JP2005057919A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 負荷が軽い場合であっても、負荷が重い場合と同様の出力電圧を確保でき、出力電圧の低下を防止できるようにした電源装置の提供。
【解決手段】 この電源装置は、スイッチングレギュレータ１１と、シリーズレギュレータ１２と、制御回路１３とを備えている。制御回路１３は、負荷が重い場合には、スイッチングレギュレータ１１を動作させるとともに、シリーズレギュレータ１２に第１の出力電圧Ｖ１を出力させる。また、制御回路１３は、負荷が重い状態から軽い状態に変化するときには、シリーズレギュレータ１２の出力を第１の出力電圧Ｖ２に変更させ、それから所定時間の経過後にスイッチングギュレータ１１の動作を停止させる。さらに、制御回路１３は、負荷が軽い状態から重い状態に変化するときには、スイッチングギュレータを動作させ、それから所定時間の経過後にシリーズレギュレータ１２の出力を第１の出力電圧Ｖ１に戻させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータを備えた電源装置に関するものである。

この種の従来の電源装置としては、図５に示すように、スイッチングレギュレータ１とシリーズレギュレータ２とを備えたものが知られている。
スイッチングレギュレータ１は、出力電圧として例えば１．８Ｖが得られるようになっている。また、シレーズレギュレータ２は、出力電圧として、スイッチングレギュレータ１の出力電圧よりも僅かに低い、例えば１．７Ｖが得られるようになっている（例えば、非特許文献１参照）。

このような構成からなるスイッチングレギュレータ１とシリーズレギュレータ２の各動作は、電源装置に接続される負荷の軽重の状態を示す負荷状態信号ＸＳＴＢにより制御されるようになっている。
すなわち、図６に示すように、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルで負荷が重い場合には、スイッチングレギュレータ１とシリーズレギュレータ２との双方が動作し、電源装置の出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチングレギュレータ１の出力電圧である１．８Ｖが出力されるようになっている。

一方、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルで負荷が軽い場合には、スイッチングレギュレータ１は動作を停止するがシリーズレギュレータ２は動作したままとなり、電源装置の出力電圧Ｖｏｕｔは、シリーズレギュレータ２の出力電圧である１．７Ｖが出力されるようになっている。
電子技術２００３年４月号．ｐ．100〜101

このように、従来の電源装置では、負荷が重い場合には出力電圧Ｖｏｕｔは例えば１．８Ｖとなり、負荷が軽い場合には出力電圧Ｖｏｕｔは例えば１．７Ｖとなる。このため、負荷が軽い場合には、負荷が重い場合に対して出力電圧Ｖｏｕｔが、例えば０．１Ｖ低下するという不具合があり、このような不具合の解消が望まれていた。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、負荷が軽い場合であっても、負荷が重い場合と同様の出力電圧を確保でき、出力電圧の低下を防止できるようにした電源装置を提供することにある。

上記の課題を解決して本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、入力電圧をスイッチングし、前記入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチングレギュレータと、自己の出力電圧の安定化を図るとともに、前記自己の出力電圧が可変自在なシリーズレギュレータと、負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータと前記シリーズレギュレータとを動作させ、前記スイッチングレギュレータの出力電圧を得るようにし、負荷が軽い場合には、前記シリーズレギュレータを動作させてその出力電圧が前記スイッチングレギュレータの出力電圧と同じ電圧になるように、前記シリーズレギュレータの出力電圧を変更させ、かつ、前記スイッチングレギュレータの動作を停止させる制御手段と、を備えている。

第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段は、前記制御に代えて、負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータを動作させてその出力電圧を得るようにするとともに、前記シリーズレギュレータの動作を停止させるようにした。
第３の発明は、第１の発明において、前記制御手段は、前記制御に代えて、負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータと前記シリーズレギュレータとを動作させ、前記スイッチングレギュレータの出力電圧を得るようにし、負荷が重い状態から軽い状態に変化する場合には、前記シリーズレギュレータを動作させてその出力電圧が前記スイッチングレギュレータの出力電圧と同じ電圧になるように、前記シリーズレギュレータの出力電圧を変更させたのち、前記スイッチングレギュレータの動作を停止させ、負荷が軽い状態から重い状態に変化する場合には、前記スイッチングレギュレータを動作させてその出力電圧を得るようにしたのち、前記シリーズレギュレータの出力電圧を元の状態に変更させるようにした。

