JP2009011065A - Electronic apparatus, and switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に関し、特にその電源にスイッチング電源を用いる電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device, and more particularly to an electronic device that uses a switching power supply as its power source.
従来のスイッチング電源は、入力端子から入力された交流電源電圧を直流電圧に整流、平滑化し、得られた直流電圧をスイッチング素子をスイッチングすることで、高周波数で制御されたパルス幅の交流電圧に変換する。この交流電圧を高周波トランスで電圧変換したのち、直流電圧に整流、平滑化して負荷端子に出力電圧を供給する。このとき、基準となる基準電圧を設定し、その基準電圧と出力電圧が一致するようにスイッチング素子を制御する。このようなスイッチング電源の構成は、特開平9−47023号公報などに記載されている。
しかしながら、従来のスイッチング電源では、単一の出力電圧のみしか生成されず、負荷の状況に応じて出力電圧を変化させることができない。そのため、電子機器の負荷変動が起こっても最低駆動電圧を下回らないように、最低駆動電圧に対し十分余裕を持った高めの出力電圧を設定する必要があり、十分に消費電力を低減できなかった。 However, in the conventional switching power supply, only a single output voltage is generated, and the output voltage cannot be changed according to the load condition. For this reason, it is necessary to set a higher output voltage with a sufficient margin than the minimum drive voltage so that the load does not fall below the minimum drive voltage even if load fluctuations occur in the electronic device, and power consumption cannot be reduced sufficiently. .
そこで本発明は、そのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、最低駆動電圧を下回ることなく出力電圧を低く設定することが可能な電子機器および電子機器に用いるスイッチング電源を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electronic device capable of setting the output voltage low without falling below the minimum driving voltage, and a switching power supply used for the electronic device. Is to provide.
本願発明の電子機器は、設定された基準電圧を基準にして出力電圧を出力するスイッチング電源を有する電子機器であって、前記スイッチング電源から前記電子機器の負荷に出力される出力電圧を検知する出力電圧検知手段と、前記出力電圧検知手段により検知された出力電圧が所定の電圧以下になった場合、設定されている基準電圧より高い電圧を基準電圧に設定する制御手段とを有することを特徴としている。 The electronic device of the present invention is an electronic device having a switching power supply that outputs an output voltage with reference to a set reference voltage, and that detects an output voltage output from the switching power supply to a load of the electronic device. A voltage detection unit; and a control unit configured to set a voltage higher than a set reference voltage as a reference voltage when the output voltage detected by the output voltage detection unit is equal to or lower than a predetermined voltage. Yes.
本発明によれば、最低駆動電圧を下回ることなく出力電圧を低く設定して消費電力を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption by setting the output voltage low without falling below the minimum drive voltage.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態であるデジタルカメラの構成を説明するブロック図である。図1に示すように、本実施形態のデジタルカメラは、電源部3に電力を供給するバッテリ1、センサなどの負荷2、その負荷2に電圧を供給する電源部3を有している。さらに、システム制御や画像処理を行うCPU7と、ユーザーからの電源ON/OFF操作や動作モード切替え操作などを受け付ける操作部8を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a digital camera according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the digital camera of this embodiment includes a
電源部3は、安定した電圧を出力制御するためのコントローラIC4、パワーインダクタ5、平滑コンデンサ6によって構成される。
The
コントローラIC4は、ロジック制御部9、帰還制御部10、通信インターフェース11、入力A/D変換器12および判定部13によって構成される。ロジック制御部9は、IC制御信号にしたがってコントローラIC4全体の動作の制御を行う。帰還制御部10は、出力電圧を一定に出力するように出力電圧の制御を行う。通信インターフェース11は、CPU7からの情報を受信し、入力A/D変換器12は、バッテリ1から入力される入力電圧をデジタルデータに変換する。ロジック制御部9には種々の保護機能も内蔵されている。たとえば、入力A/D変換器12から得られた入力電圧の情報を使って低電圧時には所定の順序で制御動作を停止する低電圧保護機能(UVLO)が内蔵されている。また、後述する出力A/D14変換器からの出力電圧データにより負荷が短絡しているかどうかを監視し、短絡と判断された場合には主スイッチ20のスイッチング動作を停止する短絡保護機能(SCP)も内蔵されている。そのほかにも、電圧の立ち上がりを制御して突入電流を低減するソフトスタート機能や、複数の出力の順序制御を行うシーケンス機能も内蔵されている。
