JP2005312218A - Power supply switching circuit and portable electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,電源切換回路に関し,特に,携帯型電子機器において複数の電源を切り換えるために好適な電源切換回路に関する。 The present invention relates to a power supply switching circuit, and more particularly to a power supply switching circuit suitable for switching a plurality of power supplies in a portable electronic device.
多くの携帯型電子機器は,電池と外部電源(典型的には,商用電源に接続されるACアダプター)の2つの電源を使用可能であるように構成される。かかる携帯型電子機器は,外部電源に接続されている場合には外部電源によって駆動され,外部電源から切り離されている場合には電池によって駆動される。かかる動作は,内部電源の消耗を防ぎ,最大駆動時間を長くするために重要である。 Many portable electronic devices are configured to be able to use two power sources: a battery and an external power source (typically an AC adapter connected to a commercial power source). Such a portable electronic device is driven by an external power supply when connected to an external power supply, and is driven by a battery when disconnected from the external power supply. Such an operation is important to prevent the internal power source from being consumed and to increase the maximum drive time.
かかる携帯型電子機器には,外部電源と電池とを切り換える電源切換回路が搭載される。典型的な電源切換回路は,外部電源から電力が供給されているときには,その外部電源から供給される電力を優先的に出力し,電池のみが接続されている場合には,電池から供給される電力を出力する。電源切換回路から出力された電力が,携帯型電子機器の各コンポーネントに供給される。 Such a portable electronic device is equipped with a power supply switching circuit for switching between an external power supply and a battery. A typical power supply switching circuit preferentially outputs the power supplied from the external power source when power is supplied from the external power source, and is supplied from the battery when only the battery is connected. Output power. The power output from the power supply switching circuit is supplied to each component of the portable electronic device.
外部電源と電池とを切り換える為の最も簡単な方法は,ダイオードスイッチを使用する方法である(特許文献1の従来の技術の欄を参照)。図1は,ダイオードスイッチによって外部電源と電池とを切り換える電源切換回路を示している。公知のその電源切替回路は,入力端子101と,充電器102と,保護用ダイオード103と,充電式バッテリー104と,出力端子108と,スイッチ109と,スイッチ用ダイオード111,112とを備えている。入力端子101には,外部電源から直流電圧Vmが供給される。電圧電源Vmがバッテリー104の電圧よりも高い場合,スイッチ用ダイオード111がオンに,スイッチ用ダイオード112がオフになり,直流電圧Vmが出力端子108から出力される。一方,逆の場合には,バッテリー104の電圧が出力端子108から出力される。
The simplest method for switching between the external power source and the battery is a method using a diode switch (see the conventional technology section of Patent Document 1). FIG. 1 shows a power supply switching circuit for switching between an external power supply and a battery by a diode switch. The known power supply switching circuit includes an
特許文献1は,図1の電源切替回路について下記の2つの欠点を指摘している。第1の欠点は,当該電源切替回路は,外部電源から供給される直流電圧Vmを出力端子108から出力するためには,直流電圧Vmがバッテリー104の電圧よりも高くなければいけない点である。バッテリー104の電圧が高い場合には,外部電源を電源切替回路に接続してもバッテリー104の電力が消費される。外部電源を電源切替回路に接続してもバッテリー104の電力が消費されることは,バッテリー104の電力供給時間を長くするという観点からは好ましくない。
第2の欠点は,スイッチ用ダイオードで発生するロスが大きいことである。特許文献1は,ショットキーバリアダイオードでスイッチする場合には,1Aの負荷電流を出力するために0.5Wの損失が発生することを開示している(段落0023)。特許文献1は,ショットキーバリアダイオードの使用を,損失の減少の手段としては否定していることに留意されたい。
A second disadvantage is that a loss generated in the switching diode is large.
かかる欠点を解消するために,特許文献1は,PチャネルMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)によって外部電源と電池とを切り換える技術を開示している。図2は,特許文献1に開示された電源切替回路の回路図である。当該電源切替回路は,入力端子201,充電器202,保護用ダイオード203a,203b,充電式バッテリー204,出力端子208,PチャネルMOSFET209a,209b,NチャネルMOSFET209c,比較器215,及び制御ロジック221を備えている。
In order to eliminate such drawbacks,
図2の電圧切換回路は,PチャネルMOSFET209a,209bを排他的にターンオンすることにより,外部電源と電池とを切り換える。直流電圧Vmが所定の参照電圧Eoよりも高い場合,PチャネルMOSFET209aがターンオンされる。PチャネルMOSFET209aがターンオンされると,直流電圧VmがPチャネルMOSFET209aを介して出力端子208から出力される。直流電圧Vmが所定の参照電圧Eoよりも低い場合には,PチャネルMOSFET209bがターンオンされ,バッテリー204の電圧が,出力端子208から出力される。
The voltage switching circuit of FIG. 2 switches between the external power source and the battery by exclusively turning on the P-
図2の電源切替回路は,参照電圧Eoを適切に設定することにより,外部電源が接続されたときに確実に外部電源を選択することが可能である。加えて,図2の電源切替回路は,オン抵抗が小さいPチャネルMOSFETを使用するため,損失を減少させることができる。 The power supply switching circuit of FIG. 2 can reliably select the external power supply when the external power supply is connected by appropriately setting the reference voltage Eo. In addition, since the power supply switching circuit of FIG. 2 uses a P-channel MOSFET having a low on-resistance, loss can be reduced.
