KR20060110821A - 정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압회로의 제어 방법 - Google Patents

정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압회로의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소프트 개시(점차적으로 전압을 상승시키는) 기능을 구비하는 정전압 회로의 출력 전압을 빠르게 상승시킬 수 있는 정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압 회로의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기동 시에, 스위칭 레귤레이터(2)와 직렬 레귤레이터(3)가 동시에 동작하도록 함으로써 스위칭 레귤레이터(2)의 소프트 개시 회로(17)의 동작 시간이 길어도, 직렬 레귤레이터(3)의 제2 출력 전류 제한 회로(23)로 제한되는 전류와 콘덴서(C1)의 용량으로 결정되는 시정수(時定數)의 시간 내에 출력 전압(Vout)을 상승시키도록 함으로써 단시간에 또한 안전하게 출력 전압(Vout)을 정격 전압까지 상승시킬 수 있다.
직렬 레귤레이터, 스위칭 레귤레이터, 콘덴서, 정전압 회로, 소프트 개시 회로

Description

정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압 회로의 제어 방법{CONSTANT-VOLTAGE CIRCUIT, SEMICONDUCTOR APPARATUS INCLUDING THE CONSTANT-VOLTAGE CIRCUIT, AND CONTROL METHOD OF THE CONSTANT-VOLTAGE CIRCUIT}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로의 구성예를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 각 신호의 파형예를 나타낸 타이밍도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로의 다른 구성예를 나타낸 도면.
도 4는 종래의 정전압 회로의 구성예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
 1  정전압 회로
 2  스위칭 레귤레이터
 3  직렬 레귤레이터
 5  직류 전원
 6  부하
 11  제1 기준 전압 발생 회로
 12  제1 오차 증폭 회로
 13  삼각파 발생 회로
 14  PWM 비교 회로
 15  출력 제어 회로
 16  제1 출력 전류 제한 회로
 17  소프트 개시 회로
 18  AND 회로
 21  제2 기준 전압 발생 회로
 22  제2 오차 증폭 회로
 23  제2 출력 전류 제한 회로
 24  TR 제어 회로
 M1  스위칭 트랜지스터
 M2  동기 정류용 스위칭 트랜지스터
 M3, M5  NMOS 트랜지스터
 M4  출력 트랜지스터
 L1  인덕터(inductor)
 C1  콘덴서
 R1~R4  저항
 D1  플라이 휠 다이오드(fly wheel diode)
본 발명은 스위칭 레귤레이터와 직렬 레귤레이터 모두를 구비하는 정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압 회로의 제어 방법에 관한 것이고, 특히, 소프트 개시(점차적으로 전압을 상승시키는) 기능을 구비하는 경우의 기동 시간을 단축할 수 있는 정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압 회로의 제어 방법에 관한 것이다.
근래, 환경 문제에 대한 배려로부터 전자 기기의 전력 절약화가 요구되고 있고, 특히 전지 구동의 전자 기기에 대하여 그 경향이 현저하다. 일반적으로 전력 절약화를 도모하는 수단으로서는 전자 기기에서 소비하는 전력을 삭감하는 것과, 전원 회로 자체의 효율을 향상시켜 불필요한 전력 소비를 억제하는 것이 중요하다. 전자 기기에서 소비되는 전력을 삭감하는 방법의 하나로서 전자 기기가 동작하고 있지 않는 상태에서는 대기 상태로 하여 전자 기기 내의 회로 동작을 정지시킴으로써 소비 전력을 절감시키는 것이 일반적으로 수행되고 있다. 그러나, 전자 기기가 대기 상태로 이행하여도, 전원 회로 자체의 효율이 나쁘다면 충분한 전력 절약 효과를 기대할 수 없는 것이다.
전자 기기에 이용되는 일반적인 전원 회로로서는 스위칭 레귤레이터와 직렬 레귤레이터가 있다.
스위칭 레귤레이터는 정격 부하의 효율은 높지만, 출력 전압의 리플이나 동작시의 노이즈가 크고, 내부에서 소비하는 전력이 비교적 크기 때문에, 출력 전류가 작은 경부하의 경우에는 효율을 현저하게 저하시키게 된다. 또한, 전원 투입시의 출력 전압 상승이나, 입력 전압 변동 및 부하 변동에 대한 각각의 응답 시간이 약간 늦기 때문에, 출력 전압의 안정도가 낮다는 결점이 있었다.
한편, 직렬 레귤레이터는 부하 전류가 큰 경우에는 출력 트랜지스터에서 소비되는 전력이 크기 때문에 효율은 낮지만, 출력 전압의 리플이 적고, 동작시의 노이즈도 작으며, 또한 전원 제어 회로 내부에서 소비되는 전력을 절감시킬 수 있다. 이 때문에, 직렬 레귤레이터는 부하 전류가 작은 경우, 스위칭 레귤레이터보다 고효율을 얻을 수 있는 경우가 있다. 또한, 출력 전압 상승 시간이나, 입력 전압 변동 및 부하 변동에 대한 각각의 응답 시간을 단축시키는 것도 용이하고, 나아가 출력 전압 안정도가 높다.
이에, 상기 각 레귤레이터를 각각 구비하여 소비 전류에 따라 어느 한 레귤레이터만을 사용함으로써, 정전압 회로 자체의 효율을 향상시킨 것이 있었다(예컨대, 일본 특허 공개 공보 2003-216247호 참조).
도 4는 이와 같은 정전압 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4의 정전압 회로(101)는 동일한 직류 전원(110)으로부터 입력된 전압을 각각 다른 전압으로 변환하여 출력하는 스위칭 레귤레이터(102)와 직렬 레귤레이터(103)를 구비하고, 제어 회로부(104)는 외부로부터 입력되는 전환 제어 신호(Sc)에 따라 스위칭 레귤레이터(102) 또는 직렬 레귤레이터(103) 중 어느 하나를 동작시키도록 스위칭 레귤레이터(102) 및 직렬 레귤레이터(103)의 전환 동작을 제어하며, 상기 제어 시에는, 일단 스위칭 레귤레이터(102), 직렬 레귤레이터(103) 모두를 동작시킨 후, 소망의 레귤레이터만을 계속 동작시키도록 하고 있었다.
