JP2009303459A

JP2009303459A - 電源回路、及びその制御方法

Info

Publication number: JP2009303459A
Application number: JP2008158275A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Kuno; 晴彦久野
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: CN101610034A; US20090309568A1; CN101610034B; JP5086909B2; US8736247B2

Abstract

【課題】機器の誤動作を防止するとともに、電池寿命を延ばすことのできる電源回路、及びその制御方法を提供すること
【解決手段】本発明にかかる電源回路１は、電池１２から供給される電源電圧Ｖを昇圧して第１昇圧電圧ＶＬを生成する第１昇圧部５０と、電源電圧Ｖを第１昇圧部５０より高い倍率で昇圧して第２昇圧電圧ＶＨを生成する第２昇圧部５１と、第１昇圧電圧ＶＬ、又は第２昇圧電圧ＶＨを出力する電源選択回路６０と、電源選択回路６０の出力端に設けられた第１平滑容量部Ｃｂ１と、第２昇圧部５１の出力端に設けられた第２平滑容量部Ｃｂ２と、を備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源回路、及びその制御方法に関し、特に詳しくは電池を電源として用いた電源回路、及びその制御方法に関する。

モバイル機器は、内部に搭載した電池から供給される電源電圧を用いて、表示装置などの様々なデバイスを駆動している。このようなモバイル機器では、ユーザーが機器を選択する要因の１つに電池寿命がある。電池寿命の長いモバイル機器は、機器選択の上で有利となる。近年では、モバイル機器の電池寿命を延ばすための様々な開発がなされている。

電池からは１つの電源電圧しか供給されないが、表示装置を備えたモバイル機器では、通常、電池の電源電圧より高い電圧を含む複数の電圧が表示装置を駆動するために必要となる。電池が供給する電源電圧より高い電圧は、昇圧回路を用いて生成するのが一般的である。昇圧回路は、電池から電源電圧の供給を受け、電源電圧より高い出力電圧を生成する。

モバイル機器を電池によって駆動し続けているうちに、電池の電源電圧は低下していく。そのため、電池が供給する初期の電源電圧を基準に倍率が設定された昇圧回路では、電池の電圧低下に伴い、その出力電圧も低下してしまう。昇圧回路の出力電圧がモバイル機器を駆動するために必要な所定の電圧値を下回った段階で、モバイル機器は電池の寿命がきたとみなしてその動作を停止することになる。

このとき、モバイル機器が動作を停止しても、所定の電圧値より昇圧回路の出力電圧が小さくなっただけであるため、実際の電池にはまだエネルギーが残存している。従って、昇圧回路の昇圧倍率を増加すれば、電池寿命を延ばすことができる。しかし、最初から大きな倍率で昇圧することは、その昇圧電圧が供給される各部品の耐圧を上げねばならず、経済的ではない。このような問題に対して、電池の電源電圧が所定の値より低下したときに、昇圧回路の倍率を上げて電池寿命を延ばす技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示された従来の電源回路について、図６を用いて説明する。図６は、従来の電源回路の構成を示すブロック図である。図６では、電子時計の構成要素である液晶表示装置の構成と、この液晶表示装置に電源電圧を供給する構成とを示している。図６に示すように、液晶表示装置２０４は、液晶表示パネル２１と、液晶駆動回路２２と、液晶表示パネル駆動用の駆動電圧Ｖｚを供給する電源制御回路２３と、この電子時計２００全体を制御するＣＰＵ等の制御装置１１から供給される表示データおよび各種制御用データに基づいて液晶駆動回路２２を制御する制御回路２４とを備えている。なお、図６では、二次電池１０は液晶表示装置２０４だけでなく、照明発光部３０１や振動モータ３０２等他の負荷に電源電圧を供給する構成となっている。

液晶駆動回路２２は、液晶表示パネル２１の走査電極（コモン電極）を駆動する走査側駆動回路２２ａと、液晶表示パネル２１の信号電極（セグメント電極）を駆動する信号側駆動回路２２ｂとを備えている。駆動制御回路２４からの制御信号に応じて走査側駆動回路２２ａおよび信号側駆動回路２２ｂがそれぞれ液晶表示パネル２１の電極を駆動することにより、各種画像が液晶表示パネル２１に表示される。

