(57)【要約】【課題】ソフトスタート時においても出力電圧の異常検出を行う。【解決手段】ソフトスタート基準電圧回路１６，１８は、電源立ち上がり時において、徐々に電圧が上昇し、基準電圧Ｖｒｅｆに至った後は基準電圧に維持されるソフトスタート基準電圧を出力する。出力電圧制御回路１２は、ソフトスタート基準電圧Ｖｓに応じて出力電圧を制御する。しきい値電圧生成回路３０は、ソフトスタート基準電圧Ｖｓに対し、所定量低いしきい値電圧を生成する。異常検出回路３２は、しきい値電圧と出力電圧を比較し、出力電圧の所定以上の低下を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路の出力の異常を検出する異常検出回路であって、
電源立ち上がり時において、徐々に電圧が上昇し、基準電圧に至った後は基準電圧に維持されるソフトスタート基準電圧を出力するソフトスタート基準電圧回路と、
ソフトスタート基準電圧に応じて出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、
前記ソフトスタート基準電圧に対し、所定量低いしきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路と、
しきい値電圧と出力電圧を比較し、出力電圧の所定以上の低下を検出する異常検出回路と、
を含むことを特徴とする異常検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の異常検出回路において、
ソフトスタート基準電圧回路は、
一定の基準電圧を出力する基準電圧回路と、
立ち上がり時において、徐々に上昇するソフトスタート基準電圧を出力するソフトスタート回路と、
を含み、
基準電圧と、ソフトスタート基準電圧のうちの低い方の電圧が選択されることを特徴とする異常検出回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の異常検出回路において、
前記しきい値電圧生成回路は、ソフトスタート基準電圧を１未満の所定の倍率で増幅するアンプを含むことを特徴とする異常検出回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の異常検出回路において、
前記異常検出回路は、出力電圧の所定以上の低下が所定時間継続した場合に異常を検出することを特徴とする異常検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路の出力の異常を検出する異常検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体集積回路（ＩＣ）に定電圧を供給するための電源回路ＩＣが広く利用されている。この電源回路ＩＣでは、その出力が地絡した場合には、大きな電流が出力されて、出力トランジスタが破壊されてしまうなどの問題がある。
【０００３】
そこで、出力電圧が所定値以下となったことを検出して、地絡などの異常状態を検知して出力電流を制限することなどにより出力トランジスタなどの回路を保護する機能が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１-２３８４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、回路の起動時には、電源ＩＣの出力電圧は０Ｖからスタートする。特に、通常は回路における電圧の急激な立ち上がりによる悪影響を防止するため、出力電圧を徐々に上昇するソフトスタート機能が設けられる場合が多い。この場合には、出力電圧が立ち上がる前に所定値との比較が行われ、所定期間異常と判定されてしまうという問題があった。一方、この期間において、検出を行わないと、ソフトスタート期間における出力端の地絡などの異常が検出できない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電源回路の出力の異常を検出する異常検出回路であって、電源立ち上がり時において、徐々に電圧が上昇し、基準電圧に至った後は基準電圧に維持されるソフトスタート基準電圧を出力するソフトスタート基準電圧回路と、ソフトスタート基準電圧に応じて出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記ソフトスタート基準電圧に対し、所定量低いしきい値電圧を生成するしきい値電圧生成回路と、しきい値電圧と出力電圧を比較し、出力電圧の所定以上の低下を検出する異常検出回路と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、ソフトスタート基準電圧回路は、一定の基準電圧を出力する基準電圧回路と、立ち上がり時において、徐々に上昇するソフトスタート基準電圧を出力するソフトスタート回路と、を含み、基準電圧と、ソフトスタート基準電圧のうちの低い方の電圧が選択されることが好適である。
【０００８】
