(57)【要約】【課題】  コンバータ回路が並列接続されるスイッチング電源装置において、簡単な構成により各種異常を検出することができるスイッチング電源装置を提供することを課題とする。【解決手段】  並列接続されるコンバータ回路２，３を備えるスイッチング電源装置１において、コンバータ回路２，３に流れる電流を各々検出する複数の電流検出手段４，５と、任意の電流検出手段で検出した電流に基づく値と任意の電流検出手段以外の電流検出手段で検出した電流に基づく値との差を増幅する複数の差動増幅手段４１，４１と、この増幅した電流差に基づく値と異常判定値とを比較する比較手段４２，４２と、複数の電流検出手段４，５で各々検出した電流の和に基づく値に基づいてスイッチング素子１０ａ〜１０ｂをスイッチング制御するための駆動信号を生成し、複数のコンバータ回路２，３をピーク電流制御する制御手段９とを備えることを特徴とする。【選択図】  図２
2005086948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を各々含み、並列接続される複数のコンバータ回路と、
前記複数のコンバータ回路に流れる電流を各々検出する複数の電流検出手段と、
前記複数の電流検出手段に各々対応して設けられ、前記複数の電流検出手段のうちの任意の電流検出手段で検出した電流に基づく値と任意の電流検出手段以外の電流検出手段で検出した電流に基づく値との差を増幅する複数の差動増幅手段と、
前記複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差に基づく値と異常判定値とを比較する比較手段と、
前記複数の電流検出手段で各々検出した電流の和に基づく値に基づいて前記スイッチング素子をスイッチング制御するための駆動信号を生成し、前記複数のコンバータ回路をピーク電流制御する制御手段と
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記複数のコンバータ回路が各々異なる基板に設けられ、各基板に各コンバータ回路に対応する前記電流検出手段及び前記差動増幅手段が設けられている場合、
前記各基板に設けられる差動増幅手段は、異なる基板に設けられている電流検出手段で検出した電流に基づく値が入力される端子が抵抗を介して基板のグランドに接続されることを特徴とする請求項１に記載するスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記複数のコンバータ回路、前記複数の電流検出手段、前記複数の差動増幅手段及び比較手段が同じ基板に設けられている場合、
前記複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差を平均化する電流差平均化手段を備え、
前記比較手段は、前記電流差平均化手段で平均化した電流差と異常判定値とを比較することを特徴とする請求項１に記載するスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記複数の電流検出手段に各々対応して設けられ、前記複数の電流検出手段で各々検出した電流を各々平滑化する複数の平滑化手段を備えることを特徴する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ回路が並列接続されるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源装置は、小型軽量かつ高効率等の特長を有しており、パソコンや自動車等の電源として幅広く利用されている。スイッチング電源装置には、燃料電池自動車に備えられる電気機器等の大電流（大電力）を必要とする負荷の電源として利用されるものがある。このような大電力用のスイッチング電源装置には、複数のコンバータ回路が並列接続され、複数のコンバータ回路の出力電流を積算した大電流を供給するものがある。このようなスイッチング電源装置では、複数の制御回路によって複数のコンバータ回路を各々制御するものもあれば、１つの制御回路によって複数のコンバータ回路を制御するものもある。
【０００３】
複数のコンバータ回路を備えるスイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路のうちの任意のコンバータ回路の故障や過電流、コンバータ回路間の出力電流のアンバランス等の異常が発生した場合、その異常を検出し、全てのコンバータ回路を停止させる必要がある。そのために、全てのコンバータ回路に対して制御回路を各々設け、各制御回路においてそれぞれのコンバータ回路の異常を検出するスイッチング電源装置がある（特許文献１参照）。また、全てのコンバータ回路に対して過電流保護回路を各々設け、各過電流保護回路においてそれぞれのコンバータ回路の過電流を検出するスイッチング電源装置もある。
【特許文献１】特開平６−１０５５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、全てのコンバータ回路に対応して制御回路を各々設けたスイッチング電源装置は、構成が複雑化し、回路規模が大きくなる。というのは、このスイッチング電源装置は、各制御回路に、各コンバータ回路のスイッチング素子をスイッチング制御するための回路の他に、コンバータ回路の異常を検出するために各コンバータ回路に流れる電流の差を検出する回路やその電流差と基準値とを比較する回路等が必要となるからである。
【０００５】
また、全てのコンバータ回路に対応して過電流保護回路を各々設けたスイッチング電源装置は、過電流を検出することはできるが、コンバータ回路の故障を検出することができない場合がある。例えば、２つのコンバータ回路が並列接続されるスイッチング電源装置において、装置全体の出力電流の定格電流値を２００Ａとし、各コンバータ回路の出力電流の定格電流値を１００Ａとし、各過電流保護回路における過電流の検出判定値を１１０Ａとする。このスイッチング電源装置において負荷率が５０％で１００Ａを出力している場合、一方のコンバータ回路が故障し、このコンバータ回路の出力電流が０Ａになったとする。この場合、他方のコンバータ回路では出力電流として１００Ａを出力するが、過電流の検出判定値は１１０Ａなので、過電流保護回路では他方のコンバータ回路を正常と判定する。つまり、一方のコンバータ回路が故障した場合でも、他方のコンバータ回路では過電流が流れないことがあるので、一方のコンバータ回路の故障を検出できない。
【０００６】
そこで、本発明は、コンバータ回路が並列接続されるスイッチング電源装置において、簡単な構成により各種異常を検出することができるスイッチング電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスイッチング電源装置は、スイッチング素子を各々含み、並列接続される複数のコンバータ回路と、複数のコンバータ回路に流れる電流を各々検出する複数の電流検出手段と、複数の電流検出手段に各々対応して設けられ、複数の電流検出手段のうちの任意の電流検出手段で検出した電流に基づく値と任意の電流検出手段以外の電流検出手段で検出した電流に基づく値との差を増幅する複数の差動増幅手段と、複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差に基づく値と異常判定値とを比較する比較手段と、複数の電流検出手段で各々検出した電流の和に基づく値に基づいてスイッチング素子をスイッチング制御するための駆動信号を生成し、複数のコンバータ回路をピーク電流制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このスイッチング電源装置では、スイッチング素子を各々備える複数のコンバータ回路において入力電圧を負荷で必要とされる所定の電圧に変換し、複数のコンバータ回路における各出力電流の積算電流を負荷に供給する。また、スイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路に対応して各々設けられる電流検出手段によって、各コンバータ回路に流れる電流を各々検出する。そして、スイッチング電源装置では、１つの制御手段においてその複数の検出電流の和に基づく値を用いて全てのコンバータ回路のスイッチング素子に対する駆動信号を生成し、この駆動信号によりスイッチング素子をオン／オフし、１つの制御手段によって全てのコンバータ回路をピーク電流制御する。各コンバータ回路に流れる電流の和に基づく値は、各コンバータ回路に流れる電流の変化を反映している。したがって、制御手段では、全てのコンバータ回路の電流変化を考慮して駆動信号を生成することになる。さらに、スイッチング電源装置では、複数の電流検出手段に対応して各々設けられる差動増幅手段によって、任意の電流検出手段で検出した電流に基づく値と任意の電流検出手段以外の電流検出手段で検出した電流に基づく値との差を増幅する。さらに、スイッチング電源装置では、比較手段によってその増幅した電流差に基づく値と異常判定値とを比較し、増幅した電流差に基づく値が異常判定値より大きい場合には異常と判定する。スイッチング電源装置では、コンバータ回路間の電流バランスをとりながら制御しているので、正常の場合、コンバータ回路間を流れる電流の差は０（理想値）かあるいは０に近い値となっている。したがって、スイッチング電源装置が正常に動作している場合、全ての差動増幅手段における増幅した電流差に基づく値は、０かあるいは０に近い値になっている。その結果、スイッチング電源装置では、増幅した電流差に基づく値が異常判定値より小さくなり、正常と判定する。しかし、スイッチング電源装置では、異常が発生した場合、差動増幅手段で増幅した電流差に基づく値は大きくなる。というのは、あるコンバータ回路が故障（停止）して流れる電流が０になった場合、あるコンバータ回路に過電流が流れた場合あるいはコンバータ回路間で電流バランスが崩れた場合等の異常が発生した場合、これらいずれの異常においても、異常が発生しているコンバータ回路を流れる電流と他のコンバータ回路を流れる電流との差あるいは電流バランスの崩れているコンバータ回路間の電流の差は非常に大きくなる。そのため、スイッチング電源装置では、差動増幅手段で増幅した電流差に基づく値が異常判定値より大きくなり、これら各種異常を検出することができる。このように、このスイッチング電源装置では、コンバータ回路を複数備えるにもかかわらず、１つの制御手段による簡単な構成により、異常を検出することができる。さらに、スイッチング電源装置では、差動増幅手段と比較手段による簡単な構成によって、様々な種類の異常を検出することができる。
【０００９】
なお、検出した電流に基づく値は、複数の電流検出手段で各々検出した電流に基づく値であり、例えば、各電流検出手段で検出した電流自体、各電流検出手段で検出した電流を平滑化した値、複数の電流検出手段で各々検出した電流の平均値、複数の電流検出手段で各々検出した電流を平滑化した値の平均値である。増幅した電流差に基づく値は、複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差に基づく値であり、例えば、各差動増幅手段で増幅した電流差自体、複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差の平均値である。電流の和に基づく値は、複数の電流検出手段で各々検出した電流を全て積算した値に基づく値であり、例えば、積算値自体、平均値である。駆動信号は、スイッチング電源装置のスイッチング素子をオン／オフするための信号であり、例えば、ＰＷＭ信号、位相シフト制御を用いたＰＷＭ信号等である。
【００１０】
本発明の上記スイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路が各々異なる基板に設けられ、各基板に各コンバータ回路に対応する電流検出手段及び差動増幅手段が設けられている場合、各基板に設けられる差動増幅手段は、異なる基板に設けられている電流検出手段で検出した電流に基づく値が入力される端子が抵抗を介して基板のグランドに接続される構成にすると好適である。
【００１１】
このスイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路、各コンバータ回路に対応する電流検出手段及び差動増幅手段が異なる基板に各々設けられており、各種信号を送受信するために基板間がケーブル等で接続されている。したがって、各差動増幅手段には、一方の入力端子に同じ基板に設けられている電流検出手段で検出した電流に基づく値が入力され、他方の入力端子に異なる基板に設けられている電流検出手段で検出した電流に基づく値が入力される。そして、この差動増幅手段の他方の入力端子は、抵抗を介して基板のグランドに接続されている。そのため、基板間に接続されているケーブル等が断線した場合でも、差動増幅手段の他方の入力端子は常時０Ｖとなるので、その差動増幅手段では、入力端子間の電圧の差分を増幅して出力することができる。その結果、スイッチング電源装置では、基板間のケーブル等の断線も異常として検出することができる。ちなみに、各差動増幅手段の他方の入力端子が抵抗を介して基板のグランドに接続されていない場合、基板間に接続されているケーブル等が断線すると、差動増幅手段の他方の入力端子は浮いた状態となるので、差動増幅することができず、基板間のケーブル等の断線を異常として検出することができない。
