KR100433352B1 - 전압변환기 - Google Patents

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KR100433352B1
KR100433352B1 KR10-1998-0701338A KR19980701338A KR100433352B1 KR 100433352 B1 KR100433352 B1 KR 100433352B1 KR 19980701338 A KR19980701338 A KR 19980701338A KR 100433352 B1 KR100433352 B1 KR 100433352B1
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KR
South Korea
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electrode
capacitor
coupled
supply terminal
terminal
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KR10-1998-0701338A
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Inventor
에이세 카렐 디크만스
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
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Abstract

전압 변환기는 종래의 정류기 다이오드들을 출력 트랜지스터들(TU1, TU2)로 대체한 충전 펌프들을 구비한다. 동시에 상기 출력 트랜지스터들(TU1, TU2)은 전압 안정화기들로서 작용한다. 이것은 또한 평활 캐패시터 또는 상대적으로 낮은 캐패시턴스 값을 갖는 평활 캐패시터가 출력 단자(3)에 결합되어 있지 않을 때, 상기 출력 단자(3)에서의 전압의 리플 값을 낮춘다.

Description

전압 변환기
그러한 전압 변환기는 유럽 특허 0,626,750호에 공지되어 있으며 전압 변환기의 공급 전압보다 더 높은 전압인 DC 전압을 발생하는 역할을 한다. 상기 전압 변환기는 예를 들어 집적 회로의 일부가 공급 전압의 전압보다 더 높은 값의 DC 전압을 필요로 하는 경우의 집적 회로에서 사용될 수 있다. 상기 제 1 수단은 제 1공급 단자와 제 1 캐패시터의 제 1 전극 사이에 결합되어 있는 제 1 트랜지스터와, 출력이 제 1 캐패시터의 제 2 전극에 결합되어 있고 입력이 펄스 발생기의 출력에 결합되어 있는 제 1 인버터를 포함한다. 상기 제 2 수단은 제 1 공급 단자와 제 2 캐패시터의 제 1 전극 사이에 결합되어 있는 제 2 트랜지스터와, 출력이 제 2 캐패시터의 제 2 전극에 결합되어 있고 입력이 펄스 발생기의 출력에 결합되어 있는 제 2 인버터를 포함한다. 상기 공지된 전압 변환기는 또한 제 3 및 제 4 수단을 갖는 제 3 및 제 4 충전 펌프를 포함한다. 상기 제 3 및 제 4 충전 펌프와 상기 제 3 및 제 4 수단은 상기 제 1 및 제 2 충전 펌프와 상기 제 1 및 제 2 수단과 비교해서 각각 동일한 구조로 되어 있다. 상기 제 3 및 제 4 수단은 상기 제 1 및 제 2 수단과 역상으로 동작한다. 제 2 위상 동안, 제 2 충전 펌프는 제 4 충전 펌프의 트랜지스터의 제어 전극으로 DC 전압을 제공하며; 제 1 위상 동안, 제 4 충전 펌프는 제 2 트랜지스터의 제어 전극으로 DC 전압을 제공한다. 제 1 캐패시터는, 제 1 캐패시터의 제 1 전극을 제 1 트랜지스터를 통해 제 1 공급 단자와 결합시킴으로써, 또한 제 1 캐패시터의 제 2 전극을 제 1 인버터의 출력을 통해 제 2 공급 단자에 결합시킴으로써, 제 1 위상에서 충전된다. 제 1 위상에서 제 1 트랜지스터의 제어 전극에서의 전위가 제 1 공급 단자에서의 전위보다 거의 2배로 높기 때문에 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서의 전위는 제 1 공급 단자의 제어 전극에서의 전위와 거의 동일하며, 그래서 제 1 트랜지스터의 제 2 전극에서의 전위가 제 1 공급 단자에서의 전위에 이를 때 제 1 트랜지스터도 또한 도전 상태를 유지한다. 제 2 위상에서, 제 1 캐패시터의 제 2 전극이 제 1 인버터의 출력을 통해 제 1 공급 단자에 결합되기 때문에, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서의 전위는 제 1 공급 단자에서의 전위보다 거의 2배가 높게 된다. 제 1 트랜지스터는 제 2 위상에서는 비도전 상태이다. 정류기 다이오드는 제 1 캐패시터로부터, 상기 출력 단자에 결합되어 있는 부하에 전하량(a quantity of charge)을 전송한다. 이 결과로 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서의 전위는 강하되며, 그래서 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서 전압 리플(voltage ripple)이 발생한다. 정류기 다이오드 양단의 전압차가 제 1 근사치 (first-order approximation)에 의해 일정하기 때문에, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서의 전압 리플로 인해 출력 단자에서 전압 리플이 야기된다.
