電力供給装置、電子回路、電子機器
【課題】従来使用されている電力供給装置に含まれる電子素子や要素を効率的に活用しつつ最小限の回路規模にて、負荷回路に大電力と小電力とを切り分けて供給できる電力供給装置を提供する。
【解決手段】電力供給装置１は、第１経路２および第２経路３のいずれかの経路を介して、負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチ７と、第１スイッチ７の開閉のタイミングを制御する開閉スイッチ８を含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチ９と、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路２は、駆動部１０の外部を経由すると共に、第２経路３は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチ８と第２スイッチ９とは、共通要素である。
【解決手段】電力供給装置１は、第１経路２および第２経路３のいずれかの経路を介して、負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチ７と、第１スイッチ７の開閉のタイミングを制御する開閉スイッチ８を含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチ９と、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路２は、駆動部１０の外部を経由すると共に、第２経路３は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチ８と第２スイッチ９とは、共通要素である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷回路に供給する電力値を切り替えつつ供給できる電力供給装置に関し、例えば電力供給回路、スイッチング電源、スイッチング電源回路などに適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から負荷回路に電力を供給する（電圧や電流を供給する）スイッチング電源や電力供給回路などの電力供給装置が、電子回路や電子機器において用いられている。このような電力供給装置は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータなどの装置として実現されることがある。
【０００３】
近年の電子機器には、消費電力の削減や待機電力の削減などが求められており、負荷回路における動作も大電力を要するモードの場合と少量の電力を要するモードの場合とが存在する。特に、電子機器の大半は、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）とＣＰＵにより動作されるソフトウェアを含む。ＣＰＵは、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多く、ソフトウェアも、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多い。例えば、ソフトウェアが表示のみを行っている場合には、ソフトウェアを動作させるＣＰＵは小電力を要し、ソフトウェアが演算を行っている場合には、ソフトウェアを動作させるＣＰＵは大電力を要する。
【０００４】
従来の電力供給装置は、電源と、電源からの電力値をパルス幅で制御する（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））パルススイッチと、パルススイッチの開閉を制御する駆動部とを備えている。このような構成の電力供給装置では、負荷回路に供給される電力値を変化させることに限界があり、小電力モードや待機モードなどにおいて、十分に消費電力を削減できなかった。
【０００５】
このため、負荷回路に電力を供給する複数の経路を設け、複数の経路のそれぞれは、供給できる電力値が異なり、複数の経路を切り替える駆動部を備えるハイブリッドタイプの電力供給装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２２１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるＤＣ−ＤＣコンバータは、電力を供給する複数の経路を切り替えるスイッチに抵抗を接続して、応答時間の短縮を図っている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるＤＣ−ＤＣコンバータは、異なる電力値を供給する複数の経路とこの経路を形成するスイッチなどの素子が、経路毎に個別に設けられているので、回路規模やコストが増大する問題がある。更に、個別の回路は、それぞれの経路での電力供給のみに対応してしか使用されず、電子素子の使用効率を損なう問題もある。結果として、電源付近での消費電力が増加する問題も生じる。
【０００８】
加えて、特許文献１に開示される技術は、電源付近においてより多くの素子や配線を形成する必要があり、ノイズ対応などが困難である問題も有する。
【０００９】
本発明は、これらの問題に鑑みて、従来使用されている電力供給装置に含まれる電子素子や要素を効率的に活用しつつ最小限の回路規模にて、負荷回路に大電力と小電力とを切り分けて供給できる電力供給装置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】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明の電力供給装置は、第１経路および第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、第１経路と第２経路とを切り替える切り替え部と、第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路は、駆動部の外部を経由すると共に、第２経路は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチと第２スイッチとは、共通要素である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力供給装置は、回路規模の増加を最小限に抑えつつ、負荷回路の必要性に応じて、大電力と小電力とを切り分けて負荷回路に供給できる。当然ながら、回路面積やコストも低減できる。
【００１２】
また、ノイズの影響が考慮されたスイッチング電源に含まれる駆動部をそのまま流用するので、ノイズの影響を生じさせにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の発明に係る電力供給装置は、第１経路および第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、第１経路と第２経路とを切り替える切り替え部と、第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路は、駆動部の外部を経由すると共に、第２経路は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチと第２スイッチとは、共通要素である。
【００１４】
この構成により、回路規模の増大をもたらさずに、大電力である第１電力値と小電力である第２電力値とを異なる経路で、負荷回路に供給できる。また、電力値に合わせた素子によって電力値が制御できるので、不要な損失や消費電力が抑制できる。
【００１５】
本発明の第２の発明に係る電力供給装置では、第１の発明に加えて、第１スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第１パルススイッチを有し、第２スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第２パルススイッチを有し、第１パルススイッチおよび第２パルススイッチは、供給期間をパルス幅により制御し、第１電力値および第２電力値は、パルス幅によって決定される。
【００１６】
この構成により、第１電力値と第２電力値は、正確に制御される。
【００１７】
本発明の第３の発明に係る電力供給装置では、第２の発明に加えて、第１パルススイッチおよび第２パルススイッチのそれぞれは、ゲート端子への入力信号によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタを有する。
【００１８】
この構成により、パルス幅を決定する開閉期間が、容易に制御できる。
【００１９】
本発明の第４の発明に係る電力供給装置では、第３の発明に加えて、第２パルススイッチは、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有する。
【００２０】
この構成により、パルス幅を決定する開閉期間が、容易に制御できる。
【００２１】
本発明の第５の発明に係る電力供給装置では、第３から第４のいずれかの発明に加えて、切り替え部が、第１経路を選択する場合には、開閉スイッチの出力が、第１パルススイッチに含まれるＭＯＳトランジスタのゲート入力となって第１パルススイッチの開閉期間を制御し、第１パルススイッチの開閉期間が、供給期間を決定して第１電力値を決定し、切り替え部が、第２経路を選択する場合には、第２パルススイッチの開閉期間が、供給期間を決定して第２電力値を決定する。
【００２２】
この構成により、大電力である第１電力値と小電力である第２電力値とが容易に制御できる。また、小電力である第２電力値は、小型の素子である第２パルススイッチの開閉期間によって制御されるので、スイッチング損失が抑制できる。
【００２３】
本発明の第６の発明に係る電力供給装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、負荷回路が、第１電力値および第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する検出部を、更に備える。
【００２４】
この構成により、電力供給装置は、供給する電力値を確実に制御できる。
【００２５】
本発明の第７の発明に係る電力供給装置では、第６の発明に加えて、検出部は、負荷回路の動作モードに基づいて、第１電力値および第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する。
【００２６】
この構成により、電力供給装置は、負荷回路の動作内容を反映した電力を供給できる。
【００２７】
本発明の第８の発明に係る電力供給装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、切り替え部における第１経路および第２経路からの経路の選択を制御する制御部を、更に備える。
【００２８】
この構成により、経路切り替えが容易に行える。特に、検出部の検出結果に従うことで、経路は適切に切り替えられる。
【００２９】
本発明の第９の発明に係る電力供給装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、第２スイッチの開閉のタイミングを制御するスイッチ制御部を更に備える。
【００３０】
この構成により、第１電流値と第２電流値の制御の基礎となる供給期間が適切に制御される。
【００３１】
本発明の第１０の発明に係る電力供給装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、負荷回路への入力信号を、平滑化するフィルターを更に備える。
【００３２】
この構成により、負荷回路への信号が平滑化されて、負荷回路での誤動作を生じさせない。
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】
なお、電力供給装置は、電子回路、半導体集積回路、電子素子のいずれで実現されてもよく、制御の一部がソフトウェアプログラムで実現されても良い。また、電力供給装置のみで提供されても、他の電子回路と組み合わされた状態で供給されても良い。
【００３５】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における電力供給装置の全体概要を、図１を用いて説明する図１は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【００３６】
（全体概要）
電力供給装置１は、第１経路２と第２経路３のいずれかの経路を介して負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値を制御する第１スイッチ７と、第１スイッチ７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ８と、開閉スイッチ８を含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値を制御する第２スイッチ９を備える。ここで、開閉スイッチ８と第２スイッチ９とは、同じ要素であって共通要素である。
【００３７】
なお、図１では、負荷回路４までを含んで電力供給装置１として示されているが、電力供給装置１は、負荷回路４を含んでいても含んでいなくてもよい。例えば、負荷回路４以外の部分を電力供給装置とみなして、負荷回路４を含んだ状態の場合を電子回路とみなしても良い。
【００３８】
第１経路２は、図１より明らかな通り、電源５から負荷回路６へ最短で接続される経路であって、駆動部１０の外側を通過する。これに対して、第２経路３は、電源５から駆動部１０の内部を通過して、負荷回路４に接続される。第１経路２から供給される電力値を第１電力値とし、第２経路３から供給される電力値を第２電力値とすると、第１電力値は、第２電力値よりも大きい。
【００３９】
ここで、負荷回路４は、大電力を必要とする場合と小電力を必要とする場合とがある。
【００４０】
負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大電力である第１電力値を供給する第１経路２が選択され、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小電力である第２電力値を供給する第２経路３が選択される。
【００４１】
切り替え部６は、図１に示されるように、２つのスイッチを有する。２つのスイッチが短絡されると、電源５と負荷回路４とを接続する第１経路２が導電する。第１経路２と接地１１とを接続する第１スイッチの開閉によって、電源５から負荷回路４へ第１経路２を介して供給される第１電力値が制御される。
【００４２】
一方、切り替え部６が有する２つのスイッチが開放されると、第２経路３が電源５から負荷回路４までを導電する。第２経路３は、第２スイッチ９によって短絡と開放が制御されて、負荷回路４に供給する第２電力値を制御する。
【００４３】
負荷回路４が小電力しか必要としない場合に、大電力である第１電力値を供給する第１経路２を用いて負荷回路４に電力を供給するよりも、小電力である第２電力値を供給する第２経路３を用いて負荷回路４に電力を供給する方が、損失低減や消費電力低減の面で優れている。
【００４４】
例えば、第１経路２を経由して負荷回路４に電力が供給される場合には、切り替え部６が短絡して、電源５から負荷回路４までを最短で接続する第２経路２が導電する。導電した第２経路２を通じて負荷回路４へ供給される第２電力値は、第２経路２の途中で接地１１に接続する第１スイッチ７の開閉期間によって制御される。すなわち第１スイッチ７が接続状態の場合には、第２経路２から接地１１までが導電状態となり、負荷回路４へ電力が供給されず、逆に第１スイッチ７が開放状態の場合には、電源５と負荷回路４とが導電状態となって、負荷回路４へ電力が供給される。このとき、第１スイッチ７は、電源５と接地１１とを直接導電する経路を形成して、電源５からの第１電力値に基づく電力（大電力である）を接地１１に逃がす役割を有するので、耐圧や動作性能の面から大型の素子を必要とする。一方で、開閉スイッチ８（すなわち第２スイッチ９）は、第１スイッチ７の開閉の切り替えのみを行えばよいので、耐圧や動作性能の面から、小型の素子で十分である。
【００４５】
第２経路３を経由して負荷回路４に電力が供給される場合には、切り替え部６が開放されて、駆動部１０を経由する第２経路３が導電する。第２経路３は、第２スイッチ９の開閉期間で、電源５と負荷回路６との導電が制御される。すなわち、第２スイッチ９が開放されている間は、電源５から負荷回路４への電力供給は停止しており、第２スイッチ９が短絡している間は、電源５から負荷回路４への電力が供給されており、この停止期間と供給期間によって、第２電力値は定まる。第２経路３で供給される第２電力値は小さいので、この点からも、第２スイッチ９は小型の素子で十分である。
【００４６】
すなわち、第１スイッチ７は、大型の素子を必要とし、第２スイッチ９は、小型の素子で足りる。スイッチを構成する素子が大きければ大きいほど、スイッチの開閉時の損失が大きくなるので、電力供給装置１全体での消費電力が大きくなる。このため、負荷回路４が小電力しか要さない場合には、大型の素子である第１スイッチ７により電力値を制御するよりも、小型の素子である第２スイッチ９により電力値を制御することが好適である。
【００４７】
以上のことから、損失や消費電力の増加を防止しつつ、大電力や小電力を必要とする負荷回路４へ大電力と小電力を切り替えて供給するには、大型素子である第１スイッチ７を用いる第１経路２と、小型素子である第２スイッチ９を用いる第２経路３とが切り替えられることが好適である。
【００４８】
このように、電力供給装置１は、切り替え部６によって、第１経路２と第２経路３とを切り替え、第１経路２から供給される第１電力値を、第１スイッチ７によって制御し（第１スイッチ７は、開閉スイッチ８で制御される）、第２経路３から供給される第２電力値を、第２スイッチ９によって制御する。
【００４９】
また、第２スイッチ９は、第１スイッチ７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ８と同じ要素を流用したものなので、余分な回路素子の追加も不要である。そもそも、第２スイッチ９は、第１スイッチ７の開閉タイミングに必須の要素である開閉スイッチ８であって、第２経路３の電流値を制御するのに必要となる第２スイッチ９は、何らの回路素子追加にはつながらない。
【００５０】
また、小電力供給用の第２経路３を、第２スイッチ９を経由して構成する際に、第２スイッチ９は、もともと存在している駆動部１０に含まれる開閉スイッチ８であるので、電子回路上でのノイズ対策も施されている。このため、第２スイッチ９（開閉スイッチ８）を利用した第２経路３による第２電力値の供給においては、余分なノイズ発生も防止できる。
【００５１】
このように、実施の形態１における電力供給装置は、回路規模の増加、ノイズの増加、損失の増加および消費電力の増加を防止しつつ、負荷回路４へ、必要に応じて大電力と小電力を切り替えて供給できる。
【００５２】
次に、各部の詳細について、説明する。
【００５３】
（電源）
電源５は、実際の電力を生じさせて電力を負荷回路４に供給する。電源５は、家庭用電源であったり、バッテリーや電池であったりする。
【００５４】
（負荷回路）
負荷回路４は、電力供給装置１によって、電源５から電力を供給される。
【００５５】
負荷回路４は、電力の供給を受けて所定の動作をする電子回路、半導体集積回路、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを含む。負荷回路４の有する形態にかかわらず、負荷回路４は、電力を受けて所定の動作を行う。
【００５６】
負荷回路４は、種々の動作を含んでいるので、動作内容によっては、必要とする電力値が異なる。動作が複雑である場合には、負荷回路４は大きな電力を必要とし、動作が単純である場合には、負荷回路４は小さな電力を必要とする。
【００５７】
ここで、負荷回路４がＣＰＵである場合には、負荷回路４が動作させるのは、ソフトウェアプログラムとなることが多い。ソフトウェアプログラムは、ユーザーの処理内容によっては、複雑な動作を行うこともあれば、簡単な動作を行うこともある。例えば、ソフトウェアプログラムが表示のみを行っている場合には、ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵは小電力を要し、ソフトウェアプログラムが演算を行っている場合には、ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵは大電力を要する。特に、負荷回路４がＣＰＵである場合には、ソフトウェアプログラムの動作の変化が激しいので、負荷回路４が必要とする電力の変化も激しくなる。
【００５８】
このように、負荷回路４の必要とする電力の値は、動作内容の変化に応じて、頻繁に変化しうる。電力供給装置１に備えられている電源５は、家庭用電源、電池やバッテリーであるので、電源５そのものは、供給する電力値を変化させるのは困難である。電力供給装置１は、電源５から負荷回路４へ至る経路の開閉期間（導電期間）を切り替えることで、負荷回路４への電力値を制御する。しかし負荷回路４は、大電力と小電力を要する場合とがあり、経路の開閉期間を切り替えるためのスイッチングでの損失を、大電力の場合と小電力の場合とで切り分けることが効率的である。
【００５９】
このため、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大型素子でスイッチングできる第１経路２によって電力が供給される。負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小型素子でスイッチングできる第２経路３によって電力が供給される。
【００６０】
なお、負荷回路４がＣＰＵ以外の電子回路や半導体集積回路などであっても、負荷回路４が必要とする電力値は、時間によって変化しうる。
【００６１】
また、負荷回路４は、回路なる用語を含んでいるが、物理的な回路以外にも、ソフトウェアプログラムを一部もしくは全部に含んでも良いし、メモリやＲＯＭなどを含んでも良い。
【００６２】
（第１経路、第２経路、切り替え部）
