(57)【要約】      （修正有）【課題】変換部を稼働させたまま経年変化を検出できる電源回路を提供する。【解決手段】機器１の電源回路１０１は、機器１に含まれる少なくとも一つの負荷に一定の出力電圧Ｖｏｕｔを供給する。電源回路１０１は、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換する変換部１０と、出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように変換部１０を制御する制御部２０、出力電圧Ｖｏｕｔを過渡状態に遷移させる指示を制御部２０に通知する起動部３０、出力電圧Ｖｏｕｔが前記指示に基づき所定の閾値電圧に到達するまでの時間を計測する計測部４０及び計測部４０により計測される前記時間が所定の閾値に達すると、警告を通知する通知部５０を有するマイクロコンピュータ６０と、を備える。【選択図】図１
2020022314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を出力電圧に変換する変換部と、
前記出力電圧が一定となるように前記変換部を制御する制御部と、
前記出力電圧を過渡状態に遷移させる指示を前記制御部に通知する起動部と、
前記出力電圧が前記指示に基づき所定の閾値電圧に到達するまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測される前記時間が所定の閾値に達すると、警告を通知する通知部とを備える、電源回路。
【請求項２】
前記時間は、前記出力電圧が前記閾値電圧を所定の回数クロスしてから前記閾値電圧に到達するまでの時間である、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記所定の回数は、２回である、請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記変換部は、前記出力電圧を平滑化する出力コンデンサを有し、
前記通知部は、前記計測部により計測される前記時間が前記所定の閾値よりも短い場合、前記警告を通知する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源回路。
【請求項５】
前記指示は、所定の電圧変化分だけ前記出力電圧の目標値を変化させる指示である、請求項１から４のいずれか一項に記載の電源回路。
【請求項６】
前記変換部のＣＲ時定数は、前記変換部のＬＣ共振周期よりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンバータ（変換部）の劣化を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７８３３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−９７６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術は、電源が投入された直後に変換部から出力される出力電圧の状態に基づいて、変換部の劣化を判定するため、稼働中の変換部を一旦停止させなければ、変換部の経年劣化を検出することができない。
【０００５】
そこで、本開示は、変換部を稼働させたまま経年変化を検出できる電源回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
入力電圧を出力電圧に変換する変換部と、
前記出力電圧が一定となるように前記変換部を制御する制御部と、
前記出力電圧を過渡状態に遷移させる指示を前記制御部に通知する起動部と、
前記出力電圧が前記指示に基づき所定の閾値電圧に到達するまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測される前記時間が所定の閾値に達すると、警告を通知する通知部とを備える、電源回路を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、変換部を稼働させたまま経年変化を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電源回路の構成の一例を示す図である。
【図２】電圧変換部の構成の一例を示す図である。
【図３】過渡状態での出力電圧変動の一例を示す図である。
【図４】電源回路の構成の一例をより詳細に示す図である。