The controller IC 4 includes a logic control unit 9, a
帰還制御部10は、出力A/D変換器14、基準データレジスタ15、出力データ比較部16、設定データ記録部17、PWM信号生成部18、主スイッチドライバ19および主スイッチ20によって構成される。出力A/D変換器14は、負荷2に出力される出力電圧をデジタルデータ(以下、出力電圧データVADとする)に変換する。負荷2に出力される出力電圧を変換するので、負荷変動による電圧降下が生じた際でも負荷2の電圧を正確に検知することができる。基準データレジスタ15は、出力電圧の基準となる基準電圧データを一時的に保管する。この基準電圧データは、基準電圧を表すデジタルデータであり容易に変更することができる。出力データ比較部16は、出力電圧データVADと基準電圧データとを比較する。設定データ記録部17は、電源OFF時に基準電圧データと後述する判定電圧データ(以下、Vthとする)を保持しておく。PWM信号生成部18は、出力データ比較部16の出力からデジタルPWM信号を生成する。主スイッチドライバ19は、PWM信号生成部18の出力にしたがって主スイッチ20への制御信号を生成する。主スイッチ20は、主スイッチドライバ19の制御信号にしたがいパワーインダクタ5に流す電流のオンオフ動作を行う。
The
判定部13は、判定データレジスタ21、判定データ比較部22、基準データ切替部23およびタイマー25によって構成される。判定データレジスタ21は、基準電圧データを変更するかどうか判定するための判定電圧データVthを一時的に保管する。判定電圧データは、基準電圧を変更するかどうかを判定するための判定電圧を表すデジタルデータであり、容易に変更できる。判定データ比較部22は、判定電圧データVthと出力電圧データVADとを比較する。基準データ切替部23は、判定データ比較部22の比較結果を元に基準電圧フラグ(以下、Fとする)を出力する。タイマー25は、基準電圧の設定を変更してからの時間を計測する。
The
通信インターフェース11は、CPU7からの情報を受信し、操作部8にて設定される各種動作モード情報などをロジック制御部9に伝達する。また、CPU7からの制御にしたがい、設定データ記録部17に記録されている動作モードごとの基準電圧データおよび判定電圧データVthの書き換えを実行する。
The
前述のように、設定データ記録部17には、基準電圧データと判定電圧データが格納されているが、本実施形態では、動作モードごとに2種類の基準電圧データが格納されている。第1の基準電圧データ(以下、VLとする)は、第1の基準電圧を表す基準電圧データであって、第一の基準電圧は低消費電力用に低めの基準電圧値である。第2の基準電圧データ(以下、VHとする)は、第2の基準電圧を表す基準電圧データであって、第2の基準電圧は負荷変動によって起こる電圧降下による誤動作を防ぐため高めの基準電圧値である。第1の基準電圧は第2の基準電圧より小さい電圧に設定されている。これら2種類の基準電圧データは、動作モードが再生モードの時はVL1/VH1、動作モードが撮影モードの時はVL2/VH2というように、動作モードごとに別々のメモリアドレスに格納されている。ロジック制御部9から設定データ記録部17には動作モード情報と基準電圧フラグが伝達される。例えば、再生モードで基準電圧フラグがF=0の時は第1の基準電圧データVL1が、撮影モードで基準電圧フラグがF=1の時は第2の基準電圧データVH2が基準データレジスタに展開される。一方、判定電圧データVthは動作モードごとに1つであり、再生モードの判定電圧データがVth1、撮影モードの判定電圧データがVth2というように、動作モードごとに別々のメモリアドレスに格納されている。基準電圧データと同様に、ロジック制御部9から伝達される動作モード情報に対応した判定電圧データVthを判定データレジスタ21に展開する。
As described above, the setting
デジタルカメラの電源がONされ、操作部8からの起動制御信号を受けると、ロジック制御部9は、設定データ記録部17へ基準電圧データと判定電圧データVthの展開制御信号を伝達する。それを受けた設定データ記録部17は、各データを基準データレジスタ15と判定データレジスタ21にそれぞれ展開する。CPUが起動して動作モード情報を取得できるまではデフォルトとして設定されているモードのデータを展開する。本実施形態では、デフォルトモードは撮影モードである。基準電圧データと出力A/D変換器14でデジタルデータに変換された出力電圧データVADを出力データ比較部16にて比較し、その結果をもとにPWM信号生成部18にてデジタルPWM信号を生成する。そのデジタルPWM信号にしたがい、主スイッチドライバ19を介して主スイッチ20をオンオフ制御することで出力電圧を一定に保つ。CPU7が起動して通信が確立し、通信インターフェース11を介してロジック制御部9に動作モード情報が伝達されると、ロジック制御部9は設定データ記録部17に動作モード情報とデータ展開制御信号を伝達する。その情報に基づき、設定データ記録部17は対応する基準電圧データと判定電圧データVthを基準データレジスタ15と判定データレジスタ21に再度展開する。動作中にユーザーによって動作モードが切り替えられた場合も同様に動作モードに応じたデータを再度展開する。
When the power source of the digital camera is turned on and an activation control signal is received from the operation unit 8, the logic control unit 9 transmits a development control signal of reference voltage data and determination voltage data Vth to the setting
次に、本実施形態において動作モードが再生モードに設定された場合の出力電圧制御の流れを図2のフローチャートを用いて説明する。再生モードにおける判定電圧データはVth1とする。 Next, the flow of output voltage control when the operation mode is set to the reproduction mode in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The determination voltage data in the reproduction mode is V th1 .
