JP2004142606A

JP2004142606A - 半導体回路への電源電圧供給回路

Info

Publication number: JP2004142606A
Application number: JP2002309892A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Okamoto; 岡本　智博
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】入力信号がない場合に半導体回路に供給される電力量を低減させるとともに、信号入力部の電位が電源電圧入力部の電位よりも高くなることを防止し、さらに、入力信号がオンされた後に迅速に半導体回路を駆動させることが可能な電源電圧供給回路を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体回路２１への電源電圧供給回路２０は、入力信号に基づき処理を実行する半導体回路２１の電源電圧入力部２５に対して電源電圧を供給する電源回路２２と、入力信号が入力されたときに電源回路２２を作動させ、入力信号が入力されていないときに電源回路２２の動作を停止させる電源回路動作用制御回路２３と、入力信号に基づきオンされて入力信号に基づく信号電圧を半導体回路２１の信号入力部２４に印加するスイッチング回路ＳＷとが設けられている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体回路を駆動させるため電力を供給する電源回路を、入力信号のオン・オフに応じて制御することにより半導体回路の消費電力の低減を図ることを目的とする半導体回路への電源電力供給回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日の自動車には、ＣＤやカーナビゲーションシステム等数多くの車両用電装機器が用いられており、エンジン停止時等に自動車用電装装置に電力を供給し続けると車両電源（バッテリー）が上がってしまうおそれがある。このため、エンジン停止時等であって車両用電装機器が一定時間使用されていない場合には、車両用電装機器に用いられている半導体回路への電力供給を停止して車両電源の負担を軽減させ、車両用電装機器の使用が開始されると自動的に電力が供給されるような回路構成とすることが望ましい。
【０００３】
図５は、半導体回路２と、半導体回路２に入力される入力信号の有無に応じて半導体回路２に供給される電力の制御を行う電源電圧供給回路１とを示した回路図である。電源電圧供給回路１には、半導体回路２を駆動させるための電力を半導体回路２に供給する電源回路３と、電源回路３を制御する電源制御回路４とが設けられている。
【０００４】
半導体回路２には、車両信号用端子５と電力入力用端子６との２つの入力端子が設けられており、車両信号用端子５には車両信号が伝達される車両信号線７が電気的に接続され（以下、車両用信号線等の導線と各種端子との電気的な接続を「接続」と記す。）、電力入力用端子６には電源回路３より供給される電力が伝達される電力供給線８が接続されている。
【０００５】
電源制御回路４は、車両電源（図示省略）から延びる電力入力線９と電源回路３へ延びる電力出力線１０とに接続されており、車両信号線７に印加される電圧値に基づいて、車両電源から供給される電力を電源回路３に供給し、又は供給を停止する。なお、電源制御回路４には車両電源より１２Ｖの電圧が印加され、車両信号線７には入力信号として５Ｖの電圧が印加される。
【０００６】
電源回路３は、電源制御回路４より延びる電力出力線１０が接続される電力入力用端子１１と、半導体回路２に供給する電力を出力する電力供給用端子１２とを備えており、電源制御回路４により供給される電力を、半導体回路２を駆動させるのに適した電圧値に変換した後に半導体回路２に供給する。
【０００７】
