JP4673350B2

JP4673350B2 - DC power supply

Info

Publication number: JP4673350B2
Application number: JP2007228823A
Authority: JP
Inventors: 英樹上里; 浩久阿部; 宏治吉井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP2007317239A

Description

本発明は、出力電流の変動や、入力電圧の変動に対して高速に応答して出力電圧を所定の電圧で一定にすることができる、低消費電流の直流電源装置に関する。 The present invention relates to a DC power supply apparatus with low current consumption, which can make output voltage constant at a predetermined voltage in response to fluctuations in output current and fluctuations in input voltage at high speed.

近年、環境問題に対する配慮から、電気機器の省電力化が求められている。特に電池駆動による機器においてその傾向が顕著である。一般に省電力化を図る手段としては、機器で消費する電力を削減することと、電源自体の効率を向上させて無駄な電力消費を抑えることが重要である。機器で消費する電力を削減する方法の１つとして、機器が動作していない状態はスタンバイ状態として、機器内の回路動作を停止して消費電力を低減させることが一般的に行われている。しかし、機器がスタンバイ状態に移行しても、電源回路自体の効率が悪いと十分な省電力効果を期待することができなかった。 In recent years, electric appliances have been required to save power in consideration of environmental problems. This tendency is particularly noticeable in battery-powered equipment. In general, as means for reducing power consumption, it is important to reduce the power consumed by the device and to improve the efficiency of the power supply itself to suppress wasteful power consumption. As one method for reducing the power consumed by a device, a state in which the device is not in operation is set to a standby state, and circuit operation in the device is stopped to reduce power consumption. However, even if the device shifts to the standby state, if the efficiency of the power supply circuit itself is poor, a sufficient power saving effect cannot be expected.

一方、機器に使用される一般的な電源回路としては、スイッチングレギュレータと、シリーズレギュレータがあった。
スイッチングレギュレータは、定格負荷における効率は高いが、出力電圧のリプルや作動時のノイズが大きく、内部で消費する電力が比較的大きいため、消費電流が小さい軽負荷に電源供給を行う場合は効率が著しく低下する。更に、出力電圧の立ち上がり、入力電圧変動及び負荷変動に対するそれぞれの応答がやや遅いため、出力電圧の安定度が低いという欠点があった。 On the other hand, general power supply circuits used in equipment include a switching regulator and a series regulator.
Switching regulators have high efficiency at rated loads, but output voltage ripple and noise during operation are large, and internal power consumption is relatively large, so efficiency is high when power is supplied to light loads with low current consumption. It drops significantly. Furthermore, since the respective responses to the rise of the output voltage, the input voltage fluctuation, and the load fluctuation are somewhat slow, there is a drawback that the stability of the output voltage is low.

一方、シリーズレギュレータは、消費電流が大きい重負荷に電源供給を行う場合は出力制御用トランジスタで消費する電力が大きくなるため効率は低いが、出力電圧のリプルが少なく作動時のノイズも小さい。しかも、電源制御回路内部で消費する電力を小さくすることができるため、負荷電流が小さい場合はスイッチングレギュレータよりも高効率が得られる場合があった。更に、出力電圧の立ち上がり、入力電圧変動及び負荷変動に対するそれぞれの応答を早くすることも容易であり、出力電圧の安定度も高い。 On the other hand, the series regulator, when supplying power to a heavy load with large current consumption, consumes a large amount of power in the output control transistor, so the efficiency is low, but the output voltage ripple is small and the noise during operation is small. In addition, since the power consumed in the power supply control circuit can be reduced, the efficiency may be higher than that of the switching regulator when the load current is small. Furthermore, it is easy to speed up the response to rising of the output voltage, input voltage fluctuation, and load fluctuation, and the stability of the output voltage is high.

そこで、このような２つのタイプのレギュレータを両方とも備え、負荷電流に応じて、どちらか一方のレギュレータだけを使用することによって、電源回路自体の効率を向上させることができる電源装置があった（例えば、特許文献１参照。）。 Therefore, there has been a power supply device that can improve the efficiency of the power supply circuit itself by providing both of these two types of regulators and using only one of the regulators according to the load current ( For example, see Patent Document 1.)

図７は、このような従来の電源装置を示した図である。
図７において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６は、直列型電源回路１００及びスイッチング型電源回路１０２を備えている。直列型電源回路１００は負荷電流に関わらず電力変換効率が約７０％でほぼ一定であり、スイッチング型電源回路１０２は、消費電流が大きい重負荷での効率は８０％以上であるが、消費電流が小さい軽負荷になるほど効率が低下する特性となっている。軽負荷では直列型電源回路１００を作動させ、重負荷ではスイッチング型電源回路１０２を作動させるように構成している。 FIG. 7 shows such a conventional power supply device.
In FIG. 7, the DC-DC converter 66 includes a series power supply circuit 100 and a switching power supply circuit 102. The series power supply circuit 100 has a power conversion efficiency of about 70% regardless of the load current, and is almost constant. The switching power supply circuit 102 has an efficiency of 80% or more in a heavy load with a large current consumption. As the light load becomes smaller, the efficiency decreases. The series power supply circuit 100 is operated in a light load, and the switching power supply circuit 102 is operated in a heavy load.

直列型電源回路１００とスイッチング型電源回路１０２のＰＷＭコントローラ１０８にはそれぞれイネーブル端子(−ＥＮ)が備えられており、該イネーブル端子がローレベルになってアクティブになると、各電源回路は、あらかじめ設定された規定電圧をそれぞれ出力する。すなわち、重負荷の場合は、入力端子１０９に入力されるスタンバイ信号をロー（Ｌｏｗ）レベルにして、スイッチング型電源回路１０２を作動させると共に直列型電源回路１００の作動を停止する。また、軽負荷の場合は、スタンバイ信号をハイ（Ｈｉｇｈ）レベルにして、スイッチング型電源回路１０２の作動を停止させると共に直列型電源回路１００を作動状態にする。このようにして、軽負荷時は、効率の低下したスイッチング型電源回路１０２に代わって、直列型電源回路１００を使用するようにしたことから、電源回路全体として効率を高めることができる。
特開２００１−１９７７３１号公報 The PWM controllers 108 of the series power supply circuit 100 and the switching power supply circuit 102 are each provided with an enable terminal (-EN). When the enable terminal becomes low level and becomes active, each power supply circuit is set in advance. The specified voltages are output respectively. That is, in the case of a heavy load, the standby signal input to the input terminal 109 is set to a low level to activate the switching power supply circuit 102 and stop the operation of the series power supply circuit 100. In the case of a light load, the standby signal is set to a high level to stop the operation of the switching power supply circuit 102 and bring the series power supply circuit 100 into an operating state. In this way, when the load is light, the series power supply circuit 100 is used in place of the switching power supply circuit 102 whose efficiency has been reduced, and therefore the efficiency of the entire power supply circuit can be increased.
JP 2001-197731 A

