JPH07210275A - 回路ブロック制御装置 - Google Patents
回路ブロック制御装置Info
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- JPH07210275A JPH07210275A JP6002786A JP278694A JPH07210275A JP H07210275 A JPH07210275 A JP H07210275A JP 6002786 A JP6002786 A JP 6002786A JP 278694 A JP278694 A JP 278694A JP H07210275 A JPH07210275 A JP H07210275A
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Abstract
高い集積度を図り、しかも外部回路として既存の回路を
使用することを可能にする。 【構成】直流電圧源16に演算機能を有するA回路ブロ
ック14とB回路ブロック15を直列に接続し、この各
回路ブロックに印加する直流電圧をそれぞれ電圧検出回
路17,18で検出する。また、各回路ブロック間の信
号の基準電位を基準電位変換回路22で同一基準電位に
変換し、この基準電位変換回路により変換した基準電位
に対する信号レベルを信号レベル変換回路23により外
部回路12の信号レベルに変換する。そして各電圧検出
回路が直流電圧源の電圧の2分の1の電圧よりも低いか
高い電圧を検出したとき、判断回路が低い電圧を検出し
た回路ブロックに対しては演算機能を低める制御を行な
い、高い電圧を検出した回路ブロックに対しては演算機
能を高める制御を行なう。
Description
路あるいはマイクロコンピュータ等の回路ブロックを複
数設けた回路ブロック制御装置に関する。
振器からのクロックをロジック回路と共に外部回路にも
供給するものでは、ロジック回路の処理スピードを上げ
るにはクロック発振器からのクロックの周波数を上げれ
ばよいが、このようにすると外部回路の処理スピードも
上げる必要があり、実際は困難である。
振器1からのクロックを外部回路2に直接供給すると共
に、回路ブロック3を有する内部回路4に周波数逓倍回
路5を設けてクロック発振器1からのクロックを逓倍
し、その逓倍したクロックを回路ブロック3に供給して
回路ブロック3のみを高速化するものがある。
ブロック3のみを高速化でき、外部回路2については何
等変更する必要がないので、既存の外部回路がそのまま
使用できるという利点がある。
周波数が高くなると、消費電力が増加し、外部回路の電
源をそのまま使用する限りにおいては、発熱の関係から
周波数の増大に限界がある。すなわち、発熱により回路
ブロックの温度が上昇すると、動作不良あるいは素子の
破損を引き起こす。放熱板等を装着して熱を逃がす対策
もあるが、回路ブロックが大規模な集積回路等では限界
がある。
低い電源電圧で動作するように作り直すことが考えられ
る。このようにすれば、W=I×Vで決まる発熱量に対
してVが下がるので、発熱量が低下する。
用できないという問題がある。
の回路ブロックを高速で動作することができるとともに
各回路ブロックの集積度を高めることができ、しかも外
部回路として既存の回路を使用することができる回路ブ
ロック制御装置を提供する。
直流電圧源に直列に接続した演算機能を有するn(n≧
2)個の回路ブロックと、この各回路ブロックに印加す
る直流電圧をそれぞれ検出するn個の電圧検出回路と、
各回路ブロック間の信号の基準電位を同一基準電位に変
換する基準電位変換回路と、この基準電位変換回路によ
り変換した基準電位に対する信号レベルを外部回路の信
号レベルに変換する信号レベル変換回路と、各電圧検出
回路が直流電圧源の電圧のn分の1の電圧よりも低いか
高い電圧を検出したとき、低い電圧を検出した回路ブロ
ックに対しては演算機能を低める制御を行ない、高い電
圧を検出した回路ブロックに対しては演算機能を高める
制御を行なう判断回路を設けたものである。
に接続したn(n≧2)個の回路ブロックと、この各回
路ブロックに印加する直流電圧をそれぞれ検出するn個
の電圧検出回路と、各回路ブロック間の信号の基準電位
を同一基準電位に変換する基準電位変換回路と、この基
準電位変換回路により変換した基準電位に対する信号レ
ベルを外部回路の信号レベルに変換する信号レベル変換