また、前記しきい値電圧生成回路は、ソフトスタート基準電圧を１未満の所定の倍率で増幅するアンプを含むことが好適である。
【０００９】
また、前記異常検出回路は、出力電圧の所定以上の低下が所定時間継続した場合に異常を検出することが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ソフトスター時においても、適切なしきい値との比較によって、出力電圧の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の構成を示す回路である。
【図２】異常検出のための各種電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係る異常検出回路を含む電源回路の全体構成を示す回路図である。分圧回路１０は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続からなり、電源回路の出力電圧Ｖｏｕｔを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧した電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２の中間点から出力する。なお、本電源回路は全体として、出力電圧Ｖｏｕｔを基準電圧が入力されるエラーアンプに負帰還して、出力電圧Ｖｏｕｔを基準電圧に一致させる回路である。分圧回路１０を抵抗ラダーで構成し、分圧回路１０からの出力電圧を変更することで、基準電圧を変更することなく、出力電圧Ｖｏｕｔを変更することができる。
【００１４】
分圧回路１０の出力電圧は、エラーアンプ１２の負入力端に入力される。エラーアンプ１２は、２つの正入力端を有し、１つには基準電圧Ｖｒｅｆ、もう１つにはソフトスタート基準電圧が入力されている。そして、このエラーアンプ１２は、２つの正入力端の入力のうち、小さい方の入力電圧と正入力端の入力電圧を比較して、その比較結果についての信号を出力する。
【００１５】
ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、基準電源１４の出力であり、基準電源１４がエラーアンプ１２の１つの正入力端に接続される。ソフトスタート基準電圧は、電源の立ち上がり時において、定電流源１６からの定電流を他端がアースに接続された外付けのコンデンサ１８に充電することによって得られる徐々に上昇する電圧である。そこで、所定時間の経過によりソフトスタート基準電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆを上回ることになる。その後は、ソフトスタート基準電圧は不要であり、基準電圧Ｖｒｅｆ以上の電圧に維持しておくとよい。
【００１６】
ソフトスタート基準電圧は、スタート時のみに利用される電圧であり、通常時は基準電圧Ｖｒｅｆが利用される。そこで、通常時であれば、エラーアンプ１２においては、分圧回路１０の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆの差電圧についてのエラー信号をエラーアンプ１２から出力される。この差信号は、出力電圧Ｖｏｕｔが低い程正の大きな信号、出力電圧Ｖｏｕｔが高いほど負の大きな信号となる。
【００１７】
このエラー信号は、コンパレータ２０の正入力端に入力され、ここで負入力端に入力される三角波と比較される。例えば、コンパレータ２０の出力は、エラー信号が０の場合にデューティー比５０％となり、エラー信号が正の大きな信号になるとそれだけデューティー比が小さくなり、負の大きな信号になるとそれだけデューティー比が大きくなる。
【００１８】
コンパレータ２０の出力は、トランジスタ２２のゲートに供給される。このトランジスタ２２はドレインに入力電圧Ｖｉｎが供給され、ソースは、コイル２４を介し出力電圧ＶｏｕｔのＶｏｕｔに接続されている。また、トランジスタ２２とコイル２４の中間部には、アノードがアースに接続されたダイオード２８のカソードが接続され、出力端２４には他端がアースに接続されたコンデンサ２６の一端が接続されている。従って、トランジスタ２２のスイッチングのデューティー比に応じて、入力電圧Ｖｉｎが降圧された出力電圧Ｖｏｕｔが出力端Ｖｏｕｔに得られる。そして、この出力端Ｖｏｕｔは、分圧回路１０に接続されている。
【００１９】
従って、Ｖｏｕｔ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｖｒｅｆが成り立つように、エラーアンプ１２の出力が決定され、これに応じたデューティー比でトランジスタ２２がＰＷＭ制御されて出力電圧Ｖｏｕｔが制御される。例えば、Ｖｉｎ＝５Ｖ、Ｖｏｕｔ＝３Ｖ程度の降圧した出力電圧が得られる。なお、昇圧する場合には、ダイオード２８に並列してトランジスタを設けこのトランジスタをスイッチングすればよい。
【００２０】
