JP2009171670A - Power circuit and power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路および電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply circuit and a power supply system.
集積回路を用いた電子機器では、商用電源からリニアレギュレータ、スイッチングレギュレータ等を用いて複数の電源電圧を生成して使用している。 In an electronic device using an integrated circuit, a plurality of power supply voltages are generated and used from a commercial power supply using a linear regulator, a switching regulator, or the like.
従来、複数の電源電圧で動作する集積回路に、動作開始信号を用いて複数の電源電圧を同時に印加する場合、電源回路素子の製造ばらつきや経時変化により、各電源電圧の立ち上がり特性にずれが生じる問題があった。そのため、集積回路の動作に支障をきたす恐れがあった。 Conventionally, when a plurality of power supply voltages are simultaneously applied to an integrated circuit that operates with a plurality of power supply voltages using an operation start signal, the rising characteristics of the power supply voltages vary due to manufacturing variations of the power supply circuit elements and changes over time. There was a problem. For this reason, there is a risk of hindering the operation of the integrated circuit.
これに対して、複数の基準電源の立ち上がり・立下がり特性を一致させる複数出力電源回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, a multi-output power supply circuit that matches rising / falling characteristics of a plurality of reference power supplies is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示された電源回路は、原基準電圧から複数の基準電圧を生成する複数出力電源回路であって、原基準電圧の立ち上がり・立下がり特性をもとに、該複数の基準電圧の各々の立ち上がり・立下がり特性を一致させる制御回路を、該複数の基準電圧に各々直列に具備している。
制御回路は、該複数の基準電圧に直列に接続されたスイッチング手段で構成され、スイッチング手段の制御端子はバイアス回路に接続されている。バイアス回路は、原基準電圧からツェナーダイオード、抵抗素子、容量素子、制御端子、および可変抵抗素子を介して該複数の基準電圧の一端に接続されている。
The power supply circuit disclosed in
The control circuit includes switching means connected in series to the plurality of reference voltages, and a control terminal of the switching means is connected to a bias circuit. The bias circuit is connected to one end of the plurality of reference voltages from the original reference voltage via a Zener diode, a resistor element, a capacitor element, a control terminal, and a variable resistor element.
然しながら、特許文献1に開示された電源回路は、第1出力電圧に遅延させて第2および第3出力電圧の立ち上がり・立下がり特性を一致させるものなので、全ての出力電圧の立ち上がり・立下がり特性を一致させることができないという問題がある。
また、立ち上がり・立下がり特性を一致させる制御回路が直列に接続されているので、制御回路の電圧損失が発生し、無駄な電力が消費されるという問題がある。
In addition, since the control circuits that match the rising and falling characteristics are connected in series, there is a problem that voltage loss occurs in the control circuit and wasteful power is consumed.
本発明は、立ち上がり特性が制御可能な電源回路および電源システムを提供する。 The present invention provides a power supply circuit and a power supply system whose rise characteristics can be controlled.
本発明の一態様の電源回路は、電源電圧と基準電位間に接続され、前記電源電圧を変圧した出力電圧を出力する電圧出力部と、前記出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、前記帰還電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記電圧出力部に帰還制御する電圧制御部と、前記帰還電圧として、前記出力電圧に等しい第1帰還電圧または前記出力電圧を分圧して得た第2帰還電圧を選択する第1選択回路と、前記基準電圧として、前記第1帰還電圧の基準となる第1基準電圧または前記第2帰還電圧の基準となる第2基準電圧を選択する第2選択回路と、前記第2帰還電圧と前記第2基準電圧とを比較する比較回路とを有し、前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以下のときに、前記第1帰還電圧および前記第1基準電圧を選択し、前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以上のときに、前記第2帰還電圧および前記第2基準電圧を選択する電圧選択手段と、を具備することを特徴としている。 A power supply circuit of one embodiment of the present invention is connected between a power supply voltage and a reference potential, and compares a voltage output unit that outputs an output voltage obtained by transforming the power supply voltage with a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage. And a voltage control unit that performs feedback control to the voltage output unit so that the feedback voltage is equal to the reference voltage, and the feedback voltage is obtained by dividing the first feedback voltage or the output voltage that is equal to the output voltage. A first selection circuit that selects the second feedback voltage; and a first reference voltage that serves as a reference for the first feedback voltage or a second reference voltage that serves as a reference for the second feedback voltage as the reference voltage. And a comparison circuit that compares the second feedback voltage with the second reference voltage, and when the second feedback voltage is equal to or lower than the second reference voltage, the first feedback voltage and the second feedback voltage Select the first reference voltage, before When the second feedback voltage is more than the second reference voltage, it is characterized by comprising a voltage selecting means for selecting the second feedback voltage and the second reference voltage.
