JP2017121014A - クロック選択回路及びこれを備えた電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】第1クロックに同期している状態から、第2クロックに切り替わる際に発生するクロック抜けを減少させることができるクロック選択回路を提供する。【解決手段】第1のクロックを検出して検出信号を出力するクロック検出回路と、検出信号が第1のレベルのときは第1のクロックを出力し、検出信号が第1のレベルと異なる第2のレベルのときは第2のクロックを出力するスイッチと、検出信号が前記第1のレベルから第2のレベルに切り替わったことに応答してワンショットパルスを出力するワンショット回路とを備え、スイッチの出力とワンショット回路の出力とを合わせて出力クロックとして出力する。【選択図】図1

Description

本発明は、クロック選択回路及びこれを備えた電源装置に関する。
図4に、従来のクロック選択回路の一例として、特許文献1に示されたクロック選択回路400の回路図を示す。
クロック選択回路400は、クロック切り替え回路1、メインクロック監視回路2、シフトレジスタ3を備えている。
クロック切り替え回路1には、第1クロックf1及び第2クロックf2が入力され、シフトレジスタ3の出力4に基づき、第1クロックf1及び第2クロックf2のいずれか一方をクロック選択回路400の出力クロックφとして出力する。
シフトレジスタ3は、2つのDフリップフロップ回路41及び42を含んでいる。Dフリップフロップ回路41の出力Q1がDフリップフロップ回路42の入力端子Dに入力され、Dフリップフロップ回路42の出力Q2がシフトレジスタ3の出力4として出力され、クロック切り替え回路1に入力される。
メインクロック監視回路2は、第1クロックf1に基づいて生成したリセット信号R1をDフリップフロップ回路41及び42の各リセット端子Rに供給する。
Dフリップフロップ回路41及び42の各クロック端子Cには、第2クロックf2が供給される。
かかる従来のクロック選択回路400は、第1クロックf1が入力されているときはクロック選択回路400の出力クロックφとして第1クロックf1を出力し、第1クロックf1が停止すると、出力クロックφとして第2クロックf2を出力する。
このように、従来のクロック選択回路400によれば、第1クロックf1及び第2クロックf2を選択的に出力することができる。
特開平5−165543号公報
しかしながら、クロック選択回路400では、図5のタイミングチャートに示すように、時間t0に第1クロックf1の入力が停止してから、出力クロックφとして第2クロックf2が出力されるまでの間に、第2クロックf2の2回分のクロックが失われてしまうクロック抜けが発生する。
すなわち、Dフリップフロップ回路41は、時間t0に第1クロックf1の入力が停止すると、その後の1回目の第2クロックf2の立下がりエッジに応答して、入力端子Dに入力されているHIGHレベルを取り込み、出力端子QからHIGHレベルの信号Q1を出力する。続いて、Dフリップフロップ回路42が2回目の第2クロックf2の立下がりエッジに応答して、入力端子Dに入力されているHIGHレベルの信号(Q1)を取り込み、出力端子Qからシフトレジスタ3の出力4としてHIGHレベルの信号Q2を出力する。
シフトレジスタ3の出力4がHIGHレベルとなったことにより、クロック切り替え回路1は、出力クロックφとして第2クロックf2を出力する状態に切り替わる。これにより、続く3回目の第2クロックf2がクロック選択回路400の出力クロックφとして出力される。
以上のように動作するため、従来のクロック選択回路400では、第1クロックf1の入力が停止してから出力クロックφとして第2クロックf2が出力されるまでの間に、第2クロックf2の2回分のクロックが失われてしまうクロック抜けが発生するという課題がある。このようなクロック抜けは、例えば出力クロックφを供給するアプリケーションがスイッチングレギュレータの場合、出力電圧の低下につながるおそれがある。
本発明は、上記のような課題を解決するために考案されたものであり、第1クロック(例えば、外部クロック)に同期している状態から、第2クロック(例えば、内部クロック)に切り替わる際に発生するクロック抜けを減少させることができるクロック選択回路を提供することを目的としている。
本発明のクロック選択回路は、第1のクロックを検出して検出信号を出力するクロック検出回路と、前記検出信号が第1のレベルのときは前記第1のクロックを出力し、前記検出信号が第1のレベルと異なる第2のレベルのときは第2のクロックを出力するスイッチと、前記検出信号が前記第1のレベルから前記第2のレベルに切り替わったことに応答してワンショットパルスを出力するワンショット回路とを備え、前記スイッチの出力と前記ワンショット回路の出力とを合わせて出力クロックとして出力することを特徴とする。
