(57)【要約】【課題】低消費電力モードであっても適切に動作する電源切り替え回路を提供する。【解決手段】第１電源電圧（Ｖ１）を受ける第１電源電圧供給端（１１）の第１電流（Ｉ１）を出力端（Ｎ２）に供給する第１電流経路（２）と、第２電源電圧（Ｖ２）を受ける第２電源電圧供給端（１３）の第２電流（Ｉ２）を出力端（Ｎ２）に供給する第２電流経路（３）と、第１電源電圧（Ｖ１）に基づいて第２電流経路（３）の電流を制御する制御回路（４）とを具備する電源切り替え回路を構成する。第２電流経路（３）は、第２電源電圧供給端（１３）と出力端（Ｎ２）との間に設けられたＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）を備えるものとする。そして、制御回路（４）は、第１電源電圧（Ｖ１）が所定の電圧よりも低いとき、所定の電圧に応じたゲート電圧をＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）のゲートに印加して、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）を活性化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源から供給される第１電源電圧を受ける第１電源電圧供給端を有し、前記第１電源電圧供給端を流れる第１電流を出力端に供給する第１電流経路と、
第２電源から供給される第２電源電圧を受ける第２電源電圧供給端を有し、前記第２電源電圧供給端を流れる第２電流を前記出力端に供給する第２電流経路と、
前記第１電源電圧に基づいて前記第２電流経路の電流を制御する制御回路と
を具備し、
前記第１電流経路は、
前記第２電源電圧に依存することなく前記第１電源電圧供給端と前記出力端との接続を維持し、
前記第２電流経路は、
前記第２電源電圧供給端と前記出力端との間に設けられたＰチャネルＭＯＳトランジスタを備え、
前記制御回路は、
前記第１電源電圧が所定の電圧よりも低いとき、前記所定の電圧に応じたゲート電圧を前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに印加して、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタを活性化させる
電源切り替え回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電源切り替え回路において、
前記制御回路は、
前記第１電源電圧が所定の範囲内のとき、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタを非活性化させて前記第２電流経路を遮断する
電源切り替え回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源切り替え回路において、
前記制御回路は、
前記第１電源電圧が所定の範囲よりも低い電圧のとき、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタを活性化させて、前記第１電流経路と前記第２電流経路の各々を有効にする
電源切り替え回路。
【請求項４】
請求項３に記載の電源切り替え回路において、
前記制御回路は、
前記第１電源電圧が所定の範囲内のとき、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタの閾値電圧以上の電圧を印加し、
前記第１電源電圧が前記所定の範囲よりも低い電圧のとき、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタの閾値電圧よりも低い電圧を印加する
電源切り替え回路。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の電源切り替え回路において、
前記制御回路は、
直列に接続された複数のダイオードを有するダイオード列と、
抵抗分圧回路と
を備え、
前記ダイオード列は、
前記第１電源電圧供給端と前記抵抗分圧回路との間に配置され、
前記抵抗分圧回路は、
前記ダイオード列と接地端との間に配置され、
前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタの前記ゲートは、
前記抵抗分圧回路の中間に接続される
電源切り替え回路。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の電源切り替え回路において、
前記第１電流経路は、
前記第１電源電圧供給端と前記出力端との間に設けられた第１整流器を備え、
前記第２電流経路は、
前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記出力端との間に設けられた第２整流器を備える
電源切り替え回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源切り替え回路に関し、特に、複数の電源と出力端との接続を選択的に切り替える電源切り替え回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の異なる電圧が電源電圧として供給される半導体集積回路が知られている。複数の異なる電圧が電源電圧として供給される半導体集積回路としては、例えば、高電圧（以下、外部電源電圧ＶＢＡＴと記載する）が供給される高電圧電源端と、低電圧（以下、電源電圧ＶＣＣと記載する）が供給される低電圧電源端とを備えたＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）規格に準拠したトランシーバＩＣなどが知られている。ＦｌｅｘＲａｙは車載ネットワークの規格の一つであり、従来の車載ネットワークの１つであるＣＡＮ（登録商標）と比較して、１０倍も高速に通信データを送受信することが可能となっている。
【０００３】
ＦｌｅｘＲａｙ規格のトランシーバＩＣには、通常時は、外部電源電圧ＶＢＡＴに対応した電流が高電圧電源端から供給されている。また、ＦｌｅｘＲａｙ規格のトランシーバＩＣは、何らかの要因で高電圧電源からの電流が供給されなくなった場合であっても、内部のＬｏｇｉｃ回路などを動作させなければならない。そのため、ＦｌｅｘＲａｙトランシーバには、電源電圧ＶＣＣに対応した電流を受け取ることも可能である。
