JP3686042B2 - 直流安定化電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電圧が可変でしかも高効率でリプルの少ない直流安定化電源装置に関し、特に電池を電源とした携帯電話、携帯情報端末に適した直流安定化電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在一般に使用されている直流安定化電源装置には、効率は高いが出力電圧のリプルや、作動時のノイズが大きいスイッチングレギュレータと、効率は低いが出力電圧のリプルが少なく作動時のノイズも小さいシリーズレギュレータがある。このようなことから、直流電源からの電源電圧をまずスイッチングレギュレータに印加し、該スイッチングレギュレータは、入力電圧として必要な電圧を生成してシリーズレギュレータに出力する。該シリーズレギュレータは、スイッチングレギュレータから入力された電圧から生成した所定の電圧を負荷に供給する。このようにすることにより、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの特徴を活用することができ、シリーズレギュレータでの損失を最小限にすることができると共に、リプルの少ない直流安定化電源装置を得ることができる。
【０００３】
このような直流安定化電源装置は、特開平７−９５７６５号公報で開示されており、その構成を図２２に示す。
図２２において、直流安定化電源装置２００は、スイッチングレギュレータ２０１とシリーズレギュレータ２０２で構成されている。スイッチングレギュレータ２０１において、出力電圧ＶｏＡを抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２０３からの所定の基準電圧Ｖｒとの差電圧を誤差増幅器Ａａで増幅する。更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２０４の出力信号と誤差増幅器Ａａの出力信号の各電圧をコンパレータＡｂで比較し、コンパレータＡｂは、該比較結果に応じてベース電流増幅用トランジスタＱｂの動作制御を行い、スイッチングトランジスタＱａのオン時間を制御する。
【０００４】
スイッチングトランジスタＱａから出力された信号は、ダイオードＤａ、コイルＬａ及びコンデンサＣａからなる平滑回路で平滑されて出力電圧ＶｏＡとしてシリーズレギュレータ２０２に出力される。スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧ＶｏＡは、シリーズレギュレータ２０２の出力電圧ＶｏＢの電圧に、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅを加えた電圧になるよう、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂを設定している。
【０００５】
シリーズレギュレータ２０２は、出力電圧ＶｏＢを抵抗Ｒｃと抵抗Ｒｄで分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２０３からの所定の基準電圧Ｖｒとの差電圧を誤差増幅器Ａｃで増幅する。誤差増幅器Ａｃは、ベース電流増幅用トランジスタＱｄを制御して出力制御用トランジスタＱｃの動作制御を行い、出力電圧ＶｏＢが所定の電圧で一定になるようにしている。なお、図２２では、基準電圧発生回路２０３は、スイッチングレギュレータ２０１及びシリーズレギュレータ２０２で共有されている。
【０００６】
このように、スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧ＶｏＡは、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃが必要とするコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅに最低限の余裕を加えた値を出力電圧ＶｏＢに加えることにより、シリーズレギュレータ２０２での損失を最小限に抑えることができ、直流安定化電源装置２００全体の効率を向上させることができると共に、ノイズやリプルの少ない定電圧を得ることができる。
【０００７】
一方、近年の電子機器は多くの機能を有しているが、各機能がすべて同時に作動することはなく、電子機器の使用状況に応じて必要な機能だけを作動するようになっている。更に、このような電子機器の各機能を実現している回路は、該機能に合わせた最適な電源電圧で動作するように設計されているため、電子機器の使用状況に応じて、各回路に供給する電源電圧を頻繁に変える必要があった。このようにして、電子機器の消費電力を低減させ、省エネルギという観点から環境にやさしい電子機器にすることができる。
【０００８】
また、電源として電池を使用する携帯電話、情報端末及びノートパソコンといた機器では、消費電力を低減させることが電池の寿命を伸ばし、使用時間を長くすることができる。このため、各機能の回路に必要なそれぞれの電源電圧が供給できるように、電源電圧を可変できるようにすることがますます重要になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−９５７６５号公報で開示されている直流安定化電源装置は、出力電圧を変えることを考慮されていない構成をなしている。無理に出力電圧を変えようとして、例えば、図２２の基準電圧Ｖｒの電圧を変更すると、スイッチングレギュレータ２０１とシリーズレギュレータ２０２の応答時間の違いで最終出力であるシリーズレギュレータ２０２の出力電圧ＶｏＢが大きく変動してしまい、シリーズレギュレータ２０２に接続された負荷２１１の動作を中断又は停止させたり、負荷２１１に不具合が発生する可能性があった。
【００１０】
更に、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃに必要なコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅもシリーズレギュレータ２０２の出力電圧や負荷２１１に流れる電流量によっても変わるため、これらの変動要因に合わせてスイッチングレギュレータ２０１の出力電圧を変化させる必要がある。しかし、特開平７−９５７６５号公報で開示されている回路では、スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧は抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで決まってしまい、任意に変えることができなかった。
【００１１】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電源の効率が高く、ノイズやリプルの少ない出力電圧を得ることができ、電源供給先の負荷回路の動作状況に応じて出力電圧を変えることができ、該出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動しないようにすることができる直流安定化電源装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る直流安定化電源装置は、直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値に変換し第２直流電圧として出力する第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び第２電源回路の各出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりも先に行うものである。
【００１４】
また、前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への切り換えよりも先に行うようにした。
【００１８】
また、この発明に係る直流安定化電源装置は、直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値にそれぞれ変換し第２直流電圧としてそれぞれ出力する複数の第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び各第２電源回路のそれぞれの出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記各第２電源回路からそれぞれ出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への各切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりもそれぞれ先に行うものである。
【００２０】
また、前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記各第２電源回路から出力されるそれぞれの第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への各切り換えよりも先に行うようにした。
【００３０】
前記第１電源回路は、スイッチングレギュレータで形成され、前記第２電源回路は、シリーズレギュレータで形成されるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
図１において、直流安定化電源装置１は、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるスイッチングレギュレータ２と、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるシリーズレギュレータ３と、外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３に出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４とで構成されている。電圧切換信号Ｓａは、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣの電圧値を必要に応じて切り換えるための信号である。
【００３２】
スイッチングレギュレータ２は、電池等の直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３は、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００３３】
電圧切換制御回路４は、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ１遅延させてスイッチングレギュレータ２に出力する第１遅延回路１１と、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２遅延させてシリーズレギュレータ３に出力する第２遅延回路１２と、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の動作制御を行う制御回路１３とで構成されている。制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１に制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２に制御信号Ｓ２をそれぞれ出力する。第１遅延回路１１は、入力された制御信号Ｓ１に応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力し、第２遅延回路１２は、入力された制御信号Ｓ２に応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２をシリーズレギュレータ３に出力する。
【００３４】
出力電圧ＶＣを所定値Ａに低下させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３は、第１遅延回路１１に対して、電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ２としてシリーズレギュレータ３に出力させる。これに対して、出力電圧ＶＣを所定値Ｃに上昇させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３は、第１遅延回路１１に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ１としてスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２に対して電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ２をシリーズレギュレータ３に出力させる。
【００３５】
図２は、スイッチングレギュレータ２の回路例を示した図である。
図２のスイッチングレギュレータ２において、出力電圧ＶＢを、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧するか又は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２１で生成して出力される所定の基準電圧Ｖｒ１との差電圧を誤差増幅器Ａ１で増幅する。更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２２の出力信号と誤差増幅器Ａ１の出力信号の各電圧をコンパレータＡ２で比較し、コンパレータＡ２は、該比較結果に応じてスイッチングトランジスタＱ１のオン時間を制御する。
【００３６】
スイッチングトランジスタＱ１から出力された信号は、ダイオードＤ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１からなる平滑回路で平滑されて出力電圧ＶＢとしてシリーズレギュレータ３に出力される。また、スイッチＳＷ１は、第１遅延回路１１から入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じて、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧した分圧電圧Ｖｄ１、又は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧した分圧電圧Ｖｄ２のいずれかを誤差増幅器Ａ１の反転入力端に出力する。例えば、Ｖｄ１＜Ｖｄ２である場合、電圧切換信号Ｓａ１がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに立ち上がると、スイッチＳＷ１は、分圧電圧Ｖｄ２を誤差増幅器Ａ１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＢが低下する。また、電圧切換信号Ｓａ１がロー（Ｌｏｗ）レベルに立ち下がると、スイッチＳＷ１は、分圧電圧Ｖｄ１を誤差増幅器Ａ１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＢが上昇する。
【００３７】
図３は、シリーズレギュレータ３の回路例を示した図である。
図３のシリーズレギュレータ３において、出力電圧ＶＣを、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２で分圧するか又は抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４で分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２５で生成して出力される所定の基準電圧Ｖｒ２との差電圧を誤差増幅器Ａ１１で増幅する。誤差増幅器Ａ１１は、出力制御用トランジスタＱ１１の動作制御を行って、出力電圧ＶＣが所望の電圧で一定になるようにしている。
【００３８】
また、スイッチＳＷ２は、第２遅延回路１２から入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じて、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２で分圧した分圧電圧Ｖｄ１１、又は抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４で分圧した分圧電圧Ｖｄ１２のいずれかを誤差増幅器Ａ１１の非反転入力端に出力する。例えば、Ｖｄ１１＜Ｖｄ１２である場合、電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルに立ち上がると、スイッチＳＷ２は、分圧電圧Ｖｄ１２を誤差増幅器Ａ１１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＣが低下する。また、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルに立ち下がると、スイッチＳＷ２は、分圧電圧Ｖｄ１１を誤差増幅器Ａ１１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＣが上昇する。なお、出力制御用トランジスタＱ１１には、ＬＤＯ(Low Drop Out)と呼ばれるような低飽和電圧のトランジスタを使用するとよい。
【００３９】
また、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢは、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１が必要とするドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓに最低限の余裕を加えた値にする。例えば、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２Ｖで、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１の飽和電圧が０.１５Ｖの場合、スイッチングレギュレータ２からは、余裕電圧として０.０５Ｖを加えた２.２Ｖの電圧が出力されるようにする。
【００４０】
図４は、第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の回路例を示した図である。なお、第１遅延回路１１と第２遅延回路１２の回路構成が同じであることから、図４では、括弧内の符号は第２遅延回路１２の場合を示している。
図４において、第１遅延回路１１は、ＯＲ回路３１、ＡＮＤ回路３２，３３、インバータ回路３４及び遅延回路３５で形成されており、遅延回路３５は、抵抗３６、コンデンサ３７及びバッファ回路３８で形成されている。一方、第２遅延回路１２は、ＯＲ回路４１、ＡＮＤ回路４２，４３、インバータ回路４４及び遅延回路４５で形成されており、遅延回路４５は、抵抗４６、コンデンサ４７及びバッファ回路４８で形成されている。
【００４１】
第１遅延回路１１において、制御回路１３からの制御信号Ｓ１は、ＡＮＤ回路３２の一方の入力端に入力されると共にインバータ回路３４を介してＡＮＤ回路３３の一方の入力端に入力される。電圧切換信号Ｓａは、ＡＮＤ回路３２の他方の入力端に入力されると共に遅延回路３５を介してＡＮＤ回路３３の他方の入力端に入力される。遅延回路３５において、電圧切換信号Ｓａは、抵抗３６及びコンデンサ３７の時定数に応じた時間だけ遅延され、バッファ回路３８を介してＡＮＤ回路３３に出力される。ＡＮＤ回路３２及び３３の各出力信号はＯＲ回路３１の対応する入力端に入力され、ＯＲ回路３１の出力信号が電圧切換信号Ｓａ１をなす。
【００４２】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路３２の出力端から電圧切換信号Ｓａが出力され、ＡＮＤ回路３３の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路３１の出力端からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ１として出力される。これに対して、ローレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路３２の出力端はローレベルとなり、ＡＮＤ回路３３の出力端から電圧切換信号Ｓａを遅延回路３５で遅延させた信号が出力され、ＯＲ回路３１の出力端からは遅延回路３５で遅延させた信号が電圧切換信号Ｓａ１として出力される。
【００４３】
同様に、第２遅延回路１２において、制御回路１３からの制御信号Ｓ２は、ＡＮＤ回路４２の一方の入力端に入力されると共にインバータ回路４４を介してＡＮＤ回路４３の一方の入力端に入力される。電圧切換信号Ｓａは、ＡＮＤ回路４２の他方の入力端に入力されると共に遅延回路４５を介してＡＮＤ回路４３の他方の入力端に入力される。遅延回路４５において、電圧切換信号Ｓａは、抵抗４６及びコンデンサ４７の時定数に応じた時間だけ遅延され、バッファ回路４８を介してＡＮＤ回路４３に出力される。ＡＮＤ回路４２及び４３の各出力信号はＯＲ回路４１の対応する入力端に入力され、ＯＲ回路４１の出力信号が電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【００４４】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＡＮＤ回路４２の出力端から電圧切換信号Ｓａが出力され、ＡＮＤ回路４３の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路４１の出力端からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ２として出力される。これに対して、ローレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＡＮＤ回路４２の出力端はローレベルとなり、ＡＮＤ回路４３の出力端から電圧切換信号Ｓａを遅延回路４５で遅延させた信号が出力され、ＯＲ回路４１の出力端からは遅延回路４５で遅延させた信号が電圧切換信号Ｓａ２として出力される。
【００４５】
なお、図４の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２における遅延回路３５及び４５の代わりに、図５で示すようにシフトレジスタＳＲ１とＳＲ２に置き換えてもよい。図５において、シフトレジスタＳＲ１の入力端ＩＮに入力された電圧切換信号Ｓａは、シフトレジスタＳＲ１の段数と基準クロックＣＬＫの周波数で決定される時間Ｔ１だけ遅延されて、シフトレジスタＳＲ１の出力端ＯＵＴから出力される。同様に、シフトレジスタＳＲ２の入力端ＩＮに入力された電圧切換信号Ｓａは、シフトレジスタＳＲ２の段数と基準クロックＣＬＫの周波数で決定される時間Ｔ２だけ遅延されて、シフトレジスタＳＲ２の出力端ＯＵＴから出力される。その他の動作は図４と同じであるのでその説明を省略する。また、図５のシフトレジスタの代わりにカウンタを使用してもよい。
【００４６】
図６は、図１の直流安定化電源装置１における各信号の例を示したタイミングチャートであり、図６を用いて電圧切換制御回路４の動作についてもう少し詳細に説明する。
図６において、出力電圧ＶＣを所定値に低下させるために電圧切換信号Ｓａがハイレベルに立ち上がると、制御回路１３は、第１遅延回路１１にローレベルの制御信号Ｓ１を出力すると共に第２遅延回路１２にハイレベルの制御信号Ｓ２を出力する。このため、第１遅延回路１１から出力される電圧切換信号Ｓａ１は、遅延時間Ｔ１後にローレベルからハイレベルに立ち上がり、第２遅延回路１２からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ２として出力される。
【００４７】
このことから、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルからハイレベルに立ち上がり、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２.０Ｖから１.５Ｖに低下する。更に、遅延時間Ｔ１が経過すると、電圧切換信号Ｓａ１がローレベルからハイレベルに立ち上がり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが２.２Ｖから１.８Ｖに低下する。この場合、遅延時間Ｔ１は、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２.０Ｖから１.５Ｖに低下するのに要する時間よりも多少長めに設定する。
【００４８】
