JP2000078777A - 電圧発生回路 - Google Patents
電圧発生回路Info
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- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
- H02M7/10—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage
- H02M7/103—Containing passive elements (capacitively coupled) which are ordered in cascade on one source
Abstract
(57)【要約】
【目的】 必要となる所定の電圧として、充分なレベル
の電圧を発生する電圧発生回路を提供することを実現す
る。 【解決手段】 コイル１１の電磁誘導により発生した交
流信号を整流回路３０を介して整流する。この整流され
た信号に基づき、コンデンサ２１、２２によりコイル１
１の両端の電圧を昇圧することにより、整流された信号
をも昇圧する。昇圧された信号をコンデンサ１７により
平滑して所望の電圧を得る。
の電圧を発生する電圧発生回路を提供することを実現す
る。 【解決手段】 コイル１１の電磁誘導により発生した交
流信号を整流回路３０を介して整流する。この整流され
た信号に基づき、コンデンサ２１、２２によりコイル１
１の両端の電圧を昇圧することにより、整流された信号
をも昇圧する。昇圧された信号をコンデンサ１７により
平滑して所望の電圧を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧発生回路に関
し、特に、受信した信号に基づき、電磁誘導を利用して
所定の電圧を発生する電圧発生回路に関する。
し、特に、受信した信号に基づき、電磁誘導を利用して
所定の電圧を発生する電圧発生回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電圧発生回路は様々な装置で適用されて
いる。特に、携帯用記憶媒体として広く使用されている
半導体集積回路を内蔵したカード（以下、ＩＣカードと
称する）の中で、外部信号を接触端子を用いることな
く、データの授受が可能なカード（以下、非接触ＩＣカ
ードと称する）において電圧発生回路が使用されること
が知られている。
いる。特に、携帯用記憶媒体として広く使用されている
半導体集積回路を内蔵したカード（以下、ＩＣカードと
称する）の中で、外部信号を接触端子を用いることな
く、データの授受が可能なカード（以下、非接触ＩＣカ
ードと称する）において電圧発生回路が使用されること
が知られている。
【０００３】非接触ＩＣカードに内蔵されて、使用され
る電圧発生回路は、例えば、非接触ＩＣカードの外部か
ら送信されてくる信号を電磁誘導を用いて電圧を発生す
る。電圧発生回路にて発生した電圧は、非接触ＩＣカー
ドに内蔵される他の回路（例えば、半導体集積回路）の
動作電圧として使用される。この動作電圧は、電源電圧
や半導体集積回路で処理すべきデータとして用いられ
る。このような電圧発生回路は、以下の文献に開示され
るものがある。 （１）特開平 ４ー２３０９２号公報 （２）特開平１０ー９７６０１号公報
る電圧発生回路は、例えば、非接触ＩＣカードの外部か
ら送信されてくる信号を電磁誘導を用いて電圧を発生す
る。電圧発生回路にて発生した電圧は、非接触ＩＣカー
ドに内蔵される他の回路（例えば、半導体集積回路）の
動作電圧として使用される。この動作電圧は、電源電圧
や半導体集積回路で処理すべきデータとして用いられ
る。このような電圧発生回路は、以下の文献に開示され
るものがある。 （１）特開平 ４ー２３０９２号公報 （２）特開平１０ー９７６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記文献からも理解さ
れるように、電磁誘導を用いた電圧発生回路は、受信回
路であるコイルで発生する交流信号に基づいて所定の電
圧を得る構成になっている。このため、外部装置（例え
ば、カードリーダ／ライタ）のコイルと電圧発生回路の
コイルとの距離が離れると、電圧発生回路のコイルにて
発生する交流信号に基づく電圧あるいは電流が、動作電
圧を生成するのに十分なレベルまで得られない場合があ
る。近年においては、外部装置と電圧発生回路との距離
に関わらず、動作電圧として充分なレベルの電圧を発生
する電圧発生回路の要求が高まってきた。
れるように、電磁誘導を用いた電圧発生回路は、受信回
路であるコイルで発生する交流信号に基づいて所定の電
圧を得る構成になっている。このため、外部装置（例え
ば、カードリーダ／ライタ）のコイルと電圧発生回路の
コイルとの距離が離れると、電圧発生回路のコイルにて
発生する交流信号に基づく電圧あるいは電流が、動作電
圧を生成するのに十分なレベルまで得られない場合があ
る。近年においては、外部装置と電圧発生回路との距離
に関わらず、動作電圧として充分なレベルの電圧を発生
する電圧発生回路の要求が高まってきた。
【０００５】また、上記のような要求を満足するため
は、コストの増加や電圧発生回路としての面積の増大を
極力避ける方が望ましい。
は、コストの増加や電圧発生回路としての面積の増大を
極力避ける方が望ましい。
【０００６】また、電圧発生回路としては、動作電圧と
して、安定したレベルの電圧を発生する方が望ましい。
して、安定したレベルの電圧を発生する方が望ましい。
【０００７】本発明は、必要となる所定の電圧として、
充分なレベルの電圧を発生する電圧発生回路を提供する
ことを目的とする。
充分なレベルの電圧を発生する電圧発生回路を提供する
ことを目的とする。
【０００８】また、本発明は、上記目的を達成する電圧
発生回路を、コストの増加や電圧発生回路としての面積
の増大を極力低減して実現することを目的とする。
発生回路を、コストの増加や電圧発生回路としての面積
の増大を極力低減して実現することを目的とする。
【０００９】また、本発明は、上記目的を達成する電圧
発生回路を、必要となる所定の電圧として、安定したレ
ベルの電圧を発生することをも実現することを目的とす
