JP4383936B2 - 定電圧回路及び複数の定電圧回路を有する定電圧電源回路 - Google Patents

定電圧回路及び複数の定電圧回路を有する定電圧電源回路 Download PDF

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本発明は、出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を変えることができる定電圧回路、及び複数の該定電圧回路を有し、各定電圧回路の出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を揃えることができるようにした定電圧電源回路に関するものである。
近年、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯機器では機能が豊富になり、これに伴って、各機能が電源に要求する性能及び仕様も多岐にわたるようになってきた。このため、同じ機器内で、電圧や電流容量の異なる何種類もの電源が必要になってきている。また、携帯機器では、使用できる時間をできるだけ長くするため、現在使われていない機能の回路を待機状態にしたり、又は電源をオフにしたりして、電池の寿命を延ばすように制御している。この結果、機器内では、多くの電源回路が頻繁に作動したり、停止したりしている。
また、基準電圧が立ち上がっている状態であってもソフトスタートを行うことができる直流安定化電源装置があった(例えば、特許文献1参照。)。
ここで、複数の電源回路が同時に作動を開始するような場合、出力電圧の立ち上がり時間が各電源回路で大きく異なると、電源供給を受けている回路において、思わぬ大きな無効電流が流れたり、ラッチアップしたりする等のトラブルが発生してしまう。このため、電源回路の立ち上がり時間に関しては、所定の時間に収まるように設計しなければならなかった。同様に、電源供給を停止する際にも、各電源回路の出力電圧の低下速度が異なると、電源供給を受けている回路において、大きな無効電流が流れたり、ラッチアップしたりする等のトラブルが発生してしまう。そのため、電源回路の立ち下がり時間に関しても、所定の時間に収まるように設計しなければならない。
図8は、複数の定電圧回路を有する定電圧電源回路の従来例を示した図であり、1つの負荷に複数の定電圧回路から電力を供給する回路の1例である。
定電圧電源回路100は、3つの定電圧回路101〜103と、該各定電圧回路101〜103の作動及び停止をそれぞれ制御する制御回路104とで構成されている。制御回路104から出力されたチップイネーブル信号CE1〜CE3に応じて、対応する定電圧回路101〜103が作動を開始し、定電圧回路101〜103の各出力電圧Voa〜Vocは、図9で示すように、所定の定格電圧Va〜Vcまでそれぞれ上昇する。
定電圧回路101の出力電圧Voaが所定の定格電圧Vaまで上昇する時間がTa、定電圧回路102の出力電圧Vobが所定の定格電圧Vbまで上昇する時間がTb、定電圧回路103の出力電圧Vocが定格電圧Vcまで上昇する時間がTcである。このように、各定電圧回路101〜103の出力電圧がそれぞれ定格電圧に達するまでの時間が異なると、先に立ち上がった定電圧回路101から接地電圧GNDや他の定電圧回路に思わぬ大電流が流れ、回路の不具合や、ラッチアップを引き起こす原因になっていた。
図10は、図8の定電圧回路101〜103の回路例を示した図であり、定電圧回路の出力電圧の立ち上がり時間は、主に出力電圧制御トランジスタMaの電流駆動能力、過電流保護回路の制限電流値、誤差増幅回路AMPaの位相補償の量、負荷RLに流れる負荷電流、負荷RLに接続されたバイパスコンデンサCaの容量等の組み合わせによって決まる。
負荷電流やバイパスコンデンサCaの容量は回路ごとに異なるため、定電圧回路の出力電圧の立ち上がり時間を所定の時間内に設定するには、負荷電流やバイパスコンデンサCaの容量に合わせて、過電流保護回路の制限電流値をレーザトリミング等で調整したり、出力電圧の立ち上げ時には電流駆動能力の異なる出力電圧制御トランジスタに切り替えたりしていた。
また、電源オフ時における定電圧回路の出力電圧の立ち下がり時間に関しては、電源をオフすると同時又は直後にシンクトランジスタMbをオンさせて、バイパスコンデンサCaに充電された電荷を急速に放電して、定電圧回路の出力電圧の立ち下がり時間を早める方法を取っていた。
特開2003−216251号公報
しかし、従来のレーザトリミングを使用して設定する方法は、過電流保護電流との兼ね合いで任意の制限電流値に設定することができなかった。また、制限電流も1つに固定されているため汎用性がなくなるという問題があった。このため、定電圧回路の起動時における負荷電流が、起動時の条件によって異なるような負荷では、ある条件でトリミングを行っても、該条件が変化した場合は、他の定電圧回路の立ち上がり時間と差が生じてしまうといった問題があった。