上述した電源電圧供給回路１において、一定時間車両信号の入力が無かった場合には、電源制御回路４が電源回路３への電力の供給を停止することにより半導体回路２へ供給される電力量を制限し、車両信号の入力があった場合には、電源制御回路４が車両本体より供給される電力を電源回路３に伝達して半導体回路２に駆動電力を供給する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電源制御回路４による電源回路３への電力供給が停止して半導体回路２に電力が供給されていないときに、車両信号が入力されて車両信号線７に電圧が印加されると、車両信号用端子５にはすぐに電圧が印加されるのに対して、電力入力用端子６には、電力制御部４により車両信号が入力された旨の判断が為された後に、車両電源からの電力が電源制御回路４を介して電源回路３に伝達され、電源回路３において電圧値の変換が行われた後に半導体回路２に電力が供給されて電圧が印加されるので、図６に示すように、車両信号用端子５に電圧が印加されてから電力入力用端子６に電圧が印加されるまでの間に僅かなタイムラグｔが生じてしまう。
【０００９】
このタイムラグｔの発生により、電力入力用端子６に印加される電圧値より大きな電圧が車両信号用端子５に加えられる事態が生じるため、半導体回路２に悪影響を与えるおそれがあるという問題が生じる。
【００１０】
このような悪影響を回避するために、車両信号の入力がある場合に電力入力用端子６に印加される電圧値よりも低めの電圧であって、車両信号入力時に車両信号用端子５に印加される電圧値より僅かに高い電圧を電力入力用端子６に印加し続けることが可能な専用の電源回路を設置し、車両信号用端子５に電圧が印加された場合でも、図７に示すように車両信号用端子５に印加される電圧が電力入力用端子６に印加される電圧よりも高い電圧値となることがないようにする方法が考えられる。また、図８に示すように、車両信号用端子５の直前に信号制御回路１３を設けて、車両信号用端子５に印加される電圧が、電力入力用端子６に印加される電圧よりも高い電圧値とならないように、電力入力用端子６に印加される電圧値が十分な値になった後に車両信号用端子５に電圧を印加させる方法等が考えられる。
【００１１】
しかしながら、専用の電源回路を設ける方法では、車両用電装機器のコストの上昇を招くこととなり、信号制御手段１３を設ける方法では、電力入力用端子６に印加される電圧値が十分に上昇した後に車両信号が車両信号用端子５に伝達されるので、半導体回路２による処理が開始するまで時間がかかってしまい動作の高速化が図れないという問題が生じていた。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであり、入力信号がない場合に半導体回路に供給される電力量を低減させるとともに、信号入力部の電位が電源電圧入力部の電位よりも高くなることを防止し、さらに、入力信号がオンされた後に迅速に半導体回路を駆動させることが可能な電源電圧供給回路を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、信号入力部と電源電圧入力部とが設けられて入力信号に基づき処理を実行する半導体回路の前記電源電圧入力部に電源電圧を供給する電源回路と、前記入力信号が入力されたときに前記電源回路を作動させ、前記入力信号が入力されていないときに前記電源回路の動作を停止させる電源回路動作用制御回路と、前記入力信号に基づきオンされて該入力信号に基づく信号電圧を前記信号入力部に印加するスイッチングトランジスタが設けられて、前記電源電圧入力部の電位が前記入力信号の有無に拘わらず前記信号入力部の電位よりも高く維持されるように前記スイッチングトランジスタと前記電源電圧入力部と前記信号入力部とが結線されているスイッチング回路とを備える半導体回路への電源電圧供給回路であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体回路への電源電圧供給回路において、前記スイッチング回路により、正の電圧値を示す入力信号が入力されたときに、電圧値がグランドレベルの信号電圧が前記信号入力部に印加されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る電源電圧供給回路２０と半導体回路２１とを示した回路図であり、電源電圧供給回路２０と半導体回路２１とは車両用電装機器に設けられている。電源電圧供給回路２０は、半導体回路２１を駆動させるための電力を半導体回路２１に供給する電源回路２２と、電源回路２２を制御する電源制御回路２３（電源回路動作用制御回路）と、スイッチング回路ＳＷとを備えている。
【００１６】
