(57)【要約】【課題】負荷がショートした場合や、スイッチング電源のMOSFETがショートして破損した場合に、主電源を遮断し、その後に電源がオフ、オンされても、部品の発煙、発火を防止可能とする。【解決手段】過電流、過電圧、低電圧検出機能を有するスイッチング電源a、b、nを使用し、スイッチング電源の出力に接続される負荷がショートした場合、スイッチング電源のMOSFETがショートして破損した場合に強制的に主電源201をオフにし、かつ、スイッチング電源の障害ログを不揮発な記憶手段EEPROM130に格納し、電源のオフ、オンを行った場合にも、不揮発な記憶手段にスイッチング電源の異常ログがある場合に、主電源の再投入を抑止し、障害の発生したスイッチング電源がどれかを外部に通知する。【選択図】図１
2010119262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電流、過電圧、低電圧検出機能を有し、過電流、過電圧、低電圧の検出時に異常を通知する異常通知信号を出力する１または複数のスイッチング電源と、前記異常通知信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源のそれぞれに対応付けた電源障害信号を出力する保護手段と、前記電源障害信号を受けて、障害ログを不揮発な記憶手段に格納すると共に、電源遮断信号を出力するマイコンと、前記電源障害信号及び電源遮断信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源に供給される主電源を遮断する電源遮断手段とを備えることを特徴とするスイッチング電源保護システム。
【請求項２】
前記スイッチング電源は、負荷がショートの場合に過電流、スイッチング電源を構成する上側ＭＯＳＦＥＴのショートによる破損の場合に過電圧、スイッチング電源を構成する下側ＭＯＳＦＥＴのショートによる破損の場合に低電圧による異常通知信号を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源保護システム。
【請求項３】
前記保護手段、マイコン、記憶手段及び電源遮断手段は、前記主電源とは異なる補助電源が供給されて動作することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源保護システム。
【請求項４】
前記マイコンは、前記主電源を供給する電源のオフ、オンが行われたとき、前記記憶手段内にスイッチング電源の障害ログがあるか否かをチェックし、障害ログがあった場合に、主電源の供給を抑止することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源保護システム。
【請求項５】
前記マイコンは、前記電源障害信号を受けて、障害通知手段を介して、障害の発生したスイッチング電源の情報を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源保護システム。
【請求項６】
過電流、過電圧、低電圧検出機能を有し、過電流、過電圧、低電圧の検出時に異常を通知する異常通知信号を出力する１または複数のスイッチング電源と、該スイッチング電源から電力の供給を受けて動作する負荷と、前記異常通知信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源のそれぞれに対応付けた電源障害信号を出力する保護手段と、前記電源障害信号を受けて、障害ログを不揮発な記憶手段に格納すると共に、電源遮断信号を出力するマイコンと、前記電源障害信号及び電源遮断信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源に供給される主電源を遮断する電源遮断手段とを備えることを特徴とするマザーボード。
【請求項７】
前記スイッチング電源は、負荷がショートの場合に過電流、スイッチング電源を構成する上側ＭＯＳＦＥＴのショートによる破損の場合に過電圧、スイッチング電源を構成する下側ＭＯＳＦＥＴのショートによる破損の場合に低電圧による異常通知信号を出力することを特徴とする請求項６記載のマザーボード。
【請求項８】
前記保護手段、マイコン、記憶手段及び電源遮断手段は、前記主電源とは異なる補助電源が供給されて動作することを特徴とする請求項６記載のマザーボード。
【請求項９】
前記マイコンは、前記主電源を供給する電源のオフ、オンが行われたとき、前記記憶手段内にスイッチング電源の障害ログがあるか否かをチェックし、障害ログがあった場合に、主電源の供給を抑止することを特徴とする請求項６記載のマザーボード。
【請求項１０】
