CN101048717A - 电源装置及便携设备 - Google Patents

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CN101048717A
CN101048717A CNA200580036356XA CN200580036356A CN101048717A CN 101048717 A CN101048717 A CN 101048717A CN A200580036356X A CNA200580036356X A CN A200580036356XA CN 200580036356 A CN200580036356 A CN 200580036356A CN 101048717 A CN101048717 A CN 101048717A
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星野太一
菊池弘基
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Abstract

一种电源装置，按照输出电流自动地切换轻负载模式和重负载模式。设置有：第一误差放大电路，其控制在重负载时可供给必要的第一电流等级的第一输出电路；第二误差放大电路，其控制在轻负载时可供给小的第二电流等级(第二电流等级<第一电流等级)的第二输出电路。基于根据输出电流的等级所形成的模式控制信号，将该第一、第二误差放大电路控制为互相相反的动作状态或停止状态。由此，使轻负载时的消耗电流减少且提高过渡响应性。

Description

电源装置及便携设备
技术领域
本发明涉及一种将来自电池等直流电源的电源电压变换为规定的输出电压并输出的电源装置、以及安装了该电源装置的便携设备。
背景技术
串联调节器等电源装置，将来自直流电源的电源电压变换为规定的输出电压并输出。在该电源装置中，即使针对负载的变动或电源电压的变动也需要向负载供给稳定的输出电压。因此，为了提高输出电压控制的过渡响应性，大多具备消耗电流大的电压控制部。
当将具备这样消耗电流大的电压控制部的电源装置，应用在具有主动方式(active mode)(重负载状态)和待机模式(轻负载状态；等待状态)的移动电话机等便携设备中时，待机模式时在电压控制部浪费的消耗电流变多。
因此，设置了高速电压稳定部和低速电压稳定部，高速电压稳定部具备消耗电流大的运算放大器；低速电压稳定部具备消耗电流小的运算放大器。将这两个运算放大器的输出端子通过切换机构与流过大电流的共同输出晶体管的栅电极连接。而且，在主动模式时使高速电压稳定部动作，在负载小的待机模式时使低速电压稳定部动作。另外，设置了在模式切换时，高速电压稳定部和低速电压稳定部同时动作的区间。专利文件1(特开2001-117650号公报)公开了如此构成电源装置，并按照负载状态控制电压稳定部所消耗的电流的技术。
但是，在专利文献1的发明中，为了进行模式切换需要从外部得到模式信号，但也存在自应用了电源装置的便携设备得不到模式信号的情况，此时不能进行适当的切换控制。而且，在电源装置的外部，需要用于判断负载状态来控制模式信号的控制装置。
另外，由于利用高速电压稳定部和低速电压稳定部控制共同的输出晶体管，所以，在基于低速电压稳定部控制时存在过渡响应差的问题。
发明内容
因此，本发明其目的在于，提供一种根据输出电流自动地切换轻负载模式和重负载模式，且一边降低轻负载时的消耗电流一边提高过渡响应性的电源装置、以及包括该电源装置的便携设备。
本发明的电源装置，包括：
第一输出电路10F，其具有供给第一电流等级的电流供给能力，用于对电源电压Vcc进行调整，输出规定的输出电压Vout；
第二输出电路10S，其具有供给比所述第一电流等级小的第二电流等级的电流供给能力，用于对所述电源电压进行调整，输出所述规定的输出电压；
基准电压产生电路30，其以规定的电平生成单一的基准电压Vref；
第一误差放大电路20F，其根据模式控制信号MOD被控制为动作状态或停止状态，并且，用于将与所述输出电压对应的反馈电压Vfb和所述基准电压Vref进行比较，根据该比较结果控制所述第一输出电路10F，以使所述反馈电压与所述基准电压相等；
第二误差放大电路20S，其根据所述模式控制信号MOD被控制成与所述第一误差放大电路20F相反的动作状态或停止状态，并且，一边消耗比所述第一误差放大电路20F的消耗电流小的消耗电流一边动作，用于比较所述反馈电压Vfb和所述基准电压Vref，根据该比较结果控制所述第二输出电路10S，以使所述反馈电压等于所述基准电压；
电流检测电路，其检测与所述第一输出电路10F和所述第二输出电路10S输出的输出电流Io对应的检测信号；及
