JP2011015606A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給電手段が供給する電力の電圧を変換する電圧変換回路を有し、この電圧変換回路が出力する電力で動作する電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device that includes a voltage conversion circuit that converts a voltage of power supplied by a power supply unit and operates with the power output by the voltage conversion circuit.
従来の電子機器の概略の構成を図１２に模式的に示す。図１２に示すように、給電手段１０１から供給される第１の電力１０６の電圧を変換して第４の電力１０９を出力する電圧変換回路７０２と、電圧変換回路７０２を制御するために、第２の電力の電圧を検出し、第４の電力１０９が所望の電圧となるように制御信号７１０を出力する制御回路１０５と、第４の電力１０９で駆動する負荷回路１０４とで構成されていた。
A schematic configuration of a conventional electronic apparatus is schematically shown in FIG. As shown in FIG. 12, the
上記構成である従来の電子機器において、制御回路１０５は、負荷回路１０４の消費電流の変動に追従できるように、常に消費電流が多い代わりに制御速度の速い出力電圧制御モードで動作しなくてはならなかった。このため負荷回路１０４に消費電流の変動がほとんどない期間がある場合、制御回路１０５は、制御速度が必要ないにもかかわらず、前記出力電圧制御モードで動作するため、この場合の第１の電力１０６から第４の電力への変換が著しく悪化し、給電手段１０１からの第１の電力１０６を、負荷回路１０４の駆動に、効率良く利用できなくなる問題があった。
In the conventional electronic device having the above-described configuration, the
また、電圧変換回路７０２は、第１の電力１０６から効率良く第４の電力１０９を出力できる電力範囲が限られているため、負荷回路１０４の消費電力が極端に変動する回路の場合では、電圧変換回路７０２が効率良く出力できる電力範囲外の電力を、負荷回路１０４へ供給する場合が発生してしまい、この場合、給電手段１０１からの第１の電力１０６を、負荷回路１０４の駆動に、効率良く利用できなくなる問題があった。
In addition, since the
このような問題は、特に、負荷回路１０４が、消費電流が多く消費電流の変動も激しい動作モードと、消費電流が少なく消費電流の変動も少ないスタンバイモードとを有するＩＣの場合や、同じく、消費電流が多く消費電流の変動も激しい受送信モードと、消費電流が少なく消費電流の変動も少ない待ち受けモードとを有する携帯電話用ＩＣである場合に発生する。この様なタイプのＩＣを負荷回路１０４に採用するケースが最近増えており、近年、上記問題が発生するケースが増えつつある。
Such a problem occurs particularly in the case where the
また、上述した問題は、特に図１２で示す構成の従来の電子機器と同じ構成で成り立つ小型携帯機器で問題となる。なぜなら、携帯機器が小型化、軽量化するに応じて、給電手段である電池あるいは二次電池の小型、低容量化は進んでいる一方、負荷回路は高機能化するため高消費電力となっていて、長時間動作が難しくなってきており、上記問題が発生するとさらに長時間動作ができなくなるからである。 In addition, the above-described problem becomes a problem particularly in a small portable device having the same configuration as the conventional electronic device having the configuration shown in FIG. This is because, as portable devices become smaller and lighter, batteries or secondary batteries that are power supply means have been reduced in size and capacity, while load circuits are becoming more functional and have higher power consumption. This is because it is difficult to operate for a long time, and if the above problem occurs, the operation cannot be performed for a long time.
しかも、最近の小型携帯機器では、小型、軽量化と高性能化と長時間動作化を実現するために、給電手段である二次電池を、小型、軽量で、しかも、高容量とする必要がある。そのために、二次電池に電池電圧の高いタイプが採用される様になってきている。一方、小型携帯機器の負荷回路には、高性能と低消費電力を両立させるために、電圧に対する耐圧を犠牲にした微細構造のＭＯＳＦＥＴや、同じく電圧に対する耐圧を犠牲にした微細で、しかも、ＳＯＩ構造のＭＯＳＦＥＴで構成したＩＣが採用されるようになってきている。そのため、ここ最近の小型携帯機器では、電池あるいは二次電池の電力で直接前記負荷回路を駆動することができず、図１２で示した従来の電子機器の構成と同じ様に、二次電池の電圧の高い電力を電圧変換回路で電圧の低い電力に変換し、この変換した電圧の低い電力で、負荷回路を動作させる構成の小型携帯機器が増えてきており、上記問題は、最近の小型携帯機器において深刻な問題となりつつある。 Moreover, in recent small portable devices, in order to realize small size, light weight, high performance and long time operation, it is necessary to make the secondary battery as a power supply means small, light weight and high capacity. is there. Therefore, a type having a high battery voltage has been adopted for the secondary battery. On the other hand, in order to achieve both high performance and low power consumption, the load circuit of a small portable device has a fine-structure MOSFET that sacrifices the withstand voltage against voltage, and a fine structure that also sacrifices the withstand voltage against voltage, and also has an SOI. ICs composed of MOSFETs having a structure have been adopted. Therefore, in this recent small portable device, the load circuit cannot be directly driven by the power of the battery or the secondary battery. Like the configuration of the conventional electronic device shown in FIG. There are an increasing number of small portable devices configured to convert high-voltage power into low-voltage power using a voltage conversion circuit and operate the load circuit with the converted low-power power. It is becoming a serious problem in equipment.
そして、さらに、最近の小型携帯機器において、前記負荷回路も、高性能化と低消費電力化のため、前記動作モードと前記スタンバイモードあるいは前記受送信モードと待ち受けモード等の消費電流や消費電流変動の格差が大きいＩＣが採用されるようになってきているため、上記問題はさらに深刻化する状況にある。 Further, in recent small portable devices, the load circuit is also used in the operation mode and the standby mode or in the transmission / reception mode and the standby mode to change the consumption current and the consumption current in order to achieve high performance and low power consumption. Since the ICs with large disparity have been adopted, the above problem is becoming more serious.
そこで、本発明の第１の手段では、電力を供給する給電手段と、前記電力を基に前記電力とは電圧の異なる変換電力を出力する電圧変換回路と、前記変換電力が所望の電力になるように前記電圧変換回路の駆動を制御する制御回路と、前記変換電力で動作する負荷回路を備える電子機器において、前記制御回路は、第１の出力電圧制御モードと、前記第１の制御モードより消費電流の少ない第２の出力電圧制御モードを有し、 前記負荷回路は、第１の動作モードと、前記第１の動作モードより消費電流の変動が少ない第２の動作モードを有し、前記負荷回路が前記第２の動作モードの際は、前記制御回路は、前記第２の出力電圧制御モードで動作する期間を有する構成とした。このような構成とすることにより、負荷回路１０４の消費電流変動がほとんどない期間に問題となる、給電手段１０１の電力の負荷回路１０４への利用効率の低下が解決できる。
Therefore, in the first means of the present invention, a power supply means for supplying power, a voltage conversion circuit for outputting converted power having a voltage different from the power based on the power, and the converted power become desired power. As described above, in an electronic apparatus including a control circuit that controls driving of the voltage conversion circuit and a load circuit that operates with the converted power, the control circuit is configured to output a first output voltage control mode and a first control mode. A second output voltage control mode that consumes less current; and the load circuit has a first operation mode and a second operation mode in which fluctuations in current consumption are less than those in the first operation mode, When the load circuit is in the second operation mode, the control circuit has a period of operation in the second output voltage control mode. By adopting such a configuration, it is possible to solve a decrease in utilization efficiency of the power of the power supply means 101 to the
さらに、前記負荷回路は、前記第１の動作モードと前記第２の動作モードのどちらで動作するかを知らせるための動作モード信号を出力する構成とした。このような構成とすることにより、前述の構成の効果に加え、前記負荷回路の動作モードが確実にわかるようになるので、より確実な制御が可能となり、前記負荷回路への安定した電力供給が可能となる。 Further, the load circuit is configured to output an operation mode signal for notifying which of the first operation mode and the second operation mode is operated. By adopting such a configuration, in addition to the effects of the above-described configuration, the operation mode of the load circuit can be surely understood, so that more reliable control is possible and stable power supply to the load circuit is possible. It becomes possible.