一方,特許文献2は,NチャネルMOSFETによって外部電源と電池とを切り換える電源切替回路を開示している。特許文献2に開示された電源切替回路の動作は,PチャネルMOSFETの代わりにNチャネルMOSFETを使用すること以外は,図2の電源切替回路と類似している。NチャネルMOSFETを使用することの有利性は,NチャネルMOSFETに存在する寄生ダイオードの作用により,電圧切換回路の出力端子に負荷から供給される反射波を阻止できることである。これは,反射波に起因するノイズを低減するために好ましい。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a power supply switching circuit that switches between an external power supply and a battery by an N-channel MOSFET. The operation of the power supply switching circuit disclosed in Patent Document 2 is similar to that of the power supply switching circuit of FIG. 2 except that an N-channel MOSFET is used instead of a P-channel MOSFET. The advantage of using the N-channel MOSFET is that the reflected wave supplied from the load to the output terminal of the voltage switching circuit can be blocked by the action of the parasitic diode existing in the N-channel MOSFET. This is preferable in order to reduce noise caused by the reflected wave.
電源切換回路に対する一つの要求は,外部電源からの電圧の供給が停止されたときに,出力端子に出力される電圧を,電池の電圧に確実に切り換えることである。電池からの電圧が外部電源に逆流することは,出力端子に出力される電圧の切り替えを阻害する一つの要因となり得るため好ましくない。例えば,図2の電源切替回路では,外部電源からの電圧の供給が停止されたときに,バッテリー204の電圧が入力端子201に逆流すると,出力端子208に出力される電圧の切り替えが阻害される。かかる逆流を防止するために,図2の電源切替回路は,保護用ダイオード203aを備えている。
One requirement for the power supply switching circuit is to reliably switch the voltage output to the output terminal to the battery voltage when the supply of voltage from the external power supply is stopped. It is not preferable that the voltage from the battery flows backward to the external power supply because it may be one factor that hinders switching of the voltage output to the output terminal. For example, in the power supply switching circuit of FIG. 2, if the voltage of the battery 204 flows backward to the
電源切換回路に対するもう一つの要求は,電源ライン,即ち,外部電源から出力端子にいたる経路における損失の低減である。電源ラインにおける損失は,電源切換回路における発熱量の増大につながる。発熱量の増大は,電源切替回路を構成する素子の保護の観点から好ましくない。 Another requirement for the power supply switching circuit is to reduce the loss in the power supply line, that is, the path from the external power supply to the output terminal. Loss in the power supply line leads to an increase in the amount of heat generated in the power supply switching circuit. An increase in the amount of heat generation is not preferable from the viewpoint of protecting the elements constituting the power supply switching circuit.
電源切替回路は,外部電源からの電圧の供給が停止されたときの電池への切換を確実に実行でき,且つ,電源ラインにおける損失を低減することが望まれる。
本発明の目的は,外部電源からの電圧の供給が停止されたときの電池への切換を確実に実行でき,且つ,電源ラインにおける損失の低減に好適な電源切換回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power supply switching circuit that can reliably perform switching to a battery when the supply of voltage from an external power supply is stopped and is suitable for reducing loss in a power supply line.