ST201では、設定データ記録部17が、再生モードに対応した判定電圧データVth1を判定データレジスタ21に展開し、ST202に移行する。ST202では、基準データ切替部23が基準電圧フラグをF=0に設定することで、設定データ記録部17が再生モードに対応した第1の基準電圧データVL1を基準データレジスタ15に展開する。さらに、タイマー25がカウント数(以下、Cとする)を0にリセットし、ST203に移行する。ST203では、出力電圧を出力A/D変換器14によって出力電圧データVADに変換しST204に移行する。ST204では、ST203で変換された出力電圧データVADと再生モードの判定電圧データVth1との比較を判定データ比較部22にて行う。出力電圧データVADが判定電圧データVth1を下回る場合はST205に移行し、そうでなければ、再度ST203に戻り出力電圧データVADの変換を行う。ST205では、基準データ切替部23が基準電圧フラグをF=1に設定することで、設定データ記録部17が第2の基準電圧データVH1を基準データレジスタ15に展開し、出力電圧を高くさせST206に移行する。ST206では、ST205で第2の基準電圧データVH1に切り替えたらタイマー25のカウントを開始してカウント数CをカウントアップしST207に移行する。ST207では、あらかじめ定められたカウント数(以下、C0とする)に達していなければST206に戻り、達したらST202に戻る。ST206およびST207は、第2の基準電圧データVH1に切り替えられることで出力電圧を高く設定した状態で所定の時間経過させたのち、出力電圧を変更前の設定に戻すための動作である。これにより、消費電力が高い状態を必要以上に維持することなく、第2の基準電圧データVH1による動作が所定時間経過したのちは、消費電力が低くなるように自動で出力電圧が設定されるので消費電力を低減することができる。
In ST201, the setting
本実施形態によれば、出力電圧データVADが判定電圧データVthを下回らない場合は、低い基準電圧に設定することで消費電力を低減することができる。さらに、出力電圧データVADが判定電圧データVthを下回る場合は、高い基準電圧に設定することで接続される負荷の誤動作などを防ぐことができる。すなわち、出力電圧が判定電圧以上の場合は低い基準電圧に設定することで消費電力を低減し、出力電圧が判定電圧より低くなった場合は高い基準電圧に設定することで接続される負荷の誤動作などを防ぐ。また、高い基準電圧に設定してから所定の時間がたてば再び低い基準電圧に設定し直すことで、負荷の誤作動を防止するための消費電力が高い状態を必要以上に維持することなく消費電力を低減することができる。 According to the present embodiment, when the output voltage data V AD does not fall below the determination voltage data V th , power consumption can be reduced by setting a low reference voltage. Further, when the output voltage data V AD is lower than the determination voltage data V th , malfunction of a connected load can be prevented by setting a high reference voltage. In other words, when the output voltage is higher than the judgment voltage, the power consumption is reduced by setting it to a low reference voltage, and when the output voltage is lower than the judgment voltage, the connected load malfunctions by setting it to a higher reference voltage. Prevent such as. In addition, by setting again to a low reference voltage after a predetermined time after setting to a high reference voltage, it is possible to maintain a high power consumption state to prevent load malfunctions more than necessary. Power consumption can be reduced.
なお、本実施形態では、動作モードが再生モードに設定された場合の出力電圧制御の流れを説明したが、再生モード以外の動作モードに設定された場合でも第1、第2の基準電圧データおよび判定電圧データが異なるだけで同様の制御を行うことは言うまでもない。 In the present embodiment, the flow of output voltage control when the operation mode is set to the reproduction mode has been described. However, even when the operation mode is set to an operation mode other than the reproduction mode, the first and second reference voltage data and It goes without saying that the same control is performed only by different judgment voltage data.
