JP2001078100A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリーズレギュレータの電力損失の低減化を
図る。 【解決手段】 直流電源からの電源電圧5Vを昇圧して
CCDを駆動する昇圧電圧を得る電源回路において、発
振駆動回路12からのパルス信号を利用して第1の変換
電圧18Vを発生するDC−DCコンバータ11と、前
記DC−DCコンバータ11で利用している発振駆動回
路12からのパルス信号を利用してDC−DCコンバー
タ11で発生させた第1の変換電圧18Vと、チャージ
ポンプ回路13を構成するダイオードD13のカソード
に重畳させたシステム内の直流電圧3.3Vとに基づい
て第2の変換電圧−10Vを発生するシリーズレギュレ
ータ14とを具備したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路に関し、
更に言えばCCDカメラシステムを駆動する所定電圧を
得るための電源回路における低消費電力化を図る技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電子機器の電源は、1次AC電源
をトランス等を利用して、より電圧が低い2次AC電圧
に変換し、更に整流回路と呼ばれるコンデンサとダイオ
ードで安定したDC電源を生成している。
【0003】例えば、よく電子機器で使用される3.3
Vや5Vがそれに相当する。しかし、実際の電子機器
は、3.3Vや5Vの電圧だけで駆動されているわけで
はなく、個々のシステムが要求する個々の電圧を生成さ
せる必要がある。尚、その方法としては、DC−DCコ
ンバータやチャージポンプ回路等が使用されている。
【0004】以下に、本出願人が先に出願した(特開平
11−112850号公報参照)明細書に記載したCC
Dカメラシステムを例にして説明する。
【0005】従来より、画像信号を得るための撮像手段
として、CCDカメラシステムが広く利用されており、
多くのビデオカメラなどに利用されている。このCCD
カメラシステムでは、面状に配置した撮像部の光電変換
素子において、蓄積した電荷により1フレーム(フィー
ルド)に画像が形成される。
【0006】例えば、NTSC方式のビデオ信号であれ
ば、1フィールドが1/60秒(60Hz)で表示さ
れ、250本程度の水平走査ラインから成っている。そ
して、撮像部の光電変換素子で得た水平走査ライン毎に
順次出力する。
【0007】また、フレームトランスファ方式のCCD
カメラシステムでは、撮像部の光電変換素子の電荷を一
旦全て消去し、所定時間後に、撮像部から蓄積部に全て
の電荷を移動する。そして、不要となった撮像部の電荷
を消去すると共に、蓄積部からの電荷を水平走査ライン
分ずつ水平転送ラインに転送し、ここから順次出力す
る。
【0008】ここで、上記CCDカメラシステムを駆動
するためには、数種類の電圧(例えば、3.3V,5
V,18V,40V及び−10V)が必要であり、例え
ば、5V電圧を用いて、各電圧を生成する場合、それぞ
れに対応するDC−DCコンバータを用いていた。
【0009】しかし、このDC−DCコンバータは、コ
イルや電解コンデンサ等で構成されるため、かなり大型
なものとなり、電源回路の実装面積が大きくなるといっ
た問題や、DC−DCコンバータが、CCDカメラシス
テムの全体としてコストアップにつながるという問題が
あった。
【0010】そのため、1つのDC−DCコンバータで
数種類の電圧を生成する電源回路が開発されている。
【0011】図2はそのような電源回路の一例を説明す
るためのものであり、上記18Vと−10Vを1つのD
C−DCコンバータで生成するものである。図2におい
て、例えば5Vの電源電圧とグランド(GND)に接続
されたDC−DCコンバータ1により、CCDカメラシ
ステムの駆動に必要な18Vを生成している。尚、この
DC−DCコンバータ1は、従来周知なものであり、詳
しい説明は省略するが発振駆動回路2(約100KH
z)を有し、コントロール制御信号(CONT)に基づ
いて、この発振駆動回路2によりスイッチング素子であ
るBIP型トランジスタTr1をオン・オフさせ、前記
電源電圧5VがコイルL1を通してGNDに落ちる際に
大電流が流れることでコイルL1に大(昇圧)電圧が生
成される。この大電圧がダイオードD1を通してコンデ
ンサC1で平滑された電圧が出力される。このとき、コ
