JP6138561B2

JP6138561B2 - 電源回路

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Publication number: JP6138561B2
Application number: JP2013084846A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　公信; 公信佐藤
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-04-15
Also published as: JP2014206901A

Description

本発明は、電源回路に関する。

電源動作（例えば出力トランジスタのスイッチング動作）を介して入力電圧から出力電圧を生成する電源回路において、異常が発生している状態で電源動作を継続すると、電源回路の構成部品又は電源回路の周辺部品がダメージ（劣化又は破損）を受けることがある。故に、電源回路には、異常発生時に電源動作を停止させる保護回路が備わっていることが多い。

一方、突発的な要因により、ごく短時間だけ異常が発生していると検出される場合がある。また、実際には異常は発生していないのにノイズの影響で、ごく短時間だけ異常が発生していると誤検出される場合もある。これらの場合に、負荷の動作停止を招く電源動作停止を行うことは望ましくない。これを考慮し、一般的な保護回路は、異常が一定時間以上継続して検出された場合にのみ電源動作を停止させる。

国際公開２０１０／１０３９１０号

異常検出に応答して電源動作が停止した後、電源回路を搭載した装置への電源再投入などによって電源動作は再起動するが、異常の原因が排除されていない場合には、再び異常が検出される。結果、第１ステップ“電源投入”、第２ステップ“一定時間の異常動作継続”及び第３ステップ“電源動作の停止”から成るループ処理が繰り返し実行され、電源回路の構成部品又は電源回路の周辺部品がダメージを受ける可能性が高まる。

そこで本発明は、異常発生時の部品へのダメージ軽減に寄与する電源回路を提供することを目的とする。

本発明に係る電源回路は、電源動作により入力電圧から出力電圧を生成する電源回路において、当該電源回路における異常の有無を検出する異常検出回路と、前記異常が検出された場合、前記異常が所定時間継続して検出されるまで待機してから前記電源動作を停止させる通常停止処理、又は、前記待機を経ずに前記電源動作を停止させる即時停止処理を行う制御回路と、前記異常の発生が原因で前記電源動作が停止したとき異常履歴データを保存するメモリと、を備え、前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記メモリの保存内容に基づき、前記通常停止処理又は前記即時停止処理を選択的に実行することを特徴とする。

また例えば、前記メモリに前記異常履歴データが保存されていない状態において第１異常が検出された場合、前記制御回路は、前記通常停止処理を実行するとともに、前記通常停止処理により前記電源動作を停止した際、前記第１異常を示す前記異常履歴データを前記メモリに保存し、その後、前記電源動作の再起動を経て第２異常が検出された場合、前記制御回路は、前記第２異常と前記異常履歴データが示す前記第１異常とが所定関係を満たすか否かを判定し、前記所定関係が満たされるときに前記第２異常に対して前記即時停止処理を実行する一方で、前記所定関係が満たされないときには前記第２異常に対して前記通常停止処理を実行すると良い。

また例えば、前記異常検出回路は、複数種類の異常の有無を検出し、前記第１異常の種類と前記第２異常の種類が同じであるとき、前記所定関係が満たされと良い。

また例えば、前記異常検出回路は、複数種類の異常の有無を検出し、前記第１及び第２異常の内、一方が当該電源回路の出力電流が所定の上限電流を超える過電流の異常であって、且つ、他方が前記電源回路内の所定部位の温度が所定の温度範囲を超える温度異常であるとき、前記所定関係が満たされても良い。

また例えば、前記メモリに前記異常履歴データが保存されていない状態において前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記通常停止処理を実行するとともに、前記通常停止処理により前記電源動作を停止した際、前記異常履歴データを前記メモリに保存し、前記メモリに前記異常履歴データが保存されている状態において前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記即時停止処理を実行しても良い。

また例えば、当該電源回路において、前記電源動作の起動後、所定の判定時間内に前記異常が検出された場合にのみ前記即時停止処理の実行が許可され、前記電源動作の起動後、前記判定時間を経てから前記異常が検出された場合には、前記メモリの保存内容に依存せず、前記通常停止処理が実行されても良い。

また例えば、当該電源回路において、前記電源動作の停止後、前記入力電圧が一旦低下してから所定電圧以上になったとき、前記電源動作が再起動されると良い。

また例えば、前記通常停止処理又は前記即時停止処理による前記電源動作の停止後、前記制御回路は、所定の停止維持時間が経過すると前記電源動作を再起動する、或いは、所定の再起動指示信号の入力に応答して前記電源動作を再起動しても良い。

また例えば、前記異常検出回路は、１種類以上の異常の有無を検出し、前記１種類以上の異常は、当該電源回路の出力電流が所定の上限電流を超える過電流の異常、前記出力電圧が所定の出力電圧範囲を逸脱する出力電圧異常、前記入力電圧が所定の入力電圧範囲を逸脱する入力電圧異常、及び、前記電源回路内の所定部位の温度が所定温度を超える温度異常、の内の少なくとも１つを含んでいると良い。

