CN1371033A - 电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在携带电话等使用各种电池的装置等中使用的电源电路,尤其涉及能实现低消耗电力化的电源电路。CPU11进行通常动作场合,通过DC－DC变压器2动作,高效地将电源电压VDD降压到电压Va后,再通过电压调节器3降压得到稳定电压Vb,供给CPU11;若CPU11成为待机状态,DC－DC变压器2成为非活性化状态,停止动作,抑制电力消耗,同时,仅用电压调节器3将通过DC－DC变压器2的电源电压VDD调节到所希望的电压Vb,供给CPU11。本发明的电源电路在待机状态时能降低电力消耗,同时,作为电源供给对象的装置即使在上述待机状态时间歇动作场合,也能向该装置供给电源。

Description

电源电路
                        技术领域
本发明涉及在携带电话等使用各种电池的装置中使用的电源电路，尤其涉及能实现低消耗电力的电源电路。
                        背景技术
以往，作为将从直流电源供给的直流电压降压到所定电压的电源电路有使用电压调节器和使用DC-DC变压器。
图14是使用电压调节器的电源电路公知技术例的电路图。在图14的电压调节器100中，从各种电池(包括二次电池)等的直流电源101施加电源电压VDD的电源端与接地之间串列连接P通道型MOS晶体管(以下简记为“PMOS晶体管”)102，电阻103及104。
电阻103和104对输出电压Vout进行分压，在电压比较器106对上述分压电压与由标准电压发生电路105产生输出的所定标准电压Vref进行比较，根据比较结果控制PMOS晶体管102的动作，使得输出电压Vout成为所希望的一定的值。在图14中，例示电压调节器100向CPU107供给电源的场合。
但是，这种电压调节器使电源电压VDD降压到所定输出电压Vout时，存在PMOS晶体管102电力消耗大的问题。例如，电源电压VDD设为3.6V，在电压调节器100将该3.6V降压到2V输出场合，CPU107的消耗电流设为100mA，则在PMOS晶体管102电力消耗为0.16W。这样，由于近年来CPU的动作电压值下降，电池电压与CPU动作电压的差在电压调节器消耗，这对以低消耗电力为目标的系统来说是不希望的。
于是，在电源中使用电池的装置中，使用如图15所示那样的DC-DC变压器作为电源电路，代替上述电压调节器。在图15中，例示CPU与DC-DC变压器连接的场合。图15中的DC-DC变压器110将直流电源101施加的电源电压VDD降压到所希望的输出电压Vout，供给CPU107作为电源。
另一方面，在电源中使用电池的装置中，为了尽可能减少消耗电力，抑制电池消耗，根据需要设有待机功能，能一时使各部动作停止，使得装置处于低消耗电力状态。这种场合，图15的CPU107处于上述待机状态时，DC-DC变压器110使处于待机状态的输出端接地，或者使其处于高阻抗状态，以减少所消耗电力。DC-DC变压器110直接控制作为电源供给对象装置的CPU107。
另外，作为电源供给对象装置的CPU107即使处于待机状态也自动反复接通/断开，根据需要对于装置各部(没有图示)间歇起动场合，需要使得DC-DC变压器110常时处于活性化状态使用。以常时活性化状态使用DC-DC变压器110场合，DC-DC变压器110本身的电力消耗给予装置消耗电力的影响大。此外，在电源中使用电池的装置中，需要尽可能减少消耗电力，抑制电池消耗，若用消耗电力大的电压调节器代替DC-DC变压器110，存在消耗电力大的问题。
                      发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于：提供电源电路，在作为电源供给对象装置不处于待机状态而进行通常电力消耗场合，通过使DC-DC变压器动作，高效地使电源电压降压后，由电压调节器供给稳定的电源；在作为电源供给对象装置处于待机状态电力消耗小场合，使得DC-DC变压器处于非活性化状态，抑制电力消耗，同时，仅由电压调节器将通过DC-DC变压器的电源电压调节到所希望的电压值，将上述电源供给作为电源供给对象的装置，因此，在待机状态时能减少电力消耗，同时，作为电源供给对象的装置在待机状态下间歇动作场合，也能向该装置供给电源。
为了实现上述目的，本发明提出一种电源电路，将来自直流电源的电源电压降压到所定电压，向具有所定功能的系统装置供给电源，其特征在于，设有：
DC-DC变压器，将来自上述直流电源的电源电压降压到所定电压Va输出；
电压调节器，将来自上述DC-DC变压器的输出电压至少降压到一个所定电压Vb，向上述系统装置供给电源。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，从作为电源供给对象的上述系统装置输出实行低消耗电力动作模式时所定的信号，输入上述DC-DC变压器，则上述DC-DC变压器成为非活性化状态，停止动作，输出来自直流电源的电源电压。
根据本发明的电源电路，其特征还在于：
上述DC-DC变压器设有：
开关电路部，开关来自直流电源的电源电压输出；
平滑电路部，平滑从上述开关电路部输出的脉动电压，向电压调节器输出；
