JPH0847251A - スイッチング・レギュレータ、情報処理装置及びその制御方法 - Google Patents

スイッチング・レギュレータ、情報処理装置及びその制御方法

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JPH0847251A
JPH0847251A JP6178204A JP17820494A JPH0847251A JP H0847251 A JPH0847251 A JP H0847251A JP 6178204 A JP6178204 A JP 6178204A JP 17820494 A JP17820494 A JP 17820494A JP H0847251 A JPH0847251 A JP H0847251A
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voltage
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power
electric circuit
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Izuru Narita
出 成田
Tomoyuki Iwami
知行 岩見
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    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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    • H02M3/33561—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】複数の電気回路系から構成されるとともに各電
気回路系毎に電源供給ラインをもつ情報処理装置を対象
とし、外部電源から該情報処理装置への電力供給を、無
駄な電力を浪費することなく制御するためのスイッチン
グ・レギュレータ、情報処理装置及びその制御方法を提
供する。 【構成】外部電源からの供給電力によって駆動する情報
処理装置において、第１乃至第ｎの電源供給ラインのう
ち最小電圧を選択する手段５１と、前記最小電圧を予め
設定された基準電圧と比較する手段と、前記比較の結果
に応じて前記外部電源からの電力の供給を開始又は遮断
する接続・遮断手段２３とを具備することを特徴とする
情報処理装置である。また、最低の電圧をフィードバッ
クの対象として用いることができるので、システムの保
全を見込んで高めの電圧を印加する必要がなくなり、無
駄な電力を供給しなくて済むことになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置内の電源
供給ラインに組み込まれるスイッチング・レギュレー
タ、情報処理装置及びその制御方法に係り、特にノート
ブック型コンピュータのように低消費電力化が要求され
る情報処理装置内に用いられるスイッチング・レギュレ
ータ、情報処理装置及びその制御方法に関する。更に具
体的には、本発明は、複数の電気回路系から構成される
とともに各電気回路系毎に電源供給ラインをもつ情報処
理装置を対象とするものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の技術革新によって、携帯性を考量
して小型且つ軽量に設計・製作されたポータブル・コン
ピュータが広範に普及してきている。ポータブル・コン
ピュータの中でも、表示装置としてのＬＣＤを開閉自在
な蓋体として装着しているノートブック型コンピュータ
が最もポピュラーである。
【０００３】図５は、このようなポータブル・コンピュ
ータのハードウェア構成を、データ・ストリームに着目
して概略的に示したものである。以下、図５について簡
単に説明しておく。
【０００４】システム２０全体の動作を統御するメイン
ＣＰＵ１は、バス２を介して、メイン・メモリ３，ＲＯ
Ｍ４などの記憶装置や、キーボード５，マウス６など入
力装置や、液晶表示（ＬＣＤ）パネル７などの表示装置
や、その他の周辺装置と連絡可能に接続している。メイ
ン・メモリ３は、通常はＤＲＡＭなどの揮発性メモリで
あり、システム２０起動後にＯＳや各種アプリケーショ
ン・プログラムをロードしたり、メインＣＰＵ１がタス
ク処理を行うための作業エリアとして用いられる。ＲＯ
Ｍ４は、製造時に格納データの内容が決められてしまう
読み出し専用のメモリであり、ＢＩＯＳその他のファー
ムウェアを格納するために用いられる。キーボード５や
マウス６は、それぞれコンソール入力，座標入力を可能
にするためのものであり、キーボード・マウス・コント
ローラ（ＫＭＣ）８を介してメインＣＰＵ１に信号を送
信するようになっている。ＬＣＤ７は、画面バッファと
してのＶＲＡＭ９に書かれた内容を液晶表示駆動装置
（ＬＣＤＣ）１０の制御によって表示するようになって
いる。ビデオ・コントローラ１１は、例えばＶＧＡ（Vi
deo Graphic Adapter）であり、メインＣＰＵ１からの
命令に従ってＶＲＡＭ９への画面データの書き込みを行
うようになっている。Ｉ／Ｏバス２に接続される周辺装
置には、外部記憶装置としてのハード・ディスク・ドラ
イプ（ＨＤＤ）１２，フロッピー・ディスク・ドライブ
（ＦＤＤ）１４などが挙げられる。なお、ＦＤＤ１４
は、通常フロッピー・ディスク・コントローラ（ＦＤ
Ｃ）１３によって制御される。
【０００５】なお、市販のポータブル・コンピュータ
は、実際には、図５に示したハードウェア構成要素以外
に、多数のＩ／Ｆ（インターフェース）を備えている。
しかしながら、それらは当業者には周知の事項なので、
本実施例の説明を完結にする目的で、便宜上省略してあ
る。
【０００６】図６は、ポータブル・コンピュータのハー
ドウェア構成を、電源供給系統に着目して概略的に示し
たものである。以下、図６について簡単に説明してお
く。
【０００７】システム２０への電源供給は、ＡＣ／ＤＣ
