JP7223953B2

JP7223953B2 - 電源装置および過電流保護装置

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Publication number: JP7223953B2
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Inventors: 貴広早川; 智小豆畑
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Description

本開示は、電源装置および過電流保護装置に関する。

ＤＣ－ＤＣコンバータを用いた電源装置が知られている。一般的に、ＤＣ－ＤＣコンバータは、出力電圧を抵抗によって分圧した帰還電圧が一定となるように、出力する電圧を制御する。

また、外部に設けた制御回路により、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧を変更することができる電源装置も知られている。例えば、制御回路は、帰還電圧を検出するための抵抗に流れる電流を一定量引き込むことにより、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧を変更する。

特開２０１２－１９８６２４号公報特許第４８０５１９７号公報

ところで、このような制御回路を備える電源装置は、制御回路が吸い出す電流を制御することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ単独での使用において想定される電圧よりも高い出力電圧を出力し得る。従って、このような制御回路を備える電源装置では、ＤＣ－ＤＣコンバータに内蔵されている過電流保護機能を用いて過電流からの保護をすることが難しい場合がある。

このため、このような制御回路を備える電源装置において、ＤＣ－ＤＣコンバータの外部にマイクロコントローラを設けることが考えられる。例えば、過電流を検出した場合に、マイクロコントローラによってＤＣ－ＤＣコンバータへ供給する電力の供給を停止することで、過電流から電源装置を保護することが考えられる。しかし、過電流の発生からマイクロコントローラによる電力の供給の停止までには時間を要する場合がある。その場合、電源装置を高速に過電流から保護するのは難しい。

本開示は、高速に過電流に対する保護をすることができる電源装置および過電流保護装置を提供する。

本開示に係る電源装置は、出力端子と、第１抵抗および第２抵抗と、電力変換器と、保護電流出力回路と、制御回路とを備える。前記第１抵抗および前記第２抵抗は、前記出力端子と基準電位との間に直列に接続される。前記電力変換器は、前記出力端子および前記第１抵抗と前記第２抵抗との間の参照点に接続され、前記出力端子に第１電圧を供給し、前記参照点に発生する第２電圧を所定値とするように前記第１電圧を制御する。前記保護電流出力回路は、前記出力端子に供給される出力電流と、予め設定された閾値である制限電流とに応じた保護電流を出力する。前記制御回路は、前記保護電流が入力され、設定値に応じた設定電流から前記保護電流を減じた引込電流を、前記参照点から引き込む。前記保護電流出力回路は、前記電力変換器と前記出力端子との間に直列に接続される検出抵抗と、前記検出抵抗に発生する電圧を、予め定められた増幅率で増幅した検出電圧を出力する増幅回路と、前記検出電圧が前記制限電流に応じた電圧である制限電圧より大きい場合に、前記検出電圧から前記制限電圧を減じた差電圧が大きいほど大きい前記保護電流を出力し、前記検出電圧が前記制限電圧以下である場合に値が０である前記保護電流を出力する電流源と、を有する。

本開示に係る電源装置および過電流保護装置によれば、高速に過電流に対する保護をすることができる。

図１は、実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。図２は、制御回路が電流を引き込んでいない場合における電源装置の各部の電圧および電流を示す図である。図３は、過電流が発生していない場合における電源装置の各部の電圧および電流を示す図である。図４は、過電流が発生した場合に電源装置に発生する現象を説明する図である。図５は、制御回路の構成の一例を示す図である。図６は、増幅回路および電流源の構成、および、過電流が発生した場合における電源装置の各部の電圧および電流を示す図である。図７は、第１変形例に係る設定回路の構成を示す図である。図８は、第２変形例に係る設定回路の構成を示す図である。図９は、第３変形例に係る過電流保護回路の構成を示す図である。図１０は、第４変形例に係る電源装置の構成を示す図である。図１１は、第５変形例に係る電源装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る電源装置１０の実施形態について説明する。

図１は、実施形態に係る電源装置１０の構成を示す図である。電源装置１０は、入力端子２２と、電圧出力端子２４と、設定端子２６と、を備える。なお、電圧出力端子２４は、出力端子の一例である。電源装置１０は、入力端子２２から電力を受け取り、安定化した直流の出力電圧Ｖ_Ｏを電圧出力端子２４から出力する。出力電圧Ｖ_Ｏは、第１電圧の一例である。また、電源装置１０は、電圧出力端子２４から負荷に直流の出力電圧Ｖ_Ｏを供給する。負荷は、パワー半導体等の集積回路、モータまたは発振機等のどのようなデバイスであってもよい。

また、電源装置１０は、設定端子２６から設定値Ｄ_Ｓを受け取る。電源装置１０は、受け取った設定値Ｄ_Ｓに応じて、出力電圧Ｖ_Ｏを変化させる。さらに、電源装置１０は、予め設定された制限電流Ｉ_ＬＩＭを超える過電流が負荷に流れた場合、出力電圧Ｖ_Ｏを低下させて、過電流を減少させる。

電源装置１０は、第１抵抗３２と、第２抵抗３４と、電力変換器３６と、キャパシタ３８と、インダクタ４０と、過電流検出回路４２と、制御回路４４とを備える。なお、実施形態の過電流検出回路４２は、保護電流出力回路の一例である。

電力変換器３６は、入力端子２２に接続される。また、電力変換器３６は、インダクタ４０および過電流検出回路４２を介して、第２抵抗３４および電圧出力端子２４に接続される。

電力変換器３６は、入力端子２２から電圧を受け取り、安定化した直流の出力電圧Ｖ_Ｏを出力する。そして、電力変換器３６は、電圧出力端子２４に出力電圧Ｖ_Ｏを供給する。本実施形態において、電力変換器３６は、直流の電圧を受け取り、直流の電圧を出力するＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換器３６は、交流の電圧を受け取り、直流の電圧を出力するＡＣ－ＤＣコンバータであってもよい。また、電力変換器３６は、直流の電圧を受け取り、直流の電圧を出力するシリーズレギュレータであってもよい。

インダクタ４０は、電力変換器３６と電圧出力端子２４との間に直列に接続される。インダクタ４０は、例えば、電力変換器３６から負荷に供給する電圧を平均化する。また、インダクタ４０は、電力変換器３６から負荷へと流れる出力電流Ｉ_Ｏに含まれる電流リップル等のノイズを吸収する。なお、電源装置１０は、複数のインダクタ４０を備える構成であってもよい。