電源制御回路２３は、昇圧回路３０と、電源選択回路３１とを備えている。二次電池１０からの電源電圧Ｖは昇圧回路３０および電源選択回路３１の両者に供給される。そして、電源選択回路３１には、二次電池１０からの電源電圧Ｖだけでなく、昇圧回路３０によって昇圧された昇圧後電圧Ｖｓも供給される。電源選択回路３１は、このように二次電池１０から供給される電源電圧Ｖと昇圧回路３０から供給される昇圧後電圧Ｖｓのいずれか一方を選択し、液晶表示パネル２１を駆動するための駆動電圧Ｖｚとして液晶駆動回路２２に供給する。電源選択回路３１による選択切り替えは、制御装置１１によって制御されており、制御装置１１から制御信号Ｃ２が供給されると、選択切り替えが行われる。また、昇圧回路３０も制御装置１１によって制御されており、制御装置１１から制御信号Ｃ１が供給されると動作を開始する。

ここで、昇圧回路３０について図７を用いて詳細に説明する。図７は昇圧回路３０を示す回路図である。図７に示すように、昇圧回路３０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びポンピングコンデンサＣｐからなる２倍昇圧部５５と、バックアップコンデンサＣｂからなる平滑容量部５６とを有するチャージポンプ方式の昇圧回路である。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、連動スイッチであり、制御装置１１から制御信号Ｃ１が供給されるとスイッチＳＷ１、ＳＷ２がａ側に接続されている状態とｂ側に接続されている状態とが所定の動作周波数に応じて切り替えられる。スイッチＳＷ１、ＳＷ２が繰り返し切り替えられることにより、コンデンサＣｐに電圧Ｖが充電される状態と、コンデンサＣｐとコンデンサＣｂとが並列に接続されてコンデンサＣｐからコンデンサＣｂに電荷が移送される状態とが切り替えられる。このような状態が繰り返し切り替えられることにより、二次電池１０から供給される電源電圧が２倍に昇圧される。

そして、従来の電源回路では、二次電池１０の電源電圧Ｖが、液晶表示パネル２１を駆動するための駆動電圧Ｖｚを下回ったときに、２次電池１０の出力Ｖと、昇圧回路３０の出力Ｖｓとを電源選択回路３１で切替える。これにより、二次電池１０をより長時間使用することができる。
特開２００２−３２１３１号公報

このように、従来の電源回路では、２次電池１０の出力と昇圧回路３０の出力とを電源選択回路３１で切替えている。しかしながら、従来の電源回路において、出力電圧の異なる複数の昇圧回路を電源選択回路で切り替える場合、次のような問題が発生する。

従来の電源回路では、昇圧回路の出力端に平滑容量が接続されている。特に、モバイル機器用表示ドライバで使用する昇圧回路には、大容量の外付け容量が必要である。昇圧回路の出力を電源選択回路で切り替える際、この平滑容量に充電された電荷を捨てることになり、電力的に大きな無駄となってしまう。

また、低い昇圧電位を生成する昇圧回路から高い昇圧電位を生成する昇圧回路へ切り替える際、電源選択回路の出力は急激に電源電圧が立ち上がるため、負荷に悪影響を与える可能性がある。回路全体の電源電圧が急激に変動することによって、一部回路に急激に電流が流れるなど誤作動を引き起こす可能性がある。

本発明にかかる電源回路は、電源（本発明にかかる電池１２）から供給される電源電圧を昇圧して第１昇圧電圧を生成する第１昇圧回路（本発明にかかる第１昇圧部５０）と、前記電源電圧を前記第１昇圧回路より高い倍率で昇圧して第２昇圧電圧を生成する第２昇圧回路（本発明にかかる第２昇圧部５１）と、前記第１昇圧電圧、又は前記第２昇圧電圧を出力する切換回路（本発明にかかる電源選択回路６０）と、前記切換回路の出力端に設けられた第１容量（本発明にかかる第１平滑容量部Ｃｂ１）と、前記第２昇圧回路の出力端に設けられた第２容量（本発明にかかる第２平滑容量部Ｃｂ２）と、を備えるものである。このような構成により、第１昇圧電圧から第２昇圧電圧へ切り換えの際、第１容量に充電した電荷を捨てることなく使用でき、消費電力を効果的に低減することができる。また、切り換えの際、電源回路から出力される電圧が急激に変動することを抑止でき、安定した電源立上を行うことができる。

