KR100699818B1 - The voltage converter and booster circuit - Google Patents

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Abstract

전압 변환승압회로가 개시된다. 상기 전압 변환승압회로는, 제어신호 생성기, 변환승압회로 및 저장출력기를 구비한다. 상기 제어신호 생성기는 복수 개의 제어신호를 생성하며, 상기 변환승압회로는 복수 개의 전압펌핑회로들을 구비하며, 상기 제어신호 생성기의 상기 복수 개의 제어신호, 기준전압 및 공급전원전압에 응답하여 상기 기준전압을 승압시키고 극성을 변환시킨다. 상기 복수 개의 전압펌핑회로들은 직렬 연결되어 각각의 전압펌핑회로에서 충전된 전하들은 뒤쪽의 전압펌핑회로로 전달되면서 누적된다. 상기 저장출력기는 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호 및 상기 공급전원전압에 응답하여 상기 변환승압회로의 출력전하를 충전하여 출력한다. A voltage conversion boost circuit is disclosed. The voltage conversion booster circuit includes a control signal generator, a conversion booster circuit, and a storage output device. The control signal generator generates a plurality of control signals, the conversion booster circuit includes a plurality of voltage pumping circuits, and the reference voltage in response to the plurality of control signals, reference voltages, and supply power supply voltages of the control signal generator. Boost and reverse polarity. The plurality of voltage pumping circuits are connected in series so that charges charged in each voltage pumping circuit are accumulated while being transferred to the voltage pumping circuit at the rear side. The storage output unit charges and outputs the output charge of the conversion booster circuit in response to one control signal of the control signal generator and the supply power supply voltage.

Description

전압 변환승압 회로{The voltage converter and booster circuit}The voltage converter and booster circuit

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 변환승압회로를 나타낸다.1 illustrates a voltage conversion boost circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 전압 변환승압회로의 동작시 파형도이다.2 is a waveform diagram illustrating an operation of the voltage conversion booster circuit shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 파형도의 제1구간에서의 변환승압회로의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 3 shows an internal connection state of the conversion booster circuit in the first section of the waveform diagram shown in FIG. 2.

도 4는 도 2에 도시된 파형도의 제2구간에서의 변환승압회로의 내부연결 상태를 나타낸다.4 illustrates an internal connection state of the conversion booster circuit in the second section of the waveform diagram shown in FIG. 2.

도 5는 도 2에 도시된 파형도의 제3구간에서의 변환승압회로의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 5 shows an internal connection state of the conversion booster circuit in the third section of the waveform diagram shown in FIG. 2.

도 6은 도 2에 도시된 파형도의 제4구간에서의 변환승압회로의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 6 shows an internal connection state of the conversion booster circuit in the fourth section of the waveform diagram shown in FIG. 2.

도 7은 도 2에 도시된 파형도의 제5구간에서의 변환승압회로의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 7 illustrates an internal connection state of the conversion booster circuit in the fifth section of the waveform diagram shown in FIG. 2.

본 발명은 전압 발생기에 관한 것으로서, 특히 변환된 전압생성 및 상기 생성된 전압의 승압회로에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage generator, and more particularly to a converted voltage generation and a boost circuit of the generated voltage.

통상의 반도체 집적회로(IC; Integrated Circuit)들은 단전원(single supply voltage) 또는 양전원(dual supply voltage)으로 동작한다. 일반적으로 단전원이라 함은 반도체 집적회로들을 동작시키기 위하여 외부에서 공급하는 전원이 한 종류인 경우를 말하는데, 예를 들면, +5볼트(volts) 또는 +3볼트 전원 하나만을 공급하는 것이다. 양전원의 경우, 예를 들면, 반도체 집적회로에 +5볼트 및 -5볼트의 전원을 동시에 공급한다. 상기 단전원 및 상기 양전원 모두 기준 전압으로 0볼트(ground) 전원이 공통으로 공급된다.Conventional semiconductor integrated circuits (ICs) operate with a single supply voltage or a dual supply voltage. In general, a single power source refers to a case in which one external power source is supplied to operate semiconductor integrated circuits. For example, only a single +5 volt or +3 volt power supply is provided. In the case of a positive power supply, for example, a +5 volt and a -5 volt power are simultaneously supplied to a semiconductor integrated circuit. 0 volt power is commonly supplied as the reference voltage for both the single power supply and the both power supplies.