キャパシタ３８は、電圧出力端子２４と基準電位との間に接続される。キャパシタ３８は、例えば、電圧出力端子２４から負荷に供給する電圧を平均化する。また、キャパシタ３８は、例えば、出力電圧Ｖ_Ｏに含まれる電圧リップル等のノイズを吸収する。

第１抵抗３２および第２抵抗３４は、電圧出力端子２４と基準電位との間に直列に接続される。基準電位は、例えばグラウンドである。第１抵抗３２は、第１端子３２ａと第２端子３２ｂとを備え、第１端子３２ａが基準電位に接続される。第２抵抗３４は、第１端子３４ａと第２端子３４ｂとを備え、第１端子３４ａが第１抵抗３２の第２端子３２ｂに接続され、第２端子３４ｂが電圧出力端子２４に接続される。

第１抵抗３２と第２抵抗３４とは、予め定められた抵抗比に設定されている。第１抵抗３２および第２抵抗３４は、負荷よりも十分高い抵抗値を有する。これにより、第１抵抗３２および第２抵抗３４の、負荷に供給する電力に対する影響を小さくすることができる。なお、第１抵抗３２と第２抵抗３４との間の接続点を、参照点Ｍとする。参照点Ｍは、電力変換器３６に接続される。

さらに、電力変換器３６は、参照点Ｍに発生する帰還電圧Ｖ_Ｆを受け取る。帰還電圧Ｖ_Ｆは、第２電圧の一例である。そして、電力変換器３６は、帰還電圧Ｖ_Ｆが所定値となるように、出力電圧Ｖ_Ｏを制御する。例えば、電力変換器３６は、帰還電圧Ｖ_Ｆが所定値より小さい場合には、出力電圧Ｖ_Ｏを高くする。また、例えば、電力変換器３６は、帰還電圧Ｖ_Ｆが所定値より大きい場合には、出力電圧Ｖ_Ｏを低くする。

過電流検出回路４２は、電力変換器３６から電圧出力端子２４に供給される出力電流Ｉ_Ｏと、予め設定された閾値である制限電流Ｉ_ＬＩＭとに応じた保護電流Ｉ_Ｐを出力する。本実施形態においては、過電流検出回路４２は、電力変換器３６から電圧出力端子２４へと供給される出力電流Ｉ_Ｏが予め設定された閾値である制限電流Ｉ_ＬＩＭより大きい場合、保護電流Ｉ_Ｐを生成する。保護電流Ｉ_Ｐは、出力電流Ｉ_Ｏから制限電流Ｉ_ＬＩＭを減じた過電流に比例する。また、過電流検出回路４２は、出力電流Ｉ_Ｏが制限電流Ｉ_ＬＩＭ以下である場合、保護電流Ｉ_Ｐを生成しない。すなわち、過電流検出回路４２は、出力電流Ｉ_Ｏが制限電流Ｉ_ＬＩＭ以下である場合、保護電流Ｉ_Ｐを０とする。過電流検出回路４２は、生成した保護電流Ｉ_Ｐを制御回路４４に供給する。過電流検出回路４２は、制御回路４４のインピーダンスに関わらず、固定された値の保護電流Ｉ_Ｐを出力する。

制御回路４４は、ユーザ等により予め入力された設定値Ｄ_Ｓを設定端子２６から受け取る。また、制御回路４４は、過電流検出回路４２から保護電流Ｉ_Ｐを受け取る。また、制御回路４４は、参照点Ｍから引込電流Ｉ_Ｃを引き込む。そして、制御回路４４は、引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流を基準電位へと流す。このような制御回路４４は、引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流を、設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電流Ｉ_Ｓに一致させるように動作する。すなわち、制御回路４４は、設定電流Ｉ_Ｓから保護電流Ｉ_Ｐを減じた電流値の引込電流Ｉ_Ｃを、参照点Ｍから引き込むように動作する。

本実施形態においては、過電流検出回路４２は、検出抵抗５２と、増幅回路５４と、電流源５６とを有する。

検出抵抗５２は、第１端子５２ａと第２端子５２ｂとを備え、電力変換器３６と電圧出力端子２４との間に直列に接続される。本実施形態においては、検出抵抗５２の第１端子５２ａは、インダクタ４０を介して電力変換器３６に接続される。検出抵抗５２の第２端子５２ｂは、電圧出力端子２４に接続される。

増幅回路５４は、第１端子５４ａと第２端子５４ｂとを備える。増幅回路５４の第１端子５４ａは、検出抵抗５２の第１端子５２ａに接続される。増幅回路５４の第２端子５４ｂは、検出抵抗５２の第２端子５２ｂに接続される。増幅回路５４は、検出抵抗５２に発生する電圧を検出する。検出抵抗５２に発生する電圧とは、検出抵抗５２の第１端子５２ａと検出抵抗５２の第２端子５２ｂとの間の電圧である。そして、増幅回路５４は、検出抵抗５２に発生する電圧を予め定められた増幅率で増幅した検出電圧Ｖ_Ａを発生する。増幅回路５４は、検出電圧Ｖ_Ａを電流源５６に供給する。

電流源５６は、例えば制限電圧Ｖ_ＬＩＭを外部の基準電源等から受け取る。電流源５６は、制限電流Ｉ_ＬＩＭに応じた大きさの制限電圧Ｖ_ＬＩＭを生成してもよい。電流源５６は、検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きい場合に、検出電圧Ｖ_Ａから制限電圧Ｖ_ＬＩＭを減じた電圧である差電圧に応じた大きさの保護電流Ｉ_Ｐを出力する。例えば、電流源５６は、差電圧に比例した保護電流Ｉ_Ｐを出力する。電流源５６は、検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭ以下である場合に、保護電流Ｉ_Ｐを出力しない。すなわち、電流源５６は、検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭ以下である場合に、保護電流Ｉ_Ｐを０とする。

電流源５６は、保護電流Ｉ_Ｐを制御回路４４に供給する。電流源５６は、制御回路４４のインピーダンスに関わらず、固定された値の保護電流Ｉ_Ｐを出力する。

なお、本実施形態において、過電流検出回路４２の検出抵抗５２は、インダクタ４０と、第２抵抗３４の第２端子３４ｂとの間に接続された構成となっているが、第２抵抗３４の第２端子３４ｂと電圧出力端子２４との間に接続されてもよい。すなわち、第１抵抗３２および第２抵抗３４は、過電流検出回路４２よりも電力変換器３６側の配線と、基準電位との間に直列に接続されてもよい。

