JP2010035302A - Power control circuit - Google Patents

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JP2010035302A JP2008193420A JP2008193420A JP2010035302A JP 2010035302 A JP2010035302 A JP 2010035302A JP 2008193420 A JP2008193420 A JP 2008193420A JP 2008193420 A JP2008193420 A JP 2008193420A JP 2010035302 A JP2010035302 A JP 2010035302A
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敦史 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power control circuit which can surely recognize a change, when the load of a power unit changes from heavy load to light load, or from alight load to a heavy load, and can quickly respond to the stop or resumption of the operation of the power unit in case that it has recognized the change. <P>SOLUTION: A comparator 3 compares a voltage VDET, detected by a voltage detecting circuit 2 with a reference voltage VREF, and generates a voltage according to this comparison result and outputs an output signal S1. The first counter 4 starts the counting of clock signals CLK2, with the rise of the output signal S1 of the comparator 3. The second counter 5 starts the counting of clock signals CLK2, with the fall of the output signal S1. A control signal generating circuit 6 changes a control signal S2, from H level to L level, when the enumerated data of the first counter 4 amount to the first set value, and changes the control signal S2 from L level to H level, when the enumerated data of the second counter 5 become the second set value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばDC−DCコンバータなどの電源装置に適用する電源制御回路に関する。   The present invention relates to a power supply control circuit applied to a power supply device such as a DC-DC converter.

従来、DC−DCコンバータの1つであるチャージポンプ回路に関する技術として、例えば特許文献1に記載の発明が知られている。
特許文献1に記載の発明は、チャージポンプ回路をクロックで動作させるために、第1クロックを発振する第1発振手段と、第1クロックよりも低い周波数の第2クロックを発振する第2発振手段を備え、その2つの発振手段を切り換えることによってチャージポンプ回路を動作させている。これにより、チャージポンプ回路の昇圧を短時間で行うことができ、昇圧後の安定状態において消費電流を低減できる。
Conventionally, as a technique related to a charge pump circuit which is one of DC-DC converters, for example, the invention described in Patent Document 1 is known.
The invention described in Patent Document 1 includes a first oscillating means for oscillating a first clock and a second oscillating means for oscillating a second clock having a frequency lower than that of the first clock in order to operate the charge pump circuit with the clock. And the charge pump circuit is operated by switching between the two oscillation means. Thereby, boosting of the charge pump circuit can be performed in a short time, and current consumption can be reduced in a stable state after boosting.

しかし、特許文献1の発明では、昇圧後に負荷の軽重状態に関係なく、コンデンサによるチャージポンプ動作(トランジスタのスイッチング動作)を常時行っている。このため、軽負荷の状態であってチャージポンプ動作が不要な場合でも、トランジスタがスイッチング動作を行っているので、その動作によって消費電流が流れることになる。したがって、軽負荷状態において、上記の消費電流による損失分の影響が相対的に大きくなり、軽負荷での電圧変動率が低下するという不具合がある。   However, in the invention of Patent Document 1, a charge pump operation (transistor switching operation) using a capacitor is always performed after boosting, regardless of the light load state of the load. For this reason, even when the load pump is light and the charge pump operation is unnecessary, the transistor performs the switching operation, so that the consumption current flows by the operation. Therefore, in the light load state, the effect of the loss due to the current consumption becomes relatively large, and there is a problem that the voltage fluctuation rate at the light load is reduced.

