JP6539201B2 - スイッチング電源、電源回路及び車載制御装置 - Google Patents

スイッチング電源、電源回路及び車載制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、スイッチング電源、電源回路及び車載制御装置に関する。
従来、車両に搭載される各種機器の電子制御化が進んでいる。これらの機器を制御する車載制御装置は、車載バッテリから、電源回路によって降圧した電圧を供給されている。
電源回路のうち、スイッチング電源は、出力電圧の変動が大きいが、損失が小さい利点があり、高電圧な車載バッテリから電圧を降圧することに優位である。一方、リニア電源は、損失が大きいが、出力電圧の変動が小さく、高精度な電圧を出力することに優位である。
そこで、スイッチング電源とリニア電源を直列に接続することで、低損失で高精度な電圧出力を実現した電源回路が知られている。これら電源回路では、安全な動作を保証するために、断線故障や短絡故障などが発生した場合、その故障状態を検出する機能が必要である。
例えば、スイッチング電源の故障状態の検出として、「フライホイールダイオードを構成する第２のダイオード素子が電気的にオープン状態に陥ったときであってもスイッチングトランジスタの劣化や破壊を防止することができるスイッチングレギュレータ」が知られている（特許文献１参照）。
特開2011-83104号公報
しかし、特許文献１では、「集積回路部の出力端子に接続される第２のダイオード素子（フライホイールダイオード）が何らかの原因によりオープン状態になると検知トランジスタがオンしてノイズマスク回路を作動させる。ノイズマスク回路が作動すると、ＰＷＭ回路１６０からロジック回路、レベルシフト回路を介してスイッチングトランジスタに信号（ＰＷＭ駆動信号）が供給されるのを停止する。」と記載されている。
このように、従来のフライホイールダイオードの断線故障が検出可能な回路を備えたスイッチング電源では、断線故障を検出すると、ＰＷＭ駆動信号を停止させていた。しかし、スイッチング電源を含む電源回路は、車載制御装置を安全な状態で停止させる必要があり、故障検知後も継続した動作が必要である点が考慮されていなかった。
上記課題に鑑みて、本発明の主な目的は、フライホイールダイオードなどの還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作が可能なスイッチング電源、電源回路及び車載制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、を備える。
本発明によれば、還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第１の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるスイッチング素子と第１の還流回路の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるスイッチング素子と第１の還流回路の構成の別の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における故障検出回路の構成の一例を示すブロック図である。 図４の構成における故障検出回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるリニア電源の構成の一例を示すブロック図である。 図１の構成による電源回路の動作の第１の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第２の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第３の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第４の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第５の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第６の例を示すタイミングチャートである。 図１の構成による電源回路の動作の第７の例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態における変形例として故障検出回路５と制御回路４の構成の一例を示すブロック図である。 図１４の構成による電源回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。 図１６の構成における電源回路の動作の第１の例を示すタイミングチャートである。 図１６の構成における電源回路の動作の第２の例を示すタイミングチャートである。 図１６の構成における電源回路の動作の第３の例を示すタイミングチャートである。 図１６の構成における電源回路の動作の第４の例を示すタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態による電源回路の構成の一例を示すブロック図である。 図２１の構成における電源回路の動作の第１の例を示すタイミングチャートである。 図２１の構成における電源回路の動作の第２の例を示すタイミングチャートである。 図２１の構成における電源回路の動作の第３の例を示すタイミングチャートである。 図２１の構成における電源回路の動作の第４の例を示すタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態による電源回路と車載制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２６の構成における車載制御装置の動作の第１の例を示すタイミングチャートである。 図２６の構成における車載制御装置の動作の第２の例を示すタイミングチャートである。 図２６の構成における車載制御装置の動作の第３の例を示すタイミングチャートである。
以下、図面を用いて、本発明の第１〜第４の実施形態によるスイッチング電源等の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による電源回路１００Ａの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電源回路１００Ａは、スイッチング電源１０１Ａと、リニア電源１０２（シリーズレギュレータ）と、を備え、車載バッテリ３００から電源Ｖｉｎを供給され、例えばマイコンやセンサなどの負荷回路２００に電源Ｖｏｕｔを供給する。負荷回路２００は、負荷電流Ｉｏｕｔで駆動される。
スイッチング電源１０１Ａは、コイル３を駆動するスイッチング素子１と、スイッチング素子１の出力ＶＬとＧＮＤの間に接続した第１の還流回路２と、スイッチング素子１の出力ＶＬに接続し、第１の還流回路２の断線状態を検出すると、検出信号ＤＥＴにＨ（Ｈｉｇｈ Ｌｅｖｅｌ）を出力する故障検出回路５と、スイッチング電源の出力電圧Ｖｓｗと、スイッチング電源の目標電圧Ｖｒｅｆと、故障検出回路５の出力ＤＥＴを入力として、スイッチング素子１の導通・非導通を制御する制御信号Ｖｃを出力する制御回路４と、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗを安定化するキャパシタ６と、第１の還流回路２と並列に接続し、ＥＳＤダイオード（Electro-Static Discharge Diode）や寄生ダイオードなどによる第２の還流回路７と、を備える。スイッチング電源１０１Ａは、車載バッテリ３００から電源Ｖｉｎを入力として、負荷電流Ｉｓｗで、電圧Ｖｓｗを出力する。
換言すれば、スイッチング電源１０１Ａは、図１に示すように、スイッチング素子１、平滑回路ＳＣ、第１の還流回路２、故障検出回路５、制御回路４を備える。スイッチング素子１には、電源Ｖｉｎ（第１の電圧）が入力される。平滑回路ＳＣは、スイッチング素子１に直列接続されるコイル３を含む。第１の還流回路２は、スイッチング素子１とコイル３との接続点に接続され、スイッチング素子１のオフ期間にコイル３へ電流を還流する。故障検出回路５は、コイル３へ還流される電流の経路の断線を示す断線故障（オープン状態）を検出する。
なお、図１では、スイッチング電源１０１Ａは、第１の還流回路２に並列接続され、スイッチング素子１のオフ期間にコイル３へ電流を還流する第２の還流回路７を備えるが、後述するように備えない場合もある。
リニア電源１０２は、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗから電源を供給され、負荷電流Ｉｏｕｔの負荷回路２００に電源Ｖｏｕｔを出力する。
換言すれば、リニア電源１０２は、スイッチング電源１０１Ａに直列接続され、スイッチング電源１０１Ａから入力される電圧（出力電圧Ｖｓｗ）を平滑化した電圧（電源Ｖｏｕｔ）を出力する。
図２は、本発明の第１の実施形態におけるスイッチング素子１と第１の還流回路２の構成の一例を示すブロック図である。
スイッチング素子１は、例えばＮＭＯＳ１０（Negative channel Metal Oxide Semiconductor）で構成され、ドレイン端子（Ｄ）は車載バッテリの電源Ｖｉｎに、ソース端子（Ｓ）はスイッチング素子１の出力ＶＬを介してコイル３に、ゲート端子（Ｇ）は制御回路４の制御信号Ｖｃに接続されている。制御回路４の制御信号Ｖｃはスイッチング素子１の導通・非導通を制御するため、ＮＭＯＳ１０のゲートとソース間の電圧を制御する。
第１の還流回路２は、例えばショットキーバリアダイオード２０など、順方向バイアスを印加することに適したダイオードが用いられ、カソード端子（Ｋ）をコイル３に、アノード端子（Ａ）をＧＮＤに接続し、スイッチング素子１が非導通のときに還流電流を出力する。
図２における第１の還流回路２における断線故障としては、例えばショットキーバリアダイオード２０の素子破壊や、アノード側またはカソード側の配線２１の接続不良や断線などによるインピーダンスの増加が原因となる。
図３は、本発明の第１の実施形態におけるスイッチング素子１と第１の還流回路２の構成の別の一例を示すブロック図である。
