電源瞬断対策回路、スイッチング電源装置、及び、コンデンサ充電制御方法
【課題】コンデンサ実装面積を増加させることなく、瞬断耐力向上を図ることができる電源瞬断対策回路を提供する。
【解決手段】コンデンサＣ２は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路１２の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、トランジスタＱ１を介して接続される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出するとトランジスタＱ１をオフする。トランジスタＱ１がオフすることで、コンデンサへの充電が停止する。
【解決手段】コンデンサＣ２は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路１２の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、トランジスタＱ１を介して接続される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出するとトランジスタＱ１をオフする。トランジスタＱ１がオフすることで、コンデンサへの充電が停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源瞬断対策回路及びスイッチング電源装置に関し、更に詳しくは、瞬断対策用のコンデンサを有する電源瞬断対策回路及びスイッチング電源装置に関する。また、本発明は、瞬断対策用のコンデンサの充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
瞬断対策のために、電源瞬断対策用コンデンサを備える電源装置がある（例えば、特許文献１、２を参照）。電源瞬断対策用コンデンサは、通常時、電源電圧で充電されている。電源瞬断対策用コンデンサは、電源部に対する電源入力が停止すると、充電した電荷を放出する。電源停止からしばらくの間、電源瞬断対策用コンデンサから電源供給を行うことで、後段の回路に対する電源供給を安定化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０５２４号公報
【特許文献２】特開平９−７４７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、システムの大型化に伴い、装置の電源容量が増加してきている。これに伴い、電源装置にも、高い瞬断耐力が要求される。瞬断耐力を向上させるためには、瞬断時にエネルギーを放出する瞬断対策用コンデンサを大容量化すればよい。しかしながら、瞬断対策用コンデンサを大容量化するために、コンデンサ自体の容量を増加させ、或いは、コンデンサの数を増やすと、瞬断対策用コンデンサの実装面積が増大することになる。実装面積の増加は、電源装置の小型化への障害になる。
【０００５】
本発明は、コンデンサの実装面積の増大を招かずに、瞬断耐力の向上を図ることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電源瞬断対策回路は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、スイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のスイッチング電源装置は、昇圧回路と、前記昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間にスイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のコンデンサ充電制御方法は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の出力電圧で充電されるコンデンサを、前記昇圧回路のオーバーシュート電圧で充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電源瞬断対策回路、スイッチング電源装置、及び、コンデンサ充電制御方法では、コンデンサの実装面積の増大を招かずに、瞬断耐力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の電源瞬断対策回路を含む電源装置を示すブロック図。
【図２】検出回路の具体的回路構成を示すブロック図。
【図３】動作波形を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態の電源瞬断対策回路を示すブロック図。
【図５】第２実施形態における動作波形を示す図。
【図６】第１実施形態の変形例の電源瞬断対策回路を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電源装置を示している。電源装置は、整流部１１、昇圧回路１２、電源瞬断対策回路１３、及び、Ｄ／Ｄ部（電圧変換部）１４を有する。
【００１２】
整流部１１は、交流電源を整流し、直流電圧を出力する。昇圧回路１２は、整流部１１の出力電圧を昇圧する。電圧変換部１４は、入力直流電圧を、出力直流電圧に変換する。コンデンサＣ１は、昇圧回路１２の出力安定化用のコンデンサであり、プラス側が昇圧回路１２の高電位側の出力電源線に接続され、マイナス側が低電位側の出力電源線に接続される。整流部１１、昇圧回路１２、及び、電圧変換部１４は、通常のスイッチング電源に用いられるものと同じである。
【００１３】
電源瞬断対策回路１３は、検出回路３１、コンデンサＣ２、及び、トランジスタＱ１を有する。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電源線の間、つまり、高電位側の出力電源線と、低電位側の出力電源線との間に接続される。コンデンサＣ２は、瞬断対策用の電解コンデンサである。トランジスタＱ１は、スイッチング素子である。トランジスタＱ１のゲートは、検出回路３１の出力に接続される。トランジスタＱ１は、検出回路３１の出力に基づいて、オン／オフが制御される。
【００１４】
コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１を介して、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間に接続される。すなわち、コンデンサＣ２のプラス側は、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線に接続され、マイナス側は、トランジスタＱ１のソースに接続される。トランジスタＱ１のドレインは、昇圧回路１２の低電位側の出力電源線に接続される。
【００１５】
検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧が設定電圧を超えた電圧（オーバーシュート電圧）になったことを検出するオーバーシュート検出部と、昇圧回路１２の出力停止を検出する瞬断検出部とを兼ねる。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧が瞬断電圧（停電電圧）以下となったとき、昇圧回路１２の出力が停止したことを検出する。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態では、オーバーシュート検出部として機能し、トランジスタＱ１がオフの状態では瞬断電圧検出回路として機能する。
【００１６】
