JP6648745B2 - チャージポンプ回路 - Google Patents

Description

本発明は、入力電圧を昇圧して出力するチャージポンプ回路に関する。

従来、バッテリ電圧などの入力電圧から互いに電圧値の異なる複数種類の昇圧電圧を生成するといった構成を実現するためには、複数の昇圧回路を設ける必要があった。この場合、回路規模が増加することから、コスト増の問題が生じる。そこで、昇圧回路であるチャージポンプ回路を多段の構成とし、その中間段の出力を第１昇圧電圧として出力するとともに、その最終段の出力を第２昇圧電圧として出力する構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。このような構成によれば、２つのチャージポンプ回路を設ける構成に比べ、回路規模を大幅に削減することが可能となる。

特許第３２８５４４３号公報

しかし、上述した従来技術の構成（以下、従来構成と呼ぶ）では、次のような点で問題が生じる可能性がある。すなわち、チャージポンプ回路などの昇圧回路では、その出力電圧が所望する電圧値よりも上昇する上昇異常や低下する低下異常などの異常が発生すると、出力動作を停止させるようになっていることが多い。

従来構成では、第１昇圧電圧に異常が発生すると、仮に第２昇圧電圧が正常であったとしても、第１昇圧電圧の出力動作だけでなく、第２昇圧電圧の出力動作も停止せざるを得ない。つまり、従来構成では、２つの昇圧電圧のうち一方だけが異常になった場合でも、それら２つの昇圧電圧の双方の出力動作が停止されてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるチャージポンプ回路を提供することにある。

請求項１に記載のチャージポンプ回路（１、２１、３１、４１、５１、６１、８１、１０１、２０１、３０１、４０１）は、入力電圧が供給される入力端子（Ｐｉ）と出力端子（Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３）との間に接続された複数の昇圧段（８、９、６８、６９、７０、９０、９１、９２、１１８、１１９、３０２）を備え、複数の昇圧段のうち最終段以外の少なくとも１つの昇圧段の出力ノードから入力電圧を昇圧した第１昇圧電圧を出力するとともに、出力端子から入力電圧を昇圧した第２昇圧電圧を出力する。このような構成のチャージポンプ回路によれば、少なくとも２種類の昇圧電圧を出力することが可能であり、複数のチャージポンプ回路を設ける従来の構成に比べ、回路規模を大幅に削減することが可能となる。

また、上記構成のチャージポンプ回路は、第１昇圧電圧を出力する昇圧段である第１昇圧段（８、６８、９０、９１、１１８）よりも後段の昇圧段の少なくとも１つの昇圧能力を切り替えることができる昇圧能力切替部（１１、４６、７１、９４、９５、１２１）と、第１昇圧電圧および第２昇圧電圧の異常を検出する異常検出部（４、８４、１１１）と、複数の昇圧段による昇圧動作を停止することができる動作停止部（１０、２２、３２、９３、１２０）と、を備えている。

このような構成によれば、第２昇圧電圧に異常が生じたとしても、その異常は第１昇圧電圧の出力動作に影響を与えることがない。すなわち、異常検出部により第２昇圧電圧の異常が検出されると、動作停止部が第１昇圧段よりも後段の昇圧段による昇圧動作を停止する。このようにすれば、異常が生じている第２昇圧電圧の出力動作を停止しつつ、第１昇圧電圧の出力動作を継続して実施することができる。

また、上記構成によれば、第１昇圧電圧に異常が生じたとしても、その異常は第２昇圧電圧の出力動作に影響を与えることがない。すなわち、異常検出部により第１昇圧電圧の異常が検出されると、動作停止部が第１昇圧段による昇圧動作を停止する。これにより、異常が生じている第１昇圧電圧の出力動作が停止される。ここで、第２昇圧電圧は、第１昇圧段を含めた複数の昇圧段の昇圧動作によって生成されている。そのため、第１昇圧段による昇圧動作が停止されると、第２昇圧電圧は、その分だけ低下してしまい、所望する電圧が得られなくなってしまう。

そこで、上記構成では、異常検出部により第１昇圧電圧の異常が検出されると、昇圧能力切替部が第１昇圧段よりも後段の昇圧段の少なくとも１つの昇圧能力を高めるように切り替える。このようにすれば、第１昇圧段による昇圧動作が停止されたことによる第２昇圧電圧の低下分が、上記昇圧能力を高めたことにより補われ、その結果、所望する第２昇圧電圧が得られる。このように、上記構成では、異常が生じている第１昇圧電圧の出力動作を停止しつつ、第２昇圧電圧の出力動作を継続して実施することができる。

したがって、上記構成によれば、回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるという優れた効果が得られる。

第１実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第１実施形態に係るドライバの具体的な構成を模式的に示す図その１ 第１実施形態に係るドライバの具体的な構成を模式的に示す図その２ 第１実施形態に係るドライバの具体的な構成を模式的に示す図その３ 第１実施形態に係る異常検出部による処理の内容を模式的に示す図 第２実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第３実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第４実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第５実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第５実施形態に係る入力電圧検出部による処理の内容を模式的に示す図 第６実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第７実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第７実施形態に係る異常検出部による処理の内容を模式的に示す図 第８実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第９実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第１０実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図 第１１実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を模式的に示す図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。

図１に示すチャージポンプ回路１は、例えば車両に搭載される電子制御装置などに設けられるものであり、入力端子Ｐｉを通じて入力される入力電圧ＶＩＮを昇圧した昇圧電圧を出力する。本実施形態のチャージポンプ回路１は、互いに電圧値が異なる昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２を出力する構成となっている。入力電圧ＶＩＮは、例えば車両に搭載されたバッテリから供給されるバッテリ電圧である。定常時における入力電圧ＶＩＮ、昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の大小関係は、下記（１）式に示す関係となる。
ＶＩＮ＜ＶＣＰ１＜ＶＣＰ２ …（１）

チャージポンプ回路１は、２つの出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２を備えており、出力端子Ｐｏ１から入力電圧ＶＩＮを昇圧した昇圧電圧ＶＣＰ１が出力されるとともに、出力端子Ｐｏ２から入力電圧ＶＩＮを昇圧した昇圧電圧ＶＣＰ２が出力される。昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２は、図示しない負荷回路に供給される。なお、昇圧電圧ＶＣＰ１は第１昇圧電圧に相当し、昇圧電圧ＶＣＰ２は第２昇圧電圧に相当する。

出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２と回路の基準電位である０Ｖが与えられるグランド線Ｌｇとの間には、それぞれ平滑用のコンデンサＣｏ１、Ｃｏ２が接続されている。本実施形態では、チャージポンプ回路１は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として構成されている。なお、平滑用のコンデンサＣｏ１、Ｃｏ２、後述するコンデンサＣ１、Ｃ２などのコンデンサは、ＡＳＩＣの外付けの構成でもよいし、ＡＳＩＣに内蔵する構成でもよい。

入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３が直列接続されている。また、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ１、Ｄ４が直列接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ２同士が接続された接続点であるノードＮ１には、コンデンサＣ１の一方の端子が接続されている。ダイオードＤ２、Ｄ３同士が接続された接続点であるノードＮ２には、コンデンサＣ２の一方の端子が接続されている。なお、ダイオードＤ１〜Ｄ３は、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間に直列接続された複数のスイッチング素子に相当する。

コンデンサＣ１の他方の端子は、駆動回路２の出力端子に接続されている。駆動回路２は、ドライバ３およびツェナーダイオードＺＤ１を備えている。ドライバ３には、電源線Ｌｄおよびグランド線Ｌｇを介して電源電圧ＶＤＤが供給されている。また、ドライバ３の入力ノードＮｉには、チャージポンプ回路１の外部からクロック端子Ｐｃを通じて与えられるクロック信号ＣＬＫ１が、スイッチＳＷ１を介して供給されている。

なお、スイッチＳＷ１のオンとオフは、後述する異常検出部４から出力される切替信号Ｓａにより制御される。この場合、スイッチＳＷ１は、ハイレベル（例えば５Ｖ）の切替信号Ｓａが与えられるとオン（以下、ＯＮとも称す）するとともに、ロウレベル（例えば０Ｖ）の切替信号Ｓａが与えられるとオフ（以下、ＯＦＦとも称す）するように構成されている。

ドライバ３は、入力ノードＮｉに与えられるクロック信号ＣＬＫ１に応じて、その出力をハイレベル（ＶＤＤ）とロウレベル（０Ｖ）とに交互に切り替える構成となっている。また、ドライバ３は、スイッチＳＷ１がオフとなってクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、その出力をハイレベルまたはロウレベルに固定する構成、あるいは、その出力をハイインピーダンス状態とする構成になっている。

このようなドライバ３の具体的な構成としては、例えば図２〜図４に示すような構成を採用することができる。図２に示すドライバ３Ａは、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＱ１１、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＱ１２および抵抗Ｒ１１を備えている。

トランジスタＱ１１のソースは電源線Ｌｄに接続され、そのドレインはトランジスタＱ１２のドレインに接続されている。トランジスタＱ１２のソースはグランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ゲートは、入力ノードＮｉに接続されている。トランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ドレインは、出力ノードＮｏに接続されている。

抵抗Ｒ１１は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ゲートとグランド線Ｌｇとの間に接続されている。抵抗Ｒ１１は、クロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されるなどして入力ノードＮｉがオープンになった際、トランジスタＱ１１、Ｑ１２のゲート電位をロウレベル（０Ｖ）に固定するために設けられている。

このように、ドライバ３Ａは、ＣＭＯＳインバータ回路の構成となっている。したがって、ドライバ３Ａでは、入力がハイレベルのときにはトランジスタＱ１２がオンすることで出力がロウレベルとなり、入力がロウレベルのときにはトランジスタＱ１１がオンすることで出力がハイレベルとなる。

また、ドライバ３Ａでは、入力がオープンになると、トランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ゲートは、抵抗Ｒ１１によってロウレベルに固定される。そのため、ドライバ３Ａでは、入力がオープンのとき、トランジスタＱ１１がオンすることで出力がハイレベルに固定される。

図３に示すドライバ３Ｂは、図２に示したドライバ３Ａと同様、ＣＭＯＳインバータ回路の構成となっている。ただし、ドライバ３Ｂは、ドライバ３Ａに対し、抵抗Ｒ１１に代えて抵抗Ｒ１２を備えている点が異なる。抵抗Ｒ１２は、電源線ＬｄとトランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ゲートとの間に接続されている。抵抗Ｒ１２は、入力ノードＮｉがオープンになった際、トランジスタＱ１１、Ｑ１２のゲート電位をハイレベル（ＶＤＤ）に固定するために設けられている。

上記構成のドライバ３Ｂでは、ドライバ３Ａと同様、入力がハイレベルのときにはトランジスタＱ１２がオンすることで出力がロウレベルとなり、入力がロウレベルのときにはトランジスタＱ１１がオンすることで出力がハイレベルとなる。また、ドライバ３Ｂでは、入力がオープンになると、トランジスタＱ１１、Ｑ１２の各ゲートは、抵抗Ｒ１２によってハイレベルに固定される。そのため、ドライバ３Ｂでは、入力がオープンのとき、トランジスタＱ１２がオンすることで出力がロウレベルに固定される。

図４に示すドライバ３Ｃは、図１に示したドライバ３Ａと同様、ＣＭＯＳインバータ回路の構成となっている。ただし、ドライバ３Ｃは、ドライバ３Ａに対し、抵抗Ｒ１１に代えて抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を備えている点が異なる。抵抗Ｒ１３は、電源線ＬｄとトランジスタＱ１１のゲートとの間に接続されている。抵抗Ｒ１３は、入力ノードＮｉがオープンになった際、トランジスタＱ１１のゲート電位をハイレベル（ＶＤＤ）に固定するために設けられている。抵抗Ｒ１４は、トランジスタＱ１２のゲートとグランド線Ｌｇとの間に接続されている。抵抗Ｒ１４は、入力ノードＮｉがオープンになった際、トランジスタＱ１２のゲート電位をロウレベル（０Ｖ）に固定するために設けられている。

スイッチＳＷ１１は、入力ノードＮｉとトランジスタＱ１１のゲートとの間に接続されている。スイッチＳＷ１２は、入力ノードＮｉとトランジスタＱ１２のゲートとの間に接続されている。スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２のオンとオフは、切替信号Ｓａにより制御される。この場合、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２は、ハイレベルの切替信号Ｓａが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓａが与えられるとオフするように構成されている。したがって、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２は、入力ノードＮｉにクロック信号ＣＬＫ１が供給される期間にはオンされるとともに、入力ノードＮｉへのクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止される期間、つまり入力がオープンになる期間にはオフされる。

上記構成のドライバ３Ｃでは、ドライバ３Ａと同様、入力がハイレベルのときにはトランジスタＱ１２がオンすることで出力がロウレベルとなり、入力がロウレベルのときにはトランジスタＱ１１がオンすることで出力がハイレベルとなる。また、ドライバ３Ｃでは、入力がオープンになると、トランジスタＱ１１のゲートが抵抗Ｒ１３によってハイレベルに固定されるとともに、トランジスタＱ１２のゲートが抵抗Ｒ１４によってロウレベルに固定される。そのため、ドライバ３Ｃでは、入力がオープンのとき、トランジスタＱ１１、Ｑ１２の両方がオフとなり、その結果、出力がハイインピーダンス状態となる。

図１に示すように、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードはグランド線Ｌｇに接続され、そのカソードはドライバ３の出力ノードＮｏに接続されるノードＮ３に接続されている。なお、ノードＮ３は、駆動回路２の出力端子となる。つまり、ツェナーダイオードＺＤ１は、駆動回路２の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして接続されている。そのため、駆動回路２の出力端子の電圧、ひいてはコンデンサＣ１の他方の端子に与えられる電圧は、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖａ（以下、単に電圧Ｖａとも呼ぶ）に制限される。

そして、電圧Ｖａは、電源電圧ＶＤＤの定常値よりも低い電圧値に設定されている。そのため、コンデンサＣ１の他方の端子には、クロック信号ＣＬＫ１に基づく駆動回路２の動作により、電圧Ｖａおよび０Ｖが交互に印加される。なお、この場合、電圧Ｖａが第１電圧に相当し、０Ｖが第１電圧より低い第２電圧に相当する。

