JP2005080491A - Power supply device - Google Patents

Power supply device Download PDF

Info

Publication number
JP2005080491A
JP2005080491A JP2003312086A JP2003312086A JP2005080491A JP 2005080491 A JP2005080491 A JP 2005080491A JP 2003312086 A JP2003312086 A JP 2003312086A JP 2003312086 A JP2003312086 A JP 2003312086A JP 2005080491 A JP2005080491 A JP 2005080491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
voltage
switch
adapter
fet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003312086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Yamaguchi
幸路 山口
Tatsuya Yamaguchi
達也 山口
Yoshinori Usui
喜則 臼井
Yukio Hashimoto
幸雄 橋本
Toshiyuki Ide
俊行 井出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
National Institute of Information and Communications Technology
Original Assignee
Fujitsu Ltd
National Institute of Information and Communications Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, National Institute of Information and Communications Technology filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2003312086A priority Critical patent/JP2005080491A/en
Publication of JP2005080491A publication Critical patent/JP2005080491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that performs a stable noninstantaneous interruption power supply change-over and achieves the reduction in power loss during a steady-state operation. <P>SOLUTION: A first back-flow prevention switch 1b has a function to prevent the back-flow of electric current from a second power supply V2 to a first power supply V1. A first output interrupting switch 1a has a function to interrupt the power supply feed from the first power supply V1 when the second power supply V2 is used. A second back-flow prevention switch 1c has a function to prevent the back-flow of electric current from the first power supply V1 to the second power supply V2. A second output interrupting switch 1d has a function to interrupt the power supply feed from the second power supply V2, when the first power supply V1 is used. A first voltage sensing part 13-1 senses the voltages of the first power supply V1. A second voltage sensing part 13-2 senses the voltages of the second power supply V2. A change-over control part 14 performs ON/OFF change-over control of a first switch part 11 and a second switch part 12, based on the sensed results. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は電源装置に関し、特に複数電源の併用運転が可能な電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a power supply device that can be used in combination with a plurality of power supplies.

近年のマルチメディアの進展に伴い、企業や一般家庭においてインターネットをはじめとするマルチメディア用の各種端末機器の高機能化が進んでいる。特に、ユーザが任意のタイミングでネットワークに接続できる携帯電話機やノートパソコン等といった携帯通信機器はますます普及しつつある。   With the progress of multimedia in recent years, functions of various terminal devices for multimedia such as the Internet have been advanced in companies and general households. In particular, portable communication devices such as mobile phones and laptop computers that allow users to connect to a network at any time are becoming increasingly popular.

このような状況の中で、携帯通信機器への安定した電源供給は必要不可欠であり、信頼性の高い電源装置の需要が高まっている。携帯通信機器は通常、電池とACアダプタ(家庭用の100V交流を低電圧の直流に変換する装置)との併用運転が可能であるため、電池からACアダプタ、またはACアダプタから電池への電源供給の切り換えは、瞬断することなくスムーズに行われること(無瞬断電源切り換え)及び定常運用しているときには電力損失が小さいことが、携帯通信機器における電源部開発の主要なポイントとなる。   Under such circumstances, stable power supply to mobile communication devices is indispensable, and demand for highly reliable power supply devices is increasing. Since portable communication devices can usually be used in combination with a battery and an AC adapter (a device that converts household 100V AC into low-voltage DC), power is supplied from the battery to the AC adapter or from the AC adapter to the battery. Switching is performed smoothly without instantaneous interruption (non-instantaneous power supply switching), and small power loss during steady operation is a major point in power supply unit development in portable communication devices.

図26は従来の無瞬断電源装置の構成を示す図である。電源装置200は、電池V1、ACアダプタV2、ダイオードD1、D2から構成されて、負荷201に電源を供給する。また、負荷201には脈動分の少ない直流電圧を供給するために、平滑用の入力コンデンサC0が配置される。   FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a conventional uninterruptible power supply. The power supply device 200 includes a battery V1, an AC adapter V2, and diodes D1 and D2, and supplies power to the load 201. In addition, a smoothing input capacitor C0 is disposed in the load 201 in order to supply a DC voltage with less pulsation.

各素子の接続関係は、電池V1の+側とダイオードD1のアノードが接続し、ダイオードD1のカソードと、コンデンサC0の一端と、負荷201のVin端子と、ダイオードD2のカソードが接続する。また、コンデンサC0の他端と、負荷201のGND端子は、GNDに接続する。交流源と接続するACアダプタV2の+側は、ダイオードD2のカソードと接続する。電池V1とACアダプタV2の−側はGNDに接続する。   Regarding the connection relationship of each element, the positive side of the battery V1 and the anode of the diode D1 are connected, and the cathode of the diode D1, one end of the capacitor C0, the Vin terminal of the load 201, and the cathode of the diode D2 are connected. The other end of the capacitor C0 and the GND terminal of the load 201 are connected to GND. The + side of the AC adapter V2 connected to the AC source is connected to the cathode of the diode D2. The negative side of battery V1 and AC adapter V2 is connected to GND.

電源装置200では、電池V1からの給電ラインとACアダプタV2からの給電ラインを、ダイオードD1、D2のカソードコモンで接続している。これにより、電池V1またはACアダプタV2のいずれかの給電が停止になった場合でも、運転中のいずれか一方の側から給電されるので瞬断することはない。   In the power supply device 200, the power supply line from the battery V1 and the power supply line from the AC adapter V2 are connected by the cathode common of the diodes D1 and D2. Thereby, even if the power supply of either the battery V1 or the AC adapter V2 is stopped, the power is supplied from one of the sides during operation, so that there is no instantaneous interruption.

また、電源装置200のようにダイオードによる冗長構成では、電圧の大きい側の電源が優先されて、負荷201に対して電源が供給される。すなわち、電池V1とACアダプタV2の両方からの電源供給が可能な場合、(電池V1の電圧)<(ACアダプタV2の電圧)とすると、ACアダプタV2からの電圧が優先的に負荷201に与えられることになる。   Further, in a redundant configuration using diodes such as the power supply device 200, the power supply with the higher voltage is prioritized and the power is supplied to the load 201. That is, when power can be supplied from both the battery V1 and the AC adapter V2, if (voltage of the battery V1) <(voltage of the AC adapter V2), the voltage from the AC adapter V2 is preferentially applied to the load 201. Will be.

図27は従来の無瞬断電源装置の構成を示す図である。電源装置210は、電池V1、ACアダプタV2、スイッチsw1、sw2から構成され、負荷201に電源を供給する。各素子の接続関係は、電池V1の+側とスイッチsw1の一端が接続し、スイッチsw1の他端は、スイッチsw2の一端と、コンデンサC0の一端と、負荷201のVin端子と接続する。また、コンデンサC0の他端と、負荷201のGND端子は、GNDに接続する。交流源と接続するACアダプタV2の+側は、スイッチsw2の他端と接続する。電池V1とACアダプタV2の−側はGNDに接続する。   FIG. 27 is a diagram showing a configuration of a conventional uninterruptible power supply. The power supply device 210 includes a battery V1, an AC adapter V2, and switches sw1 and sw2, and supplies power to the load 201. As for the connection relationship of each element, the positive side of the battery V1 and one end of the switch sw1 are connected, and the other end of the switch sw1 is connected to one end of the switch sw2, one end of the capacitor C0, and the Vin terminal of the load 201. The other end of the capacitor C0 and the GND terminal of the load 201 are connected to GND. The + side of the AC adapter V2 connected to the AC source is connected to the other end of the switch sw2. The negative side of battery V1 and AC adapter V2 is connected to GND.

電源装置210は、電池V1から負荷201に電源を供給する場合は、スイッチsw1がON、スイッチsw2がOFFとなり、ACアダプタV2から負荷201に電源を供給する場合は、スイッチsw1がOFF、スイッチsw2がONとなる。   When the power supply 210 supplies power from the battery V1 to the load 201, the switch sw1 is turned on and the switch sw2 is turned off. When power is supplied from the AC adapter V2 to the load 201, the switch sw1 is turned off and the switch sw2 is turned on. Is turned on.

ただし、スイッチング時にスイッチsw1、sw2が共にONしてしまうと、電池V1からの電流IbatがACアダプタV2側へ流れ、ACアダプタV2からの電流Iadpが電池V1へ流れるというように、それぞれの電流が逆流してしまうため、同時にはONしないように制御される。   However, if both of the switches sw1 and sw2 are turned on during switching, the current Ibat from the battery V1 flows to the AC adapter V2 side, and the current Iadp from the AC adapter V2 flows to the battery V1. Since it flows backward, it is controlled not to turn on at the same time.

このとき、電池V1からACアダプタV2、またはACアダプタV2から電池V1への電源供給の切り換え時には、スイッチsw1、sw2が共にOFFとなるわずかな時間帯が生じるが、この間はコンデンサC0で充電された充電電圧が、負荷201に与えられるために、瞬断が防止されることになる。   At this time, when the power supply is switched from the battery V1 to the AC adapter V2 or from the AC adapter V2 to the battery V1, there is a slight time zone during which both the switches sw1 and sw2 are turned off. During this time, the capacitor C0 is charged. Since the charging voltage is applied to the load 201, an instantaneous interruption is prevented.

一方、無瞬断電源装置の従来技術として、電池使用時は、逆流防止用ダイオードを短絡して、逆流防止用ダイオードに並列に接続したトランジスタをOFFにし、ACアダプタ使用時には逆流防止用ダイオードを機能させて、負荷に電源を供給する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開平11−332113号公報(段落番号〔0014〕〜〔0026〕,第1図)
On the other hand, as a conventional technology for an uninterruptible power supply, when a battery is used, the backflow prevention diode is short-circuited, and the transistor connected in parallel to the backflow prevention diode is turned off. When the AC adapter is used, the backflow prevention diode functions. Thus, a technique for supplying power to a load has been proposed (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-332113 (paragraph numbers [0014] to [0026], FIG. 1)

上記で説明した図26の電源装置200では、電源切り換え時に瞬断は無いが、定常運用時はダイオードの順方向電圧降下による電力損失が発生する。ここで、ダイオードD1、D2の順方向電圧降下をVf、電池V1からの電流をIbat、ACアダプタV2からの電流をIadpとすると、電池使用時のダイオードD1による電力損失Wloss(D1)は以下の式(1a)で算出され、ACアダプタ使用時のダイオードD2による電力損失Wloss(D2)は式(1b)で算出される。   In the power supply device 200 of FIG. 26 described above, there is no instantaneous interruption when switching the power supply, but power loss occurs due to a forward voltage drop of the diode during steady operation. Here, when the forward voltage drop of the diodes D1 and D2 is Vf, the current from the battery V1 is Ibat, and the current from the AC adapter V2 is Iadp, the power loss Wloss (D1) by the diode D1 when the battery is used is The power loss Wloss (D2) by the diode D2 when the AC adapter is used is calculated by the formula (1a), and is calculated by the formula (1b).

Figure 2005080491
Figure 2005080491

順方向電圧降下Vfは、通常、0.5V程度であるため、式(1a)、式(1b)からわかるように、負荷201に対する必要な電流(負荷電流)が増加すれば、その電流に比例して損失が大きくなり、さらに負荷電流増加時には、ダイオードD1、D2が発熱するという問題があった。   Since the forward voltage drop Vf is normally about 0.5 V, as can be seen from the equations (1a) and (1b), if the necessary current (load current) for the load 201 increases, it is proportional to the current. As a result, the loss increases, and when the load current increases, the diodes D1 and D2 generate heat.

一方、図27の電源装置210に対して、スイッチsw1、sw2にFET(Field Effect Transistor)を用いた場合、定常運用時の電力損失は、FETの導通損失となる。ここで、FETがONした時のドレイン−ソース間の抵抗値をRds(on)とすると、スイッチsw1のON時の導通損失Wloss(sw1)は以下の式(2a)で算出され、スイッチsw2のON時の導通損失Wloss(sw2)は以下の式(2b)で算出される。   On the other hand, in the case where FETs (Field Effect Transistors) are used for the switches sw1 and sw2 with respect to the power supply device 210 of FIG. 27, the power loss during the steady operation is the conduction loss of the FET. Here, assuming that the resistance value between the drain and the source when the FET is turned on is Rds (on), the conduction loss Wloss (sw1) when the switch sw1 is turned on is calculated by the following equation (2a), and the switch sw2 The conduction loss Wloss (sw2) at the time of ON is calculated by the following equation (2b).

Figure 2005080491
Figure 2005080491

Rds(on)は、非常に抵抗値が小さいため、ダイオードによる電力損失に比べて、かなり損失は小さくなる。したがって、電源装置210は、電源装置200に比べて電力損失は小さいという長所を持つ。電源装置210は、定常運用時の電力損失は低減されるが、電源切り換え時は電池V1とACアダプタV2が同時にONにならないようなガードタイムが設けられる。   Since Rds (on) has a very small resistance value, the loss is considerably smaller than the power loss due to the diode. Therefore, the power supply device 210 has an advantage that power loss is smaller than that of the power supply device 200. The power supply device 210 is provided with a guard time so that the battery V1 and the AC adapter V2 are not turned on at the same time when the power supply is switched, although power loss during steady operation is reduced.

図28はガードタイムを示す図である。電池V1からACアダプタV2への切り換え時、両方が同時にONにならないようにガードタイムTwgが設定されている。ガードタイムTwgの時間中は、負荷201への電池V1またはACアダプタV2からの給電は停止するが、この間は負荷側に設置したコンデンサC0から電力が給電されることになる。この場合、負荷201を流れる負荷電流I0が大きいと負荷電圧V0の低下が大きくなるため、コンデンサC0には容量の大きなコンデンサが必要となる。   FIG. 28 shows the guard time. At the time of switching from the battery V1 to the AC adapter V2, the guard time Twg is set so that both are not turned on simultaneously. During the guard time Twg, power supply from the battery V1 or the AC adapter V2 to the load 201 is stopped. During this time, power is supplied from the capacitor C0 installed on the load side. In this case, if the load current I0 flowing through the load 201 is large, the load voltage V0 is greatly reduced, so that a capacitor having a large capacity is required for the capacitor C0.

ここで、ガードタイムの時間をTwg、負荷201へ取り付けるコンデンサC0の容量をC、負荷電流をI0(定電流とする)とすると、瞬断中に低下する電圧Vdipは以下の式(3)で算出される。また、図29にガードタイムTwg1中に生じる垂下電圧Vdip1の波形を示す。   Here, when the guard time is Twg, the capacitance of the capacitor C0 attached to the load 201 is C, and the load current is I0 (constant current), the voltage Vdip that decreases during the instantaneous interruption is expressed by the following equation (3). Calculated. FIG. 29 shows a waveform of the drooping voltage Vdip1 generated during the guard time Twg1.

