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JP5169415B2 - 電源装置および電源装置の出力電圧変更方法 - Google Patents

電源装置および電源装置の出力電圧変更方法 Download PDF

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Description

この発明は、複数の電源を必要とする電子装置に用いる電源に関し、特に複数の電源回路の出力電圧変更を同期して行なうようにした電源装置およびその出力電圧変更方法に関する。
近年、環境対策上からも省エネルギー化が求められている。携帯電話やデジタルカメラ等の電池を使用する機器においては、電池寿命を伸ばすという観点からも、機器内で消費する電力の削減の重要度は増している。
また、機器の高機能化も進んでおり、例えば、静止画に代わって動画の録画再生なども頻繁に行われるようになってきた。その結果、機器内で用いられるＣＰＵなども高性能となり、より高速のクロックで動作するようになってきた。ところが、クロックを高速にすると、クロック周波数に比例して消費電流が増加するという問題が発生する。さらに、クロックを高速にするためには、より高い電源電圧を必要とする。その結果、従来に比べ消費電力が大幅に増加してしまう。そこで、通常の動作時には電源電圧を下げ、低速のクロックで動作を行い低消費電力とし、動画処理など高速処理が必要な場合にだけ、電源電圧を高くして高速クロックで動作させることで、機器全体の消費電力の増加を最小限に抑えるようにする技術が開発されている。
また、機器の多機能も進んでおり、しかも機能毎に要求されている電源電圧が異なるため、機器内には出力電圧の異なる複数の電源が存在する。しかも、高速処理を行なう場合は、それら出力電圧の異なる複数の電源の出力電圧を所定の関係を保ったまま上げたり下げたりする必要がでてきた。
複数の電源の出力電圧を制御する技術としては、特許文献１に示すように、主電源の出力電圧を変更した情報を従電源に出力し、従電源は受信した情報に基づいて従電源の出力電圧を設定する方法が開示されている。
また、特許文献２に示すものは、従電源の出力電圧を主電源の出力電圧に比例するように構成しており、主電源の出力電圧が変更されると、それに従って従電源の出力電圧も変更されるようになっている。
特開２００３−３０４６７９号公報 特開昭５８−２２４５６２号公報
しかしながら、従来は、出力電圧の設定だけを行っており、出力電圧が変化している途中に付いては、なんら制御も確認も行なっていなかった。
図５（ａ）は、主電源の出力電圧Ｖomと従電源の出力電圧Ｖo1を上げ下げする場合の電圧変化を示す特性図である。例えば、負荷回路の低速動作時には、主電源の出力電圧Ｖomは０.７Ｖ、従電源の出力電圧Ｖo1は１.１Ｖとしている。高速動作を行なう場合には、主電源の出力電圧Ｖomと従電源の出力電圧Ｖo1を共に１.４Ｖまで上げ、高速動作が済んで再び低速動作時の出力電圧に戻るまでの様子を示している。
出力電圧を上げる場合の条件は、まず、低い方の電圧である主電源の出力電圧Ｖomを上げる。出力電圧Ｖomが従電源の出力電圧Ｖo1とほぼ同電位になったら、従電源の出力電圧Ｖo1を主電源の出力電圧Ｖomとほぼ同じ変化速度で上昇させる。このとき、主電源と従電源の出力電圧の差が所定の電圧、例えば５０ｍＶ以上開かないようにしなければならない。もちろん、目標出力電圧である１.４Ｖに達した場合の両電源の出力電圧差も５０ｍＶ以内にする。
図５（ｂ）は図５（ａ）の丸で囲った部分の拡大図である。一点鎖線で挟まれた範囲が、主電源の出力電圧Ｖomから±５０ｍＶの範囲である。主電源の出力電圧Ｖomが上昇して、従電源の出力電圧Ｖo1との差が±５０ｍＶ以内になると、従電源の出力電圧Ｖo1も上昇を始め、ほぼ主電源の出力電圧Ｖomと同じ変化速度で上昇しているので、目標出力電圧である１.４Ｖに達するまで、主電源の出力電圧Ｖomとの差が±５０ｍＶ以内になっている。
図５(c)は主電源の出力電圧Ｖomの上昇途中で、主電源の負荷電流が増加するなどして、出力電圧Ｖomの上昇速度が落ちた場合を示している。しかし、従電源の出力電圧Ｖo1は同じペースで上昇するため、上昇途中から従電源の出力電圧Ｖo1は主電源の出力電圧Ｖomより５０ｍＶ以上高くなってしまうという問題が発生する。
図示していないが、主電源と従電源が高電圧の１.４Ｖから低電圧の０.７Ｖと１.１Ｖに戻る場合も同様の問題が発生する。
この発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、出力電圧の変化中に負荷変動などの影響で出力電圧の変化スピードが変わった場合でも、主電源と従電源の出力電圧差が所定の電圧以上開かないようにすることができる電源装置、および出力電圧変更方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項１では、出力電圧が変更可能な主電源と、該主電源の出力電圧変更時に、該主電源の出力電圧の変化方向と同一方向に出力電圧を変更する１つ以上の従電源を備えた電源装置において、前記主電源の出力電圧と、前記従電源の出力電圧との電圧差が所定の電圧差以内であるか否かを検出する電圧差検出回路と、電圧変更信号、および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記主電源および前記従電源の出力電圧を制御する電圧制御回路を備え、前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号に応じて前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更を行い、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたことを検出した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項２では、前記電圧差検出回路の出力に基づき出力電圧変更前の前記主電源と前記従電源の出力電圧が異なり、前記主電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧までの電圧と、前記従電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧に重なる部分があることを前記電圧制御回路が検出すると、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内と検出されるまでは、前記主電源もしくは前記従電源のどちらか一方の出力電圧だけを変更し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内になってから、前記主電源もしくは前記従電源の一方もしくは両方の出力電圧が、変更後の目標出力電圧に到達するまでの間に、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたことを検出した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項３では、前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記基準電圧を所定の時間を掛けて徐々に変更することで、前記主電源と前記従電源の出力電圧を変更するようにした。
請求項４では、前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、所定の比率に応じて出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記出力電圧検出回路の前記比率を所定の時間を掛けて徐々に変更することで、前記主電源と前記従電源の出力電圧を変更するようにした。
請求項５では、前記主電源と前記従電源の出力電圧上昇中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、検出した時点での前記出力電圧が高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項６では、前記主電源と前記従電源の出力電圧低下中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、検出した時点での前記出力電圧が低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項７では、前記主電源と前記従電源の出力電圧変更中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、前記主電源と前記従電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を一旦停止し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に戻った場合は、前記基準電圧もしくは前記比率の変更を再開するようにした。
