JP2001186753A - Constant voltage circuit and method for outputting constant voltage - Google Patents
Constant voltage circuit and method for outputting constant voltageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、安定した定電圧の
出力に適した定電圧回路及びその定電圧出力方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant voltage circuit suitable for outputting a stable constant voltage and a method of outputting the constant voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の定電圧回路は、チャージポンプ回
路の出力に過剰な昇圧電圧をクランプするクランプ回路
を接続することにより、定電圧出力を得るようにしてい
る。2. Description of the Related Art In a conventional constant voltage circuit, a constant voltage output is obtained by connecting a clamp circuit for clamping an excessive boosted voltage to an output of a charge pump circuit.
【０００３】すなわち、たとえば図３に示すように、チ
ャージポンプ回路は、ダイオードＤ１（〜Ｄ（Ｎ＋
１））、コンデンサＣ１（〜ＣＮ）、インバータＩＮＶ
１（〜ＩＮＶＮ）のＮ段構成とされている。That is, for example, as shown in FIG. 3, a charge pump circuit includes diodes D1 (-D (N +
1)), capacitor C1 (to CN), inverter INV
It has an N-stage configuration of 1 (〜INVN).
【０００４】また、チャージポンプ回路のダイオードＤ
１（〜ＤＮ）の入力側には、電源電圧ＶＢが接続されて
いる。チャージポンプ回路のインバータＩＮＶ１（〜Ｉ
ＮＶＮ）の入力側には、発振器ＯＳＣが接続されてい
る。チャージポンプ回路の出力側には、ツェナーダイオ
ードＺＤ、コンデンサＣ（Ｎ＋１）等からなるクランプ
回路が接続されている。A diode D of a charge pump circuit
The power supply voltage VB is connected to the input side of 1 (〜DN). Inverter INV1 (up to I
An oscillator OSC is connected to the input side of the NVN). A clamp circuit including a zener diode ZD, a capacitor C (N + 1), and the like is connected to the output side of the charge pump circuit.
【０００５】そして、チャージポンプ回路のインバータ
ＩＮＶ１（〜ＩＮＶＮ）の出力がＨ又はＬに変化するこ
とにより、コンデンサＣ１（〜ＣＮ）が充放電を行う。
このとき、チャージポンプ回路の出力側に接続されてい
るクランプ回路により、過剰な昇圧電圧がクランプさ
れ、定電圧出力である出力電圧Ｖｏｕｔが得られるよう
になっている。When the output of the inverter INV1 (ＶINVN) of the charge pump circuit changes to H or L, the capacitor C1 (〜CN) charges and discharges.
At this time, an excessive boosted voltage is clamped by a clamp circuit connected to the output side of the charge pump circuit, and an output voltage Vout which is a constant voltage output is obtained.
【０００６】また、他の従来の定電圧回路として、たと
えば図４に示すように、電源電圧ＶＢとチャージポンプ
回路との間に設けたレギュレータＲＥＧにより、電圧Ｖ
ＲＥＧを調整し、チャージポンプ回路の昇圧電圧を安定
化させることで、電源電圧ＶＢの変動に対し出力電圧の
変動を無くす構成としたものもある。また、図４に示す
定電圧回路は、レギュレータＲＥＧを設けることで、図
３のツェナーダイオードＺＤが省かれている。As another conventional constant voltage circuit, for example, as shown in FIG. 4, a voltage REG is provided by a regulator REG provided between a power supply voltage VB and a charge pump circuit.
There is also a configuration in which the REG is adjusted to stabilize the boosted voltage of the charge pump circuit so that the output voltage does not fluctuate with respect to the fluctuation of the power supply voltage VB. Further, the constant voltage circuit shown in FIG. 4 does not include the zener diode ZD in FIG. 3 by providing the regulator REG.
【０００７】この場合の出力電圧Ｖｏｕｔは、 Ｖｏｕｔ＝（Ｎ＋１）×（ＶＲＥＧ−ＶＦ） となる。ここで、ＶＦは、ダイオードＤ１（〜Ｄ（Ｎ＋
１））の順方向電圧である。The output voltage Vout in this case is as follows: Vout = (N + 1) × (VREG-VF) Here, VF is the diode D1 (１D (N +
1)) is the forward voltage.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示し
た定電圧回路では、クランプ回路にツェナーダイオード
ＺＤ等を用いる構成であるため、出力電圧Ｖｏｕｔの精
度はツェナー電圧の精度により決定される。このため、
精度の良いツェナーダイオードＺＤを用いた場合、回路
のコストアップを招いてしまう。このことは、複数の定
電圧出力を得ようとした場合、顕著である。However, the accuracy of the output voltage Vout is determined by the accuracy of the Zener voltage, because the constant voltage circuit shown in FIG. 3 uses a Zener diode ZD or the like for the clamp circuit. For this reason,
Use of an accurate Zener diode ZD leads to an increase in circuit cost. This is remarkable when trying to obtain a plurality of constant voltage outputs.
【０００９】この点、図４に示した定電圧回路では、出
力電圧Ｖｏｕｔが電源電圧ＶＢに対して安定であるた
め、ツェナーダイオードＺＤが不要となり、回路のコス
トアップは避けられる。しかし、ダイオードＤ１（〜Ｄ
（Ｎ＋１））の順方向電圧ＶＦのばらつきや温度特性に
より出力電圧Ｖｏｕｔが変動するという不具合がある。In this regard, in the constant voltage circuit shown in FIG. 4, since the output voltage Vout is stable with respect to the power supply voltage VB, the zener diode ZD becomes unnecessary, and an increase in circuit cost can be avoided. However, the diode D1 (~ D
There is a problem that the output voltage Vout fluctuates due to the variation in the forward voltage VF and the temperature characteristic of (N + 1)).
【００１０】ちなみに、特公平０５−０７４３０７号公
報では、入力電圧に応じ昇圧の段数を切換えて出力電圧
を制御するようにした回路が示されているが、回路構成
が複雑であるばかりか、回路のコストアップを招いてし
まうという不具合がある。[0010] Incidentally, Japanese Patent Publication No. 05-074307 discloses a circuit in which the number of boosting stages is switched in accordance with the input voltage to control the output voltage. However, not only is the circuit configuration complicated, but also the circuit is complicated. There is a problem that the cost is increased.