공지된 전압 변환기의 단점은 비교적 높은 캐패시턴스 값을 갖는 평활 회로 (smoothing circuit)가 낮은 리플 값을 갖는 출력 전압을 얻기 위해서 출력 단자에 결합되어야만 한다는 것이다.
본 발명은, 제 1 공급 단자, 제 2 공급 단자, 출력 단자; 제 1 전극 및 제 2 전극을 갖는 제 1 캐패시터와, 상기 제 1 캐패시터의 제 1 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키고 상기 제 1 캐패시터의 제 2 전극을 상기 제 2 공급 단자에 결합시키거나, 또는 상기 제 1 캐패시터의 제 2 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을 교대로 행하는 제 1 수단을 포함하는 제 1 충전 펌프; 제 1 전극과 제 2 전극을 갖는 제 2 캐패시터와, 상기 제 2 캐패시터의 제 1 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키고 상기 제 2 캐패시터의 제 2 전극을 제 2 공급 단자에 결합시키거나, 또는 상기 제 2 캐패시터의 제 2 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을, 상기 제 1 수단과 동상(in phase)으로 교대로 행하는 제 2 수단을 포함하는 제 2 충전 펌프; 및 상기 제 1 캐패시터의 제 1 전극과 상기 출력 단자 사이에 결합되는 제 1 단방향 소자를 포함하는 전압 변환기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전압 변환기의 원리를 도시하는 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 전압 변환기의 실시예의 원리를 도시하는 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 전압 변환기의 실시예를 도시하는 회로도.
본 발명의 목적은 낮은 전압 리플을 발생하고 그래서 비교적 높은 캐패시턴스 값을 갖는 캐패시터가 출력 단자에 연결될 필요가 없는 전압 변환기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 위해 본 발명에 따른 전압 변환기는, 제 1 단방향 소자가, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에 결합되어 있는 제어 전극과, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 1 주 전극, 및 출력 단자에 결합되는 제 2 주 전극을 갖는 제 1 출력 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 정류기 다이오드가 정류기 다이오드의 기능뿐만 아니라 전압 안정화기의 기능까지도 수행하는 출력 트랜지스터로 대체되어 출력 단자에서의 전압 리플이 감소될 수 있다는 인식에 기초를 두고 있다. 출력 트랜지스터의 제어 전극에서의 전위에서 제어 전극과 제 2 주 전극 사이의 전압차를 빼는 것에 의해 출력 단자에서의 출력 전압 값이 결정되기 때문에, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서 일어나는 전압 리플은 출력 단자에서 전압 리플을 야기하지 않는다.
제 2 위상 동안, 제어 전극과 제 1 출력 트랜지스터의 제 2 주 전극 사이의 전압차는 제 1 근사치(first-order approximation)에 의해 일정하다. 제어 전극에서의 전위도 제 2 위상 동안 일정하다. 제 1 캐패시터의 캐패시턴스 값이 충분히 높다면, 출력 트랜지스터의 제 1 주 전극에서의 전위는 제 2 위상 동안 출력 트랜지스터의 제 2 주 전극에서의 전위보다 항상 높게 될 것이다. 출력 트랜지스터는 제 2 위상 동안 전압 안정화기로서 작용하여, 제 1 캐패시터의 제 1 전극에서의 전압 리플이 출력 단자로 통과되는 것을 방지한다.