【００１２】
本発明の上記スイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路、複数の電流検出手段、複数の差動増幅手段及び比較手段が同じ基板に設けられている場合、複数の差動増幅手段で各々増幅した電流差を平均化する電流差平均化手段を備え、比較手段は、電流差平均化手段で平均化した電流差と異常判定値とを比較する構成にすると好適である。
【００１３】
このスイッチング電源装置では、複数のコンバータ回路、複数の電流検出手段、複数の差動増幅手段及び比較手段が同じ基板に設けられている。そして、スイッチング電源装置では、電流差平均化手段によって差動増幅手段で各々増幅した電流差を平均化し、１つの比較手段でこの平均化した電流差と異常判定値とを比較する。増幅した電流差を平均化した値は、全ての差動増幅手段で検出した電流差を反映している。つまり、ある１つの差動増幅手段における増幅した電流差が大きくなった場合（すなわち、異常が発生した場合）、その大きくなった電流差は増幅した電流差を平均化した値にも反映される。したがって、スイッチング電源装置では、比較手段でその平均化した値を比較することによって、異常を検出することができる。そのため、このスイッチング電源装置では、差動増幅手段に対応させて各々比較手段を設ける必要がないので、構成が更に簡素化する。
【００１４】
本発明の上記スイッチング電源装置では、複数の電流検出手段に各々対応して設けられ、複数の電流検出手段で各々検出した電流を各々平滑化する複数の平滑化手段を備える構成としてもよい。
【００１５】
このスイッチング電源装置では、複数の電流検出手段に対応して各々設けられる平滑化手段によって、電流検出手段で検出した電流を平滑化し、直流の電流とする。つまり、スイッチング電源装置では、各コンバータ回路に流れる電流がパルス状となるので、そのパルス状の検出電流を平滑化し、パルスのオフ期間でもローレベルにならないようにする。このように、スイッチング電源装置では、電流検出手段で検出した電流を直流とし、差動増幅手段で取り扱い易い波形としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成により、コンバータ回路が並列接続されるスイッチング電源装置における各種異常を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施の形態では、本実施の形態に係るスイッチング電源装置を、２つ又は３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路を並列接続したスイッチング電源回路に適用する。本実施の形態に係るスイッチング電源装置は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する１つのコントロールＩＣ[Integrated Circuit]を備えており、ピーク電流制御によりＤＣ／ＤＣコンバータ回路をフィードバック制御する。さらに、本実施の形態に係るスイッチング電源装置は、各種異常を検出するために保護回路を備えている。本実施の形態には、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の数の違い及び保護回路の構成の違いにより４つの実施の形態があり、第１〜第３の実施の形態が２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路を備える形態であり、第４の実施の形態が３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路を備える形態であり、さらに、第１の実施の形態が２つの差動増幅器に対して比較器を各々備える形態であり、第２の実施の形態が２つの差動増幅器に対して１つの比較器を備える形態であり、第３の実施の形態が２つの差動増幅器に対して１つの比較器を備えるとともに差動増幅器に入力する電流値を平均化する形態であり、第４の実施の形態が３つの差動増幅器に対して比較器を各々備える形態である。
【００１９】
図１〜図３を参照して、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成図である。図２は、図１のスイッチング電源装置の回路構成図である。図３は、図２の差動増幅器の入出力特性である。
【００２０】
スイッチング電源装置１は、直流の入力電圧ＶＩを直流の出力電圧ＶＯ（＜ＶＩ）に変換し、大電流（例えば、２００Ａ）、大電力（例えば、３ｋＷ）を供給可能な電源回路であり、様々な用途で使用される。また、スイッチング電源装置１は、ＰＷＭ制御によりスイッチング素子をオン／オフするスイッチングレギュレータである。入力電圧ＶＩは、可変であり、入力電圧範囲（例えば、３００〜４００Ｖ）が設定されている。出力電圧ＶＯは、負荷Ｌに応じて一定の目標電圧（例えば、１２Ｖ）が設定されている。負荷Ｌは、例えば、自動車（特に、スタックの温度管理等に大電力が必要な燃料電池自動車）におけるファン、ヒータ等の電気機器が相当し、処理負荷に応じて負荷電流が大きく変動する負荷である。
【００２１】
スイッチング電源装置１は、主な構成として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３、第１電流検出回路４、第２電流検出回路５、平均化回路６、第１保護回路７、第２保護回路８、コントロールＩＣ９を備えている。スイッチング電源装置１では、大電流を供給するために、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３が並列接続され、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の各出力電流を合わせた電流を出力する。また、スイッチング電源装置１では、構成を簡単化するために、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３を１つのコントロールＩＣ９で制御し、コントロールＩＣ９において出力電圧Ｖｏ及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一次側回路に各々流れる電流Ｉ１，Ｉ２の平均電流に基づいてピーク電流制御を行う。さらに、スイッチング電源装置１では、１つのコントロールＩＣ９でピーク電流制御するために、第１電流検出回路４で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２に流れる電流Ｉ１を検出するとともに第２電流検出回路５で第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３に流れる電流Ｉ２を検出し、その２つの電流Ｉ１，Ｉ２を平均化回路６で平均化してコントロールＩＣ９に入力させている。さらに、スイッチング電源装置１では、第１保護回路７及び第２保護回路８でスイッチング電源装置１における様々な異常を検知する。
【００２２】
また、スイッチング電源装置１は、２つの第１基板１ａ、第２基板１ｂに構成されている。第１基板１ａには、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２、第１電流検出回路４、平均化回路６、第１保護回路７及びコントロールＩＣ９が設けられる。第２基板１ｂには、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３、第２電流検出回路５、第２保護回路８が設けられる。第１基板１ａと第２基板１ｂとは多数本のケーブル１ｃ,・・・で接続されており、このケーブル１ｃ，・・・によって第１基板１ａと第２基板１ｂ間における信号を送受信する。
【００２３】
２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３は、同一の構成であり、主な構成として、フルブリッジ回路１０、トランス１１、ダイオード１２，１３、平滑回路１４を備えている。フルブリッジ回路１０は、スイッチング素子として第１ＦＥＴ[Field Effect Transistor]１０ａ、第２ＦＥＴ１０ｂ、第３ＦＥＴ１０ｃ、第４ＦＥＴ１０ｄを備えており、第１ＦＥＴ１０ａ及び第２ＦＥＴ１０ｂのドレインが電源１５のプラス側に接続され、第３ＦＥＴ１０ｃ及び第４ＦＥＴ１０ｄのソースが電源１５のグランド側に接続され、第１ＦＥＴ１０ａのソースと第３ＦＥＴ１０ｃのドレインの接続端と第２ＦＥＴ１０ｂのソースと第４ＦＥＴ１０ｄのドレインの接続端との間にトランス１１の一次巻線１１ａが接続される。フルブリッジ回路１０では、第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄと第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃとが交互にオンし、トランス１１の一次巻線１１ａに流れる方向が逆になる電流を交互に流す。平滑回路１４は、インダクタ１４ａとコンデンサ１４ｂからなり、フルブリッジ回路１０のスイッチング動作によって振幅が入力電圧ＶＩに等しいパルス状電圧が入力され、そのパルス状電圧を平均化する。平滑回路１４には、第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃがオンした場合にはトランス１１の二次側の第１巻線１１ｂからダイオード１２を介してパルス状電圧が入力され、第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄがオンした場合にはトランス１１の二次側の第２巻線１１ｃからダイオード１３を介してパルス状電圧が入力される。
【００２４】
２つの電流検出回路４，５は、同一の構成であり、トランス２０、ダイオード２１、抵抗２２を備えている。トランス２０の一次巻線２０ａは、第３ＦＥＴ１０ｃ及び第４ＦＥＴ１０ｄのソースと電源１５のグランド側との間に接続される。トランス２０の二次巻線２０ｂは、一端がダイオード２１のアノードに接続され、他端がグランドに接続される。抵抗２２は、一端がダイオード２１のカソードに接続され、他端がグランドに接続される。トランス２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３における電力ロスを低減するために、一次巻線２０ａの巻数が二次巻線２０ｂの巻数に比べて極端に少ない（例えば、巻数比は１：１００〜１：２００）。電流検出回路４，５では、トランス２０の二次側を半波整流し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一次側回路に流れる電流Ｉ１，Ｉ２を抵抗２２の両端電圧Ｖ１，Ｖ２として各々検出する。以下で、この両端電圧をそれぞれ、第１電流検出電圧Ｖ１、第２電流検出電圧Ｖ２と呼ぶ。なお、電流検出にトランスを用いるのは、一次側と二次側とを絶縁でき、電力ロスも少なくできるからである。
【００２５】
平均化回路６は、２つの抵抗３０，３１を備えている。抵抗３０は、一端が第１電流検出回路４の抵抗２２の一端に接続され、他端が抵抗３１の他端が接続される。抵抗３１は、一端が第２電流検出回路５の抵抗２２の一端に接続される。そして、抵抗３０と抵抗３１との接続端は、コントロールＩＣ９に接続される。抵抗３０と抵抗３１とは、同じ抵抗値である。平均化回路６では、抵抗３０の一端から第１電流検出電圧Ｖ１が入力さるとともに抵抗３１の一端から第２電流検出電圧Ｖ２が入力され、抵抗３０と抵抗３１との接続端から第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２とを平均化した電圧ＶＡＶをコントロールＩＣ９に出力する。なお、第２電流検出回路５と平均化回路６とは異なる基板１ａ，１ｂに各々設けられるので、抵抗３１の一端と第２電流検出回路５の抵抗２２の一端との間はケーブル１ｃによって接続される。
【００２６】
なお、電流検出電圧Ｖ１，Ｖ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一次側回路に流れる電流Ｉ１，Ｉ２に対応した電圧であり、直流電流成分にインダクタ１４ａ及びトランス１１の巻線による増加電流成分を加味したパルス状の電圧成分Ｖ１１，・・・，Ｖ２１，・・・からなる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。電流検出電圧Ｖ１，Ｖ２には、第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄがオンした場合（トランス１１にマイナスの励磁電流が流れる場合）の電圧成分Ｖ１１，Ｖ１３，・・・，Ｖ２１，Ｖ２５，・・・と第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃがオンした場合（トランス１１にプラスの励磁電流が流れる場合）の電圧成分Ｖ１２，Ｖ１４，・・・，Ｖ２２，Ｖ２６，・・・とが交互に現れる。電流平均化電圧ＶＡＶは、２つの電流検出電圧Ｖ１，Ｖ２を平均化した電圧なので、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一次側回路に流れる２つの電流Ｉ１，Ｉ２の変化を反映している。