このような不具合の解消に関して、例えば特許文献2に記載の発明が知られている。
特許文献2に記載の発明は、チャージポンプ回路の出力電圧と設定電圧とを比較する比較手段を有し、この出力によってチャージポンプ回路を駆動する発振回路の動作、停止を制御するものである。これにより、チャージポンプ回路を間欠動作させて、出力負荷変動特性を安定化できる。
しかし、特許文献2の発明では、比較手段の出力に基づいて発振回路の動作、停止を制御しているので、チャージポンプ回路の出力電圧にチャージポンプ動作の停止、再起動の頻繁な繰り返しによるリプル電圧ノイズが発生して出力電圧が安定しないという不具合が考えられる。また、発振回路の動作は起動、停止を伴うので、チャージポンプ回路の動作開始までに時間を要して負荷変動に対する応答性に欠けると考えられる。
特開平10−312695号公報 特開2001−326567号公報
For solving such a problem, for example, the invention described in Patent Document 2 is known.
The invention described in Patent Document 2 has a comparison means for comparing the output voltage of the charge pump circuit with the set voltage, and controls the operation and stop of the oscillation circuit that drives the charge pump circuit by this output. As a result, the charge pump circuit can be operated intermittently to stabilize the output load fluctuation characteristics.
However, in the invention of Patent Document 2, since the operation and stop of the oscillation circuit are controlled based on the output of the comparison means, the ripple due to frequent repetition of stop and restart of the charge pump operation is included in the output voltage of the charge pump circuit. There is a problem that voltage noise is generated and the output voltage is not stable. Further, since the operation of the oscillation circuit involves starting and stopping, it is considered that it takes time to start the operation of the charge pump circuit and lacks responsiveness to load fluctuations.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-312695 JP 2001-326567 A

そこで、本発明の目的は、電源装置の負荷が重負荷から軽負荷に変化、あるいは逆に軽負荷から重負荷に変化する場合に、その変化を確実に認識でき、それを認識した場合に電源装置の動作の停止、再開に際して、出力電圧に過度なリプル電圧ノイズが発生することなく安定した出力電圧が得られる電源制御回路を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to recognize the change reliably when the load of the power supply device changes from a heavy load to a light load, or conversely changes from a light load to a heavy load. An object of the present invention is to provide a power supply control circuit capable of obtaining a stable output voltage without causing excessive ripple voltage noise in the output voltage when the operation of the apparatus is stopped and restarted.

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第1の発明は、電圧生成動作用クロック信号に基づいて所定の動作を行い、当該動作によって所望の出力電圧を生成出力する電源装置の電源制御回路であって、前記電源装置の出力電圧の変動に基づいて前記電源装置の負荷の状態を検出する負荷状態検出手段と、前記負荷状態検出手段が重負荷から軽負荷に変化したことを検出したときには、当該検出から第1設定時間の経過後に前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記負荷状態検出手段が軽負荷から重負荷に変化したことを検出したときには、当該検出から第2設定時間の経過後に前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御手段と、を備える。
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, each invention has the following configuration.
A first aspect of the present invention is a power supply control circuit for a power supply device that performs a predetermined operation based on a voltage generation operation clock signal and generates and outputs a desired output voltage by the operation, and includes fluctuations in the output voltage of the power supply device Load state detecting means for detecting the load state of the power supply device based on the load, and when detecting that the load state detecting means has changed from a heavy load to a light load, after the first set time has elapsed from the detection When the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal is stopped and the load state detection means detects that the load has changed from a light load to a heavy load, the voltage generation operation is performed after a second set time has elapsed since the detection. Control means for resuming the operation of the power supply device by the clock signal for use.

第2の発明は、電圧生成動作用クロック信号に基づいて所定の動作を行い、当該動作によって所望の出力電圧を生成出力する電源装置の電源制御回路であって、前記出力電圧を分圧した分圧電圧を出力する分圧電圧出力手段と、前記分圧電圧出力手段の分圧電圧を基準電圧と比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧以上に変化するときに当該変化に応じた第1信号を出力し、前記分圧電圧が前記基準電圧以下に変化するときに当該変化に応じた第2信号を出力する比較手段と、前記比較手段から前記第1信号の出力があるときに、その出力に基づいて時間の測定を開始する第1時間測定手段と、前記比較手段から前記第2信号の出力があるときに、その出力に基づいて時間の測定を開始する第2時間測定手段と、前記第1時間測定手段の測定時間が第1設定値になったときには、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記第2時間測定手段の測定時間が第2設定値になったときには、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御手段と、を備える。   A second invention is a power supply control circuit of a power supply device that performs a predetermined operation based on a voltage generation operation clock signal, and generates and outputs a desired output voltage by the operation, wherein the output voltage is divided. A divided voltage output means for outputting a divided voltage, and the divided voltage of the divided voltage output means is compared with a reference voltage, and when the divided voltage changes to the reference voltage or more, a first corresponding to the change A comparator that outputs a signal and outputs a second signal according to the change when the divided voltage changes below the reference voltage, and when there is an output of the first signal from the comparator. A first time measuring means for starting time measurement based on the output; a second time measuring means for starting time measurement based on the output when the second signal is output from the comparing means; When measuring by the first time measuring means When the first set value is reached, the operation of the power supply device by the voltage generating operation clock signal is stopped, and when the measurement time of the second time measuring means reaches the second set value, the voltage generating operation Control means for resuming the operation of the power supply device by the clock signal for use.

