WO2006049110A1 - 電源装置、及び携帯機器 - Google Patents

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Hiroki Kikuchi
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device that converts a power supply voltage from a DC power supply such as a battery into a predetermined output voltage and outputs the same, and a portable device incorporating the power supply device.
  • a power supply such as a series regulator converts the power supply voltage from the DC power supply to a predetermined output voltage and outputs it. In this power supply, it is required to remove the ripple component and output a stable output voltage with respect to the ripple of the power supply voltage.
  • ripple rejection the removal of the ripple component contained in the output voltage (hereinafter referred to as ripple rejection) depends largely on the stability of the reference voltage, so it is necessary to stabilize the reference voltage.
  • This reference voltage is usually formed by a reference voltage generation circuit using a power supply voltage supplied to the power supply device. For this reason, it is difficult to perform sufficient rible rejection because the ripples are included in the reference voltage.
  • a voltage adjustment circuit (hereinafter referred to as pre-power supply circuit) that outputs a stabilized power supply voltage is provided.
  • the output voltage of the pre-power supply circuit is supplied as an operating voltage for operating the reference voltage generating circuit.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-0183.
  • providing a pre-power supply circuit increases the current consumption in the pre-power supply circuit.
  • it is particularly required to reduce current consumption in order to extend the time that batteries can be used continuously. Therefore, It is not desirable to increase the current consumption by providing a re-power supply circuit.
  • the output voltage of the pre-power supply circuit is somewhat lower than the power supply voltage.
  • the power supply voltage capable of generating a predetermined reference voltage is limited to a higher voltage level than when a pre-power supply circuit is not used. That is, the power reduction characteristics as a power supply device deteriorate.
  • the lower limit level in which the power supply voltage from the battery power source can be used is increased, and there is a problem that the usable time of the battery power source is shortened.
  • an object of the present invention is to provide a power supply device that stabilizes the reference voltage without increasing current consumption and has improved ripple rejection characteristics, and a portable device including the power supply device. Disclosure of the invention
  • the power supply apparatus of the present invention compares an output circuit that adjusts a power supply voltage and outputs a predetermined output voltage, a feedback voltage corresponding to the output voltage, and a reference voltage, and the feedback voltage based on the comparison result.
  • An error amplifier circuit that controls the output circuit so that is equal to the reference voltage, and a reference voltage generation circuit that generates the reference voltage,
  • the error amplification circuit and the reference voltage generation circuit are set in an operating state, and the output voltage is controlled to be output possible.
  • the voltage of the control signal is an operating voltage of the reference voltage generation circuit.
  • the power supply device of the present invention compares an output circuit that adjusts a power supply voltage and outputs a predetermined output voltage, a feedback voltage corresponding to the output voltage, and a reference voltage, and based on the comparison result, An error amplification circuit that controls the output circuit so that a feedback voltage is equal to the reference voltage; and a reference voltage generation circuit that generates the reference voltage; and at least the error amplification according to an operation command signal from the outside
  • the reference voltage generation circuit uses the voltage of the operation command signal as an operation voltage, and is controlled to an operation state when the voltage level of the operation command signal exceeds a predetermined voltage level, and does not reach the predetermined voltage level. It is characterized in that it is controlled in a stopped state.
  • a voltage level detection circuit for detecting whether the voltage level of the operation command signal exceeds the predetermined voltage level, and the reference voltage generation circuit and the error amplifier according to a detection result of the voltage level detection circuit; It is characterized in that the operation state or the stop state of is determined.
  • the portable device of the present invention includes a battery power source that generates a power supply voltage
  • An output circuit for adjusting the power supply voltage and outputting a predetermined output voltage is compared with a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage, and the feedback voltage becomes equal to the reference voltage based on the comparison result.
  • An error amplifier circuit for controlling the output circuit and a reference voltage generator circuit for generating the reference voltage as described above, and the error amplifier circuit and the reference voltage generator circuit are operated according to an external control signal. And controlling the output voltage to an output enabled state, and further using the voltage of the control signal as the operating voltage of the reference voltage generating circuit,
  • the portable device of the present invention includes a battery power source that generates a power supply voltage
  • An output circuit for adjusting the power supply voltage and outputting a predetermined output voltage is compared with a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage, and the feedback voltage becomes equal to the reference voltage based on the comparison result.
  • the reference voltage generation circuit uses the voltage of the operation command signal as an operation voltage, and the voltage level of the operation command signal is set to an operation voltage.
  • a power supply that is controlled to an operating state when a predetermined voltage level is exceeded, and is controlled to be stopped when a predetermined voltage level is not reached;
  • the portable device of the present invention includes a battery power source that generates a power supply voltage
  • An output circuit for adjusting the power supply voltage and outputting a predetermined output voltage is compared with a feedback voltage corresponding to the output voltage and a reference voltage, and the feedback voltage becomes equal to the reference voltage based on the comparison result.
  • the reference voltage generation circuit uses the voltage of the operation command signal as an operation voltage, and the voltage level of the operation command signal is a predetermined voltage. Is controlled to the operating state when exceeding level, the power supply device is controlled to the stopped state when not reach a predetermined voltage level,
  • a smoothing circuit that smoothes the power supply voltage and outputs it as the operation command signal, and a load device to which the output voltage is supplied.
