JP5146009B2

JP5146009B2 - 電源供給装置および電源供給方法

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Publication number: JP5146009B2
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Description

本発明は、電源供給装置および電源供給方法に関し、特に低消費電力化を図ることが可能な電源供給装置および電源供給方法に関するものである。

図１０に従来技術に係るダブルコンバート方式の電源供給装置１００を示す。電源供給装置１００はＤＣ−ＤＣコンバータ１０４とＬＤＯ（低ドロップレギュレータ）１１０とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４とＬＤＯ１１０とはそれぞれ独立して制御される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４はＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１１によって制御される。ＬＤＯ１１０はＬＤＯ制御回路１１２によって制御される。昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４は入力電圧Ｖｉｎを昇圧して、出力電圧Ｖｄｃを出力する。ＬＤＯ１１０は出力電圧Ｖｄｃを降圧し、出力電圧Ｖｏを出力する。出力電圧Ｖｏは負荷１０８に供給される。

図１１に示すように、スタンバイ時の時刻ｔ１０１では、出力電圧Ｖｏは０（Ｖ）とされる。よってスタンバイ時に負荷１０８に負荷電流が流れることを防止することができる。また時刻ｔ１０１からｔ１０２までの起動期間では、出力電圧Ｖｏが除々に立ち上がる。よって負荷１０８へ突入電流が流れることが防止される。

尚、上記の関連技術として特許文献１が開示されている。
特開平5-76167

出力電圧Ｖｄｃの値は、ＬＤＯ１１０が低ドロップレギュレータであることから、出力電圧Ｖｏより所定電圧以上高い値に設定しなければならない。そして出力電圧Ｖｄｃの値は、負荷１０８が最大負荷となる場合においても最大負荷電流を供給することができるような、十分に大きい値に設定する必要がある。すると、出力電圧Ｖｄｃと出力電圧Ｖｏとの差が損失ＬＳ１００となるため、電源供給装置１００の効率が悪化するため問題である。

本発明は前記背景技術の課題を解消するためになされたものであり、低消費電力化を図ることが可能な電源供給装置および電源供給方法を提供することを提案する。

前記目的を達成するために、開示の電源供給装置では、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、昇圧型電源供給部を含む第１制御ループと、降圧型電源供給部を含む第２制御ループとを有し、電源投入から所定期間は第２制御ループにより出力電圧をモニタして出力電圧を制御し、所定期間が経過すると第１制御ループにより出力電圧をモニタして出力電圧を制御することを特徴とする。

また開示の電源供給方法では、電源電圧から所定期間は、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部を含む第２制御ループにより出力電圧をモニタして出力電圧を制御し、所定期間が経過すると昇圧型電源供給部を含む第１制御ループにより出力電圧をモニタして出力電圧を制御することを特徴とする。

昇圧型電源供給部は入力電圧を昇圧する。昇圧型電源供給部を含んで第１制御ループが形成される。降圧型電源供給部は、昇圧型電源供給部の出力を降圧して、出力電圧を出力する。降圧型電源供給部を含んで第２制御ループが形成される。電源投入からの所定期間内では、第２制御ループによって出力電圧がモニタされ制御される。所定期間が経過した後では、第１制御ループによって出力電圧がモニタされ、出力電圧は予め定められた設定電圧にレギュレートされる。これにより所定期間が経過することに応じて、出力電圧の制御を行うループが、第２制御ループから第１制御ループへ切り換えられる。

効果を説明する。まず対比として、出力電圧の制御に際し、第１制御ループと第２制御ループとの両方を用いる場合を説明する。このとき第１制御ループでは、一定値である所定電圧まで入力電圧が昇圧される。また第２制御ループでは、所定電圧まで昇圧された電圧が降圧され、設定電圧値にレギュレートされた出力電圧が得られる。このとき所定電圧から出力電圧への降圧電圧分が損失となる。よって電源供給装置の効率が悪くなる。

