JP2001069677A - 電源供給装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低消費電力化を可能にするとともに、電源供給
対象機器の安定動作を実現した電源供給装置を提供す
る。 【解決手段】ＣＰＵ２０によりボルテージレギュレータ
１２０の切換回路３６による帰還抵抗３６１の切り換え
を制御することにより、低電圧検出回路１２０から低電
圧検出信号が出力されている状態においてはボルテージ
レギュレータ３０の目標基準電圧を低電圧検出回路１２
０の開放電圧以上の電圧に設定し、低電圧検出回路１２
０から出力されている低電圧検出信号が開放された場合
は、ボルテージレギュレータ１１０の目標基準電圧を低
電圧検出回路１２０の開放電圧以下の電圧に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話機等の
電源供給対象機器に安定化した電源を供給する電源供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話機等においてはバッテリ
からの給電により動作するように構成されている。そし
て、この種の給電を行う電源供給装置においては、電源
であるバッテリの出力電圧を一定の電圧に安定化して給
電するボルテージレギュレータと、携帯電話機等の誤動
作を防止するために、ボルテージレギュレータの出力電
圧を監視し、該ボルテージレギュレータの出力電圧が第
１の電圧以下に低下したときは低電圧検出信号を出力す
るとともに、該ボルテージレギュレータの出力電圧が前
記第１の電圧より大きい第２の電圧まで回復したときは
前記低電圧検出信号を開放する低電圧検出回路が設けら
れている。

【０００３】図３は、従来の電源供給装置を示す回路図
である。

【０００４】図３において、この電源供給装置１は、全
体を図示しない、例えば、携帯電話機に内蔵されるもの
で、電源となるバッテリ１０、バッテリ１０からの給電
により動作し、この携帯電話機の全体動作を統括制御す
るＣＰＵ（中央演算装置）２０、バッテリ１０の出力電
圧を所定の電圧に安定化してＣＰＵ２０に供給するボル
テージレギュレータ３０、ボルテージレギュレータ３０
の出力電圧を監視し、ボルテージレギュレータ３０の出
力電圧が所定の電圧（以下、検出電圧という）以下に低
下すると低電圧検出信号を上記ＣＰＵ２０に出力し、ボ
ルテージレギュレータ３０の出力電圧が上記検出電圧よ
り大きい所定の電圧（以下、開放電圧という）まで回復
すると上記低電圧検出信号を開放する低電圧検出回路４
０、電源スイッチ５０、コンデンサ６０を具備して構成
される。

【０００５】ここで、ボルテージレギュレータ３０は、
所定の基準電圧を発生する基準電源３１、バッテリ１０
の出力電圧を制御するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
３２、ＦＥＴ３２の出力を帰還する帰還抵抗３３ａ，３
３ｂ、基準電源３１から出力される基準電圧と帰還抵抗
３３ａ，３３ｂによる帰還電圧とを入力し、ＦＥＴ３２
のゲートに制御信号を出力する差動アンプ３４、電源ス
イッチ５０のオンによりオンとなるスイッチ３５を具備
して構成される。

【０００６】また、低電圧検出回路４０は、所定の基準
電圧を発生する基準電源４１、ＦＥＴ３２の出力を帰還
するとともに、帰還電圧を検出電圧と開放電圧に切り替
えるヒステリシス回路４２、基準電源４１から出力され
る基準電圧とヒステリシス回路４２により切り替えられ
る検出電圧または開放電圧とを比較するコンパレータ４
３、コンパレータ４３の出力を入力する第１のインバー
タ４４、第２のインバータ４５、第２のインバータ４５
の出力を入力し、ＣＰＵ２０に対して低電圧検出信号を
出力するＦＥＴ４６、４７を具備して構成される。

【０００７】上記構成において、ボルテージレギュレー
タ３０の差動アンプ３４からは、基準電源３１から出力
される基準電圧と帰還抵抗３３ａ，３３ｂによる帰還電
圧との差電圧が無くなるような電圧が出力され、この差
電圧がＦＥＴ３２のゲートに加えられ、これにより所定
の電圧に安定化された電圧がＣＰＵ２０に供給される。