第3の発明は、第2の発明において、前記制御手段は、前記第1時間測定手段の測定時間が第1設定値になったときに、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記第2時間測定手段の測定時間が第2設定値になったときに、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御動作を行う制御信号を生成する制御信号生成回路と、前記制御信号生成回路で生成される前記制御信号によって、前記電圧生成動作用クロック信号を前記電源装置へ供給をするか否かを制御する論理素子と、を備える。   According to a third invention, in the second invention, the control means operates the power supply device with the voltage generation operation clock signal when the measurement time of the first time measurement means reaches a first set value. For generating a control signal for performing a control operation for resuming the operation of the power supply device by the voltage generating operation clock signal when the measurement time of the second time measuring means reaches a second set value. A signal generation circuit; and a logic element that controls whether or not to supply the voltage generation operation clock signal to the power supply device according to the control signal generated by the control signal generation circuit.

第4の発明は、第1〜第3の発明において、前記電源装置はチャージポンプ回路からなる。
第5の発明は、第2〜第4の発明において、前記比較手段は、ヒステリシス機能を有するコンパレータからなる。
このような構成の本発明によれば、電源装置の負荷が重負荷から軽負荷に変化、あるいは逆に軽負荷から重負荷に変化する場合に、その変化を確実に認識でき、それを認識した場合に電源装置の動作の停止、再開に迅速に応答可能である。
In a fourth aspect based on the first to third aspects, the power supply device comprises a charge pump circuit.
According to a fifth invention, in the second to fourth inventions, the comparing means comprises a comparator having a hysteresis function.
According to the present invention having such a configuration, when the load of the power supply device changes from a heavy load to a light load, or conversely changes from a light load to a heavy load, the change can be reliably recognized and recognized. In this case, it is possible to quickly respond to the stop and restart of the operation of the power supply device.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態の電源制御回路は、図1に示すように、電源装置であるDC−DCコンバータ1に適用されるものである。
DC−DCコンバータ1は、出力コンデンサC1を含み、電圧生成動作用クロック信号であるクロック信号CLK1に基づいて所定の動作を行い、所望の出力電圧VOUTを生成出力するようになっている。
ここで、DC−DCコンバータ1が例えば昇圧式のDC−DCコンバータ(チャージポンプ回路)の場合には、スイッチング素子(スイッチング用のトランジスタ)と昇圧用のコンデンサを組み合わせた回路から構成され(図示せず)、クロック信号CLK1によってスイッチング素子をオンオフ動作させて、所望の出力電圧VOUTを生成出力するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the power supply control circuit of the embodiment of the present invention is applied to a DC-DC converter 1 which is a power supply device.
The DC-DC converter 1 includes an output capacitor C1, and performs a predetermined operation based on a clock signal CLK1 that is a voltage generation operation clock signal to generate and output a desired output voltage VOUT.
Here, when the DC-DC converter 1 is, for example, a step-up DC-DC converter (charge pump circuit), the DC-DC converter 1 includes a circuit in which a switching element (switching transistor) and a step-up capacitor are combined (not shown). The switching element is turned on / off by the clock signal CLK1, and a desired output voltage VOUT is generated and output.