る。
発生回路を、必要となる所定の電圧として、安定したレ
ベルの電圧を発生することをも実現することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、受信した信号に基づき電磁誘導により所
定の電圧を発生する電圧発生回路において、電磁誘導に
より交流信号を受信する受信回路と、受信回路に接続さ
れ、前記交流信号を整流する整流回路と、整流回路にて
整流された信号を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路にて昇
圧された信号を平滑して所定の電圧を発生する平滑回路
と、を有するものである。
め、本発明は、受信した信号に基づき電磁誘導により所
定の電圧を発生する電圧発生回路において、電磁誘導に
より交流信号を受信する受信回路と、受信回路に接続さ
れ、前記交流信号を整流する整流回路と、整流回路にて
整流された信号を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路にて昇
圧された信号を平滑して所定の電圧を発生する平滑回路
と、を有するものである。
【００１１】また、平滑回路から発生した所定の電圧の
レベルを監視し、監視結果に応じて昇圧回路による昇圧
動作を制御する監視回路を有するようにしてもよい。
レベルを監視し、監視結果に応じて昇圧回路による昇圧
動作を制御する監視回路を有するようにしてもよい。
【００１２】また、受信回路を第１の端子と第２の端子
との間に接続されたコイルから構成しても、第１の端子
と第２の端子との間にそれぞれ接続されたコイルと容量
素子とから構成してもよい。
との間に接続されたコイルから構成しても、第１の端子
と第２の端子との間にそれぞれ接続されたコイルと容量
素子とから構成してもよい。
【００１３】また、昇圧回路を、整流回路にて整流され
た信号に基づく信号を受信する整流素子と、整流素子の
入力側端子と第１の端子との間に接続された第１の昇圧
用容量素子と、整流素子の出力側端子と第２の端子との
間に接続された第２の昇圧用容量素子とを有するように
してもよいし、これら整流素子、第１及び第２の昇圧用
容量素子を複数設けてもよい。
た信号に基づく信号を受信する整流素子と、整流素子の
入力側端子と第１の端子との間に接続された第１の昇圧
用容量素子と、整流素子の出力側端子と第２の端子との
間に接続された第２の昇圧用容量素子とを有するように
してもよいし、これら整流素子、第１及び第２の昇圧用
容量素子を複数設けてもよい。
【００１４】また、電圧発生回路は携帯用記憶媒体に内
蔵され、監視回路は、所定の電圧が携帯用記憶媒体の動
作電圧より低くなった時には、所定の電圧を昇圧するよ
うに昇圧回路を制御し、所定の電圧が携帯用記憶媒体の
動作電圧以上になった時には、所定の電圧の昇圧を停止
するように昇圧回路を制御するようにしてもよい。
蔵され、監視回路は、所定の電圧が携帯用記憶媒体の動
作電圧より低くなった時には、所定の電圧を昇圧するよ
うに昇圧回路を制御し、所定の電圧が携帯用記憶媒体の
動作電圧以上になった時には、所定の電圧の昇圧を停止
するように昇圧回路を制御するようにしてもよい。
【００１５】また、電圧発生回路は携帯用記憶媒体に内
蔵され、所定の電圧は、携帯用記憶媒体における電源電
圧として使用されるようにしてもよい。
蔵され、所定の電圧は、携帯用記憶媒体における電源電
圧として使用されるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の電圧発生回路について、
図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態における電圧発生回路１００の回路図であ
る。なお、第１の実施の形態においては、電圧発生回路
１００は非接触ＩＣカードに内蔵されているものとす
る。
図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態における電圧発生回路１００の回路図であ
る。なお、第１の実施の形態においては、電圧発生回路
１００は非接触ＩＣカードに内蔵されているものとす
る。
【００１７】図１において、電圧発生回路１００は、受
信回路を構成するコイル１１及びコンデンサ１２と、整
流回路３０を構成するブリッジ接続された４つの整流素
子であるダイオード１３〜１６と、昇圧回路を構成す
る、順方向接続された３つのダイオード１８〜２０及び
容量素子であるコンデンサ２１、２２と、平滑回路を構
成するコンデンサ１７とを有する。
信回路を構成するコイル１１及びコンデンサ１２と、整
流回路３０を構成するブリッジ接続された４つの整流素
子であるダイオード１３〜１６と、昇圧回路を構成す
る、順方向接続された３つのダイオード１８〜２０及び
容量素子であるコンデンサ２１、２２と、平滑回路を構
成するコンデンサ１７とを有する。
【００１８】コイル１１はノードＡとノードＢとの間に
接続されている。コンデンサ１２もノードＡとノードＢ
との間に接続されている。このため、外部装置（例え
ば、カードリーダ／ライタ）のコイルがコイル１１と対
向するように配置され、転送すべきデータとして外部装
置側のコイルに交流電流が流れると、コイル１１は電磁
誘導が起こることとなる。このため、ノードＡとノード
Ｂには、互いに逆相の交流信号が発生する。
接続されている。コンデンサ１２もノードＡとノードＢ
との間に接続されている。このため、外部装置（例え
ば、カードリーダ／ライタ）のコイルがコイル１１と対
向するように配置され、転送すべきデータとして外部装
置側のコイルに交流電流が流れると、コイル１１は電磁
誘導が起こることとなる。このため、ノードＡとノード
Ｂには、互いに逆相の交流信号が発生する。
【００１９】コンデンサ１２は、ノードＡ及びノードＢ
の交流信号に伴って共振現象が生じ、ノードＡ及びノー
ドＢの交流信号の振幅を大きくするものである。コンデ
ンサ１２は、電圧発生回路１００としては、必ずしも必
要でなないが、コンデンサ１２を入れた方がより大きな
電力を得られるため、効果的である。
の交流信号に伴って共振現象が生じ、ノードＡ及びノー
ドＢの交流信号の振幅を大きくするものである。コンデ
ンサ１２は、電圧発生回路１００としては、必ずしも必