  • a control signal such as an operation command signal to the power supply device is used as the operation voltage to the reference voltage generation circuit of the power supply device.
  • the control signal such as the operation command signal is supplied from a control device including a computer or the power supply voltage is leveled. It is supplied after being smoothed by a smooth circuit. Therefore, the control signal has a small ripple component and is supplied at a stable voltage level. As a result, a stable reference voltage is generated from the reference voltage generation circuit, so that ripple resilience characteristics are improved.
  • the battery can be used continuously for a longer time than the conventional one.
  • control signal such as the operation command signal is used as the operating voltage to the reference voltage generation circuit in addition to the original use such as commanding the operation or stop of the power supply device, so the number of terminals is not increased. . Therefore, it is possible to reduce the number of terminals of the power supply device converted to IC.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device and a portable device using the same according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a power supply device according to a second embodiment of the present invention and a portable device using the same.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a power supply device according to a third embodiment of the present invention and a portable device using the same.
  • Embodiments of a power supply device and a portable device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the power supply device of the present invention can be paraphrased as a semiconductor device because it is built in LSI. .
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply device according to a first embodiment of the present invention and a portable device using the same.
  • the battery power supply BAT generates the power supply voltage Vcc.
  • This supply voltage The voltage level of V cc changes depending on the state of charge / discharge of the battery power source BAT, and also includes a ripple component according to the change in the load amount of the load device.
  • This power supply voltage V cc is input to the power supply unit 100 from the power supply voltage input terminal P V cc.
  • the output circuit 10 is composed of a series regulator type including the output transistor 11. From the output circuit 10, the power supply voltage V cc is adjusted to a predetermined output voltage V output according to the control signal and output.
  • the output transistor 1 1 is a P-type MOS transistor. In FIG. 1, the output circuit 10 is a series regulator using the output transistor 11. However, the output circuit 10 is not limited to this and may be a switching type output circuit.
  • the output voltage V o u t is supplied from the output terminal P V o u t of the power supply device 1 0 0 to the output smoothing capacitor 3 1 0 and the load device 3 2 0.
  • I o is the output current.
  • the output voltage V o u t is divided by the voltage dividing resistors 1 2 and 1 3 to become the feedback voltage V f b.
  • the error amplifier circuit 20 includes an error amplifier, compares the feedback voltage V fb with the reference voltage V ref, and outputs the output transistor so that the feedback voltage V fb becomes equal to the reference voltage V ref based on the comparison result. 1 Control 1
  • the reference voltage generation circuit 30 receives an operating voltage.
  • the reference voltage generation circuit 30 generates a reference voltage V re f of a predetermined level based on this operating voltage.
  • the reference voltage generation circuit 30 is preferably composed of, for example, a band gap type constant voltage circuit or the like so as to output a reference voltage V r e f that is as stable as possible.
  • V r e f a reference voltage included in the operating voltage
  • An operation command signal (that is, a standby signal) STB for controlling the power supply device 100 to an operating state or a stopped state is input to the power supply device 100 via the operation command signal input terminal Pstb.
  • the operation command signal STB is called a standby signal. It may be replaced.
  • the output voltage Vout and the output current Io of the power supply unit 100 are zero, and the current consumption in the power supply unit 100 is zero or the minimum. The current is reduced to a very small current.
  • the operation command signal S TB is ⁇ (H) level or low (L) level.
  • the power supply device 100 is set to be in an operating state when the operation command signal STB is at an H level and to be in a stopped state when at an L level.
  • the error amplification circuit 20 and the reference voltage generation circuit 30 are operated or stopped according to the operation command signal STB.
  • the operation command signal S TB is supplied from the control device 200.
  • the operation command signal S TB is an operation command voltage V st b (for example, about 1.5 to 3 V) at the H level, and is at the ground level, for example, at the L level. This operation command voltage V st b is input to the reference voltage generation circuit 30 as an operation voltage.
  • the voltage level detection circuit 40 detects whether or not the voltage level of the operation command signal S TB exceeds a predetermined voltage level.
  • the operation state or stop state of the reference voltage generation circuit 30 and the error amplification circuit 20 is determined according to the detection result of the voltage level detection circuit 40.
  • a resistor 41 and an N-type MOS transistor 42 are connected in series between the power supply voltage Vcc and ground in that order, and operate as a gate of the N-type MOS transistor 42.
  • Command signal S TB is applied. Then, the voltage at the connection point between the resistor 41 and the N-type MOS transistor 42 is inverted by the inverter 43 and output as a voltage detection result.
  • the control device 200 includes a computer 220 that controls each device of the portable device.
  • the control device 2 0 0 includes a voltage adjustment circuit (regulator) 2 1 0.
  • This regulator 2 1 0 has the power supply voltage V cc and the computer 2 2 0 Adjust to the required voltage level and supply to computer 220. Even when the ripple voltage component is included in the source voltage V cc, the voltage with the ripple component suppressed to the computer 220 is stably supplied.
