JP2006081238A - Power circuit - Google Patents

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JP2006081238A JP2004259340A JP2004259340A JP2006081238A JP 2006081238 A JP2006081238 A JP 2006081238A JP 2004259340 A JP2004259340 A JP 2004259340A JP 2004259340 A JP2004259340 A JP 2004259340A JP 2006081238 A JP2006081238 A JP 2006081238A
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光則 白土
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power circuit which can make a series regulator perform normal operation. <P>SOLUTION: A power circuit 100 has a DC-DC converter 102 which converts the output voltage of a battery 200, a series regulator 104 which converts the output voltage of the DC-DC converter 102 and supplies it to a device 300, a bypass circuit 108 whose input end is connected between the battery 200 and the input end of the DC-DC converter 102 and whose output end is connected between the output side of the DC-DC converter and the input side of the series regulator 104, and a voltage detecting/detour control part 106 which detects the output voltage of the battery 200 andperforms the control of supplying the output voltage of the battery 200 directly to the series regulator 104, bypassing the DC-DC converter 102, by making a bypass circuit 108 conductive in case that this output voltage drops to a specified value or under, and also makes the bypass circuit 108 nonconductive after passage of a specified time since conduction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車載用電装機器等に用いられ、電源の出力電圧を制御してデバイスに供給する電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit that is used in in-vehicle electrical equipment and the like and controls the output voltage of a power supply to supply the device.

近年、ナビゲーション装置やオーディオ装置等の車載用電装機器に用いられるデバイスの機能の高度化に伴い、電源の出力電圧をデバイスに供給する際には、高効率であることに加えて高精度であることも要求されるようになっている。このような要求に対し、DC−DCコンバータとシリーズレギュレータとを直列に接続した電源回路が提案されている。   In recent years, with the advancement of functions of devices used in in-vehicle electrical equipment such as navigation devices and audio devices, when the output voltage of a power supply is supplied to the device, it is highly efficient in addition to high efficiency. That is also required. In response to such a demand, a power supply circuit in which a DC-DC converter and a series regulator are connected in series has been proposed.

図4は、従来の電源回路のブロック図である。同図に示す電源回路500は、DC−DCコンバータ502及びシリーズレギュレータ504を有し、バッテリ600の出力電圧(ここでは正常時に6〜16V)を車載用電装機器内のデバイス700の動作電圧(ここでは3.3V±2%)に降下させる。   FIG. 4 is a block diagram of a conventional power supply circuit. The power supply circuit 500 shown in the figure has a DC-DC converter 502 and a series regulator 504, and outputs the output voltage of the battery 600 (here, 6 to 16 V in a normal state) to the operating voltage of the device 700 in the in-vehicle electrical equipment (here Then, it is lowered to 3.3V ± 2%).

DC−DCコンバータ502は、バッテリ600の出力電圧を所定電圧(ここでは4.5V±5%)まで降下させてシリーズレギュレータ504へ供給する。シリーズレギュレータ504は、DC−DCコンバータ502の出力電圧を更にデバイス700が動作可能な電圧まで降下させて当該デバイス700へ供給する。   The DC-DC converter 502 drops the output voltage of the battery 600 to a predetermined voltage (here, 4.5 V ± 5%) and supplies it to the series regulator 504. The series regulator 504 further drops the output voltage of the DC-DC converter 502 to a voltage at which the device 700 can operate and supplies the voltage to the device 700.

この電源回路500では、DC−DCコンバータ502によりバッテリ600の電力を維持しつつ電圧を制御し、更に、シリーズレギュレータ504により電圧の精度を向上させることができる。   In the power supply circuit 500, the voltage can be controlled while maintaining the power of the battery 600 by the DC-DC converter 502, and the accuracy of the voltage can be improved by the series regulator 504.

ところで、車載用電装機器内のデバイス700には、エンジンの停止時にバッテリ600の出力電圧の低下に備えて立ち下げ処理と称される処理が行われるものがある。立ち下げ処理としては、例えば、ラジオ放送の受信機において、エンジン停止前の選局等の状態を示す情報をメモリ等に保持する処理があり、当該処理により、その後エンジンが始動された際に、エンジン停止前の選局等の状態を引き継ぐことが可能となる。   By the way, in the device 700 in the in-vehicle electrical equipment, there is a device in which a process called a shutdown process is performed in preparation for a decrease in the output voltage of the battery 600 when the engine is stopped. As the fall processing, for example, in a radio broadcast receiver, there is a process of holding information indicating a channel selection state before stopping the engine in a memory or the like, and when the engine is started after that process, It becomes possible to take over the state of channel selection before the engine stops.

しかし、エンジンが始動される際には、バッテリ600の出力電圧が一時的に低下する場合がある。図4に示す従来の電源回路500では、デバイス700が動作可能な電圧は、3.3V±2%であり、この電圧が維持されるためには、バッテリ600の出力電圧が6V以上であることが要求される。しかし、エンジン始動時にはバッテリ600の出力電圧は6V以下となることが容易に起こり得る。このように、バッテリ600の出力電圧が一時的に低下した場合、立ち下げ処理が行われず、エンジン始動後にエンジン停止前の状態を引き継ぐことができなくなってしまう。   However, when the engine is started, the output voltage of the battery 600 may temporarily decrease. In the conventional power supply circuit 500 shown in FIG. 4, the voltage at which the device 700 can operate is 3.3V ± 2%, and in order to maintain this voltage, the output voltage of the battery 600 is 6V or more. Is required. However, when the engine is started, the output voltage of the battery 600 can easily be 6 V or less. As described above, when the output voltage of the battery 600 temporarily decreases, the shutdown process is not performed, and the state before the engine is stopped after the engine is started cannot be taken over.

