(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常検出回路を有するスイッチングレギュレータと、
リニアレギュレータと、
前記異常検出回路によって前記スイッチングレギュレータの異常が検出された場合に、前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるとともに前記リニアレギュレータを動作させる切換制御回路と、を備える電源装置であって、
前記スイッチングレギュレータの出力及び前記リニアレギュレータの出力はともに、前記電源装置の一の出力端へ供給可能であることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記スイッチングレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上に設けられ、前記リニアレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上には設けられていない第１スイッチを備える請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記切換制御回路は前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるときに第１スイッチをオフ状態にする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記リニアレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上に設けられ、前記スイッチングレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上には設けられていない第２スイッチを備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記切換制御回路は前記リニアレギュレータを動作させるときに第２スイッチをオン状態にする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記リニアレギュレータの定格電流が前記スイッチングレギュレータの定格電流未満である請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常を検知すると、前記切換制御回路は前記リニアレギュレータを動作させ、
前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常よりも深刻な第２異常を検知すると、前記切換制御回路は前記スイッチングレギュレータの出力を停止させる請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常を検知してから所定の条件を満たしても前記スイッチングレギュレータの第２異常を検知しなければ、前記切換制御回路は前記リニアレギュレータの動作を停止させる請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
負荷と、
前記負荷に電力を供給する請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源装置と、
を備える電力消費機器。
【請求項１０】
車両である請求項９に記載の電力消費機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に電力を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロコントローラの消費電力の増加に伴って、高効率な電源装置であるスイッチングレギュレータをマイクロコントローラ用の電源装置として使用することが一般的になっている。ここで、マイクロコントローラ用の一般的な電源装置の構成及び動作について説明する。図１０はマイクロコントローラ用の一般的な電源装置の一構成例を示す図である。
【０００３】
図１０に示す電源装置は、ＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１２と、インダクタＬ１１と、出力コンデンサＣ１１と、抵抗Ｒ１１及びＲ１２と、制御回路ＣＮＴ１１と、異常検出回路ＤＥＴ１１とを備える降圧型のスイッチングレギュレータＲＥＧ１１である。
【０００４】
抵抗Ｒ１１及びＲ１２からなる分圧回路は出力電圧ＶＯＵＴを検出して出力電圧ＶＯＵＴの分圧を制御回路ＣＮＴ１１に送る。制御回路ＣＮＴ１１は、出力電圧ＶＯＵＴの分圧に応じてＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１２をオン／オフ制御する。直流電源ＰＳ１１から供給される直流の入力電圧ＶＩＮは、ＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１２をオン／オフによってパルス状のスイッチ電圧ＶＳＷ１１に変換される。スイッチ電圧ＶＳＷ１１はＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１２の接続ノードに発生する。パルス状のスイッチ電圧ＶＳＷ１１は、インダクタＬ１１及び出力コンデンサＣ１１によって直流の出力電圧ＶＯＵＴに変換される。スイッチングレギュレータＲＥＧ１１の出力電圧ＶＯＵＴはマイクロコントローラＭＣ１１の電源電圧として利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