図２は、制御回路４４が電流を引き込んでいない場合における電源装置１０の各部の電圧および電流を示す図である。電源装置１０の動作の説明の前提として、引込電流Ｉ_Ｃが０である場合、つまり、制御回路４４が参照点Ｍから電流を引き込んでいない場合における電源装置１０の動作を、図２を参照して説明する。

制御回路４４が参照点Ｍから電流を引き込んでいない場合、第１抵抗３２に流れる電流と、第２抵抗３４に流れる電流とは同一となる。つまり、第１抵抗３２に流れる電流をＩ_Ｒ１、第２抵抗３４に流れる電流をＩ_Ｒ２とした場合、Ｉ_Ｒ１＝Ｉ_Ｒ２となる。

従って、出力電圧Ｖ_Ｏの電圧値をＶ_Ｏ、帰還電圧Ｖ_Ｆの電圧値をＶ_Ｆ、第１抵抗３２の抵抗値をＲ_１、第２抵抗３４の抵抗値をＲ_２とした場合、出力電圧Ｖ_Ｏは、式（１）のように表される。
Ｖ_Ｏ＝｛（Ｒ_１＋Ｒ_２）／Ｒ_１｝×Ｖ_Ｆ…（１）

このように、制御回路４４が電流を引き込んでいない場合における電源装置１０は、予め定められた固定の出力電圧Ｖ_Ｏを出力する。

図３は、過電流が発生していない場合における電源装置１０の各部の電圧および電流を示す図である。電源装置１０は、負荷に過電流が流れていない場合、すなわち、出力電流Ｉ_Ｏが制限電流Ｉ_ＬＩＭ以下である場合、次のような動作をする。

過電流が発生していない場合、過電流検出回路４２は、保護電流Ｉ_Ｐを発生しない。すなわち、保護電流Ｉ_Ｐ＝０である。

保護電流Ｉ_Ｐが０である場合、参照点Ｍから引き込まれる引込電流Ｉ_Ｃは、ユーザにより入力された設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電流Ｉ_Ｓと同一となる。つまり、設定電流Ｉ_Ｓと引込電流Ｉ_Ｃとの関係は、式（３）のようになる。
Ｉ_Ｃ＝Ｉ_Ｓ…（３）

電力変換器３６は、参照点Ｍに発生する帰還電圧Ｖ_Ｆを所定値とするように出力電圧Ｖ_Ｏを制御する。すなわち、電力変換器３６は、第１抵抗３２に流れる電流を予め定められた値とするように出力電圧Ｖ_Ｏを制御する。このため、負荷に過電流が流れていない場合、第１抵抗３２に流れる電流は、制御回路４４により参照点Ｍから引き込まれる引込電流Ｉ_Ｃに関わらず一定となる。

従って、第２抵抗３４に流れる電流は、第１抵抗３２に流れる電流と、制御回路４４により参照点Ｍから引き込まれる引込電流Ｉ_Ｃとを加算した値となる。つまり、第１抵抗３２に流れる電流をＩ_Ｒ１とし、第２抵抗３４に流れる電流をＩ_Ｒ２とした場合、式（４）に示す関係が成り立つ。
Ｉ_Ｒ２＝Ｉ_Ｒ１＋Ｉ_Ｃ…（４）

式（３）を式（４）に代入すると、式（５）のようになる。
Ｉ_Ｒ２＝Ｉ_Ｒ１＋Ｉ_Ｓ…（５）

また、出力電圧Ｖ_Ｏは、式（６）のように表される。
Ｖ_Ｏ＝（Ｒ_１×Ｉ_Ｒ１）＋｛Ｒ_２×（Ｉ_Ｒ１＋Ｉ_Ｓ）｝
＝｛（Ｒ_１＋Ｒ_２）×Ｉ_Ｒ１｝＋（Ｒ_２×Ｉ_Ｓ）…（６）

電力変換器３６がＩ_Ｒ１を予め定められた値となるように制御するので、式（６）の第１項の｛（Ｒ_１＋Ｒ_２）×Ｉ_Ｒ１｝は、固定値となる。従って、出力電圧Ｖ_Ｏは、設定電流Ｉ_Ｓによって変動する。

設定電流Ｉ_Ｓは、ユーザから予め入力された設定値Ｄ_Ｓに応じた値の電流である。従って、負荷に過電流が流れていない場合、電力変換器３６は、ユーザから予め入力された設定値Ｄ_Ｓに応じた出力電圧Ｖ_Ｏを出力することができる。

図４は、過電流が発生した場合に電源装置１０に発生する現象を説明する図である。負荷に過電流が流れた場合、図４に示すように、電源装置１０の各部の電流または電圧が変化する。

まず、負荷に過電流が流れた場合、出力電流Ｉ_Ｏは、予め設定された閾値である制限電流Ｉ_ＬＩＭより大きくなる（Ｓ１１）。続いて、出力電流Ｉ_Ｏが制限電流Ｉ_ＬＩＭより大きくなった場合、増幅回路５４から出力される検出電圧Ｖ_Ａは、予め設定された制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きくなる（Ｓ１２）。

続いて、検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きくなった場合、電流源５６は、保護電流Ｉ_Ｐを生成する（Ｓ１３）。保護電流Ｉ_Ｐは、検出電圧Ｖ_Ａから制限電圧Ｖ_ＬＩＭを減じた差電圧に比例する値である。従って、出力電流Ｉ_Ｏと制限電流Ｉ_ＬＩＭとの差電圧が大きい程、大きな保護電流Ｉ_Ｐが流れる。

続いて、電流源５６が保護電流Ｉ_Ｐを生成した場合、制御回路４４は、引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流が、予め入力された設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電流Ｉ_Ｓとなるように制御する（Ｓ１４）。引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流が設定電流Ｉ_Ｓとなるように制御された場合、参照点Ｍから引き込まれる引込電流Ｉ_Ｃは、保護電流Ｉ_Ｐ分減少する（Ｓ１５）。

