CN101048718A - 电源装置及便携设备 - Google Patents

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CN101048718A CNA2005800364825A CN200580036482A CN101048718A CN 101048718 A CN101048718 A CN 101048718A CN A2005800364825 A CNA2005800364825 A CN A2005800364825A CN 200580036482 A CN200580036482 A CN 200580036482A CN 101048718 A CN101048718 A CN 101048718A
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Abstract

一种电源装置。阶跃状的动作指令信号，经由时间常数电路平滑地上升，作为动作指令用输入电压供给电源装置。基于动作指令用输入电压，控制电源装置的动作状态或停止状态。另外，在动作指令用输入电压超过第一规定电压电平时，生成检测信号并发生基准电压，另外驱动误差放大电路动作。进而，在动作指令用输入电压达到第二规定电压电平时，发生稳定起动用电平移动电压。由此，可以不增加消耗电流，进行稳定起动的同时削减端子数目。

Description

电源装置及便携设备
技术领域
本发明涉及将电池等直流电源输出的电源电压变换为规定的输出电压而输出的电源装置和安装了电源装置的便携设备。
背景技术
串联调节器等电源装置，将直流电源输出的电源电压变换为规定的输出电压而输出。在该电源装置中，在开始工作时，需要抑制流入与该电源装置连接的负载装置或平滑用滤波器等的突入电流。
在现有的电源电路中公开了如下技术：为了进行平稳起动(soft start)，与恒流源串联连接有电容器，与该电容器并联设置有电源开关。通过使该电源开关截止(打开)，来自恒流源的电流缓缓地对电容器进行充电，使用该电容电压进行平稳起动。另外，因为该电源开关的截止兼用作电源装置的动作开始，所以还公开了可以削减了外部端子数目的技术(特开专利文献1：特开平7-33699号公报)。
但是，在该现有技术中，可以按照电源开关的截止对电容器进行充电，在电源开关的导通的待机状态中也需要预先流过规定的电流。
这样，现有的电源电路，在待机状态时也流过某种程度的消耗电流。以该电池为电源的便携设备中，为了延长电池的可持续使用的时间，特别要求减少消耗电流。因此，为了进行平稳起动，优选不增加消耗电流。
发明目的
本发明目的在于，提供一种不必增加消耗电流进行平稳起动，而且可以削减端子数目的电源装置和含有该电源装置的便携设备。
本发明的电源装置，包括：输出电路，其调整电源电压并输出规定的输出电压，误差放大电路，其比较至少对应所述输出电压的反馈电压和基准电压，根据该比较结果控制所述输出电路，以使所述反馈电压与所述基准电压相等；及基准电压发生电路，其产生所述基准电压，按照输入到动作指令信号用输入端子且按照规定的时间常数平滑地上升的动作指令用输入电压，控制为动作状态或停止状态，
还包括：在所述动作指令用输入电压的电平超过第一规定电压电平时发生检测信号的电压电平检测电路；按照比所述动作指令用输入电压低的方式，发生电平移动所述动作指令用输入电压后的电平移动电压的电平移动电路，
所述基准电压发生电路，按照所述检测信号，被置为动作状态，发生所述基准电压，
所述误差放大电路，按照所述检测信号，被置为动作状态，而且在所述电平移动电压比所述基准电压低时，将所述电平移动电压代替所述基准电压与所述反馈电压进行比较。
另外，所述动作指令用输入电压，在达到比所述第一规定电平高或相等的第二规定电平时，发生所述电平移动电压。
另外，所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将至少一个二极管和至少一个电阻器以该顺序串联连接，自该串联连接电路的连接点输出所述电平移动电压。
另外，所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将第一电阻器、晶体管电路和第二电阻器以该顺序串联连接，将所述基准电压作为控制信号施加于所述晶体管，而且从所述晶体管电路和所述第二电阻器之间的连接点输出所述电平移动电压。
本发明的便携设备，包括：上述电源装置；发生所述电源电压的电池电源；发生动作指令信号的控制装置；输入所述动作指令信号，输出所述动作指令用输入电压的时间常数电路；被供给所述输出电压的负载装置。