제 1 출력 트랜지스터는 제 1 위상 동안 비도전 상태가 아니기 때문에 전하가 출력 단자로 전송되지 않는다. 출력 단자에 결합될 수 있는 부하 때문에 제 1 위상 동안 전압 리플이 실제로 야기될 수 있다. 제 1 위상 동안에도 출력 단자에서의 전압 리플을 방지하기 위해, 상기 전압 변환기는, 제 1 전극 및 제 2 전극을 갖는 제 3 캐패시터와, 상기 제 3 캐패시터의 제 1 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키고 상기 제 3 캐패시터의 제 2 전극을 제 2 공급 단자에 결합시키거나, 또는 상기 제 3 캐패시터의 제 2 전극을 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을, 상기 제 1 수단과 역상으로 교대로 행하는 제 3 수단을 포함하는 제 3 충전 펌프; 제 1 전극및 제 2 전극을 갖는 제 4 캐패시터와, 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극을 상기 제 1 공급 단자에 결합시키고 상기 제 4 캐패시터의 제 2 전극을 상기 제 2 공급 단자에 결합시키거나, 또는 상기 제 4 캐패시터의 제 2 전극을 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을, 상기 제 2 수단과 역상으로 교대로 행하는 제 4 수단을 포함하는 제 4 충전 펌프; 및 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극에 결합되어 있는 제어 전극과, 제 3 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 1 주 전극, 및 상기 출력 단자에 결합되는 제 2 주 전극을 갖는 제 2 출력 트랜지스터를 더 포함한다. 상기 제 2 출력 트랜지스터는 제 1 위상 동안 도전 상태이며 상기 제 3 캐패시터로부터 상기 출력 단자로 전하를 전송한다. 상기 제 2 출력 트랜지스터는 제 1 위상 동안 전압 안정화기로서 작용하여, 제 3 캐패시터의 제 1 전극에서의 전압 리플이 상기 출력 단자로 통과되는 것을 방지한다. 이 결과, 상기 출력 단자에는 실질적으로 전압 리플이 나타나지 않는다.
본 발명에 따른 전압 변환기의 실시예는 상기 변환기가, 상기 제 1 캐패시터의 제 2 제어 전극과 상기 제 2 캐패시터의 제 2 전극에 결합되어 있는 제 1 입력 단자와, 상기 제 3 캐패시터의 제 2 제어 전극과 상기 제 4 캐패시터의 제 2 전극에 결합되어 있는 제 2 입력 단자와, 상기 제 1 공급 단자에 결합되는 제 1 주 전극과 상기 제 1 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 2 주 전극 및 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제어 전극을 갖는 제 1 트랜지스터와, 상기 제 1 공급 단자에 결합되는 제 1 주 전극과 상기 제 2 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 2 주 전극 및 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제어 전극을 갖는 제2 트랜지스터와, 상기 제 1 공급 단자에 결합되는 제 1 주 전극과 상기 제 3 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 2 주 전극 및 상기 제 2 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제어 전극을 갖는 제 3 트랜지스터, 및 상기 제 1 공급 단자에 결합되는 제 1 주 전극과 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제 2 주 전극 및 상기 제 2 캐패시터의 제 1 전극에 결합되는 제어 전극을 갖는 제 4 트랜지스터; 상기 제 1 공급 단자에 결합되어 있는 제 1 전극과, 상기 제 2 공급 단자에 결합되어 있는 제 2 전극, 및 상기 제 1 입력 단자에 결합되어 있는 제 3 전극을 갖고, 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 2 공급 단자에 결합시키거나 또는 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을 교대로 행하는 제 1 스위칭 소자; 및 상기 제 1 공급 단자에 결합되어 있는 제 1 전극과, 상기 제 2 공급 단자에 결합되어 있는 제 2 전극, 및 상기 제 2 입력 단자에 결합되어 있는 제 3 전극을 갖고, 상기 제 2 입력 단자를 상기 제 2 공급 단자에 결합시키거나 또는 상기 제 2 입력 단자를 상기 제 1 공급 단자에 결합시키는 것을, 상기 제 1 스위칭 소자와 역상으로 교대로 행하는 제 2 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 수단은 제 1 스위칭 소자와 제 1 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 2 수단은 상기 제 1 스위칭 소자와 제 2 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 3 수단은 제 2 스위칭 소자와 제 3 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 4 수단은 상기 제 2 스위칭 소자와 제 4 트랜지스터를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 캐패시터는 제 1 트랜지스터와 제 1 스위칭 소자에 의해, 또한 제 2 트랜지스터와 제 1 스위칭 소자에 의해, 상기 제 1 및 제 2 공급 단자 사이에 각각 접속되며; 상기 제 3 및 제 4 캐패시터의 제 2 전극들은 제 3 트랜지스터와 제 2 스위칭 소자에 의해, 또한 제 4 트랜지스터와 제 2 스위칭 소자에 의해, 제 1 공급 단자에 각각 결합되어, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터가 제 1 위상에서 충전된다. 