JP7085924B2 - 昇圧回路、半導体装置、液晶表示装置、および電子ミラー装置 - Google Patents

Description

本発明は昇圧回路、半導体装置、液晶表示装置、および電子ミラー装置に関する。

近年、自動車用途のような高い信頼性が求められる分野で使用される半導体装置には、その機能に対して高い安全性が要求されるようになってきている。たとえば、このような高い安全性を要求する自動車用の機能安全規格としてＩＳＯ２６２６２が知られている。

入力電圧を昇圧し高電圧を得る回路として、チャージポンプ回路が知られている。チャージポンプ回路は、スイッチのオンとオフの切り替えを繰り返すことによって、キャパシタへの充放電を発生させ、入力電圧の昇圧を行なう回路である。

このようなチャージポンプ回路において、昇圧効率を良好に保持した状態で消費電流を低減させる回路例が、特開２００４－００５７７３号公報に開示されている。この回路では、出力昇圧電圧が低い時は、少ない段数のチャージポンプセルを用い、出力昇圧電圧が高くなると、より多数段のチャージポンプセルに切り替えて昇圧動作が行なわれる。

特開２００４－００５７７３号公報

チャージポンプ回路を含む昇圧回路の故障モードとして、過電圧を出力する過電圧故障モードが考えられる。昇圧回路に過電圧故障が発生した場合、半導体装置の内部の素子の耐圧を超える電圧が半導体装置に印加され、その結果、半導体装置が故障することが考えられる。そのため、ＩＳＯ２６２６２のような厳しい規格を満足するためには、過電圧故障を防ぐ機構を備えることが重要であるが、従来技術にはその手法が開示されていない。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、過電圧を速やかに解消することができる昇圧回路、ならびにこれを備える半導体装置、液晶表示装置、および電子ミラー装置を提供することである。

本開示の昇圧回路は、入力電圧を受けて昇圧電圧を出力する。昇圧回路は、入力電圧を昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値を保持するレジスタと、変数の値が示す昇圧倍率で入力電圧を昇圧し、昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路と、昇圧電圧が判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路と、レジスタへの変数の値の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路とを備える。昇圧倍率制御回路は、昇圧電圧が判定値を超えたことを過電圧検出回路が検出した場合に、レジスタに対して変数の値の書き込みを行なう。

この発明によれば、レジスタに昇圧倍率が設定されているチャージポンプ回路を有する昇圧回路において、過電圧が発生しても、速やかにレジスタに対して適切な昇圧倍率を示す変数の値を書き込むので、過電圧を速やかに解消することができる。

実施の形態１に係る半導体装置２１および昇圧回路１１の構成を示すブロック図である。 チャージポンプ回路１０４の構成を示す回路図である。 昇圧倍率が１．５倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。 昇圧倍率が１．５倍の場合のモード１－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 昇圧倍率が１．５倍の場合のモード１－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 昇圧倍率が２倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。 昇圧倍率が２倍の場合のモード２－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 昇圧倍率が２倍の場合のモード２－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 昇圧倍率が３倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。 昇圧倍率が３倍の場合のモード３－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 昇圧倍率が３倍の場合のモード３－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。 実施の形態１における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。 フローチャートの処理を実行する昇圧倍率制御回路１０３の代表的な構成図である。 チャージポンプ回路のＦＭＥＡ（Failure Mode and Effect Analysis）の例を示す図である。 実施の形態１の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る半導体装置２１Ａおよび昇圧回路１１Ａの構成を示すブロック図である。 実施の形態２における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。 実施の形態２の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る半導体装置２１Ｂおよび昇圧回路１１Ｂの構成を示すブロック図である。 実施の形態３の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る半導体装置２１Ｃおよび昇圧回路１１Ｃの構成を示すブロック図である。 実施の形態４における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。 実施の形態４の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。 昇圧回路が適用される液晶表示装置の構成を示す図である。 電子ミラー装置が設置された状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置２１および昇圧回路１１の構成を示すブロック図である。

半導体装置２１は、昇圧回路１１と内部回路１０６とを含む。昇圧回路１１は、入力電圧Ｖｉｎを受けて昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するように構成される。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを電源電圧として受ける回路である。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを受ける回路であれば特に限定されないが、たとえば液晶パネルの駆動回路などである。

昇圧回路１１は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１を保持するレジスタ１０２と、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で入力電圧Ｖｉｎを昇圧して昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するチャージポンプ回路１０４と、昇圧電圧Ｖｏｕｔが過電圧を判定するための判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路１０５と、レジスタ１０２への変数の値ＢＲ１の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路１０３とを備える。

昇圧倍率制御回路１０３は、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１の書き込みを行なう。

昇圧回路１１は、さらに、昇圧倍率を示す変数に対する設定値ＢＲ２を記憶する不揮発性メモリ１０１を備える。昇圧倍率制御回路１０３は、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、不揮発性メモリ１０１から設定値ＢＲ２を読み出し、読み出された設定値ＢＲ２を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に対して書き込む。

チャージポンプ回路１０４は、複数の昇圧倍率を切り替え可能に構成されており、レジスタ１０２に格納された昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１に基づいた昇圧電圧Ｖｏｕｔを生成する。

このような構成の昇圧回路１１においては、過電圧故障を防ぐために、過電圧を検出するとチャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させることが考えられる。チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させると昇圧電圧は低下する。そして、昇圧電圧が過電圧検出判定値よりも低下すると、チャージポンプ回路の動作が再開される。

しかしながら、このように昇圧動作の停止および再開を行なうと、過電圧の原因が解消していない場合には、間欠的に繰り返し過電圧が発生し、その結果昇圧電圧のリップルが増大する恐れがある。たとえば、液晶表示装置に用いられるＬＥＤ（Light-Emitting Diode）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ドライバＩＣ（Integrated Circuit）に搭載されたチャージポンプ回路が、過電圧の発生を繰り返すと、リップルの増大によって液晶表示装置の画面にちらつきが発生する。

