多出力電源装置
【課題】 複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータの出力を立ち上げることができるようにする。
【解決手段】 複数のレギュレータ（レギュレータ）を備え入力電圧に基づいて各々電圧レベルの異なる複数の出力電圧を出力可能な多出力電源装置において、複数のレギュレータ（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）に対応された複数の電圧検出回路（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）を設け、複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成し、複数のレギュレータは、それぞれ対応する電圧検出回路の出力の変化に応じて変換動作を開始するように構成した。
【解決手段】 複数のレギュレータ（レギュレータ）を備え入力電圧に基づいて各々電圧レベルの異なる複数の出力電圧を出力可能な多出力電源装置において、複数のレギュレータ（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）に対応された複数の電圧検出回路（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）を設け、複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成し、複数のレギュレータは、それぞれ対応する電圧検出回路の出力の変化に応じて変換動作を開始するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の直流電圧を出力する多出力電源装置に関し、特に複数の出力電圧を所定の順序に従って立ち上げる多出力電源装置に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体集積回路やコンデンサなどの電子部品で構成された電子システムには、メイン基板（マザーボード）やサブ基板（子基板、孫基板）など複数の基板で構成され、さらに各基板にメインＬＳＩ（大規模半導体集積回路）、サブＬＳＩなど複数のＬＳＩが実装されているものがある。このようなシステムにおいては、システムを構成する複数のＬＳＩの電源電圧のレベルがそれぞれ異なる場合がある。
その場合、これらのＬＳＩに必要な電源電圧を供給する電源装置として、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力することが可能な多出力電源装置が使用される。また、複数のＬＳＩを備えたシステムにおいては、電源投入時にＬＳＩの電源電圧を予め規定された順序で立ち上げないとシステムが誤動作を起こす場合がある。
【０００３】
従来、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、電圧の供給を受けるＬＳＩによって電源電圧の立上げ順序が規定されている場合には、複数のレギュレータを直列的に設けるとともに、前段のレギュレータの出力の立ち上がりを検出する検出回路（遅延回路）を設け、この検出回路（遅延回路）の出力を起動信号として後段のレギュレータを起動させるようにしていた。
このような発明としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。また、ユーザが電源の立ち上げ順序を自由に設定できるようにするため、図８に示すようなコントロール信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３を入力する端子を備えた多出力電源装置もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６６９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前段のレギュレータの出力の立ち上がりを検出する検出回路（遅延回路）を設けた特許文献１に記載されているような発明の直流電源装置にあっては、検出回路の遅延時間を設定するために抵抗や容量などの素子を必要とするため、半導体集積回路化された電源装置においては容量を接続するための外部端子が必要となる。さらに、電圧検出回路ではなく時間的に遅延される遅延回路を設けて複数のレギュレータを順次起動する電源装置も実用化されているが、かかる電源装置においては、例えば電源電圧や出力電圧の立ち上がり速度が、設計時に想定した速度よりも遅くなった場合には、前段のレギュレータの出力電圧が充分に立ち上がる前に次段のレギュレータが起動されてしまい正確な立ち上げができなくなるおそれがある。
【０００６】
一方、図８に示すような多出力電源装置においても、半導体集積回路化する場合、コントロール信号を入力する端子が必要となり、チップサイズが大きくなってしまうという不具合がある。なお、図８に示す多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、１１Ａ→１１Ｂ→１１Ｃの順序で起動したい場合には、図９に示すように、順番に変化するコントロール信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２，ＣＯＮＴ３を生成する回路を設ける必要があり、ユーザの負担が増加するという課題がある。
【０００７】
この発明は上記のような課題に着目してなされたものでその目的は、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータの出力を立ち上げることができるようにすることにある。
本発明の他の目的は、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、各レギュレータの出力電圧の立ち上がり速度が異なる場合にも正確な立ち上げが行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧検出回路と、を備え、
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧が予め設定された所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数のレギュレータは、それぞれ対応する前記電圧検出回路の出力の変化に応じて動作を開始するように構成したものである。
【０００９】
上記した手段によれば、遅延回路を使用せずに、電圧検出回路の出力の変化に応じて複数のレギュレータの動作を開始させることができるため、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータ（レギュレータ）の出力電圧を立ち上げることができる。その結果、半導体集積回路化する場合に、チップサイズの増加を抑えることができる。
【００１０】
ここで、望ましくは、前記複数の電圧検出回路は、各々前記電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、前記所定の参照電圧の電位は、予め規定されている出力電圧が立ち上がる順序に従って段階的に高い電位となるように設定する。これにより、電圧検出回路の参照電圧の電位を変えるだけで予め規定されている順序で出力電圧を立ち上げることができる。
【００１１】
また、望ましくは、前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えるようにする。これにより、ソフトスタート回路を備えているレギュレータ（レギュレータ）の出力電圧は立ち上がりが遅くされるため、確実に最後に出力電圧が立ち上がるようにすることができる。
【００１２】
さらに、望ましくは、前記複数のレギュレータは、それぞれ出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備え、各ソフトスタート回路により規制される出力電圧の立ち上がり時間を同一に設定する。各ソフトスタート回路により、複数のレギュレータの出力電圧の立ち上がり時間が同一にされるため、電圧検出回路が入力電圧を検出した順序に従って正確に出力電圧を立ち上げることができる。
【００１３】
また、前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路以外の電圧検出回路は、それぞれ対応するレギュレータよりも一つ前に起動されるべきレギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成してもよい。このように構成することにより、最初に起動されるべきレギュレータの出力電圧が立ち上がると次のレギュレータの出力電圧が立ち上がり、その立ち上がりを受けてさらに次のレギュレータの出力電圧が立ち上がるので、所定の順番で正確に各レギュレータ（レギュレータ）の出力電圧を立ち上げることができる。
【００１４】
さらに、本出願の他の発明は、
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第１電圧検出回路と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第２電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路と前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成する複数の起動・停止制御回路と、を備え、