電力供給装置１は、電源５から負荷回路４への電力供給経路として、第１経路２と第２経路３とを備える。第１経路２は、大電力である第１電力値に基づく電力を負荷回路４に供給する。第２経路３は、小電力である第２電力値に基づく電力を、負荷回路４に供給する。ここで、第１電力値は、第２電力値よりも大きい。
【００６３】
切り替え部６は、第１経路２と第２経路３とを切り替える。切り替え部６は、図１に示されるように、第１経路２上にあるスイッチと第１スイッチ７の前段にあるスイッチとを有する。これら２つのスイッチのうち第１経路２上にあるスイッチが短絡し、第１スイッチ７の前段にあるスイッチが第１スイッチ側に短絡すると、電源５から負荷回路４までの第１経路２が導電する。このとき、第１スイッチ７の前段にあるスイッチは、第１スイッチと短絡するので、第１経路２が導電するのと反対に、第２経路３は開放される。第１スイッチ７の前段に設けられるスイッチは、第１スイッチ７と接続されるか第２経路３と接続されるかで切り替わるからである。更に、電源５から第１スイッチ７までが、駆動部１０を介して導電する。
【００６４】
一方、切り替え部６が有する２つのスイッチのうち第１経路２上にあるスイッチが開放され、第１スイッチ７の前段にあるスイッチが第２経路３側に短絡されると、電源５から負荷回路４までの第１経路２が遮断されて、駆動部１０を経由して電源５から負荷回路４へつながる第２経路３が導電する。
【００６５】
切り替え部６は、２つのスイッチを含むが、これ以外の要素を含んでも良く、ＭＯＳトランジスタによってスイッチが実現されてもよい。また、図１には示されていないが、切り替え部６が有するスイッチの切り替えを実行する制御部が設けられても良い。
【００６６】
いずれにしても、切り替え部６は、電源５から負荷回路４への電力供給経路を、第１経路２と第２経路３とのいずれかに切り替える。
【００６７】
（第１スイッチ、開閉スイッチ、第２スイッチ）
第１スイッチ７は、第１経路２から負荷回路４に供給される電力の値である第１電力値の基準となる供給期間を制御する。第１スイッチ７は、第１経路２と接地１１とを接続する線路の短絡と開放を決定するスイッチであり、第１スイッチ７が短絡している場合には、第１経路２と接地１１とが接続されて、電源５からの電力が接地１１に逃げてしまう。すなわち、この期間は、負荷回路４への電力が供給されない。第１スイッチ７の開閉期間は、開閉スイッチ８によって制御される。
【００６８】
一方、第２スイッチ９は、開閉スイッチ８と同一要素であり、開閉スイッチ８が流用される。
【００６９】
第２スイッチ９は、本来は第１スイッチ７を開閉させるためのスイッチであるが、第２経路３を経由して電力を供給する場合の、供給期間を決定する。第２スイッチ９は、第２経路３の短絡と開放を直接制御できるので、第２スイッチ９が短絡している場合には、電源５から負荷回路４までの第２経路３は導電しており、第２スイッチ９が開放している場合には、電源５から負荷回路４までの第２経路３は遮断されている。
【００７０】
このように、第１経路２は、開閉スイッチ８と第１スイッチ９との組み合わせにより、電源５と負荷回路４との導電期間を決定する。第２経路３は、第２スイッチ９によって、電源５と負荷回路４との導電期間を決定する。
【００７１】
ここで、第１スイッチ７と第２スイッチ９とのそれぞれは、開閉期間を、パルス幅をもって決定する第１パルススイッチと第２パルススイッチを有していても良い。
【００７２】
パルススイッチは、スイッチの開閉期間をパルス幅によって制御する。すなわちスイッチが短絡（閉じている状態）の期間と、開放（開いている状態）の期間は、それぞれタイミングチャート上では、時間軸上の幅として表される。
【００７３】
例えば、負荷回路４に供給される電力値は、ある所定期間において電力が供給される期間を示すパルスの積分によって定まる。パルススイッチは、スイッチの開閉期間をパルス幅で制御できるので、パルススイッチは、電力値を容易に制御できる。
【００７４】
例えば、短絡となるパルス幅が長ければ、それだけ電源５と負荷回路４との導電期間が長くなるので、積分値は大きくなり、所定期間における電力値は大きくなる。逆に、開放となるパルス幅が長ければ、それだけ電源５と負荷回路４との遮断期間が長くなるので、積分値は小さくなり、所定期間における電力値は小さくなる。
【００７５】
実際の電子回路や電子機器においては、負荷回路と電源を直接導電したままにするのではなく、時間軸上で、電源と負荷回路との導電期間を、上述のようなパルススイッチで細かく制御して、所定期間における積分値によって、負荷回路への電力値が定まる。
【００７６】
また、パルススイッチは、ゲート入力によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタであることも好適である。
【００７７】
ＭＯＳトランジスタは、ゲート、ソースおよびドレインの３つの端子を有し、ゲート入力の値によって、ソースとドレイン間が短絡もしくは開放される。また、ＭＯＳトランジスタは半導体集積回路への作りこみが容易で、ゲート入力の制御のみで、開閉を制御できる理想的なスイッチとなる。また、ＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズを調整することで、耐圧や動作性能を制御できるので、第１スイッチ７、第２スイッチ９（すなわち開閉スイッチ８）が、ＭＯＳトランジスタで構成されていると、これらのスイッチが対応するべき電圧や電力に、容易に対応できる。
【００７８】
図２、図４は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。図２、図４のいずれにおいても、第１スイッチ７および第２スイッチ９がＭＯＳトランジスタを含んでいる。第１スイッチ７は、ＭＯＳトランジスタ２０を含んでおり、第２スイッチ９は、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を含んでいる。
【００７９】
図２は、切り替え部６が第１経路２を選択している場合を示しており、図４は、切り替え部６が第２経路３を選択している場合を示している。このようなＭＯＳトランジスタを、第１スイッチ７および第２スイッチ９が備えることで、パルス幅をもった開閉期間を容易に形成できて、電力供給装置１は、負荷回路４への電力値を容易に制御できる。
【００８０】
（第１経路での電力供給）
次に、第１経路での電力供給の動作について説明する。ここでは、第１スイッチ７と第２スイッチ９がＭＯＳトランジスタである場合について説明する。まず、図２、図３を用いて、第１経路２を介して、電源５が負荷回路４に電力を供給する動作を説明する。図３は、本発明の実施の形態１における第１経路による電力供給を示すタイムチャートである。
【００８１】
図２に示されるように、切り替え部６が有する２つのスイッチは、短絡しており、第１経路２は、電源５から負荷回路４まで導電させる。また、駆動部１０と第１スイッチ７との間も導電するので、第１スイッチ７は、駆動部１０が有する開閉スイッチ８（第２スイッチ９）からの制御を受けるようになる。
【００８２】
第１スイッチ７は、ＭＯＳトランジスタ２０を有し、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子には、駆動部１０の出力が入力する。駆動部１０は、開閉スイッチ８を含んでおり、この開閉スイッチ８は、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有している。
【００８３】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のドレイン端子同士が接続されており、このドレイン端子からの出力が、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力する。ＭＯＳトランジスタ２０の短絡と開放（ＯＮとＯＦＦ）は、ゲート端子に入力する電圧値（Ｈｉレベル電圧であるかＬｏレベル電圧であるか）で決定される。このため、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２の短絡および開放によって、ＭＯＳトランジスタ２０の短絡と開放が決められる。ここで、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡している場合には、第１経路２と接地１１とを結ぶ線路が導電して、電源５からの電力が接地１１に流れてしまい、負荷回路４に電力が直接的に供給されない。この期間は、電力の非供給期間である。一方、ＭＯＳトランジスタ２０が開放されている場合には、第１経路２と接地１１とを結ぶ線路が遮断されるので、電源５からの電力は、負荷回路４に直接供給される。この期間は、電力の供給期間である。
【００８４】
負荷回路４が所定期間に得る電力値（第１電力値）は、この非供給期間と供給期間との積分値によって定まる。
【００８５】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のそれぞれは、対称動作するＭＯＳトランジスタであることが好ましい。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が開放（ＯＦＦ）となって、ＭＯＳトランジスタ２１が開放（ＯＦＦ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）となることが好ましい。このような対称性を有することで、ＭＯＳトランジスタ２１のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、電源５の電圧に基づく信号が供給され、ＭＯＳトランジスタ２２のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、接地電圧に基づく信号が供給されるからである。駆動部１０の出力は、そのまま第１スイッチ７を構成するＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子への入力となる。
【００８６】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２において、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）になると、電源５からの電圧が、そのままＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することになる。電源からの電圧がそのままＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することで、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子にはＨｉレベル信号が入力する。
【００８７】
ここで、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタの場合には、ゲート端子にＨｉレベル信号が入力すると、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡（ＯＮ）となる。このため、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタであって、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡した状態では、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡する。ＭＯＳトランジスタ２０が短絡状態であると、第１経路２から接地１１にかけての線路が導電し、電源５から電力は接地１１に逃げる。このため、電源５は、負荷回路４に電力を供給できなくなる。すなわち、所定期間において電力の供給が行われない期間が生じる。
【００８８】
一方、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２において、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）になる（ＭＯＳトランジスタ２１は開放）と、接地電圧がＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することになる。すなわち、Ｌｏレベル信号が、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力する。ここで、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタの場合には、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力すると、ＭＯＳトランジスタ２０が開放（ＯＦＦ）される。このため、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタであって、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡した状態では、ＭＯＳトランジスタ２０が開放される。ＭＯＳトランジスタ２０が開放状態であると、第１経路２から接地１１にかけての線路が遮断され、電源５から電力は、直接負荷回路４に供給される。すなわち、所定期間において電力の供給が行われる期間が生じる。
【００８９】
このように、所定期間内において、駆動部１０に含まれる開閉スイッチ８（＝第２スイッチ９）の出力が、Ｈｉレベル信号とＬｏレベル信号とで切り替わることで、負荷回路４に電源５からの電力が供給される供給期間と供給されない非供給期間とが切り替わる。所定期間における、電力が供給される期間の積分値が、負荷回路４に供給される電力値（この場合は、第１経路２による供給に基づく第１電力値）となる。
【００９０】
第１経路２による第１電力値について、図３を用いて説明する。
【００９１】
図３のタイムチャートは、上から開閉スイッチ８（第２スイッチ９）の出力、第１スイッチ７の出力、負荷回路４への入力信号、第１電力値を示している。図３では、開閉スイッチ８が短絡すると第１スイッチ７が開放される。切り替え部６が短絡しているので、開閉スイッチ８には、電源５から分流した電圧信号が供給される。ただし、開閉スイッチ８が出力する信号の電流値は、後述の第２経路として開閉スイッチ８を流れる電流値よりも小さい。
【００９２】
開閉スイッチ８の信号変化に合わせて、第１スイッチ７の開閉が決定される。第１スイッチ７の開閉に合わせて、負荷回路４には電源５からの電力が供給される。ここで、図３のタイムチャートにおける所定期間での負荷回路４に供給される電力は、負荷回路４に供給される電力の積分値で決定され、タイムチャートの最下段の第１電力値は、この積分値を示す。
【００９３】
第１電力値は、高い電力値に対応したスイッチ７によって制御された電力の積分値なので、図３に示されるようにその値は大きい。ここで、第１スイッチ７の開放期間が長ければ、所定期間内に負荷回路４へ与えられる電力の積分値は大きくなるので、第１電力値の大きさは、第１スイッチ７の開閉動作（すなわち、開閉スイッチ８の開閉動作）によって定まる。
【００９４】
図３のタイムチャートに示されるように開閉スイッチ８、第１スイッチ７の開閉動作によって、負荷回路４への第１電力値が決定される。
【００９５】
なお、Ｈｉレベル信号とは、所定電位よりも高い電圧を有する信号であり、Ｌｏレベル信号とは所定電位よりも低い電圧を有する信号であり、ＭＯＳトランジスタの動作を制御する電圧閾値によって分けられる信号である。また、ＭＯＳトランジスタやスイッチの短絡は「ＯＮ」の状態と同義であり、ＭＯＳトランジスタやスイッチの開放は「ＯＦＦ」の状態と同義である。
【００９６】
また、ＭＯＳトランジスタ２０がＰ−ＭＯＳトランジスタの場合には、Ｎ−ＭＯＳトランジスタと逆の動作をする。すなわち、ゲート端子にＨｉレベル信号が入力する場合にＰ−ＭＯＳトランジスタは開放され、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力する場合にＮ−ＭＯＳトランジスタは短絡する。すなわち、一対のＭＯＳトランジスタ２１が短絡する場合に、ＭＯＳトランジスタ２０は、開放され、一対のＭＯＳトランジスタ２２が短絡する場合に、ＭＯＳトランジスタ２０は、短絡する。このように、ＭＯＳトランジスタ２０がＰ−ＭＯＳトランジスタである場合には、電源５から負荷回路４への供給期間と非供給期間は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタの場合と真逆になる。
【００９７】
また、第１スイッチ７が備えるＭＯＳトランジスタ２０は、そのゲート端子およびソース端子に、電源５から供給される大電力に対応する必要があるので、大きな素子サイズを必要とする。このため、ＭＯＳトランジスタ２０の素子サイズは大きい。このため、小電力を供給する場合にＭＯＳトランジスタ２０のスイッチング動作を必要とすると、不要な損失、不要なノイズおよび不要な消費電力を生じさせてしまう。一方で、第２スイッチ９が有する一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２は、ソース端子には電源５の出力が接続されるが、開閉を実行すればよいだけなので、大きな耐圧を必要とせず、小さな素子サイズでよい。
【００９８】
このため、大電力である第１電力値（第１経路２を経由して供給される）を供給する場合には、素子サイズの大きな第１スイッチ７により電力値を制御するのが好ましいが、小電力である第２電力値を供給する場合には、第２経路３を経由して、素子サイズの小さな
第２スイッチ９により電力値を制御するのが好ましい。
【００９９】
なお、開閉スイッチ８が一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を有する構成を説明したが、開閉スイッチ８がこれ以外の構成を有していても良い。
【０１００】
（第２経路での電力供給）
次に、第２経路３での負荷回路４への電力供給について、図４、図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における電力供給回路のブロック図であり、図５は、第２経路による電力供給を示すタイムチャートである。
【０１０１】
図４に示されるように、切り替え部６が有する２つのスイッチは、開放されており、第１経路が遮断され、電源５から駆動部１０を経由する第２経路３が導電する。なお、駆動部１０が含む第２スイッチ９の開閉動作によって、第２経路３の実際の導電が制御される。
【０１０２】
第２スイッチ９は、開閉スイッチ８と共通要素であって、物理的、回路的に区別されない。第２スイッチ９は、図２で説明したのと同様に、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を有している。勿論、第２スイッチ９は、これ以外の構成を有していても良い。
【０１０３】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のドレイン端子同士が接続されており、このドレイン端子からの出力が、負荷回路４へ接続する線路へ入力する。
【０１０４】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のそれぞれは、対称動作するＭＯＳトランジスタであることが好ましい。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が開放（ＯＦＦ）となって、ＭＯＳトランジスタ２１が開放（ＯＦＦ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）となることが好ましい。このような対称性を有することで、ＭＯＳトランジスタ２１のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、電源５の電圧に基づく信号が供給され、ＭＯＳトランジスタ２２のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、接地電圧に基づく信号が供給されるからである。一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２は、電源５からの出力を伝える場合と、接地電圧を伝える場合とに分かれるので、第２経路３は、第２スイッチ９の開閉だけで、負荷回路４への電力の供給期間と非供給期間を切り替えることができる。
【０１０５】
ＭＯＳトランジスタ２１が短絡してＭＯＳトランジスタ２２が開放されている場合には、第２スイッチ９は、電源５からの信号を出力する。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡している期間（これを第２スイッチ９がＯＮである期間とする）には、負荷回路４に電源５から電力が供給される。すなわち、この条件では、電力の供給期間が生じる。
【０１０６】
一方、ＭＯＳトランジスタ２１が開放されてＭＯＳトランジスタ２２が短絡している場合には、第２スイッチ９は、接地電圧に基づく信号を出力する。このため、ＭＯＳトランジスタ２１が開放されている期間（これを第２スイッチ９がＯＦＦである期間とする）には、負荷回路４に接地からの電力が供給される。すなわち、この条件では、電力の非供給期間が生じる。
【０１０７】
第２経路３を経由して負荷回路４に供給される第２電力値は、この電力の供給期間と非供給期間との積分値で決定される。第２電力値の決定は、図５のタイムチャートに示されるとおりである。
【０１０８】
第２経路３による第１電力値について、図５を用いて説明する。
【０１０９】
図５のタイムチャートは、上から、第２スイッチ９の出力、負荷回路４への入力信号、負荷回路４へ与えられる電力を示している。図５では、開閉スイッチ８が短絡している期間に負荷回路４へ電源５から電力が供給される。第２経路３は、小電力である第２電力値を供給するために、所定期間におけるスイッチング回数を多くする必要がある（第２電力値は、電力の供給期間と非供給期間との積分によって定まるので）。すなわち、第２スイッチ９のスイッチング回数を多くする必要がある。しかしながら、第２スイッチ９は、耐圧および増幅の小さい、小型素子で構成されるので、スイッチング回数が多くても損失や消費電力損が少ない。
【０１１０】
