JP2003009513A - Booster circuit and its power source circuit - Google Patents

Booster circuit and its power source circuit

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JP2003009513A
JP2003009513A JP2001188396A JP2001188396A JP2003009513A JP 2003009513 A JP2003009513 A JP 2003009513A JP 2001188396 A JP2001188396 A JP 2001188396A JP 2001188396 A JP2001188396 A JP 2001188396A JP 2003009513 A JP2003009513 A JP 2003009513A
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JP
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voltage
circuit
output
switches
capacitor
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JP2001188396A
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Kimihiro Motooka
公裕 元岡
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Renesas Micro Systems Co Ltd
Original Assignee
Renesas Micro Systems Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To get optional high voltage and increase usable liquid crystal panels. SOLUTION: This booster circuit boosts the power voltage to the maximum voltage (n) times as high as the voltage of a driver circuit by having a plurality (n) of switches S1-9 and S10-14, for alternately switching a plurality (n) of capacitors C1-5 into parallel connection and series connection by specified oscillation signals by supplying power voltage. The booster circuit can vary the maximum output voltage up to (n) times by a control circuit for controlling the charge voltage of at least the capacitor C5 at the highest stage (nth stage from the grounding side). The control circuit consists of a comparison control circuit 10 which outputs a control signal by comparing the charge voltage of the capacitor at the highest stage with the reference voltage, and a switch S5 at the highest stage (the nth stage) which supplies power potential to the above capacitor at the highest stage switched by the above control signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、昇圧回路に関し、
特に液晶コントローラドライバの電源回路に適した高電
位の昇圧回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a booster circuit,
In particular, the present invention relates to a high-potential booster circuit suitable for a power supply circuit of a liquid crystal controller driver.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話に使用される液晶コント
ローラドライバは表示の大画面化が進んでいる。大画面
化が進むため液晶パネルの駆動最大電圧(以下VLCD
という)が高くなる。なぜなら液晶パネルは各画素を順
次書き換えているが、一画面を書き換える時間は液晶パ
ネルの大きさにかかわらずほぼ一定であるため、大画面
化が進むと各画素あたりの書き換え時間は短くなる。
2. Description of the Related Art In recent years, a liquid crystal controller driver used in a mobile phone has a large display screen. As the screen size increases, the maximum drive voltage of the liquid crystal panel (hereinafter VLCD
Is higher). This is because the liquid crystal panel sequentially rewrites each pixel, but since the time for rewriting one screen is almost constant regardless of the size of the liquid crystal panel, the rewriting time for each pixel becomes shorter as the screen becomes larger.

【0003】液晶パネルは各画素に貯えられた電荷量に
より濃淡を表現している。よって大画面化が進んでも同
じ濃淡、つまり表示品質を維持するためにはVLCDを
高くする必要が有る。
The liquid crystal panel expresses shading by the amount of electric charge stored in each pixel. Therefore, it is necessary to raise the VLCD in order to maintain the same light and shade, that is, display quality even when the screen size is increased.

【0004】図4(a)は従来用いられている液晶コン
トローラドライバの5倍昇圧時の電源の回路図である。
この回路は、所定周波数の発振信号19を用いて電源電
圧(以下VDDという)を昇圧して昇圧電圧21を出力
する昇圧回路51と、昇圧回路51の出力21を保持す
るキャパシタC6と、基準電圧Vrefを出力する基準
電圧発生回路11と、昇圧電圧21を電源とし基準電圧
Vrefと帰還抵抗R1,R2の比で帰還される帰還電
圧とを比較するアンプ(演算増幅器)52とから構成さ
れる。
FIG. 4A is a circuit diagram of a power supply for a conventionally used liquid crystal controller driver when boosting the voltage by a factor of five.
This circuit includes a booster circuit 51 that boosts a power supply voltage (hereinafter referred to as VDD) by using an oscillation signal 19 of a predetermined frequency and outputs a boosted voltage 21, a capacitor C6 that holds the output 21 of the booster circuit 51, and a reference voltage. The reference voltage generation circuit 11 outputs Vref, and an amplifier (operational amplifier) 52 which compares the reference voltage Vref with the boosted voltage 21 as a power supply and the feedback voltage fed back by the ratio of the feedback resistors R1 and R2.

【0005】また、図4(b)は図4(a)の昇圧回路
51の具体的構成を示した回路である。この回路は、直
列接続されるキャパシタC1〜C5と、このキャパシタ
C1〜C5を並列接続に発振信号19により切替えるス
イッチS1〜S9と、発振信号19を反転するインバー
タ13と、インバータ13の出力により切替えるスイッ
チS10〜S14とから構成される。
Further, FIG. 4B is a circuit showing a specific configuration of the booster circuit 51 of FIG. 4A. This circuit switches capacitors C1 to C5 connected in series, switches S1 to S9 that switch the capacitors C1 to C5 in parallel connection by an oscillation signal 19, an inverter 13 that inverts the oscillation signal 19, and an output of the inverter 13. It is composed of switches S10 to S14.