検出回路３１は、電源生成開始時、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＨｉｇｈにし、トランジスタＱ１をオンにする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の出力電圧で充電される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＬｏｗに変化させる。トランジスタＱ１は、ゲートに入力する信号がＬｏｗになることでオフする。コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１がオフすると充電を停止し、充電された電荷を保持する。
【００１７】
検出回路３１は、トランジスタＱ１がオフの状態で瞬断電圧を検出すると、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＨｉｇｈにし、トランジスタＱ１をオンにする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、蓄えていた電荷を放電する。停電状態が解消し、昇圧回路１２の出力の電圧が上昇すると、コンデンサＣ２は、オン状態のトランジスタＱ１を介して、昇圧回路１２の出力電圧で充電される。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧になると、トランジスタＱ１のゲートに入力する信号をＬｏｗにし、トランジスタＱ１をオフする。
【００１８】
図２に、検出回路３１の具体的回路構成を示す。検出回路３１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、コンパレータＺ１とを有する。抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６は、互いに直列に接続された上で、昇圧回路１２の出力電源線の間に挿入される。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は、互いに直列に接続された上で、Ｖｃｃ電源と昇圧回路１２の低電位側の出力電源線との間に挿入される。コンパレータＺ１のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の接続ノードに接続され、プラス側の入力端子は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードに接続される。抵抗Ｒ３は、コンパレータＺ１の出力端子と、Ｖｃｃ電源との間に接続される。抵抗Ｒ４は、コンパレータＺ１の出力端子と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードとの間に接続される。コンパレータＺ１の出力端子は、トランジスタＱ１のゲートに接続される。
【００１９】
コンパレータＺ１は、昇圧回路１２の出力電圧を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧と、プラス側の入力端子の電圧（リファレンス電圧）とを比較する。リファレンス電圧は、コンパレータＺ１の出力がＨｉｇｈのとき、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ２で分圧した電圧となる。この電圧を、リファレンス電圧ＶＨとする。また、リファレンス電圧は、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗのとき、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ４、Ｒ２で分圧した電圧になる。この電圧を、リファレンス電圧ＶＬとする。
【００２０】
リファレンス電圧ＶＨは、オーバーシュート検出電圧を、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧に対応する電圧である。リファレンス電圧ＶＬは、停電検出電圧を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧に対応する電圧である。オーバーシュート検出電圧は、定常時の昇圧回路１２の出力電圧（定格電圧）よりも高い電圧である。また、停電検出電圧は、定常時の昇圧回路１２の出力電圧よりも低い電圧である。リファレンス電圧ＶＨとリファレンス電圧ＶＬとの関係は、ＶＨ＞ＶＬである。
【００２１】
トランジスタＱ１は、コンパレータＺ１の出力に同期して動作する。すなわち、トランジスタＱ１は、コンパレータＺ１の出力がＨｉｇｈのときオンし、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗのときオフする。
【００２２】
図３に、動作波形を示す。整流部１１に交流電源が入力されると、整流部１１は整流を開始する。昇圧回路１２は昇圧を開始し、昇圧回路１２の出力電圧（コンデンサＣ１の両端の電圧ＶＣ１）は徐々に上昇していく（ａ）。それに伴い、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖも上昇していく（ｂ）。コンパレータＺ１の出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖｄｉｖが、リファレンス電圧ＶＨよりも低い間、Ｈｉｇｈになる（ｃ）。出力電圧ＶｏｕｔがＨｉｇｈなので、トランジスタＱ１はオンし（ｄ）、コンデンサＣ２は昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１で充電される。
【００２３】
時刻ｔ１で、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１がオーバーシュート検出電圧に達すると、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖがリファレンス電圧ＶＨよりも高くなり、コンパレータＺ１の出力はＬｏｗに変化する。これに伴い、トランジスタＱ１はオフし、コンデンサＣ２への充電が停止する。充電停止後、コンデンサＣ２は、充電された電荷を保持する。コンデンサＣ２への充電停止時の電圧は、オーバーシュート検出電圧であり、これは、昇圧回路１２の定常時の出力電圧よりも高い電圧である。従って、コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の定常時の出力電圧で充電した場合よりも、より多くの電荷を保持している。
【００２４】
昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１は、オーバーシュートのあと、定常時の電圧（設定電圧）に落ち着く。コンパレータＺ１のプラス側の入力端子の電圧は、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗに変化した後に、リファレンス電圧ＶＨからリファレンス電圧ＶＬに変化している。昇圧回路１２の定常時の出力電圧ＶＣ１は、瞬断検出電圧よりも高いので、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧は、リファレンス電圧ＶＬよりも高い。従って、コンパレータＺ１の出力はＬｏｗのまま変化せず、トランジスタＱ１はオフのままである。
【００２５】
