(57)【要約】【課題】シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとの切り換え時においても安定した出力電圧を供給することができる電源回路及びその動作制御方法を得る。【解決手段】外部から入力された切換信号ＳＥＬに応じて作動し、入力電圧Ｖｉｎを所定の電圧に変換して出力端子ＯＵＴに出力するシリーズレギュレータ２と、切換信号ＳＥＬに応じて作動し、入力電圧Ｖｉｎを所定の電圧に変換して出力端子ＯＵＴに出力するスイッチングレギュレータ３とを有し、シリーズレギュレータ２及びスイッチングレギュレータ３は、切換信号ＳＥＬに応じていずれか一方が排他的に作動し、切換信号ＳＥＬによって動作を停止する際、出力端子ＯＵＴに出力する電圧を所定の速度で低下させて出力端子ＯＵＴへの電圧出力を停止させる、ソフトオフ回路１２，２３を対応して備えるようにした。【選択図】図１
2010191870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子に入力された入力電圧を所定の電圧に変換して出力端子から出力する電源回路において、
外部から入力された切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第１の定電圧回路と、
前記切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第２の定電圧回路と、
を有し、
前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記切換信号に応じていずれか一方が排他的に作動し、前記切換信号によって動作を停止する際、前記出力端子に出力する電圧を所定の速度で低下させて前記出力端子への電圧出力を停止させるソフトオフ回路部をそれぞれ備えることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記出力端子の電圧に比例した帰還電圧が、対応する前記ソフトオフ回路部を介して入力された所定の基準電圧になるように前記出力端子に出力する電圧を制御し、前記各ソフトオフ回路部は、前記切換信号に応じて対応する前記定電圧回路からの電圧出力を停止させる際、前記基準電圧を所定の速度で低下させることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
【請求項３】
前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記出力端子に出力する出力電流を設定された電流制限値以下になるように制限する出力電流制限回路部をそれぞれ備え、前記各ソフトオフ回路部は、前記切換信号に応じて対応する前記定電圧回路からの電圧出力を停止させる際、対応する前記出力電流制限回路部に対して、前記電流制限値を所定の速度で低下させることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１の定電圧回路はシリーズレギュレータであり、前記第２の定電圧回路はスイッチングレギュレータであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電源回路。
【請求項５】
外部から入力された切換信号に応じて作動し、入力端子に入力された入力電圧を前記所定の電圧に変換して出力端子に出力する第１の定電圧回路と、
前記切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第２の定電圧回路と、
を有し、
前記入力電圧を所定の電圧に変換して前記出力端子から出力する電源回路の動作制御方法において、
前記切換信号に応じて前記第１及び第２の各定電圧回路のいずれか一方を排他的に作動させ、
前記切換信号に応じて動作を停止させる前記定電圧回路に対して、前記出力端子に出力する電圧を所定の速度で低下させて前記出力端子への電圧出力を停止させることを特徴とする電源回路の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを備えた電源回路に関し、特に、切換信号により該両レギュレータを切り換えて使用するようにした電源回路及びその動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力電圧を所定の電圧に変換して出力する電源回路には、電力変換効率の高いスイッチングレギュレータが広く使用されていた。しかし、スイッチングレギュレータは重負荷時に高い電力変換効率を得ることができるが、軽負荷時には自己の消費電流が大きいため、変換効率が低下するという問題があった。そこで、軽負荷時の変換効率改善のために、軽負荷時には低消費電流のシリーズレギュレータを使用し、重負荷時にはスイッチングレギュレータを使用することにより、軽負荷から重負荷までにおいて高効率化を実現していた。
【０００３】
