JP4094487B2 - 正負出力電圧用電源装置 - Google Patents
正負出力電圧用電源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4094487B2 JP4094487B2 JP2003143875A JP2003143875A JP4094487B2 JP 4094487 B2 JP4094487 B2 JP 4094487B2 JP 2003143875 A JP2003143875 A JP 2003143875A JP 2003143875 A JP2003143875 A JP 2003143875A JP 4094487 B2 JP4094487 B2 JP 4094487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- output voltage
- negative output
- circuit
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/24—Hoses or pipes; Hose or pipe couplings
- A47L9/242—Hose or pipe couplings
- A47L9/244—Hose or pipe couplings for telescopic or extensible hoses or pipes
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/1555—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only for the generation of a regulated current to a load whose impedance is substantially inductive
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルを用いたスイッチング型の電源回路を用いて、電源電圧から変換された正出力電圧とともに、所定の負出力電圧をも発生する正負出力電圧用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電源電圧と異なる電圧を発生するための直流−直流コンバータとして、コイルを用いたスイッチング電源装置が用いられている。このスイッチング電源装置は、例えば昇圧型の場合には、直流入力電圧からコイルに流す電流をスイッチによりオン・オフして高電圧を得て、この高電圧を整流し平滑して、昇圧された出力電圧を得るものである（非特許文献１参照）。
【０００３】
また、電源電圧と異なる極性の電圧（負出力電圧）を発生させるためには、負出力電圧チャージポンプ回路を用いて電源電圧から負出力電圧を発生させる。そして、定電圧とする場合には、その発生された負出力電圧をシリーズレギュレータなどにより所定値の負出力電圧を得る必要がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
鈴木雅臣、“定本 続 トランジスタ回路の設計”、ＣＱ出版、１９９７年７月１日、Ｐ．２５０〜Ｐ．２５３
【特許文献１】
特開２０００−９１５０３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、１つの電子機器（例えば、ＣＣＤカメラ等）において、所定の正出力電圧電源と他の所定の負出力電圧電源を必要とするものが、多くなってきている。しかし、ＤＣ−ＤＣコンバータとして一般的に用いられている従来のコイルを用いたスイッチング電源回路では、正出力電圧しか取り出すことができない。正出力電圧とあわせて、所定の負出力電圧をも必要とする場合には、従来の負出力電圧チャージポンプ回路とシリーズレギュレータとの組み合わせによる負出力電圧発生回路を、別途に設けていた。
【０００６】
正出力電圧用及び負出力電圧用に別々の電源回路を設けるのでは、部品点数も増え、所要スペースも大きくなる。また、コスト増の問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、コイルを用いたスイッチング型電源回路を用いて、電源電圧から変換された所定の正出力電圧を発生するとともに、そのスイッチング型電源回路を利用して、所定の負出力電圧を発生することができる正負出力電圧用電源装置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】
請求項１の正負出力電圧用電源装置は、コイルＬ１、このコイルと直列に接続され、入力電圧電源Ｖｃｃから前記コイルへの通電をスイッチングするスイッチＱ１、前記コイルと前記スイッチとの直列接続点Ａの電圧を整流し平滑し、正出力電圧Ｖｏ１として出力する整流平滑回路Ｄ１，Ｃ１、前記正出力電圧から正出力電圧用検出電圧Ｖｄｅｔを生成する正出力電圧検出回路１１、前記正出力電圧用検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように前記スイッチのオンオフスイッチングを行う制御回路Ｃｏｎｔ、を有するスイッチング電源回路１０と、
前記正出力電圧から所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚを生成する負出力電圧設定回路２０と、
前記コイルと前記スイッチとの接続点の電圧Ｖｏ１／零と、前記負出力電圧用設定電圧とに基づいて、前記所定電圧に応じ且つ前記正出力電圧から独立した大きさの負出力電圧Ｖｚを発生するための負出力電圧発生回路３０と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の正負出力電圧用電源装置は、請求項１記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧発生回路３０は、一端が前記コイルＬ１と前記スイッチＱ１との接続点に接続された第１コンデンサＣ２と、この第１コンデンサＣ２と第１ダイオードＤ２と第２コンデンサＣ３とが前記第１ダイオードのカソードが前記第１コンデンサの他端に接続されるようにこの順序で直列に接続した直列回路を、前記スイッチに並列に接続するとともに、第２ダイオードＤ３のアノードが前記第１ダイオードと前記第１コンデンサとの接続点に接続され、前記第２ダイオードのカソードが前記負出力電圧用設定電圧の出力個所に接続され、前記第２コンデンサの充電電圧を前記負出力電圧として出力する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと抵抗器との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、抵抗分圧回路により構成され、その抵抗分圧回路の分圧点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのツェナーダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の正負出力電圧用電源装置は、請求項６または７に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路の前記電圧降下素子の直列個数を変更して、前記負出力電圧用設定電圧を変更することを特徴とする。
【００１８】
請求項９の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての抵抗器と定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の正負出力電圧用電源装置の実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１において、スイッチング電源回路１０は、入力される電源電圧Ｖｃｃを昇圧して、昇圧された正出力電圧Ｖｏ１を出力する昇圧型の電源回路である。
【００２１】
電源電圧Ｖｃｃとグランド間にコイルＬ１とＮ型ＭＯＳトランジスタであるスイッチＱ１が直列に接続される。その直列接続点Ａから、整流用ダイオードＤ１と平滑用コンデンサＣ１とにより、直列接続点Ａの電圧が整流し平滑されて、正出力電圧Ｖｏ１として出力される。なお、電圧は、特に断らない場合には、グランドに対する電位である。
【００２２】
正出力電圧検出回路１１は、正出力電圧Ｖｏ１に応じた検出電圧Ｖｄｅｔを発生する。この例では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗分圧回路により、正出力電圧Ｖｏ１を分圧して、検出電圧Ｖｄｅｔを得ている。検出電圧Ｖｄｅｔは、抵抗Ｒ１或いは、抵抗Ｒ２の値を変更して、その値を調整する。
