(57)【要約】【課題】電源システムをより確実に保護することのできる検出装置を提供する。【解決手段】電源システムは、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、を備える。【選択図】図９
2020162256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、
前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、
前記制御ＩＣが電圧を受けるタイミングを遅延させるキャパシタと、
を備える請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない第２スイッチ、
を備える請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、
前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない第２スイッチと、
を備える請求項１に記載の電源システム。
【請求項５】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させる過電圧検出装置と、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、
を備える検出装置。
【請求項６】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、を備える電源システムによる制御方法であって、
前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、
を含む電源システムによる制御方法。
【請求項７】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させることと、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、
を含む検出装置による制御方法。
【請求項８】
検出装置のコンピュータに、
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させることと、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム、検出装置、電源システムによる制御方法、検出装置による制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電源システムでは、過電圧及び過電流が発生する（特に、電源システムの起動時に発生しやすい）ことが知られている。
特許文献１には、関連する技術として、電源回路がショート状態になる故障が発生しても、入力電圧がそのまま負荷側に出力されることを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、過電圧であるか否かを判定し、過電圧であると判定した場合に電源システムの出力に設けられるスイッチング素子をオフ状態にすることで、そのスイッチング素子を保護する過電圧保護用の専用ＩＣが存在する。しかしながら、電源システムにおいて発生する過電圧の大きさや通常動作においてスイッチング素子をオン状態とするための制御電圧などの仕様によって、過電圧保護用の専用ＩＣが適切に動作せず、過電圧が発生したときにスイッチング素子をオフ状態にすることができず、結果として、電源システムを保護することができない場合がある。
【０００５】
本発明の各態様は、上記の課題を解決することのできる電源システム、検出装置、電源システムによる制御方法、検出装置による制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、電源システムは、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、を備える。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、検出装置は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させる過電圧検出装置と、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、を備える。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、電源システムによる制御方法は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、を備える電源システムによる制御方法であって、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、を含む。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、検出装置による制御方法は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させることと、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、を含む。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、プログラムは、検出装置のコンピュータに、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させることと、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させることと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の各態様によれば、過電圧や過電流が発生した場合に、より確実に電源システムを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による電源システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による過電圧検出装置の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による過電流検出装置の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による過電圧検出装置の構成の別の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による電源システムの処理フローを示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態による電源システムの構成を示す第１の図である。
