开关电源装置的制作方法

[0001]
本发明涉及具有对直流电压进行降压或升压的dc-dc转换器的开关电源装置。


背景技术：

[0002]
例如，在电动汽车或混合动力汽车中，搭载有用于对行驶用马达进行驱动的高电压电池，并且搭载有用于对该电池的电压进行降压并提供给各部分的电源装置。作为该电源装置，通常使用具有dc-dc转换器的开关电源装置，该dc-dc转换器对直流电压进行开关而将其转换为交流电压，再对该交流电压进行整流而将其转换为规定的电压值的直流电压。
[0003]
在这样的开关电源装置中，具有以下功能：在发生了由过电流或过电压而引起的异常的情况下，检测该情况并保护电路。例如，在专利文献1的开关电源装置中，设置有输入电流检测电路、输入电压检测电路以及输出电压检测电路。并且，根据由这些各检测电路检测到的输入电流、输入电压以及输出电压的值来估算输出电流的值，除了输出电压以外也考虑了输出电流，在此基础上判断是否产生了故障。
[0004]
另外，在专利文献2的开关电源装置中，设置有包含电流检测电路和第1开闭元件的过电流保护电路、以及包含电压检测电路和第2开闭元件的过电压保护电路。当在开关元件中流动的电流过大时，第1开闭元件接通，过电流保护电路强制地将开关元件断开而使初级直流电源电路停止，由此保护开关元件免受过电流的影响。另外，当次级直流电源电压成为设定电压值以上时，第2开闭元件接通，过电压保护电路强制地将开关元件断开而使一次直流电源电路停止，由此保护开关元件免受过电压的影响。
[0005]
专利文献1：日本特开2007-97368号公报
[0006]
专利文献2：日本特开平7-213051号公报
[0007]
在开关电源装置所发生的异常中，除了由短路引起的电流异常(过电流)和因电路断线/故障等引起的电压异常(输出电压下降)之外，也存在开关元件异常发热而成为高温的过热异常。为了检测这样的各种异常并进行与各个异常对应的保护，以往，根据异常的种类而设置电流检测电路、电压检测电路以及过热检测电路，将从各检测电路输出的检测信号发送给控制部，控制部判别有无异常和异常的种类，执行用于进行与各个异常对应的保护的控制。但是，由此，需要异常种类的数量的检测电路，因此存在电路结构变得复杂的问题。


技术实现要素：

[0008]
本发明的课题在于，提供电路结构简单并且能够准确地进行针对异常的保护的开关电源装置。
[0009]
本发明的开关电源装置具有：转换器，其对输入的直流电压进行开关而转换为规定的电压值的直流电压；以及控制部，其对该转换器的动作进行控制。转换器包含：开关电路，其对直流电压进行开关；驱动电路，其对该开关电路进行驱动；整流电路，其对被开关而
转换为交流的电压进行整流；以及绝缘变压器，其设置在开关电路与整流电路之间。绝缘变压器的次级绕组由主绕组和辅助绕组构成，整流电路由第1整流电路和第2整流电路构成，该第1整流电路设置在主绕组与转换器的输出端子之间，该第2整流电路与辅助绕组连接。另外，设置有以下电路：第1电压检测电路，其检测第1整流电路的输出电压；第2电压检测电路，其检测第2整流电路的输出电压；过热检测电路，其检测开关元件的过热状态；以及反馈电路，其对驱动电路进行反馈控制，以使转换器的输出电压成为目标值。过热检测电路在开关元件的温度超过了阈值的情况下，输出用于使开关电路停止开关动作而进行过热保护的停止信号。控制部根据由第1电压检测电路检测到的电压的变化与由第2电压检测电路检测到的电压的变化的比较结果，判定转换器的输出发生短路的情况或者转换器的输出成为低电压的情况，并根据该判定结果而执行用于输出短路保护或者输出低电压保护的控制。
[0010]
这样，在开关元件成为了过热状态的情况下，能够通过从过热检测电路输出的停止信号，不经由控制部地使开关电路停止开关动作，从而进行过热保护。另外，控制部通过对第1电压检测电路和第2电压检测电路的各检测电压的变化进行比较，能够判定转换器的输出发生短路或者电压下降的情况。因此，在过热检测电路与控制部之间不需要接口电路等，另外，也不需要用于短路检测的过电流检测电路，简化了电路结构。而且，虽说是简单的电路结构，但能够准确地进行与异常的种类对应的保护。
[0011]
在本发明中，控制部例如执行以下处理。