模式控制信号生成电路44、45、46，其根据所述检测信号的规定电平形成电流等级比较信号COMP，生成按照该电流等级比较信号COMP切换所述第一误差放大电路20F和所述第二误差放大电路20S的动作的所述模式控制信号MOD，
将所有这些电路集成于IC中，
所述电流检测电路包括：第一检测电流用晶体管电路41F，其被所述第一误差放大电路20F输出的第一控制信号控制，流过从所述第一输出电路10F输出的输出电流和第一规定比α的第一检测电流；第二检测电流用晶体管电路41S，其被从所述第二误差放大电路20S输出的第二控制信号控制，流过从所述第二输出电路10S输出的输出电流和比所述第一规定比α小的第二规定比β的第二检测电流；及检测信号输出电路，其流过所述第一检测电流和所述第二检测电流，输出所述检测信号，
所述模式控制信号生成电路根据所述检测信号，生成相对输出电流具有迟滞特性的所述电流等级比较信号。
另外，本发明的电源装置，包括：
第一输出电路10F，其具有供给第一电流等级的电流供给能力，用于对电源电压Vcc进行调整，输出规定的输出电压Vout；
第二输出电路10S，其具有供给比所述第一电流等级小的第二电流等级的电流供给能力，用于对所述电源电压进行调整，输出所述规定的输出电压；
基准电压产生电路30，其以规定的电平生成单一的基准电压Vref；
第一误差放大电路20F，其根据模式控制信号MOD被控制为动作状态或停止状态，并且，用于比较与所述输出电压对应的反馈电压Vfb和所述基准电压Vref，根据该比较结果控制所述第一输出电路10F，以使所述反馈电压等于所述基准电压；
第二误差放大电路20S，其一边消耗比所述第一误差放大电路20F的消耗电流小的消耗电流一边动作，用于根据所述模式控制信号MOD，在所述第一误差放大电路20F为停止状态时，比较所述反馈电压Vfb和所述基准电压Vref，根据该比较结果控制所述第二输出电路10S，以使所述反馈电压等于所述基准电压，另一方面，在所述第一误差放大电路20F为动作状态时，控制所述第二输出电路10S，以输出比所述规定输出电压低规定电压电平的低输出电压；
电流检测电路，其输出与从所述第一输出电路10F和所述第二输出电路10S输出的输出电流Io对应的检测信号；及
模式控制信号生成电路44、45、46，其根据所述检测信号的规定电平形成电流等级比较信号COMP，生成按照该电流等级比较信号COMP切换所述第一误差放大电路20F和所述第二误差放大电路20S的动作的所述模式控制信号MOD；
这些所有的电路均集成在IC中。
而且，所述第二误差放大电路20S具有偏置电压，其按照与所述低输出电压对应的方式，根据所述模式控制信号MOD实质降低所述基准电压Vref。
并且，所述模式控制信号生成电路具有延迟电路46，该延迟电路46在所述电流等级比较信号从表示所述输出电流Io的低等级的状态变化为表示高等级的状态时，按照其变化，立即改变所述模式控制信号；另一方面，在从表示所述输出电流Io的高等级状态变化为表示低等级的状态时，按照其变化延迟规定时间τ，使所述模式控制信号变化。
另外，所述电流检测电路包括：第一检测电流用晶体管电路41F，其被所述第一误差放大电路20F输出的第一控制信号控制，流过从所述第一输出电路10F输出的输出电流和第一规定比α的第一检测电流；第二检测电流用晶体管电路41S，其被从所述第二误差放大电路20S输出的第二控制信号控制，流过从所述第二输出电路10S输出的输出电流和比所述第一规定比α小的第二规定比β的第二检测电流；及检测信号输出电路，其流过所述第一检测电流和所述第二检测电流，输出所述检测信号，
所述模式控制信号生成电路根据所述检测信号，生成相对输出电流具有迟滞特性的所述电流等级比较信号。
而且，所述基准电压产生电路将来自外部的动作指令信号的电压作为动作电压。
本发明的便携设备包括：上述任意一项所述的电源装置；产生所述电源电压的电池电源；控制装置，其生成对所述电源装置指令动作状态或停止状态的动作指令信号；以及被供给所述输出电压的负载装置。
根据本发明，设置了第一误差放大电路20F和第二误差放大电路20S，其中，第一误差放大电路20F控制可以供给重负载时所需要的第一电流等级的第一输出电路10F，第二误差放大电路20S控制可以供给轻负载时小的第二电流等级(小于第一电流等级)的第二输出电路10S。将该第一、第二误差放大电路20F、20S，基于根据输出电流Io的电平所形成的模式控制信号MOD，控制为互相相反的动作状态或停止状态。
由此，在进行保持动作或间歇动作的轻负载时，控制为轻负载模式，停止消耗电流大的第一误差放大电路20F，仅使消耗电流小的第二误差放大电路20S动作，因此，可以减少电源装置的消耗电流。另外，在重负载时，控制为重负载模式，第一误差放大电路20F动作，使第一输出电路10F高速动作。