請求項８では、出力電圧が変更可能な主電源と、該主電源の出力電圧変更時に、該主電源の出力電圧の変化方向と同一方向に出力電圧を変更する１つ以上の従電源を備えた電源装置の出力電圧において、前記主電源の出力電圧と、前記従電源の出力電圧との電圧差が所定の電圧差以内であるか否かを判定する電圧差判定手段と、電圧変更信号、および前記電圧差判定手段の出力に応じて、前記主電源および前記従電源の出力電圧を制御する電圧制御手段を備え、前記電圧制御手段は、前記電圧変更信号に応じて前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更を行い、前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたと判定した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項９では、出力電圧変更前の、前記主電源と前記従電源の出力電圧が異なり、前記主電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧までの電圧と、前記従電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧に重なる部分がある場合は、前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差に接近したと判定するまでは、前記主電源もしくは前記従電源のどちらか一方の出力電圧だけを変更し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内になってから、前記主電源もしくは前記従電源の一方もしくは両方の出力電圧が、変更後の目標出力電圧に到達するまでの間に、前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたと判定した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項１０では、前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更は、前記基準電圧を所定の時間を掛けて徐々に変更することで行なうようにした。
請求項１１では、前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、所定の比率に応じて出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更は、前記出力電圧検出回路の前記比率を所定の時間を掛けて徐々に変更することで行なうようにした。
請求項１２では、前記主電源と前記従電源の出力電圧上昇中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、超えた時点での前記出力電圧が高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項１３では、前記主電源と前記従電源の出力電圧低下中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、超えた時点での前記出力電圧が低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうようにした。
請求項１４では、前記主電源と前記従電源の出力電圧変更中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、前記主電源と前記従電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を一旦停止し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に戻った場合は、前記基準電圧もしくは前記比率の変更を再開するようにした。
この発明によれば、主電源の出力電圧と従電源の出力電圧の変更を、変更前の出力電圧から所定の時間を掛けて目標出力電圧まで変更するようにし、変更途中において、両出力電圧の差を検出して、その差が所定を超えた場合は、主電源もしくは従電源の一方もしくは両方の出力電圧の変化速度を制御するようにしたので、出力電圧の変更途中であっても両出力電圧差を所定の電圧差以内に制御することが可能となる。
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
図１は、この発明の第１の実施形態を示す電源装置のブロック図である。電源装置１００は、主電源回路１０、従電源としての従１電源回路２０、電圧制御回路３０、２つのコンパレータ４０とコンパレータ５０で構成されている。
主電源回路１０は、電圧制御回路３０から出力される主電圧設定信号に応じた電圧である出力電圧Ｖomを出力する。
従１電源回路２０は、電圧制御回路３０から出力される従１電圧設定信号に応じた電圧である出力電圧Ｖo1を出力する。
電圧制御回路３０は、機器の動作モードに応じて、図示しないＣＰＵなどの制御回路から出力される電圧変更信号に応じて、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1とを設定する。また、電圧制御回路３０には、コンパレータ４０の出力Ｃo1とコンパレータ５０の出力Ｃo2が入力されており、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1との変更途中の出力電圧情報に応じた制御も行なう。
コンパレータ４０の反転入力には従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1が、非反転入力には主電源回路１０の出力電圧Ｖomが入力され、出力Ｃo1は電圧制御回路３０に入力されている。コンパレータ４０は入力に所定のオフセット電圧ΔＶを備えており、出力電圧ＶomがＶo1より所定のオフセット電圧ΔＶ以上高い場合にハイレベルを出力する。
コンパレータ５０の非反転入力には従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1が、反転入力には主電源回路１０の出力電圧Ｖomが入力され、出力Ｃo2は電圧制御回路３０に入力されている。コンパレータ５０も入力に所定のオフセット電圧ΔＶを備えており、出力電圧ＶomがＶo1より所定のオフセット電圧ΔＶ以上低い場合にハイレベルを出力する。
コンパレータ４０とコンパレータ５０が電圧差検出回路を構成しており、出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上の場合はコンパレータ４０がハイレベルを出力し、出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以下の場合はコンパレータ５０がハイレベルを出力し、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ未満の場合は、コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力は共にローレベルとなる。
図２は、主電源回路１０および従１電源回路２０の電圧設定回路部分を示すブロック図である。符号の／で区切られた左側が主電源回路１０の符号名で、右側が従１電源回路２０の符号名である。電圧設定回路部分はＤＡコンバータ１１／２１、誤差増幅回路１２／２２、抵抗Ｒ１１／Ｒ２１とＲ１２／Ｒ２２で構成されている。
ＤＡコンバータ１１／２１は主／従１電圧設定信号に応じた電圧の基準電圧Ｖrm／Ｖr1を生成する。この基準電圧Ｖrm／Ｖr1は誤差増幅回路１２／２２の非反転入力に接続されている。
抵抗Ｒ１１／Ｒ２１とＲ１２／Ｒ２２は直列接続され主／従１電源回路１０／２０の出力端子と接地端子間に接続され、抵抗Ｒ１１／Ｒ２１とＲ１２／Ｒ２２の接続ノードの電圧Ｖfbm／Ｖfb1は誤差増幅回路１２／２２の反転入力に接続されている。
誤差増幅回路１２／２２の出力は図示しない次段の回路に入力され、出力電圧Ｖom／Ｖo1を制御する。主／従１電源回路１０／２０はシリーズレギュレータでもスイッチングレギュレータのどちらでも構わない。
図３は、主電源回路１０および従１電源回路２０の電圧設定回路部分の別の実施形態を示すブロック図である。図２と異なる部分は、ＤＡコンバータ１１／２１が固定電圧Ｖrm/Ｖr1を出力する基準電圧１１／２１に代わり、抵抗Ｒ１２／Ｒ２２が主／従１電圧設定信号に応じて抵抗値が変わる可変抵抗に代わった点である。
次に、回路の動作を説明する。
図６は、第１の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を上げる場合のものである。なお、各ステップの左側にはステップ番号を付してある。なお、図中の記号は、ＶomSは主電源回路１０の変更前の出力電圧、Ｖomは主電源回路１０の電圧変更中の出力電圧、ＶomEは主電源回路１０の変更後の目標出力電圧、Ｖo1Sは従１電源回路２０の変更前の出力電圧、Ｖo1は従１電源回路２０の電圧変更中の出力電圧、Ｖo1Eは従１電源回路２０の変更後の目標出力電圧、ΔＶはコンパレータ４０とコンパレータ５０が検出する所定の電圧差である。
出力電圧ＶomSとＶo1Sを上げるための電圧変更信号が電圧制御回路３０に入力されると、ステップＳ１で、変更前の主電源回路１０の出力電圧ＶomSと、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sの比較を行なう。出力電圧ＶomSの方がＶo1Sより所定の電圧ΔＶ以上高い場合は、コンパレータ４０の出力がハイレベルとなり、電圧制御回路３０は、スタート時の主電源ＶomSの方が高い場合の処理を行うために、ステップＳ２に進む。
