JP2001268894A - 昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路

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JP2001268894A
JP2001268894A JP2000080727A JP2000080727A JP2001268894A JP 2001268894 A JP2001268894 A JP 2001268894A JP 2000080727 A JP2000080727 A JP 2000080727A JP 2000080727 A JP2000080727 A JP 2000080727A JP 2001268894 A JP2001268894 A JP 2001268894A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路のリッ
プル電圧を減少させる。 【解決手段】チヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路にお
いて、リップル電圧の増減に応じて、チヤ−ジ・ポンプ
クロックの繰り返し周波数をかえて最適なリップル電圧
を得られるようにした

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話、ポケ
ットベル、ページャーのような主に低消費電力型機器に
用いられるチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的なチヤ−ジ・ポンプ方式による昇
圧回路の構成を図2に示す。ここでは3倍昇圧を例にと
り説明する。チヤ−ジ・ポンプクロックCL1は、イン
バ−タ回路hで反転された信号と反転されない信号とと
もにレルシベフト回路8でレルシベフトされチヤ−ジ・
ポンプ方式の昇圧回路9を駆動し昇圧出力電圧Vout
を発生させる。昇圧出力電圧Voutには負荷(RL)
10が接続されている。前記昇圧回路9のg1からg8
はチヤ−ジ・ポンプ用のコンデンサC1,C2の電荷の
チヤ−ジとポンプを切り替えるアナログスイッチ群であ
る。奇数番号が付加されているアナログスイッチは電荷
のチヤ−ジ用であり、偶数番号が付加されていのアナロ
グスイッチは電荷のポンプ用である。この時に電源VD
Dが2倍、3倍と昇圧され昇圧出力電圧Voutが発生
する。昇圧出力電圧Voutは平滑コンデンサC3にチ
ヤ−ジされ負荷10の電圧となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図2の従来の技術によ
るチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路では負荷RLが
小さくなり負荷電流が増加すると、昇圧回路9の平滑コ
ンデンサC3にチヤ−ジされた電荷がチヤ−ジ・ポンプ
クロックCL1のチヤ−ジ期間t1で放電しその時定数
t2は、ほぼ t2=C3*等価負荷抵抗値[sec] となり、t1>t2になると昇圧出力電圧Voutにリ
ップル電圧が発生する。このリップル電圧を減少させる
為ためには、 [例1]チヤ−ジ・ポンプ用のコンデンサC1,C2と
平滑コンデンサC3の容量を増加させる。
【0004】[例2]チヤ−ジ・ポンプクロックCL1
の周波数を上げる。 等が考えられるが、[例1]においてはコストアップと
消費電力の増加,実装領域の拡大、[例2]においては
周波数を上げることによる消費電力の増加などが発生し
携帯電話、ポケットベル、ページャーのような低消費電
力型機器にはデメリットとなる。したがってコストアッ
プ、実装領域の拡大、消費電力の増加等を極力抑制して
昇圧回路のリップル電圧が少ないチヤ−ジ・ポンプ方式
による昇圧回路が必要とされる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
にこの発明は、昇圧出力電圧Voutに一定値以上のリ
ップル電圧が発生した時のみリップル電圧を検出し、チ
ヤ−ジ・ポンプクロックの周波数を上げ、リップル電圧
を減少させるようにした。
【0006】上記のように構成されたチヤ−ジ・ポンプ
方式による昇圧回路においては、昇圧回路は一定値以上
のリップル電圧が発生した時のみリップル電圧を減少さ
せるように動作するため低消費電力型機器の大幅なコス
トアップ、実装領域の拡大、消費電力の増加等無しにリ
ップル電圧を減少させることが可能であり、従来のチヤ
−ジ・ポンプ方式による昇圧回路に比べて精度良いチヤ
−ジ・ポンプ方式による昇圧回路を提供できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明のチヤ−ジ・ポンプ
方式による昇圧回路の具体的実施例を図面に基づいて説
明する。
【0008】図1は、本発明のチヤ−ジ・ポンプ方式に
よる昇圧回路の実施例である。ここでは説明のため電源
電圧VDDの3倍昇圧の例を挙げてある。ここで後述す
るレベルシフト回路2は既知の技術であるので回路は図
示しない。また昇圧回路3も既知の技術であるので詳細
な回路説明は省略する。チヤ−ジ・ポンプ方式による昇
圧回路はすでに広く使われているように。チヤ−ジ・ポ
ンプ用のコンデンサに電源電圧VDDの電荷をチヤ−ジ
とポンプをチヤ−ジ・ポンプクロックで繰り返し行い電
源電圧の昇圧を得るものである。
【0009】図1で、昇圧回路3のコンデンサC1、C
2がチヤ−ジ・ポンプ用のコンデンサに相当する。コン
デンサC1、C2の両端はアナログスイッチg1〜g8
に接続されており、奇数番号が付加されているアナログ
スイッチは電荷のチヤ−ジ用で、偶数番号が付加された
アナログスイッチは電荷のポンプ用として動作する。奇
