JP2006320060A - 電源供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
クロックを必要としない簡易な構成により電源出力の順序制御を行う電源供給装置を提供する。
【解決手段】
2系統の電源出力を行うシリーズ・レギュレータ1は、電源線24に電源出力を行うシリーズ・レギュレータ2と、電源線25に電源出力を行うシリーズ・レギュレータ10と、シリーズ・レギュレータ10の出力とON/OFF制御信号による起動指示のいずれかの存在を判定した場合にhighレベル信号を出力してシリーズ・レギュレータ2を起動するOR回路4と、シリーズ・レギュレータ2とON/OFF制御信号による起動指示の両方の存在を判定した場合にhighレベル信号を出力してシリーズ・レギュレータ10を起動するAND回路12とを備える。
【選択図】 図1
クロックを必要としない簡易な構成により電源出力の順序制御を行う電源供給装置を提供する。
【解決手段】
2系統の電源出力を行うシリーズ・レギュレータ1は、電源線24に電源出力を行うシリーズ・レギュレータ2と、電源線25に電源出力を行うシリーズ・レギュレータ10と、シリーズ・レギュレータ10の出力とON/OFF制御信号による起動指示のいずれかの存在を判定した場合にhighレベル信号を出力してシリーズ・レギュレータ2を起動するOR回路4と、シリーズ・レギュレータ2とON/OFF制御信号による起動指示の両方の存在を判定した場合にhighレベル信号を出力してシリーズ・レギュレータ10を起動するAND回路12とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数の電源出力を行う電源供給装置に関し、特に、複数の電源出力の開始順序及び停止順序の制御が可能な電源供給装置に関する。
複数のICを組み合わせて構成されるシステムにおいては、電圧の異なる複数の電源電圧が必要である場合が多い。また、マイコン、ASIC等のLSIでは、製造プロセスの微細化による電源電圧の低下を図る等の省電力化が行われており、1つのLSIに複数種類の電源電圧が必要な場合も多い。
このようなLSIにおいては、電源電圧の供給開始及び供給停止を所定の順序で行う必要があるものが存在する。例えば、3.3Vと2.5Vの2系統の電源電圧を必要とするLSIにおいて、LSIの立ち上げ時には3.3Vの電源電圧の供給を先に開始し、LSIの立ち下げ時には2.5Vの電源電圧の供給を先に停止する等、立ち上げ時と立ち下げ時とで電源電圧の制御順序が異なる場合がある。
上記のようなシステム、LSI等に電源電圧を供給する従来の電源供給装置の一例として、2系統の電圧出力を行うシリーズ・レギュレータ30の構成を図3に示す。ここで、シリーズ・レギュレータ31は、電源入力端子31に供給される電圧を元に、降圧及び平滑化を行って所定の出力電圧V31を電源出力端子34に出力するものである。なお、ON/OFF信号端子33は、シリーズ・レギュレータ31の出力開始及び停止を制御するON/OFF信号の入力用の端子である。同様に、シリーズ・レギュレータ35は、電源入力端子36に供給される電圧を元に、所定の出力電圧V35を電源出力端子38に出力する。ON/OFF信号端子37は、シリーズ・レギュレータ35の出力開始及び停止を制御するON/OFF信号の入力用の端子である。
図3のシリーズ・レギュレータ30において、シリーズ・レギュレータ31及び35の出力開始・停止順序を制御するためには、ON/OFF信号端子33及び37に2系統の制御信号(ON/OFF信号)を入力する必要があった。なお、ON/OFF信号の入力線上に遅延回路を挿入することによって、シリーズ・レギュレータ31と35の間で出力開始タイミング及び停止タイミングに時間差を設けることはできる。しかしこの場合は、電圧出力の開始順序と停止順序は同一であり、出力開始時と停止時とで制御順序を逆にすることができない。
これに対して、1系統の制御信号によって電圧出力の開始順序と停止順序を逆にすることができる電源供給装置が、特許文献1及び2に開示されている。特許文献1に開示された電源供給装置は、電源出力を開始する場合に1系統のON信号を入力し、そのON信号の状態をフリップフロップ回路に取り込み、当該フリップフロップ回路の出力によって最初に立ち上げる電源の出力を開始する。次に、最初に立ち上がった電源の出力電圧の変化を検知し、この検知した信号を次段の電源の出力を制御するためのフリップフロップ回路に取り込み、フリップフロップ回路の出力によって2番目の電源の出力を開始する。このような動作を繰り返すことにより、複数の電源の出力を順次開始するものである。なお、電圧出力を停止する場合は、立ち上げ時とは逆の順序で出力制御用のフリップフロップに値を取り込むことにより、出力開始時とは逆の順序で電源出力を停止することができる。