第４の発明は、入力電圧をスイッチングし、前記入力電圧を所定の第１出力電圧に変換するスイッチングレギュレータと、前記第１出力電圧よりも低い第２出力電圧またはその第１出力電圧と同じ第３出力電圧を、自己の出力電圧として選択できるとともに、その選択した出力電圧の安定化を図るシリーズレギュレータと、負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータに前記第１出力電圧を出力させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第２出力電圧を出力させ、負荷が軽い場合には、前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第３出力電圧を出力させる制御手段と、を備えるようにした。

第５の発明は、第４の発明において、前記制御手段は、前記制御に代えて、負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータに前記第１出力電圧を出力させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第２出力電圧を出力させ、負荷が重い状態から軽い状態に変化するときには、前記シリーズレギュレータの出力を前記第２出力電圧から前記第３出力電圧に変更させ、それから所定時間の経過後に前記スイッチングギュレータの出力を停止させ、負荷が軽い状態から重い状態に変化するときには、前記スイッチングギュレータに前記第１出力電圧を出力させ、それから所定時間の経過後に前記シリーズレギュレータの出力を前記第３出力電圧から前記第２出力電圧に変更させるようにした。

このような構成からなる本発明によれば、負荷が軽い場合に、負荷が重い場合と同様の出力電圧を確保でき、出力電圧の低下を防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の電源装置の実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この実施形態に係る電源装置は、図１に示すように、スイッチングレギュレータ１１と、シリーズレギュレータ１２と、制御回路１３とを備え、制御回路１３がこの電源装置の負荷の軽重に応じて、後述のようにスイッチングレギュレータ１１の動作を制御するとともに、シリーズレギュレータ１２の出力電圧を制御するようになっている。

スイッチングレギュレータ１１は、電源電圧（入力電圧）ＶＤＤをスイッチングし、その電源電圧ＶＤＤを所定の出力電圧（例えば１．８Ｖ）に変換するものである。
このため、スイッチングレギュレータ１１は、図１に示すように、出力電圧検出回路１１１と、基準電圧発生回路１１２と、誤差増幅器（エラーアンプ）１１３と、PWMコンパレータ（比較器）１１４と、出力制御回路１１５と、プリドライバ１１６、１１７と、スイッチング用のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、コイルＬ１と、コンデンサＣ１と、を備えている。

出力電圧検出回路１１１は、自己の出力電圧を検出する回路である。この出力電圧検出回路１１１は、その自己の出力電圧を分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧し、その分圧電圧が誤差増幅器１１３の−入力端子に供給されるようになっている。
基準電圧発生回路１１２は、誤差増幅器１１３の＋入力端子に供給する基準電圧を発生する回路である。この基準電圧発生回路１１２としては、例えばバンド・ギャプ・リファレンスが使用される。

誤差増幅器１１３は、出力電圧検出回路１１１の検出電圧と基準電圧発生回路１１２の発生する基準電圧との誤差を求め、その誤差に応じた誤差電圧を出力するものである。その求めた誤差電圧は、PWMコンパレータ１１４の−入力端子に供給されるようになっている。
PWMコンパレータ１１４は、−入力端子に供給される誤差増幅器１１３からの誤差電圧と、＋入力端子に供給される鋸波（三角波）とに基づき、その誤差電圧に対応するパルス幅のパルスを生成するものである。PWMコンパレータ１１４が生成するパルスは、出力制御回路１１５に供給されるようになっている。

出力制御回路１１５は、PWMコンパレータ１１４からの出力パルスをもとにスイッチングを制御する駆動パルスを生成するとともに、その生成したパルスに基づいてプリドライバ１１６、１１７に供給する。誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５は、制御回路１３からの制御信号Ｓ１により例えば電源電圧がオンオフ制御され、その動作が制御されるようになっている。

ハイサイドプリドライバ１１６は、出力制御回路１１５からの出力信号に基づいてＭＯＳトランジスタＭ１をスイッチング動作させるものである。また、ローサイドプリドライバ１１７は、出力制御回路１１５からの出力信号に基づいてＭＯＳトランジスタＭ２をスイッチング動作させるものである。
コイルＬ１とコンデンサＣ１はフィルタ回路を形成し、このフィルタ回路はＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２でスイッチングされる電圧の平滑化を行うものである。

