JP4957041B2

JP4957041B2 - 電源供給装置

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Publication number: JP4957041B2
Application number: JP2006089727A
Authority: JP
Inventors: 英男鈴木
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007267513A

Description

本発明は、直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置に関する。

従来より、直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する電源供給装置が提案されている。

前記電源供給装置は、例えば、図３に示すように、直流電源８０から供給される電圧値Ｖｉｎを所定の出力電圧値Ｖｏｕｔに昇圧して負荷７２に出力する昇圧手段７０と、前記昇圧手段７０からの出力電圧値Ｖｏｕｔに所定の分圧比が乗算された帰還電圧値Ｖｆｂを前記昇圧手段７０に帰還させる帰還手段７１とを備え、前記昇圧手段７０が、前記帰還手段７１から帰還される帰還電圧値Ｖｆｂに基づいて前記出力電圧値Ｖｏｕｔを制御するように構成されている。

前記昇圧手段７０は、直流電源８０から供給される電圧Ｖｉｎを平滑化する入力平滑コンデンサ８１と、電圧を昇圧する昇圧コイル８２と、スイッチング素子８３と、前記スイッチング素子８３のオン／オフの制御を実行する制御部８４と、出力する電圧を平滑化する出力平滑コンデンサ８５と、電流の逆流を防止するための逆流防止ダイオード８６とにより構成されている。

前記帰還手段７１は、直列接続された第一抵抗８７と第二抵抗８８とにより構成されている。

以下、前記電源供給装置の動作について説明する。前記制御部８４の制御により、前記スイッチング素子８３がオンされると、前記直流電源８０からの電流が前記昇圧コイル８２に供給される。そして、時間の経過とともに、前記昇圧コイル８２には、前記昇圧コイル８２に流れる電流値の２乗に比例するエネルギーが蓄積される。次に、前記スイッチング素子８３がオフされると、前記昇圧コイル８２に蓄積されたエネルギーは、前記逆流防止ダイオード８６を介して、出力電圧値Ｖｏｕｔとして前記出力平滑コンデンサ８５に蓄積される。ここで、前記逆流防止ダイオード８６は、前記スイッチング素子８３がオンしたときに、前記出力平滑コンデンサ８５に蓄積された電荷が、前記スイッチング素子８３を介して流出することを防止している。

前記出力平滑コンデンサ８６に蓄積された出力電圧値Ｖｏｕｔは、前記直列接続された第一抵抗８７と第二抵抗８８とにより分圧され、帰還電圧値Ｖｆｂとして前記制御部８４に帰還される。そして、前記制御部８４は、前記帰還電圧値Ｖｆｂと予め記憶されている参照電圧値とを比較し、例えば、前記帰還電圧値Ｖｆｂが前記参照電圧値と等しくなるように、前記スイッチング素子８３のオン／オフの制御を実行する。

しかし、図４に示すように、上述の電源供給装置では、何らかの異常により、例えば、前記帰還手段７１において、前記昇圧手段７０の出力端側に接続された前記第一抵抗８７がオープンとなったり、基準電極ＧＮＤ側に接続された前記第二抵抗８８がショートすると、前記第一抵抗８７と前記第二抵抗８８とによる前記出力電圧値の分圧比が変化して、前記帰還電圧値Ｖｆｂが本来よりも小さな値となってしまう。このとき、前記制御部８４は、前記出力電圧値Ｖｏｕｔが十分に昇圧された状態になっているにもかかわらず、前記帰還電圧値Ｖｆｂが前記参照電圧値に満たない為、前記帰還電圧値Ｖｆｂが前記参照電圧値と等しくなるように、前記スイッチング素子８３をより昇圧方向に過剰にオン／オフ制御し続けるため、前記出力電圧値Ｖｏｕｔが過剰に昇圧された状態となってしまうことが問題となっていた。

