JP4591571B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源信号を降圧した第１中間信号を生成する電源側レギュレータと、それぞれが中間信号を降圧した供給信号を生成する１以上の供給側レギュレータと、からなり、この供給信号を制御対象へと供給するように構成された電源装置に関する。

従来から、上記のような電源装置は、電源側レギュレータと供給側レギュレータとの組み合わせに応じて制御対象に供給すべき複数種類の供給信号を生成できるように構成されている（特許文献１参照）。
特開２００４−１４７４３７号公報

ただ、上記構成においては、電源側レギュレータおよび供給側レギュレータそれぞれの特性によって、最終的に生成される供給信号の種類，具体的にいえば供給信号における電圧値のバリエーションが決まってしまう。そのため、そのバリエーションに応じた供給信号だけで制御対象を制御できれば問題ないが、供給信号として他の種類のものが必要になる制御対象に対しては、それらレギュレータからなる電源装置を採用できない。

このような場合、制御対象に応じてその制御に必要なバリエーションで供給信号が生成できる専用の電源装置を新たに用意しなければならず、その設計および製造を含め、制御対象における最終的な製造コストが増大してしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、単一の電源装置により生成可能な供給信号における電圧値のバリエーションを容易に変更できるようにすることである。

上記課題を解決するためには、外部から供給される電源信号を降圧した第１中間信号を生成する電源側レギュレータと、それぞれが前記第１中間信号を降圧した供給信号を生成する１以上の供給側レギュレータと、からなり、該供給側レギュレータにより生成された供給信号それぞれを制御対象へと供給するように構成された電源装置を、以下に示す第１の構成のようにするとよい。

この構成においては、前記供給側レギュレータのうち少なくともいずれかが、前記電源側レギュレータから前記第１中間信号を入力する信号経路，および，前記電源側レギュレータを介さない別の外部信号を入力可能な信号経路の一方へ選択的に接続可能に構成されており、そうして接続された信号経路から入力した信号に基づいて供給信号を生成する。

このように構成された電源装置であれば、供給側レギュレータのうち少なくともいずれかに、電源側レギュレータからの第１中間信号，または，電源側レギュレータを介さない別の外部信号が選択的に入力されるように信号経路を接続することで、この信号に基づいて供給信号を生成することができる。

そのため、該当する供給側レギュレータに、この別の外部信号が入力される信号経路を接続することにより、第１中間信号を入力した場合とは異なる電圧値の供給信号を生成することができる。

こうして該当する供給側レギュレータに入力される信号を第１中間信号から外部信号とすることによって、その供給側レギュレータにより生成される供給信号の電圧値のみ変更される結果、電源装置として供給可能な供給信号における電圧値のバリエーションも変更することができる。

このようなバリエーションの変更は、制御対象において必要な電圧値に応じて、該当する供給側レギュレータに、電源側レギュレータからの信号経路および電源側レギュレータを介さない信号経路のいずれかを選択的に接続するだけで容易に実現することができる。

ここで、例えば、制御対象が電源側レギュレータおよび供給側レギュレータそれぞれの特性で決まる供給信号だけで制御できる場合については、全ての供給側レギュレータについて電源側レギュレータからの信号経路を接続すればよい。

それに対し、制御対象が電源側レギュレータおよび供給側レギュレータそれぞれの特性で決まる供給信号だけでなく、他の電圧値の供給信号を必要としている場合については、いずれかの供給側レギュレータに電源側レギュレータを介さない信号経路を接続すると共に、この信号経路から、その供給側レギュレータの特性との関係で上記「他の電圧値」を生成できる適切な電圧値の外部信号を入力するようにすればよい。

具体的な適用例を挙げると、電源信号を降圧した第２中間信号（第１中間信号とは電圧値が異なる信号）を生成する補助レギュレータを追加的に設け、こうして生成される第２中間信号を外部信号として供給側レギュレータに入力することとすればよい。

このように、制御対象の制御に必要なバリエーションで供給信号を生成できるようにすることができるため、専用の電源装置を新たに用意する必要がなくなる結果、その設計および製造を含めた制御対象における最終的な製造コストが増大することを防止できる。このようなコストメリットは、他品種の実装対象を少量生産するような環境において特に顕著である。

また、上記構成においては、各レギュレータにおける異常動作が検出された際に、それらによる信号の生成を停止させることで、異常な供給信号が制御対象に供給されてしまうことを防止する構成とすることが望ましい。

このための構成としては、例えば前記電源側レギュレータの異常動作を検出する第１異常検出部，を備え、該第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記電源側レギュレータが前記第１中間信号の生成を停止させる、ようにするとよい。

この構成であれば、電源側レギュレータの異常動作が発生した際に、それによる第１中間信号の生成を停止させることができ、これにより供給側レギュレータが異常な供給信号を生成してこれが制御対象に供給されてしまうことを防止することができる。

また、この構成において第１中間信号の生成を停止させるための構成としては、それを停止させることができれば特に限定されないが、例えば、前記電源側レギュレータに対して、該電源側レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく接続されたソフトスタート用コンデンサが備えられている場合であれば、以下に示す第３の構成のようにするとよい。

この構成において、前記電源側レギュレータは、前記第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記ソフトスタート用コンデンサを放電させることにより、前記電源側レギュレータ自身の動作を停止させて前記第１中間信号の生成を停止させる。

