(57)【要約】【課題】  負荷側に過大な電圧が供給される事を防止し負荷に接続されるデバイスの破壊、当該出力電圧を帰還信号として供給されているＰＷＭ制御ＩＣの破壊を防止する。【解決手段】  電源装置は、一次側入力ＤＣ電圧が微小時間の切断の瞬断現象を起こした時、その電圧変化を検出する瞬断現象検出回路２と、瞬断現象検出回路２により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、電圧変換回路１における変換動作をパルス幅を可変させることにより制御するＰＷＭ制御回路４と、瞬断現象検出回路２により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、ＰＷＭ制御回路４のパルス幅の可変上限値を下げるように制御するＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路７とを備えた。【選択図】        図１
2005051932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換手段により一次側入力ＤＣ電圧を二次側出力ＤＣ電圧に変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ形式の電源装置において、
一次側入力ＤＣ電圧が微小時間の切断の瞬断現象を起こした時、その電圧変化を検出する瞬断現象検出手段と、
上記瞬断現象検出手段により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、上記電圧変換手段における変換動作をパルス幅を可変させることにより制御するパルス幅制御手段と、
上記瞬断現象検出手段により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、上記パルス幅制御手段のパルス幅の可変上限値を下げるように制御する可変上限値制御手段と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置において、
上記瞬断現象検出手段は、一次側入力ＤＣ電圧のレベルの低下を検出する検出手段と、上記検出手段の出力段の出力により動作を開始する定電流積分回路と該積分回路の積分出力の第二のレベルを検出する第二の検出手段を設け、一定のパルス幅以上の出力が有る場合のみ、その出力を瞬断現象の検知信号と見做し後段の上記パルス幅制御手段へ制御信号を出力することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の電源装置において、
上記瞬断現象検出手段は、上記第二の検出手段の出力に出力信号持続時間拡張手段を設け、最低限度以下の短い時間幅の検出パルスが出力された場合でも最低限度以上のパルス幅出力を発生させるようにしたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１記載の電源装置において、
上記瞬断現象検出手段は、携帯用電子機器の電源としての乾電池が収納されたホルダー側電極と乾電池の電極との瞬断現象を検出することを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１記載の電源装置において、
上記瞬断現象検出手段は集積回路として上記ＤＣ−ＤＣコンバータに内蔵されることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１記載の電源装置において、
上記瞬断現象検出手段は、圧電素子等を利用したショックセンサーを利用し、
瞬断現象を検出することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源によって発生される電圧を調整して外部に供給する電源装置に於いて、入力電圧に瞬断が生じた場合に出力側電圧の異常昇圧を防止し、回路の構成部品の破損を防止する電源瞬断検出回路を有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばニッケル・カドミウム（ＮｉＣｄ）電池やニッケル・水素（ＮｉＨ）電池等乾電池を電力源とする電子機器が一般に多く使用されている。これらの、乾電池は比較的低い領域の出力電圧を有するため、乾電池の供給可能な電圧と電子機器で使用される電圧とは必ずしも一致せず、この為、ＤＣ／ＤＣコンバータと呼ばれる電圧変換装置を使用して、乾電池の出力電圧を変換することにより、電子回路に対して電源電圧を安定的に供給している。