スイッチング素子１は、例えばＰＭＯＳ１１（Positive channel Metal Oxide Semiconductor）で構成され、ソース端子は車載バッテリの電源Ｖｉｎに、ドレイン端子はスイッチング素子の出力ＶＬを介してコイル３に、ゲート端子は制御回路４の制御信号Ｖｃに接続されている。制御回路４の制御信号Ｖｃはスイッチング素子１の導通・非導通を制御するため、ＰＭＯＳ１１のゲートとソース間の電圧を制御する。
第１の還流回路２は、例えばＮＭＯＳ２２で構成され、ドレイン端子をコイル３に、ソース端子をＧＮＤに、ゲート端子を第２の制御回路２３の出力に接続する。
第２の制御回路２３は、制御回路４の制御信号Ｖｃを入力として、スイッチング素子１が非導通の際に、第１の還流回路２のＮＭＯＳ２２を導通させ、スイッチング素子１が導通している際には、第１の還流回路２のＮＭＯＳ２２を非導通に制御する。
また、還流回路ＮＭＯＳ２２のボディダイオード７１は、第１の還流回路２と並列に接続しており、第２の還流回路７として機能する。
図３の第１の還流回路２における断線故障としては、例えばＮＭＯＳ２２の素子破壊や、ドレイン側またはソース側の配線２４の接続不良や断線などによるインピーダンスの増加や、ＮＭＯＳ２２のゲート端子が非導通にスタックすることが原因となる。
なお、図２と図３で示したスイッチング素子１と第１の還流回路２の組合せの構成に限定するものでは無い。
例えば、図２でスイッチング素子１をＮＭＯＳ１０としたが、ＰＭＯＳ１１でも良いし、図３でＰＭＯＳ１１としたが、ＮＭＯＳ１０でも良い。
図４は、本発明の第１の実施形態における故障検出回路５の構成の一例を示すブロック図である。
故障検出回路５は、スイッチング素子１が非導通の際に、スイッチング素子１の出力ＶＬとＧＮＤの電圧を比較し、スイッチング素子１の出力ＶＬがＧＮＤから一定値以上低い電圧になると第１の還流回路２の断線故障を検出する。
構成の一例として、故障検出回路５は、コンパレータ５１と、一対のＰＭＯＳ５２ＡとＰＭＯＳ５２Ｂと、一対の電流源５３Ａと電流源５３Ｂと、電圧シフト回路５４と、を備える。
一対のＰＭＯＳ５２Ａと、ＰＭＯＳ５２Ｂでは、ドレイン端子はともにＧＮＤに接続される。ＰＭＯＳ５２Ａのゲート端子はＧＮＤに、ＰＭＯＳ５２Ｂのゲート端子はスイッチング素子１の出力ＶＬに接続される。ＰＭＯＳ５２Ａのソース端子は、電流源５３Ａから電流が入力され、コンパレータ５１のプラス端子ＩＮＰに接続される。ＰＭＯＳ５２Ｂのソース端子は、電圧シフト回路５４を介して電流源５３Ｂから電流が入力される。例えば抵抗素子などによる電圧シフト回路５４では、一方の端子がＰＭＯＳ５２Ｂのソース端子に接続され、他方の端子がコンパレータ５１のマイナス端子ＩＮＮに接続される。コンパレータ５１は入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＮの電圧を比較し、ＩＮＰがＩＮＮより高い電圧の場合、断線故障としてＤＥＴ信号にＨを出力する。
また、必須の構成ではないが、ＰＭＯＳ５２Ｂのゲート端子に保護用ダイオード７２が接続されることがある。保護用ダイオード７２は第１の還流回路２と並列に接続されているため、第２の還流回路７として機能する。
図５は、図４における故障検出回路５の動作の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態において、スイッチング素子１が非導通の場合、スイッチング素子１の出力ＶＬは、負荷電流Ｉｓｗによる第１の還流回路２の電圧降下分の電圧となり、ＰＭＯＳ５２Ｂと電圧シフト回路５４でレベルシフトした入力端子ＩＮＮの電圧は、ＧＮＤからＰＭＯＳ５２Ａによってレベルシフトした入力端子ＩＮＰの電圧より高い。そのためコンパレータ５１の出力ＤＥＴはＬのままである。
一方、時刻Ｔ０に第１の還流回路２に断線故障が発生した故障状態において、スイッチング素子１が非導通の際、スイッチング素子１の出力ＶＬは、負荷電流Ｉｓｗによる第１の還流回路２の電圧降下分の電圧となるが、断線故障により、第１の還流回路２のインピーダンスが増加しているため、正常状態に比べて電圧降下が大きくなり、ＰＭＯＳ５２Ｂと電圧シフト回路５４でレベルシフトした入力端子ＩＮＮの電圧は、ＧＮＤからＰＭＯＳ５２Ａによってレベルシフトした入力端子ＩＮＰの電圧より低くなる。そのため、コンパレータ５１の出力ＤＥＴはＨを出力し断線故障を検出する。
ここで示した故障状態が継続すると、スイッチング素子１のソース端子であるスイッチング素子の出力ＶＬの電圧がＧＮＤ以下に大きく低下するため、スイッチング素子１のドレインとソース間電圧が増加し、スイッチング素子１に故障が発生する懸念がある。
また、断線故障によりインピーダンスが増加した第１の還流回路２に負荷電流Ｉｓｗが流れるため、発熱が増加し第１の還流回路２または第１の還流回路２の経路において、発熱による故障が発生する懸念がある。
また、断線故障により第１の還流回路２のインピーダンスが増加することにより、正常状態ではインピーダンスが第１の還流回路２より大きい第２の還流回路７に第１の還流回路２に流れていた負荷電流Ｉｓｗが流れることによって、第２の還流回路７の発熱による故障や、配線やビアの許容電流量によるマイグレーションによる故障の懸念がある。
本実施形態では、第１の還流回路２の断線故障を継続することによる、更なる故障の懸念からスイッチング電源１０１Ａを保護し、かつ、電源回路１００Ａの動作を継続するような電源回路を提供する。
図６は、本発明の第１の実施形態におけるリニア電源１０２の構成の一例を示すブロック図である。
リニア電源１０２は、出力トランジスタ１０２Ａ（一例としてＮＭＯＳ）と、出力電圧Ｖｏｕｔと目標電圧Ｖｒｅｆ＿ｏｕｔを比較して出力トランジスタ１０２Ａのゲート端子Ｖｇの電圧を制御するオペアンプ１０２Ｂと、安定化容量１０２Ｃと、で構成される。
リニア電源１０２は、損失が大きいが、出力電圧の変動が小さいため、スイッチング電源の出力電圧Ｖｓｗの変動を抑制し、高精度な出力電圧Ｖｏｕｔを出力できる。
〔電源回路１００Ａの動作の第１の例〕
図７は、本発明の第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態においては、スイッチング素子１は制御回路４の制御信号Ｖｃで導通・非導通を制御され、導通状態では入力電圧Ｖｉｎから負荷電流Ｉｓｗとスイッチング素子１のインピーダンスの積だけ降下した電圧を、非導通状態ではＧＮＤから負荷電流Ｉｓｗと第１の還流回路２のインピーダンスの積だけ降下した電圧を、スイッチング素子１の出力ＶＬに出力する。
スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗは、スイッチング素子１の出力ＶＬからコイル３とキャパシタ６により平滑化された電圧として出力される。出力電圧Ｖｓｗの平均電圧は目標電圧として設定したＶｒｅｆと等しくなるように、スイッチング素子１の導通・非導通が制御回路４の制御信号Ｖｃによって制御される。
換言すれば、制御回路４は、図７に示すように、断線故障が検出されない場合、コイル３から正常状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第２の電圧）が出力されるようにスイッチング素子１のオン／オフを制御する。詳細には、制御回路４は、断線故障が検出されない場合、正常状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第２の電圧）が第１の目標電圧Ｖｒｅｆと等しくなるようにスイッチング素子１のオン／オフを制御する。
スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗの電圧はスイッチングによる電圧変動が残るが、リニア電源１０２によって電圧変動が除去されて安定した高精度な電源として出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。
また、正常状態においては図５で示したように、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧の低下が小さいため、故障検出回路５の出力ＤＥＴはＬとなる。
時刻Ｔ０に第１の還流回路２に断線故障が発生すると、第１の還流回路２のインピーダンスが増加し、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧が低下し、図５で示したように故障検出回路５の出力ＤＥＴはＨを出力する。
故障検出回路５の出力ＤＥＴがＨになると、目標電圧Ｖｒｅｆと、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗによらず、制御回路４は制御信号Ｖｃによってスイッチング素子１を導通状態に固定する。
換言すれば、制御回路４は、図７に示すように、断線故障が検出された場合、コイル３から正常状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第２の電圧）よりも大きい故障状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第３の電圧）が出力されるようにスイッチング素子１をオンする。詳細には、制御回路４は、断線故障が検出された場合、スイッチング素子１をオンに固定する。
スイッチング素子１の出力ＶＬは、ＧＮＤより高い電圧にとなるため、スイッチング素子１のドレインとソース間の電圧の増加は防ぐことができ、また、第１の還流回路２と、第２の還流回路７に負荷電流Ｉｓｗは流れないため、電源回路１００Ａは保護される。
また、負荷電流Ｉｓｗや電源Ｖｉｎの変動により、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗの変動は大きくなるが、リニア電源１０２によって変動を除去した高精度な電源を出力電圧Ｖｏｕｔに出力することができるので、電源回路１００Ａの動作を継続できる。
〔電源回路１００Ａの動作の第２の例〕
