JP4851201B2

JP4851201B2 - 電源スイッチ回路

Info

Publication number: JP4851201B2
Application number: JP2006046346A
Authority: JP
Inventors: 一雅青木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007236012A

Description

本発明は、電源スイッチ回路に関し、詳細には、電池電源等にも対応して突入電流を安価にかつ適切に防止する電源スイッチ回路に関する。

機器の電源スイッチ回路としては、従来、大電流を流す場合には、トランジスタは、ベース電流を多く流す必要があるため、効率が低下し、リレー等を用いると、機械的な信頼性が問題となる。

そこで、近年は、パワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ：Field Effect Transistor ）が多用されている。このように、パワーＭＯＳＦＥＴが用いられるのは、パワーＭＯＳＦＥＴが、電圧で制御が可能であり、ＯＮ抵抗が低く、効率が高いことによる。

ところが、ＯＮ抵抗が低いために、逆に、負荷側のコンデンサの容量が大きいと、ＭＯＳスイッチがＯＮすることで、大きな突入電流が流れてしまう。したがって、１次電源では、例えば、単三アルカリ電池を使用した場合、内部抵抗が大きいため、電圧降下により、２次側の電源回路が停止してしまうという問題がある。また、２次側では、その大電流で、電源回路の過電流保護回路が動作して、やはり停止してしまう等の大きな不具合がある。

そこで、従来、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧をバイアス電流回路により動作させて、予め抵抗を接続して突入電流を制限し、その後に、並列接続されたＭＯＳＦＥＴにＣＲディレイ回路でＯＮさせる電流制限手段を接続したスイッチング電源回路が提案されている（特許文献１参照）。

また、従来、２つのＭＯＳＦＥＴを並列接続し、一方に制限抵抗を接続して、まず、制限抵抗の接続されているＭＯＳＦＥＴをＯＮさせ、その後に、抵抗の接続されていないＭＯＳＦＥＴをＯＮさせる突入電流防止回路が提案されている（特許文献２参照）。

さらに、従来、電源に直列に制限抵抗を接続し、電圧検出回路の動作／非動作で始めに制限抵抗を接続して、その後に、ＭＯＳＦＥＴをＯＮさせる突入電流防止回路が提案されている（特許文献３参照）。

特許第２６７１５６８号公報特開平７−５９３７号公報特開２００３−１８９４６４号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、適用範囲が限定されて、利用性が悪く、また、突入電流を効果的に防止する上で改良が必要であった。

すなわち、特許文献１及び特許文献３記載の従来技術にあっては、抵抗が電源に直列に接続されているため、電源の２次側には接続可能であるが、電池に接続する１次側では、非動作電流が多く、携帯機器への応用が困難であり、適用範囲が限定され、利用性が悪いという問題があった。

また、特許文献２記載の従来技術にあっては、ＭＯＳＦＥＴに抵抗を接続することで、特許文献１及び特許文献２の問題については改善されているが、バイアス電流回路が必要であり、このバイアス電流回路を駆動するための駆動電圧が必要となる。また、このバイアス電流回路は、例えば、単三アルカリ電池２本程度の低い入力電圧では、駆動が困難になるか、あるいは、バイアス電流回路自身のために、大きな負荷となる電源が、別途必要となるだけでなく、その電源自身が起動する際の突入電流については、何ら対策がなされていないため、起動時に大きな突入電流が発生してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、電源オン時の突入電流を適切かつ簡単な構成で抑制しつつ、電池電源にも適用可能な電源スイッチ回路を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明の電源スイッチ回路は、電源と負荷との間に接続され、オン／オフ動作して、当該電源の当該負荷への供給／供給停止を行う電源スイッチ回路において、オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタとオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが並列に接続され、電源オン時に、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタをオン動作して電源を電圧発生回路に入力し、該電圧発生回路で生成される正電圧または負電圧を前記負荷に供給すると共に、該負荷に供給される電圧で前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタをオン動作させることにより、上記目的を達成している。

この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記電源スイッチ回路は、前記負荷が容量性負荷であってもよい。

また、例えば、請求項３に記載するように、前記電源スイッチ回路は、前記電源が電池電源であり、当該電池電源のロードスイッチであってもよい。

さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記電源スイッチ回路は、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが、ｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記電圧発生回路は正電圧を生成するものであってもよい。

また、例えば、請求項５に記載するように、前記電源スイッチ回路は、オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタとオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタに加えて第２のオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタとして、ｐチャネルＭＯＳトランジスタをさらに並列に接続して、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタをオン動作するとともに、前記第２のオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタを動作させて、所定時間遅らせて前記電圧発生回路を作動させるものでもよい。

さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記電源スイッチ回路は、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記電圧発生回路は負電圧を生成するものでもよい。

本発明の電源スイッチ回路によれば、電源オン時に、並列接続されているオン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタとオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタのうち、まず、オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタをオンした後、所定時間経過後に、オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタをオンさせるので、電源オン時の突入電流を適切かつ簡単な構成で抑制することができるとともに、電池電源にも適用することができる。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１及び図２は、本発明の電源スイッチ回路の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の電源スイッチ回路の第１実施例を適用したデジタルカメラ１の要部ブロック構成図である。

