(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号入力手段とオシュレータとＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記スイッチング制御回路の出力をＬｏｗにして前記ＭＯＳＦＥＴを常時ＯＮ状態にして前記入力電圧をそのまま出力する入力電圧スルーモードとを切り替えることを特徴とする降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
制御信号入力手段とオシュレータと誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記誤差増幅器を使用しスイッチング制御回路の出力とＭＯＳＦＥＴを切り離して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴とする降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
制御信号入力手段とオシュレータと定電流源と基準電圧源と誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記定電流源と前記基準電圧源と前記誤差増幅器とを使用して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴とする降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータとＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記スイッチング制御回路の出力をＬｏｗにして前記ＭＯＳＦＥＴを常時ＯＮ状態にして前記入力電圧をそのまま出力する入力電圧スルーモードとを切り替えることを特徴とする端末装置。
【請求項５】
ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記誤差増幅器を使用しスイッチング制御回路の出力とＭＯＳＦＥＴを切り離して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴とする端末装置。
【請求項６】
ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコン
バータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと定電流源と基準電圧源と誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記定電流源と前記基準電圧源と前記誤差増幅器とを使用して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴とする端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は降圧ＤＣ−ＤＣコンバータおよび端末装置に関し、特に、ＬＳＩ等に電源を供給するための降圧ＤＣ−ＤＣコンバータおよびこの降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを使用する端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機を始めとする小型携帯端末装置においては、ＬＳＩ等の低電圧化及び処理速度の高速化が進んできておりＬＳＩの電源として低電圧且つ大電流を供給しなくてはならない状況になっている。その反面、小型携帯端末装置自身の消費電流は低消費電流が必須の条件となっている。
【０００３】
ＬＳＩの動作時においては降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを使用することで低電圧及び電源の効率よい使用方法により小型携帯端末装置の低消費電流化は実現できるが、ＬＳＩが動作していない時にはＬＳＩ自身の消費電流はほとんどなく、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの消費電流が小型携帯端末装置としての消費電流に大きく影響している。
【０００４】
不要な損失の増加を防いで小型で安価な電源装置を提供するために、直流電源の電源電圧が制御電源回路の低電圧化手段が必要とする電圧よりも充分に高い場合に昇圧手段による昇圧機能を停止させる停止手段を備えた電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３３１５２号公報（第５頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＬＳＩが動作していないときに無駄な電流を消費するという問題点があった。
【０００７】
特許文献１に提案された方式でも、ＬＳＩが動作していないときの消費電流の問題は解消されない。
【０００８】
本発明の目的は、ＬＳＩが動作していないときの消費電流を低減する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータおよびこの降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを使用する端末装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータとＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記スイッチング制御回路の出力をＬｏｗにして前記ＭＯＳＦＥＴを常時ＯＮ状態にして前記入力電圧をそのまま出力する入力電圧スルーモードとを切り替えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記誤差増幅器を使用しスイッチング制御回路の出力とＭＯＳＦＥＴを切り離して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴としても
【００１２】
