JP4643082B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等に使用される電源回路に関し、特にチャージポンプ回路を使用したＤＣ‐ＤＣコンバータで構成される電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電池を電源にした携帯機器が広く普及し、機器の消費電力はもちろん電源回路自体の消費電力の低減が求められている。携帯電話等の機器では、チャージポンプ回路を使用したＤＣ‐ＤＣコンバータで構成される電源回路が使用されていた。このような電源回路の省電力化には、例えば、特開平９−２８８８９７号公報、特開平９−２９４３６７号公報及び特開２０００−１６６２２０号公報で開示されているように、出力電圧が所定値を超えた場合はチャージポンプ回路のクロックを停止させる方式があった。
【０００３】
図１０は、このような電源回路の例を示したブロック図である。図１０において、電源回路１００は、直流電源Ｅから入力される入力電圧Ｖｉを所定の電圧に昇圧し出力電圧Ｖｏとして出力するチャージポンプ回路部１０１と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部１０１の動作制御を行う制御回路部１０２とで構成されている。制御回路部１０２は、チャージポンプ回路部１０１の出力電圧Ｖｏを分圧して分圧電圧Ｖｄを生成し出力する分圧部１１１と、所定の基準電圧Ｖｒを生成して出力する基準電圧発生部１１２と、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとを比較し該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部１１３とで構成されている。
【０００４】
チャージポンプ回路部１０１は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンデンサＣ１の充放電の切り替えを行うスイッチ部１２１と、所定のクロック信号ＣＬＫを生成して出力するクロック発生部１２２と、該クロック発生部１２２からのクロック信号ＣＬＫに基づいてスイッチ部１２１の動作を制御するスイッチ制御部１２３とで構成されている。
【０００５】
チャージポンプ回路部１０１の出力電圧Ｖｏを分圧部１１１の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧し、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧発生部１１２からの基準電圧Ｖｒとを電圧比較部１１３で比較し、電圧比較部１１３は、該比較結果に応じた２値の信号をチャージポンプ回路部１０１のクロック発生部１２２に出力する。例えば、基準電圧Ｖｒよりも分圧電圧Ｖｄのほうが大きい場合、電圧比較部１１３は、クロック発生部１２２からのクロック信号ＣＬＫの出力を停止させ、チャージポンプ回路部１０１の動作を停止させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式では、電圧比較部１１３の出力信号がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルとロー（Ｌｏｗ）レベルとを繰り返す周波数が、チャージポンプ回路部１０１の入力電圧や、使用コンデンサの容量や、負荷の状態等で大きく変化し、使用する機器に悪影響を与える可能性がある。特に、携帯電話等の機器では、電源回路から発生する高周波ノイズが機器に悪影響を与えるため、ノイズ対策を十分に行う必要があった。
【０００７】
例えば携帯電話では、使用している搬送波によって、ある特定の周波数帯域をノイズとして敏感に反応してしまうため、チャージポンプ回路部１０１で使用しているクロック信号ＣＬＫ等の周波数は、該特定の周波数帯域を避けて設計されている。しかし、電圧比較部１１３の出力信号のように使用条件で大きく周波数が変動して前記特定の周波数帯域になると、電圧比較部１１３の出力信号がノイズ源になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、消費電力の低減を図ることができると共に、使用機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる電源回路を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電源回路は、所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、前記制御回路部は、前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると電圧比較部の出力信号の周波数を変えて出力する周波数変更部とを備え、前記チャージポンプ回路部は、該周波数変更部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるものである。
【００１０】
具体的には、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間が所定値未満のときは該電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力し、該測定した時間が所定値になると、該電圧比較部の出力信号に該所定の信号レベルと相反する信号レベルのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力するようにした。
【００１１】
この場合、前記周波数変更部は、前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、該時間比較部から所定の信号が出力されるとあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部と、該パルス発生部からパルスが出力されると、前記電圧比較部の出力信号に該パルス発生部からのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力し、該パルス発生部からパルス出力が停止すると、前記電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力する信号出力部とを備えるようにした。
【００１２】
また、この発明に係る電源回路は、所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、前記制御回路部は、前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると前記分圧部からの分圧電圧に所定のパルスを印加して電圧比較部の出力信号の周波数を変える周波数変更部とを備え、前記チャージポンプ回路部は、該電圧比較部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるものである。
【００１３】
具体的には、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間が所定値になると、前記分圧部からの分圧電圧に所定の信号レベルのパルスを印加するようにした。
【００１４】
この場合、前記周波数変更部は、前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、該時間比較部から所定の信号が出力されると、前記電圧比較部の出力信号の信号レベルが反転するようにあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部とを備えるようにした。
【００１５】
また、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号の周波数が電源供給先の機器に対してノイズとなる周波数になると、電圧比較部の出力信号の周波数を変えるようにするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。なお、図１では２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示している。
図１において、電源回路１は、直流電源Ｅから入力される入力電圧Ｖｉを所定の電圧に昇圧し出力電圧Ｖｏとして出力するチャージポンプ回路部２と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部３とで構成されている。
【００１７】
制御回路部３は、チャージポンプ回路部２の出力電圧Ｖｏを分圧して分圧電圧Ｖｄを生成し出力する分圧部１１と、所定の基準電圧Ｖｒを生成して出力する基準電圧発生部１２と、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとの電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の電圧比較信号Ｓｃを出力する電圧比較器からなる電圧比較部１３とを備えている。更に、制御回路部３は、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間があらかじめ設定された時間になると電圧比較信号Ｓｃに所定のワンショットパルスを加えた周波数変更信号Ｓｆを出力する周波数変更部１４を備えている。