【００１１】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、回路のコストアップを招くことなく、複
数の定電圧出力を精度良く得ることができる定電圧回路
及びその定電圧出力方法を提供することができるように
するものである。The present invention has been made in view of such a situation, and a constant voltage circuit and a constant voltage output method capable of accurately obtaining a plurality of constant voltage outputs without increasing the cost of the circuit. That can be provided.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の定電圧
回路は、入力電圧が印加される第１の入力側と出力電圧
が得られる第１の出力側との間に設けられたＮ段構成の
第１のチャージポンプ回路部と、第１のチャージポンプ
回路部の出力側に設けられ、第１の出力側の出力電圧を
所定の範囲で可変制御する第１の定電圧制御部と、第１
のチャージポンプ回路部の出力電圧を検出し、第１の定
電圧制御部による可変制御を行わせるための電圧を与え
る第１の出力電圧検出部と、入力電圧が印加される第２
の入力側と出力電圧が得られる第２の出力側との間に設
けられるとともに、第１のチャージポンプ回路部に対し
て並列接続されるＮ段構成の第２のチャージポンプ回路
部と、第２のチャージポンプ回路部の出力側に設けら
れ、第２の出力側の出力電圧を所定の範囲で可変制御す
る第２の定電圧制御部と、第２の定電圧制御部による可
変制御を行わせるための電圧を与える第２の出力電圧検
出部とを備えることを特徴とする。また、第１及び第２
のチャージポンプ回路部は、第１及び第２の出力側に向
けそれぞれ順方向接続された複数のダイオードと、複数
のダイオードの出力側のそれぞれに並列接続されたコン
デンサと、コンデンサの各々に接続され、それぞれのコ
ンデンサに対し充放電を行わせるための複数のインバー
タとを備え、第１及び第２の定電圧制御部は、一端が第
１又は第２のチャージポンプ回路部の最終段に接続さ
れ、出力端が第１又は第２の出力側に接続されるナンド
ゲートと、反転入力端が第１又は第２の出力電圧検出部
に接続され、非反転入力端が所定のしきい値電圧源に接
続され、出力端がナンドゲートの他端に接続される比較
回路とを備えるようにすることができる。また、第１又
は第２のチャージポンプ回路部の複数のダイオードは、
第１又は第２の出力側に向けそれぞれ逆方向接続されて
いるようにすることができる。請求項４に記載の定電圧
回路の定電圧出力方法は、入力電圧が印加される第１の
入力側と出力電圧が得られる第１の出力側との間に、Ｎ
段構成の第１のチャージポンプ回路部を設ける第１の工
程と、第１のチャージポンプ回路部の出力側に設けられ
た第１の定電圧制御部により、第１の出力側の出力電圧
を所定の範囲で可変制御する第２の工程と、第１の出力
電圧検出部により、第１のチャージポンプ回路部の出力
電圧を検出し、第１の定電圧制御部による可変制御を行
わせるための電圧を与える第３の工程と、入力電圧が印
加される第２の入力側と出力電圧が得られる第２の出力
側との間であり、かつ第１のチャージポンプ回路部に対
し第２のチャージポンプ回路部を並列接続する第４の工
程と、第２のチャージポンプ回路部の出力側に設けられ
た第２の定電圧制御部により、第２の出力側の出力電圧
を所定の範囲で可変制御する第５の工程と、第２の出力
電圧検出部により、第２の定電圧制御部による可変制御
を行わせるための電圧を与える第５の工程とを備えるこ
とを特徴とする。また、第１及び第４の工程には、第１
及び第２の出力側に向け複数のダイオードをそれぞれ順
方向接続とする第６の工程と、複数のダイオードの出力
側のそれぞれにコンデンサを並列接続する第７の工程
と、コンデンサの各々に接続された複数のインバータに
より、それぞれのコンデンサに対し充放電を行わせる第
８の工程とが含まれ、第２及び第５の工程には、ナンド
ゲートの一端を第１又は第２のチャージポンプ回路部の
最終段に接続し、出力端を第１又は第２の出力側に接続
する第９の工程と、比較回路の反転入力端を第１又は第
２の出力電圧検出部に接続し、非反転入力端を所定のし
きい値電圧源に接続し、出力端をナンドゲートの他端に
接続する第１０の工程とが含まれるようにすることがで
きる。また、第６の工程には、複数のダイオードを、第
１又は第２の出力側に向けそれぞれ逆方向接続とする第
１１の工程が含まれるようにすることができる。本発明
に係る定電圧回路及びその定電圧出力方法においては、
入力電圧が印加される第１の入力側と出力電圧が得られ
る第１の出力側との間に、Ｎ段構成の第１のチャージポ
ンプ回路部を設け、第１のチャージポンプ回路部の出力
側に設けられた第１の定電圧制御部により、第１の出力
側の出力電圧を所定の範囲で可変制御し、第１の出力電
圧検出部により、第１の定電圧制御部による可変制御を
行わせるための電圧を与え、入力電圧が印加される第２
の入力側と出力電圧が得られる第２の出力側との間であ
り、かつ第１のチャージポンプ回路部に対し第２のチャ
ージポンプ回路部を並列接続し、第２のチャージポンプ
回路部の出力側に設けられた第２の定電圧制御部によ
り、第２の出力側の出力電圧を所定の範囲で可変制御
し、第２の出力電圧検出部により、第２の定電圧制御部
による可変制御を行わせるための電圧を与えるようにす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a constant voltage circuit comprising an N-type power supply provided between a first input side to which an input voltage is applied and a first output side to obtain an output voltage. A first charge pump circuit unit having a stage configuration, a first constant voltage control unit provided on the output side of the first charge pump circuit unit, and variably controlling the output voltage on the first output side within a predetermined range; , First
A first output voltage detection unit for detecting an output voltage of the charge pump circuit unit and providing a voltage for performing variable control by the first constant voltage control unit; and a second output voltage detection unit for applying an input voltage.