異常検出回路ＤＥＴ１１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１１の状態を示す状態信号Ｓ１１に基づいて、スイッチングレギュレータＲＥＧ１１の異常の有無を判定する。異常検出回路ＤＥＴ１１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１１の異常を検出した場合、シャットダウン信号Ｓ１２を制御回路ＣＮＴ１１に送り、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ１３をマイクロコントローラＭＣ１１に送る。
【０００７】
制御回路ＣＮＴ１１は、異常検出回路ＤＥＴ１１からシャットダウン信号Ｓ１２を受け取ると、ＭＯＳトランジスタＱ１１及びＱ１２のオン／オフ制御を停止してスイッチングレギュレータＲＥＧ１１を出力オフ（マイクロコントローラＭＣ１１に電源電力を供給しない状態）にする。これにより、異常が発生したときにスイッチングレギュレータＲＥＧ１１が暴走状態に陥ることを防ぐことができる。
【０００８】
マイクロコントローラＭＣ１１は、異常検出回路ＤＥＴ１１からフラグ信号Ｓ１３を受け取ると、スイッチングレギュレータＲＥＧ１１に異常が発生していることを認識することができる。
【０００９】
しかしながら、フラグ信号Ｓ１３を受け取ると同時に或いはフラグ信号Ｓ１３を受け取った直後に、スイッチングレギュレータＲＥＧ１１が出力オフになるため、マイクロコントローラＭＣ１１はいわゆる電源オフ状態になり機能を喪失してしまう。例えばマイクロコントローラＭＣ１１が安全を確保するための機能を担っていた場合、マイクロコントローラＭＣ１１の機能喪失によって安全を確保できなくなるおそれがあった。
【００１０】
なお、特許文献１には、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータを主要構成要素とする電源システムが開示されている。特許文献１に開示されている電源システムは、負荷電流が少ないときにシリーズレギュレータを選択的に動作させ、負荷電流が多いときにスイッチングレギュレータを選択的に動作させている。特許文献１に開示されている電源システムのスイッチングレギュレータに異常検出回路を追加すると、負荷電流が多いときに異常検出回路が異常を検出した場合に図１０に示す電源装置と同様に負荷の機能喪失が発生するという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の状況に鑑み、負荷の機能喪失を防止することができる電源装置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】
【００１２】
本明細書中に開示されている電源装置は、異常検出回路を有するスイッチングレギュレータと、リニアレギュレータと、前記異常検出回路によって前記スイッチングレギュレータの異常が検出された場合に、前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるとともに前記リニアレギュレータを動作させる切換制御回路と、を備える電源装置であって、前記スイッチングレギュレータの出力及び前記リニアレギュレータの出力はともに、前記電源装置の一の出力端へ供給可能である構成（第１の構成）である。
【００１３】
また上記第１の構成の電源装置において、前記スイッチングレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上に設けられ、前記リニアレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上には設けられていない第１スイッチを備える構成（第２の構成）にしてもよい。
【００１４】
また上記第２の構成の電源装置において、前記切換制御回路は前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるときに第１スイッチをオフ状態にする構成（第３の構成）にしてもよい。
【００１５】
また上記第１〜第３いずれかの構成の電源装置において、前記リニアレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上に設けられ、前記スイッチングレギュレータの出力端から前記電源装置の一の出力端に至るまでの経路上には設けられていない第２スイッチを備える構成（第４の構成）にしてもよい。
【００１６】
また上記第４の構成の電源装置において、前記切換制御回路は前記リニアレギュレータを動作させるときに第２スイッチをオン状態にする構成（第５の構成）にしてもよい。
【００１７】
また上記第１〜第５いずれかの構成の電源装置において、前記リニアレギュレータの定格電流が前記スイッチングレギュレータの定格電流未満である構成（第６の構成）にしてもよい。
【００１８】
また上記第１〜第６いずれかの構成の電源装置において、前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常を検知すると、前記切換制御回路は前記リニアレギュレータを動作させ、前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常よりも深刻な第２異常を検知すると、前記切換制御回路は前記スイッチングレギュレータの出力を停止させる構成（第７の構成）にしてもよい。
【００１９】
また上記第７の構成の電源装置において、前記異常検出回路が前記スイッチングレギュレータの第１異常を検知してから所定の条件を満たしても前記スイッチングレギュレータの第２異常を検知しなければ、前記切換制御回路は前記リニアレギュレータの動作を停止させる構成（第８の構成）にしてもよい。