回路と、各回路ブロックへの直流電圧印加端子間にそれ
ぞれ限流素子を介して接続したn個のスイッチ素子と、
各電圧検出回路が直流電圧源の電圧のn分の1の電圧よ
りも高い電圧を検出したことを判断して対応するスイッ
チ素子を短絡し、又は各電圧検出回路が直流電圧源の電
圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出したことを判
断して対応するスイッチ素子以外の他のスイッチ素子を
短絡する判断回路を設けたものである。
に接続したn(n≧2)個の回路ブロックと、この各回
路ブロックに印加する直流電圧をそれぞれ検出するn個
の電圧検出回路と、各回路ブロック間の信号の基準電位
を同一基準電位に変換する基準電位変換回路と、この基
準電位変換回路により変換した基準電位に対する信号レ
ベルを外部回路の信号レベルに変換する信号レベル変換
回路と、各回路ブロックに対応してそれぞれ設けたスイ
ッチ素子及び互いに磁気的に結合した巻線を有するn個
の絶縁型コンバータと、各電圧検出回路が直流電圧源の
電圧のn分の1の電圧よりも高い電圧を検出したことを
判断して対応する絶縁型コンバータのスイッチ素子をス
イッチング動作し、又は各電圧検出回路が直流電圧源の
電圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出したことを
判断して対応する絶縁型コンバータのスイッチ素子以外
の他の絶縁型コンバータのスイッチ素子をスイッチング
動作する判断回路を設けたものである。
回路が直流電圧源の電圧のn分の1の電圧よりも低い電
圧を検出すると、判断回路は低い電圧を検出した電圧検
出回路に対応する回路ブロックの演算機能を低め回路イ
ンピーダンスを高くする。また、ある電圧検出回路が直
流電圧源の電圧のn分の1の電圧よりも高い電圧を検出
すると、判断回路は高い電圧を検出した電圧検出回路に
対応する回路ブロックの演算機能を高め回路インピーダ
ンスを低くする。
それぞれn分の1の電圧に戻る。
は基準電位変換回路により同一基準電位に変換され、さ
らに変換した基準電位に対する信号レベルは信号レベル
変換回路により外部回路の信号レベルに変換される。
検出回路が直流電圧源の電圧のn分の1の電圧よりも高
い電圧を検出すると、判断回路がそれを判断して対応す
るスイッチ素子を短絡する。これにより電圧検出回路が
高い電圧を検出した回路ブロックに対して限流素子が並
列に接続することになり、インピーダンスが低下する。
これにより回路ブロックに印加する電圧は低下し、n分
の1の電圧に戻る。
圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出すると、判断
回路がそれを判断して対応するスイッチ素子以外の他の
スイッチ素子を短絡する。これにより電圧検出回路が低
い電圧を検出した回路ブロック以外の回路ブロックに対
して限流素子が並列に接続することになり、それらのイ
ンピーダンスが低下する。これにより電圧検出回路が電
圧を検出した回路ブロックに印加する電圧は高くなり、
n分の1の電圧に戻る。
検出回路が直流電圧源の電圧のn分の1の電圧よりも高
い電圧を検出すると、判断回路がそれを判断して対応す
る絶縁型コンバータのスイッチ素子をスイッチング動作
する。これにより巻線に磁気エネルギーが蓄えられ、ス
イッチ素子のオフ時に蓄えられた磁気エネルギーは磁気
的に結合した他の巻線に伝えられる。こうして電圧検出
回路が高い電圧を検出した回路ブロックに印加する電圧
が低下し、n分の1の電圧に戻る。
圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出すると、判断
回路がそれを判断して対応する絶縁型コンバータのスイ
ッチ素子以外の他の絶縁型コンバータのスイッチ素子を
スイッチング動作する。これにより他の絶縁型コンバー
タの巻線に磁気エネルギーが蓄えられ、スイッチ素子の
オフ時に蓄えられた磁気エネルギーは電圧検出回路が低
い電圧を検出した回路ブロックに対応した絶縁型コンバ
ータの巻線に伝えられる。こうして電圧検出回路が低い
電圧を検出した回路ブロックに印加する電圧が上昇し、
n分の1の電圧に戻る。
明する。
はこの制御装置本体11と各種信号線13を介して接続
した外部回路である。
するA回路ブロック14とB回路ブロック15の2つの
回路ブロックを設け、この各回路ブロック14,15
