(57)【要約】【課題】薄型化や軽量化に寄与できる汎用性の高い電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】各々に電源回路を備えた複数枚の基板（１、２）によって構成され、各基板が相互に接続可能であるとともに分離可能となっている電源装置において、各電源回路（１０、５０）は、各基板を相互に接続したときに所定の出力電圧を出力し、且つ各基板を分離したときも独立して所定の出力電圧を出力するように、構成されている。また、負荷の消費電力が小さい場合、電源動作制御回路９０は基板１の電源回路１０の動作を停止させる。【選択図】図１
2007116873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々に電源回路を備えた複数枚の基板によって構成され、各基板が相互に接続可能であるとともに分離可能となっている電源装置において、
各電源回路は、各基板を相互に接続したときに所定の出力電圧を出力し、且つ各基板を分離したときも独立して所定の出力電圧を出力するように、構成されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源装置の負荷の消費電力状態を表す負荷状態信号に応じて、各基板を相互に接続しているときにおける各電源回路の動作を制御する電源動作制御回路を更に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記負荷状態信号としては、前記負荷の消費電力が比較的大きい場合における第１の負荷状態信号と、前記負荷の消費電力が比較的小さい場合における第２の負荷状態信号とが少なくとも存在し、
前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記複数枚の基板の内の１以上の基板における電源回路の動作を停止させる
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
各基板を相互に接続しているとき、各電源回路の出力電圧は並列に前記負荷に供給されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記１以上の基板における電源回路への入力電圧の供給を遮断可能なスイッチ手段を備え、
前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記スイッチ手段を制御して前記入力電圧の供給を遮断することにより、前記１以上の基板における電源回路の動作を停止させる
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記１以上の基板における電源回路は、一次側に、入力電圧に応じた電圧をスイッチングするスイッチング素子及び当該電源回路の出力電圧に応じて該スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路を備えており、
前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記１以上の基板における電源回路に備えられた前記制御回路への電源供給を遮断することにより、その電源回路の動作を停止させる
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
前記複数枚の基板は、第１の基板と第２の基板を含み、
第１の基板と第２の基板を相互に接続しているとき、第１の基板の電源回路における異常の発生の有無を特定する信号が第２の基板の電源回路に伝達される
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の電源装置。
【請求項８】
第１の基板の電源回路における前記異常とは、当該電源回路の出力電圧の過電圧、当該電源回路の出力電流の過電流、及び当該電源回路の特定部分の過熱の内の少なくとも１つである
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
第１の基板と第２の基板を相互に接続しているときにおいて第１及び第２の基板の電源回路の何れかに異常が発生したとき、第１及び第２の基板の電源回路の動作は、双方停止される
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の電源装置を使用した
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置等の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイテレビ等の表示装置の薄型化に伴い、該表示装置の筐体に内蔵されるスイッチング電源（スイッチング電源装置）も薄型化が強く求められる。スイッチング電源の薄型化は、一見すると経済的で、且つ、効率の良い回路配置・機能配置・部品配置の実現に寄与するかのように思える。しかしながら、スイッチング電源を薄型化しようとすると、大型のトランスや電解コンデンサ等が機械的な制約から使用できなくなるため、回路分割の必要性が高くなって基板の大型化（表示装置の筐体内における電源装置の基板の占有面積の増大）を招く。
【０００３】
また、例えば、概ね１００Ｗ（ワット）を超えるような中容量規模以上の出力容量を有するスイッチング電源を構成しようとすると、スイッチング電源自体の重量も重くなり、且つこれを構成する各部品も大型化してくる。そうすると、長期に亘る機械的な振動等による応力や温度変化等に起因する半田の劣化等によってスイッチング電源が破損する、といった可能性も高くなる。
【０００４】
このため、スイッチング電源の長期的な高い信頼性を得るためには、各種信頼性試験を実施して信頼性に関する性能確認を行いつつ、基板単体の軽量化を図ることが肝要である。
【０００５】
