(57)【要約】【課題】出力電圧のリップルを低減可能な電源装置、および当該電源装置を備える電子制御装置を提供する。【解決手段】ダミー負荷回路９は、負荷装置（５ｂ）と並列に結合され、有効状態で負荷装置（５ｂ）の負荷電流Ｉｍｃｕと並列にダミー負荷電流Ｉｄｍｙを流し、無効状態でダミー負荷電流Ｉｄｍｙを流さない。ダミー負荷制御回路１０ｂは、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいてダミー負荷回路９の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御する。【選択図】図４
2019126131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の機能を担う負荷装置に電源を供給するインダクタと、
オンに制御された際に前記インダクタに電力を蓄積するスイッチング素子と、
前記負荷装置と並列に結合され、有効状態で前記負荷装置の負荷電流と並列にダミー負荷電流を流し、無効状態で前記ダミー負荷電流を流さないダミー負荷回路と、
前記スイッチング素子のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御回路と、
前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記ダミー負荷回路の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御するダミー負荷制御回路と、
を有する電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置において、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷電流が急増する前における前記スイッチング素子のオンからオフへの前記切り替えタイミングとなる事前タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急増するタイミングとなる急増タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化する、
電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の電源装置において、
前記ダミー負荷回路は、前記ダミー負荷電流を可変制御する可変電流源を備え、前記事前タイミングに応じて有効化された際に、前記ダミー負荷電流をゼロから所定の電流設定値へ増加させ、前記急増タイミングに応じて無効化された際に、前記ダミー負荷電流を前記所定の電流設定値からゼロへ予め設定された第１の変化率で減少させる、
電源装置。
【請求項４】
請求項３記載の電源装置において、
前記第１の変化率は、前記負荷電流の急増に伴う変化率を相殺する値に設定される、
電源装置。
【請求項５】
請求項２記載の電源装置において、
前記負荷装置は、前記急増タイミングよりも早いタイミングで活性化され前記急増タイミングで非活性化される負荷急増信号を生成し、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷急増信号が活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の前記切り替えタイミングに基づいて前記事前タイミングを定める、
電源装置。
【請求項６】
請求項１記載の電源装置において、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷電流が急減するタイミングとなる急減タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急減した後における前記スイッチング素子のオフからオンへの切り替えタイミングとなる事後タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化する、
電源装置。
【請求項７】
請求項６記載の電源装置において、
前記ダミー負荷回路は、前記ダミー負荷電流を可変制御する可変電流源を備え、前記急減タイミングに応じて有効化された際に、前記ダミー負荷電流をゼロから所定の電流設定値へ予め設定された第２の変化率で増加させ、前記事後タイミングに応じて無効化された際に、前記ダミー負荷電流を前記所定の電流設定値からゼロへ減少させる、
電源装置。
【請求項８】
請求項７記載の電源装置において、
前記第２の変化率は、前記負荷電流の急減に伴う変化率を相殺する値に設定される、
電源装置。
【請求項９】
請求項６記載の電源装置において、
前記負荷装置は、前記急減タイミングで活性化され前記急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号を生成し、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷急減信号が非活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の前記切り替えタイミングに基づいて前記事後タイミングを定める、
電源装置。
【請求項１０】
請求項１記載の電源装置において、
前記ダミー負荷制御回路は、
前記負荷電流が急増する前における前記スイッチング素子のオンからオフへの前記切り替えタイミングとなる事前タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急増するタイミングとなる急増タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化し、
前記負荷電流が急減するタイミングとなる急減タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急減した後における前記スイッチング素子のオフからオンへの切り替えタイミングとなる事後タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化する、
電源装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の電源装置において、さらに、
前記負荷電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路で検出された前記負荷電流の変化率が予め定めた急減判定用しきい値および急増判定用しきい値に達したか否かを判定することで前記急減タイミングおよび前記急増タイミングをそれぞれ定め、前記急減タイミングで活性化され前記急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号と、前記負荷急減信号から予め定めた所定の期間を経過後に活性化され前記急増タイミングで非活性化される負荷急増信号とを生成する電流変化予測回路と、
を有し、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷急減信号が非活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事後タイミングを定め、前記負荷急増信号が活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事前タイミングを定める、
電源装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の電源装置において、
さらに、前記負荷装置へリセット信号を供給し、前記リセット信号の活性化タイミングおよび非活性化タイミングに基づき前記急減タイミングおよび前記急増タイミングをそれぞれ定め、前記急減タイミングで活性化され前記急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号と、前記急増タイミングよりも早いタイミングで活性化され前記急増タイミングで非活性化される負荷急増信号とを生成するリセット制御回路を有し、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷急減信号が非活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事後タイミングを定め、前記負荷急増信号が活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事前タイミングを定める、
電源装置。
【請求項１３】
バッテリ電源をもとに所定の電源を生成する電源装置と、
所定の機能を担い、前記電源装置からの電源で動作する負荷装置と、
を有する電子制御装置であって、
前記電源装置は、
前記負荷装置に電源を供給するインダクタと、
オンに制御された際に前記インダクタに電力を蓄積するスイッチング素子と、
前記負荷装置と並列に結合され、有効状態で前記負荷装置の負荷電流と並列にダミー負荷電流を流し、無効状態で前記ダミー負荷電流を流さないダミー負荷回路と、
