JP2008053827A - スタンバイ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電流値設定用の外部接続端子をスタンバイ制御用の端子として共用しながらも、スタンバイ時の消費電流を大幅に低減すること。
【解決手段】トランジスタＭ３のゲート電圧を“Ｈ”から“Ｌ”に切り替えたとき、スイッチ信号ＳＷが“Ｌ”になって外部接続端子Ｐ１がプルアップされ、イネーブル信号Ｅｎが“Ｌ”になりスタンバイ状態となる。トランジスタＭ３のゲート電圧を“Ｌ”から“Ｈ”に切り替えたときは、プルアップされていた外部接続端子Ｐ１の電位が低下してイネーブル信号Ｅｎが“Ｈ”となり、これにより抵抗−電流変換回路１が動作開始し、スイッチ信号ＳＷが“Ｈ”となる。このとき、外部接続端子Ｐ１のプルアップが解除される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタンバイ時の消費電流を大幅に低減することを可能にしたスタンバイ回路に関するものである。

図３に従来のスタンバイ回路を示す。このスタンバイ回路は、電流値設定用の外部接続端子Ｐ１をスタンバイ用の端子として共用したものである。１Ａは抵抗−電流変換回路であり、基準電圧Ｖref1が反転入力端子に入力された演算増幅器ＯＰ１と、その演算増幅器ＯＰ１の出力端子にゲートが接続されたＰＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２からなり、トランジスタＭ１のドレイン電圧Ｖ１が基準電圧Ｖref１と同じになるよう、演算増幅器ＯＰ１とトランジスタＭ１，Ｍ２が制御される。２Ａは入力側がトランジスタＭ２のドレインに接続され、イネーブル信号Ｅｎを出力する第１の電圧比較回路であり、２個のインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２からなる。３はトランジスタＭ２のドレインに接続された抵抗等からなる電流−電圧変換回路である。外部接続端子Ｐ１は、抵抗Ｒ１とＮＭＯＳトランジスタＭ３（スタンバイスイッチ）を介してＧＮＤに接続されている。

さて、トランジスタＭ３のゲートが“Ｈ”に設定されているときは、そのトランジスタＭ３がオンして、外部接続端子Ｐ１−ＧＮＤ間には抵抗Ｒ１が接続され、これにより、抵抗−電流変換回路１Ａでは、電圧Ｖref１＝Ｖ１となり、抵抗Ｒ１に反比例した電流Ｉ１（＝Ｖref１／Ｒ１）が生成される。また、同様にカレントミラー回路（Ｍ１，Ｍ２）によって電流Ｉ２が生成され、電流−電圧変換回路３に流れるので、電圧Ｖ２が発生する。この電圧Ｖ２は第１の電圧比較回路２ＡのインバータＩＮＶ１のしきい値電圧より高くなるため、イネーブル信号Ｅｎが“Ｈ”（有効）になり、図示しない他の回路を動作状態にしている。

以上のように、外部接続端子Ｐ１は、本来、そこに抵抗Ｒ１を接続することにより電流Ｉ１の電流値を設定し、この電流Ｉ１とミラー関係にある１乃至複数の電流を同時に発生させて、図示しない回路に供給するものであるが、ここでは、このとき生成した１つのミラー電流Ｉ２を電流−電圧変換し、第１の電圧比較回路２Ａによって、イネーブル信号Ｅｎを生成している。

このように、電流値設定用の外部接続端子Ｐ１をイネーブル制御にも共用することで、イネーブル制御用に特別な外部接続端子を設けることなく、電流値設定とイネーブル制御を行うことができる。

なお、トランジスタＭ３のゲート電圧が“Ｌ”に設定されると、トランジスタＭ３がオフして外部接続端子Ｐ１−ＧＮＤ間は開放となる。よって抵抗−電流変換回路１Ａの電流Ｉ１，Ｉ２はゼロとなり、電圧Ｖ２もゼロとなり、第１の電圧比較回路２Ａのイネーブル信号Ｅｎは“Ｌ”（無効）となり、このイネーブル信号Ｅｎで制御される図示しない回路部分はスタンバイ状態に設定される。

ところが、図３で説明した従来のスタンバイ回路では、スタンバイ時にも抵抗−電流変換回路１Ａを動作させておく必要があり、電力を消費する。これは、イネーブル信号Ｅｎを用いて抵抗−電流変換回路１Ａをスタンバイ状態に切り換えると、その抵抗−電流変換回路１Ａがスタンバイ状態からイネーブル状態へ復帰できないからである。