【００２７】
２つの保護回路７，８は、同一の構成であり、平滑回路４０、差動増幅器４１、比較器４２、判定基準電源４３、抵抗４４〜４７を備えている。第１保護回路７は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２の過電流、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３の故障、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流バランス異常（第１電流Ｉ１が第２電流Ｉ２より大きい場合）、ケーブル１ｃの断線等の様々な異常を検出するための保護回路である。第２保護回路８は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３の過電流、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２の故障、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流バランス異常（第２電流Ｉ２が第１電流Ｉ１より大きい場合）、ケーブル１ｃの断線等の異常を検出するための保護回路である。
【００２８】
平滑回路４０は、抵抗４０ａ，４０ｂ及びコンデンサ４０ｃを備えている。抵抗４０ａは、一端が電流検出回路４，５の抵抗２２の一端に接続され、他端が抵抗４０ｂの一端及びコンデンサ４０ｃの一端に接続される。コンデンサ４０ｃの他端及び抵抗４０ｂの他端は、グランドに接続される。特に、第１保護回路７の平滑回路４０の抵抗４０ｂは、第２保護回路８の差動増幅器４１の反転入力端子に抵抗４５を介して接続される抵抗４０ｂであり、基板１ａではなく基板１ｂに設けられる。また、第２保護回路８の平滑回路４０の抵抗４０ｂは、第１保護回路７の差動増幅器４１の反転入力端子に抵抗４５を介して接続される抵抗４０ｂであり、基板１ｂではなく基板１ａに設けられる。したがって、抵抗４０ａと抵抗４０ｂとは、ケーブル１ｃを介して接続されることになる。第１保護回路７の平滑回路４０では、第１電流検出電圧Ｖ１のパルス状の電圧成分を平均化し、第１平滑化電圧ＶＳ１を生成する（図５（ａ）、（ｃ）参照）。第２保護回路８の平滑回路４０では、第２電流検出電圧Ｖ２のパルス状の電圧成分を平均化し、第２平滑化電圧ＶＳ２を生成する（図５（ｂ）、（ｄ）参照）。
【００２９】
ちなみに、第１電流検出電圧Ｖ１、第２電流検出電圧Ｖ２はパルス状の電圧成分を有しているが、このパルス状の電圧成分を平滑化して第１平滑化電圧ＶＳ１及び第２平滑化電圧ＶＳ２とすることによって、パルス状の電圧成分が発生しないオフ期間において０Ｖにならないように設定する。このように、第１電流検出電圧Ｖ１、第２電流検出電圧Ｖ２を直流の電圧とし、差動増幅器４１で取り扱い易い電圧にしている。
【００３０】
なお、平滑回路４０の抵抗４０ｂは、抵抗４０ａに直列かつコンデンサ４０ｃに並列に接続される抵抗なので、通常、それらの素子４０ａ，４０ｃの近傍に配置される。しかし、スイッチング電源装置１では、一方の保護回路の平滑回路４０の抵抗４０ｂが他方の保護回路の差動増幅器４１が設けられる異なる基板に配設されている。これは、一方の基板の差動増幅器４１の反転入力端子には他方の基板の平滑回路４０からケーブル１ｃを介して平滑化電圧が入力されるので、このケーブル１ｃが断線した場合、差動増幅器４１の反転入力端子がオープン状態になり、差動増幅器４１の出力が常時０Ｖになってしまうからである。差動増幅器４１が常時０Ｖになると、比較器４２では常時ロー信号（０Ｖ）となり、異常を検出することができない。そこで、ケーブル１ｃが断線しても差動増幅器４１の反転入力端子がオープン状態にならないように、差動増幅器４１の反転入力端子を平滑回路４０の抵抗４０ｂを有効利用し、接地している。
【００３１】
第１保護回路７の差動増幅器４１は、非反転入力端子が第１保護回路７の平滑回路４０の抵抗４０ａと抵抗４０ｂ及びコンデンサ４０ｃとの接続端に抵抗４４を介して接続され、反転入力端子が第２保護回路８の平滑回路４０の抵抗４０ａと抵抗４０ｂ及びコンデンサ４０ｃとの接続端に抵抗４５を介して接続される。第２保護回路８の差動増幅器４１は、非反転入力端子が第２保護回路８の平滑回路４０の抵抗４０ａと抵抗４０ｂ及びコンデンサ４０ｃとの接続端に抵抗４４を介して接続され、反転入力端子が第１保護回路７の平滑回路４０の抵抗４０ａと抵抗４０ｂ及びコンデンサ４０ｃとの接続端に抵抗４５を介して接続される。さらに、差動増幅器４１は、出力端子が抵抗４６を介して反転入力端子に接続される。第１保護回路７の差動増幅器４１では、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２より大きい場合には第１平滑化電圧ＶＳ１から第２平滑化電圧ＶＳ２を減算した差分電圧を増幅し、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２以下の場合には０Ｖとした第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する（図３、図５（ｃ）〜（ｅ）参照）。第２保護回路の差動増幅器４１では、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１より大きい場合には第２平滑化電圧ＶＳ２から第１平滑化電圧ＶＳ１を減算した差分電圧を増幅し、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１以下の場合には０Ｖとした第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する（図３、図５（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）参照）。図３は、横軸が（第１平滑化電圧ＶＳ１−第２平滑化電圧ＶＳ２）又は（第２平滑化電圧ＶＳ２−第１平滑化電圧ＶＳ１）であり、縦軸が第１差動増幅電圧ＶＡ１又は第２差動増幅電圧ＶＡ２であり、差動増幅器４１の出力特性を示している。なお、第１保護回路７と第２保護回路８とは異なる基板１ａ，１ｂに各々設けられるので、一方の保護回路の差動増幅器４１の反転入力端子に接続される抵抗４５と他方の保護回路の平滑回路４０との間はケーブル１ｃによって接続される。
【００３２】
ちなみに、通常、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間では電流バランスがとられているので、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２に流れる第１電流Ｉ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３に流れる第２電流Ｉ２とは同じ電流かあるいは近い電流が流れている。したがって、第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２とのパルス状の電圧成分は、同じかあるいは近似した電圧成分となっている。そのため、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とは、同じかあるいは近い電圧であり、第１差動増幅電圧ＶＡ１及び第２差動増幅電圧ＶＡ２とは０Ｖかあるいは０Ｖに近い電圧となっている。しかし、スイッチング電源装置１において異常は発生して第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２のいずれか一方が異常な電流になると、第１差動増幅電圧ＶＡ１又は第２差動増幅電圧ＶＡ２が大きくなる。例えば、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障した場合には第１電流Ｉ１が流れないので、第２差動増幅電圧ＶＡ２が大きくなる。逆に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合には第２電流Ｉ２が流れないので、第１差動増幅電圧ＶＡ１が大きくなる。また、第１電流Ｉ１が過電流の場合、第１差動増幅電圧ＶＡ１が大きくなる。逆に、第２電流Ｉ２が過電流の場合、第２差動増幅電圧ＶＡ２が大きくなる。
【００３３】
比較器４２は、非反転入力端子が抵抗４７を介して差動増幅器４１の出力端子に接続され、反転入力端子が判定基準電源４３のプラス端子に接続され、出力端子がコントロールＩＣ９に接続される。判定基準電源４３のマイナス端子は、グランドに接続される。判定基準電源４３は、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常な電圧まで大きくなったか否かを判定するための異常判定基準電圧ＶＲを発生する電源である。異常判定基準電圧ＶＲは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の定格電圧の２０〜３０％の電圧に相当する電圧差を検出する電圧が設定される。ちなみに、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の素子のばらつき等によってＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間に電流アンバランスが発生するので、その電流アンバランスによってＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の定格電圧に対して最大１０％程度に相当する電圧差が発生する場合がある。第１保護回路７の比較器４２では、第１差動増幅電圧ＶＡ１が異常判定基準電圧ＶＲより大きい場合にはハイ信号となり、第１差動増幅電圧ＶＡ１が異常判定基準電圧ＶＲ以下の場合にはロー信号（０Ｖ）となる第１異常検出信号Ｓ１を出力する。第２保護回路８の比較器４２では、第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常判定基準電圧ＶＲより大きい場合にはハイ信号となり、第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常判定基準電圧ＶＲ以下の場合にはロー信号となる第２異常検出信号Ｓ２を出力する。なお、第２保護回路８とコントロールＩＣ９とは異なる基板１ａ，１ｂに各々設けられるので、第２保護回路８の比較器４２の出力端子とコントロールＩＣ９との間はケーブル１ｃによって接続される。
【００３４】
コントロールＩＣ９は、ピーク電流制御により２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３をフィードバック制御する。コントロールＩＣ９では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３における出力電圧ＶＯが目標電圧となるように、出力電圧ＶＯと電流平均化電圧ＶＡＶに基づいて第１ＰＷＭ信号Ｐ１と第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。また、コントロールＩＣ９では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３のトランス１１，１１の偏励磁を抑制するように、電流平均化電圧ＶＡＶに基づいて第１ＰＷＭ信号Ｐ１と第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００３５】
なお、第１ＰＷＭ信号Ｐ１は、第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄをオン／オフするための信号である。第２ＰＷＭ信号Ｐ２は、第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃをオン／オフするための信号である。第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２のオン信号は、その立ち上がりがコントロールＩＣ９のクロックで規定され、その立ち下がりが制御信号ＣＳと電流平均化電圧ＶＡＶによって規定される（図４（ａ）〜（ｃ）参照）。第１ＰＷＭ信号Ｐ１と第２ＰＷＭ信号Ｐ２とは、同一周期であり、一方の信号のオン信号の立ち上がりが他方の信号のオン信号の立ち上がりの間に設定される（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３において同じ信号が用いられる。
【００３６】
さらに、コントロールＩＣ９では、第１異常検出信号Ｓ１及び第２異常検出信号Ｓ２に基づいてスイッチング電源装置１に異常が発生しているか否かを判定し、異常と判定した場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３を停止させるために、第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を全てオフ信号とする。コントロールＩＣ９では、第１異常検出信号Ｓ１、第２異常検出信号Ｓ２の少なくとも一方の信号においてハイ信号になった場合には異常と判定し、両方の信号がロー信号の場合には正常と判定する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流アンバランスによる異常が発生した場合、コントロールＩＣ９では、全てオフ信号にするのでななく、電流アンバランスを解消するための第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成してもよい。
