JP5509954B2 - 回路装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
本実施形態では、電源回路が断熱的論理回路に電源電圧を供給し、電源回路は共振回路により電力回生を行う(例えば図7で後述の電源回路100)。このとき、上述のように、2つのコイルとキャパシターにより構成される共振回路により電力回生すると、2つのコイルにより実装面積が増大するという課題がある。この点について、図1、図2に示す本実施形態の比較例を用いて説明する。
そこで、本実施形態では、相互誘導のあるコイルを用いて共振回路を構成することで電源回路の実装面積を削減する。図3〜図5を用いて、この本実施形態の構成例について説明する。
図6(A)〜(C)に、比較例のコイル1個分の体積とほぼ同じ体積で構成できるトランス(コイル部)の構成例を示す。図6(A)は、トランスの組み立て図であり、図6(B)は、トランスの平面図であり、図6(C)は、トランスの正面図である。
図7に、上述の共振回路が適用される本実施形態の回路装置の構成例を示す。この回路装置は、電源回路100、断熱的論理回路200(断熱回路。広義には、論理回路)を含む。なお、本実施形態はこの構成例に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加する等の種々の変形実施が可能である。
図8〜図10を用いて、上記電源回路100と断熱的論理回路200の詳細な構成例について説明する。
図11〜図14に、トランスとキャパシターにより構成される共振回路の詳細な構成例を示す。
図16に、基準電圧VR1=3/4・VDD、VR2=1/4・VDDを出力するチャージポンプ式の基準電圧生成回路の詳細な構成例を示す。この構成例は、PMOSトランジスターPMD1〜PMD11(広義には第1導電型トランジスター)、NMOSトランジスターNMD1〜NMD4(広義には第2導電型トランジスター)、キャパシターCD1〜CD6、CQ1〜CQ3を含む。なお以下では、説明を簡単にするために、キャパシターの容量値がCD1=CD2、CD3=CD4、CD5=CD6である場合を例に説明する。
る。また、クロックN1、N2は、例えばクロックP2、P1と同一のクロックである。
図17に、本実施形態の回路装置が適用できる電子機器の構成例を示す。この電子機器は、集積回路装置400、マイクロコントローラー410(ホスト、回路装置)、アンテナ430、センサー440、検出回路450、A/D変換器460(A/D変換回路)、記憶部470、操作部480を含む。本実施形態の電子機器の適用例としては、例えば、温度・湿度計、脈拍計、歩数計等を想定できる。
200 断熱的論理回路、400 集積回路装置、410 マイクロコントローラー、
430 アンテナ、440 センサー、450 検出回路、460 A/D変換器、
470 記憶部、480 操作部、
500 コア蓋部、510 ホビン、520 コア本体部、531〜534 支持部、
540 柱状部、550 底部、
C キャパシター、CK クロック、COIL1 第1の巻線、
COIL2 第2の巻線、FR コア、L1 第1のコイル、L2 第2のコイル、
LSI 電源回路、LT トランス、M 相互インダクタンス、
ω0,ω0’ 共振周波数、Q,Q’ Q値、RG1 第1の基準電圧生成回路、
RG2 第2の基準電圧生成回路、SIN 入力信号、T1 第1の期間、
T2 第2の期間、VP 第1の電源電圧、VM 第2の電源電圧、
VR1 第1の基準電圧、VR2 第2の基準電圧
Claims (12)
- 共振回路を有する電源回路と、
論理回路と、
を含み、
前記共振回路は、
第1のコイルと、
前記第1のコイルとコア部を共有する第2のコイルと、
を有し、
前記電源回路は、
前記第1のコイルの一端側のノードからの第1の電源電圧と、前記第2のコイルの一端側のノードからの第2の電源電圧を、前記論理回路に供給し、
前記第1のコイルの他端側のノードに第1の基準電圧が供給され、
前記第2のコイルの他端側のノードに、前記第1の基準電圧より低い第2の基準電圧が供給され、
前記論理回路は、
前記共振回路により生成された前記第1の電源電圧及び前記第2の電源電圧が供給されることで断熱的回路動作を行うことを特徴とする回路装置。 - 請求項1において、
前記第1のコイルの一端側のノードまたは前記第2のコイルの一端側のノードに発振継続用のトランジスターが設けられることを特徴とする回路装置。 - 請求項1または2において、
前記電源回路が供給する前記第1の電源電圧は、
前記第1の基準電圧を基準電圧として周期的に変化し、
前記電源回路が供給する前記第2の電源電圧は、
前記第2の基準電圧を基準電圧として周期的に変化し、
前記発振継続用のトランジスターのゲート電極には、前記第1の電源電圧及び前記第2の電源電圧の周期のn倍(nは1以上の整数)の周期のパルス電圧が入力されることを特徴とする回路装置。 - 共振回路を有する電源回路と、
論理回路と、
を含み、
前記共振回路は、
第1のコイルと、
前記第1のコイルとコア部を共有する第2のコイルと、
を有し、
前記電源回路は、
前記第1のコイルの一端側のノードからの第1の電源電圧と、前記第2のコイルの一端側のノードからの第2の電源電圧を、前記論理回路に供給し、
前記第1の電源電圧は、第1の基準電圧を基準電圧として周期的に変化し、
前記第2の電源電圧は、前記第1の基準電圧とは異なる基準電圧である第2の基準電圧を基準電圧として周期的に変化し、
前記論理回路は、
前記共振回路により生成された前記第1の電源電圧及び前記第2の電源電圧が供給されることで断熱的回路動作を行うことを特徴とする回路装置。 - 請求項4において、
前記電源回路は、
前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧の電圧差が小さくなっていく第1の期間と大きくなっていく第2の期間を繰り返す前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧を前記共振回路により供給することを特徴とする回路装置。 - 請求項4において、
前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧は、
前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧の電圧差が小さくなっていく第1の期間と大きくなっていく第2の期間を繰り返し、
前記第2の電源電圧は、
前記第1の電源電圧の第1極大値と、前記第1極大値に続く第2極大値の間の期間に極大値となり、前記第1の電源電圧の第1極小値と、前記第1極小値に続く第2極小値の間の期間に極小値となることを特徴とする回路装置。 - 請求項4乃至6のいずれかにおいて、
前記論理回路には、
前記第2の期間にエッジを有する入力信号が、入力されることを特徴とする回路装置。 - 請求項4において、
前記電源回路が供給する前記第1の電源電圧は、
前記第1の基準電圧を基準電圧とする正弦波であり、
前記電源回路が供給する前記第2の電源電圧は、
前記第2の基準電圧を基準電圧とする、前記第1の電源電圧と逆相の正弦波であることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記コア部は、
柱状部を有し、
前記第1のコイルは、
前記柱状部に巻かれた第1の巻線により構成され、
前記第2のコイルは、
前記柱状部に巻かれた第2の巻線により構成されることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記共振回路は、
前記第1のコイルと、前記第2のコイルと、前記コア部と、を有するコイル部と、
前記第1のコイルの一端側のノードと前記第2のコイルの一端側のノードとの間に設けられるキャパシターと、
を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記コア部は、
1つのコアを有し、
前記第1のコイルと前記第2のコイルは、
前記1つのコアを共有することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
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