JP4556812B2 - Power circuit - Google Patents
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Description
本発明は、複数の定電圧回路を備えた電源回路に関するものである。 The present invention relates to a power supply circuit including a plurality of constant voltage circuits.
複数の定電圧回路を備えた電源回路として、例えば、下記特許文献1に開示されるものがある。ここで、この特許文献1に開示される電源回路の構成概要等を図13〜図15に基づいて説明する。なお、図13に示す電源回路100は、当該特許文献1の図1に開示される電源回路を抜粋したものに相当する。
As a power supply circuit including a plurality of constant voltage circuits, for example, there is one disclosed in
図13に示すように、当該電源回路100は、主に、定電圧供給部100aと電流シンク部100bとからなり、外部から供給されるバッテリ電圧VB(例えば12V)から、MOS−IC(以下「IC」という)21の駆動電圧Vcc(例えば5V)を供給可能に構成されている。なお、定電圧供給部100aおよび電流シンク部100bは、以下に説明するように、いずれも定電圧回路として機能している。
As shown in FIG. 13, the
定電圧供給部100aは、バッテリ電圧VBを駆動電圧Vccに降圧可能なシリーズレギュレータ方式の定電圧電源回路で、トランジスタQ21〜Q24、抵抗R21〜R27、コンデンサC21〜C23、オペアンプOP6、定電圧源CV29により構成されている。なお、トランジスタQ23,Q24、抵抗R25〜R27、オペアンプOP6および定電圧源CV29は、駆動電圧Vccで駆動されるマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)MC5(CPUを備える)等の集積回路とともに当該IC21の内部に構成されている。
The constant
トランジスタQ21は、駆動電圧ライン+Vccに供給される電圧、つまり駆動電圧Vccを制御可能なPNPトランジスタで、エミッタが抵抗R21を介してバッテリ電圧ライン+VBに、またコレクタがIC21の端子T7に、それぞれ接続されている。なお、この端子T7には、アースとの間に平滑用のコンデンサC21が接続されているとともに、後述する位相補償用のコンデンサC22が接続されている。また、このトランジスタQ21のベースには、バッテリ電圧ライン+VBに接続される抵抗R23と、トランジスタQ22のコレクタに接続される抵抗R24と、がそれぞれ接続されている。なお、このトランジスタQ22は、電流ドライブ用のNPNトランジスタで、そのエミッタはアースに接続され、ベースは制御電圧が出力されるIC21の端子T25に接続されている。 The transistor Q21 is a PNP transistor capable of controlling the voltage supplied to the drive voltage line + Vcc, that is, the drive voltage Vcc. The emitter is connected to the battery voltage line + VB via the resistor R21, and the collector is connected to the terminal T7 of the IC 21. Has been. A smoothing capacitor C21 is connected between the terminal T7 and the ground, and a phase compensation capacitor C22, which will be described later, is connected to the terminal T7. Further, a resistor R23 connected to the battery voltage line + VB and a resistor R24 connected to the collector of the transistor Q22 are connected to the base of the transistor Q21. The transistor Q22 is an NPN transistor for current drive, its emitter is connected to the ground, and its base is connected to a terminal T25 of the IC 21 from which a control voltage is output.
オペアンプOP6は、前述したトランジスタQ21から端子T7を介して供給される駆動電圧Vccを監視制御可能な差動増幅器で、端子T7とアースとの間に直列に接続された抵抗(抵抗R25,R26と抵抗R27)による分圧を検出電圧Vaとして非反転入力の入力電圧とし、定電圧源CV29から出力される基準電圧Vrを反転入力の入力電圧として、両者の差電圧を増幅した制御電圧Vpを出力可能に構成されている。 The operational amplifier OP6 is a differential amplifier capable of monitoring and controlling the drive voltage Vcc supplied from the transistor Q21 via the terminal T7. The operational amplifier OP6 is a resistor (resistors R25 and R26) connected in series between the terminal T7 and the ground. A voltage divided by the resistor R27) is used as a detection voltage Va as a non-inverting input voltage, a reference voltage Vr output from the constant voltage source CV29 is used as an inverting input voltage, and a control voltage Vp obtained by amplifying the difference voltage between the two is output. It is configured to be possible.
このオペアンプOP6の出力は、トランジスタQ23のゲートに入力可能に当該トランジスタQ23のしきい値電圧Vt(例えば1V)前後になるように設定されているほか、コンデンサC22に直列に接続されるトランジスタQ24や、後述するように電流シンク部100bを構成するオペアンプOP31にも入力可能に構成されている。なお、このトランジスタQ24はNチャネルMOSトランジスタで、抵抗として機能し端子T23を介してコンデンサC22と直列に接続されることで、オペアンプOP6の入出力間(非反転入力と出力)を接続して位相補償回路を構成する。
The output of the operational amplifier OP6 is set to be around the threshold voltage Vt (for example, 1 V) of the transistor Q23 so that it can be input to the gate of the transistor Q23, and the transistor Q24 connected in series to the capacitor C22 As will be described later, the operational amplifier OP31 constituting the
トランジスタQ23は、前述したトランジスタQ22を介してトランジスタQ21を制御可能なNチャネルMOSトランジスタで、IC21の端子T26とアースとの間に、ドレインおよびソースが接続されている。またこの端子T26には、前述した端子T25が直結されているほか、当該端子T26とバッテリ電圧ライン+VBとの間に介在する抵抗R22や当該端子T26とアースとの間に介在するコンデンサC23が、それぞれ接続されている。 The transistor Q23 is an N-channel MOS transistor capable of controlling the transistor Q21 via the transistor Q22 described above, and the drain and source are connected between the terminal T26 of the IC 21 and the ground. The terminal T26 is directly connected to the terminal T25, and includes a resistor R22 interposed between the terminal T26 and the battery voltage line + VB and a capacitor C23 interposed between the terminal T26 and the ground. Each is connected.
このように定電圧供給部100aが構成されることによって、トランジスタQ21から端子T7を介してIC21に供給される駆動電圧Vccは、その分圧である検出電圧VaがオペアンプOP6に入力されるので、オペアンプOP6では、当該検出電圧Vaと基準電圧Vrとの差電圧として制御電圧Vp(トランジスタQ23のしきい値電圧Vt前後)をトランジスタQ23のゲートに出力する。これにより、当該トランジスタQ23は、飽和領域で制御されるため、ドレイン電流、つまりトランジスタQ22のベース電流をアナログ的に制御可能にして、当該トランジスタQ22を介してトランジスタQ21のベース電圧を制御可能にしている。
By configuring the constant
例えば、駆動電圧Vccが制御目標の5Vよりも高い場合には、オペアンプOP6から出力される制御電圧Vpが上昇するので、ゲート電圧の上昇によってトランジスタQ23のドレイン電流、つまりトランジスタQ22のベース電流が増加してトランジスタQ21のベース電圧を降下させる。このため、トランジスタQ21により制御される駆動電圧Vccは低下するので、端子T7に供給される駆動電圧Vccを制御目標の5Vに近づけることが可能となる。
For example, when the drive voltage Vcc is higher than the
一方、駆動電圧Vccが制御目標の5Vよりも低い場合には、オペアンプOP6からの制御電圧Vpが降下するため、ゲート電圧の上昇によりトランジスタQ23のドレイン電流、つまりトランジスタQ22のベース電流が減少してトランジスタQ21のベース電圧を上昇させる。このため、トランジスタQ21により制御される駆動電圧Vccは増加するので、端子T7に供給される駆動電圧Vccを制御目標の5Vに近づけることが可能となる。
On the other hand, when the drive voltage Vcc is lower than the
このように定電圧供給部100aが構成され動作するのに対し、電流シンク部100bは、トランジスタQ25、抵抗R25〜R27、オペアンプOP31によりIC21内に構成される。即ち、オペアンプOP31の反転入力に、抵抗R25と抵抗R26,R27との分圧による検出電圧Vbを入力可能にするとともに、非反転入力に、定電圧供給部100aのオペアンプOP6の出力を入力可能に構成する。そして、このオペアンプOP31の出力(シンク電圧Vs)をNチャネル型のMOSトランジスタQ25のゲートに入力可能に構成するとともに、当該トランジスタQ25のドレイン−ソース間により端子T7−アース間を導通可能に構成する。これにより、マイコンMC5の駆動電圧Vccよりも高い電圧がバッテリ電圧ライン+VBから端子T9に入力されても、これによる注入電流IoをトランジスタQ25によりアース側に逃がすことができるようにしている。
In this way, the constant
即ち、マイコンMC5による負荷電流(消費電流)Ix(例えば数10mA)に比べて端子T9から流れ込む注入電流Io(例えば数mA以下)は桁違いに小さいため、マイコンMC5の動作中には、当該注入電流IoがコンデンサC21に充電されることはない。ところが、マイコンMC5が休止、つまりスリープ状態に遷移している場合には、トランジスタQ21もオフ状態にあるため、当該注入電流IoはコンデンサC21に充電されて端子T9の電圧を上昇させる。このような端子T7の電圧上昇は、マイコンMC5の駆動電圧Vccよりも高いバッテリ電圧VB近くまで達し得るため、マイコンMC5が許容する最大入力電圧を超過する場合にはマイコンMC5の破損原因になりかねない。 That is, since the injection current Io (for example, several mA or less) flowing from the terminal T9 is orders of magnitude smaller than the load current (consumption current) Ix (for example, several tens of mA) by the microcomputer MC5, the injection during the operation of the microcomputer MC5 The current Io is not charged in the capacitor C21. However, since the transistor Q21 is also in the off state when the microcomputer MC5 is in the sleep state, that is, in the sleep state, the injection current Io is charged in the capacitor C21 to increase the voltage at the terminal T9. Such a voltage rise at the terminal T7 can reach a battery voltage VB that is higher than the drive voltage Vcc of the microcomputer MC5. If the maximum input voltage allowed by the microcomputer MC5 is exceeded, the microcomputer MC5 may be damaged. Absent.
このため、電流シンク部100bでは、マイコンMC5の動作状態にかかわらず端子T7の印可許容電圧、つまり駆動電圧Vcc(ここでは5V)、の分圧を検出電圧Vb(例えば2V)とし、この検出電圧Vbを基準にオペアンプOP6の出力電圧(制御電圧Vp)がVbと等しくなるようにオペアンプOP31で監視しシンク電圧Vsを出力してトランジスタQ25を制御する。即ち、マイコンMC5のスリープ状態においては、電流シンク部100bは、定電圧供給部100aのオペアンプOP6による制御電圧VpをオペアンプOP31によって監視することで、オペアンプOP6の入力電圧Vaを介して端子T7の電圧(駆動電圧Vcc)を間接的に監視し、当該駆動電圧Vccが印可許容電圧以下となるように制御している。これにより、コンデンサC21に充電された電荷や注入電流Ioをアース側に逃がすことになるので(電流シンク)、当該端子T7の電圧上昇を抑制してマイコンMC5の破損を防止可能にしている。
しかしながら、シンク電流回路を備えた電源回路100は、マイコンMC5が動作状態にある場合には、注入電流IoはマイコンMC5による負荷電流Ixよりも桁違いに小さいため、マイコンMC5の負荷電流Ixの方が注入電流Ioよりも圧倒的に上回る。このため、前述したように、定電圧供給部100aでは定電圧制御が行われるので、オペアンプOP6の制御電圧Vpは、しきい値電圧Vt前後に制御される。これに対し、マイコンMC5がスリープ状態にある場合には、前述したように、バッテリ電圧ライン+VBから端子T9、ダイオードD3および端子T7を介してコンデンサC21に流れ込む注入電流Ioが問題となるので、このような注入電流Ioをアース側に逃がすべく、電流シンク部100bでは、オペアンプOP31によりオペアンプOP6の制御電圧Vpが検出電圧Vbとほぼ等しくなるように制御される。このため、当該電源回路100には、次の(1)、(2)に掲げる技術的な問題が存在する。
However, in the
(1) マイコンMC5がスリープ状態から動作状態に遷移する際の問題
オペアンプOP6の出力には、コンデンサC22と抵抗として機能するトランジスタQ24とによる位相補償回路が接続されている。このため、マイコンMC5がスリープ状態から動作状態に遷移する際に、オペアンプOP6の制御電圧Vpが検出電圧Vb相当からトランジスタQ23のしきい値電圧Vt付近に降下するように制御されても、当該位相補償回路を構成するコンデンサC22がその放電に時間を要することから、その放電期間中、制御電圧Vpが緩やかに立ち下がってしまう。
(1) Problems when the microcomputer MC5 transitions from the sleep state to the operation state A phase compensation circuit including a capacitor C22 and a transistor Q24 functioning as a resistor is connected to the output of the operational amplifier OP6. For this reason, even when the microcomputer MC5 transitions from the sleep state to the operating state, even if the control voltage Vp of the operational amplifier OP6 is controlled to drop from the equivalent of the detection voltage Vb to the vicinity of the threshold voltage Vt of the transistor Q23, Since the capacitor C22 constituting the compensation circuit takes time to discharge, the control voltage Vp falls gently during the discharge period.
したがって、図14中に示す点線Kの波形(当該位相補償回路が存在しない場合の出力応答波形)のようには制御電圧Vpが急峻に立ち下がることができない。このため、オペアンプOP6の出力応答が遅れる分、前述したオペアンプOP6による駆動電圧Vccの制御に遅れが生じ、駆動電圧Vccの沈み込みを招く。つまり、オペアンプOP6の制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vt(1V)から検出電圧Vb(2V)にほぼ等しくなるまでの間に亘って、駆動電圧Vccが降下し続けるため(沈み込み)、これによる駆動電圧Vccの低下が駆動電圧Vccの安定供給を妨げ、ひいてはマイコンMC5のシステムリセットに繋がり得るという問題がある。 Therefore, the control voltage Vp cannot fall sharply like the waveform of the dotted line K shown in FIG. 14 (the output response waveform when the phase compensation circuit does not exist). For this reason, as the output response of the operational amplifier OP6 is delayed, the control of the drive voltage Vcc by the operational amplifier OP6 described above is delayed, and the drive voltage Vcc sinks. That is, the drive voltage Vcc continues to drop (sinks) until the control voltage Vp of the operational amplifier OP6 becomes substantially equal to the detection voltage Vb (2V) from the threshold voltage Vt (1V) of the transistor Q23. Thus, there is a problem that a decrease in the drive voltage Vcc prevents a stable supply of the drive voltage Vcc, which can lead to a system reset of the microcomputer MC5.
(2) マイコンMC5が動作状態からスリープ状態に遷移する際の問題
一方、マイコンMC5が動作状態からスリープ状態に遷移する際には、当該位相補償回路がオペアンプOP6の負荷として作用する。このため図15に示すように、オペアンプOP31によりオペアンプOP6の制御電圧Vpが検出電圧Vbとほぼ等しくなるように制御されても、当該制御電圧VpがトランジスタQ24を介してコンデンサC22に充電される間、オペアンプOP6の出力(制御電圧Vp)が緩やかに立ち上がってしまう。
(2) Problems when the microcomputer MC5 transits from the operating state to the sleep state On the other hand, when the microcomputer MC5 transits from the operating state to the sleep state, the phase compensation circuit acts as a load of the operational amplifier OP6. Therefore, as shown in FIG. 15, even when the control voltage Vp of the operational amplifier OP6 is controlled to be substantially equal to the detection voltage Vb by the operational amplifier OP31, the control voltage Vp is charged to the capacitor C22 via the transistor Q24. The output (control voltage Vp) of the operational amplifier OP6 rises gently.
