JP2004336972A - 電源装置及び電源制御デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】電源供給の停止時における電源電圧のアンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電する電源装置を提供する。
【解決手段】直流の電源電圧を供給する電源装置であって、電源装置の電源出力端に電源電圧を供給する電源電圧供給部と、電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、放電用抵抗が出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、電源電圧の供給を停止する場合に放電経路を接続し、電源電圧を供給する場合に放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】直流の電源電圧を供給する電源装置であって、電源装置の電源出力端に電源電圧を供給する電源電圧供給部と、電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、放電用抵抗が出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、電源電圧の供給を停止する場合に放電経路を接続し、電源電圧を供給する場合に放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置及び電源制御デバイスに関する。特に本発明は、電源供給の停止時における電源電圧のアンダーシュートを低減する電源装置及び電源制御デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源装置の一形態として、同期整流型スイッチングレギュレータで構成したＤＣ／ＤＣコンバータが用いられている。このようなＤＣ／ＤＣコンバータにおいて電源供給を停止する場合、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオンとして出力コンデンサの電荷を一瞬で放電することが一般的であった。
【０００３】
一方、上記の方法においては、電源電圧が急激に低下する結果、アンダーシュートが生じる。アンダーシュートを防止する技術としては、電源供給を停止する際に低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオフとし、電源電圧の出力端子とグランドの間に接続され、出力端子から出力される出力電圧を分圧する抵抗を介して、出力コンデンサの電荷を徐々に放電する方法が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９５０７４号公報（第３頁、第６頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
出力コンデンサは、タンタルやアルミ等の極性を有するコンデンサが使用される。このようなコンデンサに対しては、逆電圧の印加が認められておらず、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオンとして出力コンデンサの電荷を放電した場合、アンダーシュートに伴う逆電圧により破壊される可能性がある。また、電源装置に接続される半導体デバイス等は、許容される逆電圧値がスペックにより定められている。このような半導体デバイスに対してアンダーシュートに伴う逆電圧が印加されると、誤動作や破損の原因となる。
【０００６】
一方、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオフとして出力コンデンサの電荷を徐々に放電した場合、電源電圧がゆっくりと低下していくこととなり、電源に接続された半導体デバイス等にスペック外の低電圧が印加される。この結果、電源供給の停止時にこれらの半導体デバイス等が誤動作する原因となる。
【０００７】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電源装置及び電源制御デバイスを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、直流の電源電圧を供給する電源装置であって、前記電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置と、当該電源装置を制御する電源制御デバイスとを提供する。
【０００９】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る電源装置１０の構成を示す。本実施形態に係る電源装置１０は、直流の電源電圧Ｖｏｕｔを供給し、電源供給の停止時に出力コンデンサ１１５に蓄積された電荷を放電用抵抗１３５を介してグランドに放電する放電経路１３２を備える。そして、電源装置１０は、電源供給の停止時に放電経路１３２をオンとし、放電用抵抗１３５により定められる時間で出力コンデンサ１１５の電荷を放電する。ここで、アンダーシュートの大きさが規定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧が０Ｖとなるまでの時間を規定時間以下となるように出力コンデンサ１１５の抵抗値を定めることにより、アンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電する電源装置１０を提供することができる。
【００１２】
電源装置１０は、電源電圧供給部１００と、出力コンデンサ部１１０と、出力コイル１２０と、電源制御デバイス１３０とを備える。
電源電圧供給部１００は、電源装置１０の電源出力端１０２に電源電圧を供給する。本実施形態に係る電源電圧供給部１００は、高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６を有する。
高電圧側スイッチ１０３は、電圧源Ｖｉｎと電源出力端との間に設けられた、例えばＦＥＴ等のスイッチである。本実施形態において、高電圧側スイッチ１０３は、電圧源Ｖｉｎがドレインに接続され、出力コイル１２０及び低電圧側スイッチ１０６のドレインがソースに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。高電圧側スイッチ１０３は、電源電圧供給部１００により供給される電源電圧Ｖｏｕｔが予め定められた基準電圧より低い場合に、電源制御デバイス１３０によりオンとされる。これにより、高電圧側スイッチ１０３は、電源電圧Ｖｏｕｔより高い電圧源Ｖｉｎを、出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。ここで、電圧源Ｖｉｎの電圧は、基準電圧より高いことが望ましい。
【００１３】
低電圧側スイッチ１０６は、グランドと電源出力端との間に設けられた、例えばＦＥＴ等のスイッチである。本実施形態において、低電圧側スイッチ１０６は、出力コイル１２０及び低電圧側スイッチ１０６のソースがドレインに接続され、グランドがソースに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧供給部１００により供給される電源電圧Ｖｏｕｔが基準電圧より高い場合に、電源制御デバイス１３０によりオンとされる。これにより、低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧Ｖｏｕｔより低い電圧源の一例であるグランドを、出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。
