JP2010004641A - 昇圧回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンデンサC1〜C3にそれぞれ対応する駆動回路9〜11を設ける。駆動回路9〜11は、コンデンサC1〜C3の各他端子と電圧VBを供給する電源線23との間に介在する第1のトランジスタおよび第1のトランジスタと電圧GNDを供給するグランド線24との間に介在する第2のトランジスタを備えている。駆動能力調整回路25は、出力端子4、5に接続される機能回路6〜8のうち、動作状態のものが多いほど第1および第2のトランジスタの電流駆動能力を高める。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、このノイズを低減する構成を備えたチャージポンプ回路が開示されている。このチャージポンプ回路は、電圧入力端子の入力電圧がしきい値電圧以上になった場合に動作周波数を低くすることで充放電電流による上記ノイズを抑制する。
以下、本発明の第1の実施形態について図1および図2を参照しながら説明する。
図1は、チャージポンプ回路の電気的構成を示している。図1に示すチャージポンプ回路1(昇圧回路に相当)は、例えば車両に搭載される電子制御装置において、ハイサイドスイッチとして機能するNチャネル型MOSトランジスタのゲート電圧を生成するために用いられる。本実施形態では、チャージポンプ回路1の構成のうち、後述するコンデンサC1〜C4を除く回路部分は、図示しない制御用ICの一部として構成されている。なお、コンデンサC1〜C4を制御用ICに内蔵した構成としてもよい。
まず、チャージポンプ回路1の基本動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ(図示せず)がオンされるなどして入力端子2、3間にバッテリ電圧VBが印加されると、発振回路12から昇圧パルス信号Sa、/Saが出力される。昇圧パルス信号Saに基づいて駆動される駆動回路9、11の各トランジスタと、昇圧パルス信号/Saに基づいて駆動される駆動回路10の各トランジスタとは相補的に動作する。
駆動回路9、11…第1トランジスタ群21:オフ、第2トランジスタ群22:オン
駆動回路10 …第1トランジスタ群21:オン、第2トランジスタ群22:オフ
入力端子2から電源線23、ダイオードD1、コンデンサC1、駆動回路9(の第2トランジスタ群22)、グランド線24、入力端子3を介して充電電流が流れ、コンデンサC1が充電される。
駆動回路9、11…第1トランジスタ群21:オン、第2トランジスタ群22:オフ
駆動回路10 …第1トランジスタ群21:オフ、第2トランジスタ群22:オン
入力端子2から電源線23、駆動回路9(の第1トランジスタ群21)、コンデンサC1、ダイオードD2、コンデンサC2、駆動回路10(の第2トランジスタ群22)、グランド線24、入力端子3を介して充電電流が流れ、コンデンサC1の充電電荷がダイオードD2を通して次段のコンデンサC2に移される。この過程で昇圧が行われる。
駆動回路9、11…第1トランジスタ群21:オフ、第2トランジスタ群22:オン
駆動回路10 …第1トランジスタ群21:オン、第2トランジスタ群22:オフ
入力端子2から電源線23、駆動回路10(の第1トランジスタ群21)、コンデンサC2、ダイオードD3、コンデンサC3、駆動回路11(の第2トランジスタ群22)、グランド線24、入力端子3を介して充電電流が流れ、コンデンサC2の充電電荷がダイオードD3を通して次段のコンデンサC3に移される。この過程でも昇圧が行われる。
駆動回路9、11…第1トランジスタ群21:オン、第2トランジスタ群22:オフ
駆動回路10 …第1トランジスタ群21:オフ、第2トランジスタ群22:オン
入力端子2から電源線23、駆動回路11(の第1トランジスタ群21)、コンデンサC3、ダイオードD4、コンデンサC4、グランド線24、入力端子3を介して充電電流が流れ、コンデンサC3の充電電荷がダイオードD4を通して次段のコンデンサC4に移される。この過程でも昇圧が行われる。
チャージポンプ回路1は、起動時において、駆動回路9〜11における各トランジスタ群21、22の電流駆動能力を最大にして昇圧動作を行う。これにより、起動時における出力電圧Voの立ち上がり時間を短くすることができる。
以下、本発明の第2の実施形態について図3を参照しながら説明する。