アダプタ２１を介して商用電源から行われるか、または
システム２０に内蔵されるバッテリ２２によって行われ
るのが一般的である。ここで、ＡＣ／ＤＣアダプタ２１
は、商用電源からの交流電流を、システム２０が利用可
能なように直流電流に変換するための装置であり、通常
は２０Ｖ程度の出力電圧をもつ。また、バッテリ２２に
は、例えばニッケル水素（NiMH）電池などの充電池が用
いられ、通常、複数の電池セルを直列接続させて用いる
ので、１０Ｖ程度の出力電圧をもつ。また、システム負
荷２４とは、システム２０のうちで電力を消費するハー
ドウェア構成要素を指す。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３は、システム負荷２４に供給する電源電圧ＶCCを制
御するための装置であり、より具体的には、ＡＣ／ＤＣ
アダプタ２１からの２０Ｖの電圧、または、バッテリ２
２からの１０Ｖの電圧を、システム２０のオペレーショ
ンに適した５Ｖ（若しくは３Ｖ）まで降下させるととも
に電圧レベルを一定に保つための装置である。
【０００８】図７は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ２３
の内部構成を概略的に示したものである。以下、図７に
ついて簡単に説明しておく。
【０００９】Ｐチャネル型のＦＥＴ３１は、レギュレー
タＩＣ３６の出力に基づいてコントロールされる。レギ
ュレータＩＣ３６は主に差動増幅器３２で構成されてお
り、この差動増幅器３２は、予め設定された基準電圧Ｖ
refを非反転入力端子に入れるとともに、フィードバッ
ク電圧ＶCC'を反転入力端子に入れている。基準電圧Ｖ
refはレギュレータＩＣ３６に予め与えられた値であ
る。また、ここでいうフィードバック電圧ＶCC'とは、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧ＶCCを一対のプル
・ダウン抵抗で分圧することによって導出されたもので
ある。したがって、この一対のプル・ダウン抵抗の抵抗
比によってＶCC'を所望のレベルに設定することができ
る。
【００１０】フィードバック電圧ＶCC'が基準電圧Ｖref
に比し低くなると、差動増幅器３２の出力はハイ（Hig
h）になり、これに応答してＦＥＴ３１がオンされて、
外部電源２１又は２２から電力の供給を受けうる状態に
なる。逆に、フィードバック電圧ＶCC'が基準電圧Ｖref
に比し高くなると、差動増幅器３２の出力がロー（Lo
w）にり、これに応答してＦＥＴ３１がオフされるの
で、電源２１，２２からの電力供給は停止される。した
がって、フィードバック電圧ＶCC'（ひいては電源電圧
ＶCC）が一定に保たれるように、外部電源２１，２２と
の接続がフィードバック制御されているといえる。ＤＣ
／ＤＣコンバータ２３のうちで外部電源２１，２２との
接続／遮断を行うこれらの部分は『スイッチング・レギ
ュレータ』とも呼ばれる。なお、コイル３３は、ＦＥＴ
３１の遮断後も、インダクタンス作用によって電流を流
し続けさせるためのものである。また、ダイオード３４
は、ＦＥＴ３１の遮断時に、コイル３３のインダクタン
ス作用によって接地面から電荷を吸い上げるためのもの
である。また、コンデンサ３５は、電荷を一時的に貯蔵
して、システム負荷の電力消費状態に応じて供給するた
めのものである。
【００１１】ところで、ポータブル・コンピュータは、
室外での携帯的・可搬的な使用を１つの目的として開発
されたものである。したがって、電力の供給は、商用電
源によって恒常的に行うのではなく、内蔵するバッテリ
・パックによって行うのが主流である。ところが、バッ
テリ・パックは、小型・小容量で寿命が乏しいものに限
られている。そこで、最近のポータブル・コンピュータ
には、低消費電力化（パワー・マネージメント：Power
Management）のための種々の工夫が施されている。
【００１２】パワー・マネージメントの一例として、
『サスペンド』や『ＬＣＤパネル・オフ』などのよう
に、システムの稼働状態に応じて一部の電気回路への電
力供給を遮断していく、というオペレーションが挙げら
れる。ここで、『サスペンド』とは、後にタスクを再開
するため必要なデータ（例えばＣＰＵの状態などの情
報）をメイン・メモリに退避させてからメイン・メモリ
以外のほとんど全ての回路への電力供給を遮断させるこ
とをいう。サスペンドは、「Ｉ／Ｏデバイスのアクティ
ビティが所定時間以上検出されない」，「キーボードか
らホット・キーが入力された」，「バッテリの残量が僅
かになった」などの事象がトリガとなって実行される。
また、『ＬＣＤパネル・オフ』とは、システムが作業中
か否かに拘らず、コンピュータの蓋体が閉じられること
などに応じてＬＣＤの駆動電力を遮断することをいう。
ＬＣＤはシステムの回路系の中でも最も多く電力を消費
するものの１つなので、ＬＣＤパネル・オフは有効なパ
ワー・マネージメント・オペレーションであるといえ
る。なお、このようなパワー・マネージメント・オペレ
ーションは、メインＣＰＵ１が実行するようにしても、
サポートするためのサブＣＰＵ（図示しない）を更に設
けるようにしてもよい。
【００１３】『サスペンド』や『ＬＣＤパネル・オフ』
などの際に一部の電気回路に対してのみ電力供給を遮断
することを可能にするために、ポータブル・コンピュー
タの電源供給系統は、例えば図８に示すような構成を採
用している。図８において破線で囲んだ部分は、図６及
び図７のシステム負荷２４に対応している。すなわち、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力する電源ラインＬは、
メイン・メモリ，ＶＲＡＭ，ビデオ・コントローラに電
力を供給するための電源供給ラインＬ1と、メインＣＰ
Ｕと各周辺装置（ＨＤＤ，ＦＤＤなど）に電力を供給す
るための電源供給ラインＬ2と、ＬＣＤパネルに電力を
供給するための電源供給ラインＬ3とに分岐している。
また、電源供給ラインＬ2はＦＥＴスイッチ４２を介し
て各電気回路系に連絡しており、電源供給ラインＬ3は
ＦＥＴスイッチ４３を介して各電気回路系に連絡してい
