JP4858894B2 - 薄膜トランジスタを用いた集積チャージポンプのdc/dc変換回路 - Google Patents
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Description
む)を有するチャージポンプDC/DC変換回路を提供する。チャージポンプは、増幅した電圧を交互に生成し、例えばLCDディスプレイパネルに出力するようにコントロールされている。もう一つの側面では、一つのチャージポンプの出力がもう一つのチャージポンプに導かれ、もう一つのチャージポンプが二つのチャージポンプからの交互出力を影響しないようにし、制御信号(一つ、または一つ以上のクロック信号)は、チャージポンプの出力のタイミングをコントロールする。
、制御信号に基づいて第一と第二信号を生成する。第一信号は、動作可能なように第二チャージポンプ回路に接続され、第二信号は、動作可能なように第一チャージポンプ回路に接続される。制御信号のコントロールに基づいて、第一信号が第二チャージポンプ回路の出力を無効にするか、または第二信号が第一チャージポンプ回路の出力を無効にする。
[実施例1]
V4がスイッチング素子S3とS4の制御端子に接続され、第二信号としてのノードN2の電圧V2がスイッチング素子S7とS8の制御端子に接続される。制御信号のコントロールに基づいて、第一信号(電圧V2)が第二チャージポンプ回路24aの出力を無効にするか、または第二信号(電圧V4)が第一チャージポンプ回路22aの出力を無効にする。この実施例では、スイッチング素子S1〜S8は、TFTであることができる。
信号CLK1に接続される。一次チャージポンプユニットPCU1は、ノード1と負荷(RLとCL)に接続される。一次チャージポンプユニットPCU1では、コンデンサC1は、ノードN1とN2の間に接続される。トランジスタT3は、ノードN2とコンデンサCLの間に接続され、トランジスタT4は、入力電圧VDDとノードN2の間に接続される。
図4aのチャージポンプ回路24aと似ている。追加のチャージポンプユニットSCUは、一次チャージポンプユニットPCUに縦一列になって接続される。簡略のために、類似構造の説明を省く。
第一周期中、クロック信号CLK1とCLK2と、電圧V2とV5を含む第一信号と、電圧V4とV6を含む第二信号に基づいて、スイッチング素子S2、S4、S5、S7、S10とS11は、オンになるように設計され、スイッチング素子S1、S3、S6、S8、S9とS12は、オフになるように設計されている。
生成された3VDDの第二増幅電圧と、コンデンサC4(2VDD)に蓄積された電圧は、スイッチング素子S12のオンによって、負荷(CLとRL)に出力される。即ち、DC/DC変換回路30aでは、第一と第二チャージポンプ回路32aと34aは、出力電圧VLとしての3VDDの増幅した電圧を負荷(CLとRL)に交互に出力する。よって、DC/DC変換回路30aは、入力電圧VDDを3VDDの増幅した電圧VLに変換する。また、制御信号(CLK1とCLK2)のコントロールに基づいて、第一信号(V2とV5)が第二チャージポンプ回路34aの出力を無効にするか、または第二信号(V4とV6)が第一チャージポンプ回路32aの出力を無効にする。
第一周期中、第一クロック信号CLK1は高速であり、第二クロック信号CLK2は低速である。トランジスタT1とT6はオフになり、トランジスタT2とT5はオンになることで、ノードN1の電圧V1は接地され、ノードN2の電圧V2はVDD、ノードN3の電圧V3はVDD、ノードN4の電圧V4は2VDDとなる。電圧V2がVDD、電圧V4が2VDDであることから、トランジスタT4とT7はオンになり、トランジスタT3とT8はオフになる。
第一周期中、DC/DC変換回路40aでは、クロック信号CLK1とCLK2と、第
一信号(V2、V5とV7)と、第二信号(V4、V6とV8)に基づいて、スイッチング素子S2、S4、S5、S7、S10、S11、S13とS16は、オンになるように設計され、スイッチング素子S1、S3、S6、S8、S9、S12、S14とS15は、オフになるように設計されている。
ッチング装置S1〜S16に対応する。
第一周期中、第一クロック信号CLK1は高速であり、第二クロック信号CLK2は低速である。トランジスタT1とT6はオフになり、トランジスタT2とT5はオンになることで、ノードN1の電圧V1は接地され、ノードN2の電圧V2はVDD、ノードN3の電圧V3はVDD、ノードN4の電圧V4は2VDDとなる。電圧V2がVDD、電圧V4が2VDDであることから、トランジスタT4とT7はオンになり、トランジスタT3とT8はオフになる。
