(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣ変換の電圧変換効率を向上させて省電力化を図る。【解決手段】ＤＣ／ＤＣ変換を行う電源回路６２には、ＣＰＵ４０から、消費電力が多い撮影モード時は大電力モード、消費電力が少ない再生モード時は省電力モードを示す切換え信号が入力される。電源回路６２の制御部６６では、切換え部６６Ｂにより、ＣＰＵ４０から入力された切換え信号に応じて大電力モードと省電力モードとを切換える。制御部６６は、大電力モード時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４Ｌの各々において、制御用のＦＥＴ７２Ｈ、７２Ｌ及び同期整流用のＦＥＴ７８Ｈ、７８Ｌの両者を駆動させて、同期整流動作を行いつつ電圧変換を行ってデジタルカメラの各部へ電力を供給するが、省電力モード時は、同期整流用のＦＥＴ７８をＯＦＦにして同期整流動作を停止した状態で、制御用のＦＥＴ７２Ｈ、７２Ｌのみを駆動して電圧変換を行って各部へ電力を供給する。【選択図】  図３
2004343909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョッパー用に設けられ、入力された直流電圧を昇圧又は降圧させるためにＯＮ／ＯＦＦされる制御用のスイッチング手段、及び前記制御用のスイッチング手段と同期してＯＮ／ＯＦＦされる同期整流用のスイッチング手段を備えた同期整流チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記制御用のスイッチング手段及び前記同期整流用のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する制御手段と、
を備え、電子機器へ直流電圧を供給するために用いられる電源回路であって、
前記制御手段が、
前記電子機器の消費電力に関わる信号が入力されると共に、入力された前記信号に基づいて、前記制御用のスイッチング手段及び前記同期整流用のスイッチング手段の両者を互いに同期させてＯＮ／ＯＦＦ動作させる第１のモードと、前記制御用のスイッチング手段をＯＮ／ＯＦＦ動作させ、且つ前記同期整流用のスイッチング手段をＯＦＦにする第２のモードとを切換える切換手段を有する、
ことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記信号が、前記消費電力の大きさに応じて第１又は第２のモードの選択を指示する外部から入力された信号であり、
前記切換手段は、前記信号で指示されたモードに切換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記信号が、前記電子機器への電源供給路上を流れる電流値を表す外部から入力された信号であり、
前記切換手段は、前記信号が表す電流値が、予め定められた所定値以上の場合は前記第１のモードに切換え、前記所定値未満の場合は前記第２のモードに切換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
電源供給路上に設けられ、前記電源供給路上を流れる電流値を測定すると共に、測定した電流値を表す信号を前記電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する電流測定手段をさらに有し、
前記切換手段は、前記信号が表す電流値が、予め定められた所定値以上の場合は前記第１のモードに切換え、前記所定値未満の場合は前記第２のモードに切換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１のモード時は、前記制御用のスイッチング手段が必ずＯＦＦにされる期間で、前記同期整流用のスイッチング手段をＯＮさせる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電源回路。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電源回路を備え、前記電源回路を介して電源供給がなされることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
当該電子機器の消費電力が、予め定められた所定値以上となる動作モードの場合は第１のモード、前記所定値未満となる動作モードの場合は第２のモードの選択を指示する信号を生成し、生成した信号を当該電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する信号生成手段を有する、ことを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記電源回路からの電源供給路上に設けられ、前記電源供給路上を流れる電流値を測定すると共に、測定した電流値を表す信号を当該電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する電流測定手段を有する、ことを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源回路及び電子機器に関わり、特に、同期整流チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータを備えた電源回路及びこの電源回路を適用可能な電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ、ノート型パソコン、ＰＤＡなどの携帯型の電子機器が普及している。携帯型の電子機器では、ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）により搭載バッテリの電圧を昇圧又は降圧させて所望の電圧に変換し、当該電子機器の各部に供給する。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータには、スイッチング手段により入力直流電圧を断続させるチョッパ制御により電圧変換を行うチョッパ方式を採用したものがある。この種のＤＣ／ＤＣコンバータは、一般にショットキバリアダイオードなどの整流手段を備えているが、近年は、省エネ化のために、この整流手段に並列させて同期整流用にＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング手段を設けた所謂同期整流方式を採用したもの（チョッパ方式で且つ同期整流方式を採用したものを同期整流チョッパ方式と称す）が主流である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
