JP2003348821A - 電源供給回路 - Google Patents
電源供給回路Info
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- JP2003348821A JP2003348821A JP2002152846A JP2002152846A JP2003348821A JP 2003348821 A JP2003348821 A JP 2003348821A JP 2002152846 A JP2002152846 A JP 2002152846A JP 2002152846 A JP2002152846 A JP 2002152846A JP 2003348821 A JP2003348821 A JP 2003348821A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電源が電池である場合のように、使用す
るにしたがって電源電圧が次第に低下するようなときに
おいても、ほぼ一定の出力電圧が得られ、逆流防止用の
ダイオードの順方向電圧によるロスをなくし、ＩＣ化を
行ってもＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードによる無
効電流の発生を防止できると共にラッチアップの発生を
防止することができる、チャージポンプ回路を使用した
高効率の電源供給回路を得る。 【解決手段】 定電圧回路２からの出力電圧Ｖｏに対し
て、１倍昇圧を行う第１動作モード、１.５倍昇圧を行
う第２動作モード及び２倍昇圧を行う第３動作モードの
３モードの昇圧動作を行うチャージポンプ回路３を備
え、該チャージポンプ回路３は、電源電圧ＶＤＤの電圧
値に応じて第１動作モード、第２動作モード又は第３動
作モードのいずれかの動作を行うようにした。
るにしたがって電源電圧が次第に低下するようなときに
おいても、ほぼ一定の出力電圧が得られ、逆流防止用の
ダイオードの順方向電圧によるロスをなくし、ＩＣ化を
行ってもＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードによる無
効電流の発生を防止できると共にラッチアップの発生を
防止することができる、チャージポンプ回路を使用した
高効率の電源供給回路を得る。 【解決手段】 定電圧回路２からの出力電圧Ｖｏに対し
て、１倍昇圧を行う第１動作モード、１.５倍昇圧を行
う第２動作モード及び２倍昇圧を行う第３動作モードの
３モードの昇圧動作を行うチャージポンプ回路３を備
え、該チャージポンプ回路３は、電源電圧ＶＤＤの電圧
値に応じて第１動作モード、第２動作モード又は第３動
作モードのいずれかの動作を行うようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャージポンプ回
路を使用した電源供給回路に関し、特に、電源電圧より
僅かに高い電圧を必要とする負荷に、高効率に電力供給
することができる電源供給回路に関するものである。
路を使用した電源供給回路に関し、特に、電源電圧より
僅かに高い電圧を必要とする負荷に、高効率に電力供給
することができる電源供給回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電源電圧より高い電圧を必要とする場合
は、電源回路として、主にインダクタンスを利用したＤ
Ｃ−ＤＣコンバータが使用されている。ＤＣ−ＤＣコン
バータは、任意の電圧を発生させることができ、しかも
消費電流の大きい負荷に効率よく電力を供給できるた
め、多くの用途に使用されている。しかし、ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、トランスやコイル等の部品が必要なた
め、小型化を図ることが困難であり、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータのすべてを半導体集積回路に集積することができな
かった。
は、電源回路として、主にインダクタンスを利用したＤ
Ｃ−ＤＣコンバータが使用されている。ＤＣ−ＤＣコン
バータは、任意の電圧を発生させることができ、しかも
消費電流の大きい負荷に効率よく電力を供給できるた
め、多くの用途に使用されている。しかし、ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、トランスやコイル等の部品が必要なた
め、小型化を図ることが困難であり、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータのすべてを半導体集積回路に集積することができな
かった。
【０００３】そのため、比較的消費電流の小さい負荷に
電源を供給する場合には、小型化が可能で高効率なチャ
ージポンプ回路が電源回路に使用されていた。しかし、
チャージポンプ回路は、直流電源からの電源電圧で充電
したコンデンサの電圧を加算して昇圧するため、出力電
圧が電源電圧の整数倍の電圧しか得られず、電源電圧と
負荷が必要とする電圧の関係によっては、負荷に必要以
上の電圧が供給されて負荷の電力消費が大きくなり、著
しく効率を低下させる場合があった。
電源を供給する場合には、小型化が可能で高効率なチャ
ージポンプ回路が電源回路に使用されていた。しかし、
チャージポンプ回路は、直流電源からの電源電圧で充電
したコンデンサの電圧を加算して昇圧するため、出力電
圧が電源電圧の整数倍の電圧しか得られず、電源電圧と
負荷が必要とする電圧の関係によっては、負荷に必要以
上の電圧が供給されて負荷の電力消費が大きくなり、著
しく効率を低下させる場合があった。
【０００４】そこで、特開２００１−１６９５３７号公
報では、このようなチャージポンプ回路の欠点である、
電源電圧の整数倍の出力電圧しか得られない点を改善し
たチャージポンプ回路が開示されている。特開２００１
−１６９５３７号公報では、電源に一番近いコンデンサ
に同容量の物を２個使用し、該２個のコンデンサを直列
に接続して電源電圧で充電することにより、該各コンデ
ンサは電源電圧の１／２の電圧に充電される。
報では、このようなチャージポンプ回路の欠点である、
電源電圧の整数倍の出力電圧しか得られない点を改善し
たチャージポンプ回路が開示されている。特開２００１
−１６９５３７号公報では、電源に一番近いコンデンサ
に同容量の物を２個使用し、該２個のコンデンサを直列
に接続して電源電圧で充電することにより、該各コンデ
ンサは電源電圧の１／２の電圧に充電される。
【０００５】このように充電された２個のコンデンサを
並列に接続して得られる電圧を、電源電圧と同じ電圧に
充電されている他のコンデンサの電圧又は電源電圧に加
算することで、電源電圧の（Ｎ＋０.５）倍の電圧を得
るようにしている。なお、Ｎは、Ｎ＞０の整数である。
更に、特開２００１−１６９５３７号公報では、電源に
一番近いコンデンサを４個にして、前記と同様に４個を
並列に接続したものを電圧加算することで、電源電圧の
１／４ステップごとに出力電圧を設定できる回路が開示
されている。
並列に接続して得られる電圧を、電源電圧と同じ電圧に
充電されている他のコンデンサの電圧又は電源電圧に加
算することで、電源電圧の（Ｎ＋０.５）倍の電圧を得
るようにしている。なお、Ｎは、Ｎ＞０の整数である。
更に、特開２００１−１６９５３７号公報では、電源に
一番近いコンデンサを４個にして、前記と同様に４個を
並列に接続したものを電圧加算することで、電源電圧の
１／４ステップごとに出力電圧を設定できる回路が開示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開２００１
−１６９５３７号公報では、出力電圧が電源電圧の１／
４ステップという細かさで昇圧できるようになったが、
昇圧倍率を電源電圧に対して変更することができない。
このため、例えば電源電圧が大きく変動するよう場合
は、最低電源電圧に対して昇圧倍率を設定しなければな
らず、最高電源電圧時では効率が悪いという問題が考え
られる。また、特開２００１−１６９５３７号公報で
は、高電圧側からの逆流防止にはダイオードを使用して
いるため、ダイオードの順方向電圧によるロスが発生す
るという問題が考えられる。
−１６９５３７号公報では、出力電圧が電源電圧の１／
４ステップという細かさで昇圧できるようになったが、
昇圧倍率を電源電圧に対して変更することができない。
このため、例えば電源電圧が大きく変動するよう場合
は、最低電源電圧に対して昇圧倍率を設定しなければな
らず、最高電源電圧時では効率が悪いという問題が考え
られる。また、特開２００１−１６９５３７号公報で
は、高電圧側からの逆流防止にはダイオードを使用して
いるため、ダイオードの順方向電圧によるロスが発生す
るという問題が考えられる。
【０００７】更に、フライバックコンデンサを直列に接
続しているスイッチ素子に、バックゲートをソースに接
続したＮチャネル形ＭＯＳトランジスタを使用してい
る。このため、これらの回路をＩＣ化した場合に、チャ
ージポンプ回路による昇圧動作の途中で、前記Ｎチャネ
ル形ＭＯＳトランジスタのソース電圧がドレイン電圧よ
り高くなると、Ｎチャネル形ＭＯＳトランジスタの寄生
ダイオードに順方向電流が流れる。この結果、電源電圧
と接地電圧との間に無効電流が流れ、最悪の場合、ラッ
チアップ現象を起こしてＩＣが発熱し、ＩＣに不具合が
発生する可能性があった。
続しているスイッチ素子に、バックゲートをソースに接
続したＮチャネル形ＭＯＳトランジスタを使用してい
る。このため、これらの回路をＩＣ化した場合に、チャ
ージポンプ回路による昇圧動作の途中で、前記Ｎチャネ
ル形ＭＯＳトランジスタのソース電圧がドレイン電圧よ
り高くなると、Ｎチャネル形ＭＯＳトランジスタの寄生
ダイオードに順方向電流が流れる。この結果、電源電圧
と接地電圧との間に無効電流が流れ、最悪の場合、ラッ
チアップ現象を起こしてＩＣが発熱し、ＩＣに不具合が
発生する可能性があった。
【０００８】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、直流電源が電池である場合の
ように、使用するにしたがって電源電圧が次第に低下す
るようなときにおいても、ほぼ一定の出力電圧が得ら
れ、逆流防止用のダイオードの順方向電圧によるロスを
なくし、ＩＣ化を行ってもＭＯＳトランジスタの寄生ダ
イオードによる無効電流の発生を防止できると共にラッ
チアップの発生を防止することができる、チャージポン
プ回路を使用した高効率の電源供給回路を得ることを目
的とする。
めになされたものであり、直流電源が電池である場合の
ように、使用するにしたがって電源電圧が次第に低下す
るようなときにおいても、ほぼ一定の出力電圧が得ら
れ、逆流防止用のダイオードの順方向電圧によるロスを
なくし、ＩＣ化を行ってもＭＯＳトランジスタの寄生ダ
イオードによる無効電流の発生を防止できると共にラッ
チアップの発生を防止することができる、チャージポン
プ回路を使用した高効率の電源供給回路を得ることを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電源供給
回路は、直流電源から供給される電源電圧から所定の定
電圧Ｖａを生成して出力する定電圧回路と、該電源電圧
の電圧値に応じた倍率で該定電圧回路の出力電圧を昇圧
し、負荷の電源として供給するチャージポンプ回路とを
備え、前記チャージポンプ回路は、前記電源電圧の電圧
検出を行い、該電源電圧値の低下に応じて昇圧倍率を大
きくして前記定電圧回路の出力電圧を昇圧するものであ
る。
回路は、直流電源から供給される電源電圧から所定の定
電圧Ｖａを生成して出力する定電圧回路と、該電源電圧
の電圧値に応じた倍率で該定電圧回路の出力電圧を昇圧
し、負荷の電源として供給するチャージポンプ回路とを
備え、前記チャージポンプ回路は、前記電源電圧の電圧
検出を行い、該電源電圧値の低下に応じて昇圧倍率を大
きくして前記定電圧回路の出力電圧を昇圧するものであ
る。
【００１０】この場合、前記チャージポンプ回路は、前
記定電圧回路の出力電圧をそのまま出力する第１動作モ
ードと、前記定電圧回路の出力電圧を所定値α倍に昇圧
して出力する第２動作モードと、前記定電圧回路の出力
電圧を該α倍よりも大きい所定値β倍に昇圧して出力す
る第３動作モードとを有し、前記電源電圧の電圧に応じ
て前記第１動作モード、第２動作モード及び第３動作モ
ードのいずれかの動作モードで作動するようにしてもよ
い。
記定電圧回路の出力電圧をそのまま出力する第１動作モ
ードと、前記定電圧回路の出力電圧を所定値α倍に昇圧
して出力する第２動作モードと、前記定電圧回路の出力
電圧を該α倍よりも大きい所定値β倍に昇圧して出力す
る第３動作モードとを有し、前記電源電圧の電圧に応じ
て前記第１動作モード、第２動作モード及び第３動作モ
ードのいずれかの動作モードで作動するようにしてもよ
い。
【００１１】具体的には、前記チャージポンプ回路は、
前記電源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作
モードで作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１よりも小
さい所定値Ｖ２を超えている場合は第２動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ２以下の場合は第３動
作モードで作動するようにした。
前記電源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作
モードで作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１よりも小
さい所定値Ｖ２を超えている場合は第２動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ２以下の場合は第３動
作モードで作動するようにした。
【００１２】また、前記チャージポンプ回路は、前記電
源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第
３動作モードで作動するようにしてもよい。
源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第
３動作モードで作動するようにしてもよい。
【００１３】また、前記チャージポンプ回路は、前記電
源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第
２動作モードで作動するようにしてもよい。
源電圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第
２動作モードで作動するようにしてもよい。
【００１４】また、前記チャージポンプ回路は、前記電
源電圧が所定値Ｖ３を超えている場合は第２動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ３以下の場合は第
３動作モードで作動するようにしてもよい。
源電圧が所定値Ｖ３を超えている場合は第２動作モード
で作動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ３以下の場合は第
３動作モードで作動するようにしてもよい。
【００１５】具体的には、前記チャージポンプ回路は、
第１動作モードで作動する場合、前記定電圧回路に対し