図８は、本発明の第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力するまでは図７と同じ動作のため説明を省略する。
図８のタイミングチャートにおいては、制御回路４は故障検出回路５の出力ＤＥＴがＨになると、正常状態でスイッチング素子１を導通させる際より、低い電圧を制御信号Ｖｃに印加することで、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧は図７と比べて低下するが、ＧＮＤより高い電圧となるため、図７の動作例と同様に電源回路１００Ａは保護される。
また、負荷電流Ｉｓｗや電源Ｖｉｎの変動により、スイッチング電源１０１Ａの出力Ｖｓｗの変動は大きくなるが、リニア電源１０２によって変動を除去した高精度な電源をＶｏｕｔに出力することで、電源回路１００Ａの動作を継続できる。
また、図７の動作例ではスイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗが高電圧を出力するため、リニア電源１０２の出力トランジスタ１０２Ａに高い電圧が印加されていたが、図８の動作例では、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗを低下させることが出来るため、出力トランジスタ１０２Ａに必要であった耐圧や放熱性を緩和することが出来る。
〔電源回路１００Ａの動作の第３の例〕
図９は本発明の第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力するまでは図７と同じ動作のため説明を省略する。
図９のタイミングチャートにおいては、制御回路４は故障検出回路５の出力ＤＥＴがＨになると、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗが目標電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように制御回路４の制御信号Ｖｃの電圧を制御することで、スイッチング素子１の出力電圧ＶＬはＧＮＤより高い電圧となり、図７と同様に電源回路１００Ａは保護される。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗは正常状態と変化無いため、電源回路１００Ａの動作は継続できる。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗの電圧は、制御されているため、負荷電流Ｉｓｗの変動による、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗの変動が小さく、目標電圧Ｖｒｅｆとなる。そのため、電源回路１００Ａの出力電圧Ｖｏｕｔが降下する懸念は無い。
〔電源回路１００Ａの動作の第４の例〕
図１０は本発明の第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力するまでは図７と同じ動作のため説明を省略する。
図１０のタイミングチャートにおいては、制御回路４は故障検出回路５の出力ＤＥＴがＨになると、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧Ｖｒｅｆを、Ｖｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更し、出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１と等しくなるように制御回路４の制御信号Ｖｃの電圧を制御することで、スイッチング素子１の出力ＶＬはＧＮＤより高い電圧となるため、図７と同様に電源回路１００Ａは保護される。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力Ｖｓｗは高電圧になるが、リニア電源１０２によって降圧した電圧Ｖｏｕｔに出力できるため電源回路１００Ａの出力は継続できる。
また、目標電圧をＶｒｅｆからＶｒｅｆ１に上げることで、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧も上がるため、スイッチング素子１のドレインとソース間の電圧を低減でき、スイッチング素子１の発熱を低減することが出来る。
また、Ｖｒｅｆ１の電圧を調整することで、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧と、リニア電源１０２の出力トランジスタ１０２Ａに印加される電圧を調整できるため、スイッチング素子１とリニア電源１０２の出力トランジスタの発熱が調整出来る。
〔電源回路１００Ａの動作の第５の例〕
図１１は本発明の第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図１１のタイミングチャートにおいては、スイッチング素子１を非導通に制御する際の制御回路４の制御信号Ｖｃの電圧を、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧がＧＮＤ以下の電圧にならないように制御する。
これによって、図７と同様に電源回路１００Ａは保護される。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力Ｖｓｗは高電圧になるが、リニア電源１０２によって降圧した電圧Ｖｏｕｔに出力できるため電源回路１００Ａの出力は継続できる。
〔電源回路１００Ａの動作の第６の例〕
図１２は第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の一例として図７から図１１で示したタイミングチャートの変形例を示すタイミングチャートである。
図７から図１１で示したタイミングチャートでは、断線故障を検出し、故障検出回路の出力ＤＥＴがＨになった後、スイッチング素子１の出力ＶＬをＧＮＤ以下の電圧にならないように制御回路４が制御するため、故障検出回路５の出力ＤＥＴはＬに遷移し固定される。
図１２で示すタイミングチャートでは、任意のタイミングでリトライ動作として、制御回路４の制御信号Ｖｃによりスイッチング素子１を非導通にすることで、スイッチング素子１の出力ＶＬを変化させて故障検出回路５で第１の還流回路２の断線故障が継続しているか確認することが出来る。
リトライ動作は一定の周期で実施しても良く、規定した回数だけ断線故障検出後は、故障状態を確定することも可能である。
〔電源回路１００Ａの動作の第７の例〕
図１３は第１の実施形態における電源回路１００Ａの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧をＶｒｅｆからＶｒｅｆより高電圧のＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図１３に示す動作例は、第１の還流回路２が断線故障したことで、第２の還流回路７に負荷電流Ｉｓｗが流れるが、短期間で有れば、負荷電流Ｉｓｗによって第２の還流回路７が発熱やマイグレーションによる故障の懸念が無い構成であることを前提とする。
図１３のタイミングチャートにおいては、スイッチング素子１が非導通の際、スイッチング素子１の出力ＶＬはＧＮＤより低い電圧となり、第２の還流回路７に電流が発生するが、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧がＶｒｅｆからＶｒｅｆ１に変更したため、スイッチング素子１の導通期間が長くなり、非導通期間が短くなる。そのため、第２の還流回路７に負荷電流が流れる期間は短期間となり、電源回路１００Ａは保護される。
換言すれば、制御回路４は、図１３に示すように、断線故障が検出された場合、コイル３から正常状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第２の電圧）よりも大きい故障状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第３の電圧）が出力されるようにスイッチング素子１のオン／オフを制御する。詳細には、制御回路４は、断線故障が検出された場合、故障状態に対応する出力電圧Ｖｓｗ（第３の電圧）が第１の目標電圧Ｖｒｅｆよりも大きい第２の目標電圧Ｖｒｅｆ１と等しくなるようにスイッチング素子１のオン／オフを制御する。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力Ｖｓｗは高電圧になるが、リニア電源１０２によって降圧した電圧Ｖｏｕｔに出力できるため電源回路１００Ａの出力は継続できる。
〔故障検出回路５と制御回路４の変形例〕
図１４は本発明の第１の実施形態における変形例として故障検出回路５と制御回路４の構成の一例を示すブロック図である。
故障検出回路５は、一例として、ソース端子はスイッチング素子１の出力ＶＬに、ゲート端子はＧＮＤに、ドレイン端子は故障検出回路５の出力信号ＤＥＴとして制御回路４に接続されるＮＭＯＳである。スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧がＧＮＤに対して低下し、故障検出回路５の検出閾値（本例ではＮＭＯＳの閾値電圧だけ低下）以下となると、出力信号ＤＥＴに電流が発生する。
制御回路４は、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧Ｖｒｅｆと、スイッチング電源１０１Ａの出力電圧Ｖｓｗを比較してスイッチング素子１の導通・非導通を制御する制御信号Ｖｃを出力する回路４１と、一対のＰＭＯＳ４２ＡとＰＭＯＳ４２Ｂで構成されるカレントミラーで構成される。カレントミラーの入力であるＰＭＯＳ４２Ａのドレイン端子とゲート端子は、故障検出回路５の出力ＤＥＴと接続され、カレントミラーの出力である４２Ｂのドレイン端子は制御回路の制御信号Ｖｃと接続される。
〔電源回路１００Ａの変形例の動作の一例〕