また、前記給電手段から前記負荷回路までの電力供給経路に電流検出手段を設け、前記電流検出回路は、電流検出結果に基づいて、前記負荷回路が前記第１の動作モードと前記第２の動作モードのどちらで動作しているかを判断し、それを知らせるための動作モード信号を出力する構成とした。このような構成とすることにより、前記負荷回路の動作モードが確実にわかるようになるので、より確実な制御が可能となる。また、前記負荷回路への安定した電力供給が可能なことはもちろんのことであり、動作モード信号を出力できる負荷回路以外の負荷回路が採用できる効果がある。 In addition, a current detection unit is provided in a power supply path from the power supply unit to the load circuit, and the current detection circuit is configured so that the load circuit detects the first operation mode and the second operation based on a current detection result. It is configured to determine which mode is operating and to output an operation mode signal for informing it. By adopting such a configuration, the operation mode of the load circuit can be surely known, so that more reliable control is possible. In addition, it is possible to supply a stable power to the load circuit, and there is an effect that a load circuit other than the load circuit that can output an operation mode signal can be employed.
さらに、前記電流検出手段は、前記負荷回路が、前記第１の動作モードで動作している際の第１の消費電流値と、前記第２の動作モードで動作している際の第２の消費電流値との間に、２レベルの電流検出値を設け、該２レベルの電流検出値間の電流値を検出した期間は、前記負荷回路が、前記第１と第２の動作モードの切り替わり期間であると判断した信号を、前記動作モード信号として出力する構成とした。このような構成により、前述の構成での効果に加え、より緻密な制御が可能となり、前記負荷回路への安定した電力供給が可能となる。 Further, the current detecting means includes a first consumption current value when the load circuit is operating in the first operation mode, and a second current when the load circuit is operating in the second operation mode. A two-level current detection value is provided between the current consumption value and the load circuit switches between the first and second operation modes during a period in which a current value between the two levels of current detection values is detected. A signal determined to be a period is output as the operation mode signal. With such a configuration, in addition to the effects of the above-described configuration, more precise control is possible, and stable power supply to the load circuit is possible.
また、第１の電力を供給する給電手段と、前記第１の電力を基に前記第１の電力とは電圧の異なる第２の電力を出力する第１の電圧変換回路と、前記第２の電力を基に前記第１の電力とは電圧の異なる第３の電力を出力する第２の電圧変換回路と、前記第２の電力や前記第３の電力が基となる第４の電力で駆動する負荷回路を備える電子機器であって、前記第１の電圧変換回路は前記第２の電圧変換回路より電力供給能力が高く、前記第２の電圧変換回路は前記第１の電圧変換回路より低電力供給時に変換効率が高い特徴を有し、前記負荷回路は、少なくとも第１の動作モードと、前記第１の動作モードよりも消費電流の変動が少ない第２の動作モードを有し、前記負荷回路が前記第１の動作モードの際は、前記第２の電力を基にすることで前記第４の電力を発生させ、前記負荷回路が前記第２の動作モードの際は、前記第１の電圧変換回路の動作を停止し、前記第３の電力のみを基にすることで前記第４の電力を発生させる期間を有する構成とした。このような構成とすることにより、負荷回路１０４の消費電流が少ない期間に問題となる、給電手段１０１の電力の負荷回路への利用効率の低下が解決できる。
A power supply unit configured to supply first power; a first voltage conversion circuit that outputs second power having a voltage different from that of the first power based on the first power; and A second voltage conversion circuit that outputs a third power having a voltage different from the first power based on the power; and a fourth power based on the second power or the third power. The first voltage conversion circuit is higher in power supply capability than the second voltage conversion circuit, and the second voltage conversion circuit is lower than the first voltage conversion circuit. The load circuit has a feature that conversion efficiency is high when power is supplied, and the load circuit has at least a first operation mode and a second operation mode in which a variation in current consumption is smaller than that in the first operation mode, and the load When the circuit is in the first operating mode, the second power is used as a basis. The fourth power is generated, and when the load circuit is in the second operation mode, the operation of the first voltage conversion circuit is stopped, and only the third power is used as the basis. 4 has a period for generating electric power. With such a configuration, it is possible to solve a decrease in the efficiency of using the power of the
本発明によれば、電力を供給する給電手段と、給電手段からの電力の電圧を変換した電力を出力する電圧変換回路と、電圧変換回路から出力される電力で駆動し、消費電流の変動の激しい負荷回路とで構成される電子機器において、前記給電手段からの電力を効率良く前記負荷回路の駆動に利用できるようになるとともに、前記負荷回路の誤動作や破壊を防止することができる。 According to the present invention, the power supply means for supplying power, the voltage conversion circuit for outputting the power obtained by converting the voltage of the power from the power supply means, the power output from the voltage conversion circuit, In an electronic device configured with a severe load circuit, the power from the power feeding means can be efficiently used for driving the load circuit, and malfunction and destruction of the load circuit can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明の第１の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。図１に示すように、本発明による電子機器は、第１の電力１０６を供給する給電手段１０１と、第１の電力１０６の電圧を変換した変換電力１２１を出力する電圧変換回路１３０と、電圧変換回路１３０の動作を制御するための制御信号１２２を出力するとともに入力された変換電力１２１に基づいて第４の電力１０９を出力する制御回路１０５と、第４の電力１０９で駆動する負荷回路１０４を備えている。さらに、負荷回路１０４は、少なくとも第１の動作モードと第２の動作モードとを有し、第１の動作モードと第２の動作モードのどちらで動作するかを制御回路１０５に伝える為の動作モード信号１１２を出力する。そして、制御回路１０５は、第１の出力電圧制御モードと第２の出力電圧制御モードを有し、動作モード信号１１２によって、第１の出力電圧制御モードと第２の出力電圧制御モードのどちらで電圧変換回路１３０の出力電圧を制御するかを選定する。ここで、第１の出力電圧制御モードは制御に必要な消費電流が多い代わりに制御速度が速く、第２の出力電圧制御モードは制御に必要な消費電流が少ない代わりに制御速度が遅い。また、第１の動作モードは、消費電流が多くなったり、消費電流の変動が激しくなったりする動作モードであり、第２の動作モードは、消費電流が少なくなったり、消費電流がほとんど変動しなくなったりする動作モードである。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an electronic device according to the present invention includes a