何らかの原因で整流部１１に入力される交流電源が停止すると、電源入力がないことで、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１は低下していく。時刻ｔ２で、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１が、瞬断検出の電圧まで低下すると、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖはリファレンス電圧ＶＬよりも低くなる。電圧Ｖｄｉｖがリファレンス電圧ＶＬよりも低くなると、コンパレータＺ１は出力をＨｉｇｈに変化させ、トランジスタＱ１がオンする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、保持していた電荷を、電圧変換部１４に放出する。
【００２６】
本実施形態の電源瞬断対策回路１３は、最小構成として、検出回路３１と瞬断対策用のコンデンサＣ２とを備える。コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間にトランジスタＱ１を介して挿入される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると、トランジスタＱ１をオフし、コンデンサＣ２への充電を停止させる。一般に、コンデンサが蓄える電荷の量Ｑは、コンデンサの容量Ｃと印加電圧Ｖとの積（Ｑ＝Ｃ・Ｖ）で表される。本実施形態では、充電電圧をオーバーシュート検出電圧としているので、昇圧回路１２の定常時の電圧でコンデンサを充電する場合に比して、コンデンサＣ２に、より多くの電荷を充電できる。
【００２７】
スイッチング電源装置で、瞬断耐力を向上させるためには、瞬断対策用のコンデンサにより多くの電荷を充電し、コンデンサが保存する電気的エネルギーを増やせばよい。しかしながら、充電電荷を増加させるために、コンデンサの容量を増加させると、コンデンサの実装面積が広くなり、電源装置の小型化を阻害することになる。本実施形態では、昇圧回路１２にオーバーシュート検出電圧が発生することに着目し、そのオーバーシュート検出電圧を用いて、瞬断対策用のコンデンサを充電する。このようにすることで、容量はそのままでも、コンデンサが蓄える電荷の量を増加させる。従って、コンデンサの実装面積を増大させることなく、瞬断耐力を向上させることができる。
【００２８】
図４に、本発明の第２実施形態の電源瞬断対策回路を示す。本実施形態の電源瞬断対策回路１３ａは、オーバーシュート検出部３２、瞬断検出部３３、瞬断対策用のコンデンサＣ２、及び、トランジスタＱ１を有する。図１に示す第１実施形態の電源瞬断対策回路１３では、検出回路３１がオーバーシュート検出部と瞬断検出部とを兼ねていた。本実施形態の電源瞬断対策回路１３ａは、オーバーシュート検出部３２と瞬断検出部３３とが分離している。また、本実施形態では、瞬断検出部３３は、昇圧回路１２の出力電流に電流断が発生すると、昇圧回路の出力停止を検出する。
【００２９】
オーバーシュート検出部３２は、抵抗Ｒ７〜Ｒ９と、コンパレータＺ２とを有する。抵抗Ｒ７及びＲ８は、互いに直列に接続された上で、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間に接続される。コンパレータＺ２のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続ノードに接続され、プラス側の入力端子は、所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが入力される。コンパレータＺ２の出力は、トランジスタＱ１のゲートに接続される。抵抗Ｒ９は、制御電圧ＶｃｃとコンパレータＺ２の出力との間に接続される。
【００３０】
コンパレータＺ２は、昇圧回路１２の出力電圧を抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧と、リファレンス電圧Ｖｒｅｆとを比較する。リファレンス電圧Ｖｒｅｆは、オーバーシュート検出電圧を、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧に対応する電圧である。コンパレータＺ２は、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧になると、出力をＨｉｇｈからＬｏｗに変化させる。コンパレータＺ２の出力は、トランジスタＱ１のゲートに入力される。トランジスタＱ１は、コンパレータＺ２の出力がＬｏｗになると、オフする。
【００３１】
瞬断検出部３３は、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４と、コンデンサＣ３、Ｃ４、及び、コンパレータＺ３を有する。昇圧回路１２は、高電位側の出力電源線に直列に挿入されたダイオードＤ１を有している。抵抗Ｒ１０及びＲ１１は、互いに直列に接続された上で、ダイオードの陽極側と低電位側の出力電源線とに接続される。抵抗Ｒ１２及びＲ１３は、互いに直列に接続された上で、ダイオードの陽極側と低電位側の出力電源線とに接続される。コンデンサＣ３は、抵抗Ｒ１１に並列に接続される。コンデンサＣ４は、抵抗Ｒ１３に並列に接続される。
【００３２】
コンパレータＺ３のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の接続ノード（ノードＡ）に接続され、プラス側の入力端子は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３の接続ノード（ノードＢ）に接続される。コンパレータＺ３の出力端子は、ダイオードＤ２を介して、トランジスタＱ１のゲートに接続される。抵抗Ｒ１４は、制御電圧ＶｃｃとコンパレータＺ３の出力端子との間に接続される。
【００３３】
ノードＡの電圧は、ダイオードＤ１の陽極の電圧を、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１とで分圧した電圧になる。また、ノードＢの電圧は、ダイオードＤ１の陰極の電圧を、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とで分圧した電圧になる。ダイオードＤ１に電流が流れている場合、Ｒ１０＝Ｒ１２、Ｒ１１＝Ｒ１３とすれば、ノードＡとノードＢとの電位差は、ダイオードＤ１の順方向電圧に対応した電圧になる。抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４の抵抗値は、ダイオードＤ１に電流が流れている状態で、ノードＡの電圧が、ノードＢの電圧よりも高くなるような抵抗値に設定されている。
【００３４】
コンパレータＺ３は、ノードＡの電圧とノードＢの電圧とを比較する。ダイオードＤ１に電流が流れているとき、つまり、昇圧回路１２が電流出力を行っているとき、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも高くなる。昇圧回路１２に出力電流が停止すると、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも低くなる。コンパレータＺ３は、ノードＢの電圧がノードＡの電圧よりも高くなると、出力をＬｏｗからＨｉｇｈに変化させる。つまり、昇圧回路１２の出力に電流断が発生すると、コンパレータＺ３の出力は、Ｈｉｇｈに変化する。コンパレータＺ３の出力がＨｉｇｈになると、トランジスタＱ１はオンする。
【００３５】