て電源電圧を出力電圧として出力させるようにした。
第１動作モードで作動する場合、前記定電圧回路に対し
て電源電圧を出力電圧として出力させるようにした。
【００１６】一方、前記チャージポンプ回路は、前記定
電圧回路の出力電圧で充電される２つの第１のコンデン
サと、対応する該第１のコンデンサにおける充電時の低
電圧側、及び前記定電圧回路の出力電圧が入力される入
力端をそれぞれ接続する各第１のスイッチ素子と、対応
する該第１のコンデンサにおける充電時の高電圧側、及
び前記負荷に対して電圧を出力する出力端をそれぞれ接
続する各第２のスイッチ素子と、前記各第１のコンデン
サを直列に接続する第３のスイッチ素子と、前記各第１
のコンデンサと該第３のスイッチ素子との直列回路の一
端を前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力端に接
続する第４のスイッチ素子と、前記各第１のコンデンサ
と該第３のスイッチ素子との直列回路の他端を前記直流
電源の負側電源電圧に接続する第５のスイッチ素子と、
前記各第１のコンデンサにおける、充電時の高圧側が前
記第３のスイッチ素子に接続される第１のコンデンサの
該高圧側を前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力
端に接続する第６のスイッチ素子と、前記各第１のコン
デンサにおける、充電時の低圧側が前記第３のスイッチ
素子に接続される第１のコンデンサの該低圧側を前記直
流電源の負側電源電圧に接続する第７のスイッチ素子
と、前記各第１のコンデンサを充電して得られる電圧で
充電される第２のコンデンサと、前記電源電圧の検出を
行い、該検出した電圧値を示す信号を出力する電圧検出
回路部と、該電圧検出回路部からの信号に応じて、所定
のクロック信号を基に前記第１から第７の各スイッチ素
子のスイッチング制御をそれぞれ行うと共に、前記定電
圧回路の動作制御を行う制御回路部とを備えるようにし
た。
電圧回路の出力電圧で充電される２つの第１のコンデン
サと、対応する該第１のコンデンサにおける充電時の低
電圧側、及び前記定電圧回路の出力電圧が入力される入
力端をそれぞれ接続する各第１のスイッチ素子と、対応
する該第１のコンデンサにおける充電時の高電圧側、及
び前記負荷に対して電圧を出力する出力端をそれぞれ接
続する各第２のスイッチ素子と、前記各第１のコンデン
サを直列に接続する第３のスイッチ素子と、前記各第１
のコンデンサと該第３のスイッチ素子との直列回路の一
端を前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力端に接
続する第４のスイッチ素子と、前記各第１のコンデンサ
と該第３のスイッチ素子との直列回路の他端を前記直流
電源の負側電源電圧に接続する第５のスイッチ素子と、
前記各第１のコンデンサにおける、充電時の高圧側が前
記第３のスイッチ素子に接続される第１のコンデンサの
該高圧側を前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力
端に接続する第６のスイッチ素子と、前記各第１のコン
デンサにおける、充電時の低圧側が前記第３のスイッチ
素子に接続される第１のコンデンサの該低圧側を前記直
流電源の負側電源電圧に接続する第７のスイッチ素子
と、前記各第１のコンデンサを充電して得られる電圧で
充電される第２のコンデンサと、前記電源電圧の検出を
行い、該検出した電圧値を示す信号を出力する電圧検出
回路部と、該電圧検出回路部からの信号に応じて、所定
のクロック信号を基に前記第１から第７の各スイッチ素
子のスイッチング制御をそれぞれ行うと共に、前記定電
圧回路の動作制御を行う制御回路部とを備えるようにし
た。
【００１７】この場合、前記制御回路部は、前記定電圧
回路の出力電圧を昇圧させて出力する場合、該定電圧回
路の出力電圧が入力される入力端と前記第２のコンデン
サとの間に直列に接続された前記各スイッチ素子が同時
にオンしないように各スイッチ素子のスイッチング制御
を行うようにしてもよい。
回路の出力電圧を昇圧させて出力する場合、該定電圧回
路の出力電圧が入力される入力端と前記第２のコンデン
サとの間に直列に接続された前記各スイッチ素子が同時
にオンしないように各スイッチ素子のスイッチング制御
を行うようにしてもよい。
【００１８】また、前記制御回路部は、前記定電圧回路
の出力電圧が入力される入力端と、前記直流電源の負側
電源電圧との間に直列に接続された各スイッチ素子が同
時にオンしないように前記各スイッチ素子のスイッチン
グ制御を行うようにしてもよい。
の出力電圧が入力される入力端と、前記直流電源の負側
電源電圧との間に直列に接続された各スイッチ素子が同
時にオンしないように前記各スイッチ素子のスイッチン
グ制御を行うようにしてもよい。
【００１９】また、前記第３及び第６の各スイッチ素子
は、それぞれＭＯＳトランジスタからなり、対応する該
ＭＯＳトランジスタのサブストレートゲートを該ＭＯＳ
トランジスタのドレイン又はソースのいずれかに切り換
えて接続する第１及び第２の各切り換えスイッチを備
え、前記制御回路部は、対応する該ＭＯＳトランジスタ
のソース電圧がドレイン電圧より大きい場合はサブスト
レートゲートを該ソース側に、対応する該ＭＯＳトラン
ジスタのソース電圧がドレイン電圧より小さい場合はサ
ブストレートゲートを該ドレイン側に接続するように、
前記第１及び第２の各切り換えスイッチの切り換え制御
をそれぞれ行うようにした。
は、それぞれＭＯＳトランジスタからなり、対応する該
ＭＯＳトランジスタのサブストレートゲートを該ＭＯＳ
トランジスタのドレイン又はソースのいずれかに切り換
えて接続する第１及び第２の各切り換えスイッチを備
え、前記制御回路部は、対応する該ＭＯＳトランジスタ
のソース電圧がドレイン電圧より大きい場合はサブスト
レートゲートを該ソース側に、対応する該ＭＯＳトラン
ジスタのソース電圧がドレイン電圧より小さい場合はサ
ブストレートゲートを該ドレイン側に接続するように、
前記第１及び第２の各切り換えスイッチの切り換え制御
をそれぞれ行うようにした。
【００２０】具体的には、前記各第２のスイッチ素子
は、第２のコンデンサから対応する第１のコンデンサに
流れる電流を阻止する方向に寄生ダイオードが形成され
るようにサブストレートゲートが接続されたＭＯＳトラ
ンジスタからなると共に、前記第４のスイッチ素子は、
第１のコンデンサから、前記定電圧回路の出力電圧が入
力される入力端に流れる電流を阻止する方向に寄生ダイ
オードが形成されるようにサブストレートゲートが接続
されたＭＯＳトランジスタからなるようにした。
は、第２のコンデンサから対応する第１のコンデンサに
流れる電流を阻止する方向に寄生ダイオードが形成され
るようにサブストレートゲートが接続されたＭＯＳトラ
ンジスタからなると共に、前記第４のスイッチ素子は、
第１のコンデンサから、前記定電圧回路の出力電圧が入
力される入力端に流れる電流を阻止する方向に寄生ダイ
オードが形成されるようにサブストレートゲートが接続
されたＭＯＳトランジスタからなるようにした。
【００２１】また、前記制御回路部は、各第１のコンデ
ンサを前記定電圧回路の出力電圧で充電する場合、前記
第４及び第５の各スイッチ素子をオンさせて導通状態に
した後、前記第３のスイッチ素子をオンさせて導通状態
にするようにしてもよい。
ンサを前記定電圧回路の出力電圧で充電する場合、前記
第４及び第５の各スイッチ素子をオンさせて導通状態に
した後、前記第３のスイッチ素子をオンさせて導通状態
にするようにしてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 第１の実施の形態．図１は、本発明の第１の実施の形態
における電源供給回路の例を示した回路図である。な
お、図１では、３種類の倍率で昇圧を行うことができる
３モードのチャージポンプ回路を例にして示している。
図１における電源供給回路１は、電池等の直流電源（図
示せず）から入力された電源電圧ＶＤＤから所定の定電
圧Ｖａを生成して出力電圧Ｖｏとして出力する定電圧回
路２と、該定電圧回路２から入力端ＣＰＩＮに入力され
た電圧Ｖｏを昇圧して出力端ＣＰＯＵＴから出力するチ
ャージポンプ回路３とで構成されている。チャージポン
プ回路３の出力端ＣＰＯＵＴには、負荷回路１１が接続
されている。
づいて、本発明を詳細に説明する。 第１の実施の形態．図１は、本発明の第１の実施の形態
における電源供給回路の例を示した回路図である。な
お、図１では、３種類の倍率で昇圧を行うことができる
３モードのチャージポンプ回路を例にして示している。
図１における電源供給回路１は、電池等の直流電源（図
示せず）から入力された電源電圧ＶＤＤから所定の定電
圧Ｖａを生成して出力電圧Ｖｏとして出力する定電圧回
路２と、該定電圧回路２から入力端ＣＰＩＮに入力され
た電圧Ｖｏを昇圧して出力端ＣＰＯＵＴから出力するチ
ャージポンプ回路３とで構成されている。チャージポン
プ回路３の出力端ＣＰＯＵＴには、負荷回路１１が接続
されている。
【００２３】定電圧回路２は、ゲート電圧に応じて出力
端から出力される電流を制御するＰチャネル形ＭＯＳト
ランジスタ（以下、ＰＭＯＳトランジスタと呼ぶ）から
なる出力制御用トランジスタ２１と、ゲートに入力され
る制御信号に応じて該出力制御用トランジスタ２１のゲ
ート電圧を制御するＮチャネル形ＭＯＳトランジスタ
（以下、ＮＭＯＳトランジスタと呼ぶ）２２と、該出力
制御用トランジスタ２１の動作制御を行う誤差増幅器２
３とを備えている。
端から出力される電流を制御するＰチャネル形ＭＯＳト
ランジスタ（以下、ＰＭＯＳトランジスタと呼ぶ）から
なる出力制御用トランジスタ２１と、ゲートに入力され
る制御信号に応じて該出力制御用トランジスタ２１のゲ
ート電圧を制御するＮチャネル形ＭＯＳトランジスタ
（以下、ＮＭＯＳトランジスタと呼ぶ）２２と、該出力
制御用トランジスタ２１の動作制御を行う誤差増幅器２
３とを備えている。
【００２４】更に、定電圧回路２は、所定の基準電圧Ｖ
ｒを生成して出力する基準電圧発生回路２４と、出力電
圧Ｖｏを分圧する抵抗２５及び抵抗２６の直列回路と、
コンデンサ２７とを備えている。誤差増幅器２３は、出
力電圧Ｖｏが抵抗２５と抵抗２６で分圧された電圧の基
準電圧Ｖｒに対する誤差を増幅し出力して出力制御用ト
ランジスタ２１の動作制御を行う。出力制御用トランジ
スタ２１のドレイン電圧はコンデンサ２７で安定化さ
れ、出力端から定電圧Ｖａの出力電圧Ｖｏが出力され
る。
ｒを生成して出力する基準電圧発生回路２４と、出力電
圧Ｖｏを分圧する抵抗２５及び抵抗２６の直列回路と、
コンデンサ２７とを備えている。誤差増幅器２３は、出
力電圧Ｖｏが抵抗２５と抵抗２６で分圧された電圧の基
準電圧Ｖｒに対する誤差を増幅し出力して出力制御用ト
ランジスタ２１の動作制御を行う。出力制御用トランジ
スタ２１のドレイン電圧はコンデンサ２７で安定化さ
れ、出力端から定電圧Ｖａの出力電圧Ｖｏが出力され
る。
【００２５】チャージポンプ回路３は、定電圧回路２か
ら入力された電圧Ｖｏを１倍、１.５倍又は２倍に昇圧
して出力する３モードのチャージポンプ回路部３１と、
所定の周波数（１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）のクロック信
号ＣＬＫを生成して出力するクロック信号発生回路部３
２と、該クロック信号発生回路部３２から入力されたク
ロック信号ＣＬＫを基にしてチャージポンプ回路部３１
の昇圧動作の制御を行う制御回路部３３とを備えてい
る。更に、チャージポンプ回路３は、電源電圧ＶＤＤの
検出を行い、該検出結果を制御回路部３３に出力する電
圧検出回路部３４を備えている。なお、前記１.５倍は
α倍を、前記２倍はβ倍をそれぞれなしている。
ら入力された電圧Ｖｏを１倍、１.５倍又は２倍に昇圧
して出力する３モードのチャージポンプ回路部３１と、
所定の周波数（１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）のクロック信
号ＣＬＫを生成して出力するクロック信号発生回路部３
２と、該クロック信号発生回路部３２から入力されたク
ロック信号ＣＬＫを基にしてチャージポンプ回路部３１
の昇圧動作の制御を行う制御回路部３３とを備えてい
る。更に、チャージポンプ回路３は、電源電圧ＶＤＤの
検出を行い、該検出結果を制御回路部３３に出力する電
圧検出回路部３４を備えている。なお、前記１.５倍は
α倍を、前記２倍はβ倍をそれぞれなしている。
【００２６】チャージポンプ回路部３１は、同じ容量の
２個のコンデンサ（以下、フライバックコンデンサと呼
ぶ）ＦＣ１，ＦＣ２と、チャージポンプ回路部３１の出
力電圧を安定化させるコンデンサ（以下、キャッチアッ
プコンデンサと呼ぶ）Ｃ１と、ＰＭＯＳトランジスタか
らなる第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ
４、第５スイッチ素子ＳＷ５、第６スイッチ素子ＳＷ６
及び第７スイッチ素子ＳＷ７とを備えている。更に、チ
ャージポンプ回路部３１は、ＮＭＯＳトランジスタから
なる第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ
９と、入力された制御信号に応じて切り換わる切り換え
スイッチＳＷ１０及びＳＷ１１とを備えている。
２個のコンデンサ（以下、フライバックコンデンサと呼
ぶ）ＦＣ１，ＦＣ２と、チャージポンプ回路部３１の出
力電圧を安定化させるコンデンサ（以下、キャッチアッ
プコンデンサと呼ぶ）Ｃ１と、ＰＭＯＳトランジスタか
らなる第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ
４、第５スイッチ素子ＳＷ５、第６スイッチ素子ＳＷ６
及び第７スイッチ素子ＳＷ７とを備えている。更に、チ
ャージポンプ回路部３１は、ＮＭＯＳトランジスタから
なる第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ
９と、入力された制御信号に応じて切り換わる切り換え
スイッチＳＷ１０及びＳＷ１１とを備えている。
【００２７】なお、第１スイッチ素子ＳＷ１と第６スイ
ッチ素子ＳＷ６はそれぞれ第１のスイッチ素子をなし、
第２スイッチ素子ＳＷ２と第５スイッチ素子ＳＷ５はそ
れぞれ第２のスイッチ素子をなし、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３は第３のスイッチ素子をなす。また、第４スイッチ
素子ＳＷ４は第４のスイッチ素子を、第７スイッチ素子
ＳＷ７は第６のスイッチ素子を、第８スイッチ素子ＳＷ
８は第５のスイッチ素子を、第９スイッチ素子ＳＷ９は
第７のスイッチ素子をそれぞれなしている。また、切り
換えスイッチＳＷ１０は第１の切り換えスイッチを、切
り換えスイッチＳＷ１１は第２の切り換えスイッチをそ
れぞれなし、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
はそれぞれ第１のコンデンサを、キャッチアップコンデ
ンサＣ１は第２のコンデンサをそれぞれなす。
ッチ素子ＳＷ６はそれぞれ第１のスイッチ素子をなし、
第２スイッチ素子ＳＷ２と第５スイッチ素子ＳＷ５はそ
れぞれ第２のスイッチ素子をなし、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３は第３のスイッチ素子をなす。また、第４スイッチ