コンデンサＣ２の他方の端子は、駆動回路５の出力端子に接続されている。駆動回路５は、ドライバ６およびツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３およびスイッチＳＷ３を備えている。なお、この場合、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、電圧Ｖａであり、駆動回路２のツェナーダイオードＺＤ１と同じになっている。ドライバ６には、電源線Ｌｄおよびグランド線Ｌｇを介して電源電圧ＶＤＤが供給されている。ドライバ６には、クロック信号ＣＬＫ１を反転バッファ７により反転した信号（以下、クロック信号ＣＬＫ２と呼ぶ）が、スイッチＳＷ２を介して供給されている。

なお、スイッチＳＷ２のオンとオフは、異常検出部４から出力される切替信号Ｓｂにより制御される。また、スイッチＳＷ３のオンとオフは、異常検出部４から出力される切替信号Ｓａにより制御される。この場合、スイッチＳＷ２は、ハイレベルの切替信号Ｓｂが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓｂが与えられるとオフするように構成されている。また、この場合、スイッチＳＷ３は、ハイレベルの切替信号Ｓａが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓａが与えられるとオフするように構成されている。

ドライバ６は、クロック信号ＣＬＫ２に応じて、その出力をハイレベルとロウレベルとに交互に切り替える構成となっている。また、ドライバ６は、スイッチＳＷ２がオフとなってクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止されると、その出力をハイレベルまたはロウレベルに固定する構成、あるいは、その出力をハイインピーダンス状態とする構成になっている。

このようなドライバ６の具体的な構成としては、ドライバ３と同様、図２〜図４に示すような構成を採用することができる。ただし、この場合、図２〜図４の構成において、入力ノードＮｉに与えられる信号は、クロック信号ＣＬＫ２となる。また、図４の構成において、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２のオンとオフを制御するための信号は、切替信号Ｓｂとなる。

ツェナーダイオードＺＤ２のアノードはグランド線Ｌｇに接続され、そのカソードはツェナーダイオードＺＤ３のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のカソードは、ドライバ６の出力ノードＮｏに接続されるノードＮ４に接続されている。なお、ノードＮ４は、駆動回路５の出力端子となる。つまり、ツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３は、駆動回路５の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして直列接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ２の端子間には、スイッチＳＷ３が接続されている。

このような構成により、駆動回路５の出力端子の電圧は、スイッチＳＷ３がオンの期間にはツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧Ｖｂ（以下、単に電圧Ｖｂとも呼ぶ）に制限され、スイッチＳＷ３がオフの期間には電圧ＶｂにツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｖａを加えた電圧（以下、電圧Ｖａ＋Ｖｂと呼ぶ）に制限される。そして、電圧Ｖｂは、電圧Ｖａ＋Ｖｂが電源電圧ＶＤＤの定常値よりも低い電圧値となるように設定されている。

そのため、スイッチＳＷ３がオンの期間、コンデンサＣ２の他方の端子には、クロック信号ＣＬＫ２に基づく駆動回路５の動作により、電圧Ｖｂおよび０Ｖが交互に印加される。また、スイッチＳＷ３がオフの期間、コンデンサＣ２の他方の端子には、クロック信号ＣＬＫ２に基づく駆動回路５の動作により、電圧Ｖａ＋Ｖｂおよび０Ｖが交互に印加される。なお、この場合、電圧Ｖｂおよび電圧Ｖａ＋Ｖｂが第１電圧に相当し、０Ｖが第１電圧より低い第２電圧に相当する。

このように、チャージポンプ回路１は、２段昇圧の構成となっており、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２との間に接続された２つの昇圧段８、９を備えている。すなわち、昇圧段８は、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１および駆動回路２を備え、その出力ノードとなるノードＮ１は、逆流阻止用のダイオードＤ４を順方向に介して出力端子Ｐｏ１に接続されている。

また、昇圧段９は、ダイオードＤ２、コンデンサＣ２および駆動回路５を備え、その出力ノードとなるノードＮ２は、逆流阻止用のダイオードＤ３を順方向に介して出力端子Ｐｏ２に接続されている。この場合、昇圧段８は、最終段以外の昇圧段に相当するとともに、第１昇圧電圧を出力する第１昇圧段に相当する。また、昇圧段９は、第１昇圧段よりも後段の昇圧段に相当するとともに、最終段の昇圧段に相当する。

上記構成では、スイッチＳＷ１がオンとなって駆動回路２にクロック信号ＣＬＫ１が供給されると、駆動回路２の動作によりコンデンサＣ１の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段８による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ１がオフとなって駆動回路２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、駆動回路２による上記動作が行われず、その結果、昇圧段８による昇圧動作が停止される。

また、上記構成では、スイッチＳＷ２がオンとなって駆動回路５にクロック信号ＣＬＫ２が供給されると、駆動回路５の動作によりコンデンサＣ２の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段９による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ２がオフとなって駆動回路５に対するクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止されると、駆動回路５による上記動作が行われず、その結果、昇圧段９による昇圧動作が停止される。

このように、上記構成のチャージポンプ回路１では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオンとオフの制御により、２つの昇圧段８、９による昇圧動作を停止することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２により、昇圧段８、９による昇圧動作を停止することができる動作停止部１０が構成されている。この場合、動作停止部１０は、駆動回路２、５に対するクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の供給を停止することにより昇圧動作を停止する構成となっている。なお、スイッチＳＷ２は、ドライバ６へのクロック信号ＣＬＫ２の供給経路を開閉できるように設けられていればよく、例えば、反転バッファ７の入力側に設けられていてもよい。

また、上記構成のチャージポンプ回路１では、昇圧段９は、ツェナーダイオードＺＤ２の端子間に接続されたスイッチＳＷ３のオンとオフの制御により、コンデンサＣ２の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値を切り替えることができる構成となっている。昇圧段９の昇圧能力は、コンデンサＣ２の他方の端子に印加される第１電圧の電圧値に応じて変化する。つまり、昇圧段９は、スイッチＳＷ３のオンとオフの制御により、その昇圧能力を切り替えることができる構成となっている。

したがって、本実施形態では、スイッチＳＷ３およびツェナーダイオードＺＤ２により、昇圧段９の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部１１が構成されている。この場合、スイッチＳＷ３がオンのときには第１電圧が電圧Ｖｂとなり、スイッチＳＷ３がオフのときには第１電圧が電圧Ｖｂよりも高い電圧Ｖａ＋Ｖｂとなる。昇圧段９の昇圧能力は、第１電圧が高いほど高められる。したがって、上記構成では、スイッチＳＷ３がオンからオフに切り替えられることにより、昇圧段９の昇圧能力が高められることになる。

チャージポンプ回路１は、昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２の異常を検出する異常検出部４を備えている。なお、ここで言う「異常」とは、昇圧電圧が所望する電圧値よりも上昇する上昇異常や低下する低下異常などのことである。異常検出部４は、このような異常の検出結果に基づいて、切替信号Ｓａ、Ｓｂを生成して出力する。したがって、異常検出部４は、異常の検出結果に基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンとオフを制御する。

具体的には、異常検出部４は、昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２のいずれについても異常を検出していないとき（以下、正常時と呼ぶ）、切替信号Ｓａ、Ｓｂをいずれもハイレベルにする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が全てＯＮとなり、昇圧段８、９による昇圧動作が実行されるとともに、昇圧段９における第１電圧が電圧Ｖｂとなる。

異常検出部４は、昇圧電圧ＶＣＰ１の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ１異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓａをロウレベルにするとともに切替信号Ｓｂをハイレベルにする。これにより、スイッチＳＷ１がＯＦＦとなり、昇圧段８による昇圧動作が停止される。この場合、スイッチＳＷ２がＯＮであるため、昇圧段９による昇圧動作は継続して実行される。また、スイッチＳＷ３がＯＦＦとなることから、昇圧段９における第１電圧が電圧Ｖａ＋Ｖｂとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部４は、昇圧電圧ＶＣＰ２の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ２異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓａをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｂをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ２がＯＦＦとなり、昇圧段９による昇圧動作が停止される。この場合、スイッチＳＷ１がＯＮであるため、昇圧段８による昇圧動作は継続して実行される。

次に、上記構成の作用について参照して説明する。
［１］正常時の回路動作
正常時、切替信号Ｓａ、Ｓｂはいずれもハイレベルであるため、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がＯＮになる。そのため、駆動回路２、５に対してクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２が供給され、昇圧段８、９による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段９における第１電圧は電圧Ｖｂとなる。

このような正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（２）式および（３）式により表される。ただし、ダイオードＤ１〜Ｄ４の順方向電圧をいずれもＶＦとする。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋Ｖａ …（２）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋Ｖａ＋Ｖｂ …（３）

なお、本実施形態では、上記（２）式により表される正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１の電圧値が所望する目標電圧値となるように、電圧Ｖａの値が決定されている。また、本実施形態では、上記（３）式により表される正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２の電圧値が所望する目標電圧値となるように、電圧Ｖａの値および電圧Ｖｂの値が決定されている。なお、電圧Ｖａの値および電圧Ｖｂの値は、互いに異なる値でもよいし、同じ値であってもよい。

［２］ＶＣＰ１異常時の回路動作
ＶＣＰ１異常時、切替信号Ｓａがロウレベルであるとともに切替信号Ｓｂがハイレベルであるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がＯＦＦになるとともにスイッチＳＷ２がＯＮになる。そのため、駆動回路２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段８による昇圧動作が停止される。また、駆動回路５に対してクロック信号ＣＬＫ２が供給され、昇圧段９による昇圧動作が実行される。さらに、このとき、昇圧段９における第１電圧は電圧Ｖａ＋Ｖｂとなる。

このようなＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（４）式および（５）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（４）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋Ｖａ＋Ｖｂ …（５）
上記（５）式から、ＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２と同様の電圧となっていることが分かる。

［３］ＶＣＰ２異常時の回路動作
ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓａがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｂがロウレベルであるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がＯＮになるとともにスイッチＳＷ２がＯＦＦになる。そのため、駆動回路２に対してクロック信号ＣＬＫ１が供給され、昇圧段８による昇圧動作が実行される。また、駆動回路５に対するクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止され、昇圧段９による昇圧動作が停止される。なお、このとき、昇圧段９における第１電圧はＶｂとなる。

このようなＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（６）式および（７）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋Ｖａ …（６）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋Ｖａ …（７）
上記（６）式から、ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１と同様の電圧となっていることが分かる。

［４］異常検出部４の処理内容
異常検出部４は、起動後、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を全てＯＮにし、その後、所定の周期毎に図５に示すような内容の処理を実行する。図５のステップＳ１０１では、昇圧電圧ＶＣＰ１が正常であるか否かが判断される。なお、ステップＳ１０１は、昇圧電圧ＶＣＰ１が異常であるか否かを判断する第１異常検出処理に相当する。

昇圧電圧ＶＣＰ１が正常ではない場合、つまり昇圧電圧ＶＣＰ１に異常が生じている場合、ステップＳ１０１で「ＮＯ」となり、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、異常検出部４は、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をＯＦＦにする。これにより、昇圧段８による昇圧動作が停止されるとともに、昇圧段９の昇圧能力が高められる。ステップＳ１０２の実行後は、ステップＳ１０３に進む。

一方、昇圧電圧ＶＣＰ１が正常である場合、ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、昇圧電圧ＶＣＰ２が正常であるか否かが判断される。なお、ステップＳ１０３は、昇圧電圧ＶＣＰ２が異常であるか否かを判断する第２異常検出処理に相当する。

昇圧電圧ＶＣＰ２が正常ではない場合、つまり昇圧電圧ＶＣＰ２に異常が生じている場合、ステップＳ１０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、異常検出部４は、スイッチＳＷ２をＯＦＦにする。これにより、昇圧段９による昇圧動作が停止される。ステップＳ１０４の実行後は、処理が終了となる。一方、昇圧電圧ＶＣＰ２が正常である場合、ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」となり、処理が終了となる。

このように、本実施形態の異常検出部４は、昇圧電圧ＶＣＰ１が異常であるか否かを判断する第１異常検出処理（ステップＳ１０１）を実行し、その後、昇圧電圧ＶＣＰ２が異常であるか否かを判断する第２異常検出処理（ステップＳ１０３）を実行するようになっている。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態のチャージポンプ回路１は、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２との間に接続された２つの昇圧段８、９を備えた２段昇圧の構成である。そして、チャージポンプ回路１では、昇圧段８の出力ノードＮ１にダイオードＤ４を介して接続される出力端子Ｐｏ１から昇圧電圧ＶＣＰ１が出力されるとともに、昇圧段９の出力ノードＮ２にダイオードＤ３を介して接続される出力端子Ｐｏ２から昇圧電圧ＶＣＰ２が出力される。このような構成のチャージポンプ回路１によれば、２種類の昇圧電圧を出力することが可能であり、複数のチャージポンプ回路を設ける従来の構成に比べ、回路規模を大幅に削減することが可能となる。

また、上記構成のチャージポンプ回路１は、昇圧電圧ＶＣＰ１を出力する昇圧段８よりも後段の昇圧段である昇圧段９の昇圧能力を切り替えることができる昇圧能力切替部１１と、昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の異常を検出する異常検出部４と、昇圧段８、９による昇圧動作を停止することができる動作停止部１０とを備えている。

このような構成によれば、昇圧電圧ＶＣＰ２に異常が生じたとしても、その異常は昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作に影響を与えることがない。すなわち、異常検出部４により昇圧電圧ＶＣＰ２の異常が検出されると、動作停止部１０が昇圧段９による昇圧動作を停止する。このようにすれば、異常が生じている昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作を停止しつつ、昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作を継続して実施することができる。

また、上記構成によれば、昇圧電圧ＶＣＰ１に異常が生じたとしても、その異常は昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作に影響を与えることがない。すなわち、異常検出部４により昇圧電圧ＶＣＰ１の異常が検出されると、動作停止部１０が昇圧段８による昇圧動作を停止する。これにより、異常が生じている昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作が停止される。ここで、昇圧電圧ＶＣＰ２は、昇圧段８、９の昇圧動作によって生成されている。そのため、昇圧段８による昇圧動作が停止されると、昇圧電圧ＶＣＰ２は、その分だけ低下してしまい、所望する電圧が得られなくなってしまう。

そこで、上記構成では、異常検出部４により昇圧電圧ＶＣＰ１の異常が検出されると、昇圧能力切替部１１が昇圧段８よりも後段の昇圧段９の昇圧能力を高めるように切り替える。このようにすれば、昇圧段８による昇圧動作が停止されたことによる昇圧電圧ＶＣＰ２の低下分が、上記昇圧能力を高めたことにより補われ、その結果、所望する昇圧電圧ＶＣＰ２が得られる。このように、上記構成では、異常が生じている昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作を停止しつつ、昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作を継続して実施することができる。

