(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続された１次電力供給回路と、この１次電力供給回路に従属的に接続された２次電力供給回路とを備え、前記１次電力供給回路は第１の被駆動回路に電力を供給し、前記２次電力供給回路は第２の被駆動回路に電力を供給する電源装置において、電圧検出回路と２次電力制御部とを有する制御回路を備え、前記電圧検出回路は、少なくとも前記１次電力供給回路の供給電圧を検出し、前記２次電力制御部は、前記電圧検出回路からの出力と少なくとも前記第１の被駆動回路からの信号に基づき前記２次電力供給回路へ電力供給の開始と終了を指示する指示信号を出力することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１の被駆動回路が必要とする発振信号を出力する第１発振回路と、前記第１発振回路の発振信号が安定した時点で第１の被駆動回路の駆動を開始させる第１リセット信号を出力する第１リセット出力手段と、前記２次電力供給回路に対してその電力供給の開始と終了を指示する指示信号を出力する制御手段と、前記第２の被駆動回路が必要とする発振信号を出力する第２発振回路と、前記第２発振回路の発振信号が安定した時点で第２の被駆動回路の駆動を開始させる第２リセット信号を出力する第２リセット出力手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記の第２発振回路は、前記指示信号が入力されたときに前記第１の発振回路からの発振信号を通過させるゲート回路と、このゲート回路から出力された発振信号を第２の被駆動回路が必要とする周波数の発振信号に変換する変換回路と、を備えて成ることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２の被駆動回路は、第１の被駆動回路から入力したデータを第２の被駆動回路の電源電位に応じた電位のデータに変換するバッファを備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１の被駆動回路は、前記指示信号が入力されたときに前記第２の被駆動回路からのデータを有効化すると共に第２の被駆動回路から入力したデータを第１の被駆動回路の電源電位に応じた電位のデータに変換するゲートを備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末などの電池を電源とする機器に好適に用いることができる電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や携帯情報端末などは、電池を電源としてその電圧を所定の電圧に変換して各機能ブロックに供給する電源装置を備えている。この種の電源装置には低消費電力化が求められ、従来より種々の改良が試みられている。例えば、特開平５−８８７９０号公報には、ＣＰＵの動作を保証した状態でＣＰＵの電源をオフするスリープモード機能を実現した電源制御方式が開示されている。また、特開平５−２６５５９７号公報には、各機能ブロックに供給する電源電圧を制御して、低消費電力化、動作速度の高速化、低ノイズ化等の使用目的に対応した低電圧動作マイクロコントローラが開示されている。また、特開平６−１３９３７３号公報には、モード（通常電力モードと低消費電力モード）に応じて回路に与える電位を制御するスイッチ回路を備えた半導体装置が開示されている。
【０００３】
ところで、図７に示す電源装置は、第１電池６０ａの電力を、電力供給回路６１及びダイオード８０を介して被駆動回路７１に、電力供給回路６２を介して被駆動回路７２に、電力供給回路６２及び電力供給回路６３を介して被駆動回路７３に供給すると共に、第２電池６０ｂの電力をダイオード８１を介して被駆動回路７１に供給する装置である。
【０００４】
上記の電池６０ｂおよびダイオード８１は、電池６０ａによる被駆動回路７１への電力供給が途絶えたときのバックアップ用として備えられている。また、電力供給回路６３は、電力供給回路６２に従属して設けられており、電力供給回路６２が起動すると動作して被駆動回路７３に電力を供給する。このような従属関係は、例えば、電力供給回路６３によって駆動される機能ブロック（図の点線枠参照）が存在し、この機能ブロックの中で電力供給回路６２の電位で駆動される回路（被駆動回路７２）はそのまま駆動し、電力供給回路６２の電位より低い電位で駆動される回路（被駆動回路７３）は電力供給回路６３で駆動するといった場合に想定される。
【０００５】
また、各被駆動回路７１，７２，７３は、それぞれ発振回路を備えており、そのクロック信号の周波数が低くされることで低速動作モードとされ、そのクロック信号が停止されることでスタンバイモードとなって低消費電力化を図ることが可能である。ただし、近年の半導体装置の微細化により、スタンバイモードでも電源電圧が印加されたままでは、被駆動回路を構成するＭＯＳトランジスタのリーク電流を完全に防止できないおそれがある。
【０００６】
