JP3064573B2 - Boost circuit - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流入力電圧の正側、
負側をその入力電圧よりも0.5倍だけ拡大して出力す
る昇圧回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a booster circuit that enlarges the negative side by 0.5 times the input voltage and outputs the result.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、デジタル回路とアナログ回路
が混在する集積回路では、アナログ回路部分の電源をデ
ジタル回路部分のそれと共用するか、外部から別に供給
するか、あるいはデジタル回路部分に供給されている電
源を昇圧して±2Vccの電圧を作り、これをアナログ
回路部分の電源として供給していた。2. Description of the Related Art Conventionally, in an integrated circuit in which a digital circuit and an analog circuit are mixed, the power of the analog circuit is shared with that of the digital circuit, separately supplied from the outside, or supplied to the digital circuit. The voltage of the power supply is stepped up to generate a voltage of ± 2 Vcc, and this voltage is supplied as power for the analog circuit portion.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、アナログ回路
部分の電源をデジタル回路部分の電源と共用する方法で
はアナログ回路部分の電源電圧のマージン(余裕)が少
なくなり、また別電源を供給する方法では新たに電源を
用意しなければならず、更にデジタル回路部分の電源を
利用して±2Vccの電圧を作る方法ではマージンの取
り過ぎで電力消費が大きくなるという問題があった。However, in the method in which the power supply of the analog circuit portion is shared with the power supply of the digital circuit portion, the margin of the power supply voltage in the analog circuit portion is reduced. A new power source must be prepared, and the method of generating a voltage of ± 2 Vcc by using the power source of the digital circuit portion has a problem that power consumption is increased due to excessive margin.
【0004】本発明の目的は、デジタル回路とアナログ
回路が混在する集積回路に適用して、アナログ回路部分
の電源電圧のマージンが少なくなることはなく、別電源
も必要とせず、また無駄な電力消費も生じないようにし
た昇圧回路を提供することである。An object of the present invention is to apply the present invention to an integrated circuit in which a digital circuit and an analog circuit are mixed, so that the margin of the power supply voltage in the analog circuit portion is not reduced, no separate power supply is required, and wasted power is not required. An object of the present invention is to provide a booster circuit in which consumption does not occur.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】このため本発明の昇圧回
路は、第1のコンデンサ(C1)と、第2のコンデンサ
(C2)と、一端が電源端子(1)に接続され他端が第
1の出力端子(3)に接続された第3のコンデンサ(C
3)と、一端が接地(2)に接続され他端が第2の出力
端子(4)に接続された第4のコンデンサ(C4)と、
前記第1のコンデンサの一端と前記第2のコンデンサの
一端に接続された第1のスイッチ(S1)と、前記第1
のコンデンサの前記一端と前記電源端子との間に接続さ
れた第2のスイッチ(S2)と、前記第1のコンデンサ
の他端と前記電源端子との間に接続された第3のスイッ
チ(S3)と、前記第1のコンデンサの前記他端と前記
第3のコンデンサの前記他端との間に接続された第4の
スイッチ(S4)と、前記第2のコンデンサの前記一端
と接地との間に接続された第5のスイッチ(S5)と、
前記第2のコンデンサの他端と前記接地との間に接続さ
れた第6のスイッチ(S6)と、前記第2のコンデンサ
の前記他端と前記第4のコンデンサの前記他端との間に
接続された第7のスイッチ(S7)とを有し、前記第
1,第3,第6のスイッチの一群と前記第2,第4,第
5,第7のスイッチの一群を交互にオン/オフさせ、前
記第1の出力端子から前記電源端子の電圧の1.5倍の
電圧を出力させ、前記第2の出力端子から電源端子の電
圧の−0.5倍の電圧を出力させるように構成した。Therefore, a booster circuit according to the present invention comprises a first capacitor (C1) and a second capacitor (C1).
(C2), one end is connected to the power supply terminal (1) and the other end is
1 is connected to a third capacitor (C) connected to the output terminal (3).
3) and one end is connected to the ground (2) and the other end is a second output.
A fourth capacitor (C4) connected to the terminal (4);
One end of the first capacitor and the other end of the second capacitor
A first switch (S1) connected to one end;
Connected between the one end of the capacitor and the power supply terminal.
