(57)【要約】【課題】演算処理異常時に、安全に電源出力をオフさせる。【解決手段】定電圧回路１１で入力電圧Ｖinをスイッチング処理によって定電圧出力する電源装置であり、定電圧回路１１の出力レベルをＡ／Ｄコンバータ１２でデジタル化し、演算処理回路１３にて出力レベルのデータに基づいて定期的に安定化出力のためのスイッチング処理の制御値を演算し、ＰＷＭ回路１７にてその制御値に基づいてスイッチング処理のオン・オフ期間を制御する。ここで、演算処理回路１３にパルス発生回路１４を設けて演算が実行される毎にパルスを発生させ、判定回路１５においてパルス発生回路１４で発生されるパルスの周期を基準周期と比較し、パルス周期が基準周期より下回っているときは正常に演算が行われていると判定して定電圧回路１１を稼働状態とし、パルス周期が基準周期より上回ったとき演算に異常が生じたと判定して定電圧回路１１を停止させる。【選択図】      図１
2011010491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号をスイッチング処理によって安定化出力する安定化回路と、
前記安定化回路の出力をデジタル化してモニタし、そのモニタ結果に基づいて定期的に安定化出力のための前記スイッチング処理の制御値を演算する演算処理回路と、
前記制御値に基づいて前記スイッチング処理のオン・オフ期間を制御する制御回路と、
前記演算処理回路にて前記演算が実行される毎にパルスを発生するパルス発生回路と、
前記パルス発生回路で発生されるパルスの周期を基準周期と比較し、前記パルス周期が基準周期より下回っているときは正常に演算が行われていると判定して前記安定化回路を稼働状態とし、前記パルス周期が基準周期より上回ったとき演算に異常が生じたと判定して前記安定化回路を停止させる判定回路と
を具備することを特徴とするデジタル制御方式スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記安定化回路は、出力電圧を安定化する定電圧回路であることを特徴とする請求項１記載のデジタル制御方式スイッチング電源装置。
【請求項３】
前記安定化回路は、出力電流を安定化する定電流回路であることを特徴とする請求項１記載のデジタル制御方式スイッチング電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記スイッチングのオン・オフパルスのパルス幅を前記制御値に応じて増減するパルス幅変調回路であることを特徴とする請求項１記載のデジタル制御方式スイッチング電源装置。
【請求項５】
入力信号をスイッチング処理によって安定化出力する安定化回路の出力をデジタル化してモニタし、そのモニタ結果に基づいて定期的に安定化出力のための前記スイッチング処理の制御値を演算し、前記制御値に基づいて前記スイッチング処理のオン・オフ期間を制御するデジタル制御方式スイッチング電源装置に用いられ、
前記演算が実行される毎にパルスを発生させ、
前記パルスの周期を基準周期と比較し、前記パルス周期が基準周期より下回っているときは正常に演算が行われていると判定して前記安定化回路を稼働状態とし、前記パルス周期が基準周期より上回ったとき演算に異常が生じたと判定して前記安定化回路を停止させることを特徴とするデジタル制御方式スイッチング電源装置の安全遮断方法。
【請求項６】
前記安定化回路は、出力電圧を安定化する定電圧回路であることを特徴とする請求項５記載のデジタル制御方式スイッチング電源装置の安全遮断方法。
【請求項７】
前記安定化回路は、出力電流を安定化する定電流回路であることを特徴とする請求項５記載のデジタル制御方式スイッチング電源装置の安全遮断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタル制御により出力を安定化するスイッチング電源装置に係り、特に異常発生時に安全に出力を遮断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スイッチング電源装置はデジタル制御方式が採用されつつある（特許文献１参照）が、制御回路部即ち演算処理回路が割込みや温度等の要因によって演算処理が行われなかった場合、本来更新されるはずの演算結果が更新されず、前の制御値のままとなってしまう。このとき、入力変動、負荷変動が発生した場合には、制御されている出力電圧または出力電流が大きく変動してしまい、負荷装置を破壊する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２５３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の如く、従来のデジタル制御方式によるスイッチング電源装置では、割込みや温度等の要因によって演算処理に異常が生じた場合に、制御値の演算結果が更新されず、前の制御値のままとなってしまい、入力変動、負荷変動が発生した場合に、出力電圧または出力電流が大きく変動して負荷装置を破壊してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、演算処理異常時に、安全に電源オフにさせることのできるデジタル制御方式によるスイッチング電源装置とその安全遮断方法を提供することを目的とする。
【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、本発明に係るデジタル制御方式によるスイッチング装置は、入力信号をスイッチング処理によって安定化出力する安定化回路と、前記安定化回路の出力をデジタル化してモニタし、そのモニタ結果に基づいて定期的に安定化出力のための前記スイッチング処理の制御値を演算する演算処理回路と、前記制御値に基づいて前記スイッチング処理のオン・オフ期間を制御する制御回路と、前記演算処理回路にて前記演算が実行される毎にパルスを発生するパルス発生回路と、前記パルス発生回路で発生されるパルスの周期を基準周期と比較し、前記パルス周期が基準周期より下回っているときは正常に演算が行われていると判定して前記安定化回路を稼働状態とし、前記パルス周期が基準周期より上回ったとき演算に異常が生じたと判定して前記安定化回路を停止させる判定回路とを具備することを一態様とする。
【０００７】
