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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022132499
(43)【公開日】2022-09-08
(54)【発明の名称】判定回路および電源装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/00 20060101AFI20220901BHJP
H02M 3/155 20060101ALI20220901BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20220901BHJP
【ＦＩ】
H02M3/00 C
H02M3/155 C
H02M3/28 C
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022114354
(22)【出願日】2022-07-15
(62)【分割の表示】P 2018179839の分割
【原出願日】2018-09-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石野 悠介
(72)【発明者】
【氏名】辻本 健悟
(57)【要約】
【課題】故障解析をしやすくすることができる判定回路を得る。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る判定回路は、直流電圧を生成可能な電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、過電圧が生じた場合に、電力変換回路への入力電流または電力変換回路の出力電流に基づいて電力変換回路または負荷のうちのどちらに起因して過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部とを備える。
【選択図】図１２
【解決手段】本発明の一実施形態に係る判定回路は、直流電圧を生成可能な電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、過電圧が生じた場合に、電力変換回路への入力電流または電力変換回路の出力電流に基づいて電力変換回路または負荷のうちのどちらに起因して過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部とを備える。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電圧を生成可能な電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、
前記過電圧が生じた場合に、前記電力変換回路への入力電流または前記電力変換回路の出力電流に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた判定回路。
前記過電圧が生じた場合に、前記電力変換回路への入力電流または前記電力変換回路の出力電流に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた判定回路。
【請求項2】
前記判定部は、前記出力電流に基づいて前記判定動作を行うことが可能であり、
前記判定動作は、前記出力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記出力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項１に記載の判定回路。
前記判定動作は、前記出力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記出力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項１に記載の判定回路。
【請求項3】
前記判定部は、前記入力電流に基づいて前記判定動作を行うことが可能であり、
前記判定動作は、前記入力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記入力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項１に記載の判定回路。
前記判定動作は、前記入力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記入力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項１に記載の判定回路。
【請求項4】
直流電圧を生成可能な電力変換回路と、
前記電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、
前記過電圧が生じた場合に、前記電力変換回路への入力電流または前記電力変換回路の出力電流に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた電源装置。
前記電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、
前記過電圧が生じた場合に、前記電力変換回路への入力電流または前記電力変換回路の出力電流に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた電源装置。
【請求項5】
前記判定部は、前記出力電流に基づいて前記判定動作を行うことが可能であり、
前記判定動作は、前記出力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記出力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項４に記載の電源装置。
前記判定動作は、前記出力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記出力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項４に記載の電源装置。
【請求項6】
前記判定部は、前記入力電流に基づいて前記判定動作を行うことが可能であり、
前記判定動作は、前記入力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記入力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項４に記載の電源装置。
前記判定動作は、前記入力電流が所定の電流範囲の上限よりも大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記入力電流が前記所定の電流範囲の下限より小さい場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項４に記載の電源装置。
【請求項7】
スイッチング動作を行うスイッチング部を有し、直流電圧を生成可能な電力変換回路と、
前記電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、
前記過電圧が生じた場合に、前記スイッチング動作に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた電源装置。
前記電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能な検出部と、
前記過電圧が生じた場合に、前記スイッチング動作に基づいて前記電力変換回路または前記負荷のうちのどちらに起因して前記過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能な判定部と
を備えた電源装置。
【請求項8】
前記判定部は、前記スイッチング動作に基づいて前記電力供給経路における電圧を算出可能であり、前記スイッチング動作に基づいて前記電力変換回路の間欠発振を検出可能であり、
前記判定動作は、算出された前記電圧が所定の電圧範囲の上限より大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記間欠発振を検出した場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項７に記載の電源装置。
前記判定動作は、算出された前記電圧が所定の電圧範囲の上限より大きい場合には、前記電力変換回路に起因して前記過電圧が生じたと判定することと、前記間欠発振を検出した場合には、前記負荷に起因して前記過電圧が生じたと判定することとを含む
請求項７に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、判定回路、および判定回路を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電源装置では、出力電圧に過電圧が生じる場合がある。例えば、特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に過電圧が生じたときに、ＤＣ／ＤＣコンバータと負荷との間に設けられたスイッチをオフにする過電圧保護回路が開示されている。特許文献２には、過電圧が生じたときにスイッチング動作を停止する電源装置が開示されている。特許文献３には、並列接続された複数の電源装置のうちのいずれかに、出力電圧が過電圧になる故障が生じた場合に、その電源装置を停止する電源システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９－２８４９９４号公報
【特許文献2】特開平１０－４６７７号公報
【特許文献3】特開２００５－８６８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、電子機器では、故障解析がしやすいことが望まれており、電源装置においても、故障解析がしやすいことが期待されている。
【0005】
故障解析をしやすくすることができる判定回路および電源装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の判定回路は、検出部と、判定部とを備えている。検出部は、直流電圧を生成可能な電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能に構成される。判定部は、過電圧が生じた場合に、電力変換回路への入力電流または電力変換回路の出力電流に基づいて電力変換回路または負荷のうちのどちらに起因して過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能に構成される。
