DE19960229A1

DE19960229A1 - Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung und integrierte Schaltungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19960229A1
Application number: DE19960229A
Authority: DE
Inventors: Norio Yoshizumi; Haruyuki Inohana; Akio Ozawa
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2000-06-29
Also published as: US6201718B1; JP2000188861A; JP3477097B2

Abstract

Eine Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung ist mit einer Gleichrichterdiode D1, an die eine vorbestimmte Spannung Vcc von einer Leistungsversorgung angelegt ist, einem Kondensator C¶D1¶, der in Serie mit der Gleichrichterdiode 1 verbunden ist, einer Gleichrichterdiode D2, die mit einem Verbindungspunkt zwischen der Gleichrichterdiode D1 und dem Kondensator C¶D1¶ verbunden ist, einem Kondensator C¶D2¶, der in Serie mit der Gleichrichterdiode D2 verbunden ist, versehen. Ein trapezförmiges Wellensignal S¶D¶, das durch eine Schaltung 7 für das Erzeugen einer Dreieckswelle, einem Verstärker 8 und einer Ansteuereinheit 9 erzeugt wird, wird an den Kondensator C¶D1¶ angelegt, um die Gleichrichterdioden D1 und D2 an- und auszuschalten. Als Ergebnis wird eine Spannung, die im wesentlichen gleich einer Spannung Vcc ist, über dem Kondensator C¶D1¶ erzeugt, und eine Aufwärts-Spannung HVcc, die ungefähr zweimal so hoch wie die Spannung Vcc ist, wird über dem Kondensator C¶D2¶ erzeugt. Da die Gleichrichterdioden D1 und D2 in Erwiderung auf das Trapezsignal S¶C¶, das die kleine RF-Komponente aufweist, an- und ausgeschaltet werden, kann das Auftreten des Schaltrauschens von den Gleichrichterdioden D1 und D2 unterdrückt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufwärts-Lei stungsversorgungsschaltung für das Erzeugen einer Aufwärts spannung, die höher als eine vorgewählte Leistungsversor gungsspannung ist, und auch auf eine integrierte Schaltungs vorrichtung, die mit der Aufwärts-Leistungsversorgungsschal tung ausgerüstet ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Konventionellerweise wird in einem elektronischen Gerät, das eine Trockenzelle und eine sich im Fahrzeug befindliche Bat terie verwendet, und das relativ niedrige Ausgangsspannungen aufweist, eine Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung bereit gestellt. Die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung liefert eine Aufwärtsspannung in Erwiderung auf die Ausgangsspannung der oben beschriebenen Leistungsversorgung. Diese Aufwärts spannung wird als Betriebsleistungsversorgungsspannung in diesem elektronischen Gerät verwendet.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines elektronischen Gerätes, das durch die Verwendung der oben beschriebenen konventionellen Aufwärts-Leistungsversorgungsvorrichtung 1 und einer inte grierten Halbleitervorrichtung 2, die eine Vielzahl von Ver stärkern AM₀ bis AM₃ aufweist, angeordnet ist. In dieser Zeichnung ist die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung 1 mit einem Schaltung 4 zur Erzeugung von Rechteckwellen und einer Aufwärts-Schaltung 5 ausgerüstet, die unter einer Lei stungsversorgungsspannung Vcc, die von einer Leistungsversor gung 3, wie einer Trockenzelle und einer Fahrzeugbatterie ausgegeben werden, betrieben wird.

Die Erzeugungsschaltung 4 für die Rechteckwelle besteht aus einem astabilen Multivibrator und dergleichen, der eine sol che Rechteckwelle Sc ausgibt. Die Amplitude dieser Rechteck welle wird in einer vorbestimmten Zeitdauer schnell inver tiert. Die Aufwärts-Schaltung 5 ist durch einen Spannungsver dopplungsgleichrichterschaltung, die mit einer Gleichrichter diode und einen Kondensator ausgestattet ist, ausgebildet. Die Aufwärts-Schaltung führt eine An/Aus-Steuerung der Gleichrichterdiode synchron mit der Rechteckwelle Sc aus, um den Kondensator aufzuladen, so daß eine Aufwärts-Spannung HVcc, die höher als die Spannung Vcc der Leistungsversorgung ist, erzeugt wird.