【０００８】また、低電圧検出回路４０においては、通
常の状態において、ヒステリシス回路４２は、図３に示
すように検出電圧側を選択するように切り替えられてお
り、この状態において、ＦＥＴ３２の出力電圧が所定の
検出電圧以上であれば、コンパレータ４３からハイレベ
ルの信号が出力されており、これにより第２のインバー
タ４５の出力はハイレベルとなって、ＦＥＴ４６はオ
ン、ＦＥＴ４７はオフになり、ＣＰＵ２０にはハイレベ
ルの開放信号が加えられている。

【０００９】この状態で、ＦＥＴ３２の出力電圧が所定
の検出電圧以下に低下すると、コンパレータ４４の出力
はローレベルとなり、これにより第２のインバータ４５
の出力はローレベルとなって、ＦＥＴ４６はオフ、ＦＥ
Ｔ４７はオンになり、ＣＰＵ２０にはローレベルの低電
圧検出信号が加えられる。

【００１０】これにより、ヒステリシス回路４２は、開
放電圧側を選択するように切り替えられる。そして、こ
の状態において、ＦＥＴ３２の出力電圧が所定の開放電
圧まで回復すると、コンパレータ４４の出力はローレベ
ルとなり、これにより第２のインバータ４７の出力はハ
イレベルとなって、ＦＥＴ４６はオンになり、ＣＰＵ２
０にはハイレベルの開放信号が加えられる。

【００１１】ところで、図３に示した電源供給装置１に
おいては、電源供給対象機器である携帯電話機等の低消
費電力化設計のために、ボルテージレギュレータ３０の
出力電圧は、ＣＰＵ２０が正常に動作する必要最低限の
電圧になるように、帰還抵抗３３ａ，３３ｂの抵抗値が
設定されている。

【００１２】しかし、ここで、ボルテージレギュレータ
３０から出力される電圧が低電圧検出回路４０の開放電
圧より低くなるように設定されると、例えば、電源スイ
ッチ５０のオン時に、一旦低電圧検出回路４０が低電圧
を検出すると、これを解除することができなくなるとい
う不都合が生じる。

【００１３】また、この不都合を解決すべく、低電圧検
出回路４０の開放電圧を下げると、電源１０の電圧が十
分に回復していない状態で、低電圧検出が解除されるこ
とになり、この場合は、再び低電圧検出が行われ、これ
が繰り返されるという別の不都合が発生する。

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
電源供給装置においては、ボルテージレギュレータ３０
の出力電圧がＣＰＵ２０が正常に動作する必要最低限の
電圧になるように、帰還抵抗３３ａ，３３ｂの抵抗値を
設定すると、一旦低電圧検出回路４０が低電圧を検出し
た後、これを解除することができなくなるという不都合
が生じ、また、この不都合を解決すべく、低電圧検出回
路４０の開放電圧を下げると、電源１０の電圧が十分に
回復していない状態で、低電圧検出が解除されることに
なり、この場合は、再び低電圧検出が行われ、これが繰
り返されるという別の不都合が発生するという問題があ
った。そこで、この発明は、低消費電力化を可能にする
とともに、電源供給対象機器の安定動作を実現した電源
供給装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、電源から供給される電圧を
所定の目標基準電圧に安定化して対象機器に供給するボ
ルテージレギュレータと、前記ボルテージレギュレータ
の出力電圧を監視し、該ボルテージレギュレータの出力
電圧が検出電圧以下に低下したときは低電圧検出信号を
前記対象機器に出力するとともに該ボルテージレギュレ
ータの出力電圧が前記第１の電圧より大きい開放電圧ま
で回復したときは前記対象機器に出力していた前記低電
圧検出信号を開放する低電圧検出回路とを具備する電源
供給装置において、前記ボルテージレギュレータは、前
記目標基準電圧を前記低電圧検出回路の検出出力に対応
して切り換える基準電圧設定手段を具備することを特徴
とする電源供給装置。

【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記基準電圧設定手段は、前記低電
圧検出回路から前記低電圧検出信号が出力されている状
態においては前記目標基準電圧を前記開放電圧以上の電
圧に設定し、前記低電圧検出回路から出力されている前
記低電圧検出信号が開放された場合は、前記目標基準電
圧を前記開放電圧以下の電圧に設定することを特徴とす
る。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記ボルテージレギュレータは、基
準電圧源と、前記ボルテージレギュレータ出力電圧を帰
還する帰還抵抗と、前記基準電圧源の出力電圧と前記帰
還抵抗を介する帰還電圧との差電圧が無くなるような電
圧を出力する差動増幅器と前記差動増幅器の出力に基づ
き前記電源の出力電圧を制御する電圧制御手段とを具備
し、前記基準電圧設定手段は、前記帰還抵抗を切り換え
る切換回路を具備することを特徴とする。

