(57)【要約】【課題】シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとの両者の部品の共通化を図り、全体として小型化を図るようにした電源装置の提供。【解決手段】この発明は、シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２とを備え、その両者を選択的に動作させるようになっている。シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２とは、共通に使用するトランジスタ４を有している。シリーズレギュレータ１を動作させる場合には、共通のトランジスタ４をシリーズレギュレータ１の出力トランジスタとして使用するようになっている。また、スイッチングレギュレータ２を動作させる場合には、共通のトランジスタ４はこれと相補的に動作するトランジスタ２５とにより、スイッチングレギュレータ２の一対の出力トランジスタを形成するようになっている。【選択図】図１
2007202291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを備え、前記シリーズレギュレータと前記スイッチングレギュレータとを選択的に動作させる電源装置であって、
前記シリーズレギュレータと前記スイッチングレギュレータとは共通に使用するトランジスタを有し、
前記シリーズレギュレータを動作させる場合には、前記共通のトランジスタは、そのシリーズレギュレータの出力トランジスタを構成し、
前記スイッチングレギュレータを動作させる場合には、前記共通のトランジスタは、相補的に動作するトランジスタとの間で、そのスイッチングレギュレータの一対の出力トランジスタを構成するようになっていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記シリーズレギュレータは、出力電圧と基準電圧を比較しその比較結果に応じた誤差信号を出力する誤差増幅器を備え、
前記スイッチングレギュレータは、前記共通のトランジスタと相補的に動作する出力用トランジスタと、出力電圧を基準電圧と比較しその比較結果に応じた誤差信号の大小に応じたパルスを生成するパルス生成部と、前記パルス生成部で生成されるパルスに基づいて前記共通のトランジスタと出力用のトランジスタをオンオフさせるプリドライブ回路とを備え、
さらに、前記シリーズレギュレータの動作時には、前記誤差増幅器から出力される誤差信号を前記共通のトランジスタに導くことを選択し、前記スイッチングレギュレータの動作時には、前記プリドライブ回路の出力を前記共通のトランジスタに導くことを選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記選択手段は、アナログスイッチまたはリレーからなることを特徴とする請求項２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、電源装置に関し、特に、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを備え、これらを負荷の大きさに応じて切り換えて動作させる電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電源装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
この電源装置は、共通の出力端子に電圧を出力するシリーズレギュレータと、その共通の出力端子に電圧を出力するスイッチングレギュレータとを備え、負荷の大きさに応じてシリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを切り換えて動作させるようになっている。
【０００３】
シリーズレギュレータは、出力電圧を基準電圧と比較し、その比較結果に応じた誤差信号を用いて出力用のＭＯＳトランジスタの導通制御を行い、出力電圧を所定値に制御するようにしている。
スイッチングレギュレータは、出力電圧を基準電圧と比較し、その比較結果に応じた誤差信号の大小に応じたパルス（ＰＷＭ信号）を生成し、この生成されたパルスに基づいて一対のＭＯＳトランジスタをオンオフさせて、出力電圧を所定値に制御させるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１３０６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように従来の電源装置では、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを負荷の大きさに応じて選択的に動作させるので、同時に動作させる必要がない。このため、そのような従来の電源装置の性質に着目することにより、新たな電源装置の出現が望まれる。
そこで、本発明は、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを選択的に動作させるという点に着目したものであり、その両者の部品の共通化を図り、全体として小型化を図るようにし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】
【０００５】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