また、起動時には電流駆動能力の異なる出力電圧制御トランジスタに切り替える方法では、起動時の条件の変化には対応できず、また立ち上がり時間の精度もあまり良くないという問題があった。更に、特定の定電圧回路の立ち上がり時間だけ早くする、又は遅くする等といった特別の条件が課せられた場合は、ほとんど対応することができなかった。また、立ち下がり時間については、定電圧回路をオフすると同時又は直後にシンクトランジスタMbをオンさせて、バイパスコンデンサCaの電荷を急速に放電させるだけであるため、定電圧回路ごとに接続されているバイパスコンデンサの容量の違いや、各定電圧回路に設けられているシンクトランジスタの電流駆動能力の違いによって、必ずしも各定電圧回路の電圧がそろって低下させることができる保証はなかった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を変えることかできる定電圧回路、並びに複数の該定電圧回路を有し、各定電圧回路の出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を揃えることができるようにした定電圧電源回路を得ることを目的とする。
この発明に係る定電圧回路は、入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する定電圧回路において、
前記出力端子に接続された容量と、
前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
該出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定する電流設定回路部と、
を備え、
前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変えるものである。
また、この発明に係る定電圧回路は、入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する定電圧回路において、
前記出力端子に接続された容量と、
前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と
記容量に充電された電荷を放電するためのシンク電流を生成するシンク電流生成回路部と、
前記出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定すると共に、該シンク電流生成回路部に対してシンク電流値を設定する電流設定回路部と、
を備え、
前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変え、前記シンク電流生成回路部は、設定されたシンク電流値に応じて前記容量の電荷を放電することにより、前記出力端子からの電圧出力を停止する時に、前記出力端子の電圧が所定の電圧に低下するまでの立ち下がり時間を変えるものである。
具体的には、前記電流設定回路部は、
前記出力電流制限回路部に設定する制限電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
該設定電流記憶回路部に前記制限電流値を設定する制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動の前に、設定電流記憶回路部に制限電流値を設定し、前記出力電流制限回路部は、該起動時に、前記設定電流記憶回路部に設定された制限電流値による出力電流の制限を行うようにした。
また、前記電流設定回路部は、
前記シンク電流生成回路部に設定するシンク電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
該設定電流記憶回路部に前記シンク電流値を設定する制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、前記出力端子からの電圧出力を停止する前に、設定電流記憶回路部にシンク電流値を設定し、前記シンク電流生成回路部は、該停止時に、前記設定電流記憶回路部に設定されたシンク電流値で前記容量の電荷を放電するようにした。
また、この発明に係る定電圧電源回路は、入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する複数の定電圧回路を備え、各定電圧回路からのそれぞれの出力電圧を電源電圧として負荷にそれぞれ供給する定電圧電源回路において、
少なくとも1つの前記定電圧回路は、