【０００３】
ここで、図１４及び、図１５を用いて従来の昇圧型ＤＣＤＣコンバータ形式の電源装置の説明をする。図１４に於いて乾電池１４９から入力電圧Ｖｂが与えられると、電圧変換回路１４１により出力電圧Ｖoに変換され負荷回路１４７に供給される。出力電圧Ｖoは同時に位相補償型誤差増幅器１４２に供給され、位相補償をかけられた後、ＰＷＭ制御回路１４３へと供給される。ＰＷＭ制御回路１４３では、この入力と三角波発振回路１４４からの信号とを比較する事によりＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭ信号により電圧変換回路１４１のスイッチングトランジスタをオンオフし、その出力を整流する事により、所定の出力電圧Ｖoを得る。
【０００４】
更にこのＰＷＭ制御回路１４３はソフトスタート制御回路１４５及び、ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路１４６により起動時のラッシュ電流制限とか過渡時の最大出力電圧の制限等の制御を行っている。ここで、上記電圧変換回路１４１の具体例を図１５に示す。１例として図１５の昇圧型コンバータに付いてその動作を説明する。図１５に示す電圧変換回路は入力電圧を昇圧して出力する昇圧型コンバータの構成例である。この電圧変換回路１４１に於いて、トランジスタＱ１５１のドレインは、チョークコイルＬ１５１を介して電源端子１５１ａに接続され、ソースは接地されている。又、ゲートには、図示しないＰＷＭ生成回路（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）からのスイッチングパルスの入力を受けるためのパルス入力端子１５１ｂが接続されている。
【０００５】
トランジスタＱ１５１とチョークコイルＬ１５１の接続点にはダイオード（ショットキーバリアダイオード）Ｄ１５１のアノードが接続され、このダイオードＤ１５１のカソードにはコンデンサＣ１５１が接続されて、コンデンサＣ１５１の他端は接地されている。ダイオードＤ１５１とコンデンサＣ１５１の結合点には、負荷回路１４７への出力端子１５１ｃと、図１５のエラーアンプ（位相補償型誤差増幅器）１４２へのフィードバック端子１５１ｄが接続されている。トランジスタＱ１５１はＮチャンネルＭＯＳ-ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ‐Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏr）であり、パルス入力端子１５１ｄからのスイッチングパルスに応じてＯＮ／ＯＦＦの状態を取る事により、スイッチング素子として機能する。
【０００６】
このスイッチングパルスによってトランジスタＱ１５１がＯＮからＯＦＦにスイッチされると、チョークコイルＬ１５１とダイオードＤ１５１との接続点には、チョークコイルＬ１５１による励磁エネルギーが放出される事により、電源端子１５１ａの電圧より高い電圧が発生し、コンデンサＣ１５１が充電される。又、この接続点の電圧は、その後次第に低下し、次に再びトランジスタＱ１５１がＯＮするときには接地電圧にほぼ等しい電圧になる。従って、ダイオードＤ１５１のアノードにはスイッチングパルスに応答した電圧変動が現れ、その変動をダイオードＤ１５１により整流すると、入力された電圧より高い電圧が得られる。この電圧はコンデンサＣ１５１により平滑されて出力端子１５１ｃから取り出され、負荷に供給される。又、フィードバック端子１５１ｄからは出力端子１５１ｃと同じ電圧が出力され、図１５のエラーアンプ（位相補償型誤差増幅器）１４２に供給される。図１５のエラーアンプ（位相補償型誤差増幅器）１４２では、フィードバック端子１５１ｄから出力された電圧の変動分が増幅され、更に位相補償を受けた後、次段のＰＷＭ生成回路１４３で三角波発振回路１４４の出力とレベル比較され、ＰＷＭ信号が生成される。このＰＷＭ信号により、スイッチングパルス出力が制御される。
