TW200812201A - Start-up circuit and start-up method - Google Patents

Description

200812201 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對電子機器等起動時之順序進行控制之起 動電路。 【先前技術】 近年來，於行動電話、PDA(PersGnal Digital Assistant， 人數位助理）、筆記型個人電腦等各種電子機器中，搭 載有進行數位信號處理之CPU(Central Pr〇cessing unh，中 央處理單元）、其他DSP(Digital Signal Pr〇Cess〇r，數位信 唬處理裔）、或者液晶面板、其他類比電路等多種電子電 路。该等電子電路自電池或使電池電壓穩定之電源電路接 收電力供給並進行動作。 此處，對電子電路分別規定保證穩定動作之電壓，若所 供給之電壓小於或者等於保證穩定動作之電壓，則該電子 電路不會正常地動作。因此，於上述電子機器中安裝有低 電壓誤動作防止功能（Under Voltage Lock Out，以下p、 ΤΤλ7τ 卜稱為 0) ’该低電壓誤動作防止功能監視電池電壓等， π 並對 各電子電路之起動以及結束之順序進行控制。例如，於專 利文獻1、2中揭示有相關技術。 [專利文獻1]日本專利特開2004-22947號公報 [專利文獻2]日本專利特開2004-126922號公報 [專利文獻3]曰本專利特開2〇〇3-2〇9461號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 120660.doc 200812201 UVLO電路將電池電塵等作為監視 稱為監視電旬與特定之臨界電屢作比較，/ (以下，亦 過臨界電塵時，實施特定之起動順序，2 I電池電屢超 於臨界電塵，實施特定之結束順序。二：電池電壓低 用以實施特定順序之電路（以下，於本說明查:中内置有 電路i°若UVL〇電路允許開始起動，則起㈣路動 順序貫施特定之事件。 特疋之 為決定實施特定事件之時序，起動電路必 測定。通常使用如下方法作為測定時間之方法、進打 振盈^產生時脈信號1特定對脈=，使用 數’但因《器之消耗電力較大，故有==行計 消耗電力化。 胃阻礙電路之低 本發明係鑒於上述問題開發而成者，龙 種減少消耗電力之起動電路。 -的在於提供— [解決問題之技術手段] 本’，明之1樣係關於如下之起動電路 接收指示搭載有本電路之機器起動 =動電路若 動信號指示起動1實 動H且由該起 括：振盈器，其產之順序°上述起動電路包 動信號以及自振盪哭以及順序電路，其接收起 !疋位準後，對時脈信號進行計數並測定時門虎艾遷至 時序實施特定之事件。於搭载有電路之二:：特定之 下之期間’上述起動信號 了源鍵被按 信號處於特定位準.之期間進行動作广振遭器於起動 120660.doc 200812201 根據上述態樣，振盪哭认恭 . 農°σ於電源鍵被按下之期n „从 後關閉。其結果，起動雷 』間開啟，之 用者不再按下㈣鍵，職盪H停止，因 ^右使 序結束後，於無須時脈信號 [广起動順 ^ 〇 韻线“產生n肖 於-態樣中，順序電路亦可包含 夕士+ *々tm 疋有特疋之逾時時間 已逾時之時序停止振盪器之動作。 根據上述態樣，即使因電源鍵 示，介 卜之口素而接受起動指 ”亦可於已之時點使振堡止 器於起動順序結束後之益須時月…卩此了防止振盧 減少消耗電力。’、、、柄脈之時點進行動作，從而可 本發明之其他態樣係關於如下之低電懲誤動 路’該低電壓誤動作防止雷 電 電壓滿足特定之條件時，者於上述輸入 減阶Μ 条件守^特定之順序。上述低電麼誤 乍防止電路包括：比較部，其將輸 臨界電麼作比較，輸出比較信號 L、特疋之 私十妨^ L現，以及上述任一態樣之起 動電路，其輸入電壓比較部 翰出k 5虎。起動電路參照比 較仏唬’若於輪入電壓高於 介兔&之狀恶下，由起動信 就才日不起動，則實施特定之順序。 根據上述態樣，低電壓誤動作防止電路之振盡器，於盈 須進打動作時停止，因此可減少消耗電力。 、 ^明之進而其他態樣係電源電路。該電源電路 電電=化而供給至負載，且包括：調整電路，其將電源 - b而供給至負載’以及上述一態樣之低電壓誤動 120660.doc 200812201 作防止電路’其監視電源電壓作為輸入電壓，控制調整電 路之開啟關閉之順序。 於一悲樣中，調整電路與低電壓誤動作防止電路可一體 3體化於單個半導體基板上。所謂「-體積體化」，包含 電路之構成要素全部形成於半導體基板上之情形，或一體 積體化有電路之主要構成要素之情形，且亦可將一部分電 阻或電容器等設置於半導體基板之外部，以調節電路常 數。將電源電路整合為！個⑶如哪㈣刚 Clrcuit，大型積體電路)，藉此可減小電路面積。 “本么月之進而其他態樣係電子機器。該電子機器包括. =載以及上述電源電路’其將電池之電遷穩定化而供給 而其他態樣係如下之起動方法，該起動方法 =起動若指示㈣’則實施料之順序。