半導体回路２１は、車両本体より伝達される車両信号に基づく信号電圧が印加される車両信号用端子（信号入力部）２４と、半導体回路２１を駆動させるための電力が供給される電力入力用端子（電源電圧入力部）２５との２つの入力端子を備えている。半導体回路２１は、車両信号用端子２４にグランドレベルの信号電圧が印加された場合に処理を実行する。
【００１７】
電源回路２２は、半導体回路２１に対して電力を供給する電力供給用端子（電源電圧出力部）２６と、車両本体に設置された車両電源（図示省略）により供給される電力を、電源制御回路２３を介して受信する電力入力用端子２７とを備えており、電力供給用端子２６と半導体回路２１の電力入力用端子２５とは電力供給線２８で接続されている。電源回路２２は、電力入力用端子２７に電力が供給された場合には半導体回路２１を駆動させるために電力を半導体回路２１の駆動に適した電圧値に変換して半導体回路２１に供給し、電力入力用端子２７への電力供給が停止した場合には半導体回路２１への電力供給を停止する。
【００１８】
電源制御回路２３は、車両電源より供給される電力を受ける車両電源用端子２９と、車両電源用端子２９に供給された電力を電源回路２２に供給するための電源用出力端子３０と、車両信号が伝達される車両信号線３１の電圧値を検出するための信号線検出端子３２とを備えている。信号線検出端子３２には車両信号線３１が接続されており、信号線検出端子３２に印加される電圧値に基づいて車両信号線３１の電圧の印加状態を判断する。電源制御回路２３は、車両信号線３１に電圧が印加された場合には車両電源より供給される電力を電源回路２２に供給し、車両信号線３１に電圧が印加されなくなってから一定時間、例えば３分程度（但し、この時間は必要に応じて変更可能）経過した場合には、電源回路２２への電力の供給を停止する。
【００１９】
スイッチング回路ＳＷは、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲと抵抗器Ｒ１〜Ｒ５を備えている。トランジスタＴＲのベースＢは、抵抗器Ｒ１を介して車両信号線３１に接続されている。抵抗器Ｒ１は、トランジスタＴＲに印加される電圧をトランジスタＴＲの可動電圧値に低減させるために設けられる抵抗器である。さらに、トランジスタＴＲのベースＢには、トランジスタＴＲの電位を安定に保つための抵抗器Ｒ２が抵抗器Ｒ１に対して並列に設けられており、抵抗器Ｒ２はエミッタＥにも接続されている。
【００２０】
トランジスタＴＲのコレクタＣには、抵抗器Ｒ３〜Ｒ５の３つの抵抗の一端が並列に接続されており、抵抗器Ｒ３の他端は電力供給線２８に接続され、抵抗器Ｒ４の他端はトランジスタＴＲのエミッタＥに接続され、抵抗器Ｒ５の他端は半導体回路２１の車両信号用端子２４に接続されている。トランジスタＴＲのエミッタＥは接地されている。
【００２１】
なお、電源電圧供給回路２０の電源制御回路２３には、車両電源より１２Ｖの電圧が印加され、車両信号線３１には５Ｖの車両信号が伝達されるが、電圧値はこの値に限定されるものではない。
【００２２】
以下、上述した電源電圧供給回路２０における回路の働きを、車両信号の有無に応じて説明する。
【００２３】
まず初めに、車両信号線３１に一定時間電圧が印加されていない場合、電源制御回路２３は電源回路２２への電力供給を停止するので、半導体回路２１にも電力が供給されず半導体回路２１は停止状態となる。このとき、車両信号用端子２４は抵抗器Ｒ５及び抵抗器Ｒ４を介して接地されるのでグランドレベルの電圧が印加されるが、半導体回路２１が停止状態となっているので、半導体回路２１が処理を実行することはない。
【００２４】
この状態において、車両信号線３１に電圧が印加されると、トランジスタＴＲのベースＢに電圧が印加されてトランジスタＴＲがオンとなり、トランジスタＴＲはコレクタＣからエミッタＥへ導通可能な状態となる。さらに、電源制御回路２３が車両信号線３１に電圧が印加されたことを検知して電源回路２２へ電力供給を開始し、電源回路２２は、半導体回路２１を駆動させるための電力を、電力供給線２８を介して半導体回路２１へ供給する。このとき、トランジスタＴＲのコレクタＣとエミッタＥとが通電状態となっているので、抵抗器Ｒ３を流れる電流はトランジスタＴＲのコレクタＣからエミッタＥへと流れて車両信号用端子２４には電流が流れない。車両信号用端子２４は抵抗器Ｒ５及び抵抗器Ｒ４を介して接地されており、車両信号用端子２４にはグランドレベルの電圧が印加されるので、半導体回路２１は車両信号に基づいて処理を開始する。