図１において、デジタルカメラ１は、フォーカスレンズ系２０１、ズームレンズ系２０２、絞り２０３、シャッタ２０４等を含むレンズ系２、モータ系２１０、ドライバ系２２０、ＴＧ（Timing Generator）部３０１、ＣＣＤ（電荷結合素子）３０２、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路３０３、可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）３０４、Ａ／Ｄ変換器３０５、ＩＰＰ（Image Pre-Processor）３０６、ＲＡＭ（内部メモリ）３０７、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）３０８、コーダー（Huffman Encoder/Decoder ）３０９、ＭＣＣ（Memory Card Controller）３１０、カードインターフェース３１１、ＰＣカード（メモリカード等を含む）３１２、外部通信用ドライバ３１３、コントローラ４、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４０１、コントローラ用Ａ／Ｄ変換器４０２、コントローラ用Ｄ／Ａ変換器４０３、システムバスライン４０４、ストロボ５、ＬＣＤドライバ回路６０１、ＬＣＤ表示部６０２、補助光ランプ６０３、補助光ランプ駆動回路６０４、ＤＣ−ＤＣコンバータ７、バッテリＡ７０１、バッテリＢ７０２、ＡＣアダプタ７０３、音声アンプ部８、マイク８０１、スピーカ８０２、イヤホン８０３、操作部９、レリーズスイッチ９０１、モード入力部９０２、振動モータドライバ１００１、振動モータ１００２等を備えている。

上記モータ系２１０は、フォーカスモータ２１１、ズームモータ２１２、絞りモータ２１３及びシャッタモータ２１４を備え、ドライバ系２２０は、フォーカスモータドライバ２２１、ズームモータドライバ２２２、絞りモータドライバ２２３及びシャッタモータドライバ２２４を備えている。

絞り２０３とシャッタ２０４は、メカ機構を構成しており、メカニカルシャッタが用いられている。なお、本実施の形態では、メカ機構として、絞り２０３とシャッタ２０４を別々に設けているが、１つの機構で絞り機能とシャッタ機能を持たせてもよい。レンズ系２のフォーカスレンズ系２０１とズームレンズ系２０２は、例えば、バリフォーカルレンズで構成されている。

フォーカスモータドライバ２２１は、コントローラ４からの制御信号に従ってフォーカスモータ２１１を駆動して、フォーカスレンズ系２０１を光軸方向に移動させ、ズームモータドライバ２２２は、コントロ−ラ４からの制御信号に従ってズームモータ２１２を駆動して、ズームレンズ系２０２を光軸方向に移動させる。また、絞りモータドライバ２２３は、コントローラ４からの制御信号に従って絞り２０３を駆動して、絞り値を設定し、シャッタモータドライバ２２４は、コントローラ４からの制御信号に従ってシャッタモータ２１４を駆動して、シャッタ２０４にシャッタ動作を行わせる。

ＣＣＤ（電荷結合素子）３０２は、レンズ系２を介して入力される映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換して、ＣＤＳ回路３０３に出力する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路３０３は、ＣＣＤ３０２から入力される映像信号（アナログ画像データ）にＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化処理を行って、ＡＧＣアンプ３０４に出力する。また、ＡＧＣアンプ３０４は、ＣＤＳ回路３０３で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正して、Ａ／Ｄ変換器３０５に出力する。なお、ＡＧＣアンプ３０４は、内蔵するＤ／Ａ変換器を介して設定データ（コントロール電圧）がＡＧＣアンプ３０４に設定されることにより、補正レベルが設定される。Ａ／Ｄ変換器３０５は、ＡＧＣアンプ３０４を介して入力されたＣＣＤ３０２からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換して、ＩＰＰ３０６に出力する。すなわち、ＣＣＤ３０２の出力信号は、ＣＤＳ回路３０３及びＡＧＣアンプ３０４を介して、また、Ａ／Ｄ変換器３０５により、最適なサンプリング周波数（例えば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）でデジタル信号に変換される。また、デジタル信号処理部であるＩＰＰ３０６、ＤＣＴ３０８及びコーダー３０９は、Ａ／Ｄ変換器３０５から入力されたデジタル画像データについて色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種信号処理、補正処理及び画像圧縮／伸長処理等のデータ処理を施す。ＤＣＴ３０８及びコーダー３０９は、例えば、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮／伸長の一過程である直交変換／逆直交変換及びＪＰＥＧ準拠の画像圧縮／伸長の一過程であるハフマン符号化／復号化等を行う。また、ＩＰＰ３０６は、Ｇ画像データの輝度データ（Ｙ）を検出し、検出した輝度データ（Ｙ）に応じたＡＥ評価値をコントローラ４に出力する。このＡＥ評価値は、被写体の輝度（明るさ）を示すものである。さらに、ＩＰＰ３０６は、設定された色温度範囲内で、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像データの各輝度データ（Ｙ）に応じたＡＷＢ（Auto White Balance）評価値を各々コントローラ４に出力する。このＡＷＢ評価値は、被写体の色成分を示すものである。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）３０１は、ＩＰＰ３０６から入力される水平同期信号及び垂直同期信号に基づいて、各種タイミング信号を生成する。

ＭＣＣ３１０は、圧縮処理された画像を一旦蓄えてカードインターフェース３１１を介してＰＣカード３１２への記録及びＰＣカード３１２からの画像の読み出しを行う。

ＰＣカード（外部記憶媒体）３１２は、例えば、メモリカード等が用いられ、デジタルカメラ１の撮影した画像が書き込まれ、また、読み出される。

外部通信用ドライバ３１３は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の規格の通信プロトコルで外部のユニットと通信を行うためのものであり、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１１０１等と接続してデータのやり取りを行ったり、カメラ１と接続可能な通信・電源アダプタ１１０２を介してＰＣ１１０１やＡＣアダプタ７０３を接続可能にして、電力や通信のやりとりを可能にする。

ＬＣＤ表示部６０２は、例えば、透過型ＬＣＤが用いられており、画像データや操作メニュー等を表示する。補助光ランプ６０３は、ＬＣＤ表示部６０２を照明するためのバックライトであり、例えば、蛍光管、あるいは、白色ＬＥＤが用いられている。補助光ランプ駆動回路６０４は、コントローラ４の制御に基づいて補助光ランプ６０３に駆動電力を出力して、補助光ランプ６０３を点灯させる。