しかし、図７では、直列型電源回路１００とスイッチング型電源回路１０２の両方にイネーブル端子を設け、作動及び非作動を切り換えるために、各電源回路にはイネーブル端子に入力された信号を処理するための回路が必要になって回路規模が増大すると共に、各電源回路にイネーブル信号を供給するための回路が必要になる。また、スタンバイ信号がローレベルからハイレベルに変化した場合、スイッチング型電源回路１０２の出力電圧が低下しても、直列型電源回路１００の出力が規定の電圧まで上昇するのに時間がかかるため、共通出力端子電圧が一瞬低下するアンダーシュートが発生するという問題が考えられる。 However, in FIG. 7, both the series power supply circuit 100 and the switching power supply circuit 102 are provided with an enable terminal, and each power supply circuit processes a signal input to the enable terminal in order to switch between operation and non-operation. Therefore, the circuit scale is increased, and a circuit for supplying an enable signal to each power supply circuit is required. Further, when the standby signal changes from low level to high level, even if the output voltage of the switching power supply circuit 102 decreases, it takes time for the output of the series power supply circuit 100 to rise to a specified voltage. There may be a problem that an undershoot occurs in which the common output terminal voltage drops momentarily.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、一方の電源回路にだけイネーブル信号を出力するだけで２つの電源回路の作動及び非作動の制御を行うことができるようにすることによって、簡単な回路構成で、負荷の消費電流に応じて異なる２つの電源回路を排他的に切り換えて作動させることができる直流電源装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and enables the operation and non-operation of two power supply circuits to be controlled only by outputting an enable signal to only one power supply circuit. Thus, it is an object to obtain a DC power supply device that can switch and operate two different power supply circuits exclusively in accordance with the current consumption of the load with a simple circuit configuration.

この発明に係る直流電源装置は、直流電源からの電圧を所定の電圧に変換して出力端子から出力する直流電源装置において、
前記直流電源からの電圧を所定の第１電圧に変換して前記出力端子に出力するシリーズレギュレータからなる第１電源回路と、
前記直流電源からの電圧を所定の第２電圧に変換して前記出力端子に出力する、外部からの制御信号によってオンオフ制御されるスイッチングレギュレータからなる第２電源回路と、
を備え、
前記第１電源回路は、前記外部からの制御信号に関係なく常時作動し、前記第２電源回路のオフ制御時における前記出力端子の電圧を検出して、前記第１電圧を出力するものである。 A DC power supply device according to the present invention is a DC power supply device that converts a voltage from a DC power supply into a predetermined voltage and outputs the voltage from an output terminal.
A first power supply circuit comprising a series regulator that converts a voltage from the DC power supply into a predetermined first voltage and outputs the first voltage to the output terminal;
A second power supply circuit comprising a switching regulator that is controlled to be turned on and off by an external control signal, which converts a voltage from the DC power source into a predetermined second voltage and outputs the second voltage to the output terminal;
With
The first power supply circuit always operates regardless of the control signal from the outside, detects the voltage of the output terminal when the second power supply circuit is turned off, and outputs the first voltage. .

具体的には、前記第１電源回路は、前記検出した電圧が第１電圧になるように前記出力端子へ出力する電流を制御し、第１電圧は前記第２電圧未満であるようにした。 Specifically, the first power supply circuit controls the current output to the output terminal so that the detected voltage becomes the first voltage, and the first voltage is less than the second voltage.

また、前記第１電源回路は、
所定の基準電圧Ｖｒ１を生成して出力する第１基準電圧発生回路部と、
前記出力端子の電圧を分圧して出力する第１分圧回路部と、
入力される制御信号に応じて、前記直流電源から供給される電流の出力制御を行う出力制御用トランジスタと、
前記第１分圧回路部からの分圧電圧Ｖｄ１が前記基準電圧Ｖｒ１になるように該出力制御用トランジスタの動作制御を行う第１演算増幅器と、
を備えたシリーズレギュレータであるようにした。 The first power supply circuit includes:
A first reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr1;
A first voltage dividing circuit that divides and outputs the voltage of the output terminal;
An output control transistor that performs output control of a current supplied from the DC power supply according to an input control signal;
A first operational amplifier that controls the operation of the output control transistor so that the divided voltage Vd1 from the first voltage dividing circuit unit becomes the reference voltage Vr1;
It was made to be a series regulator with

一方、前記第２電源回路は、
所定の基準電圧Ｖｒ２を生成して出力する第２基準電圧発生回路部と、
前記出力端子の電圧を分圧して出力する第２分圧回路部と、
入力される制御信号に応じて、前記直流電源からの入力電圧を出力するスイッチングを行うスイッチングトランジスタと、
前記基準電圧Ｖｒ２と前記第２分圧回路部からの分圧電圧Ｖｄ２との差電圧を増幅する第２演算増幅器と、
入力される制御信号に応じて作動又は作動停止を行い、作動時には該第２演算増幅器からの出力信号に応じて前記スイッチングトランジスタのスイッチング制御を行うと共に、作動停止時には前記スイッチングトランジスタをオフさせて遮断状態にする制御回路部と、
前記スイッチングトランジスタからの出力信号を平滑して前記出力端子に出力する平滑回路部と、
を備えたスイッチングレギュレータであるようにしてもよい。 Meanwhile, the second power supply circuit includes:
A second reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr2,
A second voltage dividing circuit for dividing and outputting the voltage of the output terminal;
A switching transistor that performs switching to output an input voltage from the DC power supply in response to an input control signal;
A second operational amplifier that amplifies a differential voltage between the reference voltage Vr2 and the divided voltage Vd2 from the second voltage dividing circuit unit;
The operation is performed or stopped according to the input control signal, and when the operation is performed, the switching transistor is controlled according to the output signal from the second operational amplifier, and when the operation is stopped, the switching transistor is turned off and shut off. A control circuit unit to be in a state;
A smoothing circuit unit that smoothes an output signal from the switching transistor and outputs the smoothed signal to the output terminal;
The switching regulator may be provided.

また、前記第２電源回路は、
所定の基準電圧Ｖｒ３を生成して出力する第３基準電圧発生回路部と、
前記出力端子の電圧を分圧して出力する第３分圧回路部と、
入力される制御信号に応じて、前記直流電源から供給される電流の出力制御を行う出力制御用トランジスタと、
前記第３分圧回路部からの分圧電圧Ｖｄ３が前記基準電圧Ｖｒ３になるように該出力制御用トランジスタの動作制御を行う第３演算増幅器と、
を備えたシリーズレギュレータであるようにしてもよい。 The second power supply circuit includes:
A third reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr3;
A third voltage dividing circuit for dividing and outputting the voltage of the output terminal;
An output control transistor that performs output control of a current supplied from the DC power supply according to an input control signal;
A third operational amplifier that controls the operation of the output control transistor so that the divided voltage Vd3 from the third voltage dividing circuit unit becomes the reference voltage Vr3;
It may be a series regulator provided with.

具体的には、前記第１電源回路、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、第２演算増幅器及び制御回路部は、１つのＩＣに集積されるようにした。 Specifically, the first power supply circuit and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. I did it.

また、前記第１電源回路、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、スイッチングトランジスタ、第２演算増幅器及び制御回路部は、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 The first power supply circuit and the second reference voltage generating circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. You may do it.