【００２３】
制御回路Ｃｏｎｔは、検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧源Ｂ１からの基準電圧Ｖｒｅｆとが入力され、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆに等しくなるように、スイッチＱ１をスイッチング制御するためのスイッチング信号を発生する。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｄｅｔとの差を増幅して出力するエラーアンプＥａｍｐと、このエラーアンプＥａｍｐの出力に基づいてＰＷＭ信号を形成してスイッチング信号として出力するＰＷＭ制御回路を含んで構成されている。
【００２４】
このスイッチング電源回路１０により、正出力電圧Ｖｏ１は、電源電圧Ｖｃｃが昇圧された所定の電圧（＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）になるように制御される。また、接続点Ａの電圧は、スイッチＱ１のオンとオフに応じて零と正出力電圧Ｖｏ１とになる。
【００２５】
負出力電圧設定回路２０は、正出力電圧Ｖｏ１点とグランド間に、所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２と定電流源Ｉ２０とが直列に接続されている。このツェナーダイオードは、所定電圧Ｖｚの降下電圧を得るものであるから、その所定電圧Ｖｚに応じて適切な個数が選択される。このツェナーダイオードと定電流源Ｉ２０との接続点Ｂから、正出力電圧Ｖｏ１より所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚが出力される。
【００２６】
負出力電圧発生回路３０は、第１コンデンサＣ２と第１ダイオードＤ２と第２コンデンサＣ３とが接続点Ａとグランド間に接続される。即ち、スイッチＱ１に並列に接続される。この第１ダイオードＤ２の極性は第１コンデンサ側がカソードである。第１ダイオードＤ２と第１コンデンサＣ２との接続点に第２ダイオードＤ３のアノードが接続され、その第２ダイオードＤ３のカソードが負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚの出力個所に接続される。この負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚの出力個所は、バッファ回路ＢＵＦの出力端である。このバッファ回路ＢＵＦは、オペアンプの非反転入力端（＋）に接続点Ｂが接続され、反転入力端（−）と出力端が接続されて、ボルテージフォロアとして構成されている。そして、第２コンデンサＣ３の充電電圧を負出力電圧Ｖｏ２として出力する。
【００２７】
このように構成された正負出力電圧用電源装置の動作を説明する。まず、スイッチング電源回路１０は、スイッチＱ１が検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように、スイッチング制御される。検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなった状態では、正出力電圧Ｖｏ１は、所定の電圧に制御されている。
【００２８】
このとき、バッファ回路ＢＵＦの出力端の電圧は、負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚになっている。一方、接続点Ａの電圧は、スイッチＱ１のオンとオフに応じて零と正出力電圧Ｖｏ１とが繰り返して発生されている。
【００２９】
負出力電圧発生回路３０においては、接続点Ａの電圧が正出力電圧Ｖｏ１であるときに、第１コンデンサＣ２と第２ダイオードＤ３を介した第１ルートにより、第１コンデンサＣ２が図示の極性に充電される。この第１コンデンサＣ２の充電電圧は、接続点Ａの電圧Ｖｏ１と負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚとの差の電圧Ｖｚ（即ち、所定電圧Ｖｚ）になっている。
【００３０】
次に、接続点Ａの電圧が零であるとき、即ちスイッチＱ１がオンであるときに、スイッチＱ１，第１コンデンサＣ２、第１ダイオードＤ２、第２コンデンサＣ３の直列回路を介した第２ルートが形成される。この第２ルートにより、第１コンデンサＣ２に充電された電荷が第２コンデンサＣ３に分配される。
【００３１】
この第１ルートによる第１コンデンサＣ２の充電と、第２ルートによる第１コンデンサＣ２と第２コンデンサＣ３への電荷配分を通して、第２コンデンサＣ３には図示のような負極性に電荷が充電されていく。この第１コンデンサＣ２の充電電荷は、充電と電荷配分の繰り返しにより徐々に上昇していき、定常的には、負の所定電圧Ｖｚになる。
【００３２】
この第２コンデンサＣ３に充電された負の所定電圧Ｖｚが、負出力電圧Ｖｏ２として出力される。この負出力電圧Ｖｏ２は、正出力電圧Ｖｏ１の大きさに関係なく、負出力電圧設定回路２０の所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２による降下電圧によって決定されるから、その大きさは一定である。また、必要に応じてツェナーダイオードの個数調整などによって、その大きさを変更できる。
【００３３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係り、正出力電圧検出回路１１を単なる電圧設定のみでなく、表示素子の駆動用としても用いることができるように構成したものである。
【００３４】
図２において、正出力電圧検出回路１１は、正出力電圧Ｖｏ１点とグランド間に、表示素子として用いられる複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４からなる発光ダイオード群と、この発光ダイオード群を発光させるために必要な所定の電流を流すための定電流源Ｉ１１とが直列に接続されている。この発光ダイオード群と定電流源Ｉ１１との直列接続点の電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして制御回路Ｃｏｎｔに供給される。定電流源Ｉ１１の電流値は可変のものとし、適切な電流値に設定することができる。
【００３５】
この図２の正出力電圧検出回路１１においては、発光ダイオード群には定電流源Ｉ１１で設定された定電流が流れるから、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は予定された発光量で点灯する。
【００３６】
発光ダイオードは、一般に発光する際の電圧降下に多少のばらつきがあることが多い。しかし、このばらつきがあっても、発光に必要な定電流が流れるから、その発光量自体に問題はない。
【００３７】
また、定電流源Ｉ１１の電圧降下は、検出電圧Ｖｄｅｔであるから、この制御回路Ｃｏｎｔの制御作用により一定値（即ち、基準電圧Ｖｒｅｆ）に保たれる。したがって、定電流源Ｉ１１に印加される電圧は、その定電流動作に必要な一定値で常に確保される。
【００３８】
この場合、正出力電圧Ｖｏ１は、検出電圧Ｖｄｅｔと発光ダイオード群の降下電圧との和になるから、発光ダイオード群の降下電圧のばらつきに応じて変動する。しかし、負出力電圧Ｖｏ２は、接続点Ａの正出力電圧Ｖｏ１と、接続点Ｂの電圧Ｖｏ１−Ｖｚとの差電圧で得られるから、常に所定電圧Ｖｚの大きさとなる。
【００３９】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係り、図２と同様に、正出力電圧検出回路１１を単なる電圧設定のみでなく、表示素子の駆動用としても用いることができるように構成したものである。
【００４０】
図３では、図２での定電流源Ｉ１１に代えて可変抵抗を用いて、発光ダイオード群と可変抵抗Ｒ１１とを直列接続している。その他の構成は図２と同じであるり、同様の効果を得ることができる。
【００４１】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係り、負出力電圧設定回路２０での所定電圧Ｖｚを得る手段として、代替できる種々の構成を示している。
【００４２】
図４（ａ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を直列に接続し、そのうちの任意の数のツェナーダイオード（この例では、ＺＤ２、ＺＤ３）にそれぞれ並列にスイッチＱ２、Ｑ３を接続している。そのスイッチをオンすることにより、所定電圧Ｖｚを変更することができる。これらのスイッチＱ２、Ｑ３に代えて、配線で短絡しておき、それらの配線の所要個所を切断するようにして、所定電圧Ｖｚを変更することもできる。