한편, 일반 스위칭 레귤레이터는 기동 시에 스위칭 트랜지스터에 과대한 전 류가 흐르지 않도록 하기 위하여, 점차 출력 전압을 상승시키는 소프트 개시 회로를 구비하고 있었다. 이와 같은 소프트 개시 회로로서는 콘덴서를 이용하여 기준 전압을 점차적으로 증가시키는 것(예컨대, 일본 특허 공개 공보 2003-79133호 참조)이나, D-A 변환기를 이용하여 기준 전압을 점차 크게 하는 것(예컨대, 일본 특허 공개 공보 2003-324939호 참조)이 있었다.
근래, CPU 동작의 고속화나, 데이터 통신의 고속화가 급속히 진척되고 있고, 전자 기기, 특히 휴대 전화나 PDA(personal digital assistants) 등의 정보 기기에서는 전원을 온 하고 나서 가능한 한 빨리 동작을 개시시키고자 하는 요구가 높아지고 있었다. 그러나, 정전압 회로 기동 시에는 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 회로가 동작하기 때문에, 정전압 회로의 출력 전압 상승 시간은 소프트 개시 회로에 의해 제한되어 정전압 회로를 고속으로 기동시킬 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 소프트 개시 기능을 구비하는 정전압 회로의 출력 전압 상승을 빠르게 할 수 있는 정전압 회로, 정전압 회로를 구비한 반도체 장치 및 정전압 회로의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 정전압 회로는 입력 단자에 입력된 입력 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 출력 단자로부터 출력하는 정전압 회로에 있어서,
동작 개시 시에 출력 전압을 소정의 속도로 상기 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 실행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환시켜 상기 출력 단자에 출력하는 스위칭 레귤레이터와,
출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 수행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환시켜 상기 출력 단자에 출력하는 직렬 레귤레이터를 구비하고,
상기 스위칭 레귤레이터 및 직렬 레귤레이터는 스위칭 레귤레이터 및 직렬 레귤레이터 중 어느 하나를 배타적으로 동작시키기 위하여 외부로부터 입력되는 선택 신호에 따라 동작을 개시하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고, 상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하는 것이다.
구체적으로는, 상기 스위칭 레귤레이터는 소프트 개시 동작이 종료하면 소정의 동작 완료 신호를 출력하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하도록 하였다.
또, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 상기 출력 단자에 출력하는 전압을 저하시키도록 하였다.
상기 직렬 레귤레이터는
입력된 제어 신호에 따른 전류를 상기 입력 단자로부터 상기 출력 단자에 출력하는 출력 트랜지스터와,
소정의 기준 전압을 생성하여 출력하는 기준 전압 발생 회로부와,
상기 출력 단자의 전압을 검출하고, 상기 검출한 전압에 비례한 전압을 생성하여 출력하는 출력 전압 검출 회로부와,
상기 비례 전압이 상기 기준 전압이 되도록 상기 출력 트랜지스터의 동작 제어를 실행하는, 소정의 바이어스 전류가 공급된 오차 증폭 회로부와,
상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면, 상기 출력 전압 검출 회로부에 대하여 상기 출력 단자의 전압을 출력시키는 제어 회로부
를 구비하도록 하였다.
또, 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 직렬 레귤레이터 쪽이 상기 스위칭 레귤레이터보다 빨라지도록 하였다.
또, 상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 전류 제한값에 의해 설정되도록 하였다.
또, 상기 스위칭 레귤레이터는
제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록, 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
를 구비하고,
상기 평활 회로부는 상기 스위칭 소자와 직렬로 접속되고, 상기 스위칭 제 어 회로부에 의해 스위칭 제어되는 동기 정류용 스위칭 소자를 구비하며, 상기 스위칭 소자, 동기 정류용 스위칭 소자, 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터는 하나의 IC에 집적되도록 하였다.
또, 상기 스위칭 레귤레이터는
  제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
  상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
  상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
를 구비하고,
  상기 스위칭 소자, 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터는 하나의 IC에 집적되도록 하여도 좋다.
또, 상기 스위칭 레귤레이터는
  제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
  상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
  상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
를 구비하고,
  상기 평활 회로부는 상기 스위칭 소자와 직렬로 접속된 플라이 휠 다이오드를 구비하고, 상기 스위칭 소자, 플라이 휠 다이오드, 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터는 하나의 IC에 집적되도록 하여도 좋다.
또, 본 발명에 따른 반도체 장치는 입력 단자에 입력된 입력 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 출력하는 정전압 회로를 포함한, 소정의 기능을 구비하는 반도체 장치에 있어서,
  상기 정전압 회로는
  동작 개시 시에 출력 전압을 소정의 속도로 상기 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 실행하는 기능을 구비하는, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력하는 스위칭 레귤레이터와,
  출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 실행하는 기능을 구비하는, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력하는 직렬 레귤레이터
를 구비하고,
  상기 스위칭 레귤레이터 및 직렬 레귤레이터는 스위칭 레귤레이터 및 직렬 레귤레이터 중 어느 하나를 배타적으로 동작시키기 위하여 외부로부터 입력되는 선택 신호에 따라 동작을 개시하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 스위칭 레귤레이터가 동작 개시하면 동시에 동작을 개시하고, 상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 전류 출력을 정지하는 것이다.
구체적으로는, 상기 스위칭 레귤레이터는 소프트 개시 동작이 종료하면 소정의 동작 완료 신호를 출력하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 전류 출력을 정지하도록 하였다.
또, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 출력하는 전압을 저하시키도록 하였다.