一方、前記平滑回路部は、前記制御回路部によって動作制御されフライホイールダイオードと同様の働きを行うトランジスタを備え、前記第１電源回路、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、第２演算増幅器、制御回路部及び平滑回路部の該トランジスタは、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 On the other hand, the smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, the first power supply circuit, and a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit, The transistors of the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit may be integrated into one IC.

また、前記平滑回路部は、前記制御回路部によって動作制御されフライホイールダイオードと同様の働きを行うトランジスタを備え、前記第１電源回路、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、スイッチングトランジスタ、第２演算増幅器、制御回路部及び平滑回路部の該トランジスタは、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 In addition, the smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, the first power supply circuit, and a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit, The transistors of the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit may be integrated in one IC.

また、第１電圧を出力する前記第１電源回路の出力端と前記出力端子との間に接続されたスイッチング素子を備え、該スイッチング素子は、前記第２電源回路から第２電圧が出力されている間はオフして遮断状態になるようにした。 A switching element connected between the output terminal of the first power supply circuit that outputs the first voltage and the output terminal, and the switching element receives a second voltage from the second power supply circuit; While it was, it was turned off and shut off.

具体的には、前記スイッチング素子は、第１電源回路の前記出力端から前記出力端子への方向が順方向となるように接続されたダイオードであるようにした。 Specifically, the switching element is a diode connected so that a direction from the output terminal of the first power supply circuit to the output terminal is a forward direction.

また、前記第１電源回路、スイッチング素子、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、第２演算増幅器及び制御回路部は、１つのＩＣに集積されるようにした。 The first power supply circuit, the switching element, and the second reference voltage generating circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. I did it.

また、前記第１電源回路、スイッチング素子、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、スイッチングトランジスタ、第２演算増幅器及び制御回路部は、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 The first power supply circuit, the switching element, and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated into one IC. You may make it accumulate.

一方、前記平滑回路部は、前記制御回路部によって動作制御されフライホイールダイオードと同様の働きを行うトランジスタを備え、前記第１電源回路、スイッチング素子、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、第２演算増幅器、制御回路部及び平滑回路部の該トランジスタは、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 Meanwhile, the smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, and generates a second reference voltage in the first power supply circuit, the switching element, and the second power supply circuit. The transistors of the circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit may be integrated in one IC.

また、前記平滑回路部は、前記制御回路部によって動作制御されフライホイールダイオードと同様の働きを行うトランジスタを備え、前記第１電源回路、スイッチング素子、並びに前記第２電源回路における第２基準電圧発生回路部、第２分圧回路部、スイッチングトランジスタ、第２演算増幅器、制御回路部及び平滑回路部の該トランジスタは、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。 The smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, and generates a second reference voltage in the first power circuit, the switching element, and the second power circuit. The transistors of the circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit may be integrated into one IC.

本発明の直流電源装置によれば、第２電源回路に制御信号を入力するだけで、負荷に供給する電源回路を第１電源回路と第２電源回路のいずれか一方に切り換えることができるため、制御信号を第１電源回路に供給するための回路、及び第１電源回路の制御信号処理回路が不要となり、回路の簡素化及び小型化を図ることができ、コストダウンを図ることができる。 According to the DC power supply device of the present invention, the power supply circuit to be supplied to the load can be switched to either the first power supply circuit or the second power supply circuit simply by inputting a control signal to the second power supply circuit. A circuit for supplying a control signal to the first power supply circuit and a control signal processing circuit for the first power supply circuit are not required, and the circuit can be simplified and miniaturized, and the cost can be reduced.

また、第１電源回路は、消費電流の小さい負荷である軽負荷に電源を供給する場合に効率の高い電源回路、例えばシリーズレギュレータであり、第２電源回路３は、消費電流の大きい負荷である重負荷に電源を供給する場合に高効率であるが、軽負荷に電源を供給する場合は効率が低下する電源回路、例えばスイッチングレギュレータであり、負荷の消費電流に応じて第１電源回路及び第２電源回路のいずれ一方を排他的に作動させるようにしたことから、電力変換効率を高めることができると共に省電力化を図ることができる。 The first power supply circuit is a power supply circuit having high efficiency when supplying power to a light load, which is a load with low current consumption, for example, a series regulator, and the second power supply circuit 3 is a load with high current consumption. A power supply circuit that is highly efficient when power is supplied to a heavy load, but has a low efficiency when power is supplied to a light load, for example, a switching regulator. Since either one of the two power supply circuits is operated exclusively, it is possible to increase the power conversion efficiency and save power.

更に、第１電源回路の出力端と直流電源装置の出力端子との間にスイッチング素子を挿入したことから、第１電源回路と第２電源回路との切り換え時に発生する直流電源装置の出力電圧のアンダーシュートを低減することができ、該出力端子に接続するコンデンサの小型化を図ることができる。 Further, since the switching element is inserted between the output terminal of the first power supply circuit and the output terminal of the DC power supply device, the output voltage of the DC power supply device generated at the time of switching between the first power supply circuit and the second power supply circuit is reduced. Undershoot can be reduced, and the size of the capacitor connected to the output terminal can be reduced.

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における直流電源装置の構成例を示したブロック図である。
図１において、直流電源装置１の入力端子ＩＮには電池等の直流電源７からの電圧Ｖｂａｔが入力されており、直流電源装置１の出力端子ＯＵＴには負荷８が接続されている。直流電源装置１は、入力された電圧Ｖｂａｔから所定の定電圧を生成して負荷８に出力する。 Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a DC power supply device according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a voltage Vbat from a DC power supply 7 such as a battery is input to an input terminal IN of the DC power supply apparatus 1, and a load 8 is connected to an output terminal OUT of the DC power supply apparatus 1. The DC power supply device 1 generates a predetermined constant voltage from the input voltage Vbat and outputs it to the load 8.

直流電源装置１は、入力された電圧Ｖｂａｔから所定の定電圧Ｖａを生成して出力端子ＯＵＴに出力する第１電源回路２と、入力された電圧Ｖｂａｔから所定の定電圧Ｖｂを生成して出力端子ＯＵＴに出力する第２電源回路３と、コンデンサ４とを備えている。入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間には、第１電源回路２及び第２電源回路３が並列に接続されており、出力端子ＯＵＴと接地電圧との間にコンデンサ４が接続されている。 The DC power supply device 1 generates a predetermined constant voltage Va from the input voltage Vbat and outputs it to the output terminal OUT, and generates and outputs a predetermined constant voltage Vb from the input voltage Vbat. A second power supply circuit 3 that outputs to a terminal OUT and a capacitor 4 are provided. A first power supply circuit 2 and a second power supply circuit 3 are connected in parallel between the input terminal IN and the output terminal OUT, and a capacitor 4 is connected between the output terminal OUT and the ground voltage.