前記マイコンは、前記電源障害信号を受けて、障害通知手段を介して、障害の発生したスイッチング電源の情報を出力することを特徴とする請求項６記載のマザーボード。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のうちいずれか１記載のマザーボードを備えて構成されたことを特徴とする計算機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源保護システム、マザーボード及び計算機に係り、特に、マザーボードに搭載されたスイッチング電源の保護システム、スイッチング電源が搭載されたマザーボード及びそのマザーボードを備えて構成された計算機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵ等の低電圧化に伴い、コンピュータ（計算機）のマザーボードに搭載されるスイッチング電源の数が増加している。また、スイッチング電源の小型、大電流化に伴って、スイッチング電源に用いられるスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴも小型、大電流化されている。しかし、小型、大電流化されたＭＯＳＦＥＴは、ゲート酸化膜が薄く、ショートモードでの破損が発生しやすくなっている。このため、近年のマザーボードの発煙、発火事故の原因の大半は、スイッチング電源のＭＯＳＦＥＴショートにより発生している。
【０００３】
なお、コンピュータ装置の電子回路基板における給電路の過電流を防止して、基板の発煙、発火を防止することを可能とした従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。
【特許文献１】特開２００３−３１９５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した特許文献１に記載された従来技術は、過電流検出回路を備えて、コンピュータ装置の電子回路基板（マザーボード）における給電路の過電流を検出し、電源からの電力の供給を停止することにより回路基板の発煙、発火を防止することができるようにしたものである。しかし、この従来技術は、過電圧検知による保護機能を有していないため、スイッチング電源を構成しているＭＯＳＦＥＴがショートモードで壊れるような故障が発生した場合、負荷に対して最大定格を超える電圧が印加され、その結果、負荷が発煙、発火する可能性があるという問題点を有している。
【０００５】
また、前述の従来技術は、発生した故障を不揮発に記憶する記憶手段を持たないため、補助電源のオフ、オンを行った場合、主電源を遮断しているラッチ回路のラッチが解除されてしまう。このため、前述の従来技術は、故障の要因が取り除かれないままに、主電源の再投入が可能となっており、主電源の再投入が繰り返されると、部品の故障が進行し、発煙、発火に至る可能性があるという問題点をも有している。
【０００６】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、負荷がショートした場合や、スイッチング電源のＭＯＳＦＥＴがショートモードで破損した場合に、主電源を遮断し、かつ、その後に補助電源がオフ、オンされた場合にも、部品の発煙、発火を防止し、また、スイッチング電源が搭載されているマザーボードの修理を容易とすることができるスイッチング電源の保護システム、マザーボード及び計算機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば前記目的は、スイッチング電源の保護システム及びマザーボードを、過電流、過電圧、低電圧検出機能を有し、過電流、過電圧、低電圧の検出時に異常を通知する異常通知信号を出力する１または複数のスイッチング電源と、前記異常通知信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源のそれぞれに対応付けた電源障害信号を出力する保護手段と、前記電源障害信号を受けて、障害ログを不揮発な記憶手段に格納すると共に、電源遮断信号を出力するマイコンと、前記電源障害信号及び電源遮断信号を受けて、前記１または複数のスイッチング電源に供給される主電源を遮断する電源遮断手段とを備えて構成することにより達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スイッチング電源の出力に接続される負荷がショートした場合だけでなく、スイッチング電源を構成するＭＯＳＦＥＴがショートする故障が発生した場合にも、主電源の再投入を抑止することができ、これにより、部品の発煙、発火を防止することができる。また、本発明によれば、複数存在するスイッチング電源のうち、障害が発生したスイッチング電源がどれかを通知することとしているので、障害の発生したマザーボードを容易に修理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明によるマザーボードに搭載されたスイッチング電源の保護システム、スイッチング電源が搭載されたマザーボード及びそのマザーボードを備えて構成された計算機の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１０】