スイッチング電源の薄型化を図りつつも、スイッチング電源自体の荷重や重量バランスに配慮した構成を実現するために、スイッチング電源の電源基板を複数枚に分割するといった手法がとられることがある。電源基板を複数枚に分割する手法としては、「（表示装置の）筐体の形状に合わせて回路の一部を切り分ける」という手法と、「マスタースレーブの方式で電源を構築する」という手法がある。尚、これに関連する技術が、例えば、下記特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１４５４８号公報
【特許文献２】特開平４−６９０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３は、一般的なスイッチング電源の回路構成の一例を示しているが、前者の「（表示装置の）筐体の形状に合わせて回路の一部を切り分ける」という手法を採用した場合、例えば図４に示す如く、ＤＣ／ＤＣコンバータは他の部品が実装されている基板１０１と異なる基板１０２に実装されることになる。一般的に、一定範囲の入力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータに与えないとＤＣ／ＤＣコンバータから所望の出力を得ることはできないが、これは図４の構成においても当てはまる。
【０００８】
また、基板１０１に備えられる、過電圧保護（Over Voltage Protection：OVP）機能、過電流保護（Over Current Protection：OCP）機能、温度過昇保護（Over Temperature Protection：OTP）機能といった安全保護機能は、基板１０１と基板１０２を組み合わせて使用する場合にのみ働くようになっていることが多く、単独の基板で用いる場合には一部又は全部の安全保護機能が働かないといったことが一般的であった。
【０００９】
また、後者の「マスタースレーブの方式で電源を構築する」という手法を採用したスイッチング電源を図６に示す。図６に示すスイッチング電源は、図５に示す一般的な２コンバータ方式のスイッチング電源をマスタースレーブの方式で複数基板の構成にした例である。図６のスイッチング電源は、マスター基板２０１並びにスレーブ基板２０２ａ及び２０２ｂから構成され、マスター基板２０１に対してスレーブ基板の枚数を増やしていくことで、必要な容量に応じたスイッチング電源の回路構成を構築することが可能である。しかしながら、マスター基板単体やスレーブ基板単体では使用することはできないため、必ず２枚以上の基板構成が必要となる。
【００１０】
また、上記のような問題は、特許文献１や特許文献２の技術においても当てはまる。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑み、薄型化や軽量化に寄与できる汎用性の高い電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る電源装置は、各々に電源回路を備えた複数枚の基板によって構成され、各基板が相互に接続可能であるとともに分離可能となっている電源装置において、各電源回路は、各基板を相互に接続したときに所定の出力電圧を出力し、且つ各基板を分離したときも独立して所定の出力電圧を出力するように、構成されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、簡単な構成で各基板の厚さの増大を抑制しつつ各基板の軽量化に寄与することが可能となり、電源装置の長期信頼性の向上が期待できる。また、各基板を分離しても、各基板の電源回路は独立して所定の出力電圧を送出できるため、非常に汎用性が高い。
【００１４】
また、例えば、上記電源装置は、前記電源装置の負荷の消費電力状態を表す負荷状態信号に応じて、各基板を相互に接続しているときにおける各電源回路の動作を制御する電源動作制御回路を更に備えている。
【００１５】
そして、例えば、前記負荷状態信号としては、前記負荷の消費電力が比較的大きい場合における第１の負荷状態信号と、前記負荷の消費電力が比較的小さい場合における第２の負荷状態信号とが少なくとも存在し、前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記複数枚の基板の内の１以上の基板における電源回路の動作を停止させる。
【００１６】
これにより、不要な電力損失の発生を抑制可能となる。
【００１７】
また、例えば、各基板を相互に接続しているとき、各電源回路の出力電圧は並列に前記負荷に供給されている。
【００１８】
また、例えば、前記１以上の基板における電源回路への入力電圧の供給を遮断可能なスイッチ手段を備え、前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記スイッチ手段を制御して前記入力電圧の供給を遮断することにより、前記１以上の基板における電源回路の動作を停止させる。
【００１９】
また、例えば、前記１以上の基板における電源回路は、一次側に、入力電圧に応じた電圧をスイッチングするスイッチング素子及び当該電源回路の出力電圧に応じて該スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路を備えており、前記電源動作制御回路は、各基板を相互に接続している場合において第２の負荷状態信号を受けたとき、前記１以上の基板における電源回路に備えられた前記制御回路への電源供給を遮断することにより、その電源回路の動作を停止させるようにしてもよい。
【００２０】
また、例えば、前記複数枚の基板は、第１の基板と第２の基板を含み、第１の基板と第２の基板を相互に接続しているとき、第１の基板の電源回路における異常の発生の有無を特定する信号が第２の基板の電源回路に伝達される。
【００２１】
具体的には、例えば、第１の基板の電源回路における前記異常とは、当該電源回路の出力電圧の過電圧、当該電源回路の出力電流の過電流、及び当該電源回路の特定部分の過熱の内の少なくとも１つである。
【００２２】
