JP4609285B2 - 電源用半導体集積回路および電源装置 - Google Patents
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Description
前記第1電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第1の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第1電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第1の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第1の負荷へ供給する電流が、該第1の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第1の負荷が稼働中においても該第1の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第1の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第2電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第1電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成した。
前記第1電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第1の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第1電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第1の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第1の負荷へ供給する電流が、該第1の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第1の負荷が稼働中においても該第1の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第1の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第2電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第1電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されている電源装置である。
図1は本発明を適用した電源用半導体集積回路とそれを用いた電源装置の一実施例を示す。
本実施例の電源装置は、ACアダプタのような一次直流電源10と、該一次直流電源10からの電源電圧Vinを受ける電源用半導体集積回路20と、該電源用半導体集積回路20によって駆動電流が流されるインダクタンス素子としてのコイルL1と、該コイルL1の他方の端子と接地点との間に接続された平滑容量C1と、コイルL1と負荷となるシステム30との間に直列に接続された電流検出用の抵抗(以下、センス抵抗と称する)Rsと、リチウムイオン電池のような充電可能な蓄電池を用いた電池セル40などから構成されている。電池セル40には、過充電や過放電を防止する保護回路を有するものを用いるのが望ましい。システム30としては、例えばゲームに用いるコントローラがある。
20 電源用半導体集積回路
21,22 コイル駆動用スイッチングトランジスタ
23 同期整流制御回路
24 シリーズレギュレータ
30 システム
40 蓄電池セル
50 補助機能モジュール
L1 コイル(インダクタンス素子)
C1 平滑容量
Rs センス抵抗
Claims (9)
- 一次直流電源電圧が印加される電圧入力端子と、該電圧入力端子に印加される前記一次直流電源電圧を変換して前記一次直流電源電圧よりも電位の低い第1の二次直流電源電圧を発生して第1の負荷へ供給する第1電圧変換回路と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第1の二次直流電源電圧よりも電位の低い第2の二次直流電源電圧を発生して第2の負荷へ供給する第2電圧変換回路と、を備え、
前記第1電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第1の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第1電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第1の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第1の負荷へ供給する電流が、該第1の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第1の負荷が稼働中においても該第1の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第1の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第2電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第1電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されていることを特徴とする電源用半導体集積回路。 - 前記第1電圧変換回路はスイッチングレギュレータを構成する第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子とこれらのスイッチング素子をオン、オフ制御する同期整流制御回路であり、前記第2電圧変換回路はシリーズレギュレータであることを特徴とする請求項1に記載の電源用半導体集積回路。
- 前記第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第1の外部端子と、該第1の外部端子に接続された前記インダクタンス素子の他方の端子の電圧が入力される第2の外部端子とを備え、前記同期整流制御回路は、前記第1の負荷が稼働中は前記第2の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電圧で出力するように前記第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項2に記載の電源用半導体集積回路。
- 前記第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第1の外部端子と、前記インダクタンス素子と直列に接続された電流検出用抵抗の一方の端子の電圧が入力される第2の外部端子と、前記電流検出用抵抗の他方の端子の電圧が入力される第3の外部端子と、を備え、前記同期整流制御回路は、前記第1の負荷が非稼働中は前記第2の外部端子からの電圧と前記第3の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電流で出力するように前記第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項2に記載の電源用半導体集積回路。
- 一次直流電源電圧を変換して第1の二次直流電源電圧を発生して第1の負荷へ供給する第1電圧変換回路と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第1の二次直流電源電圧よりもレベルの低い第2の二次直流電源電圧を発生して第2の負荷へ供給する第2電圧変換回路と、前記第1電圧変換回路により発生された第1の二次直流電源電圧により充電される蓄電池と、を備え、
前記第1電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第1の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第1電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第1の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第1の負荷へ供給する電流が、該第1の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第1の負荷が稼働中においても該第1の負荷と並列に接続された蓄電池を定電流で充電可能であり、前記第1の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第2電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第1電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第2の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されていることを特徴とする電源装置。 - 前記第1電圧変換回路は、インダクタンス素子と、該インダクタンス素子に電流を流す第1および第2のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子をオン、オフ制御する同期整流制御回路と、前記インダクタンス素子の他方の端子と定電位点との間に接続された平滑容量とを有するスイッチングレギュレータであり、前記第2電圧変換回路はシリーズレギュレータであることを特徴とする請求項5に記載の電源装置。
- 前記インダクタンス素子と直列に接続された電流検出用抵抗を備え、前記同期整流制御回路は、前記第1の負荷が非稼働中である場合は、前記電流検出用抵抗の一方の端子の電圧と前記電流検出用抵抗の他方の端子の電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧が所定の電位に達するまでは前記スイッチングレギュレータが定電流で出力し、前記蓄電池の電圧が前記所定の電位に達した後は前記スイッチングレギュレータが定電圧で出力するように前記第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 前記蓄電池はリチウムイオン電池であり、前記スイッチングレギュレータにより発生される前記第1の二次直流電源電圧は3.6V〜4.2Vであり、前記シリーズレギュレータにより発生される前記第2の二次直流電源電圧は2.5V〜3.3Vであることを特徴とする請求項7に記載の電源装置。
- 前記第1および第2のスイッチング素子と、前記同期整流制御回路と、前記シリーズレギュレータは、ひとつの半導体チップ上に半導体集積回路として形成され、前記インダクタンス素子と前記平滑容量と前記電流検出用抵抗は、前記半導体集積回路に外付け素子として接続されていることを特徴とする請求項7または8に記載の電源装置。
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