根据本发明，基于被输入到动作指令信号用输入端子的动作指令用输入电压，控制电源装置的动作状态或停止状态，而且发生基准电压和平稳起动用电平移动电压。因此，可以电源装置的消耗电流不必增加地进行平稳起动，而且削减其端子数目。因此，可以使IC化后的电源装置小型且电流消耗低。
另外，动作指令用输入电压，在超过第一规定电压电平时，由电压电平检测电路发生检测信号。按照该检测信号，由基准电源发生电路发生基准电压，可以使误差放大电路动作。而且，动作指令用输入电压，在达到比第一规定电压电平高或相等的第二规定电压电平时，发生电平移动电压。由此，在误差放大电路的动作条件齐备后，顺利进行电平移动电压的平稳起动。
另外，由控制装置发生的、例如阶跃状的动作指令信号，由时间常数电路按照规定时间常数平滑上升，作为动作指令用输入信号供给电源装置。这样，通过仅附加简单的时间常数电路，就可以形成动作指令用输入信号。因此，可以使便携设备的构成简单。
附图说明：
图1是表示与本发明的实施例相关的电源装置和使用其的便携设备的机构图。
图2是表示电平移动电路的第一构成例的图。
图3是表示电平移动电路的第二构成例的图。
图4是表示电平移动电路的第三构成例的图。
图5是用于说明电源装置的动作的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电源装置和便携设备的实施例进行说明。另外，因为本发明的电源装置，被制作在LSI中，所以也可以称为半导体装置。
图1是表示与本发明的第一实施例相关的电源装置及使用其的便携设备的构成图。
在图1中，电池电源BAT，发生电源电压Vcc。该电源电压Vcc按照电池电源BAT的充放电的状态改变电压电平。
该电源电压Vcc，被从电源电压输入端子Pvcc输入到电源装置100。输出电路10，由包含输出晶体管11的串联调节器形式构成，按照控制信号将电源电压Vcc调整为规定的输出电压Vout并输出。输出晶体管11也可以为P型MOS晶体管。另外，输出电路10，在图1中，为使用输出晶体管11的串联调节器，但是并不局限于此，可以是开关型的输出电路等。
输出电压Vout，被从电源装置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由分压电阻12、13分压作为反馈电压Vfb。
误差放大电路20包括为三输入型的误差放大器，被输入反馈电压Vfb、基准电压Vref和电平移动电压Vss。基准电压Vref为恒定电压电平，电平移动电压Vss按照平稳起动的方式从零电压或按照时间常数上升，达到大于基准电压Vref的电压电平。
误差放大电路20中，选择基准电压Vref和电平移动电压Vss当中低的一方的电压，比较该低的一方的电压和反馈电压Vfb。根据该比较结果控制输出晶体管11，以使反馈电压Vfb与基准电压Vref或电平移动电压Vss相等。
基准电压发生电路30例如输入电源电压Vcc作为动作电压，发生规定电平的基准电压Vref。基准电压发生电路30例如由带隙型恒压电路等构成，尽可能输出稳定的基准电压Vref。
电源装置100，经由动作指令信号用输入端子Pstb，被输入用于将电源装置100控制为动作状态或停止状态的动作指令用输入电压Vstb。
该动作指令中输入电压Vstb，是由时间常数电路250对控制装置200所发生的阶跃状变化的动作指令信号(即准备信号)STB进行平滑，以规定的时间常数上升的电压。
控制装置200，包括主管该便携设备的各个装置的控制的计算机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，供给到计算机220。330是直接输入电源电压的负载装置。
来自控制装置200的动作指令信号STB为高(H)电平或(L)电平。电源装置100设定为：在动作指令信号STR为高电平时变为动作状态，在低电平时为停止状态。在该例子中，误差放大电路20和基准电压发生电路30，按照动作指令信号STB动作或停止。动作指令信号STB，高电平时，例如为1.5～3V左右，低电平时，例如为零电压(地电平)。
该动作指令信号STB被输入到时间常数电路250。时间常数电路250，在该例子中，由与该输入端和输入端之间的连接的电阻器251和与该输出端和地之间的电容器252构成。
该时间常数电路250被输入动作指令信号STB时，自其输出端输出按照时间常数上升的动作指令用输入电压Vstb，该时间常数对应于电阻器251的电阻值和电容器252的电容值。该动作指令用输入电压Vstb被输入到电源装置100的电压电平检测电路40和电平移动电路50。另外，时间常数电路250的构成，不限于此例，只要是在输入端输入电压时，输出端的电压缓慢上升的装置即可。