また、本発明にかかる電源回路の制御方法は、電源から供給される電源電圧を昇圧して第１昇圧電圧を生成する第１昇圧回路と、前記電源電圧を前記第１昇圧回路より高い倍率で昇圧して第２昇圧電圧を生成する第２昇圧回路とを備える電源回路の制御方法であって、前記電源電圧が所定の値以上の場合には、前記第１昇圧電圧を第１容量により平滑化して出力し、前記電源電圧が所定の値未満の場合には、前記第２昇圧電圧を第２容量と前記第１容量とによって平滑化して出力するものである。このような方法により、第１昇圧電圧から第２昇圧電圧へ切り換えの際、第１容量に充電した電荷を捨てることなく使用でき、消費電力を効果的に低減することができる。また、切り換えの際、電源回路から出力される電圧が急激に変動することを抑止でき、安定した電源立上を行うことができる。

本発明によれば、機器の誤動作を防止するとともに、電池寿命を延ばすことのできる電源回路、及びその制御方法を提供することができる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略されている。

初めに、本実施の形態に係る電源回路の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電源回路１は、電池１２を電源として用いた機器において、負荷８０を有する表示装置等のデバイスを駆動するための電圧の供給を制御するものである。図１において、本実施の形態に係る電源回路１は、第１昇圧部５０と、第２昇圧部５１と、第１平滑容量部Ｃｂ１と、第２平滑容量部Ｃｂ２と、電源選択回路６０と、制御回路７０とを備えている。

電池１２からの電源電圧Ｖは、第１昇圧部５０及び第２昇圧部５１の両方に供給される。第１昇圧部５０は、入力された電源電圧Ｖに基づいて、第１昇圧電圧ＶＬを生成する。第２昇圧部５１は、入力された電源電圧Ｖに基づいて、第１昇圧部５０より高い昇圧倍率で昇圧された第２昇圧電圧ＶＨを生成する。なお、図１には図示していないが、第１昇圧部５０及び第２昇圧部５１には、例えば図７に示した２倍昇圧部５５と同様、スイッチとポンピングコンデンサとを有するチャージポンプ方式の昇圧部を用いることができる。第２昇圧部５１の昇圧倍率が、第１昇圧部５０の昇圧倍率より高くなるように設定されている。

例えば、第１昇圧部５０として２倍昇圧部、第２昇圧部５１として３倍昇圧部がそれぞれ用いられているとすると、第１昇圧電圧ＶＬとして２倍昇圧電圧、第２昇圧電圧ＶＨとして３倍昇圧電圧がそれぞれ生成される。すなわち、第１昇圧部５０によって、電池１２から供給される電源電圧Ｖが２倍に昇圧された第１昇圧電圧ＶＬが生成される。また、第２昇圧部５１によって、電池１２から供給される電源電圧Ｖが３倍に昇圧された第２昇圧電圧ＶＨが生成される。

そして、電源選択回路６０には、第１昇圧部５０によって昇圧された第１昇圧電圧ＶＬだけでなく、第２昇圧部５１によって昇圧された第２昇圧電圧ＶＨも供給されるようになっている。ここで、電源選択回路６０について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る電源回路１に用いられる電源選択回路６０の一例を示す回路図である。図２に示すように、電源選択回路６０は、制御回路７０から供給される制御信号Ｃ２に応じて切り換え可能な電源切換スイッチＳＷＤを備えている。電源切換スイッチＳＷＤがＶＬ端子側に接続された場合は、電源選択回路６０は第１昇圧電圧ＶＬを出力する。一方、電源切換スイッチＳＷＤがＶＨ端子側に接続された場合は、電源選択回路６０は第２昇圧電圧ＶＨを出力する。このように、電源選択回路６０は、第１昇圧部５０から供給される第１昇圧電圧ＶＬと、第２昇圧部５１から供給される第２昇圧電圧ＶＨとのいずれか一方を選択して出力する切換回路である。