상기 제 3 및 제 4 캐패시터는 이미 제 2 위상에서 충전되어 있기 때문에, 제 3 및 제 4 캐패시터의 제 1 전극들의 전위들은, 제 1 위상이 시작한 후에 즉시 제 1 공급 단자에서의 전위에 거의 2배가 된다. 상기 제 4 캐패시터의 제 1 전극에서의 전위는 제 2 위상 동안 실질적으로 강하되지 않을 것이다. 제 3 캐패시터의 제 1 전극에서의 전위는, 제 4 캐패시터로부터 출력 트랜지스터를 통해 출력 단자로 전하가 전송되기 때문에, 제 2 위상 동안 강하되지 않게 될 것이다.
전압 변환기는 역상으로 동작하는 두 개의 완전히 동일한 부분들로 구성된다. 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 1 출력 트랜지스터, 제 1 캐패시터, 제 2 캐패시터, 및 제 1 스위칭 소자는 각각 제 3 트랜지스터, 제 4 트랜지스터, 제 2 출력 트랜지스터, 제 3 캐패시터, 제 4 캐패시터, 및 제 2 스위칭 소자와 동일하다. 그래서 제 1 위상 동안 제 1 캐패시터로부터 제 1 출력 트랜지스터를 통해 제 2 출력 단자로 전하량이 전송된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조해서 상세히 서술한다.
도면에서 동일한 성분 및 소자는 동일한 참조 부호를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 전압 변환기의 원리를 나타내는 회로도이다. 전압 변환기는, 제 1 공급 단자(1), 제 2 공급 단자(2), 및 출력 단자(3); 제 1 캐패시터(C1)와 제 1 및 제 2 전극(4, 5)과, 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)을 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 제 1 캐패시터(C1)의 제 2 전극(5)을 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 제 1 캐패시터(C1)의 제 2 전극(5)을 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을 교대로 행하는 제 1, 제 2, 제 3 스위치(SW1, SW2, SW3)로 구성되는 제 1 수단을 포함하는 제 1 충전 펌프; 제 1 전극(6)과 제 2 전극(7)을 갖는 제 2 캐패시터(C2)와, 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)을 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 제 2 캐패시터(C2)의 제 2 전극(7)을 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 제 2 캐패시터(C2)의 제 2 전극(7)을 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을, 상기 제 1 수단과 역상으로 교대로 행하는 제 4, 제 5, 제 6 스위치(SW4, SW5, SW6)로 구성되는 제 2 수단을 포함하는 제 2 충전 펌프; 및 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)에 결합되어 있는 제어 전극(GU1)과, 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)에 결합되는 제 1 주 전극(DU1), 및 상기 출력 단자(3)에 결합되는 제 2 주 전극(DU2)을 갖는 제 1 출력 트랜지스터(TU1)를 포함한다. 상기 제 1, 제 2, 제 4, 제 5 스위치들(SW1, SW2, SW4, SW5)은 제 1 위상 PHI1 동안 폐쇄되며, 제 2 위상 PHI2 동안 개방된다. 제 3 및 제 6 스위치들(SW3, SW6)은 제 2 위상 PHI2 동안 폐쇄되며 제 1 위상 PHI1 동안 개방된다. 제 1 및 제2 위상 PHI1, PHI2는 시간에 맞춰 교대로 계속된다. 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)는 제 1 위상 PHI1 동안 충전되어, 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2) 각각의 제 1 및 제 2 전극들(4, 6; 5, 7) 사이의 전압차들은 제 1 공급 단자(1)와 제 2 공급 단자(2) 사이의 전압차와 같게 된다. 제어 전극(GU1)과 제 1 주 전극(DU1)에서의 전위는 제 1 위상 PHI1 동안 제 1 공급 단자에서의 전위와 같게 되고; 제 2 주 전극(DU2)에서의 전위는 제 1 주 전극(DU1)에서의 전위보다 더 높게 된다. 결과적으로, 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 도전되지 않으며 그래서 출력 단자(3)로부터 제 1 캐패시터(C1)로 전하가 흐를 수 없다.
