JPH05268763A - Dc/dcコンバータ回路およびそれを用いたrs−232インタフェース回路 - Google Patents

Dc/dcコンバータ回路およびそれを用いたrs−232インタフェース回路

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JPH05268763A
JPH05268763A JP4060587A JP6058792A JPH05268763A JP H05268763 A JPH05268763 A JP H05268763A JP 4060587 A JP4060587 A JP 4060587A JP 6058792 A JP6058792 A JP 6058792A JP H05268763 A JPH05268763 A JP H05268763A
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circuit
ratio
input
converter circuit
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JP4060587A
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Kohei Okamoto
浩平 岡本
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホスト側回路の信号処理電圧が5Vと3Vの
2種類で使い分けられる際に、RS−232インタフェ
ース通信規格で定められた規格電圧でシリアル通信を実
現する。 【構成】 ホスト側回路の入力直流電圧VINが変化した
場合、この電圧レベルを検知して適当な昇圧比で昇圧電
圧を生成してやることにより、電源電圧の変化に対して
もRS−232インタフェース通信規格に適合した正負
の出力直流電圧VDD、VSSを得る事が出来る。具体的に
は、5V動作の際にはDC/DCコンバータ回路内の2
倍の昇圧電圧Vo2、3V動作時には3倍の昇圧電圧Vo3
を選択生成して出力直流電圧を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリアルデータを送受
信するRS−232シリアルインタフェース回路に係わ
り、特に単一電源より正負電圧を発生するDC/DCコ
ンバータ回路を電源とするインタフェース回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】単一電源方式のインタフェース回路中に
電源として構成されるDC/DCコンバータ回路は、い
わゆる、チャージポンプ式が主流である。
【0003】図3にチャージポンプ式の従来のDC/D
Cコンバータ回路の構成を示す。従来のDC/DCコン
バータ回路はクロック信号をスイッチング信号として発
生する発振回路OSCを有する。
【0004】従来のDC/DCコンバータ回路は、第1
乃至第4のコンデンサC1 ,C2 ,C3 ,C4 と、第1
乃至第8のトランジスタスイッチT1 ,T2 ,T3 ,T
4 ,T5 ,T6 ,T7 ,T8 と、電源入力端子INと、
第1および第2の電源出力端子OUT1 ,OUT2 と、
インバータINVとを有する。
【0005】電源入力端子INは、第3のコンデンサC
3 の一端と第2および第5のトランジスタスイッチT2
およびT5 の一端に接続されている。第3のコンデンサ
3の他端は第1の電源出力端子OUT1 に接続され、
第5のトランジスタスイッチT5 の他端は第1のトラン
ジスタスイッチT1 の一端に接続され、第2のトランジ
スタスイッチT2 の他端は第6のトランジスタスイッチ
6 の一端に接続されている。第5のトランジスタスイ
ッチT5 と第1のトランジスタスイッチT1 との接続点
と、第2のトランジスタスイッチT2 と第6のトランジ
スタスイッチT6 との接続点との間に、第1のコンデン
サC1 が接続されている。第1のトランジスタスイッチ
1 の他端は第1の電源出力端子OUT1 と第3のトラ