る。システム２０全体の電源オン／オフはＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２３のオン／オフ（POWER_ON#による）に対応
する。また、ＦＥＴ４２のオフ／オンはサスペンド・モ
ード及びサスペンドからの復帰に対応し、ＦＥＴ４３の
オフ／オンはＬＣＤパネル・オフ・モード及びパネル・
オフ・モードからの復帰に対応している。なお、図８と
同様の電源供給系統の構成は、例えば実公平０５−４０
２４号公報にも開示されている。
【００１４】ところが、図８に示すような電源供給系統
の構成を採用した場合、各電源供給ラインＬ1，Ｌ2，Ｌ
3毎に流れる電流は区々である。なぜならば、各電源供
給ラインに連絡している各電気回路系の稼働状態は均一
ではなく、且つ時々刻々変化するからである。このよう
な状況で、図７に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータの出
力である電源電圧ＶCCのみをフィードバック電圧として
スイッチング・レギュレータの開閉動作を制御していた
のでは、電力を浪費することなく制御することは困難で
なる。この点について図９を用いて更に詳解しておく。
【００１５】図９は、図８のうちＤＣ／ＤＣコンバータ
２３から出力した電源供給ラインＬ（＝Ｌ1）が分岐し
た個所に照準を合わせた図である。ラインＬ2，Ｌ3は、
それぞれ負荷としてLOAD2，LOAD3を持っている。ここ
で、ＦＥＴ４２，４３は微小ではあるが抵抗を持つので
（５０ｍΩ程度）、それぞれｒ2，ｒ3とおくことにす
る。また、ラインＬの電源電圧をＶCCとおき、ラインＬ
2，Ｌ3に流れる電流をそれぞれＩ2，Ｉ3とおき、LOA
D2，LOAD3に印加される電圧をＶCC2，ＶCC3とおくこと
にする。下式(1)，(2)が成立することは自明であろう。
【００１６】
【数１】
【数２】
【００１７】図７の説明でも記述したように、スイッチ
ング・レギュレータは、電源電圧ＶCCをフィードバック
電圧に用い、且つＶCCを一定に保つように制御を行う。
しかしながら、このような構成では、スイッチング・レ
ギュレータは、分岐後の各電源供給ラインＬ2，Ｌ3に実
際に印加されている電圧ＶCC2，ＶCC3を見ることはでき
ない。また、式(1)，(2)に示したように、電圧ＶCC2，
ＶCC3はＦＥＴ４２，４３による電圧降下分ｒ2×Ｉ2，
ｒ3×Ｉ3だけＶCCよりも低くなっている。また、上述し
たように、電流Ｉ2，Ｉ3は、それぞれLOAD2，LOAD3の稼
働状態に応じて変動し、且つこのような負荷変動はスイ
ッチング・レギュレータ側からは見えない。スイッチン
グ・レギュレータは、精々、各ラインに流れる最大電流
Ｉ2max，Ｉ3maxを推し量るのみである。
【００１８】総言すれば、従来のスイッチング・レギュ
レータの構成では、複数の電源供給ラインのうちいずれ
が最も電圧が低下してクリティカルな状態に陥っている
か、ということを知ることはできなかったのである。し
たがって、ＶCC2，ＶCC3のいずれかがオペレーションに
必要な最小電圧値（すなわち電源スペック）を下回って
システム２０自体がダウンしてしまうという危険を回避
するためには、各ラインに最大電流Ｉ2max，Ｉ3maxが流
れた場合を想定したロス電圧分であるｒ2×Ｉ2max，ｒ3
×Ｉ3maxだけの余裕を電源電圧ＶCCに持たせるようにフ
ィードバック電圧ＶCC'を設定しなければならなかっ
た。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧Ｖ
CCは、当然、ロス電圧分だけ電源スペックよりも上積み
された電圧レベルに制御されることになる。しかしなが
ら、必ずしも各電源供給ラインに最大電流が流れている
訳ではなく、最大電流と実電流との差の分だけ供給電力
にロスが生ずる結果になってしまう。このような電力ロ
スは、低消費電力化によってノートブック型コンピュー
タのバッテリ・ライフを向上させようとする時代の隆盛
に反するものであり、好ましくない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、情報処理装
置内の電源供給ラインに組み込まれるスイッチング・レ
ギュレータ、情報処理装置及びその制御方法を提供する
ことを目的とする。
【００２０】本発明は、特に、ノートブック型コンピュ
ータのように低消費電力化が要求される情報処理装置内
に用いられるスイッチング・レギュレータ、情報処理装
置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００２１】本発明は、とりわけ、複数の電気回路系か
ら構成されるとともに各電気回路系毎に電源供給ライン
をもつ情報処理装置を対象としており、外部電源から情
報処理装置への電力供給を、無駄な電力を浪費すること
なく制御するためのスイッチング・レギュレータ、情報
処理装置及びその制御方法を提供することを目的とす
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、フィードバック電圧を予め設定された基準電圧と比
較して該比較結果に応じて接続・遮断の制御を行うスイ
ッチング・レギュレータにおいて、複数の電圧を入力す
るとともに該複数の入力電圧のうち最小のものをフィー
ドバック電圧として用いることを特徴とするスイッチン
グ・レギュレータである。
【００２３】また、本発明の第２の側面は、外部電源か
らの電力の供給をフィードバック電圧に基づいて開閉制
御するスイッチング・レギュレータを含む情報処理装置
において、第１の電気回路系に電力を供給するための第
１の電源供給ラインと、第２の電気回路系に電力を供給
するための第２の電源供給ラインと、第ｉの電気回路系
に電力を供給するための第ｉの電源供給ライン（但し、
ｉは１≦ｉ≦ｎの整数であり、ｎは２以上の整数）と、
第１乃至第ｎの電源供給ラインそれぞれの電圧を監視し
て、電力が供給されている電源ラインのうち最低の電圧
をフィードバック電圧として前記スイッチング・レギュ
