JP2004248453A - チャージポンプ回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れるチャージポンプ回路を提供する。
【解決手段】このチャージポンプ回路では、フォロア回路1,3を用いた定電流充放電回路5を、昇圧用のコンデンサC1の充電時及び放電時の電流経路P1,P2に介装している。フォロア回路1,3のトランジスタTr1,Tr2は、信号入力部15から入力されるクロック信号に応じて交互にオンし、昇圧用のコンデンサC1の接続切り替えを行うとともに、抵抗R5,R6等と共働して電流制限を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】このチャージポンプ回路では、フォロア回路1,3を用いた定電流充放電回路5を、昇圧用のコンデンサC1の充電時及び放電時の電流経路P1,P2に介装している。フォロア回路1,3のトランジスタTr1,Tr2は、信号入力部15から入力されるクロック信号に応じて交互にオンし、昇圧用のコンデンサC1の接続切り替えを行うとともに、抵抗R5,R6等と共働して電流制限を行う。
【選択図】 図1
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、例えば車載用のチャージポンプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来のチャージポンプ回路の回路図である。このチャージポンプ回路は、図3に示すように、第1及び第2のダイオード101,103と、第1及び第2のコンデンサ105,107と、第1及び第2のスイッチ109,111と、抵抗113とを備えて構成されており、第1及び第2のスイッチ109,111を交互に周期的に導通させることにより、入力部115から入力された電源電圧(電流)を昇圧して出力部117から出力するようになっている。
【0003】
第1のスイッチ109が導通した際には、入力部115からの電流が経路P1に沿って流れ、これによってコンデンサ105が充電され、第2のスイッチ111が導通した際には、コンデンサ105に充電されていた電流が放電されるとともに、入力部115からの電流が経路P2に沿って流れ、これによって昇圧された電流が出力部117に与えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3に示す従来のチャージポンプ回路では、第1及び第2のスイッチ109,111の遮断、導通の切り替えに伴って、図4に示すように、コンデンサ105に流れる電流(特に、電流の大きさ)が急激に変化する。特に、各スイッチ109,111が導通された瞬間は、コンデンサ105に流れる電流量が非常に短期間で増大、減少するため、電源ラインに大きなノイズが発生し、これによって、例えば、車載用のチャージポンプ回路の場合ではラジオ等の他の車載機器の障害が発生する場合がある。
【0005】
ここで、図3上における期間Taは第1のスイッチ109が導通している期間に対応しており、期間Tbは第2のスイッチ111が導通している期間に対応している。
【0006】
なお、このようなノイズの防止策としては、電流経路上にフィルタを挿入するという手段も考えられるが、フィルタ追加によりコストアップや、寸法、重量の増大を招くという欠点がある。
【0007】
そこで、本発明は、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れるチャージポンプ回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、昇圧対象の電源入力を受け付ける入力部と昇圧後の電圧出力を行う出力部との間に、前記出力部側に向けて順方向となるように直列に介装された第1及び第2のダイオードと、前記第1のダイオード及び前記第2のダイオードのうちの前記入力部側に位置する第1のダイオードの前記出力部側接続部とグランドとの間の接続路上に介装されたコンデンサと、前記コンデンサの2つの接続部のうちの一方側の接続部とグランドとの間の前記接続路を導通、遮断する第1のスイッチ手段と、前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間を導通、遮断する第2のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段と前記2のスイッチ手段とを、交互に逆位相で導通させる駆動手段と、を備えるチャージポンプ回路であって、前記第1のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部とグランドとの間が導通されて前記入力部からの電流が前記コンデンサに充電される際に電流が流れる第1の経路上のいずれかの位置、及び、前記第2のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間が導通されて前記コンデンサから放電が行われる際に電流が流れる第2の経路上のいずれかの位置に、フォロア回路を用いた定電流充放電回路を介装し、前記フォロア回路が、前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装され、前記経路上を流れる通流電流量を制御するトランジスタと、前記トランジスタの電流通流方向上流側又は下流側に直列に接続された抵抗と、を備える。