【０００４】
そのトランシーバＩＣのような半導体集積回路において、その複数の電圧（外部電源電圧ＶＢＡＴや電源電圧ＶＣＣ）を選択するための電源選択回路に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、複数の電源端子の電圧設定にあたり、各電源端子の制限を受けることなく電圧を設定できるようにするための技術が開示されている。
【０００５】
図１は、特許文献１に記載の電源選択回路の構成を示す回路図である。特許文献１に記載の電源選択回路は、複数の電源端子に接続される抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、それらの抵抗Ｒ１〜Ｒ４からの出力を比較するコンパレータ１０１と、このコンパレータ１０１の出力を波形整形するインバータ１０２、１０３と、これらのインバータ１０２、１０３の出力によりＯＮ／ＯＦＦするＰ型ＭＯＳトランジスタ１０４、１０６と、これらのＰ型ＭＯＳトランジスタ１０４、１０６がＯＮしていないときに電圧を供給するダイオード１０５、１０７とを備えている。その電源選択回路は、各電源端子の電圧Ｖ１、Ｖ２をコンパレータ１０１で比較し、その比較結果により、最も高い電圧を出力電圧Ｖ０としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦｌｅｘＲａｙ規格のトランシーバＩＣにおいては、外部電源電圧ＶＢＡＴが正常に印加されている場合には、低電圧電源端を介した電流の供給が禁止されていることが好ましい。そのため、電源電圧ＶＣＣに対応した電流を制御する電源切り替え回路が必要となる。
【０００８】
上述の特許文献１に記載された回路を、ＦｌｅｘＲａｙ規格のトランシーバＩＣの電源切り替え回路に適用させた場合、その電源切り替え回路には、コンパレータ１０１の回路電流や、抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ４に流れる電流などが消費電流として流れることになる。トランシーバＩＣは低消費電力モードで動作する場合があり、上述の特許文献１の回路では回路電流が多くなり、低消費電力モードでの適切な動作を実現させることが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
上記の課題を解決するために、第１電源から供給される第１電源電圧（Ｖ１）を受ける第１電源電圧供給端（１１）を有し、第１電源電圧供給端（１１）を流れる第１電流（Ｉ１）を出力端（Ｎ２）に供給する第１電流経路（２）と、第２電源から供給される第２電源電圧（Ｖ２）を受ける第２電源電圧供給端（１３）を有し、第２電源電圧供給端（１３）を流れる第２電流（Ｉ２）を出力端（Ｎ２）に供給する第２電流経路（３）と、第１電源電圧（Ｖ１）に基づいて第２電流経路（３）の電流を制御する制御回路（４）とを具備する電源切り替え回路を構成する。ここで、第１電流経路（２）は、第２電源電圧（Ｖ２）に依存することなく第１電源電圧供給端（１１）と出力端（Ｎ２）との接続を維持する。また、第２電流経路（３）は、第２電源電圧供給端（１３）と出力端（Ｎ２）との間に設けられたＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）を備えるものとする。そして、制御回路（４）は、第１電源電圧（Ｖ１）が所定の電圧よりも低いとき、所定の電圧に応じたゲート電圧をＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）のゲートに印加して、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（５）を活性化させる。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、低消費電力モードであっても適切に動作する電源切り替え回路を提供すること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、特許文献１に記載の電源選択回路の構成を示す回路図である。
【図２】図２は、本実施形態の電源切り替え回路１の構成を例示する回路図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１電圧Ｖ１が低い場合の電源切り替え回路１の動作を例示する回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１電圧Ｖ１が適切な場合の電源切り替え回路１の動作を例示する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下の実施形態において、電源切り替え回路１が、ＦｌｅｘＲａｙ規格のトランシーバＩＣに適用される場合を例示して説明を行う。
【００１４】
図２は、本実施形態の電源切り替え回路１の構成を例示する回路図である。本実施形態の電源切り替え回路１は、第１電流経路２と、第２電流経路３と、制御回路４とを備えている。第１電流経路２は、第１電圧Ｖ１を受ける第１電源電圧供給端１１と、第１ダイオード１２とを備えている。第１ダイオード１２の入力端（アノード）は、第１ノードＮ１を介して第１電源電圧供給端１１に接続されている。第１ダイオード１２の出力端（カソード）は、第２ノードＮ２に接続されている。第１ダイオード１２は、逆流防止ダイオードとして機能している。第１電流経路２は、第１電源電圧供給端１１を流れる第１電流Ｉ１を、第１ダイオード１２を介して、第２ノードＮ２に供給している。
【００１５】