また、特許文献2に開示された電源供給装置は、マイコンを使用した出力監視回路によって、複数の電圧生成回路が生成する出力電圧の変化を監視し、電圧生成回路の出力の立ち上げ及び立ち下げが所定の順序で行われるよう制御するものである。
特開平10−224200号公報
特開平6−259171号公報
複数の電源出力の開始順序及び停止順序の制御が可能な従来の電源供給装置では、フリップフロップやマイコンを使用しなければならないという問題がある。
特許文献1の構成は、フリップフロップを用いて複数の電源の出力順序を制御するため、フリップフロップを動作させるためのクロック信号を装置外部から入力する必要がある。したがって、クロック信号入力用の端子を設ける必要があること、IC化した場合のパッケージサイズが大きくなる等の問題がある。また、電源供給装置の出力信号にクロックによるノイズ成分が重畳される可能性があることから、クロック信号を必要としない構成が望ましい。
また、特許文献2に開示された電源供給装置は、マイコンを使用した出力監視回路によって、複数の電圧生成回路が生成する出力電圧の変化を監視し、電圧生成回路の出力の立ち上げ及び立ち下げが所定の順序で行われるよう制御するものである。しかしながら、マイコンを用いると消費電力が大きいという問題がある。また、IC化した場合のパッケージサイズが大きくなる等の問題がある。
本発明にかかる電源供給装置は、外部からのON/OFF制御信号に基づいて複数の電源線に所定の順序で電源出力を行う電源供給装置であって、第1の電源線に電源出力を行う第1の電源出力部と、第2の電源線に電源出力を行う第2の電源出力部と、前記第2の電源出力部の出力と前記ON/OFF制御信号による起動指示のいずれかの存在を判定し、前記第1の電源出力部を起動する第1の判定部と、前記第1の電源出力部の出力と前記ON/OFF制御信号による起動指示の両方の存在を判定し、前記第1の電源出力部を起動する第2の判定部とを備えており、前記第1の判定部及び前記第2の判定部は論理ゲートにより構成されているものである。
このような構成により、論理ゲート回路で構成された判定回路によって、複数の電源出力の開始順序及び停止順序の制御を行うことができ、フリップフロップ回路やマイコンを用いる必要がない。
本発明により、クロックを必要せず、簡易な構成により電源出力の順序制御を行う電源供給装置を提供することができる。
以下では、本発明を適用した具体的な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、以下に説明する実施の形態は、複数の出力電圧を供給可能なシリーズ・レギュレータに対して本発明を適用したものである。
本実施の形態にかかるシリーズ・レギュレータ1の構成を図1に示す。ここで、シリーズ・レギュレータ2は、電源入力端子3及び電源線22を介して入力される電圧を元に、降圧及び平滑化を行って所定の出力電圧V11を電源線24及び電源出力端子6に出力するものである。なお、シリーズ・レギュレータ2が備えるON/OFF信号端子20は、シリーズ・レギュレータ2の出力開始及び停止を制御するON/OFF信号の入力用の端子である。同様に、シリーズ・レギュレータ10は、電源入力端子18及び電源線23を介して入力される電圧を元に、所定の出力電圧V12を電源線25及び電源出力端子14に出力する。ON/OFF信号端子21は、シリーズ・レギュレータ10の出力開始及び停止を制御するON/OFF信号の入力端子である。
また、ON/OFF制御端子19は、シリーズ・レギュレータ1全体の電源出力を制御するON/OFF信号の入力端子である。その他のOR回路4、コンパレータ5、9、13及び17、EX−NOR回路11、AND回路12並びに抵抗7、8、15及び16は、シリーズ・レギュレータ2及びシリーズ・レギュレータ10の2系統の電源出力の開始順序及び停止順序を制御するための構成要素である。
続いて、シリーズ・レギュレータ2及びシリーズ・レギュレータ10の出力順序の制御動作について説明する。なお、以下では、ON/OFF信号端子20にhighレベルの信号が入力されるとシリーズ・レギュレータ2の出力が開始し、ON/OFF端子20にlowレベルの信号が入力されるとシリーズ・レギュレータ2の出力が停止するものとする。シリーズ・レギュレータ10のON/OFF信号端子21への入力も同様とする。