図５に示されるように、第２スイッチ９のスイッチングは細かくその回数も多い。また、スイッチ９の出力する信号の電流値も小さいので、第２スイッチ９の出力信号の電力値も小さくなる。第２スイッチ９の出力は、そのまま負荷回路４への入力となる。図５においても、第２スイッチ９の出力と負荷回路４への入力信号とは対応波形を有する。所定期間内における負荷回路４へ供給される電力の積分値が第２電力値となる。
【０１１１】
結果として、図５に示されるように、第１電力値に比べて低い値を有する第２電力値が、負荷回路４に供給される。
【０１１２】
以上のようにして、第２電力値が決定されて、小電力の電力が負荷回路４に供給される。
【０１１３】
このようにして、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、第１経路２を介して、開閉スイッチ８および第１スイッチ７の開閉期間によって制御された第１電力値を有する電力が負荷回路４に供給される。一方、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、第２経路３を介して、第２スイッチ９の開閉動作によって制御された第２電力値を有する電力が、負荷回路４に供給される。
【０１１４】
また、第１スイッチ７および第２スイッチ９のそれぞれが、パルス幅で定まる信号を出力するパルススイッチであることで（特に、ゲート端子への入力信号によって開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）が制御されるＭＯＳトランジスタであることで）、第１電力値および第２電力値は、これらのパルススイッチの開閉によって制御できる。このため、負荷回路４が要求する電力値は、精密に制御できる。
【０１１５】
（負荷回路への入力の平滑化）
次に、負荷回路４への入力信号を平滑化するフィルターを備える電力供給装置について説明する。
【０１１６】
図６は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。図６の電力供給装置は、負荷回路４へ入力する入力信号を平滑化するフィルターを備えている。フィルターは、インダクタ３０とキャパシタ３１とを有して、これらインダクタ３０とキャパシタ３１との動作によって、入力信号を平滑化する。ここで、インダクタ３０とキャパシタ３１とが並列に接続されているので、これらはいわゆる「低域通過フィルター（ローパスフィルタ）」となっている。高域成分が遮断されるので、余分なノイズが乗らず、平滑化された信号が負荷回路４に入力される。負荷回路４は、電子回路の集合体であるので、ノイズが減衰された信号を受けることは、適切な動作を行う上で重要である。
【０１１７】
負荷回路４は、インダクタ３０とキャパシタ３１とによって平滑化された入力信号を受けることで、適切な動作を行う。入力信号が平滑化されていることで、負荷回路４はノイズの影響を受けにくくなり、誤動作などが防止される。
【０１１８】
（切り替え部と第２スイッチの制御を有する電力供給装置）
次に、切り替え部６が、第１経路２および第２経路３のいずれかを選択する制御部と、共通要素である開閉スイッチ８と第２スイッチ９の開閉動作を制御するスイッチ制御部について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【０１１９】
制御部４０は、切り替え部６における、経路の選択（第１経路２および第２経路３のいずれかの選択）を制御する。
【０１２０】
切り替え部６は、切り替え部６が有する２つのスイッチの開閉によって第１経路２と第２経路３とを切り替える。このとき制御部４０は、切り替え部６でのスイッチ開閉を制御する。例えば、制御部４０に、負荷回路４が大電力を要する（これを大電力モードとする）との情報が与えられると、制御部４０は、切り替え部６が有する２つのスイッチを短絡して、第１経路２を導電させる。逆に、制御部４０に、負荷回路４が小電力を要する（これを小電力モードとする）との情報が与えられると、制御部４０は、切り替え部６が有する２つのスイッチを開放して、第２経路３を導電させる。
【０１２１】
このとき、大電力モードや小電力モードに係る情報を検出して、制御部４０にその情報を与える検出部が更に備わっていることも好適である。検出部は、負荷回路４を制御する情報を有するブロックであって、この制御する情報に基づいて、負荷回路４での動作モードが、大電力モードであるのか小電力モードであるのかを判定して、その情報を制御部４０に出力する。
【０１２２】
このように、制御部４０によって、切り替え部６での経路選択が適切に行われる。
【０１２３】
電力供給装置１は、別にスイッチ制御部４１を有していても良い。
【０１２４】
スイッチ制御部４１は、第２スイッチ９（すなわち開閉スイッチ８）の開閉動作を制御する。第２スイッチ９は、開閉スイッチ８として第１スイッチ７の開閉動作を制御する場合と、第２経路３の導電と遮断との切り替えを制御する場合とを有する。このとき、スイッチ制御部４１は、切り替え部６が選択している経路の情報や、負荷回路４が必要とする電力値に関する情報を用いて、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御する。このため、スイッチ制御部４１は、制御部４０や検出部からこれらの情報を得て、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御しても良い。第２スイッチ９の開閉タイミングによって、負荷回路４に供給される電力値が決定されるからである。
【０１２５】
このように、制御部４０やスイッチ制御部４１を備える電力供給装置１は、負荷回路４が要求する電力値に従った電力値の供給を可能とする。
【０１２６】
（検出部を有する電力供給装置）
次に、検出部を有する電力供給装置について、図８を用いて説明する。
【０１２７】
図８は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【０１２８】
図８より明らかな通り、電力供給装置１は、負荷回路４が必要とする電力値を検出する検出部４２を更に備えている。検出部４２は、例えば、負荷回路４が第１電力値を要するのか、第２電力値を要するのかを検出する。このとき、負荷回路４がソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵやＤＳＰなどのプロセッサである場合には、ソフトウェアプログラムが指定する動作モードに基づいて、検出部４２は、負荷回路４での必要電力を検出する。更に、検出部４２は、検出した第１電力値および第２電力値のいずれかを制御部４０に通知する。このとき検出部４２は、第１電力値か第２電力値かの選択結果だけを通知するだけでなく、実際に供給すべき電力値を通知しても良い。この通知結果を受けて、制御部４０は、切り替え部６の切り替えを制御すると共に、スイッチ制御部４１を介して、第２スイッチ９の開閉タイミングを決定する。
【０１２９】
例えば、ソフトウェアプログラムが、画像処理を行う場合には、処理動作が複雑で必要とする電力が大きくなるので、検出部４２は、負荷回路４が必要とするのは、第１電力値であると検出する。逆に、ソフトウェアプログラムが、ファイル保存を行うだけの場合には、処理動作が簡単であって必要とする電力が小さくなるので、検出部４２は、負荷回路４が必要とするのは、第２電力値であると検出する。また、第１電力値および第２電力値における具体的な電力値をも検出してもよい。
【０１３０】
勿論、検出部４２は、ソフトウェアプログラムの動作モード以外に基づいて、負荷回路４が必要とする電力値を検出しても良い。例えば、負荷回路４が、消費電力を削減する省エネモードに入った場合には、検出部４２は、負荷回路４が第２電力値を必要とすることを検出する。
【０１３１】
検出部４２での検出結果に従って、制御部４０は、切り替え部６を制御して、第１経路２と第２経路３との選択を行わせる。同様に、検出部４２での検出結果に従って、スイッチ制御部４１は、第２スイッチ９での開閉タイミングを制御する。例えば、検出部４２が、負荷回路４での必要電力値を大きい値として検出する場合には、スイッチ制御部４１は、電力供給期間が長くなるように、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御する。
【０１３２】
このように、検出部４２が、負荷回路４で必要とされる電力値を検出することで、電力供給装置１が、負荷回路４に供給する電力値を、正確に制御できるようになる。特に、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大電力の制御に対応できる大型の素子サイズを有する第１スイッチ７によって第１電力値を制御でき、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小電力の制御に適した小型の素子サイズを有する第２スイッチ９によって第２電力値を制御できる。
【０１３３】
この結果、供給するべき電力値が異なっても、電力供給装置１は、ノイズ、損失、消費電力を増加させない。また、第２経路３で供給される第２電力値は、第２スイッチ９で制御されるが、第２スイッチ９そのものは、第１スイッチ７の開閉を制御するために、もともと必要な要素である。このため、回路規模の増加ももたらすことなく、負荷回路４が要求する電力値を供給できる。
【０１３４】
なお、図１〜図８を用いて説明した電力供給装置１は、第１経路２および第１経路２と異なる第２経路３のいずれかの経路を介して、負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値を決定するパルスタイミングを生成する第１パルススイッチと、第１パルススイッチの開閉のタイミングを制御する開閉パルススイッチを含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値を決定するパルスタイミングを生成する第２パルススイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路２は、駆動部１０の外部を経由すると共に、第２経路２は、駆動部１０の内部を経由し、開閉パルススイッチと第２パルススイッチとは、共通要素であり、切り替え部６は、電源５と負荷回路４を直接的に接続する経路の途中に設けられる第１切り替えスイッチと、駆動部と第１パルススイッチとを接続する経路の途中に設けられる第２切り替えスイッチと、を有し、第１パルススイッチは、電源５と負荷回路４と並列接続関係にあると共に接地接続されている電力供給装置１と表現することもできる。ここで、第１パルススイッチ、開閉パルススイッチ、第２パルススイッチのそれぞれは、パルス幅による出力を有するスイッチであり、それぞれ、第１スイッチ７、開閉スイッチ８、第２スイッチ９の要素に対応する。
【０１３５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、図９〜図１３を用いてより具体的な回路を例として、電力供給装置を説明する。
【０１３６】
図９〜図１３は、本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図である。図９〜図１３のそれぞれは、同じ回路構成を有する回路図を示しており、それぞれ異なる動作状態を示している。図９〜図１３の全てによって、電力供給装置５０の動作を説明できる。
【０１３７】
（１）図９は、切り替え部５６が第１経路５２および第２経路５３のいずれも選択していない状態を示している。図９〜図１３で共通する回路図を示している。
【０１３８】
（２）図１０は、切り替え部５６が第１経路５２を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第１経路を経由して電力を供給する状態を示している。特に、第１経路５２が、電源５５と負荷回路５４を直接導電して、電源５５が負荷回路５４に電力を供給している期間を示している。
【０１３９】
（３）図１１は、切り替え部５６が第１経路５２を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第１経路を経由して電力を供給する状態を示している。但し、図１０と異なり、第１スイッチ５７が短絡（ＯＮ）となって、負荷回路５４は、接地と接続されてしまい、負荷回路５４への電力の非供給期間となっていることを示している。
【０１４０】
（４）図１２は、切り替え部５６が第２経路５３を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第２経路５３を経由して電力を供給する状態を示している。特に、第２経路５３が、電源５５と負荷回路５４とを直接導電して、電源５５が負荷回路５４に電力を供給している期間を示している。
【０１４１】
（５）図１３は、切り替え部５６が第２経路５３を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第２経路５３を経由して電力を供給する状態を示している。但し、図１２と異なり、第２スイッチ５９が短絡（ＯＮ）となって、負荷回路５４は、接地と接続されてしまい、負荷回路５４への電力の非供給期間となっていることを示している。
【０１４２】
（回路概要）
まず、図９〜図１３で示される回路の全体概要について説明する。
【０１４３】
なお、図９〜図１３で示される電力供給装置５０は、負荷回路５４を除いた上で電力供給装置とみなしてもよいし、負荷回路５４を含んだ上で電子回路とみなしてもよい。負荷回路５４は、実施の形態１で説明したのと同様に、ＣＰＵやＤＳＰなどのソフトウェアプログラムを動作させるプロセッサであったり、特定の演算処理を行う電子回路や半導体集積回路であったりしてもよい。
【０１４４】
電力供給装置５０は、第１経路５２および第２経路５３を有し、第１経路５２および第２経路５３のいずれかの経路を介して、負荷回路５４に電力を供給する電源５５を有している。電源５５は、実施の形態１と同じく家庭用電源であったり、電池やバッテリーであったりする。
【０１４５】
電力供給装置５０は、更に、第１経路５２と第２経路５３とを切り替える切り替え部５６と、第１経路５２から供給される第１電力値を制御する第１スイッチ５７と、第１スイッチ５７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ５８（＝第２スイッチ５９）と、第２経路５３から供給される第２電力値を制御する第２スイッチ５９とを備える。ここで、開閉スイッチ５８と第２スイッチ５９は、同一の要素であって、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬとを備える。また、第１スイッチ５７は、電源５５と負荷回路５４と並列接続関係を有し、第１スイッチ５７の一方は、接地接続されている。また、第２スイッチ５９を備える回路は駆動部６０である。
【０１４６】
切り替え部５６は、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３を備え、制御信号６１によってこれらのスイッチが切り替えられて、切り替え部５６は、第１経路５２と第２経路５３とを選択する。
【０１４７】
切り替え部５６が第１経路５２を選択すると、図９に示されるように、電源５５から負荷回路５４まで、駆動部５８の外部を通る線路である第１経路５２が導電する。このとき、第１経路５２の途中において、第１スイッチ５７を介して接地と接続される線路が存在する。第１スイッチ５７が短絡（ＯＮ）になると、第１経路５２と接地とが導電されるので、負荷回路５４は、電源５５ではなく接地と導電する。この状態は、負荷回路５４へ電力が供給されない非供給期間である。一方、第１スイッ５７が開放（ＯＦＦ）であると、第１経路５２は、電源５５と負荷回路５４とを直接導電するので、負荷回路５４には、電源５５から電力が供給される。この状態は、電力の供給期間となる。所定期間における、この非供給期間と供給期間との積分値によって、負荷回路５４へ供給される電力値（第１経路５２を経由する電力値であるので、第１電力値）が決定される。
【０１４８】
第１スイッチ５７は、ＭＯＳトランジスタＳＲを有しており、ＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子への入力信号によって、短絡と開放が決定される。ゲート端子への入力信号は、開閉スイッチ５８によって定まる。開閉スイッチ５８は、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを有しており、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとは、対称的に動作する。すなわち、スイッチＳＣ２を経由した制御信号５７が、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力してＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬの動作を制御する。例えば、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡の場合にはＭＯＳトランジスタＳＬが開放であり、反対に、ＭＯＳトランジスタＳＨが開放の場合にはＭＯＳトランジスタＳＬが短絡である。
【０１４９】
この一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬの動作によって、第１スイッチを構成するＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子入力が制御され、ＭＯＳトランジスタＳＲの短絡と開放が制御される。このＭＯＳトランジスタＳＲの短絡と開放によって、第１経路５２において、電源５５と負荷回路５４とが導電するか、接地と負荷回路５４とが導電するかが決定される。
【０１５０】
一方、切り替え部５６が第２経路５３を選択すると、図９に示されるように、電源５５から駆動部６０を経由して負荷回路５４に接続する第２経路５３が導電する。このとき、第２経路５３は、第２スイッチ５９を経由する。第２スイッチ５９は、開閉スイッチ５８と同じ要素であるので、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを備える。一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬの短絡と開放によって、第２経路５３は、電源５５と負荷回路５４との導電あるいは、接地と負荷回路５４との導電が切り替ええられる。第２経路５３においては、その経路においては第２スイッチ５９のみが導電と非導電を切り替えるので、第２スイッチ５９の動作のみで、第２経路５３による負荷回路５４へ供給される第２電力値が決定される。第２電力値は、第２経路を経由して電源５５から負荷回路５４へ電力が供給される供給期間と、第２経路５３が接地に接続されて負荷回路５４に電力が供給されない非供給期間との積分値によって定まる。
【０１５１】
ここで、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは、上述の通り対照的な動作によって、その短絡と開放とが決定される。なお、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは、その短絡と開放において対照的な動作をするために、Ｐ−ＭＯＳトランジスタとＮ−ＭＯＳトランジスタとで構成されても良いし、図９に示されるように、ゲート端子に入力する信号の論理値が常に逆となるように構成されても良い。図９〜図１３の電力供給装置５０では、ＭＯＳトランジスタＳＬのゲート端子の前段にインバーターが挿入されて、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子への入力信号の論理値が逆になる。
【０１５２】
（動作説明）
次に、図１０〜図１３を用いて、電力供給装置５０の動作を説明する。
【０１５３】
（図１０に示される第１経路での電力供給期間）
図１０では、切り替え部５６が第１経路５２を選択している。このため、電源５５は、第１経路５２を経由して負荷回路５４に電力を供給する。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ａと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、開閉スイッチ５８を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１５４】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３を経由してＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に信号を出力する。
【０１５５】
制御信号６１が、ある論理値をもって入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡すると共にＭＯＳトランジスタＳＬが開放される。この場合には、開閉スイッチ５８は、短絡したＭＯＳトランジスタＳＨを通じて電源５５からの信号を出力する。すなわち、開閉スイッチ５８の出力する信号の論理値は、Ｈｉレベルである。第１スイッチ５７を構成するＭＯＳトランジスタＳＲがＰ−ＭＯＳトランジスタの場合には、このＨｉレベル信号がＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に入力するので、ＭＯＳトランジスタＳＲは開放され、第１経路５２と接地とは導電しない。すなわち、図１０に示されるように、第１経路５２は、電源５５から負荷回路５４まで、直接導電する。結果として、第１経路５２を経由して、電源５５は、負荷回路５４に電力を供給する。この期間は、電力の供給期間である。
【０１５６】
なお、第１スイッチ５７は、素子サイズの大きなＭＯＳトランジスタＳＲを有しており、このＭＯＳトランジスタＳＲによって、電力供給と非供給とを切り替えるので、スイッチングでの損失や消費電力は大きい。しかしながら、耐圧などの面で、ＭＯＳトランジスタＳＲの素子サイズを大きくしておく必要がある。
【０１５７】
以上のように、制御信号６１が、切り替え部５６と開閉スイッチ５８とを制御することで、電源５５は、第１経路５２を経由して負荷回路５４に電力を供給する。
【０１５８】
なお、制御信号６１は、図示していない外部の制御部から出力されればよい。制御部は、予めソフトウェアプログラムを有しており、ソフトウェアプログラムの処理手順に従って、切り替え部５６の切り替え、開閉スイッチ５８の短絡・開放を制御する。
