JP2008125349A - Power supply device and power supply feeding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話やデジタルカメラ等のように多数の電源回路を使用する機器に適用する電源供給装置及び電源供給方法に関し、特に使用状態に応じて消費電流が大きく変動するような機器に適用する電源供給装置及び電源供給方法に関する。 The present invention relates to a power supply device and a power supply method applied to a device that uses a large number of power supply circuits such as a mobile phone and a digital camera, and more particularly to a device whose current consumption varies greatly depending on the state of use. The present invention relates to a power supply device and a power supply method.
近年、半導体の集積化が進み、機器の機能が増加すると共に、環境を考慮しての省電力化要求が更に増加してきている。このような背景から、機器が備える多数の機能ごとに最適な電源を配置することによって、各機能の所望の性能を得ると共に省電力化が図られてきた。このように、1つの機器の中に、該機器が有する各機能に応じた複数の直流定電圧回路を組み込むことは、今後更に増加していくと考えられる。 In recent years, the integration of semiconductors has progressed and the functions of devices have increased, and the demand for power saving in consideration of the environment has further increased. From such a background, by arranging an optimal power source for each of a large number of functions included in a device, desired performance of each function has been obtained and power saving has been achieved. Thus, it is considered that the incorporation of a plurality of DC constant voltage circuits corresponding to each function of the device into one device will further increase in the future.
現在一般に使用されている直流定電圧回路には、過大な負荷電流から電源回路及び負荷回路自体を保護するために、保護回路が付加されていることが多い。多数の直流定電圧回路を備えることになると、直流定電圧回路ごとに過電流保護を行うことはもちろん必要であるが、各直流定電圧回路での消費電流がそれぞれ保護回路が作動する電流以下であっても、電源回路全体の消費電流が、各直流定電圧回路に電源供給を行う直流電源の電源容量や、各直流定電圧回路を集積した半導体チップの許容電流値を超えてしまう可能性が有った。 A DC constant voltage circuit that is generally used at present is often provided with a protection circuit in order to protect the power supply circuit and the load circuit itself from an excessive load current. When many DC constant voltage circuits are provided, it is of course necessary to provide overcurrent protection for each DC constant voltage circuit, but the current consumption in each DC constant voltage circuit is less than the current at which the protection circuit operates. Even in such a case, the current consumption of the entire power supply circuit may exceed the power supply capacity of the DC power supply that supplies power to each DC constant voltage circuit or the allowable current value of the semiconductor chip in which each DC constant voltage circuit is integrated. There was.
このような問題は、直流電源の電源容量を各直流定電圧回路の保護電流の総和に設定することで回避することができる。しかし、このようにすると、直流電源の電流容量が大きくなり過ぎて、機器で使用される最大電流以上の電流容量が必要になる場合が有り、使用することのない余分な電源容量を確保するためのスペースやコストの無駄が発生するという問題が有った。これに対して、直流電源の電源容量を機器使用時における最大電流に設定することにより、スペース及びコストを共に改善させることができる。 Such a problem can be avoided by setting the power supply capacity of the DC power supply to the sum of the protection currents of the DC constant voltage circuits. However, if this is done, the current capacity of the DC power supply may become too large, and a current capacity that is greater than the maximum current used in the equipment may be required, so as to ensure an extra power capacity that is not used. There was a problem that waste of space and cost would occur. On the other hand, both the space and the cost can be improved by setting the power supply capacity of the DC power supply to the maximum current when the device is used.
このため、直流定電圧回路ごとに過電流保護回路を設けると共に、直流電源の電流容量を機器で使用する最大電流に設定し、直流定電圧回路の前段で直流電源から出力される電流値を検出して、該検出した電流値が最大電流を超えると、機器の動作を停止するようにしたものが提案されていた。このような電源供給装置の例を図5に示す。
図5において、電源供給装置100は、m(mは、m>1の整数)個の直流定電圧回路P1〜Pmを備えており、各直流定電圧回路P1〜Pmにはそれぞれ過電流保護回路が設けられている。
For this reason, an overcurrent protection circuit is provided for each DC constant voltage circuit, the current capacity of the DC power supply is set to the maximum current that can be used by the device, and the current value output from the DC power supply is detected before the DC constant voltage circuit. Then, when the detected current value exceeds the maximum current, a device that stops the operation of the device has been proposed. An example of such a power supply device is shown in FIG.
