WO2010106595A1 - 電源システム及び電源供給方法 - Google Patents

電源システム及び電源供給方法 Download PDF

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Abstract

　電源システムが複数のレギュレータを含む場合においても、ＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができる電源システムを開示する。ＤＣＤＣ（１１０）及び各レギュレータ（１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３））は、動作電流モードとして、通常モードと通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モード低消費モードとを有し、ＬＩＮＫ制御部（１３０）は、レギュレータ（１２０－ｉ）のＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、レギュレータ（１２０－ｉ）の動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ（１１０）の動作電流モードを切り替えるようにした。これにより、ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ（２００）による煩雑なＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができるようになる。

Description

電源システム及び電源供給方法
　本発明は、各種電子機器に安定した直流電圧を供給する電源システム及び電源供給方法に関する。
　近年電子機器の高性能化／高機能化に伴い、電子機器の基板上にＣＰＵ（Central Processing Unit）が配置されるケースが増加している。また、ＣＰＵは高速演算処理を要求される。さらに、電子機器の高機能化を実現するため、テレビチューナーやＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）などの機能を有する複数の機能モジュールやＬＳＩ（Large Scale Integration）が搭載されるようなり、従来に比べて電子機器の消費電流が増加する傾向がある。このため、ＣＰＵや前記機能モジュールやＬＳＩへ電源電圧を供給する電源システムの低消費電力化は重要な課題である。特に、携帯電話等の無線通信装置では、バッテリによりＣＰＵや機能モジュールやＬＳＩを長時間駆動する必要があり、低消費電力化の要望が非常に高い。
　低消費電力化への方法として、特許文献１には、ＣＰＵ制御により、電源システム内のＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、ＤＣＤＣと略して記す）の動作電流モードを、通常モード又は低消費モードのいずれかに制御する方法が開示されている。
　電源システムの更なる低消費電力化を図るために、電源システムを構成するレギュレータの状態、すなわち、レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態又は電源電流モードに応じて、ＤＣＤＣの動作電流モードを制御する方法が考えられる。
特開２００２－３２０３８０号公報
　しかしながら、上記従来技術では、複数のＣＰＵや機能ブロックやＬＳＩに電源電圧を供給するために電源システムが複数のレギュレータを含む場合には、ＣＰＵが各レギュレータの状態を監視しなければならず、ＣＰＵによる制御が複雑となり、ＣＰＵに大きな負荷がかかる。特に、電源システムが備えるレギュレータの数が増えるほど、ＣＰＵ制御がより複雑となる。
　本発明の目的は、電源システムが複数のレギュレータを含む場合においても、ＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができる電源システム及び電源供給方法を提供することである。
　本発明の電源システムは、動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有するＤＣＤＣと、動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有し、前記ＤＣＤＣからの出力を電源電圧とする複数のレギュレータと、前記複数のレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記複数のレギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替える制御部と、を具備する構成を採る。
　本発明の電源供給方法は、動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有するＤＣＤＣと、動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有し、前記ＤＣＤＣからの出力を電源電圧とする複数のレギュレータとを備える電源システムにおける電源供給方法であって、前記複数のレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記複数のレギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替えるようにした。
　本発明によれば、電源システムが複数のレギュレータを含む場合においても、ＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができる。
本発明の実施の形態１に係る電源システムの要部構成を示すブロック図 実施の形態１におけるＤＣＤＣ及び各レギュレータの動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す図 実施の形態１におけるＤＣＤＣ及び各レギュレータの動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す別の図 実施の形態１におけるＤＣＤＣ及び各レギュレータの動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す別の図 ＤＣＤＣ出力の電圧降下を説明するための図 本発明の実施の形態２に係る電源システムの要部構成を示すブロック図 実施の形態２における遅延器の要部構成を示す図 実施の形態２における遅延器の入出力関係を示す図 実施の形態２におけるＤＣＤＣ及び各レギュレータの動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態に係る電源システムの要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、電源システム１００は、ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ２００に電源電圧を提供する。
　ＤＣＤＣ１１０は、図示せぬ直流電源部から印加される電源電圧ＶＢＡＴを入力とし、電源電圧ＶＢＡＴを、レギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３に出力する。また、ＤＣＤＣ１１０は、ＤＣＤＣ１１０のＯＮ／ＯＦＦ（起動／停止）を切り替えるためのＤＣＤＣ起動信号ＤＤＯＮを入力とし、ＤＤＯＮ＝“１”or“Ｈ”の場合、ＤＣＤＣ１１０はＯＮとなり、ＤＤＯＮ＝“０”or“Ｌ”の場合、ＤＣＤＣ１１０はＯＦＦとなる。
　レギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３は、ＤＣＤＣ１１０から出力される電源電圧を入力とし、この電源電圧の大きさを調整し、調整後の電源電圧をＣＰＵ／周辺ＬＳＩ２００に出力する。なお、レギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３は、例えば、シリーズレギュレータ、リニアレギュレータ、ＬＤＯ（Low DropOut）レギュレータ等により構成される。また、図１には、電源システム１００が、３つのレギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３を備える場合を示したが、レギュレータ数は３つに限られず、２つ又は４つ以上であってもよい。
　レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）は、各レギュレータのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのレギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮを入力とし、ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ＝“１”or“Ｈ”の場合、レギュレータ１２０－ｉはＯＮとなり、ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ＝“０”or“Ｌ”の場合、レギュレータ１２０－ｉはＯＦＦとなる。なお、各レギュレータのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのレギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮは、ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ２００から電源システム１００に通知される。
