WO2018147172A1 - 電源回路 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a power supply circuit that boosts or steps down an input voltage and outputs it.
- a power supply circuit that steps up or down an input voltage and outputs a voltage after the step-up or step-down is widely used.
- Such a power supply circuit is required to correctly perform step-up or step-down even when voltage input is started at an arbitrary timing.
- Patent Document 1 describes a power supply circuit for a liquid crystal panel shown in FIG.
- the high side transistor M1 and the low side transistor M2 are turned off, and the output terminal of the level shifter 91 enters a high impedance state.
- the switching regulator starts operating.
- the high impedance state of the level shifter 91 is released.
- a capacitor for smoothing the output voltage (hereinafter referred to as an output smoothing capacitor) is provided in the power supply circuit.
- an output smoothing capacitor a capacitor for smoothing the output voltage
- charges are accumulated in the output smoothing capacitor.
- the output voltage of the power supply circuit is not zero.
- the output voltage (non-zero output voltage) of the power supply circuit after the power is turned off is referred to as “residual voltage”.
- the power supply IC included in the power supply circuit may malfunction due to the influence of the residual voltage, and the power supply circuit may not perform the boosting or stepping down correctly.
- FIG. 8 consider a case where the power is turned off at time t1 and the power is turned on at time t3.
- the input voltage Vin of the power supply circuit decreases from Va to 0 between time t1 and time t2, and the output voltage Vout of the power supply circuit decreases from Vb after time t1.
- the output voltage Vout has not yet reached 0 at time t3. For this reason, even after the input voltage Vin reaches the level Va before the power is turned off, the output voltage Vout may only rise to a level Vc lower than the level Vb before the power is turned off.
- the above-mentioned problem is, for example, a power supply including a voltage conversion circuit that steps up or down an input voltage, and a discharge circuit that is connected to the output terminal of the voltage conversion circuit and reduces the output voltage of the voltage conversion circuit when the power supply is turned off. Can be solved by the device.
- the output voltage of the voltage conversion circuit is quickly reduced to 0 when the power is turned off by reducing the output voltage of the voltage conversion circuit using the discharge circuit when the power is turned off. Therefore, even when the power is turned on immediately after the power is turned off, the number of cases where residual voltage remains when the power is turned on can be reduced, and the number of cases where boosting or stepping down can be performed correctly can be increased.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the power supply circuit shown in FIG. 1. It is a figure which shows the change of an input voltage when an electric power supply is turned on again in the power supply circuit shown in FIG. It is a block diagram which shows the structure of the power supply circuit which concerns on 2nd Embodiment.
- FIG. 5 is a circuit diagram of the power supply circuit shown in FIG. 4. FIG. 5 is a diagram showing changes in input voltage and output voltage when the power supply is turned on again in the power supply circuit shown in FIG. 4. It is a circuit diagram of the conventional power supply circuit. It is a figure which shows the change of the input voltage and output voltage when a power supply is turned on again in the conventional power supply circuit.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply circuit according to the first embodiment.
- a power supply circuit 10 shown in FIG. 1 includes a booster circuit 11 and a discharge circuit 12.
- the power supply circuit 10 receives an input voltage Vin from the outside.
- the power supply circuit 10 boosts the input voltage Vin and outputs the boosted voltage as the output voltage Vout.
- the power supply circuit 10 is used to supply necessary voltages to various electronic devices such as a display device.
- the booster circuit 11 has an input terminal T1, an output terminal T2, and a feedback terminal T3.
- the booster circuit 11 boosts the input voltage Vin input from the input terminal T1, and outputs the boosted voltage from the output terminal T2.
- the boosted voltage becomes the output voltage Vout of the power supply circuit 10.
- the boosted voltage (output voltage Vout) output from the output terminal T2 is applied to the feedback terminal T3 as a feedback voltage.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the power supply circuit 10.
- the power supply circuit 10 shown in FIG. 2 includes a booster IC 13, a control IC 14, an N-channel transistor Q1, a diode D1, resistors R1 to R4, a coil L1, and capacitors C1 and C2.
- the step-up IC 13, the diode D 1, the resistors R 1 and R 2, the coil L 1, and the capacitors C 1 and C 2 function as the step-up circuit 11.
- the control IC 14, the transistor Q1, and the resistors R3 and R4 function as the discharge circuit 12.
