JP2001078100A - 電源回路 - Google Patents
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
数種類の電圧を生成する電源回路が開発されている。
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。
について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ある。
Claims (2)
- 【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。 - 【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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1999
- 1999-09-07 JP JP25332499A patent/JP3902361B2/ja not_active Expired - Fee Related
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