A second charge pump circuit unit having an N-stage configuration, provided between an input side of the first charge pump circuit unit and a second output side from which an output voltage is obtained, and connected in parallel to the first charge pump circuit unit; A second constant voltage control unit provided on the output side of the second charge pump circuit unit and variably controlling the output voltage of the second output side within a predetermined range; and performing variable control by the second constant voltage control unit. And a second output voltage detector for providing a voltage for causing In addition, the first and second
Is connected to each of the plurality of diodes connected in a forward direction toward the first and second output sides, a capacitor connected in parallel to each of the output sides of the plurality of diodes, and each of the capacitors. , A plurality of inverters for charging and discharging the respective capacitors, and the first and second constant voltage control units have one ends connected to the final stage of the first or second charge pump circuit unit. A NAND gate having an output terminal connected to the first or second output side, an inverting input terminal connected to the first or second output voltage detecting section, and a non-inverting input terminal connected to a predetermined threshold voltage source. And a comparison circuit having an output terminal connected to the other end of the NAND gate. In addition, the plurality of diodes of the first or second charge pump circuit unit includes:
The connection may be made in the reverse direction toward the first or second output side. The constant voltage output method of the constant voltage circuit according to claim 4, wherein N is set between the first input side to which the input voltage is applied and the first output side from which the output voltage is obtained.
A first step of providing a first charge pump circuit section having a stage configuration and a first constant voltage control section provided on the output side of the first charge pump circuit section adjusts the output voltage of the first output side. A second step of variably controlling in a predetermined range, and a first output voltage detecting section for detecting an output voltage of the first charge pump circuit section and causing the first constant voltage control section to perform variable control. Between the second input side to which the input voltage is applied and the second output side from which the output voltage is obtained, and the second step for the first charge pump circuit unit. A fourth step of connecting the charge pump circuit sections in parallel with each other and a second constant voltage control section provided on the output side of the second charge pump circuit section to control the output voltage on the second output side within a predetermined range. And the second output voltage detection unit Characterized in that it comprises a fifth step of providing a voltage for causing the variable control by the second constant voltage control unit. The first and fourth steps include the first step.
And a sixth step of connecting a plurality of diodes in the forward direction to the second output side, a seventh step of connecting a capacitor in parallel to each of the output sides of the plurality of diodes, and a step of connecting to each of the capacitors. An eighth step of charging / discharging the respective capacitors by the plurality of inverters. The second and fifth steps include connecting one end of the NAND gate to the first or second charge pump circuit unit. A ninth step of connecting the output terminal to the first or second output side and connecting the inverting input terminal of the comparison circuit to the first or second output voltage detecting unit, Connecting the output terminal to a predetermined threshold voltage source and connecting the output terminal to the other end of the NAND gate. In addition, the sixth step may include an eleventh step of connecting the plurality of diodes in the reverse direction toward the first or second output side. In the constant voltage circuit and the constant voltage output method according to the present invention,
An N-stage first charge pump circuit section is provided between a first input side to which an input voltage is applied and a first output side from which an output voltage is obtained, and an output of the first charge pump circuit section is provided. A first constant voltage control unit provided on the output side variably controls an output voltage on a first output side within a predetermined range, and a first output voltage detection unit variably controls a first constant voltage control unit. And a second voltage to which the input voltage is applied.
Between the input side of the second charge pump circuit section and the second output side at which the output voltage is obtained, and the second charge pump circuit section is connected in parallel to the first charge pump circuit section. The output voltage of the second output side is variably controlled within a predetermined range by a second constant voltage control section provided on the output side, and the output voltage of the second constant voltage control section is varied by a second output voltage detection section. A voltage for performing control is provided.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の定
電圧回路の第１の実施の形態を示す回路図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant voltage circuit according to a first embodiment of the present invention.
【００１５】図１に示す定電圧回路は、２系統以上の昇
圧／降圧電圧を生成するＮ段構成の第１及び第２のチャ
ージポンプ回路部としてのチャージポンプ回路部を有す
るチャージポンプ回路と、各々のチャージポンプ回路部
の出力電圧を検出する第１及び第２の出力電圧検出部と
しての出力電圧検出部３，４と、その検出電圧により昇
圧／降圧電圧を制御する第１及び第２の定電圧制御部と
しての定電圧制御部１，２とを備えている。The constant voltage circuit shown in FIG. 1 includes a charge pump circuit having charge pump circuit sections as first and second charge pump circuit sections having an N-stage configuration for generating two or more systems of step-up / step-down voltages; Output voltage detectors 3 and 4 as first and second output voltage detectors for detecting output voltages of the respective charge pump circuit units, and first and second control units for controlling a step-up / step-down voltage based on the detected voltages. It has constant voltage controllers 1 and 2 as constant voltage controllers.
【００１６】各チャージポンプ回路部は、ダイオードＤ
Ｐ１（〜ＤＰ（Ｎ＋１））、コンデンサＣＰ１（〜ＣＰ
Ｎ）及びダイオードＤＭ１（〜ＤＭ（Ｎ＋１））、コン
デンサＣＭ１（〜ＣＭＮ）のたとえば２系統とされてい
る。Each charge pump circuit section includes a diode D
P1 (~ DP (N + 1)), capacitor CP1 (~ CP
N), a diode DM1 (〜DM (N + 1)), and a capacitor CM1 (〜CMN), for example, two systems.
【００１７】また、ダイオードＤＰ１（〜ＤＰ（Ｎ＋
１））及びダイオードＤＭ１（〜ＤＭ（Ｎ＋１））は、
入力電圧ＶＰＩ，ＶＭＩが印加される第１及び第２の入
力側と出力電圧ＶＰＯ，ＶＭＯが得られる第１及び第２
の出力側との間で、第１及び第２の出力側に向け順方向
接続とされている。Further, the diodes DP1 (-DP (N +
1)) and the diode DM1 (〜DM (N + 1))
First and second input sides to which input voltages VPI and VMI are applied, and first and second input sides to obtain output voltages VPO and VMO
Is connected in the forward direction to the first and second output sides.