引込電流Ｉ_Ｃが保護電流Ｉ_Ｐ分減少した場合、第１抵抗３２に流れる電流が、保護電流Ｉ_Ｐ分増加する（Ｓ１６）。第１抵抗３２に流れる電流が、保護電流Ｉ_Ｐ分増加した場合、参照点Ｍに発生する電圧（帰還電圧Ｖ_Ｆ）が増加する（Ｓ１７）。そして、帰還電圧Ｖ_Ｆが増加した場合、電力変換器３６は、出力電圧Ｖ_Ｏを減少させる（Ｓ１８）。

このように、電源装置１０は、負荷に過電流が流れた場合、出力電圧Ｖ_Ｏを減少させるように動作することができる。この結果、電源装置１０は、過電流を減少させることができる。

図５は、制御回路４４の構成の一例を示す図である。例えば、制御回路４４は、設定端子２６に接続された設定回路６０と、参照点Ｍに接続された電流量制御回路６４と、電流量制御回路６４に接続された引込抵抗６２と、を有する。

設定回路６０は、設定端子２６を介して設定値Ｄ_Ｓを受け付ける。設定回路６０は、受け付けた設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電圧Ｖ_Ｓを発生する。

例えば、設定回路６０は、ＤＡコンバータ６８と、第１分圧抵抗７０と、第２分圧抵抗７２とを含む。ＤＡコンバータ６８は、設定端子２６に接続される。ＤＡコンバータ６８は、出力端子を備え、設定値Ｄ_Ｓをデジタルアナログ変換した電圧を出力端子から出力する。

第１分圧抵抗７０および第２分圧抵抗７２は、ＤＡコンバータ６８の出力端子と基準電位との間に直列に接続される。第１分圧抵抗７０は、第１端子７０ａと第２端子７０ｂとを備え、第１端子７０ａが基準電位に接続される。第２分圧抵抗７２は、第１端子７２ａと第２端子７２ｂとを備え、第１端子７２ａが第１分圧抵抗７０の第２端子７０ｂに接続され、第２端子７２ｂがＤＡコンバータ６８の出力端子に接続される。第１分圧抵抗７０および第２分圧抵抗７２は、ＤＡコンバータ６８から出力された電圧を所定の比率で分圧することができる。第１分圧抵抗７０と第２分圧抵抗７２との間の接続点は、電流量制御回路６４に接続される。これにより、設定回路６０は、接続点に発生する電圧を、設定電圧Ｖ_Ｓとして、電流量制御回路６４に供給することができる。

引込抵抗６２は、予め定められた抵抗値を有する。引込抵抗６２は、第１端子６２ａが基準電位に接続され、第２端子６２ｂが過電流検出回路４２および電流量制御回路６４に接続される。

電流量制御回路６４は、引込電流Ｉ_Ｃを、参照点Ｍから引き込む。電流量制御回路６４は、参照点Ｍから引き込んだ引込電流Ｉ_Ｃを、引込抵抗６２の第２端子６２ｂに供給する。電流量制御回路６４は、設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電圧Ｖ_Ｓを引込抵抗６２の第２端子６２ｂに発生させるように、参照点Ｍから引き込む引込電流Ｉ_Ｃを制御する。

例えば、電流量制御回路６４は、第１の演算増幅器７４と、電界効果トランジスタ７６とを含む。第１の演算増幅器７４は、非反転入力端子に設定電圧Ｖ_Ｓが供給され、反転入力端子が引込抵抗６２の第２端子６２ｂに接続される。

電界効果トランジスタ７６は、例えばＮ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）である。電界効果トランジスタ７６は、ゲートが第１の演算増幅器７４の出力端子に接続され、ドレインが参照点Ｍに接続され、ソースが引込抵抗６２の第２端子６２ｂに接続される。

さらに、引込抵抗６２の第２端子６２ｂは、過電流検出回路４２が有する電流源５６に接続される。つまり、過電流検出回路４２の電流源５６は、保護電流Ｉ_Ｐを引込抵抗６２の第２端子６２ｂに供給する。従って、引込抵抗６２には、引込電流Ｉ_Ｃに加えて、保護電流Ｉ_Ｐが流れる。これにより、引込抵抗６２は、引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流と、引込抵抗６２の抵抗値と、を乗算した電圧を、第２端子６２ｂに発生させる。

このような電流量制御回路６４は、電界効果トランジスタ７６のソースと、第１の演算増幅器７４の非反転入力端子とが同一の電位となるように、電界効果トランジスタ７６のドレイン－ソース間に流れる電流が制御される。従って、電流量制御回路６４は、引込抵抗６２に設定電圧Ｖ_Ｓと等しい電圧を発生させることができる。

引込抵抗６２に設定電圧Ｖ_Ｓと等しい電圧が発生した場合、引込抵抗６２には、設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電流Ｉ_Ｓが流れる。ここで、第１の演算増幅器７４の非反転入力端子から引込抵抗６２へと流れる電流は０である。また、設定電流Ｉ_Ｓは、引込電流Ｉ_Ｃと保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流である。また、電界効果トランジスタ７６のドレイン－ソース間には、引込電流Ｉ_Ｃが流れる。従って、電界効果トランジスタ７６は、ドレイン－ソース間に流れる引込電流Ｉ_Ｃを、設定電流Ｉ_Ｓから保護電流Ｉ_Ｐを減じた電流値となるように調整することができる。

以上のように、制御回路４４は、設定値Ｄ_Ｓに応じた設定電流Ｉ_Ｓから保護電流Ｉ_Ｐを減じた電流値となるように、引込電流Ｉ_Ｃを制御することができる。なお、設定回路６０は、ＤＡコンバータ６８を有さない構成であってもよい。この場合、第２分圧抵抗７２の第２端子７２ｂは、設定端子２６に接続される。このようなＤＡコンバータ６８を有さない構成の設定回路６０は、設定端子２６を介して外部から、設定値Ｄ_Ｓとしてアナログの電圧値が供給される。

図６は、増幅回路５４および電流源５６の構成、および、過電流が発生した場合における電源装置１０の各部の電圧および電流を示す図である。

例えば、増幅回路５４は、第２の演算増幅器８０と、第３抵抗８２と、第４抵抗８４と、第５抵抗８６と、第６抵抗８８とを含む。

第３抵抗８２は、一端が検出抵抗５２の電力変換器３６の側の端子に接続され、他端が第２の演算増幅器８０の非反転入力端子に接続される。第４抵抗８４は、一端が検出抵抗５２の電圧出力端子２４の側の端子に接続され、他端が第２の演算増幅器８０の反転入力端子に接続される。