【００１７】また、請求項４の発明は、電源から供給さ
れる電圧を所定の目標基準電圧に安定化して対象機器に
供給するボルテージレギュレータと、前記ボルテージレ
ギュレータの出力電圧を監視し、該ボルテージレギュレ
ータの出力電圧が検出電圧以下に低下したときは低電圧
検出信号を前記対象機器に出力するとともに該ボルテー
ジレギュレータの出力電圧が前記第１の電圧より大きい
開放電圧まで回復したときは前記対象機器に出力してい
た前記低電圧検出信号を開放する低電圧検出回路とを具
備する電源供給装置の制御方法において、前記低電圧検
出回路から前記低電圧検出信号が出力されている状態に
おいては前記ボルテージレギュレータの前記目標基準電
圧を前記開放電圧以上の電圧に設定し、前記低電圧検出
回路から出力されている前記低電圧検出信号が開放され
た場合は、前記ボルテージレギュレータの前記目標基準
電圧を前記開放電圧以下の電圧に設定することを特徴と
する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる電源供給
装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１９】図１は、この発明に係わる電源供給装置の
一実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、
図１において、図３に示した従来装置と同一の機能を有
する部分には説明の便宜上図３に用いた符号と同一の符
号を付する。

【００２０】図１において、この電源供給装置１００
は、図３に示した電源供給装置１と同様に、全体を図示
しない、例えば、携帯電話機に内蔵されるもので、電源
となるバッテリ１０、バッテリ１０からの給電により動
作し、この携帯電話機の全体動作を統括制御するＣＰＵ
（中央演算装置）２０、バッテリ１０の出力電圧を所定
の電圧に安定化してＣＰＵ２０に供給するボルテージレ
ギュレータ１１０、ボルテージレギュレータ１１０の出
力電圧を監視し、ボルテージレギュレータ１１０の出力
電圧が所定の電圧（検出電圧）以下に低下すると低電圧
検出信号を上記ＣＰＵ２０に出力し、ボルテージレギュ
レータ１１０の出力電圧が上記検出電圧より大きい所定
の電圧（開放電圧）まで回復すると上記低電圧検出信号
を開放する低電圧検出回路１２０、電源スイッチ５０、
コンデンサ６０を具備して構成される。

【００２１】ここで、ボルテージレギュレータ１１０
は、所定の基準電圧を発生する基準電圧源３１、バッテ
リ１０の出力電圧を制御するＦＥＴ（電界効果トランジ
スタ）３２、ＦＥＴ３２の出力を帰還する帰還抵抗３６
１およびこの帰還抵抗３６１の抵抗値を切り換える切換
スイッチ３６２からなる切換回路３６、基準電圧源３１
から出力される基準電圧と切換回路３６から出力される
帰還電圧とを入力し、ＦＥＴ３２のゲートに制御信号を
出力する差動アンプ３４、電源スイッチ５０のオンによ
りオンとなるスイッチ３５を具備して構成される。

【００２２】また、低電圧検出回路１２０は、所定の基
準電圧を発生する基準電圧源４１、ＦＥＴ３２の出力を
帰還するとともに、帰還電圧を検出電圧と開放電圧に切
り替えるヒステリシス回路４２、基準電圧源４１から出
力される基準電圧とヒステリシス回路４２により切り替
えられる検出電圧または開放電圧とを比較するコンパレ
ータ４３、コンパレータ４３の出力を入力する第１のイ
ンバータ４４、第２のインバータ４５、第２のインバー
タ４５の出力を入力し、ＣＰＵ２０に対して低電圧検出
信号を出力するＦＥＴ４６、４７を具備して構成され
る。

【００２３】上記構成において、ボルテージレギュレー
タ１１０の差動アンプ３４からは、基準電圧源３１から
出力される基準電圧と切換回路３６から出力される帰還
電圧との差電圧が無くなるような電圧が出力され、この
電圧がＦＥＴ３２のゲートに加えられる。