ンジスタスイッチT3 の一端とに接続され、第6のトラ
ンジスタスイッチT6 の他端は第4のトランジスタスイ
ッチT4 の一端に接続されると共に接地されている。第
3のトランジスタスイッチT3 の他端は第7のトランジ
スタスイッチT7 の一端に接続され、第4のトランジス
タスイッチT4 の他端は第8のトランジスタスイッチT
8 の一端に接続されている。第3のトランジスタスイッ
チT3 と第7のトランジスタスイッチT7 との接続点
と、第4のトランジスタスイッチT4 と第8のトランジ
スタスイッチT8 との接続点との間に、第4のコンデン
サC4 が接続されている。第7のトランジスタスイッチ
7 の他端は第2のコンデンサC2 の一端に接続される
と共に接地され、第8のトランジスタスイッチT8 の他
端は第2のコンデンサC2 の他端に接続されると共に第
2の電源出力端子OUT2 に接続されている。
【0006】発振回路OSCから出力されるスイッチン
グ信号は、直接、第1乃至第4のトランジスタスイッチ
1 〜T4 をオン・オフするために供給されると共に、
インバータINVによって反転された後、第5乃至第8
のトランジスタスイッチT5〜T8 をオン・オフするた
めに供給される。第1乃至第8のトランジスタスイッチ
1 〜T8 のオン・オフにより、第1および第3のコン
デンサC1 ,C3 を用いて電源入力端子INから供給さ
れる入力直流電圧VINの2倍の直流電圧VDDを得ると共
に、第2および第4のコンデンサC2 ,C4 を用いて入
力直流電圧VINとは異極性で且つ2倍の直流電圧VSS
得て、出力直流電圧としている。
【0007】次に、図3に示す従来のDC/DCコンバ
ータ回路の動作について詳細に説明する。
【0008】発振回路OSCは通信開始信号により起動
される。発振回路OSCより出力されたクロック信号
は、スイッチング信号として第1乃至第8のトランジス
タスイッチT1 〜T8 に与えられる。これら第1乃至第
8のトランジスタスイッチT1〜T8 は、第1のグルー
プのトランジスタスイッチT1 〜T4 と第2のグループ
のトランジスタスイッチT5 〜T8 に分けられる。第1
乃至第8のトランジスタスイッチT1 〜T8 は、それぞ
れ、グループ毎に同時にオン・オフ動作し、第1のグル
ープと第2のグループとは相異なるタイミングで動作す
る。
【0009】通常の場合、DC/DCコンバータ回路の
電源入力端子INには+5Vの単一の入力直流電圧VIN
が印加され、第1乃至第8のトランジスタスイッチT1
〜T8 の動作により、第3のコンデンサC3 には+10
Vが、第2のコンデンサC2には−10Vがそれぞれ充
電される。
【0010】以上の動作により得られた±10Vの出力
直流電圧VDDおよびVSSは、それぞれ、第1および第2
の電源出力端子OUT1 ,OUT2 から出力され、例え
ば、シリアル通信データを送受信する送信回路(図示せ
ず)に駆動電圧として供給される。
【0011】この様なDC/DCコンバータ回路をデー
タ端末機器に用いる場合は、セットの消費電力を下げる
ため、非通信時には発振回路OSCのクロック信号を停
止することにより、このチャージポンプ方式のDC/D
Cコンバータ回路の動作を停止している。通信時は上述
した回路動作により、DC/DCコンバータ回路は連続
的に動作している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】バッテリ駆動が前提と
なるパーソナルコンピュータやワードプロセッサの様な
携帯型データ端末機器では、低消費電力化、言い換えれ
ば、バッテリの搭載個数の低減による機器の小型軽量化
を計るため、信号系の駆動電圧を従来の5Vから3V程
度に低電圧化する検討が試みられている。
【0013】しかし、低電圧化した際の問題点として、
RS−232インタフェース回路を構成するCPUやメ
モリの処理速度が低下し、特に、上記データ端末機器の
起動時のアクセスタイムの低下が問題となり、3V程度
の低電圧化の実現をはばんでいる。
【0014】そこで、起動時等、CPUやメモリで高速
