JP2008043086A - Power supply device and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device.
PDA(Personal Digital Assistant)や携帯端末などの移動体端末等バッテリーを電源として用いるシステムでは、他のシステム以上に電源装置の効率が重要視される。移動体端末などバッテリーを使用する機器では、バッテリーを長く持たせるために、スリープモードや待ち受けモードなど、消費電流が数μA以下程度と極端に少なくなる軽負荷時においても、送受信動作等の重負荷時と同等の高い電圧変換効率が電源装置に要求される(例えば、特許文献1参照。)。 In a system using a battery as a power source such as a PDA (Personal Digital Assistant) or a mobile terminal such as a portable terminal, the efficiency of the power supply device is more important than other systems. In devices that use batteries, such as mobile terminals, heavy loads such as transmission / reception operations even at light loads where the current consumption is extremely low, such as sleep mode and standby mode, such as sleep mode and standby mode, in order to keep the battery longer. The power supply device is required to have a high voltage conversion efficiency equivalent to the time (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1などに記載されている電源装置では、重負荷時ではPWM(Pulse Width Modulation)方式を用いたDC−DCコンバータが動作し、軽負荷時ではPWM方式のDC−DCコンバータから間欠動作のPFM(Pulse Frequency Modulation)方式を用いたDC−DCコンバータに切り替えることにより、変換効率を向上させている。
In a power supply device described in
ところが、PFM方式を用いた場合、電圧変動が大きく、出力リップルの少ない安定した電源出力電圧を出力することが困難であるという問題点がある。また、PWM方式からPFM方式への切り替え、或いはPFM方式からPWM方式への切り替え時に、切り替えによる出力リップルなどの出力電圧変動が発生するという問題点がある。なお、PFM方式を用いたDC−DCコンバータをLDO(Low Drop Out regulator)などのシリーズレギュレータに変更しても、切り替えによる出力リップルなどの出力電圧変動が発生するという問題点がある。
本発明は、軽負荷時で高い変換効率を維持しながら、軽負荷時及び切り替え時に出力リップルなどの出力電圧変動を抑制できる電源装置及びその制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power supply apparatus capable of suppressing output voltage fluctuations such as output ripple at the time of light load and switching while maintaining high conversion efficiency at the time of light load, and a control method thereof.
本発明の一態様の電源装置は、差動増幅回路及びオフセット発生回路を備え、入力電圧が入力され、前記差動増幅回路に入力される第1の帰還電圧が前記オフセット発生回路により変更され、所定値以下の負荷である軽負荷領域では定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧を出力し、所定値以上の負荷である重負荷領域では前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧を出力し、前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するとき前記定格出力電圧を出力するシリーズレギュレータと、エラーアンプを備え、前記入力電圧が入力され、前記第1出力電圧、第2の出力電圧、或いは前記定格出力電圧により発生する第2の帰還電圧が前記エラーアンプに入力され、前記軽負荷領域では前記第1の出力電圧にもとづいて動作を停止し、前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するときに、前記定格出力電圧或いは前記第2の出力電圧にもとづいて動作を開始し、前記重負荷領域では前記定格出力電圧を出力するスイッチングレギュレータとを具備することを特徴とする。 A power supply device according to one embodiment of the present invention includes a differential amplifier circuit and an offset generation circuit, receives an input voltage, and the first feedback voltage input to the differential amplifier circuit is changed by the offset generation circuit. A first output voltage higher than the rated output voltage is output in a light load region that is a load below a predetermined value, and a second output voltage that is lower than the rated output voltage is output in a heavy load region that is a load above a predetermined value. A series regulator that outputs and outputs the rated output voltage when changing from the light load region to the heavy load region; and an error amplifier; the input voltage is input; the first output voltage; the second output voltage; Alternatively, the second feedback voltage generated by the rated output voltage is input to the error amplifier, and the operation is stopped based on the first output voltage in the light load region. A switching regulator that starts an operation based on the rated output voltage or the second output voltage when changing from a region to the heavy load region, and outputs the rated output voltage in the heavy load region. It is characterized by.
更に、本発明の一態様の電源装置の制御方法は、PWM方式で動作する降圧型のスイッチングレギュレータとLDOを有する電源回路の制御方法であって、所定値以下の負荷である軽負荷領域で、定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧をLDOから出力するステップと、前記軽負荷領域から所定値以上の負荷である重負荷領域に変化するときに、前記LDOから出力され、前記定格出力電圧或いは前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧にもとづいて、前記スイッチングレギュレータのパルス幅変調回路からPWM信号が出力され、前記PWM信号により前記スイッチングレギュレータが動作を開始するステップと、前記PWM信号にもとづいて生成されるLDOモード解除信号により、前記LDOの動作を停止させるステップとを具備することを特徴とする。 Furthermore, a control method for a power supply device according to an aspect of the present invention is a control method for a power supply circuit including a step-down switching regulator and an LDO that operate in a PWM method, and in a light load region that is a load of a predetermined value or less. A step of outputting from the LDO a first output voltage higher than the rated output voltage, and when changing from the light load region to a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, the LDO outputs the rated output voltage; Alternatively, a PWM signal is output from the pulse width modulation circuit of the switching regulator based on a second output voltage lower than the rated output voltage, and the switching regulator starts operation by the PWM signal; and the PWM signal A step of stopping the operation of the LDO by an LDO mode release signal generated based on Characterized in that it.
本発明によれば、軽負荷時で高い変換効率を維持しながら、軽負荷時及び切り替え時に出力リップルなどの出力電圧変動を抑制できる電源装置及びその制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which can suppress output voltage fluctuations, such as an output ripple, can be provided at the time of a light load and switching, maintaining a high conversion efficiency at the time of a light load, and its control method.
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明の実施例1に係る電源装置について、図面を参照して説明する。図1は電源装置の構成を示す回路図、図2はLDOの出力電流に対する出力電圧の関係を示す図、図3は電源装置の負荷領域でのLDOとDC−DCコンバータの動作状態を示す図である。本実施例では、電源装置に、出力電流−出力電圧に傾斜を有するLDO(Low Drop Out regulator)とPWM(Pulse Width Modulation)方式を用いた降圧型DC−DCコンバータを用いている。
First, a power supply device according to
図1に示すように、電源装置40には、DC−DCコンバータ1及びLDO2が設けられる。DC−DCコンバータ1に入力された入力用電源(入力電圧)VinはDC−DCコンバータ1で降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。LDO2に入力された入力用電源(入力電圧)VinはLDO2で降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。電源装置40は、変換効率が重要視され、低出力リップルが要求される、例えば移動体端末に使用される。
As shown in FIG. 1, the
DC−DCコンバータ1は、同期整流方式で、PWM方式を用いたスイッチングレギュレータである。DC−DCコンバータ1には、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。なお、MOSトランジスタは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。
The DC-
Pch MOSトランジスタPT1は、ソースが入力用電源(入力電圧)Vinに接続され、ドレインがノードLXに接続され、ゲートがノードN5に接続され、プリドライバ15の出力側のノードN5から出力される制御信号により“ON”、“OFF”動作するハイサイド側スイッチング素子である。 The Pch MOS transistor PT1 has a source connected to the input power supply (input voltage) Vin, a drain connected to the node LX, a gate connected to the node N5, and a control output from the node N5 on the output side of the predriver 15. This is a high-side switching element that operates “ON” and “OFF” in response to a signal.
Nch MOSトランジスタNT1は、ドレインがノードLXに接続され、ソースが低電位側電源Vssに接続され、ゲートがノードN6に接続され、プリドライバ15の出力側のノードN6から出力される制御信号により“ON”、“OFF”動作するローサイド側スイッチング素子である。ここで、Pch MOSトランジスタPT1或いはNch MOSトランジスタNT1が動作して(同期整流方式)、ノードLXから一定な電圧を有する出力電圧Voutが出力される。 The Nch MOS transistor NT1 has a drain connected to the node LX, a source connected to the low potential side power supply Vss, a gate connected to the node N6, and a control signal output from the node N6 on the output side of the pre-driver 15. This is a low-side switching element that operates “ON” and “OFF”. Here, the Pch MOS transistor PT1 or the Nch MOS transistor NT1 operates (synchronous rectification method), and an output voltage Vout having a constant voltage is output from the node LX.
