JP2003102165A - 電源回路及びその制御方法 - Google Patents

電源回路及びその制御方法

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JP2003102165A JP2001289191A JP2001289191A JP2003102165A JP 2003102165 A JP2003102165 A JP 2003102165A JP 2001289191 A JP2001289191 A JP 2001289191A JP 2001289191 A JP2001289191 A JP 2001289191A JP 2003102165 A JP2003102165 A JP 2003102165A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源投入後の立ち上がりが早く、かつ高効率
で低消費電力化を実現できる電源回路及びその制御方法
を提供する。 【解決手段】 電源回路１００は、チャージポンプ式降
圧回路１０２、第１のレギュレータ１０４、切替回路１
０８、切替制御回路１１０を含む。チャージポンプ式降
圧回路１０２は、ＬＣＤコントローラ６０から供給され
る降圧クロックに基づくチャージポンプ動作により、シ
ステム電源電位ＶＤＤを降圧した降圧電位を生成する。
システム電源投入当初において、切替回路１０８は、切
替制御回路１１０によって生成された切替信号によっ
て、第１のレギュレータ１０４からの調整電位を出力電
位ＶＯＵＴとして選択出力し、その後該切替信号によっ
て、チャージポンプ式降圧回路１０２からの降圧電位を
出力電位ＶＯＵＴとして選択出力する。チャージポンプ
式降圧回路１０２は、第２のレギュレータ１０６により
電位調整した降圧電位を出力してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路及びその
制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】例えば液
晶装置では、マトリクス状に配列された走査ライン及び
信号ラインを有する液晶パネルを駆動するために、走査
ライン駆動回路（走査ライン駆動回路）及び信号ライン
駆動回路（信号ライン駆動回路）が用いられる。走査ラ
イン駆動回路は走査ラインを走査駆動し、信号ライン駆
動回路は信号ラインを信号駆動する。走査ライン駆動回
路及び信号ライン駆動回路は、協調して液晶パネルを表
示駆動する。走査ライン駆動回路及び信号ライン駆動回
路の表示タイミング等は、液晶ディスプレイ（Liquid C
rystal Display：以下、ＬＣＤと略す。）コントローラ
（広義には、表示コントローラ）により制御される。
【０００３】ところで、液晶パネルの液晶材や、液晶表
示駆動方法などに依存して、走査ライン駆動回路及び信
号ライン駆動回路の駆動電圧は異なる。したがって、走
査ライン駆動回路及び信号ライン駆動回路は、駆動電圧
に対応した耐圧のプロセスで製造されるため、供給され
る電源電圧が異なる場合がある。一方、液晶コントロー
ラは、複雑な回路を集積するため、微細化プロセスで製
造される場合がある。
【０００４】このように液晶パネルを駆動するための各
回路に多様な電源電圧を供給するため、液晶装置には電
源回路が設けられている。電源回路は、外部から供給さ
れるシステム電源を基に、これら各種電圧を生成する。
【０００５】電源回路において、上述の各種電圧を生成
する回路として、チャージポンプ式昇圧・降圧回路が知
られている。チャージポンプ式昇圧・降圧回路は、スイ
ッチ素子を用いたチャージポンプ動作によって、正方向
若しくは負方向に昇圧・降圧した電圧を高効率で、かつ
低消費電力で生成することができる。チャージポンプ式
昇圧・降圧回路は、スイッチ素子を制御するためのスイ
ッチング制御信号（昇圧クロック・降圧クロック）が必
要とされる。このスイッチング制御信号を液晶コントロ
ーラから供給させるように構成した場合、ユーザが最適
な昇圧効率や昇圧効率を実現できる周波数のスイッチン
グ制御信号を供給することができる。
【０００６】ところが、システム電源投入時において
は、液晶コントローラは電源回路から適切な電源電圧が
供給されていないので、上述のスイッチング制御信号を
生成することができない。一方、電源回路も、スイッチ
ング制御信号が供給されていないので、チャージポンプ
式昇圧・降圧回路により適切な電圧を生成することがで
きない。そのため、電源投入後の立ち上がりを早くする
ためには、シリーズレギュレータで電源電圧を生成する
ことが行われる。この場合、効率が低く、かつ消費電力
の増大を招いていた。
【０００７】本発明は、以上のような技術的課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、電源
投入後の立ち上がりが早く、かつ高効率で低消費電力化
を実現できる電源回路及びその制御方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、第１及び第２の電位に基づいて第３の電位
を生成する電源回路であって、所与のスイッチング制御
信号に基づくチャージポンプ動作によって、前記第２の
電位を降圧した降圧電位を生成する降圧回路と、前記第
２の電位を電位調整した調整電位を生成する第１の電位
調整回路と、所与の切替信号に基づいて、前記降圧電位
及び前記調整電位のいずれか一方を前記第３の電位とし
て選択出力する切替回路とを含むことを特徴とする。
【０００９】本発明によれば、降圧回路においてチャー
ジポンプ動作によって第２の電位を降圧した降圧電位
と、第１の電位調整回路において第２の電位を電位調整
した調整電位のうち、いずれか一方を第３の電位として
選択出力するようにしたので、降圧回路による高効率か
つ低消費電力化と、第１の電位調整回路による駆動能力
の高さという両者の特性を生かした電源回路を提供する
ことができる。
【００１０】また本発明は、前記降圧回路は、所与のス
イッチング制御信号に基づくチャージポンプ動作によっ
て前記第２の電位を降圧した電位を電位調整して、前記
降圧電位を生成する第２の電位調整回路を含むことを特
徴とする。
【００１１】本発明によれば、第２の電位調整回路で電
位調整を行った降圧電位を生成するようにしたので、第
３の電位として安定した電源供給を行うことができる。
【００１２】また本発明は、前記所与の切替信号は、所
与のウェイト期間の経過後に変化し、前記切替回路は、
前記所与の切替信号が変化した場合に、前記第３の電位
を、前記調整電位から前記降圧電位に切り替えて出力す
ることを特徴とする。
【００１３】本発明によれば、所与のウェイト期間が経
過するまでは第３の電位として調整電位を出力し、該ウ
ェイト期間の経過後は調整電位を降圧電位に切り替えて
第３の電位として出力するようにしたので、システム電
源投入直後において立ち上がりを早くすることができる
とともに、システム電源投入後の安定期間において高効
率かつ低消費電力で電源供給を行うことができる。
【００１４】また本発明は、第１及び第２の電位に基づ
いて第３の電位を生成する電源回路であって、所与のス
イッチング制御信号に基づくチャージポンプ動作によっ
て、前記第２の電位を降圧した降圧電位を生成する降圧
回路と、所与の切替信号に基づいて、前記第２の電位及
び前記降圧電位のいずれか一方を第４の電位として選択
出力する切替回路と、前記第４の電位を前記第３の電位
に電位調整する電位調整回路とを含むことを特徴とす
る。
【００１５】本発明によれば、降圧電位と第２の電位の
いずれか一方を選択した第４の電位を、電位調整回路で
電位調整して第３の電位として出力するようにしたの
で、降圧回路による高効率かつ低消費電力化と、電位調
整回路による駆動能力の高さという両者の特性を生かし
た電源回路を提供することができる。また、選択出力後
に電位調整回路を設けるようにしたので、選択出力前に
電位調整を行う場合に比べて、回路規模の縮小化を図る
ことができる。
【００１６】また本発明は、前記所与の切替信号は、所
与のウェイト期間の経過後に変化し、前記切替回路は、
前記所与の切替信号が変化した場合に、前記第４の電位
を、前記第２の電位から前記降圧電位に切り替えて出力
することを特徴とする。
【００１７】本発明によれば、所与のウェイト期間が経
過するまでは第２の電位を電位調整して第３の電位を出
力し、該ウェイト期間の経過後は第２の電位から降圧電
位に切り替えて、該降圧電位を電位調整して第３の電位
として出力するようにしたので、システム電源投入直後
において立ち上がりを早くすることができるとともに、
システム電源投入後の安定期間において高効率かつ低消
費電力で電源供給を行うことができる。また、選択出力
後に電位調整回路を設けたので、選択出力前に電位調整
を行う場合に比べて、回路規模の縮小化を図ることがで
きる。
【００１８】また本発明は、前記所与の切替信号は、前
記降圧電位又は前記第３の電位を監視する監視回路の監