しかし本開示の電源供給装置では、電源投入から所定期間では、第２制御ループによって出力電圧を制御する。これにより、所定期間内においては、第２制御ループによって出力電圧を任意の態様で制御することができる。よって例えば、第２制御ループによって、電源投入から除々に出力電圧を上昇させるように出力電圧を制御すれば、ソフトスタートを行うことができる。

そして所定期間が経過した後では、第１制御ループを用いて出力電圧を制御するように切り換えが行われる。これにより、所定期間の経過後においては、降圧動作が無くなるため、降圧電圧分の損失が発生しない。よって電源供給装置の効率を向上させることができる。

また開示の電源供給装置では、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、降圧型電源供給部における電圧降下量を制御する制御部とを有し、電源投入から所定期間経過すると、制御部は電圧降下量を固定し、昇圧型電源供給部は出力電圧に基づいて入力電圧を昇圧することを特徴とする。

昇圧型電源供給部は入力電圧を昇圧する。降圧型電源供給部は、昇圧型電源供給部の出力を降圧して、出力電圧を出力する。制御部は、降圧型電源供給部における電圧降下量を制御する。電源投入からの所定期間内では、制御部は電圧降下量を制御する。所定期間が経過した後では、制御部は電圧降下量を固定するため、降圧型電源供給部による電圧降下量の制御は停止される。そして昇圧型電源供給部は出力電圧に基づいて入力電圧を昇圧する。これにより所定期間が経過することに応じて、出力電圧の制御を行う回路が、降圧型電源供給部から昇圧型電源供給部へ切り換えられる。

効果を説明する。まず対比として、出力電圧の制御に際し、昇圧型電源供給部と降圧型電源供給部との両方を用いる場合を説明する。このとき昇圧型電源供給部では、一定値である所定電圧まで入力電圧が昇圧される。また降圧型電源供給部では、所定電圧まで昇圧された電圧が降圧され、設定電圧値にレギュレートされた出力電圧が得られる。このとき所定電圧から出力電圧への降圧電圧分が損失となる。よって電源供給装置の効率が悪くなる。

しかし本開示の電源供給装置では、電源投入から所定期間では、降圧型電源供給部によって出力電圧を制御する。これにより、所定期間内においては、降圧型電源供給部によって出力電圧を任意の態様で制御することができる。よって例えば、降圧型電源供給部によって、電源投入から除々に出力電圧を上昇させるように出力電圧を制御すれば、ソフトスタートを行うことができる。

そして所定期間が経過した後では、昇圧型電源供給部を用いて出力電圧を制御するように切り換えが行われる。これにより、所定期間の経過後においては、降圧動作が無くなるため、降圧電圧分の損失が発生しない。よって電源供給装置の効率を向上させることができる。

本開示の電源供給装置および電源供給方法によれば、低消費電力化を図ることが可能になる。

第１実施形態に係る電源供給装置１を図１に示す。電源供給装置１は、昇圧のＤＣ−ＤＣコンバータ４、ＬＤＯ１０、出力コンデンサＣ１およびＣ２、入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔを備える。入力端子Ｔｉｎには電池ＢＡＴが接続され、入力電圧Ｖｉｎが入力される。出力端子Ｔｏｕｔには負荷８が接続され、設定電圧Ｖｓｅｔ（３．３（Ｖ））にレギュレートされた出力電圧Ｖｏが出力される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、整流用のトランジスタＱ１、スイッチング用のトランジスタＱ３、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１、コイルＬ１を備える。コイルＬ１の一端には入力端子Ｔｉｎが接続され、入力電圧Ｖｉｎが入力される。コイルＬ１の他端はトランジスタＱ１およびＱ３のドレイン端子に接続される。トランジスタＱ１およびＱ３のゲート端子は、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１に接続される。トランジスタＱ１のソース端子は出力コンデンサＣ１およびＬＤＯ１０に接続され、出力電圧Ｖｄｃが出力される。またトランジスタＱ１には、入力端子Ｔｉｎから出力端子Ｔｏｕｔ側に順方向のボディダイオードＤ１が備えられる。トランジスタＱ３のソース端子は接地される。ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１には、フィードバックループＦＢ１によって出力電圧Ｖｏがフィードバックされる。なおＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１は一般的な昇圧動作を行う制御回路であるため、ここでは詳細な回路構成の説明は省略する。