抵抗R3は、一端が入力用電源(入力電圧)Vinに接続され、他端がPch MOSトランジスタPT2のソースに接続される。Pch MOSトランジスタPT2は、ドレインがノードLXに接続され、ゲートがノードN5に接続され、プリドライバ15の出力側のノードN5から出力される制御信号により“ON”、“OFF”動作する。 The resistor R3 has one end connected to the input power source (input voltage) Vin and the other end connected to the source of the Pch MOS transistor PT2. The Pch MOS transistor PT2 has a drain connected to the node LX, a gate connected to the node N5, and operates “ON” and “OFF” by a control signal output from the node N5 on the output side of the predriver 15.
ここで、Pch MOSトランジスタPT2は、プリドライバ15の出力側のノードN5から出力される制御信号によりPch MOSトランジスタPT1と同一条件で“ON”、“OFF”させるために、例えばPch MOSトランジスタPT1と同一形状、同一閾値電圧(Vth)にするのが好ましい。 Here, the Pch MOS transistor PT2 is turned on and off under the same conditions as the Pch MOS transistor PT1 by the control signal output from the node N5 on the output side of the pre-driver 15, for example, with the Pch MOS transistor PT1. The same shape and the same threshold voltage (Vth) are preferable.
インダクタL1は、一端がノードLXに接続され、他端が出力電圧Vout側に接続される。コンデンサC1は、一端が出力電圧Vout側に接続され、他端が低電位側電源Vssに接続される出力平滑化コンデンサである。抵抗R1は、一端が出力電圧Vout側に接続され、他端がノードN1に接続される。抵抗R2は、一端がノードN1に接続され、他端が低電位側電源Vssに接続される。ノードN1からは、抵抗R1及び抵抗R2により抵抗分割された帰還電圧VS1が生成される。 The inductor L1 has one end connected to the node LX and the other end connected to the output voltage Vout side. The capacitor C1 is an output smoothing capacitor having one end connected to the output voltage Vout side and the other end connected to the low potential side power source Vss. The resistor R1 has one end connected to the output voltage Vout side and the other end connected to the node N1. The resistor R2 has one end connected to the node N1 and the other end connected to the low potential side power source Vss. From node N1, feedback voltage VS1 divided by resistors R1 and R2 is generated.
基準電圧発生回路19は、エラーアンプ11の+側と低電位側電源Vssの間に設けられ、基準電圧Vref1を生成する。エラーアンプ11は、抵抗R1、抵抗R2、及び基準電圧発生回路19と位相補償回路12の間に設けられ、帰還電圧VS1を−側、基準電圧Vref1を+側に入力し、比較増幅した出力信号を出力側のノードN2から出力する。ここでは、+側、−側と表現しているが、反転入力端子或いは非反転入力端子とも表現される(これ以降、+側、−側と表現する)。
The reference
ここで、帰還電圧VS1が基準電圧Vref1よりも低い場合、エラーアンプ11から比較増幅した“High”レベルの出力信号が出力され、帰還電圧VS1が基準電圧Vref1よりも高い場合、エラーアンプ11から“Low”レベルの出力信号が出力される。
Here, when the feedback voltage VS1 is lower than the reference voltage Vref1, an output signal of “High” level is output from the
位相補償回路12は、パルス幅変調回路14とエラーアンプ11の間に設けられ、エラーアンプ11の出力側のノードN2から出力される出力信号を入力し、位相補償した出力信号を出力側のノードN3から出力する。三角波発生回路13は、三角波を発生する。パルス幅変調回路14は、位相補償回路12及び三角波発生回路13とプリドライバ15の間に設けられ、位相補償回路12の出力側のノードN3から出力される出力信号を−側に入力し、三角波発生回路13から出力される三角波信号を+側に入力してパルス幅変調されたPWM信号を出力側のノードN4から出力する。
The
プリドライバ15は、サンプルホールド回路17、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、及びNch MOSトランジスタNT1とパルス幅変調回路14の間に設けられる。そして、パルス幅変調回路の出力側のノードN4から出力されるPWM信号を入力し、Pch MOSトランジスタPT1及びPT2の動作を制御する制御信号を出力側のノードN5から、サンプルホールド回路17、Pch MOSトランジスタPT1のゲート、及びPch MOSトランジスタPT2のゲートに出力し、Nch MOSトランジスタNT1の動作を制御する制御信号を出力側のノードN6から、Nch MOSトランジスタNT1のゲートに出力する。
The pre-driver 15 is provided between the sample and
モニタアンプ16は、抵抗R3とサンプルホールド回路17の間に設けられ、Pch MOSトランジスタPT2が“ON”する時に抵抗R3に流れる電流をモニターする。
The
サンプルホールド回路17は、プリドライバ15及びモニタアンプ16とLDO2のオフセット発生回路21の間に設けられ、モニタアンプ16から出力されるモニター電流を入力し、プリドライバ15の出力側のノードN5に出力されるPch MOSトランジスタPT1及びPT2を駆動するための制御信号でサンプルホールドして電流レベルに応じた電圧信号を出力側のノードN12から出力する。具体的には、抵抗R3に流れる電流値が大きくなると電圧信号の信号レベルは大きくなる。
The sample and
ここで、抵抗R3、Pch MOSトランジスタPT2、モニタアンプ16、及びサンプルホールド回路17は電流検出部として機能し、電源装置40の出力電流Ioutに比例する抵抗R3に流れる電流をモニターする。なお、電流検出部の代わりに、例えば抵抗R3の両端間の電圧をモニターする電圧検出部を用いてもよい。
Here, the
LDO2は、降圧型のシリーズレギュレータである。LDO2には、オフセット発生回路21、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。
LDO2 is a step-down series regulator. The
Pch MOSトランジスタPT11は、ソースが入力用電源(入力電圧)Vinに接続され、ドレインがノードN13に接続され、ゲートがノードN11に接続され、差動増幅回路23の出力側のノードN11から出力される制御信号により“ON”、“OFF”動作する。
The Pch MOS transistor PT11 has a source connected to the input power supply (input voltage) Vin, a drain connected to the node N13, a gate connected to the node N11, and output from the node N11 on the output side of the
抵抗R11は、一端がノードN13に接続され、他端がノードN10に接続される。抵抗R12は、一端がノードN10に接続され、他端が低電位側電源Vssに接続される。ノードN10からは、抵抗R11及び抵抗R12により抵抗分割された帰還電圧VS2が生成される。 The resistor R11 has one end connected to the node N13 and the other end connected to the node N10. The resistor R12 has one end connected to the node N10 and the other end connected to the low potential side power source Vss. From node N10, feedback voltage VS2 divided by resistors R11 and R12 is generated.