第５抵抗８６は、一端が第２の演算増幅器８０の非反転入力端子に接続され、他端が基準電位に接続される。第６抵抗８８は、一端が第２の演算増幅器８０の反転入力端子に接続され、他端が第２の演算増幅器８０の出力端子に接続される。

第２の演算増幅器８０は、検出抵抗５２に発生した電圧を、予め定められた増幅率で増幅した検出電圧Ｖ_Ａを発生する。第２の演算増幅器８０の増幅率は、第３抵抗８２、第４抵抗８４、第５抵抗８６および第６抵抗８８のそれぞれの抵抗値により定まる。増幅回路５４は、検出電圧Ｖ_Ａを電流源５６に供給する。

例えば、電流源５６は、第７抵抗９０と、第３の演算増幅器９２と、バイポーラトランジスタ９４とを含む。第７抵抗９０は、一端が増幅回路５４に含まれる第２の演算増幅器８０の出力端子に接続され、他端が第３の演算増幅器９２の反転入力端子に接続される。

第３の演算増幅器９２は、反転入力端子がバイポーラトランジスタ９４のエミッタに接続される。第３の演算増幅器９２は、非反転入力端子に、制限電圧Ｖ_ＬＩＭが印加される。制限電圧Ｖ_ＬＩＭは、制限電流Ｉ_ＬＩＭに応じた値に設定される。制限電圧Ｖ_ＬＩＭは、設計者等により予め設定される。

バイポーラトランジスタ９４は、例えばｐｎｐ型である。バイポーラトランジスタ９４は、ベースが第３の演算増幅器９２の出力端子に接続され、エミッタが第３の演算増幅器９２の反転入力端子に接続される。バイポーラトランジスタ９４のコレクタは、制御回路４４が有する引込抵抗６２の第２端子６２ｂに接続される。電流源５６は、バイポーラトランジスタ９４のコレクタ電流を、保護電流Ｉ_Ｐとして出力する。

このような構成の電流源５６は、増幅回路５４から出力された検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭ以下である場合、保護電流Ｉ_Ｐを出力しない。しかし、電流源５６は、増幅回路５４から出力された検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きくなった場合、検出電圧Ｖ_Ａから制限電圧Ｖ_ＬＩＭを減じた差電圧に応じた保護電流Ｉ_Ｐを出力する。具体的には、電流源５６は、増幅回路５４から供給された検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きくなった場合、検出電圧Ｖ_Ａから制限電圧Ｖ_ＬＩＭを減じた差電圧を、第７抵抗９０の抵抗値で除算した保護電流Ｉ_Ｐを出力する。

電流源５６から出力された保護電流Ｉ_Ｐは、制御回路４４が有する引込抵抗６２に供給される。従って、検出電圧Ｖ_Ａが制限電圧Ｖ_ＬＩＭより大きくなった場合、引込抵抗６２には、参照点Ｍから引き込まれた引込電流Ｉ_Ｃと、電流源５６から出力された保護電流Ｉ_Ｐとを加算した電流が流れる。

ここで、検出抵抗５２の抵抗値をＲ_Ｓとし、出力電流Ｉ_Ｏの電流値をＩ_Ｏとし、第３抵抗８２および第４抵抗８４の抵抗値をＲ_５とし、第５抵抗８６および第６抵抗８８の抵抗値をＲ_６とし、第２の演算増幅器８０から出力される検出電圧Ｖ_Ａの電圧値をＶ_Ａとする。この場合、検出電圧Ｖ_Ａは、式（８）のように表される。
Ｖ_Ａ＝（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×Ｉ_Ｏ…（８）

また、制限電圧Ｖ_ＬＩＭの電圧値をＶ_ＬＩＭとし、第７抵抗９０の抵抗値をＲ_７とし、保護電流Ｉ_Ｐの電流値をＩ_Ｐとする。この場合、保護電流Ｉ_Ｐは、式（９）および式（１０）のように表される。
Ｉ_Ｐ＝０…（９）｛Ｖ_Ａ≦Ｖ_ＬＩＭの場合｝
Ｉ_Ｐ＝（Ｖ_Ａ－Ｖ_ＬＩＭ）／Ｒ_７…（１０）｛Ｖ_Ａ＞Ｖ_ＬＩＭの場合｝

また、制限電流Ｉ_ＬＩＭの電流値をＩ_ＬＩＭとする。この場合、制限電圧Ｖ_ＬＩＭは、式（１１）のように表される。
Ｖ_ＬＩＭ＝（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×Ｉ_ＬＩＭ…（１１）

従って、設計者は、制限電流Ｉ_ＬＩＭを決定した場合、式（１１）に基づき制限電圧Ｖ_ＬＩＭを算出することができる。

また、出力電流Ｉ_Ｏのうち制限電流Ｉ_ＬＩＭを超えた分の電流、すなわち、過電流をΔＩ_ＬＩＭとする。この場合、出力電流Ｉ_Ｏは、式（１２）により表される。
Ｉ_Ｏ＝Ｉ_ＬＩＭ＋ΔＩ_ＬＩＭ…（１２）

式（１２）を式（８）に代入すると、検出電圧Ｖ_Ａは、式（１３）で表される。
Ｖ_Ａ＝（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×（Ｉ_ＬＩＭ＋ΔＩ_ＬＩＭ）…（１３）

また、Ｖ_Ａ－Ｖ_ＬＩＭは、式（１１）および式（１３）に基づき、式（１４）のように表される。
Ｖ_Ａ－Ｖ_ＬＩＭ＝（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×ΔＩ_ＬＩＭ…（１４）

ΔＩ_ＬＩＭに対応する保護電流Ｉ_Ｐの増分を、ΔＩ_Ｐとする。この場合、ΔＩ_Ｐは、式（１０）および式（１４）に基づき、式（１５）のように表される。
ΔＩ_Ｐ＝（１／Ｒ_７）×（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×ΔＩ_ＬＩＭ…（１５）｛Ｖ_Ａ＞Ｖ_ＬＩＭの場合｝

