(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次直流電源電圧が印加される電圧入力端子と、該電圧入力端子に印加される前記一次直流電源電圧を変換して前記一次直流電源電圧よりも電位の低い第１の二次直流電源電圧を発生して第１の負荷へ供給する第１電圧変換回路と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第１の二次直流電源電圧よりも電位の低い第２の二次直流電源電圧を発生して第２の負荷へ供給する第２電圧変換回路と、を備え、
前記第１電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第１の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第１電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第１の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第１の負荷へ供給する電流が、該第１の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第１の負荷が稼働中においても該第１の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第１の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第２電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第１電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されていることを特徴とする電源用半導体集積回路。
【請求項２】
前記第１電圧変換回路はスイッチングレギュレータを構成する第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子とこれらのスイッチング素子をオン、オフ制御する同期整流制御回路であり、前記第２電圧変換回路はシリーズレギュレータであることを特徴とする請求項１に記載の電源用半導体集積回路。
【請求項３】
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第１の外部端子と、該第１の外部端子に接続された前記インダクタンス素子の他方の端子の電圧が入力される第２の外部端子とを備え、前記同期整流制御回路は、前記第１の負荷が稼働中は前記第２の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電圧で出力するように前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項２に記載の電源用半導体集積回路。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第１の外部端子と、前記インダクタンス素子と直列に接続された電流検出用抵抗の一方の端子の電圧が入力される第２の外部端子と、前記電流検出用抵抗の他方の端子の電圧が入力される第３の外部端子と、を備え、前記同期整流制御回路は、前記第１の負荷が非稼働中は前記第２の外部端子からの電圧と前記第３の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電流で出力するように前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項２に記載の電源用半導体集積回路。
【請求項５】
一次直流電源電圧を変換して第１の二次直流電源電圧を発生して第１の負荷へ供給する第１電圧変換回路と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第１の二次直流電源電圧よりもレベルの低い第２の二次直流電源電圧を発生して第２の負荷へ供給する第２電圧変換回路と、前記第１電圧変換回路により発生された第１の二次直流電源電圧により充電される蓄電池と、を備え、
前記第１電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第１の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第１電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第１の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第１の負荷へ供給する電流が、該第１の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第１の負荷が稼働中においても該第１の負荷と並列に接続された蓄電池を定電流で充電可能であり、前記第１の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第２電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第１電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
