(57)【要約】      （修正有）【課題】回路のオープンまたは短絡を検出し、制御部に通知し動作を停止し、安全性を確保できる昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。【解決手段】負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路１０６と、制御回路１０７と、ディテクタ１０８と、故障検出回路１０９から構成される。リミット検出回路１０６がリミットを検出し、ディテクタ１０８がフィードバックのＧＮＤレベルを検出すると、出力ラインがオープンか短絡しているので、故障検出回路１０９が制御部に通知し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを停止する。リミット検出回路１０６がリミット検出し、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出していない時は、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出した時は、フィードバックラインがオープンなので、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する。【選択図】図１
2005117873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置であって、
前記電源装置は、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータと、
電池パックのエネルギーを蓄えるチョークコイルと、
電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を行いかつ出力ラインの保護用であるＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、
電流制御用の抵抗と、を有し、
前記電源装置は、前記バックライトと前記抵抗との間から前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータへのフィードバックの電圧を生成し、前記バックライトの駆動を定電流で制御し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動用の駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、
ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路と、
負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路と、
電荷の引き込み用の引き込み制御回路と、
前記フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタと、
前記リミット検出回路からのリミット信号および前記ディテクタからの検出信号を受けて故障検出信号を制御部に送る故障検出回路と、
前記フィードバックの電圧を参照し、電圧または電流が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックするコンパレータと、を有し、
前記引き込み制御回路と、前記ディテクタと、前記コンパレータとは前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータのフィードバックラインに配置され、
前記引き込み制御回路は電流制限抵抗と制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴとを有し構成され、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、前記チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、前記駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させ、前記リミット検出回路がリミットを検出しない場合、前記コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われ、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記リミット検出回路がリミットを検出しかつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記リミット検出回路がリミットを検出したが前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、前記フィードバックラインがオープンしたと判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記リミット検出回路がリミットを検出したが前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断し、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置。
【請求項２】
前記電源装置は、さらに２個の抵抗を有し、出力電圧を前記２個の抵抗により分圧し、前記フィードバックの電圧を生成し、前記コンパレータが前記フィードバック電圧を参照し、電圧が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし前記ＬＣＤのバックライトの駆動を定電圧で行うことを特徴とする請求項１記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置。
【請求項３】
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、前記チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、前記駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させ、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、前記リミット検出回路がリミットを検出しない場合、前記コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流または電圧が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われ、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した場合、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、フィードバックラインがオープンしたと判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断し、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、前記リミット検出回路のリミットを下げ、前記リミット検出回路がリミットを検出した時に、通常の故障と判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置。
【請求項４】
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、通常の故障と判断し、前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする請求項３に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置。
【請求項５】
前記故障検出回路は、前記故障信号を前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御回路に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを停止することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置。
【請求項６】
ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法であって、
前記電源装置は、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータと、
電池パックのエネルギーを蓄えるチョークコイルと、
電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を行いかつ出力ラインの保護用であるＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、