Diese Aufwärts-Spannung HVcc wird an die integrierte Halblei tervorrichtung 2 angelegt, und da die Verstärker AM₀ bis AM₃ betrieben werden, während die Aufwärts-Spannung HVcc als die Betriebsleistungsversorgungsspannung verwendet wird, verstär ken diese Verstärker AM₀ bis AM₃ Signale, die in die Ein gangsanschlüsse IN₀ bis IN₃ eingegeben werden, um somit die verstärkten Signale an die jeweiligen Ausgangsanschlüsse Q₀ bis Q₃ auszugeben.

Wie vorher erläutert wurde, werden im elektronischen Gerät die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung 1 für das Erzeugen der Aufwärtsspannung HVcc, die höher als die Leistungsversor gungsspannung Vcc der Leistungsversorgung 3 ist, die Verstär ker AM₀ bis AM₃ unter der Leistungsversorgungsspannung HVcc betrieben, so daß der Dynamikbereich erweitert werden kann.

Andererseits wird in der oben beschriebenen Aufwärts-Lei stungsversorgungsschaltung 1, da die Gleichrichterdiode, die in der Aufwärtsschaltung 5 enthalten ist, an und aus gesteu ert wird auf der Basis der Rechteckwelle Sc, die die Radio frequenzkomponenten (Hochfrequenzkomponenten) enthält, so wird das RF-(Radiofrequenz)-Schaltrauschen von der Gleich richterdiode erzeugt. Es besteht ein Problem darin, daß die ses RF-Schaltrauschen in die Verstärker AM₀ bis AM₃, die in der integrierten Halbleiterschaltung 2 vorgesehen sind, ein gegeben wird und dann mit den jeweiligen verstärkten Signa len, die von den Ausgangsanschlüssen Q₀ bis Q₃ abgeleitet werden, gemischt wird.

Als konventionelle Vorrichtungen zur Vermeidung des Problems sind die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung 1 und die in tegrierte Haltleiterschaltungsvorrichtung 2 getrennt auf der elektrischen Leiterplatte montiert. Auch die Erdverbindungen GND1 der Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung 1 und die Erdverbindung GND2 der integrierten Halbleitervorrichtung 2 sind auf der elektrischen Leiterplatte derart ausgebildet, daß diese Erdanschlüsse GND1 und GND2 voneinander getrennt sind. Weiterhin sind die Kondensatoren, Widerstände, Spulen und dergleichen, die das oben beschriebene RF-Schaltrauschen absorbieren können, auf der elektrischen Leiterplatte mon tiert.

Es besteht jedoch ein anderes Problem, da durch die Verwen dung einer solchen, das Problem vermeidenden Vorrichtung die Gesamtzahl der elektronischen Bauelemente erhöht wird, und die gesamte elektrische Leiterplatte voluminös wird. Sowohl die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung 1 als auch die in tegrierte Halbleiterschaltung 2 sind getrennt angeordnet, um einen schädlichen Einfluß, der durch das oben erläuterte Schaltrauschen verursacht wird, zu vermeiden. Somit kann, während die gesamte Menge der elektronischen Komponenten er höht wird, das elektronische Gerät hoher Leistung kaum inner halb eines begrenzten Volumens in hoher Dichte verwirklicht werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um die konventio nellen Probleme zu lösen, und sie hat somit die Aufgabe, eine Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung zu liefern, die das Auftreten eines Rauschens unterdrücken kann, und auch eine integrierte Schaltungsvorrichtung zu liefern, die diese Auf wärts-Leistungsversorgungsschaltung enthält.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Aufwärts-Leistungsversorgungs schaltung geliefert, die folgendes umfaßt:
ein erstes Gleichrichterelement, an das eine vorbe stimmte Spannung von einer Leistungsversorgung angelegt wird;
ein erstes kapazitives Element, das in Serie mit dem er sten Gleichrichterelement verbunden ist;
ein zweites Gleichrichterelement, das mit einem Verbin dungspunkt zwischen dem ersten Gleichrichterelement und dem ersten kapazitiven Element verbunden ist;
ein zweites kapazitives Element, das in Serie mit dem zweiten Gleichrichterelement verbunden ist; und
eine Ansteuervorrichtung, die in Serie mit dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, um an das erste kapazitive Element ein Signal anzulegen, das eine Wellenform aufweist, deren Amplitude sich nicht schnell ändert, sondern zu jeder vorbestimmten Zeitdauer konstant wird;
wobei eine Aufwärts-Spannung, die höher als die vorbe stimmte Spannung ist, vom zweiten kapazitiven Element erzeugt wird, indem die ersten und zweiten Gleichrichterelemente in Erwiderung auf eine Änderung in den Amplituden des Signals an- oder ausgeschaltet werden.