[0012]
a.当在第1电压检测电路检测到的电压比正常时的电压低并且第2电压检测电路检测到的电压比正常时的电压低的状态持续了一定时间之后并且经过规定的第1时间之前，各检测电压上升的情况下，判定为由过热检测电路进行了过热保护。
[0013]
b.在第1电压检测电路检测到的电压比正常时的电压低并且第2电压检测电路检测到的电压比正常时的电压高的状态持续了规定的第2时间的情况下，判定为转换器的输出发生了短路，并执行用于输出短路保护的控制。
[0014]
c.在第1电压检测电路检测到的电压比正常时的电压低并且第2电压检测电路检测到的电压比正常时的电压低的状态持续了比第1时间长的第3时间的情况下，判定为转换器的输出成为了低电压，并执行用于输出低电压保护的控制。
[0015]
在本发明中，也可以是，控制部仅具有上述a～c中的a和b、a和c、或者b和c的功能。
[0016]
在本发明中，也可以是，控制部在许可开关电路进行开关动作的情况下，输出许可信号，在判定为转换器的输出发生了短路的情况下，停止许可信号或者输出与许可信号不同的禁止信号，由此使开关电路停止开关动作而进行输出短路保护。
[0017]
在本发明中，也可以是，控制部在转换器的输出发生了短路的次数达到了规定的次数的情况下，停止许可信号或者输出禁止信号。
[0018]
在本发明中，也可以是，控制部输出故障检测信号而作为用于输出低电压保护的控制。
[0019]
根据本发明的开关电源装置，具有电路结构简单并且能够准确地进行针对异常的保护的效果。
附图说明
[0020]
图1是示出了本发明的开关电源装置的一例的框图。
[0021]
图2是图1的主要部分的电路图。
[0022]
图3是示出了开关电源装置在过热保护时的动作的流程图。
[0023]
图4是示出了各绕组电压在过热保护时的变化的时序图。
[0024]
图5是示出了开关电源装置在输出短路保护时的动作的流程图。
[0025]
图6是示出了各绕组电压在输出短路保护时的变化的时序图。
[0026]
图7是示出了开关电源装置在输出低电压保护时的动作的流程图。
[0027]
图8是示出了各绕组电压在输出低电压保护时的变化的时序图。
[0028]
图9是示出了开关电源装置中的电路状态、保护功能以及绕组电压之间的关系的表。
[0029]
图10是比较例的开关电源装置的主要部分的电路图。
[0030]
标号说明
[0031]
9：控制部；20：开关电路；21：绝缘变压器；22：第1整流电路；23：第2整流电路；24：第1电压检测电路；25：第2电压检测电路；27：pwm电路(驱动电路)；28：反馈电路；29：过热检测电路；100：开关电源装置；101：第1转换器；102：第2转换器；k：测温元件；la：初级绕组；lb：次级绕组(主绕组)；lc：次级绕组(辅助绕组)；t5、t6：输出端子；q3：开关元件；s2：许可信号；s4：停止信号；va：主绕组电压；vb：辅助绕组电压；x：第1时间；y：第2时间；z：第3时间。
具体实施方式
[0032]
参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下，以搭载于四轮汽车等车辆的开关电源装置来举例。
[0033]
在图1中，开关电源装置100具有输入端子t1、t2、输出端子t3、t4、输出端子t5、t6、第1转换器101以及第2转换器102。
[0034]
第1转换器101是主侧的dc-dc转换器，将输入到输入端子t1、t2的直流电压vi转换为规定的电压值的直流电压v1，并输出给输出端子t3、t4。第2转换器102是副侧的dc-dc转换器，将输入到输入端子t1、t2的直流电压vi转换为电压值与上述的规定的电压值不同的直流电压v2，并输出给输出端子t5、t6。
[0035]
作为一例，输入端子t1、t2的输入电压vi是200v，输出端子t3、t4的输出电压v1是12v，输出端子t5、t6的输出电压v2是10v。即，在本例的情况下，第1转换器101和第2转换器102都是将高电压转换为低电压的降压型的dc-dc转换器。
[0036]
