特開 2016-192058 半導体装置、及び電源供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-192058(P2016-192058A)

(43)【公開日】2016年11月10日

(54)【発明の名称】半導体装置、及び電源供給方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/26 20060101AFI20161014BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20161014BHJP

【ＦＩ】

   G06F1/26 335C

   H02M3/00 H

   G06F1/26 B

   G06F1/26 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-71463(P2015-71463)

(22)【出願日】2015年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】長友 茂

【テーマコード（参考）】

5B011

5H730

【Ｆターム（参考）】

5B011DA11

5B011DB02

5B011GG03

5B011JB10

5H730AA11

5H730AS01

5H730BB98

5H730DD02

5H730EE59

5H730EE60

5H730FD01

5H730FF01

5H730FF09

5H730FF15

5H730FG01

(57)【要約】

【課題】複雑な回路構成を備えることなく、異なる駆動電圧の被駆動用半導体装置を起動することができる、半導体装置、及び電源供給方法を提供する。
【解決手段】制御用半導体装置１０は、動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上の電圧を出力するまでの時間が外部環境に応じて変動する電源１が接続される端子Ｔ１と、端子Ｔ１から電源が供給されるレギュレータ４と、被駆動用半導体装置２０に電源を供給する端子Ｔ４と、レギュレータ４と端子Ｔ４との接続を制御するスイッチＳＷ１と、端子Ｔ１から電源が供給され、端子Ｔ４に電圧を供給するダイオードＤ１及びＤ２と、を備え、端子Ｔ１から供給される電源の電圧が動作可能電圧Ｖ_Ｂより低い場合は、スイッチＳＷ１をオフにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め定めた電圧値以上の電圧を出力するまでの時間が外部環境に応じて変動する電源が接続される入力端子と、
前記入力端子から電源が供給される電源部と、
被駆動用半導体装置に電源を供給する電源供給端子と、
前記電源部と前記電源供給端子との接続を制御するスイッチと、
前記入力端子から電源が供給され、前記電源供給端子に電圧を供給する電圧調整部と、
を備えた半導体装置。

【請求項2】

被駆動用半導体装置に接続され、前記被駆動用半導体装置に駆動準備を指示するスタンバイ信号を出力する出力端子と、
前記スタンバイ信号を生成し、生成した前記スタンバイ信号を前記出力端子から出力するタイミングを制御する制御部と、
を更に備えた請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記入力端子から供給される電源の電圧値に応じて前記電源部及び前記電圧調整部の何れか一方から電源が供給される出力部を介して、前記出力端子と接続され、
前記出力部は、前記制御部から入力された前記スタンバイ信号を前記出力端子に出力する
請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記入力端子から供給される電源の電圧値に応じて前記スイッチをオン又はオフにするスイッチ状態制御信号を前記スイッチに出力し、前記スイッチのオンオフ状態を制御する
請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記スタンバイ信号及び前記スイッチ状態制御信号を出力するリセット回路と、 前記リセット回路からの前記スタンバイ信号により内部動作を制御準備状態に移行する制御回路と、を含む
請求項４記載の半導体装置。

【請求項6】

前記リセット回路に、前記入力端子から電源が供給され、
前記制御回路に、前記入力端子から電源が供給される制御回路電源部を介して電源が供給される
請求項５記載の半導体装置。

【請求項7】

前記入力端子から前記リセット回路に供給される電源の電圧値が第１の閾値未満の場合、前記スイッチをオフにした状態で前記制御回路及びリセット回路の動作が停止し、
前記入力端子から前記リセット回路に供給される電源の電圧値が前記第１の閾値以上、かつ、前記第１の閾値より大きい第２の閾値未満の場合、前記リセット回路は、前記スタンバイ信号を前記出力部及び前記制御回路に出力すると共に、前記スイッチ状態制御信号を前記スイッチに出力して前記スイッチをオフに制御し、
前記入力端子から前記リセット回路に供給される電源の電圧値が前記第２の閾値以上の場合、前記リセット回路は、前記出力部及び前記制御回路に出力している前記スタンバイ信号を停止すると共に、前記スイッチ状態制御信号を前記スイッチに出力し、前記スイッチをオン又はオフの予め定めた状態に制御する
請求項６記載の半導体装置。

