JP2001236127A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JP2001236127A
JP2001236127A JP2000047055A JP2000047055A JP2001236127A JP 2001236127 A JP2001236127 A JP 2001236127A JP 2000047055 A JP2000047055 A JP 2000047055A JP 2000047055 A JP2000047055 A JP 2000047055A JP 2001236127 A JP2001236127 A JP 2001236127A
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JP2000047055A
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Masayoshi Shiga
政義 志賀
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Alpine Electronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の簡略化が可能であり、電圧値等の各種
の設定の煩雑さを低減することができる電源回路を提供
すること。 【解決手段】 電源ユニット100は、6つの出力ポー
トP1〜P6を有しており、それぞれの出力ポートに1
対1に対応する6つの出力電圧生成部130−1〜13
0−6と、設定対象となる出力ポートおよび出力電圧生
成部を選択する出力ポート選択部120と、設定データ
を含むフレームを受信するバス制御部110を含んで構
成されている。各出力電圧生成部130−1〜130−
6のそれぞれは、受信されたフレームに含まれる設定デ
ータの内容に応じて、出力電圧の生成動作の有効/無効
の設定と、出力電圧値の設定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の出力ポート
を有し、それぞれの出力ポート毎に異なる出力電圧値が
設定可能な電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、車載用の各種のICやこれを
用いた各種の機器は、それぞれの仕様に基づいた電圧値
を有する動作電圧が印加されて所定の動作を行う。この
動作電圧は、使用する素子や回路等の相違から、複数の
電圧値が用いられている。このため、1つのICで、複
数の出力ポートを有し、それぞれの電圧値を独立に設定
することができる電源回路が用いられている。このよう
な電源回路では、各出力ポートを使用するか否か(有効
か無効か)、各出力ポートの電圧値を何ボルトにするか
を外部から指定する必要がある。
【0003】例えば、この電源回路には、各出力ポート
に対応した設定用端子が設けられており、これらの設定
用端子のぞれぞれに1対1に対応するスイッチを接続
し、これを切り替えることにより、各設定用端子の電位
をハイレベルあるいはローレベルに設定し、これによ
り、各出力ポートの有効/無効を指定している。
【0004】また、この電源回路の各出力ポートに接続
する外付け抵抗の抵抗値を所定の値に設定することによ
り、この抵抗値と1対1に対応する出力電圧を設定する
ことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した複
数の出力ポートを有する従来の電源回路は、各出力ポー
トの有効/無効の指定と出力電圧値の指定を行うため
に、出力ポートの数に対応したスイッチや外付け抵抗等
の多くの周辺部品が必要になり、構成が複雑になるとと
もに、電圧値等の各種の設定が煩雑になるという問題点
があった。特に、これらの問題は、出力ポートの数を多
くすればするほど顕著となる。
【0006】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、構成の簡略化が可能であ
り、電圧値等の各種の設定の煩雑さを低減することがで
きる電源回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の電源回路は、複数の出力ポートを有し
ており、設定データ受信手段によって、伝送路を介して
送られてくる出力ポートの出力電圧に関する情報を含む
設定データを受信し、複数の出力電圧生成手段のそれぞ