素子ＳＷ４は第４のスイッチ素子を、第７スイッチ素子
ＳＷ７は第６のスイッチ素子を、第８スイッチ素子ＳＷ
８は第５のスイッチ素子を、第９スイッチ素子ＳＷ９は
第７のスイッチ素子をそれぞれなしている。また、切り
換えスイッチＳＷ１０は第１の切り換えスイッチを、切
り換えスイッチＳＷ１１は第２の切り換えスイッチをそ
れぞれなし、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
はそれぞれ第１のコンデンサを、キャッチアップコンデ
ンサＣ１は第２のコンデンサをそれぞれなす。
【００２８】第１スイッチ素子から第９スイッチ素子Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ９の各ゲートには、制御回路部３３からの制
御信号Ｓ１〜Ｓ９が対応して入力されている。また、切
り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１には、制御回路部
３３からの制御信号Ｓ１０及びＳ１１が対応して入力さ
れている。また、定電圧回路２におけるＮＭＯＳトラン
ジスタ２２のゲート及び誤差増幅器２３のイネーブル信
号入力端には、制御回路部３３からの制御信号Ｓ０がそ
れぞれ入力されている。
Ｗ１〜ＳＷ９の各ゲートには、制御回路部３３からの制
御信号Ｓ１〜Ｓ９が対応して入力されている。また、切
り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１には、制御回路部
３３からの制御信号Ｓ１０及びＳ１１が対応して入力さ
れている。また、定電圧回路２におけるＮＭＯＳトラン
ジスタ２２のゲート及び誤差増幅器２３のイネーブル信
号入力端には、制御回路部３３からの制御信号Ｓ０がそ
れぞれ入力されている。
【００２９】チャージポンプ回路部３１は、制御回路部
３３から入力される制御信号Ｓ０〜Ｓ１１に応じて、入
力された電圧Ｖｏを１倍、１.５倍又は２倍のいずれか
に昇圧して出力端ＣＰＯＵＴから出力する。なお、チャ
ージポンプ回路３において、入力された電圧Ｖｏに対し
て、１倍に昇圧する、すなわち定電圧回路２の出力電圧
をそのまま出力する動作を第１動作モードとし、１.５
倍に昇圧する動作を第２動作モードとし、２倍に昇圧す
る動作を第３動作モードとする。
３３から入力される制御信号Ｓ０〜Ｓ１１に応じて、入
力された電圧Ｖｏを１倍、１.５倍又は２倍のいずれか
に昇圧して出力端ＣＰＯＵＴから出力する。なお、チャ
ージポンプ回路３において、入力された電圧Ｖｏに対し
て、１倍に昇圧する、すなわち定電圧回路２の出力電圧
をそのまま出力する動作を第１動作モードとし、１.５
倍に昇圧する動作を第２動作モードとし、２倍に昇圧す
る動作を第３動作モードとする。
【００３０】チャージポンプ回路部３１において、定電
圧回路２の出力電圧Ｖｏが入力される入力端ＣＰＩＮと
負側電源電圧をなす接地電圧との間には、第４スイッチ
素子ＳＷ４、フライバックコンデンサＦＣ１、第３スイ
ッチ素子ＳＷ３、フライバックコンデンサＦＣ２及び第
８スイッチ素子ＳＷ８が直列に接続されている。ここ
で、第４スイッチ素子ＳＷ４とフライバックコンデンサ
ＦＣ１との接続部をＰ１とし、フライバックコンデンサ
ＦＣ１と第３スイッチ素子ＳＷ３との接続部をＰ２とす
る。更に、第３スイッチ素子ＳＷ３とフライバックコン
デンサＦＣ２との接続部をＰ３とし、フライバックコン
デンサＦＣ２と第８スイッチ素子ＳＷ８との接続部をＰ
４とする。
圧回路２の出力電圧Ｖｏが入力される入力端ＣＰＩＮと
負側電源電圧をなす接地電圧との間には、第４スイッチ
素子ＳＷ４、フライバックコンデンサＦＣ１、第３スイ
ッチ素子ＳＷ３、フライバックコンデンサＦＣ２及び第
８スイッチ素子ＳＷ８が直列に接続されている。ここ
で、第４スイッチ素子ＳＷ４とフライバックコンデンサ
ＦＣ１との接続部をＰ１とし、フライバックコンデンサ
ＦＣ１と第３スイッチ素子ＳＷ３との接続部をＰ２とす
る。更に、第３スイッチ素子ＳＷ３とフライバックコン
デンサＦＣ２との接続部をＰ３とし、フライバックコン
デンサＦＣ２と第８スイッチ素子ＳＷ８との接続部をＰ
４とする。
【００３１】入力端ＣＰＩＮと接続部Ｐ２との間には第
１スイッチ素子ＳＷ１が、入力端ＣＰＩＮと接続部Ｐ３
との間には第７スイッチ素子ＳＷ７が、入力端ＣＰＩＮ
と接続部Ｐ４との間には第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれ接続されている。また、接続部Ｐ１と出力端ＣＰＯ
ＵＴとの間には第２スイッチ素子ＳＷ２が、接続部Ｐ３
と出力端ＣＰＯＵＴとの間には第５スイッチ素子ＳＷ５
がそれぞれ接続され、接続部Ｐ２と接地電圧との間には
第９スイッチ素子ＳＷ９が接続されている。
１スイッチ素子ＳＷ１が、入力端ＣＰＩＮと接続部Ｐ３
との間には第７スイッチ素子ＳＷ７が、入力端ＣＰＩＮ
と接続部Ｐ４との間には第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれ接続されている。また、接続部Ｐ１と出力端ＣＰＯ
ＵＴとの間には第２スイッチ素子ＳＷ２が、接続部Ｐ３
と出力端ＣＰＯＵＴとの間には第５スイッチ素子ＳＷ５
がそれぞれ接続され、接続部Ｐ２と接地電圧との間には
第９スイッチ素子ＳＷ９が接続されている。
【００３２】切り換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッ
チ素子ＳＷ３に対応して設けられており、入力される制
御信号Ｓ１０に応じて第３スイッチ素子ＳＷ３のサブス
トレートゲート（バックゲート）に対するソース又はド
レインへの接続の切り換えを行う。同様に、切り換えス
イッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７に対応して
設けられており、入力される制御信号Ｓ１１に応じて第
７スイッチ素子ＳＷ７のサブストレートゲートに対する
ソース又はドレインへの接続の切り換えを行う。
チ素子ＳＷ３に対応して設けられており、入力される制
御信号Ｓ１０に応じて第３スイッチ素子ＳＷ３のサブス
トレートゲート（バックゲート）に対するソース又はド
レインへの接続の切り換えを行う。同様に、切り換えス
イッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７に対応して
設けられており、入力される制御信号Ｓ１１に応じて第
７スイッチ素子ＳＷ７のサブストレートゲートに対する
ソース又はドレインへの接続の切り換えを行う。
【００３３】出力端ＣＰＯＵＴには、接地電圧との間に
キャッチアップコンデンサＣ１と負荷回路１１が並列に
接続されている。負荷回路１１は、例えばＬＥＤ１２、
定電流回路１３及び抵抗１４の直列回路で形成されてい
る。なお、図１では、負荷回路１１として１つのＬＥＤ
１２を有する場合を例にして示したが、複数のＬＥＤを
有する場合においても同様であり、この場合、図１にお
いて、出力端ＣＰＯＵＴと接地電圧との間に、複数の負
荷回路１１が並列に接続される。
キャッチアップコンデンサＣ１と負荷回路１１が並列に
接続されている。負荷回路１１は、例えばＬＥＤ１２、
定電流回路１３及び抵抗１４の直列回路で形成されてい
る。なお、図１では、負荷回路１１として１つのＬＥＤ
１２を有する場合を例にして示したが、複数のＬＥＤを
有する場合においても同様であり、この場合、図１にお
いて、出力端ＣＰＯＵＴと接地電圧との間に、複数の負
荷回路１１が並列に接続される。
【００３４】また、図１において、定電圧回路２におけ
る出力制御用トランジスタ２１、ＮＭＯＳトランジスタ
２２、誤差増幅器２３、基準電圧発生回路２４及び抵抗
２５，２６、並びにチャージポンプ回路３におけるクロ
ック信号発生回路部３２、制御回路部３３、電圧検出回
路部３４及びチャージポンプ回路部３１の各スイッチ素
子ＳＷ１〜ＳＷ１１を１つのＩＣに集積するようにして
もよく、更に負荷回路１１の定電流回路１３も含めて１
つのＩＣに集積するようにしてもよい。これらのように
集積する場合、切り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１
は、機械的な接点を有するスイッチではなく、電子回路
で構成されたスイッチをなす。
る出力制御用トランジスタ２１、ＮＭＯＳトランジスタ
２２、誤差増幅器２３、基準電圧発生回路２４及び抵抗
２５，２６、並びにチャージポンプ回路３におけるクロ
ック信号発生回路部３２、制御回路部３３、電圧検出回
路部３４及びチャージポンプ回路部３１の各スイッチ素
子ＳＷ１〜ＳＷ１１を１つのＩＣに集積するようにして
もよく、更に負荷回路１１の定電流回路１３も含めて１
つのＩＣに集積するようにしてもよい。これらのように
集積する場合、切り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１
は、機械的な接点を有するスイッチではなく、電子回路
で構成されたスイッチをなす。
【００３５】ここで、制御回路部３３によるチャージポ
ンプ回路部３１の動作制御例について、図２のフローチ
ャートを用いて説明する。図２において、制御回路部３
３は、まず最初に、電圧検出回路部３４で検出された電
源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ１、例えば４.０Ｖを超えてい
るか否かを調べ（ステップＳＴ１）、４.０Ｖを超えて
いる場合（ＹＥＳ）は、制御信号Ｓ０をハイレベルにし
て定電圧回路２におけるＮＭＯＳトランジスタ２２をオ
ンさせると共に誤差増幅器２３の動作を停止させ、定電
圧回路２から出力電圧Ｖｏとして電源電圧ＶＤＤが出力
されるようにすると同時に、チャージポンプ回路部３１
に対して第１動作モードで動作させた（ステップＳＴ
２）後、ステップＳＴ１に戻る。
ンプ回路部３１の動作制御例について、図２のフローチ
ャートを用いて説明する。図２において、制御回路部３
３は、まず最初に、電圧検出回路部３４で検出された電
源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ１、例えば４.０Ｖを超えてい
るか否かを調べ（ステップＳＴ１）、４.０Ｖを超えて
いる場合（ＹＥＳ）は、制御信号Ｓ０をハイレベルにし
て定電圧回路２におけるＮＭＯＳトランジスタ２２をオ
ンさせると共に誤差増幅器２３の動作を停止させ、定電
圧回路２から出力電圧Ｖｏとして電源電圧ＶＤＤが出力
されるようにすると同時に、チャージポンプ回路部３１
に対して第１動作モードで動作させた（ステップＳＴ
２）後、ステップＳＴ１に戻る。
【００３６】ステップＳＴ１で、４.０Ｖ以下である場
合（ＮＯ）、制御回路部３３は、電圧検出回路部３４で
検出された電源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ１よりも小さい所
定値Ｖ２、例えば３.２Ｖを超えているか否かを調べる
（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３で、３.２Ｖを超
えている場合（ＹＥＳ）、制御回路部３３は、制御信号
Ｓ０をローレベルにして定電圧回路２におけるＮＭＯＳ
トランジスタ２２をオフさせると共に誤差増幅器２３を
作動させると同時に、チャージポンプ回路部３１に対し
て第２動作モードで動作させ（ステップＳＴ４）、電圧
検出回路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが４.１Ｖ
を超えているか否かを調べる（ステップＳＴ５）。ステ
ップＳＴ５で、４.１Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）
は、ステップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である場合
（ＮＯ）は、ステップＳＴ３に戻る。
合（ＮＯ）、制御回路部３３は、電圧検出回路部３４で
検出された電源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ１よりも小さい所
定値Ｖ２、例えば３.２Ｖを超えているか否かを調べる
（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３で、３.２Ｖを超
えている場合（ＹＥＳ）、制御回路部３３は、制御信号
Ｓ０をローレベルにして定電圧回路２におけるＮＭＯＳ
トランジスタ２２をオフさせると共に誤差増幅器２３を
作動させると同時に、チャージポンプ回路部３１に対し
て第２動作モードで動作させ（ステップＳＴ４）、電圧
検出回路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが４.１Ｖ
を超えているか否かを調べる（ステップＳＴ５）。ステ
ップＳＴ５で、４.１Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）
は、ステップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である場合
（ＮＯ）は、ステップＳＴ３に戻る。
【００３７】次に、ステップＳＴ３で、３.２Ｖ以下で
ある場合（ＮＯ）、制御回路部３３は、制御信号Ｓ０を
ローレベルにして定電圧回路２におけるＮＭＯＳトラン
ジスタ２２をオフさせると共に誤差増幅器２３を作動さ
せると同時に、チャージポンプ回路部３１に対して第３
動作モードで動作させ（ステップＳＴ６）、この後、電
圧検出回路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが３.３
Ｖを超えているか否かを調べる（ステップＳＴ７）。ス
テップＳＴ７で、３.３Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）
は、ステップＳＴ４に進み、３.３Ｖ以下である場合
（ＮＯ）は、ステップＳＴ６に戻る。このようにして、
制御回路部３３は、チャージポンプ回路部３１に対し
て、電圧検出回路部３４からの検出結果に応じて３モー
ドでの動作を行わせる。
ある場合（ＮＯ）、制御回路部３３は、制御信号Ｓ０を
ローレベルにして定電圧回路２におけるＮＭＯＳトラン
ジスタ２２をオフさせると共に誤差増幅器２３を作動さ
せると同時に、チャージポンプ回路部３１に対して第３
動作モードで動作させ（ステップＳＴ６）、この後、電
圧検出回路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが３.３
Ｖを超えているか否かを調べる（ステップＳＴ７）。ス
テップＳＴ７で、３.３Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）
は、ステップＳＴ４に進み、３.３Ｖ以下である場合
（ＮＯ）は、ステップＳＴ６に戻る。このようにして、
制御回路部３３は、チャージポンプ回路部３１に対し
て、電圧検出回路部３４からの検出結果に応じて３モー
ドでの動作を行わせる。
【００３８】次に、図２では、電圧検出回路部３４から
の検出結果に応じて、制御回路部３３がチャージポンプ
回路部３１に対して３モードでの動作を行わせる場合に
ついて説明したが、制御回路部３３は、電圧検出回路部
３４からの検出結果に応じて２モードでの動作を行わせ
るようにしてもよく、このようにした場合の、制御回路