前記複数の第１電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧と各々異なる電位に設定された参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の第２電圧検出回路は、それぞれ対応する前記レギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、各出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の起動・停止制御回路は、それぞれ対応する前記第１電圧検出回路の出力と、対応するレギュレータとは別のレギュレータの出力電圧を検出する前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成するように構成する。
【００１５】
上記した手段によれば、遅延回路を使用せずに、電圧検出回路の出力の変化に応じて起動・停止制御回路によって複数のレギュレータ（レギュレータ）の動作を所望の順序で開始させるとともに、複数のレギュレータの動作を所望の順序で停止させることができるため、端子数を増加させることなく所定の順番で出力電圧を立ち上げ、所定の順番で出力電圧を立ち下げることができる。
ここで、望ましくは、前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えるようにする。これにより、ソフトスタート回路を備えている電圧検出回路（レギュレータ）の出力電圧は立ち上がりが遅くされるため、確実に最後に出力電圧が立ち上がるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータの出力を立ち上げることができる。また、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、各レギュレータの出力電圧の立ち上がり速度が異なる場合にも予め規定された順序に従った正確な立ち上げが行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した多出力電源装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】第２の実施形態の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】第３の実施形態の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５の第３実施形態の多出力電源装置の具体例を示すブロック図である。
【図７】図６の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングおよび電圧検出回路の出力の変化を示すタイミングチャートである。
【図８】従来の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングとおよびコントロール信号の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。（実施例１） 図１は、本発明を適用した多出力電源装置の第１の実施形態を示す。この実施形態は、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを内蔵し一つの入力電圧Ｖｉｎに基づいて各々電圧レベルの異なる３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を出力可能な多出力電源装置として構成したものである。また、特に限定されるものではないが、この実施形態の多出力電源装置は、第１と第２のレギュレータ１１Ａ，１１Ｂは、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、第３のレギュレータはＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）により構成されている。さらに、この実施形態の多出力電源装置は、１個の半導体チップ上に半導体集積回路（レギュレータＩＣ）として構成されている。
【００１９】
また、この実施形態の多出力電源装置には、入力電圧Ｖｉｎが印加される電圧入力端子ＶＩＮと、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応して、３つの電圧出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３と、上記入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられている。そして、各入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、入力電圧Ｖｉｎが所定の電位に達したことを検出すると、出力が変化して対応するレギュレータを起動させるように構成されている。ここで、特に限定されるものではないが、この実施形態では、参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３は、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３の関係となるようにそれぞれの電圧値が設定されている。
【００２０】
図２には、図１の電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングが示されている。本実施形態の多出力電源装置では、参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３が、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３のように設定されているため、図２示されているように、入力電圧Ｖｉｎが先ずＶｒｅｆ１に達した時点ｔ１で、レギュレータ１１Ａが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち上がり始める。続いて、入力電圧ＶｉｎがＶｒｅｆ２に達すると、レギュレータ１１Ｂが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める（タイミングｔ２）。そして、最後に入力電圧ＶｉｎがＶｒｅｆ３に達した時点ｔ３で、レギュレータ１１Ｃが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める。
【００２１】
上記のように、本実施形態の多出力電源装置においては、比較される参照電圧が異なる３つの入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを設けているため、予め設定した順序で３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを順に起動して、３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を順に立ち上げることができる。また、図２からも分かるように、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がる際には、立ち上がりとは逆の順序で立ち下がることとなる。なお、複数の電源電圧の立ち上がりの順序が規定されているシステムにおいては、一般には立ち上がりとは逆の順序で立ち下がることが規定されることが多いので、そのようなシステムには本実施形態の多出力電源装置を使用することができる。なお、図示しないが、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、電圧入力端子ＶＩＮに入力される電圧Ｖｉｎを電源電圧として動作するように構成することができる。
【００２２】
ところで、スイッチングレギュレータがそのスイッチング動作のためのクロック信号を生成する発振器を内蔵している場合、発振器は電源電圧（入力電圧Ｖｉｎ）が立ち上がってもすぐには発振動作することができず若干動作が遅れ、出力電圧の立ち上がりも遅れる。一方、ＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）は、電源電圧（入力電圧Ｖｉｎ）が立ち上がると比較的速やか出力電圧が立ち上がることが知られている。従って、何も対策しないと、図１のような多出力電源装置においては、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されたレギュレータ１１Ａと１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の立ち上がりが、ＬＤＯからなるレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３の立ち上がりよりも遅れてしまい、所望の順序でレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を立ち上げることができなくなるおそれがある。
【００２３】
そこで本実施形態では、特にＬＤＯからなるレギュレータ１１Ｃについては、内部にソフトスタート回路（図面にはＳＳ回路と記載）を設けて出力電圧の立ち上がりが緩やかになるように制御することとした。なお、ソフトスタート回路は、レギュレータの起動時に、負荷へ向かって急激に大きな突入電流が流れ込むのを防止するために、出力電圧が一定の速度で立ち上がるように規制するための回路であり、従来よりレギュレータにおいてよく使用されている回路である。レギュレータ１１Ｃにソフトスタート回路を設けることによって、誤ってレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３がレギュレータ１１Ａ，１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２よりも先に立ち上がってしまうのを回避することができる。また、レギュレータ１１Ｃにソフトスタート回路を設けることによって、負荷へ向かって流れ込む突入電流を抑えることができるという利点もある。