なお、このように出力電圧ＶＢ及びＶＣをそれぞれ低下させる際、出力電圧ＶＢよりも出力電圧ＶＣの方が電圧低下幅を大きくしている理由は、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１の飽和電圧が０.１５Ｖから多少大きくなったり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢのリプルが増加したりというように、各出力電圧ＶＢ及びＶＣを変えることで変化する要因を吸収するためである。このため、このような変化要因がほとんどない場合は、出力電圧ＶＢとＶＣの電圧低下幅を同じになるようにしてもよい。
【００４９】
次に、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させるために電圧切換信号Ｓａがローレベルに立ち下がると、制御回路１３は、第１遅延回路１１にハイレベルの制御信号Ｓ１を出力すると共に第２遅延回路１２にローレベルの制御信号Ｓ２を出力する。このため、第２遅延回路１２から出力される電圧切換信号Ｓａ２は、遅延時間Ｔ２後にハイレベルからローレベルに立ち下がり、第１遅延回路１１からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ１として出力される。
【００５０】
このことから、電圧切換信号Ｓａ１がハイレベルからローレベルに立ち下がり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが１.８Ｖから２.２Ｖに上昇する。更に、遅延時間Ｔ２が経過すると、電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルからローレベルに立ち下がり、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが１.５Ｖから２.０Ｖに上昇する。この場合、遅延時間Ｔ２は、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが１.８Ｖから２.２Ｖに上昇するのに要する時間よりも多少長めに設定する。
【００５１】
次に、図７は、電圧切換制御回路４の動作例を示したフローチャートであり、図７を用いて電圧切換制御回路４の動作の流れについて説明する。
図７において、まず最初に、制御回路１３は、入力されている電圧切換信号Ｓａにおける信号レベルの変化をモニタし（ステップＳＴ１）、信号レベルの変化を検出していない場合（ＮＯ）は引き続きステップＳＴ１の処理を行う。ステップＳＴ１で、信号レベルが変化したことを検出する（ＹＥＳ）と、制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａの信号レベルがハイレベルであるか否かを調べ（ステップＳＴ２）、信号レベルがハイレベルである場合（ＹＥＳ）は、制御回路１３は、ローレベルの制御信号Ｓ１を第１遅延回路１１に出力すると共にハイレベルの制御信号Ｓ２を第２遅延回路１２に出力する（ステップＳＴ３）。
【００５２】
次に、第２遅延回路１２は、直ちに電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ４）、遅延時間Ｔ１経過後に第１遅延回路１１は、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ１に戻る。一方、ステップＳＴ２で、信号レベルがローレベルである場合（ＮＯ）は、制御回路１３は、ハイレベルの制御信号Ｓ１を第１遅延回路１１に出力すると共にローレベルの制御信号Ｓ２を第２遅延回路１２に出力する（ステップＳＴ６）。次に、第１遅延回路１１は、直ちに電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ７）、遅延時間Ｔ２経過後に第２遅延回路１２は、電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ１に戻る。
【００５３】
前記説明では、出力電圧ＶＣを２種類の電圧に切り換える場合を例にして説明したが、３種類以上の電圧に切り換えるようにしてもよい。
図８は、このようにした場合の直流安定化電源装置１の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図８では出力電圧ＶＣを３種類の電圧に切り換える場合を例にして示している。
図８において、直流安定化電源装置１Ａは、入力された制御信号に応じて出力電圧を３種類に切り換えることができるスイッチングレギュレータ２Ａと、入力された制御信号に応じて出力電圧を３種類に切り換えることができるシリーズレギュレータ３Ａと、外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃをスイッチングレギュレータ２Ａ及びシリーズレギュレータ３Ａに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４Ａとで構成されている。
【００５４】
電圧切換制御回路４Ａは、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを所定の時間Ｔ１だけ遅延させてスイッチングレギュレータ２Ａに出力する第１遅延回路１１Ａと、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを所定の時間Ｔ２だけ遅延させてシリーズレギュレータ３Ａに出力する第２遅延回路１２Ａと、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの動作制御を行う制御回路１３Ａとで構成されている。
【００５５】
制御回路１３Ａは、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて第１遅延回路１１Ａに制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２Ａに制御信号Ｓ２をそれぞれ出力する。第１遅延回路１１Ａは、入力された制御信号Ｓ１に応じて、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを基にした電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をスイッチングレギュレータ２Ａに出力し、第２遅延回路１２Ａは、入力された制御信号Ｓ２に応じて、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを基にした電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をシリーズレギュレータ３Ａに出力する。
【００５６】
スイッチングレギュレータ２Ａは、直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａからの出力電圧ＶＢが入力され、該出力電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００５７】
出力電圧ＶＣを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、制御回路１３Ａは、第１遅延回路１１Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを遅延させて生成した電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をスイッチングレギュレータ２Ａにそれぞれ出力させると共に、第２遅延回路１２Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２としてシリーズレギュレータ３Ａにそれぞれ出力させる。
【００５８】
これに対して、出力電圧ＶＣを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃが入力されると、制御回路１３Ａは、第１遅延回路１１Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１としてスイッチングレギュレータ２Ａにそれぞれ出力させると共に、第２遅延回路１２Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを遅延させて生成した電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をシリーズレギュレータ３Ａにそれぞれ出力させる。
【００５９】
図９は、スイッチングレギュレータ２Ａの回路例を示した図である。なお、図９では、図２と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。
図９における図２との相違点は、図２の抵抗Ｒ１〜Ｒ４とスイッチＳＷ１の代わりに分圧回路５１を設けたことにある。
図９のスイッチングレギュレータ２Ａにおいて、分圧回路５１は、出力電圧ＶＢを、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた分圧比で分圧して出力する。誤差増幅器Ａ１は、該分圧電圧ＶｄＡと基準電圧Ｖｒ１との差電圧を誤差増幅器Ａ１で増幅する。
【００６０】
更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２２の出力信号と誤差増幅器Ａ１の出力信号の各電圧をコンパレータＡ２で比較し、コンパレータＡ２は、該比較結果に応じてスイッチングトランジスタＱ１のオン時間を制御する。例えば、出力電圧ＶＢを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１が入力されると、分圧回路５１は、電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて分圧電圧Ｖｄが小さくなるように分圧比を変え、出力電圧ＶＢを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１が入力されると、分圧回路５１は、電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて分圧電圧Ｖｄが大きくなるように分圧比を変える。
【００６１】
図１０は、シリーズレギュレータ３Ａの回路例を示した図である。なお、図１０では、図３と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。
図１０における図３との相違点は、図３の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４とスイッチＳＷ２の代わりに分圧回路５５を設けたことにある。
【００６２】
図１０のシリーズレギュレータ３Ａにおいて、分圧回路５５は、出力電圧ＶＣを、入力された電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた分圧比で分圧して出力する。誤差増幅器Ａ１１は、該分圧電圧ＶｄＢと基準電圧Ｖｒ２との差電圧を誤差増幅器Ａ１１で増幅する。誤差増幅器Ａ１１は、出力制御用トランジスタＱ１１の動作制御を行って、出力電圧ＶＣが所望の電圧で一定になるようにしている。例えば、出力電圧ＶＣを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２が入力されると、分圧回路５５は、電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて分圧電圧ＶｄＢが大きくなるように分圧比を変え、出力電圧ＶＣを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２が入力されると、分圧回路５５は、電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて分圧電圧ＶｄＢが小さくなるように分圧比を変える。
【００６３】
図１１は、第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの回路例を示した図である。なお、図１１では、図４と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略する。また、第１遅延回路１１Ａと第２遅延回路１２Ａの回路構成が同じであることから、図１１では、括弧内の符号は第２遅延回路１２Ａの場合を示している。
図１１において、第１遅延回路１１Ａは、ＯＲ回路６１，６２、ＡＮＤ回路６３〜６６、エクスクルーシブＯＲ回路（以下、Ｅｘ.ＯＲ回路と呼ぶ）６７、インバータ回路６８、Ｄフリップフロップ６９，７０及び遅延回路３５で形成されている。また、第２遅延回路１２Ａは、ＯＲ回路７１，７２、ＡＮＤ回路７３〜７６、Ｅｘ.ＯＲ回路７７、インバータ回路７８、Ｄフリップフロップ７９，８０及び遅延回路４５で形成されている。
【００６４】
第１遅延回路１１Ａにおいて、制御回路１３Ａからの制御信号Ｓ１は、ＡＮＤ回路６３及び６５の各一方の入力端にそれぞれ入力されると共にインバータ回路６８を介してＡＮＤ回路６４及び６６の各一方の入力端にそれぞれ入力される。電圧切換信号Ｓｂは、ＡＮＤ回路６３の他方の入力端に入力されると共にＤフリップフロップ６９のＤ入力端にそれぞれ入力され、Ｄフリップフロップ６９の出力端Ｑから出力された信号は、ＡＮＤ回路６４の他方の入力端に入力されている。電圧切換信号Ｓｃは、ＡＮＤ回路６５の他方の入力端、Ｄフリップフロップ７０のＤ入力端、Ｅｘ.ＯＲ回路６７の一方の入力端及び遅延回路３５の入力端にそれぞれ入力され、Ｄフリップフロップ７０の出力端Ｑから出力された信号は、ＡＮＤ回路６６の他方の入力端に入力されている。
【００６５】
また、遅延回路３５に入力された電圧切換信号Ｓｃは、Ｅｘ.ＯＲ回路６７の他方の入力端に入力され、Ｅｘ.ＯＲ回路６７からの出力信号はＤフリップフロップ６９及び７０の各クロック信号入力端ＣＰにそれぞれ入力されている。ＡＮＤ回路６３及び６４の各出力信号はＯＲ回路６１の対応する入力端にそれぞれ入力され、ＡＮＤ回路６５及び６６の各出力信号はＯＲ回路６２の対応する入力端にそれぞれ入力され、ＯＲ回路６１の出力信号が電圧切換信号Ｓｂ１を、ＯＲ回路６２の出力信号が電圧切換信号Ｓｃ１をそれぞれなす。
【００６６】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路６３の出力端から電圧切換信号Ｓｂが出力され、ＡＮＤ回路６４の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路６１の出力端からは、電圧切換信号Ｓｂが遅延されずに電圧切換信号Ｓｂ１として出力される。同時に、ＡＮＤ回路６５の出力端から電圧切換信号Ｓｃが出力され、ＡＮＤ回路６６の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路６２の出力端からは、電圧切換信号Ｓｃが遅延されずに電圧切換信号Ｓｃ１として出力される。
【００６７】
次に、ローレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路６３及び６５の出力端はそれぞれローレベルとなり、ＡＮＤ回路６４の出力端からはＤフリップフロップ６９の出力端Ｑからの出力信号が出力されると共にＡＮＤ回路６６の出力端からはＤフリップフロップ７０の出力端Ｑからの出力信号が出力される。このため、電圧切換信号Ｓｂは、Ｄフリップフロップ６９、ＡＮＤ回路６４及びＯＲ回路６１を通って電圧切換信号Ｓｂ１として出力されるため、電圧切換信号Ｓｂは、遅延回路３５の遅延時間Ｔ１だけ遅延して電圧切換信号Ｓｂ１として出力される。電圧切換信号Ｓｃは、Ｄフリップフロップ７０、ＡＮＤ回路６６及びＯＲ回路６２を通って電圧切換信号Ｓｃ１として出力されるため、電圧切換信号Ｓｃは、遅延回路３５の遅延時間Ｔ１だけ遅延して電圧切換信号Ｓｃ１として出力される。
【００６８】
同様に、第２遅延回路１２Ａにおいて、ハイレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＯＲ回路７１の出力端からは、電圧切換信号Ｓｂが遅延されずに電圧切換信号Ｓｂ２として出力されると共に、ＯＲ回路７２の出力端からは、電圧切換信号Ｓｃが遅延されずに電圧切換信号Ｓｃ２として出力される。また、ローレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、電圧切換信号Ｓｂは、遅延回路４５の遅延時間Ｔ２だけ遅延して電圧切換信号Ｓｂ２として出力され、電圧切換信号Ｓｃは、遅延回路４５の遅延時間Ｔ２だけ遅延して電圧切換信号Ｓｃ２として出力される。
【００６９】
なお、第２遅延回路１２Ａは、第１遅延回路１１Ａの場合における前記説明において、符号を変える以外は同じ動作を行うことから、その詳細な説明を省略する。また、図１１の第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａにおける遅延回路３５及び４５の代わりに、図１２で示すように図５のシフトレジスタＳＲ１とＳＲ２に置き換えてもよく、該シフトレジスタの代わりにカウンタを使用してもよい。
【００７０】
スイッチングレギュレータ２Ａは、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて出力電圧ＶＢの電圧値を切り換え、シリーズレギュレータ３Ａは、入力された電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて出力電圧ＶＣの電圧値を切り換える。この際、電圧切換制御回路４Ａは、図１の場合と同様、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ａに対して出力電圧ＶＣを低下させるように切り換えさせてから、スイッチングレギュレータ２Ａに対して出力電圧ＶＢを低下させるように切り換えさせる。また、電圧切換制御回路４Ａは、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２Ａに対して出力電圧ＶＢを上昇させるように切り換えさせてから、シリーズレギュレータ３Ａの出力電圧ＶＣを上昇させるように切り換えさせる。
【００７１】
なお、本第１の実施の形態において、電圧切換制御回路に、所定の遅延時間を記憶した記憶手段を有したＣＰＵ等を使用して、所定の制御プログラムによって前述した動作を行わせるようにしてもよい。
【００７２】
このように、本第１の実施の形態における直流安定化電源装置は、直流電源７から供給される電源電圧ＶＡをスイッチングレギュレータ２で出力電圧ＶＢに変換し、更にシリーズレギュレータ３で該出力電圧ＶＢを出力電圧ＶＣに変換して負荷回路に供給する構成をなし、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータ３に対して出力電圧ＶＣを該所定値に低下させた後、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させた後、シリーズレギュレータ３に対して出力電圧ＶＣを該所定値に上昇させるようにした。このようにしたことから、電源の効率を高めることができると共にノイズやリプルの少ない出力電圧を得ることができ、電源供給先の負荷回路の動作状況に応じて出力電圧を変えることができ、該出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動しないようにすることができる。
【００７３】
第２実施の形態．
前記第１の実施の形態では、遅延回路を使用してスイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの各出力電圧の切換タイミングを制御するようにしたが、スイッチングレギュレータ及びシリーズレギュレータの各出力電圧をそれぞれ検出し、該検出したそれぞれの出力電圧からスイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの各出力電圧の切換タイミングを制御するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
【００７４】
図１３は、本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図１３において、図１と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。
図１３における直流安定化電源装置８１は、スイッチングレギュレータ２と、シリーズレギュレータ３と、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第１電圧検出回路８２と、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３と、第１電圧検出回路８２と第２電圧検出回路８３からの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３に出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４とで構成されている。
【００７５】
電圧切換制御回路８４は、外部から入力される電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３と第２電圧検出回路８３に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４からスイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ１をなし、電圧切換制御回路８４からシリーズレギュレータ３と第２電圧検出回路８３にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【００７６】
第１電圧検出回路８２は、電圧切換制御回路８４から入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じてスイッチングレギュレータ２の出力信号ＶＢが所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４に出力する。同様に、第２電圧検出回路８３は、電圧切換制御回路８４から入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３の出力信号ＶＣが所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２を電圧切換制御回路８４に出力する。電圧切換制御回路８４は、入力された電圧検出信号Ｓｄ１に応じて電圧切換信号Ｓａ２の出力タイミングを制御し、入力された電圧検出信号Ｓｄ２に応じて電圧切換信号Ｓａ１の出力タイミングを制御する。
【００７７】
図１４は、図１３の直流安定化電源装置８１における各信号の例を示したタイミングチャートであり、図１４を用いて電圧切換制御回路８４の動作例についてもう少し詳細に説明する。なお、図１４における出力電圧ＶＢ及びＶＣの値は一例である。
外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣを低下させるために例えばローレベルからハイレベルに立ち上がると、電圧切換制御回路８４は、直ちにシリーズレギュレータ３及び第２電圧検出回路８３に対する電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、シリーズレギュレータ３は、出力電圧ＶＣを２.０Ｖから１.５Ｖに低下させると共に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが１.５Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００７８】
電圧切換制御回路８４は、電圧検出信号Ｓｄ２がハイレベルからローレベルに立ち下がると、スイッチングレギュレータ２及び第１電圧検出回路８２に対する電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを２.２Ｖから１.８Ｖに低下させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが１.８Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００７９】