Es wird auch ein trapezförmiges Wellenformsignal an das oben erwähnte erste kapazitive Element angelegt.

Gemäß dieser Anordnung werden, wenn das Signal, das von der Ansteuervorrichtung abgeleitet wird, an das erste kapazitive Element angelegt wird, Vorspannungen der ersten und zweiten Gleichrichterelemente alternativ invertiert in Erwiderung auf eine Änderung in den Amplituden dieses Signals, so daß die An/Aus-Schaltoperation ausgeführt wird. Da eine solche An/Aus- Schaltoperation ausgeführt wird, wird eine Spannung, die im wesentlichen gleich der Spannung der Leistungsversorgung ist, über dem ersten kapazitiven Element erzeugt, und eine andere Spannung, die ungefähr zweimal so hoch ist wie die Spannung der Leistungsversorgung, wird über dem zweiten kapazitiven Element erzeugt. In diesem Fall entspricht, da das Signal, das an das erste kapazitive Element angelegt wird, ein sol ches Signal ist, das eine Wellenform aufweist, dessen Ampli tude immer dann konstant wird, dann wenn eine vorgewählte Zeitdauer vergangen ist, das aber keine sich schnell ändern den Amplituden aufweist, das Signal einem Signal, das keine sogenannte "RF-Komponente (Radiofrequenz-Komponente)" auf weist. In Erwiderung auf die Amplitudenänderung dieses Si gnals wird, wenn die ersten und zweiten Gleichrichterelemente an- und ausgeschaltet werden, das RF-Schaltrauschen nicht von diesen ersten und zweiten Gleichrichterelementen erzeugt, sondern es kann die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung, die das Auftreten des RF-Schaltrauschens unterdrückt, ver wirklicht werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine inte grierte Schaltungsvorrichtung bereitgestellt, die mit einer Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung ausgerüstet ist, wie eine integrierte Schaltungsvorrichtung, die mit einer Auf wärts-Leistungsversorgungsschaltung ausgerüstet ist, in wel cher die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung und eine Schaltung, die durch die Verwendung einer Aufwärts-Spannung betrieben wird, die von der Aufwärts-Leistungsversorgungs schaltung als eine Betriebsleistungsversorgungspannung er zeugt wird, auf demselben Halbleitersubstrat ausgeformt sind, umfaßt die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung das Folgen de:
ein erstes Gleichrichterelement, an das eine vorbe stimmte Spannung von einer Leistungsversorgung angelegt wird, und an das ein erstes kapazitive Element in Serie angeschlos sen ist;
eine zweites Gleichrichterelement, das mit einem Verbin dungspunkt zwischen dem ersten Gleichrichterelement und dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, und an das ein zweites kapazitives Element in Serie angeschlossen ist;
ein zweites kapazitives Element, das in Serie mit dem zweiten Gleichrichterelement verbunden ist; und
eine Ansteuervorrichtung, die in Serie mit dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, um an das erste kapazitive Element ein Signal anzulegen; das eine Wellenform aufweist, deren Amplitude sich nicht schnell ändert, sondern zu jeder vorbestimmten Zeitdauer konstant wird;
wobei eine Aufwärts-Spannung, die höher als die vorbe stimmte Spannung ist, vom zweiten kapazitiven Element erzeugt wird, durch das An/Aus-Schalten der ersten und zweiten Gleichrichterelemente in Erwiderung auf eine Änderung in der Amplitude des Signals.

Gemäß der oben beschriebenen Schaltungsanordnung entspricht, da das Signal, das an das erste kapazitive Element angelegt wird, ein solches Signal ist, das eine Wellenform hat, deren Amplitude immer dann, wenn eine vorgewählte Zeitdauer vergan gen ist, konstant wird, das aber keine sich schnell ändernden Amplituden aufweist, dieses einem Signal, das eine sogenannte "RF-Komponente (Radiofrequenzkomponente)" aufweist. In Erwi derung auf die Amplitudenänderung dieses Signals wird, wenn die ersten und zweiten Gleichrichterelemente an-/ausge schaltet werden, das RF-Schaltrauschen nicht von diesen ersten und zweiten Gleichrichterelementen erzeugt, und es kann die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung, die das Auf treten des RF-Schaltrauschens unterdrücken kann, verwirklicht werden. Als Ergebnis kann, sogar wenn die Aufwärts-Leistungs versorgungsschaltung und eine Schaltung (eine andere Schal tung), die unter Verwendung der Aufwärts-Spannung, die von dieser Aufwärts-Spannungsschaltung als eine Betriebslei stungsversorgungsspannung erzeugt wird, betreibbar ist, auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet werden, der schädli che Einfluß, der durch das Raschen, das einer anderen Schal tung verliehen wird, unterdrückt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm für die Darstellung einer An ordnung einer Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung und ei ner Anordnung einer integrierten Schaltungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein erläuterndes Diagramm für das Darstellen ei nes Verdrahtungsverfahrens für das Ausbilden einer Verdrah tungsleitung der Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung auf einer elektronischen Schaltungskarte;