図１５は本発明の第１の実施形態における変形例として図１４を適用した場合の電源回路１００Ａの動作の一例を示したタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、スイッチング電源１０１Ａの目標電圧をＶｒｅｆからＶｒｅｆより高電圧のＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図１５に示すタイミングチャートにおいては、時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生し、スイッチング素子１の出力ＶＬの電圧が低下して故障検出回路５の検出閾値以下となると、検出信号ＤＥＴに電流が発生し、制御回路４のカレントミラーのＰＭＯＳ４２ＡとＰＭＯＳ４２Ｂによって制御回路４の制御信号Ｖｃの電圧は、導通と非導通の中間電圧となり、スイッチング素子１の出力ＶＬが故障検出回路５の検出閾値電圧と等しくなるように制御される。
スイッチング素子１の出力ＶＬはＧＮＤより低い電圧になるが、故障検出回路５によって制御された電圧であるため、電源回路１００Ａを保護することは可能である。
また、スイッチング素子１の出力ＶＬはＧＮＤより低い電圧になるため、スイッチング素子１のドレインとソース間電圧が大きくなるが、目標電圧をＶｒｅｆより高い電圧Ｖｒｅｆ１に変更しているため、図１３のタイミングチャートと同様で非導通期間が短くなるため、電源回路１００Ａは保護される。
また、スイッチング電源１０１Ａの出力Ｖｓｗは高電圧になるが、リニア電源１０２によって降圧した電圧Ｖｏｕｔに出力できるため電源回路１００Ａの出力は継続できる。
本発明の第１の実施形態によれば、電源回路１００Ａにおいて、第１の還流回路２の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、電源回路１００Ａに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。すなわち、還流回路が断線故障となった後も、できるだけ継続して動作することができる。
（第２の実施形態）
図１６は本発明の第２の実施形態における電源回路１００Ｂの構成の一例を示すブロック図である。
図１６のブロック図において、図１と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。
電源回路１００Ｂは、スイッチング電源１０１Ｂと、リニア電源１０２と、リニア電源１０２の温度を検出（測定）する温度センサ１０２Ｔ（第３の温度センサ）と、を備える。
スイッチング電源１０１Ｂは、スイッチング素子１の温度を検出する温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）と、第２の還流回路７の温度を検出する温度センサ７Ｔ（第２の温度センサ）と、スイッチング素子１の導通・非導通を制御する制御回路４Ｂと、を備える。
制御回路４Ｂは、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１と、温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２と、温度センサ７Ｔの出力Ｔｅｍｐ７と、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧Ｖｒｅｆと、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗと、故障検出回路５の出力ＤＥＴと、を入力として、スイッチング素子１の導通・非導通を制御する制御信号Ｖｃを出力する。
〔電源回路１００Ｂの動作の第１の例〕
図１７は本発明の第２の実施形態における電源回路１００Ｂの動作の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図１７のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
目標電圧Ｖｒｅｆ１の設定及び負荷電流Ｉｓｗによって、スイッチング素子１は正常状態に比べて発熱が増加するため、スイッチング素子１の温度が上昇し、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１も上昇する。
時刻Ｔ１において、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１が閾値ＯＶＴ＿ＴＨ１以上になったことを制御回路４が検出すると、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ１から更に高い電圧のＶｒｅｆ２に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ２になるように制御信号Ｖｃを制御する。
換言すれば、制御回路４Ｂは、図１７に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）によって測定された温度が閾値ＯＶＴ＿ＴＨ１（第１の温度閾値）以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応（追従）する電圧（第３の電圧）よりも大きい目標電圧Ｖｒｅｆ２に対応する電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする。
スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗの電圧が高くなると、スイッチング素子１の発熱が低減するため、スイッチング素子１の温度も低下し、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１も低下する。
時刻Ｔ２において、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧ＶｓｗがＶｒｅｆ２になって、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１が温度閾値ＯＶＴ＿ＴＨ１以下であれば、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗは目標電圧Ｖｒｅｆ２に対して制御を継続することで、図１０のタイミングチャートにおける効果に加えて、素子温度の上昇に対するスイッチング素子１の故障から保護される。
〔電源回路１００Ｂの動作の第２の例〕
図１８は本発明の第２の実施形態における電源回路１００Ｂの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図１８のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
目標電圧Ｖｒｅｆ１の設定及び負荷電流Ｉｓｗによって、出力トランジスタ１０２Ａは正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、出力トランジスタ１０２Ａの温度が上昇し、温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２も上昇する。
時刻Ｔ１において、制御回路４が温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２が、閾値ＯＶＴ＿ＴＨ２以上になったことを検出すると、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ１から低い電圧のＶｒｅｆ３に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ３になるように制御信号Ｖｃを制御する。
換言すれば、制御回路は、図１８に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ１０２Ｔ（第３の温度センサ）によって測定された温度が閾値ＯＶＴ＿ＴＨ２（第２の温度閾値）以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応する電圧（第３の電圧）よりも小さい目標電圧Ｖｒｅｆ３に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子をオンする。
スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗの電圧が低くなると、出力トランジスタ１０２Ａの発熱が低減するため、出力トランジスタ１０２Ａの素子温度も低下し、温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２も低下する。
時刻Ｔ２において、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧ＶｓｗがＶｒｅｆ３になって、温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２が温度閾値ＯＶＴ＿ＴＨ２以下であれば、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗは目標電圧Ｖｒｅｆ３に対して制御を継続することで、図１０のタイミングチャートにおける効果に加えて、リニア電源１０２の出力トランジスタ１０２Ａの素子温度の上昇に対する故障から保護される。
〔電源回路１００Ｂの動作の第３の例〕
図１９は本発明の第２の実施形態における電源回路１００Ｂの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１３と同じ動作のため説明を省略する。
図１９のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
目標電圧Ｖｒｅｆ１の設定及び負荷電流Ｉｓｗによって、第２の還流回路７は正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、第２の還流回路７の温度が上昇し、温度センサ７Ｔの出力Ｔｅｍｐ３も上昇する。
時刻Ｔ２において、制御回路４が温度センサ７Ｔの出力Ｔｅｍｐ３が、閾値ＯＶＴ＿ＴＨ３以上になったことを検出すると、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ１から高い電圧のＶｒｅｆ４に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ４になるように制御信号Ｖｃを制御する。
