JP7024519B2 - 電源装置、電子機器及び電源装置の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電源装置、電子機器及び電源装置の制御方法に関する。

従来、入力電圧を所定の電源電圧に変換して出力部から出力する電源装置が、各種の電子機器に搭載されて用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００２－３２０３３８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、出力部がショートした場合に、出力電流の増大による発熱が避けられない。このため、当該発熱に起因する電子機器の温度上昇により、電子機器の誤動作が生じたり、人体に直接装着して用いる電子機器（時計など）においてユーザに高温化による不快感を与えたりするという課題がある。

この発明の目的は、容易かつ確実に、電源装置のショートによる発熱を抑制することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、
制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を備える電源回路と、
前記出力部に接続された第１の信号入力部と、前記入力部に接続された信号出力部と、を備え、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第１の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第１動作、
前記第２の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第２動作、
前記第１の信号入力部に入力される入力信号が前記所定の電圧条件に対応する所定の信号条件を満たす場合に、前記信号出力部から前記第１の信号状態の前記制御信号を出力し、前記入力信号が前記信号条件を満たさない場合に、前記信号出力部から前記第２の信号状態の前記制御信号を出力する第３動作、
を行うことを特徴とする電源装置である。

本発明に従うと、容易かつ確実に、電源装置のショートによる発熱を抑制することができるという効果がある。

スマートウォッチを示す斜視図である。 電源装置の構成を示すブロック図である。 レジスタ値に応じた制御回路の動作モードを説明する図である。 電源保護処理の制御手順を説明するフローチャートである。 電源保護処理において書き込まれるレジスタ値、及び各部の電圧レベルの推移を示す図である。 第２の実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の電源保護処理の制御手順を説明するフローチャートである。 第２の実施形態の電源保護処理における各部の電圧レベルの推移を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態のスマートウォッチ１００を示す斜視図である。
スマートウォッチ１００は、腕時計型の電子機器であり、筐体１０１と、表示部１０２と、操作ボタン１０３と、筐体１０１の内部に格納された複合電源ＩＣ１０及びコントローラ４０などを備える。
コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを有し、操作ボタン１０３に対するユーザからの入力操作などに応じて、ＲＯＭに記憶された各種プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵにより実行することで、スマートウォッチ１００の各部の動作を制御する。
複合電源ＩＣ１０は、コントローラ４０による制御下で、スマートウォッチ１００の各部に所定の電源電圧を供給する。
表示部１０２は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといった表示装置を備え、コントローラ４０による制御下で、現在時刻や、コントローラ４０による各種処理の結果などを表示させる。

図２は、スマートウォッチ１００に搭載されている電源装置１の構成を示すブロック図である。
電源装置１は、上述の複合電源ＩＣ１０及びコントローラ４０と、抵抗素子Ｒと、を備えている。なお、ここでは、スマートウォッチ１００を統括制御するコントローラ４０が電源装置１のコントローラ４０を兼ねる例を用いて説明するが、電源装置１を制御するための専用のコントローラが別個に設けられていても良い。

複合電源ＩＣ１０は、電源回路２０と、制御回路３０と、入力端子Ｔ１、Ｔ３と、出力端子Ｔ２などを備えている。このうち出力端子Ｔ２は、抵抗素子Ｒを介して入力端子Ｔ３と電気的に接続されている。

電源回路２０は、制御信号Ｓ１が入力される入力部２１と、入力部２１に入力された制御信号Ｓ１に応じて、スマートウォッチ１００の筐体１０１内に設けられた図示しない電池からの入力電圧を所定の電源電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する出力部２２と、を有する。出力部２２は、出力端子Ｔ２に接続されている。