を、例えば5Vの直流電圧源16に直列に接続してい
る。
電圧検出回路17,18を並列に接続している。
ブロック14,15への印加電圧を検出し、その検出電
圧が直流電圧源16の電圧5Vの半分の2.5Vよりも
低下したり、上昇すると判断回路19に知らせるように
なっている。
5V、ローレベルが2.5Vであり、前記B回路ブロッ
ク15は、ハイレベルが2.5V、ローレベルが0V
で、互いに基準電位が異なるため、A回路ブロック14
に接続する各種信号線20とB回路ブロック15に接続
する各種信号線21との間に基準電位変換回路22を設
け、A回路ブロック14の基準電位をB回路ブロック1
5の基準電位に一致させるようになっている。
18が電圧の低下を検出したときは、前記基準電位変換
回路22を介して該当する回路ブロックの演算機能を低
下させてインピーダンスを高め、また電圧検出回路1
7,18が電圧の上昇を検出したときは、前記基準電位
変換回路22を介して該当する回路ブロックの演算機能
を高めてインピーダンスを低下させる制御を行なう。
21前記外部回路12からの各種信号線13との間に信
号レベル変換回路23を設け、制御装置本体11内の信
号レベル(ローレベル=0V,ハイレベル=2.5V)
と外部回路12の信号レベル(ローレベル=0V,ハイ
レベル=5V)をそれぞれ相手回路に合わせて変換する
ようになっている。
端子に、コンデンサ24,25を並列に接続している。
2からA回路ブロック14への信号は、信号レベル変換
回路23で0〜5Vの信号レベルが0〜2.5Vに変換
され、さらに基準電位変換回路22で0〜2.5Vの基
準電位が2.5〜5Vに変換されてA回路ブロック14
に入力する。また、A回路ブロック14から外部回路1
2への信号は、これと逆の基準電位変換及び信号レベル
変換を行なう。
5への信号は、信号レベル変換回路23で0〜5Vの信
号レベルが0〜2.5Vに変換されてB回路ブロック1
4に入力する。また、B回路ブロック15から外部回路
12への信号は、これと逆の信号レベル変換を行なう。
ック15への信号は、基準電位変換回路22で2.5〜
5Vの基準電位が0〜2.5Vに変換されてB回路ブロ
ック15に入力する。また、B回路ブロック15からA
回路ブロック14への信号は、これと逆の基準電位変換
を行なう。
ク15との印加電圧のバランスが崩れ、例えばA回路ブ
ロック14の印加電圧が2.2V、B回路ブロック15
の印加電圧が2.8Vになると、電圧検出回路17が電
圧の低下を検出して判断回路19に知らせるとともに電
圧検出回路17が電圧の上昇を検出して判断回路19に
知らせる。
14に対してその演算密度を低下させる演算命令を出力
し、また、B回路ブロック15に対してその演算密度を
高める演算命令を出力する。
ダンスが高まり消費電流が減少すると共に、B回路ブロ
ック15はインピーダンスが低下し消費電流が増大す
る。その結果、A回路ブロック14の印加電圧が上昇
し、B回路ブロック15の印加電圧が低下し、それぞれ
印加電圧が2.5Vに近付くことになる。
を5Vとしているので、既存の回路が使用できる。
14,15として2.5Vで動作するブロックを使用し
ているので、演算速度の高速化を図っても発熱量は従来
の半分となる。
動作が可能となり、また各回路ブロック14,15の集
積度を高めることができる。また、放熱板やファン等が
不要あるいは著しく小形化できる。
する電圧を常に2.5Vになるように制御しているの
で、各回路ブロック14,15を安定して動作させるこ
とができる。
ク15は全く同じ回路構成であっても、また異なる回路
構成であってもよい。全く同じ回路構成の場合は、各回
路ブロック14,15に対して判断回路19は自由に演
算命令を振り分けることができるが、異なる回路構成の
場合は、振り分けられる演算命令と、そうではない演算
命令があるので、判断回路19の判断基準が複雑にな
る。
説明する。なお、前記実施例と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。
ク14の直流電圧印加端子に抵抗素子等の限流素子26
を介してMOS−FET等のスイッチ素子27を並列に
接続し、またB回路ブロック15の直流電圧印加端子に
抵抗素子等の限流素子28を介してMOS−FET等の
スイッチ素子29を並列に接続している。
8が電圧の上昇を検出したときは、電圧が上昇した回路
ブロックに対応するスイッチ素子をオン動作するように