このため、従来は、前記昇圧手段７０の出力側に、過電圧を監視する保護回路を配置して、過電圧が発生した場合には、前記保護回路から前記昇圧手段７０に帰還をかけて昇圧動作を停止させる技術などが提案されていた。
特開平３−７８４６３号公報特開２００４−２６８６３２号公報

しかし、過電圧を監視する保護回路を配置すると、回路規模が大きくなるといった問題や、実際に過電圧が発生した後に、昇圧動作を停止させるため、そのレスポンスが遅いと瞬時過電圧の抑制が難しくなるという問題があった。

本発明は、上述した従来欠点に鑑み、帰還手段における出力電圧値の分圧比が変化したときでも、前記出力電圧値が過剰に昇圧されることを、簡単な構成で未然に抑制可能な電源供給装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による電源供給装置は、直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、前記帰還手段は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときに前記帰還電圧値を調整する帰還電圧値調整部とを有し、前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、前記帰還電圧値調整部は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続されるツェナーダイオード及び、前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記ツェナーダイオードとの間に接続された第三抵抗を含み、前記ツェナーダイオードのカソードが前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されたことを特徴とする。

また、上述の目的を達成するため、本発明による同電源供給装置は、直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、前記帰還手段は、複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記帰還電圧値を調整する帰還電圧値調整部とを有し、前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、前記帰還電圧値調整部は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続されるツェナーダイオード及び、前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記ツェナーダイオードとの間に接続された第三抵抗を含むことを特徴とする。

また、上述の目的を達成するため、本発明による同電源供給装置は、直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、前記帰還手段は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときにその動作を開始する定電圧源とを有し、前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、前記定電圧源は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続され、且つ前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続され、前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記定電圧源との間に第三抵抗が接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、帰還手段における出力電圧値の分圧比が変化したときでも、前記出力電圧値が過剰に昇圧されることを、簡単な構成で未然に抑制可能な電源供給装置を提供することができるようになった。

（実施形態１）
以下、本発明による電源供給装置の第一の実施形態について説明する。前記電源供給装置１は、図１に示すように、直流電源１０から供給される入力電圧値Ｖｉｎを所定の出力電圧値Ｖｏｕｔに昇圧して負荷１３に出力する昇圧手段１１と、前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔに所定の分圧比が乗算された帰還電圧値Ｖｆｂを前記昇圧手段１１に帰還させる帰還手段１２とを備えて構成されている。

前記昇圧手段１１は、直流電源１０から供給される入力電圧値Ｖｉｎを平滑化する入力平滑コンデンサ１３と、電圧を昇圧する昇圧コイル１４と、スイッチング素子１５と、前記スイッチング素子１５のオン／オフの制御を実行する制御部１６と、出力する電圧を平滑化する出力平滑コンデンサ１７と、電流の逆流を防止するための逆流防止ダイオード１８とを含んで構成されている。尚、前記制御部１６は、オン／オフの基準となる発振回路、帰還電圧を増幅する誤差増幅回路、参照電圧値Ｖｒｅｆと内部回路の各動作点を決める基準電圧源、誤差増幅回路からの出力によりオン／オフのＤｕｔｙ又は周波数を決定する判定回路とその判定に基づき外部のスイッチング素子１５をドライブするドライブ制御回路、全体のタイミングをコントロールするコントロール回路、保護回路等により構成されている。

次に、前記昇圧手段１１の基本動作について説明する。前記制御部１６が前記スイッチング素子１５をオンにすると、前記直流電源１０からの電流が前記昇圧コイル１４に供給される。そして、時間の経過とともに、前記昇圧コイル１４には、前記昇圧コイル１４に流れる電流値の２乗に比例するエネルギーが蓄積される。

この状態で、前記制御部１６が前記スイッチング素子１５をオフすると、前記昇圧コイル１４に蓄積されたエネルギーは、前記逆流防止ダイオード１８を介して、出力電圧値Ｖｏｕｔとして前記出力平滑コンデンサ１７に蓄積される。

ここで、前記逆流防止ダイオード１８は、前記スイッチング素子１５がオンしたときに、前記出力平滑コンデンサ１７に蓄積された電荷が、前記スイッチング素子１５を介して流出することを防止している。