The second switch (S2) and the first capacitor
A third switch connected between the other end of the
(S3), the other end of the first capacitor and the
A fourth capacitor connected between the third capacitor and the other end;
A switch (S4) and the one end of the second capacitor;
A fifth switch (S5) connected between the switch and ground,
Connected between the other end of the second capacitor and the ground.
The sixth switch (S6) and the second capacitor
Between the other end of the fourth capacitor and the other end of the fourth capacitor
And a seventh switch (S7) connected thereto.
A group of first, third and sixth switches and the second, fourth and fourth switches
5, turn on / off a group of seventh switches alternately,
The voltage of the first output terminal is 1.5 times the voltage of the power supply terminal.
A voltage is output from the second output terminal to the power supply terminal.
It was configured to output a voltage of -0.5 times the pressure .
【0006】[0006]
【作用】本発明では、第1の出力端子に入力電圧の1.
5倍の電圧が発生し、第2の出力端子に入力電圧の半分
の負の電圧が発生する。つまり、正側が入力電圧よりも
その入力電圧の0.5倍だけ高く、負側が0.5倍だけ
低い電圧となる。このため、デジタル回路とアナログ回
路が混在する集積回路において、上記入力電圧をデジタ
ル回路の電源電圧とすることにより、上記得られた正負
電圧を適正なマージンで消費電力を抑えたアナログ回路
用電源として利用できる。According to the present invention, the first output terminal receives the input voltage of 1.0.
Five times the voltage is generated, and a negative voltage that is half the input voltage is generated at the second output terminal. That is, the positive side is higher than the input voltage by 0.5 times the input voltage, and the negative side is lower by 0.5 times the input voltage. For this reason, in an integrated circuit in which digital circuits and analog circuits are mixed, the input voltage is used as the power supply voltage of the digital circuit. Available.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1はその昇圧回路の原理回路図である。1は電源端子
(入力端子)、2は接地、3は第1出力端子、4は第2
出力端子である。またS1〜S7はスイッチ、C1〜C
4はコンデンサである。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a principle circuit diagram of the booster circuit. 1 is a power supply terminal (input terminal), 2 is ground, 3 is a first output terminal, and 4 is a second output terminal.
Output terminal. S1 to S7 are switches, C1 to C
4 is a capacitor.
【0008】この回路では、次のシーケンスでスイッチ
S1〜S7をオン/オフ制御する。 (1).S1、S3、S6をオンし、S2、S4、S
5、S7をオフする。 (2).S2、S4、S5、S7をオンし、S1、S
3、S6をオフする。 (3).(1)と(2)を繰り返す。In this circuit, the switches S1 to S7 are turned on / off in the following sequence. (1). S1, S3 and S6 are turned on, and S2, S4 and S
5. Turn off S7. (2). S2, S4, S5, and S7 are turned on, and S1, S
3. Turn off S6. (3). (1) and (2) are repeated.
【0009】この結果、(1)のステップでは、コンデ
ンサC1、C2に電源電圧Vccが印加して、コンデン
サC1はVcc−0.5Vccの電圧、またコンデンサ
C2は0.5Vcc−0(接地電位)の電圧となるよう
電荷が充電される。As a result, in the step (1), the power supply voltage Vcc is applied to the capacitors C1 and C2, and the capacitor C1 has a voltage of Vcc-0.5 Vcc, and the capacitor C2 has a voltage of 0.5 Vcc-0 (ground potential). Is charged so as to have a voltage of
【0010】次の(2)のステップでは、コンデンサC
1がコンデンサC3とループ接続され、またコンデンサ
C2がコンデンサC4とループ接続される。よって、コ
ンデンサC3にはコンデンサC1の0.5Vccの電荷
が充電され、そのコンデンサC3の負極側に電源端子1
の電圧Vccが印加するので、第1出力端子3には1.
5Vccの電圧が出力する。また、コンデンサC4には
コンデンサC2の0.5Vccの電荷が接地側を正とし
て充電されるので、第2出力端子4には−0.5Vcc
の電圧が出力する。In the next step (2), the capacitor C
1 is loop-connected to the capacitor C3, and the capacitor C2 is loop-connected to the capacitor C4. Accordingly, the capacitor C3 is charged with the charge of 0.5 Vcc of the capacitor C1, and the power supply terminal 1 is connected to the negative electrode side of the capacitor C3.