【0009】
好ましくは、前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装された前記各トランジスタが、前記第1のスイッチ手段及び前記第2のスイッチ手段としても機能するのがよい。
【0010】
また、好ましくは、前記チャージポンプ回路は、車載用であり、電源ラインから負荷へ供給される電源電流の通流状態を制御する電源制御用のFETのゲート駆動用に用いられるのがよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路の回路図である。このチャージポンプ回路は、図1に示すように、第1ないし第3のダイオードD1〜D3と、第1及び第2のコンデンサC1,C2と、第1及び第2のトランジスタTr1,Tr2と、第1ないし第6の抵抗R1〜R6と、ツェナーダイオードZD1と、トランジスタTr1,Tr2を駆動する図示しない駆動回路(駆動手段)とを備えて構成されている。このうち、コンデンサC1が本発明に係る昇圧用のコンデンサに相当している。また、トランジスタTr1と抵抗R5との組み合わせ、及びトランジスタTr2と抵抗R6との組み合わせが、本発明に係るフォロア回路1,3をそれぞれ構成しており、そのフォロア回路1,3と、抵抗R1〜R3と、ダイオードD3とが本発明に係る定電流充放電回路5を構成している。また、トランジスタTr1,Tr2は、本発明に係る第1及び第2のスイッチ手段としても役割も担っている。なお、トランジスタTr1にはバイポーラ形のNPNトランジスタが用いられ、トランジスタTr2にはバイポーラ形のPNPトランジスタが用いられている。
【0012】
また、本実施形態に係るチャージポンプ回路は、車載用であり、電源ラインから負荷へ供給される電源電流の通流状態を制御する電源制御用のFETのゲート駆動用に用いられる。この場合、その電源制御用のFETは、負荷の電流通流方向上流側(ハイサイド)に設けられ、構成の簡略化のため、チャージポンプ回路の電源ラインと各負荷の電源ラインとは共通化される。
【0013】
第1及び第2のダイオードD1,D2は、昇圧対象の電源入力を受け付ける入力部11と昇圧後の電圧出力を行う出力部13との間に、出力部13側に向けて順方向となるように、かつ、第1のダイオードD1が入力部11側に位置するように直列に介装されている。
【0014】
コンデンサC1は、ダイオードD1の出力部13側接続部とグランドとの間の接続路上に介装されている。コンデンサC2は、ダイオードD2の出力部13側接続部と入力部11との間に介装されている。ツェナーダイオードZD1は、出力部13側に向けて順方向となるように、コンデンサC2に並列に接続されている。なお、このコンデンサC2及びツェナーダイオードZD1は、このチャージポンプ回路の用途等によっては省略可能である。
【0015】
トランジスタTr1と抵抗R5は、コンデンサC1の2つの接続部のうちの一方側の接続部とグランドとの間の前記接続路に、トランジスタTr1がコンデンサC1側に位置するようにして直列に介装されている。すなわち、トランジスタTr1のコレクタはコンデンサC1の一方側の接続部に接続され、トランジスタTr1のエミッタは抵抗R5を介してグランドに接続されている。トランジスタTr1のベースは、信号入力部15側に向けて順方向のダイオードD3を介して信号入力部15に接続されるとともに、抵抗R3を介して入力部11に接続され、かつ抵抗R4を介してグランドに接続されている。
【0016】
トランジスタTr2と抵抗R6は、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間に、トランジスタTr2がコンデンサC1側に位置するようにして直列に介装されている。すなわち、トランジスタTr2のコレクタはコンデンサC1の一方側の接続部に接続され、トランジスタTr2のエミッタは抵抗R6を介して入力部11に接続されている。トランジスタTr2のベースは、抵抗R1を介して入力部11に接続されるとともに、抵抗R2を介して信号入力部15に接続されている。
【0017】
次に、このチャージポンプ回路の各部の機能及び動作について説明する。
【0018】
信号入力部15には、制御信号(クロック信号)が入力される。このクロック信号は、コンデンサC1とグランド又は入力部11との接続状態を切り替えるために、トランジスタTr1,Tr2を周期的に交互にオン、オフさせるための信号であり、周期的にハイ、ローに切り替えられる。
【0019】
このチャージポンプ回路の基本動作としては、信号入力部15から入力されるクロック信号に応じて、トランジスタTr1,Tr2が周期的に交互にオンし、これによって、コンデンサC1のグランド又は入力部11に対する接続状態が、正逆交互に切り替えられるようになっている。
【0020】