また例えば、当該電源回路において、当該電源回路の出力電流が流れる出力回路、前記異常検出回路及び前記制御回路を集積化した電源用集積回路に、前記メモリを搭載しても良い。

そして例えば、上記の電源回路を形成するための集積回路を含む半導体装置を構成すると良い。

また例えば、上記の半導体装置を備えた電子機器を構成すると良い。

本発明によれば、異常発生時の部品へのダメージ軽減に寄与する電源回路を提供することが可能である。

本発明の実施形態に係る電源回路の概略構成図である。本発明の実施形態に係る電源回路の変形概略構成図である。本発明の実施形態に係るテレビ装置の外観図である。本発明の実施形態に係るリモートコントローラの外観図である。本発明の実施形態に係り、テレビ装置における電源動作の起動及び停止に関わるフローチャートである本発明の実施形態に係り、入力電圧と出力電圧の関係を示す図である。本発明の実施形態に係る通常停止処理の内容を示す図である。本発明の実施形態に係る即時停止処理の内容を示す図である。本発明の第４実施例に係るタイミング関係を示す図である。本発明の第５実施例に係り、主制御部及び電源用ＩＣ間の関係を示す図である。本発明の実施形態に係るタブレット端末の外観図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る電源回路１の概略構成図である。電源回路１は、直流の入力電圧Ｖｉｎから、入力電圧Ｖｉｎと電圧値が異なる直流の出力電圧Ｖｏを生成する。電源回路１は、半導体集積回路である電源用ＩＣ１０、並びに、インダクタＬ、出力コンデンサＣｏ、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２を含んで形成される。電源用ＩＣ１０そのものが電源回路１であると考えても良い。ＩＣ１０は、入力端子１１と、入力電圧Ｖｉｎに基づく電源動作によって出力電圧Ｖｏを生成するための出力回路２０と、出力端子１２と、出力回路２０を駆動するドライバ回路３０と、を備える。電源用ＩＣ１０は、更に異常検出回路４０及び制御回路５０を含む。また、出力回路２０、ドライバ回路３０、異常検出回路４０及び制御回路５０を集積化した電源用ＩＣ１０に対し、更に、メモリ６０も搭載されている。ドライバ回路３０は出力回路２０の一部であると考えても構わない。回路３０、４０及び５０並びにメモリ６０は、入力端子１１への印加電圧を駆動電圧Ｖｃｃとして用いて駆動する。図１の回路例において、入力端子１１には、入力電圧Ｖｉｎが印加されている。

本実施形態において、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏは正の電圧である。また、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏなどの各電圧の基準となる電位を基準電位と呼び、基準電位を有する配線、金属層又は点をグランド（基準電位ライン）と呼ぶ。基準電位は０Ｖ（ボルト）である。

電源回路１は任意の方式を採用した電源回路であって良いが、図１の回路例では、電源回路１が降圧型チョッパレギュレータとして形成されている。図１の回路例において、出力回路２０は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である出力トランジスタ２１と、ダイオード２２を含み、電源回路１の出力電流は出力回路２０を介して出力端子１２から出力される。出力トランジスタ２１（以下、ＦＥＴ２１ともいう）のドレインは入力端子１１に接続され、当該ドレインに入力電圧Ｖｉｎが印加される。ＦＥＴ２１のソースはダイオード２２のカソード及び出力端子１２に共通接続される。ダイオード２２のアノードはグランドに接続される。出力端子１２はインダクタＬの一端に接続される。インダクタＬの他端は、出力コンデンサＣｏの正極に接続されると共に分圧抵抗Ｒ１の一端に接続される。出力コンデンサＣｏの負極はグランドに接続され、分圧抵抗Ｒ１の他端は分圧抵抗Ｒ２を介してグランドに接続される。出力コンデンサＣｏに加わる電圧（出力コンデンサＣｏの正極及び負極間の電圧）が出力電圧Ｖｏである。出力電圧Ｖｏを負荷ＬＤに供給することができる。

分割抵抗Ｒ１及びＲ２間の接続点に加わる電圧は、出力電圧Ｖｏに応じたフィードバック電圧ＶＦＢとして電源用ＩＣ１０にフィードバックされる。ドライバ回路３０は、フィードバック電圧ＶＦＢが出力電圧Ｖｏの目標値に応じた基準電圧と一致するように、ＦＥＴ２１のゲート電位の制御を介してＦＥＴ２１をスイッチングする。

電源回路１（出力回路２０）における電源動作は、入力電圧Ｖｉｎに基づく電力を、ＦＥＴ２１を介して出力端子１２から負荷ＬＤ側に出力する動作を含む。ＦＥＴ２１のスイッチング、即ちＦＥＴ２１のオンとオフの切り替えによって電源動作が実現される。ＦＥＴ２１のオンは、ＦＥＴ２１のドレイン及びソース間が導通している状態を指し、ＦＥＴ２１のオフは、ＦＥＴ２１のドレイン及びソース間が遮断している状態を指す。