本発明のクロック選択回路によれば、検出信号の切り替わりに応答してワンショットパルスを発生させ、これをスイッチの出力に加えて出力するため、第1のクロック(例えば、外部クロック)に同期している状態から第2のクロック(例えば、内部クロック)に切り替わる際に発生するクロック抜けを減少させることができるという効果がある。
本実施形態のクロック選択回路を説明するための回路図である。 図1のクロック選択回路の動作を示すタイミングチャートである。 図1のクロック選択回路を備えたスイッチングレギュレータの回路図である。 従来のクロック選択回路の回路図である。 従来のクロック選択回路の動作を示すタイミングチャートである。
図1は、本実施形態のクロック選択回路100の回路図である。
本実施形態のクロック選択回路100は、外部クロックSYNC(以下、「第1のクロック」とも呼ぶ)が入力される入力端子110と、クロック検出回路120と、内部クロックOSC(以下、「第2のクロック」とも呼ぶ)を出力する内部発振回路113と、スイッチ114と、クロック選択回路100の出力クロックCLKを出力する出力端子115と、ワンショット回路116と、OR回路117とを備えている。
クロック検出回路120は、Dフリップフロップ回路111及び112で構成されている。
Dフリップフロップ回路111は、入力端子D1に0Vを受け、入力端子CK1に内部クロックOSCを受け、出力端子Q1がDフリップフロップ回路112の入力端子D2に接続されている。
Dフリップフロップ回路112は、入力端子CK2に内部クロックOSCを受け、出力端子Q2の信号をクロック検出回路120の検出信号DTとして出力する。
検出信号DTは、ワンショット回路116に入力されるとともに、スイッチ114の制御信号として機能する。
OR回路117は、ワンショット回路116の出力信号とスイッチ114の出力信号を入力として受け、出力端子115に出力クロックCLKを出力する。
スイッチ114は、第1の入力端子114aに外部クロックSYNCを受け、第2の入力端子114bに内部クロックOSCを受け、出力端子114cの信号がOR回路117に入力される。そして、制御信号である検出信号DTがHIGHレベルのとき、第1の入力端子114aと出力端子114cを接続し、制御信号である検出信号DTがLOWレベルのとき、第2の入力端子114bと出力端子114cを接続する。
ワンショット回路116は、入力信号、すなわち検出信号DTの信号に立下りエッジが発生したときのみワンショットパルスを出力し、それ以外ではLOWレベルの信号を出力するように構成されている。
次に、本実施形態のクロック選択回路の動作を図1及び図2を参照して説明する。
まず、外部クロックSYNCが入力されている外部同期状態について説明する。
Dフリップフロップ回路111は、入力端子D1に0Vが入力され、入力端子CK1に内部クロックOSCが入力され、セット端子Sに外部クロックSYNCが入力されるため、出力端子Q1からHIGHレベルの信号を出力する。
Dフリップフロップ回路112は、入力端子D2に出力端子Q1からのHIGHレベルの信号が入力され、入力端子CK2に内部クロックOSCが入力されるため、出力端子Q2からHIGHレベルの信号を出力する。つまり、クロック検出回路120は、外部クロックSYNCが入力されている状態では、検出信号DTとしてHIGHレベルの信号を出力する。
スイッチ114は、検出信号DTがHIGHレベルであるため、第1の入力端子114aと出力端子114cを接続し、外部クロックSYNCを出力する。また、ワンショット回路116は、検出信号DTがHIGHレベルである外部同期状態においてはLOWレベルの信号を出力する。
OR回路117は、ワンショット回路116の出力信号であるLOWレベルの信号とスイッチ114の出力信号である外部クロックSYNCを入力として受けるため、出力クロックCLKは外部クロックSYNCと等価となる。
次に、外部クロックSYNCが停止している外部同期解除状態について説明する。
時間t1に外部クロックSYNCの入力が停止され、その後に1回目の内部クロックOSCの立下がりエッジが発生すると、Dフリップフロップ回路111は、入力端子D1が0Vに接続され、セット端子SにLOWレベルが入力されているため、出力端子Q1からLOWレベルの信号を出力する。
続いて2回目の内部クロックOSCの立下がりエッジが発生すると、Dフリップフロップ回路112は、入力端子D2にLOWレベルの信号が入力されているため、出力端子Q2から検出信号DTとしてLOWレベルの信号を出力する。
スイッチ114は、制御信号である検出信号DTがLOWレベルになると、第2の入力端子114bと出力端子114cを接続し、内部クロックOSCをOR回路117へ出力する。