- the power supply circuit 10 has an input terminal 15 and an output terminal 16.
- One end of the coil L1 is connected to the input terminal 15.
- the other end of the coil L1 is connected to the connection terminal of the booster IC 13 and the anode terminal of the diode D1.
- the cathode terminal of the diode D 1 is connected to the output terminal 16.
- the resistors R1 and R2 are connected in series and are provided between the output terminal 16 and the ground.
- the connection point of the resistors R1 and R2 is connected to the control terminal of the booster IC13.
- the resistor R3, the transistor Q1, and the resistor R4 are connected in series, and are provided between the output terminal 16 and the ground.
- the input terminal of the control IC 14 is connected to the input terminal 15.
- the output terminal of the control IC 14 is connected to the gate terminal (control terminal) of the transistor Q1.
- the capacitor C1 is provided between the input terminal 15 and the ground.
- the capacitor C2 is provided between the output terminal 16 and the ground
- the voltage obtained by dividing the output voltage Vout using resistors R1 and R2 is input to the booster IC 13 as a feedback voltage.
- the booster IC 13 generates an output voltage Vout based on the input voltage Vin with reference to the feedback voltage together with the diode D1 and the coil L1.
- the control IC 14 outputs a low level signal during normal operation (when the input voltage Vin is within a predetermined range). At this time, the transistor Q1 is turned off.
- the control IC 14 When the power is turned off, the input voltage Vin decreases.
- the control IC 14 outputs a high level signal when the power is off (when the input voltage Vin is outside the predetermined range).
- the transistor Q1 is turned on, and a current path passing through the resistor R3, the transistor Q1, and the resistor R4 is formed between the output terminal of the power supply circuit 10 and the ground.
- the electric charge accumulated in the capacitor C2 during the normal operation of the power supply circuit 10 is quickly discharged through this path.
- the discharge circuit 12 quickly discharges the charge remaining in the power supply circuit 10 when the power is turned off (charge accumulated in the output smoothing capacitor C2). For this reason, when the power is turned off, the output voltage Vout of the power supply circuit 10 quickly becomes zero. Therefore, according to the power supply circuit 10, even when the power supply is turned on immediately after the power supply is turned off, the case where the residual voltage remains when the power supply is turned on can be reduced, and the number of cases where the voltage can be boosted correctly can be increased. When the power supply circuit 10 is used as a power supply circuit for a display device, erroneous display in the display device or malfunction of the power supply circuit can be prevented.
- FIG. 3 is a diagram showing changes in the input voltage and the output voltage when the power supply circuit 10 is turned on again.
- a case is considered where the power is turned off at time t1 and the power is turned on at time t3.
- the input voltage Vin of the power supply circuit 10 decreases from Va to 0 between time t1 and time t2, and the output voltage Vout of the power supply circuit 10 decreases from Vb after time t1.
- the discharge circuit 12 since the discharge circuit 12 quickly discharges the charge remaining in the power supply circuit 10 when the power is turned off, the output voltage Vout has already reached 0 at time t3. Therefore, after the input voltage Vin reaches the level Va before the power is turned off, the output voltage Vout correctly rises to the level Vb before the power is turned off.
- the power supply circuit 10 is connected to the voltage conversion circuit (boost circuit 11) that boosts the input voltage and the output terminal of the voltage conversion circuit, and the output voltage of the voltage conversion circuit when the power is off. And a discharge circuit 12 for reducing the above.
- the output voltage Vout quickly becomes 0 when the power is turned off by reducing the output voltage of the voltage conversion circuit using the discharge circuit 12 when the power is turned off. Therefore, according to the power supply circuit 10 according to the present embodiment, even when the power supply is turned on immediately after the power supply is turned off, the case where the residual voltage remains when the power supply is turned on is reduced, and the case where the voltage can be boosted correctly is reduced. Can be increased.
- the discharge circuit 12 includes a transistor Q1 that is provided between the output terminal of the voltage conversion circuit and the ground and is turned on when the power is turned off. By providing such a transistor Q1, it is possible to configure the discharge circuit 12 that reduces the output voltage of the voltage conversion circuit when the power is turned off.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the second embodiment.
- the power supply circuit 20 illustrated in FIG. 4 includes a booster circuit 21, a discharge circuit 22, and a detection circuit 23.
