JP2002159173A - Power source - Google Patents

Power source

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JP2002159173A
JP2002159173A JP2000352406A JP2000352406A JP2002159173A JP 2002159173 A JP2002159173 A JP 2002159173A JP 2000352406 A JP2000352406 A JP 2000352406A JP 2000352406 A JP2000352406 A JP 2000352406A JP 2002159173 A JP2002159173 A JP 2002159173A
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JP
Japan
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power supply
signal
voltage
supply device
output
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Withdrawn
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JP2000352406A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Yokoya
智 横矢
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source suitable for reduction in size and having good follow-up properties to a load current change and a good power efficiency to a load current of a wide range. SOLUTION: A voltage change of a DC power source connected to an input end is detected. A signal of a pulse train of a duty cycle in response to its detected result and voltage set data corresponding to a desired output voltage is guided to a switching type drive circuit. The input voltage is intermittently controlled by the signal of the pulse train, and an obtained voltage is smoothed to generate a desired output voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力電圧を制御し
て所定の直流出力電圧を発生し、供給する電源装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for controlling an input voltage to generate and supply a predetermined DC output voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば、入力端と負荷の間に
トランジスタ等からなる電圧降下制御素子を設け、その
素子での電圧降下量を制御して所望の出力電圧を得るド
ロッパ方式(直列制御型)の電源回路と、入力電圧をO
N/OFF制御して、直流入力が出力側へ伝達される時
間幅を制御し、得られた電圧を平滑化することで所望の
出力電圧を得るスイッチング型の電源回路が知られてい
る。これらの電源回路では、一般的に出力電圧を監視し
て、それを負帰還するフィードバック制御が用いられて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a voltage drop control element such as a transistor is provided between an input terminal and a load, and a dropper method (series control) for controlling a voltage drop amount at the element to obtain a desired output voltage. Type) power supply circuit and input voltage O
2. Description of the Related Art There is known a switching-type power supply circuit that performs N / OFF control to control a time width during which a DC input is transmitted to an output side, and obtains a desired output voltage by smoothing an obtained voltage. In these power supply circuits, feedback control is generally used in which an output voltage is monitored and negative feedback is provided.

【0003】また、近年では、携帯電話機やPDA(Pe
rsonal Digital Assistance)等の携帯型端末装置が普
及し、それに伴って、装置の小型化や処理の高速化の必
要性が高まっている。これらの装置には、通常、複数の
電源回路が必要であり、装置の小型化という観点から
は、集積回路化(IC化)による小型化が容易な、電圧
ドロップ型の安定化電源回路が主に使用されている。
In recent years, portable telephones and PDAs (Pe
With the spread of portable terminal devices such as rsonal digital assistance), the necessity of miniaturizing the devices and increasing the speed of processing is increasing. These devices usually require a plurality of power supply circuits, and from the viewpoint of miniaturization of the devices, a voltage drop type stabilized power supply circuit that can be easily reduced in size by integration into an integrated circuit (IC) is mainly used. Used in

【0004】一方、処理の高速化については、これらの
装置に搭載されたCPUやDSP(Digital Signal Pro
cessor)の高速化が進むとともに、そのための集積回路
部への印加電圧(動作電圧)が低電圧化しているという
傾向にある。例えば、1V以下の電圧で動作する装置も
見られるようになった。
On the other hand, to increase the processing speed, a CPU or DSP (Digital Signal Pro
As the process speed increases, the voltage applied to the integrated circuit (operating voltage) tends to decrease. For example, some devices operate at a voltage of 1 V or less.

【0005】上述した低動作電圧を電圧ドロップ型の電
源回路により生成し、供給しようとすると、例えば、電
圧源としての電池の出力電圧との関係から、電圧制御素
子における電力損失が増大し、電力効率が著しく低下す
るとともに、電源回路を含む集積回路における発熱量が
増大する。そのため、電圧ドロップ型の電源回路(装
置)に代えて、効率の良いスイッチング方式をとる電源
回路(装置)が望まれている。
When the above-mentioned low operating voltage is generated and supplied by a voltage drop type power supply circuit, for example, the power loss in the voltage control element increases due to the relationship with the output voltage of the battery as a voltage source, and the power consumption increases. The efficiency is significantly reduced, and the amount of heat generated in the integrated circuit including the power supply circuit is increased. Therefore, a power supply circuit (device) that employs an efficient switching method is desired instead of a voltage drop type power supply circuit (device).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スイッチング型の電源は、フィードバック制御の追随性
が不十分なために、急激な負荷電流の増大が生じた場合
に出力電圧不足になるという問題がある。例えば、負荷
としてのCPUが、いわゆるスリープ状態からアクティ
ブ状態になる時に急激な負荷電流の増大が発生し、電源
がそれに追随できずに出力電圧不足になる。これを防止
するため、出力段に大型のコンデンサを用いるのでは、
電源の小型化という、望まれる方向に反することにな
る。
However, the conventional switching type power supply has a problem that the output voltage becomes insufficient when a sudden increase in the load current occurs due to insufficient followability of the feedback control. is there. For example, when a CPU as a load changes from a so-called sleep state to an active state, a sudden increase in load current occurs, and the power supply cannot follow the load, resulting in a shortage of output voltage. In order to prevent this, if a large capacitor is used for the output stage,
This is contrary to the desired direction of miniaturizing the power supply.

【0007】また、従来のスイッチング型の電源回路に
は、整流用のダイオード等が不可欠で、IC化による小
型化が容易にできないという問題がある。さらには、大
電流領域で電力効率を高くできても、小電流領域(例え
ば、負荷のIC等がスリープ状態にあり、負荷電流がマ
イクロ・アンペア程度のとき)では、電力効率を高くで
きないという問題もある。
In addition, a conventional switching type power supply circuit has a problem that a rectifying diode or the like is indispensable, and it is not easy to reduce the size by using an IC. Furthermore, even if the power efficiency can be increased in the large current region, the power efficiency cannot be increased in the small current region (for example, when the load IC or the like is in a sleep state and the load current is about microamperes). There is also.

【0008】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、負荷電流の変化に対す
る追随性がよく、小型化に適し、しかも、広範囲の負荷
電流に渡って電力効率の良い電源装置を提供することで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to be able to follow a change in load current, to be suitable for miniaturization, and to provide power over a wide range of load current. An object is to provide an efficient power supply device.

【0009】また、本発明の他の目的は、簡単な構成で
複数の電圧が得られ、特に携帯電話機やPDA等への搭
載に適した、低電力損失の電源装置を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a low-power-loss power supply device that can obtain a plurality of voltages with a simple configuration and is particularly suitable for being mounted on a portable telephone or a PDA.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため、本発明は、入力電圧を所定の出力電圧に
変換して負荷側へ供給する電源装置において、上記入力
電圧を監視する監視手段と、上記監視結果をもとに第1
の信号を出力する第1の信号生成手段と、上記出力電圧
に関連する情報に応じて第2の信号を出力する第2の信
号生成手段と、上記第1および第2の信号に基づく所定
のデューティ比を有する第3の信号を生成する第3の信
号生成手段と、上記第3の信号を駆動信号として、上記
入力電圧に対してスイッチング制御を施す手段とを備
え、上記スイッチング制御後の電圧を平滑化して得た電
圧を上記出力電圧とする電源装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a power supply apparatus for converting an input voltage into a predetermined output voltage and supplying the output voltage to a load side. Means and a first
A first signal generating means for outputting a second signal, a second signal generating means for outputting a second signal in accordance with information related to the output voltage, and a predetermined signal based on the first and second signals. A third signal generating means for generating a third signal having a duty ratio; and a means for performing switching control on the input voltage using the third signal as a drive signal; And a power supply device that uses a voltage obtained by smoothing the above as the output voltage.

【0011】かかる構成が、急激な出力電流の変化に追
随でき、瞬間的に電圧不足に陥ることのない安定した電
源を供給するよう機能する。
Such a configuration functions to supply a stable power supply that can follow a sudden change in output current and does not instantaneously run out of voltage.