上 動方法包括如下步驟··若起動 動七唬^遷至指示機器起動之 、疋位準’則使振盪器起動 士 淮杆斗奴、 勒對由振盛為產生之時脈信號 ,LΊ定之時序實施特定之事件，·於搭載有帝跋 之機器之電源鍵被按下之期間，㈣ 兒 時，若起動俨鲈ό Μ + β &成為特定位準 停止。特疋位準變遷至其他位準，則使振逢器 心樣之起動方法更包括如下 時脈進杆呼赵^、ra 对由振盧為產生之 停止十數，經過特定之逾時期間後，使振盈器之動作 應左意，上述結構組件等之任意組合或重新配置均有效 120660.doc 200812201 且包含於本實施形態。 此外，本發明内容無須描述所有必要特徵，使得本發明 亦可為上述所描述之特徵之子組合。 【實施方式】 現根據本發明之較佳實施形態來說明本發明，其中上述 較佳實施形態並不限制本發明之範疇而例示本發明。實施 形態中所描述之所有特徵及其組合對於本發明並非為必 須。 ’ 以下，一面參照圖式，一面說明本發明之實施形態之低 電壓誤動作防止電路。對各圖式所示之相同或同等之構成 要素、部件、及處理添加相同符號，並適當地省略重複說 明。 圖1係表示實施形態之UVL0電路10之構成之電路圖。 又，圖2係較好地使用有圖iiuvLo電路1〇之電源電路ι〇〇 以及電子機器1000整體之方塊圖。首先，參照圖2，對電 • 子機器1000之整體構成加以說明。電子機器1000例如為行 動電話終端、或PDA、筆記型PC等電池驅動式之資訊終端 故益。电子機窃1000具有電源電路丨、電池、電源鍵 210、以及CPU 300。 CPU 300係對電子機器1〇〇〇之整體進行控制且執行各種 運异處理之處理器，且由電源電壓vddl〜vdd3所驅動，上 述電源電壓Vddl〜Vdd3由電源電路1〇〇所供給。以下，僅 將電源電壓Vddl〜Vdd3稱為電源電壓Vdd。對於cpu 3〇〇而 言，為高效地進行動作，於各電路區塊中以不同之電源電 120660.doc 200812201 壓進行動作，且可單獨地開啟關閉電力供給。例如，分別 向核心區塊、記憶體區塊、以及輸入輸出（1/0)區塊供給電 源電壓Vddi〜Vdd3。又，將重置信號RST自電源電路1〇〇輸 入至CPU 300。童置信號RST係如下信號，其自電源電路 1〇0通知CPU 300已結束供給電源電壓Vdd，或者通知低電 壓狀態。 實際上，由電源電路100驅動之負載不限定於cPU3〇〇, • 取而代之或者除此之外，上述電源電路100亦可驅動其他 DSP或發光二極體等。 電源鍵210係用以由使用者指示使電子機器1〇⑽之電源 開啟關閉之輸入裝置，若於電子機器1〇〇〇為非動作狀態 下，由使用者以特定時間Tpl持續按下電源键21〇，則電子 機器1000開始起動。於電源鍵21〇被按下期間，向電源電 路100輪出成為高位準之起動信號（電力開啟信號 PWR一ON。 ° 參 電池2〇(^Li離子電池等二次電池，其輸出2 V至4·2 V左 右之電池電壓Vbat。電池電壓Vbat因電力消耗而降低，並 且因充電而上升。 電源電路1〇〇具有電池端子102，重置端子1〇4，電源端 子1〇6、1〇8、110’ AC端子112，以及電力開啟端子…來 作為輸入輸出用之端子。電池2〇〇連接至電池端子ι〇2。重 置端子104,電源端子1〇6、1〇8、11〇均與咖鳩連接。 AC端子112連接至外部電"路。外部電源電路例如係將 商用交流電壓轉換為直流電塵之所謂之AC轉換器。上述 120660.doc 200812201 起動信號PWR—ON輸入至電力開啟端子114。 供給至CPU 300之電源電壓Vdd必須穩定為2 V或者2 V 以下之特定電壓。另一方面，電池200之電池電壓Vbat為2 V〜4.2 V左右。因此，電源電路100降低由電池200所供給 之電池電壓Vbat，將電池電壓Vbat穩定為不受電池電壓 Vbat之值影響之固定值後，將電池電壓Vbat供給至CPU • 300 〇 電源電路100具有UVLO電路10、第1調整電路30、第2調 整電路32、第3調整電路34、以及充電電路40。若AC轉換 器與AC端子112連接，則直流電壓Vext供給至充電電路 40。此時，充電電路40將充電電流供給至電池200，將電 池200充電至4.2 V左右。 電池電壓Vbat經由電池端子102而供給至第1調整電路 30、第2調整電路32、以及第3調整電路34。第1調整電路 30、第2調整電路32、以及第3調整電路34係線性調節器， φ 分別降低電池電壓Vbat，輸出穩定之電源電壓Vddl〜Vdd3， 並經由電源端子106、108、110而將上述電源電壓 Vddl〜Vdd3輸出至 CPU 300。 ^ UVLO電路10輸入作為輸入電壓之電池電壓Vbat，並且 輸入起動信號P WR_ON。 UVLO電路10監視電池電壓Vbat，並判定所監視之電池 電壓Vbat是否滿足特定之條件。繼而，若於電池電壓Vbat 滿足特定之條件之狀態下，起動信號PWR_ON變為高位 準，則UVLO電路10實施特定之順序。本實施形態中， I20660.doc -12- 200812201 ?LO電路1〇於電池電㈣以高於預先規定之臨界電壓 時’依序起動糾調整電路3〇、帛2調整電路”、以 調整電路34,起動結束後，將重置信號r