另外，在轻负载时，因为利用消耗电流小的第二误差放大电路20S控制小的电流等级，即晶体管尺寸小的第二输出电路10S，所以，可以减少消耗电流且避免电压控制的过渡响应性降低。
而且，由于在电源装置的内部检测输出电流等级、进行重负载模式和轻负载模式的切换，因此不需要来自外部的控制信号。因此，即使在从应用了电源装置的便携设备得不到模式信号的时候，切换控制也不会发生故障。另外，由于可以减少用于切换控制的外部端子，因此在电源装置被IC化的设备中，可以通过减少外部端子而使IC小型化。
并且，本发明在重负载时，不停止第二误差放大电路20S，而是对来自第二输出电路10S的输出电压进行控制，以输出比来自第一输出电路10F的输出电压低规定电压的低输出电压。由于为了该控制，只要具有例如按照模式控制信号MOD实质上将基准电压Vref降低的偏置电压即可，因此，可以通过简单的构成实现。由此，在从重负载模式切换为轻负载模式切换时，可以从第二输出电路10S更迅速地输出规定的输出电压。此外，由于重负载时的第一误差放大电路20F的消耗电流原本就大，所以，重负载时第二误差放大电流20S的消耗电流的增加也不算是什么问题。
另外，在电流等级比较信号COMP从表示输出电流Io为低等级的状态变化为表示高等级的状态时，按照其变化立即改变模式控制信号MOD。另一方面，在从表示输出电流Io为高等级的状态变换为表示低等级的状态时，按照其变化延迟规定时间τ，使模式控制信号改变。由此，结合按照轻负载时的电流等级降低第二输出电路的输出晶体管尺寸，可以得到切换时的高速过渡响应性和稳定的切换动作(防止抖动)。
此外，本发明中，在模式控制信号生成电路中生成相对输出电流具有迟滞特性的电流等级比较信号。为了具有该迟滞特性，第一方法是设置比较电路，其按照检测信号的规定电平生成具有迟滞特性的电流等级比较信号COMP。另外，第二方法是设置第一检测电流用晶体管电路41F和第二检测电流用晶体管电路41S，第一检测电流用晶体管电路41F被第一误差放大电路20F输出的第一控制信号控制，且流过从第一输出电路10F输出的输出电流和第一规定电流比α的第一检测电流；第二检测电流用晶体管41S被第二误差放大电路20S输出的第二控制信号控制，且流过从第二输出电路10S输出的输出电流和比所述第一规定比α小的第二规定比β(α＞β)的第二检测电流。而且，电平判断与所流过的电流对应的检测信号，生成相对输出电流具有迟滞特性的电流等级比较信号。
由此，可以使电流等级比较信号相对输出电流具有迟滞特性。特别是根据第二方法，通过使第一、第二电流检测用晶体管电路41F、41S具有规定的电流反射比，即仅使第一、第二输出电路10F、10S的各个输出晶体管之间的尺寸不同，就具有迟滞特性，因此可以使结构简单。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的电源装置以及使用了该电源装置的便携设备的构成图。
图2是说明图1的动作的时序图。
图3是表示本发明第二实施例的电源装置的构成图。
图4是表示输出电流Io和检测信号Idet之间的关系图。
图5是表示输出电流Io和电流等级比较信号COMP之间的关系图。
图6是表示本发明第三实施例的电源装置的构成图。
图7是表示具有偏置电压的第二误差放大电路的具体电路例子的图。
具体实施方式
下面，针对本发明的电源装置和便携设备的实施例，参照附图进行说明。另外，由于本发明的电源装置集成在LSI中，所以，也可以称为半导体装置。
图1是表示本发明第一实施例的电源装置以及使用了该电源装置的便携设备的构成图。
在图1中，电池电源BAT产生电源电压Vcc。该电源电压Vcc根据电池电源BAT的充放电状态改变电压电平，而且，包括与负载装置的负载量的变化对应的波动(ripple)成份。
该电源电压Vcc从电源电压输入端子Pvcc输入到电源装置100。作为输出电路具有第一输出电路10F和第二输出电路10S。
第一输出电路10F具有供给满足与电源装置100连接的负载装置所要求的满负载电流的第一电流等级的电流供给能力，调整电源电压Vcc并输出规定的输出电压Vout。该第一输出电路10F由包括第一输出晶体管11F的串联调节器的形式构成。第一输出晶体管11F可以是P型MOS晶体管。
第二输出电路10S具有供给第二电流等级的电流供给能力，该第二电流等级满足与电源装置100连接的负载装置进行保持动作或间歇动作的轻负载时的负载电流(即第二电流等级＜第一电流等级)，所述第二输出电路10S调整电源电压Vcc并输出规定的输出电压Vout。该第二输出电路10S由包括第二输出晶体管11S的串联调节器形式构成。第二输出晶体管11S也可以是P型MOS晶体管，但是该晶体管的尺寸与应该供给的负载电流相匹配，其尺寸比第一输出晶体管11F小很多。