Figure 2005080491
Figure 2005080491

式(3)からわかるように、電圧Vdipを小さくするにはガードタイムTwgを小さくするか、容量Cを大きくすればよい。しかし、コンデンサC0の容量を大きくした場合、FETをONすると大きな突入電流(コンデンサに瞬間的に流れる充電電流)が流れ、負荷201内の回路損傷または誤動作を引き起こすため、突入電流を低減するための突入電流防止回路を設ける必要がある。   As can be seen from equation (3), the voltage Vdip can be reduced by reducing the guard time Twg or increasing the capacitance C. However, when the capacitance of the capacitor C0 is increased, when the FET is turned on, a large inrush current (a charging current that instantaneously flows through the capacitor) flows, causing circuit damage or malfunction in the load 201, so that the inrush current can be reduced. It is necessary to provide an inrush current prevention circuit.

図30は突入電流防止回路を設けた際の垂下電圧を示す図である。突入電流防止回路を設けると、突入電流防止回路の時定数によって、電源投入時の突入電流のピーク値は抑制され、突入電流は低減されるが、FETが完全にONするまでには遅延が発生して、ガードタイムが伸びてしまい(Twg2>Twg1)、電圧Vdip2が大きくなる方向に向かってしまう。このように、最適解を見つけるのが困難であり、電源装置210では常に安定した無瞬断電源切り換えを行うことができないといった問題があった。   FIG. 30 is a diagram showing a drooping voltage when an inrush current prevention circuit is provided. When an inrush current prevention circuit is provided, the peak value of the inrush current when the power is turned on is suppressed by the time constant of the inrush current prevention circuit, and the inrush current is reduced. However, a delay occurs until the FET is completely turned on. As a result, the guard time increases (Twg2> Twg1), and the voltage Vdip2 increases. As described above, it is difficult to find an optimal solution, and there is a problem that the power supply device 210 cannot always perform stable uninterruptible power switching.

一方、従来技術(特開平11−332113号公報)では、ACアダプタV2の出力には逆流防止用ダイオードが挿入されているため、ACアダプタ運用時には常にダイオードによる損失が発生する。また、リレースイッチによって電池電源を負荷から遮断するといった構成をとっているが、リレースイッチのような大型部品を使用しているために、小型化が要求される携帯通信機器の電源部への適用には不向きであるといった欠点がある。   On the other hand, in the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 11-332113), since a backflow prevention diode is inserted in the output of the AC adapter V2, a loss due to the diode always occurs when the AC adapter is operated. In addition, the relay switch is used to cut off the battery power supply from the load, but because it uses large parts such as a relay switch, it can be applied to the power supply of mobile communication devices that require miniaturization. Has the disadvantage of being unsuitable.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、定常運用時には電力損失が小さく、安定した無瞬断電源切り換えを行って電源を供給する電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus that supplies power by performing stable uninterruptible power supply switching with low power loss during normal operation.

本発明では上記課題を解決するために、図1に示すような、第1の電源V1と、第1の電源V1より出力電圧が高い第2の電源V2と、の併用運転が可能な電源装置10において、第1の電源ラインの負荷2側に設置して、第2の電源V2から第1の電源V1へ向う電流の逆流防止を行う機能を持つ第1の逆流防止スイッチ1bと、第1の電源ラインの電源側に設置して、第2の電源V2使用時には、第1の電源V1からの電源供給を遮断する機能を持つ第1の出力遮断スイッチ1aと、から構成されて第1の電源V1を負荷2へ給電する第1のスイッチ部11と、第2の電源ラインの負荷2側に設置して、第1の電源V1から第2の電源V2へ向う電流の逆流防止を行う機能を持つ第2の逆流防止スイッチ1cと、第2の電源ラインの電源側に設置して、第1の電源V1使用時には、第2の電源V2からの電源供給を遮断する機能を持つ第2の出力遮断スイッチ1dと、から構成されて第2の電源V2を負荷2へ給電する第2のスイッチ部12と、第1の電源V1の電圧を検出する第1の電圧検出部13−1と、第2の電源V2の電圧を検出する第2の電圧検出部13−2と、電圧検出の結果にもとづいて、第1のスイッチ部11及び第2のスイッチ部12のON/OFFの切り換え制御を行う切り換え制御部14と、を有することを特徴とする電源装置10が提供される。   In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a power supply apparatus capable of operating in combination with a first power supply V1 and a second power supply V2 having an output voltage higher than that of the first power supply V1, as shown in FIG. 10, a first backflow prevention switch 1b that is installed on the load 2 side of the first power supply line and has a function of preventing a backflow of current from the second power supply V2 to the first power supply V1; And a first output cut-off switch 1a having a function of cutting off the power supply from the first power supply V1 when the second power supply V2 is used. A first switch unit 11 that feeds the power supply V1 to the load 2 and a function that is installed on the load 2 side of the second power supply line to prevent backflow of current from the first power supply V1 to the second power supply V2. A second backflow prevention switch 1c having a power supply for the second power supply line And a second output cut-off switch 1d having a function of cutting off the power supply from the second power supply V2 when the first power supply V1 is used, and the second power supply V2 to the load 2 The second switch unit 12 that supplies power, the first voltage detection unit 13-1 that detects the voltage of the first power source V1, and the second voltage detection unit 13-2 that detects the voltage of the second power source V2. And a switching control unit 14 for performing ON / OFF switching control of the first switch unit 11 and the second switch unit 12 based on the result of voltage detection. Is done.

ここで、第1の逆流防止スイッチ1bは、第1の電源ラインの負荷2側に設置して、第2の電源V2から第1の電源V1へ向う電流の逆流防止を行う機能を持つ。第1の出力遮断スイッチ1aは、第1の電源ラインの電源側に設置して、第2の電源V2使用時には、第1の電源V1からの電源供給を遮断する機能を持つ。第2の逆流防止スイッチ1cは、第2の電源ラインの負荷2側に設置して、第1の電源V1から第2の電源V2へ向う電流の逆流防止を行う機能を持つ。第2の出力遮断スイッチ1dは、第2の電源ラインの電源側に設置して、第1の電源V1使用時には、第2の電源V2からの電源供給を遮断する機能を持つ。第1の電圧検出部13−1は、第1の電源V1の電圧を検出する。第2の電圧検出部13−2は、第2の電源V2の電圧を検出する。切り換え制御部14は、電圧検出の結果にもとづいて、第1のスイッチ部11及び第2のスイッチ部12のON/OFFの切り換え制御を行う。   Here, the first backflow prevention switch 1b is installed on the load 2 side of the first power supply line, and has a function of preventing a backflow of current from the second power supply V2 to the first power supply V1. The first output cut-off switch 1a is installed on the power supply side of the first power supply line, and has a function of cutting off the power supply from the first power supply V1 when the second power supply V2 is used. The second backflow prevention switch 1c is installed on the load 2 side of the second power supply line, and has a function of preventing a backflow of current from the first power supply V1 to the second power supply V2. The second output cut-off switch 1d is installed on the power supply side of the second power supply line and has a function of cutting off the power supply from the second power supply V2 when the first power supply V1 is used. The first voltage detector 13-1 detects the voltage of the first power supply V1. The second voltage detector 13-2 detects the voltage of the second power supply V2. The switching control unit 14 performs ON / OFF switching control of the first switch unit 11 and the second switch unit 12 based on the result of voltage detection.

本発明の電源装置は、第2の電源から第1の電源への電流の逆流を防止する機能と、第2の電源使用時には、第1の電源からの電源供給を遮断する機能とを持つ第1のスイッチ部と、第1の電源から第2の電源への電流の逆流を防止する機能と、第1の電源使用時には、第2の電源からの電源供給を遮断する機能とを持つ第2のスイッチ部とを有し、電圧検出の結果にもとづいて、スイッチのON/OFFの切り換え制御を行う構成とした。これにより、安定した無瞬断電源切り換えを行うことが可能になる。   The power supply apparatus of the present invention has a function of preventing a backflow of current from the second power supply to the first power supply and a function of cutting off the power supply from the first power supply when the second power supply is used. A second switch unit having a function of preventing a backflow of current from the first power source to the second power source and a function of shutting off the power supply from the second power source when the first power source is used. And a switch control for ON / OFF switching of the switch based on the result of voltage detection. This makes it possible to perform stable uninterruptible power supply switching.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は電源装置の原理図である。電源装置10は、第1の電源V1と第2の電源V2との併用運転が可能で、負荷2に対していずれか一方の電源を供給する装置である。以降、第1の電源V1を電池V1、第2の電源V2をACアダプタV2として、(電池V1の電圧Vbat)<(ACアダプタV2の電圧Vadp)であるものとして説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of a power supply device. The power supply device 10 is a device that can be used in combination with the first power supply V1 and the second power supply V2 and supplies either one of the power supplies to the load 2. In the following description, it is assumed that the first power supply V1 is the battery V1 and the second power supply V2 is the AC adapter V2, and that (the voltage Vbat of the battery V1) <(the voltage Vadp of the AC adapter V2).

スイッチ部11(第1のスイッチ部)は、逆流防止スイッチ1b(第1の逆流防止スイッチ)、出力遮断スイッチ1a(第1の出力遮断スイッチ)を含む。逆流防止スイッチ1bは、電池V1の電源ラインの負荷2側に設置して、ACアダプタV2から電池V1へ向う電流の逆流を防止する機能を持つ。出力遮断スイッチ1aは、電池V1の電源ラインの電源側に設置して、ACアダプタV2使用時には、電池V1からの電源供給を遮断する機能を持つ。   The switch unit 11 (first switch unit) includes a backflow prevention switch 1b (first backflow prevention switch) and an output cutoff switch 1a (first output cutoff switch). The backflow prevention switch 1b is installed on the load 2 side of the power supply line of the battery V1, and has a function of preventing a backflow of current from the AC adapter V2 to the battery V1. The output cut-off switch 1a is installed on the power supply side of the power line of the battery V1, and has a function of cutting off the power supply from the battery V1 when the AC adapter V2 is used.

スイッチ部12(第2のスイッチ部)は、逆流防止スイッチ1c(第2の逆流防止スイッチ)、出力遮断スイッチ1d(第2の出力遮断スイッチ)を含む。逆流防止スイッチ1cは、ACアダプタV2の電源ラインの負荷2側に設置して、電池V1からACアダプタV2へ向う電流の逆流を防止する機能を持つ。出力遮断スイッチ1dは、ACアダプタV2の電源ラインの電源側に設置して、電池V1使用時には、ACアダプタV2からの電源供給を遮断する機能を持つ。   The switch unit 12 (second switch unit) includes a backflow prevention switch 1c (second backflow prevention switch) and an output cutoff switch 1d (second output cutoff switch). The backflow prevention switch 1c is installed on the load 2 side of the power line of the AC adapter V2, and has a function of preventing a backflow of current from the battery V1 to the AC adapter V2. The output cut-off switch 1d is installed on the power supply side of the power line of the AC adapter V2, and has a function of cutting off the power supply from the AC adapter V2 when the battery V1 is used.

電圧検出部13−1(第1の電圧検出部)は、電池V1の電圧(起動・停止電圧)を検出する。電圧検出部13−2(第2の電圧検出部)は、ACアダプタV2の電圧(起動・停止電圧)を検出する。切り換え制御部14は、電圧検出の結果にもとづいて、スイッチ部11及びスイッチ部12のON/OFFの切り換え制御を行う。   The voltage detector 13-1 (first voltage detector) detects the voltage (start / stop voltage) of the battery V1. The voltage detector 13-2 (second voltage detector) detects the voltage (start / stop voltage) of the AC adapter V2. The switching control unit 14 performs ON / OFF switching control of the switch unit 11 and the switch unit 12 based on the result of voltage detection.

なお、上記のスイッチにはFETを用いるので、以降の説明では、出力遮断スイッチ1aをFET1a、逆流防止スイッチ1bをFET1b、逆流防止スイッチ1cをFET1c、出力遮断スイッチ1dをFET1dと呼ぶ。   Since FETs are used for the above switches, in the following description, the output cutoff switch 1a is called FET 1a, the backflow prevention switch 1b is FET1b, the backflow prevention switch 1c is FET1c, and the output cutoff switch 1d is FET1d.

次に電源装置10の構成について説明する。図2は電源装置10の構成を示す図である。FET1a〜1dには、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型でPチャネルのFET(ゲートがソースよりも低い電圧のときに電流が流れるFET)を使用する。また、FET1a〜1d内にはICの構造上必然的にできる寄生ダイオードd1〜d4が存在する(以下、寄生ダイオードをボディダイオードと呼ぶ)。また、電圧検出部13−1は、コンパレータcomp1と基準電圧源Vr1を含み、電圧検出部13−2は、コンパレータcomp2と基準電圧源Vr2を含む。   Next, the configuration of the power supply device 10 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the power supply device 10. As the FETs 1a to 1d, MOS (Metal Oxide Semiconductor) type P-channel FETs (FETs through which current flows when the gate is at a lower voltage than the source) are used. Further, parasitic diodes d1 to d4 that are inevitably formed in the structure of the IC exist in the FETs 1a to 1d (hereinafter, the parasitic diode is referred to as a body diode). The voltage detector 13-1 includes a comparator comp1 and a reference voltage source Vr1, and the voltage detector 13-2 includes a comparator comp2 and a reference voltage source Vr2.

各素子の接続関係を記すと、電池V1の+側は、コンパレータcomp1の(+)入力端子と、FET1aのソースと、ボディダイオードd1のカソードが接続する。FET1aのドレインは、FET1bのドレインと、ボディダイオードd1のアノードと、ボディダイオードd2のアノードと接続する。   When the connection relation of each element is described, on the + side of the battery V1, the (+) input terminal of the comparator comp1, the source of the FET 1a, and the cathode of the body diode d1 are connected. The drain of the FET 1a is connected to the drain of the FET 1b, the anode of the body diode d1, and the anode of the body diode d2.