前記第１電圧変換回路は、インダクタンス素子と、該インダクタンス素子に電流を流す第１および第２のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子をオン、オフ制御する同期整流制御回路と、前記インダクタンス素子の他方の端子と定電位点との間に接続された平滑容量とを有するスイッチングレギュレータであり、前記第２電圧変換回路はシリーズレギュレータであることを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記インダクタンス素子と直列に接続された電流検出用抵抗を備え、前記同期整流制御回路は、前記第１の負荷が非稼働中である場合は、前記電流検出用抵抗の一方の端子の電圧と前記電流検出用抵抗の他方の端子の電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧が所定の電位に達するまでは前記スイッチングレギュレータが定電流で出力し、前記蓄電池の電圧が前記所定の電位に達した後は前記スイッチングレギュレータが定電圧で出力するように前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記蓄電池はリチウムイオン電池であり、前記スイッチングレギュレータにより発生される前記第１の二次直流電源電圧は３．６Ｖ〜４．２Ｖであり、前記シリーズレギュレータにより発生される前記第２の二次直流電源電圧は２．５Ｖ〜３．３Ｖであることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第１および第２のスイッチング素子と、前記同期整流制御回路と、前記シリーズレギュレータは、ひとつの半導体チップ上に半導体集積回路として形成され、前記インダクタンス素子と前記平滑容量と前記電流検出用抵抗は、前記半導体集積回路に外付け素子として接続されていることを特徴とする請求項７または８に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源電圧を発生する電源装置に関し、例えば昇降圧動作可能なスイッチングレギュレータとシリーズレギュレータを内蔵した電源用半導体集積回路およびそれを用いた電源装置に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源電圧を用いて直流電源電圧を発生するＡＣアダプタより供給される一次直流電源電圧を昇降圧して対象システムの動作に必要な所定のレベルの二次直流電源電圧を発生する電源装置として、一次直流電源電圧が供給されている間は対象システムに直流電源電圧を供給しつつ蓄電池を充電し、一次直流電源電圧が遮断されると蓄電池を放電させて対象システムに直流電源電圧を供給するようにした電源装置がある。
【０００３】
ところで、近年の電子機器には、本来の機能の他に通信機能等の付加機能を備えるものが多くなってきている。かかる多機能の電子機器においては、各機能がモジュール化され、それぞれ異なる直流電源電圧で動作するように構成される場合がある。したがって、このような電子機器の電源装置には、２つの直流電源電圧を発生する機能が求められる。かかる電源装置においては、電源遮断時でも動作できるようにするためそれぞれの直流電源電圧ごとに蓄電池を設けることが考えられる。
【０００４】
そのような電源装置の例として、例えば特許文献１に記載されている発明がある。特許文献１の発明は、高圧用電源と低圧用電源を備えた電源装置において、通常は高圧用電源からの電源電圧を降圧して低圧用電源に供給し、低圧用電源に設けられている電池を充電させるが、高圧用電源側の電池が放電して電圧が低下した場合には低圧用電源からの電圧を昇圧して高圧用電源側へ供給するようにする。そして、その際に、高圧用電源と低圧用電源との間に設けられた１つのスイッチング電源制御回路で昇圧も降圧もできるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００１−１２８３６９号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２５６７号公報
【特許文献３】特開平０９−２３３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発明のように、電源電圧の異なる２つの電源ごとにバックアップ用の電池を設けるようにすると、部品点数が増加して装置が大型化してしまうとともに、コストの増大を招く。また、本発明に関連する先願の発明として、例えば特許文献２や特許文献３に記載の発明がある。これらの発明は共に、２つの直流電源を有し、相互間で電圧変換が可能であるとともに共通のスイッチングレギュレータで昇圧と降圧もしくは充放電を行なうようにしている点で本発明に類似している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の発明は、ＡＣアダプタのような一次直流電源から電圧が供給されている場合に、異なる２つの直流電源電圧を生成するための構成を備えていない点で本発明とは異なる。また、特許文献３の発明は、蓄電池の充放電装置に関する発明であり、共通の一次直流電源電圧に基づいて互いに異なる２つのレベルの二次直流電源電圧を発生する電源装置に関する発明である本発明とは適用対象装置が明らかに異なる。