前記出力端子に接続された容量と、
前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
該出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定する電流設定回路部と、
を備え、
前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変えるものである。
また、この発明に係る定電圧電源回路は、入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する複数の定電圧回路を備え、各定電圧回路からのそれぞれの出力電圧を電源電圧として負荷にそれぞれ供給する定電圧電源回路において、
少なくとも1つの前記定電圧回路は、
前記出力端子に接続された容量と、
前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と
記容量に充電された電荷を放電するためのシンク電流を生成するシンク電流生成回路部と、
前記出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定すると共に、該シンク電流生成回路部に対してシンク電流値を設定する電流設定回路部と、
を備え、
前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変え、前記シンク電流生成回路部は、設定されたシンク電流値に応じて前記容量の電荷を放電することにより、前記出力端子からの電圧出力を停止する時に、前記出力端子の電圧が所定の電圧に低下するまでの立ち下がり時間を変えるものである。
具体的には、前記電流設定回路部は、
前記出力電流制限回路部に設定する制限電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
該設定電流記憶回路部に前記制限電流値を設定する制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動の前に、設定電流記憶回路部に制限電流値を設定し、前記出力電流制限回路部は、該起動時に、前記設定電流記憶回路部に設定された制限電流値による出力電流の制限を行うようにした。
また、前記電流設定回路部は、
前記シンク電流生成回路部に設定するシンク電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
該設定電流記憶回路部に前記シンク電流値を設定する制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、前記出力端子からの電圧出力を停止する前に、設定電流記憶回路部にシンク電流値を設定し、前記シンク電流生成回路部は、該停止時に、前記設定電流記憶回路部に設定されたシンク電流値で前記容量の電荷を放電するようにした。
本発明の定電圧回路及び定電圧電源回路によれば、出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を任意に設定することができるようにしたことから、多くの定電圧回路を同時に作動させる場合や、同時に停止させる場合に、すべての定電圧回路における出力電圧の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間を同じ時間に揃えたり、あるいは特定の電圧のみを先に立ち上げ又は立ち下げたりすることもできるようになり、複数の定電圧回路を使用する定電圧電源回路に接続された負荷に応じて、該負荷に供給する定電圧の立ち上がり及び/又は立ち下がり特性を任意に設定することができる。この結果、1つの負荷に多くの定電圧回路から電源を供給する場合において、各定電圧回路の立ち上がり時間及び/又は立ち下がり時間のバラツキにより、負荷の回路に大きな無効電流が発生したり、ラッチアップを引き起こしたりすることを防止できる。
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における定電圧回路の構成例を示した図である。
図1において、定電圧回路1は、入力端子INに入力された入力電圧Vbから所定の定電圧V1を生成し出力電圧Voとして出力端子OUTから出力する。出力端子OUTと接地電圧との間にはバイパスコンデンサC1及び負荷RLが並列に接続されている。