図９は本発明の前提条件となる過電流検知、過電圧検知及び低電圧検知の各機能を有するスイッチング電源の回路構成を示すブロック図であり、まず、これについて説明する。
【００１１】
本発明の前提となるスイッチング電源は、図９に示すように、スイッチングコントローラ４００と、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１と、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２と、コイル４０３と、コンデンサ４０４とから構成されている。上側ＭＯＳＦＥＴ４０１と下側ＭＯＳＦＥＴ４０２とは、直列に接続されて、図９には図示していない主電源から供給される供給電圧Ｖｉｎ４０５の電圧が、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１に供給されていて、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２は接地されている。
【００１２】
そして、スイッチングコントローラ４００は、ＨGate端子及びＬGate端子からの出力信号により、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１と下側ＭＯＳＦＥＴ４０２とのゲートを制御し、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１をオンとしたとき下側ＭＯＳＦＥＴ４０２をオフとし、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１をオフとしたとき下側ＭＯＳＦＥＴ４０２をオンとするように制御する。また、スイッチングコントローラ４００は、このＭＯＳＦＥＴの制御時に、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１のオンの時間幅（下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のオフの時間幅）を制御する。また、スイッチングコントローラ４００は、後述するように、過電流検知、過電圧検知及び低電圧検知を行って、それらが検知されたときパワーグッド信号ＰＷＲＧＤ４０７の状態を、異常発生を示す状態として出力する機能を有する。
【００１３】
前述したスイッチングコントローラ４００の制御により、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１と下側ＭＯＳＦＥＴ４０２との接続点には、供給電圧Ｖｉｎ４０５の電圧が、パルスに変換されて出力される。このパルスは、コイル４０３とコンデンサ４０４とにより平滑されて、スイッチング電源の出力電圧Ｖout ４０６として生成されて出力される。この出力電圧Ｖout ４０６は、電力を必要としている負荷に供給されると共に、スイッチングコントローラ４００の端子ＦＢに帰還される。スイッチングコントローラ４００は、これにより、前述した上側ＭＯＳＦＥＴ４０１のオンの時間幅（下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のオフの時間幅）を制御を行って、両ＦＥＴの接続点の出力パルスのパルス幅を制御し、出力電圧Ｖout ４０６を所定の値となるように制御する。
【００１４】
図１０は図９に示すスイッチング電源での出力電圧Ｖout ４０６が接続される負荷側のショートを検知する機能について説明する図であり、次に、これについて説明する。
【００１５】
負荷側のショートを検知するには、出力電流Ｉout ４０８の大きさを検出し、その大きさが予め設定したＭaxの値を超えたことが検出されたときに、負荷側のショートであると判定するようにすればよい。本発明の実施形態では、この出力電流Ｉout ４０８の大きさの検出をスイッチングコントローラ４００が行う。そして、スイッチングコントローラ４００は、図１０に示しているように、出力電流Ｉout ４０８の大きさが予め設定されたＭaxの値を超えた場合に、負荷側のショートが発生して過電流が検知されたものとして、パワーグッド信号ＰＷＲＧＤ４０７をＨigh レベルからＬｏｗレベルにして異常が発生したことを通知する。
【００１６】
図９に示す例において、出力電流Ｉout ４０８の検知方法としては、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１のオン抵抗から計算する方法と、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のオン抵抗から計算する方法と、コイル４０３の直流抵抗から計算する方法とがある。ここでは、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のオン抵抗から計算する方法を説明する。
【００１７】