視結果に基づいて変化することを特徴とする。
【００１９】本発明によれば、降圧電位又は第３の電位
の状態により選択制御を行うようにしたので、駆動能力
や効率、消費電力の点で最適な制御を行いながら、電源
供給を行うことができる。
【００２０】また本発明は、少なくとも前記第３の電位
は、前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路に
供給されることを特徴とする。
【００２１】本発明によれば、高効率かつ低消費電力を
可能にするチャージポンプ動作に必要なスイッチング制
御信号の供給元の回路に第３の電位を供給するようにし
たので、シリーズレギュレータのみで電源供給を行うこ
となくシステム電源投入後の立ち上がりを早くするとと
もに、高効率かつ低消費電力で電源供給を行うことがで
きる。
【００２２】また本発明は、前記所与のスイッチング制
御信号の供給元の回路の耐圧は、前記第２の電位の供給
元の回路の耐圧よりも低いことを特徴とする。
【００２３】本発明によれば、所与のスイッチング制御
信号の供給元の回路が、プロセスの進歩によって微細化
が進んで、より低い電位の電源を供給する必要となった
場合でも、システム電源投入後の立ち上がりを早くする
とともに、高効率かつ低消費電力で電源供給を行うこと
ができる。
【００２４】また本発明は、前記所与のスイッチング制
御信号の供給元の回路は、表示コントローラであること
を特徴とする。
【００２５】本発明によれば、システム電源投入後の立
ち上がりを早くするとともに、高効率かつ低消費電力で
電源供給が可能な表示装置の実現に貢献することができ
るようになる。
【００２６】また本発明は、第１及び第２の電位に基づ
いて第３の電位を生成する電源回路の制御方法であっ
て、電位調整回路が前記第２の電位を電位調整した調整
電位を、前記第３の電位として出力するステップと、所
与の切替信号に基づいて、前記調整電位から、降圧回路
が所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポンプ
動作により前記第２の電位を降圧した降圧電位に切り替
えて、前記第３の電位として出力するステップとを含む
ことを特徴とする。
【００２７】また本発明は、第１及び第２の電位に基づ
いて第３の電位を生成する電源回路の制御方法であっ
て、電位調整回路が前記第２の電位を電位調整した調整
電位を、前記第３の電位として出力するステップと、所
与の切替信号に基づいて、前記調整電位から、降圧回路
が所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポンプ
動作により前記第２の電位を降圧した降圧電位に切り替
えた電位を、前記電位調整回路が電位調整して前記第３
の電位として出力するステップとを含むことを特徴とす
る。
【００２８】また本発明に係る電源回路の制御方法は、
前記所与の切替信号は、所与のウェイト期間の経過後に
変化するようにしてもよい。
【００２９】また本発明に係る電源回路の制御方法は、
前記所与の切替信号は、前記降圧電位又は前記第３の電
位を監視する監視回路の監視結果に基づいて変化するよ
うにしてもよい。
【００３０】また本発明に係る電源回路の制御方法は、
少なくとも前記第３の電位を、前記所与のスイッチング
制御信号の供給元の回路に供給するようにしてもよい。
【００３１】また本発明に係る電源回路の制御方法は、
前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路の耐圧
は、前記第２の電位の供給元の回路の耐圧よりも低くし
てもよい。
【００３２】また本発明に係る電源回路の制御方法は、
前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路は、表
示コントローラであってもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説
明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明
の内容を何ら限定するものではない。また以下の実施形
態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必
須であるとは限らない。
【００３４】１． 液晶装置（表示装置） 図１に、以下に述べる第１及び第２の本実施形態におけ
る電源回路を適用した液晶装置の構成の概要を示す。
【００３５】液晶装置（広義には、表示装置）１０は、
ＬＣＤパネル２０、信号ライン駆動回路３０、走査ライ
ン駆動回路５０、ＬＣＤコントローラ（広義には、表示
コントローラ）６０、電源回路８０を含む。
【００３６】ＬＣＤパネル（広義には、電気光学装置）
２０は、例えばガラス基板上に形成される。このガラス
基板上には、Ｙ方向に複数配列されそれぞれＸ方向に伸
びる走査ライン（狭義には、ゲートライン）Ｇ1〜Ｇ
N（Ｎは、２以上の自然数）と、Ｘ方向に複数配列され
それぞれＹ方向に伸びる信号ライン（狭義には、ソース
ライン）Ｓ1〜ＳM（Ｍは、２以上の自然数）とが配置さ
れている。また、走査ラインＧn（１≦ｎ≦Ｎ、ｎは自
然数）と信号ラインＳm（１≦ｍ≦Ｍ、ｍは自然数）と
の交差点に対応して、ＴＦＴ２２nm（広義には、スイッ
チング手段）が設けられている。
【００３７】ＴＦＴ２２nmのゲート電極は、走査ライン
Ｇnに接続されている。ＴＦＴ２２n mのソース電極は、
信号ラインＳmに接続されている。ＴＦＴ２２nmのドレ
イン電極は、液晶容量（広義には液晶素子）２４nmの画
素電極２６nmに接続されている。
【００３８】液晶容量２４nmにおいては、画素電極２６
nmに対向する対向電極２８nmとの間に液晶が封入されて
形成され、これら電極間の印加電圧に応じて画素の透過
率が変化するようになっている。
【００３９】対向電極２８nmには、電源回路８０により
生成された対向電極電位Ｖｃｏｍが供給されている。
【００４０】信号ライン駆動回路３０は、一水平走査単
位の画像データに基づいて、ＬＣＤパネル２０の信号ラ
インＳ1〜ＳMを駆動する。信号ライン駆動回路３０は、
１又は複数本単位で各信号ラインを駆動するか否かを指
定するためのレジスタを有しており、該レジスタはＬＣ
Ｄコントローラ６０によって設定されるようになってい
る。
【００４１】走査ライン駆動回路５０は、一垂直走査期
間内に、水平同期信号に同期して、ＬＣＤパネル２０の
走査ラインＧ1〜ＧNを順次走査駆動する。走査ライン駆
動回路５０は、１又は複数本単位で各走査ラインを駆動
するか否かを指定するためのレジスタを有しており、該
レジスタはＬＣＤコントローラ６０によって設定される
ようになっている。
【００４２】ＬＣＤコントローラ６０は、図示しない中
央処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵ
と略す。）等のホストにより設定された内容にしたがっ
て、信号ライン駆動回路３０、走査ライン駆動回路５０
及び電源回路８０を制御する。より具体的には、ＬＣＤ
コントローラ６０は、信号ライン駆動回路３０及び走査
ライン駆動回路５０に対して、例えば動作モードの設
定、駆動する信号ライン又は走査ラインの指定、或いは
内部で生成した垂直同期信号や水平同期信号の供給を行
い、電源回路８０に対しては対向電極電位Ｖｃｏｍの極
性反転タイミングの供給を行う。
【００４３】電源回路８０は、液晶材や液晶駆動方法に
よって、それぞれ耐圧が異なる各種回路に供給する電位
を生成する。電源回路８０は、外部から供給されるシス
テム電源電位に基づいて、ＬＣＤパネル２０の液晶駆動
に必要な電位や、対向電極電位Ｖｃｏｍを生成する。Ｌ
ＣＤパネル２０の液晶駆動に必要な電位は、信号ライン
駆動回路３０、走査ライン駆動回路５０及びＬＣＤパネ
ル２０に供給される。また、対向電極電位Ｖｃｏｍは、
ＬＣＤパネル２０のＴＦＴの画素電極に対向して設けら
れた対向電極に供給される。
【００４４】このような構成の液晶装置１０は、ＬＣＤ
コントローラ６０の制御の下、外部から供給される画像
データに基づいて、信号ライン駆動回路３０、走査ライ
ン駆動回路５０及び電源回路８０が協調してＬＣＤパネ
ル２０を表示駆動する。
【００４５】なお、図１では、液晶装置１０にＬＣＤコ
ントローラ６０及び電源回路８０を含めて構成するよう
にしているが、ＬＣＤコントローラ６０及び電源回路８
０のいずれか一方若しくは両方を液晶装置１０の外部に
設けて構成するようにしてもよい。或いは、ホストを、
液晶装置１０に含めるように構成することも可能であ
る。
【００４６】また、図１では、ＬＣＤパネル２０の外部
に信号ライン駆動回路３０及び走査ライン駆動回路５０
を設けるようにしているが、信号ライン駆動回路３０及
び走査ライン駆動回路５０のうち少なくとも１つをＬＣ
Ｄパネル２０と同一ガラス基板上に、形成することがで
きる。
【００４７】１．１ 電源回路とＬＣＤコントローラ ところで、電源回路８０の効率（電力変換効率）の観点
からは、チャージポンプ式やスイッチングレギュレータ