したがって、図15中に示す点線K’の波形(当該位相補償回路が存在しない場合の出力応答波形)のようには制御電圧Vpが急峻に立ち上がることができない。このため、オペアンプOP6の出力応答が遅れる分、前述したオペアンプOP31による駆動電圧Vccの制御に遅れが生じてオーバーシュートの発生を招く。つまり、オペアンプOP6の制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vt(1V)から検出電圧Vb(2V)にほぼ等しくなるまでの間に亘って、駆動電圧Vccが上昇し続けるため(オーバーシュート)、これがリップル電圧となり駆動電圧Vccの安定供給を妨げ、ひいてはマイコンMC5の故障原因に繋がり得るという問題がある。 Therefore, the control voltage Vp cannot rise steeply like the waveform of the dotted line K ′ shown in FIG. 15 (output response waveform when the phase compensation circuit does not exist). For this reason, as the output response of the operational amplifier OP6 is delayed, the control of the drive voltage Vcc by the operational amplifier OP31 described above is delayed to cause overshoot. That is, since the drive voltage Vcc continues to rise until the control voltage Vp of the operational amplifier OP6 becomes substantially equal to the detection voltage Vb (2V) from the threshold voltage Vt (1V) of the transistor Q23 (overshoot). There is a problem that this becomes a ripple voltage, which prevents a stable supply of the drive voltage Vcc, and may lead to a failure of the microcomputer MC5.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電源電圧の供給を受けるマイコン等のシステムリセットや故障等を防止し得る電源回路を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power supply circuit that can prevent a system reset or failure of a microcomputer or the like that receives a power supply voltage. is there.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1の電源回路では、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と所定の第1基準入力[Vr]との差に基づいた第1制御出力[Vp]を出力可能な第1制御手段[OP32,OP42,OP52]、および、外部から入力される電圧で前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第1入力電圧[VB]を前記第1制御出力[Vp]に従って前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に等しく降圧可能または遮断可能な第1降圧手段[Q21]、を有し、前記第1制御出力[Vp]が前記第1入力電圧[VB]の降圧を制御可能な定電圧制御出力状態[マイコンMC5の動作状態]の期間中に前記第1降圧手段[Q21]により降圧された電圧を前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として前記電源ライン[+Vcc]に出力可能で、前記第1制御出力[Vp]が前記第1入力電圧[VB]の遮断を制御可能な遮断制御出力状態[マイコンMC5のスリープ状態]の期間中に前記電源ライン[+Vcc]への出力を遮断可能な第1定電圧回路[30a,40a,50a]と、
前記第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]により出力される第1制御出力[Vp]と所定の第2基準入力[Vb]との差に基づいた第2制御出力[Vs]を出力可能な第2制御手段[OP31]、および、前記第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1降圧手段[Q21]が前記第1入力電圧[VB]の遮断状態に制御されている期間中に入力される電圧で前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第2入力電圧[VB]を前記第2制御出力[Vs]に従って降圧可能な第2降圧手段[Q25]、を有し、当該遮断制御の期間中、前記第2降圧手段[Q25]により降圧された電圧を前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として前記電源ライン[+Vcc]に出力可能な第2定電圧回路[30b,40b,50b]と、
前記第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]により出力される第1制御出力[Vp]が、前記定電圧制御出力状態[動作状態]と前記遮断制御出力状態[スリープ状態]との間で遷移することを遅延させ得る遅延要因回路[C22,Q24]と、を備えた電源回路であって、
前記第1制御手段[OP32,OP42,OP52]としての誤差増幅器[OP32,OP42,OP52]であって、前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と前記所定の第1基準入力[Vr]との誤差を増幅したものを、前記第1制御出力[Vp]および他の第1制御出力[Vp'+]として出力可能な誤差増幅器[OP32,OP42,OP52]と、前記第1制御出力[Vp]と前記他の第1制御出力[Vp'+]とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力[Vd]を出力可能な差動比較器[CP33]と、前記第3制御出力[Vd]に基づいて前記第1制御出力[Vp]を前記定電圧制御出力状態[動作状態]の電位[Vt]に接近させるトランジスタ[Q34]と、を備える定電圧制御方向引込回路[30c,40c,50c]であって、
前記第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]から出力される第1制御出力[Vp]が、前記遮断制御出力状態[スリープ状態]から前記定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移する期間中に、前記第1制御出力[Vp]を前記定電圧制御出力状態[動作状態]の方向に引き込むことを技術的特徴とする。なお、[ ]内の数字等は、[発明を実施するための最良の形態]の欄で説明する符号等に対応し得るものである(以下同じ)。
In order to achieve the above object, in the power supply circuit according to
The difference between the first control output [Vp] output from the first control means [OP32, OP42, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] and the predetermined second reference input [Vb]. The second control means [OP31] capable of outputting the second control output [Vs] based thereon and the first step-down means [Q21] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] According to the second control output [Vs], a second input voltage [VB] that is higher than the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] is inputted during the period in which the [VB] cutoff state is controlled. A second step-down means [Q25] capable of stepping down, and during the shut-off control, the voltage stepped down by the second step-down means [Q25] is used as the voltage [Vcc] of the power line [+ Vcc]. Output possible to line [+ Vcc] Second constant voltage circuit [30b, 40b, 50b]
The first control output [Vp] output by the first control means [OP32, OP42, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] is the constant voltage control output state [operation state] and the above A delay factor circuit [C22, Q24] capable of delaying transition between the cutoff control output state [sleep state] and a power supply circuit comprising:
An error amplifier [OP32, OP42, OP52] as the first control means [OP32, OP42, OP52], the control input [Va] based on the voltage [Vcc] of the power line [+ Vcc] and the predetermined first An error amplifier [OP32, OP42, OP52] capable of outputting an amplified error from one reference input [Vr] as the first control output [Vp] and the other first control output [Vp ′ +]; Based on the first control output [Vp] and the other first control output [Vp ′ +], a predetermined third control output [Vd] can be output when an output difference occurs between these two outputs. Based on the differential comparator [CP33] and the third control output [Vd], the transistor [Q34] brings the first control output [Vp] close to the potential [Vt] of the constant voltage control output state [operation state]. And comprising A voltage control direction retraction circuit [30c, 40c, 50c],
The first control output [Vp] output from the first control means [OP32, OP42, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] is changed from the shut-off control output state [sleep state] to the constant. It is a technical feature that the first control output [Vp] is pulled in the direction of the constant voltage control output state [operation state] during the transition to the voltage control output state [operation state]. The numbers in [] can correspond to the symbols and the like described in the [Best Mode for Carrying Out the Invention] column (the same applies hereinafter).
また、上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項2の電源回路では、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と所定の第1基準入力[Vr]との差に基づいた第1制御出力[Vp]を出力可能な第1制御手段[OP42]、および、外部から入力される電圧で前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第1入力電圧[VB]を前記第1制御出力[Vp]に従って前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に等しく降圧可能または遮断可能な第1降圧手段[Q21]、を有し、前記第1制御出力[Vp]が前記第1入力電圧[VB]の降圧を制御可能な定電圧制御出力状態[マイコンMC5の動作状態]の期間中に前記第1降圧手段[Q21]により降圧された電圧を前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として前記電源ライン[+Vcc]に出力可能で、前記第1制御出力[Vp]が前記第1入力電圧[VB]の遮断を制御可能な遮断制御出力状態[マイコンMC5のスリープ状態]の期間中に前記電源ライン[+Vcc]への出力を遮断可能な第1定電圧回路[40a]と、
前記第1定電圧回路[40a]の第1制御手段[OP42]により出力される第1制御出力[Vp]と所定の第2基準入力[Vb]との差に基づいた第2制御出力[Vs]を出力可能な第2制御手段[OP31]、および、前記第1定電圧回路[40a]の第1降圧手段[Q21]が前記第1入力電圧[VB]の遮断状態に制御されている期間中に入力される電圧で前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第2入力電圧[VB]を前記第2制御出力[Vs]に従って降圧可能な第2降圧手段[Q25]、を有し、当該遮断制御の期間中、前記第2降圧手段[Q25]により降圧された電圧を前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として前記電源ライン[+Vcc]に出力可能な第2定電圧回路[40b]と、
前記第1定電圧回路[40a]の第1制御手段[OP42]により出力される第1制御出力[Vp]が、前記定電圧制御出力状態[動作状態]と前記遮断制御出力状態[スリープ状態]との間で遷移することを遅延させ得る遅延要因回路[C22,Q24]と、を備えた電源回路であって、
前記第1制御手段[OP42]としての誤差増幅器[OP42]であって、前記電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と前記所定の第1基準入力[Vr]との誤差を増幅したものを、前記第1制御出力[Vp]および他の第1制御出力[Vp'-]として出力可能な誤差増幅器[OP42]と、前記第1制御出力[Vp]と前記他の第1制御出力[Vp'-]とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力[Vd’]を出力可能な差動比較器[CP44]と、前記第3制御出力[Vd’]に基づいて前記第1制御出力[Vp]を前記定電圧制御出力状態[動作状態]の電位[Vt]に接近させるトランジスタ[Q47]と、を備える遮断制御方向引込回路[40d]であって、
前記第1定電圧回路[40a]の第1制御手段[OP42]から出力される第1制御出力[Vp]が、前記定電圧制御出力状態[動作状態]から前記遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移する期間中に、前記第1制御出力[Vp]を前記遮断制御出力状態[スリープ状態]の方向に引き込むことを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, in the power supply circuit according to claim 2 , the control input [Va] based on the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] and the predetermined first reference input [Vr The first control means [OP42] capable of outputting the first control output [Vp] based on the difference between the first power supply line [+ Vcc] and the first control means [OP42] capable of outputting the first control output [Vp] higher than the voltage [Vcc] of the power line [+ Vcc]. 1st step-down means [Q21] capable of stepping down or shutting off one input voltage [VB] equal to the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] according to the first control output [Vp], The voltage stepped down by the first step-down means [Q21] during the constant voltage control output state [operation state of the microcomputer MC5] in which the control output [Vp] can control the step-down of the first input voltage [VB]. Of the power line [+ Vcc] An interruption control output state [a microcomputer MC5 sleep state] that can be outputted to the power supply line [+ Vcc] as a pressure [Vcc] and the first control output [Vp] can control the interruption of the first input voltage [VB]. A first constant voltage circuit [40a] capable of shutting off the output to the power supply line [+ Vcc] during the period of
The second control output [Vs] based on the difference between the first control output [Vp] output from the first control means [OP42] of the first constant voltage circuit [40a] and the predetermined second reference input [Vb]. ] In which the second control means [OP31] capable of outputting and the first step-down means [Q21] of the first constant voltage circuit [40a] are controlled to be in the cut-off state of the first input voltage [VB]. A second step-down means [Q25] capable of stepping down a second input voltage [VB] higher than the voltage [Vcc] of the power line [+ Vcc] according to the second control output [Vs]. And a second constant voltage that can be output to the power supply line [+ Vcc] as the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] as the voltage stepped down by the second step-down voltage means [Q25] during the cutoff control period A circuit [40b];
The first control output [Vp] output by the first control means [OP42] of the first constant voltage circuit [40a] includes the constant voltage control output state [operation state] and the cutoff control output state [sleep state]. A delay factor circuit [C22, Q24] capable of delaying transition between
An error amplifier [OP42] serving as the first control means [OP42], which includes a control input [Va] based on the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] and the predetermined first reference input [Vr]. An error amplifier [OP42] capable of outputting the amplified error as the first control output [Vp] and the other first control output [Vp'-], the first control output [Vp] and the other A differential comparator [CP44] capable of outputting a predetermined third control output [Vd ′] when an output difference occurs between the two outputs based on the first control output [Vp′−]; And a transistor [Q47] for bringing the first control output [Vp] close to the potential [Vt] of the constant voltage control output state [operation state] based on the three control outputs [Vd ′]. [40d],
The first control output [Vp] output from the first control means [OP42] of the first constant voltage circuit [40a] changes from the constant voltage control output state [operation state] to the cutoff control output state [sleep state]. It is a technical feature that the first control output [Vp] is pulled in the direction of the shut-off control output state [sleep state] during the transition period.
請求項1の発明では、定電圧制御方向引込回路[30c,40c,50c]は、誤差増幅器[OP32,OP42,OP52]、差動比較器[CP33]およびトランジスタ[Q34]を備えることで、誤差増幅器[OP32,OP42,OP52]により、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と所定の第1基準入力[Vr]との誤差を増幅したものを、第1制御出力[Vp]および他の第1制御出力[Vp'+]として出力し、差動比較器[CP33]により、第1制御出力[Vp]と他の第1制御出力[Vp'+]とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力[Vd]を出力する。そして、差動比較器[CP33]により第3制御出力[Vd]が出力されると、トランジスタ[Q34]はこれに基づいて第1制御出力[Vp]を定電圧制御出力状態[動作状態]の電位[Vt]に接近させる。 In the first aspect of the invention, the constant voltage control direction pull-in circuit [30c, 40c, 50c] includes the error amplifier [OP32, OP42, OP52], the differential comparator [CP33], and the transistor [Q34]. A first control output is obtained by amplifying an error between the control input [Va] based on the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] and the predetermined first reference input [Vr] by the amplifiers [OP32, OP42, OP52]. [Vp] and other first control output [Vp ′ +] are output, and based on the first control output [Vp] and the other first control output [Vp ′ +] by the differential comparator [CP33]. When an output difference occurs between these two outputs, a predetermined third control output [Vd] is output. Then, when the third control output [Vd] is output by the differential comparator [CP33], the transistor [Q34] converts the first control output [Vp] to the constant voltage control output state [operation state] based on the third control output [Vd]. Approach the potential [Vt].
これにより、第1制御出力[Vp]が、遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移する期間中に、遅延要因回路[C22,Q24]等により当該遷移が遅延等して第1制御出力[Vp]と他の第1制御出力[Vp'+]との間に出力差が生じると、差動比較器[CP33]から第3制御出力[Vd]が出力されてトランジスタ[Q34]によって第1制御出力[Vp]が定電圧制御出力状態[動作状態]の方向に引き込まれるので、当該第1制御出力[Vp]は、遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく、定電圧制御出力状態[動作状態]に極めて俊敏に遷移することが可能となる。したがって、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]の沈み込み(図14参照)を抑制できるので、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等のシステムリセットを防止することができる。 As a result, during the period in which the first control output [Vp] transitions from the cutoff control output state [sleep state] to the constant voltage control output state [operation state], the transition is caused by the delay factor circuit [C22, Q24] or the like. When an output difference occurs between the first control output [Vp] and another first control output [Vp ′ +] due to a delay or the like, the third control output [Vd] is output from the differential comparator [CP33]. Since the first control output [Vp] is pulled in the direction of the constant voltage control output state [operation state] by the transistor [Q34], the first control output [Vp] is output from the delay factor circuit [C22, Q24]. Without being affected, it is possible to make a very agile transition to the constant voltage control output state [operation state]. Therefore, the sinking of the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] (see FIG. 14) can be suppressed, so that the voltage [Vcc] can be stably supplied by the power supply line [+ Vcc] and the supply of the voltage [Vcc] can be performed. It is possible to prevent a system reset of the receiving microcomputer [MC5] or the like.
請求項2の発明では、遮断制御方向引込回路[40d]は、誤差増幅器[OP42]、差動比較器[CP44]およびトランジスタ[Q47]を備えることで、誤差増幅器[OP42]により、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と所定の第1基準入力[Vr]との誤差を増幅したものを、第1制御出力[Vp]および他の第1制御出力[Vp'-]として出力し、差動比較器[CP44]により、第1制御出力[Vp]と他の第1制御出力[Vp'-]とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力[Vd’]を出力する。そして、差動比較器[CP44]により第3制御出力[Vd’]が出力されると、トランジスタ[Q47]はこれに基づいて第1制御出力[Vp]を遮断制御出力状態[スリープ状態]の電位[Vb]に接近させる。 In the invention of claim 2, the cutoff control direction pull-in circuit [40d] includes the error amplifier [OP42], the differential comparator [CP44], and the transistor [Q47], so that the error amplifier [OP42] causes the power line [ + Vcc], which is obtained by amplifying the error between the control input [Va] based on the voltage [Vcc] and the predetermined first reference input [Vr], the first control output [Vp] and the other first control output [Vp ′ -], And when the differential comparator [CP44] produces an output difference between these two outputs based on the first control output [Vp] and the other first control output [Vp'-]. A predetermined third control output [Vd ′] is output. Then, when the third control output [Vd ′] is output by the differential comparator [CP44], the transistor [Q47] outputs the first control output [Vp] based on this in the cutoff control output state [sleep state]. Approach the potential [Vb].
これにより、第1制御出力[Vp]が、定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移する期間中に、遅延要因回路[C22,Q24]等により当該遷移が遅延等して第1制御出力[Vp]と他の第1制御出力[Vp'-]との間に出力差が生じると、差動比較器[CP44]から第3制御出力[Vd’]が出力されてトランジスタ[Q47]によって第1制御出力[Vp]が遮断制御出力状態[スリープ状態]の方向に引き込まれるので、当該第1制御出力[Vp]は、遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく、遮断制御出力状態[スリープ状態]に極めて俊敏に遷移することが可能となる。したがって、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]のオーバーシュート(図15参照)を抑制できるので、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等の故障を防止することができる。 As a result, during the period in which the first control output [Vp] transitions from the constant voltage control output state [operation state] to the cutoff control output state [sleep state], the delay factor circuit [C22, Q24] or the like causes the transition. When an output difference occurs between the first control output [Vp] and the other first control output [Vp′−] due to delay or the like, the third control output [Vd ′] is output from the differential comparator [CP44]. Since the first control output [Vp] is pulled in the direction of the cutoff control output state [sleep state] by the transistor [Q47], the first control output [Vp] is output from the delay factor circuit [C22, Q24]. Without being affected, it is possible to make a very agile transition to the cutoff control output state [sleep state]. Therefore, the overshoot (see FIG. 15) of the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] can be suppressed, so that the voltage [Vcc] can be stably supplied by the power supply line [+ Vcc] and the supply of the voltage [Vcc] can be performed. Failure of the receiving microcomputer [MC5] or the like can be prevented.