【０００７】
また、特許文献１には、入力電圧が急激に上昇した際にスイッチング素子に過電流が流れることを阻止するために、入力交流電圧の瞬断が発生すると、その期間では比較手段に整流回路からの電圧が供給されないので比較手段はパルスを発生せず、したがって、このときパルス検出回路はパルスを検出できず、遮断信号を出力し、そして、パルス検出回路はこの遮断信号を約２０ｍｓｅｃ遅延させて出力するので、瞬断が解消してもその後、約２０ｍｓｅｃの間、遮断信号が出力され、ドライブパルス生成回路はパルス検出回路から遮断信号が入力されたときはドライブパルスの生成を停止し、スイッチング素子をオフ状態にする電源装置が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、主電源の電源断等によるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の急峻な立ち上がりを防止するために、ＤＣ／ＤＣコンバータのスタート回路であって、主電源からＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に供給される電圧が基準電圧を超えたときにソフトスタート回路を再起動するＤＣ／ＤＣコンバータのスタート回路が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１６４５４８号公報
【特許文献２】特開昭６３−７７３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
乾電池を使用した電源装置では、一般に乾電池は電池ホルダーに収納され、その内部に設けられた電極を介して負荷に電源が供給される。 この時、電池電極とホルダー側電極間の接触抵抗を小さく保つ為に、通常ホルダー側電極はスプリング構造を採ったり、板バネ形状を採るなどして常に電池電極へ一定の圧力を加えながら接触させる構造を採っている。この場合、セットに何らかの振動やショックを与えると、この電極が振動する事により電池電極との接触が一時的に遮断される場合が有る。この現象を瞬断現象という。
【００１１】
この現象がＤＣ−ＤＣコンバータ形式を採る電源装置の稼動中に発生すると、ＤＣ−ＤＣコンバータの一次側入力ＤＣ電圧を示すＵＮＲＥＧ電圧の供給が一瞬途絶える為、ＰＷＭ信号はフルデューティー迄変化する。そして瞬断したＵＮＲＥＧ電圧が正常値に復帰した時ＰＷＭ信号がフルデューティーに有る為、出力電圧は通常電圧より高い電圧となる（ＥＸ：２００％程度）。この過電圧が負荷側に接続されるデバイスの耐圧を超える場合、各デバイスを破損させる。又、この出力電圧が直接ＰＷＭ制御ＩＣのエラー入力ピンに接続されている場合はＰＷＭ制御ＩＣ自身を破壊する等の不都合が生ずる。
【００１２】
本発明はこの様な課題に鑑みてなされたものであり、乾電池からの供給電圧が瞬断した場合でもＰＷＭ信号の変化上限値（ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ）を強制的に下げる事により負荷側に過大な電圧が供給される事を防止し負荷に接続されるデバイスの破壊を防止すると供に、当該出力電圧を帰還信号として供給されているＰＷＭ制御ＩＣの破壊を防止する電源装置を提供することを目的とする。
【００１３】
ここで、特許文献１は入力交流電圧の瞬断時にスイッチング素子をオフ状態にするものである。また、特許文献２は一次側入力が規定レベルを超えた事を検出し、ＤＣ／ＤＣコンバータのソフトスタート回路に再起動を掛けるものである。これに対して、本発明では、特許文献１のように出力を停止するものではなく、一次側入力が規定値以下に下がった事を検出し、ＰＷＭ信号の可変最大値（ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ）を低下させる事により、次に一次側入力が正常値に復帰した時に発生するオーバーシュート量に制限を掛ける。