上記構成とすることで、負荷回路１０４の動作モードに応じて、制御回路１０５の出力電圧制御モードを選択することができるようになる。従って、負荷回路１０４が第２の動作モードの際に、制御回路１０５は、第２の出力電圧制御モードを選択することにより給電手段１０１が出力する第１の電力１０６を、負荷回路１０４の駆動に効率良く利用することができる。さらに、負荷回路１０４が第１の動作モードの際や、第１の動作モードと第２の動作モードとを切り替える際に、第１の出力電圧制御モードを選択することにより、電圧変動の少ない第４の電力１０９を負荷回路１０４に供給することが可能となる。
With the above configuration, the output voltage control mode of the
なお、電圧変換回路１３０は、トランスやピエゾ素子を使用したタイプや、コイルを使用したタイプや、コンデンサーを使用したタイプの電圧変換回路でも良イ。また、降圧のみであれば、抵抗やＭＯＳＦＥＴを使用したシリーズレギュレータタイプの降圧回路でも良い。また、負荷回路１０４が、携帯電話用ＩＣ程度の消費電流の回路であれば、小型で高変換効率という点で、コイルを使用したスイッチングレギュレータ方式の電圧変換回路が最適であるが、さらに負荷回路１０４の消費電力が低い場合は、さらに小型で高変換効率という点で、コンデンサータイプの電圧変換回路が最適である。そして、さらに負荷回路１０４の消費電力が低く、しかも、降圧のみであるならば、抵抗やＭＯＳＦＥＴを使用したシリーズレギュレータタイプの降圧回路が最適である。
The
また、負荷回路１０４を携帯電話用ＩＣとした場合を例に挙げると、携帯電話用ＩＣの第１の動作モードである受送信時は、消費電流が多く、消費電流の変動も激しくなりがちなので、制御回路１０５は、第１の出力電圧制御モードを選択し、その第１の出力電圧制御モードは、制御回路１０５に必要なコンパレータ回路や、エラーアンプや、ブリーダ抵抗等を、第２の出力電圧制御モードよりも高速動作させることを推奨する。そしてさらに、携帯電話用ＩＣの第２の動作モードである待ち受け時は、消費電流が少なく、消費電流の変動も少ないので、制御回路１０５は、第２の出力電圧制御モードを選択し、その第２の出力電圧制御モードは、制御回路１０５に必要なコンパレータ回路や、エラーアンプや、ブリーダ抵抗等の電流を絞ったり、間欠動作させたりする事で、高速動作を犠牲にするかわりに低消費電流化する事を推奨する。
Further, taking as an example the case where the
さらに、負荷回路１０４からの動作モード信号１１２は、負荷回路１０４の動作モードが移り変わる前に、動作モードが移り変わることを知らせる様な信号の方が好ましい。なぜなら、あらかじめ負荷回路１０４の動作モードを知ることができないと、制御回路１０５が、第２の出力電圧制御モードで動作している際に、負荷回路１０４の動作モードが第１の動作モードとなった場合、その際の負荷変動に対応できずに、電圧変換回路１３０の出力電圧が変動してしまい、負荷回路１０４が誤動作してしまったり、電圧変動がひどい場合は、破壊してしまったりと言った様々な問題が発生してしまうからである。つまり、負荷回路１０４の動作モードをあらかじめ知ることで、負荷回路１０４の安定した動作が可能となるからである。
Furthermore, the
図２は、本発明の第２の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。 FIG. 2 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施例が図１で示した第１の実施例と異なる点は、第１の実施例では、負荷回路１０４から動作モード信号１１２が出力されていたが、第２の実施例では、動作モード信号１１２は、負荷回路１０４からは出力されずに、制御回路１０５から負荷回路１０４の電力供給経路間に、新たに設けた電流検出手段１２０から出力される点のみであり、残りは全く同じ構成である。つまり、図２で示す第２の実施例では、電流検出手段１２０により、負荷回路１０４の消費電流を検出することで、負荷回路１０４がどの動作モードで動作しているかを判断し、その判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する様にした構成である。
This embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the
上記構成とすることにより、図１で示した構成の第１の実施例では、負荷回路１０４が動作モード信号１１２を出力できる物に限られたが、図２で示す第２の実施例の構成では、動作モード信号１１２が出力できない負荷回路１０４でも対応可能となる。しかし、負荷回路１０４の動作モードをあらかじめ知る事ができないので、前記したような負荷回路１０４の動作モードの切り替わりで、負荷回路１０４が誤動作する可能性や、破壊される可能性がある。よって、負荷回路１０４は、動作モードの切り替わる際の消費電流は、徐々に増加あるいは、徐々に減少するタイプを採用するとともに、電流検出手段１２０に、負荷回路１０４が第１の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干下回った第１の消費電流と、負荷回路１０４が第２の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干上回った第２の消費電流との２つの消費電流レベルを検出する。このとき、負荷回路１０４の消費電流が第１の消費電流以上であれば、負荷回路１０４は第１の動作モードで動作していると判断する。一方、第２の消費電流未満であれば、負荷回路１０４は第２の動作モードで動作していると判断する。また、第１の消費電流未満で第２の消費電流以上であれば、負荷回路１０４は動作モードの切り替え途中であると判断する方法を採用し、電流検出手段１２０は、その判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する構成が好ましい。このような構成を採用することにより、負荷回路１０４の動作モードの切り替わり初期段階に、制御回路１０５は最適な制御モードを選択することができるので、負荷回路１０４
の駆動電圧変動を防止でき、負荷回路１０４の誤動作や破壊を防止できる。
With the above configuration, in the first embodiment having the configuration shown in FIG. 1, the
Drive voltage fluctuation can be prevented, and malfunction and destruction of the
なお、電流検出手段１２０は、電流量を検出できる手段であればどのような手段でも良いが、抵抗素子を設け該抵抗素子に検出する電流を流し、該抵抗素子の両端の発生する電圧の大きさで電流量を検出する手段が、構造上簡素化できるので好ましい。 The current detection means 120 may be any means as long as it can detect the amount of current, but a resistance element is provided, a current to be detected flows through the resistance element, and a voltage generated at both ends of the resistance element is large. The means for detecting the amount of current is preferable because the structure can be simplified.
図３は、第１の実施例と第２の実施例で示した制御回路１０５に用いられる差動増幅回路とその周辺回路の回路図である。第１の実施例と第２の実施例で示した変換電力１２１が入力される変換電力入力端子８１１と、抵抗８０６と抵抗８０８で構成される第１のブリーダ抵抗と、抵抗８０５と抵抗８０７で構成される第２のブリーダ抵抗と、第１のスイッチ素子８１４と、第２スイッチ素子８１３と、差動増幅回路８０１と、差動増幅回路８０１のバイアス電流を調節する電流可変回路８０３と、基準電圧を発生するＶＲＥＦ回路２２３と、前記第１のブリーダ抵抗と前記第２の抵抗のＧＮＤ端子への電流経路を制御する切り替え回路８０４と、差動増幅回路８０１の出力信号を出力する増幅信号出力端子８０２と、第１の実施例と第２の実施例で示した動作モード信号１１２が入力される動作モード入力端子８１０とで構成されており、前記変換電力入力端子８１１から入力される変換電力の電圧は、前記第１のブリーダ抵抗あるいは、前記第２のブリーダ抵抗で分圧され、該分圧された電圧とＶＲＥＦ回路２２３から出力される基準電圧との電圧差は、差動増幅回路８０１で増幅され、増幅信号出力端子８０２に出力される。
FIG. 3 is a circuit diagram of the differential amplifier circuit and its peripheral circuits used in the
また、電流可変回路８０３は、前記第１の実施例と前記第２の実施例で述べた制御回路１０５の第１の出力電圧制御モードと第２の出力電圧制御モードを切り替える為の回路であり、動作モード信号入力端子８１０から入力される前記動作モード信号に応じて差動増幅回路８０１のバイアス電流を切り替えることで、前記第１の出力電圧制御モードと前記第２の出力電圧制御モードとの切り替えを行う。もちろん、該バイアス電流が多いほうが第１の出力電圧制御モードであり、該バイアス電流の少ない方が第２の出力電圧制御モードである。しかも、該バイアス電流が多いほど差動増幅回路８０１は高速動作が可能となるが、消費電流は多くなるため、今まで述べてきたように、前記第１の出力電圧制御モードの方が前記第２の出力電圧制御モードよりも制御速度は向上するが、消費電流が多くなることも言うまでもない。
The variable
そしてさらに、電流可変回路８０３は、前記バイアス電流を徐々に可変する機能を有している。これにより、前記バイアス電流を急激に可変した際に問題となる差動増幅回路８０１の精度低下を極力抑えることができる。なぜなら、このような精度低下が起こると、図１と図２で示す第４の電力１０９の電圧が変動するからである。つまり、電流可変回路８０３が、徐々に前記バイアス電流を可変することにより、前記第４の電力１０９の電圧変動を所望のスペック内に収めながら、前記第１の出力電圧制御モードと前記第２の出力電圧制御モードとを切り替えることができるのである。なお、前記バイアス電流の可変速度は、差動増幅回路８０１の応答速度が速いほど速い可変速度で可変できるが、１μＡを１ｍｓｅｃで変化させる程度の変化速度であれば十分である。
Further, the current
またさらに、電流可変回路８０３は、前記バイアス電流に応じて、該バイアス電流の可変速度を可変する機能も有しており、該バイアス電流の可変速度は、該バイアス電流が多いほど該バイアス電流の可変速度は速くなる方向で制御する。これは、差動増幅回路８０１のバイアス電流が多い場合、差動増幅回路８０１の精度回復速度が向上するためであり、このため、この場合は、前記バイアス電流の可変速度を速くしても、前記制度低下を抑えることができるからである。
Furthermore, the current
電流可変回路８０３が、上記機能を有することにより、前記第４の電力１０９の電圧変動を所望のスペック内に収めながら、前記第１の出力電圧制御モードと前記第２の出力電圧制御モードとを素早く切り替えることが可能となり、この切り替え時間による時間的ロスを減少することができる。
Since the current
一方、切り替え回路８０４は、動作モード信号入力端子８１０から入力される動作モード信号に応じて前記第１のブリーダ抵抗と前記第２のブリーダ抵抗のＧＮＤ端子への電流経路を制御すると伴に、第１のスイッチ素子８１４と第２のスイッチ素子８１３のオン、オフを制御する切り替え信号８１２を出力し、第１のスイッチ素子８１４は、前記第１のブリーダ抵抗の分圧した電圧の差動増幅回路８０１への供給を制御し、第２のスイッチ素子８１３は、前記第２のブリーダ抵抗の分圧した電圧の差動増幅回路８０１への供給を制御する。
On the other hand, the