このような問題に対して、DC−DCコンバータ502を迂回してバッテリ600にシリーズレギュレータ504を直接に接続する対策が考えられる。このような対策により、バッテリ600の出力電圧が低下した場合に、DC−DCコンバータ502における電圧降下が生じないため、デバイス700に対して当該デバイス700が動作可能な電圧を供給することが可能となる。特許文献1においても、同様の観点により、スイッチングレギュレータを迂回して電源にシリーズレギュレータを直接に接続する対策が提案されている。
特開平5−236650号公報
For such a problem, a measure for bypassing the DC-DC converter 502 and connecting the series regulator 504 directly to the battery 600 can be considered. As a result of such measures, when the output voltage of the battery 600 decreases, a voltage drop in the DC-DC converter 502 does not occur, so that a voltage capable of operating the device 700 can be supplied to the device 700. Become. Patent Document 1 also proposes a measure for bypassing the switching regulator and connecting the series regulator directly to the power supply from the same viewpoint.
JP-A-5-236650

しかしながら、バッテリ600にシリーズレギュレータ504を直接に接続すると、当該シリーズレギュレータ504に供給される電圧が通常時よりも高くなって発熱量が増加し、正常に動作しなくなる場合がある。このような発熱量の増加に対しては、シリーズレギュレータ504に巨大なヒートシンクを取り付ける対策が考えられるが、スペースやコストの面からは現実的ではない。   However, if the series regulator 504 is directly connected to the battery 600, the voltage supplied to the series regulator 504 becomes higher than normal, and the amount of heat generation increases, which may cause malfunction. For such an increase in the amount of heat generation, a measure to attach a huge heat sink to the series regulator 504 can be considered, but it is not realistic in terms of space and cost.

本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、シリーズレギュレータに正常な動作を行わせることが可能な電源回路を提供するものである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a power supply circuit capable of causing a series regulator to perform a normal operation.

本発明に係る電源回路は、電源の出力電圧を制御してデバイスに供給するものであって、前記電源の出力電圧を第1の所定値の電圧に変換するDC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータの出力電圧を第2の所定値に変換して前記デバイスに供給するシリーズレギュレータと、前記電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源と前記DC−DCコンバータの入力側との間に入力端が接続されるとともに、前記DC−DCコンバータの出力側と前記シリーズレギュレータの入力側との間に出力端が接続される迂回路と、前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が第3の所定値以下に低下した場合に、前記迂回路を導通させ、前記DC−DCコンバータを迂回して前記電源の出力電圧を前記シリーズレギュレータへ直接供給する制御を行うとともに、前記導通から所定時間経過後に前記迂回路を非導通とする迂回制御手段とを有する。   A power supply circuit according to the present invention controls an output voltage of a power supply and supplies the device to a device, the DC-DC converter converting the output voltage of the power supply into a voltage having a first predetermined value, and the DC- A series regulator that converts the output voltage of the DC converter into a second predetermined value and supplies the device to the device, voltage detection means for detecting the output voltage of the power supply, and the power supply and the input side of the DC-DC converter A detour having an input end connected between the output side of the DC-DC converter and an input side of the series regulator, and an output of the power source detected by the voltage detecting means When the voltage drops below a third predetermined value, the bypass circuit is turned on, the DC-DC converter is bypassed, and the output voltage of the power source is directly transferred to the series regulator. Performs control to supply, and a bypass control means for non-conductive the detour from the conductive after a predetermined time has elapsed.

この構成により、シリーズレギュレータには、電源の出力電圧が正常である場合には、DC−DCコンバータから電圧が供給される一方、電源の出力電圧が低下した場合には、電圧低下をもたらすDC−DCコンバータを迂回して電源から直接に電圧が供給される。このため、シリーズレギュレータは、電源の出力電圧が低下しても、デバイスに対して当該デバイスが動作可能な電圧を供給することが可能となる。しかも、迂回路が導通してから所定時間が経過した場合には、当該迂回路が再度非導通となってシリーズレギュレータに供給される電圧を低下させることによりジャンクション温度の上昇を極力抑えることができ、当該シリーズレギュレータに正常な動作を行わせることが可能となる。   With this configuration, when the output voltage of the power supply is normal, the series regulator is supplied with a voltage from the DC-DC converter. On the other hand, when the output voltage of the power supply decreases, the DC- A voltage is supplied directly from the power supply bypassing the DC converter. For this reason, even if the output voltage of a power supply falls, a series regulator can supply the voltage which can operate the said device with respect to a device. In addition, when a predetermined time has passed since the detour is turned on, the detour is turned off again and the voltage supplied to the series regulator is reduced, thereby suppressing the increase in junction temperature as much as possible. Thus, the series regulator can be operated normally.