次に、外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣを上昇させるために例えばハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換制御回路８４は、直ちにスイッチングレギュレータ２及び第１電圧検出回路８２に対する電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを１.８Ｖから２.２Ｖに上昇させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが２.２Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００８０】
電圧切換制御回路８４は、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３及び第２電圧検出回路８３に対する電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、シリーズレギュレータ３は、出力電圧ＶＣを１.５Ｖから２.０Ｖに上昇させると共に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが２.０Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００８１】
次に、図１５は、第１電圧検出回路８２及び第２電圧検出回路８３の回路例を示した図である。なお、第１電圧検出回路８２と第２電圧検出回路８３の回路構成が同じであることから、図１５では、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３の場合を示している。
図１５において、第１電圧検出回路８２は、コンパレータ９１、アナログスイッチ９２，９３、インバータ回路９４、所定の定電圧Ｖ１（図１４の場合は２.２Ｖ）を生成して出力する定電圧発生回路９５及び抵抗９６，９７で形成されている。第２電圧検出回路８３は、コンパレータ１０１、アナログスイッチ１０２，１０３、インバータ回路１０４、所定の定電圧Ｖ２（図１４の場合は２.０Ｖ）を生成して出力する定電圧発生回路１０５及び抵抗１０６，１０７で形成されている。
【００８２】
第１電圧検出回路８２において、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓａ１は、アナログスイッチ９３の制御信号入力端ＩＮＳに入力され、インバータ回路９４を介してアナログスイッチ９２の制御信号入力端ＩＮＳに入力されている。アナログスイッチ９２及び９３は、制御信号入力端ＩＮＳに、ハイレベルの信号が入力されるとオンして導通状態になり、ローレベルの信号が入力されるとオフして遮断状態になる。アナログスイッチ９２がオンすると、定電圧発生回路９５からの定電圧Ｖ１がコンパレータ９１の反転入力端に入力される。また、アナログスイッチ９３がオンすると、定電圧Ｖ１を抵抗９６及び９７で分圧した電圧Ｖ３（図１４の場合は１.８Ｖ）がコンパレータ９１の反転入力端に入力される。また、コンパレータ９１の非反転入力端には、出力電圧ＶＢが入力されている。
【００８３】
電圧切換信号Ｓａ１がハイレベルになると、アナログスイッチ９２がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ９３がオンしてコンパレータ９１の反転入力端には分圧電圧Ｖ３が入力される。このため、コンパレータ９１の出力端は、出力電圧ＶＢが１.８Ｖ以下になるとローレベルになり、第１電圧検出回路８２は、ローレベルの電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。これに対して、電圧切換信号Ｓａ１がローレベルになると、アナログスイッチ９３がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ９２がオンしてコンパレータ９１の反転入力端には分圧電圧Ｖ１が印加される。このため、コンパレータ９１の出力端は、出力電圧ＶＢが２.２Ｖ以上になるとハイレベルになり、第１電圧検出回路８２は、ハイレベルの電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。
【００８４】
同様に、第２電圧検出回路８３において、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓａ２は、アナログスイッチ１０３の制御信号入力端ＩＮＳに入力され、インバータ回路１０４を介してアナログスイッチ１０２の制御信号入力端ＩＮＳに入力されている。アナログスイッチ１０２及び１０３は、制御信号入力端ＩＮＳに、ハイレベルの信号が入力されるとオンして導通状態になり、ローレベルの信号が入力されるとオフして遮断状態になる。アナログスイッチ１０２がオンすると、定電圧発生回路１０５からの定電圧Ｖ２がコンパレータ１０１の反転入力端に印加される。また、アナログスイッチ１０３がオンすると、定電圧Ｖ２を抵抗１０６及び１０７で分圧した電圧Ｖ４（図１４の場合は１.５Ｖ）がコンパレータ１０１の反転入力端に印加される。また、コンパレータ１０１の非反転入力端には、出力電圧ＶＣが印加されている。
【００８５】
電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルになると、アナログスイッチ１０２がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ１０３がオンしてコンパレータ１０１の反転入力端には分圧電圧Ｖ４が入力される。このため、コンパレータ１０１の出力端は、出力電圧ＶＣが１.５Ｖ以下になるとローレベルになり、第２電圧検出回路８３は、ローレベルの電圧検出信号Ｓｄ２を出力する。これに対して、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルになると、アナログスイッチ１０３がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ１０２がオンしてコンパレータ１０１の反転入力端には分圧電圧Ｖ２が印加される。このため、コンパレータ１０１の出力端は、出力電圧ＶＣが２.０Ｖ以上になるとハイレベルになり、第２電圧検出回路８３は、ハイレベルの電圧検出信号Ｓｄ２を出力する。
【００８６】
次に、図１６は、電圧切換制御回路８４の動作例を示したフローチャートであり、図１６を用いて電圧切換制御回路８４の動作の流れについて説明する。
図１６において、まず最初に、電圧切換制御回路８４は、入力されている電圧切換信号Ｓａにおける信号レベルの変化をモニタし（ステップＳＴ１１）、信号レベルの変化を検出していない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ１１の処理を行う。ステップＳＴ１１で、信号レベルが変化したことを検出する（ＹＥＳ）と、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａの信号レベルがハイレベルであるか否かを調べ（ステップＳＴ１２）、信号レベルがハイレベルである場合（ＹＥＳ）は、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。（ステップＳＴ１３）。
【００８７】
次に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣが所定の電圧Ｖ４以下になったか否かを調べ（ステップＳＴ１４）、所定の電圧Ｖ４以下になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ１４に戻り、所定の電圧Ｖ４以下になった場合（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる（ステップＳＴ１５）。この後、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ１６）、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢが所定の電圧Ｖ３以下になったか否かを調べ（ステップＳＴ１７）、所定の電圧Ｖ３以下になっていない場合は（ＮＯ）、ステップＳＴ１７に戻り、所定の電圧Ｖ３以下になった場合は（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げて（ステップＳＴ１８）、ステップＳＴ１１に戻る。
【００８８】
また、ステップＳＴ１２で、信号レベルがローレベルである場合（ＮＯ）は、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。（ステップＳＴ１９）。次に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢが所定の電圧Ｖ１以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ２０）、所定の電圧Ｖ１以上になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ２０に戻り、所定の電圧Ｖ１以上になった場合（ＹＥＳ）は、電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる（ステップＳＴ２１）。
【００８９】
この後、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ２２）、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣが所定の電圧Ｖ２以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ２３）、所定の電圧Ｖ２以上になっていない場合は（ＮＯ）、ステップＳＴ２３に戻り、所定の電圧Ｖ２以上になった場合は（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げて（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ１１に戻る。
【００９０】
前記説明では、出力電圧ＶＣを２種類の電圧に切り換える場合を例にして説明したが、３種類以上の電圧に切り換えるようにしてもよい。
図１７は、このようにした場合の直流安定化電源装置８１Ａの構成例を示した概略のブロック図である。なお、図１７では出力電圧ＶＣを３種類の電圧に切り換える場合を例にして示している。また、図１７では、図８と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。
【００９１】
図１７において、直流安定化電源装置８１Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａと、シリーズレギュレータ３Ａと、スイッチングレギュレータ２Ａの出力電圧ＶＢが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第１電圧検出回路８２Ａと、シリーズレギュレータ３Ａの出力電圧ＶＣが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ａと、第１電圧検出回路８２Ａと第２電圧検出回路８３Ａからの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃをスイッチングレギュレータ２Ａ及びシリーズレギュレータ３Ａに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４Ａとで構成されている。
【００９２】
電圧切換制御回路８４Ａは、外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて、スイッチングレギュレータ２Ａと第１電圧検出回路８２Ａに該電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ａと第２電圧検出回路８３Ａに該電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４Ａからスイッチングレギュレータ２Ａと第１電圧検出回路８２Ａにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃはそれぞれ電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をなし、電圧切換制御回路８４Ａからシリーズレギュレータ３Ａと第２電圧検出回路８３Ａにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃは電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をなす。
【００９３】
スイッチングレギュレータ２Ａは、直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａからの出力電圧ＶＢが入力され、該出力電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００９４】
第１電圧検出回路８２Ａは、電圧切換制御回路８４Ａから入力される電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧にスイッチングレギュレータ２の出力信号ＶＢがなったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４Ａに出力する。同様に、第２電圧検出回路８３Ａは、電圧切換制御回路８４Ａから入力される電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧にシリーズレギュレータ３Ａの出力信号ＶＣがなったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２を電圧切換制御回路８４Ａに出力する。電圧切換制御回路８４Ａは、入力された電圧検出信号Ｓｄ１に応じて電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２の出力タイミングを制御し、入力された電圧検出信号Ｓｄ２に応じて電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１の出力タイミングを制御する。
【００９５】
出力電圧ＶＣを所定値に低下させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、電圧切換制御回路８４Ａは、シリーズレギュレータ３Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａに対して、直ちに電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２として出力する。このため、シリーズレギュレータ３Ａは、出力電圧ＶＣを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧に低下させると共に、第２電圧検出回路８３Ａは、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ２を例えばハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００９６】
電圧切換制御回路８４Ａは、電圧検出信号Ｓｄ２がハイレベルからローレベルに立ち下がると、スイッチングレギュレータ２Ａ及び第１電圧検出回路８２Ａに対して、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１として出力する。このため、スイッチングレギュレータ２Ａは、出力電圧ＶＢを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧に低下させると共に、第１電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００９７】
次に、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、電圧切換制御回路８４Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａ及び第１電圧検出回路８２Ａに対して、直ちに電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１として出力する。このため、スイッチングレギュレータ２Ａは、出力電圧ＶＢを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧に上昇させると共に、第１電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ１を例えばローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００９８】
電圧切換制御回路８４Ａは、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａに対して、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２として出力する。このため、シリーズレギュレータ３Ａは、出力電圧ＶＣを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧に上昇させると共に、第２電圧検出回路８３Ａは、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００９９】
次に、図１８は、第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの回路例を示した図である。なお、第１電圧検出回路８２Ａと第２電圧検出回路８３Ａの回路構成が同じであることから、図１８では、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３Ａの場合を示している。
図１８において、第１電圧検出回路８２Ａは、デコーダ１１１、コンパレータ１１２，１１３、ＮＡＮＤ回路１１４、所定の定電圧Ｖ１１を生成して出力する定電圧発生回路１１５、アナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ８及び抵抗Ｒ１〜Ｒ８で形成されている。第２電圧検出回路８３Ａは、デコーダ１２１、コンパレータ１２２，１２３、ＮＡＮＤ回路１２４、所定の定電圧Ｖ１２を生成して出力する定電圧発生回路１２５、アナログスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８で形成されている。
【０１００】
第１電圧検出回路８２Ａにおいて、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１は、デコーダ１１１の入力端Ｉ１及びＩ２に対応して入力されている。デコーダ１１１は、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１を所定の方法でデコードし、該デコードして得られた信号を出力端Ａ〜Ｄから出力する。該出力端Ａから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ７及びＳＷ８の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力され、出力端Ｂから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ５及びＳＷ６の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力される。同様に、出力端Ｃから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ３及びＳＷ４の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力され、出力端Ｄから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力される。
【０１０１】
抵抗Ｒ１〜Ｒ８の直列回路は、定電圧発生回路１１５からの所定の定電圧Ｖ１１を分圧して分圧電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ７を生成する。定電圧Ｖ１１及び分圧電圧Ｖｄ２，Ｖｄ４，Ｖｄ６は、対応するアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７によってコンパレータ１１２の非反転入力端への入力制御が行われる。また、分圧電圧Ｖｄ１，Ｖｄ３，Ｖｄ５，Ｖｄ７は、対応するアナログスイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６，ＳＷ８によってコンパレータ１１３の反転入力端への入力制御が行われる。コンパレータ１１２の反転入力端及びコンパレータ１１３の非反転入力端には、それぞれ出力電圧ＶＢが入力されており、コンパレータ１１２及び１１３の各出力信号は、ＮＡＮＤ回路１１４の対応する入力端に入力され、ＮＡＮＤ回路１１４の出力信号が電圧検出信号Ｓｄ１をなす。
【０１０２】
デコーダ１１１は、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて、出力端Ａ〜Ｄのいずれか１つからハイレベルの信号を出力して対応するアナログスイッチをオンさせて導通状態にする。例えば、定電圧Ｖ１１が２.２１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ１が２.１９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ２が２.０１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ３が１.９９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ４が１.８１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ５が１.７９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ６が１.５１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ７が１.４９Ｖとする。
【０１０３】
この場合、デコーダ１１１の出力端Ｄがハイレベルになると、アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２がそれぞれオンして導通状態になり、コンパレータ１１２の非反転入力端に２.２１Ｖが印加され、コンパレータ１１３の反転入力端に２.１９Ｖが印加される。このような状態で、２.１９Ｖ≦ＶＢ＜２.２１Ｖのときに、電圧検出信号Ｓｄ１はローレベルになり、それぞれ以外のときは、電圧検出信号Ｓｄ１はハイレベルになる。デコーダ１１１の出力端Ａ〜Ｃがハイレベルになったときも同様であるのでその説明を省略する。このようにして、電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢが入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったか否かの検出を行い、該検出結果に応じた電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。
【０１０４】
なお、第２電圧検出回路８３Ａは、第１電圧検出回路８２Ａの場合における前記説明において、符号を変える以外は同じ動作を行うことから、その詳細な説明を省略する。また、図１８の第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａにおける定電圧発生回路、各アナログスイッチ及び各分圧抵抗の代わりに、図１９で示すように２つのＤ／ＡコンバータＤＡＣ１及びＤＡＣ２、又はＤ／ＡコンバータＤＡＣ１１及びＤＡＣ１２をそれぞれ使用してもよい。図１９においても、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３Ａの場合を示している。Ｄ／ＡコンバータＤＡＣ１及びＤＡＣ２、並びにＤ／ＡコンバータＤＡＣ１１及びＤＡＣ１２は、デコーダの各出力端Ａ〜Ｄから出力される信号レベルに応じた電圧をそれぞれ出力する。