　また、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）は、各レギュレータの動作電流モードを切り替えるためのモード切り替え信号ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮを入力とし、ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”の場合、レギュレータ１２０－ｉは、低消費モード（Power Save Mode：ＰＳＭ）となる。一方、ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”の場合、レギュレータ１２０－ｉは、通常モード（Normal Mode：ＮＭ）となる。
　低消費モード（ＰＳＭ）は、例えば、動作上必要最低限の回路のみ動作させることで通常モードと比べて低消費電流で動作するモードである。一方、通常モード（ＮＭ）は、低消費モード（ＰＳＭ）に比べると、消費電流は多いが、過渡特性が良好なコンパレータなどの回路を動作させることにより、電源の負荷能力や過渡特性が優れている動作電流モードである。
　なお、各レギュレータの動作電流モードを切り替えるためのモード切り替え信号ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮは、ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ２００から電源システム１００に通知される。
　ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ、及び、モード切り替え信号ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮを入力とし、各レギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、各レギュレータ１２０－ｉの動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを決定する。ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードの決定方法については後述する。
　ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替えるためのモード切り替え信号ＰＳＭ＿ＥＮを、ＤＣＤＣ１１０に出力することにより、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを決定した動作電流モードに切り替える。例えば、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを、低消費モードに切り替える場合は、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力し、通常モードに切り替える場合は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ、及び、指定信号ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ（ｉ＝１，２，３）を入力とする。
　ここで、制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫは、複数のレギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のうち、いずれかのレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替えるか否かを指示する信号である。具体的には、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”の場合、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のうち、少なくともいずれか１つのレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードを反映して、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを決定する。一方、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“０”or“Ｌ”の場合、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードをＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映させないようにする。
　また、指定信号ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ（ｉ＝１，２，３）は、ＬＩＮＫ制御部１３０が、複数のレギュレータ１２０－ｉのうち、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードの切り替えに用いるレギュレータを指定する信号である。具体的には、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”の場合、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードを、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映させる。一方、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”の場合、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードを、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映させないようにする。
　すなわち、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”のレギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、レギュレータ１２０－ｉの動作電流モードのみに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替える。
　なお、ＬＩＮＫ制御部１３０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ロジック回路等により構成される。
　本実施の形態におけるＤＣＤＣ１１０の動作電流モードの制御方法について図２、図３及び図４を用いて説明する。
　図２、図３及び図４は、ＤＣＤＣ１１０及び各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す図である。これら図には、制御設定信号として、ＤＣＤＣ起動信号ＤＤＯＮ、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ（ｉ＝１，２，３）、モード切り替え信号ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮ、モード切り替え信号ＰＳＭ＿ＥＮ、制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ、及び、指定信号ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮを示す。
　［１］ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）の場合
　この場合、全てのレギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のＯＮ／ＯＦＦ又は動作電流モードが、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映される。以下、図２を用いて説明する。
　［１－０］
　ＤＤＯＮ＝“１”or“Ｈ”がＤＣＤＣ１１０に入力されると、ＤＣＤＣ１１０はＯＮとなる。
　［１－１］
　ＤＣＤＣ１１０起動前後（図２の例では、起動後）において、ＬＩＮＫ制御部１３０に、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”，ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）が入力されると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、全てのレギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードを反映して、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを制御する。
　具体的には、ＤＣＤＣ１１０のリンク先の全てのレギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）がＯＦＦ状態であるため、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　［１－２］
　レギュレータ１２０－１に、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（１）＿ＯＮ＝“１”or“Ｈ”が入力されると、レギュレータ１２０－１は、ＮＭで起動（ＯＮ）する。ＬＩＮＫ（１）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”の場合に、レギュレータ１２０－１がＯＮすると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＮＭに遷移する。
　［１－３］
　ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）の場合に、レギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３が全てＰＳＭに遷移すると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　［１－４］
　ＬＩＮＫ（２）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”の場合に、レギュレータ１２０－２が、ＰＳＭからＮＭに遷移すると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭからＮＭに遷移する。
　［１－５］
　ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）の場合、レギュレータ１２０－１，１２０－２，１２０－３の全てがＯＦＦすると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　［２］ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“０”or“Ｌ”の場合、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）の場合
　この場合、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードは、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映されない。以下、図３を用いて説明する。
　［２－０］
　ＤＣＤＣ１１０起動前後（図３の例では、起動前）において、ＬＩＮＫ制御部１３０に、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“０”or“Ｌ”が入力されると、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）が入力されても、ＬＩＮＫ制御部１３０は、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードを、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映させず、ＤＣＤＣ１１０にＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”を出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＮＭとなる。したがって、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードは、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードに関わらず、以降ＮＭのままとなる。
　［３］ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”、ＬＩＮＫ（１）＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝２，３）の場合
　この場合、レギュレータ１２０－１のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードは、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映されず、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝２，３）のＯＮ／ＯＦＦ状態又は動作電流モードが、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードに反映される。以下、図４を用いて説明する。
　［３－０］
　ＤＤＯＮ＝“１”or“Ｈ”がＤＣＤＣ１１０に入力されると、ＤＣＤＣ１１０は起動する。
　［３－１］
　ＤＣＤＣ１１０起動前後（図４の例では、起動後）において、ＬＩＮＫ制御部１３０に、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”，ＬＩＮＫ（１）＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”，ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝２，３）が入力される。ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”であるＤＣＤＣ１１０のリンク先の全てのレギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝２，３）がＯＦＦ状態であるため、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　［３－２］
　レギュレータ１２０－２に、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（２）＿ＯＮ＝“１”or“Ｈ”が入力されると、レギュレータ１２０－２は、ＮＭで起動（ＯＮ）する。ＬＩＮＫ（２）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”であるレギュレータ１２０－２がＯＮすると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＮＭに遷移する。
　［３－３］
　ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”であるレギュレータ１２０－２，１２０－３が全てＰＳＭに遷移すると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　［３－４］
　ＬＩＮＫ（２）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”であるレギュレータ１２０－２が、ＰＳＭからＮＭに遷移すると、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“０”or“Ｌ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭからＮＭに遷移する。
　［３－５］
　ＤＣＤＣ１１０のリンク先のＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”であるレギュレータ１２０－２，１２０－３の全てがＯＦＦしたため、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＰＳＭ＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”をＤＣＤＣ１１０に出力する。これにより、ＤＣＤＣ１１０は、ＰＳＭに遷移する。
　以上のように、本実施の形態によれば、ＤＣＤＣ１１０及び各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）は、動作電流モードとして、通常モードと低消費モードとを有し、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、レギュレータ１２０－ｉの動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替えるようにした。これにより、ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ２００による煩雑なＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができるようになる。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）が全てＯＦＦになった場合、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを、低消費電力モードに切り替える。これにより、電源システム１００の低消費電力化を図ることができる。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のうち、いずれかのレギュレータがＯＮになった場合、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを、通常モードに切り替える。これにより、ＯＮになったレギュレータに負荷能力及び過渡応答特性が良好な電源電圧が供給されるようになる。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）が全てＯＮになり、かつ、レギュレータ１２０－ｉの動作電流モードの全てが低消費電流モードになった場合、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを低消費電流モードに切り替える。これにより、電源システム１００の低消費電力化を図ることができる。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードが低消費電流モードの場合に、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の動作電流モードのいずれかが通常モードになった場合、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを通常モードに切り替える。これにより、通常モードになったレギュレータに過渡応答特性が良好な電源電圧が供給されるようになる。