保護電流Ｉ_Ｐが発生した場合、電力変換器３６は、出力電圧Ｖ_Ｏを低下させるように動作する。保護電流Ｉ_Ｐが発生した場合における出力電圧Ｖ_Ｏの低下分をΔＶ_Ｏとする。出力電圧Ｖ_Ｏの低下分ΔＶ_Ｏは、出力電圧Ｖ_Ｏの低下によって参照点Ｍから引き込まれなくなった電流量と、第２抵抗３４の抵抗値とを乗じた電圧に相当する。参照点Ｍから引き込まれなくなった電流量は、保護電流Ｉ_Ｐの増分である。従って、出力電圧Ｖ_Ｏの低下分ΔＶ_Ｏは、式（１６）により表される。
ΔＶ_Ｏ＝Ｒ_２×ΔＩ_Ｐ…（１６）

式（１５）を式（１６）に代入すると、出力電圧Ｖ_Ｏの低下分ΔＶ_Ｏは式（１７）のように表される。
ΔＶ_Ｏ＝Ｒ_２×（１／Ｒ_７）×（Ｒ_６／Ｒ_５）×Ｒ_Ｓ×ΔＩ_ＬＩＭ…（１７）｛Ｖ_Ａ＞Ｖ_ＬＩＭの場合｝

一方、出力電流Ｉ_Ｏは、式（１８）のように表される。
Ｉ_Ｏ＝Ｖ_Ｏ／Ｒ_Ｌ…（１８）

負荷の抵抗が一定であるとした場合、過電流ΔＩ_ＬＩＭは、式（１９）のように表される。
ΔＩ_ＬＩＭ＝ΔＶ_Ｏ／Ｒ_Ｌ…（１９）

式（１９）を式変形すると、出力電圧Ｖ_Ｏの低下分ΔＶ_Ｏは、式（２０）のように表される。
ΔＶ_Ｏ＝ΔＩ_ＬＩＭ×Ｒ_Ｌ…（２０）

ここで、式（１７）と式（２０）とが等しい、または、式（１７）が式（２０）より大きい場合、電源装置１０は、出力電流Ｉ_Ｏを下げる方向に動作することができる。つまり、式（２１）に示すような関係が成り立つ場合に、電源装置１０は、出力電圧Ｖ_Ｏを下げることができる。
式（１７）≧式（２０）
Ｒ_７≧（Ｒ_２×Ｒ_６×Ｒ_Ｓ）／（Ｒ_５×Ｒ_Ｌ）…（２１）

従って、例えば設計者は、図６に示すような回路構成を実施する場合、式（２１）に示す関係となるように各パラメータを設定する。

以上のように、本実施形態に係る電源装置１０は、過電流保護用マイクロコントローラ等を備えずに、過電流に対する保護をすることができる。これにより、電源装置１０によれば、簡易な構成で高速に過電流に対する保護をすることができる。

また、電源装置１０は、出力電圧Ｖ_Ｏを減少させることにより過電流に対応する保護をするので、電力変換器３６の動作を停止させずに過電流に対する保護をすることができる。これにより、電源装置１０によれば、電力変換器３６を再起動することなく出力電圧Ｖ_Ｏを出力させ続けることができる。

また、電源装置１０は、出力電圧Ｖ_Ｏを減少させることにより過電流に対応する保護をするので、電力変換器３６の前段にスイッチ回路等を設けなくても過電流に対する保護をすることができる。これにより、簡易な構成で過電流に対する保護をすることができる。また、スイッチ回路等による電力の消費が生じないため、省電力に過電流に対する保護をすることができる。

さらに、電源装置１０は、瞬間的に電流が増加した場合であっても、早い応答で出力電圧Ｖ_Ｏを制御することができる。これにより、電源装置１０によれば、例えば、突入電流等を軽減することができる。従って、電源装置１０によれば、インダクタ４０を突入電流に対応させなくてもよくなるので、インダクタ４０の許容電流を大きくしなくてよくなる。つまり、電源装置１０によれば、インダクタ４０を小さくすることができる。また、電源装置１０によれば、電力変換器３６が有するスイッチングデバイスを大きな突入電流に対応させなくてもよくなるので、電力変換器３６が有するスイッチングデバイスのサイズを小さくすることもできる。

また、過電流検出回路４２と制御回路４４とを備える過電流保護装置を、電力変換器３６を備える一般的な電源ユニットに適用してもよい。また、過電流検出回路４２を備える過電流保護装置を、電力変換器３６と制御回路４４とを備える出力電圧Ｖ_Ｏを制御可能な一般的な電源ユニットに適用してもよい。これにより、このような過電流保護装置は、一般的な電源ユニットに対して、過電流保護機能を提供することができる。

（変形例）
つぎに、本実施形態に係る電源装置１０の複数の変形例について説明をする。各変形例の説明では、図１から図６を参照して説明した構成要素と略同一の構成要素については相違点を除き詳細な説明を省略する。

ユーザの意図しない動作を電源装置１０にさせないように、設定回路６０は、フィルタを有していてもよい。以下、フィルタを有する設定回路６０の一例として、第１変形例および第２変形例を説明する。

図７は、第１変形例に係る設定回路６０の構成を示す図である。設定回路６０は、図７に示すような構成であってもよい。図７に示す設定回路６０は、第１分圧抵抗７０および第２分圧抵抗７２に代えて、第３分圧抵抗１１０と、第４分圧抵抗１１２と、第５分圧抵抗１１４と、第１キャパシタ１１６と、第２キャパシタ１１８とを含む。

第３分圧抵抗１１０は、第１端子１１０ａと第２端子１１０ｂとを備え、第１端子１１０ａが基準電位に接続される。第４分圧抵抗１１２は、第１端子１１２ａと第２端子１１２ｂとを備え、第１端子１１２ａが第３分圧抵抗１１０の第２端子１１０ｂに接続される。第５分圧抵抗１１４は、第１端子１１４ａと第２端子１１４ｂとを備え、第１端子１１４ａが第４分圧抵抗１１２の第２端子１１２ｂに接続され、第２端子１１４ｂがＤＡコンバータ６８の出力端子に接続される。

第１キャパシタ１１６は、基準電位と、第３分圧抵抗１１０の第２端子１１０ｂとの間に接続される。第２キャパシタ１１８は、基準電位と、第４分圧抵抗１１２の第２端子１１２ｂとの間に接続される。

第３分圧抵抗１１０と第４分圧抵抗１１２との間の接続点は、電流量制御回路６４に接続される。これにより、設定回路６０は、接続点に発生する電圧を、設定電圧Ｖ_Ｓとして、電流量制御回路６４に供給することができる。