또, 본 발명에 따른 정전압 회로의 제어 방법은 동작 개시 시에 출력 전압을 소정의 속도로 소정의 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 실행하는 기능을 구비하는, 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력 단자에 출력하는 스위칭 레귤레이터와,
  출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 실행하는 기능을 구비하는, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 상기 출력 단자에 출력하는 직렬 레귤레이터
를 구비한, 상기 입력 단자에 입력된 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환시켜 상기 출력 단자로부터 출력하는 정전압 회로의 제어 방법에 있어서,
  상기 직렬 레귤레이터는
  상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고,
  상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하도록 하였다.
구체적으로는, 상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 스위칭 레귤레이터보다 빠르도록 하였다.
또, 상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 전류 제한값에 의해 설정되도록 하였다.
실시예
다음에, 도면에 나타내는 실시예에 근거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전압 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 1에 있어서, 정전압 회로(1)는 전지 등 직류 전원(5)으로부터 입력 단자(IN)에 입력된 입력 전압(Vin)을 소정의 정전압으로 변환하여 출력 단자(OUT)로부터 출력 전압(Vout)으로서 출력한다. 출력 단자(OUT)와 접지 전압의 사이에는 부하(6)가 접속되고, 부하(6)에 출력 전압(Vout)이 공급된다.
정전압 회로(1)는 입력 전압(Vin)을 소정의 전압으로 변환하여 출력 전압(Vo1)로서 출력 단자(OUT)에 출력하는 스위칭 레귤레이터(2)와, 입력 전압(Vin)을 소정의 전압으로 변환하여 출력 전압(Vo2)으로서 출력 단자(OUT)에 출력하는 직렬 레귤레이터(3)를 구비하고 있다.
스위칭 레귤레이터(2)는 입력 단자(IN)에 입력된 입력 전압(Vin)의 출력 제어를 실행하는 PMOS 트랜지스터로 이루어지는 스위칭 트랜지스터(M1)와, NMOS 트랜지스터로 이루어지는 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)와, 평활용 인덕터(L1) 및 콘덴서(C1)와, 출력 전압(Vout)을 분압하여 제1 분압 전압(VFB1)을 생성하여 출력하는 출력 전압 검출용 저항(R1, R2)과, 일단이 출력 단자(OUT)에 접속된 저항(R1) 및 저항(R2)으로 이루어지는 직렬 회로의 타단이 접지 전압에 접속하는 것을 제어 하는 NMOS 트랜지스터(M3)를 구비하고 있다.
또, 스위칭 레귤레이터(2)는 입력된 신호에 따른 전압의 제1 기준 전압(Vr1)을 생성하여 출력하는 제1 기준 전압 발생 회로(11)와, 상기 제1 분압 전압(VFB1)과 상기 제1 기준 전압(Vr1)의 전압 차이를 증폭하여 출력하는 제1 오차 증폭 회로(12)와, 소정의 삼각파 신호(TW)를 생성하여 출력하는 삼각파 발생 회로(13)를 구비하고 있다. 또, 스위칭 레귤레이터(2)는 제1 오차 증폭 회로(12)의 출력 전압(Ver)과 삼각파 발생 회로(13)로부터의 삼각파 신호(TW)의 전압을 비교하고, 출력 전압(Ver)에 따른 펄스 폭을 구비하는 PWM(pulse-width modulation:펄스 폭 변조) 제어를 수행하기 위한 펄스 신호(Spw)를 생성하여 출력하는 PWM 비교 회로(14)와, 상기 PWM 비교 회로(14)로부터의 펄스 신호(Spw)에 따라 스위칭 트랜지스터(M1)의 스위칭 제어를 수행하기 위한 제어 신호(PD)를 생성하여 스위칭 트랜지스터(M1)를 구동함과 동시에, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)의 스위칭 제어를 수행하기 위한 제어 신호(ND)를 생성하여 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)를 구동하는 출력 제어 회로(15)를 구비하고 있다.
또한, 스위칭 레귤레이터(2)는 스위칭 트랜지스터(M1) 온(ON) 시의 전압 강하를 검출하고, 스위칭 트랜지스터(M1)로부터의 출력 전류가 소정 전류값을 초과하면, 출력 제어 회로(15)에 대하여 스위칭 트랜지스터(M1) 및 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)를 각각 오프(OFF) 시키는 제1 출력 전류 제한 회로(16)와, 스위칭 레귤레이터(2)의 기동 시에 제1 기준 전압(Vr1)을 점차적으로 크게 하여 스위칭 트랜지스터(M1)에 과대한 전류가 흐르지 않도록 제어하는 소프트 개시 회로(17)와, AND 회로(18)를 구비하고 있다. 제1 기준 전압 발생 회로(11), 제1 오차 증폭 회로(12), 삼각파 발생 회로(13), PWM 비교 회로(14), 출력 제어 회로(15), 제1 출력 전류 제한 회로(16) 및 소프트 개시 회로(17)는 스위칭 제어 회로부를 이루고, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2), 인덕터(L1) 및 콘덴서(C1)는 평활 회로부를 이룬다.
한편, 직렬 레귤레이터(3)는 소정의 제2 기준 전압(Vr2)을 생성하여 출력하는 제2 기준 전압 발생 회로(21)와, 출력 전압(Vout)을 분압하여 제2 분압 전압(VFB2)을 생성하여 출력하는 출력 전압 검출용의 저항(R3, R4)과, 일단이 출력 단자(OUT)에 접속된 저항(R3) 및 저항(R4)으로 이루어지는 직렬 회로의 타단이 접지 전압에 접속하는 것을 제어하는 NMOS 트랜지스터(M5)를 구비하고 있다. 또, 직렬 레귤레이터(3)는 게이트에 입력된 신호에 따라 출력 단자(OUT)에 출력하는 전류의 제어를 실행하는 PMOS 트랜지스터로 이루어지는 출력 트랜지스터(M4)와, 제2 분압 전압(VFB2)이 제2 기준 전압(Vr2)으로 되도록 출력 트랜지스터(M4)의 동작 제어를 실행하는 제2 오차 증폭 회로(22)를 구비하고 있다. 직렬 레귤레이터(3)는 출력 트랜지스터(M4)로부터 출력되는 전류가 소정값 이상이 되면 출력 트랜지스터(M4)의 동작을 제어하여 상기 출력 전류를 제한하는 제2 출력 전류 제한 회로(23)와, NMOS 트랜지스터(M5)의 동작을 제어하는 TR 제어 회로(24)를 구비하고 있다. 또한, 저항(R3, R4) 및 NMOS 트랜지스터(M5)는 출력 전압 검출 회로부를 이루고, TR 제어 회로(24)는 제어 회로부를 이룬다.