【図５】マイクロコンピュータの構成の一例を示す図である。
【図６】データテーブルの第１の例を示す図である。
【図７】データテーブルの第２の例を示す図である。
【図８】電圧変換部の構成の他の一例を示す図である。
【図９】経年劣化検出方法の第１及び第２の例を示す図である。
【図１０】劣化なしの状態において、指令値変化時の出力電圧波形の一例を示す図である。
【図１１】容量１０％減の状態において、指令値変化時の出力電圧波形の一例を示す図である。
【図１２】容量２０％減の状態において、指令値変化時の出力電圧波形の一例を示す図である。
【図１３】電源回路の構成の他の一例を示す図である。
【図１４】劣化なしの状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電圧Ｖ１の波形の一例を示す図である。
【図１５】指令値変化側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電圧Ｖ１の波形の一例を示す図である。
【図１６】指令値固定側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電圧Ｖ１の波形の一例を示す図である。
【図１７】指令値変化側及び固定側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電圧Ｖ１の波形の一例を示す図である。
【図１８】劣化なしの状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電流の波形の一例を示す図である。
【図１９】指令値変化側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電流の波形の一例を示す図である。
【図２０】指令値固定側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電流の波形の一例を示す図である。
【図２１】指令値変化側及び固定側の容量２０％減の状態において、出力電圧Ｖ２の指令値変化時の出力電流の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本開示の実施形態における電源回路の構成の一例を示す図である。図１に示される電源回路１０１は、機器１に含まれる少なくとも一つの負荷に一定の出力電圧Ｖｏｕｔを供給する。電源回路１０１は、機器１に内蔵されても外付けされてもよい。機器１の具体例として、ＩＣＴ（Information  and  Communication  Technology）機器や車載機器などが挙げられる。より具体的な例として、通信用基地局、サーバ、マザーボード、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置などが挙げられるが、機器１の具体例は、これらに限られない。
【００１１】
電源回路１０１は、電圧変換部（以下、単に「変換部」とも称する）１０内の少なくとも一つのスイッチング素子のスイッチングにより、直流の入力電圧Ｖｉｎから直流の出力電圧Ｖｏｕｔを生成するスイッチング電源である。
【００１２】
図２は、電圧変換部の構成の一例を示す図である。バックコンバータ１０Ａは、変換部１０の一例であり、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに降圧変換する非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣは、Direct  Currentの略語を表す。一般的なスイッチング電源回路の等価回路は、バックコンバータで表現可能である。
【００１３】
バックコンバータ１０Ａは、スイッチング素子１１と、ダイオード１２と、インダクタ１３と、出力コンデンサ１４とを有する。入力電圧Ｖｉｎは、スイッチング素子１１の一端に入力され、スイッチング素子１１の他端は、ダイオード１２のアノードに接続されている。スイッチング素子１１の他端とダイオード１２のアノードとの接続点は、インダクタ１３の一端に接続され、インダクタ１３の他端は、出力コンデンサ１４の一端に接続されている。ダイオード１２のカソードと出力コンデンサ１４の他端は、グランドに接続されている。
【００１４】
