レギュレータ回路
【課題】 レギュレータ回路の保護機能が動作するタイミングを、レギュレータ回路等の状態に応じて変化させることができない。
【解決手段】 異なる短絡電流値が設定された複数の短絡保護回路３２と、異なる最大出力電流値が設定された複数の最大出力電流制御回路３１とを備える。そして、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５や機器２０の状態に応じて、電流制限回路１６として用いる短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択して、切り替える。
【解決手段】 異なる短絡電流値が設定された複数の短絡保護回路３２と、異なる最大出力電流値が設定された複数の最大出力電流制御回路３１とを備える。そして、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５や機器２０の状態に応じて、電流制限回路１６として用いる短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択して、切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流定電圧源として用いられるレギュレータ回路に関し、特に、出力する電流を制限するレギュレータ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来のレギュレータ回路４２を含むシステムの回路構成を示す回路図である。図１０には、レギュレータ回路４２の出力端に、負荷容量４５、負荷抵抗４６、およびレギュレータ回路４２の電力供給先である機器４７が接続されていることが例示されている。
【０００３】
図１１は、従来のレギュレータ回路４７に入力される信号と出力する電圧と電流とを示す説明図である。図１１には、レギュレータ回路が起動すると、突入電流が発生することが示されている。
【０００４】
複数のレギュレータ回路を含むシステムにおいて、複数のレギュレータ回路が同時に起動すると突入電流のピークが重なり、レギュレータ回路に供給される電圧が低下したり、レギュレータ回路および出力負荷が過電流によって過熱したり故障したりする場合がある。
【０００５】
そのような事態を避けるために、個々のレギュレータ回路の起動タイミングをずらすことによって突入電流のピークが重ならないようにする方法がある。しかし、それぞれのレギュレータ回路から電力供給を受けるそれぞれの負荷が同時に起動する必要がある場合などには、各レギュレータ回路の起動タイミングをずらすことができない。
【０００６】
また、一般に、レギュレータ回路の突入電流の大きさは、電流供給能力に依存するため、レギュレータ回路の電流供給能力を下げて突入電流を減らす方法がある。しかし、電流供給能力を、負荷（図１０に示す例では、機器４７）が定常動作中に必要とする電流を供給する能力以下に下げることはできない。
【０００７】
なお、負荷容量４５、負荷抵抗４６、または機器４７のいずれかが故障して接地電位との短絡状態になると、レギュレータ回路４２は大電流を出力し、過熱したり故障したりする場合がある。
【０００８】
そのような場合に備え、一般に、レギュレータ回路は、出力電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると出力電流を制限する最大出力電流制御機能や、出力端と接地電位との間のインピーダンスが低下して出力電圧が低下した場合に、予め設定されている短絡電流値まで出力電流を減少させる短絡保護機能を有する。図１０に示す例では、電流制限回路４３がそれらの機能を実現する。
【０００９】
図１２は、電流制限回路４３が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図１２では、最大出力電流値がＩｍ、短絡電流値がＩｓとして例示されている。レギュレータ回路４２の電流制限回路４３は、出力電流が最大出力電流値に達すると出力電圧を低下させ、出力電流を短絡電流値まで減少させる。
【００１０】
また、レギュレータ回路４２に、例えば、機器４７としてバイブレータが接続され、バイブレータの動作開始や動作停止をレギュレータ回路４２の動作開始や動作停止によって制御する場合、バイブレータの起動時にレギュレータ回路４２に大負荷がかかり、その後定常状態に遷移する。ここで、レギュレータ回路４２等を保護するために、定常状態に合わせて最大出力電流値や短絡電流値を小さく設定すると、大負荷がかかる起動時に電流制限回路４３が動作してしまう。その結果、レギュレータ回路４２が起動することができなかったり、バイブレータが動作開始しなかったりすることがある。
【００１１】
すなわち、レギュレータ回路には、接続されている出力負荷の状態によって、大電流が要求されるときと微少な電流が要求されるときとがある。しかし、従来のレギュレータ回路では、最大出力電流値と短絡電流値とは一定であり、大電流が要求されるときと微少な電流が要求されるときとで、異なる最大出力電流値と短絡電流値とを設定することができない。すなわち、最大出力電流値と短絡電流値とを、レギュレータ回路や機器の状態に応じた最適値に設定することができないという問題がある。
【００１２】
特許文献１には、入力された制御信号に応じて、過電流保護回路の動作点を変化させる電源装置が記載されている。
【００１３】
特許文献２には、出力電圧に応じて、過電流保護機能が動作する短絡電流値を変化させる装置が記載されている。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２３６４４号公報 （段落００１０〜００１４、図１）
【特許文献２】特開平１０−５２０３２号公報 （段落００３１〜００４４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献１に記載されている電源装置は、最大出力電流値と短絡電流値とを個別に設定することができない。
【００１６】
また、特許文献２に記載されている装置は、接続されている負荷の状態に応じて、過電流保護機能が動作する短絡電流値を変化させることができない。
【００１７】
そこで、本発明は、出力電流を制限する機能が動作するタイミングを切り替えるレギュレータ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によるレギュレータ回路は、接続された機器に電力を供給し、機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路であって、電流制限手段は、機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段と、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択する回路選択手段とを含み、複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されていることを特徴とする。
【００１９】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２０】
回路選択手段は、機器に出力される電圧を制御信号として、一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２１】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、信号を制御信号として、信号が入力されてから所定の時間経過後に一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２２】
本発明によるレギュレータ回路は、接続された機器に電力を供給し、機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路であって、電流制御手段は、機器に出力する電圧が所定の電圧以下になると、機器に出力する電流を予め設定されている短絡電流値まで減少させる複数の短絡保護手段と、制御信号にしたがって、複数の短絡保護手段から一の短絡保護手段を選択する回路選択手段とを含み、複数の短絡保護手段には、それぞれ異なる短絡電流値が予め設定されていることを特徴とする。
【００２３】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の短絡保護手段を選択してもよい。
【００２４】
回路選択手段は、機器に出力する電圧を制御信号として、一の短絡保護手段を選択してもよい。