In FIG. 5, the
直流定電圧回路P1〜Pmの各入力端には、電源入力端子INに入力された電力がPチャネル形MOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと呼ぶ)Maと抵抗Raを介してそれぞれ供給されている。すなわち、直流定電圧回路P1〜Pmの各消費電流の総和が抵抗Raに流れる。初期状態において、抵抗Raに流れる電流が小さい間は、コンパレータ101の非反転入力端に入力される電圧V1は反転入力端に入力される電圧V2よりも小さくなるように、抵抗Rb〜Rfが設定されている。
Power input to the power input terminal IN is supplied to each input terminal of the DC constant voltage circuits P1 to Pm via a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor) Ma and a resistor Ra. That is, the sum of the consumption currents of the DC constant voltage circuits P1 to Pm flows through the resistor Ra. In the initial state, while the current flowing through the resistor Ra is small, the resistors Rb to Rf are set so that the voltage V1 input to the non-inverting input terminal of the
コンパレータ101の出力端がロー(Low)レベルで、PMOSトランジスタMaはオンし、抵抗Raを介して各直流定電圧回路P1〜Pmに電力が供給される。抵抗Raに電流が流れると、コンパレータ101の入力電圧V2は次第に低下し、入力電圧V1よりも小さくなると、コンパレータ101の出力端はハイ(High)レベルになり、PMOSトランジスタMaはオフして遮断状態になる。
When the output terminal of the
このとき、コンパレータ101の出力端から非反転入力端に接続されている帰還抵抗Rbによって、入力電圧V1は入力電圧V2よりも大きくなり、PMOSトランジスタMaがオフ状態を保持するため、直流定電圧回路P1〜Pmへの電流供給が遮断される。このような状態は、再度電源を投入するか、リセット回路(図示せず)等によってリセットされるまで継続される。このようにして、電源入力端子INに電源供給を行う直流電源(図示せず)や電源供給装置を形成する半導体チップの損傷及び直流定電圧回路P1〜Pmに接続される各負荷の損傷を防ぐことができる。
At this time, the feedback resistor Rb connected from the output terminal of the
なお、本発明とは異なるが、多出力スイッチング電源の過電流保護回路において、多出力各回路の出力電流のみを検出して、各々の出力の過電流垂下及びそれらの過電流垂下を行わせるようにしたスイッチング電源があった(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、このような電源供給装置100では、過電流が流れるとPMOSトランジスタMaが遮断状態になることから、直流定電圧回路P1〜Pmに接続された各負荷への電源供給が停止し、該各負荷をなす機器が使用できなくなるという問題が有った。更に、該機器を最大電流で使用するケースは少なく、通常該機器は最大電流よりもかなり小さい電流しか消費していないため、ほとんど使用されることのない電力量を確保するために、無駄なスペースとコストがかかっていた。
However, in such a
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、機器で使用される最大電流よりも小さい電流供給能力しか持たない電源や、機器で使用される最大電流よりも小さい電流許容量の半導体チップを使用できるようにし、機器で使用される電流がこのような電流許容量に達しても該機器の動作を継続させることができる電源供給装置及び電源供給方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and has a power supply having a current supply capability smaller than the maximum current used in the device and a current allowance smaller than the maximum current used in the device. It is an object to provide a power supply device and a power supply method capable of using a semiconductor chip having a capacity and capable of continuing the operation of the device even when the current used in the device reaches such a current allowable amount. To do.
この発明に係る電源供給装置は、直流電源からの電源電圧から所定の定電圧を生成して対応する負荷に出力する複数の直流定電圧回路を備えた、複数の負荷に電源供給を行う電源供給装置において、
前記各直流定電圧回路から対応する負荷に出力されるそれぞれの電流を検出し、該検出した各電流値を示す信号をそれぞれ生成して出力する負荷電流検出回路部と、
該負荷電流検出回路部からの各出力信号が示すそれぞれの電流値から、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和を算出し、該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各直流定電圧回路及び前記各負荷の動作制御を行う負荷電流制御回路部と、
を備えるものである。
A power supply apparatus according to the present invention includes a plurality of DC constant voltage circuits that generate a predetermined constant voltage from a power supply voltage from a DC power supply and output the same to a corresponding load, and supply power to a plurality of loads In the device
A load current detection circuit unit that detects each current output from each DC constant voltage circuit to a corresponding load, and generates and outputs a signal indicating each detected current value;
The sum of the output currents of the DC constant voltage circuits is calculated from the current values indicated by the output signals from the load current detection circuit unit. When the calculated current sum exceeds a predetermined value, A load current control circuit unit for controlling the operation of each DC constant voltage circuit and each load so that the sum of output currents of the constant voltage circuit is less than or equal to the predetermined value;
Is provided.
具体的には、前記負荷電流制御回路部は、算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各負荷に対してあらかじめ設定された順番にしたがって消費電流を低減させるようにした。 Specifically, the load current control circuit unit applies the load current control circuit unit to each load so that when the calculated total current exceeds a predetermined value, the total output current of each DC constant voltage circuit is equal to or less than the predetermined value. On the other hand, the current consumption is reduced according to a preset order.
また具体的には、前記負荷電流制御回路部は、算出した電流の総和が所定値を超えると、前記負荷の状態に応じて、消費電流を低減させることが可能な負荷に対して消費電流を低減させるようにしてもよい。 More specifically, the load current control circuit unit, when the total sum of the calculated currents exceeds a predetermined value, determines the current consumption for the load capable of reducing the current consumption according to the state of the load. You may make it reduce.