バックコンバータ１０Ａは、バックコンバータ１０Ａに入力される直流の入力電圧Ｖｉｎをスイッチング素子１１のスイッチングにより直流の出力電圧Ｖｏｕｔに降圧変換し、降圧変換後の直流の出力電圧Ｖｏｕｔを負荷１５に対して供給する。スイッチング素子１１の具体例として、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタなどが挙げられる。出力電圧Ｖｏｕｔは、出力コンデンサ１４により平滑化される。出力コンデンサ１４の具体例として、電解コンデンサが挙げられる。
【００１５】
ところで、バックコンバータ１０Ａ（特に、出力コンデンサ１４）が経年変化すると、出力コンデンサ１４のキャパシタンスは減少する。出力コンデンサ１４のキャパシタンスの減少は、バックコンバータ１０Ａの回路の時定数を変化させる。よって、バックコンバータ１０Ａの経年変化の前後で、出力電圧Ｖｏｕｔの過渡状態での波形に違いが表れる。
【００１６】
この違いに注目し、本実施形態における電源回路１０１は、出力電圧Ｖｏｕｔの過渡状態をバックコンバータ１０Ａの稼働中に意図的に作り出し、出力電圧Ｖｏｕｔの過渡状態での波形を計測することで、バックコンバータ１０Ａの経年変化を検出する。これにより、バックコンバータ１０Ａを一旦停止して出力コンデンサ１４のキャパシタンスを計測しなくても、バックコンバータ１０Ａを稼働させたまま、バックコンバータ１０Ａ（特に、出力コンデンサ１４）の経年変化の検出を行うことができる。
【００１７】
図３は、過渡状態での出力電圧変動の一例を示す図である。過渡状態での電圧変動は、ＣＲ時定数τＣＲとＬＣ共振周期τＬＣの大小で説明できる。補償器の定数が適当な値に選択（設定）され、電源回路のフィードバック系が安定制御されている時には、系全体の抵抗Ｒ、出力コンデンサ１４のキャパシタンスＣ及びインダクタ１３のインダクタンスＬを使って、
τＣＲ＝Ｃ×Ｒ
τＬＣ＝２π×√（Ｌ×Ｃ）
で表される。高効率の電源回路での電力消費は、ほぼ負荷１５でのみ起こるので、系全体の抵抗Ｒは、負荷１５の抵抗に略等しい。
【００１８】
τＣＲがτＬＣよりも小さいとき、出力電圧Ｖｏｕｔは単調収束する一方、τＣＲがτＬＣよりも大きいとき、過渡応答時の出力電圧ＶｏｕｔはτＣＲを包絡線とする周期τＬＣの振動波形になる。よって、電源回路１０１の作成（設計）時に、過渡状態での出力電圧Ｖｏｕｔが振動波形になる「τＣＲ＞τＬＣ」が成立するように電源回路及び補償器の定数を選択しておけば、Ｃの変化をτＬＣの変化として検出できる。つまり、インダクタンスＬはほぼ変わらないので、例えばτＬＣの計測により、キャパシタンスＣの変化（つまり、出力コンデンサ１４の経年変化）の検出が可能となる。
【００１９】
例えば、出力コンデンサ１４の経年変化によりそのキャパシタンスＣが減少するに伴って、τＬＣは劣化前の値よりも短くなる。よって、τＬＣの計測値が所定の基準値よりも短いと検知された場合、出力コンデンサ１４が経年変化していると判定可能である。
【００２０】
本実施形態における電源回路１０１は、図１に示されるように、変換部１０、制御部２０、過渡状態起動部（以下、単に「起動部」とも称する）３０、応答時間計測部（以下、単に「計測部」とも称する）４０及び通知部５０を備える。
【００２１】
変換部１０は、入力電圧Ｖｉｎを所望の出力電圧Ｖｏｕｔに電圧変換を行う回路である。制御部２０は、出力電圧Ｖｏｕｔが印加される負荷が消費する負荷電流の変動に対して、出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように、変換部１０を制御する。
【００２２】
起動部３０は、出力電圧Ｖｏｕｔを過渡状態に遷移させる指示（例えば、所定の電圧変化分ΔＶだけ出力電圧Ｖｏｕｔの設定値（目標値）を変化させる指示）を制御部２０に通知する。計測部４０は、出力電圧Ｖｏｕｔが起動部３０からの指示に基づき所定の閾値電圧Ｖｔに到達するまでの時間Ｔｓを計測する。
【００２３】
通知部５０は、計測部４０により計測される時間Ｔｓが所定の閾値Ｔｔに達すると、警告を通知する。例えば、通知部５０は、時間Ｔｓの値又は時間Ｔｓが予め決められた範囲外にあることを表す警告情報を電源回路１０１の外部の発報装置に通知する。発報装置は、このような警告情報に基づいて、ユーザに警報する。ユーザは、発報装置からの警報により、変換部１０が故障する前に、変換部１０又は電源回路１０１を交換できる。機器１自体を交換することも可能となる。
【００２４】