ここで、抵抗R3,R4,R5の各抵抗値等は、信号入力部15に入力されるクロック信号がハイ、ローに切り替えられるのに応じて、入力部11から抵抗R3を介して流れ込む電流の主な経路が、トランジスタTrのベース、エミッタ及び抵抗R5を介してグランドに流れる経路と、ダイオードD3を介して信号入力部15に流れる経路との間で交互に切り替わるような値に設定されている。
【0021】
このような設定により、クロック信号がハイレベルであるときには、信号入力部15の電位がハイレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R3及びダイオードD3を介して入力部15に流れる電流の経路が遮断され、これによって、入力部11から抵抗R3を介してトランジスタTr1のベース、エミッタ間に電流が流れ、これによってトランジスタTr1がオンするようになっている。また、反対に、クロック信号がローレベルであるときには、信号入力部15の電位がローレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R3及びダイオードD3を介して入力部11に流れる電流の経路が開放されて、これによって、入力部15から抵抗R3を介してトランジスタTr1のベースに流れる電流が遮断されて、トランジスタTr1がオフするようになっている。
【0022】
また、抵抗R1,R2,R6の各抵抗値等は、信号入力部15に入力されるクロック信号がハイ、ローに切り替えられるのに応じて、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の有無が切り替えられるような値に設定されている。
【0023】
このような設定により、クロック信号がハイレベルであるときには、信号入力部15の電位がハイレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の流れが遮断されて、トランジスタTr2がオフするようになっている。また、反対に、クロック信号がローレベルであるときには、信号入力部15の電位がローレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の流れが生じて、トランジスタTr2がオンするようになっている。
【0024】
このため、クロック信号がハイレベルであるときには、トランジスタTr1がオンしてコンデンサC1の一方側の接続部がトランジスタTr1及び抵抗R5を介してグランドと導通する一方、トランジスタTr2がオフして、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間が遮断され、これに伴って入力部11からの電流が経路P1に沿って流れ、これによってコンデンサC1が充電される。一方、入力されるクロック信号がローレベルであるときには、トランジスタTr1がオフしてコンデンサC1の一方側の接続部とグランドとの間が遮断される一方、トランジスタTr2がオンして、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間がトランジスタTr2及び抵抗R6を介して導通し、これに伴ってコンデンサC1に充電されていた電流が放電されるとともに、入力部11からの電流が経路P2に沿って流れ、これによって昇圧された電流が出力部13に与えられる。
【0025】
次に、定電流充放電回路5による電流制限動作について説明する。フォロア回路1,3において、トランジスタTr1,Tr2はベース電流に応じた通流電流量を通流させようとする。このため、トランジスタTr1がオンしている際に、経路P1を流れる電流が増大した場合、抵抗R5を流れる電流量の増大に伴ってトランジスタTr1のエミッタ電位がそのベース電圧に対して上昇し、これに伴ってベース電流が抑制され、その結果、トランジスタTr1の通流電流も抑制され、経路P1を流れる電流の制限が図られるようになっている。また、トランジスタTr1がオンしている際に、経路P1を流れる電流が減少した場合、抵抗R5を流れる電流量の減少に伴ってトランジスタTr1のエミッタ電位がそのベース電圧に対して下降し、これに伴ってベース電流が増大し、その結果、トランジスタTr1の通流電流も増加され、経路P1を流れる電流の安定化が図られるようになっている。
【0026】
一方、トランジスタTr2がオンしている際に、経路P2を流れる電流が増大した場合、抵抗R6を流れる電流量の増大に伴ってトランジスタTr2のエミッタ電位がそのベース電圧に対して低下し、これに伴ってベース電流が抑制され、その結果、トランジスタTr2の通流電流も抑制され、経路P2を流れる電流の制限が図られるようになっている。トランジスタTr2がオンしている際に、経路P2を流れる電流が減少した場合、抵抗R6を流れる電流量の減少に伴ってトランジスタTr2のエミッタ電位がそのベース電圧に対して上昇し、これに伴ってベース電流が増大し、その結果、トランジスタTr2の通流電流も増加され、経路P2を流れる電流の安定化が図られるようになっている。
【0027】
図2は、昇圧用のコンデンサC1に流れる電流の変化状況を示す図であり、定電流充放電回路5によって電流制限が図られ、電流の急峻な変化が抑制されているのが分かる。ここで、図2上における期間Ta,Tbは、前述の図4の期間Ta,Tbと対応している。