以下、本発明の電源回路の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下説明する各実施形態に係る電源回路30,40,50は、[背景技術]の欄で説明した特許文献1に開示される電源回路100をベースに構成されるものである。そのため、これらの電源回路30,40,50の説明においては、当該電源回路100と実質的に同一の構成部分には同一符号を付すものとし、また該当部分の説明は省略するものとする。
Hereinafter, embodiments of a power supply circuit of the present invention will be described with reference to the drawings. The
[第1実施形態]
まず、図1〜図4に基づいて第1実施形態に係る電源回路30を説明する。この第1実施形態に係る電源回路30は、[発明が解決しようとする課題]の欄で説明した「(1) マイコンMC5がスリープ状態から動作状態に遷移する際の問題」を解決し得るもので、前述の電源回路100とは、次の〔1〕、〔2〕および〔3〕が異なる。なお、マイコンMC5のスリープ状態は、特許請求の範囲に記載の「遮断制御出力状態」に相当し得るもので、またマイコンMC5の動作状態は、特許請求の範囲に記載の「定電圧制御出力状態」に相当し得るものである。
[First Embodiment]
First, the
〔1〕電源回路30では、駆動電圧Vccを監視制御するオペアンプOP32(電源回路100のオペアンプ6に相当)の出力を受けるコンパレータCP33と、該コンパレータCP33の出力を受けるトランジスタQ34と、このトランジスタQ34に直列に接続されるとともにトランジスタQ23に対してカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ36と、を設けた(図1参照)。なお、このオペアンプOP32は、特許請求の範囲に記載の「誤差増幅器」に相当し得るもので、「差動増幅器」とも称されるものである。また、コンパレータCP33は、特許請求の範囲に記載の「差動比較器」に相当し得るもので、「差動コンパレータ」とも称されるものである。
[1] In the
前掲(1) の問題は、電源回路100を構成するオペアンプOP6の出力に接続される位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24;特許請求の範囲に記載の「遅延要因回路」に相当し得るもの)のコンデンサC22が放電に時間を要することに基づいている。そこで、図1に示すように、本第1実施形態に係る電源回路30では、オペアンプOP32の正相出力p(電源回路100のオペアンプ6の出力に相当)と、次項〔2〕で説明する同オペアンプOP32の参照電圧Vp'+(参照出力p'+)と、の出力電圧差を比較することでオペアンプOP32の出力応答の遅れを監視可能なコンパレータCP33を設け、当該コンパレータCP33の出力をゲートで受けるNチャネルMOSトランジスタQ34を、オペアンプOP32の正相出力pとアースの間に設けた。なお、この正相出力pとトランジスタQ34のドレインと間には、トランジスタQ23とカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ36が介在しているが、このトランジスタQ36はなくても良い。またトランジスタQ34のソースは、アースに直結されており、当該トランジスタQ34とアースとの間には、負荷回路等は接続されていない。
The problem of the above (1) is a phase compensation circuit connected to the output of the operational amplifier OP6 constituting the power supply circuit 100 (capacitor C22, transistor Q24; one that can correspond to the “delay factor circuit” recited in the claims). This is based on the fact that the capacitor C22 takes time to discharge. Therefore, as shown in FIG. 1, in the
このコンパレータCP33は、いわゆる差動コンパレータで、例えば、反転入力の入力電圧に対して非反転入力の入力電圧が高いときには、比較出力としてHレベルの比較結果電圧Vdを出力し、反転入力の入力電圧に対して非反転入力の入力電圧が低いときには、比較出力としてLレベルの比較結果電圧Vdを出力し得る機能を有するものである。 The comparator CP33 is a so-called differential comparator. For example, when the input voltage of the non-inverting input is higher than the input voltage of the inverting input, the comparator CP33 outputs an H-level comparison result voltage Vd as a comparison output and the inverting input voltage. On the other hand, when the input voltage of the non-inverted input is low, it has a function capable of outputting an L level comparison result voltage Vd as a comparison output.
本第1実施形態では、オペアンプOP32から出力される制御電圧VpをコンパレータCP33の非反転入力に入力し、オペアンプOP32から出力される参照電圧Vp'+をコンパレータCP33の反転入力に入力している。このため、制御電圧Vpが参照電圧Vp'+よりも高い場合(Vp>Vp'+)、コンパレータCP33からHレベルの比較結果電圧Vdが出力され、この逆、即ち制御電圧Vpが参照電圧Vp'+よりも低い場合には(Vp<Vp'+)、コンパレータCP33からLレベルの比較結果電圧Vdが出力される。なお、このコンパレータCP33の反転入力には、オペアンプOP32の参照出力p'+が直結されており、当該コンパレータCP33の反転入力とオペアンプOP32の参照出力p'+との間には負荷回路等は接続されていない。このコンパレータCP33から出力される比較結果電圧Vdは、特許請求の範囲に記載の「第3制御出力」に相当し得るものである。 In the first embodiment, the control voltage Vp output from the operational amplifier OP32 is input to the non-inverting input of the comparator CP33, and the reference voltage Vp ′ + output from the operational amplifier OP32 is input to the inverting input of the comparator CP33. For this reason, when the control voltage Vp is higher than the reference voltage Vp ′ + (Vp> Vp ′ +), the comparator CP33 outputs an H-level comparison result voltage Vd, and the reverse, that is, the control voltage Vp is the reference voltage Vp ′ +. When lower than + (Vp <Vp ′ +), the comparator CP33 outputs an L-level comparison result voltage Vd. The reference output p ′ + of the operational amplifier OP32 is directly connected to the inverting input of the comparator CP33, and a load circuit or the like is connected between the inverting input of the comparator CP33 and the reference output p ′ + of the operational amplifier OP32. It has not been. The comparison result voltage Vd output from the comparator CP33 can correspond to the “third control output” recited in the claims.
トランジスタQ34は、コンパレータCP33の出力をゲートで受けるNチャネルMOSトランジスタで、そのドレインはトランジスタQ36のソースに接続され、またソースはアースに接続されている。つまり、当該トランジスタQ34のドレイン−ソース間が、トランジスタQ23とカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ36と、アースとの間に介在するように接続されている。したがって、このトランジスタQ34のゲートにHレベルの比較結果電圧Vdが入力されると(Vp>Vp'+)、当該トランジスタQ34のスイッチング動作がオン状態となるため、トランジスタQ36を介してオペアンプOP32の正相出力p(制御電圧Vp)をアース側に接続することが可能となる。 Transistor Q34 is an N-channel MOS transistor that receives the output of comparator CP33 at its gate, its drain is connected to the source of transistor Q36, and its source is connected to ground. In other words, the drain-source of the transistor Q34 is connected so as to be interposed between the transistor Q36 connected to the transistor Q23 and the current mirror and the ground. Therefore, when the H-level comparison result voltage Vd is input to the gate of the transistor Q34 (Vp> Vp ′ +), the switching operation of the transistor Q34 is turned on, so that the operational amplifier OP32 is positively connected via the transistor Q36. The phase output p (control voltage Vp) can be connected to the ground side.
トランジスタQ36は、トランジスタQ23に対してカレントミラーの関係に接続されるNチャネルMOSトランジスタで、そのドレインおよびゲートは、オペアンプOP32の正相出力p(制御電圧Vp)に接続されるとともにトランジスタQ23のゲートにも接続されている。またトランジスタQ36のソースはトランジスタQ34のドレインに接続されている。そして、IC21の半導体基板上における当該トランジスタQ36の配置は、同半導体基板上に形成されるトランジスタQ23に対して鏡面対称に隣接して位置するように設定されている。 Transistor Q36 is an N-channel MOS transistor connected in a current mirror relationship with transistor Q23, and its drain and gate are connected to positive phase output p (control voltage Vp) of operational amplifier OP32 and the gate of transistor Q23. Also connected to. The source of transistor Q36 is connected to the drain of transistor Q34. The arrangement of the transistor Q36 on the semiconductor substrate of the IC 21 is set so as to be adjacent to the transistor Q23 formed on the semiconductor substrate in mirror symmetry.
これにより、当該トランジスタQ36とトランジスタQ23とは、電気的にも機械的(熱的)にもカレントミラーの関係にあるため、トランジスタQ23のドレイン−ソース間を流れるドレイン電流とほぼ等しいドレイン電流がトランジスタQ36のドレイン−ソース間にも流れる。このため、オペアンプOP32の正相出力pから出力される制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vtよりも下回った場合には、当該トランジスタQ23は遮断状態(オフ状態)に遷移してドレイン電流が流れなくなることから、当該トランジスタQ23とカレントミラーの関係にあるトランジスタQ36も遮断状態(オフ状態)に遷移させることが可能となる。 Thus, since the transistor Q36 and the transistor Q23 are in a current mirror relationship both electrically and mechanically (thermally), a drain current substantially equal to the drain current flowing between the drain and source of the transistor Q23 is a transistor. It also flows between the drain and source of Q36. For this reason, when the control voltage Vp output from the positive phase output p of the operational amplifier OP32 is lower than the threshold voltage Vt of the transistor Q23, the transistor Q23 transitions to a cut-off state (off state) and drain current Therefore, the transistor Q36 in the relationship of the current mirror with the transistor Q23 can also be changed to the cut-off state (off state).
このように接続される、コンパレータCP33、トランジスタQ34、Q36を設けることによって、位相補償回路の有無に関わりなく、オペアンプOP32の正相出力pを、当該トランジスタQ34を介してアース側に接続することが可能となる。即ち、これらコンパレータCP33等によって、オペアンプOP32の出力差(正相出力pと参照電圧Vp'+との差)を監視し両出力間に出力差が生じた場合、例えば、制御電圧Vpが参照電圧Vp'+よりも高い場合(Vp>Vp'+)、当該コンパレータCP33からHレベルの比較結果電圧Vdが出力され、それを受けたトランジスタQ34が正相出力pをアースに直結するという、バイパス回路が形成される。 By providing the comparator CP33 and transistors Q34 and Q36 connected in this way, the positive phase output p of the operational amplifier OP32 can be connected to the ground side via the transistor Q34 regardless of the presence or absence of the phase compensation circuit. It becomes possible. That is, when the comparator CP33 or the like monitors the output difference of the operational amplifier OP32 (difference between the positive phase output p and the reference voltage Vp ′ +) and an output difference occurs between the two outputs, for example, the control voltage Vp becomes the reference voltage. When the output voltage is higher than Vp ′ + (Vp> Vp ′ +), the comparator CP33 outputs the H-level comparison result voltage Vd, and the transistor Q34 receiving it directly connects the positive-phase output p to the ground. Is formed.
これにより、たとえオペアンプOP32の正相出力pに、コンデンサC22とトランジスタQ24による抵抗とからなる位相補償回路が接続されていても、当該トランジスタQ34のスイッチング動作によってオペアンプOP32の正相出力pをアース側にバイパスできるので、オペアンプOP32の出力に応答遅れが生じた場合(正相出力pと参照電圧Vp'+との出力差が生じた場合)に、当該オペアンプOP32の駆動を高めて応答の遅れを改善することが可能となる。なお、これらコンパレータCP33等による回路は、特許請求の範囲に記載の「定電圧制御方向引込回路」の一部に相当し得るもので、図1においては、符号30cを付した破線範囲がアシスト回路(定電圧制御方向引込回路)の一部となる。
As a result, even if the phase compensation circuit composed of the capacitor C22 and the resistance of the transistor Q24 is connected to the positive phase output p of the operational amplifier OP32, the positive phase output p of the operational amplifier OP32 is connected to the ground side by the switching operation of the transistor Q34. Therefore, when a response delay occurs in the output of the operational amplifier OP32 (when an output difference between the positive phase output p and the reference voltage Vp ′ + occurs), the drive of the operational amplifier OP32 is increased to delay the response. It becomes possible to improve. The circuit by the comparator CP33 and the like can correspond to a part of the “constant voltage control direction pull-in circuit” recited in the claims. In FIG. 1, the broken line range denoted by
また、トランジスタQ23にカレントミラーの関係で接続されるトランジスタQ36が、オペアンプOP32の出力とアースとの間をスイッチング可能なトランジスタQ34に直列に設けられているので、オペアンプOP32から出力される制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vtよりも下回った場合には、当該トランジスタQ23のオフに遷移することよってカレントミラーの関係にあるトランジスタQ36もオフに遷移する。このため、正相出力p(制御電圧Vp)を過剰にアース側に引き込んでしまうという現象が発生しないので、当該トランジスタQ23によりトランジスタQ22、Q21を介して制御される駆動電圧Vccに、オーバーシュートによるリップル電圧が発生することを防止できる。 Since the transistor Q36 connected to the transistor Q23 in a current mirror relationship is provided in series with the transistor Q34 capable of switching between the output of the operational amplifier OP32 and the ground, the control voltage Vp output from the operational amplifier OP32 is provided. Is lower than the threshold voltage Vt of the transistor Q23, the transistor Q23 in the current mirror relationship is also turned off by the transistor Q23 being turned off. For this reason, the phenomenon that the positive phase output p (control voltage Vp) is excessively pulled to the ground does not occur, so that the drive voltage Vcc controlled by the transistor Q23 via the transistors Q22 and Q21 is caused by overshoot. Generation of ripple voltage can be prevented.
〔2〕図1に示すように、電源回路30では、電源回路100のオペアンプ6に相当するものとして、出力を2系統有するオペアンプOP32を設けた。なお、図2には、オペアンプOP32の回路例が示されているので、ここからは図2を参照して説明する。
[2] As shown in FIG. 1, in the
図2に示すように、オペアンプOP32は、トランジスタQ32a,Q32b,Q32f,Q32gからなる差動部、抵抗32iおよびトランジスタQ32j,Q32kからなる定電流部、トランジスタQ32c,Q32d,Q32e,Q32hからなる正相出力部、トランジスタQ32m,Q32nからなる参照出力部、を備えている。
As shown in FIG. 2, the operational amplifier OP32 includes a differential section composed of transistors Q32a, Q32b, Q32f and Q32g, a constant current section composed of a
即ち、オペアンプOP32の差動部は、非反転入力IN+をゲートで受けるPチャネルMOSトランジスタQ32aと反転入力IN−をゲートで受けるPチャネルMOSトランジスタQ32fと、これらの差動入力に従った電流を流し得るNチャネルMOSトランジスタQ32b,Q32gと、を有する。なお、この差動部には、定電流部を構成するトランジスタQ32jとカレントミラーの関係にあるPチャネルMOSトランジスタQ32kによって定電流を供給可能にしている。 That is, the differential section of the operational amplifier OP32 causes a P-channel MOS transistor Q32a receiving the non-inverting input IN + at the gate, a P-channel MOS transistor Q32f receiving the inverting input IN− at the gate, and a current according to these differential inputs. N-channel MOS transistors Q32b and Q32g to be obtained. The differential portion can be supplied with a constant current by a P-channel MOS transistor Q32k in a current mirror relationship with the transistor Q32j constituting the constant current portion.
また、オペアンプOP32の定電流部は、駆動電圧ライン+Vccとアースとの間に介在して当該駆動電圧ライン+Vccから供給される駆動電圧Vccに基づいて定電流を発生させ得る抵抗32iと、この抵抗32iに直列に接続されて当該定電流をトランジスタQ32kによって取り出し得るようにカレントミラーの関係に接続されるPチャネルMOSトランジスタQ32j,Q32kと、を有する。
The constant current section of the operational amplifier OP32 is interposed between the drive voltage line + Vcc and the ground, a
さらに、オペアンプOP32の正相出力部は、前述した差動部のトランジスタQ32bとカレントミラーの関係に構成されるNチャネルMOSトランジスタQ32cと、このトランジスタQ32cに直列に接続されるPチャネルMOSトランジスタQ32dと、このトランジスタQ32dとカレントミラーの関係に構成されるPチャネルMOSトランジスタQ32eと、このトランジスタQ32eに直列に接続されるとともに差動部のトランジスタQ32gとカレントミラーの関係に構成されるNチャネルMOSトランジスタQ32hと、を有する。 Further, the positive phase output section of the operational amplifier OP32 includes an N channel MOS transistor Q32c configured in a current mirror relationship with the transistor Q32b of the differential section described above, and a P channel MOS transistor Q32d connected in series to the transistor Q32c. P-channel MOS transistor Q32e configured in a current mirror relationship with transistor Q32d, and N-channel MOS transistor Q32h connected in series with transistor Q32e and configured in a current mirror relationship with differential transistor Q32g And having.