なお、前記第１のブリーダ抵抗と前記第２のブリーダ抵抗の分圧比は等しく、前記第１のブリーダ抵抗を構成する抵抗８０６の抵抗値は、前記第２のブリーダ抵抗を構成する抵抗８０５の抵抗値よりも小さい。従って、前記第１のブリーダ抵抗で分圧した電圧の方が、前記第２のブリーダ抵抗で分圧した電圧に比べ、変換電力入力端子８１１の電圧変動に対する追従性が良い反面、消費電流が多い特性となっている。なお、前記第１の出力電圧制御モードの際に、前記第１のブリーダ抵抗を使い、前記第２の出力電圧制御モードの際に、前記第２のブリーダ抵抗を使うと良いことは言うまでもない。
The voltage dividing ratio between the first bleeder resistor and the second bleeder resistor is equal, and the resistance value of the
また、切り替え回路８０４は、第１のブリーダ抵抗と第２のブリーダ抵抗を切り替える際に、両方のブリーダ抵抗にＧＮＤ端子への電流経路を設けることを行ってから、どちらか一方のブリーダ抵抗のみにＧＮＤ端子への電流経路を設けることを行う機能も有している。このような機能を有することにより、差動増幅回路８０１に入力される前記分圧された電圧の電圧値が、ブリーダ抵抗の切り替えの際に不定となり、図１と図２で示す制御回路１０５が、同じく図１と図２で示す第４の電力１０９の電圧を制御できなくなるのを防止できる。
Further, when switching between the first bleeder resistance and the second bleeder resistance, the
以上述べてきたような構成と機能を有する差動増幅回路とその周辺回路を、図１や図２で示すそれぞれの実施例の制御回路１０５に用いることにより、制御回路１０５が、第１の出力電圧制御モードと第２の出力電圧制御モードを有することができるだけでなく、第１の出力電圧制御モードと第２の出力電圧制御モードを切り替える際に生じる第４の電力１０９の電圧変動を、所望のスペック以内に抑えることができる。また、その切り替え速度も速くなり、この切り替えによる時間ロスが少なくなる。
By using the differential amplifier circuit having the configuration and function as described above and its peripheral circuit in the
図４は本発明の第３の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。 FIG. 4 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図４に示すように、本実施例の電子機器は、第１の電力１０６を供給する給電手段１０１と、第１の電力１０６の電圧を変換した第２の電力１０７を出力する第１の電圧変換回路１０２と、第１の電力１０６の電圧を変換した第３の電力１０８を出力する第２の電圧変換回路１０３と、第１の電圧変換回路１０２の動作を制御するための第１の制御信号１１０と、第２の電圧変換回路１０３の動作を制御するための第２の制御信号１１１を出力するとともに、入力された第２の電力１０７と第３の電力１０８を基に第４の電力１０９を出力する制御回路１０５と、第４の電力１０９で駆動する負荷回路１０４とを備えている。さらに、負荷回路１０４は、消費電力の多い第１の動作モードと、第１の動作モードよりも消費電力の少ない第２の動作モードとを有し、第１の動作モード、あるいは、第２の動作モードのどちらで動作するかを制御回路１０５に伝える動作モード信号１１２を出力する。さらに制御回路１０５は、動作モード信号１１２に応じて、第１の制御信号１１０と第２の制御信号１１１を制御できる構成である。
As shown in FIG. 4, the electronic apparatus according to the present embodiment includes a
上記構成とすることで、第２の電力１０７を第４の電力１０９とする方法と、第３の電力１０８を第４の電力１０９とする方法と、第２の電力１０７と第３の電力１０８を合わせた電力を第４の電力１０９とする方法の中から、負荷回路１０４の動作モードに最適の方法を選ぶ事ができるので、給電手段１０１が出力する第１の電力１０６を負荷回路１０４の駆動に効率良く利用することができるようになる。
With the above configuration, the
なお、第１の電圧変換回路１０２と第２の電圧変換回路１０３は、トランスやピエゾ素子を使用したタイプや、コイルを使用したタイプや、コンデンサーを使用したタイプの電圧変換回路でも良い。また、降圧のみであれば、抵抗やＭＯＳＦＥＴを使用したシリーズレギュレータタイプの降圧回路でも良い。また、負荷回路１０４が携帯電話用ＩＣ程度の消費電流の回路であれば、小型で高変換効率という点で、コイルを使用したスイッチングレギュレータ方式の電圧変換回路が最適である。さらに負荷回路１０４の消費電力が低い場合は、さらに小型で高変換効率という点で、コンデンサータイプの電圧変換回路が最適である。さらに、負荷回路１０４の消費電力が低く、しかも、降圧のみであるならば、抵抗やＭＯＳＦＥＴを使用したシリーズレギュレータタイプの降圧回路が最適である。
Note that the first
また、負荷回路１０４の第１の動作モードと第２の動作モードとの消費電力差が大きく、しかも、第２の動作モードの消費電力が極端に少ない場合は、第１の電圧変換回路１０２にコイルを使用したスイッチングレギュレータ方式の電圧変換回路を採用し、第２の電圧変換回路１０３にコンデンサーを使用した電圧変換回路を採用すると良い。さらに、負荷回路１０４の両動作モードの消費電流が低く、第１の電圧変換回路１０３が降圧のみの機能で良い場合は、第１の電圧変換回路１０２にコンデンサーを使用した電圧変換回路を採用し、第２の電圧変換回路１０３に抵抗やＭＯＳＦＥＴを使用したシリーズレギュレータタイプの降圧回路を採用すると良い。
When the power consumption difference between the first operation mode and the second operation mode of the
なお、動作モード信号１１２は負荷回路１０４の動作モードが移り変わる前に動作モードが移り変わることを知らせる信号の方が好ましい。なぜなら、第１の電圧変換回路１０２および第２の電圧変換回路１０３は、動作を開始してからしばらくの間は動作が不安定であり、電力が出力できなかったり、出力した電力の電圧が目的の電圧とならなかったりするからである。つまり、負荷回路１０４の動作モードが切り替わると同時に、停止していた電圧変換回路を動作させ、負荷回路１０４を動作させると、負荷回路１０４の駆動電力が足りず、負荷回路１０４が誤動作したり、負荷回路１０４の駆動電圧が高すぎて負荷回路１０４が破壊する危険があるからである。特に、出力する電力が少ない場合には、電力変換効率の高い第２の電圧変換回路は電力の出力能力も小さい構成となっている。このため、この第２の電圧変換回路１０３から出力する電力で消費電力の少ない第２の動作モードで動作する負荷回路１０４を駆動している状態から負荷回路１０４の動作モードが消費電力の多い第２の動作モードに移った際に、第１の電圧変換回路１０２からの出力電力がしばらくの間えられず、第２の電圧変換回路１０３からの出力電力のみで第２の動作モードの負荷回路１０４を駆動することとなるので、この間、負荷回路１０４の駆動電力が不足し、負荷回路１０４が誤動作してしまう可能性が高い。
The
従って、負荷回路１０４の動作モードが切り替わることを、制御回路１０５が動作モード信号１１２によりあらかじめ知ることで、制御回路１０５は、負荷回路１０４の動作モードが変わる前に、動作させる必要のある電圧変換回路をあらかじめ動作させて、安定動作できる状態としておくことができる。そのため、負荷回路１０４の動作モードが変わった際の、負荷回路１０４の駆動電力不足や負荷回路１０４に過電圧がかかるのを防止でき、その際の負荷回路１０４の誤動作や破壊を防止できるようになる。
Accordingly, the
図５は、本発明の第４の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。 FIG. 5 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
前述した第３の実施例では、負荷回路１０４から動作モード信号１１２が出力されていたが、図５で示す第４の実施例では、動作モード信号１１２は、負荷回路１０４からは出力されずに、制御回路１０５から負荷回路１０４の電力供給経路間に、新たに設けた電流検出手段１２０から出力される。それ以外は全く同じ構成である。つまり、第４の実施例は、電流検出手段１２０により、負荷回路１０４の消費電流を検出することで、負荷回路１０４がどの動作モードで動作しているかを判断し、その判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する構成である。
In the third embodiment described above, the
上記構成とすることにより、第３の実施例の構成では負荷回路１０４が動作モード信号１１２を出力できる物に限られたが、第４の実施例では、動作モード信号１１２が出力できない負荷回路１０４でも対応可能となる。しかし、負荷回路１０４の動作モードをあらかじめ知る事ができないので、前述したような負荷回路１０４の動作モードの切り替わりで負荷回路１０４が誤動作する可能性や、破壊される可能性がある。よって、負荷回路１０４には、動作モードの切り替わる際の消費電流が、徐々に増加、あるいは、徐々に減少するタイプを採用する。さらに、負荷回路１０４が第１の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干下回った第１の消費電流と、負荷回路１０４が第２の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干上回った第２の消費電流の２つの消費電流レベルを検出し、負荷回路１０４の消費電流が第１の消費電流以上であれば負荷回路１０４は第１の動作モードで動作していると判断し、第２の消費電流未満であれば負荷回路１０４は第２の動作モードで動作していると判断し、第１の消費電流未満で第２の消費電流以上であれば負荷回路１０４は動作モードの切り替え途中であると判断する方法を採用する。そして、電流検出手段１２０がこの判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する。この様な構成を採用することにより、負荷回路１０４の動作モードの切り替わり初期段階に、止まっていた電圧変換回路の動作を開始し、動作を安定させておくことができるとともに、負荷回路１０４の動作モードの切り替わり最終段階に、動作していた電圧変換回路を停止することができるため、負荷回路１０４の動作モードが移り変わる際の負荷回路１０４の駆動電圧変動を防止でき、負荷回路１０４の誤動作や破壊を防止できる。
In the configuration of the third embodiment, the
なお、電流検出手段１２０は、電流量を検出できる手段であればどのような手段でも良いが、抵抗素子を設け該抵抗素子に検出する電流を流し、該抵抗素子の両端の発生する電圧の大きさで電流量を検出する手段が、構造上簡素化できるので好ましい。 The current detection means 120 may be any means as long as it can detect the amount of current, but a resistance element is provided, a current to be detected flows through the resistance element, and a voltage generated at both ends of the resistance element is large. The means for detecting the amount of current is preferable because the structure can be simplified.