【0028】
以上のように、本実施形態によれば、フォロア回路1,3を用いた定電流充放電回路5を、昇圧用のコンデンサC1の充電時及び放電時の電流経路P1,P2に介装する構成であるため、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れる。
【0029】
また、定電流充放電回路5に備えられるフォロア回路1,3のトランジスタTr1,Tr2が、昇圧用のコンデンサC1の接続切り替えを行うスイッチ手段としても機能するため、少ない部品数でチャージポンプ回路を構成することができる。
【0030】
さらに、チャージポンプ回路の動作により電源ラインに発生するノイズを抑制することができるため、本実施形態のように、チャージポンプ回路とラジオ等の他の車載機器(負荷)との電源ラインが共通となっている場合であっても、チャージポンプ回路が他の車載機器に与える影響を抑制することができる。
【0031】
なお、本実施形態では、フォロア回路1,3を構成するトランジスタにバイポーラ形のトランジスタを用いて構成したが、Nチャンネル又はPチャンネルのMOSMETを用いて同様な機能を有するフォロア回路1,3を構成することもできる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、トランジスタと抵抗とを備えてなるフォロア回路を用いた定電流充放電回路を、昇圧用のコンデンサの充電時及び放電時の電流経路に介装する構成であるため、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れる。
【0033】
請求項2に記載の発明によれば、定電流充放電回路に備えられるフォロア回路のトランジスタが、昇圧用のコンデンサの接続切り替えを行う第1及び第2のスイッチ手段としても機能するため、少ない部品数でチャージポンプ回路を構成することができる。
【0034】
請求項3に記載の発明によれば、以下の利点がある。すなわち、本発明に係る構成ではFETが負荷の電流通流方向上流側に設けられ、チャージポンプ回路の電源ラインと各負荷の電源ラインとが共通化されるのが一般であるが、本発明に係るチャージポンプ回路によれば、チャージポンプ回路の動作により電源ラインに発生するノイズを抑制することができるため、ノイズがラジオ等の他の車載機器(負荷)に与える影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路の回路図である。
【図2】図1の昇圧用のコンデンサに流れる電流の変化状況を示す図である。
【図3】図2は従来のチャージポンプ回路の回路図である。
【図4】図2の昇圧用のコンデンサに流れる電流の変化状況を示す図である。
【符号の説明】
1,3 フォロア回路
5 定電流充放電回路
11 入力部
13 出力部
15 信号入力部
C1,C2 コンデンサ
D1,D2,D3 ダイオード
R1〜R6 抵抗
ZD1 ツェナーダイオード
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャージポンプ回路、例えば車載用のチャージポンプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来のチャージポンプ回路の回路図である。このチャージポンプ回路は、図3に示すように、第1及び第2のダイオード101,103と、第1及び第2のコンデンサ105,107と、第1及び第2のスイッチ109,111と、抵抗113とを備えて構成されており、第1及び第2のスイッチ109,111を交互に周期的に導通させることにより、入力部115から入力された電源電圧(電流)を昇圧して出力部117から出力するようになっている。
【0003】
第1のスイッチ109が導通した際には、入力部115からの電流が経路P1に沿って流れ、これによってコンデンサ105が充電され、第2のスイッチ111が導通した際には、コンデンサ105に充電されていた電流が放電されるとともに、入力部115からの電流が経路P2に沿って流れ、これによって昇圧された電流が出力部117に与えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3に示す従来のチャージポンプ回路では、第1及び第2のスイッチ109,111の遮断、導通の切り替えに伴って、図4に示すように、コンデンサ105に流れる電流(特に、電流の大きさ)が急激に変化する。特に、各スイッチ109,111が導通された瞬間は、コンデンサ105に流れる電流量が非常に短期間で増大、減少するため、電源ラインに大きなノイズが発生し、これによって、例えば、車載用のチャージポンプ回路の場合ではラジオ等の他の車載機器の障害が発生する場合がある。
【0005】
ここで、図3上における期間Taは第1のスイッチ109が導通している期間に対応しており、期間Tbは第2のスイッチ111が導通している期間に対応している。
【0006】
なお、このようなノイズの防止策としては、電流経路上にフィルタを挿入するという手段も考えられるが、フィルタ追加によりコストアップや、寸法、重量の増大を招くという欠点がある。
