JP2004129333A

JP2004129333A - Power supply circuit and voltage generation circuit

Info

Publication number: JP2004129333A
Application number: JP2002286476A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Inoue; 井上　信之
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】１つの入力電圧に対して少なくとも２つ以上の出力電圧を出力する構成において、これら出力電圧の同期をとることができる電源回路及び電圧生成回路を提供する。
【解決手段】電源回路１は第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３とを備えている。また、電源回路１は１つの入力電圧に対して２つの出力電圧を出す２系統出力回路であり、電源回路１に入力電圧Ｖｉｎが印可されると第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２は出力電圧Ｖ１を出力し、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は出力電圧Ｖ２（＜Ｖ１）を出力する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ１を同期信号Ｓとして入力し、その同期信号Ｓに基づき駆動する。
【選択図】　　　　図１A power supply circuit and a voltage generation circuit that can synchronize output voltages in a configuration that outputs at least two or more output voltages with respect to one input voltage are provided.
A power supply circuit includes a first DC-DC converter circuit and a second DC-DC converter circuit. The power supply circuit 1 is a two-system output circuit that outputs two output voltages with respect to one input voltage. When the input voltage Vin is applied to the power supply circuit 1, the first DC-DC converter circuit 2 outputs the output voltage V1. And the second DC-DC converter circuit 3 outputs an output voltage V2 (<V1). The second DC-DC converter circuit 3 inputs the output voltage V1 of the first DC-DC converter circuit 2 as a synchronization signal S, and drives based on the synchronization signal S.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの入力に対して出力電圧の異なる２つ以上の出力系統を有する電源回路及び電圧生成回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、１つの入力に対して出力電圧の異なる２つ以上の出力系統を有する電源回路が各種提案されている。図５は、その一例の電源回路５１の概略構成図である。電源回路５１は２つのＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２，５３を備え、これらコンバータ回路５２，５３の出力側にはＡＳＩＣ５４が接続されている。そして、電源回路５１に入力電圧Ｖｉｎが印加されると、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２は出力電圧Ｖ１を、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５３は出力電圧Ｖ２（＜Ｖ１）をＡＳＩＣ５４に出力している。なお、該当する先行技術文献情報を提示していないが、上記内容は公知・公用の技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＳＩＣ５４はその種類によってＶ１−Ｖ２間に静電気保護用ダイオードが内蔵されているものや、Ｖ１をＩ／Ｏ系の電源、Ｖ２をロジック系の電源とするものがある。前者のＡＳＩＣではＶ２がＶ１よりも先に立ち上がるとそのダイオードに大電流が流れてしまうので、Ｖ１をＶ２よりも先又は同時に立ち上げる必要ある。また、後者のＡＳＩＣではロジック系が不定の状態でＩ／Ｏ系に電圧がかかると貫通電流が流れるおそれがあるので、Ｖ１をＶ２よりも同時又は後に立ち上げる必要がある。
【０００４】
ここで、これらＡＳＩＣの電源をともに電源回路５１からとる場合、両方のＡＳＩＣに不具合に不具合を生じなくさせるには、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を同時に立ち上げる必要がある。しかし、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５２や第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５３の内部素子の定数の違い等によって出力電圧Ｖ１，Ｖ２が同時に立ち上がらず、上記した不具合を解消できない問題があった。このため、これらＡＳＩＣにはそれぞれ個別の電源回路を用意する必要があり、電源回路の部品点数増加を招く問題もあった。
【０００５】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は１つの入力電圧に対して少なくとも２つ以上の出力電圧を出力する構成において、これら出力電圧の同期をとることができる電源回路及び電圧生成回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため本発明によれば、１つの入力電圧を各々異なる値の出力電圧に変圧して出力する複数の電圧生成手段を備えた複数出力系統を有する電源回路において、前記電圧生成手段は、前記入力電圧を第１出力電圧に変圧する第１電圧生成手段と、前記第１電圧生成手段からの前記第１出力電圧を同期信号として入力し、前記同期信号に基づき駆動して前記入力電圧を前記第１出力電圧と同期した第２出力電圧に変圧する第２電圧生成手段とを備えた構成とする。
【０００７】
この構成によれば、例えば入力電源が印加されると第１電圧生成手段が駆動を開始し第１出力電圧を出力する。このとき、第１出力電圧が同期信号として第２電圧生成手段に入力され、第２電圧生成手段が同期信号に基づき駆動を開始し第２出力電圧を出力する。このため、第２電圧生成手段は第１電圧生成手段とほぼ同時に立ち上がり、第１電圧生成手段と第２電圧生成手段と出力電圧の同期をとることが可能になる。
【０００８】
本発明によれば、前記第２電圧生成手段は前記入力電圧を前記第２出力電圧として出力するためにスイッチング駆動するスイッチング素子を備え、前記同期信号は前記スイッチング素子に入力される構成とする。この構成によれば、スイッチグ素子に同期信号が流れるとスイッチング素子がオンして第２電圧生成手段が駆動を開始し、そのスイッチング素子がスイッチング駆動されて第２電圧生成手段から第２出力電圧が出力される。
【０００９】
本発明によれば、前記第２電圧生成手段は直流の前記入力電圧をスイッチング駆動により変圧するドライブ回路と、前記ドライブ回路が前記第２出力電圧をするように該ドライブ回路のスイッチング駆動を制御する定電圧制御回路とを備えた非絶縁型であり、前記ドライブ回路及び定電圧制御回路は前記同期信号に基づき駆動する構成とする。この発明によれば、第２電圧生成手段が非絶縁型であっても第１電圧生成手段との同期がとれる。
【００１０】
本発明によれば、前記第１電圧生成手段及び第２電圧生成手段には、これらを同一駆動源とする複数の集積回路が接続された構成であって、前記集積回路は、２つの前記出力電圧が印加される端子間に保護用素子を内蔵した第１集積回路と、２つの前記出力電圧のうち高電圧側がＩ／Ｏ系の電源で低電圧側がロジック系の電源である第２集積回路とからなる構成とする。
【００１１】
この構成によれば、第１集積回路では保護用素子に大電流が流れないようにするために、２つの出力電圧が印加される端子のうち高い側を低い側よりも先か又は同時に立ち上げる必要がある。また、第２集積回路では貫通電流が流れないようにするために、Ｉ／Ｏ系の電源をロジック系よりも同時又は後に立ち上げる必要がある。
【００１２】
