JP3864906B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数(少なくとも2つ)の定電圧回路を備えた電源回路に係り、その複数の定電圧回路の立ち上げタイミングを調整するようにした電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の電源を必要とする集積回路等の負荷回路があり、この種の負荷回路では、複数の電源の電源電圧を立ち上げる順序を適切に設定しないと、負荷回路が正常動作しない場合がある。一般的には、電源電圧の高い順に電源電圧を立ち上げる。この場合、定電圧回路(レギュレータ)を出力電圧の高い順に直列に接続すればよい。
【0003】
ところが、複数の電源を電源電圧の低い順に、または、同時に立ち上げなければならない場合がある。この場合には、複数の定電圧回路を並列に接続し、その複数の定電圧回路の電源電圧の立ち上がりの時定数をそれぞれ調整して、所望の立ち上げ順序を実現するのが一般的である。具体的には、入力電圧から電圧を降下させて目的の電圧を得る電源であるドロッパ型レギュレータを並列に接続する方法(第1の方法)と、スイッチング型レギュレータを並列に接続する方法(第2の方法)がある。
【0004】
複数の電源の立ち上げタイミングを制御するものとしては、特開平7−284227号公報(引用文献1)に記載のものがある。引用文献1に記載の発明は、並列接続された第1及び第2の電源の一方(第2の電源)を、第1の電源よりも後から立ち上げるように構成したものであり、電源電圧の高低に依存した立ち上げ順序を規定するものではない。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−284227号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第1の方法では、低い電圧を生成するレギュレータの入力電圧は、高い電圧を生成するレギュレータの入力電圧と同じであるため、低い電圧を生成するレギュレータの入出力電位差が大きくなる。従って、消費電力が大きくなり、発熱が大きくなるという問題点がある。
【0007】
一方、上記の第2の方法では、消費電力や発熱が大きいという問題点はないものの、ノイズを発生しやすいという問題点がある。映像機器に使用する回路に第2の方法を採用した場合には、ノイズの影響を避けるため、高性能コンデンサを追加したりする等の工夫を施す必要があり、部品点数が多くなって、コストが高くなるという問題点がある。
【0008】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、少なくとも2つの定電圧回路を備えた電源回路において、消費電力や発熱が小さく、ノイズの発生がなく、その少なくとも2つの定電圧回路を出力電圧の低い順または同時に立ち上げることができる電源回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
(a)第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路(1)と、この第1の定電圧回路の後段に前記第1の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路(2)とを備えた電源回路において、前記第1の定電圧回路の入力段と前記第2の定電圧回路の入力段との間に設けられ、前記第1の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、前記第2の定電圧回路に電圧を供給し、前記第1の定電圧回路の出力電圧が前記所定の値以上のとき、前記第2の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路(3)を設けて構成したことを特徴とする電源回路を提供し、
(b)第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路(11)と、この第1の定電圧回路の後段に前記第1の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路(12)と、この第2の定電圧回路の後段に前記第2の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成して出力する第3の定電圧回路(13)とを備えた電源回路において、前記第1の定電圧回路の入力段と前記第3の定電圧回路の入力段との間に設けられ、前記第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、前記第3の定電圧回路に電圧を供給し、前記第2の定電圧回路の出力電圧が前記所定の値以上のとき、前記第3の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路(3)を設けて構成したことを特徴とする電源回路を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源回路について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明の電源回路の一実施形態を示す回路図、図2は本発明の電源回路の動作を説明するためのタイミングチャート、図3は本発明の電源回路の他の実施形態を示す回路図である。
【0011】