【００４３】
図４（ｂ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、複数のダイオードＤ１〜Ｄｎを直列に接続し、そのダイオードの直列数に応じた所定電圧Ｖｚを得る。この場合にも、任意の数のダイオードにそれぞれ並列にスイッチを接続し、そのスイッチをオンすることにより、所定電圧Ｖｚを変更することができる。また、これらのスイッチに代えて、配線で短絡しておき、それらの配線の所要個所を切断するようにして、所定電圧Ｖｚを変更することもできる。
【００４４】
図４（ｃ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、可変抵抗器Ｒ２１を設けて、その設定された抵抗値に応じた所定電圧Ｖｚを得る。この場合には、可変抵抗器Ｒ２１の抵抗値や、定電流源Ｉ２０の電流値を変更することにより、任意の大きさの所定電圧Ｖｚを発生することができる。
【００４５】
図４（ｄ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、同図（ａ）〜（ｃ）に示したような、所定電圧発生手段を外付けにするように、接続用に端子Ｐ１、Ｐ２を設けている。この端子Ｐ１、Ｐ２間に所定電圧発生手段を外付けすることにより、その端子Ｐ１、Ｐ２間に所定電圧Ｖｚを発生させることができる。
【００４６】
図５は、本発明の第５実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成を示す図である。
【００４７】
図５において、スイッチング電源回路１０Ａは、入力される電源電圧Ｖｃｃを降圧して、降圧された正出力電圧Ｖｏ１を出力する降圧型の電源装置である。
【００４８】
入力電源電圧Ｖｃｃから、Ｐ型ＭＯＳトランジスタの第１スイッチＱ１Ａを介してコイルＬ１Ａに通電する。このコイルＬ１Ａの出力端に平滑用コンデンサＣ１Ａを接続し、その平滑用コンデンサＣ１Ａの充電電圧を正出力電圧Ｖｏ１として出力する。また、Ｎ型ＭＯＳトランジスタの第２スイッチＱ２Ａが、コイルＬ１Ａと平滑用コンデンサＣ１Ａとの直列回路に並列になるように接続され、第１スイッチＱ１Ａと相補的（即ち、互いに逆の状態にオン・オフする）にスイッチングされる。
【００４９】
正出力電圧検出回路１１Ａは図１の正出力電圧検出回路１１と同様の構成である。また、制御回路ＣｏｎｔＡは、第１スイッチＱ１Ａ、第２スイッチＱ２Ａへの相補的なスイッチング信号を出力するものであり、その他の点は、図１の制御回路Ｃｏｎｔと同様の構成である。
【００５０】
このスイッチング電源回路１０Ａにより、正出力電圧Ｖｏ１は、電源電圧Ｖｃｃが降圧された所定の電圧（＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）になるように制御される。また、第１スイッチＱ１ＡとコイルＬ１Ａとの接続点Ａの電圧は、第１スイッチＱ１Ａのオフとオンに応じて電源電圧Ｖｃｃと零とになる。
【００５１】
負出力電圧設定回路２０Ａは、電源電圧Ｖｃｃ点とグランド間に、所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２と定電流源Ｉ２０とが直列に接続されている。このツェナーダイオードは、所定電圧Ｖｚの降下電圧を得るものであるから、その所定電圧Ｖｚに応じて適切な個数が選択される。このツェナーダイオードと定電流源Ｉ２０との接続点Ｂから、電源電圧Ｖｃｃより所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｃｃ−Ｖｚが出力される。
【００５２】
負出力電圧発生回路３０Ａは、図１の負出力電圧発生回路３０と同様の構成である。また、正出力電圧検出回路１１Ａとして、図２及び図３に示された正出力電圧検出回路を用いることができる。また、負出力電圧設定回路２０Ａとして、図４（ａ）〜（ｄ）に示された負出力電圧設定回路を用いることができる。
【００５３】
この図５の正負出力電圧用電源装置は、以上の構成によって、スイッチング電源回路１０Ａから電源電圧Ｖｃｃが降圧された所定の正出力電圧Ｖｏ１と、負出力電圧発生回路３０Ａから所定電圧Ｖｚに等しくなる負出力電圧Ｖｏ２が出力される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、まず、コイルを用いて入力電源電圧を昇圧または降圧するスイッチング型電源回路を用いて、電源電圧から変換された所定の正出力電圧を発生する。それとともに、そのスイッチングにともなって高電圧と零電圧とに変化する接続点電圧と、所定の正出力電圧または入力電源電圧から所定電圧だけ低くした負出力電圧用設定電圧とを用いて負出力電圧発生回路により、所定の負出力電圧を出力する。その負出力電圧発生回路は、２つのダイオードと２つのコンデンサの組み合わせにより構成できる。これにより、スイッチング型電源回路に簡単な回路を付加することにより、それぞれ所定値の正出力電圧及び負出力電圧を発生することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、正出力電圧検出回路は、発光ダイオードと定電流回路或いは抵抗器との直列回路により構成され、その直列接続点から正出力電圧用検出電圧を出力する。したがって、発光ダイオードにはその発光に必要とされる適切な電流を供給することができるから、その発光ダイオードを光源として適切に発光させることができる。このときに、正出力電圧は発光ダイオードの電圧ばらつきによって、所定値から変わることもあるが、この場合でも負出力電圧は所定電圧で発生される。
【００５６】
また、本発明によれば、負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としてのツェナーダイオード或いはダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から負出力電圧用設定電圧を出力する。そして、電圧降下素子の直列個数を変更して、負出力電圧用設定電圧を変更する。したがって、負出力電圧の大きさを決定する所定電圧は安定した大きさで得られるとともに、必要時にはその大きさを変更することができる。
【００５７】
また、負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての抵抗器と定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から負出力電圧用設定電圧を出力する。そして、電圧降下素子である抵抗器の抵抗値や定電流回路の定電流値を調整可能とする。したがって、負出力電圧の大きさを決定する所定電圧は安定した大きさで得られるとともに、必要時にはその大きさを任意の値に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成図。
【図２】第２の実施の形態に係り、他の正出力電圧検出回路を示す図。
【図３】第３の実施の形態に係り、更に他の正出力電圧検出回路を示す図。
【図４】第４の実施の形態に係り、他の負出力電圧設定回路を示す図。
【図５】第５実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成図。
【符号の説明】
１０、１０Ａ スイッチング電源回路
１１、１１Ａ 正出力電圧検出回路
２０、２０Ａ 負出力電圧設定回路
３０、３０Ａ 負出力電圧発生回路
Ｌ１、Ｌ１Ａ コイル
Ｃ１、Ｃ１Ａ 平滑用コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｑ１ スイッチ
Ｑ１Ａ 第１スイッチ
Ｑ２Ａ 第２スイッチ
Ｃｏｎｔ、ＣｏｎｔＡ 制御回路
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｂ１ 基準電圧源
ＺＤ１〜ＺＤ３ ツェナーダイオード
Ｉ２０ 定電流源
Ｃ２ 第１コンデンサ
Ｃ３ 第２コンデンサ
Ｄ２ 第１ダイオード
Ｄ３ 第２ダイオード
ＢＵＦ バッファ回路
Ｖｃｃ 入力電源電圧
Ｖｏ１ 正出力電圧
Ｖｏ２ 負出力電圧
Ｖｚ 所定電圧
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４ 発光ダイオード
Ｉ１１ 定電流源