本実施の形態では、電源選択回路６０の出力端に第１平滑容量部Ｃｂ１と、第２昇圧部５１の出力端に第２平滑容量部Ｃｂ２とがそれぞれ設けられている。従って、電源切換スイッチＳＷＤがＶＬ端子側に接続されているとき、電源選択回路６０から出力される第１昇圧電圧ＶＬは第１平滑容量部Ｃｂ１によって平滑される。すなわち、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第１平滑容量部Ｃｂ１によって第１昇圧電圧ＶＬを保持することができる。一方、電源切換スイッチＳＷＤがＶＨ端子側に接続されているとき、第２昇圧部５１から出力される第２昇圧電圧ＶＨは第１平滑容量部Ｃｂ１と第２平滑容量部Ｃｂ２とによって平滑される。すなわち、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第１平滑容量部Ｃｂ１及び第２平滑容量部Ｃｂ２によって第２昇圧電圧ＶＨを保持することができる。

上述した第２昇圧部５１や電源選択回路６０は、制御回路７０によって制御される。ここで、制御回路７０について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る電源回路１に用いられる制御回路７０の一例を示す回路図である。制御回路７０は、例えば図３に示すように、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、コンパレータ７１、７２、及び基準電源７３を備えている。

コンパレータ７１は、その＋側の入力端子が基準電源７３に接続され、−側の入力端子が抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との間に接続されている。抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の間の電圧ＶＲ１１が基準電源７３の電圧より小さくなると、コンパレータ７１は制御信号Ｃ２を電源選択回路６０に出力する。このようにして、制御回路７０から制御信号Ｃ２が供給されると、電源選択回路６０の選択切り替えが行われる。すなわち、コンパレータ７１は、抵抗Ｒ１０を介して電池１２の電源電圧Ｖを検出し、検出値に応じて電源選択回路６０に制御信号Ｃ２を供給することにより、電源選択回路６０の電源切換スイッチＳＷＤの切り換えタイミングを制御している。

同様に、コンパレータ７２は、その＋側の入力端子が基準電源７３に接続され、−側の入力端子が抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との間に接続されている。抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の間の電圧ＶＲ１２が基準電源７３の電圧より小さくなると、コンパレータ７２は制御信号Ｃ１を第２昇圧部５１に出力する。このようにして、制御回路７０から制御信号Ｃ１が供給されると第２昇圧部５１は動作を開始する。すなわち、コンパレータ７２は、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を介して電池１２の電源電圧Ｖを検出し、検出値に応じて第２昇圧部５１に制御信号Ｃ１を供給することにより、第２昇圧部５１のオン／オフの切り替えタイミングを制御している。

次に、本実施の形態に係る電源回路１の制御方法について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る電源回路１のタイミングチャートである。図４に示すように、電池１２の電源電圧Ｖは、時間ｔとともに減少していく。ここでは、初期設定として、第２昇圧部５１はオフ状態になっているものとする。また、電源選択回路６０の電源切換スイッチＳＷＤはＶＬ端子側に接続されており、第１昇圧部５０からの第１昇圧電圧ＶＬが電源選択回路６０から出力されているものとする。これにより、第１昇圧電圧ＶＬが第１平滑容量部Ｃｂ１によって平滑化され、電源選択回路６０の出力端ＶＺは第１昇圧電圧ＶＬを保持する。例えば、第１昇圧部５０が２倍昇圧部である場合、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第１昇圧電圧ＶＬとして２倍に昇圧された電圧を保持する。

そして、電池１２の消耗に伴った電圧降下によって、電圧ＶＲ１２が基準電源７３の電圧より小さくなった時、コンパレータ７２によって制御信号Ｃ１が出力される。すなわち、制御回路７０は第２昇圧部５１に制御信号Ｃ１を供給する。これにより、第２昇圧部５１がオフ状態からオン状態に切り替わる。第２昇圧部５１の動作が開始されると、第２昇圧部５１は第２昇圧電圧ＶＬを生成し、第２昇圧電圧ＶＬに相当する電荷が第２平滑容量部Ｃｂ２に充電される。

