(57)【要約】【課題】保護回路を動作させる必要がないときは保護回路を動作させないようにして消費電流の削減を図った低消費電流回路および低消費電流化が可能なボルテージレギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータを提供すること。【解決手段】ボルテージレギュレータのIC内部に、従来の回路素子に加えて、出力電流モニタ回路ＩＭ１とスイッチ１（ＳＷ１）をさらに内蔵している。出力電流モニタ回路ＩＭ１により出力電流をモニタし、その値によってスイッチ1（ＳＷ１）をコントロールして不要な場合はスイッチ１（ＳＷ１）を断にして保護回路１（Ｈ）を動作させないようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護回路と該保護回路の動作を停止させるためのスイッチを有する低消費電流回路であって、該低消費電流回路の出力電流を検出する出力電流モニタ回路を備え、該モニタ回路により前記出力電流が所定の値より小さいときに前記スイッチを制御して前記保護回路の動作を停止させることを特徴とする低消費電流回路。
【請求項２】
前記所定の値は、複数の抵抗または複数のトランジスタを用意し、それらを選択的にレーザトリミングすることによって設定したことを特徴とする請求項１記載の低消費電流回路。
【請求項３】
前記モニタ回路は、前記低消費電流回路に内蔵または外付けされることを特徴とする請求項１または２記載の低消費電流回路。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の低消費電流回路を備えたことを特徴とする
ボルテージレギュレータ。
【請求項５】
請求項１〜３いずれかに記載の低消費電流回路を備えたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保護回路を備えた回路の低消費電流技術に係り、特にボルテージレギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの電源用回路の低消費電流化に有効である。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用の各種電子機器が普及しているが、今後ますます要求が高まっていく省エネルギー化や環境への配慮からICの低消費電流化は避けられない課題である。しかしながら技術の発展とともに電源ICには高機能化、高精度化が求められており、これによる回路規模の拡大が消費電流の増大を招いている。回路規模が大きくなっても回路全体の消費電流を抑えることが課題である。
【０００３】
図４は、保護回路（過電流保護回路）Ｈを備えた従来のボルテージレギュレータの基本ブロック図である。
同図において、出力ドライバトランジスタＭ２から出力される出力電圧Ｖｏｕｔを抵抗Ｒ１とＲ２で分割し、それを差動増幅器DAの一方の入力（−）に帰還し、差動増増幅器ＤＡの他方の入力（＋）には電流源ＩＳ、電圧源Ｖで生成される基準となる電圧を入力し、この差動増幅器ＤＡの出力を出力ドライバトランジスタＭ２のゲートに印加し、この出力ドライバトランジスタＭ２のオンオフを制御することによってボルテージレギュレータの出力の定電圧化を図っている。
【０００４】
このボルテージレギュレータにおいては保護回路Ｈは常時動作しており、保護回路Ｈの消費電流I1も常時流れている。しかし、一般的には数百mA以上で過電流保護を行うので、低出力電流(数十mA)で通常動作している状況においては出力電流のマージンもあり保護回路Ｈは役に立っていない。保護回路Ｈは万一のための回路であり、危険な状態から十分マージンがある場合においては必ずしも動作している必要はない。
【０００５】
また、ICの発熱量は｛(入力電圧-出力電圧)×出力電流｝で求められる。これからわかるようにICが低出力電流動作をしている場合、ICの発熱量は小さく過熱保護回路が必要ない。このように低出力電流動作時に不要な保護回路も多い。ICの多機能化により保護回路規模が大きくなってくるとそこで消費される電流を無視することはできない。なお、電源部の異常検出に関しては、例えば特開２００２−０９５１６１号公報を参照されたい。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０９５１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来のボルテージレギュレータにおいては、低出力電流(数十mA)で通常動作している状況においては保護回路Ｈは役に立っていないにもかかわらず、保護回路Ｈは常時動作しており、消費電流I1も常時流れていて無駄な消費電流が費やされているという問題がある。
【０００８】
本発明は、保護回路を動作させる必要がないときは保護回路を動作させないようにして消費電流の削減を図った低消費電流回路（請求項１〜３）および低消費電流化が可能なボルテージレギュレータ（請求項４）、ＤＣ−ＤＣコンバータ（請求項５）を提供することを目的としている。特に、請求項２では保護回路を動作させる閾値となる出力電流をウエハプロセスの後工程で設定できるようにし歩留り向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために。電源ICの出力電流値をモニタし、ある出力電流値を超えた場合つまり必要な場合だけ保護回路を動作させ、それ以外の場合には不要な保護回路の動作を停止させるようにし、通常動作における低消費電流化を達成するようにしたものである。
【００１０】
具体的には、
