JP6173008B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る電源回路1の構成図である。電源回路1は、直流の入力電圧から、入力電圧と電圧値が異なる直流の出力電圧を生成する。後述のVOUTを出力電圧と考えることも可能であるが、ここでは、後述のVoが出力電圧であると考える。入力電圧を記号VCCによって参照する。入力電圧VCC及び出力電圧Voは正の電圧である。但し、入力電圧VCC及び出力電圧Voが負の電圧となるように、電源回路1の構成を変更しても良い(後述の他の電源回路においても同様)。また、入力電圧VCC及び出力電圧Voなどの各電圧の基準となる電位を基準電位と呼び、基準電位を有する配線、金属層又は点をグランド(基準電位ライン)と呼ぶ。基準電位は0V(ボルト)である。
本発明の第2実施形態を説明する。iが任意の自然数であるとき、第(i+1)実施形態は第1〜第i実施形態を基礎とする実施形態であり、第(i+1)実施形態において特に述べない事項に関しては、特に記述無き限り且つ矛盾の無い限り、第1〜第i実施形態の記載が第(i+1)実施形態にも適用される。
本発明の第3実施形態を説明する。図5に、第3実施形態に係る電源回路1bの構成図を示す。電源回路1bでも、第2実施形態で述べたIC10が用いられる。但し、電源回路1bでは、複数の出力回路20を並列に用いて1つの出力電圧Voを得る並列駆動を実現可能である。
本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態では、第1、第2又は第3実施形態に適用可能なヒステリシス付比較回路40の構成について説明する。
本発明の第5実施形態を説明する。第5実施形態では、基準電圧生成回路30(図1参照)の詳細な構成例を説明する。IC10を利用した電源回路では、起動時において出力電圧Voを緩やかに上昇させる所謂ソフトスタート制御が可能になっている。ソフトスタート制御を実現可能なDAC部31(図1参照)の詳細構成を、図17に示す。図17のDAC部31を、第1〜第4実施形態に適用することができる。
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈1〜注釈4を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
2つの出力回路20を並列駆動して1つの出力電圧Voを得る構成を上述したが、IC10に3つ以上の出力回路20を設けておき、3つ以上の出力回路20を並列駆動して出力電圧Voが得られるよう、電源回路を形成しておいても良い。例えば、IC10に第1〜第3出力回路20を設けておく場合、制御回路50は、上述の第1モード若しくは第2モード、又は、第1〜第3出力回路20を用いて出力電圧Voを生成する第3モードを、実動作モードとして用いて動作することができる。
Nチャンネル型のFETがPチャンネル型のFETに置き換わるように、又は、Pチャンネル型のFETがNチャンネル型のFETに置き換わるように、適宜、上述の各回路を変更することが可能である。例えば、図15のFET431〜434を、Nチャンネル型のMOSFETであるFET431N〜434Nに変更すると、図15の比較回路40Aは図18の比較回路40Bのように変形される。比較回路40Bを電源回路(1、1a、1b)の比較回路40として用いても良い。
上述の各回路におけるMOSFETを、接合型電界効果トランジスタ(JFET)又はバイポーラトランジスタに置き換えても良い。MOSFETの代わりにバイポーラトランジスタを利用する場合、上述の各説明におけるゲート、ドレイン、ソースを、夫々、ベース(制御端子)、コレクタ、エミッタに読み替えれば良い。
例えば、以下のように考えることができる。IC10は、上述の電源回路(1、1a又は1b)を形成するための集積回路を含んだ半導体装置である。図6の電子機器100は当該半導体装置を備えている。IC10の中に、上述の電源回路(1、1a又は1b)を形成する回路以外の回路(例えば、他の電源回路用の回路)が更に含まれていても構わない。
10 IC
20 出力回路
30 基準電圧生成回路
40 ヒステリシス付比較回路
50 制御回路
80 上位ブロック
110 主処理部
120 磁気ディスク
UB1、UB2 単位ブロック
Claims (9)
- 入力電圧から出力電圧を生成する電源回路において、