シリーズレギュレータ１２は、自己の出力電圧として例えば１．７Ｖまたは１．８Ｖのうちの１つを選択でき、その選択された自己の出力電圧の安定化を図るようにしたものである。
このため、シリーズレギュレータ１２は、図１に示すように、電圧生成回路１２１と、出力電圧選択回路１２２と、出力電圧安定回路１２３とを備えている。

電圧生成回路１２１は、オペアンプ１２１１と抵抗Ｒ３，Ｒ４とからなり、基準電圧発生回路１１２の発生する基準電圧を利用して第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２とを生成する回路である。
ここで、第１の出力電圧Ｖ１は、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧よりも低い電圧であり、例えば１．７Ｖである。第２の出力電圧Ｖ２は、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧と同じかそれよりも高い電圧であり、例えば１．８Ｖである。

さらに詳述すると、オペアンプ１２１１の＋入力端子に、基準電圧発生回路１１２の出力電圧が供給されるようになっている。オペアンプ１２１１の出力端子とグランドとの間に、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とが直列に接続されている。抵抗Ｒ３のタップ電圧を第２の出力電圧Ｖ２として出力し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との共通接続部の電圧を第１の出力電圧Ｖ１として出力するようになっている。また、抵抗Ｒ４のタップ電圧がオペアンプ１２１１の−入力端子に供給されるようになっている。

出力電圧選択回路１２２は、電子スイッチＳＷ１，ＳＷ２とインバータＩＮＶとから構成され、その電子スイッチＳＷ１，ＳＷ２で電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１または第２の出力電圧Ｖ２を選択して、出力電圧安定化回路１２３に供給する回路である。
電子スイッチＳＷ１は、制御回路１３からの制御信号Ｓ２をインバータＩＮＶで反転させた信号でオンオフ制御されるスイッチであり、オンのときに、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１が出力電圧安定化回路１２３に供給するようになっている。

電子スイッチＳＷ２は、制御回路１３からの制御信号Ｓ２でオンオフ制御されるスイッチであり、オンのときに、電圧生成回路１２１が生成する第２の出力電圧Ｖ２を出力電圧安定化回路１２３に供給するようになっている。
出力電圧安定化回路１２３は、オペアンプ１２３１とコンデンサＣ２とから構成され、出力電圧選択回路１２２で選択される第１の出力電圧Ｖ１または第２の出力電圧Ｖ２を安定化させて出力させる回路である。すなわち、オペアンプ１２３１はボルテージホロワ回路を形成し、これにより出力電圧選択回路１２２で選択される第１の出力電圧Ｖ１または第２の出力電圧Ｖ２をそのまま出力するとともに、その出力の安定化を図るようになっている。

制御回路１３は、電源装置に接続される負荷の軽重の状態を示す負荷状態信号ＸＳＴＢに基づき、後述のように、スイッチングレギュレータ１１の動作を制御するとともに、シリーズレギュレータ１２の出力電圧を制御する回路である。
すなわち、制御回路１３は、負荷状態信号ＸＳＴＢに基づき、例えばスイッチングレギュレータ１１の誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５の動作を制御する制御信号Ｓ１と、シリーズレギュレータ１２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ制御を行う制御信号Ｓ２とを生成するようになっている。なお、制御回路１３が生成する制御信号Ｓ１，Ｓ２の具体例については、後述する。

次に、このような構成からなる実施形態の動作について、図１および図２を参照して説明する。
図１に示す制御回路１３には、図２（ａ）に示すような負荷状態信号ＸＳＴＢが入力される。ここで、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルの場合は、この実施形態の負荷が重い状態を示し、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルの場合は負荷が軽い状態を示す。

いま、図２に示すように、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルで負荷が重い場合には、制御回路１３が生成する制御信号Ｓ１，Ｓ２は、制御信号Ｓ１がＨレベルで制御信号Ｓ２がＬレベルとなる。
このため、スイッングレギュレータ１１の誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４出力制御回路１１５は、動作状態となる。また、スイッチＳＷ１はオン状態になり、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧は例えば１．８Ｖとなり、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は例えば図２（ｄ）に示すように１．７Ｖとなる。この結果、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧の１．８Ｖとなる。

