(57)【要約】  【課題】  複数の電源を出力する電源回路の起動時に生じる誤動作を効率良く防止できる電源保護回路を提供する。  【解決手段】  ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの過電流、過電圧をそれぞれ検出部１３1，１３2，…，１３nによって検出し、各検出結果の論理積を論理部１４により求めて、出力異常を検出する。切替部１５は、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動を検出するまでは、この検出結果を無効とし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動を検出した後は、この検出結果を有効とする。出力部１６は、検出結果を無効としたときは、スイッチング素子１１を閉状態に制御し、検出結果を有効としたときは、正常時にはスイッチング素子１１を閉状態に制御し、出力異常を検出したらスイッチング素子１１を開状態に制御する。【選択図】        図１
2007006663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のＤＣ−ＤＣコンバータに駆動電源を供給する供給路を開閉するスイッチング素子と、
上記複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの出力異常を検出する異常検出部と、
上記複数個のＤＣ−ＤＣコンバータのうち、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出されるまでは、上記異常検出部の検出結果を無効とし、上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出された後は、上記異常検出部の検出結果を有効とする起動検出部と、
上記起動検出部によって上記異常検出部の検出結果が無効とされたときは、上記スイッチング素子を閉状態とし、上記起動検出部によって上記異常検出部の検出結果が有効とされたときは、上記異常検出部によって上記出力異常が検出されていなければ上記スイッチング素子を閉状態とし、上記異常検出部によって上記出力異常が検出されたら上記スイッチング素子を開状態にする制御部と
を備えたことを特徴とする電源保護回路。
【請求項２】
上記起動検出部は、上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧レベルに基づき上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動を検出することを特徴とする請求項１記載の電源保護回路。
【請求項３】
上記起動検出部および上記制御部は、論理回路によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の電源保護回路。
【請求項４】
上記起動検出部は、上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動状態に応じた切替信号が入力される２段構成のシュミットインバータと、上記切替信号の状態によって切り替わる上記２段構成のシュミットインバータの各出力に基づき上記異常検出部の検出結果の有効／無効を切り替えるトーテンポール型スイッチとによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の電源保護回路。
【請求項５】
上記トーテンポール型スイッチは、バススイッチにより構成されていることを特徴とする請求項４記載の電源保護回路。
【請求項６】
上記起動検出部は、上記異常検出部の検出結果を無効とする期間を延長させる遅延部を備えることを特徴とする請求項１記載の電源保護回路。
【請求項７】
上記起動検出部は、上記遅延部によって上記異常検出部の検出結果を無効とする期間にマージンを持たせ、上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動を制御する起動制御信号に基づき上記最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動を検出するものであることを特徴とする請求項６記載の電源保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源保護回路に関し、特に複数種類の電源を出力する電源の起動時における誤動作を防止するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷に対して所定の電源を出力する電源回路には、通常、出力電源を常時監視し、過電流、過電圧などの異常が検出された場合に電源の供給を自動的に停止させる電源保護回路が設けられている。電源保護回路を設けることによって、過電流、過電圧などの異常から装置を保護することができる。
【０００３】
以下の特許文献１には、入力される電源を複数の一定の出力電圧に変換してそれぞれ複数の負荷に供給すると共に、複数の出力電圧を検出するように構成することによって、複数の負荷に対して供給される複数の出力の異常を検出することができる電源装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５７４６０号公報
【０００５】