Is applied to the first output terminal 3.
A voltage of 5 Vcc is output. Since the capacitor C4 is charged with the charge of 0.5 Vcc of the capacitor C2 with the ground side being positive, the second output terminal 4 has -0.5 Vcc.
Output voltage.
【0011】以上の出力端子3、4の電圧は、上記した
(1)、(2)の動作の繰返しが少ないうちは、上記し
た電圧1.5Vcc、−0.5Vccに達しないが、所
定回数以上繰り返して行われることにより、コンデンサ
C3、C4の充電電荷が充分となり、安定して発生す
る。The voltage at the output terminals 3 and 4 does not reach the above-mentioned voltages of 1.5 Vcc and -0.5 Vcc while the repetition of the above operations (1) and (2) is small. By repeating the above, the charged charges of the capacitors C3 and C4 become sufficient, and the charges are stably generated.
【0012】図2は上記した昇圧回路の具体的回路図で
ある。ここでは、スイッチS1〜S4をPチャンネルM
OSトランジスタMP1〜MP4で構成し、スイッチS
5〜S7をNチャンネルMOSトランジスタMN5〜M
N7で構成している。5〜7はインバータ、8はクロッ
ク入力端子である。FIG. 2 is a specific circuit diagram of the booster circuit described above. Here, the switches S1 to S4 are set to P channel M
The switch S is composed of OS transistors MP1 to MP4.
5 to S7 are N-channel MOS transistors MN5 to MN
N7. 5 to 7 are inverters, and 8 is a clock input terminal.
【0013】この回路では、入力端子8に入力するクロ
ックが”L”レベルのとき、MP1、MP3、MN6が
オンして他がオフし、これによりコンデンサC1、C2
に電荷が充電される。また、”H”レベルのとき、MP
2、MP4、MN5、MN7がオンして他がオフし、こ
れによりコンデンサC1の電荷がコンデンサC3に転移
し、コンデンサC2の電荷がコンデンサC4に転移す
る。In this circuit, when the clock input to the input terminal 8 is at the "L" level, MP1, MP3 and MN6 are turned on and the others are turned off, whereby the capacitors C1 and C2 are turned off.
Is charged. When the signal is at the “H” level, MP
2, MP4, MN5 and MN7 are turned on and the others are turned off, whereby the charge of the capacitor C1 is transferred to the capacitor C3, and the charge of the capacitor C2 is transferred to the capacitor C4.
【0014】図3は図2におけるPチャンネルMOSト
ランジスタMP1に並列に、NチャンネルMOSトラン
ジスタMN1を接続してトランスミッショゲート化した
ものであって、入力端子8に印加するクロックが”L”
レベルのときに、このMN1がMP1と同時にオンして
その部分の導通抵抗を低下させ、”H”レベルのときに
MP1と同時にオフする。FIG. 3 shows an N-channel MOS transistor MN1 connected in parallel with the P-channel MOS transistor MP1 in FIG. 2 to form a transmission gate. The clock applied to the input terminal 8 is "L".
When the level is at the level, the MN1 is turned on at the same time as the MP1 to reduce the conduction resistance of the portion, and when at the "H" level, the MN1 is turned off at the same time as the MP1.
【0015】なお、上記した説明ではスイッチS1〜S
7をMOSトランジスタで構成しているが、通常のバイ
ポーラトランジスタで構成することもできる。In the above description, the switches S1 to S
Although 7 is constituted by a MOS transistor, it can be constituted by a normal bipolar transistor.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上のように本発明の昇圧回路によれ
ば、+Vccの電圧を入力して+1.5Vccの電圧
と、−0.5Vccの電圧を得ることができる。このた
め、デジタル回路とアナログ回路が混在する集積回路の
アナログ回路の電源用としてこれを利用することによ
り、別電源を用意する必要はない。デジタル回路にVc
cを印加させ、このVccを昇圧することで入力電圧の
正側、負側に各々0.5倍だけ広がった電圧を得ること
ができるので、適正マージンで無駄な消費電力も生じな
くなる。As described above, according to the booster circuit of the present invention, a voltage of +1.5 Vcc and a voltage of -0.5 Vcc can be obtained by inputting a voltage of + Vcc. For this reason, it is not necessary to prepare a separate power supply by using this as a power supply for an analog circuit of an integrated circuit in which a digital circuit and an analog circuit are mixed. Vc for digital circuit
By applying c and boosting this Vcc, it is possible to obtain a voltage that is 0.5 times wider on each of the positive side and the negative side of the input voltage, so that there is no wasteful power consumption with a proper margin.