また、本発明に係る電源回路は、前記迂回路が導通する時間は、前記シリーズレギュレータがジャンクション温度の限界値を超えないように設定される。   Further, in the power supply circuit according to the present invention, the time during which the bypass is conducted is set so that the series regulator does not exceed the limit value of the junction temperature.

この構成により、シリーズレギュレータのジャンクション温度が限界値に達することを防止して、当該シリーズレギュレータに正常な動作を行わせることができる。   With this configuration, it is possible to prevent the junction temperature of the series regulator from reaching the limit value and to cause the series regulator to perform normal operation.

また、本発明に係る電源回路は、前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が前記第3の所定値以下に低下した場合に、前記デバイスに対して、供給される電圧の低下に備えた処理を指示する処理指示手段を有する。   In addition, the power supply circuit according to the present invention provides for a reduction in the voltage supplied to the device when the output voltage of the power supply detected by the voltage detection means falls below the third predetermined value. A process instruction means for instructing the process.

この構成により、デバイスに供給される電圧の低下に備えて、当該デバイスに対して立ち下げ処理等の所定の処理を行わせることが可能となる。   With this configuration, it is possible to cause the device to perform a predetermined process such as a falling process in preparation for a decrease in the voltage supplied to the device.

また、本発明にかかる電源回路は、前記迂回路が、オン状態とオフ状態の切換え動作を行うスイッチを有し、前記迂回制御手段が、前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が前記第3の所定値以下に低下した場合に、前記スイッチをオン状態とする。   In the power supply circuit according to the present invention, the bypass circuit includes a switch that performs switching operation between an on state and an off state, and the bypass control unit is configured such that the output voltage of the power source detected by the voltage detection unit is When the voltage falls below the third predetermined value, the switch is turned on.

このような構成により、電源の出力電圧が第3の所定値以下となる場合に、スイッチがオン状態となって迂回路が導通し、前記電源の出力電圧がシリーズレギュレータに直接供給されるようになる。   With such a configuration, when the output voltage of the power supply is equal to or lower than the third predetermined value, the switch is turned on so that the bypass circuit is conducted and the output voltage of the power supply is directly supplied to the series regulator. Become.

本発明によれば、電源の出力電圧が第3の所定値以下となる場合にDC−DCコンバータを迂回するための迂回路が導通してシリーズレギュレータに対して電源の出力電圧が直接供給され、その後所定時間が経過した後に当該迂回路が再度非導通となるので、シリーズレギュレータにおける発熱量の増加が防止され、当該シリーズレギュレータに正常な動作を行わせることが可能となる。   According to the present invention, when the output voltage of the power supply is equal to or lower than the third predetermined value, the bypass circuit for bypassing the DC-DC converter is conducted and the output voltage of the power supply is directly supplied to the series regulator. After that, after the predetermined time elapses, the detour is turned off again, so that the amount of heat generated in the series regulator is prevented from increasing, and the series regulator can be operated normally.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態にかかる電源回路のブロック図である。同図に示す電源回路100は、バッテリ200の出力電圧を制御して、ナビゲーション装置やオーディオ装置等の車載用電装機器に用いられるデバイス300へ供給するものである。この電源回路100は、DC−DCコンバータ102、シリーズレギュレータ104、電圧検出・迂回制御部106、迂回路108、バイパススイッチ110及びダイオード112を有する。これらのうち、電圧検出・迂回制御部106内にはタイマ107が構成されている。この電源回路100は、バッテリ200の出力電圧をデバイス300が動作可能な電圧に降下させる。   FIG. 1 is a block diagram of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The power supply circuit 100 shown in the figure controls the output voltage of the battery 200 and supplies it to a device 300 used for in-vehicle electrical equipment such as a navigation device and an audio device. The power supply circuit 100 includes a DC-DC converter 102, a series regulator 104, a voltage detection / bypass control unit 106, a bypass circuit 108, a bypass switch 110, and a diode 112. Among these, a timer 107 is configured in the voltage detection / bypass control unit 106. The power supply circuit 100 drops the output voltage of the battery 200 to a voltage at which the device 300 can operate.

電源回路100において、DC−DCコンバータ102、ダイオード112及びシリーズレギュレータ104は、バッテリ200とデバイス300との間に直列に接続されている。ダイオード112は、DC−DCコンバータ102の側をアノード、シリーズレギュレータ104の側をカソードとして接続される。また、迂回路108は、DC−DCコンバータ102及びダイオード112を介さずに、バッテリ200とシリーズレギュレータとを直接に接続する。そして、バイパススイッチ110は、迂回路108をオン状態で導通させ、オフ状態で非導通にさせる。   In the power supply circuit 100, the DC-DC converter 102, the diode 112, and the series regulator 104 are connected in series between the battery 200 and the device 300. The diode 112 is connected with the DC-DC converter 102 side as an anode and the series regulator 104 side as a cathode. Further, the bypass circuit 108 directly connects the battery 200 and the series regulator without passing through the DC-DC converter 102 and the diode 112. The bypass switch 110 makes the bypass circuit 108 conductive in the on state and non-conductive in the off state.