前記入力電圧が加わる端子に接続された第1スイッチング素子及び基準電位ラインに接続される第2スイッチング素子の直列回路を有して、前記第1及び第2スイッチング素子の接続点から前記出力電圧の元になる電圧を出力可能な出力回路を複数備えるとともに、前記出力電圧に応じたフィードバック電圧に基づき各出力回路の第1及び第2スイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、複数の出力回路に含まれる第1及び第2出力回路の内、前記第1出力回路のみを用いて前記出力電圧を生成する第1モードと、前記第1及び第2出力回路を用いて前記出力電圧を生成する第2モードとを含む複数のモードの何れかにて動作し、前記第1モードの動作から前記第2モードの動作へ切り替える際、各出力回路の第2スイッチング素子がオンとなる状態で前記第2モードの動作が開始することを禁止する
ことを特徴とする電源回路。 - 前記第2モードにおいて、前記制御回路は、各出力回路の第1スイッチング素子が同期してオン又はオフするように且つ各出力回路の第2スイッチング素子が同期してオン又はオフするように、各スイッチング素子の同期制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 - 前記第1モードから前記第2モードへの切り替えを指示するモード切替信号を出力するモード指示回路を更に備え、
前記制御回路は、前記第1出力回路の第1スイッチング素子をオンしている期間中に、前記モード切替信号の入力を受けたとき、前記モード切替信号の入力タイミングから前記同期制御を開始する一方で、
前記第1出力回路の第2スイッチング素子をオンしている期間中に前記モード切替信号の入力を受けたとき、その後、前記第1出力回路の第1スイッチング素子をオンするための信号が出力されるまで前記同期制御の実行を待機する
ことを特徴とする請求項2に記載の電源回路。 - 基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記基準電圧より所定の第1ヒステリシス電圧だけ高い電圧と前記フィードバック電圧との比較結果を示す第1比較結果信号、及び、前記基準電圧より所定の第2ヒステリシス電圧だけ低い電圧と前記フィードバック電圧との比較結果を示す第2比較結果信号を生成する比較回路と、を更に備え、
前記制御回路は、前記第1及び第2比較結果信号に基づき前記第1及び第2スイッチング素子のオン/オフを制御し、
前記比較回路では、前記基準電圧を第1及び第2トランジスタの各制御端子に印加する一方で前記フィードバック電圧を第3及び第4トランジスタの各制御端子に印加し、前記第1〜第4トランジスタの夫々に抵抗を介して定電流を流すことで生成された第1〜第4電圧を用いて前記第1及び第2比較結果信号を生成する
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電源回路。 - 前記比較回路では、前記基準電圧を前記第1及び第2トランジスタの各制御端子に印加して前記第1及び第2トランジスタの夫々に抵抗を介して定電流を流すことで前記第1及び第2電圧を生成すると共に、前記フィードバック電圧を前記第3及び第4トランジスタの各制御端子に印加して前記第3及び第4トランジスタの夫々に抵抗を介して定電流を流すことで前記第3及び第4電圧を生成し、前記第1及び第3電圧の比較と前記第2及び第4電圧の比較によって前記第1及び第2比較結果信号を生成する
ことを特徴とする請求項4に記載の電源回路。 - 前記第1〜第4トランジスタとして共通の型を有する4つのトランジスタを用い、
前記第1〜第4トランジスタに供給される4つの定電流を、全て、共通の型のトランジスタにて形成されるカレントミラー回路にて生成した
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の電源回路。 - 請求項1〜6の何れかに記載の電源回路を形成するための集積回路を含む
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置を備えた
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項7に記載の半導体装置と、
前記半導体装置を用いて形成された電源回路の出力電圧を用いて磁気ディスクのデータに対する信号処理を行う信号処理部と、を備えた
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
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