これらの場合、前記負荷電流制御回路部は、
前記負荷電流検出回路部からの各出力信号が示すそれぞれの電流値をディジタル信号に変換して出力する負荷電流処理回路と、
該負荷電流処理回路から出力された各信号から、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和を算出し、該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各負荷に対して消費電流を低減させる負荷電流制御回路と、
からなり、
前記各直流定電圧回路、負荷電流検出回路部、及び負荷電流処理回路は、1つのICに集積されて形成されるようにした。
In these cases, the load current control circuit unit is
A load current processing circuit that converts each current value indicated by each output signal from the load current detection circuit unit into a digital signal and outputs the digital signal;
From each signal output from the load current processing circuit, the sum of output currents of the DC constant voltage circuits is calculated, and when the calculated sum of currents exceeds a predetermined value, the output current of the DC constant voltage circuits A load current control circuit that reduces the current consumption for each of the loads so that the sum of
Consists of
Each of the DC constant voltage circuit, the load current detection circuit unit, and the load current processing circuit is integrated and formed in one IC.
また、前記各直流定電圧回路、負荷電流検出回路部及び負荷電流制御回路部は、1つのICに集積されて形成されるようにしてもよい。 The DC constant voltage circuit, the load current detection circuit unit, and the load current control circuit unit may be integrated and formed in one IC.
また、この発明に係る電源供給方法は、直流電源からの電源電圧から所定の定電圧を生成して対応する負荷に出力する複数の直流定電圧回路から各負荷に出力されるそれぞれの電流を検出し、該検出した各電流値を示す信号をそれぞれ生成して出力する負荷電流検出回路部と、該負荷電流検出回路部からの各出力信号が示すそれぞれの電流値から前記各直流定電圧回路及び前記各負荷の動作制御を行う負荷電流制御回路部とを備える電源供給装置の電源供給方法において、
前記負荷電流検出回路部で検出された各電流の総和を算出し、
該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各負荷に対してあらかじめ設定された順番にしたがって消費電流を低減させるようにした。
Further, the power supply method according to the present invention detects each current output to each load from a plurality of DC constant voltage circuits that generate a predetermined constant voltage from the power supply voltage from the DC power supply and output it to the corresponding load. A load current detection circuit unit that generates and outputs a signal indicating each detected current value, and each DC constant voltage circuit from each current value indicated by each output signal from the load current detection circuit unit, and In a power supply method of a power supply device comprising a load current control circuit unit for controlling the operation of each load,
Calculate the sum of each current detected by the load current detection circuit unit,
When the calculated sum of currents exceeds a predetermined value, the current consumption is reduced in accordance with a preset order for each load so that the sum of output currents of the DC constant voltage circuits is equal to or less than the predetermined value. Reduced.
本発明の電源供給装置及び電源供給方法によれば、各負荷が構成する機器で必要とする最大消費電流よりも電源供給装置の電流供給能力を小さくすることができるため、最大許容電流の小さい電源用半導体チップを使用することができ、機器の小型化、コストダウン及び省電力を図ることができる。また、各負荷が構成する機器の消費電流が電源供給装置の最大電流供給能力付近になった場合に、該機器のパフォーマンスを低下させるように制御するだけで、従来のような機器の電源をオフして使用できなくなることもなく、使い勝手の優れた機器を提供することができる。 According to the power supply device and the power supply method of the present invention, since the current supply capability of the power supply device can be made smaller than the maximum current consumption required for the equipment constituted by each load, the power supply having a small maximum allowable current The semiconductor chip can be used, and downsizing, cost reduction, and power saving of the device can be achieved. In addition, when the current consumption of the equipment that each load constitutes is close to the maximum current supply capability of the power supply device, it is possible to turn off the power of the conventional equipment simply by controlling the performance of the equipment to be reduced. Thus, it is possible to provide a device that is easy to use without becoming unusable.