また、例えば、第１の基板と第２の基板を相互に接続しているときにおいて第１及び第２の基板の電源回路の何れかに異常が発生したとき、第１及び第２の基板の電源回路の動作は、双方停止される。
【００２３】
これにより、異常発生時における電源装置全体の安全な停止が確保される。
【００２４】
また、例えば、上記電源装置を用いて表示装置を構成するとよい。
【発明の効果】
【００２５】
上述した通り、本発明に係る電源装置によれば、薄型化や軽量化を実現可能であり、また、汎用性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜＜第１実施形態＞＞
本発明に係るスイッチング電源装置の第１実施形態につき、図面を参照して詳細に説明する。以下、スイッチング電源装置を単に「電源装置」と呼ぶことにする。図１は、第１実施形態に係る電源装置のブロック図（回路構成図）である。第１実施形態に係る電源装置は、第１の基板としての基板１と第２の基板としての基板２とを含む複数の基板から構成されている。説明の簡略化上、基板１と基板２の２枚の基板に着目して説明を行うが、３枚以上の基板を相互に接続して電源装置を構成しても良い。
【００２７】
第１実施形態（及び後述する第２実施形態）に係る電源装置は、様々な電子回路の電源として利用可能であり、特に、液晶ディスプレイテレビ、プラズマディスプレイテレビ、有機ＥＬディスプレイテレビ等の表示装置（不図示）の駆動用電源として用いられる。表示装置の駆動用電源として用いられる場合、電源装置は、例えば表示装置の筐体に内蔵される。また、第１実施形態（及び後述する第２実施形態）に係る電源装置は、例えば、概ね１００Ｗ（ワット）を超える電力を出力可能なように構成される。
【００２８】
基板１と基板２は、ハーネス等を介して接続可能となっており、図１は、基板１と基板２が接続されている状態を表している。以下、特に記載しない限り、基板１と基板２が接続されている場合、即ち基板１と基板２を組み合わせて１つの電源装置を構成している場合の動作を説明する。電源装置を３枚以上の基板にて構成する場合、各基板をハーネス等を介して相互に接続する。このように、電源装置を複数枚の基板で構成することにより、各基板の薄型化及び軽量化を図ることができるため、電源装置の長期信頼性を向上させることが可能となる。
【００２９】
基板１には電源回路（スイッチング電源回路）１０が実装されている。基板１には、ヒューズ１１、リレー等のスイッチ（スイッチ手段）１２、フィルタ回路１３、ブリッジダイオード（ブリッジ整流回路）１４、コイル１５、ダイオード１６、コンデンサ１７、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はバイポーラトランジスタなどのスイッチングデバイス１８（以下、ＭＯＳＦＥＴ１８という）、制御回路１９、トランス２０、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタなどのスイッチングデバイス２１（以下、ＭＯＳＦＥＴ２１という）、制御回路２２、帰還回路２３、ダイオード２４、コンデンサ２５、過電流検出回路（ＯＣＰ）２６、過電圧検出回路（ＯＶＰ）２７、温度過昇検出回路（ＯＴＰ）２８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９、並びにコネクタＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３、ＣＮ４、ＣＮ５及びＣＮ６が搭載されており、それらの部品によって、電源回路１０が形成されている。
【００３０】
基板２には電源回路（スイッチング電源回路）５０が実装されている。基板２には、ヒューズ６１、フィルタ回路６３、ブリッジダイオード（ブリッジ整流回路）６４、コンデンサ６７、トランス７０、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタなどのスイッチングデバイス７１（以下、ＭＯＳＦＥＴ７１という）、制御回路７２、帰還回路７３、ダイオード７４、コンデンサ７５、過電流検出回路（ＯＣＰ）７６、過電圧検出回路（ＯＶＰ）７７、温度過昇検出回路（ＯＴＰ）７８、ＤＣ／ＤＣコンバータ７９、電源動作制御回路９０、並びにコネクタＣＮ５１、ＣＮ５２、ＣＮ５３、ＣＮ５４、ＣＮ５５、ＣＮ５６及びＣＮ５７が搭載されており、それらの部品によって、電源回路５０が形成されている。尚、ＭＯＳＦＥＴ１８、２１及び７１として、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを図１では例示しているが、勿論、それらをＰチャンネル型に変更することも可能である。
【００３１】
コネクタＣＮ１とＣＮ２との間には、ＡＣ１００Ｖ等の交流電圧が、電源回路１０及び５０の入力電圧として供給される。電源回路１０において、通常、スイッチ１２はオンとなっていて、該交流電圧は、ヒューズ１１、スイッチ１２及びノイズフィルタ等のフィルタ回路１３を介してブリッジダイオード１４に供給され、ブリッジダイオード１４の正側及び負側の出力端子から該交流電圧を全波整流した電圧が出力される。
【００３２】
ブリッジダイオード１４の正側の出力端子は、コイル１５を介してダイオード１６のアノード及びＭＯＳＦＥＴ１８のドレインに接続されている。ブリッジダイオード１４の負側の出力端子は、電源回路１０の一次側のグランドラインＬ１に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１８のソースもグランドラインＬ１に接続されている。
【００３３】