ＬＣＤドライバ回路６０１は、ＩＰＰ３０６から入力される画像データをＬＣＤ表示部６０２に表示させる。操作部９は、撮影の指示を行うためのレリーズスイッチ９０１、モード入力部９０２及び図示しない電源スイッチ、ＬＣＤスイッチ、補助光ランプスイッチ、機能選択及びその他の各種設定を外部から行うためのボタン等を備えている。モード入力部９０２は、回転操作することで、音声記録モード９０２ａ、静止画記録９０２ｂ、動画記録９０２ｃの各モードを選択することができる。

ストロボ回路５は、コントローラ４の制御下でストロボ光を発する。バッテリＡ７０１、バッテリＢ７０２は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッカド（ＮｉＣｄ）電池、アルカリ電池等が用いられており、場合によって、ＡＣアダプタ７０３の電源電圧が供給され、電源スイッチ回路２０００とＤＣ−ＤＣコンバータ７及びロードスイッチ２０００ａを介して電源電圧をデジタルカメラ１の内部に供給される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、電源スイッチ回路２０００からの電力をＤＣ−ＤＣ変換してデジタルカメラ１の各部に供給する。

コントローラ（制御手段）４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を備え、ＣＰＵが、操作部９からの指示または図示しないリモコン等の外部動作の指示に従って、ＲＯＭに格納されている制御プログラムに従ってＲＡＭをワークエリアとして使用して、デジタルカメラ１の各部の制御を行う。なお、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器は、コントローラ４の外部に設けてもよく、この場合は、コントローラ用Ａ／Ｄ変換器４０２、コントローラ用Ｄ／Ａ変換器４０３として配設する。

具体的には、コントローラ４は、撮影動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作やＡＦ動作、表示等の制御を行い、また、各種制御のための情報入力手段の一つとして内蔵のＡ／Ｄ変換器を用いてアナログ情報の把握を行う。なお、内蔵のＡ／Ｄ変換器は、基準電圧と比較することで、Ａ／Ｄ変換する。また、コントローラ４は、アナログ出力のためにＤ／Ａ変換器を用い、さらに、例えば、ＩＰＰ３０６とコントローラ４との制御信号やデータのやりとりを、システムバスライン４０４を介して行う。

また、コントローラ４は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード３１２に記録する記録モードと、ＰＣカード３１２に記録された画像データをＬＣＤ表示部６０２に再生して表示する再生モードと、撮像したモニタリング画像をＬＣＤ表示部６０２に直接表示するモニタリングモード等の各種モード処理を行い、また、再生モードやモニタリングモードで、ＬＣＤ表示部６０２に画像を表示する場合の表示モードとして、操作部９での選択に応じて、固定モードと外光適応モードのモード処理を行う。

フラッシュメモリ４０１には、デジタルカメラの各種パラメータやデータが記録されている。

音声アンプ部８は、コントローラ用Ａ／Ｄ変換器４０２あるいはコントローラ用Ｄ／Ａ変換器４０３を介してマイク８０１、スピーカ８０２及びイヤホン８０３のアナログ信号の増幅を行う。なお、音声出力手段としては、スピーカ８０２に限るものではなく、例えば、コントローラ４の図示しない出力に基づいてブザー音を発生するブザー等を用いてもよい。

振動モータドライバ１００１は、コントローラ４からの制御信号により動作して、警告表示手段の一手段である振動モータ１００２を駆動させ、振動モータ１００２により振動を発生させて警告表示を行う。

そして、上記電源スイッチ回路２０００は、図２に示すように、回路構成されており、コントローラ４の制御により、ＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）動作して、デジタルカメラ１の内部負荷３０００に電流を供給する。なお、図２において、７０５は、図１のＡＣアダプタ７０３、バッテリＡ７０１、バッテリＢ７０２を総称した電池電圧電源である。

電源スイッチ回路２０００は、図２に示すように、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２等を備えており、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、それぞれＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２のゲート電圧を発生させるための抵抗である。

ＭＯＳＦＥＴＱ１及びＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートには、図１のコントローラ４の出力端子からそれぞれゲート信号（電圧）である電源制御信号Ｓａと電源制御信号Ｓｂが入力され、この電源制御信号Ｓａ、Ｓｂは、通常、オープンあるいは「Ｈ」レベル（ハイレベル：電源電圧とほぼ同電圧）である。

そして、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴが用いられており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２は、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴが用いられている。ＭＯＳＦＥＴＱ１とＭＯＳＦＥＴＱ２は、並列接続されているとともに、電池電圧電源７０５と負荷３０００との間に直列に接続されている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１は、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０００に、「Ｌ」レベル（ローレベル）の電源制御信号Ｓａと「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを所定間隔を空けて順次出力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００への電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０００に、まず、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０００は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通して負荷３０００に供給を開始する。

したがって、負荷３０００に存在するコンデンサ容量等で電源オン時に発生する突入電流を制限しつつ、電力の供給を開始することができる。

その後、コントローラ４が電源スイッチ回路２０００にオン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ２への電源制御信号Ｓｂを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０００は、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ２に入力されている電源制御信号Ｓｂが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ２がオンして、電池電圧電源７０５からの電力を、ＭＯＳＦＥＴＱ１と並列接続されているオン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ２を通して負荷３０００に供給する。この負荷３０００には、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流Ｉ１とＭＯＳＦＥＴＱ２に流れる電流Ｉ２の和の電流（Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。