该第一输出电路10F、第二输出电路10S在图1中作为串联调节器，但是并不局限于此，也可以是开关型的晶体管输出电路。
输出电压Vout从电源装置100的输出端子Pvout供给到输出平滑用电容器310、负载装置320。Io是输出电流。输出电压Vout被分压电阻12、13分压，成为反馈电压Vfb。
作为误差放大电路分别包括误差放大器，具备由第一控制信号控制第一输出电路10F的第一误差放大电路20F、由第二控制信号控制第二输出电路10S的第二误差放大电路20S。
第一误差放大电路20F比较与输出电压Vout对应的反馈电压Vfb和基准电压Vref，根据该比较结果控制第一输出电路10F以使反馈电压Vfb与基准电压Vref相等。第一误差放大电路20F以比较大的电流动作，以便可以过渡响应性好且高速地控制电流供给能力大的第一输出电路10F。因此，消耗很大的消耗电流。
该第一误差放大电路20F根据模式控制信号MOD控制为动作状态或停止状态。在该例子中，模式控制信号MOD高(H)电平为动作状态，低(L)电平为停止状态。
第二误差放大电路20S比较与输出电压Vout对应的反馈电压Vfb和基准电压Vref，根据该比较结果控制第二输出电路10S以使反馈电压Vfb与基准电压Vref相等。由于第二误差放大电路20S控制电流供给能力小的第二输出电路10S即可，所以，以小的电流动作。因此，第二误差放大电路20S与第一误差放大电路20F的消耗电流相比仅消耗相当小的消耗电流。
并且，由于在本发明中第二输出电路10S的第二输出晶体管11S的尺寸与其电流供给能力相匹配地小，所以，由第二误差放大电路20S和第二输出电路10S进行的控制具有相当好的过渡响应性。因此，还可以高速地进行电压控制。
该第二误差放大电路20S根据模式控制信号MOD，被控制为停止状态或动作状态。在该例子中，模式控制信号MOD低等级时为动作状态，高等级时为停止状态。即，第二误差控制电路20S与第一误差放大电路20F动作状态相反。
基准电压产生电路30被输入作为动作指令信号STB为高等级的动作指令电压Vstb，根据该动作指令电压Vstb生成规定电平的基准电压Vref。基准电压产生电路30例如由带隙型稳压电路等构成，以尽量输出稳定的基准电压Vref。并且，因为动作指令电压Vstb自控制装置200供给所以电压电平稳定，因此，例如即使在电源电压Vcc中存在波动成份的时候，也可以输出波动成份少的基准电压Vref。因此，输出电压控制稳定。
另外，基准电压产生电路30具有热切断(TSD：thermal shut down)电路31。该TSD31监视电源装置100的内部温度，在达到了应该保护的规定温度时，停止电源装置100的动作。由于如果该基准电压产生电路30的监视仅在重负载时进行，则可以起到过热保护的作用，因此在轻负载时，中止基准电压产生电路30的监视。由此，可以节约基准电压产生电路30的监视所需要消耗电流。
电流检测电路40检测与第一输出电路10F和第二输出电路10S输出的输出电流Io对应的检测信号Idet。电流检测电路40具有：P型MOS晶体管的第一电流检测用晶体管41F，其栅极被供给与第一输出晶体管11F相同的第一控制信号；P型MOS晶体管的第二电流检测用晶体管41S，其栅极被供给与第二输出晶体管11S相同的第二控制信号；和流过来自该第一、第二电流检测用晶体管41F、41S的检测电流Ioo的电阻器42、43。而且，生成与该检测电流Ioo对应的电压电平的检测信号Idet。
比较电路44将检测信号Idet与基准电平进行比较，生成电流等级比较信号COMP。为了避免电流等级比较信号COMP的抖动等，比较电路44优选具有滞后(hysteresis)特性。电流等级比较信号COMP按照在重负载时为高等级，在轻负载时为低等级的方式设定比较基准值。
电流等级比较信号COMP经由或电路45被提供给延迟电路46。在电流等级比较信号COMP从表示输出电流Io为低等级的状态(L电平)变化为表示高等级的状态(H电平)时，延迟电路46根据该变化使模式控制信号MOD直接从轻负载模式变为重负载模式。
另外，在从表示输出电流Io为高等级的状态(H电平)变为表示低等级的状态(L电平)时，根据该变化延迟规定时间τ，使模式控制信号MOD从重负载模式变为轻负载模式。
通过该延迟动作，结合使第二输出电路10S的第二输出晶体管11S的大小与轻负载的电流等级相对应地减小，得到切换时的高速过渡响应性和稳定的切换动作(防止抖动)。