前記スイッチング素子のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御回路と、
前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記ダミー負荷回路の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御するダミー負荷制御回路と、
を有する電子制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の電子制御装置において、
前記ダミー負荷制御回路は、
前記負荷電流が急増する前における前記スイッチング素子のオンからオフへの前記切り替えタイミングとなる事前タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急増するタイミングとなる急増タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化し、
前記負荷電流が急減するタイミングとなる急減タイミングに応じて、前記無効状態の前記ダミー負荷回路を有効化し、前記負荷電流が急減した後における前記スイッチング素子のオフからオンへの切り替えタイミングとなる事後タイミングに応じて、前記有効状態の前記ダミー負荷回路を無効化する、
電子制御装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の電子制御装置において、
前記負荷装置は、前記急増タイミングよりも早いタイミングで活性化され前記急増タイミングで非活性化される負荷急増信号と、前記急減タイミングで活性化され前記急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号とを生成し、
前記ダミー負荷制御回路は、前記負荷急増信号が活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事前タイミングを定め、前記負荷急減信号が非活性化されたのちの前記スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいて前記事後タイミングを定める、
電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置および電子制御装置に関し、例えば、車載用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に搭載される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、負荷電流の急激な変化に対して安定した出力電圧を得るための半導体集積回路装置が示される。当該半導体集積回路装置は、内部電圧を形成する安定化電源回路（シリーズレギュレータ）と、当該内部電圧を受けて動作する正規負荷回路およびダミー負荷回路とを備える。ダミー負荷回路は、正規負荷回路が停止状態にされることに対応して所定電流を一定期間流す。
【０００３】
特許文献２には、起動直後から、通常動作時の負荷が発生するまでの期間で電流非連続モードへ移行することを防止するためのＤＣ−ＤＣコンバータが示される。当該ＤＣ−ＤＣコンバータは、出力端子に直列接続されるダミー負荷およびスイッチ素子を備え、当該スイッチ素子を、ＤＣ−ＤＣコンバータの起動終了後から通常時負荷が発生するまでの期間でオン状態に制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９３８０２号公報
【特許文献２】特開２００６−７４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、カーエレクトロニクス分野等では、パワートレイン制御、ボディー制御、安全走行制御など向けに数多くの電子制御装置（ＥＣＵと呼ばれる）が実用化されている。ＥＣＵは、通常、各種制御を担うマイクロコントローラ（マイコンと略す）と、マイコンの電源を生成する電源装置とを搭載している。電源装置は、例えば、バッテリ電源をもとにマイコンの電源を生成するスイッチングレギュレータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。
【０００６】
ＥＣＵ向けのマイコンでは、制御対象の増大に伴い消費電流が増加しており、各制御対象の活性化・非活性化（例えば、スリープモードのオン・オフ）の切替等に伴い、単位時間あたりの消費電流の変化率も増加している。電源装置は、このようにマイコンの消費電流の変化率が増加した場合（電源装置の観点で負荷電流の急増／急減が生じた場合）であっても、マイコンの電源電圧変動（電源装置の観点で出力電圧のリップル）を要求範囲内に保つ必要がある。
【０００７】
出力電圧のリップルを低減する技術として、例えば、特許文献１や特許文献２に示されるように、ダミー負荷を設ける方式が考えられる。ただし、特に、スイッチングレギュレータの場合、単にダミー負荷を設けるだけでは、出力電圧のリップルを要求範囲内に保つことが困難となる恐れがある。
【０００８】
本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、出力電圧のリップルを低減可能な電源装置、および当該電源装置を備える電子制御装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１１】
一実施の形態による電源装置は、負荷装置に電源を供給するインダクタと、オンに制御された際にインダクタに電力を蓄積するスイッチング素子と、スイッチング素子のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御回路と、ダミー負荷回路およびダミー負荷制御回路とを有する。ダミー負荷回路は、負荷装置と並列に結合され、有効状態で負荷装置の負荷電流と並列にダミー負荷電流を流し、無効状態でダミー負荷電流を流さない。ダミー負荷制御回路は、スイッチング制御信号の切り替えタイミングに基づいてダミー負荷回路の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、出力電圧のリップルが低減可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による電子制御装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１による電源装置において、合計負荷電流を減らす際の基本動作方式の一例を説明するタイミングチャートである。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１による電源装置において、合計負荷電流を増やす際の基本動作方式の一例を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図５】図４の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】図４におけるダミー負荷制御回路の構成例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態２による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図８】図７の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】図７における電流変化予測回路の構成例を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図１１】図１０の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の比較例として検討した電源装置周りの主要部の構成例を示す概略図である。
【図１３】図１２における電源装置のより詳細な構成例を示す回路ブロック図である。
【図１４】図１２におけるダミー負荷回路の構成例を示す回路図である。
【図１５】（ａ）は、図１２の動作例を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は、（ａ）とは異なる動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
《電子制御装置の概略》
図１は、本発明の実施の形態１による電子制御装置の主要部の構成例を示す概略図である。図１に示す電子制御装置１は、例えば、車載用のＥＣＵである。当該電子制御装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２と、電源装置３と、入力インタフェース４と、負荷装置の一例となるデジタル処理装置５と、ドライバ６とを備え、これらが配線基板に実装された構成となっている。デジタル処理装置５は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等である。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、バッテリ電源Ｖｂａｔ（例えば、１２Ｖ等）を電源電圧Ｖｉｎ（例えば、５Ｖ等）に変換する。電源装置３は、このバッテリ電源Ｖｂａｔをもとにした電源電圧（入力電圧）Ｖｉｎを受けて、所定の出力電圧（電源電圧）Ｖｏを生成する。出力電圧Ｖｏは、例えば、１Ｖ等である。デジタル処理装置５は、ＥＣＵの機能に応じた所定の機能を担い、電源装置３の出力電圧Ｖｏを電源として動作する。
