(57)【要約】【課題】レギュレータから負荷側へ供給される電圧を監視することによって異常を検出する電圧供給装置において、高い精度で異常を検出する。【解決手段】制御部は、電源がオン（Ｓ１）された後、規定閾値Ｖｄを記憶し（Ｓ２）、レギュレータが負荷へ供給する電圧Ｖｄｅｔを検出し（Ｓ３）、その検出が初回である場合（Ｓ４でＹＥＳ）には、電圧Ｖｄｅｔが規定閾値Ｖｄに対して正常か否かを判定する（Ｓ５）。正常でない場合は、レギュレータを非能動にし（Ｓ６）、正常の場合は、電圧Ｖｄｅｔよりも僅かに低い値を新しい閾値（実行閾値）Ｖｎとして設定する（Ｓ７）。２回目以後の検出時には、電圧Ｖｄｅｔが実行閾値Ｖｎに対して正常か否かを判定する（Ｓ９）。正常でない場合は、レギュレータを非能動にし（Ｓ１０）、正常の場合は、電圧Ｖｄｅｔが規定閾値Ｖｄに対して正常であることを確認（Ｓ１１でＹＥＳ）した上で、実行閾値Ｖｎを更新する（Ｓ１３）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電圧を所定の電圧に調整して負荷へ供給する電圧調整素子と、
前記電圧調整素子が前記負荷に対して供給する電圧（以下、負荷電圧という）を監視して予め規定されている閾値（以下、規定閾値という）よりも低下したときに前記電圧調整素子を非能動とする制御部と、を備えた電圧供給装置において、
前記制御部は、
前記電源がオンされた後最初に検出する負荷電圧に基づいて前記規定閾値とは別の閾値（以下、実行閾値という）を設定する実行閾値設定手段と、
前記実行閾値を設定した後の負荷電圧検出時に、前記実行閾値よりも負荷電圧が低下したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって負荷電圧が前記実行閾値よりも低下したと判定したときに前記電圧調整素子を非能動とする非能動化手段と、
前記実行閾値を設定した後の負荷電圧検出時に、検出した負荷電圧に基づいて前記実行閾値を更新する実行閾値更新手段と、を備え、
前記負荷電圧が低下しているか否かの比較対象を、直前の負荷電圧検出時の負荷電圧に基づいて設定された実行閾値とすることによって高い精度で負荷側の異常を検出することができることを特徴とする電圧供給装置。
【請求項２】
前記実行閾値設定手段及び前記実行閾値更新手段は、前記実行閾値を、直前に検出した負荷電圧より所定の値だけ低い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の電圧供給装置。
【請求項３】
前記電源に対して複数の電圧調整素子が並列に接続され、それら電圧調整素子に対してそれぞれ負荷が接続されていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の電圧供給装置。
【請求項４】
前記電圧調整素子がレギュレータであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧供給装置に関し、詳しくは電源からの電圧をレギュレータ等の電圧調整素子を介して所定の電圧に調整して負荷へ供給する電圧供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来から、テレビジョン受像機に用いられ、チューナ回路や増幅回路等の複数の負荷へ異なった電圧を供給するものとして、スイッチング電源と、該スイッチング電源から出力される直流を各負荷に対応した所定の電圧に降圧するレギュレータとを備えた電圧供給装置が知られている。この電圧供給装置では、スイッチング電源の２次側に複数のレギュレータが並列に接続され、各レギュレータの出力側にそれぞれ負荷が接続される構成になっており、マイコンが各レギュレータの出力電圧を監視することによって負荷側の異常（例えば、負荷回路内のショート、レギュレータの破損等）を検出できるようになっている。
【０００３】