【0012】好ましくは、上記第1の信号は、上記入力
電圧と所定の参照電圧との比較結果を反映する信号であ
り、上記第2の信号は、上記情報としてあらかじめ設定
された上記出力電圧の電圧設定情報に対応する信号であ
る。また、好適には、上記第3の信号のデューティ比
は、上記第2の信号で示される第2の値と上記第1の信
号で示される第1の値との比に等しい。
Preferably, the first signal is a signal reflecting a result of comparison between the input voltage and a predetermined reference voltage, and the second signal is a signal of the output voltage preset as the information. This is a signal corresponding to the voltage setting information. Preferably, the duty ratio of the third signal is equal to the ratio between the second value indicated by the second signal and the first value indicated by the first signal.

【0013】また、他の発明は、入力電圧を監視する監
視手段と、上記監視結果をもとに第1の信号を出力する
第1の信号生成手段と、上記出力電圧に関連する情報に
応じて第2の信号を出力する第2の信号生成手段と、上
記第1および第2の信号に基づく所定のデューティ比を
有する第3の信号を生成する第3の信号生成手段と、上
記第3の信号を駆動信号として、上記入力電圧に対して
スイッチング制御を施す手段とを備えた電源装置を複数
個、並列に接続し、それらの電源装置の内、第1の電源
装置の監視手段および第1の信号生成手段をこれら並列
接続した全ての電源装置で共有する構成を備える電源装
置を提供する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a monitoring means for monitoring an input voltage, a first signal generating means for outputting a first signal based on the monitoring result, and a means for responding to information relating to the output voltage. A second signal generating means for outputting a second signal, a third signal generating means for generating a third signal having a predetermined duty ratio based on the first and second signals, A plurality of power supply units each including a unit for performing switching control on the input voltage using the signal of the above as a drive signal are connected in parallel, and among these power supply units, the monitoring unit of the first power supply unit and the second unit There is provided a power supply device having a configuration in which one signal generation unit is shared by all of these power supply devices connected in parallel.

【0014】このような構成が、電源装置の小型化を可
能とし、各電源回路から異なる複数の出力電圧を容易に
取り出せるよう機能する。
Such a configuration enables the power supply device to be downsized, and functions to easily extract a plurality of different output voltages from each power supply circuit.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0016】<実施の形態1>図1は、本発明の実施の
形態1に係る電源装置の主要部の構成を示すブロック図
である。同図に示すように、本電源装置100は、電圧
検出部110、電圧設定部120、制御用論理回路13
0、駆動部140、平滑部150によって構成される。
これらの内、電圧検出部110の入力端T1,T2に
は、後述するように、電池等の直流電源が接続される。
また、平滑部150の出力端T3,T4には、例えば、
アナログ回路やディジタル回路等からなる負荷が接続さ
れる。
<First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a power supply device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power supply device 100 includes a voltage detection unit 110, a voltage setting unit 120, a control logic circuit 13
0, a driving unit 140, and a smoothing unit 150.
Of these, a DC power supply such as a battery is connected to the input terminals T1 and T2 of the voltage detection unit 110, as described later.
The output terminals T3 and T4 of the smoothing unit 150 include, for example,
A load composed of an analog circuit, a digital circuit, or the like is connected.

【0017】上記の電圧検出部110は、その入力端T
1,T2に印加された電圧(例えば、装置に搭載され
た、ニッカド等の蓄電池の出力電圧)を監視するため、
抵抗301,302で分割して得た電圧値P1を変換部
310へ入力する。変換部310のA/D変換器306
は、入力された電圧P1と基準電圧発生器307からの
電圧とに応じて所定の信号を生成し、その信号を制御用
論理回路130へ出力する。
The voltage detecting section 110 has an input terminal T
1, to monitor the voltage applied to T2 (for example, the output voltage of a storage battery such as a nickel caddy mounted on the device)
The voltage value P1 obtained by the division by the resistors 301 and 302 is input to the converter 310. A / D converter 306 of converter 310
Generates a predetermined signal according to the input voltage P1 and the voltage from the reference voltage generator 307, and outputs the signal to the control logic circuit 130.

【0018】電圧設定部120は、本電源装置の出力端
T3,T4より所望の電圧を出力するため、電圧値の設
定等を行う設定器121とレジスタ122を有してい
る。また、制御用論理回路130は、このように電圧設
定部120に設定された電圧値に対応する信号と、上記
の電圧検出部110からの信号とに応じたデューティ・
サイクルを有するパルス列信号を、制御用パルス信号と
して発生し、それを駆動部140へ出力する。
The voltage setting section 120 has a setting device 121 for setting a voltage value and the like and a register 122 in order to output a desired voltage from the output terminals T3 and T4 of the power supply device. Further, the control logic circuit 130 generates a duty cycle corresponding to the signal corresponding to the voltage value set in the voltage setting unit 120 and the signal from the voltage detection unit 110 described above.
A pulse train signal having a cycle is generated as a control pulse signal, and is output to the drive unit 140.

【0019】駆動部140は、例えば、電界効果トラン
ジスタ(FET)等のスイッチング素子141,142
からなり、それらが、制御用論理回路130からの制御
信号によって駆動されて、端子P2,P3間に印加され
た直流電圧をスイッチングする。そして、スイッチング
後の信号は、平滑部150へ入力され、平滑コイル(出
力インダクタ)151と出力コンデンサ152で平滑化
して得た電圧が、出力端T3,T4より、不図示の負荷
に対して安定な電圧として供給される。
The driving unit 140 includes switching elements 141 and 142 such as a field effect transistor (FET).
And driven by a control signal from the control logic circuit 130 to switch the DC voltage applied between the terminals P2 and P3. Then, the signal after switching is input to the smoothing unit 150, and the voltage obtained by smoothing with the smoothing coil (output inductor) 151 and the output capacitor 152 is stabilized from the output terminals T3 and T4 to a load (not shown). Is supplied as an appropriate voltage.

【0020】ここで、図2を参照して、本発明に係る電
源装置の動作原理について簡単に説明する。図2の
(a)に示すように、本電源装置100の入力端T1,
T2に接続される直流電源201は、等価的に、直流電
圧源202、出力抵抗(内部抵抗)203、およびコン
デンサ204を直並列接続した回路で表わすことができ
る。具体的には、直流電圧源202と出力抵抗203は
直列接続され、これらとコンデンサ204が並列接続さ
れた形式で表される。
Here, the principle of operation of the power supply according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, input terminals T1,
DC power supply 201 connected to T2 can be equivalently represented by a circuit in which DC voltage source 202, output resistance (internal resistance) 203, and capacitor 204 are connected in series and parallel. Specifically, the DC voltage source 202 and the output resistor 203 are connected in series, and the DC voltage source 202 and the capacitor 204 are connected in parallel.

【0021】今、本電源装置100の出力端T3,T4
に接続された負荷210が、例えば、待機状態からアク
ティブ状態に変わり、その負荷変動によって、図2の
(b)に示すように、時刻T1において、負荷電流Io
がIo1からIo2へ急激に変化したとする。この場
合、負荷電流の時間的な変化は、図2の(b)において
曲線221で示すようになる。
Now, the output terminals T3, T4 of the power supply device 100
Is changed from the standby state to the active state, for example, and the load fluctuation causes the load current Io at time T1, as shown in FIG. 2B.
Is rapidly changed from Io1 to Io2. In this case, the temporal change of the load current is as shown by a curve 221 in FIG.

【0022】一方、直流電源201側では、この電流変
化に追随するために、その出力電流Iiが増大し、それ
に伴って、等価内部抵抗203による電圧降下が生ず
る。そのときの様子を、図2の(c)の曲線231に示
す。すなわち、負荷電流がIo1からIo2へ変化する
ことで、直流電圧ViがVi1からVi2へ降下する。
On the other hand, on the DC power supply 201 side, the output current Ii increases to follow this current change, and a voltage drop is caused by the equivalent internal resistance 203 accordingly. The state at that time is shown by a curve 231 in FIG. That is, when the load current changes from Io1 to Io2, the DC voltage Vi drops from Vi1 to Vi2.