の処理速度が必要な時は、駆動電圧を5Vとし、低速の
処理速度で充分な時は、3V程度に切替える駆動方式と
することにより、低消費電力化が実現できる。
【0015】ところが、上記駆動電圧を切替える駆動方
式を実現するためには、従来のRS−232インタフェ
ース回路等のシリアルインタフェース回路に用いられる
DC/DCコンバータ回路では、上記駆動電圧を2倍も
しくは3倍に昇圧するような、昇圧比が固定の回路方式
を採っている。このため、DC/DCコンバータ回路の
出力に得られる出力直流電圧が駆動電圧(入力直流電
圧)により異なるという問題が生じる。
【0016】一般に、RS−232インタフェース通信
規格で定められている送信側の出力電圧は最低±5Vと
定められている。ここで、2倍の昇圧比のDC/DCコ
ンバータ回路を用いた場合に、駆動電圧(入力直流電
圧)を3Vとすると、温度特性やシリアルインタフェー
ス回路の負荷を考慮した負荷特性の影響で上記±5Vの
出力電圧は確保できない。このため、3V駆動時は3倍
の昇圧比のDC/DCコンバータ回路が必要になる。一
方、5V駆動時は上記±5Vの出力電圧を確保するため
には、2倍の昇圧比のDC/DCコンバータ回路で充分
である。更に、昇圧比はDC/DCコンバータ回路の消
費電力にほぼ比例するために、所期の目的である低消費
電力化を計る上では2倍の昇圧比のDC/DCコンバー
タ回路が必要となる。
【0017】ところが、従来のRS−232インタフェ
ース回路のDC/DCコンバータ回路の昇圧比は一定値
であり、±5Vの出力電圧の確保と消費電力の増加とい
う相反する問題点を解決することができなかった。
【0018】本発明は、かかる問題点に鑑みでなされた
ものであり、電源としてのDC/DCコンバータ回路の
昇圧比をホスト側回路の駆動電圧により変化させる事に
より、消費電力を低減し、且つRS−232インタフェ
ース通信規格で定められた送信側出力電圧を生成し得る
DC/DCコンバータ回路、およびそれを電源として動
作する送受信回路を有するRS−232インタフェース
回路を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は入力直流電圧か
ら正負に昇圧された出力直流電圧を得るDC/DCコン
バータ回路に係る。前記入力直流電圧は2種類の駆動電
圧を有する。
【0020】本発明の第1の態様によるDC/DCコン
バータ回路は、前記入力直流電圧としてホスト側回路の
駆動電圧が高低2種類の電圧に切替えられて動作する際
に、前記駆動電圧の電圧レベルを検知することにより、
昇圧比を制御してRS−232インタフェース通信規格
に適合した電圧を前記出力直流電圧として生成すること
を特徴とする。
【0021】本発明の第2の態様によるDC/DCコン
バータ回路は、前記入力直流電圧が前記2種類の駆動電
圧のどちらであるかを判定する比較回路と、第1の昇圧
比をもち、前記入力直流電圧を前記第1の昇圧比で昇圧
して第1の昇圧電圧を出力する第1の昇圧回路と、前記
第1の昇圧比とは異なる第2の昇圧比をもち、前記入力
直流電圧を前記第2の昇圧比で昇圧して第2の昇圧電圧
を出力する第2の昇圧回路と、上記比較回路の比較結果
に応じて、前記第1の昇圧電圧と前記第2の昇圧電圧の
どちらか一方を選択し、選択した電圧を前記出力直流電
圧として出力する選択手段と、を備えることを特徴とす
る。
【0022】上記第2の態様によるDC/DCコンバー
タ回路において、前記第1の昇圧比は、たとえば、2倍
の昇圧比に等しく、前記第2の昇圧比は、たとえば、3
倍の昇圧比に等しい。
【0023】本発明の第1の態様によるRS−232イ
ンタフェース回路は、上記第2の態様のDC/DCコン
バータ回路を電源として動作する送受信回路を有する。
【0024】本発明の第3の態様によるDC/DCコン
バータ回路は、第1の昇圧比をもち、前記入力直流電圧
を前記第1の昇圧比で昇圧して第1の昇圧電圧を出力す
る第1の昇圧回路と、前記第1の昇圧比とは異なる第2
の昇圧比をもち、前記入力直流電圧を前記第2の昇圧比
で昇圧して第2の昇圧電圧を出力する第2の昇圧回路