【００１４】
出力コンデンサ部１１０は、電源出力端１０２とグランドの間に設けられた容量成分であり、出力コンデンサ１１５を有する。出力コイル１２０は、一端が高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、他端が出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に接続されることにより、電源電圧供給部１００を出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に接続し、電源電圧供給部１００が出力する電力を出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に供給する。
【００１５】
電源制御デバイス１３０は、例えば電源制御ＩＣ等の半導体デバイスであり、電源電圧の供給時に電源電圧供給部１００を制御すると共に、電源電圧の供給停止時に出力コンデンサ部１１０の放電を制御する。電源制御デバイス１３０は、放電経路１３２、電源電圧制御部１５０、タイミング制御部１５５及びＮＯＴ素子１６０を有する。
【００１６】
放電経路１３２は、電源制御デバイス１３０のスイッチングノード端子１７０を介して高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、電源電圧の供給停止時に出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷を、出力コイル１２０及びスイッチングノード端子１７０を介してグランドに放電する。放電経路１３２は、放電用抵抗１３５、放電用スイッチ１４０、及び放電用整流器１４５を経路上に含む。放電用抵抗１３５は、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部１１０内の出力コンデンサ１１５に蓄積された電荷をグランドに放電する。
【００１７】
放電用スイッチ１４０は、放電経路１３２上に設けられ、電源電圧の供給を停止する場合にオンとされて放電経路１３２を導通状態とすることにより接続し、電源電圧を供給する場合にオフとされて放電経路１３２を切断する。本実施形態において、放電用スイッチ１４０は、ドレインが放電用抵抗１３５の一端に接続され、ソースがグランドに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。放電用整流器１４５は、放電経路１３２上に設けられ、放電経路１３２から電源出力端１０２に対して電流が流れることを防止する。すなわち、放電用整流器１４５は、例えば電源電圧の供給開始時にスイッチング電流が放電経路１３２を経由して出力コイル１２０及び電源出力端１０２に供給されるのを防ぐ。
【００１８】
電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して電源電圧供給部１００内の高電圧側スイッチ１０３の駆動信号入力及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力にそれぞれ接続され、電源電圧供給部１００を制御する。本実施形態において、高電圧側スイッチ１０３の駆動信号入力及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力は、それぞれ高電圧側スイッチ１０３のゲート及び低電圧側スイッチ１０６のゲートである。
【００１９】
また、電源電圧制御部１５０は、放電経路１３２と同様に、同一の端子であるスイッチングノード端子１７０を介して高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、電源電圧の供給時にスイッチングノード端子１７０を介して入力される電源電圧を監視する。
【００２０】
電源電圧が基準電圧より低い場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２を介して高電圧側スイッチ１０３をオンとすると共に、低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して低電圧側スイッチ１０６をオフとする。一方、電源電圧が基準電圧より高い場合、電源電圧制御部１５０は、低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して低電圧側スイッチ１０６をオンとすると共に、高電圧側スイッチ駆動端子１７２を介して高電圧側スイッチ１０３をオフとする。これにより、電源電圧制御部１５０は、電源出力端１０２に供給される電源電圧Ｖｏｕｔを、基準電圧に平衡させることができる。
【００２１】
また、電源電圧の供給を停止する場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとする。これにより、電源電圧制御部１５０は、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部１１０の放電を放電経路１３２により行なわせることができる。
【００２２】
ここで、電源装置１０や電源装置１０が接続される装置等に異常が発生した場合において電源電圧の供給を停止する場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ１０３をオフとし、低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよい。これにより、例えば電源電圧の異常時や、過電流が流れた時や、電源装置１０等の温度異常が検出された時等に、放電経路１３２を介して出力コンデンサ部１１０を放電する場合と比較し、より高速に電源電圧を０Ｖに低下させることができる。
【００２３】
タイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給開始又は供給停止を指示する制御信号を受けて、電源電圧制御部１５０及び放電経路１３２の動作タイミングを制御する。より具体的には、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給を開始する場合に論理値“１”、電源電圧の供給を停止する場合に論理値“０”とした電源供給信号を電源電圧制御部１５０に対して出力する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は、電源電圧供給部１００による電源電圧の供給を開始又は停止する。
【００２４】
また、タイミング制御部１５５は、出力コンデンサ部１１０の放電を行なう場合に論理値“０”、出力コンデンサ部１１０の放電を行なわない場合に論理値“１”とした放電経路切断信号を、放電経路１３２に対して出力する。ＮＯＴ素子１６０は、放電経路切断信号の論理値を反転し、放電用スイッチ１４０のゲートである駆動信号入力に入力する。これにより、タイミング制御部１５５が放電経路切断信号“０”を出力した場合に放電用スイッチ１４０の駆動信号入力に信号値“１”が入力されて放電用スイッチ１４０がオンとされ、放電経路１３２が接続される。一方、タイミング制御部１５５が放電経路切断信号“１”を出力した場合に放電用スイッチ１４０の駆動信号入力に信号値“０”が入力されて放電用スイッチ１４０がオフとされ、放電経路１３２が切断される。
【００２５】
