JP2001109528A

JP2001109528A - 電圧発生回路

Info

Publication number: JP2001109528A
Application number: JP2000243843A
Authority: JP
Inventors: Herman Joris Casier; ヘルマン・ヨーリス・カシエル; Benny Graindourze; ベニー・ヘラインドウルゼ; Denis Dupeyron; デニス・デユペイロン
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2001-04-20
Also published as: US6556069B1; EP1079506A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧発生回路および当該回路を含む定電圧供
給装置を提供すること。【解決手段】本発明は、電圧発生回路であり、電圧入
力１と、入力３および出力４を有する昇圧手段２と、電
圧発生回路の電圧入力１から昇圧手段２への入力の電圧
供給レベルを変化させる手段６とを有する電圧発生回路
であって、前記手段６は、一方では、第１の状態で、前
記回路に入力された電圧の一部（場合によっては制限さ
れる）の昇圧手段２の入力への印加を可能にすることが
でき、第２の状態で、昇圧手段２の入力に印加される電
圧のレベルを上げることができ、他方では、前記昇圧手
段２から電圧レベルを変化させる手段６に出力電圧をフ
ィードバックすることによって得られるトリガ信号に従
って、前記第１の状態から前記第２の状態に切り換わ
り、それにより前記昇圧手段２の出力において所望の電
圧レベルの生成を最適化することができる電圧発生回路
に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧発生回路、お
よびこのような電圧発生回路を含む定電圧供給装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在では、多数の電圧発生回路が知られ
ている。こうした電圧発生回路が解決しなければならな
い問題の１つは、回路に入力される電圧レベルは、公称
供給電圧の上または下に変動する可能性がありながら、
比較的安定した電圧レベル、または少なくとも所与の最
大値を超えない電圧レベルで出力するという問題であ
る。

【０００３】この問題を解決するために、回路への入力
に分岐（ｓｈｕｎｔ）接続されたツェナーダイオードな
どの構成要素を使用して、公称電圧を超えた場合に電圧
を所与のレベルに制限することが既に提案されている。
さらに、下流側にある構成要素を保護するために、回路
に入力される電圧の一部しか使用せずに出力電圧を発生
させる。

【０００４】それでも、こうした解決策では、所望の出
力電圧レベルを達成するために使用する手段が、入力電
圧の一部のみではなく全てが使用された場合ならば、そ
れを使用すれば十分なはずの手段より大きくならざるを
得ないことは分かるであろう。例えば、チャージポンプ
回路（ｃｈａｒｇｅｐｕｍｐｃｉｒｃｕｉｔ）の場
合には、１つまたは複数のポンプのチャージステージ数
を増加させる必要がある。

【０００５】その結果として、同じ特性を有する回路で
は、同じ出力電圧レベルを得るための応答時間は、全て
の入力電圧ではなくその一部しか使用しない回路の方が
長くなる。これは、特に、同数のチャージステージを有
するが、回路の全ての入力電圧を使用する、または使用
しないチャージポンプ回路について言える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の欠点を克服し、出力で所望の電圧レベルを得るために
使用する手段が大きくなりすぎるのを避けることができ
る、すなわち、例えばチャージポンプを使用している場
合にはチャージポンプのチャージステージ数を減少させ
ることができる電圧発生回路、およびそのような電圧発
生回路を含む定電圧供給装置を提供することである。

【０００７】本発明のさらに別の目的は、起動時間の短
縮を可能にする電圧発生回路、およびそのような電圧発
生回路を使用した定電圧供給装置を提供することであ
る。

【０００８】本発明の別の目的は、公称電圧を超える電
圧レベルが入力に現れた場合に保護を提供する電圧発生
回路、およびそのような電圧発生回路を使用した定電圧
供給装置を提供することである。