ところで、電源の起動時、すなわち電源の起動開始時および起動開始直後は、出力電圧の波形が一次的に規定レベルを超えるオーバーシュートや、瞬間的に大きな電流が流れる突入電流などの現象が生じ、出力電源が安定しないため、出力電源の過電流、過電圧などの異常を検出する検出部がこれら現象を検出して誤動作する可能性がある。特許文献１の電源装置は、この起動時の誤動作対策となる機能を有してないため、検出部が誤動作して電源の出力が停止することが想定される。
【０００６】
以下の特許文献２には、定格出力電流を大幅に超える過電流を検出した際には直ちに過電流保護動作を行うとともに、定格出力電流を少し超える過電流が過電流許容継続時間を超えて継続した時点で過電流保護動作を行う構成とされたスイッチング電源装置の過電流保護回路が提案されている。このように、過電流を検出する検出部の過電流検出値を突入電流より高く設定すれば、電源の起動時における突入電流による誤動作を防止できる。
【０００７】
【特許文献２】特開平１１−２３４８９２号公報
【０００８】
ところが、特許文献２の過電流保護回路は、定常時の過電流検出値が必要以上に高い設定となるため、過電流に対する装置の保護が不十分であり、高い安全性を確保することができない。
【０００９】
そこで、従来の電源保護回路は、通常、電源の起動時に検出部を待機状態とみなす期間（以下、適宜マスク時間と称する）を設け、待機状態では、検出部の動作が無効となるようにすることによって、上述したような電源の起動時に特有の誤動作を防止している。
【００１０】
図６は、従来の電源保護回路の構成の一例を示す。図６に示す電源保護回路は、スイッチング素子１１１を介して電源の供給路から供給される駆動電源を、ＤＣ−ＤＣコンバータ（図中では、ＤＤコンと表記する）１１２1，１１２2，…，１１２nのそれぞれに供給し、それぞれにおいて所定の電圧に変換して、複数種類の直流電源を負荷に対して出力する電源回路に設けられている。
【００１１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nは、電源が起動すると、起動シーケンス制御部１１８によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nの順に起動するように制御される。
【００１２】
検出部１１３1，１１３2，…，１１３nは、それぞれＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nの出力電源の過電流、過電圧を常時監視し、正常時はハイレベル、異常時はローレベルの信号を検出信号として論理部１１４に供給する。これにより、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nは、電源の起動時に出力電圧のオーバーシュートや突入電流が発生した場合、これらを検出することになる。
【００１３】
論理部１１４は、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nのそれぞれから供給される信号に基づき、出力電源がすべて正常であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を出力部１６に供給する。
【００１４】
マスク部１１７は、電源の起動時に一定時間マスクをかけることによって、電源の起動時に特有の誤動作を回避させるためのものであり、電源を起動してからマスク時間が経過したか否かを判定し、判定結果に応じた信号を出力部１１６に供給する。
【００１５】
出力部１１６は、論理部１１４およびマスク部１１７から供給される信号に基づき、スイッチング素子１１１を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチング素子１１１に供給して、マスク時間ではスイッチング素子１１１を閉状態、すなわちオンとし、それ以外では、論理部１１４からの信号に基づき出力電源電圧がすべて正常であるなら閉状態とし、一つでも異常が検出されたなら開状態、すなわちオフとなるように制御する。
【００１６】
起動シーケンス制御部１１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nのそれぞれの起動開始の遅延時間および起動順序を設定するものであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nのそれぞれに対してそれぞれの設定条件に基づく制御信号を供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nのそれぞれの起動を制御する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nは、所定のタイミングでＤＣ−ＤＣコンバータ１１２1，１１２2，…，１１２nの順に起動する。
【００１７】
図７は、論理部１１４、出力部１１６およびマスク部１１７の構成の一例を示す。論理部１１４は、ＡＮＤ回路１２１によって構成されている。ＡＮＤ回路１２１の入力側には、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nのそれぞれから検出信号が供給される。ＡＮＤ回路１２１は、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nのそれぞれから供給される検出信号の論理積となる信号を、出力部１１６を構成する電圧比較器１２２に供給する。電圧比較器１２２は、ＡＮＤ回路１２１から供給される電圧と閾値電圧Ｖth3とを比較し、比較結果に応じた信号を、出力部１１６を構成するスイッチング素子１２３に供給する。