【００２５】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、信号を制御信号として、信号が入力されてから所定の時間経過後に一の短絡保護手段を選択してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、回路選択手段が、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段または複数の短絡保護手段から、一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するため、レギュレータ回路や機器の状態に応じて電流制限手段が動作するタイミングを切り替えることができる。従って、最大出力電流値と短絡電流値とを、レギュレータ回路や機器の状態に応じた最適値に設定することができる。
【００２７】
回路選択手段が、ＣＰＵのレジスタ制御にしたがって一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、ＣＰＵが最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択することができる。
【００２８】
回路選択手段が、機器に出力する電圧に応じて一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、レギュレータ回路の外部から制御することなく、最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択させることができる。
【００２９】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号が入力されてから所定の時間経過後に、一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、レギュレータ回路の外部から制御することなく、最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
実施の形態１．
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明によるレギュレータ回路１５を含むシステムの第１の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００３１】
本発明のレギュレータ回路１５を含むシステムの第１の実施の形態は、レギュレータ回路１５、レギュレータ回路１５の出力端に接続された負荷容量１８、負荷抵抗１９、機器２０、およびレギュレータ回路１５に電力を供給する電源１１を含む。
【００３２】
レギュレータ回路１５は、演算増幅器（以下、オペアンプという。）１、トランジスタ２、オペアンプ１に基準電圧を入力する基準電圧入力部３、電源１１に接続される電力入力端子１２、レギュレータ回路１５を起動させる起動制御入力端子１３、機器２０等に電力を供給する出力端子１７、出力端子１７が出力する電流に応じてレギュレータ回路１５が出力する電流を制限する電流制限回路（電流制限手段）１６、および電流制限回路１６を制御する制御信号を入力する制御信号入力端子１４を含む。
【００３３】
図２は、電流制限回路１６の一構成例を示すブロック図である。電流制限回路１６は、短絡保護機能を実現する複数の短絡保護回路３１、最大出力電流制御機能を実現する複数の最大出力電流制御回路（最大出力電流制御手段）３２、および複数の短絡保護回路（短絡保護手段）のうちの１つと複数の最大出力電流制御回路のうちの１つとを選択する回路選択部（回路選択手段）３０を含む。
【００３４】
短絡保護回路３１は、レギュレータ回路１５の出力電圧が所定の値まで低下すると、短絡保護機能として、レギュレータ回路１５が出力する電流を予め設定された短絡電流値まで減少させる。なお、各短絡保護回路には、異なる短絡電流値が設定されている。
【００３５】
図３は、短絡保護回路３１の回路構成を示す回路図である。図３には、電力入力端子１２および出力端子１７に接続されている短絡保護回路３１が例示されているが、短絡保護機能を実現することができれば他の構成の回路であってもよい。
【００３６】
最大出力電流制御回路３２は、レギュレータ回路１５が出力する電流が予め設定された最大出力電流値に達すると、最大出力電流制御機能として、レギュレータ回路１５の出力電圧を低下させ、出力電流を減少させる。なお、各最大出力電流制御回路には、異なる最大出力電流値が設定されている。
【００３７】
図４は、最大出力電流制御回路３２の回路構成を示す回路図である。図４には、電力入力端子１２に接続されている最大電流制御回路３２が例示されているが、最大出力電流制御機能を実現することができれば他の構成の回路であってもよい。
【００３８】
回路選択部３０は、制御信号入力端子１４に入力された制御信号に応じて、一の短絡保護回路３１と一の最大出力電流制御回路３２とを選択する。
【００３９】
レギュレータ回路１５は、起動制御入力端子１３に起動信号が入力されると起動し、基準電圧入力部３は、基準電圧をオペアンプ１に入力する。
【００４０】
オペアンプ１が出力端から電圧を出力すると、トランジスタ２のゲートに電圧がかかる。トランジスタ２は、ゲートにかかる電圧に応じて出力端子１７から出力される電流を制御する。
【００４１】
電流制限回路１６は、トランジスタ２のゲートにかかる電圧（オペアンプ１の出力端から出力された電圧）を検出してその電圧を制御し、出力端子１７が出力する電流を制限する。このとき、電流制限回路１６の回路選択部３０は、制御信号入力端子１４に入力された制御信号に応じて、どの短絡保護回路３１とどの最大出力電流制御回路３２とを動作させるのかを選択し、切り替える。
【００４２】
制御信号入力端子１４に入力される制御信号は、例えば、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、３線式等のシリアルインタフェースを介して入力されるシリアル信号である。
【００４３】
なお、第１の実施の形態では、電流制限回路１６は、短絡保護回路３１ａ、３１ｂ、最大出力電流制御回路３２ａおよび３２ｂを含むものとする（図２参照）。回路選択部３０は、制御信号に従って、短絡保護回路として短絡保護回路３１ａまたは３１ｂのいずれかを選択し、最大出力電流制御回路として最大出力電流制御回路３２ａまたは３２ｂのいずれかを選択し、選択した回路に切り替える。
【００４４】
短絡保護回路３１ａには、短絡電流値としてＩｓａが設定され、短絡保護回路３１ｂには、短絡電流値としてＩｓｂが設定されている。また、最大出力電流制御回路３２ａには、最大出力電流値としてＩｍａが設定され、最大出力電流制御回路３２ｂには、最大出力電流値としてＩｍｂが設定されている。なお、ＩｍａはＩｍｂよりも大きい値であり、ＩｓａはＩｓｂよりも大きい値である。
【００４５】
図５は、電流制限回路１６が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図５には、回路選択部３０が、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択すると、出力端子１７が出力する電流がＩｍａに達すると出力電圧が低下し、出力電流がＩｓａまで減少することが例示されている（図５では点線で示す。）。
【００４６】
また、図５には、回路選択部３０が、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３１ｂとを選択すると、出力端子１７が出力する電流がＩｍｂに達すると出力電圧が低下し、出力電流がＩｓｂまで減少することが例示されている（図５では実線で示す。）。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施の形態の動作について、図面を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態の動作を説明する説明図である。
【００４８】
起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５に対して電力供給が開始され、制御信号入力端子１４に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択することを示す制御信号が入力されると（図６では、Ｌｏｗレベル）、回路選択部３０は、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択する。
【００４９】
レギュレータ回路１５は突入電流を発生し、突入電流は、出力端子１７から出力されるが、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流がＩｍｂに達するまで動作しない。なお、出力端子１７から出力される電流がＩｍｂに達すると電流制限回路１６が動作し、突入電流のピークを抑制する。
【００５０】
そして、レギュレータ回路１５の起動が完了（突入電流の発生が終了したことをいう。）して機器２０が定常状態に遷移し、制御信号入力端子１４に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択することを示す制御信号が入力されると（図６では、Ｈｉレベル）、回路選択部３０は、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３１ａとを選択する。