ここで、電源回路を第１及び第２集積回路の共通電源として用いる場合、上記問題を生じなくするためには、第１出力電圧及び第２出力電圧を同時に立ち上げる必要がある。しかし、電源回路の第１及び第２電圧生成手段は同時に立ち上がる構成であるので、第１及び第２集積回路に同じ電源回路を用いた場合であっても上記問題は生じなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をプリンタに搭載される電源回路に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１４】
図１は、電源回路１の概略構成図である。電源回路１は例えばプリンタ等の電源基板に搭載され、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３とを備えている。これら第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は、ともに降圧・非絶縁型コンバータ回路である。ここで降圧型とは出力電圧が入力電圧より低くなるタイプで、非絶縁型とは入力と出力がトランスにより絶縁されていないタイプである。
【００１５】
また、電源回路１は１つの入力電圧に対して２つの出力電圧を出す２系統出力回路である。電源回路１は入力電圧よりも低い値の出力電圧を出す降圧型であり、電源回路１に入力電圧Ｖｉｎが印可されると第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２は出力電圧（第１出力電圧）Ｖ１を出力し、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は出力電圧（第２出力電圧）Ｖ２（＜Ｖ１）を出力する。
【００１６】
第１及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２，３の出力側には第１ＡＳＩＣ４及び第２ＡＳＩＣ５各々接続されている。これらＡＳＩＣ４，５は電源回路１から出力される２つの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を駆動源とし、ＣＰＵ（図示省略）からの指令に基づきプリンタを駆動する回路である。第１ＡＳＩＣ４はＶ１−Ｖ２間に静電気保護用ダイオード４ａが内蔵されている。一方、第２ＡＳＩＣ５はＩ／Ｏ系が出力電圧Ｖ１を電源とし、ロジック系が出力電圧Ｖ２を電源としている。
【００１７】
図３は、電源回路１の回路図である。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２を以下に詳述すると、＋側入力端子６と＋側出力端子７との間にはＰＮＰ型トランジスタ８及びコイル９が直列に接続されている。トランジスタ８のベースとＧＮＤとの間にはＮＰＮ型トランジスタ１０及び抵抗１１が直列に接続されている。コイル９の出力側とトランジスタ１０のエミッタとの間にはダイオード１２が順方向に接続されている。
【００１８】
トランジスタ８のエミッタとトランジスタ１０のベースとの間には逆方向のツェナーダイオード１３及び抵抗１４が直列に接続されている。このツェナーダイオード１３は入力電圧Ｖｉｎの立ち上がり最中に、所定の電圧値をとったときに逆電流を流す素子である。このため、入力電圧Ｖｉｎを投入したときには、ツェナーダイオード１３によって低電圧での立ち上がりが防止され、安定した出力電圧Ｖ１の出力が行える。
【００１９】
また、＋側入力端子６とＧＮＤとの間にはコンデンサ１５が、＋側出力端子７とＧＮＤとの間にはコンデンサ１６が各々接続されている。コイル９の入力側とＧＮＤとの間にはダイオード１７が逆方向に接続されている。ここで、トランジスタ８，１０、コイル９、抵抗１１，１４、ダイオード１２及びツェナーダイオード１３は、入力電圧Ｖｉｎをスイッチ制御してＶ１の値の出力電圧を出力するドライブ回路１８を構成している。
【００２０】
さらに、トランジスタ１０のベースとＧＮＤとの間にはシャントレギュレータ１９及び抵抗２０が直列に接続されている。シャントレギュレータ１９は第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２が出力電圧Ｖ１を出す値に設定されている。また、シャントレギュレータ１９はリファレンスとアノードとの間のリファレンス電圧が所定電圧以上となったとき、カノード側からアノード側に逆電流を流す素子である。
【００２１】
シャントレギュレータ１９のアノードとダイオード１７のカソードとの間には抵抗２１が接続されている。ダイオード１２のアノードとＧＮＤとの間には抵抗２２，２３が直列に接続されている。ここで、シャントレギュレータ１９及び抵抗２０〜２３は、安定した値の出力電圧Ｖ１を出力するための定電圧制御回路２４を構成している。
【００２２】
一方、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は自励式であり、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２とほぼ同様の構成となっている。以下に詳述すると、＋側入力端子６と＋側出力端子２５との間にはＰＮＰ型トランジスタ２６及びコイル２７が直列に接続されている。トランジスタ２６のベースとＧＮＤとの間にはスイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ２８及び抵抗２９が直列に接続されている。コイル２７の出力側とトランジスタ２８のエミッタとの間にはダイオード３０が順方向に接続され、トランジスタ２８のベースには抵抗３１が接続されている。
【００２３】
また、＋側入力端子６とＧＮＤとの間にはコンデンサ３２が、＋側出力端子２５とＧＮＤとの間にはコンデンサ３３が各々接続されている。コイル２７の入力側とＧＮＤとの間にはダイオード３４が逆方向に接続されている。ここで、トランジスタ２６，２８、コイル２７、抵抗２９，３１、ダイオード３０は、入力電圧Ｖｉｎをスイッチ制御してＶ２の値の出力電圧を出力するドライブ回路３５を構成している。
【００２４】
さらに、トランジスタ２８のベースとＧＮＤとの間にはシャントレギュレータ３６及び抵抗３７が直列に接続されている。シャントレギュレータ３６は第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３が出力電圧Ｖ２を出す値に設定されている。シャントレギュレータ３６のアノードとダイオード３４のカソードとの間には抵抗３８が接続されている。ダイオード３０のアノードとＧＮＤとの間には抵抗３９，４０が直列に接続されている。ここで、シャントレギュレータ３６及び抵抗３７〜４０は、安定した値の出力電圧Ｖ２を出力するための定電圧制御回路４１を構成している。
【００２５】
トランジスタ２８のベース及びシャントレギュレータ３６のカソードには、抵抗３１を介して第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の＋側出力端子７が接続されている。このため、電源回路１に入力電圧Ｖｉｎが印加されたとき、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ１に応じて＋側出力端子から流れ出す電流が、同期信号Ｓとして第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３のトランジスタ２８のベース及びシャントレギュレータ３６のカソードに流れ込む。
【００２６】
次に、本例の電源回路１の作用について説明する。まず、電源回路１に図２（ａ）に示す波形の入力電圧Ｖｉｎが印加されてツェナーダイオード１３に逆電流が流れると、抵抗１４にも電流が流れてトランジスタ１０がオンし、そのトランジスタオンによってトランジスタ８もオンする。トランジスタ８がオンするとコイル９及びコンデンサ１６に電流が流れて、コンデンサ１６間の電圧が上昇する。
【００２７】
そして、コンデンサ１６の電圧が上昇してシャントレギュレータ１９のリファレンスとＧＮＤとの電圧値が所定値に達すると、シャントレギュレータ１９のカソードに電流が流れ込む。すると、トランジスタ１０のベース電流が不足してトランジスタ１０がオフし、このトランジスタオフによってトランジスタ８もオフする。
【００２８】
トランジスタ８がオフするとコイル９に逆起電力が発生し、これによってシャントレギュレータ１９のリファレンスとＧＮＤとの電圧が所定値を更に超えて、トランジスタ８はより深くオフする。トランジスタ８がオフすると、コンデンサ１６に蓄えられた電流が出力側に流れるが、電流の減少に伴い電圧が徐々に低下していく。
【００２９】
この電圧低下に伴いシャントレギュレータ１９のリファレンスとＧＮＤとの電圧も徐々に低下し、その電圧値が所定値を下回ると、シャントレギュレータ１９のカソードに電流が流れなくなり、再びトランジスタ２８がオンしてトランジスタ８がオンする。そして、トランジスタ８がこのオンオフ動作を繰り返し、コンデンサ１６を電圧リップルにより発振させることで、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２から図２（ｂ）に示す波形の出力電圧Ｖ１が出力される。
【００３０】