【0007】
本発明の第１の電源装置は、電力変換回路と、検出部と、判定部とを備える。電力変換回路は、直流電圧を生成可能に構成される。検出部は、電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能に構成される。判定部は、過電圧が生じた場合に、電力変換回路への入力電流または電力変換回路の出力電流に基づいて電力変換回路または負荷のうちのどちらに起因して過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能に構成される。
【0008】
本発明の第２の電源装置は、電力変換回路と、検出部と、判定部とを備える。電力変換回路は、スイッチング動作を行うスイッチング部を有し、直流電圧を生成可能に構成される。検出部は、電力変換回路と負荷とを接続する電力供給経路において過電圧が生じたことを検出可能に構成される。判定部は、過電圧が生じた場合に、スイッチング動作に基づいて電力変換回路または負荷のうちのどちらに起因して過電圧が生じたかを判定する判定動作を行うことが可能に構成される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の判定回路および第１の電源装置によれば、電力変換回路への入力電流または電力変換回路の出力電流に基づいて判定動作を行うようにしたので、故障解析をしやすくすることができる。
【0010】
本発明の第２の電源装置によれば、スイッチング動作に基づいて判定動作を行うようにしたので、故障解析をしやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１の参考例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図4】第１の参考例の変形例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図6】第２の参考例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図8】第２の参考例の変形例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図9】第１の実施の形態に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図11】第１の実施の形態の変形例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図12】第２の実施の形態に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【図14】第２の実施の形態の変形例に係る電源装置の一構成例を表す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の参考例（負荷への電力供給を遮断して判定動作を行う例）
２．第２の参考例（負荷への電力供給を遮断して判定動作を行う例）
３．第１の実施の形態（負荷への電力供給を行いつつ判定動作を行う例）
４．第２の実施の形態（負荷への電力供給を行いつつ判定動作を行う例）
１．第１の参考例（負荷への電力供給を遮断して判定動作を行う例）
２．第２の参考例（負荷への電力供給を遮断して判定動作を行う例）
３．第１の実施の形態（負荷への電力供給を行いつつ判定動作を行う例）
４．第２の実施の形態（負荷への電力供給を行いつつ判定動作を行う例）
【0013】
＜１．第１の参考例＞
［構成例］
図１は、本発明の第１の参考例に係る電源装置（電源装置１）の一構成例を表すものである。なお、本発明の参考例に係る判定回路は、本参考例により具現化されるので、併せて説明する。
［構成例］
図１は、本発明の第１の参考例に係る電源装置（電源装置１）の一構成例を表すものである。なお、本発明の参考例に係る判定回路は、本参考例により具現化されるので、併せて説明する。
【0014】
電源装置１は、端子Ｔ１１，Ｔ１２と、端子Ｔ２１，Ｔ２２とを備えている。端子Ｔ１１，Ｔ１２には、バッテリＢ１が接続される。端子Ｔ２１，Ｔ２２には、負荷装置１００およびバッテリＢ２を含む負荷ＬＤが接続される。電源装置１は、バッテリＢ１から供給された電圧を昇圧または降圧することにより電力を変換し、変換された電力を負荷ＬＤに供給するようになっている。なお、バッテリＢ１の代わりに電源を用いてもよい。
【0015】
電源装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、出力電圧センサ１２と、スイッチ１４と、ドライバ１５と、出力電圧センサ１６と、制御部２０とを備えている。
【0016】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリＢ１から供給された直流の電圧Ｖ１を直流の電圧Ｖ２に変換する電力変換回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、端子Ｔ１１，Ｔ１２を介してバッテリＢ１に接続されるとともに、電圧線Ｌ１、基準電圧線Ｌ２、および端子Ｔ２１，Ｔ２２を介して負荷ＬＤに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであってもよいし、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、スイッチング部１１を有している。スイッチング部１１は、制御部２０から供給されたスイッチング制御信号に基づいてスイッチング動作を行うように構成される。スイッチング部１１は、１または複数のスイッチングトランジスタを用いて構成される。スイッチング部１１は、例えば、フルブリッジ型の回路を用いることができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）を用いて電力変換を行うようになっている。なお、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、パルス周波数変調（ＰＦＭ；Pulse Frequency Modulation）を用いて電力変換を行うようにしてもよい。
【0017】
出力電圧センサ１２は、電圧線Ｌ１における電圧を検出するように構成される。電圧線Ｌ１は、電圧線Ｌ１１，Ｌ１２を含む。電圧線Ｌ１１は、電圧線Ｌ１のうちのＤＣ／ＤＣコンバータ１０とスイッチ１４との間の部分であり、電圧線Ｌ１２は、電圧線Ｌ１のうちのスイッチ１４と端子Ｔ２１との間の部分である。出力電圧センサ１２の一端は電圧線Ｌ１１に接続され、他端は基準電圧線Ｌ２に接続される。出力電圧センサ１２は、基準電圧線Ｌ２での電圧を基準とした電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１１）での電圧を、電圧Ｖout1として検出する。そして、出力電圧センサ１２は、検出した電圧Ｖout1に応じた電圧を制御部２０に供給するようになっている。
【0018】
スイッチ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が生成した直流電力を負荷ＬＤへ供給し、あるいは直流電力の負荷ＬＤへの供給を遮断することができるように構成される。スイッチ１４は、電圧線Ｌ１に設けられ、一端は電圧線Ｌ１１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、他端は電圧線Ｌ１２を介して端子Ｔ２１に接続される。スイッチ１４は、ドライバ１５から供給された制御信号に基づいてオンオフするようになっている。
【0019】
ドライバ１５は、制御部２０から供給された制御信号に基づいて、スイッチ１４を駆動するように構成される。
【0020】
図２は、スイッチ１４およびドライバ１５の一構成例を表すものである。スイッチ１４は、２つのトランジスタ１４Ａ，１４Ｂを有している。ドライバ１５は、２つのドライバ１５Ａ，１５Ｂを有している。２つのトランジスタ１４Ａ，１４Ｂのそれぞれは、例えばＮ型のパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）を用いて構成される。トランジスタ１４Ａのドレインは電圧線Ｌ１１に接続され、ソースはトランジスタ１４Ｂのソースに接続され、ゲートはドライバ１５Ａの出力端子に接続される。トランジスタ１４Ａは、バッテリＢ２の陽極端子および陰極端子が誤って逆に接続された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と負荷ＬＤとの間の接続を切断することができるようにするために設けられている。トランジスタ１４Ｂのドレインは電圧線Ｌ１２に接続され、ソースはトランジスタ１４Ａのソースに接続され、ゲートはドライバ１５Ｂの出力端子に接続される。トランジスタ１４Ｂは、負荷ＬＤからＤＣ／ＤＣコンバータ１０に向かって電流が流れる場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と負荷ＬＤとの間の接続を切断することができるようにするために設けられている。ドライバ１５Ａの入力端子には制御部２０から制御信号が供給され、出力端子はトランジスタ１４Ａのゲートに接続される。ドライバ１５Ｂの入力端子には制御部２０から制御信号が供給され、出力端子はトランジスタ１４Ｂのゲートに接続される。
【0021】
出力電圧センサ１６は、電圧線Ｌ１における電圧を検出するように構成される。出力電圧センサ１６の一端は電圧線Ｌ１２に接続され、他端は基準電圧線Ｌ２に接続される。出力電圧センサ１６は、基準電圧線Ｌ２での電圧を基準とした電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１２）での電圧を、電圧Ｖout2として検出する。そして、出力電圧センサ１６は、検出した電圧Ｖout2に応じた電圧を制御部２０に供給するようになっている。
【0022】