特許文献２の様にソフトスタートの再起動と違って、ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限の場合に出力電圧の立ち上がり時間が急速に回復出来る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電源装置では上記課題を解決するために、一次側入力ＤＣ電圧が微小時間の切断の瞬断現象を起こした時、その電圧変化を検出する瞬断現象検出手段と、瞬断現象検出手段により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、電圧変換手段における変換動作をパルス幅を可変させることにより制御するパルス幅制御手段と、瞬断現象検出手段により入力ＤＣ電圧の瞬断現象を検出したとき、パルス幅制御手段のパルス幅の可変上限値を下げるように制御する可変上限値制御手段とを備えた。
【００１５】
例えば、乾電池等から電池ホルダー経由で電源供給されるＤＣ−ＤＣコンバータ形式の直流電源装置に於いて、機器の振動等により発生する電池と電池ホルダーの接触不良等により生ずる電源の瞬断現象の発生時に、一次側入力電圧が限度電圧以下に下がる事によりパルス幅制御信号がフルデューティーまでシフトし、その後入力電圧が正常値に復帰すると、過渡的に二次側出力に過大出力電圧が出力される。これにより、二次側出力への異常電圧が発生することによりパルス幅制御手段の制御用ＩＣ及び負荷回路等の破壊を引き起こす。
【００１６】
本発明はこの瞬断現象を検知し、その検知信号を利用しＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング動作を制御する際に、パルス幅制御信号の可変上限値（ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ）を下げるように制御することにより出力側に過大電圧が発生する事を防止する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電源装置への電源供給端に設けられた瞬断現象検出手段により、入力電圧が規定値未満に達した事が検出された場合には、電源装置のＯＮ／ＯＦＦ回路を制御する事により、電源装置を強制的にＯＦＦ状態に遷移させるか、パルス幅制御信号の可変上限値（ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ）を下げる事により、過大な出力電圧が負荷に印加される事による負荷装置の破壊、又は電源制御用ＩＣの破損を防止する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に本発明による電源装置の概略構成例を示す。
本電源装置は、乾電池１０による電力供給源である直流電源Ｖｂと直流電源Ｖｂを保護するヒューズＦｕ１１と、直流電源Ｖｂからの出力電圧を所望の電圧Ｖoに変換する電圧変換回路１と、この電圧変換回路１より出力される電圧Ｖoの変動分を増幅し、位相補償を施す位相補償型誤差増幅器３と、前記位相補償型誤差増幅器３の出力と別途設けられた三角波発振器５の出力とを比較する事により、ＰＷＭ信号を発生させるＰＷＭ制御回路４と、別途設けられた電源ＳＷ９より出力される起動信号を受信して、前記電源装置を起動させると共に起動時のラッシュ電流を低減させるソフトスタート制御回路６と、起動時に過大な出力電圧の発生を押さえる為に、ＰＷＭ信号の変化上限値を制限する為のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路7と、更に、前出の瞬断現象を検出する為の瞬断現象検出回路２によって構成される。
【００１９】
［瞬断現象検出回路］
次に、図２を用いて瞬断現象検出回路の詳細を説明をする。
入力端子には入力電圧Ｖｉが接続されており、更に安定化電源２１の入力部が接続される。この安定化電源２1は出力部に比較的大容量のコンデンサＣ１が接続されており入力電圧Ｖｉが瞬間的な変動を起こしても出力が安定に保たれる機能を有し、その出力は第一のコンパレータ２２及び第二のコンパレータ２３の電源端子へ接続されると共に定電流源Ｉ１へと供給されている。又、入力端子には抵抗Ｒ１の一端が接続されている。抵抗Ｒ１の他の一端は抵抗Ｒ２の一端に接続されると共に、コンパレータ２２の＋入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他の一端はＧＮＤに接地されている。コンパレータ２２の−入力端子は基準電源Ｖｒｅｆ１の＋側端子に接続され、基準電源Ｖｒｅｆ１の他の−側端子は接地されている。コンパレータ２２の出力端子は、Ｎｃｈ ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１のゲート（Ｇａｔｅ）へ接続されており、Ｑ１のソース（Ｓｏｕｒｃｅ）は接地されている。Ｑ１のドレイン（Ｄｒａｉｎ）は定電流源Ｉ１の出力端子へ接続されると共に、コンデンサＣ２の一方の端子に接続され更に、コンパレータ２３の−入力端子へ接続されている。Ｃ２の他方の端子は接地されている。