上記の目的を達成するために,本発明は,以下に述べられる手段を採用する。その手段に含まれる技術的事項の記述には,[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために,[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号が付加されている。但し,付加された番号・符号は,[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. In the description of technical matters included in the means, in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Best Mode for Carrying Out the Invention] Number / symbol used in the best mode for doing this is added. However, the added numbers and symbols shall not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
本発明による電源切替回路は,外部電源に接続される第1入力端子(1)と,電池に接続される第2入力端子(2)と,出力端子(6)と,出力端子(6)にドレインが接続された第1PチャネルMOSFET(11)と,出力端子(6)と第2入力端子(2)との間に接続されたロードスイッチ(21,22)と,第1PチャネルMOSFET(11)のソースにカソードが接続され,第1入力端子(1)にアノードが接続されたショットキーバリアダイオード(12)と,第1入力端子(1)の電圧に応答して第1PチャネルMOSFET(11)とロードスイッチ(21,22)との一方をターンオンする制御回路(5,13,23)とを備えている。 The power supply switching circuit according to the present invention includes a first input terminal (1) connected to an external power supply, a second input terminal (2) connected to a battery, an output terminal (6), and an output terminal (6). A first P-channel MOSFET (11) having a drain connected thereto, a load switch (21, 22) connected between the output terminal (6) and the second input terminal (2), and a first P-channel MOSFET (11) A Schottky barrier diode (12) having a cathode connected to the source and an anode connected to the first input terminal (1), and a first P-channel MOSFET (11) in response to the voltage of the first input terminal (1) And a control circuit (5, 13, 23) for turning on one of the load switch (21, 22).
当該電源切替回路は,第1入力端子(1)と出力端子(6)とが,オン抵抗の低減に好適であるPチャネルMOSFETによって接続されているため,第1入力端子(1)を出力端子(6)に接続する電源ラインの損失が少ない。加えて,第1入力端子(1)と第1PチャネルMOSFET(11)との間にショットキーバリアダイオード(12)が介設されているため,電池から第1入力端子(1)への電圧の逆流が起こらない。これは,外部電源と電池とを確実に切り替えることを可能にする。加えて,ショットキーバリアダイオード(12)は順方向電圧降下が低いから,逆流の防止のためにショットキーバリアダイオード(12)を使用することは電源ラインの損失の低減のために好適である。 In the power supply switching circuit, since the first input terminal (1) and the output terminal (6) are connected by a P-channel MOSFET suitable for reducing the on-resistance, the first input terminal (1) is connected to the output terminal. There is little loss of the power line connected to (6). In addition, since a Schottky barrier diode (12) is interposed between the first input terminal (1) and the first P-channel MOSFET (11), the voltage from the battery to the first input terminal (1) is reduced. No backflow occurs. This makes it possible to reliably switch between the external power source and the battery. In addition, since the Schottky barrier diode (12) has a low forward voltage drop, it is preferable to use the Schottky barrier diode (12) in order to prevent backflow for reducing power supply line loss.
第2入力端子(2)を出力端子(6)に接続する電源ラインの損失の低減のためには,ロードスイッチ(21,22)は,PチャネルMOSFETで構成されることが好適である。より具体的には,ロードスイッチ(21,22)は,ソースが第2入力端子(2)に接続された第2PチャネルMOSFET(21)と,ソースが出力端子(6)に接続された第3PチャネルMOSFET(22)とを含み,第2PチャネルMOSFET(21)のドレインは,第3PチャネルMOSFET(23)のドレインに接続され,第2PチャネルMOSFET(21)と第3PチャネルMOSFET(22)のゲートは,制御ノード(25)に接続されることが好適である。この場合,制御回路(5,13,23)は,第1PチャネルMOSFET(11)のゲートと制御ノード(25)の電位を,第1入力端子(1)の電圧に応答して制御する。 In order to reduce the loss of the power supply line connecting the second input terminal (2) to the output terminal (6), it is preferable that the load switch (21, 22) is composed of a P-channel MOSFET. More specifically, the load switch (21, 22) includes a second P-channel MOSFET (21) having a source connected to the second input terminal (2) and a third P having a source connected to the output terminal (6). And the drain of the second P-channel MOSFET (21) is connected to the drain of the third P-channel MOSFET (23), and the gates of the second P-channel MOSFET (21) and the third P-channel MOSFET (22). Is preferably connected to the control node (25). In this case, the control circuit (5, 13, 23) controls the potential of the gate of the first P-channel MOSFET (11) and the control node (25) in response to the voltage of the first input terminal (1).
本発明の電源切替回路は,電池を搭載する携帯型電子機器に好適に使用される。 The power supply switching circuit of the present invention is suitably used for a portable electronic device equipped with a battery.
本発明によれば,外部電源からの電圧の供給が停止されたときの電池への切換を確実に実行し,且つ,電源ラインにおける損失を低減させることができる電源切換回路が提供される。 According to the present invention, there is provided a power supply switching circuit capable of reliably switching to a battery when voltage supply from an external power supply is stopped and reducing loss in a power supply line.