れによって、この受信した設定データに基づいて、対応
する出力ポートの出力電圧を相互に独立に設定する。伝
送路を介して設定データを送ることにより、複数の出力
ポートの出力電圧の設定を行うことができるため、外付
け抵抗の接続や変更等が不要であり、設定時の煩雑さを
低減することができる。また、設定のために必要な外付
け部品をなくしたり、部品数を削減したりできるため、
構成の簡略化も可能になる。
【0008】また、上述した設定データに、複数の出力
ポートのそれぞれの有効/無効に関する情報を含ませて
おいて、この設定データによって出力ポートが無効であ
ることが指定されたときに、この出力ポートに対応する
出力電圧生成手段による出力電圧の生成動作を停止する
ことが望ましい。設定データを用いて各出力ポートの有
効/無効をも指定することができるため、従来のように
この指定を行うために必要な外付けスイッチ等によるハ
イレベル/ローレベルの外部設定が不要になり、設定時
の煩雑さをさらに低減することができる。また、スイッ
チを用いていた場合に比べると、さらに外付け部品を少
なくすることができる。
【0009】また、上述した設定データには、設定内容
が変更される出力ポートのみに対応する情報を含ませて
おいて、出力ポートの設定内容が変更されない場合に
は、対応する出力電圧生成手段においてそれ以前の設定
内容を維持することが望ましい。設定内容が変更される
出力ポートについての情報のみが送られてくるため、伝
送路を介して送受信される設定データの容量を最小限に
抑えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電源回路を適用し
た一実施形態の電源ユニットについて、図面を参照しな
がら説明する。
【0011】図1は、本実施形態の電源ユニットを含む
車載用システムの構成を示す図である。図1に示すよう
に、本実施形態の電源ユニット100は、伝送路として
のバス900を介してオーディオプロセッサ200、パ
ワーアンプ300、電子ボリューム400と接続されて
いる。このバス900は、例えばフィリップス社が提唱
しているI2 Cバスを用いることができ、この場合には
クロック線902とデータ線904の2本の線によって
バス900を構成することができる。
【0012】電源ユニット100は、バス900を介し
て接続されたオーディオプロセッサ200、パワーアン
プ300、電子ボリューム400やその他の装置に供給
する動作電圧を生成する。なお、電源ユニット100か
らオーディオプロセッサ200等に対する動作電圧の供
給は、図示しない給電線を介して直接行われる。
【0013】図2は、電源ユニット100の詳細な構成
を示す図である。図2に示すように、電源ユニット10
0は、バス制御部110、出力ポート選択部120、6
つの出力電圧生成部130−1〜130−6、6つのキ
ャパシタ140、基準電圧生成部150を含んで構成さ
れている。
【0014】バス制御部110は、バス900を介して
送られてくる所定のフレームを受信する処理を行う。こ
のフレームの詳細なフォーマットについては後述する。
出力ポート選択部120は、電源ユニット100に備わ
った6つの出力ポートP1〜P6のいずれかの設定を変
える場合にその出力ポートを選択する。
【0015】出力電圧生成部130−1〜130−6
は、出力ポートP1〜P6のそれぞれに1対1に対応し
ており、対応する出力ポートの出力電圧を生成する。6
つのキャパシタ140は、平滑用に用いられており、各
出力電圧生成部130−1〜130−6のそれぞれの出
力端がキャパシタ140を介して接地されている。基準
電圧生成部150は、固定の基準電圧を生成する。例え
ば、ツェナーダイオードを用いることにより、車載のバ
ッテリ電圧が変化してもこれに伴って変動しない安定し
た基準電圧が生成される。
【0016】図3は、電源ユニット100に含まれる出
力ポート選択部120と出力電圧生成部130−1の詳
細な構成を示す図である。なお、他の5つの出力電圧生
成部130−2〜130−6も出力電圧生成部130−
1と同様の構成を有しており、代表して出力電圧生成部
130−1のみについて詳細な説明を行うものとする。
なお、出力ポート選択部120および出力電圧生成部1
30−1の詳細な構成について説明する前に、電源ユニ
ット100に入力されるフレームの詳細について説明す
る。
【0017】図4は、各種の設定を行うために電源ユニ
ット100に送られてくるフレームのフォーマットを示