したがって、本実施形態のチャージポンプ回路１によれば、回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるという優れた効果が得られる。

本実施形態では、ＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２と同様の電圧となるように、昇圧段８と、昇圧能力切替部１１を含む昇圧段９とが構成されている。言い換えると、本実施形態では、昇圧能力切替部１１は、異常検出部４により昇圧電圧ＶＣＰ１の異常が検出された際、昇圧電圧ＶＣＰ２が所望する目標電圧値となるように昇圧能力の切り替えを行うようになっている。したがって、本実施形態によれば、ＶＣＰ１異常時においても、正常時と同様、所望する目標電圧値の昇圧電圧ＶＣＰ２を出力することができる。

昇圧段９は、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間に直列接続されたダイオードＤ２、Ｄ３同士が接続された接続点であるノードＮ２に対して一方の端子が接続されたコンデンサＣ２と、クロック信号ＣＬＫ２に基づいてコンデンサＣ２の他方の端子に第１電圧および第２電圧を交互に印加する駆動回路５と、を備えた構成である。そして、昇圧能力切替部１１は、昇圧段９における第１電圧の電圧値を切り替えることにより昇圧能力の切り替えを行うようになっている。

具体的には、昇圧能力切替部１１は、駆動回路５の出力端子とグランド線Ｌｇとの間にツェナーダイオードＺＤ３とともに直列接続されたツェナーダイオードＺＤ２と、ツェナーダイオードＺＤ２の端子間に接続されたスイッチＳＷ３とから構成されている。このような構成によれば、一般的な２段昇圧の構成のチャージポンプ回路に対し、ツェナーダイオードＺＤ２およびスイッチＳＷ３を追加することにより、前述した効果を得ることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、回路素子の大幅な増加を招くことなく、前述した効果を得ることができる。

動作停止部１０は、駆動回路２、５に対するクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の供給を停止することにより昇圧動作を停止する構成となっている。具体的には、動作停止部１０は、駆動回路２のドライバ３へのクロック信号ＣＬＫ１の供給経路を開閉するスイッチＳＷ１と、駆動回路５のドライバ６へのクロック信号ＣＬＫ２の供給経路を開閉するスイッチＳＷ２とから構成されている。このような構成によれば、次のような効果が得られる。

すなわち、一般に、チャージポンプ回路１などで用いられるクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の振幅は例えば５Ｖなどであり、その信号レベルは比較的小さい。そのため、スイッチＳＷ１、ＳＷ２としては、このような小信号のクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２を扱える構成であればよい。したがって、本実施形態によれば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２として、低耐圧であり比較的簡単な構成のスイッチを用いることが可能となり、その分だけ、チャージポンプ回路１の回路規模を小さく抑えつつ、その製造コストを低減できる。

上述したように、動作停止部１０は、ドライバ３、６へのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の供給を断つことにより、昇圧動作を停止するようになっている。ドライバ３、６へのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の供給が断たれることにより、その入力ノードＮｉが不定になると、ドライバ３、６の出力段を構成する２つのトランジスタが同時オンする可能性があり、そうすると短絡電流が流れるおそれがある。

しかし、本実施形態のドライバ３、６の具体的な構成例であるドライバ３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、入力ノードＮｉがオープンになった際、その出力段のトランジスタＱ１１、Ｑ１２の一方または双方をオフに固定する構成となっている。したがって、本実施形態では、昇圧動作が停止される際、ドライバ３、６において電源線Ｌｄおよびグランド線Ｌｇ間を流れる短絡電流が発生することがない。

また、図４に示したドライバ３Ｃによれば、入力ノードＮｉがオープンになった際、出力段のトランジスタＱ１１、Ｑ１２の双方をオフに固定することにより、その出力をハイインピーダンス状態とする構成になっているため、次のような効果も得られる。すなわち、特にコンデンサＣ１、Ｃ２が外付けの構成である場合、ＶＣＰ１異常時およびＶＣＰ２異常時に、コンデンサＣ１、Ｃ２の他方の端子の電位が高い電位に固定される天絡や低い電位に固定される地絡などが発生する可能性がある。しかし、ドライバ３Ｃは、異常時、出力がハイインピーダンス状態となるため、その出力ノードＮｏに接続されるコンデンサＣ１、Ｃ２の他方の端子が高い電位や低い電位に固定されていたとしても、その出力段のトランジスタＱ１１、Ｑ１２に過大な電流が流れ、故障するおそれがない。

上記構成のチャージポンプ回路１では、駆動回路２に異常が生じた場合、昇圧段８による昇圧動作が正常に行われなくなることから昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の双方が低下する。このようなケースでは、昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作については停止する必要があるが、駆動回路５が正常であるならば、昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作は継続されることが望ましい。

しかしながら、仮に、異常検出部４が、昇圧電圧ＶＣＰ１が異常であるか否かを判断する第１異常検出処理よりも、昇圧電圧ＶＣＰ２が異常であるか否かを判断する第２異常検出処理を先に実行したり、第１異常検出処理と第２異常検出処理を同時に実行したりすると、上述したケースにおいて、昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作の両方が停止されてしまう。そこで、本実施形態の異常検出部４は、第１異常検出処理を実行し、その後、第２異常検出処理を実行するようになっている。

このようにすれば、第１異常検出処理により昇圧電圧ＶＣＰ１が異常であると判定されると、昇圧段８による昇圧動作が停止されるとともに、昇圧能力が高められた状態で昇圧段９による昇圧動作が継続される。そのため、その後に実行される第２異常検出処理において、昇圧電圧ＶＣＰ２が正常であると判定され、昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作が継続される。このように、本実施形態によれば、駆動回路２に異常が生じた場合であり且つ駆動回路５が正常である場合、昇圧電圧ＶＣＰ１の出力動作を停止する一方、昇圧電圧ＶＣＰ２の出力動作については確実に継続して実行することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図６を参照して説明する。
図６に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路２１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２に代えてスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を備えている点などが異なる。

スイッチＳＷ２１は、ドライバ３の出力ノードＮｏとノードＮ３との間に接続されている。スイッチＳＷ２１のオンとオフは、スイッチＳＷ１と同様、切替信号Ｓａにより制御される。また、スイッチＳＷ２２は、ドライバ６の出力ノードＮｏとノードＮ４との間に接続されている。スイッチＳＷ２２のオンとオフは、スイッチＳＷ２と同様、切替信号Ｓｂにより制御される。

チャージポンプ回路２１は、スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２のオンとオフの制御により、２つの昇圧段８、９の昇圧動作を停止することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２により、昇圧段８、９による昇圧動作を停止することができる動作停止部２２が構成されている。この場合、動作停止部２２は、駆動回路２、５によるコンデンサＣ１、Ｃ２への電圧の印加を停止することにより昇圧動作を停止する構成となっている。このような本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図７を参照して説明する。
図７に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路３１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２に代えてスイッチＳＷ３１、ＳＷ３２を備えている点などが異なる。

スイッチＳＷ３１は、コンデンサＣ１の他方の端子とノードＮ３との間に接続されている。スイッチＳＷ３１のオンとオフは、スイッチＳＷ１と同様、切替信号Ｓａにより制御される。また、スイッチＳＷ３２は、コンデンサＣ２の他方の端子とノードＮ４との間に接続されている。スイッチＳＷ３２のオンとオフは、スイッチＳＷ２と同様、切替信号Ｓｂにより制御される。

チャージポンプ回路３１は、スイッチＳＷ３１、ＳＷ３２のオンとオフの制御により、２つの昇圧段８、９の昇圧動作を停止することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、スイッチＳＷ３１、ＳＷ３２により、昇圧段８、９による昇圧動作を停止することができる動作停止部３２が構成されている。この場合、動作停止部３２は、駆動回路２、５によるコンデンサＣ１、Ｃ２への電圧の印加を停止することにより昇圧動作を停止する構成となっている。このような本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図８を参照して説明する。
図８に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路４１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、スイッチＳＷ２の接続位置が変更されている点、駆動回路２、５に代えて駆動回路４２、４３を備えている点などが異なる。

この場合、スイッチＳＷ２は、クロック端子Ｐｃと反転バッファ７の入力端子との間に接続されている。駆動回路４２は、ドライバ４４を備えている。ドライバ４４には、電源線Ｌｄ１およびグランド線Ｌｇを介して電源電圧ＶＤＤ１が供給されている。電源電圧ＶＤＤ１は、第１実施形態における電圧Ｖａと等しい電圧に設定されている。なお、以下の説明では、電源電圧ＶＤＤ１のことを電圧Ｖａとも呼ぶ。

ドライバ４４は、その入力ノードＮｉに与えられるクロック信号ＣＬＫ１に応じて、その出力ノードＮｏの電圧を電圧Ｖａと０Ｖとに交互に切り替える構成となっている。この場合、出力ノードＮｏは、駆動回路４２の出力端子となる。そのため、コンデンサＣ１の他方の端子には、クロック信号ＣＬＫ１に基づく駆動回路４２の動作により、電圧Ｖａおよび０Ｖが交互に印加される。

駆動回路４３は、ドライバ４５およびスイッチＳＷ４１を備えている。スイッチＳＷ４１は、ドライバ４５に対し、電源線Ｌｄ２およびグランド線Ｌｇを介して電源電圧ＶＤＤ２を供給する第１切替状態と、電源線Ｌｄ３およびグランド線Ｌｇを介して電源電圧ＶＤＤ３を供給する第２切替状態とを切り替える構成となっている。

電源電圧ＶＤＤ２は、第１実施形態における電圧Ｖｂと等しい電圧に設定されている。また、電源電圧ＶＤＤ３は、第１実施形態における電圧Ｖａ＋Ｖｂと等しい電圧に設定されている。なお、以下の説明では、電源電圧ＶＤＤ２のことを電圧Ｖｂとも呼ぶとともに、電源電圧ＶＤＤ３のことを電圧Ｖａ＋Ｖｂとも呼ぶ。

スイッチＳＷ４１の切替状態は、異常検出部４から出力される切替信号Ｓａにより制御される。具体的には、スイッチＳＷ４１は、ハイレベルの切替信号Ｓａが与えられると第１切替状態になるとともに、ロウレベルの切替信号Ｓａが与えられると第２切替状態になるように構成されている。

上記構成のチャージポンプ回路４１では、昇圧段９は、スイッチＳＷ４１の切替状態の制御により、コンデンサＣ２の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値、ひいては昇圧能力を切り替えることができる構成となっている。したがって、本実施形態では、スイッチＳＷ４１により、昇圧段９の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部４６が構成されている。

この場合、スイッチＳＷ４１が第１切替状態のときには第１電圧が電圧Ｖｂとなり、スイッチＳＷ４１が第２切替状態のときには第１電圧が電圧Ｖｂよりも高い電圧Ｖａ＋Ｖｂとなる。したがって、上記構成では、スイッチＳＷ４１が第１切替状態から第２切替状態に切り替えられることにより、昇圧段９の昇圧能力が高められることになる。

以上説明した本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、上記構成では、コンデンサＣ１、Ｃ２の他方の端子に印加される第１電圧は、電源電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、ＶＤＤ３により定められる。電源電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、ＶＤＤ３は、電源などにより生成されることになるため、それらの電圧値は任意の値に設定することができる。したがって、上記構成によれば、第１電圧の設定の自由度が高められるという効果が得られる。また、例えばバンドギャップ回路などから構成された温度特性が良好な電源により電源電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、ＶＤＤ３を生成すれば、第１電圧、ひいては昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の温度特性を良好にすることができるという効果が得られる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について図９および図１０を参照して説明する。
図９に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路５１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、入力電圧ＶＩＮを検出する入力電圧検出部５２が追加されている点などが異なる。この場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンとオフは、異常検出部４から出力される切替信号Ｓａ、Ｓｂにより制御されるだけでなく、入力電圧検出部５２から出力される切替信号Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅによっても制御される。

具体的には、スイッチＳＷ１は、ハイレベルの切替信号Ｓｃが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓｃが与えられるとオフする。スイッチＳＷ２は、ハイレベルの切替信号Ｓｄが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓｄが与えられるとオフする。スイッチＳＷ３は、ハイレベルの切替信号Ｓｅが与えられるとオンするとともに、ロウレベルの切替信号Ｓｅが与えられるとオフする。

入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値に基づいて、切替信号Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅを生成して出力する。したがって、入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値に基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンとオフを制御する。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、異常検出部４による制御と、入力電圧検出部５２による制御とが相反する内容である場合、いずれか一方の制御を優先するように構成されている。本実施形態では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、異常検出部４による制御に対し、入力電圧検出部５２による制御を優先するように構成されている。

入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値が入力電圧ＶＩＮの正常範囲外の値になると、切替信号Ｓｃ、ＳｄをいずれもロウレベルにしてスイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦにする。これにより、入力電圧ＶＩＮが正常範囲外の電圧値になると、全ての昇圧段８、９による昇圧動作が停止される。なお、本実施形態では、入力電圧ＶＩＮの正常範囲の下限値Ｖminは６Ｖとなっており、その上限値Ｖmaxは２０Ｖとなっている。つまり、本実施形態では、入力電圧ＶＩＮの正常範囲は、６Ｖ〜２０Ｖとなっている。

また、入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値が上記正常範囲内において設定された所定の閾値Ｖｔｈ以上の値になると、切替信号Ｓｃ、ＳｅをロウレベルにしてスイッチＳＷ１、ＳＷ３をＯＦＦにするとともに、切替信号ＳｄをハイレベルにしてスイッチＳＷ２をＯＮにする。これにより、入力電圧ＶＩＮが閾値Ｖｔｈ以上の値になると、昇圧段８による昇圧動作が停止されるとともに、昇圧能力が高められた状態で昇圧段９による昇圧動作が実行される。

上記した閾値Ｖｔｈは、昇圧電圧ＶＣＰ１が最大電圧となるような入力電圧ＶＩＮの値に設定されるものであり、本実施形態では、例えば１４Ｖに設定されている。昇圧電圧ＶＣＰ１の最大電圧は、昇圧電圧ＶＣＰ１の供給先となる回路素子の耐圧などにより定められるものであり、例えば２０Ｖとなっている。また、本実施形態では、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ３のツェナー電圧は、いずれも同一の電圧ＶＺ（例えば８Ｖ）となっており、ダイオードＤ１〜Ｄ４の順方向電圧は、いずれも同一の電圧ＶＦ（例えば１Ｖ）となっている。

