JPH02276465A - チャージポンプ電圧コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モノリシフクＩＣ化されたチャージポンプ電
圧コンバータに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、モノリシックＩＣ上に２つのチャージポンプ
回路を設け、一方のチャージポンプ回路の中のスイッチ
トランジスタを駆動する電圧を、他方のチャージポンプ
回路の出力電圧から供給し、かつ一方のチャージポンプ
回路の入力端子と出力電圧を比較することによって、入
力電圧が出力電圧より大きい時には、入力電圧を他方の
チャージポンプ回路の入力とし、逆に出力電圧が大きい
時には、出力電圧を他方のチャージポンプ回路の入力と
することによって、高効率のチャージポンプ電圧コンバ
ータＩＣを実現するものである。

〔従来の技術〕

従来のチャージポンプ電圧コンバータの回路図を第２図
に示す、入力端子から電圧Ｖｉｎが接地端子４との間に
入力する０発振器から５０％デエーティサイクルのクロ
ック信号をＯ３Ｃ端子５に入力すると、前半の半サイク
ルではインバータ６を通して、スイッチトランジスタ７
と８はＯＮｌ、、、入力電圧Ｖｉｎはコンデンサ９に蓄
積される。その時、スイッチトランジスタ１０．１１は
、インバータ１２によってＯＦＦしているためコンデン
サ１３への電荷の移動はない、一方、後半の半サイクル
では、スイッチトランジスタ７．８は０ＦＦＬ、、かわ
りにスイッチトランジスタ１０．１１がＯＮする。この
時、コンデンサ９に蓄積された電荷は、コンデンサ１３
に移動するが、コンデンサ１３の下端は入力端子３に接
続されているため、出力端子１４には無負荷状態で入力
電圧Ｖｉｎの２倍の電圧が出力される。

このチャージポンプ電圧コンバータの効率を決める１つ
の大きな要因は、スイッチトランジスタ７、　８．１０
．１１のＯＮ抵抗であることは知られている。ＯＮ抵抗
が低ければ、この部分での損失が小さくなるため高効率
なコンバータが得られる。

しかし、インバータ６．１２の電源は入力電圧Ｖｉｎ゛
から供給されるため、この電圧が低い時にはＯＮ抵抗を
低くする意味から、スイッチトランジスタ？、　　８．
１０．１１のＷ長を非常に大きくしなければならず、チ
ップ面積が大きくなってしまい非現実的である。また、
Ｗ長を大きくするとリーク電流が増大するため、スイッ
チの役目が低下するため、逆に効率が落ちてしまうとい
う欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来の技術の課題を解決することを目的とし
、トランジスタサイズを大きくすることな（、高効率な
チャージポンプ電圧コンバータを実現することができた
。

具体的には、チャージポンプ電圧コンバータを２組用意
し、一方のチャージポンプ電圧コンバータのスイッチト
ランジスタのゲート電圧を決めているインバータの電源
電圧として他方のチャージポンプ電圧コンバータの出力
を使用し、かつ他方のチャージポンプ電圧コンバータの
入力端子に、一方のチャージポンプ電圧コンバータの入
力電圧と出力電圧の内で高い方の電圧を供給することに
よって、一方のチャージポンプ電圧コンバータのスイッ
チトランジスタのゲート電圧は、最大で、一方のチャー
ジポンプ電圧コンバータの出力電圧の２倍の電圧になる
ため、ＯＮ抵抗を低くすることができる。

〔実施例〕

以下、図面に従って本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明によるチャージポンプ電圧コンバータの
ブロック図である。チャージポンプ電圧コンバータ１の
出力端子１４は、電圧検出器１５の入力端子に接続され
、電圧検出器１５の出力電圧は、出力端子１４が入力電
圧Ｖｉｎ以下だとＬＯＷレベル、逆に入力電圧Ｖｉｎ以
上だとＨｉｇｈレベルに反転する。電圧検出器１５の出
力電圧は、トランジスタ１８のゲートに入力されると共
に、インバータ１６を通してトランジスタ１７のゲート
にも人力される。