【００２０】
本明細書中に開示されている電力消費機器は、負荷と、前記負荷に電力を供給する上記第１〜第８いずれかの構成の電源装置と、を備える構成（第９の構成）である。
【００２１】
また上記第９の構成の電力消費機器において、車両である構成（第１０の構成）にしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本明細書中に開示されている電源装置によれば、負荷の機能喪失を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電源装置の全体構成例を示す図
【図２】図１の電源装置の一動作例を示すタイムチャート
【図３】図１の電源装置の他の動作例を示すタイムチャート
【図４】図１の電源装置の更に他の動作例を示すタイムチャート
【図５】電源装置の他の全体構成例を示す図
【図６】電源装置の更に他の全体構成例を示す図
【図７】車両に搭載される電源システムの一構成例を示す図
【図８】車両に搭載される電源システムの他の構成例を示す図
【図９】車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図
【図１０】マイクロコントローラ用の一般的な電源装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、電源装置の全体構成例を示す図である。本構成例の電源装置は、降圧型のスイッチングレギュレータＲＥＧ１と、リニアレギュレータＲＥＧ２と、切換制御回路ＳＷＣＮＴ１と、スイッチＳＷ１及びＳＷ２とを備える。
【００２５】
スイッチングレギュレータＲＥＧ１は、ＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２と、インダクタＬ１と、出力コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、制御回路ＣＮＴ１と、異常検出回路ＤＥＴ１とを備える。
【００２６】
抵抗Ｒ１及びＲ２からなる分圧回路はスイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電圧ＶＯＵＴ１を検出して出力電圧ＶＯＵＴ１の分圧を制御回路ＣＮＴ１に送る。制御回路ＣＮＴ１は、出力電圧ＶＯＵＴ１の分圧に応じてＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフ制御する。直流電源ＰＳ１から供給される直流の入力電圧ＶＩＮは、ＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフによってパルス状のスイッチ電圧ＶＳＷ１に変換される。スイッチ電圧ＶＳＷ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２の接続ノードに発生する。パルス状のスイッチ電圧ＶＳＷ１は、インダクタＬ１及び出力コンデンサＣ１によって直流の出力電圧ＶＯＵＴ１に変換される。
【００２７】
スイッチＳＷ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力端Ｔ１から電源装置の出力端Ｔ３に至るまでの経路上に設けられている。一方、スイッチＳＷ２は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力端Ｔ１から電源装置の出力端Ｔ３に至るまでの経路上には設けられていない。したがって、スイッチＳＷ１がオン状態であるときにスイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電圧ＶＯＵＴ１が電源装置の出力電圧となりマイクロコントローラＭＣ１の電源電圧として利用される。
【００２８】
リニアレギュレータＲＥＧ２は、ＭＯＳトランジスタＱ３と、出力コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ３及びＲ４と、オペアンプＯＰ１と、基準電圧源ＲＥＦ１とを備える。
【００２９】
抵抗Ｒ３及びＲ４からなる分圧回路はリニアレギュレータＲＥＧ２の出力電圧ＶＯＵＴ２を検出して出力電圧ＶＯＵＴ２の分圧をオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に送る。基準電圧源ＲＥＦ１は基準電圧ＶＲＥＦをオペアンプＯＰ１の反転入力端子に送る。オペアンプＯＰ１は、出力電圧ＶＯＵＴ２の分圧と基準電圧ＶＲＥＦとの差に応じた出力信号をＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに送る。ＭＯＳトランジスタＱ３のドレイン−ソース間電圧はオペアンプＯＰ１の出力信号に応じて可変する。直流電源ＰＳ１から供給される直流の入力電圧ＶＩＮは、ＭＯＳトランジスタＱ３のドレイン−ソース間電圧分電圧降下し、その後出力コンデンサＣ２によって平滑化されて直流の出力電圧ＶＯＵＴ２となる。
【００３０】
スイッチＳＷ２は、リニアレギュレータＲＥＧ２の出力端Ｔ２から電源装置の出力端Ｔ３に至るまでの経路上に設けられている。一方、スイッチＳＷ１は、リニアレギュレータＲＥＧ２の出力端Ｔ２から電源装置の出力端Ｔ３に至るまでの経路上には設けられていない。したがって、スイッチＳＷ２がオン状態であるときにリニアレギュレータＲＥＧ２の出力電圧ＶＯＵＴ２が電源装置の出力電圧となりマイクロコントローラＭＣ１の電源電圧として利用される。
