(57)【要約】【課題】従来よりさらに省エネ効果を得ることができる電源供給装置を提供する。【解決手段】この電源供給装置は、異なる電圧で動作する２つのデバイス（４，５）と、それぞれのデバイスに電源を供給する異なる効率の電源供給手段（１，２）と、効率の悪い電源供給手段１の出力を遮断する出力遮断手段８と、効率の良い電源供給手段２の出力電圧を変更する出力電圧制御手段７と、効率の良い電源供給手段２の出力をいずれのデバイス（４，５）にも切り替えて供給できるようにした切り替え手段６とを備えている。デバイス５への電源供給をオフにして省エネモードとする場合、出力遮断手段８で効率の悪い電源供給手段１の出力を遮断し、出力電圧制御手段７を制御してデバイス４の電圧へ変更させ、その電圧を切り替え手段６によりデバイス４への電源とするように切り替える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる電圧で動作する２つのデバイスと、それぞれのデバイスに電源を供給する異なる効率の電源供給手段と、効率の悪い前記電源供給手段の出力を遮断する出力遮断手段と、効率の良い前記電源供給手段の出力電圧を変更する出力電圧制御手段と、効率の良い前記電源供給手段の出力をいずれの前記デバイスにも切り替えて供給できるようにした切り替え手段とを備え、前記各デバイスへの電源供給をオフにして省エネモードとする場合、前記出力遮断手段と前記出力電圧制御手段と前記切り換え手段を制御して、効率の悪い前記電源供給手段の出力を効率の良い前記電源供給手段の出力に切り替えるようにしたことを特徴とする電源供給装置。
【請求項２】
異なる電圧で動作する複数のデバイスと、それぞれのデバイスに電源を供給する異なる効率の電源供給手段と、それぞれの電源供給手段の出力電圧を変更する出力電圧制御手段と、それぞれの電源供給手段の出力をすべてのデバイスに切り換えて供給できるようにした切り替え手段と、省エネモードとする場合、前記切り替え手段を制御して前記各デバイスへの電源供給をオフにする制御手段とを備えたことを特徴とする電源供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源供給装置において、前記制御手段は、デバイスの負荷の多い順番に効率のよい前記電源供給手段の出力を供給するように制御することを特徴とする電源供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源供給装置に関し、具体的には、プリンタコントローラやマイクロコンピュータに搭載される電源制御システムに関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ機器、コンピュータ等の電気機器は環境にやさしい設計が重要視されており、特に消費電力に対しての要求は高く機器を使用していない待機時の電力を極力抑えるために各電気機器メーカとも省エネモードを用意し、待機時の電力を下げようとしている。
こうした設計は商品の価値をあげることにつながり、また企業の社会的責任を果たすものでもある。
【０００３】
現在の一般的なプリンタコントローラに使用されている電源回路について説明する。例えば、図６のシステムでは、一つの回路上で動作電圧の異なるデバイスが存在し、複数の電圧が必要となるため２つのレギュレータ（ＲｅｇｌａｔｏｒＡ２１、ＲｅｇｌａｔｏｒＢ２２）でそれぞれの電圧を生成する。また、各種ロジック回路２３は５Ｖ、ＲＡＭ・ＲＯＭ２４は３．３Ｖ、また、ＡＳＩＣ・ＣＰＵ２５は２．５Ｖの電圧が使用されている。
最も一般的な設計では、このように各デバイスの動作保証電圧ごとに電圧を生成してそれぞれ供給することになる。
【０００４】
また、電源回路を組むにあたりレギュレータの効率、出力電圧の追従性等を考慮する必要がある。
動作速度も速く、消費電流も大きいようなデバイス、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等に対しては、応答性のよいレギュレータが必要であり、消費電流も大きいのでレギュレータもシステムとしての消費電力に大きく影響をあたえないような効率のよいレギュレータを選ぶのが好ましい。
したがって、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＡ２１のように動作スピードが遅く、消費電流が小さいデバイスに対して供給される部分には前述した特性が悪くてもコストメリットのある部品が使用され、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ２２のように良い特性が必要な部分は効率がよく、応答性のよいコストの高い部品が選択される。
【０００５】
