JPS6318958A - Positive voltage/negative voltage converter circuit - Google Patents
Positive voltage/negative voltage converter circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
・産業上の利用分野
本発明は、正電圧しか供給されない回路装置において、
負電圧を必要とする時に利用できる正電圧−負電圧変換
回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] - Industrial Field of Application The present invention relates to a circuit device to which only positive voltage is supplied.
The present invention relates to a positive voltage-to-negative voltage conversion circuit that can be used when negative voltage is required.
従来の技術
近年、回路装置の小型軽量化に伴い、供給正電圧より負
電圧を作り出す時に、コイルやトランスを使用したスイ
ッチング電源回路を用いずに、ダイオードとコンデンサ
を中心に構成した正電圧−負電圧変換回路を用いること
が多くなっている。Conventional technology In recent years, with the miniaturization and weight reduction of circuit devices, when creating a negative voltage from the supplied positive voltage, a positive voltage - negative voltage circuit mainly composed of diodes and capacitors is used instead of a switching power supply circuit using a coil or transformer. Voltage conversion circuits are increasingly being used.
以下図面を参照しながら従来の正電圧−負電圧変換回路
について説明する。第２図および第３図は従来の正電圧
−負電圧変換回路の溝成図であり、第２図および第３図
において、１は方形波発振回路であり、方形波発信部２
０と出力段を構成する２つのトランジスタよシ構成され
ており、第２図では方形波発振回路の出力をＮＰＮ 、
ＰＮＰ両トランジスタ２ａ 、３ａのエミッタ接続点よ
シ取９出している。A conventional positive voltage-negative voltage conversion circuit will be described below with reference to the drawings. FIGS. 2 and 3 are diagrams of conventional positive voltage-negative voltage conversion circuits. In FIGS. 2 and 3, 1 is a square wave oscillation circuit, and
In Figure 2, the output of the square wave oscillation circuit is NPN,
A hole 9 is provided from the emitter connection point of both PNP transistors 2a and 3a.
一方、第３図では、方形波発掘回路１の出力をＮ！’Ｎ
トランジスタ２ｂのエミッタ、とＮＰＮトランジスタ
３ｂのコレクタ接続点よシ取シ出している。方形波発振
回路１の出力には第１のコンデンサ４の一端を接続し、
その他端にはグラウンドとの間に第１のダイオード５を
、出力端子−ｖ。On the other hand, in FIG. 3, the output of the square wave excavation circuit 1 is N! 'N
It is taken out from the connection point between the emitter of transistor 2b and the collector of NPN transistor 3b. One end of the first capacitor 4 is connected to the output of the square wave oscillation circuit 1,
A first diode 5 is connected between the other end and the ground, and the output terminal -v.
との間に第２のダイオード６を接続する。また、出力端
子−ｖｏとグラウンドとの間に第２のコンデンサ７を接
続する。A second diode 6 is connected between the two. Further, a second capacitor 7 is connected between the output terminal -vo and the ground.
以上のように構成された正電圧−負電圧変換回路につい
てその動作を第４図を参照にして説明する。The operation of the positive voltage-negative voltage conversion circuit constructed as above will be explained with reference to FIG. 4.
第４図（＆）は方形波発振回路１の出力電圧波形であシ
、第４図（ｂ）は第１のコンデンサ４と第１のダイオー
ド５の接続点の電圧波形であシ、第４図（りは出力電圧
−ｖｏの電圧波形である。4(&) is the output voltage waveform of the square wave oscillation circuit 1, FIG. 4(b) is the voltage waveform at the connection point between the first capacitor 4 and the first diode 5, and the fourth Figure (1) shows the voltage waveform of the output voltage -vo.
まず、方形波発振回路１の出力が′ＨルベルｖＨ１の時
、方形波発振回路１の充電電流は第１のコンデンサ４、
第１のダイオード５を経てグラウンドに流れる。この時
、ダイオードの順方向電圧降下をＶ、とすれば、第１の
コンデンサ４はｖ８−ｖ、まで充電され第４図（ｂ）に
示すように第１のコンデンサ４と第１のダイオード５の
接続点の電位はｖＩ）となる。次に、方形波発振回路１
の出力が１ＬルベルＶ、に反転すれば、第１のコン、デ
ンサ４と第１のダイオード５の接続点は第４図（ｂ）
Ｋ示すようＫ Ｖ、 −（Ｖ、Ｉ−ＶＬ）と負電位にな
るため、第１のダイオード５はオフし、第２のダイオー
ド６がオンして、第４図（０）に示すように第２のコン
デンサ７へ、負電荷の充電がはじまる。First, when the output of the square wave oscillation circuit 1 is 'H level vH1, the charging current of the square wave oscillation circuit 1 is the first capacitor 4,
It flows through the first diode 5 to ground. At this time, if the forward voltage drop of the diode is V, the first capacitor 4 is charged to v8-v, and the first capacitor 4 and the first diode 5 are charged as shown in FIG. 4(b). The potential at the connection point is vI). Next, square wave oscillation circuit 1
If the output of is inverted to 1L level V, the connection point between the first capacitor 4 and the first diode 5 is as shown in Fig. 4(b).