  • the operation command voltage V st b of the t3 ⁇ 4 operation command signal S TB is also a stable voltage with little ripple component. Further, the power supply voltage V cc is also supplied to various load devices of the portable device ⁇ ⁇ as represented by the load device 330.
  • the operation command signal SB when the operation command signal SB is generated from the control device 200, the voltage level of the operation command signal STB rises in a stepped manner, and the voltage level detection circuit 40 detects the H level. The result is output.
  • the error amplifying circuit 20 and the reference voltage generating circuit 30, that is, the power supply device 100 are in an operational state.
  • the operation command voltage V st b is supplied to the reference voltage generation circuit 30 to generate the reference voltage V re f.
  • the error amplifier circuit 20 and the output transistor 1 L operate at a constant voltage based on the reference voltage V r e f, and the power supply device 100 outputs a predetermined output voltage V out.
  • the reference voltage V r e f is generated by the reference voltage generation circuit 30 to which the operation command voltage s t b in which the ripple component is suppressed is input, and therefore includes almost no rible component. Therefore, even when the power supply voltage V cc includes a ripple component, the ripple component included in the output voltage V out is significantly reduced. In this way, since the operation command signal S TB supplied from the control device 20 0 is used as the operation voltage to the reference voltage generation circuit 30 of the power supply device 100, the rib rejection characteristics are improved.
  • the current consumption does not increase and the power reduction characteristics are improved. Therefore, it is possible to extend the time that the battery power source B A T can be used.
  • the operation command signal STB is used to command the operation or stop of the power supply unit 100. In addition to its original use, it is also used as an operating voltage for the reference voltage generation circuit 30. Therefore, the number of terminals of an IC power supply device is not increased.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a power supply device and a portable device using the same according to a second embodiment of the present invention.
  • the chip select signal (chip-in) is used as a control signal for controlling the output 1 device 100 to the output enabled state.
  • CE is input via the chip select signal input terminal Pee.
  • the chip select signal CE is H level or L level.
  • the power supply device 100 is set so that it can be output when the chip select signal CE is at the H level and is controlled so that it cannot be output when the chip select signal CE is at the L level.
  • the chip select signal CE is supplied from the control device 200.
  • the chip select signal CE is a chip select voltage Vce (for example, about 1.5 to 3 V) at the H level, and is a ground level, for example, at the L level. This chip select voltage Vce is input to the reference voltage generation circuit 30 as an operating voltage.
  • the chip select voltage CE of the chip select signal CE is also a stable voltage with few ripple components.
  • control signal may be any signal that controls the power supply device 100 so that its output voltage output can be output.
  • a reset signal can also be used.
  • the chip select signal CE when the chip select signal CE is generated from the control device 200, the voltage level of the chip select signal CE rises stepwise. As a result, the power supply device 100 becomes in a state where it can output the output voltage Vout. At the same time, the chip select voltage Vce is supplied as the reference voltage generating circuit 30.
  • the reference voltage V r e f is generated from the reference voltage generation circuit 30, and the error amplifier circuit 20 and the output transistor 11 operate at a constant voltage based on the reference voltage V r e f.
  • the power supply device 100 outputs a predetermined output voltage Vout.
  • the other configurations in FIG. 2 are the same as those in FIG. 1, and the second embodiment of FIG. 2 can achieve the same effects as the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a power supply device according to a third embodiment of the present invention and a portable device using the same.
  • FIG. 3 differs from FIG. 1 in that a switching switch circuit 2 3 0 and a smoothing circuit 2 40 are provided in place of the control device 2 0 0 of FIG. Otherwise, Figure 3 is similar to Figure 1.
  • the switching switch circuit 2 3 0 includes a switching switch 2 3 1.
  • Switching switch 2 3 1 common terminal c is switched to either the first terminal a connected to the power supply voltage V c c or the second terminal b connected to the ground.
  • the smoothing circuit 2 4 0 comprises a resistor 2 4 1 and a capacitor 2 4 2, smoothes the power supply voltage V cc and outputs it as an operation command signal S TB.
  • the switch 2 3 1 When the switch 2 3 1 is on the 2nd terminal b side, the operation command signal STB is at L level. Therefore, in this case, the power supply device 100 is in a stopped state.
  • the switch 2 3 1 When the switch 2 3 1 is switched to the first terminal a, the power supply voltage V cc is input to the smoothing circuit 2 40.
  • the ripple component included in the power supply voltage V cc is attenuated by the smoothing action of the smoothing circuit 240 and supplied to the power supply device 100 as the operation command signal S TB. .
  • the smoothing action of the smoothing circuit 2 40 is determined by the resistance value of the resistor 2 4 1 and the capacitance of the capacitor 2 4 2. Only a very small current (for example, several A to several 10 A) flows through the smoothing circuit 24 0 as the operation command signal STB. Therefore, the resistance value of the resistor 2 4 1 can be increased, and the capacitance of the capacitor 2 4 2 can be decreased. Therefore, in the present invention, the smoothing circuit 240 can be reduced in size, which is suitable for a portable device.