제 2 위상 PHI2 동안, 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)의 제 2 전극들(5, 7)에서의 전위들은 제 1 공급 단자(1)에서의 전위와 동일하다. 따라서, 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)의 제 1 전극들(4, 6)에서의 전위들은 제 1 공급 단자(1)에서의 전위보다 2배 높게 된다. 제 1 주 전극(DU1)과 제 1 제어 전극(GU1)에서의 전위들은 제 2 주 전극(DU2)에서의 전위보다 더 높게 된다. 결과적으로, 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 도전되고 제 1 캐패시터(C1)로부터 출력 단자(3)로 전하량이 전송된다. 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)에서의 전위는 이 동안에는 강하될 것이다. 제 1 캐패시터(C1)의 캐패시턴서 값이 충분히 높게 제공되면, 제 1 캐패시터(C1)의 전극(4)에서의 전위는 출력 단자(3)에서의 전위보다 항상 높게 될 것이다. 제 1 출력 트랜지스터(TU1)의 제어 전극은 제 2 위상 PHI2 동안 일정한 전위를 갖는다. 제어 전극(GU1)과 제 2 주 전극(DU2) 사이의 전위차는 제 1 근사치에 의해 제 1 출력 트랜지스터(TU1)를 통해 흐르는 전류와는 무관하기 때문에, 출력 단자(3)에서의 전위는 제 1 근사치에 의해 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)에서의 전위와도 무관하게 된다. 그래서 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 제 2 위상 동안 전압 안정화기로서 작용한다.
도 2는 본 발명에 따른 전압 변환기의 실시예의 동작 원리를 도시하는 회로도이다. 전압 변환기는 동일한 두 부분으로 구성되어 있는데, 그 대응하는 접속점들은 제 1 공급 단자(1), 제 2 공급 단자(2), 및 출력 단자(3)에 각각 결합되어 있다. 두개의 동일한 부분들은 도 1의 회로도에 따른 전압 변환기들이다. 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3), 제 4 스위치(SW4), 제 5 스위치(SW5), 제 6 스위치(SW6), 제 1 캐패시터(C1), 제 2 캐패시터(C2), 및 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 제 7 스위치(SW7), 제 8 스위치(SW8), 제 9 스위치(SW9), 제 10 스위치(SW10), 제 11 스위치(SW11), 제 12 스위치(SW12), 제 3 캐패시터(C3), 제 4 캐패시터(C4), 및 제 2 출력 트랜지스터(TU2)에 각각 대응한다. 제 1 내지 제 6 스위치(SW1 - SW6)는 제 7 내지 제 12 스위치(SW7 - SW12)와는 역상으로 동작한다. 제 1 위상 PHI1 동안, 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)는 충전되고, 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 비도전되며, 제 2 출력 트랜지스터(TU2)는 제 3 캐패시터(C3)로부터 출력 단자(3)로 전하량을 전송한다. 제 2 위상 PHI2 동안, 제 3 및 제 4 캐패시터(C3, C4)는 충전되고, 제 2 출력 트랜지스터(TU2)는 비도전되며, 제 1 출력 트랜지스터(TU1)는 제 1 캐패시터(C1)로부터 출력 단자(3)로 전하량을 전송한다. 이에 의해 출력 단자(3)에서의 전압 리플이 효과적으로 감소된다.