その後、図２に示すように時刻ｔ１おいて、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルからＬレベルに変化し、すなわち負荷が重い状態から軽い状態に変化すると、制御信号Ｓ２はＬレベルからＨレベルになる。
この結果、スイッチＳＷ１がオフとなり、スイッチＳＷ２がオンとなるので、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ２が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は、例えば図２（ｄ）に示すように１．８Ｖに上昇する。このとき、制御信号Ｓ１はＨレベルのために、スイッチングレギュレータ１１は動作を継続し、その出力電圧は、１．８Ｖである。このため、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは、１．８Ｖとなる。

そして、時刻ｔ１から所定時間（遅延時間）Ｔ１を経過した後の時刻ｔ２において、制御信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化する。この変化により、誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５はその動作が停止するので、スイッチングレギュレータ１１は、その動作を停止する。時刻ｔ２では、シリーズレギュレータ１２の出力電圧が図２（ｄ）に示すように１．８Ｖにあるので、この１．８Ｖがこの実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔとなる。従って、スイッチングレギュレータ１１が動作を停止しても、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは１．８Ｖを維持することができる。

その後、図２に示すように時刻ｔ３おいて、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルからＨレベルに変化し、すなわち負荷が軽い状態から重い状態に変化すると、制御信号Ｓ１はＬレベルからＨレベルになる。
この変化により、出力制御回路１１５はその動作を再開し、スイッチングレギュレータ１１はその動作を再開するので、その出力電圧として１．８Ｖを出力する。時刻ｔ３では、制御信号Ｓ２はＨレベルにあるので、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は図２（ｄ）に示すように１．８Ｖにある。このため、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは、１．８Ｖとなる。

そして、時刻ｔ３から所定時間（遅延時間）Ｔ２を経過した後の時刻ｔ４において、制御信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに変化する。これにより、スイッチＳＷ１がオンとなり、スイッチＳＷ２がオフとなるので、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は、例えば図２（ｄ）に示すように１．７Ｖに低下する。このとき、スイッチングレギュレータ１１は動作を再開しているので、その出力電圧は１．８Ｖである。このため、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧の１．８Ｖとなる。

次に、図１に示す制御回路１３の具体的な構成について、図３を参照して説明する。
この制御回路１３は、図３に示すように、２段接続されるＤフリップフロップ１３１、１３２と、ゲート回路（ＮＡＮＤ回路）１３３と、ゲート回路（ＮＯＲ回路）１３４と、インバータ１３５とから構成される。
Ｄフリップフロップ１３１のデータ入力端子Ｄには、負荷状態信号ＸＳＴＢが入力されるようになっている。Ｄフリップフロップ１３１のデータ出力端子Ｑは、Ｄフリップフロップ１３２のデータ入力端子Ｄに接続されている。Ｄフリップフロップ１３１、１３２の各クロック入力端子Ｃには、例えば１ＫＨｚからなるクロック信号ＣＬＫが入力されるようになっている。Ｄフリップフロップ１３１、１３２の各セット端子Ｓには、セット信号ＩＮＩＴが入力されるようになっている。

ゲート回路１３３の一方の入力端子には負荷状態信号ＸＳＴＢが入力され、その他方の入力端子にはＤフリップフロップ１３２の出力信号Ｑ２が入力されるようになっている。そして、ゲート回路１３３で演算処理された出力信号を、図１の出力電圧選択回路１２２の制御信号Ｓ２として得るようになっている。
ゲート回路１３４の一方の入力端子には負荷状態信号ＸＳＴＢが入力され、その他方の入力端子にはＤフリップフロップ１３２の出力信号Ｑ２が入力されるようになっている。そして、ゲート回路１３４で演算処理された出力信号をインバータ１３５で反転し、この反転信号を図１の誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５の動作を制御する制御信号Ｓ１として得るようになっている。

次に、図３に示すように構成される制御回路１３の制御例について、図３および図４を参照して説明する。
いま、図４に示すように、時刻ｔ１において、セット号ＩＮＩＴがＨレベルからＬレベルになると、Ｄフリップフロップ１３１、１３２の出力信号Ｑ１，Ｑ２は双方ともＨレベルとなる。

時刻ｔ１では、負荷状態信号ＸＳＴＢは負荷が重い状態を示すＨレベルであり、Ｄフリップフロップ１３１の出力信号Ｑ１はＨレベルである。このため、制御信号Ｓ１は図４（ｇ）に示すようにＨレベルとなり、誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５が動作するので、スイッチングレギュレータ１１は動作状態となる（図４（ｇ）において「ＯＮ」と表示）。従って、スイッチングレギュレータ１１は、出力電圧として例えば１．８Ｖを出力する。

