JPH08250986A - パルス倍電圧回路 - Google Patents

パルス倍電圧回路

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JPH08250986A
JPH08250986A JP7047318A JP4731895A JPH08250986A JP H08250986 A JPH08250986 A JP H08250986A JP 7047318 A JP7047318 A JP 7047318A JP 4731895 A JP4731895 A JP 4731895A JP H08250986 A JPH08250986 A JP H08250986A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作電圧が低いマイコン等の出力により駆動
するために、マイコン等の出力である出力パルスを倍の
電圧にする。 【構成】 入力端子IN、出力端子OUT、第1の電源
端子VDD、第2の電源端子VSSを有するインバータ
回路INVと、該インバータ回路INVの第1、第2の
電源端子VDD、VSS相互間を接続するコンデンサC
と、電源VCCと前記第1の電源端子VDDとの間に接
続されるダイオードDとを備え、電源VCCと入力端子
INとの間が接続されて構成されている。そして、第2
の電源端子VSSにマイコン等からの入力信号が印加さ
れ、また、出力端子OUTには、負荷Lが接続される。
負荷Lは、例えば、MOSFETのゲートである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス倍電圧回路に係
り、特に、LED、モータ等をドライブするためのMO
SFETのゲート等を駆動するために使用して好適なパ
ルス倍電圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エンハンスメント型のMOSFE
Tが、モータドライバ、LEDドライバ等として使用さ
れている。MOSFETは、大きな負荷を駆動すること
が可能であり、しかも、入力インピーダンスも大きいた
め、特に、マイコンから直接駆動する用途に広く採用さ
れている。
【0003】しかし、MOSFETは、オン駆動するた
めに、そのゲート電圧として2V〜4Vのゲート電圧を
必要とするものである。このため、乾電池2本で動作す
る光リモコン等の中でMOSFETを駆動しようとして
も、光リモコン自身が1.8V〜3.6Vで動作する必要
があるため、MOSFETをオン駆動することができな
い。
【0004】低電圧型のMOSFETも市販されている
が、この場合にも、駆動のためのゲート電圧として、
0.8V〜2Vを必要とする。そして、低電圧型のMO
SFETは、静電気に弱くその品種も少ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、エン
ハンスメント型のMOSFETは、動作電圧が低いマイ
コン等により駆動しようとしても、その出力電圧が低い
ため、確実な駆動が困難であるという問題点を有してい
る。
【0006】また、従来から知られている倍電圧回路と
ドライバーとを組み合わせてMOSFETを駆動するよ
うにすることができるが、この場合、回路が複雑になっ
てしまうという問題点を生じてしまう。
【0007】本発明の目的は、前述したMOSFET
を、動作電圧が低いマイコン等の出力により駆動するた
めに、マイコン等の出力であるゲート駆動用の出力パル
スを倍の電圧にすることのできる回路構成の簡単なパル
ス倍電圧回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、インバータ回路の2つの電源端子相互間にコンデン
サを接続し、一方の電源端子と電源との間にダイオード
を接続し、インバータ回路の入力端子を電源に接続する
と共に、他方の電源端子に入力信号を印加するようにす
ることにより達成される。
【0009】
【作用】本発明の前述の構成を有する回路は、入力信号
のLレベル時にコンデンサに充電される電源電位が、入
力信号のHレベル時に出力信号に加算されて出力される
ことになり、出力信号として電源電位のほぼ2倍の出力
を得ることができる。
【0010】これにより、本発明は、乾電池により動作
する機器等の低い電圧で動作する回路に使用した場合に
も、ゲート制御電圧の高いMOSFET等を駆動するこ
とができ、また、2V系、3V系の回路から5V系等の
高い電圧の回路へのインタフェース等のレベル変換が必
要な回路に使用することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明によるパルス倍電圧回路の実施
例を図面により詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例によるパルス
倍電圧回路の構成を示すブロック図、図2は動作を説明
する波形図である。図1において、INVはインバータ
回路、Cはコンデンサ、Dはダイオード、INは入力端
子、OUTは出力端子、VDD、VSSは第1、第2の
電源端子、VCCは電源、Lは負荷である。
【0013】本発明の第1の実施例は、図1に示すよう
に、入力端子IN、出力端子OUT、第1の電源端子V
DD、第2の電源端子VSSを有するインバータ回路I
NVと、該インバータ回路INVの第1、第2の電源端
子VDD、VSS相互間を接続するコンデンサCと、電
源VCCと前記第1の電源端子VDDとの間に接続され
るダイオードDとを備え、電源VCCと入力端子INと
の間が接続されて構成されている。そして、第2の電源