さらに、第３分圧抵抗１１０、第４分圧抵抗１１２、第５分圧抵抗１１４、第１キャパシタ１１６および第２キャパシタ１１８は、ＤＡコンバータ６８が出力した電圧の高周波数成分を除去するローパスフィルタとして機能する。このため、第１変形例に係る設定回路６０は、設定値Ｄ_Ｓが変更されたことによってＤＡコンバータ６８から出力される電圧が急峻に変更された場合であっても、滑らかに変化する安定した設定電圧Ｖ_Ｓを出力することができる。従って、第１変形例に係る電源装置１０は、設定値Ｄ_Ｓが急峻に変更された場合であっても、安定した出力電圧Ｖ_Ｏを出力することができる。

図８は、第２変形例に係る設定回路６０の構成を示す図である。設定回路６０は、図８に示すような構成であってもよい。図８に示す第２変形例に係る設定回路６０は、第１分圧抵抗７０および第２分圧抵抗７２に代えて、アクティブローパスフィルタ１２０を含む。

アクティブローパスフィルタ１２０は、入力端子１２０ａと出力端子１２０ｂとを備え、入力端子１２０ａがＤＡコンバータ６８の出力端子１２０ｂに接続され、出力端子１２０ｂが電流量制御回路６４に接続される。さらに、アクティブローパスフィルタ１２０は、基準電位に接続される。

アクティブローパスフィルタ１２０は、ＤＡコンバータ６８から出力された電圧を所定倍率で増幅または減衰した電圧を出力する。そして、アクティブローパスフィルタ１２０は、出力した電圧を、設定電圧Ｖ_Ｓとして、電流量制御回路６４に供給することができる。

さらに、アクティブローパスフィルタ１２０は、ＤＡコンバータ６８が出力した電圧の高周波数成分を除去した電圧を出力することができる。このため、第２変形例に係る設定回路６０は、設定値Ｄ_Ｓが変更されたことによってＤＡコンバータ６８から出力される電圧が急峻に変更された場合であっても、滑らかに変化する安定した設定電圧Ｖ_Ｓを出力することができる。従って、第２変形例に係る電源装置１０は、設定値Ｄ_Ｓが急峻に変更された場合であっても、安定した出力電圧Ｖ_Ｏを出力することができる。

なお、設定回路６０が有するフィルタは、第１変形例および第２変形例のような構成に限らず、どのような回路であってもよい。例えば、フィルタは、抵抗およびキャパシタにより構成された複数段（複数次）のラダー回路であってもよい。また、例えば、フィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタとを組み合わせた回路であってもよい。また、例えば、フィルタは、バンドエリミネーションフィルタ回路であってもよい。また、フィルタは、位相フィルタ回路であってもよい。また、フィルタは、コイルとキャパシタとを組み合わせた回路であってもよいし、水晶発振器等を含む回路であってもよい。また、設定回路６０がフィルタを有する場合も、設定回路６０は、ＤＡコンバータ６８を有さない構成であってもよい。

図９は、第３変形例に係る過電流検出回路４２の構成を示す図である。過電流検出回路４２は、図９に示すような構成であってもよい。図９に示す過電流検出回路４２は、検出抵抗５２と、増幅回路５４と、第１から第ｎ（ｎは２以上の整数）の電流源５６－１～５６－ｎを有する。

増幅回路５４は、第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれに接続される。増幅回路５４は、検出電圧Ｖ_Ａを第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれに供給する。

第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれは、図１から図６を参照して説明した電流源５６と同一の構成であって同一の機能を有する。第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれは、出力端子が制御回路４４が有する引込抵抗６２に接続される。従って、過電流検出回路４２は、第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれが出力した電流を加算した電流を、保護電流Ｉ_Ｐとして、制御回路４４が有する引込抵抗６２に供給する。

ここで、第１から第ｎの電流源５６－１～５５－ｎのそれぞれは、制限電圧Ｖ_ＬＩＭの電圧値および第７抵抗９０の抵抗値の少なくとも一方が、他の電流源５６と異なっていてもよい。例えば、過電流検出回路４２が、第１の電流源５６－１と第２の電流源５６－２とを有するとする。この場合、第１の電流源５６－１は、第２の電流源５６－２よりも、制限電圧Ｖ_ＬＩＭが高く設定され、第７抵抗９０の抵抗値が低く設定される。つまり、第２の電流源５６－２は、第１の電流源５６－１よりも、制限電圧Ｖ_ＬＩＭが低く設定され、第７抵抗９０の抵抗値が高く設定される。このような過電流検出回路４２は、過電流が小さい場合、第２の電流源５６－２が動作することにより遅い応答で過電流保護を実行し、過電流が大きくなった場合、第１の電流源５６－１が動作することにより早い応答で過電流保護を実行することができる。

このように過電流検出回路４２は、制限電圧Ｖ_ＬＩＭの電圧値および第７抵抗９０の抵抗値が異なる複数の電流源５６を有する。これにより、第３変形例に係る過電流検出回路４２は、過電流保護の応答速度および過電流保護を開始する閾値電流値を複合させて過電流保護を実行することができる。

図１０は、第４変形例に係る電源装置１０の構成を示す図である。第４変形例に係る電源装置１０は、電源部２１０と、スイッチ回路２１２と、コントローラ２１４とを備える。

電源部２１０は、図１に示す電源装置１０と同一の構成である。スイッチ回路２１２は、入力端子２２から電力を受け取る。そして、スイッチ回路２１２は、コントローラ２１４の制御に応じて、電力変換器３６へと供給される電力をオンまたはオフする。

コントローラ２１４は、プロセッサ等を有する情報処理回路である。コントローラ２１４は、電源部２１０が備える過電流検出回路４２において検出された検出電圧Ｖ_Ａを取得する。すなわち、コントローラ２１４は、負荷に流れる出力電流Ｉ_Ｏに比例した検出電圧Ｖ_Ａを電源部２１０から取得する。なお、コントローラ２１４は、電源部２１０とは別個に設けられた検出部から出力電流Ｉ_Ｏの大きさを表す情報を取得してもよい。

コントローラ２１４は、取得した検出電圧Ｖ_Ａに基づき、出力電流Ｉ_Ｏが予め設定された値より大きいか否かを判断する。そして、コントローラ２１４は、出力電流Ｉ_Ｏが予め設定された値より大きい場合、スイッチ回路２１２をオフにする。これにより、コントローラ２１４は、電力変換器３６による出力電圧Ｖ_Ｏの出力動作を停止させることができる。

