JP4499207B2 - チャージポンプ - Google Patents

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    • 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
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
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  • Power Engineering (AREA)
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給電電圧を上回る電圧（過電圧）を生成するためのチャージポンプであって、発振器回路を介して制御可能なシフト容量を有し、シフト容量の第１の端子は発振器回路に接続され、第２の端子は１つのノードで相互に接続されており、ノードに過電圧が現れるように構成されているチャージポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
請求項１の上位概念記載のチャージポンプは公知である。このチャージポンプは回路装置内で個々の回路部分に給電電圧（作動電圧）を上回る電圧を供給するために使用される。ＤＥ４３２４８５５Ｃ１から公知のチャージポンプでは２相制御が次のようにして行われる。即ち、それぞれシフト容量を有する２つのポンプ半部が発振器を介して制御されるのである。いわば２つのシフト容量の１８０°位相ずれ制御が行われるのである。発振器の切換の際の遅延時間により電圧信号内に基本波成分が重畳され、この基本波成分により障害放射が生じる。障害放射を除去するため、付加的に、障害除去コンデンサとして給電電圧に接続された支持コンデンサの配置が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題とするところは、付加的な障害除去手段なしで過電圧を形成できる冒頭に述べた形式のチャージポンプを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題は請求項１の特徴を有する構成により解決される。本発明によれば、付加的な障害除去手段なしで過電圧を形成できるという効果が奏される。発振器回路は、ＲＣ移相器‐発振器回路部を有し、その３つの出力側にそれぞれ１２０度位相ずれした３つの正弦波状の出力信号が現れ、当該の３つの出力側は差電圧電流アンプとして構成された３つのスイッチング素子のそれぞれを介して３つのシフト容量のそれぞれに接続されていることにより、ＥＭＶ障害放射が低減される。というのは、移相器‐発振器回路部により著しく精確に１２０°位相ずれした出力信号が生成され、遅延時間により生じる基本振動成分が排除されるからである。更に、３つの位相ずれした信号において、全ての信号が同時に特性曲線の１つの転換点を通過する時点が生じない。従ってチャージポンプに対する付加的な障害除去手段を省略することができる。
【０００５】
本発明の実施形態によれば、シフト容量の第２の端子はブリッジ整流器を介して出力ポンプ電圧を有するノードに接続されている。これにより、有利には３相のブリッジ整流を介して平滑化されたポンプ電圧が形成され、障害的な電流ピークの成分が最小化される。特に、ブリッジ整流器が電流源を介して給電電圧と接続されていれば、シフト容量のうちの少なくとも２つのチャージ相が重なる場合、チャージポンプのリード線路での障害的な電流ピークの発生を回避できる。
【０００６】
本発明のさらなる有利な発展形態は他の引用請求項に示されている。
【０００７】
【実施例】
次に本発明を以下の実施例に則して詳述する。
【０００８】
図１にはチャージポンプ１０の回路装置が示してある。チャージポンプは移相器‐発振器回路部１２を有するが、この移相器‐発振器回路部の入力側ＢＦには給電電圧Ｕが加わり、入力側ＬＯＷには基準電圧ＵＲＥＦが加わる。基準電圧ＵＲＥＦにより動作電圧Ｕの変動が補償され、移相器‐発振器回路部１２は安定化された電圧で作動される。基準電流源１４を介して移相器‐発振器回路部１２に基準電流ＩＲＥＦが供給される。基準電流源１４はカレントミラー回路１６を介して移相器‐発振器回路部１２に結合されており、基準電流源１４の基準電流ＩＲＥＦは移相器‐発振器回路部１２の基準電流ＩＲＥＦと同一となる。
【０００９】
移相器‐発振器回路部１２は図２に示す回路構成を有する。この回路部はＲＣ結合回路を有し、ＲＣ結合回路は容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、これに直列に接続され、接続線路１８を介してフィードバックされた３つの差電圧‐電流アンプ２０，２０’，２０とから成る。差電圧‐電流アンプ２０は高オーム抵抗を成すように接続されている。出力側ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３における出力電流ＩＯＵＴは、次の関係式により表される。
ＩＯＵＴ＝ｘ（ＵＯＵＴ−ＵＩＮ）
ここでｘは定数（差電圧‐電流アンプの急峻度）であり、ＵＯＵＴは出力電圧であり、ＵＩＮは差電圧‐電流アンプの入力電圧である。基準電流ＩＲＥＦは差電圧‐電流アンプの差対のクロスカレントに対する基準入力を形成する。
【００１０】
図２の回路装置により、出力側ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３にそれぞれ１２０°位相ずれした３つの正弦波状の出力信号が現れる。
【００１１】
図１に戻って、出力側ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３はそれぞれ差電圧‐電流アンプ２２，２２’，２２”の入力側に接続されている。差電圧‐電流アンプ２２，２２’，２２”には動作電圧Ｕが加わり、基準電圧ＵＲＥＦが信号線路ＬＯＷを介して加わる。更に、差電圧‐電流アンプ２２，２２’，２２”には図示していない別の端子を介して基準電流ＩＲＥＦが供給される。差電圧‐電流アンプ２２，２２’，２２”の出力側はそれぞれシフト容量Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６の第１の端子に接続されている。シフト容量Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６の第２の端子は３相ブリッジ整流器２４に接続されており、３相ブリッジ整流器２４の出力側ＣＰＯＵＴにポンプ電圧ＵＰ（過電圧）が現れる。３相ブリッジ整流器２４は電流源２６を介して動作電圧Ｕに接続されている。
【００１２】
それぞれ１２０°ずれた３つの正弦波状の出力信号により、シフト容量Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は相応の位相ずれをともないながら差電圧‐電流アンプ２２，２２’２２”を介して制御される。位相ずれした出力信号の瞬時の時点に相応してシフト容量Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が充電ないしは放電される。差電圧‐電流アンプ２２に加わる電圧差は移相器‐発振器回路部１２の出力側ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３から送出される出力信号と基準電圧との差であり、これに相応してシフト容量Ｃ４〜Ｃ６の正又は負のチャージ電流が生じる。
【００１３】
各１２０°だけずれた移相器‐発振器回路部１２の出力信号により、シフト容量Ｃ４〜Ｃ６のチャージ相で重なりが生じ、その結果、シフト容量Ｃ４〜Ｃ６のうちの２つが常に充電ないしは放電される。これによって生じる電流ピークを回避するため、ブリッジ整流器２４に電流源２６の一定の電流が供給され、この一定の電流により平滑化されたポンプ電圧ＵＰが生じる。電流ピークに対しては、既に差電圧‐電流アンプ２２，２２’，２２”を介してシフト容量Ｃ４〜Ｃ６からの出力側ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３の減結合が生じているので、不都合な電流ピークの発生を回避できる。具体的な実施例では、コンデンサＣ１〜Ｃ３は周波数に応じてほぼ４〜１０ＰＦの容量を有し、Ｃ４〜Ｃ６は出力端子ＣＰＯＵＴにおける必要な負荷電流に応じて、ほぼ２０〜１００ＰＦの容量を有する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、付加的な障害除去手段なしで過電圧を形成し得る冒頭に述べた形式のチャージポンプを実現することができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のチャージポンプの回路装置の実施例の回路構成図である。
【図２】 本発明のチャージポンプの移相器‐発振器回路の実施例の回路構成図である。
【符号の説明】
１０ チャージポンプ、 １２ 移相器‐発振器回路部、 １４ 基準電流源、 １６ カレントミラー回路、 １８ 接続線路、 ２０，２０’，２０”，２２，２２’，２２” 差電圧‐電流アンプ、 ２４ ３相ブリッジ整流器、 ２６ 電流源、 Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ、 Ｃ４〜Ｃ６ シフト容量、 ＵＲＥＦ 基準電圧、 ＩＲＥＦ 基準電流、 ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３ 出力側、 ＩＯＵＴ 出力電流、 ＣＰＯＵＴ ノード