【０１５９】
また、第１経路５２を経由した電力供給は、上述のように、電源５５からの電力を、第１スイッチ５７（ＭＯＳトランジスタＳＲ）が接地と短絡することによって制御されるだけでなく、ＭＯＳトランジスタＳｍの切り替えによって、制御されてもよい。
【０１６０】
ＭＯＳトランジスタＳｍは、第１経路５２上に位置し、ＭＯＳトランジスタＳｍが短絡している期間であってＭＯＳトランジスタＳＲが開放されている（すなわち第１経路５２と接地とが導電していない状態）期間では、電源５５から負荷回路５４に電力が供給される。一方、ＭＯＳトランジスタＳｍが開放されている期間であってＭＯＳトランジスタＳＲが短絡している（すなわち第１経路５２と接地が導電している状態）期間では、電源５５から負荷回路５４に電力が供給されない。すなわち、ＭＯＳトランジスタＳｍとＭＯＳトランジスタＳＲとが交互に短絡と開放を繰り返すことにより、電源５５から負荷回路５４への第１経路５２を経由した電力の供給期間と非供給期間とが繰り返される。この供給期間と非供給期間との積分値により負荷回路５４に与えられる電力値が決定される。
【０１６１】
なお、ＭＯＳトランジスタＳｍの短絡と開放は、駆動部６０に含まれるスイッチ６５で切り替わる。スイッチ６５は、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬを有し、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬの出力が、ＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子に入力することで、ＭＯＳトランジスタＳｍの短絡と開放が制御される。また、スイッチ６５は、スイッチＳｃ１を介して制御信号６１によって制御される。制御信号６１の論理値が所定値の場合には、スイッチ６５のＭＯＳトランジスタＳＨが短絡してＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子にはＨｉレベル信号が入力し、制御信号６１の論理値が所定値と逆の論理値を有する場合には、スイッチ６５のＭＯＳトランジスタＳＬが短絡してＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子にはＬｏレベル信号が入力する。ＭＯＳトランジスタＳｍは、ゲート端子に入力する信号の論理値によって、短絡と開放とが切り替えられる。
【０１６２】
（図１１に示される第１経路での電力非供給期間）
図１１では、切り替え部５６は、図１０と同じく第１経路５２を選択している。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ａと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、開閉スイッチ５８を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬのゲート端子に入力する。
【０１６３】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３を経由してＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に信号を出力する。
【０１６４】
ここで、制御信号６１は、図１０での信号と逆の論理値を有する信号を出力する。
【０１６５】
すなわち、制御信号６１がＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨは開放され、ＭＯＳトランジスタＳＬは短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＬが短絡すると、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子に入力している接地電圧に基づく信号が、ＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子に出力される。すなわち、開閉スイッチ５８は、Ｌｏレベル信号を出力する。このＬｏレベル信号は、ＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に入力する。ＭＯＳトランジスタＳＲは、上述の通りＰ−ＭＯＳトランジスタであるので、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力すると短絡し、ソース端子とドレイン端子とが短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＲのソース端子は、接地接続されているので、第１経路５２の途中部分と接地とが接続され、接地経路７０が導電する。
【０１６６】
このように接地経路７０が導電すると、負荷回路５４は電源５５ではなく接地と接続することになってしまうので、電力は供給されない。この電力が供給されない期間が非供給期間となる。この非供給期間においては、負荷回路５４は電力の供給が途切れる（勿論、コンデンサなどに残っている電力の放電は受ける）。
【０１６７】
所定期間において、第１スイッチ５７は、短絡と開放とで細かく切り替えられる。この切り替えにより、図１０、図１１に示されるような、電力の供給期間と非供給期間とが生じる。負荷回路５４に与えられる電力である第１電力値は、所定期間におけるこの供給期間と非供給期間との積分値で求まる。これは図３を用いて説明したのと同様である。所定期間内における電力の供給期間が長ければ、結果として負荷回路５４へ供給される第１電力値は大きくなる。
【０１６８】
このように、制御信号６１が、切り替え部５６と開閉スイッチ５８とを制御することで、第１経路５２を経由した電力の供給および供給される電力値が制御される。
【０１６９】
また、第１経路５２での電力供給期間で説明したように、第１スイッチ５７から接地へ電力を導電させるだけでなく、第１経路５２上にあるＭＯＳトランジスタＳｍの開放と短絡（スイッチ６５によって切り替わる）によって、第１経路５２での電力非供給期間が制御されてもよい。
【０１７０】
（図１２に示される第２経路での電力供給期間）
次に、図１２を用いて、第２経路での電力供給期間について説明する。
【０１７１】
図１２では、切り替え部５６が第２経路５３を選択している。このため、電源５５は、第２経路５３を経由して負荷回路５４に電力を供給する。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ｂと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、第２スイッチ５９を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１７２】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３のＢ端子に信号を出力する。スイッチＳＣ３のＢ端子は、やがて負荷回路５４へ信号を出力する。
【０１７３】
制御信号６１が、ある論理値をもって入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡すると共にＭＯＳトランジスタＳＬが開放される。この場合には、第２スイッチ５９は、短絡したＭＯＳトランジスタＳＨを通じて電源５５からの信号を出力する。すなわち、電源５５からの電力は、第２経路５３の途中にある第２スイッチ５９を経由して、そのまま負荷回路５４に出力される。図１２に示されるように、電源５５から第２スイッチ５９を経由して負荷回路５４までが導電する。第２経路５３での電力供給は、この第２スイッチ５９の開閉のみによって制御される。ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡して第２スイッチ５９が電源５５からの信号を出力している場合には、負荷回路５４にとって電力の供給期間となる。
【０１７４】
なお、第２スイッチ５９は、素子サイズの小さなＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを有している。第２経路５３で電力を供給する場合には、小電力である第２電力値を供給するので、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは大きな耐圧を必要としない。このため、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬとは、小型の素子で構成される。ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬが小型の素子であるので、これらのトランジスタでのスイッチングでは、損失や消費電力は小さい。特に、大型の素子であるＭＯＳトランジスタＳＲは、第２経路５３を経由した電力供給では使用されないので、損失や消費電力が小さくて済む。
【０１７５】
このように、大電力ではない小電力を供給する場合に、大型の素子を使う経路と異なる別の経路（第２経路５３）が使用されることで、電力供給装置５０や電子回路においての損失や消費電力が削減できる。更には、第２経路５３での電力供給を制御する第２スイッチ５９は、第１経路５２での電力供給を制御する第１スイッチを制御する開閉スイッチ５８と同一要素であって共用しているので、回路規模も増加しない。また、開閉スイッチ５８は、駆動部６０として回路基板や半導体集積回路で実現される回路であるので、最初からノイズ対策なども施されている。このため、開閉スイッチ５８を第２スイッチ５９として流用するとしても、ノイズが増加することもない。
【０１７６】
以上のように、制御信号６１が、切り替え部５６と第２スイッチ５９とを制御することで、電源５５は、第２経路５３を経由して負荷回路５４に電力を供給する。
【０１７７】
なお、制御信号６１は、図示していない外部の制御部から出力されればよい。制御部は、予めソフトウェアプログラムを有しており、ソフトウェアプログラムの処理手順に従って、切り替え部５６の切り替え、第２スイッチ５９の短絡・開放を制御する。
【０１７８】
（図１３に示される第２経路での電力の非供給期間）
図１３では、切り替え部５６は、図１２と同じく第２経路５３を選択している。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ｂと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、第２スイッチ５９を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１７９】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子は接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３のＢ端子に信号を出力する。スイッチＳＣ３のＢ端子は、やがて負荷回路５４へ信号を出力する。
【０１８０】
ここで、制御信号６１は、図１２での信号と逆の論理値を有する信号を出力する。
【０１８１】
すなわち、制御信号６１がＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨは開放され、ＭＯＳトランジスタＳＬは短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＬが短絡すると、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子に入力している接地電圧に基づく信号が、ＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子に出力される。すなわち、第２スイッチ５９は、接地と負荷回路５４とを導電する。この結果、接地線路７１を導電する。
【０１８２】
このように接地経路７１が導電すると、負荷回路５４は電源５５ではなく接地と接続することになってしまうので、電力は供給されない。この電力が供給されない期間が非供給期間となる。この非供給期間においては、負荷回路５４は電力の供給が途切れる（勿論、コンデンサなどに残っている電力の放電は受ける）。
【０１８３】
所定期間において、第２スイッチ５９は、短絡と開放とで細かく切り替えられる。この切り替えにより、図１２、図１３に示されるような、電力の供給期間と非供給期間とが生じる。負荷回路５４に与えられる電力である第２電力値は、所定期間におけるこの供給期間と非供給期間との積分値で求まる。これは図５を用いて説明したのと同様である。
【０１８４】
このように、制御信号６１が、切り替え部５６と第２スイッチ５９とを制御することで、第２経路５３を経由した電力の供給および供給される電力値が制御される。実際には、図１２で示される電力の供給期間と図１３で示される電力の非供給期間との積分値によって、第２電力値が定まる。例えば、電力の供給期間が長ければ、負荷回路５４へ供給される第２電力値は大きくなる。
【０１８５】
以上から分かるように、第１経路５２を経由して第１電力値が供給されるには、切り替え部５６、開閉スイッチ５８、第１スイッチ５７の制御によって、電源５５と負荷回路５４とが導電する場合と、接地と負荷回路５４とが導電する場合とが切り替えられる。
【０１８６】
一方、第２経路５３を経由して第２電力値が供給されるには、切り替え部５６と第２スイッチ５９（＝開閉スイッチ５８）のみの制御によって、電源５５と負荷回路５４とが導電する場合と、接地と負荷回路５４とが導電する場合とが切り替えられる。このため、小電力である第２電力値を供給する場合には、余分なスイッチング損失やスイッチングノイズが発生しにくいメカニズムを、電力供給装置５０は有する。
【０１８７】
以上のように、実施の形態２における電力供給装置は、回路規模の増加、損失や消費電力の増加をもたらさずに、効率的に、負荷回路が必要とする大電力や小電力のそれぞれを供給できる。
【０１８８】
なお、実施の形態１および２で説明した電力供給装置や電子回路は、半導体集積回路によって実現されても良い。
【０１８９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。
【０１９０】
実施の形態１、２で説明した電力供給装置や電子回路は、電子機器に組み込まれて使用されればよい。特に、ノートブックパソコン、携帯端末、カーナビゲーションシステム、ＰＤＡ、車載テレビ、携帯電話機などのバッテリーによって電力が供給される装置では、使用時間を長くするために、電力が細かく制御される必要がある。このため、このような電子機器では動作内容によって大電力を必要とする場合と小電力を必要とする場合とが生じる。大電力が必要な場合には、電力供給装置は、第１経路を経由して第１電力値である電力を供給し、小電力が必要な場合には、電力供給装置は、第２経路を経由して第２電力値である電力を供給する。
【０１９１】
ここで（１）電力供給装置が大電力と省電力とを切り分けて供給できるので、電子機器全体での消費電力が削減できる、（２）小電力を供給する場合に、損失や消費電力が抑えられるので（小型の素子である第２スイッチのスイッチングにより第２電流値が制御されるので）電力供給装置での消費電力が削減できる、の２点によって、電子機器全体としての消費電力が削減できる。
【０１９２】
この結果、電子機器におけるバッテリーの使用効率が高まり、電子機器の使用時間が延びるメリットがある。
【０１９３】
電子機器の一例を説明する。
【０１９４】
電子機器の一例を図１４に示す。図１４は、本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図である。電子機器８２は、カーテレビやパーソナルモニターなどの薄型、小型が要求される電子機器である。
【０１９５】
電子機器８２は、ディスプレイ８３、発光素子８４、スピーカ８５を備えている。この電子機器８２の内部に電力供給装置１、５０が格納されており、効率的な電力供給を実現する。結果として、電子機器８２は、低消費電力を実現できる。
【０１９６】
このように、実施の形態１、２で説明した電力供給装置１、５０が、電子機器に組み込まれることで、電子機器の性能向上が実現でき、ユーザビリティも向上する。また、当然ながら、実施の形態１，２で説明した電力供給装置１、５０は、家庭やオフィスでの据え置き型の電子機器においても有効に使用される。このような据え置き型の電子機器（デスクトップパソコン、テレビ受像機、オーディオ機器、情報処理機器など）において、実施の形態１，２で説明した電力供給装置１、５０が使用されることで、これらの電子機器での消費電力の削減が実現される。
【０１９７】
なお、実施の形態１〜３で説明された電力供給装置や電子機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における第１経路による電力供給を示すタイムチャート
【図４】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図５】第２経路による電力供給を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図
【符号の説明】
【０１９９】
１ 電力供給装置
２ 第１経路
３ 第２経路
４ 負荷回路
５ 電源
６ 切り替え部
７ 第１スイッチ
８ 開閉スイッチ
９ 第２スイッチ
１０ 駆動部
１１ 接地
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷回路に供給する電力値を切り替えつつ供給できる電力供給装置に関し、例えば電力供給回路、スイッチング電源、スイッチング電源回路などに適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から負荷回路に電力を供給する（電圧や電流を供給する）スイッチング電源や電力供給回路などの電力供給装置が、電子回路や電子機器において用いられている。このような電力供給装置は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータなどの装置として実現されることがある。
【０００３】
近年の電子機器には、消費電力の削減や待機電力の削減などが求められており、負荷回路における動作も大電力を要するモードの場合と少量の電力を要するモードの場合とが存在する。特に、電子機器の大半は、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）とＣＰＵにより動作されるソフトウェアを含む。ＣＰＵは、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多く、ソフトウェアも、大電力を要するモードと小電力を要するモードとを動作に含むことが多い。例えば、ソフトウェアが表示のみを行っている場合には、ソフトウェアを動作させるＣＰＵは小電力を要し、ソフトウェアが演算を行っている場合には、ソフトウェアを動作させるＣＰＵは大電力を要する。
【０００４】
従来の電力供給装置は、電源と、電源からの電力値をパルス幅で制御する（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））パルススイッチと、パルススイッチの開閉を制御する駆動部とを備えている。このような構成の電力供給装置では、負荷回路に供給される電力値を変化させることに限界があり、小電力モードや待機モードなどにおいて、十分に消費電力を削減できなかった。
【０００５】
このため、負荷回路に電力を供給する複数の経路を設け、複数の経路のそれぞれは、供給できる電力値が異なり、複数の経路を切り替える駆動部を備えるハイブリッドタイプの電力供給装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２２１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるＤＣ−ＤＣコンバータは、電力を供給する複数の経路を切り替えるスイッチに抵抗を接続して、応答時間の短縮を図っている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるＤＣ−ＤＣコンバータは、異なる電力値を供給する複数の経路とこの経路を形成するスイッチなどの素子が、経路毎に個別に設けられているので、回路規模やコストが増大する問題がある。更に、個別の回路は、それぞれの経路での電力供給のみに対応してしか使用されず、電子素子の使用効率を損なう問題もある。結果として、電源付近での消費電力が増加する問題も生じる。
【０００８】
加えて、特許文献１に開示される技術は、電源付近においてより多くの素子や配線を形成する必要があり、ノイズ対応などが困難である問題も有する。
【０００９】
本発明は、これらの問題に鑑みて、従来使用されている電力供給装置に含まれる電子素子や要素を効率的に活用しつつ最小限の回路規模にて、負荷回路に大電力と小電力とを切り分けて供給できる電力供給装置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】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明の電力供給装置は、第１経路および第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、第１経路と第２経路とを切り替える切り替え部と、第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路は、駆動部の外部を経由すると共に、第２経路は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチと第２スイッチとは、共通要素である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力供給装置は、回路規模の増加を最小限に抑えつつ、負荷回路の必要性に応じて、大電力と小電力とを切り分けて負荷回路に供給できる。当然ながら、回路面積やコストも低減できる。
【００１２】