【００２０】
コンパレータ２３の＋入力端子は基準電源Ｖｒｅｆ２の＋側端子に接続され、基準電源Ｖｒｅｆ２の他の−側端子は接地されている。コンパレータ２３の出力端子は図１の瞬断現象検出回路２の出力端子ＯＵＴ−１へと接続されており図１のＰＷＭ制御回路４、又は、ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路７へと接続される。
【００２１】
この出力端子ＯＵＴ−１がＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路７へと接続される回路形式の場合、前述の瞬断時間が短い時、Ｄｕｔｙ制限を十分かけられない場合が有るので、コンパレータ２３からの出力信号を適切な時間延長する回路が必要となる。この回路に付いて図３及び、図４を用いて説明する。図３にコンパレータ２３と出力端子ＯＵＴ−１の間に出力信号持続時間拡張回路３１を設けた例を示す。この出力信号持続時間拡張回路３１は一例として図４に示す様に、コンパレータ２３からの出力信号がトリガとなるまで状態を維持するワンショットマルチバイブレータ４１と、コンパレータ２３からの出力信号とワンショットマルチバイブレータ４１の出力信号との論理積を演算するアンドゲート４２とを有する回路構成により実現できる。
【００２２】
次に、図２〜４及び、動作概念を示す図５〜７を用いて動作の詳細を説明をする。
まず、図５Ａで示すＶｉｎの入力電圧Ｖｉが前述の瞬断現象により、Ａ点からＢ点までの瞬断領域５１が現れ、予め定められた数式１で示す電圧ＶＳ１以下に低下したとする。ここで、ＶＳ１は数式１で規定される基準電圧である。
【００２３】
(数式１）
ＶＳ１=（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｒｅｆ１／Ｒ２
【００２４】
そうすると、コンパレータ２２により電圧低下部分が検出され、図５Ｂの様なパルスがコンパレータ２２の出力として得られる。通常コンパレータ２２の出力は“ハイ（Ｈ）”レベルの出力に保たれている為、Ｃ２の両端はＱ１によってショートされているが、図５Ｂの様な負極性のパルスがＱ１のゲート（Ｇａｔｅ）に加わるとＱ１はカットオフとなり、Ｃ２には定電流源Ｉ１により規定される一定電流での充電が開始される。
【００２５】
この事により、Ｃ２｛コンパレータ２３の−入力端子｝には図５Ｃの様な鋸歯状波が発生する。この鋸歯状波はコンパレータ２３により、基準電源Ｖｒｅｆ２と比較され図５Ｄの様なパルスが、その出力として得られる（Ｃ点で出力反転）。この図５Ｄのパルスを図１のＰＷＭ制御回路４若しくは、ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路７へ供給する事により、ＰＷＭ信号を強制停止させるか、ＰＷＭ信号のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限値を強制的にさげる事により、前述の効果を得る事ができる。
【００２６】
図５Ｅ〜ＦにＰＷＭ信号の強制停止又は、ＰＷＭ信号のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限値の強制低下を実施しない場合の電源装置の動作を例示している。
この場合、図５ＡのＡ点〜Ｂ点間で瞬断が発生したとすると、Ａ点で入力電圧が急低下する為に出力電圧は次第に低下を始め、ＰＷＭ信号はその出力電圧のフィードバックを受けて、そのデューティ（Ｄｕｔｙ）を最大値迄変化させる。次に、Ｂ点で入力電圧が正常値に復帰すると、ＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）が最大値に有る為、出力電圧は、本来の設定電圧をはるかに超えた（ｅｘ：２００％程度）過大な出力電圧が発生する。