より詳しくは、出力部２２は、入力部２１に入力された制御信号Ｓ１が所定のローレベル（第１の信号状態）である場合に電圧の出力を行わず、制御信号Ｓ１が所定のハイレベル（第２の信号状態）である場合に電源電圧Ｖｏｕｔの出力を行う。よって、入力部２１は、電源回路２０により電源電圧Ｖｏｕｔの出力動作を実行させ、又は停止させるための制御信号Ｓ１の入力を受け付けるイネーブル端子として機能する。制御信号Ｓ１に応じた電源回路２０の具体的な動作制御の方法は、特には限られないが、例えば、ローレベルの制御信号Ｓ１が入力部２１に入力された場合に、出力部２２に接続されたトランジスタの導通制御を行うためのオペアンプの動作を停止させて、当該トランジスタを非導通にする方法などを用いることができる。

電源回路２０としては、ＬＤＯ（Low Dropout）などのリニアレギュレータや、スイッチングレギュレータといったＤＣ／ＤＣコンバータなどを用いることができる。本実施形態では、電源回路２０としてＬＤＯが用いられている。
なお、制御回路３０からの制御信号Ｓ１に応じて異なる複数の電源電圧を出力可能な電源回路２０を用いても良い。また、複合電源ＩＣ１０に、複数の電源回路２０が設けられていても良い。

制御回路３０は、第１の信号入力部３１ａと、第２の信号入力部３１ｂと、信号出力部３２と、図示しないレジスタなどを備える。
第１の信号入力部３１ａは、入力端子Ｔ３に接続されている。第１の信号入力部３１ａには、出力端子Ｔ２に出力されている電圧（すなわち、出力部２２の出力電圧）に応じた電圧レベルの入力信号Ｓ２が入力される。
第２の信号入力部３１ｂは、入力端子Ｔ１に接続されている。第２の信号入力部３１ｂには、コントローラ４０から、レジスタに書き込まれるレジスタ値を設定するための設定信号Ｓ３が入力される。
信号出力部３２は、電源回路２０の入力部２１に接続されており、入力部２１に制御信号Ｓ１を出力する。

制御回路３０は、レジスタに書き込まれるレジスタ値に応じた動作モードで動作することで、電源回路２０の動作を制御する。
図３は、レジスタ値に応じた制御回路３０の動作モードを説明する図である。
制御回路３０は、レジスタ値が「００」である場合には第１動作モードで動作し、レジスタ値が「０１」である場合には第２動作モードで動作し、レジスタ値が「１０」である場合には第３動作モードで動作する。

第１動作モードでは、制御回路３０は、信号出力部３２からローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力する第１動作を行う。よって、制御回路３０が第１動作モードで動作している場合には、電源回路２０は、出力部２２からの電圧出力を行わないオフ状態「off」となる。

第２動作モードでは、制御回路３０は、信号出力部３２からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力する第２動作を行う。よって、制御回路３０が第２動作モードで動作している場合には、電源回路２０は、出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔの出力を行うオン状態「on」となる。コントローラ４０により、制御回路３０の動作モードを第２動作モードに設定する処理は、電源回路２０の出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔを出力させる電圧出力処理に相当する。

第３動作モードでは、制御回路３０は、第１の信号入力部３１ａに入力される入力信号Ｓ２の電圧が所定の信号条件（ここでは、ローレベル「Lo」であること）を満たす場合に信号出力部３２からローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力し、入力信号Ｓ２の電圧が上記信号条件を満たさない場合（ここでは、ハイレベル「Hi」である場合）に信号出力部３２からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力する第３動作を行う。よって、第３動作モードでは、入力信号Ｓ２がハイレベル「Hi」である場合には、制御信号Ｓ１がハイレベル「Hi」となって電源回路２０がオン状態「on」とされ、入力信号Ｓ２がローレベル「Lo」である場合には、制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」となって電源回路２０がオフ状態「off」とされる。

ここで、入力信号Ｓ２は、電源回路２０の出力部２２からの出力電圧に連動して変化する。詳しくは、入力信号Ｓ２は、出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔが出力されている場合にハイレベル「Hi」となり、出力部２２からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合（具体的には、電源電圧Ｖｏｕｔが出力されていない場合、又は出力部２２のショートにより出力電圧が所定値以下に低下した場合）にローレベル「Lo」となる。
したがって、抵抗素子Ｒを介して出力部２２及び入力部２１に接続された制御回路３０は、出力部２２からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に、入力部２１に入力される制御信号Ｓ１をローレベル「Lo」に遷移させる信号遷移部を構成する。