また、出力電圧データVADが判定電圧データVthを下回るかどうかで基準電圧データの切り替えを行ったが、出力電圧データVADが判定電圧データVth以下かどうかで基準電圧データの切り替えを行うようにしてもよい。すなわち、出力電圧が判定電圧より高い場合は低い基準電圧に設定し、出力電圧が判定電圧以下になった場合は高い基準電圧に設定するようにしてもよい。 Further, the reference voltage data is switched depending on whether the output voltage data V AD is lower than the determination voltage data V th , but the reference voltage data is switched depending on whether the output voltage data V AD is equal to or lower than the determination voltage data V th. You may do it. That is, when the output voltage is higher than the determination voltage, the reference voltage may be set to a low reference voltage, and when the output voltage is equal to or lower than the determination voltage, the reference voltage may be set to a high reference voltage.
(第2の実施形態)
図3は、本発明を実施したデジタルカメラの構成を説明するブロック図である。図3において、図1に示した第1の実施形態と同様の部分については図1と同じ符号をつけてその説明を省略する。図1に示した第1の実施形態と異なるのは、設定電圧切替部23が基準データ補正部24になっている点である。基準データ補正部24は、出力A/D変換器14で得られた出力電圧データ(以下、VADとする)から判定電圧データ(以下、Vthとする)を引いた差分(以下、ΔVとする)に応じて基準電圧データ(以下、Vrefとする)を補正する働きをする。動作中の基準電圧データVrefは基準データ補正部24で演算して決定されるので、設定データ記録部17には起動時の初期基準電圧データ(以下、V0とする)と判定電圧データVthが格納される。また、補正によって負荷が故障や破壊されるほど高い出力電圧が設定されたり、入力電圧に対して実現不可能な出力電圧に設定されたりしないように、基準電圧として設定可能な範囲の上限基準電圧を表す最大基準電圧データ(以下、V1とする)も格納されている。さらに、出力A/D変換器14で得られた出力電圧データVADから判定電圧データVthを引いた差分ΔVがしきい値を下回る場合にかける補正係数(以下、K:K>1とする)と、そのしきい値(以下、V2:V2<0とする)も格納されている。初期基準電圧データV0、最大基準電圧データV1、しきい値V2、および補正係数Kは、再生モードや撮影モードなどの各動作モードによらず同一に設定される。判定電圧データVthは第1の実施形態と同様に動作モードごとに設定される。以上のように、第1の実施形態とは設定データ記録部17に記録されるデータの内容が異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of a digital camera embodying the present invention. In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that the set
次に、本実施形態において動作モードが再生モードに設定された場合の出力電圧制御の流れを図4のフローチャートを用いて説明する。再生モードにおける判定電圧データはVth1とする。 Next, the flow of output voltage control when the operation mode is set to the reproduction mode in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The determination voltage data in the reproduction mode is V th1 .
ST401では、設定データ記録部17が、再生モードにおける判定電圧データVth1を判定データレジスタ21に展開し、ST402に移行する。ST402では、タイマー25がカウンタ数(以下、Cとする)を0にリセットするとともに、基準データ補正部24が出力電圧データVADから判定電圧データVth1を引いた差分ΔVの値を0にリセットする。さらに、設定データ記録部17が基準電圧データVrefとして初期基準電圧データV0を基準データレジスタ15に展開しST403に移行する。ST403では、出力電圧を出力A/D変換器14によって出力電圧データVADに変換しST404に移行する。ST404では、判定データ比較部22により出力電圧データVADから再生モードにおける判定電圧データVth1を引いた差分ΔVを演算しST405に移行する。ST405では、基準データ補正部24によりST404で演算した差分ΔVが負であるか、すなわち、出力電圧データVA/Dが再生モードにおける判定電圧データVth1より小さいか判定する。差分ΔVが負であればST406に移行し、差分ΔVが負でなければST414に移行する。ST406では、基準データ補正部24により差分ΔVがしきい値V2より小さいかどうかを判定する。差分ΔVがしきい値V2より小さければ、ST409に移行し、差分ΔVがしきい値V2以上であれば、ST407に移行する。ST407では、ロジック制御部9により基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値を加算した値と最大基準電圧データV1との比較を行う。基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値を加算した値が最大基準電圧データV1より大きければST411に移行し、そうでなければST408に移行する。ST408では、基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値を加算した値を、設定データ記録部17が次の基準電圧データVrefとして基準データレジスタ15に展開しST403に移行する。また、このときタイマー25がカウンタ数Cを0にリセットする。ST409では、ST406で差分ΔVがしきい値V2より小さいと判定された場合に、ロジック制御部9により基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値に補正係数Kをかけた値を加算した値と最大基準電圧データV1との比較を行う。