特許 7198169 スイッチング電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-20

(45)【発行日】2022-12-28

(54)【発明の名称】スイッチング電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20221221BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019137303

(22)【出願日】2019-07-25

(65)【公開番号】P2021022995

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】日本電産モビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101786

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 秀行

(72)【発明者】

【氏名】古井 崇介

(72)【発明者】

【氏名】今井 基裕

(72)【発明者】

【氏名】川本 貴之

(72)【発明者】

【氏名】安田 政幸

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－９２７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５３５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７４８９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力された直流電圧をスイッチングして所定電圧値の直流電圧に変換するコンバータと、前記コンバータの動作を制御する制御部と、を備え、
前記コンバータは、
スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子のオンオフ動作により、前記直流電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を駆動する駆動回路と、
前記スイッチング回路でスイッチングされて交流に変換された電圧を整流する整流回路と、
前記スイッチング回路と前記整流回路との間に設けられ、前記スイッチング回路が接続された一次巻線、および前記整流回路が接続された二次巻線を有する絶縁トランスと、を含むスイッチング電源装置において、
前記絶縁トランスの二次巻線は、主巻線と補助巻線とからなり、
前記整流回路は、前記主巻線と前記コンバータの出力端子との間に設けられた第１整流回路と、前記補助巻線に接続された第２整流回路とからなり、
前記第１整流回路の出力電圧を検出する第１電圧検出回路と、
前記第２整流回路の出力電圧を検出する第２電圧検出回路と、
前記スイッチング素子の過熱状態を検出する過熱検出回路と、
前記コンバータの出力電圧が目標値となるように、前記駆動回路に対してフィードバック制御を行うフィードバック回路と、をさらに備え、
前記過熱検出回路は、前記スイッチング素子の温度が閾値を超えた場合に、前記スイッチング回路のスイッチング動作を停止させて過熱保護を行うための停止信号を出力し、
前記制御部は、前記第１電圧検出回路で検出された電圧の変化と、前記第２電圧検出回路で検出された電圧の変化との比較結果に基づいて、前記コンバータの出力に短絡が発生したこと、または前記コンバータの出力が低電圧になったことを判定し、当該判定結果に応じて、出力短絡保護または出力低電圧保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、一定時間継続した後、所定の第１時間が経過する前に、前記各検出電圧が上昇した場合は、前記過熱検出回路による過熱保護が行われたと判定し、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも上昇した状態が、所定の第２時間継続した場合は、前記コンバータの出力に短絡が発生したと判定して、出力短絡保護のための制御を実行し、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、前記第１時間より長い第３時間継続した場合は、前記コンバータの出力が低電圧になったと判定して、出力低電圧保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項3】

請求項１に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、一定時間継続した後、所定の第１時間が経過する前に、前記各検出電圧が上昇した場合は、前記過熱検出回路による過熱保護が行われたと判定し、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも上昇した状態が、所定の第２時間継続した場合は、前記コンバータの出力に短絡が発生したと判定して、出力短絡保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項4】

請求項１に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、一定時間継続した後、所定の第１時間が経過する前に、前記各検出電圧が上昇した場合は、前記過熱検出回路による過熱保護が行われたと判定し、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、前記第１時間より長い第３時間継続した場合は、前記コンバータの出力が低電圧になったと判定して、出力低電圧保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項5】

入力された直流電圧をスイッチングして所定電圧値の直流電圧に変換するコンバータと、前記コンバータの動作を制御する制御部と、を備え、
前記コンバータは、
スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子のオンオフ動作により、前記直流電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を駆動する駆動回路と、
前記スイッチング回路でスイッチングされて交流に変換された電圧を整流する整流回路と、
前記スイッチング回路と前記整流回路との間に設けられ、前記スイッチング回路が接続された一次巻線、および前記整流回路が接続された二次巻線を有する絶縁トランスと、を含むスイッチング電源装置において、
前記絶縁トランスの二次巻線は、主巻線と補助巻線とからなり、
前記整流回路は、前記主巻線と前記コンバータの出力端子との間に設けられた第１整流回路と、前記補助巻線に接続された第２整流回路とからなり、
前記第１整流回路の出力電圧を検出する第１電圧検出回路と、
前記第２整流回路の出力電圧を検出する第２電圧検出回路と、
前記コンバータの出力電圧が目標値となるように、前記駆動回路に対してフィードバック制御を行うフィードバック回路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記第１電圧検出回路で検出された電圧の変化と、前記第２電圧検出回路で検出された電圧の変化との比較結果に基づいて、前記コンバータの出力に短絡が発生したこと、または前記コンバータの出力が低電圧になったことを判定し、当該判定結果に応じて、出力短絡保護または出力低電圧保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項6】

請求項５に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも上昇した状態が、所定時間継続した場合は、前記コンバータの出力に短絡が発生したと判定して、出力短絡保護のための制御を実行し、
前記第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、前記第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、前記所定時間より長い時間継続した場合は、前記コンバータの出力が低電圧になったと判定して、出力低電圧保護のための制御を実行する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項7】

請求項１、請求項２、請求項３、請求項５、または請求項６に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、前記スイッチング回路のスイッチング動作を許可する場合は、許可信号を出力し、前記コンバータの出力に短絡が発生したと判定した場合は、前記許可信号を停止するか、または前記許可信号とは別の禁止信号を出力することにより、前記スイッチング回路のスイッチング動作を停止させて出力短絡保護を行う、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項8】

請求項７に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、前記コンバータの出力に短絡が発生した回数が所定回数に達した場合に、前記許可信号を停止するか、または前記禁止信号を出力することを特徴とするスイッチング電源装置。

【請求項9】

請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、または請求項６に記載のスイッチング電源装置において、
前記制御部は、前記出力低電圧保護のための制御として、故障検出信号を出力する、ことを特徴とするスイッチング電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流電圧を降圧または昇圧するＤＣ－ＤＣコンバータを備えたスイッチング電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば電気自動車やハイブリッドカーには、走行用モータを駆動するための高電圧バッテリが搭載されるとともに、このバッテリの電圧を降圧して各部へ供給するための電源装置が搭載される。この電源装置としては、直流電圧をスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧を整流して所定の電圧値の直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣコンバータを備えたスイッチング電源装置が一般に用いられている。