また、時刻ｔ１では、制御信号Ｓ２は図４（ｆ）に示すようにＬレベルであり、スイッチＳＷ１はオン状態となり、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は，例えば１．７Ｖとなる（図４（ｆ）において「１．７Ｖ」と表示）。
この結果、時刻ｔ１では、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔとして、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧１．８Ｖが出力される。

時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間では、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルを維持し、負荷が重い状態が維持されるので、図示のように、制御信号Ｓ１，Ｓ２には変化はなく制御状態は変化しない。
時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、負荷状態信号ＸＳＴＢがＨレベルからＬレベルに変化し、すなわち、出力の負荷が重い状態から軽い状態に変化する。このため、この期間では、制御信号Ｓ２が図４（ｆ）に示すようにＬレベルからＨレベルに変化するので、スイッチＳＷ２がオン状態となり、電圧生成回路１２１の生成する第２の出力電圧Ｖ２が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は，例えば１．８Ｖとなる（図４（ｆ）において「１．８Ｖ」と表示）。このとき、スイッチングレギュレータ１１は動作中であり、出力電圧として１．８Ｖを出力する。

その後、時刻ｔ３においてクロック信号ＣＬＫが立ち下がると、Ｄフリップフロップ１３１の出力信号Ｑ１が立ち下がる。
さらに、時刻ｔ４において、クロック信号ＣＬＫが図４（ｃ）に示すように立ち下がると、Ｄフリップフロップ１３２の出力信号Ｑ２が図４（ｅ）に示すように立ち下がる。このとき負荷状態信号ＸＳＴＢは、図４（ｂ）に示すようにＬレベルである。このため、時刻ｔ４では、図４（ｇ）に示すように制御信号Ｓ１がＨレベルからＬレベルに変化する。この変化により、誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５が動作を停止するので、スイッチングレギュレータ１１は動作が停止状態となる（図４（ｇ）において「ＯＦＦ」と表示）。

このとき、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は，１．８Ｖであるので、この１．８Ｖがこの実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔとなる。従って、スイッチングレギュレータ１１が動作を停止しても、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔは１．８Ｖを維持できる。
次に、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間では、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルを維持し、負荷が軽い状態が維持されるので、制御信号Ｓ１，Ｓ２には変化はなく制御状態は変化しない。

時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間では、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルからＨレベルに変化し、負荷が軽い状態から重い状態に変化する。この変化により、図４（ｇ）に示すように、制御信号Ｓ１がＬレベルからＨレベルに変化するので、誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５が動作を再開し、スイッチングレギュレータ１１は動作状態となる。従って、スイッチングレギュレータ１１は、出力電圧として１．８Ｖを出力する。このとき、シリーズレギュレータ１２は、出力電圧として１．８Ｖを出力している。

時刻ｔ６において、図４（ｂ）に示すように、負荷状態信号ＸＳＴＢがＬレベルからＨレベルに変化する場合には、図４（ｄ）に示すように、Ｄフリップフロップ１３１の出力信号Ｑ１は、ＬレベルからＨレベルに変化する。このときには、図４（ｅ）に示すように、Ｄフリップフロップ１３２の出力信号Ｑ２は、Ｌレベルのままである。
このため、時刻ｔ６では、制御信号Ｓ１が図４（ｇ）に示すように、ＬレベルからＨレベルに変化する。このため、時刻ｔ６では、誤差増幅器１１３，PWMコンパレータ１１４，出力制御回路１１５が動作を再開し、スイッチングレギュレータ１１は動作状態となる。従って、スイッチングレギュレータ１１は、出力電圧として１．８Ｖを出力する。このとき、制御信号Ｓ２は図４（ｆ）に示すようにＨレベルを維持するので、シリーズレギュレータ１２は、出力電圧として１．８Ｖを出力する。

さらに、時刻ｔ７において、クロック信号ＣＬＫが図４（ｃ）に示すように立ち下がると、Ｄフリップフロップ１３２の出力信号Ｑ２が図４（ｅ）に示すように立ち上がる。このとき負荷状態信号ＸＳＴＢは、図４（ｂ）に示すようにＨレベルである。このため、時刻ｔ７では、図４（ｆ）に示すように制御信号Ｓ２がＨレベルからＬレベルに変化する。この変化により、スイッチＳＷ１がオン状態となり、電圧生成回路１２１の生成する第１の出力電圧Ｖ１が出力電圧安定化回路１２３に供給される。従って、シリーズレギュレータ１２の出力電圧は，１．７Ｖに低下する。このとき、スイッチングレギュレータ１１は動作を再開しており、出力電圧として１．８Ｖを出力する。