　また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを、レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）のうち、少なくとも１つのレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、当該レギュレータの動作電流モードに応じて、切り替えるか否かを指示する制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫを入力とし、制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫが切り替え指示を示す場合、当該レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、当該レギュレータの動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替える。また、ＬＩＮＫ制御部１３０は、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードの切り替えに用いるレギュレータを指定する指定信号を入力とし、指定信号により指定されたレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、当該レギュレータの動作電流モードに応じて、ＤＣＤＣ１１０の動作電流モードを切り替える。このようにすることにより、レギュレータ数が増えた場合において、汎用性を高めることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態１では、電源システムが複数のレギュレータを含む場合においても、ＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができる電源システム及び電源供給方法について説明した。
　ところで、ＤＣＤＣがＰＳＭからＮＭへ遷移する間、レギュレータが起動することにより、ＤＣＤＣから出力される電源電圧が降下（drop）する場合がある。例えば、図５に示すように、［１－２］でレギュレータ１２０－１が起動した場合、［１－２］でＤＣＤＣ出力電圧が降下してしまう。
　そこで、本実施の形態では、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ（ｉ＝１，２，３）を遅延させ、ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ＝“１”or“Ｈ”となっても、直ちにレギュレータ１２０－ｉが起動しないように制御する。これにより、レギュレータの起動により、ＤＣＤＣ出力電圧が降下するのを回避することができる。
　図６は、本実施の形態に係る電源システムの要部構成を示すブロック図である。なお、図６の本実施の形態に係る電源システムにおいて、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図６の電源システム３００は、図１の電源システム１００に対して、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の前段に、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ（ｉ＝１，２，３）を遅延させる遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）が設けられている。
　遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）は、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮが、“０”or“Ｌ”から“１”or“Ｈ”へ遷移する立ち上がりタイミングを所定時間Ｔｄだけ後方に遅延させる。
　図７は、遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の回路構成例を示す図である。各遅延器３１０－ｉは、例えば、遅延器３１１及び論理積回路（ＡＮＤ回路）３１２から構成される。
　図８は、遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の入出力関係を示す図である。図８から分かるように、遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）により、遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）から出力される信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ＿ｄ２の立ち上がりタイミングは、遅延器３１０－ｉに入力されるレギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮの立ち上がりタイミングに対し所定時間Ｔｄだけ後方に遅延される。一方、遅延器３１０－ｉ（ｉ＝１，２，３）から出力される信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ＿ｄ２の立ち下がりタイミングは、遅延器３１０－ｉにより遅延されず、遅延器３１０－ｉに入力されるレギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮの立ち下がりタイミングに一致する。
　本実施の形態におけるＤＣＤＣ１１０の動作電流モードの制御方法について図９を用いて説明する。
　図９は、ＤＣＤＣ１１０及び各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の動作電流モードの遷移と各制御設定信号との関係を示す図である。図９には、制御設定信号として、ＤＣＤＣ起動信号ＤＤＯＮ、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮ（ｉ＝１，２，３）、モード切り替え信号ＰＳＭ（ｉ）＿ＥＮ、モード切り替え信号ＰＳＭ＿ＥＮ、制御信号ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ、及び、指定信号ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮを示す。
　図９は、ＤＤＰＳＭ＿ＬＩＮＫ＝“１”or“Ｈ”、ＬＩＮＫ（ｉ）＿ＥＮ＝“１”or“Ｈ”（ｉ＝１，２，３）の場合の例である。
　図９に示すように、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）は、レギュレータ起動信号ＲＥＧ（ｉ）＿ＯＮが、“０”or“Ｌ”から“１”or“Ｈ”へ遷移してから、所定時間Ｔｄ経過後に起動する。所定時間Ｔｄを、ＤＣＤＣ１１０がＮＭに遷移終了してから、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）が起動するように設定し、所定時間Ｔｄだけ各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の起動タイミングを遅延させる。このようにすることで、ＤＣＤＣ１１０の出力電圧の降下量を抑えることができるようになる。
　以上のように、本実施の形態では、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）の前段に、遅延器３１０－ｉを設け、遅延器３１０－ｉは、各レギュレータ１２０－ｉの起動タイミングを遅延させるようにした。ＤＣＤＣ１１０が起動し、低消費電力モードから通常モードに遷移完了した後、各レギュレータ１２０－ｉ（ｉ＝１，２，３）が起動するように、遅延器３１０－ｉが、所定時間Ｔｄだけ各レギュレータ１２０－ｉの起動タイミングを遅延させるようにすることにより、ＤＣＤＣ１１０の出力電圧の降下量を抑えることができるようになる。
　なお、ここでＤＣＤＣ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）とは、スイッチング機構により、ある直流電流の電圧値を、異なる電圧値に変換する回路のことである。
　また、ここでレギュレータとは、リニアレギュレータを意味し、入力から負荷に出力する電力の大小を連続的に制御して、ある直流電源の電圧値を、より低い電圧値に変換する回路のことである。
　また、レギュレータのＯＮ状態とは、レギュレータ出力電圧が所望の値に達し、負荷に対して電流供給できる状態で、レギュレータ入力から負荷に伝達する電力を連続的に制御して、ある直流電源の電圧値を、より低い電圧値に変換する回路が動作している状態のことである。
　更に、レギュレータのＯＦＦ状態とは、レギュレータ出力電圧が所望の値以下（たとえば０Ｖ）となり、負荷に対して必要な電流を供給できない、または供給しない状態のことである。
　２００９年３月１８日出願の特願２００９－０６６６５７に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、電源システムが複数のレギュレータを含む場合においても、ＣＰＵ制御を低減しつつ、低消費電力化を図ることができ、各種電子機器に安定した直流電圧を供給する電源システム及び電源供給方法として有用である。
　１００、３００　電源システム
　１１０　ＤＣＤＣ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
　１２０－１，１２０－２，１２０－３　レギュレータ
　１３０　ＬＩＮＫ制御部
　２００　ＣＰＵ／周辺ＬＳＩ
　３１０－１，３１０－２，３１０－３　遅延器
　３１１　遅延器
　３１２　論理積回路（ＡＮＤ回路）