電流制御用の抵抗と、を有し、
前記電源装置は、前記バックライトと前記抵抗との間から前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータへのフィードバックの電圧を生成し、前記バックライトの駆動を定電流で制御し、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動用の駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、
ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路と、
負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路と、
電荷の引き込み用の引き込み制御回路と、
前記フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタと、
前記リミット検出回路からのリミット信号および前記ディテクタからの検出信号を受けて故障検出信号を制御部に送る故障検出回路と、
前記フィードバックの電圧を参照し、電圧または電流が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックするコンパレータと、を有し、
前記引き込み制御回路と、前記ディテクタと、前記コンパレータとは前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータのフィードバックラインに配置され、
前記引き込み制御回路は電流制限抵抗と制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴとを有し構成され、
前記故障検出制御方法は、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
電圧を昇圧するために、前記チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、前記駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させる工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出する工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出しない場合、前記コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われる工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記リミット検出回路がリミットを検出しかつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、
出力ラインがオープンまたは短絡したと判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送る工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記リミット検出回路がリミットを検出したが前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、
前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出とした時に、
前記フィードバックラインがオープンしたと判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送る工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記リミット検出回路がリミットを検出したが前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、
前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、
高負荷と判断する工程と、
前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とを有することを特徴とする昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法。
【請求項７】
前記電源装置は、さらに２個の抵抗を有し、出力電圧を前記２個の抵抗により分圧し、前記フィードバックの電圧を生成し、前記コンパレータが前記フィードバック電圧を参照し、電圧が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし前記ＬＣＤのバックライトの駆動を定電圧で行うことを特徴とする請求項６記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法。
【請求項８】
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、前記チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、前記駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させる工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、
前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出しない場合、前記コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流または電圧が一定になるように前記ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われる工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した場合、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送り、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、フィードバックラインがオープンしたと判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送る工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出し、かつ前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、前記引き込み制御回路の前記制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、前記リミット検出回路のリミットを下げる工程と、
前記リミット検出回路がリミットを検出した時に、通常の故障と判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送る工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とを有することを特徴とする請求項７または８に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法。
【請求項９】
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、
前記ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、通常の故障と判断する工程と、
前記故障検出回路が故障検出信号を前記制御部に送る工程と、
前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法。
【請求項１０】
前記故障検出回路が故障検出信号を前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御回路に送る工程をさらに有し、前記昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを停止することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
携帯電話機などの携帯型通信機器に使用される昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置および故障検出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、携帯電話機などの携帯型通信機器において、高性能化および、多機能化が進み、電力消費量も増大の一途をたどっている。また、そのため、機器で使用するＬＣＤ画面も大きくなってきている。ＬＣＤ画面が大きくなることにより、ユーザにバックライトによる画面を鮮明に見せるために、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置において駆動電圧を高くし、動作電流を多く流さなければならないという問題がある。