本実施の形態においては、このような課題を解決するために、昇圧電圧のリップル増大を抑制しながら過電圧を防止することができる昇圧回路を提案する。以下に、チャージポンプ回路の構成および動作を説明した後に、昇圧回路２１の過電圧を防止する動作について説明する。

図２は、チャージポンプ回路１０４の構成を示す回路図である。図２を参照して、チャージポンプ回路１０４は、入力ノードＮｉｎに供給された入力電圧Ｖｉｎを昇圧して昇圧した電圧をノードＮ２に出力するポンプ部４００と、昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する出力ノードＮｏｕｔとポンプ部４００の出力との間に接続されるスイッチ素子４０４とを含む。チャージポンプ回路１０４は、さらに、出力ノードＮｏｕｔと接地ノードとの間に接続されるキャパシタ５０３と、スイッチ制御回路５１０とを含む。

ポンプ部４００は、入力ノードＮｉｎとノードＮ１との間に接続されるスイッチ素子４０１と、ノードＮ１と接地ノードとの間に接続されるスイッチ素子４０２と、入力ノードＮｉｎとノードＮ２との間に接続されるスイッチ素子４０３とを含む。

ポンプ部４００は、さらに、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続されるキャパシタ５０１と、ノードＮ３とノードＮ１との間に接続されるスイッチ素子４０７と、ノードＮ２とノードＮ４との間に接続されるスイッチ素子４０５と、ノードＮ３とノードＮ４との間に接続されるスイッチ素子４０６と、ノードＮ４とノードＮ１との間に接続されるキャパシタ５０２とを含む。

好ましくは、スイッチ素子４０１～４０７は、それぞれ制御電極にゲート制御信号Ｇ４０１～Ｇ４０７を受けるトランジスタである。トランジスタは、たとえば、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）でもバイポーラトランジスタでもよい。

スイッチ制御回路５１０は、レジスタ１０２から変数の値ＢＲ１を受け、受けた変数の値ＢＲ１に対応する昇圧倍率でポンプ部４００が昇圧動作を行なうように、ゲート制御信号Ｇ４０１～Ｇ４０７を出力する。

図３は、昇圧倍率が１．５倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率が１．５倍である場合には、図３に示したモード１－１、モード１－２の各スイッチの制御状態が交互に繰り返される。

図４は、昇圧倍率が１．５倍の場合のモード１－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図３、図４に示されるように、モード１－１においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が接地ノードと入力ノードＮｉｎとの間に直列に接続されるので、キャパシタ５０１，５０２の各々には、０．５×Ｖｉｎの電圧が印加される。

図５は、昇圧倍率が１．５倍の場合のモード１－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図３、図５に示されるように、モード１－２においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が入力ノードＮｉｎと出力ノードＮｏｕｔとの間に並列に接続されるので、０．５×Ｖｉｎの電圧が入力電圧Ｖｉｎに加算され、昇圧電圧Ｖｏｕｔは１．５×Ｖｉｎとなる。

図６は、昇圧倍率が２倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率が２倍である場合には、図６に示したモード２－１、モード２－２の各スイッチの制御状態が交互に繰り返される。

図７は、昇圧倍率が２倍の場合のモード２－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図６、図７に示されるように、モード２－１においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が接地ノードと入力ノードＮｉｎとの間に並列に接続されるので、キャパシタ５０１，５０２の各々には、１．０×Ｖｉｎの電圧が印加される。

図８は、昇圧倍率が２倍の場合のモード２－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図６、図８に示されるように、モード２－２においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が入力ノードＮｉｎと出力ノードＮｏｕｔとの間に並列に接続されるので、１．０×Ｖｉｎの電圧が入力電圧Ｖｉｎに加算され、昇圧電圧Ｖｏｕｔは２．０×Ｖｉｎとなる。

図９は、昇圧倍率が３倍の場合のチャージポンプ回路のスイッチ素子の制御状態を説明するための図である。変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率が３倍である場合には、図９に示したモード３－１、モード３－２の各スイッチの制御状態が交互に繰り返される。

図１０は、昇圧倍率が３倍の場合のモード３－１における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図９、図１０に示されるように、モード３－１においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が接地ノードと入力ノードＮｉｎとの間に並列に接続されるので、キャパシタ５０１，５０２の各々には、１．０×Ｖｉｎの電圧が印加される。

図１１は、昇圧倍率が３倍の場合のモード３－２における各スイッチ素子の制御状態を説明するための回路図である。図９、図１１に示されるように、モード３－２においては、スイッチ素子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７は、それぞれの状態が、ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとなるように制御される。この状態では、キャパシタ５０１とキャパシタ５０２が入力ノードＮｉｎと出力ノードＮｏｕｔとの間に直列に接続されるので、２．０×Ｖｉｎの電圧が入力電圧Ｖｉｎに加算され、昇圧電圧Ｖｏｕｔは３．０×Ｖｉｎとなる。

図１２は、実施の形態１における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１の昇圧倍率制御回路１０３において、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。図１３は、フローチャートの処理を実行する昇圧倍率制御回路１０３の代表的な構成図である。昇圧倍率制御回路１０３は、プロセッサ１１１とメモリ１１２とを備える。メモリ１１２には、図１２のフローチャートの処理を実行するプログラムが記憶されている。このプログラムがプロセッサ１１１に読み込まれ、プロセッサ１１１が昇圧倍率制御回路１０３として動作する。なお、メモリ１１２は、図１の不揮発性メモリ１０１およびレジスタ１０２を含むものであっても良い。ただし、本実施の形態の昇圧倍率制御回路１０３は、プロセッサとソフトウエアによって実現される必要はなく、ハードウエアすなわちハードワイヤードロジックなどで実現しても良い。

図１２のフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３は、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１を変更することなく、そのままステップＳ４に処理を進める。