この実施形態に係る電源制御回路は、DC−DCコンバータ1の出力電圧VOUTの変動(変化)に基づいて負荷の状態を検出し、負荷の状態が重負荷(通常の負荷を含む)のときにはクロック信号CLK1により動作させる。また、負荷の状態が重負荷から軽負荷に変化したことを検出したときには、その検出から第1設定時間の経過後にクロックCLK1によるDC−DCコンバータ1の動作を停止させる。一方、負荷の状態が軽負荷から重負荷に変化したことを検出したときには、その検出から第2設定時間の経過後にクロック信号CLK1によるDC−DCコンバータ1の動作を再開させる。
このため、この実施形態に係る電源制御回路は、図1に示すように、電圧検出回路2と、コンパレータ(比較回路)3と、第1カウンタ4と、第2カウンタ5と、制御信号生成回路6と、アンドゲート7と、を備えている。
The power supply control circuit according to this embodiment detects the state of the load based on the fluctuation (change) of the output voltage VOUT of the DC-DC converter 1, and clocks when the load state is a heavy load (including a normal load). It is operated by the signal CLK1. When it is detected that the load state has changed from a heavy load to a light load, the operation of the DC-DC converter 1 by the clock CLK1 is stopped after the first set time has elapsed since the detection. On the other hand, when it is detected that the load state has changed from a light load to a heavy load, the operation of the DC-DC converter 1 by the clock signal CLK1 is resumed after the second set time has elapsed since the detection.
Therefore, as shown in FIG. 1, the power supply control circuit according to this embodiment includes a voltage detection circuit 2, a comparator (comparison circuit) 3, a first counter 4, a second counter 5, and a control signal generation circuit. 6 and an AND gate 7.

電圧検出回路2は、DC−Dコンバータ1の出力電圧VOUTを検出するものであり、出力電圧VOUTを抵抗R1、R2で分圧し、この分圧電圧を検出電圧VDETとする。
なお、本実施例では、出力電圧VOUTを抵抗R1、R2で分圧して負荷状態を検出しているが、DC−Dコンバータ1の出力と負荷との間に直列に負荷電流検出用に抵抗素子を挿入して、その抵抗素子の両端の電圧を入力とした電流電圧変換回路にて負荷状態を検出することも可能である。
コンパレータ3は、電圧検出回路2の検出電圧VDETを基準電圧VREFと比較し、この比較結果に応じた電圧を出力信号S1として第1カウンタ4および第2カウンタ5にそれぞれ出力する。ここで、コンパレータ3は、比較動作の安定を確保するためにヒステリシス機能を有するものが好ましい。
The voltage detection circuit 2 detects the output voltage VOUT of the DC-D converter 1, divides the output voltage VOUT by resistors R1 and R2, and uses the divided voltage as a detection voltage VDET.
In this embodiment, the output voltage VOUT is divided by the resistors R1 and R2 to detect the load state. However, a resistor element is used for detecting the load current in series between the output of the DC-D converter 1 and the load. It is also possible to detect the load state with a current-voltage conversion circuit using the voltage at both ends of the resistance element as an input.
The comparator 3 compares the detection voltage VDET of the voltage detection circuit 2 with the reference voltage VREF, and outputs a voltage corresponding to the comparison result to the first counter 4 and the second counter 5 as the output signal S1. Here, the comparator 3 preferably has a hysteresis function in order to ensure the stability of the comparison operation.

第1カウンタ4は、コンパレータ3からの出力信号S1の立ち上がりでクロック信号CLK2の計数動作を開始し、その出力信号S1の立ち下がりでリセット(初期化)される。第2カウンタ5は、コンパレータ3からの出力信号S1の立ち下がりでクロック信号CLK2の計数動作を開始し、その出力信号S1の立ち上がりでリセットされる。
制御信号生成回路6は、ハイレベル信号(Hレベル信号)に基づいてアンドゲート7の出力制御を行う制御信号S2を生成して出力し、かつ、制御信号S2のレベルを第1カウンタ4および第2カウンタ5の計数値に従って後述のように変化させる。
すなわち、制御信号生成回路6は、DC−DCコンバータ1の電源の投入時、あるいはその後であってDC−DCコンバータ1の負荷が重負荷(通常の負荷の場合を含む)の場合には、制御信号S2としてハイレベルの信号を出力する。
The first counter 4 starts counting the clock signal CLK2 at the rising edge of the output signal S1 from the comparator 3, and is reset (initialized) at the falling edge of the output signal S1. The second counter 5 starts counting the clock signal CLK2 at the falling edge of the output signal S1 from the comparator 3, and is reset at the rising edge of the output signal S1.
The control signal generation circuit 6 generates and outputs a control signal S2 for controlling the output of the AND gate 7 based on the high level signal (H level signal), and sets the level of the control signal S2 to the first counter 4 and the first counter 4. According to the count value of the 2 counter 5, it is changed as described later.
That is, the control signal generation circuit 6 controls the DC-DC converter 1 when the power is turned on or after that and when the load of the DC-DC converter 1 is a heavy load (including a normal load). A high level signal is output as the signal S2.