【００１８】
チャージポンプ回路部２は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンデンサＣ１の充放電の切り替えを行うスイッチ部２１と、所定のクロック信号ＣＬＫを生成して出力するクロック発生部２２と、クロック信号ＣＬＫと前記周波数変更信号Ｓｆに対してＡＮＤ演算を行うＡＮＤ回路２３と、該ＡＮＤ回路２３からの出力信号に基づいてスイッチ部２１のスイッチング動作を制御するスイッチ制御部２４とを備えている。
【００１９】
図２は、スイッチ部２１の内部構成例を示した図である。図２のスイッチ部２１は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４で構成されており、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、スイッチ制御部２４からの制御信号によってスイッチング制御が行われる。例えば、スイッチ制御部２４は、ＡＮＤ回路２３の出力信号がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのときは、コンデンサＣ１の充電を行うためにスイッチＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれオンさせて導通状態にすると共にスイッチＳＷ１及びＳＷ４をそれぞれオフさせて遮断状態にする。このようにすることによって、コンデンサＣ１は、入力電圧Ｖｉと接地との間に接続されて充電される。
【００２０】
次に、スイッチ制御部２４は、ＡＮＤ回路２３の出力信号がロー（Ｌｏｗ）レベルのときは、コンデンサＣ１の放電を行うためにスイッチＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれオフさせて遮断状態にすると共にスイッチＳＷ１及びＳＷ４をそれぞれオンさせて導通状態にする。このようにすることによって、コンデンサＣ１に充電された電荷が、コンデンサＣ２に充電される。このように、通常は、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫに応じて、コンデンサＣ１に対する充電及び放電が交互に行われる。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、電子回路で形成されたスイッチ回路をなすものであってもよいし、機械的接点を有するものであってもよい。
【００２１】
しかしこのままでは、コンデンサＣ２に入力電圧Ｖｉの２倍の電圧で充電され、出力電圧Ｖｏは２Ｖｉとなる。出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にしたい場合、制御回路部３によってクロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫのスイッチ制御部２４への出力制御が行われることによって、チャージポンプ回路部２の動作制御が行われ、出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にすることができる。
【００２２】
次に、制御回路部３における各部の動作について説明する。
制御回路部３において、チャージポンプ回路部２の出力電圧Ｖｏを分圧部１１の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧し、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧発生部１２からの基準電圧Ｖｒとを電圧比較部１３で比較する。電圧比較部１３は、該比較結果に応じた電圧比較信号Ｓｃを周波数変更部１４に出力する。例えば、電圧比較部１３は、電圧比較器をなす演算増幅器ＯＰで形成されており、該演算増幅器ＯＰの非反転入力端に基準電圧Ｖｒが入力されると共に、反転入力端に分圧電圧Ｖｄが入力され、演算増幅器ＯＰの出力端から比較結果を示す２値の信号が出力される。
【００２３】
ここで、図３は、周波数変更部１４の内部構成例を示したブロック図であり、図３を用いて周波数変更部１４の動作について説明する。
図３において、周波数変更部１４は、電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベル、例えばローレベルである時間Ｔｃを測定する時間測定部４１と、基準となる時間Ｔｒを格納する時間記憶部４２と、該測定時間Ｔｃと時間記憶部４２にあらかじめ記憶された基準時間Ｔｒとを比較し、該比較結果を出力する時間比較部４３とを備えている。
【００２４】
更に、周波数変更部１４は、時間比較部４３から測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになったことを示す信号が出力されると所定のワンショットパルスＳｐを出力するパルス発生部４４と、該パルス発生部４４からの出力信号と電圧比較部１３からの電圧比較信号Ｓｃに対するＯＲ演算を行い、該演算結果をＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力するＯＲ回路４５とを備えている。なお、ＯＲ回路４５は信号出力部をなす。また、電圧比較信号Ｓｃがローレベルである時間を測定する場合は、ワンショットパルスＳｐはハイレベルのパルスであり、電圧比較信号Ｓｃがハイレベルである時間を測定する場合は、ワンショットパルスＳｐはローレベルのパルスである。
【００２５】
このような構成において、図４は、図１における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。図４を用いて、周波数変更部１４の各部の動作についてもう少し詳細に説明する。
出力電圧Ｖｏが所定の電圧よりも大きくなると、分圧電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒよりも大きくなり、電圧比較部１３からローレベルの電圧比較信号ＳｃがＯＲ回路４５の一方の入力端に出力される。
【００２６】
パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されていないときは、ＯＲ回路４５の他方の入力端はローレベルであり、ＯＲ回路４５の出力端からはローレベルの電圧比較信号Ｓｃが周波数変更信号ＳｆとしてＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力される。このため、ＡＮＤ回路２３の出力端は、クロック信号ＣＬＫに関係なくローレベルとなり、スイッチ制御部２４は、コンデンサＣ１に対する充電動作のみが行われるようにスイッチ部２１の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作制御を行う。このため、コンデンサＣ２が放電されるに従って、出力電圧Ｖｏは低下する。
【００２７】
これに対して、出力電圧Ｖｏが所定の電圧よりも小さくなると、電圧比較部１３からハイレベルの電圧比較信号ＳｃがＯＲ回路４５の一方の入力端に出力される。電圧比較信号Ｓｃがハイレベルであることから、時間測定部４１による時間測定が行われず、パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されず、ＯＲ回路４５の他方の入力端はローレベルである。
【００２８】
このため、ＯＲ回路４５の出力端からはハイレベルの電圧比較信号Ｓｃが周波数変更信号ＳｆとしてＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力される。このため、ＡＮＤ回路２３の出力端からは、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫが出力される。このことから、スイッチ制御部２４は、コンデンサＣ１に対する充放電動作が行われるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のスイッチング制御を行い、出力電圧Ｖｏは上昇する。
【００２９】
一方、電圧比較信号Ｓｃがハイレベルからローレベルになると、時間測定部４１は、該ローレベルである時間を測定し、該測定した結果を逐次、時間比較部４３に出力する。時間比較部４３は、時間記憶部４２にあらかじめ格納されている所定の基準時間Ｔｒと時間測定部４１から入力される測定時間Ｔｃとの比較を常に行い、測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになると、所定の信号をパルス発生部４４に出力する。パルス発生部４４は、時間比較部４３から該所定の信号が入力されるとあらかじめ設定されたパルス幅のハイレベルのワンショットパルスＳｐをＯＲ回路４５の一方の入力端に出力する。