そして、ステップＳ２で、電圧制御回路３０は低い方の従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1を上げるために従１電圧設定信号を出力する。このとき、電圧制御回路３０の処理は、図２で示したＤＡコンバータ２１の出力電圧Ｖr1、もしくは図３で示した可変抵抗Ｒ２２の値を一気に目標出力電圧であるＶo1Eに設定するのではなく、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧Ｖo1Eまで変えるようにして、出力電圧変化速度を制御している。この従１電圧設定信号に従い従1電源回路２０の電圧が上昇する。
続いて、ステップＳ３では、従１電源回路２０の変更中の出力電圧Ｖo1と、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力が共にローレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖo1と出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、主従電源電圧が一致した状態の処理に進むために、ステップＳ４に進む。一方、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ２に戻り、出力電圧Ｖo1を上げるために従１電圧設定信号を出力し、従1電源回路２０の電圧を上昇させ、従１電源回路２０の変更中の出力電圧Ｖo1と、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ４で、主電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖomを上げる。出力電圧Ｖomの変更も、ステップＳ２で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは可変抵抗Ｒ１２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖo1の変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ４により、出力電圧ＶomとＶo1が上昇する。
出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１では、出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、コンパレータ４０の出力がハイレベルとなる。すると、ステップＳ２１に移行し、電圧制御回路３０は主電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ１１、もしくは可変抵抗Ｒ１２の変更を一時中断して出力電圧Ｖomの上昇を停止し、ステップＳ２２に進む。次に、ステップＳ２２で、もし出力電圧Ｖo1の上昇を停止している場合は、出力電圧Ｖo1の上昇を再開する。
ステップＳ２２の後、またはステップＳ１１で出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上でない場合は、ステップＳ１２で、出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、コンパレータ５０の出力がハイレベルとなる。するとステップＳ２３に移行し、電圧制御回路３０は従１電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ２１、もしくは可変抵抗Ｒ２２の変更を一時中断して出力電圧Ｖo1の上昇を停止し、ステップＳ２４に進む。次に、ステップＳ２４で、もし出力電圧Ｖomの上昇を停止している場合は、出力電圧Ｖomの上昇を再開する。
ステップＳ２４の後、またはステップＳ１２で出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ以上でない場合は、ステップＳ１３で、出力電圧Ｖomの目標出力電圧ＶomEと出力電圧Ｖo1の目標出力電圧Ｖo1Eの比較を行い、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより小さい場合は、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では出力電圧Ｖomの電圧設定が目標出力電圧ＶomEの電圧設定になったかどうかをチェックしている。まだ、目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻り、前述の動作を繰り返す。そして、目標出力電圧ＶomEの設定になっている場合は、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５で、出力電圧Ｖomの上昇設定を終了する。
ステップＳ１６では、出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったかどうかをチェックする。出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合には、ステップＳ１７に進み、出力電圧Ｖo1を上昇させ、ステップＳ１６に戻る。そして、ステップＳ１６において、出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったことを判断すると、ステップＳ１８で、出力電圧Ｖo1の上昇設定を終了する。これで、出力電圧ＶomとＶo1はそれぞれの目標出力電圧ＶomEとＶo1Eに設定された。
ステップＳ１３に戻り、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより小さくない場合は、ステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１でも、出力電圧Ｖomの目標出力電圧ＶomEと出力電圧Ｖo1の目標出力電圧Ｖo1Eの比較を行い、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより大きい場合は、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では出力電圧Ｖo1の電圧設定が目標出力電圧Ｖo1Eの電圧設定になったかどうかをチェックしている。まだ、目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻る。一方、目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっている場合は、ステップＳ３３で、出力電圧Ｖo1の上昇設定を終了し、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、出力電圧Ｖomが目標出力電圧ＶomEの設定になったかどうかをチェックする。出力電圧Ｖomの設定が目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合には、ステップＳ３５に進み、出力電圧Ｖomを上昇させ、ステップＳ３４に戻る。そして、ステップＳ３４において、出力電圧Ｖomの設定が目標出力電圧ＶomEの設定になったことを判断すると、ステップＳ３６で、出力電圧Ｖomの上昇設定を終了する。これで、出力電圧ＶomとＶo1はそれぞれの目標出力電圧ＶomEとＶo1Eに設定された。
ステップＳ３１に戻り、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより大きくない場合は、目標出力電圧ＶomEと目標出力電圧Ｖo1Eがほぼ等しい場合なので、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、出力電圧Ｖomが目標出力電圧ＶomEの設定になったかどうかをチェックし、目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合には、ステップＳ４５に進み、出力電圧Ｖomを上昇させ、ステップＳ１１に戻る。
一方、ステップＳ４１で目標出力電圧ＶomEの設定になっている場合は、ステップＳ４２で、出力電圧Ｖomの上昇設定を終了し、ステップＳ４３に進む。
ステップＳ４３では、出力電圧Ｖo1が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったかどうかをチェックし、まだ、目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻る。目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっている場合は、ステップＳ４４で、出力電圧Ｖo1の上昇設定を終了する。