【００１８】さらに、各コンデンサＣＰ１（〜ＣＰＮ）
とコンデンサＣＭ１（〜ＣＭＮ）との間が相互に接続さ
れている。さらにまた、各コンデンサＣＰ１（〜ＣＰ
Ｎ）とコンデンサＣＭ１（〜ＣＭＮ）との間には、各コ
ンデンサＣＰ１（〜ＣＰＮ）に対し充放電を行わせるた
めのインバータＩＮＶ１（〜ＩＮＶＮ）が接続されてい
る。各インバータＩＮＶ１（〜ＩＮＶＮ）は、互いに順
方向接続とされている。Further, each capacitor CP1 (-CPN)
And the capacitor CM1 (〜CMN) are mutually connected. Furthermore, each capacitor CP1 (up to CP
N) and the capacitors CM1 (（CMN), an inverter INV1 (〜INVN) for charging / discharging each of the capacitors CP1 (〜CPN) is connected. The inverters INV1 (１INVN) are connected to each other in the forward direction.
【００１９】インバータＩＮＶ１の入力側には、発振器
ＯＳＣが接続されている。チャージポンプ回路の出力側
には、定電圧制御部１，２が接続されている。定電圧制
御部１は、ナンドゲートＮＤＰ、コンデンサＣＰ（Ｎ＋
１）、ダイオードＤＰＯ、比較回路ＣＯＭＰＰを備えて
いる。定電圧制御部２は、ナンドゲートＮＤＭ、コンデ
ンサＣＭ（Ｎ＋１）、ダイオードＤＭＯ、比較回路ＣＯ
ＭＰＭを備えている。An oscillator OSC is connected to the input side of the inverter INV1. The constant voltage controllers 1 and 2 are connected to the output side of the charge pump circuit. The constant voltage control unit 1 includes a NAND gate NDP, a capacitor CP (N +
1), a diode DPO and a comparison circuit COMPP. The constant voltage control unit 2 includes a NAND gate NDM, a capacitor CM (N + 1), a diode DMO, and a comparison circuit CO.
It has an MPM.
【００２０】定電圧制御部１，２の出力側には、出力電
圧検出部３，４が接続されている。出力電圧検出部３
は、抵抗ＲＰ１，ＲＰ２を備えている。出力電圧検出部
４は、抵抗ＲＭ１，ＲＭ２を備えている。各抵抗ＲＰ
１，ＲＭ１には、しきい値電圧ＶＲＰ１，ＶＲＭ１が印
加されるようになっている。出力電圧検出部３，４の出
力側には、コンデンサＣＰＯ，ＣＭＯが並列接続されて
いる。The output sides of the constant voltage controllers 1 and 2 are connected to output voltage detectors 3 and 4, respectively. Output voltage detector 3
Has resistors RP1 and RP2. The output voltage detector 4 includes resistors RM1 and RM2. Each resistance RP
1 and RM1 are applied with threshold voltages VRP1 and VRM1. Capacitors CPO and CMO are connected in parallel to the output sides of the output voltage detectors 3 and 4.
【００２１】定電圧制御部１のナンドゲートＮＤＰの一
端は、コンデンサＣＰＮとインバータＩＮＶＮとの間に
接続されている。ナンドゲートＮＤＰの出力端は、コン
デンサＣＰ（Ｎ＋１）に接続されている。比較回路ＣＯ
ＭＰＰの反転入力端は、出力電圧検出部３の抵抗ＲＰ
１，ＲＰ２間に接続されている。比較回路ＣＯＭＰＰの
非反転入力端には、しきい値電圧ＶＲＰ１が印加される
ようになっている。比較回路ＣＯＭＰＰの出力端は、ナ
ンドゲートＮＤＰの他端に接続されている。One end of the NAND gate NDP of the constant voltage controller 1 is connected between the capacitor CPN and the inverter INVN. The output terminal of the NAND gate NDP is connected to the capacitor CP (N + 1). Comparison circuit CO
The inverting input terminal of the MPP is connected to the resistor RP of the output voltage detection unit 3.
1 and RP2. The threshold voltage VRP1 is applied to the non-inverting input terminal of the comparison circuit COMPP. The output terminal of the comparison circuit COMPP is connected to the other end of the NAND gate NDP.
【００２２】定電圧制御部２のナンドゲートＮＤＭの一
端は、コンデンサＣＭＮとインバータＩＮＶＮとの間に
接続されている。ナンドゲートＮＤＭの出力端は、コン
デンサＣＭ（Ｎ＋１）に接続されている。比較回路ＣＯ
ＭＰＭの反転入力端は、出力電圧検出部４の抵抗ＲＭ
１，ＲＭ２間に接続されている。比較回路ＣＯＭＰＭの
非反転入力端には、しきい値電圧ＶＲＭ１が印加される
ようになっている。比較回路ＣＯＭＰＭの出力端は、ナ
ンドゲートＮＤＭの他端に接続されている。One end of the NAND gate NDM of the constant voltage controller 2 is connected between the capacitor CMN and the inverter INVN. The output terminal of the NAND gate NDM is connected to the capacitor CM (N + 1). Comparison circuit CO
The inverting input terminal of the MPM is connected to the resistor RM of the output voltage detection unit 4.
1 and RM2. The threshold voltage VRM1 is applied to the non-inverting input terminal of the comparison circuit COMPM. The output terminal of the comparison circuit COMPM is connected to the other end of the NAND gate NDM.
【００２３】次に、このような構成の定電圧回路の動作
について説明する。Next, the operation of the constant voltage circuit having such a configuration will be described.