控制部，检测从上述平滑电路部输出的电压，根据该检测到的电压，控制上述开关电路部中开关动作，使得从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va；
一输入上述所定信号，成为非活性化状态，上述控制部对上述开关电路部，停止开关动作，常时使得来自直流电源的电源电压输出到上述平滑电路部。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定信号，当该所定信号输入，上述DC-DC变压器输出来自直流电源的电源电压。
根据本发明的电源电路，其特征还在于：
上述DC-DC变压器设有：
开关电路部，开关来自直流电源的电源电压输出；
平滑电路部，平滑从上述开关电路部输出的脉动电压，向电压调节器输出；
控制部，检测从上述平滑电路部输出的电压，根据该检测到的电压，控制上述开关电路部中开关动作，使得从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va；
一输入上述所定信号，上述控制部对上述开关电路部，停止开关动作，使得来自直流电源的电源电压输出到上述平滑电路部。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，解除低消耗电力动作模式进行通常动作时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定解除信号，该所定解除信号输入上述控制部，若从上述平滑电路部输出的电压超过上述所定电压Va，上述控制部使得负荷连接在上述平滑电路部的输出端，控制流过该负荷的电流，使得从上述平滑电路部输出的电压降低到上述所定电压Va。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，上述控制部设有：
形成上述负荷的晶体管；
输出电压判断电路，若输入上述所定解除信号，该输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压是否为所定电压Va以下，输出该判断结果；
电流控制电路，若输入上述所定解除信号，该电流控制电路根据上述输出电压判断电路的判断结果，控制上述晶体管的动作，控制流过该晶体管的电流。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压超过所定电压Va场合，上述电流控制电路以所定速度增加流过上述晶体管的电流。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va后，上述电流控制电路进行控制，在所定时间t2期间，继续以所定速度增加流过上述晶体管的电流之后，在所定时间t3期间，对上述晶体管流过饱和电流。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，上述所定时间t3经过后，上述电流控制电路以所定速度减少流过上述晶体管的电流。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出上述所定信号，该所定信号输入上述控制部，上述控制部检测从上述开关电路部输出的电流，根据该检测到的电流值对开关电路部进行输出电流控制。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，所检测到的电流值不满所定值α时，上述控制部对上述开关电路部使得电源电压输出到平滑电路部，所检测到的电流值为所定值α以上时，上述控制部对上述开关电路部以所定方法使输出电流降低，使得该电流值直到不满所定值α。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，解除低消耗电力动作模式进行通常动作时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定解除信号，该所定解除信号输入上述控制部，从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va期间，上述控制部比较以一定速度降低的标准电压Vr2和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。
根据本发明的电源电路，其特征还在于，若从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va，上述控制部比较所定的标准电压Vr1和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。
下面说明本发明的效果。
如上所述，按照本发明的电源电路，将用DC-DC变压器，将直流电源的电源电压降压到所定电压Va后，再由电压调节器将输出电压降压到所定电压Vb，向系统装置供给电源。这样，能减少电压调节器所引起的消耗电力，实现低消耗电力化，在以各种电池(包含二次电池)为能源的装置中，能抑制电池消耗。
按照本发明的电源电路，从作为电源供给对象的系统装置输出实行低消耗电力动作模式时所定的信号，输入DC-DC变压器，则上述DC-DC变压器成为非活性化状态，停止动作，输出来自直流电源的电源电压。这样，作为电源供给对象的系统装置在实行低消耗电力动作模式一时停止动作时，使得DC-DC变压器成为非活性化状态，停止动作，因此，实现低消耗电力化，同时，系统装置在例如CPU处于低消耗电力动作时间歇动作场合，也能供给电源。