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルを用いたスイッチング型の電源回路を用いて、電源電圧から変換された正出力電圧とともに、所定の負出力電圧をも発生する正負出力電圧用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電源電圧と異なる電圧を発生するための直流−直流コンバータとして、コイルを用いたスイッチング電源装置が用いられている。このスイッチング電源装置は、例えば昇圧型の場合には、直流入力電圧からコイルに流す電流をスイッチによりオン・オフして高電圧を得て、この高電圧を整流し平滑して、昇圧された出力電圧を得るものである（非特許文献１参照）。
【０００３】
また、電源電圧と異なる極性の電圧（負出力電圧）を発生させるためには、負出力電圧チャージポンプ回路を用いて電源電圧から負出力電圧を発生させる。そして、定電圧とする場合には、その発生された負出力電圧をシリーズレギュレータなどにより所定値の負出力電圧を得る必要がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
鈴木雅臣、“定本 続 トランジスタ回路の設計”、ＣＱ出版、１９９７年７月１日、Ｐ．２５０〜Ｐ．２５３
【特許文献１】
特開２０００−９１５０３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、１つの電子機器（例えば、ＣＣＤカメラ等）において、所定の正出力電圧電源と他の所定の負出力電圧電源を必要とするものが、多くなってきている。しかし、ＤＣ−ＤＣコンバータとして一般的に用いられている従来のコイルを用いたスイッチング電源回路では、正出力電圧しか取り出すことができない。正出力電圧とあわせて、所定の負出力電圧をも必要とする場合には、従来の負出力電圧チャージポンプ回路とシリーズレギュレータとの組み合わせによる負出力電圧発生回路を、別途に設けていた。
【０００６】
正出力電圧用及び負出力電圧用に別々の電源回路を設けるのでは、部品点数も増え、所要スペースも大きくなる。また、コスト増の問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、コイルを用いたスイッチング型電源回路を用いて、電源電圧から変換された所定の正出力電圧を発生するとともに、そのスイッチング型電源回路を利用して、所定の負出力電圧を発生することができる正負出力電圧用電源装置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】
請求項１の正負出力電圧用電源装置は、コイルＬ１、このコイルと直列に接続され、入力電圧電源Ｖｃｃから前記コイルへの通電をスイッチングするスイッチＱ１、前記コイルと前記スイッチとの直列接続点Ａの電圧を整流し平滑し、正出力電圧Ｖｏ１として出力する整流平滑回路Ｄ１，Ｃ１、前記正出力電圧から正出力電圧用検出電圧Ｖｄｅｔを生成する正出力電圧検出回路１１、前記正出力電圧用検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように前記スイッチのオンオフスイッチングを行う制御回路Ｃｏｎｔ、を有するスイッチング電源回路１０と、
前記正出力電圧から所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚを生成する負出力電圧設定回路２０と、
前記コイルと前記スイッチとの接続点の電圧Ｖｏ１／零と、前記負出力電圧用設定電圧とに基づいて、前記所定電圧に応じ且つ前記正出力電圧から独立した大きさの負出力電圧Ｖｚを発生するための負出力電圧発生回路３０と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の正負出力電圧用電源装置は、請求項１記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧発生回路３０は、一端が前記コイルＬ１と前記スイッチＱ１との接続点に接続された第１コンデンサＣ２と、この第１コンデンサＣ２と第１ダイオードＤ２と第２コンデンサＣ３とが前記第１ダイオードのカソードが前記第１コンデンサの他端に接続されるようにこの順序で直列に接続した直列回路を、前記スイッチに並列に接続するとともに、第２ダイオードＤ３のアノードが前記第１ダイオードと前記第１コンデンサとの接続点に接続され、前記第２ダイオードのカソードが前記負出力電圧用設定電圧の出力個所に接続され、前記第２コンデンサの充電電圧を前記負出力電圧として出力する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと抵抗器との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の正負出力電圧用電源装置は、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記正出力電圧検出回路は、抵抗分圧回路により構成され、その抵抗分圧回路の分圧点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのツェナーダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の正負出力電圧用電源装置は、請求項６または７に記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路の前記電圧降下素子の直列個数を変更して、前記負出力電圧用設定電圧を変更することを特徴とする。
【００１８】
請求項９の正負出力電圧用電源装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置において、前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての抵抗器と定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の正負出力電圧用電源装置の実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１において、スイッチング電源回路１０は、入力される電源電圧Ｖｃｃを昇圧して、昇圧された正出力電圧Ｖｏ１を出力する昇圧型の電源回路である。
【００２１】
電源電圧Ｖｃｃとグランド間にコイルＬ１とＮ型ＭＯＳトランジスタであるスイッチＱ１が直列に接続される。その直列接続点Ａから、整流用ダイオードＤ１と平滑用コンデンサＣ１とにより、直列接続点Ａの電圧が整流し平滑されて、正出力電圧Ｖｏ１として出力される。なお、電圧は、特に断らない場合には、グランドに対する電位である。
【００２２】
正出力電圧検出回路１１は、正出力電圧Ｖｏ１に応じた検出電圧Ｖｄｅｔを発生する。この例では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗分圧回路により、正出力電圧Ｖｏ１を分圧して、検出電圧Ｖｄｅｔを得ている。検出電圧Ｖｄｅｔは、抵抗Ｒ１或いは、抵抗Ｒ２の値を変更して、その値を調整する。
【００２３】
制御回路Ｃｏｎｔは、検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧源Ｂ１からの基準電圧Ｖｒｅｆとが入力され、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆに等しくなるように、スイッチＱ１をスイッチング制御するためのスイッチング信号を発生する。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｄｅｔとの差を増幅して出力するエラーアンプＥａｍｐと、このエラーアンプＥａｍｐの出力に基づいてＰＷＭ信号を形成してスイッチング信号として出力するＰＷＭ制御回路を含んで構成されている。
【００２４】
このスイッチング電源回路１０により、正出力電圧Ｖｏ１は、電源電圧Ｖｃｃが昇圧された所定の電圧（＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）になるように制御される。また、接続点Ａの電圧は、スイッチＱ１のオンとオフに応じて零と正出力電圧Ｖｏ１とになる。
【００２５】
負出力電圧設定回路２０は、正出力電圧Ｖｏ１点とグランド間に、所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２と定電流源Ｉ２０とが直列に接続されている。このツェナーダイオードは、所定電圧Ｖｚの降下電圧を得るものであるから、その所定電圧Ｖｚに応じて適切な個数が選択される。このツェナーダイオードと定電流源Ｉ２０との接続点Ｂから、正出力電圧Ｖｏ１より所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚが出力される。
【００２６】