一方、出力電圧Ｖ１は同期信号Ｓとして抵抗３１を介してトランジスタ２８に印加され、このとき生じる出力電流は第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３のトランジスタ２８のベース及びシャントレギュレータ３６のカソードに流れ込む。そして、この出力電流によってトランジスタ２８がオンし、そのトランジスタオンによってトランジスタ２６がオンする。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の出力電圧Ｖ２は第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ１と同期して立ち上がる。
【００３１】
そして、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と同様にトランジスタ２６がこのオンオフ動作を繰り返し、コンデンサ３３を電圧リップルにより発振させることで、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３から図２（ｃ）に示す波形の出力電圧Ｖ２が出力される。一方、入力電圧Ｖｉｎが印加されなくなると出力電圧Ｖ１が「０」となる。よって、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２から第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３へ流れる出力電流も「０」となり、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３はトランジスタ２６がオフされて第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と同期して立ち下がる。
【００３２】
本例では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２から出力される出力電圧Ｖ１を、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３が同期信号Ｓとして取り込み、その出力電圧Ｖ１に基づき第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を駆動させる構成とした。従って、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３とをほぼ同期して立ち上げ及び立ち下げることが可能となる。
【００３３】
特に、第１ＡＳＩＣ４にはＶ１−Ｖ２間に静電気保護用ダイオードが内蔵されているので、出力電圧Ｖ２が出力電圧Ｖ１（＞Ｖ２）よりも先に立ち上がるとそのダイオードに大電流が流れてしまうことから、出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２よりも先又は同時に供給する必要がある。一方、第２ＡＳＩＣ５はＩ／Ｏ系の電源が出力電圧Ｖ１、ロジック系の電源が出力電圧Ｖ２であるので、ロジック系が不定の状態でＩ／Ｏ系に電圧がかかると貫通電流が流れるおそれがあり、出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２よりも同時又は後に供給する必要がある。
【００３４】
このため、２系統出力を有する電源回路１を第１及び第２ＡＳＩＣ４，５の両方の駆動源とする場合、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を同時に立ち上げる必要がある。しかし、電源回路１は出力電圧Ｖ１，Ｖ２が同時に立ち上がる構成であるので、電源回路１の出力側に第１ＡＳＩＣ４や第２ＡＳＩＣ５のようなＩＣが接続されていても、上記の不具合が生じない。
【００３５】
従って、この実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２から出力される出力電圧Ｖ１を同期信号Ｓとして第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３に入力し、この同期信号Ｓを用いて第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の駆動を開始している。従って、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３との同期をとることができ、これらＤＣ−ＤＣコンバータ回路２，３の各出力電圧Ｖ１，Ｖ２をほぼ同時に立ち上げ及び立ち下げることができる。
【００３６】
（２）第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ１をトランジスタ２８のベースに流し込み、これによりトランジスタ２８をスイッチング制御することで第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を同期した状態で駆動することができる。
【００３７】
（３）第１ＡＳＩＣ４と第２ＡＳＩＣ５とを１つの電源回路１からとる場合、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を同時に立ち上げないと第１ＡＳＩＣ４に大電流が流れたり、第２ＡＳＩＣ５に貫通電流が流れる等の不具合が生じる。しかし、出力電圧Ｖ１，Ｖ２は同時に立ち上げることが可能であるので、第１ＡＳＩＣ４と第２ＡＳＩＣ５との電源を共有しても上記問題が生じない。
【００３８】
（４）従来技術で述べた構成では、各ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の回路定数の違いによって出力電圧の立ち上がりや立ち下がりに無視できないずれが生じる。しかし、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力電圧Ｖ１を同期信号Ｓとして第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３を駆動する構成を用いれば、立ち上がり及び立ち上がりの誤差をなるべく小さくすることができる。
【００３９】
なお、実施形態は前記に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
（変形例１）定電圧制御回路４１（２４）はシャントレギュレータ３６（１９）を用いた回路に限定されず、図４に示すように第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の＋側出力端子７とＧＮＤとの間にツェナーダイオード４５を接続した構成でもよい。この場合、定電圧制御回路２４，４１の回路構成が簡単なもので済む。
【００４０】
（変形例２）電源回路１は２出力系統に限定されず、コンバータ回路を３つ以上設けて３つ以上の出力系統としてもよい。
（変形例３）第１電圧生成手段はコンバータ回路に限定されず、例えばレギュレータ等の他の電圧生成源を用いてもよい。
【００４１】
（変形例４）第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２や第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は降圧・非絶縁型に限らず、例えば入力よりも出力が高くなる昇圧型やトランスを用いた絶縁型でもよい。
【００４２】
（変形例５）第１ＡＳＩＣ４及び第２ＡＳＩＣ５は、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の同期が必要であれば、その種類は特に限定されない。
（変形例６）第２電圧生成手段はＤＣ−ＤＣコンバータ回路３に限定されず、例えばＡＣ−ＤＣ等の他のコンバータ回路を用いてもよい。
【００４３】
（変形例７）スイッチング素子はＮＰＮ型トランジスタ２８に限らず、例えば電圧降下型トランジスタ等の他の素子を用いてもよい。
（変形例８）電源回路１の採用対象はプリンタに限らず、他の機器に用いてもよい。また、この電源回路１は装置の電源基板に搭載されることに限らず、例えばＡＣアダプタ等に用いてもよい。
【００４４】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１）請求項１〜４のうちいずれかにおいて、前記第２電圧生成手段は降圧型である。この場合、入力電圧よりも低い出力電圧を供給できる。
【００４５】
（２）請求項１〜４、前記技術的思想（１）のうちいずれかにおいて、前記第２電圧生成手段は非絶縁型である。この場合、トランスを用いない構成とすることができ、簡単な構成となる。
【００４６】
（３）請求項１〜４のうちいずれかにおいて、前記第１出力電圧は前記第２出力電圧よりも高い値である。
（４）請求項１〜４のうちいずれかにおいて、前記第１電圧生成手段及び第２電圧生成手段のうち少なくとも一方は直流の入力電圧を値の異なる直流の出力電圧に変圧するＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００４７】
（５）請求項５において、前記第２電圧生成手段は前記入力電圧を前記第２出力電圧として出力するためにスイッチング駆動するスイッチング素子を備え、前記同期信号は前記スイッチング素子に入力される。
【００４８】
（６）請求項５又は前記技術的思想（５）において、前記第２電圧生成手段は直流の前記入力電圧をスイッチング駆動により変圧するドライブ回路と、前記ドライブ回路が前記第２出力電圧をするように該ドライブ回路のスイッチング駆動を制御する定電圧制御回路とを備えた非接触型であり、前記ドライブ回路は前記同期信号に基づき駆動する。