オフセット発生回路21は、サンプルホールド回路17、抵抗R11、及び抵抗R12と差動増幅回路23の+側の間に設けられ、帰還電圧VS2を入力し、サンプルホールド回路の出力側のノードN12から出力される電圧信号にもとづいて、オフセットされた帰還電圧VS2aを差動増幅回路23の+側の間に出力する。
The offset
具体的には、オフセット発生回路21は、例えば差動対をなすドライブ能力の異なる2つのMOSトランジスタを有し、一方のMOSトランジスタのゲートに帰還電圧VS2が入力され、他方のMOSトランジスタのゲートにサンプルホールド回路17から出力される電圧信号が入力され、出力側からオフセット値が加算された帰還電圧VS2aが出力される。抵抗R3に流れる電流が小さい時(軽負荷時)には帰還電圧VS2よりも高い帰還電圧VS2a(VS2a>VS2)が出力され、抵抗R3に流れる電流が大きい時(重負荷時)には帰還電圧VS2よりも低い帰還電圧VS2a(VS2a<VS2)が出力される。
Specifically, the offset
基準電圧発生回路22は、差動増幅回路23の−側と低電位側電源Vssの間に設けられ、基準電圧Vref2を生成する。差動増幅回路23は、非反転比較形コンパレータであり、オフセット発生回路21及び基準電圧発生回路22とPch MOSトランジスタPT11の間に設けられ、+側にオフセットされた帰還電圧VS2aを入力し、−側に基準電圧Vref2を入力して比較増幅された信号を出力側のノードN11からPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。
The reference
具体的には、帰還電圧VS2aが基準電圧Vref2よりも高い場合、差動増幅回路23から“High”レベルの出力信号が出力され、帰還電圧VS2aが基準電圧Vref2よりも低い場合、差動増幅回路23から“Low”レベルの出力信号が出力される。
Specifically, when the feedback voltage VS2a is higher than the reference voltage Vref2, an output signal of “High” level is output from the
ここで、LDO2は、従来のシリーズレギュレータとは異なり、オフセット発生回路21が設けられている。このため、図2に示すように、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも大きく(出力電流Ioutがゼロ近傍で一番大きい)、重負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも小さく(出力電流Ioutが最大値で一番小さく)設定される。しかも、出力電流Ioutが増加するにつれて直線的に出力電圧Voutが減少し、軽負荷領域と重負荷領域の間で出力電圧Voutが定格出力電圧(Vout(typ.))になるように設定される。なお、DC−DCコンバータ1は一定な出力電圧である定格出力電圧(Vout(typ.))を出力する。
Here, unlike the conventional series regulator, the
この理由は、出力電流Ioutが小さい(或いはゼロ)、即ちPch MOSトランジスタPT1が“ON”して抵抗R3に比較的小さな電流が流れた場合(或いはゼロの場合)、オフセット発生回路21から出力される帰還電圧VS2aが、オフセット発生回路21に入力される帰還電圧VS2よりも大きく設定(VS2a−VS2>0)されるからであり、一方、出力電流Ioutが大きい、即ちPch MOSトランジスタPT1が“ON”して抵抗R3に比較的大きな電流が流れた場合、オフセット発生回路21から出力される帰還電圧VS2aが、オフセット発生回路21入力される帰還電圧VS2よりも小さく設定(VS2a−VS2>0)されるからである。
This is because the output current Iout is small (or zero), that is, when the Pch MOS transistor PT1 is “ON” and a relatively small current flows through the resistor R3 (or zero), the output is output from the offset
そして、軽負荷領域ではLDO2から出力される出力電圧Voutが定格出力電圧(Vout(typ.))よりも高いので、DC−DCコンバータ1の帰還電圧VS1が基準電圧Vref1よりも大きく設定され、しかも定格出力電圧(Vout(typ.))での帰還電圧VS1よりも大きく設定される。このため、エラーアンプ11から“Low”レベルの出力信号が出力され、パルス幅変調回路14からPWM信号が出力されず、DC−DCコンバータ1は起動しない。
Since the output voltage Vout output from the
このため、図3に示すように、軽負荷領域ではLDO2のみ動作し、DC−DCコンバータ1は動作しない。一方、重負荷領域ではLDO2及びDC−DCコンバータ1が動作する。
Therefore, as shown in FIG. 3, only the
ここで、軽負荷領域とは、所定値以下の負荷である領域をいう。重負荷領域とは、所定値以上の負荷である領域をいう。スイッチングレギュレータであるDC−DCコンバータ1は、断続的に“High”レベル或いは“Low”レベルに変化するPWM信号により動作するので、ここでいう所定値とは、例えばDC−DCコンバータ1のインダクタL1に流れるインダクタ電流が+値(負荷18側方向に流れる)からゼロに変化するときの値である。軽負荷領域とは、例えばインダクタ電流がゼロ及び−値(負荷18側方向とはに反対側に流れる)を含む領域を言い、最大出力電流の約10%以下の領域を指す。重負荷領域とは、例えばインダクタ電流が+値(負荷18側方向に流れる)の領域を言う。
Here, the light load region refers to a region where the load is a predetermined value or less. The heavy load region refers to a region where the load is a predetermined value or more. Since the DC-
上述したように、本実施例の電源装置では、DC−DCコンバータ1及びLDO2が設けられる。DC−DCコンバータ1には、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。LDO2には、オフセット発生回路21、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。オフセット発生回路21は、DC−DCコンバータ1のサンプルホールド回路17から出力される電圧信号にもとづいて、抵抗R3に流れる電流が小さいとき(軽負荷時)に帰還電圧VS2よりも高い帰還電圧VS2a(正のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力し、抵抗R3に流れる電流が大きいとき(重負荷時)に帰還電圧VS2よりも低い帰還電圧VS2a(負のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力する。このため、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧よりも大きく、重負荷領域では定格出力電圧よりも小さく設定される。軽負荷領域ではLDO2から出力される出力電圧Voutが定格出力電圧よりも高いので、DC−DCコンバータ1の帰還電圧VS1が基準電圧Vref1(及び定格出力電圧での帰還電圧VS1)よりも大きく設定される。このため、エラーアンプ11から“Low”レベルの出力信号が出力され、DC−DCコンバータ1は起動しない。軽負荷領域から重負荷領域に変化するとき、DC−DCコンバータ1の帰還電圧VS1が徐々に低下し、基準電圧Vref1よりも低下し始めるとDC−DCコンバータ1が起動し始める。
As described above, in the power supply device of the present embodiment, the DC-
したがって、軽負荷領域ではLDO2のみ動作し、DC−DCコンバータ1は動作しない。一方、重負荷領域ではLDO2及びDC−DCコンバータ1が動作する。軽負荷領域では、LDO2のみ動作するので電源装置40の出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1は徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40の出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。
Therefore, only the
なお、本実施例では、ハイサイド側のスイッチング素子にPch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子にNch MOSトランジスタを用いているが、ハイサイド側のスイッチング素子にNch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子にNch MOSトランジスタを用いてもよい。また、ハイサイド側のスイッチング素子にPch MOSトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子にPch MOSトランジスタを用いてもよい。更に、MOSトランジスタの代わりにゲート絶縁膜を有するMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor))を用いてもよい。 In this embodiment, a Pch MOS transistor is used as the high-side switching element and an Nch MOS transistor is used as the low-side switching element. However, an Nch MOS transistor is used as the high-side switching element and an Nch MOS transistor is used as the low-side switching element. A transistor may be used. Further, a Pch MOS transistor may be used as the high-side switching element, and a Pch MOS transistor may be used as the low-side switching element. Further, a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) having a gate insulating film may be used instead of the MOS transistor.
次に、本発明の実施例2に係る電源装置及びその制御方法について、図面を参照して説明する。図4は電源装置の構成を示す回路図である。本実施例では、重負荷時ではLDOの動作を停止させている。
Next, a power supply device and a control method thereof according to
図4に示すように、電源装置40aには、DC−DCコンバータ1、LDO2、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1に入力された入力用電源(入力電圧)VinはDC−DCコンバータ1で降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。LDO2に入力された入力用電源(入力電圧)VinはLDO2で降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。
As illustrated in FIG. 4, the power supply device 40 a includes a DC-
電源装置40aは、変換効率が重要視され、低出力リップルが要求される、例えば移動体端末に使用される。DC−DCコンバータ1は、同期整流方式で、PWM方式を用いたスイッチングレギュレータである。なお、DC−DCコンバータ1とLDO2の構成は実施例1と同様なので説明を省略する。
The power supply device 40a is used in, for example, a mobile terminal where conversion efficiency is important and low output ripple is required. The DC-
LDOモード解除部3には、フリップフロップ31、ノッチフィルタ32、及びゲート電位設定回路33が設けられる。
The LDO
フリップフロップ31は、RS型フリップフロップからなり、パルス幅変調回路14とノッチフィルタ32の間に設けられ、DC−DCコンバータ1のパルス幅変調回路14の出力側のノードN4から出力されるPWM信号をS側(セット側)に入力し、例えばオシレータなどから出力されるトリガ信号をR側(リセット側)に入力して出力側(Q側)のノードN21からLDOモード信号を出力する。ここで、LDOモード信号が“Active”である“High”レベルになるのは、PWM信号が入力され、トリガ信号によりリセットされたときである。
The flip-
ノッチフィルタ32は、櫛形フィルタとも呼称され、フリップフロップ31とゲート電位設定回路33の間に設けられ、フリップフロップ31の出力側のノードN21から出力されるLDOモード信号のノイズを減衰させ、出力側のノードN22からLDOモード信号のノイズを減衰させたLDONモード信号を出力する。
The
ゲート電位設定回路33は、ノッチフィルタ32とPch MOSトランジスタPT11の間に設けられ、ノッチフィルタ32の出力側のノードN22から出力されるLDONモード信号を入力し、この信号にもとづいて“Vin”レベルのLDOモード解除信号SenをPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。
The gate
次に、電源装置の動作について、図5及び図6を参照して説明する。図5は電源装置の動作を示すタイミングチャート、図6は電源装置の負荷領域でのLDOとDC−DCコンバータの動作状態を示す図である。ここで、図5に示す電源装置の動作は、出力電流が軽負荷状態から重負荷状態に徐々に変化した場合である。 Next, the operation of the power supply apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the power supply device, and FIG. 6 is a diagram showing the operation state of the LDO and the DC-DC converter in the load region of the power supply device. Here, the operation of the power supply device shown in FIG. 5 is when the output current gradually changes from the light load state to the heavy load state.
