JP2008043113A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置の電流容量をシステムの動作モードに応じて最適化させることにより、該電源装置を用いて構成された電子システムの消費電力を低減させる。
【解決手段】光ディスク装置に設けられた電源装置において、スイッチング電源である電源部９には、２つのスイッチング素子１３，１４が設けられている。コントローラは、光ディスク装置の動作モードに応じて制御信号ＣＳを出力し、スイッチング素子１４を動作させるか否かを制御する。消費電流の大きい動作モードでは、スイッチング素子１３，１４が動作状態となり、消費電流の小さい動作モードでは、スイッチング素子１３のみが動作状態となる。これにより。消費電流に応じて最適なサイズのスイッチング素子を駆動させることが可能となり、スイッチングロスを低減することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電源を生成して供給する電源装置の消費電力の低減技術に関し、特に、光ディスク装置などに用いられる電源装置における消費電流の最適化に有効な技術に関する。

近年、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置には、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）の再生／記録、ＤＶＤの再生／記録などの機能を有したＤＶＤドライブに例示される光ディスク装置が広く用いられている。

光ディスク装置における再生／記録のデジタル信号処理を行う半導体集積回路装置は、プロセスの微細化と共に電源電圧、消費電流も低下しているが、集積規模が大きくなっているためチップ全体の消費電流は大きくなる傾向にある。

この種の半導体集積回路装置における消費電流の低減技術として、該半導体集積回路装置内にシリーズ電源からなるスタンバイ用の電源回路と実動作用の電源回路とを２個準備し、スタンバイと実動作で電源を変えて動作させるものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−１７０９３３号公報

ところが、上記のような半導体集積回路装置における低消費電流技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

上記した特許文献では、半導体集積回路装置のスタンバイ時には実動作（アクティブ）用の電源回路をオフにできるので低消費電力化に効果があるが、該半導体集積回路装置の実動作時における電源回路の消費電力ロスは、前述したようにシリーズ電源であるために依然大きいままとなる問題がある。

たとえば、電源電圧が１．５Ｖの半導体集積回路装置の消費電流が２００ｍＡ、電源回路は、外部供給された５Ｖの電源電圧から、半導体集積回路装置に供給する１．５Ｖの電源電圧を生成すると仮定すると、半導体集積回路装置の消費電力は３００ｍＷとなるが、電源回路は、（５Ｖ−１．５Ｖ）、すなわち３．５Ｖ×２００ｍＡ＝７００ｍＡの消費電力となってしまうことになる。

本発明の目的は、電源装置の電流容量をシステムの動作モードに応じて最適化させることにより、該電源装置を用いて構成された電子システムの消費電力を低減させる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による電源装置は、制御信号に基づいて、電流容量を任意に可変する電源生成部と、外部入力されたシステムの動作モードを示す動作モード信号から、該動作モードが設定された際に消費される消費電流に応じて電源生成部の電流容量を可変させる制御信号管理テーブルを有し、該制御信号管理テーブルに基づいて制御信号を生成し、電源生成部に出力する電源制御部とを備えたものである。

また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。

本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１、および第２のスイッチング部と、該第１、および第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する電源部と、該電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパル信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

また、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、それら複数のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する電源部と、該電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

さらに、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、該第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、該第１の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御する第１のパルス生成部とよりなる第１のスイッチング電源部と、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、該第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、該第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御する第２のパルス生成部とよりなる第２のスイッチング電源部と、該電源制御部から出力された制御信号に基づいて、第２のスイッチング電源部の動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

また、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、該スイッチング部毎に設けられ、各々のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧をそれぞれ安定化して出力する複数の電源部と、複数の電源部毎に設けられ、電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御する複数のパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意のスイッチング電源部の動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

さらに、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、該第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、該第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、該第１、および第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

また、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、該スイッチング部毎に設けられ、スイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する複数の電源部と、複数の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

また、本発明による電源装置は、前記電源生成部が、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、該第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、第２のスイッチング部に入力されるパルス信号の位相を１８０度シフトさせる位相制御部と、第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、第１、および第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、電源制御部から出力された制御信号に基づいて、第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなるものである。