その後、電池１２の消耗に伴った更なる電圧降下によって、電圧ＶＲ１１が基準電源７３の電圧より小さくなった時、コンパレータ７１によって制御信号Ｃ２が出力される。すなわち、制御回路７０は電源選択回路６０に制御信号Ｃ２を供給する。これにより、電源選択回路６０内の電源切換スイッチＳＷＤがＶＬ端子側に接続される状態からＶＨ端子側に接続される状態に切り替わる。

電源切換スイッチＳＷＤがＶＨ端子側に接続されると、本実施の形態にかかる電源回路１では、第１平滑容量部Ｃｂ１と第２平滑容量部Ｃｂ２とが並列で接続されることとなる。このとき、第１昇圧電圧ＶＬで充電された第１平滑容量部Ｃｂ１と、第２昇圧電圧ＶＨで充電された第２平滑容量部Ｃｂ２との間で、チャージシェアリングが行われる。

ここで、チャージシェアリング直後における電源選択回路６０の出力端ＶＺの電圧Ｖ（ＶＺ）は、下記のように表される。
Ｖ（ＶＺ）＝（Ｑ（Ｃｂ１）＋Ｑ（Ｃｂ２））／（Ｃ（Ｃｂ１）＋Ｃ（Ｃｂ２））
Ｖ（Ｃｂ１）＝Ｑ（Ｃｂ１）／Ｃ（Ｃｂ１）
Ｖ（Ｃｂ２）＝Ｑ（Ｃｂ２）／Ｃ（Ｃｂ２）
Ｖ（Ｃｂ１）：チャージシェアリング直前の第１平滑容量部Ｃｂ１の電圧
Ｑ（Ｃｂ１）：チャージシェアリング直前の第１平滑容量部Ｃｂ１に蓄えられた電荷
Ｃ（Ｃｂ１）：第１平滑容量部Ｃｂ１の容量値
Ｖ（Ｃｂ２）：チャージシェアリング直前の第２平滑容量部Ｃｂ２の電圧
Ｑ（Ｃｂ２）：チャージシェアリング直前の第２平滑容量部Ｃｂ２に蓄えられた電荷
Ｃ（Ｃｂ２）：第２平滑容量部Ｃｂ２の容量値
このように、チャージシェアリング直後の電圧Ｖ（ＶＺ）は、第１平滑容量部Ｃｂ１のチャージシェアリング直前の電圧と、第２平滑容量部Ｃｂ２のチャージシェアリング直前の電圧との間の電圧になる。

その後、第２昇圧部５１からの第２昇圧電圧ＶＨが、第１平滑容量部Ｃｂ１と第２平滑容量部Ｃｂ２とによって平滑化され、電源選択回路６０の出力端ＶＺは第２昇圧電圧ＶＨを保持するようになる。例えば、第２昇圧部５１が３倍昇圧部である場合、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第２昇圧電圧ＶＨとして３倍に昇圧された電圧を保持する。

このように、本実施の形態の第１平滑容量部Ｃｂ１は、電源電圧Ｖが所定の値以上の場合には第１昇圧電圧ＶＬを平滑化するだけでなく、電源電圧Ｖが所定の値未満の場合には第２昇圧電圧ＶＨを平滑化する。

ここで、図５に示す電源回路２を参考例として本実施の形態にかかる電源回路１と比較する。図５は、参考例に係る電源回路２の構成を示すブロック図である。参考例である電源回路２は、本実施の形態にかかる電源回路１と異なる場所に第１平滑容量部が設けられていて、それ以外の構成については電源回路１と同様であるため説明を省略する。