また、制御回路３０が第１動作モード又は第２動作モードで動作しているときの電源装置１は、上記の信号遷移部による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が抑止された状態（以下では、第１状態とも記す）であり、制御回路３０が第３動作モードで動作しているときの電源装置１は、当該信号遷移部による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が可能な状態（以下では、第２状態とも記す）である。また、コントローラ４０により、制御回路３０を第１動作モード又は第２動作モードから第３動作モードに移行させる処理は、電源装置１を第１状態から第２状態に切り替える遷移可能化制御に相当する。

このように、第３動作モードでは、入力信号Ｓ２がハイレベル「Hi」からローレベル「Lo」に切り替わったときに制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」に遷移するため、電源回路２０を自動的に（すなわち、コントローラ４０による制御を要さずに）オン状態「on」からオフ状態「off」に遷移させて、電源電圧Ｖｏｕｔの出力動作を停止させることができる。したがって、電源電圧Ｖｏｕｔを出力している状態の出力部２２が接地電位などとショートした場合には、入力信号Ｓ２がハイレベル「Hi」からローレベル「Lo」に切り替わることで、電源回路２０をオフ状態「off」に切り替えて、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。
なお、上記では、入力信号Ｓ２に係る信号条件を、ローレベル「Lo」であること、としたが、これに限られず、論理レベルの閾値とは独立に定められた所定電圧以下であること、としても良い。ここで、所定電圧は、電源電圧Ｖｏｕｔを出力している出力部２２にショートが生じたときに、入力信号Ｓ２が取り得る電圧レベルの上限値とすることができる。

コントローラ４０は、設定信号Ｓ３を出力する設定信号出力部４２を有する。設定信号出力部４２は、入力端子Ｔ１を介して制御回路３０の第２の信号入力部３１ｂに接続されている。設定信号Ｓ３は、制御回路３０のレジスタに「００」、「０１」、「１０」のいずれかのレジスタ値を書き込むための信号である。コントローラ４０は、設定信号Ｓ３を出力することで、制御回路３０の動作を制御し、これにより間接的に電源回路２０の動作を制御する。

次に、出力部２２のショート時に電源装置１が保護されるようにするための電源保護処理について説明する。
図４は、電源保護処理のコントローラ４０による制御手順を説明するフローチャートである。
また、図５は、電源保護処理において書き込まれるレジスタ値と、制御信号Ｓ１、電源回路２０の出力部２２の出力電圧（以下、単に電源回路２０の出力電圧と記す）、及び入力信号Ｓ２の各電圧レベルの推移を示す図である。

電圧保護処理の開始時には、制御回路３０のレジスタにはデフォルト値として「００」が書き込まれている。よって、制御回路３０は、第１動作モードで動作しており、信号出力部３２からローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力している。これにより、電源回路２０の出力電圧は０Ｖ（オフ状態「off」）となっており、入力信号Ｓ２はローレベル「Lo」となっている。

電源保護処理が開始されると、コントローラ４０は、タイミングｔ１において、所定の設定信号Ｓ３を出力して制御回路３０のレジスタに「０１」を書き込み、制御回路３０の動作モードを第２動作モードに設定する。これにより、制御回路３０は、信号出力部３２からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力する。これに応じて、電源回路２０の出力電圧は、タイミングｔ２において電源電圧Ｖｏｕｔ（オン状態「on」）となり、電源電圧Ｖｏｕｔの出力が開始される（ステップＳ１０１：電圧出力工程）。また、電源回路２０の出力電圧が電源電圧Ｖｏｕｔとなるのに応じて、入力信号Ｓ２がハイレベル「Hi」となる。この状態の電源装置１は、上述した第１状態である。