具体地说，来自系统装置的所定信号输入DC-DC变压器，就成为非活性化状态，控制部对开关电路部，停止开关动作，常时使得来自直流电源的电源电压输出到平滑电路部。这样，在DC-DC变压器，能以简单结构在非活性化状态时将来自直流电源的电源电压输出到电压调节器。
按照本发明的电源电路，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的系统装置输出所定信号，当该所定信号输入，DC-DC变压器输出来自直流电源的电源电压。这样，作为电源供给对象的系统装置实行低消耗电力动作模式一时停止动作时，能停止DC-DC变压器中产生所定电压Va的动作，因此，实现低消耗电力化，同时，系统装置在例如CPU处于低消耗电力动作时间歇动作场合，也能供给电源。
这种场合，在DC-DC变压器，若输入上述所定信号，控制部对上述开关电路部，停止开关动作，使得来自直流电源的电源电压输出到上述平滑电路部。这样，在DC-DC变压器，能以简单结构在低消耗电力动作模式时将来自直流电源的电源电压输出到电压调节器。
按照本发明的电源电路，解除低消耗电力动作模式时，若从平滑电路部输出的电压超过所定电压Va，上述控制部使得负荷连接在上述平滑电路部的输出端，控制流过该负荷的电流，使得从上述平滑电路部输出的电压降低到上述所定电压Va。这样，从低消耗电力动作模式移到通常动作时，能减少从DC-DC变压器向电压调节器的输出电压中发生的负脉冲信号。
具体地说，上述控制部设有：形成上述负荷的晶体管；输出电压判断电路，若输入上述所定解除信号，该输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压是否为所定电压Va以下，输出该判断结果；电流控制电路，若输入上述所定解除信号，该电流控制电路根据上述输出电压判断电路的判断结果，控制上述晶体管的动作，控制流过该晶体管的电流。这样，能以简单结构，从低消耗电力动作模式移到通常动作时，能减少从DC-DC变压器向电压调节器的输出电压中发生的负脉冲信号。
按照本发明的电源电路，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压超过所定电压Va场合，上述电流控制电路以所定速度增加流过上述晶体管的电流。这样，从低消耗电力动作模式移到通常动作时，能使平滑电路部的输出电压从电源电压逐渐减少到所定电压Va，因此，能减少平滑电路部的输出电压中的负脉冲信号。
按照本发明的电源电路，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va后，上述电流控制电路进行控制，在所定时间t2期间，继续以所定速度增加流过上述晶体管的电流之后，在所定时间t3期间，对上述晶体管流过饱和电流。这样，在平滑电路部的输出电压成为所定电压Va后到控制部开始对开关电路部控制开关动作时间，能防止平滑电路部的输出端急剧增加负荷电流，能减少平滑电路部的输出电压中的负脉冲信号。
按照本发明的电源电路，上述所定时间t3经过后，上述电流控制电路以所定速度减少流过上述晶体管的电流。这样，能在电流流过晶体管状态时电压调节器开始动作，能减少因电压调节器动作开始时从平滑电路部的输出端的输出电流急剧增加所引起的平滑电路部的输出电压中的负脉冲信号。
按照本发明的电源电路，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出上述所定信号，该所定信号输入上述控制部，上述控制部检测从上述开关电路部输出的电流，根据该检测到的电流值对开关电路部进行输出电流控制。这样，从通常动作移向低消耗电力动作模式时，能防止平滑电路部的输出电压从所定电压Va急剧上升到电源电压，因此，能减少平滑电路部的输出电压中的过调信号。
具体地说，所检测到的电流值不满所定值α时，上述控制部对上述开关电路部使得电源电压输出到平滑电路部，所检测到的电流值为所定值α以上时，上述控制部对上述开关电路部以所定方法使输出电流降低，使得该电流值直到不满所定值α。这样，从通常动作移向低消耗电力动作模式时，能可靠防止平滑电路部的输出电压从所定电压Va急剧上升到电源电压。
按照本发明的电源电路，解除低消耗电力动作模式进行通常动作时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定解除信号，该所定解除信号输入上述控制部，从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va期间，上述控制部比较以一定速度降低的标准电压Vr2和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。这样，从低消耗电力动作模式移向通常动作时，能进一步减少从DC-DC变压器向电压调节器的输出电压中发生的负脉冲信号。
这种场合，若从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va，上述控制部比较所定的标准电压Vr1和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。这样，使得负脉冲信号减少，从平滑电路部的输出电压为所定电压Va后，在从低消耗电力动作模式移向通常动作结束时刻能进行通常动作。