또, AND 회로(18)의 각 입력단에는 외부로부터의 모드 신호(MODE) 및 칩 가 능(chip enable) 신호(CE)가 대응 입력되어 있다.
정전압 회로(1)에 있어서, 스위칭 레귤레이터(2)의 인덕터(L1) 및 콘덴서(C1)를 제외한 각 회로는 하나의 IC에 집적되어 있고, 상기 IC는 입력 단자(IN), 출력 단자(OUT), Lx 단자, GND 단자, MODE 단자 및 CE 단자를 각각 구비하고 있다. GND 단자는 접지 전압에 접속되고, MODE 단자에는 외부로부터의 모드 신호(MODE)가 입력되고, CE 단자에는 외부로부터의 칩 가능 신호(CE)가 입력되어 있다. 또한, 도 1에서는 부하(6)가 IC에 외부 부착되어 있지만, 부하(6)를 집적할 수 있는 회로로 구성되어 있는 경우에는, 상기 회로를 도 1의 IC에 집적하도록 하여도 좋으며, 모드 신호(MODE)가 선택 신호를 이룬다.
스위칭 레귤레이터(2)에 있어서, 입력 단자(IN)와 접지 전압의 사이에는 스위칭 트랜지스터(M1)와, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)가 직렬로 접속되고, 스위칭 트랜지스터(M1)와 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)의 접속부는 Lx 단자에 접속되어 있다. Lx 단자와 출력 단자(OUT)의 사이에는 인덕터(L1)가 접속되고, 출력 단자(OUT)와 접지 전압의 사이에는 콘덴서(C1)가 접속되어 있다. 또, 출력 단자(OUT)와 GND 단자의 사이에는 저항(R1), 저항(R2) 및 NMOS 트랜지스터(M3)의 직렬 회로가 접속되고, 저항(R1)과 저항(R2)의 접속부는 오차 증폭 회로(12)의 반전 입력단에 접속되고, 오차 증폭 회로(12)의 비반전 입력단에는 제1 기준 전압(Vr1)이 입력된다.
오차 증폭 회로(12)의 출력 전압(Ver)은 PWM 비교 회로(14)를 이루는 비교기의 반전 입력단에 입력되고, 삼각파 발생 회로(13)로부터의 삼각파 신호(TW)는 상기 비교기의 비반전 입력단에 입력된다. 또, PWM 비교 회로(14)로부터의 펄스 신호(Spw)는 출력 제어 회로(15) 및 제1 출력 전류 제한 회로(16)에 각각 출력된다. 출력 제어 회로(15)는 스위칭 트랜지스터(M1)의 스위칭 제어를 수행하기 위한 제어 신호(PD)를 스위칭 트랜지스터(M1)의 게이트에 출력함과 동시에, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)의 스위칭 제어를 수행하기 위한 제어 신호(ND)를 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)의 게이트에 출력한다.
또, 제1 기준 전압 발생 회로(11)에는 소프트 개시 회로(17)로부터의 신호(SS1)가 입력되고, 제1 기준 전압 발생 회로(11)는 신호(SS1)에 대응한 전압인 제1 기준 전압(Vr1)을 생성하여 출력한다. AND 회로(18)로부터의 출력 신호는 제1 기준 전압 발생 회로(11), 제1 오차 증폭 회로(12), 삼각파 발생 회로(13), PWM 비교 회로(14), 제1 출력 전류 제한 회로(16), 소프트 개시 회로(17) 및 NMOS 트랜지스터(M3)의 게이트에 각각 출력된다.
다음에, 직렬 레귤레이터(3)에 있어서, 입력 단자(IN)와 출력 단자(OUT)의 사이에는 출력 트랜지스터(M4)가 접속되고, 출력 단자(OUT)와 GND 단자의 사이에는 저항(R3, R4) 및 NMOS 트랜지스터(M5)가 직렬로 접속되어 있다. 제2 오차 증폭 회로(22)의 반전 입력단에는 제2 기준 전압(Vr2)이 입력되고, 제2 오차 증폭 회로(22)의 비반전 입력단에는 제2 분압 전압(VFB2)이 입력된다. 제2 오차 증폭 회로(22)의 출력단은 출력 트랜지스터(M4)의 게이트에 접속되어 있다. 또, CE 단자에 입력된 칩 가능 신호(CE)는 제2 기준 전압 발생 회로(21), 제2 오차 증폭 회로(22), 제2 출력 전류 제한 회로(23) 및 TR 제어 회로(24)에 각각 입력된다.