【請求項8】

前記電圧調整部がダイオードを含む
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の半導体装置。

【請求項9】

予め定めた電圧値以上の電圧を出力するまでの時間が外部環境に応じて変動する電源が接続される入力端子と、
前記入力端子から電源が供給される電源部と、
被駆動用半導体装置に電源を供給する電源供給端子と、
前記電源部と前記電源供給端子との接続を制御するスイッチと、
前記入力端子から電源が供給される電圧調整部と、
を備える半導体装置の前記入力端子に供給された電源の電圧が、予め定めた閾値より低い場合に、前記スイッチをオフにし、前記電圧調整部から前記電源供給端子に電圧を供給する
処理を含む前記電源供給端子への電源供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、及び電源供給方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

通常、半導体装置の駆動電圧は共通化されておらず、半導体装置毎に適切な駆動電圧が規定されている。従って、複数の半導体装置を組み合わせた製品等を設計する場合、半導体装置毎に規定された駆動電圧を供給する必要がある。

【0003】

例えば、一方の半導体装置である被駆動用半導体装置の駆動電圧より、他方の半導体装置である被駆動用半導体装置を制御する制御用半導体装置の駆動電圧が高い場合、制御用半導体装置に電源を接続し、入力された電源の電圧を制御用半導体装置に実装されたレギュレータで被駆動用半導体装置の駆動電圧まで降圧して、被駆動用半導体装置に供給する方法が知られている（例えば特許文献１、及び特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１４３０００号公報

【特許文献2】特開平１１−４５９４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２で半導体装置に供給される電源は、例えばスイッチング電源といった安定した電源の使用を前提としている。

【0006】

一方、近年の再生可能エネルギーの利用拡大に伴い、例えば太陽光で電気を発電するソーラーパネルの開発が進められ、従来と比較して発電効率の高いソーラーパネルが安価な価格で入手できるようになった。これに伴い、半導体装置に供給する電源としてソーラーパネルを使用する形態が考えられるが、天候又は時間帯等の関係からソーラーパネルの周囲が規定照度未満である暗い状況で使用する場合、ソーラーパネルの出力電圧が半導体装置の駆動電圧に達するまでに時間を要することがある。従って、ソーラーパネルの出力電圧が半導体装置の駆動電圧に達するまでの間（駆動移行期間）、半導体装置には駆動電圧に対応した電流より小さい電流しか供給されない。

【0007】

従って、駆動移行期間で互いに駆動電圧が異なる制御用半導体装置から被駆動用半導体装置を起動させようとすれば、過負荷のために制御用半導体装置から被駆動用半導体装置への起動制御が不安定となる。

【0008】

駆動移行期間に、制御用半導体装置から被駆動用半導体装置への起動制御を安定的に実行するためには、駆動電圧に対応した電流より小さい電流であっても、被駆動用半導体装置の起動制御を実行する回路を制御用半導体装置に追加する必要がある。従って、特許文献１及び特許文献２の半導体装置に供給される電源を単にソーラーパネルに置き換えるだけでは、駆動移行期間における半導体装置の動作が不安定になることが想定される。

【0009】

しかし、駆動移行期間において被駆動用半導体装置の起動制御を実行する回路は一般的に複雑になり、当該回路を制御用半導体装置に追加した場合、制御用半導体装置のコストが上昇し、更に制御用半導体装置の大きさが回路追加前に比べて大きくなることがある。

【0010】

本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、外部環境に応じて予め定めた電圧値以上の電圧を出力するまでの時間が変動する電源から供給された電圧を用いた場合であっても、複雑な回路構成を備えることなく、異なる駆動電圧の被駆動用半導体装置を起動することができる、半導体装置、及び電源供給方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、予め定めた電圧値以上の電圧を出力するまでの時間が外部環境に応じて変動する電源が接続される入力端子と、前記入力端子から電源が供給される電源部と、被駆動用半導体装置に電源を供給する電源供給端子と、前記電源部と前記電源供給端子との接続を制御するスイッチと、前記入力端子から電源が供給され、前記電源供給端子に電圧を供給する電圧調整部と、を備える。