また、近年省エネルギー設計が進み、システムの動作が停滞している時は特定のブロックへの給電を停止するような機能が一般的になっている。例えば、図６のシステムでは、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ２２の出力を停止して、ＡＳＩＣ・ＣＰＵ２５を停止させるなどしてそれを実現することとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図６のシステムで一部の機能を停止させるような省エネ機能をサポートし、ＡＳＩＣ・ＣＰＵ２５のブロックを停止させる場合を考えると、従来は、コストをかけた効率のよい、応答性の高いレギュレータを使用せずに、特性の悪いレギュレータのみを使用することにしてしまっている。
【０００７】
しかし、一般的にレギュレータは、出力電圧を設定できるので特性のよいレギュレータの出力電圧を変更して特性の悪いレギュレータに変えて使用すれば効率は良くなり、飛躍的に消費電流は下がるはずである。こうした可能性が残っているにもかかわらず、これまでは省エネ時に効率のよいレギュレータを停止したままとしていた。
【０００８】
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、従来よりさらに省エネ効果を得ることができる電源供給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】
上述の課題を解決するために、本発明の請求項１の電源供給装置は、異なる電圧で動作する２つのデバイスと、それぞれのデバイスに電源を供給する異なる効率の電源供給手段と、効率の悪い前記電源供給手段の出力を遮断する出力遮断手段と、効率の良い前記電源供給手段の出力電圧を変更する出力電圧制御手段と、効率の良い前記電源供給手段の出力をいずれの前記デバイスにも切り替えて供給できるようにした切り替え手段とを備え、前記各デバイスへの電源供給をオフにして省エネモードとする場合、前記出力遮断手段と前記出力電圧制御手段と前記切り換え手段を制御して、効率の悪い前記電源供給手段の出力を効率の良い前記電源供給手段の出力に切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２の電源供給装置は、異なる電圧で動作する複数のデバイスと、それぞれのデバイスに電源を供給する異なる効率の電源供給手段と、それぞれの電源供給手段の出力電圧を変更する出力電圧制御手段と、それぞれの電源供給手段の出力をすべてのデバイスに切り換えて供給できるようにした切り替え手段と、省エネモードとする場合、前記切り替え手段を制御して前記各デバイスへの電源供給をオフにする制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３は、請求項２に記載の電源供給装置において、前記制御手段は、デバイスの負荷の多い順番に効率のよい前記電源供給手段の出力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１２】
したがって、レギュレータの出力を止めることで省エネ機能を実現させているようなシステムにおいて、動作モードにより使用しない回路ブロックが発生したときに、出力電圧を変更してその他の効率の悪いレギュレータに代わって効率の良いレギュレータを動作させることによって、従来より省エネルギー化を図ることができる。
【００１３】
また、多くの種類の省エネモードをサポートするパーソナルコンピュータやプリンタのコントローラ等に利用することにより、より省エネルギー化を図ることができ、製品に付加価値をつけることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
＜実施形態１＞
図１に示した実施形態１は、一般的なコントローラ等の電源システムに本発明を適用した場合の回路図である。
図１において、４は、動作速度が遅く、消費電流が小さいようなデバイス、例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等で構成されるブロックであり、５は、動作速度も速く、消費電流も大きいようなデバイス、例えば、ＣＰＵやＡＳＩＣ等で構成されるブロックであり、３は、定電圧により駆動する各種のロジック回路で構成されるブロックである。
また、ブロック４およびブロック５は、それぞれ省エネモードで電源ＯＦＦにできる機能をサポートするものとする。
【００１５】
同図において、１は、供給される定電圧５Ｖから３．３Ｖの電圧を生成するレギュレータ（電源供給手段）であり、ブロック４用とする。２は、供給される定電圧５Ｖから２．５Ｖまでの電圧を生成するレギュレータであり、高速動作で消費電流も多いブロック５用とし、応答性がよく、消費電力に大きく影響を与えないような効率のよいレギュレータである。レギュレータ２は、レギュレータ１より効率がよいものとする。
【００１６】