【０００７】
この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、共通の一次直流電源電圧に基づいて互いに異なる２つのレベルの二次直流電源電圧を発生することが可能であるとともに、一次直流電源電圧が遮断された場合にも所望の二次直流電源電圧を供給し続けることが可能な安価な電源装置を実現することができる電源用半導体集積回路およびそれを用いた電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、電源用半導体集積回路内に、昇降圧可能なスイッチングレギュレータを構成する制御回路とシリーズレギュレータとを内蔵させ、スイッチングレギュレータで一次直流電源電圧を降圧して第１の二次直流電源電圧を発生させ、シリーズレギュレータで一次直流電源電圧を降圧して第２の二次直流電源電圧を発生させるようにするとともに、第１の二次直流電源電圧はリチウムイオン電池のような蓄電池（二次電池）でバックアップし、一次直流電源電圧が遮断された場合にはそれを検出してスイッチングレギュレータを逆動作させて蓄電池からの第１の二次直流電源電圧を昇圧した電圧をシリーズレギュレータに供給して第２の二次直流電源電圧を発生させるようにしたものである。
【０００９】
具体的には、本出願の第１の発明は、一次直流電源電圧（Ｖｉｎ）が印加される電圧入力端子（Ｐ１）と、該電圧入力端子に印加される前記一次直流電源電圧を変換して前記一次直流電源電圧よりも電位の低い第１の二次直流電源電圧（Ｖout1）を発生して第１の負荷へ供給する第１電圧変換回路（２１，２２，２３）と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第１の二次直流電源電圧よりも電位の低い第２の二次直流電源電圧（Ｖout2）を発生して第２の負荷へ供給する第２電圧変換回路（２４）と、を備え、
前記第１電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第１の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第１電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第１の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第１の負荷へ供給する電流が、該第１の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第１の負荷が稼働中においても該第１の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第１の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第２電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第１電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成した。
【００１０】
上記のような構成を有する電源用半導体集積回路によれば、２つの二次直流電源電圧ごとにバックアップ用の蓄電池を設ける必要がないので、大幅なコストアップを招くことなく、電源遮断時にも２つのシステムに必要な異なる電位の電源電圧を供給し続けることができる電源装置を実現できる。また、一次直流電源電圧が遮断された場合には第１電圧変換回路（スイッチングレギュレータ）を逆動作させて蓄電池からの直流電源電圧を昇圧した電圧を第２電圧変換回路（シリーズレギュレータ）に供給するため、電源供給時と電源遮断時にそれぞれ動作する降圧用と昇圧用の２つの電圧変換回路を設ける必要がなくなり、これによってチップサイズを低減できるとともに部品点数を減らし安価な電源装置を実現することができる。さらに、第１の負荷と並列にバックアップ用の蓄電池が接続されている場合に、第１の負荷が稼働中においても蓄電池を充電可能であるとともに、第１の負荷が非稼働中である場合は定電流で蓄電池を充電させることができ、蓄電池が例えばリチウムイオン電池である場合、電池の寿命を長くすることができる。
【００１１】
ここで、望ましくは、前記第１電圧変換回路はスイッチングレギュレータを構成する第１のスイッチング素子（２１）および第２のスイッチング素子（２２）とこれらのスイッチング素子をオン、オフ制御する同期整流制御回路（２３）とし、前記第２電圧変換回路（２４）はシリーズレギュレータとする。スイッチング素子は、外付け部品を使用することも可能であるが、半導体集積回路に内蔵させることにより部品点数を減らせる。また、第２電圧変換回路もスイッチングレギュレータで構成することが可能であるが、シリーズレギュレータとすることにより外付けのインダクタンス素子が不要となる。これにより、互いにレベルの異なる２つの直流電源電圧を発生することができる電源装置を構成する場合における部品点数を減らすことができる。