一方、制御信号生成回路6は、第1カウンタ4から出力される計数値が第1設定値になったときには制御信号S2をハイレベルからローレベルに変化させ、このローレベル信号を制御信号S2として出力する。さらに、第2カウンタ5から出力される計数値が第2設定値になったときには制御信号S2をローレベルからハイレベルに変化させ、このハイレベル信号を制御信号S2として出力する。
ここで、上記の第1設定値と第2設定値は、いずれも外部から任意に設定可能であり、その両者は同じ値でも異なる値でも良い。
On the other hand, when the count value output from the first counter 4 reaches the first set value, the control signal generation circuit 6 changes the control signal S2 from the high level to the low level, and uses this low level signal as the control signal S2. Output. Further, when the count value output from the second counter 5 becomes the second set value, the control signal S2 is changed from the low level to the high level, and this high level signal is output as the control signal S2.
Here, both the first set value and the second set value can be arbitrarily set from the outside, and both of them may be the same value or different values.

アンドゲート7は、クロック信号CLK1のDC−DCコンバータ1への通過(供給)を制御するものであり、その通過は制御信号生成回路6から出力される制御信号S2によって制御される。このため、クロック信号CLK1は、制御信号S2がハイレベルのときにアンドゲート7を通過してDC−DCコンバータ1を動作させる。
なお、この実施形態では、クロック信号CLK1の周波数をf1、クロック信号CLK2の周波数をf2とすると、f2>f1の関係にあるものとする。
The AND gate 7 controls the passage (supply) of the clock signal CLK1 to the DC-DC converter 1, and the passage is controlled by a control signal S2 output from the control signal generation circuit 6. Therefore, the clock signal CLK1 passes through the AND gate 7 to operate the DC-DC converter 1 when the control signal S2 is at a high level.
In this embodiment, assuming that the frequency of the clock signal CLK1 is f1 and the frequency of the clock signal CLK2 is f2, the relationship is f2> f1.

次に、このように構成される実施形態の動作例について、図1および図2を参照して説明する。
いま、DC−DCコンバータ1の出力電圧VOUTが変動し、電圧検出回路2の検出電圧VDETが基準電圧VREF以上になると(図2(A)参照)、コンパレータ3の出力信号S1がローレベルからハイレベルに変化する(図2(B)参照)。これは、DC−DCコンバータ1の負荷が重負荷(通常の負荷を含む)から軽負荷に変化し、その旨の信号が出力されたことを意味する。
Next, an operation example of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
Now, when the output voltage VOUT of the DC-DC converter 1 fluctuates and the detection voltage VDET of the voltage detection circuit 2 becomes equal to or higher than the reference voltage VREF (see FIG. 2A), the output signal S1 of the comparator 3 changes from low level to high level. The level changes (see FIG. 2B). This means that the load of the DC-DC converter 1 has changed from a heavy load (including a normal load) to a light load, and a signal to that effect has been output.

コンパレータ3からの出力信号S1の立ち上がりで、第1カウンタ4はクロック信号CLK2の計数動作を開始し(図2(C)参照)、その計数値は制御信号生成回路6に通知される。このとき、制御信号生成回路6が生成する制御信号S2はハイレベルのままであり(図2(E)参照)、このハイレベルの信号をアンドゲート7に出力しているので、アンドゲート7はクロック信号CLK1をDC−DCコンバータに供給する。このため、DC−DCコンバータ1は、クロック信号CLK1による動作を行う(図2(H)参照)。   At the rise of the output signal S1 from the comparator 3, the first counter 4 starts counting the clock signal CLK2 (see FIG. 2C), and the count value is notified to the control signal generation circuit 6. At this time, the control signal S2 generated by the control signal generation circuit 6 remains at a high level (see FIG. 2E), and since this high level signal is output to the AND gate 7, The clock signal CLK1 is supplied to the DC-DC converter. Therefore, the DC-DC converter 1 performs an operation based on the clock signal CLK1 (see FIG. 2H).