そこで、図７のような電源装置においては、必要に応じて電源供給回路６１及び電源供給回路６２の電力供給動作を停止すること、即ち電力供給自体を停止することが考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電力供給回路６２の動作時には常態的に電力供給回路６３が動作してしまう上記図７の構成では、被駆動回路７３の動作が不要であるときにも当該被駆動回路７３が動作することになり、無駄な電力消費が生じて低消費電力化が図れないという問題がある。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑み、従属的に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータや電圧レギュレータ等の電力供給回路の動作を制御することで低消費電力化を図る電源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の電源装置は、上記の課題を解決するために、電源に接続された１次電力供給回路と、この１次電力供給回路に従属的に接続された２次電力供給回路とを備え、前記１次電力供給回路は第１の被駆動回路に電力を供給し、前記２次電力供給回路は第２の被駆動回路に電力を供給する電源装置において、電圧検出回路と２次電力制御部とを有する制御回路を備え、前記電圧検出回路は、少なくとも前記１次電力供給回路の供給電圧を検出し、前記２次電力制御部は、前記電圧検出回路からの出力と少なくとも前記第１の被駆動回路からの信号に基づき前記２次電力供給回路へ電力供給の開始と終了を指示する指示信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
上記の構成であれば、従属的に設けられた２次電力供給回路を必要なときのみ動作させることができるので、消費電力の無駄を省くことができる。
【００１１】
更に、上記制御回路は、前記第１の被駆動回路が必要とする発振信号を出力する第１発振回路と、前記第１発振回路の発振信号が安定した時点で第１の被駆動回路の駆動を開始させる第１リセット信号を出力する第１リセット出力手段と、前記２次電力供給回路に対してその電力供給の開始と終了を指示する指示信号を出力する制御手段と、前記第２の被駆動回路が必要とする発振信号を出力する第２発振回路と、前記第２発振回路の発振信号が安定した時点で第２の被駆動回路の駆動を開始させる第２リセット信号を出力する第２リセット出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成であれば、従属的に設けられた２次電力供給回路を必要なときに動作させることができるので、消費電力の無駄を省くことができる。また、第２の被駆動回路は安定した発振信号を得るので、当該第２の被駆動回路がＣＰＵやＤＳＰであっても正常に動作することができる。
【００１３】
前記の第２発振回路は、前記指示信号が入力されたときに前記第１の発振回路からの発振信号を通過させるゲート回路と、このゲート回路から出力された発振信号を第２の被駆動回路が必要とする周波数の発振信号に変換する変換回路と、を備えて成っていてもよい。かかる構成であれば、第２発振回路は、既に安定して発振している第１発振回路の発振出力を得てこれを周波数変換して発振出力をすることになるから、第２の被駆動回路の駆動の開始を示す指示信号が出されてから当該第２被駆動回路が安定した発振信号を得て動作するまでの時間を短くすることができる。
【００１４】
また、前記第２の被駆動回路は、第１の被駆動回路から入力したデータを第２被駆動回路の電源電位に応じた電位のデータに変換するバッファを備えていてもよい。また、前記第１の被駆動回路は、前記指示信号が入力されたときに前記第２の被駆動回路からのデータを有効化すると共に第２の被駆動回路から入力したデータを第１の被駆動回路の電源電位に応じた電位のデータに変換するゲートを備えていてもよい。これらの構成であれば、第１の被駆動回路と第２の被駆動回路の動作電位が異なっている場合にも対応でき、また、第１の被駆動回路と第２の被駆動回路との間で無駄に電流が流れるという事態を防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、この実施の形態の電源装置を示したブロック図である。なお、図において、符号１，２，３，４，５が付されている構成要素は、従来例で示した６０ｂ，６１，８１，８０，７１と同一であるので、冗長を避けるため、説明を省略する。また、図２は、図１の回路の具体例を示した回路図である。
【００１７】