以下,図面を参照しながら,本発明による電源切替回路の最良の実施形態が説明される。 Hereinafter, the best embodiment of a power supply switching circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1 電源切替回路の構成
図3は,本発明による電源切替回路の構成を示すブロック図である。電源切替回路10は,外部電源入力1と,電池電源入力2と,外部電源系統3と,電池電源系統4と,選択回路5と,出力端子6と,電解コンデンサ7とを備えている。外部電源入力1は,外部電源から電源電圧V1を供給される端子であり,電池電源入力2は,電池から電源電圧V2を供給される端子である。外部電源系統3は,外部電源から供給される電源電圧V1を出力端子6から出力するための回路であり,電池電源系統4は,電池から供給される電源電圧V2を出力端子6から出力するための回路である。選択回路5は,外部電源から供給される電源電圧V1と,電池から供給される電源電圧V2とのうちから出力端子6から出力される出力電圧Voを選択するための回路である。電解コンデンサ7は,出力端子6と接地端子8との間に介設され,出力端子6に生成される出力電圧Voを安定化するために使用される。
Configuration of First Power Supply Switching Circuit FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the power supply switching circuit according to the present invention. The power
1. 外部電源系統の構成
外部電源系統3は,PチャネルMOSFET11と,ショットキーバリアダイオード12と,ゲート制御回路13とを備えている。
1. Configuration of External Power Supply System The external power supply system 3 includes a P-
PチャネルMOSFET11とショットキーバリアダイオード12とは,外部電源から外部電源入力1に供給される電源電圧V1を出力端子6に送る電源ラインに挿入されている。PチャネルMOSFET11は,外部電源を出力端子6に接続するロードスイッチとして使用され,ショットキーバリアダイオード12は,出力端子6から外部電源入力1への電流の逆流を防止するために使用される。具体的には,PチャネルMOSFET11のドレインは出力端子6に接続され,ソースはショットキーバリアダイオード12のカソードに接続されている。ショットキーバリアダイオード12のアノードは,外部電源入力1に接続されている。PチャネルMOSFET11の基板端子はソースに接続されており,したがって,PチャネルMOSFET11の寄生ダイオードは,そのアノードが出力端子6に,カソードがショットキーバリアダイオード12のカソードに接続されることになる。
The P-
ゲート制御回路13は,PチャネルMOSFET11をオンオフするための回路である。PチャネルMOSFET11のオンオフは,選択回路5から供給される選択信号SCに応答して行われる。具体的には,ゲート制御回路13は,NチャネルMOSFET13a,抵抗13b〜13dを含む。NチャネルMOSFET13aのソースは接地端子13eに接続され,ゲートは選択信号SCが入力される制御入力14に抵抗13bを介して接続されている。NチャネルMOSFET13aのドレインは,抵抗13cを介してPチャネルMOSFET11のゲートに接続され,且つ,抵抗13dを介してショットキーバリアダイオード12のカソードに接続されている。
The gate control circuit 13 is a circuit for turning on and off the P-
2. 電池電源系統の構成
電池電源系統4は,PチャネルMOSFET21,22と,ゲート制御回路23とを備えている。
2. Configuration of Battery Power Supply System The battery power supply system 4 includes P-
PチャネルMOSFET21,22は,電池電源から電池電源入力2に供給される電圧V1を出力端子6に送る電源ラインに挿入されるロードスイッチを構成している。PチャネルMOSFET21のソースは,電池電源入力2に接続されており,PチャネルMOSFET21のドレインは,PチャネルMOSFET22のドレインに接続されている。PチャネルMOSFET22のソースは,出力端子6に接続されている。PチャネルMOSFET21,22のゲートは,制御ノード25に接続されている。PチャネルMOSFET21,22の寄生ダイオードの向きが逆であることに留意されたい。
The P-
ゲート制御回路23は,PチャネルMOSFET21,22をオンオフするための回路である。PチャネルMOSFET21,22のオンオフは,選択回路5から供給される選択信号SCに応答して行われる。具体的には,ゲート制御回路23は,NチャネルMOSFET23a,23b,及び抵抗23c〜23eを含んで構成される。NチャネルMOSFET23aのソースは,接地端子23fに接続され,NチャネルMOSFET23aのゲートは,選択信号SCが入力される制御入力24に接続されている。NチャネルMOSFET23aのドレインは,抵抗23cを介して電池電源入力2に接続され,また,NチャネルMOSFET23bのゲートに接続されている。NチャネルMOSFET23bのソースは,接地端子23gに接続されている。NチャネルMOSFET23bのドレインは,抵抗23dを介して制御ノード26に接続されている。既述のとおり,制御ノード25は,PチャネルMOSFET21,22のゲートに接続されている。
The gate control circuit 23 is a circuit for turning on and off the P-
3. 選択回路の構成
選択回路5は,キャパシタ31と電圧検出回路32と抵抗33とを備えている。キャパシタ31は,電圧検出回路32に入力される信号のノイズを除去するためのものである。電圧検出回路32は,外部電源入力1に電源電圧V1が供給されているか否かを検知する回路である。電圧検出回路32は,外部電源入力1に外部電源から電源電圧V1が供給されている場合には,選択信号SCをHighレベルにプルアップし,そうでないとき,選択信号SCをLowレベルにプルダウンする。電圧検出回路32としては,典型的には,比較器が使用され得る。電圧検出回路32は,外部電源入力1の外部電源入力1の電圧が所定の閾値電圧よりも高いとき,選択信号SCをHighレベルにプルアップし,そうでないとき,選択信号SCをLowレベルにプルダウンする。閾値電圧は,外部電源入力1に通常供給されると考えられる電源電圧V1よりも低い電圧に定められる。選択信号SCは,ゲート制御回路13,23の制御入力14,24に供給され,外部電源系統3のPチャネルMOSFET11,及び,電池電源系統4のPチャネルMOSFET21,22の制御に使用される。抵抗33は,電圧検出回路32の出力と接地端子34との間に介設され,必要なときに,電圧検出回路32の出力,即ち,選択信号SCをプルダウンするために使用される。