そして、非反転入力IN+に比例する電流を流し得るトランジスタQ32eを駆動電圧Vcc側に、反転入力IN−に比例する電流を流し得るトランジスタQ32hをアース側に、それぞれ位置するように両トランジスタを直列に対向するように接続して駆動電圧Vccとアースとの間に介在させる。これにより、非反転入力IN+と反転入力IN−との差電圧を両者の接続点から正相出力pとして制御電圧Vnを出力することが可能となる。なお、この正相出力pは、通常のオペアンプ(例えば電源回路100のオペアンプ6)の出力に相当するものである。 The transistor Q32e capable of flowing a current proportional to the non-inverting input IN + is placed on the drive voltage Vcc side, and the transistor Q32h capable of flowing a current proportional to the inverting input IN- is placed on the ground side, so that both transistors are connected in series. They are connected so as to face each other and are interposed between the drive voltage Vcc and the ground. As a result, the control voltage Vn can be output from the connection point between the non-inverting input IN + and the inverting input IN− as the positive phase output p. The positive phase output p corresponds to the output of a normal operational amplifier (for example, the operational amplifier 6 of the power supply circuit 100).
このオペアンプOP32では、このような制御電圧Vn(正相出力p)を出力し得る正相出力部に加えて、前述した正相出力部のトランジスタQ32dとカレントミラーの関係に構成されるPチャネルMOSトランジスタQ32mと、このトランジスタQ32mと直列に接続されるとともに差動部のトランジスタQ32gとカレントミラーの関係に構成されるNチャネルMOSトランジスタQ32mと、からなる参照出力部を有する。つまり、この参照出力部は、正相出力部を構成するトランジスタQ32e,Q32hと同様に、トランジスタQ32m,Q32nを、トランジスタQ32d,Q32gに対して接続する。 In the operational amplifier OP32, in addition to the positive-phase output unit that can output the control voltage Vn (positive-phase output p), the P-channel MOS configured in the relationship between the transistor Q32d of the positive-phase output unit and the current mirror described above. It has a reference output section comprising a transistor Q32m and an N-channel MOS transistor Q32m connected in series with the transistor Q32m and configured in a current mirror relationship with the transistor Q32g of the differential section. That is, the reference output unit connects the transistors Q32m and Q32n to the transistors Q32d and Q32g in the same manner as the transistors Q32e and Q32h constituting the positive phase output unit.
そして、非反転入力IN+に比例する電流を流し得るトランジスタQ32mを駆動電圧Vcc側に、反転入力IN−に比例する電流を流し得るトランジスタQ32nをアース側に、それぞれ位置するように両トランジスタを直列に接続して駆動電圧Vccとアースとの間に介在させる。これにより、正相出力pと同様に、非反転入力IN+と反転入力IN−との差電圧を両者の接続点から参照出力p'+として参照電圧Vp'+を出力することが可能となる。なお、参照出力p'+による参照電圧Vp'+と正相出力pによる制御電圧Vpとは、〔3〕で説明するように、コンパレータCP33の動作点が高電位側にシフトしているほかは、ほぼ同様の出力特性となる。なお、このトランジスタQ32m,Q32nによる回路は、特許請求の範囲に記載の「定電圧制御方向引込回路」の残部に相当し得るもので、図2においては、符号30cを付した破線範囲がアシスト回路(定電圧制御方向引込回路)の残部にあたる。
The transistors Q32m capable of flowing a current proportional to the non-inverting input IN + are arranged on the driving voltage Vcc side, and the transistors Q32n capable of flowing a current proportional to the inverting input IN- are arranged on the ground side, so that both transistors are connected in series. They are connected and interposed between the drive voltage Vcc and the ground. As a result, similarly to the positive phase output p, the reference voltage Vp ′ + can be output from the connection point between the non-inverting input IN + and the inverting input IN− as the reference output p ′ +. The reference voltage Vp ′ + based on the reference output p ′ + and the control voltage Vp based on the positive phase output p are the same as described in [3] except that the operating point of the comparator CP33 is shifted to the high potential side. The output characteristics are almost the same. The circuit formed by the transistors Q32m and Q32n can correspond to the remaining part of the “constant voltage control direction pull-in circuit” recited in the claims. In FIG. 2, the broken line range denoted by
このように構成することにより、オペアンプOP32では、通常のオペアンプの出力に相当する正相出力pのほかに、この正相出力pとは独立して正相出力が得られる参照出力p'+を出力することが可能になる(参照出力p'+による出力電圧のことを「参照電圧Vp'+」という)。したがって、当該参照出力p'+を前述したコンパレータCP33の反転入力に接続することで、前項〔1〕で説明したように、コンパレータCP33により、正相出力pと参照電圧Vp'+との出力差を監視し出力差が生じた場合にトランジスタQ34をオン状態に制御しオペアンプOP32の正相出力pをアース側にバイパスすることが可能となる。なお、参照出力p'+や参照電圧Vp'+は、特許請求の範囲に記載の「他の第1制御出力」に相当し得るものである。 With this configuration, in the operational amplifier OP32, in addition to the positive phase output p corresponding to the output of a normal operational amplifier, a reference output p ′ + from which a positive phase output can be obtained independently of the positive phase output p is provided. It becomes possible to output (the output voltage by the reference output p ′ + is referred to as “reference voltage Vp ′ +”). Therefore, by connecting the reference output p ′ + to the inverting input of the comparator CP33, the output difference between the positive-phase output p and the reference voltage Vp ′ + can be obtained by the comparator CP33 as described in [1] above. When the output difference occurs, the transistor Q34 is controlled to be turned on, and the positive phase output p of the operational amplifier OP32 can be bypassed to the ground side. Note that the reference output p ′ + and the reference voltage Vp ′ + can correspond to “another first control output” described in the claims.
〔3〕電源回路30では、オペアンプOP32を構成するトランジスタQ32nのチャネル幅Wを当該オペアンプOP32を構成するトランジスタQ32hのチャネル幅Wよりも小さくなるように設定した。なお、チャネル幅Wとは、当該トランジスタが構成される半導体装置のチャネル長L(ドレイン−ソース間の離隔距離)に対する直交方向の幅のことである。
[3] In the
即ち、トランジスタQ32gとカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ32hのチャネル幅Whと、同様にトランジスタQ32gとカレントミラーに構成されるトランジスタQ32nのチャネル幅Wnとを、Wh>Wnの関係に設定する。これにより、図3に示すように、参照出力p'+の動作点が正相出力pの動作点よりも高くなるため(高電位側にシフト)、この電圧差を利用して制御電圧Vpが参照電圧Vp'+よりも低い場合(オペアンプOP32の出力に応答遅れがない場合)、コンパレータCP33の比較結果電圧VdがLレベルとなるように設定する。 That is, the channel width Wh of the transistor Q32h connected in the relationship between the transistor Q32g and the current mirror and the channel width Wn of the transistor Q32n similarly configured in the transistor Q32g and the current mirror are set in a relationship of Wh> Wn. As a result, as shown in FIG. 3, the operating point of the reference output p ′ + becomes higher than the operating point of the positive phase output p (shifted to the high potential side). When the voltage is lower than the reference voltage Vp ′ + (when there is no response delay in the output of the operational amplifier OP32), the comparison result voltage Vd of the comparator CP33 is set to be L level.
つまり、オペアンプOP32の反転入力と非反転入力に同一電位の電圧が入力された場合に、参照電圧Vp'+の方が制御電圧Vpよりも高くなるように、トランジスタQ32n,Q32hのチャネル幅Wn,Whを設定する。なお、トランジスタQ32nに対向するトランジスタQ32mのチャネル幅Wmは、当該トランジスタQ32mにカレントミラーの関係にあるトランジスタQ32dのチャネル幅Wdと同じ幅(Wd=Wm)の関係に設定されている。 In other words, when the same voltage is input to the inverting input and the non-inverting input of the operational amplifier OP32, the channel width Wn, Qn of the transistors Q32n, Q32h is set so that the reference voltage Vp ′ + is higher than the control voltage Vp. Set Wh. The channel width Wm of the transistor Q32m facing the transistor Q32n is set to have the same width (Wd = Wm) as the channel width Wd of the transistor Q32d that is in a current mirror relationship with the transistor Q32m.
これにより、オペアンプOP32の反転・非反転入力に同一電位の電圧が入力されても、当該オペアンプOP32の正相出力pから出力される制御電圧Vpと参照出力p'+から出力される参照電圧Vp'+とは同一電位とならないため、このような場合にコンパレータCP33の反転・非反転入力が同一電位となってHレベルとLレベルとの中間電位が出力されるのを防止できる。つまり、オペアンプOP32の両入力に同一電位の電圧が入力された場合におけるコンパレータCP33の不安定動作を防止することが可能となる。 As a result, even when a voltage having the same potential is input to the inverting / non-inverting input of the operational amplifier OP32, the control voltage Vp output from the positive phase output p of the operational amplifier OP32 and the reference voltage Vp output from the reference output p ′ +. Since “+” does not have the same potential, in this case, it is possible to prevent the inverting / non-inverting input of the comparator CP33 from being the same potential and outputting an intermediate potential between the H level and the L level. That is, it is possible to prevent the unstable operation of the comparator CP33 when a voltage having the same potential is input to both inputs of the operational amplifier OP32.
このようにアシスト回路30cを構成することにより、図4に示すように、マイコンMC5のスリープ状態では、オペアンプOP32の正相出力pからは、制御電圧Vpとして、抵抗R25と抵抗R26,R27との分圧による検出電圧Vbにほぼ等しく制御された電圧(駆動電圧Vccが5Vの場合、約2V)が出力される。これは、[背景技術]の欄で説明したように、電流シンク部30bでは、マイコンMC5の動作状態にかかわらず端子T7の印可許容電圧、つまり駆動電圧Vcc(ここでは5V)、の分圧を検出電圧Vbとし、この検出電圧Vbを基準にオペアンプOP32の制御電圧Vpが当該検出電圧Vbと等しくなるようにオペアンプOP32で監視しシンク電圧Vsを出力してトランジスタQ25を制御しているためである。また、オペアンプOP32の参照出力p'+からは、正相出力pによる制御電圧Vpよりも高い電圧の参照電圧Vp'+が出力されているため(Vp><Vp'+)、コンパレータCP33からはLレベルの比較結果電圧Vdが出力されている(トランジスタQ34はオフ状態)。
By configuring the
このようなスリープ状態から当該マイコンMC5の動作状態に遷移した場合には、その状態遷移の期間中に、オペアンプOP32の制御電圧Vpが検出電圧Vb相当からトランジスタQ23のしきい値電圧Vt付近に降下するように制御されても、位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24)を構成するコンデンサC22がその放電に時間を要することから、その放電期間中、制御電圧Vpが緩やかに立ち下がる。これに対し、オペアンプOP32の参照出力p'+にはコンパレータCP33が接続されている以外には何も接続されていないため、目標となるトランジスタQ23のしきい値電圧Vt付近に急峻に降下する(図4に示す符号αの破線楕円内)。 When a transition is made from such a sleep state to the operation state of the microcomputer MC5, the control voltage Vp of the operational amplifier OP32 drops from the equivalent of the detection voltage Vb to the vicinity of the threshold voltage Vt of the transistor Q23 during the state transition period. Even if controlled to do so, the capacitor C22 constituting the phase compensation circuit (capacitor C22, transistor Q24) takes time to discharge, so the control voltage Vp falls gently during the discharging period. On the other hand, since nothing is connected to the reference output p ′ + of the operational amplifier OP32 except that the comparator CP33 is connected, it drops steeply near the threshold voltage Vt of the target transistor Q23 ( (Within the broken line ellipse indicated by α in FIG. 4).
このため、コンパレータCP33に入力される制御電圧Vpと参照電圧Vp'+との間には、制御電圧Vpの出力応答が遅れる分、Vp>Vp'+の関係が生じるため、コンパレータCP33からHレベルの比較結果電圧Vdが出力されてトランジスタQ34のスイッチング動作がオフ状態からオン状態に移行する。そのため、オペアンプOP32の正相出力pがアース側に接続されるので、制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vt(駆動電圧Vccが5Vの場合、約1V)の方向に強制的に引き込まれる(図4に示す符号βの破線楕円内)。 For this reason, a relationship of Vp> Vp ′ + occurs between the control voltage Vp input to the comparator CP33 and the reference voltage Vp ′ + because the output response of the control voltage Vp is delayed. The comparison result voltage Vd is output, and the switching operation of the transistor Q34 shifts from the off state to the on state. Therefore, since the positive phase output p of the operational amplifier OP32 is connected to the ground side, the control voltage Vp is forcibly pulled in the direction of the threshold voltage Vt of the transistor Q23 (about 1V when the drive voltage Vcc is 5V). (Inside the broken-line ellipse indicated by β in FIG. 4).
これにより、オペアンプOP32の正相出力pに位相補償回路(C22,Q24)が接続されていても、その影響を受けることなく、制御電圧VpはトランジスタQ23のしきい値電圧Vtに俊敏に遷移することが可能となる。なお、制御電圧VpがトランジスタQ23のしきい値電圧Vt付近に達した後は、当該トランジスタQ23が飽和領域で制御されるため、トランジスタQ22、Q21を介して駆動電圧Vccの供給が開始され、オペアンプOP32は動作状態で安定し、参照出力p'+からは正相出力pよりも高い電圧の参照電圧Vp'+が出力される(図4に示す符号γの破線楕円内)。 As a result, even if the phase compensation circuit (C22, Q24) is connected to the positive phase output p of the operational amplifier OP32, the control voltage Vp transitions rapidly to the threshold voltage Vt of the transistor Q23 without being affected by it. It becomes possible. After the control voltage Vp reaches the vicinity of the threshold voltage Vt of the transistor Q23, the transistor Q23 is controlled in the saturation region, so that the supply of the drive voltage Vcc is started via the transistors Q22 and Q21. OP32 is stable in the operating state, and a reference voltage Vp ′ + having a voltage higher than that of the positive phase output p is output from the reference output p ′ + (inside the broken line ellipse indicated by reference numeral γ in FIG. 4).
したがって、図4と図14とを比較すると明かなように、オペアンプOP32による出力応答の遅れを大幅に改善することができ、オペアンプOP32の出力応答遅れによる駆動電圧Vccの沈み込みを抑制可能にしている。よって、駆動電圧ライン+Vcc(電源ライン)による駆動電圧Vccの安定供給を可能にするので、当該駆動電圧Vccの供給を受けるマイコンMC5等のシステムリセットを防止することができる。 Therefore, as apparent from a comparison between FIG. 4 and FIG. 14, the delay of the output response by the operational amplifier OP32 can be greatly improved, and the sinking of the drive voltage Vcc due to the delay of the output response of the operational amplifier OP32 can be suppressed. Yes. Therefore, since the stable supply of the drive voltage Vcc by the drive voltage line + Vcc (power supply line) is enabled, it is possible to prevent the system reset of the microcomputer MC5 or the like that receives the supply of the drive voltage Vcc.