と、前記入力直流電圧が前記2種類の駆動電圧のどちら
であるかを示す信号に応じて、前記第1の昇圧電圧と前
記第2の昇圧電圧のどちらか一方を選択し、選択した電
圧を前記出力直流電圧として出力する選択手段と、を備
えることを特徴とする。
【0025】上記第3の態様によるDC/DCコンバー
タ回路において、前記第1の昇圧比は、たとえば、2倍
の昇圧比に等しく、前記第2の昇圧比は、たとえば、3
倍の昇圧比に等しい。
【0026】本発明の第2の態様によるRS−232イ
ンタフェース回路は、上記第3の態様のDC/DCコン
バータ回路を電源として動作する送受信回路を有する。
【0027】
【作用】従来のRS−232インタフェース回路に用い
られるDC/DCコンバータ回路は単一の入力レベルを
一定の昇圧比に昇圧して正負の出力直流電圧をシリアル
インタフェース回路の送信電源に用いていた。本発明で
は、ホスト側回路の入力直流電圧が変化した場合、この
電圧レベルを検知して適当な昇圧比で昇圧電圧を生成し
てやることにより、電源電圧の変化に対してもRS−2
32インタフェース通信規格に適合した正負の出力直流
電圧を得る事が出来る。具体的には、5V動作の際には
DC/DCコンバータ回路内の2倍の昇圧電圧を、3V
動作時には3倍の昇圧電圧を選択生成し、出力直流電圧
を得る。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0029】図1に本発明の第1の実施例に係わるRS
−232インタフェース回路の電源回路部(DC/DC
コンバータ回路)を示す。
【0030】図1に示すDC/DCコンバータ回路は、
従来例として示した図3の昇圧比が2倍のDC/DCコ
ンバータ回路において、トランジスタスイッチの配列を
若干変更したもので、後述するように、2倍の昇圧電圧
Vo2と3倍の昇圧電圧Vo3を生成する。2倍の昇圧電圧
Vo2と3倍の昇圧電圧Vo3とは、ここでは、それぞれ、
第1の昇圧電圧と第2の昇圧電圧とも呼ばれる。
【0031】すなわち、図1に示すDC/DCコンバー
タ回路は、第9乃至第12のトランジスタスイッチ
9 ,T10,T11,T12と、第5のコンデンサC5 と、
アナログスイッチASと、比較器COMと、比較器入力
端子CINと、2つの抵抗R1 およびR2 から成る分圧
器とを有している点を除いて、図3に示した従来のDC
/DCコンバータ回路と同様の構成を有する。したがっ
て、図3に示された従来のDC/DCコンバータ回路を
構成する構成要素と同様の機能を有するものには同一の
参照を付して、それらの説明については説明を簡単にす
るために省略する。
【0032】第9のトランジスタスイッチT9 の一端は
接地され、他端は第5のコンデンサC5 の一端と第11
のトランジスタスイッチT11の一端とに接続されてい
る。第11のトランジスタスイッチT11の他端は第1お
よび第5のトランジスタスイッチT1 、T5 および第1
のコンデンサC1 の接続点に接続されている。第5のコ
ンデンサC5 の他端は第10および第12のトランジス
タスイッチT10,T12の一端に接続されている。第10
のトランジスタスイッチT10の他端は第1および第5の
トランジスタスイッチT1 、T5 および第1のコンデン
サC1 の接続点に接続されている。第12のトランジス
タスイッチT12の他端はアナログスイッチASの一方の
電圧入力端子に接続され、アナログスイッチASの他方
の電圧入力端子には第1のトランジスタスイッチT1
第3のコンデンサC3 との接続点が接続されている。ア
ナログスイッチASの電圧出力端子は第1の電源出力端
子OUT1 に接続されている。入力直流電圧VINが供給
される比較器入力端子CINと接地点との間に、直列接
続された2つの抵抗R1 およびR2 から成る分圧器が接
続されている。抵抗R1 およびR2 の接続点は比較器C
OMの入力に接続され、比較器COMの出力はアナログ
スイッチASの選択入力端子に接続されている。
【0033】ここで、第1のグループのトランジスタス
イッチT1 、T2 、T5 、T6 とコンデンサC1 、C3