次に、コントローラ４０は、タイミングｔ３において、所定の設定信号Ｓ３を出力して制御回路３０のレジスタに「１０」を書き込み、制御回路３０の動作モードを第３動作モードに設定する（ステップＳ１０２：遷移可能化工程）。これにより、電源装置１は、上述した第２状態に遷移する。このとき、入力信号Ｓ２はハイレベル「Hi」となっているため、制御回路３０は、信号出力部３２から引き続きハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力する。よって、電源回路２０は、電源電圧Ｖｏｕｔを出力するオン状態「on」を維持する。
このときの電源装置１は、制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が可能な第２状態となっており、電源回路２０の出力部２２がショートして出力電圧が低下した場合には、入力信号Ｓ２がローレベル「Lo」となって、制御回路３０の信号出力部３２から出力される制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」に遷移する。この結果、電源回路２０による電源電圧Ｖｏｕｔの出力動作が停止される（オフ状態「off」）。すなわち、出力部２２のショートに応じて自動的に電源回路２０による電源電圧Ｖｏｕｔの出力動作が停止されて（オフ状態「off」）電源回路２０が保護され、過大なショート電流が流れることによる発熱が抑制される。

ステップＳ１０２の処理が終了すると、電源保護処理が終了する。
なお、ステップＳ１０２の処理の後に、電源回路２０による電源電圧Ｖｏｕｔの出力を停止させる場合には、コントローラ４０は、所定の設定信号Ｓ３を出力してレジスタに「００」を書き込み、制御回路３０の動作モードを第１動作モードに設定する（図５のタイミングｔ４）。これにより、制御回路３０は、信号出力部３２からローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力する。これに応じて、電源回路２０の出力電圧は、タイミングｔ５において０Ｖとなり、電源電圧Ｖｏｕｔの出力が停止される（オフ状態「off」）。

以上のように、本実施形態に係る電源装置１は、制御信号Ｓ１が入力される入力部２１と、入力部２１に入力された制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」（第１の信号状態）である場合に電圧の出力を行わず（オフ状態「off」）、制御信号Ｓ１がハイレベル「Hi」（第２の信号状態）である場合に電源電圧Ｖｏｕｔを出力する（オン状態「on」）出力部２２と、を有する電源回路２０と、入力部２１及び出力部２２に接続され、出力部２２からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に制御信号Ｓ１をローレベル「Lo」に遷移させる信号遷移部としての制御回路３０を備える。
このような構成によれば、電源電圧Ｖｏｕｔを出力している状態の出力部２２がショートした場合に、入力部２１に入力される制御信号Ｓ１の信号状態が制御回路３０によってローレベル「Lo」に遷移されることで、電源回路２０をオフ状態「off」に切り替えることができる。よって、容易かつ確実に、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。

また、信号遷移部としての制御回路３０は、出力部２２に接続された第１の信号入力部３１ａと、入力部２１に接続された信号出力部３２と、を有し、制御回路３０は、ローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を信号出力部３２から出力する第１動作、ハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を信号出力部３２から出力する第２動作、第１の信号入力部３１ａに入力される信号がローレベル「Lo」である場合に、信号出力部３２からローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力し、第１の信号入力部３１ａに入力される信号がハイレベル「Hi」である場合に、信号出力部３２からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力する第３動作、を行う。このような構成によれば、第３動作を行う第３動作モードで制御回路３０を動作させることで、電源電圧Ｖｏｕｔを出力している状態（オン状態「on」）の出力部２２がショートした場合に、入力信号Ｓ２がローレベル「Lo」となるのに応じて、入力部２１に入力される制御信号Ｓ１の信号状態をローレベル「Lo」に遷移させることができる。よって、ショートの発生時に電源回路２０をオフ状態「off」に切り替えて、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。また、出力部２２と制御回路３０の第１の信号入力部３１ａとを接続する簡易な構成により、ショート時に電源装置１を保護することができる。