本発明の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと定電流源と基準電圧源と誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを備え、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記定電流源と前記基準電圧源と前記誤差増幅器とを使用して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明の端末装置は、ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータとＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記スイッチング制御回路の出力をＬｏｗにして前記ＭＯＳＦＥＴを常時ＯＮ状態にして前記入力電圧をそのまま出力する入力電圧スルーモードとを切り替えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の端末装置は、ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記誤差増幅器を使用しスイッチング制御回路の出力とＭＯＳＦＥＴを切り離して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明の端末装置は、ＬＳＩと、前記ＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号入力手段とオシュレータと定電流源と基準電圧源と誤差増幅器とＭＯＳＦＥＴと前記ＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを有し、
電源供給先の回路が動作時と非動作時とで前記制御信号の入力レベルを変化させ、
前記制御信号の入力レベルにより、
前記オシュレータのクロックを使用して前記スイッチング制御回路の出力を変化させて入力電圧を降圧出力する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと、
前記定電流源と前記基準電圧源と前記誤差増幅器とを使用して定電圧レギュレータとして使用するモードとを切り替えることを特徴としてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。まず、第１の実施の形態について説明する。本発明の端末装置は、ＬＳＩと、このＬＳＩに電源を供給する降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとを含む。図１は本発明の第１の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【００１８】
図１を参照すると、第１の実施の形態は、出力電圧を設定及び検出するための定電流源（１０１），誤差増幅器（１０２），基準電圧源（１０６），ＳＷ１（１１２），ＳＷ２（１１３），出力電圧設定用抵抗１（１０７），出力電圧設定用抵抗２（１０８）と、ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）をスイッチング制御するスイッチング制御回路（１０３），オシュレータ（１０５）と、入力電圧を降圧出力するためのＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）、インダクタ（１０９）、ダイオード（１１０）、コンデンサ（１１１）により構成される。
【００１９】
次に、第１の実施の形態の動作について図１を基に説明する。本発明は、ＣＯＮＴ信号により誤差増幅器（１０２）、スイッチング制御回路（１０３）、オシュレータ（１０５）のパワー制御を行うことでＶＯＵＴに出力される電圧を切り替える。
【００２０】
ＣＯＮＴ信号がＨｉの場合は、誤差増幅器（１０２）、スイッチング制御回路（１０３）、オシュレータ（１０５）がパワーアップし、ＳＷ１（１１２），ＳＷ２（１１３）がＯＮする。
【００２１】
定電流源（１０１），誤差増幅器（１０２），基準電圧源（１０６），出力電圧設定用抵抗１（１０７），出力電圧設定用抵抗２（１０８）により設定された出力電圧に、オシュレータ（１０５）のクロックを使用し、スイッチング制御回路（１０３）の出力を変化させＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）のスイッチングすることでインダクタ（１０９）、ダイオード（１１０）、コンデンサ（１１１）の充放電によりＶＯＵＴに入力電圧を降圧出力を行う。
【００２２】
降圧出力されたＶＯＵＴの電圧を定電流源（１０１），誤差増幅器（１０２），基準電圧源（１０６），出力電圧設定用抵抗１（１０７），出力電圧設定用抵抗２（１０８）により検出し、再度オシュレータ（１０５）のクロックによりスイッチング制御回路（１０３）の出力を変化させＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）をスイッチングすることで降圧出力の微調整を行う動作を繰り返す。
【００２３】
ＣＯＮＴ信号がＬｏｗの場合は、ＳＷ１（１１２），ＳＷ２（１１３）はＯＦＦする。誤差増幅器（１０２）、スイッチング制御回路（１０３）、オシュレータ（１０５）をパワーダウンすることでスイッチング制御回路の出力をＬｏｗにし、ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）を常時ＯＮ状態にする。
【００２４】
ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（１０４）を常時ＯＮ状態にすることでＶＩＮより入力される電圧をＶＯＵＴにそのまま出力する。
【００２５】
図２は、図１の構成によるＣＯＮＴ信号によるＶＯＵＴの出力電圧及び本回路の消費電流の関係を表した図である。
【００２６】
図２の如く、ＬＳＩが動作時はＣＯＮＴ信号をＨｉにすることで、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードに切り替えＬＳＩに対して効率よく電源供給を行い、ＬＳＩが動作していない時にはＣＯＮＴ信号をＬｏｗにすることで低消費電流化を実現できる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は本発明の第２の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【００２８】
先に説明した第１の実施の形態は、ＣＯＮＴ信号のＨｉ／Ｌｏｗにより降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと入力電圧をそのまま電圧出力する入力電圧スルーモードを切り替えることができると記述してあるが、図３のようにＳＷ１（３１２），ＳＷ２（３１３）を設け、ＣＯＮＴ信号の制御を変更することで、ＣＯＮＴ信号がＨｉの場合には、ＳＷ１（３１２）をＯＮ、ＳＷ２（３１３）をＯＦＦすることで、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードとして使用する。