【００４９】
（７）請求項５及び前記技術的思想（５），（６）のいずれかにおいて、前記電圧生成回路の出力側に前記電圧生成手段を同一駆動源とする複数の集積回路が接続され、前記集積回路は２つの前記出力電圧が印加される端子間に保護用素子を内蔵した第１集積回路と、２つの前記出力電圧のうち高電圧側がＩ／Ｏ系の電源で低電圧側がロジック系の電源とからなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施携帯における電源回路の概略構成図。
【図２】（ａ）は入力電圧ｉｎは波形図、（ｂ）は出力電圧Ｖ１の波形図、（ｃ）は出力電圧Ｖ２の波形図。
【図３】電源回路の回路図。
【図４】別例における第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の回路図。
【図５】従来における電源回路の概略構成図。
【符号の説明】
１…電源回路、２…第１電圧生成手段（電圧生成手段）としての第１ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３…第２電圧生成手段（電圧生成回路）としての第２ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、４…第１集積回路としての第１ＡＳＩＣ、４ａ…保護用素子としての静電気保護用ダイオード、５…第２集積回路としての第２ＡＳＩＣ、３５…ドライブ回路、４１…定電圧制御回路、２８…スイッチング素子としてのトランジスタ、Ｖｉｎ…入力電圧、Ｖ１，Ｖ２…出力電圧、Ｓ…同期信号。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply circuit and a voltage generation circuit having two or more output systems having different output voltages for one input.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various power supply circuits having two or more output systems having different output voltages for one input have been proposed. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the power supply circuit 51 of the example. The power supply circuit 51 includes two DC-DC converter circuits 52 and 53, and an ASIC 54 is connected to the output side of the converter circuits 52 and 53. When the input voltage Vin is applied to the power supply circuit 51, the first DC-DC converter circuit 52 outputs the output voltage V1, and the second DC-DC converter circuit 53 outputs the output voltage V2 (<V1) to the ASIC. . Although the relevant prior art document information is not presented, the above contents are publicly known and publicly used technologies.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Depending on the type of the ASIC 54, there are a type in which an electrostatic protection diode is built in between V1 and V2, and a type in which V1 is a power source for an I / O system and V2 is a power source for a logic system. In the former ASIC, if V2 rises before V1, a large current flows through the diode, so V1 needs to be raised before or simultaneously with V2. Further, in the latter ASIC, if a voltage is applied to the I / O system in a state where the logic system is indefinite, a through current may flow. Therefore, it is necessary to start V1 simultaneously or later than V2.
[0004]
Here, when both ASICs are powered from the power supply circuit 51, the output voltages V1 and V2 must be simultaneously raised to prevent both ASICs from malfunctioning. However, there is a problem that the output voltages V1 and V2 do not rise at the same time due to a difference in constants of internal elements of the first DC-DC converter circuit 52 and the second DC-DC converter circuit 53, and the above-described problem cannot be solved. Therefore, it is necessary to prepare an individual power supply circuit for each of these ASICs, and there is a problem that the number of components of the power supply circuit increases.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to achieve synchronization of these output voltages in a configuration in which at least two or more output voltages are output for one input voltage. A power supply circuit and a voltage generation circuit are provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to an embodiment of the present invention, there is provided a power supply circuit having a plurality of output systems including a plurality of voltage generating means for converting one input voltage into output voltages having different values and outputting the converted voltage. Means for inputting the first output voltage from the first voltage generating means as a synchronization signal, and driving based on the synchronization signal, the first voltage generation means for transforming the input voltage to a first output voltage; And a second voltage generating means for converting an input voltage into a second output voltage synchronized with the first output voltage.
[0007]
