JP6009810B2 - 電源装置、車載機器、車両 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置、並びに、これを搭載した車載機器及び車両に関するものである。

従来より、入力電圧から複数の出力電圧を生成するシステム電源装置が実用化されている。また、従来より、上記のシステム電源装置に限らず、電源装置の多くは、起動時に出力電圧を緩やかに立ち上げるためのソフトスタート機能を備えている。

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

国際公開第２００６／０６８０１２号パンフレット

しかしながら、従来のシステム電源装置では、複数設けられた電源回路の起動シーケンスについて解決すべき課題（異常出力の解消や起動順序の任意設定）があった。また、従来の電源装置では、ソフトスタート機能について解決すべき課題（ソフトスタート時間の短縮）があった。

本発明は、起動シーケンスやソフトスタート機能に関する課題を解決することのできる電源装置、並びに、これを搭載した車載機器及び車両を提供することを目的とする。

本明細書中で開示された電源装置は、入力電圧から第１出力電圧を生成する第１電源回路と、前記第１出力電圧から第２出力電圧を生成する第２電源回路とを有し、前記第２電源回路は、前記第１出力電圧が第１閾値電圧を上回っているか否かを監視すると共に、前記第１電源回路で前記第１出力電圧の生成動作が開始されているか否かを監視し、前記第１出力電圧が前記第１閾値電圧を上回っていても前記第１電源回路で前記第１出力電圧の生成動作が開始されるまでは前記第２出力電圧の生成動作を開始せずに待機する構成（第１−１の構成）とされている。

なお、上記第１−１の構成から成る電源装置において、前記第１電源回路は、スイッチ素子を駆動させて前記入力電圧から前記第１出力電圧を生成する出力部を含み、前記第２電源回路は、前記スイッチ素子を駆動させるためのパルス信号を検出するパルス信号検出部を含む構成（第１−２の構成）にするとよい。

また、上記第１−２の構成から成る電源装置において、前記第１電源回路は、前記第１出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、起動後緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、鋸波形状または三角波形状のスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、前記誤差電圧と前記スロープ電圧との比較結果に応じて前記パルス信号を生成するパルス信号生成部と、を含む構成（第１−３の構成）にするとよい。

また、上記第１−１〜１−３いずれかの構成から成る電源装置は、前記第１出力電圧から第３出力電圧を生成する第３電源回路をさらに有する構成（第１−４の構成）にするとよい。

また、上記第１−４の構成から成る電源装置において、前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、レギュレータ部と、前記レギュレータ部の起動許可信号が入力される第１端子と、前記レギュレータ部の起動完了信号を他方の電源回路の起動許可信号として出力する際に用いられる第２端子と、を含む構成（第１−５の構成）にするとよい。

また、上記第１−５の構成から成る電源装置において、前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、前記第１端子をプルアップする電流源と、前記第２端子と接地端との間を導通／遮断するオープンドレイントランジスタとを含む構成（第１−６の構成）にするとよい。

また、上記第１−６の構成から成る電源装置において、前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、前記第１端子と接地端との間を導通／遮断する放電トランジスタを含む構成（第１−７の構成）にするとよい。

また、上記第１−５〜１−７いずれかの構成から成る電源装置において、前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、前記レギュレータ部の出力動作が正常であるか否かを伝えるパワーグッド信号を前記電源装置の外部に出力する第３端子を含む構成（第１−８の構成）にするとよい。

また、本明細書中で開示された車載機器は、上記第１−１〜第１−８いずれかの構成から成る電源装置と、前記電源装置から出力電圧の供給を受けて動作するマイコンと、を有する構成（第１−９の構成）とされている。

また、本明細書中で開示された車両は、上記第１−９の構成から成る車載機器と、前記車載機器に電力を供給するバッテリとを有する構成（第１−１０の構成）とされている。

また、本明細書中で開示された電源装置は、入力電圧から出力電圧を生成して発光ダイオードに供給する電源回路と、前記発光ダイオードの駆動電流をオン／オフする点消灯回路と、を有し、前記点消灯回路は、前記出力電圧が所定の閾値電圧を上回っているか否かを監視すると共に、前記電源回路で前記出力電圧の生成動作が開始されているか否かを監視し、前記出力電圧が前記閾値電圧を上回っていても前記電源回路で前記出力電圧の生成動作が開始されるまでは前記駆動電流をオンさせずに待機する構成（第１−１１の構成）とされている。

なお、上記第１−１１の構成から成る電源装置において、前記電源回路は、スイッチ素子を駆動させて前記入力電圧から前記出力電圧を生成する出力部を含み、前記点消灯回路は、前記スイッチ素子を駆動させるためのパルス信号を検出するパルス信号検出部を含む構成（第１−１２の構成）にするとよい。

また、上記第１−１２の構成から成る電源装置において、前記電源回路は、前記出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、起動後緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、鋸波形状または三角波形状のスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、前記誤差電圧と前記スロープ電圧との比較結果に応じて前記パルス信号を生成するパルス信号生成部と、を含む構成（第１−１３の構成）にするとよい。

また、本明細書中において開示された電源装置は、スイッチ素子を駆動させて入力電圧から出力電圧を生成する出力部と、前記出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、起動後緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、鋸波形または三角波形のスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、前記誤差電圧と前記スロープ電圧との比較結果に応じて前記スイッチ素子を駆動させるためのパルス信号を生成するパルス信号生成部と、を有し、前記ソフトスタート電圧生成部は、前記パルス信号を検出するパルス信号検出部を含んでおり、前記パルス信号の検出前は第１の傾きで前記ソフトスタート電圧を上昇させ、前記パルス信号の検出後は前記第１の傾きよりも緩やかな第２の傾きで前記ソフトスタート電圧を上昇させる構成（第２−１の構成）とされている。

なお、上記第２−１の構成から成る電源装置において、前記エラーアンプは、前記ソフトスタート電圧と前記帰還電圧との差分が所定の入力オフセット値を上回るまで前記誤差電圧を下限値に維持する構成（第２−２の構成）にするとよい。

また、上記第２−２の構成から成る電源装置において、前記スロープ電圧の下限値は、前記誤差電圧の下限値よりも高い構成（第２−３の構成）にするとよい。

また、上記第２−３の構成から成る電源装置において、前記ソフトスタート電圧生成部は、その充電電圧が前記ソフトスタート電圧として出力されるキャパシタと、前記キャパシタの充電電流を生成する充電電流生成部と、前記キャパシタを放電する放電スイッチを含み、前記充電電流生成部は、前記パルス信号の検出前は前記充電電流を通常値よりも増大させ、前記パルス信号の検出後は前記充電電流を通常値に戻す構成（第２−４の構成）にするとよい。

また、上記第２−４の構成から成る電源装置において、前記充電電流生成部は、第１電流を生成する第１電流源と、第２電流を生成する第２電流源と、前記パルス信号検出部の検出結果に応じて前記第２電流を前記第１電流に足し合わせるか否かを切り替えるスイッチと、を含み、前記パルス信号の検出前は前記充電電流として前記第１電流と前記第２電流との合算電流を出力し、前記パルス信号の検出後は前記充電電流として前記第１電流のみを出力する構成（第２−５の構成）にするとよい。

また、本明細書中で開示された車載機器は、上記第２−１〜第２−５いずれかの構成から成る電源装置と、前記電源装置から出力電圧の供給を受けて動作するマイコンと、を有する構成（第２−６の構成）とされている。