また、ノイズの影響が考慮されたスイッチング電源に含まれる駆動部をそのまま流用するので、ノイズの影響を生じさせにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の発明に係る電力供給装置は、第１経路および第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、第１経路と第２経路とを切り替える切り替え部と、第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路は、駆動部の外部を経由すると共に、第２経路は、駆動部の内部を経由し、開閉スイッチと第２スイッチとは、共通要素である。
【００１４】
この構成により、回路規模の増大をもたらさずに、大電力である第１電力値と小電力である第２電力値とを異なる経路で、負荷回路に供給できる。また、電力値に合わせた素子によって電力値が制御できるので、不要な損失や消費電力が抑制できる。
【００１５】
本発明の第２の発明に係る電力供給装置では、第１の発明に加えて、第１スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第１パルススイッチを有し、第２スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第２パルススイッチを有し、第１パルススイッチおよび第２パルススイッチは、供給期間をパルス幅により制御し、第１電力値および第２電力値は、パルス幅によって決定される。
【００１６】
この構成により、第１電力値と第２電力値は、正確に制御される。
【００１７】
本発明の第３の発明に係る電力供給装置では、第２の発明に加えて、第１パルススイッチおよび第２パルススイッチのそれぞれは、ゲート端子への入力信号によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタを有する。
【００１８】
この構成により、パルス幅を決定する開閉期間が、容易に制御できる。
【００１９】
本発明の第４の発明に係る電力供給装置では、第３の発明に加えて、第２パルススイッチは、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有する。
【００２０】
この構成により、パルス幅を決定する開閉期間が、容易に制御できる。
【００２１】
本発明の第５の発明に係る電力供給装置では、第３から第４のいずれかの発明に加えて、切り替え部が、第１経路を選択する場合には、開閉スイッチの出力が、第１パルススイッチに含まれるＭＯＳトランジスタのゲート入力となって第１パルススイッチの開閉期間を制御し、第１パルススイッチの開閉期間が、供給期間を決定して第１電力値を決定し、切り替え部が、第２経路を選択する場合には、第２パルススイッチの開閉期間が、供給期間を決定して第２電力値を決定する。
【００２２】
この構成により、大電力である第１電力値と小電力である第２電力値とが容易に制御できる。また、小電力である第２電力値は、小型の素子である第２パルススイッチの開閉期間によって制御されるので、スイッチング損失が抑制できる。
【００２３】
本発明の第６の発明に係る電力供給装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、負荷回路が、第１電力値および第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する検出部を、更に備える。
【００２４】
この構成により、電力供給装置は、供給する電力値を確実に制御できる。
【００２５】
本発明の第７の発明に係る電力供給装置では、第６の発明に加えて、検出部は、負荷回路の動作モードに基づいて、第１電力値および第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する。
【００２６】
この構成により、電力供給装置は、負荷回路の動作内容を反映した電力を供給できる。
【００２７】
本発明の第８の発明に係る電力供給装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、切り替え部における第１経路および第２経路からの経路の選択を制御する制御部を、更に備える。
【００２８】
この構成により、経路切り替えが容易に行える。特に、検出部の検出結果に従うことで、経路は適切に切り替えられる。
【００２９】
本発明の第９の発明に係る電力供給装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、第２スイッチの開閉のタイミングを制御するスイッチ制御部を更に備える。
【００３０】
この構成により、第１電流値と第２電流値の制御の基礎となる供給期間が適切に制御される。
【００３１】
本発明の第１０の発明に係る電力供給装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、負荷回路への入力信号を、平滑化するフィルターを更に備える。
【００３２】
この構成により、負荷回路への信号が平滑化されて、負荷回路での誤動作を生じさせない。
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】
なお、電力供給装置は、電子回路、半導体集積回路、電子素子のいずれで実現されてもよく、制御の一部がソフトウェアプログラムで実現されても良い。また、電力供給装置のみで提供されても、他の電子回路と組み合わされた状態で供給されても良い。
【００３５】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における電力供給装置の全体概要を、図１を用いて説明する図１は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【００３６】
（全体概要）
電力供給装置１は、第１経路２と第２経路３のいずれかの経路を介して負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値を制御する第１スイッチ７と、第１スイッチ７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ８と、開閉スイッチ８を含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値を制御する第２スイッチ９を備える。ここで、開閉スイッチ８と第２スイッチ９とは、同じ要素であって共通要素である。
【００３７】
なお、図１では、負荷回路４までを含んで電力供給装置１として示されているが、電力供給装置１は、負荷回路４を含んでいても含んでいなくてもよい。例えば、負荷回路４以外の部分を電力供給装置とみなして、負荷回路４を含んだ状態の場合を電子回路とみなしても良い。
【００３８】
第１経路２は、図１より明らかな通り、電源５から負荷回路６へ最短で接続される経路であって、駆動部１０の外側を通過する。これに対して、第２経路３は、電源５から駆動部１０の内部を通過して、負荷回路４に接続される。第１経路２から供給される電力値を第１電力値とし、第２経路３から供給される電力値を第２電力値とすると、第１電力値は、第２電力値よりも大きい。
【００３９】
ここで、負荷回路４は、大電力を必要とする場合と小電力を必要とする場合とがある。
【００４０】
負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大電力である第１電力値を供給する第１経路２が選択され、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小電力である第２電力値を供給する第２経路３が選択される。
【００４１】
切り替え部６は、図１に示されるように、２つのスイッチを有する。２つのスイッチが短絡されると、電源５と負荷回路４とを接続する第１経路２が導電する。第１経路２と接地１１とを接続する第１スイッチの開閉によって、電源５から負荷回路４へ第１経路２を介して供給される第１電力値が制御される。
【００４２】
一方、切り替え部６が有する２つのスイッチが開放されると、第２経路３が電源５から負荷回路４までを導電する。第２経路３は、第２スイッチ９によって短絡と開放が制御されて、負荷回路４に供給する第２電力値を制御する。
【００４３】
負荷回路４が小電力しか必要としない場合に、大電力である第１電力値を供給する第１経路２を用いて負荷回路４に電力を供給するよりも、小電力である第２電力値を供給する第２経路３を用いて負荷回路４に電力を供給する方が、損失低減や消費電力低減の面で優れている。
【００４４】
例えば、第１経路２を経由して負荷回路４に電力が供給される場合には、切り替え部６が短絡して、電源５から負荷回路４までを最短で接続する第２経路２が導電する。導電した第２経路２を通じて負荷回路４へ供給される第２電力値は、第２経路２の途中で接地１１に接続する第１スイッチ７の開閉期間によって制御される。すなわち第１スイッチ７が接続状態の場合には、第２経路２から接地１１までが導電状態となり、負荷回路４へ電力が供給されず、逆に第１スイッチ７が開放状態の場合には、電源５と負荷回路４とが導電状態となって、負荷回路４へ電力が供給される。このとき、第１スイッチ７は、電源５と接地１１とを直接導電する経路を形成して、電源５からの第１電力値に基づく電力（大電力である）を接地１１に逃がす役割を有するので、耐圧や動作性能の面から大型の素子を必要とする。一方で、開閉スイッチ８（すなわち第２スイッチ９）は、第１スイッチ７の開閉の切り替えのみを行えばよいので、耐圧や動作性能の面から、小型の素子で十分である。
【００４５】
第２経路３を経由して負荷回路４に電力が供給される場合には、切り替え部６が開放されて、駆動部１０を経由する第２経路３が導電する。第２経路３は、第２スイッチ９の開閉期間で、電源５と負荷回路６との導電が制御される。すなわち、第２スイッチ９が開放されている間は、電源５から負荷回路４への電力供給は停止しており、第２スイッチ９が短絡している間は、電源５から負荷回路４への電力が供給されており、この停止期間と供給期間によって、第２電力値は定まる。第２経路３で供給される第２電力値は小さいので、この点からも、第２スイッチ９は小型の素子で十分である。
【００４６】
すなわち、第１スイッチ７は、大型の素子を必要とし、第２スイッチ９は、小型の素子で足りる。スイッチを構成する素子が大きければ大きいほど、スイッチの開閉時の損失が大きくなるので、電力供給装置１全体での消費電力が大きくなる。このため、負荷回路４が小電力しか要さない場合には、大型の素子である第１スイッチ７により電力値を制御するよりも、小型の素子である第２スイッチ９により電力値を制御することが好適である。
【００４７】
以上のことから、損失や消費電力の増加を防止しつつ、大電力や小電力を必要とする負荷回路４へ大電力と小電力を切り替えて供給するには、大型素子である第１スイッチ７を用いる第１経路２と、小型素子である第２スイッチ９を用いる第２経路３とが切り替えられることが好適である。
【００４８】
このように、電力供給装置１は、切り替え部６によって、第１経路２と第２経路３とを切り替え、第１経路２から供給される第１電力値を、第１スイッチ７によって制御し（第１スイッチ７は、開閉スイッチ８で制御される）、第２経路３から供給される第２電力値を、第２スイッチ９によって制御する。
【００４９】
また、第２スイッチ９は、第１スイッチ７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ８と同じ要素を流用したものなので、余分な回路素子の追加も不要である。そもそも、第２スイッチ９は、第１スイッチ７の開閉タイミングに必須の要素である開閉スイッチ８であって、第２経路３の電流値を制御するのに必要となる第２スイッチ９は、何らの回路素子追加にはつながらない。
【００５０】
また、小電力供給用の第２経路３を、第２スイッチ９を経由して構成する際に、第２スイッチ９は、もともと存在している駆動部１０に含まれる開閉スイッチ８であるので、電子回路上でのノイズ対策も施されている。このため、第２スイッチ９（開閉スイッチ８）を利用した第２経路３による第２電力値の供給においては、余分なノイズ発生も防止できる。
【００５１】
このように、実施の形態１における電力供給装置は、回路規模の増加、ノイズの増加、損失の増加および消費電力の増加を防止しつつ、負荷回路４へ、必要に応じて大電力と小電力を切り替えて供給できる。
【００５２】
次に、各部の詳細について、説明する。
【００５３】
（電源）
電源５は、実際の電力を生じさせて電力を負荷回路４に供給する。電源５は、家庭用電源であったり、バッテリーや電池であったりする。
【００５４】
（負荷回路）
負荷回路４は、電力供給装置１によって、電源５から電力を供給される。
【００５５】
負荷回路４は、電力の供給を受けて所定の動作をする電子回路、半導体集積回路、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを含む。負荷回路４の有する形態にかかわらず、負荷回路４は、電力を受けて所定の動作を行う。
【００５６】
負荷回路４は、種々の動作を含んでいるので、動作内容によっては、必要とする電力値が異なる。動作が複雑である場合には、負荷回路４は大きな電力を必要とし、動作が単純である場合には、負荷回路４は小さな電力を必要とする。
【００５７】
ここで、負荷回路４がＣＰＵである場合には、負荷回路４が動作させるのは、ソフトウェアプログラムとなることが多い。ソフトウェアプログラムは、ユーザーの処理内容によっては、複雑な動作を行うこともあれば、簡単な動作を行うこともある。例えば、ソフトウェアプログラムが表示のみを行っている場合には、ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵは小電力を要し、ソフトウェアプログラムが演算を行っている場合には、ソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵは大電力を要する。特に、負荷回路４がＣＰＵである場合には、ソフトウェアプログラムの動作の変化が激しいので、負荷回路４が必要とする電力の変化も激しくなる。
【００５８】
このように、負荷回路４の必要とする電力の値は、動作内容の変化に応じて、頻繁に変化しうる。電力供給装置１に備えられている電源５は、家庭用電源、電池やバッテリーであるので、電源５そのものは、供給する電力値を変化させるのは困難である。電力供給装置１は、電源５から負荷回路４へ至る経路の開閉期間（導電期間）を切り替えることで、負荷回路４への電力値を制御する。しかし負荷回路４は、大電力と小電力を要する場合とがあり、経路の開閉期間を切り替えるためのスイッチングでの損失を、大電力の場合と小電力の場合とで切り分けることが効率的である。
【００５９】
このため、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大型素子でスイッチングできる第１経路２によって電力が供給される。負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小型素子でスイッチングできる第２経路３によって電力が供給される。
【００６０】
なお、負荷回路４がＣＰＵ以外の電子回路や半導体集積回路などであっても、負荷回路４が必要とする電力値は、時間によって変化しうる。
【００６１】
また、負荷回路４は、回路なる用語を含んでいるが、物理的な回路以外にも、ソフトウェアプログラムを一部もしくは全部に含んでも良いし、メモリやＲＯＭなどを含んでも良い。
【００６２】
（第１経路、第２経路、切り替え部）
電力供給装置１は、電源５から負荷回路４への電力供給経路として、第１経路２と第２経路３とを備える。第１経路２は、大電力である第１電力値に基づく電力を負荷回路４に供給する。第２経路３は、小電力である第２電力値に基づく電力を、負荷回路４に供給する。ここで、第１電力値は、第２電力値よりも大きい。
【００６３】
切り替え部６は、第１経路２と第２経路３とを切り替える。切り替え部６は、図１に示されるように、第１経路２上にあるスイッチと第１スイッチ７の前段にあるスイッチとを有する。これら２つのスイッチのうち第１経路２上にあるスイッチが短絡し、第１スイッチ７の前段にあるスイッチが第１スイッチ側に短絡すると、電源５から負荷回路４までの第１経路２が導電する。このとき、第１スイッチ７の前段にあるスイッチは、第１スイッチと短絡するので、第１経路２が導電するのと反対に、第２経路３は開放される。第１スイッチ７の前段に設けられるスイッチは、第１スイッチ７と接続されるか第２経路３と接続されるかで切り替わるからである。更に、電源５から第１スイッチ７までが、駆動部１０を介して導電する。
【００６４】
一方、切り替え部６が有する２つのスイッチのうち第１経路２上にあるスイッチが開放され、第１スイッチ７の前段にあるスイッチが第２経路３側に短絡されると、電源５から負荷回路４までの第１経路２が遮断されて、駆動部１０を経由して電源５から負荷回路４へつながる第２経路３が導電する。
【００６５】
切り替え部６は、２つのスイッチを含むが、これ以外の要素を含んでも良く、ＭＯＳトランジスタによってスイッチが実現されてもよい。また、図１には示されていないが、切り替え部６が有するスイッチの切り替えを実行する制御部が設けられても良い。
【００６６】
いずれにしても、切り替え部６は、電源５から負荷回路４への電力供給経路を、第１経路２と第２経路３とのいずれかに切り替える。
【００６７】
（第１スイッチ、開閉スイッチ、第２スイッチ）
第１スイッチ７は、第１経路２から負荷回路４に供給される電力の値である第１電力値の基準となる供給期間を制御する。第１スイッチ７は、第１経路２と接地１１とを接続する線路の短絡と開放を決定するスイッチであり、第１スイッチ７が短絡している場合には、第１経路２と接地１１とが接続されて、電源５からの電力が接地１１に逃げてしまう。すなわち、この期間は、負荷回路４への電力が供給されない。第１スイッチ７の開閉期間は、開閉スイッチ８によって制御される。
【００６８】
一方、第２スイッチ９は、開閉スイッチ８と同一要素であり、開閉スイッチ８が流用される。
【００６９】
第２スイッチ９は、本来は第１スイッチ７を開閉させるためのスイッチであるが、第２経路３を経由して電力を供給する場合の、供給期間を決定する。第２スイッチ９は、第２経路３の短絡と開放を直接制御できるので、第２スイッチ９が短絡している場合には、電源５から負荷回路４までの第２経路３は導電しており、第２スイッチ９が開放している場合には、電源５から負荷回路４までの第２経路３は遮断されている。
【００７０】
このように、第１経路２は、開閉スイッチ８と第１スイッチ９との組み合わせにより、電源５と負荷回路４との導電期間を決定する。第２経路３は、第２スイッチ９によって、電源５と負荷回路４との導電期間を決定する。
【００７１】
ここで、第１スイッチ７と第２スイッチ９とのそれぞれは、開閉期間を、パルス幅をもって決定する第１パルススイッチと第２パルススイッチを有していても良い。
【００７２】
パルススイッチは、スイッチの開閉期間をパルス幅によって制御する。すなわちスイッチが短絡（閉じている状態）の期間と、開放（開いている状態）の期間は、それぞれタイミングチャート上では、時間軸上の幅として表される。
【００７３】
例えば、負荷回路４に供給される電力値は、ある所定期間において電力が供給される期間を示すパルスの積分によって定まる。パルススイッチは、スイッチの開閉期間をパルス幅で制御できるので、パルススイッチは、電力値を容易に制御できる。
【００７４】
例えば、短絡となるパルス幅が長ければ、それだけ電源５と負荷回路４との導電期間が長くなるので、積分値は大きくなり、所定期間における電力値は大きくなる。逆に、開放となるパルス幅が長ければ、それだけ電源５と負荷回路４との遮断期間が長くなるので、積分値は小さくなり、所定期間における電力値は小さくなる。
【００７５】
実際の電子回路や電子機器においては、負荷回路と電源を直接導電したままにするのではなく、時間軸上で、電源と負荷回路との導電期間を、上述のようなパルススイッチで細かく制御して、所定期間における積分値によって、負荷回路への電力値が定まる。
【００７６】
また、パルススイッチは、ゲート入力によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタであることも好適である。
【００７７】
ＭＯＳトランジスタは、ゲート、ソースおよびドレインの３つの端子を有し、ゲート入力の値によって、ソースとドレイン間が短絡もしくは開放される。また、ＭＯＳトランジスタは半導体集積回路への作りこみが容易で、ゲート入力の制御のみで、開閉を制御できる理想的なスイッチとなる。また、ＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズを調整することで、耐圧や動作性能を制御できるので、第１スイッチ７、第２スイッチ９（すなわち開閉スイッチ８）が、ＭＯＳトランジスタで構成されていると、これらのスイッチが対応するべき電圧や電力に、容易に対応できる。
【００７８】
図２、図４は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。図２、図４のいずれにおいても、第１スイッチ７および第２スイッチ９がＭＯＳトランジスタを含んでいる。第１スイッチ７は、ＭＯＳトランジスタ２０を含んでおり、第２スイッチ９は、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を含んでいる。
【００７９】
図２は、切り替え部６が第１経路２を選択している場合を示しており、図４は、切り替え部６が第２経路３を選択している場合を示している。このようなＭＯＳトランジスタを、第１スイッチ７および第２スイッチ９が備えることで、パルス幅をもった開閉期間を容易に形成できて、電力供給装置１は、負荷回路４への電力値を容易に制御できる。
【００８０】
（第１経路での電力供給）
次に、第１経路での電力供給の動作について説明する。ここでは、第１スイッチ７と第２スイッチ９がＭＯＳトランジスタである場合について説明する。まず、図２、図３を用いて、第１経路２を介して、電源５が負荷回路４に電力を供給する動作を説明する。図３は、本発明の実施の形態１における第１経路による電力供給を示すタイムチャートである。
【００８１】
図２に示されるように、切り替え部６が有する２つのスイッチは、短絡しており、第１経路２は、電源５から負荷回路４まで導電させる。また、駆動部１０と第１スイッチ７との間も導電するので、第１スイッチ７は、駆動部１０が有する開閉スイッチ８（第２スイッチ９）からの制御を受けるようになる。