【００５１】
ここで、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流がＩｍａに達すると動作し、出力電流をＩｓａまで減少させる。すなわち、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流が、Ｉｍｂよりも大きいＩｍａに達すると動作する。
【００５２】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、レギュレータ回路１５の起動時の突入電流のピークがＩｍｂ以上になることを防ぐことができるという効果がある。
【００５３】
また、この実施の形態によれば、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２とをそれぞれ切り替えることができる。
【００５４】
従って、起動時に突入電流を減らすために回路選択部３０が短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３１ｂとを選択する場合だけでなく、種々の選択方法を実現することができる。例えば、バイブレータを駆動する場合には、短絡電流を大きくして確実にバイブレータを起動させ、その後、安全のために短絡電流を小さくすることが好ましい。そのような場合には、回路選択部３０は、バイブレータの駆動開始時には短絡保護回路３１ａを選択し、その後、短絡保護回路３１ｂを選択する。
【００５５】
また、例えば、起動時には大きな短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１ａと、大きな最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２ａとを用いることにより、レギュレータ回路１５や機器２０が起動不能になることを防ぐようにすることもできる。そして、レギュレータ回路１５および機器２０が定常状態に遷移した後は、小さな短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１ｂと、小さな最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２ｂとを用いる。そのような使用方法では、機器２０等の故障による接地電位への短絡時にレギュレータ回路１５が出力する電流を小さくすることができ、レギュレータ回路１５から過電流が出力されることを防ぎ、安全性を高めることができるという効果がある。
【００５６】
なお、電流制限回路１６は、動作条件の異なる３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とをそれぞれ備えていてもよく、回路選択部３０は、３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とから、それぞれ一の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択して切り替えてもよい。そのように構成した場合には、よりレギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路とに切り替えることができる。
【００５７】
実施の形態２．
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。図７は、本発明によるレギュレータ回路の第２の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００５８】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態の各構成要素がＣＰＵ等の制御手段４０によって制御される装置に搭載され、回路選択部３０が制御手段４０によって制御される点が第１の実施の形態と異なる。また、機器２０も、制御手段４０によって制御される。なお、第１の実施の形態と同様な各構成要素には図１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
回路選択部３０は、制御手段４０を実現するＣＰＵのレジスタ用インタフェースに接続され、レジスタ制御で制御される。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態の動作について説明する。以下、第２の実施の形態において各構成要素が搭載されている装置は、携帯電話機であることを例に説明する。
【００６１】
ユーザが携帯電話機の操作部（図示せず）を操作して、画像撮影機能の実行の指示を入力した場合、制御手段４０は、画像撮影機能を実現する機器２０（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の光電変換素子）に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。制御手段４０は、機器２０を起動させる。つまり、レギュレータ回路１５および機器２０の起動時には、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとが選択される。
【００６２】
そして、制御手段４０は、機器２０の画像撮影機能の起動後に、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させる。
【００６３】
また、ユーザが携帯電話機の操作部を操作して発信の指示を入力したり、着信したりした場合、制御手段４０は、無線信号の送受信を行う機器２０（例えば、無線通信モジュール）に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させる。つまり、大電流が必要とされる通話時には、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとが選択される。
【００６４】
そして、制御手段４０は、通話終了後に、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。つまり、大電流が必要とされない待ち受け時には、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとが選択される。
【００６５】
また、着信時等にバイブレータを駆動する場合には、制御手段４０は、バイブレータ駆動を実現する機器２０に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させるようにしてもよい。その場合には、大電流が必要とされるバイブレータの起動時には、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとが選択される。
【００６６】
そして、その場合には、制御手段４０は、機器２０が定常状態に遷移すると、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。
【００６７】
また、この実施の形態では、制御手段４０がレジスタ制御で回路選択部３０を制御する。一般に、制御手段４０を実現するＣＰＵとしての大規模なシステムＬＳＩは、レジスタ制御用インタフェースを備えている。そのため、第１の実施の形態の効果に加え、ＣＰＵの端子の数を増加させ、パッケージサイズを増大させることなく回路選択部３０を制御することができるという効果がある。
【００６８】
なお、電流制限回路１６は、動作条件の異なる３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とをそれぞれ備えていてもよい。また、制御手段４０は、１ビット以上の情報によるレジスタ制御で回路選択部３０を制御し、回路選択部３０は、３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とから、それぞれ一の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択してもよい。そのように構成した場合には、よりレギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路とに切り替えることができる。
【００６９】
実施の形態３．
本発明の第３の実施の形態について、図面を参照して説明する。図８は、本発明によるレギュレータ回路の第３の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００７０】
本発明の第３の実施の形態は、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５が出力する電圧に応じて短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択する点が第１の実施の形態と異なる。そのため、第１の実施の形態と同様な構成要素には図１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