以上説明したように、本第1実施形態に係る電源回路30では、アシスト回路30cは、オペアンプOP32、コンパレータCP33およびトランジスタQ34を備えることで、オペアンプOP32により、駆動電圧ライン+Vccの駆動電圧Vccに基づく検出電圧Vaと基準電圧Vrとの誤差を増幅したものを、制御電圧Vpおよび参照電圧Vp'+として出力し、コンパレータCP33により、制御電圧Vpと参照電圧Vp'+とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に比較結果電圧Vdを出力する。そして、コンパレータCP33により比較結果電圧Vdが出力されると、トランジスタQ34はこれに基づいて制御電圧VpをマイコンMC5の動作状態の電位Vtに接近させる。
As described above, in the
これにより、制御電圧Vpが、マイコンMC5のスリープ状態から動作状態に遷移する期間中に、位相補償回路(C22,Q24)等により当該遷移が遅延等して制御電圧Vpと参照電圧Vp'+との間に出力差が生じると、コンパレータCP33から比較結果電圧Vdが出力されてトランジスタQ34によって制御電圧VpがマイコンMC5の動作状態の電位Vtの方向に引き込まれるので、当該制御電圧Vpは、位相補償回路(C22,Q24)の影響を受けることなく、マイコンMC5の動作状態の電位Vtにリアルタイムに遷移することが可能となる。したがって、駆動電圧ライン+Vccの駆動電圧Vccの沈み込み(図14参照)を抑制できるので、当該駆動電圧ライン+Vccによる駆動電圧Vccの安定供給を可能にし当該駆動電圧Vccの供給を受けるマイコンMC5等のシステムリセットを防止することができる。 As a result, during the period in which the control voltage Vp transitions from the sleep state to the operation state of the microcomputer MC5, the transition is delayed by the phase compensation circuit (C22, Q24) or the like, and the control voltage Vp and the reference voltage Vp ′ + When the output difference occurs between the two, the comparison result voltage Vd is output from the comparator CP33, and the control voltage Vp is drawn in the direction of the potential Vt in the operating state of the microcomputer MC5 by the transistor Q34. It is possible to make a transition in real time to the potential Vt of the operating state of the microcomputer MC5 without being affected by the circuits (C22, Q24). Accordingly, since the sinking of the drive voltage Vcc of the drive voltage line + Vcc (see FIG. 14) can be suppressed, it is possible to stably supply the drive voltage Vcc by the drive voltage line + Vcc and to receive the supply of the drive voltage Vcc. System reset can be prevented.
[第2実施形態]
次に、図5〜図8に基づいて第2実施形態に係る電源回路50を説明する。この第2実施形態に係る電源回路40は、[発明が解決しようとする課題]の欄で説明した「(1) マイコンMC5がスリープ状態から動作状態に遷移する際の問題」に加えて、「(2) マイコンMC5が動作状態からスリープ状態に遷移する際の問題」をも解決するもので、前述の電源回路100とは、第1実施形態で説明した〔1〕、〔2〕および〔3〕に加えて、次の〔4〕、〔5〕および〔6〕が異なる。
[Second Embodiment]
Next, the
なおここでは、〔4〕、〔5〕および〔6〕による構成等を中心に説明することとし、〔1〕、〔2〕および〔3〕による構成等については、第1実施形態で説明したものと同様であるので省略するが、電源回路40においても〔1〕、〔2〕および〔3〕による構成を備えるため、第1実施形態による作用・効果と同様の作用・効果が得られる。なお、図5において、符号40aは定電圧供給部を、また符号40bは電流シンク部を、さらに号40cはアシスト回路を、それぞれ示し、前述した電源回路30の定電圧供給部30a、電流シンク部30b、アシスト回路30cと同様に構成される。また、第1実施形態の電源回路30と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
Here, the description will be centered on the configuration of [4], [5] and [6], and the configuration of [1], [2] and [3] will be described in the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, the
〔4〕電源回路40では、駆動電圧Vccを監視制御するオペアンプOP42(電源回路100のオペアンプ6に相当)の出力を受けるコンパレータCP44と、該コンパレータCP44の出力を受けるトランジスタQ47と、を設けた(図5参照)。なお、このオペアンプOP42は、特許請求の範囲に記載の「誤差増幅器」に相当し得るもので、「差動増幅器」とも称されるものである。また、コンパレータCP44は、特許請求の範囲に記載の「差動比較器」に相当し得るもので、「差動コンパレータ」とも称される。
[4] The
前掲(2) の問題は、電源回路100を構成するオペアンプOP6の出力に接続される位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24)が、当該オペアンプ6の負荷として作用することに基づいている。そこで、図5に示すように、本第2実施形態に係る電源回路40では、オペアンプOP42の正相出力p(電源回路100のオペアンプ6の出力に相当)と、次項〔5〕で説明する同オペアンプOP42の参照電圧Vp'-(参照出力p'-)と、の出力電圧差を比較することでオペアンプOP42の出力応答の遅れを監視可能なコンパレータCP44を設け、当該コンパレータCP44の出力をゲートで受けるNチャネルMOSトランジスタQ47を、オペアンプOP42の正相出力pと駆動電圧Vccの間に設けた。なお、このトランジスタQ47のソースは駆動電源Vccに直結されており、当該トランジスタQ47と駆動電源Vccとの間には、負荷回路等は接続されていない。
The above problem (2) is based on the fact that the phase compensation circuit (capacitor C22, transistor Q24) connected to the output of the operational amplifier OP6 constituting the
このコンパレータCP44は、いわゆる差動コンパレータで、例えば、反転入力の入力電圧に対して非反転入力の入力電圧が高いときには、比較出力としてHレベルの比較結果電圧Vd’を出力し、反転入力の入力電圧に対して非反転入力の入力電圧が低いときには、比較出力としてLレベルの比較結果電圧Vd’を出力し得る機能を有するものである。 The comparator CP44 is a so-called differential comparator. For example, when the input voltage of the non-inverting input is higher than the input voltage of the inverting input, the comparator CP44 outputs the H-level comparison result voltage Vd ′ as the comparison output and inputs the inverting input. When the input voltage of the non-inverting input is lower than the voltage, it has a function capable of outputting the comparison result voltage Vd ′ at the L level as the comparison output.
本第2実施形態では、オペアンプOP42から出力される制御電圧VpをコンパレータCP44の非反転入力に入力し、オペアンプOP42から出力される参照電圧Vp'-をコンパレータCP44の反転入力に入力している。このため、制御電圧Vpが参照電圧Vp'-よりも高い場合(Vp>Vp'-)、コンパレータCP44からHレベルの比較結果電圧Vdが出力され、この逆、即ち制御電圧Vpが参照電圧Vp'-よりも低い場合には(Vp<Vp'-)、コンパレータCP44からLレベルの比較結果電圧Vd’が出力される。なお、このコンパレータCP44の反転入力には、オペアンプOP42の参照出力p'-が直結されており、当該コンパレータCP44の反転入力とオペアンプOP42の参照出力p'-との間には負荷回路等は接続されていない。このコンパレータCP44から出力される比較結果電圧Vd’は、特許請求の範囲に記載の「第3制御出力」に相当し得るものである。 In the second embodiment, the control voltage Vp output from the operational amplifier OP42 is input to the non-inverting input of the comparator CP44, and the reference voltage Vp′− output from the operational amplifier OP42 is input to the inverting input of the comparator CP44. Therefore, when the control voltage Vp is higher than the reference voltage Vp′− (Vp> Vp′−), the comparator CP44 outputs the H-level comparison result voltage Vd, and the reverse, that is, the control voltage Vp is the reference voltage Vp ′. If it is lower than − (Vp <Vp′−), the comparator CP44 outputs an L level comparison result voltage Vd ′. The reference output p′− of the operational amplifier OP42 is directly connected to the inverting input of the comparator CP44, and a load circuit or the like is connected between the inverting input of the comparator CP44 and the reference output p′− of the operational amplifier OP42. It has not been. The comparison result voltage Vd ′ output from the comparator CP44 can correspond to a “third control output” recited in the claims.
トランジスタQ47は、コンパレータCP44の出力をゲートで受けるPチャネルMOSトランジスタで、そのドレインはオペアンプOP42の正相出力pに接続され、またソースは駆動電圧Vccに接続されている。つまり、当該トランジスタQ47のドレイン−ソース間が、正相出力pと駆動電圧Vccとの間に介在するように接続されている。 Transistor Q47 is a P-channel MOS transistor that receives the output of comparator CP44 at its gate, its drain is connected to positive phase output p of operational amplifier OP42, and its source is connected to drive voltage Vcc. That is, the drain and source of the transistor Q47 are connected so as to be interposed between the positive phase output p and the drive voltage Vcc.
このように接続される、コンパレータCP44およびトランジスタQ47を設けることによって、位相補償回路の有無に関わりなく、オペアンプOP42の正相出力pを、当該トランジスタQ47を介して駆動電圧Vcc側に接続することが可能となる。即ち、これらコンパレータCP44等によって、オペアンプOP42の出力差(正相出力pと参照電圧Vp'-との差)を監視し両出力間に出力差が生じた場合、例えば、制御電圧Vpが参照電圧Vp'-よりも低い場合(Vp<Vp'-)、当該コンパレータCP44からLレベルの比較結果電圧Vd’が出力され、それを受けたトランジスタQ47が正相出力pを駆動電圧Vccに直結するという、バイパス回路が形成される。 By providing the comparator CP44 and the transistor Q47 connected in this way, the positive phase output p of the operational amplifier OP42 can be connected to the drive voltage Vcc side via the transistor Q47 regardless of the presence or absence of the phase compensation circuit. It becomes possible. That is, when the comparator CP44 or the like monitors the output difference of the operational amplifier OP42 (difference between the positive phase output p and the reference voltage Vp′−) and an output difference occurs between the two outputs, for example, the control voltage Vp becomes the reference voltage. When lower than Vp′− (Vp <Vp′−), the comparator CP44 outputs an L level comparison result voltage Vd ′, and the transistor Q47 receiving it directly connects the positive phase output p to the drive voltage Vcc. A bypass circuit is formed.
これにより、たとえオペアンプOP42の正相出力pに、コンデンサC22とトランジスタQ24による抵抗とからなる位相補償回路が接続されていても、当該トランジスタQ47のスイッチング動作によってオペアンプOP42の正相出力pを駆動電圧Vcc側にバイパスできるので、オペアンプOP42の出力に応答遅れが生じ得る場合に当該オペアンプOP42の駆動を高めて応答の遅れを改善することが可能となる。なお、このトランジスタQ47による回路は、特許請求の範囲に記載の「遮断制御方向引込回路」の一部に相当し得るもので、図5においては、符号50dを付した破線範囲がアシスト回路(遮断制御方向引込回路)の一部となる。
Thus, even if the phase compensation circuit composed of the capacitor C22 and the resistance of the transistor Q24 is connected to the positive phase output p of the operational amplifier OP42, the positive phase output p of the operational amplifier OP42 is driven by the switching operation of the transistor Q47. Since it can be bypassed to the Vcc side, when a response delay can occur in the output of the operational amplifier OP42, it is possible to improve the response delay by increasing the drive of the operational amplifier OP42. The circuit formed by the transistor Q47 can correspond to a part of the “cut-off control direction pull-in circuit” described in the claims. In FIG. 5, the broken line range denoted by
〔5〕図5に示すように、電源回路40では、電源回路100のオペアンプ6に相当するものとして、出力を3系統有するオペアンプOP42を設けた。なお、図6に示すオペアンプOP42の回路例は、前述した第1実施形態の電源回路30の定電圧供給部30aを構成するオペアンプOP32の回路例(図2参照)にアシスト回路40dを追加したものに相当する。そのため、図6において、図2のオペアンプOP32と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
[5] As shown in FIG. 5, in the
図6に示すように、オペアンプOP42は、トランジスタQ32a,Q32b,Q32f,Q32gからなる差動部、抵抗32iおよびトランジスタQ32j,Q32kからなる定電流部、トランジスタQ32c,Q32d,Q32e,Q32hからなる正相出力部、トランジスタQ32m,Q32nからなる第1参照出力部、トランジスタQ42a,Q42bからなる第2参照出力部、を備えている。なお、差動部、定電流部および正相出力部は、オペアンプOP32を構成する差動部、定電流部および正相出力部と同様に構成されており、また第1参照出力部はオペアンプOP32を構成する参照出力部に相当しそれと同様に構成されているため、ここではこれらの説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the operational amplifier OP42 includes a differential section composed of transistors Q32a, Q32b, Q32f and Q32g, a constant current section composed of a
このオペアンプOP42では、差動部、定電流部および正相出力部により制御電圧Vn(正相出力p)を出力し、また差動部、定電流部および第1参照出力部により参照電圧Vp'+(参照出力p'+)を出力し得ることに加えて、差動部、定電流部および第2参照出力部により参照電圧Vp'-(参照出力p'-)を出力し得るように構成されている。 In the operational amplifier OP42, the control voltage Vn (positive phase output p) is output from the differential unit, constant current unit, and positive phase output unit, and the reference voltage Vp ′ is output from the differential unit, constant current unit, and first reference output unit. In addition to outputting + (reference output p ′ +), the differential unit, the constant current unit, and the second reference output unit can output the reference voltage Vp′− (reference output p′−). Has been.
この第2参照出力部では、第1参照出力部を構成したトランジスタQ32m,Q32nと同様に、トランジスタQ42a,Q42bが構成されている。即ち、この第2参照出力部は、正相出力部を構成するトランジスタQ32e,Q32hと同様に、トランジスタQ42a,Q42bを、トランジスタQ32d,Q32gに対して接続する。そして、非反転入力IN+に比例する電流を流し得るトランジスタQ42aを駆動電圧Vcc側に、反転入力IN−に比例する電流を流し得るトランジスタQ42bをアース側に、それぞれ位置するように両トランジスタを直列に対向するように接続して駆動電圧Vccとアースとの間に介在させる。 In the second reference output unit, transistors Q42a and Q42b are configured in the same manner as the transistors Q32m and Q32n configuring the first reference output unit. That is, the second reference output unit connects the transistors Q42a and Q42b to the transistors Q32d and Q32g in the same manner as the transistors Q32e and Q32h constituting the positive phase output unit. The transistor Q42a that can flow a current proportional to the non-inverting input IN + is placed on the drive voltage Vcc side, and the transistor Q42b that can flow a current proportional to the inverting input IN− is placed on the ground side. They are connected so as to face each other and are interposed between the drive voltage Vcc and the ground.
これにより、正相出力pと同様に、非反転入力IN+と反転入力IN−との差電圧を両者の接続点から参照出力p'-として参照電圧Vp'-を出力することが可能となる。なお、参照出力p'-による参照電圧Vp'-と正相出力pによる制御電圧Vpとは、〔6〕で説明するように、コンパレータCP44の動作点が低電位側にシフトしているほかは、ほぼ同様の出力特性となる。なお、このトランジスタQ42a,Q42bによる回路は、特許請求の範囲に記載の「遮断制御方向引込回路」の残部に相当し得るもので、図6においては符号40dを付した破線範囲がアシスト回路(遮断制御方向引込回路)の残部にあたる。 As a result, similarly to the positive phase output p, the reference voltage Vp′− can be output as the reference output p′− from the connection point between the non-inverting input IN + and the inverting input IN−. The reference voltage Vp′− based on the reference output p′− and the control voltage Vp based on the positive phase output p are the same as described in [6] except that the operating point of the comparator CP44 is shifted to the low potential side. The output characteristics are almost the same. Note that the circuit formed by the transistors Q42a and Q42b can correspond to the remaining part of the “cut-off control direction pull-in circuit” recited in the claims. In FIG. It corresponds to the remainder of the control direction pull-in circuit).
このように構成することにより、オペアンプOP42では、通常のオペアンプの出力に相当する正相出力pのほかに、この正相出力pとは独立して正相出力が得られる参照出力p'+、さらには参照出力p'-を出力することが可能になる(参照出力p'-による出力電圧のことを「参照電圧Vp'-」という)。したがって、当該参照出力p'-を前述したコンパレータCP44の反転入力に接続することで、前項〔4〕で説明したように、コンパレータCP44により、正相出力pと参照電圧Vp'-との出力差を監視し出力差が生じた場合にトランジスタQ47をオン状態に制御しオペアンプOP42の正相出力pを駆動電圧Vcc側にバイパスすることが可能となる。なお、参照出力p'-や参照電圧Vp'-は、特許請求の範囲に記載の「他の第1制御出力」に相当し得るものである。 With this configuration, in the operational amplifier OP42, in addition to the positive phase output p corresponding to the output of a normal operational amplifier, a reference output p ′ + that can obtain a positive phase output independent of the positive phase output p, Furthermore, it becomes possible to output the reference output p′− (the output voltage by the reference output p′− is referred to as “reference voltage Vp′−”). Therefore, by connecting the reference output p′− to the inverting input of the comparator CP44, the output difference between the positive phase output p and the reference voltage Vp′− is obtained by the comparator CP44 as described in [4] above. When the output difference occurs, the transistor Q47 is controlled to be turned on, and the positive phase output p of the operational amplifier OP42 can be bypassed to the drive voltage Vcc side. The reference output p′− and the reference voltage Vp′− can correspond to “another first control output” recited in the claims.