【００３０】
ここで、ＯＲ回路４５の他方の入力端には、電圧比較信号Ｓｃが入力されており、パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されたときは、電圧比較信号Ｓｃはローレベルである。このことから、ＯＲ回路４５の出力端からは、該ワンショットパルスＳｐに応じたパルスが周波数変更信号Ｓｆとして出力され、電圧比較信号Ｓｃに該ワンショットパルスＳｐが加えられる。このようにして、周波数変更信号Ｓｆは、携帯電話等で使用される周波数と異なる周波数の信号になる。なお、パルス発生部４４から出力されるワンショットパルスＳｐは、出力電圧Ｖｏの電圧制御に影響を与えない程度のパルス幅にするとよい。
【００３１】
一方、前記説明では、クロック信号発生部２２からのクロック信号ＣＬＫと周波数変更部１４からの周波数変更信号ＳｆをＡＮＤ回路２３でＡＮＤ処理を行った後、スイッチ制御部２４に出力するようにしたが、クロック発生部２２が、外部からの信号に応じてクロック信号ＣＬＫの出力制御を行うようにしてもよく、このようにした場合、図１の電源回路１は図５のようになる。
図５の場合、図１のＡＮＤ回路２３がなく、クロック発生部２２は、周波数変更部１４から入力された周波数変更信号Ｓｆがハイレベルのときクロック信号ＣＬＫをスイッチ制御部２４に出力し、周波数変更信号Ｓｆがローレベルのときは、クロック信号ＣＬＫの出力を停止する。このようにすることによって、図１で示した電源回路１と同様の動作を行うことができる。
【００３２】
このように、本第１の実施の形態における電源回路は、チャージポンプ回路部２と、出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部３で構成され、該制御回路部３において、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間Ｔｒになると、該所定の信号レベルと異なる信号レベルのワンショットパルスＳｐを電圧比較信号Ｓｃに加えて電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部１４を設けるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われるため、該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、使用機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる。
【００３３】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、周波数変更部１４は、電圧比較信号Ｓｃに所定のワンショットパルスＳｐを加えるようにしたが、分圧部１１からの分圧電圧Ｖｄに所定のワンショットパルスＳｐを印加するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図６は、本発明の第２の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。なお、図６では、図１と同じものは同じ符号で示すと共に、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。また、図６においても２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示している。
【００３４】
図６における図１との相違点は、ＯＲ回路４５をなくし、図１の周波数変更部１４が所定のワンショットパルスＳｐを電圧比較部１３における演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力するようにしたことにあり、図１の周波数変更部１４を周波数変更部５４にし、これに伴って図１の制御回路部３を制御回路部５３にすると共に図１の電源回路１を電源回路５１にしたことにある。
図６において、電源回路５１は、チャージポンプ回路部２と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部５３とで構成されている。
【００３５】
出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にしたい場合、制御回路部５３によって、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫのスイッチ制御部２４への出力制御を行ってチャージポンプ回路部２の動作制御が行われ、出力電圧Ｖｏが２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にされる。
【００３６】
制御回路部５３は、分圧部１１と、基準電圧発生部１２と、電圧比較部１３と、該電圧比較部１３から出力される電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間があらかじめ設定された時間Ｔｒになると、電圧比較部１３をなす演算増幅器ＯＰの反転入力端に、電圧比較信号Ｓｃの信号レベルが反転するような所定のワンショットパルスＳｐを出力して、電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部５４とを備えている。電圧比較部１３から出力された電圧比較信号ＳｃはＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力され、ＡＮＤ回路２３の他方の入力端には、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫが入力される。
【００３７】
図７は、図６における周波数変更部５４の内部構成例を示したブロック図である。なお、図７では、図３と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。
図７における図３との相違点は、図３の周波数変更部１４において、ＯＲ回路４５をなくし、パルス発生部４４からのワンショットパルスＳｐを電圧比較部１３をなす演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力するようにしたことにある。
【００３８】
図７において、周波数変更部５４は、時間測定部４１と、時間記憶部４２と、時間比較部４３と、パルス発生部４４とを備えている。パルス発生部４４は、時間比較部４３から測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになったことを示す信号が出力されると所定のワンショットパルスＳｐを演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力する。
【００３９】
このような構成において、図８は、図６における各信号のタイミングチャートを示した図である。測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになると、図４では、電圧比較信号ＳｃにワンショットパルスＳｐが加えられていなかったが、図８では、電圧比較信号ＳｃにワンショットパルスＳｐが加えられていることが分かる。電圧比較信号Ｓｃは、ＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力され、前記第１の実施の形態における周波数変更信号Ｓｆと同じ作用をなすことから、電圧比較信号Ｓｃに対するチャージポンプ回路部２の動作の説明を省略する。
【００４０】
一方、前記説明では、クロック信号発生部２２からのクロック信号ＣＬＫと電圧比較部１３からの電圧比較信号ＳｃをＡＮＤ回路２３でＡＮＤ演算を行った後、スイッチ制御部２４に出力するようにしたが、クロック発生部２２が、外部からの信号に応じてクロック信号ＣＬＫの出力制御を行うようにしてもよく、このようにした場合、図６の電源回路５１は図９のようになる。
図９の場合、図６のＡＮＤ回路２３がなく、クロック発生部２２は、電圧比較部１３から入力された電圧比較信号Ｓｃがハイレベルのときクロック信号ＣＬＫをスイッチ制御部２４に出力し、電圧比較信号Ｓｃがローレベルのときは、クロック信号ＣＬＫの出力を停止する。このようにすることによって、図６で示した電源回路５１と同様の動作を行うことができる。
【００４１】
このように、本第２の実施の形態における電源回路は、チャージポンプ回路部２と、出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部５３で構成され、該制御回路部５３において、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間Ｔｒになると、電圧比較信号Ｓｃの信号レベルが反転するような所定のワンショットパルスＳｐを分圧電圧Ｖｄに加えて電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部５４を設けるようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