ノードN8の電圧V8は、ノードN3の接地の電圧V3と、コンデンサC6に蓄積された電圧により、3VDDであることができ、ノードN7の電圧V1は、コンデンサC5に蓄積された電圧と、ノードN1のVDDの電圧V1により、4VDDであることができる。電圧V7が4VDD、電圧V8が3VDDであることから、トランジスタT13とT16はオフになり、トランジスタT14とT15はオンになる。よって、4VDDの電圧V7が負荷(RLとCL)に出力され、電圧V6によってコンデンサC6を3VDDで維持することができる。この時、第二チャージポンプ回路44bの出力は、トランジスタT16が第一チャージポンプ回路42bからの電圧V7によってオフにされることから、無効になる。
第一チャージポンプ回路52aでは、−VDDは、入力電圧VDDと、スイッチング素子S2とS4のオンとスイッチング素子S1とS3のオフによってコンデンサC1に蓄積される。また、第二チャージポンプ回路54aでは、コンデンサC2に蓄積された−VDDの増幅した電圧は、スイッチング素子S5とS7のオンと、スイッチング素子S6とS8のオフによって負荷(RLとCL)に出力される。
即ち、DC/DC変換回路50aでは、第一と第二チャージポンプ回路52aと54aは、出力電圧VLとしての−VDDの増幅した電圧を負荷(RLとCL)に交互に出力する。よって、DC/DC変換回路50aは、入力電圧VDDを−VDDの増幅した電圧VLに変換する。また、制御信号(CLK1とCLK2)のコントロールに基づいて、第一信号(V2)が第二チャージポンプ回路54aの出力を無効にするか、または第二信号(V4)が第一チャージポンプ回路52aの出力を無効にする。
第一周期中、第一クロック信号CLK1は高速であり、第二クロック信号CLK2は低速である。トランジスタT2とT5はオンになり、トランジスタT1とT6はオフになることで、ノードN1の電圧V1はVDD、ノードN2の電圧V2は接地され、ノードN3の電圧V3は接地され、ノードN4の電圧V4は−VDDとなる。電圧V4が−VDD、電圧V2が接地であることから、トランジスタT3とT8はオフになり、トランジスタT4とT7はオンになる。よって、−VDDの電圧V4は、増幅した電圧VLの機能をし、負荷(RLとCL)に出力され、第一チャージポンプ回路52bの出力は、トランジスタT3が第二チャージポンプ回路54bからの電圧V4によってオフにされることから、無効になる。
第一周期中、DC/DC変換回路30aにおいて、クロック信号CLK1とCLK2と、第一信号(V2とV5)と、第二信号(V4とV6)に基づいて、スイッチング素子S2、S4、S5、S7、S10とS11は、オンになるように設計され、スイッチング素子S1、S3、S6、S8、S9とS12は、オフになるように設計されている。
か、または第二信号(V4とV6)が第一チャージポンプ回路62aの出力を無効にする。
第一周期中、第一クロック信号CLK1は高速であり、第二クロック信号CLK2は低速である。トランジスタT2とT5はオンになり、トランジスタT1とT6はオフになることで、ノードN1の電圧V1はVDD、ノードN2の電圧V2は接地され、ノードN3の電圧V3は接地され、ノードN4の電圧V4は−VDDとなる。電圧V4が−VDD、電圧V2が接地であることから、トランジスタT3とT8はオフになり、トランジスタT4とT7はオンになる。ノードN5の電圧V5は、電圧V3の接地とコンデンサC3に蓄積された電圧によって−2VDDであることができ、ノードN6の電圧V6は、電圧V1のVDDとコンデンサC4に蓄積された電圧によって−VDDであることができる。電圧V5が−2VDD、電圧V6が−VDD、トランジスタT9とT12がオフで、トランジスタT11とT10がオンであることから、−2VDDの電圧V5は、増幅した電圧VLの機能をし、負荷(RLとCL)に出力され、電圧V4によって電圧V6を−VDDで維持することができる。また、第二チャージポンプ回路64bの出力は、トランジスタT12が第一チャージポンプ回路62bからの電圧V5によってオフにされることから、無効になる。
圧VLに変換する。図8cは、DC/DC変換回路60bの出力波形を示しており、入力電圧VDDは3.3V、増幅電圧VLは約5.82Vである。