3. Configuration of Selection Circuit The selection circuit 5 includes a
第2 本実施の形態における電源切替回路の動作
本実施の形態の電源切替回路の動作が,以下の4つの場合:
・外部電源からの電源電圧V1が供給される場合,
・電池電源からの電源電圧V2が供給される場合,
・外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給される場合,及び
・外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給されているときに,外部電源からの電源電圧V1の供給が停止される場合
のそれぞれについて具体的に説明される。
Second Operation of Power Supply Switching Circuit According to the Present Embodiment The operation of the power supply switching circuit according to the present embodiment is performed in the following four cases:
- When the power supply voltage V 1 of the external power supply is supplied,
- when the supply voltage V 2 from the battery power is supplied,
· If an external power supply, the power supply voltage from both of the battery power is supplied, and - an external power supply, when the supply voltage from both of the battery power is supplied, the supply of the power supply voltages V 1 from the external power supply is stopped Each case will be described in detail.
1.外部電源からの電源電圧V1のみが供給される場合
外部電源から電源電圧V1が供給され,電池電源から電源電圧V2が供給されない場合には,本実施の形態の電源切替回路は,下記のように動作することによって外部電源からの電源電圧V1を出力端子6から出力する。
1. Only the power supply voltages V 1 from the external power supply is powered voltages V 1 from the external power supply when it is supplied, when the power supply voltage V 2 from the battery power source is not supplied, the power supply switching circuit of the present embodiment, the following outputs the power supply voltages V 1 from the external power source from the output terminal 6 by operating as described.
電圧検出回路32は,電源電圧V1が供給されていることを検出して選択信号SCをHighレベルにプルアップする。
選択信号SCのプルアップに応答して,外部電源系統3のPチャネルMOSFET11はオンになる。なぜなら,選択信号SCのプルアップによって,選択信号SCをゲートで受け取るNチャネルMOSFET13aがターンオンし,PチャネルMOSFET11のゲートがLowレベルにプルダウンされるからである。PチャネルMOSFET11がオンになることにより,外部電源入力1は出力端子6に接続され,外部電源からの電源電圧V1が,出力端子6から出力される。
In response to the pull-up of the selection signal S C, P-channel MOSFET11 of external power supply system 3 are turned on. This is because, by the pull-up of the selection signal S C, because N-channel MOSFET13a receiving at the gate a selection signal S C is turned on, the gate of the P-channel MOSFET11 is pulled down to the Low level. When the P-
選択信号SCのプルアップに応答して電池電源系統4のPチャネルMOSFET21,22はオフされるから,外部電源からの電源電圧V1が,電池電源入力2に伝わることはない。選択信号SCがプルアップされると,ゲートで選択信号SCを受け取るNチャネルMOSFET23aはオン状態になる。NチャネルMOSFET23aがターンオンされると,NチャネルMOSFET23bのゲートは,Lowレベルにプルダウンされ,従って,NチャネルMOSFET23bはオフ状態になる。NチャネルMOSFET23bがターンオフされると,PチャネルMOSFET21,22のゲートには,外部電源からの電源電圧V1が抵抗23e,23dを介して供給される。従って,PチャネルMOSFET21,22は,ターンオフされ,電池電源入力2は,外部電源入力1から遮断される。
Since P-channel MOSFET21,22 battery power supply system 4 in response to the pull-up of the selection signal S C is turned off, the power supply voltages V 1 from the external power source is not transmitted to the battery power input 2. When the selection signal S C is pulled up, N-channel MOSFET23a receiving a selection signal S C at the gate is turned on. When the N-