【００８２】
第１スイッチ７は、ＭＯＳトランジスタ２０を有し、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子には、駆動部１０の出力が入力する。駆動部１０は、開閉スイッチ８を含んでおり、この開閉スイッチ８は、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有している。
【００８３】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のドレイン端子同士が接続されており、このドレイン端子からの出力が、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力する。ＭＯＳトランジスタ２０の短絡と開放（ＯＮとＯＦＦ）は、ゲート端子に入力する電圧値（Ｈｉレベル電圧であるかＬｏレベル電圧であるか）で決定される。このため、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２の短絡および開放によって、ＭＯＳトランジスタ２０の短絡と開放が決められる。ここで、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡している場合には、第１経路２と接地１１とを結ぶ線路が導電して、電源５からの電力が接地１１に流れてしまい、負荷回路４に電力が直接的に供給されない。この期間は、電力の非供給期間である。一方、ＭＯＳトランジスタ２０が開放されている場合には、第１経路２と接地１１とを結ぶ線路が遮断されるので、電源５からの電力は、負荷回路４に直接供給される。この期間は、電力の供給期間である。
【００８４】
負荷回路４が所定期間に得る電力値（第１電力値）は、この非供給期間と供給期間との積分値によって定まる。
【００８５】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のそれぞれは、対称動作するＭＯＳトランジスタであることが好ましい。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が開放（ＯＦＦ）となって、ＭＯＳトランジスタ２１が開放（ＯＦＦ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）となることが好ましい。このような対称性を有することで、ＭＯＳトランジスタ２１のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、電源５の電圧に基づく信号が供給され、ＭＯＳトランジスタ２２のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、接地電圧に基づく信号が供給されるからである。駆動部１０の出力は、そのまま第１スイッチ７を構成するＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子への入力となる。
【００８６】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２において、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）になると、電源５からの電圧が、そのままＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することになる。電源からの電圧がそのままＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することで、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子にはＨｉレベル信号が入力する。
【００８７】
ここで、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタの場合には、ゲート端子にＨｉレベル信号が入力すると、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡（ＯＮ）となる。このため、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタであって、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡した状態では、ＭＯＳトランジスタ２０が短絡する。ＭＯＳトランジスタ２０が短絡状態であると、第１経路２から接地１１にかけての線路が導電し、電源５から電力は接地１１に逃げる。このため、電源５は、負荷回路４に電力を供給できなくなる。すなわち、所定期間において電力の供給が行われない期間が生じる。
【００８８】
一方、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２において、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）になる（ＭＯＳトランジスタ２１は開放）と、接地電圧がＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力することになる。すなわち、Ｌｏレベル信号が、ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に入力する。ここで、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタの場合には、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力すると、ＭＯＳトランジスタ２０が開放（ＯＦＦ）される。このため、ＭＯＳトランジスタ２０がＮ−ＭＯＳトランジスタであって、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡した状態では、ＭＯＳトランジスタ２０が開放される。ＭＯＳトランジスタ２０が開放状態であると、第１経路２から接地１１にかけての線路が遮断され、電源５から電力は、直接負荷回路４に供給される。すなわち、所定期間において電力の供給が行われる期間が生じる。
【００８９】
このように、所定期間内において、駆動部１０に含まれる開閉スイッチ８（＝第２スイッチ９）の出力が、Ｈｉレベル信号とＬｏレベル信号とで切り替わることで、負荷回路４に電源５からの電力が供給される供給期間と供給されない非供給期間とが切り替わる。所定期間における、電力が供給される期間の積分値が、負荷回路４に供給される電力値（この場合は、第１経路２による供給に基づく第１電力値）となる。
【００９０】
第１経路２による第１電力値について、図３を用いて説明する。
【００９１】
図３のタイムチャートは、上から開閉スイッチ８（第２スイッチ９）の出力、第１スイッチ７の出力、負荷回路４への入力信号、第１電力値を示している。図３では、開閉スイッチ８が短絡すると第１スイッチ７が開放される。切り替え部６が短絡しているので、開閉スイッチ８には、電源５から分流した電圧信号が供給される。ただし、開閉スイッチ８が出力する信号の電流値は、後述の第２経路として開閉スイッチ８を流れる電流値よりも小さい。
【００９２】
開閉スイッチ８の信号変化に合わせて、第１スイッチ７の開閉が決定される。第１スイッチ７の開閉に合わせて、負荷回路４には電源５からの電力が供給される。ここで、図３のタイムチャートにおける所定期間での負荷回路４に供給される電力は、負荷回路４に供給される電力の積分値で決定され、タイムチャートの最下段の第１電力値は、この積分値を示す。
【００９３】
第１電力値は、高い電力値に対応したスイッチ７によって制御された電力の積分値なので、図３に示されるようにその値は大きい。ここで、第１スイッチ７の開放期間が長ければ、所定期間内に負荷回路４へ与えられる電力の積分値は大きくなるので、第１電力値の大きさは、第１スイッチ７の開閉動作（すなわち、開閉スイッチ８の開閉動作）によって定まる。
【００９４】
図３のタイムチャートに示されるように開閉スイッチ８、第１スイッチ７の開閉動作によって、負荷回路４への第１電力値が決定される。
【００９５】
なお、Ｈｉレベル信号とは、所定電位よりも高い電圧を有する信号であり、Ｌｏレベル信号とは所定電位よりも低い電圧を有する信号であり、ＭＯＳトランジスタの動作を制御する電圧閾値によって分けられる信号である。また、ＭＯＳトランジスタやスイッチの短絡は「ＯＮ」の状態と同義であり、ＭＯＳトランジスタやスイッチの開放は「ＯＦＦ」の状態と同義である。
【００９６】
また、ＭＯＳトランジスタ２０がＰ−ＭＯＳトランジスタの場合には、Ｎ−ＭＯＳトランジスタと逆の動作をする。すなわち、ゲート端子にＨｉレベル信号が入力する場合にＰ−ＭＯＳトランジスタは開放され、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力する場合にＮ−ＭＯＳトランジスタは短絡する。すなわち、一対のＭＯＳトランジスタ２１が短絡する場合に、ＭＯＳトランジスタ２０は、開放され、一対のＭＯＳトランジスタ２２が短絡する場合に、ＭＯＳトランジスタ２０は、短絡する。このように、ＭＯＳトランジスタ２０がＰ−ＭＯＳトランジスタである場合には、電源５から負荷回路４への供給期間と非供給期間は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタの場合と真逆になる。
【００９７】
また、第１スイッチ７が備えるＭＯＳトランジスタ２０は、そのゲート端子およびソース端子に、電源５から供給される大電力に対応する必要があるので、大きな素子サイズを必要とする。このため、ＭＯＳトランジスタ２０の素子サイズは大きい。このため、小電力を供給する場合にＭＯＳトランジスタ２０のスイッチング動作を必要とすると、不要な損失、不要なノイズおよび不要な消費電力を生じさせてしまう。一方で、第２スイッチ９が有する一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２は、ソース端子には電源５の出力が接続されるが、開閉を実行すればよいだけなので、大きな耐圧を必要とせず、小さな素子サイズでよい。
【００９８】
このため、大電力である第１電力値（第１経路２を経由して供給される）を供給する場合には、素子サイズの大きな第１スイッチ７により電力値を制御するのが好ましいが、小電力である第２電力値を供給する場合には、第２経路３を経由して、素子サイズの小さな
第２スイッチ９により電力値を制御するのが好ましい。
【００９９】
なお、開閉スイッチ８が一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を有する構成を説明したが、開閉スイッチ８がこれ以外の構成を有していても良い。
【０１００】
（第２経路での電力供給）
次に、第２経路３での負荷回路４への電力供給について、図４、図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における電力供給回路のブロック図であり、図５は、第２経路による電力供給を示すタイムチャートである。
【０１０１】
図４に示されるように、切り替え部６が有する２つのスイッチは、開放されており、第１経路が遮断され、電源５から駆動部１０を経由する第２経路３が導電する。なお、駆動部１０が含む第２スイッチ９の開閉動作によって、第２経路３の実際の導電が制御される。
【０１０２】
第２スイッチ９は、開閉スイッチ８と共通要素であって、物理的、回路的に区別されない。第２スイッチ９は、図２で説明したのと同様に、一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２を有している。勿論、第２スイッチ９は、これ以外の構成を有していても良い。
【０１０３】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のドレイン端子同士が接続されており、このドレイン端子からの出力が、負荷回路４へ接続する線路へ入力する。
【０１０４】
一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２のそれぞれは、対称動作するＭＯＳトランジスタであることが好ましい。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡（ＯＮ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が開放（ＯＦＦ）となって、ＭＯＳトランジスタ２１が開放（ＯＦＦ）の場合には、ＭＯＳトランジスタ２２が短絡（ＯＮ）となることが好ましい。このような対称性を有することで、ＭＯＳトランジスタ２１のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、電源５の電圧に基づく信号が供給され、ＭＯＳトランジスタ２２のみが短絡している場合には、駆動部１０の出力には、接地電圧に基づく信号が供給されるからである。一対のＭＯＳトランジスタ２１、２２は、電源５からの出力を伝える場合と、接地電圧を伝える場合とに分かれるので、第２経路３は、第２スイッチ９の開閉だけで、負荷回路４への電力の供給期間と非供給期間を切り替えることができる。
【０１０５】
ＭＯＳトランジスタ２１が短絡してＭＯＳトランジスタ２２が開放されている場合には、第２スイッチ９は、電源５からの信号を出力する。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１が短絡している期間（これを第２スイッチ９がＯＮである期間とする）には、負荷回路４に電源５から電力が供給される。すなわち、この条件では、電力の供給期間が生じる。
【０１０６】
一方、ＭＯＳトランジスタ２１が開放されてＭＯＳトランジスタ２２が短絡している場合には、第２スイッチ９は、接地電圧に基づく信号を出力する。このため、ＭＯＳトランジスタ２１が開放されている期間（これを第２スイッチ９がＯＦＦである期間とする）には、負荷回路４に接地からの電力が供給される。すなわち、この条件では、電力の非供給期間が生じる。
【０１０７】
第２経路３を経由して負荷回路４に供給される第２電力値は、この電力の供給期間と非供給期間との積分値で決定される。第２電力値の決定は、図５のタイムチャートに示されるとおりである。
【０１０８】
第２経路３による第１電力値について、図５を用いて説明する。
【０１０９】
図５のタイムチャートは、上から、第２スイッチ９の出力、負荷回路４への入力信号、負荷回路４へ与えられる電力を示している。図５では、開閉スイッチ８が短絡している期間に負荷回路４へ電源５から電力が供給される。第２経路３は、小電力である第２電力値を供給するために、所定期間におけるスイッチング回数を多くする必要がある（第２電力値は、電力の供給期間と非供給期間との積分によって定まるので）。すなわち、第２スイッチ９のスイッチング回数を多くする必要がある。しかしながら、第２スイッチ９は、耐圧および増幅の小さい、小型素子で構成されるので、スイッチング回数が多くても損失や消費電力損が少ない。
【０１１０】
図５に示されるように、第２スイッチ９のスイッチングは細かくその回数も多い。また、スイッチ９の出力する信号の電流値も小さいので、第２スイッチ９の出力信号の電力値も小さくなる。第２スイッチ９の出力は、そのまま負荷回路４への入力となる。図５においても、第２スイッチ９の出力と負荷回路４への入力信号とは対応波形を有する。所定期間内における負荷回路４へ供給される電力の積分値が第２電力値となる。
【０１１１】
結果として、図５に示されるように、第１電力値に比べて低い値を有する第２電力値が、負荷回路４に供給される。
【０１１２】
以上のようにして、第２電力値が決定されて、小電力の電力が負荷回路４に供給される。
【０１１３】
このようにして、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、第１経路２を介して、開閉スイッチ８および第１スイッチ７の開閉期間によって制御された第１電力値を有する電力が負荷回路４に供給される。一方、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、第２経路３を介して、第２スイッチ９の開閉動作によって制御された第２電力値を有する電力が、負荷回路４に供給される。
【０１１４】
また、第１スイッチ７および第２スイッチ９のそれぞれが、パルス幅で定まる信号を出力するパルススイッチであることで（特に、ゲート端子への入力信号によって開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）が制御されるＭＯＳトランジスタであることで）、第１電力値および第２電力値は、これらのパルススイッチの開閉によって制御できる。このため、負荷回路４が要求する電力値は、精密に制御できる。
【０１１５】
（負荷回路への入力の平滑化）
次に、負荷回路４への入力信号を平滑化するフィルターを備える電力供給装置について説明する。
【０１１６】
図６は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。図６の電力供給装置は、負荷回路４へ入力する入力信号を平滑化するフィルターを備えている。フィルターは、インダクタ３０とキャパシタ３１とを有して、これらインダクタ３０とキャパシタ３１との動作によって、入力信号を平滑化する。ここで、インダクタ３０とキャパシタ３１とが並列に接続されているので、これらはいわゆる「低域通過フィルター（ローパスフィルタ）」となっている。高域成分が遮断されるので、余分なノイズが乗らず、平滑化された信号が負荷回路４に入力される。負荷回路４は、電子回路の集合体であるので、ノイズが減衰された信号を受けることは、適切な動作を行う上で重要である。
【０１１７】
負荷回路４は、インダクタ３０とキャパシタ３１とによって平滑化された入力信号を受けることで、適切な動作を行う。入力信号が平滑化されていることで、負荷回路４はノイズの影響を受けにくくなり、誤動作などが防止される。
【０１１８】
（切り替え部と第２スイッチの制御を有する電力供給装置）
次に、切り替え部６が、第１経路２および第２経路３のいずれかを選択する制御部と、共通要素である開閉スイッチ８と第２スイッチ９の開閉動作を制御するスイッチ制御部について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【０１１９】
制御部４０は、切り替え部６における、経路の選択（第１経路２および第２経路３のいずれかの選択）を制御する。
【０１２０】
切り替え部６は、切り替え部６が有する２つのスイッチの開閉によって第１経路２と第２経路３とを切り替える。このとき制御部４０は、切り替え部６でのスイッチ開閉を制御する。例えば、制御部４０に、負荷回路４が大電力を要する（これを大電力モードとする）との情報が与えられると、制御部４０は、切り替え部６が有する２つのスイッチを短絡して、第１経路２を導電させる。逆に、制御部４０に、負荷回路４が小電力を要する（これを小電力モードとする）との情報が与えられると、制御部４０は、切り替え部６が有する２つのスイッチを開放して、第２経路３を導電させる。
【０１２１】
このとき、大電力モードや小電力モードに係る情報を検出して、制御部４０にその情報を与える検出部が更に備わっていることも好適である。検出部は、負荷回路４を制御する情報を有するブロックであって、この制御する情報に基づいて、負荷回路４での動作モードが、大電力モードであるのか小電力モードであるのかを判定して、その情報を制御部４０に出力する。
【０１２２】
このように、制御部４０によって、切り替え部６での経路選択が適切に行われる。
【０１２３】
電力供給装置１は、別にスイッチ制御部４１を有していても良い。
【０１２４】
スイッチ制御部４１は、第２スイッチ９（すなわち開閉スイッチ８）の開閉動作を制御する。第２スイッチ９は、開閉スイッチ８として第１スイッチ７の開閉動作を制御する場合と、第２経路３の導電と遮断との切り替えを制御する場合とを有する。このとき、スイッチ制御部４１は、切り替え部６が選択している経路の情報や、負荷回路４が必要とする電力値に関する情報を用いて、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御する。このため、スイッチ制御部４１は、制御部４０や検出部からこれらの情報を得て、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御しても良い。第２スイッチ９の開閉タイミングによって、負荷回路４に供給される電力値が決定されるからである。
【０１２５】
このように、制御部４０やスイッチ制御部４１を備える電力供給装置１は、負荷回路４が要求する電力値に従った電力値の供給を可能とする。
【０１２６】
（検出部を有する電力供給装置）
次に、検出部を有する電力供給装置について、図８を用いて説明する。
【０１２７】
図８は、本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図である。
【０１２８】
図８より明らかな通り、電力供給装置１は、負荷回路４が必要とする電力値を検出する検出部４２を更に備えている。検出部４２は、例えば、負荷回路４が第１電力値を要するのか、第２電力値を要するのかを検出する。このとき、負荷回路４がソフトウェアプログラムを動作させるＣＰＵやＤＳＰなどのプロセッサである場合には、ソフトウェアプログラムが指定する動作モードに基づいて、検出部４２は、負荷回路４での必要電力を検出する。更に、検出部４２は、検出した第１電力値および第２電力値のいずれかを制御部４０に通知する。このとき検出部４２は、第１電力値か第２電力値かの選択結果だけを通知するだけでなく、実際に供給すべき電力値を通知しても良い。この通知結果を受けて、制御部４０は、切り替え部６の切り替えを制御すると共に、スイッチ制御部４１を介して、第２スイッチ９の開閉タイミングを決定する。
【０１２９】
例えば、ソフトウェアプログラムが、画像処理を行う場合には、処理動作が複雑で必要とする電力が大きくなるので、検出部４２は、負荷回路４が必要とするのは、第１電力値であると検出する。逆に、ソフトウェアプログラムが、ファイル保存を行うだけの場合には、処理動作が簡単であって必要とする電力が小さくなるので、検出部４２は、負荷回路４が必要とするのは、第２電力値であると検出する。また、第１電力値および第２電力値における具体的な電力値をも検出してもよい。