すなわち、第１の発明は、シリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを備え、前記シリーズレギュレータと前記スイッチングレギュレータとを選択的に動作させる電源装置であって、前記シリーズレギュレータと前記スイッチングレギュレータとは共通に使用するトランジスタを有し、前記シリーズレギュレータを動作させる場合には、前記共通のトランジスタは、そのシリーズレギュレータの出力トランジスタを構成し、前記スイッチングレギュレータを動作させる場合には、前記共通のトランジスタは、相補的に動作するトランジスタとの間で、そのスイッチングレギュレータの一対の出力トランジスタを構成するようになっている。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、前記シリーズレギュレータは、出力電圧と基準電圧を比較しその比較結果に応じた誤差信号を出力する誤差増幅器を備え、前記スイッチングレギュレータは、前記共通のトランジスタと相補的に動作する出力用トランジスタと、出力電圧を基準電圧と比較しその比較結果に応じた誤差信号の大小に応じたパルスを生成するパルス生成部と、前記パルス生成部で生成されるパルスに基づいて前記共通のトランジスタと出力用のトランジスタをオンオフさせるプリドライブ回路とを備え、さらに、前記シリーズレギュレータの動作時には、前記誤差増幅器から出力される誤差信号を前記共通のトランジスタに導くことを選択し、前記スイッチングレギュレータの動作時には、前記プリドライブ回路の出力を前記共通のトランジスタに導くことを選択する選択手段を備えている。
【０００７】
第３の発明は、第２の発明において、前記選択手段は、アナログスイッチまたはリレーからなる。
このような構成からなる本発明によれば、出力トランジスタの共通化を図ることができ、全体として小型化を実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の電源装置の実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この実施形態に係る電源装置は、図１に示すように、シリーズレギュレータ１と、スイッチングレギュレータ２と、共通の出力端子３とを備え、負荷（図示せず）の大きさに応じてシリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２とを選択的に動作させるようになっている。
【０００９】
また、この実施形態では、シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２とで共通に使用するＭＯＳトランジスタ４と、この共通のＭＯＳトランジスタ４をシリーズレギュレータ１またはスイッチングレギュレータ２に使用するのかを選択するためのスイッチ５と、を有している。スイッチ５は、アナログスイッチ、あるいはリレーなどの電子的なスイッチから構成される。
【００１０】
そして、この実施形態では、シリーズレギュレータ１を動作させる場合には、共通のＭＯＳトランジスタ４はそのシリーズレギュレータ１の出力トランジスタを構成し、スイッチングレギュレータ２を動作させる場合には、共通のＭＯＳトランジスタ４は、相補的に動作するＭＯＳトランジスタ２５との間で、スイッチングレギュレータ２の一対の出力トランジスタを構成するようになっている。
【００１１】
さらに、この実施形態では、スイッチ５の切り換え動作、およびシリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２の選択的動作を、制御端子６に外部から入力される動作切り換え信号Ｓ１を用いて行うようになっている。
なお、動作切り換え信号Ｓ１は、インバータ７およびインバータ８を介してシリーズレギュレータ１およびスイッチ５にそれぞれ供給され、インバータ７を介してスイッチングレギュレータ２に供給されている。
【００１２】
ここで、この実施形態は、図１に示すように、スイッチングレギュレータ２を構成するコイルＬ１と、シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２に兼用されるコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１、Ｒ２からなり出力電圧ＶＯＵＴを検出するための出力電圧検出回路とを含み、これらは外付けとなっている。
【００１３】
次に、この実施形態の具体的な構成について、図１を参照して説明する。
シリーズレギュレータ１は、出力電圧を基準電圧を用いて比較し、この比較出力で制御部を動作させて共通の出力端子３に出力する出力電圧ＶＯＵＴを所定値に制御するようになっている。
このため、シリーズレギュレータ１は、誤差増幅器１１を備える他に、共通のＭＯＳトランジスタ４を含み、その動作時に、出力電圧ＶＯＵＴが所定値になるようにＭＯＳトランジスタ４の導通制御を連続的に行うようになっている。
【００１４】
誤差増幅器１１は、出力電圧ＶＯＵＴを検出した検出電圧を基準電圧ＶＲＦと比較し、その差に応じた誤差信号を生成して出力するようになっている。
このため、誤差増幅器１１は、その−入力端子に基準電圧ＶＲＦが供給され、その＋入力端子に出力電圧ＶＯＵＴを抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧した検出電圧が供給されるようになっている。誤差増幅器１１の出力は、スイッチ５を介してＭＯＳトランジスタ４のゲートに供給されるようになっている。ＭＯＳトランジスタ４のソースには入力電圧ＶＤＤが印加され、そのドレインが共通の出力端子３に接続されている。
【００１５】