す図である。図4に示すように、バス900を介して電
源ユニット100に送られてくるフレームは、スタート
コンディションS、スレーブアドレス、サブアドレス、
設定データ(サブアドレスと設定データは必要に応じて
複数組が含まれている)、ストップコンディションPを
含んで構成されている。
【0018】「スタートコンディションS」は、フレー
ムの先頭を検出するためのものである。上述したI2
バスにおいては、クロック線902がハイレベルのとき
にデータ線904がハイレベルからローレベルに変化す
る状態がこのスタートコンディションSに対応してい
る。同様に、「ストップコンディションP」は、フレー
ムの最後尾を検出するためのものである。上述したI2
Cバスにおいては、クロック線902がハイレベルのと
きにデータ線904がローレベルからハイレベルに変化
する状態がこのストップコンディションPに対応してい
る。
【0019】「スレーブアドレス」は、電源ユニット1
00に対して割り当てられたアドレスが格納される。図
1に示したように、バス900にはこの電源ユニット1
00以外にも各種のユニットが接続されており、フレー
ムの送信元(例えばオーディオプロセッサ200)で
は、このスレーブアドレスでフレームの送信先を指定す
ることができ、このフレームの送信先のユニット(本実
施形態では電源ユニット100)では、このスレーブア
ドレスに基づいて自分宛てのフレームであること知るこ
とができる。
【0020】「サブアドレス」は、設定内容の変更対象
となる出力ポートを指定するために用いられる。図5
は、サブアドレスの具体例を示す図である。例えば、サ
ブアドレス用の領域として8ビットが用意されており、
実際にはその中の下位3ビットを用いて出力ポートが指
定される。下位3ビットが“000”の場合には出力ポ
ートP1が指定される。下位3ビットが“001”の場
合には出力ポートP2が指定される。下位3ビットが
“010”の場合には出力ポートP3が指定される。下
位3ビットが“011”の場合には出力ポートP4が指
定される。下位3ビットが“100”の場合には出力ポ
ートP5が指定される。下位3ビットが“101”の場
合には出力ポートP6が指定される。
【0021】なお、本実施形態では、1つのフレームに
よって複数の出力ポートの設定内容を変更することが可
能であり、上述したサブアドレスと以下に示す設定デー
タの組合せを、設定対象となる出力ポートの数だけ並べ
ればよい。また、本実施形態では、複数の出力ポートの
設定内容を変更する場合に、連続したサブアドレスの指
定を省略することができるオートインクリメント機能を
指定することもでき、この設定は上述したサブアドレス
の第4ビットを“1”に設定することにより行われる。
オートインクリメント機能の詳細については後述する。
【0022】また、図4に示したフレームに含まれる
「設定データ」は、サブアドレスによって指定された出
力ポートの具体的な設定内容を示すものであり、この中
には、出力ポートのオン/オフ(有効/無効)、出力ポ
ートの設定電圧値が含まれている。この設定電圧値は、
あらかじめ用意された複数の電圧値の中から一つを選択
することができる。
【0023】図6は、設定データの具体例を示す図であ
る。例えば、設定データ用の領域として8ビットが用意
されており、実際にはその最下位ビット(第0ビット)
を用いて出力ポートのオン/オフが指定され、その上位
3ビット(第1ビット〜第3ビット)を用いて電圧値が
指定される。例えば、最下位ビットが“0”のときに出
力ポートがオフ状態であることが指定され、反対に
“1”のときに出力ポートがオン状態であることが指定
される。また、その上位3ビットが“000”、“00
1”、“010”、“011”、“100”、“10
1”、“110”、“111”のそれぞれに対応して、
3.3V、5.0V、5.5V、6.0V、6.5V、
7.0V、8.0V、8.5Vの中のいずれかが出力電
圧値として指定される。
【0024】図3に示した出力ポート選択部120は、
サブアドレス格納部122、デコーダ124、インクリ
メント処理部126を含んで構成されている。サブアド
レス格納部122は、バス制御部110によって受信さ
れたフレーム内のサブアドレスを格納する。なお、図5
を用いて説明したように、サブアドレスは、下位3ビッ
ト(第0ビットから第2ビットまで)によって出力ポー
トが指定され、第4ビットによってオートインクリメン
ト機能の有効/無効が指定されるため、これらの各ビッ