しかし、このようにすると、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータの切り換えを行う際に、出力電圧にオーバーシュートやアンダーシュートが発生するという問題があった。このため、切り換え時に発生する出力電圧のオーバーシュート及びアンダーシュートを軽減させる必要があった。そこで、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータの動作の切り換え時にシリーズレギュレータとスイッチングレギュレータが同時に作動する期間を設けることにより、全体として高い変換効率を実現しながら、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを切り換える際の出力電圧変動を減らしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータの各出力電圧は完全には一致せず、出力電圧を帰還させるための帰還抵抗や基準電圧を共用していても、各レギュレータで使用する誤差増幅回路の入力オフセット電圧や利得の差によって、両レギュレータの出力電圧は微妙に異なっていた。
図６は、シリーズレギュレータからスイッチングレギュレータに切り換わる際の各出力電圧ＬＤＯｏ及びＤＣｏの従来の変化例を示した図である。
【０００５】
なお、ＬＤＯｏはシリーズレギュレータの出力電圧を、ＤＣｏはスイッチングレギュレータの出力電圧をそれぞれ示しており、ＤＣｏ１は、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＤＣｏがシリーズレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも大きい場合の出力電圧ＤＣｏの電圧値であり、ＤＣｏ２は、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＤＣｏがシリーズレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも小さい場合の出力電圧ＤＣｏの電圧値である。また、ＤＣ−ＤＣ動作信号は、スイッチングレギュレータの動作制御を行う信号であり、ＬＤＯ動作信号はシリーズレギュレータの動作制御を行う信号である。実際に電源回路から出力される出力電圧Ｖｏは実線で示している。
【０００６】
まず、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＤＣｏが、シリーズレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも大きい場合について説明する。
シリーズレギュレータが動作を停止する少し前の時刻ｔ１で、スイッチングレギュレータを作動させる。すると、スイッチングレギュレータは、現在のシリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏが、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＤＣｏ１よりも小さいため、直ちに動作を開始して図６の１点鎖線で示すようにスイッチングレギュレータの出力電圧ＤＣｏが上昇する。
【０００７】
次に、時刻ｔ２で、スイッチングレギュレータの出力電圧ＤＣｏがシリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏを超えると、シリーズレギュレータは出力電圧Ｖｏを低下させようとするが、出力電圧Ｖｏはスイッチングレギュレータで制御されているため低下しない。このため、シリーズレギュレータ内の出力トランジスタはオフして、図６の２点鎖線で示すようにシリーズレギュレータの出力電圧は低下する。
スイッチングレギュレータの出力電圧ＤＣｏが電圧値ＤＣｏ１で安定した後、時刻ｔ３でシリーズレギュレータの動作を停止させる。この時点の時刻ｔ３では実質的にシリーズレギュレータはオフしているため、特に問題なく出力電圧が切り換わる。なお、時刻ｔ３は時刻ｔ２の後になるように各設定が行われている。
【０００８】
次に、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＤＣｏが、シリーズレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも小さい場合について説明する。
シリーズレギュレータの動作を停止させる少し前の時刻ｔ１で、スイッチングレギュレータを作動させる。しかし、現在のシリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏが、スイッチングレギュレータの出力電圧安定時の出力電圧値ＤＣｏ２よりも大きいため、スイッチングレギュレータはスイッチング動作を行うことはない。このようなことから、スイッチングレギュレータの出力電圧ＤＣｏは立ち上がることができない。
【０００９】
時刻ｔ３でシリーズレギュレータの動作が停止すると、シリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏが低下し始める。
時刻ｔ４でシリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏがスイッチングレギュレータの安定出力電圧値ＤＣｏ２以下になると、スイッチングレギュレータはスイッチング動作を開始する。すると、２点鎖線で示すようにスイッチングレギュレータの出力電圧ＤＣｏが上昇する。しかし、出力電圧ＤＣｏが上昇している間においてもシリーズレギュレータの出力電圧ＬＤＯｏは低下し続けており、時刻ｔ５で両レギュレータの各出力電圧が交差する。すなわち、電源回路の出力電圧Ｖｏは、スイッチングレギュレータの出力電圧値ＤＣｏ２よりもΔＶ低下してしまうことになる。