输入端子t1与提供直流电压vi的电池(省略图示)的正极连接，输入端子t2与该电池的负极连接。输出端子t3、t4与以输出电压v1作为电源而进行动作的负载和由输出电压v1进行充电的电池等(省略图示)连接。输出端子t5、t6与以输出电压v2作为电源而进行动作的控制电路等(省略图示)连接。端子t1～t6中的输出端子t4和输出端子t6在开关电源装置100的外部电连接，接地到公共的接地端(省略图示)。
[0037]
开关电源装置100还具有电压检测电路6、电源电路7、备用控制电路8、控制部9以及二极管d1、d2。
[0038]
电压检测电路6设置在输出端子t3与控制部9之间，检测第1转换器101的输出电压v1。电源电路7设置在备用控制电路8与控制部9之间，正常时基于输出电压v1而向控制部9提供电源电压。备用控制电路8设置在输出端子t5与电源电路7之间，在第1转换器101的输
出电压v1由于断线或故障而消失或者下降至不到规定的值的情况下，将第2转换器102的输出电压v2作为备用电源而提供给电源电路7。
[0039]
二极管d1设置在输出端子t3与电源电路7之间，形成用于将第1转换器101的输出电压v1提供给电源电路7的供给路。二极管d2设置在备用控制电路8与电源电路7之间，形成用于将来自备用控制电路8的备用电源(输出电压v2)提供给电源电路7的供给路。
[0040]
控制部9由微型计算机构成，对第1转换器101、第2转换器102以及备用控制电路8的各动作进行控制。从车载ecu(电子控制单元)等外部装置向控制部9输入外部信号s1。该外部信号s1是请求第2转换器102进行动作的信号。另外，控制部9接受外部信号s1而将许可信号s2输出给第2转换器102。该许可信号s2是许可第2转换器102进行开关动作的信号。此外，在由电压检测电路6检测到输出电压v1变得不到规定的值的情况下，控制部9将备用指令信号s3输出给备用控制电路8。该备用指令信号s3是用于使备用控制电路8所具有的开关元件(省略图示)接通的信号。
[0041]
第1转换器101具有输入滤波器1、开关电路2、绝缘变压器3、整流电路4以及平滑电路5。由于这些各部分的结构是公知的，并且第1转换器101本身与本发明没有直接关系，因此省略对第1转换器101的详细说明。另外，本例的第1转换器101是输入侧和输出侧借助绝缘变压器3而绝缘的绝缘型dc-dc转换器。
[0042]
第2转换器102具有开关电路20、绝缘变压器21、第1整流电路22、第2整流电路23、绝缘电路26、pwm(pulse width modulation：脉宽调制)电路27、反馈电路28以及过热检测电路29。如上所述，第2转换器102具有对输入到输入端子t1、t2的直流电压vi进行降压并输出的功能、以及在第1转换器101发生了输出异常时向电源电路7提供备用电源的功能。本例的第2转换器102也是输入侧和输出侧借助绝缘变压器21而绝缘的绝缘型dc-dc转换器。
[0043]
图2示出了第2转换器102的开关电路20、绝缘变压器21、第1整流电路22以及第2整流电路23的具体电路。这里所示的电路是一例，本发明不限于这些。另外，在图2中，省略了构成图1的第2转换器102的块中的绝缘电路26。
[0044]
开关电路20具有开关元件q3和测温元件k。在本例中，开关元件q3是fet(场效应晶体管)，连接在绝缘变压器21的初级绕组la与接地端之间。开关元件q3的栅极与pwm电路27连接，开关元件q3根据从pwm电路27提供给栅极的pwm信号而进行接通断开动作。测温元件k例如由热敏电阻构成，配置于开关元件q3的附近，检测开关元件q3的温度。测温元件k的输出(检测温度)发送给后述的过热检测电路29。
[0045]
绝缘变压器21具有初级绕组la和次级绕组lb、lc。在次级绕组中，绕组lb是主绕组，绕组lc是辅助绕组。初级绕组la与开关电路20连接，主绕组lb与第1整流电路22连接，辅助绕组lc与第2整流电路23连接。绝缘变压器21的初级侧与次级侧电绝缘。施加于初级绕组la的输入电压vi通过开关元件q3的接通断开而被开关，成为交流电压(脉冲电压)，并从绝缘变压器21的初级绕组la向主绕组lb和辅助绕组lc传递。
[0046]