また、ワンショット回路116は、検出信号DTの立下りエッジに反応してワンショットパルスを出力する。
OR回路117は、ワンショット回路116の出力と、スイッチ114の出力、すなわち内部クロックOSCとを合わせて出力することから、出力クロックCLKは、図2に示すように、外部クロックSYNCが停止してから2回目の内部クロックOSCに対応するクロックを含んだ信号となる。
このように、本実施形態によれば、従来技術と比べて、クロック抜けを低減することができる。
次に、本実施形態のクロック選択回路を電源装置に用いた例を説明する。
図3は、電源装置の一例として、スイッチングレギュレータ300に図1のクロック選択回路100を用いた場合の回路図である。
スイッチングレギュレータ300の構成は一般的なものであるため、ここでは詳細な説明は省略し、クロック選択回路100の出力クロックCLKがどのように使用されるかについて説明する。
三角波生成回路313は、クロック選択回路100から供給されるクロックCLK、すなわち、外部クロックSYNC又は内部クロックOSCに対応するクロックCLKを受けて三角波を生成する。PWMコンパレータ310は、誤差増幅回路311から出力される誤差電圧Verrと、三角波とを比較し、比較結果を出力制御回路312に供給する。
本スイッチングレギュレータ300では、クロック選択回路100を用いることにより、PWMコンパレータ310が受けるクロックCLKにおいては、外部クロックSYNCに同期している状態から内部クロックOSC(図1参照)に切り替わる際に発生するクロック抜けが少ない。したがって、クロック抜けによるスイッチングレギュレータ300の出力電圧Voutの低下を低減することが可能となる。
このように、二つのクロック(例えば、外部クロックと内部クロック)を切り替えて一つのクロックとして用いる電源装置において、本発明のクロック選択回路を用いることにより、クロック抜けによる影響を低減させることができるという効果を奏する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、スイッチ114の出力とワンショット回路116の出力とを合わせて出力クロックとして出力する回路としてOR回路117を用いているが、パルスの向き等に応じて、適宜変更可能である。
また、上記実施形態においては、2つのDフリップフロップを用いる例を示したが、Dフリップフロップの個数は特に限定されず、必要に応じて、より多くのDフリップフロップ回路を用いるても構わない。
さらに、スイッチングレギュレータを電源装置の一例として説明したが、電源装置はスイッチングレギュレータに特に限定されるものではない。
100 クロック選択回路
110 外部クロック入力端子
111,112 Dフリップフロップ回路
113 内部発振回路
114 スイッチ
115 出力端子
116 ワンショット回路
117 OR回路
120 クロック検出回路
310 PWMコンパレータ
311 誤差増幅回路
312 出力制御回路
313 三角波生成回路
300 スイッチングレギュレータ

Claims (4)

  1. 第1のクロックを検出して検出信号を出力するクロック検出回路と、
    前記検出信号が第1のレベルのときは前記第1のクロックを出力し、前記検出信号が第1のレベルと異なる第2のレベルのときは第2のクロックを出力するスイッチと、
    前記検出信号が前記第1のレベルから前記第2のレベルに切り替わったことに応答してワンショットパルスを出力するワンショット回路とを備え、
    前記スイッチの出力と前記ワンショット回路の出力とを合わせて出力クロックとして出力することを特徴とするクロック選択回路。
  2. 前記クロック検出回路は、前記第1のクロックが入力されるセット端子を有する第1のDフリップフロップ回路と、前記第1のDフリップフロップ回路の出力が入力端子に入力される第2のDフリップフロップ回路とを有し、
    前記第1及び第2のDフリップフロップ回路の各クロック端子に前記第2のクロックが入力され、
    前記第2のDフリップフロップ回路の出力が前記検出信号であることを特徴とする請求項1に記載のクロック選択回路。
  3. 内部クロックを発生する内部発振回路をさらに備え、
    前記第1のクロックは、前記クロック選択回路の外部から供給されるクロックであり、
    前記第2のクロックは、前記内部クロックであることを特徴とする請求項1又は2に記載のクロック選択回路。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のクロック選択回路を備えることを特徴とする電源装置。
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