制御回路１９は、ＭＯＳＦＥＴ１８のゲートに所定の矩形波を供給することにより、ＭＯＳＦＥＴ１８を所定の周期でオン／オフさせる。これにより、ダイオード１６のアノード側の電圧に応じた電圧がカソード側に出力される。ダイオード１６のカソードは、コンデンサ１７を介してグランドラインＬ１に接続されており、コンデンサ１７は、ダイオード１６のカソード側の電圧を平滑化する。これにより、コンデンサ１７には、（略）直流の電圧が蓄えられることになる。コンデンサ１７の陽極はトランス２０の一次側巻線を介してＭＯＳＦＥＴ２１のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２１のソースはグランドラインＬ１に接続されている。
【００３４】
制御回路２２は、電源回路１０の出力電圧Ｖ１（コネクタＣＮ３とＣＮ４との間の電圧）に応じた帰還信号を帰還回路２３から受け、出力電圧Ｖ１が直流の一定電圧ＶT1に保たれるように、該出力電圧Ｖ１に応じてパルス幅変調された矩形波をＭＯＳＦＥＴ２１のゲートに供給する。制御回路２１は、出力電圧Ｖ１が一定電圧ＶT1よりも低い場合にＭＯＳＦＥＴ２１をオンにする割合を増大させ、出力電圧Ｖ１が一定電圧ＶT1よりも高い場合にＭＯＳＦＥＴ２１をオンにする割合を減少させる。
【００３５】
このように、ＭＯＳＦＥＴ２１（スイッチング素子）はコンデンサＣ１７に蓄えられている電圧をスイッチングし、制御回路２２は出力電圧Ｖ１に応じてＭＯＳＦＥＴ２１のスイッチング動作を制御する。尚、コンデンサＣ１７の両極間電圧が、制御回路１９及び制御回路２２を動作させるための電源電圧として、制御回路１９及び制御回路２２に供給されている。
【００３６】
トランス２０の二次側巻線の一端は、ダイオード２４のアノードに接続され、他端は電源回路１０の二次側のグランドラインＬ２に接続されている。ダイオード２４のカソードは、コンデンサ２５を介してグランドラインＬ２に接続されていると共に、過電流検出回路２６を介してコネクタＣＮ３に接続されている。過電流検出回路２６は、ダイオード２４のカソードとコネクタＣＮ３との間を接続する線路に直列に介在している。グランドラインＬ２はコネクタＣＮ４に接続されており、コネクタＣＮ４を基準としたコネクタＣＮ３の電圧は、電源回路１０の出力電圧Ｖ１として且つ外部の第１負荷（不図示）の電源電圧として、出力される。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は、グランドラインＬ２と、過電流検出回路２６とコネクタＣＮ３との接続点との間の電圧（出力電圧Ｖ１に等しい）を入力電圧として受け、該入力電圧を電圧値の異なる他の直流の出力電圧Ｖ２に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２９の出力電圧Ｖ２は、コネクタＣＮ５及びＣＮ６を介して、第２負荷（不図示）の電源電圧として出力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２９の内部の回路構成は、周知の回路構成を採用しているため、その図示と動作の説明を割愛する。
【００３８】
過電流検出回路２６は、電源回路１０の出力電流が過電流となっているか否かを検出する。具体的には、過電流検出回路２６は、電源回路１０の出力電流が所定の第１閾値電流以上となっている場合に過電流であると検出してハイレベルの信号を出力し、電源回路１０の出力電流が上記第１閾値電流未満となっている場合に過電流ではない（即ち、正常範囲の出力電流である）と検出してローレベルの信号を出力する。
【００３９】
過電流検出回路２６は、例えば、ダイオード２４のカソードとコネクタＣＮ３との間を接続する線路に直列に介在するシャント抵抗（不図示）と、該シャント抵抗の両端間電圧を所定の電圧と比較し、シャント抵抗に流れる電流（即ち、電源回路１０の出力電流）が上記第１閾値電流以上である場合にハイレベルの信号を出力する一方でシャント抵抗に流れる電流が上記第１閾値電流未満である場合にローレベルの信号を出力するコンパレータ（不図示）と、から構成される。勿論、過電流検出回路２６として、他の様々な回路構成を採用することもできる。また、電源回路１０の出力電流は、コネクタＣＮ３に流れる電流と、過電流検出回路２６とコネクタＣＮ３との接続点からＤＣ／ＤＣコンバータ２９に流れ込む電流との和に相当する。
【００４０】
過電圧検出回路２７は、電源回路１０の出力電圧Ｖ１が過電圧となっているか否かを検出する。具体的には、過電圧検出回路２７は、出力電圧Ｖ１が所定の第１閾値電圧以上となっている場合に過電圧であると検出してハイレベルの信号を出力し、出力電圧Ｖ１が上記第１閾値電圧未満となっている場合に過電圧ではない（即ち、正常範囲の出力電圧である）と検出してローレベルの信号を出力する。
【００４１】
過電圧検出回路２７は、例えば、出力電圧Ｖ１を分圧する分圧抵抗（不図示）と、分圧によって得られた電圧を所定の電圧と比較し、出力電圧Ｖ１が上記第１閾値電圧以上である場合にハイレベルの信号を出力する一方で出力電圧Ｖ１が上記第１閾値電圧未満である場合にローレベルの信号を出力するコンパレータ（不図示）と、から構成される。勿論、過電圧検出回路２７として、他の様々な回路構成を採用することもできる。
【００４２】
温度過昇検出回路２８は、電源回路１０の特定部分に配置され、その特定部分における温度が異常に過熱されていないかを検出する。具体的には、温度過昇検出回路２８は、その特定部分の温度が所定の第１閾値温度以上となっている場合に異常に過熱されていると検出してハイレベルの信号を出力し、その特定部分の温度が上記第１閾値温度未満となっている場合に正常範囲の温度であると検出してローレベルの信号を出力する。
【００４３】
温度過昇検出回路２８は、例えば、サーミスタ等の温度センサ（不図示）を用いて構成される。温度過昇検出回路２８が温度を検出する部位である上記特定部分とは、例えば、電源回路１０を構成する特定の素子（ＭＯＳＦＥＴ２１等）の表面、又は電源回路１０の内部（若しくは近傍）の周囲温度を測定するのに適した部位である。
【００４４】