式の昇圧・降圧回路を採用することが望ましい。その場
合、スイッチ素子を制御するためのスイッチング制御信
号（チャージポンプ式の場合は昇圧若しくは降圧クロッ
ク）が必要とされ、該スイッチング制御信号を例えばＬ
ＣＤコントローラ６０により供給させることができる。
【００４８】信号ライン駆動回路３０は、信号駆動に必
要な各種電圧を信号ラインに駆動するために、例えば電
源電圧が３Ｖの中耐圧プロセスで製造される。走査ライ
ン駆動回路５０は、非常に簡素な構成であり回路規模も
小さい上に、高いゲート電圧で走査ラインを駆動するた
めに、例えば電源電圧が２０Ｖ〜５０Ｖの高耐圧プロセ
スで製造される。これに対してＬＣＤコントローラ６０
は、例えば表示データを記憶するメモリを搭載する一
方、信号ライン駆動回路３０及び走査ライン駆動回路５
０を制御するための複雑な回路を有するため、例えば電
源電圧が１．８Ｖの低耐圧の微細プロセスで製造され
る。
【００４９】このようにＬＣＤコントローラ６０の低耐
圧化が進んで電源回路８０の耐圧との格差が広がる傾向
にあり、電源回路８０は、ＬＣＤコントローラ６０に対
し、降圧回路により降圧した電位を供給する。
【００５０】図２に、電源回路とＬＣＤコントローラと
の関係を説明するための図を示す。
【００５１】ここでは、電源回路８０にチャージポンプ
式の降圧回路９０を有しているものとして説明するが、
スイッチングレギュレータ式の降圧回路であっても同様
である。
【００５２】電源回路８０及びＬＣＤコントローラ６０
には、システムの接地電源電位ＶＳＳが共通接続されて
いる。電源回路８０には、システム電源電位ＶＤＤが供
給されている。電源回路８０は、接地電源電位ＶＳＳを
基準に、システム電源電位ＶＤＤに基づいて、ＬＣＤコ
ントローラ６０に供給する出力電位ＶＯＵＴを生成す
る。その際、電源回路８０のチャージポンプ式降圧回路
９０は、ＬＣＤコントローラ６０から供給される降圧ク
ロックに基づくチャージポンプ動作により、システム電
源電位ＶＤＤを降圧する。
【００５３】ところが、システム電源投入時において
は、ＬＣＤコントローラ６０に電源の供給が十分に行わ
れないため、電源回路８０に対する正常な降圧クロック
を生成することができない。
【００５４】そのため、システム電源投入当初から、電
源回路８０では、シリーズレギュレータを用いて必要な
電位を生成することが行われていた。したがって、電源
回路の効率が悪く、消費電力の増大を招いていた。
【００５５】そこで、以下に示す電源回路では、少なく
ともＬＣＤコントローラ６０に対して、システム電源投
入当初はシリーズレギュレータで生成した電位を供給
し、その後当該電源回路の動作が安定したときに効率が
よいチャージポンプ式若しくはスイッチングレギュレー
タ式の降圧回路で生成した電位に切り替えて供給するよ
うにしている。なお、生成した電位を他の信号ライン駆
動回路３０や走査ライン駆動回路５０に供給してもよ
い。こうすることで、システム電源投入後において立ち
上がりが早く、かつ効率がよく低消費電力化が可能な電
源回路を提供することができる。
【００５６】なお、以下では電源回路にチャージポンプ
式の降圧回路を有しているものとして説明するが、スイ
ッチングレギュレータ式の降圧回路であっても同様であ
る。
【００５７】２． 電源回路 ２．１ 電源回路の原理的構成 ２．１．１ 第１の実施形態 図３に、第１の実施形態における電源回路の原理的な構
成図を示す。
【００５８】この電源回路１００は、図１に示す液晶装
置１０に適用することができる。なお、図３では、電源
回路１００と、ＬＣＤコントローラ６０との関係を模式
的に示している。
【００５９】電源回路１００には、ＬＣＤコントローラ
６０と共通のシステムの接地電源電位ＶＳＳ（第１の電
位）が接続されている。電源回路１００には、システム
電源電位ＶＤＤ（第２の電位）が供給されている。ＬＣ
Ｄコントローラ６０には、電源回路１００によって生成
された出力電位ＶＯＵＴ（第３の電位）が供給されてい
る。
【００６０】電源回路１００は、チャージポンプ式降圧
回路１０２、第１のレギュレータ（広義には、電位調整
回路）１０４、切替回路１０８、切替制御回路１１０を
含む。
【００６１】チャージポンプ式降圧回路１０２は、ＬＣ
Ｄコントローラ６０から供給される降圧クロックに基づ
くチャージポンプ動作により、システム電源電位ＶＤＤ
を降圧した降圧電位を生成する。
【００６２】なおチャージポンプ式降圧回路１０２に第
２のレギュレータ１０６を設け、ＬＣＤコントローラ６
０から供給される降圧クロックに基づくチャージポンプ
動作によりシステム電源電位ＶＤＤを降圧した電位を、
第２のレギュレータ１０６で電位調整してから、降圧電
位として切替回路１０８に供給するようにしてもよい。
【００６３】第１のレギュレータ１０４は、システム電
源電位ＶＤＤを電位調整した調整電位を生成する。
【００６４】切替回路１０８は、降圧電位及び調整電位
のうち、所与の切替信号に基づいて、いずれか一方を出
力電位ＶＯＵＴとして選択出力する。
【００６５】切替制御回路１１０は、上述の切替回路１
０８に対する切替信号を生成する。
【００６６】システム電源投入当初において、電源回路
１００の切替回路１０８は、切替信号によって、第１の
レギュレータ１０４によって生成された調整電位を出力
電位ＶＯＵＴとして選択出力するように制御される。そ
の後、切替回路１０８は、該切替信号によって、チャー
ジポンプ式降圧回路１０２（若しくは第２のレギュレー
タ１０６）によって生成された降圧電位を出力電位ＶＯ
ＵＴとして選択出力するように制御される。
【００６７】２．１．２ 第２の実施形態 図４に、第２の実施形態における電源回路の原理的な構
成図を示す。
【００６８】この電源回路１２０は、図１に示す液晶装
置１０に適用することができる。なお、図４では、電源
回路１２０と、ＬＣＤコントローラ６０との関係を模式
的に示している。
【００６９】電源回路１２０には、ＬＣＤコントローラ
６０と共通のシステムの接地電源電位ＶＳＳ（第１の電
位）が接続されている。電源回路１２０には、システム
電源電位ＶＤＤ（第２の電位）が供給されている。ＬＣ
Ｄコントローラ６０には、電源回路１２０によって生成
された出力電位ＶＯＵＴ（第３の電位）が供給されてい
る。
【００７０】電源回路１２０は、チャージポンプ式降圧
回路１２２、切替回路１２４、第３のレギュレータ１２
６、切替制御回路１２８を含む。
【００７１】チャージポンプ式降圧回路１２２は、図３
に示すチャージポンプ式降圧回路１０２と同様に、ＬＣ
Ｄコントローラ６０から供給される降圧クロックに基づ
くチャージポンプ動作により、システム電源電位ＶＤＤ
を降圧した降圧電位を生成する。
【００７２】切替回路１２４は、システム電源電位ＶＤ
Ｄ及び降圧電位のうち、所与の切替信号に基づいて、い
ずれか一方を選択電位（第４の電位）として選択出力す
る。
【００７３】第３のレギュレータ１２６は、切替回路１
２４によって選択出力された選択電位を電位調整した出
力電位ＶＯＵＴを生成する。
【００７４】切替制御回路１２８は、上述の切替回路１
２４に対する切替信号を生成する。
【００７５】システム電源投入当初において、電源回路
１２０の切替回路１２４は、切替信号によって、システ
ム電源電位ＶＤＤを選択出力するように制御される。し
たがって、システム電源投入当初においては、システム
電源電位ＶＤＤが第３のレギュレータ１２６によって電
位調整された出力電位ＶＯＵＴを生成する。
【００７６】その後、切替回路１２４は、切替信号によ
り、チャージポンプ式降圧回路１２２で生成された降圧
電位を選択出力し、第３のレギュレータ１２６によって
電位調整して出力電位ＶＯＵＴを生成することになる。
【００７７】このように第１及び第２の実施形態におい
て、システム電源投入時はシステム電源電位を電位調整
して電源電位を出力し、システム電源投入後の安定期に
おいて切替信号によりチャージポンプ式降圧回路で生成
された電位に切り替えて電源電位を出力するようにし
た。これにより、システム電源投入時の早期立ち上がり
と、高効率及び低消費電力とを兼ね備えた電源回路を提
供することができる。
【００７８】２．２ 各部の構成の概要 ２．２．１ 降圧回路 まず、ｂ／ａ倍降圧を行う場合、第１の構成では、図５
（Ａ）に示すように、システム電源電位ＶＤＤをｂ倍昇
圧した後、レギュレータで電位調整し、１／ａ倍降圧を
行って出力電位ＶＯＵＴを生成する。
【００７９】この第１の構成は、電源回路内に他の用途
でｂ倍昇圧回路が必要であり、１／ａ倍降圧回路が容易
に実現できるときに望ましい。
【００８０】また、第２の構成では、図５（Ｂ）に示す
ように、システム電源電位ＶＤＤをｂ倍昇圧した後、１
／ａ倍降圧を行い、レギュレータで電位調整して出力電
位ＶＯＵＴを生成する。
【００８１】この第２の構成は、電源回路内においてｂ
倍昇圧後にｃ倍昇圧を行う回路が他の用途で存在すると
きに望ましい。このとき、ｂ倍昇圧後にレギュレータを
介さないため、１／ａ倍降圧後に安定化のためにレギュ
レータを設けるようにしてもよい。