以上に示した電源装置１０によれば、電源供給の停止時に高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとすると共に放電用スイッチ１４０をオンとして放電経路１３２を導通状態とし、放電経路１３２を介して出力コンデンサ部１１０の電荷を放電することができる。ここで、放電用抵抗１３５の抵抗値は、出力コンデンサ１１５の容量に基づいて、アンダーシュートの大きさが規定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧Ｖｏｕｔが０Ｖとなるまでの時間が規定時間以下となるように定められる。これにより、以上に示した電源装置１０によれば、アンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電することができる。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。電源電圧の供給時、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力を制御し、電源出力端１０２に供給される電源電圧を基準電圧に平衡させる。時刻ｔ１において電源電圧の供給停止を指示する制御信号を受けると、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給停止を指示する電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に供給し、放電経路１３２を導通状態とすることを指示する放電経路切断信号“０”を放電経路１３２に供給する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとし、タイミング制御部１５５はＮＯＴ素子１６０を介して放電用スイッチ１４０をオンとする。これにより、出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷は出力コイル１２０、スイッチングノード端子１７０、放電用整流器１４５、放電用抵抗１３５、及び放電用スイッチ１４０を介してグランドに放電され、時刻ｔ２において電源出力端１０２における電源電圧が０Ｖとなる。
【００２７】
ここで、放電用抵抗１３５の抵抗値は、アンダーシュートの大きさが既定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧が０Ｖとなるまでの時間（ｔ２−ｔ１）が規定時間以下となるように、出力コンデンサ１１５の容量に対応して定められる。電源供給の停止から電源電圧０Ｖとなるまでの時間（ｔ２−ｔ１）は、例えば数ｍｓ程度の時間であることが好ましい。このため、出力コンデンサ１１５の容量が数百μＦである場合、放電用抵抗１３５を１Ω程度としてよい。
【００２８】
図３は、本実施形態の変形例に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。本変形例に係る電源装置１０は、電源供給停止時に放電経路１３２及び低電圧側スイッチ１０６を併用して電源電圧を０Ｖとする。本変形例に係る電源装置１０の構成及び各部の機能は図１とほぼ同一であるため、以下相違点について説明する。
【００２９】
時刻ｔ１において電源電圧の供給停止を指示する制御信号を受けると、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給停止を指示する電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に供給し、放電経路１３２を導通状態とすることを指示する放電経路切断信号“０”を放電経路１３２に供給する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとし、タイミング制御部１５５はＮＯＴ素子１６０を介して放電用スイッチ１４０をオンとする。これにより、出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷は出力コイル１２０、スイッチングノード端子１７０、放電用整流器１４５、放電用抵抗１３５、及び放電用スイッチ１４０を介してグランドに放電される。
【００３０】
電源電圧制御部１５０は、放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を導通状態に接続してから予め定められた時間の経過後、すなわち例えば図３における時刻ｔ２に、低電圧側スイッチ１０６をオンとする。ここで、タイミング制御部１５５が放電経路１３２を導通状態に接続してから電源電圧制御部１５０が低電圧側スイッチ１０６をオンとするまでの時間は、タイミング制御部１５５が放電経路１３２を導通状態に接続してから、電源出力端１０２の電圧が基準電圧より低くグランドより高い値（例えば図中Ｖｔ）となるまでの時間であることが好ましい。なお、時刻ｔ２以降において、電源電圧制御部１５０は、放電用スイッチ１４０をオンのまま維持してもよく、オフとしてもよい。
【００３１】
時刻ｔ２においてタイミング制御部１５５によりオンとされると、低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧より低い電圧源の一例であるグランドを出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。この結果、時刻ｔ３において電源電圧が０Ｖとなる。
【００３２】
本変形例によれば、電源電圧の供給停止時に、放電経路１３２を予め定められた時間導通状態として電源電圧を０Ｖに近づけた後、低電圧側スイッチ１０６をオンとして電源電圧を急激に０Ｖとする。ここで、時刻ｔ２における電源電圧Ｖｔは、低電圧側スイッチ１０６をオンとして出力コンデンサ部１１０を急激に放電した場合においても電源電圧のアンダーシュートの大きさが既定値以下となるように調整される。これにより、本変形例に係る電源装置１０は、アンダーシュートの大きさを規定値以下としつつ、電源供給の停止を高速に行なうことができる。
【００３３】
なお、以上において電源電圧制御部１５０は、電源電圧の供給を停止し放電用スイッチ１４０が放電経路１３２を導通状態に接続してから、予め定められた時間の経過後に低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよく、これに代えて、スイッチングノード端子１７０を介して電源電圧を計測し、電源電圧がＶｔとなった時点で低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよい。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る電源装置１０の電源供給開始から電源供給停止までの制御タイミングを示す。
まず、タイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給開始を指示する制御信号を時刻ｔ１において受け取る。制御信号を受けて電源電圧の供給を開始する場合、タイミング制御部１５５は、例えば時刻ｔ１において放電経路切断信号を“１”として放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を切断させる。その後、時刻ｔ２において電源供給信号“１”を電源電圧制御部１５０に対して出力し、電源電圧供給部１００により電源電圧の供給を開始させる。
【００３５】
そしてタイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給停止を指示する制御信号を時刻ｔ３において受け取る。制御信号を受けて電源電圧の供給を停止する場合、タイミング制御部１５５は、例えば時刻ｔ３において電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に対して出力し、電源電圧供給部１００による電源電圧の供給を停止させる。その後、タイミング制御部１５５は、時刻ｔ４において放電経路切断信号を“０”として放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を接続させ、出力コンデンサ部１１０の電荷を放電させる。
