(57)【要約】【課題】複数の負荷に対し安定した電源を供給できる、低コストで小規模のレギュレータを提供する。【解決手段】シリーズレギュレータは、複数の負荷の各電源端子の端子電圧を、それぞれの該電源端子と接続した複数のフィードバック端子から、取得する電圧取得手段と、前記電圧取得手段により取得された前記端子電圧に基づいて、前記複数の負荷に供給する供給電圧を制御する制御手段と、を有する。【選択図】図１
2010086021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷の各電源端子の端子電圧を、それぞれの該電源端子と接続した複数のフィードバック端子から、取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段により取得された前記端子電圧に基づいて、前記複数の負荷に供給する供給電圧を制御する制御手段と、
を有するシリーズレギュレータ。
【請求項２】
前記制御手段は、
それぞれの前記端子電圧を加算する加算回路と、
前記加算回路により加算された電圧と、所定の基準電圧との間の電圧差に応じて
前記供給電圧を制御するトランジスタと、
を有する、請求項１に記載のシリーズレギュレータ。
【請求項３】
前記制御手段は、
それぞれの前記端子電圧のうち、最も低い端子電圧を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された端子電圧と、所定の基準電圧との間の電圧差に応じて前記供給電圧を制御するトランジスタと、
を有する、請求項１に記載のシリーズレギュレータ。
【請求項４】
前記制御手段は、
それぞれの前記端子電圧の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記平均値取得手段により取得された前記平均値と、所定の基準電圧との間の電圧差に応じて前記供給電圧を制御するトランジスタと、
を有する請求項１に記載のシリーズレギュレータ。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧差を所定の増幅率で増幅する誤差増幅回路を更に有し、
前記トランジスタは、前記誤差増幅回路により増幅された前記電圧差に応じて前記供給電圧を制御する、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシリーズレギュレータ。
【請求項６】
複数の負荷の各電源端子の端子電圧を、それぞれの該電源端子と接続した複数のフィードバック端子から、取得し、
前記端子電圧に基づいて、前記複数の負荷に供給する供給電圧を制御する、電圧の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定した直流電圧を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やPDA（Personal Digital Assistant）、ゲーム機などの携帯機器の高性能化が進み、メモリ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）など消費電力の大きな電子部品の搭載が増加している。しかし、携帯される機器であるという性格上、機器の外形を大きくすると商品価値が低下するので、限られた面積、体積内で電子部品を配置する必要がある。
【０００３】
このため、電子部品同士を接続するプリント基板の配線密度が増加し、その配線幅が微細化する傾向にある。
【０００４】
配線密度が微細化すると、電流を多く流す必要のある電子部品への電源供給路の配線が細くなり、その配線の抵抗値が増大する。すると、この抵抗値の増大により、電子部品の電源端で電圧が降下してしまうことが多くなる。
【０００５】
この電圧変動に対処するため、図５に示すように、携帯機器等において、トランジスタのＯＮ抵抗で供給電圧を調整するシリーズレギュレータを設けて安定した電源供給を図っていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載のスイッチング電源は、複数の負荷のそれぞれの電源電圧を検出するための電圧検出線を設け、個別に電源を監視していた。
【特許文献１】特開２００３−１６９４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図５に記載のシリーズレギュレータでは、負荷が複数であるとき、に安定した電源を供給できないことがあった。
【０００８】
詳細には、このシリーズレギュレータには、負荷の電源電圧を検出するためのフィードバック端子が１つしかない。負荷が複数あって、このフィードバック端子と各負荷の電源端子との間の各電源供給路の抵抗成分（Ｒ0、Ｒ1）が異なる場合、負荷の電源端子間に電圧差が生じる。ところが、１つしかないフィードバック端子では、この電圧差を検出できないため、図５に記載のシリーズレギュレータでは、電源電圧を適切に調整できず、安定した電源を供給できないことがあった。
【０００９】