図5に示すように、軽負荷状態で出力電流が小さいとき(時刻T1までの期間)、LDO2は、差動増幅回路23に入力される帰還電圧VS2aが基準電圧Vref2よりも高いので動作し、しかも帰還電圧VS2aが帰還電圧VS2よりも高いので出力される出力電圧Voutは定格出力電圧(Vout(typ.))よりも高い。一方、DC−DCコンバータ1のエラーアンプ11に入力される帰還電圧VS1が基準電圧Vref1よりも高いので、エラーアンプ11からは“Low”レベルの出力信号が出力され、DC−DCコンバータは動作しない。
As shown in FIG. 5, when the output current is small in the light load state (period until time T1), the LDO2 operates because the feedback voltage VS2a input to the
次に、出力電流Ioutが増加し、帰還電圧VS1が基準電圧Verf1よりも小さくなると(時刻T1から時刻T2の間の期間Ta)、エラーアンプ11の出力信号レベルが徐々に上昇する。なお、期間TaではLDO2は動作をしている(VS2a>Vref2)。
Next, when the output current Iout increases and the feedback voltage VS1 becomes smaller than the reference voltage Verf1 (period Ta from time T1 to time T2), the output signal level of the
続いて、出力電流Ioutが増加し、エラーアンプ11から出力される比較増幅した出力信号が所定のレベル以上になる時刻T2では、パルス幅変調回路14からPWM信号が出力され、DC−DCコンバータ1が動作を開始する。一方、PWM信号がLDOモード解除部3に出力され、フリップフロップ31から出力されるLDOモード信号がトリガ信号にもとづいて“Active”になり、LDOモード解除部3からLDOモード解除信号SenがLDO2に出力され、LDO2のPch MOSトランジスタPT11のゲートが“High”レベルである“Vin”レベルとなる。この結果、Pch MOSトランジスタPT11が“OFF”してLDO2が動作を停止する。
Subsequently, at time T2 when the output current Iout increases and the comparatively amplified output signal output from the
ここでは、エラーアンプ11は、軽負荷領域から重負荷領域に変化する時刻で、この時刻ではLDO2の出力電圧が定格出力電圧である、時刻T1で動作を開始しているが、LDO2の出力電圧が定格出力電圧よりも低くなり、低くなった出力電圧にもとづいて発生される帰還電圧VS1が入力されたときにエラーアンプ11の動作を開始させてもよい。
Here, the
そして、エラーアンプ11から出力される比較増幅した出力信号の信号レベルが増大するにつれて、パルス幅変調回路14から出力されるPWM信号のデューティが大きくなる(“High”レベル期間の時間の割合が増加)。これ以降、出力電流Ioutのレベルに応じてPWM信号のデューティが変更される。
As the signal level of the comparatively amplified output signal output from the
ここで、上述した電源装置40aには、実施例1の電源装置とは異なり、LDOモード解除部3が設けられている。このため、図6に示すように、軽負荷領域ではLDO2のみ動作し、DC−DCコンバータ1は動作しない。一方、重負荷領域ではDC−DCコンバータ1のみ動作する。なお、軽負荷領域での出力電圧Voutは図2に示すLDO2の出力電流Iout―出力電圧Vout特性となる。重負荷領域での出力電圧は一定な出力電圧の定格出力電圧(Vout(typ.))となる。
Here, unlike the power supply device of the first embodiment, the power supply device 40a described above is provided with the LDO
軽負荷領域では、LDO2のみ動作するので電源装置40aの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。重負荷領域ではLDO2が動作せず、DC−DCコンバータ1のみ動作するので高効率化が達成できる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1は徐々に立ち上がるので(帰還電圧VS1が徐々に低下し、基準電圧Vref1と帰還電圧VS1との差が徐々に大きくなるので)、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40aの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。
Since only the
次に、電源装置40aが重負荷状態から軽負荷状態に変化する場合の動作について説明する。重負荷領域で出力電流Ioutが大きいとき、エラーアンプ11から出力される比較増幅した出力信号によりパルス幅変調回路からPWM信号が出力され、DC−DCコンバータ1が動作し、LDO2が動作を停止している。
Next, the operation when the power supply device 40a changes from the heavy load state to the light load state will be described. When the output current Iout is large in the heavy load region, a PWM signal is output from the pulse width modulation circuit by the comparatively amplified output signal output from the
次に、重負荷領域で出力電流Ioutが徐々に減少するとき、エラーアンプ11から出力される比較増幅した出力信号の信号レベルが低下し、パルス幅変調回路から出力されるPWM信号のデューティが低下する。この期間では、DC−DCコンバータ1が動作し、LDO2が動作を停止している。
Next, when the output current Iout gradually decreases in the heavy load region, the signal level of the comparatively amplified output signal output from the
続いて、重負荷領域から軽負荷領域に変化するとき、エラーアンプ11の出力信号レベルが所定のレベル以下になると、パルス幅変調回路からPWM信号が出力されず、DC−DCコンバータ1は動作を停止し、LDOモード解除信号Senが出力されないのでLDO2は動作を開始する。
Subsequently, when changing from the heavy load region to the light load region, if the output signal level of the
そして、軽負荷領域で出力電流Ioutが小さいとき、DC−DCコンバータ1は動作せず、LDO2は動作する。つまり、電源装置40aが重負荷状態から軽負荷状態に変化する場合の動作は、電源装置40aが軽負荷状態から重負荷状態に変化する場合の動作と同様に、出力リップルを抑制しながら、高効率を達成することができる。
When the output current Iout is small in the light load region, the DC-
上述したように、本実施例の電源装置及びその制御方法では、DC−DCコンバータ1、LDO2、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1には、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。LDO2には、オフセット発生回路21、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。LDOモード解除部3には、フリップフロップ31、ノッチフィルタ32、及びゲート電位設定回路33が設けられる。オフセット発生回路21は、DC−DCコンバータ1のサンプルホールド回路17から出力される電圧信号にもとづいて、抵抗R3に流れる電流が小さいとき(軽負荷時)に帰還電圧VS2よりも高い帰還電圧VS2a(正のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力し、抵抗R3に流れる電流が大きいとき(重負荷時)に帰還電圧VS2よりも低い帰還電圧VS2a(負のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力する。このため、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧よりも大きく、重負荷領域では定格出力電圧よりも小さく設定される。軽負荷領域ではLDO2から出力される出力電圧Voutが定格出力電圧よりも高いので、DC−DCコンバータ1の帰還電圧VS1が基準電圧Vref1よりも大きく設定される。このため、エラーアンプ11から出力信号が出力されず、DC−DCコンバータ1は起動しない。軽負荷領域から重負荷領域に変化するとき、DC−DCコンバータ1の帰還電圧VS1が徐々に低下し、基準電圧Vref1よりも低下し始めるとDC−DCコンバータ1が起動し始める。LDOモード解除部3は、パルス幅変調回路14からPWM信号が出力されると、LDO2の動作を停止するためのLDOモード解除信号SenをLDO2のPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。このLDOモード解除信号SenによりLDO2は動作を停止する。
As described above, in the power supply device and the control method thereof according to the present embodiment, the DC-
したがって、軽負荷領域ではLDO2のみ動作し、DC−DCコンバータ1は動作しない。一方、重負荷領域ではLDO2は動作を停止し、DC−DCコンバータ1のみ動作する。軽負荷領域では、LDO2のみ動作するので電源装置40の出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1は徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40の出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。また、重負荷領域ではLDO2が動作を停止するので、実施例1よりも変換効率が向上する。
Therefore, only the
なお、本実施例では、DC−DCコンバータ1を同期整流方式のスイッチングレギュレータを用いているが、ローサイド側のスイッチング素子であるNch MOSトランジスタNT1を、例えばダイオード或いはショットキーダイオードに置き換えた非同期整流方式のスイッチングレギュレータを用いてもよい。
In this embodiment, the DC-
次に、本発明の実施例3に係る電源装置について、図面を参照して説明する。図7は電源装置の構成を示す回路図、図8はDC−DCコンバータの出力電流に対する出力電圧の関係を示す図である。本実施例では、重負荷時ではPWM方式を用いた出力電流−出力電圧に傾斜を有するDC−DCコンバータが動作し、軽負荷時ではLDOが動作する。
Next, a power supply device according to
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。 In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.