Since the potential becomes negative as K V, -(V, I-VL) as shown by K, the first diode 5 is turned off and the second diode 6 is turned on, as shown in Fig. 4 (0). Charging of the second capacitor 7 with negative charge begins.
次に再び、方形波発振回路１の出力が″ＨルベルｖＨに
反転すれば、第１のダイオード５がオンするため、第１
のコンデンサ４と第１のダイオード５の接続点の電位が
Ｖ、となり、第２のダイオード６がオフするため、第２
のコンデンサ７に充電された負電荷は蓄えられる。Next, when the output of the square wave oscillation circuit 1 is inverted to "H level vH" again, the first diode 5 is turned on.
The potential at the connection point between the capacitor 4 and the first diode 5 becomes V, and the second diode 6 turns off.
The negative charge charged in the capacitor 7 is stored.
以上のサイクルを繰り返すことにより、第４図（Ｃ）に
示すように、出力端子に負電圧が取り出される。この時
−ｖｏは第（１つ式に示す値となる。By repeating the above cycle, a negative voltage is taken out at the output terminal as shown in FIG. 4(C). At this time, -vo becomes the value shown in the first equation.
−ｖ０＝−（Ｖ、−Ｖｌ、−２Ｖ、） ・山・・・
・・・川・（１）ところが、方形波発振回路の出力形式
が第２図に示すような場合、トランジスタのエミッター
ペース間順方向電圧降下をＶ。とすれば、ｖＨは第（２
）式に示す電圧以上にはなり得ず、Ｖ、は第（３〕式に
示す電圧以下にはなり得ない。-v0=-(V, -Vl, -2V,) ・Mountain...
... (1) However, when the output format of the square wave oscillation circuit is as shown in Figure 2, the forward voltage drop between the emitter and pace of the transistor is V. Then, vH is the second (2nd
) cannot be higher than the voltage shown in equation (3), and V cannot be lower than the voltage shown in equation (3).
Ｖ 、、＝Ｖ −Ｖ 、、、、、、、
、１．、、 、、、（２）ＨＱＣＢＮ
Ｖ 二Ｖ ・・・・・・・・・・・・・
・Ｃ３）Ｌ ＢＥ
■ ＝供給正電圧
ＱＣ
それ故、−ｖＯは
−Ｖ０＝ −（Ｖｏ。−２ＶＢｘ−２１，）〜−（Ｖ−
４１） ・・・・・・・・・・・・・・・（４）Ｃ
ＯＤ
となり、−Ｖｏ。よりもａＶ、 高い値しか得られな
いという問題があった。V,,=V-V,,,,,,,,
, 1. ,, ,,, (2) HQCBN V 2V ・・・・・・・・・・・・・・・
・C3)L BE ■ = Supply positive voltage QC Therefore, -vO is -V0= -(Vo.-2VBx-21,)~-(V-
41) ・・・・・・・・・・・・・・・(4)C
OD becomes -Vo. The problem was that only aV higher values could be obtained.
まだ、負電圧−ｖｏの温度係数も（５）式に示すように
、比較的大きな値を示すという問題点があった。There is still a problem that the temperature coefficient of the negative voltage -vo also shows a relatively large value, as shown in equation (5).
また、方形波発振回路の出力形式が第３図に示それ次式
に示す値となる。Further, the output format of the square wave oscillation circuit is shown in FIG. 3, and the value is expressed by the following equation.