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm für das schematische Zei gen einer Anordnung einer Schaltung für die Erzeugung einer Dreieckswelle;

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm für das Darstellen einer Anordnung eines Verstärkers und einer Anordnung einer Ansteu ereinheit;

Fig. 5 ist ein erläuterndes Diagramm für das Darstellen ei nes Zustandes der maximalen Ausgabe für das Erläutern einer Grundidee für das Erzeugen einer trapezförmigen Welle;

Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm für das Erläutern des Be triebs einer Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung;

Fig. 7A und 7B sind Wellenformdiagramme für das Darstellen anderer Beispiele von Wellenformen, die verwendet werden, um die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung anzusteuern; und

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm für die Darstellung der Anord nung eines elektronischen Geräts, das mit der konventionellen Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung versehen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezug auf die Zeichnungen werden nun verschiedene Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm für eine Anordnung ei ner Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung gemäß der Be triebsart dieser Ausführungsform, und eine Anordnung einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung für das Verstär ken eines Tonsignals, die mit dieser Aufwärts-Leistungsver sorgungsschaltung ausgerüstet ist.

In dieser Zeichnung besitzt diese integrierte Halbleiter schaltungsvorrichtung 6 eine einfache In-line-Gehäusestruktur oder eine doppelte In-line-Gehäusestruktur, die eine Vielzahl von Leitungsanschlüssen aufweist, die als ein Chip auf dem selben Halbleitersubstrat ausgebildet und dann durch ein Halbleiterherstellungsverfahren in Harz eingeschmolzen wer den.

Die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 6 ist mit ei ner Schaltung 7 zur Erzeugung einer Dreieckswelle, einem Ver stärker 8, eine Ansteuereinheit 9 und Gleichrichterdioden D1/D2, die als Gleichrichterelemente dienen, die eine Auf wärts-Leistungsversorgungsschaltung bilden, und weiter mit "n" Sätzen von Verstärkern AM₀ bis AM_n versehen. Diese Ver stärker AM₀ bis AM_n verstärken mehrere Kanäle von Tonsigna len, um die verstärkten Tonsignale auszugeben.

Diese integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 6 ist auch mit einem Erdanschluß P_G1 für das Einstellen der Erde der An steuereinheit 9; einer anderen Erde P_G2 für das Einstellen der Erdverbindungen der Schaltung 7 für das Erzeugen der Dreieckswelle, des Verstärkers 8 und der Verstärker AM₀ bis AM_n; Eingangsanschlüssen IN₀ bis IN_n, die mit den Eingängen der Verstärker AM₀ bis AM_n verbunden sind; und weiter mit Ausgangsanschlüssen Q₀ bis Q_n, die mit den Ausgängen der Ver stärker AM₀ bis AM_n verbunden sind, versehen.

Weiterhin ist die integrierte Halbleitervorrichtung 6 mit ei nem ersten Leistungsversorgungsanschluß 10, der mit einer An ode der Gleichrichterdiode D1 verbunden ist; einem Leitungs anschluß 11, der mit einer Kathode der Gleichrichterdiode D2 verbunden ist; einem anderen Leitungsanschluß 12, der sowohl mit der Kathode der Gleichrichterdiode D1 als auch mit der Anode der Gleichrichterdiode D2 verbunden ist; einem anderen Leitungsanschluß 13, der mit dem Ausgang der Ansteuereinheit 9 verbunden ist; einem Einstellanschluß 14 für das Einstellen des Betriebs der Schaltung 7 zur Erzeugung einer Dreiecks welle; und einem zweiten Leistungsversorgungsanschluß 15 für das Anlegen von Betriebsleistungsversorgungsspannungen an die Verstärker AM₀ bis AM_n versehen.

Nun wird ein Nutzungsbeispiel der integrierten Halbleiter schaltungsvorrichtung 6 unter Bezug auf die Fig. 1 und die Fig. 2 erläutert.