【００３６】
以上に示した電源装置１０によれば、タイミング制御部１５５は、高電圧側スイッチ１０３及び放電用スイッチ１４０が同時にオンとならないように電源電圧制御部１５０及び放電経路１３２の動作タイミングを制御する。これにより、タイミング制御部１５５は、高電圧側スイッチ１０３及び放電用スイッチ１４０が同時にオンとなる結果、基準電圧より高い高電圧源Ｖｉｎから放電経路１３２を介してグランドに過電流が流れるのを防止することができる。
【００３７】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３８】
例えば、本実施形態において電源電圧供給部１００は、電源電圧を供給する場合に電圧源が出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続され、電源電圧の供給を停止する場合に電圧源が電源出力端１０２から切断される各種の電源供給回路であってよい。
【００３９】
また、スイッチングノード端子１７０は、例えば電源ＩＣのＬＸ（スイッチングノード）端子であってよく、これに代えて電源電圧制御部１５０と放電経路１３２は電源制御デバイス１３０の異なる端子を介して電源出力端１０２に接続されてもよい。また、タイミング制御部１５５及び／又は放電経路１３２は、電源制御デバイス１３０の外部に設けられてもよい。
【００４０】
以上に説明した実施形態によれば、以下の各項目に示す電源装置及び電源制御デバイスが実現される。
【００４１】
（項目１） 直流の電源電圧を供給する電源装置であって、前記電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置。
【００４２】
（項目２） 前記電源電圧供給部は、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた基準電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチとを有し、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４３】
（項目３） 異常が発生した場合において前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記高電圧側スイッチをオフとし、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
（項目４） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから予め定められた時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
【００４４】
（項目５） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから、前記電源出力端の電圧が前記基準電圧より低くグランドより高い値となるまでの時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
（項目６） 前記放電経路から前記電源出力端に対して電流が流れることを防止する放電用整流器を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４５】
（項目７） 前記電源電圧の供給を開始する場合に、前記放電用スイッチにより前記放電経路を切断させた後に前記電源電圧供給部により前記電源電圧の供給を開始させるタイミング制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
（項目８） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧供給部による前記電源電圧の供給を停止させた後に前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続させるタイミング制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４６】
（項目９） 直流の電源電圧を供給する電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部とを備え、前記電源装置を制御する電源制御デバイスであって、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源制御デバイス。
【００４７】
（項目１０） 前記電源電圧供給部は、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチとを有し、当該電源制御デバイスは、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える項目９記載の電源制御デバイス。
【００４８】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば電源供給の停止時における電源電圧のアンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電する電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置１０の構成を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。
【図３】本発明の実施形態の変形例に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る電源装置１０の電源供給開始から電源供給停止までの制御タイミングを示す。
【符号の説明】
１０ 電源装置
１００ 電源電圧供給部
１０２ 電源出力端
１０３ 高電圧側スイッチ
１０６ 低電圧側スイッチ
１１０ 出力コンデンサ部
１１５ 出力コンデンサ
１２０ 出力コイル
１３０ 電源制御デバイス
１３２ 放電経路
１３５ 放電用抵抗
１４０ 放電用スイッチ
１４５ 放電用整流器
１５０ 電源電圧制御部
１５５ タイミング制御部
１６０ ＮＯＴ素子
１７０ スイッチングノード端子
１７２ 高電圧側スイッチ駆動端子
１７４ 低電圧側スイッチ駆動端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置及び電源制御デバイスに関する。特に本発明は、電源供給の停止時における電源電圧のアンダーシュートを低減する電源装置及び電源制御デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源装置の一形態として、同期整流型スイッチングレギュレータで構成したＤＣ／ＤＣコンバータが用いられている。このようなＤＣ／ＤＣコンバータにおいて電源供給を停止する場合、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオンとして出力コンデンサの電荷を一瞬で放電することが一般的であった。
【０００３】