【0006】以下、この回路の動作について詳細に説明
する。矩形波の発振信号19が昇圧回路51に入力さ
れ、スイッチS1〜S9のオン/オフを制御し、また発
振信号19をインバータ13で反転した発振信号20が
スイッチS10〜S14のオン/オフを制御する。発振
信号19が“H”の時、スイッチS10〜S14がオ
フ、スイッチS1〜S9がオンになり、キャパシタC1
〜C5が電源電圧(以下VDDという)−接地(以下G
NDという)間に並列に接続され、各キャパシタC1〜
C5がVDDレベルに充電される。
The operation of this circuit will be described in detail below. A rectangular wave oscillation signal 19 is input to the booster circuit 51 to control ON / OFF of the switches S1 to S9, and an oscillation signal 20 obtained by inverting the oscillation signal 19 by the inverter 13 controls ON / OFF of the switches S10 to S14. To do. When the oscillation signal 19 is "H", the switches S10 to S14 are turned off, the switches S1 to S9 are turned on, and the capacitor C1 is turned on.
~ C5 is the power supply voltage (hereinafter referred to as VDD) -ground (hereinafter referred to as G
(Referred to as ND) are connected in parallel, and each capacitor C1 to
C5 is charged to the VDD level.

【0007】発振信号19が“L”になると、スイッチ
S1〜S9がオフ,スイッチS10〜S14がオンにな
りキャパシタC1〜C5が直列に接続され、液晶コント
ローラドライバの最大電圧VOUT (=5×VDD) が
生成される。アンプ52は液晶コントローラドライバの
最大電圧VOUT(以下VOUTという)を電源として
基準電圧発生回路11の出力信号18(以下Vrefと
いう)を抵抗R1,R2の比で決定される倍率に昇圧し
て出力電圧VLCD22を生成する。以上のようにし
て、この回路では、VOUTはVDD×(キャパシタの
個数)で決定されるが、その出力はVDDの整数倍しか
生成できない。
When the oscillation signal 19 becomes "L", the switches S1 to S9 are turned off, the switches S10 to S14 are turned on, the capacitors C1 to C5 are connected in series, and the maximum voltage VOUT (= 5 × VDD) of the liquid crystal controller driver is obtained. ) Is generated. The amplifier 52 uses the maximum voltage VOUT (hereinafter referred to as VOUT) of the liquid crystal controller driver as a power source, boosts the output signal 18 (hereinafter referred to as Vref) of the reference voltage generation circuit 11 to a ratio determined by the ratio of the resistors R1 and R2, and outputs the output voltage. The VLCD 22 is generated. As described above, in this circuit, VOUT is determined by VDD × (number of capacitors), but its output can be generated only by an integral multiple of VDD.

【0008】仮に、VLCD=15.0V、VDD=
3.3Vと言う条件の液晶パネルが有った場合、従来回
路では、VOUT=3.3×5=16.5Vであるた
め、この液晶パネルを駆動できる。ここで、大画面化に
より液晶パネルが要求するVLCDが17.0Vになっ
たとすると、5倍昇圧回路では電圧が足りないので6倍
昇圧回路を使用してVOUT=3.3×6=19.8V
とする必要が有る。しかし、液晶コントローラドライバ
を製造する時に使用する製造プロセスには使用可能な最
大電圧(以下絶対最大電圧という)が存在し、VOUT
を絶対最大電圧より高くすることができない。
Assuming that VLCD = 15.0V and VDD =
When there is a liquid crystal panel under the condition of 3.3V, in the conventional circuit, VOUT = 3.3 × 5 = 16.5V, so this liquid crystal panel can be driven. Here, if the VLCD required by the liquid crystal panel becomes 17.0 V due to the increase in screen size, the voltage is not sufficient in the 5 × booster circuit, so VOUT = 3.3 × 6 = 19. 8V
It is necessary to However, there is a maximum voltage (hereinafter referred to as absolute maximum voltage) that can be used in the manufacturing process used when manufacturing the liquid crystal controller driver, and VOUT
Cannot be higher than the absolute maximum voltage.

【0009】この絶対最大電圧が18.0Vの場合に
は、最大電圧VOUTが絶対最大電圧を超えるため、出
力電圧VLCD=17.0V、VDD=3.3Vという
条件の液晶パネルを駆動することが出来ないことにな
る。今後、大画面化が進むため液晶パネルが要求するV
LCDが製造プロセスの絶対最大電圧未満であるのにも
かかわらず駆動できない液晶パネルが主流になることが
容易に予測される。
When the absolute maximum voltage is 18.0V, the maximum voltage VOUT exceeds the absolute maximum voltage, so that it is possible to drive the liquid crystal panel under the conditions of output voltage VLCD = 17.0V and VDD = 3.3V. It will not be possible. In the future, as the screen size increases, the V
It is easily predicted that liquid crystal panels that cannot be driven even though the LCD is below the absolute maximum voltage of the manufacturing process will become the mainstream.