【0023】そこで、本電源装置100の内部回路(詳
細は、後述する)は、直流電源201の電圧Viを監視
し、それをもとに負荷電流Ioの変化を検知して、出力
電圧Voを所定値に維持する、フィードフォワード制御
を行う。その結果、本電源装置は、負荷電流Io変化に
対して追随性の良好な電源となり、図2(c)に直線2
32で示すように、その出力電圧Voは、負荷電流Io
の変化とは無関係に一定となる。
Therefore, an internal circuit (to be described in detail later) of the power supply device 100 monitors the voltage Vi of the DC power supply 201, detects a change in the load current Io based on the voltage Vi, and changes the output voltage Vo. Feedforward control is performed to maintain the value at a predetermined value. As a result, the present power supply becomes a power supply having good tracking ability to the change in the load current Io, and the power supply shown in FIG.
32, the output voltage Vo is equal to the load current Io
Is constant irrespective of the change in

【0024】以下、本電源装置について、上記の各構成
部分を含めた動作を説明する。電圧検出部110は、上
述のように、抵抗301,302、および変換部310
からなり、変換部310は、さらに、A/D変換器30
6と基準電圧発生器307で構成される。抵抗301,
302は直列に接続され、それらの両端が、図1に示す
ように、入力端T1,T2に接続されている。その結
果、これらの抵抗301,302の接続点P1には、そ
の抵抗分割比によって分圧された電圧が現れ、その電圧
が変換部310へ入力される。
Hereinafter, the operation of the present power supply device including the above components will be described. As described above, the voltage detection unit 110 includes the resistors 301 and 302 and the conversion unit 310.
The conversion unit 310 further includes an A / D converter 30
6 and a reference voltage generator 307. Resistance 301,
Numerals 302 are connected in series, and both ends thereof are connected to input terminals T1 and T2 as shown in FIG. As a result, a voltage divided by the resistance division ratio appears at a connection point P1 between the resistors 301 and 302, and the voltage is input to the converter 310.

【0025】ここで、端子T1,T2間に印加される電
圧をVi、抵抗301,302の抵抗値を各々R1,R
2とすると、変換部310に入力される電圧Vadは、 Vad=Vi×R2/(R1+R2) …(1) で表される。そして、変換部310は、入力された電圧
Vadに応じた値を有するディジタル信号を出力する。
なお、そのための具体的な回路構成等については、後述
する。
Here, the voltage applied between the terminals T1 and T2 is Vi, and the resistance values of the resistors 301 and 302 are R1 and R2, respectively.
Assuming that 2, the voltage Vad input to the conversion unit 310 is expressed as follows: Vad = Vi × R2 / (R1 + R2) (1) Then, conversion section 310 outputs a digital signal having a value corresponding to input voltage Vad.
The specific circuit configuration and the like for that purpose will be described later.

【0026】このように、変換部310は、入力された
アナログ電圧Vadをアナログ/ディジタル変換(A/
D変換)するとともに、その内部に所定の定数を情報と
して保持し、上記のようにディジタル変換された信号
に、この定数値を乗ずる演算を行って、AA値を出力す
る。そのため、変換部310は、図1に示すように、A
/D変換器306と基準電圧発生器307を有する。
As described above, the converter 310 converts the input analog voltage Vad into an analog / digital converter (A / D
D conversion), a predetermined constant is held therein as information, and the digitally converted signal is multiplied by this constant value to output an AA value. Therefore, as shown in FIG.
A / D converter 306 and a reference voltage generator 307 are provided.

【0027】すなわち、A/D変換器306は、上記の
電圧Vadと基準電圧発生器307で発生した基準電圧
Vrとから、 AA=FF×(Vad/Vr) …(2) で示されるディジタル信号を出力する。ここで、FFは
定数であり、例えば、256ビットで表される最大値を
とる。そして、AA値を有するディジタル信号は、制御
用論理回路130へ入力される。
That is, the A / D converter 306 converts the voltage Vad and the reference voltage Vr generated by the reference voltage generator 307 into a digital signal represented by the following equation: AA = FF × (Vad / Vr) (2) Is output. Here, FF is a constant, and takes the maximum value represented by, for example, 256 bits. Then, the digital signal having the AA value is input to the control logic circuit 130.

【0028】一方、設定器121とレジスタ122とで
構成される電圧設定部120には、本電源装置の負荷へ
の出力電圧Voとした場合、その電圧Voに関連する情
報(電圧設定データ)が、設定器121を使用して設定
され、設定後の値は、レジスタ122内に格納される。
レジスタ122は、設定された値をディジタル・データ
として保持する。そして、レジスタ122は、保持した
ディジタル・データを、XX値として、所定のクロック
・レートで制御用論理回路130へ出力する。
On the other hand, when the output voltage Vo to the load of the power supply device is set to the voltage setting section 120 composed of the setting device 121 and the register 122, information (voltage setting data) related to the voltage Vo is stored in the voltage setting section 120. , Are set using the setting unit 121, and the value after the setting is stored in the register 122.
The register 122 holds the set value as digital data. Then, the register 122 outputs the held digital data as an XX value to the control logic circuit 130 at a predetermined clock rate.

【0029】制御用論理回路130は、変換部310か
らの出力(AA値)と、電圧設定部120からの出力
(XX値)とから、例えば、 Dt=XX/AA …(3) で表されるデューティ・サイクルのパルス列(パルス幅
変調(PWM)された波形を有する信号)を発生する。
The control logic circuit 130 is represented by, for example, Dt = XX / AA (3) from the output (AA value) from the conversion unit 310 and the output (XX value) from the voltage setting unit 120. Pulse train (signal having a pulse width modulated (PWM) waveform) with a different duty cycle.

【0030】なお、ここでは、AA値、およびXX値
は、デューティ・サイクルDtが、 Dt=Vo/Vi …(4) の関係となるように調整されている。そのためには、X
X値は、AA値以下で、かつ、XX=AA×Vo/Vi
の条件を満たす必要がある。
Here, the AA value and the XX value are adjusted such that the duty cycle Dt satisfies the following relationship: Dt = Vo / Vi (4) For that, X
The X value is equal to or less than the AA value, and XX = AA × Vo / Vi
Must be satisfied.

【0031】図1に示す電源装置によれば、その平滑部
150の出力には、PWM波形の平均値が出力(Vo)
される。よって、上記の式(3),(4)から、 Vo=Vi×Dt=Vi×(XX/AA) …(5) となり、式(5)に、上記の式(1),(2)を代入す
ると、Voは、 Vo=XX×(R1+R2)×Vr/(FF×R2) …(6) で表される。
According to the power supply device shown in FIG. 1, the average value of the PWM waveform is output (Vo) to the output of the smoothing unit 150.
Is done. Therefore, from the above equations (3) and (4), Vo = Vi × Dt = Vi × (XX / AA) (5), and the above equations (1) and (2) are added to the equation (5). When substituted, Vo is represented by the following equation: Vo = XX × (R1 + R2) × Vr / (FF × R2) (6)

【0032】このようにして得られた式(6)によれ
ば、出力電圧Voは、定数であるVr,R1,R2,F
Fと、設定電圧に関連するレジスタ値XXのみで決まる
一定値となる。つまり、本電源装置の出力電圧Voは、
入力電圧に関係しない安定な値となることが分かる。
According to the equation (6) obtained as described above, the output voltage Vo is a constant Vr, R1, R2, F
F and a constant value determined only by the register value XX related to the set voltage. That is, the output voltage Vo of the power supply device is
It can be seen that the value is stable regardless of the input voltage.

【0033】図3は、本実施の形態1に係る電源装置の
詳細な回路構成を示すブロック図である。また、図4
は、図3に示す回路の主要部分における信号波形を示す
タイミングチャートである。図3に示すA/D変換器3
06のVin端子には、図1を参照して説明したよう
に、入力電圧(例えば、電池(BTT)201の電圧)
を抵抗301,302で分割した電圧値P1(すなわ
ち、上述した電圧Vad)が入力され、同時に、基準電
圧入力端子Vrefには、基準電圧発生器307で生成
された電圧が印加されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed circuit configuration of the power supply device according to the first embodiment. FIG.
4 is a timing chart showing signal waveforms in main parts of the circuit shown in FIG. A / D converter 3 shown in FIG.
The input voltage (for example, the voltage of the battery (BTT) 201) is applied to the Vin terminal 06 as described with reference to FIG.
Is divided by the resistors 301 and 302 (that is, the voltage Vad described above), and at the same time, the voltage generated by the reference voltage generator 307 is applied to the reference voltage input terminal Vref.

