源制御装置の基本回路構成を示す回路図である。 図９の順序信号発生回路の一例を示す回路図である。 従来の電源制御装置の各部における動作信号の一例を示すタイミング波形図である。 従来の電源制御装置において長い遅延時間を必要とする例を示すタイミング波形図である。

符号の説明

１０ 論理和回路
２０ 論理積回路
３１，３２，３ｉ 電源装置
４１，４２，４ｉ 電圧検出回路
５１，５２，５ｉ 比較器
６１，６２，６ｉ 基準電圧源
７ｉ〜９ｉ，２０ｉ 論理回路
Ａ１，Ａ２，Ａｉ 起動停止信号
Ｂ１，Ｂ２，Ｂｉ 順序信号
Ｃ１，Ｃ２，Ｃｉ 検出信号
Ｄ１，Ｄ２，Ｄｉ，Ｘｉ，Ｙｉ 比較信号

Claims (17)

1. 複数の負荷に対してそれぞれ独立して電源供給を行う電源起動回路において、
   前記負荷の１つと接続され、当該負荷への電源供給の起動および停止状態をそれぞれ決定する起動停止信号によって個別に設定可能な第１の電源回路と、
   前記第１の電源回路から対応する前記負荷に所定の閾値を超えた電圧が供給された時に検出信号を出力する電圧検出回路と、
   前記第１の電源回路とは別の電源回路が起動され、あるいは停止された時点で、当該別の電源回路に対応する電圧検出回路から出力される検出信号、および前記第１の電源回路に対応する前記起動停止信号に基づいて順序信号を生成する論理回路と、
   を備え、前記論理回路で生成された前記順序信号に従って前記第１の電源回路を所定のタイミングで起動し、かつ停止するように制御することにより、前記各負荷の電源供給をオンオフ制御できることを特徴とする電源起動回路。
2. 前記電圧検出回路は、所定の閾値を決定する比較器を備えたことを特徴とする請求項１記載の電源起動回路。
3. 前記電圧検出回路は、前記比較器に対して前記負荷への出力電圧を一方入力として出力することを特徴とする請求項２記載の電源起動回路。
4. 前記電圧検出回路は、前記負荷に対する出力電圧を抵抗分圧するための抵抗回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の電源起動回路。
5. 前記電圧検出回路は、前記負荷に対する出力電圧を抵抗分圧するための抵抗回路と、前記抵抗回路の分圧出力を反転増幅する反転増幅回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電源起動回路。
6. 前記論理回路は、前記第１の電源回路に対応する前記起動停止信号と、前記第１の電源回路とは別の電源回路が起動され、あるいは停止された時点で出力される検出信号との論理和演算を行うものであることを特徴とする請求項１記載の電源起動回路。
7. 前記論理回路は、前記第１の電源回路に対応する前記起動停止信号と、前記第１の電源回路とは別の電源回路が起動され、あるいは停止された時点で出力される検出信号との論理積演算を行うものであることを特徴とする請求項１記載の電源起動回路。
8. 請求項１記載の電源起動回路をそれぞれ第１、第２の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御装置において、
   前記第１、第２の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする起動停止順序制御装置。
9. 請求項１記載の電源起動回路をそれぞれｎ台（ｎは３以上の整数）の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御装置において、
   前記ｎ台の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする起動停止順序制御装置。
10. 前記各負荷への電源出力がすべて正極性であることを特徴とする請求項８または９に記載の起動停止順序制御装置。
11. 前記各負荷への電源出力の少なくとも一つが負極性であることを特徴とする請求項８または９に記載の起動停止順序制御装置。
12. 前記電源起動回路のうちｉ番目の電源起動回路から論理和回路を介して、当該電圧検出回路の検出信号を先行して起動されるｉ−１番目の電源起動回路に出力するとともに、論理積回路を介して、当該電圧検出回路の検出信号を先行して停止されるｉ＋１番目の電源起動回路に出力することを特徴とする請求項９記載の起動停止順序制御装置。
13. 前記電源起動回路のうちｉ番目の電源起動回路から論理積回路を介して、当該電圧検出回路の検出信号を先行して停止されるｉ＋１番目の電源起動回路に出力することを特徴とする請求項９記載の起動停止順序制御装置。
14. 請求項１記載の電源起動回路をそれぞれ第１、第２の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御方法において、
    前記第１、第２の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする起動停止順序制御方法。
15. 請求項１記載の電源起動回路をそれぞれｎ台（ｎは３以上の整数）の負荷に対して設けるとともに、対応する電源起動回路を所定のタイミングで起動し、あるいは停止することによって、前記各負荷への電源起動停止の順序を制御する起動停止順序制御方法において、
    前記ｎ台の負荷に対応する電源起動回路を順次に起動するとともに、当該順序とは逆順に停止することを特徴とする起動停止順序制御方法。
16. 前記電源起動回路のうち、後行して起動される前記電源起動回路には、その起動停止信号とともに、先行する前記電源起動回路の比較信号を、論理積回路を介して供給するようにしたことを特徴とする請求項１５記載の起動停止順序制御方法。
17. 前記電源起動回路のうち、先行して起動される前記電源起動回路には、その起動停止信号とともに、後続する前記電源起動回路の比較信号を、論理和回路を介して供給するようにしたことを特徴とする請求項１５記載の起動停止順序制御方法。
    

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