制御部２０は、外部のコントローラ（図示せず）から供給された制御情報ＩＮＦ１に基づいて、電源装置１の動作を制御するように構成される。具体的には、制御部２０は、スイッチング部１１にスイッチング制御信号を供給することにより、スイッチング部１１にスイッチング動作を行わせる。制御部２０は、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が生成する電圧Ｖ２が、制御情報ＩＮＦ１に含まれる目標電圧情報が示す目標電圧Ｖtargetの付近になるように、スイッチング部１１の動作を制御する。また、制御部２０は、電源装置１の動作状態に基づいて、スイッチ１４の動作を制御する。また、制御部２０は、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合には、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にするとともに、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、その過電圧の発生原因を判定する。そして、制御部２０は、その判定結果を、通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知するようになっている。制御部２０は、例えば、マイクロコントローラを用いて構成される。制御部２０は、過電圧検出部２１と、スイッチ制御部２２と、判定部２３とを有している。
【0023】
過電圧検出部２１は、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを検出するように構成される。具体的には、過電圧検出部２１は、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2が、目標電圧Ｖtargetよりも高く設定されたしきい値電圧を上回った場合に、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたことを検出するようになっている。
【0024】
スイッチ制御部２２は、スイッチ１４の動作を制御するように構成される。具体的には、スイッチ制御部２２は、例えば、負荷ＬＤからＤＣ／ＤＣコンバータ１０に向かって電流が流れる場合に、トランジスタ１４Ｂをオフ状態にする。また、スイッチ制御部２２は、例えば、バッテリＢ２の陽極端子および陰極端子が誤って逆に接続された場合に、トランジスタ１４Ａをオフ状態にする。また、スイッチ制御部２２は、例えば、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合に、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にするようになっている。
【0025】
判定部２３は、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合に、その過電圧の発生原因を判定するように構成される。具体的には、判定部２３は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間において出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、その過電圧の発生原因を判定するようになっている。
【0026】
この構成により、電源装置１は、制御情報ＩＮＦ１に含まれる目標電圧情報が示す目標電圧Ｖtargetに基づいて、バッテリＢ１から供給された電圧Ｖ１を変換することにより電圧Ｖ２を生成し、この電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給する。そして、電源装置１は、例えば、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合には、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にするとともに、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、その過電圧の発生原因を判定する。そして、電源装置１は、その判定結果を、通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知するようになっている。
【0027】
［動作および作用］
続いて、本参考例の電源装置１の動作および作用について説明する。
続いて、本参考例の電源装置１の動作および作用について説明する。
【0028】
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、電源装置１の全体動作概要を説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリＢ１から供給された直流の電圧Ｖ１を変換することにより直流の電圧Ｖ２を生成する。出力電圧センサ１２は、電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１１）における電圧を電圧Ｖout1として検出し、検出した電圧Ｖout1に応じた電圧を制御部２０に供給する。ドライバ１５は、制御部２０から供給された制御信号に基づいて、スイッチ１４を駆動する。スイッチ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が生成した直流電力を負荷ＬＤへ供給し、あるいは直流電力の負荷ＬＤへの供給を遮断する。出力電圧センサ１６は、電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１２）における電圧を電圧Ｖout2として検出し、検出した電圧Ｖout2に応じた電圧を制御部２０に供給する。制御部２０は、外部のコントローラ（図示せず）から供給された制御情報ＩＮＦ１に基づいて、電源装置１の動作を制御する。
まず、図１を参照して、電源装置１の全体動作概要を説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリＢ１から供給された直流の電圧Ｖ１を変換することにより直流の電圧Ｖ２を生成する。出力電圧センサ１２は、電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１１）における電圧を電圧Ｖout1として検出し、検出した電圧Ｖout1に応じた電圧を制御部２０に供給する。ドライバ１５は、制御部２０から供給された制御信号に基づいて、スイッチ１４を駆動する。スイッチ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が生成した直流電力を負荷ＬＤへ供給し、あるいは直流電力の負荷ＬＤへの供給を遮断する。出力電圧センサ１６は、電圧線Ｌ１（電圧線Ｌ１２）における電圧を電圧Ｖout2として検出し、検出した電圧Ｖout2に応じた電圧を制御部２０に供給する。制御部２０は、外部のコントローラ（図示せず）から供給された制御情報ＩＮＦ１に基づいて、電源装置１の動作を制御する。
【0029】
（詳細動作）
電源装置１は、制御情報ＩＮＦ１に含まれる目標電圧情報が示す目標電圧Ｖtargetに基づいて、バッテリＢ１から供給された電圧Ｖ１を変換することにより電圧Ｖ２を生成し、この電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給する。そして、電源装置１は、例えば、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合には、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にするとともに、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、その過電圧の発生原因を判定する。そして、電源装置１は、その判定結果を、通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。以下に、この動作について詳細に説明する。
電源装置１は、制御情報ＩＮＦ１に含まれる目標電圧情報が示す目標電圧Ｖtargetに基づいて、バッテリＢ１から供給された電圧Ｖ１を変換することにより電圧Ｖ２を生成し、この電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給する。そして、電源装置１は、例えば、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じた場合には、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にするとともに、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、その過電圧の発生原因を判定する。そして、電源装置１は、その判定結果を、通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【0030】
図３は、過電圧の発生原因を判定する動作の一例を表すものである。まず、制御部２０の過電圧検出部２１は、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認する（ステップＳ１０１）。具体的には、過電圧検出部２１は、電圧Ｖout2が、目標電圧Ｖtargetよりも高く設定されたしきい値電圧を上回った場合に、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたことを検出する。過電圧が生じていない場合（ステップＳ１０１において“Ｎ”）には、過電圧が生じるまで、このステップＳ１０１を繰り返す。
【0031】
ステップＳ１０１において過電圧が生じた場合（ステップＳ１０１において“Ｙ”）には、制御部２０のスイッチ制御部２２は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にすることにより、スイッチ１４をオフ状態にする（ステップＳ１０２）。
【0032】
次に、制御部２０の判定部２３は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間において出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2が正常電圧範囲の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳ１０３）。ここで、正常電圧範囲は、例えば、目標電圧Ｖtargetを中心電圧とする、所定の電圧幅を有する電圧範囲である。
【0033】