ＬＤＯ１０は、出力スイッチ用のトランジスタＱ２および制御部９を備える。トランジスタＱ２のソース端子には出力電圧Ｖｄｃが入力され、ドレイン端子からは出力電圧Ｖｏが出力される。トランジスタＱ２には負荷電流ＩＬが流れる。またトランジスタＱ２には、出力端子Ｔｏｕｔから入力端子Ｔｉｎへ向かって順方向にボディダイオードＤ２が備えられる。

制御部９はアンプ６、抵抗素子Ｒ１１およびＲ１２、基準電圧Ｖｒｅｆ１、ソフトスタート電圧Ｖｓｔ、ロジック回路７を備える。抵抗素子Ｒ１１の一端には出力電圧Ｖｏが入力され、他端はノードＮ１を介して抵抗素子Ｒ１２の一端に接続される。抵抗素子Ｒ１２の他端は接地される。抵抗素子Ｒ１１およびＲ１２は、出力電圧Ｖｏを分圧するための電圧分割抵抗であり、出力電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓｅｔ（３．３（Ｖ））のときの分圧電圧ＶＮ１が基準電圧Ｖｒｅｆ１と同じになるように設定されている。アンプ６は２つの反転入力と１つの非反転入力を持つ電圧増幅器である。アンプ６の非反転入力には、ノードＮ１が接続される。アンプ６の一方の反転入力には基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力され、他方の反転入力にはソフトスタート電圧Ｖｓｔが入力される。アンプ６の２つの反転入力はロー優先とされ、二つの反転入力のうちの低い方の電圧と、分圧電圧ＶＮ１との差を増幅する動作を行う。アンプ６から出力されるゲート電圧Ｖｇ１は、トランジスタＱ２のゲートに入力される。アンプ６にはフィードバックループＦＢ２によって出力電圧Ｖｏがフィードバックされる。

ロジック回路７は、スイッチ用のトランジスタＱ４、コンパレータ１２、抵抗素子Ｒ２１およびＲ２２、基準電圧Ｖｒｅｆ２を備える。抵抗素子Ｒ２１の一端には出力電圧Ｖｏが入力され、他端はノードＮ２を介して抵抗素子Ｒ２２の一端に接続される。抵抗素子Ｒ２２の他端は接地される。抵抗素子Ｒ２１およびＲ２２は、出力電圧Ｖｏを分圧するための電圧分割抵抗であり、出力電圧Ｖｏが３．３（Ｖ）のときの分圧電圧ＶＮ２が基準電圧Ｖｒｅｆ２と同じになるように設定されている。コンパレータ１２の非反転入力には分圧電圧ＶＮ２が入力され、反転入力には基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。コンパレータ１２から出力されるゲート電圧Ｖｇ２は、トランジスタＱ４のゲートに入力される。トランジスタＱ４のソース端子は接地され、ドレイン端子はトランジスタＱ２のゲートに接続される。

電源供給装置１の動作を図２を用いて説明する。まず、時刻ｔ１におけるスタンバイ時の動作を説明する。スタンバイ時ではトランジスタＱ１ないしＱ４はすべてオフ状態である。トランジスタＱ１のボディダイオードＤ１には順バイアス電圧が印加されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧Ｖｄｃの値は０（Ｖ）とはならない。このとき出力電圧Ｖｄｃの値は、入力電圧ＶｉｎからトランジスタＱ１のボディダイオードＤ１分の電圧降下Ｖｂ１分低下した、電圧Ｖ１となる。またトランジスタＱ２のボディダイオードＤ２には逆バイアス電圧が印加されるため、暗電流が流れることが防止され、出力電圧Ｖｏの値は０（Ｖ）となる。よってＬＤＯ１０のトランジスタＱ２によって、スタンバイ時に負荷８に負荷電流が流れることを防止することができる。