次にステップＳ１に戻り、出力電圧ＶomSの方がＶo1Sより所定の電圧ΔＶ以上高くない場合は、コンパレータ４０の出力がローレベルとなり、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５で、変更前の出力電圧Ｖo1Sの方が変更前の出力電圧ＶomSより所定の電圧ΔＶ以上高い場合は、コンパレータ５０の出力がハイレベルとなり、電圧制御回路３０は、スタート時の従電源Ｖo1Sの方が高い場合の処理を行うために、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６では電圧制御回路３０は低い方の主電源回路１０の出力電圧ＶomSを上げるために主電圧設定信号を出力する。このとき、ステップＳ２の場合と同様、電圧制御回路３０は図２で示したＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは図３で示した可変抵抗Ｒ１２の値を一気に目標出力電圧であるＶomEに設定するのではなく、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧ＶomEまで変えるようにしている。
ステップＳ７では、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力が共にローレベルになると、主従電源電圧が一致した状態の処理に進むために、ステップＳ８に進む。一方、出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差との差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ６に戻り、出力電圧Ｖomを上げるために主電圧設定信号を出力し、主電源回路１０の電圧を上昇させ、従１電源回路２０の変更中の出力電圧Ｖo1と、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ８で、従電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖo1を上げる。出力電圧Ｖo1の変更も、ステップＳ６で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖr1、もしくは可変抵抗Ｒ２２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖomの変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ８により、出力電圧ＶomとＶo1が上昇する。
出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
ステップＳ５に戻り、変更前の出力電圧Ｖo1Sの方が変更前の出力電圧ＶomSより所定の電圧ΔＶ以上高くない場合は、スタート時の出力電圧ＶomSとＶo1Sの差が所定の電圧ΔＶ以内なので、コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力は共にローレベルである。この場合は、スタート時の主電源と従電源との差が所定の電圧差以下の場合の処理を行うために、ステップＳ９に移行し、ステップＳ２とステップＳ６で述べたように、出力電圧Ｖo1とＶomを同じ変化速度で上昇させる。出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
以上のように、出力電圧ＶomとＶo1の上昇途中では、電圧差検出回路を構成しているコンパレータ４０とコンパレータ５０の出力により、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、高い方の出力電圧の上昇を停止して、他方の出力電圧の上昇を待つようにしたので、両出力電圧の差の最大値を所定の電圧ΔＶに保つことができるようになった。
なお、この様子は図５(d)で示している。すなわち、何らかの原因で、出力電圧Ｖomの上昇速度が低下して、出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ(５０ｍＶ)以上になると、出力電圧Ｖo1の上昇を停止し、出力電圧Ｖomが上昇するのを待つようにしている。
また、実際には両出力電圧の許容電圧差より、前記している所定の電圧ΔＶを少し小さい電圧にしておくことで、許容電圧差を満足することができる。
さらに、ステップＳ２１とＳ２３では出力電圧ＶomとＶo1の電圧上昇の設定を停止させているが、場合によっては、停止させずに、上昇の変化速度を遅くするようにしてもよい。
さらに、ステップＳ２２とＳ２４で出力電圧Ｖo1とＶomが停止している場合は上昇を開始させるようにしているが、ここでも、上昇の変化速度を速めになるように設定してもよい。
図７は、第１の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を下げる場合のものである。なお、ステップ番号や、記号は図６と同じにして説明する。
出力電圧ＶomSとＶo1Sを下げるための電圧変更信号が電圧制御回路３０に入力されると、ステップＳ１で、変更前の主電源回路１０の出力電圧ＶomSと、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sの比較を行なう。出力電圧ＶomSの方がＶo1Sより所定の電圧ΔＶ以上高い場合は、コンパレータ４０の出力がハイレベルとなり、スタート時の主電源の方が高い場合の処理を行うためステップS2へ進む。ステップＳ２で、電圧制御回路３０は高い方の主電源回路１０の出力電圧ＶomSを下げるために主電圧設定信号を出力する。このとき、電圧制御回路３０は図２で示したＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは図３で示した可変抵抗Ｒ１２の値を一気に目標出力電圧であるＶomEに設定するのではなく、上げる場合と同様、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧ＶomEまで変えるようにしている。
ステップＳ３では、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。電圧検出回路３０は出力電圧Ｖo1と出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断すると、主従電源電圧が一致した状態の処理に進むために、ステップＳ４に進む。一方、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ２に戻り、出力電圧Ｖomを下げる主電圧設定信号を出力し、主電源回路１０の電圧を下降させ、主電源回路１０の変更中の出力電圧Ｖomと、従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力が共にローレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、ステップＳ４に移行し、従１電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖo1を低下させる。出力電圧Ｖo1の変更も、ステップＳ２で説明したのと同様、ＤＡコンバータ２１の出力電圧Ｖr1、もしくは可変抵抗Ｒ２２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖomの変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ４により、出力電圧ＶomとＶo1が下降する。
出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１では、出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、コンパレータ４０の出力がハイレベルとなる。するとステップＳ２１に移行し、電圧制御回路３０は従１電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ２１、もしくは可変抵抗Ｒ２２の変更を一時中断して出力電圧Ｖo1の低下を停止する。次に、ステップＳ２２で、もし出力電圧Ｖomの低下を停止している場合は、出力電圧Ｖomの低下を再開する。
ステップＳ２２の後、またはステップＳ１１で出力電圧ＶomがＶo1より所定の電圧ΔＶ以上でない場合は、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、コンパレータ５０の出力がハイレベルとなる。するとステップＳ２３に移行し、電圧制御回路３０は主電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ１１、もしくは可変抵抗Ｒ１２の変更を一時中断して出力電圧Ｖomの低下を停止する。次にステップＳ２４で、もし出力電圧Ｖo1の低下を停止している場合は、出力電圧Ｖo1の低下を再開する。
ステップＳ２４の後、またはステップＳ１２で出力電圧Ｖo1がＶomより所定の電圧ΔＶ以上でない場合は、ステップＳ１３で、出力電圧Ｖomの目標出力電圧ＶomEと出力電圧Ｖo1の目標出力電圧Ｖo1Eの比較を行い、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより大きい場合は、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では出力電圧Ｖomの電圧設定が目標出力電圧ＶomEの電圧設定になったかどうかをチェックしている。まだ、目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻る。目標出力電圧ＶomEの設定になっている場合は、ステップＳ１５で、出力電圧Ｖomの低下設定を終了し、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったかどうかをチェックする。出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合には、ステップＳ１７に進み、出力電圧Ｖo1を下げ、ステップＳ１６に戻る。そして、ステップＳ１６において、出力電圧Ｖo1の設定が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったことを判断すると、ステップＳ１８で、出力電圧Ｖo1の上昇設定を終了する。これで、出力電圧ＶomとＶo1はそれぞれの目標出力電圧ＶomEとＶo1Eに設定された。