第１電源回路２は、消費電流の小さい負荷である軽負荷に定電圧を供給する場合に効率の高い電源回路であり、第２電源回路３は、消費電流の大きい負荷である重負荷に定電圧を供給する場合に高効率であるが、軽負荷に定電圧を供給する場合は効率が低下する電源回路である。第１電源回路２は、出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏの検出を行い、該電圧Ｖｏが所定の定電圧Ｖａになるように作動する。また、第１電源回路２は、第２電源回路３が出力端子ＯＵＴに電圧を出力していない場合は、出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏが低下したことを検知して、出力端子ＯＵＴへ所定の定電圧Ｖａを出力する。 The first power supply circuit 2 is a high-efficiency power supply circuit when a constant voltage is supplied to a light load that is a load with low current consumption, and the second power supply circuit 3 is fixed to a heavy load that is a load with high current consumption. This is a power supply circuit that is highly efficient when supplying voltage, but decreases in efficiency when supplying a constant voltage to a light load. The first power supply circuit 2 detects the voltage Vo at the output terminal OUT and operates so that the voltage Vo becomes a predetermined constant voltage Va. In addition, when the second power supply circuit 3 does not output a voltage to the output terminal OUT, the first power supply circuit 2 detects that the voltage Vo of the output terminal OUT has decreased, and then outputs a predetermined constant to the output terminal OUT. The voltage Va is output.

第２電源回路３は、制御信号入力端に外部から入力される制御信号Ｓｃに応じて作動し、例えば制御信号Ｓｃがロー（Ｌｏｗ）レベルの場合は作動状態となって所定の定電圧Ｖｂを生成して出力する。また、第２電源回路３は、制御信号Ｓｃがハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの場合は作動を停止して非作動となり、出力端子ＯＵＴへの電圧の出力を停止すると共に、第２電源回路３自体の消費電力をほとんど消費しない程度に低減する。 The second power supply circuit 3 operates in response to a control signal Sc input from the outside to the control signal input terminal. For example, when the control signal Sc is at a low level, the second power supply circuit 3 enters an operating state and generates a predetermined constant voltage Vb. Generate and output. In addition, when the control signal Sc is at a high (High) level, the second power supply circuit 3 is deactivated and deactivated, stops outputting the voltage to the output terminal OUT, and the second power supply circuit 3 itself Reduce power consumption to a level that consumes little power.

このように、第１電源回路２は、第２電源回路３の出力電圧を検知して、出力端子ＯＵＴに電圧を出力するか否かを制御するようにしたことから、第１電源回路２には作動又は非作動に切り換えるための制御信号が不要であり、このため、回路規模の縮小ができ小型化及びコストダウンを図ることができる。なお、コンデンサ４は、第１電源回路２及び第２電源回路３からの各出力電圧のリプル除去や、負荷８への出力電流の変動に対する第１電源回路２及び第２電源回路３の応答の遅れによる出力電圧Ｖｏの変動を抑える働きを有する。更に、コンデンサ４は、第２電源回路３が非作動になり、出力電圧Ｖｏが低下して、第１電源回路２から電圧が出力されるまでの間に、出力電圧Ｖｏにアンダーシュートが発生しないように出力電圧Ｖｏを保持する機能を併せ持っている。 As described above, the first power supply circuit 2 detects the output voltage of the second power supply circuit 3 and controls whether or not to output the voltage to the output terminal OUT. Does not require a control signal for switching between operation and non-operation. Therefore, the circuit scale can be reduced, and the size and cost can be reduced. The capacitor 4 is used to remove ripples from the output voltages from the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3 and to respond to the fluctuations in the output current to the load 8 by the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3. It has the function of suppressing fluctuations in the output voltage Vo due to delay. Further, the capacitor 4 does not cause an undershoot in the output voltage Vo until the second power supply circuit 3 is deactivated, the output voltage Vo is lowered, and the voltage is output from the first power supply circuit 2. Thus, it also has a function of holding the output voltage Vo.

図２は、第１電源回路２の回路例を示した回路図である。
図２における第１電源回路２は、所定の基準電圧Ｖｒ１を生成して出力する基準電圧発生回路部１１と、出力電圧Ｖｏを分圧して出力する抵抗１２及び１３からなる分圧回路部１４と、ゲートに入力される電圧に応じた電流を出力端子ＯＵＴに出力するＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ（以下、ＰＭＯＳトランジスタと呼ぶ）からなる出力制御用トランジスタ１５と、分圧回路部１４で生成された分圧電圧Ｖｄ１が基準電圧Ｖｒ１になるように該出力制御用トランジスタ１５の動作制御を行う演算増幅器１６とで構成されている。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit example of the first power supply circuit 2.
The first power supply circuit 2 in FIG. 2 includes a reference voltage generation circuit unit 11 that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr1, and a voltage dividing circuit unit 14 that includes resistors 12 and 13 that divide and output the output voltage Vo. The output control transistor 15 including a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor) that outputs a current corresponding to the voltage input to the gate to the output terminal OUT, and the voltage generated by the voltage dividing circuit unit 14 The operational amplifier 16 controls the operation of the output control transistor 15 so that the voltage Vd1 becomes the reference voltage Vr1.

出力電圧Ｖｏは、分圧回路部１４で分圧され、該分圧電圧Ｖｄ１と基準電圧Ｖｒ１との差電圧を演算増幅器１６で増幅して出力制御用トランジスタ１５のゲートに出力される。このように、演算増幅器１６は、出力制御用トランジスタ１５の動作制御を行って、出力電圧Ｖｏが所望の電圧で一定になるようにしている。なお、基準電圧発生回路部１１は第１基準電圧発生回路部を、分圧回路部１４は第１分圧回路部を、演算増幅器１６は第１演算増幅器をそれぞれなしている。 The output voltage Vo is divided by the voltage dividing circuit unit 14, and a differential voltage between the divided voltage Vd 1 and the reference voltage Vr 1 is amplified by the operational amplifier 16 and output to the gate of the output control transistor 15. In this way, the operational amplifier 16 controls the operation of the output control transistor 15 so that the output voltage Vo becomes constant at a desired voltage. The reference voltage generating circuit unit 11 is a first reference voltage generating circuit unit, the voltage dividing circuit unit 14 is a first voltage dividing circuit unit, and the operational amplifier 16 is a first operational amplifier.

図３は、第２電源回路３の回路例を示した回路図である。
図３における第２電源回路３は、直流電源７から入力された電圧Ｖｂａｔを出力するスイッチングを行うＰＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトランジスタ２１と、該スイッチングトランジスタ２１からの出力信号を平滑して出力端子ＯＵＴに出力する平滑回路部２２とを備えている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit example of the second power supply circuit 3.
The second power supply circuit 3 in FIG. 3 smoothes the output signal from the switching transistor 21 composed of a PMOS transistor that performs switching for outputting the voltage Vbat input from the DC power supply 7 and outputs it to the output terminal OUT. And a smoothing circuit unit 22 for outputting.