【００８２】さらに、第３の構成では、図５（Ｃ）に示
すように、システム電源電位ＶＤＤを直接ｂ／ａ倍降圧
した後、レギュレータで電位調整して出力電位ＶＯＵＴ
を生成する。
【００８３】この第３の構成は、直接的に目的とする電
位を生成する回路を設けるため、回路規模の点で望まし
い。
【００８４】このような降圧回路をチャージポンプ式で
実現するための各回路構成について、具体的に説明す
る。
【００８５】図６に、チャージポンプ式の２倍昇圧回路
の構成の一例を示す。
【００８６】この昇圧回路は、接地電源電位ＶＳＳを基
準にシステム電源電位ＶＤＤを２倍に昇圧した出力電位
ＶＲＥＦ０を生成する。この昇圧回路は、上述したチャ
ージポンプ式降圧回路のシステム電源電位を昇圧する回
路として適用可能である。
【００８７】この昇圧回路において、システム電源電位
ＶＤＤが供給されるシステム電源線と接地電源電位ＶＳ
Ｓが供給される接地電源線との間に、ドレイン端子が共
通接続されたＴｒｐ１、Ｔｒｎ１が挿入されている。な
お、Ｔｒｐ１がシステム電源線に接続されている。出力
電位ＶＲＥＦ０が取り出される出力電源線とシステム電
源線との間に、直列接続されたＴｒｐ２、Ｔｒｐ３が挿
入されている。なお、Ｔｒｐ３がシステム電源線に接続
されている。ここで、Ｔｒｐｘ（ｘ＝１〜３）は、スイ
ッチ素子としてのｐ型ＭＯＳトランジスタであり、Ｔｒ
ｎ１は、スイッチ素子としてのｎ型ＭＯＳトランジスタ
である。
【００８８】Ｔｒｐ１のドレイン端子（Ｔｒｎ１のドレ
イン端子）と、Ｔｒｐ２のドレイン端子（Ｔｒ３のソー
ス端子）との間に、キャパシタＣ１が接続されている。
出力電源線と接地電源線との間に、キャパシタＣ２が接
続されている。
【００８９】Ｔｒｐ１及びＴｒｎ１のゲート電極には、
インバータ回路ＩＮＶ１の出力が接続されている。イン
バータ回路ＩＮＶ１の入力には、スイッチング制御信号
としてのクロックＰＣＬＫが供給されている。
【００９０】Ｔｒｐ２及びＴｒｐ３のゲート電極には、
レベルシフタＬＳ１、ＬＳ２によってレベル変換された
クロックＰＣＬＫ及びその反転信号が供給される。
【００９１】レベルシフタＬＳ１、ＬＳ２は、ＩＮ及び
ＸＩＮに供給される電位の差を拡張して、出力電位ＶＲ
ＥＦ０と接地電源電位ＶＳＳとの間の電位差に拡張す
る。
【００９２】出力電位ＶＲＥＦ０の初期電位は、Ｔｒｐ
３及びＴｒｐ２を介して、システム電源電位ＶＤＤとな
る。これは、Ｔｒｐ３がｐ型であるため、ウェル領域よ
りソース領域又はドレイン領域が低い電位となることに
起因する。
【００９３】その後、図７（Ａ）に示すようにクロック
ＰＣＬＫがシステム電源電位ＶＤＤ及び接地電源電位Ｖ
ＳＳの間を変化する。ここで、クロックＰＣＬＫが論理
レベル「Ｌ」のとき、Ｔｒｐ１がオフ、Ｔｒｎ１がオ
ン、Ｔｒｐ２がオフ、Ｔｒｐ３がオンとなり、キャパシ
タＣ１はシステム電源電位ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳ
との電位差が印加される。そして、クロックＰＣＬＫが
論理レベル「Ｈ」のとき、Ｔｒｐ１がオン、Ｔｒｎ１が
オフ、Ｔｒｐ２がオン、Ｔｒｐ３がオフとなり、キャパ
シタＣ１は、システム電源電位ＶＤＤを基準に、チャー
ジ分だけ高い電位を出力電位ＶＲＥＦ０に供給すること
になる（図７（Ｃ）、図７（Ｄ））。
【００９４】その結果、図７（Ｂ）に示すように、キャ
パシタＣ２には接地電源電位ＶＳＳを基準にシステム電
源電位ＶＤＤが２倍に昇圧された電位に対応する電荷が
蓄積されていき、いずれシステム電源電位ＶＤＤの２倍
の電位を出力電位に供給するようになる。
【００９５】図８に、チャージポンプ式の１／２倍降圧
回路の構成の一例を示す。
【００９６】この降圧回路は、接地電源電位ＶＳＳを基
準にシステム電源電位ＶＤＤの電位を１／２倍に降圧し
た出力電位ＶＲＥＦ０を生成する。この降圧回路は、上
述したチャージポンプ式降圧回路のシステム電源電位を
昇圧後の電位を降圧する回路、或いはシステム電源電位
をそのまま降圧する回路として適用可能である。
【００９７】なお、以下では、スイッチ素子ＳＷを、矢
印で示される制御信号の論理レベルが「Ｈ」のとき導
通、制御信号の論理レベルが「Ｌ」のとき非導通となる
ブロックで示す。このようなスイッチ素子ＳＷは、トラ
ンジスタやトランスファゲートにより実現することがで
きる。
【００９８】この降圧回路において、システム電源線と
接地電源線との間に、キャパシタ２個が直列接続、或い
は並列接続になるように切替制御される。より具体的に
は、システム電源線と接地電源線との間に、直列接続さ
れたＳＷ１、キャパシタＣ３、ＳＷ２、キャパシタＣ４
が接続されている。ノードＮＤ３とノードＮＤ４との間
には、直列接続されたＳＷ３及びＳＷ４が挿入されてい
る。ノードＮＤ５と接地電源線との間には、ＳＷ５が接
続されている。出力電源線は、ノードＮＤ６に接続され
る。出力電源線と接地電源線との間には、キャパシタＣ
５が接続されている。
【００９９】ＳＷ１、ＳＷ２は、クロックＰＣＬＫが入
力されるインバータ回路ＩＮＶ４の出力信号により制御
される。ＳＷ３、ＳＷ４及びＳＷ５は、インバータ回路
ＩＮＶ５の出力信号により制御される。インバータ回路
ＩＮＶ５の入力端子には、インバータ回路ＩＮＶ４の出
力端子が接続される。
【０１００】このような降圧回路では、図９（Ａ）に示
すようにクロックＰＣＬＫがシステム電源電位ＶＤＤ及
び接地電源電位ＶＳＳの間を変化する。ここで、クロッ
クＰＣＬＫが論理レベル「Ｌ」のとき、ＳＷ１及びＳＷ
２がオン、ＳＷ３〜ＳＷ５がオフとなって、システム電
源線と接地電源線との間にキャパシタＣ３、Ｃ４が直列
に接続された状態となる。一方、クロックＰＣＬＫが論
理レベル「Ｈ」とのき、ＳＷ１及びＳＷ２がオフ、ＳＷ
３〜ＳＷ５がオンとなって、出力電源線と接地電源線と
の間にキャパシタＣ３、Ｃ４が並列に接続された状態と
なる。このとき、キャパシタＣ５には、直列接続された
状態でキャパシタＣ３、Ｃ４に蓄積された電荷の半分が
順次蓄積される（図９（Ｃ）、（Ｄ））。その結果、図
９（Ｂ）に示すように、キャパシタＣ５には接地電源電
位ＶＳＳを基準にシステム電源電位ＶＤＤが１／２倍に
降圧された電位を出力電位に供給することができる。
【０１０１】図１０に、チャージポンプ式の２／３倍降
圧回路の構成の一例を示す。
【０１０２】この降圧回路は、接地電源電位ＶＳＳを基
準にシステム電源電位ＶＤＤの電位を２／３倍に降圧し
た出力電位ＶＲＥＦ１を生成する。この降圧回路は、上
述したチャージポンプ式降圧回路のシステム電源電位を
直接降圧する回路として適用可能である。
【０１０３】この降圧回路において、システム電源線
と、出力電位ＶＲＥＦ１が供給される出力電源線との間
に、順に直列接続されたＳＷ１０、キャパシタＣ１０及
びＳＷ１１が接続される。また、同様にシステム電源線
と出力電源線との間に、順に直列接続されたＳＷ１２、
キャパシタＣ１１及びＳＷ１３が接続される。
【０１０４】ノードＮＤ１０と出力電源線との間には、
ＳＷ１４が接続されている。ノードＮＤ１１とノードＮ
Ｄ２０との間には、ＳＷ１５が接続されている。ノード
ＮＤ１２とノードＮＤ２０との間には、ＳＷ１６が接続
されている。ノードＮＤ１３と接地電源線との間には、
ＳＷ１７が接続されている。
【０１０５】出力電源線と接地電源線との間に、キャパ
シタＣ１２が接続されている。
【０１０６】ＳＷ１４〜ＳＷ１７は、クロックＰＣＬＫ
が入力されるインバータ回路ＩＮＶ１０の出力により制
御される。ＳＷ１０〜ＳＷ１３は、インバータ回路ＩＮ
Ｖ１１の出力により制御される。インバータ回路ＩＮＶ
１１の入力端子は、インバータ回路ＩＮＶ１０の出力端
子が接続されている。
【０１０７】この降圧回路においても、クロックＰＣＬ
Ｋが論理レベル「Ｈ」のとき、ＳＷ１０〜ＳＷ１３はオ
ン、ＳＷ１４〜ＳＷ１７はオフとなって、システム電源
線と出力電源線との間にキャパシタＣ１０、Ｃ１１が並
列に接続された状態となる。一方、クロックＰＣＬＫが
論理レベル「Ｌ」のとき、ＳＷ１０〜ＳＷ１３はオフ、
ＳＷ１４〜ＳＷ１７はオンとなって、出力電源線と接地
電源線との間に、キャパシタＣ１０及びＣ１１が直列接
続された状態となる。したがって、並列状態でキャパシ
タＣ１０、Ｃ１１にチャージされた電荷に対応する電圧
が、直列状態において出力電源線に２倍の電圧となって
供給される。
【０１０８】その結果、出力電源線にはシステム電源電
位ＶＤＤの２／３倍の電位になるように、キャパシタＣ
１２に電荷が蓄積されることになる。
【０１０９】このようにｂ／ａ倍のチャージポンプ式の
降圧回路を実現するためには、種々のチャージポンプ式
の昇圧回路や降圧回路を用いたり、組み合わせたりする
ことで実現することができる。なお、ここで説明した回
路に限定されるものではなく、他のチャージポンプ式の
回路であってもよいし、スイッチングレギュレータ式で
あってもよい。
【０１１０】２．２．２ 切替制御 切替回路の切替制御は、図３に示したように、レギュレ
ータを２個用いて構成してもよいし、図４に示したよう
