TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021022067
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210218
出願番号2019137128
出願日20190725
発明の名称集積回路装置
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人個人,個人
主分類G05F 1/56 20060101AFI20210122BHJP(制御;調整)
要約【課題】レギュレータ回路を内蔵した集積回路装置において、無駄な電力の消費を抑えることを目的とする。
【解決手段】第1レギュレート電圧を生成する第1レギュレータ回路と、第2レギュレート電圧を生成する第2レギュレータ回路と、前記第1レギュレータ回路と前記第2レギュレータ回路とを択一的に選択して一方をオン状態、他方をオフ状態とする制御回路と、を有し、前記制御回路は、負荷が所定の負荷電流以上である場合に前記第2レギュレータ回路をオン状態とし、負荷が前記所定の負荷電流未満である場合に前記第1レギュレータ回路をオン状態とすることを特徴とする集積回路装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1レギュレート電圧を生成する第1レギュレータ回路と、
第2レギュレート電圧を生成する第2レギュレータ回路と、
前記第1レギュレータ回路と前記第2レギュレータ回路とを択一的に選択して一方をオン状態、他方をオフ状態とする制御回路と、を有し、
前記制御回路は、負荷が所定の負荷電流以上である場合に前記第2レギュレータ回路をオン状態とし、負荷が前記所定の負荷電流未満である場合に前記第1レギュレータ回路をオン状態とすることを特徴とする集積回路装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記第2レギュレータ回路は、前記第1レギュレータ回路よりも消費電力が大きく、
前記第2レギュレート電圧は、前記第1レギュレート電圧と比較して、重負荷時の電圧変動率が低いことを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。
【請求項3】
前記第1レギュレータ回路に接続された電圧監視回路を備え、
前記制御回路が前記第2レギュレータ回路をオフ状態からオン状態へ遷移させ、前記電圧監視回路により前記第2レギュレート電圧が基準値に達したことが検出された場合に、前記第1レギュレータ回路がオフ状態となり、前記負荷に前記第2レギュレート電圧を供給することを特徴とする請求項1又は2に記載の集積回路装置。
【請求項4】
前記第1レギュレータ回路は、第1回路部と第1出力段とを有し、
前記制御回路は、前記第1レギュレータ回路をオフ状態とする場合に、前記第1レギュレータ回路の前記第1出力段のみをオフ状態とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の集積回路装置。
【請求項5】
前記制御回路は、前記第2レギュレータ回路をオン状態からオフ状態へ遷移させる際に、
前記第1レギュレータ回路の前記第1出力段をオン状態とすることを特徴とする請求項4に記載の集積回路装置。
【請求項6】
外部より電源電圧が印加され、内部において電源電圧の立ち上りが完了した後、前記制御回路は、前記第1レギュレータ回路をオフ状態からオン状態へと遷移させ、かつ前記第2レギュレータ回路をオフ状態とし、前記第1レギュレート電圧が所定の電圧に到達するまでは起動状態とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の集積回路装置。
【請求項7】
前記第1レギュレータ回路及び前記第2レギュレータ回路は、それぞれリニアレギュレータであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の集積回路装置。
【請求項8】
センサが接続され、前記センサを駆動してセンサ値を取得するアナログ回路を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の集積回路装置。
【請求項9】
前記制御回路は、前記センサ値を取得するアクティブ時には前記第2レギュレータ回路をオン状態とし、前記センサ値を取得しないスリープ時には前記第1レギュレータ回路をオン状態とすることを特徴とする請求項8に記載の集積回路装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路装置に関する。
続きを表示(約 4,800 文字)【背景技術】
【0002】
一般に半導体集積回路装置は、当該装置の微細化に伴ってトランジスタの耐性が低下することから、電源電圧からトランジスタの耐性に応じた内部電圧を生成するためにレギュレータ回路が内蔵している。また、レギュレータ回路は、当該装置内での内部電圧の変動を抑える(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このようなレギュレータ回路を内蔵した集積回路装置は、例えば、MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)センサを駆動し、当該センサからの出力信号を信号処理するセンサ用集積回路装置として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2014−106990号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の集積回路装置では、レギュレータ回路は、内部電圧を供給する負荷回路の負荷に応じた電流能力を有する必要がある。