換言すれば、制御回路４Ｂは、図１９に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ７Ｔ（第２の温度センサ）によって測定された温度が閾値ＯＶＴ＿ＴＨ３（第１の温度閾値）以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応する電圧（第３の電圧）よりも大きい目標電圧Ｖｒｅｆ４に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子１のオン／オフを制御する。
スイッチング電源１０１Ｂの出力Ｖｓｗの電圧が高くなると、スイッチング素子１の非導通期間が短くなるため、第２の還流回路７の発熱が低減するため、第２の還流回路７の素子温度も低下し、温度センサ７Ｔの出力Ｔｅｍｐ３も低下する。
時刻Ｔ２において、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧ＶｓｗがＶｒｅｆ４になって、温度センサ７Ｔの出力Ｔｅｍｐ３が温度閾値ＯＶＴ＿ＴＨ３以下であれば、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗは目標電圧Ｖｒｅｆ４に対して制御を継続することによって、図１３のタイミングチャートにおける効果に加えて、第２の還流回路７の素子温度の上昇に対する故障から保護される。
〔電源回路１００Ｂの動作の第４の例〕
図２０は本発明の第２の実施形態における電源回路１００Ｂの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２０のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
目標電圧Ｖｒｅｆ１の設定及び負荷電流Ｉｓｗによって、スイッチング素子１と、出力トランジスタ１０２Ａは正常状態に比べて発熱が増加するため、その場合、スイッチング素子１と、出力トランジスタ１０２Ａの温度が上昇し、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１と温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２も上昇する。
例えば素子の熱抵抗や熱容量の違いによって、スイッチング素子１の温度上昇が大きい場合、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１は、温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２に比べて大きくなり、時刻Ｔ１に一定値以上の差分が検出されると、スイッチング電源１０１Ｂの目標電圧をＶｒｅｆ１より高いＶｒｅｆ５に変更する。
換言すれば、制御回路４Ｂは、図２０に示すように、断線故障が検出された後、温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）によって測定された温度と温度センサ１０２Ｔ（第３の温度センサ）によって測定された温度との差分が所定の閾値以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応する電圧（第３の電圧）よりも大きい目標電圧Ｖｒｅｆ５に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子をオンする。
なお、温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）及び温度センサ７Ｔ（第２の温度センサ）によってそれぞれ測定された温度のうち高い方と温度センサ１０２Ｔ（第３の温度センサ）によって測定された温度との差分を用いてもよい。
スイッチング電源の出力ＶｓｗをＶｒｅｆ１より高い電圧のＶｒｅｆ５に制御することによって、スイッチング素子１の発熱は低減し、出力トランジスタ１０２Ａの発熱は増加するため、双方の温度差は小さくなる。
時刻Ｔ２で温度差が小さくなり、温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１と温度センサ１０２Ｔの出力Ｔｅｍｐ２の値の差が一定値以下になると、スイッチング電源１０１Ｂの出力電圧Ｖｓｗは目標電圧Ｖｒｅｆ５に対して制御を継続することによって、図１０のタイミングチャートにおける効果に加えて、スイッチング素子１と出力トランジスタ１０２Ａの素子温度の上昇に対する故障から保護される。
図２０では示していないが、同様に、スイッチング素子１や出力トランジスタ１０２Ａまたは第２の還流回路７の素子温度を等しくすることで、いずれかの素子温度だけ上昇させて負担をかけ、故障が発生することから保護することが出来る。
本発明の第２の実施形態によれば、電源回路１００Ｂにおいて、第１の還流回路２の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第１の実施形態による効果に加えて、各素子の温度上昇を制御することで、電源回路１００Ｂに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。
（第３の実施形態）
図２１は本発明の第３の実施形態における電源回路１００Ｃの構成の一例を示すブロック図である。
図２１のブロック図において、図１と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。
電源回路１００Ｃは、スイッチング電源１０１Ｃと、リニア電源１０２と、リニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔを測定する電流センサ８１（第２の電流センサ）と、を備える。
スイッチング電源１０１Ｃは、スイッチング素子１の電流Ｉｓｗを測定する電流センサ８２（第１の電流センサ）と、スイッチング素子１の導通・非導通を制御する制御回路４Ｃと、を備える。
制御回路４Ｃは、車載バッテリの入力電圧Ｖｉｎと、電流センサ８１によるリニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔの測定値と、電流センサ８２によるスイッチング電源１０１Ｃの出力電流Ｉｓｗの測定値と、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧Ｖｒｅｆと、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗと、を入力として、スイッチング素子１の制御信号Ｖｃを出力する。
図２１では明記していないが、電流センサ８１と電流センサ８２はシャント抵抗による電流検出回路でも、ホールセンサによる電流検出回路でも良く、構成は問わない。
〔電源回路１００Ｃの動作の第１の例〕
図２２は本発明の第３の実施形態における電源回路１００Ｃの動作の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２２のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
その後、時刻Ｔ１において、スイッチング電源１０１Ｃの出力電流Ｉｓｗが増加し、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ１以上になったことを検出すると、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ１から高い電圧のＶｒｅｆ６に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ６になるように制御回路４の制御信号Ｖｃを制御する。
換言すれば、制御回路４Ｃは、図２２に示すように、断線故障が検出された後、電流センサ８２（第１の電流センサ）によって測定された出力電流Ｉｓｗが過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ１（第１の電流閾値）以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応する電圧（第３の電圧）よりも大きい目標電圧Ｖｒｅｆ６に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子１をオンする。
図２２のタイミングチャートの動作では、第１の還流回路２の断線故障により、スイッチング素子１のドレインとソース間電圧が大きくなっているため、スイッチング電源１０１Ｃの出力電流Ｉｓｗが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。
そのため、出力電流Ｉｓｗが増加した場合、スイッチング素子１のドレインとソース間電圧を小さくするため、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを高くすることにより、スイッチング素子１の温度を検出しなくても、スイッチング素子１の発熱増加に対して保護することが出来る。
また、入力電圧Ｖｉｎの電圧値をモニタして、電圧値が高い場合は、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ１を低く設定し、入力電圧Ｖｉｎの電圧が低い場合は、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ１を高く設定することで、更に発熱に対するスイッチング素子１の故障から保護することが出来る。
〔電源回路１００Ｃの動作の第２の例〕
図２３は本発明の第３の実施形態における電源回路１００Ｃの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２３のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