【0010】この従来回路では、VOUTをVDDの整
数倍にしか設定できない。また、液晶パネル毎に最適な
VLCDが異なり、液晶パネルの温度によっても最適な
VLCDが異なるので、液晶コントローラドライバが出
力するVLCDは任意に設定できる必要がある。このこ
とから、VOUTを任意に設定できればそのまま液晶コ
ントローラドライバが出力するVLCDとすることがで
きる。
In this conventional circuit, VOUT can be set only to an integral multiple of VDD. Further, since the optimum VLCD differs for each liquid crystal panel and the optimum VLCD also differs depending on the temperature of the liquid crystal panel, it is necessary to arbitrarily set the VLCD output by the liquid crystal controller driver. Therefore, if VOUT can be arbitrarily set, it can be directly used as the VLCD output by the liquid crystal controller driver.

【0011】このVOUTを任意に設定する方法とし
て、特開平06−121526号公報(従来例2)に示
す回路がある。図5はこの従来例2の回路図で、図6は
そのタイミング図である。以下、この従来例2について
説明する。
As a method of arbitrarily setting this VOUT, there is a circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-121526 (Prior art example 2). FIG. 5 is a circuit diagram of the conventional example 2, and FIG. 6 is a timing chart thereof. The second conventional example will be described below.

【0012】この回路は、ノコギリ波発振器1と、この
ノコギリ波発振器1の出力と可変抵抗器2の出力電圧と
を比較する比較器3と、この比較器3の出力でキャパシ
タC11の接続を切替える電子スイッチ4と、出力電圧
を保持するキャパシタC12とから構成される。
This circuit comprises a sawtooth wave oscillator 1, a comparator 3 for comparing the output of the sawtooth wave oscillator 1 with the output voltage of the variable resistor 2, and the output of the comparator 3 switches the connection of a capacitor C11. It is composed of an electronic switch 4 and a capacitor C12 that holds an output voltage.

【0013】発振器1の出力は、比較器3の正入力及び
キャパシタC11に接続される。比較器3の負入力には
Vrefが印加され、比較器3の出力はスイッチ4の制
御と発振器1のリセット端子に接続される。キャパシタ
C11はスイッチ4により発振器1の出力−GND間、
もしくはVDD−VOUT間に接続される。キャパシタ
C12はVOUT−GND間に接続される。
The output of the oscillator 1 is connected to the positive input of the comparator 3 and the capacitor C11. Vref is applied to the negative input of the comparator 3, and the output of the comparator 3 is connected to the control of the switch 4 and the reset terminal of the oscillator 1. The capacitor C11 is connected between the output of the oscillator 1 and GND by the switch 4.
Alternatively, it is connected between VDD and VOUT. The capacitor C12 is connected between VOUT and GND.

【0014】発振器1の出力がVref未満の時は、比
較器3の出力は“L”になり、キャパシタC11は発振
器1の出力で充電される。発振器1の出力がVrefと
同じ電圧になる(図6のt1)と比較器3の出力が
“H”になり、スイッチ4を切替えてVDDとキャパシ
タC11とが直列に接続され、キャパシタC11の充電
電圧+VDDがVOUTに出力される。比較器3の出力
は、発振器1のリセット端子にも入力してt1〜1/f
の時間を切りつめてVOUTをVDD〜2×VDDまで
の任意の値に設定することがVrefの値により可能と
なる。
When the output of the oscillator 1 is less than Vref, the output of the comparator 3 becomes "L", and the capacitor C11 is charged with the output of the oscillator 1. When the output of the oscillator 1 becomes the same voltage as Vref (t1 in FIG. 6), the output of the comparator 3 becomes “H”, the switch 4 is switched, VDD and the capacitor C11 are connected in series, and the capacitor C11 is charged. The voltage + VDD is output to VOUT. The output of the comparator 3 is also input to the reset terminal of the oscillator 1 and t1 to 1 / f
It is possible to set VOUT to an arbitrary value from VDD to 2 × VDD by shortening the period of time according to the value of Vref.