前記出力平滑コンデンサ１７に蓄積された出力電圧値Ｖｏｕｔは、前記負荷１３に出力されるとともに、前記帰還手段１２によって出力電圧値Ｖｏｕｔに所定の分圧比が乗算された帰還電圧値Ｖｆｂに変換されて、前記制御部１６に帰還される。

前記制御部１６は、予め設定されている参照電圧値Ｖｒｅｆと、前記帰還手段１２によって帰還された帰還電圧値Ｖｆｂとを比較し、前記帰還手段１２によって帰還された帰還電圧値Ｖｆｂが前記参照電圧値Ｖｒｅｆと等しくなるように、内蔵する前記判定回路の結果に基づき前記スイッチング素子１５のオンＤｕｔｙやオン／オフ周期を増減するなどの制御を実行することで、当該昇圧手段１１からの出力電圧Ｖｏｕｔが、予め設定された目標出力電圧値Ｖｔａｒで安定するように制御する。

前記帰還手段１２は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部２０と、前記抵抗分割部２０による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときに前記帰還電圧値Ｖｆｂを調整する帰還電圧値調整部２１とを備えて構成されている。

前記抵抗分割部２０は、前記昇圧手段１１による出力電圧値Ｖｏｕｔの出力端Ｔ１と当該帰還手段１２による帰還電圧値Ｖｆｂの出力端Ｔ２との間に接続される第一抵抗２２と、当該帰還手段１２による帰還電圧値Ｖｆｂの出力端Ｔ２と基準電極ＧＮＤとの間に接続される第二抵抗２３とが直列接続されている。

前記帰還電圧値調整部２１は、前記第一抵抗２２と並列接続されるとともに、前記第二抵抗２３と直列接続されるツェナーダイオード２４からなり、前記ツェナーダイオード２４のカソード側が前記昇圧手段１１による出力電圧値Ｖｏｕｔの出力端Ｔ１に接続されている。

換言すると、前記抵抗分割部２０は、直列接続された前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とからなり、その一端が前記昇圧手段１１による出力電圧値Ｖｏｕｔの出力端Ｔ１に接続されるとともに他の一端が基準電極ＧＮＤに接続され、前記帰還電圧値調整部２１は、前記第一抵抗２２と並列接続されるとともに、前記第二抵抗２３と直列接続されるツェナーダイオード２４からなり、前記ツェナーダイオード２４のカソード側が前記昇圧手段１１による出力電圧値Ｖｏｕｔの出力端Ｔ１に接続され、前記ツェナーダイオード２４のアノード側での電圧値が前記帰還電圧値Ｖｆｂとなるように接続されている。

そして、本実施形態１においては、前記ツェナーダイオード２４のアノード側が、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗との接続端Ｔ３に接続され、当該帰還手段１２による帰還電圧値Ｖｆｂの出力端Ｔ２と、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗との接続端Ｔ３とが、同電位となっている。

ここで、前記抵抗分割部２０において、前記第一抵抗２２の抵抗値をｒ１、前記第二抵抗２３の抵抗値をｒ２としたときには、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とによる前記出力電圧Ｖｏｕｔの分圧比、つまり、前記第一抵抗２２に印加される電圧Ｖｒ１と前記第二抵抗２３に印加される電圧Ｖｒ２との比は、ｒ１・（ｒ１＋ｒ２）：ｒ２・（ｒ１＋ｒ２）であり、前記帰還電圧値Ｖｆｂは、（数１）に示す通りである。