本発明の一態様の電源システムは、電源電圧と基準電位間に接続され、前記電源電圧を変圧した出力電圧を出力する電圧出力部と、前記出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、前記帰還電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記電圧出力部に帰還制御する電圧制御部と、前記帰還電圧として、前記出力電圧に等しい第1帰還電圧または前記出力電圧を分圧して得た第2帰還電圧を選択する第1選択回路と、前記基準電圧として、前記第1帰還電圧の基準となる第1基準電圧または前記第2帰還電圧の基準となる第2基準電圧を選択する第2選択回路と、前記第2帰還電圧と前記第2基準電圧とを比較する比較回路とを有し、前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以下のときに、前記第1帰還電圧および前記第1基準電圧を選択し、前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以上のときに、前記第2帰還電圧および前記第2基準電圧を選択する電圧選択手段とを備えた複数の電源回路を具備し、前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧に等しくなる設定電圧が一番高い前記電源回路をマスターとし、前記マスターを除く前記電源回路をスレーブとし、前記マスターは、予め前記第2帰還電圧と前記第2基準電圧とを選択し、前記スレーブは、前記第1基準電圧を前記マスターの前記出力電圧に等しく設定することにより、前記スレーブの前記出力電圧が前記マスターの前記出力電圧をトラッキングし、前記設定電圧まで立ち上がる第1制御モードと、前記スレーブの前記出力電圧が前記設定電圧に維持される第2制御モードとを具備することを特徴としている。 A power supply system according to an aspect of the present invention compares a voltage output unit connected between a power supply voltage and a reference potential and outputs an output voltage obtained by transforming the power supply voltage, and a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage And a voltage control unit that performs feedback control to the voltage output unit so that the feedback voltage is equal to the reference voltage, and the feedback voltage is obtained by dividing the first feedback voltage or the output voltage that is equal to the output voltage. A first selection circuit that selects the second feedback voltage; and a first reference voltage that serves as a reference for the first feedback voltage or a second reference voltage that serves as a reference for the second feedback voltage as the reference voltage. And a comparison circuit that compares the second feedback voltage with the second reference voltage, and when the second feedback voltage is equal to or lower than the second reference voltage, the first feedback voltage and the second feedback voltage Select the first reference voltage A plurality of power supply circuits comprising: a voltage selection means for selecting the second feedback voltage and the second reference voltage when the second feedback voltage is equal to or higher than the second reference voltage; The power supply circuit having the highest setting voltage equal to the second reference voltage is set as a master, and the power supply circuit excluding the master is set as a slave, and the master previously stores the second feedback voltage and the second reference voltage. The slave sets the first reference voltage equal to the output voltage of the master, so that the output voltage of the slave tracks the output voltage of the master and rises to the set voltage. And a second control mode in which the output voltage of the slave is maintained at the set voltage.
本発明によれば、立ち上がり特性が制御可能な電源回路および電源システムが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a power supply circuit and a power supply system whose rise characteristics can be controlled.
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.