入力電圧検出部５２は、所定の周期毎に図１０に示すような内容の処理を実行する。
図１０のステップＳ２０１では、入力電圧ＶＩＮの検出値が下限値Ｖmin以上であるか否かが判断される。入力電圧ＶＩＮの検出値が下限値Ｖmin未満である場合、ステップＳ２０１で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、入力電圧検出部５２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦにする。これにより、昇圧段８、９による昇圧動作が停止される。ステップＳ２０２の実行後は、処理が終了となる。

一方、入力電圧ＶＩＮの検出値が下限値Ｖmin以上である場合、ステップＳ２０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、入力電圧ＶＩＮの検出値が閾値Ｖｔｈ未満であるか否かが判断される。入力電圧ＶＩＮの検出値が閾値Ｖｔｈ未満である場合、ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、入力電圧検出部５２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をＯＮにする。これにより、昇圧段８、９による昇圧動作が実行されるとともに、昇圧段９における第１電圧はＶＺに設定される。ステップＳ２０４の実行後は、処理が終了となる。この場合の昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（８）式および（９）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ＋ＶＺ−２・ＶＦ＝１２Ｖ〜２０Ｖ …（８）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ＋２・ＶＺ−３・ＶＦ …（９）

これに対し、入力電圧ＶＩＮの検出値が閾値Ｖｔｈ以上である場合、ステップＳ２０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、入力電圧ＶＩＮの検出値が上限値Ｖmax以下であるか否かが判断される。入力電圧ＶＩＮの検出値が上限値Ｖmaxより高い場合、ステップＳ２０５で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０２に進む。一方、入力電圧ＶＩＮの検出値が上限値Ｖmax以下である場合、ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、入力電圧検出部５２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ３をＯＦＦにするとともに、スイッチＳＷ２をＯＮにする。これにより、昇圧段８による昇圧動作が停止されるとともに、昇圧段９による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段９における第１電圧は２・ＶＺに設定される。ステップＳ２０６の実行後は、処理が終了となる。この場合の昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（１０）式および（１１）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＝１２Ｖ〜１８Ｖ …（１０）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ＋２・ＶＺ−３・ＶＦ …（１１）

以上説明したように、本実施形態のチャージポンプ回路５１は、上述したように入力電圧ＶＩＮの検出値に基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンとオフを制御する入力電圧検出部５２を備えている。この場合、入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値が入力電圧ＶＩＮの正常範囲外の値になると、全ての昇圧段８、９による昇圧動作を停止するようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御する。また、入力電圧検出部５２は、入力電圧ＶＩＮの検出値が閾値Ｖｔｈ以上の値になると、昇圧段８による昇圧動作を停止するとともに、昇圧能力を高めた状態で昇圧段９による昇圧動作を実行するように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御する。

このようにすれば、入力電圧ＶＩＮが上昇して昇圧電圧ＶＣＰ１が最大電圧に達すると、昇圧段８による昇圧動作が停止される。これにより、昇圧電圧ＶＣＰ１は、入力電圧ＶＩＮの上昇にかかわらず、最大電圧（２０Ｖ）以下の電圧に抑えられる。また、この場合、昇圧段９の昇圧動作は、その昇圧能力が高められた状態で継続される。そのため、昇圧電圧ＶＣＰ２としては、常に所望する電圧を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、昇圧電圧ＶＣＰ１を供給先の素子の耐圧制約などにより設定される最大電圧以下に抑えつつ、昇圧電圧ＶＣＰ２の電圧値を常に所望する電圧値とすることができる。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路６１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、昇圧段数が変更されている点などが異なる。この場合、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ６１、Ｄ６２、Ｄ６３、Ｄ６４が直列接続されている。また、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ６１、Ｄ６５が直列接続されている。

ダイオードＤ６１、Ｄ６２同士が接続された接続点であるノードＮ６１には、コンデンサＣ６１の一方の端子が接続されている。ダイオードＤ６２、Ｄ６３同士が接続された接続点であるノードＮ６２には、コンデンサＣ６２の一方の端子が接続されている。ダイオードＤ６３、Ｄ６４同士が接続された接続点であるノードＮ６３には、コンデンサＣ６３の一方の端子が接続されている。なお、ダイオードＤ６１〜Ｄ６４は、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間に直列接続された複数のスイッチング素子に相当する。

コンデンサＣ６１の他方の端子は、駆動回路６２の出力端子に接続されている。駆動回路６２は、ドライバ６３およびツェナーダイオードＺＤ６１を備えている。ドライバ６３は、ドライバ３などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ１の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ１が供給される。

ツェナーダイオードＺＤ６１は、ツェナーダイオードＺＤ１などと同様、駆動回路６２の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして接続されている。そのため、駆動回路６２の出力端子の電圧、ひいてはコンデンサＣ６１の他方の端子に与えられる電圧は、ツェナーダイオードＺＤ６１のツェナー電圧ＶＺに制限される。

コンデンサＣ６２の他方の端子は、駆動回路６４の出力端子に接続されている。駆動回路６４は、ドライバ６５およびツェナーダイオードＺＤ６２を備えている。ドライバ６５は、ドライバ３などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ２の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ２が供給される。

ツェナーダイオードＺＤ６２は、ツェナーダイオードＺＤ１などと同様、駆動回路６４の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして接続されている。そのため、駆動回路６４の出力端子の電圧、ひいてはコンデンサＣ６２の他方の端子に与えられる電圧は、ツェナーダイオードＺＤ６２のツェナー電圧ＶＺに制限される。

コンデンサＣ６３の他方の端子は、駆動回路６６の出力端子に接続されている。駆動回路６６は、ドライバ６７およびツェナーダイオードＺＤ６３、ＺＤ６４およびスイッチＳＷ３を備えている。ドライバ６７は、ドライバ６などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ２の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ１が供給される。

ツェナーダイオードＺＤ６３、ＺＤ６４は、ツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３と同様、駆動回路６６の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして直列接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ６３の端子間には、スイッチＳＷ３が接続されている。

このような構成により、駆動回路６６の出力端子の電圧は、スイッチＳＷ３がオンの期間にはツェナーダイオードＺＤ６４のツェナー電圧ＶＺに制限され、スイッチＳＷ３がオフの期間にはツェナーダイオードＺＤ６４のツェナー電圧ＶＺにツェナーダイオードＺＤ６３のツェナー電圧ＶＺを加えた電圧（＝２・ＶＺ）に制限される。

このように、チャージポンプ回路６１は、３段昇圧の構成となっており、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２との間に接続された３つの昇圧段６８、６９、７０を備えている。すなわち、昇圧段６８は、ダイオードＤ６１、コンデンサＣ６１および駆動回路６２を備え、その出力ノードとなるノードＮ６１は、逆流阻止用のダイオードＤ６５を順方向に介して出力端子Ｐｏ１に接続されている。

また、昇圧段６９は、ダイオードＤ６２、コンデンサＣ６２および駆動回路６４を備えている。さらに、昇圧段７０は、ダイオードＤ６３、コンデンサＣ６３および駆動回路６６を備え、その出力ノードとなるノードＮ６３は、逆流阻止用のダイオードＤ６４を順方向に介して出力端子Ｐｏ２に接続されている。

この場合、昇圧段６８は、最終段以外の昇圧段に相当するとともに、第１昇圧電圧を出力する第１昇圧段に相当する。また、昇圧段７０は、第１昇圧段よりも後段の昇圧段に相当するとともに、最終段の昇圧段に相当する。

上記構成では、スイッチＳＷ１がオンとなって駆動回路６２にクロック信号ＣＬＫ１が供給されると、駆動回路６２の動作によりコンデンサＣ６１の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段６８による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ１がオフとなって駆動回路６２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、駆動回路６２による上記動作が行われず、その結果、昇圧段６８による昇圧動作が停止される。

また、上記構成では、スイッチＳＷ２がオンとなって駆動回路６４にクロック信号ＣＬＫ２が供給されるとともに駆動回路６６にクロック信号ＣＬＫ１が供給されると、駆動回路６４の動作によりコンデンサＣ６２の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加されるとともに、駆動回路６６の動作によりコンデンサＣ６３の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段６９、７０による昇圧動作が実行される。

これに対し、スイッチＳＷ２がオフとなって駆動回路６４に対するクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止されるとともに駆動回路６６に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、駆動回路６４、６６による上記動作が行われず、その結果、昇圧段６９、７０による昇圧動作が停止される。

また、上記構成のチャージポンプ回路６１では、昇圧段７０は、ツェナーダイオードＺＤ６３の端子間に接続されたスイッチＳＷ３のオンとオフの制御により、コンデンサＣ６３の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値を切り替えることができる構成となっている。したがって、本実施形態では、スイッチＳＷ３およびツェナーダイオードＺＤ６３により、昇圧段７０の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部７１が構成されている。この場合、スイッチＳＷ３がオンのときには第１電圧が電圧ＶＺとなり、スイッチＳＷ３がオフのときには第１電圧が電圧ＶＺよりも高い電圧２・ＶＺとなる。

次に、上記構成の作用について参照して説明する。
［１］正常時の回路動作
正常時、切替信号Ｓａ、Ｓｂはいずれもハイレベルであるため、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がＯＮになる。そのため、駆動回路６２、６４、６６に対してクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２が供給され、昇圧段６８、６９、７０による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段７０における第１電圧は電圧ＶＺとなる。

このような正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（１２）式および（１３）式により表される。ただし、ダイオードＤ６１〜Ｄ６５の順方向電圧をいずれもＶＦとする。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（１２）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（１３）
なお、本実施形態では、上記（１２）式および（１３）式により表される正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および第２昇圧電圧ＶＣＰ１の各電圧値が所望する目標電圧値となるように、電圧ＶＺの値が決定されている。

［２］ＶＣＰ１異常時の回路動作
ＶＣＰ１異常時、切替信号Ｓａがロウレベルであるとともに切替信号Ｓｂがハイレベルであるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がＯＦＦになるとともにスイッチＳＷ２がＯＮになる。そのため、駆動回路６２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段６８による昇圧動作が停止される。また、駆動回路６４、６６に対してクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ１が供給され、昇圧段６９、７０による昇圧動作が実行される。さらに、このとき、昇圧段７０における第１電圧は電圧２・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（１４）式および（１５）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（１４）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（１５）
上記（１５）式から、ＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２と同様の電圧となっていることが分かる。

［３］ＶＣＰ２異常時の回路動作
ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓａがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｂがロウレベルであるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ３がＯＮになるとともにスイッチＳＷ２がＯＦＦになる。そのため、駆動回路６２に対してクロック信号ＣＬＫ１が供給され、昇圧段６８による昇圧動作が実行される。また、駆動回路６４、６６に対するクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段６９、７０による昇圧動作が停止される。なお、このとき、昇圧段７０における第１電圧はＶＺとなる。

このようなＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（１６）式および（１７）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（１６）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋ＶＺ …（１７）
上記（１６）式から、ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１と同様の電圧となっていることが分かる。

以上説明した本実施形態のチャージポンプ回路６１のように、３段昇圧且つ２つの昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２を出力する構成であっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。つまり、本実施形態のチャージポンプ回路６１によっても、回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるという優れた効果が得られる。

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。
図１２に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路８１は、第６実施形態のチャージポンプ回路６１に対し、３種類の昇圧電圧を出力する構成となっている点が異なる。そのため、チャージポンプ回路８１は、３つの出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３を備えている。

出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３からは、それぞれ入力電圧ＶＩＮを昇圧した昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３が出力される。出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３とグランド線Ｌｇとの間には、それぞれ平滑用のコンデンサＣｏ１、Ｃｏ２、Ｃｏ３が接続されている。なお、昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２は第１昇圧電圧に相当し、昇圧電圧ＶＣＰ３は第２昇圧電圧に相当する。

この場合、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ６１、Ｄ６５が直列接続されている。また、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ２との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ６１、Ｄ６２、Ｄ８１が直列接続されている。さらに、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ３との間には、入力端子Ｐｉ側をアノードとしてダイオードＤ６１、Ｄ６２、Ｄ６３、Ｄ６４が直列接続されている。

コンデンサＣ６１の他方の端子は、駆動回路８２の出力端子に接続されている。駆動回路８２は、ドライバ８３およびツェナーダイオードＺＤ８１を備えている。ドライバ８３は、ドライバ３などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ８１の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ１が供給される。スイッチＳＷ８１は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは後述する異常検出部８４から出力される切替信号Ｓｆにより制御される。

ツェナーダイオードＺＤ８１は、ツェナーダイオードＺＤ１などと同様、駆動回路８２の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして接続されている。そのため、駆動回路８２の出力端子の電圧、ひいてはコンデンサＣ６１の他方の端子に与えられる電圧は、ツェナーダイオードＺＤ８１のツェナー電圧ＶＺに制限される。

コンデンサＣ６２の他方の端子は、駆動回路８５の出力端子に接続されている。駆動回路８５は、ドライバ８６およびツェナーダイオードＺＤ８２、ＺＤ８３およびスイッチＳＷ８２を備えている。ドライバ８６は、ドライバ６などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ８３の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ２が供給される。スイッチＳＷ８３は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは異常検出部８４から出力される切替信号Ｓｇにより制御される。

ツェナーダイオードＺＤ８２、ＺＤ８３は、ツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３と同様、駆動回路８５の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして直列接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ８２の端子間には、スイッチＳＷ８２が接続されている。スイッチＳＷ８２は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは切替信号Ｓｆにより制御される。

このような構成により、駆動回路８５の出力端子の電圧は、スイッチＳＷ８２がオンの期間にはツェナーダイオードＺＤ８３のツェナー電圧ＶＺに制限され、スイッチＳＷ８２がオフの期間にはツェナーダイオードＺＤ８３のツェナー電圧ＶＺにツェナーダイオードＺＤ８２のツェナー電圧ＶＺを加えた電圧（＝２・ＶＺ）に制限される。

コンデンサＣ６３の他方の端子は、駆動回路８７の出力端子に接続されている。駆動回路８７は、ドライバ８８およびツェナーダイオードＺＤ８４、ＺＤ８５、ＺＤ８６およびスイッチＳＷ８４、ＳＷ８５を備えている。ドライバ８８は、ドライバ６などと同様の構成であり、その入力ノードには、スイッチＳＷ８６の開閉に応じて、クロック信号ＣＬＫ１が供給される。スイッチＳＷ８６は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは異常検出部８４から出力される切替信号Ｓｈにより制御される。