また、制御回路３０は、当該制御回路３０の動作を設定するための設定信号Ｓ３が入力される第２の信号入力部３１ｂを有し、当該第２の信号入力部３１ｂに入力された設定信号Ｓ３に応じて第１動作、第２動作及び第３動作のいずれかを行う。これにより、設定信号Ｓ３を供給する簡易な処理で制御回路３０の動作を切り替えることができる。

また、電源装置１は、当該電源装置１を、信号遷移部としての制御回路３０による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラ４０を備え、コントローラ４０は、出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔが出力されているとき（オン状態「on」）に遷移可能化制御を行う。これによれば、出力部２２のショートによる出力電圧の低下に応じて制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」に遷移する状態、すなわち、ショートの発生時に電源回路２０の電圧出力動作が自動的に停止する安全な状態で、電源電圧Ｖｏｕｔを出力させることができる。よって、簡易かつ確実に、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。

また、コントローラ４０は、第２の信号入力部３１ｂに接続され、当該第２の信号入力部３１ｂに対して設定信号Ｓ３を出力する設定信号出力部４２を有し、制御回路３０に第２動作を行わせるための設定信号Ｓ３を設定信号出力部４２から出力して出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔを出力させる（オン状態「on」）電圧出力制御を行い、電圧出力制御の後に続けて、制御回路３０に第３動作を行わせるための設定信号Ｓ３を設定信号出力部４２から出力することで電源装置１を第２状態に切り替える遷移可能化制御を行う。これによれば、設定信号出力部４２から設定信号Ｓ３を出力して制御回路３０に第２動作、第３動作を順に行わせる簡易な制御により、ショートの発生時に電源回路２０の電圧出力動作が自動的に停止する安全な状態で、電源電圧Ｖｏｕｔを出力させることができる。

また、本実施形態の電子機器としてのスマートウォッチ１００は、上記の電源装置１を備えるので、簡易かつ確実に、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。

また、本実施形態の電源装置１の制御方法は、入力部２１にハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を入力して出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔを出力させる（オン状態「on」）電圧出力工程、出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔが出力されているときに（オン状態「on」）、電源装置１を、信号遷移部による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が抑止される状態から当該遷移が可能な状態に切り替える遷移可能化工程、を含む。このような方法によれば、出力部２２のショートによる出力電圧の低下に応じて制御信号Ｓ１がローレベル「Lo」に遷移する状態、すなわち、ショートの発生時に電源回路２０の電圧出力動作が自動的に停止する安全な状態で、電源電圧Ｖｏｕｔを出力させることができる。よって、簡易かつ確実に、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態は、電源装置１の構成の一部が第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図６は、第２の実施形態の電源装置１の構成を示すブロック図である。
本実施形態の電源装置１は、電源回路２０、コントローラ４０及び抵抗素子Ｒにより構成されている。
本実施形態のコントローラ４０は、制御信号Ｓ１を出力する制御信号出力部４３を有している。
また、電源回路２０の入力部２１は、コントローラ４０の制御信号出力部４３に接続されているとともに、抵抗素子Ｒを介して出力部２２に接続されている。

このような構成の本実施形態の電源装置１では、コントローラ４０から電源回路２０に制御信号Ｓ１が出力されて、コントローラ４０により直接電源回路２０の動作が制御される。
また、出力部２２と入力部２１とが抵抗素子Ｒを介して接続されているため、コントローラ４０の制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態とすることで、地点Ｐの電圧レベル（すなわち、入力部２１に入力される制御信号Ｓ１の信号状態）を、電源回路２０の出力部２２の出力電圧に応じて遷移させることができる。具体的には、出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔが出力されているとき（オン状態「on」）に地点Ｐの電圧レベルがハイレベル「Hi」となり、出力部２２からの出力電圧が上述の電圧条件を満たす場合に地点Ｐの電圧レベルがローレベル「Lo」となるように抵抗素子Ｒの抵抗値が調整されている。
したがって、本実施形態では、出力部２２と入力部２１とを接続する、抵抗素子Ｒを含む配線が、信号遷移部を構成する。