【００３１】
異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の状態を示す状態信号Ｓ１に基づいて、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常の有無を判定する。
【００３２】
状態信号Ｓ１としては、例えば抵抗Ｒ１及びＲ２からなる分圧回路の出力信号を挙げることができる。抵抗Ｒ１及びＲ２からなる分圧回路の出力信号は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電圧状態を示す信号である。また、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に出力電流を検出する電流検出回路を設け、当該電流検出回路の出力信号を状態信号Ｓ１としても良い。当該電流検出回路の出力信号は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電流状態を示す信号である。また、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の温度を検出する温度センサを設け、当該温度センサの出力信号を状態信号Ｓ１としても良い。当該温度センサの出力信号は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の温度状態を示す信号である。
【００３３】
異常検出回路ＤＥＴ１は、単一種類の状態信号Ｓ１のみを入力する構成、複数種類の状態信号Ｓ１を入力する構成のいずれであっても良い。
【００３４】
異常検出回路ＤＥＴ１が状態信号Ｓ１に基づいてどのようにしてスイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常の有無を判定するかについては特に限定されないが、状態信号Ｓ１と閾値との比較結果によって異常の有無を判定する構成が典型的である。なお、異常検出回路ＤＥＴ１が複数種類の状態信号Ｓ１を入力する構成である場合、異常検出回路ＤＥＴ１は、少なくとも一種類の状態信号Ｓ１によってスイッチングレギュレータＲＥＧ１が異常であると判定したら、残りの状態信号Ｓ１によってスイッチングレギュレータＲＥＧ１が異常でないと判定しても、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出するようにすればよい。なお、判定結果にチャタリングが発生することを防止するために、上記の判定にはヒステリシスを持たせることが望ましい。
【００３５】
異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出しているとき、シャットダウン信号Ｓ２を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送り、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ３をマイクロコントローラＭＣ１に送る。
【００３６】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っているとき（図２のタイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００３７】
制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２のオン／オフ制御を停止してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オフ（たとえスイッチＳＷ１がオン状態であってもマイクロコントローラＭＣ１に電源電力を供給しない状態）にする。これにより、異常が発生したときにスイッチングレギュレータＲＥＧ１が暴走状態に陥ることを防ぐことができる。スイッチＳＷ１はオフ状態である。オペアンプＯＰ１は動作状態である。これにより、リニアレギュレータＲＥＧ２は出力オン（スイッチＳＷ２がオン状態であればマイクロコントローラＭＣ１に電源電力を供給する状態）になっている。スイッチＳＷ２はオン状態である。
【００３８】
したがって、図１の電源装置は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生してスイッチングレギュレータＲＥＧ１が出力オフになっているときに、リニアレギュレータＲＥＧ２の出力電圧ＶＯＵＴ２を図１の電源装置の出力電圧としてマイクロコントローラＭＣ１に供給することができる。このため、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生してもマイクロコントローラＭＣ１がいわゆる電源オフ状態になり機能を喪失してしまうことはない。例えばマイクロコントローラＭＣ１が安全を確保するための機能を担っていた場合、マイクロコントローラＭＣ１の機能喪失によって安全を確保できなくなるおそれをなくすことができる。
【００３９】
リニアレギュレータはスイッチングレギュレータと比較して実装面積およびコストを抑えることができる。したがって、図１の電源装置は、或るスイッチングレギュレータに対して予備のスイッチングレギュレータを並列に設ける構成よりも装置全体の実装面積およびコストを抑えることができる。
【００４０】