更に、第２電源回路３は、所定の基準電圧Ｖｒ２を生成して出力する基準電圧発生回路部２３と、出力端子ＯＵＴから出力される電圧Ｖｏを分圧して分圧電圧Ｖｄ２を生成し出力する抵抗２４及び２５からなる分圧回路部２６と、基準電圧Ｖｒ２に対する分圧電圧Ｖｄ２の差電圧を増幅して出力する演算増幅器２７と、該演算増幅器２７からの出力信号に応じて前記スイッチングトランジスタ２１のスイッチング制御を行う制御回路部２８とを備えている。なお、基準電圧発生回路部２３は第２基準電圧発生回路部を、分圧回路部２６は第２分圧回路部を、演算増幅器２７は第２演算増幅器をそれぞれなしている。 Further, the second power supply circuit 3 divides the voltage Vo output from the output terminal OUT by generating a reference voltage generation circuit unit 23 that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr2, and generates and outputs a divided voltage Vd2. A voltage dividing circuit unit 26 including resistors 24 and 25, an operational amplifier 27 that amplifies and outputs a difference voltage of the divided voltage Vd2 with respect to the reference voltage Vr2, and the switching transistor 21 according to an output signal from the operational amplifier 27 And a control circuit unit 28 for performing the switching control. The reference voltage generation circuit unit 23 forms a second reference voltage generation circuit unit, the voltage division circuit unit 26 forms a second voltage division circuit unit, and the operational amplifier 27 forms a second operational amplifier.

出力電圧Ｖｏは分圧回路部２６で分圧され、該分圧電圧Ｖｄ２と基準電圧Ｖｒ２との差電圧を演算増幅器２７で増幅する。演算増幅器２７及び制御回路部２８には、制御信号Ｓｃがそれぞれ入力されており、演算増幅器２７及び制御回路部２８は、制御信号Ｓｃがローレベルの場合は作動状態となり、制御信号Ｓｃがハイレベルの場合は作動停止状態になりスイッチングトランジスタ２１はオフして遮断状態になって、出力端子ＯＵＴへの電圧の出力を停止すると共に、第２電源回路３自体の消費電力はほとんど消費しない程度に低減する。 The output voltage Vo is divided by the voltage dividing circuit unit 26, and a differential voltage between the divided voltage Vd2 and the reference voltage Vr2 is amplified by the operational amplifier 27. A control signal Sc is input to the operational amplifier 27 and the control circuit unit 28. The operational amplifier 27 and the control circuit unit 28 are activated when the control signal Sc is at a low level, and the control signal Sc is at a high level. In this case, the operation is stopped and the switching transistor 21 is turned off to be cut off, so that the output of the voltage to the output terminal OUT is stopped, and the power consumption of the second power supply circuit 3 itself is reduced to such an extent that it is hardly consumed. To do.

制御回路部２８は、例えば三角波のパルス信号を発生させる発振回路とコンパレータとを備え、該発振回路の出力信号と演算増幅器２７の出力信号の各電圧を該コンパレータで比較し、コンパレータは、該比較結果に応じてスイッチングトランジスタ２１のオン時間を制御する。スイッチングトランジスタ２１から出力された信号は、フライホイールダイオードをなすダイオードＤ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１からなる平滑回路部２２で平滑されて出力端子ＯＵＴへ出力される。 The control circuit unit 28 includes, for example, an oscillation circuit that generates a triangular wave pulse signal and a comparator. The comparator compares the voltages of the output signal of the oscillation circuit and the output signal of the operational amplifier 27 with the comparator. The on-time of the switching transistor 21 is controlled according to the result. The signal output from the switching transistor 21 is smoothed by the smoothing circuit unit 22 including the diode D1 that forms a flywheel diode, the coil L1, and the capacitor C1, and is output to the output terminal OUT.

このような構成において、第１電源回路２の出力電圧Ｖｏ１は、第２電源回路３の出力電圧Ｖｏ２よりも少し小さくなるように設定されている。例えば、出力電圧Ｖｏ１を１.８Ｖ、出力電圧Ｖｏ２を１.９Ｖになるように第１電源回路２及び第２電源回路３がそれぞれ設定されている。ここで、制御信号Ｓｃがローレベルで、第２電源回路３が作動し、出力電圧Ｖｏ２及び出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏがそれぞれ１.９Ｖになっている。一方、第１電源回路２では、出力電圧Ｖｏの電圧を１.８Ｖまで低下させるように帰還が働き、演算増幅器１６は、出力制御用トランジスタ１５のゲート電圧を上昇させる。しかし、出力電圧Ｖｏは、第２電源回路３の出力電圧１.９Ｖで固定されているため、演算増幅器１６は、出力制御用トランジスタ１５をオフさせ、第１電源回路２からの電圧出力は停止する。 In such a configuration, the output voltage Vo1 of the first power supply circuit 2 is set to be slightly smaller than the output voltage Vo2 of the second power supply circuit 3. For example, the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3 are set so that the output voltage Vo1 is 1.8V and the output voltage Vo2 is 1.9V. Here, when the control signal Sc is at a low level, the second power supply circuit 3 operates, and the output voltage Vo2 and the voltage Vo of the output terminal OUT are 1.9V, respectively. On the other hand, in the first power supply circuit 2, feedback acts so as to lower the output voltage Vo to 1.8 V, and the operational amplifier 16 raises the gate voltage of the output control transistor 15. However, since the output voltage Vo is fixed at the output voltage 1.9 V of the second power supply circuit 3, the operational amplifier 16 turns off the output control transistor 15, and the voltage output from the first power supply circuit 2 is stopped. To do.

次に、制御信号Ｓｃがハイレベルになると、第２電源回路３は非作動となり、第２電源回路３からの出力端子ＯＵＴへの電圧出力が停止し、出力端子ＯＵＴの電圧が低下する。出力端子ＯＵＴの電圧が低下して１.８Ｖ未満になると、第１電源回路２の帰還ループが機能し、第１電源回路２は、出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏを１.８Ｖに固定する。このように、第１電源回路２の出力電圧Ｖｏ１を、第２電源回路３の出力電圧Ｖｏ２よりも少し小さくなるように設定することで、第１電源回路２に特別な制御入力端子を追加することなく、第１電源回路２における出力電圧の出力制御を行うことができる。 Next, when the control signal Sc becomes high level, the second power supply circuit 3 becomes inoperative, the voltage output from the second power supply circuit 3 to the output terminal OUT is stopped, and the voltage of the output terminal OUT decreases. When the voltage at the output terminal OUT decreases to less than 1.8V, the feedback loop of the first power supply circuit 2 functions, and the first power supply circuit 2 fixes the voltage Vo at the output terminal OUT at 1.8V. In this way, a special control input terminal is added to the first power supply circuit 2 by setting the output voltage Vo1 of the first power supply circuit 2 to be slightly smaller than the output voltage Vo2 of the second power supply circuit 3. Without this, output control of the output voltage in the first power supply circuit 2 can be performed.