【００２４】まず、入力電圧ＶＰＩ，ＶＭＩが印加さ
れ、定電圧制御部１，２の各比較回路ＣＯＭＰＰ，ＣＯ
ＭＰＭの出力がＨのとき、各出力電圧ＶＰＯ，ＶＭＯを
ＶＰＯＨ，ＶＭＯＨとし、インバータＩＮＶ１〜Ｎ、ナ
ンドゲートＮＤＰ，ＮＤＭの出力振幅をＶＰＰとし、ダ
イオードＤＰ１〜ＤＰ（Ｎ＋１）及びダイオードＤＭ１
〜ＤＭ（Ｎ＋１）の順方向電圧をＶＦとすると、First, the input voltages VPI and VMI are applied, and the comparison circuits COMPP and CO of the constant voltage controllers 1 and 2 are applied.
When the output of the MPM is H, the output voltages VPO, VMO are VPOH, VMOH, the output amplitudes of the inverters INV1 to N, the NAND gates NDP, NDM are VPP, the diodes DP1 to DP (N + 1) and the diode DM1.
Assuming that the forward voltage of .about.DM (N + 1) is VF,
【００２５】 ＶＰＯＨ＝ＶＰＩ＋（Ｎ＋１）×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ・・・（１） ＶＭＯＨ＝ＶＭＩ＋（Ｎ＋１）×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ・・・（２） となる。VPOH = VPI + (N + 1) × VPP- (N + 2) × VF (1) VMOH = VMI + (N + 1) × VPP- (N + 2) × VF (2)
【００２６】一方、各比較回路ＣＯＭＰＰ，ＣＯＭＰＭ
の出力がＬのとき、各出力電圧ＶＰＯ，ＶＭＯをＶＰＯ
Ｌ，ＶＭＯＬとすると、 ＶＰＯＬ＝ＶＰＩ＋Ｎ×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ・・・（３） ＶＭＯＬ＝ＶＭＩ＋Ｎ×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ・・・（４） となる。On the other hand, each comparison circuit COMPP, COMPM
Are low, the output voltages VPO and VMO are
Assuming L and VMOL, VPOL = VPI + N × VPP− (N + 2) × VF (3) VMOL = VMI + N × VPP− (N + 2) × VF (4)
【００２７】以上の式（１）〜（４）から、各比較回路
ＣＯＭＰＰ，ＣＯＭＰＭのＨあるいはＬの切換えによ
り、各出力電圧ＶＰＯ，ＶＭＯは、 ＶＰＯＬ＜ＶＰＯ＜ＶＰＯＨ・・・（５） ＶＭＯＬ＜ＶＭＯ＜ＶＭＯＨ・・・（６） の範囲で可変できることが分る。From the above equations (1) to (4), each output voltage VPO, VMO can be changed to VPOL <VPO <VPOH (5) VMOL <by switching H or L of each of the comparison circuits COMPP, COMPM. It can be seen that it can be varied in the range of VMO <VMOH (6).
【００２８】ここで、各比較回路ＣＯＭＰＰ，ＣＯＭＰ
ＭのＨあるいはＬの出力は、出力電圧検出部３，４によ
る検出電圧によって切換えられる。このとき、各比較回
路ＣＯＭＰＰ，ＣＯＭＰＭにおけるしきい値電圧ＶＲＰ
１，ＶＲＭ１は、 ＶＲＰ１＝（ＲＰ１×ＶＰＯ＋ＲＰ２×ＶＲＰ２）／（ＲＰ１＋ＲＰ２）・・ ・（７） ＶＲＭ１＝（ＲＭ１×ＶＭＯ＋ＲＭ２×ＶＲＭ２）／（ＲＭ１＋ＲＭ２）・・ ・（８） となる。Here, each of the comparison circuits COMPP, COMPP
The output of H or L of M is switched by the voltage detected by the output voltage detecting units 3 and 4. At this time, the threshold voltage VRP in each of the comparison circuits COMPP and COMPM is
1, VRM1 is as follows: VRP1 = (RP1 × VPO + RP2 × VRP2) / (RP1 + RP2) (7) VRM1 = (RM1 × VMO + RM2 × VRM2) / (RM1 + RM2) (8)
【００２９】よって、（７），（８）の式より、
（５），（６）の式を満足すれば、 ＶＰＯ＝ＶＲＰ１×（ＲＰ１＋ＲＰ２）／ＲＰ１−ＶＲＰ２×ＲＰ２／ＲＰ１ ・・・（９） ＶＭＯ＝ＶＲＭ１×（ＲＭ１＋ＲＭ２）／ＲＭ１−ＶＲＭ２×ＲＭ２／ＲＭ１ ・・・（１０） となる。Therefore, from the equations (7) and (8),
If the expressions (5) and (6) are satisfied, VPO = VRP1 × (RP1 + RP2) / RP1-VRP2 × RP2 / RP1 (9) VMO = VRM1 × (RM1 + RM2) / RM1-VRM2 × RM2 / RM1 (10)
【００３０】よって、以上の式から任意の抵抗ＲＰ１，
ＲＰ２，ＲＭ１，ＲＭ２、しきい値電圧ＶＲＰ１，ＶＲ
Ｐ２，ＶＲＭ１，ＶＲＭ２により、所望の定電圧である
出力電圧ＶＰＯ，ＶＭＯを得ることが可能となる。Therefore, from the above equation, the arbitrary resistance RP1,
RP2, RM1, RM2, threshold voltages VRP1, VR
The output voltages VPO and VMO, which are desired constant voltages, can be obtained by P2, VRM1 and VRM2.