また、特許文献１に記載のスイッチング電源では、複雑な制御を行うため、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）、ＡＤ(Analog-Digital)コンバータ等を使用する必要があり、回路規模や部品点数が大きくなってしまう。このため、スイッチング電源は、小型の機器に使用することが困難であり、コストが増大してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、複数の負荷に対し安定した電源を供給できる、低コストで小規模のレギュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のシリーズレギュレータは、複数の負荷の各電源端子の端子電圧を、それぞれの該電源端子と接続した複数のフィードバック端子から、取得する電圧取得手段と、前記電圧取得手段により取得された前記端子電圧に基づいて、前記複数の負荷に供給する供給電圧を制御する制御手段と、を有する。
【００１２】
また、本発明の電圧の制御方法は、複数の負荷の各電源端子の端子電圧を、それぞれの該電源端子と接続した複数のフィードバック端子から、取得し、前記端子電圧に基づいて、前記複数の負荷に供給する供給電圧を制御する、方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シリーズレギュレータは、負荷ごとに設けたフィードバック端子から取得した、各負荷の電源端子の電圧に基づいて、供給電圧を制御するので、負荷の電源端子間に電圧差が生じていても、各負荷に対し、安定した電源を供給できる。また、回路構成が簡易なため、低コストで、小型のレギュレータを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
本発明を実施するための第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態のシリーズレギュレータ１０の構成を示す回路図である。同図を参照すると、シリーズレギュレータ１０は、電源入力端子Ｔ１と、電源出力端子Ｔ２と、フィードバック端子Ｔ３およびＴ４と、抵抗Ｒａ、Ｒｃ、Ｒｃ、およびＲｄと、誤差増幅回路１０１と、制御トランジスタ１０３と、を有する。
【００１６】
そして、電源入力端子Ｔ１には電源２０が接続される。出力電圧端子Ｔ２には、負荷３０および３１の電源端子Ｔ５およびＴ６が接続される。この電源端子Ｔ５はフィードバック端子Ｔ３と接続され、電源端子Ｔ６はフィードバック端子Ｔ４と接続される。各電源端子Ｔ５およびＴ６の電圧を正確に監視するため、各フィードバック端子は、各電源端子の直近に接続される。
【００１７】
シリーズレギュレータ１０は、負荷３０および３１に安定して電源を供給するために、これらの負荷への供給電圧を制御するレギュレータである。
【００１８】
電源２０は、シリーズレギュレータ１０を経由して負荷３０および負荷３１に直流電圧を供給する。例えば、電池を電源２０として使用する。
【００１９】
負荷３０および３１は、シリーズレギュレータ１０を経由して電源２０から直流電圧が供給される負荷である。例えば、負荷３０および３１は、液晶表示装置やモータ等である。
【００２０】
シリーズレギュレータ１０の構成について詳細に説明する。フィードバック端子Ｔ３と接地極との間には、抵抗ＲａおよびＲｂが挿入される。これらの抵抗（ＲａおよびＲｂ）を接続する接続点は、誤差増幅回路１０１の非反転入力端子に接続される。
【００２１】
フィードバック端子Ｔ４と接地極との間には、抵抗ＲｃおよびＲｄが挿入される。これらの抵抗（Ｒ３およびＲ４）を接続する接続点は、誤差増幅回路１０１の非反転入力端子に接続される。
【００２２】
誤差増幅回路１０１の反転入力端子には、基準電圧が入力され、非反転入力端子には、抵抗により分圧された各フィードバック端子（Ｔ３、Ｔ４）の端子電圧を加算した値が入力される。誤差増幅回路１０１は、入力端子間の電圧差を所定の増幅率で増幅し、制御トランジスタ１０３のゲート電極へ出力する。この基準電圧は、シリーズレギュレータ１０の出力電圧を決定するための基準値となる電圧である。
【００２３】
制御トランジスタ１０３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの電圧制御素子である。この制御トランジスタ１０３のソース電極は、電圧入力端子Ｔ１に接続され、ゲート電極は誤差増幅回路１０１の出力端子に接続され、ドレイン電極は電圧出力端子Ｔ２に接続される。制御トランジスタ１０３は、ゲート電圧に応じて、ＯＮ抵抗を制御する。
【００２４】
シリーズレギュレータ１０の動作について説明する。
【００２５】
いずれかの負荷（３０または３１）の消費電流が他方に比べて増加した場合、その負荷の電源端子（Ｔ５またはＴ６）と、電源出力端子Ｔ２との間の抵抗成分（Ｒ0またはＲ1）により、その電源端子の端子電圧が降下する。このため、負荷の電源端子間に電圧差が生じる。この電圧降下は、負荷ごとに設けられたフィードバック端子（Ｔ３、Ｔ４）を経由して、誤差増幅回路１０１に入力される。
【００２６】
誤差増幅回路１０１は、抵抗分割されたフィードバック端子Ｔ３およびＴ４の端子電圧の加算値と、基準電圧とを比較し、出力電圧端子Ｔ２の端子電圧が最適の値となるように制御トランジスタ１０３のゲート電圧を制御する。
【００２７】
制御トランジスタ１０３は、ゲート電圧に応じてＯＮ抵抗を制御し、電源出力端子Ｔ２の端子電圧を変化させる。
【００２８】
このように、負荷（３０または３１）の電源端子（Ｔ５またはＴ６）の電圧降下に応じて、制御トランジスタ１０３は、ＯＮ抵抗を低下させるので、各負荷への供給電圧は、適切な値となるように増加する。
【００２９】