一方、上記の方法においては、電源電圧が急激に低下する結果、アンダーシュートが生じる。アンダーシュートを防止する技術としては、電源供給を停止する際に低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオフとし、電源電圧の出力端子とグランドの間に接続され、出力端子から出力される出力電圧を分圧する抵抗を介して、出力コンデンサの電荷を徐々に放電する方法が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９５０７４号公報（第３頁、第６頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
出力コンデンサは、タンタルやアルミ等の極性を有するコンデンサが使用される。このようなコンデンサに対しては、逆電圧の印加が認められておらず、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオンとして出力コンデンサの電荷を放電した場合、アンダーシュートに伴う逆電圧により破壊される可能性がある。また、電源装置に接続される半導体デバイス等は、許容される逆電圧値がスペックにより定められている。このような半導体デバイスに対してアンダーシュートに伴う逆電圧が印加されると、誤動作や破損の原因となる。
【０００６】
一方、低電圧側の同期整流用ＦＥＴをオフとして出力コンデンサの電荷を徐々に放電した場合、電源電圧がゆっくりと低下していくこととなり、電源に接続された半導体デバイス等にスペック外の低電圧が印加される。この結果、電源供給の停止時にこれらの半導体デバイス等が誤動作する原因となる。
【０００７】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電源装置及び電源制御デバイスを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、直流の電源電圧を供給する電源装置であって、前記電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置と、当該電源装置を制御する電源制御デバイスとを提供する。
【０００９】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る電源装置１０の構成を示す。本実施形態に係る電源装置１０は、直流の電源電圧Ｖｏｕｔを供給し、電源供給の停止時に出力コンデンサ１１５に蓄積された電荷を放電用抵抗１３５を介してグランドに放電する放電経路１３２を備える。そして、電源装置１０は、電源供給の停止時に放電経路１３２をオンとし、放電用抵抗１３５により定められる時間で出力コンデンサ１１５の電荷を放電する。ここで、アンダーシュートの大きさが規定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧が０Ｖとなるまでの時間を規定時間以下となるように出力コンデンサ１１５の抵抗値を定めることにより、アンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電する電源装置１０を提供することができる。
【００１２】
電源装置１０は、電源電圧供給部１００と、出力コンデンサ部１１０と、出力コイル１２０と、電源制御デバイス１３０とを備える。
電源電圧供給部１００は、電源装置１０の電源出力端１０２に電源電圧を供給する。本実施形態に係る電源電圧供給部１００は、高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６を有する。
高電圧側スイッチ１０３は、電圧源Ｖｉｎと電源出力端との間に設けられた、例えばＦＥＴ等のスイッチである。本実施形態において、高電圧側スイッチ１０３は、電圧源Ｖｉｎがドレインに接続され、出力コイル１２０及び低電圧側スイッチ１０６のドレインがソースに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。高電圧側スイッチ１０３は、電源電圧供給部１００により供給される電源電圧Ｖｏｕｔが予め定められた基準電圧より低い場合に、電源制御デバイス１３０によりオンとされる。これにより、高電圧側スイッチ１０３は、電源電圧Ｖｏｕｔより高い電圧源Ｖｉｎを、出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。ここで、電圧源Ｖｉｎの電圧は、基準電圧より高いことが望ましい。
【００１３】
低電圧側スイッチ１０６は、グランドと電源出力端との間に設けられた、例えばＦＥＴ等のスイッチである。本実施形態において、低電圧側スイッチ１０６は、出力コイル１２０及び低電圧側スイッチ１０６のソースがドレインに接続され、グランドがソースに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧供給部１００により供給される電源電圧Ｖｏｕｔが基準電圧より高い場合に、電源制御デバイス１３０によりオンとされる。これにより、低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧Ｖｏｕｔより低い電圧源の一例であるグランドを、出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。
【００１４】
出力コンデンサ部１１０は、電源出力端１０２とグランドの間に設けられた容量成分であり、出力コンデンサ１１５を有する。出力コイル１２０は、一端が高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、他端が出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に接続されることにより、電源電圧供給部１００を出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に接続し、電源電圧供給部１００が出力する電力を出力コンデンサ部１１０及び電源出力端１０２に供給する。
【００１５】
電源制御デバイス１３０は、例えば電源制御ＩＣ等の半導体デバイスであり、電源電圧の供給時に電源電圧供給部１００を制御すると共に、電源電圧の供給停止時に出力コンデンサ部１１０の放電を制御する。電源制御デバイス１３０は、放電経路１３２、電源電圧制御部１５０、タイミング制御部１５５及びＮＯＴ素子１６０を有する。
【００１６】
放電経路１３２は、電源制御デバイス１３０のスイッチングノード端子１７０を介して高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、電源電圧の供給停止時に出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷を、出力コイル１２０及びスイッチングノード端子１７０を介してグランドに放電する。放電経路１３２は、放電用抵抗１３５、放電用スイッチ１４０、及び放電用整流器１４５を経路上に含む。放電用抵抗１３５は、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部１１０内の出力コンデンサ１１５に蓄積された電荷をグランドに放電する。
【００１７】
放電用スイッチ１４０は、放電経路１３２上に設けられ、電源電圧の供給を停止する場合にオンとされて放電経路１３２を導通状態とすることにより接続し、電源電圧を供給する場合にオフとされて放電経路１３２を切断する。本実施形態において、放電用スイッチ１４０は、ドレインが放電用抵抗１３５の一端に接続され、ソースがグランドに接続されたＭＯＳ型ＦＥＴである。放電用整流器１４５は、放電経路１３２上に設けられ、放電経路１３２から電源出力端１０２に対して電流が流れることを防止する。すなわち、放電用整流器１４５は、例えば電源電圧の供給開始時にスイッチング電流が放電経路１３２を経由して出力コイル１２０及び電源出力端１０２に供給されるのを防ぐ。