また、本発明に係る安全遮断方法は、入力信号をスイッチング処理によって安定化出力する安定化回路の出力をデジタル化してモニタし、そのモニタ結果に基づいて定期的に安定化出力のための前記スイッチング処理の制御値を演算し、前記制御値に基づいて前記スイッチング処理のオン・オフ期間を制御するデジタル制御方式スイッチング電源装置に用いられ、前記演算が実行される毎にパルスを発生させ、前記パルスの周期を基準周期と比較し、前記パルス周期が基準周期より下回っているときは正常に演算が行われていると判定して前記安定化回路を稼働状態とし、前記パルス周期が基準周期より上回ったとき演算に異常が生じたと判定して前記安定化回路を停止させることを一態様とする。
【０００８】
上記構成によるスイッチング電源装置とその安全遮断方法の一態様によれば、演算の実行毎にパルスを発生させ、判定回路でその周期を基準周期と比較するようにし、演算処理が行われなくなった場合に、パルスの発生停止によりパルス周期が基準周期を上回ったことを判別し、安定化回路へオフ信号を出力して、その稼働を緊急停止する。
【０００９】
このような手段を講じることにより、演算処理に異常が生じた場合でも、安全に電源オフさせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、演算処理異常時に、安全に電源オフさせることのできるデジタル制御方式によるスイッチング電源装置とその安全遮断方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るデジタル制御方式によるスイッチング電源装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２】上記電源装置に用いられる判定回路の処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るデジタル制御方式スイッチング電源装置の一実施形態を示すブロック図である。図１に示すスイッチング電源装置１００は、入力源より電圧Ｖinが供給され、スイッチングレギュレータによる定電圧回路１１により、安定化された電圧に変換して出力電圧Ｖoutを得る。
【００１４】
尚、定電圧回路１１を定電流回路とし、出力電圧Ｖoutを出力電流としてもかまわない。以降は定電圧回路１１として説明する。
【００１５】
電圧を安定化させるために、定電圧回路１１の出力電圧ＶoutはＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ１２のアナログ／デジタル変換によりデータ化されて演算処理回路１３に入力される。演算処理回路１３では、入力データから出力電圧Ｖoutのレベル変化をモニタし、定期的に電圧を安定化するための制御値（データ）を演算して記憶回路１６に保持させる。記憶回路１６に保持された制御値のデータはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路１７に送られる。このＰＷＭ回路１７は、制御値に応じてパルス幅変調されたスイッチング制御信号を定電圧回路１１に供給するもので、定電圧回路１１のスイッチングのオン期間を制御値に応じて増減することで、出力電圧Ｖoutを安定化する。
【００１６】
上記演算処理回路１３は制御値の演算を実行する毎にパルスを発生するパルス発生回路１４を備えており、このパルス発生回路１４で発生されたパルスはパルス周期判定回路１５に送られる。このパルス周期判定回路１５は、パルス発生回路１４から送られてくるパルスの周期を基準周期と比較し、入力パルスの周期が基準周期より短い間はオン信号、基準周期より長くなるとオフ信号を発生し、定電圧回路１１に出力する。定電圧回路１１は、パルス周期判定回路１５からのオン・オフ信号に従ってその稼働状態をオン・オフする。
【００１７】
上記構成によるデジタル制御方式スイッチング電源装置１００において、図２に示す判定回路１５の処理手順を参照してその動作を説明する。
【００１８】
まず、演算処理回路１３に異常がなく、定期的に演算処理が行われている場合には、その演算が実行させる毎にパルスが発生されて判定回路１５に送られる。判定回路１５では、図２に示すように演算処理回路１３に設けられたパルス発生回路１４からのパルスを入力し、そのパルス周期を基準周期と比較する（ステップＳ１）。正常状態では、入力パルスの周期が基準周期より下回っていると判定されるため、オン信号を発生して定電圧回路１１に出し続ける（ステップＳ２）。このとき、記憶回路１６に記憶された制御値が演算処理回路１３で演算された制御値のデータに順次更新され、ＰＷＭ回路１７にて出力電圧Ｖoutの変動に伴う制御信号のパルス幅変調が施され、これによって定電圧回路１１の出力電圧Ｖoutが安定化される。
【００１９】
一方、演算処理回路１３において、割込み、温度上昇等の要因によって演算処理が行われなかった場合には、記憶回路１６の定期的更新が行われず、出力電圧Ｖoutの変化に追従しなくなり、ＰＷＭ回路１７のパルス幅制御が実行されなくなる。このままにしておけば、入力変動、負荷変動が発生した場合に、出力電圧Ｖoutが大きく変化して負荷装置を破壊してしまう虞がある。
【００２０】
そこで、本実施形態では、演算処理回路１３のパルス発生回路１４において、演算の実行毎にパルスを発生させ、判定回路１５でその周期を基準周期と比較する。すなわち、演算処理が行われなくなると、パルスが発生しなくなるため、判定回路１５ではパルス周期が基準周期を上回ったことを判別し、オフ信号を発生して定電圧回路１１へ出力するようになる（ステップＳ３）。これにより、定電圧回路１１の稼働が緊急停止される。
【００２１】
したがって、上記構成によるデジタル制御方式のスイッチング電源装置によれば、演算の異常が即座に判定されて出力を停止させるため、極めて安全な仕様とすることができる。
【００２２】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本発明によれば、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１００…スイッチング電源装置、１１…定電圧回路、Ｖin…入力電圧、Ｖout…出力電圧、１２…Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ、１３…演算処理回路、１４…パルス発生回路、１５…パルス周期判定回路、１６…記憶回路、１７…ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路。
【図１】
2011010491.tif 000003
【図２】
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