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における電源供給装置の例を示したブロック図である。
図1において、電源供給装置1は、m(mは、m>1の整数)個の直流定電圧回路CV1〜CVmと、該直流定電圧回路CV1〜CVmから対応する負荷LD1〜LDmへ出力された各電流(以下、これらを負荷電流と呼ぶ)IL1〜ILmの検出を行い、該検出した負荷電流値を出力する負荷電流検出回路DT1〜DTmとを備えている。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power supply device according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the
更に、電源供給装置1は、負荷電流検出回路DT1〜DTmで検出された各負荷電流IL1〜ILmをA/D変換して記憶する負荷電流処理回路2と、該負荷電流処理回路2から得られる各負荷電流IL1〜ILmに応じて各負荷LD1〜LDmで消費される負荷電流の制御を行う負荷電流制御回路3とを備えている。なお、負荷電流検出回路DT1〜DTmは負荷電流検出回路部をなし、負荷電流処理回路2及び負荷電流制御回路3は負荷電流制御回路部をなす。
直流定電圧回路CV1〜CVmには、直流電源10から所定の直流電圧Vi1〜Vimがそれぞれ入力され、負荷電流検出回路DT1〜DTmは、直流電源10からの対応する直流電圧Vi1〜Vimを電源として作動する。直流電圧Vi1〜Vimは、それぞれ異なる電圧であってもよいし、それぞれ同じ電圧であってもよい。
Further, the
The DC constant voltage circuits CV1 to CVm are respectively input with predetermined DC voltages Vi1 to Vim from the
直流定電圧回路CV1〜CVmは、直流電源10から入力された電圧から所定の定電圧Vo1〜Vomを対応して生成し、該生成した定電圧Vo1〜Vomを対応する負荷LD1〜LDmにそれぞれ出力する。また、このとき直流定電圧回路CV1〜CVmから対応する負荷LD1〜LDmに出力された電流IL1〜ILmは、対応する負荷電流検出回路DT1〜DTmでそれぞれ検出され、負荷電流検出回路DT1〜DTmは、該検出した負荷電流IL1〜ILmを示す信号を負荷電流処理回路2にそれぞれ出力する。
The DC constant voltage circuits CV1 to CVm generate predetermined constant voltages Vo1 to Vom from the voltage input from the
負荷電流処理回路2は、負荷電流検出回路DT1〜DTmから入力された各信号が示すそれぞれの電流値を順次ディジタルデータに変換して負荷電流制御回路3に出力する。負荷電流制御回路3は、負荷電流IL1〜ILmの総和を算出し、該算出した負荷電流IL1〜ILmの総和と、あらかじめ設定された最大電流値とを比較する。該負荷電流の総和が最大電流値より大きい場合は、現在接続されている負荷LD1〜LDmの内、最も優先順位の低い負荷の消費電流の削減を行う。該消費電流の削減方法としては、該当負荷の動作を停止しても構わない場合は該負荷の動作を停止させる。
The load
また、負荷電流制御回路3は、該当負荷の動作を停止させることができない場合は、該負荷の種類に応じて消費電流の削減を行う。例えば負荷がクロック信号に基づいて作動している場合は、負荷電流制御回路3は、該クロック信号の周波数を低下させて負荷の消費電流を低減させる。また、例えば負荷がLED等の照明である場合、負荷電流制御回路3は、該照明の輝度を低下させて消費電流を低減させる。このように優先順位が最も低い負荷に対してこのような消費電流削減方法を行っても、まだ負荷電流IL1〜ILmの総和が最大電流値より大きい場合、負荷電流制御回路3は、2番目に優先順位の低い負荷に対して消費電流の削減を行う。このようにして、負荷電流制御回路3は、負荷電流の総和が所定の最大電流値よりも小さくなるまで、負荷の消費電流の削減を行う。
Further, when the operation of the corresponding load cannot be stopped, the load
一方、負荷電流処理回路2は、マルチプレクサ11と、A/Dコンバータ12と、マルチプレクサ11及びA/Dコンバータ12の動作制御を行う制御回路13と、記憶回路14とで構成されている。マルチプレクサ11には負荷電流検出回路DT1〜DTmからの検出電流値を示す信号がそれぞれ入力され、マルチプレクサ11は、制御回路13からの制御信号MPCに応じて、入力された各信号のいずれか1つをA/Dコンバータ12に出力する。A/Dコンバータ12は、入力された信号をA/D変換して制御回路13に出力し、制御回路13は、A/Dコンバータ13から入力されたディジタル値を記憶回路14に記憶させる。
On the other hand, the load
制御回路13は、同様にして順次、負荷電流検出回路DT1〜DTmで検出された負荷電流を示す各信号をそれぞれディジタル値に変換し、該変換した各ディジタル値を記憶回路14にそれぞれ記憶させる。また、制御回路13がこのような操作を繰り返し行うことによって、記憶回路14には常に直流定電圧回路CV1〜CVmから出力された最新の負荷電流値がそれぞれ保存される。負荷電流制御回路3は、記憶回路14に記憶された最新の負荷電流IL1〜ILmの総和を計算し、該算出した負荷電流の総和と所定の最大電流値との比較を行う。
Similarly, the
ここで、負荷電流制御回路3は、各負荷LD1〜LDmに電源供給を行う優先順位が各負荷LD1〜LDmのそれぞれの使用モード及び使用状態によって逐次変化するため、各使用モード及び各使用状態ごとに優先順位を定めた情報が記憶された情報記憶回路(図示せず)を備えている。負荷電流制御回路3は、負荷電流IL1〜ILmの総和が前記最大電流値より大きい場合、各負荷LD1〜LDmから使用モード及び使用状態をそれぞれ読み取り、前記情報記憶回路に記憶された情報にしたがって、前述したように負荷の消費電流を削減してゆく。
Here, the load
このようにすることによって、各負荷LD1〜LDmの消費電流の総和があらかじめ設定された最大電流値付近になると、各負荷LD1〜LDmのパフォーマンスが多少低下するが、消費電力を低減させ、電源供給装置1を備える機器のスペースを削減することができ、コストの低減を図ることができる。更に、負荷電流の総和が所定の最大電流値を超えても、各負荷LD1〜LDmの機能を突然停止させないようにすることができる。
In this way, when the sum of the current consumption of each load LD1 to LDm is near the preset maximum current value, the performance of each load LD1 to LDm is somewhat degraded, but the power consumption is reduced and the power is supplied. The space of the apparatus provided with the
次に、図2は、直流定電圧回路CVk(k=1〜m)及び負荷電流検出回路DTkの回路例を示した図である。
図2において、直流定電圧回路CVkは、シリーズレギュレータをなし、出力電圧Vokを、抵抗21と抵抗22で分圧し、該分圧電圧Vdと基準電圧発生回路23で生成して出力された所定の基準電圧Vrとの差電圧を誤差増幅器24で増幅する。誤差増幅器24は、非反転入力端に分圧電圧Vdが反転入力端に基準電圧Vrがそれぞれ入力されており、出力端がPチャネル形MOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと呼ぶ)からなる出力制御用トランジスタ25のゲートに接続され、出力制御用トランジスタ25の動作制御を行って、出力電圧Vokが所望の電圧で一定になるようにしている。また、誤差増幅器24は、負荷電流制御回路3からの制御信号Skによって動作制御が行われる。
Next, FIG. 2 is a diagram illustrating circuit examples of the DC constant voltage circuit CVk (k = 1 to m) and the load current detection circuit DTk.