【図７】本発明の別の実施形態による電源システムの構成を示す第２の図である。
【図８】本発明の別の実施形態による電源システムの構成を示す第３の図である。
【図９】本発明の実施形態による最小構成の電源システムを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による最小構成の電源システムの処理フローを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による最小構成の検出装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による最小構成の検出装置の処理フローを示す図である。
【図１３】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
＜実施形態＞
本発明の一実施形態による電源システム１は、過電圧保護を行うための制御ＩＣが電源システム１における過電圧保護を行う状況で適切に動作しない場合に備えて、より確実に電源システム１（特に、後述するＦＥＴ３０）を保護することのできるシステムである。
電源システム１は、図１に示すように、平滑回路１０、制御ＩＣ２０、スイッチング素子３０（入力と出力との間に設けられたスイッチング素子の一例）、スイッチ４０（入力と出力との間に設けられたスイッチング素子と異なるスイッチの一例、第１スイッチの一例）、検出装置５０を備える。
【００１４】
平滑回路１０は、電源システム１に入力される電圧を平滑する回路である。
制御ＩＣ２０は、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧以下である場合、スイッチング素子３０をオン状態にして電源システム１から電圧を出力させ、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧を超える場合、スイッチング素子３０をオフ状態にして電源システム１から電圧を出力されないように制御するためのＩＣである。制御ＩＣ２０は、制御信号（第２制御信号の一例）をスイッチング素子３０に出力する。ただし、電源システム１に入力される電圧によっては、平滑回路１０の出力電圧が、制御ＩＣ２０の仕様の範囲を超える可能性がある。この場合、制御ＩＣ２０は、スイッチング素子３０をオフ状態にするＬｏｗレベルの電圧をスイッチング素子３０に出力することができない可能性がある。なお、所定の電圧とは、例えば、スイッチング素子３０の安全動作領域を超えないように予め決定される電圧である。
【００１５】
スイッチング素子３０は、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる素子である。スイッチング素子３０は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子３０がｎチャンネルのＦＥＴである場合、スイッチング素子３０のゲート端子にＨｉｇｈレベルの電圧が印加される場合にスイッチング素子３０はオン状態になる。また、スイッチング素子３０がｎチャンネルのＦＥＴである場合、スイッチング素子３０のゲート端子にＬｏｗレベルの電圧が印加される場合にスイッチング素子３０はオフ状態になる。
【００１６】
スイッチ４０は、平滑回路１０の出力電圧が制御ＩＣ２０の仕様の範囲を超え、制御ＩＣ２０がスイッチング素子３０をオフ状態にするＬｏｗレベルの電圧をスイッチング素子３０に出力することができない場合に、スイッチング素子３０をオフ状態にする制御信号（第１制御信号の一例）をスイッチング素子３０に供給する素子である。
例えば、スイッチ４０は、スイッチング素子４０１、スイッチング素子４０２を備える。スイッチング素子４０１、スイッチング素子４０２のそれぞれは、スイッチング素子３０が制御信号を受ける端子とスイッチング素子３０をオフ状態にする信号を供給する端子との間に設けられる。スイッチング素子４０１、スイッチング素子４０２のそれぞれは、検出装置５０から受ける制御信号に基づいて、オン状態とオフ状態との間で切り替わる。スイッチング素子４０１、スイッチング素子４０２の両方がオフ状態の場合、スイッチング素子３０をオン状態にする制御信号がスイッチング素子３０に供給される。また、スイッチング素子４０１、スイッチング素子４０２の少なくとも一方がオン状態の場合、スイッチング素子３０をオフ状態にする制御信号がスイッチング素子３０に供給される。
【００１７】
検出装置５０は、電源システム１に入力される電圧及び電源システム１に入力される電流を検出する。検出装置５０は、電源システム１に入力される電圧が過電圧である場合、または、電源システム１に入力される電流が過電流である場合、スイッチング素子３０をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子３０に供給させる検出装置である。
検出装置５０は、過電圧検出装置５０１、過電流検出装置５０２を備える。
【００１８】
過電圧検出装置５０１は、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧以下であるか否かに基づいて、スイッチング素子４０１をオン状態またはオフ状態にする。
例えば、過電圧検出装置５０１は、図２に示すように、基準電圧５０１ａ、コンパレータ５０１ｂを備える。
基準電圧５０１ａは、所定の電圧を示す電圧である。
コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧と基準電圧５０１ａとを比較する。コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧が基準電圧５０１ａの電圧よりも高い場合にスイッチング素子４０１をオン状態にする制御信号をスイッチング素子４０１に出力する。また、コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧が基準電圧５０１ａの電圧以下の場合にスイッチング素子４０１をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子４０１に出力する。