から成る第1の昇圧回路により、電源入力端子14より
入力される入力直流電圧の2倍の昇圧電圧Vo2が得られ
る。この第1の昇圧回路にさらに第9乃至第12のトラ
ンジスタスイッチT9 〜T12と第5のコンデンサC5
付加して構成される第2の昇圧回路により、入力直流電
圧の3倍の昇圧電圧Vo3が得られる。
【0034】さて、ここで信号系の駆動電圧(入力直流
電圧)VINを電源入力端子INと同様に比較器入力端子
CINに供給する。比較器COMは、入力直流電圧VIN
を上記分圧器で分圧した電圧と一定の基準電圧とを比較
して、信号系の駆動電圧が5Vの高電圧レベルであるか
3V程度の低電圧レベルであるかの判定を行う。詳細に
説明すると、比較器入力端子CINと接地点との間に直
列接続された2つの抵抗R1 、R2 を同一の抵抗値に設
定すると、入力直流電圧VINとして5Vが入力された場
合は比較器COMの入力電圧は2.5V、3Vが入力さ
れた場合は入力電圧は1.5Vとなる。ここで、比較器
COMの基準電圧レベルを2.0Vに設定すると、比較
器COMによって信号系の駆動電圧レベルを判定するこ
とができる。
【0035】次に、アナログスイッチASは、それに入
力される2倍の昇圧電圧Vo2と3倍の昇圧電圧Vo3との
いずれか一方を上記判定結果により選択して、第1の電
源出力端子OUT1 に出力すれば、信号系の駆動電圧に
応じた第1の出力直流電圧VDDがDC/DCコンバータ
回路の出力電圧として得られる。
【0036】最後に、上記動作により得られた第1の電
源出力端子OUT1 の第1の出力直流電圧VDDの極性
を、トランジスタスイッチT3 、T4 、T7 、T8 とコ
ンデンサC2 、C4 とによって構成される極性反転回路
により、極性反転することにより、第1の出力直流電圧
DDとは極性の異なる第2の出力直流電圧VSSが第2の
電源出力端子OUT2 に得られる。
【0037】又、本発明では、信号系の駆動電圧が5V
である場合、DC/DCコンバータ回路の3倍の昇圧回
路の動作を停止することにより、低消費電力化が計れる
特徴を備えている。すなわち、比較器COMで5Vを確
認した後、3倍の昇圧回路を構成する第9乃至第12の
トランジスタスイッチT9 〜T12の動作を比較器COM
の出力信号により停止することで実現できる。
【0038】図2に本発明の第2の実施例に係わるRS
−232インタフェース回路の電源回路部(DC/DC
コンバータ回路)を示す。
【0039】図2に示す第2の実施例のDC/DCコン
バータ回路が上記第1の実施例のものと異なる点は、第
1の実施例では、信号系の駆動電圧を比較器COMによ
り自動判定できる機能を備えているのに対して、第2の
実施例では上記機能を有していないことである。
【0040】すなわち、第2の実施例においては、ホス
ト側回路(図示せず)の信号系の駆動電圧に応じて出力
されたディジタル信号を駆動電圧レベル入力端子DIN
で受け、このディジタル信号を選択信号としてアナログ
スイッチASへ供給することにより、アナログスイッチ
ASでは2倍の昇圧電圧Vo2と3倍の昇圧電圧Vo3のう
ちのいずれか一方を選択し、この選択した電圧を出力直
流電圧VDDとして第1の電源出力端子OUT1 に出力す
る。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ホ
スト側回路の駆動電圧により電源としてのDC/DCコ
ンバータ回路の昇圧比を変化させる為、RS−232イ
ンタフェース通信規格に定められた送信側出力電圧を提
供しながら、信号の処理速度を必要とする5V動作時に
は昇圧比を3倍から2倍に低下できるため、データ端末
機器の低消費電力化を実現できるRS−232インタフ
ェース回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係わるRS−232イ
ンタフェース回路の要部(DC/DCコンバータ回路)
を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係わるRS−232イ