なお、昇圧回路１２内のトランジスタＱ２がオンすると、ダイオードＤ１の陽極の電圧が瞬間的に０Ｖに近くなることがある。抵抗Ｒ１１に並列に接続されたコンデンサＣ３は、そのようなときにノードＡの電圧が低下するのを防ぐ役割がある。また、抵抗Ｒ１３に並列に接続されたコンデンサＣ４は、ノイズを除去するために設けられている。
【００３６】
図５に、動作波形を示す。時刻ｔ１で、昇圧回路１２の出力電圧（コンデンサＣ１の両端の電圧ＶＣ１）がオーバーシュート検出電圧に達すると（ａ）、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆに達し（ｂ）、コンパレータＺ２の出力Ｖｏｕｔ２は、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化する（ｄ）。これに伴って、トランジスタＱ１がオンからオフに変化し、コンデンサＣ２への充電が停止する（ｆ）。このとき、昇圧回路１２は電流出力を行っているので、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも高く（ｃ）、コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３はＬｏｗである（ｅ）。
【００３７】
時刻ｔ２で、何らかの原因で昇圧回路１２の出力が停止すると、ダイオードＤ１を流れる電流が停止し、ノードＡの電圧がノードＢの電圧よりも低くなる。このため、コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３はＨｉｇｈに変化する。コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３がＨｉｇｈになることで、トランジスタＱ１がオンする。トランジスタＱ１がオンになると、コンデンサＣ２は、蓄えていた電荷を、電圧変換部１４に放電する。
【００３８】
本実施形態では、瞬断検出部３３は、昇圧回路１２の出力電流断に基づいて、昇圧回路１２の出力停止を検出する。この場合も、昇圧回路１２からの出力停止時に、コンデンサＣ２に蓄えていた電気的エネルギーを、後段の電圧変換部１４に供給することができる。その他の効果、つまり、コンデンサＣ２により多くの電荷を蓄積でき、コンデンサの実装面積を増大させることなく瞬断耐力の向上を図ることができるという効果は、第１実施形態と同様である。
【００３９】
なお、上記各実施形態では、スイッチング素子としてトランジスタＱ１を用いたが、スイッチング素子は、トランジスタには限定されない。図６に、第１実施形態の変形例の電源瞬断対策回路を示す。図６では、トランジスタＱ１に代えて、リレーＲＥ１を用いている。リレーＲＥ１のオン／オフを、コンパレータＺ１の出力に基づいて制御することでも、第１実施形態と同様な効果が得られる。
【００４０】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の電源瞬断対策用回路、スイッチング電源装置、及び、コンデンサ充電制御方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１１：整流部
１２：昇圧回路
１３：電源瞬断対策回路
１４：電圧変換部（Ｄ／Ｄ部）
３１：検出回路
３２：オーバーシュート検出部
３３：瞬断検出部
Ｃ１〜Ｃ４：コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２：ダイオード
Ｑ１、Ｑ２：トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１４：抵抗
ＲＥ１：リレー
Ｚ１〜Ｚ３：コンパレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源瞬断対策回路及びスイッチング電源装置に関し、更に詳しくは、瞬断対策用のコンデンサを有する電源瞬断対策回路及びスイッチング電源装置に関する。また、本発明は、瞬断対策用のコンデンサの充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
瞬断対策のために、電源瞬断対策用コンデンサを備える電源装置がある（例えば、特許文献１、２を参照）。電源瞬断対策用コンデンサは、通常時、電源電圧で充電されている。電源瞬断対策用コンデンサは、電源部に対する電源入力が停止すると、充電した電荷を放出する。電源停止からしばらくの間、電源瞬断対策用コンデンサから電源供給を行うことで、後段の回路に対する電源供給を安定化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０５２４号公報
【特許文献２】特開平９−７４７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、システムの大型化に伴い、装置の電源容量が増加してきている。これに伴い、電源装置にも、高い瞬断耐力が要求される。瞬断耐力を向上させるためには、瞬断時にエネルギーを放出する瞬断対策用コンデンサを大容量化すればよい。しかしながら、瞬断対策用コンデンサを大容量化するために、コンデンサ自体の容量を増加させ、或いは、コンデンサの数を増やすと、瞬断対策用コンデンサの実装面積が増大することになる。実装面積の増加は、電源装置の小型化への障害になる。
【０００５】
本発明は、コンデンサの実装面積の増大を招かずに、瞬断耐力の向上を図ることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電源瞬断対策回路は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、スイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のスイッチング電源装置は、昇圧回路と、前記昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間にスイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のコンデンサ充電制御方法は、スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の出力電圧で充電されるコンデンサを、前記昇圧回路のオーバーシュート電圧で充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電源瞬断対策回路、スイッチング電源装置、及び、コンデンサ充電制御方法では、コンデンサの実装面積の増大を招かずに、瞬断耐力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の電源瞬断対策回路を含む電源装置を示すブロック図。
【図２】検出回路の具体的回路構成を示すブロック図。
【図３】動作波形を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態の電源瞬断対策回路を示すブロック図。
【図５】第２実施形態における動作波形を示す図。
【図６】第１実施形態の変形例の電源瞬断対策回路を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電源装置を示している。電源装置は、整流部１１、昇圧回路１２、電源瞬断対策回路１３、及び、Ｄ／Ｄ部（電圧変換部）１４を有する。
【００１２】
