JP4246045B2 - 電源回路及びその電源回路の出力電圧立ち上げ方法 - Google Patents
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Description
図5は、このようなソフトスタート回路を備えたスイッチングレギュレータの従来例を示した回路図である。なお、図5では、入力電圧を降圧するタイプのスイッチングレギュレータを例にして示しているが、入力電圧を昇圧するタイプのスイッチングレギュレータでもよい。
スイッチSW1は、電源投入と同時にオンし、コンデンサCbが抵抗Rcを介して基準電圧Vrefで充電される。このため、コンパレータCMPaの非反転入力端の電圧Vaは、図6で示すように徐々に上昇する。スイッチングレギュレータ100の出力電圧Voutは基準電圧Vrefに比例するため、出力電圧Voutも図6で示すように徐々に上昇する。これらのことから、オーバーシュートによるノイズを防止することができる。
前記入力電圧Vinを、設定された前記所定の電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するスイッチングレギュレータ部と、
前記入力電圧Vinを、設定された電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するシリーズレギュレータ部と、
前記スイッチングレギュレータ部及び出力端子OUTに接続された負荷の動作制御をそれぞれ行うと共に、前記シリーズレギュレータ部の設定電圧の制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、電源投入直後に、スイッチングレギュレータ部に対して前記出力端子OUTへの電圧出力を停止させると共に、シリーズレギュレータ部から前記所定の電圧を出力させるようにシリーズレギュレータ部に対して設定電圧を設定して作動させ、電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させ、該スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えて電圧出力を停止させ、電源投入から、前記シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えるまでの間、前記負荷に対して、通常動作よりも消費電流が小さくなる軽負荷状態になるように制御するものである。
入力された制御信号に応じた電流を前記入力端子INから出力端子OUTに出力する電圧制御トランジスタと、
設定された電圧の基準電圧DAoutを生成して出力する第1の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd2を生成して出力する第1の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd2が前記基準電圧DAoutになるように前記電圧制御トランジスタの動作制御を行う電圧制御トランジスタ制御回路部と、
を備え、
前記第1の基準電圧発生回路部は、制御回路部からの制御信号Sc2に応じた電圧の基準電圧DAoutを生成して出力するようにした。
入力された制御信号に応じた電流を前記入力端子INから出力端子OUTに出力する電圧制御トランジスタと、
所定の基準電圧Vr2を生成して出力する第1の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd2を生成して出力する第1の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd2が前記基準電圧Vr2になるように前記電圧制御トランジスタの動作制御を行う電圧制御トランジスタ制御回路部と、
を備え、
前記第1の出力電圧検出回路部は、制御回路部からの制御信号に応じた分圧比で出力電圧Voutを分圧して前記比例電圧Vd2を生成するようにしてもよい。
入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、前記入力電圧Vinの出力制御を行うスイッチングトランジスタ回路部と、
所定の基準電圧Vr1を生成して出力する第2の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd1を生成して出力する第2の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd1が前記基準電圧Vr1になるように前記スイッチングトランジスタ回路部のスイッチング制御を行うスイッチング制御回路部と、
前記スイッチングトランジスタ回路部の出力信号を平滑して前記出力端子OUTに出力する平滑回路部と、
を備え、
前記シリーズレギュレータ部、制御回路部、並びにスイッチングレギュレータ部におけるスイッチングトランジスタ回路部、第2の出力電圧検出回路部及びスイッチング制御回路部は1つのICに集積されるようにした。
前記入力電圧Vinを、設定された前記所定の電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するスイッチングレギュレータ部と、
前記入力電圧Vinを、設定された電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するシリーズレギュレータ部と、
を備える電源回路の出力電圧立ち上げ方法において、
電源投入直後に、前記スイッチングレギュレータ部に対して前記出力端子OUTへの電圧出力を停止させ、
同時に、前記シリーズレギュレータ部から前記所定の電圧を出力させるようにシリーズレギュレータ部に対して設定電圧を設定して作動させ、
電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させ、
前記スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えて電圧出力を停止させ、電源投入から、前記シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えるまでの間、出力端子OUTに接続された負荷に対して、通常動作よりも消費電流が小さくなる軽負荷状態になるように制御するようにした。