したがって、オン抵抗による電力の損失を低減させつつ、負荷３０００に電力を供給することができる。

このように、本実施例のデジタルカメラ１の電源スイッチ回路２０００は、電源オン時に、並列接続されているオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１とオン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ２のうち、まず、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１をオンした後、所定時間経過後に、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ２をオンさせている。

したがって、電源オン時の突入電流を適切かつ簡単な構成で抑制することができるとともに、電池電源にも適用することができる。

また、本実施例の電源スイッチ回路２０００は、デジタルカメラ１の電池電圧電源７０５のロードスイッチとして適用しており、電池駆動の電気機器においても適切に突入電流を抑制することができる。

図３及び図４は、本発明の電源スイッチ回路の第２実施例を示す図であり、図３は、本発明の電源スイッチ回路の第２実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０１０の要部回路構成図である。

なお、本実施例は、上記第１実施例のデジタルカメラ１と同様のデジタルカメラ及び電源スイッチ回路２０００に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。

図３において、電源スイッチ回路２０１０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００との間に、上記同様のオン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１と、オン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３とが、並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ１が接続され、また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ３が接続されている。

ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートには、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７を介し、さらに、抵抗Ｒ４、Ｒ５でフィードバックして電圧制御されてオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせるために電圧変換の行われた電源制御信号Ｓｂ’が入力される。

また、電源スイッチ回路２０１０は、並列接続されたＭＯＳＦＥＴＱ１及びＭＯＳＦＥＴＱ３と負荷３０００との間には、平滑回路２０１１が接続されており、平滑回路２０１１は、コンデンサＣ１、平滑コンデンサＣ２、インダクタＬ１、整流ダイオードＤ１及びスイッチングトランジスタＴｒ１等を備えている。

平滑回路２０１１は、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作を制御し、このＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作によって、コレクタがインダクタＬ１と整流ダイオードＤ１との間に接続されたエミッタ接地のスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフをアナログ的に制御することで、インダクタＬ１に電荷を蓄え、蓄えた電荷を放出して、この放出電荷を整流ダイオードＤ１で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑化させて直流電力として負荷３０００に供給する。

そして、このように、電池電圧電源７０５の電圧よりも高い電圧が平滑回路２０１１によって得られ、その電圧が負荷３０００に印加される。この場合、オン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせるには、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをそのままｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入れることができないため、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して電源制御信号Ｓｂ’としてｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力している。すなわち、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴの場合には、ゲート電圧は、ソース電圧よりも低い必要があるが、逆に、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴの場合には、高いゲート電圧が必要であるためである。また、ＭＯＳＦＥＴＱ３にかかるゲート電圧と負荷３０００にかかる電圧とは同じ電圧値である。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０１０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、平滑回路２０１１を制御する制御信号をＤＣ−ＤＣコンバータ７に出力し、さらに、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを電源制御信号Ｓａよりも所定間隔遅らせて順次出力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００への電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、図４（ａ）に示すように、コントローラ４が電源スイッチ回路２０１０に、まず、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０１０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、図４（ｂ）に示すように、電池電圧電源７０５からオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通して、平滑回路２０１１に緩やかに上昇する電圧Ｖｆｉの電力を供給し、図４（ｄ）に示すように、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７が、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５による電圧Ｖｆｏの分圧電圧Ｖｆｂを監視しながらこの分圧電圧Ｖｆｂが所定電圧になるようにスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフのデューティ値を制御することで、図４（ｅ）に示すように、インダクタＬ１に電荷を蓄えてその蓄積電荷を放出し、整流ダイオードＤ１で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑させて、図４（ｆ）に示したように電圧値Ｖｆｏの直流電力を負荷３０００に供給する。

その後、コントローラ４が、図４（ｃ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを出力、すなわち、電源制御信号Ｓｂを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、図４（ｅ）に示すように、コントローラ４からの電源制御信号Ｓｂを抵抗Ｒ４、Ｒ５によるフィードバック電圧Ｖｆｂを利用して電圧制御して電圧変換を行った電源制御信号Ｓｂ’をオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力させる。

すなわち、電源スイッチ回路２０１０は、図４（ｄ）に示すように、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７からスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフのスイッチ動作を制御して、インダクタＬ１にチャージされた電荷を放出させて整流ダイオードＤ１で整流する。一方、抵抗Ｒ５の整流ダイオードＤ１側には、平滑コンデンサＣ２で平滑された電圧Ｖｆｏが印加され、この抵抗Ｒ５の整流ダイオードＤ１側に印加される電圧Ｖｆｏは、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ４で分圧されて、図４（ｇ）に示すように、分圧電圧ＶｆｂとしてＤＣ−ＤＣコンバータ７内の図示しない誤差増幅器（誤差ＡＭＰ）に入力される。誤差増幅器は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ４で分圧された分圧電圧ＶｆｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７内の基準電圧と比較して、スイッチングトランジスタＴｒ１に制御信号を出力する。電源スイッチ回路２０１０は、この制御信号によりスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフのデューティ値を変化させることで、整流ダイオードＤ１の出力電圧Ｖｆｏを変化させるという一連のフィードバック制御を行う。

そして、スイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフに応じて、図４（ｅ）に示すように、インダクタＬ１に電荷を蓄え（充電）、この蓄えた電荷を放出することで、電圧が発生する。この場合、スイッチングトランジスタＴｒ１のオン時間が長いほどインダクタＬ１からの放出時の電圧の波高値が高くなる。なお、図４（ｅ）では、便宜上同一波高値で描いている。

そして、電源スイッチ回路２０１０は、オン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３に入力されている電源制御信号Ｓｂ’が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンして、電池電圧電源７０５からの電力を、図４（ｂ）、（ｆ）に示すように、平滑回路２０１１を介して負荷３０００に供給する。