異常検出回路４０は、電源回路１における異常の有無を検出し（換言すれば、電源回路１において異常が発生しているか否かを検出し）、検出結果を制御回路５０に伝達する。異常検出回路４０が検出可能な異常は、過電流による異常、出力電圧異常、入力電圧異常、温度異常の内、少なくとも１つを含む。以下では、それら全ての発生有無が回路４０にて検出可能であるとする。

過電流による異常は、電源回路１の出力電流が所定の上限電流を超える状態を指す。上限電流と比較される電源回路１の出力電流は、出力端子１２から出力される単位時間当たりの電流量を指す。回路４０は、電源回路１の出力電流を検出するための電流検出回路を含んでいても良い。出力端子１２や出力コンデンサＣｏの正極がグランド等と短絡することで過電流が発生することがあるため、過電流による異常は、出力端子１２等がグランド等と短絡する状態を含みうる。

出力電圧異常は、出力電圧Ｖｏが所定の出力電圧範囲を逸脱する状態を指す。回路４０は、出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出回路を含んでいても良い。出力電圧範囲は、所定の下限電圧Ｖｏ_ＬＬから所定の上限電圧Ｖｏ_ＨＨまでの電圧範囲である。ここで、“０＜Ｖｏ_ＬＬ＜Ｖｏ_ＲＥＦ＜Ｖｏ_ＨＨ”である。電圧Ｖｏ_ＲＥＦは、出力電圧Ｖｏに対する所定の目標電圧である。出力電圧異常は、出力電圧Ｖｏが上限電圧Ｖｏ_ＨＨを上回る出力電圧上方異常と、出力電圧Ｖｏが下限電圧Ｖｏ_ＬＬを下回る出力電圧下方異常と、に細分化される。異常検出回路４０は、出力電圧上方異常と出力電圧下方異常を分けて検出して良い。但し、電源動作の起動前には出力電圧Ｖｏがゼロであるため、出力電圧下方異常の発生有無検出は、電源動作の起動後、所定時間が経過してからのみ実行される。出力端子１２や出力コンデンサＣｏの正極がグランド等と短絡することで過電流が発生することがあるため、出力電圧下方異常は、出力端子１２等がグランド等と短絡する状態を含みうる。

入力電圧異常は、入力電圧Ｖｉｎが所定の入力電圧範囲を逸脱する状態を指す。回路４０は、入力電圧Ｖｉｎを検出する電圧検出回路を含んでいても良い。入力電圧範囲は、所定の下限電圧Ｖｉｎ_ＬＬから所定の上限電圧Ｖｉｎ_ＨＨまでの電圧範囲である。ここで、“０＝Ｖｉｎ_ＬＬ＜Ｖｉｎ_ＲＥＦ＜Ｖｉｎ_ＨＨ”である。Ｖｉｎ_ＲＥＦは、入力電圧Ｖｉｎに対する所定の規定値を持つ。電源回路１に対する電力投入が遮断される際、入力電圧Ｖｉｎは規定値から０Ｖ（ボルト）まで減少するが、この減少の過程で、“入力電圧Ｖｉｎが所定の入力電圧範囲を逸脱した”と判断されるべきではないので、下限電圧Ｖｉｎ_ＬＬは０Ｖとされている。故に、実質的には、入力電圧異常は、入力電圧Ｖｉｎが上限電圧Ｖｉｎ_ＨＨを上回る入力電圧上方異常である。

但し、図２に示す如く、電圧Ｖｉｎとは別に駆動電圧Ｖｃｃが電源用ＩＣ１０に供給される場合には、“０＜Ｖｉｎ_ＬＬ＜Ｖｉｎ_ＲＥＦ＜Ｖｉｎ_ＨＨ”であっても良い。電源回路１に対する電力投入が遮断されておらず、駆動電圧Ｖｃｃが正しく電源用ＩＣ１０に供給されている状態において（従って、入力電圧Ｖｉｎが規定値Ｖｉｎ_ＲＥＦ近辺であるべき状態において）、入力電圧Ｖｉｎが下限電圧Ｖｉｎ_ＬＬを下回っているとき、回路４０は、入力電圧異常の一種である入力電圧下方異常が発生していると判断しても良い。回路４０は、入力電圧上方異常と入力電圧下方異常を分けて検出しても良い。

温度異常は、電源回路１内の所定の対象部位の温度が所定温度を超える状態を指す。回路４０は、対象部位の温度を検出する温度検出回路を含んでいても良い。対象部位は、例えば、出力トランジスタ２１、又は、電源用ＩＣ１０のパッケージである。

制御回路５０は、異常検出回路４０の検出結果を参照しつつ、ドライバ回路３０の動作を制御することができる。メモリ６０は、不揮発性メモリから成り、異常の発生が原因で電源動作が停止したとき、異常履歴データを保存する（異常履歴データの詳細については後述）。電源動作の実行中において異常検出回路４０により任意の異常が検出された場合、制御回路５０は、電源動作を停止させることができる。この際、制御回路５０は、メモリ６０の保存内容に応じて、通常停止処理又は即時停止処理を選択的に実行することができる。