過電圧が発生する原因として、入力電圧Ｖｉｎに対して昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切でないことが考えられる。本来チャージポンプ回路１０４が行なうべき昇圧動作での昇圧倍率を示す設定値ＢＲ２は、予め不揮発性メモリ１０１に記憶されている。この値は、昇圧回路１１を含む半導体装置の電源立ち上げ時に不揮発性メモリ１０１から読み出されて変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込まれる。

たとえば、外乱ノイズによりレジスタ１０２に格納されていた変数の値ＢＲ１が変化した場合などに、入力電圧Ｖｉｎに対して昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切でない状態となり得る。たとえば、入力電圧Ｖｉｎが昇圧倍率を２倍に設定すべき電圧範囲にある場合に、変数の値ＢＲ１が３倍の昇圧倍率を示すように変化すると、昇圧電圧Ｖｏｕｔが過電圧になる。

したがって、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出している場合（Ｓ１でＹＥＳ）、ノイズなどによってレジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１が変化し、変数の値ＢＲ１が正しい値でない可能性が高いので、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ２において不揮発性メモリ１０１から昇圧倍率の設定値ＢＲ２を読み出す。

そして、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ３において不揮発性メモリ１０１から読み出した昇圧倍率の設定値ＢＲ２を、変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に格納させる。これによって、ノイズなどによって誤った値に設定されていた変数の値ＢＲ１が正しい値に書き換えられる。そしてステップＳ４に処理が進められる。ステップＳ４では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１の昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たにレジスタ１０２に格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

以上説明したように、実施の形態１の昇圧回路１１によれば、外来ノイズなどにより、レジスタ１０２に格納された変数の値ＢＲ１が本来よりも高い昇圧倍率を示すものに書き換わり、それにより昇圧電圧Ｖｏｕｔが過電圧となった場合に、過電圧を正常電圧に戻すことができる。具体的には、過電圧が検出された場合には、不揮発性メモリ１０１に記憶された本来の昇圧倍率を示す設定値をレジスタ１０２に書き込み、正常な昇圧倍率にすることによって、昇圧電圧を正常範囲に収めることが可能となる。

（実施の形態１の変形例）
実施の形態１の変形例では、昇圧倍率の設定値が正しい場合に過電圧が発生したときは、昇圧動作を停止させる構成について説明する。

図１４は、チャージポンプ回路のＦＭＥＡ（Failure Mode and Effect Analysis）の例を示す図である。一般に、１．５倍、２倍、３倍に昇圧倍率を変更可能な機能を有するチャージポンプ回路の故障モードとしては、図１４に示すように、昇圧電圧が過電圧になる故障モードと、昇圧電圧が低電圧になる故障モードとがある。

昇圧電圧が低電圧になる故障モードの場合、故障の影響として、昇圧電圧を電源とする回路の不動作または誤動作が考えられる。入力電圧に対して昇圧倍率の設定値が適切でなく、低い昇圧倍率になっていること、または入力電圧範囲が動作保証範囲よりも下回っていることが、低電圧になる故障モードの原因として考えられる。さらに、チャージポンプ回路のスイッチ素子の故障またはキャパシタの故障の場合には、昇圧動作ができなくなるので、やはり低電圧になる故障モードの原因となる。

一方、昇圧電圧が過電圧になる故障モードの場合、故障の影響として、昇圧電圧が昇圧電圧を電源とする回路の素子耐圧を超えたことによる素子の破壊が考えられる。また、故障の原因としては、入力電圧に対して昇圧倍率の設定値が適切でなく、高い昇圧倍率になっていること、および入力電圧が動作保証範囲を超えていること、等が考えられる。

したがって、図１の昇圧回路１１においても、過電圧の発生は、必ずしもレジスタ１０２の保持する変数の値ＢＲ１がノイズ等によって書き換わってしまった場合に限らない。図１４によれば、入力電圧Ｖｉｎが動作保証範囲を超えている場合も過電圧が発生する可能性がある。そのような場合にはチャージポンプ回路１０４に昇圧動作を継続させることは適切でない。

したがって、実施の形態１の変形例では、レジスタ１０２の保持する変数の値ＢＲ１が適切な場合には、過電圧を防ぐためにチャージポンプ回路１０４に昇圧動作を停止させる。

図１５は、実施の形態１の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１の昇圧倍率制御回路１０３において、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。

このフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ１１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ１１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３は、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１を変更することなく、そのままステップＳ１７に処理を進める。

一方、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出している場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、ノイズなどによってレジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１が変化し、変数の値ＢＲ１が正しい値でなくなっている可能性が高い。この場合、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ１２において不揮発性メモリ１０１から昇圧倍率の設定値ＢＲ２を読み出す。

そして、昇圧倍率制御回路１０３は、ステップＳ１３において不揮発性メモリ１０１から読み出した昇圧倍率の設定値ＢＲ２を、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１と比較する。これによって、ノイズなどによって変数の値ＢＲ１が誤った値に設定されたことが、過電圧発生の原因か否かが判明する。

そしてステップＳ１４において、昇圧倍率制御回路１０３は、昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致するか否かを判断する。

変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と異なる場合は、レジスタに格納されている変数の値ＢＲ１が外来ノイズなどにより書き変わったために過電圧になったと考えられる。このため、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致しない場合には（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１５において、昇圧倍率制御回路１０３は、変数の値ＢＲ１を正しい設定値ＢＲ２が示す正しい値に書き換える。そしてステップＳ１７に処理が進められる。ステップＳ１７では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１の昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たに格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

一方、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致する場合には（Ｓ１４でＹＥＳ）、レジスタ１０２の設定以外の原因で昇圧回路１１が過電圧を出力した可能性がある。たとえば、入力電圧が動作保証範囲を超えていることにより過電圧になったと考えられる。この場合ステップＳ１６において、昇圧倍率制御回路１０３は、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させ、処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態１の変形例の昇圧回路では、昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切であるか判定し、変数の値ＢＲ１が適切である場合にはチャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止する。