部３３によるチャージポンプ回路部３１の動作制御例に
ついて、図３のフローチャートを用いて説明する。な
お、図３では、第１動作モードと第３動作モードの２モ
ードでの動作を行わせる場合を示し、図２と同じ処理を
行うフローは同じ符号で示し、ここではその説明を省略
する。
の検出結果に応じて、制御回路部３３がチャージポンプ
回路部３１に対して３モードでの動作を行わせる場合に
ついて説明したが、制御回路部３３は、電圧検出回路部
３４からの検出結果に応じて２モードでの動作を行わせ
るようにしてもよく、このようにした場合の、制御回路
部３３によるチャージポンプ回路部３１の動作制御例に
ついて、図３のフローチャートを用いて説明する。な
お、図３では、第１動作モードと第３動作モードの２モ
ードでの動作を行わせる場合を示し、図２と同じ処理を
行うフローは同じ符号で示し、ここではその説明を省略
する。
【００３９】図３において、制御回路部３３は、まず最
初に図２のステップＳＴ１の処理を行い、ステップＳＴ
１で４.０Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２のス
テップＳＴ２の動作を行った後、ステップＳＴ１に戻
る。また、制御回路部３３は、ステップＳＴ１で４.０
Ｖを超えていない場合（ＮＯ）は、図２のステップＳＴ
６の動作を行った後、図２のステップＳＴ５の処理を行
う。ステップＳＴ５で、４.１Ｖを超えている場合（Ｙ
ＥＳ）は、ステップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である
場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ６に戻る。
初に図２のステップＳＴ１の処理を行い、ステップＳＴ
１で４.０Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２のス
テップＳＴ２の動作を行った後、ステップＳＴ１に戻
る。また、制御回路部３３は、ステップＳＴ１で４.０
Ｖを超えていない場合（ＮＯ）は、図２のステップＳＴ
６の動作を行った後、図２のステップＳＴ５の処理を行
う。ステップＳＴ５で、４.１Ｖを超えている場合（Ｙ
ＥＳ）は、ステップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である
場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ６に戻る。
【００４０】次に、図４は、第１動作モードと第２動作
モードの２モードでの動作を行わせる場合の制御回路部
３３の動作例を示し、図４では、図２と同じ処理を行う
フローは同じ符号で示し、ここではその説明を省略す
る。図４において、制御回路部３３は、まず最初に図２
のステップＳＴ１の処理を行い、ステップＳＴ１で４.
０Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２のステップＳ
Ｔ２の動作を行った後、ステップＳＴ１に戻る。また、
制御回路部３３は、ステップＳＴ１で４.０Ｖ以下であ
る場合（ＮＯ）は、図２のステップＳＴ４の動作を行っ
た後、図２のステップＳＴ５の処理を行う。ステップＳ
Ｔ５で、４.１Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、ステ
ップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である場合（ＮＯ）
は、ステップＳＴ４に戻る。
モードの２モードでの動作を行わせる場合の制御回路部
３３の動作例を示し、図４では、図２と同じ処理を行う
フローは同じ符号で示し、ここではその説明を省略す
る。図４において、制御回路部３３は、まず最初に図２
のステップＳＴ１の処理を行い、ステップＳＴ１で４.
０Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２のステップＳ
Ｔ２の動作を行った後、ステップＳＴ１に戻る。また、
制御回路部３３は、ステップＳＴ１で４.０Ｖ以下であ
る場合（ＮＯ）は、図２のステップＳＴ４の動作を行っ
た後、図２のステップＳＴ５の処理を行う。ステップＳ
Ｔ５で、４.１Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、ステ
ップＳＴ２に進み、４.１Ｖ以下である場合（ＮＯ）
は、ステップＳＴ４に戻る。
【００４１】図５は、第２動作モードと第３動作モード
の２モードでの動作を行わせる場合の制御回路部３３の
動作例を示し、図５では、図２と同じ処理を行うフロー
は同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。図５
において、制御回路部３３は、まず最初に、電圧検出回
路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ３、例
えば３.５Ｖを超えているか否かを調べ（ステップＳＴ
１１）、３.５Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２
のステップＳＴ４の動作を行った後、ステップＳＴ１１
に戻る。
の２モードでの動作を行わせる場合の制御回路部３３の
動作例を示し、図５では、図２と同じ処理を行うフロー
は同じ符号で示し、ここではその説明を省略する。図５
において、制御回路部３３は、まず最初に、電圧検出回
路部３４で検出された電源電圧ＶＤＤが所定値Ｖ３、例
えば３.５Ｖを超えているか否かを調べ（ステップＳＴ
１１）、３.５Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、図２
のステップＳＴ４の動作を行った後、ステップＳＴ１１
に戻る。
【００４２】また、制御回路部３３は、ステップＳＴ１
１で３.５Ｖ以下である場合（ＮＯ）は、図２のステッ
プＳＴ６の動作を行った後、電圧検出回路部３４で検出
された電源電圧ＶＤＤが３.７Ｖを超えているか否かを
調べる（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２で、
３.７Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ
４に進み、３.７Ｖ以下である場合（ＮＯ）は、ステッ
プＳＴ６に戻る。
１で３.５Ｖ以下である場合（ＮＯ）は、図２のステッ
プＳＴ６の動作を行った後、電圧検出回路部３４で検出
された電源電圧ＶＤＤが３.７Ｖを超えているか否かを
調べる（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２で、
３.７Ｖを超えている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ
４に進み、３.７Ｖ以下である場合（ＮＯ）は、ステッ
プＳＴ６に戻る。
【００４３】次に、各動作モードでの制御回路部３３及
びチャージポンプ回路部３１の動作についてもう少し詳
細に説明する。図６は、第１動作モードにおけるチャー
ジポンプ回路部３１の各スイッチ素子の状態を示した等
価回路図である。図６を用いて、チャージポンプ回路３
における第１動作モードの動作について説明する。
びチャージポンプ回路部３１の動作についてもう少し詳
細に説明する。図６は、第１動作モードにおけるチャー
ジポンプ回路部３１の各スイッチ素子の状態を示した等
価回路図である。図６を用いて、チャージポンプ回路３
における第１動作モードの動作について説明する。
【００４４】図６から分かるように、第１動作モードで
は、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ
４、第５スイッチ素子ＳＷ５及び第７スイッチ素子ＳＷ
７がそれぞれオンして導通状態になり、第６スイッチ素
子ＳＷ６、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素
子ＳＷ９がそれぞれオフして遮断状態になっている。更
に、切り換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３のサブストレートゲートをソースに接続し、切り換
えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７のサブ
ストレートゲートをソースに接続している。
は、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ
４、第５スイッチ素子ＳＷ５及び第７スイッチ素子ＳＷ
７がそれぞれオンして導通状態になり、第６スイッチ素
子ＳＷ６、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素
子ＳＷ９がそれぞれオフして遮断状態になっている。更
に、切り換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３のサブストレートゲートをソースに接続し、切り換
えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７のサブ
ストレートゲートをソースに接続している。
【００４５】このように、第１動作モードでは、定電圧
回路２の出力電圧Ｖｏがそのままチャージポンプ回路３
の出力端ＣＰＯＵＴから出力される。第３スイッチ素子
ＳＷ３と第７スイッチ素子ＳＷ７において、ソース−ド
レイン間の電圧差はそれぞれ０Ｖであるから、各サブス
トレートゲートの接続はドレイン側又はソース側のどち
らでもよいが、電流が流れている方向がソースからドレ
インに流れているため、図６では各サブストレートゲー
トをそれぞれソースに接続している。
回路２の出力電圧Ｖｏがそのままチャージポンプ回路３
の出力端ＣＰＯＵＴから出力される。第３スイッチ素子
ＳＷ３と第７スイッチ素子ＳＷ７において、ソース−ド
レイン間の電圧差はそれぞれ０Ｖであるから、各サブス
トレートゲートの接続はドレイン側又はソース側のどち
らでもよいが、電流が流れている方向がソースからドレ
インに流れているため、図６では各サブストレートゲー
トをそれぞれソースに接続している。
【００４６】次に、第２動作モードについて説明する。
図７は、第２動作モードにおける各制御信号Ｓ１〜Ｓ１
１の例を示したタイミングチャートであり、図８〜図１
３は、図７の各制御信号の状態に対するチャージポンプ
回路部３１の動作例を示した等価回路図である。図７〜
図１３を用いて、チャージポンプ回路３における第２動
作モードの動作について説明する。制御回路部３３は、
クロック信号ＣＬＫがハイ（Ｈｉｇｈ）レベルである状
態ａでは、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ１０，
Ｓ１１をそれぞれハイレベルにし、制御信号Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ９をそれぞれロー（Ｌｏｗ）レベルにしている。
図７は、第２動作モードにおける各制御信号Ｓ１〜Ｓ１
１の例を示したタイミングチャートであり、図８〜図１
３は、図７の各制御信号の状態に対するチャージポンプ
回路部３１の動作例を示した等価回路図である。図７〜
図１３を用いて、チャージポンプ回路３における第２動
作モードの動作について説明する。制御回路部３３は、
クロック信号ＣＬＫがハイ（Ｈｉｇｈ）レベルである状
態ａでは、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ１０，
Ｓ１１をそれぞれハイレベルにし、制御信号Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ９をそれぞれロー（Ｌｏｗ）レベルにしている。
【００４７】このような状態ａでは、図８で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第５スイッチ素子ＳＷ５、第６スイッチ素子ＳＷ
６、第７スイッチ素子ＳＷ７及び第９スイッチ素子ＳＷ
９がそれぞれオフして遮断状態であり、第３スイッチ素
子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ４及び第８スイッチ素
子ＳＷ８がそれぞれオンして導通状態である。更に、切
り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１は、対応する第３
スイッチ素子ＳＷ３及び第７スイッチ素子ＳＷ７におい
てサブストレートゲートをソースにそれぞれ接続してい
る。状態ａでは、直列に接続された各フライバックコン
デンサＦＣ１及びＦＣ２が入力された電圧Ｖｏで充電さ
れるため、各フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
は電圧Ｖｏの１／２の電圧にそれぞれ充電される。
に、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第５スイッチ素子ＳＷ５、第６スイッチ素子ＳＷ
６、第７スイッチ素子ＳＷ７及び第９スイッチ素子ＳＷ
９がそれぞれオフして遮断状態であり、第３スイッチ素
子ＳＷ３、第４スイッチ素子ＳＷ４及び第８スイッチ素
子ＳＷ８がそれぞれオンして導通状態である。更に、切
り換えスイッチＳＷ１０及びＳＷ１１は、対応する第３
スイッチ素子ＳＷ３及び第７スイッチ素子ＳＷ７におい
てサブストレートゲートをソースにそれぞれ接続してい
る。状態ａでは、直列に接続された各フライバックコン
デンサＦＣ１及びＦＣ２が入力された電圧Ｖｏで充電さ
れるため、各フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
は電圧Ｖｏの１／２の電圧にそれぞれ充電される。
【００４８】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがローレベルに立ち下がると、直ちに、制御信号Ｓ
３及びＳ４をハイレベルに立ち上げると共に制御信号Ｓ
８及びＳ１０をローレベルに立ち下げて、図７の状態ｂ
に遷移させる。状態ａから状態ｂに遷移すると、図９で
示すように、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオフし
て遮断状態になる。同時に、切り換えスイッチＳＷ１０
は、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレートゲートを
ドレインに接続する。状態ｂでは、すべてのスイッチ素
子はオフして遮断状態になることから、フライバックコ
ンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、それぞれ電圧Ｖｏの１／
２の電圧に充電されたままである。
ＬＫがローレベルに立ち下がると、直ちに、制御信号Ｓ
３及びＳ４をハイレベルに立ち上げると共に制御信号Ｓ
８及びＳ１０をローレベルに立ち下げて、図７の状態ｂ
に遷移させる。状態ａから状態ｂに遷移すると、図９で
示すように、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオフし
て遮断状態になる。同時に、切り換えスイッチＳＷ１０
は、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレートゲートを
ドレインに接続する。状態ｂでは、すべてのスイッチ素
子はオフして遮断状態になることから、フライバックコ
ンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、それぞれ電圧Ｖｏの１／
２の電圧に充電されたままである。
【００４９】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがローレベルに立ち下がってから、所定時間ｔ１後
に制御信号Ｓ２、Ｓ５及びＳ１１をそれぞれローレベル
に立ち下げて、図７の状態ｃに遷移させる。状態ｂから
状態ｃに遷移すると、図１０で示すように、第２スイッ
チ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれオ
ンして導通状態になる。状態ｃでは、第２スイッチ素子
ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれオンし、
他のスイッチ素子はそれぞれオフとなり、フライバック
コンデンサＦＣ１及びＦＣ２の各高電位側がそれぞれ出
力端ＣＰＯＵＴに接続される。
ＬＫがローレベルに立ち下がってから、所定時間ｔ１後
に制御信号Ｓ２、Ｓ５及びＳ１１をそれぞれローレベル
に立ち下げて、図７の状態ｃに遷移させる。状態ｂから
状態ｃに遷移すると、図１０で示すように、第２スイッ
チ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれオ
ンして導通状態になる。状態ｃでは、第２スイッチ素子
ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれオンし、
他のスイッチ素子はそれぞれオフとなり、フライバック
コンデンサＦＣ１及びＦＣ２の各高電位側がそれぞれ出
力端ＣＰＯＵＴに接続される。
【００５０】このとき、キャッチアップコンデンサＣ１
の電圧が電圧Ｖｏよりも大きい場合、第４スイッチ素子
ＳＷ４のドレイン電圧はソース電圧よりも大きくなる
が、第４スイッチ素子ＳＷ４のサブストレートゲートは
ドレイン側に接続されているため、第４スイッチ素子Ｓ
Ｗ４の寄生ダイオードを介して電流が流れることはな
い。同様に、第７スイッチ素子ＳＷ７のドレイン電圧は
ソース電圧よりも大きくなるが、第７スイッチ素子ＳＷ
７のサブストレートゲートは切り換えスイッチＳＷ１１
によってドレイン側に接続されているため、第７スイッ
チ素子ＳＷ７の寄生ダイオードを介して電流が流れるこ
とはない。
の電圧が電圧Ｖｏよりも大きい場合、第４スイッチ素子
ＳＷ４のドレイン電圧はソース電圧よりも大きくなる
が、第４スイッチ素子ＳＷ４のサブストレートゲートは
ドレイン側に接続されているため、第４スイッチ素子Ｓ
Ｗ４の寄生ダイオードを介して電流が流れることはな
い。同様に、第７スイッチ素子ＳＷ７のドレイン電圧は
ソース電圧よりも大きくなるが、第７スイッチ素子ＳＷ
７のサブストレートゲートは切り換えスイッチＳＷ１１
によってドレイン側に接続されているため、第７スイッ
チ素子ＳＷ７の寄生ダイオードを介して電流が流れるこ
とはない。
【００５１】また、第３スイッチ素子ＳＷ３において、
ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電圧と
等しくなり、ソース電圧はキャッチアップコンデンサＣ
１の電圧よりもＶｏ／２低下した電圧になる。このた
め、第３スイッチ素子ＳＷ３において、ドレイン電圧が
ソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳＷ
１０によって、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレー
トゲートをドレイン側に接続しているため、第３スイッ
チ素子ＳＷ３の寄生ダイオードを介して電流が流れるこ
とはない。
ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電圧と
等しくなり、ソース電圧はキャッチアップコンデンサＣ
１の電圧よりもＶｏ／２低下した電圧になる。このた
め、第３スイッチ素子ＳＷ３において、ドレイン電圧が
ソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳＷ
１０によって、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレー
トゲートをドレイン側に接続しているため、第３スイッ
チ素子ＳＷ３の寄生ダイオードを介して電流が流れるこ
とはない。
【００５２】次に、制御回路部３３は、状態ｃに遷移し
てから所定時間ｔ２後に制御信号Ｓ１及びＳ６をそれぞ
れローレベルに立ち下げて、図７の状態ｄに遷移させ
る。状態ｃから状態ｄに遷移すると、図１１で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ
６がそれぞれオンして導通状態になる。状態ｄでは、第
１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５
スイッチ素子ＳＷ５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれオンし、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４、第７スイッチ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子
ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ９がそれぞれオフして
いる。
てから所定時間ｔ２後に制御信号Ｓ１及びＳ６をそれぞ
れローレベルに立ち下げて、図７の状態ｄに遷移させ
る。状態ｃから状態ｄに遷移すると、図１１で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ
６がそれぞれオンして導通状態になる。状態ｄでは、第
１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５
スイッチ素子ＳＷ５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれオンし、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４、第７スイッチ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子
ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ９がそれぞれオフして
いる。
【００５３】このため、各フライバックコンデンサＦＣ
１及びＦＣ２の低電位側が入力端ＣＰＩＮに接続され
る。このことから、各フライバックコンデンサＦＣ１及
びＦＣ２の高電位側の電圧は、それぞれ電圧Ｖｏの１.
５倍の電圧になる。該電圧でキャッチアップコンデンサ
Ｃ１は充電され、キャッチアップコンデンサＣ１の電圧
も電圧Ｖｏの１.５倍の電圧まで上昇する。
１及びＦＣ２の低電位側が入力端ＣＰＩＮに接続され
る。このことから、各フライバックコンデンサＦＣ１及
びＦＣ２の高電位側の電圧は、それぞれ電圧Ｖｏの１.
５倍の電圧になる。該電圧でキャッチアップコンデンサ
Ｃ１は充電され、キャッチアップコンデンサＣ１の電圧
も電圧Ｖｏの１.５倍の電圧まで上昇する。
【００５４】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがハイレベルに立ち上がると、直ちに、制御信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６をハイレベルに立ち上げて、図７
の状態ｅに遷移させる。状態ｄから状態ｅに遷移する
と、図１２で示すように、第１スイッチ素子ＳＷ１、第
２スイッチ素子ＳＷ２、第５スイッチ素子ＳＷ５及び第
６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断状態にな
る。状態ｅでは、すべてのスイッチ素子はオフし、フラ
イバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、キャッチアッ
プコンデンサＣ１に電荷を供給したため、充電電圧が電
圧Ｖｏ／２よりも低下している。
ＬＫがハイレベルに立ち上がると、直ちに、制御信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６をハイレベルに立ち上げて、図７
の状態ｅに遷移させる。状態ｄから状態ｅに遷移する
と、図１２で示すように、第１スイッチ素子ＳＷ１、第
２スイッチ素子ＳＷ２、第５スイッチ素子ＳＷ５及び第
６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断状態にな
る。状態ｅでは、すべてのスイッチ素子はオフし、フラ
イバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、キャッチアッ
プコンデンサＣ１に電荷を供給したため、充電電圧が電
圧Ｖｏ／２よりも低下している。
【００５５】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがハイレベルに立ち上がってから、所定時間ｔ３後
に制御信号Ｓ４をローレベルに立ち下げると共に制御信
号Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１１をそれぞれハイレベルに立ち上
げて、図７の状態ｆに遷移させる。状態ｅから状態ｆに
遷移すると、図１３で示すように、第４スイッチ素子Ｓ
Ｗ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオンして導
通状態になる。また、切り換えスイッチＳＷ１０及びＳ
Ｗ１１は、対応する第３スイッチ素子ＳＷ３及び第７ス
イッチ素子ＳＷ７の各サブストレートゲートをそれぞれ
ソース側に接続する。
ＬＫがハイレベルに立ち上がってから、所定時間ｔ３後
に制御信号Ｓ４をローレベルに立ち下げると共に制御信
号Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１１をそれぞれハイレベルに立ち上
げて、図７の状態ｆに遷移させる。状態ｅから状態ｆに
遷移すると、図１３で示すように、第４スイッチ素子Ｓ
Ｗ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオンして導
通状態になる。また、切り換えスイッチＳＷ１０及びＳ
Ｗ１１は、対応する第３スイッチ素子ＳＷ３及び第７ス
イッチ素子ＳＷ７の各サブストレートゲートをそれぞれ
ソース側に接続する。
【００５６】状態ｆでは、第４スイッチ素子ＳＷ４及び
第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオンすることで、フ
ライバックコンデンサＦＣ１の高電圧側は電圧Ｖｏと同
電圧になるため、逆にフライバックコンデンサＦＣ１の
低電圧側はＶｏ／２よりも少し高い電圧になる。また、
フライバックコンデンサＦＣ２は、低電圧側は接地電圧
になるため、逆に高電圧側はＶｏ／２よりも少し低い電
圧になる。このことから、第３スイッチ素子ＳＷ３のソ
ース電圧はドレイン電圧より高くなる。このため、第３
スイッチ素子ＳＷ３のサブストレートゲートは、対応す
る切り換えスイッチＳＷ１０によってドレイン側からソ
ース側に切り換えて接続され、第３スイッチ素子ＳＷ３
の寄生ダイオードによる無効電流の発生を防止すると同
時に、サブストレートゲートをベースとする寄生トラン
ジスタを介して流れる無効電流の発生を防止する。
第８スイッチ素子ＳＷ８がそれぞれオンすることで、フ
ライバックコンデンサＦＣ１の高電圧側は電圧Ｖｏと同
電圧になるため、逆にフライバックコンデンサＦＣ１の
低電圧側はＶｏ／２よりも少し高い電圧になる。また、
フライバックコンデンサＦＣ２は、低電圧側は接地電圧
になるため、逆に高電圧側はＶｏ／２よりも少し低い電
圧になる。このことから、第３スイッチ素子ＳＷ３のソ
ース電圧はドレイン電圧より高くなる。このため、第３
スイッチ素子ＳＷ３のサブストレートゲートは、対応す
る切り換えスイッチＳＷ１０によってドレイン側からソ
ース側に切り換えて接続され、第３スイッチ素子ＳＷ３
の寄生ダイオードによる無効電流の発生を防止すると同
時に、サブストレートゲートをベースとする寄生トラン
ジスタを介して流れる無効電流の発生を防止する。
【００５７】同様に、第７スイッチ素子ＳＷ７のソース
電圧はドレイン電圧より高くなる。このため、第７スイ
ッチ素子ＳＷ７のサブストレートゲートは、対応する切
り換えスイッチＳＷ１１によってドレイン側からソース
側に切り換えて接続され、第７スイッチ素子ＳＷ７の寄
生ダイオードによる無効電流の発生を防止すると同時
に、サブストレートゲートをベースとする寄生トランジ
スタを介して流れる無効電流の発生を防止する。
電圧はドレイン電圧より高くなる。このため、第７スイ
ッチ素子ＳＷ７のサブストレートゲートは、対応する切
り換えスイッチＳＷ１１によってドレイン側からソース
側に切り換えて接続され、第７スイッチ素子ＳＷ７の寄
生ダイオードによる無効電流の発生を防止すると同時
に、サブストレートゲートをベースとする寄生トランジ
スタを介して流れる無効電流の発生を防止する。
【００５８】また、制御回路部３３は、状態ｆに遷移し
てから所定時間ｔ４後に制御信号Ｓ３をローレベルに立
ち下げて、図７の状態ａに遷移させる。状態ｆから状態
ａに遷移すると、図８で示すように、第３スイッチ素子
ＳＷ３がオンして導通状態になる。このように、第２動
作モードでは、第７スイッチ素子ＳＷ７及び第９スイッ
チ素子ＳＷ９は、それぞれ使用されることはなく、オフ
して遮断状態のままである。
てから所定時間ｔ４後に制御信号Ｓ３をローレベルに立
ち下げて、図７の状態ａに遷移させる。状態ｆから状態
ａに遷移すると、図８で示すように、第３スイッチ素子
ＳＷ３がオンして導通状態になる。このように、第２動
作モードでは、第７スイッチ素子ＳＷ７及び第９スイッ
チ素子ＳＷ９は、それぞれ使用されることはなく、オフ
して遮断状態のままである。
【００５９】ここで、クロック信号ＣＬＫがローレベル
に立ち下がってから、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６
スイッチ素子ＳＷ６をそれぞれオンさせるタイミング
と、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ
５をそれぞれオンさせるタイミングをずらしている理由
について説明する。キャッチアップコンデンサＣ１の高
電圧側の電圧は、通常、電圧Ｖｏよりも大きいことか
ら、状態ａで各フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ
２を充電するときに、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５
スイッチ素子ＳＷ５のドレイン電圧がソース電圧より大
きくなる。
に立ち下がってから、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６
スイッチ素子ＳＷ６をそれぞれオンさせるタイミング