MSL(Multi Line Selection) 칼라 LCD 드라이버(Liquid Crystal Display driver)를 구동하기 위해서는 양전원 즉 양의 전원(positive power) 및 음의 전원(negative power)이 모두 필요한데, 종래에는 양의 전원은 내부에서 생성하고, 음의 전원(negative power)은 외부에서 디스크리트 소자들(discrete devices)을 이용하여 만들어 사용한다.In order to drive a MSL (Multi Line Selection) liquid crystal display driver, both a positive power source, positive power and a negative power source are required. For example, negative power is made by using discrete devices externally.

그러나, 종래의 방법은 음의 전원을 생성시키기 위한 디스크리트 소자들로 인하여 비용이 증가하고, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 패턴이 복잡하여질 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 면적을 증가시키는 단점이 있다.However, the conventional method has a disadvantage in that the cost increases due to the discrete elements for generating negative power, and the pattern of the printed circuit board is not only complicated, but also increases the area of the printed circuit board. .

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공급된 어떤 극성의 기준전 압을 이용하여 필요한 반대 극성의 승압된 전압을 생성시키는 전압 변환승압회로를 제공하는 데 있다.Accordingly, a technical object of the present invention is to provide a voltage conversion booster circuit for generating a boosted voltage of the opposite polarity required by using a reference voltage of a certain polarity supplied.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 상기 전압 변환승압회로는, 제어신호 생성기, 변환승압회로 및 저장출력기를 구비한다.According to the present invention for achieving the above technical problem, the voltage conversion boost circuit includes a control signal generator, a conversion boost circuit and a storage output device.

상기 제어신호 생성기는 복수 개의 제어신호를 생성하고, 상기 변환승압회로는 상기 복수 개의 제어신호, 공급전원전압 및 기준전압에 대응하여 양의 전원을 음의 전원으로 변환하고 승압하며, 상기 저장출력기는 상기 변환승압회로의 출력전하를 충전한다.The control signal generator generates a plurality of control signals, the conversion booster circuit converts positive power into a negative power in response to the plurality of control signals, the supply power voltage and the reference voltage, and boosts the power. The output charge of the conversion booster circuit is charged.

상기 변환승압회로는 복수 개의 전하펌핑회로(charge pumping circuit)를 구비하며, 상기 복수 개의 전하펌핑회로는 서로 직렬 연결되어 앞의 전하펌핑회로에서 전달된 전하들과 뒤의 전하펌핑회로에서 펌핑하는(pumping) 전하를 계속 합한다.The conversion booster circuit includes a plurality of charge pumping circuits, and the plurality of charge pumping circuits are connected in series to each other to pump the charges transferred from the previous charge pumping circuit and the subsequent charge pumping circuit ( pumping) continue to add charge.

상기 복수 개의 전하펌핑회로는, 3개의 스위치 즉, 제1스위치 내지 제3스위치 및 커패시터를 각각 구비한다. 상기 제1스위치는 입력단자와 상기 커패시터의 일단 사이를 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 대응하여 개폐되고, 상기 제2스위치는 일단에 상기 커패시터의 다른 일단이 연결되며 다른 일단은 공급전원전압에 연결되어 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 대응하여 개폐된다. 상기 제3스위치는 일단에 상기 커패시터의 다른 일단이 연결되며 다른 일단은 상기 기준전압이 연결되어 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 대응하여 개폐된다. 상기 커 패시터의 일단은 출력단자에 연결된다.The plurality of charge pumping circuits include three switches, that is, first to third switches and capacitors, respectively. The first switch is opened and closed between an input terminal and one end of the capacitor in response to a control signal of the control signal generator, and the second switch is connected at one end to the other end of the capacitor and the other end to a supply power supply voltage. It is connected to open and close in response to one control signal of the control signal generator. The other end of the third switch is connected to one end of the third switch, and the other end of the third switch is connected to the reference voltage to open and close corresponding to one control signal of the control signal generator. One end of the capacitor is connected to the output terminal.