同期整流方式では、整流手段に順電圧がかかるときには、同期整流用のスイッチング手段をＯＮにして整流手段を迂回する径路（同期整流用のスイッチング手段を介する径路）を形成し、当該径路が整流手段の代わりに順方向に電流を流すことで、整流手段での電力損失を防止して電力変換効率を向上させる。
【０００５】
また、特許文献２には、電気機器の動作中のみならず待機中の消費電力の低減を図るために、入力電圧を電子機器の各部を駆動させるための駆動出力とフィードバック制御に用いる制御出力とに変換し、省電力時には、駆動出力用の同期整流動作を停止する技術が提案されている。
【０００６】
ところで、携帯型の電子機器では、例えばデジタルカメラでは撮影動作時は大電力が必要であるが、撮影した画像を再生表示する再生動作時は少ない電力でよいというように、動作中であっても消費電力量が異なることがある。消費電力が少ない場合は、同期整流用のスイッチング手段をＯＮ／ＯＦＦするための電力損失分が相対的に増え、同期整流を行うことでかえって電力変換効率が悪くなってしまう。
【０００７】
図１０に、一般的なＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変換効率特性のグラフを示す。なお、図１０のグラフは、横軸が負荷電流（Ｌｏａｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）、縦軸が電圧変換効率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を示している。
【０００８】
図１０から、電圧変換効率は、負荷電流が所定値Ｉｔｈを超えているときは同期整流を行った方が高いが、所定値Ｉｔｈよりも小さいときは、同期整流を行わない方が高いことが分かる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２２０８７４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９２５７３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載の従来技術は、プリンタや複写機など設置型の電子機器に用いることを前提として、商用電源をＡＣ／ＤＣ変換する（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源回路において駆動出力をＯＮ／ＯＦＦするものであり、携帯型の電子機器のようにＤＣ／ＤＣ変換が必要なものには、この技術を適用することはできなかった。また、従来技術では、省電力時には駆動出力を全て停止してしまうので、携帯型の電子機器における、大電力が必要な動作モードと電力が必要ではあるが少なくてよい動作モードとの切換えに対応することができず、消費電力が少ない時の電圧変換効率を高めることはできなかった。
【００１１】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、ＤＣ／ＤＣ変換の電圧変換効率を向上させて省電力化を図ることができる電源回路及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の電源回路は、チョッパー用に設けられ、入力された直流電圧を昇圧又は降圧させるためにＯＮ／ＯＦＦされる制御用のスイッチング手段、及び前記制御用のスイッチング手段と同期してＯＮ／ＯＦＦされる同期整流用のスイッチング手段を備えた同期整流チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記制御用のスイッチング手段及び前記同期整流用のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する制御手段と、を備え、電子機器へ直流電圧を供給するために用いられる電源回路であって、前記制御手段が、前記電子機器の消費電力に関わる信号が入力されると共に、入力された前記信号に基づいて、前記制御用のスイッチング手段及び前記同期整流用のスイッチング手段の両者を互いに同期させてＯＮ／ＯＦＦ動作させる第１のモードと、前記制御用のスイッチング手段をＯＮ／ＯＦＦ動作させ、且つ前記同期整流用のスイッチング手段をＯＦＦにする第２のモードとを切換える切換手段を有する、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の電源回路によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータには制御用のスイッチング手段と同期整流用のスイッチング手段とが設けられており、これらのスイッチング手段は制御手段によりＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００１４】
制御手段では、切換手段により、電子機器の消費電力に関わる信号に応じて、制御用のスイッチング手段及び同期整流用のスイッチング手段の両者をＯＮ／ＯＦＦ動作させる第１のモードと、制御用のスイッチング手段のみＯＮ／ＯＦＦ動作させて同期整流用のスイッチング手段はＯＦＦにする第２のモードとが切換えられようになっている。すなわち、同期整流用のスイッチング手段による同期整流動作が、第１のモードでは有り、第２のモードでは無しで、ＤＣ／ＤＣコンバータでの電圧変換が行われる。
【００１５】
このような切換手段を制御手段に設けたことにより、当該電源回路が用いられる電子機器の消費電力に応じて、第１のモードと第２のモードとを切換え可能となり、電子機器での消費電力が大きい場合には第１のモードに切換えて、同期整流用のスイッチング手段の動作により整流手段での電力損失を防止し、消費電力が少ない場合には第２のモードに切換えて、同期整流用のスイッチング手段の動作停止により、該同期整流用のスイッチング手段を動作させる分の電力損失を防止することができる。これにより、従来よりも電圧変換効率を高め、当該電源回路の動作時の省電力化を図ることができる。
【００１６】
なお、上記の電源回路においては、請求項２に記載されているように、前記信号が、前記消費電力の大きさに応じて第１又は第２のモードの選択を指示する外部から入力された信号であり、前記切換手段は、前記信号で指示されたモードに切換えるようにするとよい。
【００１７】
あるいは、請求項３に記載されているように、前記信号が、前記電子機器への電源供給路上を流れる電流値を表す外部から入力された信号であり、前記切換手段は、前記信号が表す電流値が、予め定められた所定値以上の場合は前記第１のモードに切換え、前記所定値未満の場合は前記第２のモードに切換えるようにしてもよい。