- the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
- the booster circuit 21 boosts the input voltage Vin input from the input terminal T1, and outputs the boosted voltage from the output terminal T2.
- the input terminal of the detection circuit 23 is connected to the output terminal T2 of the booster circuit 21.
- the output terminal of the detection circuit 23 is connected to the control terminal T4 of the booster circuit 21 and the control terminal of the discharge circuit 22.
- the detection circuit 23 Based on the boosted voltage output from the output terminal T2, the detection circuit 23 outputs a control signal S1 indicating whether or not the discharge period is after the power is turned off.
- the control signal S1 is at a low level during a discharge period after the power is turned off, and is at a high level during other periods.
- the booster circuit 21 does not boost while the control signal S1 is at low level, and starts boosting after the control signal S1 changes to high level.
- the discharging circuit 22 performs discharging while the control signal S1 is at a low level, and stops discharging when the control signal S1 changes to a high level.
- the booster circuit 21 and the discharge circuit 22 operate in different periods according to the control signal S1.
- FIG. 5 is a circuit diagram of the power supply circuit 20.
- the power supply circuit 20 shown in FIG. 5 is obtained by replacing the control IC 14 with the control IC 24 in the power supply circuit 10 shown in FIG. 3 and adding a transistor Q2, a level shifter 25, and a comparison circuit 26.
- the level shifter 25 and the comparison circuit 26 function as the detection circuit 23.
- the level shifter 25 converts the input voltage Vin and the output voltage Vout into voltages that can be compared by the comparison circuit 26.
- the comparison circuit 26 compares the two voltages output from the level shifter 25 to output a control signal S1 indicating whether or not the discharge period is after the power is turned off.
- the booster circuit 21 is obtained by adding a transistor Q2 to the booster circuit 11. An input voltage Vin is applied to the drain terminal of the transistor Q2. The source terminal of the transistor Q2 is connected to one end of the coil L1. The control signal S1 output from the detection circuit 23 is given to the gate terminal of the transistor Q2.
- the control signal S1 is at the low level during the discharge period when the power is off, and is at the high level during other periods. While the control signal S1 is at the low level, the transistor Q2 is turned off and the input voltage Vin is not supplied to the booster IC13. When the control signal S1 becomes high level, the transistor Q2 is turned on, and the input voltage Vin is supplied to the booster IC13.
- the step-up IC 13 does not perform step-up while the control signal S1 is at the low level (discharge period after the power is turned off), and starts step-up after the control signal S1 changes to the high level.
- the control signal S1 output from the detection circuit 23 is given to the control terminal of the control IC 24.
- the output terminal of the control IC 24 is connected to the gate terminal of the transistor Q1.
- the control IC 24 outputs a low level signal when the control signal S1 is at a high level. At this time, the transistor Q1 is turned off.
- the control IC 24 outputs a high level signal when the control signal S1 is at a low level.
- the transistor Q1 is turned on, and a current path is formed between the output terminal of the power supply circuit 20 and the ground via the resistor R3, the transistor Q1, and the resistor R4. The electric charge accumulated in the capacitor C2 during the normal operation of the power supply circuit 20 is quickly discharged through this path.
- the detection circuit 23 detects the discharge period after power-off based on the output voltage of the booster circuit 21, and the booster circuit 21 does not boost during the discharge period after power-off detected by the detection circuit 23, Boosting is started after a later discharge period is completed. Therefore, according to the power supply circuit 20, even when the power supply is turned on immediately after the power supply is turned off, the power supply circuit 20 stands by until the output voltage Vout of the power supply circuit 20 becomes 0, and the boosting is correctly performed after the output voltage Vout becomes 0. It can be carried out.
- FIG. 6 is a diagram showing changes in the input voltage and the output voltage when the power supply circuit 20 is turned on again.
- time t4 is closer to time t1 than time t3 shown in FIG.
- the input voltage Vin of the power supply circuit 20 decreases from Va to 0 between time t1 and time t2
- the output voltage Vout of the power supply circuit 20 decreases from Vb after time t1.
- the discharge circuit 22 quickly discharges the charge remaining in the power supply circuit 20 when the power supply is turned off, but the output voltage Vout has not yet reached 0 at time t4.