外部電源入力1の出力端子6への接続が,(NチャンネルMOSトランジスタではなく)PチャネルMOSFET11によって行われることは,電源ラインのオン抵抗を低減し,もって電源ラインの損失を低減するために重要である。NチャンネルMOSトランジスタを低いオン抵抗でターンオンするためには,ゲートの電位をソースの電位よりも高くする必要がある。従って,電源ラインに挿入されるロードスイッチとしてNチャンネルMOSトランジスタを使用する場合には,そのオン抵抗を低減するためには,電源切替回路にゲートの電位を高くするためのブースト回路を組み込む必要がある。これは,回路規模を増大させるため好ましくない。従って,電源ラインの損失の低減のためには,PチャネルMOSFETを使用することが好適である。
The connection of the external
2.電池電源からの電源電圧V2のみが供給される場合
電池電源からの電源電圧V2が供給され,外部電源からの電源電圧V1が供給されない場合,本実施の形態の電源切替回路は,下記のように動作することによって電池電源からの電源電圧V2を出力端子6から出力する。
2. Only the power supply voltage V 2 from the battery power supply is the power supply voltage V 2 supplied from the battery power source when supplied, when the power supply voltage V 1 of the external power source is not supplied, the power supply switching circuit of the present embodiment, the following outputs the power supply voltage V 2 from the battery power supply from the output terminal 6 by operating as described.
電圧検出回路32は,電源電圧V1が電源切替回路に供給されていないことを検出して選択信号SCをLowレベルにプルダウンする。
電池電源系統4のPチャネルMOSFET21,22は,選択信号SCのプルダウンに応答してオンになる。選択信号SCのプルダウンに応答して,ゲートで選択信号SCを受け取るNチャネルMOSFET23aはオフになる。NチャネルMOSFET23aがオフされると,NチャネルMOSFET23bのゲートには,抵抗23cを介して電池電源入力2から電源電圧V2が供給され,従って,NチャネルMOSFET23bはオンになる。NチャネルMOSFET23bがターンオンされることにより,制御ノード25を介してPチャネルMOSFET21のゲートにはLowレベルが供給され,従って,PチャネルMOSFET21がターンオンする。PチャネルMOSFET21がターンオンすると,PチャネルMOSFET21に接続されているPチャネルMOSFET22は,寄生ダイオードによるアバランシェ効果によってオン状態になる。PチャネルMOSFET21,22の両方がオンになることにより,電池電源入力2が出力端子6に接続され,電池電源からの電源電圧V2が出力端子6から出力される。
P-channel MOSFET21,22 battery power supply system 4 is turned on in response to the pull-down of the selection signal S C. In response to the pull-down of the selection signal S C, N-channel MOSFET23a receiving a selection signal S C at the gate is turned off. When N-channel MOSFET23a is turned off, the gate of the N channel MOSFET 23B, the power supply voltage V 2 from the battery power input 2 is supplied through a resistor 23c, therefore, the N-channel MOSFET 23B is turned on. When the N-
外部電源入力1の出力端子6への接続と同様に,電池電源入力2の出力端子6への接続が,PチャネルMOSFET21,22によって行われることは,電源ラインのオン抵抗の低減のために有効である。
As with the connection of the
選択信号SCのプルダウンに応答して外部電源系統3のPチャネルMOSFET11はオフされるから,電池電源からの電源電圧V2が,外部電源入力1に伝わることはない。
Since P-channel MOSFET11 of the external power supply system 3 in response to the pull-down of the selection signal S C is turned off, the power supply voltage V 2 from the battery power source, not transmitted to the
3.外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給される場合
外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給されると,本実施の形態の電源切替回路は,外部電源からの電源電圧V1のみが供給される場合と同様に,外部電源からの電源電圧V1を選択的に出力端子6から出力する。なぜなら,電圧検出回路32は,電源電圧V1が供給されていることを検出して選択信号SCをHighレベルにプルアップするからである。選択信号SCの電位は,電池電源からの電源電圧V2の供給の有無に無関係であることに留意されたい。選択信号SCのプルアップに応答して,外部電源系統3のPチャネルMOSFET11はターンオンされ,電池電源系統4のPチャネルMOSFET21,22はターンオフされる。これにより,外部電源からの電源電圧V1が出力端子6から出力される。
3. When the external power supply, if the power supply voltage from both of the battery power is supplied external power supply voltage from both of the battery power is supplied, the power supply switching circuit of the present embodiment, only the power supply voltage V 1 of the external power supply As in the case where the power is supplied, the power supply voltage V 1 from the external power supply is selectively output from the output terminal 6. This is because the