スイッチングレギュレータ２は、出力電圧を基準電圧を用いて比較し、この比較出力で制御部を動作させて共通の出力端子３に出力する出力電圧ＶＯＵＴを所定値に制御するようになっている。
このため、スイッチングレギュレータ２は、図１に示すように、誤差増幅器２１と、発振器（ＯＳＣ）２２と、比較回路２３と、プリドライブ回路２４と、ＭＯＳトランジスタ２５と、コイルＬ１と、コンデンサＣ１とを備える他に、共通のＭＯＳトランジスタ４を含み、その動作時に、出力電圧ＶＯＵＴを所定値に制御するようになっている。
【００１６】
ここで、ＭＯＳトランジスタ２５と共通のＭＯＳトランジスタ４とは、スイッチングレギュレータ２の動作時に相補的に動作する一対の出力トランジスタを形成する。
誤差増幅器２１は、出力電圧ＶＯＵＴを検出した検出電圧を基準電圧ＶＲＦと比較し、その差に応じた誤差信号を生成して出力するようになっている。
このため、誤差増幅器２１は、その＋入力端子に基準電圧ＶＲＦが供給され、その−入力端子に出力電圧ＶＯＵＴを抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧した検出電圧が供給されるようになっている。誤差増幅器２１の出力は比較回路２３の＋入力端子に供給されるようになっている。
【００１７】
発振器２２は、所定の発振周波数で発振し、この発振出力は比較回路２３の−入力端子に供給されるようになっている。
比較回路２３は、誤差増幅器２１からの誤差信号と発振器２２からの発振出力とに基づき、所定のＰＷＭ信号を生成し、この生成されたＰＷＭ信号をプリドライブ回路２４に出力するようになっている。すなわち、比較回路２３は、誤差増幅器２１からの誤差信号の大小に応じて、そのパルス幅が異なる所定のパルス（ＰＷＭ信号）を生成して出力するようになっている。
【００１８】
プリドライブ回路２４は、比較回路２３からのＰＷＭ信号に基づき、ＭＯＳトランジスタ４、２５をそれぞれオンオフ動作させるオンオフ信号を生成するようになっている。プリドライブ回路２４の一方の出力はスイッチ５を介してＭＯＳトランジスタ４のゲートに供給され、その他方の出力はＭＯＳトランジスタ２５のゲートに直接供給されるようになっている。またプリドライブ回路２４は、ＭＯＳトランジスタ４とＭＯＳトランジスタ２５が同時にＯＮとなるタイミングが発生しないよう、制御する機能を含んでいる。
【００１９】
ＭＯＳトランジスタ４とＭＯＳトランジスタ２５とは、プリドライブ回路２４からのオンオフ信号に応じて一方がオンのときには他方がオフとなり、入力電圧ＶＤＤおよび接地電圧ＶＳＳをオンオフ制御するようになっている。
コイルＬ１とコンデンサＣ１とは、オンオフ制御される入力電圧ＶＤＤおよび接地電圧ＶＳＳを平滑化するようになっている。
【００２０】
次に、このような構成からなる実施形態の動作例を図１を参照して説明する。
この実施形態では、シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２との選択的な動作を、制御端子６に入力される外部からの動作切り換え信号Ｓ１を使用して行うようになっている。
すなわち、制御端子６に入力される動作切り換え信号Ｓ１が例えば「Ｈ」レベルのときに、シリーズレギュレータ１が動作し、スイッチングレギュレータ２が動作を停止するようになっている。一方、その切り換え信号Ｓ１が例えば「Ｌ」レベルのときに、スイッチングレギュレータ２が動作し、シリーズレギュレータ１が動作を停止するようになっている。
【００２１】
さらに詳述すると、いま、出力端子３に接続される負荷が所定値よりも小さい場合には、制御端子６に入力される動作切り換え信号Ｓ１は例えば「Ｈ」レベルとなる。この場合には、スイッチ５の可動接点が図１の上側の固定接点側に接続され、これと同時に誤差増幅器１１が動作状態になる。このため、ＭＯＳトランジスタ４は、誤差増幅器１１とともにシリーズレギュレータ１を構成し、シリーズレギュレータ１の出力トランジスタとして機能する。
【００２２】
一方、出力端子３に接続される負荷が所定値よりも大きな場合には、制御端子６に入力される動作切り換え信号Ｓ１は例えば「Ｌ」レベルとなる。この場合には、スイッチ５の可動接点が図１の下側の固定接点側に接続され、これと同時にスイッチングレギュレータ２の各構成要素が動作状態になる。このため、ＭＯＳトランジスタ４は、ＭＯＳトランジスタ２５と相補的に動作する出力トランジスタを構成し、ＭＯＳトランジスタ４、２５はスイッチングレギュレータ２の一対の出力トランジスタとして機能する。
【００２３】
以上のように、この実施形態では、シリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２とに共用のＭＯＳトランジスタ４を有し、これをシリーズレギュレータ１とスイッチングレギュレータ２の出力トランジスタとして共通に使用するようにした。
このため、この実施形態によれば、出力トランジスタの共通化を図ることができ、全体として小型化が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の電源装置の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・シリーズレギュレータ、２・・・スイッチングレギュレータ、３・・・出力端子、４・・・共通のＭＯＳトランジスタ、５・・・スイッチ、１１、２１・・・誤差増幅器、２２・・・発振器、２３・・・比較回路、２４・・・プリドライブ回路、２５・・・ＭＯＳトランジスタ。
【図１】
2007202291.tif 000003