本発明の実施例1に係る電源回路について図1乃至図3を用いて説明する。図1は実施例1に係る電源回路を示す回路図、図2は電源回路の選択回路を示す回路図、図3は電源回路の動作を示すタイミングチャートである。
A power supply circuit according to
図1に示すように、本実施例の電源回路10は、電源電圧Vinと基準電位GND間に接続され、電源電圧Vinを変圧した出力電圧Voutを出力する電圧出力部11と、出力電圧Voutに応じた帰還電圧Vfbと、基準電圧Vrefとを比較し、帰還電圧Vfbが基準電圧Vrefに等しくなるように電源部11に帰還制御する電圧制御部12とを具備している。
As shown in FIG. 1, the
更に、電源回路10は、帰還電圧Vfbとして、出力電圧Voutに等しい第1帰還電圧Vfb1または出力電圧Voutを分圧して得た第2帰還電圧Vfb2を選択する第1選択回路13と、基準電圧Vrefとして、第1帰還電圧Vfb1の基準となる第1基準電圧Vref1または第2帰還電圧Vfb2の基準となる第2基準電圧Vref2を選択する第2選択回路14と、第2帰還電圧Vfb2と第2基準電圧Vreff2とを比較する比較回路15とを有し、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以下のときに、第1帰還電圧Vfb1および第1基準電圧Vref1を選択し、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以上のときに、第2帰還電圧Vfb2および第2基準電圧Vref2を選択する電圧選択手段16と、を具備している。
Further, the
電圧出力部11は、直列接続された第1トランジスタM1と第2トランジスタM2とを有する出力回路17と、例えば三角波の繰り返し信号Voscと制御信号Verとを比較するコンパレータ18と、コンパレータ18の比較結果に応じて出力回路17を駆動する駆動回路19と、を具備している。
The
出力回路17は、第1トランジスタM1が、例えばpチャネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下、p−MOSトランジスタと言う)であり、第2トランジスタM2が、例えばnチャネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下、n−MOSトランジスタと言う)であり、所謂トーテンポール型に接続されている。
In the
第1トランジスタM1のソースが電源電圧Vinに接続され、第1トランジスタM1のドレインが第2トランジスタM2のドレインに接続され、第2トランジスタM2のソースが基準電位GNDに接続されている。第1および第2トランジスタM1、M2のゲートが制御回路19にそれぞれ接続されている。
The source of the first transistor M1 is connected to the power supply voltage Vin, the drain of the first transistor M1 is connected to the drain of the second transistor M2, and the source of the second transistor M2 is connected to the reference potential GND. The gates of the first and second transistors M1 and M2 are connected to the
第1トランジスタM1のドレインと第2トランジスタM2のドレインの接続ノードN1には、出力回路17のPWM制御された直流電圧を平滑化するインダクタLとキャパシタCとの平滑回路が接続され、例えば電源電圧Vinが3〜5Vに対して1.2〜3.3V程度の平滑化された出力電圧Voutが負荷(図示せず)に供給される。
A connection node N1 between the drain of the first transistor M1 and the drain of the second transistor M2 is connected to a smoothing circuit of an inductor L and a capacitor C that smoothes the PWM-controlled DC voltage of the
電圧制御部12は、負入力端子が第1選択回路13の共通端子zに接続され、正入力端子が第2選択回路14の共通端子zに接続され、出力端子がコンパレータ18の正入力端子に接続された差動増幅器20を具備している。
The
第1選択回路13および第2選択回路14は、例えばMOSトランジスタを有する双投スイッチである(以後、選択回路を双投スイッチともいう)。
双投スイッチは、第1端子xと、第2端子yと、共通端子zとを有し、第1端子xはノーマリーオン接点であり、第2端子yはノーマリーオフ接点である。
The
The double throw switch has a first terminal x, a second terminal y, and a common terminal z. The first terminal x is a normally-on contact, and the second terminal y is a normally-off contact.