【０００９】本発明のさらなる目的および利点は、本発
明を制限するためのものではない、例示のみを目的とし
て与えた以下の説明の中で明らかになるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、電圧
発生回路であり、電圧入力と、入力および出力を有する
昇圧手段と、この電圧発生回路の電圧入力から前記昇圧
手段への入力の電圧供給レベルを変化させる手段とを有
する電圧発生回路であって、前記電圧供給レベルを変化
させる手段が、一方では、第１の状態で、電圧発生回路
に入力された電圧の一部（場合によっては制限される）
の前記昇圧手段の入力への印加を可能にすることがで
き、第２の状態で、昇圧手段の入力に印加される電圧の
レベルを上げることができ、他方では、前記昇圧手段か
ら電圧供給レベルを変化させる手段に出力電圧をフィー
ドバックすることによって得られるトリガ信号に従っ
て、前記第１の状態から前記第２の状態に切り換わり、
それにより前記昇圧手段の出力において所望の電圧レベ
ルの生成を最適化することができる電圧発生回路に関す
る。

【００１１】本発明は、このような電圧発生回路を含む
定電圧供給装置にも関する。

【００１２】本発明は、添付の図面に関連して考慮した
以下の実施形態の説明に照らせば、より容易に理解され
るであろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図示のように、本発明による電圧
発生装置は、電圧入力１と、入力３およびこの回路から
の出力にすることもできる出力４を有する昇圧手段２と
を有する。

【００１４】前記昇圧手段２の出力において所望の電圧
レベルの生成を最適化するために、本発明による回路
は、回路の前記電圧入力１から前記昇圧手段２の入力３
への電圧供給のレベルを変化させる手段６をさらに有す
る。

【００１５】前記電圧供給レベルを変化させる手段６
は、第１の状態で、回路に入力された電圧の一部（場合
によっては制限される）の前記昇圧手段２の入力への印
加を可能にするように設計される。

【００１６】「場合によっては制限される」とは、以下
でより詳細に説明するように、公称電圧を超える電圧が
回路の入力に現れた場合に、その下流側に印加される電
圧が選択された最高レベルに固定されるという意味であ
ると理解されたい。

【００１７】前記電圧供給レベルを変化させる手段６
は、さらに、第２の状態で、昇圧手段２の入力に印加さ
れる電圧のレベルを上昇させることができるように設計
される。

【００１８】さらに、この前記電圧供給レベルを変化さ
せる手段６は、前記第１の状態から前記第２の状態に切
り換わることができ、これは、前記昇圧手段２から前記
電圧レベルを変化させる手段６に出力電圧をフィードバ
ックすることによって得られるトリガ信号に従って行わ
れる。

【００１９】このようにして、第１に、前記昇圧手段２
および／または下流側の構成要素に対して保護を提供す
る回路がもたらされる。さらに、前記回路では、前記第
１の状態から前記第２の状態に切り換わることにより、
前記入力電圧の所与の一部のみではなく、場合によって
は前記入力電圧に達する、より高い電圧を使用すること
が可能となる。昇圧手段２の寸法が同じであれば、より
短い応答時間を得ることができる。

【００２０】フィードバックにより、昇圧手段２の入力
信号のレベルを改善するために使用されるのが、昇圧手
段２自体の出力信号であり、これにより正帰還を利する
ことが可能となることにも留意されたい。

【００２１】このように、本発明による回路は、性能を
損なうことなく、入力での過電圧から保護された電圧発
生を企図することができるようにする。より厳密には、
この回路は、この目的のために、電圧制限手段、ここで
は５、Ｒを含むことになる。

【００２２】図示のように、前記昇圧手段２の入力の電
圧供給レベルを変化させる手段６は、例えば２つのトラ
ンジスタＴ１、Ｔ２によって構成され、それらのドレイ
ンおよびソースは、電圧発生回路の入力１および昇圧手
段２の入力３にそれぞれ接続され、それらのゲートは、
第１のトランジスタＴ１の場合は、この電圧発生装置
（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の入力で電圧を制限する手段に
接続され、第２のトランジスタＴ２の場合は、前記昇圧
手段２の出力４に接続される。

【００２３】前記トランジスタＴ１、Ｔ２は、詳細に
は、高圧能動素子である。

【００２４】このような回路の動作について以下で述べ
る。公称電圧が回路に入力された場合は、昇圧手段２の
入力電圧は、最初、回路の入力電圧よりトランジスタＴ
１のゲートとソースの間の電圧だけ低い電圧と等しい。