イルL1で生成した大電圧が、抵抗分割方式(R1,R
2)により所望電圧(18V)となるように設定されて
いる。
【0012】また、−10Vを生成するための回路構成
について説明する。
【0013】3はコンデンサC2,C3とダイオードD
2,D3とで構成されたチャージポンプ回路である。
尚、ダイオードD3は、ある一定電圧(GND)に固定
されている。
【0014】そして、BIP型トランジスタTr2とツ
ェナーダイオードZD等から成るシリーズレギュレータ
4による熱損失を利用して、更に電圧降下させて必要な
電圧(−10V)を生成している。
【0015】即ち、前記電源電圧5Vが前記コイルL1
を通して前述した18Vパルス(説明では便宜的に18
Vパルスとするが、実際にはダイオードD1の損失分が
あり、18V+0.6Vである。)になった状態でコン
デンサC2の一端部に入力され、このコンデンサC2の
他端部から出力された電圧(18Vパルス)は、ダイオ
ードD2,D3(およそ0.6V)及びコンデンサC3
により所定電圧(18V−1.2V=16.8V)に電
圧降下された後、BIP型トランジスタTr2に入力さ
れ、このトランジスタTr2及びツェナーダイオードZ
Dで更に電圧降下されて所定電圧(−10V)が出力さ
れるように構成されている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
シリーズレギュレータ4による熱損失を利用した回路構
成では、複数個のDC−DCコンバータ構成に比して電
源回路の実装面積が小さくなるとか、低コスト化が図れ
るといった利点があるが、以下の問題があった。
【0017】即ち、前記DC−DCコンバータ1で生成
した18Vのスイッチング信号をチャージポンプ回路3
にそのまま入力すると、18Vと|−10V|との電位
差が大きいため、シリーズレギュレータ4の入力電圧が
必要以上に高くなり、前記BIP型トランジスタTr2
の電力損失が大きくなってしまうという問題があった。
【0018】従って、本発明ではシリーズレギュレータ
を構成するBIP型トランジスタの電力損失の低減化を
可能にする電源回路を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の電源回
路は直流電源からの電源電圧を昇圧してCCDを駆動す
る昇圧電圧を得るものにおいて、発振駆動回路12から
のパルス信号を利用して第1の変換電圧18Vを発生す
るDC−DCコンバータ11と、前記DC−DCコンバ
ータ11で利用している発振駆動回路12からのパルス
信号を利用してDC−DCコンバータ11で発生させた
第1の変換電圧18Vと、チャージポンプ回路13を構
成するダイオードD13のカソードに重畳させたシステ
ム内の直流電圧3.3Vとに基づいて第2の変換電圧−
10Vを発生するシリーズレギュレータ14とから成
り、これによりシリーズレギュレータ14を構成するB
IP型トランジスタTr2の入力電圧を小さくすること
を特徴とするものである。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電源回路に係る一
実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以
下の説明では、従来と同様に18Vと−10Vを1つの
DC−DCコンバータで生成する実施形態を紹介してい
る。
【0021】図1において、例えば5Vの電源電圧とグ
ランド(GND)に接続されたDC−DCコンバータ1
1により、CCDカメラシステムの駆動に必要な18V
を生成している。尚、このDC−DCコンバータ11
は、従来周知なものであり、詳しい説明は省略するが発
振駆動回路12(約100KHz)を有し、コントロー
ル制御信号(CONT)に基づいて、この発振駆動回路
12によりスイッチング素子であるBIP型トランジス
タTr11をオン・オフさせ、前記電源電圧5Vがコイ
ルL11を通してGNDに落ちる際に大電流が流れるこ
とでコイルL11に大(昇圧)電圧が生成される。この
大電圧がダイオードD11を通してコンデンサC11で
平滑された電圧が出力される。このとき、コイルL11
で生成した大電圧が、抵抗分割方式(R11,R12)
により所望電圧(18V)となるように設定されてい
る。
【0022】また、−10Vを生成するための回路構成
について説明する。
【0023】13はコンデンサC12,C13とダイオ
