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公開番号2025113421
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2025087596,2021150535
出願日2025-05-27,2021-09-15
発明の名称電源装置
出願人ミツミ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G05F 1/56 20060101AFI20250725BHJP(制御;調整)
要約【課題】複数の出力端子のうちいずれかでオープン状態またはショート状態が発生した場合にそれを検知して報知することができる電源装置を提供する。
【解決手段】入力端子と複数の出力端子との間にそれぞれ接続された複数の第1電流制御素子と第1電流制御素子を制御する制御回路を備えた電源装置において、複数の電圧比較回路を有し複数の出力端子それぞれのオープンまたはショートを検出する異常検出回路と、電流設定抵抗に電流を流すことにより生じる電圧に応じたしきい値電圧を生成する電圧変換回路とを備え、異常検出回路により検出された前記異常状態を外部へ報知するように構成した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１つの入力端子および複数の出力端子と、前記入力端子と前記複数の出力端子との間にそれぞれ接続された複数の第１電流制御素子と、前記複数の第１電流制御素子を制御する制御回路と、を備えた電源装置であって、
前記複数の出力端子の電圧に比例した電圧と所定のしきい値電圧とを比較する複数の電圧比較回路を有し、前記複数の出力端子それぞれのオープン状態またはショート状態である異常状態を検出する異常検出回路と、
電流設定抵抗に電流を流すことにより生じる前記電流設定抵抗の電位差に応じて前記複数の電圧比較回路の一方の入力端子に共通に印加される前記所定のしきい値電圧を生成する電圧変換回路と、を備え、
前記異常検出回路により検出された前記異常状態を外部へ報知するように構成されていることを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記異常検出回路は、前記複数の第１電流制御素子のそれぞれに流れる電流に比例縮小した電流を流す複数の第２電流制御素子および該第２電流制御素子に流れる電流を電圧に変換する複数の電流－電圧変換素子を有し、前記複数の電圧比較回路は前記複数の電流－電圧変換素子により変換された電圧と前記所定のしきい値電圧とを比較して大小結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、前記電流設定抵抗に応じた電流を生成する電圧－電流変換回路と、前記電圧－電流変換回路により生成された電流を転写するカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流－電圧変換素子とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電流設定抵抗の第１端子は接地電位に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電圧－電流変換回路は、
反転入力端子に前記電流設定抵抗の第２端子の電位が印加され、非反転入力端子に所定の定電圧が印加された差動増幅回路と、
前記電流設定抵抗の第２端子にソース端子が接続され、前記差動増幅回路の出力電圧がゲート端子に印加され、ドレイン端子に前記カレントミラー回路が接続されたトランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電圧変換回路を２個備え、
一方の前記電圧変換回路は前記複数の出力端子のオープン状態を検出するための前記しきい値電圧を生成し、
他方の前記電圧変換回路は前記複数の出力端子のショート状態を検出するための前記しきい値電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
前記異常状態を外部へ報知する異常状態出力端子を複数備えるとともに、
前記複数の電圧比較回路の出力信号を受けて、前記複数の出力端子のそれぞれのオープン状態またはショート状態を区別して複数の前記異常状態出力端子より外部へ出力するための複数ビットの出力信号を生成するロジック回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項８】
前記複数の出力端子のそれぞれに接続される負荷は、チューナまたはアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
前記電流は前記電流設定抵抗の抵抗値に応じて可変され、
前記電流設定抵抗の抵抗値を大きく設定することで、低い前記しきい値電圧が生成されることによりオープン状態を検出し、
前記電流設定抵抗の抵抗値を小さく設定することで、高い前記しきい値電圧が生成されることによりショート状態を検出することを特徴とする請求項１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、入力端子と出力端子間に接続された電流制御素子を備え直流電圧を変換する電圧レギュレータまたはＤＣ－ＤＣコンバータのような直流電源装置に関し、負荷が接続される複数の出力端子を備え複数の出力端子もしくは負荷のオープン異常またはショート異常を検知するのに利用して有効な技術に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電圧入力端子と出力端子との間に設けられたトランジスタを制御して所望の電位の直流電圧を出力する電源装置としてシリーズレギュレータ（以下、レギュレータと略す）がある。