定電圧回路1は、所定の基準電圧Vrefを生成して出力する基準電圧発生回路2と、誤差増幅回路AMPと、出力電圧制御トランジスタM1と、出力電圧Voに比例した電圧Vdを生成して出力する出力電圧検出用の抵抗R1,R2とを備えている。更に、定電圧回路1は、出力端子OUTから出力される電流が、設定された制限電流値以下になるように出力電圧制御トランジスタM1のゲート電圧を制御する出力電流制限回路3と、出力端子OUTからのシンク電流を生成するシンク電流生成回路4と、出力電流制限回路3及びシンク電流生成回路4に対して制限電流値及びシンク電流値の設定を行う電流設定回路5とを備えている。電流設定回路5は、機械式スイッチで行ってもよいし、CPUの出力ポートやロジック回路から電気信号で設定値を送って設定されるようにしてもよい。
入力端子INと出力端子OUTとの間には出力電圧制御トランジスタM1が接続され、出力電圧制御トランジスタM1のゲートには誤差増幅回路AMPの出力端が接続されている。誤差増幅回路AMPにおいて、非反転入力端には出力電圧Voを抵抗R1及びR2で分圧した分圧電圧Vdが入力され、反転入力端には基準電圧Vrefが入力され、チップイネーブル端子CEには誤差増幅回路AMPの作動又は停止の制御を行う制御信号Sceが入力されている。誤差増幅回路AMPは、分圧電圧Vdが基準電圧Vrefになるように出力電圧制御トランジスタM1の動作制御を行い、出力電圧制御トランジスタM1から出力される電流ioを制御する。
出力電流制限回路3は、出力電圧制御トランジスタM1に流れる電流値を検出し、電流設定回路5によって設定された制限電流値に基づいて、出力電流ioが該制限電流値を超えないように出力電圧制御トランジスタM1のゲート電圧を制限する。
シンク電流生成回路4は、定電圧回路1の出力端子OUTと接地電圧との間に接続され、電流設定回路5によって設定されたシンク電流値に基づいて、定電圧回路1が動作を停止して出力電圧制御トランジスタM1がオフすると同時又は直後に、シンク電流isを生成し、出力端子OUTに接続されているバイパスコンデンサC1等に蓄えられている電荷を放電して、出力電圧Voを所定の速度で低下させる。
図2は、出力電流制限回路3とシンク電流生成回路4が作動した場合の出力電圧Voの立ち上がり及び立ち下がり特性がどのように変化するかを示した図である。
誤差増幅回路AMPを作動させる制御信号Sceが入力されて誤差増幅回路AMPが作動し定電圧回路1が起動すると、出力電圧Voは出力端子OUTに接続されているバイパスコンデンサC1を充電しながら立ち上がる。しかし、出力電流ioは、出力電流制限回路3で制限されるため、設定された制限電流値io1が大きい場合は、バイパスコンデンサC1を急速に充電して出力電圧Voの立ち上がり時間が短くなる。
電流設定回路5に設定された制限電流値io1が小さい場合は、バイパスコンデンサC1を小さな電流値の出力電流ioで充電するため、定電流充電を行う形でバイパスコンデンサC1を充電することになる。このことから、出力電圧Voは、誤差増幅回路AMPが作動を開始してからしばらくは直線的に立ち上がり、定格電圧V1に達するまでの時間が長くなる。すなわち、電流設定回路5に設定された制限電流値io1によって、定電圧回路1の起動時における出力電圧Voの立ち上がり時間を制御することができるようになる。
次に、定電圧回路1がオフする時の出力電圧Voは、出力端子OUTに接続されているバイパスコンデンサC1に蓄積された電荷を放電することで低下する。このため、シンク電流生成回路4で生成されるシンク電流isが大きいほど、出力電圧Voの立ち下がり時間は短くなり、シンク電流isが小さいほど出力電圧Voの立ち下がり時間が長くなる。また、シンク電流生成回路4が作動していない場合は、出力電圧Voの立ち下がりに非常に長い時間を要する。すなわち、電流設定回路5に設定されたシンク電流値によって、定電圧回路1のオフ時における出力電圧Voの立ち下がり時間も制御することができるようになる。なお、図1では、出力電流制限回路3とシンク電流生成回路4の2つの回路を備えた場合を例にして説明したが、言うまでもなく、出力電流制限回路3又はシンク電流生成回路4のどちらか1つだけを備えるようにしてもよい。
図3は、図1の電流設定回路5の具体例を示した図である。
図3において、図1の電流設定回路5は、設定電流記憶回路11と、制御回路12とで構成されている。
設定電流記憶回路11は、制御回路12から送られてくる出力電流ioの制限電流値やシンク電流値を記憶し、出力電流制限回路3の制限電流値やシンク電流生成回路4のシンク電流値をそれぞれ制御する。
制御回路12は、誤差増幅回路AMPの作動及び停止の制御をそれぞれ行うと共に、定電圧回路1を起動する時の出力電流ioの制限電流値io1や、定電圧回路1を停止する時のシンク電流isの電流値を、諸条件を考慮してそれぞれ決定し、決定した値を設定電流記憶回路11に送る。また、出力電圧Voが立ち上がった後は、出力電流制限回路3の制限電流値io1を、回路を保護するための保護電流値に変更することもできる。出力電圧Voの立ち上がり時間及び立ち下がり時間の各制御については、図1と同様であるのでその説明を省略する。また、図3においても、出力電流制限回路3とシンク電流生成回路4の2つの回路を備えた場合を例にして説明したが、言うまでもなく、出力電流制限回路3又はシンク電流生成回路4のどちらか1つだけを備えるようにしてもよい。