図５において、電源回路２は、第１昇圧部５０と、第２昇圧部５１と、第１平滑容量部Ｃｂと、第２平滑容量部Ｃｂ２と、電源選択回路６０と、制御回路７０とを備えている。図５に示す参考例では、第１平滑容量部Ｃｂは、第１昇圧部５０の出力端に設けられている。従って、電源選択回路６０の電源切換スイッチＳＷＤがＶＬ端子側に接続されているとき、電源選択回路６０は、第１平滑容量部Ｃｂによって平滑された第１昇圧電圧ＶＬを出力する。すなわち、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第１平滑容量部Ｃｂによって第１昇圧電圧ＶＬを保持することができる。一方、電源切換スイッチＳＷＤがＶＨ端子側に接続されているとき、電源選択回路６０は、第２平滑容量部Ｃｂ２によって平滑された第２昇圧電圧ＶＨを出力する。すなわち、電源選択回路６０の出力端ＶＺは、第２平滑回路部Ｃｂ２によって第２昇圧電圧ＶＨを保持することができる。

次に、電源回路２の制御方法について、適宜図４を参照しながら説明する。初期設定として、第２昇圧部５１はオフ状態になっているものとする。また、電源選択回路６０の電源切換スイッチＳＷＤはＶＬ端子側に接続されているものとする。すなわち、第１昇圧部５０からの第１昇圧電圧ＶＬが第１平滑容量部Ｃｂによって平滑化され、電源選択回路６０から出力される。これにより、電源選択回路６０の出力端ＶＺは第１昇圧電圧ＶＬを保持する。

そして、電池１２の消耗に伴った電圧降下によって、図４に示すように電圧ＶＲ１２が基準電源７３の電圧より小さくなった時、制御回路７０は第２昇圧部５１に制御信号Ｃ１を供給する。これにより、第２昇圧部５１がオフ状態からオン状態に切り替わる。第２昇圧部５１の動作が開始されると、第２昇圧部５１は第２昇圧電圧ＶＬを生成し、第２昇圧電圧ＶＬに相当する電荷が第２平滑容量部Ｃｂ２に充電される。

その後、電池１２の消耗に伴った更なる電圧降下によって、電圧ＶＲ１１が基準電源７３の電圧より小さくなった時、制御回路７０は電源選択回路６０に制御信号Ｃ２を供給する。これにより、電源選択回路６０内の電源切換スイッチＳＷＤがＶＬ端子側に接続される状態からＶＨ端子側に接続される状態に切り替わる。

電源切換スイッチＳＷＤがＶＨ端子側に接続されると、参考例にかかる電源回路２では、第１平滑容量部Ｃｂは電源選択回路６０から切り離され、第２平滑容量部Ｃｂ２が電源選択回路６０と接続されることとなる。従って、電源切換スイッチＳＷＤの切換直後における電源選択回路６０出力端の電圧は、第２平滑容量部Ｃｂ２の切換直前の電圧となる。そして、第２昇圧部５１からの第２昇圧電圧ＶＨは、引き続き第２平滑容量部Ｃｂ２によって平滑化され、電源選択回路６０の出力端ＶＺは第２昇圧電圧ＶＨを保持する。

このように、参考例にかかる電源回路２では、電源切換スイッチＳＷＤをＶＬ端子側からＶＨ端子側に切り換えた段階で第１平滑容量部Ｃｂが切り離される。すなわち、電源選択回路６０で昇圧回路の出力を切り換える際、第１平滑容量部Ｃｂに充電された電荷を捨てることになり、電力的に大きな無駄となってしまう。また、このとき、電源選択回路６０の出力端ＶＺから出力される電圧が、第１昇圧電圧ＶＬから第２昇圧電圧ＶＨへと急激に変動してしまう。この変動により、誤動作を引き起こす等、負荷８０に対して悪影響を及ぼす可能性がある。