また、本明細書中で開示された車両は、上記第２−６の構成から成る車載機器と、前記車載機器に電力を供給するバッテリとを有する構成（第１−１０の構成）とされている。

本発明によれば、起動シーケンスやソフトスタート機能に関する課題を解決することが可能となる。

電源装置１の一構成例を示すブロック図 電源回路１０〜３０の要部構成図 パルス信号Ｓ１０の生成動作を説明するための波形図 ＶＯ２起動動作の第１例（スイッチング待機なし）を示すタイムチャート ＶＯ２起動動作の第２例（スイッチング待機あり）を示すタイムチャート 点消灯回路４０への一適用例を示す要部構成図 ＩＬＥＤ起動動作の第１例（スイッチング待機なし）を示すタイムチャート ＩＬＥＤ起動動作の第２例（スイッチング待機あり）を示すタイムチャート 電源回路２０及び３０の要部構成図 ピン接続状態と起動シーケンスとの関係を示す図 ソフトスタート電圧生成部１３の一構成例を示す回路図 ソフトスタート動作の第１例（ブーストなし）を示すタイムチャート ソフトスタート動作の第２例（ブーストあり）を示すタイムチャート 電源装置を搭載した車載機器の一構成例を示すブロック図 車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図

＜電源装置＞
図１は、電源装置１の一構成例を示すブロック図である。本構成例の電源装置１は、入力電圧ＶＩから出力電圧ＶＯ１を生成する電源回路１０と、出力電圧ＶＯ１から出力電圧ＶＯ２を生成する電源回路２０と、出力電圧ＶＯ１から出力電圧ＶＯ３を生成する電源回路３０と、を有するシステム電源ＩＣ（例えば車載用システム電源ＩＣ）である。

電源回路１０〜３０には、それぞれ、イネーブル端子ＥＮ１〜ＥＮ３、パワーグッド端子ＰＧ１〜ＰＧ３が設けられている。また、電源回路２０及び３０には、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２及びＳＥＱ３が設けられている。これらの外部端子については、後ほど詳細に説明する。また、電源装置１には、サーマルシャットダウン回路などの各種保護回路（不図示）も設けられている。

＜第１実施形態＞
図２は、電源回路１０〜３０の要部構成図である。電源回路１０は、出力部１１と、帰還電圧生成部１２と、ソフトスタート電圧生成部１３と、エラーアンプ１４と、スロープ電圧生成部１５と、コンパレータ１６と、制御部１７と、を含む。

出力部１１は、スイッチ素子を駆動させることにより、入力電圧ＶＩを昇圧または降圧して出力電圧ＶＯ１を生成する回路ブロックであり、Ｐチャネル型ＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタＰ１（降圧用スイッチ素子）と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＮ１（昇圧用スイッチ素子）と、コイルＬ１と、ダイオードＤ１及びＤ２と、キャパシタＣ１と、を含む。なお、入力電圧ＶＩとして車載バッテリの出力電圧（４〜４０Ｖ程度）が直接的に入力される場合には、出力部１１を形成する素子として高耐圧素子を用いる必要がある。

トランジスタＰ１のソースは、入力電圧ＶＩの印加端に接続されている。トランジスタＰ１のドレインは、コイルＬ１の第１端とダイオードＤ１のカソードに接続されている。トランジスタＰ１のゲートは、パルス信号Ｓ１１の印加端に接続されている。ダイオードＤ１のアノードは、接地端に接続されている。コイルＬ１の第２端は、ダイオードＤ２のアノードとトランジスタＮ１のドレインに接続されている。トランジスタＮ１のソースは接地端に接続されている。トランジスタＮ１のゲートは、パルス信号Ｓ１２の印加端に接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、出力電圧ＶＯ１の印加端とキャパシタＣ１の第１端に接続されているキャパシタＣ１の第２端は、接地端に接続されている。

トランジスタＰ１は、パルス信号Ｓ１１がハイレベルのときにオフとなり、パルス信号Ｓ１１がローレベルのときにオンとなる。一方、トランジスタＮ１は、パルス信号Ｓ１２がハイレベルのときにオンとなり、パルス信号Ｓ１２がローレベルのときにオフとなる。

ダイオードＤ１は第１整流素子に相当し、トランジスタＰ１と相補的（排他的）にオン／オフされる第１同期整流トランジスタに置き換えることも可能である。また、ダイオードＤ２は第２整流素子に相当し、トランジスタＮ１と相補的（排他的）にオン／オフされる第２同期整流トランジスタに置き換えることも可能である。なお、本明細書中で用いられている「相補的（排他的）」という文言は、出力トランジスタと同期整流トランジスタのオン／オフ状態が完全に逆転している場合のほか、貫通電流防止の観点から両トランジスタのオン／オフ遷移タイミングに所定の遅延が与えられている場合（両トランジスタの同時オン防止期間が設けられている場合）も含む。

帰還電圧生成部１２は、出力電圧ＶＯ１に応じた帰還電圧Ｖｆｂ（出力電圧ＶＯ１の分圧電圧）を生成する抵抗分割回路であり、出力電圧ＶＯ１の印加端と接地端との間に直列接続された抵抗Ｒ１及びＲ２を含む。帰還電圧Ｖｆｂは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続ノードから出力される。

ソフトスタート電圧生成部１３は、電源回路１０の起動後、緩やかに上昇するソフトスタート電圧Ｖｓｓを生成する。ソフトスタート電圧生成部１３の構成及び動作については後ほど詳細に説明する。

エラーアンプ１４は、２つの非反転入力端（＋）に各々印加される基準電圧Ｖｒｅｆ及びソフトスタート電圧Ｖｓｓのいずれか低い方と、反転入力端（−）に印加される帰還電圧Ｖｆｂとの差分に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。なお、エラーアンプ１４は、電源回路１０の起動直後に設けられたソフトスタート期間（Ｖｓｓ＜Ｖｒｅｆ）において、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分が所定の入力オフセット値Ｖｏｆｓを上回るまで、誤差電圧Ｖｅｒｒを下限値に維持する構成とされている。このような構成とすることにより、電源回路１０の起動直後には、後述するパルス信号Ｓ１０がローレベルに維持されるので、起動時の異常出力（出力電圧ＶＯ１の意図しないインパルス出力など）を防止することが可能となる。

スロープ電圧生成部１５は、鋸波形状または三角波形状のスロープ電圧Ｖｓｌｐを生成する。なお、スロープ電圧Ｖｓｌｐの下限値は、誤差電圧Ｖｅｒｒの下限値よりも高く設定されており、また、スロープ電圧Ｖｓｌｐの上限値は、誤差電圧Ｖｅｒｒの上限値よりも低く設定されている。

コンパレータ１６は、非反転入力端（＋）に印加される誤差電圧Ｖｅｒｒと、反転入力端（−）に印加されるスロープ電圧Ｖｓｌｐとを比較してパルス信号Ｓ１０を生成する。パルス信号Ｓ１０は、誤差電圧Ｖｅｒｒがスロープ電圧Ｖｓｌｐよりも高いときにハイレベルとなり、誤差電圧Ｖｅｒｒがスロープ電圧Ｖｓｌｐよりも低いときにローレベルとなる。従って、パルス信号Ｓ１０のデューティ（一周期中に占めるハイレベル期間の割合）は、誤差電圧Ｖｅｒｒが高いほど大きくなり、逆に、誤差電圧Ｖｅｒｒが低いほど小さくなる（図３を参照）。