次に、図4は、図1及び図2における出力電流制限回路3とシンク電流生成回路4の回路例を示した図であり、図4では図2の場合を例にして示している。
図4において、出力電流制限回路3は、PMOSトランジスタM2,M3、NMOSトランジスタM4〜M7、抵抗R3及びスイッチSW1〜SW3で構成されている。
PMOSトランジスタM2において、ソースは入力端子INに接続され、ゲートは出力電圧制御トランジスタM1のゲートに接続されている。このため、PMOSトランジスタM2のドレインからは、出力電圧制御トランジスタM1とPMOSトランジスタM2のトランジスタサイズ比に応じた電流が出力され、該電流は出力電圧制御トランジスタM1のドレイン電流である出力電流ioに比例する。このため、PMOSトランジスタM2のドレイン電流を調べることにより、出力電流ioの電流値が分かる。
PMOSトランジスタM2のドレインと接地電圧との間には、NMOSトランジスタM4が接続されている。NMOSトランジスタM4のゲートはNMOSトランジスタM5〜M7の各ゲートにそれぞれ接続され、該接続部はNMOSトランジスタM4のドレインに接続され、NMOSトランジスタM4〜M7はカレントミラー回路を形成している。NMOSトランジスタM4のドレイン電流は、PMOSトランジスタM2のドレイン電流と等しいため、NMOSトランジスタM5〜M7の各ドレイン電流も出力電流ioにそれぞれ比例する。
また、NMOSトランジスタM5〜M7の各ソースはそれぞれ接地電圧に接続され、NMOSトランジスタM5〜M7の各ドレインには、対応するスイッチSW1〜SW3の一端がそれぞれ接続されている。また、スイッチSW1〜SW3の各他端は接続され、該接続部はPMOSトランジスタM3のゲートに接続されている。PMOSトランジスタM3は、入力端子INと出力電圧制御トランジスタM1のゲートとの間に接続され、入力端子INとPMOSトランジスタM3のゲートとの間には抵抗R3が接続されている。このため、NMOSトランジスタM5〜M7の各ドレイン電流の和が増えて、抵抗R3の電圧降下が大きくなるとPMOSトランジスタM3がオンし、出力電圧制御トランジスタM1のゲート電圧を引き上げて出力電流ioを制限する。
ここで、NMOSトランジスタM4のトランジスタサイズと、NMOSトランジスタM5のトランジスタサイズを等しくし、NMOSトランジスタM6のトランジスタサイズをその2倍に、NMOSトランジスタM7のトランジスタサイズを4倍にそれぞれする。このようにすると、NMOSトランジスタM4のドレイン電流に対し、NMOSトランジスタM5には1倍のドレイン電流が、NMOSトランジスタM6には2倍のドレイン電流が、NMOSトランジスタM7には4倍のドレイン電流がそれぞれ流れる。
スイッチSW1〜SW3の各制御端子には、設定電流記憶回路11の出力信号A1〜A3が対応して入力されている。スイッチSW1〜SW3は、設定電流記憶回路11からの出力信号A1〜A3によってオン/オフ制御され、NMOSトランジスタM5〜M7の各ドレイン電流の和は、スイッチSW1〜SW3のスイッチング状態によって、8通りの組み合わせが可能になる。すなわち、設定電流記憶回路11の出力信号A1〜A3によって、制限電流値を8通りに設定することができる。もちろん、NMOSトランジスタM4とカレントミラー回路を形成するNMOSトランジスタの数を増やせば、更に多くの値に設定電流値を設定することもできる。
次に、シンク電流生成回路4は、NMOSトランジスタM21〜M24と抵抗R21〜R23とで構成されている。抵抗R21の抵抗値を「1」とすると、抵抗R22の抵抗値はその2倍、抵抗R23の抵抗値は4倍と、2n−1倍になるように設定し、図4の場合はn=1〜3である。
出力端子OUTと接地電圧との間にはNMOSトランジスタM21〜M24が直列に接続され、NMOSトランジスタM21〜M24の各ゲートには、設定電流記憶回路11からの信号B1〜B4が対応して入力されている。また、NMOSトランジスタM21のソースとドレインの間には抵抗R21が、NMOSトランジスタM22のソースとドレインの間には抵抗R22が、NMOSトランジスタM23のソースとドレインの間には抵抗R23がそれぞれ接続されている。