図7に示すように、電源装置40bには、DC−DCコンバータ1b、LDO2b、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1bに入力された入力用電源(入力電圧)VinはDC−DCコンバータ1bで降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。LDO2bに入力された入力用電源(入力電圧)VinはLDO2bで降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。電源装置40bは、変換効率が重要視され、低出力リップルが要求される、例えば移動体端末に使用される。
As shown in FIG. 7, the power supply device 40b is provided with a DC-DC converter 1b, an LDO 2b, and an LDO
DC−DCコンバータ1bは、同期整流方式で、PWM方式を用いたスイッチングレギュレータである。DC−DCコンバータ1bには、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、オフセット発生回路21b、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。
The DC-DC converter 1b is a switching regulator using a PWM method in a synchronous rectification method. The DC-DC converter 1b includes an
サンプルホールド回路17は、プリドライバ15及びモニタアンプ16とオフセット発生回路21bの間に設けられ、モニタアンプ16から出力されるモニター電流を入力し、プリドライバ15の出力側のノードN5に出力されるPch MOSトランジスタPT1及びPT2を駆動するための制御信号でサンプルホールドして電流レベルに応じた電圧信号を出力側のノードN14からオフセット発生回路21bに出力する。具体的には、抵抗R3に流れる電流値が大きくなると電圧信号の信号レベルは大きくなる。
The
オフセット発生回路21bは、抵抗R1、R2、及びサンプルホールド回路17とエラーアンプ11の−側の間に設けられ、帰還電圧VS1を入力し、サンプルホールド回路の出力側のノードN14から出力される電圧信号にもとづいて、オフセットされた帰還電圧VS1aをエラーアンプの−側に出力する。
The offset generation circuit 21b is provided between the resistors R1 and R2 and between the
具体的には、オフセット発生回路21bは、例えば差動対をなすドライブ能力の異なるMOSトランジスタ(オフセット発生回路21とはドライブ能力の設定を逆にしている)を有し、一方のMOSトランジスタのゲートにサンプルホールド回路17から出力される電圧信号を入力し、他方のMOSトランジスタのゲートに帰還電圧VS1を入力し、出力側からオフセット値が加算された帰還電圧VS1aが出力される。抵抗R3に流れる電流が小さい時(軽負荷時)には帰還電圧VS1よりも高い帰還電圧VS1a(VS1a>VS1)が出力され、抵抗R3に流れる電流が大きい時(重負荷時)には帰還電圧VS1よりも低い帰還電圧VS1a(VS1a<VS1)が出力される。
Specifically, the offset generation circuit 21b has, for example, a MOS transistor with a different driving capability that forms a differential pair (the driving capability setting is reversed from that of the offset generation circuit 21), and the gate of one of the MOS transistors The voltage signal output from the
エラーアンプ11は、基準電圧発生回路19及びオフセット発生回路21bと位相補償回路12の間に設けられ、帰還電圧VS1aを−側、基準電圧Vref1を+側に入力し、比較増幅した出力信号を出力側のノードN2から出力する。
The
ここで、帰還電圧VS1aが基準電圧Vref1よりも低い場合、エラーアンプ11から比較増幅した出力信号が出力され、帰還電圧VS1aが基準電圧Vref1よりも高い場合、エラーアンプ11から“Low”レベルの出力信号が出力される。
Here, when the feedback voltage VS1a is lower than the reference voltage Vref1, an output signal that is compared and amplified is output from the
LDO2bは、降圧型のシリーズレギュレータである。LDO2bには、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。ここで、LDO2bは従来の降圧型のシリーズレギュレータと同様に一定の出力電圧である定格出力電圧(Vout(typ.))を出力する。
The LDO 2b is a step-down type series regulator. The LDO 2b is provided with a reference
差動増幅回路23は、非反転比較型コンパレータであり、抵抗R11、抵抗R12、及び基準電圧発生回路22とPch MOSトランジスタPT11の間に設けられ、+側に帰還電圧VS2を入力し、−側に基準電圧Vref2を入力して差動増幅された信号を出力側のノードN11からPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。
The
具体的には、帰還電圧VS2が基準電圧Vref2よりも高い場合、差動増幅回路23から“High”レベルの出力信号が出力され、帰還電圧VS2が基準電圧Vref2よりも低い場合、差動増幅回路23から“Low”レベルの出力信号が出力される。なお、LDOモード解除部3の構成及び動作は実施例2と同様なので説明を省略する。
Specifically, when the feedback voltage VS2 is higher than the reference voltage Vref2, an output signal of “High” level is output from the
ここで、DC−DCコンバータ1bは、従来のDC−DCコンバータとは異なり、オフセット発生回路21bが設けられている。このため、図8に示すように、DC−DCコンバータ1bの出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも低く(出力電流Ioutがゼロ近傍で一番低い)、重負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも高く(出力電流Ioutが最大値で一番高く)設定される。しかも出力電流Ioutが増加するにつれて直線的に出力電圧Voutが増加し、軽負荷領域と重負荷領域の間で出力電圧Voutが定格出力電圧(Vout(typ.))になるように設定される。 Here, unlike the conventional DC-DC converter, the DC-DC converter 1b is provided with an offset generation circuit 21b. For this reason, as shown in FIG. 8, the output voltage Vout characteristic with respect to the output current Iout of the DC-DC converter 1b is lower than the rated output voltage (Vout (typ.)) In the light load region (the output current Iout is near zero). In the heavy load region, it is set higher than the rated output voltage (Vout (typ.)) (The output current Iout is the highest at the maximum value). Moreover, the output voltage Vout increases linearly as the output current Iout increases, and the output voltage Vout is set to the rated output voltage (Vout (typ.)) Between the light load region and the heavy load region.
この理由は、出力電流Ioutが小さい(或いはゼロ)軽負荷状態では、オフセット発生回路21bから出力される帰還電圧VS1aが、オフセット発生回路21bに入力される帰還電圧VS1よりも小さく設定(VS1a<VS1)されるからであり、一方、出力電流Ioutが大きい重負荷領域では、オフセット発生回路21bから出力される帰還電圧VS1aが、オフセット発生回路21bに入力される帰還電圧VS1よりも大きく設定(VS1a>VS1)されるからである。 This is because in a light load state where the output current Iout is small (or zero), the feedback voltage VS1a output from the offset generation circuit 21b is set smaller than the feedback voltage VS1 input to the offset generation circuit 21b (VS1a <VS1). On the other hand, in the heavy load region where the output current Iout is large, the feedback voltage VS1a output from the offset generation circuit 21b is set larger than the feedback voltage VS1 input to the offset generation circuit 21b (VS1a> This is because VS1).
そして、軽負荷領域ではLDO2bのみ動作する。重負荷領域ではDC−DCコンバータ1bが動作し、パルス幅変調回路14から出力されるPWM信号がLDOモード解除部3に入力され、LDOモード解除信号SenがLDO2bに入力されるので、重負荷領域ではLDO2bは動作を停止する。
In the light load region, only the LDO 2b operates. In the heavy load region, the DC-DC converter 1b operates, the PWM signal output from the pulse
なお、軽負荷領域での出力電圧Voutは一定な出力電圧である定格出力電圧Vout(typ.))となる。重負荷領域での出力電圧Voutは図8に示すDC−DCコンバータ1bの出力電流Iout−出力電圧Vout特性となる。 It should be noted that the output voltage Vout in the light load region is a rated output voltage Vout (typ.) That is a constant output voltage. The output voltage Vout in the heavy load region has an output current Iout-output voltage Vout characteristic of the DC-DC converter 1b shown in FIG.
このため、軽負荷領域では、電源装置40bの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1bは徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40bの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。重負荷領域ではDC−DCコンバータ1bのみ動作するので変換効率を高くできる。 For this reason, in the light load region, the generation of output ripple of the power supply device 40b can be significantly suppressed. Since the DC-DC converter 1b gradually rises when changing from the light load region to the heavy load region, generation of output ripple of the power supply device 40b is greatly suppressed when switching from the light load region to the heavy load region. be able to. Since only the DC-DC converter 1b operates in the heavy load region, the conversion efficiency can be increased.