ステップＳ１０３において、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の範囲内である場合（ステップＳ１０３において“Ｙ”）には、判定部２３は、生じた過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因していると判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、スイッチ１４がオフ状態であるので、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因している場合には、その過電圧が負荷ＬＤに影響を与えることはないため、電圧Ｖout2は正常電圧範囲の範囲内に収まることが期待される。よって、判定部２３は、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の範囲内である場合には、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因している判定する。そして、このフローは終了する。
【0034】
ステップＳ１０３において、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の範囲内ではない場合（ステップＳ１０３において“Ｎ”）には、判定部２３は、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する（ステップＳ１０５）。電圧Ｖout2が正常電圧範囲の上限より大きくない場合（ステップＳ１０５において“Ｎ”）には、このフローは終了する。
【0035】
ステップＳ１０５において、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の上限よりも大きい場合（ステップＳ１０５において“Ｙ”）には、判定部２３は、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する（ステップＳ１０６）。すなわち、スイッチ１４がオフ状態であるので、電圧Ｖout2が正常電圧範囲の上限よりも大きいことは、過電圧が負荷ＬＤに起因していることを示す。そして、このフローは終了する。
【0036】
そして、電源装置１は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかについての情報を、通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。そして、電源装置１は、例えば、スイッチング部１１の動作を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、電圧Ｖ２の生成を停止する。
【0037】
外部のコントローラは、この通知情報ＩＮＦ２に基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかについての情報を把握する。そして、例えば、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因して生じた場合には、電源装置１は、外部のコントローラから例えばリセット指示等を含む制御情報ＩＮＦ１を受け取ったときにのみ、動作を再開する。また、例えば、過電圧が負荷ＬＤに起因して生じた場合には、電源装置１は、負荷ＬＤにおける異常が解消されたときに、動作を再開する。
【0038】
以上のように、電源装置１では、過電圧の発生原因を判定するようにした。具体的には、電源装置１では、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかを判定するようにした。これにより、電源装置１を備えたシステムに故障が生じた場合に、故障解析をしやすくすることができる。また、電源装置１のメーカにとっては、故障の原因が自社製品に起因するのか否かを容易に判定することができるので、業務を効率的に遂行することができる。
【0039】
また、電源装置１では、過電圧の発生原因を判定した後に、スイッチング部１１の動作を停止させるようにしたので、速やかにＤＣ／ＤＣコンバータ１０の動作を停止させることができるので、安全性を高めることができる。
【0040】
また、電源装置１では、電圧線Ｌ１にスイッチ１４を設け、スイッチ１４をオフ状態にしたときの、このスイッチ１４と負荷ＬＤとを接続する電圧線Ｌ１２における電圧に基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかを判定するようにした。これにより、電源装置１では、シンプルな方法で、過電圧の発生原因を判定することができる。
【0041】
［効果］
以上のように本参考例では、過電圧の発生原因を判定するようにしたので、故障解析をしやすくすることができる。
以上のように本参考例では、過電圧の発生原因を判定するようにしたので、故障解析をしやすくすることができる。
【0042】
本参考例では、過電圧の発生原因を判定した後に、スイッチング部の動作を停止させるようにしたので、安全性を高めることができる。
【0043】
本参考例では、スイッチを設け、スイッチをオフ状態にしたときの、このスイッチと負荷とを接続する高電圧線における電圧に基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータおよび負荷のうちのどちらに起因して生じたかを判定するようにしたので、シンプルな方法で、過電圧の発生原因を判定することができる。
【0044】
［変形例１－１］
上記参考例では、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて過電圧の発生原因を判定したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて過電圧の発生原因を判定してもよい。以下に、本変形例に係る電源装置１Ａについて詳細に説明する。
上記参考例では、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて過電圧の発生原因を判定したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて過電圧の発生原因を判定してもよい。以下に、本変形例に係る電源装置１Ａについて詳細に説明する。
【0045】
図４は、電源装置１Ａの一構成例を表すものである。電源装置１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、出力電圧センサ１２と、スイッチ１４と、ドライバ１５と、制御部２０Ａとを備えている。すなわち、電源装置１Ａでは、上記参考例に係る電源装置１（図１）において、出力電圧センサ１６を省くとともに、制御部２０を制御部２０Ａに置き換えている。
【0046】
制御部２０Ａは、過電圧検出部２１Ａと、判定部２３Ａとを有している。過電圧検出部２１Ａは、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1が、目標電圧Ｖtargetよりも高く設定されたしきい値電圧を上回った場合に、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたことを検出するように構成される。判定部２３Ａは、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間において出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、その過電圧の発生原因を判定するように構成される。
【0047】
図５は、過電圧の発生原因を判定する動作の一例を表すものである。まず、過電圧検出部２１Ａは、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認する（ステップＳ１１１）。過電圧が生じた場合には、スイッチ制御部２２は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にすることにより、スイッチ１４をオフ状態にする（ステップＳ１０２）。
【0048】
次に、判定部２３Ａは、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間において出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1が正常電圧範囲の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳ１１３）。
【0049】
ステップＳ１１３において、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の範囲内である場合（ステップＳ１１３において“Ｙ”）には、判定部２３Ａは、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する（ステップＳ１１４）。すなわち、スイッチ１４がオフ状態であるので、過電圧が負荷ＬＤに起因している場合には、その過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に影響を与えることはないため、電圧Ｖout1は正常電圧範囲の範囲内に収まることが期待される。よって、判定部２３Ａは、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の範囲内である場合には、過電圧が負荷ＬＤに起因している判定する。そして、このフローは終了する。
【0050】
ステップＳ１１３において、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の範囲内ではない場合（ステップＳ１１３において“Ｎ”）には、判定部２３Ａは、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する（ステップＳ１１５）。電圧Ｖout1が正常電圧範囲の上限より大きくない場合（ステップＳ１１５において“Ｎ”）には、このフローは終了する。
【0051】