より具体的には、昇圧倍率制御回路１０３は、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２から変数の値ＢＲ１を読み出す。そして、昇圧倍率制御回路１０３は、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が不揮発性メモリ１０１から読み出された設定値ＢＲ２と異なる場合には、設定値ＢＲ２を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込む。一方で、昇圧倍率制御回路１０３は、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が不揮発性メモリ１０１から読み出された設定値ＢＲ２と一致する場合には、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させる。

このように制御することによって、過電圧の発生が継続してしまう事態を避けることができ、過電圧による内部回路１０６の故障を防ぐことが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１の昇圧回路は、不揮発性メモリ１０１から昇圧倍率の設定値を得たが、実施の形態２の昇圧回路は、半導体装置の外部にある外部装置から昇圧倍率の設定値を得る。図１６は、実施の形態２に係る半導体装置２１Ａおよび昇圧回路１１Ａの構成を示すブロック図である。

半導体装置２１Ａは、昇圧回路１１Ａと内部回路１０６とを含む。昇圧回路１１Ａは、入力電圧Ｖｉｎを受けて昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するように構成される。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを電源電圧として受ける回路である。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを受ける回路であれば特に限定されないが、たとえば液晶パネルの駆動回路などである。

昇圧回路１１Ａは、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１を保持するレジスタ１０２と、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で、入力電圧Ｖｉｎを昇圧して昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するチャージポンプ回路１０４と、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路１０５と、レジスタ１０２への変数の値ＢＲ１の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路１０３Ａとを備える。

チャージポンプ回路１０４は、複数の昇圧倍率を切り替え可能に構成されており、レジスタ１０２に格納された昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１に基づいた昇圧電圧を生成する。

昇圧倍率制御回路１０３Ａは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１の書き込みを行なう。以上の点については、昇圧回路１１Ａは、実施の形態１の昇圧回路１１と概ね共通するが、昇圧倍率制御回路１０３Ａの動作が異なる。

昇圧倍率制御回路１０３Ａは、昇圧倍率の設定値ＢＲ２を含むコマンドを外部装置１２から受けると、コマンドに含まれた昇圧倍率の設定値ＢＲ２をレジスタ１０２に格納する。

昇圧倍率制御回路１０３Ａは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、正しい昇圧倍率を示す設定値ＢＲ２の送信を外部装置１２に対して要求し、要求に応じて外部装置１２から送信された設定値ＢＲ２を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に対して書き込む。

図１７は、実施の形態２における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１６の昇圧倍率制御回路１０３Ａにおいて、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。また、フローチャートの処理を実行する昇圧倍率制御回路１０３Ａの代表的な構成については、図１３と同様であり、説明は繰り返さない。

図１７のフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ２１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ２１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１を変更することなく、そのままステップＳ２４に処理を進める。

過電圧が発生する原因として、入力電圧Ｖｉｎに対して昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切でないことが考えられる。本来チャージポンプ回路１０４が行なうべき昇圧動作での昇圧倍率を示す設定値ＢＲ２は、外部装置１２が送信するコマンドによって設定される。この値は、昇圧回路１１Ａを含む半導体装置の電源立ち上げ時に外部装置１２から与えられるコマンドに応じてレジスタ１０２に書き込まれる。

たとえば、外乱ノイズによりレジスタ１０２に格納されていた変数の値ＢＲ１が変化した場合、または外部装置１２から送信されたコマンドの誤認識によって誤った変数の値ＢＲ１がレジスタ１０２に格納された場合などに、入力電圧Ｖｉｎに対して昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切でない状態となり得る。

したがって、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出している場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１が正しい値でなくなっている可能性が高いので、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ２２において外部装置１２に昇圧倍率の設定値ＢＲ２の情報を含むコマンドの再送信を要求する。

外部装置１２は、再送信要求に従いコマンドを昇圧倍率制御回路１０３Ａに送信する。昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ２３において外部装置１２から受けたコマンドの内容が示す設定値ＢＲ２を、変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に格納させる。これによって、誤った値に設定されていた変数の値ＢＲ１が正しい値に書き換えられる。そしてステップＳ２４に処理が進められる。ステップＳ２４では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１Ａの昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たに格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

以上説明したように、実施の形態２の昇圧回路によれば、コマンドの誤認識などによってレジスタ１０２に格納された昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適正値よりも高い昇圧倍率を示す値となり、それによって過電圧が発生した場合に有効である。この場合、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、外部装置１２にコマンドの再送信要求を行なう。このようにして昇圧倍率の設定値情報を含むコマンドを再送してもらうことによって、適正な昇圧倍率を示すようにレジスタ１０２に変数の値ＢＲ１を再設定し、昇圧電圧Ｖｏｕｔを正常範囲に収めることができる。

（実施の形態２の変形例）
実施の形態２の変形例では、実施の形態１の変形例と同様に、昇圧倍率の設定値が正しい場合に過電圧が発生したときは、昇圧動作を停止させる制御について説明する。図１８は、実施の形態２の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１６の昇圧倍率制御回路１０３Ａにおいて、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。

このフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ３１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ３１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１を変更することなく、そのままステップＳ３７に処理を進める。

一方、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出している場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、コマンドの誤認識などによって、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１が正しい値でなくなっている可能性が高い。その場合、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ３２において外部装置１２に対してコマンドの再送信を要求する。このコマンドには、正しい昇圧倍率を示す設定値ＢＲ２の情報が含まれている。

そして、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、ステップＳ３３において外部装置１２から再送信されたコマンドが示す昇圧倍率の設定値ＢＲ２を、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１と比較する。これによって、コマンドの誤認識などによって変数の値ＢＲ１が誤った値に設定されたことが、過電圧発生の原因か否かが判明する。

そしてステップＳ３４において、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致するか否かを判断する。

昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と異なる場合は、レジスタに格納されている変数の値ＢＲ１がコマンドの誤認識などにより適切な値でなくなっているために過電圧になったと考えられる。このため、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致しない場合には（Ｓ３４でＮＯ）、ステップＳ３５において、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、変数の値ＢＲ１を設定値ＢＲ２が示す正しい値に書き換える。そしてステップＳ３７に処理が進められる。ステップＳ３７では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１Ａの昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たに格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