トランジスタ１７と１８の一端は、チャージポンプ電圧
コンバータ１の入力端子３と出力端子１４にそれぞれ接
続され、かつ他端はともに結線されチャージポンプ電圧
コンバータ２の入力端子１９に接続される。また、チャ
ージポンプ電圧コンバータ２の出力端子２０は、チャー
ジポンプ電圧コンバータ１の中のスイッチトランジスタ
？、　　８．１０．１１　（第２図参照）を駆動してい
るインバータ６と１２の電源に接続される。

入力端子３から電圧Ｖｉｎが入力された直後は、コンデ
ンサ１３には電荷が蓄積されていないため、出力端子１
４の電圧は入力電圧Ｖｉｎより低い、従って、電圧検出
器１５の出力はＬＯＷレベルになっているため、トラン
ジスタ１７はＯＮＬ、）ランジスタ１８はＯＦＦする。

この結果、チャージポンプ電圧コンバータ２の入力端子
１９には、入力電圧Ｖｉｎが印加される。チャージポン
プ電圧コンバータ２の出力端子２０は、やはりコンデン
サに電荷が蓄積されていないので出力電圧はゼロである
が、時間と共に電圧Ｖｉｎの２倍の電圧まで上昇する。

従って、この時点ではチャージポンプ電圧コンバータｌ
のスイッチトランジスタ？、　　８．１０．１１は、電
圧Ｖｉｎの２倍の電圧で駆動されることになる。さらに
時間が経過すると、チャージポンプ電圧コンバータ１の
出力端子１４の電圧もゼロから上昇してくるため、その
電圧が入力電圧Ｖｉｎより大きくなつた時には、電圧検
出器１５の出力端子はＨｉｇｈレベルに反転する。する
と、トランジスタ１７は０ＦＦＬ、、トランジスタ１Ｂ
がＯＮする。この結果、チャージポンプ電圧コンバータ
２の入力端子１９には、チャージポンプ電圧コンバータ
ｌの出力電圧が印加される。従って、チャージポンプ電
圧コンバータ２の出力端子２０には、チャージポンプ電
圧コンバータ１の出力電圧の２倍の電圧が出てくる。

電圧検出器１５がＬＯＷからＨｉｇｈレベルに反転した
直後は、チャージポンプ電圧コンバータ１の出力電圧は
およそ電圧Ｖｉｎであるため、電圧Ｖｉｎの２倍の電圧
がチャージポンプ電圧コンバータ２の出力端子２０から
出力されるが、時間経過と共にチャージポンプ電圧コン
バータｌの出力電圧が電圧Ｖｉｎの２倍の電圧まで上昇
するため、この時点ではチャージポンプ電圧コンバータ
２の出力端子２０には、電圧Ｖｉｎの４倍の電圧が出力
される。したがって、スイッチトランジスタのゲート電
圧は、最大で電圧Ｖｉｎの４倍の電圧で駆動される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、チャージポンプ電圧
コンバータを構成するスイッチトランジスタを駆動する
インバータの電源を、最大入力電圧の４倍の電圧にする
ことができるため、スイッチトランジスタのＯＮ抵抗を
低くすることができる。この結果、入力電圧が低い用途
でも高効率なチャージポンプ電圧コンバータを実現でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャージポンプ電圧コンバータのブロ
ック図、第２図は従来のチャージポンプ電圧コンバータ
の回路図である。 ？、　　８，１０．１１・ ６．１２．１６・　・　・ ９．１３・　・　・　・　・ １７．１８・　・　・　・　・ ・スイッチトランジスタ ・インバータ ・コンデンサ ・トランジスタ 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のチャージポンプ電圧コンバータのスイッチトラン
   ジスタのゲート電圧を、第２のチャージポンプ電圧コン
   バータの出力から供給し、かつ前記第２のチャージポン
   プ電圧コンバータの入力は、前記第１のチャージポンプ
   電圧コンバータの入力電圧と出力電圧のどちらか高い電
   圧から供給されることを特徴としたチャージポンプ電圧
   コンバータ。