FET1bのソースは、FET1cのソースと、ボディダイオードd2のカソードと、ボディダイオードd3のカソードと、コンデンサC0の一端と、負荷2のVin端子と接続する。FET1cのドレインは、FET1dのドレインと、ボディダイオードd3のアノードと、ボディダイオードd4のアノードと接続する。交流源と接続するACアダプタV2の+側は、FET1dのソースと、ボディダイオードd4のカソードと、コンパレータcomp2の(+)入力端子と接続する。   The source of the FET 1b is connected to the source of the FET 1c, the cathode of the body diode d2, the cathode of the body diode d3, one end of the capacitor C0, and the Vin terminal of the load 2. The drain of the FET 1c is connected to the drain of the FET 1d, the anode of the body diode d3, and the anode of the body diode d4. The + side of the AC adapter V2 connected to the AC source is connected to the source of the FET 1d, the cathode of the body diode d4, and the (+) input terminal of the comparator comp2.

FET1aのゲートは、切り換え制御部14のVa端子と接続し、FET1bのゲートは、切り換え制御部14のVb端子と接続し、FET1cのゲートは、切り換え制御部14のVc端子と接続し、FET1dのゲートは、切り換え制御部14のVd端子と接続する。Va端子〜Vd端子は、FET1a〜1dのそれぞれのゲートにバイアス電圧を与えることで、FET1a〜1dのON/OFFを制御するための端子である。   The gate of the FET 1a is connected to the Va terminal of the switching control unit 14, the gate of the FET 1b is connected to the Vb terminal of the switching control unit 14, the gate of the FET 1c is connected to the Vc terminal of the switching control unit 14, and the FET 1d The gate is connected to the Vd terminal of the switching control unit 14. The Va terminal to Vd terminal are terminals for controlling ON / OFF of the FETs 1a to 1d by applying bias voltages to the respective gates of the FETs 1a to 1d.

コンパレータcomp1、comp2のそれぞれの出力端子は、切り換え制御部14のVbaton端子とVadpon端子と接続する。Vbaton端子は、電池V1の電圧状態を検出するための端子であり、Vadpon端子は、ACアダプタV2の電圧状態を検出するための端子である。   The output terminals of the comparators comp1 and comp2 are connected to the Vbaton terminal and the Vadpon terminal of the switching control unit 14, respectively. The Vbaton terminal is a terminal for detecting the voltage state of the battery V1, and the Vadpon terminal is a terminal for detecting the voltage state of the AC adapter V2.

コンパレータcomp1の(−)入力端子は、基準電圧源Vr1の+側と接続し、コンパレータcomp2の(−)入力端子は、基準電圧源Vr2の+側と接続する。コンデンサC0の他端と、負荷2のGND端子と、切り換え制御部14のGND端子と、電池V1の−側と、ACアダプタV2の−側と、基準電圧源Vr1、Vr2の−側は、GNDに接続する。   The (−) input terminal of the comparator comp1 is connected to the + side of the reference voltage source Vr1, and the (−) input terminal of the comparator comp2 is connected to the + side of the reference voltage source Vr2. The other end of the capacitor C0, the GND terminal of the load 2, the GND terminal of the switching control unit 14, the negative side of the battery V1, the negative side of the AC adapter V2, and the negative side of the reference voltage sources Vr1 and Vr2 are GND. Connect to.

ここで、FET1a〜1dの接続関係は、上述のように、FET1aとFET1bの互いのドレインを接続することで、FET1aのボディダイオードd1と、FET1bのボディダイオードd2が互いに逆向きになるようにして、電池V1の電源ライン上に直列に挿入する。同様に、FET1cとFET1dの互いのドレインを接続することで、FET1cのボディダイオードd3と、FET1dのボディダイオードd4が互いに逆向きになるようにして、ACアダプタV2の電源ライン上に直列に挿入する。   Here, the connection relationship of the FETs 1a to 1d is such that the body diode d1 of the FET 1a and the body diode d2 of the FET 1b are opposite to each other by connecting the drains of the FET 1a and the FET 1b as described above. The battery V1 is inserted in series on the power supply line. Similarly, by connecting the drains of the FET 1c and FET 1d, the body diode d3 of the FET 1c and the body diode d4 of the FET 1d are opposite to each other and inserted in series on the power supply line of the AC adapter V2. .

次に電圧検出部13−1、13−2について説明する。電圧検出部13−1は、負荷2の動作に必要な電池V1からの電圧を検出し、電圧検出部13−2は、負荷2の動作に必要なACアダプタV2からの電圧を検出する。   Next, the voltage detection units 13-1 and 13-2 will be described. The voltage detection unit 13-1 detects a voltage from the battery V1 necessary for the operation of the load 2, and the voltage detection unit 13-2 detects a voltage from the AC adapter V2 required for the operation of the load 2.

ここで、ノートパソコン等の携帯通信機器では、電池とACアダプタの両方がセットされた場合、通常は電池の消耗はできるだけ少なくしたいために、ACアダプタからの電源が供給されることになるので、切り換え制御部14ではACアダプタ電圧Vadpを優先的に選択する。   Here, in a portable communication device such as a notebook computer, when both a battery and an AC adapter are set, power is normally supplied from the AC adapter in order to reduce battery consumption as much as possible. The switching control unit 14 preferentially selects the AC adapter voltage Vadp.

また、基準電圧源Vr1からの起動電圧をVref1、基準電圧源Vr2からの起動電圧をVref2とすると、(電池電圧Vbat)<(ACアダプタV2の電圧Vadp)であるから、Vref1<Vref2に設定した基準電圧源Vr1、Vr2を電圧検出部13−1、13−2内に備えることになる。   Further, assuming that the starting voltage from the reference voltage source Vr1 is Vref1 and the starting voltage from the reference voltage source Vr2 is Vref2, since (battery voltage Vbat) <(voltage Vadp of the AC adapter V2), Vref1 <Vref2 is set. The reference voltage sources Vr1 and Vr2 are provided in the voltage detection units 13-1 and 13-2.

電圧検出部13−1内のコンパレータcomp1は、起動電圧Vref1と電池電圧Vbatとを比較して、Vref1<Vbatのときに、例えば、出力信号をHレベルにして、Vbaton検出信号を出力する。電圧検出部13−2内のコンパレータcomp2は、起動電圧Vref2とACアダプタ電圧Vadpとを比較して、Vref2<Vadpのときに、例えば、出力信号をHレベルにして、Vadpon検出信号を出力する。切り換え制御部14では、Vbaton検出信号及びVadpon検出信号にもとづいて、FET1a〜1dのスイッチ切り換え制御を行い、負荷2に対して電源を供給する。   The comparator comp1 in the voltage detector 13-1 compares the starting voltage Vref1 and the battery voltage Vbat, and when Vref1 <Vbat, for example, sets the output signal to H level and outputs a Vbaton detection signal. The comparator comp2 in the voltage detection unit 13-2 compares the starting voltage Vref2 and the AC adapter voltage Vadp, and when Vref2 <Vadp, for example, sets the output signal to the H level and outputs a Vadpon detection signal. The switching control unit 14 performs switch switching control of the FETs 1 a to 1 d based on the Vbaton detection signal and the Vadpon detection signal, and supplies power to the load 2.

図3は起動電圧と電源電圧との関係を示す図である。電池電圧Vbatの範囲を6.0v〜8.0V、ACアダプタ電圧Vadpの範囲を8.5V〜9.5Vとし、また、起動電圧Vref1、Vref2を図に示すような電圧レベルとする。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the starting voltage and the power supply voltage. The range of the battery voltage Vbat is 6.0v to 8.0V, the range of the AC adapter voltage Vadp is 8.5V to 9.5V, and the starting voltages Vref1 and Vref2 are set to voltage levels as shown in the figure.

電池電圧VbatとACアダプタ電圧Vadpの双方が起動電圧Vref1、Vref2を超えない場合は(Vbat<Vref1、Vadp<Vref2)、いずれからも電源供給は行われない。
また、ACアダプタ電圧Vadpだけが起動電圧Vref2を超えた場合は(Vbat<Vref1、Vadp>Vref1)、電源供給元はACアダプタV2となり、電池電圧Vbatだけが起動電圧Vref1を超えた場合は(Vbat>Vref1、Vadp<Vref1)、電源供給元は電池V1となる。
When both the battery voltage Vbat and the AC adapter voltage Vadp do not exceed the starting voltages Vref1 and Vref2 (Vbat <Vref1, Vadp <Vref2), power is not supplied from either of them.
When only the AC adapter voltage Vadp exceeds the startup voltage Vref2 (Vbat <Vref1, Vadp> Vref1), the power supply source is the AC adapter V2, and when only the battery voltage Vbat exceeds the startup voltage Vref1 (Vbat > Vref1, Vadp <Vref1), and the power supply source is the battery V1.

さらに、電池電圧VbatとACアダプタ電圧Vadpの双方が起動電圧Vref1、Vref2を超える場合は(Vbat>Vref1、Vadp>Vref2)、電源供給元はACアダプタV2となる。   Further, when both the battery voltage Vbat and the AC adapter voltage Vadp exceed the starting voltages Vref1 and Vref2 (Vbat> Vref1, Vadp> Vref2), the power supply source is the AC adapter V2.

次に電池V1からACアダプタV2への電源切り換え時のFET1a〜1dの動作について説明する。なお、以降の説明では、出力遮断FETは、ONすると出力遮断が解除となり、OFFで出力遮断となる。また、逆流防止FETは、ONすると逆流防止が解除となり、OFFで逆流防止となる。   Next, the operation of the FETs 1a to 1d when the power source is switched from the battery V1 to the AC adapter V2 will be described. In the following description, when the output cutoff FET is turned on, the output cutoff is released, and when the output cutoff FET is turned off, the output cutoff FET is turned off. Further, when the backflow prevention FET is turned on, the backflow prevention is canceled, and when it is turned off, the backflow prevention is prevented.

図4〜図7は電池V1からACアダプタV2への切り換えを行った場合のFET1a〜1dの動作を示す図である。動作モードS1〜S4を順に図4〜図7に示す。なお、図中、電圧検出部13−1、13−2、切り換え制御部14の図示は省略する。
〔S1〕電池V1からの給電である(負荷電圧V0=電池電圧Vbat)。このときのFETのスイッチング状態は、FET1a、1bはON、FET1c、1dはOFFであり、電源供給経路は、電池V1→FET1a(ON)→FET1b(ON)→負荷2となる。
4-7 is a figure which shows operation | movement of FET1a-1d at the time of switching from the battery V1 to AC adapter V2. The operation modes S1 to S4 are sequentially shown in FIGS. In addition, illustration of the voltage detection parts 13-1 and 13-2 and the switching control part 14 is abbreviate | omitted in the figure.
[S1] Power supply from the battery V1 (load voltage V0 = battery voltage Vbat). At this time, the FET switching states are FET1a and 1b are ON, FET1c and 1d are OFF, and the power supply path is battery V1 → FET1a (ON) → FET1b (ON) → load 2.

電池電流Ibatは、FET1aのソース→FET1aのドレイン→FET1bのドレイン→FET1bのソースを経て負荷2へ流れる(PNPトランジスタの場合は導通すると、エミッタ→コレクタの方向に電流が流れて、コレクタ→エミッタの方向には、わずかな電流しか流れないが、FETの場合は導通すると、ドレイン→ソースの方向及びソース→ドレインの方向いずれからも電流を流せる)。   The battery current Ibat flows to the load 2 via the source of the FET 1a → the drain of the FET 1a → the drain of the FET 1b → the source of the FET 1b. Only a small amount of current flows in the direction, but in the case of an FET, current can flow from either the drain → source direction or the source → drain direction).

また、FET1cがOFFであるため、電池電流Ibatはボディダイオードd3に対して逆方向となり、ACアダプタV2側へ逆流しない。さらに、FET1dがOFFとなることで、ボディダイオードd4がACアダプタV2側からの出力を遮断している。
〔S2〕電圧検出部13−2でACアダプタ電圧Vadpが検出されると、切り換え制御部14は、即時にFET1bをOFFして、ACアダプタV2からの電圧印加による電池V1への逆流防止に備える(ACアダプタV2からの電圧印加による電池V1への電流は、ボディダイオードd2に対して逆方向となる)。電源供給経路は、電池V1→FET1a(ON)→ボディダイオードd2→負荷2である(この状態では、FET1bのボディダイオードd2の順方向電圧Vfだけ電圧降下が生じることになる)。
〔S3〕FET1dをONする(ACアダプタV2側の出力遮断を解除する)。このとき、電池V1とACアダプタV2は、ボディダイオードd2、d3のダイオード冗長接続となるが、ACアダプタV2の起動電圧のしきい値が高いため、電源はACアダプタV2から給電されることになる。電源供給経路は、ACアダプタV2→FET1d(ON)→ボディダイオードd3→負荷2となり、この状態では、FET1cのボディダイオードd3の順方向電圧Vfだけ電圧降下するが、瞬断はしない。
〔S4〕FET1cをONして(電池V1からACアダプタV2への逆流防止を解除する)、ボディダイオードd3によるVfを取り除き、定常のACアダプタV2からの給電状態となる。電源供給経路は、ACアダプタV2→FET1d(ON)→FET1c(ON)→負荷2となる。なお、ACアダプタ電流Iadpは、FET1dのソース→FET1dのドレイン→FET1cのドレイン→FET1cのソースを経て負荷2へ流れる。また、Vbat<Vadpであるから、Ibatは流れない。
Further, since the FET 1c is OFF, the battery current Ibat is in the reverse direction with respect to the body diode d3 and does not flow backward to the AC adapter V2. Further, when the FET 1d is turned off, the body diode d4 blocks the output from the AC adapter V2.
[S2] When the AC adapter voltage Vadp is detected by the voltage detection unit 13-2, the switching control unit 14 immediately turns off the FET 1b to prepare for prevention of backflow to the battery V1 due to voltage application from the AC adapter V2. (The current to the battery V1 due to voltage application from the AC adapter V2 is in the opposite direction to the body diode d2). The power supply path is battery V1 → FET 1a (ON) → body diode d2 → load 2 (in this state, a voltage drop occurs by the forward voltage Vf of the body diode d2 of FET 1b).
[S3] The FET 1d is turned ON (the output cutoff on the AC adapter V2 side is released). At this time, the battery V1 and the AC adapter V2 are diode-redundantly connected to the body diodes d2 and d3. However, since the threshold voltage of the starting voltage of the AC adapter V2 is high, the power is supplied from the AC adapter V2. . The power supply path is AC adapter V2.fwdarw.FET1d (ON) .fwdarw.body diode d3.fwdarw.load 2. In this state, the voltage drops by the forward voltage Vf of the body diode d3 of FET1c, but there is no instantaneous interruption.
[S4] The FET 1c is turned on (preventing the backflow prevention from the battery V1 to the AC adapter V2), the Vf by the body diode d3 is removed, and the power supply state from the steady AC adapter V2 is established. The power supply path is AC adapter V 2 → FET 1 d (ON) → FET 1 c (ON) → load 2. The AC adapter current Iadp flows to the load 2 via the source of the FET 1d → the drain of the FET 1d → the drain of the FET 1c → the source of the FET 1c. Also, since Vbat <Vadp, Ibat does not flow.