端子VSSにマイコン等からの入力信号が印加され、ま
た、出力端子OUTには、負荷Lが接続される。負荷L
は、例えば、MOSFETのゲートである。また、ダイ
オードDは、どのようなものでもよいが、ショットキー
バリアダイオード等の、順方向電圧降下の小さいもの
が、電源電圧を充分に使用することができるという意味
で好ましい。
【0014】次に、図2に示す波形図を参照して、前述
したような構成の本発明の一実施例の動作を説明する。
【0015】図示回路において、入力信号は、電源を図
示回路と共通とする図示しないマイコンから供給されて
いるものとする。そして、マイコンからの入力信号がイ
ンバータ回路INVの第2の電源端子VSSに対する第
2の電源となっている。
【0016】いま、入力信号がLレベルであるとする。
この場合、インバータ回路INVの第2の電源端子VS
Sの電位は、0V(GNDレベル)、インバータ回路I
NVの第1の電源端子VDDの電位は、電源VCCの電
位とほぼ同一の電位となる。インバータ回路INVの入
力端子INは、第1の電源端子VDDに接続されている
ので、このとき、インバータ回路INVから見た入力レ
ベルはHレベルである。従って、インバータ回路INV
の出力端子OUTの出力レベルはLレベルとなり、ほぼ
0Vとなる。この入力信号がLレベルの間に、コンデン
サCは、インバータ回路INVの第1の電源端子VDD
の電圧、この電圧をVDDとすれば、この電圧に充電さ
れている。
【0017】前述の状態から入力信号がHレベルになっ
たとする。図示実施例では、入力信号が電源を共通とす
るマイコンから供給されるとしたので、入力信号のHレ
ベルは、電源VCCとほぼ同一の電位であり、かつ、第
1の電源端子VDDの電位であるVDDにほぼ等しい電
位となる。この結果、インバータ回路INVの第2の電
源端子VSSの電位もVDDにほぼ等しい電位となる。
この結果、インバータ回路INVの第1の電源端子VD
Dの電位は、コンデンサCに充電されていた電位VDD
に入力信号のレベルであるVDDが加算されたものとな
り、VDDのほぼ2倍の電位を有するものとなる。な
お、このとき、ダイオードDは、逆バイアス状態とな
り、第1の電源端子VDDにおけるVDDのほぼ2倍の
電位が電源VCCに流れて低下することはない。
【0018】一方、インバータ回路INVの入力端子I
Nは、第1の電源端子VDDに接続されているので、こ
のとき、インバータ回路INVから見た入力レベルはL
レベルである。従って、インバータ回路INVの出力端
子OUTの出力レベルはHレベル、すなわち、第1の電
源端子VDDの電位であるVDDのほぼ2倍の電位とな
る。
【0019】前述した本発明の第1の実施例によれば、
出力信号として、電源電圧のほぼ2倍の電圧レベルの出
力信号を得ることができる。このため、前記実施例によ
れば、乾電池により動作する機器等の低い電圧で動作す
る回路の場合にも、ゲート制御電圧の高いMOSFET
等を駆動することができる。
【0020】また、前述した本発明の実施例は、2V
系、3V系の回路から5V系等の高い電圧の回路へのイ
ンタフェース等のレベル変換が必要な回路に使用するこ
とができ、さらに、負荷として圧電ブザー等を使用した
場合に、2倍の音圧でブザーをドライブすることができ
る。
【0021】前述した本発明の第1の実施例は、入力信
号レベルのLレベルからHレベルの変化に対して、出力
信号のレベルをLレベルである0Vから電源電圧のほぼ
2倍の2VDDに変化させることができるものであった
が、回路の使用状況によっては、入力信号レベルのLレ
ベルからHレベルの変化に対して、出力信号のレベル
を、−VDDからVDDに変化させたい場合がある。
【0022】図3は前述の要求を満たすことのできる本
発明の第2の実施例によるパルス倍電圧回路の構成を示
すブロック図である。図の符号は図1の場合と同一であ
る。
【0023】図3に示す本発明の第2の実施例は、イン
バータ回路INVの第2の電源端子VSSとGNDとの
間にダイオードを接続し、入力端子INをGNDに接続
して構成され、入力信号をインバータ回路INVの第1
の電源端子VDDに入力するようにした点で図1により
説明した回路と相違するが、図1に示す回路と基本的に
同様な動作を行う。
【0024】図3に示す回路において、いま、マイコン
からの入力信号のレベルがHレベルであり、電位VDD
を有するものとする。インバータ回路INVの入力端子
INは、GNDに接続され0Vとなっているので、この
とき、インバータ回路INVから見た入力端子INの入
力信号のレベルはLレベルである。従って、インバータ
回路INVの出力端子OUTの出力レベルはHレベルと
なり、インバータ回路の第1の電源端子VDDの電位V
DDとなる。この入力信号がHレベルの間に、コンデン
サCは、インバータ回路INVの第1の電源端子VDD
の電圧、VDDに充電される。
【0025】前述の状態から入力信号のレベルがLレベ
ル、すなわち、0Vになったとすると、コンデンサCの
+側がGNDに接続されたと等価になり、この結果、イ
ンバータ回路INVの第2の電源端子の電位が−VDD
となる。従って、このとき、インバータ回路INVから
見た入力端子INの入力信号のレベルはHレベルとな
り、出力端子OUTの出力レベルはLレベル、すなわ
ち、インバータ回路INVの第2の電源端子VSSの電
位−VDDとなる。
【0026】前述したように本発明の第2の実施例によ
れば、入力信号レベルのLレベルからHレベルの変化に
対して、出力信号のレベルを、入力信号のHレベルの電
位VDDに対して、−VDDからVDDに変化させるこ
とができる。