According to this configuration, for example, when the input power is applied, the first voltage generation unit starts driving and outputs the first output voltage. At this time, the first output voltage is input to the second voltage generation means as a synchronization signal, and the second voltage generation means starts driving based on the synchronization signal and outputs a second output voltage. Therefore, the second voltage generator rises almost simultaneously with the first voltage generator, and the first voltage generator, the second voltage generator, and the output voltage can be synchronized.
[0008]
According to the present invention, the second voltage generation means includes a switching element that performs switching driving to output the input voltage as the second output voltage, and the synchronization signal is input to the switching element. According to this configuration, when the synchronization signal flows through the switching element, the switching element is turned on and the second voltage generating means starts driving, and the switching element is driven to be switched, and the second output voltage is output from the second voltage generating means. Is output.
[0009]
According to the present invention, the second voltage generating means controls the drive circuit for transforming the DC input voltage by switching drive, and controls the switching drive of the drive circuit so that the drive circuit generates the second output voltage. It is a non-insulated type including a constant voltage control circuit, and the drive circuit and the constant voltage control circuit are driven based on the synchronization signal. According to the present invention, synchronization with the first voltage generating means can be achieved even if the second voltage generating means is of a non-insulating type.
[0010]
According to the present invention, the first voltage generating means and the second voltage generating means are configured to be connected to a plurality of integrated circuits using the same driving source, and the integrated circuit has two output circuits. A first integrated circuit including a protection element between terminals to which a voltage is applied, and a second integrated circuit in which a high voltage side of the two output voltages is an I / O power supply and a low voltage side is a logic power supply And a configuration consisting of
[0011]
According to this configuration, in order to prevent a large current from flowing through the protection element in the first integrated circuit, the higher side of the two terminals to which the output voltage is applied rises before or simultaneously with the lower side. There is a need. Further, in order to prevent a through current from flowing in the second integrated circuit, it is necessary to turn on the power supply of the I / O system at the same time or after the logic system.
[0012]
Here, when the power supply circuit is used as a common power supply for the first and second integrated circuits, it is necessary to simultaneously raise the first output voltage and the second output voltage in order to eliminate the above problem. However, since the first and second voltage generating means of the power supply circuit are configured to rise simultaneously, the above problem does not occur even when the same power supply circuit is used for the first and second integrated circuits.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a power supply circuit mounted on a printer will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the power supply circuit 1. The power supply circuit 1 is mounted on a power supply board such as a printer, and includes a first DC-DC converter circuit 2 and a second DC-DC converter circuit 3. Both the first DC-DC converter circuit 2 and the second DC-DC converter circuit 3 are step-down / non-isolated converter circuits. Here, the step-down type is a type in which the output voltage is lower than the input voltage, and the non-insulated type is a type in which the input and the output are not insulated by a transformer.