【００１９】
デジタル処理装置５は、例えば、複数のＭＰＵコア５３［１］〜５３［ｋ］、メモリ５０、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５１、および各種周辺回路５２等を備える。デジタル処理装置５は、入力インタフェース４を介して装置外部からの各種センサ信号Ｓｉｎを受け、それに応じた各種制御信号Ｓｏｕｔをプログラム処理等を用いて生成し、それをドライバ６を介して装置外部へ送信する。装置外部には、当該各種制御信号Ｓｏｕｔを受けて動作する各種アクチュエータ等が設けられる。各種センサ信号Ｓｉｎは、例えば、各種アクチュエータの動作状態の検出結果等である。
【００２０】
近年、車両の高機能化が進む一方で、車両に搭載するＥＣＵ数の削減等が求められている。このため、１個の電子制御装置１による制御対象は増大傾向にあり、消費電流も増加傾向にある。デジタル処理装置５は、このような消費電流の増加を抑制するため、必要な期間で必要な回路ブロック（例えば一部のＭＰＵコア）のみを活性化し、不必要な回路ブロックをスリープモードに設定するような機能を備える場合がある。この場合、電源装置３の観点で、負荷電流（デジタル処理装置５の消費電流）の急増や急減が生じ得る。デジタル処理装置５を正常に動作させるためには、負荷電流の急増や急減が生じる場合であっても、出力電圧Ｖｏの変動（リップル）を要求範囲内に保つ必要がある。
【００２１】
《電源装置（比較例）の概略および問題点》
図１２は、本発明の比較例として検討した電源装置周りの主要部の構成例を示す概略図である。図１２において、電源装置３ａは、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷｈと、ロウサイドのスイッチング素子ＳＷｌと、インダクタＬ１と、平滑用出力容量Ｃ１と、スイッチドライバ８と、スイッチング制御回路７とを備える。インダクタＬ１は、駆動ノードＮｍと負荷部１１ａとの間に設けられ、負荷部１１ａに電源（出力電圧Ｖｏおよび合計負荷電流ＩＬｏａｄ）を供給する。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷｈは、入力電圧Ｖｉｎと駆動ノードＮｍとの間に設けられ、スイッチング素子ＳＷｌは、駆動ノードＮｍと接地電源電圧ＧＮＤとの間に設けられる。スイッチング素子ＳＷｈ，ＳＷｌは、相補的にオン・オフが制御される。スイッチング素子ＳＷｈは、オンに制御された際に駆動ノードＮｍを介してインダクタＬ１に電力を蓄積する。一方、スイッチング素子ＳＷｌは、オンに制御された際にインダクタＬ１に蓄積された電力を還流する。平滑用出力容量Ｃ１は、出力電圧Ｖｏのリップルを抑制する。
【００２３】
スイッチング制御回路７は、スイッチング素子ＳＷｈ，ＳＷｌのオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌを生成し、帰還電圧となる出力電圧Ｖｏが目標電圧と一致するようにスイッチング制御信号Ｓｃｔｌを介して帰還制御を行う。スイッチング制御信号Ｓｃｔｌは、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号やＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）信号である。スイッチドライバ８は、スイッチング制御回路７からのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌに基づいて、スイッチング素子ＳＷｈ，ＳＷｌをオンまたはオフに駆動する。
【００２４】
図１３は、図１２における電源装置のより詳細な構成例を示す回路ブロック図である。図１３において、スイッチング制御回路７は、誤差検出器１５と制御器１６とを備える。誤差検出器１５は、帰還電圧となる出力電圧Ｖｏと予め定めた目標電圧Ｖｔｇとの誤差を検出する。制御器１６は、誤差検出器１５によって検出された誤差をゼロに近づけるように、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌを生成する。具体的には、制御器１６は、ＰＷＭ信号におけるＰＷＭデューティの制御や、ＰＦＭ信号におけるＰＦＭ周期の制御等を行う。
【００２５】
スイッチドライバ８は、ハイサイドドライバＤＶｈとロウサイドドライバＤＶｌとを備える。ハイサイドドライバＤＶｈは、駆動ノードＮｍの電圧Ｖｍを基準に電源電圧Ｖｃｃ（Ｖｍ＋Ｖｃｃ）で動作し、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌに応じてハイサイドスイッチＳＷｈをオンまたはオフに駆動する。ロウサイドドライバＤＶｌは、接地電源電圧ＧＮＤを基準に電源電圧Ｖｃｃで動作し、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの反転信号に応じてロウサイドスイッチＳＷｌをオフまたはオンに駆動する。スイッチング素子ＳＷｈ，ＳＷｌのそれぞれは、トランジスタ（例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等）と、それに並列接続される還流ダイオードとを備える。ロウサイドのスイッチング素子ＳＷｌは、場合によっては、還流ダイオードのみであってもよい。
【００２６】
図１２において、負荷部１１ａは、デジタル処理装置（負荷装置）５ａと、ダミー負荷回路９と、ダミー負荷制御回路１０ａとを備える。デジタル処理装置５ａは、例えば、外部からのモード切り替え信号ＭＤに基づいて、起動モード、通常動作モード、スリープモードといった自身の動作モードを切り替える。ダミー負荷回路９は、デジタル処理装置５ａと並列に結合され、有効状態ではデジタル処理装置５ａの負荷電流Ｉｍｃｕと並列にダミー負荷電流Ｉｄｍｙを流し、無効状態では当該ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを流さない。
【００２７】
図１４は、図１２におけるダミー負荷回路の構成例を示す回路図である。図１４のダミー負荷回路９は、出力電圧Ｖｏと接地電源電圧ＧＮＤとの間に並列に結合される複数のトランジスタＭＮ［１］〜ＭＮ［ｎ］を備え、合計負荷電流ＩＬｏａｄを調整する機能を担う。複数のトランジスタＭＮ［１］〜ＭＮ［ｎ］は、それぞれ、オンに駆動された際に定電流となるダミー負荷電流Ｉｄｍｙ［１］〜Ｉｄｍｙ［ｎ］を流す。複数のトランジスタＭＮ［１］〜ＭＮ［ｎ］は、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］によって個別にオン・オフが制御される。これにより、ダミー負荷回路９は、図１２のダミー負荷電流Ｉｄｍｙを可変制御する可変電流源として機能する。
【００２８】
なお、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙ［１］〜Ｉｄｍｙ［ｎ］は、共に、同じ電流値であっても異なる電流値であってもよい。例えば、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙ［１］〜Ｉｄｍｙ［ｎ］の電流値は、２のべき乗倍等の比率で異なっていてもよい。また、ここでは、電流値を離散的に制御するデジタル制御型の可変電流源を用いたが、電流値をリニアに制御するアナログ制御型の可変電流源を用いることも可能である。
【００２９】
図１２において、ダミー負荷制御回路１０ａは、外部からのダミー負荷制御情報ＤＣＩに基づいて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］の活性化・非活性化を個別に制御する。ダミー負荷制御情報ＤＣＩには、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙの変化率（単位時間内の変化量）の情報等が含まれている。ダミー負荷制御回路１０ａは、ダミー負荷制御情報ＤＣＩに基づく変化率でダミー負荷電流Ｉｄｍｙが変化するように、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］の活性化・非活性化を時系列的に順次制御する。
【００３０】