【0003】

このようなスイッチング電源装置においては、過電流や過電圧による異常が発生した場合に、これを検出して回路を保護する機能が備わっている。たとえば、特許文献１のスイッチング電源装置では、入力電流検出回路、入力電圧検出回路、および出力電圧検出回路が設けられている。そして、これらの各検出回路で検出された入力電流、入力電圧、および出力電圧の値に基づいて、出力電流の値を見積り、出力電圧に加えて出力電流も考慮したうえで、故障か否かの判断を行うようにしている。

【0004】

また、特許文献２のスイッチング電源装置では、電流検出回路と第１開閉素子を含む過電流保護回路と、電圧検出回路と第２開閉素子を含む過電圧保護回路とが設けられている。スイッチング素子を流れる電流が過大になると、第１開閉素子がオンし、過電流保護回路がスイッチング素子を強制的にオフして１次直流電源回路を停止させることで、スイッチング素子を過電流から保護する。また、２次直流電源電圧が設定電圧値以上となると、第２開閉素子がオンし、過電圧保護回路がスイッチング素子を強制的にオフして１次直流電源回路を停止させることで、スイッチング素子を過電圧から保護する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－９７３６８号公報

【文献】特開平７－２１３０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

スイッチング電源装置で発生する異常には、短絡による電流の異常（過電流）や、回路の断線・故障等に起因する電圧の異常（出力電圧低下）のほか、スイッチング素子が異常に発熱して高温となる過熱異常もある。このような各種の異常を検出して、それぞれの異常に対応した保護を行うため、従来は、異常の種類に応じて電流検出回路、電圧検出回路、および過熱検出回路を設け、各検出回路から出力される検出信号を制御部へ送り、制御部が異常の有無や異常の種類を判別して、それぞれの異常に応じた保護のための制御を実行していた。しかしながら、これによると、異常の種類の数だけ検出回路が必要となるので、回路構成が複雑になるという問題がある。

【0007】

本発明の課題は、回路構成が簡単でありながら、異常に対する保護を正確に行えるスイッチング電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るスイッチング電源装置は、入力された直流電圧をスイッチングして所定電圧値の直流電圧に変換するコンバータと、このコンバータの動作を制御する制御部とを備えている。コンバータは、直流電圧をスイッチングするスイッチング回路と、このスイッチング回路を駆動する駆動回路と、スイッチングされて交流に変換された電圧を整流する整流回路と、スイッチング回路と整流回路との間に設けられた絶縁トランスとを含む。絶縁トランスの二次巻線は、主巻線と補助巻線とからなり、整流回路は、主巻線とコンバータの出力端子との間に設けられた第１整流回路と、補助巻線に接続された第２整流回路とからなる。また、第１整流回路の出力電圧を検出する第１電圧検出回路と、第２整流回路の出力電圧を検出する第２電圧検出回路と、スイッチング素子の過熱状態を検出する過熱検出回路と、コンバータの出力電圧が目標値となるように、駆動回路に対してフィードバック制御を行うフィードバック回路とが設けられている。過熱検出回路は、スイッチング素子の温度が閾値を超えた場合に、スイッチング回路のスイッチング動作を停止させて過熱保護を行うための停止信号を出力する。制御部は、第１電圧検出回路で検出された電圧の変化と、第２電圧検出回路で検出された電圧の変化との比較結果に基づいて、コンバータの出力に短絡が発生したこと、またはコンバータの出力が低電圧になったことを判定し、当該判定結果に応じて、出力短絡保護または出力低電圧保護のための制御を実行する。

【0009】

このようにすると、スイッチング素子が過熱状態となった場合に、過熱検出回路から出力される停止信号によって、制御部を介さずにスイッチング回路のスイッチング動作を停止させ、過熱保護を行うことができる。また、制御部は、第１電圧検出回路と第２電圧検出回路の各検出電圧の変化を比較することにより、コンバータの出力に短絡または電圧低下が発生したと判定することができる。このため、過熱検出回路と制御部との間にインターフェイス回路などが不要となり、また、短絡検出のための過電流検出回路も不要となって、回路構成が簡素化される。しかも、簡単な回路構成でありながら、異常の種別に応じた保護を正確に行うことができる。

【0010】

本発明において、制御部は、たとえば以下のような処理を実行する。
Ａ．第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、一定時間継続した後、所定の第１時間が経過する前に、各検出電圧が上昇した場合は、過熱検出回路による過熱保護が行われたと判定する。
Ｂ．第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも上昇した状態が、所定の第２時間継続した場合は、コンバータの出力に短絡が発生したと判定して、出力短絡保護のための制御を実行する。
Ｃ．第１電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下し、かつ、第２電圧検出回路で検出された電圧が正常時の電圧よりも低下した状態が、第１時間より長い第３時間継続した場合は、コンバータの出力が低電圧になったと判定して、出力低電圧保護のための制御を実行する。

【0011】

本発明において、制御部は、上記のＡ～Ｃのうち、ＡとＢ、ＡとＣ、またはＢとＣの機能のみを備えていてもよい。

【0012】

本発明において、制御部は、スイッチング回路のスイッチング動作を許可する場合は、許可信号を出力し、コンバータの出力に短絡が発生したと判定した場合は、許可信号を停止するか、または許可信号とは別の禁止信号を出力することにより、スイッチング回路のスイッチング動作を停止させて出力短絡保護を行ってもよい。

【0013】

本発明において、制御部は、コンバータの出力に短絡が発生した回数が所定回数に達した場合に、許可信号を停止するか、または禁止信号を出力してもよい。

【0014】

本発明において、制御部は、出力低電圧保護のための制御として、故障検出信号を出力してもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のスイッチング電源装置によれば、回路構成が簡単でありながら、異常に対する保護を正確に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のスイッチング電源装置の一例を示したブロック図である。