【００１８】
電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して電源電圧供給部１００内の高電圧側スイッチ１０３の駆動信号入力及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力にそれぞれ接続され、電源電圧供給部１００を制御する。本実施形態において、高電圧側スイッチ１０３の駆動信号入力及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力は、それぞれ高電圧側スイッチ１０３のゲート及び低電圧側スイッチ１０６のゲートである。
【００１９】
また、電源電圧制御部１５０は、放電経路１３２と同様に、同一の端子であるスイッチングノード端子１７０を介して高電圧側スイッチ１０３のソース及び低電圧側スイッチ１０６のドレイン間の配線に接続され、電源電圧の供給時にスイッチングノード端子１７０を介して入力される電源電圧を監視する。
【００２０】
電源電圧が基準電圧より低い場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２を介して高電圧側スイッチ１０３をオンとすると共に、低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して低電圧側スイッチ１０６をオフとする。一方、電源電圧が基準電圧より高い場合、電源電圧制御部１５０は、低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して低電圧側スイッチ１０６をオンとすると共に、高電圧側スイッチ駆動端子１７２を介して高電圧側スイッチ１０３をオフとする。これにより、電源電圧制御部１５０は、電源出力端１０２に供給される電源電圧Ｖｏｕｔを、基準電圧に平衡させることができる。
【００２１】
また、電源電圧の供給を停止する場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとする。これにより、電源電圧制御部１５０は、電源電圧の供給を停止する場合に、出力コンデンサ部１１０の放電を放電経路１３２により行なわせることができる。
【００２２】
ここで、電源装置１０や電源装置１０が接続される装置等に異常が発生した場合において電源電圧の供給を停止する場合、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ１０３をオフとし、低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよい。これにより、例えば電源電圧の異常時や、過電流が流れた時や、電源装置１０等の温度異常が検出された時等に、放電経路１３２を介して出力コンデンサ部１１０を放電する場合と比較し、より高速に電源電圧を０Ｖに低下させることができる。
【００２３】
タイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給開始又は供給停止を指示する制御信号を受けて、電源電圧制御部１５０及び放電経路１３２の動作タイミングを制御する。より具体的には、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給を開始する場合に論理値“１”、電源電圧の供給を停止する場合に論理値“０”とした電源供給信号を電源電圧制御部１５０に対して出力する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は、電源電圧供給部１００による電源電圧の供給を開始又は停止する。
【００２４】
また、タイミング制御部１５５は、出力コンデンサ部１１０の放電を行なう場合に論理値“０”、出力コンデンサ部１１０の放電を行なわない場合に論理値“１”とした放電経路切断信号を、放電経路１３２に対して出力する。ＮＯＴ素子１６０は、放電経路切断信号の論理値を反転し、放電用スイッチ１４０のゲートである駆動信号入力に入力する。これにより、タイミング制御部１５５が放電経路切断信号“０”を出力した場合に放電用スイッチ１４０の駆動信号入力に信号値“１”が入力されて放電用スイッチ１４０がオンとされ、放電経路１３２が接続される。一方、タイミング制御部１５５が放電経路切断信号“１”を出力した場合に放電用スイッチ１４０の駆動信号入力に信号値“０”が入力されて放電用スイッチ１４０がオフとされ、放電経路１３２が切断される。
【００２５】
以上に示した電源装置１０によれば、電源供給の停止時に高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとすると共に放電用スイッチ１４０をオンとして放電経路１３２を導通状態とし、放電経路１３２を介して出力コンデンサ部１１０の電荷を放電することができる。ここで、放電用抵抗１３５の抵抗値は、出力コンデンサ１１５の容量に基づいて、アンダーシュートの大きさが規定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧Ｖｏｕｔが０Ｖとなるまでの時間が規定時間以下となるように定められる。これにより、以上に示した電源装置１０によれば、アンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電することができる。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。電源電圧の供給時、電源電圧制御部１５０は、高電圧側スイッチ駆動端子１７２及び低電圧側スイッチ駆動端子１７４を介して高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６の駆動信号入力を制御し、電源出力端１０２に供給される電源電圧を基準電圧に平衡させる。時刻ｔ１において電源電圧の供給停止を指示する制御信号を受けると、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給停止を指示する電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に供給し、放電経路１３２を導通状態とすることを指示する放電経路切断信号“０”を放電経路１３２に供給する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとし、タイミング制御部１５５はＮＯＴ素子１６０を介して放電用スイッチ１４０をオンとする。これにより、出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷は出力コイル１２０、スイッチングノード端子１７０、放電用整流器１４５、放電用抵抗１３５、及び放電用スイッチ１４０を介してグランドに放電され、時刻ｔ２において電源出力端１０２における電源電圧が０Ｖとなる。
【００２７】
ここで、放電用抵抗１３５の抵抗値は、アンダーシュートの大きさが既定値以下となり、かつ、電源供給の停止から電源電圧が０Ｖとなるまでの時間（ｔ２−ｔ１）が規定時間以下となるように、出力コンデンサ１１５の容量に対応して定められる。電源供給の停止から電源電圧０Ｖとなるまでの時間（ｔ２−ｔ１）は、例えば数ｍｓ程度の時間であることが好ましい。このため、出力コンデンサ１１５の容量が数百μＦである場合、放電用抵抗１３５を１Ω程度としてよい。
【００２８】