また、図１〜図３において、第１電源回路２、並びに第２電源回路３の基準電圧発生回路部２３、分圧回路部２６、演算増幅器２７及び制御回路部２８を１つのＩＣに集積しており、場合によってはスイッチングトランジスタ２１を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。また、図３のダイオードＤ１の代わりにＮＭＯＳトランジスタ３１を使用してもよく、このようにした場合、図３の第２電源回路３は、図４のようになる。なお、図４では、図１と同じものは同じ符号で示しており、その説明を省略する。また、フライホイールダイオードの代わりに制御回路部２８によって動作制御されるＮＭＯＳトランジスタ３１を使用することは公知であり、ここではその動作の説明を省略する。図４のようにした場合、第１電源回路２、基準電圧発生回路部２３、分圧回路部２６、演算増幅器２７、制御回路部２８及びＮＭＯＳトランジスタ３１は、１つのＩＣに集積することができ、場合によってはスイッチングトランジスタ２１を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。 1 to 3, the reference voltage generation circuit unit 23, the voltage dividing circuit unit 26, the operational amplifier 27, and the control circuit unit 28 of the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3 are integrated in one IC. In some cases, the switching transistor 21 may be integrated in one IC. Further, an NMOS transistor 31 may be used instead of the diode D1 in FIG. 3, and in this case, the second power supply circuit 3 in FIG. 3 becomes as shown in FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Also, it is known to use the NMOS transistor 31 whose operation is controlled by the control circuit unit 28 instead of the flywheel diode, and the description of the operation is omitted here. In the case of FIG. 4, the first power supply circuit 2, the reference voltage generating circuit unit 23, the voltage dividing circuit unit 26, the operational amplifier 27, the control circuit unit 28, and the NMOS transistor 31 can be integrated in one IC. In some cases, the switching transistor 21 may be integrated into one IC.

一方、前記説明では第２電源回路３がスイッチングレギュレータである場合を例にして説明したが、第２電源回路３がシリーズレギュレータであってもよく、この場合図１の第２電源回路３は、図５のようになる。
図５において、第２電源回路３は、所定の基準電圧Ｖｒ３を生成して出力する基準電圧発生回路部３５と、出力電圧Ｖｏを分圧して出力する抵抗３６及び３７からなる分圧回路部３８と、出力制御用トランジスタ３９と、分圧回路部３８で生成された分圧電圧Ｖｄ３が基準電圧Ｖｒ３になるように該出力制御用トランジスタ３９の動作制御を行う演算増幅器４０とで構成されている。なお、基準電圧発生回路部３５は第３基準電圧発生回路部を、分圧回路部３８は第３分圧回路部を、演算増幅器４０は第３演算増幅器をそれぞれなしている。 On the other hand, in the above description, the case where the second power supply circuit 3 is a switching regulator has been described as an example. However, the second power supply circuit 3 may be a series regulator, and in this case, the second power supply circuit 3 in FIG. As shown in FIG.
In FIG. 5, the second power supply circuit 3 includes a reference voltage generating circuit unit 35 that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr3, and a voltage dividing circuit unit 38 that includes resistors 36 and 37 that divide and output the output voltage Vo. And an output control transistor 39 and an operational amplifier 40 that controls the operation of the output control transistor 39 so that the divided voltage Vd3 generated by the voltage dividing circuit unit 38 becomes the reference voltage Vr3. . The reference voltage generating circuit unit 35 is a third reference voltage generating circuit unit, the voltage dividing circuit unit 38 is a third voltage dividing circuit unit, and the operational amplifier 40 is a third operational amplifier.

出力電圧Ｖｏは、分圧回路部３８で分圧され、該分圧電圧Ｖｄ３と基準電圧Ｖｒ３との差電圧を演算増幅器４０で増幅して出力制御用トランジスタ３９のゲートに出力される。このように、演算増幅器４０は、出力制御用トランジスタ３９の動作制御を行って、出力電圧Ｖｏが所望の電圧で一定になるようにしている。演算増幅器４０には、制御信号Ｓｃが入力されており、演算増幅器４０は、制御信号Ｓｃがローレベルの場合は作動状態となり、制御信号Ｓｃがハイレベルの場合は作動停止状態になって、出力制御用トランジスタ３９はオフして遮断状態になり、出力端子ＯＵＴへの電圧の出力を停止すると共に、第２電源回路３自体の消費電力はほとんど消費しない程度に低減する。
このような構成の第２電源回路３を使用した場合、第１電源回路２及び第２電源回路３は１つのＩＣに集積するようにしてもよい。 The output voltage Vo is divided by the voltage dividing circuit unit 38, and a differential voltage between the divided voltage Vd3 and the reference voltage Vr3 is amplified by the operational amplifier 40 and output to the gate of the output control transistor 39. In this way, the operational amplifier 40 controls the operation of the output control transistor 39 so that the output voltage Vo is constant at a desired voltage. A control signal Sc is input to the operational amplifier 40. The operational amplifier 40 is activated when the control signal Sc is at a low level, and is deactivated when the control signal Sc is at a high level. The control transistor 39 is turned off to be cut off, stopping the output of the voltage to the output terminal OUT, and reducing the power consumption of the second power supply circuit 3 to such an extent that it hardly consumes.
When the second power supply circuit 3 having such a configuration is used, the first power supply circuit 2 and the second power supply circuit 3 may be integrated into one IC.

このように、本第１の実施の形態における直流電源装置は、消費電流の小さい負荷である軽負荷に電源を供給する場合に効率の高い第１電源回路２と、消費電流の大きい負荷である重負荷に電源を供給する場合に高効率であるが、軽負荷に電源を供給する場合は効率が低下する第２電源回路３とを入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に並列に接続し、第１電源回路２は、第２電源回路３の出力電圧を検知して、出力端子ＯＵＴに電圧を出力するか否かを制御するようにした。このことから、第１電源回路２には作動又は非作動に切り換えるための制御信号を不要にすることができるため、回路規模の縮小ができ小型化及びコストダウンを図ることができる。 As described above, the DC power supply according to the first embodiment is the first power supply circuit 2 that has high efficiency when supplying power to a light load that is a load with low current consumption, and a load with high current consumption. A second power supply circuit 3 is connected in parallel between the input terminal IN and the output terminal OUT, which is highly efficient when supplying power to a heavy load, but decreases in efficiency when supplying power to a light load. The first power supply circuit 2 detects the output voltage of the second power supply circuit 3 and controls whether or not to output the voltage to the output terminal OUT. This eliminates the need for a control signal for switching the operation between the first power supply circuit 2 and the first power supply circuit 2, thereby reducing the circuit scale and reducing the size and cost.

第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、第２電源回路３から所定の電圧が出力されている間は、第１電源回路２の出力制御用トランジスタ１５をオフさせて遮断状態にしていたが、第１電源回路２と出力端子ＯＵＴとの間にスイッチング素子を設け、第２電源回路３から所定の電圧が出力されている間は、該スイッチング素子をオフさせて遮断状態にし、第２電源回路３から所定の電圧が出力されていない間は、該スイッチング素子をオンさせて第１電源回路２の出力電圧を出力端子ＯＵＴに出力するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。 Second embodiment.
In the first embodiment, while the predetermined voltage is output from the second power supply circuit 3, the output control transistor 15 of the first power supply circuit 2 is turned off to be in the cut-off state. A switching element is provided between the power supply circuit 2 and the output terminal OUT, and while the predetermined voltage is output from the second power supply circuit 3, the switching element is turned off to be in a cut-off state. While the predetermined voltage is not output, the switching element may be turned on so that the output voltage of the first power supply circuit 2 is output to the output terminal OUT. The embodiment is as follows.