300。 U - 自UVL〇電路10分別將第1順序信號SEQ1、第2项序信號 剛2、以及第3順序信號SEQ3輸出至第1調整電路如、第1 凋整电路32、以及第3調整電路34。UVL〇電路丄❹變為可起 • 動之狀態後’依序將第1順序信號SEQi〜第3順序信號SEQ3 切換為高位準。第"周整電路3〇〜第3調整電路“輪入高位 準之順序信號SEQ1〜SEq3後，開始穩定㈣，並輪出電源 電壓Vddl〜Vdd3。 以下，根據圖1來說明UVLO電路1〇之構成以及動作。 UVLO電路10具有電壓比較部2〇、起動電路16、以及電壓 控制部18。 電壓比較部20將作為輸入電壓之電池電壓Vbat與特定之 Φ L界電壓Vth作比較，輸出於Vbat>Vth時變為高位準之 UVLO信號（以下，稱為比較信號）§—UVL〇。電壓比較部刈 之臨界電壓Vth根據電源電路100之狀態而適當地切換。例 如，於臨界電壓Vth中設定磁滯。再者，電壓比較部2〇可 直接將電池電壓Vbat與臨界電壓vth作比較，亦可藉由電 阻等對上述電池電壓Vbat進行分壓後，將上述電池電壓 Vbat與臨界電壓vth作比較。本實施形態中，直接比較電 池電壓Vbat與臨界電壓vth。 本實施形態中，電壓比較部20之臨界電壓vth可切換第1 120660.doc -13- 200812201 電壓值Vthl、與設定得低於第1電壓值Vthl之第2電壓值