その後、時刻Ｔ１において、リニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔが増加し、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ２以上になったことを検出すると、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ１から低い電圧のＶｒｅｆ７に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ７になるように制御回路４の制御信号Ｖｃを制御する。
換言すれば、制御回路４Ｃは、図２３に示すように、断線故障が検出された後、電流センサ８１（第２の電流センサ）によって測定された電流が過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ２（第２の電流閾値）以上になった場合、コイル３から目標電圧Ｖｒｅｆ１に対応する電圧（第３の電圧）よりも小さい目標電圧Ｖｒｅｆ７に対応する電圧が出力されるようにスイッチング素子１をオンする。
図２３のタイミングチャートの動作では、第１の還流回路２の断線故障により、リニア電源１０２の出力トランジスタ１０２Ａのドレインとソース間電圧が大きくなっているため、リニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。
そのため、出力電流Ｉｏｕｔが増加した場合、出力トランジスタ１０２Ａのドレインとソース間電圧を小さくするため、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを低くすることにより、リニア電源１０２の温度を検出しなくても、出力トランジスタ１０２Ａの発熱増加に対して保護することが出来る。
〔電源回路１００Ｃの動作の第３の例〕
図２４は本発明の第３の実施形態における電源回路１００Ｃの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２４のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
その後、時刻Ｔ１において、スイッチング電源１０１Ｃの出力電流Ｉｓｗが増加し、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ３以上になったことを検出すると、スイッチング電源１０１Ｃをシャットダウンするように制御する。
換言すれば、リニア電源１０２は、断線故障が検出された後、電流センサ８１（第２の電流センサ）によって測定された電流が過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ３（第３の電流閾値）以上になった場合、シャットダウンする。
図２４のタイミングチャートの動作では、第１の還流回路２の断線故障により、スイッチング素子１のドレインとソース間電圧が大きくなっているため、スイッチング電源１０１Ｃの出力電流Ｉｓｗが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。
そのため、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ３は、正常状態における、シャットダウンや電流の制限値として設定されている過電流閾値より低く、通常動作範囲の電流値より高い電流値であることが望ましい。
なお、本実施例の図２４では、過電流によるシャットダウンとしたが、電流制限による動作（出力する電流を抑制）でも良い。
また、入力電圧Ｖｉｎの電圧値をモニタして、電圧値が高い場合は、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ３を低く設定し、入力電圧Ｖｉｎの電圧が低い場合は、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ３を高く設定することで、負荷電流に対する動作範囲を不要に狭めることなく、発熱に対するスイッチング素子１の故障から保護することが出来る。
〔電源回路１００Ｃの動作の第４の例〕
図２５は本発明の第３の実施形態における電源回路１００Ｃの動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２５のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｃの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｃの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
その後、時刻Ｔ１において、リニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔが増加し、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ４以上になったことを検出すると、リニア電源１０２をシャットダウンするように制御する。
図２５のタイミングチャートの動作では、第１の還流回路２の断線故障により、リニア電源１０２の出力トランジスタ１０２Ａのドレインとソース間電圧が大きくなっているため、リニア電源１０２の出力電流Ｉｏｕｔが増加すると、正常状態に比べて発熱の増加が大きくなる。
そのため、過電流閾値ＯＶＣ＿ＴＨ４は、正常状態における、シャットダウンや電流の制限値として設定されている過電流閾値より低く、通常動作範囲の電流値より高い電流値であることが望ましい。
なお、本実施例の図２５では、過電流によるシャットダウンとしたが、電流制限による動作でも良い。
本発明の第３の実施形態によれば、電源回路１００Ｃにおいて、第１の還流回路２の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第１の実施形態による効果に加えて、各素子の温度を直接検出出来なくても、電流値をモニタすることで、電源回路１００Ｃに更なる故障を発生させないように保護した状態で、継続した電圧出力をすることが出来る。
（第４の実施形態）
図２６は本発明の第４の実施形態における電源回路１００Ｄとそれを用いた車載制御装置５００の構成の一例を示すブロック図である。
図２６のブロック図において、図１と同じ符号の構成要素については同様の機能・構成であるため、説明を省略し、差分について説明する。
車載制御装置５００は、一例として、スイッチング電源１０１Ｄと、スイッチング電源１０１Ｄから電源の供給を受けて動作し、車両に搭載された各種機器の制御をするマイコン２００ａ（負荷回路２００）と、各種センサや、駆動回路、通信用回路などの制御対象の電子機器２０１（負荷回路２００）と、車両に搭載された電子機器を制御するための制御プログラムや、各種センサの測定結果に用いるパラメータや、故障情報や仕様履歴などの車両情報を記憶するための、例えばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発メモリであるメモリ２０２と、車載制御装置の状態などから故障情報を運転者に知らせるＭＩＬ装置４００（警告灯装置）と、を備える。
なお、ＭＩＬ（Malfunction Indicator Light）は、警告灯を意味する。ＭＩＬ装置４００（警告灯装置）は、警告灯を制御する。マイコン２００ａは、電源回路１００Ｄに並列接続される。電子機器２０１は、電源回路１００Ｄに並列接続され、マイコン２００ａによって制御される。
電源回路１００Ｄは、スイッチング電源１０１Ｄと、第１のリニア電源１０２と、第２のリニア電源１０３と、を備え、故障検出回路５は、第１の還流回路２の断線故障を検出すると、出力ＤＥＴによって、スイッチング電源１０１Ｄの制御回路４と、マイコン２００ａと、ＭＩＬ装置４００に通知する。
第１のリニア電源１０２は、スイッチング電源１０１Ｄから出力電圧Ｖｓｗの供給を受け、マイコン２００ａと、メモリ２０２に出力電圧Ｖｏｕｔ１を供給する。
第２のリニア電源１０３は、スイッチング電源１０１Ｄから出力電圧Ｖｓｗの供給を受け、電子機器２０１に出力電圧Ｖｏｕｔ２を供給する。
スイッチング電源１０１Ｄは、スイッチング素子１の温度を測定する温度センサ１Ｔと、スイッチング素子１の電流Ｉｓｗを測定する電流センサ８２と、を備える。
マイコン２００ａは、スイッチング電源１０１Ｄの故障検出回路５から、第１の還流回路２の出力ＤＥＴによって断線故障情報を入力として、電子機器２０１と、メモリ２０２と、ＭＩＬ装置４００と、を制御する。
ＭＩＬ装置４００は、マイコン２００ａからの制御又は、スイッチング電源１０１Ｄの故障検出回路５の出力ＤＥＴと、スイッチング素子１の温度センサ１Ｔの出力Ｔｅｍｐ１と、スイッチング電源１０１Ｄの出力電流Ｉｓｗの電流センサ８２と、を入力として、スイッチング電源１０１Ｄの第１の還流回路２の断線故障が発生した場合、ＭＩＬを点灯させる。
〔車載制御装置５００の動作の第１の例〕
図２７は本発明の第４の実施形態における車載制御装置５００の動作の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｄの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２７のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、スイッチング電源１０１Ｄの目標電圧をＶｒｅｆ１に変更し、スイッチング電源１０１Ｄの出力電圧Ｖｓｗを目標電圧Ｖｒｅｆ１に制御する。
目標電圧Ｖｒｅｆ１の設定及び負荷電流Ｉｓｗによって、スイッチング素子１は正常状態に比べて発熱が増加し、スイッチング素子１の温度が上昇する。
同様に、負荷電流Ｉｏｕｔ１とＩｏｕｔ２によって、第１のリニア電源１０２と第２のリニア電源１０３においても温度が上昇する。
時刻Ｔ０に故障検出回路５が、出力ＤＥＴがＨになったことをマイコン２００ａへ通知すると、マイコン２００ａは、電子機器２０１及び、マイコン２００ａの機能を限定して動作するように制御する。