回路選択部３０は、出力端子１７に抵抗を介して接続され、レギュレータ回路１５が出力する電圧を測定する。そして、測定した電圧に応じてレギュレータ回路１５および機器２０が起動時であるのか、または定常状態に遷移しているのかを判断する。
【００７２】
回路選択部３０は、起動時であると判断すると、例えば、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択する。その場合、回路選択部３０は、定常状態に遷移していると判断すると、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択する。
【００７３】
この実施の形態では、レギュレータ回路１５に外部から制御信号を入力することなく短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを切り替えることができるという効果がある。
【００７４】
なお、以上に述べた各実施の形態では、回路選択部３０は、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを同時に切り替えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回路選択部３０は、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを異なるタイミングで切り替えてもよいし、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とのうち、いずれかの回路のみを選択してもよい。
【００７５】
図９は、最大出力電流制御回路のみを選択した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図９には、出力電流がＩｍに達して出力電圧が低下しても、出力電流を減少させない（図９の点線で示すようには出力電流を減少させない）。
【００７６】
具体的には、例えば、機器２０がバイブレータのように起動時に高負荷になる場合、突入電流によって短絡保護機能が動作することを防ぐため、回路選択部３０は、最大出力電流制御回路のみを選択し、短絡保護回路を選択しなくてもよい。また、最大出力電流制御回路を切り替えずに、短絡保護回路のみを、より大きな短絡電流値が設定されている短絡保護回路に切り替えてもよい。
【００７７】
また、電流供給能力の低いレギュレータ回路の場合、短絡電流値を最大出力電流値よりも小さく設定できない場合がある。そのような場合には、回路選択部３０は、最大出力電流制御回路のみを切り替えてもよい。
【００７８】
また、回路選択部３０と起動制御入力端子１３とを接続し、回路選択部３０は、起動制御入力端子１３に入力された信号の立ち上がり時間を所定の時間遅延させるＣＲ遅延回路を備えていてもよい。そして、回路選択部３０は、起動制御入力端子１３に信号が入力されてから所定の遅延時間経過後に、例えば、短絡保護回路３１ｂおよび最大出力電流制御回路３２ｂから、短絡保護回路３１ａおよび最大出力電流制御回路３２ａに切り替えてもよい。
【００７９】
なお、以上に述べた各実施の形態では、レギュレータ回路が１つの場合について説明したが、本発明を複数のレギュレータ回路を含むシステムに適用してもよい。本発明を複数のレギュレータ回路を含むシステムに適用した場合には、各レギュレータ回路の突入電流のピークを抑制することができるため、各レギュレータ回路に電力を供給している電源の電圧の低下を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、レギュレータ回路を搭載した携帯電話機等の電気機器に適用することができる。特に、複数のレギュレータ回路を搭載した電気機器に適用した場合に、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明によるレギュレータ回路を含むシステムの第１の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図２】電流制限回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】短絡保護回路の回路構成を示す回路図である。
【図４】最大出力電流制御回路の回路構成を示す回路図である。
【図５】電流制限回路が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明によるレギュレータ回路の第２の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図８】本発明によるレギュレータ回路の第３の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図９】最大出力電流制御回路のみを選択した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【図１０】従来のレギュレータ回路を含むシステムの回路構成を示す回路図である。
【図１１】従来のレギュレータ回路に入力される信号と出力する電圧と電流とを示す説明図である。
【図１２】従来の電流制限回路が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ オペアンプ
２ トランジスタ
３ 基準電圧入力部
１１ 電源
１２ 電力入力端子
１３ 起動制御入力端子
１４ 制御信号入力端子
１５ レギュレータ回路
１６ 電流制限回路
１７ 出力端子
１８ 負荷容量
１９ 負荷抵抗
２０ 機器
３０ 回路選択部
３１ 短絡保護回路
３２ 最大出力電流制御回路
４０ 制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流定電圧源として用いられるレギュレータ回路に関し、特に、出力する電流を制限するレギュレータ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来のレギュレータ回路４２を含むシステムの回路構成を示す回路図である。図１０には、レギュレータ回路４２の出力端に、負荷容量４５、負荷抵抗４６、およびレギュレータ回路４２の電力供給先である機器４７が接続されていることが例示されている。
【０００３】
図１１は、従来のレギュレータ回路４７に入力される信号と出力する電圧と電流とを示す説明図である。図１１には、レギュレータ回路が起動すると、突入電流が発生することが示されている。
【０００４】
複数のレギュレータ回路を含むシステムにおいて、複数のレギュレータ回路が同時に起動すると突入電流のピークが重なり、レギュレータ回路に供給される電圧が低下したり、レギュレータ回路および出力負荷が過電流によって過熱したり故障したりする場合がある。
【０００５】
そのような事態を避けるために、個々のレギュレータ回路の起動タイミングをずらすことによって突入電流のピークが重ならないようにする方法がある。しかし、それぞれのレギュレータ回路から電力供給を受けるそれぞれの負荷が同時に起動する必要がある場合などには、各レギュレータ回路の起動タイミングをずらすことができない。
【０００６】
また、一般に、レギュレータ回路の突入電流の大きさは、電流供給能力に依存するため、レギュレータ回路の電流供給能力を下げて突入電流を減らす方法がある。しかし、電流供給能力を、負荷（図１０に示す例では、機器４７）が定常動作中に必要とする電流を供給する能力以下に下げることはできない。
【０００７】
なお、負荷容量４５、負荷抵抗４６、または機器４７のいずれかが故障して接地電位との短絡状態になると、レギュレータ回路４２は大電流を出力し、過熱したり故障したりする場合がある。
【０００８】
そのような場合に備え、一般に、レギュレータ回路は、出力電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると出力電流を制限する最大出力電流制御機能や、出力端と接地電位との間のインピーダンスが低下して出力電圧が低下した場合に、予め設定されている短絡電流値まで出力電流を減少させる短絡保護機能を有する。図１０に示す例では、電流制限回路４３がそれらの機能を実現する。
【０００９】
図１２は、電流制限回路４３が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図１２では、最大出力電流値がＩｍ、短絡電流値がＩｓとして例示されている。レギュレータ回路４２の電流制限回路４３は、出力電流が最大出力電流値に達すると出力電圧を低下させ、出力電流を短絡電流値まで減少させる。
【００１０】