【００１８】
また、或いは、請求項４に記載されているように、電源供給路上に設けられ、前記電源供給路上を流れる電流値を測定すると共に、測定した電流値を表す信号を前記電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する電流測定手段をさらに有し、前記切換手段は、前記信号が表す電流値が、予め定められた所定値以上の場合は前記第１のモードに切換え、前記所定値未満の場合は前記第２のモードに切換えるようにしてもよい。
【００１９】
また、上記の電源回路においては、リップルを防止するために、請求項５に記載されているように、前記制御手段は、前記第１のモード時は、前記制御用のスイッチング手段が必ずＯＦＦにされる期間で、前記同期整流用のスイッチング手段をＯＮさせるようにすることが好ましい。
【００２０】
請求項６に記載の電子機器は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電源回路を備え、前記電源回路を介して電源供給がなされることを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の電子機器によれば、前述した電源回路を用いることにより、従来よりもＤＣ／ＤＣ変換の電圧変換効率が向上され、省電力化を図ることができる。
【００２２】
なお、上記の電気機器においては、請求項７に記載されているように、当該電子機器の消費電力が、予め定められた所定値以上となる動作モードの場合は第１のモード、前記所定値未満となる動作モードの場合は第２のモードの選択を指示する信号を生成し、生成した信号を当該電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する信号生成手段を有するようにしてもよい。
【００２３】
あるいは、請求項８に記載されているように、前記電源回路からの電源供給路上に設けられ、前記電源供給路上を流れる電流値を測定すると共に、測定した電流値を表す信号を当該電子機器の消費電力に関わる信号として前記切換え手段に入力する電流測定手段を有するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００２５】
デジタルカメラ１０の正面には、被写体像を結像させるためのレンズ１２と、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発するストロボ１４と、撮影する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ１６と、が備えられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、撮影を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）１８Ａと、電源スイッチ１８Ｂと、が備えられている。
【００２６】
なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズボタン１８Ａは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。
【００２７】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン１８Ａを半押し状態にすることによりＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮影）が行われる。
【００２８】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ１６の接眼部と、撮影された被写体像やメニュー画面等を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）２０と、撮影を行うモードである撮影モード及び被写体像をＬＣＤ２０に再生するモードである再生モードの何れかのモードに設定する際にスライド操作されるモード切替スイッチ１８Ｃと、が備えられている。
【００２９】
また、デジタルカメラ１０の背面には、十字カーソルボタン１８Ｄと、撮影時にストロボ１４を強制的に発光させるモードである強制発光モードを設定する際に押圧操作される強制発光スイッチ１８Ｅと、が更に備えられている。
【００３０】
なお、十字カーソルボタン１８Ｄは、ＬＣＤ２０の表示領域における上・下・左・右の４方向の移動方向を示す４つの矢印キー及び当該４つの矢印キーの中央部に位置された決定キーの合計５つのキーを含んで構成されている。
【００３１】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の構成を説明する。
【００３２】
デジタルカメラ１０は、前述のレンズ１２を含んで構成された光学ユニット３０と、レンズ１２の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）３２と、入力されたアナログ信号に対して各種のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部３４と、を含んで構成されている。
【００３３】
また、デジタルカメラ１０は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）３６と、入力されたデジタルデータに対して各種のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部３８と、を含んで構成されている。
【００３４】
なお、デジタル信号処理部３８は、所定容量のラインバッファを内蔵し、入力されたデジタルデータを後述するメモリ４４の所定領域に直接記憶させる制御も行う。
【００３５】
ＣＣＤ３２の出力端はアナログ信号処理部３４の入力端に、アナログ信号処理部３４の出力端はＡＤＣ３６の入力端に、ＡＤＣ３６の出力端はデジタル信号処理部３８の入力端に、各々接続されている。従って、ＣＣＤ３２から出力された被写体像を示すアナログ信号はアナログ信号処理部３４によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ３６によってデジタル画像データに変換された後にデジタル信号処理部３８に入力される。
【００３６】