時刻ｔ１からｔ２までにおける起動期間ＳＴでの動作を説明する。起動期間ＳＴ内ではソフトスタート電圧Ｖｓｔが０（Ｖ）から徐々に上昇する。アンプ６では、フィードバックループＦＢ２によりフィードバックされる出力電圧Ｖｏと、ソフトスタート電圧Ｖｓｔとが比較される。よってソフトスタート電圧Ｖｓｔの上昇に応じて、ゲート電圧Ｖｇ１は除々に低下する。ゲート電圧Ｖｇ１の低下に応じてトランジスタＱ２のオン抵抗が除々に低下するため、出力電圧Ｖｏが０（Ｖ）から除々に上昇する。そしてソフトスタート電圧Ｖｓｔが基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも高くなると、基準電圧Ｖｒｅｆ１によって出力電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓｅｔにレギュレートされるため、出力電圧Ｖｏの上昇は終了する。よって起動期間ＳＴでは、ＬＤＯ１０により、出力電圧Ｖｏが０（Ｖ）から設定電圧Ｖｓｅｔまで除々に上昇するソフトスタートが行われる。これにより、起動時において負荷８に突入電流が流れることを防止することができる。

時刻ｔ２以降における起動後の動作を説明する。時刻ｔ２において出力電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓｅｔに到達すると、コンパレータ１２から出力されるゲート電圧Ｖｇ２がローレベルからハイレベルへ反転する。これにより電源供給装置１の起動が完了したことが検知される。ハイレベルのゲート電圧Ｖｇ２によりトランジスタＱ４はオン状態とされ、ゲート電圧Ｖｇ１は接地電圧まで引き下げられる。よってトランジスタＱ２がフルオン状態に固定され、トランジスタＱ２は飽和領域で使用される。これによりＬＤＯ１０は低ドロップレギュレータとしての機能を停止する。そして、トランジスタＱ２の最小オン抵抗値を有する抵抗素子が、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端子と出力端子Ｔｏｕｔとの間に接続された回路構成と等価になる。これにより起動期間ＳＴが経過することに応じて、出力電圧Ｖｏの制御を行う回路が、ＬＤＯ１０からＤＣ−ＤＣコンバータ４へ切り換えられる。言い換えると、起動期間ＳＴが経過することに応じて、出力電圧Ｖｏの制御を行うループが、フィードバックループＦＢ２からフィードバックループＦＢ１へ切り換えられる。

よって起動期間ＳＴの経過後においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ４において出力電圧Ｖｏがモニタされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ４によって出力電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓｅｔにレギュレートされる。この期間においては、出力電圧Ｖｄｃの値は、出力電圧ＶｏにトランジスタＱ２での電圧降下分の電圧ＶＱ２を加えた値とされる。

効果を説明する。まず比較として、図３に示す電源供給装置２０１を説明する。電源供給装置２０１は出力電圧Ｖｏ２の制御に際し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４とＬＤＯ２１０との両方を用いる装置である。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４には、フィードバックループＦＢ１ａにより出力電圧Ｖｄｃ２がフィードバックされる。ＬＤＯ２１０のＬＤＯ制御回路２１１には、フィードバックループＦＢ２ａにより出力電圧Ｖｏ２がフィードバックされる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４は出力電圧Ｖｄｃ２をモニタし、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４からは、設定電圧Ｖｓｅｔ２にレギュレートされた出力電圧Ｖｄｃ２が出力される。ＬＤＯ制御回路２１１は、出力電圧Ｖｏ２のモニタ結果に応じてトランジスタＱ２０２のオン抵抗値を制御する。ＬＤＯ２１０では出力電圧Ｖｄｃ２が降圧され、設定電圧Ｖｓｅｔにレギュレートされた出力電圧Ｖｏ２が出力される。