Ｖ＝Ｖ−Ｖ ・・・・・・・・・・・・・
・（６）１１ ＱＣＢ！１
■Ｌ＝ ｖａｘ （ｓａｔ）〜０ ・・・・・・・・
・・・・・・・（７）ｖｃｍ（ｓａｔ）’ トランジス
タのエミッターコレクタ間飽和電圧
−ｖ０＝−（ｖｏ。−ｖＢｌ−２ＶＤ庁−（ｖｏ。−３
ｖ、）・・・（８）２Ｔ ２Ｔ
出力電圧−ｖｏ およびその温度係数−３５はＴ
それぞれ第（４）式、第（５）式に比べて改善はされて
いるが、出力電圧−ｖｏは−ｖ０゜よりも３′ＶＤ高い
値しか得られなく温度係数−」も６ｍＶ／’ＣとＴ
と比較的高い値を示すという欠点がある。V=V-V・・・・・・・・・・・・・・・
・(6)11 QCB! 1 ■L=vax (sat)～0・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(7) vcm(sat)' Emitter-collector saturation voltage of transistor -v0=-(vo.-vBl-2VD agency-(vo.-3
v, )...(8) 2T 2T Output voltage -vo and its temperature coefficient -35 are improved compared to equations (4) and (5), respectively, but output voltage -vo is There is a drawback that only a value 3'VD higher than -v0° can be obtained, and the temperature coefficient -' also shows a relatively high value of 6 mV/'C and T.
発明が解決しようとする問題点
第２図および第３図に示しだような従来の回路構成では
、負電圧出力値が−ｖ０゜よりもそれぞれ４Ｖ、および
３ｖＤ高い値しか得られなく、またその温度係数は、そ
れぞれ約ＢｍＶ／’Ｃおよび約６ｍＶ／’Ｃと比４ｔ５
的高い値を示すという問題点があった。Problems to be Solved by the Invention In the conventional circuit configurations shown in FIGS. 2 and 3, negative voltage output values can only be obtained that are 4 V and 3 VD higher than -v0°, respectively. The temperature coefficients are approximately BmV/'C and approximately 6mV/'C and the ratio 4t5, respectively.
There was a problem that it showed a high value.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な回路
構成で、従来回路よシも、より低い負電圧出力筆を得る
ことができ、かつその温度係数も小さい正電圧−負電圧
変換回路を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and is a positive voltage-to-negative voltage conversion circuit that can obtain a lower negative voltage output voltage than conventional circuits with a simple circuit configuration, and has a small temperature coefficient. is intended to provide.
問題点を解決するための手段
本発明は前記間預点を解決するため、方形波発振回路と
、その出力端に一端を接続した第１のコンデンサと、前
記第１のコンデンサの他端とグラウンドとの間に接続し
た第１のダイオードと、前記第１のコンデンサと第１の
ダイオードの接続点と、出力端子との間に接続した第２
のダイオードと、出力端子とグラウンドとの間に接続し
た第２のコンデンサを有し、前記方形波発振回路の出力
回路をＮＰＮトランジスタとＰＮＰ トランジスタで構
成し、かつ、前記ＮＰＮトランジスタのエミッタをグラ
ウンドに接続し、前記ＰＮＰ トランジスタのエミッタ
を供給正電源に接続し、さらに、前記２つのトランジス
タのコレクタを互いに接続して前記方形波発振回路の出
力部とするものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-described problem, the present invention includes a square wave oscillation circuit, a first capacitor having one end connected to its output terminal, and a ground connection between the other end of the first capacitor and the ground. and a second diode connected between the connection point of the first capacitor and the first diode and the output terminal.
and a second capacitor connected between the output terminal and the ground, the output circuit of the square wave oscillation circuit is composed of an NPN transistor and a PNP transistor, and the emitter of the NPN transistor is connected to the ground. The emitter of the PNP transistor is connected to a positive power supply, and the collectors of the two transistors are connected together to form the output section of the square wave oscillation circuit.
作用
本発明は前記した構成により、方形波発振回路各の出力
を、発振波形のＨｐ レベル、″′Ｌ〃レベルにかかわ
らず、トランジスタのコレクタより取り出すため、負電
圧出力値として、従来回路よシも低い値を取り出すこと
が可能となり、かつ負電圧の温度係数も改善されたもの
を得ることができる。Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention extracts the output of each square wave oscillation circuit from the collector of the transistor regardless of the Hp level or ``L'' level of the oscillation waveform, so that it can be used as a negative voltage output value, which is different from conventional circuits. It is also possible to obtain a low value for the negative voltage, and it is also possible to obtain an improved temperature coefficient of negative voltage.
実施例
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例における正電圧−負電圧変換
回路の構成図を示すものである。第１図において、８は
方形波発振回路であり、方形波発振部２１と出力段を構
成するＰＮＰおよびＮＰＮトランジスタ９，１ｏより構
成されておシ、方形波発振回路の出力はＰＮＰ 、ＮＰ
Ｎ両トランジスタ９，１ｏのコレクタ接続点より取り出
している。FIG. 1 shows a configuration diagram of a positive voltage-negative voltage conversion circuit in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 8 is a square wave oscillation circuit, which is composed of a square wave oscillation section 21 and PNP and NPN transistors 9 and 1o forming an output stage.The output of the square wave oscillation circuit is PNP, NP.