その後、第1カウンタ4からの計数値が設定値(この例では「4」)になると、すなわち出力信号S1の立ち上がりから所定時間T1が経過すると、制御信号生成回路6は制御信号S2をハイレベルからローレベルに変化させる(図2(E)参照)。これにより、アンドゲート7は、クロックCLK1をDC−DCコンバータに供給するのを停止する。このため、DC−DCコンバータ1は、クロック信号CLK1による動作を停止する(図2(H)参照)。
ここで、第1カウンタ4からの計数値が設定値になる以前に、コンパレータ3からの出力信号S1が立ち下がるような場合、例えばDC−DCコンバータ1の出力電圧VOUTにノイズやリプルなどが含まれる場合には、第1カウンタ4はリセットされる。このため、DC−DCコンバータ1は、クロック信号CLK1による動作を継続して停止することはない。
Thereafter, when the count value from the first counter 4 reaches a set value (in this example, “4”), that is, when a predetermined time T1 has elapsed from the rise of the output signal S1, the control signal generation circuit 6 sets the control signal S2 to the high level. From low to low (see FIG. 2E). As a result, the AND gate 7 stops supplying the clock CLK1 to the DC-DC converter. For this reason, the DC-DC converter 1 stops the operation by the clock signal CLK1 (see FIG. 2H).
Here, when the output signal S1 from the comparator 3 falls before the count value from the first counter 4 reaches the set value, for example, the output voltage VOUT of the DC-DC converter 1 includes noise, ripple, and the like. If it is, the first counter 4 is reset. For this reason, the DC-DC converter 1 does not continuously stop the operation based on the clock signal CLK1.

次に、図2(A)に示すように、電圧検出回路2の検出電圧VDETが基準電圧VREF以下になると、コンパレータ3の出力信号S1がハイレベルからローレベルに変化する(図2(B)参照)。これは、DC−DCコンバータ1の負荷が軽負荷から重負荷に変化し、その旨の信号が出力されたことを意味する。
コンパレータ3からの出力信号S1の立ち下がりで、第2カウンタ5はクロックCLK2の計数動作を開始し(図2(D)参照)、その計数値は制御信号生成回路6に通知される。このとき、制御信号生成回路6が生成する制御信号S2はローレベルのままであり(図2(E)参照)、このローレベルの信号をアンドゲート7に出力しているので、アンドゲート7はクロックCLK1をDC−DCコンバータ1に供給するのを停止したままである。このため、DC−DCコンバータ1は、クロックCLK1による動作を停止したままである(図2(H)参照)。
Next, as shown in FIG. 2A, when the detection voltage VDET of the voltage detection circuit 2 becomes equal to or lower than the reference voltage VREF, the output signal S1 of the comparator 3 changes from high level to low level (FIG. 2B). reference). This means that the load of the DC-DC converter 1 has changed from a light load to a heavy load, and a signal to that effect has been output.
At the falling edge of the output signal S1 from the comparator 3, the second counter 5 starts counting operation of the clock CLK2 (see FIG. 2D), and the count value is notified to the control signal generation circuit 6. At this time, the control signal S2 generated by the control signal generation circuit 6 remains at a low level (see FIG. 2E), and since this low-level signal is output to the AND gate 7, the AND gate 7 The supply of the clock CLK1 to the DC-DC converter 1 remains stopped. For this reason, the DC-DC converter 1 remains stopped by the clock CLK1 (see FIG. 2H).