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電源回路の構成例を示した図であり、図2は、図1の各部の信号の波形例を示したタイミングチャートである。
図1において、電源回路1は、スイッチングレギュレータ2、シリーズレギュレータ3及び制御回路4で構成されており、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は、出力端子OUTに接続された負荷10にそれぞれ電源供給を行う。制御回路4は、入力電圧Vinをモニタして、スイッチングレギュレータ2、シリーズレギュレータ3及び負荷10の状態をそれぞれ制御する。
図3における図1との相違点は、図1の制御回路4にシリーズレギュレータ3の分圧電圧Vd2を入力したことにある。この場合、電源回路1の立ち上がり時間を短くするために、図1の場合のように所定の時間T1待つのではなく、シリーズレギュレータ3の出力電圧VRoutが所定の電圧に到達したら直ちにスイッチングレギュレータ2を作動するようにして、出力電圧Voutの立ち上がり時間を短くすることができる。
抵抗R5とスイッチSW2が直列に接続され、該直列回路は抵抗R3に並列に接続され、スイッチSW2は、制御回路4によってスイッチング制御される。演算増幅回路AMP1の反転入力端には基準電圧発生回路21からの基準電圧Vr2が入力されている。
2 スイッチングレギュレータ
3 シリーズレギュレータ
4 制御回路
10 負荷
11,21 基準電圧発生回路
12 PWM制御回路
M1 スイッチングトランジスタ
M2 同期整流用トランジスタ
CMP1 コンパレータ
L1 インダクタ
C1 コンデンサ
R1〜R5 抵抗
DAC D/Aコンバータ
AMP1 演算増幅回路
M3 電圧制御トランジスタ
SW2 スイッチ
Claims (18)
- 入力電圧Vinを所定の電圧に変換して出力電圧Voutを生成し出力端子OUTから出力する電源回路において、
前記入力電圧Vinを、設定された前記所定の電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するスイッチングレギュレータ部と、
前記入力電圧Vinを、設定された電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するシリーズレギュレータ部と、
前記スイッチングレギュレータ部及び出力端子OUTに接続された負荷の動作制御をそれぞれ行うと共に、前記シリーズレギュレータ部の設定電圧の制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、電源投入直後に、スイッチングレギュレータ部に対して前記出力端子OUTへの電圧出力を停止させると共に、シリーズレギュレータ部から前記所定の電圧を出力させるようにシリーズレギュレータ部に対して設定電圧を設定して作動させ、電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させ、該スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えて電圧出力を停止させ、電源投入から、前記シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えるまでの間、前記負荷に対して、通常動作よりも消費電流が小さくなる軽負荷状態になるように制御することを特徴とする電源回路。 - 前記制御回路部は、シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えると、前記負荷に対して、通常の消費電流で動作する通常状態になるように制御することを特徴とする請求項1記載の電源回路。
- 前記制御回路部は、電源投入から所定時間T1が経過すると、前記スイッチングレギュレータ部を作動させることを特徴とする請求項1又は2記載の電源回路。
- 前記所定時間T1は、電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達するまでの時間以上であることを特徴とする請求項3記載の電源回路。
- 前記制御回路部は、シリーズレギュレータ部の出力電圧をモニタし、該出力電圧が前記所定の電圧以上になると、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させることを特徴とする請求項1又は2記載の電源回路。
- 前記制御回路部は、スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させてから所定時間T2が経過すると、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えることを特徴とする請求項3、4又は5記載の電源回路。
- 前記所定時間T2は、スイッチングレギュレータ部が電圧出力を開始してから該スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達するまでの時間以上であることを特徴とする請求項6記載の電源回路。
- 前記シリーズレギュレータ部は、
入力された制御信号に応じた電流を前記入力端子INから出力端子OUTに出力する電圧制御トランジスタと、
設定された電圧の基準電圧DAoutを生成して出力する第1の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd2を生成して出力する第1の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd2が前記基準電圧DAoutになるように前記電圧制御トランジスタの動作制御を行う電圧制御トランジスタ制御回路部と、
を備え、