用于将电源装置100控制为动作状态或停止状态的动作指令信号(即，准备信号)STB，经由动作指令信号用输入端子Pstb输入到电源装置100作为起动/停止信号。动作指令信号STB也可以称为准备(stand by)信号。在该电源装置100的停止装置中，电源装置100的输出电压Vout、输出电流Io为零，并且，电源装置内部的消耗电流降低为零或最小限度的极小电流。
动作指令信号STB为高等级或低等级。电源装置100被设定为：在动作指令信号STB为高等级时成为动作状态；在低等级时成为停止状态。在停止状态下，切断对包括第一误差放大电路20F、第二误差放大电路20S、基准电压产生电路30、比较电路44的各个电路的动作电源。
动作指令信号STB由控制装置200供给。动作指令信号STB在高等级时为动作指令电压Vstb(例如1.5～3V左右)，在低等级时例如为接地电平。该动作指令电压Vstb作为动作电压输入到基准电压产生电路30。
控制装置200包括对该便携设备各个装置的控制进行管理的计算机220。另外，控制装置200包括电压调整电路(调节器)210，该调节器210将电源电压Vcc调整为计算机220所需要的电压电平，并提供给计算机220。即使在电源电压Vcc含有波动成份的情况下，也可将抑制了波动成份电压稳定地提供给计算机220。另外，也可以从计算机220经由动作控制端子Psel，将动作控制信号SEL输入到电源装置100。该动作控制信号SEL和电流等级比较信号COMP输入给或电路45。
本发明是检测输出电流Io的电平，自动地切换轻负载模式和重负载模式的发明，但也可以按照需要，根据动作控制信号SEL进行切换。
由于计算机220根据该稳定后的电压动作，所以，动作指令信号STB的动作指令电压Vstb也是波动成份少且稳定的电压。
另外，电源电压Vcc，也可以提供给以负载装置330为代表的该便携设备内的各种负载装置。
参照图2的时序图说明该图1的电源装置以及便携设备的动作。
图2中，在时刻t1以前动作指令信号STB为低等级，电源装置100处于停止状态。在该停止状态下，由于切断了对第一误差放大电路20F、第二误差放大电路20S、基准电压产生电路30、比较电路44等的电源供电，所以，电流等级比较信号COMP、模式控制信号MOD不稳定。
在时刻t1处，当动作指令信号STB变为高等级时，电源装置100成为动作状态。由此，电源电压被供给到第一误差放大电路20F、第二误差放大电路20S、基准电压产生电路30、比较电路44等各个电路。另外，产生了基准电压Vref。
在该例子中，到达了时刻t1之后的输出电流Io小，为轻负载状态。在时刻t1处的电流等级比较信号COMP为低等级，作为延迟电路46的输出的模式控制信号MOD也为低等级。即处于轻负载模式。
在该轻负载状态下，第二误差放大电路20S处于动作状态，第二输出电路10S基于第二控制信号动作。第二输出电路10S的第二输出晶体管11S的尺寸，与应该供给的输出电流匹配地被设定为小尺寸。因此，根据来自消耗电流小的第二误差放大电路20S的第二控制信号，也能够迅速地响应而时间延迟少。由于该第二控制信号也被提供给第二电流检测用晶体管41S的栅极，所以，会流入与第二输出电路10S所输出的输出电流Io对应的检测电流Ioo。
该轻负载状态持续到时刻t2。由于在该轻负载状态下电源装置100的消耗电流小，所以，也称为低消耗电流模式。
到达时刻t2，检测电流Ioo达到比较电路44的迟滞特性上升时的反转电平。电流等级比较信号COMP变为高等级，模式控制信号MOD也不受延迟电路46的延迟立即变为高等级。即变为重负载模式。
因此，第二误差放大电路20S处于停止状态。相反，第一误差放大电路20F处于动作状态，第一输出电路10F基于第一控制信号动作。第一误差放大电路20F以比较大的电流进行动作，以便过渡响应性良好且快速地控制电流供给能力大的第一输出电路10F。因此，即使对于重负载也能无延迟地进行控制。
由于在该重负载状态下对于大的负载电流也能高速地进行响应，所以也称为高速动作模式。
达到时刻t3，当检测电流Ioo达到比较电路44的迟滞特性下降时的反转电平时，电流等级比较信号COMP变为低等级。在电流等级比较信号COMP从高等级变为低等级时，延迟电路46作为通电延迟(on-delay)计时器而动作。因此，模式控制信号MOD延迟了规定时间τ变为低等级。
该规定时间τ的期间，输出电流Io是相当于轻负载状态的电流等级。但是，因为模式控制信号MOD处于高等级，所以第一误差放大电路20F动作，从第一输出电路10F输出了输出电流。通过设置该规定时间τ，在负载增减剧烈变动的情况下，由于输出电流从电流供给能力大的第一输出电路10F持续地被输出，因此可以对负载供给更稳定的电压。