なお、上記第１及び第２の各実施の形態では、２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示したが、本発明は、これに限定するものではなく、昇圧を行う電圧に応じて少なくとも１つのコンデンサＣ１が使用される場合に適用することができ、コンデンサＣ１を複数使用したチャージポンプ回路は公知であるのでその説明を省略する。
【００４３】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の電源回路によれば、チャージポンプ回路部から出力された電圧を分圧した分圧電圧と所定の基準電圧との電圧比較を行って電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると該周波数を変えて出力する周波数変更部を備え、チャージポンプ回路部は、該周波数変更部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われることから該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができるため、電源供給先の機器の誤動作を防止することができ信頼性の向上を図ることができる。
【００４４】
具体的には、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間になると、電圧比較部の出力信号に該所定の信号レベルと相反する信号レベルのパルスを加えてチャージポンプ回路部に出力するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、確実に該出力信号の周波数を変えることができる。
【００４５】
この場合、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間とあらかじめ記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号をパルス発生部に出力し、該パルス発生部から出力されたパルスを電圧比較部の出力信号に加えて前記チャージポンプ回路部に出力し、該パルス発生部からパルス出力が停止すると、前記電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、電圧比較部からの出力周波数を変えてチャージポンプ回路部に出力することができると共に、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値でないときは、電圧比較部からの出力周波数を変えることなくチャージポンプ回路部に出力することができる。
【００４６】
また、チャージポンプ回路部から出力された電圧を分圧した分圧電圧と所定の基準電圧との電圧比較を行って電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると該分圧電圧に所定のパルスを印加する周波数変更部を備え、チャージポンプ回路部において、該電圧比較部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われることから該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができるため、電源供給先の機器の誤動作を防止することができ信頼性の向上を図ることができる。
【００４７】
具体的には、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間になると、電圧比較部に入力される分圧電圧に所定の信号レベルのパルスを印加するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、確実に該出力信号の周波数を変えることができる。
【００４８】
この場合、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間とあらかじめ記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号をパルス発生部に出力し、該パルス発生部から出力されたパルスを電圧比較部に入力される分圧電圧に印加して、電圧比較部の出力信号の信号レベルが反転するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、電圧比較部からの出力周波数を変えてチャージポンプ回路部に出力することができると共に、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値でないときは、電圧比較部からの出力信号の周波数を変えることなくチャージポンプ回路部に出力することができる。
【００４９】
また、電圧比較部の出力信号の周波数が電源供給先の機器に対してノイズとなる周波数になると、電圧比較部の出力信号の周波数を変えるようにしたことから、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。
【図２】 図１におけるスイッチ部２１の内部構成例を示した図である。
【図３】 図１における周波数変更部１４の内部構成例を示したブロック図である。
【図４】 図１における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。
【図５】 本発明の第１の実施の形態における電源回路の他の構成例を示したブロック図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。
【図７】 図６における周波数変更部５４の内部構成例を示したブロック図である。
【図８】 図６における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態における電源回路の他の構成例を示したブロック図である。
【図１０】 従来の電源回路の構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１，５１ 電源回路
２ チャージポンプ回路部
３，５３ 制御回路部
１１ 分圧部
１２ 基準電圧発生部
１３ 電圧比較部
１４，５４ 周波数変更部
２１ スイッチ部
２２ クロック発生部
２３ ＡＮＤ回路
２４ スイッチ制御部
４１ 時間測定部
４２ 時間記憶部
４３ 時間比較部
４４ パルス発生部
４５ ＯＲ回路
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｅ 直流電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等に使用される電源回路に関し、特にチャージポンプ回路を使用したＤＣ‐ＤＣコンバータで構成される電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電池を電源にした携帯機器が広く普及し、機器の消費電力はもちろん電源回路自体の消費電力の低減が求められている。携帯電話等の機器では、チャージポンプ回路を使用したＤＣ‐ＤＣコンバータで構成される電源回路が使用されていた。このような電源回路の省電力化には、例えば、特開平９−２８８８９７号公報、特開平９−２９４３６７号公報及び特開２０００−１６６２２０号公報で開示されているように、出力電圧が所定値を超えた場合はチャージポンプ回路のクロックを停止させる方式があった。
【０００３】
図１０は、このような電源回路の例を示したブロック図である。図１０において、電源回路１００は、直流電源Ｅから入力される入力電圧Ｖｉを所定の電圧に昇圧し出力電圧Ｖｏとして出力するチャージポンプ回路部１０１と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部１０１の動作制御を行う制御回路部１０２とで構成されている。制御回路部１０２は、チャージポンプ回路部１０１の出力電圧Ｖｏを分圧して分圧電圧Ｖｄを生成し出力する分圧部１１１と、所定の基準電圧Ｖｒを生成して出力する基準電圧発生部１１２と、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとを比較し該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部１１３とで構成されている。
【０００４】
チャージポンプ回路部１０１は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンデンサＣ１の充放電の切り替えを行うスイッチ部１２１と、所定のクロック信号ＣＬＫを生成して出力するクロック発生部１２２と、該クロック発生部１２２からのクロック信号ＣＬＫに基づいてスイッチ部１２１の動作を制御するスイッチ制御部１２３とで構成されている。