【００１９】
過電流検出装置５０２は、平滑回路１０の出力電流が所定の電流以下であるか否かに基づいて、スイッチング素子４０２をオン状態またはオフ状態にする。なお、所定の電流とは、例えば、スイッチング素子３０の安全動作領域を超えないように予め決定される電流である。
例えば、過電流検出装置５０２は、図３に示すように、抵抗５０２ａ、差動アンプ５０２ｂ、電流比較部５０２ｃを備える。
抵抗５０２ａは、平滑回路１０の出力端子とスイッチング素子３０との間に設けられる。
差動アンプ５０２ｂは、抵抗５０２ａの両端の電圧を入力とする差動アンプである。差動アンプ５０２ｂは、抵抗５０２ａの両端の電圧差に比例した電圧を出力する。
電流比較部５０２ｃは、差動アンプ５０２ｂの出力電圧と抵抗５０２ａの抵抗値とに基づいて抵抗５０２ａに流れる電流、すなわち、平滑回路１０の出力電流の値を特定する。電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値と、所定の電流を示す基準電流の値とを比較する。電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも大きい場合にスイッチング素子４０２をオン状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力する。また、電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも小さい場合にスイッチング素子４０２をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力する。
【００２０】
なお、過電流検出装置５０２は、図４に示すように、電流比較部５０２ｃ、電流センサ５０２ｄを備え、電流センサ５０２ｄが平滑回路１０の出力電流を直接検出するものであってもよい。この場合、電流比較部５０２ｃは、電流センサ５０２ｄが検出した電流値と、基準電流の値とを比較すればよい。そして、電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも大きい場合にスイッチング素子４０２をオン状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力すればよい。また、電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも小さい場合にスイッチング素子４０２をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力すればよい。
【００２１】
次に、電源システム１の動作について説明する。ここでは、図５に示す電源システム１の処理フローについて説明する。
なお、制御ＩＣ２０は、初期状態では平滑回路１０の出力電圧が過電圧ではないと判定し、スイッチング素子３０をオン状態にする制御を行っているものとする。また、平滑回路１０の出力電圧が過電圧となる場合、その過電圧は制御ＩＣ２０の仕様の範囲を超え、制御ＩＣ２０がスイッチング素子３０をオフ状態にするＬｏｗレベルの電圧をスイッチング素子３０に出力することができないものとする。
【００２２】
検出装置５０は、平滑回路１０の出力電圧を検出する（ステップＳ１）。
検出装置５０は、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧以下であるか否かに基づいて、スイッチング素子４０１をオン状態またはオフ状態にする。
具体的には、過電圧検出装置５０１は、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧以下である場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、スイッチング素子４０１をオフ状態にして（ステップＳ３）、ステップＳ１の処理に戻す。また、過電圧検出装置５０１は、平滑回路１０の出力電圧が所定の電圧を超える場合（ステップＳ２においてＮＯ）、スイッチング素子４０１をオン状態にする（ステップＳ４）。
より具体的には、過電圧検出装置５０１は、図２に示すように、基準電圧５０１ａ、コンパレータ５０１ｂを備える。
基準電圧５０１ａは、所定の電圧を示す電圧である。
コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧と基準電圧５０１ａとを比較する。コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧が基準電圧５０１ａの電圧よりも高い場合にスイッチング素子４０１をオン状態にする制御信号をスイッチング素子４０１に出力する。また、コンパレータ５０１ｂは、平滑回路１０の出力電圧が基準電圧５０１ａの電圧以下の場合にスイッチング素子４０１をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子４０１に出力する。
【００２３】
また、検出装置５０は、平滑回路１０の出力電流を検出する（ステップＳ５）。
検出装置５０は、平滑回路１０の出力電流が所定の電流以下であるか否かに基づいて、スイッチング素子４０２をオン状態またはオフ状態にする。
具体的には、過電流検出装置５０２は、平滑回路１０の出力電流が所定の電流以下である場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、スイッチング素子４０２をオフ状態にして（ステップＳ５）、ステップＳ４の処理に戻す。また、過電流検出装置５０２は、平滑回路１０の出力電流が所定の電流を超える場合にスイッチング素子４０１をオン状態にする（ステップＳ６）。
より具体的には、過電流検出装置５０２は、図３に示すように、抵抗５０２ａ、差動アンプ５０２ｂ、電流比較部５０２ｃを備える。
抵抗５０２ａは、平滑回路１０の出力端子とスイッチング素子３０との間に設けられる。
差動アンプ５０２ｂは、抵抗５０２ａの両端の電圧を入力とする差動アンプである。差動アンプ５０２ｂは、抵抗５０２ａの両端の電圧差に比例した電圧を出力する。