【0006】
また、特許文献1に記載の集積回路装置の構成では、レギュレータ回路が内部電圧を供給する負荷回路の負荷は、当該装置の動作状態に応じて異なり、アクティブ時の負荷はスリープ時よりも重負荷になることから、レギュレータ回路を、アクティブ時の負荷に耐え得る電流能力を有するように設計する必要がある。
【0007】
しかし、レギュレータ回路は、電流能力が大きいほど消費電力が大きくなるため、アクティブ時の負荷に耐える電流能力を有するようにレギュレータ回路を設計した場合には、スリープ時には電力が無駄に消費されてしまうという問題がある。
【0008】
本発明は、レギュレータ回路を内蔵した集積回路装置において、無駄な電力の消費を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
開示の技術は、第1レギュレート電圧を生成する第1レギュレータ回路と、第2レギュレート電圧を生成する第2レギュレータ回路と、前記第1レギュレータ回路と前記第2レギュレータ回路とを択一的に選択して一方をオン状態、他方をオフ状態とする制御回路と、を有し、前記制御回路は、負荷が所定の負荷電流以上である場合に前記第2レギュレータ回路をオン状態とし、負荷が前記所定の負荷電流未満である場合に前記第1レギュレータ回路をオン状態とすることを特徴とする集積回路装置である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、レギュレータ回路を内蔵した集積回路装置において、無駄な電力の消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の一実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。
第2アナログ回路、第1デジタル回路、第2デジタル回路、及びセンサの詳細を例示する図である。
第1レギュレータ回路及び第2レギュレータ回路の構成を示すブロック図である。
第1レギュレータ回路及び第2レギュレータ回路を構成するリニアレギュレータを示す回路図である。
消費電力が小さい第1レギュレータ回路の動作を例示する図である。
消費電力が大きい第2レギュレータ回路の動作を例示する図である。
第1レギュレータ回路及び第2レギュレータ回路の動作タイミングを説明するタイミング図である。
アクティブ時における動作の詳細を説明する図である。
各動作状態における各回路の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0013】
<実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、集積回路装置100は、センサ200の駆動と、センサ200からのアナログのセンサ信号を調整するアナログフロントエンド(AFE)である。集積回路装置100は、マイコンなどのデジタル信号処理装置(図示せず)とセンサ200との間に接続される。集積回路装置100は、半導体チップにより形成された半導体集積回路である。
【0014】
集積回路装置100は、第1レギュレータ回路110と、第2レギュレータ回路120と、第1アナログ回路130と、第2アナログ回路140と、第1デジタル回路150と、第2デジタル回路160とを有する。
【0015】
第1レギュレータ回路110及び第2レギュレータ回路120は、集積回路装置100に外部(マイコン等)から端子P1を介して供給される電源電圧VDDを降圧してレギュレート電圧VRGを生成し、これ内部電圧として集積回路装置100内の各部へ供給する。
【0016】
詳しくは後述するが、第1レギュレータ回路110及び第2レギュレータ回路120は、リニアレギュレータである。第1レギュレータ回路110の消費電力は、第2レギュレータ回路120の消費電力よりも小さい。第1レギュレータ回路110及び第2レギュレータ回路120は、択一的に選択されて、一方がオン状態、他方がオフ状態となる。負荷が所定の負荷電流以上である場合に第2レギュレータ回路120がオン状態となり、負荷が所定の負荷電流未満である場合に第1レギュレータ回路110がオン状態となる。なお、電流検出回路で検出した負荷電流値によりレギュレータを切り替えても良い。または、動作状態による負荷の変化が事前にわかっている場合は、負荷を監視せずに負荷の動作状態に応じて制御回路によりレギュレータを切り替えても良い。
【0017】
また、第1レギュレータ回路110又は第2レギュレータ回路120により生成されるレギュレート電圧VRGは、端子P2に供給される。端子P2には、外付けの負荷容量170が接続されている。
【0018】
第1アナログ回路130は、電圧監視回路としてのパワーオンリセット(POR)回路やタイマーなどを有する。電圧監視回路は、電源電圧レベルが安定するまで、集積回路装置100の全体をリセット状態のまま維持する制御を行う。電圧監視回路は、後述するアクティブ時及びスリープ時の両方において動作する。タイマーは、アクティブ時に、第2レギュレータ回路120に含まれるA/D変換回路143(図2参照)を間欠動作させる際に動作し、スリープ時には動作を停止する。
【0019】
第2アナログ回路140は、センサ200から端子P3を介して入力されるアナログのセンサ信号を変換する処理を行う。
【0020】
図2は、第2アナログ回路140、第1デジタル回路150、第2デジタル回路160、及びセンサ200の詳細を例示する図である。
【0021】