【0015】このように従来例2ではVOUTを任意の
値に設定できる。なお、液晶コントローラドライバでは
液晶パネルを書き換えるための信号に発振信号を分周し
た信号を使用している。従来例2の発振器1の出力電圧
は、GND〜Vrefであり、通常の分周器は電圧がG
ND−VDDの信号を正常に分周するように設計されて
いるので、発振器1の出力を分周できないため比較器3
の出力を分周することになる。この比較器3の出力を分
周するとVOUTが高い時は周期が長く、VOUTが低
い時は周期が短くなる。しかし、液晶パネルを書き換え
るための信号は液晶パネルのVLCDが高い時は周期が
短く、液晶パネルのVLCDが低い時は周期が長い必要
がある。分周して得られる信号と液晶パネルで必要な信
号との差を解消するためにはVOUTの値によって分周
比を変える、もしくはVOUTの値によって発振器1の
周期を変える方法が有る。従来回路では、分周比を固定
して発振信号の周期を変えているので、VOUTの値に
よって分周比を変える方法では余分な回路を必要とす
る。また、発振器1の周期を変える方法では、分周で得
られる周期はVDDとVOUTの電圧値により周期が変
動する。
As described above, in Conventional Example 2, VOUT can be set to an arbitrary value. In the liquid crystal controller driver, a signal obtained by dividing the oscillation signal is used as a signal for rewriting the liquid crystal panel. The output voltage of the oscillator 1 of the conventional example 2 is GND to Vref, and the voltage is G in the normal frequency divider.
Since the ND-VDD signal is designed to be normally divided, the output of the oscillator 1 cannot be divided, so that the comparator 3
The output of will be divided. When the output of the comparator 3 is divided, the cycle becomes long when VOUT is high and becomes short when VOUT is low. However, the signal for rewriting the liquid crystal panel needs to have a short cycle when the VLCD of the liquid crystal panel is high and a long cycle when the VLCD of the liquid crystal panel is low. In order to eliminate the difference between the signal obtained by frequency division and the signal required for the liquid crystal panel, there is a method of changing the frequency division ratio according to the value of VOUT or changing the cycle of the oscillator 1 depending on the value of VOUT. In the conventional circuit, since the division ratio is fixed and the period of the oscillation signal is changed, the method of changing the division ratio depending on the value of VOUT requires an extra circuit. Further, in the method of changing the cycle of the oscillator 1, the cycle obtained by frequency division varies depending on the voltage values of VDD and VOUT.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
回路では、発振信号をそのまま分周するため、VOUT
の影響は受けない。また、従来例2ではVDD,VOU
T両方の影響を考慮する必要が有るので分周して得られ
る信号の調整が難しくなる。
As described above, in the conventional circuit, since the oscillation signal is directly divided, VOUT
Is not affected by. Further, in the conventional example 2, VDD, VOU
Since it is necessary to consider the effects of both T, it becomes difficult to adjust the signal obtained by frequency division.

【0017】以上のことより第1の問題点として、従来
回路では液晶パネルが要求するVLCDが製造プロセス
未満であるにもかかわらず使用不可能な液晶パネルが有
ることである。また、第2の問題点として従来例2では
発振信号を再利用しにくいことが挙げられる。
From the above, the first problem is that there is a liquid crystal panel which cannot be used in the conventional circuit although the VLCD required by the liquid crystal panel is less than the manufacturing process. A second problem is that it is difficult to reuse the oscillation signal in Conventional Example 2.

【0018】本発明の目的は、上記問題点を解決し、任
意の高圧電圧が得られると共に、使用可能な液晶パネル
の増加を図った昇圧回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a booster circuit capable of obtaining an arbitrary high voltage and increasing the number of usable liquid crystal panels.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、電源電
圧を供給して複数nのキャパシタを所定発振信号により
並列接続と直列接続とに交互に切替える複数nのスイッ
チを有することにより、その電源電圧をドライバ回路の
n倍の最大電圧まで上昇させる昇圧回路において、少な
くとも最上段(接地側からn段目)のキャパシタの充電
電圧を制御する制御回路を有し、最大出力電圧をn倍ま
で可変できるようにしたことを特徴とする。
The configuration of the present invention has a plurality of n switches for supplying a power supply voltage and alternately switching a plurality of n capacitors between parallel connection and series connection by a predetermined oscillation signal. A booster circuit that raises the power supply voltage to a maximum voltage n times that of the driver circuit has a control circuit that controls the charging voltage of at least the uppermost stage capacitor (nth stage from the ground side), and the maximum output voltage up to n times The feature is that it can be changed.

【0020】本発明において、制御回路が、最上段のキ
ャパシタの充電電圧を基準電圧と比較して制御信号を出
力する比較制御回路と、前記制御信号により切替えられ
前記最上段のキャパシタに電源電位を供給する最上段
(n段目)スイッチとからなることができ、また、2番
目からn−1番目のスイッチの切替えを、比較制御回路
の出力と発振信号とを切替えて行い、最大出力電圧を2
倍からn倍まで可変できるようにでき、さらに、2番目
からn−1番目のスイッチを、発振信号または制御信号
により切替える第2の制御信号を出力する切替回路を有
し、2番目からn−1番目のスイッチを、第2の制御信
号により切替られることができる。
In the present invention, the control circuit compares the charging voltage of the uppermost stage capacitor with the reference voltage and outputs a control signal, and the control signal switches the power source potential to the uppermost stage capacitor. The switch can be composed of an uppermost stage switch (nth stage switch) to be supplied, and switching between the 2nd to n-1th switches is performed by switching between the output of the comparison control circuit and the oscillation signal to obtain the maximum output voltage. Two
It has a switching circuit for outputting a second control signal for switching the second to n-1th switches by an oscillation signal or a control signal, and has a switching circuit capable of varying from 2 times to n times. The first switch can be switched by the second control signal.

【0021】また、比較制御回路が、充電電圧を基準電
圧と比較する比較器と、この比較器の出力を発振信号に
より保持するラッチと、このラッチの出力をリセット信
号とするフリップフロップとからなることができる。さ
らに、液晶用電源電圧回路が、上述した昇圧回路のみか
らなることができる。
Further, the comparison control circuit comprises a comparator for comparing the charging voltage with a reference voltage, a latch for holding the output of this comparator by an oscillation signal, and a flip-flop for using the output of this latch as a reset signal. be able to. Further, the liquid crystal power supply voltage circuit can be composed of only the booster circuit described above.