なっている。
続している。
路17がA回路ブロック14への印加電圧の2.5Vを
越える上昇を検出すると、判断回路19′はスイッチ素
子27をオン動作させる。
26が並列に接続されることになり、その結果、A回路
ブロック側の見掛上のインピーダンスが低下する。
圧は低下し、2.5Vに戻るようになる。
る電圧が5Vであるから、A回路ブロック14に印加す
る電圧が上昇したときは逆に低下する。そしてA回路ブ
ロック14に印加する電圧が低下して2.5Vに戻る
と、B回路ブロック15に印加する電圧は逆に上昇して
2.5Vに戻るようになる。
ーダンスがB回路ブロック15のインピーダンスに等し
ければ両回路ブロック14,15に印加する電圧はちょ
うど2.5Vになる。
ロック14,15を2.5Vで安定して動作できるの
で、前記実施例と同様の効果が得られる。
ように回路ブロックの演算密度、すなわち処理能力を低
下させること無く各回路ブロック14,15を安定して
動作できる。
はW=I×I/Rの関係から発熱によるロスが発生する
が、これは回路ブロック内部の発熱ではないので回路動
作への影響はない。また、限流素子としてコイルやコン
デンサを利用したものを使用すれば発熱をなくすことが
できる。
ッチ素子との直列回路に代えて、双方向絶縁型フライバ
ックコンバータを使用している。
印加端子にフライバックトランス30の第1巻線30a
とMOS型トランジスタ31との直列回路を並列に接続
している。そしてMOS型トランジスタ31にそのトラ
ンジスタ31とは逆極性にしてダイオード32を並列に
接続している。
端子に前記フライバックトランス30の第2巻線30b
とMOS型トランジスタ33との直列回路を並列に接続
している。そしてMOS型トランジスタ33にそのトラ
ンジスタ33とは逆極性にしてダイオード34を並列に
接続している。
8が電圧の上昇を検出したときは、電圧が上昇した回路
ブロックに対応するトランジスタのゲートに適当な矩形
パルスを印加してスイッチング動作するようになってい
る。
ック14の印加電圧が2.5Vより低下し、B回路ブロ
ック15の印加電圧が2.5Vより上昇すると、電圧検
出回路18がB回路ブロック18の電圧上昇を検出して
判断回路19″に知らせる。
33のゲートに適当な矩形パルスを印加してそのトラン
ジスタ33をスイッチング動作する。
ックトランス30の第2巻線30bに流れる電流が一定
の傾きで増加し磁気エネルギーを蓄積する。そしてトラ
ンジスタ33がオフすると、第2巻線30bに流れてい
た電流が瞬時的に停止し、第2巻線30bに蓄えられて
いた磁気エネルギーは磁気的に結合している第1巻線3
0aにダイオード32に電流を流す方向で電流が流れる
ことにより放出される。
が電荷の形で蓄えられる。こうしてA回路ブロック14
への印加電圧が上昇する。
スタ33に電流を流した分だけコンデンサ25の電荷が
減るので、印加電圧が低下する。
が減少した分だけA回路ブロック14への印加電圧は上
昇することになり、両回路ブロック14,15への印加
電圧は2.5Vに保持される。
ロック14,15を2.5Vで安定して動作できるの
で、前記各実施例と同様の効果が得られる。
有効に活用されるので、分圧補正により消費される電
力、すなわち電力損失はフライバックコンバータを構成
する各素子が理想素子であればゼロであり、従って発熱
はしない。
は1:1なので、各巻線30a,30bの巻数比は1:
1が望ましい。
向絶縁型フライバックコンバータを使用したのに対し、
通常の絶縁型フライバックコンバータを2個使用して構
成している。
印加端子に第1のフライバックトランス35の第1巻線
35aとMOS型トランジスタ36との直列回路を並列
に接続するとともに、第2のフライバックトランス37
の第1巻線37aとダイオード38との直列回路を並列
に接続している。
端子に前記第1のフライバックトランス35の第2巻線
35bとダイオード39との直列回路を並列に接続する
とともに、前記第2のフライバックトランス37の第2
巻線37bとMOS型トランジスタ40との直列回路を
並列に接続している。
電圧源16から印加する電圧に対して逆極性となるよう
に接続している。
8が電圧の上昇を検出したときは、電圧が上昇した回路
ブロックに対応するトランジスタのゲートに適当な矩形
パルスを印加してスイッチング動作するようになってい
る。
ック14の印加電圧が2.5Vより上昇すると、電圧検