負出力電圧発生回路３０は、第１コンデンサＣ２と第１ダイオードＤ２と第２コンデンサＣ３とが接続点Ａとグランド間に接続される。即ち、スイッチＱ１に並列に接続される。この第１ダイオードＤ２の極性は第１コンデンサ側がカソードである。第１ダイオードＤ２と第１コンデンサＣ２との接続点に第２ダイオードＤ３のアノードが接続され、その第２ダイオードＤ３のカソードが負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚの出力個所に接続される。この負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚの出力個所は、バッファ回路ＢＵＦの出力端である。このバッファ回路ＢＵＦは、オペアンプの非反転入力端（＋）に接続点Ｂが接続され、反転入力端（−）と出力端が接続されて、ボルテージフォロアとして構成されている。そして、第２コンデンサＣ３の充電電圧を負出力電圧Ｖｏ２として出力する。
【００２７】
このように構成された正負出力電圧用電源装置の動作を説明する。まず、スイッチング電源回路１０は、スイッチＱ１が検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように、スイッチング制御される。検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなった状態では、正出力電圧Ｖｏ１は、所定の電圧に制御されている。
【００２８】
このとき、バッファ回路ＢＵＦの出力端の電圧は、負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚになっている。一方、接続点Ａの電圧は、スイッチＱ１のオンとオフに応じて零と正出力電圧Ｖｏ１とが繰り返して発生されている。
【００２９】
負出力電圧発生回路３０においては、接続点Ａの電圧が正出力電圧Ｖｏ１であるときに、第１コンデンサＣ２と第２ダイオードＤ３を介した第１ルートにより、第１コンデンサＣ２が図示の極性に充電される。この第１コンデンサＣ２の充電電圧は、接続点Ａの電圧Ｖｏ１と負出力電圧用設定電圧Ｖｏ１−Ｖｚとの差の電圧Ｖｚ（即ち、所定電圧Ｖｚ）になっている。
【００３０】
次に、接続点Ａの電圧が零であるとき、即ちスイッチＱ１がオンであるときに、スイッチＱ１，第１コンデンサＣ２、第１ダイオードＤ２、第２コンデンサＣ３の直列回路を介した第２ルートが形成される。この第２ルートにより、第１コンデンサＣ２に充電された電荷が第２コンデンサＣ３に分配される。
【００３１】
この第１ルートによる第１コンデンサＣ２の充電と、第２ルートによる第１コンデンサＣ２と第２コンデンサＣ３への電荷配分を通して、第２コンデンサＣ３には図示のような負極性に電荷が充電されていく。この第１コンデンサＣ２の充電電荷は、充電と電荷配分の繰り返しにより徐々に上昇していき、定常的には、負の所定電圧Ｖｚになる。
【００３２】
この第２コンデンサＣ３に充電された負の所定電圧Ｖｚが、負出力電圧Ｖｏ２として出力される。この負出力電圧Ｖｏ２は、正出力電圧Ｖｏ１の大きさに関係なく、負出力電圧設定回路２０の所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２による降下電圧によって決定されるから、その大きさは一定である。また、必要に応じてツェナーダイオードの個数調整などによって、その大きさを変更できる。
【００３３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係り、正出力電圧検出回路１１を単なる電圧設定のみでなく、表示素子の駆動用としても用いることができるように構成したものである。
【００３４】
図２において、正出力電圧検出回路１１は、正出力電圧Ｖｏ１点とグランド間に、表示素子として用いられる複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４からなる発光ダイオード群と、この発光ダイオード群を発光させるために必要な所定の電流を流すための定電流源Ｉ１１とが直列に接続されている。この発光ダイオード群と定電流源Ｉ１１との直列接続点の電圧が、検出電圧Ｖｄｅｔとして制御回路Ｃｏｎｔに供給される。定電流源Ｉ１１の電流値は可変のものとし、適切な電流値に設定することができる。
【００３５】
この図２の正出力電圧検出回路１１においては、発光ダイオード群には定電流源Ｉ１１で設定された定電流が流れるから、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は予定された発光量で点灯する。
【００３６】
発光ダイオードは、一般に発光する際の電圧降下に多少のばらつきがあることが多い。しかし、このばらつきがあっても、発光に必要な定電流が流れるから、その発光量自体に問題はない。
【００３７】
また、定電流源Ｉ１１の電圧降下は、検出電圧Ｖｄｅｔであるから、この制御回路Ｃｏｎｔの制御作用により一定値（即ち、基準電圧Ｖｒｅｆ）に保たれる。したがって、定電流源Ｉ１１に印加される電圧は、その定電流動作に必要な一定値で常に確保される。
【００３８】
この場合、正出力電圧Ｖｏ１は、検出電圧Ｖｄｅｔと発光ダイオード群の降下電圧との和になるから、発光ダイオード群の降下電圧のばらつきに応じて変動する。しかし、負出力電圧Ｖｏ２は、接続点Ａの正出力電圧Ｖｏ１と、接続点Ｂの電圧Ｖｏ１−Ｖｚとの差電圧で得られるから、常に所定電圧Ｖｚの大きさとなる。
【００３９】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係り、図２と同様に、正出力電圧検出回路１１を単なる電圧設定のみでなく、表示素子の駆動用としても用いることができるように構成したものである。
【００４０】
図３では、図２での定電流源Ｉ１１に代えて可変抵抗を用いて、発光ダイオード群と可変抵抗Ｒ１１とを直列接続している。その他の構成は図２と同じであるり、同様の効果を得ることができる。
【００４１】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係り、負出力電圧設定回路２０での所定電圧Ｖｚを得る手段として、代替できる種々の構成を示している。
【００４２】
図４（ａ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３を直列に接続し、そのうちの任意の数のツェナーダイオード（この例では、ＺＤ２、ＺＤ３）にそれぞれ並列にスイッチＱ２、Ｑ３を接続している。そのスイッチをオンすることにより、所定電圧Ｖｚを変更することができる。これらのスイッチＱ２、Ｑ３に代えて、配線で短絡しておき、それらの配線の所要個所を切断するようにして、所定電圧Ｖｚを変更することもできる。
【００４３】
図４（ｂ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、複数のダイオードＤ１〜Ｄｎを直列に接続し、そのダイオードの直列数に応じた所定電圧Ｖｚを得る。この場合にも、任意の数のダイオードにそれぞれ並列にスイッチを接続し、そのスイッチをオンすることにより、所定電圧Ｖｚを変更することができる。また、これらのスイッチに代えて、配線で短絡しておき、それらの配線の所要個所を切断するようにして、所定電圧Ｖｚを変更することもできる。
【００４４】
図４（ｃ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、可変抵抗器Ｒ２１を設けて、その設定された抵抗値に応じた所定電圧Ｖｚを得る。この場合には、可変抵抗器Ｒ２１の抵抗値や、定電流源Ｉ２０の電流値を変更することにより、任意の大きさの所定電圧Ｖｚを発生することができる。
【００４５】
図４（ｄ）は、所定電圧Ｖｚを得る手段として、同図（ａ）〜（ｃ）に示したような、所定電圧発生手段を外付けにするように、接続用に端子Ｐ１、Ｐ２を設けている。この端子Ｐ１、Ｐ２間に所定電圧発生手段を外付けすることにより、その端子Ｐ１、Ｐ２間に所定電圧Ｖｚを発生させることができる。
【００４６】
図５は、本発明の第５実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成を示す図である。
【００４７】
図５において、スイッチング電源回路１０Ａは、入力される電源電圧Ｖｃｃを降圧して、降圧された正出力電圧Ｖｏ１を出力する降圧型の電源装置である。
【００４８】
入力電源電圧Ｖｃｃから、Ｐ型ＭＯＳトランジスタの第１スイッチＱ１Ａを介してコイルＬ１Ａに通電する。このコイルＬ１Ａの出力端に平滑用コンデンサＣ１Ａを接続し、その平滑用コンデンサＣ１Ａの充電電圧を正出力電圧Ｖｏ１として出力する。また、Ｎ型ＭＯＳトランジスタの第２スイッチＱ２Ａが、コイルＬ１Ａと平滑用コンデンサＣ１Ａとの直列回路に並列になるように接続され、第１スイッチＱ１Ａと相補的（即ち、互いに逆の状態にオン・オフする）にスイッチングされる。
