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公開番号2025103744
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221353
出願日2023-12-27
発明の名称電源回路
出願人ディー・クルー・テクノロジーズ株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/07 20060101AFI20250702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】従来の電源回路によれば、チャージポンプ回路を用いて負荷回路に印加可能な最大電圧を維持した電圧で負荷回路に電源供給を行うことが難しい問題があった。
【解決手段】本発明の電源回路は、チャージポンプ回路11と、チャージポンプ回路11の出力容量と並列に接続され、出力制限抵抗RDLとスイッチ回路SWが直列接続された出力抑制回路と、負荷回路LD1に動作状態と非動作状態に切り替えることを指示するイネーブル信号ENを出力するイネーブル制御回路12と、を有し、出力制限抵抗RDLの抵抗値は、チャージポンプ回路11の電流供給能力と出力制限抵抗RDLにおける消費電流とが等しくなる定常状態においてチャージポンプ回路11の出力電圧が負荷端許容電圧以下となる値以下に設定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
負荷回路の最大定格電圧から前記負荷回路において事前に設定されたマージン電圧を引いて算出される負荷端許容電圧以上の最大出力電圧を無負荷時に出力可能な電源供給能力を備えるチャージポンプ回路と、
前記チャージポンプ回路の出力容量と並列に接続され、出力制限抵抗とスイッチ回路が直列接続された出力抑制回路と、
前記負荷回路に動作状態と非動作状態に切り替えることを指示するイネーブル信号を出力するイネーブル制御回路と、を有し、
前記出力制限抵抗の抵抗値は、前記チャージポンプ回路の電流供給能力と前記出力制限抵抗における消費電流とが等しくなる定常状態において前記チャージポンプ回路の出力電圧が前記負荷端許容電圧以下となる値以下に設定され、
前記イネーブル制御回路は、前記イネーブル信号により前記負荷回路を非動作状態に制御している期間に前記スイッチ回路を導通状態に制御する電源回路。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記出力制限抵抗の抵抗値は、前記チャージポンプ回路の電流供給能力と前記負荷回路における消費電流量とが等しくなる定常状態において前記チャージポンプ回路の出力電圧が、前記負荷回路が動作可能な電圧の下限値として設定される動作下限電圧以上になる値に設定される請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記イネーブル制御回路は、他の回路から与えられる動作開始信号が前記チャージポンプ回路に動作開始を指示してから、予め設定された一定期間の間、前記スイッチ回路を遮断状態、かつ、前記負荷回路を非動作状態に維持するように前記イネーブル信号を制御する請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
前記負荷回路は、出力トランジスタに前記チャージポンプ回路以外の電源回路から電源が供給され、前記出力トランジスタを制御する制御回路が前記チャージポンプ回路から電源の供給を受ける低ドロップアウト電圧レギュレータ回路である請求項１に記載の電源回路。
【請求項５】
前記イネーブル制御回路は、前記負荷回路が動作可能な電圧の下限値として設定される動作下限電圧よりも低い予備閾値電圧に前記チャージポンプ回路の出力電圧が達するまでの間、前記スイッチ回路を遮断状態に維持するようにイネーブル信号を制御する請求項１に記載の電源回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電源回路に関し、例えば、チャージポンプ回路により生成した出力電圧を負荷回路へ供給する電源回路に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