図６は、本発明の第３の実施例による電子機器に係わる具体的な回路ブロックを表す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit block related to an electronic apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図６に示すように、電子機器は、給電手段である電池２０１と、第１の電圧変換回路である第１の降圧回路２０２と、第２の電圧変換回路である第２の降圧回路２０３と、制御回路を構成するＰＷＭ回路２０７、発振回路２０９、ＰＦＭ発振回路２０８、エラーアンプ回路２２０、第１の抵抗２２１と第２の抵抗２２２で構成されるブリーダ抵抗、及び、ＶＲＥＦ回路２２３を有している。
As shown in FIG. 6, the electronic device includes a
先ず、主な構成回路の動作を説明する。第１の降圧回路２０２は、第１の制御信号である第１のパルス信号２１０を用いて内部のＭＯＳＦＥＴをスイッチングすることにより、電池電力２０５の電圧を降圧し、電池電力２０５よりも電圧の低い降圧電力２０６を出力する。第２の降圧回路２０３は、第２の制御信号である第２のパルス信号２１１を用いて内部のＭＯＳＦＥＴをスイッチングすることにより、電池電力２０５の電圧を降圧し、第１の降圧回路２０２と同じように、電池電力２０５よりも電圧の低い降圧電力２０６を出力する。そして、携帯電話用ＩＣ２０４は、第１の降圧回路２０２あるいは第２の降圧回路２０３から出力される降圧電力２０６で駆動すると共に、自分が受送信モードなのか、待ち受けモードなのかを知らせる為の動作モード信号２１４を出力する。
First, operations of main constituent circuits will be described. The first step-down
次に、制御回路を構成する各回路の動作を説明する。第１の抵抗２２１と第２の抵抗２２２で降圧電力２０６の電圧を分圧し、その分圧電圧をエラーアンプ回路２２０のマイナス入力端子に出力する。ＶＲＥＦ回路２２３は、基準電圧を発生し、その基準電圧をエラーアンプ回路２２０のプラス入力端子に出力する。そして、エラーアンプ回路２２０は、マイナス入力端子に入力された分圧電圧と、プラス入力端子に入力された基準電圧の差を増幅し、その増幅結果をエラー信号２１３として出力する。また、発振回路２０９は、クロック信号２１２を出力すると共に、入力される動作モード信号２１４に基づきクロック信号２１２を出力するか、しないかの制御を行う。そして、ＰＷＭ回路は、入力されるクロック信号２１２のデューティを、同じく入力されるエラー信号２１３に基づいて変化させ、その変化させたデューティのクロック信号２１２を、第１のパルス信号２１０として出力する。さらに、ＰＦＭ発振回路２０８は、入力されるエラー信号２１３に基づいた周波数のクロック信号を発生し、そのクロック信号を第２のパルス信号２１１として出力すると共に、入力される動作モード信号２１４に基づき第２のパルス信号２１１を出力するか、しないかの制御を行う。なお、動作モード信号２１４に基づいて、発振回路２０９がクロック信号２１２を出力しない場合、ＰＷＭ回路２０７からも第１のパルス信号２１０が出力されないので、第１の降圧回路２０２は動作を停止する。従って、第１の降圧回路２０２から降圧電力２０６は出力されない。また、動作モード信号２１４に基づいて、ＰＦＭ発振回路２０８が第２のパルス信号２１１を出力しない場合、第２の降圧回路２０３は動作を停止するので、第２の降圧回路２０３から降圧電力２０６は出力されない。
Next, the operation of each circuit constituting the control circuit will be described. The
上記構成の各回路が、上述した動作を行うことにより、以下に示す動作が可能となる。 Each circuit having the above configuration performs the above-described operation, thereby enabling the following operation.
先ず、携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流が変動しても、第１の降圧回路２０２あるいは第２の降圧回路２０３が出力する降圧電力２０６の電圧を、ＶＲＥＦ回路２２３が発生する基準電圧と、降圧電力２０６を、第１の抵抗２２１と第２の抵抗２２２とで分圧した分圧電圧が、同じ電圧になるような電圧に制御することができる。つまり、降圧電力２０６の電圧をほぼ一定にすることができる。従って、携帯電話用ＩＣ２０４は、ほぼ一定電圧に保たれた降圧電力２０６で安定して駆動できるようになる。
First, even if the current consumption of the
次に、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが変動し、携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流が極端に変動しても、第１の降圧回路２０２から出力される降圧電力２０６で携帯電話用ＩＣ２０４を駆動する方法と、第２の降圧回路２０３から出力される降圧電力２０６で携帯電話用ＩＣ２０４を駆動する方法と、第１の降圧回路２０２と第２の降圧回路２０３の両降圧回路から出力される降圧電力２０６で携帯電話用ＩＣ２０４を駆動する方法の中から、電池電力２０１が携帯電話用ＩＣ２０４の駆動に最も効率良く利用できる方法を選ぶ事ができるようになる。従って、電池電力２０１を携帯電話用ＩＣ２０４の駆動に効率良く使用できるようになり、本実施例の構成を採用した携帯電話の長時間動作が可能となる。
Next, even if the operation mode of the
図７は、図６に示す第１の降圧回路２０２の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of the first step-down
図７に示すように、コイル３０３を用いたスイッチングレギュレータタイプの降圧回路である。このタイプの降圧回路は降圧する電力が比較的大きい場合の電力変換効率が高いタイプである。従って、図６で示す携帯電話用ＩＣ２０４が、送受信モードで動作し、比較的大きな降圧電力を必要とする場合の降圧電力２０６を供給するのに適している。
As shown in FIG. 7, a switching regulator type step-down circuit using a
構成は、図７に示したように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３０１と、ダイオード３０２と、コイル３０３と、図６で示した電池電力２０５が入力される電池電力入力端子３１０、第１のパルス信号２１０が入力されるパルス信号入力端子３１２、及び、降圧電力２０６が出力される降圧電力出力端子３１１と、を有し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３０１はソース電極と基盤電極が電池電力入力端子に接続され、ゲート電極がパルス信号入力端子３１２に接続され、ドレイン電極がコイル３０３の第１電極とダイオード３０２の第１電極に接続さており、ダイオード３０２の第２電極はＧＮＤ端子に接続され、コイル３０３の第２電極は降圧電力出力端子３１１にそれぞれ接続されている。また、ダイオード３０２の順方向は、ダイオード３０２の第２電極から第１電極の方向となっている。
As shown in FIG. 7, the P-
上記構成とすることにより、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３０１をパルス信号入力端子３１２に入力される第１のパルス信号によりスイッチングすることで、電池電力入力端子３１０に入力された電池電力の電圧を降圧し、その降圧した電池電力を、降圧電力として、降圧電力出力端子３１１から出力することが可能となる。
With the above configuration, the P-
なお、ダイオード３０２は整流作用のあるものであればどのような物でもよいが、本実施例では、簡単な回路構成で整流作用が得られるダイオードを採用している。さらに、ダイオードの順方向ドロップ電圧による電力ロスを極力少なくするために、順方向ドロップ電圧の少ないショットキータイプのダイオードを採用してもよい。
The
図６に示す第２の降圧回路２０３の回路図を図８に示す。この第２の降圧回路はコンデンサーを用いたタイプの降圧回路である。このタイプの降圧回路は、非常に少ない電力の降圧電力を供給する場合の電力変換効率が高いタイプである。従って、図６で示す携帯電話用ＩＣ２０４が、待ち受けモードで動作し、非常に少ない消費電力しか必要ない場合の降圧電力２０６を供給するのに適している。
A circuit diagram of the second step-down
図８に示すように、この構成の降圧回路は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４０１、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０２、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０３、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０４、第１のコンデンサー４０５、第２のコンデンサー４０６、並びに、インバータ回路３０３を備えている。さらに、図６で示した電池電力２０５が入力される電池電力入力端子４１０、第２のパルス信号２１１が入力されるパルス信号入力端子４１１、及び、降圧電力２０６が出力される降圧電力出力端子４１２が設けられている。また、パルス信号入力端子４１１は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４０１、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０２、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０４のゲート電極と、インバータ回路４０７の入力電極に接続され、インバータ回路４０７の出力電極は第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０３のゲート電極に接続されている。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４０１は、ソース電極と基盤電極が電池電力入力端子に、ドレイン電極が第１の容量４０５の第１電極と第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０４のドレイン電極に接続されている。第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０２は、ソース電極と基盤電極がＧＮＤ端子に、ドレイン電極が第１のコンデンサー４０５の第２電極と第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０３のドレイン電極に接続されている。第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ４０３はソース電極が第２のコンデンサー４０６の第１電極に接続されており、第１のコンデンサー４０５と第２のコンデンサー４０６の第２電極はＧＮＤ端子に接続されている。