【0012】

また、本発明の電源供給端子への電源供給方法は、予め定めた電圧値以上の電圧を出力するまでの時間が外部環境に応じて変動する電源が接続される入力端子と、前記入力端子から電源が供給される電源部と、被駆動用半導体装置に電源を供給する電源供給端子と、前記電源部と前記電源供給端子との接続を制御するスイッチと、前記入力端子から電源が供給され電圧調整部と、を備える半導体装置の前記入力端子に供給された電源の電圧が、予め定めた閾値より低い場合に、前記スイッチをオフにし、前記電圧調整部から前記電源供給端子に電圧を供給する処理を含む。

【発明の効果】

【0013】

複雑な回路構成を備えることなく、異なる駆動電圧の被駆動用半導体装置を起動することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】被駆動用半導体装置と駆動電圧が異なる場合の制御用半導体装置の一例を示す回路図である。

【図2】ソーラーパネルの出力電圧の一例を示すグラフである。

【図3】ＦＥＴを利用して電圧を降下させる場合の一例を示す回路図である。

【図4】被駆動用半導体装置と駆動電圧が同じ場合の制御用半導体装置の一例を示す回路図である。

【図5】被駆動用半導体装置と駆動電圧が異なる場合の従来の制御用半導体装置の一例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、機能が同じ働きを担う構成要素には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。

【0016】

まず、図４に、駆動電圧が被駆動用半導体装置と同じ電圧である制御用半導体装置から、被駆動用半導体装置を駆動させる場合の回路図の一例を示す。

【0017】

図４に示す回路図は、例えば電源１、制御用半導体装置１０Ａ、及び被駆動用半導体装置２０を含む。制御用半導体装置１０Ａは端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４を備え、被駆動用半導体装置２０は端子Ｔ５、Ｔ６、及びＴ７を備える。そして、電源１は端子Ｔ１と電気的に接続され、端子Ｔ２と端子Ｔ５、端子Ｔ３と端子Ｔ６、及び端子Ｔ４と端子Ｔ７が各々電気的に接続される。

【0018】

ここで、電源１は、天候、時間帯、及び設置場所等の外部環境によって、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を駆動するために必要となる予め定めた電圧値（動作可能電圧Ｖ_Ｂ）以上の電圧を出力するまでの時間が変動するような電源、例えばソーラーパネルを用いた電源（太陽光電源）である。なお、電源１は、外部環境によって動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上の電圧を出力するまでの時間が変動するような電源であれば何でもよく、太陽光電源に制限されない。例えば、風力を利用して電圧を供給する電源であってもよい。

【0019】

端子Ｔ１に接続される電源１は、制御用半導体装置１０Ａに含まれる各機能部、すなわち制御部２及び出力部３に供給されると共に、端子Ｔ１と電気的に接続される端子Ｔ４から、端子Ｔ７を介して被駆動用半導体装置２０に供給され、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０が駆動する。

【0020】

しかし、例えば天候の変化等により電源１周辺の照度が、電源１から動作可能電圧Ｖ_Ｂを供給するために必要となる照度より低くなる場合がある。こうした状態で制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を起動する場合、電源１から制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を駆動するために必要となる十分な電流を取得することができず過負荷状態となり、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０共に正常に起動できない場合がある。

【0021】

このように、電源１から動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満の電圧しか供給されない状態で制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を起動する方法としては、一旦、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を起動するための準備段階にあたるスタンバイ状態で起動し、電源１から動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上の電圧が供給された際に、スタンバイ状態を解除して制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を駆動する手法が考えられる。

【0022】

スタンバイ状態では、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０に含まれる部品のうち、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０に含まれる全ての機能が動作可能となる状態、すなわち動作可能状態へ移行させるために必要となる部品のみに電源が供給される。

