JP5038706B2 - 昇圧回路 - Google Patents
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Description
第1状態のとき(第1状態から第2状態へ昇圧回路の構成が変化する前)、例えば、所定のキャパシタに対して、昇圧済み電圧を与える。第2状態では、この所定のキャパシタに与えられた昇圧済み電圧を利用して、入力電圧を昇圧させる。これによって、外付けのコンデンサの数が増加することを抑制しつつ、昇圧回路の出力電圧を一定の範囲内とすることができる。
図1に、第1の実施の形態にかかる昇圧回路1の回路図を示す。なお、図1には、昇圧回路1に含まれる複数のスイッチSW1〜SW11をオン状態又はオフ状態のいずれかに制御する制御回路2もあわせて示されている。
キャパシタC1(第1昇圧キャパシタ)の他端は、スイッチSW2を介して接地されることで、接地電位GND(第2電源電位)が与えられる。また、キャパシタC1の他端は、スイッチSW7(第1連絡スイッチ部)及び入力端子Pinを介して電源電位VDDに接続されることで、電源電位VDDが与えられる。
なお、キャパシタC2は充電状態にある。これによって、昇圧回路1が後述する「第2状態」になったとき、好適に入力電圧(VDD)を3倍に昇圧して出力することができる。
キャパシタC1の一端の電位の上昇に伴って、キャパシタC3の他端の電位は、接地電位GNDから電源電圧VDDの2倍の電位(VDD×2)へと上昇する。このとき、キャパシタC3の一端の電位は、電源電位VDDから電源電位VDDの3倍の電位(VDD×3)へと上昇する。これによって、昇圧回路1から出力される出力電圧は、入力電圧(VDD)の3倍の電圧(VDD×3)に設定される。
図8に第2の実施の形態にかかる昇圧回路20の回路図を示す。昇圧回路20は、本発明を負電源昇圧回路に適用した例である。昇圧回路20は、入力電圧VDDの2倍に昇圧された負の電圧(−VDD×2)を出力電圧として出力する。昇圧コンデンサC1、C3の充電を、電源E1を基準に接地電位GNDで行ない、C2の充電をGND−VC1(VC1はC1の両端の電圧)で行なっている。その構成、動作および効果は昇圧回路1と同様である。なお、第2の実施の形態の場合には、接地電位GNDが第1電源電位であり、電源電位VDDが第2電源電位である。
2 制御回路
C1 キャパシタ
C2 キャパシタ
C3 キャパシタ
SW1-SW11 スイッチ
E1 電源
N1 節点
Pin 入力端子
Pout 出力端子
Col 平滑キャパシタ
Claims (16)
- 1つの昇圧出力に対して、1つ以上の昇圧キャパシタを含む複数の昇圧経路を具備し、前記複数の各昇圧経路を時間的に切り替えて正または負の昇圧電圧を発生するチャージポンプ型の昇圧回路であって、
前記各昇圧経路における前記昇圧キャパシタの直列接続される段数が、前記複数の昇圧経路のうちの1つと、他の1つとで異なり、
前記複数の昇圧経路は、
前記昇圧キャパシタとして少なくとも第1昇圧キャパシタ及び第3昇圧キャパシタを含み、入力電圧を昇圧して得た第1出力電圧を出力する第1昇圧経路と、
前記昇圧キャパシタとして少なくとも第2昇圧キャパシタを含み、前記入力電圧を昇圧して得た第2出力電圧を出力する第2昇圧経路と、を備え、
前記第1出力電圧と前記第2出力電圧とを交互に出力し、
前記第1昇圧経路によって前記第1出力電圧が出力されるとき、前記第2昇圧キャパシタは、前記第1昇圧キャパシタによって昇圧された電圧に基づいて充電され、
前記第2昇圧経路によって前記第2出力電圧が出力されるとき、前記第2昇圧キャパシタによって昇圧された電圧が前記第2出力電圧として出力される、昇圧回路。 - 前記第2昇圧経路に含まれるキャパシタの数は、前記第1昇圧経路に含まれるキャパシタの数よりも少ないことを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 前記第1昇圧経路は、少なくとも、前記第1昇圧キャパシタ、前記第3キャパシタ、及び第1スイッチ群、を含むとともに、前記第1スイッチ群がオン状態のとき前記第1出力電圧を出力するものであって、
前記第1スイッチ群は、少なくとも、第1電源電位と前記第1昇圧キャパシタとの間に第1連絡スイッチ部、前記第1昇圧キャパシタと前記第3昇圧キャパシタとの間に第2連絡スイッチ部、前記第3昇圧キャパシタと出力端子との間に第3連絡スイッチ部、を含むことを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。 - 前記第2昇圧経路は、少なくとも前記第2昇圧キャパシタ及び第2スイッチ群を含むとともに、前記第2スイッチ群がオン状態のとき前記第2出力電圧を出力するものであって、