前記説明は、シリーズレギュレータからスイッチングレギュレータに動作を切り換える場合であるが、スイッチングレギュレータからシリーズレギュレータに動作を切り換える場合においてもまったく同様の現象が発生する。
【００１０】
このように、レギュレータの切り換え時にシリーズレギュレータとスイッチングレギュレータが同時に作動する期間を設けても、停止する方のレギュレータの出力電圧が大きい場合は、各レギュレータは同時に作動することがなく、出力電圧に大きなアンダーシュートが生じてしまうという問題があった。
また、前記アンダーシュートを小さくするために、動作させる方のレギュレータにおける出力電圧の立ち上がりを速くすると、大きなオーバーシュートを発生させてしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとの切り換え時においても安定した出力電圧を供給することができる電源回路及びその動作制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る電源回路は、入力端子に入力された入力電圧を所定の電圧に変換して出力端子から出力する電源回路において、
外部から入力された切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第１の定電圧回路と、
前記切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第２の定電圧回路と、
を有し、
前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記切換信号に応じていずれか一方が排他的に作動し、前記切換信号によって動作を停止する際、前記出力端子に出力する電圧を所定の速度で低下させて前記出力端子への電圧出力を停止させるソフトオフ回路部をそれぞれ備えるものである。
【００１３】
具体的には、前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記出力端子の電圧に比例した帰還電圧が、対応する前記ソフトオフ回路部を介して入力された所定の基準電圧になるように前記出力端子に出力する電圧を制御し、前記各ソフトオフ回路部は、前記切換信号に応じて対応する前記定電圧回路からの電圧出力を停止させる際、前記基準電圧を所定の速度で低下させるようにした。
【００１４】
また、前記第１及び第２の各定電圧回路は、前記出力端子に出力する出力電流を設定された電流制限値以下になるように制限する出力電流制限回路部をそれぞれ備え、前記各ソフトオフ回路部は、前記切換信号に応じて対応する前記定電圧回路からの電圧出力を停止させる際、対応する前記出力電流制限回路部に対して、前記電流制限値を所定の速度で低下させるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記第１の定電圧回路はシリーズレギュレータであり、前記第２の定電圧回路はスイッチングレギュレータであるようにした。
【００１６】
また、この発明に係る電源回路の動作制御方法は、外部から入力された切換信号に応じて作動し、入力端子に入力された入力電圧を前記所定の電圧に変換して出力端子に出力する第１の定電圧回路と、
前記切換信号に応じて作動し、前記入力電圧を前記所定の電圧に変換して前記出力端子に出力する第２の定電圧回路と、
を有し、
前記入力電圧を所定の電圧に変換して前記出力端子から出力する電源回路の動作制御方法において、
前記切換信号に応じて前記第１及び第２の各定電圧回路のいずれか一方を排他的に作動させ、
前記切換信号に応じて動作を停止させる前記定電圧回路に対して、前記出力端子に出力する電圧を所定の速度で低下させて前記出力端子への電圧出力を停止させるようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電源回路及びその動作制御方法によれば、第１及び第２の各定電圧回路の切り換え時に、動作を停止させる方の定電圧回路の出力電圧をソフトオフ回路部によって徐々に低下させるようにしたことから、定電圧回路を切り換える場合においても、出力電圧の急激な低下が発生せず、該出力電圧のアンダーシュートを低減させることができる。更に、作動させる方の定電圧回路からの出力電圧の立ち上がり速度をそれほど速くする必要がないため、オーバーシュートの発生をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電源回路の回路例を示した図である。
【図２】図１のソフトオフ回路１２の回路例を示した図である。
【図３】図１の電源回路１の動作例を示した図である。
【図４】図１の電源回路１の他の動作例を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における電源回路の回路例を示した図である。
【図６】シリーズレギュレータからスイッチングレギュレータに切り換わる際の各出力電圧ＬＤＯｏ及びＤＣｏの従来の変化例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における電源回路の回路例を示した図である。