In Fig. 1 ist eine Leistungsversorgung 16 zwischen dem er sten Leistungsversorgungsanschluß 10 und dem Erdanschluß P_G1 verbunden. Die Leistungsversorgung 16 gibt eine relativ nied rige Spannung Vcc aus, und sie entspricht einer Trockenzelle, einer Fahrzeugbatterie und dergleichen. Ein Kondensator C_D1 ist zwischen den Leitungsanschlüssen 12 und 13 verbunden, und ein Kondensator C_D2 ist zwischen dem Leitungsanschluß 11 und dem Erdanschluß P_G1 verbunden. Weiterhin ist der Leitungsan schluß 11 mit dem zweiten Leistungsversorgungsanschluß 15 verbunden, und ein Einstellwiderstand "r₁" ist zwischen dem Einstellanschluß 14 und dem Erdanschluß P_G2 verbunden. Äußere Tonsignalguellen S_G0 bis S_Gn sind mit den Eingangsanschlüssen IN₀ bis IN_n verbunden, und Lasten R₀ bis R_n, wie Leistungsver stärkungsschaltungen für das Ansteuern äußerer Lautsprecher, sind mit den Ausgangsanschlüssen Q₀ bis Q_n verbunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden auch in dem Fall, daß diese integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 6 und die äußeren Elemente, wie die Kondensatoren C_D1 und C_D2 für ihre Verdrahtung auf einer elektrischen Leiterplatte montiert sind, Erdleitungsmuster GND1 und GND2, die gegenseitig keine negativen elektrischen Einflüsse ausüben, auf einer elektri schen Leiterplatte 17 ausgebildet. Dann werden die Ansteuer einheit 9, der Kondensator CD1 und der Erdanschluß P_G1 der Leistungsversorgung 16 mit einem Erdverdrahtungsmuster GND1 verbunden, wohingegen die Schaltung 7 zur Erzeugung einer Dreieckswelle und der Erdanschluß P_G2 der Verstärker 8 und AM₀ bis AM_n mit dem anderen Erdverdrahtungsmuster GND2 verbunden sind.

Als nächstes werden nun Anordnungen der Schaltung 7 zur Er zeugung der Dreieckswelle, des Verstärkers 8 und der Ansteuer einheit 9 unter Bezug auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben.

In Fig. 3 ist die Schaltung 7 zur Erzeugung der Dreiecks welle durch das Verwenden eines Normalphasenverstärkers 17, der eine Konstantstromquelle 19, eine Rückkoppelschaltung für das Rückführen eines Ausgangssignals des Normalphasenverstär kers 17 auf einen Eingang dieser Rückkoppelschaltung 18 in positiver Weise und einen Kondensator Cp aufweist, angeord net. In Erwiderung auf ein (nicht gezeigtes) Signal, das eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist und durch eine interne Schwingung erzeugt wird, liefert der Normalphasenverstärker 17 einen Konstantstrom I₀ von der Konstantstromquelle 19 an den Kondensator Cp oder er nimmt diesen auf, und er liefert dann ein Signal, das eine Dreieckswelle aufweist (das nach folgend einfach als "Dreieckswelle" bezeichnet wird) "S_TA", das über dem Kondensator Cp erzeugt wird, indem der Konstant strom I₀ geliefert/aufgenommen wird, an den Verstärker 8. Auch wenn der Widerstand r₁ mit dem Einstellanschluß 14 ver bunden ist, wird der Wert des Konstantstroms I₀ der Konstant stromquelle 19 auf der Basis des Widerstandswertes des Wider stands r₁ eingestellt, so daß die Zeitdauer der Dreieckswelle S_TA korrekt eingestellt werden kann.

In Fig. 4 wird der Verstärker 8 durch das Verwenden eines Spannungsverstärkers 20 für das Verstärken der Dreieckswelle S_TA, einen Transistor Tr1, in welchen die Dreieckswelle S_TB, die im Spannungsverstärker 20 verstärkt wird, eingegeben wird, Vorspanndioden D3, D4, eine Konstantstromquelle Ic und einen Kondensator C, der zwischen dem Ausgang des Verstärkers 20 und dem Lastanschluß 13 verbunden ist, gebildet. Die An steuereinheit 9 entspricht einer Leistungsverstärkungsschal tung, die durch die Transistoren TR2 bis TR5 und dergleichen angeordnet ist.