また、レギュレータ回路４２に、例えば、機器４７としてバイブレータが接続され、バイブレータの動作開始や動作停止をレギュレータ回路４２の動作開始や動作停止によって制御する場合、バイブレータの起動時にレギュレータ回路４２に大負荷がかかり、その後定常状態に遷移する。ここで、レギュレータ回路４２等を保護するために、定常状態に合わせて最大出力電流値や短絡電流値を小さく設定すると、大負荷がかかる起動時に電流制限回路４３が動作してしまう。その結果、レギュレータ回路４２が起動することができなかったり、バイブレータが動作開始しなかったりすることがある。
【００１１】
すなわち、レギュレータ回路には、接続されている出力負荷の状態によって、大電流が要求されるときと微少な電流が要求されるときとがある。しかし、従来のレギュレータ回路では、最大出力電流値と短絡電流値とは一定であり、大電流が要求されるときと微少な電流が要求されるときとで、異なる最大出力電流値と短絡電流値とを設定することができない。すなわち、最大出力電流値と短絡電流値とを、レギュレータ回路や機器の状態に応じた最適値に設定することができないという問題がある。
【００１２】
特許文献１には、入力された制御信号に応じて、過電流保護回路の動作点を変化させる電源装置が記載されている。
【００１３】
特許文献２には、出力電圧に応じて、過電流保護機能が動作する短絡電流値を変化させる装置が記載されている。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２３６４４号公報 （段落００１０〜００１４、図１）
【特許文献２】特開平１０−５２０３２号公報 （段落００３１〜００４４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献１に記載されている電源装置は、最大出力電流値と短絡電流値とを個別に設定することができない。
【００１６】
また、特許文献２に記載されている装置は、接続されている負荷の状態に応じて、過電流保護機能が動作する短絡電流値を変化させることができない。
【００１７】
そこで、本発明は、出力電流を制限する機能が動作するタイミングを切り替えるレギュレータ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によるレギュレータ回路は、接続された機器に電力を供給し、機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路であって、電流制限手段は、機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段と、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択する回路選択手段とを含み、複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されていることを特徴とする。
【００１９】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２０】
回路選択手段は、機器に出力される電圧を制御信号として、一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２１】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、信号を制御信号として、信号が入力されてから所定の時間経過後に一の最大出力電流制御手段を選択してもよい。
【００２２】
本発明によるレギュレータ回路は、接続された機器に電力を供給し、機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路であって、電流制御手段は、機器に出力する電圧が所定の電圧以下になると、機器に出力する電流を予め設定されている短絡電流値まで減少させる複数の短絡保護手段と、制御信号にしたがって、複数の短絡保護手段から一の短絡保護手段を選択する回路選択手段とを含み、複数の短絡保護手段には、それぞれ異なる短絡電流値が予め設定されていることを特徴とする。
【００２３】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の短絡保護手段を選択してもよい。
【００２４】
回路選択手段は、機器に出力する電圧を制御信号として、一の短絡保護手段を選択してもよい。
【００２５】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、信号を制御信号として、信号が入力されてから所定の時間経過後に一の短絡保護手段を選択してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、回路選択手段が、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段または複数の短絡保護手段から、一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するため、レギュレータ回路や機器の状態に応じて電流制限手段が動作するタイミングを切り替えることができる。従って、最大出力電流値と短絡電流値とを、レギュレータ回路や機器の状態に応じた最適値に設定することができる。
【００２７】
回路選択手段が、ＣＰＵのレジスタ制御にしたがって一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、ＣＰＵが最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択することができる。
【００２８】
回路選択手段が、機器に出力する電圧に応じて一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、レギュレータ回路の外部から制御することなく、最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択させることができる。
【００２９】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号が入力されてから所定の時間経過後に、一の最大出力電流制御手段または一の短絡保護手段を選択するように構成されている場合には、レギュレータ回路の外部から制御することなく、最大出力電流制御手段または短絡保護手段を選択させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
実施の形態１．
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明によるレギュレータ回路１５を含むシステムの第１の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００３１】
本発明のレギュレータ回路１５を含むシステムの第１の実施の形態は、レギュレータ回路１５、レギュレータ回路１５の出力端に接続された負荷容量１８、負荷抵抗１９、機器２０、およびレギュレータ回路１５に電力を供給する電源１１を含む。
【００３２】
レギュレータ回路１５は、演算増幅器（以下、オペアンプという。）１、トランジスタ２、オペアンプ１に基準電圧を入力する基準電圧入力部３、電源１１に接続される電力入力端子１２、レギュレータ回路１５を起動させる起動制御入力端子１３、機器２０等に電力を供給する出力端子１７、出力端子１７が出力する電流に応じてレギュレータ回路１５が出力する電流を制限する電流制限回路（電流制限手段）１６、および電流制限回路１６を制御する制御信号を入力する制御信号入力端子１４を含む。
【００３３】
図２は、電流制限回路１６の一構成例を示すブロック図である。電流制限回路１６は、短絡保護機能を実現する複数の短絡保護回路３１、最大出力電流制御機能を実現する複数の最大出力電流制御回路（最大出力電流制御手段）３２、および複数の短絡保護回路（短絡保護手段）のうちの１つと複数の最大出力電流制御回路のうちの１つとを選択する回路選択部（回路選択手段）３０を含む。
【００３４】
短絡保護回路３１は、レギュレータ回路１５の出力電圧が所定の値まで低下すると、短絡保護機能として、レギュレータ回路１５が出力する電流を予め設定された短絡電流値まで減少させる。なお、各短絡保護回路には、異なる短絡電流値が設定されている。
【００３５】
図３は、短絡保護回路３１の回路構成を示す回路図である。図３には、電力入力端子１２および出力端子１７に接続されている短絡保護回路３１が例示されているが、短絡保護機能を実現することができれば他の構成の回路であってもよい。
【００３６】
最大出力電流制御回路３２は、レギュレータ回路１５が出力する電流が予め設定された最大出力電流値に達すると、最大出力電流制御機能として、レギュレータ回路１５の出力電圧を低下させ、出力電流を減少させる。なお、各最大出力電流制御回路には、異なる最大出力電流値が設定されている。
【００３７】