さらに、本発明による電源装置は、前記電源装置が、光ディスク装置に用いられ、該光ディスクにおける動作モード毎に電流容量を可変するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）システムの動作モードに応じて、電源装置の電流容量を可変させることができるので、消費電流を最適化することが可能となり、電源装置における消費電流を削減することができる。

（２）また、電源装置を光ディスク装置などのシステムに用いることにより、システム全体での消費電流を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による光ディスク装置の構成例を示すブロック図、図２は、図１の光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図、図３は、図１の光ディスク装置の動作モードと、その動作モードの際に必要とする電流の一例を示した説明図、図４は、図１の光ディスク装置に設けられたコントローラに備えられた動作モード信号出力テーブルの一例を示した説明図である。

本実施の形態１において、光ディスク装置１は、いわゆるスーパーマルチドライブのＤＶＤドライブである。スーパーマルチドライブは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）などの規格に対応したドライブである。

光ディスク装置１は、図１に示すように、スピンドルモータ２、光学ピックアップ３、モータドライバ４、アナログフロントエンド部５、信号処理部６、および電源装置７から構成されており、パーソナルコンピュータＰＣに備えられている。

スピンドルモータ２は、光ディスク装置１に搭載された光ディスクＤを回転させる。光学ピックアップ３は、光ディスクＤの情報を読み取ったり、記録するピックアップである。モータドライバ４は、スピンドルモータ２や光学ピックアップ３のアクチュエータを駆動する。

アナログフロントエンド部５は、光学ピックアップ３が読み取った信号を増幅、加工するＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）である。信号処理部６は、異なる２つの電源電圧で動作し、記録再生のデジタル信号処理を行う信号処理用ＬＳＩである。信号処理部６は、サーボ部６ａ、ＣＤデコード部６ｂ、ＣＤエンコード部６ｃ、ＤＶＤデコード部６ｄ、ＤＶＤエンコード部６ｅ、ＢＤデコード部６ｆ、ＢＤエンコード部６ｇ、およびＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６ｈ、インタフェース回路６ｉから構成されている。

サーボ部６ａは、光学ピックアップ３のサーボ機能を制御する。ＣＤデコード部６ｂはＣＤの再生処理を行い、ＣＤエンコード部６ｃは、ＣＤの記録処理を行う。ＤＶＤデコード部６ｄは、ＤＶＤの再生処理を行い、ＤＶＤエンコード部６ｅは、ＤＶＤの記録処理を行う。

ＢＤデコード部６ｆは、ＢＤの再生処理を行い、ＢＤエンコード部６ｇは、ＢＤの記録処理を行う。ＭＰＵ６ｈは、光ディスク装置１におけるすべての制御を司る。ＭＰＵ６ｈは、光ディスク装置１が次に行う動作モードを常に把握している。たとえば、ＣＤを４８倍速で再生中にエラーが生じ、再度読み直してもエラーが改善されない場合は読み出しスピードを２４倍速に落とす、または４倍速にするなど細かく把握できる。次に何のメディアの再生を行うのか、記録を行うのか何倍速で動作させるのかがわかる。

インタフェース回路６ｉは、パーソナルコンピュータＰＣとのインターフェースとして機能し、たとえば、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により通信される。

電源装置７は、パーソナルコンピュータＰＣから供給される電源電圧（５Ｖ、および１２Ｖ）から、各種電源電圧を生成する。電源装置７は、電源部８、電源部９、電源部１０、電源部１１、およびコントローラ１２から構成されている。

電源部８は、たとえば、３．３Ｖの電源電圧を生成し、電源部９は、たとえば、１．５Ｖの電源電圧を生成する。電源部８，９にそれぞれ生成された２種類の電源電圧は、信号処理部６の動作電圧としてそれぞれ供給される。

電源部１０は、たとえば、２．５Ｖの電源電圧を生成し、電源部１１は、たとえば、５Ｖ／９Ｖの電源電圧を生成する。電源部１０と電源部１１とが生成した電源電圧は、光学ピックアップ３にそれぞれ供給される。

電源部１０の電源電圧は、ディスクへの記録波形の制御に用いられ、電源部１１の電源電圧は、ＣＤ／ＤＶＤ（５Ｖ）、およびＢＤ（９Ｖ）のレーザ光の生成にそれぞれ用いられる。