この構成であれば、ソフトスタート用コンデンサを流用して、これを放電させるだけで、電源側レギュレータによる第１中間信号の生成を停止させることができる。
また、このようにソフトスタート用コンデンサを用いる構成においては、上記のように、補助レギュレータが追加的に設けられ、この補助レギュレータにもソフトスタート用のコンデンサを用いている場合であれば、以下に示す第４の構成のようにすることが望ましい。

この構成においては、前記電源信号を前記第１中間信号とは異なる電圧値に降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータと、該補助レギュレータの異常動作を検出する第２異常検出部と、からなり、前記第２異常検出部により異常動作が検出された際に、前記補助レギュレータが、該補助レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく設けられたソフトスタート用コンデンサを放電させることにより、前記補助レギュレータの動作を停止させるように構成された補助電源装置，が設けられるケースを前提としている。そして、前記ソフトスタート用コンデンサが、前記電源側レギュレータの動作だけでなく、前記補助電源装置の補助レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく両者に対して並列接続される。

この構成であれば、電源側レギュレータに設けられたソフトスタート用コンデンサを補助電源装置における補助レギュレータのソフトスタート用コンデンサとして流用できるため、ソフトスタート用コンデンサの数を減らすことができる。

また、このソフトスタート用コンデンサを放電させることにより、電源側レギュレータによる第１中間信号の生成だけでなく、補助電源装置の補助レギュレータによる第２中間信号の生成をも同時に停止させることができる。

このことは、一方のレギュレータ側それぞれにおける異常動作を他方のレギュレータ側で検出して中間信号の生成を停止できることを意味する。一方のレギュレータからみれば、自身における異常動作が検出されていない状況で、ソフトスタート用コンデンサが放電されたことは、他方のレギュレータ側での異常動作に起因するものといえるからである。

このように、電源側レギュレータからは、ソフトスタート用コンデンサの放電状況により、補助電源装置の補助レギュレータにおいて異常動作が発生していることを検出できるため、この補助レギュレータ側から異常動作を通知するための信号経路を設ける必要がなくなる。その結果、電源装置と補助電源装置との間の信号経路および信号端子の数を減らすことができる、という効果を奏するものとなっている。

なお、上記のように、異常動作が検出された場合に第１中間信号の生成を停止する構成においては、その異常動作が検出されなくなった以降、電源側レギュレータによる第１中間信号の生成を再開させるようにするとよい。

また、上記各構成において、前記第１異常検出部により異常動作が検出されている間、前記供給信号の供給先である制御対象に対して該制御対象の動作をリセットさせるためのリセット信号を出力するリセット出力部，を備えている場合には、以下に示す第５の構成のようにするとよい。

この構成において、前記電源側レギュレータは、前記第１異常検出部により異常動作が検出されなくなった以降、前記制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していることをもって、前記第１中間信号の生成を再開させる。

この構成では、異常動作が検出されなくなっていたとしても、制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していなければ、第１中間信号の生成が再開されない。これにより、異常動作が制御対象の動作をリセットするのに必要な時間よりも短い期間だけ発生していたとしても、その時間が経過してから第１中間信号の生成が再開されるため、その第１中間信号の供給側レギュレータへの供給を、制御対象の動作が確実にリセットされた後で再開させることができる。

なお、この構成において、「制御対象の動作をリセットするのに必要な時間」が経過しているか否かについては、異常動作が検出された以降の経過時間をカウントするタイマのカウント値により判断するようにすればよい。

また、各レギュレータにおける異常動作が検出された際に、それらによる信号の生成を停止させて異常な供給信号が制御対象に供給されてしまうことを防止するためには、異常動作が発生したときに、供給側レギュレータによる供給信号の生成を個別に停止させるようにしてもよい。

このための構成としては、前記電源側レギュレータの異常動作を検出する第１異常検出部，を備え、該第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記供給側レギュレータのうち少なくともいずれかが前記供給信号の生成を停止させる、ようにするとよい。

この構成であれば、電源側レギュレータの異常動作が発生した際に、その下流側にある供給側レギュレータによる供給信号の生成を停止させることができ、これにより異常な供給信号が生成されて制御対象に供給されてしまうことを迅速に防止することができる。

この構成において供給信号の生成を停止させる供給側レギュレータは、いずれの供給側レギュレータであってもよく、例えば、その供給信号により実現される制御対象の機能の重要度に応じて定められた１以上のレギュレータや、その重要度に拘わらず全てのレギュレータなどとすればよい。

また、上記のように、補助レギュレータを追加的に設けた場合においては、この補助レギュレータにおける異常動作も電源装置本体側で併せて検出できるようにすることが、部品点数を減らして製造コストを抑えるのに好適である。

そのためには、例えば、補助レギュレータの異常動作が発生したときに、電源側レギュレータによる第１中間信号の生成を停止させたり、供給側レギュレータによる供給信号の生成を停止させたり、というようにすることが考えられる。

この後者のための構成としては、前記電源信号を前記第１中間信号とは異なる電圧値に降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータと、該補助レギュレータの異常動作を検出する第２異常検出部と、からなる補助電源装置が設けられるケースを前提とし、前記第１異常検出部から検出信号を入力する第１検出経路，および，前記補助電源装置の第２異常検出部から検出信号を入力する第２検出経路のうち、少なくともいずれか一方から入力した検出信号が異常動作を検出した旨の検出結果を示すものである場合に、前記供給側レギュレータのうち少なくともいずれかが前記供給信号の生成を停止させる、ようにするとよい。