と、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ
５をそれぞれオンさせるタイミングをずらしている理由
について説明する。キャッチアップコンデンサＣ１の高
電圧側の電圧は、通常、電圧Ｖｏよりも大きいことか
ら、状態ａで各フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ
２を充電するときに、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５
スイッチ素子ＳＷ５のドレイン電圧がソース電圧より大
きくなる。
【００６０】このため、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第
５スイッチ素子ＳＷ５において、サブストレートゲート
をソース側に接続しておくと、ＭＯＳトランジスタの寄
生ダイオードに順方向の電流が流れ、無効電流が発生す
る。そこで、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ
素子ＳＷ５において、サブストレートゲートをそれぞれ
ドレイン側に接続して、フライバックコンデンサＦＣ１
及びＦＣ２を充電するときには、ＭＯＳトランジスタの
寄生ダイオードが逆方向になるようにすることで無効電
流が流れることを防止している。
５スイッチ素子ＳＷ５において、サブストレートゲート
をソース側に接続しておくと、ＭＯＳトランジスタの寄
生ダイオードに順方向の電流が流れ、無効電流が発生す
る。そこで、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ
素子ＳＷ５において、サブストレートゲートをそれぞれ
ドレイン側に接続して、フライバックコンデンサＦＣ１
及びＦＣ２を充電するときには、ＭＯＳトランジスタの
寄生ダイオードが逆方向になるようにすることで無効電
流が流れることを防止している。
【００６１】状態ｂから状態ｃに遷移する際に、第１ス
イッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６が第２ス
イッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５よりも先
にオンすると、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ
２の各高電位側の電圧が電圧Ｖｏの１.５倍の電圧に上
昇する。すると、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイ
ッチ素子ＳＷ５において、サブストレートゲートがそれ
ぞれドレイン側に接続されていることから、ソース側の
電圧がドレイン側の電圧よりも大きくなるためサブスト
レートゲートを介してそれぞれ無効電流が流れる。そこ
で、状態ｂから状態ｃに遷移する際に、第２スイッチ素
子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５を第１スイッチ素
子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６よりも先にオンさ
せることで、このような無効電流の発生を防止すること
ができる。
イッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６が第２ス
イッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５よりも先
にオンすると、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ
２の各高電位側の電圧が電圧Ｖｏの１.５倍の電圧に上
昇する。すると、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイ
ッチ素子ＳＷ５において、サブストレートゲートがそれ
ぞれドレイン側に接続されていることから、ソース側の
電圧がドレイン側の電圧よりも大きくなるためサブスト
レートゲートを介してそれぞれ無効電流が流れる。そこ
で、状態ｂから状態ｃに遷移する際に、第２スイッチ素
子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５を第１スイッチ素
子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６よりも先にオンさ
せることで、このような無効電流の発生を防止すること
ができる。
【００６２】次に、第４スイッチ素子ＳＷ４及び第８ス
イッチ素子ＳＷ８がオンするタイミングと第３スイッチ
素子ＳＷ３がオンするタイミングを、状態ｅから状態ｆ
に遷移するときと状態ｆから状態ａに遷移するときとで
ずらしている理由について説明する。状態ｄでは、第３
スイッチ素子ＳＷ３において、ゲート電圧はほぼ電圧Ｖ
ｏであり、ドレイン電圧は電圧Ｖｏの約１.５倍の電圧
になっているため、ゲート−ドレイン間の接合容量に
は、電圧Ｖｏの１／２の電圧で充電されており、極性は
ドレインを基準にするとゲート側がマイナスになる。こ
のような状態は状態ｅでも同じである。
イッチ素子ＳＷ８がオンするタイミングと第３スイッチ
素子ＳＷ３がオンするタイミングを、状態ｅから状態ｆ
に遷移するときと状態ｆから状態ａに遷移するときとで
ずらしている理由について説明する。状態ｄでは、第３
スイッチ素子ＳＷ３において、ゲート電圧はほぼ電圧Ｖ
ｏであり、ドレイン電圧は電圧Ｖｏの約１.５倍の電圧
になっているため、ゲート−ドレイン間の接合容量に
は、電圧Ｖｏの１／２の電圧で充電されており、極性は
ドレインを基準にするとゲート側がマイナスになる。こ
のような状態は状態ｅでも同じである。
【００６３】状態ｅから状態ｆに遷移するときに、第８
スイッチ素子ＳＷ８と第３スイッチ素子ＳＷ３がオンす
るタイミングを同じにすると、第８スイッチ素子ＳＷ８
がオンすることによって、フライバックコンデンサＦＣ
２と第３スイッチ素子ＳＷ３のドレインとの接続部の電
圧が電圧Ｖｏの約１／２に低下する。このため、第３ス
イッチ素子ＳＷ３において、ゲート−ドレイン間の接合
容量に充電されている電荷の影響でゲート電圧が低下し
ようとする。
スイッチ素子ＳＷ８と第３スイッチ素子ＳＷ３がオンす
るタイミングを同じにすると、第８スイッチ素子ＳＷ８
がオンすることによって、フライバックコンデンサＦＣ
２と第３スイッチ素子ＳＷ３のドレインとの接続部の電
圧が電圧Ｖｏの約１／２に低下する。このため、第３ス
イッチ素子ＳＷ３において、ゲート−ドレイン間の接合
容量に充電されている電荷の影響でゲート電圧が低下し
ようとする。
【００６４】このとき、第３スイッチ素子ＳＷ３をオン
させるために、第３スイッチ素子ＳＷ３のゲートにハイ
レベルからローレベルに変化する制御信号Ｓ３を入力す
ると、前述したゲート−ドレイン間の接合容量に充電さ
れている電荷の影響でオーバドライブとなり、第３スイ
ッチ素子ＳＷ３のゲート電圧は瞬間的にマイナス電圧に
なる。
させるために、第３スイッチ素子ＳＷ３のゲートにハイ
レベルからローレベルに変化する制御信号Ｓ３を入力す
ると、前述したゲート−ドレイン間の接合容量に充電さ
れている電荷の影響でオーバドライブとなり、第３スイ
ッチ素子ＳＷ３のゲート電圧は瞬間的にマイナス電圧に
なる。
【００６５】すると、第３スイッチ素子ＳＷ３のゲート
を駆動する制御回路部３３の出力回路は、通常ＣＭＯＳ
構成になっているため、出力回路を構成しているＮＭＯ
Ｓトランジスタのベース基板に無効電流が流れ、該ＮＭ
ＯＳトランジスタの寄生トランジスタがオンしてラッチ
アップの発生要因となる。該ラッチアップの発生を防ぐ
ために、制御回路部３３は、第８スイッチ素子ＳＷ８が
オンしてから所定時間ｔ４が経過した後、第３スイッチ
素子ＳＷ３をオンさせるようにする。
を駆動する制御回路部３３の出力回路は、通常ＣＭＯＳ
構成になっているため、出力回路を構成しているＮＭＯ
Ｓトランジスタのベース基板に無効電流が流れ、該ＮＭ
ＯＳトランジスタの寄生トランジスタがオンしてラッチ
アップの発生要因となる。該ラッチアップの発生を防ぐ
ために、制御回路部３３は、第８スイッチ素子ＳＷ８が
オンしてから所定時間ｔ４が経過した後、第３スイッチ
素子ＳＷ３をオンさせるようにする。
【００６６】次に、第３動作モードについて説明する。
図１４は、第３動作モードにおける各制御信号Ｓ１〜Ｓ
１１の例を示したタイミングチャートであり、図１５〜
図１９は、図１４の各制御信号の状態に対するチャージ
ポンプ回路部３１の動作例を示した等価回路図である。
図１４〜図１９を用いて、チャージポンプ回路３におけ
る第３動作モードの動作について説明する。制御回路部
３３は、クロック信号ＣＬＫがハイレベルである状態ａ
では、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９，
Ｓ１１をそれぞれハイレベルにし、制御信号Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ７，Ｓ１０をそれぞれローレベルにしている。
図１４は、第３動作モードにおける各制御信号Ｓ１〜Ｓ
１１の例を示したタイミングチャートであり、図１５〜
図１９は、図１４の各制御信号の状態に対するチャージ
ポンプ回路部３１の動作例を示した等価回路図である。
図１４〜図１９を用いて、チャージポンプ回路３におけ
る第３動作モードの動作について説明する。制御回路部
３３は、クロック信号ＣＬＫがハイレベルである状態ａ
では、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９，
Ｓ１１をそれぞれハイレベルにし、制御信号Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ７，Ｓ１０をそれぞれローレベルにしている。
【００６７】このような状態ａでは、図１５で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第５スイッチ素子ＳＷ５
及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断状
態であり、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッチ素子
ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素子
ＳＷ９がそれぞれオンして導通状態である。更に、切り
換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子ＳＷ３にお
いてサブストレートゲートをドレインに接続し、切り換
えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７におい
てサブストレートゲートをソースに接続する。状態ａで
は、２つのフライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
は、それぞれ定電圧回路２の出力電圧Ｖｏで充電され
る。
に、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ
２、第３スイッチ素子ＳＷ３、第５スイッチ素子ＳＷ５
及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断状
態であり、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッチ素子
ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素子
ＳＷ９がそれぞれオンして導通状態である。更に、切り
換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子ＳＷ３にお
いてサブストレートゲートをドレインに接続し、切り換
えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７におい
てサブストレートゲートをソースに接続する。状態ａで
は、２つのフライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２
は、それぞれ定電圧回路２の出力電圧Ｖｏで充電され
る。
【００６８】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがローレベルに立ち下がると、直ちに、制御信号Ｓ
４及びＳ７をハイレベルに立ち上げると共に制御信号Ｓ
８及びＳ１０をローレベルに立ち下げて、図１４の状態
ｂに遷移させる。状態ａから状態ｂに遷移すると、図１
６で示すように、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッ
チ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッ
チ素子ＳＷ９がそれぞれオフして遮断状態になる。状態
ｂでは、すべてのスイッチ素子はオフして遮断状態にな
り、切り換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３においてサブストレートゲートをドレインに接続
し、切り換えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子Ｓ
Ｗ７においてサブストレートゲートをソースに接続した
ままである。これらのことから、フライバックコンデン
サＦＣ１及びＦＣ２は、それぞれ電圧Ｖｏに充電された
ままである。
ＬＫがローレベルに立ち下がると、直ちに、制御信号Ｓ
４及びＳ７をハイレベルに立ち上げると共に制御信号Ｓ
８及びＳ１０をローレベルに立ち下げて、図１４の状態
ｂに遷移させる。状態ａから状態ｂに遷移すると、図１
６で示すように、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッ
チ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッ
チ素子ＳＷ９がそれぞれオフして遮断状態になる。状態
ｂでは、すべてのスイッチ素子はオフして遮断状態にな
り、切り換えスイッチＳＷ１０は、第３スイッチ素子Ｓ
Ｗ３においてサブストレートゲートをドレインに接続
し、切り換えスイッチＳＷ１１は、第７スイッチ素子Ｓ
Ｗ７においてサブストレートゲートをソースに接続した
ままである。これらのことから、フライバックコンデン
サＦＣ１及びＦＣ２は、それぞれ電圧Ｖｏに充電された
ままである。
【００６９】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがローレベルに立ち下がってから、所定時間ｔ５後
に制御信号Ｓ２、Ｓ５及びＳ１１をそれぞれローレベル
に立ち下げて、図１４の状態ｃに遷移させる。状態ｂか
ら状態ｃに遷移すると、図１７で示すように、第２スイ
ッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれ
オンして導通状態になると共に、切り換えスイッチＳＷ
１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７においてサブストレー