Vth2。此處，第丨電壓值vthl設定得高於如下電壓，該電 壓可使CPU 300進行動作，進而可使cpu 300自非起動狀 恶轉變為起動狀態。另一方面，第2電壓值Vth2設定得高 於如下電壓，該電壓無法使cpu 3〇〇自非起動狀態轉變為 起動狀態，但可使CPU 300動作。若於上述條件下設定第 1、第2電壓値，則Vthl>Vth2。根據可使cpu 3⑽穩定地動 作之電壓來適當設定第！電壓值Vthl與第2電壓值vth2即 可，例如，設定為 Vthl=2.4 V、Vth2=2.8 V。 起動電路16接收自電壓比較部2〇輸出之比較信號 s—UVLO、與指示搭载有UVL〇電路1〇之電子機器綱〇起 動之起動信號PWR_0N。若於UVL〇信號s_UVL〇為高位準 之狀態下，亦即，表示Vbai>Vtk狀態下，起動信號 pwR—om^準後指示起動，則起動電路丨日依序將第 1順序信號SEQ1〜第3順序信號SEQ3設為高位準，其後將重 置信號RST設為高位準。 圖3係表示實施形態之起動電路16之構成之電路圖。若 於比較信號S—UVLO為高位準之壯能丁 + b 勹门位旱之狀恶下，亦即，於電池電 =南於臨界電錢h之狀態下，起動信號PWR 0N變 為南位準後指示起動，則起 — 电硌1 6 ^ ^特定之順序。起 #盪二包：振I器5 〇、順序電路5 2、以及編閉極… 二:,Τ能端子EN，並產生時脈信號ck。振盈 至賦此鸲子之期間， 始產生時脈錢動作狀恶，開 120660.doc -14· 200812201 and閘極56輸出比較信號s—UVL〇與起動信號 之邏輯及作為順序開啟信號SEQ—ON。順序電路52接收順 序開啟信號seq_〇n以及自振盪器50輸出之時脈信號ck。 順序電路52於^動信號PWR-⑽轉變為高位準，且順序開 啟信號SEQ-〇_為高位準後，#由内部之計時電路54來 對時脈信號CK進行計數並測定時間，以特定之時序，依 序將第1順序信號SEQ1〜第3順序信號犯⑴以及重置信號