また上述した通り異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出しているときに、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ３をマイクロコントローラＭＣ１に送る。マイクロコントローラＭＣ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からフラグ信号Ｓ３を受け取ることによって、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生していることを認識することができる。これにより、例えばマイクロコントローラＭＣ１が安全を確保するための機能を担っていた場合、マイクロコントローラＭＣ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生していることを認識しているときに、安全を確保することができる範囲で機能を低下させることができる。一例としては、マイクロコントローラＭＣ１が車載用マイクロコントローラであり電動式パワーステアリング制御機能を担っている場合、マイクロコントローラＭＣ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生していることを認識しているときに、安全を確保することができる範囲で電動式パワーステアリング制御のゲイン或いは反応速度を低下させることが考えられる。
【００４１】
上記のようにスイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生しているときにマイクロコントローラＭＣ１が機能を低下する仕様にすることで、リニアレギュレータＲＥＧ２の定格電流をスイッチングレギュレータＲＥＧ１の定格電流未満にすることができる。これにより、リニアレギュレータＲＥＧ２の実装面積およびコストをより一層抑えることができる。なお、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生しているときでもマイクロコントローラＭＣ１が機能を低下しない仕様にする場合であっても、リニアレギュレータＲＥＧ２の定格電流がマイクロコントローラＭＣ１にとって必要な電流を下回らないのであれば、リニアレギュレータＲＥＧ２の定格電流をスイッチングレギュレータＲＥＧ１の定格電流未満にすることができる。
【００４２】
異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出していないとき、シャットダウン信号Ｓ２を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送らず、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ３をマイクロコントローラＭＣ１に送らない。例えばシャットダウン信号Ｓ２及びフラグ信号Ｓ３をともにハイレベルの信号とし、異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出していないとき、ローレベルの信号を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送り、ローレベルの信号をマイクロコントローラＭＣ１に送るようにすればよい。
【００４３】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っていないとき（図２のタイミングｔ１より前の期間及びタイミングｔ２より後の期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００４４】
制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフ制御してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オン（スイッチＳＷ１がオン状態であればマイクロコントローラＭＣ１に電源電力を供給する状態）にする。スイッチＳＷ１はオン状態である。オペアンプＯＰ１は動作していない状態である。これにより、リニアレギュレータＲＥＧ２は出力オフ（たとえスイッチＳＷ２がオン状態であってもマイクロコントローラＭＣ１に電源電力を供給しない状態）になっている。スイッチＳＷ２はオフ状態である。
【００４５】
したがって、図１の電源装置は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生していないとき、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電圧ＶＯＵＴ１を図１の電源装置の出力電圧としてマイクロコントローラＭＣ１に供給することができ、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の動作によって高効率化を図ることができる。なお、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常が検出されている状態から検出されていない状態に移行した場合であっても所定の条件（例えば、所定の期間内にスイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常が検出されていない状態から検出されている状態への移行が所定回数発生するという条件など）を満たしたときには、切換制御回路ＳＷＣＮＴ１が異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っているときの制御内容を継続するようにしてもよい。
【００４６】
＜他の動作例＞