상기 저장출력기는, 입력되는 전하들을 스위칭하는 스위치와 일단이 상기 스위치의 일단에 연결되고 다른 일단이 공급전원전압에 연결된 커패시터를 구비하여 상기 입력되는 전하를 충전시키고, 충전된 전하량에 따른 전압을 출력한다.The storage output device includes a switch for switching input charges and a capacitor connected to one end of the switch and the other end connected to a supply power supply voltage to charge the input charge and output a voltage according to the charged amount of charge. do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For each figure, like reference numerals denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 변환승압회로를 나타낸다.1 illustrates a voltage conversion boost circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 전압 변환승압회로(1000)는, 제어신호 생성기(100), 변환승압회로(200) 및 저장출력기(300)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the voltage conversion booster circuit 1000 includes a control signal generator 100, a conversion booster circuit 200, and a storage output device 300.

제어신호 생성기(100)는 총 7개의 제어신호, 즉 제1제어신호(C1) 내지 제7제어신호(C7)를 출력한다.The control signal generator 100 outputs a total of seven control signals, that is, the first control signal C1 to the seventh control signal C7.

변환승압회로(200)는 제1전하펌핑회로(210) 및 제2전하펌핑회로(220)를 구비한다. The conversion booster circuit 200 includes a first charge pumping circuit 210 and a second charge pumping circuit 220.

제1전하펌핑회로(210)는 제1스위치(211) 내지 제3스위치(213) 및 제1커패시터(214)를 구비한다. 제1스위치(211)는 공급전원전압(Vss)과 제1커패시터(214)의 일 전극(-) 사이에서 제어신호 생성기(100)의 제1제어신호(C1)에 응답하여 개폐된다. 제2스위치(212)는 일단에 제1커패시터(214)의 다른 일 전극(+)이 연결되고 다른 일단에 전원공급전압(Vss)이 연결되어 제4제어신호(C4)에 응답하여 개폐된다. 제3스위치(213)는 일단에 제1커패시터(214)의 다른 일 전극(+)이 연결되고 다른 일 단에 기준전압(Vr)이 연결되어 제5제어신호(C5)에 응답하며 개폐된다. 제1커패시터(214)의 일 전극(-)에 전원공급전압(Vss)을 인가하고 다른 일 전극(+)에 기준전압(Vr)을 인가하면 전하(q={C1*(Vr-Vss)})가 제1커패시터(214)에 충전된다.The first charge pumping circuit 210 includes first switches 211 to third switches 213 and a first capacitor 214. The first switch 211 is opened and closed in response to the first control signal C1 of the control signal generator 100 between the supply power supply voltage Vss and one electrode (−) of the first capacitor 214. One end of the second switch 212 is connected to the other electrode (+) of the first capacitor 214 and the other end is connected to the power supply voltage (Vss) is opened and closed in response to the fourth control signal (C4). The third switch 213 is connected to the other electrode (+) of the first capacitor 214 at one end and the reference voltage Vr at the other end thereof to open and close in response to the fifth control signal C5. When the power supply voltage Vss is applied to one electrode (-) of the first capacitor 214 and the reference voltage Vr is applied to the other electrode +, the charge q = {C1 * (Vr-Vss)} ) Is charged in the first capacitor 214.

제2전하펌핑회로(220)는 제4스위치(221) 내지 제6스위치(223) 및 제2커패시터(224)를 구비한다. 제2커패시터(224)는 일 전극(-)에 제4스위치(221)가 연결되고, 다른 일 전극(+)에 제5스위치(222) 및 제6스위치(223)가 연결된다. 제4스위치(221)는 공급전원전압(Vss)과 제2커패시터(224)의 일 전극(-) 사이에서 제어신호 생성기(100)의 제2제어신호(C2)에 응답하여 개폐된다. 제5스위치(222)는 기준전압(Vr)과 제2커패시터(224)의 다른 일 전극(+) 사이에서 제6제어신호(C6)에 대응하여 개폐된다. 제6스위치(223)는 제2커패시터(224)의 다른 일 전극(+)과 기준전압(Vr) 사이에서 제어신호 생성기의 제7제어신호(C7)에 응답하여 개폐된다. 제2커패시터(224)에 기준전압(Vr)을 인가하면 양의 전하(q=C2*{Vr-(Vss-Vr)})가 제2커패시터(224)에 충전된다.The second charge pumping circuit 220 includes a fourth switch 221 to a sixth switch 223 and a second capacitor 224. In the second capacitor 224, the fourth switch 221 is connected to one electrode (−), and the fifth switch 222 and the sixth switch 223 are connected to the other electrode (+). The fourth switch 221 is opened and closed in response to the second control signal C2 of the control signal generator 100 between the supply power supply voltage Vss and the one electrode of the second capacitor 224. The fifth switch 222 is opened and closed in response to the sixth control signal C6 between the reference voltage Vr and the other electrode (+) of the second capacitor 224. The sixth switch 223 is opened and closed in response to the seventh control signal C7 of the control signal generator between the other electrode (+) of the second capacitor 224 and the reference voltage Vr. When the reference voltage Vr is applied to the second capacitor 224, the positive charge q = C 2 * {Vr− (Vss−Vr)} is charged in the second capacitor 224.