【0022】本発明の昇圧回路において、少なくとも最
終段のキャパシタの充電電圧を制御することでVOUT
を任意の値に設定することができ、そのことによりVO
UTとVLCDとの差を無くして使用可能な液晶パネル
の増加を図るものである。
In the booster circuit of the present invention, VOUT is controlled by controlling the charging voltage of at least the final stage capacitor.
Can be set to any value, which allows VO
It aims to increase the number of usable liquid crystal panels by eliminating the difference between UT and VLCD.

【0023】本発明の昇圧回路によれば、基準電圧Vr
efと最上段のキャパシタの充電電圧を比較制御回路に
より、比較して、キャパシタの充電電圧がVrefと同
じ電圧になったところで最上段のスイッチをオフにする
ように充電電圧を制御することにより、VOUTは各キ
ャパシタの充電電圧の総和であることから任意の値に設
定することができる。
According to the booster circuit of the present invention, the reference voltage Vr
ef and the charging voltage of the uppermost stage capacitor are compared by a comparison control circuit, and the charging voltage is controlled so that the uppermost stage switch is turned off when the charging voltage of the capacitor reaches the same voltage as Vref. Since VOUT is the sum of the charging voltage of each capacitor, it can be set to any value.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態とし
て5倍昇圧回路に使用した場合の回路図を示す。図1に
おいて、チャージポンプ型の昇圧回路を基本として最終
段のキャパシタC5に対して本発明を適用した構成にな
っている。図1において、スイッチS5の切替制御に比
較制御回路10の出力14が用いられ、さらに、この出
力14はスイッチS15の切替制御も行なう。また、比
較制御回路10の出力14をインバータ12で反転した
出力15によりスイッチS16が切替制御される。この
比較制御回路10は、比較器31と、ラッチ32と、フ
リップフロップ33とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a circuit diagram when used in a 5 × booster circuit as an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the present invention is applied to a final stage capacitor C5 based on a charge pump type booster circuit. In FIG. 1, the output 14 of the comparison control circuit 10 is used for the switching control of the switch S5, and the output 14 also controls the switching of the switch S15. Further, the output S15 of the comparison control circuit 10 is inverted by the inverter 12, and the output S15 controls the switching of the switch S16. The comparison control circuit 10 includes a comparator 31, a latch 32, and a flip-flop 33.

【0025】比較制御回路10は、その正入力17にキ
ャパシタC5の出力信号16がスイッチS15を介して
入力され、その負入力18に基準電圧発生回路11の出
力が入力され、コントロール入力Cに発振信号19を入
力している。比較制御回路10は、正入力17と負入力
18とを比較する比較器31と、この比較器31の出力
を発振信号19のコントロール入力Cを保持するラッチ
32と、このラッチ32の出力をリセット入力とするフ
リップフロップ33とから構成されている。
In the comparison control circuit 10, the output signal 16 of the capacitor C5 is input to its positive input 17 via the switch S15, the output of the reference voltage generating circuit 11 is input to its negative input 18, and the control input C is oscillated. The signal 19 is input. The comparison control circuit 10 includes a comparator 31 that compares the positive input 17 and the negative input 18, a latch 32 that holds the control input C of the oscillation signal 19 for the output of the comparator 31, and an output of the latch 32. It is composed of a flip-flop 33 as an input.

【0026】比較制御回路10の出力は、スイッチS
5,S15のオン/オフの制御信号14に接続される。
インバータ12は制御信号14を入力しスイッチS16
のオン/オフの制御信号15を出力する。スイッチS5
はVDDとキャパシタC5との間に接続され、スイッチ
S16はVDDと比較制御回路10の正入力17との間
に接続される。スイッチS1〜S4はVDDとそれぞれ
キャパシタC1〜C5との間に接続され、スイッチS6
〜S9とGNDとそれぞれキャパシタC1〜C5との間
に接続される。発振信号19はスイッチS1〜S9のオ
ン/オフを制御する入力に接続される。
The output of the comparison control circuit 10 is the switch S.
5, connected to the on / off control signal 14 of S15.
The inverter 12 receives the control signal 14 and receives the switch S16.
And outputs a control signal 15 for turning on / off. Switch S5
Is connected between VDD and the capacitor C5, and the switch S16 is connected between VDD and the positive input 17 of the comparison control circuit 10. The switches S1 to S4 are connected between VDD and the capacitors C1 to C5, respectively, and are connected to the switch S6.
-S9 and GND and capacitors C1-C5, respectively. The oscillation signal 19 is connected to the input that controls the on / off of the switches S1 to S9.

【0027】インバータ13で発振信号19を反転した
反転信号20は、スイッチS10〜S14のオン/オフ
を制御する入力に接続される。スイッチS10〜S14
はそれぞれスイッチS1とS6の間、スイッチS2とS
7の間、スイッチS3とS8の間、スイッチS4とS9
の間、スイッチS5とVOUTとの間に接続されてい
る。また、VOUTの平滑化のためVOUTにはGND
との間にキャパシタC6が接続されている。なお、基準
電圧発生回路11と比較器31とラッチ32とフリップ
フロップ33は当事者にとってよく知られており、本発
明には直接関係しないのでその詳細な構成は省略する。
An inverted signal 20 obtained by inverting the oscillation signal 19 by the inverter 13 is connected to an input for controlling on / off of the switches S10 to S14. Switches S10 to S14
Are between switches S1 and S6, and switches S2 and S6, respectively.
7, switches S3 and S8, switches S4 and S9
In between, it is connected between switch S5 and VOUT. In addition, GND is connected to VOUT to smooth VOUT.
A capacitor C6 is connected between the and. The reference voltage generating circuit 11, the comparator 31, the latch 32, and the flip-flop 33 are well known to those skilled in the art and are not directly related to the present invention, and therefore their detailed configurations are omitted.