TR 제어 회로(24)에는 모드 신호(MODE)가 입력되고, 나아가 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)가 입력된다. 또, TR 제어 회로(24)에는 NMOS 트랜지스터(M5)의 게이트가 접속된다. TR 제어 회로(24)는 모드 신호(MODE), 칩 가능 신호(CE) 및 동작 완료 신호(SSE)에 따라 NMOS 트랜지스터(M5)의 동작 제어를 실시한다. 또한, 출력 전압(Vo1)과 출력 전압(Vout)은 동일한 전압이지만, 출력 전압(Vo1)이라고 표기했을 경우에는, 스위칭 레귤레이터(2)가 출력하는 목표 전압을 나타내고 있어 반드시 출력 전압(Vout)과는 일치하지 않다. 또, 직렬 레귤레이터(3)의 출력 전압(Vo2)에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같은 구성에 있어서, 칩 가능 신호(CE)가 저레벨일 때에는 모드 신호(MODE)에 관계없이 AND 회로(18)의 출력단은 저레벨이 되고, 스위칭 레귤레이터(2)의 제1 기준 전압 발생 회로(11), 제1 오차 증폭 회로(12), 삼각파 발생 회로(13), PWM 비교 회로(14), 제1 출력 전류 제한 회로(16) 및 소프트 개시 회로(17)가 각각 동작을 정지함과 동시에, NMOS 트랜지스터(M3)가 오프되어 차단 상태로 되고, 또한 제1 출력 전류 제한 회로(16)가 동작을 정지함으로써, 출력 제어 회로(15)도 동작을 정지하여 제어 신호(PD 및 ND)의 출력이 정지된다.
이 때문에, 스위칭 트랜지스터(M1) 및 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)는 각각 오프되어 차단 상태로 되고, 스위칭 레귤레이터(2)의 동작이 정지한다. 또, 칩 가능 신호(CE)가 저레벨이 됨으로써, 직렬 레귤레이터(3)의 제2 기준 전압 발생 회로(21), 제2 오차 증폭 회로(22), 제2 출력 전류 제한 회로(23) 및 TR 제어 회로(24)가 각각 동작을 정지함과 동시에, TR 제어 회로(24)가 동작을 정지함으로 써 NMOS 트랜지스터(M5)가 오프되어 차단 상태로 된다. 이 때문에, 출력 트랜지스터(M4)는 오프되어 차단 상태로 되고, 직렬 레귤레이터(3)의 동작이 정지한다.
다음에, 칩 가능 신호(CE)가 고레벨이 되면, 모드 신호(MODE)에 관계없이 직렬 레귤레이터(3)의 제2 기준 전압 발생 회로(21), 제2 오차 증폭 회로(22), 제2 출력 전류 제한 회로(23) 및 TR 제어 회로(24)가 각각 동작한다. 여기서, 모드 신호(MODE)는 스위칭 레귤레이터(2) 또는 직렬 레귤레이터(3) 중 어느 하나를 선택하여 동작시키기 위한 신호이며, 스위칭 레귤레이터(2)를 동작시킬 때에는 모드 신호(MODE)가 고레벨로 되고, 직렬 레귤레이터(3)를 동작시킬 때에는 모드 신호(MODE)가 저레벨로 된다. 즉, 칩 가능 신호(CE) 및 모드 신호(MODE)가 모두 고레벨일 때에는, AND 회로(18)의 출력 신호가 고레벨로 되고, 스위칭 레귤레이터(2)의 제1 기준 전압 발생 회로(11), 제1 오차 증폭 회로(12), 삼각파 발생 회로(13), PWM 비교 회로(14), 제1 출력 전류 제한 회로(16) 및 소프트 개시 회로(17)가 각각 동작하여 스위칭 레귤레이터(2)가 동작한다.
스위칭 레귤레이터(2)에서는 스위칭 트랜지스터(M1)가 스위칭 동작을 실행하여 스위칭 트랜지스터(M1)가 온 되었을 때에, 인덕터(L1)에 전류가 공급된다. 이 때, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)는 오프되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M1)가 오프되면, 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)가 온 되어 인덕터(L1)에 저축되어 있던 에너지가 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2)를 통하여 방출된다. 이 때 발생한 전류는 콘덴서(C1)로 평활되어 출력 단자(OUT)로부터 부하(6)에 출력된다. 또, 출력 단자(OUT)로부터 출력되는 출력 전압(Vout)은 출력 전압 검출용 저항(R1) 과 저항(R2)으로 분압되고, 이 제1 분압 전압(VFB1)이 제1 오차 증폭 회로(12)의 반전 입력단에 입력된다.
출력 전압(Vout)이 커지면, 제1 오차 증폭 회로(12)의 출력 전압(Ver)이 저하하고, PWM 비교 회로(14)로부터의 펄스 신호(Spw)의 듀티 사이클이 작아진다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(M1)가 온 되는 시간이 짧아지고, 스위칭 레귤레이터(2)의 출력 전압(Vo1)이 저하하도록 제어된다. 스위칭 레귤레이터(2)의 출력 전압(Vo1)이 작아지면, 상기의 반대 동작을 실행하고, 결과적으로 스위칭 레귤레이터(2)의 출력 전압(Vo1)은 제1 기준 전압(Vr1)의 값에 따른 전압이 되도록 제어된다.
여기서, 도 2는 도 1의 각 신호의 파형예를 나타낸 타이밍도로서, 소프트 개시 회로(17)의 동작에 대하여 도 2를 참조하면서 좀 더 상세하게 설명한다. 도 2에서 일점 점선으로 나타낸 부분은 전술한 바와 같이 출력 전압(Vout)과 상이한 부분을 나타내고 있다.
모드 신호(MODE)가 고레벨일 때에, 칩 가능 신호(CE)가 저레벨로부터 고레벨로 변화하면, AND 회로(18)의 출력 신호는 고레벨로 되어 전술한 바와 같이 스위칭 레귤레이터(2)가 동작을 개시한다.
스위칭 레귤레이터(2)가 동작을 개시하면, 우선 소프트 개시 회로(17)가 동작하는데, 소프트 개시 회로(17)는 제1 기준 전압 발생 회로(11)에 대하여, 출력 전압(Vo1)이 소정의 정격 전압이 될 때까지 제어 신호(SS1)를 이용하여 제1 기준 전압(Vr1)의 전압을 서서히 상승시킨다. 제1 기준 전압(Vr1)의 전압을 점차적으로 상승시키기 때문에, 스위칭 레귤레이터(2)의 출력 전압(Vo1)은 도 2의 일점 점선으 로 나타낸 바와 같이 소정의 정격 전압으로 될 때까지 서서히 상승한다. 이와 같이 하여 소프트 개시 회로(17)는 스위칭 트랜지스터(M1)에 과대한 전류가 흐르지 않도록 제어한다. 소프트 개시 회로(17)는 소프트 개시 동작(전압 점차 상승)을 실행하고 있을 때에는, 동작 완료 신호(SSE)를 고레벨로 하고, 그 밖의 경우에는 동작 완료 신호(SSE)를 저레벨로 하고 있다.