このように、本実施例のデジタルカメラ１の電源スイッチ回路２０１０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とし、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ３を、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）としている。

したがって、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ３をより低いオン抵抗のものとすることができ、より一層電力損失を低減させることができる。

また、本実施例の電源スイッチ回路２０１０は、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して印加されている。

さらに、本実施例の電源スイッチ回路２０１０は、デジタルカメラ１の備えている電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ７を電源スイッチ回路２０１０のゲート電源生成用ＤＣ−ＤＣコンバータとして共用している。したがって、電源スイッチ回路２０１０を安価なものとすることができる。

また、本実施例の電源スイッチ回路２０１０は、負荷３０００が容量性負荷であっても、適切に突入電流を抑制することができる。

図５は、本発明の電源スイッチ回路の第３実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０２０の要部回路構成図である。

なお、本実施例は、上記第１実施例のデジタルカメラ１と同様のデジタルカメラに適用したものであり、また、上記第２実施例の電源スイッチ回路２０１０と同様の電源スイッチ回路に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例または第２実施例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。

図５において、電源スイッチ回路２０２０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００との間に、上記同様のオン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３とが並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ１が接続され、また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ３が接続されている。

また、電源スイッチ回路２０２０は、並列接続されたＭＯＳＦＥＴＱ１及びＭＯＳＦＥＴＱ３と負荷３０００との間には、平滑回路２０１１が接続されている。

平滑回路２０１１は、上述のように、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作を制御し、このＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作によって、コレクタがインダクタＬ１と整流ダイオードＤ１との間に接続されたエミッタ接地のスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフを制御することで、インダクタＬ１に電荷を蓄えて、整流ダイオードＤ１で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑させて直流電力を負荷３０００に供給する。

そして、電源スイッチ回路２０２０は、さらに、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に並列に、オン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ４が接続されており、このｐチャネルＭＯＳＦＥＴ４のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ４のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ６が接続されている。このＭＯＳＦＥＴＱ４のゲートには、コントローラ４から電源制御信号Ｓｃが入力される。また、ＭＯＳＦＥＴＱ３にかかるゲート電圧と負荷３０００にかかる電圧とは同じ電圧値である。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が、電源スイッチ回路２０２０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｃを出力し、さらに、平滑回路２０１１を制御する制御信号をＤＣ−ＤＣコンバータ７に出力し、その後、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを電源制御信号Ｓａ、Ｓｃよりも所定間隔遅らせて順次出力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００への電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０２０に、まず、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力するとともに、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｃをオン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ４に対して出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ４への電源制御信号Ｓｃを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０２０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通して平滑回路２０１１に供給し、また、オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ４に入力されている電源制御信号Ｓｃが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ４がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ４を通して平滑回路２０１１に供給する。

平滑回路２０１１が、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作を制御し、このＤＣ−ＤＣコンバータ７の動作／非動作によってスイッチングトランジスタＴｒ１のオン／オフをアナログ的に制御することで、インダクタＬ１に電荷を蓄えて、整流ダイオードＤ１で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑させて直流電力を負荷３０００に供給する。

したがって、負荷３０００が重い場合、負荷電流で電池電圧電源７０５の内部抵抗で出力電圧が電圧降下を起こして、ＤＣ−ＤＣコンバータ７が動作する電圧以下に落ちることを防止することができとともに、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１がオンすることで、負荷３０００に存在するコンデンサ容量等で電源オン時に発生する突入電流を制限しつつ、電力の供給を開始することができる。

その後、コントローラ４がＤＣ−ＤＣコンバータ７に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを出力、すなわち、電源制御信号Ｓｂを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、コントローラ４からの電源制御信号Ｓｂを抵抗Ｒ４、Ｒ５によるフィードバックを利用して電圧制御して電圧変換を行った電源制御信号Ｓｂ’をオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力させる。

電源スイッチ回路２０２０は、オン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３に入力されている電源制御信号Ｓｂ’が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンして、電池電圧電源７０５からの電力を、平滑回路２０１１を介して負荷３０００に供給する。

図６及び図７は、本発明の電源スイッチ回路の第４実施例を示す図であり、図６は、本発明の電源スイッチ回路の第４実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０３０の要部回路構成図である。

図６において、本実施例の電源スイッチ回路２０３０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００との間に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ５とオン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６とが並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ５のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ５のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ７が接続され、また、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ６のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ８が接続されている。

オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ５のゲートには、コントローラ４から直接電源制御信号Ｓａが入力される。

ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６のゲートには、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７を介し、さらに、抵抗Ｒ４、Ｒ５でフィードバックして電圧制御されてオン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６をオンさせるために電圧変換の行われた電源制御信号Ｓｂ’が入力される。

また、電源スイッチ回路２０３０は、並列接続されたＭＯＳＦＥＴＱ５及びＭＯＳＦＥＴＱ６と負荷３０００との間には、平滑回路２０３１が接続されており、平滑回路２０３１は、コンデンサＣ１、平滑コンデンサＣ２、インダクタＬ２、整流ダイオードＤ２及びＰＮＰタイプのスイッチングトランジスタＴｒ２等を備えていて、マイナス電源を発生させる。

平滑回路２０３１は、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７がスイッチングトランジスタＴｒ２のオン／オフを制御することで、インダクタＬ１に負電圧を発生させ、負荷３０００に対して逆方向の整流ダイオードＤ２で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑させて負の直流電力を負荷３０００に供給する。