DC−DCコンバータ102は、バッテリ200の出力電圧を、電力を損失させることなく、所定電圧まで降下させて、ダイオード112を介してシリーズレギュレータ104へ供給する。シリーズレギュレータ104は、DC−DCコンバータ102の出力電圧を、更にデバイス300が動作可能な電圧まで降下させ、デバイス300に供給する。シリーズレギュレータ104における電圧降下に伴う電力損失は熱となり、当該シリーズレギュレータ104から放出される。   The DC-DC converter 102 drops the output voltage of the battery 200 to a predetermined voltage without losing power, and supplies it to the series regulator 104 via the diode 112. The series regulator 104 further reduces the output voltage of the DC-DC converter 102 to a voltage at which the device 300 can operate, and supplies the voltage to the device 300. The power loss due to the voltage drop in the series regulator 104 becomes heat and is released from the series regulator 104.

電圧検出・迂回制御部106は、バッテリ200の出力電圧を検出する。そして、電圧検出・迂回制御部106は、その出力電圧の値に応じて、バッテリ200の出力電圧を、DC−DCコンバータ102を介してシリーズレギュレータ104へ供給する制御、及び、DC−DCコンバータ102を介さずに直接にシリーズレギュレータ104へ供給する制御のいずれかを行う。また、電圧検出・迂回制御部106は、バッテリ200の出力電圧の値に応じて、デバイス300の動作を制御する。   The voltage detection / bypass control unit 106 detects the output voltage of the battery 200. The voltage detection / bypass control unit 106 supplies the output voltage of the battery 200 to the series regulator 104 via the DC-DC converter 102 according to the value of the output voltage, and the DC-DC converter 102. One of the controls to be supplied directly to the series regulator 104 without going through is performed. Further, the voltage detection / bypass control unit 106 controls the operation of the device 300 according to the value of the output voltage of the battery 200.

以下、電圧検出・迂回制御部106の詳細な動作と、この動作に伴う電源回路100の各部及びデバイス300の動作を説明する。   The detailed operation of the voltage detection / bypass control unit 106 and the operation of each unit of the power supply circuit 100 and the device 300 accompanying this operation will be described below.

図2は、電圧検出・迂回制御部106の詳細な動作を示すフローチャートである。最初、バッテリ200の出力電圧は正常であり、当該出力電圧は、DC−DCコンバータ102、ダイオード112及びシリーズレギュレータ104を介して、デバイス300を動作可能な電圧に降下された上で、当該デバイス300に供給される。デバイス300は、この供給される電圧により動作する。   FIG. 2 is a flowchart showing a detailed operation of the voltage detection / bypass control unit 106. Initially, the output voltage of the battery 200 is normal, and the output voltage is dropped to a voltage capable of operating the device 300 via the DC-DC converter 102, the diode 112, and the series regulator 104, and then the device 300. To be supplied. The device 300 operates with this supplied voltage.

ここでは、デバイス300が動作可能な電圧は3.3V±2%であり、この電圧が維持されるために、バッテリ600の出力電圧は正常時に6〜16Vであるものとする。更には、DC−DCコンバータ102は、バッテリの正常時における出力電圧6〜16Vを4.5V±5%まで降下させ、シリーズレギュレータ104は、DC−DCコンバータ102の出力電圧4.5V±5%をデバイス300が動作可能な電圧3.3V±2%まで降下させることができるものとする。なお、シリーズレギュレータ104における最低入出力電位差は0.4Vであるものとする。   Here, the voltage at which the device 300 can operate is 3.3V ± 2%. In order to maintain this voltage, it is assumed that the output voltage of the battery 600 is 6 to 16V in a normal state. Furthermore, the DC-DC converter 102 reduces the output voltage 6 to 16 V when the battery is normal to 4.5 V ± 5%, and the series regulator 104 outputs the output voltage 4.5 V ± 5% of the DC-DC converter 102. Can be lowered to a voltage 3.3V ± 2% at which the device 300 can operate. It is assumed that the minimum input / output potential difference in series regulator 104 is 0.4V.

この状態において、電圧検出・迂回制御部106は、バッテリ200の出力電圧が予め定められた閾値以下であるか否かを判定する(S101)。閾値は、DC−DCコンバータ102及びシリーズレギュレータ104における電圧降下が生じてもデバイス300が動作可能となるようなバッテリ200の出力電圧(ここでは8V)である。   In this state, the voltage detection / bypass control unit 106 determines whether or not the output voltage of the battery 200 is equal to or lower than a predetermined threshold (S101). The threshold is an output voltage (here, 8V) of the battery 200 that allows the device 300 to operate even when a voltage drop occurs in the DC-DC converter 102 and the series regulator 104.

バッテリ200の出力電圧が閾値以下である場合、電圧検出・迂回制御部106は、内蔵するタイマ107を起動する(S102)。更に、電圧検出・迂回制御部106は、バイパススイッチ110をオン状態にする(S103)。   When the output voltage of the battery 200 is equal to or lower than the threshold, the voltage detection / bypass control unit 106 activates the built-in timer 107 (S102). Further, the voltage detection / bypass control unit 106 turns on the bypass switch 110 (S103).