达到时刻t4，当模式控制信号MOD变为低等级时，电源装置100与时刻t1-t2同样地变为轻负载状态。另外，在时刻t5，当动作指令信号STB变为低等级时，电源装置100与t1以前同样，处于停止状态。
这样，在进行保持动作或间歇动作的轻负载状态时，消耗电流大的第一误差放大电路20F停止，另一方面，仅消耗电流小的第二误差放大电路20S动作。因此，在轻负载状态时，电源装置的消耗电流变少。
另外，在轻负载时，因为由消耗电流小的第二误差放大电路20S控制晶体管尺寸小的第二输出电路10S，所以，可以减小消耗电流且避免电压控制的过渡响应性降低。
而且，由于在电源装置100的内部检测输出电流Io的电平进行重负载模式和轻负载模式的切换，所以，不需要来自外部的信号。因此，即使从应用了电源装置的便携设备得不到模式信号的情况下，切换控制也不会产生故障。并且，由于可以消减切换控制用的外部端子，所以在电源装置被IC化的设备中，通过减少外部端子数目可以使IC小型化。
另外，当电流等级比较信号COMP从表示输出电流Io为低等级的状态变为表示高等级的状态时，根据该变化立即改变模式控制信号MOD。另一方面，当从表示输出电流Io为高等级的状态变化为表示低等级的状态时，根据该变化延迟规定时间τ，改变模式控制信号。由此，接合第二输出电路10S的第二输出晶体管11S的尺寸与轻负载时的电流等级对应地变小，可以得到切换时的高速过渡响应性和稳定的切换动作(防止抖动)。
而且，因为由输入了抑制波动成份后的动作指令电压Vstb的基准电压产生电路30生成基准电压Vref，所以几乎不含有波动成份。因此，即使在电源电压Vcc包括波动成份的情况下，输出电压Vout中包括的波动成份也会显著降低。由此，作为电源装置100对基准电压产生电路30的动作电压，使用了由控制装置200供给的动作指令信号STB，所以提高了波动抑制特性。
另外，由于动作指令信号STB除了用于指令电源装置100的动作或停止的本来用途，还作为对基准电压产生电路30的动作电压而使用，所以不会增加IC化后电源装置的端子数目。
图3是表示本发明第二实施例的电源装置100的构成图。
图3的电源装置100中，与图1的不同点在于使电流等级比较信号COMP具有迟滞特性的方法。
在图3中，电流检测电路40的第一电流检测用晶体管41F由第一误差放大电路20F输出的第一控制信号控制。而且，第一电流检测用晶体管41F流过第一输出电路10F输出的输出电流Io和第一规定比α的第一检测电流Ioof。
另一方面，第二电流检测用晶体管41S由第二误差放大电路20S输出的第二控制信号控制。而且，第二电流检测用晶体管41S流过第二输出电流10S输出的输出电流Io和比第一规定比α小的第二规定比β(即α＞β)的第二检测电流Ioos。
因此，即使输出电流Io是相同的值，根据该输出电流Io是从第一输出电路10F输出的还是从第二输出电路10S输出的，流入电阻器42、43的检测电流Ioo也会不同为第一检测电流Ioof和第二检测电流Ioos。
比较电路44不具有迟滞特性，在所输入的检测信号Idet未达到规定的阈值Vth时，输出低电平的电流等级比较信号COMP，在超过规定阈值Vth时，输出高等级的电流等级比较信号COMP。
图4表示了该状态下输出电流Io和检测信号Idet之间的关系，图5表示该状态下输出电流Io和电流等级比较信号COMP之间关系。
参照图4、图5，输出电流Io从零增加到第二规定电流I2的期间，流过第二检测电流Ioos。该期间的电流等级比较信号COMP为低等级。
当输出电流Io增加到第二规定电流I2时，因为检测信号Idet超过比较电路44的阈值Vth，所以，电流等级比较信号COMP变为高等级。由此，第二误差放大电路20S处于停止状态，第一误差放大电路20F为动作状态。因此，流过第一检测电流Ioof。此时，根据第一、第二规定比α、β的关系，检测信号Idet增大。然后，如果输出电流Io增加，则检测信号Idet按照规定的比率增加。
当输出信号Io减少时，在输出电流Io减少到比第二规定电流I2小的第一规定电流I1时，检测信号Idet小于比较电路44的阈值Vth。因此，电流等级比较信号COMP变为低等级。由此，第一误差放大电路20F为停止状态，第二误差放大电路20S为动作状态，因此流过第二检测电流Ioos。
这样，使第一、第二电流检测用晶体管电路41F、41S具有规定的电流反射比，即，使第一、第二输出电路10F、10S的各个输出晶体管之间的尺寸比不同。这样，由于使电流等级比较信号COMP具有迟滞特性，因此可以使结构简单。
图6是表示本发明第三实施例的电源装置100的构成图。
在图6的电源装置100中，与图1的不同点在于：基于模式控制信号MOD的第二误差放大电路20S的控制状态不同。对该不同点进行说明。