【０００３】
携帯電話機などの携帯型通信機器において、ＬＣＤのバックライトには、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータなどを用いて１０Ｖ以上の高電圧を発生させて、駆動させるタイプのものが普及してきている。
【０００４】
ＬＣＤのバックライトの駆動電圧を高く設定することにより、オープンもしくは短絡などの故障時に高電圧になったり、大電流が流れたりする恐れがある。従って、短絡故障や、オープン故障などの故障モードに対する措置が必要となってきている。また、この高電圧をモニタするには、耐圧が高い部品が必要となり、コストが高くなる問題がある。
【０００５】
従来の技術として、回路の短絡時の保護回路として、以下の特許文献がある。
【特許文献１】特開平７−１９４１００号公報
【特許文献２】特開平９−２１５３１７号公報
【０００６】
特許文献１では、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの出力スイッチ装置が開示されている。この装置においては、負荷短絡から回路を保護するために、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ手段と負荷との間に出力をオン／オフするスイッチング制御手段を備え、負荷が短絡したとき、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ手段の動作が停止したことを検出してスイッチング制御手段をオフして、回路全体の短絡に対する保護をしている。
【０００７】
また、特許文献２では、チョッパ回路の出力短絡時、チョッパ回路の動作を瞬時に停止させることができる短絡保護回路が開示されている。第二の抵抗と第一のダイオードとの接続点における電圧が、チョッパ回路の電源電圧として供給され、チョッパ回路の出力端において出力短絡が発生すると、接続点における電圧が、第一のダイオードおよび第三の抵抗を介して０Ｖに引き込まれ、チョッパ回路の動作を瞬時に停止するとしている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１および２においては、短絡時の保護を目的とし、オープン時の保護については、記述されていない。
【０００９】
次に、他の従来例を説明する。図１１は、従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。この電源装置は、ＬＣＤのバックライト用の電源装置である。
【００１０】
図１１に示すように、従来の電源装置は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、電池パック２、チョークコイル３、整流ダイオード４、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５、コンデンサ６、電流制限抵抗８とを有し構成されている。図１１において、ＬＥＤ７は、ＬＣＤ用のバックライトであり、ＬＥＤ７の電源を生成するのが昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１であり、ＰＷＭタイプもしくはＶＦＭタイプのものである。
【００１１】
電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御および出力ラインが短絡したときの保護用にＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５が使われ、リップル除去用にコンデンサ６が使われる。電流制限抵抗８は電流制御用である。
【００１２】
また、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の駆動用のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１、それを駆動させるためのロジック回路１０２と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力のＯＮ／ＯＦＦ制御回路１０３と、ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路１０４と、発振回路１０５と、負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路１０６と、基準電源１１０と、コンパレータ１１１とを有し構成されている。
【００１３】
図１２は、従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の動作を示すフローチャートである。図１２を参照し、従来の電源装置の動作を説明する。
【００１４】
従来の電源装置の通常動作においては、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の動作がＯＮすると（ステップＢ１）、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮし（ステップＢ２）、ＰＷＭもしくはＶＦＭの動作が始まる（ステップＢ３）。リミット検出回路１０６がＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１の動作を見ながら、保護機能が働かなければ（ステップＢ４のＮｏ）、コンパレータ１１１が、フィードバック電圧を参照しながら電流もしくは電圧が一定になるようにフィードバックし（ステップＢ５）、ＰＷＭ／ＶＦＭ動作を継続する（ステップＢ３）。
【００１５】
図１３は、従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の動作時の波形を示すタイミングチャートである。通常動作時においては、図１３の（ａ）に示すタイミング波形となる。
【００１６】
また、図１２において、ＰＷＭ／ＶＦＭ動作中に（ステップＢ３）、過大負荷によりフィードバックの電圧が降下し、もしくは故障によりフィードバック電圧が降下し、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１に過大電流が流れるのを防ぐために、リミット検出回路１０６が動作した場合（ステップＢ４のＹｅｓ）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、動作を完全に停止しラッチ状態になる（ステップＢ６）、すなわち、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５がＯＦＦになる。もしくは、一定時間昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を停止する、すなわち、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５がＯＦＦになる（ステップＢ７）。その後昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を再起動するためにステップＢ１に戻る。
【００１７】
図１３の（ｂ）に、故障動作時のタイミング波形を示し、出力ラインが短絡した場合と、出力ラインがオープンになった場合の両方の波形を示している。このとき、フィードバックの電圧が上がらないため、その電圧を上げるために、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１の引き込み電流を多くして出力電圧を昇圧しようとするが、リミット検出回路１０６が動作してしまうため、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１がＯＦＦしている。このとき、短絡であれば電圧は上がらないが、短絡の大電流による発熱によって周辺部品の破壊の可能性がある、オープンであれば、負荷が無いために、電圧が上がり続け、外付け部品の定格を超えてしまう恐れがある。
【００１８】
実際動作として、リミット検出されてから、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１が停止するまでには、オーバシュートを許容するために、少しの遅延があるため、その間に電圧が上昇する可能性がある。また、故障による昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の停止の場合、再びＯＮするときは、同じ様にリミット検出回路１０６が動作するために、外付け部品に対してのストレスが考えられる。
【００１９】