バイパススイッチ110がオン状態になると、迂回路108が導通する。このため、バッテリ200の出力電圧は、DC−DCコンバータ102及びダイオード112を介さずに、シリーズレギュレータ104に直接に供給されることになる。この際、ダイオード112は、DC−DCコンバータ102の側をアノード、シリーズレギュレータ104の側をカソードとして接続されているため、迂回路108からDC−DCコンバータ102の出力端に電流が流れ込むことが防止される。   When the bypass switch 110 is turned on, the bypass circuit 108 becomes conductive. For this reason, the output voltage of the battery 200 is directly supplied to the series regulator 104 without passing through the DC-DC converter 102 and the diode 112. At this time, since the diode 112 is connected with the DC-DC converter 102 side as an anode and the series regulator 104 side as a cathode, current is prevented from flowing from the detour 108 to the output terminal of the DC-DC converter 102. Is done.

このように、バッテリ200の出力電圧が低下した場合には、当該出力電圧が、DC−DCコンバータ102及びダイオード112を介さずに、シリーズレギュレータ104に直接に供給される。このため、シリーズレギュレータ104において、最低入出力電位差分の電圧降下が生じても、当該シリーズレギュレータ104は、バッテリ200の出力電圧が正常である場合と同様、デバイス300に対し、当該デバイス300が動作可能な電圧を供給することが可能となる。   As described above, when the output voltage of the battery 200 decreases, the output voltage is directly supplied to the series regulator 104 without passing through the DC-DC converter 102 and the diode 112. For this reason, even if the voltage drop of the minimum input / output potential difference occurs in the series regulator 104, the series regulator 104 operates with respect to the device 300 as in the case where the output voltage of the battery 200 is normal. A possible voltage can be supplied.

具体的には、シリーズレギュレータ104における最低入出力電位差は0.4Vであり、デバイス300が動作可能となる電圧は3.3Vであるため、バッテリ200の出力電圧がこれらを加えた3.7V以上であれば、デバイス300は動作可能であるということになる。すなわち、バッテリ200の出力電圧が正常時の6〜16Vを維持することができずに6V以下になった場合であっても、3.7V以上であれば、デバイス300は動作可能であり、当該デバイス300が動作可能となるために最低限必要なバッテリ200の出力電圧を6Vから3.7Vに低下させることが可能となる。   Specifically, the minimum input / output potential difference in the series regulator 104 is 0.4 V, and the voltage at which the device 300 can operate is 3.3 V. Therefore, the output voltage of the battery 200 is 3.7 V or more including these. If so, the device 300 is operable. That is, even if the output voltage of the battery 200 cannot be maintained at 6 to 16 V in a normal state and becomes 6 V or less, the device 300 can operate if the voltage is 3.7 V or more. The minimum output voltage of the battery 200 required for the device 300 to be operable can be reduced from 6V to 3.7V.

次に、電圧検出・迂回制御部106は、デバイス300へ立ち下げ処理を指示する旨の信号を送信する(S104)。デバイス300は、この信号を受信すると、立ち下げ処理を行う。その立ち下げ処理では、例えば、仮に電圧が遮断されてもその復旧後の動作に支障をきたさないために必要な情報等の確保(メモリへの保存)等が行なわれる。   Next, the voltage detection / bypass control unit 106 transmits a signal to the device 300 to instruct the shutdown process (S104). Upon receiving this signal, the device 300 performs a fall process. In the fall processing, for example, securing of necessary information or the like (storing in a memory) is performed so as not to hinder the operation after the recovery even if the voltage is interrupted.

更に、電圧検出・迂回制御部106は、タイマ107がタイムアップしたか否かを判定する(S105)。タイマ107が起動してからタイムアップするまでの時間(タイムアップ時間)は、以下の点を考慮して設定される。   Further, the voltage detection / bypass control unit 106 determines whether or not the timer 107 has expired (S105). The time from when the timer 107 is started until the time is up (time up time) is set in consideration of the following points.

すなわち、シリーズレギュレータ104は、バッテリ200の出力電圧が正常であってDC−DCコンバータ102から電圧が継続的に供給されても、ジャンクション温度がある所定値以上にならないように設計される。しかし、バッテリ200の出力電圧が低下した場合に当該バッテリ200からシリーズレギュレータ104に直接に供給される電圧は、バッテリ200の出力電圧が正常である場合にDC−DCコンバータ102からシリーズレギュレータ104に供給される電圧よりも大きい場合がある。このため、バッテリ200が直接にシリーズレギュレータ104へ電圧を継続して供給すると、当該シリーズレギュレータ104は、電圧降下が大きいために電力損失が増大し、これに伴って発熱量も増大するため、ジャンクション温度の限界値に達して破壊されてしまう可能性がある。このため、シリーズレギュレータ104におけるジャンクション温度の限界値を超えないようなタイムアップ時間の設定が必要となる。また、タイムアップ時間は、デバイス300における立ち下げ処理が終了可能な時間以上に設定される必要がある。   That is, the series regulator 104 is designed so that the junction temperature does not exceed a predetermined value even when the output voltage of the battery 200 is normal and the voltage is continuously supplied from the DC-DC converter 102. However, the voltage directly supplied from the battery 200 to the series regulator 104 when the output voltage of the battery 200 decreases is supplied from the DC-DC converter 102 to the series regulator 104 when the output voltage of the battery 200 is normal. May be greater than the applied voltage. For this reason, when the battery 200 continuously supplies voltage directly to the series regulator 104, the series regulator 104 increases power loss due to a large voltage drop, and accordingly increases the heat generation amount. There is a possibility that the temperature will reach its limit and be destroyed. For this reason, it is necessary to set the time-up time so as not to exceed the limit value of the junction temperature in the series regulator 104. In addition, the time-up time needs to be set to be longer than the time when the device 300 can end the shutdown process.