- the power supply circuit 20 stops operating until time t5 when the output voltage Vout becomes 0, and boosts after time t5. Therefore, according to the power supply circuit 20, after the input voltage Vin reaches the level Va before the power is turned off, the output voltage Vout correctly rises to the level Vb before the power is turned off.
- the power supply circuit 20 is connected to the output terminal of the voltage conversion circuit (boost circuit 21), and detects the discharge period when the power is off based on the output voltage of the voltage conversion circuit. 23.
- the voltage conversion circuit stops its operation during the discharging period detected by the detection circuit 23 when the power is turned off. Therefore, even when the power supply is turned on immediately after the power supply is turned off, it is possible to wait until the output voltage Vout of the power supply circuit 20 becomes 0, and to correctly boost the voltage after the output voltage Vout becomes 0.
- the detection circuit 23 compares the input voltage Vin with the output voltage (output voltage Vout) of the voltage conversion circuit to output a control signal S1 indicating a discharge period when the power is off.
- the discharge period when the power is off can be detected.
- a power supply circuit including a step-down circuit for stepping down the input voltage Vin may be configured instead of the step-up circuit for stepping up the input voltage Vin.
- the power supply circuit includes a voltage conversion circuit that steps up or down an input voltage, and a discharge circuit that is connected to the output terminal of the voltage conversion circuit and reduces the output voltage of the voltage conversion circuit when the power is off. It may be provided (first aspect).
- the power supply apparatus further includes a detection circuit that is connected to the output terminal of the voltage conversion circuit and detects a discharge period when the power is off based on the output voltage of the voltage conversion circuit, and the voltage conversion circuit is detected by the detection circuit
- the operation may be stopped during the discharge period when the power is turned off (second aspect).
- the discharge circuit may include a transistor that is provided between the output terminal of the voltage conversion circuit and the ground and is turned on when the power is turned off (third aspect).
- the detection circuit may output a control signal indicating a discharge period when the power is off to the voltage conversion circuit by comparing the input voltage and the output voltage of the voltage conversion circuit (fourth circuit). aspect).