【0023】

従って、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０をスタンバイ状態で起動する場合、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０を動作可能状態で起動する場合と比較して、消費電力が低く抑えられる。そのため、電源１から動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満の電圧しか供給されない状態であっても、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０で過負荷が発生せずに、共に正常にスタンバイ状態で起動することができる。

【0024】

このように、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０をスタンバイ状態で起動するため、制御部２は、電源１から供給される電源の電圧が動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満である場合に、スタンバイ信号を出力部３に出力する。出力部３は、制御部２からスタンバイ信号が入力されると、電源１から出力部３に供給される電圧値を有するスタンバイ信号を、端子Ｔ３から端子Ｔ６を介して被駆動用半導体装置２０に出力し、被駆動用半導体装置２０をスタンバイ状態にする。一方、制御部２は、生成したスタンバイ信号を制御部２自身に出力することで、制御用半導体装置１０Ａもスタンバイ状態にする。

【0025】

そして、電源１から供給される電圧が動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上となった場合に、制御部２はスタンバイ信号の出力を停止し、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０のスタンバイ状態を解除する。当然のことながら、この際、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０に電源１から供給される電圧は動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上となっているため、制御用半導体装置１０Ａ及び被駆動用半導体装置２０は共に正常に起動する。以降、制御部２は、制御部２に接続される端子Ｔ２から被駆動用半導体装置２０の端子Ｔ５に制御信号を出力し、被駆動用半導体装置２０を制御することで、目的とする動作を実行する。

【0026】

次に、図５に、駆動電圧が被駆動用半導体装置２０と異なる電圧である制御用半導体装置１０Ｂから、被駆動用半導体装置２０を駆動させる場合の回路図の一例を示す。

【0027】

この場合、電源１から制御用半導体装置１０Ｂに供給される電源の電圧は、制御用半導体装置１０Ｂの駆動電圧に合わせた電圧に設定される。従って、例えば制御用半導体装置１０Ｂの駆動電圧より被駆動用半導体装置２０の駆動電圧が低い場合、図４に示したように、端子Ｔ１に供給された電源１の電圧を直接端子Ｔ４から出力してしまうと、被駆動用半導体装置２０に被駆動用半導体装置２０の駆動電圧を超える電圧が供給されることになる。

【0028】

そこで、制御用半導体装置１０Ｂは、図４の制御用半導体装置１０Ａの端子Ｔ１と端子Ｔ４とを接続する接続線に、電源１の電圧を降圧するレギュレータ４を挿入する。そして、レギュレータ４によって、被駆動用半導体装置２０に供給する電源の電圧を、被駆動用半導体装置２０の駆動電圧に変換する。

【0029】

レギュレータ４は、図５に示すように、例えば抵抗Ｒ１及びＲ２と、エラーアンプＡＭＰ１と、基準電源Ｖ_ＲＥＦを含み、端子Ｔ１に接続され電源１から電源が供給される。なお、レギュレータ４の内部回路は図５に例示した回路に限られず、例えばスイッチングレギュレータ等を用いてもよい。ここで、基準電源Ｖ_ＲＥＦは被駆動用半導体装置２０の駆動電圧と同じ電圧に設定される。

【0030】

レギュレータ４の非反転端子には基準電源Ｖ_ＲＥＦが入力されると共に、レギュレータ４の反転端子にはレギュレータ４の出力電圧が帰還電圧として入力される。そして、レギュレータ４は、電源１の電圧変動に伴いレギュレータ４の出力電圧が変動しても、エラーアンプＡＭＰ１が連続的にレギュレータ４の帰還電圧と基準電源Ｖ_ＲＥＦの電圧とを比較して、その差分が零になるようにエラーアンプＡＭＰ１の出力電圧を調整することで、レギュレータ４の出力電圧が基準電源Ｖ_ＲＥＦの電圧に近づくように制御する。

【0031】

しかし、電源１から供給される電源の電圧が制御用半導体装置１０Ｂの動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満である場合、電源１からレギュレータ４を動作させるために必要となる十分な電流を取得することができない。従って、レギュレータ４が正常に起動せず、レギュレータ４の出力電圧が不定値となり、被駆動用半導体装置２０をスタンバイ状態で起動することができない場合が発生する。また、レギュレータ４で電源１からの電流が消費され、制御部２に、制御部２が起動するために必要となる電流が供給されなくなる場合も考えられる。

