JP2002510889A - 断続充電キャパシタンスを有するスイッチ回路 - Google Patents

断続充電キャパシタンスを有するスイッチ回路

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JP2002510889A
JP2002510889A JP2000541774A JP2000541774A JP2002510889A JP 2002510889 A JP2002510889 A JP 2002510889A JP 2000541774 A JP2000541774 A JP 2000541774A JP 2000541774 A JP2000541774 A JP 2000541774A JP 2002510889 A JP2002510889 A JP 2002510889A
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capacitance
switch
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スティーブン・テオボルド
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AstraZeneca AB
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 第1電圧を受け取る第1ノードと;出力を発する第2ノード(502)と;第2電圧を受け取る第3ノードと;第2ノード(502)と前記第3ノードとの間に結合されたキャパシタンス(506)と;第2ノード(502)から第1出力電圧を発するために断続的にキャパシタンス(506)を充電する手段と;開いている時には前記第1ノードから第2ノード(502)を絶縁するために、そして、閉じている時には第2出力電圧を発するキャパシタンス(506)を放電するために、前記第1ノードと第2ノード(502)との間に結合されるスイッチ(501)と、を含むスイッチ回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、スイッチ回路に関する。特に、本発明は作動時にはキャパシタンス
を放電させるスイッチを含んだスイッチ回路に関する。 一般的には、スイッチ回路は電気回路を完結させるためのスイッチを利用する
。スイッチが閉じられていると回路も閉じられており、またスイッチが開いてい
ると回路も開いている。そのようなスイッチの不都合な点は、スイッチが閉じら
れたままだと、電力を消耗することである。 消費する電力がより少ないスイッチ回路が提供されることが望まれている。
【0002】 従って、本発明は次のものを含むスイッチ回路を提供する:第1電圧を受け取
る第1ノード;出力を発する第2ノード;第2電圧を受け取る第3ノード;前記
第2ノードと前記第3ノードとの間に結合されたキャパシタンス;前記第2ノー
ドから第1出力電圧を発するために断続的に前記キャパシタンスを充電する手段
;開いている時には前記第1ノードから前記第2ノードを絶縁するために、そし
て、回路が閉じている時には第2出力電圧を発するよう前記キャパシタンスを放
電するために、前記第1ノードと前記第2ノードとの間に結合されるスイッチ。
【0003】 1つの実施の形態において、スイッチ回路は前記第2ノードに接続されるバッ
ファを更に含む。 もう1つ別の実施の形態において、スイッチ回路は前記第2ノードに接続され
るラッチを更に含む。 好ましくは、前記ラッチはシュミット・トリガ・ラッチ回路である。 好ましくは、前記キャパシタンスを充電する前記手段は、前記第2ノードを電
圧源に接続するために制御信号に反応する第2スイッチを含む。
【0004】 好ましい実施の形態において、前記制御信号はパルス信号である。 好ましくは、前記パルスの持続時間はパルス間の時間よりも大幅に短い。 より好ましくは、前記パルスの持続時間はその周期の500分の1である。 好ましくは、前記パルスの持続時間は1m秒である。 好ましくは、前記電圧源は正の電圧で第1及び第2電圧が接地されている。 1つの実施の形態では、前記キャパシタンスは浮遊キャパシタンスからなる。 好ましくは、前記スイッチ回路は前記キャパシタンスの少なくとも1部を提供
するコンデンサを含む。
【0005】 本発明において、前記第1スイッチが開いている時は、電力はキャパシタンス
が充電している間のみ消費されることが理解されよう。前記キャパシタンスがい
ったん充電され前記第1スイッチが開いていると、ごくわずかな電流が前記コン
デンサによって流され、ごくわずかな電力が消費される。前記第1スイッチが閉
じられると、前記第2ノードの電圧がすぐに放電される。その後、前記第2スイ
ッチが閉じられると、前記キャパシタンスが断続的に充電されるに従って、前記
第2ノードの電圧は段階的に増加する。前記第2ノードの電圧は、断続的に前記
キャパシタンスを充電するための手段によって供給される全充電量と前記キャパ
シタンスの容量とに依存する。 本発明の好ましい実施の形態は、添付の図面を参照して例示のみの目的で以下
に記載される。
【0006】 スイッチ回路500は、第1及び第2電極を含むスイッチ501を含み、また
前記第1電極が前記第2電極に接続された第1の配置と、前記第1及び前記第2
電極が相互に電気的に絶縁されている第2の配置とを有する機構を含む。スイッ
チ501の前記第1電極はアースに接続され、スイッチ501の前記第2電極は