同図において、６は、レギュレータ２の出力をブロック５またはブロック４へ入力するように切り替える給電ライン切り替え手段であり、７は、レギュレータ２の出力電圧を制御する出力電圧制御手段であり、８は、レギュレータ１の出力をＯＮ／ＯＦＦさせる出力ＯＮ／ＯＦＦ制御手段（出力遮断手段）である。
【００１７】
まず、ブロック４およびブロック５ともに給電されている状態を説明する。
レギュレータ１およびレギュレータ２からは共に電源が出力されており、給電ライン切り替え手段６は、ａ側に入っていてそれぞれブロック４およびブロック５に給電されている状態となっている。
【００１８】
次に、ブロック４のみ給電が停止される状態を説明する。
出力ＯＮ／ＯＦＦ制御手段８を制御してレギュレータ１の出力を止めると、給電ライン切り替え手段６がａ側に入っている状態で、ブロック４への供給は停止される。
【００１９】
次に、ブロック５のみ給電が停止される状態を説明する。
給電ライン切り替え手段６をオープンにして、ａ側にもｂ側にも入らない状態にして、ブロック５への電源供給を停止させる。その後、出力電圧制御手段７を制御してレギュレータ２の出力を３．３Ｖに変化させる。さらに、給電ライン切り替え手段６をｂ側に入れるのと同時に、出力ＯＮ／ＯＦＦ制御手段８を制御してレギュレータ１を停止させ、レギュレータ１の出力はハイインピーダンスとし、ブロック４にレギュレータ２から供給するものとする。
【００２０】
次に、ブロック４およびブロック５の給電が同時に停止される状態を説明する。
出力ＯＮ／ＯＦＦ制御手段８を制御してレギュレータ１を停止させ、出力電圧制御手段７で０Ｖ（ゼロボルト）に設定することにより、レギュレータ２を停止させる。
これにより、ブロック４およびブロック５がともに供給停止となる。
【００２１】
このように構成することで、ブロック５への供給が止まった時、効率がよく、応答性もよいレギュレータをフルに活用して省エネ効果をあげることができる。
【００２２】
＜実施形態２＞
図２は、図１で示した実施形態の他の構成を示す回路図であり、上述した実施形態１でデバイスの数が複数になったときを想定したものである。
同図において、１２は、すべて動作電圧が異なっているブロックであり、１０は、各ブロック１２に対応しているレギュレータであり、９は、対応するレギュレータの電圧を制御する出力電圧制御手段であり、１１は、レギュレータ１０の出力をいずれかのブロック１２へ入力するように切り替える給電ライン切り替え手段である。
したがって、ブロック１２、レギュレータ１０および出力電圧制御手段９は対応しており、同数あることになる。レギュレータ１０１が最も効率の悪い安価なレギュレータを使用し、図に示した通り順番に効率がよいレギュレータを配置する。
また、上述の実施形態１と同じように各ブロック１２は電源を停止させることができる省エネモードに対応しているものとする。
【００２３】
まず、ブロック１２１への供給を停止する場合を考える。
このときは、出力電圧制御手段９１により電圧を０Ｖ（ゼロボルト）に設定することにより、レギュレータ１０１の出力を停止させ、ブロック１２１への電源を停止させる。
【００２４】
次に、ブロック１２２への供給を停止させる場合を考える。
このときは、レギュレータ１０２を停止させてしまうと、レギュレータ１０１より効率のよいレギュレータを使用しないことになってしまうので、給電ライン切り替え手段１１２を一度オープンにし、出力電圧制御手段９２によりブロック１２１への供給電圧に設定してから給電ライン切り替え手段１１２をブロック１２１のラインにスイッチするとともにレギュレータ１０１を停止させる。
【００２５】
以下同様にして、複数のデバイス（ブロック）が存在する時、常に効率の悪いレギュレータから停止させることで、最も効率よくレギュレータを稼動させることができ、結果的に消費電流を下げることができる。
【００２６】
＜実施形態２の変形例＞
図３は、図２の実施形態の変形例の構成を示す回路図である。
本変形例では、図３に示す通り実施形態２の構成に、常に負荷の多い方のブロック１２から順番に、効率のよいレギュレータ１０から供給されるように制御する制御手段１３を設けた。
この制御手段１３によって、給電ライン切り替え手段１１と出力電圧制御手段９とを制御して、省エネ時どのブロックがオフされたときも常に最も効率のよい状態で電源を供給することが可能となる。
【００２７】
＜実施形態における各制御手段の実現方法＞
次に、上述の実施形態における各制御手段を実現する方法について説明する。まず、実施形態１の供給ライン切り替え手段６（図１参照）や実施形態２の供給ライン切り替え手段１１（図２、図３参照）は、ＦＥＴ、アナログスイッチ等のスイッチングデバイスのいずれかを組み合わせて実現できる。
【００２８】
また、実施形態１の出力電圧制御手段７（図１参照）や実施形態２の出力電圧制御手段９（図２、図３参照）は、レギュレータの出力可変機能を利用して実現する。
一般的な出力電圧可変タイプのレギュレータの出力電圧設定部を図４に示す。図４に示すように、Ｖａｄｊ端子にかかる電圧と内部で持っているＶｒｅｆの電圧をコンパレートして出力電圧を調節して安定させる。