一方、デジタルカメラ１０は、被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ２０に表示させるための信号を生成してＬＣＤ２０に供給するＬＣＤインタフェース４０と、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４２と、撮影により得られたデジタル画像データ等を記憶するメモリ４４と、メモリ４４に対するアクセスの制御を行うメモリインタフェース４６と、を含んで構成されている。
【００３７】
更に、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード４８をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするための外部メモリインタフェース５０と、デジタル画像データに対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮・伸張処理回路５２と、を含んで構成されている。
【００３８】
なお、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４４としてＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）が用いられ、メモリカード４８としてスマートメディア（Ｓｍａｒｔ  Ｍｅｄｉａ（Ｒ））が用いられている。
【００３９】
デジタル信号処理部３８、ＬＣＤインタフェース４０、ＣＰＵ４０、メモリインタフェース４６、外部メモリインタフェース５０、及び圧縮・伸張処理回路５２はシステムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、デジタル信号処理部３８及び圧縮・伸張処理回路５２の作動の制御、ＬＣＤ２０に対するＬＣＤインタフェース４０を介した各種情報の表示、メモリ４４及びメモリカード４８へのメモリインタフェース４６及び外部メモリインタフェース５０を介したアクセスを各々行うことができる。
【００４０】
一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ３２を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ３２に供給するタイミングジェネレータ５４が備えられており、ＣＣＤ３２の駆動はＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ５４を介して制御される。
【００４１】
更に、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部５６が備えられており、光学ユニット３０に備えられた図示しない焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータの駆動もＣＰＵ４０によりモータ駆動部５６を介して制御される。
【００４２】
すなわち、本実施の形態に係るレンズ１２は複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、これらのモータは各々ＣＰＵ４０の制御によりモータ駆動部５６から供給された駆動信号によって駆動される。
【００４３】
更に、前述のレリーズボタン１８Ａ、電源スイッチ１８Ｂ、モード切替スイッチ１８Ｃ、十字カーソルボタン１８Ｄ、及び強制発光スイッチ１８Ｅ（同図では、「操作部１８」と総称。）はＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０は、これらの操作部１８に対する操作状態を常時把握できる。
【００４４】
また、デジタルカメラ１０には、ストロボ１４とＣＰＵ４０との間に介在されると共に、ＣＰＵ４０の制御によりストロボ１４を発光させるための電力を充電する充電部５８が備えられている。更に、ストロボ１４はＣＰＵ４０にも接続されており、ストロボ１４の発光はＣＰＵ４０によって制御される。
【００４５】
また、デジタルカメラ１０は、電池などのバッテリー６０が装填可能となっており、装填されたバッテリー６０からの電力を上記各部（以下、負荷）へ供給するための電源回路６２を備えている。
【００４６】
この電源回路６２は、図３に示すように、バッテリー６０から供給されるＤＣ電圧（以下バッテリ電圧）を所定の電圧に変換する同期整流チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の動作を制御するためのＩＣチップ化された制御部６６とを備えている。なお、制御部６６が本発明の制御手段に対応する。
【００４７】
本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４が、バッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路６４Ｈとバッテリ電圧を降圧する降圧回路６４Ｌとを備え、電源回路６２により、各部を駆動させる駆動電圧として、バッテリ電圧よりも高い電圧と低い電圧の２種類の電圧を供給可能にした場合を例に説明する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４には、バッテリ電圧として３．０〜４．２ＶのＤＣ電圧が印加され、５Ｖと３．３ＶのＤＣ電圧が出力されるようになっている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４は、昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４Ｌの何れか一方のみを備えればよい。
【００４８】
昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４Ｌは、バッテリー６０からの供給エネルギーを蓄積・放出するインダクタンス７０、インダクタンス７０における蓄積・放出を切換えるチョッパー制御用のスイッチング手段としてのＦＥＴ（以下、制御用のＦＥＴ）７２、整流手段としてのダイオード７４、及びインダクタンス７０からの放出電圧を平滑化して出力する平滑化手段としてのコンデンサ７６をそれぞれ備えている。
【００４９】
なお、図３では、昇圧回路６４Ｈ用の部材については符号末尾に「Ｈ」、降圧回路６４Ｌ用の部材については符号末尾に「Ｌ」を付与して示しており、以下の説明においてもこれに従う。
【００５０】
インダクタンス７０Ｈは、一方の端子はバッテリー６０と接続されており、他方の端子は分岐されて、制御用のＦＥＴ７２Ｈのドレイン及びダイオード７４Ｈのアノードとそれぞれ接続されている。
【００５１】