  • a smoothing circuit that performs the same smoothing action as the smoothing circuit 2 4 0 is provided in a current path through which a load current (for example, several 10 O mA) flows to the load devices 3 2 0 and 3 3 0, etc.
  • a load current for example, several 10 O mA
  • the resistance value of the resistor must be extremely small, and the capacitance of the capacitor must be extremely large. Therefore, it cannot be applied to portable devices that require miniaturization.
  • the same effect as that of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained, and the configuration therefor can be greatly simplified and downsized.
  • the power supply voltage V cc may be supplied directly to the smoothing circuit 2 40 without passing through the switching switch circuit 2 3 0.
  • the switch circuit
  • the smoothing circuit 240 is not limited to the one using a resistor and a capacitor, and any one having a smoothing action such as one using a coil or one using a coil and a capacitor can be used. . Industrial applicability
  • the power supply device is controlled to be in an operating state or a stopped state in accordance with an external operation command signal.
  • the reference voltage generation circuit for generating the reference voltage is controlled to be in an operating state when the voltage level of the operation command signal exceeds a predetermined voltage level, and is controlled to be in a stopped state when the voltage level does not reach the predetermined voltage level.
  • the voltage of the command signal is the operating voltage.

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Abstract

電源装置は、出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、その比較結果に基づいて出力電圧を出力する出力回路を制御するとともに、外部からの動作指令信号に応じて動作状態もしくは停止状態に制御される。その基準電圧を発生する基準電圧発生回路は、動作指令信号の電圧レベルが、所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、所定電圧レベルに達しないときに停止状態に制御されるとともに、動作指令信号の電圧を動作電圧とする。これにより、消費電流を増加させることなく、基準電圧を安定化させて、リップルリジェクション特性を向上する。

Description

明細書
電源装置、 及び携帯機器 技術分野
本発明は、 電池などの直流電源からの電源電圧を所定の出力電圧に変換して出 力する電源装置、 及びその電源装置を組み込んだ携帯機器に関する。 背景技術
シリーズレギュレータなどの電源装置は、 直流電源からの電源電圧を所定の出 力電圧に変換して出力する。 この電源装置では、 電源電圧のリ ップルに対して、 リップル成分を除去し安定した出力電圧を出力することが求められる。
この電源装置は、 出力電圧に応じた帰還電圧が、 基準電圧に等しくなるように 制御される。 したがって、 出力電圧に含まれるリップル成分の除去 （以下、 リ ツ プルリジェクシヨン) は、 基準電圧の安定性に大きく依存するから、 基準電圧を 安定させることが必要である。
この基準電圧は、 通常、 当該電源装置へ供給される電源電圧を用いて、 基準電 圧発生回路により形成される。 このため、 基準電圧にそのリップルが含まれてし まう力 ら、 十分なリッブルリジェクションを行うことが困難である。
この問題を解決するために、 電源電圧を安定化させた電圧を出力する電圧調整 回路 （以下、 プリ電源回路） を設ける。 そのプリ電源回路の出力電圧を、 基準電 圧発生回路にそれを動作させるための動作電圧として供給する。 これにより、 電 源電圧の変動に対するリップルリジヱクション特性を改善することが提案されて .いる （特許文献 1 ；特開 2 0 0 1— 8 4 0 4 3号公報）。
しかし、 プリ電源回路を設けることにより、 そのプリ電源回路での消費電流が 増加する。 電池を電源とする携帯機器においては、 電池の継続使用できる時間を 長くするために、 消費電流を少なくすることが特に要請される。 したがって、 プ リ電源回路を設けることにより、 消費電流が増加することは望ましくない。