【００４９】
正出力電圧検出回路１１Ａは図１の正出力電圧検出回路１１と同様の構成である。また、制御回路ＣｏｎｔＡは、第１スイッチＱ１Ａ、第２スイッチＱ２Ａへの相補的なスイッチング信号を出力するものであり、その他の点は、図１の制御回路Ｃｏｎｔと同様の構成である。
【００５０】
このスイッチング電源回路１０Ａにより、正出力電圧Ｖｏ１は、電源電圧Ｖｃｃが降圧された所定の電圧（＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）になるように制御される。また、第１スイッチＱ１ＡとコイルＬ１Ａとの接続点Ａの電圧は、第１スイッチＱ１Ａのオフとオンに応じて電源電圧Ｖｃｃと零とになる。
【００５１】
負出力電圧設定回路２０Ａは、電源電圧Ｖｃｃ点とグランド間に、所定個数のツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２と定電流源Ｉ２０とが直列に接続されている。このツェナーダイオードは、所定電圧Ｖｚの降下電圧を得るものであるから、その所定電圧Ｖｚに応じて適切な個数が選択される。このツェナーダイオードと定電流源Ｉ２０との接続点Ｂから、電源電圧Ｖｃｃより所定電圧Ｖｚだけ低い負出力電圧用設定電圧Ｖｃｃ−Ｖｚが出力される。
【００５２】
負出力電圧発生回路３０Ａは、図１の負出力電圧発生回路３０と同様の構成である。また、正出力電圧検出回路１１Ａとして、図２及び図３に示された正出力電圧検出回路を用いることができる。また、負出力電圧設定回路２０Ａとして、図４（ａ）〜（ｄ）に示された負出力電圧設定回路を用いることができる。
【００５３】
この図５の正負出力電圧用電源装置は、以上の構成によって、スイッチング電源回路１０Ａから電源電圧Ｖｃｃが降圧された所定の正出力電圧Ｖｏ１と、負出力電圧発生回路３０Ａから所定電圧Ｖｚに等しくなる負出力電圧Ｖｏ２が出力される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、まず、コイルを用いて入力電源電圧を昇圧または降圧するスイッチング型電源回路を用いて、電源電圧から変換された所定の正出力電圧を発生する。それとともに、そのスイッチングにともなって高電圧と零電圧とに変化する接続点電圧と、所定の正出力電圧または入力電源電圧から所定電圧だけ低くした負出力電圧用設定電圧とを用いて負出力電圧発生回路により、所定の負出力電圧を出力する。その負出力電圧発生回路は、２つのダイオードと２つのコンデンサの組み合わせにより構成できる。これにより、スイッチング型電源回路に簡単な回路を付加することにより、それぞれ所定値の正出力電圧及び負出力電圧を発生することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、正出力電圧検出回路は、発光ダイオードと定電流回路或いは抵抗器との直列回路により構成され、その直列接続点から正出力電圧用検出電圧を出力する。したがって、発光ダイオードにはその発光に必要とされる適切な電流を供給することができるから、その発光ダイオードを光源として適切に発光させることができる。このときに、正出力電圧は発光ダイオードの電圧ばらつきによって、所定値から変わることもあるが、この場合でも負出力電圧は所定電圧で発生される。
【００５６】
また、本発明によれば、負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としてのツェナーダイオード或いはダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から負出力電圧用設定電圧を出力する。そして、電圧降下素子の直列個数を変更して、負出力電圧用設定電圧を変更する。したがって、負出力電圧の大きさを決定する所定電圧は安定した大きさで得られるとともに、必要時にはその大きさを変更することができる。
【００５７】
また、負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての抵抗器と定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から負出力電圧用設定電圧を出力する。そして、電圧降下素子である抵抗器の抵抗値や定電流回路の定電流値を調整可能とする。したがって、負出力電圧の大きさを決定する所定電圧は安定した大きさで得られるとともに、必要時にはその大きさを任意の値に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成図。
【図２】第２の実施の形態に係り、他の正出力電圧検出回路を示す図。
【図３】第３の実施の形態に係り、更に他の正出力電圧検出回路を示す図。
【図４】第４の実施の形態に係り、他の負出力電圧設定回路を示す図。
【図５】第５実施の形態に係る正負出力電圧用電源装置の構成図。
【符号の説明】
１０、１０Ａ スイッチング電源回路
１１、１１Ａ 正出力電圧検出回路
２０、２０Ａ 負出力電圧設定回路
３０、３０Ａ 負出力電圧発生回路
Ｌ１、Ｌ１Ａ コイル
Ｃ１、Ｃ１Ａ 平滑用コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｑ１ スイッチ
Ｑ１Ａ 第１スイッチ
Ｑ２Ａ 第２スイッチ
Ｃｏｎｔ、ＣｏｎｔＡ 制御回路
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｂ１ 基準電圧源
ＺＤ１〜ＺＤ３ ツェナーダイオード
Ｉ２０ 定電流源
Ｃ２ 第１コンデンサ
Ｃ３ 第２コンデンサ
Ｄ２ 第１ダイオード
Ｄ３ 第２ダイオード
ＢＵＦ バッファ回路
Ｖｃｃ 入力電源電圧
Ｖｏ１ 正出力電圧
Ｖｏ２ 負出力電圧
Ｖｚ 所定電圧
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４ 発光ダイオード
Ｉ１１ 定電流源
Claims (9)
- コイル、
このコイルと直列に接続され、入力電圧電源から前記コイルへの通電をスイッチングするスイッチ、
前記コイルと前記スイッチとの直列接続点の電圧を整流し平滑し、正出力電圧として出力する整流平滑回路、
前記正出力電圧から正出力電圧用検出電圧を生成する正出力電圧検出回路、
前記正出力電圧用検出電圧が基準電圧と等しくなるように前記スイッチのオンオフスイッチングを行う制御回路、を有するスイッチング電源回路と、
前記正出力電圧から所定電圧だけ低い負出力電圧用設定電圧を生成する負出力電圧設定回路と、
前記コイルと前記スイッチとの接続点の電圧と、前記負出力電圧用設定電圧とに基づいて、前記所定電圧に応じ且つ前記正出力電圧から独立した大きさの負出力電圧を発生するための負出力電圧発生回路と、を備える正負出力電圧用電源装置。 - 前記負出力電圧発生回路は、一端が前記コイルと前記スイッチとの接続点に接続された第１コンデンサと、この第１コンデンサと第１ダイオードと第２コンデンサとが前記第１ダイオードのカソードが前記第１コンデンサの他端に接続されるようにこの順序で直列に接続した直列回路を、前記スイッチに並列に接続するとともに、第２ダイオードのアノードが前記第１ダイオードと前記第１コンデンサとの接続点に接続され、前記第２ダイオードのカソードが前記負出力電圧用設定電圧の出力個所に接続され、前記第２コンデンサの充電電圧を前記負出力電圧として出力する、ことを特徴とする請求項１記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記正出力電圧検出回路は、少なくとも１つの発光ダイオードと抵抗器との直列回路により構成され、その直列接続点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記正出力電圧検出回路は、抵抗分圧回路により構成され、その抵抗分圧回路の分圧点から前記正出力電圧用検出電圧を出力することを特徴とする、請求項１または２に記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのツェナーダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての少なくとも１つのダイオードと定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記負出力電圧設定回路の前記電圧降下素子の直列個数を変更して、前記負出力電圧用設定電圧を変更することを特徴とする、請求項６または７に記載の正負出力電圧用電源装置。
