JP4855149B2 - 電源装置 - Google Patents
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この態様によると、レベルシフト回路によりレベルシフトされる制御信号の信号レベルが、不定となるのを防止し、電圧生成回路の動作を安定化することができる。
レベルシフト回路から出力される制御信号の電圧レベルは、出力電圧が低い場合に、不安定となる場合がある。そこで、出力電圧に応じて電圧レベルを固定することにより、回路動作を安定化することができる。
レベルシフト回路から出力される制御信号の電圧レベルは、電源装置の起動直後において不安定となる場合がある。そこで、起動からの経過時間に応じて、電圧レベルを固定することにより、回路動作を安定化することができる。
この場合、所定の条件を満たす場合に、経路上のスイッチがオンの状態で固定されるため、出力キャパシタを入力電圧で直接充電する状態に固定することができる。
昇圧率が2倍のとき、制御回路20は、第1スイッチM1および第4スイッチM4をオンし、フライングキャパシタCfを入力電圧Vinで充電する第1状態と、第2スイッチM2、第3スイッチM3をオンし、フライングキャパシタCfに蓄えられた電荷を、出力キャパシタCoに転送する第2状態を交互に繰り返すように、制御信号S1〜S4を生成する。その結果、入力電圧Vinを2倍した出力電圧Voutが生成される。
時刻t1に、第1スイッチM1、第2スイッチM2が完全にオンとなると、図3(b)に示すように、出力電圧Voutは急激に上昇する。出力電圧Voutの急激な上昇は、負荷回路に好ましくない影響を及ぼすおそれがある。また、同図(c)に示すように、時刻t1には、入力端子102から流れ込む充電電流Icが急激に上昇する。こうした充電電流Icの急激な上昇は突入電流として回路の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。
時刻t0に起動が開始される。このとき、出力電圧Voutは、しきい値電圧Vthよりも低いため、制御信号S1’、S2’の信号レベルは、ローレベル(0V)に固定される。しきい値電圧Vthは、レベルシフト回路30から出力される制御信号S1’、S2’の信号レベルを安定化させるのに必要な出力電圧Voutより高く、すなわち、図3(b)の破線で示す出力電圧Voutの時刻t1における電圧値より高く設定するのが望ましい。このようにしきい値電圧Vthを設定することにより、Vout>Vthの場合に、電圧固定回路40によるレベル固定が解除されても、レベルシフト回路30自身から出力される制御信号S1’、S2’の電圧レベルが安定化していることが保証される。
Claims (8)
- 所定の出力電圧を出力する電源装置であって、
外部からの入力電圧にもとづき、前記出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路を制御するための制御信号を生成する制御回路と、
前記制御回路から出力される前記制御信号の少なくとも一部を、前記出力電圧を利用してレベルシフトし、前記電圧生成回路に供給するレベルシフト回路と、
所定の条件を満たすとき、前記レベルシフト回路によりレベルシフトされた前記制御信号を、所定の電圧レベルに強制的に固定する電圧固定回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。 - 前記所定の条件を満たすときとは、前記制御信号の信号レベルが不定となるときであることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記電圧固定回路は、前記出力電圧を監視し、前記出力電圧が所定のしきい値電圧より低いとき、前記制御信号を前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記電圧固定回路は、本電源装置の時間管理を行い、本電源装置の起動から、所定の時間が経過するまでの間、前記制御信号を前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記電圧生成回路は、
前記入力電圧により充電されるフライングキャパシタと、
前記フライングキャパシタに蓄えられた電荷が転送される出力キャパシタと、
前記フライングキャパシタおよび前記出力キャパシタに接続され、前記制御信号によりオンオフが制御される複数のスイッチと、
を含むチャージポンプ回路であって、
前記レベルシフト回路は、前記複数のスイッチの少なくともひとつに供給すべき制御信号をレベルシフトすることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記制御回路は、前記チャージポンプ回路の昇圧率が1倍のとき、前記入力電圧が印加される端子から前記出力電圧が出力される端子に至る経路上に設けられたスイッチが固定的にオンするように前記制御信号を生成し、
前記レベルシフト回路は、前記経路上に設けられた前記スイッチに供給すべき制御信号をレベルシフトして当該スイッチに供給し、
前記電圧固定回路は、前記所定の条件を満たすとき、前記経路上に設けられた前記スイッチがオンするように前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項5に記載の電源装置。 - 前記経路上に設けられた前記スイッチは、PチャンネルMOSトランジスタであって、前記電圧固定回路は、前記所定の条件を満たすとき、前記経路上に設けられた前記スイッチに供給すべき制御信号をローレベルに固定することを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 少なくとも、前記制御回路と、前記レベルシフト回路と、前記電圧固定回路と、がひとつの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源装置。
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