【００２４】
ところで、各レギュレータの出力端子に接続される負荷の大きさによっては、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されたレギュレータ１１Ａや１１Ｂであってもその出力電圧の立ち上がりが速くなることも考えられる。そこで、本実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂに対してもソフトスタート回路を設けてレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３と同一の立ち上がり時間で出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を立ち上げることとした。
【００２５】
ソフトスタート回路によって規定されるレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上げ時間が同一であるとすると、到達電位がそれぞれ異なっていたとしても、上記のように入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３が、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３の関係となるように設定されることにより、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で正確に出力電圧を立ち上げることができるようになる。なお、ソフトスタート回路は、従来よりよく知られた技術で種々の形式の回路が提案されており、本発明においては従来のソフトスタート回路と同様な回路を使用することができるので、ソフトスタート回路の具体例については、図示および説明を省略する。
（実施例２）
【００２６】
図３は、本発明を適用した多出力電源装置の第２の実施形態を示す。この実施形態は、複数のレギュレータを備えた多出力電源装置であって、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序が同じである場合に有効な電源装置である。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態の多出力電源装置は、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを内蔵し一つの入力電圧Ｖｉｎに基づいて各々電圧レベルの異なる３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を出力可能な多出力電源装置として構成されている。各レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、すべて、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されていてもよいし、ＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）により構成されていてもよい。また、２種類のレギュレータが混在する場合、立ち上がる順序はＬＤＯが最初あるいは途中であっても良い。
【００２８】
この実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａに対応して、電圧入力端子ＶＩＮに印加されている入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して入力電圧の立ち上がりを検出するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａが設けられている。また、レギュレータ１１Ｂに対応してレギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｄが、さらにレギュレータ１１Ｂに対応してレギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅが設けられている。
【００２９】
そして、上記入力電圧検出回路１２Ａが、入力電圧Ｖｉｎが所定の電位に達したことを検出すると入力電圧検出回路１２Ａの出力が変化してレギュレータ１１Ｂを起動させ。その後、レギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１が所定の電位に達したことを電圧検出回路１２Ｄが検出すると電圧検出回路１２Ｄの出力が変化してレギュレータ１１Ｂを起動させ、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が所定の電位に達したことを電圧検出回路１２Ｅが検出すると電圧検出回路１２Ｅの出力が変化してレギュレータ１１Ｃを起動させるように構成されている。
【００３０】
その結果、図４に示すように、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で出力電圧を立ち上げることができる。また、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がると、入力電圧検出回路１２Ａの出力、電圧検出回路１２Ｄの出力、電圧検出回路１２Ｅの出力が順次変化して、レギュレータ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの動作を停止させ、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で出力電圧を立ち下げることができる。なお、本実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのすべてあるいはいずれかのレギュレータがソフトスタート回路を備えている場合においても、所定の順序で正確に出力電圧を立ち上げることができる。
（実施例３）
【００３１】
図５は、本発明を適用した多出力電源装置の第３の実施形態を示す。この実施形態は、複数のレギュレータを備えた多出力電源装置であって、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序を任意に設定できるようにしたい場合に有効な電源装置である。
【００３２】
この実施形態の多出力電源装置においては、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応して、入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられているとともに、レギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｄと、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅと、レギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｆとが設けられている。
【００３３】
さらに、入力電圧検出回路１２Ｂと電圧検出回路１２Ｄ（または１２Ｆ）の出力に基づいてレギュレータ１１Ｂの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ａと、入力電圧検出回路１２Ｃと電圧検出回路１２Ｅ（または１２Ｄ）の出力に基づいてレギュレータ１１Ｃの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ｂと、電圧検出回路１２Ｆ（または１２Ｅ）や入力電圧検出回路１２Ｃの出力に基づいてレギュレータ１１Ａの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ｃとが設けられている。このような構成を有することにより、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序を任意に設定することが容易となる。
【００３４】
なお、図５の多出力電源装置においては、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれソフトスタート回路を備えたものでもよいし、備えていないものでも良い。また、図５の多出力電源装置においては、起動・停止制御回路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対して、チップ外部から制御信号を入力する外部端子を設けておくことにより、起動順序を外部から制御信号で変更できるように構成することも可能である。
（具体例）
【００３５】
図６に、図５の第３実施形態を適用した多出力電源装置において、２つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂを備える場合に電源立上がり時に各レギュレータを１１Ａ→１１Ｂの順に起動させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち上げる一方、電源立下がり時に各レギュレータを１１Ｂ→１１Ａの順序に停止させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができるようにした具体例を示す。
【００３６】
図６に示すように、この具体例の多出力電源装置においては、２つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂに対応して、入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２とを比較して入力電圧が所定の電位に達したか検出する入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂと、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅと、入力電圧検出回路１２Ａの出力と電圧検出回路１２Ｅの出力とからレギュレータ１１Ａの起動制御信号ＳＴ１を生成する起動・停止制御回路１３ＡとしてのＮＯＲゲートＧ１とが設けられている。レギュレータ１１Ｂは、入力電圧検出回路１２Ｂの出力によって直接起動制御されるように構成されている。