トの値のみをサブアドレス格納部122に格納するよう
にしてもよい。
【0025】デコーダ124は、サブアドレス格納部1
22に格納されたサブアドレスの下位3ビットの値をデ
コードして、6本の選択信号線のいずれかをローレベル
からハイレベルに変化させる。例えば、サブアドレスの
下位3ビットが“000”のときに、出力ポートP1に
対応する出力電圧生成部130−1に接続された選択信
号線のみがローレベルからハイレベルに変化する。この
ようにしてハイレベルに変化した選択信号線に接続され
た出力電圧生成部130−1による設定内容の変更動作
が有効になる。
【0026】インクリメント処理部126は、サブアド
レス格納部122に格納されているサブアドレスの第4
ビットが“1”であってオートインクリメント機能が有
効である旨が指定されたときに、オートインクリメント
動作を実行する。オートインクリメント動作とは、オー
トインクリメント機能が有効である旨が指定されたサブ
アドレスの次のサブアドレス以降を自動的に指定する動
作であり、例えば、サブアドレスの下位3ビットが“0
01”であって出力ポートP2が指定されたときに、第
4ビットが“1”であってオートインクリメント機能が
有効である旨が指示されると、次に自動的に下位3ビッ
ト“010”がインクリメント処理部126で生成さ
れ、サブアドレス格納部122に格納される。以後、サ
ブアドレスの下位3ビットが“101”になって出力ポ
ートP6が指定されるまで、このようにしてサブアドレ
スの自動更新が行われる。このように、サブアドレスの
下位3ビットが自動的に更新されるため、電源ユニット
100に送られるフレームにおいては、出力ポートP3
〜P6のサブアドレスを省略して設定データのみを連続
して含ませることができるため、送信するデータ量を削
減することができる。
【0027】また、図3に示した出力電圧生成部130
−1は、設定データ格納部10、誤差増幅器12、トラ
ンジスタ20、22、抵抗30、32、34、40−1
〜40−8、切替スイッチ50を含んで構成されてい
る。設定データ格納部10は、バス制御部110によっ
て受信されたフレーム内の設定データを格納する。この
設定データ格納部10には、上述した出力ポート選択部
120内のデコード124から延びた選択信号線が接続
されており、この選択信号線がハイレベルのときにのみ
格納内容が更新されるようになっている。また、それ以
外の出力電圧生成部に含まれる設定データ格納部10で
は、それ以前に格納された内容が保持される。
【0028】誤差増幅器12は、一方の入力端子に接続
された基準電圧生成部150によって生成される基準電
圧と、トランジスタ22のコレクタ電位に応じて変化す
る特定箇所(後述する)の電圧とを比較し、その誤差を
増幅して出力する。また、この誤差増幅器12には、設
定データ格納部10に格納された設定データの最下位ビ
ットに応じた電圧が印加される。図6を用いて説明した
ように、設定データの最下位ビットは、出力電圧の生成
動作の有効/無効を指定するためのものであり、この最
下位ビットが“0”であるときには誤差増幅器12にロ
ーレベルの信号が入力される。このとき、誤差増幅器1
2の動作が停止する。これにより、後段に接続されたト
ランジスタ20、22が動作しなくなるため、出力電圧
生成部130−1による出力電圧の生成動作が停止状態
になる。反対に、設定データの最下位ビットが“1”で
あるときには誤差増幅器12にハイレベルの信号が入力
される。このとき、誤差増幅器12の動作が有効にな
る。
【0029】前段のトランジスタ20は、後段のトラン
ジスタ22を駆動するためのものであり、ベースに入力
される誤差増幅器12の出力電圧が高くなるとエミッタ
に接続された抵抗32の両端電圧が高くなるためベース
・エミッタ間の電流値が増加し、これにともなってコレ
クタ・エミッタ間の電流値も増加する。したがって、コ
レクタに接続された抵抗30の両端電圧が高くなる。
【0030】後段のトランジスタ22は、出力電圧を発
生させるためのものであり、大きなコレクタ・エミッタ
間電流を流すことができるパワートランジスタが用いら
れる。このトランジスタ22は、ベース・エミッタ間に
接続された抵抗30の両端電圧が高くなると、コレクタ
・エミッタ間の電流値が増加する。したがって、8つの
抵抗40−1〜40−8のいずれかと抵抗34との直列
回路に流れる電流が増加し、コレクタから引き出される
出力ポートP1の電圧が高い方に変化する。また、例え
ば抵抗40−1が選択されているものとすると、抵抗4