また、コントローラ４０の制御信号出力部４３からハイレベル「Hi」又はローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１が出力されているときの電源装置１は、信号遷移部による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が抑止された第１状態であり、制御信号出力部４３がハイインピーダンス状態となっているときの電源装置１は、信号遷移部による制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が可能な第２状態である。また、コントローラ４０による、制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態とする処理は、電源装置１を第１状態から第２状態に切り替える遷移可能化制御に相当する。

制御信号出力部４３がハイインピーダンス状態となっている状態では、電源電圧Ｖｏｕｔを出力している状態（オン状態「on」）の出力部２２がショートした場合に、地点Ｐの電圧レベルがハイレベル「Hi」からローレベル「Lo」に切り替わることで、電源回路２０が自動的にオフ状態「off」となるため、過大なショート電流が流れることによる発熱を抑制することができる。

次に、本実施形態の電源装置１における電源保護処理について説明する。
図７は、電源保護処理のコントローラ４０による制御手順を説明するフローチャートである。
また、図８は、電源保護処理における制御信号出力部４３、図６の地点Ｐ（制御信号Ｓ１）、及び電源回路２０の出力電圧の各電圧レベルの推移を示す図である。

電源保護処理が開始されると、コントローラ４０は、タイミングｔ１において、制御信号出力部４３からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力し、地点Ｐの電圧レベルをハイレベル「Hi」とする。これに応じて、電源回路２０の出力電圧は、タイミングｔ２において電源電圧Ｖｏｕｔとなり（オン状態「on」）、電源電圧Ｖｏｕｔの出力が開始される（ステップＳ２０１：電圧出力工程）。以降、地点Ｐの電圧は、電源回路２０の出力電圧によってハイレベル「Hi」にプルアップされた状態となる。

次に、コントローラ４０は、タイミングｔ３において、制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態に遷移させる（ステップＳ２０２：遷移可能化工程）。このとき、地点Ｐの電圧は、電源回路２０の出力電圧によってハイレベル「Hi」にプルアップされた状態で維持される。これによって、電源回路２０は、電源電圧Ｖｏｕｔを出力する状態（オン状態「on」）を維持する。
また、このように制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態とすることで、電源装置１は、上述の第１状態から、制御信号Ｓ１の信号状態の遷移が可能な第２状態に遷移する。この状態の電源装置１では、電源回路２０の出力部２２がショートして出力電圧が低下した場合には、当該出力電圧によってプルアップされていた地点Ｐの電圧レベル（制御信号Ｓ１の信号状態）が、出力電圧の低下に応じてローレベル「Lo」に遷移する。この結果、電源回路２０による電源電圧Ｖｏｕｔの出力動作が停止される（オフ状態「off」）。また、コントローラ４０の制御信号出力部４３がハイインピーダンス状態となっているため、コントローラ４０からの信号出力が電源回路２０の動作に影響することもない。よって、出力部２２のショートに応じて自動的に電源回路２０の電圧出力動作が停止されて（オフ状態「off」）電源回路２０が保護され、過大なショート電流が流れることによる発熱が抑制される。

ステップＳ２０２の処理が終了すると、電源保護処理が終了する。
なお、ステップＳ２０２の処理の後に、電源回路２０による電源電圧Ｖｏｕｔの出力を停止させる（オフ状態「off」）場合には、コントローラ４０は、ローレベル「Lo」の制御信号Ｓ１を出力する（図８のタイミングｔ４）。これに応じて、電源回路２０の出力電圧は、タイミングｔ５において０Ｖとなり、電源電圧Ｖｏｕｔの出力が停止される（オフ状態「off」）。

以上のように、本実施形態に係る電源装置１は、信号遷移部として、出力部２２と入力部２１とを接続する、抵抗素子Ｒが設けられた配線を有する。このような構成によれば、また、出力部２２と入力部２１とを接続する簡易な構成により、ショート時に電源装置１を保護することができる。