出回路17がA回路ブロック17の電圧上昇を検出して
判断回路19″に知らせる。
タ36のゲートに適当な矩形パルスを印加してそのトラ
ンジスタ36をスイッチング動作する。
ックトランス35の第1巻線35aに流れる電流が一定
の傾きで増加し磁気エネルギーを蓄積する。そしてトラ
ンジスタ36がオフすると、第1巻線35aに流れてい
た電流が瞬時的に停止し、第1巻線35aに蓄えられて
いた磁気エネルギーは磁気的に結合している第2巻線3
5bにダイオード39に電流を流す方向で電流が流れる
ことにより放出される。
が電荷の形で蓄えられる。こうしてB回路ブロック15
への印加電圧が上昇する。
スタ36に電流を流した分だけコンデンサ24の電荷が
減るので、印加電圧が低下する。
が減少した分だけB回路ブロック15への印加電圧は上
昇することになり、両回路ブロック14,15への印加
電圧は2.5Vに保持される。
2.5Vより上昇すると、電圧検出回路18がB回路ブ
ロック15の電圧上昇を検出して判断回路19″に知ら
せる。
タ40のゲートに適当な矩形パルスを印加してそのトラ
ンジスタ40をスイッチング動作する。
ックトランス37の第2巻線37bに流れる電流が一定
の傾きで増加し磁気エネルギーを蓄積する。そしてトラ
ンジスタ40がオフすると、第2巻線37bに流れてい
た電流が瞬時的に停止し、第2巻線37bに蓄えられて
いた磁気エネルギーは磁気的に結合している第1巻線3
7aにダイオード38に電流を流す方向で電流が流れる
ことにより放出される。
が電荷の形で蓄えられる。こうしてA回路ブロック14
への印加電圧が上昇する。
スタ40に電流を流した分だけコンデンサ25の電荷が
減るので、印加電圧が低下する。
が減少した分だけA回路ブロック14への印加電圧は上
昇することになり、両回路ブロック14,15への印加
電圧は2.5Vに保持される。
施例と同様の効果が得られる。
バックコンバータを使用した実施例について述べたが必
ずしもこれに限定するものではなく、例えばフォワード
コンバータや共振型コンバータ等、絶縁型で電力変換作
用のあるものであればよい。
路、例えばLSIやハイブリッド基板など集積度が高い
が1つの部品として扱えるものに有効で、現在使用して
いる部品を取り外して本発明の装置を使用すればチップ
面積や基板面積が略同等であるにも関わらず発熱量を1
/nに下げることができる。これにより集積回路を自己
発熱から守るために必要だった放熱板やファン等が不要
あるいは著しく小形化でき、また、複数の回路ブロック
を高速で動作することができるとともに各回路ブロック
の集積度を高めることができる。しかも外部回路として
既存の回路を使用することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 直流電圧源に直列に接続した演算機能を
有するn(n≧2)個の回路ブロックと、この各回路ブ
ロックに印加する直流電圧をそれぞれ検出するn個の電
圧検出回路と、前記各回路ブロック間の信号の基準電位
を同一基準電位に変換する基準電位変換回路と、この基
準電位変換回路により変換した基準電位に対する信号レ
ベルを外部回路の信号レベルに変換する信号レベル変換
回路と、前記各電圧検出回路が前記直流電圧源の電圧の
n分の1の電圧よりも低いか高い電圧を検出したとき、
低い電圧を検出した回路ブロックに対しては演算機能を
低める制御を行ない、高い電圧を検出した回路ブロック
に対しては演算機能を高める制御を行なう判断回路を設
けたことを特徴とする回路ブロック制御装置。 - 【請求項2】 直流電圧源に直列に接続したn(n≧
2)個の回路ブロックと、この各回路ブロックに印加す
る直流電圧をそれぞれ検出するn個の電圧検出回路と、
前記各回路ブロック間の信号の基準電位を同一基準電位
に変換する基準電位変換回路と、この基準電位変換回路
により変換した基準電位に対する信号レベルを外部回路
の信号レベルに変換する信号レベル変換回路と、前記各
回路ブロックへの直流電圧印加端子間にそれぞれ限流素
子を介して接続したn個のスイッチ素子と、前記各電圧
検出回路が前記直流電圧源の電圧のn分の1の電圧より
も高い電圧を検出したことを判断して対応するスイッチ
素子を短絡し、又は前記各電圧検出回路が前記直流電圧
源の電圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出したこ