【0034】A/D変換器306は、上記の基準電圧に
対する入力電圧Vadを常時、監視し、その結果に応じ
た値を、8ビットのディジタル信号B1〜B8に変換して
出力する。そして、この信号は、上述したAA値とし
て、次段のカウンタ(CNT1)351の入力端子A〜
Hへ入力される。
The A / D converter 306 constantly monitors the input voltage Vad with respect to the above-mentioned reference voltage, and converts a value corresponding to the result into 8-bit digital signals B 1 to B 8 and outputs them. Then, this signal is used as the AA value described above, and the input terminals A to A of the next-stage counter (CNT1) 351
Input to H.

【0035】一方、不図示の制御部による制御のもと、
設定器121で設定された電圧設定データは、レジスタ
122の入力端子A〜Hへ入力される。このデータは、
本電源装置から所望の出力電圧を得るための設定データ
であり、XX値として、レジスタ122の出力端子Q1
〜Q8より、次段のカウンタ(CNT2)352の入力
端子A〜Hへ入力される。
On the other hand, under the control of a control unit (not shown),
The voltage setting data set by the setting device 121 is input to the input terminals A to H of the register 122. This data is
This is setting data for obtaining a desired output voltage from the present power supply device, and as an XX value, the output terminal Q 1 of the register 122.
QQ 8 are input to the input terminals AHH of the counter (CNT 2) 352 at the next stage.

【0036】カウンタ(CNT1)351、およびカウ
ンタ(CNT2)352は、プリセッタブル・ダウンカ
ウンタであり、カウンタ351には、A/D変換器30
6からの出力AAが、また、カウンタ352へは、レジ
スタ122からの電圧設定データXXが、それぞれ、カ
ウンタ351のタイムアウトに同期してプリセットされ
る。
The counter (CNT1) 351 and the counter (CNT2) 352 are presettable down counters, and the counter 351 includes the A / D converter 30
6 and the voltage setting data XX from the register 122 are preset to the counter 352 in synchronization with the timeout of the counter 351.

【0037】すなわち、図4において、波形“CNT
1”に示すように、カウンタ(CNT1)351のカウ
ント値が0になり、それに伴って、フリップ・フロップ
(FF1)354の出力Bが論理0になると、次のクロ
ックCKの立ち上がりに同期して、FF2(355)の
Q出力が論理0になる(このとき、Qの反転出力は、言
うまでもなく論理1である)。そのため、一方の端子に
クロックCKが入力され、他の端子にFF2からの反転
出力を受けたAND回路371の出力は、図4の波形D
に示すように、論理0から論理1へ推移する。
That is, in FIG. 4, the waveform "CNT"
As indicated by 1 ", when the count value of the counter (CNT1) 351 becomes 0 and the output B of the flip-flop (FF1) 354 becomes logical 0, in synchronization with the next rising edge of the clock CK. , FF2 (355) have a logic 0 (the inverted output of the Q is, of course, a logic 1), so that the clock CK is input to one terminal and the other terminal receives the clock CK from the FF2. The output of the AND circuit 371 having received the inverted output is the waveform D in FIG.
, Transition from logic 0 to logic 1.

【0038】AND回路371の出力端は、カウンタ
(CNT1)351とカウンタ(CNT2)352のL
oad端子に接続されているので、これらのカウンタで
は、上述したAND回路371の出力パルスの立ち上が
りに同期して、上記AA,XX値のプリセットが行われ
る(図4の波形“CNT1”,“CNT2”を参照)。
The output terminal of the AND circuit 371 is connected to the counter (CNT1) 351 and the counter (CNT2) 352 at L level.
Since these counters are connected to the "oad" terminal, these counters preset the AA and XX values in synchronization with the rise of the output pulse of the AND circuit 371 (the waveforms "CNT1" and "CNT2" in FIG. 4). ").

【0039】上記プリセットの後、カウンタ(CNT
1)351、カウンタ(CNT2)352ともに、入力
されるクロックに従って、設定された値(プリセット
値)がダウンカウントされる。そして、カウント値が0
になると、それぞれのカウンタの出力端(B1〜B8)に
接続された、8入力のNOR回路353,363の出力
が論理1になる。
After the preset, the counter (CNT)
1) Both the set value (preset value) 351 and the counter (CNT2) 352 are counted down according to the input clock. And the count value is 0
, The outputs of the 8-input NOR circuits 353 and 363 connected to the output terminals (B 1 to B 8 ) of the respective counters become logic 1.

【0040】このように、NOR回路353,363の
出力が論理1になると、FF354,364がリセット
され、カウンタでのカウント動作も停止する。通常、上
述したデューティ・サイクルDtは、Dt<1であるか
ら、上記の式(3)より、通常の動作状態において、X
X<AAである。よって、図4に示すように、カウンタ
(CNT2)352の方が、カウンタ(CNT1)35
1よりも早く、カウントを停止する。
As described above, when the outputs of the NOR circuits 353 and 363 become logic 1, the FFs 354 and 364 are reset, and the counting operation of the counter is stopped. Normally, since the above-mentioned duty cycle Dt is Dt <1, from the above equation (3), in a normal operation state, X
X <AA. Therefore, as shown in FIG. 4, the counter (CNT2) 352 is
Stop counting earlier than one.

【0041】上述したように、本電源装置は、カウンタ
(CNT1)351のタイムアウトに同期して、カウン
タ(CNT1)351とカウンタ(CNT2)352へ
のプリセットが行われ、そのカウント値が0になると、
次のクロックで、再度、プリセットを行う動作を繰り返
す。そのため、カウンタ(CNT1)351でのカウン
ト周期は、AAに比例した長さとなり、また、カウンタ
(CNT2)352におけるカウント周期は、XXに比
例した長さとなる。
As described above, in the present power supply device, the counter (CNT1) 351 and the counter (CNT2) 352 are preset in synchronization with the time-out of the counter (CNT1) 351 and when the count value becomes zero. ,
At the next clock, the operation of presetting is repeated again. Therefore, the count cycle of the counter (CNT1) 351 has a length proportional to AA, and the count cycle of the counter (CNT2) 352 has a length proportional to XX.

【0042】ここで、図3のE点における波形(図4の
波形Eを参照)に着目すると、カウンタ(CNT2)3
52が、設定された値XXをカウントダウンしている期
間、E点の波形は、論理1になっている。そして、カウ
ントダウン終了後に論理0になり、上述したAND回路
371の出力パルスの立ち上がりに同期して、再び論理
1になる。つまり、E点の波形は、その繰り返し周期が
AA値で決まり、そのデューティは、XX/AAであ
る。
Here, focusing on the waveform at point E in FIG. 3 (see waveform E in FIG. 4), the counter (CNT2) 3
During a period in which 52 is counting down the set value XX, the waveform at the point E is logic 1. Then, after the countdown ends, the logic value becomes logic 0, and again becomes logic 1 in synchronization with the rise of the output pulse of the AND circuit 371 described above. That is, the repetition period of the waveform at the point E is determined by the AA value, and the duty is XX / AA.

【0043】そこで、本電源装置では、E点の波形をP
WM波形として、バッファ370を介して、スイッチン
グ素子141,142へ導き、これらの素子の駆動信号
として使用している。なお、これらのスイッチング素子
は、チャネルタイプの異なる2個のMOS−FET(電
界効果トランジスタ)であり、例えば、MOS−FET
141がpチャネルMOS、MOS−FET142がn
チャネルMOSである。
Therefore, in the present power supply device, the waveform at point E is represented by P
The WM waveform is guided to the switching elements 141 and 142 via the buffer 370, and is used as a drive signal for these elements. Note that these switching elements are two MOS-FETs (field effect transistors) having different channel types.
141 is a p-channel MOS, MOS-FET 142 is n
It is a channel MOS.