【００３７】
図１〜図４を参照して、スイッチング電源装置１の動作を説明する。ここでは、まず、スイッチング電源装置１及びコントロールＩＣ９における基本的な動作を説明し、次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３のいずれか一方が故障した場合の保護回路７，８の動作を図５のタイミングチャートに沿って説明し、図６に示す第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２におけるパルス電圧成分の様々なパターンに対する保護回路７，８の動作を説明する。図５は、図１のスイッチング電源装置においてＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合のタイミングチャートであり、（ａ）が第１電流検出回路で検出した第１電流検出電圧であり、（ｂ）が第２電流検出回路で検出した第２電流検出電圧であり、（ｃ）が第１保護回路における第１平滑化電圧であり、（ｄ）が第２保護回路における第２平滑化電圧であり、（ｅ）が第１保護回路における第１差動増幅電圧であり、（ｆ）が第２保護回路における第２差動増幅電圧であり、（ｇ）が第１保護回路における第１異常検出信号であり、（ｈ）が第２保護回路における第２異常検出信号である。図６は、第１電流検出電圧と第２電流検出電圧におけるパルス電圧成分の様々なパターンに対する各電圧及び各信号の変化を示しており、（ａ）が第１電流検出回路で検出した第１電流検出電圧であり、（ｂ）が第２電流検出回路で検出した第２電流検出電圧であり、（ｃ）が第１保護回路における第１平滑化電圧であり、（ｄ）が第２保護回路における第２平滑化電圧であり、（ｅ）が第１保護回路における第１差動増幅電圧であり、（ｆ）が第２保護回路における第２差動増幅電圧であり、（ｇ）が第１保護回路における第１異常検出信号であり、（ｈ）が第２保護回路における第２異常検出信号である。
【００３８】
スイッチング電源装置１では、２つにＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３に入力電圧ＶＩが各々入力される。各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では、コントロールＩＣ９からの第１ＰＷＭ信号Ｐ１のオン信号に基づいて第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄがオンするとともに第２ＰＷＭ信号Ｐ２のオフ信号に基づいて第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃがオフすると、トランス１１の一次巻線１１ａにはマイナスの励磁電流が流れ、２次側の第２巻線１１ｃからダイオード１３を介して電流が平滑回路１４に流れる。また、各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では、コントロールＩＣ９からの第２ＰＷＭ信号Ｐ２のオン信号に基づいて第２ＦＥＴ１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃがオンするとともに第１ＰＷＭ信号Ｐ１のオフ信号に基づいて第１ＦＥＴ１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄがオフすると、トランス１１の一次巻線１１ａにはプラスの励磁電流が流れ、２次側の第１巻線１１ｂからダイオード１２を介して電流が平滑回路１４に流れる。さらに、各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では、平滑回路１４でＦＥＴ１０ａ〜１０ｄのオン期間にパルスとなって出力する入力電圧ＶＩを平均化し、電圧ＶＯを出力する。そして、スイッチング電源装置１では、負荷Ｌにその電圧Ｖｏを印加し、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の各出力電流を積算した電流を出力する。
【００３９】
また、スイッチング電源装置１では、各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一次側回路に流れる電流Ｉ１、Ｉ２を電流検出回路４，５で第１電流検出電圧Ｖ１、第２電流検出電圧Ｖ２として各々検出する。そして、スイッチング電源装置１では、平均化回路６で第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２とを平均化し、その電流平均化電圧ＶＡＶをコントロールＩＣ９にフィードバックさせる。また、スイッチング電源装置１では、出力電圧ＶＯをコントロールＩＣ９にフィードバックさせる。
【００４０】
この際、コントロールＩＣ９では、目標電圧から出力電圧ＶＯを減算し、その減算値に利得を乗算して制御信号ＣＳを生成する。そして、コントロールＩＣ９では、コンパレータで制御信号ＣＳとランプ信号としての電流平均化電圧ＶＡＶとを比較する（図４（ａ）参照）。さらに、コントロールＩＣ９では、第２ＰＷＭ信号Ｐ２のオフ信号のときに、一定周期毎に第１ＰＷＭ信号Ｐ１のオフ信号をオン信号に立ち上げ、電流平均化電圧ＶＡＶが制御信号ＣＳより小さい期間ではオン信号を継続し、電流平均化電圧ＶＡＶが制御信号ＣＳに達するとオン信号からオフ信号に立ち下げ、第１ＰＷＭ信号Ｐ１を生成する（図４（ａ）、（ｂ）参照）。そして、コントロールＩＣ９では、生成した第１ＰＷＭ信号Ｐ１を２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の第１ＦＥＴ１０ａ，１０ａ及び第４ＦＥＴ１０ｄ，１０ｄの各ゲートに出力する。また、コントロールＩＣ９では、第１ＰＷＭ信号Ｐ１がオフ信号のときに、一定周期毎に第２ＰＷＭ信号Ｐ２のオフ信号をオン信号に立ち上げ、電流平均化電圧ＶＡＶが制御信号ＣＳより小さい期間ではオン信号を継続し、電流平均化電圧ＶＡＶが制御信号ＣＳに達するとオン信号からオフ信号に立ち下げ、第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する（図４（ａ）、（ｃ）参照）。そして、コントロールＩＣ９では、生成した第２ＰＷＭ信号Ｐ２を２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の第２ＦＥＴ１０ｂ，１０ｂ及び第３ＦＥＴ１０ｃ，１０ｃの各ゲートに出力する。
【００４１】
このように、コントロールＩＣ９では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３を制御するにもかかわらず、１つの検出電流波形（電流平均化電圧ＶＡＶ）を用いてピーク電流制御を行うことができる。そのため、コントロールＩＣ９では、処理負荷が低減するとともに、コンパレータ等も１つでよいので、構成が簡単化する。また、コントロールＩＣ９では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３毎に第１ＰＷＭ信号Ｐ１、第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成せず、同じ信号を用いて制御する。そのため、コントロールＩＣ９では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一方の出力電力が偏ったり、あるいは、負荷電流が急変した場合でもそれぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の電流バランスが崩れるようなことはない。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の一方が故障した場合について説明する。図５の例では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３が正常、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障の順に示している。また、図５の例では、説明を判り易くするために、第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２のパルス状の電圧成分が同じパルス幅となっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の故障の原因としては、ＦＥＴ１０ａ〜１０ｄの少なくとも１つが故障や製造工程におけるミス等がある。
【００４３】
正常の場合、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では電流Ｉ１、Ｉ２が正常に流れているので、第１電流検出電圧Ｖ１には正常なパルス電圧成分Ｖ１１、Ｖ１２が表われ、第２電流検出電圧Ｖ２にも正常なパルス電圧成分Ｖ２１，Ｖ２２が表われる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。２つの平滑回路４０，４０では、第１平滑化電圧ＶＳ１、第２平滑化電圧ＶＳ２が同じ電圧となる（図５（ｃ）、（ｄ）参照）。そのため、２つの差動増幅器４１，４１では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とに差がないので、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを比較器４２，４２に出力する（図５（ｅ）、（ｆ）参照）。その結果、２つの比較器４２，４２では、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常検出基準電圧ＶＲより小さくなるので、第１異常検出信号Ｓ１、第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号（０Ｖ）をコントロールＩＣ９に出力する（図５（ｇ）、（ｈ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生していないと判断し、ピーク電流制御に応じた第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００４４】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３では第２電流Ｉ２が流れないので、第２電流検出電圧Ｖ２にもパルス電圧成分が表われない（図５（ｂ）参照）。そのため、第２保護回路８の平滑回路４０では、第２平滑化電圧ＶＳ２が０Ｖとなる（図５（ｄ）参照）。したがって、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２より大幅に大きくなり、第１保護回路７の差動増幅器４１では、（第１平滑化電圧ＶＳ１−第２平滑化電圧ＶＳ２）を増幅した第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する（図５（ｅ）参照）。この第１差動増幅電圧ＶＡ１は異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第１保護回路７の比較器４２では、第１異常検出信号Ｓ１としてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する（図５（ｇ）参照）。ちなみに、第２保護回路８の差動増幅器４１では第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを出力しており（図５（ｆ）参照）、第２保護回路８の比較器４２では第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力している（図５（ｈ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。すると、スイッチング電源装置１では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の全てのＦＥＴ１０ａ〜１０ｂがオフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３が停止する。
【００４５】
ちなみに、第１保護回路７の差動増幅器４１と第２保護回路８の平滑回路４０とを接続するケーブル１ｃが断線した場合も、第１保護回路７の差動増幅器４１の反転入力端子が常時０Ｖとなるので、第１異常検出信号Ｓ１がハイ信号となり、異常を検出できる。また、コントロールＩＣ９と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３とを接続するケーブル１ｃが断線した場合も、第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を送信できないので、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が停止して第２電流Ｉ２が流れなくなり、第１異常検出信号Ｓ１がハイ信号となり、異常を検出できる。