整流部１１は、交流電源を整流し、直流電圧を出力する。昇圧回路１２は、整流部１１の出力電圧を昇圧する。電圧変換部１４は、入力直流電圧を、出力直流電圧に変換する。コンデンサＣ１は、昇圧回路１２の出力安定化用のコンデンサであり、プラス側が昇圧回路１２の高電位側の出力電源線に接続され、マイナス側が低電位側の出力電源線に接続される。整流部１１、昇圧回路１２、及び、電圧変換部１４は、通常のスイッチング電源に用いられるものと同じである。
【００１３】
電源瞬断対策回路１３は、検出回路３１、コンデンサＣ２、及び、トランジスタＱ１を有する。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電源線の間、つまり、高電位側の出力電源線と、低電位側の出力電源線との間に接続される。コンデンサＣ２は、瞬断対策用の電解コンデンサである。トランジスタＱ１は、スイッチング素子である。トランジスタＱ１のゲートは、検出回路３１の出力に接続される。トランジスタＱ１は、検出回路３１の出力に基づいて、オン／オフが制御される。
【００１４】
コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１を介して、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間に接続される。すなわち、コンデンサＣ２のプラス側は、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線に接続され、マイナス側は、トランジスタＱ１のソースに接続される。トランジスタＱ１のドレインは、昇圧回路１２の低電位側の出力電源線に接続される。
【００１５】
検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧が設定電圧を超えた電圧（オーバーシュート電圧）になったことを検出するオーバーシュート検出部と、昇圧回路１２の出力停止を検出する瞬断検出部とを兼ねる。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧が瞬断電圧（停電電圧）以下となったとき、昇圧回路１２の出力が停止したことを検出する。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態では、オーバーシュート検出部として機能し、トランジスタＱ１がオフの状態では瞬断電圧検出回路として機能する。
【００１６】
検出回路３１は、電源生成開始時、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＨｉｇｈにし、トランジスタＱ１をオンにする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の出力電圧で充電される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＬｏｗに変化させる。トランジスタＱ１は、ゲートに入力する信号がＬｏｗになることでオフする。コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１がオフすると充電を停止し、充電された電荷を保持する。
【００１７】
検出回路３１は、トランジスタＱ１がオフの状態で瞬断電圧を検出すると、トランジスタＱ１のゲートに出力する信号をＨｉｇｈにし、トランジスタＱ１をオンにする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、蓄えていた電荷を放電する。停電状態が解消し、昇圧回路１２の出力の電圧が上昇すると、コンデンサＣ２は、オン状態のトランジスタＱ１を介して、昇圧回路１２の出力電圧で充電される。検出回路３１は、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧になると、トランジスタＱ１のゲートに入力する信号をＬｏｗにし、トランジスタＱ１をオフする。
【００１８】
図２に、検出回路３１の具体的回路構成を示す。検出回路３１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、コンパレータＺ１とを有する。抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６は、互いに直列に接続された上で、昇圧回路１２の出力電源線の間に挿入される。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は、互いに直列に接続された上で、Ｖｃｃ電源と昇圧回路１２の低電位側の出力電源線との間に挿入される。コンパレータＺ１のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の接続ノードに接続され、プラス側の入力端子は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードに接続される。抵抗Ｒ３は、コンパレータＺ１の出力端子と、Ｖｃｃ電源との間に接続される。抵抗Ｒ４は、コンパレータＺ１の出力端子と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続ノードとの間に接続される。コンパレータＺ１の出力端子は、トランジスタＱ１のゲートに接続される。
【００１９】
コンパレータＺ１は、昇圧回路１２の出力電圧を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧と、プラス側の入力端子の電圧（リファレンス電圧）とを比較する。リファレンス電圧は、コンパレータＺ１の出力がＨｉｇｈのとき、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ２で分圧した電圧となる。この電圧を、リファレンス電圧ＶＨとする。また、リファレンス電圧は、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗのとき、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１、Ｒ４、Ｒ２で分圧した電圧になる。この電圧を、リファレンス電圧ＶＬとする。
【００２０】
リファレンス電圧ＶＨは、オーバーシュート検出電圧を、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧に対応する電圧である。リファレンス電圧ＶＬは、停電検出電圧を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧に対応する電圧である。オーバーシュート検出電圧は、定常時の昇圧回路１２の出力電圧（定格電圧）よりも高い電圧である。また、停電検出電圧は、定常時の昇圧回路１２の出力電圧よりも低い電圧である。リファレンス電圧ＶＨとリファレンス電圧ＶＬとの関係は、ＶＨ＞ＶＬである。
【００２１】
トランジスタＱ１は、コンパレータＺ１の出力に同期して動作する。すなわち、トランジスタＱ１は、コンパレータＺ１の出力がＨｉｇｈのときオンし、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗのときオフする。
【００２２】
図３に、動作波形を示す。整流部１１に交流電源が入力されると、整流部１１は整流を開始する。昇圧回路１２は昇圧を開始し、昇圧回路１２の出力電圧（コンデンサＣ１の両端の電圧ＶＣ１）は徐々に上昇していく（ａ）。それに伴い、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖも上昇していく（ｂ）。コンパレータＺ１の出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖｄｉｖが、リファレンス電圧ＶＨよりも低い間、Ｈｉｇｈになる（ｃ）。出力電圧ＶｏｕｔがＨｉｇｈなので、トランジスタＱ１はオンし（ｄ）、コンデンサＣ２は昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１で充電される。