It is taken out from the collector connection point of both N transistors 9 and 1o.
方形波発振回路８の出力には、第１のコンデンサ１１の
一端を接続し、その他端には、グラウンドとの間に第１
のダイオード１２を、出力端子＝ｖ０との間に第２のダ
イオード１３を接続する。また、出力端子−ｖｏ と
グラウンドとの間に第２のコンデンサ１４を接続する。One end of a first capacitor 11 is connected to the output of the square wave oscillation circuit 8, and a first capacitor 11 is connected between the other end and the ground.
A second diode 13 is connected between the diode 12 and the output terminal=v0. Further, a second capacitor 14 is connected between the output terminal -vo and ground.
以上のように構成された本実施例の正電圧−負電圧変換
回路について以下その動作を説明する。The operation of the positive voltage-negative voltage conversion circuit of this embodiment configured as described above will be explained below.
まず、方形波発振回路８の出力が′Ｈルベルｖ、Ｉの時
、方形波発振回路８の充電電流は第１のコンデンサ１１
、第１のダイオード１２を経てグラウンドに流れる。こ
の時第１のコンデンサ１１はＶＭ−Ｖ、 まで充電さ
れ、第１のコンデンサ１１と第１のダイオード１２の接
続点の電位はＶ、となる。次に、方形波発振回路８の出
力がゞＬ＃レベルｖＬに反転すれば、第１のコンデンサ
１１と第１のダイオード１２の接続点はＶつ−（ｖＨ−
ｖＬ、）と負電位となるため、第１のダイオード１２は
ターンオフし、第２のダイオード１３がオンして、第２
のコンデンサ１４へ負電荷の充電がはじまる。First, when the output of the square wave oscillation circuit 8 is 'H level v, I, the charging current of the square wave oscillation circuit 8 is the first capacitor 11.
, flows through the first diode 12 to ground. At this time, the first capacitor 11 is charged to VM-V, and the potential at the connection point between the first capacitor 11 and the first diode 12 becomes V. Next, when the output of the square wave oscillation circuit 8 is inverted to the L# level vL, the connection point between the first capacitor 11 and the first diode 12 becomes V-(vH-
vL, ), the first diode 12 turns off, the second diode 13 turns on, and the second diode 12 turns off.
Charging of negative charge to the capacitor 14 begins.
次に再び、方形波発振回路８の出力が１ｅレベルｖＨに
反転すれば、第１のダイオード１２がオンするため、第
１のコンデンサ１１と第１のダイオード１２の接読点の
電位がＶ、となり、第２のダイオード１３がオフするた
め、第２のコンデンサ１４に充電された負電荷は蓄えら
れる。以上のサイクルを繰り返すことＫより、出力電圧
に買電゛圧が取り出され、その喧は第（１）式に示す値
となる。Next, when the output of the square wave oscillation circuit 8 is inverted to 1e level vH again, the first diode 12 is turned on, so the potential at the contact point between the first capacitor 11 and the first diode 12 becomes V. , since the second diode 13 is turned off, the negative charge charged in the second capacitor 14 is stored. By repeating the above cycle, the power purchase pressure is extracted as the output voltage, and the voltage becomes the value shown in equation (1).
この時、ｖＨおよびＶ、ばそれぞれ第（１００式。At this time, vH and V are each expressed as (100 formula).
第（１１）式に示す値となる。The value is shown in equation (11).
ｖｌ（＝ｖ０゜−ｖｏ８（ｓａｔ）〜ｖｃｃ°°゛°゛
°゛（１ｏ）ｖ、 Ｌ ＝ ｖｃｍ（ｓａｔ）〜０
・・・・・・・・・（１１）それ故、−ｖｏは、
−Ｖ ＝−（Ｖ −２Ｖ） ・・・・・・・
・・・・（１２）ｏ ｃｃ
Ｄとなシ、従来例で示した第（４）式、あるいは、
第（８）式の値よりも、低い値を出力電圧として取り出
すことができる。vl(=v0゜-vo8(sat)~vcc°°゛°゛°゛(1o)v, L=vcm(sat)~0
・・・・・・・・・(11) Therefore, −vo is −V =−(V −2V) ・・・・・・・・・
...(12)o cc
D, Equation (4) shown in the conventional example, or
A value lower than the value of equation (8) can be extracted as the output voltage.