【００２５】次いで、昇圧手段２がその機能を実行し、
第２のトランジスタＴ２のゲートの電圧が上昇して第１
のトランジスタＴ１のゲートの電圧を超える。その結果
として、前記第２のトランジスタＴ２の方が導電性が高
くなり、第２のトランジスタは、回路の事実上全ての入
力電圧の前記昇圧手段２の入力への印加を可能にしなが
ら、前記第１のトランジスタＴ１に取って代わる。

【００２６】回路の入力電圧が、公称電圧をはるかに超
えるときには、昇圧手段２に入力される電圧は、最初、
制限手段Ｒ、５から供給される電圧より第１のトランジ
スタＴ１のゲートとソースの間の電圧だけ低い電圧と等
しい。

【００２７】前出の場合と同様に、次いで、昇圧手段２
がその機能を実行する。昇圧手段２の入力電圧は、最初
の入力電圧より高い場合、組込み制限手段８、９、１
０、２の電圧から、第２のトランジスタのゲートとソー
スの間の電圧を引いた電圧と等しくなる。

【００２８】したがって、公称電圧が、装置への入力に
現れた場合には、前記第１および第２のトランジスタＴ
１、Ｔ２は、線形モードで動作するが、公称電圧よりは
るかに高い電圧の場合には、それらは、飽和モードで動
作する。

【００２９】前記制限手段は、具体的には３つの接続を
有する構成要素によって構成され、第１の接続は、制限
しようとする電圧に接続されるように設計され、第２の
接続は、より低い供給電圧、例えば地面に接続されるよ
うに設計され、第３の接続は、前記構成要素の選択を介
して、所与の制限電圧を供給するように設計される。

【００３０】これは、例えば、直列に接続された抵抗器
Ｒおよびツェナーダイオード５にすることができる。抵
抗は、電圧入力と第１のトランジスタＴ１のゲートの間
に接続される。ツェナーダイオードは、第１のトランジ
スタＴ１のゲートと、最低供給電圧、例えば接地点７と
の間に接続される。前記ツェナーダイオードは、この素
子の入力電圧に対応する回路の入力電圧（正）を阻止す
るように接続される。この手段は、デプレッションモー
ドのＭＯＳトランジスタからなることもある。

【００３１】前記昇圧手段２は、例えばチャージポン
プ、すなわち特に連続したステージに配設されたコンデ
ンサおよび／またはダイオードその他の切替手段によっ
て構成された構成要素で構成される。

【００３２】したがって、昇圧手段は、おそらくは使用
するステージ数に関連して変化する、所与の電圧の増幅
レベルを有する。

【００３３】本発明は、上述の回路を含む定電圧供給装
置にも関する。

【００３４】第３のトランジスタＴ３が、存在すること
ができ、そのドレインは、この回路の電圧入力１に接続
され、そのゲートは、前記昇圧手段２の出力４に接続さ
れる。

【００３５】昇圧手段２の作用により、前記第３のトラ
ンジスタＴ３は、そのゲートの電圧が十分に高くなった
瞬間から、完全に導電性であると考えることができる。

【００３６】したがって、前記第３のトランジスタＴ３
のソースにおいて、回路に入力される電圧または前記最
高電圧とほぼ等しい、したがって調節された、装置の出
力電圧８が供給される。

【００３７】さらに、前述のように、前記昇圧手段２
は、可変の電圧増幅レベルを有することができ、また必
要ならば、前記装置の出力電圧に従って前記電圧増幅レ
ベルを調節する手段９を設けることができる。

【００３８】この電圧増幅レベルを調節する手段は、例
えば、前記装置の出力電圧８と基準電圧１０とを比較
し、基準電圧を超えている場合にはチャージポンプの動
作、例えばその順序づけ（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）を制
御することができる構成要素にすることができる。

【００３９】次いで、チャージポンプの出力電圧が降下
し、それにより、装置の出力電圧レベルを、前記基準電
圧以下に戻る程度まで低下させることができる。

【００４０】第１、第２、および第３のトランジスタＴ
１、Ｔ２、Ｔ３の接続を示すために使用した用語（「ソ
ース」、「ドレイン」、「ゲート」）は、関係するタイ
プを仮定するものではないことに留意されたい。実際に
は、これらは例えば、特に入力電圧が高い危険性がある
場合には、ＭＯＳ型のトランジスタ、詳細にはＤＭＯＳ
型トランジスタにすることができる。ただし、これら
は、特に、バイポーラまたはＩＧＢＴトランジスタにす
ることもできる。