また、 プリ電源回路を動作させるために、 プリ電源回路の出力電圧は電源電圧 よりある程度低い電圧になる。 この理由により、 所定の基準電圧を発生させるこ とが可能な電源電圧が、 プリ電源回路を用いない場合に比して、 より高い電圧レ ベルに制限される。 即ち、 電源装置としての減電特性が悪化する。 これにより、 電池電源からの電源電圧の利用可能な下限レベルが高くなるので、 電池電源の使 用可能な時間が短くなつてしまう問題もある。
そこで、本発明は、消費電流を増加させることなく、基準電圧を安定化させて、 リップルリジェクション特性を向上した電源装置及びその電源装置を含む携帯機 器を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明の電源装置は、 電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路 と、 前記出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づ いて前記帰還電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤 差増幅回路と、 前記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、
外部からの制御信号に応じて前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路を動作 状態にして、 前記出力電圧を出力可能状態に制御するとともに、
更に、 前記制御信号の電圧を、 前記基準電圧発生回路の動作電圧とする、 こと を特徴とする。
また、 本発明の電源装置は、 電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出 力回路と、 前記出力電圧に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果 に基づいて前記帰還電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御 する誤差増幅回路と、 前記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部 からの動作指令信号に応じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回 路が動作状態もしくは停止状態に制御される電源装置であって、 前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超え るときに動作状態に制御され、 所定電圧レベルに達しないときに停止状態に制御 され、
前記基準電圧発生回路は、 前記動作指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制 御され、 所定電圧レベルに達しないときに停止状態に制御される、 ことを特徴と する。
また、 前記動作指令信号の電圧レベルが前記所定電圧レベルを超えるかどうか を検出する電圧レベル検出回路を有し、 この電圧レベル検出回路の検出結果に応 じて前記基準電圧発生回路及び前記誤差増幅器の動作状態もしくは停止状態が決 定されることを特徴とする。
本発明の携帯機器は、 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの制御信号に応じて 前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路を動作状態にして、 前記出力電圧を出 力可能状態に制御するとともに、 更に前記制御信号の電圧を前記基準電圧発生回 路の動作電圧とする電源装置と、
前記制御信号を発生する制御装置と、
前記出力電圧が供給される負荷装置と、 を備えることを特徴とする。
また、 本発明の携帯機器は、 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの動作指令信号に応 じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路が動作状態もしくは停 止状態に制御される電源装置であって、 前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の 電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レ ベルに達しないときに停止状態に制御され、 前記基準電圧発生回路は、 前記動作 指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レベルに達しない ときに停止状態に制御される電源装置と、
前記動作指令信号を発生する制御装置と、
前記出力電圧が供給される負荷装置と、 を備えることを特徴とする。
また、 本発明の携帯機器は、 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの動作指令信号に応 じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路が動作状態もしくは停 止状態に制御される電源装置であって、 前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の 電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レ ベルに達しないときに停止状態に制御され、 前記基準電圧発生回路は、 前記動作 指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レベルに達しない ときに停止状態に制御される電源装置と、
前記電源電圧を平滑して前記動作指令信号として出力する平滑回路と、 前記出力電圧が供給される負荷装置と、 を備えることを特徴とする。
本発明によれば、 電源装置の基準電圧発生回路への動作電圧として、 その電源 装置への動作指令信号等の制御信号を使用する。 この動作指令信号等の制御信号 は、 コンピュータなどを含む制御装置から供給されたり、 あるいは電源電圧が平 滑回路で平滑されて供給される。 したがって、 その制御信号は、 リップル成分が 少なく、 安定した電圧レベルで供給される。 これにより、 基準電圧発生回路から 安定した基準電圧が発生されるので、 リップルリジヱクシヨン特性が向上する。 また、 プリ電源回路を設けなくてよいから、 消費電流が増加することもなく、 減電特性が悪化することもない。 したがって、 従来のものに比して、 電池の継続 使用できる時間を長くすることができる。