【０００５】
チャージポンプ回路部１０１の出力電圧Ｖｏを分圧部１１１の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧し、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧発生部１１２からの基準電圧Ｖｒとを電圧比較部１１３で比較し、電圧比較部１１３は、該比較結果に応じた２値の信号をチャージポンプ回路部１０１のクロック発生部１２２に出力する。例えば、基準電圧Ｖｒよりも分圧電圧Ｖｄのほうが大きい場合、電圧比較部１１３は、クロック発生部１２２からのクロック信号ＣＬＫの出力を停止させ、チャージポンプ回路部１０１の動作を停止させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式では、電圧比較部１１３の出力信号がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルとロー（Ｌｏｗ）レベルとを繰り返す周波数が、チャージポンプ回路部１０１の入力電圧や、使用コンデンサの容量や、負荷の状態等で大きく変化し、使用する機器に悪影響を与える可能性がある。特に、携帯電話等の機器では、電源回路から発生する高周波ノイズが機器に悪影響を与えるため、ノイズ対策を十分に行う必要があった。
【０００７】
例えば携帯電話では、使用している搬送波によって、ある特定の周波数帯域をノイズとして敏感に反応してしまうため、チャージポンプ回路部１０１で使用しているクロック信号ＣＬＫ等の周波数は、該特定の周波数帯域を避けて設計されている。しかし、電圧比較部１１３の出力信号のように使用条件で大きく周波数が変動して前記特定の周波数帯域になると、電圧比較部１１３の出力信号がノイズ源になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、消費電力の低減を図ることができると共に、使用機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる電源回路を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電源回路は、所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、前記制御回路部は、前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると電圧比較部の出力信号の周波数を変えて出力する周波数変更部とを備え、前記チャージポンプ回路部は、該周波数変更部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるものである。
【００１０】
具体的には、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間が所定値未満のときは該電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力し、該測定した時間が所定値になると、該電圧比較部の出力信号に該所定の信号レベルと相反する信号レベルのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力するようにした。
【００１１】
この場合、前記周波数変更部は、前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、該時間比較部から所定の信号が出力されるとあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部と、該パルス発生部からパルスが出力されると、前記電圧比較部の出力信号に該パルス発生部からのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力し、該パルス発生部からパルス出力が停止すると、前記電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力する信号出力部とを備えるようにした。
【００１２】
また、この発明に係る電源回路は、所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、前記制御回路部は、前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると前記分圧部からの分圧電圧に所定のパルスを印加して電圧比較部の出力信号の周波数を変える周波数変更部とを備え、前記チャージポンプ回路部は、該電圧比較部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるものである。
【００１３】
具体的には、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間が所定値になると、前記分圧部からの分圧電圧に所定の信号レベルのパルスを印加するようにした。
【００１４】
この場合、前記周波数変更部は、前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、該時間比較部から所定の信号が出力されると、前記電圧比較部の出力信号の信号レベルが反転するようにあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部とを備えるようにした。
【００１５】
また、前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号の周波数が電源供給先の機器に対してノイズとなる周波数になると、電圧比較部の出力信号の周波数を変えるようにするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。なお、図１では２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示している。
図１において、電源回路１は、直流電源Ｅから入力される入力電圧Ｖｉを所定の電圧に昇圧し出力電圧Ｖｏとして出力するチャージポンプ回路部２と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部３とで構成されている。
【００１７】
制御回路部３は、チャージポンプ回路部２の出力電圧Ｖｏを分圧して分圧電圧Ｖｄを生成し出力する分圧部１１と、所定の基準電圧Ｖｒを生成して出力する基準電圧発生部１２と、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとの電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の電圧比較信号Ｓｃを出力する電圧比較器からなる電圧比較部１３とを備えている。更に、制御回路部３は、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間があらかじめ設定された時間になると電圧比較信号Ｓｃに所定のワンショットパルスを加えた周波数変更信号Ｓｆを出力する周波数変更部１４を備えている。
【００１８】
チャージポンプ回路部２は、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コンデンサＣ１の充放電の切り替えを行うスイッチ部２１と、所定のクロック信号ＣＬＫを生成して出力するクロック発生部２２と、クロック信号ＣＬＫと前記周波数変更信号Ｓｆに対してＡＮＤ演算を行うＡＮＤ回路２３と、該ＡＮＤ回路２３からの出力信号に基づいてスイッチ部２１のスイッチング動作を制御するスイッチ制御部２４とを備えている。
【００１９】
図２は、スイッチ部２１の内部構成例を示した図である。図２のスイッチ部２１は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４で構成されており、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、スイッチ制御部２４からの制御信号によってスイッチング制御が行われる。例えば、スイッチ制御部２４は、ＡＮＤ回路２３の出力信号がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのときは、コンデンサＣ１の充電を行うためにスイッチＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれオンさせて導通状態にすると共にスイッチＳＷ１及びＳＷ４をそれぞれオフさせて遮断状態にする。このようにすることによって、コンデンサＣ１は、入力電圧Ｖｉと接地との間に接続されて充電される。
【００２０】