【００３７】
図７に、図６の具体例を適用した多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２と電圧検出回路１２Ｅの出力の変化のタイミングが示されている。図７に示されているように、図６の多出力電源装置においては、入力電圧Ｖｉｎが立ち上がって参照電圧Ｖｒｅｆ１に達すると、入力電圧検出回路１２Ａの出力がハイレベルに変化し、それによってＮＯＲゲートＧ１の出力がロウレベルに変化してレギュレータ１１Ａが起動され、出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち上がり始める（タイミングｔ１１）。
【００３８】
その後、入力電圧Ｖｉｎがさらに高くなって参照電圧Ｖｒｅｆ２に達すると、入力電圧検出回路１２Ｂの出力がハイレベルに変化してレギュレータ１１Ｂが起動され、出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める（タイミングｔ１２）。そして、出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、電圧検出回路１２Ｅの出力がハイレベルに変化する（タイミングｔ１３）が、このときＮＯＲゲートＧ１の出力はすでにロウレベルに変化しているため、レギュレータ１１Ａの動作に変化はない。
【００３９】
一方、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がる際には、先ずＶｉｎが参照電圧Ｖｒｅｆ２に達すると、入力電圧検出回路１２Ｂの出力がロウレベルに変化し、それによってレギュレータ１１Ｂの動作が停止され、出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち下がり始める（タイミングｔ２１）。このとき入力電圧検出回路１２Ａの出力はまだハイレベルであるため、ＮＯＲゲートＧ１の出力はロウレベルを保持しており、レギュレータ１１Ａは動作を続ける。
【００４０】
その後、入力電圧Ｖｉｎがさらに低くなって参照電圧Ｖｒｅｆ１に達すると、入力電圧検出回路１２Ａの出力がロウレベルに変化する（タイミングｔ２２）が、このときレギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達していないと、電圧検出回路１２Ｅの出力がハイレベルのままであるため、ＮＯＲゲートＧ１の出力はロウレベルを保持し、レギュレータ１１Ａは動作を続ける。そして、その後、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、電圧検出回路１２Ｅの出力がロウレベルに変化してレギュレータ１１Ａの動作が停止され、出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち下がり始める（タイミングｔ２３）。
【００４１】
このように、第３実施形態を適用した図６の電源装置においては、電源立上がり時に各レギュレータを１１Ａ→１１Ｂの順に起動させてＶｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２の順序で出力電圧を立ち上げるとともに、電源立下がり時に各レギュレータを１１Ｂ→１１Ａの順序に停止させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができる。しかも、Ｖｏｕｔ２が所定のレベルまで下がったのを検出してレギュレータ１１Ａの動作を停止させるため、正確にＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができる。
【００４２】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１や図３の実施形態においては、レギュレータを３個備えた多出力電源装置を例にとって説明したが、レギュレータの数は３個に限定されず、４個以上であっても良い。また、前記実施形態においては、レギュレータとしてのＤＣ−ＤＣコンバータとＬＤＯを内蔵した多出力電源装置を例にとって説明したが、内蔵される複数のレギュレータがすべてＤＣ−ＤＣコンバータまたはＬＤＯである場合にも適用することができる。また、レギュレータとしてシャントレギュレータを使用する電源装置にも適用することができる。また、実施形態においては、電圧検出回路として、所定の参照電圧と比較するコンパレータ（電圧比較回路）を使用したが、回路が有するしきい値電圧に応じて出力が変化するような回路であっても良い。
【００４３】
さらに、前記実施形態においては、レギュレータに出力電圧の立ち上がり時間を規制するためソフトスタート回路を設けることについて説明したが、レギュレータに出力電圧の立ち下がり時間を規制するため例えばスイッチ用トランジスタと抵抗などからなる立ち下がり制御回路を設け、立ち下がり時間を規制して確実に所定の順序で複数のレギュレータが停止するように構成しても良い。また、前記実施形態においてはレギュレータとして定電圧を出力する電圧レギュレータを使用した例を説明したが、定電流を出力する電流レギュレータを使用する電源装置にも適用することができる。
【００４４】
さらに、前記実施形態においては、本発明を複数の直流電圧を出力可能な多出力電源装置に適用した例を説明したが、本発明にそれに限定されるものではなく、複数のＤＣ−ＤＣコンバータやＬＤＯなどのレギュレータとともに、二次電池の充電制御回路や、ＷＬＥＤ（ホワイト発光ダイオード）ドライバ回路等複数の電源系回路を搭載したパワーマネージメントＩＣのような多機能電源制御用ＩＣにも利用する。
【符号の説明】
【００４５】
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ レギュレータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ、シリーズレギュレータ）
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 入力電圧検出回路
１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ 電圧検出回路
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 起動・停止制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の直流電圧を出力する多出力電源装置に関し、特に複数の出力電圧を所定の順序に従って立ち上げる多出力電源装置に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体集積回路やコンデンサなどの電子部品で構成された電子システムには、メイン基板（マザーボード）やサブ基板（子基板、孫基板）など複数の基板で構成され、さらに各基板にメインＬＳＩ（大規模半導体集積回路）、サブＬＳＩなど複数のＬＳＩが実装されているものがある。このようなシステムにおいては、システムを構成する複数のＬＳＩの電源電圧のレベルがそれぞれ異なる場合がある。
その場合、これらのＬＳＩに必要な電源電圧を供給する電源装置として、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力することが可能な多出力電源装置が使用される。また、複数のＬＳＩを備えたシステムにおいては、電源投入時にＬＳＩの電源電圧を予め規定された順序で立ち上げないとシステムが誤動作を起こす場合がある。
【０００３】
従来、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、電圧の供給を受けるＬＳＩによって電源電圧の立上げ順序が規定されている場合には、複数のレギュレータを直列的に設けるとともに、前段のレギュレータの出力の立ち上がりを検出する検出回路（遅延回路）を設け、この検出回路（遅延回路）の出力を起動信号として後段のレギュレータを起動させるようにしていた。
このような発明としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。また、ユーザが電源の立ち上げ順序を自由に設定できるようにするため、図８に示すようなコントロール信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３を入力する端子を備えた多出力電源装置もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６６９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前段のレギュレータの出力の立ち上がりを検出する検出回路（遅延回路）を設けた特許文献１に記載されているような発明の直流電源装置にあっては、検出回路の遅延時間を設定するために抵抗や容量などの素子を必要とするため、半導体集積回路化された電源装置においては容量を接続するための外部端子が必要となる。さらに、電圧検出回路ではなく時間的に遅延される遅延回路を設けて複数のレギュレータを順次起動する電源装置も実用化されているが、かかる電源装置においては、例えば電源電圧や出力電圧の立ち上がり速度が、設計時に想定した速度よりも遅くなった場合には、前段のレギュレータの出力電圧が充分に立ち上がる前に次段のレギュレータが起動されてしまい正確な立ち上げができなくなるおそれがある。