【００２３】
時刻ｔ１で、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１がオーバーシュート検出電圧に達すると、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖがリファレンス電圧ＶＨよりも高くなり、コンパレータＺ１の出力はＬｏｗに変化する。これに伴い、トランジスタＱ１はオフし、コンデンサＣ２への充電が停止する。充電停止後、コンデンサＣ２は、充電された電荷を保持する。コンデンサＣ２への充電停止時の電圧は、オーバーシュート検出電圧であり、これは、昇圧回路１２の定常時の出力電圧よりも高い電圧である。従って、コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の定常時の出力電圧で充電した場合よりも、より多くの電荷を保持している。
【００２４】
昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１は、オーバーシュートのあと、定常時の電圧（設定電圧）に落ち着く。コンパレータＺ１のプラス側の入力端子の電圧は、コンパレータＺ１の出力がＬｏｗに変化した後に、リファレンス電圧ＶＨからリファレンス電圧ＶＬに変化している。昇圧回路１２の定常時の出力電圧ＶＣ１は、瞬断検出電圧よりも高いので、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧は、リファレンス電圧ＶＬよりも高い。従って、コンパレータＺ１の出力はＬｏｗのまま変化せず、トランジスタＱ１はオフのままである。
【００２５】
何らかの原因で整流部１１に入力される交流電源が停止すると、電源入力がないことで、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１は低下していく。時刻ｔ２で、昇圧回路１２の出力電圧ＶＣ１が、瞬断検出の電圧まで低下すると、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧した電圧Ｖｄｉｖはリファレンス電圧ＶＬよりも低くなる。電圧Ｖｄｉｖがリファレンス電圧ＶＬよりも低くなると、コンパレータＺ１は出力をＨｉｇｈに変化させ、トランジスタＱ１がオンする。トランジスタＱ１がオンすることで、コンデンサＣ２は、保持していた電荷を、電圧変換部１４に放出する。
【００２６】
本実施形態の電源瞬断対策回路１３は、最小構成として、検出回路３１と瞬断対策用のコンデンサＣ２とを備える。コンデンサＣ２は、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間にトランジスタＱ１を介して挿入される。検出回路３１は、トランジスタＱ１がオンの状態で、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると、トランジスタＱ１をオフし、コンデンサＣ２への充電を停止させる。一般に、コンデンサが蓄える電荷の量Ｑは、コンデンサの容量Ｃと印加電圧Ｖとの積（Ｑ＝Ｃ・Ｖ）で表される。本実施形態では、充電電圧をオーバーシュート検出電圧としているので、昇圧回路１２の定常時の電圧でコンデンサを充電する場合に比して、コンデンサＣ２に、より多くの電荷を充電できる。
【００２７】
スイッチング電源装置で、瞬断耐力を向上させるためには、瞬断対策用のコンデンサにより多くの電荷を充電し、コンデンサが保存する電気的エネルギーを増やせばよい。しかしながら、充電電荷を増加させるために、コンデンサの容量を増加させると、コンデンサの実装面積が広くなり、電源装置の小型化を阻害することになる。本実施形態では、昇圧回路１２にオーバーシュート検出電圧が発生することに着目し、そのオーバーシュート検出電圧を用いて、瞬断対策用のコンデンサを充電する。このようにすることで、容量はそのままでも、コンデンサが蓄える電荷の量を増加させる。従って、コンデンサの実装面積を増大させることなく、瞬断耐力を向上させることができる。
【００２８】
図４に、本発明の第２実施形態の電源瞬断対策回路を示す。本実施形態の電源瞬断対策回路１３ａは、オーバーシュート検出部３２、瞬断検出部３３、瞬断対策用のコンデンサＣ２、及び、トランジスタＱ１を有する。図１に示す第１実施形態の電源瞬断対策回路１３では、検出回路３１がオーバーシュート検出部と瞬断検出部とを兼ねていた。本実施形態の電源瞬断対策回路１３ａは、オーバーシュート検出部３２と瞬断検出部３３とが分離している。また、本実施形態では、瞬断検出部３３は、昇圧回路１２の出力電流に電流断が発生すると、昇圧回路の出力停止を検出する。
【００２９】
オーバーシュート検出部３２は、抵抗Ｒ７〜Ｒ９と、コンパレータＺ２とを有する。抵抗Ｒ７及びＲ８は、互いに直列に接続された上で、昇圧回路１２の高電位側の出力電源線と低電位側の出力電源線との間に接続される。コンパレータＺ２のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続ノードに接続され、プラス側の入力端子は、所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが入力される。コンパレータＺ２の出力は、トランジスタＱ１のゲートに接続される。抵抗Ｒ９は、制御電圧ＶｃｃとコンパレータＺ２の出力との間に接続される。
【００３０】
コンパレータＺ２は、昇圧回路１２の出力電圧を抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧と、リファレンス電圧Ｖｒｅｆとを比較する。リファレンス電圧Ｖｒｅｆは、オーバーシュート検出電圧を、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧に対応する電圧である。コンパレータＺ２は、昇圧回路１２の出力電圧がオーバーシュート検出電圧になると、出力をＨｉｇｈからＬｏｗに変化させる。コンパレータＺ２の出力は、トランジスタＱ１のゲートに入力される。トランジスタＱ１は、コンパレータＺ２の出力がＬｏｗになると、オフする。
【００３１】
瞬断検出部３３は、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４と、コンデンサＣ３、Ｃ４、及び、コンパレータＺ３を有する。昇圧回路１２は、高電位側の出力電源線に直列に挿入されたダイオードＤ１を有している。抵抗Ｒ１０及びＲ１１は、互いに直列に接続された上で、ダイオードの陽極側と低電位側の出力電源線とに接続される。抵抗Ｒ１２及びＲ１３は、互いに直列に接続された上で、ダイオードの陽極側と低電位側の出力電源線とに接続される。コンデンサＣ３は、抵抗Ｒ１１に並列に接続される。コンデンサＣ４は、抵抗Ｒ１３に並列に接続される。
【００３２】
コンパレータＺ３のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の接続ノード（ノードＡ）に接続され、プラス側の入力端子は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３の接続ノード（ノードＢ）に接続される。コンパレータＺ３の出力端子は、ダイオードＤ２を介して、トランジスタＱ１のゲートに接続される。抵抗Ｒ１４は、制御電圧ＶｃｃとコンパレータＺ３の出力端子との間に接続される。