第1選択回路13は、第1端子xが出力電圧Voutに等しい第1帰還電圧Vfb1に接続され、第2端子yが出力電圧Voutを分圧して第2帰還電圧Vfb2を生成する抵抗R1、R2の接続ノードN2に接続されている。
ここで、差動増幅器20が安定に動作するように、第1端子xは抵抗R3を介して基準電位GNDに接続しておくことが望ましい。
The
Here, it is desirable that the first terminal x is connected to the reference potential GND via the resistor R3 so that the
双投スイッチ14は、第1端子xが外部から供給される第1基準電圧Vref1に接続され、第2端子yが内部の第2基準電圧Vref2に接続されている。
The
比較回路15は、例えばコンパレータで、正入力端子がノードN2に接続され、負入力端子が第2基準電圧Vref2に接続され、出力端子が第1選択回路13および第2選択回路14の制御端子に接続されている。
The
比較回路15は、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以下のときに、“L”レベルの選択信号Vsltを出力し、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以上のときに、H”レベルの選択信号Vsltを出力する。
The
図2は、MOSトランジスタを2個用い、互いに相補的に作動するように構成した双投スイッチ13を示す回路図である。
図2に示すように、ソースが共通接続されたn−MOSトランジスタ30、31と、n−MOSトランジスタ30のゲートとn−MOSトランジスタ31のゲートとを接続するインバータ32とを具備している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a
As shown in FIG. 2, there are provided n-
双投スイッチ13は、選択信号Vsltが“L”レベルの時に、n−MOSトランジスタ30がオン、n−MOSトランジスタ31がオフになり、選択信号Vsltが“H”レベルの時に、n−MOSトランジスタ30がオフ、n−MOSトランジスタ31がオンになる。
The
従って、n−MOSトランジスタ30、31の共通接続されたソースが、双投スイッチ13の共通端子zとなり、インバータ32を介したn−MOSトランジスタ30のドレインが双投スイッチ13の第1端子xとなり、n−MOSトランジスタ31のドレインが双投スイッチ13の第2端子yとなる。双投スイッチ14についても、同様であり、その説明は省略する。
Accordingly, the commonly connected source of the n-
電源回路10は、外部から動作開始信号ENが入力されると、電源回路10に電源が供給され、電圧出力部11、電圧制御部12、電圧選択手段16が動作を開始するように設定されている。
When the operation start signal EN is input from the outside, the
電圧出力部11は、出力回路17に時定数の大きなインダクタLとキャパシタCの平滑回路が接続されているので、電圧制御部12、電圧選択手段16に比べて、立ち上がりが遅くなる。即ち、出力電圧Voutの立ち上がり時間に比べて、電圧制御部12、電圧選択手段16の立ち上がり時間はほぼ無視できるレベルにある。
Since the
図3は電源回路10の動作を示すタイミングチャートで、外部から動作開始信号ENが入力されると同時に、外部からランプ状に立ち上がる第1基準信号Vref1が入力される場合を示している。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the
図3に示すように、時間tがt0のときに、電源回路10に動作開始信号ENが入力されると、電圧制御部12、電圧選択手段16が瞬時に動作を開始し、第2帰還電圧Vref2が第2基準電圧Vref2以下なので、選択信号Vsltは“L”レベルになる。
As shown in FIG. 3, when the operation start signal EN is input to the
これにより、帰還電圧Vfbとして第1帰還電圧Vfb1が選択され、基準信号として第1基準信号Vref1が選択される。
出力電圧Voutは、第1帰還電圧Vfb1がランプ状に立ち上がる第1基準信号Vref1に等しくなるように帰還制御されるので、第1基準信号Vref1をトラッキングして立ち上がる。
As a result, the first feedback voltage Vfb1 is selected as the feedback voltage Vfb, and the first reference signal Vref1 is selected as the reference signal.
The output voltage Vout is feedback-controlled so that the first feedback voltage Vfb1 is equal to the first reference signal Vref1 that rises in a ramp shape, and thus rises by tracking the first reference signal Vref1.
次に、時間tがt1のときに、出力電圧Voutが、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2に等しくなる設定電圧Vsetに達すると、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以上なので、選択信号Vsltは“H”レベルになる。 Next, when the output voltage Vout reaches the set voltage Vset at which the second feedback voltage Vfb2 is equal to the second reference voltage Vref2 when the time t is t1, the second feedback voltage Vfb2 is equal to or higher than the second reference voltage Vref2. The selection signal Vslt becomes “H” level.
これにより、帰還電圧Vfbとして第2帰還電圧Vfb2が選択され、基準信号として第2基準信号Vref2が選択される。
出力電圧Voutは、第2帰還電圧Vfb2が一定の第2基準信号Vref2に等しくなるように帰還制御されるので、設定電圧Vsetに維持される。
As a result, the second feedback voltage Vfb2 is selected as the feedback voltage Vfb, and the second reference signal Vref2 is selected as the reference signal.
The output voltage Vout is feedback-controlled so that the second feedback voltage Vfb2 is equal to the constant second reference signal Vref2, and thus is maintained at the set voltage Vset.