一方、無停電電源装置において、入力電源とバッテリとの間で電力源の切り替えが頻繁に発生することを防止するために、入力電源の波形を判定するための制御回路に設定される波形の特性（ゼロクロス周期、電圧波形の傾き等）の閾値を、ユーザが変更できるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、スイッチングトランジスタのスイッチング間隔を変更することによって高圧トランスの２次側出力を制御する高圧電源装置において、環境変化があったときにも高い精度で高圧出力の異常を検知できるようにするために、高圧トランスの２次側出力を監視する制御用ＣＰＵに環境センサからの状態データを入力し、この状態データに応じて制御用ＣＰＵが異常を判断する基準値を変更させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−６１２６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述のスイッチング電源とレギュレータとを備える電圧供給装置において、マイコンが各レギュレータの出力電圧を監視するための具体的な構成は、各レギュレータの負荷側出力端子から分圧抵抗、ダイオードを介して分岐した電圧監視用のラインを合流してマイコンの１つのポートに接続し、マイコンが上記電圧監視用ラインの合流点の電圧を予め規定された閾値（以下、規定閾値という）と比較し、電圧監視用ラインの合流点の電圧が規定閾値よりも低下したときに負荷側に異常が発生したと判断して各レギュレータにオフ信号を出力するようになっている。
【０００６】
ところが、上記構成における規定閾値は、製品の製造段階において、マイコン内のメモリに予め書き込まれるものであって、各レギュレータの電圧監視用ラインに挿入される分圧抵抗やダイオードの特性にばらつきがあることを考慮して比較的低目の値に設定されており、負荷側に生じる完全なショートは検出できるが、小さな異常は検出が困難であるという問題があった。
【０００７】
例えば、具体的には、電圧監視用ラインの合流点の電圧が２．３Ｖである状態が正常である場合に、規定閾値は、各電圧監視用ラインの分圧抵抗やダイオードの特性のばらつきを考慮して１．７Ｖ程度に設定されている。この場合に、例えば、いずれかのレギュレータの出力側ラインにおいて完全なショートが生じたときには、当該レギュレータの出力電圧が大幅に低下するので（例えば、１．５Ｖ程度へ低下する）、マイコンは異常を検出することができるが、負荷を構成する部品のうちのいずれかに所定以上の電流が流れるような軽微な異常が生じたときには電圧監視用ラインの合流点の電圧は小幅にしか低下せず（例えば、２．１Ｖへ低下するのみ）、マイコンは異常を検出することができない。
【０００８】
上記問題を解消するために、製品完成時に実際に電圧監視用ラインの合流点に生じる正常電圧を個別の製品毎に計測し、計測した電圧に基づいて規定閾値を設定し、マイコン内のメモリに書き込むことが考えられるが、製品毎に上記の作業を行うことは面倒であり、人手を要することからコストアップになる虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は、レギュレータ等の電圧調整素子が負荷へ供給する電圧を監視し、予め規定されている閾値よりも低下したときに異常が発生したと判断して電圧調整素子を非能動にする電圧供給装置において、製品完成時における製品毎の調整作業を必要とすることなく高い精度で負荷側の異常を検出することができる電圧供給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】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、電源からの電圧を所定の電圧に調整して負荷へ供給する電圧調整素子と、前記電圧調整素子が前記負荷に対して供給する電圧（以下、負荷電圧という）を監視して予め規定されている閾値（以下、規定閾値という）よりも低下したときに前記電圧調整素子を非能動とする制御部と、を備えた電圧供給装置において、前記制御部は、前記電源がオンされた後最初に検出する負荷電圧に基づいて前記規定閾値とは別の閾値（以下、実行閾値という）を設定する実行閾値設定手段と、前記実行閾値を設定した後の負荷電圧検出時に、前記実行閾値よりも負荷電圧が低下したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって負荷電圧が前記実行閾値よりも低下したと判定したときに前記電圧調整素子を非能動とする非能動化手段と、前記実行閾値を設定した後の負荷電圧検出時に、検出した負荷電圧に基づいて前記実行閾値を更新する実行閾値更新手段と、を備え、前記負荷電圧が低下しているか否かの比較対象を、直前の負荷電圧検出時の負荷電圧に基づいて設定された実行閾値とすることによって高い精度で