4.外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給されているときに,外部電源からの電源電圧V1の供給が停止される場合
外部電源,電池電源の両方から電源電圧が供給されているときに,外部電源からの電源電圧V1の供給が停止されると,電源切替回路は,出力端子6から出力される出力電圧Voを,電池電源からの電源電圧V2に切り替える。具体的には,電圧検出回路32は,電源電圧V1の供給が停止されたことを検出して選択信号SCをLowレベルにプルダウンする。選択信号SCのプルダウンに応答して,外部電源系統3のPチャネルMOSFET11はターンオフされ,電池電源系統4のPチャネルMOSFET21,22は,ターンオンされる。PチャネルMOSFET21,22がターンオンされることにより,電池電源入力2が出力端子6に接続され,電池電源からの電源電圧V2が,出力端子6から出力される。
4). External power supply, when the supply voltage from both of the battery power is supplied, when the when the external power supply of the power supply voltages V 1 from the external power supply is stopped, the power supply voltage from both of the battery power is supplied , the supply of the power supply voltages V 1 from the external power supply is stopped, the power switching circuit, the output voltage Vo output from the output terminal 6 is switched to the supply voltage V 2 from the battery power source. Specifically, the
出力端子6から出力される出力電圧Voを電池電源からの電源電圧V2に切り替えるときに問題になり得るのは,電源電圧V2がPチャネルMOSFET11のドレインからソースに逆流し得ることである。外部電源からの電源電圧V1の供給が停止された後,選択信号SCがプルダウンされるまでにはある程度の時間がかかるから,外部電源からの電源電圧V1の供給が停止された直後では,PチャネルMOSFET11はターンオンされたままである。PチャネルMOSFET11がターンオンされたままであると,電池電源からの電源電圧V2が,PチャネルMOSFET11のドレインからソースに逆流し得る。電池電源からの電源電圧V2が外部電源入力1にまで逆流すると,電圧検出回路32は,外部電源からの電源電圧V1が供給されていると誤って認識する可能性がある。
A problem that may arise when switching the output voltage Vo output from the output terminal 6 to the power supply voltage V 2 from the battery power supply is that the power supply voltage V 2 can flow backward from the drain to the source of the P-
ショットキーバリアダイオード12は,出力電圧Voの切換のときに,電池電源からの電源電圧V2が外部電源入力1に逆流することを防止し,出力電圧Voの切換を確実に行う役割を果たしている。ショットキーバリアダイオード12は,そのカソードがPチャネルMOSFET11に,アノードが外部電源入力1に接続されているから,外部電源からの電源電圧V1の供給が停止されると,ショットキーバリアダイオード12には,逆バイアスが印加される。従って,電池電源からの電源電圧V2は外部電源入力1に逆流しない。このため,外部電源入力1の電圧の低下が電圧検出回路32によって正しく検知される。
逆流を防止するという目的のみであれば,ショットキーバリアダイオード12の代わりに他のダイオードが使用され得る;しかし,ショットキーバリアダイオード12の使用は,外部電源入力1を出力端子6に接続する電源ラインで発生する損失の低減に有効である。ショットキーバリアダイオード12は,その順方向電圧降下が低い。これは,電源ラインで発生する損失を有効に減少させる。損失の低減は,ショットキーバリアダイオード12において発生する発熱量を低減させる。
Other diodes may be used in place of the
第3 まとめ
以上に説明されているように,本実施の形態の電源切替回路は,外部電源入力1の電圧に応答して電源を切り替えるように構成されているため,外部電源からの電源電圧V1の供給があるときに,確実に外部電源を選択できる。これは,電池に蓄積される電力の消費量を低減するために有効である。
Third Summary As described above, the power supply switching circuit of the present embodiment is configured to switch the power supply in response to the voltage of the external
加えて,外部電源入力1及び電池電源入力2が,PチャネルMOSFETを介して出力端子6に接続されているため,本実施の形態の電源切替回路は,電源ラインの抵抗が低い。従って,電源ラインの損失が少ない。
In addition, since the
更に,本実施の形態の電源切替回路は,PチャネルMOSFET11と外部電源入力1とがショットキーバリアダイオード12を介して接続されているため,電池電源からの電池電圧V2が外部電源入力1に逆流することが防がれ,外部電源から電池電源への切り替えを確実に行うことができる。逆流の防止のためにショットキーバリアダイオード12を使用することは,電源ラインの損失の低減にも有効である。
Further, in the power supply switching circuit of the present embodiment, the P-
1:外部電源入力
2:電池電源入力
3:外部電源系統
4:電池電源系統
5:選択回路
6:出力端子
7:電解コンデンサ
8:接地端子
11:PチャネルMOSFET
12:ショットキーバリアダイオード
13:ゲート制御回路
13a:NチャネルMOSFET
13b,13c,13d:抵抗
13e:接地端子
21,22:PチャネルMOSFET
23:ゲート制御回路
23a,23b:NチャネルMOSFET
23c,23d,23e:抵抗
23f,23g:接地端子
31:キャパシタ
32:電圧検出回路
33:抵抗
34:接地端子