この構成であれば、補助レギュレータの異常動作が発生した際に、その最も下流側にある供給側レギュレータによる供給信号の生成を停止させることができ、これにより異常な供給信号が生成されて制御対象に供給されてしまうことを迅速に防止することができる。

また、上述した電源側レギュレータの異常動作を検出するための具体的な構成については特に限定されないが、以下に示す第７〜第１１のような構成とすることが考えられる。
まず、第８の構成において、前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータによる第１中間信号の生成に伴う温度上昇が所定のしきい値よりも大きくなったことを、該電源側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている。

この構成であれば、電源側レギュレータの温度上昇に基づいて、この電源側レギュレータの異常動作を検出することができる。
続いて、第９の構成において、前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電圧値が所定のしきい値よりも大きくなったことを、該電源側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている。

この構成であれば、電源側レギュレータの出力電圧に基づいて、この電源側レギュレータの異常動作を検出することができる。
続いて、第１０の構成において、前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電流値が所定のしきい値よりも大きくなったことを、前記供給側側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている。

この構成であれば、電源側レギュレータの出力電流に基づいて、供給側レギュレータの異常動作を検出することができる。
そして、第１１の構成において、前記第１異常検出部は、少なくとも、前記電源側レギュレータによる第１中間信号の生成に伴う温度上昇が所定のしきい値よりも大きくなったこと，該第１中間信号の電圧値が所定のしきい値よりも大きくなったこと，および，前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電流値が所定のしきい値よりも大きくなったこと，のいずれかを、前記電源側レギュレータ、または前記供給側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている。

この構成であれば、電源側レギュレータの温度上昇，第１中間信号の電圧値および同信号の電流値のうち、いずれかに基づいて、この電源側レギュレータ、または供給側レギュレータの異常動作を検出することができる。

なお、上記のように、異常動作が検出された場合に供給信号の生成を停止する構成では、その異常動作が検出されなくなった以降、供給側レギュレータによる供給信号の生成を再開させる、ようにするとよい。

より具体的な構成としては、前記第１異常検出部により異常動作が検出されている間、前記供給信号の供給先である制御対象に対して該制御対象の動作をリセットさせるためのリセット信号を出力するリセット出力部，を備えている場合であれば、以下に示す第１２の構成のようにするとよい。

この構成において、前記供給側レギュレータそれぞれは、前記第１異常検出部により異常動作が検出されなくなった以降、前記制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していることをもって、前記供給信号の生成を再開させる。

この構成では、異常動作が検出されなくなっていたとしても、制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していなければ、供給信号の生成が再開されない。これにより、異常動作が制御対象の動作をリセットするのに必要な時間よりも短い期間だけ発生していたとしても、その時間が経過してから供給信号の生成が再開されるため、その供給信号の制御対象への供給を、制御対象の動作が確実にリセットされた後で再開させることができる。

また、上記各構成においては、第１３の構成のように、外部からの指令を受けて、前記供給側レギュレータそれぞれにより生成される供給信号の電圧値を調整する電圧調整部，を備えている、ようにするとよい。

この構成であれば、供給側レギュレータそれぞれにより生成される供給信号の電圧値を、第１中間信号の電圧値との関係で決まる範囲において調整することができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
電源装置１は、図１に示すように、電子制御装置１００本体に対する電源供給を行う装置として実装されたものであり、この電子制御装置１００におけるマイコン２００やセンサ類（センサや駆動回路など）３００が必要とする複数種類の信号を生成して供給するように構成されたものである。

この電源装置１は、図２に示すように、外部電源４００から供給される電源信号（電圧Ｖ１）を入力する入力フィルタ１２、入力フィルタ１２によりノイズが除去された電源信号を降圧した第１中間信号を生成する電源側レギュレータ２０、こうして生成された第１中間信号を平滑化する平滑回路１４、この平滑回路１４に平滑化された第１中間信号を降圧してなる供給信号をそれぞれ生成する１以上（本実施形態では３つ）の供給側レギュレータ３０、電源側レギュレータ２０の温度を検出する過熱検出回路４２、平滑回路１４により平滑化された第１中間信号の電圧値を検出する過電圧検出回路４４、平滑回路１４と各供給側レギュレータ３０それぞれとの間に介在して第１中間信号の電流値を検出する過電流検出回路４６、各供給側レギュレータ３０により生成される供給信号の電圧値を調整するための調整回路４８などからなり、供給側レギュレータ３０により生成された供給信号それぞれを供給するように構成されている。

これらのうち、上述した入力フィルタ１２，平滑回路１４以外の構成要素は、１チップ化されたＩＣ（Integrated Circuit）として実装されている。
また、電源側レギュレータ２０は、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果型トランジスタ）２２と、このＭＯＳＦＥＴ２２のスイッチングを制御する制御回路２４とを備えたスイッチングレギュレータであり、このＭＯＳＦＥＴ２２のスイッチング動作で電源信号の電圧Ｖ１を中間電位Ｖ２ａに降圧し、こうして降圧した信号を第１中間信号として出力する。

また、供給側レギュレータ３０は、バイポーラトランジスタ３２と、このバイポーラトランジスタ３２を制御する制御回路３４とを備えたシリーズレギュレータであり、それぞれが、このバイポーラトランジスタ３２のレギュレート動作で第１中間信号の電圧Ｖ２ａを所定の電位Ｖ３〜Ｖｎ（ｎは任意の整数；本実施形態では５）に降圧し、こうして降圧した信号を供給信号として出力する。