図３は、本実施形態の変形例に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。本変形例に係る電源装置１０は、電源供給停止時に放電経路１３２及び低電圧側スイッチ１０６を併用して電源電圧を０Ｖとする。本変形例に係る電源装置１０の構成及び各部の機能は図１とほぼ同一であるため、以下相違点について説明する。
【００２９】
時刻ｔ１において電源電圧の供給停止を指示する制御信号を受けると、タイミング制御部１５５は、電源電圧の供給停止を指示する電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に供給し、放電経路１３２を導通状態とすることを指示する放電経路切断信号“０”を放電経路１３２に供給する。これを受けて、電源電圧制御部１５０は高電圧側スイッチ１０３及び低電圧側スイッチ１０６をオフとし、タイミング制御部１５５はＮＯＴ素子１６０を介して放電用スイッチ１４０をオンとする。これにより、出力コンデンサ部１１０に蓄積された電荷は出力コイル１２０、スイッチングノード端子１７０、放電用整流器１４５、放電用抵抗１３５、及び放電用スイッチ１４０を介してグランドに放電される。
【００３０】
電源電圧制御部１５０は、放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を導通状態に接続してから予め定められた時間の経過後、すなわち例えば図３における時刻ｔ２に、低電圧側スイッチ１０６をオンとする。ここで、タイミング制御部１５５が放電経路１３２を導通状態に接続してから電源電圧制御部１５０が低電圧側スイッチ１０６をオンとするまでの時間は、タイミング制御部１５５が放電経路１３２を導通状態に接続してから、電源出力端１０２の電圧が基準電圧より低くグランドより高い値（例えば図中Ｖｔ）となるまでの時間であることが好ましい。なお、時刻ｔ２以降において、電源電圧制御部１５０は、放電用スイッチ１４０をオンのまま維持してもよく、オフとしてもよい。
【００３１】
時刻ｔ２においてタイミング制御部１５５によりオンとされると、低電圧側スイッチ１０６は、電源電圧より低い電圧源の一例であるグランドを出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続する。この結果、時刻ｔ３において電源電圧が０Ｖとなる。
【００３２】
本変形例によれば、電源電圧の供給停止時に、放電経路１３２を予め定められた時間導通状態として電源電圧を０Ｖに近づけた後、低電圧側スイッチ１０６をオンとして電源電圧を急激に０Ｖとする。ここで、時刻ｔ２における電源電圧Ｖｔは、低電圧側スイッチ１０６をオンとして出力コンデンサ部１１０を急激に放電した場合においても電源電圧のアンダーシュートの大きさが既定値以下となるように調整される。これにより、本変形例に係る電源装置１０は、アンダーシュートの大きさを規定値以下としつつ、電源供給の停止を高速に行なうことができる。
【００３３】
なお、以上において電源電圧制御部１５０は、電源電圧の供給を停止し放電用スイッチ１４０が放電経路１３２を導通状態に接続してから、予め定められた時間の経過後に低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよく、これに代えて、スイッチングノード端子１７０を介して電源電圧を計測し、電源電圧がＶｔとなった時点で低電圧側スイッチ１０６をオンとしてもよい。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る電源装置１０の電源供給開始から電源供給停止までの制御タイミングを示す。
まず、タイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給開始を指示する制御信号を時刻ｔ１において受け取る。制御信号を受けて電源電圧の供給を開始する場合、タイミング制御部１５５は、例えば時刻ｔ１において放電経路切断信号を“１”として放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を切断させる。その後、時刻ｔ２において電源供給信号“１”を電源電圧制御部１５０に対して出力し、電源電圧供給部１００により電源電圧の供給を開始させる。
【００３５】
そしてタイミング制御部１５５は、電源制御デバイス１３０の外部から電源電圧の供給停止を指示する制御信号を時刻ｔ３において受け取る。制御信号を受けて電源電圧の供給を停止する場合、タイミング制御部１５５は、例えば時刻ｔ３において電源供給信号“０”を電源電圧制御部１５０に対して出力し、電源電圧供給部１００による電源電圧の供給を停止させる。その後、タイミング制御部１５５は、時刻ｔ４において放電経路切断信号を“０”として放電用スイッチ１４０により放電経路１３２を接続させ、出力コンデンサ部１１０の電荷を放電させる。
【００３６】
以上に示した電源装置１０によれば、タイミング制御部１５５は、高電圧側スイッチ１０３及び放電用スイッチ１４０が同時にオンとならないように電源電圧制御部１５０及び放電経路１３２の動作タイミングを制御する。これにより、タイミング制御部１５５は、高電圧側スイッチ１０３及び放電用スイッチ１４０が同時にオンとなる結果、基準電圧より高い高電圧源Ｖｉｎから放電経路１３２を介してグランドに過電流が流れるのを防止することができる。
【００３７】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３８】
例えば、本実施形態において電源電圧供給部１００は、電源電圧を供給する場合に電圧源が出力コイル１２０を介して電源出力端１０２に接続され、電源電圧の供給を停止する場合に電圧源が電源出力端１０２から切断される各種の電源供給回路であってよい。
【００３９】
また、スイッチングノード端子１７０は、例えば電源ＩＣのＬＸ（スイッチングノード）端子であってよく、これに代えて電源電圧制御部１５０と放電経路１３２は電源制御デバイス１３０の異なる端子を介して電源出力端１０２に接続されてもよい。また、タイミング制御部１５５及び／又は放電経路１３２は、電源制御デバイス１３０の外部に設けられてもよい。
【００４０】
以上に説明した実施形態によれば、以下の各項目に示す電源装置及び電源制御デバイスが実現される。
【００４１】
（項目１） 直流の電源電圧を供給する電源装置であって、前記電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源装置。
【００４２】
（項目２） 前記電源電圧供給部は、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた基準電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチとを有し、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４３】
（項目３） 異常が発生した場合において前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記高電圧側スイッチをオフとし、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
（項目４） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから予め定められた時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
【００４４】
（項目５） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから、前記電源出力端の電圧が前記基準電圧より低くグランドより高い値となるまでの時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする項目２記載の電源装置。