- the output voltage of the power circuit quickly becomes zero when the power is turned off. Therefore, even when the power is turned on immediately after the power is turned off, the number of cases where residual voltage remains when the power is turned on can be reduced, and the number of cases where boosting or stepping down can be performed correctly can be increased.
- the voltage conversion circuit does not operate in the discharge period after power-off detected by the detection circuit, and starts boosting or step-down after the discharge period after power-off is completed. Therefore, even when the power supply is turned on immediately after the power supply is turned off, it is possible to wait until the output voltage of the power supply circuit becomes zero, and to correctly perform step-up or step-down after the output voltage becomes zero.
- the discharge period when the power is off can be detected by comparing the input voltage with the output voltage of the voltage conversion circuit.
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Abstract
電源回路20は、入力電圧Vinを昇圧する昇圧回路21と、昇圧回路21の出力端子に接続され、電源オフ時に昇圧回路21の出力電圧を低下させる放電回路22と、昇圧回路21の出力端子に接続され、昇圧回路21の出力電圧に基づき電源オフ時の放電期間を検出する検出回路23とを備える。昇圧回路21は、検出回路23で検出された電源オフ時の放電期間では動作を停止する。電源回路は、昇圧回路に代えて、降圧回路を備えていてもよい。これにより、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも正しく動作する電源回路を提供する。
Description
本発明は、入力電圧を昇圧または降圧して出力する電源回路に関する。
電子機器に対して必要な電圧を供給するために、入力電圧を昇圧または降圧し、昇圧または降圧後の電圧を出力する電源回路が広く利用されている。このような電源回路には、電圧の入力が任意のタイミングで開始されたときでも昇圧または降圧を正しく行うことが必要とされる。
本願発明に関連して、特許文献1には、図7に示す液晶パネル用の電源回路が記載されている。図7に示す電源回路では、動作開始が指示されると、ハイサイドトランジスタM1とローサイドトランジスタM2がオフし、レベルシフタ91の出力端子がハイインピーダンス状態になる。次に、入力電圧が所定レベルに到達すると、スイッチングレギュレータが動作を開始する。次に、電源回路の起動が完了すると、レベルシフタ91のハイインピーダンス状態が解除される。
一般に、電源回路には、出力電圧を平滑化するためのコンデンサ(以下、出力平滑コンデンサという)が設けられる。電源回路の動作中に、出力平滑コンデンサには電荷が蓄積される。電源をオフした後には出力平滑コンデンサに蓄積された電荷が放電される経路がなくなるので、しばらくの間(例えば、数ミリ秒~数秒の間)、平滑コンデンサに電荷が蓄積された状態が続く。このとき、電源回路の出力電圧は0ではない。以下、電源をオフした後の電源回路の出力電圧(非ゼロの出力電圧)を「残留電圧」という。
電源をオフした後にすぐに電源をオンした場合、電源回路に含まれる電源ICが残留電圧の影響によって誤動作し、電源回路が昇圧または降圧を正しく行わないことがある。例えば、図8に示すように、時刻t1で電源をオフし、時刻t3で電源をオンする場合を考える。この場合、電源回路の入力電圧Vinは時刻t1から時刻t2までの間にVaから0まで低下し、電源回路の出力電圧Voutは時刻t1以降にVbから低下する。しかし、出力電圧Voutは、時刻t3ではまだ0に到達していない。このため、入力電圧Vinが電源オフ前のレベルVaに到達した後でも、出力電圧Voutが電源オフ前のレベルVbよりも低いレベルVcまでしか上昇しないことがある。
図7に示す電源回路では、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときに、出力前段の電圧が中間レベルになり、出力を行うか否かにかかわらず電圧のフィードバックが正常に動作しないために、昇圧や降圧を正しく行えないことがある。
それ故に、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも正しく動作する電源回路を提供することが課題として挙げられる。
上記の課題は、例えば、入力電圧を昇圧または降圧する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力端子に接続され、電源オフ時に前記電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路とを備えた電源装置によって解決することができる。