数番号が付加されているアナログスイッチのゲ−トはチ
ヤ−ジ・ポンプクロックS2に、偶数番号が付加されて
いるアナログスイッチのゲ−トはチヤ−ジ・ポンプクロ
ックS1にそれぞれ接続されておりチヤ−ジ・ポンプク
ロックS1、S2はクロック切り替え回路1のインバ−
タ回路eで互いに位相が180°異なっている。また、
レベルシフト回路2はアナログスイッチg1からg8が
十分オンオフするように電源電圧VDDから昇圧出力電
圧Voutにレベルシフトされている。奇数番号のアナ
ログスイッチがオンになるとコンデンサC1、C2は電
源電圧VDDにチヤ−ジされると同時に後述する昇圧出
力電圧Voutの平滑コンデンサC3はアナログスイッ
チg8により切り離され負荷7により平滑コンデンサC
3の電荷は放電を開始する。他方、偶数番号のアナログ
スイッチがオンになるとコンデンサC1、C2はそれぞ
れ電源電圧VDDの2倍、3倍昇圧を行うと同時にアナ
ログスイッチg8がオンになり、コンデンサC1、C2
の電荷が平滑コンデンサC3にチヤ−ジされる。
【0010】昇圧回路3の平滑コンデンサC3にチヤ−
ジされた電荷がアナログスイッチがオフになるチヤ−ジ
・ポンプクロックS1、S2のチヤ−ジ期間t1で放電
しその時定数t2は、ほぼ t2=C3*負荷7の等価
負荷抵抗値[sec] となり、t1>t2 もしく
は、負荷7の等価負荷抵抗値が小さくなり負荷電流が増
加すると昇圧出力電圧Voutにリップル電圧が発生す
る。このリップル電圧は低消費電力型機器のチヤ−ジ・
ポンプ方式による昇圧回路の安定度や精度に悪影響をあ
たえる。
【0011】昇圧出力電圧Voutはリップル電圧検出
回路4のコンデンサC4,抵抗R1で昇圧出力電圧Vo
utのリップル電圧のみがオペアンプOP1でインピ−
ダンス変換されリップル電圧VRIP になる。リップル電
圧VRIP はロ−パスフィルタ回路5のコンデンサC5,
抵抗R2で高周波成分をカットされ直流電圧VDCに変換
される。直流電圧VDCはコンパレ−タ回路6に行きコン
パレ−タ回路6の抵抗R3,可変抵抗RV1により構成
されたリファレンス電圧VREFと比較され、もし、直
流電圧VDC>リファレンス電圧VREFなら切り替え信
号S3をVssレベルに、直流電圧VDC<リファレンス
電圧VREFならVDDレベルにする。切り替え信号S
3はクロック切り替え回路1のインバ−タ回路dとアン
ド回路aに行く。クロック切り替え回路1のアンド回路
aとアンド回路bの一端にはチヤ−ジ・ポンプクロック
CL1及びチヤ−ジ・ポンプクロックCL2が接続され
ている。切り替え信号S3がVssレベルならチヤ−ジ
・ポンプクロックCL1はアンド回路aにより禁止さ
れ、他方、切り替え信号S3はインバ−タ回路dで反転
されるためアンド回路bをとおしてオア回路c及びイン
バ−タ回路eでレベルシフト回路2で昇圧回路3のアナ
ログスイッチg1からg8が動作できる電圧レベルにレ
ベルシフトされ昇圧回路3のチヤ−ジ・ポンプクロック
S1、クロックS2になる。
【0012】ここでクロックS2の繰り返し周波数をク
ロックS1の繰り返し周波数より早く設定しておき,負
荷7の負荷電流が増加した時,昇圧出力電圧Voutの
リップル電圧が増えるので、切り替え信号S3はVss
レベルなり、昇圧回路3のチヤ−ジ・ポンプクロックS
1、クロックS2は繰り返し周波数が高いチヤ−ジ・ポ
ンプクロックS2が選択される。この結果,昇圧回路3
の平滑コンデンサC3の電荷放電期間が短縮されるの
で,昇圧出力電圧Voutのリップル電圧が減少する。
【0013】負荷7の負荷電流が減少方向に変れば、昇
圧出力電圧Voutのリップル電圧が減るので、切り替
え信号S3はVDDレベルなり、昇圧回路3のチヤ−ジ
・ポンプクロックS1、S2は繰り返し周波数が低いチ
ヤ−ジ・ポンプクロックS1が選択される。
【0014】以上のことから、昇圧出力電圧Voutの
リップル電圧が増えるとチヤ−ジ・ポンプクロックの繰
り返し周波数を高くしてリップル電圧を減少させるよう
にチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路が動作する。し
かしチヤ−ジ・ポンプクロックの繰り返し周波数を高く
したためシステムの消費電力が増加するので昇圧出力電
圧Voutのリップル電圧がリファレンス電圧VREF
より下がると再びチヤ−ジ・ポンプクロックの繰り返し
周波数を下げてもとのリップル電圧をに戻すにシステム
が動作する。このようにして、チヤ−ジ・ポンプ方式に
よる昇圧回路の消費電力増加を抑制しながら昇圧出力電
圧Voutのリップル電圧を減少させることができ携帯
電話、ポケットベル、ページャーのような低消費電力型
機器にはデメリットとなる。コンデンサの容量増加によ
る実装領域の拡大、や消費電力増加などを極力抑制しな
がらリップル電圧の少ない安定度と精度の良いチヤ−ジ
・ポンプ方式による昇圧回路を提供できる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、チヤ−ジ
・ポンプ方式による昇圧回路の消費電力増加を抑制しな
がら昇圧出力電圧Voutのリップル電圧を減少させる
ことができ携帯電話、ポケットベル、ページャーのよう
な低消費電力型機器にはデメリットとなる。コンデンサ
の容量増加による実装領域の拡大や消費電力増加などを
極力抑制しながらリップル電圧の少ない安定度と精度の
良いチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路
の具体的実施の図である。
【図2】従来の一般的なチヤ−ジ・ポンプ方式による昇
圧の構成を示す図。
【符号の説明】
1 チヤ−ジ・ポンプクロックを切り替えるクロック
切り替え回路 2 昇圧回路3の動作電圧レベルに変換するレベルシ