上述したように、本実施例の電源体装置では、DC−DCコンバータ1b、LDO2b、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1bには、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、オフセット発生回路21b、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。LDO2bには、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。LDOモード解除部3には、フリップフロップ31、ノッチフィルタ32、及びゲート電位設定回路33が設けられる。オフセット発生回路21bは、サンプルホールド回路17から出力される電圧信号にもとづいて、抵抗R3に流れる電流が小さいとき(軽負荷時)に帰還電圧VS1よりも高い帰還電圧VS1aをエラーアンプ11の−側に出力し、抵抗R3に流れる電流が大きいとき(重負荷時)に帰還電圧VS1よりも低い帰還電圧VS1aを差動増幅回路23の−側に出力する。このため、DC−DCコンバータ1bの出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧よりも小さく、重負荷領域では定格出力電圧よりも大きく設定される。軽負荷領域ではDC−DCコンバータ1bの出力電圧Voutが定格出力電圧よりも低いので、エラーアンプ11から出力信号が出力されず、DC−DCコンバータ1bは起動しない。軽負荷領域から重負荷領域に変化するとき、DC−DCコンバータ1bの帰還電圧VS1aが徐々に低下し、基準電圧Vref1よりも低下し始めるとDC−DCコンバータ1bが起動し始める。LDOモード解除部3は、パルス幅変調回路14からPWM信号が出力されると、LDO2bの動作を停止するためのLDOモード解除信号SenをLDO2bのPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。このLDOモード解除信号SenによりLDO2bは動作を停止する。
As described above, in the power supply unit of the present embodiment, the DC-DC converter 1b, the LDO 2b, and the LDO
したがって、軽負荷領域ではLDO2bのみ動作し、DC−DCコンバータ1bは動作しない。一方、重負荷領域ではLDO2bは動作を停止し、DC−DCコンバータ1bのみ動作する。軽負荷領域では、LDO2bのみ動作するので電源装置40bの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1bは徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40bの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。また、重負荷領域ではLDO2bが動作を停止するので、実施例1よりも変換効率が向上する。 Therefore, only the LDO 2b operates in the light load region, and the DC-DC converter 1b does not operate. On the other hand, in the heavy load region, the LDO 2b stops operating and only the DC-DC converter 1b operates. Since only the LDO 2b operates in the light load region, generation of output ripple of the power supply device 40b can be significantly suppressed. Since the DC-DC converter 1b gradually rises when changing from the light load region to the heavy load region, generation of output ripple of the power supply device 40b is greatly suppressed when switching from the light load region to the heavy load region. be able to. In addition, since the LDO 2b stops operating in the heavy load region, the conversion efficiency is improved as compared with the first embodiment.
次に、本発明の実施例4に係る電源装置について、図面を参照して説明する。図9は電源装置の構成を示す回路図、図10はLDO及びDC−DCコンバータの出力電流に対する出力電圧の関係を示す図である。本実施例では、出力電流−出力電圧に傾斜を有するLDOと、LDOとは出力電流−出力電圧に逆の傾斜を有するPWM方式を用いたDC−DCコンバータを用いている。
Next, a power supply device according to
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。 In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.
図9に示すように、電源装置40cには、DC−DCコンバータ1b、LDO2、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1bに入力された入力用電源(入力電圧)VinはDC−DCコンバータ1bで降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。LDO2に入力された入力用電源(入力電圧)VinはLDO2で降圧され、降圧された出力電圧Voutが負荷18に出力される。電源装置40cは、変換効率が重要視され、低出力リップルが要求される、例えば移動体端末に使用される。DC−DCコンバータ1bは、同期整流方式で、PWM方式を用いたスイッチングレギュレータである。
As shown in FIG. 9, the power supply device 40c is provided with a DC-DC converter 1b, an
なお、DC−DCコンバータ1bの構成及び動作は実施例3と同様であり、LDO2の構成及び動作は実施例1と同様であり、LDOモード解除部3の構成及び動作は実施例2と同様なので、説明を省略する。
The configuration and operation of the DC-DC converter 1b are the same as those of the third embodiment, the configuration and operation of the
ここで、DC−DCコンバータ1bは、従来のDC−DCコンバータとは異なり、オフセット発生回路21bが設けられている。また、LDO2は、従来のシリーズレギュレータとは異なり、オフセット発生回路21が設けられている。
Here, unlike the conventional DC-DC converter, the DC-DC converter 1b is provided with an offset generation circuit 21b. Further, unlike the conventional series regulator, the
このため、図10に示すように、DC−DCコンバータ1bの出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも低く(出力電流Ioutがゼロ近傍で一番低い)、重負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも高く(出力電流Ioutが最大値で一番高く)設定される。また、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも高く(出力電流Ioutがゼロ近傍で一番高い)、重負荷領域では定格出力電圧(Vout(typ.))よりも低く(出力電流Ioutが最大値で一番低く)設定される。 Therefore, as shown in FIG. 10, the output voltage Vout characteristic with respect to the output current Iout of the DC-DC converter 1b is lower than the rated output voltage (Vout (typ.)) In the light load region (the output current Iout is near zero). In the heavy load region, it is set higher than the rated output voltage (Vout (typ.)) (The output current Iout is the highest at the maximum value). Further, the output voltage Vout characteristic with respect to the output current Iout of the LDO2 is higher than the rated output voltage (Vout (typ.)) In the light load region (the output current Iout is highest near zero), and the rated output in the heavy load region. It is set lower than the voltage (Vout (typ.)) (The output current Iout is the lowest at the maximum value).
この理由は、DC−DCコンバータ1bでは、出力電流Ioutが小さい(或いはゼロ)軽負荷状態では、オフセット発生回路21bから出力される帰還電圧VS1aが、オフセット発生回路21bに入力される帰還電圧VS1よりも低く設定(VS1a<VS1)されるからであり、一方、出力電流Ioutが大きい重負荷領域では、オフセット発生回路21bから出力される帰還電圧VS1aが、オフセット発生回路21bに入力される帰還電圧VS1よりも高く設定(VS1a>VS1)されるからである。 This is because, in the DC-DC converter 1b, in a light load state where the output current Iout is small (or zero), the feedback voltage VS1a output from the offset generation circuit 21b is greater than the feedback voltage VS1 input to the offset generation circuit 21b. In contrast, in the heavy load region where the output current Iout is large, the feedback voltage VS1a output from the offset generation circuit 21b is the feedback voltage VS1 input to the offset generation circuit 21b. This is because it is set higher (VS1a> VS1).
一方、LDO2では、出力電流Ioutが小さい(或いはゼロ)、即ちPch MOSトランジスタPT1が“ON”して抵抗R3に比較的小さな電流が流れた場合(或いはゼロの場合)、オフセット発生回路21から出力される帰還電圧VS2aが、オフセット発生回路21に入力される帰還電圧VS2よりも高く設定(VS2a−VS2>0)されるからであり、一方、出力電流Ioutが大きい、即ちPch MOSトランジスタPT1が“ON”して抵抗R3に比較的大きな電流が流れた場合、オフセット発生回路21から出力される帰還電圧VS2aが、オフセット発生回路21入力される帰還電圧VS2よりも低く設定(VS2a−VS2>0)されるからである。
On the other hand, in the LDO2, when the output current Iout is small (or zero), that is, when the Pch MOS transistor PT1 is “ON” and a relatively small current flows through the resistor R3 (or zero), the output is generated from the offset
そして、軽負荷領域ではLDO2のみ動作する。重負荷領域ではDC−DCコンバータ1bが動作し、パルス幅変調回路14から出力されるPWM信号がLDOモード解除部3に入力され、LDOモード解除信号SenがLDO2に入力されるので、LDO2は動作を停止する。なお、軽負荷領域での出力電圧Voutは、図10に示すLDO2の出力電流Iout−出力電圧Vout特性となる。重負荷領域では、図10に示すDC−DCコンバータ1bの出力電流Iout−出力電圧Vout特性となる。
In the light load region, only LDO2 operates. In the heavy load region, the DC-DC converter 1b operates, the PWM signal output from the pulse
このため、軽負荷領域では、電源装置40cの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1bは徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40cの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。重負荷領域では、DC−DCコンバータ1bのみ動作するので変換効率を高くできる。 For this reason, generation | occurrence | production of the output ripple of the power supply device 40c can be suppressed significantly in a light load area | region. Since the DC-DC converter 1b gradually rises when changing from the light load region to the heavy load region, generation of output ripple of the power supply device 40c is greatly suppressed when switching from the light load region to the heavy load region. be able to. Since only the DC-DC converter 1b operates in the heavy load region, the conversion efficiency can be increased.
なお、DC−DCコンバータ1bの出力電流Ioutに対する出力電圧Voutの関係を表す傾きが正の直線と、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Voutの関係を表す傾きが負の直線とは軽負荷領域と重負荷領域の間で交差するのが好ましい。 A straight line having a positive slope representing the relationship of the output voltage Vout with respect to the output current Iout of the DC-DC converter 1b and a straight line having a negative slope representing the relationship of the output voltage Vout to the output current Iout of the LDO2 are light load regions. It is preferable to cross between heavy load areas.