コントローラ１２は、ＭＰＵ６ｈから出力された動作モード信号に応じて、電源部８、電源部９、電源部１０、ならびに電源部１１の動作制御を行う。ＭＰＵ６ｈから出力される動作モード信号は、光ディスク装置１の動作モードを示す信号である。

図２は、電源部９の構成例を示す説明図である。

なお、ここでは、電源部９の構成例について説明するが、電源部８についても、電源部９と同様の構成となっている。

電源部９は、前述したように、パーソナルコンピュータＰＣから供給された５Ｖの電源電圧から、１．５Ｖの電源電圧を生成するスイッチング電源である。

電源生成部として機能する電源部９は、図示するように、スイッチング素子１３〜１５、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、インダクタ１８、論理積回路１９、ドライバ２０、オペアンプ２１，２２、発振器２３、および抵抗２４，２５から構成されている。

また、スイッチング素子１３は第１のスイッチング部であり、スイッチング素子１４は、第２のスイッチングとなる。ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、インダクタ１８は電源部として機能し、ドライバ２０、オペアンプ２１，２２、発振器２３、および抵抗２４，２５は、パルス生成部として機能し、論理積回路１９、およびスイッチング素子２５は、スイッチング制御部として機能する。

スイッチング素子１３〜１５は、たとえば、バイポーラトランジスタやＭＯＳトランジスタなどからなる。スイッチング素子１３，１４は、制御端子に入力されるドライバ２０から出力されるパルス信号に応じてスイッチング動作を行う。スイッチング素子１５は、制御端子に入力されるコントローラ１２の制御信号ＣＳに応じてＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。

スイッチング素子１３，１４の一方の接続部には、パーソナルコンピュータＰＣから供給される電源電圧が入力されるように接続されている。スイッチング素子１３，１４の他方の接続部、およびショットキダイオード１６のカソードには、インダクタ１８の一方の接続部がそれぞれ接続されている。インダクタ１８の他方の接続部には、静電容量素子１７の一方の接続部が接続されている。

ショットキダイオード１６のアノード、ならびに静電容量素子１７の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳが接続されている。また、インダクタ１８の他方の接続部が、電源部９の出力部となり、１．５Ｖの電源電圧が出力される。

インダクタ１８の他方の接続部と基準電位ＶＳＳとの間には、抵抗２４，２５が直列接続されており、抵抗２４と抵抗２５との接続部には、オペアンプ２１の負（−）側入力部が接続されている。このオペアンプ２１の正（＋）入力部には、参照電圧が入力されるように接続されている。

オペアンプ２１の出力部には、オペアンプ２２の負（−）側入力部が接続されており、該オペアンプ２２の正（＋）入力部には、発振器２３により生成された三角波などの発振波形が入力されるように接続されている。

ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、およびインダクタ１８は、電源部９の出力電流に応じてサイズ、値などが設定される。また、スイッチング素子１３，１４は、ほぼ同じトランジスタサイズで形成されている。

図３は、光ディスク装置１の動作モードと、その動作モードの際に必要とする電流の一例を示した説明図である。

光ディスク装置１の動作モードは、図３の右側に示すように、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭの４倍速再生モード、ＣＤ−ＲＯＭの４０倍速再生モード、ＣＤ−Ｒの４０倍速記録モード、ＤＶＤ−ＲＯＭの１６倍速再生モード、ＤＶＤ−Ｒの１６倍速記録モード、ＢＤ−ＲＯＭの４倍速再生モード、ならびにＢＤ−Ｒの４倍速記録モードからなる。

図示するように、１．５Ｖを供給する電源部８では、ＤＶＤ−Ｒの１６倍速再生モードとＢＤ−ＲＯＭの４倍速再生モードが４００ｍＡで最大となり、ＣＤ−Ｒの４０倍速記録モードが２００ｍＡで最小となっている。

また、３．３Ｖを供給する電源部９では、ＤＶＤ−Ｒの１６倍速再生モード、およびＢＤ−Ｒの４倍速記録モードが１６０ｍＡで最大となり、ＣＤ−ＲＯＭの４倍速再生モードと４０倍速再生モードとが５０ｍＡで最小となっている。

よって、電源部８では、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、およびインダクタ１８も１６０ｍＡが供給できるサイズが採用される。スイッチング素子１３，１４は、これら２つのスイッチング素子の合計が１６０ｍＡとなるようにサイズが設定される。すなわちスイッチング素子１３，１４は、各々８０ｍＡの電流容量を有するサイズに設定される。