                     附图说明
图1是本发明第一实施例的电源电路构成例；
图2表示图1中DC-DC变压器2的内部构成例；
图3表示图1中DC-DC变压器2的内部构成变型例；
图4表示图3中控制部33发出的对各晶体管的控制信号时间图；
图5是本发明第二实施例的电源电路的DC-DC变压器的内部电路例；
图6表示图5的输出电压Vo特性例；
图7表示图5中流过NMOS晶体管81的电流ia的特性例；
图8表示栅压Vg的特性例；
图9表示栅压Vg的另一特性例；
图10表示图5中输出电压Vo的特性例；
图11表示图5中输出电压Vo，分压电压Vd及标准电压Vr1的关系例；
图12表示本发明第二实施例的电源电路的DC-DC变压器内部电路另一例；
图13表示图12中输出电压Vo，分压电压Vd，标准电压Vr1及Vr2的关系例；
图14是表示以往电源电路例的电路图；
图15是表示以往电源电路另一例的概略方框图。
                     具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明。
第一实施例
图1是本发明第一实施例的电源电路构成例。
在图1中，电源电路1由DC-DC变压器2和电压调节器3构成，从各种电池(包括二次电池)等的直流电源10施加电源电压VDD，DC-DC变压器2使上述电源电压VDD降压，输出所定电压Va，电压调节器3使来自DC-DC变压器2的输出电压降压，输出所定电压Vb。
DC-DC变压器2连接在施加电源电压VDD的电源端与接地之间，电压调节器3连接在DC-DC变压器2的输出端与接地之间，电压调节器3的输出端与作为电源供给对象装置的CPU11的电源端相连接。在图1中，以CPU11作为从电源电路1供给电源的对象装置，但是，除CPU11之外，还可以有DSP或存储器等，它们构成系统装置。
电压调节器3由P通道型MOS晶体管(以下简记为“PMOS晶体管”)21，电阻22，23，标准电压发生电路24及电压比较器25构成。在DC-DC变压器2的输出端与接地之间串列连接PMOS晶体管21，电阻22及23，PMOS晶体管21与电阻22的连接部形成电压调节器3的输出端。另外，电阻22和23的连接部与电压比较器25的一输入端连接，来自标准电压发生电路24的标准电压Vref输入电压比较器25的另一输入端。电压比较器25的输出端与PMOS晶体管21的栅极连接。
电阻22及23对输出电压Vb进行分压，在电压比较器25对上述分压电压与由标准电压发生电路24产生的标准电压Vref进行比较。该分压电压比标准电压Vref大的场合，控制PMOS晶体管21的动作，使得从PMOS晶体管21流出的电流减少；该分压电压比标准电压Vref小的场合，控制PMOS晶体管21的动作，使得从PMOS晶体管21流出的电流增加。
在这种结构中，CPU11具有使各部动作一时停止处于低消耗电力状态(以下，简记为“待机状态”)的功能，处于待机状态时，对DC-DC变压器2输出所定的待机信号SLP。CPU11不处于待机状态而进行通常状态动作时，即所定待机信号SLP没有从CPU11输入时，DC-DC变压器2使得从直流电源10输入的电源电压VDD降压形成输出电压Va，将该输出电压Va作为电源电压对电压调节器3输出。
电压调节器3使来自DC-DC变压器2的作为电源电压施加的电压Va降压，将形成的电压Vb作为电源电压供给CPU11。这样，在电源电路1，在DC-DC变压器2使得从直流电源10输入的电源电压VDD降压到电压Va后，进而在电压调节器3降压到电压Vb，作为电源电压供给CPU11。使得在电压调节器3的电压降压值小，例如，电源电压VDD为3.6V场合，DC-DC变压器2的输出电压Va为2.0V，电压调节器3的输出电压Vb为1.8V。这样，能减少电压调节器3的消耗电力。
进行待机状态动作的待机模式场合，即CPU11向DC-DC变压器2输出所定的待机信号SLP场合，DC-DC变压器2成为非活性化状态，停止动作。若DC-DC变压器2停止动作，从直流电源10施加的电源电压VDD保持不变地作为输出电压Va从输出端输出。即电源电压VDD作为电源电压施加在电压调节器3上，CPU11在待机模式下动作，在该待机模式下停止动作场合，几乎不消耗电流。因此，在电压调节器3上几乎不消耗电力。
另一方面，作为待机模式动作，存在CPU11进行间歇动作例如每间隔一秒动作的场合。但是，这种间歇动作状态场合，用于CPU动作的必要的电源是电压调节器3将通过DC-DC变压器2施加的电源电压VDD降压到输出电压Vb得到的。但是，这时CPU11消耗的电流小，因此，电压调节器3中PMOS晶体管21所引起的消耗电力小。
图2表示图1中DC-DC变压器2的内部构成例，参照图2具体说明DC-DC变压器2的内部结构。
在图2中，DC-DC变压器2由对从直流电源10供给的电源进行开关输出的开关电路部31，使从该开关电路部31输出的脉动电压平滑的平滑电路部32及控制开关电路部31的开关动作的控制部33构成。
开关电路部31由PMOS晶体管41构成，该PMOS晶体管41的漏极与源极之间形成寄生二极管42。在PMOS晶体管41，从直流电源10供给的电源电压VDD施加在源极上，栅极与控制部33连接，漏极与平滑电路部32连接。PMOS晶体管41的衬底栅与源极连接。