図8は電池V1からACアダプタV2への切り換えシーケンスを示す図である。図4〜図7で上述したFETのスイッチング状態をタイムチャートで示している。
動作モードS1→S2では、ACアダプタ電圧Vadpがしきい値thを超えると、FET1bは即時にOFFとなる。このとき、負荷2に与えられる負荷電圧V0は、電池電圧Vbatからボディダイオードd2の順方向電圧Vfだけ降下する。ただし、電池電圧Vbatから0.5V程度の順方向電圧Vfだけ低下したとしても、負荷2の動作には支障はないので、動作モードS1→S2で瞬断は生じない。
FIG. 8 is a diagram showing a switching sequence from the battery V1 to the AC adapter V2. The switching state of the FET described above with reference to FIGS. 4 to 7 is shown in a time chart.
In the operation mode S1 → S2, when the AC adapter voltage Vadp exceeds the threshold value th, the FET 1b is immediately turned OFF. At this time, the load voltage V0 applied to the load 2 drops from the battery voltage Vbat by the forward voltage Vf of the body diode d2. However, even if the forward voltage Vf is reduced by about 0.5 V from the battery voltage Vbat, there is no hindrance to the operation of the load 2, so no instantaneous interruption occurs in the operation mode S1 → S2.

一方、動作モードS2→S3では、FET1dがONとなり、ACアダプタV2からの給電となるが、ACアダプタ電圧Vadpからボディダイオードd3の順方向電圧Vfだけ降下した給電となる。この場合もACアダプタ電圧Vadpから0.5V程度の順方向電圧Vfだけ低下したとしても、負荷2の動作には支障はないので、動作モードS2→S3で瞬断は生じない。そして、動作モードS3→S4では、FET1cがONとなり、負荷電圧V0はACアダプタ電圧Vadpとなり、ACアダプタV2による定常運用となる。   On the other hand, in the operation mode S2 → S3, the FET 1d is turned on and power is supplied from the AC adapter V2. However, the power supply is reduced by the forward voltage Vf of the body diode d3 from the AC adapter voltage Vadp. In this case as well, even if the forward voltage Vf of about 0.5 V is lowered from the AC adapter voltage Vadp, there is no problem in the operation of the load 2, so that no instantaneous interruption occurs in the operation mode S2 → S3. In the operation mode S3 → S4, the FET 1c is turned on, the load voltage V0 becomes the AC adapter voltage Vadp, and the steady operation is performed by the AC adapter V2.

図9は各動作モードにおける電力損失を示す図である。動作モードS1では、FET1aとFET1bがONとなって電池電圧Vbatを供給するので、動作モードS1の時間帯における電力損失Wloss1は、FET1aの導通損失W1aと、FET1bの導通損失W1bとの和になる(Wloss1=W1a+W1b)。 FIG. 9 is a diagram showing power loss in each operation mode. In the operation mode S1, the FET 1a and the FET 1b are turned on to supply the battery voltage Vbat. Therefore, the power loss Wloss1 in the time zone of the operation mode S1 is the sum of the conduction loss W 1a of the FET 1a and the conduction loss W 1b of the FET 1b. become (Wloss1 = W 1a + W 1b ).

動作モードS2では、FET1aとボディダイオードd2がONとなって電池電圧Vbatを供給するので、動作モードS2の時間帯における電力損失Wloss2は、FET1aの導通損失W1aと、ボディダイオードd2による損失Wd2との和になる(Wloss2=W1a+Wd2)。 In the operation mode S2, since the FET 1a and the body diode d2 are turned on to supply the battery voltage Vbat, the power loss Wloss2 in the time zone of the operation mode S2 is the conduction loss W 1a of the FET 1a and the loss W d2 due to the body diode d2. the sum of the (Wloss2 = W 1a + W d2 ).

動作モードS3では、FET1dとボディダイオードd3がONとなってACアダプタ電圧Vadpを供給するので、動作モードS3の時間帯における電力損失Wloss3は、FET1dの導通損失W1dと、ボディダイオードd3による損失Wd3との和になる(Wloss3=W1d+Wd3)。 In the operation mode S3, the FET 1d and the body diode d3 are turned on to supply the AC adapter voltage Vadp. Therefore, the power loss Wloss3 in the time zone of the operation mode S3 is the conduction loss W 1d of the FET 1d and the loss W due to the body diode d3. the sum of the d3 (Wloss3 = W 1d + W d3).

動作モードS4では、FET1cとFET1dがONとなってACアダプタ電圧Vadpを供給するので、動作モードS4の時間帯における損失Wloss4は、FET1cの導通損失W1cと、FET1dの導通損失W1dとの和になる(Wloss4=W1c+W1d)。 In the operation mode S4, the FET 1c and the FET 1d are turned on to supply the AC adapter voltage Vadp. Therefore, the loss Wloss4 in the time zone of the operation mode S4 is the sum of the conduction loss W 1c of the FET 1c and the conduction loss W 1d of the FET 1d. become (Wloss4 = W 1c + W 1d ).

ここで、FETの電力損失には、FETの導通損失と、ボディダイオードによる損失との2つがある。FETの導通損失Wfは、FETを流れる電流をI、FETの内部抵抗をRとすれば、Wf=I×Rであるが、内部抵抗Rは非常に小さい値なので(0.1Ω以下程度を選択)、FET導通時の電力は非常に小さい値となる。したがって、動作モードS1、S4の定常状態における電力供給時の電力損失Wloss1、Wloss4も小さい値となる。 Here, there are two types of FET power loss: FET conduction loss and body diode loss. The conduction loss Wf of the FET is Wf = I 2 × R, where I is the current flowing through the FET and R is the internal resistance of the FET, but the internal resistance R is a very small value (less than about 0.1Ω) Selection), the power when the FET is on is very small. Therefore, the power losses Wloss1 and Wloss4 when supplying power in the steady state of the operation modes S1 and S4 are also small values.

また、ボディダイオードによる電力損失Wdは、ボディダイオードを流れる電流をI、順方向電圧降下をVfとすれば、Wd=I×Vfであり、Vfは0.5V程度なので、やや大きい値となるが、ダイオード損失が生じるのは、動作モードS2、S3といったスイッチ切り換えの途中状態の短時間のみに限られるので、運用時の電力損失に大きな影響を与えることはない。   Further, the power loss Wd due to the body diode is slightly large because Wd = I × Vf and Vf is about 0.5 V, where I is the current flowing through the body diode and Vf is the forward voltage drop. The diode loss is generated only in a short time during the switching operation such as the operation modes S2 and S3, so that the power loss during operation is not greatly affected.

なお、図9を見ると、FET1a、1bの損失W1a、W1bよりも、FET1c、1dの損失W1c、W1dの方がレベルが小さく、ボディダイオードの損失Wd2よりもボディダイオードの損失Wd3のレベルが小さくなっている。 Referring to FIG. 9, the levels of the losses W 1c and W 1d of the FETs 1c and 1d are lower than the losses W 1a and W 1b of the FETs 1a and 1b, and the loss of the body diode is smaller than the loss W d2 of the body diode. The level of W d3 is small.

電池電圧Vbatは、ACアダプタ電圧Vadpよりも低いので、負荷2には一定電力がかかるとすると、電池V1使用時に負荷2へ流れる電池電流Ibatは、ACアダプタV2使用時に負荷2へ流れるACアダプタ電流Iadpよりも大きい値となる(電圧が低い方が流れる電流が大きい)。   Since the battery voltage Vbat is lower than the AC adapter voltage Vadp, assuming that constant power is applied to the load 2, the battery current Ibat that flows to the load 2 when the battery V1 is used is the AC adapter current that flows to the load 2 when the AC adapter V2 is used. The value is larger than Iadp (the current that flows when the voltage is lower is larger).

したがって、上記のWf、Wdの計算式からわかるように、電流が大きい方が損失も大きくなるので、電池側とACアダプタ側とでは、同じFETの導通損失またはボディダイオードの損失であっても、損失レベルに差が現れることになる。   Therefore, as can be seen from the above formulas for Wf and Wd, the larger the current, the larger the loss. Therefore, on the battery side and the AC adapter side, even if the same FET conduction loss or body diode loss, A difference will appear in the loss level.

以上説明したように、本発明の電源装置10では、電池V1からACアダプタV2への切り換え時には、電流の逆流などを起こさずに安定した無瞬断切り換えを行うことができ、かつ定常運用時には、FETのわずかな導通損失だけになるので、電力損失を低減することが可能になる。   As described above, in the power supply device 10 of the present invention, when switching from the battery V1 to the AC adapter V2, stable uninterrupted switching can be performed without causing a backflow of current and the like, and during steady operation, Since there is only a small conduction loss of the FET, it is possible to reduce the power loss.

次にACアダプタV2から電池V1への電源切り換え時のFET1a〜1dの動作について説明する。図10〜図13はACアダプタV2から電池V1への切り換えを行った場合のFET1a〜1dの動作を示す図である。動作モードS5〜S8を順に図10〜図13に示す。なお、図中、電圧検出部13−1、13−2、切り換え制御部14の図示は省略する。
〔S5〕ACアダプタV2からの給電である(負荷電圧V0=ACアダプタ電圧Vadp)。このときのFETのスイッチング状態は、FET1a、1bはOFF、FET1c、1dはONであり、電源供給経路は、ACアダプタV2→FET1d(ON)→FET1c(ON)→負荷2となる。
Next, the operation of the FETs 1a to 1d when the power source is switched from the AC adapter V2 to the battery V1 will be described. 10 to 13 are diagrams showing the operations of the FETs 1a to 1d when switching from the AC adapter V2 to the battery V1 is performed. The operation modes S5 to S8 are shown in order in FIGS. In addition, illustration of the voltage detection parts 13-1 and 13-2 and the switching control part 14 is abbreviate | omitted in the figure.
[S5] Power supply from the AC adapter V2 (load voltage V0 = AC adapter voltage Vadp). At this time, the FET switching states are FET1a and 1b are OFF, FET1c and 1d are ON, and the power supply path is AC adapter V2 → FET1d (ON) → FET1c (ON) → load 2.

なお、FET1bがOFFであるため、ACアダプタ電流Iadpはボディダイオードd2に対して逆方向となり、電池V1側へ逆流しない。さらに、FET1aがOFFとなることで、ボディダイオードd1が電池V1側からの出力を遮断している。
〔S6〕ACアダプタV2で給電中、電圧検出部13−1で電池電圧Vbatが検出されると、切り換え制御部14は、FET1aをONして(電池V1側の出力遮断を解除する)、ACアダプタV2がOFFしたときに即時に電池V1から給電できるように備える。電源供給経路は、ACアダプタV2→FET1d(ON)→FET1c(ON)→負荷2である。なお、Vbat<Vadpであるから、Ibatは流れない。
〔S7〕電圧検出部13−2が、ACアダプタV2の停止電圧を検出すると、切り換え制御部14は、即時にFET1cとFET1dをOFFにする(電池V1からACアダプタV2への逆流を防止し、ACアダプタV2側の出力を遮断する)。電源供給経路は、電池V1→FET1a(ON)→ボディダイオードd2→負荷2となる。この場合、FET1bのボディダイオードd2の順方向電圧Vfだけ電圧降下するが、瞬断はしない。
〔S8〕FET1bをONし(ACアダプタV2から電池V1への逆流防止を解除する)、ボディダイオードd2によるVfを取り除き、定常の電池V1からの給電状態となる。電源供給経路は、電池V1→FET1a(ON)→FET1b(ON)→負荷2となる。
Since the FET 1b is OFF, the AC adapter current Iadp is in the reverse direction with respect to the body diode d2, and does not flow backward to the battery V1 side. Further, when the FET 1a is turned off, the body diode d1 blocks the output from the battery V1 side.
[S6] When the battery voltage Vbat is detected by the voltage detector 13-1 while the power is being supplied by the AC adapter V2, the switching controller 14 turns on the FET 1a (releases the output cutoff on the battery V1 side), and AC When the adapter V2 is turned off, the battery V1 can be immediately supplied with power. The power supply path is AC adapter V 2 → FET 1 d (ON) → FET 1 c (ON) → load 2. Since Vbat <Vadp, Ibat does not flow.
[S7] When the voltage detection unit 13-2 detects the stop voltage of the AC adapter V2, the switching control unit 14 immediately turns off the FET 1c and FET 1d (prevents backflow from the battery V1 to the AC adapter V2, The output on the AC adapter V2 side is cut off). The power supply path is battery V 1 → FET 1 a (ON) → body diode d 2 → load 2. In this case, the voltage drops by the forward voltage Vf of the body diode d2 of the FET 1b, but no instantaneous interruption occurs.
[S8] The FET 1b is turned ON (preventing the backflow prevention from the AC adapter V2 to the battery V1), Vf by the body diode d2 is removed, and the power supply state from the steady battery V1 is established. The power supply path is battery V 1 → FET 1 a (ON) → FET 1 b (ON) → load 2.

図14はACアダプタV2から電池V1への切り換えシーケンスを示す図である。図10〜図13で上述したFETのスイッチング状態をタイムチャートで示している。
動作モードS5→S6では、電池電圧Vbatがしきい値th1を超えると、FET1aは即時にONとなる。このとき、負荷2に与えられる負荷電圧V0は、ACアダプタ電圧Vadpである。
FIG. 14 is a diagram showing a switching sequence from the AC adapter V2 to the battery V1. The switching state of the FET described above with reference to FIGS. 10 to 13 is shown in a time chart.
In the operation mode S5 → S6, when the battery voltage Vbat exceeds the threshold value th1, the FET 1a is immediately turned ON. At this time, the load voltage V0 applied to the load 2 is the AC adapter voltage Vadp.