要でなないが、コンデンサ１２を入れた方がより大きな
電力を得られるため、効果的である。
【００２０】ダイオード１３はアノード側が接地され、
カソード側がノードＡと電気的に接続されている。ダイ
オード１４はアノード側がダイオード１３のカソード側
に接続され、カソード側が整流回路３０としての出力ノ
ードであるノードＤに接続されている。ダイオード１５
はアノード側が接地され、カソード側がノードＢと電気
的に接続されている。ダイオード１６はアノード側がダ
イオード１５のカソード側に接続され、カソード側が整
流回路３０としての出力ノードであるノードＤに接続さ
れている。つまり、整流回路３０は、４つのダイオード
１３〜１６をブリッジ接続してなる全波整流回路であ
る。
カソード側がノードＡと電気的に接続されている。ダイ
オード１４はアノード側がダイオード１３のカソード側
に接続され、カソード側が整流回路３０としての出力ノ
ードであるノードＤに接続されている。ダイオード１５
はアノード側が接地され、カソード側がノードＢと電気
的に接続されている。ダイオード１６はアノード側がダ
イオード１５のカソード側に接続され、カソード側が整
流回路３０としての出力ノードであるノードＤに接続さ
れている。つまり、整流回路３０は、４つのダイオード
１３〜１６をブリッジ接続してなる全波整流回路であ
る。
【００２１】４つのダイオード１３〜１６から構成され
る整流回路３０は、ノードＡ及びノードＢに発生した交
流信号をそれぞれ整流し、整流した信号の電圧レベルが
重ね合わされた信号がノードＤから出力される。
る整流回路３０は、ノードＡ及びノードＢに発生した交
流信号をそれぞれ整流し、整流した信号の電圧レベルが
重ね合わされた信号がノードＤから出力される。
【００２２】ダイオード１８のアノード側はノードＤに
接続され、カソード側はノードＥに接続されている。ダ
イオード１９のアノード側はノードＥに接続され、カソ
ード側はノードＦに接続されている。ダイオード２０の
アノード側はノードＦに接続され、カソード側がノード
Ｃに接続されている。コンデンサ２１は、一端がノード
Ａに接続され、他端がノードＥに接続されている。コン
デンサ２２は、一端がノードＢに接続され、他端がノー
ドＦに接続されている。
接続され、カソード側はノードＥに接続されている。ダ
イオード１９のアノード側はノードＥに接続され、カソ
ード側はノードＦに接続されている。ダイオード２０の
アノード側はノードＦに接続され、カソード側がノード
Ｃに接続されている。コンデンサ２１は、一端がノード
Ａに接続され、他端がノードＥに接続されている。コン
デンサ２２は、一端がノードＢに接続され、他端がノー
ドＦに接続されている。
【００２３】ダイオード１８〜２０及びコンデンサ２
１、２２から構成される昇圧回路は、ノードＥにおい
て、ダイオード１８を介してノードＥに到達したノード
Ｄの信号を基準として、コンデンサ２１を通じてノード
Ａの信号が重なり、ノードＥの電圧が昇圧される。同様
に、ノードＦにおいて、ダイオード１９を介してノード
Ｆに到達した信号を基準として、コンデンサ２２を通じ
てノードＢの信号が重なり、ノードＦの電圧が昇圧され
る。この昇圧されたノードＦの信号をダイオード２０を
介して昇圧回路の出力信号として出力する。
１、２２から構成される昇圧回路は、ノードＥにおい
て、ダイオード１８を介してノードＥに到達したノード
Ｄの信号を基準として、コンデンサ２１を通じてノード
Ａの信号が重なり、ノードＥの電圧が昇圧される。同様
に、ノードＦにおいて、ダイオード１９を介してノード
Ｆに到達した信号を基準として、コンデンサ２２を通じ
てノードＢの信号が重なり、ノードＦの電圧が昇圧され
る。この昇圧されたノードＦの信号をダイオード２０を
介して昇圧回路の出力信号として出力する。
【００２４】コンデンサ１７は一端がノードＣに接続さ
れ、他端が接地されている。コンデンサ１７から構成さ
れる平滑回路は、昇圧回路の出力であるダイオード２０
のカソード側に生じた信号の振幅を平滑化するものであ
る。平滑化された信号はノードＣに生じる。ノードＣに
生じた平滑化した信号を平滑回路の出力信号として出力
する。つまり、ノードＣに発生した直流電圧が電圧発生
回路１００としての出力となる。この出力は、例えば、
非接触ＩＣカードに内蔵される他の回路（例えば、半導
体集積回路）の動作電圧として用いられる。
れ、他端が接地されている。コンデンサ１７から構成さ
れる平滑回路は、昇圧回路の出力であるダイオード２０
のカソード側に生じた信号の振幅を平滑化するものであ
る。平滑化された信号はノードＣに生じる。ノードＣに
生じた平滑化した信号を平滑回路の出力信号として出力
する。つまり、ノードＣに発生した直流電圧が電圧発生
回路１００としての出力となる。この出力は、例えば、
非接触ＩＣカードに内蔵される他の回路（例えば、半導
体集積回路）の動作電圧として用いられる。
【００２５】以上のような電圧発生回路１００の動作に
ついて、図面を用いてより詳細に説明する。図２は、電
圧発生回路１００のノードＡ〜Ｆにおける信号波形を示
す図である。図２においては、縦軸を電圧、横軸を時間
としている。また、図２において、符号Ａ〜Ｆは、それ
ぞれ同じ符号のノードＡ〜Ｆに対応している。図２にお
ける縦軸の”０”は電圧が０Ｖであることを示し、これ
を各波形の比較基準としている。
ついて、図面を用いてより詳細に説明する。図２は、電
圧発生回路１００のノードＡ〜Ｆにおける信号波形を示
す図である。図２においては、縦軸を電圧、横軸を時間
としている。また、図２において、符号Ａ〜Ｆは、それ
ぞれ同じ符号のノードＡ〜Ｆに対応している。図２にお
ける縦軸の”０”は電圧が０Ｖであることを示し、これ
を各波形の比較基準としている。
【００２６】上述したように、コイル１１に電磁誘導が
起こることにより、ノードＡ及びノードＢに交流信号が
発生する。図２の符号Ａ及び符号Ｂに示すように、ノー
ドＡとノードＢとは逆相になっていることがわかる。図
２の符号Ａ及び符号Ｂで示す波形は、整流回路３０を構
成するダイオード１３及び１５のアノード側の接地電圧
を基準にノードＡとノードＢとの信号を見た状態であ
る。
起こることにより、ノードＡ及びノードＢに交流信号が