基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値に補正係数Kをかけた値を加算した値が最大基準電圧データV1より大きければST407に移行し、そうでなければST410に移行する。ST407とST409とを比較すると、ST406の判定結果に応じて基準電圧データVrefの補正の方法を変更している。差分ΔVがしきい値V2以上である場合とは、すなわち、出力電圧データVADを取得してから次に出力電圧データVADを取得するまでの間に低下する電圧が小さい場合である。このような場合、基準電圧データVrefを補正してから再び基準電圧データVrefを補正するまでの間に最低駆動電圧を下回るほど電圧が低下するとは考えにくい。そこで、ST407では、消費電力を低く抑えるためにも出力電圧を大幅に高くする補正は行わず、差分ΔVの絶対値分だけ出力電圧が高くなるように基準電圧データVrefを補正している。一方、差分ΔVがしきい値V2より小さい場合とは、すなわち、出力電圧データVADを取得してから次に出力電圧データVADを取得するまでの間に低下する電圧が大きい場合である。このような場合、基準電圧データVrefを補正してから再び基準電圧データVrefを補正するまでの間に最低駆動電圧を下回るほど電圧が低下することも考えられる。そこで、ST409では、差分ΔVの絶対値に補正係数Kをかけた分だけ、すなわち、次に補正するまでの間に最低駆動電圧を下回ることがないほど十分に出力電圧が高くなるように基準電圧データVrefを補正している。ST410では、基準電圧データVrefに差分ΔVの絶対値に補正係数Kをかけた値を加算した値を、設定データ記録部17が次の基準電圧データVrefとして基準データレジスタ15に展開しST403に移行する。また、このときタイマー25がカウンタ数Cを0にリセットする。ST411では、最大基準電圧データV1を設定データ記録部17が次の基準電圧データVrefとして基準データレジスタ15に展開しST412に移行する。また、このときタイマー25がカウンタ数Cを0にリセットする。ST412では、タイマー25のカウントを開始してカウント数CをカウントアップしST413に移行する。ST413では、タイマー25があらかじめ定められたカウント数C0に達していなければST412に戻り、達したらST402に戻る。ST412およびST413は、出力電圧を高く設定した状態で所定の時間経過したのち、出力電圧を初期の設定に戻すための動作である。これは、第1の実施形態におけるST206およびST207と同様である。これにより、消費電力が高い状態を必要以上に維持することなく、最大基準電圧データV1による動作が所定時間経過したのちには消費電力が低くなるように自動で出力電圧が設定されるので消費電力を低減することができる。ST414では、ST405で差分ΔVが負でないと判定された場合に、ロジック制御部9により設定されている基準電圧データVrefが初期基準電圧データV0であるか判定する。設定されている基準電圧データVrefが初期基準電圧データV0であればST403に移行し、そうでなければST415に移行する。基準電圧データVrefが初期基準電圧データV0であるかの判定は、基準電圧データVrefが補正されているかどうかを判定するために行われる。基準電圧データVrefが補正されている場合、基準電圧データVrefが初期基準電圧データV0である場合と比較して出力電圧が高く設定されるため、ST412およびST413と同様の制御を行うことが望ましい。そこで、ST412およびST413と同様にST415およびST416で、基準電圧データVrefの設定を変更してからの時間計測を行う。ST415では、タイマー25のカウントを開始してカウント数CをカウントアップしST416に移行する。ST416では、タイマー25があらかじめ定められたカウント数C0に達していなければST403に戻り、達したらST402に戻る。
In ST 401, configuration
次に、上記のような出力電圧制御を行った場合の出力電圧データの変化を図5および図6で説明する。なお、説明を簡単にするため、最大基準電圧データV1およびしきい値V2は設けていない。図5は、負荷変動による電圧降下の前から電圧降下が終わるまでの出力電圧データを示している。電圧降下時に基準電圧データVrefを補正しなかった場合の出力電圧データをVADとし、補正した場合の出力電圧データをV’ADとしている。また、ΔVa、ΔVb、ΔVcおよびΔVdは出力電圧データV’ADから判定電圧データVthを引いた差分ΔVである。図6は、図5のなかで出力電圧データV’ADの変化が大きい部分を拡大したものである。t1からt8は、出力電圧データをサンプリングするタイミングを表している。出力電圧は負荷変動により低下していき、t3で出力電圧データVADは判定電圧データVthより小さくなる。このときの出力電圧データV’ADから判定電圧データVthを引いた差分はΔVaであり、出力電圧を高くするために基準電圧データVrefにΔVaの絶対値を加算した値を新たな基準電圧データVrefとして設定する。t4では、補正しなかった場合の出力電圧データVADよりもΔVaの絶対値分だけ大きい出力電圧データV’ADを検知する。しかし、t4でも出力電圧データVADが判定電圧データVthより小さくなるため、t3のときと同様に、このときの差分ΔVbの絶対値を基準電圧データVrefに加算した値を新たな基準電圧データVrefとして設定する。t5では、補正しなかった場合の出力電圧データVADよりもΔVaの絶対値とΔVbの絶対値を加算した分だけ大きい出力電圧データV’ADを検知する。このときの差分はΔVcであり、t3およびt4と同じようにして基準電圧データVrefを新たに設定する。t6では、補正しなかった場合の出力電圧データVADよりもΔVaの絶対値とΔVbの絶対値とΔVcの絶対値を加算した分だけ大きい出力電圧データV’ADを検知する。このときの差分はΔVdであり、t3、t4およびt5と同じようにして基準電圧データVrefを新たに設定する。t7では、補正しなかった場合の出力電圧データVADよりもΔVaの絶対値とΔVbの絶対値とΔVcの絶対値とΔVdの絶対値を加算した分だけ大きい出力電圧データV’ADを検知する。このとき、出力電圧データV’ADは判定電圧データVthよりも大きいので基準電圧データVrefの設定は変更しない。図5に示すように、t7以降は出力電圧データV’ADが設定電圧データVthよりも大きい状態が続く。出力電圧データV’ADが設定電圧データVthよりも大きい状態のまま一定時間経過すると、出力電圧が最低駆動電圧を下回るおそれはないと判断して基準電圧データVrefの設定を補正前の初期値に変更する。 