【００３１】このように、第１の実施の形態では、入力
電圧が印加される第１の入力側と出力電圧が得られる第
１の出力側との間に、Ｎ段構成の第１のチャージポンプ
回路部を設け、第１のチャージポンプ回路部の出力側に
設けられた定電圧制御部１により、第１の出力側の出力
電圧を所定の範囲で可変制御し、出力電圧検出部３によ
り、定電圧制御部１による可変制御を行わせるための電
圧を与え、入力電圧が印加される第２の入力側と出力電
圧が得られる第２の出力側との間であり、かつ第１のチ
ャージポンプ回路部に対し第２のチャージポンプ回路部
を並列接続し、第２のチャージポンプ回路部の出力側に
設けられた定電圧制御部２により、第２の出力側の出力
電圧を所定の範囲で可変制御し、出力電圧検出部４によ
り、定電圧制御部２による可変制御を行わせるための電
圧を与えるようにしたので、回路のコストアップを招く
ことなく、しかも各ダイオードＤＰ１（〜ＤＰ（Ｎ＋
１））ＤＭ１（〜ＤＭ（Ｎ＋１））の順方向電圧のばら
つきや温度特性に影響を受けず、複数の定電圧出力を精
度良く得ることができる。As described above, in the first embodiment, the N-stage first charge is provided between the first input side to which the input voltage is applied and the first output side from which the output voltage is obtained. A pump circuit section is provided, and an output voltage of the first output side is variably controlled within a predetermined range by a constant voltage control section 1 provided on an output side of the first charge pump circuit section. A voltage for performing variable control by the constant voltage control unit 1 is provided between a second input side to which an input voltage is applied and a second output side from which an output voltage is obtained, and A second charge pump circuit section is connected in parallel to the charge pump circuit section, and the output voltage of the second output side is controlled by a predetermined voltage control section 2 provided on the output side of the second charge pump circuit section. The output voltage detector 4 variably controls the constant voltage Since to give a voltage for causing the variable control by, without increasing the cost of the circuit, yet each diode DP1 (~DP (N +
1)) A plurality of constant voltage outputs can be obtained with high accuracy without being affected by variations in the forward voltage of DM1 (（DM (N + 1)) and temperature characteristics.
【００３２】（第２の実施の形態）図２は、本発明の定
電圧回路の第２の実施の形態を示す回路図である。な
お、以下に説明する図において、図１と共通する部分に
は同一符号を付し重複する説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 2 is a circuit diagram showing a constant voltage circuit according to a second embodiment of the present invention. In the drawings described below, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００３３】第２の実施の形態では、入力電圧ＶＭＩが
印加される第２の入力側と出力電圧ＶＭＯが得られる第
２の出力側との間で、ダイオードＤＭ１（〜ＤＭＮ＋
１）を第２の出力側に向け逆方向接続としている。この
点で、図１の定電圧回路とは構成が相違するが、他の部
分については図１と同じ構成である。In the second embodiment, a diode DM1 (-DMN +) is connected between a second input side to which an input voltage VMI is applied and a second output side from which an output voltage VMO is obtained.
1) is reversely connected to the second output side. In this point, the configuration is different from that of the constant voltage circuit of FIG. 1, but the other parts are the same as those of FIG.
【００３４】このような構成では、チャージポンプ回路
のダイオードＤＭ１（〜ＤＭＮ＋１）側のチャージポン
プ回路部が降圧動作を行う。この場合、上記の（２），
（４），（６），（８），（１０）の式は、 ＶＭＯＨ＝−｛ＶＭＩ＋（Ｎ＋１）×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ｝・・・（２ ａ） ＶＭＯＬ＝−｛ＶＭＩ＋Ｎ×ＶＰＰ−（Ｎ＋２）×ＶＦ｝・・・（４ａ） ＶＭＯＬ＞ＶＭＯ＞ＶＭＯＨ・・・（６ａ） ＶＲＭ１＝ＲＭ１×（−ＶＭＯ）＋ＲＭ２×ＶＲＭ２）／（ＲＭ１＋ＲＭ２） ・・・（８ａ） ＶＭＯ＝−｛ＶＲＭ１×（ＲＭ１＋ＲＭ２）／ＲＭ１−ＶＲＭ２×ＲＭ２／Ｒ Ｍ１｝・・・（１０ａ） となる。In such a configuration, the charge pump circuit on the diode DM1 (to DMN + 1) side of the charge pump circuit performs a step-down operation. In this case, the above (2),
The expressions of (4), (6), (8) and (10) are as follows: VMOH = − {VMI + (N + 1) × VPP− (N + 2) × VF} (2a) VMOL = − {VMI + N × VPP − (N + 2) × VF｝ (4a) VMOL>VMO> VMOH (6a) VRM1 = RM1 × (−VMO) + RM2 × VRM2) / (RM1 + RM2) (8a) VMO = − ｛ VRM1 × (RM1 + RM2) / RM1−VRM2 × RM2 / RM1｝ (10a)
【００３５】以上の式より、第２の実施の形態では、第
１の実施の形態と同様、任意の抵抗ＲＰ１，ＲＰ２，Ｒ
Ｍ１，ＲＭ２、しきい値電圧ＶＲＰ１，ＶＲＰ２，ＶＲ
Ｍ１，ＶＲＭ２により、昇圧して生成した所望の定電圧
である出力電圧ＶＰＯと降圧して生成した所望の定電圧
である出力電圧ＶＭＯとを得ることが可能となる。According to the above equation, in the second embodiment, arbitrary resistors RP1, RP2, R
M1, RM2, threshold voltages VRP1, VRP2, VR
With M1 and VRM2, it is possible to obtain an output voltage VPO that is a desired constant voltage generated by boosting and an output voltage VMO that is a desired constant voltage generated by stepping down.
【００３６】なお、第２の実施の形態では、入力電圧Ｖ
ＭＩが印加される第２の入力側と出力電圧ＶＭＯが得ら
れる第２出力側との間で、ダイオードＤＭ１（〜ＤＭＮ
＋１）を第２の出力側に向け逆方向接続とした場合につ
いて説明したが、この例に限らず、入力電圧ＶＰＩが印
加される第１の入力側と出力電圧ＶＰＯが得られる第１
の出力側との間で、ダイオードＤＰ１（〜ＤＰＮ＋１）
を第１の出力側に向け逆方向接続とするようにすること
もできる。In the second embodiment, the input voltage V
A diode DM1 (（DMN) is connected between a second input side to which MI is applied and a second output side from which an output voltage VMO is obtained.
+1) is connected in the reverse direction toward the second output side. However, the present invention is not limited to this example. The first input side to which the input voltage VPI is applied and the first input side from which the output voltage VPO is obtained.
Between the output side and the diode DP1 (ＤＰDPN + 1)
May be connected in the reverse direction toward the first output side.