発生する。図２の符号Ａ及び符号Ｂに示すように、ノー
ドＡとノードＢとは逆相になっていることがわかる。図
２の符号Ａ及び符号Ｂで示す波形は、整流回路３０を構
成するダイオード１３及び１５のアノード側の接地電圧
を基準にノードＡとノードＢとの信号を見た状態であ
る。
【００２７】ノードＡ及びノードＢに発生した交流信号
は整流回路３０を介してそれぞれ整流され、整流された
２つの信号は重ね合わされた状態でノードＤに発生す
る。図２の符号Ｄに示されるように、ノードＤに発生す
る信号の電圧レベルは全体的に低い。
は整流回路３０を介してそれぞれ整流され、整流された
２つの信号は重ね合わされた状態でノードＤに発生す
る。図２の符号Ｄに示されるように、ノードＤに発生す
る信号の電圧レベルは全体的に低い。
【００２８】ノードＤに発生した信号はダイオード１８
を介してノードＥに達する。さらにノードＡの電圧が上
昇している時は、ノードＥの電圧を基準として、コンデ
ンサ２１を通じて、ノードＡの電圧がノードＥに印加さ
れる。このため、ノードＥは実質的にノードＤに発生し
た信号の電圧がノードＡの電圧分昇圧される。
を介してノードＥに達する。さらにノードＡの電圧が上
昇している時は、ノードＥの電圧を基準として、コンデ
ンサ２１を通じて、ノードＡの電圧がノードＥに印加さ
れる。このため、ノードＥは実質的にノードＤに発生し
た信号の電圧がノードＡの電圧分昇圧される。
【００２９】また、ノードＡの電圧が下降している時
は、コンデンサ２１を通じてノードＥの電圧に基づきノ
ードＡの信号が重ねられるため、ノードＥの電圧を下げ
ることとなる。しかしながら、ノードＥの電圧が下が
り、ノードＥの電圧がダイオード１８のアノード側に印
加されている電圧よりダイオード１８の閾値電圧分低く
なると、ダイオード１８が導通状態となる。このため、
ノードＤの電圧がノードＥに印加されるため、ノードＥ
の電圧が極端に下がることはない。なお、ダイオード１
８は、ノードＥから見てノードＤに対して逆方向接続さ
れているため、ノードＥの電圧はダイオード１８により
整流回路３０側へ戻ることはない。
は、コンデンサ２１を通じてノードＥの電圧に基づきノ
ードＡの信号が重ねられるため、ノードＥの電圧を下げ
ることとなる。しかしながら、ノードＥの電圧が下が
り、ノードＥの電圧がダイオード１８のアノード側に印
加されている電圧よりダイオード１８の閾値電圧分低く
なると、ダイオード１８が導通状態となる。このため、
ノードＤの電圧がノードＥに印加されるため、ノードＥ
の電圧が極端に下がることはない。なお、ダイオード１
８は、ノードＥから見てノードＤに対して逆方向接続さ
れているため、ノードＥの電圧はダイオード１８により
整流回路３０側へ戻ることはない。
【００３０】同様に、ノードＥに発生した信号はダイオ
ード１９を介してノードＦに達する。ノードＢの電圧が
上昇している時は、ノードＦの電圧を基準として、コン
デンサ２２を通じて、ノードＢの電圧がノードＦに印加
される。このため、ノードＦは実質的にノードＥに発生
した信号の電圧がノードＢの電圧分昇圧される。
ード１９を介してノードＦに達する。ノードＢの電圧が
上昇している時は、ノードＦの電圧を基準として、コン
デンサ２２を通じて、ノードＢの電圧がノードＦに印加
される。このため、ノードＦは実質的にノードＥに発生
した信号の電圧がノードＢの電圧分昇圧される。
【００３１】また、ノードＢの電圧が下降している時
は、コンデンサ２２はノードＦの電圧に基づきノードＢ
の信号が重ねられるため、ノードＦの電圧を下げること
となる。しかしながら、ノードＦの電圧が下がり、ノー
ドＦの電圧がダイオード１９のアノード側に印加されて
いる電圧よりダイオード１９の閾値電圧分低くなると、
ダイオード１９が導通状態となる。このため、ノードＥ
の電圧がノードＦに印加されるため、ノードＦの電圧が
極端に下がることはない。なお、ダイオード１９は、ノ
ードＦから見てノードＥに対して逆方向接続されている
ため、ノードＦの電圧はダイオード１９により整流回路
３０側へ戻ることはない。
は、コンデンサ２２はノードＦの電圧に基づきノードＢ
の信号が重ねられるため、ノードＦの電圧を下げること
となる。しかしながら、ノードＦの電圧が下がり、ノー
ドＦの電圧がダイオード１９のアノード側に印加されて
いる電圧よりダイオード１９の閾値電圧分低くなると、
ダイオード１９が導通状態となる。このため、ノードＥ
の電圧がノードＦに印加されるため、ノードＦの電圧が
極端に下がることはない。なお、ダイオード１９は、ノ
ードＦから見てノードＥに対して逆方向接続されている
ため、ノードＦの電圧はダイオード１９により整流回路
３０側へ戻ることはない。
【００３２】図２の符号Ｅ及び符号Ｆに示すように、ノ
ードＥの信号の電圧は符号Ｄで示すノードＤの信号の電
圧より電圧レベルが高くなっており、ノードＦの信号の
電圧はノードＥの信号の電圧より電圧レベルが高くなっ
ている。
ードＥの信号の電圧は符号Ｄで示すノードＤの信号の電
圧より電圧レベルが高くなっており、ノードＦの信号の
電圧はノードＥの信号の電圧より電圧レベルが高くなっ
ている。
【００３３】なお、前述したように、ノードＤの信号は
ノードＡ及びノードＢの信号をそれぞれダイオード１４
及び１６を介して供給される信号を重ね合わせたもので
ある。このため、図２に示す符号Ｄの波形は、ノードＡ
の電圧が下降してノードＥの電圧が下げられた時に、ノ
ードＥに対して電圧を印加するため、その際の電圧分が
下がった波形となっている。また、ノードＦに対しても
同様な作用があるが、ノードＥの電圧の下降に対する電
圧補充が既に行われているため、ノードＤに対する影響
は小さい。
ノードＡ及びノードＢの信号をそれぞれダイオード１４
及び１６を介して供給される信号を重ね合わせたもので
ある。このため、図２に示す符号Ｄの波形は、ノードＡ
の電圧が下降してノードＥの電圧が下げられた時に、ノ
ードＥに対して電圧を印加するため、その際の電圧分が
下がった波形となっている。また、ノードＦに対しても
同様な作用があるが、ノードＥの電圧の下降に対する電
圧補充が既に行われているため、ノードＤに対する影響
は小さい。
【００３４】ノードＦに発生した昇圧された信号はダイ
オード２０を介してノードＣに達する。コンデンサ１７