【０１０５】
このように、本第２の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータに対して出力電圧ＶＣを低下させ、該出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下したか否かを第２電圧検出回路で検出し、第２電圧検出回路によって出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下したことが検出されると、スイッチングレギュレータに対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータに対して出力電圧ＶＢを上昇させ、該出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したか否かを第１電圧検出回路で検出し、第１電圧検出回路によって出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したことが検出されると、シリーズレギュレータに対して出力電圧ＶＣを上昇させるようにした。このようにしたことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下した直後に出力電圧ＶＢを低下させることができると共に、出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇した直後に出力電圧ＶＣを上昇させることができ、出力電圧ＶＣの可変速度を速くすることができる。
【０１０６】
第３の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、１つのシリーズレギュレータを有し１つの出力電圧ＶＣを出力するようにしたが、複数のシリーズレギュレータを有し、該各シリーズレギュレータからそれぞれ出力電圧が出力されるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。
図２０は、本発明の第３の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図２０では、図１の構成の場合を例にして２つのシリーズレギュレータを有する場合を一例として示しており、図１と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【０１０７】
図２０における図１との相違点は、シリーズレギュレータ３の代わりにシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃを設けると共に、第２遅延回路１２の代わりに第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃをシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応させて設けるようにし、制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃの動作制御を行うようにしたことにある。これに伴って、図１の制御回路１３を制御回路１３Ｂにし、図１の電圧切換制御回路４を電圧切換制御回路４Ｂにし、図１の直流安定化電源装置１を直流安定化電源装置１Ｂにした。
【０１０８】
図２０において、直流安定化電源装置１Ｂは、スイッチングレギュレータ２と、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと、外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４Ｂとで構成されている。シリーズレギュレータ３Ｂは、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣ１を生成して出力し、シリーズレギュレータ３Ｃは、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣ２を生成して出力する。
【０１０９】
電圧切換制御回路４Ｂは、第１遅延回路１１と、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２Ｂ遅延させてシリーズレギュレータ３Ｂに出力する第２遅延回路１２Ｂと、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２Ｃ遅延させてシリーズレギュレータ３Ｃに出力する第２遅延回路１２Ｃと、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃの動作制御を行う制御回路１３Ｂとで構成されている。なお、遅延時間Ｔ２ＢとＴ２Ｃは同じであってもよいし、異なっていてもよいが、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが上昇するのに要する時間よりも多少長めにそれぞれ設定する。
【０１１０】
制御回路１３Ｂは、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１に制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２Ｂに制御信号Ｓ２Ｂを、第２遅延回路１２Ｃに制御信号Ｓ２Ｃをそれぞれ出力する。第２遅延回路１２Ｂは、入力された制御信号Ｓ２Ｂに応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２Ｂをシリーズレギュレータ３Ｂに出力し、第２遅延回路１２Ｃは、入力された制御信号Ｓ２Ｃに応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２Ｃをシリーズレギュレータ３Ｃに出力する。
【０１１１】
出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３Ｂは、第１遅延回路１１に対して、電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃに対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ２Ｂ及びＳａ２Ｃとしてシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応して出力させる。
【０１１２】
これに対して、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３Ｂは、第１遅延回路１１に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ１としてスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃに対して電圧切換信号Ｓａを遅延してそれぞれ生成させた電圧切換信号Ｓａ２Ｂ及びＳａ２Ｃを対応するシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃにそれぞれ出力させる。
【０１１３】
なお、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃは、図３で示したシリーズレギュレータ３と同じ回路構成であることからその説明を省略すると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃにおいても、図４及び図５で示した第２遅延回路１２と同じ回路構成であることからその説明を省略する。また、図８で示した構成の場合においても、図２０と同様であることからその説明を省略する。
【０１１４】
このように、本第３の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ低下させた後、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させた後、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ上昇させるようにした。このようにしたことから、複数のシリーズレギュレータを有する場合においても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
第４の実施の形態．
前記第２の実施の形態では、１つのシリーズレギュレータを有し１つの出力電圧ＶＣを出力するようにしたが、複数のシリーズレギュレータを有し、該各シリーズレギュレータからそれぞれ出力電圧が出力されるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第４の実施の形態とする。
図２１は、本発明の第４の実施の形態における直流安定化電源装置の構成の他の例を示した概略のブロック図である。なお、図２１では、図１３の構成の場合を例にして２つのシリーズレギュレータを有する場合を一例として示しており、図１３又は図２０と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１３との相違点のみ説明する。
【０１１６】
図２１における図１３との相違点は、シリーズレギュレータ３の代わりにシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃを設けると共に、第２電圧検出回路８３の代わりに第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃをシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応させて設けるようにし、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃに該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御するようにしたことにある。これに伴って、図１３の電圧切換制御回路８４を電圧切換制御回路８４Ｂにし、図１３の直流安定化電源装置８１を直流安定化電源装置８１Ｂにした。
【０１１７】
図２１において、直流安定化電源装置８１Ｂは、スイッチングレギュレータ２と、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと、第１電圧検出回路８２と、シリーズレギュレータ３Ｂの出力電圧ＶＣ１が所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ｂと、シリーズレギュレータ３Ｃの出力電圧ＶＣ２が所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ｃと、第１電圧検出回路８２、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃからの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４Ｂとで構成されている。
【０１１８】
電圧切換制御回路８４Ｂは、外部から入力される電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃに該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４Ｂからスイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ１をなし、電圧切換制御回路８４Ｂからシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【０１１９】
第１電圧検出回路８２は、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じて電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。第２電圧検出回路８３Ｂは、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３Ｂの出力信号ＶＣ１が所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２Ｂを電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３Ｃの出力信号ＶＣ２が所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２Ｃを電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。
【０１２０】
外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させるために例えばローレベルからハイレベルに立ち上がると、電圧切換制御回路８４Ｂは、直ちにシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃ、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃに対する電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃは、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を低下させると共に、第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１の監視を行い、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２の監視を行う。
【０１２１】
第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｂをハイレベルからローレベルに立ち下げる。同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｃをハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【０１２２】
電圧切換制御回路８４Ｂは、電圧検出信号Ｓｄ２Ｂ及びＳｄ２Ｃが共にハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを所定値に低下させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【０１２３】
次に、外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させるために例えばハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換制御回路８４Ｂは、直ちに電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを上昇させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【０１２４】
電圧切換制御回路８４Ｂは、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃ、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃに対する電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃは、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を所定値にそれぞれ上昇させると共に、第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１の監視を行い、出力電圧ＶＣ１が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｂをローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【０１２５】
同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２の監視を行い、出力電圧ＶＣ２が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｃをローレベルからハイレベルに立ち上げる。なお、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃは、図１５で示した第２電圧検出回路８３と同じ回路構成であることからその説明を省略する。また、図１７で示した構成の場合においても、図２１と同様であることからその説明を省略する。
【０１２６】
このように、本第４の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ低下させる。この後、該出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２が所望の電圧にそれぞれ低下したか否かを第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃでそれぞれ検出する。第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃによって出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２が所望の電圧にそれぞれ低下したことが検出されると、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにした。また、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させる。この後、該出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したか否かを第１電圧検出回路８２で検出し、第１電圧検出回路８２によって出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したことが検出されると、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ上昇させるようにした。このようにしたことから、複数のシリーズレギュレータを有する場合においても、前記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
なお、前記第３及び第４の各実施の形態では、２つのシリーズレギュレータを有する場合を例にして説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、複数のシリーズレギュレータを有する場合に適用することができる。また、前記第１〜第４の各実施の形態において、接続する負荷回路に応じてシリーズレギュレータの代わりにスイッチングレギュレータを使用してもよい。
【０１２８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の直流安定化電源装置によれば、電源の効率が高く、ノイズやリプルの少ない出力電圧が得られ、更に、電源供給先の電子機器における使用状況に応じて出力電圧を変更することができ、出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動することがないようにした直流安定化電源を実現することができる。このため、電子機器における所望の機能を実現する回路を最適な電源電圧で設計し、該電圧に合わせて電源電圧を適時変更することができるようになるため、電子機器の電力消費を低減させることができ、環境にやさしい電子機器を得ることができる。更に、電源に電池を使用した機器においては、該電池の寿命を伸ばし、使用時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２】 図１のスイッチングレギュレータ２の回路例を示した図である。
【図３】 図１のシリーズレギュレータ３の回路例を示した図である。
【図４】 図１の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の回路例を示した図である。
【図５】 図１の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の他の回路例を示した図である。
【図６】 図１の直流安定化電源装置１における各信号の例を示したタイミングチャートである。
【図７】 図１の電圧切換制御回路４の動作例を示したフローチャートである。
【図８】 本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の他の構成例を示した概略のブロック図である。
【図９】 図８のスイッチングレギュレータ２Ａの回路例を示した図である。
【図１０】 図８のシリーズレギュレータ３Ａの回路例を示した図である。
【図１１】 図８の第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの回路例を示した図である。
【図１２】 図８における第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの他の回路例を示した図である。
【図１３】 本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図１４】 図１３の直流安定化電源装置８１における各信号の例を示したタイミングチャートである。
【図１５】 図１３の第１電圧検出回路８２及び第２電圧検出回路８３の回路例を示した図である。
【図１６】 図１３の電圧切換制御回路８４の動作例を示したフローチャートである。
【図１７】 本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の他の構成例を示した概略のブロック図である。
【図１８】 図１７の第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの回路例を示した図である。
【図１９】 図１７における第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの他の回路例を示した図である。
【図２０】 本発明の第３の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２１】 本発明の第４の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２２】 従来の直流安定化電源装置の回路例を示した図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，８１，８１Ａ，８１Ｂ 直流安定化電源装置
２，２Ａ スイッチングレギュレータ
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ シリーズレギュレータ
４，４Ａ，４Ｂ，８４，８４Ａ，８４Ｂ 電圧切換制御回路
１１，１１Ａ 第１遅延回路
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 第２遅延回路
１３，１３Ａ，１３Ｂ 制御回路
８２，８２Ａ 第１電圧検出回路
８３，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ 第２電圧検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電圧が可変でしかも高効率でリプルの少ない直流安定化電源装置に関し、特に電池を電源とした携帯電話、携帯情報端末に適した直流安定化電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在一般に使用されている直流安定化電源装置には、効率は高いが出力電圧のリプルや、作動時のノイズが大きいスイッチングレギュレータと、効率は低いが出力電圧のリプルが少なく作動時のノイズも小さいシリーズレギュレータがある。このようなことから、直流電源からの電源電圧をまずスイッチングレギュレータに印加し、該スイッチングレギュレータは、入力電圧として必要な電圧を生成してシリーズレギュレータに出力する。該シリーズレギュレータは、スイッチングレギュレータから入力された電圧から生成した所定の電圧を負荷に供給する。このようにすることにより、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの特徴を活用することができ、シリーズレギュレータでの損失を最小限にすることができると共に、リプルの少ない直流安定化電源装置を得ることができる。