また、 動作指令信号等の制御信号を、 電源装置の動作あるいは停止を指令する 等の本来の用途に加えて、 基準電圧発生回路への動作電圧としても用いるから、 端子数を増加させることもない。 したがって、 I C化された電源装置の端子数を 少なくすることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 図である。
図 2は、 本発明の第 2実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 図である。
図 3は、 本発明の第 3実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の電源装置及び携帯機器の実施例について、 図を参照して説明す る、。 なお、 本発明の電源装置は、 L S Iに作り込まれるので、 半導体装置と言い 換えてもよい。 .
図 1は、 本発明の第 1実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 を示す図である。
図 1において、 電池電源 B A Tは、 電源電圧 V c cを発生する。 この電源電圧 V c cは、 電池電源 B A Tの充放電の状態に応じて電圧レベルが変わってくるし、 また、 負荷装置の負荷量の変化に応じたリップル成分を含む。
この電源電圧 V c c力 電源装置 1 0 0に電源電圧入力端子 P V c cから入力 される。 出力回路 1 0は、 出力トランジスタ 1 1を含むシリーズレギユレータ形 式で構成されている。 出力回路 1 0からは、 制御信号にしたがって、 電源電圧 V c cが所定の出力電圧 V o u tに調整されて、 出力される。 出力トランジスタ 1 1は、 P型 M O S トランジスタでよレ、。 出力回路 1 0は、 図 1では、 出カトラン ジスタ 1 1を用いたシリーズレギユレ一タとしているが、 これに限らず、 スイツ チング型の出力回路でもよい。
出力電圧 V o u tは、 電源装置 1 0 0の出力端子 P V o u tから、 出力平滑用 キャパシタ 3 1 0、 負荷装置 3 2 0に供給される。 I oは、 出力電流である。 出 力電圧 V o u tが分圧抵抗 1 2、 1 3で分圧されて帰還電圧 V f bとなる。
誤差増幅回路 2 0は、 エラ一アンプを含み、 帰還電圧 V f bと基準電圧 V r e f とを比較し、 その比較結果に基づいて帰還電圧 V f bが基準電圧 V r e f に等 しくなるように出力トランジスタ 1 1を制御する。
基準電圧発生回路 3 0は、 動作電圧が入力される。 基準電圧発生回路 3 0は、 この動作電圧に基づいて、 所定レベルの基準電圧 V r e f を発生する。 基準電圧 発生回路 3 0は、 できるだけ安定した基準電圧 V r e f を出力するように、 例え ばバンドギャップ型定電圧回路等により構成されることがよい。 しかし、 動作電 圧にリ ップル成分が含まれている場合には、 基準電圧発生回路 3 0自体では基準 電圧 V r e f に含まれるリップル成分を十分に抑制することは困難である。 した がって、 基準電圧発生回路 3 0に入力される動作電圧を、 リ ップル成分の少なレ、 電圧にすることが有効である。
電源装置 1 0 0には、 電源装置 1 0 0を動作状態もしくは停止状態に制御する ための動作指令信号 （即ち、 スタンバイ信号） S T Bが、 動作指令信号用入力端 子 P s t bを介して入力される。 動作指令信号 S T Bは、 スタンバイ信号と言い 換えてもよい。 この電源装置 1 0 0の停止状態においては、 電源装置 1 0 0の出 力電圧 V o u t , 出力電流 I oは零であるとともに、 電源装置 1 00の内部での 消費電流は零もしくは最小限度のきわめて小さい電流に低減される。
動作指令信号 S TBは、 髙 （H) レべノレもしくは低 (L) レベルである。 電源 装置 1 0 0は、 動作指令信号 S TBが Hレベルの時に動作状態になり、 Lレベル の時に停止状態になるように設定されている。 この例では、 誤差増幅回路 2 0と 基準電圧発生回路 3 0が、 動作指令信号 S TBに応じて動作もしくは停止される。 動作指令信号 S TBは、 制御装置 2 0 0から供給される。 動作指令信号 S TB は、 Hレベル時に動作指令電圧 V s t b (例えば、 1. 5〜 3 V程度） であり、 Lレベル時に例えばグランドレベルである。 この動作指令電圧 V s t bが、 基準 電圧発生回路 3 0へ動作電圧として入力される。
電圧レベル検出回路 40は、 動作指令信号 S T Bの電圧レベルが所定電圧レべ ルを超えるかどうかを検出する。 この電圧レベル検出回路 4 0の検出結果に応じ て基準電圧発生回路 3 0及び誤差増幅回路 2 0の動作状態もしくは停止状態が決 定される。
電圧レベル検出回路 40は、 抵抗器 4 1と N型 MO S トランジスタ 42とが電 源電圧 V c cとグランド間にその順序で直列に接続され、 N型 MO Sトランジス タ 42のゲ一トに動作指令信号 S TBが印加される。 そして、 抵抗器 4 1と N型 MO S トランジスタ 4 2との接続点の電圧をインバ一タ 4 3で反転して、 電圧検 出結果として出力する。
なお、 電圧レベル検出回路 40は電圧レベル変換回路として機能しているので、 動作指令信号 S T Bの電圧レベルで、 誤差増幅回路 2 0及び基準電圧発生回路 3 0の動作状態を制御できる場合には、 電圧レベル検出回路 4 0を省略してもよレ、。 制御装置 2 0 0は、 当該携帯機器の各装置の制御を司るコンピュータ 2 2 0を 含んでいる。 また、 制御装置 2 0 0は、 電圧調整回路 （レギユレータ） 2 1 0を 含んでいる。 このレギユレ一タ 2 1 0は電源電圧 V c cをコンピュータ 2 2 0が 必要とする電圧レベルに調整して、 コンピュータ 2 2 0へ供給する。 霞源電圧 V c cにリップル成分が含まれている場合でも、 コンピュータ 2 2 0に ίまリ ップル 成分が抑制された電圧が、 安定して供給される。