[0015]
The power supply circuit 1 is a two-system output circuit that outputs two output voltages for one input voltage. The power supply circuit 1 is a step-down type that outputs an output voltage having a value lower than the input voltage. When the input voltage Vin is applied to the power supply circuit 1, the first DC-DC converter circuit 2 outputs the output voltage (first output voltage) V1. The second DC-DC converter circuit 3 outputs an output voltage (second output voltage) V2 (<V1).
[0016]
The output side of the first and second DC-DC converter circuits 2 and 3 is connected to a first ASIC 4 and a second ASIC 5, respectively. The ASICs 4 and 5 are circuits that use two output voltages V1 and V2 output from the power supply circuit 1 as drive sources and drive the printer based on instructions from a CPU (not shown). The first ASIC 4 has a built-in electrostatic protection diode 4a between V1 and V2. On the other hand, in the second ASIC 5, the I / O system uses the output voltage V1 as a power supply, and the logic system uses the output voltage V2 as a power supply.
[0017]
FIG. 3 is a circuit diagram of the power supply circuit 1. The first DC-DC converter circuit 2 will be described in detail below. A PNP transistor 8 and a coil 9 are connected in series between a + input terminal 6 and a + output terminal 7. An NPN transistor 10 and a resistor 11 are connected in series between the base of the transistor 8 and GND. A diode 12 is connected in a forward direction between the output side of the coil 9 and the emitter of the transistor 10.
[0018]
A reverse zener diode 13 and a resistor 14 are connected in series between the emitter of the transistor 8 and the base of the transistor 10. The Zener diode 13 is an element for flowing a reverse current when a predetermined voltage value is taken during the rise of the input voltage Vin. For this reason, when the input voltage Vin is applied, the rising at a low voltage is prevented by the Zener diode 13, and a stable output voltage V1 can be output.
[0019]
A capacitor 15 is connected between the + input terminal 6 and GND, and a capacitor 16 is connected between the + output terminal 7 and GND. A diode 17 is connected in the opposite direction between the input side of the coil 9 and GND. Here, the transistors 8 and 10, the coil 9, the resistors 11 and 14, the diode 12, and the zener diode 13 constitute a drive circuit 18 that switches the input voltage Vin and outputs an output voltage of V1.
[0020]
Further, a shunt regulator 19 and a resistor 20 are connected in series between the base of the transistor 10 and GND. The shunt regulator 19 is set to a value at which the first DC-DC converter circuit 2 outputs the output voltage V1. The shunt regulator 19 is an element for flowing a reverse current from the canode side to the anode side when the reference voltage between the reference and the anode becomes equal to or higher than a predetermined voltage.
[0021]
A resistor 21 is connected between the anode of the shunt regulator 19 and the cathode of the diode 17. Resistors 22 and 23 are connected in series between the anode of the diode 12 and GND. Here, the shunt regulator 19 and the resistors 20 to 23 constitute a constant voltage control circuit 24 for outputting a stable value of the output voltage V1.
[0022]
On the other hand, the second DC-DC converter circuit 3 is a self-excited type, and has substantially the same configuration as the first DC-DC converter circuit 2. More specifically, a PNP transistor 26 and a coil 27 are connected in series between the + input terminal 6 and the + output terminal 25. An NPN transistor 28 as a switching element and a resistor 29 are connected in series between the base of the transistor 26 and GND. A diode 30 is connected in the forward direction between the output side of the coil 27 and the emitter of the transistor 28, and a resistor 31 is connected to the base of the transistor 28.
[0023]
Further, a capacitor 32 is connected between the + input terminal 6 and GND, and a capacitor 33 is connected between the + output terminal 25 and GND. A diode 34 is connected in the opposite direction between the input side of the coil 27 and GND. Here, the transistors 26 and 28, the coil 27, the resistors 29 and 31, and the diode 30 constitute a drive circuit 35 that switches the input voltage Vin and outputs an output voltage of V2.
[0024]
Further, a shunt regulator 36 and a resistor 37 are connected in series between the base of the transistor 28 and GND. The shunt regulator 36 is set to a value at which the second DC-DC converter circuit 3 outputs the output voltage V2. A resistor 38 is connected between the anode of the shunt regulator 36 and the cathode of the diode 34. Resistors 39 and 40 are connected in series between the anode of the diode 30 and GND. Here, the shunt regulator 36 and the resistors 37 to 40 constitute a constant voltage control circuit 41 for outputting a stable value of the output voltage V2.
[0025]
The + output terminal 7 of the first DC-DC converter circuit 2 is connected to the base of the transistor 28 and the cathode of the shunt regulator 36 via the resistor 31. For this reason, when the input voltage Vin is applied to the power supply circuit 1, a current flowing from the + output terminal according to the output voltage V1 of the first DC-DC converter circuit 2 is used as the synchronization signal S as the second DC-DC converter circuit 3. Of the transistor 28 and the cathode of the shunt regulator 36.
[0026]
Next, the operation of the power supply circuit 1 of the present example will be described. First, when an input voltage Vin having a waveform shown in FIG. 2A is applied to the power supply circuit 1 and a reverse current flows through the Zener diode 13, a current also flows through the resistor 14 and the transistor 10 is turned on. The transistor 8 is also turned on. When the transistor 8 is turned on, a current flows through the coil 9 and the capacitor 16, and the voltage between the capacitors 16 increases.