【００２５】
このように本発明に係る電源電圧供給回路２０においては、電源回路２２による半導体回路２１への電力供給が停止している状態において車両信号線３１に電圧が印加されても、半導体回路２１の車両信号用端子２４にはグランドレベルの電圧しか印加されないので、電力入力用端子２５に印加される電圧値以上の電圧が車両信号用端子２４に印加されることを回避することが可能となり半導体回路の耐久性・信頼性の向上を図ることができる。また、半導体回路２１は、グランドレベルの電圧が印加された場合に処理を実行するので、電源回路２２により半導体回路２１に電力が供給されればすぐに処理を開始することができ、車両信号の入力に素早く対応することが可能となる。
【００２６】
さらに、構成される部品が抵抗器とトランジスタのみであるため、専用の電源回路を設置する場合に較べて安価になるとともに、低電圧を常に印加する必要がないので電力消費量を低減させることができる。
【００２７】
このような状態において、車両信号線３１に印加されていた電圧が遮断されると、トランジスタＴＲがオフされてコレクタＣとエミッタＥとが遮断状態となる。電源制御回路２３は、車両信号線３１に電圧が印加されていないと判断してから一定時間経過するまで電源回路２２へ電力を供給し続けるので、電源回路２２は電力供給用端子２６より半導体回路２１を駆動させるための電力を一定時間供給し続ける。このとき、トランジスタＴＲが遮断状態となるので、抵抗器Ｒ３を流れる電流が抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５とに分流して車両信号用端子２４に電圧が印加される。半導体回路２１は、車両信号用端子２４に電圧が印加されることにより車両信号がオフされたものとして処理を終了する。
【００２８】
このように、車両信号線３１に電圧が印加されていない場合であって、電源回路２２により半導体回路２１に電力が供給されているときでも、車両信号用端子２４に電圧が印加されるので、半導体回路２１による処理を終了させることができ、さらに、車両信号用端子２４に印加される電圧が、抵抗器Ｒ３により電圧降下された後に抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ４とにより分圧されてさらに電圧値が降下するので、電力入力用端子２８に印加される電圧値以上の電圧が車両信号用端子２４に印加されることを回避することが可能となる。
【００２９】
一定時間車両信号線３１に電圧が印加されないと、電源制御回路２３は電源回路２２への電力供給を停止し、電源回路２２から半導体回路２１への電力供給も停止される。このとき、車両信号用端子２４は抵抗器Ｒ５及び抵抗器Ｒ４を介して接地されるのでグランドレベルの電圧が印加されるが、電力入力用端子２５に電力が供給されないので、半導体回路２１により処理が実行されることはない。
【００３０】
以上、本発明に係る電源電圧供給回路２０を、図面を用いて説明したが、本発明に係る電源電圧供給回路２０は発明の実施の形態において説明した構成に限定されるものではない。例えば、発明の実施の形態において、半導体回路２１が車両用電装機器に設けられている場合について説明したが、車両用電装機器用の半導体回路に限定されるものではなく、車両用電装機器以外のものに用いられる半導体回路であっても本発明に係る電源電圧供給回路を用いることによって同様の効果を奏することが可能である。
【００３１】
また、図２に示すように、他の半導体回路３３と半導体回路３３に車両信号が伝達される車両信号線３４とが更に設けられ、車両信号線３４に電圧が印加された場合に電源制御回路２３が電源回路２２に電力を供給するような回路構成であって、車両信号３１には電圧が印加されず、車両信号線３４のみに電圧が印加された場合においても、上述した車両信号線３１に電圧が印加されていない場合であって、電源回路２２により半導体回路２１に電力が供給されているときと同じような電圧印加状態となる。つまり、車両信号線３１に電圧が印加されていないときに、他の車両信号の入力（車両信号線３４への電圧印加）により電源回路２２が作動して電力入力用端子２５に電圧が印加された場合であっても、電力入力用端子２５に印加された電圧が抵抗器Ｒ３により電圧降下された後に抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ４とにより分圧されてさらに電圧値が降下されて車両信号用端子２４に印加されるので、電力入力用端子２５に印加される電圧値以上の電圧が車両信号用端子２４に印加されることを回避することが可能となる。