【０００６】
一方、図８に示すような多出力電源装置においても、半導体集積回路化する場合、コントロール信号を入力する端子が必要となり、チップサイズが大きくなってしまうという不具合がある。なお、図８に示す多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、１１Ａ→１１Ｂ→１１Ｃの順序で起動したい場合には、図９に示すように、順番に変化するコントロール信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２，ＣＯＮＴ３を生成する回路を設ける必要があり、ユーザの負担が増加するという課題がある。
【０００７】
この発明は上記のような課題に着目してなされたものでその目的は、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータの出力を立ち上げることができるようにすることにある。
本発明の他の目的は、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、各レギュレータの出力電圧の立ち上がり速度が異なる場合にも正確な立ち上げが行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧検出回路と、を備え、
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧が予め設定された所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数のレギュレータは、それぞれ対応する前記電圧検出回路の出力の変化に応じて動作を開始するように構成したものである。
【０００９】
上記した手段によれば、遅延回路を使用せずに、電圧検出回路の出力の変化に応じて複数のレギュレータの動作を開始させることができるため、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータ（レギュレータ）の出力電圧を立ち上げることができる。その結果、半導体集積回路化する場合に、チップサイズの増加を抑えることができる。
【００１０】
ここで、望ましくは、前記複数の電圧検出回路は、各々前記電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、前記所定の参照電圧の電位は、予め規定されている出力電圧が立ち上がる順序に従って段階的に高い電位となるように設定する。これにより、電圧検出回路の参照電圧の電位を変えるだけで予め規定されている順序で出力電圧を立ち上げることができる。
【００１１】
また、望ましくは、前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えるようにする。これにより、ソフトスタート回路を備えているレギュレータ（レギュレータ）の出力電圧は立ち上がりが遅くされるため、確実に最後に出力電圧が立ち上がるようにすることができる。
【００１２】
さらに、望ましくは、前記複数のレギュレータは、それぞれ出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備え、各ソフトスタート回路により規制される出力電圧の立ち上がり時間を同一に設定する。各ソフトスタート回路により、複数のレギュレータの出力電圧の立ち上がり時間が同一にされるため、電圧検出回路が入力電圧を検出した順序に従って正確に出力電圧を立ち上げることができる。
【００１３】
また、前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路以外の電圧検出回路は、それぞれ対応するレギュレータよりも一つ前に起動されるべきレギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成してもよい。このように構成することにより、最初に起動されるべきレギュレータの出力電圧が立ち上がると次のレギュレータの出力電圧が立ち上がり、その立ち上がりを受けてさらに次のレギュレータの出力電圧が立ち上がるので、所定の順番で正確に各レギュレータ（レギュレータ）の出力電圧を立ち上げることができる。
【００１４】
さらに、本出願の他の発明は、
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第１電圧検出回路と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第２電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路と前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成する複数の起動・停止制御回路と、を備え、
前記複数の第１電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧と各々異なる電位に設定された参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の第２電圧検出回路は、それぞれ対応する前記レギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、各出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の起動・停止制御回路は、それぞれ対応する前記第１電圧検出回路の出力と、対応するレギュレータとは別のレギュレータの出力電圧を検出する前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成するように構成する。
【００１５】
上記した手段によれば、遅延回路を使用せずに、電圧検出回路の出力の変化に応じて起動・停止制御回路によって複数のレギュレータ（レギュレータ）の動作を所望の順序で開始させるとともに、複数のレギュレータの動作を所望の順序で停止させることができるため、端子数を増加させることなく所定の順番で出力電圧を立ち上げ、所定の順番で出力電圧を立ち下げることができる。
ここで、望ましくは、前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えるようにする。これにより、ソフトスタート回路を備えている電圧検出回路（レギュレータ）の出力電圧は立ち上がりが遅くされるため、確実に最後に出力電圧が立ち上がるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、端子数を増加させることなく所定の順番で各レギュレータの出力を立ち上げることができる。また、複数のレギュレータを備え複数の直流電圧を出力する多出力電源装置において、各レギュレータの出力電圧の立ち上がり速度が異なる場合にも予め規定された順序に従った正確な立ち上げが行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した多出力電源装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】第２の実施形態の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】第３の実施形態の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５の第３実施形態の多出力電源装置の具体例を示すブロック図である。
【図７】図６の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングおよび電圧検出回路の出力の変化を示すタイミングチャートである。
【図８】従来の多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングとおよびコントロール信号の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。（実施例１） 図１は、本発明を適用した多出力電源装置の第１の実施形態を示す。この実施形態は、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを内蔵し一つの入力電圧Ｖｉｎに基づいて各々電圧レベルの異なる３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を出力可能な多出力電源装置として構成したものである。また、特に限定されるものではないが、この実施形態の多出力電源装置は、第１と第２のレギュレータ１１Ａ，１１Ｂは、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、第３のレギュレータはＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）により構成されている。さらに、この実施形態の多出力電源装置は、１個の半導体チップ上に半導体集積回路（レギュレータＩＣ）として構成されている。
【００１９】
また、この実施形態の多出力電源装置には、入力電圧Ｖｉｎが印加される電圧入力端子ＶＩＮと、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応して、３つの電圧出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３と、上記入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられている。そして、各入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、入力電圧Ｖｉｎが所定の電位に達したことを検出すると、出力が変化して対応するレギュレータを起動させるように構成されている。ここで、特に限定されるものではないが、この実施形態では、参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３は、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３の関係となるようにそれぞれの電圧値が設定されている。