図3は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。チャージポンプ回路31(昇圧回路に相当)は、第1の実施形態のチャージポンプ回路1に対し、負荷電流検出回路32(電流検出手段に相当)を備えている点が異なる。また、本実施形態では、負荷動作検出回路13が省かれている。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第1トランジスタ群21および第2トランジスタ群22の電流駆動能力を所望の値に調整可能であれば、スイッチ回路SW1〜SW6は、上記実施形態で示した切り替えのパターンに限らずともよい。第1トランジスタ群21および第2トランジスタ群22は、いずれも3つのトランジスタを並列接続して構成したが、この並列接続するトランジスタの数は、3つに限らずともよく、例えば2つでもよいし、4つ以上でもよい。このトランジスタの数を増やすほど、各トランジスタ群21、22の電流駆動能力の調整段階(ステップ)を細かく設定することができる。トランジスタQ1〜Q6は、MOSトランジスタに限らず、例えばバイポーラトランジスタ、IGBTでもよい。
トランジスタQ1〜Q3を互いに異なるサイズに形成し、トランジスタQ4〜Q6を互いに異なるサイズに形成してもよい。例えば、トランジスタQ1、Q2、Q3のサイズ比を4:2:1とし、トランジスタQ4、Q5、Q6のサイズ比を4:2:1とすれば、各トランジスタ群21、22の電流駆動能力について7通りの調整パターンを実現できる。
Claims (7)
- 電圧入力端子と電圧出力端子との間に同一の極性で直列に接続された複数のダイオードと、
前記ダイオード同士が接続された各接続点に対しそれぞれ一端子が接続された複数のコンデンサと、
前記各コンデンサにそれぞれ対応して設けられ、前記各コンデンサの他端子と第1の電圧を供給する第1の電源線との間に介在する第1のトランジスタおよび前記第1のトランジスタと第2の電圧を供給する第2の電源線との間に介在する第2のトランジスタを備え、これら第1および第2のトランジスタが交互にオンする駆動回路と、
前記電圧出力端子に接続される負荷が大きいほど前記第1および第2のトランジスタの電流駆動能力を高める駆動能力調整手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路。 - 前記電圧出力端子に接続される負荷は複数の機能回路であり、
前記駆動能力調整手段は、前記複数の機能回路のうち動作する機能回路の数が多いほど、前記第1および第2のトランジスタの電流駆動能力を高めることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。 - 前記駆動能力調整手段は、前記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、前記電流検出手段により検出される負荷電流が大きいほど前記第1および第2のトランジスタの電流駆動能力を高めることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 前記第1および第2のトランジスタは、それぞれ複数のトランジスタが並列接続されて構成されており、
前記複数のトランジスタは、オンオフ動作を停止する動作停止状態にそれぞれ設定可能であり、
前記駆動能力調整手段は、並列接続された前記複数のトランジスタのうちオンオフ動作させるトランジスタの数を増減することにより前記第1および第2のトランジスタの電流駆動能力を調整することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の昇圧回路。 - 前記駆動能力調整手段は、前記第1のトランジスタを構成するトランジスタのうちオンオフ動作させるトランジスタの数と、前記第2のトランジスタを構成するトランジスタのうちオンオフ動作させるトランジスタの数とを同数にすることを特徴とする請求項4記載の昇圧回路。
- 前記第1のトランジスタを構成する前記複数のトランジスタは同サイズに形成され、
前記第2のトランジスタを構成する前記複数のトランジスタは同サイズに形成されていることを特徴とする請求項4または5記載の昇圧回路。 - 前記第1のトランジスタを構成する前記複数のトランジスタは、互いに異なるサイズに形成され、
前記第2のトランジスタを構成する前記複数のトランジスタは、互いに異なるサイズに形成されていることを特徴とする請求項4または5記載の昇圧回路。
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