また、コントローラ４０は、入力部２１に接続され、当該入力部２１に対して制御信号Ｓ１を出力する制御信号出力部４３を有し、ハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を制御信号出力部から出力して出力部２２から電源電圧Ｖｏｕｔを出力させる（オン状態「on」）電圧出力制御を行い、電圧出力制御の後に続けて、制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態とすることで電源装置１を第２状態に切り替える遷移可能化制御を行う。これによれば、制御信号出力部４３からハイレベル「Hi」の制御信号Ｓ１を出力した後に制御信号出力部４３をハイインピーダンス状態とする簡易な制御により、ショートの発生時に電源回路２０の電圧出力動作が自動的に停止する安全な状態で、電源電圧Ｖｏｕｔを出力させることができる。

以上、第１の実施形態、及び第２の実施形態で説明したように、本発明は、出力部２２と第１の信号入力部３１ａ（第１の実施形態）や、出力部２２と入力部２１（第２の実施形態）を抵抗素子Ｒを介して接続するだけの簡易な構成のため、従来技術の電源装置に保護回路を加える構成に比べて、電源装置１のショートによる発熱を安価に、且つ、完全に抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、交流の入力電圧を直流の電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを有する電源装置に本発明を適用しても良い。

また、電子機器の例としてスマートウォッチを例に挙げて説明したが、これに限られず、電源装置１により各部に電源を供給することで動作する種々の電子機器に本発明を適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

［付記］
＜請求項１＞
制御信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず、前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、
を有する電源回路と、
前記入力部及び前記出力部に接続され、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる信号遷移部と、
を備えることを特徴とする電源装置。
＜請求項２＞
前記信号遷移部は、前記出力部に接続された第１の信号入力部と、前記入力部に接続された信号出力部と、を有する制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記第１の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第１動作、
前記第２の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第２動作、
前記第１の信号入力部に入力される入力信号が前記所定の電圧条件に対応する所定の信号条件を満たす場合に、前記信号出力部から前記第１の信号状態の前記制御信号を出力し、前記入力信号が前記信号条件を満たさない場合に、前記信号出力部から前記第２の信号状態の前記制御信号を出力する第３動作、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
＜請求項３＞
前記制御回路は、当該制御回路の動作を設定するための設定信号が入力される第２の信号入力部を有し、当該第２の信号入力部に入力された前記設定信号に応じて前記第１動作、前記第２動作及び前記第３動作のいずれかを行うことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
＜請求項４＞
前記信号遷移部は、前記出力部と前記入力部とを接続する配線を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
＜請求項５＞
前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラを備え、
前記コントローラは、前記出力部から前記電源電圧が出力されているときに前記遷移可能化制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置。
＜請求項６＞
前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記第２の信号入力部に接続され、当該第２の信号入力部に対して前記設定信号を出力する設定信号出力部を有し、
前記制御回路に前記第２動作を行わせるための設定信号を前記設定信号出力部から出力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力制御を行い、
前記電圧出力制御の後に続けて、前記制御回路に前記第３動作を行わせるための設定信号を前記設定信号出力部から出力することで前記第１状態から前記第２状態に切り替える前記遷移可能化制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
＜請求項７＞
前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記入力部に接続され、当該入力部に対して前記制御信号を出力する制御信号出力部を有し、
前記第２の信号状態の前記制御信号を前記制御信号出力部から出力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力制御を行い、
前記電圧出力制御の後に続けて、前記制御信号出力部をハイインピーダンス状態とすることで前記第１状態から前記第２状態に切り替えることを特徴とする前記遷移可能化制御を行う請求項４に記載の電源装置。
＜請求項８＞
請求項１から７のいずれか一項に記載の電源装置を備えることを特徴とする電子機器。
＜請求項９＞
制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず、前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を有する電源回路と、前記入力部及び前記出力部に接続され、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる信号遷移部と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記入力部に前記第２の信号状態の前記制御信号を入力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力工程、
前記出力部から前記電源電圧が出力されているときに、前記電源装置を、前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される状態から当該遷移が可能な状態に切り替える遷移可能化工程、
を含むことを特徴とする電源装置の制御方法。