電流比較部５０２ｃは、差動アンプ５０２ｂの出力電圧と抵抗５０２ａの抵抗値とに基づいて抵抗５０２ａに流れる電流、すなわち、平滑回路１０の出力電流の値を特定する。電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値と、所定の電流を示す基準電流の値とを比較する。電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも大きい場合にスイッチング素子４０２をオン状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力する。また、電流比較部５０２ｃは、平滑回路１０の出力電流の値が基準電流の値よりも小さい場合にスイッチング素子４０２をオフ状態にする制御信号をスイッチング素子４０２に出力する。
【００２４】
なお、上述のステップＳ１〜ステップＳ４の処理とステップＳ５〜ステップＳ８の処理は、説明の都合上、電圧の検出を先に記載し、電流の検出を後に記載した。しかしながら、上述のステップＳ１〜ステップＳ４の処理とステップＳ５〜ステップＳ８の処理は、並行して実行される処理である。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態による電源システム１について説明した。
電源システム１において、過電圧検出装置５０１は、平滑回路１０の出力電圧（入力が受ける電圧の一例）が過電圧である場合に、スイッチ４０（第１スイッチの一例）のスイッチング素子４０１をオン状態にすることによって、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする制御信号（第１制御信号の一例）を、例えば、グラウンドＧＮＤからスイッチング素子３０へ供給させる。過電流検出装置５０２は、平滑回路１０の出力電流（入力が受ける電流の一例）が過電流である場合に、スイッチ４０のスイッチング素子４０２をオン状態にすることによって、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号を、例えば、グラウンドＧＮＤからスイッチング素子３０へ供給させる。
このように、電源システム１を構成することで、過電圧検出装置５０１は、入力が受ける電圧が過電圧である場合に、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させることができる。また、過電流検出装置５０２は、入力が受ける電流が過電流である場合に、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させる。その結果、過電流や過電圧が発生した場合に、スイッチング素子３０をより確実にオフ状態にすることができ、電源システム１をより確実に保護することができる。
【００２６】
なお、本発明の別の実施形態による電源システム１は、図６に示すように、キャパシタ６０を備えるものであってよい。
制御ＩＣ２０が検出装置５０よりも早期に平滑回路１０の出力電圧に反応する場合、検出装置５０が平滑回路１０の過電圧及び過電流を検出する前にスイッチング素子３０をオン状態にして、過電圧及び過電流の少なくとも一方がスイッチング素子３０に供給され、スイッチング素子３０に不具合が生じる可能性がある。そのため、検出装置５０は、制御ＩＣ２０よりも早期に平滑回路１０の出力電圧に反応する必要がある。
キャパシタ６０は、制御ＩＣ２０による平滑回路１０の出力電圧への反応を遅延させ、検出装置５０を制御ＩＣ２０よりも早期に平滑回路１０の出力電圧に反応させるためのキャパシタである。
【００２７】
なお、本発明の別の実施形態による電源システム１は、図７に示すように、スイッチ７０（第２スイッチの一例）を備えるものであってよい。
本発明の一実施形態では、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０に供給される制御信号は、制御ＩＣ２０からスイッチング素子３０へ供給される制御信号よりも強い信号であるものとしている（グラウンドＧＮＤのインピーダンスは、制御ＩＣ２０の出力インピーダンスに比べて低いため、一般的に、このことが成り立つ）。しかしながら、制御ＩＣ２０の出力インピーダンスと、グラウンドＧＮＤのインピーダンス及びスイッチ４０のインピーダンスとの関係によっては、スイッチ４０を介してスイッチング素子３０に供給される制御信号によって、スイッチング素子３０を必ずしもオフ状態にできるとは限らない。
スイッチ７０は、検出装置５０による制御の下、スイッチ４０がオン状態になった場合にオフ状態となり、スイッチ４０がオフ状態になって場合にオン状態になるスイッチである。
【００２８】
なお、本発明の別の実施形態による電源システム１は、図８に示すように、キャパシタ６０、スイッチ７０を備えるものであってよい。
この場合、上述のように、キャパシタ６０は、制御ＩＣ２０による平滑回路１０の出力電圧への反応を遅延させ（すなわち、制御ＩＣ２０が平滑回路１０の出力電圧を受けるタイミングを遅延させ）、検出装置５０を制御ＩＣ２０よりも早期に平滑回路１０の出力電圧に反応させる。また、スイッチ７０は、検出装置５０による制御の下、スイッチ４０がオン状態になった場合にオフ状態となり、スイッチ４０がオフ状態になって場合にオン状態になる。
【００２９】
本発明の実施形態による最小構成の電源システム１について説明する。
本発明の実施形態による最小構成の電源システム１は、図９に示すように、スイッチング素子３０、第１スイッチ４０、過電圧検出装置５０１、過電流検出装置５０２を備える。
【００３０】
スイッチング素子３０は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する。
過電圧検出装置５０１は、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、スイッチング素子３０とは異なる第１スイッチ４０をオン状態にすることによって、第１スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させる。
過電流検出装置５０２は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、第１スイッチ４０をオン状態にすることによって、第１スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする前記第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態による最小構成の電源システム１の動作について説明する。ここでは、図１０に示す処理フローについて説明する。
過電圧検出装置５０１は、入力が受ける電圧が過電圧である場合に、スイッチング素子３０とは異なる第１スイッチ４０をオン状態にする（ステップＳ１１）。