【図2】図１の要部の回路図である。

【図3】スイッチング電源装置の過熱保護時の動作を示したフローチャートである。

【図4】過熱保護時の各巻線電圧の変化を示したタイムチャートである。

【図5】スイッチング電源装置の出力短絡保護時の動作を示したフローチャートである。

【図6】出力短絡保護時の各巻線電圧の変化を示したタイムチャートである。

【図7】スイッチング電源装置の出力低電圧保護時の動作を示したフローチャートである。

【図8】出力低電圧保護時の各巻線電圧の変化を示したタイムチャートである。

【図9】スイッチング電源装置における回路状態と保護機能と巻線電圧との関係を示したテーブルである。

【図10】比較例によるスイッチング電源装置の要部の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。以下では、自動四輪車などの車両に搭載されるスイッチング電源装置を例に挙げる。

【0018】

図１において、スイッチング電源装置１００は、入力端子Ｔ１、Ｔ２と、出力端子Ｔ３、Ｔ４と、出力端子Ｔ５、Ｔ６と、第１コンバータ１０１と、第２コンバータ１０２とを備えている。

【0019】

第１コンバータ１０１は、メイン側のＤＣ－ＤＣコンバータであり、入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された直流電圧Ｖｉを所定電圧値の直流電圧Ｖ１に変換して、出力端子Ｔ３、Ｔ４へ出力する。第２コンバータ１０２は、サブ側のＤＣ－ＤＣコンバータであり、入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された直流電圧Ｖｉを前記所定電圧値と異なる電圧値の直流電圧Ｖ２に変換して、出力端子Ｔ５、Ｔ６へ出力する。

【0020】

一例として、入力端子Ｔ１、Ｔ２の入力電圧Ｖｉは２００Ｖ、出力端子Ｔ３、Ｔ４の出力電圧Ｖ１は１２Ｖ、出力端子Ｔ５、Ｔ６の出力電圧Ｖ２は１０Ｖである。すなわち、本例の場合、第１コンバータ１０１と第２コンバータ１０２は、いずれも、高電圧を低電圧に変換する降圧型のＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0021】

入力端子Ｔ１は、直流電圧Ｖｉを供給するバッテリ（図示省略）の正極に接続され、入力端子Ｔ２は、同バッテリの負極に接続される。出力端子Ｔ３、Ｔ４には、出力電圧Ｖ１を電源として作動する負荷や、出力電圧Ｖ１によって充電されるバッテリなどが接続される（図示省略）。出力端子Ｔ５、Ｔ６には、出力電圧Ｖ２を電源として作動する制御回路などが接続される（図示省略）。端子Ｔ１～Ｔ６のうち、出力端子Ｔ４と出力端子Ｔ６は、スイッチング電源装置１００の外部において電気的に接続されて、共通のグランドに接地される（図示省略）。

【0022】

スイッチング電源装置１００は、さらに、電圧検出回路６と、電源回路７と、バックアップ制御回路８と、制御部９と、ダイオードＤ１、Ｄ２とを備えている。

【0023】

電圧検出回路６は、出力端子Ｔ３と制御部９との間に設けられていて、第１コンバータ１０１の出力電圧Ｖ１を検出する。電源回路７は、バックアップ制御回路８と制御部９との間に設けられていて、通常時は、出力電圧Ｖ１に基づいて制御部９に電源電圧を供給する。バックアップ制御回路８は、出力端子Ｔ５と電源回路７との間に設けられていて、第１コンバータ１０１の出力電圧Ｖ１が、断線や故障により消失したり所定値未満まで低下したりした場合に、第２コンバータ１０２の出力電圧Ｖ２を、バックアップ用電源として電源回路７へ供給する。

【0024】

ダイオードＤ１は、出力端子Ｔ３と電源回路７との間に設けられていて、第１コンバータ１０１の出力電圧Ｖ１を電源回路７へ供給するための供給路を形成する。ダイオードＤ２は、バックアップ制御回路８と電源回路７との間に設けられていて、バックアップ制御回路８からのバックアップ用電源（出力電圧Ｖ２）を電源回路７へ供給するための供給路を形成する。

【0025】

制御部９は、マイクロコンピュータから構成されており、第１コンバータ１０１、第２コンバータ１０２、およびバックアップ制御回路８の各動作を制御する。制御部９には、車載ＥＣＵ（電子制御ユニット）などの外部装置から、外部信号Ｓ１が入力される。この外部信号Ｓ１は、第２コンバータ１０２の動作を要求する信号である。また、制御部９は、外部信号Ｓ１を受けて、許可信号Ｓ２を第２コンバータ１０２へ出力する。この許可信号Ｓ２は、第２コンバータ１０２のスイッチング動作を許可する信号である。さらに、制御部９は、出力電圧Ｖ１が所定値未満となったことが電圧検出回路６により検出された場合に、バックアップ指令信号Ｓ３をバックアップ制御回路８へ出力する。このバックアップ指令信号Ｓ３は、バックアップ制御回路８に備わるスイッチング素子（図示省略）をオンさせるための信号である。

【0026】

第１コンバータ１０１は、入力フィルタ１、スイッチング回路２、絶縁トランス３、整流回路４、および平滑回路５を備えている。これらの各部の構成は公知であり、また、第１コンバータ１０１自体は本発明と直接関係しないので、第１コンバータ１０１についての詳細な説明は割愛する。なお、本例の第１コンバータ１０１は、絶縁トランス３によって入力側と出力側が絶縁された、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0027】

第２コンバータ１０２は、スイッチング回路２０、絶縁トランス２１、第１整流回路２２、第２整流回路２３、絶縁回路２６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路２７、フィードバック回路２８、および過熱検出回路２９を備えている。第２コンバータ１０２は、前述したように、入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された直流電圧Ｖｉを降圧して出力する機能と、第１コンバータ１０１の出力異常時に電源回路７へバックアップ用電源を供給する機能とを有している。本例の第２コンバータ１０２も、絶縁トランス２１によって入力側と出力側が絶縁された、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0028】