制御用のＦＥＴ７２Ｈには、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いている。この制御用のＦＥＴ７２Ｈは、ドレインには前述したようにインダクタンス７０Ｈが接続されており、ソースは接地されている。また、この制御用のＦＥＴ７２Ｈのゲートは、制御部６６と接続されており、制御部からの制御電圧（昇圧メイン信号）が供給されるようになっている。
【００５２】
すなわち、インダクタンス７０Ｈは、制御用のＦＥＴ７２Ｈを介して接地されており、制御用のＦＥＴ７２Ｈがゲートに供給される制御電圧に応じて導通をＯＮ／ＯＦＦすることで、この接地がＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。
【００５３】
ダイオード７４Ｈには、ショットキダイオードを用いている。このダイオード７４Ｈのカソード側は、昇圧回路６４Ｈの出力端子として、負荷が接続される。コンデンサ７６は、一方の端子はダイオード７４のカソード（昇圧回路６４Ｈの出力端子）と接続され、他方の端子は接地されている。すなわち、コンデンサ７６は、負荷と並列になるように接続されている。
【００５４】
すなわち、昇圧回路６４Ｈでは、制御用のＦＥＴ７２ＨがＯＮのときにはインダクタンス７０Ｈにバッテリー６０からの供給エネルギーが蓄積され、ＯＦＦのときには蓄積されたエネルギーがインダクタンス７０Ｈから放出されることで、高電圧を得ることができ、この高電圧がダイオード７４Ｈにより整流されて、コンデンサ７６により平滑化されることでＤＣ出力に変換されて、負荷（デジタルカメラ１０の各部）へ供給される。
【００５５】
また、昇圧回路６４Ｈは、同期整流用のスイッチング手段として、ＦＥＴ（以下、同期整流用のＦＥＴ）７８Ｈを備えている。この同期整流用のＦＥＴ７８Ｈには、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いている。
【００５６】
同期整流用のＦＥＴ７８Ｈは、ソース及びドレインがダイオード７４の入力出力端とそれぞれ接続されており、ダイオード７４Ｈと並列接続されている。また、この同期整流用のＦＥＴ７８Ｈのゲートは制御部６６と接続されて、制御部６６からの制御電圧（昇圧サブ信号）が供給されるようになっている。同期整流用のＦＥＴ７８Ｈでは、ゲートに供給される制御電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮのときにはダイオード７４Ｈを迂回する径路が形成し、ダイオード７４Ｈに代わって当該ダイオードの順方向に電流を流す。すなわち、同期整流用のＦＥＴ７８Ｈは、ＯＮ時には、ダイオード７４Ｈの代替として機能する。
【００５７】
制御用のＦＥＴ７２Ｌには、ＰチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴを用いている。この制御用のＦＥＴ７２Ｌのソースは、分岐されてダイオード７４Ｌのカソード及びインダクタンス７０Ｌの一方の端子とそれぞれ接続されている。また、制御用のＦＥＴ７２Ｌのドレインは、ダイオード７４Ｈのカソード、すなわち昇圧回路６４Ｈの出力と接続されている。また、制御用のＦＥＴ７２Ｌのゲートは、制御部６６と接続されており、制御部からの制御電圧（降圧メイン信号）が供給されるようになっている。
【００５８】
ダイオード７４Ｌには、ショットキダイオードを用いている。ダイオード７４Ｌのアノード側は接地されている。
【００５９】
インダクタンス７０Ｌは、一方の端子は前述したように制御用のＦＥＴ７２Ｌのソースと接続されており、他方の端子には、該降圧回路６４Ｌの出力端子として、各負荷が直列に接続されるようになっている。コンデンサ７６Ｌは、一方の端子はインダクタンス７０Ｌの他方の端子（降圧回路６４Ｌの出力端子）に接続され、他方の端子は接地されている。すなわち、コンデンサ７６Ｌは負荷と並列になるように接続されている。
【００６０】
すなわち、降圧回路６４Ｌでは、昇圧回路６４ＨのＤＣ出力が入力電圧として供給され、制御用のＦＥＴ７２Ｌがゲートに供給される制御電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦすることで、入力された昇圧回路６４ＨのＤＣ出力を方形波に変換する。これにより、時間平均では入力電圧が降圧されることになる。インダクタンス７０及びコンデンサ７６による降圧チョッパ動作により平滑化されることでＤＣ出力に変換されて、各負荷へ供給される。
【００６１】
また、降圧回路６４Ｌは、同期整流用のスイッチング手段としてのＦＥＴ（以下、同期整流用のＦＥＴ）７８Ｌを備えている。この同期整流用のＦＥＴ７８Ｌには、一例としてＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いている。
【００６２】
同期整流用のＦＥＴ７８Ｌは、ソース及びドレインがダイオード７４の入力出力端とそれぞれ接続されて、ダイオード７４Ｌと並列接続されている。また、この同期整流用のＦＥＴ７８Ｌのゲートは制御部６６と接続されて、制御部６６からの制御電圧（降圧サブ信号）が供給されるようになっている。同期整流用のＦＥＴ７８Ｌでは、ゲートに供給される制御電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮのときにはダイオード７４Ｌをショートさせて、ダイオード７４Ｌに代わって当該ダイオードの順方向に電流を流す。すなわち、同期整流用のＦＥＴ７８Ｌは、ＯＮ時には、ダイオード７４Ｌの代替として機能する。
【００６３】
なお、本実施の形態では、スイッチング手段（ＦＥＴ７２Ｈ、ＦＥＴ７８Ｈ、ＦＥＴ７２Ｌ，ＦＥＴ７８Ｌ）として、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＣＭＯＳ−ＦＥＴ、バイポーラトランジスタなどを用いることもできる。
【００６４】
また、本実施の形態では、整流手段（ダイオード７４Ｈ、７４Ｌ）として、ショットキダイオードを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、整流作用を有する素子であればよい。
【００６５】
制御部６６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４のＦＥＴ７２Ｈ、ＦＥＴ７８Ｈ、ＦＥＴ７２Ｌ，ＦＥＴ７８ＬをそれぞれＯＮ／ＯＦＦ駆動するために、昇圧メイン信号、昇圧サブ信号、降圧メイン信号、降圧サブ信号を生成する信号生成部６６Ａを備えている。信号生成部６６Ａで生成された各信号（パルス）はそれぞれ対応するＦＥＴのゲート電圧として供給される。