【0028】図1の回路例の動作を図2のタイミング図
を用いて説明する。発振信号19が“H”になり、比較
制御回路10の出力である制御信号14が発振信号19
の立ち上がりに同期して“H”になる。また、発振信号
19が“H”なると、発振信号20が“L”になる。こ
の時スイッチS16,S10〜14はオフになり、スイ
ッチS15,S1〜S9がオンになり、キャパシタC1
〜C5がVDD−GND間に並列に接続され、キャパシ
タC1〜C4がVDDレベルに充電される。キャパシタ
C5の充電電圧が基準電圧発生回路11の出力レベルV
refになると、比較制御回路10は一致を検出し制御
信号14を“L”にしてスイッチS5、S15がオフ、
S16がオンになる。これにより比較制御回路10の正
入力17をVDDに、して比較制御回路10の出力14
を“L”にしてキャパシタC5の充電電圧Vrefのま
まにすることができる。
The operation of the circuit example of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. The oscillation signal 19 becomes “H”, and the control signal 14 output from the comparison control circuit 10 becomes the oscillation signal 19
Becomes "H" in synchronization with the rising edge of. Further, when the oscillation signal 19 becomes "H", the oscillation signal 20 becomes "L". At this time, the switches S16 and S10 to 14 are turned off, the switches S15 and S1 to S9 are turned on, and the capacitor C1 is turned on.
To C5 are connected in parallel between VDD and GND, and the capacitors C1 to C4 are charged to the VDD level. The charging voltage of the capacitor C5 is the output level V of the reference voltage generating circuit 11.
At ref, the comparison control circuit 10 detects the coincidence, sets the control signal 14 to "L", and turns off the switches S5 and S15.
S16 is turned on. As a result, the positive input 17 of the comparison control circuit 10 is set to VDD, and the output 14 of the comparison control circuit 10 is changed.
Can be set to "L" and the charging voltage Vref of the capacitor C5 can be maintained.

【0029】発振信号19が“L”になると、スイッチ
S1〜S9がオフになりスイッチS10〜S14がオン
になって、キャパシタC1〜C5が直列に接続されVO
UT(=4×VDD+Vref)が生成される。VOU
Tはこれを電源とする回路等で消費され徐々に放電す
る。発振信号19が “H”になると制御信号14も
“H”になり、スイッチS16,S10〜S14がオフ
になり、スイッチS5,S15,S1〜S9がオンにな
る。
When the oscillation signal 19 becomes "L", the switches S1 to S9 are turned off and the switches S10 to S14 are turned on to connect the capacitors C1 to C5 in series.
UT (= 4 × VDD + Vref) is generated. VOU
T is consumed by a circuit or the like using this as a power source and gradually discharged. When the oscillation signal 19 becomes "H", the control signal 14 also becomes "H", the switches S16, S10 to S14 are turned off, and the switches S5, S15, S1 to S9 are turned on.

【0030】キャパシタC1〜C5が直列接続から並列
接続に戻り、またキャパシタC5の充電電圧は、前述の
ように消費されて、Vref以下になっているので、比
較制御回路10の正入力17がVref以下となり、キ
ャパシタC5の充電電圧がVrefになるまでキャパシ
タC5が充電される。以降はこれを繰り返すことになる
のでVOUTを任意の値に設定できる。
Since the capacitors C1 to C5 are returned from the series connection to the parallel connection, and the charging voltage of the capacitor C5 is consumed as described above and is equal to or lower than Vref, the positive input 17 of the comparison control circuit 10 becomes Vref. Below, the capacitor C5 is charged until the charging voltage of the capacitor C5 becomes Vref. Since this is repeated thereafter, VOUT can be set to an arbitrary value.

【0031】図3は本発明の他の実施形態の回路であ
る。基本的な構成は、図1の実施形態と同様であるが、
スイッチS2〜S4のオン/オフの制御信号42〜44
を,制御信号14と発振信号19とのどちらかにスイッ
チで切替える切替器41を用いてVOUTを任意に設定
できる範囲が切替えられる構成としている。
FIG. 3 is a circuit of another embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the embodiment of FIG.
Control signals 42 to 44 for turning on / off the switches S2 to S4
Is configured so that a range in which VOUT can be arbitrarily set is switched by using a switcher 41 that switches between the control signal 14 and the oscillation signal 19.