にレギュレータを1個だけ用いて構成してもよい。レギ
ュレータを２個用いる場合、切替制御と同時に、選択さ
れない方のレギュレータの電源をオフにすることが望ま
しい。
【０１１１】また、切替制御回路は、電源回路に内蔵し
てもよいし、ＬＣＤコントローラに内蔵してもよい。
【０１１２】電源回路に切替制御回路を内蔵する場合、
チャージポンプ式降圧回路で降圧された電位の監視結果
に基づいて、切替信号を変化させるようにしてもよい。
この場合、降圧電位を基準電位と比較することで、電源
回路の立ち上がり後の安定性を判定することができるの
で、製造ばらつきに左右されることなく、切り替え後に
おいて、既に動作が安定した降圧回路を用いて、効率よ
く低消費電力で、種々の電位を生成することが可能とな
る。
【０１１３】また、電源回路からＬＣＤコントローラに
供給する出力電位の監視結果に基づいて、切替信号を変
化させるようにしてもよい。この場合、出力電位によ
り、電源回路の立ち上がり後の安定性を判定することが
できるので、製造ばらつきに左右されることなく、切り
替え後において、既に動作が安定した降圧回路を用い
て、効率よく低消費電力で、種々の電位を生成すること
が可能となる。
【０１１４】さらに、ＬＣＤコントローラから電源回路
に入力される降圧クロックのクロック数をカウントする
ようにしてもよい。設計段階で電源回路が安定するまで
の時間を把握することができる場合、電源回路に複雑な
回路を設けることなく、切り替え後において、既に動作
が安定した降圧回路を用いて、効率よく低消費電力で、
種々の電位を生成することが可能となる。
【０１１５】一方、ＬＣＤコントローラに切替制御回路
を内蔵する場合、所与のウェイト期間が経過したか否か
により、切替信号を変化させるようにしてもよい。この
場合も、設計段階で電源回路が安定するまでの時間を把
握することができるので、非常に簡素な構成で、既に動
作が安定した降圧回路を用いて、効率よく低消費電力
で、種々の電位を生成することが可能となる。
【０１１６】２．３ 構成例 次に、上述した第１及び第２の実施形態における電源回
路の具体的な構成例について、説明する。以下では、図
１０に示したチャージポンプ式の２／３倍降圧回路を用
いて、電源回路内で電源監視回路を内蔵する場合の構成
例について説明する。
【０１１７】２．３．１ 第１の構成例 第１の構成例は、図３に示した第１の実施形態における
電源回路の構成を具体化したものである。より具体的に
は、第１の構成例における電源回路は、降圧回路降圧後
の電位の監視結果に基づいて、システム電源電位及び降
圧電位を電位調整する２つのレギュレータの一方を選択
出力するとともに、他方のレギュレータの回路を停止さ
せることができる。
【０１１８】図１１に、第１の構成例における電源回路
の構成の概要を示す。
【０１１９】この電源回路２００では、接地電源電位Ｖ
ＳＳを基準に、２／３倍降圧回路２０２によってシステ
ム電源電位ＶＤＤが降圧電位ＶＲＥＦ１に降圧される。
２／３倍降圧回路２０２は、図１０に示したチャージポ
ンプ式の２／３倍降圧回路と同様のものである。第１の
レギュレータ２０４は、接地電源電位ＶＳＳを基準に、
システム電源電位ＶＤＤの電位調整を行った調整電位を
生成する。第２のレギュレータ２０６は、接地電源電位
ＶＳＳを基準に降圧電位ＶＲＥＦ１の電位調整を行った
調整電位を生成する。切替回路２０８は、第１及び第２
のレギュレータ２０４、２０６で生成された調整電位の
うちいずれか一方を選択出力して、出力電位ＶＲＥＦ２
を生成する。
【０１２０】電源監視回路２１０は、所与の基準電位と
の比較で降圧電位ＶＲＥＦ１を監視する。そして、その
監視結果に基づいて、切替回路２０８で第１及び第２の
レギュレータ２０４、２０６により生成された調整電位
のうちいずれか一方を出力させるとともに、選択されな
い方のレギュレータの動作を停止させる。
【０１２１】図１２に、第１の構成例における電源回路
の具体的な構成を示す。
【０１２２】ここで、図１１に示す切替回路の動作は、
互いに出力が共通接続された第１及び第２のレギュレー
タの出力の一方をハイインピーダンス状態とすることで
実現している。
【０１２３】電源監視回路２１０は、システム電源電位
ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された抵抗Ｒ
１、Ｒ２によって分圧された電位を基準電位として、降
圧電位ＶＲＥＦ１とを比較するコンパレータ２１２を有
する。
【０１２４】第１のレギュレータ２０４は、システム電
源電位ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された
抵抗Ｒ３、Ｒ４による分圧点の電圧をインピーダンス変
換する。この第１のレギュレータ２０４は、ＥＮＢ端子
の入力信号によって停止制御され、停止状態ではその出
力がハイインピーダンス状態となる。このＥＮＢ端子に
は、コンパレータ２１２の出力端子に接続されている。
【０１２５】第２のレギュレータ２０６は、システム電
源電位ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された
抵抗Ｒ３、Ｒ４による分圧点の電圧をインピーダンス変
換する。この第２のレギュレータ２０６は、ＥＮＢ端子
の入力信号によって停止制御され、停止状態ではその出
力がハイインピーダンス状態となる。このＥＮＢ端子に
は、インバータ回路２１４の出力端子に接続されてい
る。インバータ回路２１４の入力端子には、コンパレー
タ２１２の出力端子が接続されている。
【０１２６】したがって、電源回路２００では、図１０
で説明したように２／３倍降圧回路２０２により生成さ
れた降圧電位ＶＲＥＦ１を、電源監視回路２１０で監視
し、第１及び第２のレギュレータ２０４、２０６の一方
の動作を停止させる。より具体的には、降圧電位ＶＲＥ
Ｆ１が基準電位より低いときは、第２のレギュレータ２
０６の電源供給を停止するなどして動作を停止させて、
第１のレギュレータ２０４により電位調整された電位
を、出力電位ＶＲＥＦ２として出力させる。そして、電
源投入後に立ち上がって安定してきた降圧電位ＶＲＥＦ
１が基準電位より高くなったとき、第１のレギュレータ
２０４の電源供給を停止するなどして、動作を停止させ
て第２のレギュレータ２０６により電位調整された電位
を、出力電位ＶＲＥＦ２として出力させる。
【０１２７】これにより、図１３に示すように、コンパ
レータ２１２の出力ＲＥＳの論理レベルが「Ｈ」である
システム電源投入直後の不安定期間（ｔ≦Ｔ０）では、
第１のレギュレータ２０４で生成された電位をＬＣＤコ
ントローラに供給することができ、システム電源投入後
の安定期間（ｔ＞Ｔ０）では、第２のレギュレータ２０
６で生成された電位をＬＣＤコントローラに供給するこ
とができる。したがって、電源投入後の立ち上がりが早
く、かつその後に効率よく、低消費電力で電位の生成が
可能な電源回路を提供することができる。
【０１２８】２．３．２ 第２の構成例 第２の構成例は、図４に示した第２の実施形態における
電源回路の構成を具体化したものである。より具体的に
は、第２の構成例における電源回路は、降圧回路による
降圧後の電位の監視結果に基づいて、システム電源電位
ＶＤＤと降圧電位ＶＲＥＦ１のいずれかを選択出力し
て、レギュレータに供給する。
【０１２９】この第２の構成例によれば、第１の構成例
に比べてレギュレータの数を削減することができるの
で、回路規模を小さくすることができる。
【０１３０】図１４に、第２の構成例における電源回路
の構成の概要を示す。
【０１３１】この電源回路３００では、接地電源電位Ｖ
ＳＳを基準に、２／３倍降圧回路３０２によってシステ
ム電源電位ＶＤＤが降圧電位ＶＲＥＦ１に降圧される。
２／３倍降圧回路３０２は、図１０に示したチャージポ
ンプ式の２／３倍降圧回路と同様のものである。
【０１３２】切替回路３０４は、システム電源電位ＶＤ
Ｄ及び降圧電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を選択出
力して、レギュレータ３０６に供給する。レギュレータ
３０６は、切替回路３０４によって選択出力された電位
を電位調整して、出力電位ＶＲＥＦ２を生成する。
【０１３３】電源監視回路３０８は、所与の基準電位と
の比較で降圧電位ＶＲＥＦ１を監視する。そして、その
監視結果に基づいて、切替回路３０４でシステム電源電
位ＶＤＤ及び降圧電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を
出力させる。
【０１３４】図１５に、第２の構成例における電源回路
の具体的な構成を示す。
【０１３５】電源監視回路３０８は、システム電源電位
ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された抵抗Ｒ
１、Ｒ２によって分圧された電位を基準電位として、降
圧電位ＶＲＥＦ１とを比較するコンパレータ３１０を有
する。
【０１３６】切替回路３０４は、ＳＷＡとＳＷＢとを含