そして、このように平滑回路２０３１で、負電圧を負荷３０００に供給する場合、オン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６をオンさせるには、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをそのままｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６のゲートに入れることができないため、コントローラ４からの電源制御信号ＳｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して電源制御信号Ｓｂ’としてｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６のゲートに入力している。また、ＭＯＳＦＥＴＱ６にかかるゲート電圧と負荷３０００にかかる電圧とは同じ電圧値である。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０３０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、平滑回路２０３１を制御する制御信号をＤＣ−ＤＣコンバータ７に出力し、さらに、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを電源制御信号Ｓａよりも所定間隔遅らせて順次出力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００へ電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、図７（ａ）に示すように、コントローラ４が電源スイッチ回路２０３０に、まず、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ５に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ５への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０３０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ５に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ５がオンして、図７（ｂ）に示すように、電池電圧電源７０５からオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ５を通して、平滑回路２０３１に緩やかに上昇する電圧Ｖｆｉの電力が供給され、図７（ｄ）に示すように、平滑回路２０３１が、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７が、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５による電圧Ｖｆｏの分圧電圧Ｖｆｂを監視しながらこの分圧電圧Ｖｆｂが所定電圧になるようにスイッチングトランジスタＴｒ２のオン／オフを制御することで、図７（ｅ）に示すように、インダクタＬ２に負電荷を発生させて、整流ダイオードＤ２で整流して、平滑コンデンサＣ２で平滑させて、図７（ｆ）に示すように、負の電圧値Ｖｆｏの直流電力を負荷３０００に供給する。

したがって、負荷３０００に存在するコンデンサ容量等で電源オン時に発生する突入電流を制限しつつ、負電力の供給を開始することができる。

その後、コントローラ４が、図７（ｃ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ７に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓｂを出力、すなわち、電源制御信号Ｓｂを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、図７（ｅ）に示すように、コントローラ４からの電源制御信号Ｓｂを抵抗Ｒ４、Ｒ５によるフィードバックを利用して電圧制御して電圧変換を行った電源制御信号Ｓｂ’をオン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６のゲートに入力させる。

すなわち、電源スイッチ回路２０３０は、図７（ｄ）に示すように、コントローラ４からの制御信号によってＤＣ−ＤＣコンバータ７からスイッチングトランジスタＴｒ２のオン／オフのスイッチ動作を制御して、インダクタＬ２にチャージされた電荷を放出させて整流ダイオードＤ２で整流する。一方、抵抗Ｒ５の整流ダイオードＤ２側には、平滑コンデンサＣ２で平滑された電圧Ｖｆｏが印加され、この抵抗Ｒ５の整流ダイオードＤ２側に印加される電圧Ｖｆｏは、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ４で分圧されて、図７（ｇ）に示すように、分圧電圧ＶｆｂとしてＤＣ−ＤＣコンバータ７内の図示しない誤差増幅器（誤差ＡＭＰ）に入力される。誤差増幅器は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ４で分圧された分圧電圧ＶｆｂをＤＣ−ＤＣコンバータ７内の基準電圧と比較して、スイッチングトランジスタＴｒ２に制御信号を出力する。電源スイッチ回路２０３０は、この制御信号によりスイッチングトランジスタＴｒ２のオン／オフのデューティ値を変化させることで、整流ダイオードＤ２の出力電圧Ｖｆｏを変化させるという一連のフィードバック制御を行う。

そして、スイッチングトランジスタＴｒ２のオン／オフに応じて、図７（ｅ）に示すように、インダクタＬ２に電荷を蓄え（充電）、この蓄えた電荷を放出することで、電圧が発生する。この場合、スイッチングトランジスタＴｒ２のオン時間が長いほどインダクタＬ２からの放出時の電圧の波高値が高くなる。なお、図７（ｅ）では、便宜上同一波高値で描いている。

そして、電源スイッチ回路２０３０は、オン抵抗の小さいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ６に入力されている電源制御信号Ｓｂ’が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ６がオンして、電池電圧電源７０５からの電力を、図７（ｂ）、（ｆ）に示すように、平滑回路２０３１を介して負荷３０００に供給する。

したがって、オン抵抗による電力の損失を低減させつつ、負荷３０００に負電力を供給することができる。

図８は、本発明の電源スイッチ回路の第５実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０４０の要部回路構成図である。

図８において、本実施例の電源スイッチ回路２０４０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７との間に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３とが、並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ１が接続され、また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ３が接続されている。

ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３の共通接続されているソース側とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートとの間には、ｐｎｐトランジスタＴｒ３とマルチバイブレータ回路２０４１とで構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２と、上記コンデンサＣ１、平滑コンデンサＣ２、インダクタＬ１及び整流ダイオードＤ１で構成される平滑回路２０１１と、抵抗Ｒ９とツェナーダイオードＺＤ１で構成される定電圧回路２０４３と、が接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３のベースには、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに入力されるコントローラ４からの電源制御信号Ｓａが、分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。

マルチバイブレータ回路２０４１は、通常のマルチバイブレータ回路であり、２つのトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、２つのコンデンサＣ３、Ｃ４及び４つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４を備えている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０４０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３に入力して、このＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２、平滑回路２０１１及び定電圧回路２０４３を通して遅延した電源制御信号Ｓｄとしてオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７へ電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０４０に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０４０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通してＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２に供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３には、上記コントローラ４からの電源制御信号Ｓａが分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１を介して電池電圧電源７０５から電力が供給され、電源制御信号ＳａによってトランジスタＴｒ３がオンされると、マルチバイブレータ回路２０４１がパルス状の電圧を発生させて、そのパルスによって、平滑回路２０１１で電池電圧電源７０５よりも高い電圧を発生させて、定電圧回路２０４３を介して低いオン抵抗のｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせる。

このように、本実施例のデジタルカメラ１の電源スイッチ回路２０４０は、発振回路であるマルチバイブレータ回路２０４１を備え、ゲート電圧を所定電圧まで昇圧または降圧してオン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに印加している。