【００２７】
次に、図５ＧにＰＷＭ信号を強制停止させた場合の動作を例示している。
この場合、Ａ点で入力電圧が急低下すると、前述のコンパレータ２２、２３の働きで図５Ｄの様な検出パルスを得、このパルスをＰＷＭ制御回路４に供給する事により、ＰＷＭ信号の発生を強制停止させる。その為、電源装置の出力も停止し、負荷回路８や、ＰＷＭ制御回路４の制御ＩＣへの過大電圧の印加を防止出来る。更に、図５Ｈ〜ＩにＰＷＭ信号のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限値を強制的にさげる処理を実施した場合の動作を例示している。
【００２８】
この場合、Ａ点で入力電圧が急低下すると、前述のコンパレータ２２、２３の働きで図５Ｄの様な検出パルスを得、このパルスをＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路７に供給する事により、ＰＷＭ信号のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限値を強制的にさげる事により、入力電圧がＢ点で復帰した時の出力電圧のオーバーシュート量を最小限に抑える事が出来るので、負荷回路８や、ＰＷＭ制御回路４の制御ＩＣへの過大電圧の印加を防止出来る。
【００２９】
ところで、瞬断時間がＰＷＭ信号の応答時間に比較して短い場合は、僅かな出力変動で済むため、本発明の様な対策を取ると、かえって出力変動を増大する可能性がある為、前述のＱ１,Ｉ１,Ｃ２,Ｖｒｅｆ２, コンパレータ２３により構成される回路を用いて、Ｉ１,Ｃ２,Ｖｒｅｆ２で定められる数式２の時間（ｔ）以下のパルスは無視する構成としている。
【００３０】
（数式２）
Ｔ＝ＣＶｒｅｆ２／Ｉ
但し、Ｃ＝Ｃ２の容量、Ｉ＝Ｉ１の電流量
【００３１】
又、コンパレータ２３の出力パルスの幅がＰＷＭ信号の応答時間に比較して短い場合、 ＭＡＸ−Ｄｕｔｙの制限値を変えようとしても適正な変更を加えられない場合がある為、コンパレータ２３の出力パルスに適当な固定時間のパルスを追加する事によってこの様な不具合を解消する。この対策の構成例を図３〜４及び図７に示す。
【００３２】
図３はコンパレータ２３の出力端子に出力信号持続時間拡張回路３１を追加した回路例を示す。又、図４に出力信号持続時間拡張回路の具体的実施例を示す。図４に示す様に、コンパレータ２３の出力をＡＮＤＧａｔｅ４２の一方の入力に加えると共に、ワンショットマルチバイブレータ４１の入力端子へと印加する。一方このワンショットマルチバイブレータ４１の出力をＡＮＤ−Ｇａｔｅ４２の他方の入力端子へ印加すると、図７Ｃに示す様にコンパレータ２３の出力パルス幅が拡張されたパルスを得る事が出来る。図６に出力信号持続時間拡張回路を追加した場合の動作タイミングチャートを示す。
【００３３】
これにより、図６Ａに示すコンパレータ２３出力があると、図６Ｂに示す拡張時間６１が拡張された出力信号の持続時間拡張出力が出力され、図６Ｃに示すＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合のデューティが制御されたＰＷＭ波形となるので、図６Ｄに示すＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合のピークが抑えられた出力電圧変動となる。この場合前述と同様な動作で入力電圧瞬断時の本電源装置の過大出力電圧の発生を防止できる。
【００３４】
図８は、衝撃値検出型瞬断現象検出回路の詳細を示す回路図である。
図２の瞬断現象検出回路のコンパレータ２２の＋入力端子に接続される抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を、図８に示すように圧電素子で構成されるショックセンサー８１およびセンサー出力を増幅するセンサーアンプ８２に替える。図９は衝撃値検出型瞬断現象検出回路の動作を示すタイミングチャートであり、これにより、図９Ａに示す装置への衝撃入力があると、図９Ｂに示すセンサー出力が出力され、図９Ｄに示すセンサーアンプ出力が出力され、図９Ｄに示す衝撃値小９２より大きく衝撃値検出規格境界値９１を越えた衝撃値大９３のコンパレータ出力が出力される。図９Ｃに示すコンパレータ出力は図５Ｄに示したコンパレータ出力に相当する。これ以降の動作は、図５Ｅ以降の動作と同様である。