制御部１７は、パルス信号Ｓ１０に基づいてトランジスタＰ１及びＮ１をオン／オフさせるためのパルス信号Ｓ１１及びＳ１２を生成する。なお、制御部１７は、入力電圧ＶＩと出力電圧ＶＯ１の高低関係に依らずトランジスタＰ１及びＮ１を同期的にオン／オフさせるようにパルス信号Ｓ１１及びＳ１２を生成する構成としてもよいし、或いは、入力電圧ＶＩが出力電圧ＶＯ１よりも低ければトランジスタＰ１を常時オンとしてトランジスタＮ１のみをオン／オフさせる昇圧モードとなり、逆に、入力電圧ＶＩが出力電圧ＶＯ１よりも低ければトランジスタＮ１を常時オフとしてトランジスタＰ１のみをオン／オフさせる降圧モードとなるように、パルス信号Ｓ１１及びＳ１２を生成する構成としてもよい。また、制御部１７は、シャットダウン信号ＳＤＮに応じて出力電圧ＶＯ１の生成動作を強制的に停止させる機能も備えている。シャットダウン信号ＳＤＮは、電源装置１のシャットダウン時にハイレベルとなり、シャットダウン解除時にローレベルとなる。

なお、本構成例の電源回路１０では、出力部１１を昇降圧型としているが、出力部１１の形式はこれに限らず、昇圧型や降圧型としても構わない。

電源回路２０は、レギュレータ部２１と、コンパレータ２２と、パルス信号検出部２３と、ＡＮＤゲート２４と、を含む。

レギュレータ部２１は、出力電圧ＶＯ１から出力電圧ＶＯ２を生成する回路ブロックであり、ＡＮＤゲート２４からの出力許可信号Ｓ２３に応じて出力電圧ＶＯ２の生成可否が制御される。また、レギュレータ部２１は、シャットダウン信号ＳＤＮに応じて出力電圧ＶＯ２の生成動作を強制的に停止させる機能も備えている。なお、レギュレータ部２１には、入力電圧ＶＩ（４〜４０Ｖ）が直接的に印加されないので、レギュレータ部２１を形成する素子としては、出力電圧ＶＯ１の印加に耐え得る中耐圧素子や低耐圧素子を用いれば足りる。

コンパレータ２２は、非反転入力端（＋）に印加される出力電圧ＶＯ１と、反転入力端（−）に印加される閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較して、減電圧検出信号Ｓ２１を生成する。減電圧検出信号Ｓ２１は、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高いときにハイレベルとなり、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低いときにローレベルとなる。

パルス信号検出部２３は、トランジスタＰ１を駆動させるためのパルス信号Ｓ１１を検出してパルス検出信号Ｓ２２を生成する。パルス検出信号Ｓ２２は、パルス信号Ｓ１１の立下りエッジ（または立上りエッジ）をトリガとしてハイレベルにラッチされる。また、パルス検出信号Ｓ２２はシャットダウン信号ＳＤＮの立上りエッジをトリガとしてローレベルにラッチされる。言い換えると、パルス検出信号Ｓ２２は、電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されたときにハイレベルとなり、電源装置１がシャットダウンされたときにローレベルとなる。なお、本構成例では、パルス信号Ｓ１１が監視対象とされているが、パルス信号Ｓ１０やパルス信号Ｓ１２を監視対象とすることも可能である。パルス信号検出部２３としては、ＳＲフリップフロップなどを用いればよい。

ＡＮＤゲート２４は、減電圧検出信号Ｓ２１とパルス検出信号Ｓ２２との論理積演算を行うことにより出力許可信号Ｓ２３を生成する。出力許可信号Ｓ２３は、減電圧検出信号Ｓ２１とパルス検出信号Ｓ２２の両方がハイレベルであるときにハイレベル（出力許可時の論理レベル）となり、減電圧検出信号Ｓ２１とパルス検出信号Ｓ２３の少なくとも一方がローレベルであるときにローレベル（出力禁止時の論理レベル）となる。

次に、パルス信号検出部２３を設けたことの意義について、図４及び図５を比較参照しながら説明する。

まず、図４を参照しながら、電源回路２０にパルス信号検出部２３が設けられていない場合のＶＯ２起動動作を比較例として説明する。図４は、電源回路２０におけるＶＯ２起動動作の第１例（スイッチング待機なし）を示すタイムチャートであり、上から順番に、シャットダウン信号ＳＤＮ、出力電圧ＶＯ１、出力電圧ＶＯ２、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、パルス信号Ｓ１１、並びに、減電圧検出信号Ｓ２１が描写されている。

電源装置１の温度異常や電源瞬断などが検出され、時刻ｔ１１においてシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルに立ち上げられると、出力電圧ＶＯ１及びＶＯ２の生成動作はいずれも強制的に停止される。このとき、マイコンなどの負荷に供給されている出力電圧ＶＯ２は、電源回路２０から負荷への給電経路が遮断されない限り、比較的速やかに放電される。一方、電源回路２０及び３０のみに供給されている出力電圧ＶＯ１は、電源回路２０及び３０の強制停止によってその放電経路を失うので、シャットダウン前の電圧レベルにほぼ維持された状態となる。従って、電源回路２０の減電圧検出信号Ｓ２１は、電源回路１０が強制的に停止された後もハイレベルに維持されたままとなる。また、時刻ｔ１１において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓは下限値（０Ｖ）にリセットされるが、帰還電圧Ｖｆｂは基準電圧Ｖｒｅｆとほぼ同値に維持された状態となる。

その後、電源装置１の異常が解消し、時刻ｔ１２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、電源回路１０では、出力電圧ＶＯ１の生成再開に向けたソフトスタート動作が開始される。ただし、時刻ｔ１２では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓよりも帰還電圧Ｖｆｂの方が高いので、パルス信号Ｓ１１がハイレベルに維持された状態（出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていない状態）となる。

一方、時刻ｔ１２にてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、電源回路２０は、減電圧検出信号Ｓ２１がハイレベルに維持されていることを受けて、出力電圧ＶＯ２の生成動作を再開する。ただし、先に述べた通り、この時点では、電源回路１０による出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていないので、出力電圧ＶＯ１は急速に低下し、時刻ｔ１３において閾値電圧Ｖｔｈ１を下回る状態となる。その結果、減電圧検出信号Ｓ２１がローレベルに立ち下がるので、電源回路２０では出力電圧ＶＯ２の生成動作が停止され、出力電圧ＶＯ２が再び低下に転じる。なお、電源回路２０の停止により、出力電圧ＶＯ１の放電経路は再び失われるので、出力電圧ＶＯ１は閾値電圧Ｖｔｈ１をやや下回った電圧値に維持された状態となる。

その後、時刻ｔ１４において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓが帰還電圧Ｖｆｂを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されて、出力部１１による出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始される。出力電圧ＶＯ１は、時刻ｔ１４で上昇し始めると、ほぼ同時に閾値電圧Ｖｔｈ１を上回り、さらに時刻ｔ１５において所定の目標値に達する。また、時刻ｔ１４において出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回ると、電源回路２０の減電圧検出信号Ｓ２１がハイレベルに立ち上げられて、出力電圧ＶＯ２の生成動作が再開される。