0−1と抵抗34との接続点は、上述した誤差増幅器1
2の他方の入力端子に接続されており、この接続点の電
圧も高い方に変化する。
【0031】このように、基準電圧値よりも抵抗40−
1と抵抗34との接続点の電圧の方が低い場合には、こ
の誤差分が誤差増幅器12によって増幅されて、2つの
トランジスタ20、22のそれぞれのベース・エミッタ
間の電流が増加するため、トランジスタ22のコレクタ
電位が上昇し、出力ポートP1に現れる電圧と、基準電
圧と比較される直列回路の接続点の電圧がともに上昇
し、上述した誤差を少なくするように変化し、最終的に
誤差増幅器12の2つの入力端子の電圧が等しくなる。
【0032】このときの出力電圧値をVo 、基準電圧値
をVb 、抵抗34の抵抗値をR1、抵抗40−1の抵抗
値をR2とすると、Vo =(1+R1/R2)Vb
…(1)となる。この出力
電圧値Vo は、抵抗40−1を用いた場合に対応してい
るため、この抵抗40−1の代わりに抵抗値が異なる他
の7つの抵抗40−2〜40−8を選択的に用いること
により、出力電圧値Vo を変化させることができる。
【0033】切替スイッチ50は、8つの抵抗40−1
〜40−8のいずれかを選択して、抵抗34とともに直
列回路を形成する抵抗の抵抗値R2を切り替えるための
ものである。この切り替えは、設定データ格納部10に
格納された設定データの第1ビット〜第3ビットの内容
に応じて行われる。例えば、図6を用いて説明したよう
に、この3ビットが“000”であって出力電圧値とし
て3.3Vが選択された場合には、対応する抵抗40−
1が切替スイッチ50によって選択されるようになって
いる。そして、この抵抗40−1の抵抗値R2は、上述
した(1)式を用いて計算される出力電圧値Vo が3.
3Vになるように設定されている。他の抵抗40−2〜
40−8の抵抗値についても同様であり、切替スイッチ
50によってそれらの抵抗のいずれかが選択されたとき
に、(1)式を用いて計算される出力電圧値Vo が図6
に示した5.0V〜8.5Vのいずれかになるように設
定されている。
【0034】上述したバス制御部110が設定データ受
信手段に、出力電圧生成部130−1〜130−6が複
数の出力電圧生成手段にそれぞれ対応する。
【0035】本実施形態の電源ユニット100はこのよ
うな構成を有しており、次にその動作を説明する。図7
は、出力ポートの設定内容を変更する電源ユニット10
0の動作手順を示す図である。
【0036】バス制御部110は、電源ユニット100
に対応したスレーブアドレスを有するフレームを受信し
たか否かを監視しており(ステップ100)、受信した
場合には、次に出力ポート選択部120は、設定内容が
変更される出力ポートを選択する(ステップ101)。
例えば、複数のサブアドレスと設定データの組がフレー
ムに含まれている場合には、最初の設定データに対応す
るサブアドレスのみがバス制御部110から出力ポート
選択部120に送られ、このサブアドレスによって指定
される出力ポートのみが選択され、この出力ポートに対
応する出力電圧生成部130内の設定データ格納部10
のみの格納動作が有効になる。
【0037】次に、新たに指定されたサブアドレスと組
になった設定データが設定データ格納部10に格納さ
れ、これにより、切替スイッチ50による選択状態と誤
差増幅器12の動作の有効/無効の設定状態が必要に応
じて変更され、新たな出力電圧の設定(ステップ10
2)あるいは出力ポートの有効/無効の設定(ステップ
103)が行われる。なお、これら2種類の設定を同時
に行ってもよいし、いずれか一方のみを行うようにして
もよい。あるいは、以前と同じ設定データを送って、実
質的に設定内容が変わらないようにしてもよい。このよ
うな設定動作は、フレーム内のサブアドレス、設定デー
タがなくなるまで繰り返される(ステップ104)。
【0038】このように、本実施形態の電源ユニット1
00では、設定データが含まれるフレームをバス900
を介して外部から送ることにより、6つの出力ポートP
1〜P6の有効/無効の指定や、それぞれの出力電圧値
の指定を行うことができる。したがって、従来のよう
に、各出力ポート毎にスイッチや外付け抵抗を接続して
その内容を設定あるいは変更する場合のような煩雑さを
低減することができるとともに、外付け部品がないこと
から構成の簡略化が可能になる。
【0039】また、本実施形態の電源ユニット100
は、設定内容を変更したい出力ポートについてのみの設