上記の電源装置によれば、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を放電回路を用いて低下させることにより、電源オフ時に電源回路の出力電圧は速やかに0になる。したがって、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源をオンするときに残留電圧が残っている場合を減らし、昇圧または降圧を正しく行える場合を増やすことができる。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。図1に示す電源回路10は、昇圧回路11と放電回路12を備えている。電源回路10には、外部から入力電圧Vinが入力される。電源回路10は、入力電圧Vinを昇圧し、昇圧後の電圧を出力電圧Voutとして出力する。電源回路10は、表示装置など、各種の電子機器に対して必要な電圧を供給するために使用される。
図1は、第1の実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。図1に示す電源回路10は、昇圧回路11と放電回路12を備えている。電源回路10には、外部から入力電圧Vinが入力される。電源回路10は、入力電圧Vinを昇圧し、昇圧後の電圧を出力電圧Voutとして出力する。電源回路10は、表示装置など、各種の電子機器に対して必要な電圧を供給するために使用される。
昇圧回路11は、入力端子T1、出力端子T2、および、フィードバック端子T3を有する。昇圧回路11は、入力端子T1から入力された入力電圧Vinを昇圧し、出力端子T2から昇圧後の電圧を出力する。昇圧後の電圧は、電源回路10の出力電圧Voutとなる。フィードバック端子T3には、出力端子T2から出力された昇圧後の電圧(出力電圧Vout)がフィードバック電圧として与えられる。
図2は、電源回路10の回路図である。図2に示す電源回路10は、昇圧IC13、制御IC14、Nチャネル型のトランジスタQ1、ダイオードD1、抵抗R1~R4、コイルL1、および、コンデンサC1、C2を含んでいる。昇圧IC13、ダイオードD1、抵抗R1、R2、コイルL1、および、コンデンサC1、C2は、昇圧回路11として機能する。制御IC14、トランジスタQ1、および、抵抗R3、R4は、放電回路12として機能する。
電源回路10は、入力端子15と出力端子16を有する。コイルL1の一端は、入力端子15に接続される。コイルL1の他端は、昇圧IC13の接続端子とダイオードD1のアノード端子に接続される。ダイオードD1のカソード端子は、出力端子16に接続される。抵抗R1、R2は直列に接続され、出力端子16と接地の間に設けられる。抵抗R1、R2の接続点は、昇圧IC13の制御端子に接続される。抵抗R3とトランジスタQ1と抵抗R4は直列に接続され、出力端子16と接地の間に設けられる。制御IC14の入力端子は、入力端子15に接続される。制御IC14の出力端子は、トランジスタQ1のゲート端子(制御端子)に接続される。コンデンサC1は、入力端子15と接地との間に設けられる。コンデンサC2は、出力端子16と接地との間に設けられ、出力平滑コンデンサとして機能する。
昇圧IC13には、フィードバック電圧として、出力電圧Voutを抵抗R1、R2を用いて抵抗分割した電圧が入力される。昇圧IC13は、ダイオードD1およびコイルL1と共に、フィードバック電圧を参照して入力電圧Vinに基づき出力電圧Voutを生成する。制御IC14は、通常動作時(入力電圧Vinが所定の範囲内にあるとき)には、ローレベルの信号を出力する。このとき、トランジスタQ1はオフする。
電源をオフしたときに、入力電圧Vinは低下する。制御IC14は、電源オフ時(入力電圧Vinが所定の範囲外にあるとき)には、ハイレベルの信号を出力する。このとき、トランジスタQ1はオンし、電源回路10の出力端子と接地との間に抵抗R3、トランジスタQ1、および、抵抗R4を経由する電流経路が形成される。電源回路10の通常動作時にコンデンサC2に蓄積された電荷は、この経路を通って速やかに放電される。
このように放電回路12は、電源オフ時に電源回路10に残っていた電荷(出力平滑コンデンサC2に蓄積されていた電荷)を速やかに放電する。このため、電源オフ時に、電源回路10の出力電圧Voutは速やかに0になる。したがって、電源回路10によれば、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源をオンするときに残留電圧が残っている場合を減らし、昇圧を正しく行える場合を増やすことができる。電源回路10を表示装置の電源回路として使用した場合、表示装置における誤表示や電源回路の誤動作を防止することができる。
図3は、電源回路10において電源を再びオンしたときの入力電圧と出力電圧の変化を示す図である。ここでは、時刻t1で電源をオフし、時刻t3で電源をオンする場合を考える。この場合、電源回路10の入力電圧Vinは時刻t1から時刻t2までの間にVaから0まで低下し、電源回路10の出力電圧Voutは時刻t1以降にVbから低下する。電源回路10では、放電回路12が電源オフ時に電源回路10に残っていた電荷を速やかに放電するので、出力電圧Voutは時刻t3では既に0に到達している。したがって、入力電圧Vinが電源オフ前のレベルVaに到達した後に、出力電圧Voutは電源オフ前のレベルVbまで正しく上昇する。
以上に示すように、本実施形態に係る電源回路10は、入力電圧を昇圧する電圧変換回路(昇圧回路11)と、電圧変換回路の出力端子に接続され、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路12とを備えている。電源回路10では、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を放電回路12を用いて低下させることにより、電源オフ時に出力電圧Voutは速やかに0になる。したがって、本実施形態に係る電源回路10によれば、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源をオンするときに残留電圧が残っている場合を減らし、昇圧を正しく行える場合を増やすことができる。