저장출력기(300)는 제7스위치(301) 및 제3커패시터(302)를 구비한다. 제7스위치(301)는 제2커패시터(224)에 충전된 전하를 제3커패시터(302)에 스위칭하고, 제3커패시터(302)는 일 전극(-)이 제7스위치(301)에 연결되고 다른 일 전극(+)이 공급전원전압(Vss)에 연결된다.The storage output unit 300 includes a seventh switch 301 and a third capacitor 302. The seventh switch 301 switches the charges charged in the second capacitor 224 to the third capacitor 302, and the third capacitor 302 has one electrode (−) connected to the seventh switch 301. The other electrode (+) is connected to the supply power supply voltage Vss.

도 2는 도 1에 도시된 전압 변환승압회로(1000)의 동작시 파형도이다.2 is a waveform diagram illustrating an operation of the voltage conversion booster circuit 1000 illustrated in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 신호(C1) 내지 신호(C7)는 제어신호 생성기의 출력신호이 고, 전극(CAP1+)은 제1커패시터의 일 전극(+)을 나타내며 전극(CAP1-)은 제1커패시터의 다른 일 전극(-)을 나타내고, 전극(CAP2+)은 제2커패시터의 일 전극(+)을 나타내며 전극(CAP2-)은 제2커패시터의 다른 일 전극(-)을 나타낸다.. 기준전압(Vr)은 승압되고 극성이 변환될 임의의 전압을 나타내고, 출력전압(Vo)은 상기 제3커패시터에 저장되어 출력되는 음 전압이다.Referring to FIG. 2, the signals C1 to C7 are output signals of the control signal generator, the electrode CAP1 + represents one electrode of the first capacitor, and the electrode CAP1- represents the first capacitor. Another electrode (-) is shown, electrode CAP2 + represents one electrode (+) of the second capacitor, and electrode CAP2- represents the other electrode (-) of the second capacitor. Reference voltage Vr Denotes an arbitrary voltage to be boosted and polarized, and the output voltage Vo is a negative voltage stored and output in the third capacitor.

도 1에 도시된 3개의 커패시터(C1, C2 및 C3)는 모두 방전된 상태(Vss는 ground전위라 가정)에 있다고 가정하고, 본 발명에 따른 전압 변환승압회로(1000)의 동작특성을 도 2에 도시된 제어신호들(C1 내지 C7)의 구간에 따라 설명한다.It is assumed that all three capacitors C1, C2, and C3 shown in FIG. 1 are in a discharged state (assuming Vss is a ground potential), and FIG. 2 shows operating characteristics of the voltage booster circuit 1000 according to the present invention. It will be described according to the section of the control signals (C1 to C7) shown in.