シンク電流isを生成する場合、設定電流記憶回路11からの信号B4によってNMOSトランジスタM24がオンする。シンク電流値は、NMOSトランジスタM21〜M23のオン/オフの組み合わせを変えて、出力端子OUTと接地電圧と間に接続される抵抗値を変えることにより設定することができる。前記のように抵抗R21〜R23の各抵抗値をそれぞれ2のべき乗に設定すると、0Ωを含めて8通りの抵抗値に設定することができる。言うまでもなく、NMOSトランジスタM21〜M23と抵抗R21〜R23の数を増やせば、設定できる抵抗値の組み合わせを多くすることができる。
次に、図5は、出力電流制限回路3の他の回路例を示した図である。なお、図5では、図4と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。
図5において、出力電流制限回路3は、PMOSトランジスタM2,M3,M31〜M33、NMOSトランジスタM4,M5及び抵抗R31〜R33で構成されている。PMOSトランジスタM2,M3及びNMOSトランジスタM4,M5は図4と同じであるが、PMOSトランジスタM3のゲートは、NMOSトランジスタM5のドレインに接続されている。また、入力端子INとPMOSトランジスタM3のゲートとの間には、抵抗R31〜R33が直列に接続され、抵抗R31〜R33には、PMOSトランジスタM31〜M33が対応して並列に接続されている。また、PMOSトランジスタM31〜M33は、設定電流記憶回路11からの信号によってスイッチング制御される。
抵抗R31〜R33の各抵抗値を、図4のシンク電流生成回路4の場合と同様に2のべき乗にそれぞれ設定することにより、PMOSトランジスタM31〜M33のそれぞれのオン/オフの組み合わせで、入力端子INとPMOSトランジスタM3のゲートとの間の抵抗値を、0Ωを含めて8通りの抵抗値に設定することができる。NMOSトランジスタM5のドレイン電流の値は、入力端子INとNMOSトランジスタM5のドレインと間の抵抗値、すなわちPMOSトランジスタM31〜M33のスイッチングに関係しない。このため、PMOSトランジスタM31〜M33をスイッチングさせて、入力端子INとPMOSトランジスタM3のゲートとの間の抵抗値を変えることで、PMOSトランジスタM3のゲート‐ソース間の電圧を変えることができる。
なお、図4のシンク電流生成回路4は、図4の出力電流制限回路3で使用したカレントミラー回路と同様の回路で実現することも可能である。
次に、図1〜図5で示したような定電圧回路1を複数使用した定電圧電源回路について説明する。
図6は、図1〜図5で示したような定電圧回路1を使用した定電圧電源回路の例を示した図である。
図6において、定電圧電源回路20は、3つの定電圧回路21〜23と、該各定電圧回路21〜23の作動及び停止をそれぞれ制御する制御回路24とで構成されている。制御回路24から出力されたチップイネーブル信号CE1〜CE3に応じて、対応する定電圧回路21〜23が作動を開始する。
図6では、定電圧回路22は、出力電圧Vo2の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の制御を行わない従来の回路構成をなすものであり、定電圧回路21及び23は、図1〜図5で示したような定電圧回路1と同じ回路構成をなすものである。このため、定電圧回路21及び23は、それぞれの出力電圧Vo1及びVo3の立ち上がり特性及び立ち下がり特性を、定電圧回路22の出力電圧Vo2の立ち上がり特性及び立ち下がり特性にそれぞれ合わせるように設定されている。
例えば、定電圧回路21の出力電圧Vo1の立ち上がり時間が定電圧回路22の出力電圧Vo2の立ち上がり時間T2よりも速い場合は、出力電圧Vo1の立ち上がり時間を遅くしてT2になるように定電圧回路21の制限電流値を設定する。また、定電圧回路21の出力電圧Vo1の立ち下がり時間が定電圧回路22の出力電圧Vo2の立ち下がり時間よりも速い場合は、出力電圧Vo1の立ち下がり時間が遅くなるように定電圧回路21のシンク電流値を設定する。なお、出力電圧の立ち下がり時間とは、負荷の回路が作動しなくなる電圧付近まで出力電圧が低下する時間を示す。
また、定電圧回路23の出力電圧Vo3の立ち上がり時間が定電圧回路22の出力電圧Vo2の立ち上がり時間T2よりも遅い場合は、出力電圧Vo3の立ち上がり時間を早くしてT2になるように定電圧回路23の制限電流値を設定する。また、定電圧回路23の出力電圧Vo3の立ち下がり時間が定電圧回路22の出力電圧Vo2の立ち下がり時間よりも遅い場合は、出力電圧Vo3の立ち下がり時間が早くなるように定電圧回路23のシンク電流値を設定する。
このようにすることによって、図7で示すように、定電圧回路21〜23の各出力電圧Vo1〜Vo3の立ち上がり時間をそれぞれT2にすることができ、各出力電圧Vo1〜Vo3の立ち下がり時間も同じになるようにすることができ、無効電流の発生やラッチアップを防止することができる。