【００２９】
ここで、レギュレータの出力電圧を分圧して、フィードバックする形にＶａｄｊ端子にかける電圧を設定しているので、出力電圧を可変にすることができる。
例えば、出力値Ｖｏは、Ｒ１とＲ２の抵抗値を求め、式１で計算される。
【００３０】
【数１】
2004157654.tif 000003
【００３１】
上述の出力電圧を設定するタイプのレギュレータを使って、電圧制御信号により電圧を変更させる例を図５によって説明する。
図５の回路は、図４の回路にトランジスタ１４と抵抗Ｒ３とをスイッチ回路として追加している。
制御信号を与えて、トランジスタ１４をＯＮ／ＯＦＦさせて、分圧の比を変えることによって出力電圧を変える。トランジスタ１４がＯＦＦの時は、出力電圧Ｖｏは、式１で求められ、トランジスタ１４がＯＮの時は、式２で求められる。
【００３２】
【数２】
2004157654.tif 000004
【００３３】
また、図３の制御手段１３は、常に負荷の多い方から順番に効率のよいレギュレータから供給されるよう制御する機能をＡＳＩＣに盛り込むことによって実現する。
【００３４】
＜実施例＞
図６のシステムで、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＡ２１に効率６６％の３端子レギュレータを使用し、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ２２に効率９６％のスイッチングレギュレータを使用し、ＲＡＭ・ＲＯＭ２４の負荷が１Ａであった時に本発明を適用したときの効果を数値で表してみると、従来の方式では省エネモードによりＡＳＩＣ・ＣＰＵ２５の電源がオフになった時も、ＲＡＭ・ＲＯＭ２４にはＲｅｇｕｌａｔｏｒＡ２１から供給されるので、ＲｅｇｕｌａｔｏｒＡ２１で消費される電流は損失分を含めると１．５２Ａとなる。
【００３５】
また、ＡＳＩＣ・ＣＰＵ２５の電源がオフになった時には、ＲＡＭ・ＲＯＭ２４にはＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ２２から供給されるためＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ２２で消費される電流は、損失分をふくめて１．０４Ａとなり、約５００ｍＡの節約となる。
【００３６】
このように、ボードに搭載されている部品をフルに活用し、省エネルギーを実現しているので、商品の価値があがるとともに、地球にやさしい商品を実現することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レギュレータの出力を止めることで省エネ機能を実現させているようなシステムにおいて、動作モードにより使用しない回路ブロックが発生したときに、出力電圧を変更してその他の効率の悪いレギュレータに代わって効率の良いレギュレータを動作させることによって、従来より省エネルギー化をはかることができる。
【００３８】
また、多くの種類の省エネモードをサポートするパーソナルコンピュータやプリンタのコントローラ等に利用することにより、より省エネルギー化を図ることができ、製品に付加価値をつけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なコントローラ等の電源システムに本発明を適用した場合の構成（実施形態１）を示す回路図である。
【図２】図１の他の構成（実施形態２）を示す回路図である。
【図３】図２の変形例の構成（実施形態２の変形例）を示す回路図である。
【図４】一般的な出力電圧可変タイプのレギュレータにおける出力電圧設定部の回路図である。
【図５】出力電圧を設定するタイプのレギュレータを使って、電圧制御信号により電圧を変更させる場合の回路図である。
【図６】従来の電源供給システムを説明するための図である。
【符号の説明】
１，２…レギュレータ（電源供給手段）、３，４，５…ブロック、６…供給ライン切り替え手段、７…出力電圧制御手段、８…出力ＯＮ／ＯＦＦ制御手段（出力遮断手段）、９，９１，９２，…９ｎ…出力電圧制御手段、１０，１０１，１０２，…，１０ｎ…レギュレータ（電源供給手段）、１１，１１２，１１３，…，１１ｎ…給電ライン切り替え手段、１２，１２１，１２２，…，１２ｎ…ブロック、１３…制御手段、１４…トランジスタ、２１…ＲｅｇｕｌａｔｏｒＡ、２２…ＲｅｇｕｌａｔｏｒＢ、２３…各種ロジック回路、２４…ＲＡＭ・ＲＯＭ、２５…ＡＳＩＣ・ＣＰＵ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗。
【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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