過電流検出装置５０２は、入力が受ける電流が過電流である場合に、第１スイッチ４０をオン状態にする（ステップＳ１２）。
【００３２】
以上、本発明の実施形態による最小構成の電源システム１について説明した。
このように、電源システム１を構成することで、過電圧検出装置５０１は、入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させることができる。また、過電流検出装置５０２は、入力が受ける電流が過電流である場合に、第１スイッチ４０を介してスイッチング素子３０をオフ状態にする第１制御信号をスイッチング素子３０へ供給させる。その結果、過電流や過電圧が発生した場合に、スイッチング素子３０をより確実にオフ状態にすることができ、電源システム１をより確実に保護することができる。
【００３３】
本発明の実施形態による最小構成の検出装置５０について説明する。
本発明の実施形態による最小構成の検出装置５０は、図１１に示すように、過電圧検出装置５０１、過電流検出装置５０２を備える。
【００３４】
過電圧検出装置５０１は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させる。
過電流検出装置５０２は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる。
【００３５】
次に、本発明の実施形態による最小構成の検出装置５０の動作について説明する。ここでは、図１２に示す処理フローについて説明する。
過電圧検出装置５０１は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させる（ステップＳ２１）。
過電流検出装置５０２は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる（ステップＳ２２）。
【００３６】
以上、本発明の実施形態による最小構成の電源システム１について説明した。
このように、電源システム１を構成することで、過電圧検出装置５０１は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子へ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を供給させる。過電流検出装置５０２は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる。その結果、過電流や過電圧が発生した場合に、スイッチング素子をより確実にオフ状態にすることができ、電源システム１をより確実に保護することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
例えば、本発明の一実施形態において記載したステップＳ１〜ステップＳ４の処理とステップＳ５〜ステップＳ８の処理は、並行して実行される処理である。そのため、ステップＳ１〜ステップＳ４の処理とステップＳ５〜ステップＳ８の処理については、記載した順番ではなく、処理の順番が入れ替わる可能性がある。
【００３８】
本発明の実施形態における記憶部、記憶装置、その他の記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、本発明の実施形態における記憶部、記憶装置、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【００３９】
本発明の実施形態について説明したが、上述の電源システム１、検出装置５０、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
【００４０】
図１３は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図１３に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の電源システム１、検出装置５０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。
【００４１】
ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００４２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・電源システム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・平滑回路
２０・・・制御ＩＣ
３０、４０１、４０２・・・スイッチング素子
４０・・・スイッチ、第１スイッチ
５０・・・検出装置
６０・・・キャパシタ
７０・・・スイッチ
５０１・・・過電圧検出装置
５０１ａ・・・基準電圧
５０１ｂ・・・コンパレータ
５０２・・・過電流検出装置
５０２ａ・・・抵抗
５０２ｂ・・・差動アンプ
５０２ｃ・・・電流比較部
５０２ｄ・・・電流センサ
【図１】
2020162256.tif 000003
【図２】
2020162256.tif 000004
【図３】
2020162256.tif 000005
【図４】
2020162256.tif 000006
【図５】
2020162256.tif 000007
【図６】
2020162256.tif 000008
【図７】
2020162256.tif 000009
【図８】
2020162256.tif 000010
【図９】
2020162256.tif 000011
【図１０】
2020162256.tif 000012
【図１１】
2020162256.tif 000013
【図１２】
2020162256.tif 000014
【図１３】
2020162256.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、
前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、
前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、
前記制御ＩＣが電圧を受けるタイミングを遅延させるキャパシタと、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない第２スイッチ、
を備える請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、