【０００３】
このような直流安定化電源装置は、特開平７−９５７６５号公報で開示されており、その構成を図２２に示す。
図２２において、直流安定化電源装置２００は、スイッチングレギュレータ２０１とシリーズレギュレータ２０２で構成されている。スイッチングレギュレータ２０１において、出力電圧ＶｏＡを抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２０３からの所定の基準電圧Ｖｒとの差電圧を誤差増幅器Ａａで増幅する。更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２０４の出力信号と誤差増幅器Ａａの出力信号の各電圧をコンパレータＡｂで比較し、コンパレータＡｂは、該比較結果に応じてベース電流増幅用トランジスタＱｂの動作制御を行い、スイッチングトランジスタＱａのオン時間を制御する。
【０００４】
スイッチングトランジスタＱａから出力された信号は、ダイオードＤａ、コイルＬａ及びコンデンサＣａからなる平滑回路で平滑されて出力電圧ＶｏＡとしてシリーズレギュレータ２０２に出力される。スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧ＶｏＡは、シリーズレギュレータ２０２の出力電圧ＶｏＢの電圧に、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅを加えた電圧になるよう、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂを設定している。
【０００５】
シリーズレギュレータ２０２は、出力電圧ＶｏＢを抵抗Ｒｃと抵抗Ｒｄで分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２０３からの所定の基準電圧Ｖｒとの差電圧を誤差増幅器Ａｃで増幅する。誤差増幅器Ａｃは、ベース電流増幅用トランジスタＱｄを制御して出力制御用トランジスタＱｃの動作制御を行い、出力電圧ＶｏＢが所定の電圧で一定になるようにしている。なお、図２２では、基準電圧発生回路２０３は、スイッチングレギュレータ２０１及びシリーズレギュレータ２０２で共有されている。
【０００６】
このように、スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧ＶｏＡは、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃが必要とするコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅに最低限の余裕を加えた値を出力電圧ＶｏＢに加えることにより、シリーズレギュレータ２０２での損失を最小限に抑えることができ、直流安定化電源装置２００全体の効率を向上させることができると共に、ノイズやリプルの少ない定電圧を得ることができる。
【０００７】
一方、近年の電子機器は多くの機能を有しているが、各機能がすべて同時に作動することはなく、電子機器の使用状況に応じて必要な機能だけを作動するようになっている。更に、このような電子機器の各機能を実現している回路は、該機能に合わせた最適な電源電圧で動作するように設計されているため、電子機器の使用状況に応じて、各回路に供給する電源電圧を頻繁に変える必要があった。このようにして、電子機器の消費電力を低減させ、省エネルギという観点から環境にやさしい電子機器にすることができる。
【０００８】
また、電源として電池を使用する携帯電話、情報端末及びノートパソコンといた機器では、消費電力を低減させることが電池の寿命を伸ばし、使用時間を長くすることができる。このため、各機能の回路に必要なそれぞれの電源電圧が供給できるように、電源電圧を可変できるようにすることがますます重要になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−９５７６５号公報で開示されている直流安定化電源装置は、出力電圧を変えることを考慮されていない構成をなしている。無理に出力電圧を変えようとして、例えば、図２２の基準電圧Ｖｒの電圧を変更すると、スイッチングレギュレータ２０１とシリーズレギュレータ２０２の応答時間の違いで最終出力であるシリーズレギュレータ２０２の出力電圧ＶｏＢが大きく変動してしまい、シリーズレギュレータ２０２に接続された負荷２１１の動作を中断又は停止させたり、負荷２１１に不具合が発生する可能性があった。
【００１０】
更に、シリーズレギュレータ２０２の出力制御用トランジスタＱｃに必要なコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅもシリーズレギュレータ２０２の出力電圧や負荷２１１に流れる電流量によっても変わるため、これらの変動要因に合わせてスイッチングレギュレータ２０１の出力電圧を変化させる必要がある。しかし、特開平７−９５７６５号公報で開示されている回路では、スイッチングレギュレータ２０１の出力電圧は抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂで決まってしまい、任意に変えることができなかった。
【００１１】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電源の効率が高く、ノイズやリプルの少ない出力電圧を得ることができ、電源供給先の負荷回路の動作状況に応じて出力電圧を変えることができ、該出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動しないようにすることができる直流安定化電源装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る直流安定化電源装置は、直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値に変換し第２直流電圧として出力する第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び第２電源回路の各出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりも先に行うものである。
【００１４】
また、前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への切り換えよりも先に行うようにした。
【００１８】
また、この発明に係る直流安定化電源装置は、直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値にそれぞれ変換し第２直流電圧としてそれぞれ出力する複数の第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び各第２電源回路のそれぞれの出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記各第２電源回路からそれぞれ出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への各切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりもそれぞれ先に行うものである。
【００２０】
また、前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記各第２電源回路から出力されるそれぞれの第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への各切り換えよりも先に行うようにした。
【００３０】
前記第１電源回路は、スイッチングレギュレータで形成され、前記第２電源回路は、シリーズレギュレータで形成されるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
図１において、直流安定化電源装置１は、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるスイッチングレギュレータ２と、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるシリーズレギュレータ３と、外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３に出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４とで構成されている。電圧切換信号Ｓａは、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣの電圧値を必要に応じて切り換えるための信号である。
【００３２】
スイッチングレギュレータ２は、電池等の直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３は、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００３３】
電圧切換制御回路４は、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ１遅延させてスイッチングレギュレータ２に出力する第１遅延回路１１と、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２遅延させてシリーズレギュレータ３に出力する第２遅延回路１２と、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の動作制御を行う制御回路１３とで構成されている。制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１に制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２に制御信号Ｓ２をそれぞれ出力する。第１遅延回路１１は、入力された制御信号Ｓ１に応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力し、第２遅延回路１２は、入力された制御信号Ｓ２に応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２をシリーズレギュレータ３に出力する。
【００３４】
出力電圧ＶＣを所定値Ａに低下させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３は、第１遅延回路１１に対して、電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ２としてシリーズレギュレータ３に出力させる。これに対して、出力電圧ＶＣを所定値Ｃに上昇させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３は、第１遅延回路１１に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ１としてスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２に対して電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ２をシリーズレギュレータ３に出力させる。
【００３５】
図２は、スイッチングレギュレータ２の回路例を示した図である。
図２のスイッチングレギュレータ２において、出力電圧ＶＢを、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧するか又は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２１で生成して出力される所定の基準電圧Ｖｒ１との差電圧を誤差増幅器Ａ１で増幅する。更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２２の出力信号と誤差増幅器Ａ１の出力信号の各電圧をコンパレータＡ２で比較し、コンパレータＡ２は、該比較結果に応じてスイッチングトランジスタＱ１のオン時間を制御する。
【００３６】
スイッチングトランジスタＱ１から出力された信号は、ダイオードＤ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１からなる平滑回路で平滑されて出力電圧ＶＢとしてシリーズレギュレータ３に出力される。また、スイッチＳＷ１は、第１遅延回路１１から入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じて、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧した分圧電圧Ｖｄ１、又は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧した分圧電圧Ｖｄ２のいずれかを誤差増幅器Ａ１の反転入力端に出力する。例えば、Ｖｄ１＜Ｖｄ２である場合、電圧切換信号Ｓａ１がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに立ち上がると、スイッチＳＷ１は、分圧電圧Ｖｄ２を誤差増幅器Ａ１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＢが低下する。また、電圧切換信号Ｓａ１がロー（Ｌｏｗ）レベルに立ち下がると、スイッチＳＷ１は、分圧電圧Ｖｄ１を誤差増幅器Ａ１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＢが上昇する。
【００３７】
図３は、シリーズレギュレータ３の回路例を示した図である。
図３のシリーズレギュレータ３において、出力電圧ＶＣを、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２で分圧するか又は抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４で分圧し、該分圧電圧と基準電圧発生回路２５で生成して出力される所定の基準電圧Ｖｒ２との差電圧を誤差増幅器Ａ１１で増幅する。誤差増幅器Ａ１１は、出力制御用トランジスタＱ１１の動作制御を行って、出力電圧ＶＣが所望の電圧で一定になるようにしている。
【００３８】
また、スイッチＳＷ２は、第２遅延回路１２から入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じて、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２で分圧した分圧電圧Ｖｄ１１、又は抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４で分圧した分圧電圧Ｖｄ１２のいずれかを誤差増幅器Ａ１１の非反転入力端に出力する。例えば、Ｖｄ１１＜Ｖｄ１２である場合、電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルに立ち上がると、スイッチＳＷ２は、分圧電圧Ｖｄ１２を誤差増幅器Ａ１１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＣが低下する。また、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルに立ち下がると、スイッチＳＷ２は、分圧電圧Ｖｄ１１を誤差増幅器Ａ１１に入力し、これに伴って出力電圧ＶＣが上昇する。なお、出力制御用トランジスタＱ１１には、ＬＤＯ(Low Drop Out)と呼ばれるような低飽和電圧のトランジスタを使用するとよい。
【００３９】
また、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢは、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１が必要とするドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓに最低限の余裕を加えた値にする。例えば、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２Ｖで、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１の飽和電圧が０.１５Ｖの場合、スイッチングレギュレータ２からは、余裕電圧として０.０５Ｖを加えた２.２Ｖの電圧が出力されるようにする。
【００４０】
図４は、第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の回路例を示した図である。なお、第１遅延回路１１と第２遅延回路１２の回路構成が同じであることから、図４では、括弧内の符号は第２遅延回路１２の場合を示している。
図４において、第１遅延回路１１は、ＯＲ回路３１、ＡＮＤ回路３２，３３、インバータ回路３４及び遅延回路３５で形成されており、遅延回路３５は、抵抗３６、コンデンサ３７及びバッファ回路３８で形成されている。一方、第２遅延回路１２は、ＯＲ回路４１、ＡＮＤ回路４２，４３、インバータ回路４４及び遅延回路４５で形成されており、遅延回路４５は、抵抗４６、コンデンサ４７及びバッファ回路４８で形成されている。
【００４１】
第１遅延回路１１において、制御回路１３からの制御信号Ｓ１は、ＡＮＤ回路３２の一方の入力端に入力されると共にインバータ回路３４を介してＡＮＤ回路３３の一方の入力端に入力される。電圧切換信号Ｓａは、ＡＮＤ回路３２の他方の入力端に入力されると共に遅延回路３５を介してＡＮＤ回路３３の他方の入力端に入力される。遅延回路３５において、電圧切換信号Ｓａは、抵抗３６及びコンデンサ３７の時定数に応じた時間だけ遅延され、バッファ回路３８を介してＡＮＤ回路３３に出力される。ＡＮＤ回路３２及び３３の各出力信号はＯＲ回路３１の対応する入力端に入力され、ＯＲ回路３１の出力信号が電圧切換信号Ｓａ１をなす。
【００４２】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路３２の出力端から電圧切換信号Ｓａが出力され、ＡＮＤ回路３３の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路３１の出力端からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ１として出力される。これに対して、ローレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路３２の出力端はローレベルとなり、ＡＮＤ回路３３の出力端から電圧切換信号Ｓａを遅延回路３５で遅延させた信号が出力され、ＯＲ回路３１の出力端からは遅延回路３５で遅延させた信号が電圧切換信号Ｓａ１として出力される。
【００４３】
同様に、第２遅延回路１２において、制御回路１３からの制御信号Ｓ２は、ＡＮＤ回路４２の一方の入力端に入力されると共にインバータ回路４４を介してＡＮＤ回路４３の一方の入力端に入力される。電圧切換信号Ｓａは、ＡＮＤ回路４２の他方の入力端に入力されると共に遅延回路４５を介してＡＮＤ回路４３の他方の入力端に入力される。遅延回路４５において、電圧切換信号Ｓａは、抵抗４６及びコンデンサ４７の時定数に応じた時間だけ遅延され、バッファ回路４８を介してＡＮＤ回路４３に出力される。ＡＮＤ回路４２及び４３の各出力信号はＯＲ回路４１の対応する入力端に入力され、ＯＲ回路４１の出力信号が電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【００４４】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＡＮＤ回路４２の出力端から電圧切換信号Ｓａが出力され、ＡＮＤ回路４３の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路４１の出力端からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ２として出力される。これに対して、ローレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＡＮＤ回路４２の出力端はローレベルとなり、ＡＮＤ回路４３の出力端から電圧切換信号Ｓａを遅延回路４５で遅延させた信号が出力され、ＯＲ回路４１の出力端からは遅延回路４５で遅延させた信号が電圧切換信号Ｓａ２として出力される。
【００４５】
なお、図４の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２における遅延回路３５及び４５の代わりに、図５で示すようにシフトレジスタＳＲ１とＳＲ２に置き換えてもよい。図５において、シフトレジスタＳＲ１の入力端ＩＮに入力された電圧切換信号Ｓａは、シフトレジスタＳＲ１の段数と基準クロックＣＬＫの周波数で決定される時間Ｔ１だけ遅延されて、シフトレジスタＳＲ１の出力端ＯＵＴから出力される。同様に、シフトレジスタＳＲ２の入力端ＩＮに入力された電圧切換信号Ｓａは、シフトレジスタＳＲ２の段数と基準クロックＣＬＫの周波数で決定される時間Ｔ２だけ遅延されて、シフトレジスタＳＲ２の出力端ＯＵＴから出力される。その他の動作は図４と同じであるのでその説明を省略する。また、図５のシフトレジスタの代わりにカウンタを使用してもよい。
【００４６】
図６は、図１の直流安定化電源装置１における各信号の例を示したタイミングチャートであり、図６を用いて電圧切換制御回路４の動作についてもう少し詳細に説明する。
図６において、出力電圧ＶＣを所定値に低下させるために電圧切換信号Ｓａがハイレベルに立ち上がると、制御回路１３は、第１遅延回路１１にローレベルの制御信号Ｓ１を出力すると共に第２遅延回路１２にハイレベルの制御信号Ｓ２を出力する。このため、第１遅延回路１１から出力される電圧切換信号Ｓａ１は、遅延時間Ｔ１後にローレベルからハイレベルに立ち上がり、第２遅延回路１２からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ２として出力される。
【００４７】
このことから、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルからハイレベルに立ち上がり、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２.０Ｖから１.５Ｖに低下する。更に、遅延時間Ｔ１が経過すると、電圧切換信号Ｓａ１がローレベルからハイレベルに立ち上がり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが２.２Ｖから１.８Ｖに低下する。この場合、遅延時間Ｔ１は、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが２.０Ｖから１.５Ｖに低下するのに要する時間よりも多少長めに設定する。
【００４８】
なお、このように出力電圧ＶＢ及びＶＣをそれぞれ低下させる際、出力電圧ＶＢよりも出力電圧ＶＣの方が電圧低下幅を大きくしている理由は、シリーズレギュレータ３の出力制御用トランジスタＱ１１の飽和電圧が０.１５Ｖから多少大きくなったり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢのリプルが増加したりというように、各出力電圧ＶＢ及びＶＣを変えることで変化する要因を吸収するためである。このため、このような変化要因がほとんどない場合は、出力電圧ＶＢとＶＣの電圧低下幅を同じになるようにしてもよい。
【００４９】
次に、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させるために電圧切換信号Ｓａがローレベルに立ち下がると、制御回路１３は、第１遅延回路１１にハイレベルの制御信号Ｓ１を出力すると共に第２遅延回路１２にローレベルの制御信号Ｓ２を出力する。このため、第２遅延回路１２から出力される電圧切換信号Ｓａ２は、遅延時間Ｔ２後にハイレベルからローレベルに立ち下がり、第１遅延回路１１からは、電圧切換信号Ｓａが電圧切換信号Ｓａ１として出力される。
【００５０】