により、ノードＣに達した信号は図２の符号Ｃに示すよ
うに平滑化された信号となる。
オード２０を介してノードＣに達する。コンデンサ１７
により、ノードＣに達した信号は図２の符号Ｃに示すよ
うに平滑化された信号となる。
【００３５】このように、第１の実施の形態における電
圧発生回路１００は、昇圧回路を設けることにより電圧
発生回路１００の出力である信号の電圧を昇圧すること
ができる。このため、電圧発生回路１００のコイル１１
と外部装置のコイルとの距離が離れることで、コイル１
１により発生する交流信号の振幅が小さいものであって
も、電圧発生回路１００の出力としては、電圧発生回路
１００とともに内蔵される他の回路の動作電圧として充
分な電圧レベルを確保することができる。
圧発生回路１００は、昇圧回路を設けることにより電圧
発生回路１００の出力である信号の電圧を昇圧すること
ができる。このため、電圧発生回路１００のコイル１１
と外部装置のコイルとの距離が離れることで、コイル１
１により発生する交流信号の振幅が小さいものであって
も、電圧発生回路１００の出力としては、電圧発生回路
１００とともに内蔵される他の回路の動作電圧として充
分な電圧レベルを確保することができる。
【００３６】特に、電圧発生回路１００の出力を電源電
圧として使用する場合には、電圧発生回路１００ととも
に内蔵される他の回路の様々な機能を可能とするための
基準となる電圧が確保されるため、電圧発生回路１００
とともに内蔵される他の回路の動作を確実に保証するこ
とができる。
圧として使用する場合には、電圧発生回路１００ととも
に内蔵される他の回路の様々な機能を可能とするための
基準となる電圧が確保されるため、電圧発生回路１００
とともに内蔵される他の回路の動作を確実に保証するこ
とができる。
【００３７】また、電圧発生回路１００は昇圧回路を設
けているため、コイル１１により発生する交流信号の振
幅が小さいものでよいので、コイル（インダクタンス）
を小さくしてもよい。この場合、コストを低減すること
ができる。
けているため、コイル１１により発生する交流信号の振
幅が小さいものでよいので、コイル（インダクタンス）
を小さくしてもよい。この場合、コストを低減すること
ができる。
【００３８】また、昇圧回路は、いくつかのコンデンサ
とダイオードで構成し、これらの構成要素の動作はコイ
ル１１とコンデンサ１２とから構成される受信回路や整
流回路３０にて制御されているので、電圧発生回路１０
０として昇圧回路に対して多くの構成要素は追加されて
おらず、昇圧回路の動作を制御するための複雑な構成も
必要ない。このため、コストの増加や電圧発生回路とし
ての面積の増大を極力低減している。
とダイオードで構成し、これらの構成要素の動作はコイ
ル１１とコンデンサ１２とから構成される受信回路や整
流回路３０にて制御されているので、電圧発生回路１０
０として昇圧回路に対して多くの構成要素は追加されて
おらず、昇圧回路の動作を制御するための複雑な構成も
必要ない。このため、コストの増加や電圧発生回路とし
ての面積の増大を極力低減している。
【００３９】次に、第２の実施の形態における電圧発生
回路について、図面を用いて以下に説明する。図３は第
２の実施の形態における電圧発生回路２００の回路図で
ある。なお、図３において、図１の電圧発生回路１００
と同様な構成要素については同様な符号を付けて、説明
の重複を防ぐこととする。
回路について、図面を用いて以下に説明する。図３は第
２の実施の形態における電圧発生回路２００の回路図で
ある。なお、図３において、図１の電圧発生回路１００
と同様な構成要素については同様な符号を付けて、説明
の重複を防ぐこととする。
【００４０】図３においては、図１に比べて、監視回路
を構成するＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２３、２４
と、コンパレータ２５と、抵抗素子２６、２７が追加さ
れている。図３における他の構成要素は図１と同様であ
る。
を構成するＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２３、２４
と、コンパレータ２５と、抵抗素子２６、２７が追加さ
れている。図３における他の構成要素は図１と同様であ
る。
【００４１】トランジスタ２３の一方の電極はノードＡ
に接続され、他方の電極はコンデンサ２１の一端に接続
されている。つまり、ノードＡとコンデンサ２１とはト
ランジスタ２３を介して電気的に接続が可能となってい
る。トランジスタ２４の一方の電極はノードＢに接続さ
れ、他方の電極はコンデンサ２２の一端に接続されてい
る。つまり、ノードＢとコンデンサ２２とはトランジス
タ２４を介して電気的に接続が可能となっている。
に接続され、他方の電極はコンデンサ２１の一端に接続
されている。つまり、ノードＡとコンデンサ２１とはト
ランジスタ２３を介して電気的に接続が可能となってい
る。トランジスタ２４の一方の電極はノードＢに接続さ
れ、他方の電極はコンデンサ２２の一端に接続されてい
る。つまり、ノードＢとコンデンサ２２とはトランジス
タ２４を介して電気的に接続が可能となっている。
【００４２】抵抗素子２６の一端はノードＣから出力さ
れる信号が供給され、他端はコンパレータ２５のプラス
側入力端子に接続されている。抵抗素子２７の一端はコ
ンパレータ２５のプラス側入力端子に接続され、他端は
接地されている。コンパレータ２５のマイナス側入力端
子には比較基準となる基準電圧ＶREFが入力され、出力
端子はトランジスタ２３、２４のゲート電極にそれぞれ
接続されている。
れる信号が供給され、他端はコンパレータ２５のプラス
側入力端子に接続されている。抵抗素子２７の一端はコ
ンパレータ２５のプラス側入力端子に接続され、他端は
接地されている。コンパレータ２５のマイナス側入力端
子には比較基準となる基準電圧ＶREFが入力され、出力
端子はトランジスタ２３、２４のゲート電極にそれぞれ
接続されている。
【００４３】以上のように構成された監視回路は、ノー
ドＣから出力される信号の電圧を抵抗素子２６及び２７
にて分圧した電圧と、基準電圧ＶREFとを比較し、分圧
した電圧が基準電圧ＶREFより低い場合には昇圧回路に