図１５（ａ）は、図１２の動作例を示すタイミングチャートであり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）とは異なる動作例を示すタイミングチャートである。図１５（ａ）において、時刻ｔ１では、モード切り替え信号ＭＤに基づく通常動作モードからスリープモード（省電力モード）への切り替えに伴い、負荷電流Ｉｍｃｕの急減が生じている。そこで、時刻ｔ１では、合計負荷電流ＩＬｏａｄ（Ｉｍｃｕ＋Ｉｄｍｙ）を変化させないように、例えば、ダミー負荷回路９内の３個の定電流源（ダミー負荷とも呼ぶ）（ＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）が同時にオンに制御される。その結果、出力電圧Ｖｏのリップルは抑制される。
【００３１】
その後、時刻ｔ２〜時刻ｔ４では、３個のダミー負荷（ＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）は、順番に１個ずつオフに制御される。時刻ｔ２〜時刻ｔ４の各時刻では、各ダミー負荷のオフに伴い出力電圧Ｖｏのリップルが生じる。この際の各リップル量は、ダミー負荷を１個ずつオフに制御することである程度抑制されるが、場合によっては、時刻ｔ１時のリップル量よりも大きくなる恐れがある。
【００３２】
図１５（ｂ）において、時刻ｔ５では、電源起動の完了に応じて、ダミー負荷回路９内の３個のダミー負荷（ＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）は、同時にオンに制御される。その後、時刻ｔ６では、モード切り替え信号ＭＤに基づく起動モードから通常動作モードへの切り替えに伴い、負荷電流Ｉｍｃｕの急増が生じている。そこで、時刻ｔ６では、合計負荷電流ＩＬｏａｄ（Ｉｍｃｕ＋Ｉｄｍｙ）を変化させないように、３個のダミー負荷（ＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）は同時にオフに制御される。その結果、出力電圧Ｖｏのリップルは抑制される。ただし、時刻ｔ５では、３個のダミー負荷（ＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）を同時にオンに制御することにより、出力電圧Ｖｏに大きなリップルが生じ得る。
【００３３】
このように、図１５（ａ）や図１５（ｂ）に示したような動作例を用いると、負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミング（時刻ｔ１）や急増タイミング（時刻ｔ６）では出力電圧Ｖｏのリップルを十分に抑制できる。しかし、負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングまたは急増タイミングとは異なるタイミングで各ダミー負荷をオンまたはオフにする際に、出力電圧Ｖｏのリップルを十分に抑制できない恐れがある。図１５（ａ）の例では、ダミー負荷をオフする際（時刻ｔ２〜ｔ４）のリップルが問題となり、図１５（ｂ）の例では、ダミー負荷をオンする際（時刻ｔ５）のリップルが問題となる。言い換えれば、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙ自体の増減に伴うリップルを十分に抑制できない恐れがある。
【００３４】
《電源装置（実施の形態１）の基本動作方式》
図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明の実施の形態１による電源装置において、合計負荷電流を減らす際の基本動作方式の一例を説明するタイミングチャートである。図２（ａ）および図２（ｂ）には、合計負荷電流ＩＬｏａｄと、インダクタＬ１に流れるインダクタ電流ＩＬと、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌと、出力電圧Ｖｏとの関係が示される。出力電圧Ｖｏ１のリップルの大きさは、平滑用出力容量Ｃ１の入力電流、すなわち、インダクタ電流ＩＬと合計負荷電流ＩＬｏａｄとの差分（図２（ａ）および図２（ｂ）の網掛け部分の面積）によって定まる。この差分が大きいほど、出力電圧Ｖｏ１のリップルは大きくなる。
【００３５】
図２（ａ）の例では、時刻ｔ１０’において、ダミー負荷回路９の無効化（オフ）タイミングと、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジの切り替えタイミングとが生じている。これに伴い、時刻ｔ１０’では、合計負荷電流ＩＬｏａｄの急減が始まると共に、インダクタ電流ＩＬは、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷｈがオン期間Ｔｏｎからオフ期間Ｔｏｆｆに切り替わることによって制御周期Ｔｃｙｃ（例えば、ＰＷＭ周期やＰＦＭ周期）中で最大となっている。その結果、平滑用出力容量Ｃ１の入力電流（図２（ａ）の網掛け部分の面積）は大きくなるため、出力電圧Ｖｏのリップルも大きくなる。
【００３６】
一方、図２（ｂ）の例では、時刻ｔ１０において、ダミー負荷回路９の無効化（オフ）タイミングと、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジの切り替えタイミングとが生じている。これに伴い、時刻ｔ１０では、合計負荷電流ＩＬｏａｄの急減が始まると共に、インダクタ電流ＩＬは、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷｈがオフ期間Ｔｏｆｆからオン期間Ｔｏｎに切り替わることによって制御周期Ｔｃｙｃ中で最小となっている。その結果、図２（ａ）の場合と比較して、平滑用出力容量Ｃ１の入力電流（図２（ｂ）の網掛け部分の面積）は小さくなるため、出力電圧Ｖｏのリップルも小さくなる。
【００３７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１による電源装置において、合計負荷電流を増やす際の基本動作方式の一例を説明するタイミングチャートである。図３（ａ）の例では、図２（ａ）の場合とは逆に、時刻ｔ１１’において、ダミー負荷回路９の有効化（オン）タイミングと、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジの切り替えタイミングとが生じている。これに伴い、時刻ｔ１１’では、合計負荷電流ＩＬｏａｄの急増が始まると共に、インダクタ電流ＩＬは、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷｈがオフ期間Ｔｏｆｆからオン期間Ｔｏｎに切り替わることによって制御周期Ｔｃｙｃ中で最小となっている。その結果、平滑用出力容量Ｃ１の入力電流（図３（ａ）の網掛け部分の面積）は大きくなるため、出力電圧Ｖｏのリップルも大きくなる。
【００３８】
一方、図３（ｂ）の例では、時刻ｔ１１において、ダミー負荷回路９の有効化（オン）タイミングと、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジの切り替えタイミングとが生じている。これに伴い、時刻ｔ１１では、合計負荷電流ＩＬｏａｄの急増が始まると共に、インダクタ電流ＩＬは、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷｈがオン期間Ｔｏｎからオフ期間Ｔｏｆｆに切り替わることによって制御周期Ｔｃｙｃ中で最大となっている。その結果、図３（ａ）の場合と比較して、平滑用出力容量Ｃ１の入力電流（図３（ｂ）の網掛け部分の面積）は小さくなるため、出力電圧Ｖｏのリップルも小さくなる。
【００３９】
以上のような原理に基づき、実施の形態１の電源装置は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいてダミー負荷回路９の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御する。すなわち、電源装置は、図１５（ａ）に示した時刻ｔ２〜ｔ４や、図１５（ｂ）に示した時刻ｔ５を、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて制御する。
【００４０】
具体的には、例えば、図１５（ｂ）の時刻ｔ５のように合計負荷電流ＩＬｏａｄを増やす際、電源装置は、図３（ｂ）に示したように、スイッチング素子ＳＷｈのオンからオフへの切り替えタイミング（スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジ）に応じて無効状態のダミー負荷回路９を有効化する。一方、例えば、図１５（ａ）の時刻ｔ２〜ｔ４のように合計負荷電流ＩＬｏａｄを減らす際、電源装置は、図２（ｂ）に示したように、スイッチング素子ＳＷｈのオフからオンへの切り替えタイミング（スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジ）に応じて有効状態のダミー負荷回路９を無効化する。これにより、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。
【００４１】
《電源装置（実施の形態１）の構成》