負荷側の異常を検出することができることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の電圧供給装置において、前記実行閾値設定手段及び前記実行閾値更新手段は、前記実行閾値を、直前に検出した負荷電圧より所定の値だけ低い値に設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１、又は請求項２の電圧供給装置において、前記電源に対して複数の電圧調整素子が並列に接続され、それら電圧調整素子に対してそれぞれ負荷が接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかの電圧供給装置において、前記電圧調整素子がレギュレータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、制御部が最初に検出する負荷電圧に基づいて規定閾値とは別の実行閾値を設定し、以後の負荷電圧検出時には、直前の負荷電圧検出時に設定した実行閾値に基づいて負荷電圧が低下しているか否かの判定を行うので、製品完成時における製品毎の調整作業を必要とすることなく高い精度で負荷側の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】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電圧供給装置について、図１、２を参照して説明する。本実施形態の電圧供給装置１は、テレビジョン受像機の電圧供給装置として用いられ、図１に示されるように、ＡＣ商用電源２に接続される電源回路（電源）３と、電源回路３の２次側の直流出力ライン４に接続されたレギュレータ（電圧調整素子）５ａ、５ｂと、同じく電源回路３の２次側の直流出力ライン４にレギュレータ５ｃを介して接続された制御部６（実行閾値設定手段、判定手段、非能動化手段、実行閾値更新手段）と、を備えている。電源回路３は、例えばスイッチング電源から構成され、制御部６はマイクロプロセッサから構成される。直流出力ライン４に接続される電圧調整素子は、レギュレータ５ａ、５ｂ、５ｃに代えてＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。レギュレータ５ａ、５ｂにはそれぞれ負荷７ａ、７ｂが接続される。
【００１６】
負荷７ａ、７ｂは、例えば、チューナ回路、増幅回路であり、スイッチング電源３の直流出力ライン４の電圧（例えば、７Ｖ）が各レギュレータ５ａ、５ｂによって降圧された異なった電圧（例えば、５Ｖ、３．３Ｖ）が供給される。制御部６には、レギュレータ５ｃによって降圧された直流電圧（例えば、３．３Ｖ）が供給される。制御部６は、電源回路３にＡＣ商用電源２が接続されることによって電圧が供給されて稼働状態にされる。従って、制御部６は、テレビジョン受像機の主電源がオンされた（電源回路３にＡＣ商用電源２が接続された）後は継続的に稼働するようになっており、本実施形態では、この制御部６が、リモコン（不図示）から送信され、赤外線受光部（不図示）を介して受信した制御信号（例えば、チャンネル切替信号）に基づいてテレビジョン受像機の各部の制御を行うようになっている。
【００１７】
レギュレータ５ａ、５ｂは、それぞれ入力端子５１ａ、５１ｂ、出力端子５２ａ、５２ｂ、グランド端子５３ａ、５３ｂの他にオンオフ制御端子５４ａ、５４ｂを有し、各オンオフ制御端子５４ａ、５４ｂが制御部６のパワーオンオフポートＰｏｎに接続され、制御部６が出力するパワーオンオフ信号によって、レギュレータ動作の能動、非能動が切替えられる。
【００１８】
各レギュレータ５ａ、５ｂの出力端子５２ａ、５２ｂからは、それぞれ分圧抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２とダイオードＤａ、Ｄｂを介して電圧監視用ライン８ａ、８ｂが分岐され、ダイオードＤａ、Ｄｂのアノード側において合流され、制御部６のＡ／ＤポートＰａｄに接続されている。また、電圧監視用ライン８ａ、８ｂの合流点９には、プルアップ抵抗Ｒｐを介してレギュレータ５ｃの出力端子が接続されている。各レギュレータ５ａ、５ｂの出力端子５２ａ、５２ｂには、前述の通り各負荷７ａ、７ｂに適応した異なった電圧（負荷電圧）が出力されるが、各分圧抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２の値とダイオードＤａ、Ｄｂの特性を調整することによって電圧監視用ライン８ａ、８ｂの合流点９は、各負荷電圧が電圧監視用ライン８ａ、８ｂ毎に所定の割合で分圧された電圧（例えば、２．３Ｖ）となるように構成されている。なお、実際の製品においては、製品毎の各分圧抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２とダイオードＤａ、Ｄｂの特性のばらつきによって、電圧監視用ライン８ａ、８ｂの合流点９の電圧もばらつきを有するものになる。