【００１８】
マスク部１１７は、電圧比較器１２４と、コンデンサＣ１１および抵抗Ｒ１１からなるＣＲ積分回路とによって構成されている。ＣＲ積分回路は、基準電圧ＶRの積分波形の電圧を電圧比較器１２４のマイナス入力に供給する。コンデンサＣ１１の電位が充電され閾値に到達するまでの時間がマスク時間とされる。マスク時間は、ＣＲ積分回路の定数を適切に設定することにより設定される。なお、電圧比較器１２４のプラス入力には、閾値電圧Ｖth2が供給されている。
【００１９】
電圧比較器１２４は、閾値電圧Ｖth2とＣＲ積分回路からの電圧とを比較し、比較結果に応じた信号をスイッチング素子１２３の制御端子に供給する。
【００２０】
スイッチング素子１２３は、制御端子に供給される信号に応じてオン／オフが制御される。すなわち、スイッチング素子１２３は、マスク時間内では、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nと論理部１１４とによる出力電源の異常の検出を無効として、スイッチング素子１１１を閉状態とする制御信号をスイッチング素子１１１に出力する。マスク時間の経過後は、検出部１１３1，１１３2，…，１１３nと論理部１１４とによる出力電源の異常の検出を有効として、出力電源が正常と判定されたときは、スイッチング素子１１１を閉状態とする制御信号をスイッチング素子１１１に出力し、異常と判定されたときは、スイッチング素子１１１を開状態とする制御信号をスイッチング素子１１１に出力する。
【００２１】
電圧比較器１２４のマイナス入力には、積分波形の電圧が供給されるため、スイッチング素子１２３は、電源を起動してから所定時間を遅延して切り替わる。このように、電源の起動時にマスク時間を設定することによって、起動時の検出部の誤動作を防止できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上述したようなＣＲ積分回路によってマスク時間を設定する電源保護回路は、ＣＲ積分回路の充放電特性を定量的に求めることはできるが、実際の運用上に生じる急峻な入力電源のオン／オフ状態などでは、残留電荷が充放電特性に与える影響を定量的に押さえることが困難であるため、この分を考慮してマスク時間を長くしていた。また、マスク時間の精度は、ＣＲ積分回路を構成する抵抗とコンデンサの精度に依存するため、理論上のマスク時間に対してマージンを持たせたマスク時間を実験則にて設定する必要があった。
【００２３】
したがって、この発明の目的は、複数の電源を出力する電源回路の起動時に生じる誤動作を効率良く防止できる電源保護回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述した課題を解決するために、この発明は、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータに駆動電源を供給する供給路を開閉するスイッチング素子と、
複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの出力異常を検出する異常検出部と、
複数個のＤＣ−ＤＣコンバータのうち、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出されるまでは、異常検出部の検出結果を無効とし、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出された後は、異常検出部の検出結果を有効とする起動検出部と、
起動検出部によって異常検出部の検出結果が無効とされたときは、スイッチング素子を閉状態とし、起動検出部によって異常検出部の検出結果が有効とされたときは、異常検出部によって出力異常が検出されていなければスイッチング素子を閉状態とし、異常検出部によって出力異常が検出されたらスイッチング素子を開状態にする制御部と
を備えたことを特徴とする電源保護回路である。
【００２５】
起動検出部は、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧レベルに基づき最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動を検出することができる。
【００２６】
起動検出部および制御部は、論理回路によって構成されていることことが好ましい。
【００２７】
起動検出部は、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動状態に応じた切替信号が入力される２段構成のシュミットインバータと、切替信号の状態によって切り替わる２段構成のシュミットインバータの各出力に基づき異常検出部の検出結果の有効／無効を切り替えるトーテンポール型スイッチとによって構成されていることが好ましい。トーテンポール型スイッチは、バススイッチにより構成されていることがより好ましい。
【００２８】