図４は、本発明の実施の形態１による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。図４に示す電源装置は、図１２の構成例と比較して負荷部１１ｂの構成が異なっている。負荷部１１ｂは、デジタル処理装置５ｂと、ダミー負荷回路９と、ダミー負荷制御回路１０ｂとを備える。ダミー負荷回路９の構成および動作は、図１２の場合と同様である。
【００４２】
デジタル処理装置５ｂは、例えば、マイコン等であり、図１２のデジタル処理装置５ａと異なり、負荷急増信号ＬＵＰと、負荷急減信号ＬＤＮと、ダミー負荷制御情報ＤＣＩとを生成する。負荷急増信号ＬＵＰは、負荷電流Ｉｍｃｕの急増タイミングよりも早いタイミングで活性化され当該急増タイミングで非活性化される信号である。負荷急減信号ＬＤＮは、負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングで活性化され当該急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される信号である。デジタル処理装置５ｂは、自身の動作モード（例えば、スリープモードや通常動作モード等）の切り替えタイミングに基づいて、負荷急増信号ＬＵＰや負荷急減信号ＬＤＮを生成することができる。
【００４３】
ダミー負荷制御情報ＤＣＩは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを急増させる際や急減させる際の各変化量と各変化率（単位時間内の変化量）とを指示する情報である。例えば、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを急増させる際の変化量および変化率は、負荷電流Ｉｍｃｕの急減に伴う変化量および変化率を相殺する値に設定される。逆に、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを急減させる際の変化量および変化率は、負荷電流Ｉｍｃｕの急増に伴う変化量および変化率を相殺する値に設定される。デジタル処理装置５ｂは、例えば、自身の負荷電流Ｉｍｃｕの急増や急減に伴う各変化量や各変化率を予め記憶しておくことで、このようなダミー負荷制御情報ＤＣＩを生成することができる。
【００４４】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、図１２のダミー負荷制御回路１０ａと異なり、負荷急増信号ＬＵＰおよび負荷急減信号ＬＤＮと、ダミー負荷制御情報ＤＣＩとに加えて、スイッチング制御回路７からのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌを受けて、ダミー負荷回路９へのダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］を生成する。この際に、ダミー負荷制御回路１０ｂは、図２（ｂ）および図３（ｂ）で述べたように、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］を介してダミー負荷回路９の有効化タイミングまたは無効化タイミングを制御する。なお、ダミー負荷制御回路１０ｂは、図１２の場合と同様に、ダミー負荷制御情報ＤＣＩをデジタル処理装置５ｂ以外の箇所から受けてもよい。
【００４５】
ここで、ダミー負荷回路９およびダミー負荷制御回路１０ｂは、例えば、各スイッチング素子ＳＷｈ，ＳＷｌ、スイッチドライバ８およびスイッチング制御回路７と共に１個のパッケージ部品１２として実装される。これにより、図１の電子制御装置１における実装面積の低減が図れ、また、様々なデジタル処理装置に対して当該パッケージ部品１２を組み合わせることで、リップルの低減効果を得ることが可能になる。ただし、場合によっては、ダミー負荷回路９およびダミー負荷制御回路１０ｂをデジタル処理装置５ｂ内に実装することや、または、デジタル処理装置５ｂ、スイッチング制御回路７等とは独立したパッケージ部品として実装することも可能である。
【００４６】
《電源装置（実施の形態１）の動作》
図５は、図４の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。図５において、時刻ｔ１６は、負荷電流Ｉｍｃｕの急増タイミングである。デジタル処理装置５ｂは、当該急増タイミングで、例えばスリープモードから通常動作モードへ移行する。デジタル処理装置５ｂは、当該急増タイミング（時刻ｔ１６）を事前に把握できるため、当該急増タイミングよりも一定時間Ｔ１だけ早いタイミングで活性化され当該急増タイミングで非活性化される負荷急増信号ＬＵＰを生成することが可能である。
【００４７】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ１６よりも前の時刻ｔ１５において、負荷急増信号ＬＵＰが活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（この例では、最初の立ち下がりエッジタイミング）に応じて、無効状態のダミー負荷回路９を有効化する。明細書では、時刻ｔ１５のように、負荷電流Ｉｍｃｕが急増する前における、負荷急増信号ＬＵＰが活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジタイミング（スイッチング素子ＳＷｈのオンからオフへの切り替えタイミング）を事前タイミングと呼ぶ。
【００４８】
この例では、ダミー負荷制御回路１０ｂは、事前タイミング（時刻ｔ１５）において、まず、内部信号となるダミー有効化信号ＥＮｄｍｙを活性化する。そして、ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙの活性化に応じて複数（この例では３個）のダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を活性化し、３個のダミー負荷（図１４のＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）をオンに制御する。これにより、ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙをゼロから所定の電流設定値へ増加させる。当該所定の電流設定値（すなわちオンに制御するダミー負荷の数）は、前述したダミー負荷制御情報ＤＣＩに含まれる負荷電流Ｉｍｃｕの急増時の変化量に基づいて定められる。
【００４９】
このように、時刻ｔ１５では、電源装置は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジでダミー負荷回路９を有効化し、合計負荷電流ＩＬｏａｄ（Ｉｍｃｕ＋Ｉｄｍｙ）を急増させている。このため、図３（ｂ）で述べたように、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌを用いない場合と比較して、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。
【００５０】
時刻ｔ１５よりも後の時刻ｔ１６において、負荷電流Ｉｍｃｕは、例えば、デジタル処理装置５ｂのスリープモードから通常動作モードへの移行に伴い急増している。ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該負荷電流Ｉｍｃｕの急増タイミング（時刻ｔ１６）に応じて、有効状態のダミー負荷回路９を無効化する。この例では、ダミー負荷制御回路１０ｂは、まず、負荷急増信号ＬＵＰの非活性化に応じてダミー有効化信号ＥＮｄｍｙを非活性化する。そして、ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙの非活性化に応じて複数（３個）のダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順に非活性化し、３個のダミー負荷（図１４のＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）を順にオフに制御する。
【００５１】
これにより、ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを所定の電流設定値からゼロへ予め設定された変化率で減少させる。当該変化率は、前述したダミー負荷制御情報ＤＣＩに含まれる負荷電流Ｉｍｃｕの急増時の変化率に基づき、それを相殺する値に設定される。ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙが当該設定された変化率で減少するように、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を介して、３個のダミー負荷をオフに制御するタイミングと、その順番を定める。
【００５２】