図1において、ドロッパ型レギュレータである定電圧回路1には、5.7Vの直流電源E1から直流電圧が供給される。定電圧回路1の直流出力電圧V1は3.3Vである。定電圧回路1の後段には、ショットキーダイオードD2を介して、ドロッパ型レギュレータである定電圧回路2が定電圧回路1に対して直列に接続されている。定電圧回路2の直流出力電圧V2は1.8Vである。もし、破線で囲んだ立ち上げタイミング制御回路3がなければ、定電圧回路1,2は、当然のことながら、定電圧回路1,2の順で立ち上がる。
【0012】
本実施形態では、定電圧回路1の入力段と定電圧回路2の入力段との間に、立ち上げタイミング制御回路3を設けているので、定電圧回路2を定電圧回路1よりも先に立ち上げたり、定電圧回路1,2をほぼ同時に立ち上げることができる。以下、定電圧回路2を定電圧回路1よりも先に立ち上げる実施形態ついて詳細に説明することとする。
【0013】
立ち上げタイミング制御回路3は次のように構成されている。図1に示すように、定電圧回路1の入力段と接地との間には、例えば1kΩの抵抗R1と、ツェナー電圧3VのツェナーダイオードD1が直列に接続されている。抵抗R1とツェナーダイオードD1との接続点には、例えば100Ωの抵抗R2の一端が接続されている。抵抗R2の他端は、NPNトランジスタQ1のベースに接続されている。トランジスタQ1のコレクタは定電圧回路1の入力段に接続され、エミッタは定電圧回路2の入力段に接続されている。定電圧回路1の出力段と定電圧回路2の入力段との間には、ダイオードD2が接続されている。
【0014】
さて、直流電源E1から5.7Vの直流電圧が供給されると、図2(A)に示すように、直流電源E1の出力電圧は所定の時間をかけて5.7Vまで上昇し、その後、5.7Vで一定となる。この入力電圧は定電圧回路1に供給されると共に、抵抗R1,R2を介してトランジスタQ1に供給される。これにより、トランジスタQ1にはベース電流が流れ、トランジスタQ1はオンする。すると、トランジスタQ1は、ダイオードD2と定電圧回路2の入力段との間に、電圧V3を供給する。
【0015】
ドロッパ型レギュレータの動作開始電圧は、出力する生成電圧が高い方が高く、低い方が低いので、定電圧回路2は、定電圧回路1よりも先に動作を開始することとなる。従って、図2(B),(C)を比較すれば分かるように、定電圧回路2は、定電圧回路1よりも先に出力電圧V2を生成し始め、定電圧回路1が3.3Vを出力する前に1.8Vの出力電圧V2を生成する。
【0016】
トランジスタQ1が供給する電圧V3の電圧値の上限は、ツェナーダイオードD1のツェナー電圧である3VからトランジスタQ1のベース−エミッタ間電圧である0.7V降下した電圧の2.3Vとなる。
【0017】
そして、時間の経過により、定電圧回路1から3.3Vの出力電圧V1が生成されると、定電圧回路2の入力電圧V3は、ダイオードD2の電圧降下分0.3V減じた3.0Vとなる。この3.0VはトランジスタQ1のエミッタ電位となり、トランジスタQ1のベース電圧がツェナーダイオードD1のツェナー電圧3Vであるので、トランジスタQ1はオフする。
【0018】
これ以降、立ち上げタイミング制御回路3は不動作となり、図1に示す回路は、立ち上げタイミング制御回路3がない場合と同じ動作となる。即ち、定電圧回路1は3.3Vの出力電圧V1を生成し、定電圧回路2は3.3Vの出力電圧V1を基にして1.8Vの出力電圧V2を生成する。
【0019】
以上の説明より分かるように、トランジスタQ1は定電圧回路1が動作するまでの短時間だけ動作するものであるので、発熱が問題となることはなく、ヒートシンク等の熱対策を講じる必要はない。なお、ダイオードD2は、トランジスタQ1のエミッタを介して定電圧回路1に電圧を供給しないようにすると共に、定電圧回路1の入出力電圧が逆転したときの保護回路として動作する。定電圧回路1内にこの種の保護回路があれば、ダイオードD2は設けなくてもよい。
【0020】
本実施形態の電源回路は、電源回路の立ち上がり時に、定電圧回路1,2それぞれに5.7Vの入力電圧を供給するので、定電圧回路1,2の立ち上げタイミングを適宜に制御すれば、任意の立ち上げタイミングとすることができる。立ち上げタイミング制御回路3として、例えば松下電器産業株式会社製AN80PxxRSPシリーズ等を用いれば、定電圧回路1,2をオン・オフ制御して、定電圧回路1,2を同時に立ち上げたり、立ち上げの時間間隔を任意に設定することができる。
【0021】
以上説明した実施形態では、少なくとも2つの定電圧回路(1,2)を直列に接続し、立ち上げタイミング制御回路3を、互いに隣接する第1の定電圧回路の入力段と第2の定電圧回路の入力段との間に設けた構成である。本発明はこれに限定されることはなく、図3に示すように、少なくとも3つの定電圧回路(11,12,13)を直列に接続し、立ち上げタイミング制御回路3を、第1の定電圧回路(11)の入力段と第3の定電圧回路(13)の入力段との間に設けた構成であってもよい。
【0022】
即ち、図3の実施形態では、第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路と、この第1の定電圧回路の後段に第1の定電圧回路に対して直列に接続され、第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路と、この第2の定電圧回路の後段に第2の定電圧回路に対して直列に接続され、第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成して出力する第3の定電圧回路とを備えている。そして、第1の定電圧回路の入力段と第3の定電圧回路の入力段との間に設けられ、第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、第3の定電圧回路に電圧を供給し、第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値以上のとき、第3の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路を設けて構成したものである。