図２は、第２コンバータ１０２におけるスイッチング回路２０、絶縁トランス２１、第１整流回路２２、および第２整流回路２３の具体的な回路を示している。ここに示した回路は一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、図２においては、図１の第２コンバータ１０２を構成するブロックのうち、絶縁回路２６を省略してある。

【0029】

スイッチング回路２０は、スイッチング素子Ｑ３および測温素子Ｋを有している。本例では、スイッチング素子Ｑ３はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、絶縁トランス２１の一次巻線Ｌａとグランドとの間に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のゲートはＰＷＭ回路２７に接続されており、ＰＷＭ回路２７からゲートに与えられるＰＷＭ信号により、スイッチング素子Ｑ３はオンオフ動作を行う。測温素子Ｋは、たとえばサーミスタからなり、スイッチング素子Ｑ３の近傍に配置されて、スイッチング素子Ｑ３の温度を検出する。測温素子Ｋの出力（検出温度）は、後述の過熱検出回路２９へ送られる。

【0030】

絶縁トランス２１は、一次巻線Ｌａと、二次巻線Ｌｂ、Ｌｃとを有している。二次巻線のうち、巻線Ｌｂは主巻線であり、巻線Ｌｃは補助巻線である。一次巻線Ｌａにはスイッチング回路２０が接続され、主巻線Ｌｂには第１整流回路２２が接続され、補助巻線Ｌｃには第２整流回路２３が接続されている。絶縁トランス２１の一次側と二次側は、電気的に絶縁されている。一次巻線Ｌａに印加される入力電圧Ｖｉは、スイッチング素子Ｑ３のオンオフによりスイッチングされて交流電圧（パルス電圧）となり、絶縁トランス２１の一次巻線Ｌａから主巻線Ｌｂおよび補助巻線Ｌｃへ伝達される。

【0031】

主巻線Ｌｂに接続された第１整流回路２２は、ダイオードＤ３とコンデンサＣ１とを有しており、これらの後段に第１電圧検出回路２４が設けられている。ダイオードＤ３は、主巻線Ｌｂに生じる交流電圧を整流して、直流電圧にするための整流ダイオードである。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ３で整流された直流電圧を平滑して、出力端子Ｔ５、Ｔ６から出力するための出力コンデンサである。ダイオードＤ３は、主巻線Ｌｂの一端と出力端子Ｔ５との間に接続されており、コンデンサＣ１は、出力端子Ｔ５、Ｔ６間に接続されている。

【0032】

第１電圧検出回路２４は、コンデンサＣ１と並列に接続されており、コンデンサＣ１の両端電圧、すなわち第１整流回路２２の出力電圧を検出する。この出力電圧は、主巻線Ｌｂに発生する電圧に応じた電圧であるため、以下では「主巻線電圧」と呼ぶ。この主巻線電圧Ｖａは、第２コンバータ１０２の出力電圧Ｖ２でもある（Ｖａ＝Ｖ２）。第１電圧検出回路２４で検出された主巻線電圧Ｖａは、制御部９へ送られる。

【0033】

補助巻線Ｌｃに接続された第２整流回路２３は、ダイオードＤ４とコンデンサＣ２とを有しており、これらの後段に第２電圧検出回路２５が設けられている。ダイオードＤ４は、補助巻線Ｌｃに生じる交流電圧を整流して、直流電圧にするための整流ダイオードである。コンデンサＣ２は、ダイオードＤ４で整流された直流電圧を平滑するためのコンデンサである。

【0034】

第２電圧検出回路２５は、コンデンサＣ２と並列に接続されており、コンデンサＣ２の両端電圧、すなわち第２整流回路２３の出力電圧を検出する。この出力電圧は、補助巻線Ｌｃに発生する電圧に応じた電圧であるため、以下では「補助巻線電圧」と呼ぶ。第２電圧検出回路２５で検出された補助巻線電圧Ｖｂは、制御部９へ送られる。なお、本例では、第２整流回路２３の後段に負荷は接続されておらず、第２整流回路２３は、補助巻線電圧Ｖｂの検出のためだけに設けられているが、第２整流回路２３の後段に負荷を接続してもよいことは言うまでもない。

【0035】

図１に戻って、バックアップ制御回路８は、制御部９から出力されるバックアップ指令信号Ｓ３により動作する。第１コンバータ１０１の出力電圧Ｖ１の消失や低下が電圧検出回路６で検出されると、制御部９はバックアップ指令信号Ｓ３を出力する。この信号により、バックアップ制御回路８のトランジスタ（図示省略）がオンして、第２コンバータ１０２の出力電圧Ｖ２をバックアップ用電源として電源回路７へ供給する供給路が形成される。

【0036】

絶縁回路２６は、制御部９から出力された許可信号Ｓ２を電気的に絶縁しつつＰＷＭ回路２７へ伝達する回路であって、アイソレータから構成される。

【0037】

ＰＷＭ回路２７は、絶縁回路２６からの許可信号Ｓ２を受けて、所定のデューティを持ったＰＷＭ信号を生成し、これをスイッチング回路２０へ出力する。このＰＷＭ信号は、前述のようにスイッチング素子Ｑ３（図２）のゲートに与えられる。フィードバック回路２８は、第２コンバータ１０２の出力電圧Ｖ２を目標値と比較し、出力電圧Ｖ２が目標値となるように、ＰＷＭ回路２７に対してフィードバック制御を行う。すなわち、出力電圧Ｖ２が目標値より高い場合は、ＰＷＭ信号のデューティを下げ、出力電圧Ｖ２が目標値より低い場合は、ＰＷＭ信号のデューティを上げるように、フィードバック制御が行われる。ＰＷＭ回路２７は、本発明における「駆動回路」の一例である。