これら供給側レギュレータ３０それぞれは、外部から入力端子３６を介して第１中間信号を入力するように構成されているため、この入力端子３６に接続される信号経路を、電源側レギュレータ２０および平滑回路１４を経由した信号経路だけでなく、電源側レギュレータ２０を経由しない信号経路へも選択的に接続することもできる。この場合、後者の信号経路へと接続された供給側レギュレータ３０は、その信号経路から入力される外部信号に基づいて供給信号を生成することになる。

また、過熱検出回路４２は、電源側レギュレータ２０周辺の温度を監視しており、その温度が正常な動作時に到達しうる最大温度よりも高い温度に上昇したことを検出すると、電源側レギュレータ２０が異常動作している旨を通知するための通知信号（本実施形態ではＨレベルの信号）を出力する。この通知信号は、ＯＲ回路５２を介して各供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれへと出力され、これを入力した制御回路３４それぞれは、バイポーラトランジスタ３２のレギュレート動作を停止させることによって、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を停止させる。

また、この過熱検出回路４２は、通知信号を電源側レギュレータ２０の制御回路２４にも出力しており、この通知信号を入力した制御回路２４は、ＭＯＳＦＥＴ２２のスイッチング動作を停止させることによって、電源側レギュレータ２０としての供給信号の生成を停止させる。

また、過電圧検出回路４４は、平滑回路１４により平滑化された第１中間信号の電圧値を監視しており、その電圧値が電源側レギュレータ２０の正常な動作時に到達しうる最大値よりも大きな値に到達したことを検出すると、電源側レギュレータ２０が異常動作している旨を通知するための通知信号（本実施形態ではＨレベルの信号）を出力する。この通知信号は、上記と同様、ＯＲ回路５２を介して各供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれへと出力され、これを入力した制御回路３４それぞれは、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を停止させる。

また、この過電圧検出回路４４は、通知信号を電源側レギュレータ２０の制御回路２４にも出力しており、この通知信号を入力した制御回路２４は、ＭＯＳＦＥＴ２２のスイッチング動作を停止させることによって、電源側レギュレータ２０としての供給信号の生成を停止させる。

また、過電流検出回路４６は、入力端子３６を介して入力した信号（第１中間信号，外部信号）の電流値を、対応する供給側レギュレータ３０に至る直前の経路において監視しており、その電流値が正常な動作時に到達しうる最大値よりも大きな値に到達したことを検出すると、供給側レギュレータ３０が異常動作している旨を通知するための通知信号（本実施形態ではＨレベルの信号）を出力する。この通知信号は、上記と同様、対応する供給側レギュレータ３０の制御回路３４へと出力され、これを入力した制御回路３４は、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を停止させる。

これら各検出回路からの通知信号は、該当する状態が検出されている間のみ出力される。こうして、その出力が終了すると、電源側レギュレータ２０の制御回路２４は、ＭＯＳＦＥＴ２２のスイッチング動作を再開させることによって、電源側レギュレータ２０として第１中間信号の生成を再開させる。同様に、供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれは、バイポーラトランジスタ３２のレギュレート動作を再開させることによって、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を再開させる。

また、調整回路４８は、外部からの指令を受けた際に、その指令に基づいて、供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれにおける回路構成を変成させることにより、その供給側レギュレータ３０により生成される供給信号の電圧値を調整する。ここで、回路構成を変成させるための具体的な手段は、特に限定されないが、例えば、レーザトリミングなどの手段を採用することが考えられる。
（２）実装例
以下に、上述したような構成の電源装置１を電子制御装置１００に実装する場合の実装例について順に説明する。
（２−１）実装例１
本実施形態では、電子制御装置１００に対する電源供給を行う装置として電源装置１が実装されており、この電子制御装置１００におけるマイコン２００やセンサ類３００が必要とする複数種類の信号を生成して供給するように構成されている。

ここで、例えば、マイコン２００やセンサ類３００が電源側レギュレータ２０および供給側レギュレータ３０それぞれの特性で決まる供給信号だけで制御できるケースであれば、図２に示すとおり、供給側レギュレータ３０に対応する入力端子３６それぞれを、全ての電源側レギュレータ２０を経由した信号経路へと接続すればよい。

また、この実装例では、図３に示すように、電源側レギュレータ２０に対して、その動作をソフトスタートさせるべく接続されたソフトスタート用コンデンサＣｓを設けるとよい。

そして、この場合には、過熱検出回路４２が、電源側レギュレータ２０周辺の加熱を検出した際に、このソフトスタート用コンデンサＣｓを放電させるように構成し、これにより、電源側レギュレータ２０の動作を停止させて第１中間信号の生成を停止させるようにするとよい。
（２−２）実装例２
本実施形態においては、マイコン２００やセンサ類３００が電源側レギュレータ２０および供給側レギュレータ３０それぞれの特性で決まる供給信号だけでなく、他の電圧値の供給信号を必要としていることも仕様上ありうる。

具体的には、複数種類の信号のうち、１つだけが、他の信号に比べて電圧値の離れた（電圧値が大きい，または，小さい）信号となるような場合であり、電圧値が離れているが故に、電源側レギュレータ２０および供給側レギュレータ３０それぞれの組み合わせだけで実現できない、または、実現した場合にＩＣ内部での許容損失を超えてしまう恐れがある。