例えば、バッテリ200の出力電圧が8V、デバイス300の立ち下げ処理に要する時間が10ms、デバイス300の立ち下げ処理における消費電流が1Aの場合を考える。バッテリ200の出力電圧が直接にシリーズレギュレータ104に供給される場合、当該シリーズレギュレータ104における電圧降下(入出力電位差)は、8V−3.234V(=3.3V−2%)=4.766Vとなり、シリーズレギュレータ104における電圧降下に伴う電力損失は、4.766V×1A≒4.8Wとなる。更に、図3の熱抵抗の時間経過のグラフを用いれば、シリーズレギュレータ104における電圧降下に伴う電力損失がデバイス300の立ち下げ処理に要する時間である10msの間継続した場合における、当該シリーズレギュレータ104の熱抵抗は、約2℃/Wとなる。従って、10msの間、バッテリ200の出力電圧が直接にシリーズレギュレータ104に供給される場合の当該シリーズレギュレータ104の温度上昇は、4.8W×2℃/W=9.6℃となる。すなわち、タイムアップ時間を10msとし、且つ、S103においてバイパススイッチ110がオン状態となる時に、シリーズレギュレータ104のジャンクション温度を限界値より9.6℃以上低い温度にしておくことにより、温度上昇に伴うシリーズレギュレータ104の破壊が防止される。   For example, let us consider a case where the output voltage of the battery 200 is 8 V, the time required for the device 300 shutdown process is 10 ms, and the current consumption in the device 300 shutdown process is 1 A. When the output voltage of the battery 200 is directly supplied to the series regulator 104, the voltage drop (input / output potential difference) in the series regulator 104 is 8V-3.234V (= 3.3V-2%) = 4.776V. The power loss accompanying the voltage drop in the series regulator 104 is 4.766 V × 1 A≈4.8 W. Furthermore, using the graph of thermal resistance over time in FIG. 3, when the power loss due to the voltage drop in the series regulator 104 continues for 10 ms, which is the time required for the device 300 to fall, the series regulator 104 The thermal resistance is about 2 ° C./W. Therefore, when the output voltage of the battery 200 is directly supplied to the series regulator 104 for 10 ms, the temperature rise of the series regulator 104 is 4.8 W × 2 ° C./W=9.6° C. That is, when the time-up time is 10 ms and the bypass switch 110 is turned on in S103, the junction temperature of the series regulator 104 is set to a temperature lower than the limit value by 9.6 ° C. Breakage of the series regulator 104 is prevented.

タイマ107がタイムアップした場合、電圧検出・迂回制御部106は、温度上昇に伴うシリーズレギュレータ104の破壊を防止すべく、バイパススイッチ110をオフ状態に戻す(S106)。バイパススイッチ110がオフ状態になると、迂回路108が再び非導通になる。このため、バッテリ200の出力電圧は、再び、DC−DCコンバータ102、ダイオード112及びシリーズレギュレータ104を介して、デバイス300に供給される。この時、シリーズレギュレータ104には、バッテリ200の出力電圧が復帰していれば、正常時における電圧が供給され、復帰していなければ正常時よりも低下した電圧が供給されることになるが、いずれの場合においても、シリーズレギュレータ104に供給される電圧は、当該シリーズレギュレータ104のジャンクション温度が更に上昇することがない範囲、換言すれば、シリーズレギュレータ104が連続動作可能な範囲の電圧である。   When the timer 107 expires, the voltage detection / bypass control unit 106 returns the bypass switch 110 to the off state in order to prevent the series regulator 104 from being destroyed due to the temperature rise (S106). When the bypass switch 110 is turned off, the bypass circuit 108 becomes non-conductive again. For this reason, the output voltage of the battery 200 is supplied again to the device 300 via the DC-DC converter 102, the diode 112, and the series regulator 104. At this time, if the output voltage of the battery 200 is restored, the voltage at the normal time is supplied to the series regulator 104, and if it is not restored, a voltage lower than that at the normal time is supplied. In any case, the voltage supplied to the series regulator 104 is a voltage within a range where the junction temperature of the series regulator 104 does not further increase, in other words, a range where the series regulator 104 can continuously operate.

その後、電圧検出・迂回制御部106は、デバイス300へスタンバイ処理を指示する旨の信号を送信する(S107)。デバイス300は、この信号を受信すると、スタンバイ処理を行う。ここで、スタンバイ処理とは、デバイス300による低電流モードでの動作を意味する。低電流モードでの動作では、デバイス300の消費電流は0〜数mA程度であるため、シリーズレギュレータ104は、徐々に冷却される。例えば、バイパススイッチ110をオン状態にしてからオフ状態に戻すまでの時間が10msであれば、デバイス300において低電流モードでの動作が10ms以上(例えば数百ms)行われることにより、シリーズレギュレータ104のジャンクション温度は、S103においてバイパススイッチ110がオン状態になる直前の温度まで低下する。   Thereafter, the voltage detection / bypass control unit 106 transmits a signal for instructing standby processing to the device 300 (S107). Upon receiving this signal, the device 300 performs standby processing. Here, the standby process means an operation in the low current mode by the device 300. In the operation in the low current mode, since the current consumption of the device 300 is about 0 to several mA, the series regulator 104 is gradually cooled. For example, if the time from when the bypass switch 110 is turned on to when it is returned to the off state is 10 ms, the device 300 is operated in the low current mode for 10 ms or more (for example, several hundred ms), so that the series regulator 104 The junction temperature decreases to a temperature just before the bypass switch 110 is turned on in S103.