なお、図6では、定電圧回路22は従来のものを使用したが、言うまでもなく、すべての定電圧回路を図1〜図5で示した定電圧回路の構成にしてもよい。更に、図6では、出力電圧の立ち上がり時間と立ち下がり時間の両方を制御する場合を例にして説明したが、必要に応じて、出力電圧の立ち上がりのみを制御することができる定電圧回路や、出力電圧の立ち下がりのみを制御することができる定電圧回路や、出力電圧の立ち上がり時間と立ち下がり時間の両方を制御することができる定電圧回路を任意に組み合わせて、定電圧電源回路を形成するようにしてもよい。
また、負荷によっては、すべての定電圧回路が同時に定格電圧に達するのではなく、例えば、最も高い出力電圧Vo1が最初に立ち上がって、少し時間が経ってから、他の定電圧回路の出力電圧Vo2,Vo3が定格電圧に達した方がよい場合もある。このような場合は、定電圧回路21の出力電圧Vo1の立ち上がり時間を他の定電圧回路の立ち上がり時間よりも早くなるようにすればよい。立ち下がり時間においても同様である。このように、図6のような定電圧電源回路20では、含まれる定電圧回路の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を任意に設定することができるため、各出力電圧に対して負荷がそれぞれ求める立ち上がり特性及び立ち下がり特性を実現することができる。
本発明の第1の実施の形態における定電圧回路の構成例を示した図である。 図1の出力電圧Voの立ち上がり及び立ち下がり特性の変化例を示した図である。 本発明の第1の実施の形態における定電圧回路の他の構成例を示した図である。 図1及び図2における出力電流制限回路3とシンク電流生成回路4の回路例を示した図である。 出力電流制限回路3の他の回路例を示した図である。 図1〜図5で示したような定電圧回路1を使用した定電圧電源回路の例を示した図である。 図6の定電圧回路21〜23における各出力電圧Vo1〜Vo3の特性例を示した図である。 複数の定電圧回路を有する定電圧電源回路の従来例を示した図である。 図8の定電圧回路101〜103における各出力電圧Voa〜Vocの特性例を示した図である。 図8の定電圧回路101〜103の回路例を示した図である。
符号の説明
1,21〜23 定電圧回路
2 基準電圧発生回路
3 出力電流制限回路
4 シンク電流生成回路
5 電流設定回路
11 設定電流記憶回路
12,24 制御回路
20 定電圧電源回路
M1 出力電圧制御トランジスタ
AMP 誤差増幅回路
R1,R2 出力電圧検出用の抵抗

Claims (8)

  1. 入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する定電圧回路において、
    前記出力端子に接続された容量と、
    前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
    該出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定する電流設定回路部と、
    を備え、
    前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変えることを特徴とする定電圧回路。
  2. 入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する定電圧回路において、
    前記出力端子に接続された容量と、
    前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
    記容量に充電された電荷を放電するためのシンク電流を生成するシンク電流生成回路部と、
    前記出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定すると共に、該シンク電流生成回路部に対してシンク電流値を設定する電流設定回路部と、
    を備え、
    前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変え、前記シンク電流生成回路部は、設定されたシンク電流値に応じて前記容量の電荷を放電することにより、前記出力端子からの電圧出力を停止する時に、前記出力端子の電圧が所定の電圧に低下するまでの立ち下がり時間を変えることを特徴とする定電圧回路。
  3. 前記電流設定回路部は、
    前記出力電流制限回路部に設定する制限電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
    該設定電流記憶回路部に前記制限電流値を設定する制御回路部と、
    を備え、