また、出力電圧の温度係数は、
となり、従来例で示しだ第（６）式、あるいは第（９）
式の値よりも、小さな出力電圧の１度係数を得ることが
できる。In addition, the temperature coefficient of the output voltage is as follows, and the equation (6) shown in the conventional example or the equation (9)
A smaller output voltage 1 degree coefficient can be obtained than the value of the equation.
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は方形波発振回
路の出力を、発振波形の（′Ｈルベル。Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention converts the output of the square wave oscillation circuit into the oscillation waveform ('H level).
％ Ｌ ｆ レベルにかかわらず、トランジスタのコレ
クタより取シ出すため、極めて簡単な回路構成により、
負電圧出力値として、従来回路よシも低い値を取シ出す
ことが可能となシ、かつ負電圧の温度係数も改善された
ものを得ることができる。% L f Regardless of the level, the output is taken out from the collector of the transistor, so the circuit configuration is extremely simple.
It is possible to obtain a negative voltage output value that is lower than that of the conventional circuit, and the temperature coefficient of the negative voltage is also improved.
第１図は本発明の一実施例における正電圧−負電圧変換
回路の構成図、第２図および第３図は従来の正電圧−負
電圧変換回路の構成図、第４図は正電圧−負電圧変換回
路の動作波形図である。
８・・・・方形波発振回路、９，１０・・・・・・トラ
ンジスタ、１１．１４・・・・・・コンデンサ、１２．
１３・・・・・・ダイオード、２１・・・・・・方形波
発振部。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名８一
方形：Ｊ皮元糎回Ｊ系
９、１０−）ランシ゛スゲ
第 １ 図 ／Ｌｆ４− コンテ°
ンブ１？、 ＩＳ−夕゛イ才一ド
レシ一FIG. 1 is a block diagram of a positive voltage to negative voltage conversion circuit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams of a conventional positive voltage to negative voltage conversion circuit, and FIG. 4 is a block diagram of a positive voltage to negative voltage conversion circuit. FIG. 3 is an operation waveform diagram of the negative voltage conversion circuit. 8... Square wave oscillation circuit, 9, 10... Transistor, 11.14... Capacitor, 12.
13... Diode, 21... Square wave oscillation section. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
Mbu 1? , IS-Yui Saiichi Dressiichi
Claims (1)
コンデンサと、前記第１のコンデンサの他端とグラウン
ドとの間に接続した第１のダイオードと、前記第１のコ
ンデンサと第１のダイオードの接続点と、出力端子との
間に接続した第２のダイオードと、出力端子とグラウン
ドとの間に接続した第２のコンデンサを有し、前記方形
波発振回路の出力回路をＮＰＮトランジスタとＰＮＰト
ランジスタで構成し、かつ、前記ＮＰＮトランジスタの
エミッタをグラウンドに接続し、前記ＰＮＰトランジス
タのエミッタを供給正電源に接続し、さらに、前記２つ
のトランジスタのコレクタを互いに接続して前記方形波
発振回路の出力部とする正電圧−負電圧変換回路。a square wave oscillation circuit, a first capacitor having one end connected to its output terminal, a first diode connected between the other end of the first capacitor and ground, the first capacitor and the first capacitor; a second diode connected between the connection point of the diode and the output terminal, and a second capacitor connected between the output terminal and ground, and the output circuit of the square wave oscillation circuit is an NPN transistor. and a PNP transistor, the emitter of the NPN transistor is connected to ground, the emitter of the PNP transistor is connected to a positive power supply, and the collectors of the two transistors are connected to each other to generate the square wave oscillation. Positive voltage to negative voltage conversion circuit used as the output section of the circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16401186A JPS6318958A (en) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | Positive voltage/negative voltage converter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16401186A JPS6318958A (en) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | Positive voltage/negative voltage converter circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318958A true JPS6318958A (en) | 1988-01-26 |
Family
ID=15785075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16401186A Pending JPS6318958A (en) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | Positive voltage/negative voltage converter circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318958A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6492862B2 (en) | 2000-02-25 | 2002-12-10 | Nec Corporation | Charge pump type voltage conversion circuit having small ripple voltage components |
| JP2017077112A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Tdk株式会社 | Switch driving device and switch driving method |
| DE102019102311A1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-07-30 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Gate driver circuit with voltage inversion for a power semiconductor switch |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16401186A patent/JPS6318958A/en active Pending
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| JP2017077112A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Tdk株式会社 | Switch driving device and switch driving method |
| DE102019102311A1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-07-30 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Gate driver circuit with voltage inversion for a power semiconductor switch |
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