In FIG. 2, the DC constant voltage circuit CVk is a series regulator, and the output voltage Vok is divided by a
一方、負荷電流検出回路DTkは、PMOSトランジスタからなる負荷電流検出用トランジスタ28と抵抗29で形成されており、入力電圧Vikと接地電圧との間に負荷電流検出用トランジスタ28と抵抗29の直列回路が接続されている。負荷電流検出用トランジスタ28のゲートは、直流定電圧回路CVkの誤差増幅器24の出力端に接続されている。このように、負荷電流検出用トランジスタ28は、ゲートとソースが出力制御用トランジスタ25のゲートとソースに対応して接続されている。
On the other hand, the load current detection circuit DTk is formed by a load
また、負荷電流検出用トランジスタ28のチップ面積は、出力制御用トランジスタ25のチップ面積よりも小さくなるように形成されている。このため、負荷電流検出用トランジスタ28に流れる電流は、電圧制御用トランジスタ25に流れる電流よりも小さく、電圧制御用トランジスタ25に流れる電流に比例した値になる。このようなことから、負荷電流検出用トランジスタ28に流れた電流を検出することによって、電圧制御用トランジスタ25に流れた電流を知ることができる。
The chip area of the load
更に、図1において、直流定電圧回路CV1〜CVm、負荷電流検出回路DT1〜DTm及び負荷電流処理回路2を1チップのICに集積して形成することにより、より省電力及び省スペースを図ることができる。また、該ICをなす半導体チップの最大許容電流値を、各負荷電流の最大値の総和以下にすることができるため、チップ面積を小さくすることができ、コストの低減を図ることができる。
Further, in FIG. 1, the DC constant voltage circuits CV1 to CVm, the load current detection circuits DT1 to DTm, and the load
このように、本第1の実施の形態における電源供給装置は、直流定電圧回路CV1〜CVmから対応する負荷LD1〜LDmに出力された電流IL1〜ILmを負荷電流検出回路DT1〜DTmでそれぞれ検出し、負荷電流制御回路3は、該検出された各電流値の総和があらかじめ設定された電流値以上になると、負荷LD1〜LDmにおいて優先順位の低い負荷から順番に消費電流の削減を行うようにした。このことから、各負荷に対する負荷電流の総和が所定値以上になった場合においても、各負荷の動作を継続させながら該負荷電流の総和が所定値未満になるようにすることができる。
As described above, the power supply device in the first embodiment detects the currents IL1 to ILm output from the DC constant voltage circuits CV1 to CVm to the corresponding loads LD1 to LDm by the load current detection circuits DT1 to DTm, respectively. The load
第2の実施の形態.
前記第1の実施の形態では、負荷LD1〜LDmに対する消費電流の削減をCPUからなる負荷電流制御回路3で行うようにしたが、このような負荷電流制御回路3の動作を負荷電流処理回路2で行うようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第2の実施の形態とする。
図3は、本発明の第2の実施の形態における電源供給装置の例を示したブロック図である。なお、図3では、図1と同じものは同じ符号で示すと共に、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
Second embodiment.
In the first embodiment, the current consumption for the loads LD1 to LDm is reduced by the load
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a power supply apparatus according to the second embodiment of the present invention. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted here, and only differences from FIG. 1 are described.