また、放電回路12は、電圧変換回路の出力端子と接地との間に設けられ、電源オフ時にオンするトランジスタQ1を含んでいる。このようなトランジスタQ1を設けることにより、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路12を構成することができる。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。図4に示す電源回路20は、昇圧回路21、放電回路22、および、検出回路23を備えている。本実施形態の構成要素のうち第1の実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図4は、第2の実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。図4に示す電源回路20は、昇圧回路21、放電回路22、および、検出回路23を備えている。本実施形態の構成要素のうち第1の実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
昇圧回路21は、第1の実施形態に係る昇圧回路11と同様に、入力端子T1から入力された入力電圧Vinを昇圧し、出力端子T2から昇圧後の電圧を出力する。検出回路23の入力端子は、昇圧回路21の出力端子T2に接続される。検出回路23の出力端子は、昇圧回路21の制御端子T4と放電回路22の制御端子に接続される。検出回路23は、出力端子T2から出力された昇圧後の電圧に基づき、電源オフ後の放電期間か否かを示す制御信号S1を出力する。制御信号S1は、例えば、電源オフ後の放電期間ではローレベルになり、それ以外の期間ではハイレベルになる。昇圧回路21は、制御信号S1がローレベルである間は昇圧を行わず、制御信号S1がハイレベルに変化した後に昇圧を開始する。放電回路22は、制御信号S1がローレベルである間は放電を行い、制御信号S1がハイレベルに変化すると放電を停止する。このように昇圧回路21と放電回路22は、制御信号S1に従い、互いに異なる期間で動作する。
図5は、電源回路20の回路図である。図5に示す電源回路20は、図3に示す電源回路10において、制御IC14を制御IC24に置換し、トランジスタQ2、レベルシフタ25、および、比較回路26を追加したものである。レベルシフタ25と比較回路26は、検出回路23として機能する。
レベルシフタ25は、入力電圧Vinと出力電圧Voutを比較回路26で比較可能な電圧に変換する。比較回路26は、レベルシフタ25から出力された2つの電圧を比較することにより、電源オフ後の放電期間か否かを示す制御信号S1を出力する。
昇圧回路21は、昇圧回路11に対してトランジスタQ2を追加したものである。トランジスタQ2のドレイン端子には、入力電圧Vinが与えられる。トランジスタQ2のソース端子は、コイルL1の一端に接続される。トランジスタQ2のゲート端子には、検出回路23から出力された制御信号S1が与えられる。
上述したように、制御信号S1は、電源オフ時の放電期間ではローレベルになり、それ以外の期間ではハイレベルになる。制御信号S1がローレベルである間、トランジスタQ2はオフし、入力電圧Vinは昇圧IC13に供給されない。制御信号S1がハイレベルになると、トランジスタQ2はオンし、入力電圧Vinは昇圧IC13に供給される。昇圧IC13は、制御信号S1がローレベルである間(電源オフ後の放電期間)は昇圧を行わず、制御信号S1がハイレベルに変化した後に昇圧を開始する。
制御IC24の制御端子には、検出回路23から出力された制御信号S1が与えられる。制御IC24の出力端子は、トランジスタQ1のゲート端子に接続される。制御IC24は、制御信号S1がハイレベルのときには、ローレベルの信号を出力する。このとき、トランジスタQ1はオフする。制御IC24は、制御信号S1がローレベルのときには、ハイレベルの信号を出力する。このとき、トランジスタQ1はオンし、電源回路20の出力端子と接地との間に抵抗R3、トランジスタQ1、および、抵抗R4を経由する電流経路が形成される。電源回路20の通常動作時にコンデンサC2に蓄積された電荷は、この経路を通って速やかに放電される。
このように検出回路23は昇圧回路21の出力電圧に基づき電源オフ後の放電期間を検出し、昇圧回路21は検出回路23で検出された電源オフ後の放電期間では昇圧を行わず、電源オフ後の放電期間が完了した後に昇圧を開始する。したがって、電源回路20によれば、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源回路20の出力電圧Voutが0になるまで待機し、出力電圧Voutが0になった後に昇圧を正しく行うことができる。
図6は、電源回路20において電源を再びオンしたときの入力電圧と出力電圧の変化を示す図である。ここでは、時刻t1で電源をオフし、時刻t4で電源をオンする場合を考える。ただし、時刻t4は、図3に示す時刻t3よりも時刻t1に近い。この場合も、電源回路20の入力電圧Vinは時刻t1から時刻t2までの間にVaから0まで低下し、電源回路20の出力電圧Voutは時刻t1以降にVbから低下する。
電源回路20では、放電回路22が電源オフ時に電源回路20に残っていた電荷を速やかに放電するが、それでも出力電圧Voutは時刻t4ではまだに0に到達してない。時刻t4において電源をオンした場合、電源回路20は、出力電圧Voutが0になる時刻t5まで動作を停止し、時刻t5以降に昇圧を行う。したがって、電源回路20によれば、入力電圧Vinが電源オフ前のレベルVaに到達した後に、出力電圧Voutは電源オフ前のレベルVbまで正しく上昇する。
以上に示すように、本実施形態に係る電源回路20は、電圧変換回路(昇圧回路21)の出力端子に接続され、電圧変換回路の出力電圧に基づき電源オフ時の放電期間を検出する検出回路23を備えている。電圧変換回路は、検出回路23で検出された電源オフ時の放電期間では動作を停止する。したがって、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源回路20の出力電圧Voutが0になるまで待機し、出力電圧Voutが0になった後に昇圧を正しく行うことができる。