デバイス300における低電流モードでの動作によって、シリーズレギュレータ104のジャンクション温度がS103においてバイパススイッチ110がオン状態になる直前の温度まで低下すれば、再び、S101以降の動作によって、バッテリ200の出力電圧を、DC−DCコンバータ102及びダイオード112を介さずに、シリーズレギュレータ104に直接に供給させることが可能となる。   If the junction temperature of the series regulator 104 decreases to a temperature just before the bypass switch 110 is turned on in S103 by the operation in the low current mode in the device 300, the output voltage of the battery 200 is again increased by the operation after S101. The series regulator 104 can be directly supplied without using the DC-DC converter 102 and the diode 112.

なお、デバイス300にスタンバイ処理を行なわせる代わりに、バッテリ200からDC−DCコンバータ102やシリーズレギュレータ104への電圧の供給を遮断するようにしてもよい。この場合にも、シリーズレギュレータ104は、何ら電圧変換の動作を行わないため、徐々に冷却される。そして、上述と同様に、シリーズレギュレータ104のジャンクション温度がS103においてバイパススイッチ110がオン状態になる直前の温度まで低下すれば、再び、S101以降の動作によって、バッテリ200の出力電圧を、DC−DCコンバータ102及びダイオード112を介さずに、シリーズレギュレータ104に直接に供給させることが可能となる。   Instead of causing the device 300 to perform standby processing, the supply of voltage from the battery 200 to the DC-DC converter 102 or the series regulator 104 may be cut off. Also in this case, the series regulator 104 is gradually cooled because it does not perform any voltage conversion operation. If the junction temperature of the series regulator 104 decreases to the temperature just before the bypass switch 110 is turned on in S103, the output voltage of the battery 200 is again changed to DC-DC by the operation after S101. The series regulator 104 can be directly supplied without going through the converter 102 and the diode 112.

このように、本実施形態の電源回路100では、シリーズレギュレータ104には、バッテリ200の出力電圧が正常である場合には、DC−DCコンバータ102によってバッテリ200の出力電圧よりも低下した電圧が供給される一方、バッテリ200の出力電圧が低下した場合には、迂回路108によりDC−DCコンバータ102を迂回してバッテリ200から直接に電圧が供給される。このため、シリーズレギュレータ104は、バッテリ200の出力電圧が低下した場合においても、その低下がDC−DCコンバータ102を迂回することによって補われることにより、デバイス300に対して当該デバイス300が動作可能な電圧を供給することが可能となる。   As described above, in the power supply circuit 100 of this embodiment, when the output voltage of the battery 200 is normal, the series regulator 104 is supplied with a voltage lower than the output voltage of the battery 200 by the DC-DC converter 102. On the other hand, when the output voltage of the battery 200 decreases, the bypass circuit 108 bypasses the DC-DC converter 102 and the voltage is directly supplied from the battery 200. For this reason, the series regulator 104 can operate the device 300 with respect to the device 300 by compensating for the decrease by bypassing the DC-DC converter 102 even when the output voltage of the battery 200 decreases. A voltage can be supplied.

また、迂回路108が導通した場合には、シリーズレギュレータ104にバッテリ200の出力電圧が正常である場合よりも大きな電圧が供給され、ジャンクション温度が上昇する可能性があるが、ジャンクション温度が限界値に達する前に迂回路108が再度非導通となってシリーズレギュレータ104に供給される電圧を低下させることによりジャンクション温度の上昇が防止されるため、当該シリーズレギュレータ104に正常な動作を行わせることが可能となる。   Further, when the detour circuit 108 is turned on, a voltage larger than that when the output voltage of the battery 200 is normal is supplied to the series regulator 104, and the junction temperature may increase. Since the detour circuit 108 becomes non-conductive again before the voltage reaches the threshold voltage and the voltage supplied to the series regulator 104 is reduced, the junction temperature is prevented from rising, so that the series regulator 104 can operate normally. It becomes possible.