【００４６】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障した場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２では第１電流Ｉ１が流れないので、第１電流検出電圧Ｖ１にもパルス電圧成分が表われない（図５（ａ）参照）。そのため、第１保護回路７の平滑回路４０では、第１平滑化電圧ＶＳ１が０Ｖとなる（図５（ｃ）参照）。そのため、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１より大幅に大きくなり、第２保護回路８の差動増幅器４１では、（第２平滑化電圧ＶＳ２−第１平滑化電圧ＶＳ１）を増幅した第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する（図５（ｆ）参照）。この第２差動増幅電圧ＶＡ２は異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第２保護回路８の比較器４２では、第２異常検出信号Ｓ２としてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する（図５（ｈ）参照）。ちなみに、第１保護回路７の差動増幅器４１では第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを出力しており（図５（ｅ）参照）、第１保護回路７の比較器４２では第１異常検出信号Ｓ１としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力している（図５（ｇ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００４７】
ちなみに、第２保護回路８の差動増幅器４１と第１保護回路７の平滑回路４０とを接続するケーブル１ｃが断線した場合も、第２保護回路８の差動増幅器４１の反転入力端子が常時０Ｖとなるので、第２異常検出信号Ｓ２がハイ信号となり、この異常を検出できる。また、コントロールＩＣ９と第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２とを接続するケーブル１ｃが断線した場合、第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を送信できないので、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が停止して第１電流Ｉ１が流れなくなり、第２異常検出信号Ｓ２がハイ信号となり、この異常を検出できる。
【００４８】
第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２におけるパルス電圧成分の様々なパターンに対する保護回路７，８の動作を説明する。図６の例では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３が正常の場合（パルス電圧成分Ｖ１１、Ｖ１２とパルス電圧成分Ｖ２１、Ｖ２２のパターン）、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３の第２電流Ｉ２が小電流の場合（パルス電圧成分Ｖ１３、Ｖ１４とパルス電圧成分Ｖ２３、Ｖ２４のパターン）、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２の第１電流Ｉ１が小電流の場合（パルス電圧成分Ｖ１５、Ｖ１６とパルス電圧成分Ｖ２５、Ｖ２６のパターン）を示している。なお、図６の例では、説明を判り易くするために、第１電流検出電圧Ｖ１と第２電流検出電圧Ｖ２のパルス状の電圧成分が同じパルス幅となっている。
【００４９】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２の第１電流Ｉ１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３の第２電流Ｉ２が共に正常に流れている場合、第１電流検出電圧Ｖ１のパルス電圧成分Ｖ１１，Ｖ１２と第２電流検出電圧Ｖ２のパルス電圧成分Ｖ２３、Ｖ２４とは同じパルスとなる（図６（ａ）、（ｂ）参照）。そのため、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とは同じ電圧値となり（図６（ｃ）、（ｄ）参照）、第１保護回路７の差動増幅器４１では第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを出力し（図６（ｅ）参照）、第２保護回路８の差動増幅器４１では第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを出力する（図６（ｆ）参照）。したがって、第１差動増幅電圧ＶＡ１及び第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常検出基準電圧ＶＲより小さくなるので、第１保護回路７の比較器４２では第１異常検出信号Ｓ１としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力し（図６（ｇ）参照）、第２保護回路８の比較器４２では第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力する（図６（ｈ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生していないと判断し、ピーク電流制御に応じた第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００５０】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３の第２電流Ｉ２が小電流となった場合、第２電流検出電圧Ｖ２のパルス電圧成分Ｖ２３、Ｖ２４も小さくなる（図６（ｂ）参照）。そのため、第２保護回路８の平滑回路４０では、パルス電圧成分Ｖ２３，Ｖ２４に応じた小電圧の第２平滑化電圧ＶＳ２を出力する（図６（ｄ）参照）。そのため、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１に対して小さくなり、第１保護回路７の差動増幅器４１では、（第１平滑化電圧ＶＳ１−第２平滑化電圧ＶＳ２）を増幅した第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する（図６（ｅ）参照）。この第１差動増幅電圧ＶＡ１が異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第１保護回路７の比較器４２では、第１異常検出信号Ｓ１としてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する（図６（ｇ）参照）。ちなみに、第２保護回路８の差動増幅器４１では第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを出力しており（図６（ｆ）参照）、第２保護回路８の比較器４２では第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力している（図６（ｈ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００５１】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２の第１電流Ｉ１が小電流となった場合、第１電流検出電圧Ｖ１のパルス電圧成分Ｖ１５、Ｖ１６も小さくなる（図６（ａ）参照）。そのため、第１保護回路７の平滑回路４０では、パルス電圧成分Ｖ１５，Ｖ１６に応じた小電圧の第１平滑化電圧ＶＳ１を出力する（図６（ｃ）参照）。そのため、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２に対して小さくなり、第２保護回路８の差動増幅器４１では、（第２平滑化電圧ＶＳ２−第１平滑化電圧ＶＳ１）を増幅した第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する（図６（ｆ）参照）。この第２差動増幅電圧ＶＡ２が異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第２保護回路８の比較器４２では、第２異常検出信号Ｓ２としてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する（図６（ｈ）参照）。ちなみに、第１保護回路７の差動増幅器４１では第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを出力しており（図６（ｅ）参照）、第１保護回路７の比較器４２では第１異常検出信号Ｓ１としてロー信号をコントロールＩＣ９に出力している（図６（ｇ）参照）。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００５２】
このスイッチング電源装置１によれば、非常に簡単な構成により１つのコントロールＩＣ９で２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３をピーク電流制御することができるとともに、スイッチング電源装置１における異常を検出することができる。また、スイッチング電源装置１は、２つの保護回路７，８における平滑回路４０、差動増幅器４１、比較器４２等による簡単な構成によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の故障や過電流、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流アンバランス、ケーブル１ｃの断線等の様々な異常を検出することができる。さらに、スイッチング電源装置１では、コントロールＩＣ９としては１つであるが、保護回路７，８を各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３に対応させて設けることによって、片側のＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障や過電流を検出することができる。
【００５３】
また、スイッチング電源装置１では、一方の基板における平滑回路４０の抵抗４０ｂを他方の基板における差動増幅器４１の反転入力端子を接地するための抵抗に用いたので、他方の基板における差動増幅器４１の反転入力端子に接続されるケーブル１ｃが断線した場合でも、その差動増幅器４１を正常に動作させることができ、ケーブル１ｃの断線異常を検出することができる。
【００５４】
図７を参照して、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置５１の構成について説明する。図７は、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
スイッチング電源装置５１は、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１と殆ど同じ構成であるが、１つの基板（図示せず）に構成され、２つの保護回路における各差動増幅器に対して１つの比較器で構成される。スイッチング電源装置５１は、主な構成として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３、第１電流検出回路４、第２電流検出回路５、平均化回路６、第１保護回路５７、第２保護回路５８、コントロールＩＣ９を備えており、これら全てが１つの基板に設けられる。
【００５６】
２つの保護回路５７，５８は、基本的には、第１の実施の形態に係る保護回路７，８と同様の構成であるが、１つの基板に設けることに応じて、比較器を１つ削減するとともに平滑回路の抵抗の配置が変わる。２つの保護回路５７，５８は、同一の構成であり、平滑回路６０、差動増幅器４１、抵抗４４〜４６をそれぞれの回路に備え、平均化回路６１、比較器６２、判定基準電源６３が２つの回路で１つだけ備える。２つの保護回路５７，５８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の過電流や故障、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流バランス異常等の様々な異常を検出するための保護回路である。なお、保護回路５７，５８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３のうちのどちらのＤＣ／ＤＣコンバータ回路で異常が発生しているかを検出することはできない。
【００５７】