ステップＳ１３に戻り、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより大きくない場合は、ステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１でも、出力電圧Ｖomの目標出力電圧ＶomEと出力電圧Ｖo1の目標出力電圧Ｖo1Eの比較を行い、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより小さい場合は、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では出力電圧Ｖo1の電圧設定が目標出力電圧Ｖo1Eの電圧設定になったかどうかをチェックしている。まだ、目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻る。目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっている場合は、ステップＳ３３で、出力電圧Ｖo1の低下設定を終了し、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、出力電圧Ｖomが目標出力電圧ＶomEの設定になったかどうかをチェックする。出力電圧Ｖomの設定が目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合には、ステップＳ３５に進み、出力電圧Ｖomを下げ、ステップＳ３４に戻る。そして、ステップＳ３４において、出力電圧Ｖomの設定が目標出力電圧ＶomEの設定になったことを判断すると、ステップＳ３６で、出力電圧Ｖomの低下設定を終了する。これで、出力電圧ＶomとＶo1はそれぞれの目標出力電圧ＶomEとＶo1Eに設定された。
ステップＳ３１に戻り、目標出力電圧ＶomEの方が目標出力電圧Ｖo1Eより大きくない場合は、目標出力電圧ＶomEと目標出力電圧Ｖo1Eがほぼ等しい場合なので、ステップＳ４１に移行する。
ステップＳ４１では、出力電圧Ｖomが目標出力電圧ＶomEの設定になったかどうかをチェックし、目標出力電圧ＶomEの設定になっていない場合には、ステップＳ４５に進み、出力電圧Ｖomを下げ、ステップＳ１１に戻る。
一方、ステップＳ４１で目標出力電圧ＶomEの設定になっている場合は、ステップＳ４２で、出力電圧Ｖomの低下設定を終了し、ステップＳ４３に進む。
ステップＳ４３では、出力電圧Ｖo1が目標出力電圧Ｖo1Eの設定になったかどうかをチェックし、まだ、目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっていない場合は、ステップＳ１１に戻る。目標出力電圧Ｖo1Eの設定になっている場合は、ステップＳ４４で、出力電圧Ｖomの低下設定を終了する。
次にステップＳ１に戻り、出力電圧ＶomSの方がＶo1Sより所定の電圧ΔＶ以上高くない場合は、コンパレータ４０の出力がローレベルとなり、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５で、変更前の出力電圧Ｖo1Sの方が変更前の出力電圧ＶomSより所定の電圧ΔＶ以上高い場合は、コンパレータ５０の出力がハイレベルとなり、スタート時の従１電源の方が高い場合の処理を行うためにステップＳ６に移行する。ステップＳ６では電圧制御回路３０は高い方の従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sを下げるために主電圧設定信号を出力する。このとき、ステップＳ２の場合と同様、電圧制御回路３０は図２で示したＤＡコンバータ２１の出力電圧Ｖr1、もしくは図３で示した可変抵抗Ｒ２２の値を一気に目標出力電圧であるＶo1Eに設定するのではなく、上げる場合と同様、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧Ｖo1Eまで変えるようにしている。
ステップＳ７では、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力が共にローレベルになると、主従電源電圧が一致した状態の処理に進むために、ステップＳ８に進む。
一方、出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差との差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ６に戻り、出力電圧Ｖo1を下げるために従１電圧設定信号を出力し、従１電源回路１０の電圧を下げ、主電源回路１０の変更中の出力電圧Ｖomと、従１電源回路１０の変更前の出力電圧Ｖo1Sとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ８で、主電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖomを低下させる。出力電圧Ｖomの変更も、ステップＳ６で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは可変抵抗Ｒ１２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖo1の変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ８により、出力電圧ＶomとＶo1が下降する。
出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
ステップＳ５に戻り、変更前の出力電圧Ｖo1Sの方が変更前の出力電圧ＶomSより所定の電圧ΔＶ以上高くない場合は、スタート時の出力電圧ＶomSとＶo1Sの差が所定の電圧ΔＶ以内なので、コンパレータ４０とコンパレータ５０の出力は共にローレベルである。この場合は、スタート時、主電源と従電源との差が所定電圧差以下の場合の処理を行うためにステップＳ９に移行し、ステップＳ２とステップＳ６で述べたように、出力電圧Ｖo1とＶomを同じ変化速度で低下させる。出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
以上のように、出力電圧ＶomとＶo1の低下途中では、電圧差検出回路を構成しているコンパレータ４０とコンパレータ５０の出力により、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、低い方の出力電圧の低下を停止して、他方の出力電圧の低下を待つようにしたので、両出力電圧の差の最大値を所定の電圧ΔＶに保つことができるようになる。
なお、実際には両出力電圧の許容電圧差より、前記している所定の電圧ΔＶを少し小さい電圧にしておくことで、許容電圧差を満足することができる。
また、ステップＳ２１とＳ２３では出力電圧Ｖo1とＶomの電圧低下の設定を停止させているが、場合によっては、停止させずに、低下の変化速度を遅くするようにしてもよい。
さらに、ステップＳ２２とＳ２４で出力電圧ＶomとＶo1が停止している場合は低下を開始させるようにしているが、ここでも、低下の変化速度を速めになるように設定してもよい。
図４は、この発明の第２の実施形態を示す電源装置のブロック図である。電源装置１００は主電源回路１０、従１電源回路２０、電圧制御回路３０、ウインドコンパレータ６０で構成されている。ウインドコンパレータ６０以外は図１の構成と同じである。ウインドコンパレータ６０の第１入力Ｉ１には主電源回路１０の出力電圧Ｖomが接続され、第２入力Ｉ２には従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1が接続されている。また出力は電圧制御回路３０に入力されている。
ウインドコンパレータ６０の入力には所定のオフセット電圧ΔＶが設定されており、出力電圧ＶomとＶo1の電圧差が上記オフセット電圧未満の場合は、ハイレベルを出力し、以上の場合はローレベルを出力するように構成されている。
図８は、第２の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を上げる場合のものである。なお、ステップ番号や、記号は図６と同じものを用いて説明する。