【0044】図3に示すように、MOS−FET14
1,142は、それらのゲートが相互に接続され、その
接続点に、バッファ370より駆動用のパルスが供給さ
れている。また、MOS−FET141のソースが、電
源供給源である電池201の+端子に直結され、MOS
−FET142のソース側が、本電源回路のグランド側
(電池201の−端子)に結合される構成をとってい
る。そして、MOS−FET141,142のドレイン
相互の接続点が、出力インダクタ151に接続されてい
る。
As shown in FIG. 3, the MOS-FET 14
The gates 1 and 142 are connected to each other, and a driving pulse is supplied from a buffer 370 to the connection point. Further, the source of the MOS-FET 141 is directly connected to the + terminal of the battery 201 as a power supply source,
-The source side of the FET 142 is connected to the ground side (-terminal of the battery 201) of the power supply circuit. The connection point between the drains of the MOS-FETs 141 and 142 is connected to the output inductor 151.

【0045】図5は、バッファ370を介して2つのM
OS−FETへ供給される駆動波形(ゲートに印加され
る波形)、およびFETに流れる電流の波形を示してい
る。図5の(a)は、MOS−FETのゲートに印加さ
れるパルス列の信号波形を模式的に示しており、上述し
たデューティ比XX/AAで、ON/OFFを繰り返す
波形を有している。そして、各々のMOS−FETは、
一方がON状態にあるとき、他方がOFF状態となる。
FIG. 5 illustrates two M via buffer 370.
2 shows a driving waveform (a waveform applied to a gate) supplied to an OS-FET and a waveform of a current flowing through the FET. FIG. 5A schematically shows a signal waveform of a pulse train applied to the gate of the MOS-FET, and has a waveform that repeats ON / OFF at the above-described duty ratio XX / AA. And each MOS-FET is
When one is in the ON state, the other is in the OFF state.

【0046】すなわち、ゲートに論理1のパルスが印加
されると、MOS−FET142がON、MOS−FE
T141がOFFとなり、ゲート電圧が論理0の場合、
その逆の状態になる。図5の(b)は、MOS−FET
141を流れる電流i1を示しており、また、MOS−
FET142には、同図の(c)示す電流i2が流れ
る。
That is, when a logic 1 pulse is applied to the gate, the MOS-FET 142 is turned on and the MOS-FE
When T141 is turned off and the gate voltage is logic 0,
The opposite situation occurs. FIG. 5B shows a MOS-FET
141 shows a current i1 flowing through the MOS-141.
The current i2 shown in FIG.

【0047】このように2つのMOS−FET141,
142がスイッチング動作することにより、T1,T2
間に印加された電圧Viは、制御用論理回路130から
出力されるパルス列のデューティ比を持ったパルス波形
の電圧として、平滑部150に入力される。なお、平滑
部150は、出力インダクタ151とコンデンサ152
で構成され、MOS−FET142は、MOS−FET
141がOFFのとき、インダクタ151に蓄積された
エネルギーを放出する働きをする。
As described above, the two MOS-FETs 141,
The switching operation of 142 causes T1, T2
The voltage Vi applied in between is input to the smoothing unit 150 as a voltage of a pulse waveform having a duty ratio of a pulse train output from the control logic circuit 130. Note that the smoothing unit 150 includes an output inductor 151 and a capacitor 152.
And the MOS-FET 142 is a MOS-FET
When 141 is OFF, it functions to release the energy stored in inductor 151.

【0048】また、本電源装置の負荷としてのデバイ
ス、例えば、集積回路(IC)がスリープ状態になる
等、負荷電流が微少になった場合、コンデンサ152に
蓄積された電荷を放電しなければ、負荷電圧が徐々に上
昇することになる。MOS−FET142は、放電ルー
プを形成して、その電圧上昇を抑える働きもする。
When the load current of the power supply device, for example, the integrated circuit (IC) is in a sleep state and the load current becomes very small, the electric charge accumulated in the capacitor 152 must be discharged. The load voltage will gradually increase. The MOS-FET 142 also has a function of forming a discharge loop and suppressing its voltage rise.

【0049】以上説明したように、本実施の形態1によ
れば、負荷電流の変化による直流供給源の電圧変動を常
時、監視して得られる結果と、所望の電源電圧を出力す
るために、あらかじめ設定した電圧設定データとを比較
し、その結果をもとに駆動素子のスイッチング波形のデ
ューティ比を可変するフィードフォワード制御を行うこ
とで、フィードバック制御方式を採用する従前のスイッ
チング電源に比べて、急激な出力電流の変化に追随で
き、瞬間的に電圧不足に陥ることのない安定した電源を
供給することができる。
As described above, according to the first embodiment, in order to output a desired power supply voltage and a result obtained by constantly monitoring the voltage fluctuation of the DC supply source due to a change in the load current, By comparing with the voltage setting data set in advance and performing the feedforward control that varies the duty ratio of the switching waveform of the driving element based on the result, compared with the conventional switching power supply adopting the feedback control method, A rapid change in output current can be followed, and a stable power supply can be supplied without instantaneous voltage shortage.

【0050】また、急激な出力電流の変化に対応するた
めの大容量のコンデンサが不要になり、しかも、電源装
置の出力段に配されたスイッチング素子をMOS−FE
Tのみで構成して、整流ダイオード等を排除しているた
め、回路の集積化(IC化)に好都合となり、結果とし
て、電源装置の小型化が容易になる。
Further, a large-capacity capacitor for responding to a sudden change in output current is not required, and the switching element disposed at the output stage of the power supply device is formed of a MOS-FE.
Since the rectifier diode and the like are eliminated by using only T, it is convenient for circuit integration (IC), and as a result, the power supply device can be easily reduced in size.

【0051】さらに、CMOSを用いてON抵抗の低い
スイッチング型の電源構成としたことで、マイクロ・ア
ンペア・オーダーから数百ミリ・アンペア・オーダーま
での広範囲の負荷電流に渡り、電力損失を抑えるととも
に、電力効率の良好な電源を実現できる。
Furthermore, by employing a switching power supply configuration with low ON resistance using CMOS, power loss can be suppressed over a wide range of load currents from micro-amperes to hundreds of milliampers. Thus, a power supply with good power efficiency can be realized.

【0052】<実施の形態2>以下、本発明の実施の形
態2について説明する。図6は、本実施の形態2に係る
電源装置の構成を示しており、同図に示す電源装置は、
複数の出力電圧が必要とされる場合に対応できる電源で
ある。なお、図6において、図1に示す、上記実施の形
態1に係る電源装置と同様の構成要素には同一符号を付
して、ここでは、それらの動作等の説明を省略する。
<Second Embodiment> Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows a configuration of a power supply device according to the second embodiment. The power supply device shown in FIG.
It is a power supply that can handle a case where a plurality of output voltages are required. In FIG. 6, the same components as those of the power supply device according to Embodiment 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description of their operations and the like is omitted here.

【0053】図6に示すように、本電源装置は、異なる
複数の出力電圧(同図では、出力1,2等)を得るため
に、複数の電源回路を並列に接続した構成を有する。す
なわち、電源回路A601は、所定の出力電圧(出力
1)を得るために、上記実施の形態1に係る電源装置
(図1参照)と同じ構成を有しており、その回路に並列
に、出力2を得るための電源回路B602が接続されて
いる。以下、同様に、同一構成の他の電源回路が並列接
続される。
As shown in FIG. 6, the power supply device has a configuration in which a plurality of power supply circuits are connected in parallel in order to obtain a plurality of different output voltages (outputs 1 and 2 in FIG. 6). That is, the power supply circuit A 601 has the same configuration as the power supply device according to the first embodiment (see FIG. 1) in order to obtain a predetermined output voltage (output 1), and outputs the output in parallel with the circuit. 2 is connected to the power supply circuit B602. Hereinafter, similarly, other power supply circuits of the same configuration are connected in parallel.

【0054】ここで特徴的なことは、電源回路A601
内に配した、電池(端子T1,T2に接続される)の出
力電圧を監視するためのA/D変換器306と、基準電
圧発生器307が、各電源回路によって共有されている
ことである。従って、A/D変換器306の出力は、電
源回路A601の制御用論理回路130aや、電源回路
B602の制御用論理回路130b等へ同時に供給され
る。
The characteristic feature here is that the power supply circuit A 601
The A / D converter 306 for monitoring the output voltage of the battery (connected to the terminals T1 and T2) and the reference voltage generator 307 are shared by each power supply circuit. . Therefore, the output of the A / D converter 306 is simultaneously supplied to the control logic circuit 130a of the power supply circuit A 601 and the control logic circuit 130b of the power supply circuit B 602.