RST切換為高位準。 又，計時電路54中設定有逾時時間Tp3。計時電路“若 對時脈信fKK進行計數且料，則將信號發送至振盈器 之去能端子DIS，使振盪器5〇停止動作。逾時時間丁…設 疋仔充分長於起動電路16之起動順序所須之時間Τρ2。 現说明以上述方式構成之電源電路1 〇〇之動作。圖4係矛 示包含本實施形態之UVLO電路1〇之電源電路1〇〇起動時^ 動作狀態的時序圖。 圖4中，自上而下依序表示起動信號pWR—〇N、第丨順序 信號SEQ1、第2順序信號SEQ2、第3順序信號seq3、重置 信號RST、以及振盪器5〇之動作狀態。於圖斗之時序圖 中，Vbat>Vth成立，因此，起動信號pWR—⑽之邏輯值盎 順序開啟信號SEQ_〇N2邏輯值相等。 z、 若於時刻to ’由使用者按下電源鍵21〇，則起動信號 PWR—ON變為高位準。隨之，振蓋器5()開始動作，並開始 產生時脈信號ck。順序電路52根據於時刻t〇變為高位準之 順序開啟信號seq_qn，祕料脈㈣CK^行計數，測 120660.doc • 15 · 200812201 =夺間。順序電路52於自時咖經過時間㈣之時刻u， :弟1士順序信細Q1設為高位準，W時刻賴過時間τ2 1· χ·1 t2將第2順序彳g號SEQ2設為高位準，於自時刻 to經過時間τ3後之時刻t3， 將弟3順序信號SEQ3設為高位 .雷序（動第“周整電路30、第2調整電路32、以及第3 调整電路34後，將電塵供給至CPU 300。 4:而：於自指示第3調整電路34起動之時胸過時間 τ4後之時刻t4，將置作骑以丁 Γρπ _ 七唬RST切換為高位準，並通知 CPU 3〇〇起動已結束。 動使用者不再按下電源鍵210,則起 動4·職—卿鞋低料，藉此，振㈣崎止。 =，根據本實施形態之電源電路10。，振盪器5。於電 了源鍵’若將應按下電源鍵之時間設為 :二了至一系列之起動順序結束為止之時間設為 =Tp2，則於條件Τρ1>τρ2成立時，起動順序結束後， 起動信號潰—⑽變遷至低位準，因此可於 起 順序時’適當地使振盡器5。動作，並且可於起動：= 後，使振盧H 50停止。其結果，可減少起動順序 於無須時脈信號《之期間由振盈器5G產生力 又，預先於計時電路54中設定逾時 二 = 電源鍵210時，亦可於起動： 適當地使振盧器50停止。又，設定 束後 自電源鍵21〇以外之，守間，猎此可與來 卜之起動地目對應。例如，起動信號亦 120660.doc -16- 200812201 可為如下信號，該信號根據行動電話終端之用以與外部機 器連接而設置之連接器之狀態而改變。此時，預先將逾時 時間設定得長於起動電路16之起動順序之結束時間丁…， 藉此能夠可靠地停止振盪器5〇。 又，本實施形態中，將振盪器5〇之開啟關閉與有否按下 電源鍵210直接對應，因此可簡化電路。又，利用起動電 路16内部之計時電路54，使之發揮因逾時而使振盪器”停

止之功能，因此不會增大電路規模，且可實現低消耗電力 化。 以上，已根據實施形態說明了本發明，當然，實施形態 僅表不本發明之原理及應用，而且對於實施形態而言，於 不脫離由申請專利範圍所規定之本發明之思想的範^内，' 可有多種變形例或配置之變更。 例如，於貫施形恶中，已說明了對將電源電壓供給至 CPU 300之順序進行控制之情形，但本發明並不限定於 此，亦可控制使其他電路區塊起動、結束之順序。 、 又’電源電路100中之第i調整電路30〜第3調整電路34可 為串聯調節器d0w Drop 0utput，低漏失），亦可為 交換調節器。又，亦可為電荷泵電路。 ， 進而’實施形態之UVLO電物之用途不限定於電 路100’可用於監視輸人電壓並控制其他電路區塊 順序的各種應用程式。 又，由 出之電壓 UVLO電路10監視之輪入電壓不限定於 ’亦可為其他電壓。又，實施形態中， 自電池輪 起動信號 120660.doc •17- 200812201 為與電源鍵之狀態相對瘅之俨 7應之k唬PWR—〇n，但UVLO電路 1 0亦可參照其他起動作缺 &助彳。就。例如’其他起動信號亦可為與 電池2 0 0是否處於正在充雷业能 牡兄電之狀恶相對應之信號。例如， 可根據是否正在對AC端+ 广 曰 千112供a電壓，而判定電池2⑽ 疋否正在充電。又，UV"f Φ Λ V. VL〇電路10亦可根據對上述複數個

起動信號進行邏輯運瞀接％ P 、弭運#後所仟之信號、與比較信號 S—UVLO ’切換臨界電壓vth 〇 又’本實施形態中’高位準、低位準之邏輯值之設定係 一例，利用反相器等來適當地進行反轉，藉此可自由地變 更上述邏輯值。 雖已使用特定術語描述了本發明之較佳實施形態，但該 4田述僅用於說明，且摩-ίΑ -7Τ 應暌解於不脫離附加申請專利範圍 之精神或範疇的情況下可進行改變及變化。 【圖式簡單說明】 現參照隨附圖式，僅以實例來描述實施形態，該等圖式 僅為例示而非限制性者，且其中對圖式中相似元 : 似符號·· 州 圖1係表示實施形態之UVLO電路之構成之電路圖。 圖2係較好地使用有圖iiUVLO電路之電源電路以 子機器整體之方塊圖。 “ 圖3係表示實施形態之起動電路之構成之電路圖。 圖4係表示包含本實施形態之UVL〇電路之電源電 時之動作狀態的時序圖。 已動 【主要元件符號說明】 120660.doc •18· 200812201