Next, changes in output voltage data when the above output voltage control is performed will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. For simplicity of explanation, the maximum reference voltage data V1 and the threshold value V2 are not provided. FIG. 5 shows output voltage data from before the voltage drop due to load fluctuation until the voltage drop ends. The output voltage data when the reference voltage data V ref is not corrected at the time of voltage drop is V AD, and the output voltage data when it is corrected is V ′ AD . ΔV a , ΔV b , ΔV c and ΔV d are differences ΔV obtained by subtracting the determination voltage data Vth from the output voltage data V ′ AD . FIG. 6 is an enlarged view of a portion where the change in the output voltage data V ′ AD is large in FIG. 5. t1 to t8 represent timing for sampling the output voltage data. The output voltage decreases due to the load variation, and the output voltage data V AD becomes smaller than the determination voltage data V th at t3. The difference obtained by subtracting the determination voltage data V th from the output voltage data V ′ AD at this time is ΔV a , and a value obtained by adding the absolute value of ΔV a to the reference voltage data V ref to increase the output voltage is a new value. Set as reference voltage data V ref . At t4, output voltage data V ′ AD that is larger than the output voltage data V AD when not corrected by the absolute value of ΔV a is detected. However, since the output voltage data V AD is smaller than the determination voltage data V th even at t4, the value obtained by adding the absolute value of the difference ΔV b at this time to the reference voltage data V ref is set as a new reference, similarly to t3. Set as voltage data V ref . At t5, output voltage data V ′ AD that is larger than the output voltage data V AD that is not corrected by the sum of the absolute value of ΔV a and the absolute value of ΔV b is detected. The difference at this time is ΔV c , and the reference voltage data V ref is newly set in the same manner as t3 and t4. In t6, to detect the absolute value and the [Delta] V absolute value [Delta] V absolute only value amount obtained by adding a large output voltage data V 'AD of c and b of the [Delta] V a than the output voltage data V AD when no corrected. Difference at this time is [Delta] V d, newly setting the reference voltage data V ref in the same way as t3, t4 and t5. At t7, the output voltage data V ′ that is larger than the output voltage data V AD without correction by the sum of the absolute value of ΔV a , the absolute value of ΔV b , the absolute value of ΔV c , and the absolute value of ΔV d. Detect AD . At this time, since the output voltage data V ′ AD is larger than the determination voltage data V th , the setting of the reference voltage data V ref is not changed. As shown in FIG. 5, t7 after the output voltage data V 'AD is greater condition persists than the set voltage data V th. If the output voltage data V ′ AD is larger than the set voltage data V th for a certain period of time, it is determined that the output voltage is not likely to fall below the minimum drive voltage, and the reference voltage data V ref is set to the initial value before correction. Change to a value.