【0055】その一方、異なる複数の出力電圧を得るた
め、各々の電源回路には、個々に設定された電圧値等を
格納するレジスタ122a,122bが配され、また、
個別の制御用論理回路130a,130bやスイッチン
グ素子141a,142a,141b,142b等を備
えることで、各電源回路から、あらかじめ設定されたデ
ータをもとに、所望の出力1,2…が得られるようにな
っている。
On the other hand, in order to obtain a plurality of different output voltages, each power supply circuit is provided with registers 122a and 122b for storing individually set voltage values and the like.
By providing the individual control logic circuits 130a, 130b, the switching elements 141a, 142a, 141b, 142b, etc., desired outputs 1, 2,... Are obtained from each power supply circuit based on preset data. It has become.

【0056】すなわち、本電源装置は、各レジスタ12
2a,122bに、異なる電圧設定データを設定するこ
とで、各電源回路から、それぞれ異なる所望の出力電圧
を得ることができる。逆に言えば、レジスタに同じデー
タを設定した場合、同一電圧を出力する複数の電源回路
が構成されることになる。
That is, the present power supply device includes
By setting different voltage setting data in 2a and 122b, different desired output voltages can be obtained from each power supply circuit. Conversely, when the same data is set in the register, a plurality of power supply circuits that output the same voltage are configured.

【0057】以上説明したように、本実施の形態2によ
れば、複数の出力電圧が必要とされる場合、各出力電圧
に対応した電源回路を並列に接続し、その電源回路の1
つに、各回路共通の一の入力電圧検出部を設けるととも
に、電圧設定データを格納するレジスタについては、各
回路に個別に配する構成をとることで、構成部分の重複
を回避して小型化した電源装置が構成でき、各回路から
異なる複数の出力電圧を容易に取り出すことができる。
As described above, according to the second embodiment, when a plurality of output voltages are required, a power supply circuit corresponding to each output voltage is connected in parallel, and one of the power supply circuits is connected.
Finally, a single input voltage detector common to each circuit is provided, and the register for storing the voltage setting data is arranged individually for each circuit, thereby minimizing the size by avoiding duplication of components. And a plurality of different output voltages can be easily extracted from each circuit.

【0058】<実施の形態3>以下、本発明の実施の形
態3について説明する。本実施の形態3に係る電源装置
は、負荷となる装置が、いわゆるスリープ機能を備えて
いる場合に対応できるように構成されている。例えば、
携帯電話機等には、その使用状態に応じて、マイクロプ
ロセッサの動作をスリープ・モードあるいはアクティブ
・モードにして、間欠動作させるものがある。
Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described below. The power supply device according to the third embodiment is configured to be able to cope with a case where a device serving as a load has a so-called sleep function. For example,
In some mobile phones, the operation of the microprocessor is set to a sleep mode or an active mode and intermittently operated according to the state of use.

【0059】上記の間欠動作を具体的に説明する。例え
ば、移動機としての携帯電話機が待ち受け時にあると
き、基地局からは、あらかじめ決められた時間間隔でメ
ッセージが送られてくる。そこで、携帯電話機側に、基
地局と同期して動作するタイマを設けて、不要な時間帯
にはマイクロプロセッサや電話機そのものをスリープ状
態にし、メッセージが送られてくる直前に、電話機等を
アクティブ状態に復帰させている。
The above intermittent operation will be specifically described. For example, when a mobile phone as a mobile device is in a standby state, a message is sent from a base station at a predetermined time interval. Therefore, a timer that operates in synchronization with the base station is provided on the mobile phone side, and the microprocessor and the phone itself are put into a sleep state during unnecessary time periods, and the phone and the like are placed in an active state immediately before a message is sent. Has been restored.

【0060】このような間欠動作によって、携帯電話機
での消費電力を大幅に低下できるが、マイクロプロセッ
サ等がスリープ・モードに入って、そのプロセッサを含
む、電話機の回路における消費電流がマイクロ・アンペ
ア単位に低下したときには、状況が変わってくる。すな
わち、通常のスイッチング電源では、そのスイッチング
による無効電力のため、低消費電流時に、高い電力変換
効率を維持することができないという問題がある。
The power consumption of the portable telephone can be greatly reduced by such an intermittent operation. However, when a microprocessor or the like enters a sleep mode, the current consumption in the telephone circuit including the processor is measured in units of microampere. The situation changes when it falls. That is, in a normal switching power supply, there is a problem that high power conversion efficiency cannot be maintained at the time of low current consumption due to the reactive power due to the switching.

【0061】そこで、本実施の形態3は、低消費電流状
態に直結するスリープ機能を備えた装置が負荷となった
ときにも対応できる電源装置を開示する。図7は、本実
施の形態3に係る電源装置の詳細な回路構成を示すブロ
ック図である。同図に示す回路構成の内、破線で囲んだ
論理回路部700,750以外の部分は、図1に示す、
上記実施の形態1に係る電源装置と同じである。
Thus, the third embodiment discloses a power supply device that can cope with a load having a device having a sleep function directly connected to a low current consumption state. FIG. 7 is a block diagram showing a detailed circuit configuration of the power supply device according to the third embodiment. In the circuit configuration shown in FIG. 1, portions other than the logic circuit portions 700 and 750 surrounded by broken lines are shown in FIG.
This is the same as the power supply device according to the first embodiment.

【0062】図7の論理回路部700において、クロッ
クCK2は、本電源装置における間欠動作の間隔を決め
るクロックであり、通常、数ミリ秒から数百ミリ秒の周
期を持つ信号である。ここでは、電源装置が、この間隔
で定期的に間欠動作するように設計されている。なお、
図中、“GCK”と記された端子からは、後述する間欠
クロックが入力される。
In the logic circuit section 700 of FIG. 7, the clock CK2 is a clock for determining the interval of the intermittent operation in the present power supply device, and is usually a signal having a period of several milliseconds to several hundred milliseconds. Here, the power supply device is designed to operate intermittently at this interval. In addition,
In the figure, an intermittent clock described later is input from a terminal marked “GCK”.

【0063】最初に、スタンバイ信号STBYが論理0
(上記のスリープ・モードに対応する)であるときの回
路動作を説明する。論理回路部700に、上述した周期
を持つクロックCK2が入力されると、アップカウンタ
(CNT3)701とフリップ・フロップ(FF5)7
02がリセットされる。このとき、FF5(702)の
反転出力端子からは、論理1の信号が出力され、CK端
子から入力されたクロック信号は、AND回路707,
704、およびOR回路706を介して、GCK端子へ
入力される。この場合、本電源装置は、このクロックを
もとに、上述した実施の形態1に係る電源装置と全く同
じ動作をする。
First, the standby signal STBY is set to logic 0
The circuit operation in the case of (corresponding to the above-mentioned sleep mode) will be described. When the clock CK2 having the above-described period is input to the logic circuit unit 700, the up-counter (CNT3) 701 and the flip-flop (FF5) 7
02 is reset. At this time, a logical 1 signal is output from the inverted output terminal of the FF5 (702), and the clock signal input from the CK terminal is output to the AND circuit 707,
The signal is input to the GCK terminal via the 704 and the OR circuit 706. In this case, the present power supply device performs exactly the same operation as the power supply device according to the above-described first embodiment based on the clock.

【0064】カウンタ(CNT3)701がアップカウ
ントを終了し(フルカウント状態)、その出力信号(B
1〜B4)が“1111(2進)”になると、次のクロッ
ク信号によって、FF5(702)が“1”にセットさ
れ、出力Q=1となる。その結果、Qの反転出力は論理
0となるので、AND回路707からは、クロック信号
CKが出力されない。このことは、GCK端子へのクロ
ック入力がない、つまり、電源回路へのクロック供給が
断たれたことを意味している。
The counter (CNT3) 701 finishes counting up (full count state), and its output signal (B
When 1 to B 4 ) become “1111 (binary)”, the FF5 (702) is set to “1” by the next clock signal, and the output Q = 1. As a result, the inverted output of Q becomes logic 0, so that the AND circuit 707 does not output the clock signal CK. This means that there is no clock input to the GCK terminal, that is, the clock supply to the power supply circuit has been cut off.