したがって、負荷３０００に存在するコンデンサ容量等で電源オン時に発生する突入電流を制限しつつ、電力の供給を開始することができるとともに、オン抵抗による電力の損失を低減させつつ、負荷３０００に電力を供給することができる。

図９は、本発明の電源スイッチ回路の第６実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０５０の要部回路構成図である。

図９において、本実施例の電源スイッチ回路２０５０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７との間に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３とが、並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ１が接続され、また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ３が接続されている。

ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３の共通接続されているソース側とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートとの間には、ｐｎｐトランジスタＴｒ３とブロッキング発振回路２０５１とで構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２と、上記コンデンサＣ１、平滑コンデンサＣ２及び整流ダイオードＤ１で構成される平滑回路２０１１と、抵抗Ｒ９とツェナーダイオードＺＤ１で構成される定電圧回路２０４３と、が接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２のトランジスタＴｒ３のベースには、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに入力されるコントローラ４からの電源制御信号Ｓａが、分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。

ブロッキング発振回路２０５１は、スイッチングトランジスタＴｒ６、抵抗Ｒ１５、コンデンサＣ５、Ｃ６及びトランスＴ１を備えており、スイッチングトランジスタＴｒ６ベース電圧を時定数回路の抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ５の充放電とトランスＴ１のフィードバックによりベース電圧が制御されて発振を行い、コンデンサＣ６で交流分を分離する。

そして、ブロッキング発振回路２０５１のコンデンサＣ６で交流分を分離した出力を、平滑回路２０１１のダイオードＤ１で整流し、定電圧回路２０４３で安定化した電圧を、オン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに出力して、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせる。

また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３以降の負荷３０００を除く回路であるＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２、平滑回路２０１１及び停電圧回路２０４３は、全体として、電池電圧電源７０５よりも高いゲート電圧を印加するためのゲート駆動専用回路として機能している。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０５０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２のトランジスタＴｒ３に入力して、このＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２、平滑回路２０１１及び定電圧回路２０４３を通して遅延した電源制御信号Ｓｄとしてオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７へ電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０５０に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０５０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通してＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２に供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２のトランジスタＴｒ３には、上記コントローラ４からの電源制御信号Ｓａが分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０５２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１を介して電池電圧電源７０５から電力が供給され、電源制御信号ＳａによってトランジスタＴｒ３がオンされると、ブロッキング発信回路２０５１がパルス状の電圧を発生させて、そのパルスによって、平滑回路２０１１で電池電圧電源７０５よりも高い電圧を発生させて、定電圧回路２０４３を介して低いオン抵抗のｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせる。

図１０は、本発明の電源スイッチ回路の第７実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路２０６０の要部回路構成図である。

図１０において、本実施例の電源スイッチ回路２０６０は、電池電圧電源７０５と負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７との間に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３とが、並列接続されており、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート−ドレインの間には、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ１が接続され、また、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート−ドレイン間には、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧を発生させるための抵抗Ｒ３が接続されている。

ｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３の共通接続されているソース側とｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートとの間には、ｐｎｐトランジスタＴｒ３とマルチバイブレータ回路２０４１とで構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２と、コンデンサＣ７〜Ｃ１３とダイオードＤ３〜Ｄ８で構成される増幅回路２０６１と、が接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３のベースには、ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに入力されるコントローラ４からの電源制御信号Ｓａが、分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。

マルチバイブレータ回路２０４１は、上述のように、通常のマルチバイブレータ回路であり、２つのトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、２つのコンデンサＣ３、Ｃ４及び４つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４を備えている。

増幅回路２０６１は、コンデンサＣ７で、マルチバイブレータ回路２０４１で結合され、マルチバイブレータ回路２０４１で発生されてコンデンサＣ７を介して入力されるパルス状の電圧を、各コンデンサＣ８〜Ｃ１２に充電しつつ各ダイオードＤ３〜Ｄ８で整流しつつ分離した電圧を各コンデンサＣ８〜Ｃ１２に充電する動作を順次繰り返すことで、電圧を上昇させて、当該上昇させた電圧をオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力している。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のデジタルカメラ１では、図示しない電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０６０に、「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力するとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３に入力して、このＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２及び増幅回路２０６１を通して遅延させるとともに増幅して電源制御信号Ｓｄとしてオン抵抗の小さいｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに入力することで、大きな突入電流が発生することを防止しつつ、ＭＯＳＦＥＴＱ３としてより低いオン抵抗のＭＯＳＦＥＴを使用して、負荷３０００またはＤＣ−ＤＣコンバータ７へ電力の供給を行う。

すなわち、デジタルカメラ１は、電源スイッチがオンされると、コントローラ４が電源スイッチ回路２０６０に、オン抵抗の大きいｐチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１に対して「Ｌ」レベルの電源制御信号Ｓａを出力、すなわち、ＭＯＳＦＥＴＱ１への電源制御信号Ｓａを「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えて出力する。

電源スイッチ回路２０６０は、オン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１に入力されている電源制御信号Ｓａが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り換えられると、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオンして、電池電圧電源７０５からの電力をオン抵抗の大きいＭＯＳＦＥＴＱ１を通してＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２に供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２のトランジスタＴｒ３には、上記コントローラ４からの電源制御信号Ｓａが分岐されて抵抗Ｒ１０を介して入力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部２０４２は、ＭＯＳＦＥＴＱ１を介して電池電圧電源７０５から電力が供給され、電源制御信号ＳａによってトランジスタＴｒ３がオンされると、マルチバイブレータ回路２０４１がパルス状の電圧を発生させて、そのパルス状電圧を、増幅回路２０６１で、電池電圧電源７０５よりもより一層高い電圧を発生させて、より一層低いオン抵抗のｎチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３をオンさせる。