図3における図1との相違点は、図1の負荷電流処理回路2にシーケンサ及び演算回路からなる負荷電流制御回路33を設けたことにあり、これに伴って図1の負荷電流処理回路2を負荷電流処理回路32に、図1の電源供給装置1を電源供給装置31にしたことにある。
図3において、電源供給装置31は、直流定電圧回路CV1〜CVmと、負荷電流検出回路DT1〜DTmと、該負荷電流検出回路DT1〜DTmで検出された各負荷電流IL1〜ILmに応じて各負荷LD1〜LDmで消費される負荷電流の制御を行う負荷電流処理回路32とを備えている。
3 is different from FIG. 1 in that the load
In FIG. 3, the
負荷電流処理回路32は、負荷電流検出回路DT1〜DTmから入力された各信号が示すそれぞれの電流値を順次ディジタルデータに変換し、負荷電流IL1〜ILmの総和を算出する。更に、該算出した負荷電流の総和と、あらかじめ設定された最大電流値とを比較する。該負荷電流の総和が最大電流値より大きい場合は、現在接続されている負荷LD1〜LDmの内、最も優先順位の低い負荷の消費電流の削減を行う。該消費電流の削減方法としては、該当負荷の動作を停止しても構わない場合は該負荷の動作を停止させる。
The load
また、負荷電流処理回路32は、該当負荷の動作を停止させることができない場合は、該負荷の種類に応じて消費電流の削減を行う。例えば負荷がクロック信号に基づいて作動している場合は、負荷電流処理回路32は、該クロック信号の周波数を低下させて負荷の消費電流を低減させる。また、例えば負荷がLED等の照明である場合、負荷電流処理回路32は、該照明の輝度を低下させて消費電流を低減させる。このように優先順位が最も低い負荷に対してこのような消費電流削減方法を行っても、まだ負荷電流IL1〜ILmの総和が最大電流値より大きい場合、負荷電流処理回路32は、2番目に優先順位の低い負荷に対して消費電流の削減を行う。このようにして、負荷電流処理回路32は、負荷電流の総和が所定の最大電流値よりも小さくなるまで、負荷の消費電流の削減を行う。
Further, when the operation of the corresponding load cannot be stopped, the load
ここで、負荷電流処理回路32は、マルチプレクサ11と、A/Dコンバータ12と、制御回路13と、記憶回路14と、得られる各負荷電流IL1〜ILmに応じて各負荷LD1〜LDmで消費される負荷電流IL1〜ILmの制御を行う、シーケンサ及び演算回路からなる負荷電流制御回路33とを備えている。なお、負荷電流処理回路32は負荷電流制御回路部をなす。また、負荷電流制御回路33による負荷電流IL1〜ILmの制御動作は、図1の負荷電流制御回路3と同様であるのでその説明を省略する。
Here, the load
このように、本第2の実施の形態における電源供給装置は、負荷電流処理回路32に負荷電流制御回路33を設けるようにしたことから、前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、直流定電圧回路CV1〜CVm、負荷電流検出回路DT1〜DTm及び負荷電流処理回路32を1チップのICに集積して形成することにより、より省電力及び省スペースを図ることができる。また、該ICをなす半導体チップの最大許容電流値を、各負荷電流の最大値の総和以下にすることができるため、チップ面積を小さくすることができ、コストの低減を図ることができる。
As described above, since the power supply apparatus according to the second embodiment is provided with the load
第3の実施の形態.
前記第1及び第2の各実施の形態では、負荷LD1〜LDmにおいてあらかじめ決定された優先順位の低い負荷から順番に消費電流の削減を行うようにしたが、負荷LD1〜LDmの状態に応じて優先順位を変えるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第3の実施の形態とする。
なお、本発明の第3の実施の形態における電源供給装置の例を示したブロック図は、図1の負荷電流制御回路3の動作が異なることから、図1の負荷電流制御回路3を負荷電流制御回路3aにすると共に図1の電源供給装置1を電源供給装置1aにした以外は図1と同じであるので省略する。
Third embodiment.
In each of the first and second embodiments, the current consumption is reduced in order from the load with the lowest priority determined in advance in the loads LD1 to LDm, but depending on the state of the loads LD1 to LDm. The priority order may be changed, and this is the third embodiment of the present invention.
The block diagram showing an example of the power supply apparatus in the third embodiment of the present invention is different from the operation of the load
負荷電流制御回路3aは、負荷電流検出回路DT1〜DTmでそれぞれ検出された各電流値の総和があらかじめ設定された電流値α以上になると、負荷LD1〜LDmの状態に応じて負荷LD1〜LDmに対して消費電流の削減を行うと共に、直流定電圧回路CV1〜CVmの動作制御を行う。負荷電流制御回路3aは、各直流定電圧回路CV1〜CVmに対して、動作を停止させたり、消費電流を低下させる低消費電流動作モードで動作させることができる。
図4は、負荷電流制御回路3aの動作例を示したフローチャートであり、図4を用いて負荷電流制御回路3aの動作についてもう少し詳細に説明する。
When the sum of the current values detected by the load current detection circuits DT1 to DTm exceeds a preset current value α, the load current control circuit 3a applies the load LD1 to LDm according to the state of the loads LD1 to LDm. On the other hand, current consumption is reduced and operation control of the DC constant voltage circuits CV1 to CVm is performed. The load current control circuit 3a can operate each of the DC constant voltage circuits CV1 to CVm in the low current consumption operation mode in which the operation is stopped or the current consumption is reduced.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the load current control circuit 3a. The operation of the load current control circuit 3a will be described in more detail with reference to FIG.