図４は、最大出力電流制御回路３２の回路構成を示す回路図である。図４には、電力入力端子１２に接続されている最大電流制御回路３２が例示されているが、最大出力電流制御機能を実現することができれば他の構成の回路であってもよい。
【００３８】
回路選択部３０は、制御信号入力端子１４に入力された制御信号に応じて、一の短絡保護回路３１と一の最大出力電流制御回路３２とを選択する。
【００３９】
レギュレータ回路１５は、起動制御入力端子１３に起動信号が入力されると起動し、基準電圧入力部３は、基準電圧をオペアンプ１に入力する。
【００４０】
オペアンプ１が出力端から電圧を出力すると、トランジスタ２のゲートに電圧がかかる。トランジスタ２は、ゲートにかかる電圧に応じて出力端子１７から出力される電流を制御する。
【００４１】
電流制限回路１６は、トランジスタ２のゲートにかかる電圧（オペアンプ１の出力端から出力された電圧）を検出してその電圧を制御し、出力端子１７が出力する電流を制限する。このとき、電流制限回路１６の回路選択部３０は、制御信号入力端子１４に入力された制御信号に応じて、どの短絡保護回路３１とどの最大出力電流制御回路３２とを動作させるのかを選択し、切り替える。
【００４２】
制御信号入力端子１４に入力される制御信号は、例えば、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、３線式等のシリアルインタフェースを介して入力されるシリアル信号である。
【００４３】
なお、第１の実施の形態では、電流制限回路１６は、短絡保護回路３１ａ、３１ｂ、最大出力電流制御回路３２ａおよび３２ｂを含むものとする（図２参照）。回路選択部３０は、制御信号に従って、短絡保護回路として短絡保護回路３１ａまたは３１ｂのいずれかを選択し、最大出力電流制御回路として最大出力電流制御回路３２ａまたは３２ｂのいずれかを選択し、選択した回路に切り替える。
【００４４】
短絡保護回路３１ａには、短絡電流値としてＩｓａが設定され、短絡保護回路３１ｂには、短絡電流値としてＩｓｂが設定されている。また、最大出力電流制御回路３２ａには、最大出力電流値としてＩｍａが設定され、最大出力電流制御回路３２ｂには、最大出力電流値としてＩｍｂが設定されている。なお、ＩｍａはＩｍｂよりも大きい値であり、ＩｓａはＩｓｂよりも大きい値である。
【００４５】
図５は、電流制限回路１６が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図５には、回路選択部３０が、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択すると、出力端子１７が出力する電流がＩｍａに達すると出力電圧が低下し、出力電流がＩｓａまで減少することが例示されている（図５では点線で示す。）。
【００４６】
また、図５には、回路選択部３０が、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３１ｂとを選択すると、出力端子１７が出力する電流がＩｍｂに達すると出力電圧が低下し、出力電流がＩｓｂまで減少することが例示されている（図５では実線で示す。）。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施の形態の動作について、図面を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態の動作を説明する説明図である。
【００４８】
起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５に対して電力供給が開始され、制御信号入力端子１４に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択することを示す制御信号が入力されると（図６では、Ｌｏｗレベル）、回路選択部３０は、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択する。
【００４９】
レギュレータ回路１５は突入電流を発生し、突入電流は、出力端子１７から出力されるが、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流がＩｍｂに達するまで動作しない。なお、出力端子１７から出力される電流がＩｍｂに達すると電流制限回路１６が動作し、突入電流のピークを抑制する。
【００５０】
そして、レギュレータ回路１５の起動が完了（突入電流の発生が終了したことをいう。）して機器２０が定常状態に遷移し、制御信号入力端子１４に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択することを示す制御信号が入力されると（図６では、Ｈｉレベル）、回路選択部３０は、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３１ａとを選択する。
【００５１】
ここで、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流がＩｍａに達すると動作し、出力電流をＩｓａまで減少させる。すなわち、電流制限回路１６は、出力端子１７が出力する電流が、Ｉｍｂよりも大きいＩｍａに達すると動作する。
【００５２】
以上に述べたように、この実施の形態によれば、レギュレータ回路１５の起動時の突入電流のピークがＩｍｂ以上になることを防ぐことができるという効果がある。
【００５３】
また、この実施の形態によれば、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２とをそれぞれ切り替えることができる。
【００５４】
従って、起動時に突入電流を減らすために回路選択部３０が短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３１ｂとを選択する場合だけでなく、種々の選択方法を実現することができる。例えば、バイブレータを駆動する場合には、短絡電流を大きくして確実にバイブレータを起動させ、その後、安全のために短絡電流を小さくすることが好ましい。そのような場合には、回路選択部３０は、バイブレータの駆動開始時には短絡保護回路３１ａを選択し、その後、短絡保護回路３１ｂを選択する。
【００５５】
また、例えば、起動時には大きな短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１ａと、大きな最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２ａとを用いることにより、レギュレータ回路１５や機器２０が起動不能になることを防ぐようにすることもできる。そして、レギュレータ回路１５および機器２０が定常状態に遷移した後は、小さな短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路３１ｂと、小さな最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路３２ｂとを用いる。そのような使用方法では、機器２０等の故障による接地電位への短絡時にレギュレータ回路１５が出力する電流を小さくすることができ、レギュレータ回路１５から過電流が出力されることを防ぎ、安全性を高めることができるという効果がある。
【００５６】
なお、電流制限回路１６は、動作条件の異なる３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とをそれぞれ備えていてもよく、回路選択部３０は、３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とから、それぞれ一の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択して切り替えてもよい。そのように構成した場合には、よりレギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路とに切り替えることができる。
【００５７】
実施の形態２．
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。図７は、本発明によるレギュレータ回路の第２の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００５８】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態の各構成要素がＣＰＵ等の制御手段４０によって制御される装置に搭載され、回路選択部３０が制御手段４０によって制御される点が第１の実施の形態と異なる。また、機器２０も、制御手段４０によって制御される。なお、第１の実施の形態と同様な各構成要素には図１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