次に、スイッチ制御部２４は、ＡＮＤ回路２３の出力信号がロー（Ｌｏｗ）レベルのときは、コンデンサＣ１の放電を行うためにスイッチＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれオフさせて遮断状態にすると共にスイッチＳＷ１及びＳＷ４をそれぞれオンさせて導通状態にする。このようにすることによって、コンデンサＣ１に充電された電荷が、コンデンサＣ２に充電される。このように、通常は、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫに応じて、コンデンサＣ１に対する充電及び放電が交互に行われる。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、電子回路で形成されたスイッチ回路をなすものであってもよいし、機械的接点を有するものであってもよい。
【００２１】
しかしこのままでは、コンデンサＣ２に入力電圧Ｖｉの２倍の電圧で充電され、出力電圧Ｖｏは２Ｖｉとなる。出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にしたい場合、制御回路部３によってクロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫのスイッチ制御部２４への出力制御が行われることによって、チャージポンプ回路部２の動作制御が行われ、出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にすることができる。
【００２２】
次に、制御回路部３における各部の動作について説明する。
制御回路部３において、チャージポンプ回路部２の出力電圧Ｖｏを分圧部１１の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧し、該分圧電圧Ｖｄと基準電圧発生部１２からの基準電圧Ｖｒとを電圧比較部１３で比較する。電圧比較部１３は、該比較結果に応じた電圧比較信号Ｓｃを周波数変更部１４に出力する。例えば、電圧比較部１３は、電圧比較器をなす演算増幅器ＯＰで形成されており、該演算増幅器ＯＰの非反転入力端に基準電圧Ｖｒが入力されると共に、反転入力端に分圧電圧Ｖｄが入力され、演算増幅器ＯＰの出力端から比較結果を示す２値の信号が出力される。
【００２３】
ここで、図３は、周波数変更部１４の内部構成例を示したブロック図であり、図３を用いて周波数変更部１４の動作について説明する。
図３において、周波数変更部１４は、電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベル、例えばローレベルである時間Ｔｃを測定する時間測定部４１と、基準となる時間Ｔｒを格納する時間記憶部４２と、該測定時間Ｔｃと時間記憶部４２にあらかじめ記憶された基準時間Ｔｒとを比較し、該比較結果を出力する時間比較部４３とを備えている。
【００２４】
更に、周波数変更部１４は、時間比較部４３から測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになったことを示す信号が出力されると所定のワンショットパルスＳｐを出力するパルス発生部４４と、該パルス発生部４４からの出力信号と電圧比較部１３からの電圧比較信号Ｓｃに対するＯＲ演算を行い、該演算結果をＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力するＯＲ回路４５とを備えている。なお、ＯＲ回路４５は信号出力部をなす。また、電圧比較信号Ｓｃがローレベルである時間を測定する場合は、ワンショットパルスＳｐはハイレベルのパルスであり、電圧比較信号Ｓｃがハイレベルである時間を測定する場合は、ワンショットパルスＳｐはローレベルのパルスである。
【００２５】
このような構成において、図４は、図１における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。図４を用いて、周波数変更部１４の各部の動作についてもう少し詳細に説明する。
出力電圧Ｖｏが所定の電圧よりも大きくなると、分圧電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒよりも大きくなり、電圧比較部１３からローレベルの電圧比較信号ＳｃがＯＲ回路４５の一方の入力端に出力される。
【００２６】
パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されていないときは、ＯＲ回路４５の他方の入力端はローレベルであり、ＯＲ回路４５の出力端からはローレベルの電圧比較信号Ｓｃが周波数変更信号ＳｆとしてＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力される。このため、ＡＮＤ回路２３の出力端は、クロック信号ＣＬＫに関係なくローレベルとなり、スイッチ制御部２４は、コンデンサＣ１に対する充電動作のみが行われるようにスイッチ部２１の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作制御を行う。このため、コンデンサＣ２が放電されるに従って、出力電圧Ｖｏは低下する。
【００２７】
これに対して、出力電圧Ｖｏが所定の電圧よりも小さくなると、電圧比較部１３からハイレベルの電圧比較信号ＳｃがＯＲ回路４５の一方の入力端に出力される。電圧比較信号Ｓｃがハイレベルであることから、時間測定部４１による時間測定が行われず、パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されず、ＯＲ回路４５の他方の入力端はローレベルである。
【００２８】
このため、ＯＲ回路４５の出力端からはハイレベルの電圧比較信号Ｓｃが周波数変更信号ＳｆとしてＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力される。このため、ＡＮＤ回路２３の出力端からは、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫが出力される。このことから、スイッチ制御部２４は、コンデンサＣ１に対する充放電動作が行われるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のスイッチング制御を行い、出力電圧Ｖｏは上昇する。
【００２９】
一方、電圧比較信号Ｓｃがハイレベルからローレベルになると、時間測定部４１は、該ローレベルである時間を測定し、該測定した結果を逐次、時間比較部４３に出力する。時間比較部４３は、時間記憶部４２にあらかじめ格納されている所定の基準時間Ｔｒと時間測定部４１から入力される測定時間Ｔｃとの比較を常に行い、測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになると、所定の信号をパルス発生部４４に出力する。パルス発生部４４は、時間比較部４３から該所定の信号が入力されるとあらかじめ設定されたパルス幅のハイレベルのワンショットパルスＳｐをＯＲ回路４５の一方の入力端に出力する。
【００３０】
ここで、ＯＲ回路４５の他方の入力端には、電圧比較信号Ｓｃが入力されており、パルス発生部４４からハイレベルのワンショットパルスＳｐが出力されたときは、電圧比較信号Ｓｃはローレベルである。このことから、ＯＲ回路４５の出力端からは、該ワンショットパルスＳｐに応じたパルスが周波数変更信号Ｓｆとして出力され、電圧比較信号Ｓｃに該ワンショットパルスＳｐが加えられる。このようにして、周波数変更信号Ｓｆは、携帯電話等で使用される周波数と異なる周波数の信号になる。なお、パルス発生部４４から出力されるワンショットパルスＳｐは、出力電圧Ｖｏの電圧制御に影響を与えない程度のパルス幅にするとよい。
【００３１】
一方、前記説明では、クロック信号発生部２２からのクロック信号ＣＬＫと周波数変更部１４からの周波数変更信号ＳｆをＡＮＤ回路２３でＡＮＤ処理を行った後、スイッチ制御部２４に出力するようにしたが、クロック発生部２２が、外部からの信号に応じてクロック信号ＣＬＫの出力制御を行うようにしてもよく、このようにした場合、図１の電源回路１は図５のようになる。
図５の場合、図１のＡＮＤ回路２３がなく、クロック発生部２２は、周波数変更部１４から入力された周波数変更信号Ｓｆがハイレベルのときクロック信号ＣＬＫをスイッチ制御部２４に出力し、周波数変更信号Ｓｆがローレベルのときは、クロック信号ＣＬＫの出力を停止する。このようにすることによって、図１で示した電源回路１と同様の動作を行うことができる。
【００３２】
このように、本第１の実施の形態における電源回路は、チャージポンプ回路部２と、出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部３で構成され、該制御回路部３において、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間Ｔｒになると、該所定の信号レベルと異なる信号レベルのワンショットパルスＳｐを電圧比較信号Ｓｃに加えて電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部１４を設けるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われるため、該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、使用機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる。