【００２０】
図２には、図１の電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングが示されている。本実施形態の多出力電源装置では、参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３が、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３のように設定されているため、図２示されているように、入力電圧Ｖｉｎが先ずＶｒｅｆ１に達した時点ｔ１で、レギュレータ１１Ａが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち上がり始める。続いて、入力電圧ＶｉｎがＶｒｅｆ２に達すると、レギュレータ１１Ｂが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める（タイミングｔ２）。そして、最後に入力電圧ＶｉｎがＶｒｅｆ３に達した時点ｔ３で、レギュレータ１１Ｃが起動されてその出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める。
【００２１】
上記のように、本実施形態の多出力電源装置においては、比較される参照電圧が異なる３つの入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを設けているため、予め設定した順序で３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを順に起動して、３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を順に立ち上げることができる。また、図２からも分かるように、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がる際には、立ち上がりとは逆の順序で立ち下がることとなる。なお、複数の電源電圧の立ち上がりの順序が規定されているシステムにおいては、一般には立ち上がりとは逆の順序で立ち下がることが規定されることが多いので、そのようなシステムには本実施形態の多出力電源装置を使用することができる。なお、図示しないが、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、電圧入力端子ＶＩＮに入力される電圧Ｖｉｎを電源電圧として動作するように構成することができる。
【００２２】
ところで、スイッチングレギュレータがそのスイッチング動作のためのクロック信号を生成する発振器を内蔵している場合、発振器は電源電圧（入力電圧Ｖｉｎ）が立ち上がってもすぐには発振動作することができず若干動作が遅れ、出力電圧の立ち上がりも遅れる。一方、ＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）は、電源電圧（入力電圧Ｖｉｎ）が立ち上がると比較的速やか出力電圧が立ち上がることが知られている。従って、何も対策しないと、図１のような多出力電源装置においては、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されたレギュレータ１１Ａと１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の立ち上がりが、ＬＤＯからなるレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３の立ち上がりよりも遅れてしまい、所望の順序でレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を立ち上げることができなくなるおそれがある。
【００２３】
そこで本実施形態では、特にＬＤＯからなるレギュレータ１１Ｃについては、内部にソフトスタート回路（図面にはＳＳ回路と記載）を設けて出力電圧の立ち上がりが緩やかになるように制御することとした。なお、ソフトスタート回路は、レギュレータの起動時に、負荷へ向かって急激に大きな突入電流が流れ込むのを防止するために、出力電圧が一定の速度で立ち上がるように規制するための回路であり、従来よりレギュレータにおいてよく使用されている回路である。レギュレータ１１Ｃにソフトスタート回路を設けることによって、誤ってレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３がレギュレータ１１Ａ，１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２よりも先に立ち上がってしまうのを回避することができる。また、レギュレータ１１Ｃにソフトスタート回路を設けることによって、負荷へ向かって流れ込む突入電流を抑えることができるという利点もある。
【００２４】
ところで、各レギュレータの出力端子に接続される負荷の大きさによっては、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されたレギュレータ１１Ａや１１Ｂであってもその出力電圧の立ち上がりが速くなることも考えられる。そこで、本実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂに対してもソフトスタート回路を設けてレギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３と同一の立ち上がり時間で出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を立ち上げることとした。
【００２５】
ソフトスタート回路によって規定されるレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３の立ち上げ時間が同一であるとすると、到達電位がそれぞれ異なっていたとしても、上記のように入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３が、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｒｅｆ２＜Ｖｒｅｆ３の関係となるように設定されることにより、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で正確に出力電圧を立ち上げることができるようになる。なお、ソフトスタート回路は、従来よりよく知られた技術で種々の形式の回路が提案されており、本発明においては従来のソフトスタート回路と同様な回路を使用することができるので、ソフトスタート回路の具体例については、図示および説明を省略する。
（実施例２）
【００２６】
図３は、本発明を適用した多出力電源装置の第２の実施形態を示す。この実施形態は、複数のレギュレータを備えた多出力電源装置であって、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序が同じである場合に有効な電源装置である。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態の多出力電源装置は、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを内蔵し一つの入力電圧Ｖｉｎに基づいて各々電圧レベルの異なる３つの出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３を出力可能な多出力電源装置として構成されている。各レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、すべて、スイッチングレギュレータからなるＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されていてもよいし、ＬＤＯ（低飽和型シリーズレギュレータ）により構成されていてもよい。また、２種類のレギュレータが混在する場合、立ち上がる順序はＬＤＯが最初あるいは途中であっても良い。
【００２８】
この実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａに対応して、電圧入力端子ＶＩＮに印加されている入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆとを比較して入力電圧の立ち上がりを検出するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａが設けられている。また、レギュレータ１１Ｂに対応してレギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｄが、さらにレギュレータ１１Ｂに対応してレギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅが設けられている。
【００２９】
そして、上記入力電圧検出回路１２Ａが、入力電圧Ｖｉｎが所定の電位に達したことを検出すると入力電圧検出回路１２Ａの出力が変化してレギュレータ１１Ｂを起動させ。その後、レギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１が所定の電位に達したことを電圧検出回路１２Ｄが検出すると電圧検出回路１２Ｄの出力が変化してレギュレータ１１Ｂを起動させ、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が所定の電位に達したことを電圧検出回路１２Ｅが検出すると電圧検出回路１２Ｅの出力が変化してレギュレータ１１Ｃを起動させるように構成されている。