与主绕组lb连接的第1整流电路22具有二极管d3和电容器c1，在它们的后级设置有第1电压检测电路24。二极管d3是用于对在主绕组lb中产生的交流电压进行整流而使其成为直流电压的整流二极管。电容器c1是用于使由二极管d3整流后的直流电压平滑并从输出端子t5、t6输出的输出电容器。二极管d3连接在主绕组lb的一端与输出端子t5之间，电容器c1连接在输出端子t5、t6之间。
[0047]
第1电压检测电路24与电容器c1并联连接，检测电容器c1的两端电压、即第1整流电路22的输出电压。该输出电压是与在主绕组lb中产生的电压对应的电压，因此以下称为“主绕组电压”。该主绕组电压va也是第2转换器102的输出电压v2(va＝v2)。由第1电压检测电路24检测到的主绕组电压va发送给控制部9。
[0048]
与辅助绕组lc连接的第2整流电路23具有二极管d4和电容器c2，在它们的后级设置有第2电压检测电路25。二极管d4是用于对在辅助绕组lc中产生的交流电压进行整流而使其成为直流电压的整流二极管。电容器c2是用于使由二极管d4整流后的直流电压平滑的电容器。
[0049]
第2电压检测电路25与电容器c2并联连接，检测电容器c2的两端电压、即第2整流电路23的输出电压。该输出电压是与在辅助绕组lc中产生的电压对应的电压，因此以下称为“辅助绕组电压”。由第2电压检测电路25检测到的辅助绕组电压vb发送给控制部9。另外，在本例中，在第2整流电路23的后级没有连接负载，第2整流电路23仅是为了检测辅助绕组电压vb而设置的，但当然也可以在第2整流电路23的后级连接负载。
[0050]
返回图1，备用控制电路8根据从控制部9输出的备用指令信号s3而进行动作。当由电压检测电路6检测到第1转换器101的输出电压v1消失或下降时，控制部9输出备用指令信号s3。根据该信号，备用控制电路8的晶体管(省略图示)接通，形成了将第2转换器102的输出电压v2作为备用电源而提供给电源电路7的供给路。
[0051]
绝缘电路26是使从控制部9输出的许可信号s2电绝缘并且传递给pwm电路27的电路，由隔离器构成。
[0052]
pwm电路27接受来自绝缘电路26的许可信号s2而生成具有规定的占空比的pwm信号，并将其输出给开关电路20。如上所述，该pwm信号提供给开关元件q3(图2)的栅极。反馈电路28将第2转换器102的输出电压v2与目标值进行比较，对pwm电路27进行反馈控制以使输出电压v2成为目标值。即，按照以下方式进行反馈控制：在输出电压v2高于目标值的情况下，下调pwm信号的占空比，在输出电压v2低于目标值的情况下，提高pwm信号的占空比。pwm电路27是本发明的“驱动电路”的一例。
[0053]
过热检测电路29通过将由测温元件k(图2)检测到的开关元件q3的温度与规定的阈值进行比较来检测开关元件q3为过热状态的情况。详细而言，如果测温元件k的检测温度未超过阈值，则过热检测电路29未检测到开关元件q3的过热状态，如果测温元件k的检测温度超过阈值，则过热检测电路29检测到开关元件q3的过热状态。过热检测电路29在检测到过热状态时，经由绝缘电路26而向pwm电路27输出停止信号s4。该停止信号s4是用于使开关电路20的开关动作停止而对开关元件q3进行过热保护的信号。
[0054]
接下来，对具有上述结构的开关电源装置100的动作进行说明。以下，分为过热保护、输出短路保护以及输出低电压保护这三种情况而对各个情况的动作进行详细说明。
[0055]
(1)过热保护
[0056]
过热保护是在开关元件q3异常发热而成为高温的情况下防止该元件的热破坏所需的保护功能。参照图3的流程图对过热保护的动作进行说明。
[0057]
在图3中，当开关元件q3发生异常时(a1)，元件发热而温度逐渐上升(a2)，当由测温元件k检测到的开关元件q3的温度超过阈值时，过热检测电路29检测到过热，输出停止信号s4(a3)。该停止信号s4经由绝缘电路26而提供给pwm电路27，pwm电路27接收该停止信号
s4而停止输出pwm信号(a4)。由此，开关元件q3成为断开状态，因此开关电路20停止开关动作(a5)。
[0058]