【００３３】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、周波数変更部１４は、電圧比較信号Ｓｃに所定のワンショットパルスＳｐを加えるようにしたが、分圧部１１からの分圧電圧Ｖｄに所定のワンショットパルスＳｐを印加するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図６は、本発明の第２の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。なお、図６では、図１と同じものは同じ符号で示すと共に、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。また、図６においても２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示している。
【００３４】
図６における図１との相違点は、ＯＲ回路４５をなくし、図１の周波数変更部１４が所定のワンショットパルスＳｐを電圧比較部１３における演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力するようにしたことにあり、図１の周波数変更部１４を周波数変更部５４にし、これに伴って図１の制御回路部３を制御回路部５３にすると共に図１の電源回路１を電源回路５１にしたことにある。
図６において、電源回路５１は、チャージポンプ回路部２と、該出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部５３とで構成されている。
【００３５】
出力電圧Ｖｏを２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にしたい場合、制御回路部５３によって、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫのスイッチ制御部２４への出力制御を行ってチャージポンプ回路部２の動作制御が行われ、出力電圧Ｖｏが２Ｖｉよりも小さい電圧で一定にされる。
【００３６】
制御回路部５３は、分圧部１１と、基準電圧発生部１２と、電圧比較部１３と、該電圧比較部１３から出力される電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間があらかじめ設定された時間Ｔｒになると、電圧比較部１３をなす演算増幅器ＯＰの反転入力端に、電圧比較信号Ｓｃの信号レベルが反転するような所定のワンショットパルスＳｐを出力して、電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部５４とを備えている。電圧比較部１３から出力された電圧比較信号ＳｃはＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力され、ＡＮＤ回路２３の他方の入力端には、クロック発生部２２からのクロック信号ＣＬＫが入力される。
【００３７】
図７は、図６における周波数変更部５４の内部構成例を示したブロック図である。なお、図７では、図３と同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。
図７における図３との相違点は、図３の周波数変更部１４において、ＯＲ回路４５をなくし、パルス発生部４４からのワンショットパルスＳｐを電圧比較部１３をなす演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力するようにしたことにある。
【００３８】
図７において、周波数変更部５４は、時間測定部４１と、時間記憶部４２と、時間比較部４３と、パルス発生部４４とを備えている。パルス発生部４４は、時間比較部４３から測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになったことを示す信号が出力されると所定のワンショットパルスＳｐを演算増幅器ＯＰの反転入力端に出力する。
【００３９】
このような構成において、図８は、図６における各信号のタイミングチャートを示した図である。測定時間Ｔｃが基準時間Ｔｒになると、図４では、電圧比較信号ＳｃにワンショットパルスＳｐが加えられていなかったが、図８では、電圧比較信号ＳｃにワンショットパルスＳｐが加えられていることが分かる。電圧比較信号Ｓｃは、ＡＮＤ回路２３の一方の入力端に出力され、前記第１の実施の形態における周波数変更信号Ｓｆと同じ作用をなすことから、電圧比較信号Ｓｃに対するチャージポンプ回路部２の動作の説明を省略する。
【００４０】
一方、前記説明では、クロック信号発生部２２からのクロック信号ＣＬＫと電圧比較部１３からの電圧比較信号ＳｃをＡＮＤ回路２３でＡＮＤ演算を行った後、スイッチ制御部２４に出力するようにしたが、クロック発生部２２が、外部からの信号に応じてクロック信号ＣＬＫの出力制御を行うようにしてもよく、このようにした場合、図６の電源回路５１は図９のようになる。
図９の場合、図６のＡＮＤ回路２３がなく、クロック発生部２２は、電圧比較部１３から入力された電圧比較信号Ｓｃがハイレベルのときクロック信号ＣＬＫをスイッチ制御部２４に出力し、電圧比較信号Ｓｃがローレベルのときは、クロック信号ＣＬＫの出力を停止する。このようにすることによって、図６で示した電源回路５１と同様の動作を行うことができる。
【００４１】
このように、本第２の実施の形態における電源回路は、チャージポンプ回路部２と、出力電圧Ｖｏが所定の電圧で一定になるように該チャージポンプ回路部２の動作制御を行う制御回路部５３で構成され、該制御回路部５３において、電圧比較部１３から出力された電圧比較信号Ｓｃが所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間Ｔｒになると、電圧比較信号Ｓｃの信号レベルが反転するような所定のワンショットパルスＳｐを分圧電圧Ｖｄに加えて電圧比較信号Ｓｃの周波数を変える周波数変更部５４を設けるようにした。このことから、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
なお、上記第１及び第２の各実施の形態では、２倍昇圧を行うチャージポンプ回路を使用した場合を例にして示したが、本発明は、これに限定するものではなく、昇圧を行う電圧に応じて少なくとも１つのコンデンサＣ１が使用される場合に適用することができ、コンデンサＣ１を複数使用したチャージポンプ回路は公知であるのでその説明を省略する。
【００４３】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の電源回路によれば、チャージポンプ回路部から出力された電圧を分圧した分圧電圧と所定の基準電圧との電圧比較を行って電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると該周波数を変えて出力する周波数変更部を備え、チャージポンプ回路部は、該周波数変更部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われることから該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができるため、電源供給先の機器の誤動作を防止することができ信頼性の向上を図ることができる。
【００４４】
具体的には、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間になると、電圧比較部の出力信号に該所定の信号レベルと相反する信号レベルのパルスを加えてチャージポンプ回路部に出力するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、確実に該出力信号の周波数を変えることができる。
【００４５】
この場合、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間とあらかじめ記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号をパルス発生部に出力し、該パルス発生部から出力されたパルスを電圧比較部の出力信号に加えて前記チャージポンプ回路部に出力し、該パルス発生部からパルス出力が停止すると、前記電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、電圧比較部からの出力周波数を変えてチャージポンプ回路部に出力することができると共に、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値でないときは、電圧比較部からの出力周波数を変えることなくチャージポンプ回路部に出力することができる。