動作モードS6→S7では、ACアダプタ電圧Vadpがしきい値th2から下がると、FET1cとFET1dは即時にOFFとなり、負荷2へは電池電圧Vbatが与えられる。このとき、負荷2に与えられる電圧V0は電池電圧Vbatからボディダイオードd2の順方向電圧Vfだけ降下する。   In the operation mode S6 → S7, when the AC adapter voltage Vadp falls from the threshold value th2, the FET 1c and FET 1d are immediately turned OFF, and the battery voltage Vbat is applied to the load 2. At this time, the voltage V0 applied to the load 2 drops from the battery voltage Vbat by the forward voltage Vf of the body diode d2.

ただし、電池電圧Vbatから0.5V程度の順方向電圧Vfだけ低下したとしても、負荷2の動作には支障はないので、動作モードS6→S7で瞬断は生じない。さらに、動作モードS7→S8では、FET1bがONとなり、負荷電圧V0は電池電圧Vbatとなり、電池V1による定常運用となる。   However, even if the forward voltage Vf is reduced by about 0.5 V from the battery voltage Vbat, the operation of the load 2 is not hindered, so that no instantaneous interruption occurs in the operation mode S6 → S7. Further, in the operation mode S7 → S8, the FET 1b is turned on, the load voltage V0 becomes the battery voltage Vbat, and the battery V1 is in a steady operation.

図15は各動作モードにおける電力損失を示す図である。動作モードS5では、FET1cとFET1dがONとなってACアダプタ電圧Vadpを供給するので、動作モードS5の時間帯における電力損失Wloss5は、FET1cの導通損失W1cと、FET1dの導通損失W1dとの和になる(Wloss5=W1c+W1d)。 FIG. 15 is a diagram showing power loss in each operation mode. In the operation mode S5, the FET 1c and the FET 1d are turned on to supply the AC adapter voltage Vadp. Therefore, the power loss Wloss5 in the time zone of the operation mode S5 is the conduction loss W 1c of the FET 1c and the conduction loss W 1d of the FET 1d . the sum (Wloss5 = W 1c + W 1d ).

動作モードS6では、FET1cとFET1dがONのままでACアダプタ電圧Vadpを供給するので、動作モードS6の時間帯における電力損失Wloss6は、上記と同様にFET1cの導通損失W1cと、FET1dの導通損失W1dとの和になる(Wloss6=W1c+W1d)。 In the operation mode S6, the AC adapter voltage Vadp is supplied while the FET 1c and the FET 1d remain ON. Therefore, the power loss Wloss6 in the time zone of the operation mode S6 is the conduction loss W 1c of the FET 1c and the conduction loss of the FET 1d as described above. It becomes the sum with W 1d (Wloss6 = W 1c + W 1d ).

動作モードS7では、FET1aとボディダイオードd2がONとなって電池電圧Vbatを供給するので、動作モードS7の時間帯における電力損失Wloss7は、FET1aの導通損失W1aと、ボディダイオードd2による損失Wd2との和になる(Wloss7=W1a+Wd2)。この時間帯ではダイオード損失が生じるが、スイッチ切り換えの途中状態の短時間のみに限られるので、運用時の電力損失に大きな影響を与えることはない。 In the operation mode S7, the FET 1a and the body diode d2 are turned on to supply the battery voltage Vbat. Therefore, the power loss Wloss7 in the time zone of the operation mode S7 is the conduction loss W 1a of the FET 1a and the loss W d2 due to the body diode d2. the sum of the (Wloss7 = W 1a + W d2 ). Although diode loss occurs in this time zone, it is limited to only a short time in the middle of switching, so that it does not significantly affect power loss during operation.

動作モードS8では、FET1aとFET1bがONとなって電池電圧Vbatを供給するので、動作モードS8の時間帯における損失Wloss8は、FET1aの導通損失W1aと、FET1bの導通損失W1bとの和になる(Wloss8=W1a+W1b)。 In the operation mode S8, the FET 1a and the FET 1b are turned on to supply the battery voltage Vbat. Therefore, the loss Wloss8 in the time zone of the operation mode S8 is the sum of the conduction loss W 1a of the FET 1a and the conduction loss W 1b of the FET 1b. consisting of (Wloss8 = W 1a + W 1b ).

以上説明したように、本発明の電源装置10では、ACアダプタV2から電池V1への切り換え時には、電流の逆流などを起こさずに安定した無瞬断切り換えを行うことができ、かつ定常運用時には、FETのわずかな導通損失だけになるので、電力損失を低減することが可能になる。   As described above, in the power supply device 10 of the present invention, when switching from the AC adapter V2 to the battery V1, stable uninterruptible switching can be performed without causing a backflow of current, and during steady operation, Since there is only a small conduction loss of the FET, it is possible to reduce the power loss.

次にFET1a、1dの出力遮断スイッチに設けた時定数回路について説明する。図16は時定数回路を示す図である。図は、時定数回路15−2が設けられた周辺部の構成を示している。時定数回路15−2は、抵抗R2、コンデンサC2を含む。   Next, a time constant circuit provided in the output cutoff switch of the FETs 1a and 1d will be described. FIG. 16 shows a time constant circuit. The figure shows the configuration of the peripheral portion where the time constant circuit 15-2 is provided. The time constant circuit 15-2 includes a resistor R2 and a capacitor C2.

時定数回路15−2周辺の素子の接続関係は、抵抗R2の一端は、切り換え制御部14のVd端子と接続し、抵抗R2の他端は、FET1dのゲートとコンデンサC2の一端と接続する。コンデンサC2の他端は、FET1dのソースと、ボディダイオードd4のカソードと、ACアダプタV2の+側と接続する。   Regarding the connection relationship of the elements around the time constant circuit 15-2, one end of the resistor R2 is connected to the Vd terminal of the switching control unit 14, and the other end of the resistor R2 is connected to the gate of the FET 1d and one end of the capacitor C2. The other end of the capacitor C2 is connected to the source of the FET 1d, the cathode of the body diode d4, and the + side of the AC adapter V2.

ここで、上述したように、負荷2には通常、平滑用のコンデンサC0が設置される。コンデンサC0の初期状態では電荷は0に近いため、FET1dをONしてACアダプタV2からの出力遮断を解除すると、突入電流と呼ばれる大きな充電電流が瞬間的に流れるおそれがある。時定数回路15−2は、この突入電流が流れることを防止するための回路である。   Here, as described above, the load 2 is usually provided with a smoothing capacitor C0. Since the charge is close to 0 in the initial state of the capacitor C0, a large charging current called an inrush current may flow momentarily when the FET 1d is turned on to release the output cutoff from the AC adapter V2. The time constant circuit 15-2 is a circuit for preventing the inrush current from flowing.

図17はFET1dのゲート電圧と突入電流との関係を示す図である。グラフG1は、FET1dのゲート電圧(ゲート−ソース間電圧)Vgsを示しており、縦軸はゲート電圧Vgs、横軸は時間である。グラフG2は、コンデンサC0に流れ込む突入電流を示しており、縦軸はACアダプタ電流Iadp、横軸は時間である。   FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the gate voltage of the FET 1d and the inrush current. A graph G1 indicates the gate voltage (gate-source voltage) Vgs of the FET 1d, the vertical axis represents the gate voltage Vgs, and the horizontal axis represents time. The graph G2 shows the inrush current flowing into the capacitor C0, the vertical axis is the AC adapter current Iadp, and the horizontal axis is time.

図中、点線表示は時定数回路15−2を設けてない場合を示している。この場合、FET1dのゲート電圧Vgsが急激に上昇するので、FET1dが急激にONし、ドレイン電流(ACアダプタ電流Iadp)も瞬間的に大きなピーク値をとって突入電流として負荷2へ流れ込むことになる。   In the figure, the dotted line display shows the case where the time constant circuit 15-2 is not provided. In this case, since the gate voltage Vgs of the FET 1d is rapidly increased, the FET 1d is rapidly turned on, and the drain current (AC adapter current Iadp) instantaneously takes a large peak value and flows into the load 2 as an inrush current. .

一方、時定数回路15−2がある場合は、図中、実線で示すように、FET1dのゲート電圧Vgsは、緩やかに上昇を開始し(時定数回路15−2に流れる電流は、抵抗R2で抑えられながら、コンデンサC2を充電するため)、FET1dがON状態へ移行するにつれて、ドレイン電流が徐々に流れ始めて、ACアダプタ電流Iadpのピーク値は低く抑えられ、過大な突入電流の発生が抑制される。   On the other hand, when there is a time constant circuit 15-2, as indicated by a solid line in the figure, the gate voltage Vgs of the FET 1d starts to rise gently (the current flowing through the time constant circuit 15-2 is caused by the resistor R2). In order to charge the capacitor C2 while being suppressed), as the FET 1d shifts to the ON state, the drain current begins to flow gradually, the peak value of the AC adapter current Iadp is kept low, and the occurrence of an excessive inrush current is suppressed. The

なお、ゲート電圧Vgsは、以下の式(4)で表される。式中のCはコンデンサC2の容量、Rは抵抗R2の抵抗値である。   The gate voltage Vgs is expressed by the following formula (4). In the equation, C is the capacitance of the capacitor C2, and R is the resistance value of the resistor R2.

Figure 2005080491
Figure 2005080491

式(4)からFET1dのバイアス電圧Vdは、時定数CRの時間をかけて、Vgsに漸近していくことがわかる(CRの値が大きいほど、傾きはより緩やかになり、バイアス電圧VdがVgsに達する時間がかかることになる)。なお、上記では、ACアダプタV2側のFET1dに設けた時定数回路15−2について説明したが、電池V1側のFET1aに対しても、同様な時定数回路を設けることになる(構成、動作は同じなので説明は省略する)。   From the equation (4), it can be seen that the bias voltage Vd of the FET 1d gradually approaches Vgs over a time constant CR (the larger the value of CR, the more gentle the slope becomes, and the bias voltage Vd becomes Vgs. Will take time to reach). In the above description, the time constant circuit 15-2 provided in the FET 1d on the AC adapter V2 side has been described. However, a similar time constant circuit is provided also in the FET 1a on the battery V1 side (configuration and operation are the same). The explanation is omitted because it is the same).

次にヒステリシスコンパレータを有する電圧検出部について説明する。図18は電圧検出部の構成を示す図である。図は、ヒステリシスコンパレータが設けられた電圧検出部13−2aの周辺部の構成を示している。電圧検出部13−2aは、抵抗R5、R6、コンパレータcomp2、基準電圧源Vr2を含む。   Next, a voltage detection unit having a hysteresis comparator will be described. FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of the voltage detection unit. The figure shows the configuration of the periphery of the voltage detector 13-2a provided with a hysteresis comparator. The voltage detector 13-2a includes resistors R5 and R6, a comparator comp2, and a reference voltage source Vr2.

電圧検出部13−2a周辺の素子の接続関係は、コンパレータcomp2の出力端子は、切り換え制御部14のVadpon端子と、抵抗R5の一端と接続する。抵抗R5の他端は、コンパレータcomp2の(+)入力端子と、抵抗R6の一端と接続し、抵抗R6の他端は、FET1dのソースと、ボディダイオードd4のカソードと、ACアダプタV2の+側と接続する。コンパレータcomp2の(−)入力端子は、基準電圧源Vr2の+側と接続し、基準電圧源Vr2の−側とACアダプタV2の−側はGNDに接続する(抵抗R5、R6とコンパレータcomp2がこのような接続で構成されるコンパレータのことをヒステリシスコンパレータと呼ぶ)。   Regarding the connection relationship of the elements around the voltage detection unit 13-2a, the output terminal of the comparator comp2 is connected to the Vadpon terminal of the switching control unit 14 and one end of the resistor R5. The other end of the resistor R5 is connected to the (+) input terminal of the comparator comp2 and one end of the resistor R6. The other end of the resistor R6 is the source of the FET 1d, the cathode of the body diode d4, and the + side of the AC adapter V2. Connect with. The (−) input terminal of the comparator comp2 is connected to the + side of the reference voltage source Vr2, and the − side of the reference voltage source Vr2 and the − side of the AC adapter V2 are connected to GND (the resistors R5 and R6 and the comparator comp2 are connected to this). A comparator composed of such connections is called a hysteresis comparator).

ヒステリシスコンパレータは、ACアダプタV2の内部抵抗や配線・接触抵抗等によって生じる電圧降下を起因とする検出電圧近傍でのリプル(ポンピング)や、または電源起動時の電圧傾斜に重畳したノイズによる誤検出を防止するために設けられる素子である。   The hysteresis comparator detects ripples (pumping) near the detection voltage caused by voltage drop caused by the internal resistance of AC adapter V2, wiring / contact resistance, etc., or false detection due to noise superimposed on the voltage gradient at power-on. It is an element provided to prevent.

図19、図20はヒステリシスコンパレータの動作を説明するための概念図である。図19は通常のコンパレータの動作を示し、図20はヒステリシスコンパレータを用いた場合の動作を示している。   19 and 20 are conceptual diagrams for explaining the operation of the hysteresis comparator. FIG. 19 shows the operation of a normal comparator, and FIG. 20 shows the operation when a hysteresis comparator is used.

通常、電源の立ち上がり傾斜、立ち下り傾斜には、ノイズが重畳してリプルが生じている。このような電圧波形に対して、図19に示すように、1つのしきい値TH0でACアダプタ電圧Vadpの起動、停止の電圧を認識すると、コンパレータの検出信号Vadponには、チャタリングが生じることになり、FETスイッチングの誤動作の原因となる。   In general, noise is superimposed on the rising slope and falling slope of the power source to cause ripples. For such a voltage waveform, as shown in FIG. 19, when the start / stop voltage of the AC adapter voltage Vadp is recognized with one threshold value TH0, chattering occurs in the detection signal Vadpon of the comparator. This causes a malfunction of FET switching.

一方、図20に示すように、ヒステリシスコンパレータは、立ち上がり傾斜に対する起動電圧しきい値TH1と、立ち下り傾斜に対する停止電圧しきい値TH2を有しており、入力電圧(ACアダプタ電圧Vadp)がしきい値TH1より低い場合は、検出信号VadponはLレベルになり、入力電圧がしきい値TH1より高くなると、Hレベルになる。また、入力電圧がしきい値TH2より低くなると、検出信号VadponはLレベルになる。このように、ヒステリシスコンパレータを電圧検出部に用いることで、入力電圧にノイズが乗っていても比較的安定した出力が得られることになる。   On the other hand, as shown in FIG. 20, the hysteresis comparator has a start voltage threshold value TH1 for the rising slope and a stop voltage threshold value TH2 for the falling slope, and the input voltage (AC adapter voltage Vadp) is When it is lower than the threshold value TH1, the detection signal Vadpon becomes L level, and when the input voltage becomes higher than the threshold value TH1, it becomes H level. Further, when the input voltage becomes lower than the threshold value TH2, the detection signal Vadpon becomes L level. Thus, by using the hysteresis comparator for the voltage detection unit, a relatively stable output can be obtained even if noise is added to the input voltage.