ここで、出力電圧Voutが設定電圧Vsetに達し、選択信号Vsltが“H”レベルになった後は、選択信号Vsltは“H”レベルに保持されるようにしておく必要がある。
具体的には、比較回路15の出力端に、動作開始信号ENが入力される度にリセットされるRSフリップフロップを接続し、比較回路15が“H”レベルを出力すると、RSフリップフロップが比較回路15の出力をラッチし、“H”レベルを保持し続けるようにすれば良い。
Here, after the output voltage Vout reaches the set voltage Vset and the selection signal Vslt becomes “H” level, the selection signal Vslt needs to be held at “H” level.
Specifically, an RS flip-flop that is reset every time the operation start signal EN is input is connected to the output terminal of the
時間tがt0〜t1のときが、出力電圧Voutが第1基準電圧Vref1をトラッキングして立ち上がる第1制御モードであり、時間tがt1以降のときが、出力電圧Voutが設定電圧Vsetに維持される第2制御モードである。 The time t is from t0 to t1 is the first control mode in which the output voltage Vout rises by tracking the first reference voltage Vref1, and when the time t is after t1, the output voltage Vout is maintained at the set voltage Vset. The second control mode.
従って、第1基準電圧Vref1をトラッキングして、出力電圧Voutを設定電圧Vsetまで立ち上げることが可能である。 Therefore, it is possible to raise the output voltage Vout to the set voltage Vset by tracking the first reference voltage Vref1.
以上説明したように、本実施例の電源回路10は、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以下のときに、第1帰還電圧Vfb1および第1基準電圧Vref1を選択し、第2帰還電圧Vfb2が第2基準電圧Vref2以上のときに、第2帰還電圧Vfb2および第2基準電圧Vref2を選択する電圧選択手段16を具備している。
As described above, the
その結果、第1基準電圧Vref1をトラッキングして、出力電圧Voutを設定電圧Vsetまで立ち上げることができる。従って、立ち上がり特性が制御可能な電源回路10が得られる。
As a result, the first reference voltage Vref1 can be tracked and the output voltage Vout can be raised to the set voltage Vset. Therefore, the
ここでは、第1基準電圧Vref1がランプ状に立ち上がる場合について説明したが、階段状、指数関数状、S字状に立ち上がる電圧であっても構わない。第1基準電圧Vref1の立ち上がり特性に応じて、電源回路10の起動特性をフレキシブルに設定することができる。
Although the case where the first reference voltage Vref1 rises in a ramp shape has been described here, it may be a voltage that rises in a staircase shape, an exponential function shape, or an S shape. The starting characteristic of the
第1および第2選択回路13、14が、n−MOSトランジスタを2個用いた双投スイッチである場合について説明したが、p―MOSトランジスタとn−MOSトランジスタを有するトランスミッションゲートを用いた双投スイッチとしても構わない。
Although the case where the first and
出力回路17の第1および第2トランジスタM1、M2がMOSトランジスタである場合について説明したが、バイポーラトランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)で構成することもできる。
バイポーラトランジスタやIGBTを用いる場合には、MOSトランジスタと異なり寄生ダイオードを有していないので、回生電流を逃がすためのダイオードを外付けする必要がある。
Although the case where the first and second transistors M1 and M2 of the
In the case of using a bipolar transistor or IGBT, unlike a MOS transistor, it does not have a parasitic diode. Therefore, it is necessary to externally attach a diode for releasing a regenerative current.
電圧出力部10が、降圧型のDC―DCコンバータである場合について説明したが、別の電圧出力部であっても構わない。
例えば図4(a)に示す昇圧型のDC―DCコンバータでも構わない。また、図4(b)に示す、リニアレギュレータであっても構わない。
Although the case where the
For example, a step-up DC-DC converter shown in FIG. Moreover, the linear regulator shown in FIG.4 (b) may be sufficient.
繰り返し信号Voscが三角波の場合について説明したが、他の繰り返し信号、例えば台形波であっても構わない。 Although the case where the repetitive signal Vosc is a triangular wave has been described, another repetitive signal such as a trapezoidal wave may be used.