したがって、負荷３０００に存在するコンデンサ容量等で電源オン時に発生する突入電流を制限しつつ、電力の供給を開始することができるとともに、オン抵抗による電力の損失をより一層低減させつつ、負荷３０００に電力を供給することができる。

なお、上記各実施例においては、コントローラ４からの信号で電源スイッチ回路２０００、２０１０、２０２０、２０３０、２０４０、２０５０、２０６０が動作する場合について説明したが、電源スイッチ回路としては、コントローラからの信号によって動作するものに限るものではなく、単独のスイッチであってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

電源オン時の突入電流を適切に抑制しつつ、電池電圧で駆動するデジタルカメラ、プリンタ等の画像記録装置等の電子機器の電源スイッチ回路に適用することができる。

本発明の電源スイッチ回路の第１実施例を適用したデジタルカメラの要部ブロック構成図。図１の電源スイッチ回路の回路構成図。本発明の電源スイッチ回路の第２実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。図３の電源スイッチ回路の主要各部の動作タイミング図。本発明の電源スイッチ回路の第３実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。本発明の電源スイッチ回路の第４実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。図６の電源スイッチ回路の主要各部の動作タイミング図。本発明の電源スイッチ回路の第５実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。本発明の電源スイッチ回路の第６実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。本発明の電源スイッチ回路の第７実施例を適用したデジタルカメラの電源スイッチ回路の回路構成図。

符号の説明

１デジタルカメラ
２レンズ系
４コントローラ
５ストロボ
７ＤＣ−ＤＣコンバータ
８音声アンプ部
９操作部
２０１フォーカスレンズ系
２０２ズームレンズ系
２０３絞り
２０４シャッタ
２１０モータ系
２１１フォーカスモータ
２１２ズームモータ
２１３絞りモータ
２１４シャッタモータ
２２０ドライバ系
２２１フォーカスモータドライバ
２２２ズームモータドライバ
２２３絞りモータドライバ
２２４シャッタモータドライバ
３０１ＴＧ部
３０２ＣＣＤ
３０３ＣＤＳ回路
３０４ＡＧＣアンプ
３０５Ａ／Ｄ変換器
３０６ＩＰＰ
３０７ＲＡＭ
３０８ＤＣＴ
３０９コーダー
３１０ＭＣＣ
３１１カードインターフェース
３１２ＰＣカード
３１３外部通信用ドライバ
４０１フラッシュメモリ
４０２コントローラ用Ａ／Ｄ変換器
４０３コントローラ用Ｄ／Ａ変換器
４０４システムバスライン
６０１ＬＣＤドライバ回路
６０２ＬＣＤ表示部
６０３補助光ランプ
６０４補助光ランプ駆動回路
７０１バッテリＡ
７０２バッテリＢ
７０３ＡＣアダプタ
７０５電池電圧電源
８０１マイク
８０２スピーカ
８０３イヤホン
９０１レリーズスイッチ
９０２モード入力部
１００１振動モータドライバ
１００２振動モータ
１１０１パーソナルコンピュータ
１１０２通信・電源アダプタ
２０００電源スイッチ回路
２０００ａロードスイッチ
２０１０電源スイッチ回路
２０１１平滑回路
２０２０電源スイッチ回路
２０３０電源スイッチ回路
２０３１平滑回路
２０４０電源スイッチ回路
２０４１マルチバイブレータ回路
２０４２ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部
２０４３定電圧回路
２０５０電源スイッチ回路
２０５１ブロッキング発振回路
２０５２ＤＣ−ＤＣコンバータ機能部
２０６０電源スイッチ回路
２０６１増幅回路
Ｑ１ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｑ２ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｑ４ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｑ５ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｑ６ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
Ｒ１〜Ｒ１０抵抗
Ｃ１コンデンサ
Ｃ２平滑コンデンサ
Ｌ１インダクタ
Ｄ１、Ｄ２整流ダイオード
Ｔｒ１、Ｔｒ２スイッチングトランジスタ
ＤＺ１ツェナーダイオード
３０００負荷
Ｔｒ３〜Ｔｒ６トランジスタ
Ｃ３〜Ｃ１３コンデンサ
Ｒ１１〜Ｒ１５抵抗
Ｔ１トランス
Ｄ３〜Ｄ８ダイオード

Claims

電源と負荷との間に接続され、オン／オフ動作して、当該電源の当該負荷への供給／供給停止を行う電源スイッチ回路において、
オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタとオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが並列に接続され、電源オン時に、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタをオン動作して電源を電圧発生回路に入力し、該電圧発生回路で生成される正電圧または負電圧を前記負荷に供給すると共に、該負荷に供給される電圧で前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタをオン動作させることを特徴とする電源スイッチ回路。
前記電源スイッチ回路は、前記負荷が容量性負荷であることを特徴とする請求項１記載の電源スイッチ回路。
前記電源スイッチ回路は、前記電源が電池電源であり、当該電池電源のロードスイッチであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電源スイッチ回路。
前記電源スイッチ回路は、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが、ｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記電圧発生回路は正電圧を生成することを特徴とする請求項１から請求項３にいずれかに記載の電源スイッチ回路。
前記電源スイッチ回路は、オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタとオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタに加えて第２のオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタとして、ｐチャネルＭＯＳトランジスタをさらに並列に接続して、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタをオン動作するとともに、前記第２のオン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタを動作させて、所定時間遅らせて前記電圧発生回路を作動させることを特徴とする請求項４に記載の電源スイッチ回路。
前記電源スイッチ回路は、前記オン抵抗の大きいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記オン抵抗の小さいＭＯＳトランジスタが、ｐチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記電圧発生回路は負電圧を生成することを特徴とする請求項１から請求項３にいずれかに記載の電源スイッチ回路。