一方、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ２と一致する場合には（Ｓ３４でＹＥＳ）、レジスタ１０２の設定以外の原因で昇圧回路１１Ａが過電圧を出力した可能性がある。たとえば、入力電圧が動作保証範囲を超えていることにより過電圧になったと考えられる。この場合ステップＳ３６において、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させ、処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態２の変形例の昇圧回路では、昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が適切であるか判定し、変数の値ＢＲ１が適切である場合にはチャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止する。

より具体的には、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２から変数の値ＢＲ１を読み出す。そして、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が外部装置１２から送信された設定値ＢＲ２と異なる場合には、設定値ＢＲ２を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込む。一方で、昇圧倍率制御回路１０３Ａは、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が外部装置１２から送信された設定値ＢＲ２と一致する場合には、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させる。

このように制御することによって、実施の形態２の変形例の昇圧回路は、実施の形態２の昇圧回路が奏する効果に加えて、過電圧の発生が継続してしまう事態を避けることができ、過電圧による内部回路１０６の故障を防ぐことが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１および２の昇圧回路では、レジスタが保持する変数の値を本来の値にすべく、過電圧が検出された場合に設定値の再書き込みを行なった。これに対し、実施の形態３の昇圧回路では、昇圧倍率を低下させるようにレジスタが保持する変数の値を書き換える場合について説明する。図１９は、実施の形態３に係る半導体装置２１Ｂおよび昇圧回路１１Ｂの構成を示すブロック図である。

半導体装置２１Ｂは、昇圧回路１１Ｂと内部回路１０６とを含む。昇圧回路１１Ｂは、入力電圧Ｖｉｎを受けて昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するように構成される。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを電源電圧として受ける回路である。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを受ける回路であれば特に限定されないが、たとえば液晶パネルの駆動回路などである。

昇圧回路１１Ｂは、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１を保持するレジスタ１０２と、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で入力電圧Ｖｉｎを昇圧し、昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するチャージポンプ回路１０４と、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路１０５と、レジスタ１０２への変数の値ＢＲ１の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路１０３Ｂとを備える。

チャージポンプ回路１０４は、複数の昇圧倍率を切り替え可能に構成されており、レジスタ１０２に格納された昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１に基づいた昇圧電圧を生成する。

昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１の書き込みを行なう。以上の点については、昇圧回路１１Ｂは、実施の形態１の昇圧回路１１と概ね共通するが、昇圧倍率制御回路１０３Ｂの動作が異なる。

昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率が低下するように、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１を書き換える。たとえば、変数の値ＢＲ１が昇圧倍率３倍を示す値であれば、これを２倍または１．５倍を示す値に書き換える。

実施の形態３の昇圧回路１１Ｂによれば、過電圧が検出された場合に、昇圧倍率を示す変数の値を現在よりも低い倍率を示す値に変更するため、昇圧電圧Ｖｏｕｔが過電圧になることを防止できる。

（実施の形態３の変形例）
実施の形態３の変形例では、昇圧倍率の設定値を低下させた場合でも、過電圧が発生し続けるときは、昇圧動作を停止させる構成について説明する。

実施の形態３の変形例では、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率が低下するように、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１を書き換えた後に、昇圧電圧が判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５がある判定期間内に再度検出した場合には、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させる。

図２０は、実施の形態３の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図１９の昇圧倍率制御回路１０３Ｂにおいて、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。

このフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、ステップＳ４１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ４１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１を変更することなく、そのままステップＳ４５に処理を進める。

一方、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出している場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、ステップＳ４２において、レジスタ１０２が保持している変数の値ＢＲ１を現在よりも低い昇圧倍率を示す値に書き換える。たとえば、現在の昇圧倍率が３倍である場合には、２倍または１．５倍の昇圧倍率を示すように変数の値ＢＲ１が変更される。

続いて、ステップＳ４３において、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、判定期間内に過電圧検出回路１０５が再度過電圧を検知するか否かを判断する。判定期間内に再度過電圧が検出された場合（Ｓ４３でＹＥＳ）、チャージポンプ回路１０４の故障により過電圧になっていると考えられるため、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、ステップＳ４４においてチャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止し、処理を終了する。

一方、判定期間内に過電圧が検出されなかった場合（Ｓ４３でＮＯ）、昇圧倍率の変更によって過電圧が解消されたと考えられるので、昇圧倍率制御回路１０３Ｂは、ステップＳ４４の処理を行なわずにステップＳ４５に処理を進める。この場合、メインルーチンに処理が戻され、チャージポンプ回路１０４は、変更後の昇圧倍率で動作を継続する。

実施の形態３の変形例の昇圧回路１１Ｂによれば、過電圧が検出された場合に、昇圧倍率を示す変数の値を現在よりも低い倍率を示す値に変更するため、昇圧電圧Ｖｏｕｔが過電圧になることを防止できる。さらに、変数の値ＢＲ１を変更した後も過電圧が検出される場合には、チャージポンプ回路の動作が停止されるので、過電圧の発生が継続してしまう事態を避けることができ、過電圧による内部回路１０６の故障を防ぐことが可能となる。

実施の形態４．
実施の形態４の昇圧回路では、他の実施の形態と異なり、入力電圧を計測し、入力電圧に対応する昇圧倍率を算出し、変数の値を書き換える。このような制御は、特に、入力電圧が変動する場合に適している。図２１は、実施の形態４に係る半導体装置２１Ｃおよび昇圧回路１１Ｃの構成を示すブロック図である。

半導体装置２１Ｃは、昇圧回路１１Ｃと内部回路１０６とを含む。昇圧回路１１Ｃは、入力電圧Ｖｉｎを受けて昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するように構成される。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを電源電圧として受ける回路である。内部回路１０６は、昇圧電圧Ｖｏｕｔを受ける回路であれば特に限定されないが、たとえば液晶パネルの駆動回路などである。