電源供給装置２０１の動作を説明する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４の出力電圧Ｖｄｃ２は、ＬＤＯ２１０の入力電圧である。ここで出力電圧Ｖｄｃ２の値は、ＬＤＯ２１０が低ドロップレギュレータであることから、出力電圧Ｖｏ２より高い値に設定しなければならない。そして出力電圧Ｖｄｃ２の値は、「負荷２０８が最大負荷となる場合においても最大負荷電流ＩＬｍａｘを供給することができるような、十分に大きい固定値」に設定する必要がある。すると出力電圧Ｖｄｃ２は下式（１）で表される。
Ｖｄｃ２＝Ｖｏ２＋（トランジスタＱ２０２のオン抵抗×最大負荷電流ＩＬｍａｘ）…式（１）
すなわち図４に示すように、出力電圧Ｖｄｃ２の値は、負荷２０８の負荷量の軽重にかかわらず、上式（１）で定まる一定値とされる。そして出力電圧Ｖｄｃ２から出力電圧Ｖｏ２への降圧電圧分が損失となるため、図４に示すように、負荷量に関わらずトランジスタＱ２での損失ＬＳ２が一定となる。

また図５に、負荷２０８の負荷量が時間経過に応じて変動する場合における、トランジスタＱ２０２での損失ＬＳ２ｔを示す。図５では、負荷量が軽負荷状態となる期間Ｔ１、中負荷状態となる期間Ｔ２、重負荷状態となる期間Ｔ３が時間経過に応じて入れ替わる。このとき時刻ｔ２１ないしｔ２２における損失ＬＳ２ｔは図５の斜線部で表される。よって損失ＬＳ２ｔは負荷量に関わらず一定となる。

しかし第１実施形態に係る電源供給装置１では、電源投入から起動が完了するまでの起動期間ＳＴでは、ＬＤＯ１０によって出力電圧Ｖｏを制御する。これにより、起動期間ＳＴ内においては、ＬＤＯ１０によって出力電圧Ｖｏを任意の態様で制御することができる。よって、出力電圧Ｖｏを０（Ｖ）から設定電圧Ｖｓｅｔまで除々に上昇させるソフトスタート制御をＬＤＯ１０によって行うことが可能となる。

また第１実施形態に係る電源供給装置１では、起動期間ＳＴが経過した後では、ＤＣ−ＤＣコンバータ４のフィードバックループＦＢ１により出力電圧Ｖｏをモニタし、出力電圧Ｖｄｃを制御する。よって起動期間ＳＴの経過の前後において、出力電圧Ｖｏを制御する回路が、ＬＤＯ１０からＤＣ−ＤＣコンバータ４へ切り換えられる。すると前述した電源供給装置２０１のように、出力電圧Ｖｏの制御に際し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４とＬＤＯ１０との両方を用いることがない。よって出力電圧Ｖｄｃの値を、「負荷８が最大負荷となる場合においても最大負荷電流ＩＬｍａｘを供給することができるような十分に大きい固定値」に設定する必要がなく、負荷量に応じて可変に制御することが可能となる。すると出力電圧Ｖｄｃは下式（２）で表される。
Ｖｄｃ＝Ｖｏ＋（トランジスタＱ２のオン抵抗×負荷電流ＩＬ）…式（２）
すると図６に示すように、負荷量が軽い時には負荷電流ＩＬが小さくなりトランジスタＱ２での電圧降下量が小さくなるため、出力電圧Ｖｄｃが小さくなる。一方、負荷量が重い時には負荷電流ＩＬが大きくなりトランジスタＱ２での電圧降下量が大きくなるため、出力電圧Ｖｄｃが大きくなる。よって、負荷８の負荷量が小さくなることに応じて、トランジスタＱ２での損失ＬＳが低減する。