通常停止処理において、制御回路５０は、異常が所定時間Ｔ_Ｃ継続して検出されることを待機してから（異常が所定時間Ｔ_Ｃ継続して検出されるまで待機してから）電源動作を停止させる。一方、即時停止処理において、制御回路５０は、所定時間Ｔ_Ｃの待機を行うことなく電源動作を停止させる。例えば、制御回路５０はドライバ回路３０に対してイネーブル信号又はディスイネーブル信号を選択的に供給する。ドライバ回路３０は、イネーブル信号が供給されているときには上記フィードバック電圧ＦＢに応じた電源動作を行う一方、ディスイネーブル信号が供給されているときにはＦＥＴ２１をオフのまま維持する。図１の回路例において、ＦＥＴ２１をオフに維持することは電源動作の停止に相当する。

電源動作の停止処理に関する、より具体的な動作例などについて、以下の複数の実施例の中で説明する。

＜＜第１実施例＞＞
電源回路１の第１実施例を説明する。第１実施例及び後述の第２〜第５実施例では、電源回路１が、図３に示すようなテレビ装置１００（液晶テレビ装置等）に搭載されていることを想定する。テレビ装置１００のユーザは、テレビ装置１００に付随するリモートコントローラ（図４参照）に設けられた電源スイッチ１１０を操作することで、テレビ装置１００の主電源をオン又はオフすることができる。電源スイッチ１１０は、テレビ装置１００そのものに設けられたものであっても良い。テレビ装置１００の主電源がオンのとき、入力電圧Ｖｉｎは０Ｖよりも大きな規定電圧となって（但し、入力電圧異常がないと仮定）、電源回路１の電源動作が起動可能となる。テレビ装置１００の主電源がオフのとき、入力電圧Ｖｉｎは０Ｖとなるため、電源動作は起動不可である。

図５は、テレビ装置１００における電源動作の起動及び停止に関わるフローチャートである。ステップＳ１１に至る前には、電源回路１において異常が一度も検出されておらず、従ってメモリ６０に異常履歴データは保存されていないものとする。ステップＳ１１においてテレビ装置１００の主電源がオンとされると、入力電圧Ｖｉｎが０Ｖから上昇して所定の起動電圧以上になる（図６参照）。入力電圧Ｖｉｎが起動電圧以上になると、ステップＳ１２において電源回路１における電源動作が起動し（イネーブル信号がドライバ回路３０に供給され）、出力電圧Ｖｏが０Ｖから上昇する。出力電圧異常がないならば、出力電圧Ｖｏは目標電圧Ｖｏ_ＲＥＦ近辺で安定する（図６参照）。

今、ステップＳ１２に続くステップＳ１３において、異常検出回路４０により第１異常が検出され、第１異常の検出状態が所定時間Ｔ_Ｃ以上維持したことを想定する。そうすると、制御回路５０は、第１異常の検出状態が所定時間Ｔ_Ｃ継続した時点で電源動作を停止させる（ステップＳ１４）。

これについて、より詳細に説明する。図７に示す如く、第１異常が検出され始めたタイミングがｔ１であって、タイミングｔ１より所定時間Ｔ_Ｃだけ後のタイミングをｔ２とする。タイミングｔ１において、制御回路５０は、メモリ６０に異常履歴データが保存されているか否かを確認する。ステップＳ１１に至る前において異常が一度も検出されていないことを想定しているため、タイミングｔ１において異常履歴データは保存されていない。異常履歴データがメモリ６０に保存されていないことを確認すると、制御回路５０は、通常停止処理を実行する。つまり、制御回路５０は、第１異常が所定時間Ｔ_Ｃ継続して検出されるか否かを異常検出回路４０を用いて監視し、第１異常が所定時間Ｔ_Ｃ継続して検出された場合に、ステップＳ１４における電源動作の停止を行う（ディスイネーブル信号をドライバ回路３０に供給する）。従って、通常停止処理による電源動作の停止は、タイミングｔ２に実行される。例えば、制御回路５０は、第１異常が検出されている状態の継続時間を計測するタイマ（不図示）を有し、その継続時間が時間Ｔ_Ｃに達した時点で電源動作を停止すれば良い。仮に、タイミングｔ２に至る前に、第１異常が検出されなくなったときには、電源動作の停止を行わずに通常停止処理が終了する（タイマがリセットされる）。

ステップＳ１４において通常停止処理により電源動作を停止させると、ステップＳ１５において制御回路５０は、異常履歴データをメモリ６０に保存する。この際、制御回路５０は、保存される異常履歴データに、電源動作の停止の原因となった異常の種類（即ち、第１異常の種類）を含める。例えば、第１異常が過電流の異常であったならば、電源動作の停止の原因となった異常が過電流の異常であることを示すデータを、異常履歴データに含めておく。