前記第1の基準電圧発生回路部は、制御回路部からの制御信号Sc2に応じた電圧の基準電圧DAoutを生成して出力することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の電源回路。 - 前記第1の基準電圧発生回路部は、入力されたデジタルデータに応じた電圧の基準電圧DAoutを生成して出力するD/Aコンバータを備え、前記制御回路部は、該D/Aコンバータに出力する制御信号Sc2が示すデジタルデータを変えて、D/Aコンバータから出力される基準電圧DAoutの電圧値を制御することを特徴とする請求項8記載の電源回路。
- 前記シリーズレギュレータ部は、
入力された制御信号に応じた電流を前記入力端子INから出力端子OUTに出力する電圧制御トランジスタと、
所定の基準電圧Vr2を生成して出力する第1の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd2を生成して出力する第1の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd2が前記基準電圧Vr2になるように前記電圧制御トランジスタの動作制御を行う電圧制御トランジスタ制御回路部と、
を備え、
前記第1の出力電圧検出回路部は、制御回路部からの制御信号に応じた分圧比で出力電圧Voutを分圧して前記比例電圧Vd2を生成することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の電源回路。 - 前記スイッチングレギュレータ部は、
入力された制御信号に応じてスイッチングを行い、前記入力電圧Vinの出力制御を行うスイッチングトランジスタ回路部と、
所定の基準電圧Vr1を生成して出力する第2の基準電圧発生回路部と、
前記出力電圧Voutを検出し、該検出した出力電圧Voutに比例した電圧Vd1を生成して出力する第2の出力電圧検出回路部と、
前記比例電圧Vd1が前記基準電圧Vr1になるように前記スイッチングトランジスタ回路部のスイッチング制御を行うスイッチング制御回路部と、
前記スイッチングトランジスタ回路部の出力信号を平滑して前記出力端子OUTに出力する平滑回路部と、
を備え、
前記シリーズレギュレータ部、制御回路部、並びにスイッチングレギュレータ部におけるスイッチングトランジスタ回路部、第2の出力電圧検出回路部及びスイッチング制御回路部は1つのICに集積されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の電源回路。 - 入力電圧Vinを所定の電圧に変換して出力電圧Voutを生成し出力端子OUTから出力する電源回路であって、
前記入力電圧Vinを、設定された前記所定の電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するスイッチングレギュレータ部と、
前記入力電圧Vinを、設定された電圧に変換して前記出力端子OUTに出力するシリーズレギュレータ部と、
を備える電源回路の出力電圧立ち上げ方法において、
電源投入直後に、前記スイッチングレギュレータ部に対して前記出力端子OUTへの電圧出力を停止させ、
同時に、前記シリーズレギュレータ部から前記所定の電圧を出力させるようにシリーズレギュレータ部に対して設定電圧を設定して作動させ、
電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させ、
前記スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達した後、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えて電圧出力を停止させ、電源投入から、前記シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えるまでの間、出力端子OUTに接続された負荷に対して、通常動作よりも消費電流が小さくなる軽負荷状態になるように制御することを特徴とする電源回路の出力電圧立ち上げ方法。 - シリーズレギュレータ部に対して前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えると、前記負荷に対して、通常の消費電流で動作する通常状態になるように制御することを特徴とする請求項12記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
- 電源投入から所定時間T1が経過すると、前記スイッチングレギュレータ部を作動させることを特徴とする請求項12又は13記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
- 前記所定時間T1は、電源投入から前記シリーズレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達するまでの時間以上であることを特徴とする請求項14記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
- シリーズレギュレータ部の出力電圧をモニタし、該出力電圧が前記所定の電圧以上になると、前記スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させることを特徴とする請求項12又は13記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
- スイッチングレギュレータ部の電圧出力を開始させてから所定時間T2が経過すると、前記シリーズレギュレータ部に対して、前記所定の電圧よりも小さい電圧を出力するように設定電圧を変えることを特徴とする請求項14、15又は16記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
- 前記所定時間T2は、スイッチングレギュレータ部が電圧出力を開始してから該スイッチングレギュレータ部の出力電圧が前記所定の電圧に到達するまでの時間以上であることを特徴とする請求項17記載の電源回路の出力電圧立ち上げ方法。
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