帰還回路２３は、出力電圧Ｖ１に応じた帰還信号を、フォトカプラ等を用いつつ制御回路２２に伝達する。更に、帰還回路２３は、過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号を受け、それら３つの出力信号の内の１つ以上がハイレベルとなったとき、電源装置及び負荷等を保護すべく、制御回路２２を制御して電源回路１０の動作を停止させる。つまり、ＭＯＳＦＥＴ２１をオフに維持させる。
【００４５】
基板２の電源回路５０の内部構成及び動作は、基板１の電源回路１０と類似している。基板１のヒューズ１１とスイッチ１２との接続点は基板２のコネクタＣＮ５１に接続され、基板２のコネクタＣＮ２と基板２のコネクタＣＮ５２に接続されている。コネクタＣＮ５１とＣＮ５２との間の電圧は、電源回路５０の入力電圧となる。従って、電源回路５０の入力電圧も、電源回路１０の入力電圧と同じ交流電圧となる。電源回路５０において、該交流電圧は、ヒューズ６１、ノイズフィルタ等のフィルタ回路６３を介してブリッジダイオード６４に供給され、ブリッジダイオード６４の正側及び負側の出力端子から該交流電圧を全波整流した電圧が出力される。
【００４６】
ブリッジダイオード６４の正側の出力端子はコンデンサ６７の陽極に接続され、ブリッジダイオード６４の負側の出力端子はコンデンサ６７の陰極に接続されると共に電源回路５０の一次側のグランドラインＬ５１に接続される。コンデンサ６７は、ブリッジダイオード６４の出力する電圧を平滑化する。これにより、コンデンサ６７には、（略）直流の電圧が蓄えられることになる。コンデンサ６７の陽極はトランス７０の一次側巻線を介してＭＯＳＦＥＴ７１のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ７１のソースはグランドラインＬ５１に接続されている。
【００４７】
制御回路７２は、電源回路５０の出力電圧Ｖ５１（コネクタＣＮ５３とＣＮ５４との間の電圧）に応じた帰還信号を帰還回路７３から受け、出力電圧Ｖ５１が直流の一定電圧ＶT51に保たれるように、該出力電圧Ｖ５１に応じてパルス幅変調された矩形波をＭＯＳＦＥＴ７１のゲートに供給する。制御回路７１は、出力電圧Ｖ５１が一定電圧ＶT51よりも低い場合にＭＯＳＦＥＴ７１をオンにする割合を増大させ、出力電圧Ｖ５１が一定電圧ＶT51よりも高い場合にＭＯＳＦＥＴ７１をオンにする割合を減少させる。
【００４８】
このように、ＭＯＳＦＥＴ７１（スイッチング素子）はコンデンサＣ６７に蓄えられている電圧をスイッチングし、制御回路７２は出力電圧Ｖ５１に応じてＭＯＳＦＥＴ７１のスイッチング動作を制御する。尚、コンデンサＣ６７の両極間電圧が、制御回路７２を動作させるための電源電圧として制御回路７２に供給されている。
【００４９】
トランス７０の二次側巻線の一端は、ダイオード７４のアノードに接続され、他端は電源回路５０の二次側のグランドラインＬ５２に接続されている。ダイオード７４のカソードは、コンデンサ７５を介してグランドラインＬ５２に接続されていると共に、過電流検出回路７６を介してコネクタＣＮ５３に接続されている。過電流検出回路７６は、ダイオード７４のカソードとコネクタＣＮ５３との間を接続する線路に直列に介在している。グランドラインＬ５２はコネクタＣＮ５４に接続されており、コネクタＣＮ５４を基準としたコネクタＣＮ５３の電圧は、電源回路５０の出力電圧Ｖ５１として且つ基板１のコネクタＣＮ３及びＣＮ４に接続されるべき上記第１負荷の電源電圧として、出力される。
【００５０】
つまり、電源回路１０からの出力電圧Ｖ１と電源回路５０からの出力電圧Ｖ５１は、並列に上記第１負荷に供給される。例えば、コネクタＣＮ３とコネクタＣＮ５３は、図示されないハーネス等を介しつつ共に第１負荷の正側の電源電圧入力端子に接続され、コネクタＣＮ４とコネクタＣＮ５４は、図示されないハーネス等を介しつつ共に第１負荷の負側の電源電圧入力端子に接続される。尚、電源回路１０からの出力電圧Ｖ１が供給されるべき負荷と、電源回路５０からの出力電圧Ｖ５１が供給されるべき負荷は、異なる負荷であっても構わない。
【００５１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７９は、グランドラインＬ５２と、過電流検出回路７６とコネクタＣＮ５３との接続点との間の電圧（出力電圧Ｖ５１に等しい）を入力電圧として受け、該入力電圧を電圧値の異なる他の直流の出力電圧Ｖ５２に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７９の出力電圧Ｖ５２は、コネクタＣＮ５５及びＣＮ５６を介して、基板１のコネクタＣＮ５及びＣＮ６に接続されるべき上記第２負荷の電源電圧として出力される。
【００５２】
つまり、電源回路１０からの出力電圧Ｖ２と電源回路５０からの出力電圧Ｖ５２は、並列に上記第２負荷に供給される。例えば、コネクタＣＮ５とコネクタＣＮ５５は、図示されないハーネス等を介しつつ共に第２負荷の正側の電源電圧入力端子に接続され、コネクタＣＮ６とコネクタＣＮ５６は、図示されないハーネス等を介しつつ共に第２負荷の負側の電源電圧入力端子に接続される。尚、電源回路１０からの出力電圧Ｖ２が供給されるべき負荷と、電源回路５０からの出力電圧Ｖ５２が供給されるべき負荷は、異なる負荷であっても構わない。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７９の内部の回路構成は、周知の回路構成を採用しているため、その図示と動作の説明を割愛する。
【００５３】
過電流検出回路７６は、電源回路５０の出力電流が過電流となっているか否かを検出する。具体的には、過電流検出回路７６は、電源回路５０の出力電流が所定の第２閾値電流以上となっている場合に過電流であると検出してハイレベルの信号を出力し、電源回路５０の出力電流が上記第２閾値電流未満となっている場合に過電流ではない（即ち、正常範囲の出力電流である）と検出してローレベルの信号を出力する。過電流検出回路７６は、基板１における過電流検出回路２６と同じように、シャント抵抗等によって構成できる。また、電源回路５０の出力電流は、コネクタＣＮ５３に流れる電流と、過電流検出回路７６とコネクタＣＮ５３との接続点からＤＣ／ＤＣコンバータ７９に流れ込む電流との和に相当する。尚、上記第１閾値電流と上記第２閾値電流は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００５４】