电压电平检测电路40，在动作指令用输入电压Vstb的电平在超过第一规定电压电平Vth1时发生检测信号Vdet。该电压电平检测电路40发生检测信号Vdet时，基准电压发生电路30和误差放大电路20从停止状态(OFF)变为动作状态(ON)。
电压电平检测电路40在电源电压Vcc和地之间将电阻器41和N型MOS晶体管42按照该顺序串联连接，该N型MOS晶体管42的栅极被施加动作指令用输入电压Vstb。而且，电阻器41和N型MOS晶体管42之间的连接点的电压由反相器43反相，作为检测信号Vdet输出。该N型MOS晶体管42的动作阈值为第一规定电压电平Vth1。
电平移动电路50，按照比动作指令用输入电压Vstb低的方式，发生自动作指令用输入电压Vstb电平移动后的电平移动电压Vss。在动作指令用输入电压Vstb达到比第一规定电压电平Vth1高的第二规定电压电平Vth2时，发生电平移动电压Vss。另外，第二规定电压电平Vth2也可以与第一规定电压电平Vth1相等。即，第二规定电压电平Vth2≥第一规定电压电平Vth1。
图2～图4是表示电平移动电路50的构成例的图。
在图2中，二极管51、52和电阻器53、54按照该顺序，串联连接在动作指令用输入电压Vstb点和地之间。自该电阻器53、54的串联连接点输出电平移动电压Vss。
在设二极管51、52的压降为第二规定电压电平Vth2时，电平移动电压Vss按照如下表示。
Vss＝(Vstb-Vth2)·R2/(R1+R2)
其中，R1是电阻器53的电阻值；R2是电阻器54的电阻值。
在图2中，在动作指令用输入电压Vstb超过第二规定电压Vth2时，发生电平移动电压Vss。另外，电平移动电压Vss的电平，通过调整电阻值R1、R2可以改变。
另外，在图2中，二极管51、52也可以是二极管连接的晶体管，另外，其个数不限于两个，可以是对应需要的第二规定电压电平Vth2的个数。另外，电阻器53可以省略。
在图3中，将第一电阻器55、晶体管56和第二电阻器57按照该顺序串联连接在动作指令用输入电压Vss点和地之间。在该例子中，晶体管电路56，由PNP型双极性晶体管构成。使用基准电压Vref作为该晶体管电路56的控制电压。而且，自晶体管电路56和第二电阻器57之间的连接点输出电平移动电压Vss。
设晶体管电路56的动作阈值为Vth，电平移动电压Vss按照下面表示。其中，动作阈值Vth和基准电压Vref之和的电压相当于第二规定电压Vth2。
Vss＝(Vstb-Vref-Vth)·R2/R1
其中，R1是电阻器55的电阻值，R2是电阻器57的电阻值。
在图3中，在动作指令用输入电压Vstb超过基准电压Vref和阈值Vth之和的电压时，发生电平移动电压Vss。另外，电平移动电压Vss的电平，通过调整电阻值R1、R2可以改变。
图4的电平移动电路50，作为晶体管电路58，使用P型MOS晶体管代替图3中的PNP型双极性晶体管。图4的其他构成是与图3的构成相同，与图3同样进行电平移动。
参照图5的时序图，对以上的电源装置100和便携设备的动作进行说明。
在图5中，在时刻t1以前，来自控制装置200的动作指令信号STB为低电平，电源装置100为停止状态。
在时刻t1，来自控制装置200的动作指令信号STB为高电平(例如3V)时，时间常数电路250的输出端电压，即动作指令用输入电压Vstb随着时间常数电路250的时间常数缓慢上升。
在时刻t2，动作指令用输入电压Vstb的电压电平达到第一规定电压Vth1(例如，0.7V)时，自电压电平检测电路40输出检测信号Vdet。
在输出该检测信号Vdet时，对误差放大电路20、基准电压发生电路30供给ON信号，电源装置100成为动作状态。由此，一定电压电平的基准电压Vref(例如0.4V)自基准电压发生电路30供给到误差放大电路20。只是，在该时刻t2，因为电平移动电压Vss还是零电压，所以输出电源Vout不发生。
到达时刻t3，动作指令用输入电压Vstb达到第二规定电压Vth2的电平时，来自基准电压发生电路30的电平移动电压Vss从零电压徐徐上升。
误差放大电路20中，选择基准电压Vref和电平移动电压Vss当中的低电压，按照反馈电压Vfb与该低电压(初始电平移动电压Vss)相等的方式进行控制。因此，随着电平移动电压Vss的缓慢上升，输入电压Vout也缓慢上升。即进行平稳起动。