도 3은 도 2에 도시된 파형도의 제1구간에서의 전압 변환승압회로(1000)의 내부연결 상태를 나타낸다.3 illustrates an internal connection state of the voltage conversion booster circuit 1000 in the first section of the waveform diagram of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 제1구간(P1)에서는, 제어신호들(C1, C5, C6 및 C3)이 논리하이 상태이므로 스위치들(211, 213, 222 및 301)은 턴온(turn on) 되고, 제어신호들(C2, C4 및 C7)이 논리로우 상태이므로 나머지 스위치들(221, 212 및 223)은 턴오프(turn off) 된다. 따라서 임의의 기준전압(Vr)과 공급전원전압(Vss)의 차이에 비례하는 전하(q={C1*(Vr-Vss)})가 제1커패시터(C1)에 충전되므로, 전극(CAP1+)의 전압 값이 임의의 기준전압(Vr)과 같고, 전극들(CAP1-, CAP2+ 및 CAP2-) 및 출력전압(Vo)의 전압 값은 외부의 공급전원(Vss)과 같게된다. 3, in the first section P1, since the control signals C1, C5, C6, and C3 are in a logic high state, the switches 211, 213, 222, and 301 are turned on. Since the control signals C2, C4, and C7 are in a logic low state, the remaining switches 221, 212, and 223 are turned off. Accordingly, the charge q = {C1 * (Vr-Vss)}, which is proportional to the difference between the arbitrary reference voltage Vr and the supply power supply voltage Vss, is charged in the first capacitor C1, so that the electrode CAP1 + The voltage value is equal to an arbitrary reference voltage Vr, and the voltage values of the electrodes CAP1-, CAP2 + and CAP2- and the output voltage Vo are equal to the external supply voltage Vss.

도 4는 도 2에 도시된 파형도의 제2구간에서의 전압 변환승압회로(1000)의 내부연결 상태를 나타낸다.4 illustrates an internal connection state of the voltage conversion booster circuit 1000 in the second section of the waveform diagram of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 제2구간(P2)에서는, 제어신호들(C1, C5, C6 및 C3)이 논리 로우 상태이므로 스위치들(211, 213, 222 및 301)은 턴오프 되고, 제어신호들(C2, C4 및 C7)이 논리로우 상태이므로 나머지 스위치들(221, 212 및 223)은 턴오프 된다. 전극(CAP1+)의 전압은 외부의 공급전원(Vss)과 같고, 전극(CAP1-)의 전압 값은 제1구간동안 충전된 전하에 의하여 생성된 전압(Vr)과 같다. 전극(CAP2+)에는 기준전압(Vr)이 인가되고, 전극(CAP2-)의 전압은 기준전압(Vr)의 역전된 전압 값(-Vr)이 된다. 제2커패시터(CAP2)의 양의 전극(CAP2+)에 기준전압(Vr)이 인가되는데 제2커패시터(CAP2)의 음의 전극(CAP2-)이 전압 값(-Vr)을 가지므로 제2커패시터(CAP2)에는 전하(q=C2*{Vr-(Vss-Vr)})가 충전된다. 즉 전하(q=C2*2Vr)가 충전된다. 커패시터(C3)에는 아직 전달된 전하가 없으므로 전압 값(Vss)을 갖는다.Referring to FIG. 4, in the second section P2, since the control signals C1, C5, C6, and C3 are in a logic low state, the switches 211, 213, 222, and 301 are turned off, and the control signals are controlled. Since C2, C4, and C7 are in a logic low state, the remaining switches 221, 212, and 223 are turned off. The voltage of the electrode CAP1 + is equal to the external supply power supply Vss, and the voltage value of the electrode CAP1- is equal to the voltage Vr generated by the charge charged during the first period. The reference voltage Vr is applied to the electrode CAP2 +, and the voltage of the electrode CAP2- becomes the inverted voltage value (-Vr) of the reference voltage Vr. The reference voltage Vr is applied to the positive electrode CAP2 + of the second capacitor CAP2. Since the negative electrode CAP2- of the second capacitor CAP2 has the voltage value -Vr, the second capacitor CAP CAP2 is charged with a charge q = C2 * {Vr- (Vss-Vr)}. In other words, the charge q = C2 * 2Vr is charged. The capacitor C3 has no voltage transferred yet, and therefore has a voltage value Vss.

도 5는 도 2에 도시된 파형도의 제3구간에서의 전압 변환승압회로(1000)의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 5 illustrates an internal connection state of the voltage conversion booster circuit 1000 in the third section of the waveform diagram of FIG. 2.