도 3의 회로도는 본 발명에 따른 전압 변환기의 실행을 도 2의 원리에 뒤이어서 나타낸다. 이 실행에서, 제 1 및 제 2 캐패시터(C1, C2)의 제 2 전극들(5, 7)은 제 1 입력 단자(12)에 결합된다. 제 3 및 제 4 캐패시터(C3, C4)의 제 2 전극들(9, 11)은 제 2 입력 단자(13)에 결합된다. 전압 변환기는, 제 1 공급 단자(1)와 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6) 사이에 결합되어 있는 제 1 시작 다이오드(DI1)와, 제 1 공급 단자(1)와 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10) 사이에 결합되어 있는 제 2 시작 다이오드(DI2)를 더 포함한다. 제 1 트랜지스터(T1), 제 2 트랜지스터(T2), 제 3 트랜지스터(T3), 및 제 4 트랜지스터(T4)는 제 1 스위치(SW1), 제 4 스위치(SW4), 제 7 스위치(SW7), 제 10 스위치(SW10)를 각각 대체한 것이다. 제 1 스위칭 소자(SE1)는 제 2 스위치(SW2), 제 3 스위치(SW3), 제 5 스위치(SW5), 제 6 스위치(SW6)를 대체한 것이다. 제 2 스위칭 소자(SE2)는 제 8 스위치(SW8), 제 9 스위치(SW9), 제 11 스위치(SW11), 및 제 12 스위치(SW12)를 대체한 것이다. 전압차가 제 1 및 제 2 공급 단자(1, 2) 사이에 인가된 후 즉시, 제 1 및 제 2 시작 다이오드(DI1, DI2)가 도전되므로, 제 1 및 제 2 다이오드(DI1, DI2) 각각이 다시 비도전될 수 있을 정도로 제 2 및 제 4 캐패시터(C2, C4)의 제 1 전극들(6, 10)에서의 전위들이 높게 될 때까지, 제 2 및 제 4 캐패시터(C2, C4)가 충전된다. 제 1 및 제 2 스위칭 소자들(SE1, SE2)은 예를 들어 제 1 및 제 2 입력 단자(12, 13)에 각각 결합되어 있는 두 개의 출력들을 갖는 펄스 발생기로 구성될 수 있다. 펄스 발생기의 두 개의 출력들은 서로 역상으로 되어 있는 고 레벨들과 저 레벨들을 연속적으로 제공한다. 고 레벨들과 저 레벨들은 제 1 및 제 2 공급 단자에서의 전위들과 각각 동일하다.
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 트랜지스터(T1, T2, T3, 및 T4) 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 출력 트랜지스터(TU1, TU2)는 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터로서 구성될 수 있다. 위에서 언급한 도전형 대신에, 도전형이 반대인 트랜지스터들이 대안으로 사용될 수 있다. 그러면 전압 변환기의 전위들의 극성은 반대가 된다. 바이폴라 트랜지스터와 전계 효과 트랜지스터의 조합, 예를 들어 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 트랜지스터들(T1, T2, T3, 및 T4)은 전계 효과 트랜지스터로 하고 제 1 및 제 2 출력 트랜지스터들(TU1, TU2)은 바이폴라 트랜지스터로 하는 것도 가능하다. 전압 변환기는 집적 회로에서 구성될 수 있고 이산 성분(discrete components)에 의해서도 구성될 수 있다.