平滑电路部32由形成平滑线圈的扼流圈45，形成平滑电容器的电容46及形成飞轮二极管的二极管47构成。扼流圈45和电容46形成扼流输入型平滑电路，其平滑从PMOS晶体管41输入的脉动电压后输出。另外，形成飞轮二极管的二极管47的阴极与扼流圈45的输入端连接，其阳极接地。
用平滑电路部32平滑后的直流电压输出到控制部33，同时，作为输出电压Va输出到电压调节器3。没有从CPU11输入所定待机信号SLP时，控制部33向PMOS晶体管41的栅极输出预先设定的频率例如数百kHz～1MHz的脉冲信号。
控制部33对从平滑电路部32输出的输出电压进行监视，控制输出到PMOS晶体管41的栅极的脉冲信号的占空系数，使得该输出电压成为预先设定的电压Va，例如2.0V。具体地说，当输出电压比设定电压Va小场合，控制部33减小占空系数，延长PMOS晶体管41的接通期间；而当输出电压比设定电压Va大场合，控制部33增大占空系数，缩短PMOS晶体管41的接通期间。而当输出电压成为设定电压Va场合，控制部33保持现状的占空系数。
另一方面，若从CPU11向控制部33输入所定待机信号SLP时，控制部33成为非活性化状态，停止动作，PMOS晶体管41的栅极成为低电平。因此，PMOS晶体管41成为接通状态，从平滑电路部32的输出电压成为与来自直流电源10的电源电压VDD相同的电压。
在上述说明中，是以电压调节器3输出一个输出电压Vb场合为例进行说明的，但是，也可以输出若干不同的电压。另外，DC-DC变压器2中的开关电路部31，控制部33以及电压调节器3可以用一片IC形成。
在图2中，是以在平滑电路部32使用飞轮二极管场合为例进行说明的，但是，也可以如图3所示，在PMOS晶体管41的漏极与接地之间连接N通道型MOS晶体管(以下简记为“NMOS晶体管”)51，代替飞轮二极管，用控制部33控制该NMOS晶体管51的动作。
这种场合，在控制部33，对PMOS晶体管41的控制信号S1与对NMOS晶体管51的控制信号S2的关系例如图4所示。如图4所示，控制部33控制PMOS晶体管41和NMOS晶体管51，使得它们不同时接通。另外，NMOS晶体管51可以与DC-DC变压器2中的开关电路部31，控制部33以及电压调节器3一起形成在一片IC内。
这样，CPU11通常动作场合，第一实施例中的电源电路通过使DC-DC变压器2动作，高效地将电源电压VDD降压到电压Va后，进而通过电压调节器3降压，得到稳定的电压Vb，供给CPU11，若CPU11成为待机状态，DC-DC变压器2成为非活性化状态，停止动作，抑制电力消耗，同时，将通过DC-DC变压器2的电源电压VDD仅用电压调节器3调节到所希望的电压Vb，供给CPU11。这样，能减少通常动作时因电压调节器所引起的电力消耗，同时，若作为电源供给对象的CPU，DSP及存储器等装置成为待机状态，能减少电力消耗。即使该装置例如CPU在待机状态时间歇动作场合，也能向该装置供给电源。
第二实施例
在上述第一实施例中，若成为待机状态，DC-DC变压器2成为非活性化状态，停止动作，通过电源电压VDD，向电压调节器3输出。但是，若这样的话，从待机模式移向通常动作时，DC-DC变压器2的输出电压有可能发生负脉冲信号，同时，从通常动作移向待机模式时，DC-DC变压器2的输出电压有可能发生过调。因此，最好在DC-DC变压器附加防止上述那样的负脉冲信号及过调的功能，这就是本发明第二实施例。
本发明第二实施例中电源电路的构成例的图除了将DC-DC变压器2变为DC-DC变压器2a，以及将电源电路1变为电源电路1a之外，其它与图1相同，因此，第二实施例中电源电路的构成例的图省略。另外，在第二实施例的说明中，以待机信号SLP在通常动作时为低电平，在待机模式时为高电平场合为例进行说明，同时以图2场合为例进行说明，图3场合相同，说明省略。
图5是本发明第二实施例的电源电路的DC-DC变压器的内部电路例，在图5中，与图2相同者标以相同符号，在此说明省略。
在图5中，DC-DC变压器2a由开关电路部31，平滑电路部32及控制开关电路部31的开关动作的控制部33a构成。
控制部33a由占空系数控制电路部61，负脉冲防止电路部62及过调防止电路部63构成。占空系数控制电路部61控制输出到PMOS晶体管41栅极的脉冲信号的占空系数，使得从平滑电路部32输出的输出电压Vo成为所定电压Va，负脉冲防止电路部62用于防止输出电压Vo的负脉冲，过调防止电路部63用于防止输出电压Vo的过调。输入到控制部33a的待机信号SLP分别输入到占空系数控制电路部61，负脉冲防止电路部62及过调防止电路部63，在图5中表示省略。
在此，如上所述，在待机模式时，由于PMOS晶体管41的栅极为低电平，输出电压Vo成为电源电压VDD。以后，即使解除待机模式，电压调节器3也不能马上开始动作，到达电压调节器3开始动作需要一定时间。因此，解除待机模式后在一定期间，输出电压Vo不从此设定电压Va大的电源电压VDD附近下降。这样，控制部33a使得PMOS晶体管41的栅极为高电平，断开PMOS晶体管41，使其成为遮断状态。
这样，在输出电压Vo处于电源电压VDD附近状态下，电压调节器3开始动作，成为负荷连接到DC-DC变压器2a的状态，如图6所示，其中，M1表示待机状态，M3表示通常动作状态，M2表示状态移动期间(在以下图中，M1，M2，M3的含意与图6相同，说明省略)。若从平滑电路部32流出负荷电流io(在图6中，200mA的负荷电流io)，输出电压Vo急剧低下，发生负脉冲，可能发生输出电压Vo一时大大低于设定电压Va的状态，例如图中W1所示。