回路選択部３０は、制御手段４０を実現するＣＰＵのレジスタ用インタフェースに接続され、レジスタ制御で制御される。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態の動作について説明する。以下、第２の実施の形態において各構成要素が搭載されている装置は、携帯電話機であることを例に説明する。
【００６１】
ユーザが携帯電話機の操作部（図示せず）を操作して、画像撮影機能の実行の指示を入力した場合、制御手段４０は、画像撮影機能を実現する機器２０（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の光電変換素子）に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。制御手段４０は、機器２０を起動させる。つまり、レギュレータ回路１５および機器２０の起動時には、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとが選択される。
【００６２】
そして、制御手段４０は、機器２０の画像撮影機能の起動後に、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させる。
【００６３】
また、ユーザが携帯電話機の操作部を操作して発信の指示を入力したり、着信したりした場合、制御手段４０は、無線信号の送受信を行う機器２０（例えば、無線通信モジュール）に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させる。つまり、大電流が必要とされる通話時には、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとが選択される。
【００６４】
そして、制御手段４０は、通話終了後に、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。つまり、大電流が必要とされない待ち受け時には、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとが選択される。
【００６５】
また、着信時等にバイブレータを駆動する場合には、制御手段４０は、バイブレータ駆動を実現する機器２０に電力を供給するレギュレータ回路１５の起動制御入力端子１３にレギュレータ回路１５を起動させる電力を入力させ、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択させるようにしてもよい。その場合には、大電流が必要とされるバイブレータの起動時には、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとが選択される。
【００６６】
そして、その場合には、制御手段４０は、機器２０が定常状態に遷移すると、回路選択部３０に、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択させる。
【００６７】
また、この実施の形態では、制御手段４０がレジスタ制御で回路選択部３０を制御する。一般に、制御手段４０を実現するＣＰＵとしての大規模なシステムＬＳＩは、レジスタ制御用インタフェースを備えている。そのため、第１の実施の形態の効果に加え、ＣＰＵの端子の数を増加させ、パッケージサイズを増大させることなく回路選択部３０を制御することができるという効果がある。
【００６８】
なお、電流制限回路１６は、動作条件の異なる３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とをそれぞれ備えていてもよい。また、制御手段４０は、１ビット以上の情報によるレジスタ制御で回路選択部３０を制御し、回路選択部３０は、３以上の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とから、それぞれ一の短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択してもよい。そのように構成した場合には、よりレギュレータ回路１５の状態や機器２０の動作状態に応じた短絡保護電流値が設定されている短絡保護回路と、最大出力電流値が設定されている最大出力電流制御回路とに切り替えることができる。
【００６９】
実施の形態３．
本発明の第３の実施の形態について、図面を参照して説明する。図８は、本発明によるレギュレータ回路の第３の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【００７０】
本発明の第３の実施の形態は、回路選択部３０が、レギュレータ回路１５が出力する電圧に応じて短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを選択する点が第１の実施の形態と異なる。そのため、第１の実施の形態と同様な構成要素には図１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
回路選択部３０は、出力端子１７に抵抗を介して接続され、レギュレータ回路１５が出力する電圧を測定する。そして、測定した電圧に応じてレギュレータ回路１５および機器２０が起動時であるのか、または定常状態に遷移しているのかを判断する。
【００７２】
回路選択部３０は、起動時であると判断すると、例えば、短絡保護回路３１ｂと最大出力電流制御回路３２ｂとを選択する。その場合、回路選択部３０は、定常状態に遷移していると判断すると、短絡保護回路３１ａと最大出力電流制御回路３２ａとを選択する。
【００７３】
この実施の形態では、レギュレータ回路１５に外部から制御信号を入力することなく短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを切り替えることができるという効果がある。
【００７４】
なお、以上に述べた各実施の形態では、回路選択部３０は、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを同時に切り替えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回路選択部３０は、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とを異なるタイミングで切り替えてもよいし、短絡保護回路と最大出力電流制御回路とのうち、いずれかの回路のみを選択してもよい。
【００７５】
図９は、最大出力電流制御回路のみを選択した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。図９には、出力電流がＩｍに達して出力電圧が低下しても、出力電流を減少させない（図９の点線で示すようには出力電流を減少させない）。
【００７６】
具体的には、例えば、機器２０がバイブレータのように起動時に高負荷になる場合、突入電流によって短絡保護機能が動作することを防ぐため、回路選択部３０は、最大出力電流制御回路のみを選択し、短絡保護回路を選択しなくてもよい。また、最大出力電流制御回路を切り替えずに、短絡保護回路のみを、より大きな短絡電流値が設定されている短絡保護回路に切り替えてもよい。
【００７７】
また、電流供給能力の低いレギュレータ回路の場合、短絡電流値を最大出力電流値よりも小さく設定できない場合がある。そのような場合には、回路選択部３０は、最大出力電流制御回路のみを切り替えてもよい。
【００７８】
また、回路選択部３０と起動制御入力端子１３とを接続し、回路選択部３０は、起動制御入力端子１３に入力された信号の立ち上がり時間を所定の時間遅延させるＣＲ遅延回路を備えていてもよい。そして、回路選択部３０は、起動制御入力端子１３に信号が入力されてから所定の遅延時間経過後に、例えば、短絡保護回路３１ｂおよび最大出力電流制御回路３２ｂから、短絡保護回路３１ａおよび最大出力電流制御回路３２ａに切り替えてもよい。
【００７９】
なお、以上に述べた各実施の形態では、レギュレータ回路が１つの場合について説明したが、本発明を複数のレギュレータ回路を含むシステムに適用してもよい。本発明を複数のレギュレータ回路を含むシステムに適用した場合には、各レギュレータ回路の突入電流のピークを抑制することができるため、各レギュレータ回路に電力を供給している電源の電圧の低下を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、レギュレータ回路を搭載した携帯電話機等の電気機器に適用することができる。特に、複数のレギュレータ回路を搭載した電気機器に適用した場合に、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明によるレギュレータ回路を含むシステムの第１の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図２】電流制限回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】短絡保護回路の回路構成を示す回路図である。