電源動作が停止すると、出力電圧Ｖｏが０Ｖにまで低下して（図６参照）、テレビ装置１００は、テレビとしての正常な動作を実現できない（例えば、映像表示が停止する）。そこで、ステップＳ１５に続くステップＳ２１において、ユーザはテレビ装置１００の主電源を一旦オフとしてから、再度、テレビ装置１００の主電源をオンする。テレビ装置１００の主電源が一旦オフとされると、入力電圧Ｖｉｎは、０Ｖよりも高いが起動電圧よりも低い所定のリセット電圧以下まで低下し（図６では、０Ｖにまで低下し）、電源用ＩＣ１０の全体的な動作が停止する。その後、テレビ装置１００の主電源が再度オンとなると、入力電圧Ｖｉｎが０Ｖから上昇して所定の起動電圧以上になる。入力電圧Ｖｉｎが起動電圧以上になると、ステップＳ２２において電源回路１における電源動作が再起動する（イネーブル信号がドライバ回路３０に再供給される）。電源動作の再起動によって出力電圧Ｖｏが０Ｖから上昇する。出力電圧異常がないならば、出力電圧Ｖｏは目標電圧Ｖｏ_ＲＥＦ近辺で安定する（図６参照）。

ステップＳ２２の後、異常検出回路４０により何ら異常が検出されないならば、テレビ装置１００の主電源がオフとされるまで、電源回路１は電源動作を行い続ける。但し、ここでは、ステップＳ２２に続くステップＳ２３において、異常検出回路４０により第２異常が検出されたことを想定する。

第２異常が検出されると、ステップＳ２４において、制御回路５０は、第２異常の種類とメモリ６０内の異常履歴データが示す異常の種類（即ち第１異常の種類）とが所定の関係ＲＲを満たすか否かを判定する。そして、制御回路５０は、第１及び第２異常が関係ＲＲを満たす場合には、第２異常に対してステップＳ２５の即時停止処理を実行し、第１及び第２異常が関係ＲＲを満たさない場合には、第２異常に対してステップＳ２６の通常停止処理を実行する。

即ち、第１及び第２異常が関係ＲＲを満たす場合、ステップＳ２５の即時停止処理において、制御回路５０は、第２異常の検出状態が所定時間Ｔ_Ｃ継続するか否かに関係なく、速やかに電源動作を停止する（ディスイネーブル信号をドライバ回路３０に供給する）。即時停止処理による電源動作の停止後、ステップＳ２１に戻る。図８に示す如く、第２異常が検出され始めたタイミングがｔ３であって、タイミングｔ３より所定時間Ｔ_Ｃだけ後のタイミングをｔ４とする。第１及び第２異常が関係ＲＲを満たす場合、即時停止処理による電源動作の停止は、タイミングｔ３より後であって且つタイミングｔ４より前のタイミングｔ３’に実行される。タイミングｔ３’はタイミングｔ３と実質的に同じであっても良い。

第１及び第２異常が関係ＲＲを満たない場合には、ステップＳ２６の通常停止処理において、制御回路５０は、第２異常の検出状態が所定時間Ｔ_Ｃ継続した場合にのみ電源動作を停止する。つまり、第２異常の検出状態が所定時間Ｔ_Ｃ継続した後、タイミングｔ４に電源動作を停止する。通常停止処理による電源動作の停止後、ステップＳ２１に戻る。仮に、タイミングｔ４に至る前に、第２異常が検出されなくなったときには、電源動作の停止を行わずに通常停止処理が終了する。

例えば、第１異常の種類と第２異常の種類が互いに同じであるとき関係ＲＲが満たされ、第１異常の種類と第２異常の種類が互いに異なるとき関係ＲＲが満たされない。これによれば、例えば、第１異常及び第２異常が共に過電流の異常である場合には関係ＲＲが満たされるが、第１異常が過電流の異常であって且つ第２異常が過電流以外の異常（出力電圧異常、入力電圧異常又は温度異常）である場合には関係ＲＲが満たされない。

電源回路１に異常が発生している状態で電源動作を継続すると、電源回路１の構成部品又は電源回路１の周辺部品がダメージ（劣化又は破損）を受けることがある。故に、異常発生時には電源動作を停止して各部品を保護することが好ましい（異常検出回路４０及び制御回路５０は、当該保護を担う保護回路としての機能を持つ）。一方で、突発的な要因により、ごく短時間だけ異常が発生していると検出される場合がある。また、実際には異常は発生していないのにノイズの影響で、ごく短時間だけ異常が発生していると誤検出される場合もある。これらの場合に、負荷ＬＤの動作停止を招く電源動作停止を行うことは望ましくない。これを考慮し、短時間の異常検出にて電源動作が停止しないよう、原則として、制御回路５０は通常停止処理を採用する。