図4において、まず最初に、負荷電流制御回路3aは、記憶回路14から各負荷電流IL1〜ILmの電流値を示すそれぞれのデータを読み出して負荷電流IL1〜ILmの総和を算出する(ステップST1)。次に、負荷電流制御回路3aは、算出した電流の総和が所定値αを超えているか否かを調べ(ステップST2)、所定値αを超えていない場合(NO)はステップST1に戻り、所定値αを超えている場合(YES)は、直流定電圧回路CV1〜CVmの内、対応する負荷が電流を消費していない直流定電圧回路が有るか否かを調べる(ステップST3)。負荷電流制御回路3aは、ステップST3で、対応する負荷が電流を消費していない直流定電圧回路が有る場合(YES)は、該当する直流定電圧回路の動作を停止させて(ステップST4)、ステップST1に戻る。
In FIG. 4, first, the load current control circuit 3a reads the respective data indicating the current values of the load currents IL1 to ILm from the
負荷電流制御回路3aは、ステップST3で、対応する負荷が電流を消費していない直流定電圧回路がない場合(NO)は、直流定電圧回路CV1〜CVmの内、低消費電流動作モードで作動させることができる直流低電圧回路が有るか否かを調べる(ステップST5)。負荷電流制御回路3aは、ステップST5で、低消費電流動作モードで作動させることができる直流定電圧回路が有る場合(YES)は、該当する直流定電圧回路を低消費電流動作モードで作動させて(ステップST6)、ステップST1に戻る。負荷電流制御回路3aは、ステップST5で、低消費電流動作モードで作動させることができる直流定電圧回路がない場合(NO)は、負荷LD1〜LDmの内、クロック信号の周波数を低下させることができる負荷が有るか否かを調べる(ステップST7)。 The load current control circuit 3a operates in the low current consumption operation mode among the DC constant voltage circuits CV1 to CVm when there is no DC constant voltage circuit in which the corresponding load does not consume current in step ST3 (NO). It is checked whether or not there is a DC low voltage circuit that can be operated (step ST5). When there is a DC constant voltage circuit that can be operated in the low current consumption operation mode in step ST5 (YES), the load current control circuit 3a operates the corresponding DC constant voltage circuit in the low current consumption operation mode. (Step ST6), it returns to step ST1. If there is no DC constant voltage circuit that can be operated in the low current consumption operation mode in step ST5 (NO), the load current control circuit 3a may reduce the frequency of the clock signal among the loads LD1 to LDm. It is checked whether or not there is a load that can be performed (step ST7).
負荷電流制御回路3aは、ステップST7で、クロック信号の周波数を低下させることができる負荷が有る場合(YES)は、該当する負荷のクロック信号の周波数を低下させて(ステップST8)、ステップST1に戻る。負荷電流制御回路3aは、ステップST7で、クロック信号の周波数を低下させることができる負荷がない場合(NO)、負荷LD1〜LDmの内、LEDの輝度を低下させる等して消費電流の低減を行うことができる負荷が有るか否かを調べる(ステップST9)。負荷電流制御回路3aは、ステップST9で、消費電流の低減を行うことができる負荷が有る場合(YES)は、該当する負荷に対して消費電流を低減させて(ステップST10)、ステップST1に戻り、ステップST9で、消費電流の低減を行うことができる負荷がない場合(NO)は、ステップST1に戻る。 When there is a load that can reduce the frequency of the clock signal in step ST7 (YES), the load current control circuit 3a reduces the frequency of the clock signal of the corresponding load (step ST8) and goes to step ST1. Return. When there is no load capable of lowering the frequency of the clock signal in step ST7 (NO), the load current control circuit 3a reduces the current consumption by reducing the luminance of the LEDs among the loads LD1 to LDm. It is checked whether there is a load that can be performed (step ST9). When there is a load that can reduce the current consumption in step ST9 (YES), the load current control circuit 3a reduces the current consumption with respect to the corresponding load (step ST10), and returns to step ST1. In step ST9, when there is no load capable of reducing current consumption (NO), the process returns to step ST1.
このようにして、負荷電流制御回路3aは、算出した負荷電流IL1〜ILmの総和に応じて、各直流定電圧回路CV1〜CVm及び各負荷LD1〜LDmの動作制御を行う。 In this way, the load current control circuit 3a controls the operations of the DC constant voltage circuits CV1 to CVm and the loads LD1 to LDm in accordance with the calculated sum of the load currents IL1 to ILm.