【0032】本実施形態の動作説明を行う。VOUTを
設定できる範囲を4×VDD〜5×VDDとした時は、
制御信号42〜44に発振信号19を出力するように切
替器41の内部のスイッチを切替える。キャパシタC5
の充電電圧のみを制御することでVOUTを設定できる
範囲を4×VDD〜5×VDDとする。
The operation of this embodiment will be described. When the range in which VOUT can be set is 4 × VDD to 5 × VDD,
The switch inside the switch 41 is switched so that the oscillation signal 19 is output to the control signals 42 to 44. Capacitor C5
The range in which VOUT can be set by controlling only the charging voltage is set to 4 × VDD to 5 × VDD.

【0033】VOUTを設定できる範囲を3×VDD〜
5×VDDとした時は、制御信号42,43に発振信号
19を出力し制御信号44に制御信号14を出力するよ
うに切替器41の内部のスイッチを切替える。これによ
りキャパシタC4,C5の充電電圧を制御してVOUT
を設定できる範囲を3×VDD〜5×VDDとすること
が出来る。
The range in which VOUT can be set is from 3 × VDD to
When set to 5 × VDD, the switch inside the switch 41 is switched so that the oscillation signal 19 is output to the control signals 42 and 43 and the control signal 14 is output to the control signal 44. This controls the charging voltage of the capacitors C4 and C5 to VOUT
The range in which can be set can be 3 × VDD to 5 × VDD.

【0034】VOUTを設定できる範囲を2×VDD〜
5×VDDとした時は、制御信号42に発振信号19を
出力し、制御信号43,44に制御信号14を出力する
ように切替器41内部のスイッチを切替える。これによ
りキャパシタC3、C4,C5の充電電圧を制御してV
OUTを設定できる範囲を2×VDD〜5×VDDとす
る。
The range in which VOUT can be set is from 2 × VDD to
When set to 5 × VDD, the switch inside the switch 41 is switched so that the oscillation signal 19 is output as the control signal 42 and the control signal 14 is output as the control signals 43 and 44. This controls the charging voltage of the capacitors C3, C4 and C5 to V
The range in which OUT can be set is 2 × VDD to 5 × VDD.

【0035】VOUTを設定できる範囲をVDD〜5×
VDDとした時は、制御信号42〜44に制御信号14
を出力するように切替器41の内部のスイッチを切替え
る。これによりキャパシタC2〜C5の充電電圧を制御
してVOUTを設定できる範囲をVDD〜5×VDDと
する。これによりVOUTの設定範囲が (4,3,2,
1)×VDD〜5×VDDとなり、より多くの液晶パネ
ルで使用可能になり、使用範囲が拡大できる。
The range in which VOUT can be set is VDD to 5 ×
When set to VDD, the control signal 14 to the control signals 42 to 44
The switch inside the switch 41 is switched so as to output. As a result, the range in which the charging voltage of the capacitors C2 to C5 is controlled and VOUT can be set is VDD to 5 × VDD. As a result, the setting range of VOUT is (4, 3, 2,
1) × VDD to 5 × VDD, which can be used in more liquid crystal panels and the range of use can be expanded.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、第1に、VOUTを4×VDD〜5×VDDの間
の任意の値に設定できることにより、VOUTをVLC
Dとして液晶パネルに供給できるので、従来の回路では
要求されたVLCDが製造プロセス未満であるにもかか
わらず使用出来なかった液晶パネルにも使用することが
できる。
As described above, according to the configuration of the present invention, first, VOUT can be set to an arbitrary value between 4 × VDD and 5 × VDD, so that VOUT can be set to VLC.
Since it can be supplied to the liquid crystal panel as D, it can be used for a liquid crystal panel which cannot be used in the conventional circuit even though the required VLCD is less than the manufacturing process.

【0037】第2に、発振信号に矩形波を使用してお
り、その発振信号の周期はVOUTの影響を受けないの
で、昇圧回路以外の回路での再利用が容易である。第3
に、従来の回路で使用している液晶パネルに対して、V
OUTを液晶パネルが要求するVLCDにまで下げるこ
とができるので、液晶を駆動する回路の電源電圧を下げ
ることになり、消費電流をVLCD/VOUTにするこ
とができる。
Second, since a rectangular wave is used for the oscillation signal and the cycle of the oscillation signal is not affected by VOUT, it can be easily reused in circuits other than the booster circuit. Third
For the liquid crystal panel used in the conventional circuit, V
Since OUT can be lowered to VLCD required by the liquid crystal panel, the power supply voltage of the circuit for driving the liquid crystal is lowered, and the consumption current can be VLCD / VOUT.

【0038】第4に、従来の回路のアンプ31はVOU
Tを電源としていたため高耐圧素子を使用していたが、
比較制御回路10はVDDを電源とするため低耐圧素子
でよいことになる。高耐圧素子の最小寸法は低耐圧素子
の5倍、またL,Wの寸法を等しくしても高耐圧素子の
面積は低耐圧素子の面積の1.3倍以上になるので、こ
の部分の面積を20%程度削減できる。
Fourth, the amplifier 31 of the conventional circuit is a VOU.
Since T was used as a power source, a high breakdown voltage element was used.
Since the comparison control circuit 10 uses VDD as a power source, it can be a low breakdown voltage element. The minimum size of a high breakdown voltage element is 5 times that of a low breakdown voltage element, and even if the L and W dimensions are the same, the area of a high breakdown voltage element is 1.3 times or more the area of a low breakdown voltage element. Can be reduced by about 20%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の昇圧回路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a booster circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態におけるタイミング図。2 is a timing diagram of the embodiment of FIG.