なお、しきい値TH1、TH2の差はヒステリシス電圧と呼ばれ、これが大きいほどノイズに強い。なお、しきい値TH1、TH2のそれぞれの電圧VTH1、VTH2及びヒステリシス電圧(VTH1−VTH2)は、以下の式(5a)〜(5c)で算出される。 Note that the difference between the thresholds TH1 and TH2 is called a hysteresis voltage, and the larger this is, the stronger the noise. The voltages V TH1 and V TH2 and the hysteresis voltage (V TH1 −V TH2 ) of the thresholds TH1 and TH2 are calculated by the following equations (5a) to (5c).

Figure 2005080491
Figure 2005080491

上記では、ACアダプタ電圧V2側の電圧検出部13−2aのヒステリシスコンパレータについて説明したが、電池V1側の電圧検出部に対しても、同様なヒステリシスコンパレータを設けることになる(構成、動作は同じなので説明は省略する)。   Although the hysteresis comparator of the voltage detection unit 13-2a on the AC adapter voltage V2 side has been described above, a similar hysteresis comparator is provided for the voltage detection unit on the battery V1 side (the configuration and operation are the same). So explanation is omitted).

次にFET1b、1cの逆流防止スイッチに設けたショットキーバリアダイオードについて説明する。図21はショットキーバリアダイオードを接続したFET1cを示す図である。ショットキーバリアダイオードsd2は、外付けダイオードとして、FET1cのボディダイオードd3に並列に接続する。接続の仕方は、ショットキーバリアダイオードsd2のアノードは、FET1cのソースと、ボディダイオードd3のアノードと接続し、ショットキーバリアダイオードsd2のカソードは、FET1cのドレインと、ボディダイオードd3のカソードと接続する。   Next, the Schottky barrier diode provided in the backflow prevention switch of the FETs 1b and 1c will be described. FIG. 21 is a diagram showing an FET 1c to which a Schottky barrier diode is connected. The Schottky barrier diode sd2 is connected as an external diode in parallel to the body diode d3 of the FET 1c. As for the connection method, the anode of the Schottky barrier diode sd2 is connected to the source of the FET 1c and the anode of the body diode d3, and the cathode of the Schottky barrier diode sd2 is connected to the drain of the FET 1c and the cathode of the body diode d3. .

ショットキーバリアダイオードsd2は、順方向電圧降下が通常のダイオードよりも小さいダイオードである。このショットキーバリアダイオードsd2をFET1cのドレイン−ソース間にボディダイオードd3と同じ向きに並列に接続することで、電源切り換え中に低下する、負荷電圧の低下分を減少させることができる。   The Schottky barrier diode sd2 is a diode whose forward voltage drop is smaller than that of a normal diode. By connecting the Schottky barrier diode sd2 in parallel with the body diode d3 between the drain and source of the FET 1c, it is possible to reduce the decrease in load voltage that is reduced during power supply switching.

図22は順方向電圧降下を示す図である。縦軸はACアダプタ電流Iadp、横軸は順方向電圧Vfである。ボディダイオードd3の順方向電圧をVfd3、ショットキーバリアダイオードsd2の順方向電圧をVfsd2とすると、図からわかるように、同じ電流Iadpに対して、Vfsd2<Vfd3である。したがって、ボディダイオードにショットキーバリアダイオードを並列に接続することにより、電圧の低いショットキーバリアダイオード側を、電流は側流することになり、電力損失の低減を図ることが可能になる。 FIG. 22 is a diagram showing a forward voltage drop. The vertical axis represents the AC adapter current Iadp, and the horizontal axis represents the forward voltage Vf. Assuming that the forward voltage of the body diode d3 is Vf d3 and the forward voltage of the Schottky barrier diode sd2 is Vf sd2 , as can be seen from the figure, Vf sd2 <Vf d3 . Therefore, by connecting the Schottky barrier diode in parallel with the body diode, the current flows through the low-voltage Schottky barrier diode side, and it is possible to reduce power loss.

次に本発明の電源装置10を適用した通信装置について説明する。図23、図24は通信装置の構成を示す図である。通信装置100は、本発明の電源装置10を含み、上記で説明した各機能を反映させた装置であって、電池V1と、電池V1より出力電圧が高いACアダプタV2との併用運転が可能で、電池V1またはACアダプタV2からの電源供給によって情報通信を行う装置である。   Next, a communication device to which the power supply device 10 of the present invention is applied will be described. 23 and 24 are diagrams showing the configuration of the communication apparatus. The communication device 100 includes the power supply device 10 of the present invention and reflects each function described above. The communication device 100 can be used in combination with the battery V1 and the AC adapter V2 whose output voltage is higher than that of the battery V1. This is a device that performs information communication by supplying power from the battery V1 or the AC adapter V2.

通信装置100は、FET1a〜FET1d、ショットキーバリアダイオードsd1、sd2、電圧検出部13−1a、13−2a、切り換え制御部14、時定数回路15−1、15−2、通信制御部2a(負荷2に該当)、電池V1、ACアダプタV2から構成される。   The communication device 100 includes FET1a to FET1d, Schottky barrier diodes sd1 and sd2, voltage detection units 13-1a and 13-2a, a switching control unit 14, time constant circuits 15-1 and 15-2, a communication control unit 2a (load 2), a battery V1 and an AC adapter V2.

各素子の接続関係については、ショットキーバリアダイオードsd1、sd2、電圧検出部13−1a、時定数回路15−1の周辺部のみ説明する(その他の構成素子の接続関係は記載済み)。ショットキーバリアダイオードsd1のアノードは、FET1aのドレインと、ボディダイオードd1のアノードと、FET1bのドレインと、ボディダイオードd2のアノードと接続する。   Only the peripheral parts of the Schottky barrier diodes sd1 and sd2, the voltage detection unit 13-1a, and the time constant circuit 15-1 will be described with respect to the connection relationship of each element (connection relations of other components have been described). The anode of the Schottky barrier diode sd1 is connected to the drain of the FET 1a, the anode of the body diode d1, the drain of the FET 1b, and the anode of the body diode d2.

ショットキーバリアダイオードsd1のカソードは、FET1bのソースと、ボディダイオードd2のカソードと、コンデンサC0の一端と、通信制御部2aのVin端子と、ショットキーバリアダイオードsd2のカソードと、FET1cのソースと、ボディダイオードd3のカソードと接続する。   The cathode of the Schottky barrier diode sd1 is the source of the FET 1b, the cathode of the body diode d2, one end of the capacitor C0, the Vin terminal of the communication control unit 2a, the cathode of the Schottky barrier diode sd2, and the source of the FET 1c. Connected to the cathode of the body diode d3.

また、ショットキーバリアダイオードsd2のアノードは、FET1cのドレインと、ボディダイオードd3のアノードと、FET1dのドレインと、ボディダイオードd4のアノードと接続する。   The anode of the Schottky barrier diode sd2 is connected to the drain of the FET 1c, the anode of the body diode d3, the drain of the FET 1d, and the anode of the body diode d4.

電圧検出部13−1aに対し、コンパレータcomp1の出力端子は、切り換え制御部14のVbaton端子と、抵抗R3の一端と接続する。抵抗R3の他端は、コンパレータcomp1の(+)入力端子と、抵抗R4の一端と接続し、抵抗R4の他端は、FET1aのソースと、ボディダイオードd1のカソードと、コンデンサC1の他端と、電池V1の+側と接続する。コンパレータcomp1の(−)入力端子は、基準電圧源Vr1の+側と接続し、基準電圧源Vr1の−側はGNDに接続する。   For the voltage detector 13-1a, the output terminal of the comparator comp1 is connected to the Vbaton terminal of the switching controller 14 and one end of the resistor R3. The other end of the resistor R3 is connected to the (+) input terminal of the comparator comp1 and one end of the resistor R4. The other end of the resistor R4 is connected to the source of the FET 1a, the cathode of the body diode d1, and the other end of the capacitor C1. Connect to the positive side of the battery V1. The (−) input terminal of the comparator comp1 is connected to the + side of the reference voltage source Vr1, and the − side of the reference voltage source Vr1 is connected to GND.

時定数回路15−1に対し、抵抗R1の一端は、切り換え制御部14のVa端子と接続し、抵抗R1の他端は、FET1aのゲートと、コンデンサC1の一端と接続する。コンデンサC1の他端は、FET1aのソースと、ボディダイオードd1のカソードと、抵抗R4の他端と、電池V1の+側と接続する。   For the time constant circuit 15-1, one end of the resistor R1 is connected to the Va terminal of the switching control unit 14, and the other end of the resistor R1 is connected to the gate of the FET 1a and one end of the capacitor C1. The other end of the capacitor C1 is connected to the source of the FET 1a, the cathode of the body diode d1, the other end of the resistor R4, and the + side of the battery V1.

動作について説明する。なお、詳細動作は上述したので、電源切り換え時の動作を中心に簡潔に説明する。電池V1からACアダプタV2への切り換えに対し、電池V1で運用中にACアダプタV2が起動すると、ACアダプタV2の電圧を、電圧検出部13−2aにより検出する。検出電圧が設定電圧より高くなると(電池V1の起動電圧より高く設定してある)、電池V1側の逆流防止用のFET1bをOFFにして、ACアダプタV2→電池V1への電流の流れ込みを防止する。   The operation will be described. Since the detailed operation has been described above, the operation will be briefly described focusing on the operation at the time of switching the power source. In response to switching from the battery V1 to the AC adapter V2, when the AC adapter V2 is activated during operation with the battery V1, the voltage of the AC adapter V2 is detected by the voltage detector 13-2a. When the detection voltage becomes higher than the set voltage (set higher than the starting voltage of the battery V1), the backflow prevention FET 1b on the battery V1 side is turned off to prevent the current from flowing from the AC adapter V2 to the battery V1. .

次に時定数回路15−2により負荷側コンデンサC0への突入電流を抑圧しながら、FET1dをONする。ここで、今まで電池V1側から供給していた負荷電流は、ACアダプタV2からの供給に切り換わる。   Next, the FET 1d is turned on while suppressing the inrush current to the load side capacitor C0 by the time constant circuit 15-2. Here, the load current supplied from the battery V1 side until now switches to the supply from the AC adapter V2.

ただし、まだFET1cはOFF状態なので、通信制御部2aへの電流はFET1cのドレイン−ソース間に設けたショットキーバリアダイオードsd2を通って供給されるため、ショットキーバリアダイオードsd2のVf分低下した電圧が、通信制御部2aの負荷電圧になる。   However, since the FET 1c is still in the OFF state, the current to the communication control unit 2a is supplied through the Schottky barrier diode sd2 provided between the drain and source of the FET 1c, so that the voltage decreased by Vf of the Schottky barrier diode sd2. Becomes the load voltage of the communication control unit 2a.

次にFET1cがONになると、給電電流はショットキーバリアダイオードsd2を通らず、FET1cを流れるのでVf分電圧が上昇し、ACアダプタV2の電圧がそのまま負荷電圧に供給され定常状態となる。その後、電池電圧がOFFされた場合は、FET1aはOFFする(ACアダプタV2からの給電には影響しない)。   Next, when the FET 1c is turned on, the power supply current does not pass through the Schottky barrier diode sd2 and flows through the FET 1c. Therefore, the voltage Vf rises, and the voltage of the AC adapter V2 is supplied to the load voltage as it is to become a steady state. Thereafter, when the battery voltage is turned off, the FET 1a is turned off (the power supply from the AC adapter V2 is not affected).

一方、ACアダプタV2から電池V1への切り換えに対し、ACアダプタV2で運用中に電池V1が起動すると、電池V1の電圧をヒステリシスコンパレータhcomp1を含む電圧検出部13−1aにより検出する。検出電圧が設定電圧より高くなると、電池V1側の出力遮断用のFET1aをONして、出力遮断を解除するが、ACアダプタV2側の電圧が高いため、通信制御部2aへの給電はまだACアダプタV2から行われる。   On the other hand, in response to switching from the AC adapter V2 to the battery V1, when the battery V1 is activated during operation with the AC adapter V2, the voltage of the battery V1 is detected by the voltage detector 13-1a including the hysteresis comparator hcomp1. When the detection voltage becomes higher than the set voltage, the output blocking FET 1a on the battery V1 side is turned on to cancel the output blocking. However, since the voltage on the AC adapter V2 side is high, power supply to the communication control unit 2a is still AC. This is done from the adapter V2.

そして、ACアダプタV2が停止すると、即時にACアダプタV2側の逆流防止用のFET1cと出力遮断用のFET1dとをOFFして、電池V1→ACアダプタV2への逆流防止及びACアダプタV2の出力遮断を行う。このとき、すでに電池V1側のFET1aはONになっているので、電池V1から瞬断なしに通信制御部2aヘ給電される。   When the AC adapter V2 stops, the backflow prevention FET 1c and the output cutoff FET 1d on the AC adapter V2 side are immediately turned off to prevent the back flow from the battery V1 to the AC adapter V2 and the output cutoff of the AC adapter V2. I do. At this time, since the FET 1a on the battery V1 side is already ON, power is supplied from the battery V1 to the communication control unit 2a without instantaneous interruption.

ただし、電池V1側の逆流防止用のFET1bは、OFFになっているので、電流はFET1bのドレイン−ソース間に設けたショットキーバリアダイオードsd1を通って供給されるため、ショットキーバリアダイオードsd1のVf分低下した電圧が通信制御部2aの負荷電圧になる。   However, since the reverse current prevention FET 1b on the battery V1 side is OFF, the current is supplied through the Schottky barrier diode sd1 provided between the drain and source of the FET 1b. The voltage reduced by Vf becomes the load voltage of the communication control unit 2a.

次にFET1bがONになると、給電電流はショットキーバリアダイオードsd1を通らずFET1bを流れるので、Vf分電圧が上昇し、電池V1の電圧がそのまま通信制御部2aに供給され定常状態となる。   Next, when the FET 1b is turned on, the feeding current flows through the FET 1b without passing through the Schottky barrier diode sd1, so that the voltage by Vf rises and the voltage of the battery V1 is supplied to the communication control unit 2a as it is to be in a steady state.