Claims (9)

  1. 　動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有するＤＣＤＣと、
    　動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有し、前記ＤＣＤＣからの出力を電源電圧とする複数のレギュレータと、
    　前記複数のレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記複数のレギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替える制御部と、を具備する、
    　電源システム。
  2. 　前記制御部は、
    　前記複数のレギュレータが全てＯＦＦになった場合、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードを、低消費電力モードに切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  3. 　前記制御部は、
    　前記複数のレギュレータのうち、いずれかのレギュレータがＯＮになった場合、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードを、通常モードに切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  4. 　前記制御部は、
    　前記複数のレギュレータが全てＯＮになり、かつ、前記複数のレギュレータの動作電流モードの全てが低消費電流モードになった場合、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードを低消費電流モードに切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  5. 　前記制御部は、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードが低消費電流モードの場合に、
    　前記複数のレギュレータの動作電流モードのいずれかが通常モードになった場合、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードを通常モードに切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  6. 　前記制御部は、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードを、前記複数のレギュレータのうち、少なくとも１つの前記レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記レギュレータの動作電流モードに応じて、切り替えるか否かを指示する制御信号を入力とし、前記制御信号が切り替え指示を示す場合、前記レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記レギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  7. 　前記制御部は、
    　前記ＤＣＤＣの動作電流モードの切り替えに用いる前記レギュレータを指定する指定信号を入力とし、前記指定信号により指定された前記レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記レギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替える、
    　請求項１に記載の電源システム。
  8. 　前記レギュレータの前段に、前記レギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える起動信号を遅延させる遅延設定部を、更に具備する、
    　請求項１に記載の電源システム。
  9. 　動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有するＤＣＤＣと、動作電流モードとして、通常モードと、前記通常モードよりも低消費電力で動作する低消費電力モードとを有し、前記ＤＣＤＣからの出力を電源電圧とする複数のレギュレータとを備える電源システムにおける電源供給方法であって、
    　前記複数のレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ状態、又は、前記複数のレギュレータの動作電流モードに応じて、前記ＤＣＤＣの動作電流モードを切り替える、
    　電源供給方法。
     
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11709512B2 (en) * 2021-09-14 2023-07-25 Apple Inc. System-on-chip with power supply mode having reduced number of phases
CN117879566A (zh) * 2023-10-08 2024-04-12 深圳市思远半导体有限公司 一种切换电路及方法、dcdc

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1141825A (ja) * 1997-07-14 1999-02-12 Victor Co Of Japan Ltd 電源切替装置
JP2002320380A (ja) * 2001-02-15 2002-10-31 Ricoh Co Ltd 電源回路
JP2003235249A (ja) * 2002-02-06 2003-08-22 Sony Corp 電源制御装置および方法
JP2004199509A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Sharp Corp シリーズレギュレータおよびそれを用いるスイッチング電源装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5534768A (en) * 1994-02-09 1996-07-09 Harris Corporation Regulated power supply having wide input AC/DC voltage range
US7688046B2 (en) * 2005-07-25 2010-03-30 Apple Inc. Power converters having varied switching frequencies
US7872886B2 (en) * 2008-02-20 2011-01-18 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Quasi-parallel voltage regulator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1141825A (ja) * 1997-07-14 1999-02-12 Victor Co Of Japan Ltd 電源切替装置
JP2002320380A (ja) * 2001-02-15 2002-10-31 Ricoh Co Ltd 電源回路
JP2003235249A (ja) * 2002-02-06 2003-08-22 Sony Corp 電源制御装置および方法
JP2004199509A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Sharp Corp シリーズレギュレータおよびそれを用いるスイッチング電源装置

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