このような場合には、いずれかの供給側レギュレータ３０に対応する入力端子３６を、電源側レギュレータ２０を経由しない信号経路に接続すると共に、この信号経路から、その供給側レギュレータ３０の特性との関係で上記「他の電圧値」を生成できるような電圧値の外部信号を入力するようにすればよい。

適用例を挙げると、第１中間信号とは異なる電圧値となるように電源信号を降圧し、こうして降圧した第２中間信号を、外部信号として入力端子３６を介して供給側レギュレータ３０へと入力するといった構成である。

具体的な構成としては、例えば、図４に示すように、入力フィルタ１２によりノイズが除去なされた電源信号を降圧した第２中間信号を生成する汎用の補助電源装置２と、この補助電源装置２により生成された第２中間信号を平滑化する平滑回路１６と、を追加的に備えた構成とすることが考えられる。

この補助電源装置２は、入力フィルタ１２によりノイズが除去なされた電源信号を降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータ６０、補助レギュレータ６０の温度を検出する過熱検出回路７２、平滑回路１６により平滑化された第２中間信号の電圧値を検出する過電圧検出回路７４などからなり、補助レギュレータ６０により生成された第２中間信号を電源装置１へと供給するように構成されている。

これらのうち、補助レギュレータ６０は、ＭＯＳＦＥＴ６２と、このＭＯＳＦＥＴ６２のスイッチングを制御する制御回路６４とを備えたスイッチングレギュレータであり、このＭＯＳＦＥＴ６２のスイッチング動作で電源信号の電圧Ｖ１を中間電位Ｖ２ｂに降圧し、こうして降圧した信号を第２中間信号として出力する。なお、この補助レギュレータ６０は、損失を抑えるよりも精度を重視するのであれば、供給側レギュレータ３０と同様のシリーズレギュレータとして構成してもよい。

また、過熱検出回路７２は、補助レギュレータ６０周辺の温度を監視しており、その温度が正常な動作時に到達しうる最大温度よりも高い温度に上昇したことを検出すると、補助レギュレータ６０が異常動作している旨を通知するための通知信号（本実施形態ではＨレベルの信号）を出力する。この通知信号は、ＯＲ回路７６を介して電源装置１へと出力され、電源装置１では、この信号を上述したＯＲ回路５２で受けている。

つまり、この通知信号は、ＯＲ回路７６，５２を介して各供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれへと出力され、これを入力した制御回路３４それぞれは、上記と同様、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を停止させる。

また、この過熱検出回路７２は、制御回路６４にも出力しており、この通知信号を入力した制御回路６４は、ＭＯＳＦＥＴ６２のスイッチング動作を停止させることによって、補助レギュレータ６０としての供給信号の生成を停止させる。

また、過電圧検出回路７４は、平滑回路１６により平滑化された第２中間信号の電圧値を監視しており、その電圧値が補助レギュレータ６０の正常な動作時に到達しうる最大値よりも大きな値に到達したことを検出すると、補助レギュレータ６０が異常動作している旨を通知するための通知信号（本実施形態ではＨレベルの信号）を出力する。この通知信号は、上記と同様、ＯＲ回路７６，５２を介して各供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれへと出力され、これを入力した制御回路３４それぞれは、上記と同様、供給側レギュレータ３０としての供給信号の生成を停止させる。

また、この過電圧検出回路７４は、通知信号を制御回路６４にも出力しており、この通知信号を入力した制御回路６４は、ＭＯＳＦＥＴ６２のスイッチング動作を停止させることによって、補助レギュレータ６０としての供給信号の生成を停止させる。

また、この実装例では、電源側レギュレータ２０および補助レギュレータ６０に対して、これらレギュレータの動作をソフトスタートさせるべく接続されたソフトスタート用コンデンサＣｓを設けるとよい。このソフトスタート用コンデンサＣｓは、図５に示すように、レギュレータそれぞれに対して別々のものを設けてもよいが、図６に示すように、両者に対して並列接続することが望ましい。

この場合には、過熱検出回路４２，７２それぞれが、電源側レギュレータ２０，補助レギュレータ６０周辺の加熱を検出した際に、このソフトスタート用コンデンサＣｓを放電させるように構成し、これにより、該当レギュレータの動作を停止させて第１，第２中間信号の生成を停止させるようにするとよい。
（３）作用，効果
このように構成された電源装置１では、供給側レギュレータ３０のうち少なくともいずれかに、電源側レギュレータ２０からの第１中間信号，または，電源側レギュレータ２０を経由しない別の外部信号を選択的に入力されるよう入力端子３６に信号経路を接続することで、この信号に基づいて供給信号を生成することができる。

そのため、該当する供給側レギュレータ３０に、その別の外部信号が入力される信号経路を接続することにより、第１中間信号を入力した場合とは異なる電圧値の供給信号を生成することができる。

こうして該当する供給側レギュレータ３０に入力させる信号を第１中間信号から外部信号へと変更することによって、その供給側レギュレータ３０により生成される供給信号の電圧値のみ変更される結果、電源装置１として供給可能な供給信号における電圧値のバリエーションを変更することができる。