ツェナーダイオードＺＤ８４、ＺＤ８５、ＺＤ８６は、ツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３と同様、駆動回路８７の出力端子とグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして直列接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ８４の端子間にはスイッチＳＷ８４が接続され、ツェナーダイオードＺＤ８５の端子間にはスイッチＳＷ８５が接続されている。

スイッチＳＷ８４は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは、ＡＮＤ回路８９から出力される切替信号Ｓｉにより制御される。なお、ＡＮＤ回路８９は、切替信号Ｓｆ、Ｓｇを入力し、その論理積を表す切替信号Ｓｉを出力するようになっている。また、スイッチＳＷ８５は、スイッチＳＷ１などと同様の構成であり、そのオンとオフは、切替信号Ｓｇにより制御される。

このような構成により、駆動回路８７の出力端子の電圧は、スイッチＳＷ８４、ＳＷ８５の両方がオンの期間にはツェナーダイオードＺＤ８６のツェナー電圧ＶＺに制限され、スイッチＳＷ８４、ＳＷ８５の一方がオフの期間にはツェナーダイオードＺＤ８６のツェナー電圧ＶＺにツェナーダイオードＺＤ８４またはＺＤ８５のツェナー電圧ＶＺを加えた電圧（＝２・ＶＺ）に制限される。また、駆動回路８７の出力端子の電圧は、スイッチＳＷ８４、ＳＷ８５の両方がオフの期間にはツェナーダイオードＺＤ８６のツェナー電圧ＶＺにツェナーダイオードＺＤ８４およびＺＤ８５の各ツェナー電圧ＶＺを加えた電圧（＝３・ＶＺ）に制限される。

このように、チャージポンプ回路８１は、３段昇圧の構成となっており、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３との間に接続された３つの昇圧段９０、９１、９２を備えている。すなわち、昇圧段９０は、ダイオードＤ６１、コンデンサＣ６１および駆動回路８２を備え、その出力ノードとなるノードＮ６１は、逆流阻止用のダイオードＤ６５を順方向に介して出力端子Ｐｏ１に接続されている。

昇圧段９１は、ダイオードＤ６２、コンデンサＣ６２および駆動回路８５を備え、その出力ノードとなるノードＮ６２は、逆流阻止用のダイオードＤ８１を順方向に介して出力端子Ｐｏ２に接続されている。昇圧段９２は、ダイオードＤ６３、コンデンサＣ６３および駆動回路８７を備え、その出力ノードとなるノードＮ６３は、逆流阻止用のダイオードＤ６４を順方向に介して出力端子Ｐｏ３に接続されている。

この場合、昇圧段９０、９１は、最終段以外の昇圧段に相当するとともに第１昇圧電圧を出力する第１昇圧段に相当する。また、昇圧段９２は、第１昇圧段よりも後段の昇圧段に相当するとともに、最終段の昇圧段に相当する。

上記構成では、スイッチＳＷ８１がオンとなって駆動回路８２にクロック信号ＣＬＫ１が供給されると、駆動回路８２の動作によりコンデンサＣ６１の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段９０による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ８１がオフとなって駆動回路８２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、駆動回路８２による上記動作が行われず、その結果、昇圧段９０による昇圧動作が停止される。

上記構成では、スイッチＳＷ８３がオンとなって駆動回路８５にクロック信号ＣＬＫ２が供給されると、駆動回路８５の動作によりコンデンサＣ６２の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段９１による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ８３がオフとなって駆動回路８５に対するクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止されると、駆動回路８５による上記動作が行われず、その結果、昇圧段９１による昇圧動作が停止される。

上記構成では、スイッチＳＷ８６がオンとなって駆動回路８７にクロック信号ＣＬＫ１が供給されると、駆動回路８７の動作によりコンデンサＣ６３の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加される。このような動作により、昇圧段９２による昇圧動作が実行される。これに対し、スイッチＳＷ８６がオフとなって駆動回路８７に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止されると、駆動回路８７による上記動作が行われず、その結果、昇圧段９２による昇圧動作が停止される。

このように、上記構成のチャージポンプ回路８１では、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３、ＳＷ８６のオンとオフの制御により、３つの昇圧段９０、９１、９２による昇圧動作を停止することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３、ＳＷ８６により、昇圧段９０、９１、９２による昇圧動作を停止することができる動作停止部９３が構成されている。

上記構成のチャージポンプ回路８１では、昇圧段９１は、ツェナーダイオードＺＤ８２の端子間に接続されたスイッチＳＷ８２のオンとオフの制御により、コンデンサＣ６２の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値を切り替えることができる構成となっている。したがって、本実施形態では、スイッチＳＷ８２およびツェナーダイオードＺＤ８２により、昇圧段９１の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部９４が構成されている。

また、昇圧段９２は、ツェナーダイオードＺＤ８４の端子間に接続されたスイッチＳＷ８４およびツェナーダイオードＺＤ８５の端子間に接続されたスイッチＳＷ８５のオンとオフの制御により、コンデンサＣ６３の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値を切り替えることができる構成となっている。したがって、本実施形態では、スイッチＳＷ８４、ＳＷ８５およびツェナーダイオードＺＤ８４、ＺＤ８５により、昇圧段９２の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部９５が構成されている。

チャージポンプ回路８１は、昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３の異常を検出する異常検出部８４を備えている。異常検出部８４は、上記異常の検出結果に基づいて、切替信号Ｓｆ、Ｓｇ、Ｓｈを生成して出力する。したがって、異常検出部８４は、異常の検出結果に基づいてスイッチＳＷ８１〜ＳＷ８６のオンとオフを制御する。

具体的には、異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３のいずれについても異常を検出していないとき（以下、正常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｆ、Ｓｇ、Ｓｈをいずれもハイレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８１〜ＳＷ８６が全てＯＮとなり、昇圧段９０、９１、９２による昇圧動作が実行されるとともに、昇圧段９１、９２における第１電圧が電圧ＶＺとなる。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ１の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ１異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｆをロウレベルにするとともに切替信号Ｓｇ、Ｓｈをハイレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８１がＯＦＦとなるため、昇圧段９０による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８６がＯＮとなるため、昇圧段９１、９２による昇圧動作は継続して実行される。また、この場合、スイッチＳＷ８２がＯＦＦとなることから、昇圧段９１における第１電圧が電圧２・ＶＺとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ２の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ２異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｆ、Ｓｈをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｇをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８３がＯＦＦとなるため、昇圧段９１による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８６がＯＮとなるため、昇圧段９０、９２による昇圧動作は継続して実行される。また、この場合、スイッチＳＷ８５がＯＦＦとなることから、昇圧段９２における第１電圧が電圧２・ＶＺとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ３の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ３異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｆ、Ｓｇをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｈをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８６がＯＦＦとなるため、昇圧段９２による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３がＯＮとなるため、昇圧段９０、９１による昇圧動作は継続して実行される。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ１およびＶＣＰ２の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ１＋ＶＣＰ２異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｈをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｆ、Ｓｇをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３がＯＦＦとなるため、昇圧段９０、９１による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８６がＯＮとなるため、昇圧段９２による昇圧動作は継続して実行される。また、この場合、スイッチＳＷ８４、ＳＷ８５がＯＦＦとなることから、昇圧段９２における第１電圧が電圧３・ＶＺとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ１およびＶＣＰ３の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ１＋ＶＣＰ３異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｇをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｆ、Ｓｈをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８６がＯＦＦとなるため、昇圧段９０、９２による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８３がＯＮとなるため、昇圧段９１による昇圧動作は継続して実行される。また、この場合、スイッチＳＷ８２がＯＦＦとなることから、昇圧段９１における第１電圧が電圧２・ＶＺとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部８４は、昇圧電圧ＶＣＰ２およびＶＣＰ３の異常を検出したとき（以下、ＶＣＰ２＋ＶＣＰ３異常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｆをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｇ、Ｓｈをロウレベルにする。これにより、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８６がＯＦＦとなるため、昇圧段９１、９２による昇圧動作が停止される。また、スイッチＳＷ８１がＯＮとなるため、昇圧段９０による昇圧動作は継続して実行される。

次に、上記構成の作用について参照して説明する。
［１］正常時の回路動作
正常時、切替信号Ｓｆ、Ｓｇ、Ｓｈはいずれもハイレベルであるため、スイッチＳＷ８１〜ＳＷ８６がＯＮになる。そのため、駆動回路８２、８５、８７に対してクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２が供給され、昇圧段９０、９１、９２による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段９１、９２における第１電圧は電圧ＶＺとなる。

このような正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（１８）式、（１９）式および（２０）式により表される。ただし、ダイオードＤ６１〜Ｄ５、Ｄ８１の順方向電圧をいずれもＶＦとする。

ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（１８）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（１９）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（２０）
なお、本実施形態では、上記（１８）式、（１９）式、（２０）式により表される正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３の各電圧値が所望する目標電圧値となるように、電圧ＶＺの値が決定されている。

［２］ＶＣＰ１異常時の回路動作
ＶＣＰ１異常時、切替信号Ｓｆがロウレベルであるとともに切替信号Ｓｇ、Ｓｈがハイレベルであるため、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８２がＯＦＦになるとともに、他のスイッチがＯＮになる。そのため、駆動回路８２に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段９０による昇圧動作が停止される。また、駆動回路８５、８７に対してクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ１が供給され、昇圧段９１、９２による昇圧動作が実行される。さらに、このとき、昇圧段９１における第１電圧は電圧２・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（２１）式、（２２）式および（２３）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（２１）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（２２）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（２３）
上記（２２）式および（２３）式から、ＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２、ＶＣＰ３が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２、ＶＣＰ３と同様の電圧となっていることが分かる。

［３］ＶＣＰ２異常時の回路動作
ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓｆ、Ｓｈがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｇがロウレベルであるため、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８５がＯＦＦになるとともに、他のスイッチがＯＮになる。そのため、駆動回路８２、８７に対してクロック信号ＣＬＫ１が供給され、昇圧段９０、９２による昇圧動作が実行される。また、駆動回路８５に対するクロック信号ＣＬＫ２の供給が停止され、昇圧段９１による昇圧動作が停止される。さらに、このとき、昇圧段９２における第１電圧は電圧２・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（２４）式、（２５）式および（２６）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（２４）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋ＶＺ …（２５）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（２６）
上記（２４）式および（２６）式から、ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ３が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ３と同様の電圧となっていることが分かる。

［４］ＶＣＰ３異常時の回路動作
ＶＣＰ３異常時、切替信号Ｓｆ、Ｓｇがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｈがロウレベルであるため、スイッチＳＷ８６がＯＦＦになるとともに、他のスイッチがＯＮになる。そのため、駆動回路８２、８５に対してクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２が供給され、昇圧段９０、９１による昇圧動作が実行される。また、駆動回路８７に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段９２による昇圧動作が停止される。

このようなＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（２７）式、（２８）式および（２９）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（２７）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（２８）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋２・ＶＺ …（２９）
上記（２７）式および（２８）式から、ＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２と同様の電圧となっていることが分かる。

［５］ＶＣＰ１＋ＶＣＰ２異常時の回路動作
ＶＣＰ１＋ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓｈがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｆ、Ｓｇがロウレベルであるため、スイッチＳＷ８６がＯＮになるとともに、他のスイッチがＯＦＦになる。そのため、駆動回路８７に対してクロック信号ＣＬＫ１が供給され、昇圧段９２による昇圧動作が実行される。また、駆動回路８２、８５に対するクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の供給が停止され、昇圧段９０、９１による昇圧動作が停止される。さらに、このとき、昇圧段９２における第１電圧は電圧３・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ１＋ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（３０）式、（３１）式および（３２）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（３０）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ …（３１）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋３・ＶＺ …（３２）
上記（３２）式から、ＶＣＰ１＋ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ３が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ３と同様の電圧となっていることが分かる。

［６］ＶＣＰ１＋ＶＣＰ３異常時の回路動作
ＶＣＰ１＋ＶＣＰ３異常時、切替信号Ｓｇがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｆ、Ｓｈがロウレベルであるため、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８５がＯＮになるとともに、他のスイッチがＯＦＦになる。そのため、駆動回路８５に対してクロック信号ＣＬＫ２が供給され、昇圧段９１による昇圧動作が実行される。また、駆動回路８２、８７に対するクロック信号ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段９０、９２による昇圧動作が停止される。さらに、このとき、昇圧段９１における第１電圧は電圧２・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ１＋ＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（３３）式、（３４）式および（３５）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（３３）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（３４）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋２・ＶＺ …（３５）
上記（３４）式から、ＶＣＰ１＋ＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２と同様の電圧となっていることが分かる。

［７］ＶＣＰ２＋ＶＣＰ３異常時の回路動作
ＶＣＰ２＋ＶＣＰ３異常時、切替信号Ｓｆがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｇ、Ｓｈがロウレベルであるため、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８２、ＳＷ８４がＯＮになるとともに、他のスイッチがＯＦＦになる。そのため、駆動回路８２に対してクロック信号ＣＬＫ１が供給され、昇圧段９０による昇圧動作が実行される。また、駆動回路８５、８７に対するクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ１の供給が停止され、昇圧段９１、９２による昇圧動作が停止される。

このようなＶＣＰ２＋ＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３は、それぞれ下記（３６）式、（３７）式および（３８）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（３６）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋ＶＺ …（３７）
ＶＣＰ３＝ＶＩＮ−４・ＶＦ＋ＶＺ …（３８）
上記（３６）式から、ＶＣＰ２＋ＶＣＰ３異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１と同様の電圧となっていることが分かる。

［８］異常検出部８４の処理内容
異常検出部８４は、起動後、スイッチＳＷ８１〜ＳＷ８６を全てＯＮにし、その後、所定の周期毎に図１３に示すような内容の処理を実行する。図１３のステップＳ３０１では、昇圧電圧ＶＣＰ１が正常であるか否かが判断される。昇圧電圧ＶＣＰ１が正常である場合、ステップＳ３０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、昇圧電圧ＶＣＰ２が正常であるか否かが判断される。昇圧電圧ＶＣＰ２が正常である場合、ステップＳ３０２で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３では、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常であるか否かが判断される。昇圧電圧ＶＣＰ３が正常である場合、ステップＳ３０３で「ＹＥＳ」となり、処理が終了となる。