ードD12,D13とで構成されたチャージポンプ回路
である。尚、ダイオードD13のカソードには、システ
ム内の直流電圧が重畳されている。尚、本実施形態で
は、例えば3.3Vが重畳されている。
【0024】そして、BIP型トランジスタTr12と
ツェナーダイオードZD等から成るシリーズレギュレー
タ14による熱損失を利用して、更に電圧降下させて必
要な電圧(−10V)を生成している。
【0025】即ち、前記5Vの電源電圧が前記コイルL
11を通して前述した18Vパルスになった状態でコン
デンサC12の一端部に入力され、このコンデンサC1
2の他端部から出力された電圧(18Vパルス)は、ダ
イオードD12,D13(およそ0.6V)及びコンデ
ンサC13により所定電圧(18V−1.2V−3.3
V(ダイオードD13のカソードに重畳された直流電圧
分)=13.5V)に電圧降下された後、BIP型トラ
ンジスタTr12に入力され、このBIP型トランジス
タTr12及びツェナーダイオードZDで更に電圧降下
されて所定電圧(−10V)が出力される。
【0026】ここで、本発明の特徴は、上述したように
チャージポンプ回路13を構成するダイオードD13の
カソードに、システム内の直流電圧、例えば3.3Vを
重畳したことであり、これによりシリーズレギュレータ
を構成するBIP型トランジスタTr12の入力電圧を
小さくすることができ、このシリーズレギュレータ14
の電力損失が少なくなり、その結果、電源回路の消費電
力負担が軽減される。即ち、この場合の損失は、Pc=
(13.5V−10)・Id(Idは消費電流であ
る。)となる。これに対して、従来の損失は、Pc=
(16.8V−10)・Idとなり、BIP型トランジ
スタTr12に入力される入力電圧に相当する分だけ電
力損失は大きくなる。尚、この場合の消費電流Idは、
50mA程度である。
【0027】また、熱損失量が少なくなるため、放熱板
も小さいもので良くなり、更にはトランジスタTr12
の許容サイズも小さくでき、コストダウンが図れる。
【0028】更に、この−10V生成回路が短絡して
も、従来に比して電源に対して3.3V分の電圧が下が
ったことになるので、短絡電流が減少することになり、
安全性が高まる。
【0029】尚、本実施形態ではダイオードD13のカ
ソードに重畳させる直流電圧として3.3Vを利用して
いるが、これに限定されるものではなく、5Vを利用し
ても良い。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、チャージポンプ回路を
構成するダイオードD13のカソードに、システム内の
直流電圧を重畳されたことで、従来に比してシリーズレ
ギュレータの入力電圧を小さくすることができ、このシ
リーズレギュレータを構成するBIP型Trの電力損失
を少なくできる。その結果、電源回路の消費電力負担を
軽減できる。また、放熱板も小さいもので良くなり、ト
ランジスタの許容サイズも小さくでき、コストダウンが
図れる。
【0031】更に、負電圧生成回路が短絡しても、従来
に比して電源に対して重畳させた直流電圧分の電圧が下
がることになるので、短絡電流が減少するので安全性が
高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電源回路を示す回路図で
ある。
【図2】従来の電源回路を示す回路図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源からの電源電圧を昇圧してC
    CDを駆動する昇圧電圧を得る電源回路において、 所定の発振駆動回路からのパルス信号を利用して、上記
    電源電圧と異なる第1の変換電圧を発生するDC−DC
    コンバータと、 前記DC−DCコンバータで利用している発振駆動回路
    からのパルス信号を利用してDC−DCコンバータで発
    生させた第1の変換電圧と、チャージポンプ回路を構成
    するダイオードのカソードに重畳させたシステム内の直
    流電圧とに基づいて上記電源電圧と異なる第2の変換電
    圧を発生するシリーズレギュレータとを具備したことを
    特徴とする電源回路。
  2. 【請求項2】 第1の変換電圧が正の電圧で、第2の
    変換電圧が負の電圧であることを特徴とする請求項1に
    記載の電源回路。
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