従って、時刻ｔ７では、この実施形態の出力電圧Ｖｏｕｔとして、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧１．８Ｖが出力される。
以上説明したように、この実施形態によれば、出力の負荷が軽い場合であっても、負荷が重い場合と同様の出力電圧を確保でき、出力電圧の低下を防止できる。
なお、上記の実施形態では、負荷が重い場合には、スイッチングレギュレータ１１とシリーズレギュレータ１２とを動作させ、スイッチングレギュレータ１１の出力電圧を得るようにした。しかし、これに代えて、負荷が重い場合には、スイッチングレギュレータ１１を動作させてその出力電圧を得るようにするとともに、シリーズレギュレータ１２の動作を停止させるようにしても良い。

本発明の実施形態の構成を示す回路図である。 この実施形態の動作を説明するための各部の波形図である。 図１に示す制御回路の具体的な構成を示す回路図である。 図３の制御回路の各部の波形図である。 従来の電源装置の構成例を示すブロック図である。 その電源装置の動作を説明するための波形図である。

符号の説明

１１・・・・スイッチングレギュレータ、１２・・・・シリーズレギュレータ、１３・・・・制御回路、１２１・・・・電圧生成回路、１２２・・・・出力電圧選択回路、１２３・・・・出力電圧安定化回路。

Claims (5)

1. 入力電圧をスイッチングし、前記入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチングレギュレータと、
   自己の出力電圧の安定化を図るとともに、前記自己の出力電圧が可変自在なシリーズレギュレータと、
   負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータと前記シリーズレギュレータとを動作させ、前記スイッチングレギュレータの出力電圧を得るようにし、負荷が軽い場合には、前記シリーズレギュレータを動作させてその出力電圧が前記スイッチングレギュレータの出力電圧と同じ電圧になるように、前記シリーズレギュレータの出力電圧を変更させ、かつ、前記スイッチングレギュレータの動作を停止させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする電源装置。
2. 前記制御手段は、前記制御に代えて、
   負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータを動作させてその出力電圧を得るようにするとともに、前記シリーズレギュレータの動作を停止させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御手段は、前記制御に代えて、
   負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータと前記シリーズレギュレータとを動作させ、前記スイッチングレギュレータの出力電圧を得るようにし、
   負荷が重い状態から軽い状態に変化する場合には、前記シリーズレギュレータを動作させてその出力電圧が前記スイッチングレギュレータの出力電圧と同じ電圧になるように、前記シリーズレギュレータの出力電圧を変更させたのち、前記スイッチングレギュレータの動作を停止させ、
   負荷が軽い状態から重い状態に変化する場合には、前記スイッチングレギュレータを動作させてその出力電圧を得るようにしたのち、前記シリーズレギュレータの出力電圧を元の状態に変更させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
4. 入力電圧をスイッチングし、前記入力電圧を所定の第１出力電圧に変換するスイッチングレギュレータと、
   前記第１出力電圧よりも低い第２出力電圧またはその第１出力電圧と同じ第３出力電圧を、自己の出力電圧として選択できるとともに、その選択した出力電圧の安定化を図るシリーズレギュレータと、
   負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータに前記第１出力電圧を出力させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第２出力電圧を出力させ、負荷が軽い場合には、前記スイッチングレギュレータの出力を停止させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第３出力電圧を出力させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする電源装置。
5. 前記制御手段は、前記制御に代えて、
   負荷が重い場合には、前記スイッチングレギュレータに前記第１出力電圧を出力させるとともに前記シリーズレギュレータに前記第２出力電圧を出力させ、
   負荷が重い状態から軽い状態に変化するときには、前記シリーズレギュレータの出力を前記第２出力電圧から前記第３出力電圧に変更させ、それから所定時間の経過後に前記スイッチングギュレータの出力を停止させ、
   負荷が軽い状態から重い状態に変化するときには、前記スイッチングギュレータに前記第１出力電圧を出力させ、それから所定時間の経過後に前記シリーズレギュレータの出力を前記第３出力電圧から前記第２出力電圧に変更させることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。

Images