【0038】

過熱検出回路２９は、測温素子Ｋ（図２）で検出されたスイッチング素子Ｑ３の温度を、所定の閾値と比較することによって、スイッチング素子Ｑ３が過熱状態であることを検出する。詳しくは、過熱検出回路２９は、測温素子Ｋの検出温度が閾値を超えてなければ、スイッチング素子Ｑ３の過熱状態を検出せず、測温素子Ｋの検出温度が閾値を超えていれば、スイッチング素子Ｑ３の過熱状態を検出する。過熱検出回路２９は、過熱状態を検出すると、絶縁回路２６を介してＰＷＭ回路２７へ停止信号Ｓ４を出力する。この停止信号Ｓ４は、スイッチング回路２０のスイッチング動作を停止させて、スイッチング素子Ｑ３に対する過熱保護を行うための信号である。

【0039】

次に、上記の構成を備えたスイッチング電源装置１００の動作を説明する。以下では、過熱保護、出力短絡保護、および出力低電圧保護の３つの場合に分けて、それぞれの動作を詳細に説明する。

【0040】

（１）過熱保護
過熱保護は、スイッチング素子Ｑ３が異常に発熱して高温となった場合に、当該素子の熱破壊を防止するために必要な保護機能である。過熱保護の動作を図３のフローチャートを参照しながら説明する。

【0041】

図３において、スイッチング素子Ｑ３に異常が発生すると（Ａ１）、素子が発熱して温度が上昇してゆき（Ａ２）、測温素子Ｋで検出されたスイッチング素子Ｑ３の温度が閾値を超えると、過熱検出回路２９が過熱を検出して、停止信号Ｓ４を出力する（Ａ３）。この停止信号Ｓ４は、絶縁回路２６を介してＰＷＭ回路２７へ与えられ、これを受けてＰＷＭ回路２７は、ＰＷＭ信号の出力を停止する（Ａ４）。これにより、スイッチング素子Ｑ３がオフ状態となるので、スイッチング回路２０はスイッチング動作を停止する（Ａ５）。

【0042】

スイッチング回路２０のスイッチング動作が停止すると、絶縁トランス２１の一次巻線Ｌａに電圧が印加されなくなるので、主巻線Ｌｂと補助巻線Ｌｂの電圧が低下し、その結果、第１整流回路２２と第２整流回路２３の出力電圧、つまり主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂがいずれも低下する（Ａ６）。主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、それぞれ、第１電圧検出回路２４と第２電圧検出回路２５で検出され、各検出結果が制御部９に送られる。そして、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂがいずれも閾値未満まで低下すると、制御部９はこれを検出してタイマをスタートさせる（Ａ７）。

【0043】

一方、スイッチング回路２０では、スイッチング動作が停止したことで、スイッチング素子Ｑ３の温度が徐々に低下する（Ａ８）。このため、測温素子Ｋの検出温度も低下する。そして、過熱検出回路２９は、スイッチング素子Ｑ３の温度が閾値以下まで低下したことを検出すると、停止信号Ｓ４の出力を停止する（Ａ９）。このため、ＰＷＭ回路２７に停止信号Ｓ４が与えられなくなり、ＰＷＭ回路２７はＰＷＭ信号の出力を再開する（Ａ１０）。これにより、スイッチング素子Ｑ３は再びオンオフ動作を行い、スイッチング回路２０がスイッチング動作を再開するので（Ａ１１）、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、いずれも上昇してゆく（Ａ１２）。そして、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂがいずれも閾値以上まで上昇すると、制御部９はこれを検出してタイマを停止させる（Ａ１３）。

【0044】

図４は、過熱保護時の主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂの変化の様子を示したタイムチャートである。図４では、図３のステップＡ１～Ａ１３がどの時点（または期間）に該当するのかが容易にわかるように、これらのステップも併記してある。

【0045】

図４において、ＶｍとＶｎは、それぞれ正常時の主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂを表している（後述の図６と図８においても同様）。時刻ｔ１で異常が発生して、スイッチング素子Ｑ３の温度が上昇し、時刻ｔ２で過熱検出回路２９が過熱を検出すると、前記のとおり、スイッチング回路２０のスイッチング動作が停止する。このため、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに正常時の電圧Ｖｍ、Ｖｎから低下してゆく。そして、主巻線電圧Ｖａが閾値Ｖα未満（Ｖａ＜Ｖα）となり、かつ、補助巻線電圧Ｖｂが閾値Ｖβ未満（Ｖｂ＜Ｖβ）となった時刻ｔ３において、制御部９はタイマをスタートさせる。なお、ここでは、閾値Ｖαと閾値Ｖβは、Ｖα＞Ｖβの関係にあるが、Ｖα＝ＶβまたはＶα＜Ｖβであってもよい（後述の図６と図８においても同様）。

【0046】

その後も、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに低下を続け、時刻ｔ４で、各電圧Ｖａ、Ｖｂは略ゼロとなる（Ｖａ≒０、Ｖｂ≒０）。しかるに、時刻ｔ２でスイッチング動作が停止した以降は、スイッチング素子Ｑ３への通電がなくなって、素子の温度が低下を続けるので、当該温度が閾値以下となる時刻ｔ５で、過熱検出回路２９が停止信号Ｓ４を出力しなくなると、スイッチング回路２０がスイッチング動作を再開する。このため、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに上昇し始める。そして、主巻線電圧Ｖａが閾値Ｖα以上（Ｖａ≧Ｖα）となり、かつ、補助巻線電圧Ｖｂが閾値Ｖβ以上（Ｖｂ≧Ｖβ）となった時刻ｔ６において、制御部９はタイマを停止させる。以後、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂが上昇を続けて、時刻ｔ７で正常時の電圧Ｖｍ、Ｖｎになると、回路は通常状態に戻る。

【0047】

ここで、時刻ｔ３でタイマがスタートしてから、時刻ｔ６でタイマが停止するまでの時間Ｘは、たとえば４００ｓである。この時間Ｘ内に、スイッチング素子Ｑ３の温度が低下してスイッチング動作が再開される（時刻ｔ５）ように、すなわち異常状態からの復帰が行われるように、Ｘの値が設定されている。時間Ｘは、本発明における「第１時間」に相当する。