起動検出部は、異常検出部の検出結果を無効とする期間を延長させる遅延部を備えることが好ましい。これにより、起動検出部は、遅延部によって異常検出部の検出結果を無効とする期間にマージンを持たせ、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動を制御する起動制御信号に基づき最後に起動するＤＣ−ＤＣコンバータの起動を検出することができる。
【００２９】
この発明では、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータの出力異常を検出し、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータのうち、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出されるまでは、検出結果を無効とし、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出された後は、検出結果を有効とし、検出結果を無効としたときは、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータに駆動電源を供給する供給路を開閉するスイッチング素子が閉状態に制御され、検出結果を有効としたときは、異常検出部が出力異常を検出していなければスイッチング素子が閉状態に制御され、異常検出部が出力異常を検出したらスイッチング素子が開状態に制御される。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、マスク時間が短縮され、電源保護の機能がより効果的になる。また、最後に起動されるＤＣ−ＤＣコンバータの起動が検出されるか否かによって異常検出部の検出結果を有効とするか無効とするかを論理的に判定できるため、マスキング時間を予め設定しなくても、電源の起動時の誤動作を防止できる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータの起動順の変更に対しても、ＣＲ積分回路をマスク時間の設定に用いるときのようなマスク部の定数変更が不要なため、メンテナンスが容易となる。また、マスク時間の誤差（精度）が改善されるため、回路の安定度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態による電源保護回路の構成の一例を示す。一実施形態による電源保護回路は、スイッチング素子１１を介して電源の供給路から供給される駆動電源を、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nのそれぞれに供給し、それぞれにおいて所定の電圧に変換して、複数種類の直流電源を負荷に対して出力する電源回路に設けられている。なお、図１に示す各構成部は、スイッチング素子１１よりも前側の駆動電源によってそれぞれ動作する。
【００３２】
スイッチング素子１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nへの電源の供給路を開閉するものであり、例えば電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタなどの電力用のスイッチングトランジスタによって構成される。電源の起動時には、スイッチング素子１１は閉状態とされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nのそれぞれに電力が供給される。スイッチング素子１１の動作制御の詳細については、後述する。
【００３３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nは、電源が起動されると、起動シーケンス制御部１８によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの順に起動するように制御される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの起動制御順と正常起動順、すなわち安定電源の出力順（以下、これらを適宜起動順と称する）とは同じとされている。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの中で起動順が最終のｎ番目のもの、すなわち最後に起動されるものは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nとなる。
【００３４】
電源保護回路は、異常検出機能、起動検出機能および制御機能を用いてスイッチング素子１１の開閉動作を制御し、出力電源の異常から装置を保護する構成とされている。異常検出機能は、検出部１３1，１３2，…，１３nと論理部１４とによって実現され、起動検出機能は、切替部１５によって実現され、制御機能は、出力部１６によって実現される。
【００３５】
検出部１３1，１３2，…，１３nは、それぞれＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの電源の出力状況を常時監視し、正常時と異常時とで２値化した信号を論理部１４に供給する。すなわち、検出部１３1，１３2，…，１３nは、それぞれＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nから負荷に出力される電源の過電流および過電圧を検出し、検出信号を論理部１４に供給する。これにより、検出部１３1，１３2，…，１３nは、電源の起動時に出力電圧のオーバーシュートや突入電流が発生した場合、これらを検出することになる。検出部１３1，１３2，…，１３nは、過電流と過電圧のどちらも検出されていなければ正常であるとして、論理部１４に供給する検出信号をハイレベルとする。過電流と過電圧のどちらか一方が検出されたならば異常であるとして、論理部１４に供給する検出信号をローレベルとする。