（数１）
Ｖｆｂ＝Ｖｏｕｔ×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）

そして、前記出力電圧値Ｖｏｕｔが前記目標出力電圧値Ｖｔａｒに維持されているときの帰還電圧値Ｖｆｂ（ｔａｒ）は、（数２）に示す通りである。

（数２）
Ｖｆｂ（ｔａｒ）＝Ｖｔａｒ×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）

つまり、前記昇圧手段１１において、前記制御部１６は、前記出力電圧値Ｖｏｕｔが前記目標出力電圧値Ｖｔａｒに維持されているときの帰還電圧値Ｖｆｂ（ｔａｒ）を前記参照電圧値Ｖｒｅｆとして記憶されているとともに、前記抵抗分割部２０において、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１と前記第二抵抗２３の抵抗値ｒ２は、（数３）の関係を満たすように設定されている。

（数３）
Ｖｒｅｆ：Ｖｔａｒ＝ｒ２：ｒ１＋ｒ２

また、前記ツェナーダイオード２４は、前記（数３）の関係が満たされているときに前記第一抵抗２２に印加される電圧Ｖｒ１と等しいか、または、わずかに高い電圧となるように、そのツェナー動作電圧Ｖｚｄが設定されている。

上述したような構成では、何らかの異常により、前記第一抵抗２２がオープン状態となったり、その抵抗値ｒ１が上昇し、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とによる前記出力電圧値Ｖｏｕｔの分圧比が変化したときには、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３との接続端Ｔ３における電圧値、つまり、前記帰還電圧値Ｖｆｂは低下しかける。そして、この帰還により前記制御部１６は、前記出力電圧値Ｖｏｕｔを上昇させ、前記参照電圧値Ｖｒｅｆと前記帰還電圧値Ｖｆｂを等しく保とうと制御する。

しかし、このとき、前記第一抵抗２２と並列に接続されている前記ツェナーダイオード２４には、前記ツェナー動作電圧Ｖｚｄよりも大きな電圧が印加されることとなるため、前記ツェナーダイオード２４が動作し、前記ツェナーダイオード２４の両端間、つまりは、前記第一抵抗２２に印加される電圧は、前記ツェナー動作電圧Ｖｚｄに維持される。

ここで、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とによる前記出力電圧値Ｖｏｕｔの分圧比が変化したときとは、前記（数３）の関係が満たされなくなったときを意味している。

この時の関係は以下式（数４）で表され、分圧比にかかわらない。

（数４）
Ｖｒｅｆ：Ｖｏｕｔ＝Ｖｒｅｆ：Ｖｚｄ＋Ｖｒｅｆ（Ｖｆｂ＝Ｖｒｅｆ）

つまり、本実施形態の電源供給装置１では、何らかの異常により、前記第一抵抗２２がオープン状態となったり、その抵抗値ｒ１が上昇しても、前記帰還電圧値Ｖｆｂを、前記（数３）の関係が満たされているときと等しい値に維持することが可能となる。また、前記帰還電圧値Ｖｆｂに基づいた前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔは、前記（数４）よりＶｚｄ＋Ｖｒｅｆとなり、Ｖｚｄは、正常に動作しているときの前記第一抵抗２２に印加される電圧Ｖｒ１よりわずかに高いだけなので、過剰に昇圧されることを未然に抑制することができる。

具体的には、例えば、前記目標出力電圧値Ｖｔａｒを５．５Ｖに、前記参照電圧を０．５Ｖにそれぞれ設定し、それらに応じて、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１を１０ｋΩに、前記第二抵抗２３の抵抗値ｒ２を１ｋΩにそれぞれ設定して、前記制御部１６に、前記帰還電圧Ｖｆｂが０．５Ｖとなるように、前記スイッチング素子１５のオン／オフの制御を実行させた。尚、前記ツェナーダイオード２４のツェナー動作電圧は、前記（数３）が満たされているときに前記第一抵抗２２に印加される電圧よりわずかに高い５．１Ｖに設定した。

上述のように設定した場合には、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１が１０ｋΩを上回ったときにおいても、前記帰還電圧Ｖｆｂは０．５Ｖに維持されるため、前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔは５．６Ｖとなり、前記目標出力電圧値Ｖｔａｒを超えて過剰に昇圧されてしまうことを未然に抑制することができた。

（実施形態２）
以下、本発明による電源供給装置の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態における電源供給装置２を図２に示す。尚、前記第一の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して図中に示し、その詳細な説明は省略する。