図１４は、従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合の波形を示すタイミングチャートである。このフィードバックラインとは、電流制限抵抗８の上からコンパレータ１１１へのラインである。図１４に示すように、フィードバックラインが不定になるため、出力電圧も不定になる。また、偶然、フィードバック電圧が低くなり、リミットが検出された場合、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は停止する。この場合、故障によるリミット検出か、高負荷によるリミット検出かは、判断できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＬＣＤバックライトに故障が生じた場合や回路の接続において故障が生じた場合、その故障を検出し、ＣＰＵなどの制御ブロックに知らせるとともに動作を停止し、高電圧による周辺部品の破壊、もしくは短絡による大電流での発熱が生じないよう制御し、安全性を確保することのできる昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置および故障検出制御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】
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置であって、電源装置は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータと、電池パックのエネルギーを蓄えるチョークコイルと、電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を行いかつ出力ラインの保護用であるＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、電流制御用の抵抗と、を有し、電源装置は、バックライトと抵抗との間から昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータへのフィードバックの電圧を生成し、バックライトの駆動を定電流で制御し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動用の駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路と、負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路と、電荷の引き込み用の引き込み制御回路と、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタと、リミット検出回路からのリミット信号およびディテクタからの検出信号を受けて故障検出信号を制御部に送る故障検出回路と、フィードバックの電圧を参照し、電圧または電流が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックするコンパレータと、を有し、引き込み制御回路と、ディテクタと、コンパレータとは昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータのフィードバックラインに配置され、引き込み制御回路は電流制限抵抗と制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴとを有し構成され、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させ、リミット検出回路がリミットを検出しない場合、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われ、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出しかつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出したがディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、フィードバックラインがオープンしたと判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出したがディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断し、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、電源装置は、さらに２個の抵抗を有し、出力電圧を２個の抵抗により分圧し、フィードバックの電圧を生成し、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電圧が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックしＬＣＤのバックライトの駆動を定電圧で行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させ、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、リミット検出回路がリミットを検出しない場合、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流または電圧が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われ、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した場合、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、フィードバックラインがオープンしたと判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、リミット検出回路のリミットを下げ、リミット検出回路がリミットを検出した時に、通常の故障と判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の発明において、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、通常の故障と判断し、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止することを特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、故障検出回路は、故障信号をＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御回路に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを停止することを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明は、ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における故障検出制御方法であって、電源装置は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータと、電池パックのエネルギーを蓄えるチョークコイルと、電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を行いかつ出力ラインの保護用であるＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、電流制御用の抵抗と、を有し、電源装置は、バックライトと抵抗との間から昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータへのフィードバックの電圧を生成し、バックライトの駆動を定電流で制御し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動用の駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴと、ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路と、負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路と、電荷の引き込み用の引き込み制御回路と、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタと、リミット検出回路からのリミット信号およびディテクタからの検出信号を受けて故障検出信号を制御部に送る故障検出回路と、フィードバックの電圧を参照し、電圧または電流が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックするコンパレータと、を有し、引き込み制御回路と、ディテクタと、コンパレータとは昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータのフィードバックラインに配置され、引き込み制御回路は電流制限抵抗と制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴとを有し構成され、故障検出制御方法は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、電圧を昇圧するために、チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させる工程と、リミット検出回路がリミットを検出する工程と、リミット検出回路がリミットを検出しない場合、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われる工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出しかつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送る工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出したがディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出とした時に、フィードバックラインがオープンしたと判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送る工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、リミット検出回路がリミットを検出したがディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出する工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断する工程と、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、電源装置は、さらに２個の抵抗を有し、出力電圧を２個の抵抗により分圧し、フィードバックの電圧を生成し、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電圧が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックしＬＣＤのバックライトの駆動を定電圧で行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がると、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし、電圧を昇圧するために、チョークコイルに蓄えられたエネルギーを入力電源にのせるため、駆動用Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＰＷＭまたはＶＦＭ動作させる工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、リミット検出回路がリミットを検出しない場合、コンパレータがフィードバック電圧を参照し、電流または電圧が一定になるようにＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路にフィードバックし、通常動作が行われる工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した場合、出力ラインがオープンまたは短絡したと判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、フィードバックラインがオープンしたと判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送る工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする工程と、リミット検出回路がリミットを検出し、かつディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった場合、引き込み制御回路の制御Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする工程と、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出しなかった時に、高負荷と判断する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、リミット検出回路のリミットを下げる工程と、リミット検出回路がリミットを検出した時に、通常の故障と判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送る工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載の発明において、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの通常動作中に、ディテクタがフィードバックの電圧のＧＮＤレベルを検出した時に、通常の故障と判断する工程と、故障検出回路が故障検出信号を制御部に送る工程と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止する工程とをさらに有することを特徴とする。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、請求項６から９のいずれか１項に記載の発明において、故障検出回路が故障検出信号をＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御回路に送る工程をさらに有し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置において、出力電圧のフィードバックラインに、電荷の引き込み用の引き込み制御回路と、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタとを備え、さらに、故障を検出しその故障を制御部に送る故障検出回路を備えたことにより、電源装置内で故障が発生したことを検出し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの制御を行い、高電圧による周辺部品の破壊、もしくは短絡による大電流での発熱が生じないよう制御し、安全性を確保した昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図面を参照し、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態において、従来例と同様の機能を有する構成部分は、同じ符号を付けて説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第一実施形態における定電流制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。この電源装置は、ＬＣＤのバックライト用の電源装置である。
【００３４】
まず、本発明の第一実施形態における定電流制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置について図面を参照して説明する。
【００３５】
図１に示すように、本発明の定電流制御の場合の電源装置は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１、電池パック２、チョークコイル３、整流ダイオード４、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５、コンデンサ６、電流制限抵抗８とを有し構成されている。図１において、ＬＥＤ７は、ＬＣＤ用のバックライトであり、ＬＥＤ７の電源を生成するのが昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１であり、ＰＷＭタイプもしくはＶＦＭタイプのものである。
【００３６】
電源電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御および出力ラインが短絡したときの保護用にＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５が使われ、リップル除去用にコンデンサ６が使われる。電流制限抵抗８は電流制御用である。
【００３７】