図１において、電源回路１は、入力端子ＩＮに入力された入力電圧Ｖｉｎを降圧して出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子ＯＵＴから出力するものである。電源回路１は、入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し出力電圧ＬＤＯｏとして出力端子ＯＵＴに出力するシリーズレギュレータ２と、入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し出力電圧ＤＣｏとして出力端子ＯＵＴに出力するスイッチングレギュレータ３と、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して帰還電圧Ｖｆｂを生成し出力する抵抗Ｒ１及びＲ２と、所定の基準電圧Ｖｒｅｆを生成して出力する基準電圧発生回路４とを備えている。
【００２０】
シリーズレギュレータ２は、ＰＭＯＳトランジスタからなる出力トランジスタＭ１１と、誤差増幅回路１１と、ソフトオフ回路１２とを備えており、スイッチングレギュレータ３は、入力電圧Ｖｉｎの出力制御を行うためのスイッチング動作を行うＰＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトランジスタＭ２１と、ＮＭＯＳトランジスタからなる同期整流用トランジスタＭ２２と、インダクタＬ１と、出力コンデンサＣｏと、誤差増幅回路２１と、制御回路２２と、ソフトオフ回路２３と、インバータ回路２４とを備えている。なお、ソフトオフ回路１２は第１の定電圧回路のソフトオフ回路部を、ソフトオフ回路２３及びインバータ回路２４は第２の定電圧回路のソフトオフ回路部をそれぞれなす。
【００２１】
出力端子ＯＵＴと接地電圧ＧＮＤとの間には抵抗Ｒ１及びＲ２が直列に接続され、抵抗Ｒ１とＲ２との接続部から帰還電圧Ｖｆｂが出力される。
シリーズレギュレータ２において、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間には出力トランジスタＭ１１が接続され、出力トランジスタＭ１１のゲートは誤差増幅回路１１の出力端に接続されている。ソフトオフ回路１２には基準電圧Ｖｒｅｆと外部から切換信号ＳＥＬがそれぞれ入力されており、ソフトオフ回路１２から出力された電圧は誤差増幅回路１１の反転入力端に入力され、誤差増幅回路１１の非反転入力端には帰還電圧Ｖｆｂが入力されている。
【００２２】
また、スイッチングレギュレータ３において、入力電圧Ｖｉｎと接地電圧ＧＮＤとの間には、スイッチングトランジスタＭ２１と同期整流用トランジスタＭ２２が直列に接続されている。スイッチングトランジスタＭ２１と同期整流用トランジスタＭ２２との接続部と出力端子ＯＵＴとの間にはインダクタＬ１が接続され、出力端子ＯＵＴと接地電圧ＧＮＤとの間には出力コンデンサＣｏが接続されている。ソフトオフ回路２３には基準電圧Ｖｒｅｆが入力されると共にインバータ回路２４を介して外部からの切換信号ＳＥＬが入力されている。ソフトオフ回路２３から出力された電圧は誤差増幅回路２１の反転入力端に入力され、誤差増幅回路２１の非反転入力端には帰還電圧Ｖｆｂが入力されている。誤差増幅回路２１の出力電圧は制御回路２２に入力され、制御回路２２は、誤差増幅回路２１から入力された電圧を基にしてスイッチングトランジスタＭ２１及び同期整流用トランジスタＭ２２のスイッチング制御を行う。
【００２３】
図２は、ソフトオフ回路１２の回路例を示した図であり、図２を用いてソフトオフ回路１２の動作について説明する。なお、ソフトオフ回路２３は、ソフトオフ回路１２とまったく同じ回路構成であることから、ソフトオフ回路２３の回路例を示した図及びその動作の説明を省略する。
図２において、ソフトオフ回路１２は、ＰＭＯＳトランジスタＭ３１、ＮＭＯＳトランジスタＭ３２、抵抗Ｒ３１及びコンデンサＣ３１で構成されている。ＰＭＯＳトランジスタＭ３１において、ソースは基準電圧Ｖｒｅｆに接続され、ドレインはソフトオフ回路１２の出力端をなし、誤差増幅回路１１の反転入力端に接続されている。ＰＭＯＳトランジスタＭ３１及びＭ３２の各ゲートには切換信号ＳＥＬがそれぞれ入力され、ＰＭＯＳトランジスタＭ３１のドレインと接地電圧ＧＮＤとの間には、抵抗Ｒ３１とＮＭＯＳトランジスタＭ３２の直列回路と、コンデンサＣ３１がそれぞれ接続されている。
【００２４】
次に、図２のソフトオフ回路１２の動作について説明する。
切換信号ＳＥＬがローレベルである場合、ＰＭＯＳトランジスタＭ３１がオンすると共にＮＭＯＳトランジスタＭ３２がオフし、ＰＭＯＳトランジスタＭ３１のドレイン、すなわちソフトオフ回路１２の出力端からは、基準電圧Ｖｒｅｆに等しい電圧が出力される。また、コンデンサＣ３１は基準電圧Ｖｒｅｆまで充電されている。
次に、切換信号ＳＥＬがハイレベルになると、ＰＭＯＳトランジスタＭ３１がオフすると共にＮＭＯＳトランジスタＭ３２がオンする。すると、コンデンサＣ３１の電荷は抵抗Ｒ３１とＮＭＯＳトランジスタＭ３２を介して接地電圧ＧＮＤに放電される。
【００２５】
このため、ソフトオフ回路１２の出力端の電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆから次第に低下して接地電圧ＧＮＤまで低下する。すなわち、ソフトオフ回路１２は、切換信号ＳＥＬがハイレベルになると、誤差増幅回路１１における反転入力端の電圧を徐々に低下させる機能を有している。