In diesem Fall verstärkt der Spannungsverstärker 20 die Drei eckswelle S_TA, um so eine andere Dreieckswelle S_TB auszugeben, die eine große Amplitude hat. Diese Dreieckswelle S_TB, die eine solche große Amplitude aufweist, kann einen Transistor Tr1 in einen Sättigungsbereich treiben. Als Ergebnis wird, wie das in einem Zustand einer maximalen Ausgabe in der Fig. 5 dargestellt ist, ein trapezförmiges Wellensignal (das nach her einfach als "Trapezwelle" bezeichnet wird) S_D' aus dem Kollektor des Transistors Tr1 erzeugt, und diese Trapezwelle wird an einer Sättigungsspannung abgeschnitten oder gekappt (nämlich an der Kappungsspannung, die in dieser Zeichnung ge zeigt ist). Diese Trapezwelle S_D' wird durch die Ansteuerein heit 9 einer Leistungsverstärkung unterzogen, und dann gibt die Ansteuereinheit 9 eine in der Leistung verstärkte Trapez welle S_D an den Leitungsanschluß 13 aus.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Betriebs der inte grierten Halbleiterschaltungsvorrichtung 6, die mit der oben erläuterten Anordnung ausgerüstet ist, auf der Basis eines Wellenformdiagramms, das in Fig. 6 gezeigt ist, und auch auf der Basis der Verwendungsbeispiele, die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt sind.

In Fig. 6 wird, wenn die Trapezwelle S_D, die eine vorbe stimmte Zeitdauer T aufweist, an den Kondensator C_D1 gelie fert wird, und wenn diese Trapezwelle S_D durch die Schaltung 7 zur Erzeugung der Dreieckswelle, den Verstärker 8 und die Ansteuereinheit 9 erzeugt wird, die Gleichrichterdiode D1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, um sie in einem leitenden Zu stand zu versetzen, wohingegen die Gleichrichterdiode D2 in Rückwärtsrichtung vorgespannt wird, um sie in einen sperren den Zustand zu bringen, in einer Zeitdauer T1, während derer sich die Trapezwelle S_D auf einer Kappungsspannung niedrigen Pegels befindet. Als Ergebnis wird ein Strom, der von der Leistungsversorgung 16 über die Gleichrichterdiode D1 fließt, in den Kondensator C_D1 geladen, so daß eine Ladespannung, die im wesentlichen gleich der Spannung Vcc der Leistungsversor gung 16 ist, über dem Kondensator C_D1 erzeugt wird.

In einer Zeitdauer T2, während der die Trapezwelle S_D eine Kappungsspannung mit hohem Pegel annimmt, wird die Gleich richterdiode D1 in einen sperrenden Zustand gebracht, und die Gleichrichterdiode D2 wird in einem leitenden Zustand ge bracht. Somit wird eine hinzugefügte Spannung über die Gleichrichterdiode D2 an den Kondensator C_D2 angelegt, so daß eine Aufwärts-Spannung HVcc (nahezu das Zweifache von Vcc), die im wesentlichen zwei mal so hoch, wie die Spannung Vcc ist, über dem Kondensator C_D2 erzeugt wird. Diese hinzuge fügte Spannung wird durch das Addieren der hochpegeligen Kap pungsspannung zur oben erläuterten Ladungsspannung, die in den Kondensator C_D1 in der Zeitdauer T1 geladen wird, erhal ten.

Dann wird, wenn die Spannung der Trapezwelle S_D kontinuier lich in einer vorbestimmten Zeitdauer T geladen wird, die La despannung über dem Kondensator C_D1 auf einer Spannung gehal ten, die im wesentlichen gleich der Spannung Vcc ist, und auch die Ladespannung über den Kondensator C_D2 wird auf der Aufwärts-Spannung HVcc gehalten.

Diese Aufwärtsspannung HVcc, die in dieser Art erzeugt wird, wird an den zweiten Leistungsversorgungsanschluß 15 angelegt, während diese Aufwärts-Spannung HVcc als die Betriebslei stungsversorgungsspannung verwendet wird, werden die Verstär ker AM₀ bis AM_n betrieben. Somit wird, da die Verstärker AM₀ bis AM_n die Tonsignale verstärken, die von den Signalquellen SG₀ bis SG_n über einen hohen Dynamikbereich geliefert werden, es möglich, ein Tongerät hoher Leistung und dergleichen zu verwirklichen.