前記電源供給装置２は、前記第一の実施形態における帰還手段１２に代えて、それとは異なる帰還手段３２を備えて構成されている。

前記帰還手段３２は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部２０と、前記抵抗分割部２０による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときに前記帰還電圧値Ｖｆｂを調整する帰還電圧値調整部３３とを備えて構成されている。

前記抵抗分割部２０は、直列接続された第一抵抗２２と第二抵抗２３とからなり、その一端が前記昇圧手段１１による出力電圧値Ｖｏｕｔの出力端Ｔ１に接続されるとともに他の一端が基準電極ＧＮＤに接続されている。

尚、前記抵抗分割部２０は、前記第一の実施形態における抵抗分割部２０と同様のものであり、各抵抗の抵抗値においても前記第一の実施形態と同様に設定されている。

前記帰還電圧値調整部３３は、前記第一抵抗２２と並列接続されるとともに、前記第二抵抗２３と直列接続されるツェナーダイオード３４が、前記昇圧手段１１による出力電圧値の出力端Ｔ１に、そのカソード側が接続されるように接続されている。

また、前記ツェナーダイオード３４のアノード側と、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３との接続端Ｔ３との間に第三抵抗３５が接続されている。

そして、本実施形態２においては、前記ツェナーダイオード３４と前記第三抵抗３５との接続端Ｔ４が、当該帰還手段３２による帰還電圧値Ｖｆｂの出力端Ｔ２と同電位になっている。

ここで、前記ツェナーダイオード３４は、前記（数３）の関係が満たされているときに前記第一抵抗２２に印加される電圧Ｖｒ１と等しいか、または、わずかに高い電圧となるように、そのツェナー動作電圧Ｖｚｄが設定されている。

また、前記第三抵抗３５の抵抗値ｒ３は、前記ツェナーダイオード３４がツェナー動作電圧Ｖｚｄ以下にあるとき、当該第三抵抗３５に流れるリーク電流などによる電圧降下が、正常な帰還制御の妨げにならない様に十分に低い抵抗値、つまり、前記（数３）の関係が満たされているときに、前記接続端Ｔ３における電圧値と、前記接続端Ｔ４における電圧値とが、ほぼ等しいとみなせる程度の電圧値になる抵抗値に設定されている。

また、前記抵抗値ｒ３の下限値は、前記第二抵抗２３の抵抗をショートした場合においても前記ツェナーダイオード３４に流れる電流が意図したツェナー動作電圧Ｖｚｄを維持できる電流範囲に電流を制限できる抵抗値とする。

尚、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１や、前記第二抵抗２３の抵抗値ｒ２の値は、正常に動作しているときの、前記ツェナーダイオード３４を含む帰還系に流入／流出するリーク電流の影響で前記（数３）に示す目標としている分圧比の維持に影響の無いベース電流を流せる抵抗値に設定されている。

上述したような構成では、何らかの異常により、前記第一抵抗２２がオープン状態となったり、その抵抗値ｒ１が上昇し、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とによる前記出力電圧値Ｖｏｕｔの分圧比が変化したときには、前記接続端Ｔ３における電圧値は低下しかける。そして、前記接続端Ｔ３における電圧値と、前記接続端Ｔ４における電圧値とが、ほぼ等しいとみなせる程度の電圧値になっているので、前記接続端Ｔ４における電圧値、つまり、前記帰還電圧値Ｖｆｂも同様に低下しかけることとなる。そして、この帰還により前記制御部１６は、前記出力電圧値Ｖｏｕｔを上昇させ、前記参照電圧値Ｖｒｅｆと前記帰還電圧値Ｖｆｂを等しく保とうと制御する。

しかし、このとき、前記第一抵抗２２と並列に接続されている前記ツェナーダイオード３４には、前記ツェナー動作電圧Ｖｚｄよりも大きな電圧が印加されることとなるため、前記ツェナーダイオード３４が動作し、前記ツェナーダイオード３４の両端間、つまりは、前記Ｔ１とＴ２間に印加される電圧は、前記ツェナー動作電圧Ｖｚｄに維持される。