【００３３】
ノードＡの電圧は、ダイオードＤ１の陽極の電圧を、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１とで分圧した電圧になる。また、ノードＢの電圧は、ダイオードＤ１の陰極の電圧を、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とで分圧した電圧になる。ダイオードＤ１に電流が流れている場合、Ｒ１０＝Ｒ１２、Ｒ１１＝Ｒ１３とすれば、ノードＡとノードＢとの電位差は、ダイオードＤ１の順方向電圧に対応した電圧になる。抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４の抵抗値は、ダイオードＤ１に電流が流れている状態で、ノードＡの電圧が、ノードＢの電圧よりも高くなるような抵抗値に設定されている。
【００３４】
コンパレータＺ３は、ノードＡの電圧とノードＢの電圧とを比較する。ダイオードＤ１に電流が流れているとき、つまり、昇圧回路１２が電流出力を行っているとき、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも高くなる。昇圧回路１２に出力電流が停止すると、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも低くなる。コンパレータＺ３は、ノードＢの電圧がノードＡの電圧よりも高くなると、出力をＬｏｗからＨｉｇｈに変化させる。つまり、昇圧回路１２の出力に電流断が発生すると、コンパレータＺ３の出力は、Ｈｉｇｈに変化する。コンパレータＺ３の出力がＨｉｇｈになると、トランジスタＱ１はオンする。
【００３５】
なお、昇圧回路１２内のトランジスタＱ２がオンすると、ダイオードＤ１の陽極の電圧が瞬間的に０Ｖに近くなることがある。抵抗Ｒ１１に並列に接続されたコンデンサＣ３は、そのようなときにノードＡの電圧が低下するのを防ぐ役割がある。また、抵抗Ｒ１３に並列に接続されたコンデンサＣ４は、ノイズを除去するために設けられている。
【００３６】
図５に、動作波形を示す。時刻ｔ１で、昇圧回路１２の出力電圧（コンデンサＣ１の両端の電圧ＶＣ１）がオーバーシュート検出電圧に達すると（ａ）、電圧ＶＣ１を抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とで分圧した電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆに達し（ｂ）、コンパレータＺ２の出力Ｖｏｕｔ２は、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化する（ｄ）。これに伴って、トランジスタＱ１がオンからオフに変化し、コンデンサＣ２への充電が停止する（ｆ）。このとき、昇圧回路１２は電流出力を行っているので、ノードＡの電圧は、ノードＢの電圧よりも高く（ｃ）、コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３はＬｏｗである（ｅ）。
【００３７】
時刻ｔ２で、何らかの原因で昇圧回路１２の出力が停止すると、ダイオードＤ１を流れる電流が停止し、ノードＡの電圧がノードＢの電圧よりも低くなる。このため、コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３はＨｉｇｈに変化する。コンパレータＺ３の出力Ｖｏｕｔ３がＨｉｇｈになることで、トランジスタＱ１がオンする。トランジスタＱ１がオンになると、コンデンサＣ２は、蓄えていた電荷を、電圧変換部１４に放電する。
【００３８】
本実施形態では、瞬断検出部３３は、昇圧回路１２の出力電流断に基づいて、昇圧回路１２の出力停止を検出する。この場合も、昇圧回路１２からの出力停止時に、コンデンサＣ２に蓄えていた電気的エネルギーを、後段の電圧変換部１４に供給することができる。その他の効果、つまり、コンデンサＣ２により多くの電荷を蓄積でき、コンデンサの実装面積を増大させることなく瞬断耐力の向上を図ることができるという効果は、第１実施形態と同様である。
【００３９】
なお、上記各実施形態では、スイッチング素子としてトランジスタＱ１を用いたが、スイッチング素子は、トランジスタには限定されない。図６に、第１実施形態の変形例の電源瞬断対策回路を示す。図６では、トランジスタＱ１に代えて、リレーＲＥ１を用いている。リレーＲＥ１のオン／オフを、コンパレータＺ１の出力に基づいて制御することでも、第１実施形態と同様な効果が得られる。
【００４０】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の電源瞬断対策用回路、スイッチング電源装置、及び、コンデンサ充電制御方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１１：整流部
１２：昇圧回路
１３：電源瞬断対策回路
１４：電圧変換部（Ｄ／Ｄ部）
３１：検出回路
３２：オーバーシュート検出部
３３：瞬断検出部
Ｃ１〜Ｃ４：コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２：ダイオード
Ｑ１、Ｑ２：トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１４：抵抗
ＲＥ１：リレー
Ｚ１〜Ｚ３：コンパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、スイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、
前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備える電源瞬断対策回路。
【請求項２】
前記オーバーシュート検出部が、前記昇圧回路の出力電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧と、前記オーバーシュート検出電圧に対応した電圧とを比較し、前記分圧した電圧が前記オーバーシュート検出電圧に対応した電圧以上になると出力を変化させ、前記スイッチング素子をオフにするコンパレータを含む、請求項１に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力停止を検出すると前記スイッチング素子をオンし、前記コンデンサに充電された電荷を放電させる瞬断検出部を更に備える、請求項１又は２に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項４】
前記瞬断検出部は、前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力電圧が停電検出電圧まで低下すると前記出力停止を検出し、前記スイッチング素子をオンにする、請求項３に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項５】
前記瞬断検出部が、前記スイッチング素子がオフの状態のときに、前記昇圧回路の出力電圧を所定の抵抗比で分割した電圧と前記停電検出電圧に対応する電圧とを比較し、前記分圧した電圧が前記停電検出電圧に対応した電圧以下になると出力を変化させ、前記スイッチング素子をオンにするコンパレータを含む、請求項４に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項６】