ここでは、スイッチング素子１３，１４のサイズが最大電流容量の１／２となる場合について記載したが、該スイッチング素子１３，１４サイズは、合わせて１６０ｍＡになればよく、これらスイッチング素子１３，１４のサイズは、任意に設定することができる。

また、電源部９において、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、およびインダクタ１８は、４００ｍＡの電流容量が供給できるサイズが採用される。

また、スイッチング素子１３，１４は、これら２つのスイッチング素子の合計が４００ｍＡとなるように、スイッチング素子１３，１４が各々２００ｍＡの容量を有するサイズに設定される。

さらに、ドライバ２０、オペアンプ２１，２２、発振器２３、および抵抗２４，２５によりパルス生成部が構成されており、該パルス生成部は、出力電圧が一定となるようにドライバ２０から出力されるパルス信号のパルス幅を制御する。

オペアンプ２２の出力部には、ドライバ２０の入力部が接続されており、該ドライバ２０の出力部には、スイッチング素子１４の制御端子、および論理積回路１９の一方の入力部がそれぞれ接続されている。ドライバ２０は、オペアンプ２２から出力されるパルス信号に応じてスイッチング素子１４を駆動する。

論理積回路１９の他方の接続部には、スイッチング素子１５の一方の接続部が接続されており、該スイッチング素子１５の他方の接続部には、電源が供給されるように接続されている。論理積回路１９の出力部には、スイッチング素子１３の制御端子が接続されている。

スイッチング素子１５の制御端子には、コントローラ１２から出力された制御信号ＣＳが入力されるように接続されている。スイッチング素子１５がＯＮとなると、論理積回路１９からは、ドライバ２０の出力信号に同期した信号が出力され、スイッチング素子１３，１４は、同期して動作を行うようになる。

次に、本実施の形態による電源装置７の動作について説明する。

まず、コントローラ１２は、ＭＰＵ６ｈから出力された動作モードを示す動作モード信号を受け取ると、その動作モード信号に応じてスイッチング素子１５の制御端子に制御信号ＣＳを出力する。

図４は、コントローラ１２に備えられた動作モード信号出力テーブルの一例を示した説明図である。

制御信号管理テーブルとして機能する動作モード信号出力テーブルは、光ディスク装置１の動作モードに対応する電源部８，９のスイッチング素子１５の動作をそれぞれ管理するテーブルである。

この動作モード信号出力テーブルでは、各電源部の出力電流が電流容量の１／２より多くなる場合にスイッチング素子１５がＯＮするように設定され、出力電流が電流容量の１／２以下となる場合にはスイッチング素子１５がＯＦＦするように設定される。

前述したように、電源部８の電流容量は４００ｍＡであるので、該電源部８の出力電流が２００ｍＡよりも多くなる動作モードの場合にスイッチング素子１５がＯＮされ、出力電流が２００ｍＡ以下となる動作モードの際には、スイッチング素子１５がＯＦＦとなるように管理される。

また、電源部９の電流容量は１６０ｍＡであるので、出力電流が８０ｍＡよりも多くなる動作モードの場合にスイッチング素子１５がＯＮされ、出力電流が８０ｍＡ以下の動作モードでは、スイッチング素子１５がＯＦＦとなる。

たとえば、ＭＰＵ６ｈから受け取った動作モードが、ＣＤ−ＲＯＭの４倍再生モードの場合には、電源部８の出力電流が２００ｍＡで、電源部９の出力電流が５０ｍＡとなるので、図４から、電源部８のスイッチング素子１５、および電源部９のスイッチング素子１５がそれぞれＯＦＦとなるように、コントローラ１２から制御信号ＣＳが出力される。

よって、ドライバ２０の出力にかかわらず、スイッチング素子１３がＯＦＦとなり、ドライバ２０によって駆動されるスイッチング素子１４のみによって電源が生成される。このように、ＣＤ−ＲＯＭの４倍再生モードなどの消費電流の少ないモードであっても、最適なサイズのスイッチング素子を駆動させることが可能となり、不当に大きなサイズのスイッチング素子の駆動を防止することができ、スイッチングロスを低減することができる。