[0027]
Then, when the voltage of the capacitor 16 rises and the voltage value between the reference of the shunt regulator 19 and GND reaches a predetermined value, a current flows into the cathode of the shunt regulator 19. Then, the base current of the transistor 10 is insufficient and the transistor 10 is turned off, and the transistor 8 is turned off by the transistor off.
[0028]
When the transistor 8 is turned off, a back electromotive force is generated in the coil 9, whereby the voltage between the reference of the shunt regulator 19 and GND further exceeds a predetermined value, and the transistor 8 is turned off more deeply. When the transistor 8 is turned off, the current stored in the capacitor 16 flows to the output side, but the voltage gradually decreases as the current decreases.
[0029]
With this voltage drop, the voltage of the reference of the shunt regulator 19 and the voltage of GND gradually decrease. When the voltage value falls below a predetermined value, no current flows to the cathode of the shunt regulator 19, and the transistor 28 is turned on again to turn on the transistor. 8 turns on. Then, the transistor 8 repeats the on / off operation and causes the capacitor 16 to oscillate by the voltage ripple, so that the first DC-DC converter circuit 2 outputs the output voltage V1 having the waveform shown in FIG.
[0030]
On the other hand, the output voltage V1 is applied as a synchronization signal S to the transistor 28 via the resistor 31, and the output current generated at this time flows into the base of the transistor 28 of the second DC-DC converter circuit 3 and the cathode of the shunt regulator 36. The transistor 28 is turned on by the output current, and the transistor 26 is turned on by the transistor on. Thus, the output voltage V2 of the second DC-DC converter circuit 3 rises in synchronization with the output voltage V1 of the first DC-DC converter circuit 2.
[0031]
Then, similarly to the first DC-DC converter circuit 2, the transistor 26 repeats the on / off operation and causes the capacitor 33 to oscillate due to the voltage ripple, so that the second DC-DC converter circuit 3 outputs the waveform having the waveform shown in FIG. The voltage V2 is output. On the other hand, when the input voltage Vin is no longer applied, the output voltage V1 becomes “0”. Therefore, the output current flowing from the first DC-DC converter circuit 2 to the second DC-DC converter circuit 3 also becomes “0”, and the second DC-DC converter circuit 3 turns off the transistor 26 and synchronizes with the first DC-DC converter circuit 2. And fall.
[0032]
In this example, the second DC-DC converter circuit 3 takes in the output voltage V1 output from the first DC-DC converter circuit 2 as a synchronization signal S, and drives the second DC-DC converter circuit 3 based on the output voltage V1. Configuration. Accordingly, the first DC-DC converter circuit 2 and the second DC-DC converter circuit 3 can be started up and dropped down almost in synchronization.
[0033]
In particular, since the first ASIC 4 has a built-in electrostatic protection diode between V1 and V2, if the output voltage V2 rises before the output voltage V1 (> V2), a large current will flow through the diode. , The output voltage V1 must be supplied before or simultaneously with the output voltage V2. On the other hand, in the second ASIC 5, the power supply of the I / O system is the output voltage V1, and the power supply of the logic system is the output voltage V2. Yes, it is necessary to supply the output voltage V1 simultaneously or after the output voltage V2.
[0034]
Therefore, when the power supply circuit 1 having the two-system output is used as the drive source of both the first and second ASICs 4 and 5, it is necessary to simultaneously raise the output voltages V1 and V2. However, since the power supply circuit 1 has a configuration in which the output voltages V1 and V2 rise at the same time, even if an IC such as the first ASIC 4 or the second ASIC 5 is connected to the output side of the power supply circuit 1, the above problem does not occur.
[0035]
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The output voltage V1 output from the first DC-DC converter circuit 2 is input to the second DC-DC converter circuit 3 as a synchronization signal S, and the second DC-DC converter circuit 3 is driven using the synchronization signal S. Has started. Therefore, the first DC-DC converter circuit 2 and the second DC-DC converter circuit 3 can be synchronized, and the output voltages V1, V2 of these DC-DC converter circuits 2, 3 rise and fall almost simultaneously. be able to.
[0036]
(2) The output voltage V1 of the first DC-DC converter circuit 2 is supplied to the base of the transistor 28, whereby the switching of the transistor 28 is controlled, so that the second DC-DC converter circuit 3 can be driven in a synchronized state.
[0037]
(3) When the first ASIC 4 and the second ASIC 5 are obtained from one power supply circuit 1, unless the output voltages V1 and V2 are simultaneously raised, a large current flows to the first ASIC 4 or a through current flows to the second ASIC 5. Occurs. However, since the output voltages V1 and V2 can be raised at the same time, the above-described problem does not occur even if the first ASIC 4 and the second ASIC 5 share the power supply.
[0038]
(4) In the configuration described in the prior art, the rise and fall of the output voltage are not negligible due to differences in circuit constants of the respective DC-DC converter circuits. However, if a configuration in which the output voltage V1 of the first DC-DC converter circuit 2 is used as the synchronization signal S to drive the second DC-DC converter circuit 3 is used, rising and rising errors can be minimized.
[0039]
The embodiment is not limited to the above, and may be changed to the following modes.