ステップＳ３０１で「ＮＯ」となった場合、つまり少なくとも昇圧電圧ＶＣＰ１に異常が生じている場合、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、昇圧電圧ＶＣＰ２が正常であるか否かが判断される。昇圧電圧ＶＣＰ２が正常である場合、ステップＳ３０４で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常であるか否かが判断される。ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常である場合、ステップＳ３０５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８２をＯＦＦにする。ステップＳ３０６の実行後は、処理が終了となる。

一方、ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３に異常が生じている場合、ステップＳ３０５で「ＮＯ」となり、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８２、ＳＷ８４、ＳＷ８６をＯＦＦにする。ステップＳ３０７の実行後は、処理が終了となる。

ステップＳ３０４で「ＮＯ」となった場合、つまり少なくとも昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２に異常が生じている場合、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常であるか否かが判断される。ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常である場合、ステップＳ３０８で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８１〜ＳＷ８５をＯＦＦにする。ステップＳ３０９の実行後は、処理が終了となる。

一方、ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３に異常が生じている場合、ステップＳ３０８で「ＮＯ」となり、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８１〜ＳＷ８６をＯＦＦにする。ステップＳ３１０の実行後は、処理が終了となる。

ステップＳ３０２で「ＮＯ」となった場合、つまり昇圧電圧ＶＣＰ１が正常であり且つ昇圧電圧ＶＣＰ２が異常であると判断された場合、ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３１１では、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常であるか否かが判断される。ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３が正常である場合、ステップＳ３１１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１２に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８５をＯＦＦにする。ステップＳ３１２の実行後は、処理が終了となる。

一方、ここで、昇圧電圧ＶＣＰ３に異常が生じている場合、ステップＳ３１１で「ＮＯ」となり、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８３、ＳＷ８５、ＳＷ８６をＯＦＦにする。ステップＳ３１３の実行後は、処理が終了となる。

ステップＳ３０３で「ＮＯ」となった場合、つまり昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２が正常であり且つ昇圧電圧ＶＣＰ３が異常であると判断された場合、ステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４に進むと、異常検出部８４は、スイッチＳＷ８６をＯＦＦにする。ステップＳ３１４の実行後は、処理が終了となる。

以上説明した本実施形態のチャージポンプ回路８１のように、３段昇圧且つ３つの昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３を出力する構成であっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。つまり、本実施形態のチャージポンプ回路８１によっても、回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるという優れた効果が得られる。

（第８実施形態）
以下、第８実施形態について図１４を参照して説明する。
図１４に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路１０１は、第１実施形態のチャージポンプ回路１に対し、駆動回路２、５に代えて駆動回路１０２、１０３を備えている点、スイッチＳＷ１、ＳＷ２および反転バッファ７に代えて反転バッファ１０４、１０５、ＯＲ回路１０６、１０７、ＮＡＮＤ回路１０８、１０９およびＡＮＤ回路１１０を備えている点、異常検出部４に代えて異常検出部１１１を備えている点などが異なる。

反転バッファ１０４は、異常検出部１１１から出力される切替信号Ｓｊを入力し、それを反転した信号を出力する。反転バッファ１０５は、端子Ｐｓを介して外部から与えられる信号ｆＣＰＳＴＯＰを入力し、それを反転した信号を出力する。信号ｆＣＰＳＴＯＰは、チャージポンプ回路１０１の外部から与えられる信号である。

信号ｆＣＰＳＴＯＰとしては、例えば、チャージポンプ回路１０１と同じＡＳＩＣ上に設けられた入力電圧ＶＩＮ、過熱などの異常を監視する異常監視機能部から出力される異常の検出結果を表す信号、外部のマイコンなどから出力される異常の検出結果を表す信号などが想定される。信号ｆＣＰＳＴＯＰは、クロック信号ＣＬＫや入力電圧ＶＩＮなどに異常が生じている場合にはハイレベルになり、それらの異常が生じていない場合にはロウレベルになる。

ＯＲ回路１０６の第１の反転入力端子には、反転バッファ１０４の出力信号が入力されている。ＯＲ回路１０６の第２の反転入力端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。ＯＲ回路１０６の第３の反転入力端子には、反転バッファ１０５の出力信号が入力されている。

ＮＡＮＤ回路１０８の第１の非反転入力端子には、反転バッファ１０４の出力信号が入力されている。ＮＡＮＤ回路１０８の反転入力端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。ＮＡＮＤ回路１０８の第２の非反転入力端子には、反転バッファ１０５の出力信号が入力されている。

ＡＮＤ回路１１０の非反転入力端子には、反転バッファ１０５の出力信号が入力されている。ＡＮＤ回路１１０の反転入力端子には、異常検出部１１１から出力される切替信号Ｓｋが入力されている。ＮＡＮＤ回路１０９の反転入力端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。ＮＡＮＤ回路１０９の非反転入力端子には、ＡＮＤ回路１１０の出力信号が入力されている。ＯＲ回路１０７の第１の反転入力端子には、クロック信号ＣＬＫが入力されている。ＯＲ回路１０７の第２の反転入力端子には、ＡＮＤ回路１１０の出力信号が入力されている。

駆動回路１０２、１０３には、入力端子Ｐｉに接続される電源線Ｌｉを介して入力電圧ＶＩＮが供給されるとともに、出力端子Ｐｏ２に接続される電源線Ｌｏ２を介して昇圧電圧ＶＣＰ２が供給されている。駆動回路１０２は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＱ１０１〜Ｑ１０４、ツェナーダイオードＺＤ１０１、ダイオードＤ１０１、Ｄ１０２および電流源１１２〜１１４を備えている。

トランジスタＱ１０１のドレインは電源線Ｌｉに接続され、そのソースはトランジスタＱ１０２のドレインに接続されている。トランジスタＱ１０２のソースは、グランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１０１、Ｑ１０２の相互接続ノードＮ１０１は、駆動回路１０２の出力端子に相当するものであり、コンデンサＣ１の他方の端子に接続されている。

トランジスタＱ１０１、Ｑ１０２の各ゲートは、トランジスタＱ１０３、Ｑ１０４の各ドレインにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１０３、Ｑ１０４の各ソースは、グランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１０３のゲートには、ＯＲ回路１０６の出力信号が与えられている。トランジスタＱ１０４のゲートには、ＮＡＮＤ回路１０８の出力信号が与えられている。

トランジスタＱ１０１のゲートは、ダイオードＤ１０１、Ｄ１０２の各カソードに接続されている。ダイオードＤ１０１のアノードは、電流源１１２を介して電源線Ｌｏ２に接続されている。ダイオードＤ１０２のアノードは、電流源１１３を介して電源線Ｌｉに接続されている。トランジスタＱ１０２のゲートは、電流源１１４を介して電源線Ｌｉに接続されている。

ツェナーダイオードＺＤ１０１のカソードはトランジスタＱ１０１のゲートに接続され、そのアノードはグランド線Ｌｇに接続されている。これにより、トランジスタＱ１０１がオンした際にコンデンサＣ１の他方の端子に与えられる電圧、つまり駆動回路１０２の第１電圧は、ツェナーダイオードＺＤ１０１のツェナー電圧ＶＺに制限される。

なお、上記第１電圧は、実際には、ツェナー電圧ＶＺよりトランジスタＱ１０１の閾値電圧Ｖｔだけ低い電圧となる。しかし、閾値電圧Ｖｔは、ツェナー電圧ＶＺに対して十分に小さい電圧であることが一般的であるため、ここでは閾値電圧Ｖｔについては考慮しないこととする。

駆動回路１０３は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＱ１０５〜Ｑ１０９、ツェナーダイオードＺＤ１０２、ＺＤ１０３、ダイオードＤ１０３、Ｄ１０４および電流源１１５〜１１７を備えている。トランジスタＱ１０５のドレインは電源線Ｌｉに接続され、そのソースはトランジスタＱ１０６のドレインに接続されている。トランジスタＱ１０６のソースは、グランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１０５、Ｑ１０６の相互接続ノードＮ１０２は、駆動回路１０３の出力端子に相当するものであり、コンデンサＣ２の他方の端子に接続されている。

トランジスタＱ１０５、Ｑ１０６の各ゲートは、トランジスタＱ１０７、Ｑ１０８の各ドレインにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１０７、Ｑ１０８の各ソースは、グランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１０７のゲートには、ＮＡＮＤ回路１０９の出力信号が与えられている。トランジスタＱ１０８のゲートには、ＯＲ回路１０７の出力信号が与えられている。

トランジスタＱ１０５のゲートは、ダイオードＤ１０３、Ｄ１０４の各カソードに接続されている。ダイオードＤ１０３のアノードは、電流源１１５を介して電源線Ｌｏ２に接続されている。ダイオードＤ１０４のアノードは、電流源１１６を介して電源線Ｌｉに接続されている。トランジスタＱ１０６のゲートは、電流源１１７を介して電源線Ｌｉに接続されている。

ツェナーダイオードＺＤ１０２のアノードはグランド線Ｌｇに接続され、そのカソードはツェナーダイオードＺＤ１０３のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１０３のカソードは、トランジスタＱ１０５のゲートに接続されている。つまり、ツェナーダイオードＺＤ１０２、ＺＤ１０３は、トランジスタＱ１０５のゲートとグランド線Ｌｇとの間に、グランド線Ｌｇ側をアノードとして直列接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１０２の端子間には、トランジスタＱ１０９のドレイン・ソース間が接続されている。トランジスタＱ１０９のゲートには、反転バッファ１０４の出力信号が与えられている。

このような構成により、トランジスタＱ１０５がオンした際にコンデンサＣ２の他方の端子に与えられる電圧、つまり駆動回路１０３の第１電圧は、トランジスタＱ１０９がオンの期間には、概ねツェナーダイオードＺＤ１０３のツェナー電圧ＶＺに制限される。また、駆動回路１０３の第１電圧は、トランジスタＱ１０９がオフの期間には、概ねツェナーダイオードＺＤ１０２およびＺＤ１０３の各ツェナー電圧ＶＺを合わせた電圧（＝２・ＶＺ）に制限される。

このように、チャージポンプ回路１０１は、２段昇圧の構成となっており、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２との間に接続された２つの昇圧段１１８、１１９を備えている。すなわち、昇圧段１１８は、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１および駆動回路１０２を備え、その出力ノードとなるノードＮ１は、逆流阻止用のダイオードＤ４を順方向に介して出力端子Ｐｏ１に接続されている。

また、昇圧段１１９は、ダイオードＤ２、コンデンサＣ２および駆動回路１０３を備え、その出力ノードとなるノードＮ２は、逆流阻止用のダイオードＤ３を順方向に介して出力端子Ｐｏ２に接続されている。この場合、昇圧段１１８は、最終段以外の昇圧段に相当するとともに、第１昇圧電圧を出力する第１昇圧段に相当する。また、昇圧段１１９は、第１昇圧段よりも後段の昇圧段に相当するとともに、最終段の昇圧段に相当する。

上記構成では、信号ｆＣＰＳＴＯＰおよび切替信号Ｓｊの双方がロウレベルであるとき、ＯＲ回路１０６およびＮＡＮＤ回路１０８からクロック信号ＣＬＫに対応した信号が出力され、その信号が駆動回路１０２に供給される。そうすると、駆動回路１０２では、上記信号に応じて、トランジスタＱ１０１、Ｑ１０２が相補的にオンオフされる。このような駆動回路１０２の動作により、コンデンサＣ１の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加され、昇圧段１１８による昇圧動作が実行される。

これに対し、信号ｆＣＰＳＴＯＰおよび切替信号Ｓｊの少なくとも一方がハイレベルであるとき、ＯＲ回路１０６およびＮＡＮＤ回路１０８の各出力信号がハイレベルとなる。そうすると、駆動回路１０２のトランジスタＱ１０１、Ｑ１０２がいずれもオフされて、その出力がハイインピーダンス状態となる。つまり、この場合、駆動回路１０２による上記動作が行われず、その結果、昇圧段１１８による昇圧動作が停止される。

上記構成では、信号ｆＣＰＳＴＯＰおよび切替信号Ｓｋの双方がロウレベルであるとき、ＮＡＮＤ回路１０９およびＯＲ回路１０７からクロック信号ＣＬＫに応じた信号が出力され、その信号が駆動回路１０３に供給される。そうすると、駆動回路１０３では、上記信号に応じて、トランジスタＱ１０５、Ｑ１０６が相補的にオンオフされる。このような駆動回路１０３の動作により、コンデンサＣ２の他方の端子に第１電圧および第２電圧が交互に印加され、昇圧段１１９による昇圧動作が実行される。

これに対し、信号ｆＣＰＳＴＯＰおよび切替信号Ｓｋの少なくとも一方がハイレベルであるとき、ＮＡＮＤ回路１０９およびＯＲ回路１０７の各出力信号がハイレベルとなる。そうすると、駆動回路１０３のトランジスタＱ１０５、Ｑ１０６がいずれもオフされて、その出力がハイインピーダンス状態となる。つまり、この場合、駆動回路１０３による上記動作が行われず、その結果、昇圧段１１９による昇圧動作が停止される。

したがって、本実施形態では、反転バッファ１０４、１０５、ＯＲ回路１０６、１０７、ＮＡＮＤ回路１０８、１０９およびＡＮＤ回路１１０により、昇圧段１１８、１１９による昇圧動作を停止することができる動作停止部１２０が構成されている。この場合、動作停止部１２０は、第１実施形態の動作停止部１０と同様、駆動回路１０２、１０３に対するクロック信号ＣＬＫの供給を停止することにより昇圧動作を停止する構成となっている。

また、上記構成のチャージポンプ回路１０１では、昇圧段１１９は、ツェナーダイオードＺＤ１０２の端子間に接続されたトランジスタＱ１０９のオンとオフの制御により、コンデンサＣ２の他方の端子に印加する第１電圧の電圧値を切り替えることができる構成となっている。つまり、昇圧段１１９は、トランジスタＱ１０９のオンとオフの制御により、その昇圧能力を切り替えることができる構成となっている。

したがって、本実施形態では、トランジスタＱ１０９およびツェナーダイオードＺＤ１０２により、昇圧段１１９の昇圧能力を切り替える昇圧能力切替部１２１が構成されている。この場合、トランジスタＱ１０９がオンのときには第１電圧が電圧ＶＺとなり、トランジスタＱ１０９がオフのときには第１電圧が電圧ＶＺよりも高い電圧２・ＶＺとなる。昇圧段１１９の昇圧能力は、第１電圧が高いほど高められる。したがって、上記構成では、トランジスタＱ１０９がオンからオフに切り替えられることにより、昇圧段１１９の昇圧能力が高められることになる。