【００４１】言うまでもなく、特に基準電圧に関して出
力電圧を調節する方式に関しては、当業者が理解できる
範囲内で、本発明の範囲を逸脱することなく本発明のそ
の他の実施形態を企図することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定電圧供給装置の例示的な実施形態を含む、本
発明による電圧発生回路の例示的な実施形態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１電圧発生回路の電圧入力２昇圧手段３昇圧手段の入力４昇圧手段の出力５ツェナーダイオード６電圧供給レベルを変化させる手段７接地点８電圧発生回路の電圧出力９電圧増幅レベルを調節する手段Ｒ抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デニス・デユペイロンベルギー国、ベー−1010・ブリユツセル、アレ・デ・フリジア・28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧発生回路であって、電圧入力（１）と、入力（３）および出力（４）を有する昇圧手段（２）
と、前記電圧発生回路の電圧入力（１）から前記昇圧手段
（２）の入力への電圧供給レベルを変化させる手段
（６）であって、一方では、第１の状態で、前記電圧発
生回路に入力された電圧の一部（場合によっては制限さ
れる）の前記昇圧手段（２）の入力（３）への印加を可
能にすることができ、第２の状態で、前記昇圧手段
（２）の入力（３）に印加される電圧のレベルを上げる
ことができ、他方では、前記昇圧手段（２）から、前記
電圧供給レベルを変化させる手段（６）に出力電圧をフ
ィードバックすることによって得られるトリガ信号に従
って、前記第１の状態から前記第２の状態に切り換わ
り、それにより前記昇圧手段（２）の出力（４）におい
て所望の電圧レベルの生成を最適化することができる電
圧供給レベルを変化させる手段（６）とを有する電圧発
生回路。
【請求項２】電圧発生装置に入力される電圧を制限す
る手段を含む請求項１に記載の回路。
【請求項３】前記昇圧手段（２）の入力（３）の電圧
供給レベルを変化させる手段（６）が、２つのトランジ
スタＴ１、Ｔ２によって構成され、当該トランジスタＴ
１、Ｔ２のドレインおよびソースが、前記電圧発生回路
の電圧入力（１）および前記昇圧手段（２）の入力
（３）にそれぞれ接続され、当該トランジスタＴ１、Ｔ
２のゲートが、第１のトランジスタＴ１の場合には、前
記電圧発生装置への入力で電圧を制限する手段に接続さ
れ、第２のトランジスタＴ２の場合には、前記昇圧手段
（２）の出力（４）に接続される請求項２に記載の回
路。
【請求項４】前記トランジスタＴ１、Ｔ２が、高圧能
動素子である請求項２に記載の回路。
【請求項５】前記制限する手段が、３つの接続を有す
る構成要素によって構成され、第１の接続が、制限しよ
うとする電圧に接続されるように設計され、第２の接続
が、所定の低い供給電圧に接続され、第３の接続が、前
記構成要素の選択を介して、所与の制限電圧を供給する
ように設計される請求項２または３に記載の回路。
【請求項６】前記昇圧手段（２）が、チャージポンプ
によって構成される請求項１から５のいずれか一項に記
載の回路。
【請求項７】請求項１から６のいずれか一項に記載の
回路を含む定電圧装置。
【請求項８】第３のトランジスタＴ３のソースにおい
て、電圧発生回路に入力される電圧または最高電圧とほ
ぼ等しい調節済みの装置の出力電圧（８）を供給するよ
うに、ドレインが、電圧発生回路の電圧入力（１）に接
続され、ゲートが、前記昇圧手段（２）の出力（４）に
接続された第３のトランジスタＴ３を有する請求項７に
記載の装置。
【請求項９】前記昇圧手段（２）が、可変の電圧増幅
レベルを有する装置であって、前記装置の出力電圧に従
って、前記電圧増幅レベルを調節する手段（９）を有す
る請求項８に記載の装置。