【００３６】
論理部１４は、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれから供給される検出信号に基づき、出力電源がすべて正常であるか否かを判定し、判定結果に応じた信号を切替部１５に供給する。すなわち、論理部１４は、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれから供給される検出信号のすべてが、正常時に供給されるハイレベルの信号であった場合に正常となる論理を生成する。また、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれから供給される検出信号のうち、いずれか一つでも、異常時に供給されるローレベルの信号であった場合に異常となる論理を生成する。そして、論理部１４は、生成した論理に対応する信号を切替部１５に供給する。
【００３７】
切替部１５は、マスクと同じ効果を得るために、論理部１４から供給される信号を出力部１６に伝達する経路を、起動シーケンス制御部１８により最後に起動するＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電圧をトリガにして切り替える。すなわち、切替部１５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nから供給される切替信号と論理部１４から供給される信号とに基づき、正常状態か異常状態かを判定し、判定結果に対応した信号を出力部１６に供給する。
【００３８】
電源の起動時は、正常に起動したＤＣ−ＤＣコンバータ１２nからの切替信号が確認されるまでは、正常状態と判定される。すなわち、切替部１５は、最後となるｎ番目の電源出力が確認されるまでは、出力部１６に正常状態に対応する信号を供給する。切替信号の確認後は、論理部１４から供給される信号が正常に対応したものであれば、正常状態と判定され、異常に対応したものであれば、異常状態と判定される。
【００３９】
出力部１６は、切替部１５から供給される信号に基づき、スイッチング素子１１を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチング素子１１に供給して、スイッチング素子１１の開閉動作を制御する。すなわち、出力部１６は、切替部１５から供給される信号が正常状態に対応したものであれば、スイッチング素子１１を閉状態となるように制御し、異常状態に対応したものであれば、スイッチング素子１１を開状態となるように制御する。
【００４０】
起動シーケンス制御部１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nのそれぞれの起動開始の遅延時間および起動順序を設定するものであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nのそれぞれに対してそれぞれの設定条件に基づく制御信号を供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nのそれぞれの起動を制御する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nは、所定のタイミングでＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの順に起動する。
【００４１】
なお、切替部１５に供給する切替信号として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電源を用いているが、切替部１５への破線矢印に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動開始時に起動シーケンス制御部１８からＤＣ−ＤＣコンバータ１２nに供給される起動制御信号を切替信号として用いてもよい。
【００４２】
図２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電源を切替信号として用いた場合における論理部１４、切替部１５および出力部１６の構成の一例を示す。論理部１４は、ＡＮＤ回路２１によって構成されている。ＡＮＤ回路２１の入力側には、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれから検出信号が供給される。ＡＮＤ回路２１は、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれから供給される検出信号がすべてハイレベルであれば、正常となる論理に対応したハイレベルの信号を出力し、いずれか一つでもローレベルであれば、異常となる論理に対応したローレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路２１の出力信号は、切替部１５に供給される。
【００４３】