チャージポンプ回路１０１は、第１実施形態の異常検出部４と同様に昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２の異常を検出する異常検出部１１１を備えている。異常検出部１１１は、上記異常の検出結果に基づいて、切替信号Ｓｊ、Ｓｋを生成して出力する。具体的には、異常検出部１１１は、信号ｆＣＰＳＴＯＰがロウレベルであり、且つ昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２のいずれについても異常を検出していないとき（以下、正常時と呼ぶ）、切替信号Ｓｊ、Ｓｋをいずれもロウレベルにする。これにより、駆動回路１０２、１０３に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１８、１１９による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段１１９における第１電圧は電圧ＶＺとなる。

異常検出部１１１は、ＶＣＰ１異常時、切替信号Ｓｊをハイレベルにするとともに切替信号Ｓｋをロウレベルにする。これにより、駆動回路１０２に対するクロック信号ＣＬＫの供給が停止され、昇圧段１１８による昇圧動作が停止される。また、このとき、駆動回路１０３に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１９による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段１１９における第１電圧が電圧２・ＶＺとなり、その昇圧能力が高められる。

異常検出部４は、ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓｊをロウレベルにするとともに切替信号Ｓｋをハイレベルにする。これにより、駆動回路１０２に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１８による昇圧動作が実行される。また、このとき、駆動回路１０３に対するクロック信号ＣＬＫの供給が停止さ、昇圧段１１９による昇圧動作が停止される。

次に、上記構成の作用について参照して説明する。
［１］正常時の回路動作
正常時、切替信号Ｓｊ、Ｓｋはいずれもロウレベルであるため、駆動回路１０２、１０３に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１８、１１９による昇圧動作が実行される。また、このとき、昇圧段１１９における第１電圧は電圧ＶＺとなる。

このような正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（３９）式および（４０）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（３９）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（４０）
なお、本実施形態では、上記（３９）式、（４０）式により表される正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２の各電圧値が所望する目標電圧値となるように、電圧ＶＺの値が決定されている。

［２］ＶＣＰ１異常時の回路動作
ＶＣＰ１異常時、切替信号Ｓｊがハイレベルであるとともに切替信号Ｓｋがロウレベルである。そのため、駆動回路１０２に対するクロック信号ＣＬＫの供給が停止され、昇圧段１１８による昇圧動作が停止される。また、駆動回路１０３に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１９による昇圧動作が実行される。さらに、このとき、昇圧段１１９における第１電圧は電圧２・ＶＺとなる。

このようなＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（４１）式および（４２）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ …（４１）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋２・ＶＺ …（４２）
上記（４２）式から、ＶＣＰ１異常時における昇圧電圧ＶＣＰ２が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ２と同様の電圧となっていることが分かる。

［３］ＶＣＰ２異常時の回路動作
ＶＣＰ２異常時、切替信号Ｓｊがロウレベルであるとともに切替信号Ｓｋがハイレベルである。そのため、駆動回路１０２に対してクロック信号ＣＬＫが供給され、昇圧段１１８による昇圧動作が実行される。また、駆動回路１０３に対するクロック信号ＣＬＫの供給が停止され、昇圧段１１９による昇圧動作が停止される。なお、このとき、昇圧段１１９における第１電圧はＶＺとなる。

このようなＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２は、それぞれ下記（４３）式および（４４）式により表される。
ＶＣＰ１＝ＶＩＮ−２・ＶＦ＋ＶＺ …（４３）
ＶＣＰ２＝ＶＩＮ−３・ＶＦ＋ＶＺ …（４４）
上記（４３）式から、ＶＣＰ２異常時における昇圧電圧ＶＣＰ１が、正常時における昇圧電圧ＶＣＰ１と同様の電圧となっていることが分かる。

以上説明した本実施形態のチャージポンプ回路１０１によれば、昇圧電圧ＶＣＰ１および昇圧電圧ＶＣＰ２の一方に異常が生じたとしても、その異常が他方の出力動作に影響を与えることがない。したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果、つまり回路規模の増加を抑制しつつ複数種類の昇圧電圧を出力するとともに、複数の昇圧電圧のいずれか１つの異常が他の昇圧電圧の出力動作に影響を与えることを抑制することができるという優れた効果が得られる。

本実施形態では、駆動回路１０２、１０３に対する電源電圧の供給が２重化されている。なお、電源電圧とは、ハイサイド側のトランジスタＱ１０１、Ｑ１０５をオン駆動するための電源電圧のことを言う。具体的には、本実施形態では、ダイオードＤ１０１およびＤ１０２によるワイヤードＯＲにより、駆動回路１０２のトランジスタＱ１０１のゲートに対し、昇圧電圧ＶＣＰ２または入力電圧Ｖｉを供給することができる構成となっている。また、本実施形態では、ダイオードＤ１０３およびＤ１０４によるワイヤードＯＲにより、駆動回路１０３のトランジスタＱ１０５のゲートに対し、昇圧電圧ＶＣＰ２または入力電圧Ｖｉを供給することができる構成となっている。

このような構成によれば、チャージポンプ回路１０１の起動時、昇圧電圧ＶＣＰ２が十分に上昇するまでの期間であっても、駆動回路１０２、１０３は入力電圧ＶｉによってトランジスタＱ１０１、Ｑ１０５をオン駆動することができる。したがって、本実施形態によれば、チャージポンプ回路１０１の出力電圧（昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２）が所望する電圧値に達するまでの時間を短くする、つまり起動時における出力電圧の立ち上がり速度が向上するという効果が得られる。

（第９実施形態）
以下、第９実施形態について図１５を参照して説明する。
図１５に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路２０１は、第８実施形態のチャージポンプ回路１０１に対し、電流制限部２０２およびダイオードＤ２０１が追加されている点、駆動回路１０２に供給される電圧の一部が変更されている点などが異なる。なお、図１５では、動作停止部１２０および昇圧能力切替部１２１の図示を簡略化し、それぞれ機能ブロックとして示している。また、図１５では、駆動回路１０２、１０３について、一部の構成を省略して示している。

電流制限部２０２は、入力端子ＰｉからダイオードＤ１およびＤ４を介して出力端子Ｐｏ１へと至る経路および入力端子ＰｉからダイオードＤ１、Ｄ２およびＤ３を介して出力端子Ｐｏ２へと至る経路の電流を制限する。なお、以下では、これら経路のことを主経路と呼ぶこととする。電流制限部２０２は、主経路に過大な電流が流れることにより回路素子が故障することを防止するために設けられている。なお、主経路に過大な電流が流れる状況としては、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２がグランド線Ｌｇなどに短絡する地絡が発生した状況などが想定される。

電流制限部２０２は、主経路に直列に介在するトランジスタＱ２０１を備えている。トランジスタＱ２０１は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタであり、そのドレインが入力端子Ｐｉに接続されるとともに、そのソースがダイオードＤ１のアノードに接続されている。電流制限部２０２は、図示しないシャント抵抗などを介して主経路に流れる電流を検出し、その検出値と所定の過電流閾値とを比較することにより、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２の地絡を検出する。

上記過電流閾値は、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２のいずれにも地絡が発生していない通常時において主経路に流れる電流の最大値よりも大きく且つ出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２の少なくとも一方に地絡が発生した地絡時において主経路に流れる電流の最小値よりも小さい値に設定されている。

電流制限部２０２は、電流の検出値が過電流閾値以下であるとき、つまり通常時、トランジスタＱ２０１を常時オン駆動する。なお、通常時、トランジスタＱ２０１は、その導通損失を低く抑えるため、そのオン抵抗が低くなるようにフルオン駆動される。また、電流制限部２０２は、電流の検出値が過電流閾値を超えたことを検出すると、トランジスタＱ２０１のゲート電圧を制御することにより、そのオン状態、つまりオン抵抗を調整し、主経路に流れる電流を制限する。

ダイオードＤ２０１は、前段の昇圧段１１８の出力ノードＮ１に繋がる出力端子Ｐｏ１と後段の昇圧段１１９の出力ノードＮ２に繋がる出力端子Ｐｏ２との間に出力端子Ｐｏ１側をアノードとして接続されている。ダイオードＤ２０１は、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２同士の電位関係が逆転する異常が生じた際、出力端子Ｐｏ１の電位を出力端子Ｐｏ２の電位を基準とした所定のクランプ値に固定するためのものであり、電位固定部に相当する。上記クランプ値は、ダイオードＤ２０１の順方向電圧Ｖｆに相当する値となる。なお、上記した電位関係が逆転する異常としては、例えば、出力端子Ｐｏ２が地絡したときに「出力端子Ｐｏ１の電位＞出力端子Ｐｏ２の電位」となって生じることが想定される。

この場合、駆動回路１０２には、出力端子Ｐｏ１に接続される電源線Ｌｏ１を介して昇圧電圧ＶＣＰ１が供給されている。つまり、本実施形態では、昇圧段１１８が備える駆動回路１０２には、その昇圧段１１８の出力ノードＮ１に繋がる出力端子Ｐｏ１から出力される電圧が動作用の電源電圧として供給されている。また、昇圧段１１９が備える駆動回路１０３には、その昇圧段１１９の出力ノードＮ２に繋がる出力端子Ｐｏ２から出力される電圧が動作用の電源電圧として供給されている。なお、上記電源電圧とは、ハイサイド側のトランジスタＱ１０１、Ｑ１０５をオン駆動するための電圧のことである。

以上説明したように、本実施形態のチャージポンプ回路２０１は、第８実施形態のチャージポンプ回路１０１が備える各構成に加え、電流制限部２０２を備えている。このような構成によれば、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２が地絡した際、電流制限部２０２により前述したような電流制限動作が実行されることにより、地絡時に主経路に流れる電流が所望する制限値以下に制限され、回路の保護を図ることができる。ただし、第８実施形態のチャージポンプ回路１０１に対し、電流制限部２０２だけが追加された構成（以下、第１比較例と呼ぶ）では、出力端子Ｐｏ１だけが地絡した際、次のような問題が生じるおそれがある。

すなわち、出力端子Ｐｏ１が地絡すると、出力端子Ｐｏ１の電位はほぼ０Ｖとなる。また、この場合、電流制限部２０２により主経路に流れる電流が制限されることから、出力端子Ｐｏ２の電位つまり昇圧電圧ＶＣＰ２が低下に転じる。しかし、出力端子Ｐｏ２に接続される負荷が軽い場合や負荷が無い場合などには、昇圧電圧ＶＣＰ２の低下が非常に緩やかなものとなり、出力端子Ｐｏ２の電位は昇圧電圧ＶＣＰ２の定常値に近い電位に維持される。

このようなことから、第１比較例では、出力端子Ｐｏ１が地絡した際、昇圧段１１８の駆動回路１０２に対して通常時と同程度の昇圧電圧ＶＣＰ２が供給される。そのため、駆動回路１０２は、出力端子Ｐｏ１が地絡した場合でも、ハイサイド側のトランジスタＱ１０１を含む全てのトランジスタを通常時と同様にオンオフすることができる。したがって、コンデンサＣ１の他方の端子に入力電圧Ｖｉおよび０Ｖが交互に与えられてしまい、それに伴って出力ノードＮ１の電位が変動し、コンデンサＣ１から出力端子Ｐｏ１へと断続的に流れるリップル電流が発生する。

その結果、第１比較例では、出力端子Ｐｏ１が地絡した際に主経路に流れる電流には上記リップル電流の成分に相当する大きな変動が生じる、つまり主経路に流れる電流が発振する。このような電流の大きな変動は、回路を構成する素子が故障する問題や放射ノイズが増加する問題などに繋がるおそれがある。

そこで、本実施形態では、出力端子Ｐｏ１から出力される昇圧電圧ＶＣＰ１が、駆動回路１０２の電源電圧となるような構成としている。このような構成によれば、出力端子Ｐｏ１だけが地絡した際、駆動回路１０２に供給される昇圧電圧ＶＣＰ１がほぼ０Ｖとなるため、駆動回路１０２の動作が停止される。したがって、本実施形態によれば、出力端子Ｐｏ１だけが地絡した際に主経路に流れる電流が発振することが防止され、主経路に流れる電流を一定の制限値に制限することができる。

ただし、第１比較例に対し、駆動回路１０２に昇圧電圧ＶＣＰ１が電源電圧として供給されるように変更しただけの構成（以下、第２比較例と呼ぶ）では、出力端子Ｐｏ２だけが地絡した際、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、出力端子Ｐｏ２が地絡すると、出力端子Ｐｏ２の電位はほぼ０Ｖとなる。

また、この場合、電流制限部２０２により主経路に流れる電流が制限されることから、出力端子Ｐｏ１の電位つまり昇圧電圧ＶＣＰ１が低下に転じる。しかし、出力端子Ｐｏ１に接続される負荷が軽い場合や負荷が無い場合などには、昇圧電圧ＶＣＰ１の低下が非常に緩やかなものとなり、出力端子Ｐｏ１の電位は昇圧電圧ＶＣＰ１の定常値に近い電位に維持される。

このようなことから、第２比較例では、出力端子Ｐｏ２が地絡した際、昇圧段１１８の駆動回路１０２に対して通常時と同程度の昇圧電圧ＶＣＰ１が供給される。そのため、駆動回路１０２は、出力端子Ｐｏ２が地絡した場合でも、ハイサイド側のトランジスタＱ１０１を含む全てのトランジスタを通常時と同様にオンオフすることができる。したがって、コンデンサＣ１の他方の端子に入力電圧Ｖｉおよび０Ｖが交互に与えられてしまい、それに伴って出力ノードＮ１の電位が変動し、コンデンサＣ１から出力端子Ｐｏ２へと断続的に流れるリップル電流が発生する。

その結果、第２比較例では、出力端子Ｐｏ２が地絡した際に主経路に流れる電流には上記リップル電流の成分に相当する大きな変動が生じる、つまり主経路に流れる電流が発振する。このような電流の大きな変動は、回路を構成する素子が故障する問題や放射ノイズが増加する問題などに繋がるおそれがある。

そこで、本実施形態では、出力端子Ｐｏ１およびＰｏ２の間に出力端子Ｐｏ１側をアノードとして接続されたダイオードＤ２０１が設けられている。このような構成によれば、出力端子Ｐｏ２だけが地絡した際、出力端子Ｐｏ１の電位、つまり昇圧電圧ＶＣＰ１は、出力端子Ｐｏ２の電位である０Ｖを基準としたクランプ値、具体的にはダイオードＤ２０１の順方向電圧Ｖｆまで低下する。