【0032】

従って、図５に例示した制御用半導体装置１０Ｂに、レギュレータ４の消費電流を抑制する回路を追加する必要がある。

【0033】

更に、レギュレータ４の出力電圧が不定値となる場合、状況によっては、一時的にレギュレータ４から被駆動用半導体装置２０の駆動電圧より大きい電圧が出力される場合が考えられる。従って、図５に例示した制御用半導体装置１０Ｂに、レギュレータ４の起動時の電圧を被駆動用半導体装置２０の耐圧電圧以下に抑制する回路を追加する必要がある。

【0034】

こうしたレギュレータ４の起動時の電圧を被駆動用半導体装置２０の耐圧電圧以下に抑制する回路、及びレギュレータ４の消費電流を抑制する回路は複雑な回路となり、制御用半導体装置１０Ｂのコストが上昇すると共に、制御用半導体装置１０Ｂの大きさが回路追加前に比べて大きくなる場合がある。

【0035】

従って、以下では、駆動電圧が制御用半導体装置と被駆動用半導体装置とで異なる状況で、電源１から制御用半導体装置の動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満の電圧しか供給されない状態であっても、ダイオードの電圧降下を利用して、より簡単な回路で制御用半導体装置及び被駆動用半導体装置をスタンバイ状態で起動することができる半導体装置について説明する。

【0036】

図１は、本実施形態に係る制御用半導体装置１０及び被駆動用半導体装置２０の一例を示す回路図である。

【0037】

図１に例示する制御用半導体装置１０の回路図が、図５に例示した制御用半導体装置１０Ｂの回路図と異なる点は、端子Ｔ１及びレギュレータ４の電源端子を接続する接続線上の地点Ｐと、出力部３の電源端子及び端子Ｔ４を接続する接続線上の地点Ｑと、の間にダイオードＤ１及びＤ２を接続した点と、レギュレータ４の出力と、出力部３の電源端子及び端子Ｔ４を接続する接続線上の地点Ｕと、の間にスイッチＳＷ１を接続した点と、端子Ｔ１と、制御回路２Ａと、を接続する接続線間に制御回路用電源５を接続した点である。

【0038】

図１に示す制御用半導体装置１０では、地点Ｐと地点Ｑとの間に直列に接続した２個のダイオードＤ１及びＤ２が挿入されているが、挿入するダイオードの数は一例である。ここで、挿入するダイオードの数は、ダイオードに順方向バイアスが印加された場合にダイオードに生じる電圧降下分の合計が、制御用半導体装置１０及び被駆動用半導体装置２０の駆動電圧の差分に近づくように設定することが好ましい。

【0039】

例えば、制御用半導体装置１０の駆動電圧が３Ｖ、被駆動用半導体装置２０の駆動電圧が２Ｖ、及びダイオード１個の電圧降下が０．５Ｖである場合には、２個のダイオードを直列に接続して地点Ｐと地点Ｑとの間に挿入する。このようにダイオードの個数を設定することで、例えば電源１から制御用半導体装置１０の駆動電圧が供給されたとしても、ダイオードＤ１及びＤ２によって電源１から供給される電圧が被駆動用半導体装置２０の駆動電圧まで降圧され、出力部３及び端子Ｔ４に供給される。従って、制御用半導体装置１０から被駆動用半導体装置２０に出力されるスタンバイ信号及び電源の電圧を、被駆動用半導体装置２０の駆動電圧以下に制限することができる。

【0040】

なお、ダイオードの個数の他、ダイオードの種類を変更して、ダイオードによる電圧降下を調整してもよい。

【0041】

また、図１では制御部２の内容を詳細に記載し、制御部２には制御回路２Ａ及びリセット回路２Ｂが含まれることを示している。

【0042】

制御回路２Ａ及びリセット回路２Ｂは、制御部２の内部で互いに接続され、互いに信号及びデータ等を送受信すると共に、リセット回路２Ｂは、出力部３及びスイッチＳＷ１と接続される。また、制御回路２Ａは端子Ｔ２と接続され、端子Ｔ２及びＴ５を介して、被駆動用半導体装置２０に制御信号を出力する。