電源を再投入することで電源動作は再起動するが（電源用ＩＣ１０は再起動するが）、異常の原因が排除されていない場合には、再び異常が検出される。このとき、常に通常停止処理を行うようにすると、第１ステップ“電源投入”、第２ステップ“一定時間Ｔ_Ｃの異常動作継続”及び第３ステップ“電源動作の停止”から成るループ処理が繰り返し実行され、電源回路１の構成部品又は電源回路１の周辺部品がダメージを受ける可能性が高まる。これに鑑み、第１実施例では、異常発生に起因して電源動作が停止した際に異常の原因をメモリ６０に書き込み、電源動作の再起動後に同等の異常が再び検出されたならば、異常の原因が解消していないと判断して電源動作を即時に停止する。これにより、一定時間Ｔ_Ｃの経過を待たずに電源動作が停止するため、異常状態での動作時間が短くなる。結果、電源回路１の構成部品又は電源回路１の周辺部品へのダメージの軽減が図られる。

＜＜第２実施例＞＞
電源回路１の第２実施例を説明する。第２実施例及び後述の第３〜第６実施例は第１実施例を基礎とする実施例であり、第２〜第６実施例において特に述べない事項に関しては、特に記述無き限り且つ矛盾の無い限り、第１実施例の記載が第２〜第６実施例にも適用される。

第１異常の種類と第２異常の種類が互いに同じであるとき関係ＲＲが満たされることに変わりはないが、第２実施例では、第１異常の種類と第２異常の種類が互いに異なっていても、それらが関連性を持った異常であるならば関係ＲＲが満たされる。

例えば、第１及び第２異常の内、一方（特に第１異常）が過電流の異常であって、且つ、他方（特に第２異常）が温度異常であるとき、関係ＲＲが満たされると判断しても良い。過電流の異常が発生すると大きな発熱により温度異常が発生しやすくなる。逆に考えると、温度異常の発生は過電流が要因になっていることも多い。このため、過電流の異常と温度異常は密接な関連性を持っていると考えることができる。故に、過電流の異常が原因で電源動作が停止した後、電源動作の再起動後に温度異常が検出されたならば、過電流の発生要因が排除されていない可能性が高く、このような場合には、一定時間Ｔ_Ｃの経過を待つことなく電源動作を停止した方が、部品へのダメージ軽減の観点から好ましい（温度異常が原因で電源動作が停止した後、電源動作の再起動後に過電流が検出された場合も同様）。

第２実施例においても、第１異常の種類と第２異常の種類が互いに相違していて且つそれらが関連性を持たないならば、関係ＲＲは満たさない。例えば、第１及び第２異常の内、一方が出力電圧異常であって他方が入力電圧異常であるとき、関係ＲＲは満たさない。

＜＜第３実施例＞＞
電源回路１の第３実施例を説明する。第１及び第２実施例では、電源動作の再起動後に第２異常が検出されたとき、第１及び第２異常が関係ＲＲを満たす場合に限って即時停止処理を実行するようにしているが、第３実施例では、電源動作の再起動後に第２異常が検出されたとき、第１及び第２異常の種類に依存せず、一律に即時停止処理を実行する。

つまり、図５のステップＳ２３にて第２異常が検出されると、ステップＳ２４において、制御回路５０は、単に異常履歴データがメモリ６０に保存されているか否かをチェックする。そして、異常履歴データがメモリ６０に保存されていることを確認すると、第１及び第２異常の種類に依存せず、ステップＳ２５への遷移を発生させて、制御回路５０は即時停止処理を実行する。

従って、第３実施例では、以下のような動作が行われると言える。
メモリ６０に異常履歴データが保存されていない状態において異常検出回路４０により異常が検出された場合（ステップＳ１３）、制御回路５０は、通常停止処理を実行するとともに、通常停止処理により電源動作を停止した際（ステップＳ１４）、異常履歴データをメモリ６０に保存する（ステップＳ１５）。一方、メモリ６０に異常履歴データが保存されている状態において他の異常が検出された場合、制御回路５０は、即時停止処理を実行する。図５の例に当てはめると、ステップＳ２２の電源動作の再起動を経てステップＳ２３にて第２異常が検出されると、メモリ６０に異常履歴データが保存されているため、制御回路５０は即時停止処理を実行する。

第３実施例では、ステップＳ１５にてメモリ６０に保存されるべき異常履歴データに、電源動作の停止の原因となった異常の種類（即ち、第１異常の種類）を含める必要は無い。第３実施例における異常履歴データは、異常の発生が原因で電源動作が停止した履歴を指し示せば足る。

再起動後も何らかの異常が検出される電源回路１は、修理等を経ないと解消しないような問題を抱えている可能性が高く、そのような状態での動作は、部品へのダメージを考慮すると、なるだけ短くすべきである。これを考慮し、第３実施例では、上述の如く異常の種類を問わない。第３実施例によっても、異常状態での動作時間の短縮により、第１実施例と同様の効果が得られる。

＜＜第４実施例＞＞
電源回路１の第４実施例を説明する。第４実施例では、第１〜第３実施例に適用可能な技術を説明する。

第１〜第３実施例において、電源動作の起動直後にのみ即時停止処理が許可されても良い。これを、図５及び図９を参照して説明する。図９のタイミングｔ１〜ｔ４は、図７及び図８を参照して上述したものと同様である。ステップＳ１１〜Ｓ１５並びにＳ２１を経て、ステップＳ２２によりタイミングｔａにて電源動作が再起動したとする（タイミングｔａにおいてドライバ回路３０への供給信号がディスイネーブル信号からイネーブル信号に切り替えられたとする）。タイミングｔａは、タイミングｔ２よりも後であって且つタイミングｔ３よりも前のタイミングである。ステップＳ２３に対応するタイミングｔ３にて第２異常が検出される。

このとき、制御回路５０は、タイミングｔａ及びｔ３間の時間Ｔ_Ｑを所定の判定時間と比較し、時間Ｔ_Ｑが判定時間以下である場合に限って即時停止処理の実行を許可する。一方、時間Ｔ_Ｑが判定時間を超える場合、制御回路５０は、メモリ６０の保存内容に依存せず即時停止処理の実行を禁止し、通常停止処理を実行する。

従って第１及び第２実施例に対して第４実施例を適用する際、第２異常の検出に応答して、制御回路５０は、時間Ｔ_Ｑが判定時間以下であって且つ第１及び第２異常が関係ＲＲを満たす場合に、ステップＳ２５への遷移を発生させて即時停止処理を行い、時間Ｔ_Ｑが判定時間を超える場合には、第１及び第２異常が関係ＲＲを満たしているか否かに依存せず、ステップＳ２６への遷移を発生させて通常停止処理を行う。

第３実施例に第４実施例を適用する際、第２異常の検出に応答して、制御回路５０は、時間Ｔ_Ｑが判定時間以下であって且つメモリ６０に異常履歴データが保存されている場合に、ステップＳ２５への遷移を発生させて即時停止処理を行い、時間Ｔ_Ｑが判定時間を超える場合には、メモリ６０に異常履歴データが保存されているか否かに依存せず、ステップＳ２６への遷移を発生させて通常停止処理を行う。

異常の原因が存在し続けているならば、電源動作の再起動後、再度、直ちに異常が検出される可能性が高い。逆に考えると、電源動作の再起動後、直ちに異常が検出されないのであれば（判定時間を超えた後に第２異常が検出されたならば）、前回、電源動作を停止させた異常の原因は解消している可能性が相応に高い。即時停止処理は、異常の原因が存在し続けているときに繰り返し生じる異常動作の実行時間短縮に寄与するものであるため、前回の異常の原因が解消している可能性が相応に高いならば、即時停止処理ではなく、通常停止処理を行った方が好ましい。第４実施例は、このような要請に応える。

＜＜第５実施例＞＞
電源回路１の第５実施例を説明する。第５実施例で述べる方法を第１〜第４実施例に適用することができる。第５実施例では、入力電圧Ｖｉｎが常に上記起動電圧（図６参照）以上であることを想定する。

通常停止処理又は即時停止処理による電源動作の停止後、制御回路５０は、所定の停止維持期間が経過した時点で電源動作を再起動するようにしても良い。即ち、制御回路５０は、通常停止処理又は即時停止処理によってドライバ回路３０にディスイネーブル信号を供給した後、所定の停止維持期間が経過すると、ドライバ回路３０にイネーブル信号を再度供給しても良い。これにより、電源スイッチ１１０（図４）の操作を介さずに、自動的に電源動作の再起動を行うことができる。

或いは、通常停止処理又は即時停止処理による電源動作の停止後、制御回路５０は、所定の再起動指示信号の入力に応答して電源動作を再起動しても良い。図１０に示す如く、再起動指示信号は、電源用ＩＣ１０の外部に設けられた主制御部１３０から電源用ＩＣ１０に供給されても良い。主制御部１３０は、例えば、図３のテレビ装置１００に設けられたマイクロコンピュータ等から成り、テレビ装置１００における各種動作を制御する。

＜＜第６実施例＞＞
電源回路１を任意の電子機器に搭載することができる。この場合、当該電子機器内の電気部品の全部又は一部を出力電圧Ｖｏにて駆動させると良い。電子機器は、任意の情報の取得、再生又は加工等を行うことのできる任意の機器であり、例えば、表示パネル、磁気ディスク装置（磁気ディスク記憶装置）、光ディスク装置（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）又はＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）を用いたデータ記憶／再生装置）、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、情報端末、電子書籍リーダ、電子辞書、デジタルカメラ、ゲーム機器又はナビゲーション装置である。表示パネルは、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルである。

電源回路１を搭載した電子機器が、表示パネルそのもの又は表示パネルを含んだ電子機器である場合、電源回路１の出力電圧Ｖｏを表示パネルの駆動用電圧に用いることができる。電源回路１が搭載され且つ表示パネルを含んだ電子機器は、例えば、図３に示すようなテレビ装置１００（液晶テレビ装置等）、図１１に示すようなタブレット端末、ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォンである。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈５を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
既に述べたが、電源回路１は任意の方式を採用した電源回路であって良い。図１では、スイッチングレギュレータの一種である降圧型チョッパレギュレータとして電源回路１が形成されているが、電源回路１は、昇圧型又は極性反転型のスイッチングレギュレータを形成していても良いし、出力トランジスタのスイッチングを伴わないリニアレギュレータを形成していても良い。