また、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の駆動用のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１、それを駆動させるためのロジック回路１０２と、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの出力のＯＮ／ＯＦＦ制御回路１０３と、ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路１０４と、発振回路１０５と、負荷が過大になったときの保護機能を有するリミット検出回路１０６と、電荷の引き込み用の引き込み制御回路１０７と、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタ１０８と、リミット検出回路１０６およびディテクタ１０８で検出した信号を基に故障を制御部（図示せず）に送る故障検出回路１０９と、基準電源１１０とコンパレータ１１１とを有し構成されている。
【００３８】
駆動用のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１には、高電圧がかかるので、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の内部ではなく、外部に外付けでもかまわない。また、引き込み制御回路１０７は、この場合、電流の制限抵抗と、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴとで構成されている。
【００３９】
図１に示すように、本発明の第一実施形態の電源装置は、図１１に示した従来の電源装置と比較し、電荷の引き込み用の引き込み制御回路１０７と、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになっていないかを検出するためのディテクタ１０８と、故障を検出し制御部（図示せず）に送る故障検出回路１０９と、が新たに追加されている。
【００４０】
図２は、本発明の第一実施形態における定電圧制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。図２においては、ＬＥＤ７の駆動を定電圧制御で行っているため、図１の定電流制御の場合と比較し、図２に示すように、抵抗９と抵抗１０が追加されている。出力電圧を抵抗９と抵抗１０で分圧することによって、フィードバックの電圧を生成している。
【００４１】
昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の内部の構成は、図１に示す定電流制御の場合と同じである。図２に示す定電圧制御の場合、故障モードにおいて出力ラインが短絡した場合に関しては、定電流制御と同じ動作をする。ただ、ＬＥＤ７へのラインと、ＬＥＤ７と電流制限抵抗８間でのオープンもしくは、電流制限抵抗８とＧＮＤ間でのオープンに関しては、ＬＥＤ７が点灯しないだけで、他の部品に対して、まったく影響がない。
【００４２】
そのため、定電圧制御の場合、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１に関しては、外付けの部品が破壊または発熱に至ると考えられる抵抗分圧のラインがオープンになった場合、もしくはフィードバックラインがオープンになった場合のみを考える。
【００４３】
本発明の第一実施形態で追加したディテクタ１０８は、出力ラインのどこかが、オープンもしくは、ＧＮＤに短絡している場合に、フィードバックラインがＧＮＤレベルに達するために、その電位を検出することによって、故障を検出し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止するなどの制御を行う。また故障検出信号を故障検出回路１０９を介して出力することによって、制御部（ＣＰＵ）（図示せず）などの電源装置の制御ブロックに通知することができる。
【００４４】
また、引き込み制御回路１０７は、フィードバックラインがオープンになった場合、フィードバックラインが不定になるために内部のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮすることによってフィードバックの電位を確認し、ＧＮＤレベルであれば、ディテクタ１０８が検出し、故障であることが検出される。そのためには、引き込み制御回路１０７のプルダウン抵抗値に関しては電流制限抵抗８に比べて大きな値が必要となる。
【００４５】
次に、本発明の第一実施形態における動作を説明する。すなわち、各故障モードにおける故障検出、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の制御に関して説明する。
【００４６】
ここで、故障モードとして考えられる出力ラインのオープンおよび短絡と、フィードバックラインのオープンの２通りについて考える。図３は、図１に示した定電流制御の電源装置の回路がオープンになった場合を示す故障図である。図４は、図１に示した定電流制御の電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合を示す故障図である。図３および４において、×の箇所がオープンになったことを示している。
【００４７】
図３に示す電流制限抵抗８の上の部分がオープンになった場合に関しては、電流が流れないため明らかに故障していることがわかることと、フィードバック端子には出力電圧に対し、ＬＥＤの個数分だけのＶｆが降下した電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆに等しくなるようにフィードバックされるだけなので、他の部品の破壊や発熱が無いため考えないものとする。またこの部分に関しては、コネクタや、半田ボール落ちの可能性がもっとも少ないことから、もっともオープン故障が考えにくいと思われる。
【００４８】
図３に示した電流制限抵抗８の上の部分を除く箇所のいずれかがオープンになった場合の動作および、図４に示したフィードバックラインがオープンになった場合をフローチャートに従って説明する。
【００４９】
図５は、図１に示す本発明の第一実施形態の電源装置の動作を示すフローチャートである。図５において、図３および図４に示した通常時の動作および故障時の動作を示している。図５を参照し、本発明の第一実施形態における定電流制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の動作を説明する。
【００５０】
まず、通常時の動作を説明する。昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１が立ち上がると、すなわち、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作がＯＮになると（ステップＡ１）、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５をＯＮし（ステップＡ２）、電圧を昇圧するため、チョークコイル３に蓄えられたエネルギーを入力電源に乗せるためにＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１をＰＷＭ／ＶＦＭ動作させ、ＰＷＭ／ＶＦＭの動作が始まる（ステップＡ３）。Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５のＯＮにより、ＬＥＤ７のアノード側に電圧が印加される。通常の動作の場合、出力電圧がＬＥＤ７の個数のＶｆ分以上に達すると、電流が流れ始め、ＬＥＤ７が点灯する。
【００５１】
定電流制御の場合、電流制限抵抗８にかかる電圧をフィードバックして一定に保つようにして、定電流制御を行っている。すなわち、リミット検出回路１０６がＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１の動作を見ながら、保護機能が働かなければ（ステップＡ４のＮｏ）、コンパレータ１１１がフィードバック電圧を参照し、電圧／電流が一定になるようにフィードバックし（ステップＡ５）、ステップＡ３に戻り、ＰＷＭ／ＶＦＭ動作を続ける。
【００５２】
図６は、本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における通常動作時の波形を示すタイミングチャートである。図６に示すように、フィードバック側の電圧が上がると、ディテクタ１０８が解除された状態になる。
【００５３】