在时刻t4，在电平移动电压Vss大于基准电压Vref时，误差放大电路20中选择基准电压Vref。因此，在时刻t4之后，按照反馈电压Vfb与一定电压的基准电压Vref相等的方式进行控制。因此输出电压Vout维持在规定的电压电平(例如，3V)。
如上所述，根据本发明，根据输入到动作指令信号用输入端子Pstb的动作指令用输入电压Vstb，控制电源装置100的动作状态(ON)或停止状态(OFF)，而且，发生基准电压Vref和稳定起动用的电平移动电压Vss。因此，不必增加电源装置100的消耗电流稳定起动的同时，削减了该IC化后的电源装置100的端子数目。
另外，动作指令用输入电压Vstb在超过第一规定电压电平Vth1时产生检测信号Vdet。对应该检测信号Vdet生成基准电压Vref，驱动误差放大电路20动作。而且，动作指令用输入电压Vstb在达到第二规定电压电平Vth2时生成电平移动电压Vss。由此，在误差放大电路20的动作条件齐备后，顺利进行电平移动电源Vss所引起的稳定起动。
另外，自控制装置200发生的、例如阶跃状的动作指令信号STB经由时间常数电路250按照规定的时间常数平滑上升，作为动作指令用输入电压Vstb供给到电源装置100。这样，可以仅附加了简单的时间常数电路250，生成动作指令用输入电压Vstb。因此，可以使便携设备的构成简单。
产业上的应用
本发明的电源装置，基于被输入到动作指令信号用输入端子的动作指令用输入电压，控制电源装置的动作状态或停止状态的同时，生成基准电压和稳定起动用的电平移动电压。因此，能够不必增加电源装置的电流消耗进行稳定起动的同时，削减其端子数目。因此，可以将IC化的电源装置和安装了该电源装置的便携设备小型化、电流低消耗化。

Claims (7)

1、一种电源装置，包括：输出电路，其调整电源电压并输出规定的输出电压，误差放大电路，其比较至少对应所述输出电压的反馈电压和基准电压，根据该比较结果控制所述输出电路，以使所述反馈电压与所述基准电压相等；及基准电压发生电路，其产生所述基准电压，按照输入到动作指令信号用输入端子、且按照规定的时间常数平滑地上升的动作指令用输入电压，将所述电源装置控制为动作状态或停止状态，其特征在于，
还包括：电压电平检测电路，其在所述动作指令用输入电压的电平超过第一规定电压电平时发生检测信号；和电平移动电路，其按照比所述动作指令用输入电压低的方式，发生自所述动作指令用输入电压电平移动后的电平移动电压，
所述基准电压发生电路，按照所述检测信号被置为动作状态，发生所述基准电压，
所述误差放大电路，按照所述检测信号被置为动作状态，而且在所述电平移动电压比所述基准电压低时，以所述电平移动电压代替所述基准电压与所述反馈电压进行比较。
2、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将至少一个二极管和至少一个电阻器以该顺序串联连接，自该串联连接电路的连接点输出所述电平移动电压。
3、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将第一电阻器、晶体管电路和第二电阻器以该顺序串联连接，将所述基准电压作为控制信号施加于所述晶体管，而且从所述晶体管电路和所述第二电阻器之间的连接点输出所述电平移动电压。
4、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述动作指令用输入电压，在达到比所述第一规定电压电平高或相等的第二规定电压电平时，生成所述电平移动电压。
5、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将至少一个二极管和至少一个电阻器以该顺序串联连接，自该串联连接电路的连接点输出所述电平移动电压。
6、根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
所述电平移动电路，在所述动作指令用输入电压点和地之间，将第一电阻器、晶体管电路和第二电阻器以该顺序串联连接，将所述基准电压作为控制信号施加于所述晶体管，而且从所述晶体管电路和所述第二电阻器之间的连接点输出所述电平移动电压。
7、一种便携设备，包括：
权利要求1～6中任一项所述的电源装置；
发生所述电源电压的电池电源；
发生动作指令信号的控制装置；
输入所述动作指令信号，输出所述动作指令用输入电压的时间常数电路；及
被供给所述输出电压的负载装置。
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