上記したように、電源回路２０にパルス信号検出部２３が設けられていない場合には、出力電圧ＶＯ２の生成動作に不必要なオン／オフ（時刻ｔ１２−ｔ１３）が生じるので、マイコンなどの動作に支障を来たすおそれがあった。なお、このような問題を解消する手法の一つとしては、出力電圧ＶＯ１の放電用トランジスタを設ける構成が挙げられる。しかしながら、当該構成を採用した場合、出力電圧ＶＯ１の放電時間は、キャパシタＣ１の容量値と放電用トランジスタの放電能力に依存することになるので、出力電圧ＶＯ１を速やかに放電するためには、素子サイズの大きい高耐圧の放電用トランジスタを用いる必要があり、ピン数や実装面積が増大してコストアップを招くという別の問題があった。

次に、図５を参照しながら、電源回路２０にパルス信号検出部２３が設けられている場合のＶＯ２起動動作を説明する。図５は、電源回路２０におけるＶＯ２起動動作の第２例（スイッチング待機あり）を示すタイムチャートであり、上から順に、シャットダウン信号ＳＤＮ、出力電圧ＶＯ１、出力電圧ＶＯ２、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、パルス信号Ｓ１１、減電圧検出信号Ｓ２１、パルス検出信号Ｓ２２、並びに、出力許可信号Ｓ２３が描写されている。

図４と同様、時刻ｔ１１においてシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルに立ち上げられると、出力電圧ＶＯ１及びＶＯ２の生成動作はいずれも強制停止される。このとき、出力電圧ＶＯ２が比較的速やかに放電される一方、出力電圧ＶＯ１がシャットダウン前の電圧レベルにほぼ維持された状態となることについては、先述の通りである。なお、時刻ｔ１１において、減電圧検出信号Ｓ２１はハイレベルに維持されるが、パルス検出信号Ｓ２２はローレベルにリセットされるので、出力許可信号Ｓ２３もローレベルとなる。

その後、時刻ｔ１２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、電源回路１０では、出力電圧ＶＯ１の生成再開に向けたソフトスタート動作が開始される。ただし、時刻ｔ１２では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓよりも帰還電圧Ｖｆｂの方が高いので、パルス信号Ｓ１１がハイレベルに維持された状態（出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていない状態）となる。この点については先述の通りである。

一方、時刻ｔ１２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられたとき、電源回路２０では、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っていることを受けて減電圧検出信号Ｓ２１がハイレベルに維持される一方、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されていないことを受けて、パルス検出信号Ｓ２２がローレベルに維持される。従って、出力許可信号Ｓ２３がローレベルのままとなるので、出力電圧ＶＯ２の生成動作は再開されずに待機される。

その後、時刻ｔ１４’において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓが帰還電圧Ｖｆｂを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されて、出力部１１による出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始される。その結果、出力電圧ＶＯ１は、時刻ｔ１４’から上昇し始めて、時刻ｔ１５で所定の目標値に達する。また、時刻ｔ１４’においてパルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されると、電源回路２０のパルス検出信号Ｓ２２がハイレベルに立ち上げられるので、出力許可信号Ｓ２３もハイレベルに立ち上げられ、出力電圧ＶＯ２の生成動作が再開される。なお、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられてから出力電圧ＶＯ１が所定の目標値に達するまでの所要時間については、電源回路２０にパルス信号検出部２３が設けられているか否かに関係なく一定となる。

上記で説明したように、電源回路２０は、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っているか否かを監視すると共に、電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されているか否かを監視し、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っていても電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されるまでは出力電圧ＶＯ２の生成動作を開始せずに待機する構成とされている。

このような構成とすることによって、出力電圧ＶＯ２の生成動作に不必要なオン／オフ（図４の時刻ｔ１２−ｔ１３を参照）を解消することができるので、システムの安定性や信頼性を向上することが可能となる。また、出力電圧ＶＯ１の放電用トランジスタが不要となるので、ピン数や実装面積を削減してコストダウンを図ることも可能となる。

なお、電源回路３０の構成は、基本的に電源回路２０と同様の構成であり、上記説明中の符号について、「２０」〜「２４」、「ＶＯ２」、及び、「Ｓ２１」〜「Ｓ２３」をそれぞれ「３０」〜「３４」、「ＶＯ３」、及び、「Ｓ３１」〜「Ｓ３３」と読み替えて理解すれば足りる。

＜第１実施形態の変形例＞
図６は、点消灯回路４０への一適用例を示す要部構成図である。本変形例の電源装置１は、入力電圧ＶＩから出力電圧ＶＯ１を生成して発光ダイオードＬＥＤのアノードに供給する電源回路１０と、発光ダイオードＬＥＤのカソードと接地端との間を導通／遮断するスイッチＳＷ（Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ）と、スイッチＳＷを制御して発光ダイオードＬＥＤの駆動電流ＩＬＥＤをオン／オフする点消灯回路４０とを有する。

電源回路１０は、図２と同一である。また、点消灯回路４０に含まれるスイッチ制御部４１、コンパレータ４２、パルス信号検出部４３、及び、ＡＮＤゲート４４のうち、スイッチ制御部４１以外の構成要素については、図２のコンパレータ２２、パルス信号検出部２３、及び、ＡＮＤゲート２４と同一である。

スイッチ制御部４１は、スイッチＳＷの駆動信号を生成する回路ブロックであり、ＡＮＤゲート４４からの出力許可信号Ｓ４３に応じてスイッチＳＷの駆動可否が制御される。また、スイッチ制御部４１は、シャットダウン信号ＳＤＮに応じてスイッチＳＷを強制的にオフさせる機能も備えている。

次に、パルス信号検出部４３を設けたことの意義について、図７及び図８を比較参照しながら説明する。

まず、図７を参照しながら、点消灯回路４０にパルス信号検出部４３が設けられていない場合のＩＬＥＤ起動動作を比較例として説明する。図７は、点消灯回路４０におけるＩＬＥＤ起動動作の第１例（スイッチング待機なし）を示すタイムチャートであり、上から順番に、シャットダウン信号ＳＤＮ、出力電圧ＶＯ１、駆動電流ＩＬＥＤ、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、パルス信号Ｓ１１、並びに、減電圧検出信号Ｓ４１が描写されている。

電源装置１の温度異常や電源瞬断などが検出され、時刻ｔ２１においてシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルに立ち上げられると、出力電圧ＶＯ１の生成動作が強制的に停止されると共に、スイッチＳＷが強制的にオフとされて、駆動電流ＩＬＥＤの供給が停止される。このとき、発光ダイオードＬＥＤのアノードに印加されている出力電圧ＶＯ１は、スイッチＳＷの強制オフによりその放電経路を失うので、シャットダウン前の電圧レベルにほぼ維持された状態となる。従って、点消灯回路４０の減電圧検出信号Ｓ４１は、電源回路１０が強制的に停止された後もハイレベルに維持されたままとなる。また、時刻ｔ２１において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓは下限値（０Ｖ）にリセットされるが、帰還電圧Ｖｆｂは基準電圧Ｖｒｅｆとほぼ同値に維持された状態となる。

その後、電源装置１の異常が解消し、時刻ｔ２２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、電源回路１０では、出力電圧ＶＯ１の生成再開に向けたソフトスタート動作が開始される。ただし、時刻ｔ２２では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓよりも帰還電圧Ｖｆｂの方が高いので、パルス信号Ｓ１１がハイレベルに維持された状態（出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていない状態）となる。