切替部１５は、２段構成のインバータ２２，２３とトーテンポール型スイッチとによって構成されている。インバータ２２，２３は、シュミットインバータによって構成されている。シュミットインバータは、入力電圧が上昇して入力がハイレベルになる電圧と、入力電圧が降下して入力がローレベルになる電圧とが異なるヒステリシス特性を有している。
【００４４】
トーテンポール型スイッチは、Ｈ側のスイッチング素子２４とＬ側のスイッチング素子２５とをトーテンポール構成としたものである。スイッチング素子２４，２５は、バススイッチによって構成されている。バススイッチは、制御端子への入力に基づき、２つの入出力端子間の接続のオン／オフを制御する構成とされている。バススイッチは、伝播遅延時間が極めて小さく低消費電力であるという特徴を有している。
【００４５】
インバータ２２の入力側には、切替信号としてＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電圧が供給される。１段目のインバータ２２は、上述したヒステリシス特性によって、切替部１５へ入力される切替信号が閾値付近である際に論理が反転するのを防止する。インバータ２２は、切替信号がローレベルのときには出力側からハイレベルの信号を出力し、ハイレベルの信号のときにはローレベルの信号を出力する。インバータ２２の出力信号は、スイッチング素子２４の制御端子とインバータ２３の入力側に供給される。
【００４６】
スイッチング素子２４は、制御端子にインバータ２２からハイレベルの信号が供給されるとオンとなり、ローレベルの信号が供給されるとオフとなる。
【００４７】
２段目のインバータ２３は、スイッチング素子２４，２５のどちらか一方のみが必ずオンとなるようにするためのものである。インバータ２３は、インバータ２２から供給される信号がハイレベルのときには出力側からローレベルの信号を出力し、ローレベルのときにはハイレベルの信号を出力する。インバータ２３の出力信号は、スイッチング素子２５の制御端子に供給される。
【００４８】
スイッチング素子２５は、制御端子にインバータ２３からハイレベルの信号が供給されるとオンとなり、ローレベルの信号が供給されるとオフとなる。
【００４９】
スイッチング素子２４の一方の入出力端子には、抵抗Ｒ１を介して基準電圧ＶRが供給されている。スイッチング素子２５の一方の入出力端子には、上述したＡＮＤ回路２１からの出力信号が供給される。スイッチング素子２４とスイッチング素子２５の他方の入出力端子は、互いに接続されており、スイッチング素子２４，２５からの出力信号が出力部１６に供給される。
【００５０】
図示した例では、スイッチング素子２４がオンとなっており、スイッチング素子２５がオフとなっているときがマスク時間とされる。すなわち、スイッチング素子２４がオンとなっており、スイッチング素子２５がオフとなっている状態では、正常状態であるとして、抵抗Ｒ１を介したハイレベルの信号が出力部１６に供給される。このとき、ＡＮＤ回路２１の出力は、出力部１６に供給されない。すなわち、論理部１４の出力信号に関わらず、出力部１６の入力は、常にハイレベルであるためマスクが有効となる。
【００５１】
スイッチング素子２４がオフとなっており、スイッチング素子２５がオンとなっている状態では、ＡＮＤ回路２１から供給される正常に対応するハイレベルまたは異常に対応するローレベルの信号が出力部１６に供給される。出力部１６の出力は、論理部１４の出力信号により変化するためマスクが無効となる。
【００５２】
出力部１６は、電圧比較器２６によって構成されている。電圧比較器２６のプラス入力には、切替部１５から供給される信号が供給される。電圧比較器２６のマイナス入力には、周知の閾値電圧発生回路からの閾値電圧Ｖth1が供給されている。電圧比較器２６は、切替部１５から供給される電圧と閾値電圧Ｖth1とを比較し、切替部１５から供給される電圧が閾値電圧Ｖth1よりも高いときにはハイレベルの信号を出力し、切替部１５から供給される電圧が閾値電圧Ｖth1よりも低いときにはローレベルの信号を出力する。
【００５３】
電圧比較器２６の出力側から出力される出力信号は、スイッチング素子１１の開閉動作を制御する制御信号としてスイッチング素子１１に供給される。スイッチング素子１１は、電圧比較器２６からハイレベルの信号が供給されているときは閉状態とされ、ローレベルの信号が供給されているときは開状態とされる。
【００５４】
以上の構成によって、電源保護回路は、以下のように動作する。まず、電源が起動されていない状態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電圧は、ローレベルである。このため、切替部１５にはローレベルの切替信号が入力される。これにより、切替部１５および出力部１６からはハイレベルの信号が順次出力される。出力部１６から出力されるハイレベルの信号は、スイッチング素子１１に供給され、スイッチング素子１１が閉状態とされる。
【００５５】
この状態から、電源が起動されると、起動シーケンス制御部１８からの起動制御信号によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nがＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの順に起動する。最後に起動するＤＣ−ＤＣコンバータ１２nが起動すると、切替部１５にはハイレベルの切替信号が供給される。これにより、切替部１５からは、論理部１４から供給される信号が出力される。