レータに出力するフィードバック電圧選択手段とを具備
することを特徴とする情報処理装置である。
【００２４】また、本発明の第３の側面は、第１の電気
回路系に電力を供給するための第１の電源供給ライン
と、第２の電気回路系に電力を供給するための第２の電
源供給ラインと、第ｉの電気回路系に電力を供給するた
めの第ｉの電源供給ライン（但し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整
数であり、ｎは２以上の整数）とを含み、外部電源から
の供給電力によって駆動する情報処理装置において、第
１の電源供給ラインにおける第１の電圧を監視する手段
と、第２の電源供給ラインにおける第２の電圧を監視す
る手段と、第ｉの電源供給ラインにおける第ｉのそれぞ
れの電圧を監視する手段と、前記第１乃至第ｎの電圧の
うち最小電圧を選択する手段と、前記最小電圧を予め設
定された基準電圧と比較する手段と、前記比較の結果に
応じて前記外部電源からの電力の供給を開始又は遮断す
る接続・遮断手段とを具備することを特徴とする情報処
理装置である
【００２５】また、本発明の第４の側面は、第１の電気
回路系に電力を供給するための第１の電源供給ライン
と、第２の電気回路系に電力を供給するための第２の電
源供給ラインと、第ｉの電気回路系に電力を供給するた
めの第ｉの電源供給ライン（但し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整
数であり、ｎは２以上の整数）とを含み、外部電源から
の供給電力によって駆動する情報処理装置の制御方法に
おいて、前記第１乃至第ｎの電源供給ラインにおける電
圧のうち最小のものをフィードバック電圧として前記外
部電源からの電力の供給を制御することを特徴とする情
報処理装置の制御方法である。
【００２６】また、本発明の第５の側面は、第１の電気
回路系に電力を供給するための第１の電源供給ライン
と、第２の電気回路系に電力を供給するための第２の電
源供給ラインと、第ｉの電気回路系に電力を供給するた
めの第ｉの電源供給ライン（但し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整
数であり、ｎは２以上の整数）とを含み、外部電源から
の供給電力によって駆動する情報処理装置の制御方法に
おいて、前記第１の電源供給ラインにおける第１の電圧
を監視する段階と、前記第２の電源供給ラインにおける
第２の電圧を監視する段階と、前記第ｉの電源供給ライ
ンにおける第ｉのそれぞれの電圧を監視する段階と、前
記第１乃至第ｎの電圧のうち最小電圧を選択する段階
と、前記最小電圧を予め設定された基準電圧と比較する
段階と、前記比較の結果前記最小電圧の方が高ければ前
記外部電源からの電力の供給を遮断し前記基準電圧の方
が高ければ前記外部電源からの電力の供給を行う段階と
を具備することを特徴とする情報処理装置の制御方法で
ある。
【００２７】しかして、本発明に係るスイッチング・レ
ギュレータは、複数の入力電圧のうち最小のものをフィ
ードバック電圧として用いることができるので、複数の
電気回路系から構成されるとともに各電気回路系毎に電
源供給ラインをもつ情報処理装置に適用した場合、電力
が供給されている電源ラインのうち最も低電圧でクリテ
ィカルな状態にある電源供給ラインをフィードバックの
対象にしてスイッチング制御することができる。また、
最低の電圧をフィードバックの対象として用いることが
できるので、システムの保全を見込んで高めの電圧を印
加する必要がなくなり、無駄な電力を供給しなくて済む
ことになる。
【００２８】また、本発明に係る情報処理装置及びその
制御方法によれば、第１乃至第ｎの電源供給ライン各々
の電圧を監視して、且つ第１乃至第ｎの電圧のうち最小
のものをフィードバック電圧に用いて外部電源からの電
力供給をスイッチング制御するようになっている。した
がって、第１乃至第ｎの電源供給ラインのうち最も低電
圧でクリティカルな状態にあるものをフィードバックの
対象にして電力供給を制御できる。また、最低の電圧を
フィードバックの対象として用いることができるので、
システムの保全を見込んで高めの電圧を印加する必要が
なくなり、無駄な電力を供給しなくて済むことになる。
【００２９】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。
【００３０】
【実施例】本発明の実施例を、便宜上、以下のように項
分けして説明する。
【００３１】Ａ．ポータブル・コンピュータの電源供給
系統 Ｂ．フィードバック電圧セレクタの構成及びオペレーシ
ョン
【００３２】Ａ．ポータブル・コンピュータの電源供給
系統 図１は、本発明の実施に供されるポータブル・コンピュ
ータのハードウェア構成を、電源供給系統に着目して概
略的に示したものである。図１中で図６及び図８と同一
の要素については同一の参照番号を付してある。
【００３３】本実施例に係る電源供給系統の構成が従来
技術と相違する第１点は、各電源供給ラインＬ1，Ｌ2，
Ｌ3毎に電圧監視手段を備えている、という点である。
各電圧監視手段は、Ｒ1，Ｒ2からなる一対のプル・ダウ
ン抵抗で分圧することによってそれぞれ電圧Ｖ1，Ｖ2，
Ｖ3を導出するようになっている。電源供給ライン上に
ＦＥＴ４２，４３のような素子がある場合は、これらの
素子による電圧降下分を取り除くために、それらよりも
末端側に電圧監視手段を設けた方がよい。なお、Ｒ1，
Ｒ2は、例えばともに１０ｋΩの抵抗素子でよい。ま
た、電圧監視手段は、電源供給ラインから電圧レベルを
導出するものであればよく、このような構成には限定さ
れるものではない。
【００３４】本実施例に係る電源供給系統の構成が従来
技術と相違する第２点は、フィードバック電圧セレクタ
５１を備えている、という点である。フィードバック電
圧セレクタ５１は、各電圧監視手段からの出力Ｖ1，
Ｖ2，Ｖ3を入力して、これらのうち電圧レベルが最小の
ものをＤＣ／ＤＣコンバータ２３に対して出力するよう
になっている。最小の電圧レベルを示す電源供給ライン
は、電流の供給が最も不足している、すなわちシステム