このように、時刻ｔ１６では、事前タイミング（時刻ｔ１５）で予め流しておいたダミー負荷電流Ｉｄｍｙが、負荷電流Ｉｍｃｕの増加分に置き換えられる。この際の置き換えは、負荷電流Ｉｍｃｕの増加分が、逐次、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙの減少分によってキャンセルされるように行われる。その結果、合計負荷電流ＩＬｏａｄは変化せず、また、既に合計負荷電流ＩＬｏａｄとインダクタ電流ＩＬとはバランスした状態となっているため、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。
【００５３】
図５において、時刻ｔ１７は、負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングである。デジタル処理装置５ｂは、当該急減タイミングで、例えば通常動作モードからスリープモードへ移行する。デジタル処理装置５ｂは、当該急減タイミング（時刻ｔ１７）を把握できるため、当該急減タイミングで活性化され当該急減タイミングよりも一定時間Ｔ２だけ遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号ＬＤＮを生成することが可能である。
【００５４】
時刻ｔ１７において、負荷電流Ｉｍｃｕは、例えば、デジタル処理装置５ｂの通常動作モードからスリープモードへの移行に伴い急減している。ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミング（時刻ｔ１７）に応じて、無効状態のダミー負荷回路９を有効化する。この例では、ダミー負荷制御回路１０ｂは、まず、負荷急減信号ＬＤＮの活性化に応じて、内部信号となるダミー有効化信号ＥＮｄｍｙを活性化する。そして、ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙの活性化に応じて、複数（３個）のダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順に活性化し、３個のダミー負荷（図１４のＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）を順にオンに制御する。
【００５５】
これにより、ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙをゼロから所定の電流設定値へ予め設定された変化率で増加させる。当該所定の電流設定値（すなわちオンに制御するダミー負荷の数）は、前述したダミー負荷制御情報ＤＣＩに含まれる負荷電流Ｉｍｃｕの急減時の変化量に基づいて定められる。また、当該変化率は、前述したダミー負荷制御情報ＤＣＩに含まれる負荷電流Ｉｍｃｕの急減時の変化率に基づき、それを相殺する値に設定される。ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙが当該設定された変化率で増加するように、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を介して、３個のダミー負荷をオンに制御するタイミングと、その順番を定める。
【００５６】
このように、時刻ｔ１７では、負荷電流Ｉｍｃｕの減少分がダミー負荷電流Ｉｄｍｙに置き換えられる。この際の置き換えは、負荷電流Ｉｍｃｕの減少分が、逐次、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙの増加分でキャンセルされるように行われる。その結果、合計負荷電流ＩＬｏａｄは変化せず、また、合計負荷電流ＩＬｏａｄとインダクタ電流ＩＬとはバランスした状態となっているため、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。
【００５７】
時刻ｔ１７よりも後の時刻ｔ１８において、ダミー負荷制御回路１０ｂは、負荷急減信号ＬＤＮが非活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（この例では、最初の立ち上がりエッジ）に応じて、有効状態のダミー負荷回路９を無効化する。明細書では、時刻ｔ１８のように、負荷電流Ｉｍｃｕが急減した後における、負荷急減信号ＬＤＮが非活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジタイミング（スイッチング素子ＳＷｈのオフからオンへの切り替えタイミング）を事後タイミングと呼ぶ。
【００５８】
この例では、ダミー負荷制御回路１０ｂは、事後タイミング（時刻ｔ１８）において、まず、ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙを非活性化する。そして、ダミー負荷制御回路１０ｂは、当該ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙの非活性化に応じて複数（この例では３個）のダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を非活性化し、３個のダミー負荷（図１４のＭＮ［１］〜ＭＮ［３］）をオフに制御する。これにより、ダミー負荷制御回路１０ｂは、ダミー負荷電流Ｉｄｍｙを所定の電流設定値からゼロへ減少させる。
【００５９】
このように、時刻ｔ１８では、電源装置は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジでダミー負荷回路９を無効化し、合計負荷電流ＩＬｏａｄ（Ｉｍｃｕ＋Ｉｄｍｙ）を急減させている。このため、図２（ｂ）で述べたように、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌを用いない場合と比較して、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。
【００６０】
なお、図５の例では、時刻ｔ１５において、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジに応じて同時に活性化されている。ただし、一定期間Ｔ１をある程度長くできる場合には、同時ではなく分散して活性化することも可能である。すなわち、例えば、ある制御周期の立ち下がりエッジに応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］を活性化し、次の制御周期の立ち下がりエッジに応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［２］を活性化するといったような制御を行うことも可能である。図５の時刻ｔ１８に関しても同様である。
【００６１】
《ダミー負荷制御回路の構成》
図６は、図４におけるダミー負荷制御回路の構成例を示す回路図である。図６のダミー負荷制御回路１０ｂは、フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２と、アンドゲートＡＤ１と、オアゲートＯＲ１，ＯＲ２と、スルーレート制御回路１８とを備える。フリップフロップＦＦ１は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち下がりエッジでデジタル処理装置５ｂからの負荷急増信号ＬＵＰをラッチする。アンドゲートＡＤ１は、負荷急増信号ＬＵＰとフリップフロップＦＦ１からの出力信号とをアンド演算する。
【００６２】
フリップフロップＦＦ２は、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの立ち上がりエッジでデジタル処理装置５ｂからの負荷急減信号ＬＤＮをラッチする。オアゲートＯＲ１は、負荷急減信号ＬＤＮとフリップフロップＦＦ２からの出力信号とをオア演算する。オアゲートＯＲ２は、アンドゲートＡＤ１のアンド演算結果とオアゲートＯＲ１のオア演算結果とをオア演算することで、図５に示したダミー有効化信号ＥＮｄｍｙを生成する。
【００６３】
スルーレート制御回路１８は、ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙと、オアゲートＯＲ１のオア演算結果と、デジタル処理装置５ｂからのダミー負荷制御情報ＤＣＩとを用いて、図５に示したように、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［ｎ］を適宜制御する。オアゲートＯＲ１のオア演算結果は、ダミー有効化信号ＥＮｄｍｙの活性化が負荷電流Ｉｍｃｕの急増時のものか急減時のものかを区別するために用いられる。ただし、負荷急増信号ＬＵＰの活性化毎に関連するダミー負荷制御情報ＤＣＩが並行して入力され、負荷急減信号ＬＤＮの活性化毎に関連するダミー負荷制御情報ＤＣＩが並行して入力されるような場合には、ダミー負荷制御情報ＤＣＩによって急増・急減を区別できるため、オアゲートＯＲ１のオア演算結果は不要である。
【００６４】
《実施の形態１の主要な効果》