このように、電池V1からACアダプタV2、またはACアダプタV2から電池V1への電源切り換えの途中では、一時的に電圧低下が生じるが、この電圧低下はショットキーバリアダイオードのVf分わずかに低下するだけで、通信制御部2aの動作には何ら支障はないので、無瞬断で電源切り換えが行われることになる。また、定常運用時は、FETの導通損失だけなので、電力損失の低減を図ることができる。さらにリレースイッチ部品等を用いずに、電源切り換えを行うため、装置の小型化が可能になる。   As described above, during the switching of the power source from the battery V1 to the AC adapter V2 or from the AC adapter V2 to the battery V1, a voltage drop temporarily occurs, but this voltage drop slightly decreases by Vf of the Schottky barrier diode. As a result, there is no hindrance to the operation of the communication control unit 2a, and the power supply is switched without interruption. Further, during steady operation, only the FET conduction loss is achieved, so that power loss can be reduced. Furthermore, since the power supply is switched without using relay switch components, the apparatus can be miniaturized.

図25は電源定常状態におけるFETの動作状態を示す図である。テーブルT1は、定常状態の各FETの動作状態と電源供給元をテーブル化してまとめたものである。
〔状態1〕電池V1とACアダプタV2両方の起動電圧が検出されない場合である。FETのスイッチング状態は、FET1a〜1dはすべてOFFであり、電源は供給されない。
〔状態2〕ACアダプタV2の起動電圧が検出された場合である。FETのスイッチング状態は、FET1a、1bがOFFし、FET1c、1dはONになり、電源はACアダプタV2から供給される。
〔状態3〕電池V1の起動電圧が検出された場合である。FETのスイッチング状態は、FET1a、1bがONし、FET1c、1dはOFFになり、電源は電池V1から供給される。
〔状態4〕電池V1とACアダプタV2両方の起動電圧が検出された場合である。ACアダプタV2の方が電圧が高い設定にしているので、FETのスイッチング状態は、FET1a、1c、1dがONし、FET1bはOFFになって、電源の供給はACアダプタV2から供給される(ここで、FET1aはONしており、ACアダプタV2の電源が突然遮断した場合でもFET1bのボディダイオードd2を通して即時に負荷2へ給電が可能な状態になっている)。
FIG. 25 is a diagram showing the operation state of the FET in the steady state of the power supply. The table T1 is a table that summarizes the operation state and power supply source of each FET in the steady state.
[State 1] This is a case where the starting voltages of both the battery V1 and the AC adapter V2 are not detected. In the switching state of the FETs, the FETs 1a to 1d are all OFF, and no power is supplied.
[State 2] This is a case where the starting voltage of the AC adapter V2 is detected. In the switching state of the FET, the FETs 1a and 1b are turned off, the FETs 1c and 1d are turned on, and power is supplied from the AC adapter V2.
[State 3] This is a case where the starting voltage of the battery V1 is detected. In the FET switching state, the FETs 1a and 1b are turned on, the FETs 1c and 1d are turned off, and power is supplied from the battery V1.
[State 4] This is a case where the starting voltages of both the battery V1 and the AC adapter V2 are detected. Since the voltage of the AC adapter V2 is set higher, the FET switching state is that the FETs 1a, 1c, and 1d are turned on, the FET 1b is turned off, and the power supply is supplied from the AC adapter V2 (here The FET 1a is ON, and even when the power supply of the AC adapter V2 is suddenly cut off, power can be immediately supplied to the load 2 through the body diode d2 of the FET 1b).

(付記1) 第1の電源と、第1の電源より出力電圧が高い第2の電源と、の併用運転が可能な電源装置において、
第1の電源ラインの負荷側に設置して、第2の電源から第1の電源へ向かう電流の逆流防止を行う機能を持つ第1の逆流防止スイッチと、第1の電源ラインの電源側に設置して、第2の電源使用時には、第1の電源からの電源供給を遮断する機能を持つ第1の出力遮断スイッチと、から構成されて第1の電源を負荷へ給電する第1のスイッチ部と、
第2の電源ラインの負荷側に設置して、第1の電源から第2の電源へ向かう電流の逆流防止を行う機能を持つ第2の逆流防止スイッチと、第2の電源ラインの電源側に設置して、第1の電源使用時には、第2の電源からの電源供給を遮断する機能を持つ第2の出力遮断スイッチと、から構成されて第2の電源を負荷へ給電する第2のスイッチ部と、
第1の電源の電圧を検出する第1の電圧検出部と、
第2の電源の電圧を検出する第2の電圧検出部と、
電圧検出の結果にもとづいて、前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部のON/OFFの切り換え制御を行う切り換え制御部と、
を有することを特徴とする電源装置。
(Supplementary note 1) In a power supply device that can be used in combination with a first power supply and a second power supply whose output voltage is higher than that of the first power supply.
A first backflow prevention switch installed on the load side of the first power supply line and having a function of preventing a backflow of current from the second power supply to the first power supply; and on the power supply side of the first power supply line And a first output cutoff switch having a function of cutting off the power supply from the first power source when the second power source is used, and the first switch for feeding the first power source to the load And
A second backflow prevention switch installed on the load side of the second power supply line and having a function of preventing a backflow of current from the first power supply to the second power supply; and on the power supply side of the second power supply line And a second output cutoff switch having a function of shutting off the power supply from the second power source when the first power source is used, and a second switch for feeding the second power source to the load And
A first voltage detector for detecting the voltage of the first power supply;
A second voltage detector for detecting the voltage of the second power supply;
A switching control unit for performing ON / OFF switching control of the first switch unit and the second switch unit based on a result of voltage detection;
A power supply device comprising:

(付記2) 前記第1のスイッチ部は、前記第1の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、P−chのMOSFETの場合は、各々のドレインを接続して第1の電源ライン上に直列に挿入した構成をとり、前記第2のスイッチ部は、前記第2の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、各々のドレインを接続して第2の電源ライン上に直列に挿入した構成をとることを特徴とする付記1記載の電源装置。   (Supplementary note 2) The first switch unit uses FETs as elements of the first backflow prevention switch and the second output cutoff switch, and in the case of a P-ch MOSFET, each drain is connected. The second switch unit uses a FET as an element of the second backflow prevention switch and the second output cutoff switch, and connects each drain. The power supply apparatus according to appendix 1, wherein the power supply apparatus is configured to be inserted in series on the second power supply line.

(付記3) 前記切り換え制御部は、第1の電源から第2の電源へ切り換える場合、第2の電源の電圧が起動電圧以上になると、前記第1の逆流防止スイッチをOFFして、第2の電源から第1の電源への逆流を防止した後に、前記第2の出力遮断スイッチをONして、第2の電源からの出力遮断を解除し、前記第2の逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、第2の電源から負荷へ給電し、第2の電源から第1の電源へ切り換える場合、第1の電源の電圧が起動電圧以上になると、前記第1の出力遮断スイッチをONして、第1の電源からの電源供給をスタンバイし、第2の電源の電圧が停止電圧以下になると、前記第2の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチをOFFして、第1の電源から第2の電源への逆流を防止し、第2の電源の出力遮断を行った後に、前記第1の逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、第1の電源から負荷へ給電することを特徴とする付記2記載の電源装置。   (Supplementary Note 3) When switching from the first power source to the second power source, the switching control unit turns off the first backflow prevention switch when the voltage of the second power source becomes equal to or higher than the starting voltage, After the backflow from the power source to the first power source is prevented, the second output cutoff switch is turned on to release the output cutoff from the second power source, and the second backflow prevention switch is turned on. In the case of switching without interruption and supplying power from the second power source to the load and switching from the second power source to the first power source, when the voltage of the first power source becomes equal to or higher than the starting voltage, the first power source Turn on the output cut-off switch to stand by the power supply from the first power supply, and turn off the second backflow prevention switch and the second output cut-off switch when the voltage of the second power supply falls below the stop voltage. From the first power source to the second power source After the backflow is prevented and the output of the second power supply is shut off, the first backflow prevention switch is turned on to perform a non-instantaneous switching so that power is supplied from the first power supply to the load. The power supply device according to appendix 2.

(付記4) 前記第1の出力遮断スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチは、スイッチON時に負荷へ突入電流が流れることを防止するための時定数回路を有することを特徴とする付記1記載の電源装置。   (Supplementary note 4) The first output cutoff switch and the second output cutoff switch have a time constant circuit for preventing an inrush current from flowing to a load when the switch is ON. Power supply.

(付記5) 前記第1の電圧検出部及び前記第2の電圧検出部は、第1の電源及び第2の電源の起動・停止電圧の誤検出を防止するためのヒステリシスコンパレータを有することを特徴とする付記1記載の電源装置。   (Supplementary Note 5) The first voltage detection unit and the second voltage detection unit include a hysteresis comparator for preventing erroneous detection of start / stop voltages of the first power source and the second power source. The power supply device according to appendix 1.

(付記6) 前記第1の逆流防止スイッチ及び前記第2の逆流防止スイッチは、電源切り換え時に発生する負荷電圧の低下分を減少させるためのショットキーバリアダイオードをFETの寄生ダイオードに並列に接続することを特徴とする付記1記載の電源装置。   (Supplementary Note 6) The first backflow prevention switch and the second backflow prevention switch connect a Schottky barrier diode for reducing a decrease in load voltage generated at the time of power supply switching in parallel to the parasitic diode of the FET. The power supply device according to appendix 1, wherein:

(付記7) 電池と、電池より出力電圧が高いACアダプタと、の併用運転が可能で、電池またはACアダプタからの電源供給により、情報通信を行う通信装置において、
負荷として電源供給されて、通信制御を行う通信制御部と、
電池の電源ラインの負荷側に設置して、ACアダプタから電池へ向う電流の逆流防止を行う機能を持つ電池側逆流防止スイッチと、電池の電源ラインの電源側に設置して、ACアダプタ使用時には、電池からの電源供給を遮断する機能を持つ電池側出力遮断スイッチと、から構成されて電池電源を負荷へ給電する電池側スイッチ部と、ACアダプタの電源ラインの負荷側に設置して、電池からACアダプタへ向う電流の逆流防止を行う機能を持つACアダプタ側逆流防止スイッチと、ACアダプタの電源ラインの電源側に設置して、電池使用時には、ACアダプタからの電源供給を遮断する機能を持つACアダプタ側出力遮断スイッチと、から構成されてACアダプタ電源を負荷へ給電するACアダプタ側スイッチ部と、電池電圧を検出する電池電圧検出部と、ACアダプタ電圧を検出するACアダプタ電圧検出部と、電圧検出の結果にもとづいて、前記電池側スイッチ部及び前記ACアダプタ側スイッチ部のON/OFFの切り換え制御を行う切り換え制御部と、から構成される電源部と、
を有することを特徴とする通信装置。
(Supplementary note 7) In a communication device that can be used in combination with a battery and an AC adapter having an output voltage higher than that of the battery, and performs information communication by supplying power from the battery or the AC adapter.
A communication control unit which is supplied with power as a load and performs communication control;
Installed on the load side of the battery power line to prevent the back flow of current from the AC adapter to the battery, and installed on the power side of the battery power line when using the AC adapter A battery-side output cut-off switch having a function of shutting off the power supply from the battery, a battery-side switch unit for supplying battery power to the load, and a battery-side switch unit installed on the load side of the AC adapter power line. Installed on the power supply side of the AC adapter power line to prevent the backflow of current from the AC adapter to the AC adapter, and has the function of cutting off the power supply from the AC adapter when using batteries An AC adapter-side output cutoff switch having an AC adapter-side switch section for supplying the AC adapter power to the load, and detecting a battery voltage A battery voltage detection unit, an AC adapter voltage detection unit for detecting an AC adapter voltage, and a switching control for performing ON / OFF switching control of the battery side switch unit and the AC adapter side switch unit based on the result of voltage detection A power supply unit comprising:
A communication apparatus comprising:

(付記8) 前記電池側スイッチ部は、前記電池側逆流防止スイッチ及び前記電池側出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、P−chのMOSFETの場合は、各々のドレインを接続して電池電源ライン上に直列に挿入した構成をとり、前記ACアダプタ側スイッチ部は、前記ACアダプタ側逆流防止スイッチ及び前記ACアダプタ側出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、各々のドレインを接続してACアダプタ電源ライン上に直列に挿入した構成をとることを特徴とする付記7記載の通信装置。   (Supplementary Note 8) The battery side switch unit uses FETs as elements of the battery side backflow prevention switch and the battery side output cutoff switch, and in the case of a P-ch MOSFET, each drain is connected to a battery power line. The AC adapter side switch unit uses FETs as elements of the AC adapter side backflow prevention switch and the AC adapter side output cutoff switch, and connects each drain to connect the AC adapter power supply. The communication apparatus according to appendix 7, wherein the communication apparatus is configured to be inserted in series on a line.

(付記9) 前記切り換え制御部は、電池からACアダプタへ切り換える場合、ACアダプタ電圧が起動電圧以上になると、前記電池側逆流防止スイッチをOFFして、ACアダプタから電池への逆流を防止した後に、前記ACアダプタ側出力遮断スイッチをONして、ACアダプタからの出力遮断を解除し、前記ACアダプタ側逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、ACアダプタから負荷へ給電し、ACアダプタから電池へ切り換える場合、電池電圧が起動電圧以上になると、前記電池側出力遮断スイッチをONして、電池からの電源供給をスタンバイし、ACアダプタ電圧が停止電圧以下になると、前記ACアダプタ側逆流防止スイッチ及び前記ACアダプタ側出力遮断スイッチをOFFして、電池からACアダプタへの逆流を防止し、ACアダプタの出力遮断を行った後に、前記電池側逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、電池から負荷へ給電することを特徴とする付記8記載の通信装置。   (Supplementary Note 9) When switching from the battery to the AC adapter, the switching control unit turns off the battery-side backflow prevention switch and prevents backflow from the AC adapter to the battery when the AC adapter voltage exceeds the start-up voltage. , Turn on the AC adapter side output cutoff switch, release the output cutoff from the AC adapter, and turn on the AC adapter side backflow prevention switch to switch the power supply to the load without interruption. When switching from the AC adapter to the battery, when the battery voltage is equal to or higher than the starting voltage, the battery-side output cutoff switch is turned on to standby the power supply from the battery, and when the AC adapter voltage is equal to or lower than the stop voltage, Turn off the AC adapter side backflow prevention switch and the AC adapter side output cut-off switch to remove the AC adapter from the battery. After the AC adapter output is shut off, the battery-side backflow prevention switch is turned on to perform non-instantaneous switching and power is supplied from the battery to the load. 8. The communication device according to 8.