前記オーバーシュート検出部が、前記瞬断検出部を兼ねる、請求項４又は５に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項７】
前記瞬断検出部は、前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力電流に電流断が発生すると前記出力停止を検出し、前記スイッチング素子をオンにする、請求項３に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項８】
前記瞬断検出部は、前記昇圧回路内で出力電源ラインに直列に挿入されたダイオードの陰極側の電圧と陽極側の電圧とを比較し、陽極側の電圧が陰極側の電圧よりも低くなると出力停止を検出する、請求項７に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項９】
前記瞬断検出部は、前記ダイオードの陰極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧と、前記ダイオードの陽極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧とを比較し、前記陽極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧が、前記陰極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧よりも低くなると出力を変化させ、前記コンデンサからの放電を開始させるコンパレータを含む、請求項８に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項１０】
昇圧回路と、
前記昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間にスイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、
前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えるスイッチング電源装置。
【請求項１１】
スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の出力電圧で充電されるコンデンサを、前記昇圧回路のオーバーシュート電圧で充電するコンデンサ充電制御方法。
【請求項１】
スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間に、スイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、
前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備える電源瞬断対策回路。
【請求項２】
前記オーバーシュート検出部が、前記昇圧回路の出力電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧と、前記オーバーシュート検出電圧に対応した電圧とを比較し、前記分圧した電圧が前記オーバーシュート検出電圧に対応した電圧以上になると出力を変化させ、前記スイッチング素子をオフにするコンパレータを含む、請求項１に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力停止を検出すると前記スイッチング素子をオンし、前記コンデンサに充電された電荷を放電させる瞬断検出部を更に備える、請求項１又は２に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項４】
前記瞬断検出部は、前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力電圧が停電検出電圧まで低下すると前記出力停止を検出し、前記スイッチング素子をオンにする、請求項３に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項５】
前記瞬断検出部が、前記スイッチング素子がオフの状態のときに、前記昇圧回路の出力電圧を所定の抵抗比で分割した電圧と前記停電検出電圧に対応する電圧とを比較し、前記分圧した電圧が前記停電検出電圧に対応した電圧以下になると出力を変化させ、前記スイッチング素子をオンにするコンパレータを含む、請求項４に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項６】
前記オーバーシュート検出部が、前記瞬断検出部を兼ねる、請求項４又は５に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項７】
前記瞬断検出部は、前記スイッチング素子がオフの状態で前記昇圧回路の出力電流に電流断が発生すると前記出力停止を検出し、前記スイッチング素子をオンにする、請求項３に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項８】
前記瞬断検出部は、前記昇圧回路内で出力電源ラインに直列に挿入されたダイオードの陰極側の電圧と陽極側の電圧とを比較し、陽極側の電圧が陰極側の電圧よりも低くなると出力停止を検出する、請求項７に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項９】
前記瞬断検出部は、前記ダイオードの陰極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧と、前記ダイオードの陽極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧とを比較し、前記陽極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧が、前記陰極側の電圧を所定の抵抗比で分圧した電圧よりも低くなると出力を変化させ、前記コンデンサからの放電を開始させるコンパレータを含む、請求項８に記載の電源瞬断対策回路。
【請求項１０】
昇圧回路と、
前記昇圧回路の高電位側及び低電位側の出力電源ラインの間にスイッチング素子を介して接続されるコンデンサと、
前記スイッチング素子がオンの状態で、前記昇圧回路の出力電圧がオーバーシュート検出電圧に達したことを検出すると前記スイッチング素子をオフし、前記コンデンサへの充電を停止させるオーバーシュート検出部とを備えるスイッチング電源装置。
【請求項１１】
スイッチング電源装置に含まれる昇圧回路の出力電圧で充電されるコンデンサを、前記昇圧回路のオーバーシュート電圧で充電するコンデンサ充電制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９３５９０（Ｐ２０１０−１９３５９０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３４０５６（Ｐ２００９−３４０５６）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００１６８２８５）エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００１６８２８５）エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]