このようなバリエーションの変更は、制御対象（電子制御装置１００）において必要な電圧値に応じて、該当する供給側レギュレータ３０を、電源側レギュレータ２０からの信号経路および電源側レギュレータ２０を介さない信号経路のいずれかへと選択的に接続するだけで容易に実現することができる。

本実施形態では、制御対象が電源側レギュレータ２０および供給側レギュレータ３０それぞれの特性で決まる供給信号だけで制御できる場合については、実装例１のように、全ての供給側レギュレータ３０に電源側レギュレータ２０からの信号経路を接続するという実装を行う（図２，図３）。

それに対し、制御対象が電源側レギュレータ２０および供給側レギュレータ３０それぞれの特性で決まる供給信号だけでなく、他の電圧値の供給信号を必要としている場合については、いずれかの供給側レギュレータ３０について電源側レギュレータ２０を介さない信号経路を接続すると共に、この信号経路から、その供給側レギュレータ３０の特性との関係で上記「他の電圧値」を生成できるような電圧値の外部信号を入力させるという実装を行う。

具体的には、実装例２のように、電源信号を降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータ６０（補助電源装置２）を追加的に設け、こうして生成される第２中間信号を外部信号として供給側レギュレータ３０に入力させている（図４〜図６）。

このように、電源装置１そのままに、汎用の補助電源装置２を追加するだけで、制御対象に応じてその制御に必要なバリエーションで供給信号を生成できるようにすることができるため、専用の電源装置を新たに用意する必要がなくなる結果、その設計および製造を含めた制御対象における最終的な製造コストが増大することを防止できる。このようなコストメリットは、多品種の実装対象を少量生産するような状況において特に顕著である。

また、上記実施形態においては、電源側レギュレータ２０に異常が発生したときに、その下流側にある供給側レギュレータ３０による供給信号の生成を停止させることができ、これにより異常な供給信号が制御対象に供給されてしまうことを迅速に防止することができる。

また、上記実施形態では、過熱検出回路４２によって、電源側レギュレータ２０の温度上昇に基づく異常動作の検出を行うことができる。
また、上記実施形態では、過電圧検出回路４４によって、電源側レギュレータ２０の出力電圧に基づく異常動作の検出を行うことができる。

また、上記実施形態では、過電流検出回路４６によって、電源側レギュレータ２０の出力電流に基づく異常動作の検出を行うことができる。
また、上記実施形態では、上記各検出回路からの通知信号を、ＯＲ回路５２を介して供給側レギュレータ３０の制御回路３４それぞれへと供給しているため、電源側レギュレータ２０の温度上昇，第１中間信号の電圧値および同信号の電流値のうち、いずれかに基づいて、異常動作を検出することができる。

また、上記実施形態においては、調整回路４８により、供給側レギュレータ３０それぞれにより生成される供給信号の電圧値を、第１中間信号の電圧値との関係で決まる範囲において調整することができる。

また、電源側レギュレータ２０に対してソフトスタート用コンデンサＣｓを設けた構成であれば（図３，図５，図６）、このソフトスタート用コンデンサＣｓを放電させることにより、電源側レギュレータ２０による第１中間信号の生成を停止させることができる。

また、電源側レギュレータ２０に対して設けられたソフトスタート用コンデンサＣｓを、補助電源装置における補助レギュレータ６０のソフトスタート用コンデンサとして流用した構成であれば（図６）、個別にコンデンサを設ける場合と比べて、ソフトスタート用コンデンサＣｓの数を減らすことができる。

また、このソフトスタート用コンデンサＣｓを放電させることにより、電源側レギュレータ２０による第１中間信号の生成だけでなく、補助電源装置２の補助レギュレータ６０による第２中間信号の生成を同時に停止させることができる。

このことは、一方のレギュレータ側それぞれにおける異常動作を他方のレギュレータ側で検出して中間信号の生成を停止できることを意味する。一方のレギュレータからみれば、自身における異常動作が検出されていない状況で、ソフトスタート用コンデンサＣｓが放電されたことは、他方のレギュレータ側での異常動作に起因するものといえるからである。

また、上記実施形態においては、補助電源装置２を追加的に設けた場合でも、その補助レギュレータ６０における異常動作を補助電源２側の検出回路で検出し、その結果を電源装置１側に通知している。そのため、その異常動作の発生を電源装置１側で検出し、電源側レギュレータ２０による第１中間信号の生成を停止させたり、供給側レギュレータ３０による供給信号の生成を停止させることができる。

この構成であれば、補助レギュレータ６０の異常動作が発生した際に、その最も下流側にある供給側レギュレータ３０による供給信号の生成を停止させることができ、これにより異常な供給信号が制御対象に供給されてしまうことを迅速に防止することができる。
（３）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、電源側レギュレータ２０の異常動作が検出された際、全ての供給側レギュレータ３０が供給信号の生成を停止させるように構成されている。しかし、こうして供給信号の生成を停止させる供給側レギュレータ３０は、全てのものでなくてもよく、例えば、その供給信号により実現される制御対象の機能の重要度に応じて定められた１以上のレギュレータのみとしてもよい。

また、上記実装例２において、電源側レギュレータ２０および補助レギュレータ６０に共通のソフトスタート用コンデンサＣｓを設けた場合には、図７に示すように、平滑回路１６により平滑化された第２中間信号を、供給側レギュレータ３０へと至る経路の途中で電源装置１の過電圧検出回路４４へと入力されるようにし、この過電圧検出回路４４において補助電源装置２側での過電圧検出を実施するように構成するとよい。