ンタフェース回路の要部(DC/DCコンバータ回路)
を示すブロック図である。
【図3】従来のRS−232インタフェース回路の要部
(DC/DCコンバータ回路)を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
OSC 発振回路 C1 〜C5 コンデンサ T1 〜T12 トランジスタスイッチ IN 電源入力端子 OUT1 、OUT2 電源出力端子 CIN 比較器入力端子 COM 比較器 AS アナログスイッチ INV インバータ DIN 駆動電圧レベル入力端子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力直流電圧から正負に昇圧された出力
    直流電圧を得るDC/DCコンバータ回路において、 前記入力直流電圧としてホスト側回路の駆動電圧が高低
    2種類の電圧に切替えられて動作する際に、前記駆動電
    圧の電圧レベルを検知することにより、昇圧比を制御し
    てRS−232インタフェース通信規格に適合した電圧
    を前記出力直流電圧として生成することを特徴とするD
    C/DCコンバータ回路。
  2. 【請求項2】 入力直流電圧から正負に昇圧された出力
    直流電圧を得るDC/DCコンバータ回路において、前
    記入力直流電圧は2種類の駆動電圧を有し、前記DC/
    DCコンバータ回路は前記入力直流電圧が前記2種類の
    駆動電圧のどちらであるかを判定する比較回路と、第1
    の昇圧比をもち、前記入力直流電圧を前記第1の昇圧比
    で昇圧して第1の昇圧電圧を出力する第1の昇圧回路
    と、前記第1の昇圧比とは異なる第2の昇圧比をもち、
    前記入力直流電圧を前記第2の昇圧比で昇圧して第2の
    昇圧電圧を出力する第2の昇圧回路と、上記比較回路の
    比較結果に応じて、前記第1の昇圧電圧と前記第2の昇
    圧電圧のどちらか一方を選択し、選択した電圧を前記出
    力直流電圧として出力する選択手段と、を備えることを
    特徴とするDC/DCコンバータ回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の昇圧比が2倍の昇圧比に等し
    く、前記第2の昇圧比が3倍の昇圧比に等しい請求項2
    記載のDC/DCコンバータ回路。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載のDC/DCコンバ
    ータ回路を電源として動作する送受信回路を有するRS
    −232インタフェース回路。
  5. 【請求項5】 入力直流電圧から正負に昇圧された出力
    直流電圧を得るDC/DCコンバータ回路において、前
    記入力直流電圧は2種類の駆動電圧を有し、前記DC/
    DCコンバータ回路は第1の昇圧比をもち、前記入力直
    流電圧を前記第1の昇圧比で昇圧して第1の昇圧電圧を
    出力する第1の昇圧回路と、前記第1の昇圧比とは異な
    る第2の昇圧比をもち、前記入力直流電圧を前記第2の
    昇圧比で昇圧して第2の昇圧電圧を出力する第2の昇圧
    回路と、前記入力直流電圧が前記2種類の駆動電圧のど
    ちらであるかを示す信号に応じて、前記第1の昇圧電圧
    と前記第2の昇圧電圧のどちらか一方を選択し、選択し
    た電圧を前記出力直流電圧として出力する選択手段と、
    を備えることを特徴とするDC/DCコンバータ回路。
  6. 【請求項6】 前記第1の昇圧比が2倍の昇圧比に等し
    く、前記第2の昇圧比が3倍の昇圧比に等しい請求項5
    記載のDC/DCコンバータ回路。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6記載のDC/DCコンバ
    ータ回路を電源として動作する送受信回路を有するRS
    −232インタフェース回路。
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