入力ノード502に接続されている。キャパシタンス506は、入力ノード50
2とアースの間に存在している。このキャパシタンスは、入力ノード502とア
ースの間の浮遊キャパシタンス、または入力ノード502とアースの間に接続さ
れているコンデンサであってもよい。スイッチ回路500は、pチャンネルFE
T508を含み、ソース電極は正の電圧VDDに接続され、ドレイン電極は入力ノ
ード502に接続されている。スイッチ回路500は更にシュミット・トリガ回
路(Schmitt trigger)510を含む。入力ノード502は、シュミット・トリ
ガ回路510の入力に接続されており、シュミット・トリガ回路510の出力は
出力信号105を発する。出力信号105はその後、リセット信号1301及び
Fデバウンス(Fdebounce)信号403に制御されるデバウンス回路(debounce
circuit)602に供給される。pチャンネルFET508のゲートはクロック
信号発生装置400からパルス信号603を受信する。パルス信号603の形式
は図4に表されている。全般に、パルス信号603は高く、1kHzの周波数と
いう一定間隔で低いパルスとなる。前記パルスの持続時間は1.5〜3μ秒で、
約500分の1のデューティ・サイクルに等しい。パルス信号603が高いとき
には、pチャンネル・トランジスタ508はスイッチが切れている。パルス信号
603が低いパルスになると、トランジスタ508はすぐにスイッチが入り、コ
ンデンサ506を充電する。第1スイッチ501が閉じられていると、入力ノー
ド502がアースに接続されコンデンサ506はすぐに放電する。前記コンデン
サ506の放電は、シュミット・トリガ回路510の出力状態の変化を起こし、
出力信号105を高める。第1スイッチ501が開かれると、コンデンサ506
はトランジスタ508によって充電され、入力ノード502の電圧は高くなる。
高まる電圧は、閾値を通過する時、シュミット・トリガ回路510の出力状態を
低値に戻す。入力ノード502の電圧は、トランジスタ508によって供給され
る電流及びキャパシタンス506の数値に依存する。キャパシタンス506及び
/またはトランジスタ508のサイズを選択することにより、スイッチ501の
開放から出力信号105における変化までの潜伏時間を制御することができる。
pチャンネル・トランジスタ508を操作するためにパルス信号を使用すること
で、電力の消費を減少させることができる。
【0007】 前記デバウンス回路は、図2に更に詳しく表されている。前記デバウンス回路
は、デバウンスされる信号105、リセット信号1301及び周波数が約1kH
zの規則的な方形波クロック信号であるFデバウンス信号403を受け取る。デ
バウンスされる信号105は、第1Dフリップ−フロップ606の入力に供給さ
れる。第1Dフリップ−フロップ606の非変換出力は、入力として第2Dフリ
ップ−フロップ608に供給され、第1入力として第1の三入力NANDゲート
612に供給される。第1フリップ−フロップ606の変換された出力は、第2
の三入力NANDゲート614の第1入力に供給される。第2フリップ−フロッ
プ608の非変換出力は、入力として第3Dフリップ−フロップ610に供給さ
れ、第2入力として第1の三入力NANDゲート612に供給される。第2フリ
ップ−フロップ608の変換された出力は、第2の三入力NANDゲート614
の第2入力に供給される。第3フリップ−フロップ610の非変換出力は、第3
入力として第1の三入力NANDゲート614に供給される。第3フリップ−フ
ロップ610の変換された出力は、第2の三入力NANDゲート614の第3入
力に供給される。第1及び第2NANDゲート612、614の出力は、入力と
してSRフリップ−フロップ616に供給され、その出力はデバウンスされた信
号である。各フリップ−フロップは、リセット信号1301によってリセットさ
れる。各Dフリップ−フロップは、Fデバウンス信号403によってクロック作
動される。その結果、例えばもし入力信号105が低から高に変換すれば、そし
てFデバウンス信号403の3クロックサイクルの間高いままであれば、デバウ
ンスされた信号105’も低から高に変換する。もし、入力信号が低くなれば、
デバウンスされた信号105’も低くなるか、低いままである。
【0008】 図3を参照すると、発振装置からの出力信号は入力信号201としてクロック
発生装置400へ供給される。クロック発生装置400はパルス信号603及び
Fデバウンス信号403を発する。入力信号201は図3に示されている。パル
ス信号603及びFデバウンス信号403は、約1kHzの周波数を有している
。しかしながら、パルス信号603は通常は高いが、1周期につき数マイクロ秒
間は低いパルスとなり、一方、Fデバウンス信号403は周期の半分は高く半分
は低い規則的な対称信号である。
【0009】 図3を参照すると、クロック発生装置400は、入力信号201を変換する変
換装置410を有し、変換された信号411を発する。変換された信号411は
その後、5つが直列に配置された周波数分割器420の最初の1つに供給される
。各周波数分割器420の出力は、その入力信号の立ち上がり端で切換接続(to
ggle)する。各周波数分割器はクロック信号を受け取り、線状に直列に配置され
た次の周波数分割器への入力として、入力信号の半分の周波数での規則的な方形
波クロック信号を発する。Fデバウンス信号403は5番目の周波数分割器の出