本発明の実施例2に係る電源システムについて、図5および図6を用いて説明する。図5は電源システムの構成を示すブロック図、図6は電源システムの動作を、比較例と対比して示すタイミングチャートで、図6(a)が本実施例を示すタイミングチャート、図6(b)が比較例を示すタイミングチャートである。
A power supply system according to
本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例1と異なる点は、マスター電源とスレーブ電源を設け、スレーブ電源がマスター電源をトラッキングして立ち上がるようにしたことにある。
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
This embodiment is different from the first embodiment in that a master power supply and a slave power supply are provided so that the slave power supply starts up by tracking the master power supply.
即ち、図5に示すように、本実施例の電源システム50は、電源回路10と同じ3つの電源回路51、52、53と、電源回路51、52、53に動作開始信号ENを供給するシステムコントラ54とを具備している。
電源システム50は、動作開始信号ENにより立ち上がり、出力電圧Vout1、Vout2、Vout3を負荷であるシステムLSI55に供給する。
That is, as shown in FIG. 5, the
The
電源回路51の設定電圧Vset1は、電源回路52、53の設定電圧Vset2、Vset3より高く設定されている。電源回路53の設定電圧Vset3は、電源回路52の設定電圧Vset2より高く設定されている。即ち、Vset2<Vset3<Vset1なる関係にある。
The set voltage Vset1 of the
電源回路51は、予め第2帰還電圧Vfb2、第2基準電圧Vref2が選択されるように、第1および第2選択回路13、14が固定されている。
電源回路52、53の第1基準電圧Vref1として、電源回路51の出力電圧Vout1が供給されている。
これにより、電源システム50は、設定電圧Vsetが一番高い電源回路51がマスターとなり、電源回路52、53がスレーブとして動作する。スレーブ52、53の出力電圧Vout2、Vout3がマスター51の出力電圧Vout1をトラッキングし、設定電圧Vest2、Vset3まで立ち上がる。
In the
As the first reference voltage Vref1 of the
Thus, in the
図6は電源システム50の動作を比較例と対比して示すタイミングチャートで、図6(a)が本実施例を示すタイミングチャート、図6(b)が比較例を示すタイミングチャートである。
ここで比較例とは、電源回路51、52、53において、予め第2帰還電圧Vfb2、第2基準電圧Vref2が選択されるように、第1および第2選択回路13、14が固定されている電源システムを意味している。始めに、比較例について説明する。
6 is a timing chart showing the operation of the
Here, in the comparative example, the first and
図6(b)に示すように、比較例では、電源回路51、52、53の出力電圧Vout1、Vout2、Vout3は、動作開始信号ENによりそれぞれ独立に立ち上がるので、電源回路51、52、53に用いられる素子の製造ばらつきや経時変化により、出力電圧Vout1、Vout2、Vout3の立ち上がり特性にずれが生じる。例えば立ち上がりの傾きが一定とならず、立ち上がり特性にばらつきが生じる。
As shown in FIG. 6B, in the comparative example, the output voltages Vout1, Vout2, and Vout3 of the
一方、本実施例では、動作開始信号ENにより、電源回路51の出力電圧Vout1は独立して設定電圧Vset1まで立ち上がり、電源回路52、53の出力電圧Vout2、Vout3は、電源回路51の出力電圧Vout1をトラッキングして、設定電圧Vset2、Vset3まで立ち上がる。
On the other hand, in this embodiment, the output voltage Vout1 of the
その後、電源回路51、52、53の出力電圧Vout1、Vout2、Vout3は、独立して設定電圧Vset1、Vset2、Vset3に維持される。
Thereafter, the output voltages Vout1, Vout2, and Vout3 of the
具体的には、時間t1で、電源回路52の出力電圧Vout2は設定電圧Vset2に達し、出力電圧Vout2は設定電圧Vset2に維持される。
時間t2で、電源回路53の出力電圧Vout3は設定電圧Vset3に達し、出力電圧Vout3は設定電圧Vset3に維持される。
時間t3で、電源回路51の出力電圧Vout1は設定電圧Vset1に達し、出力電圧Vout1は設定電圧Vset1に維持される。
従って、電源回路51は、時間t3までが第1制御モードであり、それ以降が第2制御モードである。電源回路52は、時間t1までが第1制御モードであり、それ以降が第2制御モードである。電源回路53は、時間t2までが第1制御モードであり、それ以降が第2制御モードである。
Specifically, at time t1, the output voltage Vout2 of the
At time t2, the output voltage Vout3 of the
At time t3, the output voltage Vout1 of the
Therefore, the
これにより、電源システム50の出力電圧Vout1、Vout2、Vout3を、素子の製造ばらつきや経時変化に影響されることなく、揃って立ち上げることが可能である。
As a result, the output voltages Vout1, Vout2, and Vout3 of the
以上説明したように、本実施例の電源システム50は、設定電圧Vsetが一番高い電源回路51をマスターとし、電源回路52、53をスレーブとして動作させている。
その結果、電源回路52、53の出力電圧Vout2、Vout3が、電源回路51の出力電圧Vout1をトラッキングして、設定電圧Vset2、Vset3まで立ち上げることができる。従って、立ち上がり特性が制御可能な電源システム50が得られる。
As described above, the
As a result, the output voltages Vout2 and Vout3 of the
ここでは、スレーブとなる電源回路が2つの場合について説明したが、スレーブとなる電源回路の数には特に制限はない。 Although the case where there are two power supply circuits serving as slaves has been described here, the number of power supply circuits serving as slaves is not particularly limited.