【００３５】
［ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限回路］
ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制限回路の一構成例を図１０に示す。
図１０より、三角波１０５が入力端子Ｅに印加されると、オペアンプ１０２により増幅されてＦ点に出力される。オペアンプ１０２の増幅率は抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１１の比で決定される。通常動作時はオペアンプ１０２の＋入力には基準電圧Ｒｅｆ:Ａ（Ｖａ）が入力されている。図１の瞬断現象検出回路２の出力が“ハイ（Ｈ）”レベルに有る為、図１１Ｂに示すようにＦ点の三角波１０５は基準電圧Ｒｅｆ:Ａ（Ｖａ）によって設定される平均直流電位の上に重畳された状態で出力されており、次段のコンパレータ１０３の＋入力端子へ供給される。コンパレータ１０３の−端子には図１の位相補償型誤差増幅器３からのエラー信号が入力されるので、系の安定状態に於いては図１１Ｂに示す様にエラー信号は、三角波のほぼ中心に位置しており、コンパレータ１０３の出力（ＰＷＭ出力）は図１１Ｃに示す様に通常動作時のデューティ１１２（Ｄｕｔｙ：Ｄｓ）で動作を続ける。
【００３６】
前述の図１１Ｂに示すようにエラー信号の可変範囲１１１をΔＶｅとし、その下限直流レベルをＶｅ１、上限直流レベルをＶｅ２とすると、エラー入力が下限のＶｅ１になった時、ＰＷＭ出力は図１１Ｄの様に１１３で示すＭＡＸ−Ｄｕｔｙ：Ｄａで動作する。エラー入力はこのＶｅ１以下に下る事は出来ないのでＰＷＭ信号の幅もこれ以上増加は出来ない。この時のＤｕｔｙがＭａｘ−Ｄｕｔｙである。
【００３７】
ここで、前述の瞬断現象が発生した事を想定すると、瞬断現象検出信号１０６が図１０のＫ点に入力され、スイッチＳＷ１をＯＦＦに、スイッチＳＷ２をＯＮに切り換えるのでオペアンプ１０２の＋入力に印加されるＲｅｆはＲｅｆ：Ｂに切り替えられる。このＲｅｆ電圧は予めＶａ＞Ｖｂに設定されているのでオペアンプ１０２の出力であるＦ点の信号は図１１Ｅの様に、三角波の中心直流電位がＶｂまで下がる。ＵＮＲＥＧ入力が瞬断しているので、当然Ｈ点へのエラー入力は下限のＶｅ１まで下がってくるので、ＰＷＭ出力は図１１Ｆの様になり、１１６で示すＤｕｔｙ：Ｄｂを出力する事になる。三角波のＤＣバイアス点が下がっている為、通常動作時と同じＶｅ１というエラーレベルが コンパレータ１０３へ入力されても、図１１ＤのＤａ１１３より図１１ＦのＤｂ１１６が小さくなる。つまり、ＭＡＸ−Ｄｕｔｙが制限された事になる。
【００３８】
ＭＡＸ−Ｄｕｔｙを制限する方法として、その他の方法としては、ＰＷＭを生成するコンパレータ１０３に図１２に示す３入力タイプのコンパレータ１２１を使用し、エラー入力そのものにリミッターを掛ける方法も有る。図１２において、通常動作時はスイッチＳＷ１がＯＮ、スイッチＳＷ２がＯＦＦとし、Ｖｃ及び、Ｖｄをエラー入力の下限値Ｖｅ１に対して、Ｖｅ１＞Ｖｃ、Ｖｅ１＜Ｖｄの関係に設定しておく。
【００３９】
通常動作時はＶｃ＜Ｖｅ１なのでエラー入力はＶｃの制限を受ける事なく図１３Ａに示す１３２のレベルで動作し、その入力に応じて図１１Ｂに示すエラー入力がセンター値でのＰＷＭ出力のように、通常動作時のデューティＤｓ１３３のＰＷＭ出力が出力される。瞬断現象が起きると、図１２の瞬断現象検出信号１０６によりスイッチＳＷ１がＯＦＦ、スイッチＳＷ２がＯＮに切り替えられる。ところが、Ｖｄ＞Ｖｅ１に設定されており、エラー入力の下限値よりも高い入力がコンパレータ１０３の同極性の入力端子に入力されるので、エラー入力は無視され、ＰＷＭ出力はＶｄの電圧で比較された図１３Ｃに示す瞬断検出動作時のＰＷＭ出力として１３４で示すＭＡＸ−Ｄｕｔｙ：Ｄｂのパルス幅で出力される事になり結果として、Ｄｕｔｙ制限が掛かった事になる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明の電源装置は、携帯用電子機器としてのデジタルカメラやカメラ一体型ビデオレコーダの撮像素子や光学系の駆動機構に対する電源電圧を乾電池から供給する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による電源装置の一例を示す回路図である。