【0007】
そこで、本発明は、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れるチャージポンプ回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、昇圧対象の電源入力を受け付ける入力部と昇圧後の電圧出力を行う出力部との間に、前記出力部側に向けて順方向となるように直列に介装された第1及び第2のダイオードと、前記第1のダイオード及び前記第2のダイオードのうちの前記入力部側に位置する第1のダイオードの前記出力部側接続部とグランドとの間の接続路上に介装されたコンデンサと、前記コンデンサの2つの接続部のうちの一方側の接続部とグランドとの間の前記接続路を導通、遮断する第1のスイッチ手段と、前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間を導通、遮断する第2のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段と前記2のスイッチ手段とを、交互に逆位相で導通させる駆動手段と、を備えるチャージポンプ回路であって、前記第1のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部とグランドとの間が導通されて前記入力部からの電流が前記コンデンサに充電される際に電流が流れる第1の経路上のいずれかの位置、及び、前記第2のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間が導通されて前記コンデンサから放電が行われる際に電流が流れる第2の経路上のいずれかの位置に、フォロア回路を用いた定電流充放電回路を介装し、前記フォロア回路が、前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装され、前記経路上を流れる通流電流量を制御するトランジスタと、前記トランジスタの電流通流方向上流側又は下流側に直列に接続された抵抗と、を備える。
【0009】
好ましくは、前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装された前記各トランジスタが、前記第1のスイッチ手段及び前記第2のスイッチ手段としても機能するのがよい。
【0010】
また、好ましくは、前記チャージポンプ回路は、車載用であり、電源ラインから負荷へ供給される電源電流の通流状態を制御する電源制御用のFETのゲート駆動用に用いられるのがよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路の回路図である。このチャージポンプ回路は、図1に示すように、第1ないし第3のダイオードD1〜D3と、第1及び第2のコンデンサC1,C2と、第1及び第2のトランジスタTr1,Tr2と、第1ないし第6の抵抗R1〜R6と、ツェナーダイオードZD1と、トランジスタTr1,Tr2を駆動する図示しない駆動回路(駆動手段)とを備えて構成されている。このうち、コンデンサC1が本発明に係る昇圧用のコンデンサに相当している。また、トランジスタTr1と抵抗R5との組み合わせ、及びトランジスタTr2と抵抗R6との組み合わせが、本発明に係るフォロア回路1,3をそれぞれ構成しており、そのフォロア回路1,3と、抵抗R1〜R3と、ダイオードD3とが本発明に係る定電流充放電回路5を構成している。また、トランジスタTr1,Tr2は、本発明に係る第1及び第2のスイッチ手段としても役割も担っている。なお、トランジスタTr1にはバイポーラ形のNPNトランジスタが用いられ、トランジスタTr2にはバイポーラ形のPNPトランジスタが用いられている。
【0012】
また、本実施形態に係るチャージポンプ回路は、車載用であり、電源ラインから負荷へ供給される電源電流の通流状態を制御する電源制御用のFETのゲート駆動用に用いられる。この場合、その電源制御用のFETは、負荷の電流通流方向上流側(ハイサイド)に設けられ、構成の簡略化のため、チャージポンプ回路の電源ラインと各負荷の電源ラインとは共通化される。
【0013】
第1及び第2のダイオードD1,D2は、昇圧対象の電源入力を受け付ける入力部11と昇圧後の電圧出力を行う出力部13との間に、出力部13側に向けて順方向となるように、かつ、第1のダイオードD1が入力部11側に位置するように直列に介装されている。
【0014】
コンデンサC1は、ダイオードD1の出力部13側接続部とグランドとの間の接続路上に介装されている。コンデンサC2は、ダイオードD2の出力部13側接続部と入力部11との間に介装されている。ツェナーダイオードZD1は、出力部13側に向けて順方向となるように、コンデンサC2に並列に接続されている。なお、このコンデンサC2及びツェナーダイオードZD1は、このチャージポンプ回路の用途等によっては省略可能である。
【0015】