過電圧検出回路７７は、電源回路５０の出力電圧Ｖ５１が過電圧となっているか否かを検出する。具体的には、過電圧検出回路７７は、出力電圧Ｖ５１が所定の第２閾値電圧以上となっている場合に過電圧であると検出してハイレベルの信号を出力し、出力電圧Ｖ５１が上記第２閾値電圧未満となっている場合に過電圧ではない（即ち、正常範囲の出力電圧である）と検出してローレベルの信号を出力する。過電圧検出回路７７は、基板１における過電圧検出回路２７と同じように、分圧抵抗とコンパレータ等によって構成できる。尚、上記第１閾値電圧と上記第２閾値電圧は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００５５】
温度過昇検出回路７８は、電源回路５０の特定部分に配置され、その特定部分における温度が異常に過熱されていないかを検出する。具体的には、温度過昇検出回路７８は、その特定部分の温度が所定の第２閾値温度以上となっている場合に異常に過熱されていると検出してハイレベルの信号を出力し、その特定部分の温度が上記第２閾値温度未満となっている場合に正常範囲の温度であると検出してローレベルの信号を出力する。温度過昇検出回路７８は、基板１における温度過昇検出回路２８と同じように、サーミスタ等の温度センサを用いて構成できる。温度過昇検出回路７８が温度を検出する部位である上記特定部分とは、例えば、電源回路５０を構成する特定の素子（ＭＯＳＦＥＴ７１等）の表面、又は電源回路５０の内部（若しくは近傍）の周囲温度を測定するのに適した部位である。尚、上記第１閾値温度と上記第２閾値温度は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００５６】
帰還回路７３は、出力電圧Ｖ５１に応じた帰還信号を、フォトカプラ等を用いつつ制御回路７２に伝達する。更に、帰還回路７３は、過電流検出回路７６、過電圧検出回路７７及び温度過昇検出回路７８の出力信号、並びに、基板１の過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号を受け、それら６つの出力信号の内の１つ以上がハイレベルとなったとき、電源装置及び負荷等を保護すべく、制御回路７２を制御して電源回路５０の動作を停止させる。つまり、ＭＯＳＦＥＴ７１をオフに維持させる。
【００５７】
基板１と基板２を接続しているとき、基板１の過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号は、図示されないコネクタ等を介して帰還回路７３に伝達されるようになっている。但し、図１（及び後述する図２）において、温度過昇検出回路２８の出力信号が帰還回路７３に与えられている様子を示す線の図示は省略されている。
【００５８】
出力電圧Ｖ１及び出力電圧Ｖ５１が供給される上記第１負荷と、出力電圧Ｖ２及び出力電圧Ｖ５２が供給される上記第２負荷は、例えば、共に表示装置の内部の負荷であり、それらの負荷の消費電力は表示装置の動作状態に応じて変動する。そして、例えば、第１負荷と第２負荷の消費電力は、表示装置の動作状態に応じて同じように変動する。電源装置を搭載している表示装置の動作モードが通常動作モード等となっていて、その消費電力が比較的大きい場合は、第１負荷と第２負荷の消費電力も比較的大きくなると共に第１負荷と第２負荷の動作を制御する（或いは、第１負荷と第２負荷の消費電力を認識可能な）図示されない負荷制御部からコネクタＣＮ５７を介して第１の負荷状態信号が電源動作制御回路９０に伝達される。一方、上記動作モードが、所謂省エネルギーモード等になり、その消費電力が（第１の負荷状態信号が電源動作制御回路９０に伝達されている状態と比べて）比較的小さくなると、第１負荷と第２負荷の消費電力も比較的小さくなると共に上記負荷制御部からコネクタＣＮ５７を介して第２の負荷状態信号が電源動作制御回路９０に伝達される。
【００５９】
上記の如く、電源動作制御回路９０には、コネクタＣＮ５７を介して上記負荷制御部から、電源装置の負荷の消費電力状態を表す信号（以下、「負荷状態信号」という）が与えられる。上記の第１及び第２の負荷状態信号に着目して説明を継続するが、負荷状態信号として、それ以外の種類の信号（例えば、第３の負荷状態信号）が供給される場合もあり得る。
【００６０】
電源動作制御回路９０は、第１の負荷状態信号を受けている場合を含み、原則として、ローレベルの信号を出力する。電源動作制御回路９０の出力信号は、図示されないコネクタ等を介してスイッチ１２の制御端子に供給される。スイッチ１２は、制御端子にローレベルの信号が加わるとオンとなり、ハイレベルの信号が加わるとオフとなる。従って、この場合、電源動作制御回路９０からのローレベルの出力信号を受けてスイッチ１２がオンとなり、交流電圧がフィルタ１３側に供給されて電源回路１０が動作する。
【００６１】
一方、電源動作制御回路９０は、第２の負荷状態信号を受けている場合、ハイレベルの信号を出力する。従って、この場合、スイッチ１２はオフとなってコネクタＣＮ１とフィルタ１３を結ぶ線路が遮断される。つまり、電源回路１０への入力電圧の供給が遮断され、電源回路１０の動作が停止する。省エネルギーモード等においては、電源装置の負荷（第１負荷と第２負荷）が軽くなるため、電源回路５０を動作させるだけで該負荷を問題なく動作させることができる。これを考慮し、電源回路１０の動作を停止させる。これにより、不要な電力損失の発生が抑制される。
【００６２】