【0043】

そして、制御回路２Ａには、制御回路用電源５から電源が供給される。また、リセット回路２Ｂは端子Ｔ１と接続され、リセット回路２Ｂには制御回路用電源５からではなく、電源１から電源が供給される。なお、制御回路用電源５を制御回路２Ａに含めるようにしてもよい。

【0044】

次に、制御用半導体装置１０の動作について説明する。制御用半導体装置１０は、電源１の出力電圧によって複数の動作を実行する。

【0045】

図２は、電源１の出力電圧の変化の一例を示すグラフである。電源１はソーラーパネルを利用して電圧を出力するため、ソーラーパネルに照射される太陽光の照度に応じて出力電圧が変動する。図２に例示する電源１の出力電圧のグラフは、例えば天候が悪く当初出力電圧が０Ｖであったが、時間の経過と共に徐々に天候が回復し、それに伴い出力電圧も上昇していく様子を示している。なお、説明の便宜上、図２では電源１の出力電圧が時間に比例して上昇するグラフを示しているが、実際には電源１の出力電圧を示すグラフは時間の変化に対して曲線となる場合が多い。

【0046】

リセット回路２Ｂは、端子Ｔ１から供給される電源１の電圧の変化を監視し、予め定めた複数の閾値電圧と比較することで、電源１の電圧値毎に定められた制御用半導体装置１０の起動処理を実行する。複数の閾値電圧には、例えば動作可能電圧Ｖ_Ｂと、動作可能電圧Ｖ_Ｂより低い電圧に設定されるスタンバイ可能電圧Ｖ_Ａと、が含まれる。

【0047】

この際、スタンバイ可能電圧Ｖ_Ａは、ダイオードＤ１及びＤ２の電圧降下分の合計に相当する電圧に設定されることが好ましい。また、制御部２は、スタンバイ可能電圧Ｖ_Ａ以上の電源が供給されるとスタンバイ状態で起動することが可能となり、かつ、動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上の電源が供給されると被駆動用半導体装置２０の制御を実行することが可能となるように設定されている。

【0048】

従って、電源１の電圧がスタンバイ可能電圧Ｖ_Ａ未満である状態を「停止状態」、スタンバイ可能電圧Ｖ_Ａ以上、かつ、動作可能電圧Ｖ_Ｂ未満である状態を「スタンバイ状態」、動作可能電圧Ｖ_Ｂ以上である状態を「動作可能状態」という。

【0049】

まず、停止状態における制御用半導体装置１０の動作について説明する。

【0050】

この場合、既に説明したように、リセット回路２Ｂは起動できず動作が停止した状態となると共に、制御回路２Ａも起動できず動作が停止した状態となる。

【0051】

スイッチＳＷ１は、電源１の電圧がスタンバイ可能電圧Ｖ_Ａ未満の場合にオフとなるように予め設定されており、そのためレギュレータ４の出力はハイインピーダンス状態になり、レギュレータ４と端子Ｔ４とが切り離された状態となる。

【0052】

一方、ダイオードＤ１及びＤ２には電源１から順方向バイアスが供給される。しかし、ダイオードＤ１及びＤ２で生じる電圧降下によって、端子Ｔ４から被駆動用半導体装置２０へ電源１の電圧が供給されないため、被駆動用半導体装置２０も動作できずに停止した状態となる。

【0053】

次に、スタンバイ状態における制御用半導体装置１０の動作について説明する。

【0054】

この場合、リセット回路２Ｂは動作を開始し、出力部３にスタンバイ信号を出力すると共に、制御回路２Ａにもスタンバイ信号を出力する。制御回路２Ａは、リセット回路２Ｂからのスタンバイ信号を受け付けるとスタンバイ状態となり、リセット回路２Ｂによってスタンバイ信号が停止されるまで、被駆動用半導体装置２０の制御を実行しないように待機する。