한편, 직렬 레귤레이터(3)는 칩 가능 신호(CE)가 고레벨로 되면 동작하므로, 스위칭 레귤레이터(2)가 동작하고 있을 때에는 직렬 레귤레이터(3)도 동작하고 있다. 이 때, TR 제어 회로(24)는 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)가 저레벨일 때에는 NMOS 트랜지스터(M5)를 오프시켜 차단 상태로 한다. 또, AND 회로(18)의 출력 신호가 저레벨로 되면 스위칭 레귤레이터(2)가 동작을 정지한다, 즉, 모드 신호(MODE)가 저레벨로 되면, TR 제어 회로(24)는 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)에 관계없이 NMOS 트랜지스터(5)를 온 시켜 도통 상태로 한다.
여기서, TR 제어 회로(24)의 동작에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.
TR 제어 회로(24)는 칩 가능 신호(CE)가 고레벨이고 모드 신호(MODE)가 저레벨일 때에는 전술한 바와 같이, 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)에 관계없이 NMOS 트랜지스터(M5)를 온 시킨다. 또, TR 제어 회로(24)는 칩 가능 신호(CE)가 고레벨이고 모드 신호(MODE)가 고레벨일 때에는, 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)가 고레벨일 때에만 NMOS 트랜지스터(M5)를 온 시킨다. 또한, TR 제어 회로(24)는 칩 가능 신호(CE)가 저레벨일 때에는, 모드 신 호(MODE) 및 소프트 개시 회로(17)로부터의 동작 완료 신호(SSE)에 관계없이 NMOS 트랜지스터(M5)를 오프 시킨다.
직렬 레귤레이터(3)에서는 NMOS 트랜지스터(M5)가 온 하여 도통 상태일 때에는, 제2 오차 증폭 회로(22)는 제2 기준 전압(Vr2)과 제2 분압 전압(VFB2)의 각 전압 차분을 증폭하여 출력 트랜지스터(M4)의 게이트로 출력하고, 출력 트랜지스터(M4)의 동작 제어를 실시하여 출력 전압(Vo2)을 소정의 정격 전압으로 되도록 제어한다. 즉, 직렬 레귤레이터(3)의 출력 전압(Vo2)은 저항(R3) 및 저항(R4)의 저항값을 각각 r3 및 r4로 하면, 아래의 (1) 식과 같이 된다.
  Vo2 = Vr2×(r3+r4)/r4 (1)
또, 직렬 레귤레이터(3)에서는 NMOS 트랜지스터(M5)가 오프되어 차단 상태일 때에는, 출력 전압(Vo2)이 상기 소정 정격 전압보다 작은 제2 기준 전압(Vr2)으로 된다.
직렬 레귤레이터(3)는 칩 가능 신호(CE)가 고레벨로 되면 즉시 동작을 개시하고, 출력 전압(Vo2)은 상기 (1) 식과 같이 된다. 이 때문에, 직렬 레귤레이터(3)는 제2 출력 전류 제한 회로(23)로 규정된 전류값으로 출력 단자(OUT)에 접속된 콘덴서(C1)를 충전하여 출력 전압(Vo2)을 상승시키고, 제2 출력 전류 제한 회로(23)로 규정된 전류값과 콘덴서(C1)의 용량으로 결정되는 시정수(t=C1×Vout/I 여기서, C1은 콘덴서의 용량, I는 전류값)를 소프트 개시 동작 시간보다 짧도록 설정함으로써, 출력 전압(Vout)의 상승 특성을 도 2에 나타낸 바와 같이, 직렬 레귤레이터(3)의 출력 전압(Vo2)의 상승 특성과 일치시킬 수 있기 때문에, 정전압 회로(1)의 기 동 시간을 단축시킬 수 있다.
소프트 개시 회로(17)의 소프트 개시 동작이 정지하면, 동작 완료 신호(SSE)가 고 레벨로부터 저레벨로 변화하기 때문에, TR 제어 회로(24)는 NMOS 트랜지스터(M5)를 오프시킨다. 이로부터, 직렬 레귤레이터(3)의 출력 전압(Vo2)은 도 2의 일점 점선으로 나타낸 바와 같이 제2 기준 전압(Vr2)으로 되지만, 출력 전압(Vout)은 스위칭 레귤레이터(2)의 출력 전압(Vo1)에 의해 정격 전압까지 상승하고 있기 때문에, 제2 오차 증폭 회로(22)의 출력 신호는 고레벨로 되어 출력 트랜지스터(M4)를 오프시킨다. 즉, 직렬 레귤레이터(3)로부터는 전류가 출력되지 않고, 스위칭 레귤레이터(2)에서만 부하(6)로 전력이 공급된다.
또한, 도 1의 동기 정류용 스위칭 트랜지스터(M2) 대신에 플라이 휠 다이오드(D1)를 사용하여도 좋고, 이 경우, 도 1은 도 3과 같이 된다. 도 3에서는 도 1과 동일한 부분에 대해서는 도 1과 같은 부호로 나타내고 있고, 플라이 휠 다이오드(D1)를 IC 밖에 마련한 경우를 예로서 나타내고 있지만, 플라이 휠 다이오드(D1)에 PN 접합형 등 집적화에 적절한 다이오드를 사용한 경우, 플라이 휠 다이오드(D1)는 IC 내에 형성된다. 또한, 플라이 휠 다이오드(D1), 인덕터(L1) 및 콘덴서(C1)는 평활 회로부를 이룬다.