一方、時刻ｔ２２にてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、点消灯回路４０は、減電圧検出信号Ｓ４１がハイレベルに維持されていることを受けて、スイッチＳＷをオンし、発光ダイオードＬＥＤに対する駆動電流ＩＬＥＤの供給を開始させる。ただし、先に述べた通り、この時点では、電源回路１０による出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていないので、出力電圧ＶＯ１は急速に低下し、時刻ｔ２３において閾値電圧Ｖｔｈ１を下回る状態となる。その結果、減電圧検出信号Ｓ４１がローレベルに立ち下がるので、点消灯回路４０ではスイッチＳＷがオフされて、駆動電流ＩＬＥＤの供給が再び停止される。なお、スイッチＳＷがオフされることにより、出力電圧ＶＯ１の放電経路は再び失われるので、出力電圧ＶＯ１は閾値電圧Ｖｔｈ１をやや下回った電圧値に維持された状態となる。

その後、時刻ｔ２４において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓが帰還電圧Ｖｆｂを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されて、出力部１１による出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始される。出力電圧ＶＯ１は、時刻ｔ２４で上昇し始めると、ほぼ同時に閾値電圧Ｖｔｈ１を上回り、さらに時刻ｔ２５において所定の目標値に達する。また、時刻ｔ２４において出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回ると、点消灯回路４０の減電圧検出信号Ｓ４１がハイレベルに立ち上げられて、スイッチＳＷがオンされる。

上記のように、点消灯回路４０にパルス信号検出部４３が設けられていない場合には、駆動電流ＩＬＥＤの供給動作に不必要なオン／オフ（時刻ｔ２２−ｔ２３）が生じてしまうので、発光ダイオードＬＥＤが誤点灯し、チラつきとして視認されるおそれがあった。なお、このような問題を解消する手法の一つとしては、先にも述べたように、出力電圧ＶＯ１の放電用トランジスタを設ける構成が挙げられる。しかしながら、当該構成を採用した場合、出力電圧ＶＯ１の放電時間は、キャパシタＣ１の容量値と放電用トランジスタの放電能力に依存することになるので、出力電圧ＶＯ１を速やかに放電するためには、素子サイズの大きい高耐圧の放電用トランジスタを用いる必要があり、ピン数や実装面積が増大してコストアップを招くという別の問題があった。

次に、図８を参照しながら、点消灯回路４０にパルス信号検出部４３が設けられている場合のＩＬＥＤ起動動作を説明する。図８は、点消灯回路４０におけるＩＬＥＤ起動動作の第２例（スイッチング待機あり）を示すタイムチャートであり、上から順番に、シャットダウン信号ＳＤＮ、出力電圧ＶＯ１、駆動電流ＩＬＥＤ、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、パルス信号Ｓ１１、減電圧検出信号Ｓ４１、パルス検出信号Ｓ４２、並びに、出力許可信号Ｓ４３が描写されている。

図７と同様、時刻ｔ２１においてシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルに立ち上げられると、出力電圧ＶＯ１の生成動作が強制停止されると共に、スイッチＳＷが強制オフされて、発光ダイオードＬＥＤに対する駆動電流ＩＬＥＤの供給が停止される。このとき、出力電圧ＶＯ１がシャットダウン前の電圧レベルにほぼ維持された状態となることについては、先述の通りである。なお、時刻ｔ２１において、減電圧検出信号Ｓ４１はハイレベルに維持されるが、パルス検出信号Ｓ４２はローレベルにリセットされるので、出力許可信号Ｓ４３もローレベルとなる。

その後、時刻ｔ２２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、電源回路１０では、出力電圧ＶＯ１の生成再開に向けたソフトスタート動作が開始される。ただし、時刻ｔ２２では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓよりも帰還電圧Ｖｆｂの方が高いので、パルス信号Ｓ１１がハイレベルに維持された状態（出力電圧ＶＯ１の生成動作が実際には再開されていない状態）となる。この点については先述の通りである。

一方、時刻ｔ２２においてシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられたとき、点消灯回路４０では、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っていることを受けて減電圧検出信号Ｓ４１がハイレベルに維持される一方、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されていないことを受けて、パルス検出信号Ｓ４２がローレベルに維持される。従って、出力許可信号Ｓ４３がローレベルのままとなるので、スイッチＳＷはオフ状態のまま維持される。

その後、時刻ｔ２４’において、電源回路１０のソフトスタート電圧Ｖｓｓが帰還電圧Ｖｆｂを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されて、出力部１１による出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始される。その結果、出力電圧ＶＯ１は、時刻ｔ２４’から上昇し始めて、時刻ｔ２５で所定の目標値に達する。また、時刻ｔ２４’においてパルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されると、点消灯回路４０のパルス検出信号Ｓ４２がハイレベルに立ち上げられるので、出力許可信号Ｓ４３もハイレベルに立ち上げられ、スイッチＳＷがオンされる。その結果、発光ダイオードＬＥＤに駆動電流ＩＬＥＤが供給され、発光ダイオードＬＥＤが点灯される。なお、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられてから出力電圧ＶＯ１が所定の目標値に達するまでの所要時間については、点消灯回路４０にパルス信号検出部４３が設けられているか否かに関係なく一定となる。

上記で説明したように、点消灯回路４０は、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っているか否かを監視すると共に、電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されているか否かを監視し、出力電圧ＶＯ１が閾値電圧Ｖｔｈ１を上回っていても電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されるまでは駆動電流ＩＬＥＤをオンさせずに待機する構成とされている。

このような構成とすることにより、駆動電流ＩＬＥＤの供給動作に不必要なオン／オフ（図７の時刻ｔ２２−ｔ２３を参照）を解消することができるので、発光ダイオードＬＥＤの誤点灯を解消することが可能となる。また、出力電圧ＶＯ１の放電用トランジスタが不要となるので、ピン数や実装面積を削減してコストダウンを図ることも可能となる。

＜第２実施形態＞
図９は、電源回路２０及び３０の要部構成図（特に起動シーケンス順序を任意に設定するための構成部分）である。本構成例の電源回路２０及び３０は、それぞれ、レギュレータ部２１及び３１と、イネーブル端子ＥＮ２及びＥＮ３と、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２及びＳＥＱ３と、電流源２５及び３５と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ２６及び３６と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ２７及び３７と、を含む。

レギュレータ部２１は、出力電圧ＶＯ１から出力電圧ＶＯ２を生成する。

イネーブル端子ＥＮ２は、レギュレータ部２１の起動許可信号が入力される外部端子である。レギュレータ部２１は、イネーブル端子ＥＮ２がハイレベルであるときに起動許可状態となり、イネーブル端子ＥＮ２がローレベルであるときに起動禁止状態となる。

起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２は、レギュレータ部２１の起動完了信号を電源回路３０の起動許可信号として出力する際に用いられる外部端子である。起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２は、レギュレータ部２１の起動が完了するまでローレベルに維持され、レギュレータ部２１の起動が完了した時点でハイレベルにラッチされる。

電流源２５は、電源端からイネーブル端子ＥＮ２に向けて微小電流（１０μＡ程度）を流し込むことにより、イネーブル端子ＥＮ２をプルアップするための能動素子である。

トランジスタ２６は、シャットダウン信号ＳＤＮに応じてイネーブル端子ＥＮ２と接地端との間を導通／遮断する放電トランジスタである。トランジスタ２６は、シャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルであるときにオンとなり、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルであるときにオフとなる。