そこで、全ての回路ブロックをオフ状態にする方法として、スタンバイ端子を設ける方法があるが、これには新たにスタンバイ専用の外部接続端子が必要となる。

本発明の目的は、電流値設定用の外部接続端子をスタンバイ制御用の端子として共用しながらも、スタンバイ時の消費電流を大幅に低減することを可能にしたスタンバイ回路を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明のスタンバイ回路は、オンのとき外部接続端子を抵抗を介してＧＮＤに接続するスタンバイスイッチと、イネーブル信号が有効なとき動作して、前記外部接続端子と前記ＧＮＤ間に接続された前記抵抗の値に応じた値の電流を出力し、前記イネーブル信号が無効なとき動作しない抵抗−電流変換回路と、該抵抗−電流変換回路で前記出力電流が得られているときスイッチ信号を有効にし、得られていないとき前記スイッチ信号を無効にする第１の電圧比較回路と、前記スイッチ信号が無効なとき前記外部接続端子をプルアップし、有効なときプルアップを解除するプルアップ回路と、前記スタンバイスイッチがオンのとき前記イネーブル信号を有効にし、前記スタンバイスイッチがオフで且つ前記スイッチ信号が無効なとき前記イネーブル信号を無効にする第２の電圧比較回路とを備える、ことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のスタンバイ回路において、前記抵抗−電流変換回路は、前記出力電流に対応した電流を他の回路にカレントミラー回路により生成させ、且つ該他の回路は前記イネーブル信号によって動作状態を制御されるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、電流値設定用の外部接続端子をスタンバイ制御用の端子として共用しながらも、スタンバイ時には抵抗−電流変換回路を完全に非動作状態することが可能となり、スタンバイ時の消費電流を大幅に低減することができる。

＜第１の実施例＞
図１に本発明の第１の実施例のスタンバイ回路を示す。１は抵抗−電流変換回路であり、基準電圧Ｖref１が反転入力端子に入力された演算増幅器ＯＰ１と、その演算増幅器ＯＰ１の出力端子にゲートが接続されたＰＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２からなり、トランジスタＭ１のドレイン電圧Ｖ１が基準電圧Ｖref１と同じになるよう、演算増幅器ＯＰ１とトランジスタＭ１，Ｍ２が制御される。２は入力側がトランジスタＭ２のドレインに接続された第１の電圧比較回路であり、２個のインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２からなる。３はトランジスタＭ２のドレインとＧＮＤ間に接続された抵抗等からなる電流−電圧変換回路である。４はトランジスタＭ１のドレインと外部接続端子Ｐ１に接続されたプルアップ回路であり、ＰＭＯＳトランジスタＭ４と電流源Ｉrefからなる。５はトランジスタＭ１のドレインと外部接続端子Ｐ１に接続されたインバータＩＮＶ３からなる第２の電圧比較回路である。外部接続端子Ｐ１は、抵抗Ｒ１とＮＭＯＳトランジスタＭ３（スタンバイスイッチ）を介してＧＮＤに接続されている。

さて、トランジスタＭ３のゲートが“Ｈ”に設定されているときは、そのトランジスタＭ３がオンして、外部接続端子Ｐ１−ＧＮＤ間には抵抗Ｒ１が接続され、これにより、抵抗−電流変換回路１では、抵抗Ｒ１に反比例した電流Ｉ１（＝Ｖref１／Ｒ１）が生成される。また、同様にカレントミラー回路（Ｍ１，Ｍ２）によって電流Ｉ２が生成され、電流−電圧変換回路３に流れるので、電圧Ｖ２が発生する。この電圧Ｖ２は第１の電圧比較回路２のインバータＩＮＶ１のしきい値電圧より高いため、スイッチ信号ＳＷが“Ｈ”（有効）になる。このスイッチ信号ＳＷはプルアップ回路４のトランジスタＭ４をオフさせ、プルアップ回路４を外部接続端子Ｐ１から切り離している。また、外部接続端子Ｐ１の電圧Ｖ１は、演算増幅器ＯＰ１とトランジスタＭ１の帰還作用によって、基準電圧Ｖref１に保持される。この電圧Ｖref１は第２の電圧比較回路５のインバータＩＮＶ３のしきい値より低いので、その出力であるイネーブル電圧Ｅｎは“Ｈ”（有効）になる。この“Ｈ”となったイネーブル信号Ｅｎは、図示しない回路に供給されてそれらの回路を動作状態にする他、抵抗−電流変換回路１の基準電圧Ｖref１の電圧源と演算増幅器ＯＰ１にも供給され、その回路１を動作状態にしている。

一方、トランジスタＭ３のゲート電圧が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替えられると、トランジスタＭ３がオフして外部接続端子Ｐ１−ＧＮＤ間は開放となる。よって抵抗−電流変換回路１の電流Ｉ１，Ｉ２はゼロとなり、電圧Ｖ２もゼロとなり、第１の電圧比較回路２のスイッチ信号ＳＷは“Ｌ”（無効）となる。このため、プルアップ回路４のトランジスタＭ４がオンして、外部接続端子Ｐ１をＶＤＤにプルアップする。よって、外部接続端子Ｐ１に接続された第２の電圧比較回路５は入力が“Ｈ”となり、出力のイネーブル信号Ｅｎを“Ｌ”（無効）にする。これにより、基準電圧Ｖref１の電圧源と演算増幅器ＯＰ１はスタンバイ状態となり、他の図示しない回路もスタンバイ状態となる。これにより、抵抗−電流変換回路１の消費電流はゼロとなる。なお、第１および第２電圧比較回路２，５には僅かな過渡電流が流れるが、回路全体では消費電流は大幅に低減される。