平滑回路６０は、第１の実施の形態に係る平滑回路４０と同様の平滑回路であり、抵抗６０ａ，６０ｂ及びコンデンサ６０ｃを備えている。スイッチング電源装置５１は１つの基板に構成されるので、基板間をケーブルで接続する必要はない。そのため、第１の実施の形態のように、ケーブル断線によって差動増幅器４１の反転入力端子がオープン状態になることに対する対策を施さなくてもよい。そこで、第１保護回路５７の抵抗６０ｂは、第２保護回路５８の差動増幅器４１の反転入力端子の接地に用いることなく、第１保護回路５７の抵抗６０ａの近傍に配設される。同様に、第２保護回路５８の抵抗６０ｂは、第１保護回路５７の差動増幅器４１の反転入力端子の接地に用いることなく、第２保護回路５８の抵抗６０ａの近傍に配設される。
【００５８】
平均化回路６１は、抵抗６１ａ，６２ｂを備えている。抵抗６１ａは、一端が第１保護回路５７の差動増幅器４１の出力端子に接続され、他端が抵抗６１ｂの他端に接続される。抵抗６１ｂは、一端が第２保護回路５８の差動増幅器４１の出力端子に接続される。抵抗６１ａと抵抗６１ｂとは、同じ抵抗値である。平均化回路６１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２とを平均化し、差動増幅平均化電圧ＶＡＡを出力する。
【００５９】
比較器６２は、第１の実施の形態に係る比較器４２と同様の比較器であるが、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２をそれぞれ比較するのではなく、その平均電圧を比較する。比較器６２は、非反転入力端子が平均化回路６１の抵抗６１ａと抵抗６１ｂとの接続端に接続され、反転入力端子が判定基準電源６３のプラス端子に接続され、出力端子がコントロールＩＣ９に接続される。判定基準電源６３のマイナス端子は、グランドに接続される。差動増幅平均化電圧ＶＡＡは、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２との平均電圧なので、２つの電圧の電圧変化を反映するが、その電圧変化の度合いは小さくなる。そのため、判定基準電源６３で発生する異常判定基準電圧ＶＲは、第１の実施の形態に係る異常判定基準電圧ＶＲより小さな電圧に設定する。比較器６２では、差動増幅平均化電圧ＶＡＡが異常判定基準電圧ＶＲより大きい場合にはハイ信号であり、差動増幅平均化電圧ＶＡＡが異常判定基準電圧ＶＲ以下の場合にはロー信号である異常検出信号Ｓを出力する。
【００６０】
第２の実施の形態では、コントロールＩＣ９は、１つの比較器６２からの異常検出信号Ｓしか入力されないので、異常検出信号Ｓに基づいてスイッチング電源装置５１が異常か否かを判定し、異常と判定した場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３を停止させるために、第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を全てオフ信号とする。コントロールＩＣ９では、異常検出信号Ｓがハイ信号になった場合には異常と判定し、ロー信号の場合には正常と判定する。
【００６１】
図７を参照して、スイッチング電源装置５１の動作を説明する。スイッチング電源装置５１における動作は、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１における動作と比較すると、保護回路５７，５８において第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２を平均化して比較する点のみ異なるので、保護回路５７，５８における動作をスイッチング電源装置５１が正常な場合とスイッチング電源装置５１に異常が発生した場合について説明する。スイッチング電源装置５１における異常については第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合及び第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合について説明する。
【００６２】
スイッチング電源装置５１が正常な場合、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では電流Ｉ１、Ｉ２が正常に流れているので、第１電流検出電圧Ｖ１には正常なパルス電圧成分が表われ、第２電流検出電圧Ｖ２にも正常なパルス電圧成分が表われる。２つの平滑回路６０，６０では、第１平滑化電圧ＶＳ１、第２平滑化電圧ＶＳ２が同じ電圧となる。そのため、２つの差動増幅器４１，４１では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とに差がないので、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを平均化回路６１に出力する。したがって、平均化回路６１でも、差動増幅平均化電圧ＶＡＡとして０Ｖを比較器６２に出力する。その結果、比較器６２では、差動増幅平均化電圧ＶＡＡが異常検出基準電圧ＶＲより小さくなるので、異常検出信号Ｓとしてロー信号をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置５１において異常が発生していないと判断し、ピーク電流制御に応じた第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００６３】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３では第２電流Ｉ２が流れないので、第２電流検出電圧Ｖ２にもパルス電圧成分が表われない。そのため、第２保護回路５８の平滑回路６０では、第２平滑化電圧ＶＳ２が０Ｖとなる。したがって、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１より小さくなり、第１保護回路５７の差動増幅器４１では、（第１平滑化電圧ＶＳ１−第２平滑化電圧ＶＳ２）を増幅した第１差動増幅電圧ＶＡ１を平均化回路６１に出力する。一方、第２保護回路５８の差動増幅器４１では、第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを平均化回路６１に出力する。平均化回路６１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２とを平均化し、第１差動増幅電圧ＶＡ１の大きな電圧を反映した差動増幅平均化電圧ＶＡＡを比較器６２に出力する。この差動増幅平均化電圧ＶＡＡは異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、比較器６２では、異常検出信号Ｓとしてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置５１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００６４】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障した場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２では第１電流Ｉ１が流れないので、第１電流検出電圧Ｖ１にもパルス電圧成分が表われない。そのため、第１保護回路５７の平滑回路６０では、第１平滑化電圧ＶＳ１が０Ｖとなる。したがって、第1平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ１より小さくなり、第２保護回路５８の差動増幅器４１では、（第２平滑化電圧ＶＳ２−第１平滑化電圧ＶＳ１）を増幅した第２差動増幅電圧ＶＡ２を平均化回路６１に出力する。一方、第１保護回路５７の差動増幅器４１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを平均化回路６１に出力する。平均化回路６１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２とを平均化し、第２差動増幅電圧ＶＡ２の大きな電圧を反映した差動増幅平均化電圧ＶＡＡを比較器６２に出力する。この差動増幅平均化電圧ＶＡＡは異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、比較器６２では、異常検出信号Ｓとしてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置５１において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００６５】
スイッチング電源装置５１によれば、非常に簡単な構成により１つのコントロールＩＣ９で２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３をピーク電流制御することができるとともに、スイッチング電源装置５１における異常を検出することができる。また、スイッチング電源装置５１は、２つの保護回路５７，５８における平滑回路６０、差動増幅器４１、比較器６２等による簡単な構成によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の故障や過電流、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流アンバランス等の様々な異常を検出することができる。
【００６６】
図８を参照して、第３の実施の形態に係るスイッチング電源装置７１の構成について説明する。図８は、第３の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。なお、第３の実施の形態では、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置５１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
スイッチング電源装置７１は、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置５１と殆ど同じ構成であるが、２つの差動増幅器の非反転入力端子には第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２との平均化電圧を入力する構成である。スイッチング電源装置７１は、主な構成として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３、第１電流検出回路４、第２電流検出回路５、平均化回路６、第１保護回路７７、第２保護回路７８、コントロールＩＣ９を備えている。
【００６８】
２つの保護回路７７，７８は、基本的には、第２の実施の形態に係る保護回路５７，５８と同様の構成であるが、差動増幅器に入力させる電圧を変えている。２つの保護回路７７，７８は、同一の構成であり、平滑回路６０、平均化回路８７、差動増幅器８１、抵抗８４〜８６をそれぞれの回路に備え、平均化回路６１、比較器６２、判定基準電源６３が２つの回路で１つ備える。２つの保護回路７７，７８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３の過電流や故障、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３間の電流バランス異常等の様々な異常を検出するための保護回路である。なお、保護回路７７，７８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３のうちのどちらのＤＣ／ＤＣコンバータ回路で異常が発生しているかを検出することはできない。
【００６９】
平均化回路８７は、抵抗８７ａ，８７ｂを備えている。抵抗８７ａは、一端が第１保護回路７７の平滑回路６０の抵抗６０ａと抵抗６０ｂ及びコンデンサ６０ｃとの接続端に接続され、他端が抵抗８７ｂの他端に接続される。抵抗８７ｂは、一端が第２保護回路７８の平滑回路６０の抵抗６０ａと抵抗６０ｂ及びコンデンサ６０ｃとの接続端に接続される。抵抗８７ａと抵抗８７ｂとは、同じ抵抗値である。平均化回路８７では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とを平均化し、平滑化平均化電圧ＶＳＡを出力する。
【００７０】
第１保護回路７７の差動増幅器８１は、非反転入力端子が平均化回路８７の抵抗８７ａと抵抗８７ｂとの接続端に抵抗８４を介して接続され、反転入力端子が第１保護回路７７の平滑回路６０の抵抗６０ａと抵抗６０ｂ及びコンデンサ６０ｃとの接続端に抵抗８５を介して接続される。第２保護回路７８の差動増幅器８１は、非反転入力端子が平均化回路８７の抵抗８７ａと抵抗８７ｂとの接続端に抵抗８４を介して接続され、反転入力端子が第２保護回路７８の平滑回路６０の抵抗６０ａと抵抗６０ｂ及びコンデンサ６０ｃとの接続端に抵抗８５を介して接続される。さらに、差動増幅器８１は、出力端子が抵抗８６を介して反転入力端子に接続される。第１保護回路７７の差動増幅器８１では、平滑化平均化電圧ＶＳＡが第１平滑化電圧ＶＳ１より大きい場合には平滑化平均化電圧ＶＳＡから第１平滑化電圧ＶＳ１を減算した差分電圧値を増幅し、平滑化平均化電圧ＶＳＡが第１平滑化電圧ＶＳ１以下の場合には０Ｖとした第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する。第２保護回路７８の差動増幅器８１では、平滑化平均化電圧ＶＳＡが第２平滑化電圧ＶＳ２より大きい場合には平滑化平均化電圧ＶＳＡから第２平滑化電圧ＶＳ２を減算した差分電圧値を増幅し、平滑化平均化電圧ＶＳＡが第２平滑化電圧ＶＳ２以下の場合には０Ｖとした第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する。