その後、第2カウンタ5からの計数値が設定値(この例では「4」)になると、すなわち出力信号S1の立ち下がりから所定時間T1が経過すると、制御信号生成回路6は制御信号S2をローレベルからハイレベルに変化させる(図2(E)参照)。これにより、アンドゲート7は、クロック信号CLK1をDC−DCコンバータ1に供給するのを再開する。このため、DC−DCコンバータ1は、クロック信号CLK1による動作を再開する(図2(H)参照)。
ここで、第2カウンタ5からの計数値が設定値になる以前に、コンパレータ3からの出力信号S1が立ち上がるような場合には、第2カウンタ5はリセットされる。このため、DC−DCコンバータ1は、クロック信号CLK1による動作は停止したままとなって再開されることはない。
Thereafter, when the count value from the second counter 5 reaches the set value (in this example, “4”), that is, when the predetermined time T1 has elapsed from the fall of the output signal S1, the control signal generation circuit 6 sets the control signal S2 to low. The level is changed from high to high (see FIG. 2E). As a result, the AND gate 7 resumes supplying the clock signal CLK1 to the DC-DC converter 1. Therefore, the DC-DC converter 1 resumes the operation based on the clock signal CLK1 (see FIG. 2H).
Here, if the output signal S1 from the comparator 3 rises before the count value from the second counter 5 reaches the set value, the second counter 5 is reset. For this reason, the operation of the DC-DC converter 1 is stopped and the operation by the clock signal CLK1 is stopped.

以上のように、この実施形態によれば、軽負荷時において、DC−DCコンバータに含まれるスイッチング素子の動作に伴う消費電流が削減されて、軽負荷時の電圧変換効率の低下を防止できる。
また、この実施形態によれば、DC−DCコンバータの負荷が重負荷から軽負荷に変化、あるいは逆に軽負荷から重負荷に変化することを検出する場合に、その変化の検出時にDC−DCコンバータの出力電圧のノイズによる影響などを受けずにDC−DCコンバータの過度なオンオフ動作を繰り返すことなく確実に実施できる。従って、DC−DCコンバータの動作の停止、再開を確実に実施することができるようになったので安定した出力電圧を得ることができる。
As described above, according to this embodiment, at the time of light load, the current consumption accompanying the operation of the switching element included in the DC-DC converter is reduced, and the decrease in voltage conversion efficiency at the time of light load can be prevented.
Further, according to this embodiment, when it is detected that the load of the DC-DC converter changes from a heavy load to a light load, or conversely changes from a light load to a heavy load, the DC-DC converter is detected when the change is detected. The DC-DC converter can be reliably implemented without repeating excessive ON / OFF operations without being affected by the noise of the output voltage of the converter. Therefore, since the operation of the DC-DC converter can be reliably stopped and restarted, a stable output voltage can be obtained.

なお、上記の動作説明では、コンパレータ3からの出力信号S1の立ち上がりからの所定時間T1と、その出力信号S1の立ち下がりからの所定時間T1とを同じとして説明したが、それらを異なるようにしても良い。
また、図1の回路では、アンドゲート7に供給するクロック信号CLK1とカウンタ4、5に供給するクロック信号CLK2を別個のものとしている。しかし、クロック信号CLK1として、クロック信号CLK2を分周器で分周した信号を使用するようにしても良い。このようにすれば、クロック信号の信号源を共有化でいる。
In the above description of the operation, the predetermined time T1 from the rising edge of the output signal S1 from the comparator 3 and the predetermined time T1 from the falling edge of the output signal S1 are described as being the same. Also good.
In the circuit of FIG. 1, the clock signal CLK1 supplied to the AND gate 7 and the clock signal CLK2 supplied to the counters 4 and 5 are separated. However, as the clock signal CLK1, a signal obtained by dividing the clock signal CLK2 by a frequency divider may be used. In this way, the signal source of the clock signal can be shared.

本発明の電源制御回路の実施形態の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of embodiment of the power supply control circuit of this invention. その実施形態の各部の波形例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of a waveform of each part of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・DC−DCコンバータ、2・・・電圧検出回路、3・・・コンパレータ、4・・・第1カウンタ、5・・・第2カウンタ、6・・・制御信号生成回路、7・・・アンドゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC-DC converter, 2 ... Voltage detection circuit, 3 ... Comparator, 4 ... 1st counter, 5 ... 2nd counter, 6 ... Control signal generation circuit, 7 ..And gate

Claims (5)