【００２９】
また、ＣＯＮＴ信号がＬｏｗの場合には、降圧ＤＣ−ＤＣモードで使用している誤差増幅器（３０２）のみを使用し、ＳＷ１（３１２）をＯＦＦ、ＳＷ２（３１３）をＯＮにし、スイッチング制御回路（３０３）の出力とＰｃｈＭＯＳＦＥＴ（３０４）を切り離すことにより定電圧レギュレータとして使用するモードに切り替えることもできる。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図４は本発明の第３の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【００３１】
図４のように、定電流源２（４１５），基準電圧源２（４１７），誤差増幅器２（４１６），ＳＷ１（４１２），ＳＷ２（４１３），ＳＷ３（４１４），ＳＷ４（４２０），ＳＷ５（４２１），ＳＷ６（４２２）を設けることで、ＣＯＮＴ信号がＨｉの場合には、ＳＷ１（４１２），ＳＷ２（４１３），ＳＷ３（４１４）をＯＮにし、ＳＷ４（４２０），ＳＷ５（４２１），ＳＷ６（４２２）をＯＦＦにすることで、定電流源１（４０１），基準電圧源１（４０６），誤差増幅器１（４０２），スイッチング制御回路（４０３），オシュレータ（４０５）を使用し降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードとして使用する。
【００３２】
ＣＯＮＴ信号がＬｏｗの場合には、ＳＷ１（４１２），ＳＷ２（４１３），ＳＷ３（４１４）をＯＦＦ、ＳＷ４（４２０），ＳＷ５（４２１），ＳＷ６（４２２）をＯＮにし、定電流源２（４１５），基準電圧源２（４１７），誤差増幅器２（４１６），出力電圧設定用抵抗３（４１８），出力電圧設定用抵抗４（４１９）を使用して設定電圧の違う且つ低消費電流な定電圧レギュレータに切り替えることもできる。
【００３３】
第１の実施の形態では、入力電圧をスルーで出力するモードの時は入力電圧の電圧値が変化し、出力に接続されるデバイスによっては電圧の変化には絶えられないものも存在する可能性がある。そこで、第２または第３の実施の形態のようにスルーモードの代わりに定電圧レギュレータモードにすることで、一定の電圧で出力に接続されるデバイスに電圧を供給することができる。この場合、第１の実施の形態の回路よりは若干消費電流は増加することになる。
【００３４】
図５は第１の実施の形態の変形例の構成図である。図５のように、ＶＩＮからの入力電圧を検出する電圧検出回路（５１４）を設けることで、入力電圧により降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードと入力電圧スルーモードを自動的に切り替えることができる。この変形例は、第２または第３の実施の形態に適用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、低電圧及び高速処理速度のＬＳＩを使用する小型携帯端末装置において、電源能力として大供給電流を必要とするＬＳＩ動作時には、入力電圧を降圧出力することにより効率よく電源供給ができる降圧ＤＣ−ＤＣコンバータモードとしてＬＳＩに電源を供給し、電源能力として大供給電流を必要としない場合は、入力電圧をそのまま電圧出力する入力電圧スルーモードを使用することにより小型携帯端末装置の低消費電流化を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【図２】第１の実施の形態のＣＯＮＴ信号によるＶＯＵＴの出力電圧及び本回路の消費電流の関係を表した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例の降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【符号の説明】
１０１    定電流源
１０２    誤差増幅器
１０３    スイッチング制御回路
１０４    ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ
１０５    オシュレータ
１０６    基準電圧源
１０７    出力電圧設定用抵抗１
１０８    出力電圧設定用抵抗２
１０９    インダクタ
１１０    ダイオード
１１１    コンデンサ
１１２    ＳＷ１
１１３    ＳＷ２
３０１    定電流源
３０２    誤差増幅器
３０３    スイッチング制御回路
３０４    ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ
３０５    オシュレータ
３０６    基準電圧源
３０７    出力電圧設定用抵抗１
３０８    出力電圧設定用抵抗２
３０９    インダクタ
３１０    ダイオード
３１１    コンデンサ
３１２    ＳＷ１
３１３    ＳＷ２
４０１    定電流源１
４０２    誤差増幅器１
４０３    スイッチング制御回路
４０４    ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ
４０５    オシュレータ
４０６    基準電圧源１
４０７    出力電圧設定用抵抗１
４０８    出力電圧設定用抵抗２
４０９    インダクタ
４１０    ダイオード
４１１    コンデンサ
４１２    ＳＷ１
４１３    ＳＷ２
４１４    ＳＷ３
４１５    定電流源２
４１６    誤差増幅器２
４１７    基準電圧源２
４１８    出力電圧設定用抵抗３
４１９    出力電圧設定用抵抗４
４２０    ＳＷ４
４２１    ＳＷ５
４２２    ＳＷ６
５０１    定電流源
５０２    誤差増幅器
５０３    スイッチング制御回路
５０４    ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ
５０５    オシュレータ
５０６    基準電圧源
５０７    出力電圧設定用抵抗１
５０８    出力電圧設定用抵抗２
５０９    インダクタ
５１０    ダイオード
５１１    コンデンサ
５１２    ＳＷ１
５１３    ＳＷ２
５１４    電圧検出回路
【図１】
0003716255.tif 000002
【図２】
0003716255.tif 000003
【図３】
0003716255.tif 000004
【図４】
0003716255.tif 000005
【図５】
0003716255.tif 000006