電子回路システムでは、外部電源からシステムに電力を供給し、外部電源の電源電圧をシステム内で電圧変換してシステム内回路に供給することで、外部電源が１つの電源電圧しか出力しない場合であっても、システム内で異なる電源電圧で動作する複数の回路を動作させることが行われる。そこで、システム内で外部電源が出力する電源電圧を変換する技術が特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の電源変動抑制装置は、活性化信号の入力に基づいて動作する負荷回路に接続されて、該負荷回路の動作に基づく電源の出力電流の変動を抑制する電源変動抑制装置であって、前記電源変動抑制装置は、前記負荷回路に流れる負荷電流に対し並列に消費電流を流す電流消費回路と、前記負荷電流の立ち上がり及び立下り時に、前記負荷電流と消費電流との総和である出力電流の変動を抑制するように、前記電流消費回路を制御するためのデジタル出力信号を生成するデータ生成回路と、前記デジタル出力信号をアナログ信号に変換した出力信号で、前記電流消費回路の消費電流を制御するＤ／Ａ変換器とから構成したものである。
【０００４】
特許文献２に記載の電源回路システムは、発振周波数を制御可能に構成され、発振出力信号を出力する発振回路と、前記発振出力信号に応じて、入力電圧を昇圧した昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路と、前記チャージポンプ回路の前記昇圧電圧を所定電圧に調整する電圧レギュレータ回路と、前記電圧レギュレータ回路に流れる第１の電流が第１の基準電流より小さい時に前記発振回路の発振周波数を高くし、前記第１の電流が前記第２の基準電流より大きい時に前記発振回路の発振周波数を低くし、前記第１の電流が第１の基準電流と前記第２の基準電流の間にある時は、前記発振回路の発振周波数を維持するように前記発振回路を制御する制御信号を出力する制御回路と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－２５８６１７号公報
特開２０１２－１０１７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、チャージポンプ回路を電力源として用いる電源回路では、出力電圧が昇圧段数の倍数に制限される特徴を有する。一方、電源回路から電力の供給を受ける負荷回路には、内部のトランジスタ等の素子の特性から決まる最大定格電圧が設定される。このような負荷回路を最大限高い電源電圧で動作させようとした場合に、チャージポンプ型電源回路を適用した場合、チャージポンプ回路の出力電圧が負荷回路の最大定格電圧を超えてしまい負荷回路の性能を落とさざるを得ない課題が発生する。
【０００７】
一方、特許文献１に記載の電源変動抑制装置は、電源回路からの出力電流が負荷回路が動作した状態と非動作となった状態とで変動しないように電流消費回路を制御するものである。しかし、特許文献１では、電源電圧は負荷回路の最大定格電圧以下に設定された状態で電源電圧の変動を抑制することはできるものの、負荷回路の最大定格電圧以上となってしまう電源電圧を負荷回路の最大定格電圧以下に抑制することが出来ず、上記課題は解決出来ない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の電源回路システムは、負荷回路の消費電流の変動に合わせてチャージポンプ回路の動作周波数を変更することで、チャージポンプ回路の出力電圧変動を抑制する。しかし、特許文献２においても、負荷回路の最大定格電圧以上となってしまうチャージポンプ回路の出力電圧を負荷回路の最大定格電圧以下に抑制することが出来ず、上記課題は解決出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電源回路の一態様は、負荷回路の最大定格電圧から前記負荷回路において事前に設定されたマージン電圧を引いて算出される負荷端許容電圧以上の最大出力電圧を無負荷時に出力可能な電源供給能力を備えるチャージポンプ回路と、前記チャージポンプ回路の出力容量と並列に接続され、出力制限抵抗とスイッチ回路が直列接続された出力抑制回路と、前記負荷回路に動作状態と非動作状態に切り替えることを指示するイネーブル信号を出力するイネーブル制御回路と、を有し、前記出力制限抵抗の抵抗値は、前記チャージポンプ回路の電流供給能力と前記出力制限抵抗における消費電流とが等しくなる定常状態において前記チャージポンプ回路の出力電圧が前記負荷端許容電圧以下となる値以下に設定され、前記イネーブル制御回路は、前記イネーブル信号により前記負荷回路を非動作状態に制御している期間に前記スイッチ回路を導通状態に制御する。
【００１０】
本発明にかかる電源回路は、出力制限抵抗を用いることで、チャージポンプ回路の出力電圧を、チャージポンプ回路の出力電圧の最大値よりも低く、負荷回路の最大定格電圧から前記負荷回路において事前に設定されたマージン電圧を引いて算出される負荷端電圧以下に抑制する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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