つまり、本実施形態の電源供給装置２では、何らかの異常により、前記第一抵抗２２がオープン状態となったり、その抵抗値ｒ１が上昇しても、前記帰還電圧値Ｖｆｂを、前記（数３）の関係が満たされているときと等しい値に維持することが可能となり、前記帰還電圧値Ｖｆｂに基づいた前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔは、前記（数４）の関係が満たされるため、過剰に昇圧されることを未然に抑制することができる。

この時、最終的には前記第三抵抗３５と前記第ニ抵抗２３の両端に発生する電圧の和、
つまり、前記帰還電圧値Ｖｆｂの電圧が前記参照電圧値Ｖｒｅｆと等しくなり安定する。

また、何らかの異常により、前記第二抵抗２３がショートしたり、その抵抗値ｒ２が低下し、前記第一抵抗２２と前記第二抵抗２３とによる前記出力電圧値Ｖｏｕｔの分圧比が変化したときにも、前記接続端Ｔ３における電圧値は低下しかける。そして、前記接続端Ｔ４は、前記接続端Ｔ３と充分低い前記第三抵抗３５で接続されているため、前記接続端Ｔ４も同様に電圧値が低下しかけるので、前記接続端Ｔ４における電圧値、つまり、前記帰還電圧値Ｖｆｂも同様に低下しかけることとなる。そして、この帰還により前記制御部１６は、前記出力電圧値Ｖｏｕｔを上昇させ、前記参照電圧値Ｖｒｅｆと前記帰還電圧値Ｖｆｂを等しく保とうと制御する。

つまり、本実施形態の電源供給装置２では、何らかの異常により、前記第二抵抗２３がショートしたり、その抵抗値ｒ２が低下しても、前記帰還電圧値Ｖｆｂを、前記（数３）の関係が満たされているときと大凡等しい値に維持することが可能となる。また、前記帰還電圧値Ｖｆｂに基づいた前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔは、前記（数４）の関係が満たされるため、過剰に昇圧されることを未然に抑制することができる。

具体的には、例えば、前記目標出力電圧値Ｖｔａｒを５．５Ｖに、前記参照電圧を０．５Ｖにそれぞれ設定し、それらに応じて、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１を１０ｋΩに、前記第二抵抗２３の抵抗値ｒ２を１ｋΩにそれぞれ設定し、前記制御部１６に、前記帰還電圧Ｖｆｂが０．５Ｖとなるように、前記スイッチング素子１５のオン／オフの制御を実行させた。尚、前記ツェナーダイオード２４のツェナー動作電圧は、前記（数３）が満たされているときに前記第一抵抗２２に印加される電圧よりわずかに高い５．１Ｖに設定した。また、前記第三抵抗３５の抵抗値ｒ３を１００Ωに設定した。

上述のように設定した場合には、前記第一抵抗２２の抵抗値ｒ１が１０ｋΩを上回ったときにおいても、前記帰還電圧Ｖｆｂは０．５Ｖに維持されるため、前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔが、前記目標出力電圧値Ｖｔａｒを超えて過剰に昇圧されてしまうことを未然に抑制することができた。また、前記第二抵抗２３の抵抗値ｒ２が１ｋΩを下回った場合においても、前記帰還電圧Ｖｆｂは０．５Ｖに維持されるため、前記昇圧手段１１からの出力電圧値Ｖｏｕｔは５．６Ｖとなり、前記目標出力電圧値Ｖｔａｒを超えて過剰に昇圧されてしまうことを未然に抑制することができた。

尚、上述の実施形態では、前記ツェナーダイオード２４、３４におけるツェナー動作電圧Ｖｚｄが、前記（数３）を満たすときに前記第一抵抗２２の両端に印加される電圧Ｖｒ１と等しいか、または、わずかに高くなるように設定した場合について説明したが、実際の回路に適用するには、前記ツェナー動作電圧Ｖｚｄは、前記（数３）を満たすときに前記第一抵抗２２に印加される電圧Ｖｒ１よりも、所定の電圧値Ｖαだけ高い値に設定することもできる。