トランジスタ２７は、レギュレータ部２１の起動完了信号に応じて起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２と接地端との間を導通／遮断するオープンドレイントランジスタである。トランジスタ２７は、レギュレータ部２１の起動が完了するまでオンとなり、レギュレータ部２１の起動が完了したときにオフとなる。

なお、電源回路３０の構成は、基本的に電源回路２０と同様の構成であり、上記説明中の符号について「２０」、「２１」、「２５」〜「２７」、「３０」、「ＶＯ２」、「ＥＮ２」、及び、「ＳＥＱ２」をそれぞれ「３０」、「３１」、「３５」〜「３７」、「２０」、「ＶＯ３」、「ＥＮ３」、及び、「ＳＥＱ３」と読み替えて理解すれば足りる。

図１０は、ピン接続状態と起動シーケンスとの関係を示す図である。本図に示したように、電源回路２０を起動してから電源回路３０を起動する場合には、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２とイネーブル端子ＥＮ３を接続すればよい。このようなピン接続を行うことにより、イネーブル端子ＥＮ２がハイレベルとされたときに出力電圧ＶＯ２が上昇を開始し、出力電圧ＶＯ２が閾値電圧Ｖｔｈ２に達したときに起動シーケンス端子ＳＥＱ２がハイレベルとなり、さらにはイネーブル端子ＥＮ３がハイレベルとなって、出力電圧ＶＯ３が上昇を開始する、という一連の起動シーケンスを実現することが可能となる。

一方、上記とは逆に、電源回路３０を起動してから電源回路２０を起動する場合には、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ３とイネーブル端子ＥＮ２を接続すればよい。このようなピン接続を行うことにより、イネーブル端子ＥＮ３がハイレベルとされたときに出力電圧ＶＯ３が上昇を開始し、出力電圧ＶＯ３が閾値電圧Ｖｔｈ３に達したときに起動シーケンス端子ＳＥＱ３がハイレベルとなり、さらにはイネーブル端子ＥＮ２がハイレベルとなって、出力電圧ＶＯ２が上昇を開始する、という一連の起動シーケンスを実現することが可能となる。

上記したように、第２実施形態では、電源回路２０と電源回路３０との間で、一方から他方に起動完了信号を出力するための専用端子（起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２及びＳＥＱ３）が設けられている。このような構成とすることにより、ユーザは、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２とイネーブル端子ＥＮ３との間、または、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ３とイネーブル端子ＥＮ２との間をショートするだけで、任意の起動シーケンスを実現することが可能となる。従って、起動シーケンスが固定されたカスタムＩＣと比べて、電源装置１の汎用性を高めることが可能となる。また、抵抗やキャパシタなどのディスクリート部品を用いて起動順序に差を付ける構成と比べて、実装面積の縮小やコストダウンを実現することも可能となる。

なお、トランジスタ２７及び３７は、それぞれ、電流源３５及び２５で生成される微小電流を引き抜くだけの電流能力を備えていれば足りるので、不特定のプルアップ抵抗が外付けされる構成と異なり、その素子サイズ（電流能力）を必要最小限に設計することが可能となる。

また、先出の図１で示したように、電源回路２０及び３０には、それぞれ、レギュレータ部２１及び３１の出力動作が正常であるか否かを伝えるパワーグッド信号を電源装置１の外部に出力するためのパワーグッド端子ＰＧ２及びＰＧ３が設けられている。このような構成とすることにより、電源装置１の外部に設けられたマイコンなどを用いて、電源装置１の動作状態を監視することが可能となる。

なお、パワーグッド端子ＰＧ２及びＰＧ３を流用して上記の起動シーケンス設定を行うことも不可能ではないが、イネーブル端子ＥＮ２及びＥＮ３への入力に適切な電圧レベルと、マイコンへの入力に適切な電圧レベルとが一致していない場合も多く、パワーグッド端子ＰＧ２及びＰＧ３を容易に流用することはできなかった。

また、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２及びＳＥＱ３は、パワーグッド端子ＰＧ２及びＰＧ３と異なり、電源装置１の外部に信号を出力するための汎用端子ではないので、ピン配置の制約が少ない。従って、例えば、イネーブル端子ＥＮ２及びＥＮ３と、起動シーケンス設定端子ＳＥＱ２及びＳＥＱ３を隣接して配置するなど、任意のピン配置を行うことが可能である。

＜第３実施形態＞
図１１は、ソフトスタート電圧生成部１３の一構成例を示す回路図である。本構成例のソフトスタート電圧生成部１３は、キャパシタ１３１と、充電電流生成部１３２と、放電スイッチ１３３と、パルス信号検出部１３４と、を含む。

キャパシタ１３１は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓの印加端と接地端との間に接続されており、その一端に現れる充電電圧がソフトスタート電圧Ｖｓｓとして出力される。

充電電流生成部１３２は、キャパシタ１３１の充電電流Ｉｃｈｇを生成する回路ブロックであり、電流源１３２ａ及び１３２ｂと、スイッチ１３２ｃと、を含む。

電流源１３２ａは、キャパシタ１３１の一端に接続されており、電流Ｉａを生成してキャパシタ１３１に供給する。

電流源１３２ｂは、スイッチ１３２ｃを介してキャパシタ１３１の一端に接続されており、電流Ｉｂを生成してキャパシタ１３１に供給する。

スイッチ１３２ｃは、キャパシタ１３１と電流源１３２ｂとの間に接続されており、ブースト信号ＢＳＴがローレベルであるときにオンし、ブースト信号ＢＳＴがハイレベルであるときにオフする。すなわち、スイッチ１３２ｃは、キャパシタ１３１の充電電流Ｉｃｈｇとして、電流Ｉａと電流Ｉｂとを足し合わせた合算電流を出力するか、電流Ｉａのみを出力するかを切り替える。

なお、上記のブースト信号ＢＳＴは、先出のパルス検出信号Ｓ２２及びＳ３２と同様、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始された時点でハイレベルに立ち上がる信号である。従って、上記の充電電流生成部１３１は、パルス信号Ｓ１１の検出前には充電電流Ｉｃｈｇを通常値（＝Ｉａ）よりも増大させた電流値（＝Ｉａ＋Ｉｂ）にブーストする一方、パルス信号Ｓ１１の検出後には充電電流Ｉｃｈｇを通常値（＝Ｉａ）に戻す構成であると言うことができる。

放電スイッチ１３３は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓの印加端と接地端との間に接続されており、シャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルとされたときにオンとなって、キャパシタ１３１に蓄えられた電荷を放電する。

パルス信号検出部１３４は、トランジスタＰ１を駆動させるためのパルス信号Ｓ１１を検出してブースト信号ＢＳＴ（先出のパルス検出信号Ｓ２２及びＳ３２に相当）を生成する。ブースト信号ＢＳＴは、パルス信号Ｓ１１の立下りエッジ（または立上りエッジ）をトリガとしてハイレベルにラッチされる。また、ブースト信号ＢＳＴはシャットダウン信号ＳＤＮの立上りエッジをトリガとしてローレベルにラッチされる。言い換えると、ブースト信号ＢＳＴは、電源回路１０で出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されたときにハイレベルとなり、電源装置１がシャットダウンされたときにローレベルとなる。なお、本構成例では、パルス信号Ｓ１１が監視対象とされているが、パルス信号Ｓ１０やＳ１２を監視対象とすることも可能である。パルス信号検出部１３４としては、ＳＲフリップフロップなどを用いればよい。