トゲートをドレインに接続する。状態ｃでは、第２スイ
ッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれ
オンし、他のスイッチ素子はそれぞれオフとなり、フラ
イバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２の各高電位側がそ
れぞれ出力端ＣＰＯＵＴに接続される。
ＬＫがローレベルに立ち下がってから、所定時間ｔ５後
に制御信号Ｓ２、Ｓ５及びＳ１１をそれぞれローレベル
に立ち下げて、図１４の状態ｃに遷移させる。状態ｂか
ら状態ｃに遷移すると、図１７で示すように、第２スイ
ッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれ
オンして導通状態になると共に、切り換えスイッチＳＷ
１１は、第７スイッチ素子ＳＷ７においてサブストレー
トゲートをドレインに接続する。状態ｃでは、第２スイ
ッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ５がそれぞれ
オンし、他のスイッチ素子はそれぞれオフとなり、フラ
イバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２の各高電位側がそ
れぞれ出力端ＣＰＯＵＴに接続される。
【００７０】このとき、第３スイッチ素子ＳＷ３におい
て、ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電
圧と等しくなり、ソース電圧はキャッチアップコンデン
サＣ１の電圧よりも電圧Ｖｏ低下した電圧になる。この
ため、第３スイッチ素子ＳＷ３において、ドレイン電圧
がソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳ
Ｗ１０によって、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレ
ートゲートがドレイン側に接続されているため、第３ス
イッチ素子ＳＷ３の寄生ダイオードを介して電流が流れ
ることはない。
て、ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電
圧と等しくなり、ソース電圧はキャッチアップコンデン
サＣ１の電圧よりも電圧Ｖｏ低下した電圧になる。この
ため、第３スイッチ素子ＳＷ３において、ドレイン電圧
がソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳ
Ｗ１０によって、第３スイッチ素子ＳＷ３のサブストレ
ートゲートがドレイン側に接続されているため、第３ス
イッチ素子ＳＷ３の寄生ダイオードを介して電流が流れ
ることはない。
【００７１】同様に、第７スイッチ素子ＳＷ７におい
て、ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電
圧と等しくなり、ソース電圧は電圧Ｖｏになる。このた
め、第７スイッチ素子ＳＷ７において、ドレイン電圧が
ソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳＷ
１０によって、第７スイッチ素子ＳＷ７のサブストレー
トゲートがドレイン側に接続されることから、第７スイ
ッチ素子ＳＷ７の寄生ダイオードを介して電流が流れる
ことはない。
て、ドレイン電圧はキャッチアップコンデンサＣ１の電
圧と等しくなり、ソース電圧は電圧Ｖｏになる。このた
め、第７スイッチ素子ＳＷ７において、ドレイン電圧が
ソース電圧よりも大きくなるが、切り換えスイッチＳＷ
１０によって、第７スイッチ素子ＳＷ７のサブストレー
トゲートがドレイン側に接続されることから、第７スイ
ッチ素子ＳＷ７の寄生ダイオードを介して電流が流れる
ことはない。
【００７２】次に、制御回路部３３は、状態ｃに遷移し
てから所定時間ｔ６後に制御信号Ｓ１及びＳ６をそれぞ
れローレベルに立ち下げて、図１４の状態ｄに遷移させ
る。状態ｃから状態ｄに遷移すると、図１８で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ
６がそれぞれオンして導通状態になる。状態ｄでは、第
１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５
スイッチ素子ＳＷ５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれオンし、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４、第７スイッチ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子
ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ９がそれぞれオフして
いる。
てから所定時間ｔ６後に制御信号Ｓ１及びＳ６をそれぞ
れローレベルに立ち下げて、図１４の状態ｄに遷移させ
る。状態ｃから状態ｄに遷移すると、図１８で示すよう
に、第１スイッチ素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ
６がそれぞれオンして導通状態になる。状態ｄでは、第
１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５
スイッチ素子ＳＷ５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれ
ぞれオンし、第３スイッチ素子ＳＷ３、第４スイッチ素
子ＳＷ４、第７スイッチ素子ＳＷ７、第８スイッチ素子
ＳＷ８及び第９スイッチ素子ＳＷ９がそれぞれオフして
いる。
【００７３】このため、各フライバックコンデンサＦＣ
１及びＦＣ２の低電位側が入力端ＣＰＩＮに接続され
る。このことから、各フライバックコンデンサＦＣ１及
びＦＣ２の高電位側の電圧は、それぞれ電圧Ｖｏの２倍
の電圧になる。該電圧でキャッチアップコンデンサＣ１
は充電され、キャッチアップコンデンサＣ１の電圧も電
圧Ｖｏの２倍の電圧まで上昇する。
１及びＦＣ２の低電位側が入力端ＣＰＩＮに接続され
る。このことから、各フライバックコンデンサＦＣ１及
びＦＣ２の高電位側の電圧は、それぞれ電圧Ｖｏの２倍
の電圧になる。該電圧でキャッチアップコンデンサＣ１
は充電され、キャッチアップコンデンサＣ１の電圧も電
圧Ｖｏの２倍の電圧まで上昇する。
【００７４】次に、制御回路部３３は、クロック信号Ｃ
ＬＫがハイレベルに立ち上がると、直ちに、制御信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６をそれぞれハイレベルに立ち上げ
て、図１４の状態ｅに遷移させる。状態ｄから状態ｅに
遷移すると、図１９で示すように、第１スイッチ素子Ｓ
Ｗ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５スイッチ素子ＳＷ
５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断
状態になる。状態ｅでは、すべてのスイッチ素子はオフ
し、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、キャ
ッチアップコンデンサＣ１に電荷を供給したため、それ
ぞれ充電電圧が電圧Ｖｏよりも低下している。
ＬＫがハイレベルに立ち上がると、直ちに、制御信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６をそれぞれハイレベルに立ち上げ
て、図１４の状態ｅに遷移させる。状態ｄから状態ｅに
遷移すると、図１９で示すように、第１スイッチ素子Ｓ
Ｗ１、第２スイッチ素子ＳＷ２、第５スイッチ素子ＳＷ
５及び第６スイッチ素子ＳＷ６がそれぞれオフして遮断
状態になる。状態ｅでは、すべてのスイッチ素子はオフ
し、フライバックコンデンサＦＣ１及びＦＣ２は、キャ
ッチアップコンデンサＣ１に電荷を供給したため、それ
ぞれ充電電圧が電圧Ｖｏよりも低下している。
【００７５】また、制御回路部３３は、状態ｅに遷移し
てから所定時間ｔ７後に制御信号Ｓ４及びＳ７をそれぞ
れローレベルに立ち下げると共に制御信号Ｓ８及びＳ９
をそれぞれハイレベルに立ち上げて、図１４の状態ａに
遷移させる。状態ｅから状態ａに遷移すると、図１５で
示すように、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッチ素
子ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素
子ＳＷ９がそれぞれオンして導通状態になる。
てから所定時間ｔ７後に制御信号Ｓ４及びＳ７をそれぞ
れローレベルに立ち下げると共に制御信号Ｓ８及びＳ９
をそれぞれハイレベルに立ち上げて、図１４の状態ａに
遷移させる。状態ｅから状態ａに遷移すると、図１５で
示すように、第４スイッチ素子ＳＷ４、第７スイッチ素
子ＳＷ７、第８スイッチ素子ＳＷ８及び第９スイッチ素
子ＳＷ９がそれぞれオンして導通状態になる。
【００７６】このように、第３動作モードでは、第３ス
イッチ素子ＳＷ３はオフして遮断状態のままであり、こ
れに伴って第１０スイッチ素子ＳＷ１０は、第３スイッ
チ素子ＳＷ３のサブストレートゲートをソース側に接続
した状態から変化することはない。なお、クロック信号
ＣＬＫがローレベルに立ち下がってから、第１スイッチ
素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６をそれぞれオン
させるタイミングと、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５
スイッチ素子ＳＷ５をそれぞれオンさせるタイミングを
ずらしている理由は、第２動作モードの場合と同様であ
る。
イッチ素子ＳＷ３はオフして遮断状態のままであり、こ
れに伴って第１０スイッチ素子ＳＷ１０は、第３スイッ
チ素子ＳＷ３のサブストレートゲートをソース側に接続
した状態から変化することはない。なお、クロック信号
ＣＬＫがローレベルに立ち下がってから、第１スイッチ
素子ＳＷ１及び第６スイッチ素子ＳＷ６をそれぞれオン
させるタイミングと、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５
スイッチ素子ＳＷ５をそれぞれオンさせるタイミングを
ずらしている理由は、第２動作モードの場合と同様であ
る。
【００７７】このように、本第１の実施の形態における
電源供給回路は、定電圧回路２からの出力電圧Ｖｏを入
力電圧とし、該電圧Ｖｏに対して、１倍昇圧を行う第１
動作モード、１.５倍昇圧を行う第２動作モード及び２
倍昇圧を行う第３動作モードの３モードの昇圧動作を行
うチャージポンプ回路３を備え、該チャージポンプ回路
３は、電源電圧ＶＤＤの電圧値に応じて第１動作モー
ド、第２動作モード又は第３動作モードのいずれかの動
作を行うようにした。このことから、電池のように電圧
が次第に低下する直流電源を用いた場合においても、概
略一定の電圧を負荷回路に出力することができ、広範囲
な入力電圧に対してチャージポンプ回路からの出力電圧
を安定させることができ、電力効率を高めることができ
る。
電源供給回路は、定電圧回路２からの出力電圧Ｖｏを入
力電圧とし、該電圧Ｖｏに対して、１倍昇圧を行う第１
動作モード、１.５倍昇圧を行う第２動作モード及び２
倍昇圧を行う第３動作モードの３モードの昇圧動作を行
うチャージポンプ回路３を備え、該チャージポンプ回路
３は、電源電圧ＶＤＤの電圧値に応じて第１動作モー
ド、第２動作モード又は第３動作モードのいずれかの動
作を行うようにした。このことから、電池のように電圧
が次第に低下する直流電源を用いた場合においても、概
略一定の電圧を負荷回路に出力することができ、広範囲
な入力電圧に対してチャージポンプ回路からの出力電圧
を安定させることができ、電力効率を高めることができ
る。
【００７８】また、直列に接続されたフライバックコン
デンサＦＣ１及びＦＣ２の高電圧側から入力端ＣＰＩＮ
に電流が逆流しないように、サブストレートゲートがド
レインに接続された第４スイッチ素子ＳＷ４を設けると
共に、キャッチアップコンデンサＣ１の高電圧側から、
直列に接続されたフライバックコンデンサＦＣ１及びＦ
Ｃ２に電流が逆流しないように、サブストレートゲート
がドレインに接続された第２スイッチ素子ＳＷ２を設け
るようにした。このことから、ダイオードを使用するこ
となくコンデンサの高電圧側から電流が逆流しないよう
にすることができ、ダイオードを使用した場合における
該ダイオードの順方向電圧による電圧降下をなくすこと
ができる。
デンサＦＣ１及びＦＣ２の高電圧側から入力端ＣＰＩＮ
に電流が逆流しないように、サブストレートゲートがド
レインに接続された第４スイッチ素子ＳＷ４を設けると
共に、キャッチアップコンデンサＣ１の高電圧側から、
直列に接続されたフライバックコンデンサＦＣ１及びＦ
Ｃ２に電流が逆流しないように、サブストレートゲート
がドレインに接続された第２スイッチ素子ＳＷ２を設け
るようにした。このことから、ダイオードを使用するこ
となくコンデンサの高電圧側から電流が逆流しないよう
にすることができ、ダイオードを使用した場合における
該ダイオードの順方向電圧による電圧降下をなくすこと
ができる。
【００７９】また、フライバックコンデンサＦＣ１及び
ＦＣ２の直列回路を電圧Ｖｏで充電する場合、第４スイ
ッチ素子ＳＷ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８をオンさせ
た後、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンさせるようにし
た。このことから、第３スイッチ素子ＳＷ３のゲートを
駆動する制御回路部３３の出力回路を構成しているＮＭ
ＯＳトランジスタのベース基板に無効電流が流れること
を防止することができ、該ＮＭＯＳトランジスタの寄生
トランジスタがオンしてラッチアップが発生することを
防止できる。
ＦＣ２の直列回路を電圧Ｖｏで充電する場合、第４スイ
ッチ素子ＳＷ４及び第８スイッチ素子ＳＷ８をオンさせ
た後、第３スイッチ素子ＳＷ３をオンさせるようにし
た。このことから、第３スイッチ素子ＳＷ３のゲートを
駆動する制御回路部３３の出力回路を構成しているＮＭ
ＯＳトランジスタのベース基板に無効電流が流れること
を防止することができ、該ＮＭＯＳトランジスタの寄生
トランジスタがオンしてラッチアップが発生することを
防止できる。
【００８０】また、フライバックコンデンサＦＣ１及び
ＦＣ２に充電された電圧を出力端ＣＰＯＵＴに出力する
場合、切り換えスイッチＳＷ１０によって第３スイッチ
素子ＳＷ３のサブストレートゲートをドレイン側に接続
させた後、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素
子ＳＷ５をオンさせてから第１スイッチ素子ＳＷ１及び
第６スイッチ素子ＳＷ６をオンさせるようにした。この
ことから、第３スイッチ素子ＳＷ３において、寄生ダイ
オードを介して無効電流が流れることを防止できると共
に、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ
５において、ソース側の電圧がドレイン側の電圧よりも
高くなるようにすることができ、サブストレートゲート