よる昇圧を行わせるようにする。この場合、コンパレー
タ２５は電圧レベルが接地電圧レベル（以下、Ｌレベル
と称する）の信号を出力する。
ドＣから出力される信号の電圧を抵抗素子２６及び２７
にて分圧した電圧と、基準電圧ＶREFとを比較し、分圧
した電圧が基準電圧ＶREFより低い場合には昇圧回路に
よる昇圧を行わせるようにする。この場合、コンパレー
タ２５は電圧レベルが接地電圧レベル（以下、Ｌレベル
と称する）の信号を出力する。
【００４４】コンパレータ２５の出力信号の電圧レベル
によって、トランジスタ２３及び２４は導通状態とな
る。この状態においては、図３の電圧発生回路２００は
図１の電圧発生回路１００と同様な動作が可能となる。
によって、トランジスタ２３及び２４は導通状態とな
る。この状態においては、図３の電圧発生回路２００は
図１の電圧発生回路１００と同様な動作が可能となる。
【００４５】分圧した電圧が基準電圧ＶREF以上の場合
には昇圧回路による昇圧を禁止するようにする。この場
合、コンパレータ２５は電圧レベルが電源電圧レベル
（以下、Ｈレベルと称する）の信号を出力する。
には昇圧回路による昇圧を禁止するようにする。この場
合、コンパレータ２５は電圧レベルが電源電圧レベル
（以下、Ｈレベルと称する）の信号を出力する。
【００４６】コンパレータ２５の出力信号の電圧レベル
によって、トランジスタ２３及び２４は非導通状態とな
る。この状態においては、図３の電圧発生回路２００は
昇圧回路を構成するコンデンサ２１とノードＡ間、及び
コンデンサ２２とノードＢ間の電気的な接続が遮断され
ることとなる。この結果、昇圧回路による昇圧すべきノ
ードの昇圧は行われない。
によって、トランジスタ２３及び２４は非導通状態とな
る。この状態においては、図３の電圧発生回路２００は
昇圧回路を構成するコンデンサ２１とノードＡ間、及び
コンデンサ２２とノードＢ間の電気的な接続が遮断され
ることとなる。この結果、昇圧回路による昇圧すべきノ
ードの昇圧は行われない。
【００４７】ここで、基準電圧ＶREFは、ノードＣの電
圧レベルが、電圧発生回路の出力として必要とする所定
の電圧であるか否かをコンパレータ２５にて判断可能の
電圧である。つまり、抵抗素子２６、２７にて分圧した
電圧が基準電圧ＶREFより低い場合とは、ノードＣの電
圧が電圧発生回路の出力として必要とする所定の電圧よ
り低い場合であり、抵抗素子２６、２７にて分圧した電
圧が基準電圧ＶREF以上の場合とは、ノードＣの電圧が
電圧発生回路の出力として必要とする所定の電圧以上の
場合である。基準電圧ＶREFは、例えばバンドギャップ
電圧等から生成すればよい。
圧レベルが、電圧発生回路の出力として必要とする所定
の電圧であるか否かをコンパレータ２５にて判断可能の
電圧である。つまり、抵抗素子２６、２７にて分圧した
電圧が基準電圧ＶREFより低い場合とは、ノードＣの電
圧が電圧発生回路の出力として必要とする所定の電圧よ
り低い場合であり、抵抗素子２６、２７にて分圧した電
圧が基準電圧ＶREF以上の場合とは、ノードＣの電圧が
電圧発生回路の出力として必要とする所定の電圧以上の
場合である。基準電圧ＶREFは、例えばバンドギャップ
電圧等から生成すればよい。
【００４８】このように、第２の実施の形態における電
圧発生回路２００は、第１の実施の形態における電圧発
生回路１００と同様な効果を得ることができる。さら
に、電圧発生回路２００は、監視回路を設けたので、電
圧発生回路２００としての出力として必要とする所定の
電圧が充分得られている場合には昇圧回路による昇圧す
べきノードの昇圧を行わないようにしている。このた
め、昇圧過剰による高電圧により、電圧発生回路２００
の出力である電圧が印加される他の回路が破壊されるこ
とや、このような破壊を防止するためのクランプ回路等
を設けることによる無駄な電力消費をすることを防止す
ることができる。
圧発生回路２００は、第１の実施の形態における電圧発
生回路１００と同様な効果を得ることができる。さら
に、電圧発生回路２００は、監視回路を設けたので、電
圧発生回路２００としての出力として必要とする所定の
電圧が充分得られている場合には昇圧回路による昇圧す
べきノードの昇圧を行わないようにしている。このた
め、昇圧過剰による高電圧により、電圧発生回路２００
の出力である電圧が印加される他の回路が破壊されるこ
とや、このような破壊を防止するためのクランプ回路等
を設けることによる無駄な電力消費をすることを防止す
ることができる。
【００４９】また、電圧発生回路２００は、外部装置の
コイルと電圧発生回路のコイルとの距離が離れる等の理
由により、電圧発生回路２００としての出力として必要
となる所定の電圧が充分得られていない場合には、昇圧
回路による昇圧すべきノードの昇圧を行うことができ
る。
コイルと電圧発生回路のコイルとの距離が離れる等の理
由により、電圧発生回路２００としての出力として必要
となる所定の電圧が充分得られていない場合には、昇圧
回路による昇圧すべきノードの昇圧を行うことができ
る。
【００５０】以上、本発明の電圧発生回路について詳細
に説明したが、本発明の電圧発生回路は上記で説明した
構成に限定されるものではない。
に説明したが、本発明の電圧発生回路は上記で説明した
構成に限定されるものではない。
【００５１】例えば、図１及び図３に示す電圧発生回路
１００、２００を構成する各ダイオードは、図４（ｂ）
に示すようなバイポーラトランジスタや図４（ｃ）に示
すようなＭＯＳトランジスタをそれぞれダイオード接続
したものであってもよい。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は
図４（ａ）に示すダイオードの方向に対応して、その接
続状態を示している。同様に、各コンデンサについても
ＭＯＳトランジスタのゲート部分を利用するようなもの
であってもよい。また、抵抗素子も可能であるならば、
常時導通状態のＭＯＳトランジスタを用いてもよい。
１００、２００を構成する各ダイオードは、図４（ｂ）
に示すようなバイポーラトランジスタや図４（ｃ）に示
すようなＭＯＳトランジスタをそれぞれダイオード接続
したものであってもよい。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は