ステップＳ１１５において、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の上限よりも大きい場合（ステップＳ１１５において“Ｙ”）には、判定部２３Ａは、生じた過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因していると判定する（ステップＳ１１６）。すなわち、スイッチ１４がオフ状態であるので、電圧Ｖout1が正常電圧範囲の上限よりも大きいことは、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因していることを示す。そして、このフローは終了する。
【0052】
なお、この例では、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて過電圧の発生原因を判定したが、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1および出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2の両方に基づいて過電圧の発生原因を判定してもよい。
【0053】
［変形例１－２］
上記参考例では、スイッチ１４に２つのトランジスタ１４Ａ，１４Ｂを設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、トランジスタ１４Ａを省いてもよい。この場合には、ドライバ１５は、１つのドライバ１５Ｂを用いて構成される。トランジスタ１４Ｂのドレインは電圧線Ｌ１２に接続され、ソースは電圧線Ｌ１１に接続され、ゲートはドライバ１５Ｂの出力端子に接続される。この場合には、本変形例に係る電源装置は、変形例１－１に係る電源装置１Ａと同様（図３）に、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて過電圧の発生原因を判定することができる。
上記参考例では、スイッチ１４に２つのトランジスタ１４Ａ，１４Ｂを設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、トランジスタ１４Ａを省いてもよい。この場合には、ドライバ１５は、１つのドライバ１５Ｂを用いて構成される。トランジスタ１４Ｂのドレインは電圧線Ｌ１２に接続され、ソースは電圧線Ｌ１１に接続され、ゲートはドライバ１５Ｂの出力端子に接続される。この場合には、本変形例に係る電源装置は、変形例１－１に係る電源装置１Ａと同様（図３）に、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて過電圧の発生原因を判定することができる。
【0054】
＜２．第２の参考例＞
次に、第２の参考例に係る電源装置２について説明する。電源装置２は、ＤＣ／ＤＣコンバータにおけるスイッチング動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成する電圧Ｖ２の電圧値を推定し、その推定した電圧値に基づいて過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第１の参考例に係る電源装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、第２の参考例に係る電源装置２について説明する。電源装置２は、ＤＣ／ＤＣコンバータにおけるスイッチング動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成する電圧Ｖ２の電圧値を推定し、その推定した電圧値に基づいて過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第１の参考例に係る電源装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0055】
図６は、電源装置２の一構成例を表すものである。電源装置２は、入力電圧センサ１８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、デューティ比検出回路３３と、軽負荷回路３４と、制御部４０とを備えている。
【0056】
入力電圧センサ１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に入力される電圧Ｖ１を検出するように構成される。入力電圧センサ１８の一端は端子Ｔ１１に接続され、他端は端子Ｔ１２に接続される。入力電圧センサ１８は、端子Ｔ１２での電圧を基準とした端子Ｔ１１での電圧を、電圧Ｖinとして検出する。そして、入力電圧センサ１８は、検出した電圧Ｖinに応じた電圧を制御部４０に供給するようになっている。
【0057】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリＢ１から供給された直流の電圧Ｖ１を変換することにより直流の電圧Ｖ２を生成する電力変換回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、スイッチング部１１と、トランス３２とを有している。トランス３２は、１次側巻線と、２次側巻線とを含んでいる。スイッチング部１１は、トランス３２の１次側巻線に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、パルス幅変調を用いて電力変換を行うようになっている。
【0058】
デューティ比検出回路３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０のスイッチング部１１におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＲを検出するように構成される。具体的には、デューティ比検出回路３３は、例えば、トランス３２の２次側巻線から出力される矩形波信号に基づいて、デューティ比ＤＲを検出するように構成することができる。そして、デューティ比検出回路３３は、検出したデューティ比ＤＲについての情報を制御部４０に供給するようになっている。
【0059】
軽負荷回路３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の負荷として動作可能に構成される。軽負荷回路３４の一端は電圧線Ｌ１１に接続され、他端は基準電圧線Ｌ２に接続される。軽負荷回路３４は、抵抗素子３５と、負荷スイッチ３６とを有している。抵抗素子３５の一端は電圧線Ｌ１１に接続され、他端は負荷スイッチ３６の一端に接続される。負荷スイッチ３６の一端は抵抗素子３５の他端に接続され、他端は基準電圧線Ｌ２に接続される。負荷スイッチ３６は、例えば、Ｎ型のＦＥＴ（Field effect transistor）を用いて構成される。軽負荷回路３４は、負荷スイッチ３６をオン状態にすることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の軽い負荷として機能するようになっている。
【0060】
電源装置２では、スイッチ１４がオフ状態になったときに、負荷スイッチ３６をオン状態にすることにより、軽負荷回路３４をＤＣ／ＤＣコンバータ３０の軽い負荷として機能させる。これにより、電源装置２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において、いわゆる間欠発振が生じるおそれを低減することができるようになっている。
【0061】
制御部４０は、判定部４３を有している。判定部４３は、トランス３２における１次側巻線と２次側巻線の巻線比ＷＲ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびデューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値を、電圧Ｖocalとして算出する。そして、判定部４３は、この電圧Ｖocalに基づいて、過電圧の発生原因を判定するようになっている。
【0062】
図７は、過電圧の発生原因を判定する動作の一例を表すものである。まず、制御部４０の過電圧検出部２１は、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認する（ステップＳ２０１）。過電圧が生じた場合には、制御部４０のスイッチ制御部２２は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂをオフ状態にすることにより、スイッチ１４をオフ状態にする（ステップＳ２０２）。
【0063】
次に、制御部４０は、負荷スイッチ３６をオン状態にする（ステップＳ２０３）。これにより、軽負荷回路３４が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の軽い負荷として機能する。
【0064】
次に、制御部４０の判定部４３は、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間においてデューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲおよび入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖinと、トランス３２における巻線比ＷＲとに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalを算出する（ステップＳ２０４）。このとき、軽負荷回路３４が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の軽い負荷として機能しているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０では、間欠発振が生じるおそれを低減することができるため、所望のデューティ比ＤＲを得ることができる。これにより、電源装置２では、電圧Ｖocalの算出精度を高めることができる。
【0065】
次に、判定部４３は、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳ２０５）。電圧Ｖocalが正常電圧範囲の範囲内である場合（ステップＳ２０５において“Ｙ”）には、判定部４３は、第１の参考例の変形例に係る判定部２３Ａ（図５におけるステップＳ１１４）と同様に、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する（ステップＳ２０６）。そして、このフローは終了する。
【0066】