コンピュータ 2 2 0は、 その安定した電圧によって動作するから、 t¾作指令信 号 S T Bの動作指令電圧 V s t bもリップル成分が少なく安定した電圧である。 また、 電源電圧 V c cは、 負荷装置 3 3 0で代表されるように、 当該携帯機器 內の各種の負荷装置にも供給される。
この図 1の携帯機器において、 制御装置 2 0 0から動作指令信号 S Bが発生 されると、 動作指令信号 S T Bの電圧レベルはステップ状に立ち上がらから、 電 圧レベル検出回路 4 0から Hレベルの検出結果が出力される。 これに り、 誤差 増幅回路 2 0及び基準電圧発生回路 3 0、 即ち電源装置 1 0 0は動作状 ¾|になる。 同時に、 動作指令電圧 V s t bが基準電圧発生回路 3 0に供給されて、 基準電 圧 V r e f が発生される。 誤差増幅回路 2 0及び出力トランジスタ 1 Lが基準電 圧 V r e f に基づいて定電圧動作して、 電源装置 1 0 0は所定の出力霞圧 V o u tを出力する。
この基準電圧 V r e f は、 リップル成分が抑圧された動作指令電圧 s t bが 入力される基準電圧発生回路 3 0によって発生されているから、 リッブル成分は ほとんど含まれていない。 したがって、 電源電圧 V c cにリップル成分が含まれ ている場合でも、 出力電圧 V o u tに含まれるリップル成分は著しく低減される。 このように、 電源装置 1 0 0の基準電圧発生回路 3 0への動作電圧として、 制 御装置 2 0 0から供給される動作指令信号 S T Bを用いるから、 リッブノレリジェ クション特性が向上する。
また、 従来のように、 プリ.電源回路を設けなくてよいから、 消費電流が増加す ることもなく、 減電特性も向上する。 したがって、 電池電源 B A Tの魅続使用で きる時間を長くすることができる。
また、 動作指令信号 S T Bを、 電源装置 1 0 0の動作あるいは停止を指令する 本来の用途に加えて、 基準電圧発生回路 3 0への動作電圧としても用いるから、 I C化された電源装置の端子数を増加させることもない。
図 2は、 本発明の第 2.実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 を示す図である。
図 2の第 2実施例においては、動作指令信号 S T Bの他に、電¾1装置 1 0 0を、 その出力電圧 V o u tを出力可能状態に制御するための制御信号としてのチップ セレク ト信号 （チップイネ一ブル信号） C Eが、 チップセレク ト信号用入力端子 P e eを介して入力されている。
チップセレク ト信号 C Eは、 Hレベルもしくは Lレベルである。 電源装置 1 0 0は、 チップセレク ト信号 C Eが Hレベルの時に出力可能状態^こ制御され、 Lレ ベルの時に出力不能状態に制御されるように設定されている。
チップセレクト信号 C Eは、 制御装置 2 0 0から供給される。 チップセレク ト 信号 C Eは、 Hレベル時にチップセレク ト電圧 V c e (例えば、 1 . 5〜3 V程 度） であり、 Lレベル時に例えばグランドレベルである。 このチップセレク ト電 圧 V c eが、 基準電圧発生回路 3 0へ動作電圧として入力される。 チップセレク ト信号 C Eのチップセレク ト電圧 V c eもリ ップル成分が少なく安定した電圧で ある。
また、 制御信号としては、 電源装置 1 0 0を、 その出力電圧 o u tを出力可 能状態に制御するものであればよく、 例えば、 リセット信号も ί 用できる。
この図 2の携帯機器において、 制御装置 2 0 0からチップセ レク ト信号 C Eが 発生されると、 チップセレクト信号 C Eの電圧レベルはステップ状に立ち上がる。 これにより、 電源装置 1 0 0は、 出力電圧 V o u tを出力し得る状態になる。 同時に、.チップセレク ト電圧 V c eが基準電圧発生回路 3 0 こ動作電圧として 供給される。
—方、 制御装置 2 0 0から動作指令信号 S T Bが発生される と、 動作指令信号 S T Bの電圧レベルはステップ状に立ち上がるから、 電圧レべノレ検出回路 4 0か ら Hレベルの検出結果が出力される。 これにより、 誤差増幅回路 2 0及び基準電 圧発生回路 3 0、 即ち電源装置 1 0 0は動作状態になる。
これにより、 基準電圧発生回路 3 0から基準電圧 V r e f が発生され、 且つ、 誤差増幅回路 2 0及び出力トランジスタ 1 1が基準電圧 V r e f に基づいて定電 圧動作する。 これにより、電源装置 1 0 0は所定の出力電圧 V o u tを出力する。 図 2のその他の構成は、 図 1におけると同様であり、 図 2の第 2実施例におい ても第 1実施例と同様の効果を得ることができる。
図 3は、 本発明の第 3実施例に係る電源装置及びそれを用いた携帯機器の構成 を示す図である。
図 3において、 図 1の制御装置 2 0 0に代えて、 切替スィッチ回路 2 3 0及び 平滑回路 2 4 0を設けている点で、 図 1と異なっている。 その他は、 図 3は、 図 1と同様である。
切替スィツチ回路 2 3 0は、 切替スィツチ 2 3 1を含んでいる。 切替スィツチ 2 3 1の共通端子 cを電源電圧 V c cに接続された第 1端子 aまたはグランドに 接続された第 2端子 bのどちらかに切り替える。
平滑回路 2 4 0は、 抵抗器 2 4 1とキャパシタ 2 4 2からなり、 電源電圧 V c cを平滑して動作指令信号 S T Bとして出力する。
切替スィツチ 2 3 1が第 2端子 b側にあるときには、 動作指令信号 S T Bは L レベルにある。 したがって、 この場合には、 電源装置 1 0 0は停止状態にある。 切替スィ ッチ 2 3 1が第 1端子 a側に切り替えられると、 平滑回路 2 4 0には 電源電圧 V c cが入力される。 電源電圧 V c cに含まれるリップル成分は平滑回 路 2 4 0の平滑作用によって減衰されて、 動作指令信号 S T Bとして電源装置 1 0 0に供給される。 .