【0027】図4は本発明の第3の実施例の構成を示す
回路図であり、前述した本発明の第1の実施例の回路を
使用して電源電圧のほぼ4倍の電圧を出力として得るこ
とができるものである。図4において、A、Fはパルス
倍電圧回路、Bはブザー、Eはインバータ回路である。
【0028】図示本発明の第3の実施例は、図1により
説明した本発明の第1の実施例によるパルス倍電圧回路
と同一の構成を備えるパルス倍電圧回路A、Dと、入力
信号を反転した信号をパルス倍電圧回路Fに与えるイン
バータ回路Eとを備えて構成され、負荷としてのブザー
Bが2つのパルス倍電圧回路A、Fを構成するインバー
タ回路INVの出力端子OUT間に接続されている。
【0029】マイコン等から与えられるブザー駆動用の
入力信号は、直接パルス倍電圧回路Aに与えられ、ま
た、インバータ回路Eにより反転されてパルス倍電圧回
路Fに与えられる。図1によりすでに説明したように、
パルス倍電圧回路A、Fは、入力信号のLレベルからH
レベルへの変化に対して、電源電位の2倍の電位変化を
持つ出力信号を出力端子OUTに出力する。そして、パ
ルス倍電圧回路A、Fのそれぞれは、相互に位相が18
0度異なる入力信号が与えられているので、パルス倍電
圧回路A、Fの出力端子の出力レベルは、相互に相補的
なものとなり、この出力がブザーBの2つの端子間に印
加されることになる。
【0030】この結果、ブザーBに対する実質的な印加
電圧を、電源電圧のほぼ4倍の電圧とすることができる
ので、図示回路によれば、負荷としてのブザーBから高
い音圧の音響出力を得ることができる。
【0031】前述において、マイコン等からの入力信号
をインバータ回路Eにより反転して一方のパルス倍電圧
回路Fに印加するとして説明したが、本発明は、入力信
号として、マイコンから位相が反転した2相の信号を受
けるようにしてもよい。
【0032】また、前述した本発明の第3の実施例にお
いて、2つのパルス倍電圧回路A、Fの一方のみを動作
させるようにすることができ、この場合、ブザーBに印
加される電圧を、図4の場合の半分とすることができ
る。従って、本発明は、2つのパルス倍電圧回路A、D
の両方を動作させるモードと一方のみを動作させるモー
ドとを設けて、切り替え可能としておくことにより、ブ
ザーBから2段階の音圧を得ることができる。
【0033】前述した本発明の第1〜第3の実施例は、
負荷としてMOSFETのゲート、あるいは、ブザーを
接続し、これらを駆動するとして説明したが、負荷とし
ては、どのようなものであってもよく、本発明は、特
に、容量性の負荷を駆動するために使用して好適であ
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イコン等から出力されるパルス信号を倍の電圧にするこ
とができるので、MOSFET等の比較的高い電圧で駆
動しなければならない機器を容易に駆動することがで
き、また、乾電池により動作する機器等の低い電圧で動
作する回路の場合にも、ゲート制御電圧の高いMOSF
ET等を駆動することができる。
【0035】また、本発明は、2V系、3V系の回路か
ら5V系等の高い電圧の回路へのインタフェース等のレ
ベル変換が必要な回路に使用することができ、さらに、
負荷として圧電ブザー等を使用した場合に、2倍の音圧
でブザーをドライブすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるパルス倍電圧回路
の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の動作を説明する波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるパルス倍電圧回路
の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施例の構成を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
INV、E インバータ回路 C コンデンサ D ダイオード IN 入力端子 OUT 出力端子 VDD 第1の電源端子 VSS 第2の電源端子 VCC 電源 L 負荷 A、F パルス倍電圧回路 B ブザー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子、出力端子、及び、2つの電源
    端子を有するインバータ回路と、前記2つの電源端子相
    互間を接続するコンデンサと、一方の電源端子と電源と
    の間を接続するダイオードとを備え、インバータ回路の
    前記入力端子を電源に接続すると共に、他方の電源端子
    に入力信号を印加することを特徴とするパルス倍電圧回
    路。
  2. 【請求項2】 入力端子、出力端子、及び、2つの電源
    端子を有するインバータ回路と、前記2つの電源端子相
    互間を接続するコンデンサと、一方の電源端子とグラン
    ドとの間を接続するダイオードとを備え、インバータ回
    路の前記入力端子をグランドに接続すると共に、他方の
    電源端子に入力信号を印加することを特徴とするパルス
    倍電圧回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のパルス倍電圧回路の2つ
    のそれぞれに、位相を反転した入力信号を与え、2つの
    パルス倍電圧回路の出力端子間に負荷を接続することを
    特徴とするパルス4倍電圧回路。
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