電圧生成動作用クロック信号に基づいて所定の動作を行い、当該動作によって所望の出力電圧を生成出力する電源装置の電源制御回路であって、
前記電源装置の出力電圧の変動に基づいて前記電源装置の負荷の状態を検出する負荷状態検出手段と、
前記負荷状態検出手段が重負荷から軽負荷に変化したことを検出したときには、当該検出から第1設定時間の経過後に前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記負荷状態検出手段が軽負荷から重負荷に変化したことを検出したときには、当該検出から第2設定時間の経過後に前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御手段と、
を備えることを特徴とする電源制御回路。
A power supply control circuit of a power supply device that performs a predetermined operation based on a voltage generation operation clock signal and generates and outputs a desired output voltage by the operation,
Load state detection means for detecting a load state of the power supply device based on fluctuations in the output voltage of the power supply device;
When the load state detection means detects that the load has changed from a heavy load to a light load, the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal is stopped after the first set time has elapsed since the detection, and the load state Control means for resuming the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal after elapse of a second set time from the detection when the detection means detects a change from a light load to a heavy load;
A power supply control circuit comprising:
電圧生成動作用クロック信号に基づいて所定の動作を行い、当該動作によって所望の出力電圧を生成出力する電源装置の電源制御回路であって、
前記出力電圧を分圧した分圧電圧を出力する分圧電圧出力手段と、
前記分圧電圧出力手段の前記分圧電圧を基準電圧と比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧以上に変化するときに当該変化に応じた第1信号を出力し、前記分圧電圧が前記基準電圧以下に変化するときに当該変化に応じた第2信号を出力する比較手段と、
前記比較手段から前記第1信号の出力があるときに、その出力に基づいて時間の測定を開始する第1時間測定手段と、
前記比較手段から前記第2信号の出力があるときに、その出力に基づいて時間の測定を開始する第2時間測定手段と、
前記第1時間測定手段の測定時間が第1設定値になったときには、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記第2時間測定手段の測定時間が第2設定値になったときには、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御手段と、
を備えることを特徴とする電源制御回路。
A power supply control circuit of a power supply device that performs a predetermined operation based on a voltage generation operation clock signal and generates and outputs a desired output voltage by the operation,
Divided voltage output means for outputting a divided voltage obtained by dividing the output voltage;
The divided voltage of the divided voltage output means is compared with a reference voltage, and when the divided voltage changes to the reference voltage or higher, a first signal corresponding to the change is output, and the divided voltage is A comparing means for outputting a second signal corresponding to the change when the voltage changes to a reference voltage or lower;
First time measuring means for starting time measurement based on the output of the first signal from the comparing means,
When there is an output of the second signal from the comparison means, second time measurement means for starting time measurement based on the output;
When the measurement time of the first time measurement means reaches a first set value, the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal is stopped, and the measurement time of the second time measurement means is a second set value. The control means for resuming the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal,
A power supply control circuit comprising:
前記制御手段は、
前記第1時間測定手段の測定時間が第1設定値になったときに、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を停止させ、前記第2時間測定手段の測定時間が第2設定値になったときに、前記電圧生成動作用クロック信号による前記電源装置の動作を再開させる制御動作を行う制御信号を生成する制御信号生成回路と、
前記制御信号生成回路で生成される前記制御信号によって、前記電圧生成動作用クロック信号を前記電源装置へ供給をするか否かを制御する論理素子と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の電源制御回路。
The control means includes
When the measurement time of the first time measurement means reaches a first set value, the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal is stopped, and the measurement time of the second time measurement means is set to a second setting. A control signal generation circuit for generating a control signal for performing a control operation to resume the operation of the power supply device by the voltage generation operation clock signal when the value is reached;
A logic element that controls whether or not to supply the voltage generation operation clock signal to the power supply device according to the control signal generated by the control signal generation circuit;
The power supply control circuit according to claim 2, further comprising:
前記電源装置はチャージポンプ回路からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の電源制御回路。   The power supply control circuit according to claim 1, wherein the power supply device includes a charge pump circuit. 前記比較手段は、ヒステリシス機能を有するコンパレータからなることを特徴とする請求項2乃至請求項4のうちの何れかに記載の電源制御回路。   5. The power supply control circuit according to claim 2, wherein the comparison unit includes a comparator having a hysteresis function.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012249495A (en) * 2011-05-31 2012-12-13 Kyocera Document Solutions Inc Power supply device
CN103390997A (en) * 2012-05-11 2013-11-13 纬创资通股份有限公司 Power saving method for electronic device and related power saving circuit
US10241531B1 (en) 2017-09-26 2019-03-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Power supply device

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