【００１２】
また、前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第１の外部端子と、該第１の外部端子に接続された前記インダクタンス素子の他方の端子の電圧が入力される第２の外部端子とを備え、前記同期整流制御回路は、前記第１の負荷が稼働中は前記第２の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電圧で出力するように前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を制御するように構成する。これにより、スイッチングレギュレータに出力端子に接続され電源の供給を受けるシステムに対して、一定の電位の直流電源電圧を供給することができる。
【００１３】
さらに、前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン、オフ動作によって電流が流されるインダクタンス素子が接続される第１の外部端子と、前記インダクタンス素子と直列に接続された電流検出用抵抗の一方の端子の電圧が入力される第２の外部端子と、前記電流検出用抵抗の他方の端子の電圧が入力される第３の外部端子と、を備え、前記同期整流制御回路は、前記第１の負荷が非稼働中は前記第２の外部端子からの電圧と前記第３の外部端子からの電圧に基づいて前記スイッチングレギュレータが定電流で出力するように前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をスイッチング制御するように構成する。これにより、スイッチングレギュレータの出力端子にバックアップ用の蓄電池が接続されている場合に定電流で蓄電池を充電させる制御が電流検出用抵抗の電圧に基づいて容易にできるようになり、蓄電池が例えばリチウムイオン電池である場合、電池の寿命を長くすることができる。
【００１４】
本出願の他の発明は、一次直流電源電圧を変換して第１の二次直流電源電圧を発生して第１の負荷へ供給する第１電圧変換回路と、前記一次直流電源電圧を変換して前記第１の二次直流電源電圧よりもレベルの低い第２の二次直流電源電圧を発生して第２の負荷へ供給する第２電圧変換回路と、前記第１電圧変換回路により発生された第１の二次直流電源電圧により充電される蓄電池と、を備え、
前記第１電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第１の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には当該第１電圧変換回路の出力端子側から供給される直流電圧を昇圧するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には前記第１の二次直流電源電圧を発生する動作において前記第１の負荷へ供給する電流が、該第１の負荷の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されることにより、前記第１の負荷が稼働中においても該第１の負荷と並列に接続された蓄電池を定電圧で充電可能であり、前記第１の負荷が非稼働中である場合は前記蓄電池を定電流で充電可能に構成され、
前記第２電圧変換回路は、前記一次直流電源電圧が供給されている場合には該一次直流電源電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行ない、前記一次直流電源電圧が遮断された場合には前記第１電圧変換回路の前記昇圧動作により生成された直流電圧を降圧して前記第２の二次直流電源電圧を発生するための動作を行なうように構成されている電源装置である。
【００１５】
上記のような構成を有する電源装置によれば、それぞれの直流電源電圧ごとに蓄電池を設ける必要がないので、ＡＣアダプタのような直流電源から供給される一次直流電源電圧が遮断された場合にもバックアップすることができる電源装置を、低コストで実現することができる。また、第１の負荷と並列にバックアップ用の蓄電池が接続されている場合に、第１の負荷が稼働中においても蓄電池を充電可能であるとともに、第１の負荷が非稼働中である場合は定電流で蓄電池を充電させることができ、蓄電池が例えばリチウムイオン電池である場合、電池の寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明に従うと、共通の一次直流電源電圧に基づいて互いに異なる２つのレベルの二次直流電源電圧を発生することが可能であるとともに、一次直流電源電圧が遮断された場合にも所望の二次直流電源電圧を供給し続けることが可能な安価な電源装置を実現することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を適用した電源用半導体集積回路とそれを用いた電源装置の一実施例を示す。