同様に、ソフトオフ回路２３は、切換信号ＳＥＬがローレベルになると、誤差増幅回路２１における反転入力端の電圧を徐々に低下させる機能を有している。
【００２６】
このような構成において、図１の電源回路１の動作について説明する。
図３及び図４は、図１の電源回路１の動作例を示した図であり、図３は、切換信号ＳＥＬによってシリーズレギュレータ２からスイッチングレギュレータ３に動作が切り換わる場合を示しており、図４は、切換信号ＳＥＬによってスイッチングレギュレータ３からシリーズレギュレータ２に動作が切り換わる場合を示している。なお、図３では、ＤＣｏ１はスイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏが安定したときの電圧値であり、シリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏが安定したときの電圧値よりも大きい場合の電圧値を示している。また、ＤＣｏ２は、スイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏが安定したとき（以下、スイッチングレギュレータ３の安定時と呼ぶ）の電圧値であり、シリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏが安定したとき（以下、シリーズレギュレータ２の安定時と呼ぶ）の電圧値よりも小さい場合の電圧値を示している。
【００２７】
また、図４では、ＬＤＯｏ１は、シリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏの電圧値であり、スイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏの電圧値よりも大きい場合の電圧値を示している。また、ＬＤＯｏ２は、シリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏの電圧値であり、スイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏの電圧値よりも小さい場合の電圧値を示している。また、図３及び図４では、実線が電源回路１の出力電圧Ｖｏｕｔを示している。
【００２８】
図３において、切換信号ＳＥＬがローレベルである場合は、ソフトオフ回路１２の出力端からは基準電圧Ｖｒｅｆが出力されているが、ソフトオフ回路２３の出力端は０Ｖになっている。この結果、シリーズレギュレータ２が作動し、出力電圧Ｖｏｕｔはシリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏになっている。
次に、時刻ｔ１で切換信号ＳＥＬがハイレベルになると、ソフトオフ回路１２の出力電圧が低下するため、シリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏも低下し始める。このとき、スイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏがシリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも大きい場合、すなわち出力電圧ＤＣｏの電圧値がＤＣｏ１である場合は、スイッチングレギュレータ３は、出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させるために直ちに動作を開始して、出力電圧ＤＣｏは１点鎖線で示すように上昇する。
【００２９】
出力電圧ＤＣｏは、時刻ｔ３で、低下しているシリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏと交差するため、出力電圧Ｖｏｕｔの低下はわずかである。
また、時刻ｔ１で切換信号ＳＥＬがハイレベルになったときに、スイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏがシリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏよりも小さい場合は、シリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏが電圧値ＤＣｏ２まで低下した時刻ｔ２でスイッチングレギュレータ３は動作を開始し、出力電圧ＤＣｏは２点鎖線で示すように上昇する。
時刻ｔ４で、スイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏは、低下中の出力電圧ＬＤＯｏと交差する。このときの出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧値ＤＣｏ２よりも電圧値ΔＶだけ低下した値である。しかし、出力電圧ＬＤＯｏの低下速度は、ソフトオフ回路１２によって極めて遅くなるため、電圧値ΔＶは、従来よりも遥かに小さい値であり、出力端子ＯＵＴに接続されている負荷に悪影響を与えることはない。
【００３０】
図４の場合も図３の場合と同様であり、切換信号ＳＥＬがハイレベルのときは、ソフトオフ回路１２の出力電圧は０Ｖになっているため、シリーズレギュレータ２は動作を停止している。一方、ソフトオフ回路２３の出力端からは基準電圧Ｖｒｅｆが出力されているため、スイッチングレギュレータ３は作動しており、出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏになっている。