次に、ソフトスタート電圧Ｖｓｓのブースト動作を行うことの意義について、図１２及び図１３を比較参照しながら説明する。

まず、図１２を参照しながら、ブーストなし（ソフトスタート電圧生成部１３に電流源１３２ｂ、スイッチ１３２ｃ、及び、パルス信号検出部１３４が設けられていない場合）のソフトスタート動作を比較例として説明する。図１２は、ソフトスタート動作の第１例（ブーストなし）を示すタイムチャートであり、上から順番に、シャットダウン信号ＳＤＮ、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、並びに、パルス信号Ｓ１１が描写されている。

時刻ｔ３１において、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、放電スイッチ１３３がオフされて、電流Ｉｃｈｇ（＝Ｉａ）によるキャパシタ１３１への充電が開始されるので、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが緩やかに上昇し始める。ただし、この時点では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分がエラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを下回っているので、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動は停止されたままとなり、帰還電圧Ｖｆｂは下限値（０Ｖ）に維持されている。

時刻ｔ３２において、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分がエラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されて、帰還電圧Ｖｆｂが徐々に上昇し始める。

その後も、ソフトスタート電圧Ｖｓｓは上昇し続けて、時刻ｔ３３で基準電圧Ｖｒｅｆを上回る。従って、時刻ｔ３３まではソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとが一致するように出力帰還制御が行われ、時刻ｔ３３以降は基準電圧Ｖｒｅｆと帰還電圧Ｖｆｂとが一致するように出力帰還制御が行われる。

このように、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分がエラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを上回るまで、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動を停止しておく構成であれば、起動時の異常出力（出力電圧ＶＯ１の意図しないインパルス出力など）を防止することができる。しかしながら、上記の構成を採用した場合には、ソフトスタート時間が不要に長くなるという問題があった。

なお、充電電流Ｉｃｈｇ（＝Ｉａ）の電流値をより大きく設定すれば、ソフトスタート電圧Ｖｓｓをより速く立ち上げてソフトスタート時間を短縮し得るが、充電電流Ｉｃｈｇの電流値を大きく設定し過ぎると、ラッシュ電流や出力オーバーシュートの抑制効果を損うおそれがあった。

また、エラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓをより小さく設定すれば、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動をより早いタイミングで開始してソフトスタート時間を短縮し得るが、入力オフセット値Ｖｏｆｓを小さく設定し過ぎると、起動時の異常出力防止効果を損なうおそれがあった。また、例えば、電源装置１のシャットダウン時にソフトスタート電圧Ｖｓｓが下限値（０Ｖ）にリセットされていることを確認するためのコンパレータが設けられている場合、当該コンパレータの閾値電圧としては、エラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓよりも低い値に設定する必要がある。そのため、上記の入力オフセット値Ｖｏｆｓを小さく設定し過ぎると、上記コンパレータの閾値電圧を０Ｖ近傍に設定しなければならなくなり、ノイズ耐性が低下するという問題もあった。

次に、図１３を参照しながら、ブーストありのソフトスタート動作を説明する。図１３は、ソフトスタート動作の第２例（ブーストあり）を示すタイムチャートであり、上から順番に、シャットダウン信号ＳＤＮ、ブースト信号ＢＳＴ、電源回路１０の各種電圧（ソフトスタート電圧Ｖｓｓ、基準電圧Ｖｒｅｆ、及び、帰還電圧Ｖｆｂ）、並びに、パルス信号Ｓ１１が描写されている。

時刻ｔ４１において、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに立ち下げられると、放電スイッチ１３３がオフされて、電流Ｉｃｈｇによるキャパシタ１３１への充電が開始される。ただし、この時点では、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分がエラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを下回っているので、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動は停止されたままとなり、帰還電圧Ｖｆｂは下限値（０Ｖ）に維持されている。

また、時刻ｔ４１の時点では、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が停止されているので、ブースト信号ＢＳＴがローレベルに維持されており、スイッチ１３２ｃがオンとなっている。従って、充電電流生成部１３２では、キャパシタ１３１の充電電流Ｉｃｈｇとして、電流Ｉａと電流Ｉｂとを足し合わせた合算電流（＝Ｉａ＋Ｉｂ）が出力されるので、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが第１の傾きで急峻に上昇し始める。

時刻ｔ４２において、ソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとの差分がエラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを上回ると、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されるので、帰還電圧Ｖｆｂが上昇し始める。また、時刻ｔ４２では、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が開始されたことに伴い、ブースト信号ＢＳＴがハイレベルに立ち上げられて、スイッチ１３２ｃがオフとなる。従って、時刻ｔ４２以降、充電電流生成部１３２はキャパシタ１３１の充電電流Ｉｃｈｇとして電流Ｉａのみを出力する状態となる。すなわち、ソフトスタート電圧Ｖｓｓのブースト動作は、パルス信号Ｓ１１のパルス駆動が検出された時点で終了され、時刻ｔ４２以降、ソフトスタート電圧Ｖｓｓは、第１の傾きよりも緩やかな第２の傾きで上昇し続ける状態となる。

その後も、ソフトスタート電圧Ｖｓｓは緩やかに上昇し続けて、時刻ｔ４３で基準電圧Ｖｒｅｆを上回る。従って、時刻ｔ４３まではソフトスタート電圧Ｖｓｓと帰還電圧Ｖｆｂとが一致するように出力帰還制御が行われ、時刻ｔ４３以降は基準電圧Ｖｒｅｆと帰還電圧Ｖｆｂとが一致するように出力帰還制御が行われる。

上記で説明したように、ソフトスタート電圧生成部１３は、パルス信号Ｓ１１の検出前は第１の傾きでソフトスタート電圧Ｖｓｓを上昇させ、パルス信号Ｓ１１の検出後は第１の傾きよりも緩やかな第２の傾きでソフトスタート電圧Ｖｓｓを上昇させる構成とされている。言い換えれば、ソフトスタート電圧生成部１３は、電源回路１０が起動されてから出力部１１による出力電圧ＶＯ１の生成動作が開始されるまで、ソフトスタート電圧Ｖｓｓを通常時よりも急峻に立ち上げる構成とされている。このような構成であれば、ラッシュ電流や出力オーバーシュートの抑制効果を損うことなく、ソフトスタート時間を短縮することが可能となる。

また、上記の構成によれば、エラーアンプ１４の入力オフセット値Ｖｏｆｓを大きく設定しやすくなるので、起動時の異常出力防止効果をより高めることが可能となる。また、例えば、電源装置１のシャットダウン時にソフトスタート電圧Ｖｓｓが下限値（０Ｖ）にリセットされていることを確認するためのコンパレータが設けられている場合には、当該コンパレータの閾値電圧をより高めに設定することができるようになるので、ノイズ耐性を向上させることが可能となる。