図４（ａ）に示すダイオードの方向に対応して、その接
続状態を示している。同様に、各コンデンサについても
ＭＯＳトランジスタのゲート部分を利用するようなもの
であってもよい。また、抵抗素子も可能であるならば、
常時導通状態のＭＯＳトランジスタを用いてもよい。
【００５２】また、図１あるいは図３に示すコンデンサ
２１とダイオード１９を１組とし、コンデンサ２２とダ
イオード２０を１組として、これら各組を複数個、交互
に設けて、ノードＡとノードＢでの昇圧を交互に効率よ
く行うようにしてもよい。この場合、電圧発生回路とし
ての構成要素は増えるが、より高い昇圧電圧を得られる
ことになる。
２１とダイオード１９を１組とし、コンデンサ２２とダ
イオード２０を１組として、これら各組を複数個、交互
に設けて、ノードＡとノードＢでの昇圧を交互に効率よ
く行うようにしてもよい。この場合、電圧発生回路とし
ての構成要素は増えるが、より高い昇圧電圧を得られる
ことになる。
【００５３】また、非接触ＩＣカードには、記憶装置と
してＥＥＰＲＯＭ等の電気的に書き換え可能な不揮発性
メモリを内蔵しているものがある。このような不揮発性
メモリの消去や書込みには２０Ｖ程度の高い電圧が必要
である。非接触ＩＣカードに限らず、このような高電圧
を必要とするメモリを内蔵する装置に、本発明の電圧発
生回路を内蔵しておくことにより、本発明の電圧発生回
路にて発生した昇圧電圧を、高電圧を必要とするメモリ
の消去や書込みのための電圧として使用することができ
る。この場合、高電圧を必要とするメモリの消去や書込
みのための電圧用の昇圧回路（例えば、クロック発振器
とチャージポンプ回路）を電圧発生回路とは別に設ける
必要がなくなる。よって、高電圧を必要とするメモリを
内蔵する装置としての装置サイズの縮小化や低コスト化
が実現できる。特に、非接触ＩＣカードのように低コス
ト化が強く要求されるものにおいては本発明の電圧発生
回路は有効である。
してＥＥＰＲＯＭ等の電気的に書き換え可能な不揮発性
メモリを内蔵しているものがある。このような不揮発性
メモリの消去や書込みには２０Ｖ程度の高い電圧が必要
である。非接触ＩＣカードに限らず、このような高電圧
を必要とするメモリを内蔵する装置に、本発明の電圧発
生回路を内蔵しておくことにより、本発明の電圧発生回
路にて発生した昇圧電圧を、高電圧を必要とするメモリ
の消去や書込みのための電圧として使用することができ
る。この場合、高電圧を必要とするメモリの消去や書込
みのための電圧用の昇圧回路（例えば、クロック発振器
とチャージポンプ回路）を電圧発生回路とは別に設ける
必要がなくなる。よって、高電圧を必要とするメモリを
内蔵する装置としての装置サイズの縮小化や低コスト化
が実現できる。特に、非接触ＩＣカードのように低コス
ト化が強く要求されるものにおいては本発明の電圧発生
回路は有効である。
【００５４】さらに、図１や図３におけるダイオード１
８あるいはダイオード１４及び１６は設けなくとも本発
明の電圧発生回路の効果は得られる。つまり、ダイオー
ド１８がない場合には、ノードＤがコンデンサ２１の他
端に直接接続されることになる。この場合、昇圧された
ノードＤ（あるいはノードＥ）の電圧がノードＡあるい
はノードＢに戻ることはダイオード１４あるいは１６に
より防がれる。また、ダイオード１４及び１６がない場
合には、ダイオード１３のカソード側がノードＡに接続
され、ダイオード１５のカソード側がノードＢに接続さ
れるとともに、ノードＢがノードＤに接続される。この
場合、昇圧されたノードＥの電圧がノードＤに戻ること
はダイオード１８により防がれる。このように、図１あ
るいは図３の効果を損なうことなく、昇圧すべきノード
のダイオード１個分の電圧降下がなくなるので、より高
速で効果的に各ノードを昇圧することができる。
８あるいはダイオード１４及び１６は設けなくとも本発
明の電圧発生回路の効果は得られる。つまり、ダイオー
ド１８がない場合には、ノードＤがコンデンサ２１の他
端に直接接続されることになる。この場合、昇圧された
ノードＤ（あるいはノードＥ）の電圧がノードＡあるい
はノードＢに戻ることはダイオード１４あるいは１６に
より防がれる。また、ダイオード１４及び１６がない場
合には、ダイオード１３のカソード側がノードＡに接続
され、ダイオード１５のカソード側がノードＢに接続さ
れるとともに、ノードＢがノードＤに接続される。この
場合、昇圧されたノードＥの電圧がノードＤに戻ること
はダイオード１８により防がれる。このように、図１あ
るいは図３の効果を損なうことなく、昇圧すべきノード
のダイオード１個分の電圧降下がなくなるので、より高
速で効果的に各ノードを昇圧することができる。
【００５５】また、トランジスタ２３、２４はＮチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタとしてもよい。この場合、コン
パレータ２５の出力の電圧レベルは上記実施の形態とは
逆にする必要がある。また、ＭＯＳトランジスタの代わ
りにバイポーラトランジスタを使用してもよい。
ル型ＭＯＳトランジスタとしてもよい。この場合、コン
パレータ２５の出力の電圧レベルは上記実施の形態とは
逆にする必要がある。また、ＭＯＳトランジスタの代わ
りにバイポーラトランジスタを使用してもよい。
【００５６】また、電圧発生回路は他の回路（例えば、
電圧発生回路から出力される電圧を電源電圧やデータ等
の動作電圧として使用する回路）とともに１チップに集
積するようにしてもよい。この場合、上述のように本発
明の電圧発生回路は構成要素の増大を抑えているため、
電圧発生回路による半導体集積回路のチップサイズの縮
小化を妨げない効果が望める。
電圧発生回路から出力される電圧を電源電圧やデータ等
の動作電圧として使用する回路）とともに１チップに集
積するようにしてもよい。この場合、上述のように本発
明の電圧発生回路は構成要素の増大を抑えているため、
電圧発生回路による半導体集積回路のチップサイズの縮
小化を妨げない効果が望める。
【００５７】このように、本発明の電圧発生回路は、本
発明と同様な動作により同様な効果が得られるものであ
れば、種々の変更が可能である。
発明と同様な動作により同様な効果が得られるものであ