도 5를 참조하면, 제3구간(P3)에서는, 제어신호들(C1, C5, C6 및 C3)이 논리하이 상태이므로 스위치들(211, 213, 222 및 301)은 턴온(turn on) 되고, 제어신호들(C2, C4 및 C7)이 논리로우 상태이므로 나머지 스위치들(221, 212 및 223)은 턴오프(turn off) 된다. 따라서 기준전압(Vr)과 공급전원전압(Vss)의 차이에 비례하는 전하(q={C1*(Vr-Vss)})가 제1커패시터(C1)에 충전되므로, 전극(CAP1+)의 전압 값이 기준전압(Vr)과 같고, 전극들(CAP1- 및 CAP2+)의 전압은 공급전원(Vss)과 같게된다. 제2커패시터(C2)에 충전된 전하(q=C2*{Vr-(Vss-Vr)})에 의한 전압(-2Vr)이 전극(CAP2-) 및 출력단자(Vo)에 나타난다.Referring to FIG. 5, in the third section P3, since the control signals C1, C5, C6, and C3 are in a logic high state, the switches 211, 213, 222, and 301 are turned on. Since the control signals C2, C4, and C7 are in a logic low state, the remaining switches 221, 212, and 223 are turned off. Therefore, the charge q = {C1 * (Vr-Vss)}, which is proportional to the difference between the reference voltage Vr and the supply power supply voltage Vss, is charged in the first capacitor C1, so that the voltage value of the electrode CAP1 + is increased. This voltage is equal to the reference voltage Vr, and the voltages of the electrodes CAP1- and CAP2 + are equal to the power supply Vss. The voltage (-2Vr) due to the charge q = C2 * {Vr- (Vss-Vr)} charged in the second capacitor C2 is displayed on the electrode CAP2- and the output terminal Vo.

도 6은 도 2에 도시된 파형도의 제4구간에서의 전압 변환승압회로(1000)의 내부연결 상태를 나타낸다.6 illustrates an internal connection state of the voltage conversion booster circuit 1000 in the fourth section of the waveform diagram of FIG. 2.

도 6을 참조하면, 제4구간(P4)에서는, 제어신호들(C1, C5, C6 및 C3)이 논리로우 상태이므로 스위치들(211, 213, 222 및 301)은 턴오프 되고, 제어신호들(C2, C4 및 C7)이 논리로우 상태이므로 나머지 스위치들(221, 212 및 223)은 턴오프 된다. 전극(CAP1+)의 전압은 외부의 공급전원(Vss)과 같고, 전극(CAP1-)의 전압은 제1구간동안 충전된 전하에 의하여 생성된 전압(Vr)과 같다. 전극(CAP2+)에는 기준전압(Vr)이 인가되고, 전극(CAP2-)의 전압은 전압 값(-Vr)을 갖는다. 제2커패시터(CAP2)의 일 전극(CAP2+)에 기준전압(Vr)이 인가되는데 제2커패시터(CAP2)의 다른 일 전극(CAP2-)의 전압은 전압 값(-Vr)을 가지므로 제2커패시터(CAP2)에는 전하(q=CAP2*{Vr-(Vss-Vr)})가 충전된다. 즉 전하(q=CAP2*2Vr-Vss)가 충전된다.Referring to FIG. 6, in the fourth section P4, since the control signals C1, C5, C6, and C3 are in a logic low state, the switches 211, 213, 222, and 301 are turned off, and the control signals Since C2, C4, and C7 are in a logic low state, the remaining switches 221, 212, and 223 are turned off. The voltage of the electrode CAP1 + is equal to the external supply voltage Vss, and the voltage of the electrode CAP1- is equal to the voltage Vr generated by the charge charged during the first period. The reference voltage Vr is applied to the electrode CAP2 +, and the voltage of the electrode CAP2- has a voltage value (−Vr). The reference voltage Vr is applied to one electrode CAP2 + of the second capacitor CAP2. The voltage of the other electrode CAP2- of the second capacitor CAP2 has a voltage value (-Vr), so the second capacitor Charge (q = CAP2 * {Vr- (Vss-Vr)}) is charged in CAP2. That is, the charge q = CAP2 * 2Vr-Vss is charged.

도 7은 도 2에 도시된 파형도의 제5구간에서의 전압 변환승압회로(1000)의 내부연결 상태를 나타낸다.FIG. 7 illustrates an internal connection state of the voltage conversion booster circuit 1000 in the fifth section of the waveform diagram of FIG. 2.