スイッチングコントローラ４００は、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２がオンとなっているタイミングで下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のドレインとソースとの間にかかっている電圧を端子Ｐhaseと端子ＧＮＤとの間の電圧から求め、端子Ｐhaseと端子ＧＮＤとの間の電圧を下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のオン抵抗で割ることによりＩout ４０８を求めることができる。スイッチングコントローラは、求めたＩout ４０８が予め設定されたＭaxの値を超えた場合に、パワーグッド信号ＰＷＲＧＤ４０７をＨigh レベルからＬｏｗレベルにして異常が発生したことを通知すればよい。
【００１８】
図１１は図９に示すスイッチング電源での上側ＭＯＳＦＥＴ４０１のショートを検知する機能について説明する図、図１２は図９に示すスイッチング電源での下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のショートを検知する機能について説明する図であり、次に、これらについて説明する。
【００１９】
スイッチングコントローラ４００は、図９に示しているように、出力電圧Ｖout ４０６の電圧を端子ＦＢから入力して観測している。いま、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１がショートモードで破損すると、図１１に示しているように、出力電圧Ｖout ４０６の電圧が上昇することになる。スイッチングコントローラ４００は、出力電圧Ｖout ４０６が予め設定されたＭaxを超えた場合に、出力電圧Ｖout ４０６での過電圧を検知したとして、パワーグッド信号ＰＷＲＧＤ４０７をＨigh レベルからＬｏｗレベルにして異常が発生したことを通知する。
【００２０】
また、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２がショートモードで破損すると、図１２に示しているように、出力電圧Ｖout ４０６の電圧が低下することになる。スイッチングコントローラ４００は、出力電圧Ｖout ４０６が予め設定されたＭinを下回った場合に、出力電圧Ｖout ４０６での異常な電圧低下を検知したとして、パワーグッド信号ＰＷＲＧＤ４０７をＨigh レベルからＬｏｗレベルにして異常が発生したことを通知する。
【００２１】
前述したように、本発明が前提としているスイッチング電源は、過電流検知、過電圧検知及び低電圧検知の各機能を有し、これにより、負荷側のショート、上側ＭＯＳＦＥＴ４０１のショート、下側ＭＯＳＦＥＴ４０２のショートを検知することができる。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態によるマザーボードの構成を示すブロック図である。図１に示すマザーボードは、本発明によるスイッチング電源保護システムの構成を含むものであり、また、計算機を構成するために使用することができるものである。
【００２３】
図１に示すマザーボード１００は、前述で説明した過電流検知、過電圧検知及び低電圧検知の各機能により異常を検知したとき、それぞれがパワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ＰＷＲＧＤｎ１９１をＬｏｗレベルにして出力する機能を有する複数のスイッチング電源ａ１７０、ｂ１８０、……、ｎ１９０と、パワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１のＬｏｗレベルによる異常発生の通知を受けて、電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃを出力する保護回路１５０と、外部に障害の発生を知らせる障害通知回路１４０と、電源障害ログを格納する不揮発性の記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ１３０と、保護回路１５０からの電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃを受け、マザーボード１００上の電源の制御を行うマイコン１２０と、電源スイッチ１１２が接続された電源制御回路１１０と、保護回路１５０からの電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃ、マイコン１２０からの電源遮断信号１２１、電源制御回路１１０からの電源制御信号ａ１１１を受けてスイッチング電源へ電力を供給する電源２００の制御を行う電源遮断回路１６０と、前述のスイッチング電源ａ１７０、ｂ１８０、……、ｎ１９０のそれぞれから電圧Ｖ１、Ｖ２、……、Ｖｎの供給を受けて動作する負荷ａ１７３、１７３ｂ、……、１７３ｎとが搭載されて構成されている。