本実施例の電源装置は、ＡＣアダプタのような一次直流電源１０と、該一次直流電源１０からの電源電圧Ｖｉｎを受ける電源用半導体集積回路２０と、該電源用半導体集積回路２０によって駆動電流が流されるインダクタンス素子としてのコイルＬ１と、該コイルＬ１の他方の端子と接地点との間に接続された平滑容量Ｃ１と、コイルＬ１と負荷となるシステム３０との間に直列に接続された電流検出用の抵抗（以下、センス抵抗と称する）Ｒｓと、リチウムイオン電池のような充電可能な蓄電池を用いた電池セル４０などから構成されている。電池セル４０には、過充電や過放電を防止する保護回路を有するものを用いるのが望ましい。システム３０としては、例えばゲームに用いるコントローラがある。
【００１８】
上記電源用半導体集積回路（以下、電源用ＩＣと称する）２０は、外部端子Ｐ２に接続された上記コイルＬ１に向かって駆動電流を流し込むＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）からなるハイ側のスイッチングトランジスタ２１、上記コイルＬ１から電流を引き抜く流し込むＮチャネルＭＯＳＦＥＴからなるロウ側のスイッチングトランジスタ２２、これらのトランジスタ２１，２２をオン、オフ制御する同期整流制御回路２３、外部端子Ｐ１に接続された一次直流電源１０またはトランジスタ２１を介して上記コイルＬ１から供給される電圧を変換して外部端子Ｐ５に接続されているブルートゥース通信回路のようなモジュール５０に所定の電源電圧Ｖout2（例えば３．３Ｖ）を生成し供給するシリーズレギュレータ２４などを備える。
【００１９】
また、電源用ＩＣ２０には、上記センス抵抗Ｒｓの両端子の電圧を上記同期整流制御回路２３へ供給するための入力端子Ｐ３，Ｐ４、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ２２のドレイン端子とシリーズレギュレータ２４にそれぞれ基準となる接地電位を供給するグランド端子Ｐ６，Ｐ７が設けられている。一次直流電源１０が接続される外部端子Ｐ１と補助機能モジュール５０が接続される外部端子Ｐ５には、電圧安定化用の容量素子Ｃ２，Ｃ３が接続されている。
【００２０】
この実施例においては、一次直流電源１０から電源用ＩＣ２０へ例えば５〜６Ｖの一次直流電源電圧Ｖｉｎが供給される。同期整流制御回路２３は、センス抵抗Ｒｓの両端子の電圧を監視しながらＭＯＳトランジスタ２１と２２をオン、オフ制御して、コイルＬ１に電流を流して５〜６Ｖの一次直流電源電圧Ｖｉｎを変換し、システム３０に必要な例えば３．６Ｖのような二次直流電源電圧Ｖout1を生成してシステム３０へ供給するとともに、電池セル４０内の蓄電池を充電する。
【００２１】
すなわち、同期整流制御回路２３とＭＯＳトランジスタ２１，２２とコイルＬ１と平滑容量Ｃ１とにより、スイッチングレギュレータが構成され、通常すなわちシステム３０側へ電圧を供給する場合には降圧型レギュレータとして動作する。このとき、同期整流制御回路２３は、センス抵抗Ｒｓの両端子電圧に基づいて蓄電池を充電する。しかも、このときシステム３０が非稼動状態であれば、同期整流制御回路２３はリチウム電池の最大電圧である４．２Ｖまでは蓄電池を定電流で充電し、４．２Ｖに達すると蓄電池を定電圧で充電するように構成されている。上記スイッチングレギュレータの供給電流は、システム３０の最大消費電流よりも大きな電流値に設定されており、これによりシステム３０が稼動状態にある場合においても蓄電池を充電することができる。
【００２２】
また、同期整流制御回路２３は、外部端子Ｐ１とＰ３の電圧を監視して、一次直流電源電圧Ｖｉｎが供給されているか否か判定し、供給されているときはトランジスタ２１，２２とコイルＬ１と平滑容量Ｃ１とからなるスイッチングレギュレータを降圧型レギュレータとして動作させる。具体的には、先ずトランジスタ２１をオンさせてコイルＬ１に制御用ＩＣからセンス抵抗Ｒｓに向かう電流を流すように駆動してから、トランジスタ２１をオフ、替わってトランジスタ２２をオンさせて、コイルＬ１に流れる電流をトランジスタ２２から供給するように動作させる。これによって、システム３０へ降圧された電圧が供給される。
【００２３】
一方、一次直流電源電圧Ｖｉｎが遮断されたと判定すると、コイルＬ１に流れる電流の向きが上記と逆になるようにトランジスタ２１，２２をオン、オフ制御して、電池セル４０からの３．６Ｖのような二次直流電源電圧Ｖout1を５〜６Ｖに昇圧してシリーズレギュレータ２４へ供給する。
【００２４】
つまり、このときトランジスタ２１，２２とコイルＬ１と平滑容量Ｃ１とからなるスイッチングレギュレータを昇圧型レギュレータとして動作する。具体的には、先ずトランジスタ２２をオンさせてコイルＬ１にセンス抵抗Ｒｓから制御用ＩＣに向かう電流を流すように駆動してから、トランジスタ２２をオフ、２１をオンさせて、コイルＬ１に流れ続けようとする電流を端子Ｐ１側へ流すように動作させる。これによって、シリーズレギュレータ２４へ昇圧された電圧が供給され、シリーズレギュレータ２４は、一次直流電源電圧Ｖｉｎが遮断されても電池セル４０からの電圧を昇圧した電圧を入力とし、それを降圧して例えば３．３Ｖのような電源電圧Ｖout2を生成して外部の補助機能モジュール５０へ供給する。