【００３０】
その結果、図４に示すように、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で出力電圧を立ち上げることができる。また、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がると、入力電圧検出回路１２Ａの出力、電圧検出回路１２Ｄの出力、電圧検出回路１２Ｅの出力が順次変化して、レギュレータ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの動作を停止させ、Ｖｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ３の順序で出力電圧を立ち下げることができる。なお、本実施形態の多出力電源装置においては、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのすべてあるいはいずれかのレギュレータがソフトスタート回路を備えている場合においても、所定の順序で正確に出力電圧を立ち上げることができる。
（実施例３）
【００３１】
図５は、本発明を適用した多出力電源装置の第３の実施形態を示す。この実施形態は、複数のレギュレータを備えた多出力電源装置であって、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序を任意に設定できるようにしたい場合に有効な電源装置である。
【００３２】
この実施形態の多出力電源装置においては、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応して、入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３とを比較するコンパレータ（電圧比較回路）などからなる入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられているとともに、レギュレータ１１Ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｄと、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅと、レギュレータ１１Ｃの出力電圧Ｖｏｕｔ３の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｆとが設けられている。
【００３３】
さらに、入力電圧検出回路１２Ｂと電圧検出回路１２Ｄ（または１２Ｆ）の出力に基づいてレギュレータ１１Ｂの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ａと、入力電圧検出回路１２Ｃと電圧検出回路１２Ｅ（または１２Ｄ）の出力に基づいてレギュレータ１１Ｃの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ｂと、電圧検出回路１２Ｆ（または１２Ｅ）や入力電圧検出回路１２Ｃの出力に基づいてレギュレータ１１Ａの起動制御信号を生成する起動・停止制御回路１３Ｃとが設けられている。このような構成を有することにより、各レギュレータの立ち上げの順序と立ち下げの順序を任意に設定することが容易となる。
【００３４】
なお、図５の多出力電源装置においては、３つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれソフトスタート回路を備えたものでもよいし、備えていないものでも良い。また、図５の多出力電源装置においては、起動・停止制御回路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対して、チップ外部から制御信号を入力する外部端子を設けておくことにより、起動順序を外部から制御信号で変更できるように構成することも可能である。
（具体例）
【００３５】
図６に、図５の第３実施形態を適用した多出力電源装置において、２つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂを備える場合に電源立上がり時に各レギュレータを１１Ａ→１１Ｂの順に起動させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち上げる一方、電源立下がり時に各レギュレータを１１Ｂ→１１Ａの順序に停止させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができるようにした具体例を示す。
【００３６】
図６に示すように、この具体例の多出力電源装置においては、２つのレギュレータ１１Ａ，１１Ｂに対応して、入力電圧Ｖｉｎと所定の参照電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２とを比較して入力電圧が所定の電位に達したか検出する入力電圧検出回路１２Ａ，１２Ｂと、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の立ち上がりを検出する電圧検出回路１２Ｅと、入力電圧検出回路１２Ａの出力と電圧検出回路１２Ｅの出力とからレギュレータ１１Ａの起動制御信号ＳＴ１を生成する起動・停止制御回路１３ＡとしてのＮＯＲゲートＧ１とが設けられている。レギュレータ１１Ｂは、入力電圧検出回路１２Ｂの出力によって直接起動制御されるように構成されている。
【００３７】
図７に、図６の具体例を適用した多出力電源装置における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２と電圧検出回路１２Ｅの出力の変化のタイミングが示されている。図７に示されているように、図６の多出力電源装置においては、入力電圧Ｖｉｎが立ち上がって参照電圧Ｖｒｅｆ１に達すると、入力電圧検出回路１２Ａの出力がハイレベルに変化し、それによってＮＯＲゲートＧ１の出力がロウレベルに変化してレギュレータ１１Ａが起動され、出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち上がり始める（タイミングｔ１１）。
【００３８】
その後、入力電圧Ｖｉｎがさらに高くなって参照電圧Ｖｒｅｆ２に達すると、入力電圧検出回路１２Ｂの出力がハイレベルに変化してレギュレータ１１Ｂが起動され、出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち上がり始める（タイミングｔ１２）。そして、出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、電圧検出回路１２Ｅの出力がハイレベルに変化する（タイミングｔ１３）が、このときＮＯＲゲートＧ１の出力はすでにロウレベルに変化しているため、レギュレータ１１Ａの動作に変化はない。
【００３９】
一方、入力電圧Ｖｉｎが立ち下がる際には、先ずＶｉｎが参照電圧Ｖｒｅｆ２に達すると、入力電圧検出回路１２Ｂの出力がロウレベルに変化し、それによってレギュレータ１１Ｂの動作が停止され、出力電圧Ｖｏｕｔ２が立ち下がり始める（タイミングｔ２１）。このとき入力電圧検出回路１２Ａの出力はまだハイレベルであるため、ＮＯＲゲートＧ１の出力はロウレベルを保持しており、レギュレータ１１Ａは動作を続ける。
【００４０】
その後、入力電圧Ｖｉｎがさらに低くなって参照電圧Ｖｒｅｆ１に達すると、入力電圧検出回路１２Ａの出力がロウレベルに変化する（タイミングｔ２２）が、このときレギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達していないと、電圧検出回路１２Ｅの出力がハイレベルのままであるため、ＮＯＲゲートＧ１の出力はロウレベルを保持し、レギュレータ１１Ａは動作を続ける。そして、その後、レギュレータ１１Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が参照電圧Ｖｒｅｆに達すると、電圧検出回路１２Ｅの出力がロウレベルに変化してレギュレータ１１Ａの動作が停止され、出力電圧Ｖｏｕｔ１が立ち下がり始める（タイミングｔ２３）。
【００４１】
このように、第３実施形態を適用した図６の電源装置においては、電源立上がり時に各レギュレータを１１Ａ→１１Ｂの順に起動させてＶｏｕｔ１→Ｖｏｕｔ２の順序で出力電圧を立ち上げるとともに、電源立下がり時に各レギュレータを１１Ｂ→１１Ａの順序に停止させてＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができる。しかも、Ｖｏｕｔ２が所定のレベルまで下がったのを検出してレギュレータ１１Ａの動作を停止させるため、正確にＶｏｕｔ２→Ｖｏｕｔ１の順序で出力電圧を立ち下げることができる。
【００４２】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１や図３の実施形態においては、レギュレータを３個備えた多出力電源装置を例にとって説明したが、レギュレータの数は３個に限定されず、４個以上であっても良い。また、前記実施形態においては、レギュレータとしてのＤＣ−ＤＣコンバータとＬＤＯを内蔵した多出力電源装置を例にとって説明したが、内蔵される複数のレギュレータがすべてＤＣ−ＤＣコンバータまたはＬＤＯである場合にも適用することができる。また、レギュレータとしてシャントレギュレータを使用する電源装置にも適用することができる。また、実施形態においては、電圧検出回路として、所定の参照電圧と比較するコンパレータ（電圧比較回路）を使用したが、回路が有するしきい値電圧に応じて出力が変化するような回路であっても良い。