以上、実施の形態１の方式では、ダミー負荷回路９の有効化／無効化タイミングをスイッチング制御信号Ｓｃｔｌに基づいて定めるため、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。その結果、例えば、車載用の電子制御装置（ＥＣＵ）等において、信頼性（安全性）の向上等が図れ、また、負荷電流の大きな変化に対応できるようになることから、ＥＣＵによる制御対象の拡大等が図れる。
【００６５】
（実施の形態２）
《電源装置（実施の形態２）の構成》
図７は、本発明の実施の形態２による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。図７に示す電源装置は、図４の構成例と比較して、負荷部１１ｃ内に電流検出回路２０および電流変化予測回路２１が設けられる点と、図１２の場合と同様のデジタル処理装置５ａが設けられる点とが異なっている。図４の構成例では、デジタル処理装置５ｂが負荷急増信号ＬＵＰ、負荷急減信号ＬＤＮおよびダミー負荷制御情報ＤＣＩを生成した。このような信号を生成できないデジタル処理装置５ａを用いる場合、図７の電源装置を用いることが有益となる。
【００６６】
図７において、電流検出回路２０は、例えば、電流センサとなるシャント抵抗や、またはカレントトランス等を備え、デジタル処理装置５ａの負荷電流Ｉｍｃｕを検出する。電流変化予測回路２１は、電流検出回路２０によって検出された負荷電流Ｉｍｃｕの変化率が予め定めた急減判定用しきい値および急増判定用しきい値に達したか否かを判定することで、負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングおよび急増タイミングをそれぞれ定める。そして、電流変化予測回路２１は、当該急減タイミングで活性化され当該急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号ＬＤＮと、当該負荷急減信号ＬＤＮから予め定めた所定の期間を経過後に活性化され当該急増タイミングで非活性化される負荷急増信号ＬＵＰとを生成する。
【００６７】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、図４の場合と同様に、負荷急減信号ＬＤＮが非活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて急減後の事後タイミングを定め、負荷急増信号ＬＵＰが活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて急増前の事前タイミングを定める。なお、電流検出回路２０や電流変化予測回路２１は、例えば、図４の場合と同様に、スイッチング制御回路７等と同じパッケージ部品（図４の符号１２）に実装される。ただし、これらをデジタル処理装置５ａに実装することや、独立した部品として実装することも可能である。
【００６８】
《電源装置（実施の形態２）の動作》
図８は、図７の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ２０では、デジタル処理装置５ａが例えば通常動作モードからスリープモードへ移行することで、負荷電流Ｉｍｃｕの急減が始まる。このように、通常動作モードからスリープモードへ移行する場合、負荷電流Ｉｍｃｕの変化率（単位時間内の変化量）（ｄｉ／ｄｔ）は最小（負極側に最大）となる。
【００６９】
電流変化予測回路２１には、この最小の変化率の発生有無を判別するための急減判定用しきい値ΔＩｔｈ１が予め設定される。電流変化予測回路２１は、時刻ｔ２１において、負荷電流Ｉｍｃｕの変化率が予め定めた急減判定用しきい値ΔＩｔｈ１に達したことを判別し、その時点を急減タイミングとして負荷急減信号ＬＤＮを活性化する。その後、電流変化予測回路２１は、予め定めた一定期間Ｔ３経過後に、負荷急減信号ＬＤＮを非活性化する。
【００７０】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ２１（急減タイミング）において、図５の時刻ｔ１７の場合と同様に、負荷急減信号ＬＤＮの活性化に応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順次活性化する。その結果、負荷電流Ｉｍｃｕの急減時（時刻ｔ２０，ｔ２１）には、図５の時刻ｔ１７の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。その後、ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ２２（事後タイミング）において、図５の時刻ｔ１８の場合と同様に、負荷急減信号ＬＤＮの非活性化と、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（立ち上がりエッジタイミング）とに基づいて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を非活性化する。その結果、時刻ｔ２２（事後タイミング）では、図５の時刻ｔ１８の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。
【００７１】
一方、電流変化予測回路２１は、負荷急減信号ＬＤＮを非活性化したのち、予め定めた一定期間Ｔ４経過後に、負荷急増信号ＬＵＰを活性化する。その後、時刻ｔ２４では、デジタル処理装置５ａが例えばスリープモードから通常動作モードへ移行することで、負荷電流Ｉｍｃｕの急増が始まる。このように、スリープモードから通常動作モードへ移行する場合、負荷電流Ｉｍｃｕの変化率（単位時間内の変化量）（ｄｉ／ｄｔ）は最大となる。電流変化予測回路２１には、この最大の変化率の発生有無を判別するための急増判定用しきい値ΔＩｔｈ２が予め設定される。電流変化予測回路２１は、時刻ｔ２５において、負荷電流Ｉｍｃｕの変化率が予め定めた急増判定用しきい値ΔＩｔｈ２に達したことを判別し、その時点を急増タイミングとして負荷急増信号ＬＵＰを非活性化する。
【００７２】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ２３（事前タイミング）において、図５の時刻ｔ１５の場合と同様に、負荷急増信号ＬＵＰの活性化と、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（立ち下がりエッジタイミング）とに基づいて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を活性化する。その結果、時刻ｔ２３（事前タイミング）では、図５の時刻ｔ１５の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。その後、ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ２５（急増タイミング）において、図５の時刻ｔ１６の場合と同様に、負荷急増信号ＬＵＰの非活性化に応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順次非活性化する。その結果、負荷電流Ｉｍｃｕの急増時（時刻ｔ２４，ｔ２５）には、図５の時刻ｔ１６の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。
【００７３】
ここで、図８における一定期間Ｔ４は、例えば、スリープモードへの移行タイミングから通常動作モードへの復帰タイミングまでに要する仕様上の最短期間に応じた長さに設定される。これにより、常に、一定期間Ｔ４の終了タイミングに応じてダミー負荷がオンに制御されたのちに（時刻ｔ２３より後に）、通常動作モードへの復帰タイミング（時刻ｔ２４）が生じるようになる。なお、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間の長さは、実使用に応じて適宜変わり得る。当該期間では、通常動作モードへの復帰の準備状態として、ダミー負荷にダミー負荷電流Ｉｄｍｙが流れている状態となる。
【００７４】
《電流変化予測回路の構成》
図９は、図７における電流変化予測回路の構成例を示す概略図である。電流変化予測回路２１は、例えば、急減判定回路３０と、急増判定回路３１と、タイマ回路３２，３３と、セットリセットラッチ回路ＳＲＬＴ１，ＳＲＬＴ２とを備える。急減判定回路３０は、電流検出回路２０の検出結果（すなわち負荷電流Ｉｍｃｕ）を受けて、その変化率が予め定めた急減判定用しきい値ΔＩｔｈ１に達したか否かを判定し、達した場合に‘Ｈ’パルス信号を出力する。具体的には、急減判定回路３０は、例えば、連続する２個のタイミングで取得した２個の負荷電流Ｉｍｃｕの差分値と急減判定用しきい値ΔＩｔｈ１とを比較する。
【００７５】
タイマ回路３２は、急減判定回路３０の出力の立ち上がりエッジを受けてカウント動作を開始し、図８に示した一定期間Ｔ３をカウントした際に、‘Ｈ’パルス信号を出力する。セットリセットラッチ回路ＳＲＬＴ１は、急減判定回路３０からの‘Ｈ’パルス信号を受けて負荷急減信号ＬＤＮを活性化し、タイマ回路３２からのＨ’パルス信号を受けて負荷急減信号ＬＤＮを非活性化する。