前記第2スイッチ群は、少なくとも、第1電源電位と前記第2昇圧キャパシタとの間に第4連絡スイッチ部、前記第2昇圧キャパシタと前記出力端子との間に第5連絡スイッチ部、を含むことを特徴とする請求項3記載の昇圧回路。 - 前記第2昇圧経路によって前記第2出力電圧が出力されるとき、
前記第1昇圧キャパシタの一端及び前記第3昇圧キャパシタの一端は、第1電源電位に接続され、
かつ、前記第1昇圧キャパシタの他端及び第3昇圧キャパシタの他端は、第2電源電位に接続されることを特徴とする請求項4記載の昇圧回路。 - 前記第1昇圧経路によって前記第1出力電圧が出力されるとき、
前記第2昇圧キャパシタの他端は、第2電源電位に接続されることを特徴とする請求項4記載の昇圧回路。 - 前記第1スイッチ群は、前記第1昇圧キャパシタと前記第3昇圧キャパシタとの間に、前記第1昇圧キャパシタ側に第2連絡スイッチ部、前記第3昇圧キャパシタ側に第6連絡スイッチ部を含み、
前記第2昇圧キャパシタの一端は、前記第2連絡スイッチ部と前記第6連絡スイッチ部との間の節点に接続され、
前記第2昇圧経路が前記第2出力電圧を出力するとき、前記第2連絡スイッチ部及び前記第6連絡スイッチ部はオフ状態にあることを特徴とする請求項5記載の昇圧回路。 - 前記第1出力電圧と前記第2出力電圧とは、実質的に同一の電圧であることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 前記第1出力電圧及び前記第2出力電圧は、前記入力電圧を3倍以上に昇圧した電圧であることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 前記第1出力電圧及び前記第2出力電圧は、
前記入力電圧を2以上の絶対値の負の倍数で昇圧した電圧であることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。 - 共通の出力端子に接続される平滑キャパシタは、前記第1出力電圧及び前記第2出力電圧に基づいて充電されることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 制御回路から与えられる制御信号に基づいて、入力電圧をN倍に昇圧して得た第1出力電圧が出力される第1状態と、前記入力電圧をN倍に昇圧して得た第2出力電圧が出力される第2状態とを交互に繰り返す昇圧回路であって、
前記N倍は、正の倍数であり、
前記第2状態のとき出力される前記第2出力電圧は、あらかじめ前記第1状態のとき、前記N倍よりも小さい正の倍数で前記入力電圧が昇圧されて得た昇圧済み電圧を利用して設定され、
前記第1状態のとき前記第1出力電圧を出力する第1昇圧経路は、少なくとも第1昇圧キャパシタ及び第3昇圧キャパシタを含む経路であり、
前記第2状態のとき前記第2出力電圧を出力する第2昇圧経路は、少なくとも第2昇圧キャパシタを含む経路であり、
前記第2出力電圧は、前記昇圧済み電圧として、前記第1状態のとき前記第1昇圧キャパシタによって昇圧された電圧に基づいて充電された前記第2昇圧キャパシタに生じた電圧を利用して設定される、昇圧回路。 - 制御回路から与えられる制御信号に基づいて、入力電圧をN倍に昇圧して得た第1出力電圧が出力される第1状態と、前記入力電圧をN倍に昇圧して得た第2出力電圧が出力される第2状態とを交互に繰り返す昇圧回路であって、
前記N倍は、負の倍数であり、
前記第2状態のとき出力される前記第2出力電圧は、あらかじめ前記第1状態のとき、前記N倍の絶対値以下の絶対値の負の倍数で前記入力電圧が昇圧されて得た昇圧済み電圧を利用して設定され、
前記第1状態のとき前記第1出力電圧を出力する第1昇圧経路は、少なくとも第1昇圧キャパシタ及び第3昇圧キャパシタを含む経路であり、
前記第2状態のとき前記第2出力電圧を出力する第2昇圧経路は、少なくとも第2昇圧キャパシタを含む経路であり、
前記第2出力電圧は、前記昇圧済み電圧として、前記第1状態のとき前記第1昇圧キャパシタによって昇圧された電圧に基づいて充電された前記第2昇圧キャパシタに生じた電圧を利用して設定される、昇圧回路。 - 前記第1昇圧経路に含まれる前記第1昇圧キャパシタ及び前記第3昇圧キャパシタは、
前記第2状態のとき、前記入力電圧に基づいて充電され、
前記第2昇圧経路に含まれる前記第2昇圧キャパシタは、
前記第1状態のとき、前記第1昇圧キャパシタに接続され、前記第1昇圧キャパシタによって昇圧された前記昇圧済み電圧により充電されることを特徴とする請求項12または13記載の昇圧回路。 - 前記N倍は、3以上の正の倍数あることを特徴とする請求項12記載の昇圧回路。
- 前記N倍は、絶対値が2以上の負の倍数であることを特徴とする請求項13記載の昇圧回路。
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