図４は、本実施形態における電源回路の構成の一例をより詳細に示す図である。図４に示される電源回路１０１は、コンバータ１０Ｂと、マイクロコンピュータ６０とを備える。
【００２５】
コンバータ１０Ｂは、変換部１０の一例である。コンバータ１０Ｂは、入力コンデンサ７１と、スイッチング素子７２と、変圧器７３と、ダイオード７４，７５と、リアクトル７６と、出力コンデンサ７７とを備えるフォワード型コンバータである。コンバータ１０Ｂは、コンバータ１０Ｂの外部から変圧器７３の一次側に入力される入力電圧Ｖｉｎを、変圧器７３の二次側から出力する出力電圧Ｖｏｕｔに変換する。コンバータ１０Ｂは、変圧器７３の一次側コイルに接続されるスイッチング素子７２のスイッチングにより、１次側グランド基準の入力電圧Ｖｉｎを、２次側グランド基準の出力電圧Ｖｏｕｔに変換する。出力電圧Ｖｏｕｔは、出力コンデンサ７７を介して負荷７８に印加される。
【００２６】
マイクロコンピュータ６０は、複数の機能ブロックを有する。複数の機能ブロックには、制御部２０、起動部３０、計測部４０及び通知部５０が含まれている。
【００２７】
制御部２０は、ＡＤ（Analog-to-Digital）変換器２１、誤差演算部２２、補償器２３及びＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御器２４を備える。
【００２８】
ＡＤ変換器２１は、出力電圧Ｖｏｕｔの検出値をアナログ値からデジタル値に変換する。誤差演算部２２は、起動部３０によって設定される出力電圧Ｖｏｕｔの目標値（目標電圧）と、出力電圧Ｖｏｕｔの検出値との誤差を演算する。補償器２３は、当該誤差が零になるようにコンバータ１０Ｂのデューティ比Ｄを演算する。デューティ比Ｄとは、コンバータ１０Ｂにおけるスイッチング素子７２のスイッチングのデューティ比を表す。ＰＷＭ制御器２４は、スイッチング素子７２がデューティ比Ｄでスイッチングするように、スイッチング素子７２をスイッチングさせる。
【００２９】
起動部３０は、起動用タイマ３１と、第１の目標電圧設定部３２と、第２の目標電圧設定部３３と、スイッチ３４とを有する。起動用タイマ３１は、所定のタイミングで起動し、出力電圧Ｖｏｕｔを過渡状態に遷移させる指示Ｓを出力する。起動用タイマ３１が起動し指示Ｓが出力されると、スイッチ３４により、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値は、第１の目標電圧設定部３２により設定される目標値（目標電圧１）から、第２の目標電圧設定部３３により設定される目標値（目標電圧２）に設定変更される。設定変更後の目標値は、誤差演算部２２に入力される。これにより、補償器２３は、設定変更後の目標値と出力電圧Ｖｏｕｔの検出値との誤差が零になるようにコンバータ１０Ｂのデューティ比Ｄを演算し、制御器２４は、そのデューティ比Ｄでスイッチング素子７２をスイッチングさせる。
【００３０】
計測部４０は、出力電圧Ｖｏｕｔが指示Ｓに基づき所定の閾値電圧Ｖｔに到達するまでの時間Ｔｓを計測するため、計測用タイマ４１と、計測用カウンタ４２とを有する。計測用タイマ４１は、起動用タイマ３１が起動し指示Ｓが出力されると、一定周期のパルス信号の出力を開始する。計測用カウンタ４２は、計測用タイマ４１から出力される一定周期のパルス信号をカウントする。出力電圧Ｖｏｕｔが起動部３０からの指示Ｓに基づき所定の閾値電圧Ｖｔに到達するまで計測用カウンタ４２によりカウントされた数値（カウント値Ｃｎ）は、時間Ｔｓに対応する値である。したがって、計測部４０は、計測用タイマ４１から出力される一定周期のパルス信号を、出力電圧Ｖｏｕｔが起動部３０からの指示Ｓに基づき所定の閾値電圧Ｖｔに到達するまで計測用カウンタ４２にカウントさせることで、時間Ｔｓを計測できる。閾値電圧Ｖｔは、例えば、メモリ６１内のデータテーブルに予め記憶されている。
【００３１】
計測部４０による時間Ｔｓの計測の終了後、起動用タイマ３１はリセットされ、指示Ｓの出力が停止する。指示Ｓの出力が停止すると、スイッチ３４により、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値は、第２の目標電圧設定部３３により設定される目標値から、第１の目標電圧設定部３２により設定される目標値に設定変更される。つまり、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値は、元の値に戻され、元の値に戻された目標値は、誤差演算部２２に入力される。その後の制御部２０の動作は、上記と同様である。