そして、前記所定の電圧値Ｖαは、下限は、採用する各回路部品のばらつきを考慮して正常に動作しているときの前記抵抗分割部２０の分圧電圧による帰還制御を妨げない、つまり正常動作しているときは前記帰還電圧値調整部２１，３３の影響が顕在化しない電圧値であり、上限は異常が発生した時、自己及び周辺回路にダメージを与えない許容できる電圧上昇を超えない電圧値に設定する事が目安となる。

また、上述した実施形態では、前記抵抗分割部２０による出力電圧値Ｖｏｕｔの分圧比が所定の分圧比と乖離するようなときに、つまり、前記（数３）の関係が満たされなくなるようなときに、その動作を開始する定電圧源としてのツェナーダイオードにより、このときの帰還電圧値を調整する構成について説明したが、前記低電圧源は、ツェナーダイオードに限定するものではなく、例えば、トランジスタや抵抗などの組み合わせであってもよい。何れにしても、前記帰還電圧値調整部が、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が所定の分圧比と乖離するようなときに前記帰還電圧値を調整する構成となっていればよい。

第一の実施形態における電源供給装置の説明図第二の実施形態における電源供給装置の説明図従来技術の説明図出力電圧値が過剰に昇圧されるときの説明図

符号の説明

１、２：電源供給装置
１０：直流電源
１１：昇圧手段
１２、３２：帰還手段
１３：負荷
２０：抵抗分割部
２１、３３：帰還電圧値調整部

Claims

直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、
前記帰還手段は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときに前記帰還電圧値を調整する帰還電圧値調整部とを有し、
前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、
前記帰還電圧値調整部は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続されるツェナーダイオード及び、前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記ツェナーダイオードとの間に接続された第三抵抗を含み、前記ツェナーダイオードのカソードが前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されたことを特徴とする電源供給装置。
直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、
前記帰還手段は、複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記帰還電圧値を調整する帰還電圧値調整部とを有し、
前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、
前記帰還電圧値調整部は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続されるツェナーダイオード及び、前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記ツェナーダイオードとの間に接続された第三抵抗を含むことを特徴とする電源供給装置。
前記ツェナーダイオードのツェナー動作電圧が、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となっているときの前記第一抵抗に印加される電圧値と等しい電圧値であることを特徴とする請求項１または２に記載の電源供給装置。
直流電源から供給される電圧を所定の出力電圧値に昇圧して出力する昇圧手段と、前記昇圧手段からの出力電圧値に所定の分圧比が乗算された帰還電圧値を前記昇圧手段に帰還させる帰還手段とを備え、前記昇圧手段が、前記帰還手段から帰還される帰還電圧値に基づいて前記出力電圧値を制御する電源供給装置であって、
前記帰還手段は、抵抗分割による電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となるように設定された複数の抵抗からなる抵抗分割部と、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比と乖離するようなときにその動作を開始する定電圧源とを有し、
前記抵抗分割部は、直列接続された第一抵抗と第二抵抗とからなり、その一端が前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続されるとともに他の一端が基準電極に接続され、
前記定電圧源は、前記第一抵抗と並列接続されるとともに前記第二抵抗と直列接続され、且つ前記昇圧手段による出力電圧値の出力端に接続され、
前記第一抵抗と前記第二抵抗との接続端と、前記定電圧源との間に第三抵抗が接続されていることを特徴とする電源供給装置。
前記定電圧源がツェナーダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の電源供給装置。
前記ツェナーダイオードのツェナー動作電圧が、前記抵抗分割部による出力電圧値の分圧比が前記所定の分圧比となっているときの前記第一抵抗に印加される電圧値と等しい電圧値であることを特徴とする請求項５に記載の電源供給装置。