また、 平滑回路 2 4 0の平滑作用は、 抵抗器 2 4 1の抵抗値とキャパシタ 2 4 2のキャパシタンスとにより決まる。 この平滑回路 2 4 0には、 動作指令信号 S T Bとして極めて小さい電流 （例えば数 A〜数 1 0 A) が流れるだけである から、 抵抗器 2 4 1の抵抗値を大きくでき、 キャパシタ 2 4 2のキャパシタンス を小さくできる。 したがって、本発明では、平滑回路 2 4 0を小型化できるから、 携帯機器に好適である。
仮に、 この平滑回路 2 4 0と同様の平滑作用を行う平滑回路を、 負荷装置 3 2 0、 3 3 0等への負荷電流 （例えば、 数 1 0 O m A) が流れる電流経路に設ける と想定する。 この場合には、 抵抗器による電圧降下を小さくする必要がある。 し たがって、 抵抗器の抵抗値を極めて小さく し、 且つキャパシタのキャパシタンス を極めて大きくしなければならない。よって、小型化を要請される携帯機器には、 到底適用できない。
この第 3実施例によれば、 図 1の第 1実施例と同様の効果を得ることができる 他、 そのための構成を極めて簡素化且つ小型化できる。
なお、 電源電圧 V c cを、 切替スィッチ回路 2 3 0を介することなく、 直接に 平滑回路 2 4 0に供給するようにしてもよい。 この場合には、 切替スィッチ回路
2 3 0を省略することができる。
また、 平滑回路 2 4 0として、 抵抗器とキャパシタとを用いたものに限らず、 コイルを用いたものや、 コイルとキャパシタを用いたもの等、 平滑作用を有する ものであれば用いることができる。 産業上の利用可能性
本発明に係る電源装置は、 外部からの動作指令信号に応じて動作状態もしくは 停止状態に制御される。 その基準電圧を発生する基準電圧発生回路は、 動作指令 信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定 電圧レベルに達しないときに停止状態に制御されるとともに、 動作指令信号の電 圧を動作電圧とする。 この電源装置は、 消費電流を増加させることなく、 基準電 圧を安定化させて、 リ ップルリジヱクシヨン特性を向上するから、 携帯機器に有 効に利用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、
外部からの制御信号に応じて前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路を動作 状態にして、 前記出力電圧を出力可能状態に制御するとともに、
更に、 前記制御信号の電圧を、 前記基準電圧発生回路の動作電圧とする、 こと を特徴とする電源装置。
2 . 電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの動作指令信号に応 じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路が動作状態もしくは停 止状態に制御される電源装置であって、
前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超え るときに動作状態に制御され、 所定電圧レベルに達しないときに停止状態に制御 され、
前記基準電圧発生回路は、 前記動作指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制 御され、 所定電圧レベルに達しないときに停止状態に制御される、 ことを特徴と する、 電源装置。
3 . 前記動作指令信号の電圧レベルが前記所定電圧レベルを超えるかどうかを 検出する電圧レベル検出回路を有し、 この電圧レベル検出回路の検出結果に応じ て前記基準電圧発生回路及び前記誤差増幅器の動作状態もしくは停止状態が決定 されることを特徴とする、 請求項 2に記載の電源装置。
4 . 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの制御信号に応じて 前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路を動作状態にして、 前記出力電圧を出 力可能状態に制御するとともに、 更に前記制御信号の電圧を前記基準電圧発生回 路の動作電圧とする電源装置と、
前記制御信号を発生する制御装置と、
前記出力電圧が供給される負荷装置と、を備えることを特徴とする、携帯機器。
5 . 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの動作指令信号に応 じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路が動作状態もしくは停 止状態に制御される電源装置であって、 前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の 電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レ ベルに達しないときに停止状態に制御され、 前記基準電圧発生回路は、 前記動作 指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、'所定電圧レベルに達しない ときに停止状態に制御される電源装置と、
前記動作指令信号を発生する制御装置と、
前記出力電圧が供給される負荷装置と、を備えることを特徴とする、携帯機器。
6 . 前記電源装置は、 前記動作指令信号の電圧レベルが前記所定電圧レベルを 超えるかどうかを検出する電圧レベル検出回路を有し、 この電圧レベル検出回路 の検出結果に応じて前記基準電圧発生回路及び前記誤差増幅器の動作状態もしく は停止状態が決定されることを特徴とする、 請求項 5に記載の携帯機器。
7 . 電源電圧を発生する電池電源と、
前記電源電圧を調整して所定の出力電圧を出力する出力回路と、 前記出力電圧 に応じた帰還電圧と基準電圧とを比較し、 その比較結果に基づいて前記帰還電圧 が前記基準電圧に等しくなるように前記出力回路を制御する誤差増幅回路と、 前 記基準電圧を発生する基準電圧発生回路とを有し、 外部からの動作指令信号に応 じて少なくとも前記誤差増幅回路と前記基準電圧発生回路が動作状態もしくは停 止状態に制御される電源装置であって、 前記誤差増幅器は、 前記動作指令信号の 電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レ ベルに達しないときに停止状態に制御され、 前記基準電圧発生回路は、 前記動作 指令信号の電圧を動作電圧とするとともに、 前記動作指令信号の電圧レベルが、 所定電圧レベルを超えるときに動作状態に制御され、 所定電圧レベルに達しない ときに停止状態に制御される電源装置と、
前記電源電圧を平滑して前記動作指令信号として出力する平滑回路と、 前記出力電圧が供給される負荷装置と、を備えることを特徴とする、携帯機器。
8 . 前記電源装置は、 前記動作指令信号の電圧レベルが前記所定電圧レベルを 超えるかどうかを検出する電圧レベル検出回路を有し、 この電圧レベル検出回路 の検出結果に応じて前記基準電圧発生回路及び前記誤差増幅器の動作状態もしく は停止状態が決定されることを特徴とする、 請求項 7に記載の携帯機器。
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