Weiterhin wird, da die Gleichrichterdioden D1 und D2 in Erwi derung auf die Trapezwelle S_D, die eine kleinere RF-Kompo nente als die Rechteckwelle aufweist, an- und ausgeschaltet werden, das Schaltrauschen nicht von den Gleichrichterdioden D1 und D2 erzeugt. Somit kann das konventionelle Problem, nämlich die Mischung des Schaltrauschens in die Verstärker AM₀ bis AM_n, unterdrückt werden, so daß ein Tongerät hoher Qualität verwirklicht werden kann.

Da auch, wie vorher erläutert wurde, das RF-Schaltrauschen, das durch die Gleichrichterdioden D1 und D2 verursacht wird, unterdrückt werden kann, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, ist es möglich, eine solche integrierte Halbleiterschaltungs vorrichtung 6 zu verwirklichen, so daß sowohl die Verstärker AM₀ bis AM_n, die leicht negativ durch das Rauschen beeinflußt werden, als auch die Gleichrichterdioden D1 und D2, die die Aufwärts-Schaltung bilden, auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet werden können.

Da auch die Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung, die das Auftreten von Rauschen unterdrücken kann, in der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung 6 aufgebaut ist, wenn diese integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 6 verwendet wird, so kann die Gesamtzahl der elektronischen Komponenten vermin dert werden. Insbesondere ist es möglich, die Gesamtzahl der außen vorgesehen elektronischen Komponenten, wie die Konden satoren, Widerstände, oder Spulen, die verwendet werden, um das Rauschen zu absorbieren, stark zu vermindern.

Es sollte verständlich sein, daß in der Betriebsart dieser Ausführungsform die Gleichrichterdioden D1 und D2 durch das Verwenden der Trapezwelle S_D an- und ausgeschaltet werden. Das heißt, die Neigung der ansteigenden Amplitude ist im we sentlichen gleich der der fallenden Amplitude in dieser Tra pezwelle S_D. Alternativ kann eine andere Trapezwelle, deren ansteigende Neigung sich von der fallenden Neigung unter scheidet, verwendet werden.

In der obigen Erläuterung wird, da die Dreieckswelle S_TB ge kappt wird, die Trapezwelle S_D erzeugt. Alternativ kann, wie das in Fig. 7A gezeigt ist, die Trapezwelle S_D durch das Kappen einer Sägezahnwelle erzeugt werden. In diesem alterna tiven Fall kann, da die Schaltung 7 zur Erzeugung der Drei eckswelle durch eine Schaltung zur Erzeugung einer Sägezahn welle ersetzt wird, die oben erläuterte alternative Trapez welle verwirklicht werden. Ebenso können die Gleichrichter dioden D1 und D2 in so einer Weise an- und abgeschaltet wer den, daß die Schaltung 7 zur Erzeugung der Dreieckswelle, die in Fig. 1 gezeigt ist, durch einer Schaltung zur Erzeugung einer Sinuswelle ersetzt wird, und die Sinuswelle, die von dieser Schaltung zur Erzeugung der Sinuswelle erzeugt wird, wird auf einem Pegel, der in Fig. 7B gezeigt ist, gekappt, um ein Signal zu erhalten, und dann wird dieses Signal zu den Gleichrichterdioden D1 und D2 geliefert.

Mit anderen Worten, die Gleichrichterdioden D1 und D2 können durch die Verwendung eines Signals, das eine passend ausge wählte Wellenform aufweist, wie sie in der folgenden Ein schränkung definiert wird, an- und ausgeschaltet werden: Wäh rend eine Wellenform, deren Amplitude nicht schnell geändert wird, wie eine Rechteckwelle, verwendet wird, wird ein Ampli tudenpegel dieser Wellenform zu jeder vorbestimmten Zeitperi ode gehalten, wie bei einer Trapezwelle, die in der Betriebs art dieser Ausführungsform verwendet wird.

Wie vorher beschrieben wurde, werden gemäß der Aufwärts-Lei stungsversorgungsschaltung der vorliegenden Erfindung, wäh rend die Gleichrichterelemente und die kapazitiven Elemente verwendet werden, diese Gleichrichterelemente an- und ausge schaltet in Erwiderung auf ein solches Signal, das eine Wel lenform aufweist, deren Amplitude zu jeder Zeit, zu der eine vorgewählte Zeitdauer vergangen ist, konstant wird, das aber keine sich schnell ändernde Amplitude aufweist, so daß diese Aufwärts-Spannung über dem kapazitiven Element erzeugt wird. Als Konsequenz ist es möglich, das konventionelle Problem, nämlich das Auftreten des Schaltrauschens von den Gleichrich terelementen, zu unterdrücken.