地デジ（地上デジタルテレビ放送）チューナが搭載された自動車では、車載のレギュレータによって地デジ用アンテナなどの車載電子機器に電源が供給される。また、フルセグ対応の車載用の地デジチューナにおいては、受信感度の調整やフルセグ／ワンセグの切替えをチューナで行い、受信状況を最適化するために、地デジ用アンテナとして、４ｃｈ（チャンネル）の同等アンテナであるダイバーシティアンテナが一般に使用されている。
【０００３】
一方、車載用のチューナやアンテナは、コネクタを介して車載レギュレータに接続されるため、車体の振動でコネクタが外れて電源の出力端子がオープンになったり、負荷の内部で断線やショートが発生したりすることがある。そのため、車載用のレギュレータには、そのような異常状態を検出する機能を備えたものがある。
なお、出力端子のオープン状態を検出するオープン異常検出用コンパレータと、ショート状態を検出するショート異常検出用コンパレータとを設け、異常検出信号を生成して出力端子より出力するように構成したレギュレータ用半導体集積回路（レギュレータ用ＩＣ）に関する発明として特許文献１や２に記載されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１０５２７号公報
特開２０１７－４５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、複数のアンテナを備えた車載用地デジシステムにおいては、共通のレギュレータから複数のアンテナへ電源を供給するのが一般的であった。この場合、いずれかの１ｃｈアンテナがオープンとなっても、他ｃｈで受信するため異常を検知せず動作することとなる。一方、いずれかの１ｃｈアンテナがオープンとなったことを検知できるようにするため、負荷としてのアンテナごとにオープン異常検出機能を備えたレギュレータを設けることも考えられる。しかし、そのようにすると、複数のレギュレータが必要であるため、大幅なコストアップおよび実装面積の増加を招くという課題がある。
【０００６】
そこで、図４に示すように、１つのＩＣチップ内に２つのシリーズレギュレータ（ＬＤＯ）と２つの出力端子を設けて２つの負荷へ電源を供給可能にするとともに、それぞれレギュレータの出力端子のオープン異常またはショート異常を検知できるように構成された電源用ＩＣが考えられる。なお、図４に示す電源用ＩＣは、特許文献２に記載されている電源用ＩＣにおけるオープン異常とショート異常の検知回路を応用して本発明者が考えたもので公知のものではない。また、特許文献１や２に記載されているレギュレータ用ＩＣや半導体装置は、１つの負荷が接続されることを想定したものである。
【０００７】
図４に示す電源用ＩＣは、２つの出力端子ごとに異なるしきい値でオープン異常またはショート異常のいずれかの異常を検知できるという利点がある。しかし、車載用地デジシステムにおける２つのアンテナへ電源を供給するレギュレータに利用する場合、ダイバーシティアンテナのような同特性の２つの負荷を２つの出力端子に接続するのであれば、出力端子ごとに異なるしきい値を個別に設定する必要が無い。そのため、端子数および外付抵抗に無駄があり、ＩＣの小型化・コスト低減に対してデメリットになるという課題がある。
【０００８】
この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数の負荷が接続される複数の出力端子を備えた電源装置において、複数の負荷のうちいずれかでオープン状態またはショート状態が発生した場合にそれを検知して異常を知らせる信号を出力できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、
１つの入力端子および複数の出力端子と、前記入力端子と前記複数の出力端子との間にそれぞれ接続された複数の第１電流制御素子と、前記複数の第１電流制御素子を制御する制御回路と、を備えた電源装置において、
前記複数の出力端子の電圧に比例した電圧と所定のしきい値電圧とを比較する複数の電圧比較回路を有し、前記複数の出力端子それぞれのオープン状態またはショート状態である異常状態を検出する異常検出回路と、
電流設定抵抗に電流を流すことにより生じる前記電流設定抵抗の電位差に応じて前記複数の電圧比較回路の一方の入力端子に共通に印加される前記所定のしきい値電圧を生成する電圧変換回路と、を備え、
前記異常検出回路により検出された前記異常状態を外部へ報知するように構成したものである。
【００１０】
上記のような構成を有する電源装置によれば、複数の電圧出力端子のそれぞれに接続された負荷に電流を供給することができるとともに、複数の電圧出力端子に接続された複数の負荷が同一特性のものであれば、電流設定抵抗を１つ設けるだけで、いずれかの出力端子または負荷でオープン状態またはショート状態が発生した場合にそれを検知して異常状態を外部へ報知することができる。また、電流設定抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、オープン状態またはショート状態を判別するためのスレッショルドを容易に変更することができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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