〔6〕電源回路40では、オペアンプOP42を構成するトランジスタQ42bのチャネル幅Wを当該オペアンプOP42を構成するトランジスタQ32hのチャネル幅Wよりも大きくなるように設定した。
[6] In the
即ち、トランジスタQ32gとカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ32hのチャネル幅Whと、同様にトランジスタQ32gとカレントミラーに構成されるトランジスタQ42bのチャネル幅Wbを、Wh<Wbの関係に設定する。これにより、図7に示すように、参照出力p'-の動作点が正相出力pの動作点よりも低くなるため(低電位側にシフト)、この電圧差を利用して制御電圧Vpが参照電圧Vp'-よりも高い場合(オペアンプOP42の出力に応答遅れがない場合)、コンパレータCP44の比較結果電圧VdがHレベルとなるように設定する。なお、図7では、第1実施形態で説明した〔3〕によるトランジスタQ32n,32hのチャネル幅Wn,Whの設定(Wh>Wn)によって、参照出力p'+の動作点が正相出力pの動作点よりも高電位側にシフトしている。 That is, the channel width Wh of the transistor Q32h connected in the relationship between the transistor Q32g and the current mirror, and the channel width Wb of the transistor Q42b configured as the transistor Q32g and the current mirror are set in a relationship of Wh <Wb. As a result, as shown in FIG. 7, the operating point of the reference output p′− is lower than the operating point of the positive phase output p (shifted to the low potential side). When it is higher than the reference voltage Vp′− (when there is no response delay in the output of the operational amplifier OP42), the comparison result voltage Vd of the comparator CP44 is set to H level. In FIG. 7, the operating point of the reference output p ′ + is that of the positive phase output p depending on the channel widths Wn and Wh of the transistors Q32n and 32h (Wh> Wn) according to [3] described in the first embodiment. It is shifted to a higher potential side than the operating point.
つまり、オペアンプOP42の反転入力と非反転入力に同一電位の電圧が入力された場合に、参照電圧Vp'-の方が制御電圧Vpよりも低くなるように、トランジスタQ42b,Q32hのチャネル幅Wb,Whを設定する。なお、トランジスタQ42bに対向するトランジスタQ42aのチャネル幅Waは、当該トランジスタQ42aにカレントミラーの関係にあるトランジスタQ32dのチャネル幅Wdと同じ幅(Wd=Wa)の関係に設定されている。 In other words, when the voltage of the same potential is input to the inverting input and the non-inverting input of the operational amplifier OP42, the channel widths Wb and Q32h of the transistors Q42b and Q32h are set so that the reference voltage Vp′− is lower than the control voltage Vp. Set Wh. The channel width Wa of the transistor Q42a facing the transistor Q42b is set to have the same width (Wd = Wa) as the channel width Wd of the transistor Q32d in a current mirror relationship with the transistor Q42a.
これにより、オペアンプOP42の反転・非反転入力に同一電位の電圧が入力されても、当該オペアンプOP42から出力される、正相出力pと参照出力p'+とは同一電位とならないため、このような場合にコンパレータCP44の反転・非反転入力が同一電位となってHレベルとLレベルとの中間電位が出力されるのを防止できる。つまり、オペアンプOP42の両入力に同一電位の電圧が入力された場合におけるコンパレータCP44の不安定動作を防止することが可能となる。 As a result, even if a voltage having the same potential is input to the inverting / non-inverting input of the operational amplifier OP42, the positive phase output p and the reference output p ′ + output from the operational amplifier OP42 do not have the same potential. In this case, it can be prevented that the inverting / non-inverting input of the comparator CP44 becomes the same potential and the intermediate potential between the H level and the L level is output. That is, it is possible to prevent the unstable operation of the comparator CP44 when a voltage having the same potential is input to both inputs of the operational amplifier OP42.
このようにアシスト回路40dを構成することにより、図8に示すように、マイコンMC5の動作状態では、オペアンプOP42の正相出力pからは、制御電圧Vpとして、トランジスタQ23のしきい値電圧Vtにほぼ等しく制御された電圧(駆動電圧Vccが5Vの場合、約1V)が出力されている。これは、[背景技術]の欄で説明したように、マイコンMC5が動作状態に遷移している場合には、トランジスタQ22を介してトランジスタQ21のアナログ的な制御を可能にするため、オペアンプOP42により当該トランジスタQ23を飽和領域で制御しているためである。また、オペアンプOP42の参照出力p'-からは正相出力pによる制御電圧Vpよりも低い電圧の参照電圧Vp'-が出力されている。
By configuring the
このような動作状態から当該マイコンMC5のスリープ状態に遷移した場合には、その状態遷移の期間中に、オペアンプOP42の制御電圧Vpがしきい値電圧Vt付近から抵抗R25と抵抗R26,R27との分圧による検出電圧Vb(駆動電圧Vccが5Vの場合、約2V)相当に上昇するように制御されても、位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24)が負荷として作用することから、当該制御電圧VpがトランジスタQ24を介してコンデンサC22に充電される間、制御電圧Vpが緩やかに立ち上がる。これに対し、オペアンプOP42の参照出力p'-にはコンパレータCP44が接続されている以外には何も接続されていないため、目標となる検出電圧Vb相当に急峻に上昇する(図8に示す符号δの破線楕円内)。 When the microcomputer MC5 transitions to the sleep state from such an operating state, the control voltage Vp of the operational amplifier OP42 changes between the resistance R25 and the resistances R26 and R27 from the vicinity of the threshold voltage Vt during the state transition period. Even if it is controlled to increase to the detection voltage Vb due to voltage division (about 2V when the drive voltage Vcc is 5V), the phase compensation circuit (capacitor C22, transistor Q24) acts as a load. While Vp is charged into the capacitor C22 via the transistor Q24, the control voltage Vp rises gently. On the other hand, since nothing is connected to the reference output p′− of the operational amplifier OP42 except that the comparator CP44 is connected, the reference output p′− rises steeply corresponding to the target detection voltage Vb (reference numeral shown in FIG. 8). (within broken line ellipse of δ).
このため、コンパレータCP44に入力される制御電圧Vpと参照電圧Vp'-との間には、Vp<Vp'-の関係が生じるため、コンパレータCP44からLレベルの比較結果電圧Vd’が出力されてトランジスタQ47のスイッチング動作がオフ状態からオン状態に移行する。そのため、オペアンプOP42の正相出力pが駆動電圧Vcc側に接続されるので、制御電圧Vpが検出電圧Vb相当(駆動電圧Vccが5Vの場合、約2V)の方向に強制的に引き込まれる(図8に示す符号εの破線楕円内)。 For this reason, since a relationship of Vp <Vp′− is generated between the control voltage Vp input to the comparator CP44 and the reference voltage Vp′−, the L level comparison result voltage Vd ′ is output from the comparator CP44. The switching operation of transistor Q47 shifts from the off state to the on state. Therefore, since the positive phase output p of the operational amplifier OP42 is connected to the drive voltage Vcc side, the control voltage Vp is forcibly pulled in the direction corresponding to the detection voltage Vb (about 2V when the drive voltage Vcc is 5V) (FIG. 8 within the broken-line ellipse with the symbol ε shown in FIG.
これにより、オペアンプOP42の正相出力pに位相補償回路(C22,Q24)が接続されていても、その影響を受けることなく制御電圧Vpは検出電圧Vbに俊敏に遷移することが可能となる。なお、制御電圧Vpが検出電圧Vb相当に達した後は、当該トランジスタQ23が非飽和領域で制御されるため、トランジスタQ22、Q21がオフ状態になり駆動電圧Vccの供給が遮断されるので、電流シンク部40bのオペアンプOP31により、抵抗R25等の分圧による検出電圧Vbを基準にオペアンプOP42は、制御電圧Vpが検出電圧Vbと等しくなるように制御される(図8に示す符号ζの破線楕円内)。
As a result, even when the phase compensation circuit (C22, Q24) is connected to the positive phase output p of the operational amplifier OP42, the control voltage Vp can quickly transition to the detection voltage Vb without being affected by the phase compensation circuit (C22, Q24). After the control voltage Vp reaches the detection voltage Vb, the transistor Q23 is controlled in the non-saturated region, so that the transistors Q22 and Q21 are turned off and the supply of the drive voltage Vcc is interrupted. The operational amplifier OP42 is controlled by the operational amplifier OP31 of the
したがって、図8と図15とを比較すると明かなように、オペアンプOP42による出力応答の遅れを大幅に改善することができ、オペアンプOP42の出力応答遅れによる駆動電圧Vccのオーバーシュートを抑制可能にしている。よって、駆動電圧ライン+Vcc(電源ライン)による駆動電圧Vccの安定供給を可能にするので、当該駆動電圧Vccの供給を受けるマイコンMC5等の故障を防止することができる。 Therefore, as apparent from a comparison between FIG. 8 and FIG. 15, the delay in the output response by the operational amplifier OP42 can be greatly improved, and the overshoot of the drive voltage Vcc due to the output response delay of the operational amplifier OP42 can be suppressed. Yes. Accordingly, since the drive voltage Vcc can be stably supplied by the drive voltage line + Vcc (power supply line), it is possible to prevent a failure of the microcomputer MC5 or the like that receives the supply of the drive voltage Vcc.
以上説明したように、本第2実施形態に係る電源回路40では、アシスト回路40dは、オペアンプOP42、コンパレータCP44およびトランジスタQ47を備えることで、オペアンプOP42により、駆動電圧ライン+Vccの駆動電圧Vccに基づく検出電圧Vaと基準電圧Vrとの誤差を増幅したものを、制御電圧Vpおよび参照電圧Vp'-として出力し、コンパレータCP44により、制御電圧Vpと参照電圧Vp'-とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に比較結果電圧Vd’を出力する。そして、コンパレータCP44により比較結果電圧Vd’が出力されると、トランジスタQ47はこれに基づいて制御電圧VpをマイコンMC5のスリープ状態の電位Vbに接近させる。
As described above, in the
これにより、制御電圧Vpが、マイコンMC5の動作状態からスリープ状態に遷移する期間中に、位相補償回路(C22,Q24)等により当該遷移が遅延等して制御電圧Vpと参照電圧Vp'-との間に出力差が生じると、コンパレータCP44から比較結果電圧Vd’が出力されてトランジスタQ47によって制御電圧VpがマイコンMC5のスリープ状態の電位Vbの方向に引き込まれるので、当該制御電圧Vpは、位相補償回路(C22,Q24)の影響を受けることなく、マイコンMC5のスリープ状態の電位Vbにリアルタイムに遷移することが可能となる。したがって、駆動電圧ライン+Vccの駆動電圧Vccのオーバーシュート(図15参照)を抑制できるので、当該駆動電圧ライン+Vccによる駆動電圧Vccの安定供給を可能にし当該駆動電圧Vccの供給を受けるマイコンMC5等の故障を防止することができる。 As a result, during the period in which the control voltage Vp transitions from the operating state of the microcomputer MC5 to the sleep state, the transition is delayed by the phase compensation circuit (C22, Q24) or the like, and the control voltage Vp and the reference voltage Vp′− When the output difference occurs, the comparison result voltage Vd ′ is output from the comparator CP44, and the control voltage Vp is drawn in the direction of the potential Vb of the microcomputer MC5 in the sleep state by the transistor Q47. It is possible to make a transition to the sleep state potential Vb of the microcomputer MC5 in real time without being affected by the compensation circuit (C22, Q24). Accordingly, the overshoot (see FIG. 15) of the drive voltage Vcc of the drive voltage line + Vcc can be suppressed, so that the drive voltage Vcc can be stably supplied by the drive voltage line + Vcc and the microcomputer MC5 or the like receiving the drive voltage Vcc can be supplied. Failure can be prevented.
[第3実施形態]
続いて、図9〜図12に基づいて第3実施形態に係る電源回路50を説明する。この第3実施形態に係る電源回路50は、[発明が解決しようとする課題]の欄で説明した「(1) マイコンMC5がスリープ状態から動作状態に遷移する際の問題」に加えて、「(2) マイコンMC5が動作状態からスリープ状態に遷移する際の問題」をも解決するもので、前述の電源回路100とは、第1実施形態で説明した〔1〕、〔2〕および〔3〕に加えて、次の〔7〕、〔8〕および〔9〕が異なる。
[Third Embodiment]
Next, the
なおここでは、〔7〕、〔8〕および〔9〕による構成等を中心に説明することとし、〔1〕、〔2〕および〔3〕による構成等については、第1実施形態で説明したものと同様であるので省略するが、電源回路50においても〔1〕、〔2〕および〔3〕による構成を備えるため、第1実施形態による作用・効果と同様の作用・効果が得られる。なお、図9において、符号50aは定電圧供給部を、また符号50bは電流シンク部を、さらに号50cはアシスト回路を、それぞれ示し、前述した電源回路30の定電圧供給部30a、電流シンク部30b、アシスト回路30cと同様に構成される。また、第1実施形態の電源回路30と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
Here, description will be made mainly on the configuration of [7], [8] and [9], and the configuration of [1], [2] and [3] will be described in the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the power supply circuit, the
〔7〕電源回路50では、駆動電圧Vccを監視制御するオペアンプOP52(電源回路100のオペアンプ6に相当)の出力として得られる、次項〔8〕で説明する参照電圧Vp'0(参照出力p'0)を電流シンク部50bのオペアンプOP31の非反転入力に直結した。なお、このオペアンプOP52は、「誤差増幅器」あるいは「差動増幅器」として概念されるものである。なお、このオペアンプOP52の参照出力p'0(参照電圧Vp'0)とオペアンプOP31との間には、負荷回路等は接続されていない。
[7] In the
前掲(2) の問題は、電源回路100を構成するオペアンプOP6の出力に接続される位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24)が、当該オペアンプ6の負荷として作用することで、オペアンプOP6の出力応答が遅れる分、電流シンク部100bのオペアンプOP31による駆動電圧Vccの制御に遅れが生じることである。そこで、図9に示すように、本第3実施形態に係る電源回路50では、オペアンプOP52の正相出力p(電源回路100のオペアンプ6の出力に相当)とは独立した出力として、次項〔8〕で説明するオペアンプOP52の参照電圧Vp'0(参照出力p'0)を設け、それを電流シンク部50bのオペアンプOP31に直接接続するアシスト回路50dを設けた。
The problem of the above (2) is that the phase compensation circuit (capacitor C22, transistor Q24) connected to the output of the operational amplifier OP6 constituting the
このようにオペアンプOP52とオペアンプOP31と直結するアシスト回路50dを設けることによって、位相補償回路の有無に関わりなく、オペアンプOP52の正相出力p相当をオペアンプOP31の非反転入力に入力することが可能になるので、たとえオペアンプOP52の正相出力pに、コンデンサC22とトランジスタQ24による抵抗とからなる位相補償回路が接続されていても、オペアンプOP52の正相出力p相当を参照出力p'0からオペアンプOP31の非反転入力に入力することができるので、オペアンプOP52の出力に応答遅れが生じ得る場合に当該オペアンプOP52の駆動を高めて応答の遅れを改善することが可能となる。
Thus, by providing the
〔8〕図10に示すように、電源回路50では、電源回路100のオペアンプ6に相当するものとして、出力を3系統有するオペアンプOP52を設けた。なお、図10に示すオペアンプOP52の回路例は、前述した第1実施形態の電源回路30の定電圧供給部30aを構成するオペアンプOP32の回路例(図2参照)にアシスト回路50dを追加したものに相当する。そのため、図10において、図2のオペアンプOP32と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
[8] As shown in FIG. 10, in the
図10に示すように、オペアンプOP52は、トランジスタQ32a,Q32b,Q32f,Q32gからなる差動部、抵抗32iおよびトランジスタQ32j,Q32kからなる定電流部、トランジスタQ32c,Q32d,Q32e,Q32hからなる正相出力部、トランジスタQ32m,Q32nからなる第1参照出力部、トランジスタQ52a,Q52bからなる第2参照出力部、を備えている。なお、差動部、定電流部および正相出力部は、オペアンプOP32を構成する差動部、定電流部および正相出力部と同様に構成されており、また第1参照出力部はオペアンプOP32を構成する参照出力部に相当しそれと同様に構成されているため、ここではこれらの説明を省略する。
As shown in FIG. 10, the operational amplifier OP52 includes a differential section composed of transistors Q32a, Q32b, Q32f, and Q32g, a constant current section composed of a
このオペアンプOP52では、差動部、定電流部および正相出力部により制御電圧Vn(正相出力p)を出力し、また差動部、定電流部および第1参照出力部により参照電圧Vp'+(参照出力p'+)を出力し得ることに加えて、差動部、定電流部および第2参照出力部により参照電圧Vp'0(参照出力p'0)を出力し得るように構成されている。 In the operational amplifier OP52, the control voltage Vn (positive phase output p) is output from the differential section, constant current section, and positive phase output section, and the reference voltage Vp ′ is output from the differential section, constant current section, and first reference output section. In addition to outputting + (reference output p ′ +), the reference voltage Vp′0 (reference output p′0) can be output by the differential unit, the constant current unit, and the second reference output unit. Has been.