【００２４】これによりバッテリ１０の出力電圧は、Ｆ
ＥＴ３２により所定の電圧に安定化されてＣＰＵ２０に
供給される。ここで、切換回路３６は、切換スイッチ３
６２により帰還抵抗３６１を切り換えることができるよ
うに構成されているので、この切換回路３６による帰還
抵抗３６１の切り換えにより、ボルテージレギュレータ
１１０の目標出力電圧を可変することができる。

【００２５】ここで、ボルテージレギュレータ１１０の
切換回路３６による帰還抵抗３６１の切り換えがボルテ
ージレギュレータ１１０の出力を低電圧検出回路１２０
の開放電圧より低くなるように切り換えられていると、
低電圧検出回路４０では低電圧検出信号を開放すること
はできない。

【００２６】そこで、最初にボルテージレギュレータ１
１０の切換回路３６における帰還抵抗３６１は、ボルテ
ージレギュレータ１１０の出力が低電圧検出回路１２０
の開放電圧より十分高くなるように設定される。

【００２７】しかし、この状態のままだと、ボルテージ
レギュレータ１１０の出力電圧は高くなって、省電力化
ができない。そこで、低電圧検出回路１２０からの低電
圧検出信号の開放が行われると、ＣＰＵ２０は、ボルテ
ージレギュレータ１１０の出力電圧がＣＰＵ２０が正常
に動作する必要最低限の電圧になるように、切換回路３
６における帰還抵抗３６１の切り換えを制御する。

【００２８】すなわち、この実施の形態においては、Ｃ
ＰＵ２０によりボルテージレギュレータ１２０の切換回
路３６による帰還抵抗３６１の切り換えを制御すること
により、低電圧検出回路１２０から低電圧検出信号が出
力されている状態においてはボルテージレギュレータ３
０の目標基準電圧を低電圧検出回路１２０の開放電圧以
上の電圧に設定し、低電圧検出回路１２０から出力され
ている低電圧検出信号が開放された場合は、ボルテージ
レギュレータ１１０の目標基準電圧を低電圧検出回路１
２０の開放電圧以下の電圧に設定するように構成され
る。

【００２９】なお、図１において、切換回路３６を、帰
還抵抗３６１および該帰還抵抗３６１の４箇所に接続さ
れたタップを切り換える切換スイッチ３６２から構成し
たが、これらの構成を半導体素子を用いて構成するよう
にしてもよい。

【００３０】同様に、低電圧検出回路１２０のヒステリ
シス回路４２も、同様に半導体素子を用いて構成するこ
とができる。

【００３１】また、低電圧検出回路１２０のヒステリシ
ス回路４２は、ＣＰＵ２０により切り換え制御するよう
に構成したが、例えば、第１のインバータ４４の出力に
基づき切り換えるように構成してもよい。

【００３２】図２は、図１に示したＣＰＵ２０によるお
よび低電圧検出回路１２０の制御例を示すフローチャー
トである。

【００３３】図２において、この処理が開始されると、
まず、低電圧検出回路１２０のヒステリシス回路４２を
開放電圧側に切り換えることにより低電圧検出回路１２
０のヒステリシス回路４２を開放電圧側に設定する（ス
テップ２０１）。また、ボルテージレギュレータ１１０
の切換回路３６による帰還抵抗３６１の切り換えを制御
することによりボルテージレギュレータ１１０の出力電
圧が低電圧検出回路１２０の開放電圧より十分に高くな
るように設定する（ステップ２０２）。

【００３４】次に、低電圧検出回路１２０から検出出力
がなくなったか、すなわち、低電圧検出回路１２０から
開放信号が出力されているかを調べる（ステップ２０
５）。ここで、低電圧検出回路１２０から検出出力がな
くなったと判断された場合は（ステップ２０３でＹＥ
Ｓ）、ステップ２０４に進む。

【００３５】ステップ２０４でボルテージレギュレータ
１１０の切換回路３６による帰還抵抗３６１の切り換え
を制御することによりボルテージレギュレータ１１０の
出力電圧をヒステリシス回路の開放電圧以下に設定す
る。

【００３６】次に、低電圧検出回路１２０からの検出出
力が無ければ（ステップ２０５でＮＯ）ステップ２０４
の状態を維持し、低電圧検出力があると判断されれば
（ステップ２０５でＹＥＳ）ステップ２０１に戻る。