Claims (7)

  1. 제 1 공급 단자(1), 제 2 공급 단자(2), 출력 단자(3);
    제 1 전극(4) 및 제 2 전극(5)을 갖는 제 1 캐패시터(C1)와, 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 2 전극(5)을 상기 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 2 전극(5)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을 교대로 행하는 제 1 수단을 포함하는 제 1 충전 펌프;
    제 1 전극(6)과 제 2 전극(7)을 갖는 제 2 캐패시터(C2)와, 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 2 전극(7)을 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 2 전극(7)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을, 상기 제 1 수단과 동상(in phase)으로 교대로 행하는 제 2 수단을 포함하는 제 2 충전 펌프; 및
    상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)과 상기 출력 단자(3) 사이에 결합되는 제 1 단방향 소자를 포함하는 전압 변환기에 있어서,
    상기 제 1 단방향 소자는, 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)에 결합되어 있는 제어 전극(GU1), 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)에 결합되어 있는 제 1 주 전극(DU1), 및 상기 출력 단자(3)에 결합되어 있는 제 2 주 전극(DU2)을 포함하는 제 1 출력 트랜지스터(TU1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 변환기는,
    제 1 전극(8) 및 제 2 전극(9)을 갖는 제 3 캐패시터(C3)와, 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 1 전극(8)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 2 전극(9)을 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 2 전극(9)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을, 상기 제 1 수단과 역상(counterphase)으로 교대로 행하는 제 3 수단을 포함하는 제 3 충전 펌프;
    제 1 전극(10)과 제 2 전극(11)을 갖는 제 4 캐패시터(C4)와, 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키고 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 2 전극(11)을 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나, 또는 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 2 전극(11)을 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을, 상기 제 2 수단과 역상으로 교대로 행하는 제 4 수단을 포함하는 제 4 충전 펌프; 및
    상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10)에 결합되어 있는 제어 전극(GU2), 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 1 전극(8)에 결합되어 있는 제 1 주 전극(DU3), 및 상기 출력 단자(3)에 결합되어 있는 제 2 주 전극(DU4)을 구비하는 제 2 출력 트랜지스터(TU2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 변환기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전압 변환기는,
    상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 2 제어 전극(5)과 상기 제 2 캐패시터(C2)의제 2 전극(7)에 결합되어 있는 제 1 입력 단자(12)와, 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 2 제어 전극(9)과 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 2 전극(11)에 결합되어 있는 제 2 입력 단자(13)와, 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되는 제 1 주 전극(D1)과 상기 제 1 캐패시터(C1)의 제 1 전극(4)에 결합되는 제 2 주 전극(S1) 및 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10)에 결합되는 제어 전극(G1)을 갖는 제 1 트랜지스터(T1)와, 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되는 제 1 주 전극(D2)과 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)에 결합되는 제 2 주 전극(S2) 및 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10)에 결합되는 제어 전극(G2)을 갖는 제 2 트랜지스터(T2)와, 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되는 제 1 주 전극(D3)과 상기 제 3 캐패시터(C3)의 제 1 전극(8)에 결합되는 제 2 주 전극(S3) 및 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6)에 결합되는 제어 전극(G3)을 갖는 제 3 트랜지스터(T3), 및 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되는 제 1 주 전극(D4)과 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10)에 결합되는 제 2 주 전극(S4) 및 상기 제 2 캐패시터(C4)의 제 1 전극(6)에 결합되는 제어 전극(G4)을 갖는 제 4 트랜지스터(T4);
    상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되어 있는 제 1 전극(14)과, 상기 제 2 공급 단자(2)에 결합되어 있는 제 2 전극(15), 및 상기 제 1 입력 단자(12)에 결합되어 있는 제 3 전극(16)을 갖고, 상기 제 1 입력 단자(12)를 상기 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나 또는 상기 제 1 입력 단자(12)를 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을 교대로 행하는 제 1 스위칭 소자(SE1); 및
    상기 제 1 공급 단자(1)에 결합되어 있는 제 1 전극(17)과, 상기 제 2 공급 단자(2)에 결합되어 있는 제 2 전극(18), 및 상기 제 2 입력 단자(13)에 결합되어 있는 제 3 전극(19)을 갖고, 상기 제 2 입력 단자(13)를 상기 제 2 공급 단자(2)에 결합시키거나 또는 상기 제 2 입력 단자(13)를 상기 제 1 공급 단자(1)에 결합시키는 것을, 상기 제 1 스위칭 소자(SE1)와 역상으로 교대로 행하는 제 2 스위칭 소자(SE2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 변환기.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 변환기는,
    상기 제 1 공급 단자(1)와 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6) 사이에 결합되며, 상기 전압 변환기의 초기 시작(initial starting)을 위한 제 1 시작 다이오드(DI1)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 변환기.