とを判断して対応するスイッチ素子以外の他のスイッチ
素子を短絡する判断回路を設けたことを特徴とする回路
ブロック制御装置。 - 【請求項3】 直流電圧源に直列に接続したn(n≧
2)個の回路ブロックと、この各回路ブロックに印加す
る直流電圧をそれぞれ検出するn個の電圧検出回路と、
前記各回路ブロック間の信号の基準電位を同一基準電位
に変換する基準電位変換回路と、この基準電位変換回路
により変換した基準電位に対する信号レベルを外部回路
の信号レベルに変換する信号レベル変換回路と、前記各
回路ブロックに対応してそれぞれ設けたスイッチ素子及
び互いに磁気的に結合した巻線を有するn個の絶縁型コ
ンバータと、前記各電圧検出回路が前記直流電圧源の電
圧のn分の1の電圧よりも高い電圧を検出したことを判
断して対応する絶縁型コンバータのスイッチ素子をスイ
ッチング動作し、又は前記各電圧検出回路が前記直流電
圧源の電圧のn分の1の電圧よりも低い電圧を検出した
ことを判断して対応する絶縁型コンバータのスイッチ素
子以外の他の絶縁型コンバータのスイッチ素子をスイッ
チング動作する判断回路を設けたことを特徴とする回路
ブロック制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00278694A JP3436967B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 回路ブロック制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00278694A JP3436967B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 回路ブロック制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07210275A true JPH07210275A (ja) | 1995-08-11 |
JP3436967B2 JP3436967B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=11539041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP00278694A Expired - Fee Related JP3436967B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 回路ブロック制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3436967B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100882426B1 (ko) * | 2002-06-24 | 2009-02-05 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 전원전압 검출회로 |
JP2020140378A (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 富士通株式会社 | 電源回路及び電子装置 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP00278694A patent/JP3436967B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2020140378A (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 富士通株式会社 | 電源回路及び電子装置 |
US11237582B2 (en) | 2019-02-27 | 2022-02-01 | Fujitsu Limited | Power supply device and electronic apparatus to supply stable voltage to normal device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3436967B2 (ja) | 2003-08-18 |
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