于是，从通常动作移到待机模式场合，若接通PMOS晶体管41马上使其成为导通状态，则输出电压Vo从设定电压Va急剧上升到电源电压VDD。这种场合，输出电压Vo发生图6所示那样的过调，可能发生输出电压Vo一时大大高于电源电压VDD的状态，例如图6中W2所示。负脉冲防止电路部62用于防止上述那种输出电压Vo的负脉冲，过调防止电路部63用于防止上述那种输出电压Vo的过调。
占空系数控制电路部61由检测输出电压Vo的输出电压检测部71以及占空系数控制部72构成，上述占空系数控制部72根据输出电压检测部71检测的输出电压Vo控制送向PMOS晶体管41栅极的脉冲信号中的占空系数。输出电压检测部71由运算增益器73，分压电路74及Vr1发生电路75构成，上述分压电路对输出电压Vo进行分压输出，上述Vr1发生电路75产生标准电压Vr1输出。分压电路74由串列连接在输出电压Vo与接地之间的电阻76，77及NMOS晶体管78构成，用反相器(没有图示)等使待机信号SLP的信号电平反相，所得信号SLPB输入NMOS晶体管78的栅极。
在输出电压检测部71，通常动作时，待机信号SLP为低电平，高电平信号SLPB输入NMOS晶体管78的栅极，NMOS晶体管78接通成为导通状态，用电阻76，77对输出电压Vo进行分压，输出分压电压Vd。该分压电压Vd输出到运算增益器73的反相输入端，由上述Vr1发生电路75产生的标准电压Vr1输入到运算增益器73的非反相输入端。运算增益器73对所输入的分压电压Vd与标准电压Vr1进行比较，将与该比较结果相对应的电压输出到占空系数控制部72。占空系数控制部72产生与上述输入的比较结果相应的占空系数的脉冲信号输出到PMOS晶体管41的栅极。
若为了实行待机模式动作，从CPU11输入高电平的待机信号SLP，输出电压检测部71的运算增益器73，Vr1发生电路75及占空系数控制部72分别停止动作。同时，在分压电路74，NMOS晶体管78断开，成为遮断状态，输出电压Vo作为分压电压Vd输出。若占空系数控制部72停止动作，输出端成为开路，成为高阻抗状态。
负脉冲防止电路部62设有NMOS晶体管81和运算增益器82，上述NMOS晶体管81实行作为从平滑电路部32的输出端流向接地的电流ia的负荷的动作，上述运算增益器82形成电压比较器，比较来自分压电路74的分压电压Vd与来自Vr1发生电路75的标准电压Vr1，根据比较结果输出双值信号。负脉冲防止电路部62还设有电流控制电路83，根据来自运算增益器82的输出电压控制NMOS晶体管81的动作，控制从平滑电路部32的输出端流出的电流ia。运算增益器82与输出电压检测部71的分压电路74及Vr1发生电路75一起形成输出电压判断电路。
在负脉冲防止电路部62，若为了进行待机模式，高电平的待机信号SLP从CPU11输入，则运算增益器82及电流控制电路83分别停止动作，NMOS晶体管81断开，成为遮断状态。在待机模式时，PMOS晶体管41接通，成为导通状态，因此，输出电压Vo成为电源电压VDD。
若从待机模式切换到通常动作，则运算增益器82及电流控制电路83分别成为活性化状态，开始动作。这时，输出电压Vo为比设定电压Va大的电源电压VDD，因此，从控制部33a输出使PMOS晶体管41断开的高电平的栅极电压。这样，分压电压Vd比标准电压Vr1大，运算增益器82的输出端成为低电平。
若从运算增益器82输入低电平信号，则电流控制电路83使得NMOS晶体管81的栅极电压Vg以所定速度上升，如图7所示，与所输入的栅极电压Vg相应的电流ia流过NMOS晶体管81。输出电压Vo从电源电压VDD逐渐低下，一直降低到设定电压Va，即分压电压Vd比标准电压Vr1小，运算增益器82的输出端成为高电平。
参照图8所示，若从运算增益器82输入高电平信号，则电流控制电路83在所定时间t2期间继续使得栅极电压Vg上升，在所定时间t3期间使得栅极电压Vg保持在电源电压VDD之后，在所定时间t4期间使得NMOS晶体管81的栅极电压Vg从电源电压VDD降低到接地电平。这时，流过NMOS晶体管81的电流ia成为如图7所示，栅极电压Vg成为如图8所示。之所以从运算增益器82输入高电平信号后到所定时间t2期间继续使得栅极电压Vg以上述t1期间相同速度上升，是由于输出电压Vo成为设定电压Va后到占空系数控制部72开始对PMOS晶体管41进行动作控制存在一定的延迟时间。
在图8中，表示电流控制电路83对NMOS晶体管81开始施加栅极电压Vg经时间t1后，在使得栅极电压Vg上升到电源电压VDD前，从运算增益器82输入高电平信号场合。在从运算增益器82输入高电平信号时刻，电流控制电路83使得栅极电压Vg上升到电源电压VDD场合，栅极电压Vg的变化成为图9所示。在图9中，图8的时间t1成为比该t1长的时间t1’，电流控制电路83在时间t2期间想使栅极电压Vg上升，但是，由于栅极电压Vg已经成为电源电压VDD，因此，结果，栅极电压Vg在(t2+t3)期间保持电源电压VDD。
另外，电流控制电路83使得NMOS晶体管81的栅极电压Vg降低到接地电平期间，电流控制电路83进行涉及NMOS晶体管81的栅极电压的各设定，使得电压调节器3开始动作，从平滑电路部32向电压调节器3流过负荷电流io。即在电流控制电路83预先分别设定对于NMOS晶体管81的栅极电压的升压速度，以电源电压VDD保持的时间t2，t3，以及从电源电压VDD降低到接地电平的降压速度。