また、検出回路23は、入力電圧Vinと電圧変換回路の出力電圧(出力電圧Vout)とを比較することにより、電源オフ時の放電期間を示す制御信号S1を出力する。このように入力電圧Vinと電圧変換回路の出力電圧を比較することにより、電源オフ時の放電期間を検出することができる。
なお、第1および第2の実施形態の変形例として、入力電圧Vinを昇圧する昇圧回路に代えて、入力電圧Vinを降圧する降圧回路を備えた電源回路を構成してもよい。
以上に示すように、電源回路は、入力電圧を昇圧または降圧する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力端子に接続され、電源オフ時に前記電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路とを備えていてもよい(第1の局面)。
電源装置は、前記電圧変換回路の出力端子に接続され、前記電圧変換回路の出力電圧に基づき電源オフ時の放電期間を検出する検出回路をさらに備え、前記電圧変換回路は、前記検出回路で検出された電源オフ時の放電期間では動作を停止してもよい(第2の局面)。前記放電回路は、前記電圧変換回路の出力端子と接地との間に設けられ、電源オフ時にオンするトランジスタを含んでいてもよい(第3の局面)。前記検出回路は、前記入力電圧と前記電圧変換回路の出力電圧とを比較することにより、電源オフ時の放電期間を示す制御信号を前記電圧変換回路に対して出力してもよい(第4の局面)。
第1の局面によれば、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を放電回路を用いて低下させることにより、電源オフ時に電源回路の出力電圧は速やかに0になる。したがって、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源をオンするときに残留電圧が残っている場合を減らし、昇圧または降圧を正しく行える場合を増やすことができる。
第2の局面によれば、電圧変換回路は、検出回路で検出された電源オフ後の放電期間では動作せず、電源オフ後の放電期間が完了した後に昇圧または降圧を開始する。したがって、電源をオフした後にすぐに電源をオンしたときでも、電源回路の出力電圧が0になるまで待機し、出力電圧が0になった後に昇圧または降圧を正しく行うことができる。第3の局面によれば、電圧変換回路の出力端子と接地との間に電源オフ時にオンするトランジスタを設けることにより、電源オフ時に電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路を構成することができる。第4の局面によれば、入力電圧と電圧変換回路の出力電圧とを比較することにより、電源オフ時の放電期間を検出することができる。
本願は、2017年2月9日に出願された「電源回路」という名称の日本国特願2017-21958号に基づく優先権を主張する出願であり、この出願の内容は引用することによって本願の中に含まれる。
10、20…電源回路
11、21…昇圧回路
12、22…放電回路
13…昇圧IC
14、24…制御IC
23…検出回路
25…レベルシフタ
26…比較回路
11、21…昇圧回路
12、22…放電回路
13…昇圧IC
14、24…制御IC
23…検出回路
25…レベルシフタ
26…比較回路
Claims (4)
- 入力電圧を昇圧または降圧する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路の出力端子に接続され、電源オフ時に前記電圧変換回路の出力電圧を低下させる放電回路とを備えた、電源回路。 - 前記電圧変換回路の出力端子に接続され、前記電圧変換回路の出力電圧に基づき電源オフ時の放電期間を検出する検出回路をさらに備え、
前記電圧変換回路は、前記検出回路で検出された電源オフ時の放電期間では動作を停止することを特徴とする、請求項1に記載の電源回路。 - 前記放電回路は、前記電圧変換回路の出力端子と接地との間に設けられ、電源オフ時にオンするトランジスタを含むことを特徴とする、請求項1に記載の電源回路。
- 前記検出回路は、前記入力電圧と前記電圧変換回路の出力電圧とを比較することにより、電源オフ時の放電期間を示す制御信号を前記電圧変換回路に対して出力することを特徴とする、請求項2に記載の電源回路。
Applications Claiming Priority (2)
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PCT/JP2018/003510 WO2018147172A1 (ja) | 2017-02-09 | 2018-02-02 | 電源回路 |
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WO (1) | WO2018147172A1 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010148234A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Seiko Epson Corp | 残留電荷放電回路および電源用半導体装置 |
-
2018
- 2018-02-02 WO PCT/JP2018/003510 patent/WO2018147172A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010148234A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Seiko Epson Corp | 残留電荷放電回路および電源用半導体装置 |
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