トランジスタTr1と抵抗R5は、コンデンサC1の2つの接続部のうちの一方側の接続部とグランドとの間の前記接続路に、トランジスタTr1がコンデンサC1側に位置するようにして直列に介装されている。すなわち、トランジスタTr1のコレクタはコンデンサC1の一方側の接続部に接続され、トランジスタTr1のエミッタは抵抗R5を介してグランドに接続されている。トランジスタTr1のベースは、信号入力部15側に向けて順方向のダイオードD3を介して信号入力部15に接続されるとともに、抵抗R3を介して入力部11に接続され、かつ抵抗R4を介してグランドに接続されている。
【0016】
トランジスタTr2と抵抗R6は、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間に、トランジスタTr2がコンデンサC1側に位置するようにして直列に介装されている。すなわち、トランジスタTr2のコレクタはコンデンサC1の一方側の接続部に接続され、トランジスタTr2のエミッタは抵抗R6を介して入力部11に接続されている。トランジスタTr2のベースは、抵抗R1を介して入力部11に接続されるとともに、抵抗R2を介して信号入力部15に接続されている。
【0017】
次に、このチャージポンプ回路の各部の機能及び動作について説明する。
【0018】
信号入力部15には、制御信号(クロック信号)が入力される。このクロック信号は、コンデンサC1とグランド又は入力部11との接続状態を切り替えるために、トランジスタTr1,Tr2を周期的に交互にオン、オフさせるための信号であり、周期的にハイ、ローに切り替えられる。
【0019】
このチャージポンプ回路の基本動作としては、信号入力部15から入力されるクロック信号に応じて、トランジスタTr1,Tr2が周期的に交互にオンし、これによって、コンデンサC1のグランド又は入力部11に対する接続状態が、正逆交互に切り替えられるようになっている。
【0020】
ここで、抵抗R3,R4,R5の各抵抗値等は、信号入力部15に入力されるクロック信号がハイ、ローに切り替えられるのに応じて、入力部11から抵抗R3を介して流れ込む電流の主な経路が、トランジスタTrのベース、エミッタ及び抵抗R5を介してグランドに流れる経路と、ダイオードD3を介して信号入力部15に流れる経路との間で交互に切り替わるような値に設定されている。
【0021】
このような設定により、クロック信号がハイレベルであるときには、信号入力部15の電位がハイレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R3及びダイオードD3を介して入力部15に流れる電流の経路が遮断され、これによって、入力部11から抵抗R3を介してトランジスタTr1のベース、エミッタ間に電流が流れ、これによってトランジスタTr1がオンするようになっている。また、反対に、クロック信号がローレベルであるときには、信号入力部15の電位がローレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R3及びダイオードD3を介して入力部11に流れる電流の経路が開放されて、これによって、入力部15から抵抗R3を介してトランジスタTr1のベースに流れる電流が遮断されて、トランジスタTr1がオフするようになっている。
【0022】
また、抵抗R1,R2,R6の各抵抗値等は、信号入力部15に入力されるクロック信号がハイ、ローに切り替えられるのに応じて、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の有無が切り替えられるような値に設定されている。
【0023】
このような設定により、クロック信号がハイレベルであるときには、信号入力部15の電位がハイレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の流れが遮断されて、トランジスタTr2がオフするようになっている。また、反対に、クロック信号がローレベルであるときには、信号入力部15の電位がローレベルに変化されるのに伴って、入力部11から抵抗R6、トランジスタTr2のエミッタ、ベース、及び抵抗R2を介して入力部15に流れる電流の流れが生じて、トランジスタTr2がオンするようになっている。
【0024】
このため、クロック信号がハイレベルであるときには、トランジスタTr1がオンしてコンデンサC1の一方側の接続部がトランジスタTr1及び抵抗R5を介してグランドと導通する一方、トランジスタTr2がオフして、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間が遮断され、これに伴って入力部11からの電流が経路P1に沿って流れ、これによってコンデンサC1が充電される。一方、入力されるクロック信号がローレベルであるときには、トランジスタTr1がオフしてコンデンサC1の一方側の接続部とグランドとの間が遮断される一方、トランジスタTr2がオンして、コンデンサC1の一方側の接続部と入力部11との間がトランジスタTr2及び抵抗R6を介して導通し、これに伴ってコンデンサC1に充電されていた電流が放電されるとともに、入力部11からの電流が経路P2に沿って流れ、これによって昇圧された電流が出力部13に与えられる。
【0025】