另一方面，过调防止电路部63在通常动作时成为非活性化状态，输出端成为开路，停止向PMOS晶体管41施加栅极电压。而在待机模式时，过调防止电路部63成为活性化状态，检测从PMOS晶体管41输出的电流，根据该检测到的电流，控制PMOS晶体管41的栅极电压。
在待机模式时，过调防止电路部63所检测到的电流不满所定值α例如不满1A时，使得PMOS晶体管41的栅极电压为低电平，接通PMOS晶体管41，使得输出电压Vo上升到电源电压VDD。另外，当所检测到的电流达到所定值α例如1A以上时，过调防止电路部63根据该检测到的电流值使得对PMOS晶体管41的栅极电压逐渐上升，以使从PMOS晶体管41供给的电流逐渐降低，成为不满所定值α。
这样，通过各部动作，输出电压Vo成为如图10所示，能减少从待机模式移到通常动作时所产生的输出电压Vo的负脉冲信号，同时，能减少从通常动作移到待机模式时所产生的过调现象。而且，过调防止电路部63在待机模式时，还具有在与平滑电路部32连接的负荷短路场合作为防止从PMOS晶体管41流过过大电流的电路功能。因此，在待机模式时，能防止从DC-DC变压器2a输出异常电流，提高了可靠性。
在此，在图5中，输出电压检测部71中的运算增益器73输出标准电压Vr1与分压电压Vd的比较结果，将根据该比较结果的占空系数的脉冲信号输出到PMOS晶体管41的栅极。这种场合，输出电压Vo，分压电压Vd及标准电压Vr1成为如图11所示。在图11中，右面所示为用点划线所围住部分的放大。在待机解除时，DC-DC变压器2a为与非活性化状态大致相同的状态，所以，若急剧施加负荷，预计虽然能比第一实施例大幅度减少负脉冲，但输出电压Vo会从设定电压Va降低某种程度。
对此，如图12所示，设置Vr2发生电路91，产生标准电压Vr2输出，以进行预先设定的电压变化，输出电压Vo比设定电压Va高场合，运算增益器73可以用从Vr2发生电路91产生的标准电压Vr2进行比较。在图12中，与图5相同的以同样标号表示，说明省略，仅说明与图5的不同点。在图12中，输入到控制部33a的待机信号SLP分别输入占空系数控制电路部61a，负脉冲防止电路部62及过调防止电路部63，与图5一样省略。
图12与图5的不同点在于：设有Vr2发生电路91，切换电路92及运算增益器93。上述切换电路92根据所输入的控制信号将标准电压Vr1或标准电压Vr2中某方排他地输出到运算增益器73的非反转输入端，上述运算增益器93根据分压电压Vd控制切换电路92的动作。伴随上述变化，将图5的输出电压检测部71设为输出电压检测部71a，将图5的占空系数控制电路部61设为占空系数控制电路部61a。
在图12中，控制部33a由占空系数控制电路部61a，负脉冲防止电路部62及过调防止电路部63构成。占空系数控制电路部61a由检测输出电压Vo的输出电压检测部71a及占空系数控制部72构成，占空系数控制部72根据由输出电压检测部71a检测到的输出电压Vo控制输向PMOS晶体管41栅极的脉冲信号中的占空系数。
输出电压检测部71a由运算增益器73，分压电路74，Vr1发生电路75，Vr2发生电路91，切换电路92及运算增益器93构成。在待机模式时，与图5的输出电压检测部71一样，运算增益器73和Vr1发生电路75分别停止动作，同时，分压电路74以分压电压Vd作为输出电压Vo输出。进而，Vr2发生电路91，切换电路92及运算增益器93也分别停止动作。
当从待机模式切换到通常动作即解除待机模式时，输出电压检测部71a各部开始动作。Vr2发生电路91以所定速度使标准电压Vr2变化输出，从解除待机模式时比分压电压Vd低的所定电压Vx经预先设定的一定时间降低到标准电压Vr1。
运算增益器93比较分压电压Vd和标准电压Vr1，分压电压Vd比标准电压Vr1大的场合，向切换电路92输出低电平控制信号。若从运算增益器93输入低电平控制信号，切换电路92向运算增益器73的非反转输入端输出标准电压Vr2。若分压电压Vd成为标准电压Vr1以下，运算增益器93向切换电路92输出高电平控制信号。若从运算增益器93输入高电平控制信号，切换电路92向运算增益器73的非反转输入端输出标准电压Vr1。
这样，输出电压Vo，分压电压Vd及标准电压Vr2成为如图13所示，在解除待机模式时，DC-DC变压器处于活性化状态，因此，能进一步减少急剧施加负荷场合输出电压Vo偏离设定电压Va低下即负脉冲现象。在图13中，右方所示为用点划线围住部分的放大。可以设定标准电压Vr2的电压低下特性，使得输出电压Vo能比图13中所示例更平缓地降低电压。
这样，通过追加负脉冲防止电路部62及过调防止电路部63，第二实施例的电源电路能减少从待机模式移到通常动作时产生的输出电压Vo的负脉冲，同时，能减少从通常动作移到待机模式时产生的输出电压Vo的过调。
从待机模式移到通常动作时，输出电压Vo降低到所定电压Va期间，在所定期间，使得标准电压Vr2从比分压电压Vd低的所定电压Vx降低到预先设定的标准电压Vr1变化，占空系数控制电路部61a使用上述标准电压Vr2控制PMOS晶体管41栅极电压的占空控制。这样，能进一步减少从待机模式移到通常动作时所产生的输出电压Vo的负脉冲。
上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种电源电路，将来自直流电源的电源电压降压到所定电压，向具有所定功能的系统装置供给电源，其特征在于，设有：