【００４３】
さらに、前記実施形態においては、レギュレータに出力電圧の立ち上がり時間を規制するためソフトスタート回路を設けることについて説明したが、レギュレータに出力電圧の立ち下がり時間を規制するため例えばスイッチ用トランジスタと抵抗などからなる立ち下がり制御回路を設け、立ち下がり時間を規制して確実に所定の順序で複数のレギュレータが停止するように構成しても良い。また、前記実施形態においてはレギュレータとして定電圧を出力する電圧レギュレータを使用した例を説明したが、定電流を出力する電流レギュレータを使用する電源装置にも適用することができる。
【００４４】
さらに、前記実施形態においては、本発明を複数の直流電圧を出力可能な多出力電源装置に適用した例を説明したが、本発明にそれに限定されるものではなく、複数のＤＣ−ＤＣコンバータやＬＤＯなどのレギュレータとともに、二次電池の充電制御回路や、ＷＬＥＤ（ホワイト発光ダイオード）ドライバ回路等複数の電源系回路を搭載したパワーマネージメントＩＣのような多機能電源制御用ＩＣにも利用する。
【符号の説明】
【００４５】
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ レギュレータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ、シリーズレギュレータ）
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 入力電圧検出回路
１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ 電圧検出回路
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 起動・停止制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧検出回路と、を備え、
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧が予め設定された所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数のレギュレータは、それぞれ対応する前記電圧検出回路の出力の変化に応じて動作を開始するように構成されていることを特徴とする多出力電源装置。
【請求項２】
前記複数の電圧検出回路は、各々前記電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記所定の参照電圧の電位は、予め規定されている出力電圧が立ち上がる順序に従って段階的に高い電位となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の多出力電源装置。
【請求項３】
前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の多出力電源装置。
【請求項４】
前記複数のレギュレータは、それぞれ出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備え、各ソフトスタート回路により規制される出力電圧の立ち上がり時間は同一に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の多出力電源装置。
【請求項５】
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路以外の電圧検出回路は、それぞれ対応するレギュレータよりも一つ前に起動されるべきレギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多出力電源装置。
【請求項６】
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第１電圧検出回路と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第２電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路と前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成する複数の起動・停止制御回路と、を備え、
前記複数の第１電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧と各々異なる電位に設定された参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の第２電圧検出回路は、それぞれ対応する前記レギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、各出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の起動・停止制御回路は、それぞれ対応する前記第１電圧検出回路の出力と、対応するレギュレータとは別のレギュレータの出力電圧を検出する前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成するように構成されていることを特徴とする多出力電源装置。
【請求項７】
前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の多出力電源装置。
【請求項１】
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧検出回路と、を備え、
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧が予め設定された所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数のレギュレータは、それぞれ対応する前記電圧検出回路の出力の変化に応じて動作を開始するように構成されていることを特徴とする多出力電源装置。
【請求項２】
前記複数の電圧検出回路は、各々前記電圧入力端子に入力されている電圧と所定の参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記所定の参照電圧の電位は、予め規定されている出力電圧が立ち上がる順序に従って段階的に高い電位となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の多出力電源装置。
【請求項３】
前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の多出力電源装置。
【請求項４】
前記複数のレギュレータは、それぞれ出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備え、各ソフトスタート回路により規制される出力電圧の立ち上がり時間は同一に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の多出力電源装置。
【請求項５】
前記複数の電圧検出回路のうち、最初に起動されるべきレギュレータに対応された電圧検出回路以外の電圧検出回路は、それぞれ対応するレギュレータよりも一つ前に起動されるべきレギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多出力電源装置。
【請求項６】
直流電圧が入力される電圧入力端子と、
前記電圧入力端子に入力されている電圧を受けて異なる電位の直流電圧に変換して出力する複数のレギュレータと、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の電圧出力端子と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第１電圧検出回路と、
前記複数のレギュレータに対応して設けられた複数の第２電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路と前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成する複数の起動・停止制御回路と、を備え、
前記複数の第１電圧検出回路は、前記電圧入力端子に入力されている電圧と各々異なる電位に設定された参照電圧とを比較して、入力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の第２電圧検出回路は、それぞれ対応する前記レギュレータの出力電圧と所定の参照電圧とを比較して、各出力電圧が所定の電位に達した際に出力が変化するようにされ、
前記複数の起動・停止制御回路は、それぞれ対応する前記第１電圧検出回路の出力と、対応するレギュレータとは別のレギュレータの出力電圧を検出する前記第２電圧検出回路の出力に基づいて対応する前記レギュレータの起動および停止を制御する信号を生成するように構成されていることを特徴とする多出力電源装置。
【請求項７】
前記複数のレギュレータのうち、少なくとも最後に起動されるべきレギュレータは、出力電圧の立ち上がり速度を規制するソフトスタート回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の多出力電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５０２１６（Ｐ２０１２−５０２１６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９１２７（Ｐ２０１０−１８９１２７）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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