【００７１】
図８を参照して、スイッチング電源装置７１の動作について説明する。スイッチング電源装置７１における動作は、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置５１における動作と比較すると、２つの保護回路７７，７８において差動増幅器８１，８１に入力させる電圧のみ異なるので、保護回路７７，７８における動作をスイッチング電源装置７１が正常な場合とスイッチング電源装置７１に異常が発生した場合について説明する。スイッチング電源装置７１における異常については第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合及び第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障した場合について説明する。
【００７２】
スイッチング電源装置７１が正常な場合、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２，３では電流Ｉ１、Ｉ２が正常に流れているので、第１電流検出電圧Ｖ１には正常なパルス電圧成分が表われ、第２電流検出電圧Ｖ２にも正常なパルス電圧成分が表われる。２つの平滑回路６０，６０では、第１平滑化電圧ＶＳ１、第２平滑化電圧ＶＳ２が同じ電圧となる。したがって、平均化回路８７では、平滑化平均化電圧ＶＳＡとして第１平滑化電圧ＶＳ１（第２平滑化電圧ＶＳ２）と同電圧を２つの差動増幅器８１，８１にそれぞれ出力する。そのため、２つの差動増幅器８１，８１では、平滑化平均化電圧ＶＳＡと第１平滑化電圧ＶＳ１又は第２平滑化電圧ＶＳ２とに差がないので、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを平均化回路６１に出力する。したがって、平均化回路６１でも、差動増幅平均化電圧ＶＡＡとして０Ｖを比較器６２に出力する。その結果、比較器６２では、差動増幅平均化電圧ＶＡＡが異常検出基準電圧ＶＲより小さくなるので、異常検出信号Ｓとしてロー信号（０Ｖ）をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置７１において異常が発生していないと判断し、ピーク電流制御に応じた第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００７３】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３が故障した場合、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３では第２電流Ｉ２が流れないので、第２電流検出電圧Ｖ２にもパルス電圧成分が表われない。そのため、第２保護回路７８の平滑回路６０では、第２平滑化電圧ＶＳ２が０Ｖとなる。一方、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２では第１電流Ｉ１が正常に流れているので、第１電流検出電圧Ｖ１には正常なパルス電圧成分が表われる。そのため、第１保護回路７７の平滑回路６０では、第１電流検出電圧Ｖ１に応じた第１平滑化電圧ＶＳ１を出力する。平均化回路８７では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とを平均化し、第１平滑化電圧ＶＳ１の半分程度の平滑化平均化電圧ＶＳＡを２つの差動増幅器８１，８１にそれぞれ出力する。そのため、第２平滑化電圧ＶＳ２（０Ｖ）が平滑化平均化電圧ＶＳＡより小さくなり、第２保護回路７８の差動増幅器８１では、（平滑化平均化電圧ＶＳＡ−第２平滑化電圧ＶＳ２）を増幅した第２差動増幅電圧ＶＡ２を平均化回路６１に出力する。一方、第１保護回路７７の差動増幅器８１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを平均化回路６１に出力する。平均化回路６１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２とを平均化し、第２差動増幅電圧ＶＡ２の大きな電圧を反映した差動増幅平均化電圧ＶＡＡを比較器６２に出力する。この差動増幅平均化電圧ＶＡＡは異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、比較器６２では、異常検出信号Ｓとしてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置７１では異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００７４】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２が故障した場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２では第１電流Ｉ１が流れないので、第１電流検出電圧Ｖ１にもパルス電圧成分が表われない。そのため、第１保護回路７７の平滑回路６０では、第１平滑化電圧ＶＳ１が０Ｖとなる。一方、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３では第２電流Ｉ２が正常に流れているので、第２電流検出電圧Ｖ２には正常なパルス電圧成分が表われる。そのため、第２保護回路５８の平滑回路６０では、第２電流検出電圧Ｖ２に応じた第２平滑化電圧ＶＳ２を出力する。平均化回路８７では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２とを平均化し、第２平滑化電圧ＶＳ２の半分程度の平滑化平均化電圧ＶＳＡを２つの差動増幅器８１，８１にそれぞれ出力する。そのため、第１平滑化電圧ＶＳ１（０Ｖ）が平滑化平均化電圧ＶＳＡより小さくなり、第１保護回路７７の差動増幅器８１では、（平滑化平均化電圧ＶＳＡ−第１平滑化電圧ＶＳ１）を増幅した第１差動増幅電圧ＶＡ１を平均化回路６１に出力する。一方、第２保護回路７８の差動増幅器８１では、第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを平均化回路６１に出力する。平均化回路６１では、第１差動増幅電圧ＶＡ１と第２差動増幅電圧ＶＡ２とを平均化し、第１差動増幅電圧ＶＡ１の大きな電圧を反映した差動増幅平均化電圧ＶＡＡを比較器６２に出力する。この差動増幅平均化電圧ＶＡＡは異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、比較器６２では、異常検出信号Ｓとしてハイ信号をコントロールＩＣ９に出力する。この場合、コントロールＩＣ９では、スイッチング電源装置７１では異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号Ｐ１及び第２ＰＷＭ信号Ｐ２を生成する。
【００７５】
スイッチング電源装置７１によれば、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置５１と同様の効果を有する。
【００７６】
図９を参照して、第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置の第１保護回路９０、第２保護回路９１、第３保護回路９２について説明する。図９は、第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置における保護回路の回路図である。図９には、保護回路における平滑回路は描かれていない。なお、第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置（図示せず）は、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１と同様のスイッチング電源装置であるが、スイッチング電源装置１より大電流を供給可能な電源回路である。そのため、このスイッチング電源装置は、スイッチング電源装置１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ回路２（３）が３つ並列接続されるスイッチング電源装置であり、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路（図示せず）の各出力電流を合わせた電流を出力する。そして、このスイッチング電源装置では、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路に対して電流検出回路がそれぞれ設けられ、３つの電流検出回路でそれぞれ検出した３つの電流（電圧）を平均化し、コントロールＩＣ（図示せず）でこの電流平均化電圧を用いてピーク電流制御を行う。さらに、このスイッチング電源装置では、３つの電流検出回路に対応して設けられた第１保護回路９０、第２保護回路９１及び第３保護回路９２でスイッチング電源装置における様々な異常を検知する。
【００７８】
３つの保護回路９０，９１，９２は、同一の構成であり、平滑回路（図示せず）、差動増幅器４１、比較器４２、判定基準電源４３、抵抗４４〜４７を備えている。第１保護回路９０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の過電流、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路間の電流バランス異常（第１電流が第２電流より大きい場合）等の様々な異常を検出するための保護回路である。第２保護回路９１は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の過電流、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路間の電流バランス異常（第２電流が第３電流より大きい場合）等の異常を検出するための保護回路である。第３保護回路９２は、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の過電流、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路間の電流バランス異常（第３電流が第１電流より大きい場合）等の様々な異常を検出するための保護回路である。
【００７９】
第１保護回路９０の差動増幅器４１は、非反転入力端子が第１保護回路９０の平滑回路出力端に抵抗４４を介して接続され、反転入力端子が第２保護回路９１の平滑回路の出力端に抵抗４５を介して接続される。第２保護回路９１の差動増幅器４１は、非反転入力端子が第２保護回路９１の平滑回路の出力端に抵抗４４を介して接続され、反転入力端子が第３保護回路９２の平滑回路の出力端に抵抗４５を介して接続される。第３保護回路９２の差動増幅器４１は、非反転入力端子が第３保護回路９２の平滑回路出力端に抵抗４４を介して接続され、反転入力端子が第１保護回路９０の平滑回路の出力端に抵抗４５を介して接続される。さらに、差動増幅器４１は、出力端子が抵抗４６を介して反転入力端子に接続される。第１保護回路９０の差動増幅器４１では、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２より大きい場合には第１平滑化電圧ＶＳ１から第２平滑化電圧ＶＳ２を減算した差分電圧値を増幅し、第１平滑化電圧ＶＳ１が第２平滑化電圧ＶＳ２以下の場合には０Ｖとした第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する。第２保護回路９１の差動増幅器４１では、第２平滑化電圧ＶＳ２が第３平滑化電圧ＶＳ３より大きい場合には第２平滑化電圧ＶＳ２から第３平滑化電圧ＶＳ３を減算した差分電圧値を増幅し、第２平滑化電圧ＶＳ２が第３平滑化電圧ＶＳ３以下の場合には０Ｖとした第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する。第３保護回路９２の差動増幅器４１では、第３平滑化電圧ＶＳ３が第１平滑化電圧ＶＳ１より大きい場合には第３平滑化電圧ＶＳ３から第１平滑化電圧ＶＳ１を減算した差分電圧値を増幅し、第３平滑化電圧ＶＳ３が第１平滑化電圧ＶＳ１以下の場合には０Ｖとした第３差動増幅電圧ＶＡ３を出力する。
【００８０】
図９を参照して、第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置の保護回路９０，９１，９２の動作について説明する。ここでは、保護回路９０，９１，９２における動作をスイッチング電源装置が正常な場合とスイッチング電源装置に異常が発生した場合について説明する。スイッチング電源装置における異常については第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合について説明する。
【００８１】