以上のように、本実施形態によれば、出力電圧データVADが判定電圧データVthを下回らない場合は、低い基準電圧に設定することで消費電力を低減することができる。さらに、出力電圧データVADが判定電圧データVthを下回る場合は、出力電圧データVADから判定電圧データVthを引いた差分ΔVに応じて高い基準電圧に設定することで接続される負荷の誤動作などを防ぐことができる。また、高い基準電圧に設定してから所定の時間がたてば再び低い電圧に設定し直すことで、負荷の誤作動を防止するための消費電力が高い状態を必要以上に維持することなく消費電力を低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the output voltage data V AD does not fall below the determination voltage data V th , power consumption can be reduced by setting a low reference voltage. Furthermore, if the output voltage data V AD falls below the determination voltage data V th is a load connected by setting a high reference voltage in response to the difference ΔV by subtracting the determined voltage data V th from the output voltage data V AD Malfunctions can be prevented. In addition, by setting it to a low voltage again after a predetermined time after setting it to a high reference voltage, the power consumption to prevent malfunction of the load is maintained without maintaining more than necessary. Electric power can be reduced.
また、補正によって負荷が故障や破壊されるほど高い出力電圧が設定されたり、入力電圧に対して実現不可能な出力電圧が設定されないようにリミッタの役割をする最大基準電圧データV1を設けることで、補正により出力電圧が高くなりすぎることを防止できる。 Further, by providing maximum reference voltage data V1 that serves as a limiter so that an output voltage that is high enough to cause a failure or destruction of the load by correction or an output voltage that cannot be realized with respect to the input voltage is set. The correction can prevent the output voltage from becoming too high.
なお、本実施形態では、動作モードが再生モードに設定された場合の出力電圧制御の流れを説明したが、再生モード以外の動作モードに設定された場合でも判定電圧データが異なるだけで同様の制御を行うことは言うまでもない。 In this embodiment, the flow of output voltage control when the operation mode is set to the reproduction mode has been described. However, even when the operation mode is set to a mode other than the reproduction mode, the same control is performed only by the determination voltage data being different. Needless to say.
また、出力電圧データVADから判定電圧データVthを引いた差分ΔVが負のしきい値V2より小さいかどうかで制御の流れを変更していたが、差分ΔVの絶対値が所定値以上かどうかで制御の流れを変更するようにしてもよい。他にも、差分ΔVとしきい値を比較するのではなく判定電圧データより低い第2の判定電圧データを設け、出力電圧データVADが第2の判定電圧データより低いかどうかを比較するようにしてもよい。 Further, the control flow is changed depending on whether or not the difference ΔV obtained by subtracting the determination voltage data Vth from the output voltage data V AD is smaller than the negative threshold value V2, but is the absolute value of the difference ΔV equal to or greater than a predetermined value? The flow of control may be changed depending on how. In addition, instead of comparing the difference ΔV with the threshold value, second determination voltage data lower than the determination voltage data is provided, and whether or not the output voltage data V AD is lower than the second determination voltage data is compared. May be.
なお、前述の2つの実施形態では、デジタルカメラのスイッチング電源に用いる構成を示したが、デジタルカメラに限らずスイッチング電源を用いる電子機器であれば適用可能である。 In the above-described two embodiments, the configuration used for the switching power supply of the digital camera has been described.
また、出力電圧の制御をデジタル信号を用いて行う構成としたが、アナログ信号を用いて行う構成としてもよい。 In addition, the output voltage is controlled using a digital signal, but may be configured using an analog signal.
また、基準電圧データや判定電圧データなどの出力電圧の制御に関わるデータを電源内部に保持する構成としたが、それらのデータを保持する手段を電源部の外部に設け、出力電圧の制御時に用いるようにしてもよい。 In addition, data related to output voltage control such as reference voltage data and determination voltage data is held inside the power supply. However, a means for holding these data is provided outside the power supply unit and used when controlling the output voltage. You may do it.
また、構成図において降圧構成を取り上げたが、降圧の構成に限定されるものではなく、いかなる電源トポロジーにおいても適用可能である。 Further, although the step-down configuration is taken up in the configuration diagram, the present invention is not limited to the step-down configuration, and can be applied to any power supply topology.