이와 같이, 본 제1 실시예의 정전압 회로는 기동 시에 스위칭 레귤레이터(2)와 직렬 레귤레이터(3)가 동시에 동작하도록 함으로써 소프트 개시 회로(17)의 동작 시간이 길어도, 직렬 레귤레이터(3)의 제2 출력 전류 제한 회로(23)로 제한되는 전류와 콘덴서(C1)의 용량으로 결정되는 시정수 시간으로 출력 전압(Vout)을 상 승시키도록 함으로써, 출력 전압(Vout)을 단시간에 정격 전압까지 상승시킬 수 있다. 또한, 스위칭 레귤레이터(2)는 소프트 개시 회로(17)에 의해 출력 전압(Vo1)을 상승시키기 때문에, 스위칭 트랜지스터(M1)에 과대한 전류가 흐르지 않도록 할 수 있으므로, 안전하고도 단시간 내에 출력 전압을 상승시킬 수 있게 된다.
본 발명의 정전압 회로에 의하면, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고, 상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하도록 함으로써, 소프트 개시 동작의 동작 시간이 길어도, 단시간 내에 출력 전압을 정격 전압까지 상승시킬 수 있다.
또, 소프트 개시 동작이 완료하여 스위칭 레귤레이터의 출력 전압이 정격 전압에 도달한 후에는, 직렬 레귤레이터의 전류 출력을 자동적으로 정지하도록 함으로써, 직렬 레귤레이터에 의한 불필요한 전력 소비를 절감시킬 수 있다.
또한, 스위칭 레귤레이터는 소프트 개시 동작을 실행하여 출력 전압을 정격 전압까지 상승시키고 있으므로, 스위칭 트랜지스터에 과대한 전류가 흐르지 않도록 하여 안전하고도 단시간 내에 출력 전압을 정격 전압까지 상승시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 입력 단자에 입력된 입력 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 출력 단자로부터 출력하는 정전압 회로에 있어서,
    동작 개시 시에 출력 전압을 소정의 속도로 상기 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 실행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 상기 출력 단자에 출력하는 스위칭 레귤레이터와,
    출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 수행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 상기 출력 단자에 출력하는 직렬 레귤레이터를 구비하고,
    상기 스위칭 레귤레이터 및 상기 직렬 레귤레이터는 스위칭 레귤레이터 및 직렬 레귤레이터 중 어느 하나를 배타적으로 동작시키기 위하여 외부로부터 입력되는 선택 신호에 따라 동작을 개시하되, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고, 상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는 소프트 개시 동작이 종료하면 소정의 동작 완료 신호를 출력하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 상기 출력 단자에 출력하는 전압을 저하시키는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는,
    입력된 제어 신호에 대응한 전류를 상기 입력 단자로부터 상기 출력 단자에 출력하는 출력 트랜지스터와,
    소정의 기준 전압을 생성하여 출력하는 기준 전압 발생 회로부와,
    상기 출력 단자의 전압을 검출하고, 상기 검출한 전압에 비례한 전압을 생성하여 출력하는 출력 전압 검출 회로부와,
    상기 비례 전압이 상기 기준 전압이 되도록 상기 출력 트랜지스터의 동작 제어를 실행하는, 소정의 바이어스 전류가 공급된 오차 증폭 회로부와,
    상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면, 상기 출력 전압 검출 회로부에 대하여 상기 출력 단자의 전압을 출력시키는 제어 회로부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 스위칭 레귤레이터보다 빠른 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 전류 제한값에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는,
    제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
    상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록, 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
    상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
    를 구비하고,
    상기 평활 회로부는 상기 스위칭 소자와 직렬로 접속되고, 상기 스위칭 제어 회로부에 의해 스위칭 제어되는 동기 정류용 스위칭 소자를 구비하며, 상기 스 위칭 소자, 상기 동기 정류용 스위칭 소자, 상기 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터는 하나의 IC에 집적되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는,
    제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
      상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
      상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
    를 구비하고,
      상기 스위칭 소자, 상기 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터는 하나의 IC에 집적되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는,
      제어 전극에 입력된 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 입력 전압의 출력 제어를 실행하는 스위칭 소자와,
      상기 출력 단자로부터 출력되는 전압이 소정의 전압으로 되도록 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어를 실행하는 스위칭 제어 회로부와,
      상기 스위칭 소자로부터 출력된 전압을 평활하여 상기 출력 단자에 출력하는 평활 회로부
    를 구비하고,
      상기 평활 회로부는 상기 스위칭 소자와 직렬로 접속된 플라이 휠 다이오드를 구비하고, 상기 스위칭 소자, 상기 플라이 휠 다이오드, 상기 스위칭 제어 회로부 및 상기 직렬 레귤레이터가 하나의 IC에 집적되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
  10.   입력 단자에 입력된 입력 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 출력하는 정전압 회로를 포함한, 소정의 기능을 구비하는 반도체 장치에 있어서,
      상기 정전압 회로는,
      동작 개시 시에 출력 전압을 소정의 속도로 상기 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 실행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력하는 스위칭 레귤레이터와,
      출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 수행하는 기능을 구비하고, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력하는 직렬 레귤레이터
    를 구비하고,
      상기 스위칭 레귤레이터 및 상기 직렬 레귤레이터는 스위칭 레귤레이 터 및 직렬 레귤레이터 중 어느 하나를 배타적으로 동작시키기 위하여 외부로부터 입력되는 선택 신호에 따라 동작을 개시하되, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고, 상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 전류 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스위칭 레귤레이터는 소프트 개시 동작이 종료하면 소정의 동작 완료 신호를 출력하고, 상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 전류 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 상기 소정의 동작 완료 신호가 출력되면 출력하는 전압을 저하시키는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  13. 동작 개시 시에 출력 전압을 소정 속도로 소정 정격 전압까지 상승시키는 소프트 개시 동작을 수행하는 기능을 구비한, 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 출력 단자에 출력하는 스위칭 레귤레이터와, 출력하는 전류가 소정값 이하로 되도록 전류 제한을 수행하는 기능을 구비한, 상기 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 상기 출력 단자에 출력하는 직렬 레귤레이터를 구비하고, 상기 입력 단자에 입력된 입력 전압을 상기 정격 전압으로 변환하여 상기 출력 단자로부터 출력하는 정전압 회로의 제어 방법에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는,