また、ＭＰＵ６ｈから受け取った動作モードが、最大出力電流となるＤＶＤ−ＲＯＭの１６倍再生モードの場合には、電源部８の出力電流が４００ｍＡで、電源部９の出力電流が１６０ｍＡとなるので、図４から、電源部８のスイッチング素子１５、および電源部９のスイッチング素子１５がそれぞれＯＮとなるように、コントローラ１２から制御信号ＣＳが出力される。

これにより、スイッチング素子１４だけでなくスイッチング素子１３もドライバ２０の信号に同期してＯＮ／ＯＦＦ駆動が行われるので、最大出力電流であっても効率よく電源を生成することが可能となる。

それにより、本実施の形態１によれば、光ディスク装置１の動作モードに応じて、電源装置７の電流容量を可変させることにより、電源装置７それ自体の消費電流を最適化することが可能となり、該光ディスク装置１全体での消費電流を削減することができる。

また、本実施の形態１では、コントローラ１２に、光ディスク装置１の動作モードに応じてスイッチング素子１３をＯＮ／ＯＦＦ制御する動作モード信号出力テーブルを備えた構成としたが、たとえば、図３に示した光ディスク装置１の各動作モードに必要となる電流値のテーブルを備え、そのテーブルからスイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ制御するようにしてもよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。

本実施の形態２において、光ディスク装置１は、前記実施の形態１の図１と同様の構成からなる。電源装置７も前記実施の形態１と同様に、電源部８、電源部９、電源部１０、電源部１１、およびコントローラ１２から構成されており、異なるのでは、電源装置７における電源部８、および電源部９の構成である。

また、電源部９（，８）は、図５に示すように、２つのスイッチング電源２６，２７から構成されており、光ディスク装置１の動作モードに応じて、スイッチング電源２６のみ、あるいはスイッチング電源２６，２７の両方を動作させる。

この場合、スイッチング電源２６は、スイッチング素子１４、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、インダクタ１８、ドライバ２０、オペアンプ２１，２２、発振器２３、および抵抗２４，２５から構成されている。

スイッチング電源２６は、実施の形態１における図２から、スイッチング素子１３，１５と論理積回路１９とを除いたものと同じ接続構成となっている。

また、スイッチング電源２７は、スイッチング素子２８，２９、ショットキダイオード３０、静電容量素子３１、インダクタ３２、ドライバ３３、オペアンプ３４，３５、発振器３６、および抵抗３７，３８から構成されている。

スイッチング電源２７の接続構成は、スイッチング電源２６に、スイッチング素子２９が新たに設けられており、発振器３６には発振を制御する制御端子が設けられた構成となっている。

スイッチング素子２９の一方の接続部には、静電容量素子３１の一方の接続部、および抵抗３７の一方の接続部がそれぞれ接続されており、該スイッチング素子２９の他方の接続部には、スイッチング電源２６における静電容量素子１７の一方の接続部、ならびに抵抗２４の一方の接続部がそれぞれ接続されている。

また、スイッチング素子２９の制御端子と発振器３６の制御端子には、コントローラ１２から出力される制御信号がそれぞれ入力されるように接続されている。

コントローラ１２は、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭの４倍速再生モードなどの電流容量が少ないモードでは、発振器３６を発振させず、かつスイッチング素子２９がＯＦＦとなるように制御信号を出力し、スイッチング電源２６だけで電源を生成する。

一方、ＤＶＤ−ＲＯＭの１６倍速再生モードなどの電流容量が大きいモードでは、発振器３６を発振させるとともにスイッチング素子２９をＯＮさせるように制御信号を出力し、スイッチング電源２６とスイッチング電源２７の両方を動作させるように制御を行う。

ここでも、電源部９のスイッチング電源２６，２７では、これら２つのスイッチング電源２６，２７の電源容量を合わせて４００ｍＡが供給できるように設定されている。たとえば、スイッチング電源２７におけるスイッチング素子２８、ショットキダイオード３０、静電容量素子３１、およびインダクタ３２は、２００ｍＡの電流を供給できるサイズとし、スイッチング電源２６のスイッチング素子１４、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、およびインダクタ１８も２００ｍＡの電流を供給できるサイズとする。