昇圧回路１１Ｃは、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１を保持するレジスタ１０２と、変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で入力電圧Ｖｉｎを昇圧し、昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力するチャージポンプ回路１０４と、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路１０５と、レジスタ１０２への変数の値ＢＲ１の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路１０３Ｃとを備える。

チャージポンプ回路１０４は、複数の昇圧倍率を切り替え可能に構成されており、レジスタ１０２に格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧電圧を生成する。

昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２に対して変数の値ＢＲ１の書き込みを行なう。以上の点については、昇圧回路１１Ｃは、実施の形態１の昇圧回路１１と概ね共通するが、昇圧倍率制御回路１０３Ｃの動作が異なる。

昇圧回路１１Ｃは、入力電圧Ｖｉｎをデジタル値に変換するＡＤ変換器２０１と、ＡＤ変換器２０１が出力するデジタル値を受け、入力電圧Ｖｉｎに対応する昇圧倍率の設定値を計算する昇圧倍率計算回路２０２とをさらに備える。

昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、昇圧倍率計算回路２０２が計算した昇圧倍率の設定値ＢＲ３を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込むように構成される。

ＡＤ変換器２０１を用いることにより入力電圧Ｖｉｎを観測し、入力電圧Ｖｉｎの変化に合わせて昇圧倍率を変更するので、入力電圧Ｖｉｎが変化してもチャージポンプ回路１０４は適切な昇圧倍率で昇圧動作を行なうことが可能である。またＡＤ変換を一定の周期で間をあけて行なうことによって、常時ＡＤ変換を行なうよりも消費電力を削減することが可能である。

昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、ＡＤ変換器２０１に対して入力電圧Ｖｉｎをデジタル値に変換するようにトリガ信号ＴＧを送信して要求する。また、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、これに応じて昇圧倍率計算回路２０２が計算した昇圧倍率の設定値ＢＲ３を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込む。

このようにトリガ信号ＴＧを送信することにより、ＡＤ変換器２０１は一定周期で行なわれるＡＤ変換動作とは別に、要求された時点でＡＤ変換動作を行なう。その結果、過電圧が発生している時点の入力電圧Ｖｉｎに対応する昇圧倍率の設定値ＢＲ３が昇圧倍率計算回路２０２によって計算され、この値が変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に格納される。

図２２は、実施の形態４における昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１の書き換え処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図２１の昇圧倍率制御回路１０３Ｃにおいて、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。また、フローチャートの処理を実行する昇圧倍率制御回路１０３Ｃの代表的な構成については、図１３と同様であり、説明は繰り返さない。

図２２のフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ５１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ５１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ５２に処理を進める。

ステップＳ５２では、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、前回タイマーがクリアされてから一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間がまだ経過していない場合には（Ｓ５２でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換を行なわせることなく、ステップＳ５６に処理を進める。

一方、ステップＳ５２において、一定時間が経過していた場合には（Ｓ５２でＹＥＳ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ５３において、時間の経過をカウントしているタイマーをクリアし、ステップＳ５４に処理を進める。

また、ステップＳ５１において、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していた場合（Ｓ５１でＹＥＳ）も、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ５４に処理を進める。なお、このときにもタイマーをクリアしても良い。

ステップＳ５４では、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換器２０１に対してＡＤ変換の実行を要求する。その結果、そのときの入力電圧Ｖｉｎがデジタル値に変換され、昇圧倍率計算回路２０２が更新されたデジタル値を受ける。昇圧倍率計算回路２０２は、このデジタル値に対応する昇圧倍率を計算し、更新された昇圧倍率の設定値ＢＲ３を昇圧倍率制御回路１０３Ｃに出力する。

続いて、ステップＳ５５において、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、得られた設定値ＢＲ３をレジスタ１０２に書き込む。そしてステップＳ５６に処理が進められる。ステップＳ５６では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１Ｃの昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たに格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

このような制御を行なうことによって、一定周期で入力電圧ＶｉｎをＡＤ変換することによって昇圧倍率の設定値を得る昇圧回路１１Ｃにおいても、過電圧が検知された場合には、直ちにＡＤ変換器２０１に対してＡＤ変換要求を出すので、消費電力を抑えつつも素早く過電圧に対応することが可能となる。

（実施の形態４の変形例）
実施の形態４の変形例では、昇圧倍率の設定値を変更した場合でも、過電圧が発生し続けるときは、昇圧動作を停止させる構成について説明する。図２３は、実施の形態４の変形例において実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図２１の昇圧倍率制御回路１０３Ｃにおいて、昇圧動作を実行するメインルーチンから予め定められた制御周期で呼び出されて実行される。

このフローチャートの処理が開始されると、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ６１において過電圧検出回路１０５が過電圧を検出しているか否かを判断する。過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していない場合（Ｓ６１でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ６２に処理を進める。

ステップＳ６２では、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、前回タイマーがクリアされてから一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間がまだ経過していない場合には（Ｓ６２でＮＯ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換を行なわせることなく、ステップＳ６９に処理を進める。

一方、ステップＳ６２において、一定時間が経過していた場合には（Ｓ６２でＹＥＳ）、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ６３において、時間の経過をカウントしているタイマーをクリアし、ステップＳ６４に処理を進める。

また、ステップＳ６１において、過電圧検出回路１０５が過電圧を検出していた場合（Ｓ６１でＹＥＳ）も、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ステップＳ６４に処理を進める。なお、このときにもタイマーをクリアしても良い。

ステップＳ６４では、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換器２０１に対してＡＤ変換の実行を要求する。その結果、そのときの入力電圧Ｖｉｎがデジタル値に変換され、昇圧倍率計算回路２０２が更新されたデジタル値を受ける。昇圧倍率計算回路２０２は、このデジタル値に対応する昇圧倍率を計算し、更新された昇圧倍率の設定値ＢＲ３を昇圧倍率制御回路１０３Ｃに出力する。

続いて、ステップＳ６５において、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換結果に基づいて昇圧倍率計算回路２０２が算出した昇圧倍率の設定値ＢＲ３を、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１と比較する。