を介して無効電流が流れることを防止できる。
ＦＣ２に充電された電圧を出力端ＣＰＯＵＴに出力する
場合、切り換えスイッチＳＷ１０によって第３スイッチ
素子ＳＷ３のサブストレートゲートをドレイン側に接続
させた後、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素
子ＳＷ５をオンさせてから第１スイッチ素子ＳＷ１及び
第６スイッチ素子ＳＷ６をオンさせるようにした。この
ことから、第３スイッチ素子ＳＷ３において、寄生ダイ
オードを介して無効電流が流れることを防止できると共
に、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第５スイッチ素子ＳＷ
５において、ソース側の電圧がドレイン側の電圧よりも
高くなるようにすることができ、サブストレートゲート
を介して無効電流が流れることを防止できる。
【００８１】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
の電源供給回路によれば、チャージポンプ回路は、電源
電圧の低下に応じて昇圧倍率を大きくし定電圧回路の出
力電圧を昇圧するようにした。具体的には、電源電圧に
応じてチャージポンプ回路の昇圧倍率を、入力電圧に対
して、１倍、α倍又はβ倍のいずれかに選択するように
した。このことから、電池のように電圧が次第に低下す
る直流電源を使用した場合においても、ほぼ一定の電圧
を負荷の電源として供給することができ、電力効率の向
上を図ることができる。
の電源供給回路によれば、チャージポンプ回路は、電源
電圧の低下に応じて昇圧倍率を大きくし定電圧回路の出
力電圧を昇圧するようにした。具体的には、電源電圧に
応じてチャージポンプ回路の昇圧倍率を、入力電圧に対
して、１倍、α倍又はβ倍のいずれかに選択するように
した。このことから、電池のように電圧が次第に低下す
る直流電源を使用した場合においても、ほぼ一定の電圧
を負荷の電源として供給することができ、電力効率の向
上を図ることができる。
【００８２】また、電源電圧をそのまま出力するモード
を備えた定電圧回路を、チャージポンプ回路の前段に設
けたため、広範囲な電源電圧に対し、チャージポンプ回
路からの出力電圧を安定させることができると共に、電
力効率を更に向上させることができる。
を備えた定電圧回路を、チャージポンプ回路の前段に設
けたため、広範囲な電源電圧に対し、チャージポンプ回
路からの出力電圧を安定させることができると共に、電
力効率を更に向上させることができる。
【００８３】また、従来使用されていた逆流防止用ダイ
オードの代わりに、スイッチ素子をなすＭＯＳトランジ
スタを使用したため、該ダイオードの順方向電圧による
ロスを低減させることができ、電力効率を更に一層向上
させることができる。
オードの代わりに、スイッチ素子をなすＭＯＳトランジ
スタを使用したため、該ダイオードの順方向電圧による
ロスを低減させることができ、電力効率を更に一層向上
させることができる。
【００８４】また、チャージポンプ回路の各スイッチ素
子のスイッチングタイミングを細かく制御することによ
り、貫通電流や、定電圧回路への電流の逆流を防止する
ことができる。
子のスイッチングタイミングを細かく制御することによ
り、貫通電流や、定電圧回路への電流の逆流を防止する
ことができる。
【００８５】更に、ＭＯＳトランジスタのサブストレー
トゲートをドレイン側又はソース側のいずれかに適切に
接続すると共に、切り換えスイッチによって、昇圧動作
時にスイッチ素子のサブストレートゲートをドレイン側
又はソース側のいずれかに適切に切り換えることによ
り、スイッチ素子の寄生ダイオードを通して流れる無効
電流をなくすことができ、電力効率の向上を図ることが
できると共に、ＩＣの不具合を発生させるラッチアップ
を防ぐことができる。
トゲートをドレイン側又はソース側のいずれかに適切に
接続すると共に、切り換えスイッチによって、昇圧動作
時にスイッチ素子のサブストレートゲートをドレイン側
又はソース側のいずれかに適切に切り換えることによ
り、スイッチ素子の寄生ダイオードを通して流れる無効
電流をなくすことができ、電力効率の向上を図ることが
できると共に、ＩＣの不具合を発生させるラッチアップ
を防ぐことができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態における電源供給
回路の例を示した回路図である。
回路の例を示した回路図である。
【図２】 制御回路部３３によるチャージポンプ回路部
３１の動作制御例を示したフローチャートである。
３１の動作制御例を示したフローチャートである。
【図３】 制御回路部３３によるチャージポンプ回路部
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
【図４】 制御回路部３３によるチャージポンプ回路部
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
【図５】 制御回路部３３によるチャージポンプ回路部
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
３１の他の動作制御例を示したフローチャートである。
【図６】 第１動作モードにおけるチャージポンプ回路
部３１の各スイッチ素子の状態を示した等価回路図であ
る。
部３１の各スイッチ素子の状態を示した等価回路図であ
る。
【図７】 第２動作モードにおける図１の各制御信号Ｓ
１〜Ｓ１１の例を示したタイミングチャートである。
１〜Ｓ１１の例を示したタイミングチャートである。
【図８】 図７の状態ａに対するチャージポンプ回路部
３１の動作例を示した等価回路図である。
３１の動作例を示した等価回路図である。
【図９】 図７の状態ｂに対するチャージポンプ回路部
３１の動作例を示した等価回路図である。
３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１０】 図７の状態ｃに対するチャージポンプ回路
部３１の動作例を示した等価回路図である。
部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１１】 図７の状態ｄに対するチャージポンプ回路
部３１の動作例を示した等価回路図である。
部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１２】 図７の状態ｅに対するチャージポンプ回路
部３１の動作例を示した等価回路図である。
部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１３】 図７の状態ｆに対するチャージポンプ回路
部３１の動作例を示した等価回路図である。
部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１４】 第３動作モードにおける図１の各制御信号
Ｓ１〜Ｓ１１の例を示したタイミングチャートである。
Ｓ１〜Ｓ１１の例を示したタイミングチャートである。
【図１５】 図１４の状態ａに対するチャージポンプ回
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１６】 図１４の状態ｂに対するチャージポンプ回
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１７】 図１４の状態ｃに対するチャージポンプ回
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１８】 図１４の状態ｄに対するチャージポンプ回
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
【図１９】 図１４の状態ｅに対するチャージポンプ回
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
路部３１の動作例を示した等価回路図である。
１ 電源供給回路
２ 定電圧回路
３ チャージポンプ回路
１１ 負荷回路
３１ チャージポンプ回路部
３２ クロック信号発生回路部
３３ 制御回路部
３４ 電圧検出回路部
ＳＷ１ 第１スイッチ素子
ＳＷ２ 第２スイッチ素子
ＳＷ３ 第３スイッチ素子
ＳＷ４ 第４スイッチ素子
ＳＷ５ 第５スイッチ素子
ＳＷ６ 第６スイッチ素子
ＳＷ７ 第７スイッチ素子
ＳＷ８ 第８スイッチ素子
ＳＷ９ 第９スイッチ素子
ＳＷ１０，ＳＷ１１ 切り換えスイッチ
ＦＣ１，ＦＣ２ フライバックコンデンサ
Ｃ１ キャッチアップコンデンサ
Claims (13)
- 【請求項１】 直流電源から供給される電源電圧から所
定の定電圧Ｖａを生成して出力する定電圧回路と、 該電源電圧の電圧値に応じた倍率で該定電圧回路の出力
電圧を昇圧し、負荷の電源として供給するチャージポン
プ回路と、を備え、 前記チャージポンプ回路は、前記電源電圧の電圧検出を
行い、該電源電圧値の低下に応じて昇圧倍率を大きくし
て前記定電圧回路の出力電圧を昇圧することを特徴とす
る電源供給回路。 - 【請求項２】 前記チャージポンプ回路は、前記定電圧
回路の出力電圧をそのまま出力する第１動作モードと、
前記定電圧回路の出力電圧を所定値α倍に昇圧して出力
する第２動作モードと、前記定電圧回路の出力電圧を該
α倍よりも大きいβ倍に昇圧して出力する第３動作モー
ドとを有し、前記電源電圧の電圧に応じて前記第１動作
モード、第２動作モード及び第３動作モードのいずれか
の動作モードで作動することを特徴とする請求項１記載
の電源供給回路。 - 【請求項３】 前記チャージポンプ回路は、前記電源電
圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１よりも小さい所定値
Ｖ２を超えている場合は第２動作モードで作動し、前記
電源電圧が該所定値Ｖ２以下の場合は第３動作モードで
作動することを特徴とする請求項２記載の電源供給回
路。 - 【請求項４】 前記チャージポンプ回路は、前記電源電
圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第３動
作モードで作動することを特徴とする請求項２記載の電
源供給回路。 - 【請求項５】 前記チャージポンプ回路は、前記電源電
圧が所定値Ｖ１を超えている場合は第１動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ１以下の場合は第２動
作モードで作動することを特徴とする請求項２記載の電
源供給回路。 - 【請求項６】 前記チャージポンプ回路は、前記電源電
圧が所定値Ｖ３を超えている場合は第２動作モードで作
動し、前記電源電圧が該所定値Ｖ３以下の場合は第３動
作モードで作動することを特徴とする請求項２記載の電
源供給回路。 - 【請求項７】 前記チャージポンプ回路は、第１動作モ
ードで作動する場合、前記定電圧回路に対して電源電圧
を出力電圧として出力させることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５又は６記載の電源供給回路。 - 【請求項８】 前記チャージポンプ回路は、 前記定電圧回路の出力電圧で充電される２つの第１のコ
ンデンサと、 対応する該第１のコンデンサにおける充電時の低電圧
側、及び前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力端
をそれぞれ接続する各第１のスイッチ素子と、 対応する該第１のコンデンサにおける充電時の高電圧
側、及び前記負荷に対して電圧を出力する出力端をそれ
ぞれ接続する各第２のスイッチ素子と、 前記各第１のコンデンサを直列に接続する第３のスイッ
チ素子と、 前記各第１のコンデンサと該第３のスイッチ素子との直
列回路の一端を前記定電圧回路の出力電圧が入力される
入力端に接続する第４のスイッチ素子と、 前記各第１のコンデンサと該第３のスイッチ素子との直
列回路の他端を前記直流電源の負側電源電圧に接続する
第５のスイッチ素子と、 前記各第１のコンデンサにおける、充電時の高圧側が前
記第３のスイッチ素子に接続される第１のコンデンサの
該高圧側を前記定電圧回路の出力電圧が入力される入力
端に接続する第６のスイッチ素子と、 前記各第１のコンデンサにおける、充電時の低圧側が前
記第３のスイッチ素子に接続される第１のコンデンサの
該低圧側を前記直流電源の負側電源電圧に接続する第７
のスイッチ素子と、 前記各第１のコンデンサを充電して得られる電圧で充電
される第２のコンデンサと、 前記電源電圧の検出を行い、該検出した電圧値を示す信
号を出力する電圧検出回路部と、 該電圧検出回路部からの信号に応じて、所定のクロック
信号を基に前記第１から第７の各スイッチ素子のスイッ
チング制御をそれぞれ行うと共に、前記定電圧回路の動
作制御を行う制御回路部と、を備えることを特徴とする
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の電源供給回
路。 - 【請求項９】 前記制御回路部は、前記定電圧回路の出
力電圧を昇圧させて出力する場合、該定電圧回路の出力
電圧が入力される入力端と前記第２のコンデンサとの間
に直列に接続された前記各スイッチ素子が同時にオンし
ないように各スイッチ素子のスイッチング制御を行うこ
とを特徴とする請求項８記載の電源供給回路。 - 【請求項１０】 前記制御回路部は、前記定電圧回路の
出力電圧が入力される入力端と、前記直流電源の負側電
源電圧との間に直列に接続された各スイッチ素子が同時
にオンしないように前記各スイッチ素子のスイッチング
制御を行うことを特徴とする請求項８又は９記載の電源
供給回路。 - 【請求項１１】 前記第３及び第６の各スイッチ素子
は、それぞれＭＯＳトランジスタからなり、対応する該
ＭＯＳトランジスタのサブストレートゲートを該ＭＯＳ
トランジスタのドレイン又はソースのいずれかに切り換
えて接続する第１及び第２の各切り換えスイッチを備
え、前記制御回路部は、対応する該ＭＯＳトランジスタ
のソース電圧がドレイン電圧より大きい場合はサブスト
レートゲートを該ソース側に、対応する該ＭＯＳトラン
ジスタのソース電圧がドレイン電圧より小さい場合はサ
ブストレートゲートを該ドレイン側に接続するように、
前記第１及び第２の各切り換えスイッチの切り換え制御
をそれぞれ行うことを特徴とする請求項８、９又は１０
記載の電源供給回路。 - 【請求項１２】 前記各第２のスイッチ素子は、第２の
コンデンサから対応する第１のコンデンサに流れる電流
を阻止する方向に寄生ダイオードが形成されるようにサ
ブストレートゲートが接続されたＭＯＳトランジスタか
らなると共に、前記第４のスイッチ素子は、第１のコン
デンサから、前記定電圧回路の出力電圧が入力される入
力端に流れる電流を阻止する方向に寄生ダイオードが形
成されるようにサブストレートゲートが接続されたＭＯ
Ｓトランジスタからなることを特徴とする請求項８、
９、１０又は１１記載の電源供給回路。 - 【請求項１３】 前記制御回路部は、各第１のコンデン
サを前記定電圧回路の出力電圧で充電する場合、前記第
４及び第５の各スイッチ素子をオンさせて導通状態にし
た後、前記第３のスイッチ素子をオンさせて導通状態に
することを特徴とする８、９、１０、１１又は１２記載
の電源供給回路。
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