【００４６】
また、チャージポンプ回路部から出力された電圧を分圧した分圧電圧と所定の基準電圧との電圧比較を行って電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると該分圧電圧に所定のパルスを印加する周波数変更部を備え、チャージポンプ回路部において、該電圧比較部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されるようにした。このことから、チャージポンプ回路部におけるクロック信号の出力制御が行われることから該クロック信号が出力されることによって生じる電力を削減して消費電力の低減を図ることができると共に、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができるため、電源供給先の機器の誤動作を防止することができ信頼性の向上を図ることができる。
【００４７】
具体的には、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間が、あらかじめ設定された時間になると、電圧比較部に入力される分圧電圧に所定の信号レベルのパルスを印加するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、確実に該出力信号の周波数を変えることができる。
【００４８】
この場合、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間とあらかじめ記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号をパルス発生部に出力し、該パルス発生部から出力されたパルスを電圧比較部に入力される分圧電圧に印加して、電圧比較部の出力信号の信号レベルが反転するようにした。このことから、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値になると、電圧比較部からの出力周波数を変えてチャージポンプ回路部に出力することができると共に、電圧比較部から出力された信号の周波数が所定値でないときは、電圧比較部からの出力信号の周波数を変えることなくチャージポンプ回路部に出力することができる。
【００４９】
また、電圧比較部の出力信号の周波数が電源供給先の機器に対してノイズとなる周波数になると、電圧比較部の出力信号の周波数を変えるようにしたことから、電源供給先の機器に影響を与える特定の周波数ノイズの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。
【図２】 図１におけるスイッチ部２１の内部構成例を示した図である。
【図３】 図１における周波数変更部１４の内部構成例を示したブロック図である。
【図４】 図１における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。
【図５】 本発明の第１の実施の形態における電源回路の他の構成例を示したブロック図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態における電源回路の構成例を示したブロック図である。
【図７】 図６における周波数変更部５４の内部構成例を示したブロック図である。
【図８】 図６における各信号のタイミングチャートの例を示した図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態における電源回路の他の構成例を示したブロック図である。
【図１０】 従来の電源回路の構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１，５１ 電源回路
２ チャージポンプ回路部
３，５３ 制御回路部
１１ 分圧部
１２ 基準電圧発生部
１３ 電圧比較部
１４，５４ 周波数変更部
２１ スイッチ部
２２ クロック発生部
２３ ＡＮＤ回路
２４ スイッチ制御部
４１ 時間測定部
４２ 時間記憶部
４３ 時間比較部
４４ パルス発生部
４５ ＯＲ回路
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｅ 直流電源
Claims (7)
- 所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、
前記制御回路部は、
前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、
前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、
該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると電圧比較部の出力信号の周波数を変えて出力する周波数変更部と、
を備え、
前記チャージポンプ回路部は、該周波数変更部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されることを特徴とする電源回路。 - 前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定時間が所定値未満のときは該電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力し、該測定した時間が所定値になると、該電圧比較部の出力信号に該所定の信号レベルと相反する信号レベルのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力することを特徴とする請求項１記載の電源回路。
- 前記周波数変更部は、
前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、
あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、
前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、
該時間比較部から所定の信号が出力されるとあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部と、
該パルス発生部からパルスが出力されると、前記電圧比較部の出力信号に該パルス発生部からのパルスを加えて前記チャージポンプ回路部に出力し、該パルス発生部からパルス出力が停止すると、前記電圧比較部の出力信号を前記チャージポンプ回路部に出力する信号出力部と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の電源回路。 - 所定のクロック信号に応じてコンデンサの充放電を行い直流電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路部と、該チャージポンプ回路部の動作制御を行ってチャージポンプ回路部からの出力電圧を所定の電圧で一定にする制御回路部とで構成された電源回路において、
前記制御回路部は、
前記チャージポンプ回路部の出力電圧を分圧して出力する分圧部と、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、
前記分圧部からの分圧電圧と該基準電圧発生部からの基準電圧との電圧比較を行って、該比較結果を示す２値の信号を出力する電圧比較部と、
該電圧比較部の出力信号の周波数を検出し、該検出した周波数が所定値になると前記分圧部からの分圧電圧に所定のパルスを印加して電圧比較部の出力信号の周波数を変える周波数変更部と、
を備え、
前記チャージポンプ回路部は、該電圧比較部からの出力信号に応じて前記クロック信号の出力制御が行われ、直流電源電圧の昇圧動作が制御されることを特徴とする電源回路。 - 前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定し、該測定した時間が所定値になると、前記分圧部からの分圧電圧に所定の信号レベルのパルスを印加することを特徴とする請求項４記載の電源回路。
- 前記周波数変更部は、
前記電圧比較部の出力信号が所定の信号レベルである時間を測定する時間測定部と、
あらかじめ設定された基準となる時間を記憶する時間記憶部と、
前記時間測定部の測定時間と該時間記憶部に記憶された基準時間とを比較し、一致すると所定の信号を出力する時間比較部と、
該時間比較部から所定の信号が出力されると、前記電圧比較部の出力信号の信号レベルが反転するようにあらかじめ設定されたパルスを出力するパルス発生部と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の電源回路。 - 前記周波数変更部は、電圧比較部の出力信号の周波数が電源供給先の機器に対してノイズとなる周波数になると、電圧比較部の出力信号の周波数を変えることを特徴とする請求項１又は４記載の電源回路。
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