【００６６】
また、電源回路６２には、昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４ＬのＤＣ出力をそれぞれ制御部６６へ戻すために帰還ループ８０Ｈ、８０Ｌが設けられており、制御部６６では、信号生成部６６Ａにおいて、昇圧回路６４ＨのＤＣ出力及び降圧回路６４ＬのＤＣ出力を検知して、それぞれのＤＣ出力をフィードバック制御する。
【００６７】
詳しくは、制御部６６は、昇圧メイン信号及び降圧メイン信号として、それぞれ所定の周波数のパルスを生成するようになっている。制御部６６は、昇圧回路６４ＨのＤＣ出力と所望の電圧（具体的には５Ｖ）との誤差に基づいて、当該誤差が略０になるように昇圧メイン信号のデューティ比を調整し、降圧回路６４ＬのＤＣ出力と所望の電圧（具体的には３．３Ｖ）との誤差に基づいて、当該誤差が略０になるように降圧メイン信号のデューティ比を調整する。
【００６８】
また、制御部６６は、昇圧サブ信号及び降圧サブ信号として、昇圧メイン信号及び降圧メイン信号に同期されたパルスを生成するようになっている。具体的には、制御部６６は、制御用のＦＥＴ７２Ｈ、７２ＬがＯＦＦのときに同期整流用のＦＥＴ７８Ｈ、７８ＬがＯＮされるように、昇圧メイン信号、降圧メイン信号に同期させて昇圧サブ信号、降圧サブ信号を生成する。
【００６９】
また、制御部６６は、電源スイッチ１８Ｂと接続されており、ユーザにより当該デジタルカメラ１０を電源ＯＮするように電源スイッチ１８Ｂが操作されると、駆動を開始するようになっている。
【００７０】
ここで、本実施の形態においては、図３に示すように、本発明の切換え手段として切換え部６６Ｂを制御部６６が備えている。この切換え部６６Ｂは、同期整流用のＦＥＴ７８Ｈ、７８Ｌを駆動させるか否か、すなわち同期整流動作を行うか否かを切換えるものである。具体的には、切換え部６６Ｂでは、上述したように昇圧サブ信号及び降圧サブ信号のパルス生成を行うか、停止（デューティ比０％）を切換えるようになっている。以下、本発明の第１モードに対応する同期整流動作を行う場合を「大電力モード」、本発明の第２モードに対応する同期整流動作を行わない場合を「省電力モード」と称す。
【００７１】
この切換え部６６Ｂは、ＣＰＵ４０と接続されており、ＣＰＵ４０から大電力モード又は省電力モードを示す信号が切換え信号として入力されるようになっている。切換え部６６Ｂでは、この切換え信号に基づいて、大電力モードと省電力モードとを切換える（すなわち同期整流動作を行うか否かの切換えを行う）。
【００７２】
本実施の形態では、制御部６６には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＯＭなどを備えたマイコンチップを用い、ＣＰＵでプログラムを実行することで信号生成部６６Ａ及び切換え部６６Ｂの機能が構築され、ソフトウェア制御により上記で説明した如く各信号が生成されるようになっている。なお、制御部６６は、信号生成部６６Ａとして電圧誤差を増幅するためのアンプ、コンパレータ、三角波発生器などを備えた従来公知の電源回路に用いられている回路構成に、切換え部６６Ｂとして機能するスイッチ回路などを設けることによっても実現可能である。
【００７３】
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の撮影時における全体的な動作について簡単に説明する。
【００７４】
本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、電源スイッチ１８Ｂの操作により起動され、モード切換えスイッチ１８Ｃにより撮影モードが選択されている場合には、まず、ＣＣＤ３２は、光学ユニット３０を介した撮像を行い、被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎のアナログ信号をアナログ信号処理部３４に順次出力する。アナログ信号処理部３４は、ＣＣＤ３２から入力されたアナログ信号に対して相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を施した後にＡＤＣ３６に順次出力する。
【００７５】
ＡＤＣ３６は、アナログ信号処理部３４から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ毎のアナログ信号を各々１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂの信号（デジタル画像データ）に変換してデジタル信号処理部３８に順次出力する。デジタル信号処理部３８は、内蔵しているラインバッファにＡＤＣ３６から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦メモリ４４の所定領域に直接格納する。
【００７６】
メモリ４４の所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ４０による制御に応じてデジタル信号処理部３８により読み出され、所定の物理量に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって８ビットのデジタル画像データを生成する。
【００７７】
そして、デジタル信号処理部３８は、生成した８ビットのデジタル画像データに対しＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号をメモリ４４の上記所定領域とは異なる領域に格納する。
【００７８】
なお、ＬＣＤ２０は、ＣＣＤ３２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されており、ＬＣＤ２０をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ＬＣＤインタフェース４０を介して順次ＬＣＤ２０に出力する。これによってＬＣＤ２０にスルー画像が表示されることになる。
【００７９】
ここで、レリーズボタン１８Ａがユーザによって半押し状態とされた場合、前述のようにＡＥ機能が働いて露出状態が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御される。その後、レリーズボタン１８Ａが引き続き全押し状態とされた場合、この時点での撮影により得られ、メモリ４４に格納されたＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路５２によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後、デジタル画像データとして外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード４８に記録する。なお、レリーズボタン１８Ａが全押し状態にされた場合は、必要に応じてストロボ１４の発光も行われる。