前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、
前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、
前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、
前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない第２スイッチと、  を備える電源システム。
【請求項４】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、過電圧検出装置と、過電流検出装置と、制御ＩＣと、前記制御ＩＣが電圧を受けるタイミングを遅延させるキャパシタと、を備える電源システムによる制御方法であって、
前記過電圧検出装置は、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、
前記過電流検出装置は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、
前記制御ＩＣは、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する、
電源システムによる制御方法。
【請求項５】
入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、過電圧検出装置と、過電流検出装置と、制御ＩＣと、前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられた第２スイッチと、を備える電源システムによる制御方法であって、
前記過電圧検出装置は、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、
前記過電流検出装置は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、
前記制御ＩＣは、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給し、
前記第２スイッチは、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない、
電源システムによる制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、電源システム、及び、電源システムによる制御方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の各態様は、上記の課題を解決することのできる電源システム、及び、電源システムによる制御方法を提供することを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、電源システムは、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、前記制御ＩＣが電圧を受けるタイミングを遅延させるキャパシタと、を備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、電源システムは、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電圧検出装置と、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させる過電流検出装置と、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する制御ＩＣと、前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられ、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない第２スイッチと、を備える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、電源システムによる制御方法は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、過電圧検出装置と、過電流検出装置と、制御ＩＣと、前記制御ＩＣが電圧を受けるタイミングを遅延させるキャパシタと、を備える電源システムによる制御方法であって、前記過電圧検出装置は、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、前記過電流検出装置は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、前記制御ＩＣは、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、電源システムによる制御方法は、入力と出力との間に設けられたスイッチング素子であって、オン状態の場合に前記入力と前記出力とを接続し、オフ状態の場合に前記入力と前記出力とを切断する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子とは異なる第１スイッチと、過電圧検出装置と、過電流検出装置と、制御ＩＣと、前記制御ＩＣと前記スイッチング素子との間に設けられた第２スイッチと、を備える電源システムによる制御方法であって、前記過電圧検出装置は、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、前記過電流検出装置は、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、前記第１スイッチをオン状態にすることによって、前記第１スイッチを介して前記スイッチング素子をオフ状態にする前記第１制御信号を前記スイッチング素子へ供給させ、前記制御ＩＣは、前記入力が受ける電圧を受け、受けた電圧が過電圧でないと判定した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給し、前記第２スイッチは、前記入力が受ける電圧が過電圧である場合、または、前記入力が受ける電流が過電流である場合に、オフ状態となることによって、前記第２制御信号を前記スイッチング素子へ供給させない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】