【００７６】
タイマ回路３３は、セットリセットラッチ回路ＳＲＬＴ１の出力の立ち下がりエッジを受けてカウント動作を開始し、図８に示した一定期間Ｔ４をカウントした際に、‘Ｈ’パルス信号を出力する。急増判定回路３１は、電流検出回路２０の検出結果（すなわち負荷電流Ｉｍｃｕ）を受けて、その変化率が予め定めた急増判定用しきい値ΔＩｔｈ２に達したか否かを判定し、達した場合に‘Ｈ’パルス信号を出力する。セットリセットラッチ回路ＳＲＬＴ２は、タイマ回路３３からの‘Ｈ’パルス信号を受けて負荷急増信号ＬＵＰを活性化し、急増判定回路３１からの‘Ｈ’パルス信号を受けて負荷急増信号ＬＵＰを非活性化する。
【００７７】
《実施の形態２の主要な効果》
以上、実施の形態２の方式を用いることで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。さらに、デジタル処理装置５ａが負荷急減信号ＬＤＮや負荷急増信号ＬＵＰを生成できない場合であっても、所望の効果を得ることができる。
【００７８】
（実施の形態３）
《電源装置（実施の形態３）の構成》
図１０は、本発明の実施の形態３による電源装置の主要部の構成例を示す概略図である。図１０に示す電源装置は、図７の構成例と比較して、負荷部１１ｄ内において、電流検出回路２０および電流変化予測回路２１の代わりにリセット制御回路２５が設けられる点と、図７の場合とは異なるデジタル処理装置５ｄが設けられる点とが異なっている。例えば、デジタル処理装置５ｄは、リセット信号ＲＳＴが活性化されている期間ではスリープモードで動作し、リセット信号ＲＳＴが非活性化されると通常動作モードへ移行するような動作を行う場合がある。
【００７９】
このようなデジタル処理装置５ｄを前提として、リセット制御回路２５は、デジタル処理装置５ｄへリセット信号ＲＳＴを供給し、当該リセット信号ＲＳＴの活性化タイミングおよび非活性化タイミングに基づき負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングおよび急増タイミングをそれぞれ定める。そして、リセット制御回路２５は、当該急減タイミングで活性化され当該急減タイミングよりも遅いタイミングで非活性化される負荷急減信号ＬＤＮと、当該急増タイミングよりも早いタイミングで活性化され当該急増タイミングで非活性化される負荷急増信号ＬＵＰとを生成する。
【００８０】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、図７の場合の同様に、負荷急減信号ＬＤＮが非活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて急減後の事後タイミングを定め、負荷急増信号ＬＵＰが活性化されたのちのスイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミングに基づいて急増前の事前タイミングを定める。なお、例えば図１のような電子制御装置（ＥＣＵ）には、デジタル処理装置５ｄの異常の有無等を監視する監視装置が設けられる場合がある。リセット制御回路２５は、例えば、このような監視装置に実装することができる。
【００８１】
《電源装置（実施の形態３）の動作》
図１１は、図１０の電源装置の主要部の動作例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ３０において、リセット制御回路２５は、リセット信号ＲＳＴを活性化する。これに応じて、デジタル処理装置５ｄは、例えば通常動作モードからスリープモードへ移行し、負荷電流Ｉｍｃｕの急減が始まる。リセット制御回路２５は、リセット信号ＲＳＴの活性化タイミングを負荷電流Ｉｍｃｕの急減タイミングとみなして負荷急減信号ＬＤＮを活性化し、予め定めた一定期間Ｔ５経過後に負荷急減信号ＬＤＮを非活性化する。
【００８２】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ３０（急減タイミング）において、図５の時刻ｔ１７の場合と同様に、負荷急減信号ＬＤＮの活性化に応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順次活性化する。その結果、負荷電流Ｉｍｃｕの急減時（時刻ｔ３０）には、図５の時刻ｔ１７の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。その後、ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ３１（事後タイミング）において、図５の時刻ｔ１８の場合と同様に、負荷急減信号ＬＤＮの非活性化と、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（立ち上がりエッジタイミング）とに応じて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を非活性化する。その結果、時刻ｔ３１（事後タイミング）では、図５の時刻ｔ１８の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。
【００８３】
その後、リセット制御回路２５は、時刻ｔ３３（急増タイミング）において、リセット信号ＲＳＴを非活性化する。これに応じて、デジタル処理装置５ｄは、例えばスリープモードから通常動作モードへ移行し、負荷電流Ｉｍｃｕの急増が始まる。この負荷電流Ｉｍｃｕの急増に際し、リセット制御回路２５は、当該時刻ｔ３３よりも予め定めた一定期間Ｔ６前のタイミングとなる時刻ｔ３２において、負荷急増信号ＬＵＰを活性化し、その後の時刻ｔ３３において負荷急増信号ＬＵＰを非活性化する。
【００８４】
ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ３２（事前タイミング）において、図５の時刻ｔ１５の場合と同様に、負荷急増信号ＬＵＰの活性化と、スイッチング制御信号Ｓｃｔｌの切り替えタイミング（立ち下がりエッジタイミング）とに応じて、ダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を活性化する。その結果、時刻ｔ３２（事前タイミング）では、図５の時刻ｔ１５の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルを低減することが可能になる。その後、ダミー負荷制御回路１０ｂは、時刻ｔ３３（急増タイミング）において、図５の時刻ｔ１６の場合と同様に、負荷急増信号ＬＵＰの非活性化に応じてダミー負荷制御信号Ｓｄｍｙ［１］〜Ｓｄｍｙ［３］を順次非活性化する。その結果、負荷電流Ｉｍｃｕの急増時（時刻ｔ３３）には、図５の時刻ｔ１６の場合と同様に、出力電圧Ｖｏのリップルは殆ど生じない。
【００８５】
《実施の形態３の主要な効果》
以上、実施の形態３の方式を用いることで、実施の形態３の場合と同様の効果が得られる。また、実施の形態２の場合と比較して電流検出回路２０が不要となるため、例えば、電流センサ（シャント抵抗等）に伴う電力損失が生じない。さらに、実施の形態２の場合、図８の時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間の長さによっては、消費電流の問題が生じる恐れがあるが、実施の形態３の方式では、このような問題は生じない。
【００８６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００８７】
例えば、各実施の形態の電源装置は、車載用のＥＣＵに限らず、負荷急変が大きい負荷に電源を供給する装置として広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  電子制御装置
３，３ａ  電源装置
５，５ａ，５ｂ，５ｄ  デジタル処理装置
７  スイッチング制御回路
８  スイッチドライバ
９  ダミー負荷回路
１０ａ，１０ｂ  ダミー負荷制御回路
１１ｂ，１１ｃ  負荷部
１２  パッケージ部品
２０  電流検出回路
２１  電流変化予測回路
２５  リセット制御回路
Ｃ  平滑用出力容量
ＤＣＩ  ダミー負荷制御情報
ＩＬ  インダクタ電流
ＩＬｏａｄ  合計負荷電流
Ｉｄｍｙ  ダミー負荷電流
Ｉｍｃｕ  負荷電流
Ｌ  インダクタ
ＬＤＮ  負荷急減信号
ＬＵＰ  負荷急増信号
ＲＳＴ  リセット信号
ＳＷ  スイッチング素子
Ｓｃｔｌ  スイッチング制御信号
Ｓｄｍｙ  ダミー負荷制御信号
Ｔｃｙｃ  制御周期
Ｔｏｆｆ  オフ期間
Ｔｏｎ  オン期間
Ｖｂａｔ  バッテリ電源
Ｖｏ  出力電圧
ΔＩｔｈ１  急減判定用しきい値
ΔＩｔｈ２  急増判定用しきい値
【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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