【００８０】
モード切換えスイッチ１８Ｃにより再生モードが選択されている場合には、上記のようにしてメモリカード４８に記憶された再生対象とするデジタル画像データが外部メモリインタフェース５０を介して読み出される。読み出されたデジタル画像データは、圧縮・伸張処理回路５２により伸長された後、ＬＣＤインタフェース４０を介してＬＣＤ２０に表示される。
【００８１】
このように、撮影モード時は、図２で示したデジタルカメラ１０のほぼ全ての電気系が動作されるため消費電力が多く、負荷電流値は図１０で示した所定値Ｉｔｈを超える。一方、再生モード時は、撮像系やストロボ１４などの動作は不要であるため消費電力が少なく、負荷電流値は図１０で示した所定値Ｉｔｈ未満である。
【００８２】
このためＣＰＵ４０は、モード切換えスイッチ１８Ｃにより撮影モードが選択されている場合は消費電力が多い大電力モード、再生モードが選択されている場合は消費電力が少ない省電力モードを選択し、当該モードを示す切換え信号を電源回路６２へ出力する。この切換え信号は、例えば大電力モードはＨレベル、省電力モードはＬレベルというように１ビット信号でよい。
【００８３】
次に、電源回路６２の動作について説明する。図４に、ユーザによる電源スイッチ１８Ｂの電源ＯＮ操作に呼応して開始される電源回路６２の動作を示す。
【００８４】
すなわち電源回路６２は、電源スイッチ１８Ｂが電源ＯＮするように操作されると、まず、ステップ１００で、制御部６６で昇圧メイン信号（図５のグラフ下段参照）及び降圧メイン信号（図６のグラフ上段参照）のパルス生成を開始して、制御用のＦＥＴ７２Ｈ、７２Ｌを駆動開始させる。
【００８５】
そして、ＣＰＵ４０からの切換え信号が大電力モードを示している場合は、次のステップ１０２からステップ１０４に進み、制御部６６で昇圧サブ信号（図５のグラフ上段参照）及び降圧サブ信号（図６のグラフ下段参照）のパルス生成を開始して、同期整流用のＦＥＴ７８Ｈ、７８Ｌも駆動させる。その後は、ユーザにより電源スイッチ１８Ｂが電源ＯＦＦ操作されるまでは、次のステップ１０８で否定判定されてステップ１０２に戻る。
【００８６】
一方、ＣＰＵ４０からの切換え信号が省電力モードを示している場合は、次のステップ１０２からステップ１０６に進み、制御部６６において、切換え部６６Ｂにより昇圧サブ信号（図７のグラフ上段参照）及び降圧サブ信号（図８のグラフ下段参照）のパルス生成が停止されて、同期整流用のＦＥＴ７８Ｈ、７８Ｌの駆動が停止される。その後は、ユーザにより電源スイッチ１８Ｂが電源ＯＦＦ操作されるまでは、次のステップ１０８で否定判定されてステップ１０２に戻る。
【００８７】
そして、ユーザにより電源スイッチ１８Ｂが電源ＯＦＦ操作されたら、ステップ１０８で肯定判定されて、図４の電源回路６２の動作は終了する。これにより、デジタルカメラ１０の電源がＯＦＦされる。なお、このとき、電源回路６２は、図では省略するが、デジタルカメラ１０における電源ＯＦＦ処理に要する所定時間だけ待機してから動作を終了する。
【００８８】
以下、電源回路６２の動作を図５〜図８を参照して具体的に説明する。
【００８９】
大電力モード時は、図５に示すように、制御部６６から昇圧回路６４Ｈには、昇圧メイン信号として所定周波数のパルス（図５のグラフ下段）が供給され、昇圧サブ信号として、昇圧メイン信号がＨレベルのときには必ずＨレベルとなる昇圧メイン信号と同期したパルス（図５のグラフ上段）が供給される。昇圧回路６４Ｈでは、制御用のＦＥＴ７２Ｈが、昇圧メイン信号がＨレベルのときにＯＮ、ＬレベルのときにＯＦＦし、且つ同期整流用のＦＥＴ７８Ｈが、昇圧サブ信号がＬレベルのときにＯＮ、ＨレベルのときにＯＦＦする。
【００９０】
また、降圧回路６４Ｌには、図６に示すように、降圧メイン信号として所定周波数のパルス（図６のグラフ上段）が供給され、降圧サブ信号として、降圧メイン信号がＬレベルのときには必ずＬレベルとなる降圧メイン信号と同期したパルス（図６のグラフ下段）が供給される。降圧回路６４Ｌでは、制御用のＦＥＴ７２Ｌが、降圧メイン信号がＬレベルのときにＯＮ、ＨレベルのときにＯＦＦし、且つ同期整流用のＦＥＴ７８Ｈが、昇圧サブ信号がＨレベルのときにＯＮ、ＬレベルのときにＯＦＦする。
【００９１】
したがって、大電力モード時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４では、昇圧回路６４Ｈ、降圧回路６４Ｌにおいて、それぞれの制御用のＦＥＴ７２をＯＮ／ＯＦＦ駆動によりバッテリ電圧を昇圧又は降圧させて出力しつつ、同期整流用のＦＥＴ７８がＯＮのときには同期整流用のＦＥＴ７８はＯＦＦとなりダイオード７４が機能するが、制御用のＦＥＴ７２がＯＦＦされると同期整流用のＦＥＴ７８がＯＮとなって、ダイオード７４の代わりに同期整流用のＦＥＴ７８が電流を流す（同期整流動作）ことで、ダイオード７４でのロスを防止することができる。
【００９２】
ここで、通常、制御用のＦＥＴ７２のＯＮ／ＯＦＦする昇圧メイン信号や降圧メイン信号のデューティの最大値（ＭＡＸ  ＤＵＴＹ）は、１００％未満の所定値（例えば８０〜９０％）に予め定められている。したがって、昇圧メイン信号や降圧メイン信号は、図５、６に示すように、昇圧メイン信号や降圧メイン信号がＭＡＸＤＵＴＹ〜デューティ１００％である期間ＴＨ、ＴＬ中は、フィードバック制御により如何にデューティが調整されたとしても、必ず制御用のＦＥＴ７２をＯＦＦにするレベルになっている。
【００９３】
本実施の形態では、制御部６６では、このような期間ＴＨ，ＴＬ中に、昇圧サブ信号や降圧サブ信号を同期整流用のＦＥＴ７８をオンさせるレベルに切換える。これにより、制御用のＦＥＴ７２と同期整流用のＦＥＴ７８の両者が同時にＯＮするのを確実に防止することができ、リップルを防止することができる。
【００９４】
一方、省電力モード時は、制御部６６から昇圧回路６４Ｈに供給される信号は、図７に示すように、昇圧メイン信号（図７のグラフ下段）は大電力モード時と同様のパルスであるが、昇圧サブ信号（図７のグラフ上段）はＨレベルで一定である。また、制御部６６から降圧回路６４Ｌに供給される信号は、図８に示すように、降圧メイン信号（図８のグラフ上段）は大電力モード時と同様のパルスであるが、降圧サブ信号（図８のグラフ上段）はＬレベルで一定である。