この場合、駆動回路１０２のハイサイド側のトランジスタＱ１０１のゲートには、電流源１１２およびダイオードＤ１０１を順方向に介して昇圧電圧ＶＣＰ１が与えられている。そのため、駆動回路１０２は、その最低動作電圧が順方向電圧Ｖｆより高い電圧となっており、電源電圧として順方向電圧Ｖｆが供給されたとしても、通常通りの動作を行うことができない。このようなことから、本実施形態では、出力端子Ｐｏ２だけが地絡した際、駆動回路１０２の動作が停止される。したがって、本実施形態によれば、出力端子Ｐｏ２だけが地絡した際に主経路に流れる電流が発振することが防止され、主経路に流れる電流を一定の制限値に制限することができる。

本実施形態でも、第８実施形態と同様、駆動回路１０２、１０３に対する電源電圧の供給が２重化されている。したがって、本実施形態によっても、第８実施形態と同様、チャージポンプ回路２０１の出力電圧（昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２）が所望する電圧値に達するまでの時間を短くする、つまり起動時における出力電圧の立ち上がり速度が向上するという効果が得られる。

（第１０実施形態）
以下、第１０実施形態について図１６を参照して説明する。
第９実施形態のチャージポンプ回路２０１は、２段昇圧且つ２つの昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２を出力する構成であったが、３段以上の昇圧且つ３つ以上の昇圧電圧を出力する構成であっても、第９実施形態と同様の工夫を加えることができる。

図１６に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路３０１は、第９実施形態のチャージポンプ回路２０１に対し、昇圧段の段数を３段に変更するとともに、３つの昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３を出力するように変更した構成となっている。この場合、昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２は第１昇圧電圧に相当し、昇圧電圧ＶＣＰ３は第２昇圧電圧に相当する。

チャージポンプ回路３０１は、３段昇圧の構成となっており、入力端子Ｐｉと出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３との間に接続された３つの昇圧段１１８、１１９、３０２を備えている。この場合、昇圧段１１８、１１９は、最終段以外の昇圧段に相当するとともに、第１昇圧電圧を出力する第１昇圧段に相当する。また、昇圧段３０２は、最終段の昇圧段に相当する。出力端子Ｐｏ３とグランド線Ｌｇとの間には、平滑用のコンデンサＣｏ３が接続されている。

昇圧段３０２は、ダイオードＤ３０１、コンデンサＣ３０１および駆動回路３０３を備え、その出力ノードとなるノードＮ３０１は、逆流阻止用のダイオードＤ３０２を順方向に介して出力端子Ｐｏ３に接続されている。駆動回路３０３は、駆動回路１０２、１０３と同様の構成であり、その出力段を構成するＮチャネル型のＭＯＳトランジスタであるトランジスタＱ３０１、Ｑ３０２、電流源３０４、３０５、ダイオードＤ３０３、Ｄ３０４などを備えている。

トランジスタＱ３０１、Ｑ３０２の相互接続ノードＮ３０２は、駆動回路３０３の出力端子に相当するものであり、コンデンサＣ３０１の他方の端子に接続されている。トランジスタＱ３０１のゲートは、ダイオードＤ３０３、Ｄ３０４の各カソードに接続されている。ダイオードＤ３０３のアノードは、電流源３０４を介して出力端子Ｐｏ３に接続される電源線Ｌｏ３に接続されている。ダイオードＤ３０４のアノードは、電流源３０５を介して電源線Ｌｉに接続されている。

このような構成により、駆動回路３０３には、出力端子Ｐｏ３に接続される電源線Ｌｏ３を介して昇圧電圧ＶＣＰ３が供給されている。つまり、本実施形態では、昇圧段３０２が備える駆動回路３０３には、その昇圧段３０２の出力ノードＮ３０１に繋がる出力端子Ｐｏ３から出力される電圧が動作用の電源電圧として供給されている。

本実施形態では、出力端子Ｐｏ２、Ｐｏ３同士の電位関係が逆転する異常が生じた際、出力端子Ｐｏ２の電位を出力端子Ｐｏ３の電位を基準とした所定のクランプ値に固定する電位固定部として、ダイオードＤ３０５が設けられている。ダイオードＤ３０５は、前段の昇圧段１１９の出力ノードＮ２に繋がる出力端子Ｐｏ２と後段の昇圧段３０２の出力ノードＮ３０１に繋がる出力端子Ｐｏ３との間に出力端子Ｐｏ２側をアノードとして接続されている。この場合、クランプ値は、ダイオードＤ３０５の順方向電圧Ｖｆに相当する値となる。

以上説明したように、本実施形態のチャージポンプ回路３０１は、第９実施形態のチャージポンプ回路２０１と同様、電流制限部２０２を備えているため、地絡時に主経路に流れる電流が所望する制限値以下に制限され、回路の保護を図ることができる。また、昇圧段３０２が備える駆動回路３０３には、その昇圧段３０２の出力ノードＮ３０１に繋がる出力端子Ｐｏ３から出力される電圧が動作用の電源電圧として供給されている。さらに、出力端子Ｐｏ２、Ｐｏ３同士の間に出力端子Ｐｏ２側をアノードとして接続されたダイオードＤ３０５が設けられている。このような構成によれば、第９実施形態と同様の効果、つまり出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３のうちいずれか１つだけが地絡した際に主経路に流れる電流が発振することが防止され、主経路に流れる電流を一定の制限値に制限することができるという効果が得られる。

なお、この場合、出力端子Ｐｏ３だけが地絡した際、出力端子Ｐｏ２の電位はダイオードＤ３０５の順方向電圧Ｖｆに固定されるものの、出力端子Ｐｏ１の電位はダイオードＤ３０５の順方向電圧ＶｆにダイオードＤ２０１の順方向電圧を加えた電圧（＝２・Ｖｆ）に固定される。そのため、出力端子Ｐｏ１の電位、つまり昇圧電圧ＶＣＰ１が電源電圧として供給される駆動回路１０２は、その最低動作電圧が順方向電圧Ｖｆの２倍の電圧（＝２・Ｖｆ）より高い電圧である構成にしておく必要がある。このような構成にしておけば、出力端子Ｐｏ３だけが地絡した際、駆動回路１０２、１０３および３０３の全ての動作が停止されるため、主経路に流れる電流の発振を確実に防止することができる。

また、この場合、駆動回路３０３に対する電源電圧の供給経路は、駆動回路１０２、１０３に対する電源電圧の供給経路と同様に２重化されている。したがって、本実施形態によっても、チャージポンプ回路３０１の出力電圧（昇圧電圧ＶＣＰ１、ＶＣＰ２、ＶＣＰ３）が所望する電圧値に達するまでの時間を短くする、つまり起動時における出力電圧の立ち上がり速度が向上するという効果が得られる。

（第１１実施形態）
以下、第１１実施形態について図１７を参照して説明する。
図１７に示すように、本実施形態のチャージポンプ回路４０１は、第１０実施形態のチャージポンプ回路３０１に対し、ダイオードＤ４０１が追加されている点が異なる。ダイオードＤ４０１は、出力端子Ｐｏ１、Ｐｏ３同士の電位関係が逆転する異常が生じた際、出力端子Ｐｏ１の電位を出力端子Ｐｏ３の電位を基準とした所定のクランプ値に固定する電位固定部に相当する。ダイオードＤ４０１は、前段の昇圧段１１８の出力ノードＮ１に繋がる出力端子Ｐｏ１と後段の昇圧段３０２の出力ノードＮ３０１に繋がる出力端子Ｐｏ３との間に出力端子Ｐｏ１側をアノードとして接続されている。この場合、クランプ値は、ダイオードＤ４０１の順方向電圧Ｖｆに相当する値となる。

以上説明した本実施形態によっても、第１０実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、次のような効果が得られる。すなわち、この場合、出力端子Ｐｏ３だけが地絡した際、出力端子Ｐｏ１の電位は、ダイオードＤ４０１の順方向電圧Ｖｆに固定される。そのため、駆動回路１０２を含めた全ての駆動回路は、その最低動作電圧が順方向電圧Ｖｆより高い電圧である構成でよい。したがって、本実施形態によれば、駆動回路の回路設計に関する自由度を高めることができるという効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
昇圧能力切替部は、第１昇圧段よりも後段の昇圧段の少なくとも１つの昇圧能力を切り替えることができる構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更することができる。

動作停止部は、複数の昇圧段による昇圧動作を停止することができる構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更することができる。
駆動回路は、外部から供給されるクロック信号に基づいてコンデンサの他方の端子に第１電圧および第２電圧を交互に印加する構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更することができる。

チャージポンプ回路の段数は、４段以上であってもよい。また、４つ以上の昇圧段を備えたチャージポンプ回路は、少なくとも２種類の昇圧電圧を出力する構成とすればよい。
複数のスイッチング素子としては、ダイオードＤ１〜Ｄ５、Ｄ６１〜Ｄ６５、Ｄ８１に限らずともよく、例えばＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子に置き換えてもよい。

電位固定部としては、ダイオードＤ２０１、Ｄ３０５、Ｄ４０１に限らずともよく、他の回路素子を用いた構成によって同様の機能を実現するようにしてもよい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１、２１、３１、４１、５１、６１、８１、１０１、２０１、３０１、４０１…チャージポンプ回路、２、５、４２、４３、６２、６４、６６、８２、８５、８７、１０２、１０３、３０３…駆動回路、４、８４、１１１…異常検出部、８、９、６８、６９、７０、９０、９１、９２、１１８、１１９、３０２…昇圧段、１０、２２、３２、９３、１２０…動作停止部、１１、４６、７１、９４、９５、１２１…昇圧能力切替部、５２…入力電圧検出部、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３０１…コンデンサ、Ｐｉ…入力端子、Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３…出力端子。

Claims (10)

1. 入力電圧が供給される入力端子（Ｐｉ）と出力端子（Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３）との間に接続された複数の昇圧段（８、９、６８、６９、７０、９０、９１、９２、１１８、１１９、３０２）を備え、前記複数の昇圧段のうち最終段以外の少なくとも１つの前記昇圧段の出力ノードから前記入力電圧を昇圧した第１昇圧電圧を出力するとともに、前記出力端子から前記入力電圧を昇圧した第２昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路（１、２１、３１、４１、５１、６１、８１、１０１、２０１、３０１、４０１）であって、
   前記第１昇圧電圧を出力する前記昇圧段である第１昇圧段（８、６８、９０、９１、１１８）よりも後段の前記昇圧段の少なくとも１つの昇圧能力を切り替えることができる昇圧能力切替部（１１、４６、７１、９４、９５、１２１）と、
   前記第１昇圧電圧および前記第２昇圧電圧の異常を検出する異常検出部（４、８４、１１１）と、
   前記複数の昇圧段による昇圧動作を停止することができる動作停止部（１０、２２、３２、９３、１２０）と、
   を備え、
   前記異常検出部により前記第１昇圧電圧の異常が検出されると、前記動作停止部が前記第１昇圧段による昇圧動作を停止するとともに、前記昇圧能力切替部が前記昇圧能力を高めるように切り替え、
   前記異常検出部により前記第２昇圧電圧の異常が検出されると、前記動作停止部が前記第１昇圧段よりも後段の前記昇圧段による昇圧動作を停止するチャージポンプ回路。
2. 前記昇圧能力切替部は、前記異常検出部により前記第１昇圧電圧の異常が検出された際、前記第２昇圧電圧が所望する目標電圧値となるように前記昇圧能力の切り替えを行う請求項１に記載のチャージポンプ回路。
3. 前記昇圧段は、
   前記入力端子と前記出力端子との間に直列接続された複数のスイッチング素子同士が接続された接続点のいずれかに対して一方の端子が接続されたコンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３０１）と、
   外部から供給されるクロック信号に基づいて前記コンデンサの他方の端子に第１電圧および前記第１電圧より低い第２電圧を交互に印加する駆動回路（２、５、４２、４３、６２、６４、６６、８２、８５、８７、１０２、１０３、３０３）と、
   を備える請求項１または２に記載のチャージポンプ回路。
4. さらに、
   前記入力端子（Ｐｉ）から前記スイッチング素子を経由した経路を介して前記第１昇圧電圧または前記第２昇圧電圧を出力するための前記出力端子（Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３）へと流れる電流を制限する電流制限部（２０２）と、
   前記出力端子同士の電位関係が逆転する異常が生じた際、前段の前記昇圧段の前記出力ノードに繋がる前記出力端子の電位を後段の前記昇圧段の前記出力ノードに繋がる前記出力端子の電位を基準とした所定のクランプ値に固定する電位固定部（Ｄ２０１、Ｄ３０５、Ｄ４０１）と、
   を備え、
   前記昇圧段が備える前記駆動回路には、その昇圧段の前記出力ノードに繋がる前記出力端子から出力される電圧が動作用の電源電圧として供給される請求項３に記載のチャージポンプ回路。
5. 前記電位固定部は、前記出力端子同士の間に前段の前記昇圧段の前記出力ノードに繋がる前記出力端子側をアノードとして接続されたダイオードを備えている請求項４に記載のチャージポンプ回路。
6. 前記昇圧能力切替部は、前記第１電圧の電圧値を切り替えることにより前記昇圧能力の切り替えを行う請求項３から５のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
7. 前記駆動回路は、前記動作停止部により前記昇圧動作が停止されると、その出力がハイインピーダンス状態となるように構成されている請求項３から６のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
8. 前記動作停止部は、前記駆動回路に対する前記クロック信号の供給を停止することにより前記昇圧動作を停止する請求項３から７のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
9. 前記異常検出部（４）は、
   前記第１昇圧電圧が異常であるか否かを判断する第１異常検出処理を実行し、その後、前記第２昇圧電圧が異常であるか否かを判断する第２異常検出処理を実行する請求項１から８のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
10. さらに、前記入力電圧を検出する入力電圧検出部（５２）を備え、
    前記入力電圧検出部の検出値が前記入力電圧の正常範囲外の値になると、前記動作停止部が全ての前記昇圧段による昇圧動作を停止し、
    前記入力電圧検出部の検出値が前記入力電圧の正常範囲内において設定された所定の閾値以上の値になると、前記動作停止部が前記第１昇圧段による昇圧動作を停止するとともに、前記昇圧能力切替部が前記昇圧能力を高めるように切り替える請求項１から９のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。

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