本実施形態においては、０．８アンプ３０を有している。この０．８アンプ３０の負入力端はその出力端Ｖｏｕｔに接続されている。この０．８アンプ３０は、正入力端に入力される信号を０．８倍して出力するが、２つの正入力端を有し、低い方の電圧を優先してその電圧を出力する。
【００２１】
２つの正入力端の１つには、基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、もう１つにはソフトスタート基準電圧が入力されている。従って、０．８アンプ３０の出力は、基準電圧Ｖｒｅｆの０．８倍の電圧、またはソフトスタート基準電圧の０．８倍の電圧になる。なお、０．８アンプ３０の倍率は、１未満で０を超えていれば、０．８倍でなくてもよいが、異常検出に適当な値、例えば０．６〜０．９程度が採用される。
【００２２】
０．８アンプ３０の出力はコンパレータ３２の正入力端にしきい値電圧として入力されている。コンパレータ３２の負入力端には、分圧回路１０の出力（エラーアンプ１２の負入力）が供給されている。従って、このコンパレータ３２は、分圧回路１０の出力が、０．８アンプ３０の出力であるしきい値電圧を下回った場合にＨｉｇｈレベルの出力をする。コンパレータ３２の出力は、タイマ回路３４に供給される。このタイマ回路３４は、外付けのコンデンサ３４ａを有しており、コンパレータ３２からの出力をコンデンサ３４ａに充電し、この充電電圧が所定のしきい値電圧を超えた場合に異常検出信号を出力する。コンデンサ３４ａの容量や、その経路に配置する抵抗などによって、タイマ回路３４の待ち時間が決定される。コンパレータ３２の出力がＨレベルになった期間がどの程度継続された場合に以上と判定すべきによって、タイマ回路３４の時間が設定される。また、コンデンサ３４ａの充電電荷は自然放電によって、リセットしてもよいが、所定の抵抗を介し充電電荷が放出されるようにすることも好適である。なお、タイマ回路３４は、このようなアナログ回路ではなく、コンパレータ３２のＨレベルに応じてカウントを開始するカウンタなどを用いて構成してもよい。
【００２３】
このようにして、タイマ回路３４の出力に異常検出信号が得られ、出力端Ｖｏｕｔの地絡などによる出力電圧Ｖｏｕｔの大きな電圧降下を検出して、異常検出信号を出力することができる。
【００２４】
図２には、本実施形態の各部の電圧変化を示してある。このように、起動時において、定電流源１６からの定電流によりコンデンサ１８を充電することによりソフトスタート基準電圧Ｖｓが得られる。エラーアンプ１２は、このソフトスタート基準電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆの低い方を目標として、出力電圧Ｖｏｕｔを制御する。従って、エラーアンプ１２の出力である、Ｖｏｕｔ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）は、まずソフトスタート基準電圧Ｖｓと同じ電圧で順次上昇し、ソフトスタート基準電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、基準電圧Ｖｒｅｆに制御される。
【００２５】
一方、０．８アンプ３０の出力であるしきい値電圧は、エラーアンプの目標電圧×０．８の電圧になっている。そこで、出力端Ｖｏｕｔの地絡などによって、図２において２点鎖線で示したような電圧降下が生じた場合に、コンパレータ３２が異常検出信号を出力する。従って、図２には示していないが、他の回路により出力電流を制限することなどによって、電源回路を保護することができる。
【００２６】
ここで、エラーアンプ１２や、０．８アンプ３０において、正入力端の入力信号のうち低いものを選択するには、例えば、一対のｐチャンネルトランジスタジスを差動トランジスタとした差動アンプで、正入力側の差動トランジスタを２つ並列にすればよい。
【００２７】
また、ソフトスタート基準電圧Ｖｓは、基準電圧Ｖｒｅｆを超えたら、それ以上のそれ以上高くならないように、充電を制限するとよい。例えば、定電流源１６を止め、所定電位にクランプすればよい。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、コンパレータ３２のしきい値電圧として、ソフトスタート基準電圧を考慮した電圧を利用するため、起動時時から、出力の地絡などによる電圧の異常を検出することが可能になる。
【００２９】
なお、図において、半導体集積回路ＩＣの端子を○印で示した。
【符号の説明】
【００３０】
１０  分圧回路、１２  エラーアンプ、１４  基準電源、１６  定電流源、１８  コンデンサ、２０  コンパレータ、２２  トランジスタ、２４  コイル、２６  コンデンサ、２８  ダイオード、３０  ０．８アンプ、３２  コンパレータ、３４  タイマ回路。３４ａ  コンデンサ。
【図１】
2011091938.tif 000003
【図２】
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