このことから、電圧切換信号Ｓａ１がハイレベルからローレベルに立ち下がり、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが１.８Ｖから２.２Ｖに上昇する。更に、遅延時間Ｔ２が経過すると、電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルからローレベルに立ち下がり、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが１.５Ｖから２.０Ｖに上昇する。この場合、遅延時間Ｔ２は、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが１.８Ｖから２.２Ｖに上昇するのに要する時間よりも多少長めに設定する。
【００５１】
次に、図７は、電圧切換制御回路４の動作例を示したフローチャートであり、図７を用いて電圧切換制御回路４の動作の流れについて説明する。
図７において、まず最初に、制御回路１３は、入力されている電圧切換信号Ｓａにおける信号レベルの変化をモニタし（ステップＳＴ１）、信号レベルの変化を検出していない場合（ＮＯ）は引き続きステップＳＴ１の処理を行う。ステップＳＴ１で、信号レベルが変化したことを検出する（ＹＥＳ）と、制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａの信号レベルがハイレベルであるか否かを調べ（ステップＳＴ２）、信号レベルがハイレベルである場合（ＹＥＳ）は、制御回路１３は、ローレベルの制御信号Ｓ１を第１遅延回路１１に出力すると共にハイレベルの制御信号Ｓ２を第２遅延回路１２に出力する（ステップＳＴ３）。
【００５２】
次に、第２遅延回路１２は、直ちに電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ４）、遅延時間Ｔ１経過後に第１遅延回路１１は、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ１に戻る。一方、ステップＳＴ２で、信号レベルがローレベルである場合（ＮＯ）は、制御回路１３は、ハイレベルの制御信号Ｓ１を第１遅延回路１１に出力すると共にローレベルの制御信号Ｓ２を第２遅延回路１２に出力する（ステップＳＴ６）。次に、第１遅延回路１１は、直ちに電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ７）、遅延時間Ｔ２経過後に第２遅延回路１２は、電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ１に戻る。
【００５３】
前記説明では、出力電圧ＶＣを２種類の電圧に切り換える場合を例にして説明したが、３種類以上の電圧に切り換えるようにしてもよい。
図８は、このようにした場合の直流安定化電源装置１の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図８では出力電圧ＶＣを３種類の電圧に切り換える場合を例にして示している。
図８において、直流安定化電源装置１Ａは、入力された制御信号に応じて出力電圧を３種類に切り換えることができるスイッチングレギュレータ２Ａと、入力された制御信号に応じて出力電圧を３種類に切り換えることができるシリーズレギュレータ３Ａと、外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃをスイッチングレギュレータ２Ａ及びシリーズレギュレータ３Ａに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４Ａとで構成されている。
【００５４】
電圧切換制御回路４Ａは、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを所定の時間Ｔ１だけ遅延させてスイッチングレギュレータ２Ａに出力する第１遅延回路１１Ａと、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを所定の時間Ｔ２だけ遅延させてシリーズレギュレータ３Ａに出力する第２遅延回路１２Ａと、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの動作制御を行う制御回路１３Ａとで構成されている。
【００５５】
制御回路１３Ａは、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて第１遅延回路１１Ａに制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２Ａに制御信号Ｓ２をそれぞれ出力する。第１遅延回路１１Ａは、入力された制御信号Ｓ１に応じて、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを基にした電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をスイッチングレギュレータ２Ａに出力し、第２遅延回路１２Ａは、入力された制御信号Ｓ２に応じて、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを基にした電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をシリーズレギュレータ３Ａに出力する。
【００５６】
スイッチングレギュレータ２Ａは、直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａからの出力電圧ＶＢが入力され、該出力電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００５７】
出力電圧ＶＣを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、制御回路１３Ａは、第１遅延回路１１Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを遅延させて生成した電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をスイッチングレギュレータ２Ａにそれぞれ出力させると共に、第２遅延回路１２Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２としてシリーズレギュレータ３Ａにそれぞれ出力させる。
【００５８】
これに対して、出力電圧ＶＣを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃが入力されると、制御回路１３Ａは、第１遅延回路１１Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１としてスイッチングレギュレータ２Ａにそれぞれ出力させると共に、第２遅延回路１２Ａに対して電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを遅延させて生成した電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をシリーズレギュレータ３Ａにそれぞれ出力させる。
【００５９】
図９は、スイッチングレギュレータ２Ａの回路例を示した図である。なお、図９では、図２と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。
図９における図２との相違点は、図２の抵抗Ｒ１〜Ｒ４とスイッチＳＷ１の代わりに分圧回路５１を設けたことにある。
図９のスイッチングレギュレータ２Ａにおいて、分圧回路５１は、出力電圧ＶＢを、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた分圧比で分圧して出力する。誤差増幅器Ａ１は、該分圧電圧ＶｄＡと基準電圧Ｖｒ１との差電圧を誤差増幅器Ａ１で増幅する。
【００６０】
更に、三角波のパルス信号を発生させる発振回路２２の出力信号と誤差増幅器Ａ１の出力信号の各電圧をコンパレータＡ２で比較し、コンパレータＡ２は、該比較結果に応じてスイッチングトランジスタＱ１のオン時間を制御する。例えば、出力電圧ＶＢを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１が入力されると、分圧回路５１は、電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて分圧電圧Ｖｄが小さくなるように分圧比を変え、出力電圧ＶＢを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１が入力されると、分圧回路５１は、電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて分圧電圧Ｖｄが大きくなるように分圧比を変える。
【００６１】
図１０は、シリーズレギュレータ３Ａの回路例を示した図である。なお、図１０では、図３と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。
図１０における図３との相違点は、図３の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４とスイッチＳＷ２の代わりに分圧回路５５を設けたことにある。
【００６２】
図１０のシリーズレギュレータ３Ａにおいて、分圧回路５５は、出力電圧ＶＣを、入力された電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた分圧比で分圧して出力する。誤差増幅器Ａ１１は、該分圧電圧ＶｄＢと基準電圧Ｖｒ２との差電圧を誤差増幅器Ａ１１で増幅する。誤差増幅器Ａ１１は、出力制御用トランジスタＱ１１の動作制御を行って、出力電圧ＶＣが所望の電圧で一定になるようにしている。例えば、出力電圧ＶＣを低下させるように電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２が入力されると、分圧回路５５は、電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて分圧電圧ＶｄＢが大きくなるように分圧比を変え、出力電圧ＶＣを上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２が入力されると、分圧回路５５は、電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて分圧電圧ＶｄＢが小さくなるように分圧比を変える。
【００６３】
図１１は、第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの回路例を示した図である。なお、図１１では、図４と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略する。また、第１遅延回路１１Ａと第２遅延回路１２Ａの回路構成が同じであることから、図１１では、括弧内の符号は第２遅延回路１２Ａの場合を示している。
図１１において、第１遅延回路１１Ａは、ＯＲ回路６１，６２、ＡＮＤ回路６３〜６６、エクスクルーシブＯＲ回路（以下、Ｅｘ.ＯＲ回路と呼ぶ）６７、インバータ回路６８、Ｄフリップフロップ６９，７０及び遅延回路３５で形成されている。また、第２遅延回路１２Ａは、ＯＲ回路７１，７２、ＡＮＤ回路７３〜７６、Ｅｘ.ＯＲ回路７７、インバータ回路７８、Ｄフリップフロップ７９，８０及び遅延回路４５で形成されている。
【００６４】
第１遅延回路１１Ａにおいて、制御回路１３Ａからの制御信号Ｓ１は、ＡＮＤ回路６３及び６５の各一方の入力端にそれぞれ入力されると共にインバータ回路６８を介してＡＮＤ回路６４及び６６の各一方の入力端にそれぞれ入力される。電圧切換信号Ｓｂは、ＡＮＤ回路６３の他方の入力端に入力されると共にＤフリップフロップ６９のＤ入力端にそれぞれ入力され、Ｄフリップフロップ６９の出力端Ｑから出力された信号は、ＡＮＤ回路６４の他方の入力端に入力されている。電圧切換信号Ｓｃは、ＡＮＤ回路６５の他方の入力端、Ｄフリップフロップ７０のＤ入力端、Ｅｘ.ＯＲ回路６７の一方の入力端及び遅延回路３５の入力端にそれぞれ入力され、Ｄフリップフロップ７０の出力端Ｑから出力された信号は、ＡＮＤ回路６６の他方の入力端に入力されている。
【００６５】
また、遅延回路３５に入力された電圧切換信号Ｓｃは、Ｅｘ.ＯＲ回路６７の他方の入力端に入力され、Ｅｘ.ＯＲ回路６７からの出力信号はＤフリップフロップ６９及び７０の各クロック信号入力端ＣＰにそれぞれ入力されている。ＡＮＤ回路６３及び６４の各出力信号はＯＲ回路６１の対応する入力端にそれぞれ入力され、ＡＮＤ回路６５及び６６の各出力信号はＯＲ回路６２の対応する入力端にそれぞれ入力され、ＯＲ回路６１の出力信号が電圧切換信号Ｓｂ１を、ＯＲ回路６２の出力信号が電圧切換信号Ｓｃ１をそれぞれなす。
【００６６】
このような構成において、ハイレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路６３の出力端から電圧切換信号Ｓｂが出力され、ＡＮＤ回路６４の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路６１の出力端からは、電圧切換信号Ｓｂが遅延されずに電圧切換信号Ｓｂ１として出力される。同時に、ＡＮＤ回路６５の出力端から電圧切換信号Ｓｃが出力され、ＡＮＤ回路６６の出力端はローレベルとなり、ＯＲ回路６２の出力端からは、電圧切換信号Ｓｃが遅延されずに電圧切換信号Ｓｃ１として出力される。
【００６７】
次に、ローレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、ＡＮＤ回路６３及び６５の出力端はそれぞれローレベルとなり、ＡＮＤ回路６４の出力端からはＤフリップフロップ６９の出力端Ｑからの出力信号が出力されると共にＡＮＤ回路６６の出力端からはＤフリップフロップ７０の出力端Ｑからの出力信号が出力される。このため、電圧切換信号Ｓｂは、Ｄフリップフロップ６９、ＡＮＤ回路６４及びＯＲ回路６１を通って電圧切換信号Ｓｂ１として出力されるため、電圧切換信号Ｓｂは、遅延回路３５の遅延時間Ｔ１だけ遅延して電圧切換信号Ｓｂ１として出力される。電圧切換信号Ｓｃは、Ｄフリップフロップ７０、ＡＮＤ回路６６及びＯＲ回路６２を通って電圧切換信号Ｓｃ１として出力されるため、電圧切換信号Ｓｃは、遅延回路３５の遅延時間Ｔ１だけ遅延して電圧切換信号Ｓｃ１として出力される。
【００６８】
同様に、第２遅延回路１２Ａにおいて、ハイレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、ＯＲ回路７１の出力端からは、電圧切換信号Ｓｂが遅延されずに電圧切換信号Ｓｂ２として出力されると共に、ＯＲ回路７２の出力端からは、電圧切換信号Ｓｃが遅延されずに電圧切換信号Ｓｃ２として出力される。また、ローレベルの制御信号Ｓ２が入力されると、電圧切換信号Ｓｂは、遅延回路４５の遅延時間Ｔ２だけ遅延して電圧切換信号Ｓｂ２として出力され、電圧切換信号Ｓｃは、遅延回路４５の遅延時間Ｔ２だけ遅延して電圧切換信号Ｓｃ２として出力される。
【００６９】
なお、第２遅延回路１２Ａは、第１遅延回路１１Ａの場合における前記説明において、符号を変える以外は同じ動作を行うことから、その詳細な説明を省略する。また、図１１の第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａにおける遅延回路３５及び４５の代わりに、図１２で示すように図５のシフトレジスタＳＲ１とＳＲ２に置き換えてもよく、該シフトレジスタの代わりにカウンタを使用してもよい。
【００７０】
スイッチングレギュレータ２Ａは、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて出力電圧ＶＢの電圧値を切り換え、シリーズレギュレータ３Ａは、入力された電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じて出力電圧ＶＣの電圧値を切り換える。この際、電圧切換制御回路４Ａは、図１の場合と同様、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ａに対して出力電圧ＶＣを低下させるように切り換えさせてから、スイッチングレギュレータ２Ａに対して出力電圧ＶＢを低下させるように切り換えさせる。また、電圧切換制御回路４Ａは、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２Ａに対して出力電圧ＶＢを上昇させるように切り換えさせてから、シリーズレギュレータ３Ａの出力電圧ＶＣを上昇させるように切り換えさせる。
【００７１】
なお、本第１の実施の形態において、電圧切換制御回路に、所定の遅延時間を記憶した記憶手段を有したＣＰＵ等を使用して、所定の制御プログラムによって前述した動作を行わせるようにしてもよい。
【００７２】
このように、本第１の実施の形態における直流安定化電源装置は、直流電源７から供給される電源電圧ＶＡをスイッチングレギュレータ２で出力電圧ＶＢに変換し、更にシリーズレギュレータ３で該出力電圧ＶＢを出力電圧ＶＣに変換して負荷回路に供給する構成をなし、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータ３に対して出力電圧ＶＣを該所定値に低下させた後、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させた後、シリーズレギュレータ３に対して出力電圧ＶＣを該所定値に上昇させるようにした。このようにしたことから、電源の効率を高めることができると共にノイズやリプルの少ない出力電圧を得ることができ、電源供給先の負荷回路の動作状況に応じて出力電圧を変えることができ、該出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動しないようにすることができる。
【００７３】
第２実施の形態．
前記第１の実施の形態では、遅延回路を使用してスイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの各出力電圧の切換タイミングを制御するようにしたが、スイッチングレギュレータ及びシリーズレギュレータの各出力電圧をそれぞれ検出し、該検出したそれぞれの出力電圧からスイッチングレギュレータとシリーズレギュレータの各出力電圧の切換タイミングを制御するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
【００７４】
図１３は、本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図１３において、図１と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。
図１３における直流安定化電源装置８１は、スイッチングレギュレータ２と、シリーズレギュレータ３と、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第１電圧検出回路８２と、シリーズレギュレータ３の出力電圧ＶＣが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３と、第１電圧検出回路８２と第２電圧検出回路８３からの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３に出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４とで構成されている。
【００７５】
電圧切換制御回路８４は、外部から入力される電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３と第２電圧検出回路８３に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４からスイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ１をなし、電圧切換制御回路８４からシリーズレギュレータ３と第２電圧検出回路８３にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【００７６】
第１電圧検出回路８２は、電圧切換制御回路８４から入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じてスイッチングレギュレータ２の出力信号ＶＢが所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４に出力する。同様に、第２電圧検出回路８３は、電圧切換制御回路８４から入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３の出力信号ＶＣが所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２を電圧切換制御回路８４に出力する。電圧切換制御回路８４は、入力された電圧検出信号Ｓｄ１に応じて電圧切換信号Ｓａ２の出力タイミングを制御し、入力された電圧検出信号Ｓｄ２に応じて電圧切換信号Ｓａ１の出力タイミングを制御する。
【００７７】
図１４は、図１３の直流安定化電源装置８１における各信号の例を示したタイミングチャートであり、図１４を用いて電圧切換制御回路８４の動作例についてもう少し詳細に説明する。なお、図１４における出力電圧ＶＢ及びＶＣの値は一例である。
外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣを低下させるために例えばローレベルからハイレベルに立ち上がると、電圧切換制御回路８４は、直ちにシリーズレギュレータ３及び第２電圧検出回路８３に対する電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、シリーズレギュレータ３は、出力電圧ＶＣを２.０Ｖから１.５Ｖに低下させると共に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが１.５Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００７８】
電圧切換制御回路８４は、電圧検出信号Ｓｄ２がハイレベルからローレベルに立ち下がると、スイッチングレギュレータ２及び第１電圧検出回路８２に対する電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを２.２Ｖから１.８Ｖに低下させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが１.８Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００７９】
次に、外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣを上昇させるために例えばハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換制御回路８４は、直ちにスイッチングレギュレータ２及び第１電圧検出回路８２に対する電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを１.８Ｖから２.２Ｖに上昇させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが２.２Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００８０】
電圧切換制御回路８４は、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３及び第２電圧検出回路８３に対する電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、シリーズレギュレータ３は、出力電圧ＶＣを１.５Ｖから２.０Ｖに上昇させると共に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが２.０Ｖになったことを検出すると、電圧切換制御回路８４に出力している電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００８１】
次に、図１５は、第１電圧検出回路８２及び第２電圧検出回路８３の回路例を示した図である。なお、第１電圧検出回路８２と第２電圧検出回路８３の回路構成が同じであることから、図１５では、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３の場合を示している。