み、コンパレータ３１０の出力に応じて、いずれか一方
のみが導通し、レギュレータ３０６にシステム電源電位
ＶＤＤ又は降圧電位ＶＲＥＦ１を供給することができる
ようになっている。
【０１３７】レギュレータ３０６は、システム電源電位
ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された抵抗Ｒ
３、Ｒ４による分圧点の電圧をインピーダンス変換す
る。その際、レギュレータ３０６は、切替回路３０４に
よって出力される電位と接地電源電位ＶＳＳとの間で電
位調整を行う。
【０１３８】したがって、電源回路３００では、図１０
で説明したように２／３倍降圧回路２０２により生成さ
れた降圧電位ＶＲＥＦ１を、電源監視回路３０８で監視
し、レギュレータ３０６に、システム電源電位ＶＤＤ及
び降圧電位ＶＲＥＦ１のいずれか一方を供給する。より
具体的には、降圧電位ＶＲＥＦ１が基準電位より低いと
きは、切替回路３０４のＳＷＡがオン、ＳＷＢがオフと
なって、レギュレータ３０６にシステム電源電位ＶＤＤ
を供給する。そして、電源投入後に立ち上がって安定し
てきた降圧電位ＶＲＥＦ１が基準電位より高くなったと
き、切替回路３０４のＳＷＡがオフ、ＳＷＢがオンとな
って、レギュレータ３０６に降圧電位ＶＲＥＦ１を供給
する。
【０１３９】これにより、システム電源投入直後の不安
定期間では、システム電源電位ＶＤＤを電位調整した電
位をＬＣＤコントローラに供給することができ、システ
ム電源投入後の安定期間では、降圧電位ＶＲＥＦ１電位
調整した電位をＬＣＤコントローラに供給することがで
きる。したがって、電源投入後の立ち上がりが早く、か
つその後に効率よく、低消費電力で電位の生成が可能な
電源回路を提供することができる。また、レギュレータ
の数を削減して、安定した出力電位を供給することがで
きる。
【０１４０】２．３．３ 第３の構成例 第３の構成例は、図４に示した第２の実施形態における
電源回路の構成を具体化したものである。より具体的に
は、第３の構成例における電源回路は、出力電位ＶＲＥ
Ｆ２の電位の監視結果に基づいて、システム電源電位Ｖ
ＤＤと降圧電位ＶＲＥＦ１のいずれかを選択出力して、
レギュレータに供給する。
【０１４１】この第３の構成例によれば、第２の構成例
と同様に、第１の構成例に比べてレギュレータの数を削
減することができるので、回路規模を小さくすることが
できる。
【０１４２】図１６に、第３の構成例における電源回路
の構成の概要を示す。
【０１４３】この電源回路４００では、接地電源電位Ｖ
ＳＳを基準に、２／３倍降圧回路４０２によってシステ
ム電源電位ＶＤＤが降圧電位ＶＲＥＦ１に降圧される。
２／３倍降圧回路４０２は、図１０に示したチャージポ
ンプ式の２／３倍降圧回路と同様のものである。
【０１４４】切替回路４０４は、システム電源電位ＶＤ
Ｄ及び降圧電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を選択出
力して、レギュレータ４０６に供給する。レギュレータ
４０６は、切替回路４０４によって選択出力された電位
を調整して、出力電位ＶＲＥＦ２を生成する。
【０１４５】電源監視回路４０８は、所与の基準電位と
の比較で出力電位ＶＲＥＦ２を監視する。そして、その
監視結果に基づいて、切替回路４０４でシステム電源電
位ＶＤＤ及び降圧電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を
出力させる。
【０１４６】図１７に、第３の構成例における電源回路
の具体的な構成を示す。
【０１４７】電源監視回路４０８は、システム電源電位
ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された抵抗Ｒ
１、Ｒ２によって分圧された電位を基準電位として、出
力電位ＶＲＥＦ２と比較するコンパレータ４１０を有す
る。
【０１４８】切替回路４０４は、ＳＷＣとＳＷＤとを含
み、コンパレータ４１０の出力に応じて、いずれか一方
のみが導通し、レギュレータ４０６にシステム電源電位
ＶＤＤ又は降圧電位ＶＲＥＦ１を供給することができる
ようになっている。
【０１４９】レギュレータ４０６は、システム電源電位
ＶＤＤと接地電源電位ＶＳＳとの間に接続された抵抗Ｒ
３、Ｒ４による分圧点の電圧をインピーダンス変換す
る。その際、レギュレータ４０６は、切替回路４０４に
よって出力される電位と接地電源電位ＶＳＳとの間で電
位調整を行う。
【０１５０】したがって、電源回路４００では、図１０
で説明したように２／３倍降圧回路４０２により生成さ
れた降圧電位ＶＲＥＦ１を、電源監視回路４０８で監視
し、レギュレータ４０６に、システム電源電位ＶＤＤ及
び降圧電位ＶＲＥＦ１のいずれか一方を供給する。より
具体的には、降圧電位ＶＲＥＦ１が基準電位より低いと
きは、切替回路４０４のＳＷＣがオン、ＳＷＤがオフと
なって、レギュレータ４０６にシステム電源電位ＶＤＤ
を供給する。そして、電源投入後に立ち上がって安定し
てきた降圧電位ＶＲＥＦ１が基準電位より高くなったと
き、切替回路４０４のＳＷＣがオフ、ＳＷＤがオンとな
って、レギュレータ４０６に降圧電位ＶＲＥＦ１を供給
する。
【０１５１】これにより、システム電源投入直後の不安
定期間では、システム電源電位ＶＤＤを電位調整した電
位をＬＣＤコントローラに供給することができ、システ
ム電源投入後の安定期間では、降圧電位ＶＲＥＦ１電位
調整した電位をＬＣＤコントローラに供給することがで
きる。したがって、電源投入後の立ち上がりが早く、か
つその後に効率よく、低消費電力で電位の生成が可能な
電源回路を提供することができる。また、レギュレータ
の数を削減して、安定した出力電位を供給することがで
きる。
【０１５２】さらに、安定期間において、出力電位が下
がったときには、降圧前のシステム電源電位ＶＤＤを用
いることで、駆動能力を上げる制御を行うことも可能と
なる。
【０１５３】なお、図１１及び図１２に示す第１の実施
形態においても、同様に出力電位ＶＲＥＦ２の電位を監
視するように構成することができる。
【０１５４】２．３．４ 第４の構成例 第４の構成例は、第２及び第３の構成例における電源回
路の変形例である。すなわち、第４の構成例における電
源回路は、降圧電位ＶＲＥＦ１の電位及び出力電位ＶＲ
ＥＦ２の電位の監視結果に基づいて、システム電源電位
ＶＤＤと降圧電位ＶＲＥＦ１のいずれかを選択出力し
て、レギュレータに供給する。
【０１５５】図１８に、第４の構成例における電源回路
の構成の概要を示す。
【０１５６】この電源回路５００では、接地電源電位Ｖ
ＳＳを基準に、２／３倍降圧回路５０２によってシステ
ム電源電位ＶＤＤが降圧電位ＶＲＥＦ１に降圧される。
２／３倍降圧回路５０２は、図１０に示したチャージポ
ンプ式の２／３倍降圧回路と同様のものである。
【０１５７】切替回路５０４は、システム電源電位ＶＤ
Ｄ及び降圧電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を選択出
力して、レギュレータ５０６に供給する。レギュレータ
５０６は、切替回路５０４によって選択出力された電位
を調整して、出力電位ＶＲＥＦ２を生成する。
【０１５８】電源監視回路５０８は、所与の第１の基準
電位との比較で降圧電位ＶＲＥＦ１を監視するととも
に、所与の第２の基準電位との比較で出力電位ＶＲＥＦ
２を監視する。そして、いずれかの監視結果に基づい
て、切替回路５０４でシステム電源電位ＶＤＤ及び降圧
電位ＶＲＥＦ１のうちいずれか一方を出力させる。
【０１５９】こうすることで、例えばシステム電源投入
直後の不安定期間から安定期間までは、降圧電位の監視
結果に基づいて切替制御を行い、安定期間において不慮
の不可変動によってレギュレータの出力電位が下がった
ときに、降圧電位への切り替えを行って駆動能力を上げ
るといった、より詳細な切替制御が可能となる。
【０１６０】２．３．５ 第５の構成例 第５の構成例では、ＬＣＤコントローラにより、（降
圧）クロックＰＣＬＫ以外にもＳＬＥＥＰ信号やＤＩＳ
ＣＨＡＲＧＥ信号によって、電源回路について、より一
層の低消費電力化を図ることができる。より具体的に
は、第５の構成例では、ＳＬＥＥＰ信号によって、チャ
ージポンプ動作などの出力電位の生成制御を停止させ
る。また、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号によって、電源線等
に蓄積された電荷を強制的に放電させて、液晶表示の品
位の劣化を防止する。
【０１６１】図１９に、第５の構成例における電源回路
の構成の概要を示す。
【０１６２】ここでは、図１５に示した第２の構成例に
おける電源回路に対し、ＳＬＥＥＰ信号によるスリープ
制御、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ信号によるディスチャージ制
御を行う回路を設けた場合を示している。そのため、図
１５に示した電源回路と同一部分には同一符号を付し、
適宜説明を省略する。