また図７に、負荷８の負荷量が時間経過に応じて変動する場合における、トランジスタＱ２での損失ＬＳｔを示す。図７では、図５と同様にして、期間Ｔ１ないし期間Ｔ３が時間経過に応じて入れ替わる。このとき時刻ｔ１１ないしｔ１２における損失ＬＳｔは、図７の斜線部で表される。図７より、損失ＬＳｔは負荷量が軽くなることに応じて低減することが分かる。よって電源供給装置２０１の損失ＬＳ２ｔ（図５）に比して、電源供給装置１の損失ＬＳｔを低減させることができるため、電源供給装置１の効率を向上させることが可能となる。

またトランジスタＱ２がフルオン状態に固定され飽和領域で使用される時には、トランジスタＱ２の最小オン抵抗値を有する抵抗素子と出力コンデンサＣ２とによって、ローパスフィルタが形成される。そして当該ローパスフィルタが昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力に接続されるため、出力電圧Ｖｏのリップル特性を良好なものにすることが可能となる。

第２実施形態に係る電源供給装置１ｂを図８に示す。電源供給装置１ｂは、第１実施形態に係る電源供給装置１のＬＤＯ１０に代えてＬＤＯ１０ｂを備える。ＬＤＯ１０ｂは、電源供給装置１のソフトスタート電圧Ｖｓｔに代えてＤＡコンバータ１４を備える。ＤＡコンバータ１４には、不図示のＣＰＵ等の制御回路からソフトスタート信号ＳＳが入力され、ソフトスタート電圧Ｖｓｔ２が出力される。またロジック回路７ｂはタイマ１５を備える。なおその他の構成については第１実施形態に係る電源供給装置１と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

電源供給装置１ｂの動作を説明する。電源供給装置１ｂが起動されると、ソフトスタート信号ＳＳに応じて、ソフトスタート電圧Ｖｓｔ２が０（Ｖ）から徐々に上昇する。よってトランジスタＱ２のオン抵抗が除々に低下するため、出力電圧Ｖｏが０（Ｖ）から除々に上昇し、ソフトスタートが行われる。

タイマ部は、ソフトスタートが開始されることに応じて時間測定を開始する。そして予め設定された一定時間が経過すると、タイマ１５から出力されるゲート電圧Ｖｇ２ｂがローレベルからハイレベルへ反転する。これにより電源供給装置１の起動が完了したことが検知される。ハイレベルのゲート電圧Ｖｇ２によりゲート電圧Ｖｇ１は接地電圧まで引き下げられるため、トランジスタＱ２がフルオン状態に固定され、ＬＤＯ１０ｂは低ドロップレギュレータとしての機能を停止する。これにより一定時間が経過することに応じて、出力電圧Ｖｏの制御を行う回路が、ＬＤＯ１０ｂからＤＣ−ＤＣコンバータ４へ切り換えられる。以上より第２実施形態に係る電源供給装置１ｂによっても、第１実施形態に係る電源供給装置１と同様の効果を得ることができる。

なおタイマ１５の回路構成は各種の態様が挙げられる。例えば、ソフトスタート信号ＳＳがパルス信号であり、パルス信号が入力される度にソフトスタート電圧Ｖｓｔ２が上昇する場合には、タイマ１５はパルス数をカウントする構成であってもよい。この場合パルスカウント数が所定カウント数に到達すると、タイマ１５はゲート電圧Ｖｇ２ｂをローレベルからハイレベルへ反転させる。またタイマ１５内部にクロック発生器およびクロックカウンタが備えられる構成としてもよい。この場合タイマ１５は、ソフトスタート信号ＳＳの入力をトリガにしてクロック数のカウントを開始し、クロックカウント数が所定カウント数に到達するとゲート電圧Ｖｇ２ｂをローレベルからハイレベルへ反転させる。