当开关电路20停止开关动作时，不再对绝缘变压器21的初级绕组la施加电压，因此主绕组lb和辅助绕组lb的电压下降，其结果为，第1整流电路22和第2整流电路23的输出电压、即主绕组电压va和辅助绕组电压vb都下降(a6)。主绕组电压va和辅助绕组电压vb分别由第1电压检测电路24和第2电压检测电路25检测，各检测结果发送给控制部9。然后，当各绕组电压va、vb都下降至不到阈值时，控制部9检测到该情况而使计时器启动(a7)。
[0059]
另一方面，在开关电路20中，由于开关动作停止，从而开关元件q3的温度逐渐下降(a8)。因此，测温元件k的检测温度也下降。然后，当过热检测电路29检测到开关元件q3的温度下降至阈值以下时，停止输出停止信号s4(a9)。因此，不再向pwm电路27提供停止信号s4，pwm电路27重新开始输出pwm信号(a10)。由此，开关元件q3再次进行接通断开动作，开关电路20重新开始开关动作(a11)，因此主绕组电压va和辅助绕组电压vb都逐渐上升(a12)。然后，当各绕组电压va、vb都上升至阈值以上时，控制部9检测到该情况而使计时器停止(a13)。
[0060]
图4是示出了主绕组电压va和辅助绕组电压vb在过热保护时变化的情形的时序图。在图4中，为了容易理解图3的步骤a1～a13相当于哪个时刻(或者期间)，也一并记载了这些步骤。
[0061]
在图4中，vm和vn分别表示正常时的主绕组电压va和辅助绕组电压vb(在后述的图6和图8中也是同样的)。在时刻t1发生异常，开关元件q3的温度上升，当在时刻t2过热检测电路29检测到过热时，如上所述，开关电路20的开关动作停止。因此，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都从正常时的电压vm、vn逐渐下降。然后，在主绕组电压va变得不到阈值vα(va＜vα)并且辅助绕组电压vb变得不到阈值vβ(vb＜vβ)的时刻t3，控制部9使计时器启动。另外，这里，阈值vα和阈值vβ处于vα＞vβ的关系，但也可以是vα＝vβ或者vα＜vβ(在后述的图6和图8中也是同样的)。
[0062]
之后，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都继续下降，在时刻t4，各电压va、vb大致成为零(va≈0、vb≈0)。然而，由于在时刻t2开关动作停止以后，不再向开关元件q3通电，元件的温度持续下降，因此，当在该温度为阈值以下的时刻t5，过热检测电路29不再输出停止信号s4时，开关电路20重新开始开关动作。因此，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都开始上升。然后，在主绕组电压va成为阈值vα以上(va≥vα)并且辅助绕组电压vb成为阈值vβ以上(vb≥vβ)的时刻t6，控制部9使计时器停止。之后，各绕组电压va、vb继续上升，当在时刻t7成为正常时的电压vm、vn时，电路恢复正常状态。
[0063]
这里，从在时刻t3计时器启动开始至在时刻t6计时器停止的时间x例如是400s。x的值是以使得在该时间x内开关元件q3的温度下降而重新开始开关动作(时刻t5)、即从异常状态恢复的方式设定的。时间x相当于本发明中的“第1时间”。
[0064]
这样，在过热保护的情况下，当开关元件q3成为过热状态时，过热检测电路29检测到该情况，向pwm电路27输出用于使开关动作停止的停止信号s4，由此过热检测电路29不经由控制部9地直接使开关电路20的动作停止。另外，从开关动作停止开始，在一定时间x内重新开始开关动作，各绕组电压va、vb上升，因此控制部9通过检测到该情况，判定为由过热检测电路29进行了过热保护。
[0065]
(2)输出短路保护
[0066]
输出短路保护是在输出端子t5、t6之间发生了短路的情况下防止由于过电流而导致电路部件烧损等所需的保护功能。参照图5的流程图对输出短路保护的动作进行说明。
[0067]