そしてステップＳ６６において、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ３と一致するか否かを判断する。

昇圧倍率を示す変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ３と異なる場合は、レジスタに格納されている変数の値ＢＲ１が入力電圧Ｖｉｎの急変またはＡＤ変換の誤動作などによって適切な値でなくなっているために過電圧になったと考えられる。このため、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ３と一致しない場合には（Ｓ６６でＮＯ）、ステップＳ６７において、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、ＡＤ変換によって得られた設定値ＢＲ３が示す正しい値に変数の値ＢＲ１を書き換える。そしてステップＳ６９に処理が進められる。ステップＳ６９では、メインルーチンに処理が戻され、昇圧回路１１Ｃの昇圧動作が継続される。このとき、チャージポンプ回路１０４は、新たに格納された変数の値ＢＲ１が示す昇圧倍率で昇圧動作を行なう。

一方、変数の値ＢＲ１が設定値ＢＲ３と一致する場合には（Ｓ６６でＹＥＳ）、レジスタ１０２の設定以外の原因で昇圧回路１１Ｃが過電圧を出力した可能性がある。たとえば、入力電圧が動作保証範囲を超えていることにより過電圧になったと考えられる。この場合ステップＳ６８において、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させ、処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態４の変形例では、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、昇圧電圧Ｖｏｕｔが判定値を超えたことを過電圧検出回路１０５が検出した場合に、レジスタ１０２から変数の値ＢＲ１を読み出す。そして、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が、昇圧倍率計算回路２０２が計算した昇圧倍率の設定値ＢＲ３と異なる場合には、昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値ＢＲ３を変数の値ＢＲ１としてレジスタ１０２に書き込む。一方で、昇圧倍率制御回路１０３Ｃは、レジスタ１０２から読み出された変数の値ＢＲ１が、昇圧倍率計算回路２０２が計算した昇圧倍率の設定値ＢＲ３と一致する場合には、チャージポンプ回路１０４の昇圧動作を停止させる。

実施の形態４の変形例の昇圧回路１１Ｃによれば、変数の値ＢＲ１が適切な値である場合にはチャージポンプ回路の動作が停止されるので、過電圧の発生が継続してしまう事態を避けることができ、過電圧による内部回路１０６の故障を防ぐことが可能となる。

なお、図２２のステップＳ５１～Ｓ５３および図２３のステップＳ６１～Ｓ６３において、過電圧を検出しない場合に一定時間の経過を待ってタイマーをクリアすることとしたが、これに限定されるものではなく他の処理であっても良い。たとえば、一定時間ごとにＡＤ変換を要求する処理を実行させ、これに並列して過電圧を検出した場合に割り込み処理によってＡＤ変換を実行させるものであっても良い。またハードウエアで処理を実現させる場合には、ＡＤ変換器に対して、定期的にＡＤ変換要求を行なう処理と、過電圧を検出してＡＤ変換要求を行なう処理とを並列動作させるハードワイヤードロジックによって実現しても良い。

（昇圧倍率の変更タイミングの制御）
以上説明した実施の形態１～４において、昇圧倍率制御回路１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃは、レジスタ１０２が保持する変数の値ＢＲ１の変更を図２に示すチャージポンプ回路１０４のスイッチ素子４０４がオフ状態のときに行なうことが好ましい。

チャージポンプ回路１０４は、キャパシタ５０１，５０２，５０３への充放電をスイッチ素子４０１～４０７のオンおよびオフにより切り替え、昇圧を行なう回路である。出力ノードＮｏｕｔに接続されるスイッチ素子４０４がオンの状態で、レジスタ１０２に格納された変数の値ＢＲ１が書き換わると、キャパシタ５０３に接続されたスイッチ素子４０４の接続切替えにより昇圧電圧Ｖｏｕｔが変動する恐れがある。そのため、出力ノードＮｏｕｔに接続されるスイッチ素子４０４がオフの状態でレジスタ１０２に格納された変数の値ＢＲ１を書き換えることによって、昇圧倍率の設定値を変更する際の昇圧電圧Ｖｏｕｔの変動を抑制することができる。

（昇圧回路の適用例）
実施の形態１～４に示した昇圧回路および半導体装置は、液晶表示装置およびこの液晶表示装置を備える電子ミラー装置に使用することができる。

図２４は、昇圧回路が適用される液晶表示装置の構成を示す図である。図２４を参照して、液晶表示装置６０１は、液晶パネル６０２とＬＣＤドライバＩＣ６０３，６０４と、ＬＥＤドライバＩＣ６０５と、発光素子６０６とを備える。

ＬＥＤドライバＩＣ６０５は、ＬＥＤが直列接続された発光素子６０６を発光させる。発光素子６０６からの光は、液晶パネル６０２のバックライトとして使用される。

ＬＣＤドライバＩＣ６０３は、液晶パネル６０２の水平方向に沿って配列された複数の駆動素子を含む。ＬＣＤドライバＩＣ６０４は、液晶パネル６０２の垂直方向に沿って配列された複数の駆動素子を含む。ＬＣＤドライバＩＣ６０３，６０４に液晶パネル６０２の液晶素子を駆動させることによって液晶パネル６０２に画像が表示される。

このような液晶表示装置６０１において、ＬＥＤドライバＩＣ６０５およびＬＣＤドライバＩＣ６０３，６０４は、昇圧回路が内蔵されているか、または昇圧回路から昇圧電圧が供給されるように構成される。この昇圧回路として、実施の形態１～４に示した昇圧回路を使用することができる。また実施の形態１～４に示した半導体装置において、内部回路１０６をＬＣＤ駆動素子または液晶駆動素子とすることによって、実施の形態１～４の半導体装置はＬＥＤドライバＩＣまたはＬＣＤドライバＩＣとなる。