【図２】瞬断現象検出回路の詳細を示す回路図である。
【図３】瞬断現象検出回路の出力信号の持続時間拡張例を示す図である。
【図４】出力信号の持続時間拡張回路の具体例を示す図である。
【図５】動作を示すタイミングチャート−１であり、図５Ａは入力電圧、図５Ｂはコンパレータ２２出力、図５ＣはＱ１のドレイン波形、図５Ｄはコンパレータ２３出力、図５Ｅは瞬断対策をとらない場合のＰＷＭ波形、図５Ｆは出力電圧変動、図５ＧはＰＷＭを停止させた場合の出力電圧変動、図５ＨはＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合のＰＷＭ波形、図５ＩはＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合の出力電圧変動である。
【図６】動作を示すタイミングチャート−２であり、図６Ａはコンパレータ２３出力、図６Ｂは出力信号の持続時間拡張出力、図６ＣはＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合のＰＷＭ波形、図６ＤはＭＡＸ−Ｄｕｔｙに制限を加えた場合の出力電圧変動である。
【図７】出力信号の持続時間拡張回路の動作を示すタイミングチャートであり、図７Ａはコンパレータ２３出力、図７Ｂはワンショットマルチバイブレータ４１の出力、図７Ｃはアンドゲート４２の出力である。
【図８】衝撃値検出型瞬断現象検出回路の詳細を示す回路図である。
【図９】衝撃値検出型瞬断現象検出回路の動作を示すタイミングチャートであり、図９Ａは装置への衝撃入力、図９Ｂはセンサー出力、図９Ｃはセンサーアンプ出力、図９Ｄはコンパレータ出力である。
【図１０】ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路の詳細を示す回路図である。
【図１１】ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路の動作を示すタイミングチャートであり、図１１ＡはＥ点：三角波入力、図１１ＢはＦ点：三角波出力、図１１Ｃはエラー入力がセンター値でのＰＷＭ出力、図１１Ｄはエラー入力が最小値でのＰＷＭ出力（下限値）、図１１ＥはＦ点：三角波出力、図１１Ｆは瞬断検出動作時のＰＷＭ出力である。
【図１２】他のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路の詳細を示す回路図である。
【図１３】他のＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路の動作を示すタイミングチャートであり、図１３ＡはＦ点：三角波出力、図１１Ｂはエラー入力がセンター値でのＰＷＭ出力、図１３Ｃは瞬断検出動作時のＰＷＭ出力である。
【図１４】従来の電源装置の一例を示す回路図である。
【図１５】電源変換回路の構成例（昇圧型）を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…電圧変換回路、２…瞬断現象検出回路、３…位相補償型誤差増幅器、４…ＰＷＭ制御回路、５…三角波発振器、６…ソフトスタート制御回路、７…ＭＡＸ−Ｄｕｔｙ制御回路、８…負荷回路、９…電源スイッチ、１０…乾電池、１１…ヒューズ、２１…安定化電源、２２…コンパレータ、２３…コンパレータ、３１…出力信号持続時間拡張回路、４１…ワンショットマルチバイブレータ、４２…アンドゲート、８１…ショックセンサー、８２…センサーアンプ、１０１…インバータ、１０２…オペアンプ、１０３…コンパレータ、１０５…三角波入力、１０６…瞬断現象検出信号、１０７…エラー入力、１０８…ＰＷＭ出力
【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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