JPH028549Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は昇圧回路に関し、特に駆動される装置
の消費電流が機能状態により変化する場合に、装
置の消費電流に応じて昇圧回路自体の消費電流を
も変化させる事ができる昇圧回路に関する。

全電子時計等、小型で常時携帯する装置におい
ては、電源となる電池は大容量で且つ形状が小さ
くなくてはならない。従つて現在では電池として
小型銀電池及び水銀電池が使用されている。しか
しながら、いずれも電圧が低く、装置を駆動する
には電池を複数使用するか、昇圧手段を用いなけ
ればならない。電池を複数個用いる方法は非常に
簡単であるが、小型化という面から見ると大きな
制約条件となり、昇圧回路を用いた方法の方がよ
り優れている。

上記の装置においては、装置自体の消費電流が
非常に低く押えられており、よつて昇圧回路自体
で消費される電流が問題となり、低くする必要が
ある。

一方、全電子時計においては、近年回路技術、
表示技術等の進歩が目ざましく、単に時刻を計時
する機能に止まらず、ストツプウオツチ、計算機
能等の新たな機能を備え、より高付加価値の多機
能な時計が要求されている。

特に計算機能等、時計回路の消費電流により相
当大きい消費電流を必要とする付加機能を全電子
時計に付加する場合、昇圧回路を前記付加機能を
つけた場合にも十分な昇圧回路が出る様構成しな
ければならない。

第１図は、スイツチング素子とコンデンサーに
よりなる昇圧回路の等価回路であり、第２図は第
１図におけるスイツチの開閉のタイミングチヤー
トである。スイツチ１，３は第２図におけるＡの
信号がＨの時に閉じ、−Viがコンデンサー９に充
電される。次にスイツチ２，４がＢの信号がＨの
時に閉じ、電池１２とコンデンサー９の電圧が積
み重ねられた電圧でコンデンサー１０が充電され
て−Voの電圧が出力される。抵抗５〜８で示さ
れているスイツチング素子のON抵抗が理想的に
０の場合は−Vo＝−2Viの値となる。しかしな
がら実際の回路において、抵抗５〜８は０となら
ず、又抵抗１１で示されている装置を駆動するた
めVoの値は2Viのの値より小さくなる。しかし、
Voの値は駆動される装置の最低動作電圧より高
くしなければならないため、スイツチング素子の
ON抵抗コンデンサーの容量、スイツチングの周
期を適当に定めなければならない。特に駆動され
る装置の表示素子が液晶より構成されていて、且
つ−Viと−Voの２値の電圧を利用して２桁のダ
イナミツク表示する場合、Vo−Viの値の差が大
きいと液晶が直流駆動される事になり、液晶の寿
命が低下してしまう危険が生ずる。

第３図はCOM１，COM２の２相のコモン信号
により１つの液晶表示セグメントをCOM１系は
OFF、COM２系はONさせて表示させる液晶の
２桁ダイナミツク表示の例であり、OFFする場
合、ONする場合の両方においてViとVo−Viの
値が異なる直流分が液晶に加わつてしまう事を示
している。

第４図は、スイツチング素子をMOSトランジ
スターで構成させた昇圧回路の従来例であり、第
５図で示してあるのは第４図におけるＡ，Ｂ，Ｃ
信号のタイミングチヤートである。第４図におけ
る昇圧回路が大電流にも充分昇圧電圧を得るため
には、MOSトランジスター１６，２２及びイン
バータ２７を構成するMOSトランジスターの
ON抵抗を充分小さくするか、コンデンサー１
７，２３の値を大きくするか、Ａ，Ｂ，Ｃの周波
数を上げる必要がある。一方、前記した様な小型
携帯の装置にしてはコンデンサーの大きさに限度
があるので結局駆動される歎置の消費電流が大き
い場合に充分昇圧電流を得るためには、MOSト
ランジスター１６，２２，及びインバータ２７の
ON抵抗を小さくするか、Ａ，Ｂ，Ｃの周波数を
上げる２つの方法しかない。又、MOSトランジ
スター１６，２２及び２７のON抵抗を小さくす
るにはMOSトランジスターのサイズを大きくし
なければならず、それによりゲートの寄生容量が
増して、この寄生容量の充放電による消費電流が
増すので、昇圧回路自体で消費する電流が増加す
る。従つて、昇圧回路により駆動される装置の消
費電流が大きい場合には充分な昇圧電圧を得るた
めには、ゲート容量により昇圧回路自体で消費さ
れる電流も増加されてしまうことになる。よつて
常時は小消費電流で使用機能によつて装置の消費
電流が大きくなる装置において、昇圧回路は消費
電流が大きい時にも充分な昇圧電圧が得られるよ
うに設計しなければならず、昇圧回路自体で消費
される電流が大きくなり、常時携帯している小消
費電流に対して昇圧回路で消費される電流が無視
できない程大きくなる欠点があつた。