時刻ｔ５で切換信号ＳＥＬがローレベルになると、ソフトオフ回路２３の出力電圧が低下するため、スイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏも低下し始める。このとき、シリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏがスイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏよりも大きい場合、すなわちシリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏが電圧値ＬＤＯｏ１である場合は、シリーズレギュレータ２は直ちに動作を開始し、出力電圧ＬＤＯｏは１点鎖線で示すように上昇する。時刻ｔ７で、低下しているスイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏと交差するため、出力電圧Ｖｏｕｔの低下はわずかである。
【００３１】
時刻ｔ５で切換信号ＳＥＬがローレベルになったとき、シリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏがスイッチングレギュレータ３の安定時の出力電圧ＤＣｏよりも小さい場合は、出力電圧ＤＣｏが電圧値ＬＤＯｏ２まで低下した時刻ｔ６でシリーズレギュレータ２は動作を開始し、このときの出力電圧ＬＤＯｏは２点鎖線で示すように上昇する。時刻ｔ８で、シリーズレギュレータ２の出力電圧ＬＤＯｏは、低下中のスイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏと交差し、このときの出力電圧Ｖｏｕｔは、シリーズレギュレータ２の安定時の出力電圧ＬＤＯｏの電圧値ＬＤＯｏ２よりもΔＶだけ低下した電圧である。しかし、スイッチングレギュレータ３の出力電圧ＤＣｏの低下速度は、ソフトオフ回路２３によって極めて遅くなるため、ΔＶの電圧値は、従来よりも遥かに小さい値であり、出力端子ＯＵＴに接続されている負荷に悪影響を与えることはない。
【００３２】
このように、本第１の実施の形態における電源回路は、レギュレータの切り換え時にオフする方のレギュレータの出力電圧をソフトオフ回路によって徐々に低下させるようにしたため、前記切り換え時においても出力電圧Ｖｏｕｔの急激な低下が発生せず、出力電圧Ｖｏｕｔのアンダーシュートを小さく抑えることができる。更に、前記切り換え時にオンする方のレギュレータにおける出力電圧の立ち上がり速度をそれほど速くする必要がないため、出力電圧Ｖｏｕｔのオーバーシュートの発生も防止することができる。
【００３３】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態の各レギュレータに出力電流を制限する出力電流制限回路をそれぞれ設けるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図５は、本発明の第２の実施の形態における電源回路の回路例を示した図である。なお、図５では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【００３４】
図５における図１との相違点は、図１のシリーズレギュレータ２に出力電流制限回路１３と抵抗Ｒ１１を、図１のスイッチングレギュレータ３に出力電流制限回路２５をそれぞれ追加し、更に所定の参照電圧Ｖｒを生成して出力する参照電圧生成回路５を追加して、ソフトオフ回路１２及び２３には基準電圧Ｖｒｅｆに代えて参照電圧Ｖｒがそれぞれ入力されるようにしたことにある。このようにすることにより、シリーズレギュレータ又はスイッチングレギュレータの動作を停止する際に、出力電流の制限値を徐々に低下させて出力電圧Ｖｏｕｔを徐々に低下させ、前記第１の実施の形態と同様の効果を得るようにしている。これに伴って、図１のシリーズレギュレータ２をシリーズレギュレータ２ａにし、図１のスイッチングレギュレータ３をスイッチングレギュレータ３ａにし、図１の電源回路１を電源回路１ａにした。
【００３５】
図５において、電源回路１ａは、入力端子ＩＮに入力された入力電圧Ｖｉｎを降圧して出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子ＯＵＴから出力するものである。電源回路１ａは、入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し出力電圧ＬＤＯｏとして出力端子ＯＵＴに出力するシリーズレギュレータ２ａと、入力電圧Ｖｉｎを所定の定電圧に変換し出力電圧ＤＣｏとして出力端子ＯＵＴに出力するスイッチングレギュレータ３ａと、抵抗Ｒ１及びＲ２と、基準電圧発生回路４と、所定の参照電圧Ｖｒを生成して出力する参照電圧生成回路５とを備えている。
【００３６】
シリーズレギュレータ２ａは、出力トランジスタＭ１１、誤差増幅回路１１、ソフトオフ回路１２、シリーズレギュレータ２ａから出力される電流の制限を行う出力電流制限回路１３、及びシリーズレギュレータ２ａから出力される出力電流の検出を行うための抵抗Ｒ１１を備えており、スイッチングレギュレータ３ａは、スイッチングトランジスタＭ２１、同期整流用トランジスタＭ２２、インダクタＬ１、出力コンデンサＣｏ、誤差増幅回路２１、制御回路２２、ソフトオフ回路２３、インバータ回路２４及びスイッチングレギュレータ３ａから出力される電流の制限を行う出力電流制限回路２５を備えている。なお、出力電流制限回路１３及び抵抗Ｒ１１は第１の定電圧回路の出力電流制限回路部をなし、出力電流制限回路２５は第２の定電圧回路の出力電流制限回路部をなす。