図２５は、電子ミラー装置が設置された状態を示す図である。図２５に示されるように、電子ミラー装置７０１～７０３は、車両のフロントシート周辺に設置される。電子ミラー装置７０１～７０３は、ハンドル７０４が設けられた運転席から視認できる。電子ミラー装置７０１は、バックミラーである。電子ミラー装置７０２，７０３はドアミラーである。

これらの電子ミラー装置には、液晶表示装置が採用される。たとえば本実施の形態の昇圧回路が車載用液晶表示装置に搭載されれば、過電圧検知による昇圧停止と電圧低下による昇圧再開を繰り返すことによる液晶画面のちらつきの発生を抑制することができる。その結果、車両運転時における運転手の快適性が向上する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 昇圧回路、１２ 外部装置、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 半導体装置、１０１ 不揮発性メモリ、１０２ レジスタ、１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ 昇圧倍率制御回路、１０４ チャージポンプ回路、１０５ 過電圧検出回路、１０６ 内部回路、１１１ プロセッサ、１１２ メモリ、２０１ 変換器、２０２ 昇圧倍率計算回路、４００ ポンプ部、４０１～４０７ スイッチ素子、５０１～５０３ キャパシタ、５１０ スイッチ制御回路、６０１ 液晶表示装置、６０２ 液晶パネル、６０３～６０５ ドライバＩＣ、６０６ 発光素子、７０１～７０３ 電子ミラー装置、Ｎ１～Ｎ４ ノード、Ｎｏｕｔ 出力ノード。

Claims (10)

1. 入力電圧を受けて昇圧電圧を出力する昇圧回路であって、
   前記入力電圧を昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値を保持するレジスタと、
   前記変数の値が示す昇圧倍率で前記入力電圧を昇圧し、前記昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路と、
   前記昇圧電圧が判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路と、
   前記レジスタへの前記変数の値の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路と、
   前記変数に対する設定値を記憶する不揮発性メモリとを備え、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタに対して前記変数の値の書き込みを行ない、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記不揮発性メモリから前記設定値を読み出し、読み出された前記設定値を前記変数の値として前記レジスタに対して書き込み、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタから前記変数の値を読み出し、
   （ａ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が前記不揮発性メモリから読み出された前記設定値と異なる場合には、前記設定値を前記変数の値として前記レジスタに書き込み、
   （ｂ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が前記不揮発性メモリから読み出された前記設定値と一致する場合には、前記チャージポンプ回路の昇圧動作を停止させる、昇圧回路。
2. 入力電圧を受けて昇圧電圧を出力する昇圧回路であって、
   前記入力電圧を昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値を保持するレジスタと、
   前記変数の値が示す昇圧倍率で前記入力電圧を昇圧し、前記昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路と、
   前記昇圧電圧が判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路と、
   前記レジスタへの前記変数の値の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路とを備え、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタに対して前記変数の値の書き込みを行ない、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、昇圧倍率を示す設定値の送信を外部装置に対して要求し、要求に応じて前記外部装置から送信された前記設定値を前記変数の値として前記レジスタに対して書き込み、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタから前記変数の値を読み出し、
   （ａ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が前記外部装置から送信された前記設定値と異なる場合には、前記設定値を前記変数の値として前記レジスタに書き込み、
   （ｂ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が前記外部装置から送信された前記設定値と一致する場合には、前記チャージポンプ回路の昇圧動作を停止させる、昇圧回路。
3. 前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記変数の値が示す昇圧倍率が低下するように、前記レジスタが保持する前記変数の値を書き換える、請求項１または２に記載の昇圧回路。
4. 前記昇圧倍率制御回路は、前記変数の値が示す昇圧倍率が低下するように、前記レジスタが保持する前記変数の値を書き換えた後に、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が判定期間内に再度検出した場合には、前記チャージポンプ回路の昇圧動作を停止させる、請求項３に記載の昇圧回路。
5. 入力電圧を受けて昇圧電圧を出力する昇圧回路であって、
   前記入力電圧を昇圧する際の昇圧倍率を示す変数の値を保持するレジスタと、
   前記変数の値が示す昇圧倍率で前記入力電圧を昇圧し、前記昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路と、
   前記昇圧電圧が判定値を超えたことを検出する過電圧検出回路と、
   前記レジスタへの前記変数の値の書き込みを制御する昇圧倍率制御回路と、
   前記入力電圧をデジタル値に変換するＡＤ変換器と、
   前記ＡＤ変換器が出力する前記デジタル値を受け、前記入力電圧に対応する昇圧倍率の設定値を計算する昇圧倍率計算回路とを備え、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタに対して前記変数の値の書き込みを行ない、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値を前記変数の値として前記レジスタに書き込むように構成され、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記ＡＤ変換器に対して前記入力電圧を前記デジタル値に変換するように要求するとともに、前記昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値を前記変数の値として前記レジスタに書き込む、昇圧回路。
6. 前記昇圧倍率制御回路は、前記昇圧電圧が前記判定値を超えたことを前記過電圧検出回路が検出した場合に、前記レジスタから前記変数の値を読み出し、
   （ａ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が、前記昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値と異なる場合には、前記昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値を前記変数の値として前記レジスタに書き込み、
   （ｂ）前記レジスタから読み出された前記変数の値が、前記昇圧倍率計算回路が計算した昇圧倍率の設定値と一致する場合には、前記チャージポンプ回路の昇圧動作を停止させる、請求項５に記載の昇圧回路。
7. 前記チャージポンプ回路は、
   入力ノードに供給された前記入力電圧を昇圧するポンプ部と、
   前記昇圧電圧を出力する出力ノードと前記ポンプ部の出力との間に接続されるスイッチ素子とを含み、
   前記昇圧倍率制御回路は、前記レジスタが保持する前記変数の値の変更を前記スイッチ素子がオフ状態のときに行なう、請求項１～６のいずれか１項に記載の昇圧回路。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の昇圧回路を備える、半導体装置。
9. 請求項８に記載の半導体装置と、
   前記半導体装置によって駆動される液晶パネルとを備える、液晶表示装置。
10. 請求項９に記載の液晶表示装置を備える、電子ミラー装置。

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