(付記10) 前記電池側出力遮断スイッチ及び前記ACアダプタ側出力遮断スイッチは、スイッチON時に負荷へ突入電流が流れることを防止するための時定数回路を有することを特徴とする付記7記載の通信装置。   (Supplementary note 10) The communication according to supplementary note 7, wherein the battery side output cutoff switch and the AC adapter side output cutoff switch have a time constant circuit for preventing an inrush current from flowing to the load when the switch is ON. apparatus.

(付記11) 前記電池電圧検出部及び前記ACアダプタ電圧検出部は、電池及びACアダプタの起動・停止電圧の誤検出を防止するためのヒステリシスコンパレータを有することを特徴とする付記7記載の通信装置。   (Additional remark 11) The said battery voltage detection part and the said AC adapter voltage detection part have a hysteresis comparator for preventing the misdetection of the starting / stopping voltage of a battery and an AC adapter, The communication apparatus of Additional remark 7 characterized by the above-mentioned .

(付記12) 前記電池側逆流防止スイッチ及び前記ACアダプタ側逆流防止スイッチは、電源切り換え時に発生する負荷電圧の低下分を減少させるためのショットキーバリアダイオードをFETの寄生ダイオードに並列に接続することを特徴とする付記7記載の通信装置。   (Supplementary Note 12) The battery-side backflow prevention switch and the AC adapter-side backflow prevention switch are configured to connect a Schottky barrier diode in parallel with the parasitic diode of the FET in order to reduce a decrease in the load voltage generated when the power source is switched. The communication device according to appendix 7, characterized by:

本発明の電源装置の原理図である。It is a principle figure of the power supply device of this invention. 電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a power supply device. 起動電圧と電源電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a starting voltage and a power supply voltage. 電池からACアダプタへの切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from a battery to an AC adapter. 電池からACアダプタへの切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from a battery to an AC adapter. 電池からACアダプタへの切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from a battery to an AC adapter. 電池からACアダプタへの切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from a battery to an AC adapter. 電池からACアダプタへの切り換えシーケンスを示す図である。It is a figure which shows the switching sequence from a battery to an AC adapter. 各動作モードにおける電力損失を示す図である。It is a figure which shows the power loss in each operation mode. ACアダプタから電池への切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from an AC adapter to a battery. ACアダプタから電池への切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from an AC adapter to a battery. ACアダプタから電池への切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from an AC adapter to a battery. ACアダプタから電池への切り換えを行った場合のFETの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of FET at the time of switching from an AC adapter to a battery. ACアダプタから電池への切り換えシーケンスを示す図である。It is a figure which shows the switching sequence from an AC adapter to a battery. 各動作モードにおける電力損失を示す図である。It is a figure which shows the power loss in each operation mode. 時定数回路を示す図である。It is a figure which shows a time constant circuit. FETのゲート電圧と突入電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gate voltage of FET, and an inrush current. 電圧検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a voltage detection part. ヒステリシスコンパレータの動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of a hysteresis comparator. ヒステリシスコンパレータの動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of a hysteresis comparator. ショットキーバリアダイオードを接続したFETを示す図である。It is a figure which shows FET which connected the Schottky barrier diode. 順方向電圧降下を示す図であるIt is a figure which shows a forward voltage drop 通信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a communication apparatus. 通信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a communication apparatus. 電源定常状態におけるFETの動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of FET in a power supply steady state. 従来の無瞬断電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional uninterruptible power supply device. 従来の無瞬断電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional uninterruptible power supply device. ガードタイムを示す図である。It is a figure which shows guard time. ガードタイム中に生じる垂下電圧を示す図である。It is a figure which shows the drooping voltage which arises during guard time. 突入電流防止回路を設けた際の垂下電圧を示す図である。It is a figure which shows the drooping voltage at the time of providing an inrush current prevention circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 電源装置
11、12 スイッチ部
1a、1d 出力遮断スイッチ
1b、1c 逆流防止スイッチ
13−1、13−2 電圧検出部
14 切り換え制御部
V1 第1の電源
V2 第2の電源
2 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply device 11, 12 Switch part 1a, 1d Output cutoff switch 1b, 1c Backflow prevention switch 13-1, 13-2 Voltage detection part 14 Switching control part V1 1st power supply V2 2nd power supply 2 Load

Claims (5)

第1の電源と、第1の電源より出力電圧が高い第2の電源と、の併用運転が可能な電源装置において、
第1の電源ラインの負荷側に設置して、第2の電源から第1の電源へ向かう電流の逆流防止を行う機能を持つ第1の逆流防止スイッチと、第1の電源ラインの電源側に設置して、第2の電源使用時には、第1の電源からの電源供給を遮断する機能を持つ第1の出力遮断スイッチと、から構成されて第1の電源を負荷へ給電する第1のスイッチ部と、
第2の電源ラインの負荷側に設置して、第1の電源から第2の電源へ向かう電流の逆流防止を行う機能を持つ第2の逆流防止スイッチと、第2の電源ラインの電源側に設置して、第1の電源使用時には、第2の電源からの電源供給を遮断する機能を持つ第2の出力遮断スイッチと、から構成されて第2の電源を負荷へ給電する第2のスイッチ部と、
第1の電源の電圧を検出する第1の電圧検出部と、
第2の電源の電圧を検出する第2の電圧検出部と、
電圧検出の結果にもとづいて、前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部のON/OFFの切り換え制御を行う切り換え制御部と、
を有することを特徴とする電源装置。
In a power supply device capable of combined operation of a first power supply and a second power supply having an output voltage higher than that of the first power supply,
A first backflow prevention switch installed on the load side of the first power supply line and having a function of preventing a backflow of current from the second power supply to the first power supply; and on the power supply side of the first power supply line And a first output cutoff switch having a function of cutting off the power supply from the first power source when the second power source is used, and the first switch for feeding the first power source to the load And
A second backflow prevention switch installed on the load side of the second power supply line and having a function of preventing a backflow of current from the first power supply to the second power supply; and on the power supply side of the second power supply line And a second output cutoff switch having a function of shutting off the power supply from the second power source when the first power source is used, and a second switch for feeding the second power source to the load And
A first voltage detector for detecting the voltage of the first power supply;
A second voltage detector for detecting the voltage of the second power supply;
A switching control unit for performing ON / OFF switching control of the first switch unit and the second switch unit based on a result of voltage detection;
A power supply device comprising:
前記第1のスイッチ部は、前記第1の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、P−chのMOSFETの場合は、各々のドレインを接続して第1の電源ライン上に直列に挿入した構成をとり、前記第2のスイッチ部は、前記第2の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチの素子としてFETを用い、各々のドレインを接続して第2の電源ライン上に直列に挿入した構成をとることを特徴とする請求項1記載の電源装置。   The first switch unit uses FETs as elements of the first backflow prevention switch and the second output cutoff switch. In the case of a P-ch MOSFET, each drain is connected to a first power supply. The second switch section uses FETs as elements of the second backflow prevention switch and the second output cut-off switch, and each drain is connected to the second switch section. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is configured to be inserted in series on the power supply line. 前記切り換え制御部は、第1の電源から第2の電源へ切り換える場合、第2の電源の電圧が起動電圧以上になると、前記第1の逆流防止スイッチをOFFして、第2の電源から第1の電源への逆流を防止した後に、前記第2の出力遮断スイッチをONして、第2の電源からの出力遮断を解除し、前記第2の逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、第2の電源から負荷へ給電し、第2の電源から第1の電源へ切り換える場合、第1の電源の電圧が起動電圧以上になると、前記第1の出力遮断スイッチをONして、第1の電源からの電源供給をスタンバイし、第2の電源の電圧が停止電圧以下になると、前記第2の逆流防止スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチをOFFして、第1の電源から第2の電源への逆流を防止し、第2の電源の出力遮断を行った後に、前記第1の逆流防止スイッチをONすることで、無瞬断切り換えを行って、第1の電源から負荷へ給電することを特徴とする請求項2記載の電源装置。   When switching from the first power supply to the second power supply, the switching control unit turns off the first backflow prevention switch and turns the first power supply from the second power supply to the second power supply when the voltage of the second power supply becomes equal to or higher than the starting voltage. After the backflow to the power source 1 is prevented, the second output cutoff switch is turned on to release the output cutoff from the second power source, and the second backflow prevention switch is turned on to When switching the power supply from the second power source to the load and switching from the second power source to the first power source, when the voltage of the first power source becomes equal to or higher than the starting voltage, the first output cutoff switch is turned on. When the power supply from the first power supply is on standby and the voltage of the second power supply is equal to or lower than the stop voltage, the second backflow prevention switch and the second output cutoff switch are turned off, Prevents backflow from one power supply to a second power supply Then, after the output of the second power supply is cut off, the first backflow prevention switch is turned on to perform a non-instantaneous switching so that power is supplied from the first power supply to the load. Item 3. The power supply device according to Item 2. 前記第1の出力遮断スイッチ及び前記第2の出力遮断スイッチは、スイッチON時に負荷へ突入電流が流れることを防止するための時定数回路を有することを特徴とする請求項1記載の電源装置。   2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the first output cutoff switch and the second output cutoff switch have a time constant circuit for preventing an inrush current from flowing to the load when the switch is ON. 前記第1の電圧検出部及び前記第2の電圧検出部は、第1の電源及び第2の電源の起動・停止電圧の誤検出を防止するためのヒステリシスコンパレータを有することを特徴とする請求項1記載の電源装置。   The first voltage detection unit and the second voltage detection unit each include a hysteresis comparator for preventing erroneous detection of start / stop voltages of the first power source and the second power source. The power supply device according to 1.
JP2003312086A 2003-09-04 2003-09-04 Power supply device Pending JP2005080491A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003312086A JP2005080491A (en) 2003-09-04 2003-09-04 Power supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003312086A JP2005080491A (en) 2003-09-04 2003-09-04 Power supply device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005080491A true JP2005080491A (en) 2005-03-24

Family

ID=34413442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003312086A Pending JP2005080491A (en) 2003-09-04 2003-09-04 Power supply device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005080491A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109795A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Yokogawa Electric Corp Duplexing output device
JP2008118732A (en) * 2006-10-31 2008-05-22 Mitsumi Electric Co Ltd Power switching circuit
JP2008132072A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Olympia:Kk Game machine, power supply monitoring method of game machine, and program
JP2009060778A (en) * 2007-08-07 2009-03-19 Ricoh Co Ltd Power supply system and image forming apparatus
US7642750B2 (en) 2005-10-04 2010-01-05 O2Micro International Limited Battery charge/discharge control circuit
CN107222018A (en) * 2016-03-22 2017-09-29 精工爱普生株式会社 Power supply switch circuit and electronic equipment
US9812894B2 (en) 2014-04-18 2017-11-07 Fujitsu Semiconductor Limited Power switching circuit, semiconductor integrated circuit, radio apparatus, radio system, and power switching method
JP2017538390A (en) * 2015-02-24 2017-12-21 エルジー・ケム・リミテッド Battery device
JP2019135897A (en) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社デンソーテン Power supply control device and power supply control method
JP2020127360A (en) * 2016-06-07 2020-08-20 ローム株式会社 Device, controller and method for power supply
JP7343829B1 (en) 2023-06-07 2023-09-13 富士通クライアントコンピューティング株式会社 notebook computer

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7642750B2 (en) 2005-10-04 2010-01-05 O2Micro International Limited Battery charge/discharge control circuit
JP2008109795A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Yokogawa Electric Corp Duplexing output device
JP2008118732A (en) * 2006-10-31 2008-05-22 Mitsumi Electric Co Ltd Power switching circuit
JP4650394B2 (en) * 2006-10-31 2011-03-16 ミツミ電機株式会社 Power switching circuit
JP2008132072A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Olympia:Kk Game machine, power supply monitoring method of game machine, and program
JP2009060778A (en) * 2007-08-07 2009-03-19 Ricoh Co Ltd Power supply system and image forming apparatus
US9812894B2 (en) 2014-04-18 2017-11-07 Fujitsu Semiconductor Limited Power switching circuit, semiconductor integrated circuit, radio apparatus, radio system, and power switching method
US10348107B2 (en) 2015-02-24 2019-07-09 Lg Chem, Ltd. Battery device
JP2017538390A (en) * 2015-02-24 2017-12-21 エルジー・ケム・リミテッド Battery device
CN107222018A (en) * 2016-03-22 2017-09-29 精工爱普生株式会社 Power supply switch circuit and electronic equipment
CN107222018B (en) * 2016-03-22 2022-03-15 精工爱普生株式会社 Power supply switching circuit and electronic device
JP2020127360A (en) * 2016-06-07 2020-08-20 ローム株式会社 Device, controller and method for power supply
JP2019135897A (en) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社デンソーテン Power supply control device and power supply control method
JP7343829B1 (en) 2023-06-07 2023-09-13 富士通クライアントコンピューティング株式会社 notebook computer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8330294B2 (en) Power supply selection/detection circuit
US11646569B2 (en) Secondary battery protection circuit, secondary battery protection apparatus and battery pack
US8207628B2 (en) Output power port management control
KR100941044B1 (en) Overvoltage protection circuit and electronic device
US8203234B2 (en) Power safety system
US20080012543A1 (en) Voltage regulator
JP4655850B2 (en) Power supply control circuit
US10079498B2 (en) Charging circuit, power management circuit, and electronic device using the same
JPH0870538A (en) Power unit for electronic apparatus and its control method
WO2018070306A1 (en) Power supply control circuit, electronic device, and power supply control method
JP2005080491A (en) Power supply device
JP5954091B2 (en) Power switching device
JP4650394B2 (en) Power switching circuit
JP2008061488A (en) Power supply system equipped with remote control circuit, and method for operating the power supply system
CN110138024B (en) Charging control device, charging system, and charging control method
JP2007189771A (en) Power unit
CN111327026A (en) Two-path direct current power supply circuit with overvoltage and undervoltage protection function and method
JP2008113528A (en) Power supply circuit, power supply control method, electronic equipment equipped with the power supply circuit, and operating state monitoring control program
JP2005261142A (en) Charging circuit
JP2002093264A (en) Contact damage preventing circuit
JP2005289204A (en) Power supply control device
JP2001352692A (en) Backup power charger
JP5150188B2 (en) Back gate switching circuit, charge control device, electronic equipment
JP2990100B2 (en) Power supply circuit for portable terminal device
JP2004173351A (en) Power circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060904

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070814

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071012

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071113