【００５６】
すなわち、検出部１３1，１３2，…，１３nのそれぞれからの出力電源がすべて正常である場合には、切替部１５および出力部１６からはハイレベルの信号が順次出力される。出力部１６から出力されるハイレベルの信号は、スイッチング素子１１に供給され、スイッチング素子１１の閉状態が保持される。
【００５７】
検出部１３1，１３2，…，１３nのいずれか一つでも異常となる場合には、切替部１５および出力部１６からはローレベルの信号が順次出力される。出力部１６から出力されるローレベルの信号は、スイッチング素子１１に供給され、スイッチング素子１１を開状態に切り替える。
【００５８】
このように、電源の起動時は、切替部１５において切替信号が確認されるまでは、スイッチング素子１１が閉状態とされる。これにより、検出部１３1，１３2，…，１３nが電源の起動時に出力電圧のオーバーシュートや突入電流を検出しても、検出結果が無効となり、電源の起動時における電源保護回路の誤動作を防止できる。
【００５９】
また、論理部１４、切替部１５および出力部１６が論理回路によって構成されているため、マスク時間の精度が高まり、マスク時間を短縮することができる。
【００６０】
また、切替信号に基づきマスク時間が自動的に決定されるため、予めマスク時間を設定しておかなくても電源の起動時における誤動作対策を行うことができる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの起動順を変更しても、ＣＲ積分回路を用いてマスク時間を設定するときのようにマスク部の定数変更が不要なため、メンテナンスが容易となる。
【００６１】
図３は、起動シーケンス制御部１８からの起動制御信号を切替信号として用いた場合における論理部１４、切替部１５および出力部１６の構成の一例を示す。切替信号として起動シーケンス制御部１８からＤＣ−ＤＣコンバータ１２nに供給される起動制御信号を用いる場合には、異常検出機能による検出結果を無効とする期間にマージンを持たせ、上述したスイッチング素子２４をオフにし、スイッチング素子２５をオンにするタイミングをＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電源が安定するまで遅延させる必要がある。
【００６２】
そこで、図３に示す回路構成は、切替部１５において、インバータ２２とスイッチング素子２４の間と、インバータ２３とスイッチング素子２５の間とに、それぞれ遅延回路２７と遅延回路２８とを設けている。他の構成は、図２に示したものと同様であり、説明を省略する。
【００６３】
遅延回路２７，２８は、例えば、周知のカウンタ回路によって構成されている。遅延回路２７は、インバータ２２から入力される信号を、所定時間以上を遅延してスイッチング素子２４に供給する。遅延回路２８は、インバータ２３から入力される信号を、所定時間以上を遅延してスイッチング素子２５に供給する。これによって、起動シーケンス制御部１８からＤＣ−ＤＣコンバータ１２nに対して起動制御信号が供給されたタイミングからＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電源が安定するまでの所定時間以上を遅延したタイミングにおいて、スイッチング素子２４をオフにし、スイッチング素子２５をオンにすることができる。
【００６４】
このように、遅延回路２７，２８によって、切替部１５から出力される論理部１４からの検出結果を無効とする期間にマージンを持たせ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動を制御する起動制御信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動を検出することによって、切替信号としてＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電源電圧を用いたときと同じ効果が得られる。
【００６５】
なお、図４に示すように、切替信号の種類に関わらず、異常検出機能による検出結果を無効とする期間を延長させる遅延回路２７，２８を設けてもよい。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの出力電圧を切替信号として用いた場合であっても、遅延回路２７，２８を設けることによって、スイッチング素子２４，２５が切り替わるタイミングを調整できるようになる。
【００６６】
図５は、一実施形態による電源保護回路のマスク時間と、同条件でのＣＲ積分回路を用いた従来技術による電源保護回路のマスク時間とを比較するための動作シーケンス図の一例を示す。図中、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。入力電源電圧ＶINは、駆動電源電圧である。出力電源電圧Ｖ1，Ｖ2，Ｖnは、それぞれＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，１２nの出力電源電圧である。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，１２n以外のコンバータの出力電源電圧については、図示を省略している。