【0065】また、この場合、論理回路部750内のA
ND回路752、およびNAND回路751に対して
も、FF5(702)より論理0の信号が送られるた
め、スイッチング素子(FET)141,142の両方
がオフ状態になる。よって、出力インダクタ151と出
力コンデンサ152からなる平滑回路への電流供給はな
い。
In this case, A in the logic circuit portion 750
Since a signal of logic 0 is also sent from the FF5 (702) to the ND circuit 752 and the NAND circuit 751, both the switching elements (FETs) 141 and 142 are turned off. Therefore, no current is supplied to the smoothing circuit including the output inductor 151 and the output capacitor 152.

【0066】しかし、このとき、本電源装置の負荷が、
マイクロ・アンペア単位の消費電流で動作する状態(ス
リープ・モード)にあれば、平滑回路の出力コンデンサ
152に蓄積された電荷が徐々に放電され、それによっ
て、負荷に対して動作電流が供給される。なお、クロッ
クCK2の周期は、スリープ・モード時における負荷電
流と出力コンデンサ152の容量とから決まり、それら
は、本電源装置の出力電圧値が、負荷回路の動作電圧
の、例えば、5%以上の誤差を生じないように設定され
る。
However, at this time, the load of the power supply device is
In a state of operation with a current consumption of microamperes (sleep mode), the electric charge accumulated in the output capacitor 152 of the smoothing circuit is gradually discharged, whereby the operating current is supplied to the load. . Note that the cycle of the clock CK2 is determined by the load current in the sleep mode and the capacity of the output capacitor 152. The reason is that the output voltage value of the present power supply device is, for example, 5% or more of the operating voltage of the load circuit. It is set so as not to cause an error.

【0067】一方、スタンバイ信号STBYが論理1の
ときは、本電源装置の負荷の状態が、上記のアクティブ
・モードに対応している場合を指す。この場合、クロッ
クCKは、論理回路部700のAND回路705、およ
びOR回路706を介して、連続してGCK端子へ入力
される。よって、本電源装置は、通常の状態(上記実施
の形態1に係る電源装置と同じ)で動作をする。
On the other hand, when the standby signal STBY is logic 1, it indicates that the load state of the power supply corresponds to the active mode. In this case, the clock CK is continuously input to the GCK terminal via the AND circuit 705 and the OR circuit 706 of the logic circuit unit 700. Therefore, the present power supply device operates in a normal state (the same as the power supply device according to the first embodiment).

【0068】なお、ここでは、カウンタ(CNT3)7
01の出力ビット数を4ビットとしたが、スリープ・モ
ード時における負荷電流に応じてビット数を変えてもよ
い。例えば、負荷電流が大きいほど、ビット数を増やし
たり、あるいは、あらかじめ分かっている負荷パターン
(負荷電流パターン)を、ステート・レジスタとしての
アップカウンタ(CNT3)701に格納し、そのパタ
ーンに合わせて、任意にビット数を設定できるようにし
てもよい。
Here, the counter (CNT3) 7
Although the number of output bits of 01 is 4 bits, the number of bits may be changed according to the load current in the sleep mode. For example, as the load current increases, the number of bits increases, or a load pattern (load current pattern) that is known in advance is stored in an up counter (CNT3) 701 as a state register, and The number of bits may be arbitrarily set.

【0069】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、負荷となる装置がスリープ・モードとアクティブ・
モードを繰り返して動作する場合、そのスリープ・モー
ド時に、電源供給段に位置するスイッチング素子を全て
オフ状態にして、平滑回路への電流供給を止める制御を
行うことで、これらのモードに同期した電源動作の切替
えが可能となり、マイクロ・アンペア単位の消費電流時
において大幅な電源効率の改善ができる。
As described above, according to the present embodiment, the load device is set to the sleep mode and the active mode.
When operating repeatedly in the mode, the power supply synchronized with these modes is controlled by turning off all the switching elements located in the power supply stage and stopping the current supply to the smoothing circuit in the sleep mode. The operation can be switched, and the power supply efficiency can be greatly improved at the time of current consumption in units of micro-ampere.

【0070】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
において、種々変形が可能である。例えば、上記の各実
施の形態では、入力されたディジタル信号を処理する制
御用論理回路等にディジタルのカウンタ回路を使用して
いるが、これらに代えて、マイクロプロセッサやディジ
タル信号処理装置(DSP)等を用いて所定の演算を実
行し、等価的にデューティXX/AAのパルス波形(ス
イッチング波形)を生成するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, a digital counter circuit is used for a control logic circuit or the like that processes an input digital signal. Instead, a microprocessor or a digital signal processor (DSP) may be used. Or the like may be used to execute a predetermined calculation to equivalently generate a pulse waveform (switching waveform) with a duty XX / AA.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力電圧を所定の出力電圧に変換して負荷側へ供給する
電源装置において、上記の入力電圧を監視する監視手段
と、この監視結果をもとに第1の信号を出力する第1の
信号生成手段と、上記出力電圧に関連する情報に応じて
第2の信号を出力する第2の信号生成手段と、これら第
1および第2の信号に基づく所定のデューティ比を有す
る第3の信号を生成する第3の信号生成手段と、この第
3の信号を駆動信号として、上記入力電圧に対してスイ
ッチング制御を施す手段とを備えることで、急激な出力
電流の変化に追随でき、瞬間的に電圧不足に陥ることの
ない安定した電源を供給できる。
As described above, according to the present invention,
In a power supply device for converting an input voltage to a predetermined output voltage and supplying the output voltage to a load side, a monitoring means for monitoring the input voltage, and a first signal generator for outputting a first signal based on the monitoring result Means, second signal generating means for outputting a second signal in accordance with the information relating to the output voltage, and generating a third signal having a predetermined duty ratio based on the first and second signals. A third signal generating means for performing a switching control on the input voltage using the third signal as a drive signal, so that it can follow a sudden change in output current, and Stable power can be supplied without running out.

【0072】他の発明によれば、負荷の動作状態に対応
する所定の値を格納するステート・レジスタを備え、こ
の格納された値をもとに、クロック信号を切替え、ある
いは間引いてスイッチング制御をオン/オフ制御するこ
とで、微少な消費電流時においても、大幅な電源効率の
改善ができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a state register for storing a predetermined value corresponding to the operation state of the load, and the switching control is performed by switching or thinning out the clock signal based on the stored value. By performing the on / off control, the power supply efficiency can be significantly improved even at a small current consumption.

【0073】さらに、本発明によれば、入力電圧を監視
する監視手段と、この監視結果をもとに第1の信号を出
力する第1の信号生成手段と、出力電圧に関連する情報
に応じて第2の信号を出力する第2の信号生成手段と、
これら第1および第2の信号に基づく所定のデューティ
比を有する第3の信号を生成する第3の信号生成手段
と、この第3の信号を駆動信号として、上記入力電圧に
対してスイッチング制御を施す手段とを備えた電源装置
を複数個、並列に接続し、それらの電源装置の内、第1
の電源装置の監視手段および第1の信号生成手段を、こ
れら並列接続した全ての電源装置で共有する構成をとる
ことで、小型化した電源装置が構成でき、各電源回路か
ら異なる複数の出力電圧を容易に取り出すことが可能と
なる。
Further, according to the present invention, the monitoring means for monitoring the input voltage, the first signal generating means for outputting the first signal based on the monitoring result, and the response to the information relating to the output voltage. Second signal generating means for outputting a second signal by
Third signal generating means for generating a third signal having a predetermined duty ratio based on the first and second signals, and performing switching control on the input voltage using the third signal as a drive signal. And a plurality of power supply units each including a power supply unit.
The power supply monitoring means and the first signal generating means are shared by all of the power supplies connected in parallel, so that a compact power supply can be constructed, and a plurality of different output voltages from each power supply circuit can be configured. Can be easily taken out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1に係る電源装置の主要
部の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 本発明に係る電源装置の動作原理を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the power supply device according to the present invention.

【図3】 実施の形態1に係る電源装置の詳細な回路構
成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed circuit configuration of the power supply device according to the first embodiment.