次に、定電流充放電回路5による電流制限動作について説明する。フォロア回路1,3において、トランジスタTr1,Tr2はベース電流に応じた通流電流量を通流させようとする。このため、トランジスタTr1がオンしている際に、経路P1を流れる電流が増大した場合、抵抗R5を流れる電流量の増大に伴ってトランジスタTr1のエミッタ電位がそのベース電圧に対して上昇し、これに伴ってベース電流が抑制され、その結果、トランジスタTr1の通流電流も抑制され、経路P1を流れる電流の制限が図られるようになっている。また、トランジスタTr1がオンしている際に、経路P1を流れる電流が減少した場合、抵抗R5を流れる電流量の減少に伴ってトランジスタTr1のエミッタ電位がそのベース電圧に対して下降し、これに伴ってベース電流が増大し、その結果、トランジスタTr1の通流電流も増加され、経路P1を流れる電流の安定化が図られるようになっている。
【0026】
一方、トランジスタTr2がオンしている際に、経路P2を流れる電流が増大した場合、抵抗R6を流れる電流量の増大に伴ってトランジスタTr2のエミッタ電位がそのベース電圧に対して低下し、これに伴ってベース電流が抑制され、その結果、トランジスタTr2の通流電流も抑制され、経路P2を流れる電流の制限が図られるようになっている。トランジスタTr2がオンしている際に、経路P2を流れる電流が減少した場合、抵抗R6を流れる電流量の減少に伴ってトランジスタTr2のエミッタ電位がそのベース電圧に対して上昇し、これに伴ってベース電流が増大し、その結果、トランジスタTr2の通流電流も増加され、経路P2を流れる電流の安定化が図られるようになっている。
【0027】
図2は、昇圧用のコンデンサC1に流れる電流の変化状況を示す図であり、定電流充放電回路5によって電流制限が図られ、電流の急峻な変化が抑制されているのが分かる。ここで、図2上における期間Ta,Tbは、前述の図4の期間Ta,Tbと対応している。
【0028】
以上のように、本実施形態によれば、フォロア回路1,3を用いた定電流充放電回路5を、昇圧用のコンデンサC1の充電時及び放電時の電流経路P1,P2に介装する構成であるため、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れる。
【0029】
また、定電流充放電回路5に備えられるフォロア回路1,3のトランジスタTr1,Tr2が、昇圧用のコンデンサC1の接続切り替えを行うスイッチ手段としても機能するため、少ない部品数でチャージポンプ回路を構成することができる。
【0030】
さらに、チャージポンプ回路の動作により電源ラインに発生するノイズを抑制することができるため、本実施形態のように、チャージポンプ回路とラジオ等の他の車載機器(負荷)との電源ラインが共通となっている場合であっても、チャージポンプ回路が他の車載機器に与える影響を抑制することができる。
【0031】
なお、本実施形態では、フォロア回路1,3を構成するトランジスタにバイポーラ形のトランジスタを用いて構成したが、Nチャンネル又はPチャンネルのMOSMETを用いて同様な機能を有するフォロア回路1,3を構成することもできる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、トランジスタと抵抗とを備えてなるフォロア回路を用いた定電流充放電回路を、昇圧用のコンデンサの充電時及び放電時の電流経路に介装する構成であるため、コスト、寸法及び重量を抑制しつつ、ノイズ低減が図れる。
【0033】
請求項2に記載の発明によれば、定電流充放電回路に備えられるフォロア回路のトランジスタが、昇圧用のコンデンサの接続切り替えを行う第1及び第2のスイッチ手段としても機能するため、少ない部品数でチャージポンプ回路を構成することができる。
【0034】
請求項3に記載の発明によれば、以下の利点がある。すなわち、本発明に係る構成ではFETが負荷の電流通流方向上流側に設けられ、チャージポンプ回路の電源ラインと各負荷の電源ラインとが共通化されるのが一般であるが、本発明に係るチャージポンプ回路によれば、チャージポンプ回路の動作により電源ラインに発生するノイズを抑制することができるため、ノイズがラジオ等の他の車載機器(負荷)に与える影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路の回路図である。
【図2】図1の昇圧用のコンデンサに流れる電流の変化状況を示す図である。
【図3】図2は従来のチャージポンプ回路の回路図である。
【図4】図2の昇圧用のコンデンサに流れる電流の変化状況を示す図である。
【符号の説明】
1,3 フォロア回路
5 定電流充放電回路
11 入力部
13 出力部
15 信号入力部
C1,C2 コンデンサ
D1,D2,D3 ダイオード
R1〜R6 抵抗
ZD1 ツェナーダイオード
Claims (3)
- 昇圧対象の電源入力を受け付ける入力部と昇圧後の電圧出力を行う出力部との間に、前記出力部側に向けて順方向となるように直列に介装された第1及び第2のダイオードと、
前記第1のダイオード及び前記第2のダイオードのうちの前記入力部側に位置する第1のダイオードの前記出力部側接続部とグランドとの間の接続路上に介装されたコンデンサと、