出力電圧ＶomSとＶo1Sを上げるための電圧変更信号が電圧制御回路３０に入力されると、ステップＳ１で、変更前の主電源回路１０の出力電圧ＶomSと、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sの比較を行なう。ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであれば、変更前の出力電圧ＶomSとＶo1Sの差は所定の電圧ΔＶ以上である。その場合、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sを調べ、ＶomS＞Ｖo1Sであればスタート時の主電源の方が高い処理を行うためにステップ２に移行する。
ステップＳ２で、電圧制御回路３０は低い方の従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1を上げるために従１電圧設定信号を出力する。従１電圧設定信号は第１の実施形態で何度も述べているように、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧Ｖo1Eまで変えるようにしている。
ステップＳ３では、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1と主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖo1と出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、主従電源電圧が一致した場合の処理を行うためにステップＳ４に進む。
一方、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ２に戻り、出力電圧Ｖo1を上げるために従１電圧設定信号を出力し、従1電源回路２０の電圧を上昇させ、従１電源回路２０の変更中の出力電圧Ｖo1と、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ４で、主電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖomを上昇させる。出力電圧Ｖomの変更速度は出力電圧Ｖo1の変更速度とほぼ等しくなるように制御する。出力電圧Ｖomの変更も、ステップＳ２で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは可変抵抗Ｒ１２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖo1の変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ４により、出力電圧ＶomとＶo1が上昇する。
出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。
ステップＳ１１では、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルとなる。するとステップＳ２１に移行し、電圧制御回路３０は主電圧設定信号と従１電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ１１と２１、もしくは可変抵抗Ｒ１２とＲ２２の変更を一時中断して出力電圧ＶomとＶo1の両方の上昇を停止する。
ステップＳ１１に戻り、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ未満の場合は、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、出力電圧ＶomとＶo1の上昇の設定を停止している場合は、出力電圧ＶomとＶo1の上昇の設定を再開する。ステップ１２とステップ２１の次はステップ１３に移行する。
ステップＳ１３からステップＳ１８までの動作、ステップＳ３１からＳ３６までの動作、およびステップＳ４１からステップＳ４５までの動作は、図６の場合と同様なので、説明の重複を避けるためにここではその説明は省略する。
次に、ステップＳ１に戻る。ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであり、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sを調べ、ＶomS＞Ｖo1Sでなければ、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであり、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sの関係が、ＶomS＜Ｖo1Sであれば、スタート時、従１電源の方が高い場合の処理を行うために、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では電圧制御回路３０は低い方の主電源回路１０の出力電圧ＶomSを上げるために主電圧設定信号を出力する。このときも、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧ＶomEまで変えるようにしている。
ステップＳ７では、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、主従電源電圧が一致した場合の処理を行うためにステップＳ８に進む。
一方、出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差との差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ６に戻り、出力電圧Ｖomを上げるために主電圧設定信号を出力し、主電源回路１０の電圧を上昇させ、従１電源回路２０の変更中の出力電圧Ｖo1と、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ８で、従電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖo1を上げる。出力電圧Ｖo1の変更も、ステップＳ６で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖr1、もしくは可変抵抗Ｒ２２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖomの変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ８により、出力電圧ＶomとＶo1が上昇する。出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。
ステップＳ５に戻り、ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルであれば、スタート時、主電源と従電源との差が所定の電圧差以下の場合の処理を行うために、ステップＳ９に移行し、ステップＳ２とステップＳ６で述べたように、出力電圧Ｖo1とＶomを同じ変化速度で上昇させる。出力電圧ＶomとＶo1を上げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
以上のように、出力電圧ＶomとＶo1の上昇途中では、電圧差検出回路を構成しているウインドコンパレータ６０の出力がローレベルになったことにより、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になったことを電圧制御回路３０が検知し、その場合は、両方の出力電圧を上昇させる設定を一旦停止する。その後、ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルとなって、両出力電圧の差が所定の電圧ΔＶ以内になった事を電圧制御回路３９が検出すると、両出力電圧の上昇設定を再開するようにしたので、両出力電圧の差の最大値を所定の電圧ΔＶに保つことができるようになる。
また、実際には第１の実施形態でも述べたように、両出力電圧の許容電圧差より、前記している所定の電圧ΔＶを少し小さい電圧にしておくことで、許容電圧差を満足することができる。
図９は、第２の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を下げる場合のものである。なお、ステップ番号や、記号は図８と同じである。
出力電圧ＶomSとＶo1Sを下げるための電圧変更信号が電圧制御回路３０に入力されると、ステップＳ１で、変更前の主電源回路１０の出力電圧ＶomSと、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sの比較を行なう。ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであれば、変更前の出力電圧ＶomSとＶo1Sの差は所定の電圧ΔＶ以上である。その場合、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sを調べ、ＶomS＞Ｖo1Sであれば、スタート時の主電源の方が高い場合の処理を行うために、ステップ２に移行する。ステップＳ２で、電圧制御回路３０は高い方の主電源回路１０の出力電圧Ｖomを下げるために主電圧設定信号を出力する。主電圧設定信号は何度も述べているように、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧ＶomEまで変えるようにしている。
ステップＳ３では、主電源回路１０の出力電圧Ｖomと従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、主従電源電圧が一致した場合の処理を行うためにステップＳ４に進む。