Gemäß der integrierten Schaltungsvorrichtung, die mit der Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung der vorliegenden Er findung ausgerüstet ist, werden auch, während die Gleichrich terelemente und die kapazitive Elementen verwendet werden, die Gleichrichterelemente in Erwiderung auf so ein Signal, das die Wellenform aufweist, deren Amplitude jedes Mal dann konstant wird, wenn eine vorgewählte Zeitdauer vergangen ist, das aber keine sich schnell ändernde Amplitude aufweist, an- und ausgeschaltet, so daß die Aufwärts-Spannung über dem ka pazitiven Element erzeugt wird. Als Konsequenz ist es mög lich, das konventionelle Problem, nämlich das Auftreten des Schaltrauschens von den Gleichrichterelementen, zu unterdrücken. Somit kann in der integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, sogar wenn sowohl die Aufwärts-Lei stungsversorgungsschaltung als auch eine Schaltung (eine an dere Schaltung), die durch die Verwendung der Aufwärts-Span nung, die von dieser Aufwärts-Spannungsschaltung erzeugt wird, als eine Leistungsversorgungsschaltung auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet sind, betreibbar sind, eine andere Schaltung betrieben werden, ohne durch das Rauschen nachteilig beeinflußt zu werden. Da auch die Aufwärts-Lei stungsversorgungsschaltung in die integrierte Schaltungsvor richtung eingebaut werden kann, wenn diese integrierte Schal tungsvorrichtung in einem elektronischen Gerät verwendet wird, kann die gesamte Zahl der elektronischen Komponenten vermindert werden.

Claims

1. Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung, umfassend:
ein erstes Gleichrichterelement, an das eine vorbe stimmte Spannung von einer Leistungsversorgung angelegt wird;
ein erstes kapazitives Element, das in Serie mit dem er sten Gleichrichterelement verbunden ist;
ein zweites Gleichrichterelement, das mit einem Verbin dungspunkt zwischen dem ersten Gleichrichterelement und dem ersten kapazitiven Element verbunden ist;
ein zweites kapazitives Element, das in Serie mit dem zweiten Gleichrichterelement verbunden ist; und
eine Ansteuervorrichtung, die in Serie mit dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, für das Anlegen eines Si gnals, das eine Wellenform aufweist, deren Amplitude nicht schnell geändert wird, sondern die zu jeder vorbestimmten Zeitdauer konstant wird, an das erste kapazitive Element; wo bei:
eine Aufwärts-Spannung, die höher als die vorbestimmte Spannung ist, vom zweiten kapazitiven Element durch das An- und Ausschalten der ersten und zweiten Gleichrichterelemente in Erwiderung auf eine Änderung in den Amplituden dieses Sig nals erzeugt wird.

2. Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, wobei das Signal ein trapezförmiges Wellenformsignal ist.

3. Integrierte Schaltungsvorrichtung, ausgerüstet mit einer Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung, in welcher die Auf wärts-Leistungsversorgungsschaltung und eine Schaltung, die durch die Verwendung einer Aufwärts-Spannung betrieben wird, die von der Aufwärts-Leistungsversorgungsschaltung als Be triebsleistungsversorgungsspannung produziert wird, auf dem selben Halbleitersubstrat ausgebildet sind, wobei die Auf wärts-Leistungsversorgungsschaltung folgendes umfaßt:
ein erstes Gleichrichterelement, an das eine vorbe stimmte Spannung von einer Leistungsversorgung angelegt wird, und mit dem ein erstes kapazitives Element in Serie verbunden ist;
ein zweites Gleichrichterelement, das mit einem Verbin dungspunkt zwischen dem ersten Gleichrichterelement und dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, und mit dem ein zweites kapazitives Element in Serie verbunden ist; und
eine Ansteuervorrichtung, die in Serie mit dem ersten kapazitiven Element verbunden ist, für das Anlegen eines Sig nals, das eine Wellenform aufweist, deren Amplitude nicht schnell geändert wird, sondern die zu jeder vorbestimmten Zeitdauer konstant wird, an das erste kapazitive Element; und wobei:
eine Aufwärts-Spannung, die höher als die vorbestimmte Spannung ist, vom zweiten kapazitiven Element durch das An- und Ausschalten der ersten und zweiten Gleichrichterelemente in Erwiderung auf eine Änderung in der Amplitude des Signals erzeugt wird.

4. Integrierte Schaltungsvorrichtung, die mit einer Aufwärts- Leistungsversorgungsschaltung ausgerüstet ist, nach Anspruch 3, wobei das Signal ein trapezförmiges Wellenformsignal ist.