このような第４変形例に係る電源装置１０は、例えば電源部２１０によっては保護しきれないような大きな過電流が負荷に流れた場合、過電流に対する保護をすることができる。

図１１は、第５変形例に係る電源装置１０の構成を示す図である。第５変形例に係る電源装置１０は、電源部２１０と、コントローラ２１４とを備える。

電源部２１０は、図１に示す電源装置１０と同一の構成である。第５変形例のコントローラ２１４は、第４変形例と同様の構成である。そして、コントローラ２１４は、第４変形例と同様に、電源部２１０が備える過電流検出回路４２において検出された検出電圧Ｖ_Ａを取得し、取得した検出電圧Ｖ_Ａに基づき出力電流Ｉ_Ｏが予め設定された値より大きいか否かを判断する。

そして、第５変形例に係るコントローラ２１４は、出力電流Ｉ_Ｏが予め設定された値より大きい場合、電源部２１０が有する電力変換器３６に対して出力電圧Ｖ_Ｏの出力の停止を指示する。これにより、コントローラ２１４は、電力変換器３６による出力電圧Ｖ_Ｏの出力動作を停止させることができる。このような第５変形例に係る電源装置１０は、例えば電源部２１０によっては保護しきれないような大きな過電流が負荷に流れた場合、過電流に対する保護をすることができる。

本発明の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０電源装置、２２入力端子、２４電圧出力端子、２６設定端子、３２第１抵抗、３４第２抵抗、３６電力変換器、３８キャパシタ、４２過電流検出回路、４４制御回路、５２検出抵抗、５４増幅回路、５６電流源、６０設定回路、６２引込抵抗、６４電流量制御回路、６８ＤＡコンバータ、７０第１分圧抵抗、７２第２分圧抵抗、７４第１の演算増幅器、７６電界効果トランジスタ、８０第２の演算増幅器、８２第３抵抗、８４第４抵抗、８６第５抵抗、８８第６抵抗、９０第７抵抗、９２第３の演算増幅器、９４バイポーラトランジスタ、１１０第３分圧抵抗、１１２第４分圧抵抗、１１４第５分圧抵抗、１１６第１キャパシタ、１１８第２キャパシタ、１２０アクティブローパスフィルタ、２１０電源部、２１２スイッチ回路、２１４コントローラ

Claims

出力端子と、
前記出力端子と基準電位との間に直列に接続される第１抵抗および第２抵抗と、
前記出力端子および前記第１抵抗と前記第２抵抗との間の参照点に接続され、前記出力端子に第１電圧を供給し、前記参照点に発生する第２電圧を所定値とするように前記第１電圧を制御する電力変換器と、
前記出力端子に供給される出力電流と、予め設定された閾値である制限電流とに応じた保護電流を出力する保護電流出力回路と、
前記保護電流が入力され、設定値に応じた設定電流から前記保護電流を減じた引込電流を、前記参照点から引き込む制御回路と、
を備え、
前記保護電流出力回路は、
前記電力変換器と前記出力端子との間に直列に接続される検出抵抗と、
前記検出抵抗に発生する電圧を、予め定められた増幅率で増幅した検出電圧を出力する増幅回路と、
前記検出電圧が前記制限電流に応じた電圧である制限電圧より大きい場合に、前記検出電圧から前記制限電圧を減じた差電圧が大きいほど大きい前記保護電流を出力し、前記検出電圧が前記制限電圧以下である場合に値が０である前記保護電流を出力する電流源と、
を有する電源装置。
前記制御回路は、
第１端子と第２端子とを備え、前記第１端子が前記基準電位に接続される引込抵抗と、
前記引込電流を前記引込抵抗の前記第２端子に供給し、前記設定値に応じた設定電圧を前記引込抵抗に発生させるように前記引込電流を制御する電流量制御回路と、
を有し、
前記保護電流出力回路は、前記保護電流を前記引込抵抗の前記第２端子に供給する
請求項１に記載の電源装置。
前記電流量制御回路は、
非反転入力端子に前記設定電圧が供給され、反転入力端子が前記引込抵抗の前記第２端子に接続される演算増幅器と、
ゲートが前記演算増幅器の出力端子に接続され、ドレインが前記参照点に接続され、ソースが前記引込抵抗の前記第２端子に接続される電界効果トランジスタと、
を備える
請求項２に記載の電源装置。
前記電力変換器へと供給される電力をオンまたはオフするスイッチ回路と、
前記出力電流が予め設定された値より大きい場合、前記スイッチ回路をオフにするコントローラと、
をさらに備える請求項１から３の何れか１項に記載の電源装置。
前記出力電流が予め設定された値より大きい場合、前記電力変換器に対して前記第１電圧の出力の停止を指示するコントローラをさらに備える
請求項１から３の何れか１項に記載の電源装置。
電源装置における過電流に対する保護をする過電流保護装置であって、
前記電源装置は、
出力端子と、
前記出力端子と基準電位との間に直列に接続される第１抵抗および第２抵抗と、
前記出力端子および前記第１抵抗と前記第２抵抗との間の参照点に接続され、前記出力端子に第１電圧を供給し、前記参照点に発生する第２電圧を所定値とするように前記第１電圧を制御する電力変換器と、
を備え、
前記出力端子から負荷に直流の出力電圧を出力し、
前記過電流保護装置は、
前記出力端子に供給される出力電流と、予め設定された閾値である制限電流に応じた保護電流を出力する保護電流出力回路と、
前記保護電流が入力され、設定値に応じた設定電流から前記保護電流を減じた引込電流を、前記参照点から引き込む制御回路と、
を備え、
前記保護電流出力回路は、
前記電力変換器と前記出力端子との間に直列に接続される検出抵抗と、
前記検出抵抗に発生する電圧を、予め定められた増幅率で増幅した検出電圧を出力する増幅回路と、
前記検出電圧が前記制限電流に応じた電圧である制限電圧より大きい場合に、前記検出電圧から前記制限電圧を減じた差電圧が大きいほど大きい前記保護電流を出力し、前記検出電圧が前記制限電圧以下である場合に値が０である前記保護電流を出力する電流源と、
を有する過電流保護装置。