【００２４】
前述のマザーボード１００の外部には、商用電源２０３に接続されて、マザーボード１００上の前述したスイッチング電源に電力を供給するための主電源２０１と、前述した保護回路１５０、障害通知回路１４０、ＥＥＰＲＯＭ１３０、マイコン１２０、電源制御回路１１０、電源遮断回路１６０に電力を供給するための補助電源２０２とが構成されている電源２００が備えられている。
【００２５】
図３は保護回路１５０の回路構成例を示すブロック図である。保護回路１５０は、各スイッチング電源が出力するパワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１と、電源遮断回路１６０からの電源接続信号ｂ１６１とを受けて、各スイッチング電源が出力するパワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１の１つでも異常発生を示すＬｏｗレベルとなっていた場合、電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃの対応するものを電源障害を示す状態として電源遮断回路１６０とマイコン１２０とに通知する機能を有する。
【００２６】
そして、保護回路１５０は、前述の機能を実現するために、各スイッチング電源が出力するパワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１に対応するフリップフロップａ１５２ａ、ｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃ、信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１を受けるインバータゲート１５４ａ、１５４ｂ、……、１５４ｃ、電源制御信号ｂ１６１を受けるオアゲート１５３ａ、１５３ｂ、……、１５３ｃと、電源２００からの補助電源を受けてフリップフロップを制御するリセットＩＣ１５５とにより、図３に示すように構成されている。
【００２７】
図４は電源遮断回路１６０の回路構成例を示すブロック図である。電源遮断回路１６０は、保護回路１５０からの電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃと、マイコン１２０からの電源遮断障害１２１とを受け、電源制御回路１１０からの電源制御信号ａ１１１を、電源制御信号ｂ１６１として出力するか否かを制御する機能を有する。そして、電源遮断回路１６０は、前述の機能を実現するために、ダイオード１６６〜１６９、バススイッチ１６２、プルダウン抵抗１６４、プルアップ抵抗１６５により、図４に示すように構成されている。
【００２８】
図５はＥＥＰＲＯＭ１３０の構成例を示すブロック図である。ＥＥＰＲＯＭ１３０の内部には、図５に示しているように、Ｉ２ＣＢｕｓ１２２を介してマイコン１２０から読み書き可能に、各スイッチング電源の障害ログである電源ａ障害ログ１３１、電源ｂ障害ログ１３２、……、電源ｎ障害ログ１３３が格納されている。
【００２９】
図６は障害通知回路１４０の回路構成例を示すブロック図である。障害通知回路１４０は、Ｉ２ＣＢｕｓ１２２を介してマイコン１２０から渡されるスイッチング電源の障害情報を記憶するＩ２Ｃレジスタ１４１と、スイッチング電源のそれぞれに対応するＬＥＤａ１４２、ＬＥＤｂ１４３、……、ＬＥＤｎ１４４と、各ＬＥＤのプルアップ抵抗１４５〜１４７とにより、図６に示すように構成される。そして、障害通知回路１４０は、マイコン１２０から渡されるスイッチング電源の障害情報に基づいて、障害となったスイッチング電源に対応するＬＥＤを点灯する機能を有している。
【００３０】
図７は図１に示すマザーボード上のスイッチング電源の１つが異常となった場合の本発明の実施形態での動作を説明するタイミングチャートであり、次に、これについて説明する。なお、ここで説明する例は、スイッチング電源ａ１７０が障害となった場合の例である。
【００３１】
（１）はじめに、電源２００に商用電源であるＡＣ２０３が投入されると、電源２００は、補助電源２０２をＴ１のタイミングで出力する。マザーボード１００上の電源制御回路１１０、マイコン１２０、障害通知回路１４０、ＥＥＰＲＯＭ１３０、保護回路１５０、電源遮断回路１６０は、出力された補助電源２０２によって駆動される。
【００３２】
（２）補助電源２０２がＴ１のタイミングで出力されると、図３に示している保護回路１５０のリセットＩＣ１５５は、Ｔ２のタイミングで端子ＲＳＴ＃から信号１５５ａを出力し、全フリップフロップａ１５２ａ、ｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃのＲＳＴ＃を解除する。
【００３３】
（３）また、補助電源２０２がＴ１のタイミングで出力されると、マイコン１２０は、後述する図２に示すフローに従い、ＥＥＰＲＯＭ１３０に格納された電源障害ログをチェックし、電源障害ログの判定を行う。この場合、電源障害ログがないので、マイコン１２０は、Ｔ３のタイミングで電源遮断信号１２１をＨｉｇｈレベルに立ち上げて電源遮断信号１２１の解除を行う。