図１５において、第１電圧検出回路８２は、コンパレータ９１、アナログスイッチ９２，９３、インバータ回路９４、所定の定電圧Ｖ１（図１４の場合は２.２Ｖ）を生成して出力する定電圧発生回路９５及び抵抗９６，９７で形成されている。第２電圧検出回路８３は、コンパレータ１０１、アナログスイッチ１０２，１０３、インバータ回路１０４、所定の定電圧Ｖ２（図１４の場合は２.０Ｖ）を生成して出力する定電圧発生回路１０５及び抵抗１０６，１０７で形成されている。
【００８２】
第１電圧検出回路８２において、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓａ１は、アナログスイッチ９３の制御信号入力端ＩＮＳに入力され、インバータ回路９４を介してアナログスイッチ９２の制御信号入力端ＩＮＳに入力されている。アナログスイッチ９２及び９３は、制御信号入力端ＩＮＳに、ハイレベルの信号が入力されるとオンして導通状態になり、ローレベルの信号が入力されるとオフして遮断状態になる。アナログスイッチ９２がオンすると、定電圧発生回路９５からの定電圧Ｖ１がコンパレータ９１の反転入力端に入力される。また、アナログスイッチ９３がオンすると、定電圧Ｖ１を抵抗９６及び９７で分圧した電圧Ｖ３（図１４の場合は１.８Ｖ）がコンパレータ９１の反転入力端に入力される。また、コンパレータ９１の非反転入力端には、出力電圧ＶＢが入力されている。
【００８３】
電圧切換信号Ｓａ１がハイレベルになると、アナログスイッチ９２がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ９３がオンしてコンパレータ９１の反転入力端には分圧電圧Ｖ３が入力される。このため、コンパレータ９１の出力端は、出力電圧ＶＢが１.８Ｖ以下になるとローレベルになり、第１電圧検出回路８２は、ローレベルの電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。これに対して、電圧切換信号Ｓａ１がローレベルになると、アナログスイッチ９３がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ９２がオンしてコンパレータ９１の反転入力端には分圧電圧Ｖ１が印加される。このため、コンパレータ９１の出力端は、出力電圧ＶＢが２.２Ｖ以上になるとハイレベルになり、第１電圧検出回路８２は、ハイレベルの電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。
【００８４】
同様に、第２電圧検出回路８３において、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓａ２は、アナログスイッチ１０３の制御信号入力端ＩＮＳに入力され、インバータ回路１０４を介してアナログスイッチ１０２の制御信号入力端ＩＮＳに入力されている。アナログスイッチ１０２及び１０３は、制御信号入力端ＩＮＳに、ハイレベルの信号が入力されるとオンして導通状態になり、ローレベルの信号が入力されるとオフして遮断状態になる。アナログスイッチ１０２がオンすると、定電圧発生回路１０５からの定電圧Ｖ２がコンパレータ１０１の反転入力端に印加される。また、アナログスイッチ１０３がオンすると、定電圧Ｖ２を抵抗１０６及び１０７で分圧した電圧Ｖ４（図１４の場合は１.５Ｖ）がコンパレータ１０１の反転入力端に印加される。また、コンパレータ１０１の非反転入力端には、出力電圧ＶＣが印加されている。
【００８５】
電圧切換信号Ｓａ２がハイレベルになると、アナログスイッチ１０２がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ１０３がオンしてコンパレータ１０１の反転入力端には分圧電圧Ｖ４が入力される。このため、コンパレータ１０１の出力端は、出力電圧ＶＣが１.５Ｖ以下になるとローレベルになり、第２電圧検出回路８３は、ローレベルの電圧検出信号Ｓｄ２を出力する。これに対して、電圧切換信号Ｓａ２がローレベルになると、アナログスイッチ１０３がオフして遮断状態になると共にアナログスイッチ１０２がオンしてコンパレータ１０１の反転入力端には分圧電圧Ｖ２が印加される。このため、コンパレータ１０１の出力端は、出力電圧ＶＣが２.０Ｖ以上になるとハイレベルになり、第２電圧検出回路８３は、ハイレベルの電圧検出信号Ｓｄ２を出力する。
【００８６】
次に、図１６は、電圧切換制御回路８４の動作例を示したフローチャートであり、図１６を用いて電圧切換制御回路８４の動作の流れについて説明する。
図１６において、まず最初に、電圧切換制御回路８４は、入力されている電圧切換信号Ｓａにおける信号レベルの変化をモニタし（ステップＳＴ１１）、信号レベルの変化を検出していない場合（ＮＯ）は、引き続きステップＳＴ１１の処理を行う。ステップＳＴ１１で、信号レベルが変化したことを検出する（ＹＥＳ）と、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａの信号レベルがハイレベルであるか否かを調べ（ステップＳＴ１２）、信号レベルがハイレベルである場合（ＹＥＳ）は、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。（ステップＳＴ１３）。
【００８７】
次に、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣが所定の電圧Ｖ４以下になったか否かを調べ（ステップＳＴ１４）、所定の電圧Ｖ４以下になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ１４に戻り、所定の電圧Ｖ４以下になった場合（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる（ステップＳＴ１５）。この後、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げ（ステップＳＴ１６）、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢが所定の電圧Ｖ３以下になったか否かを調べ（ステップＳＴ１７）、所定の電圧Ｖ３以下になっていない場合は（ＮＯ）、ステップＳＴ１７に戻り、所定の電圧Ｖ３以下になった場合は（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げて（ステップＳＴ１８）、ステップＳＴ１１に戻る。
【００８８】
また、ステップＳＴ１２で、信号レベルがローレベルである場合（ＮＯ）は、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。（ステップＳＴ１９）。次に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢが所定の電圧Ｖ１以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ２０）、所定の電圧Ｖ１以上になっていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ２０に戻り、所定の電圧Ｖ１以上になった場合（ＹＥＳ）は、電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる（ステップＳＴ２１）。
【００８９】
この後、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げ（ステップＳＴ２２）、第２電圧検出回路８３は、出力電圧ＶＣが所定の電圧Ｖ２以上になったか否かを調べ（ステップＳＴ２３）、所定の電圧Ｖ２以上になっていない場合は（ＮＯ）、ステップＳＴ２３に戻り、所定の電圧Ｖ２以上になった場合は（ＹＥＳ）、電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げて（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ１１に戻る。
【００９０】
前記説明では、出力電圧ＶＣを２種類の電圧に切り換える場合を例にして説明したが、３種類以上の電圧に切り換えるようにしてもよい。
図１７は、このようにした場合の直流安定化電源装置８１Ａの構成例を示した概略のブロック図である。なお、図１７では出力電圧ＶＣを３種類の電圧に切り換える場合を例にして示している。また、図１７では、図８と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。
【００９１】
図１７において、直流安定化電源装置８１Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａと、シリーズレギュレータ３Ａと、スイッチングレギュレータ２Ａの出力電圧ＶＢが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第１電圧検出回路８２Ａと、シリーズレギュレータ３Ａの出力電圧ＶＣが所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ａと、第１電圧検出回路８２Ａと第２電圧検出回路８３Ａからの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃをスイッチングレギュレータ２Ａ及びシリーズレギュレータ３Ａに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４Ａとで構成されている。
【００９２】
電圧切換制御回路８４Ａは、外部から入力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃに応じて、スイッチングレギュレータ２Ａと第１電圧検出回路８２Ａに該電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ａと第２電圧検出回路８３Ａに該電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４Ａからスイッチングレギュレータ２Ａと第１電圧検出回路８２Ａにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃはそれぞれ電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１をなし、電圧切換制御回路８４Ａからシリーズレギュレータ３Ａと第２電圧検出回路８３Ａにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃは電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２をなす。
【００９３】
スイッチングレギュレータ２Ａは、直流電源７から電源電圧ＶＡが入力され、該電源電圧ＶＡから電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧ＶＢを生成して出力する。シリーズレギュレータ３Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａからの出力電圧ＶＢが入力され、該出力電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧ＶＣを生成して出力する。
【００９４】
第１電圧検出回路８２Ａは、電圧切換制御回路８４Ａから入力される電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧にスイッチングレギュレータ２の出力信号ＶＢがなったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４Ａに出力する。同様に、第２電圧検出回路８３Ａは、電圧切換制御回路８４Ａから入力される電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧にシリーズレギュレータ３Ａの出力信号ＶＣがなったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２を電圧切換制御回路８４Ａに出力する。電圧切換制御回路８４Ａは、入力された電圧検出信号Ｓｄ１に応じて電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２の出力タイミングを制御し、入力された電圧検出信号Ｓｄ２に応じて電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１の出力タイミングを制御する。
【００９５】
出力電圧ＶＣを所定値に低下させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、電圧切換制御回路８４Ａは、シリーズレギュレータ３Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａに対して、直ちに電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２として出力する。このため、シリーズレギュレータ３Ａは、出力電圧ＶＣを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧に低下させると共に、第２電圧検出回路８３Ａは、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ２を例えばハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００９６】
電圧切換制御回路８４Ａは、電圧検出信号Ｓｄ２がハイレベルからローレベルに立ち下がると、スイッチングレギュレータ２Ａ及び第１電圧検出回路８２Ａに対して、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１として出力する。このため、スイッチングレギュレータ２Ａは、出力電圧ＶＢを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧に低下させると共に、第１電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【００９７】
次に、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させるように電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃがそれぞれ入力されると、電圧切換制御回路８４Ａは、スイッチングレギュレータ２Ａ及び第１電圧検出回路８２Ａに対して、直ちに電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１として出力する。このため、スイッチングレギュレータ２Ａは、出力電圧ＶＢを電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧に上昇させると共に、第１電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ１を例えばローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００９８】
電圧切換制御回路８４Ａは、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａに対して、電圧切換信号Ｓｂ及びＳｃを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２として出力する。このため、シリーズレギュレータ３Ａは、出力電圧ＶＣを電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧に上昇させると共に、第２電圧検出回路８３Ａは、出力電圧ＶＣの監視を行い、出力電圧ＶＣが電圧切換信号Ｓｂ２及びＳｃ２に応じた電圧になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ａに出力している電圧検出信号Ｓｄ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【００９９】
次に、図１８は、第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの回路例を示した図である。なお、第１電圧検出回路８２Ａと第２電圧検出回路８３Ａの回路構成が同じであることから、図１８では、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３Ａの場合を示している。
図１８において、第１電圧検出回路８２Ａは、デコーダ１１１、コンパレータ１１２，１１３、ＮＡＮＤ回路１１４、所定の定電圧Ｖ１１を生成して出力する定電圧発生回路１１５、アナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ８及び抵抗Ｒ１〜Ｒ８で形成されている。第２電圧検出回路８３Ａは、デコーダ１２１、コンパレータ１２２，１２３、ＮＡＮＤ回路１２４、所定の定電圧Ｖ１２を生成して出力する定電圧発生回路１２５、アナログスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８で形成されている。
【０１００】
第１電圧検出回路８２Ａにおいて、電圧切換制御回路８４からの電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１は、デコーダ１１１の入力端Ｉ１及びＩ２に対応して入力されている。デコーダ１１１は、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１を所定の方法でデコードし、該デコードして得られた信号を出力端Ａ〜Ｄから出力する。該出力端Ａから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ７及びＳＷ８の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力され、出力端Ｂから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ５及びＳＷ６の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力される。同様に、出力端Ｃから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ３及びＳＷ４の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力され、出力端Ｄから出力された信号は、アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２の制御信号入力端ＩＮＳにそれぞれ入力される。
【０１０１】
抵抗Ｒ１〜Ｒ８の直列回路は、定電圧発生回路１１５からの所定の定電圧Ｖ１１を分圧して分圧電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ７を生成する。定電圧Ｖ１１及び分圧電圧Ｖｄ２，Ｖｄ４，Ｖｄ６は、対応するアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７によってコンパレータ１１２の非反転入力端への入力制御が行われる。また、分圧電圧Ｖｄ１，Ｖｄ３，Ｖｄ５，Ｖｄ７は、対応するアナログスイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６，ＳＷ８によってコンパレータ１１３の反転入力端への入力制御が行われる。コンパレータ１１２の反転入力端及びコンパレータ１１３の非反転入力端には、それぞれ出力電圧ＶＢが入力されており、コンパレータ１１２及び１１３の各出力信号は、ＮＡＮＤ回路１１４の対応する入力端に入力され、ＮＡＮＤ回路１１４の出力信号が電圧検出信号Ｓｄ１をなす。
【０１０２】
デコーダ１１１は、入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じて、出力端Ａ〜Ｄのいずれか１つからハイレベルの信号を出力して対応するアナログスイッチをオンさせて導通状態にする。例えば、定電圧Ｖ１１が２.２１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ１が２.１９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ２が２.０１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ３が１.９９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ４が１.８１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ５が１.７９Ｖ、分圧電圧Ｖｄ６が１.５１Ｖ、分圧電圧Ｖｄ７が１.４９Ｖとする。
【０１０３】
この場合、デコーダ１１１の出力端Ｄがハイレベルになると、アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２がそれぞれオンして導通状態になり、コンパレータ１１２の非反転入力端に２.２１Ｖが印加され、コンパレータ１１３の反転入力端に２.１９Ｖが印加される。このような状態で、２.１９Ｖ≦ＶＢ＜２.２１Ｖのときに、電圧検出信号Ｓｄ１はローレベルになり、それぞれ以外のときは、電圧検出信号Ｓｄ１はハイレベルになる。デコーダ１１１の出力端Ａ〜Ｃがハイレベルになったときも同様であるのでその説明を省略する。このようにして、電圧検出回路８２Ａは、出力電圧ＶＢが入力された電圧切換信号Ｓｂ１及びＳｃ１に応じた電圧になったか否かの検出を行い、該検出結果に応じた電圧検出信号Ｓｄ１を出力する。
【０１０４】
なお、第２電圧検出回路８３Ａは、第１電圧検出回路８２Ａの場合における前記説明において、符号を変える以外は同じ動作を行うことから、その詳細な説明を省略する。また、図１８の第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａにおける定電圧発生回路、各アナログスイッチ及び各分圧抵抗の代わりに、図１９で示すように２つのＤ／ＡコンバータＤＡＣ１及びＤＡＣ２、又はＤ／ＡコンバータＤＡＣ１１及びＤＡＣ１２をそれぞれ使用してもよい。図１９においても、括弧内の符号は第２電圧検出回路８３Ａの場合を示している。Ｄ／ＡコンバータＤＡＣ１及びＤＡＣ２、並びにＤ／ＡコンバータＤＡＣ１１及びＤＡＣ１２は、デコーダの各出力端Ａ〜Ｄから出力される信号レベルに応じた電圧をそれぞれ出力する。
【０１０５】
このように、本第２の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣを所定値に低下させる場合は、シリーズレギュレータに対して出力電圧ＶＣを低下させ、該出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下したか否かを第２電圧検出回路で検出し、第２電圧検出回路によって出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下したことが検出されると、スイッチングレギュレータに対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣを所定値に上昇させる場合は、スイッチングレギュレータに対して出力電圧ＶＢを上昇させ、該出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したか否かを第１電圧検出回路で検出し、第１電圧検出回路によって出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したことが検出されると、シリーズレギュレータに対して出力電圧ＶＣを上昇させるようにした。このようにしたことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、出力電圧ＶＣが所望の電圧に低下した直後に出力電圧ＶＢを低下させることができると共に、出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇した直後に出力電圧ＶＣを上昇させることができ、出力電圧ＶＣの可変速度を速くすることができる。
【０１０６】