また、前述の2つの実施形態を組み合わせた構成としてもよい。例えば、あらかじめ基準電圧データVrefを複数設けて、出力電圧データVADが判定電圧データVthより小さい場合に、出力電圧データVADから判定電圧データVthを引いた差分ΔVの大きさに応じて設定する基準電圧データVrefを変更する。差分ΔVの絶対値が所定値以下の場合、負荷変動による電圧の変化量は小さいと予想されるので、負荷変動前の基準電圧よりも少し高い基準電圧に切り替える。一方、差分ΔVの絶対値が所定値より大きい場合、負荷変動による電圧の変化量は大きいと予想されるので、差分ΔVの絶対値が所定値以下の場合よりも高い基準電圧に切り替えるようにする。このように基準電圧を切り替えるようにすれば、切り替える際に必要以上に高い基準電圧に切り替えることがなく、より消費電力を低減することができる。 Moreover, it is good also as a structure which combined two above-mentioned embodiment. For example, by providing a plurality of pre-reference voltage data V ref, if the output voltage data V AD determination voltage data V th smaller, depending on the magnitude of the difference ΔV by subtracting the determined voltage data V th from the output voltage data V AD The reference voltage data V ref to be set is changed. When the absolute value of the difference ΔV is less than or equal to a predetermined value, the amount of change in voltage due to load fluctuation is expected to be small, and therefore the reference voltage is switched to a slightly higher reference voltage before load fluctuation. On the other hand, when the absolute value of the difference ΔV is larger than the predetermined value, the amount of change in the voltage due to the load fluctuation is expected to be large. . By switching the reference voltage in this way, the power consumption can be further reduced without switching to a higher reference voltage than necessary when switching.
1 バッテリ
2 負荷
3 電源部
4 コントローラIC
5 パワーインダクタ
6 平滑コンデンサ
7 CPU
8 操作部
9 ロジック制御部
10 帰還制御部
11 通信インターフェース
12 入力A/D変換器
13 判定部
14 出力A/D変換器
15 基準データレジスタ
16 出力データ比較部
17 設定データ記録部
18 PWM信号生成部
19 主スイッチドライバ
20 主スイッチ
21 判定データレジスタ
22 判定データ比較部
23 基準データ切替部
24 基準データ補正部
25 タイマー
1
5 Power inductor 6 Smoothing capacitor 7 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Operation part 9
Claims (18)
前記スイッチング電源から前記電子機器の負荷に出力される出力電圧を検知する出力電圧検知手段と、
前記出力電圧検知手段により検知された出力電圧が所定の電圧以下になった場合、設定されている基準電圧より高い電圧を基準電圧に設定する制御手段と、
を有することを特徴とする電子機器。 An electronic device having a switching power supply that outputs an output voltage based on a set reference voltage,
Output voltage detection means for detecting an output voltage output from the switching power supply to a load of the electronic device;
When the output voltage detected by the output voltage detection means is equal to or lower than a predetermined voltage, control means for setting a reference voltage higher than the set reference voltage;
An electronic device comprising:
前記制御手段は、前記出力電圧が所定の電圧以下になった場合、前記演算手段により演算された差分に応じて基準電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 A calculation means for calculating a difference between the output voltage and the predetermined voltage;
The electronic apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets a reference voltage according to a difference calculated by the calculation unit when the output voltage becomes equal to or lower than a predetermined voltage.
前記制御手段は、前記時間計測手段により時間の計測を開始してから所定の時間経過した場合、設定されている基準電圧より低い電圧を基準電圧に設定することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子機器。 Having time measuring means for measuring the time since the setting of the reference voltage is changed to be high,
The control means sets a reference voltage lower than a set reference voltage when a predetermined time has elapsed after the time measurement means starts measuring time. Item 8. The electronic device according to any one of Items 7.
前記出力電圧を検知する出力電圧検知手段と、
前記出力電圧検知手段により検知された出力電圧が所定の電圧以下になった場合、設定されている基準電圧より高い電圧を基準電圧に設定する制御手段と、
を有することを特徴とするスイッチング電源。 A switching power supply that outputs an output voltage based on a set reference voltage,
Output voltage detecting means for detecting the output voltage;
When the output voltage detected by the output voltage detection means is equal to or lower than a predetermined voltage, control means for setting a reference voltage higher than the set reference voltage;
A switching power supply comprising:
前記制御手段は、前記出力電圧が所定の電圧以下になった場合、前記演算手段により演算された差分に応じて基準電圧を設定することを特徴とする請求項11に記載のスイッチング電源。 A calculation means for calculating a difference between the output voltage and the predetermined voltage;
The switching power supply according to claim 11, wherein the control unit sets a reference voltage according to a difference calculated by the calculation unit when the output voltage becomes equal to or lower than a predetermined voltage.
前記制御手段は、前記時間計測手段により時間の計測を開始してから所定の時間経過した場合、設定されている基準電圧より低い電圧を基準電圧に設定することを特徴とする請求項10乃至請求項16のいずれか1項に記載のスイッチング電源。 Having time measuring means for measuring the time since the setting of the reference voltage is changed to be high,
The control means sets a voltage lower than a set reference voltage as a reference voltage when a predetermined time has elapsed since the time measurement means started measuring time. Item 17. The switching power supply according to any one of Items 16 above.
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