DC-DC变压器，将来自上述直流电源的电源电压降压到所定电压Va输出；
电压调节器，将来自上述DC-DC变压器的输出电压至少降压到一个所定电压Vb，向上述系统装置供给电源。
2.根据权利要求1中所述的电源电路，其特征在于，从作为电源供给对象的上述系统装置输出实行低消耗电力动作模式时所定的信号，输入上述DC-DC变压器，则上述DC-DC变压器成为非活性化状态，停止动作，输出来自直流电源的电源电压。
3.根据权利要求1或2中所述的电源电路，其特征在于：
上述DC-DC变压器设有：
开关电路部，开关来自直流电源的电源电压输出；
平滑电路部，平滑从上述开关电路部输出的脉动电压，向电压调节器输出；
控制部，检测从上述平滑电路部输出的电压，根据该检测到的电压，控制上述开关电路部中开关动作，使得从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va；
输入上述所定信号，成为非活性化状态，上述控制部对上述开关电路部，停止开关动作，常时使得来自直流电源的电源电压输出到上述平滑电路部。
4.根据权利要求1中所述的电源电路，其特征在于，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定信号，当该所定信号输入，上述DC-DC变压器输出来自直流电源的电源电压。
5.根据权利要求1或4中所述的电源电路，其特征在于：
上述DC-DC变压器设有：
开关电路部，开关来自直流电源的电源电压输出；
平滑电路部，平滑从上述开关电路部输出的脉动电压，向电压调节器输出；
控制部，检测从上述平滑电路部输出的电压，根据该检测到的电压，控制上述开关电路部中开关动作，使得从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va；
输入上述所定信号，上述控制部对上述开关电路部，停止开关动作，使得来自直流电源的电源电压输出到上述平滑电路部。
6.根据权利要求5中所述的电源电路，其特征在于，解除低消耗电力动作模式进行通常动作时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定解除信号，该所定解除信号输入上述控制部，若从上述平滑电路部输出的电压超过上述所定电压Va，上述控制部使得负荷连接在上述平滑电路部的输出端，控制流过该负荷的电流，使得从上述平滑电路部输出的电压降低到上述所定电压Va。
7.根据权利要求6中所述的电源电路，其特征在于，上述控制部设有：
形成上述负荷的晶体管；
输出电压判断电路，若输入上述所定解除信号，该输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压是否为所定电压Va以下，输出该判断结果；
电流控制电路，若输入上述所定解除信号，该电流控制电路根据上述输出电压判断电路的判断结果，控制上述晶体管的动作，控制流过该晶体管的电流。
8.根据权利要求7中所述的电源电路，其特征在于，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压超过所定电压Va场合，上述电流控制电路以所定速度增加流过上述晶体管的电流。
9.根据权利要求8中所述的电源电路，其特征在于，上述输出电压判断电路判断从上述平滑电路部输出的电压成为所定电压Va后，上述电流控制电路进行控制，在所定时间t2期间，继续以所定速度增加流过上述晶体管的电流之后，在所定时间t3期间，对上述晶体管流过饱和电流。
10.根据权利要求9中所述的电源电路，其特征在于，上述所定时间t3经过后，上述电流控制电路以所定速度减少流过上述晶体管的电流。
11.根据权利要求5-10中任一个所述的电源电路，其特征在于，实行低消耗电力动作模式时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出上述所定信号，该所定信号输入上述控制部，上述控制部检测从上述开关电路部输出的电流，根据该检测到的电流值对开关电路部进行输出电流控制。
12.根据权利要求11中所述的电源电路，其特征在于，所检测到的电流值不满所定值α时，上述控制部对上述开关电路部使得电源电压输出到平滑电路部，所检测到的电流值为所定值α以上时，上述控制部对上述开关电路部以所定方法使输出电流降低，使得该电流值直到不满所定值α。
13.根据权利要求5-12中任一个所述的电源电路，其特征在于，解除低消耗电力动作模式进行通常动作时，从作为电源供给对象的上述系统装置输出所定解除信号，该所定解除信号输入上述控制部，从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va期间，上述控制部比较以一定速度降低的标准电压Vr2和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。
14.根据权利要求13中所述的电源电路，其特征在于，若从上述平滑电路部输出的电压降低到所定电压Va，上述控制部比较所定的标准电压Vr1和与从上述平滑电路部的输出电压相对应的电压，根据该比较结果，控制上述开关电路部中开关动作的占空系数。
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