    前記制御回路部は、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動の前に、設定電流記憶回路部に制限電流値を設定し、前記出力電流制限回路部は、該起動時に、前記設定電流記憶回路部に設定された制限電流値による出力電流の制限を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の定電圧回路。
  4. 前記電流設定回路部は、
    前記シンク電流生成回路部に設定するシンク電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
    該設定電流記憶回路部に前記シンク電流値を設定する制御回路部と、
    を備え、
    前記制御回路部は、前記出力端子からの電圧出力を停止する前に、設定電流記憶回路部にシンク電流値を設定し、前記シンク電流生成回路部は、該停止時に、前記設定電流記憶回路部に設定されたシンク電流値で前記容量の電荷を放電することを特徴とする請求項記載の定電圧回路。
  5. 入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する複数の定電圧回路を備え、各定電圧回路からのそれぞれの出力電圧を電源電圧として負荷にそれぞれ供給する定電圧電源回路において、
    少なくとも1つの前記定電圧回路は、
    前記出力端子に接続された容量と、
    前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
    該出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定する電流設定回路部と、
    を備え、
    前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変えることを特徴とする定電圧電源回路。
  6. 入力電圧が入力される入力端子から所定の出力端子へ出力される出力電流を制御して、該入力電圧を所定の定電圧に変換して該出力端子から出力する複数の定電圧回路を備え、各定電圧回路からのそれぞれの出力電圧を電源電圧として負荷にそれぞれ供給する定電圧電源回路において、
    少なくとも1つの前記定電圧回路は、
    前記出力端子に接続された容量と、
    前記出力電流の最大値を制限する出力電流制限回路部と、
    前記容量に充電された電荷を放電するためのシンク電流を生成するシンク電流生成回路部と、
    前記出力電流制限回路部に対して出力電流の制限電流値を設定すると共に、該シンク電流生成回路部に対してシンク電流値を設定する電流設定回路部と、
    を備え、
    前記出力電流制限回路部は、設定された制限電流値に応じて前記出力電流を制限することにより、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動時に、前記容量を充電する充電電流を変え前記出力端子から出力される電圧の立ち上がり時間を変えて、前記出力端子から出力される電圧が所定の定電圧に上昇するまでの立ち上がり時間を変え、前記シンク電流生成回路部は、設定されたシンク電流値に応じて前記容量の電荷を放電することにより、前記出力端子からの電圧出力を停止する時に、前記出力端子の電圧が所定の電圧に低下するまでの立ち下がり時間を変えることを特徴とする定電圧電源回路。
  7. 前記電流設定回路部は、
    前記出力電流制限回路部に設定する制限電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
    該設定電流記憶回路部に前記制限電流値を設定する制御回路部と、
    を備え、
    前記制御回路部は、前記出力端子から電圧の出力を開始する起動の前に、設定電流記憶回路部に制限電流値を設定し、前記出力電流制限回路部は、該起動時に、前記設定電流記憶回路部に設定された制限電流値による出力電流の制限を行うことを特徴とする請求項5又は6記載の定電圧電源回路。
  8. 前記電流設定回路部は、
    前記シンク電流生成回路部に設定するシンク電流値を記憶する設定電流記憶回路部と、
    該設定電流記憶回路部に前記シンク電流値を設定する制御回路部と、
    を備え、
    前記制御回路部は、前記出力端子からの電圧出力を停止する前に、設定電流記憶回路部にシンク電流値を設定し、前記シンク電流生成回路部は、該停止時に、前記設定電流記憶回路部に設定されたシンク電流値で前記容量の電荷を放電することを特徴とする請求項6記載の定電圧電源回路。
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