【図4】 図3に示す回路の主要部分の信号波形を示す
タイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing signal waveforms of main parts of the circuit shown in FIG.

【図5】 スイッチング素子(MOS−FET)へ供給
される駆動波形、および電流波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a drive waveform and a current waveform supplied to a switching element (MOS-FET).

【図6】 実施の形態2に係る、複数の電圧を出力する
電源装置の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a power supply device that outputs a plurality of voltages according to a second embodiment.

【図7】 実施の形態3に係る電源装置の詳細な回路構
成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed circuit configuration of a power supply device according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110…電圧検出部、120…電圧設定部、122…レ
ジスタ、130…制御用論理回路、140…駆動部、1
41,142…スイッチング素子(電界効果トランジス
タ(FET))、150…平滑部、151…平滑コイル
(出力インダクタ)、152…出力コンデンサ、201
…直流電源、202…直流電圧源、203…出力抵抗
(内部抵抗)、204…コンデンサ、301,302…
抵抗、306…A/D変換器、307…基準電圧発生
器、310…変換部、351,352,701…カウン
タ(CNT)、354,364,365,702…フリ
ップ・フロップ、370…バッファ
110: voltage detection unit, 120: voltage setting unit, 122: register, 130: control logic circuit, 140: drive unit, 1
41, 142: switching element (field effect transistor (FET)), 150: smoothing part, 151: smoothing coil (output inductor), 152: output capacitor, 201
... DC power supply, 202 ... DC voltage source, 203 ... output resistance (internal resistance), 204 ... capacitor, 301, 302 ...
Resistor, 306 A / D converter, 307 Reference voltage generator, 310 Converter, 351, 352, 701 Counter (CNT), 354, 364, 365, 702 Flip flop, 370 Buffer

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力電圧を所定の出力電圧に変換して負
荷側へ供給する電源装置において、 前記入力電圧を監視する監視手段と、 前記監視結果をもとに第1の信号を出力する第1の信号
生成手段と、 前記出力電圧に関連する情報に応じて第2の信号を出力
する第2の信号生成手段と、 前記第1および第2の信号に基づく所定のデューティ比
を有する第3の信号を生成する第3の信号生成手段と、 前記第3の信号を駆動信号として、前記入力電圧に対し
てスイッチング制御を施す手段とを備え、 前記スイッチング制御後の電圧を平滑化して得た電圧を
前記出力電圧とすることを特徴とする電源装置。
1. A power supply device for converting an input voltage to a predetermined output voltage and supplying the output voltage to a load side, wherein a monitoring means for monitoring the input voltage, and a first signal for outputting a first signal based on the monitoring result. 1 signal generating means, 2nd signal generating means for outputting a second signal according to the information related to the output voltage, and 3rd having a predetermined duty ratio based on the first and second signals. A third signal generating unit for generating a signal of the following, and a unit for performing switching control on the input voltage using the third signal as a drive signal, wherein the voltage after the switching control is obtained by smoothing. A power supply device, wherein a voltage is the output voltage.
【請求項2】 前記第1の信号は、前記入力電圧と所定
の参照電圧との比較結果を反映する信号であり、また、
前記第2の信号は、前記情報としてあらかじめ設定され
た前記出力電圧の電圧設定情報に対応する信号であるこ
とを特徴とする請求項1記載の電源装置。
2. The signal according to claim 1, wherein the first signal reflects a comparison result between the input voltage and a predetermined reference voltage,
The power supply device according to claim 1, wherein the second signal is a signal corresponding to voltage setting information of the output voltage set in advance as the information.
【請求項3】 前記第3の信号のデューティ比は、前記
第2の信号で示される第2の値と前記第1の信号で示さ
れる第1の値との比に等しいことを特徴とする請求項2
記載の電源装置。
3. The duty ratio of the third signal is equal to a ratio between a second value indicated by the second signal and a first value indicated by the first signal. Claim 2
The power supply as described.
【請求項4】 前記第3の信号は、前記第2の値を所定
周期のクロック信号に従ってカウントダウンするのに要
する時間幅だけ所定の電圧状態を維持し、前記クロック
信号に従って前記第1の値をカウントダウンした時間幅
で決まる繰り返し周期を有する、パルス幅変調(PW
M)波形を持った信号であることを特徴とする請求項3
記載の電源装置。
4. The third signal maintains a predetermined voltage state for a time width required to count down the second value in accordance with a clock signal having a predetermined period, and changes the first value in accordance with the clock signal. Pulse width modulation (PW) having a repetition period determined by the counted down time width
M) a signal having a waveform.
The power supply as described.
【請求項5】 さらに、前記負荷の動作状態に従って、
前記スイッチング制御をオン/オフ制御する手段を備え
ることを特徴とする請求項1あるいは4のいずれかに記
載の電源装置。
5. The method according to claim 1, further comprising:
The power supply device according to claim 1, further comprising a unit configured to perform on / off control of the switching control.
【請求項6】 さらに、前記動作状態に対応する所定の
値を格納するステート・レジスタを備え、前記オン/オ
フ制御は、この格納された値をもとに前記クロック信号
を切替え、あるいは間引いて実行されることを特徴とす
る請求項5記載の電源装置。
6. A state register for storing a predetermined value corresponding to the operation state, wherein the on / off control switches or thins out the clock signal based on the stored value. The power supply according to claim 5, wherein the power supply is executed.
【請求項7】 前記ステート・レジスタは、前記負荷の
動作パターンを格納することを特徴とする請求項6記載
の電源装置。
7. The power supply device according to claim 6, wherein the state register stores an operation pattern of the load.
【請求項8】 前記スイッチング制御を施す手段は、チ
ャネルタイプの異なる電界効果トランジスタ(FET)
を従属接続した構成を有することを特徴とする請求項6
記載の電源装置。
8. The means for performing switching control comprises a field effect transistor (FET) of a different channel type.
7. The device according to claim 6, further comprising:
The power supply as described.
【請求項9】 請求項1あるいは4のいずれかに記載の
電源装置を複数個、並列に接続し、それらの電源装置の
内、第1の電源装置の監視手段および第1の信号生成手
段をこれら並列接続した全ての電源装置で共有する構成
を備えることを特徴とする電源装置。
9. A power supply device according to claim 1, wherein a plurality of the power supply devices are connected in parallel, and among these power supply devices, a first power supply device monitoring means and a first signal generation means are provided. A power supply device having a configuration shared by all of these power supply devices connected in parallel.
【請求項10】 前記並列接続した電源装置の数は、負
荷に供給される出力電圧の数に等しいことを特徴とする
請求項9記載の電源装置。
10. The power supply according to claim 9, wherein the number of the power supplies connected in parallel is equal to the number of output voltages supplied to the load.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004054076A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Synchronous rectification dc-dc converter power supply
US6900624B2 (en) 2001-04-05 2005-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha DC-DC converter with feed-forward and feedback control
JP2007252140A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fujitsu Ltd Control circuit of power supply device, power supply device and its control method
JP2008181548A (en) * 2002-07-10 2008-08-07 Marvell World Trade Ltd Output regulator
KR101048685B1 (en) * 2008-05-29 2011-07-14 후지쯔 가부시끼가이샤 Voltage converter and voltage conversion method
JP2012065540A (en) * 2010-08-20 2012-03-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Power supply circuit

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900624B2 (en) 2001-04-05 2005-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha DC-DC converter with feed-forward and feedback control
JP2008181548A (en) * 2002-07-10 2008-08-07 Marvell World Trade Ltd Output regulator
WO2004054076A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Synchronous rectification dc-dc converter power supply
US7304459B2 (en) 2002-12-10 2007-12-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Synchronous rectification mode dc-to-dc converter power supply device
JP2007252140A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fujitsu Ltd Control circuit of power supply device, power supply device and its control method
KR101048685B1 (en) * 2008-05-29 2011-07-14 후지쯔 가부시끼가이샤 Voltage converter and voltage conversion method
US8179114B2 (en) 2008-05-29 2012-05-15 Fujitsu Limited Voltage converting device and voltage converting method
JP2012065540A (en) * 2010-08-20 2012-03-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Power supply circuit

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