電源回路51、52、53の出力電圧が、Vset2<Vset3<Vset1なる関係にある場合について説明したが、Vset2=Vset3<Vset1なる関係であっても構わない。
更には、Vset2=Vset3=Vset1なる関係とすることも可能である。その場合いずれの電源回路をマスターとしても構わない。
Although the case where the output voltages of the
Furthermore, a relationship of Vset2 = Vset3 = Vset1 is possible. In that case, any power supply circuit may be used as a master.
本発明の実施例3に係る電源システムについて、図7を用いて説明する。図7は電源システムの構成を示すブロック図である。本実施例において、上記実施例2と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例2と異なる点は、第1基準電圧を外部電源から供給するようにしたことにある。
A power supply system according to
This embodiment is different from the second embodiment in that the first reference voltage is supplied from an external power source.
即ち、図7に示すように、電源回路60は、電源回路51、52、53の第1基準電圧Vref1が外部電源61から供給されている。
That is, as shown in FIG. 7, the
これにより、電源回路51、52、53の出力電圧Vout1、Vout2、Vout3は、外部電源61から供給される電圧にトラッキングして、設定電圧Vset1、Vset2、Vset3まで立ち上がる。
その後、電源回路51、52、53の出力電圧Vout1、Vout2、Vout3は、独立して設定電圧Vset1、Vset2、Vset3に維持される。
As a result, the output voltages Vout1, Vout2, and Vout3 of the
Thereafter, the output voltages Vout1, Vout2, and Vout3 of the
外部電源61は、電源回路51、52、53の設定電圧Vset1、Vset2、Vset3より高い出力電圧を有していること、および電源回路51、52、53の出力電圧の立ち上がり特性より遅い立ち上がり特性を有していることが必要である。
The
以上説明したように、本実施例の電源システム61は、電源回路51、52、53の第1基準電圧を外部電源16から供給している。
その結果、外部電源16から供給される電圧の立ち上がり特性に応じて、電源システム61の起動特性をフレキシブルに設定することができる利点がある。
As described above, the
As a result, there is an advantage that the startup characteristic of the
10、51、52、53 電源回路
11 電圧出力部
12 電圧制御部
13 第1選択回路
14 第2選択回路
15 比較回路
16 電圧選択手段
17 出力回路
18 コンパレータ
19 駆動回路
20 差動増幅器
M1 第1トランジスタ
M2 第2トランジスタ
L インダクタ
C キャパシタ
R1、R2、R3 抵抗
Vin 電源電圧
Vout 出力電圧
Vfb 帰還電圧
Vfb1 第1帰還電圧
Vfb2 第2帰還電圧
Vref 基準電圧
Vref1 第1基準電圧
Vref2 第2基準電圧
30、31 n−MOSトランジスタ
32 インバータ
50、60 電源システム
54 システムコントローラ
55 システムLSI
61 外部電源
10, 51, 52, 53
61 External power supply
Claims (5)
前記出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、前記帰還電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記電圧出力部に帰還制御する電圧制御部と、
前記帰還電圧として、前記出力電圧に等しい第1帰還電圧または前記出力電圧を分圧して得た第2帰還電圧を選択する第1選択回路と、
前記基準電圧として、前記第1帰還電圧の基準となる第1基準電圧または前記第2帰還電圧の基準となる第2基準電圧を選択する第2選択回路と、
前記第2帰還電圧と前記第2基準電圧とを比較する比較回路とを有し、
前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以下のときに、前記第1帰還電圧および前記第1基準電圧を選択し、
前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧以上のときに、前記第2帰還電圧および前記第2基準電圧を選択する電圧選択手段と、
を具備することを特徴とする電源回路。 A voltage output unit connected between a power supply voltage and a reference potential and outputting an output voltage obtained by transforming the power supply voltage;
A voltage control unit that compares a feedback voltage according to the output voltage with a reference voltage, and feedback-controls the voltage output unit so that the feedback voltage is equal to the reference voltage;
A first selection circuit that selects a first feedback voltage equal to the output voltage or a second feedback voltage obtained by dividing the output voltage as the feedback voltage;
A second selection circuit that selects a first reference voltage serving as a reference for the first feedback voltage or a second reference voltage serving as a reference for the second feedback voltage as the reference voltage;
A comparison circuit for comparing the second feedback voltage and the second reference voltage;