1: External power input 2: Battery power input 3: External power system 4: Battery power system 5: Selection circuit 6: Output terminal 7: Electrolytic capacitor 8: Ground terminal 11: P channel MOSFET
12: Schottky barrier diode 13: Gate control circuit 13a: N-channel MOSFET
13b, 13c, 13d: Resistance 13e:
23:
23c, 23d, 23e:
Claims (4)
電池に接続される第2入力端子と,
出力端子と,
前記出力端子にドレインが接続された第1PチャネルMOSFETと,
前記出力端子と前記第2入力端子との間に接続されたロードスイッチと,
前記第1PチャネルMOSFETのソースにカソードが接続され,前記第1入力端子にアノードが接続されたショットキーバリアダイオードと,
前記第1入力端子の電位に応答して前記第1PチャネルMOSFETと前記ロードスイッチとの一方をターンオンする制御回路
とを備える
電源切替回路。 A first input terminal connected to an external power source;
A second input terminal connected to the battery;
An output terminal;
A first P-channel MOSFET having a drain connected to the output terminal;
A load switch connected between the output terminal and the second input terminal;
A Schottky barrier diode having a cathode connected to a source of the first P-channel MOSFET and an anode connected to the first input terminal;
A power supply switching circuit comprising: a control circuit that turns on one of the first P-channel MOSFET and the load switch in response to a potential of the first input terminal.
前記ロードスイッチは,PチャネルMOSFETで構成された
電源切替回路。 The power supply switching circuit according to claim 1,
The load switch is a power switching circuit composed of a P-channel MOSFET.
前記ロードスイッチは,
ソースが前記第2入力端子に接続された第2PチャネルMOSFETと,
ソースが前記出力端子に接続された第3PチャネルMOSFETと
とを含み,
前記第2PチャネルMOSFETのドレインは,前記第3PチャネルMOSFETのドレインに接続され,
前記第2PチャネルMOSFETと前記第3PチャネルMOSFETとのゲートは,制御ノードに接続され,
前記制御回路は,前記第1PチャネルMOSFETのゲートと前記制御ノードの電位を,前記第1入力端子の電圧に応答して制御する
電源切替回路。 The power supply switching circuit according to claim 1,
The load switch is
A second P-channel MOSFET having a source connected to the second input terminal;
A third P-channel MOSFET having a source connected to the output terminal,
The drain of the second P-channel MOSFET is connected to the drain of the third P-channel MOSFET,
The gates of the second P-channel MOSFET and the third P-channel MOSFET are connected to a control node,
The control circuit controls a potential of the gate of the first P-channel MOSFET and the control node in response to the voltage of the first input terminal.
電源切替回路
とを備え,
前記電源切替回路は,
外部電源に接続される第1入力端子と,
前記電池に接続される第2入力端子と,
出力端子と,
前記出力端子にドレインが接続された第1PチャネルMOSFETと,
前記出力端子と前記第2入力端子との間に接続されたロードスイッチと,
前記第1PチャネルMOSFETのソースにカソードが接続され,前記第1入力端子にアノードが接続されたショットキーバリアダイオードと,
前記第1入力端子の電位に応答して前記第1PチャネルMOSFETと前記ロードスイッチとの一方をターンオンする制御回路
とを含む
携帯型電子機器。 Batteries,
Power supply switching circuit,
The power switching circuit is
A first input terminal connected to an external power source;
A second input terminal connected to the battery;
An output terminal;
A first P-channel MOSFET having a drain connected to the output terminal;
A load switch connected between the output terminal and the second input terminal;
A Schottky barrier diode having a cathode connected to a source of the first P-channel MOSFET and an anode connected to the first input terminal;
A portable electronic device comprising: a control circuit that turns on one of the first P-channel MOSFET and the load switch in response to a potential of the first input terminal.
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