力から取り出される。変換された信号411、第1周波数分割器420の出力及
び第2周波数分割器420の出力は、NORゲート430に結合され、信号41
3を発生する。第3、第4及び第5周波数分割器420の出力は、信号415を
発するNORゲート430にそれぞれ供給される。信号413及び415は、N
ANDゲート432に入力されパルス信号603を発する。
【0010】 最後に、本発明はその好ましい実施の形態で記載されたものであり、多くの様
々な方法により請求の範囲内で変更することが可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好ましい実施の態様にかかるスイッチ回路の概略図であ
る。
【図2】 図1のスイッチ回路におけるデバウンス回路の概略図である。
【図3】 図1のスイッチ回路と共に使用するためのクロック発生装置の概
略図である。
【図4】 図3のクロック発生装置から出力されるパルス信号を表したもの
である。
【図5】 図3のクロック発生装置に入力される信号を表したものである。
【符号の説明】
105…信号、105’…信号、1301…リセット信号、201…入力信号
、400…クロック発生装置、403…Fデバウンス信号、410…変換装置、
411…信号、413…信号、415…信号、420…周波数分割器、430…
NORゲート、432…NANDゲート、500…スイッチ回路、501…スイ
ッチ、502…第2ノード、506…キャパシタンス(コンデンサ)、508…
トランジスタ、510…シュミット・トリガ・ラッチ回路、602…デバウンス
回路、603…制御信号、606…第1Dフリップ−フロップ、608…第2D
フリップ−フロップ、610…第3Dフリップ−フロップ、612…第1の三入
力NANDゲート、614…第2の三入力NANDゲート、616…SRフリッ
プ−フロップ。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月11日(2000.4.11)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW 【要約の続き】

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1電圧を受け取る第1ノードと; 出力を発する第2ノード502と; 第2電圧を受け取る第3ノードと; 第2ノード502と前記第3ノードとの間に結合されたキャパシタンス506
    と; 第2ノード502から第1出力電圧を発するために断続的にキャパシタンス5
    06を充電する手段と; 開いている時には前記第1ノードから第2ノード502を絶縁するために、閉
    じている時には第2出力電圧を発するキャパシタンス506を放電するために、
    前記第1ノードと第2ノード502との間に結合されるスイッチ501と、 を含むスイッチ回路。
  2. 【請求項2】 第2ノード502に接続されたバッファ510を更に含む、
    請求項1に記載のスイッチ回路。
  3. 【請求項3】 第2ノード502に接続されたラッチ510を更に含む、請
    求項1に記載のスイッチ回路。
  4. 【請求項4】 ラッチ回路510はシュミット・トリガ・ラッチ回路である
    、請求項3に記載のスイッチ回路。
  5. 【請求項5】 キャパシタンス506を充電する前記手段が、電圧源VDD
    第2ノード502を接続するために制御信号603に反応する第2スイッチ50
    8を含む、請求項1から請求項4のいずれか一に記載のスイッチ回路。
  6. 【請求項6】 制御信号603がパルス信号である、請求項5に記載のスイ
    ッチ回路。
  7. 【請求項7】 パルスの持続時間がパルス間の時間よりも大幅に短い、請求
    項6に記載のスイッチ回路。
  8. 【請求項8】 パルスの持続時間がその周期の500分の1である、請求項
    7に記載のスイッチ回路。
  9. 【請求項9】 パルスの持続時間が約1m秒である、請求項5から請求項8
    のいずれか一に記載のスイッチ回路。
  10. 【請求項10】 電圧源VDDは正の電圧であり、第1及び第2電圧は接地さ
    れている、請求項5に記載のスイッチ回路。
  11. 【請求項11】 キャパシタンス506が浮遊キャパシタンスからなる、請
    求項1から請求項10のいずれか一に記載のスイッチ回路。
  12. 【請求項12】 キャパシタンス506の少なくとも1部を提供するコンデ
    ンサを含む、請求項1から請求項11のいずれか一に記載のスイッチ回路。
JP2000541774A 1998-03-30 1999-03-30 断続充電キャパシタンスを有するスイッチ回路 Pending JP2002510889A (ja)

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SE9801120-8 1998-03-30
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EP (1) EP1075735A1 (ja)
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AU (1) AU3634499A (ja)
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