同様に、電源部９のスイッチング電源２６，２７では、２つのスイッチング電源２６，２７の電源容量を合わせて１６０ｍＡが供給できるように設定されている。たとえば、スイッチング電源２６，２７におけるスイッチング素子１４，２８、ショットキダイオード１６，３０、静電容量素子１７，３１、およびインダクタ１８，３２が、それぞれ８０ｍＡの電流を供給できるサイズとなる。

ここでも、一例として、スイッチング電源２６，２７における電流容量をそれぞれ最大電流の１／２としたが、スイッチング電源２６，２７における電流容量の比率は、任意に設定することができる。

この場合、スイッチング電源２６、およびスイッチング電源２７にそれぞれ設けられたショットキダイオード１６，３０、静電容量素子１７，３１、ならびにインダクタ１８，３２を電流容量に合わせて最適化することができる。

それにより、本実施の形態２では、電源部８，９におけるスイッチングロスを大幅に低減することができ、電源装置７の消費電流をより最適化することが可能となる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。

本実施の形態３においては、電源部９（，８）のドライバ、オペアンプ、発振器、および抵抗から構成されたパルス生成部を共有化する構成となっていることが、前記実施の形態２の図５と異なる点である。

この場合、図６に示すように、電源部９（，８）は、スイッチング素子１４、ショットキダイオード１６、静電容量素子１７、インダクタ１８、ドライバ２０、オペアンプ２１，２２、発振器２３、および抵抗２４，２５からなる図２と同様の構成に、ショットキダイオード１６ａ、静電容量素子１７ａ、ならびにインダクタ１８ａが新たに追加されている。

スイッチング素子１３の他方の接続部には、インダクタ１８ａの一方の接続部、およびショットキダイオード１６ａのカソードがそれぞれ接続されている。このインダクタ１８ａの他方の接続部には、静電容量素子の一方の接続部、およびインダクタ１８の他方の接続部がそれぞれ接続されている。

また、ショットキダイオード１６ａのアノードと静電容量素子１７ａの他方の接続部には、基準電位ＶＳＳがそれぞれ接続されている。

このように、ショットキダイオード１６ａ、静電容量素子１７ａ、およびインダクタ１８ａを新たに設けた構成とすることによって、ショットキダイオード１６，１６ａ、静電容量素子１７，１７ａ、およびインダクタ１８，１８ａをそれぞれ最適な電流容量に設定できる。

それにより、本実施の形態３においても、電源部８，９のスイッチングロスを大幅に低減することができ、電源装置７の消費電流を大幅に小さくすることができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態３による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図、図８は、図７の電源部におけるドライバ２０と位相制御回路とからそれぞれ出力されるパルス波形を示した説明図である。

本実施の形態４において、電源部９（，８）は、図７に示すように、位相制御回路３９が前記実施の形態３の図６の構成に新たに追加された構成となっている。

位相制御回路３９の入力部には、論理積回路１９の出力部が接続されており、該位相制御回路３９の出力部には、スイッチング素子１３の制御端子が接続されている。また、その他の接続構成については、図６と同様であるので説明は省略する。

位相制御回路３９は、論理積回路１９から出力された信号の位相を１８０度シフトしてスイッチング素子１３に出力する。これにより、スイッチング素子１３とスイッチング素子１４同期せずに交互に動作することになり、電源部８（，９）における出力電流のリップルやノイズなど低減することができる。

図８は、ドライバ２０から出力されるパルス波形と位相制御回路３９から出力されるパルス波形を示した説明図である。

図８において、上方から下方にかけて、パルスデューティが５０％、パルスデューティが５０％未満、およびパルスデューティが５０％以上の際のパルス波形をそれぞれ示している。

図示するように、位相制御回路３９から出力されるパルス波形は、パルスデューティがいずれの状態であっても、位相が１８０度シフトして出力されており、スイッチング素子１３，１４のＯＮ／ＯＦＦを交互にずらして動作させることができる。

それにより、本実施の形態４では、電源部８，９によるスイッチングロスを大幅に低減しながら、電源生成をより安定化させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態１〜４では、２つの電源のうち、１つをＯＮ／ＯＦＦさせることにより、電流容量を調整する構成であったが、これら電源は、２つではなく、３つ以上を備えた構成としてもよい。