１ 電源装置
１０ 複合電源ＩＣ
２０ 電源回路
２１ 入力部
２２ 出力部
３０ 制御回路（信号遷移部）
３１ａ 第１の信号入力部
３１ｂ 第２の信号入力部
３２ 信号出力部
４０ コントローラ
４２ 設定信号出力部
４３ 制御信号出力部
１００ スマートウォッチ（電子機器）
Ｒ 抵抗素子（信号遷移部）
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 入力信号
Ｓ３ 設定信号
Ｔ１、Ｔ３ 入力端子
Ｔ２ 出力端子

Claims (8)

1. 制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を備える電源回路と、
   前記出力部に接続された第１の信号入力部と、前記入力部に接続された信号出力部と、を備え、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記第１の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第１動作、
   前記第２の信号状態の前記制御信号を前記信号出力部から出力する第２動作、
   前記第１の信号入力部に入力される入力信号が前記所定の電圧条件に対応する所定の信号条件を満たす場合に、前記信号出力部から前記第１の信号状態の前記制御信号を出力し、前記入力信号が前記信号条件を満たさない場合に、前記信号出力部から前記第２の信号状態の前記制御信号を出力する第３動作、
   を行うことを特徴とする電源装置。
2. 前記制御回路は、当該制御回路の動作を設定するための設定信号が入力される第２の信号入力部を有し、当該第２の信号入力部に入力された前記設定信号に応じて前記第１動作、前記第２動作及び前記第３動作のいずれかを行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御回路による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記第２の信号入力部に接続され、当該第２の信号入力部に対して前記設定信号を出力する設定信号出力部を有し、
   前記制御回路に前記第２動作を行わせるための設定信号を前記設定信号出力部から出力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力制御を行い、
   前記電圧出力制御の後に続けて、前記制御回路に前記第３動作を行わせるための設定信号を前記設定信号出力部から出力することで前記第１状態から前記第２状態に切り替える前記遷移可能化制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記制御回路は、前記出力部と前記入力部とを接続する配線を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
5. 制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず、前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を備える電源回路と、
   前記入力部及び前記出力部に接続され、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる信号遷移部と、
   前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記出力部から前記電源電圧が出力されているときに前記遷移可能化制御を行う、
   ことを特徴とする電源装置。
6. 制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず、前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を備える電源回路と、
   前記出力部と前記入力部とを接続する配線を備え、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる信号遷移部と、
   前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される第１状態から、当該遷移が可能な第２状態に切り替える遷移可能化制御を行うコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記入力部に接続され、当該入力部に対して前記制御信号を出力する制御信号出力部を備え、
   前記第２の信号状態の前記制御信号を前記制御信号出力部から出力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力制御を行い、
   前記電圧出力制御の後に続けて、前記制御信号出力部をハイインピーダンス状態とすることで前記第１状態から前記第２状態に切り替える前記遷移可能化制御を行う、
   ことを特徴とする電源装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電源装置を備えることを特徴とする電子機器。
8. 制御信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記制御信号が所定の第１の信号状態である場合に電圧の出力を行わず、前記制御信号が所定の第２の信号状態である場合に所定の電源電圧を出力する出力部と、を備える電源回路と、前記入力部及び前記出力部に接続され、前記出力部からの出力電圧が所定の電圧条件を満たす場合に前記制御信号を前記第１の信号状態に遷移させる信号遷移部と、を備える電源装置の制御方法であって、
   前記入力部に前記第２の信号状態の前記制御信号を入力して前記出力部から前記電源電圧を出力させる電圧出力工程、
   前記出力部から前記電源電圧が出力されているときに、前記電源装置を、前記信号遷移部による前記制御信号の信号状態の遷移が抑止される状態から当該遷移が可能な状態に切り替える遷移可能化工程、
   を含むことを特徴とする電源装置の制御方法。

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