【0055】

また、リセット回路２Ｂは、スイッチＳＷ１にオフを指示するスイッチ状態制御信号を出力し、スイッチＳＷ１を制御する。なお、スイッチＳＷ１は停止状態においてもオフであるため、スイッチＳＷ１は引き続きオフ状態を継続することになる。

【0056】

一方、端子Ｔ４及び出力部３には、電源１からダイオードＤ１及びＤ２の電圧降下分だけ降圧された電圧が供給される。従って、出力部３は、リセット回路２Ｂからスタンバイ信号を受け付けると、出力部３に供給された電源の電圧値を有するスタンバイ信号を、端子Ｔ３から被駆動用半導体装置２０に出力する。

【0057】

被駆動用半導体装置２０には、制御用半導体装置１０の端子Ｔ４から端子Ｔ７を介して、電源１からダイオードＤ１及びＤ２の電圧降下分だけ降圧された電圧が供給されると共に、制御用半導体装置１０の端子Ｔ３から端子Ｔ６を介してスタンバイ信号が入力される。従って、被駆動用半導体装置２０はスタンバイ状態に移行し、制御用半導体装置１０からのスタンバイ信号が停止されるまで、被駆動用半導体装置２０の動作を実行しないように待機する。

【0058】

次に、動作可能状態における制御用半導体装置１０の動作について説明する。

【0059】

この場合、リセット回路２Ｂは、出力部３に出力しているスタンバイ信号を停止すると共に、制御回路２Ａに出力しているスタンバイ信号も停止する。制御回路２Ａは、リセット回路２Ｂからのスタンバイ信号の停止を受けて動作可能状態となる。そして、制御回路２Ａは、制御信号を、端子Ｔ２を介して被駆動用半導体装置２０に出力し、被駆動用半導体装置２０に対して予め定めた制御を実行する。

【0060】

また、リセット回路２Ｂは、例えばリセット回路２Ｂに含まれるストラップピンの設定状態を読み込み、ストラップピンが短絡されている場合には、スイッチＳＷ１にオンを指示するスイッチ状態制御信号を出力する。反対に、リセット回路２Ｂは、ストラップピンがオープン状態、すなわちハイインピーダンスに設定されている場合には、引き続きスイッチＳＷ１にオフを指示するスイッチ状態制御信号を出力する。

【0061】

このように、リセット回路２Ｂは、制御用半導体装置１０のスタンバイ状態解除後のスイッチＳＷ１のオンオフ状態を、ユーザの指示に従って制御する。なお、ユーザによるスイッチＳＷ１の制御指示の方法に制限はなく、レジスタ値の読み込み等、ストラップピンの設定と異なる方法を用いてもよいことは言うまでもない。ここでは一例として、ユーザからスイッチＳＷ１をオンに設定する指示が与えられているものとして説明を行う。なお、ユーザからスイッチＳＷ１をオフに設定する指示が与えられている場合、ユーザからのスイッチＳＷ１をオンにする指示を待ってから、スイッチＳＷ１をオンにする。

【0062】

このようにして、リセット回路２ＢによってスイッチＳＷ１がオンされるため、端子Ｔ４及び出力部３には、レギュレータ４から被駆動用半導体装置２０の駆動電圧に設定した電源が供給される。

【0063】

また、出力部３は、リセット回路２Ｂからのスタンバイ信号の停止に合わせて、被駆動用半導体装置２０に出力しているスタンバイ信号を停止する。

【0064】

すなわち、被駆動用半導体装置２０には、制御用半導体装置１０の端子Ｔ４から端子Ｔ７を介して被駆動用半導体装置２０の駆動電圧が供給されると共に、制御用半導体装置１０から入力されていたスタンバイ信号が停止されることになる。従って、被駆動用半導体装置２０はスタンバイ状態から動作可能状態に移行し、端子Ｔ５を介して制御用半導体装置１０から入力される制御信号に従って駆動を開始する。

【0065】

なお、図１ではダイオードＤ１及びＤ２を用いて電源１の電圧を被駆動用半導体装置２０の駆動電圧まで降圧させたが、ダイオード以外の他の方法で電源１の電圧を降圧させるようにしてもよい。