【００９５】
したがって、省電力モード時は、昇圧回路６４Ｈ、降圧回路６４Ｌでは、制御用のＦＥＴ７２は大電力モード時と同様にＯＮ／ＯＦＦしてバッテリ電圧を昇圧又は降圧して出力するが、同期整流用のＦＥＴ７８はＯＦＦのままで同期整流動作は行われない。
【００９６】
このように、本実施の形態では、ＣＰＵ４０からＤＣ／ＤＣ変換を行う電源回路６２に、消費電力が多い撮影モード時は大電力モード、消費電力が少ない再生モード時は省電力モードを示す切換え信号を入力する。電源回路６２では、切換え部６６Ｂにより、ＣＰＵ４０から入力された切換え信号に応じて大電力モードと省電力モードとを切換え、制御部の制御６６により、大電力モード時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４の昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４Ｂ各々において、制御用のＦＥＴ７２及び同期整流用のＦＥＴ７８の両者を駆動させて、同期整流動作を行いつつ電圧変換を行ってデジタルカメラの各部へ電力を供給するが、省電力モード時は、同期整流用のＦＥＴ７８をＯＦＦにして同期整流動作を停止した状態で、電圧変換を行って各部へ電力を供給する。
【００９７】
これにより、電源回路６２において、消費電力に応じて同期整流動作を行うか否かを切換えることができ、消費電力（負荷電流）の大きい場合は、従来と同様に同期整流動作により電力変換効率を高めることができ、消費電力（負荷電流）の小さい場合は、同期整流動作の停止により電力変換効率を向上させることができる。また、このような電源回路６２を用いたことで、デジタルカメラ１０の省電力化することもできる。
【００９８】
なお、上記では、同期整流動作を行うか否かを昇圧回路６４Ｈ及び降圧回路６４Ｂで同一に切換えるようにしたが、互いに独立して切換え可能にしてもよい。
【００９９】
また、上記では、外部（具体的にはＣＰＵ４０）からの切換え信号に基づいて、切換え部６６Ｂが、大電力モードと省電力モードと（同期整流動作を行うか否か）を切換えるようにした電源回路６２を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１００】
例えば、図９に示すように、負荷への電源回路６２内又は外の電源供給路上に電流を測定するための電流測定手段９０を設け、電流測定手段９０による負荷電流の測定結果に基づいて、切換え部６６Ｂの切換え動作が行われるようにしてもよい。電流測定手段９０としては、ＤＣ電流を測定できればよく、例えば抵抗器（抵抗値は小さい方がよい）を用いることが挙げられる。この場合の切換え部６６Ｂは、負荷電流が図１０で示した所定値Ｉｔｈを超えているか否かに応じて切換え動作を行えばよいことは言うまでもない。なお、電流測定手段９０は、電源供給路上であれば、電源回路６２内に設けてもよいし電源回路外に設けてもよい。
【０１０１】
ただし、電流測定手段９０を設けると、電流測定手段９０において若干であるが電圧降下が生じて、デジタルカメラ１０の動作とは関係のない無駄な電力消費がある。このため、上記で説明した如く外部からの切換え信号に基づいて同期整流動作を行うか否かを切換える方が好ましい。
【０１０２】
また、上記では、デジタルカメラ１０に本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＣ／ＤＣ変換が必要なものであれば如何なる電子機器にも適用可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、ＤＣ／ＤＣ変換の電圧変換効率を向上させて省電力化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。
【図２】本実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る電源回路の構成を示す回路図である。
【図４】本実施の形態に係る電源回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態に係る電源回路における大電力モード時の昇圧メイン信号及び昇圧サブ信号の信号波形例を示すグラフである。
【図６】本実施の形態に係る電源回路における大電力モード時の降圧メイン信号及び降圧サブ信号の信号波形例を示すグラフである。
【図７】本実施の形態に係る電源回路における省電力モード時の昇圧メイン信号及び昇圧サブ信号の信号波形例を示すグラフである。
【図８】本実施の形態に係る電源回路における省電力モード時の降圧メイン信号及び降圧サブ信号の信号波形例を示すグラフである。
【図９】その他の実施の形態に係る電源回路の構成を示す回路図である。
【図１０】一般的なＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変換効率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    デジタルカメラ
１８Ｂ              電源スイッチ
１８Ｃ              モード切替スイッチ
３０    光学ユニット
３２    ＣＣＤ
４２    ＣＰＵ
４８    メモリカード
６２    電源回路
６４    ＤＣ／ＤＣコンバータ
６４Ｈ              昇圧回路
６４Ｌ              降圧回路
６６    制御部
６６Ａ              信号生成部
６６Ｂ              切換え部
７０Ｈ              、７０Ｌ            インダクタンス
７２Ｈ、７２Ｌ            制御用のＦＥＴ
７４Ｈ、７４Ｌ            ダイオード
７６Ｈ、７６Ｌ            コンデンサ
７８Ｈ、７８Ｌ            同期整流用のＦＥＴ
９０    電流測定手段
【図１】
2004343909.tif 000003
【図２】
2004343909.tif 000004
【図３】
2004343909.tif 000005
【図４】
2004343909.tif 000006
【図５】
2004343909.tif 000007
【図６】
2004343909.tif 000008
【図７】
2004343909.tif 000009
【図８】
2004343909.tif 000010
【図９】
2004343909.tif 000011
【図１０】
2004343909.tif 000012