【００２５】
一次直流電源電圧の遮断時にスイッチングレギュレータが昇圧型レギュレータとして動作することにより、蓄電池の放電が進んで例えば３．１Ｖのような電圧まで低下したとしても、シリーズレギュレータ２４は、安定した３．３Ｖの電源電圧Ｖout2を生成して補助機能モジュール５０へ供給することができる。そして、同期整流制御回路２３は、蓄電池の電圧が３．１Ｖよりも低下すると、スイッチングレギュレータの制御動作を停止する。また、このときシリーズレギュレータ２４の動作も停止するように構成されている。
【００２６】
同期整流制御回路２３は、例えば所定の周波数の三角波信号を発生する回路と、発生された三角波信号と外部端子Ｐ４へのフィードバック電圧とを比較して電位差に応じたパルス幅を有するＰＷＭ制御パルスを生成するＰＷＭコンパレータなどから構成され、出力電圧Ｖout1が下がるとトランジスタ２１をオン、オフさせるＰＷＭパルスのパルス幅を広げ、逆に出力電圧Ｖout1が上がるとＰＷＭパルスのパルス幅を狭めるように動作する。つまり、出力電圧Ｖout1のレベルに応じてＰＷＭパルスのデューティ比が変化し、出力電圧Ｖout1が下がるとトランジスタ２１のオン時間を長くし、出力電圧Ｖout1が上がるとトランジスタ２１のオフ時間を短くして、ＰＷＭ方式で出力電圧Ｖout1を一定に保つフィードバック制御を行なう。パルス幅を変化させる代わりに、例えばパルス幅を一定にして周波数を変化させて出力電圧を制御するようにしても良い。
【００２７】
また、同期整流制御回路２３は、ハイ側のトランジスタ２１をオフさせている間にロウ側トランジスタ２２をオンさせて損失を低減させる同期整流制御を行なう。上記のようなＰＷＭ駆動や同期整流制御自体は公知の方式であるので、詳しい構成と動作の説明は省略する。さらに、同期整流制御回路２３は、軽負荷時にコイルに逆方向の電流が流れるのを検出して、トランジスタ２２をオンさせるべき期間にオフ状態にさせる逆流防止機能を有するように構成することができる。シリーズレギュレータは、入出力端子間に接続された制御用のトランジスタと、出力電圧が目標電圧となるように制御用トランジスタのオン抵抗を制御する電圧を生成する誤差アンプなどの制御回路からなる公知の一般的な回路でよい。
【００２８】
トランジスタ２１，２２のうち２１は、ＭＯＳＦＥＴが形成されるウェル領域に寄生するＰＮ接合ダイオードが、互いに向き合う２つのダイオードとなる構造のＭＯＳＦＥＴを用いることで、トランジスタ２１がオフされている状態で寄生ダイオードを通して電流が流れないようにされている。
【００２９】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記実施例においては、スイッチングレギュレータを構成するトランジスタ２１，２２を電源用ＩＣ２０のチップ内に形成したものを示したが、これらのトランジスタには比較的大きな電流が流されるので、外付けの素子として接続するように構成しても良い。シリーズレギュレータを構成する制御用トランジスタも同様である。
【００３０】
また、前記実施例においては、コイルＬ１や容量素子Ｃ１〜Ｃ３，センス抵抗Ｒｓを電源用ＩＣ２０の外部端子に接続するとしたが、これらの素子は電源用ＩＣ２０さらには電池セル４０や補助機能モジュール５０と共に、セラミックなどの絶縁基板やパッケージに実装して１つのモジュールとして構成するようにしても良い。さらに、電源用ＩＣ２０と電池セル４０を含んだモジュールとして構成する場合には、電源用ＩＣ２０に蓄電池の保護回路を内蔵させることも可能である。
【００３１】
また、前記実施例においては、蓄電池としてリチウムイオン電池を用いているが、これに限定されるものでなく他の種類の蓄電池でもよいことはいうまでもない。さらに、実施例では、ＡＣアダプタからの５〜６Ｖの直流電源電圧を変換して、本来のシステムのための３．６〜４．２Ｖの直流電源電圧の他に、補助機能のモジュールのための３．３Ｖのような直流電源電圧を発生する電源装置を説明したが、この電圧は３．３Ｖに限定されるものでなく、２．５Ｖ等であっても良い。また、複数の補助機能モジュールを備える電子機器のために、電源用ＩＣ２０内にシリーズレギュレータを２以上設けて、３．３Ｖで動作する補助機能モジュールの他に例えば２．５Ｖで動作する補助機能モジュールのための直流電源電圧を発生させるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は本発明を適用した電源用半導体集積回路とそれを用いた電源装置の一実施例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  一次直流電源
２０  電源用半導体集積回路
２１，２２  コイル駆動用スイッチングトランジスタ
２３  同期整流制御回路
２４  シリーズレギュレータ
３０  システム
４０  蓄電池セル
５０  補助機能モジュール
Ｌ１  コイル（インダクタンス素子）
Ｃ１  平滑容量
Ｒｓ  センス抵抗
【図１】
0004609285.tif 000002