在图5中，当在输出端子t5、t6之间发生短路时(b1)，第2转换器102的输出电压v2下降(b2)。因此，反馈电路28对pwm电路27进行反馈控制，以提高占空比(b3)。其结果为，pwm电路27输出最大占空比的pwm信号(b4)。然而，由于输出端子t5、t6之间处于短路状态，因此即使开关电路20以最大占空比进行开关动作，第1整流电路22的输出电压、即主绕组电压va也不会上升，而是继续下降(b5)。与此相对，第2整流电路23的输出电压、即辅助绕组电压vb不受输出端子t5、t6之间的短路影响，因此通过开关电路20以最大占空比进行开关动作，第2整流电路23的输出电压、即辅助绕组电压vb持续上升(b5)。在此期间，各电压检测电路24、25持续检测各绕组电压va、vb。
[0068]
而且，当控制部9根据各电压检测电路24、25的输出而检测到主绕组电压va下降而变得不到阈值、辅助绕组电压vb上升而超过了阈值时，控制部9使计时器启动(b6)。然后，在经过了一定时间的时刻，控制部9确定输出短路，并且使计时器停止(b7)，还停止输出许可信号s2(b8)。由此，pwm电路27成为非动作状态，开关电路20停止开关动作(b9)。
[0069]
图6是示出了主绕组电压va和辅助绕组电压vb在输出短路保护时变化的情形的时序图。在图6中，为了容易理解图5的步骤b1～b9相当于哪个时刻(或者期间)，也一并记载了这些步骤。
[0070]
在图6中，当在时刻t1'发生输出短路时，主绕组电压va从正常时的电压vm下降，辅助绕组电压vb从正常时的电压vn上升。然后，在主绕组电压va变得不到阈值vα并且辅助绕组电压vb为阈值vγ以上的时刻t2'，控制部9使计时器启动。然后，在时刻t3'，主绕组电压va大致成为零，辅助绕组电压vb成为最大电压。当到达从计时器启动开始经过了一定时间y的时刻t4'时，控制部9确定输出短路，并且使计时器停止。另外，停止从控制部9输出许可信号s2，开关电路20也停止开关动作。
[0071]
通过在时刻t4'开关动作停止，辅助绕组电压vb下降，但由于短路状态持续，因此主绕组电压va不发生变化(va≈0)。而且，当到达时刻t5'时，辅助绕组电压vb也大致成为零(vb≈0)。然后，当在时刻t6'短路状态解除时，重新开始开关动作，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都转变为上升。
[0072]
这里，从在时刻t2'计时器启动开始至在时刻t4'计时器停止的时间y例如是200ms，设定为远小于图4的时间x(400s)的值(在图6中为了方便而加长了y，但实际上是y＜＜x)。这是因为，需要尽早确定输出短路而使开关动作迅速地停止以保护电路部件免受过电流的影响。时间y相当于本发明中的“第2时间”。
[0073]
这样，在输出短路保护的情况下，主绕组电压va下降，另一方面，辅助绕组电压vb上升，因此控制部9通过检测到这些电压的变化，判定为输出发生了短路。而且，控制部9停止输出许可信号s2，由此开关电路20停止动作。
[0074]
(3)输出低电压保护
[0075]
输出低电压保护是在由于开关元件q3的开路故障或pwm电路27的故障等原因而不再向输出侧传输电力的情况下检测该故障所需的保护功能。参照图7的流程图对输出低电压保护的动作进行说明。
[0076]
在图7中，当由于开关元件q3或pwm电路27的故障等而导致发生异常时(c1)，不再从绝缘变压器21的初级侧向次级侧传输电力，因此主绕组电压va和辅助绕组电压vb都下降(c2)。而且，当控制部9根据各电压检测电路24、25的输出而检测到各绕组电压va、vb都下降至不到阈值时，控制部9使计时器启动(c3)。然后，当经过一定时间时，控制部9确定输出低电压，并且使计时器停止(c4)，还输出故障检测信号(c5)。该故障检测信号发送给未图示的车载ecu，在车载ecu中执行警报或显示等处理。
[0077]
图8是示出了主绕组电压va和辅助绕组电压在输出低电压保护时变化的情形的时序图。在图8中，为了容易理解图7的步骤c1～c5相当于哪个时刻(或者期间)，也一并记载了这些步骤。
[0078]
在图8中，当在时刻t1”发生异常而不再向输出侧传输电力时，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都从正常时的电压vm、vn逐渐下降。而且，在主绕组电压va变得不到阈值vα(va＜vα)并且辅助绕组电压vb变得不到阈值vβ(vb＜vβ)的时刻t2"，控制部9使计时器启动。
[0079]