２０のオペレーションを継続する上で最もクリティカル
な電源供給ラインといえる。なお、フィードバック電圧
セレクタ５１の詳細な構成についてはＢ項で後述する。
【００３５】本実施例に係る電源供給系統の構成が従来
技術と相違する第３点は、スイッチング・レギュレータ
はフィードバック電圧セレクタ５１の出力Ｖsをフィー
ドバック電圧として用いている、という点である。上述
したように、フィードバック電圧セレクタ５１は３つの
入力電圧のうち最小のものを出力するようになっている
ので、負荷の変動に拘らず、最もクリティカルな電源供
給ラインに係る電圧を常にフィードバックさせることが
できる訳である。
【００３６】上述したように、監視電圧Ｖ2，Ｖ3は、Ｆ
ＥＴ４２，４３による余分な電圧降下分を含んでいな
い。また、フィードバック電圧セレクタ５１は、各電源
供給ラインのうち最低の電圧をフィードバックするよう
になっているので、常に最もクリティカルな電源供給ラ
インに係る監視電圧を基準に電源電圧ＶCCを制御するこ
とができる。したがって、電源スペックを下回らないよ
うにするために、最大電流Ｉ2max，Ｉ3maxを想定して電
源電圧ＶCCを高めに設定する必要はない。換言すれば、
電力を余分に供給する必要がないのである。
【００３７】Ｂ．フィードバック電圧セレクタの構成及
びオペレーション この項では、上述したフィードバック電圧セレクタ５１
の構成及びオペレーションを図２乃至図４を用いて説明
する。本項の説明によれば、当業者であれば、フィード
バック電圧セレクタ５１が３つの入力電圧Ｖ1，Ｖ2，Ｖ
3のうち最も低いもの（すなわち最もクリティカルな電
源供給ラインに係る監視電圧）を選択的に出力する、と
いうことを理解できるであろう。なお、図２乃至図４に
おいて、SUSPEND#，PANEL_OFF#なる制御信号は、システ
ム２０のパワー・マネージメント・オペレーションの際
にＦＥＴ４２，ＦＥＴ４３をオン・オフするのに用いる
信号でもあり、メインＣＰＵ１又はサブＣＰＵから送ら
れてくる。SUSPEND#は、通常のオペレーションではハイ
（High）・レベルを、サスペンド・モード中はロー（Lo
w）・レベルを示すようになっている。また、PANEL_OFF
#は、通常のオペレーションではハイ・レベルを、パネ
ル・オフ・モード中はロー・レベルを示すようになって
いる。
【００３８】Ｂ−１．監視電圧Ｖ1の処理 図２は、フィードバック電圧セレクタ５１の内部回路の
うち、電源供給ラインＬ1の監視電圧Ｖ1を処理する部分
を示した図である。まず、各素子の動作特性について略
述しておく。
【００３９】ｎｐｎ型トランジスタ６１は、制御信号SU
SPEND#をベースに入れ、ＧＮＤをエミッタに入れてい
る。また、ｎｐｎ型トランジスタ６２は、PANEL_OFF#を
ベースに入れ、ＧＮＤをエミッタに入れている。トラン
ジスタ６１は、サスペンド・モードではベース電位が去
勢されてオフになり、それ以外のモードではベース電位
が付勢されてオンになる。同様に、トランジスタ６２
は、パネル・オフ・モードではオフになり、それ以外の
モードではオンになる。
【００４０】また、ｐｎｐ型トランジスタ６３は、電源
電圧ＶDDをエミッタに入れ、トランジスタ６１，６２の
コレクタをオア結合させたものをベースに入れ、ＧＮＤ
をコレクタに入れている。したがって、トランジスタ６
１，６２のうちいずれか一方でもオンであれば、ベース
はＧＮＤに接続されてベース電流が流れるので、トラン
ジスタ６３はオンされる。逆に、トランジスタ６１，６
２がともにオフされていれば、ベースに電流は流れない
ので、トランジスタ６３はオフされる。
【００４１】また、フィードバック電圧の１つである監
視電圧Ｖ1は、ｎチャネル型ＦＥＴ６４，６５を介して
セレクト電圧ＶSに連絡している。ＦＥＴ６４，６５
は、ともにトランジスタ６３のエミッタ側をゲートに入
れている。したがって、トランジスタ６３がオンされれ
ば、ＦＥＴ６４，６５のゲート電位がＧＮＤにプル・ダ
ウンされて、ゲート電位が去勢されるので、入力電圧Ｖ
1はＶSから切り放される。逆にトランジスタ６３がオフ
されれば、ゲート電位が付勢されてＦＥＴ６４，６５が
オンされるので、Ｖ1はＶSに接続されることになる。
【００４２】次に、この回路部分の実際のオペレーショ
ンについて説明する。
【００４３】(a) サスペンド・モードで且つパネル・オ
フ・モードの場合 制御信号SUSPEND#，PANEL_OFF#は、ともにアクティブ・
ローである（前述）。したがって、サスペンドで且つパ
ネル・オフの場合のみ、両トランジスタ６１，６２がオ
フされて、トランジスタ６３もオフされる。すると、電
源電圧ＶDDはＧＮＤから遮断されるので、ＦＥＴ６４，
６５のゲート電位はハイ・レベルを保持するので、ＦＥ
Ｔ６４，６５はオンされる。したがって、監視電圧Ｖ1
はフィードバック電圧ＶSとして選択されることにな
る。
【００４４】サスペンドで且つパネル・オフとなるの
は、図１においてＦＥＴ４２，４３がオフされる場合で
ある。この場合、電源供給ラインＬ2，Ｌ3は使用されな
いので、当然、ラインＬ1が最もクリティカルになり、
監視電圧Ｖ1がフィードバック電圧に選択されることに
なる。
【００４５】(b) サスペンド・モードでない又はパネル
・オフ・モードでない場合 これは、SUSPEND#又はPANEL_OFF#のうちの少なくとも一
方がハイ・レベルとなっている場合である。この場合、
トランジスタ６３のベースは、トランジスタ６１，６２
のうちの少なくとも一方によってＧＮＤにプル・ダウン
されているので、ベース電流が流れるため、トランジス
タ６３はオンされる。すると、ＦＥＴ６４，６５のゲー
ト電位は去勢されてＦＥＴ６４，６５はオフされるの
で、電圧Ｖ1がフィードバック電圧に選択されることは
ない。
【００４６】このような動作モードは、図１においてＦ
ＥＴ４２，４３のうちの少なくとも一方がオンされて、
ラインＬ2，Ｌ3のうち少なくとも一方は通常のオペレー
ション状態にある場合である。この場合、ラインＬ2，
Ｌ3のうち少なくとも一方は、ＦＥＴ４２，４３による