電源である電池１０（例えば５Ｖ）には１次電力供給回路１１（複数存在する場合もある）が接続されており、この１次電力供給回路１１には２次電力供給回路１２が接続されている。１次電力供給回路１１は、例えば３．０Ｖの電力を電源ライン３１を通じて第１の被駆動回路２１に供給し、２次電力供給回路１２は、例えば２．０Ｖの電力を電源ライン３２を通じて第２の被駆動回路２２に供給する。第１の被駆動回路２１と第２の被駆動回路２２とは、データ線２３によって接続されており、第２の被駆動回路２２は第１の被駆動回路２１が出力するデータをデータ線２３を介して受け取って上記データを加工するといった処理を行い、また、第１の被駆動回路２１は、第２の被駆動回路２２にて加工されたデータを受け取って更に加工するといった処理を行う。第１の被駆動回路２１と第２の被駆動回路２２とが必ずしも両方同時に起動するわけではなく、第１の被駆動回路２１のみが動作する場合がある。一方、第２の被駆動回路２２のみが動作する場合はなく、第２の被駆動回路２２が動作するときには、必ず第１の被駆動回路２１が動作している。
【００１８】
制御回路１３は、電圧検出回路１３０と２次電力制御部１３１とを備える。制御回路１３の動作内容を説明するために、図３のタイミングチャートを用いる。まず、前記の１次電力供給回路１１が起動すると、同図（ａ）に示すように、所定の遅れ時間の後に予定電圧を供給できる状態となる。電圧検出回路１３０の１次電圧検出部１３０ａは、同図（ｂ）に示すように、１次電力供給回路１１の供給電圧が所定電圧になったときに、Ｈｉｇｈ信号を２次電力制御部１３１に出力する。なお、２次電力制御部１３１における１次発振回路１３３は、１次電力供給回路１１が起動すると同時に発振を開始するが、同図（ｃ）に示すように、その発振状態が安定するまでには、所定期間が必要である。
【００１９】
２次電力制御部１３１における１次リセット生成部１３２は、二つのフリップフロップによって構成されており、電圧検出回路１３０の１次電圧検出部１３０ａからＨｉｇｈ信号が出力された後の一定期間後に、同図（ｄ）に示すように、Ｈｉｇｈのリセット信号を出力する。このリセット信号は第１の被駆動回路２１に与えられる。Ｈｉｇｈのリセット信号を与えられた第１の被駆動回路２１は、その時点で前記の安定な発振出力を得るとともに、１次電力供給回路１１から電源ライン３１を通じて必要な電力を得て動作を開始することになる。なお、前記の１次発振回路１３３及び１次リセット生成部１３２は１次電力供給回路１１から電力を得て駆動する。
【００２０】
第１の被駆動回路２１は、処理したデータを第２の被駆動回路２２に受け渡すときには、この第２の被駆動回路２２を動作させることを指示する信号を２次電力制御部１３１の２次電力供給制御信号生成部１３６に与える。２次電力供給制御信号生成部１３６は、この指示信号を受け取ると、同図（ｅ）に示す２次電力供給制御信号を２次電力供給回路１２及び電圧検出回路１３０における２次電圧検出部１３０ｂに与える。なお、１次電圧検出部１３０ａの検出出力は、ライン２４を介して２次電力供給制御信号生成部１３６に入力されており、この２次電力供給制御信号生成部１３６は、前記の検出出力としてＨｉｇｈの信号が得られるまでは、たとえ前記指示信号を受け取ったとしても、２次電圧供給回路１２を作動させないように制御する。また、前記の検出出力がＬｏｗの信号となったときには、２次電圧供給回路１２を停止させる制御を行う。
【００２１】
２次電圧検出部１３０ｂは、Ｈｉｇｈの２次電力供給制御信号を受け取ると検出を開始する。また、２次電力供給回路１２は２次電力供給制御信号を受けると起動する。２次電力供給回路１２が起動すると、同図（ｆ）に示すように、所定の遅れ時間の後に予定電圧を供給できる状態となる。
【００２２】
電圧検出回路１３０の２次電圧検出部１３０ｂは、同図（ｇ）に示すように、２次電力供給回路１２の供給電圧が所定電圧になったときに、Ｈｉｇｈ信号を２次電力制御部１３１に出力する。なお、２次電力制御部１３１における２次発振回路１３５は、２次電力供給回路１２が起動すると同時に発振を開始するが、同図（ｈ）に示すように、その発振状態が安定するまでには、所定期間が必要である。
【００２３】
２次電力制御部１３１における２次リセット生成部１３４は、電圧検出回路１３０の２次電圧検出部１３０ｂからＨｉｇｈ信号が出力された後の一定期間後に、同図（ｉ）に示すように、Ｈｉｇｈのリセット信号を出力する。このリセット信号は第２の被駆動回路２２に与えられる。Ｈｉｇｈのリセット信号を与えられた第２の被駆動回路２２は、その時点から前記の安定な発振出力を得るとともに、前記の２次電力供給回路１２から電源ライン３２を通じて必要な電力を得て動作を開始することになる。なお、前記の２次発振回路１３５及び２次リセット生成部１３４は２次電力供給回路１２から電力を得て駆動する。
【００２４】
上記の構成であれば、主たる電力供給回路（１次電力供給回路）を駆動するときにはこれに従属する他の電力供給回路（２次電力供給回路）を常態的に動作させる構成に比べて低消費電力化が図れる。即ち、図４のタイミングチャートに示しているように、従属する電力供給回路における電力の供給状態を必要なときのみ行うことが可能となる。
【００２５】
ところで、回路動作の高速化を図るには、第１の被駆動回路２１が第２の被駆動回路２２を動作させることを指示してから直ちに当該第２の被駆動回路２２が安定した発振信号を得て動作することが求められる。