次に、出力ラインがオープンになった場合の動作を説明する。図３に示した電流制限抵抗８の上の部分を除く箇所のいずれかがオープンになった場合について考えると、フィードバック電圧は、電流制限抵抗８がプルダウン抵抗となるために、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１がＯＮしていたとしても、フィードバックの電圧はＧＮＤレベルになってしまう。そのため、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、フィードバック電圧を基準電圧になるように上げようとするために、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１の引き込み電流を多くするように動作する。その結果、出力電圧が上昇しＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５や、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１を破壊する可能性がある。
【００５４】
このとき、リミット検出回路１０６がリミットを検出すると（ステップＡ４のＹｅｓ）、フィードバックの電圧をモニタしているディテクタ１０８の状態を確認することによって、その電圧がＧＮＤレベルであれば、故障を検出したことになり（ステップＡ６のＹｅｓ）、故障検出回路１０９を介して故障検出信号をＣＰＵ（図示せず）や制御部（図示せず）に出力し（ステップＡ９）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する（ステップＡ１０）。このことによって昇圧された出力電圧の上昇を抑え、周辺部品の破壊を防ぐことができる。
【００５５】
また、図３で示した電流制限抵抗８の上の部分を除く箇所がオープンではなく、短絡した場合に関しても、フィードバックの電圧がＧＮＤレベルになるために、上記のオープン時の動作と同じになり、出力ラインへの大電流を抑えることができる。
【００５６】
図７は、本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の出力ラインがオープンまたは短絡の場合の波形を示すタイミングチャートである。すなわち、図７は、図３に示した電流制限抵抗８の上の部分を除く箇所がオープンもしくは短絡した場合を示している。
【００５７】
図８は、本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置のフィードバックラインがオープンの場合の波形を示すタイミングチャートである。すなわち、図８は、図４に示した箇所がオープンした場合を示している。このとき、フィードバック電圧が不定になる。フィードバック電圧が、高くなれば、その電圧を下げる方向に動作するために、出力電圧は低くなり、ＬＣＤ７は暗くなる方向になるが、周辺部品の破壊といったことは無くなる。しかし、フィードバック電圧が低ければ、出力電圧を高くするためにＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ１０１に流し込む電流を増加させる方向になり、出力電圧は高くなっていく。
【００５８】
図５を参照し、フィードバックラインがオープンになった場合の動作を説明する。このとき、リミット検出回路１０６によってリミット検出（ステップＡ４のＹｅｓ）されたとしても、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出していない（ステップＡ６のＮｏ）ことから、一度、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする（ステップＡ７）。これにより、強制的に、フィードバックラインをプルダウンさせる。このとき、フィードバックラインがオープンであれば、電荷がすべてＧＮＤに引き込まれるために、ラインの電圧レベルはＧＮＤになる。そのとき、ディテクタ１０８においてはＧＮＤレベルの検出がなされ（ステップＡ８のＹｅｓ）、オープン検出されたことがわかる。そのことにより、故障検出信号を出力し（ステップＡ９）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止させる（ステップＡ１０）。
【００５９】
また、故障ではなく、高負荷の場合などによって、リミットが検出された場合、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮにしても、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出しない（ステップＡ８のＮｏ）。この場合、一度、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦ（ステップＡ１１）にしてから、故障検出信号を出力せずに、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止させる（ステップＡ１０）。
【００６０】
図９は、図２に示した定電圧制御の電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合を示す故障図である。図９において、×の箇所がオープンになったことを示している。
【００６１】
図９に示した箇所にオープン故障が生じたとき、フィードバックラインがＧＮＤレベルになるため、図５の故障検出時のフローチャートと同じになる。
【００６２】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図１０は、本発明の第二実施形態の電源装置の動作を示すフローチャートである。図１０を参照し、本発明の第二実施形態を説明する。回路構成は本発明の第一実施形態と同じであるが、検出の方法と、その検出手順を変更している。第二実施形態では、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を立ち上げるときに、故障の検出を行っている。
【００６３】
まず、通常時の動作を説明する。昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を立ち上げると（ステップＣ１）、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮし（ステップＣ２）、その時点において引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮする（ステップＣ３）。このとき、注意しなければならないのは、引き込み制御回路１０７のプルダウン抵抗は、電流制御用の電流制限抵抗８よりもかなり大きな値に設定する必要がある。
【００６４】
この状態でＰＷＭもしくはＶＦＭ動作を行い（ステップＣ５）、ディテクタ１０８は、フィードバックラインがＧＮＤレベルであるかどうかを判断する（ステップＣ６）。一定時間Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮしてもＧＮＤレベルが検出されない場合、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし（ステップＣ７）、リミット検出回路１０６によるリミット検出をし、リミット検出がない場合（ステップＣ９のＮｏ）、コンパレータ１１１がフィードバック電圧が一定になるようにし（ステップＣ４）、ＰＷＭ／ＶＦＭ動作を続ける（ステップＣ５）。
【００６５】
次に、出力ラインがオープンになった場合の動作を説明する。昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作途中でリミットが検出された場合の動作としては、図５に示した動作と同じになる。すなわち、リミットが検出されると（ステップＣ９のＹｅｓ）、ディテクタ１０８の状態を確認し、フィードバックラインが、ＧＮＤレベルであれば（ステップＣ１１のＹｅｓ）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１が動作中に、故障が生じたとして、故障検出信号を出力し（ステップＣ１２）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する（ステップＣ１３）。
【００６６】
次に、フィードバックラインがオープンになった場合の動作を説明する。もし、ディテクタ１０８で、フィードバックラインがＧＮＤレベルあることを検出されなければ（ステップＣ１１のＮｏ）、再び引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮし（ステップＣ１４）、フィードバックラインがオープンであるかどうかを確認する。もしオープンであれば、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出し（ステップＣ１５のＹｅｓ）、故障検出信号を出力して（ステップＣ１２）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する（ステップＣ１３）。
【００６７】