12 電圧増幅回路
14 チャージポンプ回路
20a、30a、40a、50a、60a DC/DC変換回路
20b、30b、40b、50b、60b DC/DC変換回路
22、22a、32a、42a、52a、62a 第一チャージポンプ回路
24、24a、34a、44a、54a、64a 第二チャージポンプ回路
22b、32b、42b、52b、62b 第一チャージポンプ回路
24b、34b、44b、54b、64b 第二チャージポンプ回路
CLK1、CLK2 制御信号(クロック信号)
FCS 第一信号
SCS 第二信号
VDD 入力電圧
VL 増幅した電圧
CL コンデンサ
RL レジスタ
S1〜S20 スイッチング素子
N1〜N6 ノード
C1〜C6 コンデンサ
T1〜T16 トランジスタ
V2、V5、V7 電圧(第一信号)
V4、V6、V8 電圧(第二信号)
PCU、PCU1、PCU2 一次チャージポンプユニット
SCU、SCU1、SCU2、SCU3、SCU4 二次チャージポンプユニット
90 ディスプレイパネル
91、92 DC/DCコンバータ
92 ハウジング
94 ユーザーインターフェース
93 タイミング制御装置
95 水平装置
97 垂直装置
99 ディスプレイ素子
100 電子装置
Claims (1)
- 入力電圧を出力電圧に変換するDC/DC変換回路であって、前記入力電圧を第一の増幅した出力電圧に変換する第一チャージポンプ回路、および前記入力電圧を第二の増幅した出力電圧に変換する第二チャージポンプ回路を含み、
前記第一チャージポンプ回路は、
第一端および第二端を有し、第一信号により制御される第一スイッチング素子、
前記第一スイッチング素子の第二端に接続され、前記第一信号により制御される第二スイッチング素子、
第一端および前記DC/DC変換回路の出力に接続される第二端を有する第三スイッチング素子、
前記第一スイッチング素子の第一端に接続される第一端および前記第三スイッチング素子の第一端に接続される第二端を有する第四スイッチング素子、および
前記第一スイッチング素子の第二端および前記第三スイッチング素子の第一端の間に接続される第一コンデンサから構成され、
前記第二チャージポンプ回路は、
第一端および第二端を有し、第二信号により制御される第五スイッチング素子、
前記第五スイッチング素子の第二端に接続され、前記第二信号により制御される第六スイッチング素子、
第一端および前記DC/DC変換回路の出力に接続される第二端を有する第七スイッチング素子、
前記第五スイッチング素子の第一端に接続される第一端および前記第七スイッチング素子の第一端に接続される第二端を有する第八スイッチング素子、および
前記第五スイッチング素子の第二端および前記第七スイッチング素子の第一端の間に接続される第二コンデンサから構成され、
前記第一と第二チャージポンプ回路は、少なくとも前記第一信号及び前記第二信号のコントロールに基づいて前記出力電圧として、前記第一と第二増幅電圧を交互に出力し、
前記第一および第六スイッチング素子がオンとなり、前記第二および第五スイッチング素子がオフとなるとき、前記第一チャージポンプ回路が前記第一の増幅した出力電圧を前記DC/DC変換回路の出力端に出力するように、前記第三スイッチング素子がオンとなり、かつ前記第四スイッチング素子がオフとなり、また、前記第二および第五スイッチング素子がオンとなり、前記第一および第六スイッチング素子がオフとなるとき、前記第二チャージポンプ回路が前記第二の増幅した出力電圧を前記DC/DC変換回路の出力端に出力するように、前記第七スイッチング素子がオンとなり、かつ前記第八スイッチング素子がオフとなり、
前記入力電圧は、前記第一スイッチング素子の第一端および前記第二スイッチング素子の第二端の間に接続され、かつ前記入力電圧は、前記第五スイッチング素子の第一端および前記第六スイッチング素子の第二端の間に接続され、
前記第一チャージポンプ回路は、少なくとも、前記第三スイッチング素子の第二端と前記DC/DC変換回路の出力の間に供給される第一チャージポンプユニットをさらに含み、前記第二チャージポンプ回路は、少なくとも、前記第七スイッチング素子の第二端と前記DC/DC変換回路の出力の間に供給される第二チャージポンプユニットをさらに含むDC/DC変換回路。
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