之后，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都继续下降，在时刻t3"，各电压va、vb大致成为零(va≈0、vb≈0)。而且，当到达从计时器启动开始经过了一定时间z的时刻t4"时，控制部9确定输出低电压，并且使计时器停止，还输出故障检测信号。然后，当经过时间而在时刻t5"开关元件q3等的故障解除时，重新开始开关动作，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都转变为上升。
[0080]
这里，从在时刻t2"计时器启动开始至在时刻t4"计时器停止的时间z设定为比图4的时间x长的时间(y＜x＜z)。这是因为，在图4的过热保护的情况下，在开关动作停止之后，开关元件q3的温度自然地下降，自动地重新开始开关动作，因此不需要将时间x设定为较长的时间，与此相对，在图8的输出低电压保护的情况下，只要故障没有解除，就不会重新开始开关动作，因此需要一定程度长的时间z以确定输出低电压。时间z相当于本发明中的“第3时间”。
[0081]
因此，当对过热保护和输出低电压保护进行比较时，两者的相同之处在于，由于异常而导致主绕组电压va和辅助绕组电压vb都下降，但两者的区别在于，在过热保护的情况下，在一定时间x内，重新开始(开始恢复)开关动作，与此相对，在输出低电压保护的情况下，在一定时间z内，不重新开始(不开始恢复)开关动作。
[0082]
这样，在输出低电压保护的情况下，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都下降，该状态持续一定时间，因此控制部9通过检测到这些电压的变化而判定为输出成为了低电压，并输出故障检测信号。
[0083]
图9示出了开关电源装置100中的电路状态、保护功能以及绕组电压之间的关系。如果电路处于正常状态，则主绕组电压va和辅助绕组电压vb都维持高电压(图4等中的正常时的电压vm、vn)。当开关元件q3过热时，过热保护功能(1)发挥作用，开关动作停止，各绕组电压va、vb都下降，但会在一定时间内自动恢复(重新开始开关动作)。另外，当输出端子t5、t6之间发生短路时，主绕组电压va下降，但辅助绕组电压vb上升，输出短路保护功能(2)发挥作用，开关动作停止。在该情况下，在一定时间内不自动恢复。另外，当输出电压v2下降时，主绕组电压va和辅助绕组电压vb都下降，输出低电压保护功能(3)发挥作用，进行故障的检测。在该情况下，在一定时间内也不自动恢复。
[0084]
从图9可知，能够通过辅助绕组电压vb的变化的不同来区别过热保护功能(1)和输出短路保护功能(2)。另外，也能够通过辅助绕组电压vb的变化的不同来区别输出短路保护功能(2)和输出低电压保护功能(3)。另一方面，无法仅通过各绕组电压va、vb来区别过热保护功能(1)和输出低电压保护功能(3)，但能够通过一定时间内有无自动恢复来进行区别。
[0085]
图10示出了本发明的比较例。图中，对与图2相同的部分标注相同的标号。在图10中，除了图2的结构以外，还具有设置在过热检测电路29与控制部9之间的接口电路30和设置在第1整流电路22与输出端子t5之间的过电流检测电路31。接口电路30是用于使过热检测电路29的输出信号电绝缘并且输入给控制部9的电路。过电流检测电路31是检测在输出端子t5、t6之间发生了短路的情况下流动的过电流的电路。过电流检测电路31的输出输入给控制部9。
[0086]
在采用了图10那样的结构的情况下，控制部9根据第1电压检测电路24的输出(主绕组电压)和第2电压检测电路25的输出(辅助绕组电压)来判定输出低电压。这与图2的情况相比没什么不同。然而，对于过热保护，在图2中，在开关元件q3过热时，过热检测电路29自身输出停止信号，使开关动作停止，与此相对，在图10中，控制部9根据过热检测电路29的输出信号来判定开关元件q3有无过热，在判定为过热的情况下，停止输出许可信号s2，由此使开关动作停止。另外，在图2中，控制部9根据第1电压检测电路24的输出(主绕组电压va)和第2电压检测电路25的输出(主绕组电压vb)来判定有无输出短路，与此相对，在图10中，控制部9根据过电流检测电路31的输出信号来判定有无输出短路。