第３実施形態に係る電源供給装置１ｃを図９に示す。電源供給装置１ｃは、第１実施形態に係る電源供給装置１のＬＤＯ１０に代えて、ＬＤＯ１０ｃを備える。ＬＤＯ１０ｃは、ボルテージフォロア接続されたアンプ６ｃを備える。アンプ６ｃの非反転入力にはソフトスタート電圧Ｖｓｔ３が入力される。なおその他の構成については第１実施形態に係る電源供給装置１と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

電源供給装置１ｃが起動されると、ソフトスタート電圧Ｖｓｔ３が０（Ｖ）から徐々に上昇する。よってトランジスタＱ２のオン抵抗が除々に低下するため、出力電圧Ｖｏが０（Ｖ）から除々に上昇し、ソフトスタートが行われる。そして出力電圧Ｖｏが設定電圧Ｖｓｅｔに到達すると、起動期間が経過したことが検知され、ロジック回路７によってゲート電圧Ｖｇ１は接地電圧まで引き下げられる。よってトランジスタＱ２がフルオン状態に固定されるため、ＬＤＯ１０ｃは低ドロップレギュレータとしての機能を停止する。これにより起動期間が経過することに応じて、出力電圧Ｖｏの制御を行う回路が、ＬＤＯ１０ｃからＤＣ−ＤＣコンバータ４へ切り換えられる。

以上より第３実施形態に係る電源供給装置１ｃによっても、第１実施形態に係る電源供給装置１と同様の効果を得ることができる。そしてＬＤＯ１０ｃはフィードバックループを持たないため、第１実施形態の電源供給装置１に比して回路構成をより簡略化することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。

なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は昇圧型電源供給部の一例、ＬＤＯ１０は降圧型電源供給部の一例、フィードバックループＦＢ１は第１制御ループの一例、フィードバックループＦＢ２は第２制御ループの一例、起動期間ＳＴは所定期間の一例、制御部９は制御部のそれぞれ一例である。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部を含む第１制御ループと、
前記降圧型電源供給部を含む第２制御ループとを有し、
電源投入から所定期間は第２制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御し、
前記所定期間が経過すると第１制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御することを特徴とする電源供給装置。
（付記２）
前記第２制御ループは、
前記所定期間において前記出力電圧をソフトスタート制御し、
前記所定期間が経過すると前記出力電圧の制御を停止する
ことを特徴とする付記１に記載の電源供給装置。
（付記３）
前記降圧型電源供給部はトランジスタのオン抵抗値を制御することで前記出力電圧を制御する回路であり、
前記昇圧型電源供給部から出力される電圧の値は、前記出力電圧に前記トランジスタでの電圧の降下分を加えた値以上とされる
ことを特徴とする付記１又は２に記載の電源供給装置。
（付記４）
前記第２制御ループは、前記出力電圧が予め設定された設定電圧に到達するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする付記１ないし３に記載の電源供給装置。
（付記５）
前記第２制御ループは、前記電源投入時から予め定められた一定時間が経過するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする付記１ないし３に記載の電源供給装置。
（付記６）
入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、
前記降圧型電源供給部における電圧降下量を制御する制御部とを有し、
電源投入から所定期間経過すると、前記制御部は前記電圧降下量を固定し、前記昇圧型電源供給部は前記出力電圧に基づいて前記入力電圧を昇圧することを特徴とする電源供給装置。
（付記７）
前記制御部は、
前記所定期間において前記電圧降下量を減少させ、
前記所定期間が経過すると前記所定期間において減少させた電圧降下量の最小値に前記電圧降下量を固定する
ことを特徴とする付記６に記載の電源供給装置。
（付記８）
前記降圧型電源供給部はトランジスタのオン抵抗値を制御することで前記出力電圧を制御する回路であり、
前記昇圧型電源供給部から出力される電圧の値は、前記出力電圧に前記トランジスタでの電圧の降下分を加えた値以上とされる
ことを特徴とする付記６又は７に記載の電源供給装置。
（付記９）
前記制御部は、前記出力電圧が予め設定された設定電圧に到達するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする付記６ないし８に記載の電源供給装置。
（付記１０）
前記制御部は、前記電源投入時から予め定められた一定時間が経過するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする付記６ないし８に記載の電源供給装置。
（付記１１）
電源電圧から所定期間は、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部を含む第２制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御し、
前記所定期間が経過すると前記昇圧型電源供給部を含む第１制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御することを特徴とする電源供給方法。
（付記１２）
電源電圧から所定期間は、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部における電圧降下量を制御し、
前記所定期間が経過すると前記電圧降下量を固定し、前記昇圧型電源供給部において前記出力電圧に基づいて前記入力電圧を昇圧する
ことを特徴とする電源供給方法。