【００１９】
そして、いま、レギュレータ５ａ、５ｂからの出力電圧（負荷電圧）が負荷７ａ、７ｂ側に生じる部品の破損やショート等の異常によって低下すると、電圧監視用ライン８ａ、８ｂの合流点９の電圧も各分圧抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２とダイオードＤａ、Ｄｂの特性によって決まる所定の割合で低下し、制御部６がＡ／ＤポートＰａｄに入力される電圧を監視すること（閾値との比較をすること）によって異常が検出される。
【００２０】
以下、制御部６が電圧の異常を検出する手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。以下において説明する手順は、制御部６内のＲＯＭ６ａに格納されたプログラムに記述されている。まず、ユーザが電源回路３をＡＣ商用電源２に接続すると（Ｓ１）、レギュレータ５ｃを介して制御部６に駆動電圧が供給されて制御部６が稼働状態になる。稼働状態になった制御部６は、ＲＯＭ６ａ（図１）に格納されているデフォルト値を読出し、閾値Ｖｄ（規定閾値）として作業用メモリに記憶する（Ｓ２）。デフォルト値（閾値Ｖｄ）は、前述の電圧監視用ライン８ａ、８ｂの合流点９における電圧のばらつきを考慮して、理想的な電圧（例えば、２．３Ｖ）よりも相当低目の値（例えば、１．７Ｖ）に設定されている。
【００２１】
次に、制御部６は、Ａ／ＤポートＰａｄに入力される電圧を検出すると（Ｓ３でＹＥＳ）、その検出は電源がオンされた後最初の検出か否かを判定し（Ｓ４）、最初の検出である場合には（Ｓ４でＹＥＳ）、検出した電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄに対して正常か否か（電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄを上回っているか否か）を判定する（Ｓ５）。正常でない場合（電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄよりも低下している場合：Ｓ５でＮＯ）には、制御部６は、パワーオンオフポートＰｏｎからパワーオフ信号を出力してレギュレータ５ａ、５ｂを非能動とする（Ｓ６）。レギュレータ５ａ、５ｂが非能動になることによって異常が生じている負荷７ａ、７ｂへの電源供給が停止される。
【００２２】
Ｓ５における判定について、具体的な値を用いて説明する。いま、閾値Ｖｄが１．７Ｖに設定されているとすると、検出した電圧Ｖｄｅｔが、例えば１．５Ｖである場合には正常でないことになり、電圧Ｖｄｅｔが、例えば２．０Ｖである場合には正常であることになる。ここで、閾値Ｖｄは、前述のようにばらつきを考慮した低目の値（仮定の値）になっているので、電圧Ｖｄｅｔが大幅に低下しているとき（１．５Ｖ）には異常として検出できるが、電圧Ｖｄｅｔが小幅に低下しているとき（２．０Ｖ）には異常として検出しない。
【００２３】
Ｓ５における判定の結果がＹＥＳであった場合には、制御部６は、検出した電圧Ｖｄｅｔに基づいて電圧Ｖｄｅｔよりも僅かに低い値を新しく閾値Ｖｎ（実行閾値）として設定し、ＲＡＭ６ｂ（図１）に記憶する（Ｓ７）。具体的には、例えば、検出した電圧Ｖｄｅｔが２．４Ｖであった場合には、新しい閾値Ｖｎを２．２Ｖに設定する。
【００２４】