また、上述のように、電源側レギュレータ２０からは、ソフトスタート用コンデンサＣｓの放電状況により、補助電源装置２の補助レギュレータ６０において異常動作が発生していることを検出できるため、この補助レギュレータ６０側から異常動作を通知するための信号経路を設けなくても問題はない。

これにより、補助レギュレータ６０側における異常動作を、電源装置１の電源レギュレータ２０側で検出して中間信号の生成を停止できるようになる。
また、第２中間信号が供給側レギュレータ３０へと至る経路を電源装置１の過電圧検出回路４４へと入力するためには、電源装置１内部で信号経路を形成すればよいため、補助電源装置２と電源装置１とを接続する信号経路（図６においてＯＲ回路７６と電源装置１とを接続する経路）を省略することができるようになる。

また、上記実施形態において、各レギュレータの制御回路は、検出回路による検出がなされている，つまり通知信号が出力されている間、信号の生成を停止するように構成されている。つまり、検出回路からの通知信号が出力されなくなれば、信号の生成を再開する。

この信号の生成は、通知信号が出力されなくなった以降、直ちに再開することとしてもよいが、一定期間経過後に再開することとしてもよい。具体的な例としては、例えば、検出回路による異常動作の検出がなされた際に制御対象の動作をリセットするように構成した場合であれば、検出回路による検出がなされた以降、制御対象の動作をリセットするのに必要な時間の経過後に信号の生成を再開するように構成するとよい。

このための構成としては、例えば、図８（ａ）に示すように、検出回路からの通知信号に基づいてリセット信号を出力するリセット出力回路８２と、この通知信号が出力された以降の経過時間をカウントするタイマ８４と、を設け、レギュレータによる信号の生成が、検出回路から通知信号が出力されなくなり、かつ、タイマ８４によるカウント値が上記必要な時間以上となっている場合に、再開されるといった構成とすることが考えられる。

この構成であれば、異常動作が検出されなくなり通知信号が出力されなくなっても、制御対象の動作をリセットするのに必要な時間が経過した後でなければ、信号の生成が再開されない。これにより、制御対象の動作をリセットするのに必要な時間よりも短い期間だけ異常動作が発生していたとしても、その時間が経過してから信号の生成が再開されるため、その信号のレギュレータへの供給を、制御対象の動作が確実にリセットされた後で再開させることができる。

なお、この構成における検出回路としては、上述した以外の回路構成を採用してもよい。具体的には、図８（ｂ）に示すように、レギュレータにより生成される信号の電圧を、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した値としてコンパレータ８８にて検出し、その電圧が一定値未満になったことをもって通知信号をリセット出力回路８２へと出力する、といった回路構成とすることが考えられる。

また、上記実施形態においては、電源装置１における入力フィルタ１２，平滑回路１４以外の構成要素が１チップ化されたＩＣとして実装された構成を例示した。しかし、この電源装置１については、上記以外の構成要素がＩＣに１チップ化されていない構成としてもよい。例えば、図９に示すように、供給側レギュレータ３０における一部のバイポーラトランジスタ４２を外付けのものとすることが考えられる。
（４）本発明との対応関係
以上説明した実施形態においては、過熱検出回路４２，過電圧検出回路４４，過電流検出回路４６，ＯＲ回路５２およびソフトスタート用コンデンサＣｓが本発明における第１異常検出部であり、調整回路４８が本発明における電圧調整部であり、補助電源装置２の過熱検出回路７２，過電圧検出回路７４，ＯＲ回路７６およびソフトスタート用コンデンサＣｓが本発明における第２異常検出部である。

電源装置が実装される電子制御装置の構成を示すブロック図 電源装置の構成（実装例１）を示すブロック図（１／２） 電源装置の構成（実装例１）を示すブロック図（２／２） 電源装置の構成（実装例２）を示すブロック図（１／３） 電源装置の構成（実装例２）を示すブロック図（２／３） 電源装置の構成（実装例２）を示すブロック図（３／３） 別の実施形態における電源装置の構成を示すブロック図 別の実施形態における電源装置の構成を示すブロック図 別の実施形態における電源装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１…電源装置、２…補助電源装置、１２…入力フィルタ、１４…平滑回路、１６…平滑回路、２０…電源側レギュレータ、２２…ＭＯＳＦＥＴ、２４…制御回路、３０…供給側レギュレータ、３２…バイポーラトランジスタ、３４…制御回路、３６…入力端子、４２…過熱検出回路、４４…過電圧検出回路、４６…過電流検出回路、４８…調整回路、５２…ＯＲ回路、６０…補助レギュレータ、６２…ＭＯＳＦＥＴ、６４…制御回路、７２…過熱検出回路、７４…過電圧検出回路、７６…ＯＲ回路、８２…リセット出力回路、８４…タイマ、８８…コンパレータ、１００…電子制御装置、２００…マイコン、３００…センサ類、４００…外部電源、Ｃｓ…ソフトスタート用コンデンサ。

Claims (14)