［注釈２］
図１の回路例では、出力トランジスタ２１がＮチャンネルのＦＥＴとされているが、電源回路１の方式にも依存して、出力トランジスタ２１はＰチャンネルのＦＥＴにもなりうる。

［注釈３］
更に、出力トランジスタ２１としてのＭＯＳＦＥＴを、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）又はバイポーラトランジスタに置き換えても良い。ＭＯＳＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタを利用する場合、上述の各説明におけるゲート（制御端子）、ドレイン、ソースを、夫々、ベース（制御端子）、コレクタ、エミッタに読み替えれば良い。

［注釈４］
また、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏが負の電圧となるように、電源回路１の構成を変更しても良い。

［注釈５］
例えば、以下のように考えることができる。ＩＣ１０は、上述の電源回路１を形成するための集積回路を含んだ半導体装置である。第６実施例で述べた電子機器は当該半導体装置を備えている。ＩＣ１０の中に、上述の電源回路１を形成する回路以外の回路（例えば、他の電源回路用の回路）が更に含まれていても構わない。

１電源回路
１０電源用ＩＣ
１１入力端子
１２出力端子
２０出力回路
３０ドライバ回路
４０異常検出回路
５０制御回路
６０メモリ

Claims

電源動作により入力電圧から出力電圧を生成する電源回路において、
当該電源回路における異常の有無を検出する異常検出回路と、
前記異常が検出された場合、前記異常が所定時間継続して検出されるまで待機してから前記電源動作を停止させる通常停止処理、又は、前記待機を経ずに前記電源動作を停止させる即時停止処理を行う制御回路と、
前記異常の発生が原因で前記電源動作が停止したとき異常履歴データを保存するメモリと、を備え、
前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記メモリの保存内容に基づき、前記通常停止処理又は前記即時停止処理を選択的に実行する
ことを特徴とする電源回路。
前記メモリに前記異常履歴データが保存されていない状態において第１異常が検出された場合、前記制御回路は、前記通常停止処理を実行するとともに、前記通常停止処理により前記電源動作を停止した際、前記第１異常を示す前記異常履歴データを前記メモリに保存し、
その後、前記電源動作の再起動を経て第２異常が検出された場合、前記制御回路は、前記第２異常と前記異常履歴データが示す前記第１異常とが所定関係を満たすか否かを判定し、前記所定関係が満たされるときに前記第２異常に対して前記即時停止処理を実行する一方で、前記所定関係が満たされないときには前記第２異常に対して前記通常停止処理を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
前記異常検出回路は、複数種類の異常の有無を検出し、
前記第１異常の種類と前記第２異常の種類が同じであるとき、前記所定関係が満たされる
ことを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
前記異常検出回路は、複数種類の異常の有無を検出し、
前記第１及び第２異常の内、一方が当該電源回路の出力電流が所定の上限電流を超える過電流の異常であって、且つ、他方が前記電源回路内の所定部位の温度が所定の温度範囲を超える温度異常であるとき、前記所定関係が満たされる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電源回路。
前記メモリに前記異常履歴データが保存されていない状態において前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記通常停止処理を実行するとともに、前記通常停止処理により前記電源動作を停止した際、前記異常履歴データを前記メモリに保存し、
前記メモリに前記異常履歴データが保存されている状態において前記異常が検出された場合、前記制御回路は、前記即時停止処理を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
前記電源動作の起動後、所定の判定時間内に前記異常が検出された場合にのみ前記即時停止処理の実行が許可され、前記電源動作の起動後、前記判定時間を経てから前記異常が検出された場合には、前記メモリの保存内容に依存せず、前記通常停止処理が実行される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電源回路。
前記電源動作の停止後、前記入力電圧が一旦低下してから所定電圧以上になったとき、前記電源動作が再起動する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電源回路。
前記通常停止処理又は前記即時停止処理による前記電源動作の停止後、前記制御回路は、所定の停止維持時間が経過すると前記電源動作を再起動する、或いは、所定の再起動指示信号の入力に応答して前記電源動作を再起動する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電源回路。
前記異常検出回路は、１種類以上の異常の有無を検出し、
前記１種類以上の異常は、
当該電源回路の出力電流が所定の上限電流を超える過電流の異常、
前記出力電圧が所定の出力電圧範囲を逸脱する出力電圧異常、
前記入力電圧が所定の入力電圧範囲を逸脱する入力電圧異常、及び、
前記電源回路内の所定部位の温度が所定温度を超える温度異常、
の内の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の電源回路。
当該電源回路の出力電流が流れる出力回路、前記異常検出回路及び前記制御回路を集積化した電源用集積回路に、前記メモリを搭載した
ことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の電源回路。
請求項１〜１０の何れかに記載の電源回路を形成するための集積回路を含む
ことを特徴とする半導体装置。
請求項１１に記載の半導体装置を備えた
ことを特徴とする電子機器。