- 前記負出力電圧設定回路は、電圧降下素子としての抵抗器と定電流回路との直列回路により構成され、その直列接続点から前記負出力電圧用設定電圧を出力することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の正負出力電圧用電源装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003143875A JP4094487B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 正負出力電圧用電源装置 |
| US10/850,704 US6972547B2 (en) | 2003-05-21 | 2004-05-21 | Power supply for positive and negative output voltages |
| CNB2004100424594A CN100505506C (zh) | 2003-05-21 | 2004-05-21 | 用于正负输出电压的电源 |
| KR1020040036332A KR100790650B1 (ko) | 2003-05-21 | 2004-05-21 | 정/부 출력 전압용 전원 장치 |
| TW093114391A TW200501540A (en) | 2003-05-21 | 2004-05-21 | Power supply for positive and negative output voltages |
| US11/238,345 US7205750B2 (en) | 2003-05-21 | 2005-09-29 | Power supply for positive and negative output voltages |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003143875A JP4094487B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 正負出力電圧用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004350390A JP2004350390A (ja) | 2004-12-09 |
| JP4094487B2 true JP4094487B2 (ja) | 2008-06-04 |
Family
ID=33531519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003143875A Expired - Lifetime JP4094487B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 正負出力電圧用電源装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6972547B2 (ja) |
| JP (1) | JP4094487B2 (ja) |
| KR (1) | KR100790650B1 (ja) |
| CN (1) | CN100505506C (ja) |
| TW (1) | TW200501540A (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4094487B2 (ja) * | 2003-05-21 | 2008-06-04 | ローム株式会社 | 正負出力電圧用電源装置 |
| JP4052998B2 (ja) * | 2003-11-25 | 2008-02-27 | シャープ株式会社 | 電源回路及びそれを用いた電子機器 |
| JP4628176B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2011-02-09 | ローム株式会社 | 電源装置および電子機器 |
| JP4591887B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-12-01 | ローム株式会社 | 電源装置、および携帯機器 |
| JP2007274883A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| US8164316B2 (en) * | 2006-06-26 | 2012-04-24 | Renesas Electronics Corporation | DC/DC converter |
| JP4946226B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2012-06-06 | ミツミ電機株式会社 | Ｄｃ−ｄｃコンバータおよび電源装置 |
| JP5151266B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2013-02-27 | 株式会社リコー | スイッチングレギュレータ及びスイッチングレギュレータの動作制御方法 |
| KR100917976B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2009-09-18 | 주식회사 에이디텍 | 다중출력전압을 생성하는 전원공급장치 |
| US20100007407A1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-14 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Circuit for generating a negative voltage supply signal, and associated power supply device and portable electronic apparatus |
| DE102008053536B4 (de) * | 2008-10-28 | 2011-12-01 | Atmel Automotive Gmbh | Schaltung, Verwendung und Verfahren zum Betrieb einer Schaltung |
| KR100967172B1 (ko) * | 2008-11-13 | 2010-07-05 | 주식회사 비엔씨넷 | 정전류 구동형의 발광다이오드 신호등 구동회로 |
| JP5411511B2 (ja) * | 2009-01-08 | 2014-02-12 | ローム株式会社 | 電源回路及びこれに用いる半導体装置 |
| TWI403080B (zh) * | 2009-08-24 | 2013-07-21 | Green Solution Tech Co Ltd | 具電流偵測的電荷幫浦電路及其方法 |
| JP5618733B2 (ja) | 2009-12-09 | 2014-11-05 | ローム株式会社 | 半導体装置及びこれを用いたスイッチングレギュレータ |
| EP2466738B1 (en) * | 2010-12-20 | 2018-04-04 | ams AG | Voltage converter and method for voltage conversion |
| US20120200272A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Intersil Americas Inc. | Shunt regulator for high voltage output using indirect output voltage sensing |
| CN102214996B (zh) * | 2011-05-03 | 2013-09-04 | 深圳可立克科技股份有限公司 | 微压差线性稳压电源电路 |
| CN102843030B (zh) * | 2012-09-24 | 2016-06-22 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 拓扑电路及电子设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585817A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-13 | Fujitsu Ltd | 電源回路 |
| CA1220520A (en) * | 1983-07-29 | 1987-04-14 | Mitsuo Ohsawa | Regulated dc power supply |