上述したように、本実施例の電源装置では、DC−DCコンバータ1b、LDO2、及びLDOモード解除部3が設けられる。DC−DCコンバータ1bには、エラーアンプ11、位相補償回路12、三角波発生回路13、パルス幅変調回路14、プリドライバ15、モニタアンプ16、サンプルホールド回路17、基準電圧発生回路19、オフセット発生回路21b、Pch MOSトランジスタPT1、Pch MOSトランジスタPT2、Nch MOSトランジスタNT1、抵抗R1乃至R3、インダクタL1、及びコンデンサC1が設けられる。LDO2には、オフセット発生回路21、基準電圧発生回路22、差動増幅回路23、Pch MOSトランジスタPT11、抵抗R11、及び抵抗R12が設けられる。LDOモード解除部3には、フリップフロップ31、ノッチフィルタ32、及びゲート電位設定回路33が設けられる。オフセット発生回路21は、DC−DCコンバータ1のサンプルホールド回路17から出力される電圧信号にもとづいて、抵抗R3に流れる電流が小さいとき(軽負荷時)に帰還電圧VS2よりも高い帰還電圧VS2a(正のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力し、抵抗R3に流れる電流が大きいとき(重負荷時)に帰還電圧VS2よりも低い帰還電圧VS2a(負のオフセット量)を差動増幅回路23の+側に出力する。このため、LDO2の出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧よりも大きく、重負荷領域では定格出力電圧よりも小さく設定される。一方、オフセット発生回路21bは、サンプルホールド回路17から出力される電圧信号にもとづいて、抵抗R3に流れる電流が小さいとき(軽負荷時)に帰還電圧VS1よりも高い帰還電圧VS1aをエラーアンプ11の−側に出力し、抵抗R3に流れる電流が大きいとき(重負荷時)に帰還電圧VS1よりも低い帰還電圧VS1aを差動増幅回路23の−側に出力する。このため、DC−DCコンバータ1bの出力電流Ioutに対する出力電圧Vout特性が、軽負荷領域では定格出力電圧よりも小さく、重負荷領域では定格出力電圧よりも大きく設定される。軽負荷領域ではDC−DCコンバータ1bの出力電圧Voutが定格出力電圧よりも低いので、エラーアンプ11から出力信号が出力されず、DC−DCコンバータ1bは起動しない。軽負荷領域から重負荷領域に変化するとき、DC−DCコンバータ1bの帰還電圧VS1aが徐々に低下し、基準電圧Vref1よりも低下し始めるとDC−DCコンバータ1bが起動し始める。LDOモード解除部3は、パルス幅変調回路14からPWM信号が出力されると、LDO2の動作を停止するためのLDOモード解除信号SenをLDO2のPch MOSトランジスタPT11のゲートに出力する。このLDOモード解除信号SenによりLDO2は動作を停止する。
As described above, in the power supply device according to the present embodiment, the DC-DC converter 1b, the
したがって、軽負荷領域ではLDO2のみ動作し、DC−DCコンバータ1bは動作しない。一方、重負荷領域ではLDO2は動作を停止し、DC−DCコンバータ1bのみ動作する。軽負荷領域では、LDO2のみ動作するので電源装置40cの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。そして、軽負荷領域から重負荷領域に変化するときに、DC−DCコンバータ1bは徐々に立ち上がるので、軽負荷領域から重負荷領域に切り替わるときに電源装置40cの出力リップルの発生を大幅に抑制することができる。また、重負荷領域ではLDO2が動作を停止するので、実施例1よりも効率が向上する。
Accordingly, only the LDO2 operates in the light load region, and the DC-DC converter 1b does not operate. On the other hand, in the heavy load region, the
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、実施例では、変換効率が重要視される移動体端末用の電源装置に適用したが、他の電子機器の電源装置にも適用することができる。また、降圧型スイッチングレギュレータとLDOから構成される電源装置に適用しているが、昇圧型スイッチングレギュレータ、反転型スイッチングレギュレータ、或いは昇降圧型スイッチングレギュレータを電源装置に用いてもよい。その場合、シリーズレギュレータをスイッチングレギュレータに対応できる構成に変更するのが好ましい。 For example, in the embodiment, the present invention is applied to a power supply device for a mobile terminal in which conversion efficiency is regarded as important. Further, although applied to a power supply device composed of a step-down switching regulator and an LDO, a step-up switching regulator, an inverting switching regulator, or a step-up / step-down switching regulator may be used for the power supply device. In that case, it is preferable to change the configuration of the series regulator to be compatible with the switching regulator.
更に、PWM制御の代わりにPFM(Pulse Frequency Modulation)制御を用いてもよい。 Further, PFM (Pulse Frequency Modulation) control may be used instead of PWM control.
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 入力電圧が入力され、所定値以下の負荷である軽負荷領域では定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧、所定値以上の負荷である重負荷領域では前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧、及び前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するとき前記定格出力電圧からなる出力電流−出力電圧特性を有し、前記第1及び第2の出力電圧を出力するシリーズレギュレータと、前記入力電圧が入力され、前記軽負荷状態では前記定格出力電圧よりも低い第3の出力電圧、前記重負荷状態では前記定格出力電圧よりも高い第4の出力電圧、及び前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するとき前記定格出力電圧からなる出力電流−出力電圧特性を有し、前記軽負荷領域では動作を停止し、前記重負荷領域では前記第4の出力電圧を出力するスイッチングレギュレータとを具備する電源装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Additional remark 1) The input voltage is input, the first output voltage higher than the rated output voltage in a light load region that is a load below a predetermined value, and the above-mentioned rated output voltage in a heavy load region that is a load above a predetermined value A series having a low second output voltage and an output current-output voltage characteristic comprising the rated output voltage when changing from the light load region to the heavy load region and outputting the first and second output voltages A regulator, a third output voltage lower than the rated output voltage in the light load state, a fourth output voltage higher than the rated output voltage in the heavy load state, and the light load. An output current-output voltage characteristic composed of the rated output voltage when changing from a region to the heavy load region, the operation is stopped in the light load region, and the fourth output voltage is output in the heavy load region. A power supply device comprising a switching regulator that operates.
(付記2) 前記スイッチングレギュレータはPWM方式で動作し、前記スイッチングレギュレータから出力されるPWM信号を入力し、前記重負荷領域で前記PWM信号により前記シリーズレギュレータの動作を停止する信号を前記シリーズレギュレータに出力するモード解除部を具備する付記1に記載の電源装置。
(Supplementary Note 2) The switching regulator operates in a PWM system, receives a PWM signal output from the switching regulator, and outputs a signal for stopping the operation of the series regulator by the PWM signal in the heavy load region to the series regulator. The power supply device according to
(付記3) 入力電圧が入力され、帰還電圧を入力し、出力電流が小さいときには正のオフセット電圧分だけ加算された第1の帰還電圧を生成し、出力電流が大きい時には負のオフセット電圧分だけ加算された第2の基準電圧を生成するオフセット発生回路を有し、前記オフセット発生回路にもとづいて、所定値以下の負荷である軽負荷領域では定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧を出力し、所定値以上の負荷である重負荷領域では前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧を出力するシリーズレギュレータと、前記入力電圧が入力され、出力電流に比例する電流をモニターし、前記電流を電圧に変換した信号を前記オフセット発生回路に出力する電流検出部を有し、前記軽負荷領域では前記第1の出力電圧にもとづいて動作を停止し、前記重負荷領域では前記第2の出力電圧にもとづいて動作して前記定格出力電圧を出力するスイッチングレギュレータとを具備する電源装置。 (Supplementary Note 3) When an input voltage is input, a feedback voltage is input, and when the output current is small, a first feedback voltage added by a positive offset voltage is generated. When the output current is large, only a negative offset voltage is generated. An offset generation circuit for generating the added second reference voltage, and outputs a first output voltage higher than the rated output voltage in a light load region that is a load of a predetermined value or less based on the offset generation circuit; A series regulator that outputs a second output voltage lower than the rated output voltage in a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, and the input voltage is input and a current proportional to the output current is monitored, A current detection unit that outputs a signal obtained by converting a current into a voltage to the offset generation circuit, and stops operation based on the first output voltage in the light load region; It said power supply apparatus comprising a switching regulator that outputs the rated output voltage by operating on the basis of the second output voltage in heavy load region.