従つて本考案の目的は、昇圧回路によつて駆動
される装置の消費される電流によつて昇圧回路自
体で消費される電流を変化させ、装置の消費電流
が大きい時にも充分昇圧電圧を取る事ができ、且
つ装置の消費電流が小さい時にはゲート容量によ
る昇圧回路自体で消費される電流を小さくおさえ
る事により、常時携帯している状態では小容量の
電池で長時間駆動できる昇圧回路を提供するもの
である。

以下、図面に従つて本考案の詳細な説明を行な
う。

第６図は、本考案の実施例であり、昇圧回路で
駆動される装置の消費電流の大小により、サイズ
の異なるスイツチング素子を切り換える方法であ
る。

第６図における入力信号Ａ，Ｂ，Ｃは、第５図
に示されたＡ，Ｂ，Ｃのタイミングであり、又入
力信号Ｄは装置が小電流消費時にはＨ、大電流消
費時にはＬとなる制御信号である。MOSトラン
ジスター２６，３１，３３，３７はサイズの大き
いすなわちゲート容量が大きいMOSトランジス
ター、MOSトランジスター２７，３２，３４，
３８はサイズの小さいすなわちゲート容量が小さ
いトランジスタである。装置が小電流消費時には
２入力ANDゲート２５，３５，３９及び２入力
ORゲート３６により、MOSトランジスター２
６，３１，３３，３７は常時OFFとなり、MOS
トランジスター２７，３２，３４，３８により昇
圧のスイツチングが行なわれ、昇圧電圧−Voが
出力される。MOSトランジスター２７，３２，
３４，３８のON抵抗は、装置が小電流消費時に
装置に充分な昇圧電圧を出力するにたりるON抵
抗に設定しておけば良く、従つてMOSトランジ
スターのゲート容量は小さくなり、昇圧回路自体
で消費される消費電流を小さく押さえる事がで
き、又装置が大電流消費時にはMOSトランジス
ター２６，３１，３３，３７がMOSトランジス
ター２７，３２，３４，３８にそれぞれ並列に加
わり大電流消費時においても充分昇圧出力電圧−
Voを出力する事ができる。

以上、第６図に示された本考案による昇圧回路
を使用することにより、負荷の消費電力に応じた
制御信号を用いて昇圧能力を変化するようにした
ことから駆動される装置が大電流消費時において
充分な昇圧電圧−Voを取り出す事が出来、且つ
装置が小電流消費時においては昇圧回路自体で消
費される消費電流を小さくする昇圧回路を提供す
る事ができる。又本考案による昇圧回路を全電子
時計に計算機能を付加した装置に利用すれば、常
時の時刻表示時には昇圧回路自体の消費電流を小
さくする事ができ、又計算機能使用時の大電流消
費時においても充分高い昇圧電圧が得られ、小容
量の電池で長時間駆動する事の出来る計算機付時
計を提供する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スイツチング素子とコンデンサーよ
りなる昇圧回路の等価回路で、１〜４…スイツ
チ、５〜８…スイツチのON抵抗、９〜１０…コ
ンデンサ、１１…駆動される装置、１２…電池で
ある。 第２図は第１図におけるスイツチングのタイミ
ングチヤートである。 第３図は、液晶表示の２桁ダイナミツクのタイ
ミングチヤートである。 第４図は、従来の昇圧回路の例で、１３…電
池、１４〜１６，１８〜２２…MOSトランジス
ター、１７，２３…コンデンサー、２４〜２６…
インバーターである。 第５図は、第４図におけるＡ，Ｂ，Ｃ信号のタ
イミングチヤートである。 第６図は、本考案による実施例であり、２４…
電池、２５，３５，３９…２入力AND素子、３
６…２入力OR素子、２６〜２８…３１〜３４，
３７〜４３…MOSトランジスターである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンデンサー及びスイツチング素子により構成
   され、前記スイツチング素子を切り換えることに
   より前記コンデンサーを充放電して電源電圧より
   高い昇圧電圧を作り出す昇圧回路において、前記
   スイツチング素子はサイズの大きい第１トランジ
   スタと、サイズの小さい第２トランジスタとから
   構成され、前記昇圧電圧が供給される負荷が小電
   流消費時か大電流消費時かを示す制御信号にもと
   づいて小電流消費時には前記第１トランジスタの
   みを導通状態とし、大電流消費時には前記第１ト
   ランジスタと前記第２トランジスタを並列接続さ
   せて導通状態にする選択回路を有することを特徴
   とする昇圧回路。