【０１６３】第５の構成例における電源回路６００にお
いて、上述のスリープ制御を行うスリープ回路６０２
は、（降圧）クロックＰＣＬＫをＳＬＥＥＰ信号により
マスクすることで、２／３倍降圧回路３０２のチャージ
ポンプ動作を停止させる。
【０１６４】また、第５の構成例における電源回路６０
０において、上述のディスチャージ制御を行うディスチ
ャージ回路６０４は、ＳＬＥＥＰ信号とＤＩＳＣＨＡＲ
ＧＥ信号の論理積を出力する。したがって、降圧電位Ｖ
ＲＥＦ１が供給される電源線と接地電源線との間にｎ型
ＭＯＳトランジスタ６０６を設け、ディスチャージ回路
６０４の出力信号でゲート制御することで、降圧電位Ｖ
ＲＥＦ１が供給される電源線を強制的に接地電源電位Ｖ
ＳＳにして、電源線等に蓄積された電荷を強制的に放電
させる。
【０１６５】３． 起動シーケンス 上述した電源回路を適用した液晶装置は、システム電源
投入により、次のような起動シーケンスで起動すること
ができる。
【０１６６】図２０に、液晶装置１０の起動シーケンス
の一例を示す。
【０１６７】まず、システム電源投入時に、一斉にリセ
ットを活性化した後、ホストからＬＣＤコントローラ６
０を起動させる（ＣＰＵ１）。これは、例えばＬＣＤコ
ントローラ６０のリセットを解除することで実現するこ
とができる。
【０１６８】ＬＣＤコントローラ６０は、これを受けて
起動する（ＣＮＴ１）。
【０１６９】また、ホストは、電源回路の昇圧効率や降
圧効率を決定づける昇圧・降圧クロックの周波数などの
パラメータをＬＣＤコントローラ６０に対して送信する
（ＣＮＴ２）。ＬＣＤコントローラ６０は、電源回路を
起動（リセットを解除）し（ＣＮＴ２）、所与のウェイ
トサイクルが経過するのを待つ（ＣＮＴ３）。ＬＣＤコ
ントローラ６０は、所与のウェイトサイクル経過後（Ｃ
ＮＴ３）、信号ライン駆動回路３０を起動（リセットを
解除）させ（ＣＮＴ４）、走査ライン駆動回路５０を起
動させる（ＣＮＴ５）。
【０１７０】これにより、ＬＣＤコントローラ６０から
の指示を受けた信号ライン駆動回路３０、走査ライン駆
動回路５０が、起動する（ＳＤＲ１、ＧＤＲ１）。
【０１７１】次に、ＬＣＤコントローラ６０は、表示装
置の起動の準備が整ったことをホストに通知するため、
システムイネーブル信号を送信する（ＣＮＴ６）。これ
を受けたホストは、システム初期化を行う（ＣＰＵ
３）。
【０１７２】さらに、ホストは、信号ライン駆動回路用
パラメータ、走査ライン駆動回路用パラメータを、ＬＣ
Ｄコントローラ６０に送信する（ＣＰＵ４、ＣＰＵ
５）。ここで、信号ライン駆動回路用パラメータとは、
例えば信号駆動対象の信号ラインを指定するための設定
データなどをいう。また、走査ライン駆動回路用パラメ
ータとは、例えば走査駆動対象の走査ラインを指定する
ための設定データなどをいう。
【０１７３】ＬＣＤコントローラ６０は、ホストから信
号ライン駆動回路用パラメータを受け取ると、その内容
にしたがって信号ライン駆動回路３０に対して設定する
処理を行う（ＣＮＴ７、ＳＤＲ２）。また、ＬＣＤコン
トローラ６０は、ホストから走査ライン駆動回路用パラ
メータを受け取ると、その内容にしたがって走査ライン
駆動回路５０に対して設定する処理を行う（ＣＮＴ８、
ＧＤＲ２）。
【０１７４】そして、ホストは、画像ストリームをＬＣ
Ｄコントローラ６０に対して送信し（ＣＰＵ６）、ＬＣ
Ｄコントローラ６０は、上述したように信号ライン駆動
回路３０及び走査ライン駆動回路５０に対する表示制御
を行う（ＣＮＴ９）。信号ライン駆動回路３０及び走査
ライン駆動回路５０は、信号駆動（ＳＤＲ３）及び走査
駆動（ＧＤＲ３）を行って、表示装置の液晶パネルに画
像表示を行わせる。
【０１７５】図２１（Ａ）、（Ｂ）に、ＬＣＤコントロ
ーラと電源回路との間の起動シーケンスの一例を示す。
【０１７６】ただし、図２０に示した起動シーケンスと
同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１７７】図２１（Ａ）は、ＬＣＤコントローラによ
って電源回路の切替制御が行われる場合の起動シーケン
スの一例を示す。図２１（Ｂ）は、電源回路内で切替制
御が行われる場合の起動シーケンスの一例を示す。
【０１７８】まず切替制御がＬＣＤコントローラにより
行われる場合、システム電源投入により電源として電位
生成動作を開始する（ＰＷＡ１）。
【０１７９】まず、シリーズレギュレータで、システム
電源電位ＶＤＤを電位調整した電位を、例えばＬＣＤコ
ントローラに供給する（ＰＷＡ２）。
【０１８０】ＬＣＤコントローラでは、電源回路起動
（ＣＮＴ２）において、シリーズレギュレータで生成さ
れた電源電圧により動作し、ホストにより指定された電
源回路の昇圧効率や降圧効率を決定づける昇圧・降圧ク
ロックの供給を開始し（ＣＮＴ２−１）、所与のウェイ
トサイクルが経過するのを待つ（ＣＮＴ２−２）。
【０１８１】そして、ＬＣＤコントローラは、所与のウ
ェイトサイクルの経過後、電源回路に対する切替信号を
変化させて切替制御を行う（ＣＮＴ２−３）。
【０１８２】これを受けた電源回路は、降圧電位ＶＲＥ
Ｆ１を電位調整した電位を出力電位とするように切替制
御を行い（ＰＷＡ３）、これ以降チャージポンプ式降圧
回路で生成された電位を、ＬＣＤコントローラに供給す
る（ＰＷＡ４）。
【０１８３】これに対して、切替制御が電源回路内で行
われる場合、図２１（Ｂ）に示すように、まずシステム
電源投入により電源として電位生成動作を開始する（Ｐ
ＷＢ１）。
【０１８４】次に、シリーズレギュレータで、システム
電源電位ＶＤＤを電位調整した電位を、例えばＬＣＤコ
ントローラに供給する（ＰＷＢ２）。
【０１８５】その後電源回路は、降圧電位若しくは出力
電位を監視し（ＰＷＢ３）、その監視結果に基づいて電
源回路の立ち上がりが安定したと判別されたとき、シス
テム電源電位ＶＤＤを電位調整した電位から、降圧電位
ＶＲＥＦ１を電位調整した電位に切り替えるように制御
し（ＰＷＢ４）、これ以降チャージポンプ式降圧回路で
生成された電位を、ＬＣＤコントローラに供給する（Ｐ
ＷＢ５）。
【０１８６】このように、システム電源投入後におい
て、このような手順にしたがって起動することで、適切
な設定状態において効率よく、かつ低消費電力で電源電
圧を生成して起動させることが可能となる。
【０１８７】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変
形実施が可能である。
【０１８８】また、液晶装置に限定されることなく、例
えば有機ＥＬを用いた表示装置や、プラズマディスプレ
イ装置にも適用可能であり、電源回路とこれを制御する
コントローラとの間であればその種類に限定されること
なく適用可能である。
【０１８９】さらに、電源回路に降圧回路が内蔵される
場合について説明したが、これに限定されるものではな
い。例えば、電源回路に昇圧回路が内蔵され、コントロ
ーラによって制御される場合にも同様に適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電源回路を適用した液晶装置の構成の概要を示
す構成図である。
【図２】電源回路とＬＣＤコントローラとの関係を示す
説明図である。
【図３】第１の実施形態における電源回路の原理的な構
成図である。
【図４】第２の実施形態における電源回路の原理的な構
成図である。
【図５】図５（Ａ）は、ｂ倍昇圧後にレギュレータで電
位調整して１／ａ倍降圧を行う場合の降圧回路について
の説明図である。図５（Ｂ）は、ｂ倍昇圧後に１／ａ倍
降圧を行って、レギュレータで電位調整する場合の降圧
回路についての説明図である。図５（Ｃ）は、直接ｂ／
ａ倍降圧する場合の降圧回路についての説明図である。
【図６】チャージポンプ式の２倍昇圧回路の構成の一例
を示す構成図である。
【図７】図７（Ａ）は、図６に示すチャージポンプ式の
２倍昇圧回路の降圧クロックのタイミングの一例を示す
タイミングチャートである。図７（Ｂ）は、図６に示す
チャージポンプ式の２倍昇圧回路の出力電位の変化の一
例を示すタイミングチャートである。図７（Ｃ）は、図
６に示すチャージポンプ式の２倍昇圧回路のノードＮＤ
１の電位の変化の一例を示すタイミングチャートであ
る。図７（Ｄ）は、図６に示すチャージポンプ式の２倍
昇圧回路のノードＮＤ２の電位の変化の一例を示すタイ
ミングチャートである。
【図８】チャージポンプ式の１／２倍降圧回路の構成の
一例を示す構成図である。
【図９】図９（Ａ）は、図８に示すチャージポンプ式の
１／２倍昇圧回路の降圧クロックのタイミングの一例を
示すタイミングチャートである。図９（Ｂ）は、図８に
示すチャージポンプ式の１／２倍昇圧回路の出力電位の
変化の一例を示すタイミングチャートである。図９
（Ｃ）は、図８に示すチャージポンプ式の１／２倍昇圧
回路のノードＮＤ３の電位の変化の一例を示すタイミン
グチャートである。図９（Ｄ）は、図８に示すチャージ
ポンプ式の１／２倍昇圧回路のノードＮＤ３の電位の変
化の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】チャージポンプ式の２／３倍降圧回路の構成