Selecting the first feedback voltage and the first reference voltage when the second feedback voltage is less than or equal to the second reference voltage;
Voltage selection means for selecting the second feedback voltage and the second reference voltage when the second feedback voltage is equal to or higher than the second reference voltage;
A power supply circuit comprising:
前記第2帰還電圧が前記第2基準電圧に等しくなる設定電圧が一番高い前記電源回路をマスターとし、前記マスターを除く前記電源回路をスレーブとし、前記マスターは、予め前記第2帰還電圧と前記第2基準電圧とを選択し、前記スレーブは、前記第1基準電圧を前記マスターの前記出力電圧に等しく設定することにより、
前記スレーブの前記出力電圧が前記マスターの前記出力電圧をトラッキングし、前記設定電圧まで立ち上がる第1制御モードと、前記スレーブの前記出力電圧が前記設定電圧に維持される第2制御モードとを具備することを特徴とする電源システム。 A voltage output unit that is connected between a power supply voltage and a reference potential and outputs an output voltage obtained by transforming the power supply voltage is compared with a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage, and the feedback voltage becomes the reference voltage. A voltage control unit that performs feedback control to the voltage output unit to be equal, and a first feedback voltage that is equal to the output voltage or a second feedback voltage obtained by dividing the output voltage as the feedback voltage. A selection circuit; a second selection circuit that selects a first reference voltage serving as a reference for the first feedback voltage or a second reference voltage serving as a reference for the second feedback voltage as the reference voltage; and the second feedback voltage. And a comparison circuit for comparing the second reference voltage, and when the second feedback voltage is less than or equal to the second reference voltage, the first feedback voltage and the first reference voltage are selected, and the first feedback voltage is selected. 2 feedback voltage is the second reference When on the pressure or comprises a plurality of power supply circuits and a voltage selecting means for selecting the second feedback voltage and the second reference voltage,
The power supply circuit having the highest setting voltage at which the second feedback voltage becomes equal to the second reference voltage is set as a master, and the power supply circuit excluding the master is set as a slave. A second reference voltage, and the slave sets the first reference voltage equal to the output voltage of the master,
A first control mode in which the output voltage of the slave tracks the output voltage of the master and rises to the set voltage; and a second control mode in which the output voltage of the slave is maintained at the set voltage. A power supply system characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008004161A JP2009171670A (en) | 2008-01-11 | 2008-01-11 | Power circuit and power system |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015233373A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | DC-DC converter |
CN105305810A (en) * | 2014-05-29 | 2016-02-03 | 展讯通信(上海)有限公司 | Improved charge pump circuit system |
CN112332665A (en) * | 2019-08-05 | 2021-02-05 | 成都锐成芯微科技股份有限公司 | Switching power supply control device |
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2008004161A patent/JP2009171670A/en active Pending
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