图6中，在重负载时并不停止第二误差放大电路20S，而是按照从第二输出电路20S输出比第一输出电路10F的输出电压低规定电压电平的低输出电压的方式进行控制。
在图6中，第二误差放大电路20S一边消耗比第一误差放大电路20F的消耗电流小的消耗电流一边动作。
在模式控制信号MOD为低等级、第一误差放大电路20F为停止状态时，第二误差放大电路20S控制第二输出电路10S，输出规定输出电压Vout。此时，第二误差放大电路20S比较反馈电压Vrb和基准电压Vref，根据比较结果控制第二输出电路10S，以使反馈电压Vfb与基准电压Vref相等。
另外，在模式控制信号MOD为高等级、第一误差放大电路20F为动作状态时，第二误差放大电路20S控制第二输出电路10S，以输出比规定输出电压Vout低规定电压电平的低输出电压。
由此，与图1的第一实施例相同，从电源装置100输出规定输出电压Vout。但是，第二误差放大电路20S和第二输出电路10S输出比规定输出电压Vout低规定电压电平的低输出电压。因此，在模式控制信号MOD变为低等级的时刻，可以从第二输出电路1OS更迅速地输出规定输出电压Vout。
因此，第二误差放大电路20S具有以与低输出电压对应的方式，在模式控制信号MOD为高等级时，使第二误差放大电路20S的基准电压Vref实质上减小的极性的偏置电压Voff。该偏置电压Voff按照在模式控制信号MOD为低等级时被去除的方式由开关21除去，。
图7表示具有偏置电压Voff的第二误差放大电路20S的具体电路例子的主要部分。
如图7所示，第一串联电路和第二串联电路并联连接，第一串联电路串联连接有栅极被施加反馈电压Vfb的P型MOS晶体管23、和漏极与栅极连接的N型MOS晶体管25；第二串联电路串联连接有栅极被施加了基准电压Vref的P型MOS晶体管24、和栅极与N型MOS晶体管25的栅极连接的N型MOS晶体管26。从恒流源电路22向该并联电路供给电流。而且，从P型MOS晶体管24和N型MOS晶体管26之间的连接点输出第二控制信号。
并且，栅极被施加基准电压Vref的P型MOS晶体管27、和栅极被施加由非电路29反转后的模式控制信号MOD的P型MOS晶体管28之间的串联电路，与P型MOS晶体管24并联连接。
根据该图7的电路，在模式控制信号MOD为高等级的重负载模式时，具有使第二误差放大电路20S的基准电压Vref实质上减少的极性的偏置电压Voff。
另外，因为重负载时的第一误差放大电路20F的消耗电流本来很大，所以，重负载时的第二误差放大电路20S消耗电流的增加并不算问题。
产业上的可应用性
本发明的电源装置设置有对重负载时用的第一输出电路进行控制的第一误差放大电路、和对轻负载用的第二输出电路进行控制的第二误差放大电路，将第一误差放大电路和第二误差放大电路根据输出电流的电平控制为互相相反的动作状态或停止状态。由于该电源装置按照输出电流等级降低轻负载时的消耗电流同时提高过渡响应性，所以，可以有效地用于便携设备。

Claims (10)

1、一种电源装置，其特征在于，包括：
第一输出电路，其具有供给第一电流等级的电流供给能力，用于对电源电压进行调整，输出规定的输出电压；
第二输出电路，其具有供给比所述第一电流等级小的第二电流等级的电流供给能力，对所述电源电压进行调整，输出所述规定的输出电压；
基准电压产生电路，其以规定电平生成单一的基准电压；
第一误差放大电路，其根据模式控制信号被控制为动作状态或停止状态，并且，用于比较与所述输出电压对应的反馈电压和所述基准电压，根据该比较结果控制所述第一输出电路，以使所述反馈电压等于所述基准电压；
第二误差放大电路，其根据所述模式控制信号被控制成与所述第一误差放大电路相反的动作状态或停止状态，并且一边消耗比所述第一误差放大电路的消耗电流小的消耗电流一边动作，用于比较所述反馈电压和所述基准电压，根据该比较结果控制所述第二输出电路，以使所述反馈电压等于所述基准电压；
电流检测电路，其检测与从所述第一输出电路和所述第二输出电路输出的输出电流对应的检测信号；及
模式控制信号生成电路，其按照所述检测信号的规定电平形成电流等级比较信号，生成按照该电流等级比较信号切换所述第一误差放大电路和所述第二误差放大电路的动作的所述模式控制信号；
将这些所有的电路集成于IC中，
所述电流检测电路包括：第一检测电流用晶体管电路，其被所述第一误差放大电路输出的第一控制信号控制，流过从所述第一输出电路输出的输出电流和第一规定比α的第一检测电流；第二检测电流用晶体管电路，其被从所述第二误差放大电路输出的第二控制信号控制，流过从所述第二输出电路输出的输出电流和比所述第一规定比α小的第二规定比β的第二检测电流；及检测信号输出电路，其流过所述第一检测电流和所述第二检测电流，输出所述检测信号，