一方、ステップＳ３において、主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSとの差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ２に戻り、出力電圧Ｖomを下げる主電圧設定信号を出力し、主電源回路１０の電圧を下降させ、主電源回路１０の変更中の出力電圧Ｖomと、従１電源回路２０の変更前の出力電圧Ｖo1Sとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ４で、従１電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖo1を低下させる。出力電圧Ｖo1の変更も、ステップＳ２で説明したのと同様、ＤＡコンバータ２１の出力電圧Ｖr1、もしくは可変抵抗Ｒ２２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖomの変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ４により、出力電圧ＶomとＶo1が下降する。
出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。
ステップＳ１１では、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になっていないかをチェックする。出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になった場合は、ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルとなる。するとステップＳ２１に移行し、電圧制御回路３０は主電圧設定信号と従１電圧設定信号を制御してＤＡコンバータ１１と２１、もしくは可変抵抗Ｒ１２とＲ２２の変更を一時中断して出力電圧ＶomとＶo1の両方の低下を停止する。
ステップＳ１１に戻り、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ未満の場合は、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、出力電圧ＶomとＶo1の低下の設定を停止している場合は、出力電圧ＶomとＶo1の低下の設定を再開する。ステップ１２とステップ２１の次はステップ１３に移行する。
ステップＳ１３からステップＳ１８までの動作、ステップＳ３１からＳ３６までの動作、およびステップＳ４１からステップＳ４５までの動作は、図７の場合と同様なので、説明の重複を避けるために、ここではその説明は省略する。
次にステップＳ１に戻る。ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであり、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sを調べ、ＶomS＞Ｖo1Sでなければ、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、ウインドコンパレータ６０の出力がローレベルであり、電圧制御回路３０が設定している出力電圧ＶomSとＶo1Sの関係が、ＶomS＜Ｖo1Sであれば、スタート時の従１電源の方が高い場合の処理を行うために、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では電圧制御回路３０は高い方の従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1Sを下げるために従１電圧設定信号を出力する。このときも、所定の時間を掛けて徐々に目標出力電圧Ｖo1Eまで変えるようにしている。
ステップＳ７では、従１電源回路２０の出力電圧Ｖo1と主電源回路１０の変更前の出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったかどうかを判定する。コンパレータ６０の出力がハイレベルになると、電圧検出回路３０は出力電圧Ｖo1と出力電圧ＶomSの差が所定の電圧ΔＶ未満になったと判断し、主従電源電圧が一致した場合の処理を行うためにステップＳ８に進む。
一方、出力電圧Ｖomと出力電圧Ｖo1Sの差との差が、所定の電圧ΔＶ以上の場合には、ステップＳ６に戻り、出力電圧Ｖo1を下げるために従１電圧設定信号を出力し、従１電源回路１０の電圧を下げ、主電源回路１０の変更中の出力電圧Ｖomと、従１電源回路１０の変更前の出力電圧Ｖo1Sとの差が、所定の電圧ΔＶ未満になるまで動作を繰り返す。
ステップＳ８で、主電圧設定信号を更に出力して出力電圧Ｖomを低下させる。出力電圧Ｖomの変更も、ステップＳ６で説明したのと同様、ＤＡコンバータ１１の出力電圧Ｖrm、もしくは可変抵抗Ｒ１２の値を徐々に変更する。なお、変更速度は出力電圧Ｖo1の変更速度とほぼ等しくなるように制御する。このステップＳ８により、出力電圧ＶomとＶo1が下降する。
出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。
ステップＳ５に戻り、ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルであれば、スタート時、主電源と従電源との差が所定電圧差以下の場合の処理を行うために、ステップＳ９に移行し、ステップＳ２とステップＳ６で述べたように、出力電圧Ｖo1とＶomを同じ変化速度で低下させる。出力電圧ＶomとＶo1を下げている間は、ステップＳ１１からＳ１４に示すチェックを行なう。ステップＳ１１以下は既に述べたとおりである。
以上のように、出力電圧ＶomとＶo1の低下途中では、電圧差検出回路を構成しているウインドコンパレータ６０の出力がローレベルになったことにより、出力電圧ＶomとＶo1の差が所定の電圧ΔＶ以上になったことを電圧制御回路３０が検知し、その場合は、両方の出力電圧を低下させる設定を一旦停止する。その後、ウインドコンパレータ６０の出力がハイレベルとなって、両出力電圧の差が所定の電圧ΔＶ以内になった事を電圧制御回路３９が検出すると、両出力電圧の低下設定を再開するようにしたので、両出力電圧の差の最大値を所定の電圧ΔＶに保つことができるようになった。
また、実際には第１の実施形態でも述べたように、両出力電圧の許容電圧差より、前記している所定の電圧ΔＶを少し小さい電圧にしておくことで、許容電圧差を満足することができる。
上記した実施形態では、従電源回路が一つの場合に付いて説明したが、従電源回路が複数あった場合も全ての従電源回路の出力電圧と主電源回路の出力電圧の電圧差を検出するコンパレータまたはウインドコンパレータを必要な数だけ設け、その出力を電圧差検出回路で処理することで、同様の動作が可能である。
また、ウインドコンパレータの検出電圧はフローチャートのステップに応じて異なる値をとっても良い。
また、出力電圧の設定に付いては、本実施形態ではデジタル制御で基準電圧、または可変抵抗の値を変更することで行なっていたが、アナログ制御で基準電圧の変更を行なうことも可能である。
今回開示された実施の形態はすべ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る。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明の第１の実施形態を示す電源装置のブロック図である。 主電源回路１０および従１電源回路２０の電圧設定回路部分を示すブロック図である。 電源回路１０および従１電源回路２０の電圧設定回路部分の別の実施形態を示すブロック図である。 この発明の第２の実施形態を示す電源装置のブロック図である。 主電源の出力電圧Ｖomと従電源の出力電圧Ｖo1を上げ下げする場合の電圧変化を示す特性図である。 第１の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を上げる場合のものである。 第１の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を下げる場合のものである。 第２の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を上げる場合のものである。 第２の実施形態の電源装置の動作を説明するためのフローチャートで、出力電圧を下げる場合のものである。
符号の説明
１０ 主電源回路、２０ 従１電源回路、３０ 電圧制御回路、
４０,５０ コンパレータ、６０ ウインドコンパレータ。

Claims (14)

  1. 出力電圧が変更可能な主電源と、該主電源の出力電圧変更時に、該主電源の出力電圧の変化方向と同一方向に出力電圧を変更する１つ以上の従電源を備えた電源装置において、
    前記主電源の出力電圧と、前記従電源の出力電圧との電圧差が所定の電圧差以内であるか否かを検出する電圧差検出回路と、電圧変更信号、および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記主電源および前記従電源の出力電圧を制御する電圧制御回路を備え、