【００３７】なお、以上の各実施の形態では、チャージ
ポンプ回路部を、２系統とした場合について説明した
が、この例に限らず、３系統以上とすることもできる。In each of the above embodiments, the case where the charge pump circuit section has two systems has been described. However, the present invention is not limited to this example, and the charge pump circuit section may have three or more systems.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上の如く本発明に係る定電圧回路及び
その定電圧出力方法によれば、入力電圧が印加される第
１の入力側と出力電圧が得られる第１の出力側との間
に、Ｎ段構成の第１のチャージポンプ回路部を設け、第
１のチャージポンプ回路部の出力側に設けられた第１の
定電圧制御部により、第１の出力側の出力電圧を所定の
範囲で可変制御し、第１の出力電圧検出部により、第１
の定電圧制御部による可変制御を行わせるための電圧を
与え、入力電圧が印加される第２の入力側と出力電圧が
得られる第２の出力側との間であり、かつ第１のチャー
ジポンプ回路部に対し第２のチャージポンプ回路部を並
列接続し、第２のチャージポンプ回路部の出力側に設け
られた第２の定電圧制御部により、第２の出力側の出力
電圧を所定の範囲で可変制御し、第２の出力電圧検出部
により、第２の定電圧制御部による可変制御を行わせる
ための電圧を与えるようにしたので、回路のコストアッ
プを招くことなく、複数の定電圧出力を精度良く得るこ
とができる。As described above, according to the constant voltage circuit and the constant voltage output method according to the present invention, the constant voltage circuit between the first input side to which the input voltage is applied and the first output side to obtain the output voltage is provided. A first charge pump circuit section having an N-stage configuration, and a first constant voltage control section provided on the output side of the first charge pump circuit section controls the output voltage on the first output side to a predetermined value. Variably controlled in the range, and the first output voltage detection unit
A voltage for performing the variable control by the constant voltage control unit of the first embodiment, between the second input side to which the input voltage is applied and the second output side to obtain the output voltage, and the first charge A second charge pump circuit section is connected in parallel to the pump circuit section, and a second constant voltage control section provided on the output side of the second charge pump circuit section sets an output voltage on the second output side to a predetermined value. , And a voltage for performing the variable control by the second constant voltage control unit is given by the second output voltage detection unit. A constant voltage output can be obtained with high accuracy.
【図１】本発明の定電圧回路の第１の実施の形態を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a constant voltage circuit according to the present invention.
【図２】本発明の定電圧回路の第１の実施の形態を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a constant voltage circuit according to the present invention.
【図３】従来の定電圧回路の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional constant voltage circuit.
【図４】従来の定電圧回路の他の例を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of a conventional constant voltage circuit.
１，２ 定電圧制御部 ３，４ 出力電圧検出部 ＣＰ１〜ＣＰＮ，ＣＭ１〜ＣＭＮ，ＣＰ（Ｎ＋１），Ｃ
Ｍ（Ｎ＋１），ＣＰＯ，ＣＭＯ コンデンサ ＣＯＭＰＰ，ＣＯＭＰＭ 比較回路 ＤＰ１〜ＤＰ（Ｎ＋１），ＤＭ１〜ＤＭ（Ｎ＋１），Ｄ
ＰＯ，ＤＭＯ ダイオード ＩＮＶ１〜ＩＮＶＮ インバータ ＮＤＰ，ＮＤＭ ナンドゲート ＯＳＣ 発振器 ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＭ１，ＲＭ２ 抵抗1, 2 constant voltage control units 3, 4 output voltage detection units CP1 to CPN, CM1 to CMN, CP (N + 1), C
M (N + 1), CPO, CMO Capacitor COMPP, COMPM comparison circuit DP1-DP (N + 1), DM1-DM (N + 1), D
PO, DMO Diode INV1-INVN Inverter NDP, NDM NAND gate OSC Oscillator RP1, RP2, RM1, RM2 Resistance
Claims (6)
力電圧が得られる第１の出力側との間に設けられたＮ段
構成の第１のチャージポンプ回路部と、 前記第１のチャージポンプ回路部の出力側に設けられ、
前記第１の出力側の出力電圧を所定の範囲で可変制御す
る第１の定電圧制御部と、 前記第１のチャージポンプ回路部の出力電圧を検出し、
第１の定電圧制御部による前記可変制御を行わせるため
の電圧を与える第１の出力電圧検出部と、 入力電圧が印加される第２の入力側と出力電圧が得られ
る第２の出力側との間に設けられるとともに、前記第１
のチャージポンプ回路部に対して並列接続されるＮ段構
成の第２のチャージポンプ回路部と、 前記第２のチャージポンプ回路部の出力側に設けられ、
前記第２の出力側の出力電圧を所定の範囲で可変制御す
る第２の定電圧制御部と、 前記第２の定電圧制御部による前記可変制御を行わせる
ための電圧を与える第２の出力電圧検出部とを備えるこ
とを特徴とする定電圧回路。An N-stage first charge pump circuit section provided between a first input side to which an input voltage is applied and a first output side to obtain an output voltage; Provided on the output side of the charge pump circuit section of
A first constant voltage control unit that variably controls an output voltage of the first output side within a predetermined range; and detects an output voltage of the first charge pump circuit unit;
A first output voltage detector for providing a voltage for causing the variable control by the first constant voltage controller, a second input to which an input voltage is applied, and a second output to obtain an output voltage And the first
A second charge pump circuit unit having an N-stage configuration connected in parallel to the charge pump circuit unit, and an output side of the second charge pump circuit unit;
A second constant voltage control unit for variably controlling the output voltage on the second output side within a predetermined range; and a second output for providing a voltage for performing the variable control by the second constant voltage control unit. A constant voltage circuit comprising: a voltage detection unit.