電圧降下分だけラインＬ1よりもクリティカルとなるの
で、Ｖ1は選択されなくなる訳である。
【００４７】Ｂ−２．監視電圧Ｖ2の処理 図３は、フィードバック電圧セレクタ５１の内部回路の
うち、電源供給ラインＬ2の監視電圧Ｖ2を処理する部分
を示した図である。まず、各素子の動作特性について略
述しておく。
【００４８】ｎｐｎ型トランジスタ７１は、制御信号SU
SPEND#をベースに入れ、ＧＮＤをエミッタに入れてい
る。したがって、トランジスタ７１は、サスペンド・モ
ードではベース電位が付勢されてオンになり、それ以外
のモードではベース電位が去勢されてオフになる。
【００４９】また、ｐｎｐ型トランジスタ７２は、トラ
ンジスタ７１のコレクタ側をベースに入れ、電源電圧Ｖ
DDをエミッタに入れている。したがって、トランジスタ
７１がオンされていれば、ベースはＧＮＤにプル・ダウ
ンされてベース電流が流れるので、トランジスタ７２も
オンされる。逆に、トランジスタ７１がオフされていれ
ば、ベース電流は流れないので、トランジスタ７２もオ
フされる。
【００５０】また、ｐｎｐ型トランジスタ７３は、トラ
ンジスタ７２のコレクタ側をエミッタに入れ、差動増幅
器７４の出力をベースに入れ、ｎチャネル型ＦＥＴ７
５，７６のゲートをコレクタに入れている。差動増幅器
７４は、監視電圧Ｖ2を非反転入力端子に入れ、監視電
圧Ｖ3を反転入力端子に入れており、Ｖ2＞Ｖ3であれば
ハイ・レベルを出力してトランジスタ７３をオフにし、
Ｖ2＜Ｖ3であればロー・レベルを出力してトランジスタ
７３をオンにする。
【００５１】また、フィードバック電圧の１つである監
視電圧Ｖ2は、ｎチャネル型ＦＥＴ７５，７６を介して
セレクト電圧ＶSに連絡している。ＦＥＴ７５，７６
は、ともにトランジスタ７３のコレクタ側をゲートに入
れている。差動増幅器７４のハイ出力によってトランジ
スタ７３がオフされると、ゲート電位はＧＮＤにプル・
ダウンされるので、ＦＥＴ７５，７６がオフされて、入
力Ｖ2はＶSから切り放される。差動増幅器７４のロー出
力によってトランジスタ７３がオンされていても、トラ
ンジスタ７２がオフされている場合（すなわちサスペン
ド・モードの場合）は、ゲート電位はＧＮＤにプル・ダ
ウンされているので、ＦＥＴ７５，７６はオフされてい
る。差動増幅器７４のロー出力によってトランジスタ７
３がオンされ、且つトランジスタ７２がオンされている
場合、ゲート電位は電源電圧ＶDDによって付勢されるの
で、ＦＥＴ７５，７６はオンされ、その結果として監視
電圧Ｖ2はＶSに接続されることになる。
【００５２】次に、この回路部分の実際のオペレーショ
ンについて説明する。
【００５３】(a) サスペンド・モードの場合 上述したように、サスペンド・モードでは、トランジス
タ７２は必ずオフになるので、ＦＥＴ７５，７６のゲー
ト電位が付勢されることはない。すなわち、監視電圧Ｖ
2がフィードバック電圧ＶSとして選択されることはな
い。
【００５４】サスペンド・モードとは、図１において、
ＦＥＴ４２がオフされた状態である。この場合、電源供
給ラインＬ2は使用されておらずクリティカルな状態に
は陥らないので、該ラインの監視電圧Ｖ2をフィードバ
ックする必要はないという訳である。
【００５５】(b) サスペンド・モード以外の場合 サスペンド・モード以外の場合、トランジスタ７１，７
２はともにオンされており、トランジスタ７３のエミッ
タ電位は付勢された状態となっている。一方、トランジ
スタ７３は、差動増幅器７４がロー出力のときにオンさ
れる。これによって、ゲート電位は電源電圧ＶDDによっ
て付勢されるので、ＦＥＴ７５，７６がオンになり、監
視電圧Ｖ2がフィードバック電圧ＶSとして選択される。
差動増幅器７４がロー出力になるのは、Ｖ2＜Ｖ3のと
き、すなわち、電源供給ラインＬ2がＬ3よりもクリティ
カルな状態にある場合である。逆に、Ｖ2＞Ｖ3の場合、
差動増幅器７４はトランジスタ７３を付勢しないので、
Ｖ2がＶSとして出力されることはない。略言すれば
Ｖ2，Ｖ3のうちクリティカルな方がＶSとして出力され
る訳である。
【００５６】Ｂ−３．監視電圧Ｖ3の処理 図４は、フィードバック電圧セレクタ５１の内部回路の
うち、電源供給ラインＬ3の監視電圧Ｖ3を処理する部分
を示した図である。まず、各素子の動作特性について略
述しておく。
【００５７】ｎｐｎ型トランジスタ８１は、制御信号PA
NEL_OFF#をベースに入れ、ＧＮＤをエミッタに入れてい
る。したがって、トランジスタ８１は、パネル・オフ・
モードではベース電位が付勢されてオンになり、それ以
外のモードではベース電位が去勢されてオフになる。
【００５８】また、ｐｎｐ型トランジスタ８２は、トラ
ンジスタ８１のコレクタ側をベースに入れ、電源電圧Ｖ
DDをエミッタに入れている。したがって、トランジスタ
８１がオンされていれば、ベースがＧＮＤにプル・ダウ
ンされてベース電流が流れるので、トランジスタ８２も
オンされる。逆に、トランジスタ８１がオフされていれ
ば、ベース電流は流れないので、トランジスタ８２もオ
フされる。
【００５９】また、ｎｐｎ型トランジスタ８３は、ＧＮ
Ｄをエミッタに入れ、差動増幅器８４の出力をベースに
入れている。差動増幅器８４は、監視電圧Ｖ2を非反転
入力端子に入れ、監視電圧Ｖ3を反転入力端子に入れて
おり、Ｖ2＞Ｖ3であればハイ・レベルを出力してトラン
ジスタ８３をオフにし、Ｖ2＜Ｖ3であればロー・レベル
を出力してトランジスタ８３をオンにする。
【００６０】また、ｐｎｐ型トランジスタ８５は、トラ
ンジスタ８２のコレクタ側をエミッタに入れ、トランジ
スタ８３のコレクタ側をベースに入れている。したがっ
て、差動増幅回路８４がハイ出力であれば、トランジス
タ８３がオンされる結果としてトランジスタ８５のベー
ス電位がＧＮＤにプル・ダウンされるので、トランジス
タ８５はオンされる。逆に、差動増幅器８４がロー出力
であれば、トランジスタ８５はオフされる。
【００６１】また、フィードバック電圧の１つである監
視電圧Ｖ3は、ｎチャネル型ＦＥＴ８６，８７を介して
セレクト電圧ＶSに連絡している。ＦＥＴ８６，８７