換言すれば、マイコン２００ａは、断線故障が検出された場合、マイコン２００ａの機能及び電子機器２０１の機能を制限する。これにより、マイコン２００ａ及び電子機器２０１の消費電力が小さくなる。
時刻Ｔ１において、第１のリニア電源１０２の負荷電流Ｉｏｕｔ１と、第２のリニア電源１０３の負荷電流Ｉｏｕｔ２が減少し、スイッチング電源１０１Ｄの負荷電流Ｉｓｗも減少するため、スイッチング素子１、第１のリニア電源１０２、第２のリニア電源の発熱が低減し、温度も低減するため、車載制御装置５００は、第１の還流回路２の断線故障が発生した後も、第１の実施形態に比べて、長期間動作を継続することが出来る。
また、時刻Ｔ２において、車両又は車載制御装置が安全な状態で停止出来る場合、電源回路１００Ｄは動作を停止し、断線故障による情報をマイコン２００ａはメモリ２０２に記憶させることで、故障の履歴を残すことが出来る。
換言すれば、マイコン２００ａは、断線故障が検出された場合、断線故障が発生した事実（故障の履歴）を記憶する。本実施形態では、故障の履歴はメモリ２０２に記憶されるが、マイコン２００ａの内蔵メモリ又は車載制御装置５００の外部の記憶装置に記憶してもよい。
一例として、走行に必要な機能に限定すれば、第１の還流回路２の断線故障発生後も安全に停止する場所まで走行することが出来る。
〔車載制御装置５００の動作の第２の例〕
図２８は本発明の第４の実施形態における車載制御装置５００の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｄの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更するまでは図１０と同じ動作のため説明を省略する。
図２８のタイミングチャートにおいて、時刻Ｔ０に第１の還流回路２の断線故障を故障検出回路５で検出した後、ＭＩＬ装置４００は、故障検出回路５の出力ＤＥＴ又は、マイコン２００ａからの通知によってＭＩＬを点灯し、車載制御装置５００に故障が発生したことを運転者に通知することで、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。
換言すれば、ＭＩＬ装置４００（警告灯装置）は、断線故障が検出された場合、ＭＩＬ（警告灯）を点灯させる。
〔車載制御装置５００の動作の第３の例〕
図２９は本発明の第４の実施形態における車載制御装置５００の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
正常状態から時刻Ｔ０で第１の還流回路２の断線故障が発生して、故障検出回路５が出力ＤＥＴにＨを出力し、スイッチング電源１０１Ｄの目標電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆより高電圧なＶｒｅｆ１に変更し、故障検出回路５の出力ＤＥＴ又は、マイコン２００ａからの通知をＭＩＬ装置４００に出力することまでは図２８と同じであるため省略する。
図２９においては、ＭＩＬ装置４００は第１の還流回路２の断線故障発生後、ＭＩＬの点灯と消灯を繰り返し、点滅させることで、運転者に通知する。換言すれば、ＭＩＬ装置４００（警告灯装置）は、断線故障が検出された後、ＭＩＬ（警告灯）を点滅させる。
時刻Ｔ１において、第１の還流回路２の断線故障発生後、スイッチング電源１０１Ｄの負荷電流Ｉｓｗが増加し、閾値ＯＶＣ＿ＴＨ５以上となった場合、ＭＩＬ装置４００は、ＭＩＬの点滅周期を変更（例えば点滅周期を早く）することで、運転者に通知する。
時刻Ｔ２において、スイッチング電源１０１Ｄの負荷電流Ｉｓｗが増加したことにより、スイッチング電源１０１Ｄのスイッチング素子１の温度が増加し、閾値ＯＶＴ＿ＴＨ４以上となった場合、ＭＩＬ装置４００は、ＭＩＬの点滅周期を変更（例えば点滅周期を更に早く）し、運転者に通知することで、車載制御装置５００の故障の状態を運転者に通知して、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。
換言すれば、ＭＩＬ装置４００（警告灯装置）は、断線故障が検出された後、温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）、によって測定された温度が閾値ＯＶＴ＿ＴＨ４（所定の温度閾値）以上になった場合、ＭＩＬ（警告灯）の点滅周期を変更する。
なお、温度センサ１Ｔ（第１の温度センサ）、によって測定された温度に代えて、温度センサ７Ｔ（第２の温度センサ）又は温度センサ１０２Ｔ（第３の温度センサ）によって測定された温度を用いてもよい。
本発明の第４の実施形態によれば、電源回路１００Ｄとそれを用いた車載制御装置５００において、第１の還流回路２の断線故障が発生し、故障を検出した場合においても、本発明の第１の実施形態による効果に加えて、長期間動作を継続し、また、運転者に故障を通知し、早期に車両を安全な状態に移動することが出来る。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、本発明の実施形態では、リニア電源の出力トランジスタはＮＭＯＳによる構成だが、ＰＭＯＳ又は、ＮＰＮトランジスタ又は、ＰＮＰトランジスタでも同様の効果が得られる。
また、各装置に記載の各構成要素は、同じ半導体チップに形成された集積回路でも、それぞれの構成要素が複数の部品に分割されていても良く限定されるものでは無い。
また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
（１）第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧以上（図８、図９等）の第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
を備えるスイッチング電源であって、
前記スイッチング素子は、
制御用端子（ゲート端子）を有し、前記制御用端子に印加される制御電圧（制御信号Ｖｃ）に応じてオン／オフし、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出されない場合、前記スイッチング素子をオンするための第１の制御電圧と前記スイッチング素子をオフするための第２の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオン／オフし、
前記断線故障が検出された場合、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の間の第３の制御電圧を前記制御用端子に印加し、前記スイッチング素子をオンする（図８、図９等）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（２）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記第３の制御電圧は一定である（図８）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（３）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出されない場合、前記第２の電圧が第１の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し（図９）、
前記断線故障が検出された場合、前記第２の電圧が前記第１の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子をオンする（図９）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（４）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記第３の電圧は一定である（図１０）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（５）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された場合、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点の電位がグランド以下にならないように、前記第１の制御電圧と前記第３の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオンする（図１１）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（６）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された後、前記第２の制御電圧を印加して、前記スイッチング素子をオフする（図１２）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（７）第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧以上の第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
を備えるスイッチング電源であって、
前記断線故障が検出された場合のデューティ比は、前記断線故障が検出されない場合のデューティ比よりも大きい（図１３）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（８）（１）に記載のスイッチング電源であって、
前記制御回路は、
前記断線故障が検出された場合、前記第１の制御電圧と前記第３の制御電圧を前記制御用端子に交互に印加して前記スイッチング素子をオンし（図１５）、
前記断線故障が検出された場合のデューティ比は、前記断線故障が検出されない場合のデューティ比よりも大きい（図１５）
ことを特徴とするスイッチング電源。
（９）（８）に記載のスイッチング電源であって、
前記断線故障が検出された場合、前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点の電位がグランド以下になる（図１５）
ことを特徴とするスイッチング電源。
１…スイッチング素子