前記コンデンサの2つの接続部のうちの一方側の接続部とグランドとの間の前記接続路を導通、遮断する第1のスイッチ手段と、
前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間を導通、遮断する第2のスイッチ手段と、
前記第1のスイッチ手段と前記2のスイッチ手段とを、交互に逆位相で導通させる駆動手段と、
を備えるチャージポンプ回路であって、
前記第1のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部とグランドとの間が導通されて前記入力部からの電流が前記コンデンサに充電される際に電流が流れる第1の経路上のいずれかの位置、及び、前記第2のスイッチ手段によって前記コンデンサの前記一方側の接続部と前記入力部との間が導通されて前記コンデンサから放電が行われる際に電流が流れる第2の経路上のいずれかの位置に、フォロア回路を用いた定電流充放電回路を介装し、
前記フォロア回路が、
前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装され、前記経路上を流れる通流電流量を制御するトランジスタと、
前記トランジスタの電流通流方向上流側又は下流側に直列に接続された抵抗と、を備える、チャージポンプ回路。 - 請求項1に記載のチャージポンプ回路において、
前記第1の経路及び前記第2の経路上のいずれかの位置に介装された前記各トランジスタが、前記第1のスイッチ手段及び前記第2のスイッチ手段としても機能する、チャージポンプ回路。 - 請求項1又は2に記載のチャージポンプ回路において、
前記チャージポンプ回路は、車載用であり、電源ラインから負荷へ供給される電源電流の通流状態を制御する電源制御用のFETのゲート駆動用に用いられる、チャージポンプ回路。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011020306A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Seiko Epson Corp | 駆動信号生成回路 |
JP2014054050A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Isuzu Motors Ltd | 電圧調整制御回路 |
JP2014515911A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-07-03 | フレクストロニクス オートモティブ インコーポレイテッド | 低損失低雑音電動機制御システム |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000101428A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Toshiba Information Systems (Japan) Corp | チャージポンプ回路 |
JP2002153045A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-24 | Denso Corp | チャージポンプ回路及びチャージポンプ回路を用いた負荷駆動回路 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003037247A patent/JP2004248453A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000101428A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Toshiba Information Systems (Japan) Corp | チャージポンプ回路 |
JP2002153045A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-24 | Denso Corp | チャージポンプ回路及びチャージポンプ回路を用いた負荷駆動回路 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011020306A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Seiko Epson Corp | 駆動信号生成回路 |
JP2014515911A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-07-03 | フレクストロニクス オートモティブ インコーポレイテッド | 低損失低雑音電動機制御システム |
JP2014054050A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Isuzu Motors Ltd | 電圧調整制御回路 |
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