は、ともにトランジスタ８５のコレクタ側をゲートに入
れている。差動増幅器８４のロー出力によってトランジ
スタ８３がオフされると、ゲート電位はＧＮＤにプル・
ダウンされるので、ＦＥＴ８６，８７がオフされて、入
力Ｖ3はＶSから切り放される。差動増幅器８４のハイ出
力によってトランジスタ８５がオンされていても、トラ
ンジスタ８２がオフされている場合（すなわちパネル・
オフ・モードの場合）は、ゲート電位はＧＮＤにプル・
ダウンされているので、ＦＥＴ８６，８７はオフされて
いる。差動増幅器８４のハイ出力によってトランジスタ
８５がオンされ、且つトランジスタ８２がオンされてい
る場合、ゲート電位は電源電圧ＶDDによって付勢される
ので、ＦＥＴ８６，８７はオンされ、その結果として監
視電圧Ｖ3はＶSに接続されることになる。
【００６２】次に、この回路部分の実際のオペレーショ
ンについて説明する。
【００６３】(a) パネル・オフ・モードの場合 パネル・オフ・モードでは、トランジスタ８２は必ずオ
フになるので、ＦＥＴ８６，８７のゲート電位が付勢さ
れることはない。すなわち、監視電圧Ｖ3がフィードバ
ック電圧ＶSとして選択されることはない。
【００６４】パネル・オフ・モードとは、図１におい
て、ＦＥＴ４３がオフされた状態である。この場合、電
源供給ラインＬ3は使用されておらずクリティカルな状
態には陥らないので、該ラインの監視電圧Ｖ3をフィー
ドバックする必要はないという訳である。
【００６５】(b) パネル・オフ・モード以外の場合 パネル・オフ・モード以外の場合、トランジスタ８１，
８２はともにオンされており、トランジスタ８５のエミ
ッタ電位は付勢された状態となっている。一方、トラン
ジスタ８５は、差動増幅器８４がハイ出力のときにオン
される。これによって、ゲート電位は電源電圧ＶDDによ
って付勢されるので、ＦＥＴ８６，８７がオンになり、
監視電圧Ｖ3がフィードバック電圧ＶSとして選択され
る。差動増幅器７４がハイ出力になるのは、Ｖ2＞Ｖ3の
とき、すなわち、電源供給ラインＬ3がＬ2よりもクリテ
ィカルな状態にある場合である。逆に、Ｖ2＜Ｖ3の場
合、差動増幅器８４はトランジスタ８５を付勢しないの
で、Ｖ3がＶSとして出力されることはない。略言すれば
Ｖ2，Ｖ3のうちクリティカルな方がＶSとして出力され
る訳である。
【００６６】以上、特定の実施例を参照しながら、本発
明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成
し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で
本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべ
きではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に
記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【００６７】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明に係るスイ
ッチング・レギュレータによれば、複数の入力電圧のう
ち最小のものをフィードバック電圧として用いることが
できるので、複数の電気回路系から構成されるとともに
各電気回路系毎に電源供給ラインをもつ情報処理装置に
適用した場合、最も低電圧でクリティカルな状態にある
電源供給ラインをフィードバックの対象にしてスイッチ
ング制御することができる。
【００６８】また、本発明に係る情報処理装置及びその
制御方法によれば、第１乃至第ｎの電源供給ライン各々
の電圧を監視して、且つ第１乃至第ｎの電圧のうち最小
のものをフィードバック電圧に用いて外部電源からの電
力供給をスイッチング制御するようになっている。した
がって、第１乃至第ｎの電源供給ラインのうち最も低電
圧でクリティカルな状態にあるものをフィードバックの
対象にして電力供給を制御できる。また、最低の電圧を
フィードバックの対象として用いることができるので、
システムの保全を見込んで高めの電圧を印加する必要が
なくなり、無駄な電力を供給しなくて済むことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施例に係る、ポータブル・コンピ
ュータのハードウェア構成を、電源供給系統に着目して
概略的に示した図である。
【図２】図２は、フィードバック電圧セレクタの内部回
路の一部を抽出した図であり、より具体的には、電源供
給ラインＬ1の監視電圧Ｖ1を処理する部分を示した図で
ある。
【図３】図３は、フィードバック電圧セレクタの内部回
路の一部を抽出した図であり、より具体的には、電源供
給ラインＬ2の監視電圧Ｖ2を処理する部分を示した図で
ある。
【図４】図４は、フィードバック電圧セレクタの内部回
路の一部を抽出した図であり、より具体的には、電源供
給ラインＬ3の監視電圧Ｖ3を処理する部分を示した図で
ある。
【図５】図５は、ポータブル・コンピュータのハードウ
ェア構成を、データ・ストリームに着目して概略的に示
した図である。
【図６】図６は、ポータブル・コンピュータのハードウ
ェア構成を、電源供給系統に着目して概略的に示した図
である。
【図７】図７は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ２３の内
部構成を概略的に示した図である。
【図８】図８は、ポータブル・コンピュータの電源供給
系統の構成を示した図であり、より具体的には、サスペ
ンドやＬＣＤパネル・オフなどのパワー・マネージメン
ト・オペレーションを実現すべく一部の電気回路に対し
てのみ電力供給を遮断することを可能にしたポータブル
・コンピュータの電源供給系統の構成を示す図である。
【図９】図９は、図８のうちＤＣ／ＤＣコンバータ２３
から出力した電源供給ラインＬが分岐した個所近辺に着
目した図である。
【符号の説明】
１…メインＣＰＵ、２…バス、３…メイン・メモリ、４
…ＲＯＭ、５…キーボード、６…マウス、７…ＬＣＤパ