【００３７】このように、この実施の形態においては、
切換回路３６による帰還抵抗３６１の切り換えにより、
ボルテージレギュレータ１１０の目標出力電圧を可変す
ることができるように構成したので、ボルテージレギュ
レータ１１０の出力電圧をＣＰＵ２０が正常に動作する
必要最低限の電圧に制御することで低消費電力化を可能
にすることができ、また、低電圧検出回路１２０からの
低電圧検出信号を確実に解除することができるので、電
源供給対象機器の安定動作を実現することが可能にな
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ボルテージレギュレータの目標基準電圧を低電圧検出回
路の検出出力に対応して任意に切り換えることができる
ように構成したので、低消費電力化を可能にするととも
に、電源供給対象機器の安定動作を実現することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる電源供給装置の一実施形態の
概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したＣＰＵ２０によるおよび低電圧検
出回路１２０の制御例を示すフローチャートである。

【図３】従来の電源供給装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ バッテリ ２０ ＣＰＵ（中央演算装置） ３０ ボルテージレギュレータ ３１ 基準電圧源 ３２ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ） ３３ａ，３３ｂ 帰還抵抗 ３４ 差動アンプ ３５ スイッチ ３６ 切換回路 ４０ 低電圧検出回路 ４１ 基準電圧源 ４２ ヒステリシス回路 ４３ コンパレータ ４４ 第１のインバータ ４５ 第２のインバータ ４６、４７ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ） ５０ 電源スイッチ ６０ コンデンサ １００ 電源供給装置 １１０ ボルテージレギュレータ １２０ 低電圧検出回路 ３６１ 帰還抵抗 ３６２ 切換スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源から供給される電圧を所定の目標基
   準電圧に安定化して対象機器に供給するボルテージレギ
   ュレータと、 前記ボルテージレギュレータの出力電圧を監視し、該ボ
   ルテージレギュレータの出力電圧が検出電圧以下に低下
   したときは低電圧検出信号を前記対象機器に出力すると
   ともに該ボルテージレギュレータの出力電圧が前記第１
   の電圧より大きい開放電圧まで回復したときは前記対象
   機器に出力していた前記低電圧検出信号を開放する低電
   圧検出回路とを具備する電源供給装置において、 前記ボルテージレギュレータは、 前記目標基準電圧を前記低電圧検出回路の検出出力に対
   応して切り換える基準電圧設定手段を具備することを特
   徴とする電源供給装置。
2. 【請求項２】 前記基準電圧設定手段は、 前記低電圧検出回路から前記低電圧検出信号が出力され
   ている状態においては前記目標基準電圧を前記開放電圧
   以上の電圧に設定し、前記低電圧検出回路から出力され
   ている前記低電圧検出信号が開放された場合は、前記目
   標基準電圧を前記開放電圧以下の電圧に設定することを
   特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
3. 【請求項３】 前記ボルテージレギュレータは、 基準電圧源と、 前記ボルテージレギュレータ出力電圧を帰還する帰還抵
   抗と、 前記基準電圧源の出力電圧と前記帰還抵抗を介する帰還
   電圧との差電圧が無くなるような電圧を出力する差動増
   幅器と前記差動増幅器の出力に基づき前記電源の出力電
   圧を制御する電圧制御手段とを具備し、 前記基準電圧設定手段は、 前記帰還抵抗を切り換える切換回路を具備することを特
   徴とする請求項１記載の電源供給装置。
4. 【請求項４】 電源から供給される電圧を所定の目標基
   準電圧に安定化して対象機器に供給するボルテージレギ
   ュレータと、前記ボルテージレギュレータの出力電圧を
   監視し、該ボルテージレギュレータの出力電圧が検出電
   圧以下に低下したときは低電圧検出信号を前記対象機器
   に出力するとともに該ボルテージレギュレータの出力電
   圧が前記第１の電圧より大きい開放電圧まで回復したと
   きは前記対象機器に出力していた前記低電圧検出信号を
   開放する低電圧検出回路とを具備する電源供給装置の制
   御方法において、 前記低電圧検出回路から前記低電圧検出信号が出力され
   ている状態においては前記ボルテージレギュレータの前
   記目標基準電圧を前記開放電圧以上の電圧に設定し、前
   記低電圧検出回路から出力されている前記低電圧検出信
   号が開放された場合は、前記ボルテージレギュレータの
   前記目標基準電圧を前記開放電圧以下の電圧に設定する
   ことを特徴とする電源供給装置の制御方法。