【図3】本発明の他の実施形態の昇圧回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a booster circuit according to another embodiment of the present invention.

【図4】(a)(b)は従来例の昇圧電源回路の回路図
およびその回路例で使用している昇圧回路の回路図。
4A and 4B are a circuit diagram of a boosting power supply circuit of a conventional example and a circuit diagram of a boosting circuit used in the circuit example.

【図5】他の従来例の昇圧回路の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of another conventional booster circuit.

【図6】図5の他の従来例のタイミング図。6 is a timing chart of another conventional example of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノコギリ波発振器 2 可変抵抗器 3,31 比較器 4 電子スイッチ 10 比較制御回路 11 基準電圧発生回路 12,13 インバータ 14 制御信号 15,20 反転信号 16 充電電圧 17 正入力 18 基準電圧 19 発振信号 21 VOUT 32 ラッチ 33 フリップフロップ 41 切替器 42〜44 制御信号 51 昇圧回路 52 アンプ C1〜C6,C11,12 キャパシタ R1,R2 抵抗 S1〜S16 スイッチ 1 Sawtooth wave oscillator 2 variable resistors 3,31 comparator 4 electronic switches 10 Comparison control circuit 11 Reference voltage generation circuit 12,13 Inverter 14 Control signal 15,20 Inversion signal 16 Charging voltage 17 Positive input 18 Reference voltage 19 oscillation signal 21 VOUT 32 latch 33 flip-flops 41 Switch 42-44 control signal 51 Booster circuit 52 amp C1 to C6, C11, 12 capacitors R1, R2 resistance S1 to S16 switches

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源電圧を供給して複数nのキャパシタ
を所定発振信号により並列接続と直列接続とに交互に切
替える複数nのスイッチを有することにより、その電源
電圧をドライバ回路のn倍の最大電圧まで上昇させる昇
圧回路において、少なくとも最上段(接地側からn段
目)のキャパシタの充電電圧を制御する制御回路を有
し、最大出力電圧をn倍まで可変できるようにしたこと
を特徴とする昇圧回路。
1. A power supply voltage is provided to have a plurality of n switches for switching a plurality of n capacitors alternately between parallel connection and series connection according to a predetermined oscillation signal, so that the power supply voltage is a maximum of n times that of a driver circuit. The booster circuit that raises the voltage has a control circuit that controls the charging voltage of at least the uppermost stage capacitor (nth stage from the ground side) so that the maximum output voltage can be changed up to n times. Boost circuit.
【請求項2】 制御回路が、最上段のキャパシタの充電
電圧を基準電圧と比較して制御信号を出力する比較制御
回路と、前記制御信号により切替えられ前記最上段のキ
ャパシタに電源電位を供給する最上段(n段目)スイッ
チとからなる請求項1記載の昇圧回路。
2. A comparison control circuit in which a control circuit compares a charging voltage of the uppermost capacitor with a reference voltage and outputs a control signal; and a comparison control circuit which is switched by the control signal and supplies a power supply potential to the uppermost capacitor. The booster circuit according to claim 1, comprising a topmost (nth stage) switch.
【請求項3】 2番目からn−1番目のスイッチの切替
えを、比較制御回路の出力と発振信号とを切替えて行
い、最大出力電圧を2倍からn倍まで可変できるように
した請求項2記載の昇圧回路。
3. The second to n−1th switches are switched by switching the output of the comparison control circuit and the oscillation signal so that the maximum output voltage can be varied from 2 times to n times. The booster circuit described.
【請求項4】 2番目からn−1番目のスイッチを、発
振信号または制御信号により切替える第2の制御信号を
出力する切替回路を有し、2番目からn−1番目のスイ
ッチを、第2の制御信号により切替られる請求項3記載
の昇圧回路。
4. A switching circuit for outputting a second control signal for switching the second to n−1th switches by an oscillation signal or a control signal, and the second to n−1th switches being a second switch. 4. The booster circuit according to claim 3, which is switched by the control signal of.
【請求項5】 比較制御回路が、充電電圧を基準電圧と
比較する比較器と、この比較器の出力を発振信号により
保持するラッチと、このラッチの出力をリセット信号と
するフリップフロップとからなる請求項2,3または4
記載の昇圧回路。
5. The comparison control circuit comprises a comparator that compares the charging voltage with a reference voltage, a latch that holds the output of this comparator by an oscillation signal, and a flip-flop that uses the output of this latch as a reset signal. Claim 2, 3 or 4
The booster circuit described.
【請求項6】 請求項1乃至5記載の昇圧回路のみから
なる液晶用電源電圧回路。
6. A liquid crystal power supply voltage circuit comprising only the booster circuit according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006320077A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Nec Engineering Ltd Usb equipment power supply circuit
CN109672333A (en) * 2019-01-25 2019-04-23 太原理工大学 A kind of energy storage amplifying circuit

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