また、帰還回路７３は、過電流検出回路７６、過電圧検出回路７７及び温度過昇検出回路７８の出力信号の内（３つの出力信号の内）の１つ以上がハイレベルとなったとき、ハイレベルの出力信号を異常信号として電源動作制御回路９０に出力し、上記３つの出力信号が全てローレベルであるとき、ローレベルの出力信号を電源動作制御回路９０に出力する。そして、電源動作制御回路９０は、帰還回路７３からハイレベルの信号を受けたとき、ハイレベルの信号を出力する。この信号はスイッチ１２の制御端子に伝達され、スイッチ１２はオフとなる。このように、過電流等が生じたときは、帰還回路７３の制御回路７２に対する制御によって電源回路５０の動作が停止するだけでなく、電源回路１０の動作も停止することとなるため、電源装置全体の安全な停止が確保される。
【００６３】
尚、過電流検出回路７６、過電圧検出回路７７及び温度過昇検出回路７８の出力信号並びに過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号の内（６つの出力信号の内）の１つ以上がハイレベルとなったときに、帰還回路７３がハイレベルの出力信号を電源動作制御回路９０に出力するようにしてもよい。
【００６４】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第１実施形態の変形例として、本発明の第２実施形態を説明する。図２は、第２実施形態に係る電源装置のブロック図（回路構成図）である。第２実施形態に係る電源装置は、図１の基板１及び電源回路１０が基板１ａ及び電源回路１０ａに置換されている点で第１実施形態に係る電源装置と相違しており、その他の点において、第１及び第２実施形態の構成及び動作は一致しているため、一致点の重複する説明を省略する。電源回路１０ａは、図１のスイッチ１２が省略されている点（即ち、スイッチ１２が短絡されヒューズ１１とフィルタ１３が直結されている）と、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ３０（以下、「トランジスタ３０」と略記する）及びＰＮＰ型バイポーラトランジスタ３１（以下、「トランジスタ３１」と略記する）が新たに設けられている点で、第１実施形態の電源回路１０と相違しており、その他の点において電源回路１０ａと電源回路１０は一致しているため、一致点の重複する説明を省略する。尚、トランジスタ３０及び３１として、ＭＯＳＦＥＴを採用しても構わない。
【００６５】
第２実施形態においても、基板１ａと基板２は、ハーネス等を介して接続可能となっており、図２は、基板１と基板２が接続されている状態を表している。以下、特に記載しない限り、基板１ａと基板２が接続されている場合、即ち基板１ａと基板２を組み合わせて１つの電源装置を構成している場合の動作を説明する。電源装置を３枚以上の基板にて構成する場合、各基板をハーネス等を介して相互に接続する。
【００６６】
トランジスタ３０は、コイル１５とダイオード１６のアノードとの接続点と、制御回路１９の正側の電源端子３３との間に挿入されている。即ち、トランジスタ３０において、エミッタはコイル１５とダイオード１６のアノードとの接続点に接続され、コレクタは電源端子３３に接続されている。制御回路１９は、グランドラインＬ１と電源端子３３との間の電圧を自身の電源電圧として利用し、ＭＯＳＦＥＴ１８の駆動等の所定の動作を行う。トランジスタ３１は、コンデンサＣ１７の陽極と制御回路２２の正側の電源端子３２との間に挿入されている。即ち、トランジスタ３１において、エミッタはコンデンサＣ１７の陽極に接続され、コレクタは電源端子３２に接続されている。制御回路２２は、グランドラインＬ１と電源端子３２との間の電圧を自身の電源電圧として利用し、ＭＯＳＦＥＴ２１の駆動等の所定の動作を行う。
【００６７】
トランジスタ３０及び３１のベースには、図示されないコネクタ等を介して電源動作制御回路９０の出力信号が供給されており、電源動作制御回路９０の出力信号がローレベルのときトランジスタ３０及び３１は双方オンとなる一方で、電源動作制御回路９０の出力信号がハイレベルのときトランジスタ３０及び３１は双方オフとなる。従って、省エネルギーモード等に対応する第２の負荷状態信号が電源動作制御回路９０に供給された場合（或いは過電流状態等に陥った場合）には、電源動作制御回路９０からのハイレベルの出力信号を受けて、トランジスタ３０及び３１は双方オフとなる。この結果、電源回路１０ａの動作が停止し、不要な電力損失の発生が抑制される（或いは電源装置全体の安全な停止が確保される）。
【００６８】
第１実施形態においては、スイッチ１２として電磁駆動式のリレーが一般的に採用されることに起因して、そのオン／オフ動作時に機械音が発生してしまうことがあるが、第２実施形態においては、そのような機械音が排除される。また、第１実施形態においては、省エネルギーモードへの移行時等に、基板１に対する交流電圧の供給自体を遮断してしまう。このため、基板１の電源回路１０が一般的なコンデンサインプット型の電源装置（スイッチング電源装置）である場合、電源回路１０の再起動時に大きな突入電流が発生してしまう。一方、第２実施形態においては、省エネルギーモードへの移行時等に、基板１ａに対する交流電圧の供給自体を遮断してしまう訳ではないため、突入電流による影響を考慮する必要性が少ない。
【００６９】
以下、第１及び第２実施形態に共通する事項について説明する。基板１（又は１ａ）と基板２が接続されている場合、即ち基板１（又は１ａ）と基板２を組み合わせて１つの電源装置を構成している場合の動作を詳細に説明したが、基板１（又は１ａ）と基板２を分離し、基板１（又は１ａ）と基板２を別個独立の電源装置として用いることも可能である。基板１（又は１ａ）と基板２を分離し、基板１（又は１ａ）と基板２を別個独立の電源装置として用いる状態を、以下「分離状態」と呼ぶ。
【００７０】