ネル、８…キーボード・マウス・コントローラ、９…Ｖ
ＲＡＭ、１０…ＬＣＤコントローラ、１１…ビデオ・コ
ントローラ、１２…ＨＤＤ、１３…ＦＤＣ、１４…ＦＤ
Ｄ、２１…ＡＣ／ＤＣアダプタ、２２…バッテリ、２３
…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４…システム負荷。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 1/26 Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｊ (72)発明者 岩見 知行 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フィードバック電圧を予め設定された基準
    電圧と比較して該比較結果に応じて接続・遮断の制御を
    行うスイッチング・レギュレータにおいて、複数の電圧
    を入力するとともに該複数の入力電圧のうち最小のもの
    をフィードバック電圧として用いることを特徴とするス
    イッチング・レギュレータ。
  2. 【請求項２】外部電源からの電力の供給をフィードバッ
    ク電圧に基づいて開閉制御するスイッチング・レギュレ
    ータを含む情報処理装置において、第１の電気回路系に
    電力を供給するための第１の電源供給ラインと、第２の
    電気回路系に電力を供給するための第２の電源供給ライ
    ンと、第ｉの電気回路系に電力を供給するための第ｉの
    電源供給ライン（但し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整数であり、
    ｎは２以上の整数）と、第１乃至第ｎの電源供給ライン
    それぞれの電圧を監視してこのうちの最低の電圧をフィ
    ードバック電圧として前記スイッチング・レギュレータ
    に出力するフィードバック電圧選択手段とを具備するこ
    とを特徴とする情報処理装置。
  3. 【請求項３】第１の電気回路系に電力を供給するための
    第１の電源供給ラインと、第２の電気回路系に電力を供
    給するための第２の電源供給ラインと、第ｉの電気回路
    系に電力を供給するための第ｉの電源供給ライン（但
    し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整数であり、ｎは２以上の整数）
    とを含み、外部電源からの供給電力によって駆動する情
    報処理装置において、第１の電源供給ラインにおける第
    １の電圧を監視する手段と、第２の電源供給ラインにお
    ける第２の電圧を監視する手段と、第ｉの電源供給ライ
    ンにおける第ｉのそれぞれの電圧を監視する手段と、前
    記第１乃至第ｎの電圧のうち最小電圧を選択する手段
    と、前記最小電圧を予め設定された基準電圧と比較する
    手段と、前記比較の結果に応じて前記外部電源からの電
    力の供給を開始又は遮断する接続・遮断手段とを具備す
    ることを特徴とする情報処理装置。
  4. 【請求項４】前記外部電源がＡＣ／ＤＣコンバータを介
    した商用電源又はバッテリであることを特徴とする請求
    項２又は３に記載の情報処理装置。
  5. 【請求項５】前記第１の電気回路系がメイン・メモリ、
    画面バッファ、及びディスプレイ・コントローラを含む
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の情報処理装
    置。
  6. 【請求項６】前記第２の電気回路系がＣＰＵ、及び周辺
    装置を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の情
    報処理装置。
  7. 【請求項７】前記第ｉの電気回路系が表示装置を含むこ
    とを特徴とする請求項２又は３に記載の情報処理装置。
  8. 【請求項８】第１の電気回路系に電力を供給するための
    第１の電源供給ラインと、第２の電気回路系に電力を供
    給するための第２の電源供給ラインと、第ｉの電気回路
    系に電力を供給するための第ｉの電源供給ライン（但
    し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整数であり、ｎは２以上の整数）
    とを含み、外部電源からの供給電力によって駆動する情
    報処理装置の制御方法において、前記第１乃至第ｎの電
    源供給ラインにおける電圧のうち最小のものをフィード
    バック電圧として前記外部電源からの電力の供給を制御
    することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
  9. 【請求項９】第１の電気回路系に電力を供給するための
    第１の電源供給ラインと、第２の電気回路系に電力を供
    給するための第２の電源供給ラインと、第ｉの電気回路
    系に電力を供給するための第ｉの電源供給ライン（但
    し、ｉは１≦ｉ≦ｎの整数であり、ｎは２以上の整数）
    とを含み、外部電源からの供給電力によって駆動する情
    報処理装置の制御方法において、前記第１の電源供給ラ
    インにおける第１の電圧を監視する段階と、前記第２の
    電源供給ラインにおける第２の電圧を監視する段階と、
    前記第ｉの電源供給ラインにおける第ｉのそれぞれの電
    圧を監視する段階と、前記第１乃至第ｎの電圧のうち最
    小電圧を選択する段階と、前記最小電圧を予め設定され
    た基準電圧と比較する段階と、前記比較の結果前記最小
    電圧の方が高ければ前記外部電源からの電力の供給を遮
    断し前記基準電圧の方が高ければ前記外部電源からの電
    力の供給を行う段階とを具備することを特徴とする情報
    処理装置の制御方法。
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