フト回路 3 昇圧回路 4 昇圧電圧のリップル電圧を検出するリップル電圧
検出回路 5 ロ−パスフィルタ回路 6 設定されたリファレンス電圧以上になるとクロッ
ク切り替え信号を発生せるコンパレ−タ回路 7 昇圧回路のチヤ−ジ・ポンプクロックを切り替え
るクロック切り替え回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 昇圧回路と、昇圧電圧のリップル電圧を
    検出するリップル電圧検出回路と、前記リップル電圧検
    出回路の出力電圧を直流電圧に変換するロ−パスフィル
    タ回路と、前記直流電圧とリファレンス電圧を比較し、
    前記直流電圧が前記リファレンス電圧以上になるとクロ
    ック切り替え信号を発生せるコンパレ−タ回路と、前記
    クロック切り替え信号に応じてチヤ−ジ・ポンプ方式に
    よる昇圧回路のチヤ−ジ・ポンプクロックを切り替える
    クロック切り替え回路と、前記チヤ−ジ・ポンプクロッ
    クの電圧レベルをチヤ−ジ・ポンプ方式による昇圧回路
    の動作電圧レベルに変換するレベルシフト回路と、を備
    えることを特徴とする昇圧回路。
  2. 【請求項2】 前記リップル電圧検出回路に電圧利得を
    持たせたことを特徴とする請求項1に記載の昇圧回路。
  3. 【請求項3】 前記コンパレ−タ回路のリファレンス電
    圧を可変にしたことを特徴とする請求項1に記載の昇圧
    回路。
  4. 【請求項4】 前記コンパレ−タ回路のリファレンス電
    圧を複数個にしたことを特徴とする請求項1に記載の昇
    圧回路。
  5. 【請求項5】 前記クロック切り替え回路の切り替える
    クロック数を複数個にしたことを特徴とする請求項1に
    記載の昇圧回路。
  6. 【請求項6】 前記クロック切り替え回路のクロック切
    り替え信号を任意のトリガ信号にしたことを特徴とする
    請求項1に記載の昇圧回路。
  7. 【請求項7】 前記コンパレ−タ回路のリファレンス電
    圧をコンピ−タのソフト操作で読み書きできるようにし
    たことを特徴とする請求項1に記載の昇圧回路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005227529A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Nec Corp アクティブマトリクス型半導体装置
JP2006079044A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置のアナログ駆動電圧及び共通電極電圧発生装置及び制御方法
US7099167B2 (en) 2002-11-26 2006-08-29 Seiko Epson Corporation Step-down circuit, power supply circuit, and semiconductor integrated circuit
US7902915B2 (en) 2009-06-08 2011-03-08 Freescale Semiconductor, Inc. Method and circuit for charging and discharging a circuit node
US8120412B2 (en) * 2009-08-07 2012-02-21 Freescale Semiconductor, Inc. Voltage boosting system with slew rate control and method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7099167B2 (en) 2002-11-26 2006-08-29 Seiko Epson Corporation Step-down circuit, power supply circuit, and semiconductor integrated circuit
JP2005227529A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Nec Corp アクティブマトリクス型半導体装置
US8264476B2 (en) 2004-02-13 2012-09-11 Nlt Technologies, Ltd. Active matrix type semiconductor device
JP2006079044A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置のアナログ駆動電圧及び共通電極電圧発生装置及び制御方法
JP4730685B2 (ja) * 2004-09-07 2011-07-20 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 液晶表示装置のアナログ駆動電圧及び共通電極電圧発生装置及び制御方法
US7902915B2 (en) 2009-06-08 2011-03-08 Freescale Semiconductor, Inc. Method and circuit for charging and discharging a circuit node
US8120412B2 (en) * 2009-08-07 2012-02-21 Freescale Semiconductor, Inc. Voltage boosting system with slew rate control and method thereof

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