【００３４】
（４）その後、Ｔ４のタイミングで電源スイッチ１１２が押されると、電源制御回路１１０は、電源制御信号ａ１１１をＴ５のタイミングで出力する。このＴ５のタイミングのとき、電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃは、Ｈｉレベルとなっているので、図４に示す電源遮断回路１６０のバススイッチ１６２がオンとなり、電源制御信号ｂ１６１がＴ６のタイミングで出力される。
【００３５】
（５）Ｔ６のタイミングで電源制御信号ｂ１６１が出力されると、保護回路１５０の全フリップフロップａ１５２ａ、ｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃの端子Ｄには、Ｔ７のタイミングで、Ｈｉレベルとなった信号１５６ａ、１５６ｂ、……、１５６ｃが印加され、また、電源２００は、Ｔ８のタイミングで主電源２０１を出力する。
【００３６】
（６）スイッチング電源ａ１７０、ｂ１８０、……、ｎ１９０は、主電源２０１が入力されると、それぞれ出力電圧Ｖ１  １７２、Ｖ２  １８２、……、Ｖｎ  １９２を出力する。スイッチング電源ａ１７０、ｂ１８０、……、ｎ１９０からの出力電圧Ｖ１  １７２、Ｖ２  １８２、……、Ｖｎ  １９２が規定値に達すると、Ｔ９のタイミングでパワーグッド信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１がＨｉレベルになる。
【００３７】
（７）Ｔ９のタイミングで信号ＰＷＲＧＤａ１７１、ｂ１８１、……、ｎ１９１がＨｉレベルになると、保護回路１５０の全フリップフロップａ１５２ａ、ｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃの端子ＣＬＫには、Ｔ１０のタイミングでＬｏｗレベルとなった信号１５７ａ、１５７ｂ、……、１５７ｃが印加される。この状態となった後、マザーボード１００上の負荷ａ１７３、ｂ１８３、……、ｎ１９３は、スイッチング電源ａ１７０、ｂ１８０、……、ｎ１９０から電力の供給を受けて動作を続けることになる。
【００３８】
（８）そして、Ｔ１１のタイミングでスイッチング電源ａ１７０の負荷ａ１７３のショート、あるいは、スイッチング電源ａ１７０の上側ＭＯＳＦＥＴまたは下側ＭＯＳＦＥＴのショートが発生したものとすると、スイッチング電源ａ１７０の信号ＰＷＲＧＤａ１７１がＬｏｗレベルとなる。Ｔ１１のタイミングで信号ＰＷＲＧＤａ１７１がＬｏｗレベルになると、図３に示す保護回路１５０のフリップフロップａ１５２ａの端子ＣＬＫへの信号１５７ａはＴ１２のタイミングでＨｉレベルになる。
【００３９】
（９）Ｔ１２のタイミングでフリップフロップａ１５２ａの端子ＣＬＫへの信号１５７ａがＨｉレベルになると、フリップフロップａ１５２ａは、Ｔ１３のタイミングで電源障害信号ａ１５１ａをＬｏｗレベルにする。Ｔ１３のタイミングで電源障害信号ａ１５１ａがＬｏｗレベルになると、図４に示す電源遮断回路１６０は、Ｔ１４のタイミングで電源制御信号ｂ１６１をＬｏｗレベルにする。
【００４０】
（10）Ｔ１３のタイミングで電源障害信号ａ１５１ａがＬｏｗレベルになると、マイコン１２０は、後述する図２のフローに従って、ＥＥＰＲＯＭ１３０の電源ａ障害ログ１３１にスイッチング電源ａ１７０の障害発生のログを書き込む。ログの書き込み後、マイコン１２０は、Ｔ１９のタイミングで電源遮断信号１２１をＬｏｗレベルとして、電源遮断の指示を出力する。また、マイコン１２０は、Ｔ１９のタイミングでＩ２ＣＢｕｓ１２２を使用して、図６に示している障害通知回路１４０のＩ２Ｃレジスタ１４１にデータを書き込み、スイッチング電源ａ１７０の障害を示すＬＥＤａ１４２を点灯させる。オペレータはＬＥＤａ１４２の点灯を確認することにより、スイッチング電源ａ１７０で障害が発生したことを知ることができる。
【００４１】
（11）Ｔ１４のタイミングで電源制御信号ｂ１６１がＬｏｗレベルになると、電源２００は、主電源２０１の出力をＴ１５のタイミングで停止させる。その後、電源障害断信号ａ１５１ａは出力されたままなので、以降に電源スイッチ１１２を操作しても主電源２０１の再投入を行うことはできない。Ｔ１４のタイミングで電源制御信号ｂ１６１がＬｏｗレベルになるとＴ１６のタイミングで保護回路１５０のフリップフロップｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃの端子Ｄに印加される信号１５６ｂ、……、１５６ｃはＬｏｗレベルになる。
【００４２】