ステップＳ２０５において、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の範囲内ではない場合（ステップＳ２０５において“Ｎ”）には、判定部４３は、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する（ステップＳ２０７）。電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限より大きくない場合（ステップＳ２０７において“Ｎ”）には、このフローは終了する。
【0067】
ステップＳ２０７において、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限よりも大きい場合（ステップＳ２０７において“Ｙ”）には、判定部４３は、第１の参考例に係る判定部２３Ａ（図５におけるステップＳ１１６）と同様に、生じた過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０に起因していると判定する（ステップＳ２０８）。そして、このフローは終了する。
【0068】
そして、電源装置２は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかについての情報を、例えば通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。そして、電源装置２は、例えば、スイッチング部１１の動作を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電圧Ｖ２の生成を停止する。
【0069】
以上のように、電源装置２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０におけるスイッチング動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の電圧値を推定するようにした。具体的には、電源装置２では、スイッチング動作のデューティ比ＤＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalを算出した。そして、電源装置２は、この電圧Ｖocalに基づいて過電圧の発生原因を判定するようにした。これにより、電源装置２では、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2を用いずに、過電圧の発生原因を判定することができる。
【0070】
以上のように本参考例では、ＤＣ／ＤＣコンバータにおけるスイッチング動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成する電圧の電圧値を推定し、この推定した電圧に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにした。これにより、出力電圧センサ１６により検出された電圧Ｖout2を用いずに、過電圧の発生原因を判定することができる。その他の効果は、上記第１の参考例の場合と同様である。
【0071】
［変形例２－１］
上記参考例では、出力電圧センサ１６を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、この出力電圧センサ１６を省いてもよい。この場合には、ステップＳ２０１において、過電圧検出部２１は、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認することができる。
上記参考例では、出力電圧センサ１６を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、この出力電圧センサ１６を省いてもよい。この場合には、ステップＳ２０１において、過電圧検出部２１は、例えば、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認することができる。
【0072】
［変形例２－２］
上記参考例では、パルス幅変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ３０を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図８に示す電源装置２Ａのように、パルス周波数変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。電源装置２Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａと、スイッチング周波数検出回路３３Ａと、制御部４０Ａとを備えている。
上記参考例では、パルス幅変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ３０を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図８に示す電源装置２Ａのように、パルス周波数変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。電源装置２Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａと、スイッチング周波数検出回路３３Ａと、制御部４０Ａとを備えている。
【0073】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａは、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、スイッチング部１１と、トランス３２とを有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａは、パルス周波数変調を用いて電力変換を行うようになっている。
【0074】
スイッチング周波数検出回路３３Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａのスイッチング部１１におけるスイッチング動作のスイッチング周波数ＦＳＷを検出するように構成される。具体的には、スイッチング周波数検出回路３３Ａは、例えば、トランス３２の２次側巻線から出力される矩形波信号におけるパルスの数をカウントすることにより、スイッチング周波数ＦＳＷを検出するように構成することができる。そして、スイッチング周波数検出回路３３Ａは、検出したスイッチング周波数ＦＳＷについての情報を制御部４０Ａに供給するようになっている。
【0075】
制御部４０Ａは、判定部４３Ａを有している。判定部４３Ａは、トランス３２における巻線比ＷＲ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびスイッチング周波数検出回路３３Ａにより検出されたスイッチング周波数ＦＳＷに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａが生成する電圧Ｖ２の推定値を、電圧Ｖocalとして算出する。そして、判定部４３Ａは、この電圧Ｖocalに基づいて、過電圧の発生原因を判定するようになっている。
【0076】
電源装置２Ａにおける過電圧の発生原因を判定する動作は、ステップＳ２０４を除き、上記第２の参考例に係る電源装置２の場合（図７）と同様である。電源装置２Ａの判定部４３Ａは、このステップＳ２０４において、トランジスタ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態である期間においてスイッチング周波数検出回路３３Ａにより検出されたスイッチング周波数ＦＳＷおよび入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖinと、トランス３２における巻線比ＷＲとに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalを算出する。
【0077】
＜３．第１の実施の形態＞
次に、第１の実施の形態に係る電源装置３について説明する。電源装置３は、スイッチ１４を省き、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給しつつ、過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第２の参考例に係る電源装置２と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、第１の実施の形態に係る電源装置３について説明する。電源装置３は、スイッチ１４を省き、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給しつつ、過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第２の参考例に係る電源装置２と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0078】
図９は、電源装置３の一構成例を表すものである。電源装置３は、入力電圧センサ１８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、デューティ比検出回路３３と、出力電圧センサ１２と、制御部４０とを備えている。
【0079】
制御部５０は、過電圧検出部２１Ａと、判定部５３とを有している。過電圧検出部２１Ａは、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1が、目標電圧Ｖtargetよりも高く設定されたしきい値電圧を上回った場合に、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたことを検出するように構成される。判定部５３は、デューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において、いわゆる間欠発振が生じているかどうかを確認することにより、過電圧が負荷ＬＤに起因しているかどうかを判定する。また、判定部５３は、トランス３２における巻線比ＷＲ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびデューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値を、電圧Ｖocalとして算出する。そして、判定部５３は、この電圧Ｖocalに基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０に起因しているかどうかを判定するようになっている。