所述模式控制信号生成电路根据所述检测信号，生成相对输出电流具有迟滞特性的所述电流等级比较信号。
2、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述模式控制信号生成电路具有延迟电路，该延迟电路在所述电流等级比较信号从表示所述输出电流的低等级状态变化为表示高等级的状态时，按照其变化立即改变所述模式控制信号；另一方面，在从表示所述输出电流的高等级状态变化为表示低等级的状态时，按照其变化延迟规定时间，使所述模式控制信号变化。
3、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述基准电压产生电路将来自外部的动作指令信号的电压作为动作电压。
4、一种电源装置，其特征在于，包括：
第一输出电路，其具有供给第一电流等级的电流供给能力，用于对电源电压进行调整，输出规定的输出电压；
第二输出电路，其具有供给比所述第一电流等级小的第二电流等级的电流供给能力，用于对所述电源电压进行调整，输出所述规定的输出电压；
基准电压产生电路，其以规定的电平生成单一的基准电压；
第一误差放大电路，其根据模式控制信号被控制为动作状态或停止状态，并且，用于比较与所述输出电压对应的反馈电压和所述基准电压，根据该比较结果控制所述第一输出电路，以使所述反馈电压等于所述基准电压；
第二误差放大电路，其一边消耗比所述第一误差放大电路的消耗电流小的消耗电流一边动作，用于根据所述模式控制信号，在所述第一误差放大电路为停止状态时，比较所述反馈电压和所述基准电压，根据该比较结果控制所述第二输出电路，以使所述反馈电压等于所述基准电压，另一方面，在所述第一误差放大电路为动作状态时，控制所述第二输出电路，以输出比所述规定输出电压低规定电压电平的低输出电压；
电流检测电路，其检测与从所述第一输出电路和所述第二输出电路输出的输出电流对应的检测信号；及
模式控制信号生成电路，其按照所述检测信号的规定电平形成电流等级比较信号，生成按照该电流等级比较信号切换所述第一误差放大电路和所述第二误差放大电路的动作的所述模式控制信号，
这些所有的电路均集成在IC中。
5、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述第二误差放大电路具有按照与所述低输出电压对应的方式，根据所述模式控制信号使所述基准电压实质降低的偏置电压。
6、根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，
所述模式控制信号生成电路具有延迟电路，该延迟电路在所述电流等级比较信号从表示所述输出电流的低等级状态变化为表示高等级的状态时，按照其变化立即改变所述模式控制信号；另一方面，在从表示所述输出电流的高等级状态变化为表示低等级的状态时，按照其变化延迟规定时间，使所述模式控制信号变化。
7、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述模式控制信号生成电路具有延迟电路，该延迟电路在所述电流等级比较信号从表示所述输出电流的低等级状态变化为表示高等级的状态时，按照其变化立即改变所述模式控制信号；另一方面，在从表示所述输出电流的高等级状态变化为表示低等级的状态时，按照其变化延迟规定时间，使所述模式控制信号变化。
8、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述电流检测电路包括：
第一检测电流用晶体管电路，其被所述第一误差放大电路输出的第一控制信号控制，流过从所述第一输出电路输出的输出电流和第一规定比的第一检测电流；
第二检测电流用晶体管电路，其被从所述第二误差放大电路输出的第二控制信号控制，流过从所述第二输出电路输出的输出电流和比所述第一规定比小的第二规定比的第二检测电流；及
检测信号输出电路，其流过所述第一检测电流和所述第二检测电流，输出所述检测信号，
所述模式控制信号生成电路根据所述检测信号，生成相对输出电流具有迟滞特性的所述电流等级比较信号。
9、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述基准电压产生电路将来自外部的动作指令信号的电压作为动作电压。
10、一种便携设备，包括：权利要求1至9中任意一项所述的电源装置；产生所述电源电压的电池电源；控制装置，其生成对所述电源装置指令动作状态或停止状态的动作指令信号；和被供给所述输出电压的负载装置。
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