図2に示すように、センサ200は、例えば、MEMSセンサの一種であり、ここでは、相対湿度を計測する湿度センサとする。本実施形態では、センサ200は、例えば、湿度に応じて静電容量が変化する湿度検出用キャパシタ201と、静電容量が湿度に依存せず一定である参照用キャパシタ202とを有する。湿度検出用キャパシタ201は、端子P3aと端子P4との間に接続されている。参照用キャパシタ202は、端子P3bと端子P4との間に接続されている。端子P3a及び端子P3bは、図1に示す端子P3に対応する。
【0022】
第2アナログ回路140は、駆動回路141、CV変換回路142、A/D変換回路143などを有する。駆動回路141は、矩形波の交流駆動信号である第1駆動信号DRV1と、矩形波の交流駆動信号であって第1駆動信号DRV1とは逆位相の第2駆動信号DRV2とを生成する。駆動回路141は、第1駆動信号DRV1を、端子P3aを介して湿度検出用キャパシタ201に印加し、第2駆動信号DRV2を、端子P3bを介して参照用キャパシタ202に印加する。
【0023】
以下、第1駆動信号DRV1がハイレベルで、第2駆動信号DRV2がローレベルである期間を第1電荷転送期間とし、第1駆動信号DRV1がローレベルで、第2駆動信号DRV2がハイレベルである期間を第2電荷転送期間とする。
【0024】
CV変換回路142は、スイッチトキャパシタ方式の電荷電圧変換回路である。CV変換回路142は、第1電荷転送期間にセンサ200から出力される信号電荷と、第2電荷転送期間にセンサ200から出力される信号電荷とをそれぞれ端子P4を介して取得する。CV変換回路142は、取得した各信号電荷を電圧に変換してA/D変換回路143に入力する。
【0025】
A/D変換回路143は、差動入力方式のADコンバータであって、CV変換回路142から入力された2つの電圧値の差分値をデジタル信号に変換して出力する。この差分値が相対湿度の測定値に相当する。A/D変換回路143から出力されたデジタル信号は、第2デジタル回路160に入力される。
【0026】
第2デジタル回路160は、補正演算回路161、不揮発性記憶部162などを有する。補正演算回路161は、第2アナログ回路140から入力されるデジタル信号に対して補正演算を行うデジタルフィルタである。不揮発性記憶部162は、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、補正演算回路161により補正演算が行われたデジタル信号(センサ値)を記憶する。
【0027】
また、第2デジタル回路160は、第1レギュレータ回路110及び第2レギュレータ回路120に接続されている(図1参照)。図1に示すスイッチSWは、第1デジタル回路150から出力される後述するイネーブル信号EN2に応じて、オン状態又はオフ状態となる。スイッチSWは、後述するアクティブ時にオン状態となる。スイッチSWは、スリープ時におけるリーク電流を低減するために設けられている。
【0028】
第1デジタル回路150は、制御回路151、レジスタ152、通信回路153などを有する。制御回路151は、集積回路装置100内の各部を制御する。第2アナログ回路140及び第2デジタル回路160は、動作が制御回路151により制御され、センサ値を取得するアクティブ時に動作を行い、センサ値を取得しないスリープ時には動作しない。
【0029】
レジスタ152は各種情報を記憶する。通信回路153は、I2C通信等のシリアル伝送方式の通信を行う通信回路である。通信回路153は、不揮発性記憶部162や、外部のマイコンとの間でデータ通信を行う。このように通信回路153が外部のマイコンとの間でと常時データ通信を行うため、第1デジタル回路150をスリープ時にも動作させる構成としている。
【0030】
図3は、第1レギュレータ回路110及び第2レギュレータ回路120の構成を示すブロック図である。以下、第1レギュレータ回路110により生成されるレギュレート電圧を第1レギュレート電圧VRG1といい、第2レギュレータ回路120により生成されるレギュレート電圧を第2レギュレート電圧VRG2という。第1レギュレート電圧VRG1と第2レギュレート電圧VRG2とは同一の電圧レベルである。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

ミネベアミツミ株式会社
歯車
ミネベアミツミ株式会社
玉軸受
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
ファン
ミネベアミツミ株式会社
モータ
ミネベアミツミ株式会社
光学部材
ミネベアミツミ株式会社
モーター
ミネベアミツミ株式会社
回転装置
ミネベアミツミ株式会社
制御装置
ミネベアミツミ株式会社
回転機器
ミネベアミツミ株式会社
回転装置
ミネベアミツミ株式会社
通信装置
ミネベアミツミ株式会社
レゾルバ
ミネベアミツミ株式会社
遠心ファン
ミネベアミツミ株式会社
遠心ファン
ミネベアミツミ株式会社
遠心送風機
ミネベアミツミ株式会社
ファン装置
ミネベアミツミ株式会社
湿度センサ
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
遊星歯車装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
トルクセンサ
ミネベアミツミ株式会社
ファンモータ
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
トルクセンサ
ミネベアミツミ株式会社
遊星歯車装置
ミネベアミツミ株式会社
集積回路装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
面状照明装置
ミネベアミツミ株式会社
シリンジポンプ
続きを見る