図２のタイミングチャートの動作例と異なる点について図３を参照して説明する。なお、図２のタイミングチャートの動作例で説明した種々の例示及び変形例は特に矛盾がない限り図３のタイミングチャートの動作例においても適用して良い。
【００４７】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っているとき（図３のタイミングｔ３からタイミングｔ５までの期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御してもよい。
【００４８】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１がシャットダウン信号Ｓ２の受け取りを開始した時点（タイミングｔ３）で、オペアンプＯＰ１は動作を開始し、スイッチＳＷ２はオフ状態からオン状態に移行する。タイミングｔ３から所定時間Δｔが経過するまでの間、スイッチングレギュレータＲＥＧ１は出力電流を徐々に減少させ、リニアレギュレータＲＥＧ２は出力電流を徐々に増加させる。そして、タイミングｔ３から所定時間Δｔが経過した時点（タイミングｔ４）で、制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２のオン／オフ制御を停止してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オフにし、スイッチＳＷ１はオン状態からオフ状態に移行する。
【００４９】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っていないとき（図３のタイミングｔ３より前の期間及びタイミングｔ５より後の期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００５０】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１がシャットダウン信号Ｓ２の受け取りを終了した時点（タイミングｔ５）で、制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフ制御してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オンにし、スイッチＳＷ１はオフ状態からオン状態に移行する。タイミングｔ５から所定時間Δｔ’が経過するまでの間、スイッチングレギュレータＲＥＧ１は出力電流を徐々に増加させ、リニアレギュレータＲＥＧ２は出力電流を徐々に減少させる。そして、タイミングｔ５から所定時間Δｔ’が経過した時点（タイミングｔ６）で、オペアンプＯＰ１は動作していない状態になり、スイッチＳＷ２はオン状態からオフ状態に移行する。
【００５１】
上記の所定時間Δｔと上記の所定時間Δｔ’とは、同一の値であっても良く、互いに異なる値であっても良い。また、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常が検出されている状態から検出されていない状態に移行した場合、又は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常が検出されていない状態から検出されている状態に移行した場合のいずれかを、図２のタイミングチャートの動作例と同様にしても良い。
【００５２】
＜更に他の動作例＞
図２のタイミングチャートの動作例と異なる点について図４を参照して説明する。なお、図２のタイミングチャートの動作例で説明した種々の例示及び変形例は特に矛盾がない限り図４のタイミングチャートの動作例においても適用して良い。図４のタイミングチャートの動作例を上述した図３のタイミングチャートの動作例と組み合わせて実施しても良い。
【００５３】
異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の状態を示す状態信号Ｓ１に基づいて、（i）スイッチングレギュレータＲＥＧ１に異常が発生していない、（ii）スイッチングレギュレータＲＥＧ１に第１異常が発生している、（iii）スイッチングレギュレータＲＥＧ１に第１異常よりも深刻な第２異常が発生している、のいずれであるかを判定する。例えば、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の出力電圧状態に関して判定する場合には、出力電圧ＶＯＵＴ１の分圧が第１閾値ＴＨ１未満のときに上記（i）と判定し、出力電圧ＶＯＵＴ１の分圧が第１閾値ＴＨ１以上第２閾値ＴＨ２未満のときに上記（ii）と判定し、出力電圧ＶＯＵＴ１の分圧が第２閾値ＴＨ２以上のときに上記（iii）と判定すれば良い。なお、上記の第２閾値ＴＨ２は上記の第１閾値ＴＨ１よりも大きい値である。
【００５４】
異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の第１異常を検出しているとき、準備信号を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送る。また、異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の第２異常を検出しているとき、シャットダウン信号Ｓ２を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送り、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ３をマイクロコントローラＭＣ１に送る。また、異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出していないとき、準備信号及びシャットダウン信号Ｓ２のいずれも切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送らず、異常を検出したことを示すフラグ信号Ｓ３をマイクロコントローラＭＣ１に送らない。例えば準備信号をミドルレベルの信号とし、シャットダウン信号Ｓ２及びフラグ信号Ｓ３をともにハイレベルの信号とし、異常検出回路ＤＥＴ１は、スイッチングレギュレータＲＥＧ１の異常を検出していないときに、ローレベルの信号を切換制御回路ＳＷＣＮＴ１に送り、ローレベルの信号をマイクロコントローラＭＣ１に送るようにすればよい。