【００３２】
通知部５０は、劣化判定器５１と、発報部５２とを有する。劣化判定器５１は、計測用カウンタ４２によりカウントされた上述のカウント値Ｃｎが所定のカウント閾値Ｔｃに達することが検知された場合、コンバータ１０Ｂ（特に、出力コンデンサ７７）が劣化状態と判定する。発報部５２は、コンバータ１０Ｂ又は出力コンデンサ７７が劣化状態であることを示す警告情報を、パワーマネージメントバス（ＰＭＢＵＳ）等のインターフェイスを経由して、電源回路１０１の外部の発報装置に通知する。発報装置は、このような警告情報を表示又は発光によりユーザに報知する。ユーザは、発報装置からの警告情報を認識することにより、コンバータ１０Ｂが故障する前に、出力コンデンサ７７、コンバータ１０Ｂ又は電源回路１０１を交換できる。電源回路１０１を備える機器１自体を交換することも可能となる。
【００３３】
なお、マイクロコンピュータ６０は、コンバータ１０Ｂの入力電圧Ｖｉｎ、コンバータ１０Ｂの入力電流Ｉｉｎ、コンバータ１０Ｂの出力電流Ｉｏｕｔのうち少なくとも一つの検出値をデジタル値に変化するＡＤ変換器を備えてもよい。
【００３４】
図５は、マイクロコンピュータの構成の一例を示す図である。マイクロコンピュータ６０は、メモリ６１、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）６２、ＡＤ変換部６３、ＰＷＭモジュール６４、通信部（COMmunication  Unit）６５及びタイマ６６を備える。制御部２０、起動部３０、計測部４０及び通知部５０の各部の機能は、メモリ６１に読み出し可能に記憶されるプログラムによってＣＰＵ６２が動作することにより実現される。
【００３５】
図６は、メモリ６１に記憶されるデータテーブルの第１の例を示す図であり、出力電圧Ｖｏｕｔの振動周期を計測する場合を示す。ここでは、図６を用いて、計測部４０が計測する時間ＴｓをＬＣ共振周期τＬＣとする場合について説明する。スイッチング素子７２のスイッチング周波数ｆＳを１００ｋＨｚ、リアクトル７６のインダクタンスＬを１０μＨ、出力コンデンサ７７のキャパシタンスＣを１ｍＦとする。このとき、出力コンデンサ７７が劣化する前のＬＣ共振周期τＬＣ（＝２π×√（Ｌ×Ｃ））の初期値は、約６２８マイクロ秒（μｓ）となる。この６２８μｓは、スイッチング周期Ｔｐ（＝１／ｆＳ＝１０μｓ）換算で、６２．８（≒６３）周期に相当する。ＬＣ共振周期τＬＣは、出力コンデンサ７７の劣化が進行しそのキャパシタンスＣが減少するにつれて、短くなる。ここで、ＬＣ共振周期τＬＣの計測用に設定される閾値電圧Ｖｔを、“閾値電圧Ｖｔ１”とする。
【００３６】
したがって、劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔ１に到達するまで計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎが警報３用閾値５６に達した場合、出力コンデンサ７７は容量２０％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量２０％減で劣化していることを表す警報３を警告情報として出力する。
【００３７】
劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔ１に到達するまで計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎが警報２用閾値５７に達した場合、出力コンデンサ７７は容量１５％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量１５％減で劣化していることを表す警報２を警告情報として出力する。
【００３８】
劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔ１に到達するまで計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎが警報１用閾値５９に達した場合、出力コンデンサ７７は容量１０％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量１０％減で劣化していることを表す警報１を警告情報として出力する。
【００３９】
劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔ１に到達するまで計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎが基準閾値６３に達した場合、出力コンデンサ７７は非劣化状態と判定する。この場合、発報部５２は、警告情報を出力しない。基準閾値６３は、ＬＣ共振周期τＬＣの劣化前の初期値に対応する換算値である。
【００４０】
このように、通知部５０は、計測部４０により計測される時間Ｔｓが所定の基準閾値よりも短い場合、警告を通知できる。
【００４１】
図７は、メモリ６１に記憶されるデータテーブルの第２の例を示す図であり、出力電圧Ｖｏｕｔの振動回数を計測する場合を示す。ここでは、図７を用いて、計測部４０が計測する時間Ｔｓを所定の単位期間Ｐとする場合について説明する。スイッチング素子７２のスイッチング周波数ｆＳを１００ｋＨｚ、リアクトル７６のインダクタンスＬを１０μＨ、出力コンデンサ７７のキャパシタンスＣを１ｍＦとする。このとき、出力コンデンサ７７が劣化する前のＬＣ共振周期τＬＣ（＝２π×√（Ｌ×Ｃ））の初期値は、約６２８マイクロ秒（μｓ）となる。この６２８μｓは、単位期間Ｐが４０ミリ秒（ｍｓ）である場合、４０ｍｓ当たりの振動回数４８回に相当する。単位期間あたりの振動回数は、出力コンデンサ７７の劣化が進行しそのキャパシタンスＣが減少するにつれて、多くなる。
【００４２】
したがって、劣化判定器５１は、計測用タイマ４１による計測時間が４０ｍｓに一致するまで計測用カウンタ４２により指示Ｓに基づきカウントされたカウント値Ｃｍが、基準閾値６３に達した場合、出力コンデンサ７７は非劣化状態と判定する。この場合、発報部５２は、警告情報を出力しない。基準閾値６３は、単位期間Ｐあたりの振動回数の初期値に対応する換算値である。
【００４３】
劣化判定器５１は、計測用タイマ４１による計測時間が４０ｍｓに一致するまで計測用カウンタ４２により指示Ｓに基づきカウントされたカウント値Ｃｍが、警報１用閾値６７に達した場合、出力コンデンサ７７は容量１０％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量１０％減で劣化していることを表す警報１を警告情報として出力する。
【００４４】
劣化判定器５１は、計測用タイマ４１による計測時間が４０ｍｓに一致するまで計測用カウンタ４２により指示Ｓに基づきカウントされたカウント値Ｃｍが、警報２用閾値６９に達した場合、出力コンデンサ７７は容量１５％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量１５％減で劣化していることを表す警報２を警告情報として出力する。
【００４５】
劣化判定器５１は、計測用タイマ４１による計測時間が４０ｍｓに一致するまで計測用カウンタ４２により指示Ｓに基づきカウントされたカウント値Ｃｍが、警報３用閾値７１に達した場合、出力コンデンサ７７は容量２０％減の劣化状態と判定する。これにより、発報部５２は、容量２０％減で劣化していることを表す警報３を警告情報として出力する。
【００４６】
図８は、電圧変換部の構成の他の一例を示す図である。フルブリッジコンバータ１０Ｃは、変換部１０の一例である。フルブリッジコンバータ１０Ｃは、スイッチング素子８１〜８４と、リアクトル８５と、変圧器８６、ダイオード８７，８８、リアクトル８９、出力コンデンサ９０を備える。フルブリッジコンバータ１０Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔは、出力コンデンサ９０により平滑化され、負荷９１に供給される。
【００４７】
マイクロコンピュータ６０の構成は、上述と同様である。マイクロコンピュータ６０内のＰＷＭ制御器２４は、ドライブ回路６８を介して、スイッチング素子８１〜８４をオン又はオフにスイッチングさせる。
【００４８】
図９は、経年劣化検出方法の第１の例＃１及び第２の例＃２を示す図であり、縦軸は電圧Ｖを表し、横軸は時間ｔを表す。出力電圧Ｖｏｕｔが一定の目標値に制御部２０により維持されている安定状態における或るタイミングで、起動部３０は、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値を変化させる指示Ｓを出力する。計測部４０は、第１の例＃１でも第２の例＃２でも、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔを所定の回数（図９では、２回）クロスしてから閾値電圧Ｖｔに到達するまでの時間Ｔｓを計測する。なお、所定の回数は、２回に限られず、１回又は３回以上の回数に適宜設定されてもよい。