도 7을 참조하면, 제5구간(P5)에서는, 제어신호들(C1, C5, C6 및 C3)이 논리하이 상태이므로 스위치들(211, 213, 222 및 301)은 턴온(turn on) 되고, 제어신호들(C2, C4 및 C7)이 논리로우 상태이므로 나머지 스위치들(221, 212 및 223)은 턴오프(turn off) 된다. 따라서 임의의 기준전압(Vr)과 공급전원전압(Vss)의 차이에 비례하는 전하(q={CAP1*(Vr-Vss)})가 제1커패시터(C1)에 충전되므로, 전극(CAP1+)의 전압 값이 기준전압(Vr)과 같고, 전극들(CAP1- 및 CAP2+)의 전압은 공급전원전압(Vss)과 같게된다. 제2커패시터(C2)에 충전된 전하(q=C2*{Vr-(Vss-Vr)})가 스위 치(221)가 턴온되면서 출력저장기(300)의 제3커패시터(302)에 분배되면, 기준전압(Vr)의 극성이 반전되고 2배 승압된 전압(-2Vr)이 전극(CAP2-) 및 출력단자(Vo)에 나타난다. 제3커패시터(302)에는 기존에 충전된 전하가 있었으므로 이 전하들이 누설 등에 의해 방전된 만큼의 전하들이 재충전되고, 따라서 제3단계 이후의 출력전압(Vo)는 항상 전압 값(-2Vr)을 가진다.Referring to FIG. 7, in the fifth section P5, since the control signals C1, C5, C6, and C3 are in a logic high state, the switches 211, 213, 222, and 301 are turned on. Since the control signals C2, C4, and C7 are in a logic low state, the remaining switches 221, 212, and 223 are turned off. Therefore, the charge q = {CAP1 * (Vr-Vss)} proportional to the difference between the arbitrary reference voltage Vr and the supply power supply voltage Vss is charged in the first capacitor C1, so that the electrode CAP1 + The voltage value is equal to the reference voltage Vr, and the voltages of the electrodes CAP1- and CAP2 + are equal to the supply power supply voltage Vss. When the charge q = C2 * {Vr- (Vss-Vr)} charged in the second capacitor C2 is distributed to the third capacitor 302 of the output reservoir 300 while the switch 221 is turned on. In addition, the polarity of the reference voltage Vr is reversed and the voltage boosted twice (-2Vr) appears on the electrode CAP2- and the output terminal Vo. Since the third capacitor 302 had previously charged charges, the charges are recharged as much as those charges are discharged due to leakage or the like, so that the output voltage Vo after the third step always has a voltage value (-2Vr). Have

도 1의 경우와 같이 2개의 전하펌핑회로 및 하나의 기준전압으로 회로를 구성할 경우, 출력전압(Vo)은 기준전압(Vr)의 2배의 크기의 음의 전압(-2Vr)을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 1, when the circuit is composed of two charge pumping circuits and one reference voltage, the output voltage Vo can obtain a negative voltage (-2Vr) that is twice as large as the reference voltage Vr. have.

상기의 경우 양의 기준전압(Vr)에 대하여 설명하였으나, 상기 기준전압이 음인 경우에 출력전압이 양의 전압이 됨은 분명하며, 2개 이상의 전하펌핑회로를 사용하여 3배(3Vr) 이상의 전압을 생성해 낼 수 있음도 분명하다.In the above case, the positive reference voltage Vr has been described. However, when the reference voltage is negative, the output voltage becomes positive voltage. Obviously it can be created.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전압 변환승압회로는, 기준전압과 극성은 반대이고 기준전압의 배수만큼의 전압을 반도체 회로 내에서 발생시킬 수 있으므로, 복수 개의 디스크리트 소자(discrete device)들 및 이를 장착하기 위한 인쇄회 로기판의 추가 사용면적이 필요 없는 장점이 있다.As described above, the voltage converting booster circuit according to the present invention has a polarity opposite to the reference voltage and can generate a voltage in the semiconductor circuit as much as a multiple of the reference voltage, so that a plurality of discrete devices and the same are mounted. There is an advantage that no additional use area of the printed circuit board is required.