分離状態においては、過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号が帰還回路７３に伝達されず、また、電源動作制御回路９０の出力信号が電源回路１０（又は１０ａ）側に伝達されないが、電源回路１０（又は１０ａ）及び電源回路５０は、個々の電源回路としての動作が損なわれることなく動作する。即ち、分離状態においても、電源回路１０（又は１０ａ）は出力電圧Ｖ１及びＶ２を出力し、電源回路５０は出力電圧Ｖ５１及びＶ５２を出力する。更に、分離状態においても、各電源回路は、当然、過電流検出機能、過電圧検出機能及び温度過昇検出機能を独立して備える。このため、物理的に隔離された環境に基板１と基板２が配置されたとしても、各電源回路は、過電流検出機能等を備えた電源装置として機能する。
【００７１】
尚、分離状態においては、ＡＣ１００Ｖ等の交流電圧が、コネクタＣＮ１及びＣＮ２を介することなく、直接コネクタＣ５１及びＣ５２に与えられる。また、分離状態においては、スイッチ１２の制御端子、トランジスタ３０のベース及びトランジスタ３１のベースに加わる電圧は、プルダウン抵抗等を用いることによって全てローレベルに維持され、スイッチ１２、トランジスタ３０及びトランジスタ３１は全てオンに維持される。また、分離状態においては、帰還回路７３の過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８からの出力信号を受けるために設けられた端子の電圧は、プルダウン抵抗等を用いることによって全てローレベルに維持されている。
【００７２】
電源装置を、第１の基板としての基板１（又は１ａ）と、第２の基板としての基板２と、図示されない第３の基板とを相互に接続して構成することも可能である。
【００７３】
例えば、第３の基板は第２の基板と同じように構成され、第３の基板にも電源回路５０が搭載されることになる。この場合、第３の基板の電源回路５０における帰還回路７３にも、第１の基板における過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号が供給され、第２の基板の帰還回路７３と第３の基板の帰還回路７３は同じように動作する。また例えば、第１の基板からの出力電圧Ｖ１と第２及び第３の基板からの出力電圧Ｖ５１は並列に上記第１負荷に供給され、第１の基板からの出力電圧Ｖ２と第２及び第３の基板からの出力電圧Ｖ５２は並列に上記第２負荷に供給される。また、第３の基板と同様の第４の基板、第５の基板、・・・、を設け、各基板を相互に接続して１つの電源装置を構成するようにしてもよい。
【００７４】
また例えば、第３の基板を第１の基板と同じように構成してもよい。この場合、第３の基板には電源回路１０（又は１０ａ）が搭載されることになり、第２の基板の帰還回路７３には、例えば、第１の基板における過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号、第２の基板における過電流検出回路７６、過電圧検出回路７７及び温度過昇検出回路７８の出力信号、並びに第３の基板における過電流検出回路２６、過電圧検出回路２７及び温度過昇検出回路２８の出力信号の合計９つの出力信号が供給される。そして、第２の基板の電源動作制御回路９０に第２の負荷状態信号が与えられたとき、電源動作制御回路９０に第１及び第３の基板のスイッチ１２（或いは、トランジスタ３０及び３１）をオフとするための信号を出力させて、第１及び第３基板の電源回路１０（又は１０ａ）の動作を停止させるようにしてもよい。また、合計９つの出力信号の１つ以上がハイレベルとなったときにも、電源動作制御回路９０に第１及び第３の基板のスイッチ１２（或いは、トランジスタ３０及び３１）をオフとするための信号を出力させて、第１及び第３基板の電源回路１０（又は１０ａ）の動作を停止させるようにしてもよい。
【００７５】
上述したように、本発明では、基板を単純に分割するというのではなく、分割の単位を「機能ブロック単位」にしている。このため、電源装置を搭載させるセットを物理的に分割して使用するというような特殊な状況にあっても、「機能ブロック単位」で構成した個々の基板を分割されたセットのそれぞれに配置させて、所望の動作を得ることが可能となる。更にその場合であっても、安全保護機能は損なわれないため、電源装置の軽量化による長期信頼性の向上と同時に高い安全性も確保することができる。
【００７６】
また、電源装置としてスイッチング電源装置を例に挙げて詳細に説明したが、本発明はドロッパ型の電源装置等、スイッチング電源装置以外の電源装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源装置（スイッチング電源装置）のブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電源装置（スイッチング電源装置）のブロック図である。
【図３】従来の一般的なスイッチング電源の第１例を示すブロック図である。
【図４】従来のスイッチング電源の第１例を複数の基板に分割して構成した事例を示すブロック図である。
【図５】従来の一般的なスイッチング電源の第２例を示すブロック図である。
【図６】従来のスイッチング電源の第２例を複数の基板に分割して構成した事例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ａ  基板（第１の基板）
２  基板（第２の基板）
１２  スイッチ
１８、２１、７１  ＭＯＳＦＥＴ
１９、２２、７２  制御回路
２０、７０  トランス
２３、７３  帰還回路
２６、７６  過電流検出回路
２７、７７  過電圧検出回路
２８、７８  温度過昇検出回路
２９、７９  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０、３１  トランジスタ
９０  電源動作制御回路
【図１】
2007116873.tif 000003
【図２】
2007116873.tif 000004
【図３】
2007116873.tif 000005
【図４】
2007116873.tif 000006
【図５】
2007116873.tif 000007
【図６】
2007116873.tif 000008