まず、シリーズ・レギュレータ1の電源出力を開始する場合、シリーズ・レギュレータ1の電源入力端子3及び18に所定の電圧を印加した後に、装置内部のシリーズ・レギュレータ2及び10を動作させるため、ON/OFF制御端子19にHighレベルの信号を入力する。ON/OFF制御端子19はOR回路4と接続されており、ON/OFF制御端子19にhighレベルの信号が入力されると、OR回路4の出力はhighレベルとなる。OR回路4の出力は、コンパレータ5において基準電圧V1と比較される。OR回路4の出力信号レベルが基準電圧V1より高くなると、コンパレータ5の出力がhighレベルとなり、このhighレベルの出力信号がON/OFF信号端子20に入力されることによって、シリーズ・レギュレータ2の出力電圧V11が発生する。
シリーズ・レギュレータ2の出力電圧V11が発生すると、電圧V11が抵抗7及び8によってコンパレータ9の入力に適した電圧に分圧される。コンパレータ9は、電圧V11が所定の値を超えるとhighレベルの信号をEX−NOR回路11に出力する。EX−NOR回路11には、ON/OFF制御端子19に対する入力信号とコンパレータ9の出力信号が入力される。EX−NOR回路11は、入力信号が共にlowレベル又は共にhighレベルの場合にhighレベルの信号を出力するため、ON/OFF制御端子19にhighレベルの信号が入力された後は、シリーズ・レギュレータ2の出力が開始されるまでlowレベルの信号を出力し、その後シリーズ・レギュレータ2の出力が開始されてコンパレータ9の出力がhighレベルに変化するとhighレベルの信号を出力する。
EX−NOR回路11の出力先にはAND回路12が設けられている。ON/OFF制御端子19に対する入力信号がhighレベルとなり、その後シリーズ・レギュレータ2の出力開始によってEX−NOR回路11の出力もhighレベルとなると、AND回路12に対する入力が全てhighレベルとなって、AND回路12からhighレベルの信号が出力される。AND回路12の出力信号レベルが基準電圧V3より高くなると、コンパレータ13の出力がhighレベルとなり、このhighレベルの出力信号がON/OFF信号端子21に入力されることによって、シリーズ・レギュレータ10の出力電圧V12が発生する。
なお、このとき、シリーズ・レギュレータ10の出力電圧V11が抵抗15及び16によって分圧された後にコンパレータ17に入力される。コンパレータ17の基準電圧V4は、シリーズ・レギュレータ10に所定の出力が発生している場合にコンパレータ17の出力がhighレベルとなるよう設定されている。したがって、シリーズ・レギュレータ2及び10が共に電源出力を開始した後は、OR回路4に入力されるコンパレータ17の出力はhighレベルに変化する。
次に、シリーズ・レギュレータ1の電源出力を停止する場合の動作を説明する。ON/OFF制御端子19に対する信号レベルがhighレベルからlowレベルに変化したとき、OR回路4の出力はhighレベルのままである。シリーズ・レギュレータ2の出力が継続している限り、コンパレータ17からhighレベルの信号が出力されるためである。
他方、ON/OFF制御端子19に対する信号レベルがhighレベルからlowレベルに変化したとき、EX−NOR回路11及びAND回路12の出力はlowレベルに変化する。EX−NOR回路11では、コンパレータ9から入力がhighレベル、ON/OFF制御端子19からの入力がlowレベルとなるためであり、AND回路12では、少なくともON/OFF制御端子19からの入力がlowレベルとなるためである。
このため、AND回路12の出力がlowレベルに変化すると、コンパレータ13を介したON/OFF信号端子21への入力信号がlowレベルとなり、シリーズ・レギュレータ10の電源出力がシリーズ・レギュレータ2の電源出力より先に停止する。
シリーズ・レギュレータ10の電源出力が停止すると、コンパレータ17の出力信号レベルがlowレベルに変化し、OR回路4の入力が全てlowレベルとなる。これにより、ON/OFF信号端子20への入力信号がlowレベルとなり、シリーズ・レギュレータ2の電源出力が停止する。
本実施の形態にかかるシリーズ・レギュレータ1のタイミング図を図2に示す。まず、ON/OFF制御端子19への入力信号がlowレベルからhighレベルに変化すると、シリーズ・レギュレータ2の出力電圧V11が先に立ち上がる。出力電圧V11の立ち上がりに応じてコンパレータ9の出力がhighレベルに変化すると、シリーズ・レギュレータ10が起動し、出力電圧V12が立ち上がる。
次に、ON/OFF制御端子19への入力信号がhighレベルからlowレベルに変化すると、シリーズ・レギュレータ10が先に停止し、出力電圧V12が低下する。出力電圧V12の立ち下がりに応じて、コンパレータ17の出力がlowレベルに変化するとシリーズ・レギュレータ2が停止し、出力電圧V11が低下する。