| US5559423A (en) * | 1994-03-31 | 1996-09-24 | Norhtern Telecom Limited | Voltage regulator including a linear transconductance amplifier |
| JPH0956150A (ja) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Nippon Steel Corp | スイッチング電源装置 |
| US5757173A (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-26 | Linfinity Microelectronics, Inc. | Semi-soft switching and precedent switching in synchronous power supply controllers |
| CA2227747A1 (en) * | 1998-01-23 | 1999-07-23 | Gary Arthur Edwards | Buck regulator with plural outputs |
| JPH11252903A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Seiko Instruments Inc | 電源回路 |
| JP2000091503A (ja) | 1998-09-08 | 2000-03-31 | Fujitsu Ltd | 負電圧生成回路 |
| IT1308586B1 (it) * | 1999-01-20 | 2002-01-08 | St Microelectronics Srl | Dispositivo di alimentazione duale con singolo convertitore continua-continua e traslatore capacitivo |
| JP3427935B1 (ja) * | 2002-10-11 | 2003-07-22 | ローム株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP4094487B2 (ja) * | 2003-05-21 | 2008-06-04 | ローム株式会社 | 正負出力電圧用電源装置 |
-
2003
- 2003-05-21 JP JP2003143875A patent/JP4094487B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-05-21 US US10/850,704 patent/US6972547B2/en active Active
- 2004-05-21 KR KR1020040036332A patent/KR100790650B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-05-21 CN CNB2004100424594A patent/CN100505506C/zh active Active
- 2004-05-21 TW TW093114391A patent/TW200501540A/zh unknown
-
2005
- 2005-09-29 US US11/238,345 patent/US7205750B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200501540A (en) | 2005-01-01 |
| CN1574591A (zh) | 2005-02-02 |
| US7205750B2 (en) | 2007-04-17 |
| CN100505506C (zh) | 2009-06-24 |
| KR20040101064A (ko) | 2004-12-02 |
| JP2004350390A (ja) | 2004-12-09 |
| US20060022651A1 (en) | 2006-02-02 |
| KR100790650B1 (ko) | 2007-12-31 |
| US20050029996A1 (en) | 2005-02-10 |
| US6972547B2 (en) | 2005-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4094487B2 (ja) | 正負出力電圧用電源装置 | |
| JP4588994B2 (ja) | 照明装置 | |
| US8994287B2 (en) | Light source control device | |
| US20060231745A1 (en) | Method and circuit arrangement for driving light-emitting diodes | |
| KR100967474B1 (ko) | 스위칭 레귤레이터 및 이것을 구비한 전자 기기 | |
| JP2017085725A (ja) | 降圧ｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御回路、車載用電源装置 | |
| US6654263B2 (en) | Linear regulator with switched capacitance output | |
| TW201034371A (en) | Load driving device and liquid crystal display using such load driving device | |
| US9699846B2 (en) | Biasing and driving circuit, based on a feedback voltage regulator, for an electric load | |
| US9220140B2 (en) | LED lighting driver | |
| JP2005033853A (ja) | 負荷駆動装置及び携帯機器 | |
| JP2006320042A (ja) | 昇圧コンバータ | |
| CN104852568B (zh) | 基于Cuk的电流源 | |
| WO2016059954A1 (ja) | 発光素子駆動装置、発光装置、車両 | |
| WO2006046731A1 (ja) | 電源装置、および携帯機器 | |
| JP5642349B2 (ja) | パルス幅変調回路、パルス幅変調方法及びレギュレータ | |
| CN102055321B (zh) | Dc-dc转换器中的求和电路 | |
| JP2012038782A (ja) | 発光素子駆動回路、表示装置 | |
| JP6177813B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| JP4692011B2 (ja) | 駆動回路及び駆動方法 | |
| JP2022102597A (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータ及び負荷駆動装置 | |
| JP2020120514A (ja) | 電圧変換装置 | |
| JP2010199201A (ja) | Ｌｅｄ点灯装置 | |
| JP2018183008A (ja) | 電圧出力装置及び電源システム | |
| KR20150022579A (ko) | 전원 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050408 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071120 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080117 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080304 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080305 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4094487 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20240314 Year of fee payment: 16 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20240314 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |