JP2003284241A - 低消費電流回路および該低消費電流回路を備えたボルテージレギュレータならびにdc−dcコンバータ - Google Patents

低消費電流回路および該低消費電流回路を備えたボルテージレギュレータならびにdc−dcコンバータ

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JP2003284241A
JP2003284241A JP2002084421A JP2002084421A JP2003284241A JP 2003284241 A JP2003284241 A JP 2003284241A JP 2002084421 A JP2002084421 A JP 2002084421A JP 2002084421 A JP2002084421 A JP 2002084421A JP 2003284241 A JP2003284241 A JP 2003284241A
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JP
Japan
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circuit
output current
voltage regulator
current consumption
low
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JP2002084421A
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Koichi Morino
航一 森野
Takeshi Kimura
岳史 木村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保護回路を動作させる必要がないときは保護
回路を動作させないようにして消費電流の削減を図った
低消費電流回路および低消費電流化が可能なボルテージ
レギュレータ、DC−DCコンバータを提供すること。 【解決手段】 ボルテージレギュレータのIC内部に、従
来の回路素子に加えて、出力電流モニタ回路IM1とス
イッチ1(SW1)をさらに内蔵している。出力電流モ
ニタ回路IM1により出力電流をモニタし、その値によ
ってスイッチ1(SW1)をコントロールして不要な場
合はスイッチ1(SW1)を断にして保護回路1(H)
を動作させないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は保護回路を備えた回
路の低消費電流技術に係り、特にボルテージレギュレー
タ、DC−DCコンバータなどの電源用回路の低消費電
流化に有効である。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用の各種電子機器が普及して
いるが、今後ますます要求が高まっていく省エネルギー
化や環境への配慮からICの低消費電流化は避けられない
課題である。しかしながら技術の発展とともに電源ICに
は高機能化、高精度化が求められており、これによる回
路規模の拡大が消費電流の増大を招いている。回路規模
が大きくなっても回路全体の消費電流を抑えることが課
題である。
【0003】図4は、保護回路(過電流保護回路)Hを
備えた従来のボルテージレギュレータの基本ブロック図
である。同図において、出力ドライバトランジスタM2
から出力される出力電圧Voutを抵抗R1とR2で分
割し、それを差動増幅器DAの一方の入力(−)に帰還
し、差動増増幅器DAの他方の入力(+)には電流源I
S、電圧源Vで生成される基準となる電圧を入力し、こ
の差動増幅器DAの出力を出力ドライバトランジスタM
2のゲートに印加し、この出力ドライバトランジスタM
2のオンオフを制御することによってボルテージレギュ
レータの出力の定電圧化を図っている。
【0004】このボルテージレギュレータにおいては保
護回路Hは常時動作しており、保護回路Hの消費電流I1
も常時流れている。しかし、一般的には数百mA以上で過
電流保護を行うので、低出力電流(数十mA)で通常動作し
ている状況においては出力電流のマージンもあり保護回
路Hは役に立っていない。保護回路Hは万一のための回
路であり、危険な状態から十分マージンがある場合にお
いては必ずしも動作している必要はない。
【0005】また、ICの発熱量は{(入力電圧-出力電
圧)×出力電流}で求められる。これからわかるようにI
Cが低出力電流動作をしている場合、ICの発熱量は小さ
く過熱保護回路が必要ない。このように低出力電流動作
時に不要な保護回路も多い。ICの多機能化により保護回
路規模が大きくなってくるとそこで消費される電流を無
視することはできない。
【0006】
【発明が解決しようする課題】上述したように、従来の
ボルテージレギュレータにおいては、低出力電流(数十m
A)で通常動作している状況においては保護回路Hは役に
立っていないにもかかわらず、保護回路Hは常時動作し
ており、消費電流I1も常時流れていて無駄な消費電流が
費やされているという問題がある。
【0007】本発明は、保護回路を動作させる必要がな
いときは保護回路を動作させないようにして消費電流の
削減を図った低消費電流回路(請求項1〜3)および低
消費電流化が可能なボルテージレギュレータ(請求項
4)、DC−DCコンバータ(請求項5)を提供するこ
とを目的としている。特に、請求項2では保護回路を動
作させる閾値となる出力電流をウエハプロセスの後工程
で設定できるようにし歩留り向上を図ることを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために。電源ICの出力電流値をモニタし、ある出力
電流値を超えた場合つまり必要な場合だけ保護回路を動
作させ、それ以外の場合には不要な保護回路の動作を停
止させるようにし、通常動作における低消費電流化を達
成するようにしたものである。
【0009】具体的には、請求項1記載の発明は、保護
回路と該保護回路の動作を停止させるためのスイッチを
有する低消費電流回路であって、該低消費電流回路の出
力電流を検出するモニタ回路を備え、該モニタ回路によ
り前記出力電流が所定の値より小さいときに前記スイッ
チを制御して前記保護回路の動作を停止させることを特
徴としている。
【0010】請求項2記載の発明は、前記所定の値を、
複数の抵抗または複数のトランジスタを用意し、レーザ
トリミングにより設定可能にしたことを特徴としてい
る。請求項3記載の発明は、前記モニタ回路を、低消費
電流回路に内蔵または外付けしたことを特徴としてい
る。
【0011】請求項4記載の発明は、上記低消費電流回
路を備えたことを特徴とするボルテージレギュレータで
あり、請求項5記載の発明は、上記低消費電流回路を備
えたことを特徴とするDC−DCコンバータである。
【0012】
【発明の実施の形態】(実施例)本発明は、通常の低出
力電流動作時に不要な保護回路の動作を停止し、回路全
体の消費電流を抑えるものである。
【0013】(実施例の説明)以下、本発明の実施例
を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実
施例に係るボルテージレギュレータを説明するための図
である。
【0014】本実施例のボルテージレギュレータは、ボ
ルテージレギュレータのIC内部に図4の従来の回路素子
に加えて、出力電流モニタ回路IM1とスイッチ1(S
W1)をさらに内蔵している。出力電流モニタ回路IM
1により出力電流をモニタし、その値によってスイッチ
1(SW1)をコントロールして不要な場合はスイッチ
1(SW1)を断にして保護回路1(H)を動作させな
いようにしたものである。
【0015】図2は、図1の出力電流モニタ回路IM1
のさらに詳しい構成を示した図である。図2に示すよう
に、図1の出力電流モニタIM1を出力ドライバトラン
ジスタM2のカレントミラートランジスタM1と電流モニ
タIM2によって構成し、ある出力電流のしきい値を超
えるまでスイッチ1(WS1)をオフしている。これに
よって保護回路1(H)は動作しないが、先に示したよ
うな理由により全く問題ない。
【0016】このとき保護回路Hの消費電流I1はゼロに
なる。所定の出力電流のしきい値を超えた場合はICの過
熱等の危険があるので、それを電流モニタIM2で検出
してスイッチ1(WS1)をオンにして保護回路Hを動
作させる。これにより保護回路Hは必要なときのみに動
作させることが可能である。
【0017】図2は、出力ドライバトランジスタM2と
そのカレントミラートランジスタM1をMOSトランジスタ
で構成しているが、MOSトランジスタ以外のトランジス
タで構成した場合も同様である。また、出力電圧のしき
い値は抵抗またはトランジスタをあらかじめ複数個を設
けておき、選択的にレーザトリミングすることによって
任意の値に設定可能にすることで精度が向上するだけで
はなく、歩留りの向上を図ることができる。
【0018】図3は、図1の出力電流モニタ回路IM1
のさらに別の構成を示した図である。図3の例では、図
1の出力電流モニタIM1をボルテージレギュレータIC
の外部に出力電流モニタIM3を設け、該出力電流モニ
タIM3からの信号を端子Aに入力した例である。
【0019】高精度の出力電流モニタをIC内蔵とするこ
とは回路規模の問題から困難な場合がある。このような
場合には図3のように出力電流モニタIM3を外付けと
するのが便利である。これによってある出力電流のしき
い値を超えるまでスイッチ1(WS1)をオフされ、保
護回路1(H)も動作しないが、先に示したような理由
により全く問題はない。
【0020】
【発明の効果】以下、本発明の効果を請求項ごとに述べ
る。請求項1によれば、低出力電流動作している場合に
不要な保護回路の動作を停止させることによって低消費
電流化が可能になる。
【0021】請求項2によれば、後工程でしきい値とな
る出力電流を設定することを可能にしているので、IC間
のばらつき低減、歩留りの向上が期待できる。請求項3
によれば、出力電流モニタ回路をIC内蔵または外付けと
することで、回路規模の問題から内蔵が困難な場合には
外付けにし、高精度にモニタしたい場合は外付けにする
というように柔軟に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るボルテージレギュ
レータを説明するための図である。
【図2】図1の出力電流モニタ回路IM1のさらに詳し
い構成を示した図である。
【図3】図1の出力電流モニタ回路IM1のさらに別の
構成を示した図である。
【図4】保護回路を備えた従来のボルテージレギュレー
タの基本ブロック図である。
【符号の説明】
H:保護回路(過電流保護回路)、 M1:カレントミラートランジスタ、 M2:出力ドライバトランジスタ、 R1,R2:抵抗、 Vout:出力電圧、 DA:差動増幅器、 V:電圧源、 IM1,IM2:出力電流モニタ、 SW1,SW2:スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G065 AA01 DA07 EA01 GA07 HA04 JA01 KA02 KA05 LA01 LA02 MA09 MA10 NA02 NA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護回路と該保護回路の動作を停止させ
    るためのスイッチを有する低消費電流回路であって、該
    低消費電流回路の出力電流を検出するモニタ回路を備
    え、該モニタ回路により前記出力電流が所定の値より小
    さいときに前記スイッチを制御して前記保護回路の動作
    を停止させることを特徴とする低消費電流回路。
  2. 【請求項2】 前記所定の値は、複数の抵抗または複数
    のトランジスタを用意し、レーザトリミングにより設定
    可能にしたことを特徴とする請求項1記載の低消費電流
    回路。
  3. 【請求項3】 前記モニタ回路は、前記低消費電流回路
    に内蔵または外付けされることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の低消費電流回路。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の低消費
    電流回路を備えたことを特徴とするボルテージレギュレ
    ータ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の低消費
    電流回路を備えたことを特徴とするDC−DCコンバー
    タ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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