（12）Ｔ１５のタイミングで主電源２０１の出力が停止すると、スイッチング電源ｂ１８０、……、ｎ１９０も停止するので、ＰＷＲＧＤｂ１８１、……、ｎ１９１もＴ１７のタイミングでＬｏｗレベルになる。Ｔ１７のタイミングでＰＷＲＧＤｂ１８１、……、ｎ１９１がＬｏｗレベルになるとＴ１８のタイミングで保護回路１５０のフリップフロップｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃの端子ＣＬＫに印加される信号１５７ｂ、……、１５７ｃがＨｉレベルになるが、Ｔ１６のタイミングでフリップフロップｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃの端子Ｄに印加される信号１５６ｂ、……、１５６ｃがＬｏｗレベルになっているので、電源障害信号ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃが出力されることはない。
【００４３】
前述したような動作により、スイッチング電源ａ１７０の負荷ａ１７３のショート、あるいは、スイッチング電源ａ１７０の上側ＭＯＳＦＥＴまたは下側ＭＯＳＦＥＴのショートが発生した場合に、主電源２０１を遮断することができ、かつ、障害の発生したスイッチング電源をオペレータに通知することができる。同様に、スイッチング電源ｂ１８０やスイッチング電源ｎ１９０で負荷ショートまたはＭＯＳＦＥＴのショートの障害が発生した場合にも、主電源２０１を遮断することができ、負荷ショートやＭＯＳＦＥＴショートによる発煙、発火を防止し、かつ、障害の発生したスイッチング電源をオペレータに通知することができる。
【００４４】
なお、前述において、スイッチング電源の障害がオペレータに通知され、スイッチング電源の修理、交換が行われた後、あるいは、スイッチング電源に接続された負荷の修理、交換が行われた場合、オペレータ等の作業者は、図示しない手段を用いて、ＥＥＰＲＯＭ１３０内の対応するログを消去する。
【００４５】
図８はスイッチング電源の１つで障害が発生した後の主電源再投入の抑止の処理を説明するタイミングチャートであり、次に、これについて説明する。ここで説明する例は、マザーボード上のスイッチング電源ａ１７０が異常となって、図７により説明した処理を行った後に、商用電源であるＡＣ２０３が再投入された場合の例である。
【００４６】
（１）商用電源であるＡＣ２０３が再投入されると、Ｔ２０のタイミングで、電源２００は、補助電源２０２を出力する。補助電源２０２がＴ２０のタイミングで出力されると、図３に示している保護回路１５０のリセットＩＣ１５５は、Ｔ２１のタイミングで端子ＲＳＴ＃から信号１５５ａを出力し、全フリップフロップａ１５２ａ、ｂ１５２ｂ、……、ｎ１５２ｃのＲＳＴ＃を解除する。
【００４７】
（２）また、補助電源２０２がＴ２０のタイミングで出力されると、マイコン１２０は、後述する図２に示すフローに従い、ＥＥＰＲＯＭ１３０に格納された電源障害ログをチェックし、電源障害ログの判定を行う。この場合、電源ａ障害ログ１３１にスイッチング電源ａ１７０の障害ログが残っているので、マイコン１２０は、電源遮断信号１２１の解除を行うことなく、オペレータ等に対して障害通知の処理を行う。なお、この通知の処理については後述する。
【００４８】
（３）マイコン１２０は、補助電源２０２が立ち上がっても、電源遮断信号１２１の解除を行わないため、この時点のＴ２２のタイミングでの電源遮断信号１２１は、電源遮断を指示するＬｏｗレベルで出力されたままとなる。そして、Ｔ２３のタイミングで電源スイッチ１１２が押されると、電源制御回路１１０は、Ｔ２４のタイミングで電源制御信号ａ１１１を出力して、電源遮断回路１６０に渡すが、電源遮断回路１６０は、マイコン１２０からの電源遮断信号１２１がＬｏｗレベルのままなので、内部のバススイッチ１６２がオフのままとなり、Ｔ２５のタイミングで電源制御信号ｂ１６１がＬｏｗレベルのままとなる。
【００４９】
（４）Ｔ２５のタイミングで電源制御信号ｂ１６１がＬｏｗの場合、電源２００は、主電源２０１を出力しないままとなるため、Ｔ２６のタイミングで主電源２０１を出力しないままとなる。
【００５０】
前述したような動作により、本発明の実施形態は、商用電源であるＡＣ２０３が再投入され、補助電源２０２が再起動しても、電源スイッチ１１２による主電源２０１の再投入を抑止することができ、スイッチング電源の負荷ショートまたはＭＯＳＦＥＴショートによる発煙、発火を防止することができ、かつ、障害が発生したスイッチング電源がどれであるかをオペレータ等に通知することができる。
【００５１】
図２は補助電源が出力された後のマイコン１２０の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。
【００５２】
（１）マイコン１２０は、補助電源が出力されて、マイコン自身に印加され、動作可能な状態になると（図７でのタイミングＴ１）、まず、ＥＥＰＲＯＭ１３０に格納された電源障害ログをチェックし、電源障害ログがあるか否かを判定する（ステップ３００、３０１）。
【００５３】