引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮしても、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出しない場合は（ステップＣ１５のＮｏ）、高負荷などによって、リミットが発生したとして、引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＦＦし（ステップＣ１６）、故障検出信号を出力せずに昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する（ステップＣ１３）。
【００６８】
また、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を立ち上げたときに引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮした状態（ステップＣ３）で、ＰＷＭ／ＶＦＭを動作させ（ステップＣ５）ディテクタ１０８によってＧＮＤレベルが検出された場合は（ステップＣ６のＹｅｓ）、リミットの検出を早く行うように、設定されている検出レベルを下げる（ステップＣ８）。たとえば、ＰＷＭ制御であるならば、ＭａｘＤｕｔｙ検出のＤｕｔｙ比を下げるなどする。これにより、いち早く故障検出することができ、リミット回路１０６が動作するまでにおける出力電圧を抑え、周辺部品の安全性を確保することができる。
【００６９】
リミット回路１０６により、リミットが検出されると（ステップＣ１０のＹｅｓ）、この場合は故障によるものであるので、故障検出信号を出力し（ステップＣ１２）、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止する（ステップＣ１３）。
【００７０】
本発明の第二実施形態では、リミット検出が生じてから故障の判断を行っているが、図１０のフローチャートにおいて、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を立ち上げてから引き込み制御回路１０７のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴをＯＮしてから（ステップＣ３）、ディテクタ１０８がＧＮＤレベルを検出したら（ステップＣ６のＹｅｓ）、明らかに故障と判断できるので、リミットを検出せずにすぐに故障検出信号を出力（ステップＣ１２）して、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１を停止してもよい（ステップＣ１３）。
【００７１】
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、ＬＣＤのバックライトに電源を供給する昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧のフィードバックラインにディテクタ１０８と、電荷の引き込み用の引き込み制御回路１０７を追加し、さらに故障検出回路１０９を追加することによって、電源装置内での故障が発生したことを検出し、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータの制御を行い、安全性を確保することができる。
【００７２】
また、本発明の実施形態によれば、ディテクタ１０８によって、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力ラインにおけるオープンもしくは短絡の故障を検出することができる。さらに、フィードバックラインのオープン検出に関しては、引き込み制御回路１０７を用いてディテクタ１０８によってオープン検出をすることができる。
【００７３】
また、本発明の実施形態によれば、ＰＷＭタイプの昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータおよびＶＦＭタイプの昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータのどちらのタイプでも対応することができる。また、ＬＣＤの制御を定電流制御および定電圧制御のどちらの制御にしても同様の故障を検出することができる。
【００７４】
また、本発明の実施形態によれば、フィードバックで故障検出するので、低電圧でディテクタ１０８および引き込み制御回路１０７の設計をすることができ、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の中にこれらの回路を内蔵することができる。
【００７５】
また、本発明の実施形態によれば、故障検出回路１０９が故障検出信号を出力し、ＣＰＵなどで制御することができ、ＬＥＤ７や別のＬＣＤの画面上で、故障したことをユーザに知らせることができる。また、故障検出回路１０９が故障検出信号をＯＮ／ＯＦＦ制御回路１０３に直接送り、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作を直ちに停止することもできる。
【００７６】
また、本発明の実施形態によれば、故障の検出をディテクタ１０８で行っているので、先にディテクタ１０８でＧＮＤレベルが検出されていれば、リミット回路１０６の検出と同時に故障検知ができ、周辺の安全性を確保できる。
【００７７】
さらに、本発明の第二実施形態によれば、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の起動時に故障検出することができる。かつ、設定されているリミット検出レベルを下げることによって、他の周辺部品の安全性を確保することができる。
【００７８】
本発明の実施形態について、上記のように詳細に説明したが、上記の実施形態は、本発明の好適な実施の形態の例であり、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第一実施形態における定電流制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一実施形態における定電圧制御の場合の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した定電流制御の電源装置の回路がオープンになった場合を示す故障図である。
【図４】図１に示した定電流制御の電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合を示す故障図である。
【図５】図１に示す本発明の第一実施形態の電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置における通常動作時の波形を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の出力ラインがオープンまたは短絡の場合の波形を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第一実施形態の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置のフィード−バックラインがオープンの場合の波形を示すタイミングチャートである。
【図９】図２に示した定電圧制御の電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合を示す故障図である。
【図１０】本発明の第二実施形態の電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置の動作時の波形を示すタイミングチャートである。
【図１４】従来の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置のフィードバックラインがオープンになった場合の波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１    昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ
２    電池パック
３    チョークコイル
４    整流ダイオード
５    Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ
６    コンデンサ
７    ＬＥＤ
８    電流制限抵抗
９、１０    抵抗
１０１    Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ
１０２    ロジック回路
１０３    ＯＮ／ＯＦＦ制御回路
１０４    ＰＷＭ制御およびＶＦＭ制御用回路
１０５    発振回路
１０６    リミット検出回路
１０７    引き込み制御回路
１０８    ディテクタ
１０９    故障検出回路
１１０    基準電源
１１１    コンパレータ
【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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