  5. 제 2 항 또는 3 항에 있어서, 상기 전압 변환기는,
    상기 제 1 공급 단자(1)와 상기 제 2 캐패시터(C2)의 제 1 전극(6) 사이와, 상기 제 1 공급 단자(1)와 상기 제 4 캐패시터(C4)의 제 1 전극(10) 사이에 각각 결합되며, 상기 전압 변환기의 초기 시작을 위한 제 1 시작 다이오드(DI1) 및 제 2 시작 다이오드(DI2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 변환기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 시작 다이오드들(DI1, DI2) 중 적어도 하나는 다이오드로서 접속된 트랜지스터에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 전압 변환기.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐패시터들(C1, C2, C3, C4) 중 적어도 하나는 캐패시터로서 접속된 전계 효과 트랜지스터에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 전압 변환기.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100574121B1 (ko) * 1998-04-24 2006-04-25 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 스위치형 용량성 변압기
US6188274B1 (en) * 1999-06-04 2001-02-13 Sharp Laboratories Of America, Inc. Bootstrap capacitor power supply for low voltage mobile communications power amplifier
US6310789B1 (en) * 1999-06-25 2001-10-30 The Procter & Gamble Company Dynamically-controlled, intrinsically regulated charge pump power converter
US6483377B2 (en) * 2001-01-10 2002-11-19 Texas Instruments Incorporated Low slew rate charge pump
US6674317B1 (en) 2002-09-18 2004-01-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Output stage of a charge pump circuit providing relatively stable output voltage without voltage degradation
US6859091B1 (en) 2003-09-18 2005-02-22 Maxim Integrated Products, Inc. Continuous linear regulated zero dropout charge pump with high efficiency load predictive clocking scheme
US7920017B2 (en) * 2004-12-16 2011-04-05 Analog Devices, Inc. Programmable clock booster system
US7397299B2 (en) * 2004-12-28 2008-07-08 The Hong Kong University Of Science And Technology N-stage exponential charge pumps, charging stages therefor and methods of operation thereof
US7369419B2 (en) * 2006-07-05 2008-05-06 Vanguard International Semiconductor Corporation Voltage converter
DE102008056748A1 (de) * 2008-11-11 2010-05-20 Austriamicrosystems Ag Spannungskonverter
US8326582B2 (en) * 2008-12-18 2012-12-04 International Electronic Machines Corporation Acoustic-based rotating component analysis
KR101315143B1 (ko) * 2012-08-22 2013-10-14 전북대학교산학협력단 높은 승압 비를 갖는 고효율 ｄｃ/ｄｃ 컨버터
CN108322042B (zh) 2018-03-09 2019-11-05 京东方科技集团股份有限公司 电荷泵及其电压控制方法和显示装置
WO2021068101A1 (zh) * 2019-10-08 2021-04-15 深圳市汇顶科技股份有限公司 升压产生电路以及相关电路、芯片以及穿戴设备
CN113746326B (zh) * 2021-09-07 2024-05-28 上海伏达半导体有限公司 一种开关电容转换器及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4106086A (en) * 1976-12-29 1978-08-08 Rca Corporation Voltage multiplier circuit
US4199806A (en) * 1978-01-18 1980-04-22 Harris Corporation CMOS Voltage multiplier
DE2821418A1 (de) * 1978-05-16 1979-11-22 Siemens Ag Taktgesteuerter gleichspannungswandler
US4321661A (en) * 1980-12-23 1982-03-23 Gte Laboratories Incorporated Apparatus for charging a capacitor
US4621315A (en) * 1985-09-03 1986-11-04 Motorola, Inc. Recirculating MOS charge pump
US4999761A (en) * 1985-10-01 1991-03-12 Maxim Integrated Products Integrated dual charge pump power supply and RS-232 transmitter/receiver
WO1994011943A1 (en) * 1992-11-18 1994-05-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Power supply voltage booster
US5397931A (en) * 1993-03-31 1995-03-14 Texas Instruments Deutschland Gmbh Voltage multiplier
EP0631369A1 (en) * 1993-06-21 1994-12-28 STMicroelectronics S.r.l. Voltage multiplier for high output current with a stabilized output voltage

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EP0860047A1 (en) 1998-08-26
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DE69701125D1 (de) 2000-02-17
US5877948A (en) 1999-03-02
WO1997050166A1 (en) 1997-12-31

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