なお、出力電圧V11とV12の立ち上がり及び立ち下がりの時間差は、コンパレータ9及び17の基準電圧V3及びV4を変更することによって調整可能である。具体的には、コンパレータ9の基準電圧V2を小さくするほど、シリーズ・レギュレータ2の出力開始に応答してコンパレータ9の出力がhighレベルに変化するタイミングが早くなるため、シリーズ・レギュレータ10が早く起動することになる。また、コンパレータ17の基準電圧V4を大きくするほど、シリーズ・レギュレータ10の出力停止に応答してコンパレータ17の出力がlowレベルに変化するタイミングが早くなるため、シリーズ・レギュレータ2の出力停止が早くなる。
このように、本実施の形態にかかるシリーズ・レギュレータ1は、装置内部のシリーズ・レギュレータ10のON/OFF信号端子21の手前にAND回路12を設けることによって、ON/OFF制御端子19へのhighレベルの信号入力とシリーズ・レギュレータ2の出力開始を、シリーズ・レギュレータ10の出力開始の必須条件としている。これにより、ON/OFF制御端子19に入力される1つのON/OFF制御信号によって、従来の電源供給装置のように、クロック信号の入力や、マイコンによる制御を伴うことなく、シリーズ・レギュレータ2及び10の出力開始順序を制御することができる。
さらに、本実施の形態にかかるシリーズ・レギュレータ1は、装置内部のシリーズ・レギュレータ2のON/OFF信号端子20の手前にOR回路4を設けることによって、ON/OFF制御端子19へのlowレベルの信号入力とシリーズ・レギュレータ10の出力停止を、シリーズ・レギュレータ2の出力停止の必須条件としている。これにより、ON/OFF制御端子19に入力される1つのON/OFF制御信号によって、従来の電源供給装置のように、クロック信号の入力や、マイコンによる制御を伴うことなく、シリーズ・レギュレータ2及び10の出力停止順序が出力開始順序と逆順序になるように制御することができる。
なお、上述した実施の形態では、本発明をシリーズ・レギュレータに適用した場合を説明したが、スイッチング・レギュレータ等の他の直流安定化方法を用いた電源供給装置にも本発明を適用可能である。要するに、本発明は、シリーズ・レギュレータ等の電源出力部を少なくとも2つ備えている場合に、第1の電源出力部の出力は、他方の第2の電源出力部の出力とON/OFF信号によるON指示のいずれかを検知した場合に行い、第2の電源出力部の出力は、第1の電源出力部の出力とON/OFF信号によるON指示の両方を検知した場合に行うものである。さらには、上述した検知を簡単な論理ゲートによって行うことを可能としたものである。このため本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
1、2、10 シリーズ・レギュレータ
3、18 電源入力端子
4 AND回路
5、9、13、17 コンパレータ
6、14 電源出力端子
7、8、15、16 抵抗
11 EX−NOR回路
12 AND回路
19 ON/OFF制御端子
20、21 ON/OFF信号端子
V1〜V4 基準電圧
V11、V12 出力電圧
3、18 電源入力端子
4 AND回路
5、9、13、17 コンパレータ
6、14 電源出力端子
7、8、15、16 抵抗
11 EX−NOR回路
12 AND回路
19 ON/OFF制御端子
20、21 ON/OFF信号端子
V1〜V4 基準電圧
V11、V12 出力電圧
Claims (4)
- 外部からのON/OFF制御信号に基づいて複数の電源線に所定の順序で電源出力を行う電源供給装置であって、
第1の電源線に電源出力を行う第1の電源出力部と、
第2の電源線に電源出力を行う第2の電源出力部と、
前記第2の電源出力部の出力と前記ON/OFF制御信号による起動指示のいずれかの存在を判定し、前記第1の電源出力部を起動する第1の判定部と、
前記第1の電源出力部の出力と前記ON/OFF制御信号による起動指示の両方の存在を判定し、前記第1の電源出力部を起動する第2の判定部とを備え、
前記第1の判定部及び前記第2の判定部は論理ゲートにより構成されている電源供給装置。 - 前記第1の判定部はORゲートを備え、前記第2の判定部はANDゲートを備える請求項1に記載の電源供給装置。
- 前記第1の電源出力部の出力電圧と第1の基準電圧を比較し、比較結果を前記第2の判定部に与える第1のコンパレータを備え、
前記第1の基準電圧の値により、前記第1の電源出力部と前記第2の電源出力部の電源出力開始タイミングの時間差を決定する請求項1に記載の電源供給装置。 - 前記第2の電源出力部の出力電圧と第2の基準電圧を比較し、比較結果を前記第1の判定部に与える第2のコンパレータを備え、
前記第2の基準電圧の値により、前記第2の電源出力部と前記第1の電源出力部の電源出力停止タイミングの時間差を決定する請求項1に記載の電源供給装置。
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