（２）ステップ３０１の判定で、電源障害ログがなかった場合、マイコン１２０は、電源遮断信号１２１をＨｉｇｈレベルに立ち上げて（図７でのＴ３のタイミング）、電源遮断信号１２１の解除を行う（ステップ３０２）。
【００５４】
（３）ステップ３０２の処理で、電源遮断信号１２１の解除が行われることにより、図７に示すタイミングチャートで説明したように、マザーボード１００上のスイッチング電源は、主電源２０１が印加されて負荷に電力を供給し、マザーボード１００を搭載した計算機等の機器が動作状態となり、その後、マイコン１２０は、保護回路１５０からの電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃの監視を続ける。そして、マイコン１２０は、保護回路１５０からの電源障害信号ａ１５１ａ、ｂ１５１ｂ、……、ｎ１５１ｃの監視で、これらの信号の１つでも、電源障害を示しているものがあるか否かを判定する（ステップ３０３）。
【００５５】
（４）ステップ３０３の判定で、電源障害信号に電源障害を示しているものがあった（図７でのＴ１３のタイミング）場合、マイコン１２０は、Ｉ２ＣＢｕｓ１２２を介して、ＥＥＰＲＯＭ１３０に電源障害ログを書き込むと共に、電源遮断信号１２１をＬｏｗレベルとして（図７でのＴ１９のタイミング）、電源遮断の指示を出力する（ステップ３０４、３０５）。
【００５６】
（５）ステップ３０５の処理の後、あるいは、ステップ３０１の判定でＥＥＰＲＯＭ１３０内に電源障害ログがあった場合、Ｉ２ＣＢｕｓ１２２を介して障害通知回路１４０のＩ２Ｃレジスタ１４１にデータを書き込み、スイッチング電源ａ１７０の障害を示すＬＥＤａ１４２を点灯させる。オペレータ等は、ＬＥＤａ１４２の点灯を確認することにより、スイッチング電源ａ１７０で障害が発生したことを知ることができる（ステップ３０６）。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、コンピュータのマザーボードだけでなく、スイッチング電源を使用する種々の電気機器に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態によるマザーボードの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は補助電源が出力された後のマイコンの処理動作を説明するフローチャートである。
【図３】保護回路の回路構成例を示すブロック図である。
【図４】電源遮断回路の回路構成例を示すブロック図である。
【図５】ＥＥＰＲＯＭの構成例を示すブロック図である。
【図６】障害通知回路の回路構成例を示すブロック図である。
【図７】図１に示すマザーボード上のスイッチング電源の１つが異常となった場合の本発明の実施形態での動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】スイッチング電源の１つで障害が発生した後の主電源再投入の抑止の処理を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の前提条件となる過電流検知、過電圧検知及び低電圧検知の各機能を有するスイッチング電源の回路構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示すスイッチング電源での出力電圧Ｖout が接続される負荷側のショートを検知する機能について説明する図である。
【図１１】図９に示すスイッチング電源での上側ＭＯＳＦＥＴのショートを検知する機能について説明する図である。
【図１２】図９に示すスイッチング電源での下側ＭＯＳＦＥＴのショートを検知する機能について説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  マザーボード
１１０  電源制御回路
１１２  電源スイッチ
１２０  マイコン
１２２  Ｉ２ＣＢｕｓ
１３０  ＥＥＰＲＯＭ
１４０  障害通知回路
１４１  Ｉ２Ｃレジスタ
１４２〜１４４  ＬＥＤａ、ＬＥＤｂ、……、ＬＥＤｎ
１４５〜１４７  ＬＥＤのプルアップ抵抗
１５０  保護手段
１５２ａ〜１５２ｃ  フリップフロップ１〜ｎ
１５３ａ〜１５３ｃ  オアゲート
１５４ａ〜１５４ｃ  インバータゲート
１５５  リセットＩＣ
１６０  電源遮断回路
１６２  バススイッチ
１６４  プルダウン抵抗
１６５  プルアップ抵抗
１６６〜１６９  ダイオード
１７０  スイッチング電源ａ
１７３  負荷ａ
１８０  スイッチング電源ｂ
１８３  負荷ｂ
１９０  スイッチング電源ｎ
１９３  負荷ｎ
２００  電源
４００  スイッチングコントローラ
４０１  上側ＭＯＳＦＥＴ
４０２  下側ＭＯＳＦＥＴ
４０３  コイル
４０４  コンデンサ
【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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