たとえば、３つの電源を有する場合には、２つの電源を任意にＯＮ／ＯＦＦすることにより、各動作モードに必要な電流容量に対応する。

本発明は、光ディスク装置などに用いられる電源装置の消費電流の最適化技術に適している。

本発明の実施の形態１による光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。 図１の光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。 図１の光ディスク装置の動作モードと、その動作モードの際に必要とする電流の一例を示した説明図である。 図１の光ディスク装置に設けられたコントローラに備えられた動作モード信号出力テーブルの一例を示した説明図である。 本発明の実施の形態２による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３による光ディスク装置に設けられた電源部の構成例を示す説明図である。 図７の電源部におけるドライバ２０と位相制御回路とからそれぞれ出力されるパルス波形を示した説明図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ スピンドルモータ
３ 光学ピックアップ
４ モータドライバ
５ アナログフロントエンド部
６ 信号処理部
６ａ サーボ部
６ｂ ＣＤデコード部
６ｃ ＣＤエンコード部
６ｄ ＤＶＤデコード部
６ｅ ＤＶＤエンコード部
６ｆ ＢＤデコード部
６ｇ ＢＤエンコード部
６ｈ ＭＰＵ
６ｉ インタフェース回路
７ 電源装置
８ 電源部
９ 電源部
１０ 電源部
１１ 電源部
１２ コントローラ
１３〜１５ スイッチング素子
１６ ショットキダイオード
１６ａ ショットキダイオード
１７ 静電容量素子
１７ａ 静電容量素子
１８ インダクタ
１８ａ インダクタ
１９ 論理積回路
２０ ドライバ
２１，２２ オペアンプ
２３ 発振器
２４，２５ 抵抗
２６，２７ スイッチング電源
２８，２９ スイッチング素子
３０ ショットキダイオード
３１ 静電容量素子
３２ インダクタ
３３ ドライバ
３４，３５ オペアンプ
３６ 発振器
３７，３８ 抵抗
３９ 位相制御回路
ＰＣ パーソナルコンピュータ
Ｄ 光ディスク

Claims (9)

1. 制御信号に基づいて、電流容量を任意に可変する電源生成部と、
   外部入力されたシステムの動作モードを示す動作モード信号から、前記動作モードが設定された際に消費される消費電流に応じて前記電源生成部の電流容量を可変させる制御信号管理テーブルを有し、前記制御信号管理テーブルに基づいて制御信号を生成し、前記電源生成部に出力する電源制御部とを備えたことを特徴とする電源装置。
2. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１、および第２のスイッチング部と、
   前記第１、および第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する電源部と、
   前記電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス幅を制御するパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、前記第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
3. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、
   前記複数のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する電源部と、
   前記電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス幅を制御するパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意の前記スイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
4. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、前記第１の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス幅を制御する第１のパルス生成部とよりなる第１のスイッチング電源部と、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、
   前記第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、前記第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス幅を制御する第２のパルス生成部とよりなる第２のスイッチング電源部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、前記第２のスイッチング電源部の動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
5. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、
   前記スイッチング部毎に設けられ、前記スイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧をそれぞれ安定化して出力する複数の電源部と、
   複数の前記電源部毎に設けられ、前記電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御する複数のパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意の前記スイッチング電源部の動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
6. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、
   前記第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、
   前記第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、
   前記第１、および第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、前記第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
7. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする複数のスイッチング部と、
   前記スイッチング部毎に設けられ、前記スイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する複数の電源部と、
   複数の前記電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、任意の前記スイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
8. 請求項１記載の電源装置において、
   前記電源生成部は、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第１のスイッチング部と、
   前記第１のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第１の電源部と、
   パルス信号に基づいて入力電圧をスイッチングする第２のスイッチング部と、
   第２のスイッチング部に入力されるパルス信号の位相を１８０度シフトさせる位相制御部と、
   前記第２のスイッチング部から出力された電圧から、任意の電圧を安定化して出力する第２の電源部と、
   前記第１、および第２の電源部から出力される出力電圧が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するパルス生成部と、
   前記電源制御部から出力された制御信号に基づいて、前記第２のスイッチング部のスイッチング動作を停止させるスイッチング制御部とよりなることを特徴とする電源装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電源装置において、
   前記電源装置は、
   光ディスク装置に用いられ、前記光ディスクにおける動作モード毎に電流容量を可変することを特徴とする電源装置。

Images