(付記4) 帰還電圧が入力され、出力電流が小さいときには正のオフセット電圧分だけ加算された第1の帰還電圧を生成し、出力電流が大きい時には負のオフセット電圧分だけ加算された第2の基準電圧を生成するオフセット発生回路を有し、入力電圧を入力し、前記オフセット発生回路にもとづいて、所定値以下の負荷である軽負荷領域では定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧を出力し、所定値以上の負荷である重負荷領域では前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧を出力するシリーズレギュレータと、前記入力電圧が入力され、出力電流に比例する電流をモニターし、この電流を電圧に変換した信号を前記オフセット発生回路に出力する電流検出部を有し、前記軽負荷領域では前記第1の出力電圧にもとづいて動作を停止し、前記重負荷領域では前記第2の出力電圧にもとづいて動作して前記定格出力電圧を出力し、PWM方式で動作するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから出力されるPWM信号を入力し、前記重負荷領域で前記PWM信号により前記シリーズレギュレータの動作を停止する信号を前記シリーズレギュレータに出力するモード解除部とを具備する電源装置。 (Supplementary Note 4) When a feedback voltage is input and the output current is small, a first feedback voltage added by a positive offset voltage is generated, and when the output current is large, a second feedback voltage is added by a negative offset voltage. Has an offset generation circuit for generating a reference voltage, inputs an input voltage, and outputs a first output voltage higher than the rated output voltage in a light load region that is a load of a predetermined value or less based on the offset generation circuit In a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, a series regulator that outputs a second output voltage lower than the rated output voltage, and the input voltage is input and a current proportional to the output current is monitored. A current detection unit that outputs a signal obtained by converting a current into a voltage to the offset generation circuit; in the light load region, the operation is stopped based on the first output voltage; In the heavy load region, the operation is based on the second output voltage to output the rated output voltage, a switching regulator that operates in a PWM system, and a PWM signal that is output from the switching regulator are input. And a mode release unit that outputs a signal for stopping the operation of the series regulator to the series regulator by the PWM signal in a region.
(付記5) 前記シリーズレギュレータはLDOであり、前記スイッチングレギュレータは降圧型のスイッチングレギュレータであることを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の電源装置。
(Supplementary note 5) The power supply device according to any one of
(付記6) PWM方式で動作する降圧型のスイッチングレギュレータとLDOから構成される電源回路の制御方法であって、所定値以上の負荷である重負荷領域で、前記スイッチングレギュレータのパルス幅変調回路からPWM信号が出力され、前記PWM信号により前記スイッチングレギュレータが動作し、前記PWM信号にもとづいて生成されるLDOモード解除信号により、前記LDOの動作を停止させるステップと、前記重負荷領域から所定値以下の負荷である軽負荷領域に変化するときに、前記PWM信号の出力が停止され、前記スイッチングレギュレータの動作が停止し、前記LDOモード解除信号の出力が停止され、前記LDOの動作が開始するステップとを具備する電源装置の制御方法。 (Supplementary Note 6) A method for controlling a power supply circuit including a step-down switching regulator that operates in a PWM system and an LDO, in a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, from a pulse width modulation circuit of the switching regulator A PWM signal is output, the switching regulator is operated by the PWM signal, and the operation of the LDO is stopped by an LDO mode release signal generated based on the PWM signal; The output of the PWM signal is stopped, the operation of the switching regulator is stopped, the output of the LDO mode release signal is stopped, and the operation of the LDO is started. A method for controlling a power supply apparatus comprising:
1、1b DC−DCコンバータ
2、2b LDO
3 LDOモード解除部
11 エラーアンプ
12 位相補償回路
13 三角波発生回路
14 パルス幅変調回路
15 プリドライバ
16 モニタアンプ
17 サンプルホールド回路
18 負荷
19、22 基準電圧発生回路
21、21b オフセット発生回路
23 差動増幅回路
31 フリップフロップ
32 ノッチフィルタ
33 ゲート電位設定回路
40、40a、40b、40c 電源装置
C1 コンデンサ
L1 インダクタ
N1〜14、N21〜23、LX ノード
NT1 Nch MOSトランジスタ
PT1、PT2、PT11 Pch MOSトランジスタ
R1〜3、R11、R12 抵抗
Sen LDOモード解除信号
Vin 入力用電源(入力電圧)
Vout 出力電圧
Vref1、Vref2 基準電圧
VS1、VS1a、VS2、VS2a 帰還電圧
Vss 低電位側電源
1, 1b DC-
3 LDO
Vout Output voltage Vref1, Vref2 Reference voltage VS1, VS1a, VS2, VS2a Feedback voltage Vss Low potential side power supply
Claims (5)
エラーアンプを備え、前記入力電圧が入力され、前記第1出力電圧、第2の出力電圧、或いは前記定格出力電圧により発生する第2の帰還電圧が前記エラーアンプに入力され、前記軽負荷領域では前記第1の出力電圧にもとづいて動作を停止し、前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するときに、前記定格出力電圧或いは前記第2の出力電圧にもとづいて動作を開始し、前記重負荷領域では前記定格出力電圧を出力するスイッチングレギュレータと、
を具備することを特徴とする電源装置。 A light load region comprising a differential amplifier circuit and an offset generation circuit, wherein an input voltage is input, and a first feedback voltage input to the differential amplifier circuit is changed by the offset generation circuit and is a load of a predetermined value or less Outputs a first output voltage higher than the rated output voltage, outputs a second output voltage lower than the rated output voltage in a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, and outputs the second output voltage from the light load region. A series regulator that outputs the rated output voltage when changing to the load region; and
An error amplifier, the input voltage is input, and the first output voltage, the second output voltage, or the second feedback voltage generated by the rated output voltage is input to the error amplifier, and in the light load region The operation is stopped based on the first output voltage, and when changing from the light load region to the heavy load region, the operation is started based on the rated output voltage or the second output voltage. A switching regulator that outputs the rated output voltage in the load region;
A power supply device comprising:
エラーアンプ及びオフセット発生回路を備え、前記入力電圧が入力され、前記エラーアンプに入力される帰還電圧が前記オフセット発生回路により変更され、所定値以下の負荷である軽負荷領域では定格出力電圧よりも低い第1の出力電圧、所定値以上の負荷である重負荷領域では前記定格出力電圧よりも高い第2の出力電圧、及び前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するとき前記定格出力電圧からなる出力電流−電圧特性を有し、前記軽負荷領域では前記第1の出力電圧にもとづいて動作を停止し、前記軽負荷領域から前記重負荷領域に変化するときに、前記定格出力電圧或いは前記第2の出力電圧にもとづいて動作を開始し、前記重負荷領域では前記第2の出力電圧を出力するスイッチングレギュレータと、
を具備することを特徴とする電源装置。 A series regulator that receives the input voltage and outputs the rated output voltage;
An error amplifier and an offset generation circuit are provided, the input voltage is input, a feedback voltage input to the error amplifier is changed by the offset generation circuit, and in a light load region that is a load of a predetermined value or less, the output voltage is higher than the rated output voltage. A low first output voltage, a second output voltage higher than the rated output voltage in a heavy load region that is a load of a predetermined value or more, and the rated output voltage when changing from the light load region to the heavy load region. Output current-voltage characteristics, and when the light load region stops operation based on the first output voltage and changes from the light load region to the heavy load region, the rated output voltage or the A switching regulator that starts an operation based on a second output voltage and outputs the second output voltage in the heavy load region;
A power supply device comprising:
前記スイッチングレギュレータから出力されるPWM信号を入力し、前記重負荷領域で前記PWM信号により前記シリーズレギュレータの動作を停止する信号を前記シリーズレギュレータに出力するモード解除部を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。 The switching regulator operates in a PWM system,
And a mode canceling unit configured to input a PWM signal output from the switching regulator and output a signal for stopping the operation of the series regulator to the series regulator by the PWM signal in the heavy load region. Item 3. The power supply device according to Item 1 or 2.
所定値以下の負荷である軽負荷領域で、定格出力電圧よりも高い第1の出力電圧をLDOから出力するステップと、
前記軽負荷領域から所定値以上の負荷である重負荷領域に変化するときに、前記LDOから出力され、前記定格出力電圧或いは前記定格出力電圧よりも低い第2の出力電圧にもとづいて、前記スイッチングレギュレータのパルス幅変調回路からPWM信号が出力され、前記PWM信号により前記スイッチングレギュレータが動作を開始するステップと、
前記PWM信号にもとづいて生成されるLDOモード解除信号により、前記LDOの動作を停止させるステップと、
を具備することを特徴とする電源装置の制御方法。 A method of controlling a power supply circuit having a step-down switching regulator and an LDO that operates in a PWM system,
Outputting a first output voltage higher than the rated output voltage from the LDO in a light load region that is a load of a predetermined value or less;
When switching from the light load region to a heavy load region that is a load greater than or equal to a predetermined value, the switching is performed based on the rated output voltage or a second output voltage lower than the rated output voltage. A step in which a PWM signal is output from the pulse width modulation circuit of the regulator, and the switching regulator starts operation by the PWM signal;
A step of stopping the operation of the LDO by an LDO mode release signal generated based on the PWM signal;
A control method for a power supply device comprising:
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