【0023】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の電源回路は、第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路と、この第1の定電圧回路の後段に第1の定電圧回路に対して直列に接続され、第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路とを備え、第1の定電圧回路の入力段と第2の定電圧回路の入力段との間に設けられ、第1の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、第2の定電圧回路に電圧を供給し、第1の定電圧回路の出力電圧が所定の値以上のとき、第2の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路を設けて構成したので、消費電力や発熱が小さく、ノイズの発生がなく、第1,第2の定電圧回路を出力電圧の低い順または同時に立ち上げることができる。
【0024】
また、第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路と、この第1の定電圧回路の後段に第1の定電圧回路に対して直列に接続され、第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路と、この第2の定電圧回路の後段に第2の定電圧回路に対して直列に接続され、第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成して出力する第3の定電圧回路とを備え、第1の定電圧回路の入力段と第3の定電圧回路の入力段との間に設けられ、第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、第3の定電圧回路に電圧を供給し、第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値以上のとき、第3の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路を設けて構成したので、消費電力や発熱が小さく、ノイズの発生がなく、第1,第2の定電圧回路を出力電圧の低い順または同時に立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図3】本発明の他の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
1,2,11〜13 定電圧回路
3 立ち上げタイミング制御回路
D1 ツェナーダイオード
D2 ショットキーダイオード
Q1 トランジスタ
R1,R2 抵抗
Claims (4)
- 第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路と、この第1の定電圧回路の後段に前記第1の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路とを備えた電源回路において、
前記第1の定電圧回路の入力段と前記第2の定電圧回路の入力段との間に設けられ、前記第1の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、前記第2の定電圧回路に電圧を供給し、前記第1の定電圧回路の出力電圧が前記所定の値以上のとき、前記第2の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路を設けて構成したことを特徴とする電源回路。 - 前記制御回路は、ベースを抵抗を介して前記第1の定電圧回路の入力段に接続し、コレクタを前記第1の定電圧回路の入力段に接続し、エミッタを前記第2の定電圧回路の入力段に接続したトランジスタを有することを特徴とする請求項1記載の電源回路。
- 第1の直流電圧を生成して出力する第1の定電圧回路と、この第1の定電圧回路の後段に前記第1の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧を生成して出力する第2の定電圧回路と、この第2の定電圧回路の後段に前記第2の定電圧回路に対して直列に接続され、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成して出力する第3の定電圧回路とを備えた電源回路において、
前記第1の定電圧回路の入力段と前記第3の定電圧回路の入力段との間に設けられ、前記第2の定電圧回路の出力電圧が所定の値よりも小さいとき、前記第3の定電圧回路に電圧を供給し、前記第2の定電圧回路の出力電圧が前記所定の値以上のとき、前記第3の定電圧回路への電圧の供給を遮断する制御回路を設けて構成したことを特徴とする電源回路。 - 前記制御回路は、ベースを抵抗を介して前記第1の定電圧回路の入力段に接続し、コレクタを前記第1の定電圧回路の入力段に接続し、エミッタを前記第3の定電圧回路の入力段に接続したトランジスタを有することを特徴とする請求項3記載の電源回路。
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