部は、 前記第１及び第２の出力側に向けそれぞれ順方向接続さ
れた複数のダイオードと、 前記複数のダイオードの出力側のそれぞれに並列接続さ
れたコンデンサと、 前記コンデンサの各々に接続され、それぞれのコンデン
サに対し充放電を行わせるための複数のインバータとを
備え、 前記第１及び第２の定電圧制御部は、 一端が前記第１又は第２のチャージポンプ回路部の最終
段に接続され、出力端が前記第１又は第２の出力側に接
続されるナンドゲートと、 反転入力端が前記第１又は第２の出力電圧検出部に接続
され、非反転入力端が所定のしきい値電圧源に接続さ
れ、出力端が前記ナンドゲートの他端に接続される比較
回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の定電
圧回路。2. The first and second charge pump circuit sections each include a plurality of diodes connected in a forward direction toward the first and second output sides, and an output side of each of the plurality of diodes. A capacitor connected in parallel; and a plurality of inverters connected to each of the capacitors for charging and discharging the respective capacitors, wherein the first and second constant voltage control units have one end, A NAND gate connected to the last stage of the first or second charge pump circuit unit and having an output terminal connected to the first or second output side; and an inverting input terminal detecting the first or second output voltage. And a comparison circuit connected to a first input terminal, a non-inverting input terminal connected to a predetermined threshold voltage source, and an output terminal connected to the other end of the NAND gate. Voltage times Road.
部の複数のダイオードは、前記第１又は第２の出力側に
向けそれぞれ逆方向接続されていることを特徴とする請
求項２に記載の定電圧回路。3. The device according to claim 2, wherein the plurality of diodes of the first or second charge pump circuit section are respectively connected in the reverse direction toward the first or second output side. Constant voltage circuit.
力電圧が得られる第１の出力側との間に、Ｎ段構成の第
１のチャージポンプ回路部を設ける第１の工程と、 前記第１のチャージポンプ回路部の出力側に設けられた
第１の定電圧制御部により、前記第１の出力側の出力電
圧を所定の範囲で可変制御する第２の工程と、 第１の出力電圧検出部により、前記第１のチャージポン
プ回路部の出力電圧を検出し、前記第１の定電圧制御部
による前記可変制御を行わせるための電圧を与える第３
の工程と、 入力電圧が印加される第２の入力側と出力電圧が得られ
る第２の出力側との間であり、かつ前記第１のチャージ
ポンプ回路部に対し第２のチャージポンプ回路部を並列
接続する第４の工程と、 前記第２のチャージポンプ回路部の出力側に設けられた
第２の定電圧制御部により、前記第２の出力側の出力電
圧を所定の範囲で可変制御する第５の工程と、 第２の出力電圧検出部により、前記第２の定電圧制御部
による前記可変制御を行わせるための電圧を与える第５
の工程とを備えることを特徴とする定電圧回路の定電圧
出力方法。4. A first step of providing an N-stage first charge pump circuit section between a first input side to which an input voltage is applied and a first output side from which an output voltage is obtained. A second step of variably controlling an output voltage of the first output side within a predetermined range by a first constant voltage control section provided on an output side of the first charge pump circuit section; The output voltage detecting section detects the output voltage of the first charge pump circuit section, and gives the voltage for performing the variable control by the first constant voltage control section.
And between the second input side to which the input voltage is applied and the second output side to obtain the output voltage, and the second charge pump circuit unit with respect to the first charge pump circuit unit. And the second constant voltage control unit provided on the output side of the second charge pump circuit unit variably controls the output voltage on the second output side within a predetermined range. A fifth step of providing a voltage for performing the variable control by the second constant voltage control unit by the second output voltage detection unit.
And a method for outputting a constant voltage of the constant voltage circuit.
れぞれ順方向接続とする第６の工程と、 前記複数のダイオードの出力側のそれぞれにコンデンサ
を並列接続する第７の工程と、 前記コンデンサの各々に接続された複数のインバータに
より、それぞれのコンデンサに対し充放電を行わせる第
８の工程とが含まれ、 前記第２及び第５の工程には、 ナンドゲートの一端を前記第１又は第２のチャージポン
プ回路部の最終段に接続し、出力端を前記第１又は第２
の出力側に接続する第９の工程と、 比較回路の反転入力端を前記第１又は第２の出力電圧検
出部に接続し、非反転入力端を所定のしきい値電圧源に
接続し、出力端を前記ナンドゲートの他端に接続する第
１０の工程とが含まれることを特徴とする請求項４に記
載の定電圧回路の定電圧出力方法。5. The first and fourth steps include: a sixth step in which a plurality of diodes are forward-connected to the first and second output sides, respectively; and an output side of the plurality of diodes. A seventh step of connecting a capacitor to each of the capacitors in parallel, and an eighth step of charging and discharging each of the capacitors by a plurality of inverters connected to each of the capacitors. In the fifth step, one end of the NAND gate is connected to the last stage of the first or second charge pump circuit section, and the output end is connected to the first or second charge pump circuit section.
A ninth step of connecting the output side of the comparator circuit; connecting an inverting input terminal of the comparison circuit to the first or second output voltage detecting unit; connecting a non-inverting input terminal to a predetermined threshold voltage source; And a tenth step of connecting an output terminal to the other end of the NAND gate.
ードを、前記第１又は第２の出力側に向けそれぞれ逆方
向接続とする第１１の工程が含まれることを特徴とする
請求項５に記載の定電圧回路及びその定電圧出力方法。6. The method according to claim 6, wherein the sixth step includes an eleventh step of connecting the plurality of diodes in the reverse direction toward the first or second output side. 6. The constant voltage circuit according to 5, and a constant voltage output method thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37082599A JP2001186753A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Constant voltage circuit and method for outputting constant voltage |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37082599A JP2001186753A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Constant voltage circuit and method for outputting constant voltage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001186753A true JP2001186753A (en) | 2001-07-06 |
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| JP37082599A Pending JP2001186753A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Constant voltage circuit and method for outputting constant voltage |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001186753A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002244616A (en) * | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Tohoku Pioneer Corp | Device for driving capacitive light emitting element |
| US7167050B2 (en) | 1999-08-10 | 2007-01-23 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Operational amplifier having large output current with low supply voltage |
| US11764211B2 (en) * | 2017-05-23 | 2023-09-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Device with a high efficiency voltage multiplier |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP37082599A patent/JP2001186753A/en active Pending
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