【００２６】
図５は、このような要求に応える回路例を示している。この図５の回路では、２次発振回路１３５′は二入力のアンドゲートとＰＬＬ（フェーズロックドロープ）とから成る。アンドゲートは、一方の入力端子に２次電力供給制御信号を入力し、他方の入力端子に１次発振回路１３３からの発振出力を入力している。アンドゲートは、２次電力供給制御信号がＨｉｇｈになると同時に１次発振回路１３３からの発振出力をＰＬＬに出力する。ＰＬＬは、この発振出力を入力して第２の被駆動回路２２が必要とする周波数の発振信号を瞬時に生成してこれを第２の被駆動回路２２に与える。
【００２７】
また、電力消費を更に低減するには第２の被駆動回路２２への電力停止時において、第１の被駆動回路２１から第２の被駆動回路２２に電流が流れないようにすることが望ましい。また、第１の被駆動回路２１における駆動電圧と第２の被駆動回路２２における駆動電圧が異なる場合は、これに対応する必要がある。
【００２８】
図６は、このような要求に応える回路例を示している。なお、図６（ｂ）は図６（ａ）の回路の一つの二入力アンドゲート２１ａおよびバッファゲート２２ａをトランジスタと抵抗で実現した具体的な回路を示した回路図である。
【００２９】
第１の被駆動回路２１の信号（データ）入力部には、二入力のアンドゲート２１ａが設けられている。この二入力のアンドゲート２１ａは、抵抗と二つのＭＯＳトランジスタが電源からアースにかけてこの順に直列接続されて成る。二入力アンドゲート２１ａの一方の入力端子（一つのＭＯＳトランジスタのゲート電極）には第２の被駆動回路２２からの信号（データ）入力され、他方の入力端子（他の一つのＭＯＳトランジスタのゲート電極）には２次電力供給制御信号が入力される。２次電極供給制御信号がＨｉｇｈになると第２の被駆動回路２２からのデータを入力できる態勢をとることになると共に、第２の被駆動回路２２から所定電位のＨｉｇｈデータを入力すると、第１の被駆動回路２１における所定電位のＨｉｇｈデータに変換（レベルシフト）することになる。
【００３０】
第２の被駆動回路２２の信号（データ）入力部には、バッファ２２ａが設けられている。このバッファ２２ａは、抵抗と一つのＭＯＳトランジスタが電源からアースにかけてこの順に直列接続されて成る。バッファ２２ａの入力端子（ＭＯＳトランジスタのゲート電極）には第１の被駆動回路２１からの信号（データ）が入力される。そして、このバッファ２２ａは、第１の被駆動回路２１から所定電位のＨｉｇｈデータを入力すると、第２の被駆動回路２２における所定電位のＨｉｇｈデータに変換（レベルシフト）することになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、従属的に設けられた２次電力供給回路を必要なときのみ動作させることができるので、消費電力の無駄を省くことができる。また、第２発振回路が第１の発振回路からの発振信号を得て周波数変換する構成であれば、第２の被駆動回路の駆動の開始を示す指示信号が出されてから当該第２の被駆動回路が動作するまでの時間を短くすることができる。また、被駆動回路の入力部又は出力部にバッファやゲートを備えた構成であれば、第１の被駆動回路と第２の被駆動回路の動作電位が異なっている場合にも対応でき、また、第１の被駆動回路と第２の被駆動回路との間で無駄に電流が流れるという事態を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の電源装置を示すブロック図である。
【図２】図１のブロック図の内容を具体的に示した回路図である。
【図３】図２の回路の動作内容を示したタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態の電力削減時間を示したタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態の第２発振回路の変形例を示したブロック図である。
【図６】同図（ａ）はこの発明の実施の形態の被駆動回路の入力部および出力部にバッファ及びアンドゲートを設けた例を示した回路図であり、同図（ｂ）はＭＯＳトランジスタレベルで示した回路図である。
【図７】従来例の電源装置を示したブロック図である。
【符号の説明】
１０  電池（電源）
１１  １次電力供給回路
１２  ２次電力供給回路
１３  制御回路
２１  第１の被駆動回路
２２  第２の被駆動回路
２３  データ線
３１  電源ライン
３２  電源ライン
１３０    電圧検出回路
１３０ａ  １次電圧検出部
１３０ｂ  ２次電圧検出部
１３１    ２次電力制御部
１３２    １次リセット生成部
１３３    １次発振回路
１３４    ２次リセット生成部
１３５    ２次発振回路
１３６    ２次電力供給制御信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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