【００５５】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１から準備信号を受け取っているとき（図４のタイミングｔ７からタイミングｔ８までの期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００５６】
制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフ制御してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オンにする。スイッチＳＷ１はオン状態である。オペアンプＯＰ１は動作状態である。これにより、第２異常の発生に先立ってリニアレギュレータＲＥＧ２を起動させることができる。スイッチＳＷ２はオフ状態である。スイッチＳＷ２をオフ状態にしているのは、第２異常が発生していない段階ではスイッチングレギュレータＲＥＧ１が動作しておりリニアレギュレータＲＥＧ２の出力をマイクロコントローラＭＣ１に供給する必要がないからである。
【００５７】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１からシャットダウン信号Ｓ２を受け取っているとき（図４のタイミングｔ８からタイミングｔ９までの期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００５８】
制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２のオン／オフ制御を停止してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オフにする。スイッチＳＷ１はオフ状態である。オペアンプＯＰ１は動作状態である。これにより、リニアレギュレータＲＥＧ２は出力オンになっている。スイッチＳＷ２はオン状態である。
【００５９】
切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は、異常検出回路ＤＥＴ１から準備信号及びシャットダウン信号Ｓ２のいずれも受け取っていないとき（図４のタイミングｔ７より前の期間及びタイミングｔ９より後の期間）、制御信号Ｓ４〜Ｓ７それぞれによって制御回路ＣＮＴ１、スイッチＳＷ１、オペアンプＯＰ１、スイッチＳＷ２それぞれを次のように制御する。
【００６０】
制御回路ＣＮＴ１はＭＯＳトランジスタＱ１及びＱ２をオン／オフ制御してスイッチングレギュレータＲＥＧ１を出力オンにする。スイッチＳＷ１はオン状態である。オペアンプＯＰ１は動作していない状態である。スイッチＳＷ２はオフ状態である。
【００６１】
図４のタイミングチャートの動作例は、例えばリニアレギュレータＲＥＧ２に起動時間が長いリニアレギュレータを用いる場合に好適である。なお、図４のタイミングチャートの動作例において、異常検出回路ＤＥＴ１がスイッチングレギュレータＲＥＧ１の第１異常を検知してから所定の条件（例えば、第１異常を検知してから一定時間が経過するという条件など）を満たしてもスイッチングレギュレータＲＥＧ１の第２異常を検知しなければ、切換制御回路ＳＷＣＮＴ１は制御信号Ｓ６によってオペアンプＯＰ１を制御してリニアレギュレータＲＥＧ２の動作を停止させても良い。これにより、リニアレギュレータＲＥＧ２の無駄な待機電力を低減することができる。
【００６２】
＜他の構成例＞
図１の構成例と異なる点について図５を参照して説明する。図５に示す構成例は、図１の構成例からスイッチＳＷ１及びＳＷ２を取り除いた構成である。当然の事ながら、図５に示す構成例では、切換制御回路ＳＷＣＮＴ１はスイッチＳＷ１及びＳＷ２の制御を行わないことになる。
【００６３】
なお、図５に示す構成例とは異なり、図１の構成例からスイッチＳＷ１及びＳＷ２のいずれか一方のみを取り除いた構成にしても良い。この場合、切換制御回路ＳＷＣＮＴ１はスイッチＳＷ１及びＳＷ２のいずれか一方のみの制御を行わないことになる。
【００６４】
＜更に他の構成例＞
図１の構成例と異なる点について図６を参照して説明する。図６に示す構成例は、図１の構成例ではスイッチングレギュレータＲＥＧ１とリニアレギュレータＲＥＧ２とで個別に設けていた出力コンデンサ及び分圧回路を共通化し、出力コンデンサＣ３並びに抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６からなる分圧回路をスイッチングレギュレータＲＥＧ１’、スイッチＳＷ１、リニアレギュレータＲＥＧ２’及びスイッチＳＷの後段に設けた構成である。
【００６５】
なお、図６に示す構成例とは異なり、出力コンデンサ及び分圧回路のいずれか一方のみを共通化した構成にしても良い。また、図６に示す構成例またはその変形例と図５に示す構成例またはその変形例とを組み合わせて実施しても良い。
【００６６】
＜他のシステム構成＞