図６は、本発明の第２の実施の形態における直流電源装置の構成例を示したブロック図である。なお、図６では、図１と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
図６における図１との相違点は、第１電源回路２の出力端と出力端子ＯＵＴとの間にスイッチング素子をなすダイオード４５を設けたことにある。これに伴って、図１の直流電源装置１を直流電源装置１ａにした。
直流電源装置１ａは、第１電源回路２と、第２電源回路３と、コンデンサ４と、ダイオード４５とを備えている。入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間には、第１電源回路２及びダイオード４５の直列回路と第２電源回路３とが並列に接続されており、出力端子ＯＵＴと接地電圧との間にコンデンサ４が接続されている。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a DC power supply device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted here, and only differences from FIG. 1 will be described.
6 is different from FIG. 1 in that a diode 45 serving as a switching element is provided between the output terminal of the first power supply circuit 2 and the output terminal OUT. Accordingly, the DC power supply device 1 in FIG. 1 is changed to a DC power supply device 1a.
The DC power supply device 1 a includes a first power supply circuit 2, a second power supply circuit 3, a capacitor 4, and a diode 45. A series circuit of the first power circuit 2 and the diode 45 and the second power circuit 3 are connected in parallel between the input terminal IN and the output terminal OUT, and a capacitor is connected between the output terminal OUT and the ground voltage. 4 is connected.

このような構成において、第２電源回路３の出力電圧Ｖｏ２が１.９Ｖに設定されている場合を例にして説明する。
制御信号Ｓｃがローレベルの場合は、第２電源回路３が作動し、出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏが１.９Ｖになっている。また、第１電源回路２から電圧が出力されているが、出力電圧Ｖｏ１が、電圧Ｖｏ(＝１．９Ｖ)にダイオード４５の順方向電圧Ｖｔｈ(＝約０．６Ｖ)を加えた値以下であれば、出力電圧Ｖｏ１は出力端子ＯＵＴに出力されることはない。例えば、出力電圧Ｖｏ１を２．４Ｖに設定すると、第２電源回路３が作動中は、出力電圧Ｖｏ１が出力端子ＯＵＴに出力されることはない。 In such a configuration, the case where the output voltage Vo2 of the second power supply circuit 3 is set to 1.9 V will be described as an example.
When the control signal Sc is at a low level, the second power supply circuit 3 is activated, and the voltage Vo at the output terminal OUT is 1.9V. In addition, the voltage is output from the first power supply circuit 2, but the output voltage Vo1 is less than or equal to the value obtained by adding the forward voltage Vth (= about 0.6V) of the diode 45 to the voltage Vo (= 1.9V). If so, the output voltage Vo1 is not output to the output terminal OUT. For example, when the output voltage Vo1 is set to 2.4V, the output voltage Vo1 is not output to the output terminal OUT while the second power supply circuit 3 is operating.

次に、制御信号Ｓｃがハイレベルになると、第２電源回路３は非作動となり、出力電圧Ｖｏが低下する。出力端子ＯＵＴの電圧Ｖｏが１.８Ｖ未満になると、ダイオード４５が順バイアスとなり出力電圧Ｖｏ１が出力端子ＯＵＴに出力されるようになる。なお、前記ダイオード４５にショットキバリアダイオード等のようなしきい値電圧Ｖｔｈが小さいダイオードを使用することによって、ダイオード４５の順方向電圧が減少した分だけ電源効率を高めることができる。 Next, when the control signal Sc becomes high level, the second power supply circuit 3 becomes inoperative and the output voltage Vo decreases. When the voltage Vo at the output terminal OUT becomes less than 1.8 V, the diode 45 becomes forward biased and the output voltage Vo1 is output to the output terminal OUT. By using a diode having a small threshold voltage Vth, such as a Schottky barrier diode, for the diode 45, the power supply efficiency can be increased by the amount that the forward voltage of the diode 45 is reduced.

また、図６において、第１電源回路２、ダイオード４５並びに第２電源回路３の基準電圧発生回路部２３、分圧回路部２６、演算増幅器２７及び制御回路部２８を１つのＩＣに集積しており、場合によっては第２電源回路３のスイッチングトランジスタ２１を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。また、図４で示した場合と同様に、第２電源回路３のダイオードＤ１の代わりにＮＭＯＳトランジスタ３１を使用してもよい。このようにした場合、第１電源回路２、ダイオード４５、基準電圧発生回路部２３、分圧回路部２６、演算増幅器２７、制御回路部２８及びＮＭＯＳトランジスタ３１は、１つのＩＣに集積することができ、場合によってはスイッチングトランジスタ２１を含めて１つのＩＣに集積するようにしてもよい。 In FIG. 6, the first power supply circuit 2, the diode 45, and the reference voltage generation circuit unit 23, the voltage dividing circuit unit 26, the operational amplifier 27, and the control circuit unit 28 of the second power supply circuit 3 are integrated in one IC. In some cases, the switching transistor 21 of the second power supply circuit 3 may be integrated into one IC. As in the case shown in FIG. 4, the NMOS transistor 31 may be used instead of the diode D <b> 1 of the second power supply circuit 3. In this case, the first power supply circuit 2, the diode 45, the reference voltage generating circuit unit 23, the voltage dividing circuit unit 26, the operational amplifier 27, the control circuit unit 28, and the NMOS transistor 31 can be integrated in one IC. In some cases, the switching transistor 21 may be integrated into one IC.

一方、図５で示した場合と同様に、第２電源回路３がシリーズレギュレータをなしている場合であってもよく、この場合、第１電源回路２、ダイオード４５及び第２電源回路３は１つのＩＣに集積するようにしてもよい。 On the other hand, as in the case shown in FIG. 5, the second power supply circuit 3 may be a series regulator. In this case, the first power supply circuit 2, the diode 45, and the second power supply circuit 3 are 1 in number. You may make it integrate on one IC.

このように、本第２の実施の形態における直流電源装置は、第２電源回路３の非作動中に第１電源回路２が出力端子ＯＵＴに出力する電圧Ｖｏ１を、第２電源回路３が作動中に第２電源回路３が出力端子ＯＵＴに出力する電圧Ｖｏ２よりも小さく設定することによって、第１電源回路２には特別な制御入力端子を追加することなく、第１電源回路２の出力電圧Ｖｏ１の出力／非出力を制御することができる。 As described above, in the DC power supply device according to the second embodiment, the voltage Vo1 output from the first power supply circuit 2 to the output terminal OUT while the second power supply circuit 3 is not operating is used. By setting the second power supply circuit 3 to be smaller than the voltage Vo2 output to the output terminal OUT, the output voltage of the first power supply circuit 2 is not added to the first power supply circuit 2 without adding a special control input terminal. The output / non-output of Vo1 can be controlled.