【００４９】
第１の例＃１では、計測部４０は、指示Ｓが出力される“指令値変化時”を起点に時間Ｔｓの計測を開始し、計測用カウンタ４２を用いて区間“＃１−ｃ”の時間を時間Ｔｓとして計測する。区間“＃１−ｃ”の時間は、区間“＃１−ａ”の時間と区間“＃１−ｂ”の時間との和である。
【００５０】
一方、第２の例＃２では、計測部４０は、指示Ｓの出力後の出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔを１回目にクロスする時点から時間Ｔｓの計測を開始し、計測用カウンタ４２を用いて区間“＃２−ｃ”の時間を時間Ｔｓとして計測する。区間“＃２−ｃ”の時間は、区間“＃２−ａ”の時間と区間“＃２−ｂ”の時間との和である。
【００５１】
図１０〜１２は、出力電圧Ｖｏｕｔの目標値を１ボルト減少させた時の出力電圧Ｖｏｕｔの過渡状態での波形例を示す。出力コンデンサが劣化なしのとき、１０％容量減のとき、２０％容量減のとき、カウント値Ｃｎは、それぞれ、スイッチング周期Ｔｐ換算で、２４５周期、２３２周期、２１７周期となる。
【００５２】
したがって、劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔに到達するまでに計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎの違いに基づいて、変換部（特に、出力コンデンサ）の劣化度合いを判別できる。例えば、劣化判定器５１は、時間Ｔｓに相当するスイッチング周期の基準値（２４５周期）に対する減少度合いを検出することによって、出力コンデンサの劣化度合いを判別できる。
【００５３】
図１３は、電源回路の構成の他の一例を示す図である。コンバータ１０−１，１０−２は、それぞれ、変換部１０の一例であり、同じ回路構成を有する。コンバータ１０−１は、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖ１に変換し、出力電流Ｉｏ１をダイオード１６−１を介して負荷に供給する。コンバータ１０−２は、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖ２に変換し、出力電流Ｉｏ２をダイオード１６−２を介して負荷に供給する。コンバータ１０−１，１０−２が並列に接続されることで、例えば、一方のコンバータが故障しても、他方のコンバータが運転し続けることができる。
【００５４】
制御部２０−１，２０−２は、それぞれ、制御部２０の一例であり、同じ回路構成を有する。制御部２０−１は、出力電圧Ｖ１の目標値Ｅｒ１と出力電圧Ｖ１の検出値ｅｏ１との誤差が零になるように、コンバータ１０−１の電圧変換を制御する。制御部２０−２は、出力電圧Ｖ２の目標値Ｅｒ２と出力電圧Ｖ２の検出値ｅｏ２との誤差が零になるように、コンバータ１０−２の電圧変換を制御する。目標値Ｅｒ１は、一定値に固定される指令値であり、目標値Ｅｒ２は、可変の指令値である。
【００５５】
図１４〜図１７は、出力電圧Ｖ２の目標値Ｅｒ２を１ボルト減少させた場合の出力電圧Ｖ１の過渡状態での波形例を示す。図１４は、指令値固定側のコンバータ１０−１と指令値変化側のコンバータ１０−２のそれぞれの出力コンデンサが劣化なしのときを示す。図１５は、指令値変化側の出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。図１６は、指令値固定側の出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。図１７は、指令値変化側と指令値固定側のそれぞれの出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。図１４〜図１７のそれぞれにおいて、カウント値Ｃｎは、それぞれ、スイッチング周期Ｔｐ換算で、２８６周期、２７２周期、２７２周期、２５８周期となる。
【００５６】