    상기 스위칭 레귤레이터가 동작을 개시하면 동시에 동작을 개시하고,
    상기 스위칭 레귤레이터의 소프트 개시 동작이 완료하면 자동적으로 상기 출력 단자에 대한 전류 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 스위칭 레귤레이터보다 빠른 것을 특징으로 하는 정전압 회로의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 직렬 레귤레이터는 동작 개시 시에 출력 전압을 상기 정격 전압까지 상승시키는 속도가 상기 전류 제한값에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로의 제어 방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4978283B2 (ja) * 2007-04-10 2012-07-18 セイコーエプソン株式会社 モータ駆動制御回路、半導体装置、電子時計および発電装置付き電子時計
TWI352268B (en) * 2007-11-28 2011-11-11 Realtek Semiconductor Corp Apparatus and method for hybrid regulator
JP5091027B2 (ja) * 2008-06-25 2012-12-05 株式会社リコー スイッチングレギュレータ
US9093993B2 (en) * 2008-07-31 2015-07-28 System General Corp. Power saving circuit for PWM circuit
JP4853511B2 (ja) * 2008-12-04 2012-01-11 株式会社デンソー スイッチング電源回路
US7990196B2 (en) * 2009-12-22 2011-08-02 Toshiba America Electronic Components, Inc. Signal driver with first pulse boost
KR20110106669A (ko) * 2010-03-23 2011-09-29 삼성전자주식회사 고전압 전원 장치
JP2012196050A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Sanken Electric Co Ltd ソフトスタート回路
CN103529890B (zh) * 2012-07-06 2016-08-03 国民技术股份有限公司 一种软启动装置及方法
GB2508418A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Control Tech Ltd Thyristor rectifier charge rate controller
CN104753331B (zh) * 2015-04-21 2017-11-03 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种大功率发射机软启动装置及其软启动方法
JP6836150B2 (ja) * 2017-01-20 2021-02-24 セイコーエプソン株式会社 半導体装置、電源装置、電子機器、及び、電源装置の制御方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806842A (en) * 1988-05-09 1989-02-21 National Semiconductor Corporation Soft start for five pin switching regulators
US4959606A (en) * 1989-01-06 1990-09-25 Uniphase Corporation Current mode switching regulator with programmed offtime
US4940929A (en) * 1989-06-23 1990-07-10 Apollo Computer, Inc. AC to DC converter with unity power factor
US5592072A (en) * 1995-01-24 1997-01-07 Dell Usa, L.P. High performance dual section voltage regulator
US5726845A (en) * 1996-02-28 1998-03-10 Astec International Limited Short circuit protection for power factor correction circuit
US5747976A (en) * 1996-03-26 1998-05-05 Raytheon Company Constant on-time architecture for switching regulators
US5777462A (en) * 1996-08-15 1998-07-07 Hughes Electronics Corporation Mode configurable DC power supply
JP3036457B2 (ja) * 1997-02-27 2000-04-24 日本電気株式会社 スイッチング電源装置
JPH113126A (ja) * 1997-04-17 1999-01-06 Sony Corp Dc−dcコンバータ
JPH10333760A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Fujitsu Ltd 電源回路
KR100278096B1 (ko) * 1997-07-10 2001-01-15 윤덕용 혼합형 레귤레이터
DE19917204A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer stabilisierten Versorgungsspannung
US6100678A (en) * 1999-08-26 2000-08-08 Linear Technology Corporation Single package pin providing soft-start and short-circuit timer functions in a voltage regulator controller
JP2001211640A (ja) * 2000-01-20 2001-08-03 Hitachi Ltd 電子装置と半導体集積回路及び情報処理システム
JP2002112457A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Citizen Watch Co Ltd 電源供給装置
JP4830238B2 (ja) 2001-08-30 2011-12-07 富士電機株式会社 Dc/dcコンバータ回路
JP3541826B2 (ja) * 2001-09-21 2004-07-14 セイコーエプソン株式会社 電源回路及びその制御方法
JP2003216247A (ja) * 2002-01-24 2003-07-31 Ricoh Co Ltd 直流安定化電源装置
JP2003216254A (ja) * 2002-01-28 2003-07-31 Fuji Electric Co Ltd 半導体集積装置
JP2003324939A (ja) 2002-04-26 2003-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd スタータ回路
US6661211B1 (en) * 2002-06-25 2003-12-09 Alcatel Canada Inc. Quick-start DC-DC converter circuit and method
JP2004062331A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Ricoh Co Ltd 直流電源装置
JP4100997B2 (ja) * 2002-08-23 2008-06-11 株式会社リコー 電源供給装置及びその電源供給方法
JP4107052B2 (ja) * 2002-10-30 2008-06-25 株式会社デンソー 多出力電源装置
JP3972856B2 (ja) * 2003-04-16 2007-09-05 富士電機ホールディングス株式会社 電源システム
JP3739760B2 (ja) * 2003-06-04 2006-01-25 ローム株式会社 スイッチングレギュレータ
JP3851303B2 (ja) * 2003-09-08 2006-11-29 ローム株式会社 多出力型電源装置及びこれを用いた携帯機器
JP4403843B2 (ja) * 2004-03-19 2010-01-27 株式会社デンソー 電源装置
US7368896B2 (en) * 2004-03-29 2008-05-06 Ricoh Company, Ltd. Voltage regulator with plural error amplifiers

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