更に、第２電源回路３が作動中であっても、第１電源回路２は常に出力電圧Ｖｏ１を生成して出力しているため、第２電源回路３が非作動になって第１電源回路２から出力端子ＯＵＴに電圧Ｖｏ１が出力される変化点でも、前記第１の実施の形態で説明したような出力電圧Ｖｏに発生するアンダーシュートを抑制することができ、負荷８に並列に接続されているコンデンサ４の容量を小さくすることができる。 Further, even when the second power supply circuit 3 is in operation, the first power supply circuit 2 always generates and outputs the output voltage Vo1, so that the second power supply circuit 3 becomes inoperative and the first power supply circuit 2 can suppress the undershoot generated in the output voltage Vo as described in the first embodiment even at the changing point where the voltage Vo1 is output from the output terminal OUT to the output terminal OUT, and is connected to the load 8 in parallel. The capacity of the capacitor 4 can be reduced.

なお、前記第１及び第２の各実施の形態では、制御素子としてＰＭＯＳトランジスタを使用した場合を例にして説明したが、該ＰＭＯＳトランジスタの代わりに、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタや接合型の電界効果トランジスタを使用してもよく、バイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタやＮＰＮトランジスタを使用することも可能である。 In the first and second embodiments, the case where a PMOS transistor is used as the control element has been described as an example. However, instead of the PMOS transistor, an N-channel MOS transistor or a junction type field effect is used. A transistor may be used, and it is also possible to use a bipolar PNP transistor or NPN transistor.

本発明の第１の実施の形態における直流電源装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the DC power supply device in the 1st Embodiment of this invention. 図１の第１電源回路２の回路例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit example of a first power supply circuit 2 in FIG. 1. 図１における第２電源回路３の回路例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit example of a second power supply circuit 3 in FIG. 1. 図１における第２電源回路３の他の回路例を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating another circuit example of the second power supply circuit 3 in FIG. 1. 図１における第２電源回路３の他の回路例を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating another circuit example of the second power supply circuit 3 in FIG. 1. 本発明の第２の実施の形態における直流電源装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the DC power supply device in the 2nd Embodiment of this invention. 従来の直流電源装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the conventional DC power supply device.

Explanation of symbols

１，１ａ直流電源装置
２第１電源回路
３第２電源回路
４コンデンサ
７直流電源
８負荷
１１，２３，３５基準電圧発生回路部
１４，２６，３８分圧回路部
１５，３９出力制御用トランジスタ
１６，２７，４０演算増幅器
２１スイッチングトランジスタ
２２平滑回路部
２８制御回路部
４５ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a DC power supply device 2 1st power supply circuit 3 2nd power supply circuit 4 Capacitor 7 DC power supply 8 Load 11, 23, 35 Reference voltage generation circuit part 14, 26, 38 Voltage dividing circuit part 15, 39 Output control transistor 16 27, 40 Operational amplifier 21 Switching transistor 22 Smoothing circuit section 28 Control circuit section 45 Diode

Claims

In the DC power supply device that converts the voltage from the DC power supply to a predetermined voltage and outputs it from the output terminal,
A first power supply circuit comprising a series regulator that converts a voltage from the DC power supply into a predetermined first voltage and outputs the first voltage to the output terminal;
A second power supply circuit comprising a switching regulator that is controlled to be turned on and off by an external control signal, which converts a voltage from the DC power source into a predetermined second voltage and outputs the second voltage to the output terminal;
With
The first power supply circuit always operates regardless of the control signal from the outside, detects the voltage of the output terminal when the second power supply circuit is turned off, and outputs the first voltage. DC power supply.

2. The first power supply circuit controls a current output to the output terminal so that the detected voltage becomes a first voltage, and the first voltage is less than the second voltage. DC power supply.

The first power supply circuit includes:
A first reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr1;
A first voltage dividing circuit that divides and outputs the voltage of the output terminal;
An output control transistor that performs output control of a current supplied from the DC power supply according to an input control signal;
A first operational amplifier that controls the operation of the output control transistor so that the divided voltage Vd1 from the first voltage dividing circuit unit becomes the reference voltage Vr1;
The DC power supply device according to claim 1, wherein the DC power supply device is a series regulator comprising:

The second power supply circuit includes:
A second reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr2,
A second voltage dividing circuit for dividing and outputting the voltage of the output terminal;
A switching transistor that performs switching to output an input voltage from the DC power supply in response to an input control signal;
A second operational amplifier that amplifies a differential voltage between the reference voltage Vr2 and the divided voltage Vd2 from the second voltage dividing circuit unit;
The operation is performed or stopped according to the input control signal, and when the operation is performed, the switching transistor is controlled according to the output signal from the second operational amplifier, and when the operation is stopped, the switching transistor is turned off and shut off. A control circuit unit to be in a state;
A smoothing circuit unit that smoothes an output signal from the switching transistor and outputs the smoothed signal to the output terminal;
4. A DC power supply device according to claim 1, wherein the DC power supply device comprises a switching regulator.

The second power supply circuit includes:
A third reference voltage generation circuit unit that generates and outputs a predetermined reference voltage Vr3;
A third voltage dividing circuit for dividing and outputting the voltage of the output terminal;
An output control transistor that performs output control of a current supplied from the DC power supply according to an input control signal;
A third operational amplifier that controls the operation of the output control transistor so that the divided voltage Vd3 from the third voltage dividing circuit unit becomes the reference voltage Vr3;
4. The DC power supply device according to claim 1, wherein the DC power supply device is a series regulator.

The first power supply circuit, and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. The DC power supply device according to claim 4.

The first power supply circuit and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. 5. The DC power supply device according to claim 4, wherein

The smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, the first power supply circuit, a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit, a second 5. The DC power supply device according to claim 4, wherein the transistors of the voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit are integrated in one IC.

The smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode, the first power supply circuit, a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit, a second 5. The DC power supply device according to claim 4, wherein the transistors of the voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit are integrated in one IC.

A switching element connected between the output terminal of the first power supply circuit that outputs the first voltage and the output terminal, and the switching element outputs a second voltage from the second power supply circuit; 6. The DC power supply device according to claim 1, wherein the DC power supply device is turned off to be cut off.

The DC power supply device according to claim 10, wherein the switching element is a diode connected so that a direction from the output terminal of the first power supply circuit to the output terminal is a forward direction.

The first power supply circuit, the switching element, and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. The DC power supply device according to claim 10 or 11, characterized in that

The first power supply circuit, the switching element, and the second reference voltage generation circuit unit, the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, and the control circuit unit in the second power supply circuit are integrated in one IC. The DC power supply device according to claim 10 or 11, wherein:

The smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode. The first power supply circuit, the switching element, and a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit 12. The DC power supply device according to claim 10, wherein the transistors of the second voltage dividing circuit unit, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit are integrated in one IC.

The smoothing circuit unit includes a transistor whose operation is controlled by the control circuit unit and performs the same function as a flywheel diode. The first power supply circuit, the switching element, and a second reference voltage generation circuit unit in the second power supply circuit 12. The DC power supply device according to claim 10, wherein the transistors of the second voltage dividing circuit unit, the switching transistor, the second operational amplifier, the control circuit unit, and the smoothing circuit unit are integrated in one IC. .