この第2参照出力部では、第1参照出力部を構成したトランジスタQ32m,Q32nと同様に、トランジスタQ52a,Q52bが構成されている。即ち、この第2参照出力部は、正相出力部を構成するトランジスタQ32e,Q32hと同様に、トランジスタQ52a,Q52bを、トランジスタQ32d,Q32gに対して接続する。そして、非反転入力IN+に比例する電流を流し得るトランジスタQ52aを駆動電圧Vcc側に、反転入力IN−に比例する電流を流し得るトランジスタQ52bをアース側に、それぞれ位置するように両トランジスタを直列に対向するように接続して駆動電圧Vccとアースとの間に介在させる。これにより、正相出力pと同様に、非反転入力IN+と反転入力IN−との差電圧を両者の接続点から参照出力p'0として参照電圧Vp'0を出力可能となる。 In the second reference output unit, transistors Q52a and Q52b are configured in the same manner as the transistors Q32m and Q32n configuring the first reference output unit. That is, the second reference output unit connects the transistors Q52a and Q52b to the transistors Q32d and Q32g in the same manner as the transistors Q32e and Q32h constituting the positive phase output unit. The transistor Q52a capable of flowing a current proportional to the non-inverting input IN + is placed on the drive voltage Vcc side, and the transistor Q52b capable of flowing a current proportional to the inverting input IN- is placed on the ground side, so that both transistors are connected in series. They are connected so as to face each other and are interposed between the drive voltage Vcc and the ground. As a result, similarly to the positive phase output p, the reference voltage Vp′0 can be output from the connection point between the non-inverting input IN + and the inverting input IN− as the reference output p′0.
〔9〕電源回路50では、オペアンプOP52を構成するトランジスタQ52bのチャネル幅Wを当該オペアンプOP52を構成するトランジスタQ32hのチャネル幅Wを同じになるように設定した。
[9] In the
即ち、トランジスタQ32gとカレントミラーの関係に接続されるトランジスタQ32hのチャネル幅Whと、トランジスタQ32gとカレントミラーに構成されるトランジスタQ52bのチャネル幅Wbとを、同じに設定する(Wh=Wb)。これにより、図11に示すように、参照出力p'0の動作点と正相出力pの動作点とが等しくなるため、正相出力pによる制御電圧Vpと同一の特性をもつ参照電圧Vp'0を、参照出力p'0から得ることが可能となる。なお、図11では、第1実施形態で説明した〔3〕によるトランジスタQ32n,32hのチャネル幅Wn,Whの設定(Wh>Wn)によって、参照出力p'+の動作点が正相出力pの動作点よりも高電位側にシフトしている。 That is, the channel width Wh of the transistor Q32h connected in the relationship between the transistor Q32g and the current mirror and the channel width Wb of the transistor Q52g and the transistor Q52b configured as the current mirror are set to be the same (Wh = Wb). As a result, as shown in FIG. 11, the operating point of the reference output p′0 and the operating point of the positive phase output p become equal, so that the reference voltage Vp ′ having the same characteristics as the control voltage Vp by the positive phase output p is obtained. It is possible to obtain 0 from the reference output p′0. In FIG. 11, the operating point of the reference output p ′ + is the positive phase output p depending on the channel widths Wn and Wh of the transistors Q32n and 32h set in [3] described in the first embodiment (Wh> Wn). It is shifted to a higher potential side than the operating point.
このように構成することにより、オペアンプOP52では、通常のオペアンプの出力に相当する正相出力pのほかに、この正相出力pとは独立して正相出力と同様の出力特性が得られる参照出力p'0を出力することが可能になる(参照出力p'0による出力電圧のことを「参照電圧Vp'0」という)。このため、図12に示すように、マイコンMC5の動作状態では、オペアンプOP52の正相出力pからは、制御電圧Vpとして、トランジスタQ23のしきい値電圧Vtにほぼ等しく制御された電圧(駆動電圧Vccが5Vの場合、約1V)が出力され、またオペアンプOP52の参照出力p'0からも、参照電圧Vp'0として、これと同じ電圧が出力されている。 With this configuration, in the operational amplifier OP52, in addition to the positive phase output p corresponding to the output of a normal operational amplifier, the same output characteristics as the positive phase output can be obtained independently of the positive phase output p. The output p′0 can be output (the output voltage of the reference output p′0 is referred to as “reference voltage Vp′0”). For this reason, as shown in FIG. 12, in the operating state of the microcomputer MC5, from the positive phase output p of the operational amplifier OP52, as the control voltage Vp, a voltage (drive voltage) controlled almost equal to the threshold voltage Vt of the transistor Q23. When Vcc is 5V, about 1V) is output, and the same voltage is output as the reference voltage Vp'0 from the reference output p'0 of the operational amplifier OP52.
このような動作状態から当該マイコンMC5のスリープ状態に遷移した場合には、その状態遷移の期間中に、オペアンプOP52の制御電圧Vpがしきい値電圧Vt付近から抵抗R25と抵抗R26,R27との分圧による検出電圧Vb(駆動電圧Vccが5Vの場合、約2V)相当に上昇するように制御されても、位相補償回路(コンデンサC22,トランジスタQ24)が負荷として作用することから、当該制御電圧VpがトランジスタQ24を介してコンデンサC22に充電される間、制御電圧Vpが緩やかに立ち上がる(図12に示す符号ηの破線楕円内)。これに対し、オペアンプOP52の参照出力p'0にはオペアンプOP31が接続されている以外には何も接続されていないため、目標となる検出電圧Vb相当に急峻に上昇する(図12に示す符号θの破線楕円内)。 When the microcomputer MC5 transitions to the sleep state from such an operating state, the control voltage Vp of the operational amplifier OP52 is changed between the resistor R25 and the resistors R26 and R27 from the vicinity of the threshold voltage Vt during the state transition period. Even if it is controlled to increase to the detection voltage Vb due to voltage division (about 2V when the drive voltage Vcc is 5V), the phase compensation circuit (capacitor C22, transistor Q24) acts as a load. While the capacitor C22 is charged through the transistor Q24, the control voltage Vp rises gently (inside the broken line ellipse indicated by the symbol η shown in FIG. 12). On the other hand, since nothing is connected to the reference output p′0 of the operational amplifier OP52 other than that of the operational amplifier OP31, the reference output p′0 rises steeply corresponding to the target detection voltage Vb (reference numeral shown in FIG. 12). (within θ broken line ellipse).
このため、トランジスタQ23のゲートに入力される制御電圧Vpには、出力応答遅れが大きく発生しているものの、オペアンプOP31の非反転入力に入力される参照電圧Vp'0については、出力応答遅れを最小限に抑制することができる。これにより、オペアンプOP52の正相出力pに位相補償回路(C22,Q24)が接続されていても、その影響を受けることなくこれとは独立した参照出力p'0から参照電圧Vp'0を電流シンク部50bに出力できるので、オペアンプOP52の正相出力pに出力応答遅れがあってもこれとは関係なく、電流シンク部50bによる駆動電圧Vccの制御が可能となる。
Therefore, although a large output response delay occurs in the control voltage Vp input to the gate of the transistor Q23, an output response delay occurs in the reference voltage Vp′0 input to the non-inverting input of the operational amplifier OP31. It can be minimized. As a result, even if the phase compensation circuit (C22, Q24) is connected to the positive phase output p of the operational amplifier OP52, the reference voltage Vp′0 is supplied from the reference output p′0 independent of the phase compensation circuit (C22, Q24). Since the output to the
したがって、図12と図15とを比較すると明かなように、オペアンプOP52による出力応答の遅れを大幅に改善することができ、オペアンプOP52の出力応答遅れによる駆動電圧Vccのオーバーシュートを抑制可能にしている。よって、駆動電圧ライン+Vcc(電源ライン)による駆動電圧Vccの安定供給を可能にするので、当該駆動電圧Vccの供給を受けるマイコンMC5等の故障を防止することができる。 Therefore, as apparent from a comparison between FIG. 12 and FIG. 15, the delay in the output response by the operational amplifier OP52 can be greatly improved, and the overshoot of the drive voltage Vcc due to the output response delay of the operational amplifier OP52 can be suppressed. Yes. Accordingly, since the drive voltage Vcc can be stably supplied by the drive voltage line + Vcc (power supply line), it is possible to prevent a failure of the microcomputer MC5 or the like that receives the supply of the drive voltage Vcc.
なお、上述した各実施形態に係る電源回路30,40,50で用いたコンパレータCP33は、入力電圧(反転入力、非反転入力)の変動に対する出力が比較的高速(敏感や俊敏)に応答するものや比較的低速(鈍感や緩慢)に応答するもの等があるが、これらは、上述したマイコンMC5等の状態(動作状態⇔スリープ状態)の遷移途中における駆動電圧Vccの供給安定収束性と、コンパレータCP33の安定制御性と、のトレードオフとなる。即ち、コンパレータCP33の応答速度(スルーレート)が高くなるとその分、発振等が生じやすく制御状態の安定性に欠けるが、それよりも駆動電圧Vccの高速な安定を要求する場合には比較的高速に反応するコンパレータをコンパレータCP33に適用する。これに対し、駆動電圧Vccの高速な安定性よりもコンパレータの制御状態の安定性を要求する場合には比較的低速に反応するコンパレータをコンパレータCP33に適用する。
Note that the comparator CP33 used in the
なお、上述した各実施形態に係る電源回路30,40,50からは、技術的思想の創作として、以下のような発明の概念を把握することができる。
In addition, from the
<1> 電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に基づく制御入力[Va]と所定の第1基準入力[Vr]との差に基づいた第1制御出力[Vp]を出力可能な第1制御手段[OP32,OP52]、および、外部から入力される電圧で電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第1入力電圧[VB]を第1制御出力[Vp]に従って電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]に等しく降圧可能または遮断可能な第1降圧手段[Q21]、を有し、第1制御出力[Vp]が第1入力電圧[VB]の降圧を制御可能な定電圧制御出力状態[マイコンMC5の動作状態]の期間中に第1降圧手段[Q21]により降圧された電圧を電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として電源ライン[+Vcc]に出力可能で、第1制御出力[Vp]が第1入力電圧[VB]の遮断を制御可能な遮断制御出力状態[マイコンMC5のスリープ状態]の期間中に電源ライン[+Vcc]への出力を遮断可能な第1定電圧回路[30a,40a,50a]と、
第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]により出力される第1制御出力[Vp]と所定の第2基準入力[Vb]との差に基づいた第2制御出力[Vs]を出力可能な第2制御手段[OP31]、および、第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1降圧手段[Q21]が第1入力電圧[VB]の遮断状態に制御されている期間中に入力される電圧で電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]よりも高い第2入力電圧[VB]を第2制御出力[Vs]に従って降圧可能な第2降圧手段[Q25]、を有し、当該遮断制御の期間中、第2降圧手段[Q25]により降圧された電圧を電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]として電源ライン[+Vcc]に出力可能な第2定電圧回路[30b,40b,50b]と、
第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]により出力される第1制御出力[Vp]が、定電圧制御出力状態[動作状態]と遮断制御出力状態[スリープ状態]との間で遷移することを遅延させ得る遅延要因回路[C22,Q24]と、を備えた電源回路であって、
第1定電圧回路[30a,40a,50a]による第1制御出力[Vp]が遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移すること、または第1定電圧回路[30a,40a,50a]による第1制御出力[Vp]が定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移すること、を遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく可能にするアシスト回路[30c,40c,50c]を備える。なお、[ ]内の数字等は、上述した各実施形態で説明した符号等に対応し得るものである(以下同じ)。
<1> First control capable of outputting a first control output [Vp] based on a difference between a control input [Va] based on a voltage [Vcc] of a power line [+ Vcc] and a predetermined first reference input [Vr] The first input voltage [VB] which is higher than the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] by means of the means [OP32, OP52] and the externally input voltage according to the first control output [Vp] Constant voltage control output having a first step-down means [Q21] that can be stepped down or cut off equal to the voltage [Vcc] of the first input and that can control the step-down of the first input voltage [VB]. The voltage stepped down by the first step-down means [Q21] during the state [operating state of the microcomputer MC5] can be output to the power supply line [+ Vcc] as the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc], and the first control output [Vp] is the first input voltage [VB] A first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] capable of shutting off the output to the power supply line [+ Vcc] during the period of the shutoff control output state [sleeping state of the microcomputer MC5] capable of controlling the shutoff of
Based on the difference between the first control output [Vp] output by the first control means [OP32, OP42, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] and the predetermined second reference input [Vb]. The second control means [OP31] capable of outputting the second control output [Vs] and the first step-down means [Q21] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] are the first input voltage [VB]. A second input voltage [VB] that is higher than the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] with a voltage that is input during the period controlled in the cut-off state of the second can be stepped down according to the second control output [Vs]. The step-down means [Q25] is included, and the voltage stepped down by the second step-down means [Q25] can be output to the power supply line [+ Vcc] as the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] during the cutoff control period. Second constant voltage circuit [30b, 40 b, 50b]
The first control output [Vp] output by the first control means [OP32, OP42, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] is the constant voltage control output state [operation state] and the cutoff control output. A delay factor circuit [C22, Q24] capable of delaying transition between the state [sleep state] and a power supply circuit comprising:
The first control output [Vp] by the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] transitions from the cutoff control output state [sleep state] to the constant voltage control output state [operation state], or the first constant voltage circuit The influence of the delay factor circuit [C22, Q24] that the first control output [Vp] by [30a, 40a, 50a] transitions from the constant voltage control output state [operation state] to the cutoff control output state [sleep state]. Assist circuit [30c, 40c, 50c] that enables without receiving. The numbers in [] can correspond to the symbols described in the above embodiments (the same applies hereinafter).
<1> の構成によると、アシスト回路[30c,40c,40d,50c]を備えるので、第1定電圧回路[30a,40a,50a]による第1制御出力[Vp]が遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移すること、または第1定電圧回路[30a,40a,50a]による第1制御出力[Vp]が定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移すること、を遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく可能にする。 According to the configuration of <1>, since the assist circuit [30c, 40c, 40d, 50c] is provided, the first control output [Vp] by the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] State] to a constant voltage control output state [operation state], or the first control output [Vp] by the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a] is cut off from the constant voltage control output state [operation state] Transition to the control output state [sleep state] is possible without being affected by the delay factor circuit [C22, Q24].
これにより、遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移する際に第1制御出力[Vp]の状態遷移を遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく可能にするので、このような状態遷移の際に第1制御出力[Vp]が遅れること(出力応答遅れ)による第1降圧手段[Q21]の制御遅延によって当該第1降圧手段[Q21]により降圧された電圧の電源ライン[+Vcc]への遮断から出力への切り換えが遅れて発生する電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]の沈み込みを(図14参照)、抑制することが可能となる。したがって、このような沈み込みによる電源ライン[+Vcc]の電圧降下を抑制するため、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等のシステムリセットを防止することができる。 As a result, when the switching control output state [sleep state] transitions to the constant voltage control output state [operation state], the state transition of the first control output [Vp] is affected by the delay factor circuit [C22, Q24]. Therefore, the first step-down voltage means [Q21] causes a delay in the first control output [Vp] during such state transition (output response delay) due to the control delay of the first step-down voltage means [Q21]. It is possible to suppress the sinking of the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] that occurs with a delay in switching from the cut-off of the reduced voltage to the power supply line [+ Vcc] to the output (see FIG. 14). . Therefore, in order to suppress the voltage drop of the power supply line [+ Vcc] due to such sinking, the microcomputer [MC5 that enables the stable supply of the voltage [Vcc] by the power supply line [+ Vcc] and receives the supply of the voltage [Vcc]. ] Can be prevented.