第２電流経路３は、第２電圧Ｖ２を受ける第２電源電圧供給端１３と、第２ダイオード１４と、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５とを備えている。第２ダイオード１４の入力端（アノード）は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５を介して第２電源電圧供給端１３に接続されている。第２ダイオード１４の出力端（カソード）は、第２ノードＮ２に接続されている。第２ダイオード１４は、逆流防止ダイオードとして機能している。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５は、電源端は、第２電源電圧供給端１３に接続され、接地端は第２ダイオード１４に接続されている。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５のゲートは、第３ノードＮ３に接続されている。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５は、第３ノードＮ３の電圧に応じて活性化される。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５が活性化したとき、第２電流経路３は、第２電源電圧供給端１３を流れる第２電流Ｉ２を、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５と第２ダイオード１４を介して、第２ノードＮ２に供給する。
【００１６】
制御回路４は、ダイオード列１５と抵抗分圧回路１６とを備えている。ダイオード列１５を構成する複数のダイオードの第１段目のダイオードは、第１ノードＮ１を介して第１電源電圧供給端１１に接続されている。ダイオード列１５を構成する複数のダイオードの最終段目のダイオードは、抵抗分圧回路１６に接続されている。抵抗分圧回路１６は、複数の抵抗性素子を備えている。その複数の抵抗性素子の中間である第３ノードＮ３は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５のゲートに接続されている。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５のゲートに印加される電圧は、第１電源電圧供給端１１の第１電圧Ｖ１を、ダイオード列１５によってダイオードＮ個分降下させ、抵抗分圧回路１６で分圧した電圧である。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５は、第１電圧Ｖ１が高い時にＯＦＦし、低い時にＯＮする。ＯＮ／ＯＦＦのしきい値は、ダイオード列１５を構成するダイオードの個数や、抵抗分圧回路１６の抵抗の分圧で調整できる。
【００１７】
本実施形態の電源切り替え回路１は、レギュレータ（図示されず）を介してバッテリー（図示されず）に接続されている。そのバッテリーは、そのレギュレータを介して外部電源電圧ＶＢＡＴを供給しているものとする。また電源切り替え回路１には、電源電圧ＶＣＣが供給されているものとする。
ここにおいて、以下の実施形態では、
外部電源電圧ＶＢＡＴ＝第１電圧Ｖ１
電源電圧ＶＣＣ＝第２電圧Ｖ２
である場合を例示する。その外部電源電圧ＶＢＡＴとしては、例えば、６．５Ｖ〜１８Ｖの範囲の電圧が、動作電圧範囲として与えられているものとする。また、電源電圧ＶＣＣとしては、例えば、４．７５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲の電圧が、動作電圧範囲として与えられているものとする。
【００１８】
図３Ａは、本実施形態の電源切り替え回路１において、第１電圧Ｖ１が、上記の動作範囲電圧よりも低い場合の電源切り替え回路１の動作を例示する回路図である。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５のしきい値電圧Ｖｔｈとして、外部電源電圧ＶＢＡＴの動作範囲電圧における最低電圧が設定されていた場合、
第１電圧Ｖ１＜しきい値電圧Ｖｔｈ（Ｖｇｓ＜Ｖｔｈ）
となったとき、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５が活性化される。
図３Ａに示されているように、本実施形態の電源切り替え回路１において、制御回路４は、第１電圧Ｖ１に比例したゲート電圧をダイオードと抵抗の分圧で生成している。そのゲート電圧をＰチャネルＭＯＳトランジスタ５に印加している。第１電圧Ｖ１に比例した電圧をダイレクトにＰチャネルＭＯＳトランジスタ５のゲート電圧に入力するため、本実施懈怠の電源切り替え回路１は、ダイオード列１５と抵抗分圧回路１６に流れる電流しか必要としない。
【００１９】
図３Ｂは、本実施形態の電源切り替え回路１において、第１電圧Ｖ１が、上記の動作範囲電圧よりも高い場合の電源切り替え回路１の動作を例示する回路図である。
第１電圧Ｖ１≧しきい値電圧Ｖｔｈ（Ｖｇｓ＜Ｖｔｈ）
となったとき、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５は非活性化され、第２電流経路３における第２電源電圧供給端１３と第２ノードＮ２との接続が禁止される。
【００２０】
本実施形態の電源切り替え回路１は、第１電源電圧供給端１１に供給される第１電圧Ｖ１が、十分な電源電圧である場合、第２電源電圧供給端１３を介して供給される電流が、第２ノードＮ２に流れることを抑制することができる。また、第１電源電圧供給端１１に十分な電源電圧がかかっていない時は、第１電圧Ｖ１の電圧によって、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５をＯＮ／ＯＦＦすることができる。本実施形態の電源切り替え回路１は、第２電流経路３を有効にする場合に、制御回路４に流れる電流しか必要としない。したがって、低消費電力モードであっても、適切に電源の切り替えを行うことが可能となる。
【００２１】
以上、本願発明の実施の形態を具体的に説明した。本願発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１…電源切り替え回路
２…第１電流経路
３…第２電流経路
４…制御回路
５…ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
１１…第１電源電圧供給端
１２…第１ダイオード
１３…第２電源電圧供給端
１４…第２ダイオード
１５…ダイオード列
１６…抵抗分圧回路
Ｎ１…第１ノード
Ｎ２…第２ノード
Ｎ３…第３ノード
Ｉ１…第１電流
Ｉ２…第２電流
Ｖ１…第１電圧（ＶＢＡＴ）
Ｖ２…第２電圧（ＶＣＣ）
Ｖ０…出力電圧
ＶＢＡＴ…外部電源電圧
ＶＣＣ…電源電圧
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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