第３の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、１つのシリーズレギュレータを有し１つの出力電圧ＶＣを出力するようにしたが、複数のシリーズレギュレータを有し、該各シリーズレギュレータからそれぞれ出力電圧が出力されるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。
図２０は、本発明の第３の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。なお、図２０では、図１の構成の場合を例にして２つのシリーズレギュレータを有する場合を一例として示しており、図１と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【０１０７】
図２０における図１との相違点は、シリーズレギュレータ３の代わりにシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃを設けると共に、第２遅延回路１２の代わりに第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃをシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応させて設けるようにし、制御回路１３は、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃの動作制御を行うようにしたことにある。これに伴って、図１の制御回路１３を制御回路１３Ｂにし、図１の電圧切換制御回路４を電圧切換制御回路４Ｂにし、図１の直流安定化電源装置１を直流安定化電源装置１Ｂにした。
【０１０８】
図２０において、直流安定化電源装置１Ｂは、スイッチングレギュレータ２と、入力された制御信号に応じて出力電圧を切り換えることができるシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと、外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路４Ｂとで構成されている。シリーズレギュレータ３Ｂは、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣ１を生成して出力し、シリーズレギュレータ３Ｃは、スイッチングレギュレータ２から出力電圧ＶＢが入力され、該電圧ＶＢから電圧切換信号Ｓａに応じた電圧ＶＣ２を生成して出力する。
【０１０９】
電圧切換制御回路４Ｂは、第１遅延回路１１と、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２Ｂ遅延させてシリーズレギュレータ３Ｂに出力する第２遅延回路１２Ｂと、電圧切換信号Ｓａを所定の時間Ｔ２Ｃ遅延させてシリーズレギュレータ３Ｃに出力する第２遅延回路１２Ｃと、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃの動作制御を行う制御回路１３Ｂとで構成されている。なお、遅延時間Ｔ２ＢとＴ２Ｃは同じであってもよいし、異なっていてもよいが、スイッチングレギュレータ２の出力電圧ＶＢが上昇するのに要する時間よりも多少長めにそれぞれ設定する。
【０１１０】
制御回路１３Ｂは、電圧切換信号Ｓａに応じて第１遅延回路１１に制御信号Ｓ１を、第２遅延回路１２Ｂに制御信号Ｓ２Ｂを、第２遅延回路１２Ｃに制御信号Ｓ２Ｃをそれぞれ出力する。第２遅延回路１２Ｂは、入力された制御信号Ｓ２Ｂに応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２Ｂをシリーズレギュレータ３Ｂに出力し、第２遅延回路１２Ｃは、入力された制御信号Ｓ２Ｃに応じて、電圧切換信号Ｓａを基にした電圧切換信号Ｓａ２Ｃをシリーズレギュレータ３Ｃに出力する。
【０１１１】
出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３Ｂは、第１遅延回路１１に対して、電圧切換信号Ｓａを遅延して生成させた電圧切換信号Ｓａ１をスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃに対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ２Ｂ及びＳａ２Ｃとしてシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応して出力させる。
【０１１２】
これに対して、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させるように電圧切換信号Ｓａが入力されると、制御回路１３Ｂは、第１遅延回路１１に対して電圧切換信号Ｓａを電圧切換信号Ｓａ１としてスイッチングレギュレータ２に出力させると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃに対して電圧切換信号Ｓａを遅延してそれぞれ生成させた電圧切換信号Ｓａ２Ｂ及びＳａ２Ｃを対応するシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃにそれぞれ出力させる。
【０１１３】
なお、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃは、図３で示したシリーズレギュレータ３と同じ回路構成であることからその説明を省略すると共に、第２遅延回路１２Ｂ及び第２遅延回路１２Ｃにおいても、図４及び図５で示した第２遅延回路１２と同じ回路構成であることからその説明を省略する。また、図８で示した構成の場合においても、図２０と同様であることからその説明を省略する。
【０１１４】
このように、本第３の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ低下させた後、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにし、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させた後、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ上昇させるようにした。このようにしたことから、複数のシリーズレギュレータを有する場合においても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
第４の実施の形態．
前記第２の実施の形態では、１つのシリーズレギュレータを有し１つの出力電圧ＶＣを出力するようにしたが、複数のシリーズレギュレータを有し、該各シリーズレギュレータからそれぞれ出力電圧が出力されるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第４の実施の形態とする。
図２１は、本発明の第４の実施の形態における直流安定化電源装置の構成の他の例を示した概略のブロック図である。なお、図２１では、図１３の構成の場合を例にして２つのシリーズレギュレータを有する場合を一例として示しており、図１３又は図２０と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１３との相違点のみ説明する。
【０１１６】
図２１における図１３との相違点は、シリーズレギュレータ３の代わりにシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃを設けると共に、第２電圧検出回路８３の代わりに第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃをシリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対応させて設けるようにし、電圧切換制御回路８４は、電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃに該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御するようにしたことにある。これに伴って、図１３の電圧切換制御回路８４を電圧切換制御回路８４Ｂにし、図１３の直流安定化電源装置８１を直流安定化電源装置８１Ｂにした。
【０１１７】
図２１において、直流安定化電源装置８１Ｂは、スイッチングレギュレータ２と、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと、第１電圧検出回路８２と、シリーズレギュレータ３Ｂの出力電圧ＶＣ１が所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ｂと、シリーズレギュレータ３Ｃの出力電圧ＶＣ２が所定の電圧になったか否かの検出を行い該検出結果を出力する第２電圧検出回路８３Ｃと、第１電圧検出回路８２、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃからの各検出結果に応じて外部から入力される電圧切換信号Ｓａをスイッチングレギュレータ２及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃに出力するタイミングをそれぞれ制御する電圧切換制御回路８４Ｂとで構成されている。
【０１１８】
電圧切換制御回路８４Ｂは、外部から入力される電圧切換信号Ｓａに応じて、スイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２に該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミング、及びシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃに該電圧切換信号Ｓａを出力するタイミングをそれぞれ制御する。電圧切換制御回路８４Ｂからスイッチングレギュレータ２と第１電圧検出回路８２にそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ１をなし、電圧切換制御回路８４Ｂからシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃと第２電圧検出回路８３Ｂと第２電圧検出回路８３Ｃにそれぞれ出力される電圧切換信号Ｓａは電圧切換信号Ｓａ２をなす。
【０１１９】
第１電圧検出回路８２は、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ１に応じて電圧検出信号Ｓｄ１を電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。第２電圧検出回路８３Ｂは、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３Ｂの出力信号ＶＣ１が所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２Ｂを電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、電圧切換制御回路８４Ｂから入力される電圧切換信号Ｓａ２に応じてシリーズレギュレータ３Ｃの出力信号ＶＣ２が所定値になったか否かの判定結果を示す電圧検出信号Ｓｄ２Ｃを電圧切換制御回路８４Ｂに出力する。
【０１２０】
外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させるために例えばローレベルからハイレベルに立ち上がると、電圧切換制御回路８４Ｂは、直ちにシリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃ、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃに対する電圧切換信号Ｓａ２をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃは、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を低下させると共に、第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１の監視を行い、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２の監視を行う。
【０１２１】
第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｂをハイレベルからローレベルに立ち下げる。同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｃをハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【０１２２】
電圧切換制御回路８４Ｂは、電圧検出信号Ｓｄ２Ｂ及びＳｄ２Ｃが共にハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換信号Ｓａ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを所定値に低下させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。
【０１２３】
次に、外部から入力された電圧切換信号Ｓａが、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させるために例えばハイレベルからローレベルに立ち下がると、電圧切換制御回路８４Ｂは、直ちに電圧切換信号Ｓａ１をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、スイッチングレギュレータ２は、出力電圧ＶＢを上昇させると共に、第１電圧検出回路８２は、出力電圧ＶＢの監視を行い、出力電圧ＶＢが所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ１をローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【０１２４】
電圧切換制御回路８４Ｂは、電圧検出信号Ｓｄ１がローレベルからハイレベルに立ち上がると、シリーズレギュレータ３Ｂ，３Ｃ、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃに対する電圧切換信号Ｓａ２をハイレベルからローレベルに立ち下げる。このため、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃは、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を所定値にそれぞれ上昇させると共に、第２電圧検出回路８３Ｂは、出力電圧ＶＣ１の監視を行い、出力電圧ＶＣ１が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｂをローレベルからハイレベルに立ち上げる。
【０１２５】
同様に、第２電圧検出回路８３Ｃは、出力電圧ＶＣ２の監視を行い、出力電圧ＶＣ２が所定値になったことを検出すると、電圧切換制御回路８４Ｂに出力している電圧検出信号Ｓｄ２Ｃをローレベルからハイレベルに立ち上げる。なお、第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃは、図１５で示した第２電圧検出回路８３と同じ回路構成であることからその説明を省略する。また、図１７で示した構成の場合においても、図２１と同様であることからその説明を省略する。
【０１２６】
このように、本第４の実施の形態における直流安定化電源装置は、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ低下させる場合は、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ低下させる。この後、該出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２が所望の電圧にそれぞれ低下したか否かを第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃでそれぞれ検出する。第２電圧検出回路８３Ｂ及び第２電圧検出回路８３Ｃによって出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２が所望の電圧にそれぞれ低下したことが検出されると、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを低下させるようにした。また、出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２を対応する所定値にそれぞれ上昇させる場合は、スイッチングレギュレータ２に対して出力電圧ＶＢを上昇させる。この後、該出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したか否かを第１電圧検出回路８２で検出し、第１電圧検出回路８２によって出力電圧ＶＢが所望の電圧に上昇したことが検出されると、シリーズレギュレータ３Ｂ及び３Ｃに対して出力電圧ＶＣ１及びＶＣ２をそれぞれ上昇させるようにした。このようにしたことから、複数のシリーズレギュレータを有する場合においても、前記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
なお、前記第３及び第４の各実施の形態では、２つのシリーズレギュレータを有する場合を例にして説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、複数のシリーズレギュレータを有する場合に適用することができる。また、前記第１〜第４の各実施の形態において、接続する負荷回路に応じてシリーズレギュレータの代わりにスイッチングレギュレータを使用してもよい。
【０１２８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の直流安定化電源装置によれば、電源の効率が高く、ノイズやリプルの少ない出力電圧が得られ、更に、電源供給先の電子機器における使用状況に応じて出力電圧を変更することができ、出力電圧変更時においても、出力電圧が大きく変動することがないようにした直流安定化電源を実現することができる。このため、電子機器における所望の機能を実現する回路を最適な電源電圧で設計し、該電圧に合わせて電源電圧を適時変更することができるようになるため、電子機器の電力消費を低減させることができ、環境にやさしい電子機器を得ることができる。更に、電源に電池を使用した機器においては、該電池の寿命を伸ばし、使用時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２】 図１のスイッチングレギュレータ２の回路例を示した図である。
【図３】 図１のシリーズレギュレータ３の回路例を示した図である。
【図４】 図１の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の回路例を示した図である。
【図５】 図１の第１遅延回路１１及び第２遅延回路１２の他の回路例を示した図である。
【図６】 図１の直流安定化電源装置１における各信号の例を示したタイミングチャートである。
【図７】 図１の電圧切換制御回路４の動作例を示したフローチャートである。
【図８】 本発明の第１の実施の形態における直流安定化電源装置の他の構成例を示した概略のブロック図である。
【図９】 図８のスイッチングレギュレータ２Ａの回路例を示した図である。
【図１０】 図８のシリーズレギュレータ３Ａの回路例を示した図である。
【図１１】 図８の第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの回路例を示した図である。
【図１２】 図８における第１遅延回路１１Ａ及び第２遅延回路１２Ａの他の回路例を示した図である。
【図１３】 本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図１４】 図１３の直流安定化電源装置８１における各信号の例を示したタイミングチャートである。
【図１５】 図１３の第１電圧検出回路８２及び第２電圧検出回路８３の回路例を示した図である。
【図１６】 図１３の電圧切換制御回路８４の動作例を示したフローチャートである。
【図１７】 本発明の第２の実施の形態における直流安定化電源装置の他の構成例を示した概略のブロック図である。
【図１８】 図１７の第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの回路例を示した図である。
【図１９】 図１７における第１電圧検出回路８２Ａ及び第２電圧検出回路８３Ａの他の回路例を示した図である。
【図２０】 本発明の第３の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２１】 本発明の第４の実施の形態における直流安定化電源装置の構成例を示した概略のブロック図である。
【図２２】 従来の直流安定化電源装置の回路例を示した図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，８１，８１Ａ，８１Ｂ 直流安定化電源装置
２，２Ａ スイッチングレギュレータ
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ シリーズレギュレータ
４，４Ａ，４Ｂ，８４，８４Ａ，８４Ｂ 電圧切換制御回路
１１，１１Ａ 第１遅延回路
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 第２遅延回路
１３，１３Ａ，１３Ｂ 制御回路
８２，８２Ａ 第１電圧検出回路
８３，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ 第２電圧検出回路
Claims (5)
- 直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値に変換し第２直流電圧として出力する第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び第２電源回路の各出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりも先に行うことを特徴とする直流安定化電源装置。 - 前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記第２電源回路から出力される第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への切り換えよりも先に行うことを特徴とする請求項１記載の直流安定化電源装置。
- 直流電源からの電源電圧を、第１所定値又は該第１所定値よりも小さい第２所定値に変換し第１直流電圧として出力する第１電源回路と、
該第１電源回路からの第１直流電圧を、前記第１所定値よりも小さい第３所定値又は該第３所定値よりも小さい第４所定値にそれぞれ変換し第２直流電圧としてそれぞれ出力する複数の第２電源回路と、
外部から入力される少なくとも１つの電圧切換信号に応じて、前記第１電源回路及び各第２電源回路のそれぞれの出力電圧を、前記第１所定値から前記第２所定値に及び前記第３所定値から前記第４所定値へそれぞれ切換制御を行う電圧切換制御回路と、
を備え、
前記電圧切換制御回路は、前記各第２電源回路からそれぞれ出力される第２直流電圧に対する第３所定値から第４所定値への各切り換えを、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第１所定値から第２所定値への切り換えよりもそれぞれ先に行うことを特徴とする直流安定化電源装置。 - 前記電圧切換制御回路は、前記第１電源回路から出力される第１直流電圧に対する第２所定値から第１所定値への切り換えを、前記各第２電源回路から出力されるそれぞれの第２直流電圧に対する第４所定値から第３所定値への各切り換えよりも先に行うことを特徴とする請求項３記載の直流安定化電源装置。
- 前記第１電源回路は、スイッチングレギュレータで形成され、前記第２電源回路は、シリーズレギュレータで形成されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の直流安定化電源装置。
Priority Applications (5)
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