【図1】 本発明の原理の説明のための昇圧回路の回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a booster circuit for explaining the principle of the present invention.
【図2】 本発明の一実施例の昇圧回路の回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram of a booster circuit according to one embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の別の実施例の昇圧回路の回路図で
ある。FIG. 3 is a circuit diagram of a booster circuit according to another embodiment of the present invention.
1:電源端子(入力端子)、2:接地、3:第1出力端
子、4:第2出力端子、5〜7:インバータ、8:クロ
ック入力端子、MP1〜MP4:PチャンネルMOSト
ランジスタ、MN1、MN5〜MN7:NチャンネルM
OSトランジスタ。1: power supply terminal (input terminal), 2: ground, 3: first output terminal, 4: second output terminal, 5 to 7: inverter, 8: clock input terminal, MP1 to MP4: P-channel MOS transistor, MN1, MN5 to MN7: N channel M
OS transistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/07
Claims (1)
デンサ(C2)と、一端が電源端子(1)に接続され他
端が第1の出力端子(3)に接続された第3のコンデン
サ(C3)と、一端が接地(2)に接続され他端が第2
の出力端子(4)に接続された第4のコンデンサ(C
4)と、前記第1のコンデンサの一端と前記第2のコン
デンサの一端に接続された第1のスイッチ(S1)と、
前記第1のコンデンサの前記一端と前記電源端子との間
に接続された第2のスイッチ(S2)と、前記第1のコ
ンデンサの他端と前記電源端子との間に接続された第3
のスイッチ(S3)と、前記第1のコンデンサの前記他
端と前記第3のコンデンサの前記他端との間に接続され
た第4のスイッチ(S4)と、前記第2のコンデンサの
前記一端と接地との間に接続された第5のスイッチ(S
5)と、前記第2のコンデンサの他端と前記接地との間
に接続された第6のスイッチ(S6)と、前記第2のコ
ンデンサの前記他端と前記第4のコンデンサの前記他端
との間に接続された第7のスイッチ(S7)とを有し、 前記第1,第3,第6のスイッチの一群と前記第2,第
4,第5,第7のスイッチの一群を交互にオン/オフさ
せ、 前記第1の出力端子から前記電源端子の電圧の1.5倍
の電圧を出力させ、前記第2の出力端子から電源端子の
電圧の−0.5倍の電圧を出力させるようにした ことを
特徴とする昇圧回路。(1)The first capacitor (C1) and the second capacitor
A capacitor (C2) and one end connected to the power supply terminal (1)
A third capacitor having an end connected to the first output terminal (3)
(C3), one end is connected to the ground (2) and the other end is connected to the second
A fourth capacitor (C) connected to the output terminal (4)
4), one end of the first capacitor and the second capacitor
A first switch (S1) connected to one end of the capacitor;
Between the one end of the first capacitor and the power supply terminal
A second switch (S2) connected to the first switch;
A third terminal connected between the other end of the capacitor and the power terminal.
Switch (S3) and the other of the first capacitor
Connected between the other end of the third capacitor and the other end of the third capacitor.
A fourth switch (S4), and a second switch (S4)
A fifth switch (S) connected between the one end and ground;
5) and between the other end of the second capacitor and the ground.
A sixth switch (S6) connected to the second switch;
The other end of the capacitor and the other end of the fourth capacitor
And a seventh switch (S7) connected between A group of the first, third, and sixth switches and the second,
A group of the fourth, fifth and seventh switches are alternately turned on / off.
Let 1.5 times the voltage of the power supply terminal from the first output terminal
Of the power supply terminal from the second output terminal.
Output voltage of -0.5 times of voltage That
Characteristic booster circuit.
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JP3272138A JP3064573B2 (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Boost circuit |
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JP3272138A JP3064573B2 (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Boost circuit |
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JP3272138A Expired - Fee Related JP3064573B2 (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Boost circuit |
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WO2012063494A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Charge pump circuit, method for controlling same, and semiconductor integrated circuit |
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