Claims (2)

  1. 給電電圧を上回る電圧（過電圧）を生成するためのチャージポンプであって、発振器回路を介して制御可能な３つのシフト容量を有し、各シフト容量の第１の端子は発振器回路に接続され、第２の端子は１つのノードで相互に接続されており、該ノードに過電圧が現れるように構成されている
    チャージポンプにおいて、
    発振器回路はＲＣ移相器‐発振器回路部（１２）を有し、該ＲＣ移相器‐発振器回路部（１２）は高オームの抵抗として接続構成された３つの差電圧‐電流アンプ（２０，２０’，２０"）を有し、該３つの差電圧‐電流アンプ（２０，２０’，２０"）のそれぞれは３つの容量（Ｃ １ ，Ｃ ２ ，Ｃ ３ ）のそれぞれと共に各出力側（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３）に配属されたＲＣ素子を形成しており、該ＲＣ移相器‐発振器回路部（１２）の３つの出力側（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３）にそれぞれ１２０度位相ずれした３つの出力信号が現れ、
    前記３つの出力側（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３）は３つのスイッチング素子（２２，２２’，２２"）のそれぞれを介して３つのシフト容量（Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６）のそれぞれへ接続されており、各スイッチング素子（２２，２２’，２２"）は差電圧‐電流アンプであり、
    前記３つのシフト容量（Ｃ ４ ，Ｃ ５ ，Ｃ ６ ）の各第２の端子はブリッジ整流器（２４）を介してノード（Ｃ ＰＯＵＴ ）に接続されている
    ことを特徴とするチャージポンプ。
  2. 前記ブリッジ整流器（２４）は電流源（２６）を介して給電電圧（Ｕ）に接続されている、請求項１記載のチャージポンプ。
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