As shown in FIG. 8, this step-down circuit includes a P-
上記構成とすることで、パルス信号入力端子４１１から入力される第２のパルス信号で各ＭＯＳＦＥＴをスイッチングし、各コンデンサーの接続状態を切り替えることで、電池電力入力端子４１０に入力される電池電力の電圧を降圧し、その降圧した電池電力を、降圧電力として降圧電力出力端子４１２から出力することが可能となる。
With the above configuration, each MOSFET is switched by the second pulse signal input from the pulse
なお、第２のコンデンサー４０６は、図６で示す携帯電話用ＩＣ２０４の電源を平滑する役目も担っている。
Note that the
上述した様に、本実施例では図６に示す構成を採用するとともに、図６で示す第１の降圧回路２０２に、図７で示すような比較的多い降圧電力を出力する場合に電力変換効率が高くなるタイプであるコイルを使用したスイッチングレギュレータタイプの降圧回路を採用し、図６で示す第２の降圧回路２０３に、図８で示すような非常に少ない電力の降圧電力を出力する場合に電力変換効率が高くなるタイプであるコンデンサーを使用したタイプの降圧回路を採用する構成となっている。よって、携帯電話用ＩＣが消費電力の多い送受信モードの際は、主に、第１の降圧回路からの降圧電力で携帯電話用ＩＣを駆動し、携帯電話用ＩＣが消費電力の非常に少ない待ち受けモードの際は、主に、第２の降圧回路からの降圧電力で携帯電話用ＩＣを駆動することができるようになる。従って、従来の構成である一個の降圧回路の降圧電力で携帯電話用ＩＣを駆動させた場合に比べて、降圧回路の電力変換効率が向上し、電池電力で効率良く携帯電話用ＩＣを駆動できるようになるので、本実施例の構成を採用した携帯電話の長時間動作化が可能となる。
As described above, in this embodiment, the configuration shown in FIG. 6 is adopted, and when a relatively large step-down power as shown in FIG. 7 is output to the first step-down
そして、さらに、本実施例では、図６に示すように、携帯電話用ＩＣ２０４から出力される動作モード信号２１４は、携帯電話用ＩＣ２０４が送受信モードあるいは待ち受けモードのどちらで動作しようとしているのかを事前に知らせる信号と、動作モードをリアルタイムに知らせる信号とで構成されている。この構成により、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが、第２の降圧回路２０３の降圧電力で動作している待ち受けモードから送受信モードになる際は、動作モード信号２１４により、あらかじめ第１の降圧回路２０２を動作させ、第１の降圧回路２０２の動作を安定化しておいてから、送受信モードにし、その後に、第２の降圧回路２０３の動作を停止することができる。また、逆に、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが、第１の降圧回路２０２の降圧電力で動作している送受信モードから待ち受けモードになる際は、あらかじめ第２の降圧回路２０２を動作させ、第２の降圧回路２０２の動作を安定化しておいてから、待ち受けモードにし、その後に、第１の降圧回路２０２を停止することができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the
従って、常に、必要な降圧回路の動作を安定化させてから、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードを切り替えるので、携帯電話用ＩＣ２０４の駆動電圧が安定する。
Therefore, since the operation mode of the
しかし、上記構成としても、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが変化する際には、どうしても携帯電話用ＩＣの駆動電圧が多少変動してしまう。これは、両降圧回路の出力する降圧電力の電圧が周期的に変動する現象である発振現象を防止するために、エラーアンプ回路２２０の動作速度を落としているからである。従って、携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流が急に変動してしまう動作モードの変化時には、どうしても降圧回路の出力する降圧電力の電圧制御が遅れてしまい、携帯電話用ＩＣ２０４の駆動電圧が変動してしまうのである。よって、この駆動電圧の変動をなくすためには、携帯電話用ＩＣ２０４に動作モードが変わる際、徐々に消費電流が変わるタイプの物を採用することを推奨する。
However, even with the above configuration, when the operation mode of the
図９は、本発明の第４の実施例による電子機器に係わる具体的な回路ブロックを表す図である。 FIG. 9 is a diagram showing specific circuit blocks related to an electronic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
図９で示す回路ブロック図は、図６で示した回路ブロック図と以下の点で異なっている。すなわち、図６で示した回路ブロック図では、携帯電話用ＩＣ２０４から動作モード信号２１４を出力する構成であるが、図９で示した回路ブロック図では、動作モード信号２１４は、携帯電話用ＩＣ２０４から出力されるのではなく、携帯電話用ＩＣ２０４のプラス側電源入力端子と第１あるいは第２の降圧回路２０２、２０３の降圧電力出力端子との間に設けた負荷電流検出回路２２０から出力される。これ以外は全く同じ構成である。つまり、この負荷電流検出回路２２０で携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流を検出することで、携帯電話用ＩＣ２０４が送受信モードか待ち受けモードなのかを判断し、その判断結果を動作モード信号２１４として出力する構成である。
The circuit block diagram shown in FIG. 9 differs from the circuit block diagram shown in FIG. 6 in the following points. That is, in the circuit block diagram shown in FIG. 6, the
上記構成とすることで、わざわざ携帯電話用ＩＣ２０４に動作モード信号２１４を出力できる機能を持たせなくても、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードに応じて、携帯電話用ＩＣ２０４の駆動電力を、第１の降圧回路２０２から出力する降圧電力と、第２の降圧回路２０３から出力する降圧電力と、両降圧回路から出力する降圧電力の中から選ぶことができる様になる。
With the above-described configuration, the driving power of the
しかし、上記したことが可能となるが、第１の実施例で可能であった携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが変わることを前もってわかることができなくなってしまう。そこで、携帯電話用ＩＣ２０４には、動作モードが変わる際の消費電流が緩やかに増加あるいは減少する物を採用し、さらに、負荷電流検出回路２０２に、携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流の検出レベルを、携帯電話用ＩＣ２０４が送受信モードで動作している際の消費電流より若干下の消費電流である第１の検出レベルと、携帯電話用ＩＣ２０４が待ち受けモードで動作している際の消費電流より若干上の消費電流である第２の検出レベルとの２レベル設け、携帯電話用ＩＣ２０４の消費電流が第１の検出レベル以上の場合には携帯電話用ＩＣ２０４は第１の動作モードで動作し、第２のレベル未満であれば携帯電話用ＩＣ２０４は第２の動作モードで動作し、第１の検出レベル未満で第２の検出レベル以上であれば携帯電話用ＩＣ２０４は動作モードが移り変わっている状態であると判断し、その判断に基づいた動作モード信号２１４を出力する構成を採用する。そして、さらに、その動作モード信号２１４が、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが移り変わっている状態であることを知らせた場合は、発振回路２０９とＰＦＭ発振回路２０８の両方を動作させることにより、両降圧回路を動作させ、携帯電話用ＩＣ２０４が第１の動作モードで動作していることを知らせた場合は、ＰＦＭ発振回路２０８のみを停止させることで、第１の降圧回路２０２のみを動作させ、さらに、携帯電話用ＩＣ２０４が第２の動作モードで動作していることを知らせた場合は、発振回路２０９のみを停止させることで、第２の降圧回路２０３
のみを動作させるように制御する構成とする。
However, although it is possible to do the above, it becomes impossible to know in advance that the operation mode of the
It is set as the structure controlled to operate only.
上記構成とすることにより、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが移り変わっている初期段階で、必要な降圧回路の動作を開始させる。そのため、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが移り変わった段階では、すでに、動作させた降圧回路は安定動作することとなる。したがって、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが移り変わる際の、携帯電話用ＩＣ２０４の駆動電圧の変動を防止することができる。そして、前述したエラーアンプ回路２２０の処理速度を遅らせてあることにより、携帯電話用ＩＣ２０４の動作モードが移り変わる際の携帯電話用ＩＣ２０４の駆動電圧変動も防止できることは言うまでもない。
With the above configuration, the necessary step-down circuit operation is started at the initial stage when the operation mode of the
図１０は、本発明の第５の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。給電手段１０１と第１の電圧変換手段１０２と第２の電圧変換手段１０３と負荷回路１０４は、第３の実施例と同じ物を用いている。すなわち、第１の電力１０６を供給する給電手段１０１と、第１の電力１０６の電圧を変換した第２の電力１０７を出力する第１の電圧変換回路１０２と、同じく第１の電力１０６の電圧を変換した第３の電力１０８を出力する第２の電圧変換回路１０３とを備えている。さらに、第２の電力１０７の電圧を監視し、所望の電圧となるように第１の制御信号１１０にて第１の電圧変換回路１０２の動作を制御する第１の制御回路１００１と、第３の電力１０８の電圧を監視し、所望の電圧となるように第２の制御信号１１１にて第２の電圧変換回路１０３の動作を制御する第２の制御回路１００２と、第１の可変抵抗１００３と、第２の可変抵抗１００４と、第４の電力１０９で動作する負荷回路１０４と、抵抗制御回路１００５とを有している。なお、第１の制御回路１００１と第２の制御回路１００２は、前記第１から第４の実施例で述べてきた制御回路１０５と基本的な構成や動作は同じである。
FIG. 10 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The power supply means 101, the first voltage conversion means 102, the second voltage conversion means 103, and the
また、負荷回路１０５は、少なくとも第１の動作モードと第２の動作モードを有しており、どちらの動作モードで動作するかを知らせる動作モード信号１１２を出力する構成であり、抵抗制御回路１００５は、動作モード信号１１２に応じて、第１抵抗可変信号１００６と第２の抵抗可変信号１００７を出力する構成である。さらに、第１の可変抵抗１００３は、第２の電力１０７を第４の電力１０９とするための供給経路に配置され、第１の抵抗制御信号１００６に応じて自らの抵抗値を可変することで、第２の電力１０７の供給量を制御する構成であり、第２の可変抵抗１００４は、第３の電力１０８を第４の電力１０９とするための供給経路に配置され、第２の抵抗制御信号１００７に応じて、自らの抵抗値を可変することで、第３の電力１０８の供給量を制御する構成である。またさらに、第１の制御回路１００１は、動作モード信号１１２に応じて、自らの動作を制御すると共に、第１の制御信号１１０にて第１の電圧変換回路１０２の動作を制御し、第２の制御回路１００２も動作モード信号１１２に応じて、自らの動作を制御すると共に、第２の制御信号１１１にて第２の電圧変換回路１０３の動作を制御する構成である。
In addition, the
上記構成とすることにより、前記第３の実施例と同様に、負荷回路１０４の動作モードに応じて、第２の電力１０７を第４の電力１０９とする場合と、第３の電力１０８を第４の電力とする場合と、第２の電力１０７と第３の電力１０８の両電力を第４の電力とする場合から、第１の電力１０６が最も効率良く負荷回路１０４の駆動に利用される場合を選択できるので、第１の電力１０６の効率的な利用と、負荷回路１０４の安定動作が可能となる。
With the above configuration, as in the third embodiment, the
なお、上記本実施例では、負荷回路１０４の第１の動作モードは、第２の動作モードより消費電流が多い、あるいは、消費電流の変動が激しい動作モードであり、第１の電圧変換回路１０２は、第２の電圧変換回路１０３よりも出力電流能力はあるが、出力電流が低い場合の変換効率が悪い電圧変換回路であり、第１の制御回路１００１は、第２の制御回路１００２よりも制御速度が速いが、消費電流が多い制御回路である。
In the present embodiment, the first operation mode of the
従って、負荷回路１０４が前記第１の動作モードの場合や、動作モードが切り替わる場合は、第１の制御回路１００１を動作させ、第１の電圧変換回路１０２を駆動し、第１の可変抵抗１００３を低抵抗にすると同時に、第２の制御回路１００２を停止し、第２の電圧変換回路１０３の駆動を停止し、第２の可変抵抗１００４を高抵抗とすることで、第２の電力１０７のみを第４の電力１０９とすると良い。なぜなら、負荷回路１０４が動作モードを切り替える際や、前記第１の動作モードで動作している際に、第３の電力１０８のみを第４の電力１０９とすると、負荷回路１０４の消費電流が多くなった場合は、第３の電力１０８の供給電流が不足するので、第４の電力１０９の電圧が低下して負荷回路１０４が動作できなくなるし、負荷回路１０４の消費電流の変動が激しくなった場合は、第２の制御回路１００２の制御が追いつかなくなるので、第４の電力１０９の電圧変動が激しくなってしまい、負荷回路１０４が誤動作したり破壊してしまうからである。従って、負荷回路１０４は、動作モードを切り替える前に、各回路へ動作モードが切り替わることを動作モード信号１１２により知らせることが必要なので、本発明の負荷回路１０４はこのような機能も有している。
Accordingly, when the
また、負荷回路１０４が前記第２の動作モードの場合は、第２の制御回路１００２を動作させ、第２の電圧変換回路１０３を駆動し、第２の可変抵抗１００４を低抵抗にすると同時に、第１の制御回路１００１を停止し、第１の電圧変換回路１０２の駆動を停止し、第１の可変抵抗１００３を高抵抗とすることで、第３の電力１０８のみを第４の電力１０９とすると良い。なぜなら、第２の電力１０８のみを第４の電力１０９とし、負荷回路１０４が安定に駆動できる場合、この場合を採用した方が、第２の電力１０８のみを第４の電力１０９として負荷回路１０４を駆動するよりも、給電手段１０１が供給する第１の電力１０６をはるかに効率良く負荷回路１０４の駆動に利用できるからであり、負荷回路１０４が前記第２の動作モードで動作している際は、第２の電力１０８のみを第４の電力１０９としても、負荷回路１０４の消費電流が少ないので、第３の電力１０８の供給電力で負荷回路１０４を十分駆動でき、あるいは、負荷回路１０４の消費電流の変動がほとんどなく、第２の制御回路１００２の制御が十分追いつくため、第４の電力１０９の電圧変動も発生せず、負荷回路１０４が安定に駆動できるからである。
When the
なお、第１の可変抵抗１００３が高抵抗から低抵抗に切り替わる際は、あらかじめ第１の制御回路１００１を動作させ、第１の電圧変換回路１０２を駆動し、第２の電力１０７の電圧が安定した状態になってから切り替える機能を有しており、同じく、第２の可変抵抗１００４が高抵抗から低抵抗に切り替わる際は、あらかじめ第２の制御回路１００２を動作させ、第２の電圧変換回路１０３を駆動し、第３の電力１０８の電圧が安定した状態になってから切り替えると機能を有している。なぜなら、第１の制御回路１００１を動作させ、第１の電圧変換回路１０２を駆動し始めた際、あるいは、第２の制御回路１００２を動作させ、第２の電圧変換回路１０３を駆動はじめた際は、第２の電力１０７あるいは第３の電力１０８の電圧が不安定であり、この状態で第１の可変傾向１００３あるいは第２の可変抵抗１００４を高抵抗から低抵抗に切り替えると、第４の電力１０９の電圧が不安定となり、負荷回路１０４が誤動作するからである。
Note that when the first
さらに、第１の可変抵抗１００３と第２の可変抵抗１００４は、抵抗制御回路１００５からの第１の抵抗可変信号１００６と第２の抵抗可変信号１００７により高抵抗から低抵抗あるいは低抵抗から高抵抗に切り替わるが、その際に、徐々に抵抗値を変化させて切り替える機能を有している。なぜなら、第１の可変抵抗１００３あるいは第２の可変抵抗１００４の抵抗値を急激に切り替えると、その際の急激な出力電流により、第１の制御回路１００１あるいは第２の制御回路１００２の制御が追いつかず、第２の電力１０７あるいは第３の電力１０８の電圧が変動し、その結果、第４の電力１０９の電圧が変動し、負荷回路１０４が誤動作したり破壊したりするからである。
Further, the first
図１１は本発明の第６の実施例に係わる電子機器の概略ブロック図である。給電手段１０１と第１の電圧変換手段１０２と第２の電圧変換手段１０３と負荷回路１０４と電流検出手段１２０は、第４の実施例と同じ物を用いている。また、前述した第５の実施例では、負荷回路１０４から動作モード信号１１２が出力されていたが、図１１で示す第６の実施例では、動作モード信号１１２は、負荷回路１０４からは出力されずに、制御回路１０５から負荷回路１０４の電力供給経路間に、新たに設けた電流検出手段１２０から出力される。それ以外は全く同じ構成である。つまり、第４の実施例は、電流検出手段１２０により、負荷回路１０４の消費電流を検出することで、負荷回路１０４がどの動作モードで動作しているかを判断し、その判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する構成である。
FIG. 11 is a schematic block diagram of an electronic apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The power supply means 101, the first voltage conversion means 102, the second voltage conversion means 103, the
第５の実施例の構成では負荷回路１０４が動作モード信号１１２を出力できる物に限られたが、上記構成とすることにより本実施例では、動作モード信号１１２が出力できない負荷回路１０４でも対応可能となる。しかし、負荷回路１０４の動作モードをあらかじめ知る事ができないので、前述したような負荷回路１０４の動作モードの切り替わりで負荷回路１０４が誤動作する可能性や、破壊される可能性がある。よって、負荷回路１０４は、動作モードの切り替わる際の消費電流は、徐々に増加、あるいは、徐々に減少するタイプを採用するとともに、電流検出手段１２０に、負荷回路１０４が第１の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干下回った第１の消費電流と、負荷回路１０４が第２の動作モードで動作している際の消費電流よりも若干上回った第２の消費電流との２つの消費電流レベルを検出する。そして、負荷回路１０４の消費電流が第１の消費電流以上であれば、負荷回路１０４は第１の動作モードで動作していると判断し、第２の消費電流未満であれば、負荷回路１０４は第２の動作モードで動作していると判断し、第１の消費電流未満で第２の消費電流以上であれば負荷回路１０４は動作モードの切り替え途中であると判断する方法を採用し、電流検出手段１２０は、その判断結果に基づいた動作モード信号１１２を出力する構成が好ましい。この様な構成を採用することにより、前記第５の実施例で述べた各回路の動作が可能となるので、負荷回路１０４の動作モードが移り変わる際の負荷回路１０４の駆動電圧変動を防止でき、負荷回路１０４の誤動作や破壊を防止できる。
In the configuration of the fifth embodiment, the
１０１ 給電手段
１０２ 第１の電圧変換回路
１０３ 第２の電圧変換回路
１０４ 負荷回路
１０５ 制御回路
１０６ 第１の電力
１０７ 第２の電力
１０８ 第３の電力
１０９ 第４の電力
１１０ 第１の制御信号
１１１ 第２の制御信号
１１２ 動作モード信号
１２０ 電流検出手段
１２１ 変換電力
１２０ 制御信号
１３０ 電圧変換回路
１００１ 第１の制御回路
１００２ 第２の制御回路
１００３ 第１の可変抵抗
１００４ 第２の可変抵抗
１００５ 抵抗制御回路
１００６ 第１の抵抗可変信号
１００７ 第２の抵抗可変信号
101 Power supply means 102 First
Claims (2)
前記電力を前記電力と電圧の異なる変換電力に変換して出力する電圧変換回路と、
第１の出力電圧制御モードと、前記第１の出力電圧制御モードより消費電流の少ない第２の出力電圧制御モードを有し、前記変換電力が所望の電力になるように前記電圧変換回路の駆動を制御する制御回路と、
第１の動作モードと、前記第１の動作モードより消費電流の変動が少ない第２の動作モードを有し、前記動作モードを識別する信号を出力する、前記変換電力で動作する負荷回路と、
を備える電子機器であって、
前記制御回路は、
前記変換電力を分圧する分圧回路と
前記分圧回路の電圧と基準電圧とを入力する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路のバイアス電流を調整する電流可変回路と、
前記負荷回路の動作モードを識別する信号を入力する動作モード入力端子と、を備え、
前記負荷回路が前記第１の動作モードであって、前記動作モード入力端子に前記第１の動作モードを識別する信号が入力されたとき、前記電流可変回路によって前記バイアス電流が多い前記第１の出力電圧制御モードで動作し、
前記負荷回路が前記第２の動作モードであって、前記動作モード入力端子に前記第２の動作モードを識別する信号が入力されたとき、前記電流可変回路によって前記バイアス電流が少ない前記第２の出力電圧制御モードで動作し、
前記電流可変回路は、前記第１の出力電圧制御モードと前記第２の出力電圧制御モードの切り替わるときに、前記バイアス電流が徐々に変化する、
ことを特徴とする電子機器。 Power supply means for supplying power;
A voltage conversion circuit that converts the power into converted power having a voltage different from the power and outputs the converted power; and
A first output voltage control mode; and a second output voltage control mode that consumes less current than the first output voltage control mode, and driving the voltage conversion circuit so that the converted power becomes a desired power. A control circuit for controlling
A load circuit that operates with the converted power and has a first operation mode and a second operation mode in which a variation in current consumption is less than that of the first operation mode, and outputs a signal that identifies the operation mode;
An electronic device comprising:
The control circuit includes:
A voltage dividing circuit that divides the converted power; a differential amplifier circuit that inputs a voltage of the voltage dividing circuit and a reference voltage;
A current variable circuit for adjusting a bias current of the differential amplifier circuit;
An operation mode input terminal for inputting a signal for identifying an operation mode of the load circuit,
When the load circuit is in the first operation mode and a signal for identifying the first operation mode is input to the operation mode input terminal, the current variable circuit increases the bias current. Operates in output voltage control mode,
When the load circuit is in the second operation mode and a signal for identifying the second operation mode is input to the operation mode input terminal, the second bias current is reduced by the current variable circuit. Operates in output voltage control mode,
In the current variable circuit, the bias current gradually changes when the first output voltage control mode and the second output voltage control mode are switched.
An electronic device characterized by that.
第１の分圧回路と、前記第１の分圧回路よりも抵抗値が高い第２の分圧回路と、を備え、
前記第２の出力電圧制御モードの際に、前記第２の分圧回路が選択されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 The voltage dividing circuit includes:
A first voltage dividing circuit, and a second voltage dividing circuit having a resistance value higher than that of the first voltage dividing circuit,
The electronic device according to claim 1, wherein the second voltage dividing circuit is selected in the second output voltage control mode.
Priority Applications (1)
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