【図４】最大出力電流制御回路の回路構成を示す回路図である。
【図５】電流制限回路が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明によるレギュレータ回路の第２の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図８】本発明によるレギュレータ回路の第３の実施の形態の回路構成を示す回路図である。
【図９】最大出力電流制御回路のみを選択した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【図１０】従来のレギュレータ回路を含むシステムの回路構成を示す回路図である。
【図１１】従来のレギュレータ回路に入力される信号と出力する電圧と電流とを示す説明図である。
【図１２】従来の電流制限回路が動作した場合の出力電圧−出力電流特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ オペアンプ
２ トランジスタ
３ 基準電圧入力部
１１ 電源
１２ 電力入力端子
１３ 起動制御入力端子
１４ 制御信号入力端子
１５ レギュレータ回路
１６ 電流制限回路
１７ 出力端子
１８ 負荷容量
１９ 負荷抵抗
２０ 機器
３０ 回路選択部
３１ 短絡保護回路
３２ 最大出力電流制御回路
４０ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続された機器に電力を供給し、前記機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路において、
前記電流制限手段は、前記機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、前記機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段と、
制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択する回路選択手段とを含み、
複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されている
ことを特徴とするレギュレータ回路。
【請求項２】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、前記ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項３】
回路選択手段は、機器に出力される電圧を制御信号として、一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項４】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、前記信号を制御信号として、前記信号が入力されてから所定の時間経過後に一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項５】
接続された機器に電力を供給し、前記機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路において、
前記電流制御手段は、機器に出力する電圧が所定の電圧以下になると、前記機器に出力する電流を予め設定されている短絡電流値まで減少させる複数の短絡保護手段と、
制御信号にしたがって、複数の短絡保護手段から一の短絡保護手段を選択する回路選択手段とを含み、
複数の短絡保護手段には、それぞれ異なる短絡電流値が予め設定されている
ことを特徴とするレギュレータ回路。
【請求項６】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、前記ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項７】
回路選択手段は、機器に出力する電圧を制御信号として、一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項８】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、前記信号を制御信号として、前記信号が入力されてから所定の時間経過後に一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項９】
電流制限手段は、機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、前記機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段を含み、
回路選択手段は、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択し、
複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されている
請求項５から請求項８のうちのいずれか１項に記載のレギュレータ回路。
【請求項１】
接続された機器に電力を供給し、前記機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路において、
前記電流制限手段は、前記機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、前記機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段と、
制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択する回路選択手段とを含み、
複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されている
ことを特徴とするレギュレータ回路。
【請求項２】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、前記ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項３】
回路選択手段は、機器に出力される電圧を制御信号として、一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項４】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、前記信号を制御信号として、前記信号が入力されてから所定の時間経過後に一の最大出力電流制御手段を選択する
請求項１記載のレギュレータ回路。
【請求項５】
接続された機器に電力を供給し、前記機器に出力する電流を制限する電流制限手段を備えたレギュレータ回路において、
前記電流制御手段は、機器に出力する電圧が所定の電圧以下になると、前記機器に出力する電流を予め設定されている短絡電流値まで減少させる複数の短絡保護手段と、
制御信号にしたがって、複数の短絡保護手段から一の短絡保護手段を選択する回路選択手段とを含み、
複数の短絡保護手段には、それぞれ異なる短絡電流値が予め設定されている
ことを特徴とするレギュレータ回路。
【請求項６】
回路選択手段は、ＣＰＵのレジスタ制御インタフェースに接続され、前記ＣＰＵが出力する制御信号にしたがって一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項７】
回路選択手段は、機器に出力する電圧を制御信号として、一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項８】
回路選択手段は、レギュレータ回路を起動させる信号を所定の時間遅延させる遅延回路を備え、前記信号を制御信号として、前記信号が入力されてから所定の時間経過後に一の短絡保護手段を選択する
請求項５記載のレギュレータ回路。
【請求項９】
電流制限手段は、機器に出力する電流が予め設定されている最大出力電流値に達すると、前記機器に出力する電圧を低下させる複数の最大出力電流制御手段を含み、
回路選択手段は、制御信号にしたがって、複数の最大出力電流制御手段から一の最大出力電流制御手段を選択し、
複数の最大出力電流制御手段には、それぞれ異なる最大出力電流値が予め設定されている
請求項５から請求項８のうちのいずれか１項に記載のレギュレータ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３５０８７４（Ｐ２００６−３５０８７４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７８６８９（Ｐ２００５−１７８６８９）
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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