電源供給装置１の回路図電源供給装置１の出力電圧図電源供給装置２０１の回路図電源供給装置２０１の出力電圧図（その１）電源供給装置２０１の出力電圧図（その２）電源供給装置１の出力電圧図（その１）電源供給装置１の出力電圧図（その２）電源供給装置１ｂの回路図電源供給装置１ｃの回路図電源供給装置１００の回路図電源供給装置１００の出力電圧図

符号の説明

１電源供給装置
４ＤＣ−ＤＣコンバータ
６アンプ
７ロジック回路
８負荷
９制御部
１０ＬＤＯ
ＦＢ１、ＦＢ２フィードバックループ
ＳＴ起動期間
Ｖｏ出力電圧
Ｖｄｃ出力電圧
Ｑ１ないしＱ４トランジスタ

Claims

入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部を含む第１制御ループと、
前記降圧型電源供給部を含む第２制御ループとを有し、
電源投入から所定期間は前記第２制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御し、
前記所定期間が経過すると前記第１制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御することを特徴とする電源供給装置。
前記第２制御ループは、
前記所定期間において前記出力電圧をソフトスタート制御し、
前記所定期間が経過すると前記出力電圧の制御を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
前記降圧型電源供給部はトランジスタのオン抵抗値を制御することで前記出力電圧を制御する回路であり、
前記昇圧型電源供給部から出力される電圧の値は、前記出力電圧に前記トランジスタでの電圧の降下分を加えた値以上とされる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源供給装置。
前記第２制御ループは、前記出力電圧が予め設定された設定電圧に到達するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の電源供給装置。
入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部と、
前記昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部と、
前記降圧型電源供給部における電圧降下量を制御する制御部とを有し、
電源投入から所定期間経過すると、前記制御部は前記電圧降下量を固定し、前記昇圧型電源供給部は前記出力電圧に基づいて前記入力電圧を昇圧することを特徴とする電源供給装置。
前記制御部は、
前記所定期間において前記電圧降下量を減少させ、
前記所定期間が経過すると前記所定期間において減少させた電圧降下量の最小値に前記電圧降下量を固定する
ことを特徴とする請求項５に記載の電源供給装置。
前記降圧型電源供給部はトランジスタのオン抵抗値を制御することで前記出力電圧を制御する回路であり、
前記昇圧型電源供給部から出力される電圧の値は、前記出力電圧に前記トランジスタでの電圧の降下分を加えた値以上とされる
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の電源供給装置。
前記制御部は、前記出力電圧が予め設定された設定電圧に到達するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載の電源供給装置。
前記制御部は、前記電源投入時から予め定められた一定時間が経過するまでの期間を前記所定期間として計測する
ことを特徴とする請求項５ないし７の何れか１項に記載の電源供給装置。
電源電圧から所定期間は、入力電圧を昇圧する昇圧型電源供給部の出力を降圧して出力電圧とする降圧型電源供給部を含む第２制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御し、
前記所定期間が経過すると前記昇圧型電源供給部を含む第１制御ループにより前記出力電圧をモニタして前記出力電圧を制御することを特徴とする電源供給方法。