定データをフレームに含ませればよいため、フレームの
容量、すなわち送受信されるデータ量を最小限に抑える
ことができる。
【0040】また、このフレームを送信するバス900
として、各種の制御情報等を伝送する既存のバスを利用
することにより、特別な配線が不要になる。特に、バス
900としてI2 Cバスを用いた場合には、クロック線
902とデータ線904の合計2本の信号線でユニット
間の接続が可能になるため、信号線の引き回し等が容易
となる利点もある。
【0041】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、
電源ユニット100に設定データを入力する方法として
バス900を用いたが、RS232C等のシリアル伝送
路やその他のパラレル伝送路を用いるようにしてもよ
い。
【0042】また、出力ポートの数は6つに限らず、動
作電圧を供給したい各種のユニットやIC等の数に合わ
せて適宜変更すればよい。また、各出力ポートのおいて
生成することができる出力電圧値は、全ての出力ポート
について同じにする必要はなく、例えば出力ポート毎に
異ならせたり、複数の出力ポートの中のいずれか一つに
ついては、固定の動作電圧を常に生成するようにしても
よい。
【0043】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、伝送
路を介して設定データを送ることにより、複数の出力ポ
ートの出力電圧の設定を行うことができるため、外付け
抵抗の変更等が不要であり、設定時の煩雑さを低減する
ことができる。また、設定のために必要な外付け部品を
なくしたり、部品数を削減したりできるため、構成の簡
略化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の電源ユニットを含む車載用システ
ムの構成を示す図である。
【図2】電源ユニットの詳細な構成を示す図である。
【図3】電源ユニットに含まれる出力ポート選択部と出
力電圧生成部の詳細な構成を示す図である。
【図4】電源ユニットに送られてくるフレームのフォー
マットを示す図である。
【図5】サブアドレスの具体例を示す図である。
【図6】設定データの具体例を示す図である。
【図7】出力ポートの設定内容を変更する電源ユニット
の動作手順を示す図である。
【符号の説明】
10 設定データ格納部 12 誤差増幅器 20、22 トランジスタ 30、32、34、40−1〜40−8 抵抗 50 切替スイッチ 100 電源ユニット 110 バス制御部 120 出力ポート選択部 122 サブアドレス格納部 124 デコーダ 126 インクリメント処理部 130−1〜130−6 出力電圧生成部 150 基準電圧生成部 200 オーディオプロセッサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の出力ポートを有する電源回路であ
    って、 伝送路を介して送られてくる前記出力ポートの出力電圧
    に関する情報を含む設定データを受信する設定データ受
    信手段と、 前記設定データ受信手段によって受信された前記設定デ
    ータに基づいて、前記複数の出力ポートのそれぞれの出
    力電圧を相互に独立に設定可能な複数の出力電圧生成手
    段と、 を備えることを特徴とする電源回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記設定データには、前記複数の出力ポートのそれぞれ
    の有効/無効に関する情報が含まれており、 前記出力電圧生成手段は、前記設定データによって、こ
    の出力電圧生成手段に対応する前記出力ポートが無効で
    あることが指定されたときに、出力電圧の生成動作を停
    止することを特徴とする電源回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記設定データには、設定内容が変更される前記出力ポ
    ートのみに対応する前記情報が含まれており、 前記出力電圧生成手段は、対応する前記出力ポートの設
    定内容が変更されない場合には、それ以前の設定内容を
    維持することを特徴とする電源回路。
JP2000047055A 2000-02-24 2000-02-24 電源回路 Pending JP2001236127A (ja)

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