なお、前記説明では、第1の実施の形態における構成の電源供給装置を例にして説明したが、本第3の実施の形態は、第2の実施の形態における構成の電源供給装置にも適用することができることは言うまでもない。本第3の実施の形態を前記第2の実施の形態の電源供給装置に適用した場合、本発明の第3の実施の形態における電源供給装置の例を示したブロック図は、図3の負荷電流制御回路33の動作が異なることから、図3の負荷電流制御回路33を負荷電流制御回路33aにすると共に図3の電源供給装置31を電源供給装置31aにした以外は図3と同じであるので省略する。また、負荷電流制御回路33aは、負荷電流制御回路3aと同様の動作を行い、負荷電流制御回路33aの動作例を示したフローチャートは、図4の負荷電流制御回路3aを負荷電流制御回路33aにする以外は図4と同じであるのでその説明を省略する。
In the above description, the power supply device having the configuration in the first embodiment has been described as an example. However, the third embodiment is also applied to the power supply device having the configuration in the second embodiment. It goes without saying that you can do it. When the third embodiment is applied to the power supply device of the second embodiment, the block diagram showing an example of the power supply device in the third embodiment of the present invention is the load shown in FIG. Since the operation of the
このように、本第3の実施の形態における電源供給装置は、負荷電流制御回路が、負荷電流検出回路DT1〜DTmでそれぞれ検出された各電流値の総和があらかじめ設定された電流値α以上になると、負荷LD1〜LDmの状態に応じて負荷LD1〜LDmに対して消費電流の削減を行うと共に、直流定電圧回路CV1〜CVmの動作制御を行うようにした。このことから、前記第1及び第2の各実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、機器の消費電流が設定した最大電流近くになった場合は、機器のパフォーマンスは多少落ちるが消費電力を低減させることができ、機器の小型化及びコストの低減を図ることができる。更に、従来のように最大電流を超えたような場合にも、突然機器の機能が停止するということを防止することができる。 As described above, in the power supply device according to the third embodiment, the load current control circuit causes the sum of the current values detected by the load current detection circuits DT1 to DTm to be greater than or equal to the preset current value α. In this case, current consumption is reduced for the loads LD1 to LDm in accordance with the states of the loads LD1 to LDm, and operation control of the DC constant voltage circuits CV1 to CVm is performed. Thus, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and when the current consumption of the device is close to the set maximum current, the performance of the device is slightly reduced but consumed. Electric power can be reduced, and the size and cost of the device can be reduced. Furthermore, even when the maximum current is exceeded as in the prior art, it is possible to prevent the function of the device from suddenly stopping.
なお、前記第1から第3の各実施の形態において、負荷LD1〜LDmは、1つの機器における各機能をそれぞれなしていてもよい。 In the first to third embodiments, the loads LD1 to LDm may each function in one device.
1,31 電源供給装置
2,32 負荷電流処理回路
3,33 負荷電流制御回路
10 直流電源
11 マルチプレクサ
12 A/Dコンバータ
13 制御回路
CV1〜CVm 直流定電圧回路
DT1〜DTm 負荷電流検出回路
LD1〜LDm 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記各直流定電圧回路から対応する負荷に出力されるそれぞれの電流を検出し、該検出した各電流値を示す信号をそれぞれ生成して出力する負荷電流検出回路部と、
該負荷電流検出回路部からの各出力信号が示すそれぞれの電流値から、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和を算出し、該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各直流定電圧回路及び前記各負荷の動作制御を行う負荷電流制御回路部と、
を備えることを特徴とする電源供給装置。 In a power supply device for supplying power to a plurality of loads, including a plurality of DC constant voltage circuits that generate a predetermined constant voltage from a power supply voltage from a DC power source and output the generated constant voltage to a corresponding load.
A load current detection circuit unit that detects each current output from each DC constant voltage circuit to a corresponding load, and generates and outputs a signal indicating each detected current value;
The sum of the output currents of the DC constant voltage circuits is calculated from the current values indicated by the output signals from the load current detection circuit unit. When the calculated current sum exceeds a predetermined value, A load current control circuit unit for controlling the operation of each DC constant voltage circuit and each load so that the sum of output currents of the constant voltage circuit is less than or equal to the predetermined value;
A power supply device comprising:
前記負荷電流検出回路部からの各出力信号が示すそれぞれの電流値をディジタル信号に変換して出力する負荷電流処理回路と、
該負荷電流処理回路から出力された各信号から、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和を算出し、該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各負荷に対して消費電流を低減させる負荷電流制御回路と、
からなり、
前記各直流定電圧回路、負荷電流検出回路部、及び負荷電流処理回路は、1つのICに集積されて形成されることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電源供給装置。 The load current control circuit unit is
A load current processing circuit that converts each current value indicated by each output signal from the load current detection circuit unit into a digital signal and outputs the digital signal;
From each signal output from the load current processing circuit, the sum of output currents of the DC constant voltage circuits is calculated, and when the calculated sum of currents exceeds a predetermined value, the output current of the DC constant voltage circuits A load current control circuit that reduces the current consumption for each of the loads so that the sum of
Consists of
4. The power supply device according to claim 1, wherein each of the DC constant voltage circuits, the load current detection circuit unit, and the load current processing circuit are integrated in a single IC.
前記負荷電流検出回路部で検出された各電流の総和を算出し、
該算出した電流の総和が所定値を超えると、前記各直流定電圧回路の出力電流の総和が該所定値以下になるように、前記各負荷に対してあらかじめ設定された順番にしたがって消費電流を低減させることを特徴とする電源供給方法。 A signal indicating each detected current value by detecting each current output to each load from a plurality of DC constant voltage circuits that generate a predetermined constant voltage from the power supply voltage from the DC power supply and output it to the corresponding load Load current detection circuit section for generating and outputting each of the load current control circuit, and load current control for controlling the operation of each DC constant voltage circuit and each load from each current value indicated by each output signal from the load current detection circuit section In a power supply method of a power supply device comprising a circuit unit,
Calculate the sum of each current detected by the load current detection circuit unit,
When the calculated sum of currents exceeds a predetermined value, the current consumption is reduced in accordance with a preset order for each load so that the sum of output currents of the DC constant voltage circuits is equal to or less than the predetermined value. A power supply method characterized by reducing.
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