1. 外部から供給される電源信号を降圧した第１中間信号を生成する電源側レギュレータ、および、それぞれ前記第１中間信号を降圧して異なる信号レベルの供給信号を生成する複数の供給側レギュレータのうち、前記電源側レギュレータ、および、少なくとも１以上の前記供給側レギュレータがＩＣとして実装され、前記供給側レギュレータにより生成された供給信号それぞれを制御対象へと供給する電源装置であって、
   前記ＩＣとして実装された前記電源側レギュレータにより生成される前記第１中間信号を前記ＩＣ外部へと出力する出力端子と、
   前記出力端子から前記第１中間信号を入力する信号経路、および、前記電源側レギュレータを介さない別の外部信号を入力可能な信号経路、のいずれか一方を選択的に接続可能であり、そうして接続された信号経路を、前記ＩＣとして実装された少なくともいずれかの前記供給側レギュレータへと接続する入力端子と、を備えており、
   前記ＩＣとして実装された少なくともいずれかの前記供給側レギュレータは、前記入力端子に接続された信号経路から入力した信号に基づいて供給信号を生成する、ように構成されている
   ことを特徴とする電源装置。
2. 前記電源信号を前記第１中間信号とは異なる電圧値に降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータ、を備え、
   前記入力端子は、前記出力端子から前記第１中間信号を入力する信号経路、および、前記補助レギュレータに生成される第２中間信号を入力可能な信号経路、のいずれか一方を選択的に接続可能であり、そうして接続された信号経路を、前記ＩＣとして実装された少なくともいずれかの前記供給側レギュレータへと接続して、
   前記ＩＣとして実装された少なくともいずれかの前記供給側レギュレータは、前記補助レギュレータに生成される第２中間信号を入力可能な信号経路が前記入力端子に接続されている場合、該入力端子から入力される第２中間信号に基づき、前記第１中間信号を入力する信号経路が前記出力端子に接続されている場合とは異なる信号レベルの供給信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電源側レギュレータの異常動作を検出する第１異常検出部，を備えており、
   該第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記電源側レギュレータが前記第１中間信号の生成を停止させる、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記電源側レギュレータに対して、該電源側レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく接続されたソフトスタート用コンデンサが備えられており、
   前記電源側レギュレータは、前記第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記ソフトスタート用コンデンサを放電させることにより、前記電源側レギュレータ自身の動作を停止させて前記第１中間信号の生成を停止させる、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 前記電源信号を前記第１中間信号とは異なる電圧値に降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータと、該補助レギュレータの異常動作を検出する第２異常検出部と、からなり、前記第２異常検出部により異常動作が検出された際に、前記補助レギュレータが、該補助レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく設けられたソフトスタート用コンデンサを放電させることにより、前記補助レギュレータの動作を停止させるように構成された補助電源装置，が設けられる場合において、
   前記ソフトスタート用コンデンサが、前記電源側レギュレータの動作だけでなく、前記補助電源装置の補助レギュレータの動作をソフトスタートさせるべく両者に対して並列接続される、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記第１異常検出部により異常動作が検出されている間、前記供給信号の供給先である制御対象に対して該制御対象の動作をリセットさせるためのリセット信号を出力するリセット出力部，を備えており、
   前記電源側レギュレータは、前記第１異常検出部により異常動作が検出されなくなった以降、前記制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していることをもって、前記第１中間信号の生成を再開させる、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の電源装置。
7. 前記電源側レギュレータの異常動作を検出する第１異常検出部，を備えており、
   該第１異常検出部により異常動作が検出された際に、前記供給側レギュレータのうち少なくともいずれかが前記供給信号の生成を停止させる、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電源装置。
8. 前記電源信号を前記第１中間信号とは異なる電圧値に降圧した第２中間信号を生成する補助レギュレータと、該補助レギュレータの異常動作を検出する第２異常検出部と、から
   なる補助電源装置が設けられる場合において、
   前記第１異常検出部から検出信号を入力する第１検出経路，および，前記補助電源装置の第２異常検出部から検出信号を入力する第２検出経路のうち、少なくともいずれか一方から入力した検出信号が異常動作を検出した旨の検出結果を示すものである場合に、前記供給側レギュレータのうち少なくともいずれかが前記供給信号の生成を停止させる、ように構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
9. 前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータによる第１中間信号の生成に伴う温度上昇が所定のしきい値よりも大きくなったことを、該電源側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電源装置。
10. 前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電圧値が所定のしきい値よりも大きくなったことを、該電源側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の電源装置。
11. 前記第１異常検出部は、前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電流値が所定のしきい値よりも大きくなったことを、前記供給側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている
    ことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の電源装置。
12. 前記第１異常検出部は、少なくとも、前記電源側レギュレータによる第１中間信号の生成に伴う温度上昇が所定のしきい値よりも大きくなったこと，該第１中間信号の電圧値が所定のしきい値よりも大きくなったこと，および，前記電源側レギュレータの生成する第１中間信号の電流値が所定のしきい値よりも大きくなったこと，のいずれかを、前記電源側レギュレータ、または前記供給側レギュレータの異常動作として検出する検出回路として構成されている
    ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電源装置。
13. 前記第１異常検出部により異常動作が検出されている間、前記供給信号の供給先である制御対象に対して該制御対象の動作をリセットさせるためのリセット信号を出力するリセット出力部，を備えており、
    前記供給側レギュレータそれぞれは、前記第１異常検出部により異常動作が検出されなくなった以降、前記制御対象の動作をリセットするのに必要な所定時間だけ経過していることをもって、前記供給信号の生成を再開させる、ように構成されている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。
14. 外部からの指令を受けて、前記供給側レギュレータそれぞれにより生成される供給信号の電圧値を調整する電圧調整部，を備えている
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の電源装置。

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