【0048】

このように、過熱保護の場合は、スイッチング素子Ｑ３が過熱状態になると、過熱検出回路２９がこれを検出して、スイッチング動作を停止させるための停止信号Ｓ４をＰＷＭ回路２７へ出力することで、制御部９を介さずに、過熱検出回路２９が直接スイッチング回路２０の動作を停止させる。また、スイッチング動作が停止してから、一定時間Ｘ内にスイッチング動作が再開され、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂが上昇するので、制御部９は、これを検出することで、過熱検出回路２９による過熱保護が行われたと判定する。

【0049】

（２）出力短絡保護
出力短絡保護は、出力端子Ｔ５、Ｔ６間で短絡が発生した場合に、過電流による回路部品の焼損等を防止するために必要な保護機能である。出力短絡保護の動作を図５のフローチャートを参照しながら説明する。

【0050】

図５において、出力端子Ｔ５、Ｔ６間で短絡が発生すると（Ｂ１）、第２コンバータ１０２の出力電圧Ｖ２が低下する（Ｂ２）。このため、フィードバック回路２８は、ＰＷＭ回路２７に対して、デューティを上げるようにフィードバック制御を行う（Ｂ３）。その結果、ＰＷＭ回路２７は、最大デューティのＰＷＭ信号を出力する（Ｂ４）。しかるに、出力端子Ｔ５、Ｔ６間が短絡状態となっているため、スイッチング回路２０が最大デューティでスイッチング動作を行っても、第１整流回路２２の出力電圧、すなわち主巻線電圧Ｖａは上昇することがなく、低下を続ける（Ｂ５）。これに対して、第２整流回路２３の出力電圧、すなわち補助巻線電圧Ｖｂは、出力端子Ｔ５、Ｔ６間の短絡に影響されないので、スイッチング回路２０が最大デューティでスイッチング動作を行うことで、上昇を続ける（Ｂ５）。この間、各電圧検出回路２４、２５は、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂの検出を継続する。

【0051】

そして、主巻線電圧Ｖａが低下して閾値未満となり、補助巻線電圧Ｖｂが上昇して閾値を超えたことを、各電圧検出回路２４、２５の出力に基づいて制御部９が検出すると、制御部９はタイマをスタートさせる（Ｂ６）。その後、一定時間が経過した時点で、制御部９は出力の短絡を確定するとともに、タイマを停止させ（Ｂ７）、また、許可信号Ｓ２の出力を停止する（Ｂ８）。これによって、ＰＷＭ回路２７は非動作状態となり、スイッチング回路２０のスイッチング動作が停止する（Ｂ９）。

【0052】

図６は、出力短絡保護時の主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂの変化の様子を示したタイムチャートである。図６では、図５のステップＢ１～Ｂ９がどの時点（または期間）に該当するのかが容易にわかるように、これらのステップも併記してある。

【0053】

図６において、時刻ｔ１’で出力短絡が発生すると、主巻線電圧Ｖａは正常時の電圧Ｖｍから低下し、補助巻線電圧Ｖｂは正常時の電圧Ｖｎから上昇する。そして、主巻線電圧Ｖａが閾値Ｖα未満となり、かつ補助巻線電圧Ｖｂが閾値Ｖγ以上となる時刻ｔ２’で、制御部９はタイマをスタートさせる。その後、時刻ｔ３’で、主巻線電圧Ｖａは略ゼロとなり、補助巻線電圧Ｖｂは最大電圧となる。タイマがスタートしてから一定時間Ｙが経過した時刻ｔ４’になると、制御部９は出力短絡を確定するとともに、タイマを停止させる。また、制御部９からの許可信号Ｓ２の出力が停止し、スイッチング回路２０のスイッチング動作も停止する。

【0054】

時刻ｔ４’でスイッチング動作が停止することで、補助巻線電圧Ｖｂは低下するが、短絡状態が継続しているため、主巻線電圧Ｖａに変化はない（Ｖａ≒０）。そして、時刻ｔ５’になると、補助巻線電圧Ｖｂも略ゼロとなる（Ｖｂ≒０）。その後、時刻ｔ６’で短絡状態が解消されると、スイッチング動作が再開されて、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに上昇に転じる。

【0055】

ここで、時刻ｔ２’でタイマがスタートしてから、時刻ｔ４’でタイマが停止するまでの時間Ｙは、たとえば２００ｍｓであり、図４の時間Ｘ（４００ｓ）に比べて十分小さな値に設定されている（図６では便宜上Ｙを長くしてあるが、実際にはＹ≪Ｘである）。これは、過電流から回路部品を保護するために、出力短絡を早期に確定して、スイッチング動作を速やかに停止させる必要があるからである。時間Ｙは、本発明における「第２時間」に相当する。

【0056】

このように、出力短絡保護の場合は、主巻線電圧Ｖａが低下する一方で、補助巻線電圧Ｖｂは上昇するので、制御部９は、これらの電圧の変化を検出することにより、出力に短絡が生じたと判定する。そして、制御部９が許可信号Ｓ２の出力を停止することで、スイッチング回路２０の動作が停止する。

【0057】

（３）出力低電圧保護
出力低電圧保護は、スイッチング素子Ｑ３のオープン故障やＰＷＭ回路２７の故障等が原因で、出力側に電力が伝送されなくなった場合に、当該故障を検出するために必要な保護機能である。出力低電圧保護の動作を図７のフローチャートを参照しながら説明する。

【0058】

図７において、スイッチング素子Ｑ３やＰＷＭ回路２７の故障等による異常が発生すると（Ｃ１）、絶縁トランス２１の一次側から二次側へ電力が伝送されなくなるので、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂはともに低下する（Ｃ２）。そして、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂがいずれも閾値未満まで低下したことを、各電圧検出回路２４、２５の出力に基づいて制御部９が検出すると、制御部９はタイマをスタートさせる（Ｃ３）。その後、一定時間が経過すると、制御部９は出力低電圧を確定するとともに、タイマを停止させ（Ｃ４）、また、故障検出信号を出力する（Ｃ５）。この故障検出信号は、図示しない車載ＥＣＵへ送信され、車載ＥＣＵでは警報や表示などの処理が実行される。