    前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号に応じて前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更を行い、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたことを検出した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする電源装置。
  2. 前記電圧差検出回路の出力に基づき出力電圧変更前の前記主電源と前記従電源の出力電圧が異なり、前記主電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧までの電圧と、前記従電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧に重なる部分があることを前記電圧制御回路が検出すると、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内と検出されるまでは、前記主電源もしくは前記従電源のどちらか一方の出力電圧だけを変更し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内になってから、前記主電源もしくは前記従電源の一方もしくは両方の出力電圧が、変更後の目標出力電圧に到達するまでの間に、前記電圧差検出回路によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたことを検出した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
  3. 前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、
    前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記基準電圧を所定の時間を掛けて徐々に変更することで、前記主電源と前記従電源の出力電圧を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
  4. 前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、所定の比率に応じて出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、
    前記電圧制御回路は、前記電圧変更信号および前記電圧差検出回路の出力に応じて、前記出力電圧検出回路の前記比率を所定の時間を掛けて徐々に変更することで、前記主電源と前記従電源の出力電圧を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
  5. 前記主電源と前記従電源の出力電圧上昇中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、検出した時点での前記出力電圧が高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、
    低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電源装置。
  6. 前記主電源と前記従電源の出力電圧低下中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、検出した時点での前記出力電圧が低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電源装置。
  7. 前記主電源と前記従電源の出力電圧変更中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えたことを前記電圧差検出回路が検出した場合は、前記電圧制御回路は、前記主電源と前記従電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を一旦停止し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に戻った場合は、前記基準電圧もしくは前記比率の変更を再開することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電源装置。
  8. 出力電圧が変更可能な主電源と、該主電源の出力電圧変更時に、該主電源の出力電圧の変化方向と同一方向に出力電圧を変更する１つ以上の従電源を備えた電源装置の出力電圧を変更する出力電圧変更方法において、
    前記主電源の出力電圧と、前記従電源の出力電圧との電圧差が所定の電圧差以内であるか否かを判定する電圧差判定手段と、
    電圧変更信号、および前記電圧差判定手段の出力に応じて、前記主電源および前記従電源の出力電圧を制御する電圧制御手段を備え、
    前記電圧制御手段は、前記電圧変更信号に応じて前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更を行い、
    前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたと判定した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする電源装置の出力電圧変更方法。
  9. 出力電圧変更前の、前記主電源と前記従電源の出力電圧が異なり、前記主電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧までの電圧と、前記従電源の変更前の出力電圧から変更後の出力電圧に重なる部分がある場合は、前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差に接近したと判定するまでは、前記主電源もしくは前記従電源のどちらか一方の出力電圧だけを変更し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内になってから、前記主電源もしくは前記従電源の一方もしくは両方の出力電圧が、変更後の目標出力電圧に到達するまでの間に、前記電圧差判定手段によって、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を越えたと判定した場合は、前記主電源および前記従電源の出力電圧変化速度を制御し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項８に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
  10. 前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更は、前記基準電圧を所定の時間を掛けて徐々に変更することで行なうことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
  11. 前記主電源と前記従電源はそれぞれ基準電圧と、所定の比率に応じて出力電圧に比例した電圧を出力する出力電圧検出回路と、前記基準電圧と前記出力電圧検出回路からの出力電圧の差を増幅する誤差増幅回路を備え、前記主電源と前記従電源の出力電圧の変更は、前記出力電圧検出回路の前記比率を所定の時間を掛けて徐々に変更することで行なうことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
  12. 前記主電源と前記従電源の出力電圧上昇中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、超えた時点での前記出力電圧が高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
  13. 前記主電源と前記従電源の出力電圧低下中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、超えた時点での前記出力電圧が低い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を停止もしくは変化速度を遅くするか、高い方の電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更の変化速度を速くするようにして、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に収まるように制御を行なうことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
  14. 前記主電源と前記従電源の出力電圧変更中に、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差を超えた場合は、前記主電源と前記従電源の前記基準電圧もしくは前記比率の変更を一旦停止し、前記主電源と前記従電源の出力電圧差が前記所定の電圧差以内に戻った場合は、前記基準電圧もしくは前記比率の変更を再開するようことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電源装置の出力電圧変更方法。
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