ίο 16 20 30 32 34 40 50 52 54 56 100 102 104 106 、 108、 110 112 114 200 210

300 1000 tO 〜15 CK

PWR ON

UVLO電路 起動電路 電壓比較部 第1調整電路 第2調整電路 第3調整電路 充電電路 振盪器 順序電路 計時電路 AND閘極 電源電路 電池端子 重置端子 電源端子 AC端子 電力開啟端子 電池 電源鍵 CPU 電子機器 時刻 時脈信號 起動信號 120660.doc -19- 200812201 RST 重置信號 SJUVLO 比較信號 SEQ^ON 順序開啟信號 SEQ1 第1順序信號 SEQ2 第2順序信號 SEQ3 第3順序信號 Vbat 電池電壓 Vddl 〜Vdd3 電源電壓 Vth 臨界電壓 τΐ 、 τ2 、 τ3 、 τ4 時間 120660.doc -20-

Claims (1)

1. 200812201 十、申請專利範圍： 1. 一種起動電路，其特徵在於，其係若接收指示搭載有本 電路之機器的起動之起動信號，並由該起動信號指示起 動，則實施特定之順序者，且包括： 振盪器，其產生時脈信號；以及 順序電路，其接收上述起動信號及自上述振盪器輸出 ~ 之上述時脈信號，上述起動信號變遷至特定位準後，藉 此對上述時脈信號進行計數並測定時間，以特定之時序 ® 實施特定之事件；且 於搭載有電路之機器之電源鍵被按下之期間，上述起 動信號成為上述特定位準時，上述振蘯器於上述起動信 號處於上述特定位準之期間進行動作。 2. 如請求項1之起動電路，其中上述順序電路包括設定有 特定之逾時時間之計數器，以已逾時之時序停止上述振 盪器之動作。 I 3. —種低電壓誤動作防止電路，其特徵在於，其係監視輸 入電壓，於上述輸入電壓滿足特定之條件時，實施特定 之順序者，且包括： 電壓比較部，其將上述輸入電壓與特定之臨界電壓作 比較，輸出比較信號；以及 請求項1或請求項2之起動電路，其輸入上述電壓比較 部之輸出信號；且 上述起動電路參照上述比較信號，當於上述輸入電壓 高於上述臨界電壓之狀態下，若由上述起動信號指示起 120660.doc 200812201 動’則實施上述特定之順序。 4. 電原電路’其特锨在於’其係將電源電壓穩定化而 供給至負載者，且包括·· 調整電路（wcuit)，其將上述電源電塵穩定 化而供給至上述負載；以及 ::項3之低電屢誤動作防止電路，其監視上述電源 'A輸入電塵’控制上述調整電路之開啟關閉之順 序0 、 6· 5. if項4之電源電路’其中上述調整電路與上述低電 ^作防止電路-體積體化於—個半導體基板上。 一種電子機器，其特徵在於包括： 電池；以及 請求項5之電源電路，且蔣 供給至負载。 〃、34電池之電塵穩定化而 7. 種起動方法’其特徵在於’其係監視起 示起動1實施特定之順序 免，右 序且包括如下步驟： 迷起動信號變遷至指示機器起 使振盪器起動； 寻疋位準，貝,j 對由上述振盪器產生之時脈信號 時序實施特定之事件； 丁冲數，以特定之 ;:载有電路之機器之電源鍵被按下 動信號成為上述特定位準時，若上述起動;1，上述起 定位準變遷至其他位準’則使上，？自上述特 8·如請求項7之起動 时如止。 …中更包括下述步驟··對由上 120660.doc 200812201 述振盪器產生之時脈進行計數，當經過特定之逾時期 間，則使上述振盪器之動作停止。

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