【0059】

図８は、出力低電圧保護時の主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂの変化の様子を示したタイムチャートである。図８では、図７のステップＣ１～Ｃ５がどの時点（または期間）に該当するのかが容易にわかるように、これらのステップも併記してある。

【0060】

図８において、時刻ｔ１”で異常が発生し、出力側へ電力が伝送されなくなると、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに正常時の電圧Ｖｍ、Ｖｎから低下してゆく。そして、主巻線電圧Ｖａが閾値Ｖα未満（Ｖａ＜Ｖα）となり、かつ、補助巻線電圧Ｖｂが閾値Ｖβ未満（Ｖｂ＜Ｖβ）となった時刻ｔ２”において、制御部９はタイマをスタートさせる。

【0061】

その後も、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに低下を続け、時刻ｔ３”で、各電圧Ｖａ、Ｖｂは略ゼロとなる（Ｖａ≒０、Ｖｂ≒０）。そして、タイマがスタートしてから一定時間Ｚが経過した時刻ｔ４”に至ると、制御部９は、出力低電圧を確定するとともに、タイマを停止させ、また故障検出信号を出力する。その後、時間が経過して、時刻ｔ５”でスイッチング素子Ｑ３等の故障が解消されると、スイッチング動作が再開されて、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに上昇に転じる。

【0062】

ここで、時刻ｔ２”でタイマがスタートしてから、時刻ｔ４”でタイマが停止するまでの時間Ｚは、図４の時間Ｘよりも長い時間に設定されている（Ｙ＜Ｘ＜Ｚ）。これは、図４の過熱保護の場合は、スイッチング動作が停止した後、スイッチング素子Ｑ３の温度が自然に下がって、自動的にスイッチング動作が再開されるので、時間Ｘを長い時間に設定する必要がないのに対し、図８の出力低電圧保護の場合は、故障が解消されない限りスイッチング動作が再開されることはないので、出力低電圧確定のためにある程度長い時間Ｚが必要だからである。時間Ｚは、本発明における「第３時間」に相当する。

【0063】

したがって、過熱保護と出力低電圧保護とを比較すると、異常によって主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂが共に低下する点は両者とも同じであるが、過熱保護の場合は、一定時間Ｘ内にスイッチング動作が再開される（復帰が開始される）のに対し、出力低電圧保護の場合は、一定時間Ｚ内にスイッチング動作が再開されない（復帰が開始されない）点で、両者は区別される。

【0064】

このように、出力低電圧保護の場合は、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂがともに低下し、その状態が一定時間継続するので、制御部９は、これらの電圧の変化を検出することにより、出力が低電圧になったと判定し、故障検出信号を出力する。

【0065】

図９は、スイッチング電源装置１００における回路状態と保護機能と巻線電圧との関係を示している。回路が正常な状態であれば、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂは、ともに高い電圧（図４等における正常時の電圧Ｖｍ、Ｖｎ）を維持する。スイッチング素子Ｑ３が過熱すると、過熱保護機能（１）が働いて、スイッチング動作が停止し、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂはともに低下するが、一定時間内に自動復帰（スイッチング動作が再開）する。また、出力端子Ｔ５、Ｔ６間が短絡すると、主巻線電圧Ｖａは低下するが、補助巻線電圧Ｖｂは上昇し、出力短絡保護機能（２）が働いて、スイッチング動作が停止する。この場合は、一定時間内に自動復帰はしない。また、出力電圧Ｖ２が低下すると、主巻線電圧Ｖａと補助巻線電圧Ｖｂはともに低下し、出力低電圧保護機能（３）が働いて、故障の検出が行われる。この場合も、一定時間内に自動復帰はしない。

【0066】

図９からわかるように、過熱保護機能（１）と出力短絡保護機能（２）とは、補助巻線電圧Ｖｂの変化の違いによって、区別することができる。また、出力短絡保護機能（２）と出力低電圧保護機能（３）も、補助巻線電圧Ｖｂの変化の違いによって、区別することができる。一方、過熱保護機能（１）と出力低電圧保護機能（３）とは、各巻線電圧Ｖａ、Ｖｂだけでは区別できないが、一定時間内の自動復帰の有無によって、区別することができる。

【0067】

図１０は、本発明の比較例を示している。図中、図２と同一の部分には同一の符号を付してある。図１０では、図２の構成以外に、過熱検出回路２９と制御部９との間に設けられたインターフェイス回路３０と、第１整流回路２２と出力端子Ｔ５との間に設けられた過電流検出回路３１とが備わっている。インターフェイス回路３０は、過熱検出回路２９の出力信号を、電気的に絶縁しつつ制御部９へ入力するための回路である。過電流検出回路３１は、出力端子Ｔ５、Ｔ６間に短絡が発生した場合に流れる過電流を検出する回路である。過電流検出回路３１の出力は、制御部９へ入力される。

【0068】

図１０のような構成を採用した場合、制御部９は、第１電圧検出回路２４の出力（主巻線電圧）と、第２電圧検出回路２５の出力（補助巻線電圧）とに基づいて、出力低電圧を判定する。これは、図２の場合と変わりがない。しかるに、過熱保護については、図２では、スイッチング素子Ｑ３の過熱時に、過熱検出回路２９が自ら停止信号を出力して、スイッチング動作を停止させるのに対し、図１０では、制御部９が、過熱検出回路２９の出力信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ３の過熱の有無を判定し、過熱と判定した場合は、許可信号Ｓ２の出力を停止することで、スイッチング動作を停止させる。また、図２では、制御部９は、第１電圧検出回路２４の出力（主巻線電圧Ｖａ）と、第２電圧検出回路２５の出力（主巻線電圧Ｖｂ）とに基づいて、出力短絡の有無を判定するのに対し、図１０では、制御部９は、過電流検出回路３１の出力信号に基づいて、出力短絡の有無を判定する。