【０１３０】
勿論、検出部４２は、ソフトウェアプログラムの動作モード以外に基づいて、負荷回路４が必要とする電力値を検出しても良い。例えば、負荷回路４が、消費電力を削減する省エネモードに入った場合には、検出部４２は、負荷回路４が第２電力値を必要とすることを検出する。
【０１３１】
検出部４２での検出結果に従って、制御部４０は、切り替え部６を制御して、第１経路２と第２経路３との選択を行わせる。同様に、検出部４２での検出結果に従って、スイッチ制御部４１は、第２スイッチ９での開閉タイミングを制御する。例えば、検出部４２が、負荷回路４での必要電力値を大きい値として検出する場合には、スイッチ制御部４１は、電力供給期間が長くなるように、第２スイッチ９の開閉タイミングを制御する。
【０１３２】
このように、検出部４２が、負荷回路４で必要とされる電力値を検出することで、電力供給装置１が、負荷回路４に供給する電力値を、正確に制御できるようになる。特に、負荷回路４が大電力を必要とする場合には、大電力の制御に対応できる大型の素子サイズを有する第１スイッチ７によって第１電力値を制御でき、負荷回路４が小電力を必要とする場合には、小電力の制御に適した小型の素子サイズを有する第２スイッチ９によって第２電力値を制御できる。
【０１３３】
この結果、供給するべき電力値が異なっても、電力供給装置１は、ノイズ、損失、消費電力を増加させない。また、第２経路３で供給される第２電力値は、第２スイッチ９で制御されるが、第２スイッチ９そのものは、第１スイッチ７の開閉を制御するために、もともと必要な要素である。このため、回路規模の増加ももたらすことなく、負荷回路４が要求する電力値を供給できる。
【０１３４】
なお、図１〜図８を用いて説明した電力供給装置１は、第１経路２および第１経路２と異なる第２経路３のいずれかの経路を介して、負荷回路４に電力を供給する電源５と、第１経路２と第２経路３とを切り替える切り替え部６と、第１経路２から供給される第１電力値を決定するパルスタイミングを生成する第１パルススイッチと、第１パルススイッチの開閉のタイミングを制御する開閉パルススイッチを含む駆動部１０と、第２経路３から供給される第２電力値を決定するパルスタイミングを生成する第２パルススイッチと、を備え、第１電力値は、第２電力値より大であり、第１経路２は、駆動部１０の外部を経由すると共に、第２経路２は、駆動部１０の内部を経由し、開閉パルススイッチと第２パルススイッチとは、共通要素であり、切り替え部６は、電源５と負荷回路４を直接的に接続する経路の途中に設けられる第１切り替えスイッチと、駆動部と第１パルススイッチとを接続する経路の途中に設けられる第２切り替えスイッチと、を有し、第１パルススイッチは、電源５と負荷回路４と並列接続関係にあると共に接地接続されている電力供給装置１と表現することもできる。ここで、第１パルススイッチ、開閉パルススイッチ、第２パルススイッチのそれぞれは、パルス幅による出力を有するスイッチであり、それぞれ、第１スイッチ７、開閉スイッチ８、第２スイッチ９の要素に対応する。
【０１３５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、図９〜図１３を用いてより具体的な回路を例として、電力供給装置を説明する。
【０１３６】
図９〜図１３は、本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図である。図９〜図１３のそれぞれは、同じ回路構成を有する回路図を示しており、それぞれ異なる動作状態を示している。図９〜図１３の全てによって、電力供給装置５０の動作を説明できる。
【０１３７】
（１）図９は、切り替え部５６が第１経路５２および第２経路５３のいずれも選択していない状態を示している。図９〜図１３で共通する回路図を示している。
【０１３８】
（２）図１０は、切り替え部５６が第１経路５２を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第１経路を経由して電力を供給する状態を示している。特に、第１経路５２が、電源５５と負荷回路５４を直接導電して、電源５５が負荷回路５４に電力を供給している期間を示している。
【０１３９】
（３）図１１は、切り替え部５６が第１経路５２を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第１経路を経由して電力を供給する状態を示している。但し、図１０と異なり、第１スイッチ５７が短絡（ＯＮ）となって、負荷回路５４は、接地と接続されてしまい、負荷回路５４への電力の非供給期間となっていることを示している。
【０１４０】
（４）図１２は、切り替え部５６が第２経路５３を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第２経路５３を経由して電力を供給する状態を示している。特に、第２経路５３が、電源５５と負荷回路５４とを直接導電して、電源５５が負荷回路５４に電力を供給している期間を示している。
【０１４１】
（５）図１３は、切り替え部５６が第２経路５３を選択して、電源５５が、負荷回路５４に第２経路５３を経由して電力を供給する状態を示している。但し、図１２と異なり、第２スイッチ５９が短絡（ＯＮ）となって、負荷回路５４は、接地と接続されてしまい、負荷回路５４への電力の非供給期間となっていることを示している。
【０１４２】
（回路概要）
まず、図９〜図１３で示される回路の全体概要について説明する。
【０１４３】
なお、図９〜図１３で示される電力供給装置５０は、負荷回路５４を除いた上で電力供給装置とみなしてもよいし、負荷回路５４を含んだ上で電子回路とみなしてもよい。負荷回路５４は、実施の形態１で説明したのと同様に、ＣＰＵやＤＳＰなどのソフトウェアプログラムを動作させるプロセッサであったり、特定の演算処理を行う電子回路や半導体集積回路であったりしてもよい。
【０１４４】
電力供給装置５０は、第１経路５２および第２経路５３を有し、第１経路５２および第２経路５３のいずれかの経路を介して、負荷回路５４に電力を供給する電源５５を有している。電源５５は、実施の形態１と同じく家庭用電源であったり、電池やバッテリーであったりする。
【０１４５】
電力供給装置５０は、更に、第１経路５２と第２経路５３とを切り替える切り替え部５６と、第１経路５２から供給される第１電力値を制御する第１スイッチ５７と、第１スイッチ５７の開閉タイミングを制御する開閉スイッチ５８（＝第２スイッチ５９）と、第２経路５３から供給される第２電力値を制御する第２スイッチ５９とを備える。ここで、開閉スイッチ５８と第２スイッチ５９は、同一の要素であって、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬとを備える。また、第１スイッチ５７は、電源５５と負荷回路５４と並列接続関係を有し、第１スイッチ５７の一方は、接地接続されている。また、第２スイッチ５９を備える回路は駆動部６０である。
【０１４６】
切り替え部５６は、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３を備え、制御信号６１によってこれらのスイッチが切り替えられて、切り替え部５６は、第１経路５２と第２経路５３とを選択する。
【０１４７】
切り替え部５６が第１経路５２を選択すると、図９に示されるように、電源５５から負荷回路５４まで、駆動部５８の外部を通る線路である第１経路５２が導電する。このとき、第１経路５２の途中において、第１スイッチ５７を介して接地と接続される線路が存在する。第１スイッチ５７が短絡（ＯＮ）になると、第１経路５２と接地とが導電されるので、負荷回路５４は、電源５５ではなく接地と導電する。この状態は、負荷回路５４へ電力が供給されない非供給期間である。一方、第１スイッ５７が開放（ＯＦＦ）であると、第１経路５２は、電源５５と負荷回路５４とを直接導電するので、負荷回路５４には、電源５５から電力が供給される。この状態は、電力の供給期間となる。所定期間における、この非供給期間と供給期間との積分値によって、負荷回路５４へ供給される電力値（第１経路５２を経由する電力値であるので、第１電力値）が決定される。
【０１４８】
第１スイッチ５７は、ＭＯＳトランジスタＳＲを有しており、ＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子への入力信号によって、短絡と開放が決定される。ゲート端子への入力信号は、開閉スイッチ５８によって定まる。開閉スイッチ５８は、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを有しており、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとは、対称的に動作する。すなわち、スイッチＳＣ２を経由した制御信号５７が、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力してＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬの動作を制御する。例えば、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡の場合にはＭＯＳトランジスタＳＬが開放であり、反対に、ＭＯＳトランジスタＳＨが開放の場合にはＭＯＳトランジスタＳＬが短絡である。
【０１４９】
この一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬの動作によって、第１スイッチを構成するＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子入力が制御され、ＭＯＳトランジスタＳＲの短絡と開放が制御される。このＭＯＳトランジスタＳＲの短絡と開放によって、第１経路５２において、電源５５と負荷回路５４とが導電するか、接地と負荷回路５４とが導電するかが決定される。
【０１５０】
一方、切り替え部５６が第２経路５３を選択すると、図９に示されるように、電源５５から駆動部６０を経由して負荷回路５４に接続する第２経路５３が導電する。このとき、第２経路５３は、第２スイッチ５９を経由する。第２スイッチ５９は、開閉スイッチ５８と同じ要素であるので、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを備える。一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬの短絡と開放によって、第２経路５３は、電源５５と負荷回路５４との導電あるいは、接地と負荷回路５４との導電が切り替ええられる。第２経路５３においては、その経路においては第２スイッチ５９のみが導電と非導電を切り替えるので、第２スイッチ５９の動作のみで、第２経路５３による負荷回路５４へ供給される第２電力値が決定される。第２電力値は、第２経路を経由して電源５５から負荷回路５４へ電力が供給される供給期間と、第２経路５３が接地に接続されて負荷回路５４に電力が供給されない非供給期間との積分値によって定まる。
【０１５１】
ここで、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは、上述の通り対照的な動作によって、その短絡と開放とが決定される。なお、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは、その短絡と開放において対照的な動作をするために、Ｐ−ＭＯＳトランジスタとＮ−ＭＯＳトランジスタとで構成されても良いし、図９に示されるように、ゲート端子に入力する信号の論理値が常に逆となるように構成されても良い。図９〜図１３の電力供給装置５０では、ＭＯＳトランジスタＳＬのゲート端子の前段にインバーターが挿入されて、ＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子への入力信号の論理値が逆になる。
【０１５２】
（動作説明）
次に、図１０〜図１３を用いて、電力供給装置５０の動作を説明する。
【０１５３】
（図１０に示される第１経路での電力供給期間）
図１０では、切り替え部５６が第１経路５２を選択している。このため、電源５５は、第１経路５２を経由して負荷回路５４に電力を供給する。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ａと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、開閉スイッチ５８を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１５４】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３を経由してＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に信号を出力する。
【０１５５】
制御信号６１が、ある論理値をもって入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡すると共にＭＯＳトランジスタＳＬが開放される。この場合には、開閉スイッチ５８は、短絡したＭＯＳトランジスタＳＨを通じて電源５５からの信号を出力する。すなわち、開閉スイッチ５８の出力する信号の論理値は、Ｈｉレベルである。第１スイッチ５７を構成するＭＯＳトランジスタＳＲがＰ−ＭＯＳトランジスタの場合には、このＨｉレベル信号がＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に入力するので、ＭＯＳトランジスタＳＲは開放され、第１経路５２と接地とは導電しない。すなわち、図１０に示されるように、第１経路５２は、電源５５から負荷回路５４まで、直接導電する。結果として、第１経路５２を経由して、電源５５は、負荷回路５４に電力を供給する。この期間は、電力の供給期間である。
【０１５６】
なお、第１スイッチ５７は、素子サイズの大きなＭＯＳトランジスタＳＲを有しており、このＭＯＳトランジスタＳＲによって、電力供給と非供給とを切り替えるので、スイッチングでの損失や消費電力は大きい。しかしながら、耐圧などの面で、ＭＯＳトランジスタＳＲの素子サイズを大きくしておく必要がある。
【０１５７】
以上のように、制御信号６１が、切り替え部５６と開閉スイッチ５８とを制御することで、電源５５は、第１経路５２を経由して負荷回路５４に電力を供給する。
【０１５８】
なお、制御信号６１は、図示していない外部の制御部から出力されればよい。制御部は、予めソフトウェアプログラムを有しており、ソフトウェアプログラムの処理手順に従って、切り替え部５６の切り替え、開閉スイッチ５８の短絡・開放を制御する。
【０１５９】
また、第１経路５２を経由した電力供給は、上述のように、電源５５からの電力を、第１スイッチ５７（ＭＯＳトランジスタＳＲ）が接地と短絡することによって制御されるだけでなく、ＭＯＳトランジスタＳｍの切り替えによって、制御されてもよい。
【０１６０】
ＭＯＳトランジスタＳｍは、第１経路５２上に位置し、ＭＯＳトランジスタＳｍが短絡している期間であってＭＯＳトランジスタＳＲが開放されている（すなわち第１経路５２と接地とが導電していない状態）期間では、電源５５から負荷回路５４に電力が供給される。一方、ＭＯＳトランジスタＳｍが開放されている期間であってＭＯＳトランジスタＳＲが短絡している（すなわち第１経路５２と接地が導電している状態）期間では、電源５５から負荷回路５４に電力が供給されない。すなわち、ＭＯＳトランジスタＳｍとＭＯＳトランジスタＳＲとが交互に短絡と開放を繰り返すことにより、電源５５から負荷回路５４への第１経路５２を経由した電力の供給期間と非供給期間とが繰り返される。この供給期間と非供給期間との積分値により負荷回路５４に与えられる電力値が決定される。
【０１６１】
なお、ＭＯＳトランジスタＳｍの短絡と開放は、駆動部６０に含まれるスイッチ６５で切り替わる。スイッチ６５は、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬを有し、一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬの出力が、ＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子に入力することで、ＭＯＳトランジスタＳｍの短絡と開放が制御される。また、スイッチ６５は、スイッチＳｃ１を介して制御信号６１によって制御される。制御信号６１の論理値が所定値の場合には、スイッチ６５のＭＯＳトランジスタＳＨが短絡してＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子にはＨｉレベル信号が入力し、制御信号６１の論理値が所定値と逆の論理値を有する場合には、スイッチ６５のＭＯＳトランジスタＳＬが短絡してＭＯＳトランジスタＳｍのゲート端子にはＬｏレベル信号が入力する。ＭＯＳトランジスタＳｍは、ゲート端子に入力する信号の論理値によって、短絡と開放とが切り替えられる。
【０１６２】
（図１１に示される第１経路での電力非供給期間）
図１１では、切り替え部５６は、図１０と同じく第１経路５２を選択している。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ａと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、開閉スイッチ５８を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬのゲート端子に入力する。
【０１６３】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３を経由してＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に信号を出力する。
【０１６４】
ここで、制御信号６１は、図１０での信号と逆の論理値を有する信号を出力する。
【０１６５】
すなわち、制御信号６１がＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨは開放され、ＭＯＳトランジスタＳＬは短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＬが短絡すると、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子に入力している接地電圧に基づく信号が、ＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子に出力される。すなわち、開閉スイッチ５８は、Ｌｏレベル信号を出力する。このＬｏレベル信号は、ＭＯＳトランジスタＳＲのゲート端子に入力する。ＭＯＳトランジスタＳＲは、上述の通りＰ−ＭＯＳトランジスタであるので、ゲート端子にＬｏレベル信号が入力すると短絡し、ソース端子とドレイン端子とが短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＲのソース端子は、接地接続されているので、第１経路５２の途中部分と接地とが接続され、接地経路７０が導電する。
【０１６６】
このように接地経路７０が導電すると、負荷回路５４は電源５５ではなく接地と接続することになってしまうので、電力は供給されない。この電力が供給されない期間が非供給期間となる。この非供給期間においては、負荷回路５４は電力の供給が途切れる（勿論、コンデンサなどに残っている電力の放電は受ける）。
【０１６７】
所定期間において、第１スイッチ５７は、短絡と開放とで細かく切り替えられる。この切り替えにより、図１０、図１１に示されるような、電力の供給期間と非供給期間とが生じる。負荷回路５４に与えられる電力である第１電力値は、所定期間におけるこの供給期間と非供給期間との積分値で求まる。これは図３を用いて説明したのと同様である。所定期間内における電力の供給期間が長ければ、結果として負荷回路５４へ供給される第１電力値は大きくなる。
【０１６８】
このように、制御信号６１が、切り替え部５６と開閉スイッチ５８とを制御することで、第１経路５２を経由した電力の供給および供給される電力値が制御される。
【０１６９】
また、第１経路５２での電力供給期間で説明したように、第１スイッチ５７から接地へ電力を導電させるだけでなく、第１経路５２上にあるＭＯＳトランジスタＳｍの開放と短絡（スイッチ６５によって切り替わる）によって、第１経路５２での電力非供給期間が制御されてもよい。
【０１７０】
（図１２に示される第２経路での電力供給期間）
次に、図１２を用いて、第２経路での電力供給期間について説明する。
【０１７１】
図１２では、切り替え部５６が第２経路５３を選択している。このため、電源５５は、第２経路５３を経由して負荷回路５４に電力を供給する。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ｂと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、第２スイッチ５９を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１７２】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソースは接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３のＢ端子に信号を出力する。スイッチＳＣ３のＢ端子は、やがて負荷回路５４へ信号を出力する。
【０１７３】
制御信号６１が、ある論理値をもって入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡すると共にＭＯＳトランジスタＳＬが開放される。この場合には、第２スイッチ５９は、短絡したＭＯＳトランジスタＳＨを通じて電源５５からの信号を出力する。すなわち、電源５５からの電力は、第２経路５３の途中にある第２スイッチ５９を経由して、そのまま負荷回路５４に出力される。図１２に示されるように、電源５５から第２スイッチ５９を経由して負荷回路５４までが導電する。第２経路５３での電力供給は、この第２スイッチ５９の開閉のみによって制御される。ＭＯＳトランジスタＳＨが短絡して第２スイッチ５９が電源５５からの信号を出力している場合には、負荷回路５４にとって電力の供給期間となる。