次に、制御部６は、再びＡ／ＤポートＰａｄに入力される電圧を検出し（Ｓ３でＹＥＳ）、その検出は２回目であるので（Ｓ４でＮＯ）Ｓ８へ移行し、ＲＡＭ６ｂに記憶した閾値Ｖｎを読出し（Ｓ８）、２回目に検出した電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｎに対して正常か否か（電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｎを上回っているか否か）を判定する（Ｓ９）。正常でない場合（電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｎよりも低下している場合：Ｓ９でＮＯ）には、制御部６は、パワーオンオフポートＰｏｎからパワーオフ信号を出力してレギュレータ５ａ、５ｂを非能動とする（Ｓ１０）。
【００２５】
Ｓ９における判定について、さらに説明する。いま、閾値Ｖｎが２．２Ｖに設定されているとすると、この新しい閾値Ｖｎは、閾値Ｖｄとは異なり、実際の電圧監視用ライン８ａ、８ｂの各分圧抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ１、Ｒｂ２及びダイオードＤａ、Ｄｂの特性を反映して設定されたものであるので、２回目に検出した電圧Ｖｄｅｔが、新しい閾値Ｖｎよりも低下している場合に、制御部６は、異常であるとして検出する。例えば、２．０Ｖの検出電圧Ｖｄｅｔは、規定閾値Ｖｄ（１．７Ｖ）に対しては正常であるが、実行閾値Ｖｎ（２．２Ｖ）に対しては正常ではないという判定になる。
【００２６】
Ｓ９においてＹＥＳと判定された場合には、制御部６は、２回目に検出した電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄ（規定閾値）に対して正常か否かを判定する（Ｓ１１）。正常でない場合（電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄよりも低下している場合：Ｓ１１でＮＯ）には、制御部６は、パワーオンオフポートＰｏｎからパワーオフ信号を出力してレギュレータ５ａ、５ｂを非能動とする（Ｓ１２）。
【００２７】
Ｓ１１においてＹＥＳと判定された場合には、制御部６は、２回目に検出した電圧Ｖｄｅｔに基づいて電圧Ｖｄｅｔよりも僅かに低い値を閾値Ｖｎ（実行閾値）として更新する（Ｓ１３）。具体的には、２回目に検出した電圧Ｖｄｅｔが、例えば２．２Ｖである場合、閾値Ｖｎを２．０Ｖへ更新する。
【００２８】
そして、３回目以降の検出では、上記Ｓ８からＳ１３の工程が繰り返される。具体的には、制御部６は、検出をする度に、検出した電圧Ｖｄｅｔが直前のＳ１３において更新された閾値Ｖｎに対して正常か否かを判定し（Ｓ９）、正常でない場合にはレギュレータ５ａ、５ｂを非能動とし（Ｓ１０）、正常である場合には検出した電圧Ｖｄｅｔが閾値Ｖｄに対して正常か否かを判定（Ｓ１１）した上で、電圧Ｖｄｅｔに基づいて閾値Ｖｎを更新する（Ｓ１３）。
【００２９】
以上のように、制御部６は、電源がオンされた後最初に検出する電圧Ｖｄｅｔについては、規定閾値Ｖｄに基づいて負荷電圧が低下しているか否かの判定のみを行うが、２回目以後に検出する電圧Ｖｄｅｔについては、上記判定に加えて、直前に実際に検出された電圧Ｖｄｅｔに基づいて設定された実行閾値Ｖｎに基づいて負荷電圧が低下しているか否かの判定も行うので、負荷電圧が小幅にしか低下しない負荷側の小さい異常を高い精度で検出することができる。
【００３０】
なお、上記Ｓ７及びＳ１３の閾値Ｖｎの設定、更新において、検出した電圧Ｖｄｅｔと設定、更新される閾値Ｖｎとの差が通常の電圧変動の範囲内でゼロに近いものであった場合には、上記Ｓ９の判定ステップにおいてＮＯと判定されてレギュレータ５ａ、５ｂが頻繁に非能動とされる可能性が高くなるので、制御部６が上記Ｓ７及びＳ１３において行う閾値Ｖｎの設定、更新における検出した電圧Ｖｄｅｔと閾値Ｖｎの差は、小さい値ではあっても通常の電圧変動の範囲よりも若干大きい値にすることが望ましい。具体的には、前述の実施形態における例のように、制御部６が設定、更新する閾値Ｖｎは、検出した電圧Ｖｄｅｔよりも０．１〜０．２Ｖ程度低い値が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電圧供給装置のブロック図。
【図２】同電圧供給装置における電圧異常検出処理のためのフローチャート。
【符号の説明】
【００３２】
１  電圧供給装置
３  電源回路（電源）
５ａ、５ｂ  レギュレータ（電圧調整素子）
６  制御部（実行閾値設定手段、判定手段、非能動化手段、実行閾値更新手段）
７ａ、７ｂ  負荷
【図１】
2009100491.tif 000003
【図２】
2009100491.tif 000004