先に説明した図１、図５、若しくは図６に示す電源装置又はこれらの変形例に該当する電源装置に関しては、他の電源装置に電力を供給せず、且つ、他の電源装置から電力を受け取らないような使用方法を例に挙げて構成及び動作に関する説明を行った。
【００６７】
しかしながら、例えば車両に搭載される電源システムでは、図７及び図８に示すようにバッテリＢＡＴ１と、バッテリＢＡＴ１から供給される直流電圧を入力するプライマリ電源装置１と、プライマリ電源装置１から出力される直流電圧を入力するセカンダリ電源装置２とを備える構成にすることがある。このような場合、図７に示すようにマイクロコントローラＭＣ１がセカンダリ電源装置２から電源電力を受け取るのであれば、プライマリ電源装置１及びセカンダリ電源装置２の両方を先に説明した図１、図５、若しくは図６に示す電源装置又はこれらの変形例に該当する電源装置にすれば良い。これに対して、図８に示すようにマイクロコントローラＭＣ１がプライマリ電源装置１から電源電力を受け取るのであれば、プライマリ電源装置１のみを先に説明した図１、図５、若しくは図６に示す電源装置又はこれらの変形例に該当する電源装置にすれば十分である。
【００６８】
＜用途＞
次に、先に説明した図１、図５、若しくは図６に示す電源装置又はこれらの変形例に該当する電源装置の用途例について説明する。図９は、車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。
【００６９】
本構成例の車両Ｘは車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７を備えている。
【００７０】
車載機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニットである。
【００７１】
車載機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。
【００７２】
車載機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。
【００７３】
車載機器Ｘ１４は、車両Ｘの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power Steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。
【００７４】
車載機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。
【００７５】
車載機器Ｘ１６は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動シート、及び、エアコンなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｘに組み込まれている電子機器である。
【００７６】
車載機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、及び、ＥＴＣ［Electronic Toll Collection System］など、ユーザの任意で車両Ｘに装着される電子機器である。
【００７７】
例えば、安全を確保するために特に重要な車載機器Ｘ１１〜Ｘ１５に電源電力を供給する電源装置として、先に説明した図１、図５、若しくは図６に示す電源装置又はこれらの変形例に該当する電源装置を用いると良い。
【００７８】
＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００７９】
上述した実施形態ではスイッチングレギュレータＲＥＧ１及びＲＥＧ１’として降圧型のスイッチングレギュレータを用いたが、本発明はこれに限定されない。スイッチングレギュレータは昇降圧型のスイッチングレギュレータであっても良い。昇降圧型のスイッチングレギュレータを用いた場合、直流電源ＰＳ１から出力される直流電圧が一時的に低下しても適切な出力電圧を生成することができるという利点がある。
【００８０】
また上述した実施形態では電源装置の負荷がマイクロコントローラＭＣ１であったが、本発明はこれに限定されない。例えば夜間走行における安全を確保するために車両に搭載されている各種照明装置であっても良い。
【００８１】
このように、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、あらゆる分野（家電分野、自動車分野、産業機械分野など）で用いられる電源装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１  プライマリ電源装置
２  セカンダリ電源装置
ＢＡＴ  バッテリ
Ｃ１〜Ｃ３  出力コンデンサ
ＣＮＴ１  制御回路
ＤＥＴ１  異常検出回路
Ｌ１  インダクタ
ＭＣ１  マイクロコントローラ
ＲＥＧ１、ＲＥＧ１’  スイッチングレギュレータ
ＲＥＧ２、ＲＥＧ２’  リニアレギュレータ
ＯＰ１  オペアンプ
ＰＳ１  直流電源
Ｑ１〜Ｑ３  ＭＯＳトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
ＲＥＦ１  基準電圧源
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
ＳＷＣＮＴ１  切換制御回路
Ｘ  車両
Ｘ１１〜Ｘ１７  車載機器
【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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