【０１７４】
なお、第２スイッチ５９は、素子サイズの小さなＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬを有している。第２経路５３で電力を供給する場合には、小電力である第２電力値を供給するので、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬは大きな耐圧を必要としない。このため、ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬとは、小型の素子で構成される。ＭＯＳトランジスタＳＨ，ＳＬが小型の素子であるので、これらのトランジスタでのスイッチングでは、損失や消費電力は小さい。特に、大型の素子であるＭＯＳトランジスタＳＲは、第２経路５３を経由した電力供給では使用されないので、損失や消費電力が小さくて済む。
【０１７５】
このように、大電力ではない小電力を供給する場合に、大型の素子を使う経路と異なる別の経路（第２経路５３）が使用されることで、電力供給装置５０や電子回路においての損失や消費電力が削減できる。更には、第２経路５３での電力供給を制御する第２スイッチ５９は、第１経路５２での電力供給を制御する第１スイッチを制御する開閉スイッチ５８と同一要素であって共用しているので、回路規模も増加しない。また、開閉スイッチ５８は、駆動部６０として回路基板や半導体集積回路で実現される回路であるので、最初からノイズ対策なども施されている。このため、開閉スイッチ５８を第２スイッチ５９として流用するとしても、ノイズが増加することもない。
【０１７６】
以上のように、制御信号６１が、切り替え部５６と第２スイッチ５９とを制御することで、電源５５は、第２経路５３を経由して負荷回路５４に電力を供給する。
【０１７７】
なお、制御信号６１は、図示していない外部の制御部から出力されればよい。制御部は、予めソフトウェアプログラムを有しており、ソフトウェアプログラムの処理手順に従って、切り替え部５６の切り替え、第２スイッチ５９の短絡・開放を制御する。
【０１７８】
（図１３に示される第２経路での電力の非供給期間）
図１３では、切り替え部５６は、図１２と同じく第２経路５３を選択している。制御信号６１は、切り替え部５６を構成するスイッチＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３において端子Ｂと出力とを短絡し、スイッチＳＣ２を経由して、第２スイッチ５９を構成する一対のＭＯＳトランジスタＳＨ、ＳＬとのゲート端子に入力する。
【０１７９】
ＭＯＳトランジスタＳＨのソース端子は電源５５に接続されており、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子は接地に接続されている。ＭＯＳトランジスタＳＨのドレイン端子とＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子とは相互に接続されて、このドレイン端子は、スイッチＳＣ３のＢ端子に信号を出力する。スイッチＳＣ３のＢ端子は、やがて負荷回路５４へ信号を出力する。
【０１８０】
ここで、制御信号６１は、図１２での信号と逆の論理値を有する信号を出力する。
【０１８１】
すなわち、制御信号６１がＭＯＳトランジスタＳＨとＭＯＳトランジスタＳＬとのゲート端子に入力すると、ＭＯＳトランジスタＳＨは開放され、ＭＯＳトランジスタＳＬは短絡する。ＭＯＳトランジスタＳＬが短絡すると、ＭＯＳトランジスタＳＬのソース端子に入力している接地電圧に基づく信号が、ＭＯＳトランジスタＳＬのドレイン端子に出力される。すなわち、第２スイッチ５９は、接地と負荷回路５４とを導電する。この結果、接地線路７１を導電する。
【０１８２】
このように接地経路７１が導電すると、負荷回路５４は電源５５ではなく接地と接続することになってしまうので、電力は供給されない。この電力が供給されない期間が非供給期間となる。この非供給期間においては、負荷回路５４は電力の供給が途切れる（勿論、コンデンサなどに残っている電力の放電は受ける）。
【０１８３】
所定期間において、第２スイッチ５９は、短絡と開放とで細かく切り替えられる。この切り替えにより、図１２、図１３に示されるような、電力の供給期間と非供給期間とが生じる。負荷回路５４に与えられる電力である第２電力値は、所定期間におけるこの供給期間と非供給期間との積分値で求まる。これは図５を用いて説明したのと同様である。
【０１８４】
このように、制御信号６１が、切り替え部５６と第２スイッチ５９とを制御することで、第２経路５３を経由した電力の供給および供給される電力値が制御される。実際には、図１２で示される電力の供給期間と図１３で示される電力の非供給期間との積分値によって、第２電力値が定まる。例えば、電力の供給期間が長ければ、負荷回路５４へ供給される第２電力値は大きくなる。
【０１８５】
以上から分かるように、第１経路５２を経由して第１電力値が供給されるには、切り替え部５６、開閉スイッチ５８、第１スイッチ５７の制御によって、電源５５と負荷回路５４とが導電する場合と、接地と負荷回路５４とが導電する場合とが切り替えられる。
【０１８６】
一方、第２経路５３を経由して第２電力値が供給されるには、切り替え部５６と第２スイッチ５９（＝開閉スイッチ５８）のみの制御によって、電源５５と負荷回路５４とが導電する場合と、接地と負荷回路５４とが導電する場合とが切り替えられる。このため、小電力である第２電力値を供給する場合には、余分なスイッチング損失やスイッチングノイズが発生しにくいメカニズムを、電力供給装置５０は有する。
【０１８７】
以上のように、実施の形態２における電力供給装置は、回路規模の増加、損失や消費電力の増加をもたらさずに、効率的に、負荷回路が必要とする大電力や小電力のそれぞれを供給できる。
【０１８８】
なお、実施の形態１および２で説明した電力供給装置や電子回路は、半導体集積回路によって実現されても良い。
【０１８９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。
【０１９０】
実施の形態１、２で説明した電力供給装置や電子回路は、電子機器に組み込まれて使用されればよい。特に、ノートブックパソコン、携帯端末、カーナビゲーションシステム、ＰＤＡ、車載テレビ、携帯電話機などのバッテリーによって電力が供給される装置では、使用時間を長くするために、電力が細かく制御される必要がある。このため、このような電子機器では動作内容によって大電力を必要とする場合と小電力を必要とする場合とが生じる。大電力が必要な場合には、電力供給装置は、第１経路を経由して第１電力値である電力を供給し、小電力が必要な場合には、電力供給装置は、第２経路を経由して第２電力値である電力を供給する。
【０１９１】
ここで（１）電力供給装置が大電力と省電力とを切り分けて供給できるので、電子機器全体での消費電力が削減できる、（２）小電力を供給する場合に、損失や消費電力が抑えられるので（小型の素子である第２スイッチのスイッチングにより第２電流値が制御されるので）電力供給装置での消費電力が削減できる、の２点によって、電子機器全体としての消費電力が削減できる。
【０１９２】
この結果、電子機器におけるバッテリーの使用効率が高まり、電子機器の使用時間が延びるメリットがある。
【０１９３】
電子機器の一例を説明する。
【０１９４】
電子機器の一例を図１４に示す。図１４は、本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図である。電子機器８２は、カーテレビやパーソナルモニターなどの薄型、小型が要求される電子機器である。
【０１９５】
電子機器８２は、ディスプレイ８３、発光素子８４、スピーカ８５を備えている。この電子機器８２の内部に電力供給装置１、５０が格納されており、効率的な電力供給を実現する。結果として、電子機器８２は、低消費電力を実現できる。
【０１９６】
このように、実施の形態１、２で説明した電力供給装置１、５０が、電子機器に組み込まれることで、電子機器の性能向上が実現でき、ユーザビリティも向上する。また、当然ながら、実施の形態１，２で説明した電力供給装置１、５０は、家庭やオフィスでの据え置き型の電子機器においても有効に使用される。このような据え置き型の電子機器（デスクトップパソコン、テレビ受像機、オーディオ機器、情報処理機器など）において、実施の形態１，２で説明した電力供給装置１、５０が使用されることで、これらの電子機器での消費電力の削減が実現される。
【０１９７】
なお、実施の形態１〜３で説明された電力供給装置や電子機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における第１経路による電力供給を示すタイムチャート
【図４】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図５】第２経路による電力供給を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態１における電力供給装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２における電力供給装置のブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図
【符号の説明】
【０１９９】
１ 電力供給装置
２ 第１経路
３ 第２経路
４ 負荷回路
５ 電源
６ 切り替え部
７ 第１スイッチ
８ 開閉スイッチ
９ 第２スイッチ
１０ 駆動部
１１ 接地
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１経路および前記第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、
前記第１経路と前記第２経路とを切り替える切り替え部と、
前記第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、
前記第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、
前記第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、
前記第１電力値は、前記第２電力値より大であり、
前記第１経路は、前記駆動部の外部を経由すると共に、前記第２経路は、前記駆動部の内部を経由し、
前記開閉スイッチと前記第２スイッチとは、共通要素である電力供給装置。
【請求項２】
前記第１スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第１パルススイッチを有し、前記第２スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第２パルススイッチを有し、前記第１パルススイッチおよび前記第２パルススイッチは、前記供給期間をパルス幅により制御し、
前記第１電力値および前記第２電力値は、前記パルス幅によって決定される請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記第１パルススイッチおよび前記第２パルススイッチのそれぞれは、ゲート端子への入力信号によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタを有する請求項２記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記第２パルススイッチは、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有する請求項３記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記切り替え部が、前記第１経路を選択する場合には、前記開閉スイッチの出力が、前記第１パルススイッチに含まれるＭＯＳトランジスタのゲート入力となって前記第１パルススイッチの開閉期間を制御し、前記第１パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第１電力値を決定し、
前記切り替え部が、前記第２経路を選択する場合には、前記第２パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第２電力値を決定する請求項３から４のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記負荷回路が、前記第１電力値および前記第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する検出部を、更に備える請求項１から５のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記負荷回路の動作モードに基づいて、前記第１電力値および前記第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する請求項６記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記切り替え部における前記第１経路および前記第２経路からの経路の選択を制御する制御部を、更に備える請求項１から７のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記第２スイッチの開閉のタイミングを制御するスイッチ制御部を更に備える請求項１から８のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記負荷回路への入力信号を、平滑化するフィルターを更に備える請求項１から９のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項１１】
第１経路および前記第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、
前記第１経路と前記第２経路とを切り替える切り替え部と、
前記第１経路から供給される第１電力値を決定するパルスタイミングを生成する第１パルススイッチと、
前記第１パルススイッチの開閉のタイミングを制御する開閉パルススイッチを含む駆動部と、
前記第２経路から供給される第２電力値を決定するパルスタイミングを生成する第２パルススイッチと、を備え、
前記第１電力値は、前記第２電力値より大であり、
前記第１経路は、前記駆動部の外部を経由すると共に、前記第２経路は、前記駆動部の内部を経由し、
前記開閉パルススイッチと前記第２パルススイッチとは、共通要素であり、
前記切り替え部は、前記電源と前記負荷回路を直接的に接続する経路の途中に設けられる第１切り替えスイッチと、前記駆動部と前記第１パルススイッチとを接続する経路の途中に設けられる第２切り替えスイッチと、を有し、
前記第１パルススイッチは、前記電源と前記負荷回路と並列接続関係にあると共に接地接続されている電力供給装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか記載の電力供給装置と、
前記電力供給装置から電力を供給されて所定の動作を行う負荷回路とを備える電子回路。
【請求項１３】
前記負荷回路は、所定の情報に基づいて演算を実行する中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）である請求項１２記載の電子回路。
【請求項１４】
請求項１２から１３のいずれか記載の電子回路と、
前記電子回路を制御する制御回路と、
前記電子回路および前記制御回路を格納する筐体と、を備える電子機器。
【請求項１５】
前記電子機器は、ノートブックパソコン、携帯端末、カーナビゲーションシステムおよびＰＤＡのいずれかである請求項１４記載の電子機器。
【請求項１】
第１経路および前記第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、
前記第１経路と前記第２経路とを切り替える切り替え部と、
前記第１経路から供給される第１電力値の基準となる供給期間を制御する第１スイッチと、
前記第１スイッチの開閉のタイミングを制御する開閉スイッチを含む駆動部と、
前記第２経路から供給される第２電力値の基準となる供給期間を制御する第２スイッチと、を備え、
前記第１電力値は、前記第２電力値より大であり、
前記第１経路は、前記駆動部の外部を経由すると共に、前記第２経路は、前記駆動部の内部を経由し、
前記開閉スイッチと前記第２スイッチとは、共通要素である電力供給装置。
【請求項２】
前記第１スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第１パルススイッチを有し、前記第２スイッチは、電力の供給と停止を時間によって切り替える第２パルススイッチを有し、前記第１パルススイッチおよび前記第２パルススイッチは、前記供給期間をパルス幅により制御し、
前記第１電力値および前記第２電力値は、前記パルス幅によって決定される請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記第１パルススイッチおよび前記第２パルススイッチのそれぞれは、ゲート端子への入力信号によって開閉が制御されるＭＯＳトランジスタを有する請求項２記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記第２パルススイッチは、直列接続された一対のＭＯＳトランジスタを有する請求項３記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記切り替え部が、前記第１経路を選択する場合には、前記開閉スイッチの出力が、前記第１パルススイッチに含まれるＭＯＳトランジスタのゲート入力となって前記第１パルススイッチの開閉期間を制御し、前記第１パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第１電力値を決定し、
前記切り替え部が、前記第２経路を選択する場合には、前記第２パルススイッチの開閉期間が、前記供給期間を決定して前記第２電力値を決定する請求項３から４のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記負荷回路が、前記第１電力値および前記第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する検出部を、更に備える請求項１から５のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記負荷回路の動作モードに基づいて、前記第１電力値および前記第２電力値の内、いずれの電力値を必要とするかを検出する請求項６記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記切り替え部における前記第１経路および前記第２経路からの経路の選択を制御する制御部を、更に備える請求項１から７のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記第２スイッチの開閉のタイミングを制御するスイッチ制御部を更に備える請求項１から８のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記負荷回路への入力信号を、平滑化するフィルターを更に備える請求項１から９のいずれか記載の電力供給装置。
【請求項１１】
第１経路および前記第１経路と異なる第２経路のいずれかの経路を介して、負荷回路に電力を供給する電源と、
前記第１経路と前記第２経路とを切り替える切り替え部と、
前記第１経路から供給される第１電力値を決定するパルスタイミングを生成する第１パルススイッチと、
前記第１パルススイッチの開閉のタイミングを制御する開閉パルススイッチを含む駆動部と、
前記第２経路から供給される第２電力値を決定するパルスタイミングを生成する第２パルススイッチと、を備え、
前記第１電力値は、前記第２電力値より大であり、
前記第１経路は、前記駆動部の外部を経由すると共に、前記第２経路は、前記駆動部の内部を経由し、
前記開閉パルススイッチと前記第２パルススイッチとは、共通要素であり、
前記切り替え部は、前記電源と前記負荷回路を直接的に接続する経路の途中に設けられる第１切り替えスイッチと、前記駆動部と前記第１パルススイッチとを接続する経路の途中に設けられる第２切り替えスイッチと、を有し、
前記第１パルススイッチは、前記電源と前記負荷回路と並列接続関係にあると共に接地接続されている電力供給装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか記載の電力供給装置と、
前記電力供給装置から電力を供給されて所定の動作を行う負荷回路とを備える電子回路。
【請求項１３】
前記負荷回路は、所定の情報に基づいて演算を実行する中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）である請求項１２記載の電子回路。
【請求項１４】
請求項１２から１３のいずれか記載の電子回路と、
前記電子回路を制御する制御回路と、
前記電子回路および前記制御回路を格納する筐体と、を備える電子機器。
【請求項１５】
前記電子機器は、ノートブックパソコン、携帯端末、カーナビゲーションシステムおよびＰＤＡのいずれかである請求項１４記載の電子機器。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１５４６０５（Ｐ２０１０−１５４６０５Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２７６３９（Ｐ２００８−３２７６３９）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（３０４０２８７２６）国立大学法人 大分大学 (181)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（３０４０２８７２６）国立大学法人 大分大学 (181)
【Ｆターム（参考）】
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