請求項１記載の発明は、保護回路と該保護回路の動作を停止させるためのスイッチを有する低消費電流回路であって、該低消費電流回路の出力電流を検出する出力電流モニタ回路を備え、該モニタ回路により前記出力電流が所定の値より小さいときに前記スイッチを制御して前記保護回路の動作を停止させることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記所定の値を、複数の抵抗または複数のトランジスタを用意し、それらを選択的にレーザトリミングすることによって設定したことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、前記モニタ回路を、低消費電流回路に内蔵または外付けしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、上記低消費電流回路を備えたことを特徴とするボルテージレギュレータであり、請求項５記載の発明は、上記低消費電流回路を備えたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータである。
【発明の効果】
【００１３】
以下、本発明の効果を請求項ごとに述べる。
請求項1によれば、低出力電流動作している場合に不要な保護回路の動作を停止させることによって低消費電流化が可能になる。
【００１４】
請求項2によれば、後工程でしきい値となる出力電流を設定することを可能にしているので、IC間のばらつき低減、歩留りの向上が期待できる。
請求項３によれば、出力電流モニタ回路をIC内蔵または外付けとすることで、回路規模の問題から内蔵が困難な場合には外付けにし、高精度にモニタしたい場合は外付けにするというように柔軟に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例）
本発明は、通常の低出力電流動作時に不要な保護回路の動作を停止し、回路全体の消費電流を抑えるものである。
【００１６】
（実施例の説明）
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係るボルテージレギュレータを説明するための図である。
【００１７】
本実施例のボルテージレギュレータは、ボルテージレギュレータのIC内部に図４の従来の回路素子に加えて、出力電流モニタ回路ＩＭ１とスイッチ１（ＳＷ１）をさらに内蔵している。出力電流モニタ回路ＩＭ１により出力電流をモニタし、その値によってスイッチ1（ＳＷ１）をコントロールして不要な場合はスイッチ１（ＳＷ１）を断にして保護回路１（Ｈ）を動作させないようにしたものである。
【００１８】
図２は、図１の出力電流モニタ回路ＩＭ１のさらに詳しい構成を示した図である。図２に示すように、図１の出力電流モニタＩＭ１を出力ドライバトランジスタＭ2のカレントミラートランジスタＭ1と電流モニタＩＭ２によって構成し、ある出力電流のしきい値を超えるまでスイッチ１（ＷＳ１）をオフしている。これによって保護回路１（Ｈ）は動作しないが、先に示したような理由により全く問題ない。
【００１９】
このとき保護回路Ｈの消費電流I1はゼロになる。所定の出力電流のしきい値を超えた場合はICの過熱等の危険があるので、それを電流モニタＩＭ２で検出してスイッチ１（ＷＳ１）をオンにして保護回路Ｈを動作させる。これにより保護回路Ｈは必要なときのみに動作させることが可能である。
【００２０】
図２は、出力ドライバトランジスタＭ2とそのカレントミラートランジスタＭ1をMOSトランジスタで構成しているが、MOSトランジスタ以外のトランジスタで構成した場合も同様である。また、出力電圧のしきい値は抵抗またはトランジスタをあらかじめ複数個を設けておき、選択的にレーザトリミングすることによって任意の値に設定可能にすることで精度が向上するだけではなく、歩留りの向上を図ることができる。
【００２１】
図３は、図１の出力電流モニタ回路ＩＭ１のさらに別の構成を示した図である。図３の例では、図１の出力電流モニタＩＭ１をボルテージレギュレータICの外部に出力電流モニタＩＭ３を設け、該出力電流モニタＩＭ３からの信号を端子Aに入力した例である。
【００２２】
高精度の出力電流モニタをIC内蔵とすることは回路規模の問題から困難な場合がある。このような場合には図３のように出力電流モニタＩＭ３を外付けとするのが便利である。これによってある出力電流のしきい値を超えるまでスイッチ１（ＷＳ１）をオフされ、保護回路１（Ｈ）も動作しないが、先に示したような理由により全く問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るボルテージレギュレータを説明するための図である。
【図２】図１の出力電流モニタ回路ＩＭ１のさらに詳しい構成を示した図である。
【図３】図１の出力電流モニタ回路ＩＭ１のさらに別の構成を示した図である。
【図４】保護回路を備えた従来のボルテージレギュレータの基本ブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｈ：保護回路（過電流保護回路）、
Ｍ１：カレントミラートランジスタ、
Ｍ２：出力ドライバトランジスタ、
Ｒ１，Ｒ２：抵抗、
Ｖｏｕｔ：出力電圧、
ＤＡ：差動増幅器、
Ｖ：電圧源、
ＩＭ１，ＩＭ２：出力電流モニタ、
ＳＷ１，ＳＷ２：スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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