したがって、劣化判定器５１は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値電圧Ｖｔに到達するまでに計測用カウンタ４２によりカウントされたカウント値Ｃｎの違いに基づいて、並列運転時の各変換部（特に、各出力コンデンサ）の劣化度合いを判別できる。また、指令値固定側の出力コンデンサの容量が減少した場合（図１６）も、指令値変化側の出力コンデンサの容量が減少した場合（図１５）と同様に、時間Ｔｓに相当するスイッチング周期が減少している。よって、一方のコンバータの指令値のみを変化させた場合でも、劣化判定器５１は、どちらかの出力コンデンサが劣化していると判定できる。
【００５７】
図１８〜図２１は、出力電圧Ｖ２の目標値Ｅｒ２を１ボルト減少させた場合の出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２の過渡状態での波形例を示す。図１８は、指令値固定側のコンバータ１０−１と指令値変化側のコンバータ１０−２のそれぞれの出力コンデンサが劣化なしのときを示す。図１９は、指令値変化側の出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。図２０は、指令値固定側の出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。図２１は、指令値変化側と指令値固定側のそれぞれの出力コンデンサが２０％容量減のときを示す。
【００５８】
指令値変化側の出力コンデンサが２０％容量減の場合（図１９）と、指令値固定側の出力コンデンサが２０％容量減の場合（図２０）とでは、電流波形の包絡線が相違する。したがって、劣化判定器５１は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２の各電流波形の包絡線の違いに基づいて、どちらのコンバータの出力コンデンサが劣化したのかを特定できる。
【００５９】
以上、電源回路を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００６０】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
入力電圧を出力電圧に変換する変換部と、
前記出力電圧が一定となるように前記変換部を制御する制御部と、
前記出力電圧を過渡状態に遷移させる指示を前記制御部に通知する起動部と、
前記出力電圧が前記指示に基づき所定の閾値電圧に到達するまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測される前記時間が所定の閾値に達すると、警告を通知する通知部とを備える、電源回路。
（付記２）
前記時間は、前記出力電圧が前記閾値電圧を所定の回数クロスしてから前記閾値電圧に到達するまでの時間である、付記１に記載の電源回路。
（付記３）
前記所定の回数は、２回である、付記２に記載の電源回路。
（付記４）
前記変換部は、前記出力電圧を平滑化する出力コンデンサを有し、
前記通知部は、前記計測部により計測される前記時間が前記所定の閾値よりも短い場合、前記警告を通知する、付記１から３のいずれか一項に記載の電源回路。
（付記５）
前記指示は、所定の電圧変化分だけ前記出力電圧の目標値を変化させる指示である、付記１から４のいずれか一項に記載の電源回路。
（付記６）
前記変換部のＣＲ時定数は、前記変換部のＬＣ共振周期よりも大きい、付記１から５のいずれか一項に記載の電源回路。
（付記７）
前記計測部は、前記指示を起点に前記時間の計測を開始する、付記１から６のいずれか一項に記載の電源回路。
（付記８）
前記計測部は、前記出力電圧が前記閾値電圧を１回目にクロスする時点から前記時間の計測を開始する、付記１から６のいずれか一項に記載の電源回路。
（付記９）
入力電圧を出力電圧に変換する変換部と、
前記出力電圧が一定となるように前記変換部を制御する制御部と、
前記出力電圧を過渡状態に遷移させる指示を前記制御部に通知する起動部と、
所定の期間に前記出力電圧が振動する回数を計測する計測部と、
前記計測部により計測された前記回数が閾値に達すると、警告を通知する通知部とを備える、電源回路。
【符号の説明】
【００６１】
１  機器
１０  変換部
２０  制御部
３０  起動部
４０  計測部
５０  通知部
１０１  電源回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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