【0066】

図３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いた電圧降下の例を示す回路図である。図３に示すように、例えばＰ型のＦＥＴ１及びＦＥＴ２のゲートを接地すると共に、ＦＥＴ１のドレイン端子と、ＦＥＴ２のソース端子と、を接続し、ＦＥＴ１のソース端子を地点Ｐ、ＦＥＴ２のドレイン端子を地点Ｑに接続する。この場合もＦＥＴ１及びＦＥＴ２で生じる電圧降下分により電源１の電圧が降圧される。

【0067】

この他、抵抗を用いる方法、ダイオードと抵抗を組み合わせる方法、及びＦＥＴに抵抗を組み合わせる方法等、様々な電圧降下の例が考えられる。しかし抵抗を用いる場合、制御用半導体装置１０が停止状態にある場合であっても抵抗で電流が消費されるため、電源１の電圧がスタンバイ可能電圧Ｖ_Ａ以上になってもスタンバイ状態に移行できなくなる可能性がある。従って、抵抗の他に付加回路が必要となることが考えられる。

【0068】

一方、ダイオードは抵抗及びＦＥＴ等の他の部品に比べて製造し易く、制御用半導体装置１０が停止状態にあり、制御部２から制御が行えない状態であっても電圧を降下させることができる。従って、停止状態及びスタンバイ状態において電源１の電圧を降下させる方法として、ダイオードを使用することが好ましい。

【0069】

また、図１に示す制御用半導体装置１０において、制御回路２Ａには制御回路用電源５からの電源を供給する一方、リセット回路２Ｂには電源１から電源を供給するようにした。

【0070】

制御回路２Ａには、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)及びメモリ等、リセット回路２Ｂより安定した電源を必要とする部品が含まれる。従って、制御回路２Ａには電源１の電源を直接供給せずに、例えば電源１の電圧変動を制御回路用電源５で抑制した上で、制御回路２Ａに供給する。

【0071】

しかし、制御用半導体装置１０が停止状態又はスタンバイ状態にある場合、電源１から制御回路用電源５が正常に動作するために必要となる電力の供給を受けられず、制御回路用電源５の出力が不定となることが考えられる。その場合、リセット回路２Ｂで上述した各状態における制御を実行することが困難になる。

【0072】

従って、リセット回路２Ｂに電源１の電源を直接供給することで、リセット回路２Ｂは、電源１の出力電圧と、動作可能電圧Ｖ_Ｂ及びスタンバイ可能電圧Ｖ_Ａと、を比較することが可能となり、電源１の電圧に応じた各状態における制御を実行することができる。

【0073】

このように本実施形態によれば、制御用半導体装置１０が停止状態及びスタンバイ状態にある場合、スイッチＳＷ１をオフにして、レギュレータ４からの電源ではなく、電源１の電圧をダイオードＤ１及びＤ２で被駆動用半導体装置２０の駆動電圧まで降圧させた電源を、被駆動用半導体装置２０に供給する。従って、制御用半導体装置１０が停止状態及びスタンバイ状態にある場合に、レギュレータ４の消費電流を抑制すると共に、レギュレータ４から、被駆動用半導体装置２０の駆動電圧を超える起動時電圧が、一時的に被駆動用半導体装置２０に供給されることを防止することができる。

【0074】

すなわち、制御用半導体装置１０は、複雑な回路構成を備えることなく、異なる駆動電圧を有する制御用半導体装置１０及び被駆動用半導体装置２０を起動することができる。

【0075】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0076】

１・・・電源、２・・・制御部、２Ａ・・・制御回路、２Ｂ・・・リセット回路、３・・・出力部、４・・・レギュレータ、５・・・制御回路用電源、１０・・・制御用半導体装置、１０Ａ・・・制御用半導体装置、１０Ｂ・・・制御用半導体装置、２０・・・被駆動用半導体装置、Ｄ１、Ｄ２・・・ダイオード、ＳＷ１・・・スイッチ、Ｔ１〜Ｔ７・・・端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】