【００３７】
シリーズレギュレータ２ａにおいて、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間には出力トランジスタＭ１１と抵抗Ｒ１１が直列に接続され、抵抗Ｒ１１の両端の電圧が出力電流制限回路１３にそれぞれ入力されている。ソフトオフ回路１２には参照電圧Ｖｒと外部からの切換信号ＳＥＬがそれぞれ入力されており、ソフトオフ回路１２の出力端は出力電流制限回路１３に接続され、出力電流制限回路１３の出力端は誤差増幅回路１１に接続されている。誤差増幅回路１１において、反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが、非反転入力端には帰還電圧Ｖｆｂがそれぞれ入力されている。
【００３８】
また、スイッチングレギュレータ３ａにおいて、ソフトオフ回路２３には参照電圧Ｖｒが入力されると共にインバータ回路２４を介して外部からの切換信号ＳＥＬが入力されている。ソフトオフ回路２３の出力端が出力電流制限回路２５に接続されると共に、スイッチングトランジスタＭ２１と同期整流用トランジスタＭ２２との接続部が出力電流制限回路２５に接続されており、出力電流制限回路２５の出力端は制御回路２２に接続されている。誤差増幅回路２１において、反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが、非反転入力端には帰還電圧Ｖｆｂがそれぞれ入力されている。
【００３９】
このような構成において、出力電流制限回路１３は、出力トランジスタＭ１１と出力端子ＯＵＴとの間に追加された抵抗Ｒ１１の電圧降下と、ソフトオフ回路１２から出力された出力電圧とを比較し、抵抗Ｒ１１の電圧降下がソフトオフ回路１２から出力された出力電圧で決定される所定の電圧に達すると、誤差増幅回路１１に所定の電流制限信号を出力する。誤差増幅回路１１は、出力電流制限回路１３から該所定の電流制限信号が入力されると、出力電流を制限するように出力トランジスタＭ１１のゲート電圧を制御する。
シリーズレギュレータ２ａをオフさせる場合は、ソフトオフ回路１２の出力電圧が徐々に低下するため、シリーズレギュレータ２ａに対する出力制限電流値も徐々に低下し、該出力制限電流値が、現在の出力電流以下になると出力電圧Ｖｏｕｔは低下し始める。
【００４０】
スイッチングレギュレータ３ａの出力電流制限回路２５もシリーズレギュレータ２ａの場合とまったく同じ動作を行う。出力電流制限回路２５は、スイッチングトランジスタＭ２１の電圧降下がソフトオフ回路２３から出力される出力電圧で決定される所定の電圧に達すると、制御回路２２に所定の電流制限信号を出力する。制御回路２２は、出力電流制限回路２５から該所定の電流制限信号が入力されると、出力電流を制限するようスイッチングトランジスタＭ２１のオン時間を制御する。
スイッチングレギュレータ３ａをオフさせる場合は、ソフトオフ回路２３の出力電圧が徐々に低下するため、スイッチングレギュレータ３ａに対する出力制限電流値も徐々に低下し、該出力制限電流値が、現在の出力電流以下になると出力電圧Ｖｏｕｔは低下し始める。
【００４１】
このように、本第２の実施の形態における電源回路は、ソフトオフ回路によってレギュレータをオフさせる際に、所定の時間をかけた出力制限電流を徐々に低下させるようにしても、前記第１の実施の形態と同様に、出力電圧Ｖｏｕｔの大きな変動がなくレギュレータの切り換えを行うことができる。
【００４２】
なお、前記第１及び第２の各実施の形態では、同期整流方式のスイッチングレギュレータを使用した場合を例にして説明したが、これは一例であり、本発明は、非同期整流方式のスイッチングレギュレータにも適用することができ、この場合、同期整流用トランジスタＭ２２の代わりにフライホイールダイオードを使用すればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ  電源回路
２，２ａ  シリーズレギュレータ
３，３ａ  スイッチングレギュレータ
４  基準電圧発生回路
５  参照電圧生成回路
１１，２１  誤差増幅回路
１２，２３  ソフトオフ回路
１３，２５  出力電流制限回路
２２  制御回路
２４  インバータ回路
Ｍ１１  出力トランジスタ
Ｍ２１  スイッチングトランジスタ
Ｍ２２  同期整流用トランジスタ
Ｌ１  インダクタ
Ｃｏ  出力コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１  抵抗
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００３−９５１５号公報
【図１】
2010191870.tif 000003
【図２】
2010191870.tif 000004
【図３】
2010191870.tif 000005
【図４】
2010191870.tif 000006
【図５】
2010191870.tif 000007
【図６】
2010191870.tif 000008