また、定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移する際、に第1制御出力[Vp]の状態遷移を遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく可能にするので、このような状態遷移の際に第1制御出力[Vp]が遅れること(出力応答遅れ)に起因する第2制御手段[OP31]による第2降圧手段[Q25]の制御遅延によって当該第2降圧手段[Q25]により降圧された電圧の電源ライン[+Vcc]への出力が遅れて発生する電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]のオーバーシュートを(図15参照)、抑制することが可能となる。したがって、このようなオーバーシュートによる電源ライン[+Vcc]の電圧上昇を抑制するため、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等の故障を防止することができる。 In addition, when the constant voltage control output state [operation state] transitions to the cutoff control output state [sleep state], the state transition of the first control output [Vp] is affected by the delay factor circuit [C22, Q24]. The control delay of the second step-down means [Q25] by the second control means [OP31] due to the delay of the first control output [Vp] (output response delay) at the time of such a state transition. This suppresses overshooting of the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc], which is delayed by the output of the voltage stepped down by the second step-down means [Q25] to the power supply line [+ Vcc] (see FIG. 15). It becomes possible. Therefore, in order to suppress an increase in the voltage of the power supply line [+ Vcc] due to such overshoot, the microcomputer [MC5 that enables the stable supply of the voltage [Vcc] by the power supply line [+ Vcc] and receives the supply of the voltage [Vcc]. ] Can be prevented.
<2> <1> に記載の電源回路において、アシスト回路[30c,40c,40d,50c]は、第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP52]から出力される第1制御出力[Vp]が、遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移する期間中に、第1制御出力[Vp]を定電圧制御出力状態[動作状態]の方向に引き込む定電圧制御方向引込回路[30c,40c,50c]である。 <2> In the power supply circuit described in <1>, the assist circuit [30c, 40c, 40d, 50c] is output from the first control means [OP32, OP52] of the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a]. The first control output [Vp] is changed from the interruption control output state [sleep state] to the constant voltage control output state [operation state] during the period during which the first control output [Vp] is changed to the constant voltage control output state [ Constant voltage control direction pull-in circuit [30c, 40c, 50c] that pulls in the direction of [operating state].
<2> の構成によると、アシスト回路[30c,40c,40d,50c]である定電圧制御方向引込回路[30c,40c,50c]は、第1定電圧回路[30a,40a,50a]の第1制御手段[OP32,OP42,OP52]から出力される第1制御出力[Vp]が、遮断制御出力状態[スリープ状態]から定電圧制御出力状態[動作状態]に遷移する期間中に、第1制御出力[Vp]を定電圧制御出力状態[動作状態]の方向に引き込む。これにより、このような状態遷移の期間中には、第1制御出力[Vp]が定電圧制御出力状態[動作状態]の方向に引き込まれるので、当該第1制御出力[Vp]は、遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく、定電圧制御出力状態[動作状態]に俊敏に遷移することが可能となる。したがって、電源ライン[+Vcc]の電圧[Vcc]の沈み込み(図14参照)を抑制できるので、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等のシステムリセットを防止することができる。 According to the configuration of <2>, the constant voltage control direction pull-in circuit [30c, 40c, 50c], which is the assist circuit [30c, 40c, 40d, 50c], is the first constant voltage circuit [30a, 40a, 50a]. The first control output [Vp] output from the one control means [OP32, OP42, OP52] is changed during the transition from the cutoff control output state [sleep state] to the constant voltage control output state [operation state]. The control output [Vp] is pulled in the direction of the constant voltage control output state [operation state]. As a result, during the state transition period, the first control output [Vp] is pulled in the direction of the constant voltage control output state [operation state], so that the first control output [Vp] Without being influenced by the circuit [C22, Q24], it is possible to make a quick transition to the constant voltage control output state [operation state]. Therefore, the sinking of the voltage [Vcc] of the power supply line [+ Vcc] (see FIG. 14) can be suppressed, so that the voltage [Vcc] can be stably supplied by the power supply line [+ Vcc] and the supply of the voltage [Vcc] can be performed. It is possible to prevent a system reset of the receiving microcomputer [MC5] or the like.
<3> <1> に記載の電源回路において、アシスト回路[40d]は、第1定電圧回路[40a]の第1制御手段[OP42]から出力される第1制御出力[Vp]が、定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移する期間中に、第1制御出力[Vp]を遮断制御出力状態[スリープ状態]の方向に引き込む遮断制御方向引込回路[40d]である。 <3> In the power supply circuit described in <1>, the assist circuit [40d] has a constant first control output [Vp] output from the first control means [OP42] of the first constant voltage circuit [40a]. During the period of transition from the voltage control output state [operation state] to the cutoff control output state [sleep state], the cutoff control direction pull-in circuit that pulls the first control output [Vp] in the direction of the cutoff control output state [sleep state] [ 40d].
<3> の構成によると、アシスト回路[30c,40c,40d,50c]である遮断制御方向引込回路[40d]は、第1定電圧回路[40a]の第1制御手段[OP42]から出力される第1制御出力[Vp]が、定電圧制御出力状態[動作状態]から遮断制御出力状態[スリープ状態]に遷移する期間中に、第1制御出力[Vp]を遮断制御出力状態[スリープ状態]の方向に引き込む。これにより、このような状態遷移の期間中には、第1制御出力[Vp]が遮断制御出力状態[スリープ状態]の方向に引き込まれるので、当該第1制御出力[Vp]は、遅延要因回路[C22,Q24]の影響を受けることなく、遮断制御出力状態[スリープ状態]に俊敏に遷移することが可能となる。したがって、電源ライン[+Vcc]のオーバーシュート(図15参照)を抑制できるので、当該電源ライン[+Vcc]による電圧[Vcc]の安定供給を可能にし当該電圧[Vcc]の供給を受けるマイコン[MC5]等の故障を防止することができる。 According to the configuration <3>, the cutoff control direction pull-in circuit [40d], which is the assist circuit [30c, 40c, 40d, 50c], is output from the first control means [OP42] of the first constant voltage circuit [40a]. During the period in which the first control output [Vp] changes from the constant voltage control output state [operation state] to the cutoff control output state [sleep state], the first control output [Vp] is changed to the cutoff control output state [sleep state]. Pull in the direction. Thus, during the state transition period, the first control output [Vp] is drawn in the direction of the cutoff control output state [sleep state], and therefore the first control output [Vp] is the delay factor circuit. Without being affected by [C22, Q24], it is possible to make a quick transition to the cutoff control output state [sleep state]. Accordingly, since overshoot (see FIG. 15) of the power supply line [+ Vcc] can be suppressed, the microcomputer [MC5] that can stably supply the voltage [Vcc] by the power supply line [+ Vcc] and receives the supply of the voltage [Vcc]. Etc. can be prevented.
30、40、50…電源回路
30a、40a、50a…定電圧供給部(第1定電圧回路)
30b、40b、50b…電流シンク部(第2定電圧回路)
30c、40c、50c…アシスト回路(定電圧制御方向引込回路)
40d…アシスト回路(遮断制御方向引込回路)
50d…アシスト回路
C22…コンデンサ(遅延要因回路)
C21、C23…コンデンサ
CP33…コンパレータ(差動比較器)
CV29…定電圧源
D3…ダイオード
Io…注入電流
Ix…負荷電流
OP31…オペアンプ(第2制御手段)
OP32、OP42、OP52…オペアンプ(第1制御手段、誤差増幅器)
p…正相出力(第1制御出力)
p'+、p'-…参照出力(他の第1制御出力)
p'0…参照出力
Q21…トランジスタ(第1降圧手段)
Q24…トランジスタ(遅延要因回路)
Q22、Q23…トランジスタ
Q25…トランジスタ(第2降圧手段)
Q34、Q42、Q54…トランジスタ
R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27…抵抗
T7、T9、T23、T25、T26…端子
MC5…マイコン
Va…検出電圧(制御入力)
Vb…検出電圧(第2基準入力、遮断制御出力状態の電位)
VB…バッテリ電圧(第1入力電圧、第2入力電圧)
Vcc…駆動電圧(電源ラインの電圧)
Vd、Vd’…比較結果電圧(第3制御出力)
Vn…逆制御電圧(他の第1制御出力)
Vp…制御電圧(第1制御出力)
Vp'+、Vp'-…参照電圧(他の第1制御出力)
Vp'0…参照電圧
Vr…基準電圧(第1基準入力)
Vs…シンク電圧(第2制御出力)
Vt…しきい値電圧(定電圧制御出力状態の電位)
+VB…バッテリ電圧ライン
+Vcc…駆動電圧ライン(電源ライン)
30, 40, 50 ...
30b, 40b, 50b ... current sink (second constant voltage circuit)
30c, 40c, 50c ... assist circuit (constant voltage control direction pull-in circuit)
40d Assist circuit (cut-off control direction pull-in circuit)
50d: Assist circuit C22: Capacitor (delay factor circuit)
C21, C23 ... Capacitor CP33 ... Comparator (Differential comparator)
CV29 ... constant voltage source D3 ... diode Io ... injection current Ix ... load current OP31 ... operational amplifier (second control means)
OP32, OP42, OP52... Operational amplifier (first control means, error amplifier)
p: Positive phase output (first control output)
p '+, p' -... Reference output (other first control output)
p'0 ... reference output Q21 ... transistor (first step-down means)
Q24 ... Transistor (delay factor circuit)
Q22, Q23 ... transistor Q25 ... transistor (second step-down means)
Q34, Q42, Q54 ... Transistors R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27 ... Resistors T7, T9, T23, T25, T26 ... Terminal MC5 ... Microcomputer Va ... Detection voltage (control input)
Vb: detection voltage (second reference input, potential in the cutoff control output state)
VB: Battery voltage (first input voltage, second input voltage)
Vcc drive voltage (power line voltage)
Vd, Vd '... comparison result voltage (third control output)
Vn: reverse control voltage (other first control output)
Vp: Control voltage (first control output)
Vp '+, Vp' -... Reference voltage (other first control output)
Vp'0 ... reference voltage Vr ... reference voltage (first reference input)
Vs: Sink voltage (second control output)
Vt: Threshold voltage (potential in constant voltage control output state)
+ VB ... Battery voltage line + Vcc ... Drive voltage line (power supply line)
Claims (2)
前記第1定電圧回路の第1制御手段により出力される第1制御出力と所定の第2基準入力との差に基づいた第2制御出力を出力可能な第2制御手段、および、前記第1定電圧回路の第1降圧手段が前記第1入力電圧の遮断状態に制御されている期間中に入力される電圧で前記電源ラインの電圧よりも高い第2入力電圧を前記第2制御出力に従って降圧可能な第2降圧手段、を有し、当該遮断制御の期間中、前記第2降圧手段により降圧された電圧を前記電源ラインの電圧として前記電源ラインに出力可能な第2定電圧回路と、
前記第1定電圧回路の第1制御手段により出力される第1制御出力が、前記定電圧制御出力状態と前記遮断制御出力状態との間で遷移することを遅延させ得る遅延要因回路と、
を備えた電源回路であって、
前記第1制御手段としての誤差増幅器であって、前記電源ラインの電圧に基づく制御入力と前記所定の第1基準入力との誤差を増幅したものを、前記第1制御出力および他の第1制御出力として出力可能な誤差増幅器と、
前記第1制御出力と前記他の第1制御出力とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力を出力可能な差動比較器と、
前記第3制御出力に基づいて前記第1制御出力を前記定電圧制御出力状態の電位に接近させるトランジスタと、を備える定電圧制御方向引込回路であって、
前記第1定電圧回路の第1制御手段から出力される第1制御出力が、前記遮断制御出力状態から前記定電圧制御出力状態に遷移する期間中に、前記第1制御出力を前記定電圧制御出力状態の方向に引き込むことを特徴とする電源回路。 A first control means capable of outputting a first control output based on a difference between a control input based on a voltage of the power supply line and a predetermined first reference input; and a voltage input from the outside with respect to the voltage of the power supply line A first step-down means capable of stepping down or shutting off a high first input voltage equally to the voltage of the power supply line according to the first control output, wherein the first control output can control step-down of the first input voltage; The voltage stepped down by the first step-down means can be output to the power supply line as the voltage of the power supply line during the period of the constant voltage control output state, and the first control output controls the interruption of the first input voltage. A first constant voltage circuit capable of shutting off the output to the power line during a possible shutoff control output state;
Second control means capable of outputting a second control output based on a difference between a first control output outputted by the first control means of the first constant voltage circuit and a predetermined second reference input; and According to the second control output, a second input voltage that is higher than the voltage of the power supply line is inputted during the period when the first step-down means of the constant voltage circuit is controlled to cut off the first input voltage. A second constant voltage circuit capable of outputting the voltage stepped down by the second step-down voltage unit to the power line as the voltage of the power line during the shut-off control;
A delay factor circuit capable of delaying transition of the first control output outputted by the first control means of the first constant voltage circuit between the constant voltage control output state and the cutoff control output state;
A power supply circuit comprising:
An error amplifier as the first control means, in which an error between a control input based on the voltage of the power supply line and the predetermined first reference input is amplified, the first control output and the other first control An error amplifier capable of outputting as an output;
A differential comparator capable of outputting a predetermined third control output when an output difference occurs between these two outputs based on the first control output and the other first control output;
A constant voltage control direction pull-in circuit comprising: a transistor that brings the first control output closer to the potential of the constant voltage control output state based on the third control output;
During the period in which the first control output output from the first control means of the first constant voltage circuit transitions from the cutoff control output state to the constant voltage control output state, the first control output is controlled to the constant voltage control. A power supply circuit that is drawn in the direction of the output state.
前記第1定電圧回路の第1制御手段により出力される第1制御出力と所定の第2基準入力との差に基づいた第2制御出力を出力可能な第2制御手段、および、前記第1定電圧回路の第1降圧手段が前記第1入力電圧の遮断状態に制御されている期間中に入力される電圧で前記電源ラインの電圧よりも高い第2入力電圧を前記第2制御出力に従って降圧可能な第2降圧手段、を有し、当該遮断制御の期間中、前記第2降圧手段により降圧された電圧を前記電源ラインの電圧として前記電源ラインに出力可能な第2定電圧回路と、
前記第1定電圧回路の第1制御手段により出力される第1制御出力が、前記定電圧制御出力状態と前記遮断制御出力状態との間で遷移することを遅延させ得る遅延要因回路と、
を備えた電源回路であって、
前記第1制御手段としての誤差増幅器であって、前記電源ラインの電圧に基づく制御入力と前記所定の第1基準入力との誤差を増幅したものを、前記第1制御出力および他の第1制御出力として出力可能な誤差増幅器と、
前記第1制御出力と前記他の第1制御出力とに基づいてこれら両出力間に出力差が生じた場合に所定の第3制御出力を出力可能な差動比較器と、
前記第3制御出力に基づいて前記第1制御出力を前記定電圧制御出力状態の電位に接近させるトランジスタと、を備える遮断制御方向引込回路であって、
前記第1定電圧回路の第1制御手段から出力される第1制御出力が、前記定電圧制御出力状態から前記遮断制御出力状態に遷移する期間中に、前記第1制御出力を前記遮断制御出力状態の方向に引き込むことを特徴とする電源回路。 A first control means capable of outputting a first control output based on a difference between a control input based on a voltage of the power supply line and a predetermined first reference input; and a voltage input from the outside with respect to the voltage of the power supply line A first step-down means capable of stepping down or shutting off a high first input voltage equally to the voltage of the power supply line according to the first control output, wherein the first control output can control step-down of the first input voltage; The voltage stepped down by the first step-down means can be output to the power supply line as the voltage of the power supply line during the period of the constant voltage control output state, and the first control output controls the interruption of the first input voltage. A first constant voltage circuit capable of shutting off the output to the power line during a possible shutoff control output state;
Second control means capable of outputting a second control output based on a difference between a first control output outputted by the first control means of the first constant voltage circuit and a predetermined second reference input; and According to the second control output, a second input voltage that is higher than the voltage of the power supply line is inputted during the period when the first step-down means of the constant voltage circuit is controlled to cut off the first input voltage. A second constant voltage circuit capable of outputting the voltage stepped down by the second step-down voltage unit to the power line as the voltage of the power line during the shut-off control;
A delay factor circuit capable of delaying transition of the first control output outputted by the first control means of the first constant voltage circuit between the constant voltage control output state and the cutoff control output state;
A power supply circuit comprising:
An error amplifier as the first control means, in which an error between a control input based on the voltage of the power supply line and the predetermined first reference input is amplified, the first control output and the other first control An error amplifier capable of outputting as an output;
A differential comparator capable of outputting a predetermined third control output when an output difference occurs between these two outputs based on the first control output and the other first control output;
A cutoff control direction pull-in circuit comprising: a transistor that causes the first control output to approach the potential of the constant voltage control output state based on the third control output;
During the period in which the first control output output from the first control means of the first constant voltage circuit transitions from the constant voltage control output state to the cutoff control output state, the first control output is converted to the cutoff control output. A power supply circuit that is drawn in the direction of the state.
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