【0080】
ここで、過電圧検出部２１Ａは、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。判定部５３は、本開示における「判定部」の一具体例に対応する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、本開示における「電力変換回路」の一具体例に対応する。電圧線Ｌ１は、本開示における「電力供給経路」の一具体例に対応する。
【0081】
図１０は、過電圧の発生原因を判定する動作の一例を表すものである。まず、制御部５０の過電圧検出部２１Ａは、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認する（ステップＳ３０１）。
【0082】
ステップＳ３０１において、過電圧が生じた場合には、制御部５０の判定部５３は、デューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において、間欠発振が生じているかどうかを確認する（ステップＳ３０２）。
【0083】
ステップＳ３０２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において間欠発振が生じている場合（ステップＳ３０２において“Ｙ”）には、判定部５３は、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する（ステップＳ３０３）。すなわち、負荷ＬＤに起因して過電圧が生じた場合には、例えば、負荷ＬＤからＤＣ／ＤＣコンバータ３０に向かって電流が流れる。このような状態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０から見た負荷は軽いので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において、間欠発振が生じることとなる。よって、判定部５３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において間欠発振が生じている場合には、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する。そして、このフローは終了する。
【0084】
ステップＳ３０２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において間欠発振が生じていない場合（ステップＳ３０２において“Ｎ”）には、判定部５３は、デューティ比検出回路３３により検出されたデューティ比ＤＲ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびトランス３２における巻線比ＷＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalを算出する（ステップＳ３０４）。
【0085】
次に、判定部５３は、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する（ステップＳ３０５）。電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限より大きくない場合（ステップＳ３０５において“Ｎ”）には、このフローは終了する。
【0086】
ステップＳ３０５において、電圧Ｖocalが正常電圧範囲の上限よりも大きい場合（ステップＳ３０５において“Ｙ”）には、判定部５３は、第２の参考例に係る判定部４３（図７におけるステップＳ２０８）と同様に、生じた過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０に起因していると判定する（ステップＳ２０８）。そして、このフローは終了する。
【0087】
そして、電源装置３は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかについての情報を、例えば通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。そして、電源装置３は、例えば、スイッチング部１１の動作を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、電圧Ｖ２の生成を停止する。
【0088】
以上のように、電源装置３では、上記第２の参考例に係る電源装置２（図６）と異なり、スイッチ１４を省くようにした。これにより、電源装置３では、構成をシンプルにすることができる。
【0089】
また、電源装置３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０における間欠発振の有無、およびＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalに基づいて、過電圧の発生原因を判定するようにした。具体的には、電源装置３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０における間欠発振の有無に基づいて、過電圧が負荷ＬＤに起因しているかどうかを判定するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalに基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０に起因しているかどうかを判定するようにした。これにより、電源装置３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成した電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給しつつ、過電圧の発生原因を判定することができる。
【0090】
以上のように本実施の形態では、スイッチ１４を省くようにしたので、構成をシンプルにすることができる。
【0091】
本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける間欠発振の有無、およびＤＣ／ＤＣコンバータが生成する電圧の推定値に基づいて、過電圧の発生原因を判定するようにしたので、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電圧を負荷に供給しつつ、過電圧の発生原因を判定することができる。
【0092】
その他の効果は、上記第２の参考例の場合と同様である。
【0093】
[変形例３－１]
上記実施の形態では、パルス幅変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ３０を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１１に示す電源装置３Ａのように、第２の参考例の変形例に係る電源装置２Ａ（図８）と同様に、例えばパルス周波数変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。この電源装置３Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａと、スイッチング周波数検出回路３３Ａと、制御部５０Ａとを備えている。
上記実施の形態では、パルス幅変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ３０を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１１に示す電源装置３Ａのように、第２の参考例の変形例に係る電源装置２Ａ（図８）と同様に、例えばパルス周波数変調を用いて電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。この電源装置３Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａと、スイッチング周波数検出回路３３Ａと、制御部５０Ａとを備えている。
【0094】
制御部５０Ａは、判定部５３Ａを有している。判定部５３Ａは、スイッチング周波数検出回路３３Ａにより検出されたスイッチング周波数ＦＳＷに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａにおいて間欠発振が生じているかどうかを確認することにより、過電圧が負荷ＬＤに起因しているかどうかを判定する。また、判定部５３Ａは、トランス３２における巻線比ＷＲ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびスイッチング周波数検出回路３３Ａにより検出されたスイッチング周波数ＦＳＷに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａが生成する電圧Ｖ２の推定値を、電圧Ｖocalとして算出する。そして、判定部５３Ａは、この電圧Ｖocalに基づいて、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａに起因しているかどうかを判定するようになっている。
【0095】
電源装置３Ａにおける過電圧の発生原因を判定する動作は、ステップＳ３０４を除き、上記第１の実施の形態に係る電源装置３の場合（図１０）と同様である。電源装置３Ａの判定部５３Ａは、ステップＳ３０４において、スイッチング周波数検出回路３３Ａにより検出されたスイッチング周波数ＦＳＷ、入力電圧センサ１８により検出された電圧Ｖin、およびトランス３２における巻線比ＷＲに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０Ａが生成する電圧Ｖ２の推定値である電圧Ｖocalを算出する。
【0096】
＜４．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る電源装置４について説明する。電源装置４は、スイッチ１４を省き、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第１の実施の形態に係る電源装置３と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、第２の実施の形態に係る電源装置４について説明する。電源装置４は、スイッチ１４を省き、ＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電圧Ｖ２を負荷ＬＤに供給しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するように構成される。なお、上記第１の実施の形態に係る電源装置３と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0097】