（項目６） 前記放電経路から前記電源出力端に対して電流が流れることを防止する放電用整流器を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４５】
（項目７） 前記電源電圧の供給を開始する場合に、前記放電用スイッチにより前記放電経路を切断させた後に前記電源電圧供給部により前記電源電圧の供給を開始させるタイミング制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
（項目８） 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧供給部による前記電源電圧の供給を停止させた後に前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続させるタイミング制御部を更に備える項目１記載の電源装置。
【００４６】
（項目９） 直流の電源電圧を供給する電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部とを備え、前記電源装置を制御する電源制御デバイスであって、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチとを備える電源制御デバイス。
【００４７】
（項目１０） 前記電源電圧供給部は、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチとを有し、当該電源制御デバイスは、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える項目９記載の電源制御デバイス。
【００４８】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば電源供給の停止時における電源電圧のアンダーシュートを低減し、かつ、素早く出力コンデンサの電荷を放電する電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置１０の構成を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。
【図３】本発明の実施形態の変形例に係る電源装置１０の電源供給停止時における電源電圧波形の一例を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る電源装置１０の電源供給開始から電源供給停止までの制御タイミングを示す。
【符号の説明】
１０ 電源装置
１００ 電源電圧供給部
１０２ 電源出力端
１０３ 高電圧側スイッチ
１０６ 低電圧側スイッチ
１１０ 出力コンデンサ部
１１５ 出力コンデンサ
１２０ 出力コイル
１３０ 電源制御デバイス
１３２ 放電経路
１３５ 放電用抵抗
１４０ 放電用スイッチ
１４５ 放電用整流器
１５０ 電源電圧制御部
１５５ タイミング制御部
１６０ ＮＯＴ素子
１７０ スイッチングノード端子
１７２ 高電圧側スイッチ駆動端子
１７４ 低電圧側スイッチ駆動端子
Claims (10)
- 直流の電源電圧を供給する電源装置であって、
前記電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、
前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部と、
前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、
前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチと
を備える電源装置。 - 前記電源電圧供給部は、
前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた基準電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、
前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が前記基準電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチと
を有し、
前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える
請求項１記載の電源装置。 - 異常が発生した場合において前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記高電圧側スイッチをオフとし、前記低電圧側スイッチをオンとする請求項２記載の電源装置。
- 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから予め定められた時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする請求項２記載の電源装置。
- 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧制御部は、前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続してから、前記電源出力端の電圧が前記基準電圧より低くグランドより高い値となるまでの時間の経過後に、前記低電圧側スイッチをオンとする請求項２記載の電源装置。
- 前記放電経路から前記電源出力端に対して電流が流れることを防止する放電用整流器を更に備える請求項１記載の電源装置。
- 前記電源電圧の供給を開始する場合に、前記放電用スイッチにより前記放電経路を切断させた後に前記電源電圧供給部により前記電源電圧の供給を開始させるタイミング制御部を更に備える請求項１記載の電源装置。
- 前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記電源電圧供給部による前記電源電圧の供給を停止させた後に前記放電用スイッチにより前記放電経路を接続させるタイミング制御部を更に備える請求項１記載の電源装置。
- 直流の電源電圧を供給する電源装置の電源出力端に前記電源電圧を供給する電源電圧供給部と、前記電源出力端とグランドの間に設けられた容量成分である出力コンデンサ部とを備え、前記電源装置を制御する電源制御デバイスであって、
前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電用抵抗と、
前記放電用抵抗が前記出力コンデンサ部に蓄積された電荷をグランドに放電する放電経路上に設けられ、前記電源電圧の供給を停止する場合に前記放電経路を接続し、前記電源電圧を供給する場合に前記放電経路を切断する放電用スイッチと
を備える電源制御デバイス。 - 前記電源電圧供給部は、
前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より低い場合に、前記電源電圧より高い電圧源を前記電源出力端に接続する高電圧側スイッチと、
前記電源電圧供給部により供給される前記電源電圧が予め定められた電圧より高い場合に、前記電源電圧より低い電圧源を前記電源出力端に接続する低電圧側スイッチと
を有し、
当該電源制御デバイスは、前記電源電圧の供給を停止する場合に、前記高電圧側スイッチ及び前記低電圧側スイッチをオフとする電源電圧制御部を更に備える請求項９記載の電源制御デバイス。
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