次に、トランジスタＭ３のゲート電圧が“Ｌ”から“Ｈ”に切り替えられると、外部接続端子Ｐ１−ＧＮＤ間に抵抗Ｒ１が接続され、回路がスタンバイ状態からイネーブル状態に復帰する。このとき、外部接続端子Ｐ１の電圧Ｖ１は、定電流源Ｉrefと抵抗Ｒ１の値で決定（Ｖ１＝Ｉref×Ｒ１）され、“Ｌ”に低下する。よって、第２の電圧比較回路５のインバータＩＮＶ３は出力のイネーブル信号Ｅｎを“Ｈ”にする。これにより基準電圧Ｖref１の電圧源と演算増幅器ＯＰ１は動作状態に切り換わる。このため、抵抗−電流変換回路１が起動し、電流Ｉ１，Ｉ２が発生する。このときの電流Ｉ１は、Ｉ１＝Ｖref／Ｒ１−Ｉrefである。そして、電圧−電流変換回路１では、電流Ｉ２を受けて電圧Ｖ２を発生し、第１の電圧比較回路２がスイッチ信号ＳＷを“Ｈ”にする。このため、プルアップ回路４はトランジスタＭ４がオフして外部接続端子Ｐ１から切り離される。

このように、本実施例では、スタンバイスイッチであるトランジスタＭ３のゲート電圧を“Ｈ”から“Ｌ”に切り替えたとき、スイッチ信号ＳＷが無効になって外部接続端子Ｐ１がプルアップされ、イネーブル信号Ｅｎが無効になりスタンバイ状態となる。このとき、抵抗−電流変換回路１の基準電圧Ｖref１の電圧源と演算増幅器ＯＰ１が動作停止となり、消費電流を大幅に低減することができる。さらに、トランジスタＭ３のゲート電圧を“Ｌ”から“Ｈ”に切り替えたときは、プルアップされていた外部接続端子Ｐ１の電位が低下してイネーブル信号Ｅｎが有効となり、これにより抵抗−電流変換回路１が動作開始し、スイッチ信号ＳＷが有効となり、外部接続端子Ｐ１のプルアップが解除される。つまり、スタンバイ時には抵抗−電流変換回路１の動作を停止させて、そこの消費電流をゼロにすることができるとともに、イネーブル時にはその抵抗−電流変換回路１を復帰動作させることが可能となる。

＜第２の実施例＞
図２に本発明の第２の実施例のスタンバイ回路を示す。第２の実施例では第１の実施例の構成に加え、発振回路６を追加したものである。発振回路６は、ＰＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６、ＮＭＯＳトランジスタＭ７，Ｍ８，Ｍ９、基準電圧Ｖref２，キャパシタＣ１、および演算増幅器ＯＰ２からなる。

本実施例では、抵抗Ｒ１で設定された電流Ｉ１を発振回路６に電流Ｉ３，Ｉ４としてミラーし、発振周波数を決めるキャパシタＣ１を充放電する電流として使用する。また、基準電圧Ｖref２の電圧源と演算増幅器ＯＰ２の動作を、イネーブル信号Ｅｎで制御して、スタンバイ時の消費電流をゼロにしている。

このように、本実施例では、外部接続端子Ｐ１を発振回路６の定電流源Ｉ３，Ｉ４の電流値設定用として機能させるとともに、スタンバイ制御用としても機能させ、その発振回路６の消費電流削減を図っている。

本発明のスタンバイ回路の第１の実施例を示す回路図である。 本発明のスタンバイ回路の第２の実施例を示す回路図である。 従来のスタンバイ回路の回路図である。

符号の説明

１，１Ａ：抵抗−電流変換回路
２，２Ａ：第１の電圧比較回路
３：電流−電圧変改路
４：プルアップ回路
５：第２の電圧比較回路
６：発振回路

Claims (2)

1. オンのとき外部接続端子を抵抗を介してＧＮＤに接続するスタンバイスイッチと、
   イネーブル信号が有効なとき動作して、前記外部接続端子と前記ＧＮＤ間に接続された前記抵抗の値に応じた値の電流を出力し、前記イネーブル信号が無効なとき動作しない抵抗−電流変換回路と、
   該抵抗−電流変換回路で前記出力電流が得られているときスイッチ信号を有効にし、得られていないとき前記スイッチ信号を無効にする第１の電圧比較回路と、
   前記スイッチ信号が無効なとき前記外部接続端子をプルアップし、有効なときプルアップを解除するプルアップ回路と、
   前記スタンバイスイッチがオンのとき前記イネーブル信号を有効にし、前記スタンバイスイッチがオフで且つ前記スイッチ信号が無効なとき前記イネーブル信号を無効にする第２の電圧比較回路とを備える、
   ことを特徴とするスタンバイ回路。
2. 請求項１に記載のスタンバイ回路において、
   前記抵抗−電流変換回路は、前記出力電流に対応した電流を他の回路にカレントミラー回路により生成させ、且つ該他の回路は前記イネーブル信号によって動作状態を制御されるようにしたことを特徴とするスタンバイ回路。

Images