【００３２】
また、電源制御回路２３が、車両電源により供給された電力を電源回路２２へ供給するかしないかの制御を行うことによって、電源回路２２から半導体回路２１への電力供給の制御を行っていたが、車両電源から供給される電圧を直接電源回路２２の電力入力用端子２７に導き入れ、図３に示すように、電源制御回路２３ａが車両信号線３１の印加状態に応じて制御信号３５を電源回路２２に送信することによって電源回路２２による半導体回路２１への電力供給を制御する構成としてもよい。さらに、電源制御回路２３の機能を電源回路２２に包含させることにより、図４に示すように、電源回路２２ａが車両信号線３１の印加状態を判断して半導体回路２１へ電力を供給するかしないかの判断をおこなうような構成としてもよい。
【００３３】
また、発明の実施の形態においては、ＮＰＮ型のトランジスタを用いた電源電圧供給回路２０の説明を行ったが、ＰＮＰ型のトランジスタを用いた場合であっても、コレクタＣ及びエミッタＥの接続構成を変更することによって、同一の効果を奏することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電源電圧供給回路は、上述した構成としたので、入力信号がない場合に半導体回路に供給される電力量を低減させるとともに、信号入力部の電位が電源電圧入力部の電位よりも高くなることを防止し、さらに、入力信号がオンされた後に迅速に半導体回路を駆動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電源電圧供給回路と半導体回路とを示した回路図である。
【図２】図１に示した回路図に対して他の半導体回路と他の車両信号線とを更に設けた回路図である。
【図３】本発明に係る電源電圧供給回路における第１の変形例を示した回路図である
【図４】本発明に係る電源電圧供給回路における第２の変形例を示した回路図である
【図５】従来の電源電圧供給回路と半導体回路とを示した回路図である。
【図６】従来の電源電圧供給回路における半導体回路の電力入力用端子に印加される電圧と車両信号用端子に印加される電圧との関係を示した図である。
【図７】専用の電源回路を設置し従来の電源電圧供給回路における半導体回路の電力入力用端子に印加される電圧と車両信号用端子に印加される電圧との関係を示した図である。
【図８】信号制御回路が設置された従来の電源電圧供給回路と半導体回路とを示した回路図である。
【符号の説明】
１、２０　電源電圧供給回路
２、２１、３３　半導体回路
３、２２、２２ａ　電源回路
４、２３、２３ａ　電源制御回路（電源回路動作用制御回路）
５、２４　車両信号用端子（信号入力部）
６、２５　電力入力用端子（電源電圧入力部）
７、３１、３４　車両信号線
１３　信号制御回路
ＳＷ　スイッチング回路
ＴＲ　トランジスタ（ＮＰＮ型トランジスタ）
Ｒ３　抵抗（第１抵抗）
Ｒ４　抵抗（第３抵抗）
Ｒ５　抵抗（第２抵抗）

Claims

信号入力部と電源電圧入力部とが設けられて入力信号に基づき処理を実行する半導体回路の前記電源電圧入力部に電源電圧を供給する電源回路と、
前記入力信号が入力されたときに前記電源回路を作動させ、前記入力信号が入力されていないときに前記電源回路の動作を停止させる電源回路動作用制御回路と、
前記入力信号に基づきオンされて該入力信号に基づく信号電圧を前記信号入力部に印加するスイッチングトランジスタが設けられて、前記電源電圧入力部の電位が前記入力信号の有無に拘わらず前記信号入力部の電位よりも高く維持されるように前記スイッチングトランジスタと前記電源電圧入力部と前記信号入力部とが結線されているスイッチング回路と
を備えることを特徴とする半導体回路への電源電圧供給回路。
前記スイッチング回路により、正の電圧値を示す入力信号が入力されたときに、電圧値がグランドレベルの信号電圧が前記信号入力部に印加されることを特徴とする請求項１に記載の半導体回路への電源電圧供給回路。