スイッチング電源装置が正常の場合、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路では電流が正常に各々流れているので、第１電流検出電圧には正常なパルス電圧成分が表われ、第２電流検出電圧にも正常なパルス電圧成分が表われ、第３電流検出電圧には正常なパルス電圧成分が表われている。３つの平滑回路は、第１平滑化電圧ＶＳ１、第２平滑化電圧ＶＳ２、第３平滑化電圧ＶＳ３が同じ電圧となる。そのため、３つの差動増幅器４１，４１，４１では、第１平滑化電圧ＶＳ１と第２平滑化電圧ＶＳ２、第２平滑化電圧ＶＳ３と第３平滑化電圧ＶＳ３、第３平滑化電圧ＶＳ３と第１平滑化電圧ＶＳ１とに差がないので、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２、第３差動増幅電圧ＶＡ３として０Ｖを比較器４２，４２，４２に出力する。その結果、３つの比較器４２，４２，４２では、第１差動増幅電圧ＶＡ１、第２差動増幅電圧ＶＡ２、第３差動増幅電圧ＶＡ３が異常検出基準電圧ＶＲより小さくなるので、第１異常検出信号Ｓ１、第２異常検出信号Ｓ２、第３異常検出信号Ｓ３としてロー信号（０Ｖ）をコントロールＩＣに出力する。この場合、コントロールＩＣでは、スイッチング電源装置において異常が発生していないと判断し、ピーク電流制御に応じた第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００８２】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路では第２電流が流れないので、第２電流検出電圧にもパルス電圧成分が表れない。そのため、第２保護回路９１の平滑回路４０では、第２平滑化電圧ＶＳ２が０Ｖとなる。したがって、第２平滑化電圧ＶＳ２が第１平滑化電圧ＶＳ１より小さくなり、第１保護回路９０の差動増幅器４１では、（第１平滑化電圧ＶＳ１−第２平滑化電圧ＶＳ２）を増幅した第１差動増幅電圧ＶＡ１を出力する。この第１差動増幅電圧ＶＡ１は異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第１保護回路９０の比較器４２では、第１異常検出信号Ｓ１としてハイ信号をコントロールＩＣに出力する。ちなみに、第２保護回路９１の差動増幅器４１では第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを出力しており、第２保護回路９１の比較器４２では第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。また、第３保護回路９２の差動増幅器４１では第３差動増幅電圧ＶＡ３として０Ｖを出力しており、第３保護回路９２の比較器４２では第３異常検出信号Ｓ３としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。この場合、コントロールＩＣでは、スイッチング電源装置において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００８３】
第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路では第３電流が流れないので、第３電流検出電圧にもパルス電圧成分が表れない。そのため、第３保護回路９２の平滑回路４０では、第３平滑化電圧ＶＳ３が０Ｖとなる。したがって、第３平滑化電圧ＶＳ３が第２平滑化電圧ＶＳ２より小さくなり、第２保護回路９１の差動増幅器４１では、（第２平滑化電圧ＶＳ２−第３平滑化電圧ＶＳ３）を増幅した第２差動増幅電圧ＶＡ２を出力する。この第２差動増幅電圧ＶＡ２は異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第２保護回路９１の比較器４２では、第２異常検出信号Ｓ２としてハイ信号をコントロールＩＣに出力する。ちなみに、第１保護回路９０の差動増幅器４１では第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを出力しており、第１保護回路９０の比較器４２では第１異常検出信号Ｓ１としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。また、第３保護回路９２の差動増幅器４１では第３差動増幅電圧ＶＡ３として０Ｖを出力しており、第３保護回路９２の比較器４２では第３異常検出信号Ｓ３としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。この場合、コントロールＩＣでは、スイッチング電源装置において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００８４】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路では第１電流が流れないので、第１電流検出電圧にもパルス電圧成分が表われな。そのため、第１保護回路９０の平滑回路４０では、第１平滑化電圧ＶＳ１が０Ｖとなる。したがって、第１平滑化電圧ＶＳ１が第３平滑化電圧ＶＳ３より小さくなり、第３保護回路９２の差動増幅器４１では、（第３平滑化電圧ＶＳ３−第１平滑化電圧ＶＳ１）を増幅した第３差動増幅電圧ＶＡ３を出力する。この第３差動増幅電圧ＶＡ３は異常検出基準電圧ＶＲより大きくなるので、第３保護回路９２の比較器４２では、第３異常検出信号Ｓ３としてハイ信号をコントロールＩＣに出力する。ちなみに、第１保護回路９０の差動増幅器４１では第１差動増幅電圧ＶＡ１として０Ｖを出力しており、第１保護回路９０の比較器４２では第１異常検出信号Ｓ１としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。また、第２保護回路９１の差動増幅器４１では第２差動増幅電圧ＶＡ２として０Ｖを出力しており、第２保護回路９１の比較器４２では第２異常検出信号Ｓ２としてロー信号をコントロールＩＣに出力している。この場合、コントロールＩＣでは、スイッチング電源装置において異常が発生したと判断し、全てオフ信号からなる第１ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００８５】
この第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置によれば、非常に簡単な構成により１つのコントロールＩＣで３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路をピーク電流制御することができるとともに、スイッチング電源装置における異常を検出することができる。また、このスイッチング電源装置は、３つの保護回路９０，９１，９２における平滑回路、差動増幅器４１、比較器４２等による簡単な構成によって、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障や過電流、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路間の電流アンバランス等の様々な異常を検出することができる。さらに、このスイッチング電源装置では、コントロールＩＣは１つであるが、３つの保護回路９０，９１，９２を各ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に対応させて設けることによって、３つのうちの１つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路の故障や過電流を検出することができる。
【００８６】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００８７】
例えば、本実施の形態では２つ又は３つのＤＣ／ＤＣコンバータ回路を並列接続するスイッチング電源回路に適用としたが、４つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を並列接続するスイッチング電源回路に適用してもよい。
【００８８】
また、本実施の形態ではブリッジ回路としてフルブリッジ回路を適用したが、ハーフブリッジ回路、プッシュプル回路等の他のブリッジ回路を適用してもよい。また、本実施の形態ではブリッジ回路を備えるスイッチング電源装置に適用したが、ブリッジ回路を備えないスイッチング電源装置に適用してもよい。
【００８９】
また、本実施の形態では電流検出回路で検出した電流（電圧値）の和に基づく値を生成する回路として平均化回路を構成したが、積算を行う等の別の回路を構成してもよいし、あるいは、コントロールＩＣに電流検出回路で検出した電流（電圧値）を直接取り込んで、コントロールＩＣで平均化や積算する構成としてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態では制御手段をアナログ回路（コントロールＩＣ）で構成したが、デジタル回路で構成してもよい。また、本実施の形態では保護回路における比較器等をアナログ回路で構成したが、マイコン等を用いてデジタル回路で構成してもよい。
【００９１】
また、本実施の形態では駆動信号としてＰＷＭ信号を適用したが、位相シフトを用いたＰＷＭ信号等の他の変調方式の信号を適用してもよい。
【００９２】
また、本実施の形態では異常を検出した場合には両方のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を停止させる構成としたが、異常が発生した側のＤＣ／ＤＣコンバータ回路を停止させる構成でもよいし、あるいは、異常を示す警告信号や表示を行う構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図３】図２の差動増幅器の入出力特性である。
【図４】図１のスイッチング電源装置におけるピーク電流制御の説明図であり、（ａ）がコントロールＩＣで比較される電流平均化電圧と制御信号であり、（ｂ）がコントロールＩＣで生成した第１ＰＷＭ信号であり、（ｃ）がコントロールＩＣで生成した第２ＰＷＭ信号である。
【図５】図１のスイッチング電源装置においてＤＣ／ＤＣコンバータ回路が故障した場合のタイミングチャートであり、（ａ）が第１電流検出回路で検出した第１電流検出電圧であり、（ｂ）が第２電流検出回路で検出した第２電流検出電圧であり、（ｃ）が第１保護回路における第１平滑化電圧であり、（ｄ）が第２保護回路における第２平滑化電圧であり、（ｅ）が第１保護回路における第１差動増幅電圧であり、（ｆ）が第２保護回路における第２差動増幅電圧であり、（ｇ）が第１保護回路における第１異常検出信号であり、（ｈ）が第２保護回路における第２異常検出信号である。
【図６】第１電流検出電圧と第２電流検出電圧におけるパルス電圧成分の様々なパターンに対する各電圧及び各信号の変化を示しており、（ａ）が第１電流検出回路で検出した第１電流検出電圧であり、（ｂ）が第２電流検出回路で検出した第２電流検出電圧であり、（ｃ）が第１保護回路における第１平滑化電圧であり、（ｄ）が第２保護回路における第２平滑化電圧であり、（ｅ）が第１保護回路における第１差動増幅電圧であり、（ｆ）が第２保護回路における第２差動増幅電圧であり、（ｇ）が第１保護回路における第１異常検出信号であり、（ｈ）が第２保護回路における第２異常検出信号である。
【図７】第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図８】第３の実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成図である。
【図９】第４の実施の形態に係るスイッチング電源装置における保護回路の回路図である。
【符号の説明】
【００９４】
１，５１，７１…スイッチング電源装置、１ａ…第１基板、１ｂ…第２基板、１ｃ…ケーブル、２…第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、３…第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、４…第１電流検出回路、５…第２電流検出回路、６…平均化回路、７，５７，７７…第１保護回路、８，５８，７８…第２保護回路、９…コントロールＩＣ、１０…フルブリッジ回路、１０ａ…第１ＦＥＴ、１０ｂ…第２ＦＥＴ、１０ｃ…第３ＦＥＴ、１０ｄ…第４ＦＥＴ、１１…トランス、１１ａ…一次巻線、１１ｂ…第１巻線、１１ｃ…第２巻線、１２，１３…ダイオード、１４…平滑回路、１４ａ…インダクタ、１４ｂ…コンデンサ、１５…電源、２０…トランス、２０ａ…一次巻線、２０ｂ…二次巻線、２１…ダイオード、２２…抵抗、３０，３１…抵抗、４０，６０…平滑回路、４０ａ，４０ｂ，６０ａ，６０ｂ…抵抗、４０ｃ，６０ｃ…コンデンサ、４１，８１…差動増幅器、４２，６２…比較器、４３，６３…判定基準電源、４４〜４７…抵抗、６１…平均化回路、６１ａ，６１ｂ…抵抗、８４〜８６…抵抗、８７…平均化回路、８７ａ，８７ｂ…抵抗、９０…第１保護回路、９１…第２保護回路、９２…第３保護回路
【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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