図１２は、電源装置４の一構成例を表すものである。電源装置４は、入力電圧センサ１８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、出力電圧センサ１２と、出力電流センサ６１と、制御部７０とを備えている。
【0098】
出力電流センサ６１は、電圧線Ｌ１に流れるＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電流を検出するように構成される。出力電流センサ６１の一端はＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、他端は端子Ｔ２１に接続される。出力電流センサ６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から端子Ｔ２１に向かって流れる電流を、電流Ｉoutとして検出する。そして、出力電流センサ６１は、検出した電流Ｉoutに応じた電圧を制御部７０に供給するようになっている。
【0099】
制御部７０は、判定部７３を有している。判定部７３は、出力電流センサ６１により検出された電流Ｉoutに基づいて、過電圧の発生原因を判定するようになっている。
【0100】
ここで、過電圧検出部２１Ａは、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。判定部７３は、本開示における「判定部」の一具体例に対応する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、本開示における「電力変換回路」の一具体例に対応する。電圧線Ｌ１は、本開示における「電力供給経路」の一具体例に対応する。
【0101】
図１３は、過電圧の発生原因を判定する動作の一例を表すものである。まず、制御部７０の過電圧検出部２１Ａは、出力電圧センサ１２により検出された電圧Ｖout1に基づいて、電圧線Ｌ１における電圧に過電圧が生じたかどうかを確認する（ステップＳ４０１）。
【0102】
ステップＳ４０１において、過電圧が生じた場合には、制御部７０の判定部７３は、出力電流センサ６１により検出された電流Ｉoutが、所定の正常電流範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する（ステップＳ４０２）。この正常電流範囲は、電源装置４において過電流が生じていない場合における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電流範囲である。正常電流範囲の上限は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因しているかどうかを判断するためのしきい値であり、正常電流範囲の下限は、過電流が負荷ＬＤに起因しているかどうかを判断するためのしきい値である。
【0103】
ステップＳ４０２において、電流Ｉoutが所定の正常電流範囲の上限よりも大きい場合（ステップＳ４０２において“Ｙ”）には、判定部７３は、生じた過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因していると判定する（ステップＳ４０３）。以上でこのフローは終了する。
【0104】
ステップＳ４０２において、電流Ｉoutが所定の正常電流範囲の上限よりも大きくない場合（ステップＳ４０２において“Ｙ”）には、判定部７３は、電流Ｉoutが所定の正常電流範囲の下限よりも小さいかどうかを確認する（ステップＳ４０４）。電流Ｉoutが所定の正常電流範囲の下限よりも小さくない場合（ステップＳ４０４において“Ｎ”）には、このフローは終了する。
【0105】
ステップＳ４０４において、電流Ｉoutが所定の正常電流範囲の下限よりも小さい場合（ステップＳ４０４において“Ｙ”）には、判定部７３は、生じた過電圧が負荷ＬＤに起因していると判定する（ステップＳ４０５）。以上でこのフローは終了する。
【0106】
そして、電源装置４は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０および負荷ＬＤのうちのどちらに起因して生じたかについての情報を、例えば通知情報ＩＮＦ２を用いて外部のコントローラに通知する。そして、電源装置４は、例えば、スイッチング部１１の動作を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、電圧Ｖ２の生成を停止する。
【0107】
以上のように、電源装置４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしたので、上記第１の実施の形態に係る電源装置３（図９）と異なり、デューティ比検出回路３３を省くことができるため、構成をシンプルにすることができる。
【0108】
以上のように本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしたので、構成をシンプルにすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【0109】
[変形例４－１]
上記実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１４に示す電源装置４Ａのように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の入力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしてもよい。電源装置４Ａは、入力電流センサ６１Ａと、制御部７０Ａとを備えている。
上記実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１４に示す電源装置４Ａのように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の入力電流に基づいて過電圧の発生原因を判定するようにしてもよい。電源装置４Ａは、入力電流センサ６１Ａと、制御部７０Ａとを備えている。
【0110】
入力電流センサ６１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の入力電流を検出するように構成される。入力電流センサ６１Ａの一端は端子Ｔ１１に接続され、他端はＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続される。入力電流センサ６１Ａは、端子Ｔ１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１０に向かって流れる電流を、電流Ｉinとして検出する。そして、入力電流センサ６１Ａは、検出した電流Ｉinに応じた電圧を制御部７０Ａに供給するようになっている。
【0111】
制御部７０Ａは、判定部７３Ａを有している。判定部７３Ａは、入力電流センサ６１Ａにより検出された電流Ｉinに基づいて、過電圧の発生原因を判定するようになっている。
【0112】
電源装置４Ａにおける過電圧の発生原因を判定する動作は、ステップＳ４０２，Ｓ４０３を除き、上記第２の実施の形態に係る電源装置４の場合（図１３）と同様である。電源装置４Ａの判定部７３Ａは、ステップＳ４０２において、入力電流センサ６１Ａにより検出された電流Ｉinが、所定の正常電流範囲の上限よりも大きいかどうかを確認する。この正常電流範囲は、電源装置４Ａにおいて過電流が生じていない場合における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の入力電流範囲である。正常電流範囲の上限は、過電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に起因しているかどうかを判断するためのしきい値であり、正常電流範囲の下限は、過電流が負荷ＬＤに起因しているかどうかを判断するためのしきい値である。また、判定部７３Ａは、ステップＳ４０４において、電流Ｉinが所定の正常電流範囲の下限よりも小さいかどうかを確認する。
【0113】
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【0114】
例えば、上記の各参考例および各実施の形態等では、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて電源装置１～４を構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータなどの他の電力変換回路を用いて電源装置１～４を構成してもよい。
【符号の説明】
【0115】
１～４，１Ａ，２Ａ，３Ａ，４Ａ…電源装置、１０，３０，３０Ａ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１…スイッチング部、１２…出力電圧センサ、１４…スイッチ、１４Ａ，１４Ｂ…トランジスタ、１５…ドライバ、１５Ａ，１５Ｂ…ドライバ、１６…出力電圧センサ、１８…入力電圧センサ、２０，２０Ａ，４０，４０Ａ，５０，５０Ａ，７０，７０Ａ…制御部、２１，２１Ａ…過電圧検出部、２２…スイッチ制御部、２３，２３Ａ，４３，４３Ａ，５３，５３Ａ，７３，７３Ａ…判定部、３２…トランス、３３…デューティ比検出回路、３３Ａ…スイッチング周波数検出回路、３４…軽負荷回路、３５…抵抗素子、３６…負荷スイッチ、６１…出力電流センサ、６１Ａ…入力電流センサ、１００…負荷装置、Ｂ１，Ｂ２…バッテリ、ＤＲ…デューティ比、ＦＳＷ…スイッチング周波数、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２…電圧線、Ｌ２…基準電圧線、ＩＮＦ１…制御情報、Ｉin，Ｉout…電流、ＩＮＦ２…通知情報、ＬＤ…負荷、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２…端子、Ｖin，Ｖocal，Ｖout1，Ｖout2…電圧。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】