[0087]
从图2与图10的比较可知，在图10的情况下，由于设置有接口电路30和过电流检测电路31，因此与图2相比，电路结构变得复杂。另一方面，在图2的情况下，过热检测电路29输出停止信号s4而使开关动作停止，因此不需要图10的接口电路30，另外，由于能够根据第1电压检测电路24和第2电压检测电路25的各输出来判定有无输出短路，因此也不需要图10的过电流检测电路31。此外，在图10的情况下，在控制部9中判定开关元件q3有无过热，因此控制部9的负载增加，而在图2的情况下，由于不需要在控制部9中判定有无过热，因此减轻了控制部9的负载。
[0088]
像以上说明的那样，根据本实施方式的开关电源装置100，在开关元件q3成为了过热状态的情况下，能够通过从过热检测电路29输出的停止信号s4而不经由控制部9地使开关电路20的开关动作停止，从而进行过热保护。另外，控制部9通过对第1电压检测电路24的检测电压(主绕组电压va)和第2电压检测电路25的检测电压(辅助绕组电压vb)的变化进行比较，能够判定第2转换器102的输出发生短路或者电压下降的情况。因此，在过热检测电路29与控制部9之间不需要接口电路30(图10)，另外，也不需要用于检测输出短路的过电流检测电路31(图10)，简化了电路结构，并且也减轻了控制部9的负载。而且，虽说是简单的电路结构，但如图9所示，能够准确地进行与异常的种类对应的保护。
[0089]
在本发明中，除了上述的实施方式以外，也能够采用以下的各种实施方式。
[0090]
在上述实施方式中，对第2转换器102中的各种保护功能进行了描述，但也可以在第1转换器101中设置与图1和图2相同的结构，也可以在两个转换器101、102中设置相同的结构。另外，本发明不限于具有第1转换器101和第2转换器102的开关电源装置100，也能够应用于仅具有一个转换器的开关电源装置、或者具有三个以上的转换器的开关电源装置。
[0091]
在上述实施方式中，以具有图9的(1)～(3)全部功能的开关电源装置100举例，但
本发明不限于此。例如，本发明也能够应用于仅具有过热保护功能(1)和输出短路保护功能(2)的开关电源装置、或者仅具有过热保护功能(1)和输出低电压保护功能(3)的开关电源装置。另外，本发明也能够应用于仅具有输出短路保护功能(2)和输出低电压保护功能(3)的开关电源装置。在该情况下，不需要过热检测电路29和测温元件k。
[0092]
在上述实施方式中，在图5的输出短路保护的动作中，当检测到(确定了)输出短路时，立即停止输出许可信号s2，使开关动作停止(b7～b9)，但也可以是，控制部9对检测到短路的次数进行计数，在该次数达到了规定的次数n(n≥2)的情况下，控制部9停止输出许可信号s2，使开关动作停止。
[0093]
在上述实施方式中，控制部9通过在输出短路时停止输出许可信号s2而使开关动作停止，但也可以通过在输出短路时输出与许可信号s2不同的禁止信号而使开关动作停止。
[0094]
在上述实施方式中，通过将从过热检测电路29输出的停止信号s4提供给pwm电路27而使开关动作停止，但也可以通过将停止信号s4提供给开关电路20而使开关动作停止。同样地，也可以将从控制部9输出的许可信号s2(或者禁止信号)提供给开关电路20。
[0095]
在上述实施方式中，举出了第1转换器101和第2转换器102都是降压型的dc-dc转换器的例子，但各转换器101、102也可以是升压型的dc-dc转换器。另外，也可以是，各转换器101、102中的一方是降压型的dc-dc转换器，另一方是升压型的dc-dc转换器。
[0096]
在上述实施方式中，举出了第1转换器101和第2转换器102都是绝缘型的dc-dc转换器的例子，但各转换器101、102也可以是非绝缘型的dc-dc转换器。
[0097]
在上述实施方式中，作为对开关电路20进行驱动的驱动电路，以pwm电路27举例，但也可以设置通过pwm以外的方式来对开关电路20进行驱动的驱动电路。
[0098]
在上述实施方式中，以搭载于车辆的开关电源装置100举例，但本发明的开关电源装置也能够应用于车载以外的用途。