【００６７】
要マスク期間は、出力電源電圧Ｖ1，Ｖ2，…，Ｖnのすべてが安定した電源電圧となるまでの期間である。この例では、出力電源電圧Ｖnが閾値を超えるまでが要マスク期間とされている。この閾値は、インバータ２２が入力をハイレベルとする電圧、すなわち出力をローレベルとする電圧である。
【００６８】
区間ａは、電源が起動されてからの入力電源電圧ＶINおよび基準電圧ＶRの起動時間を示している。区間ｂ、区間ｃは、電源が起動されてからの出力電源電圧Ｖ1の起動遅延時間、出力電源電圧Ｖ1が起動されてからの出力電源電圧Ｖ1の起動時間を示している。また、区間ｄは、出力電源電圧Ｖnの起動遅延時間を示しており、この例では、出力電源電圧Ｖ1が閾値に到達した時点から区間ｄだけ遅らせてＤＣ−ＤＣコンバータ１２ｎが起動されている。区間ｇは、出力電源電圧Ｖnが閾値を超えた時間からスイッチング素子１１が切り替わるまでの時間を示している。
【００６９】
従来のマスキング設定時間（min）は、ＣＲ積分回路を構成するコンデンサの充放電特性により、急峻な入力電源のオン／オフ時に生じる残留電荷を想定して設定された理論上最短のマスク時間である。従来のマスキング設定時間（typ）は、マスキング設定時間（min）が要マスク期間を確実にマスクするための設計値として、ＣＲ積分回路を構成するコンデンサおよび抵抗の精度による誤差を考慮したマスク時間である。例えば、要マスク期間が１２〔ｍｓ〕である電源の保護として、マスキング設定時間（typ）を２４〔ｍｓ〕と設定した場合、マスキング設定時間（min）は、１５．６〔ｍｓ〕と約３５％短くなっても要マスク期間より確実に長くなる。すなわち、従来技術による電源保護回路では、区間ｅに示すマスク時間が必要であった。
【００７０】
これに対して、一実施形態による電源保護回路では、精度が高い論理回路によってマスク時間を設定し、高速なバススイッチによって切り替えを行うため、要マスク期間と略同じマスク時間とすることができる。すなわち、区間ｇを必要最小限とし、要マスク期間に対して最適なマスク時間を設定できる。例えば、切替信号としてＤＣ−ＤＣコンバータ１２nの起動制御信号を用いる場合には、遅延回路２７，２８の遅延時間を、少なくとも区間ｄの終了時から要マスク期間の開始時までの時間に設定すればよい。
【００７１】
このように、一実施形態による電源保護回路は、マスク時間の誤差、すなわち精度が改善されるため、マスク時間は、区間ｆに示す範囲でよく、回路の安定度を向上することができる。また、マスク時間が最適化されるため、電源保護回路の機能をより効果的とすることができる。
【００７２】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nの起動制御順と正常起動順とが同じであったが、これらは相違していてもよい。その場合には、最後のｎ番目に出力電源電圧が出力されるコンバータの出力電圧または起動制御信号を切替信号とすることができる。
【００７３】
また、一実施形態と同様の技術的思想によってマスクを行うものであれば、各部を構成する回路は、上述したものに限ったものではない。例えば、インバータ２２，２３としてシュミットインバータ、スイッチ素子２４，２５としてバススイッチを用いたが、インバータ２２，２３、スイッチ素子２４，２５は、それぞれ他の周知のインバータ、スイッチ素子を使用してもよい。
【００７４】
また、上述した一実施形態における複数個のＤＣ−ＤＣコンバータ１２1，１２2，…，１２nは、１個のＤＣ−ＤＣコンバータによって複数種類の出力電源電圧Ｖ1，Ｖ2，…，Ｖnを出力可能なものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の一実施形態による電源保護回路の構成の一例を示す図である。
【図２】出力電圧を切替信号としたときの論理部、切替部および出力部の回路構成の一例を示す図である。
【図３】起動制御信号を切替信号としたときの論理部、切替部および出力部の回路構成の一例を示す図である。
【図４】切替信号の種類に関わらず遅延回路を設けたときの論理部、切替部および出力部の回路構成の一例を示す図である。
【図５】一実施形態でのマスク時間を説明するための動作シーケンス図である。
【図６】従来の電源保護回路の構成の一例を示す図である。
【図７】従来の電源保護回路の論理部、出力部およびマスク部の回路構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１・・・スイッチング素子
１２1，１２2，…，１２n・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３1，１３2，…，１３n・・・検出部
１４・・・論理部
１５・・・切替部
１６・・・出力部
１８・・・起動シーケンス制御部
２１・・・ＡＮＤ回路
２２，２３・・・インバータ
２４，２５・・・スイッチング素子
２６・・・電圧比較器
２７，２８・・・遅延回路
【図１】
2007006663.tif 000003
【図２】
2007006663.tif 000004
【図３】
2007006663.tif 000005
【図４】
2007006663.tif 000006
【図５】
2007006663.tif 000007
【図６】
2007006663.tif 000008
【図７】
2007006663.tif 000009