れば、種々の変更が可能である。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、本発明は、必要となる所
定の電圧として、充分なレベルの電圧を発生する電圧発
生回路を提供することができる。
定の電圧として、充分なレベルの電圧を発生する電圧発
生回路を提供することができる。
【００５９】また、本発明は、上記目的を達成する電圧
発生回路を、コストの増加や電圧発生回路としての面積
の増大を極力低減して実現することができる。
発生回路を、コストの増加や電圧発生回路としての面積
の増大を極力低減して実現することができる。
【００６０】また、本発明は、上記目的を達成する電圧
発生回路を、必要となる所定の電圧として、安定したレ
ベルの電圧を発生することをも実現することができる。
発生回路を、必要となる所定の電圧として、安定したレ
ベルの電圧を発生することをも実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における電圧発生回
路１００の回路図である。
路１００の回路図である。
【図２】図１の電圧発生回路１００の動作を説明する信
号波形図である。
号波形図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における電圧発生回
路２００の回路図である。
路２００の回路図である。
【図４】本発明の電圧発生回路の構成要素であるダイオ
ードの変形例を示す図である。
ードの変形例を示す図である。
１１ コイル １２ コンデンサ（共振用） １３、１４、１５、１６ ダイオード（整流回路用） １７ コンデンサ（平滑回路用） １８、１９、２０ ダイオード（昇圧回路用） ２１、２２ コンデンサ（昇圧回路用） ２３、２４ Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ ２５ コンパレータ ２６、２７ 抵抗素子 １００、２００ 電圧発生回路
Claims (8)
- 【請求項１】 受信した信号に基づき電磁誘導により所
定の電圧を発生する電圧発生回路において、 電磁誘導により交流信号を受信する受信回路と、 前記受信回路に接続され、前記交流信号を整流する整流
回路と、 前記整流回路にて整流された信号を昇圧する昇圧回路
と、 前記昇圧回路にて昇圧された信号を平滑して前記所定の
電圧を発生する平滑回路と、を有することを特徴とする
電圧発生回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の電圧発生回路において、
前記平滑回路から発生した前記所定の電圧のレベルを監
視し、該監視結果に応じて前記昇圧回路による昇圧動作
を制御する監視回路を有することを特徴とする電圧発生
回路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電圧発
生回路において、前記受信回路は第１の端子と第２の端
子との間に接続されたコイルから構成されることを特徴
とする電圧発生回路。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の電圧発
生回路において、前記受信回路は第１の端子と第２の端
子との間にそれぞれ接続されたコイルと容量素子とから
構成されることを特徴とする電圧発生回路。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の電圧発生
回路において、前記昇圧回路は、前記整流回路にて整流
された信号に基づく信号を受信する整流素子と、前記整
流素子の入力側端子と前記第１の端子との間に接続され
た第１の昇圧用容量素子と、前記整流素子の出力側端子
と前記第２の端子との間に接続された第２の昇圧用容量
素子とを有することを特徴とする電圧発生回路。 - 【請求項６】 請求項３または請求項４記載の電圧発生
回路において、前記昇圧回路は、前記整流回路にて整流
された信号に基づく信号を受信する第１の整流素子と、
前記第１の整流素子の入力側端子と前記第１の端子との
間に接続された第１の昇圧用容量素子とで構成される第
１の回路と、前記第１の整流素子の出力側端子と接続さ
れる第２の整流素子と、前記第２の整流素子の入力側端
子と前記第２の端子との間に接続された第２の昇圧用容
量素子とで構成される第２の組と、を複数個交互に接続
して構成されることを特徴とする電圧発生回路。 - 【請求項７】 請求項２記載の電圧発生回路において、
前記電圧発生回路は携帯用記憶媒体に内蔵され、前記監
視回路は、前記所定の電圧が前記携帯用記憶媒体の動作
電圧より低くなった時には、前記所定の電圧を昇圧する
ように前記昇圧回路を制御し、前記所定の電圧が前記携
帯用記憶媒体の動作電圧以上になった時には、前記所定
の電圧の昇圧を停止するように前記昇圧回路を制御する
ことを特徴とする電圧発生回路。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項６のいずれか１つに
記載の電圧発生回路において、前記電圧発生回路は携帯
用記憶媒体に内蔵され、前記所定の電圧は、該携帯用記
憶媒体における電源電圧として使用されることを特徴と
する電圧発生回路。
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| JP24661498A JP4024936B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 電圧発生回路 |
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| US09/895,221 US6614672B2 (en) | 1998-09-01 | 2001-07-02 | Voltage generator |
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|---|---|
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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