の一例を示す構成図である。
【図１１】第１の構成例における電源回路の構成の概要
を示す構成図である。
【図１２】第１の構成例における電源回路の具体的な構
成を示す構成図である。
【図１３】第１の構成例における動作タイミングを説明
するためのタイミングチャートである。
【図１４】第２の構成例における電源回路の構成の概要
を示す構成図である。
【図１５】第２の構成例における電源回路の具体的な構
成を示す構成図である。
【図１６】第３の構成例における電源回路の構成の概要
を示す構成図である。
【図１７】第３の構成例における電源回路の具体的な構
成を示す構成図である。
【図１８】第４の構成例における電源回路の構成の概要
を示す構成図である。
【図１９】第５の構成例における電源回路の具体的な構
成を示す構成図である。
【図２０】液晶装置の起動シーケンスの一例を示すシー
ケンス図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、ＬＣＤコントローラによっ
て電源回路の切替制御が行われる場合の起動シーケンス
の一例を示すシーケンス図である。図２１（Ｂ）は、電
源回路内で切替制御が行われる場合の起動シーケンスの
一例を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０ 液晶装置 ２０ ＬＣＤパネル ２４nm 液晶容量 ２６nm 画素電極 ２８nm 対向電極 ３０ 信号ライン駆動回路 ５０ 走査ライン駆動回路 ６０ ＬＣＤコントローラ ８０、１００、１２０、２００、３００、４００、５０
０、６００ 電源回路 ９０、１０２、１２２ チャージポンプ式降圧回路 １０４、２０４ 第１のレギュレータ １０６、２０６ 第２のレギュレータ １０８、１２４、２０８、３０４、４０４、５０４ 切
替回路 １１０、１２８ 切替制御回路 １２６ 第３のレギュレータ ２０２、３０２、４０２、５０２ ２／３倍降圧回路 ２１０、３０８、４０８、５０８ 電源監視回路 ２１２、３１０、４１０ コンパレータ ２１４ インバータ回路 ３０６、４０６、５０６ レギュレータ ６０２ スリープ回路 ６０４ ディスチャージ回路 Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１０〜Ｃ１２ キャパシタ ＶＤＤ システム電源電位 ＶＳＳ 接地電源電位

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２の電位に基づいて第３の電
    位を生成する電源回路であって、 所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポンプ動
    作によって、前記第２の電位を降圧した降圧電位を生成
    する降圧回路と、 前記第２の電位を電位調整した調整電位を生成する第１
    の電位調整回路と、 所与の切替信号に基づいて、前記降圧電位及び前記調整
    電位のいずれか一方を前記第３の電位として選択出力す
    る切替回路と、 を含むことを特徴とする電源回路。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記降圧回路は、 所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポンプ動
    作によって前記第２の電位を降圧した電位を電位調整し
    て、前記降圧電位を生成する第２の電位調整回路を含む
    ことを特徴とする電源回路。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記所与の切替信号は、 所与のウェイト期間の経過後に変化し、 前記切替回路は、 前記所与の切替信号が変化した場合に、前記第３の電位
    を、前記調整電位から前記降圧電位に切り替えて出力す
    ることを特徴とする電源回路。
  4. 【請求項４】 第１及び第２の電位に基づいて第３の電
    位を生成する電源回路であって、 所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポンプ動
    作によって、前記第２の電位を降圧した降圧電位を生成
    する降圧回路と、 所与の切替信号に基づいて、前記第２の電位及び前記降
    圧電位のいずれか一方を第４の電位として選択出力する
    切替回路と、 前記第４の電位を前記第３の電位に電位調整する電位調
    整回路と、 を含むことを特徴とする電源回路。
  5. 【請求項５】 請求項４において、 前記所与の切替信号は、 所与のウェイト期間の経過後に変化し、 前記切替回路は、 前記所与の切替信号が変化した場合に、前記第４の電位
    を、前記第２の電位から前記降圧電位に切り替えて出力
    することを特徴とする電源回路。
  6. 【請求項６】 請求項３又は５において、 前記所与の切替信号は、 前記降圧電位又は前記第３の電位を監視する監視回路の
    監視結果に基づいて変化することを特徴とする電源回
    路。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかにおいて、 少なくとも前記第３の電位は、 前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路に供給
    されることを特徴とする電源回路。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかにおいて、 前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路の耐圧
    は、前記第２の電位の供給元の回路の耐圧よりも低いこ
    とを特徴とする電源回路。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路は、表
    示コントローラであることを特徴とする電源回路。
  10. 【請求項１０】 第１及び第２の電位に基づいて第３の
    電位を生成する電源回路の制御方法であって、 電位調整回路が前記第２の電位を電位調整した調整電位
    を、前記第３の電位として出力するステップと、 所与の切替信号に基づいて、前記調整電位から、降圧回
    路が所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポン
    プ動作により前記第２の電位を降圧した降圧電位に切り
    替えて、前記第３の電位として出力するステップと、 を含むことを特徴とする電源回路の制御方法。
  11. 【請求項１１】 第１及び第２の電位に基づいて第３の
    電位を生成する電源回路の制御方法であって、 電位調整回路が前記第２の電位を電位調整した調整電位
    を、前記第３の電位として出力するステップと、 所与の切替信号に基づいて、前記調整電位から、降圧回
    路が所与のスイッチング制御信号に基づくチャージポン
    プ動作により前記第２の電位を降圧した降圧電位に切り
    替えた電位を、前記電位調整回路が電位調整して前記第
    ３の電位として出力するステップと、 を含むことを特徴とする電源回路の制御方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、 前記所与の切替信号は、 所与のウェイト期間の経過後に変化することを特徴とす
    る電源回路の制御方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１０又は１１において、 前記所与の切替信号は、 前記降圧電位又は前記第３の電位を監視する監視回路の
    監視結果に基づいて変化することを特徴とする電源回路
    の制御方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１０乃至１３のいずれかにおい
    て、 少なくとも前記第３の電位を、前記所与のスイッチング
    制御信号の供給元の回路に供給することを特徴とする電
    源回路の制御方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０乃至１４のいずれかにおい
    て、 前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路の耐圧
    は、前記第２の電位の供給元の回路の耐圧よりも低いこ
    とを特徴とする電源回路の制御方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１０乃至１５のいずれかにおい
    て、 前記所与のスイッチング制御信号の供給元の回路は、表
    示コントローラであることを特徴とする電源回路の制御
    方法。
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