なお、上述した実施形態では、バッテリ200の出力電圧が閾値以下となった場合に、電圧検出・迂回制御部106がスイッチ110をオン状態にするとともに、デバイス300に対して立ち下げ処理を指示するようにしたが、スイッチ110をオン状態にする契機となるバッテリ200の出力電圧の閾値と、デバイス300に対して立ち下げ処理を指示する契機となるバッテリ200の出力電圧の閾値とは異なっていても良い。すなわち、例えば、電圧検出・迂回制御部106は、バッテリ200の出力電圧が第1の閾値以下となった場合に、スイッチ110をオン状態にし、更にバッテリ200の出力電圧が第1の閾値よりも小さい第2の閾値以下となった場合に、デバイス300に対して立ち下げ処理を指示するようにしても良く、反対に、バッテリ200の出力電圧が第1の閾値以下となった場合に、デバイス300に対して立ち下げ処理を指示し、更にバッテリ200の出力電圧が第1の閾値よりも小さい第2の閾値以下となった場合に、スイッチ110をオン状態にするようにしても良い。   In the above-described embodiment, when the output voltage of the battery 200 is equal to or lower than the threshold value, the voltage detection / detour control unit 106 turns on the switch 110 and instructs the device 300 to perform a shutdown process. However, the threshold value of the output voltage of the battery 200 that triggers the switch 110 to turn on is different from the threshold value of the output voltage of the battery 200 that triggers the device 300 to instruct the shutdown process. Also good. That is, for example, when the output voltage of the battery 200 becomes equal to or lower than the first threshold, the voltage detection / bypass control unit 106 turns on the switch 110, and further the output voltage of the battery 200 is lower than the first threshold. When the value is smaller than the small second threshold value, the device 300 may be instructed to perform a falling process. Conversely, when the output voltage of the battery 200 is equal to or smaller than the first threshold value, the device The switch 110 may be turned on when an instructing process is instructed to 300 and the output voltage of the battery 200 falls below a second threshold value that is smaller than the first threshold value.

以上、説明したように、本発明に係る電源回路は、シリーズレギュレータに正常な動作を行わせることが可能となるという効果を奏し、電源回路として有用である。   As described above, the power supply circuit according to the present invention has an effect of allowing the series regulator to perform a normal operation, and is useful as a power supply circuit.

本発明の実施の形態にかかる電源回路のブロック図である。It is a block diagram of the power supply circuit concerning embodiment of this invention. 電圧検出・迂回制御部の詳細な動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed operation | movement of a voltage detection and detour control part. シリーズレギュレータにおける熱抵抗の時間経過の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time passage of the thermal resistance in a series regulator. 従来の電源回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional power supply circuit.

符号の説明Explanation of symbols

100 電源回路
102 DC−DCコンバータ
104 シリーズレギュレータ
106 電圧検出・迂回制御部
107 タイマ
108 迂回路
110 バイパススイッチ
112 ダイオード
200 バッテリ
300 デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power supply circuit 102 DC-DC converter 104 Series regulator 106 Voltage detection / detour control part 107 Timer 108 Detour circuit 110 Bypass switch 112 Diode 200 Battery 300 Device

Claims (4)

電源の出力電圧を制御してデバイスに供給する電源回路であって、
前記電源の出力電圧を第1の所定値の電圧に変換するDC−DCコンバータと、
前記DC−DCコンバータの出力電圧を第2の所定値に変換して前記デバイスに供給するシリーズレギュレータと、
前記電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電源と前記DC−DCコンバータの入力側との間に入力端が接続されるとともに、前記DC−DCコンバータの出力側と前記シリーズレギュレータの入力側との間に出力端が接続される迂回路と、
前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が第3の所定値以下に低下した場合に、前記迂回路を導通させ、前記DC−DCコンバータを迂回して前記電源の出力電圧を前記シリーズレギュレータへ直接供給する制御を行うとともに、前記導通から所定時間経過後に前記迂回路を非導通とする迂回制御手段とを有することを特徴とする電源回路。
A power supply circuit that controls the output voltage of a power supply and supplies it to a device,
A DC-DC converter that converts the output voltage of the power source into a voltage of a first predetermined value;
A series regulator for converting the output voltage of the DC-DC converter into a second predetermined value and supplying the converted voltage to the device;
Voltage detection means for detecting an output voltage of the power supply;
A detour in which an input end is connected between the power source and the input side of the DC-DC converter, and an output end is connected between the output side of the DC-DC converter and the input side of the series regulator When,
When the output voltage of the power source detected by the voltage detection means falls below a third predetermined value, the bypass circuit is turned on, the DC-DC converter is bypassed, and the output voltage of the power source is changed to the series regulator. A power supply circuit comprising: a detour control unit that performs control to directly supply the detour to a non-conduction state after a predetermined time has elapsed from the conduction.
前記迂回路が導通する時間は、前記シリーズレギュレータがジャンクション温度の限界値を超えないように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 2. The power supply circuit according to claim 1, wherein a time during which the bypass circuit is conductive is set so that the series regulator does not exceed a limit value of a junction temperature. 前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が前記第3の所定値以下に低下した場合に、前記デバイスに対して、供給される電圧の低下に備えた処理を指示する処理指示手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電源回路。 When the output voltage of the power source detected by the voltage detection unit drops below the third predetermined value, the device has a process instruction unit for instructing the device to perform a preparation for a drop in the supplied voltage. The power supply circuit according to claim 1, wherein: 前記迂回路は、オン状態とオフ状態の切換え動作を行うスイッチを有し、前記迂回制御手段は、前記電圧検出手段により検出される電源の出力電圧が前記第3の所定値以下に低下した場合に、前記スイッチをオン状態とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電源回路。
The detour has a switch for switching between an on state and an off state, and the detour control unit is configured such that the output voltage of the power source detected by the voltage detection unit falls below the third predetermined value. 4. The power supply circuit according to claim 1, wherein the switch is turned on.
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