＜車載機器＞
図１４は、電源装置を搭載した車載機器の一構成例を示すブロック図である。本構成例の車載機器Ｘ１０は、電源装置１と、マイコン２と、を有する。電源装置１は、図１のシステム電源ＩＣであり、バッテリＸ２０から供給される入力電圧ＶＩを出力電圧ＶＯ２及びＶＯ３に変換してマイコン２に供給する。マイコン２は、電源装置１から出力電圧ＶＯ２及びＶＯ３の供給を受けて動作し、車載機器Ｘ１０の動作を統括的に制御する。また、マイコン２には、電源装置１の起動完了信号ＰＧ１〜ＰＧ３を監視する機能も具備されている。なお、出力電圧ＶＯ２は、マイコン２のＩ／Ｏ［input/output］ブロックに供給され、出力電圧ＶＯ３は、マイコン２のコアブロックに供給される。

＜車両＞
図１５は、車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Ｘは、車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７と、これらの車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７に電力を供給するバッテリ（図１４のバッテリＸ２０を参照）と、を搭載している。

車載機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニットである。

車載機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。

車載機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。

車載機器Ｘ１４は、車両Ｘの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power Steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。

車載機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。

車載機器Ｘ１６は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動シート、及び、エアコンなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｘに組み込まれている電子機器である。

車載機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、及び、ＥＴＣ［Electronic Toll Collection System］など、ユーザの任意で車両Ｘに装着される電子機器である。

なお、上記の車載機器Ｘ１７は、図１４で示した車載機器Ｘ１０の一例であり、先に説明した電源装置１は、車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７のいずれにも組み込むことが可能である。

＜その他の変形例＞
なお、上記実施形態では、車載用システム電源ＩＣに本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他の用途に供される電源装置にも広く適用することが可能である。

また、上記の第１〜第３実施形態については、全ての構成を同時に適用してもよいし、必要な構成だけを独立に適用してもよい。例えば、単一の電源回路を備えた電源装置について、上記の第３実施形態のみを適用することも可能である。

また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、バイポーラトランジスタとＭＯＳ電界効果トランジスタとの相互置換や、各種信号の論理レベル反転は任意である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、例えば、車載用システム電源ＩＣに適用することが可能である。ただし、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他の用途に供される電源装置にも広く適用することが可能である。

１ 電源装置（システム電源ＩＣ）
２ マイコン
１０、２０、３０ 電源回路
４０ 点消灯回路
１１ 出力部
１２ 帰還電圧生成部
１３ ソフトスタート電圧生成部
１３１ キャパシタ
１３２ 充電電流生成部
１３２ａ、１３２ｂ 電流源
１３２ｃ スイッチ
１３３ 放電スイッチ
１３４ パルス信号検出部
１４ エラーアンプ
１５ スロープ電圧生成部
１６ コンパレータ
１７ 制御部
２１、３１ レギュレータ部
４１ スイッチ制御部
２２、３２、４２ コンパレータ
２３、３３、４３ パルス信号検出部
２４、３４、４４ ＡＮＤゲート
２５、３５ 電流源
２６、２７、３６、３７ Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｐ１ Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｎ１ Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｌ１ コイル
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｃ１ キャパシタ
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＳＷ スイッチ（Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ）
Ｘ 車両
Ｘ１０、Ｘ１１〜Ｘ１７ 車載機器
Ｘ２０ バッテリ

Claims (13)

1. 入力電圧に基づき出力キャパシタに電流を供給することにより第１出力電圧を生成すると共に、前記第１出力電圧の生成動作の開始前は前記入力電圧があっても前記出力キャパシタに前記電流を供給せず前記第１出力電圧の前記生成動作の開始によって前記入力電圧に基づき前記出力キャパシタに前記電流を供給する第１電源回路と、
   前記第１出力電圧から第２出力電圧を生成する第２電源回路と、
   を有し、
   前記第２電源回路は、前記第１出力電圧の前記生成動作が開始されていない状態において前記出力キャパシタの前記第１出力電圧が第１閾値電圧を上回っているか否かを監視すると共に、前記第１電源回路で前記第１出力電圧の前記生成動作が開始されているか否かを監視し、前記第１出力電圧の前記生成動作が開始されていない状態において前記出力キャパシタの前記第１出力電圧が前記第１閾値電圧を上回っていても前記第１電源回路で前記第１出力電圧の前記生成動作が開始されるまでは前記第２出力電圧の生成動作を開始せずに待機することを特徴とする電源装置。
2. 前記第１電源回路は、スイッチ素子を駆動させて前記入力電圧から前記第１出力電圧を生成する出力部を含み、前記第２電源回路は、前記スイッチ素子を駆動させるためのパルス信号を検出するパルス信号検出部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第１電源回路は、
   前記第１出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、
   起動後緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、
   所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、
   鋸波形状または三角波形状のスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
   前記誤差電圧と前記スロープ電圧との比較結果に応じて前記パルス信号を生成するパルス信号生成部と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記第１出力電圧から第３出力電圧を生成する第３電源回路をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、
   レギュレータ部と、
   前記レギュレータ部の起動許可信号が入力される第１端子と、
   前記レギュレータ部の起動完了信号を他方の電源回路の起動許可信号として出力する際に用いられる第２端子と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、
   前記第１端子をプルアップする電流源と、
   前記第２端子と接地端との間を導通／遮断するオープンドレイントランジスタと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
7. 前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、前記第１端子と接地端との間を導通／遮断する放電トランジスタを含むことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
8. 前記第２電源回路及び前記第３電源回路は、それぞれ、前記レギュレータ部の出力動作が正常であるか否かを伝えるパワーグッド信号を前記電源装置の外部に出力する第３端子を含むことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の電源装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電源装置と、
   前記電源装置から出力電圧の供給を受けて動作するマイコンと、
   を有することを特徴とする車載機器。
10. 請求項９に記載の車載機器と、
    前記車載機器に電力を供給するバッテリと、
    を有することを特徴とする車両。
11. 入力電圧に基づき出力キャパシタに電流を供給することにより出力電圧を生成すると共に、前記出力電圧の生成動作の開始前は前記入力電圧があっても前記出力キャパシタに前記電流を供給せず前記出力電圧の前記生成動作の開始によって前記入力電圧に基づき前記出力キャパシタに前記電流を供給して前記出力電圧を発光ダイオードに供給する電源回路と、
    前記発光ダイオードの駆動電流をオン／オフする点消灯回路と、
    を有し、
    前記点消灯回路は、前記出力電圧の前記生成動作が開始されていない状態において前記出力キャパシタの前記出力電圧が所定の閾値電圧を上回っているか否かを監視すると共に、前記電源回路で前記出力電圧の前記生成動作が開始されているか否かを監視し、前記出力電圧の前記生成動作が開始されていない状態において前記出力キャパシタの前記出力電圧が前記閾値電圧を上回っていても前記電源回路で前記出力電圧の前記生成動作が開始されるまでは前記駆動電流をオンさせずに待機することを特徴とする電源装置。
12. 前記電源回路は、スイッチ素子を駆動させて前記入力電圧から前記出力電圧を生成する出力部を含み、前記点消灯回路は、前記スイッチ素子を駆動させるためのパルス信号を検出するパルス信号検出部を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。
13. 前記電源回路は、
    前記出力電圧に応じた帰還電圧を生成する帰還電圧生成部と、
    起動後緩やかに上昇するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート電圧生成部と、
    所定の基準電圧及び前記ソフトスタート電圧のいずれか低い方と前記帰還電圧との差分に応じた誤差電圧を生成するエラーアンプと、
    鋸波形または三角波形のスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
    前記誤差電圧と前記スロープ電圧との比較結果に応じて前記パルス信号を生成するパルス信号生成部と、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。

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