【0069】

図２と図１０の比較から明らかなように、図１０の場合は、インターフェイス回路３０と過電流検出回路３１とが設けられているため、図２と比べて回路構成が複雑となる。一方、図２の場合は、過熱検出回路２９が停止信号Ｓ４を出力して、スイッチング動作を停止させるので、図１０のインターフェイス回路３０が不要となり、また、第１電圧検出回路２４と第２電圧検出回路２５の各出力に基づいて、出力短絡の有無を判定できるので、図１０の過電流検出回路３１も不要となる。さらに、図１０の場合は、制御部９においてスイッチング素子Ｑ３の過熱の有無を判定するので、制御部９の負荷が増加するが、図２の場合は、制御部９において過熱の有無を判定する必要がないので、制御部９の負荷が軽減される。

【0070】

以上説明したように、本実施形態のスイッチング電源装置１００によれば、スイッチング素子Ｑ３が過熱状態となった場合に、過熱検出回路２９から出力される停止信号Ｓ４によって、制御部９を介さずにスイッチング回路２０のスイッチング動作を停止させ、過熱保護を行うことができる。また、制御部９は、第１電圧検出回路２４の検出電圧（主巻線電圧Ｖａ）と、第２電圧検出回路２５の検出電圧（補助巻線電圧Ｖｂ）の変化を比較することにより、第２コンバータ１０２の出力に短絡または電圧低下が発生したと判定することができる。このため、過熱検出回路２９と制御部９との間にインターフェイス回路３０（図１０）が不要となり、また、出力短絡を検出するための過電流検出回路３１（図１０）も不要となって、回路構成が簡素化されるとともに、制御部９の負荷も軽減される。しかも、簡単な回路構成でありながら、図９で示したように、異常の種別に応じた保護を正確に行うことができる。

【0071】

本発明では、上述した実施形態以外にも、以下のような種々の実施形態を採用することができる。

【0072】

前記実施形態では、第２コンバータ１０２における各種の保護機能について述べたが、第１コンバータ１０１に、図１や図２と同様の構成を設けてもよく、両方のコンバータ１０１、１０２に同様の構成を設けてもよい。また、本発明は、第１コンバータ１０１と第２コンバータ１０２を備えたスイッチング電源装置１００に限らず、単一のコンバータのみを備えたスイッチング電源装置や、３つ以上のコンバータを備えたスイッチング電源装置にも適用することができる。

【0073】

前記実施形態では、図９の（１）～（３）の各機能を全て備えたスイッチング電源装置１００を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、過熱保護機能（１）と出力短絡保護機能（２）だけを備えたスイッチング電源装置や、過熱保護機能（１）と出力低電圧保護機能（３）だけを備えたスイッチング電源装置にも、本発明は適用が可能である。また、出力短絡保護機能（２）と出力低電圧保護機能（３）だけを備えたスイッチング電源装置にも、本発明は適用が可能である。この場合は、過熱検出回路２９や測温素子Ｋは不要となる。

【0074】

前記実施形態では、図５の出力短絡保護の動作において、出力の短絡が検出（確定）されると、ただちに許可信号Ｓ２の出力を停止して、スイッチング動作を停止させたが（Ｂ７～Ｂ９）、短絡が検出された回数を制御部９がカウントし、当該回数が所定回数Ｎ（Ｎ≧２）に達した場合に、制御部９は許可信号Ｓ２の出力を停止し、スイッチング動作を停止させてもよい。

【0075】

前記実施形態では、制御部９は、出力短絡時に許可信号Ｓ２の出力を停止することによって、スイッチング動作を停止させたが、出力短絡時に許可信号Ｓ２とは別の禁止信号を出力することにより、スイッチング動作を停止させてもよい。

【0076】

前記実施形態では、過熱検出回路２９から出力される停止信号Ｓ４を、ＰＷＭ回路２７へ与えることにより、スイッチング動作を停止させたが、停止信号Ｓ４をスイッチング回路２０へ与えることにより、スイッチング動作を停止させてもよい。同様に、制御部９から出力される許可信号Ｓ２（または禁止信号）を、スイッチング回路２０へ与えてもよい。

【0077】

前記実施形態では、第１コンバータ１０１と第２コンバータ１０２が共に降圧型のＤＣ－ＤＣコンバータである例を挙げたが、各コンバータ１０１、１０２は昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータであってもよい。また、各コンバータ１０１、１０２の一方が降圧型のＤＣ－ＤＣコンバータで、他方が昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータであってもよい。

【0078】

前記実施形態では、第１コンバータ１０１と第２コンバータ１０２が共に絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータである例を挙げたが、各コンバータ１０１、１０２は非絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータであってもよい。

【0079】

前記実施形態では、スイッチング回路２０を駆動する駆動回路として、ＰＷＭ回路２７を例に挙げたが、ＰＷＭ以外の方式によりスイッチング回路２０を駆動する駆動回路を設けてもよい。

【0080】

前記実施形態では、車両に搭載されるスイッチング電源装置１００を例に挙げたが、本発明のスイッチング電源装置は、車載以外の用途にも適用することができる。

【符号の説明】

【0081】

９ 制御部
２０ スイッチング回路
２１ 絶縁トランス
２２ 第１整流回路
２３ 第２整流回路
２４ 第１電圧検出回路
２５ 第２電圧検出回路
２７ ＰＷＭ回路（駆動回路）
２８ フィードバック回路
２９ 過熱検出回路
１００ スイッチング電源装置
１０１ 第１コンバータ
１０２ 第２コンバータ
Ｋ 測温素子
Ｌａ 一次巻線
Ｌｂ 二次巻線（主巻線）
Ｌｃ 二次巻線（補助巻線）
Ｔ５、Ｔ６ 出力端子
Ｑ３ スイッチング素子
Ｓ２ 許可信号
Ｓ４ 停止信号
Ｖａ 主巻線電圧
Ｖｂ 補助巻線電圧
Ｘ 第１時間
Ｙ 第２時間
Ｚ 第３時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】