(Modification 1) The constant voltage control circuit 41 (24) is not limited to the circuit using the shunt regulator 36 (19), and as shown in FIG. 4, the + side output terminal 7 of the first DC-DC converter circuit 2 and the GND And a configuration in which a Zener diode 45 is connected between them. In this case, the circuit configuration of the constant voltage control circuits 24 and 41 may be simple.
[0040]
(Modification 2) The power supply circuit 1 is not limited to a two-output system, and three or more converter circuits may be provided to provide three or more output systems.
(Modification 3) The first voltage generating means is not limited to the converter circuit, and another voltage generating source such as a regulator may be used.
[0041]
(Modification 4) The first DC-DC converter circuit 2 and the second DC-DC converter circuit 3 are not limited to the step-down / non-insulating type, but may be, for example, a step-up type in which the output is higher than the input or an insulating type using a transformer.
[0042]
(Modification 5) The types of the first ASIC 4 and the second ASIC 5 are not particularly limited as long as the output voltages V1 and V2 need to be synchronized.
(Modification 6) The second voltage generating means is not limited to the DC-DC converter circuit 3, and another converter circuit such as AC-DC may be used.
[0043]
(Modification 7) The switching element is not limited to the NPN transistor 28, and another element such as a voltage drop type transistor may be used.
(Modification 8) The power supply circuit 1 is not limited to the printer and may be used for other devices. Further, the power supply circuit 1 is not limited to being mounted on the power supply board of the device, and may be used for an AC adapter, for example.
[0044]
The technical ideas that can be grasped from the embodiment and other examples will be described below together with their effects.
(1) In any one of claims 1 to 4, the second voltage generating means is a step-down type. In this case, an output voltage lower than the input voltage can be supplied.
[0045]
(2) In any one of claims 1 to 4 and the technical idea (1), the second voltage generating means is a non-insulating type. In this case, a configuration that does not use a transformer can be adopted, and the configuration is simple.
[0046]
(3) In any one of claims 1 to 4, the first output voltage has a higher value than the second output voltage.
(4) The DC-DC converter according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the first voltage generating means and the second voltage generating means transforms a DC input voltage into a DC output voltage having a different value. It is.
[0047]
(5) In claim 5, the second voltage generation means includes a switching element that performs switching driving to output the input voltage as the second output voltage, and the synchronization signal is input to the switching element.
[0048]
(6) In claim 5 or the technical idea (5), the second voltage generating means is a drive circuit that transforms the DC input voltage by switching drive, and the drive circuit generates the second output voltage. And a constant voltage control circuit for controlling the switching drive of the drive circuit. The drive circuit is driven based on the synchronization signal.
[0049]
(7) In any one of claims 5 and the technical ideas (5) and (6), a plurality of integrated circuits using the voltage generation means as a same driving source are connected to an output side of the voltage generation circuit, The integrated circuit has a first integrated circuit having a protection element built in between two terminals to which the output voltage is applied, and a high voltage side of the two output voltages is an I / O power supply and a low voltage side is a logic system power supply. It consists of a power supply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power supply circuit in one embodiment.
2A is a waveform diagram of an input voltage in, FIG. 2B is a waveform diagram of an output voltage V1, and FIG. 2C is a waveform diagram of an output voltage V2.
FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply circuit.
FIG. 4 is a circuit diagram of a second DC-DC converter circuit in another example.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional power supply circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply circuit, 2 ... 1st DC-DC converter circuit as 1st voltage generation means (voltage generation means), 3 ... 2nd DC-DC converter circuit as 2nd voltage generation means (voltage generation circuit), 4 ... 1 a first ASIC as an integrated circuit, 4a a static electricity protection diode as a protection element, 5 a second ASIC as a second integrated circuit, 35 a drive circuit, 41 a constant voltage control circuit, 28 a transistor as a switching element , Vin: input voltage, V1, V2: output voltage, S: synchronization signal.

Claims

In a power supply circuit having a plurality of output systems including a plurality of voltage generating means for converting one input voltage to output voltages having different values and outputting the same,
The voltage generating means receives the first output voltage from the first voltage generating means as a synchronizing signal and a first voltage generating means for transforming the input voltage to a first output voltage, and drives based on the synchronizing signal. And a second voltage generating means for transforming the input voltage into a second output voltage synchronized with the first output voltage.

2. The switching device according to claim 1, wherein the second voltage generation unit includes a switching element that performs switching driving to output the input voltage as the second output voltage, and the synchronization signal is input to the switching element. 3. Power circuit.

The second voltage generation means includes a drive circuit that transforms the DC input voltage by switching drive, and a constant voltage control circuit that controls switching drive of the drive circuit so that the drive circuit generates the second output voltage. Non-insulated type with
The power supply circuit according to claim 1, wherein the drive circuit and the constant voltage control circuit are driven based on the synchronization signal.

The first voltage generating means and the second voltage generating means are connected to a plurality of integrated circuits using the same driving source,
The integrated circuit includes a first integrated circuit having a protection element built in between two terminals to which the output voltage is applied, and a high voltage side of the two output voltages being an I / O-based power supply and a low voltage side being a logic side. The power supply circuit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second integrated circuit serving as a system power supply.

In a voltage generation circuit that shares one input voltage with voltage generation means as another component, transforms the input voltage, and outputs the transformed voltage.
Inputting a first output voltage, which is transformed and output by the voltage generation means, as a synchronization signal, and driving based on the synchronization signal to transform the input voltage to a second output voltage synchronized with the first output voltage. Characteristic voltage generation circuit.