これに対し、本実施の形態の電源回路１では、電源切換スイッチＳＷＤをＶＬ端子側からＶＨ端子側に切り換えた段階で第２平滑容量部Ｃｂ２と第１平滑容量部Ｃｂ１とが並列接続されるようになり、これらの間でチャージシェアリングが行われる。すなわち、電源選択回路６０で昇圧回路の出力を切り換える際、第１平滑容量部Ｃｂ１に充電された電荷を捨てることなく利用できる。従って、消費電力を効果的に低減できるため、電池寿命を延ばすことが可能となる。また、このとき、電源選択回路６０の出力端ＶＺから出力される電圧は、第１平滑容量部Ｃｂ１と第２平滑容量部Ｃｂ２との間の電圧を経て、第２昇圧電圧ＶＬに平滑化される。すなわち、第２平滑容量Ｃｂ２に充電された電荷が第１平滑容量部Ｃｂ１によってシェアされることで、電源選択回路６０の出力端ＶＺから出力される電圧の急激な変動を抑止でき、安定した電源立上を行うことができる。従って、誤動作を防ぐことができ、負荷８０に対する悪影響を低減できる。

なお、上記説明では、２つの昇圧回路が独立して設けられた電源回路１の場合として例示的に説明をしたが、回路の一部を兼用している場合にも本発明は適用できる。また、電源回路１内に制御回路７０が設けられているとして説明したが、制御回路７０が電池１２を電源として用いた機器全体を制御する制御部内に設けられていてもよい。さらに、本実施の形態にかかる電源回路１は、２つの昇圧回路を備えるものとして例示的に説明をしたが、これに限定されるものではなく、昇圧回路に代えて降圧回路を用いてもよい。昇圧回路のかわりに降圧回路を用いた電源回路１でも上記と同様の効果を奏することができる。

以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。

本実施の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電源回路に用いられる電源選択回路の一例を示す回路図である。本実施の形態に係る電源回路に用いられる制御回路の一例を示す回路図である。本実施の形態に係る電源回路のタイミングチャートである。参考例に係る電源回路の構成を示すブロック図である。従来の電源回路の構成を示すブロック図である。従来の電源回路に用いられる昇圧回路を示す回路図である。

符号の説明

１、２電源回路、１２電池、
５０第１昇圧部、５１第２昇圧部、６０電源選択回路、
７０制御回路、７１、７２コンパレータ、７３基準電源、
８０負荷、Ｃ１、Ｃ２制御信号、
Ｃｂ１第１平滑容量部、Ｃｂ２第２平滑容量部、
Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２抵抗、ＳＷＤ電源切換スイッチ、
Ｖ電源電圧、ＶＬ第１昇圧電圧、ＶＨ第２昇圧電圧

Claims

電源から供給される電源電圧を昇圧して第１昇圧電圧を生成する第１昇圧回路と、
前記電源電圧を前記第１昇圧回路より高い倍率で昇圧して第２昇圧電圧を生成する第２昇圧回路と、
前記第１昇圧電圧、又は前記第２昇圧電圧を出力する切換回路と、
前記切換回路の出力端に設けられた第１容量と、
前記第２昇圧回路の出力端に設けられた第２容量と、を備える電源回路。
前記切換回路は、
前記電源電圧が所定の値以上の場合には前記第１昇圧電圧を出力し、
前記電源電圧が所定の値未満の場合には前記第２昇圧電圧を出力する請求項１に記載の電源回路。
前記第２昇圧回路は、前記切換回路の出力が前記第１昇圧電圧から前記第２昇圧電圧に切り換わる前に、動作を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源回路。
前記第１容量は、
前記電源電圧が所定の値以上の場合には前記第１昇圧電圧を平滑化し、
前記電源電圧が所定の値未満の場合には前記第２昇圧電圧を平滑化する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源回路。
電源から供給される電源電圧を昇圧して第１昇圧電圧を生成する第１昇圧回路と、
前記電源電圧を前記第１昇圧回路より高い倍率で昇圧して第２昇圧電圧を生成する第２昇圧回路とを備える電源回路の制御方法であって、
前記電源電圧が所定の値以上の場合には、前記第１昇圧電圧を第１容量により平滑化して出力し、
前記電源電圧が所定の値未満の場合には、前記第２昇圧電圧を第２容量と前記第１容量とによって平滑化して出力する電源回路の制御方法。
前記第１昇圧電圧から前記第２昇圧電圧に出力が切り換わる前に、前記第２昇圧回路の動作を開始させることを特徴とする請求項５に記載の電源回路の制御方法。