Claims (4)

복수 개의 제어신호를 생성하는 제어신호 생성기; A control signal generator for generating a plurality of control signals; 상기 제어신호 생성기의 상기 복수 개의 제어신호, 기준전압 및 공급전원전압에 응답하여 기준전압을 승압시키고 극성을 변환시키는 변환승압회로; 및A conversion boost circuit for boosting a reference voltage and converting polarity in response to the plurality of control signals, the reference voltage, and the supply power voltage of the control signal generator; And 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호 및 상기 공급전원전압에 응답하여 상기 변환승압회로의 출력전하를 충전하는 저장출력기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 변환승압회로.And a storage output unit configured to charge an output charge of the conversion booster circuit in response to one control signal of the control signal generator and the supply power supply voltage. 제1항에 있어서, 상기 변환승압회로는,The method of claim 1, wherein the conversion boost circuit, 복수 개의 전압펌핑회로들을 구비하며,A plurality of voltage pumping circuits, 상기 복수 개의 전압펌핑회로들은 직렬 연결되어 각각의 전압펌핑회로에서 충전된 전하들이 뒤쪽의 전압펌핑회로에 전달되어 누적되는 것을 특징으로 하는 전압 변환승압회로.And the plurality of voltage pumping circuits are connected in series so that charges charged in each voltage pumping circuit are transferred to and accumulated in the voltage pumping circuit at the rear side. 제2항에 있어서, 직렬 연결된 상기 복수 개의 전압펌핑회로들 중에서 최초의 전압펌핑회로는,The method of claim 2, wherein the first voltage pumping circuit among the plurality of voltage pumping circuits connected in series comprises: 제1커패시터;A first capacitor; 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 응답하여 공급전원전압과 출력단자인 상기 커패시터의 일 전극 사이를 스위칭하는 제1스위치;A first switch for switching between a supply power supply voltage and one electrode of the capacitor which is an output terminal in response to one control signal of the control signal generator; 상기 제어신호 생성기의 다른 일 제어신호에 응답하여 상기 커패시터의 다른 일 전극과 상기 공급전원전압 사이를 스위칭하는 제2스위치; 및A second switch for switching between the other electrode of the capacitor and the supply power supply voltage in response to another control signal of the control signal generator; And 상기 제어신호 생성기의 또 다른 일 제어신호에 응답하여 상기 커패시터의 다른 일 전극과 상기 기준전압 사이를 스위칭하는 제3스위치를 구비하며,A third switch for switching between the other electrode of the capacitor and the reference voltage in response to another control signal of the control signal generator, 나머지 전압펌핑회로들은,The remaining voltage pumping circuits, 제2커패시터;A second capacitor; 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 응답하여 출력단자인 상기 제2커패시터의 일 전극과 앞쪽의 전압펌핑회로들의 출력단자 사이를 스위칭하는 제4스위치;A fourth switch for switching between one electrode of the second capacitor, which is an output terminal, and an output terminal of the front voltage pumping circuits in response to one control signal of the control signal generator; 상기 제어신호 생성기의 다른 일 제어신호에 응답하여 상기 커패시터의 다른 일 전극과 상기 공급전원전압 사이를 스위칭하는 제5스위치; 및A fifth switch configured to switch between the other electrode of the capacitor and the power supply voltage in response to another control signal of the control signal generator; And 상기 제어신호 생성기의 또 다른 일 제어신호에 응답하여 상기 커패시터의 다른 일 전극과 상기 기준전압 사이를 스위칭하는 제6스위치를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 변환승압회로.And a sixth switch configured to switch between another electrode of the capacitor and the reference voltage in response to another control signal of the control signal generator. 제1항에 있어서, 상기 저장출력기는,The method of claim 1, wherein the storage output unit, 일 전극이 상기 공급전원전압에 연결된 커패시터; 및A capacitor having one electrode connected to the supply power supply voltage; And 상기 제어신호 생성기의 일 제어신호에 응답하여 입력단자와 출력단자인 상기 커패시터의 다른 일 전극을 스위칭하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 변환승압회로.And a switch for switching one electrode of the capacitor, which is an input terminal and an output terminal, in response to one control signal of the control signal generator.
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