フィードバック端子が１つでは、シリーズレギュレータは、電源端子Ｔ５、Ｔ６の間電圧差を監視できなかった。しかし、本実施形態では、負荷ごとにフィードバック端子（Ｔ３、Ｔ４）を設けているので、シリーズレギュレータ１０は、電源端子間の電圧差を検出して、各負荷に安定して電圧を供給できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、シリーズレギュレータ１０は、２つの負荷への供給電圧を制御しているが、フィードバック端子を３つ以上設けて、３つ以上の負荷への供給電圧を制御してもよいのは勿論である。
【００３１】
また、本実施形態では、制御トランジスタ１０１としてＦＥＴを使用したが、バイポーラトランジスタを使用することもできる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、シリーズレギュレータ１０は、負荷（３０、３１）ごとに設けたフィードバック端子（Ｔ３、Ｔ４）から取得した、各負荷の電源端子（Ｔ５、Ｔ６）の電圧を考慮して、電源出力端子Ｔ２の端子電圧（供給電圧）を制御するので、負荷の電源端子間に電圧差が生じていても、各負荷に対し、安定した電源を供給できる。また、回路構成が簡易なため、低コストで、小型のレギュレータを実現できる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図２を参照して説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態のシリーズレギュレータ１０ｂの構成を示す回路図である。同図を参照すると、シリーズレギュレータ１０ｂは、電圧比較部１０５およびスイッチ１０７を更に有する点で、第１の実施形態のシリーズレギュレータ１０と異なる。
【００３５】
電圧比較部１０５は、抵抗分割された各フィードバック端子（Ｔ３、Ｔ４）の端子電圧を比較し、比較した結果に基づいてスイッチ１０７を制御する。
【００３６】
スイッチ１０７は、２入力１出力のスイッチである。スイッチ１０７の各入力端子には、抵抗Ｒａ、Ｒｂ間の接続点と、抵抗Ｒｃ、Ｒｄ間の接続点とが接続される。スイッチ１０７の出力端子は誤差増幅回路１０１の非反転入力端子に接続される。そして、スイッチ１０７は、電圧比較部１０５の制御により、電圧比較部１０５で比較された電圧のうち、低い方の電圧を誤差増幅回路１０１の入力先に切り替える。
【００３７】
誤差増幅回路１０１は、切り替えられた電圧と基準電圧との間の電圧差を増幅する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、シリーズレギュレータ１０ｂは、各負荷の電源端子の電圧を検出し、これらの電圧を電圧比較部１０５で比較し、電圧降下の大きい方の電圧を誤差増幅回路１０１に入力するので、電圧降下が生じた電源端子の電圧のみに基づいて、より正確に供給電圧を制御できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態にについて、図３を参照して説明する。
【００４０】
図３は、本発明のシリーズレギュレータ１０ｃの構成を示す回路図である。同図を参照すると、シリーズレギュレータ１０ｃは、電圧平均化回路１０９を更に有する点で、第１の実施形態のシリーズレギュレータ１０と異なる。
【００４１】
電圧平均化回路１０９の入力端子には、抵抗Ｒａ、Ｒｂ間の接続点と、抵抗Ｒｃ、Ｒｄ間の接続点とが接続される。電圧平均化回路１０９の出力端子は、誤差増幅回路１０１の入力端子に接続される。電圧平均化回路１０９は、抵抗分割された各フィードバック端子（Ｔ３，Ｔ５）の端子電圧を平均した値を誤差増幅回路１０１に出力する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、シリーズレギュレータ１０ｃは、各負荷の電源端子の電圧を検出し、これらの平均値を電圧比較回路１０９で求め、平均値と基準電圧とを比較するので、平均化しない場合より、供給電圧の制御量を小さくできる結果、高い供給電圧に対応できない負荷に対しても安定して電源供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態のシリーズレギュレータの回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のシリーズレギュレータの回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態のシリーズレギュレータの回路図である。
【図４】従来のシリーズレギュレータの回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０ｂ、１０ｃ    シリーズレギュレータ
２０    電源
３０、３１    負荷
１０１    誤差増幅回路
１０３    制御トランジスタ
１０５    電圧比較部
１０７    スイッチ
１０９    電圧平均化回路
Ｔ１    電源入力端子
Ｔ２    電源出力端子
Ｔ３、Ｔ４    フィードバック端子
Ｔ５、Ｔ６    電源端子
Ｒ0、Ｒ1    配線抵抗
Ｒa、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ    抵抗
【図１】
2010086021.tif 000003
【図２】
2010086021.tif 000004
【図３】
2010086021.tif 000005
【図４】
2010086021.tif 000006