２…第１の還流回路
３…コイル
４…制御回路
５…故障検出回路
６…キャパシタ
７…第２の還流回路
ＳＣ…平滑回路
８１、８２…電流センサ（電流検出回路）
１００Ａ〜１００Ｄ…電源回路
１０１Ａ〜１０１Ｄ…スイッチング電源（スイッチング電源回路）
１０２、１０３…リニア電源（リニア電源回路）
２００…負荷回路
２００ａ…マイコン
２０１…電子機器
３００…車載バッテリ
４００…ＭＩＬ装置
５００…車載制御装置

Claims (15)

  1. 第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記断線故障が検出された場合に、前記コイルから出力する電圧が前記第２の電圧よりも大きく前記第１の電圧よりも小さい第３の電圧となるように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とするスイッチング電源。
  2. 第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
    前記スイッチング素子の温度を測定する第１の温度センサを備え、
    前記制御回路は、
    前記断線故障が検出された後、前記第１の温度センサによって測定された温度が第１の温度閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する
    ことを特徴とするスイッチング電源。
  3. 第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
    前記第１の還流回路に並列接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第２の還流回路と、
    前記第２の還流回路の温度を測定する第２の温度センサと、備え、
    前記制御回路は、
    前記断線故障が検出された後、前記第２の温度センサによって測定された温度が第１の温度閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する
    ことを特徴とするスイッチング電源。
  4. 第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
    前記スイッチング素子に流れる電流を測定する第１の電流センサと、を備え、
    前記制御回路は、
    前記断線故障が検出された後、前記第１の電流センサによって測定された電流が第１の電流閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子をオンする
    ことを特徴とするスイッチング電源。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のスイッチング電源であって、
    前記制御回路は、
    前記断線故障が検出されない場合、前記第２の電圧が第１の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、
    前記断線故障が検出された場合、前記第３の電圧が前記第１の目標電圧よりも大きい第２の目標電圧と等しくなるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する
    ことを特徴とするスイッチング電源。
  6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のスイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    を備えることを特徴とする電源回路。
  7. スイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    前記リニア電源の温度を測定する第３の温度センサと、を備えた電源回路であって、
    前記スイッチング電源は、
    第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記断線故障が検出された後、前記第３の温度センサによって測定された温度が第２の温度閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも小さい電圧が出力されるように前記スイッチング素子を制御する
    ことを特徴とする電源回路。
  8. スイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    前記リニア電源の温度を測定する第３の温度センサと、を備えた電源回路であって、
    前記スイッチング電源は、
    第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
    前記スイッチング素子の温度を測定する第１の温度センサと、を備え、
    前記制御回路は、前記断線故障が検出された後、前記第１の温度センサによって測定された温度と前記第３の温度センサによって測定された温度との差分が所定の閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子を制御する
    ことを特徴とする電源回路。
  9. スイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    前記リニア電源の温度を測定する第３の温度センサと、を備えた電源回路であって、
    前記スイッチング電源は、
    第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、
    前記第１の還流回路に並列接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第２の還流回路と、
    前記スイッチング素子の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記第２の還流回路の温度を測定する第２の温度センサと、を備え、
    前記制御回路は、前記断線故障が検出された後、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサによってそれぞれ測定された温度のうち高い方と前記第３の温度センサによって測定された温度との差分が所定の閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも大きい電圧が出力されるように前記スイッチング素子を制御する
    ことを特徴とする電源回路。
  10. スイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    前記リニア電源から出力される電流を測定する第２の電流センサと、を備えた電源回路であって、
    前記スイッチング電源は、
    第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記断線故障が検出された後、前記第２の電流センサによって測定された電流が第２の電流閾値以上になった場合、前記コイルから前記第３の電圧よりも小さい電圧が出力されるように前記スイッチング素子を制御する
    ことを特徴とする電源回路。
  11. スイッチング電源と、
    前記スイッチング電源に直列接続され、前記スイッチング電源から入力される電圧を平滑化した電圧を出力するリニア電源と、
    前記リニア電源から出力される電流を測定する第２の電流センサと、を備えた電源回路であって、
    前記スイッチング電源は、
    第１の電圧が入力されるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に直列接続されるコイルを含む平滑回路と、
    前記スイッチング素子と前記コイルとの接続点に接続され、前記スイッチング素子のオフ期間に前記コイルへ電流を還流する第１の還流回路と、
    前記コイルへ還流される電流の経路の断線を示す断線故障を検出する故障検出回路と、
    前記断線故障が検出されない場合、前記コイルから第２の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御し、前記断線故障が検出された場合、前記コイルから前記第２の電圧よりも大きい第３の電圧が出力されるように前記スイッチング素子のオン／オフを制御する制御回路と、を備え、
    前記リニア電源は、前記断線故障が検出された後、前記第２の電流センサによって測定された電流が第３の電流閾値以上になった場合、シャットダウンする又は出力する電流を抑制する
    ことを特徴とする電源回路。
  12. 請求項６乃至１１のいずれかに記載の電源回路と、
    前記電源回路に並列接続されるマイコンと、
    前記電源回路に並列接続され、前記マイコンによって制御される電子機器と、
    を備えることを特徴とする車載制御装置。
  13. 請求項１２に記載の車載制御装置であって、
    前記マイコンは、
    前記断線故障が検出された場合、前記マイコンの機能及び前記電子機器の機能を制限する
    ことを特徴とする車載制御装置。
  14. 請求項１２に記載の車載制御装置であって、
    警告灯を制御する警告灯装置をさらに備え、
    前記警告灯装置は、
    前記断線故障が検出された場合、前記警告灯を点灯させる
    ことを特徴とする車載制御装置。
  15. 請求項１４に記載の車載制御装置であって、
    前記警告灯装置は、
    前記断線故障が検出された後、前記警告灯を点滅させ、
    さらに、前記電源回路が備える温度センサによって測定された温度が所定の温度閾値以上になった場合、または、前記電源回路が備える電流センサによって測定された電流値が所定の電流閾値以上になった場合、前記警告灯の点滅周期を変更する
    ことを特徴とする車載制御装置。
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