JPH10323046A - Charge pump and direct-current power circuit - Google Patents
Charge pump and direct-current power circuitInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、入力交流電圧の
振幅を変えることなく、帰還されるクランプ電圧の大き
さを変化させることによって任意の出力直流電圧を得る
ことができるチャージポンプ、及び、それと直流−直流
変換回路とを組み合わせた電源回路に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge pump capable of obtaining an arbitrary output DC voltage by changing the magnitude of a feedback clamp voltage without changing the amplitude of an input AC voltage. The present invention relates to a power supply circuit combining a DC-DC conversion circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】入力交流電圧を整流して直流電圧を得る
電源回路や、入力交流電圧よりも高い出力直流電圧を得
る電源回路は周知である。後者としては、半波整流型、
両波整流型等の倍電圧整流回路が広く知られている。そ
のうち、入力交流電圧の整数倍の出力直流電圧を得る回
路として、図４に示すような、倍電圧整流回路を多段に
接続したコッククロフト・ワルトン回路が知られてい
る。2. Description of the Related Art A power supply circuit for obtaining a DC voltage by rectifying an input AC voltage and a power supply circuit for obtaining an output DC voltage higher than the input AC voltage are well known. As the latter, half-wave rectification type,
A double voltage rectification circuit such as a double-wave rectification type is widely known. Among them, a Cockcroft-Walton circuit in which multiple voltage rectification circuits are connected in multiple stages as shown in FIG. 4 is known as a circuit for obtaining an output DC voltage that is an integral multiple of the input AC voltage.
【０００３】また、入力直流電圧をスイッチングして該
入力直流電圧よりも高い又は低い直流電圧を得る直流−
直流変換回路も広く知られている。In addition, a DC-DC converter for switching an input DC voltage to obtain a DC voltage higher or lower than the input DC voltage.
DC conversion circuits are also widely known.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電源回路の出力直流電圧は、原理的に、入力交流電圧の
振幅に規定されてしまい、任意の値の直流電圧を得るこ
とはできなかった。例えば、上記のコッククロフト・ワ
ルトン回路から出力される直流電圧は、入力交流電圧の
整数倍の電圧値しか取り得ない。これは、コッククロフ
ト・ワルトン回路が複数のコンデンサの充放電を利用し
た整流回路であり、それぞれのコンデンサに充電された
電圧の和を出力電圧とするからである。したがって、コ
ッククロフト・ワルトン回路からは、入力交流電圧の整
数倍という飛び飛びの値の直流電圧しか取り出せないと
いう課題があった。However, the output DC voltage of the above power supply circuit is defined in principle by the amplitude of the input AC voltage, so that a DC voltage of an arbitrary value cannot be obtained. For example, the DC voltage output from the Cockcroft-Walton circuit can take only a voltage value that is an integral multiple of the input AC voltage. This is because the Cockcroft-Walton circuit is a rectifier circuit using charging and discharging of a plurality of capacitors, and the output voltage is the sum of the voltages charged in the respective capacitors. Therefore, there is a problem that only a DC voltage having a discrete value of an integral multiple of the input AC voltage can be extracted from the Cockcroft-Walton circuit.
【０００５】また、上記の直流−直流変換回路の中には
複数の直流電圧を出力するものもあるが、出力される直
流電圧の大きさはそれぞれ固定されており、任意の大き
さの直流電圧を得ることはできなかった。Some of the above DC-DC converters output a plurality of DC voltages. However, the magnitudes of the output DC voltages are fixed, and the DC voltage of an arbitrary magnitude is output. Could not get.
【０００６】この発明は上記の課題を解決するために提
案されたもので、入力交流電圧をクランプし、該クラン
プ量を制御することにより、任意の大きさの直流電圧を
得ることができるチャージポンプを提供することを一つ
の目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems. A charge pump capable of obtaining a DC voltage of an arbitrary magnitude by clamping an input AC voltage and controlling the amount of the clamp. One purpose is to provide
【０００７】この発明の他の目的は、こうしたチャージ
ポンプの少なくとも１つを直流−直流変換回路と組み合
わせて、少なくとも１つが可変の直流電圧である複数の
直流電圧を取り出すことができる直流回路を提供するこ
とを目的とする。Another object of the present invention is to provide a DC circuit capable of extracting a plurality of DC voltages at least one of which is a variable DC voltage by combining at least one of such charge pumps with a DC-DC conversion circuit. The purpose is to do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、一定振幅の交流電圧が供給される入
力端子と、直流電圧を出力する出力端子とを有する変換
回路と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続さ
れ、前記入力端子にクランプ電圧を供給して、前記変換
回路に前記交流電圧と前記クランプ電圧との重畳された
電圧を印加する帰還回路と、を具備し、前記クランプ電
圧の大きさを可変とし、もって、前記直流電圧の大きさ
を任意に設定できるようにしたことを特徴とするチャー
ジポンプ、を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a conversion circuit having an input terminal to which an AC voltage having a constant amplitude is supplied, and an output terminal to output a DC voltage. A feedback circuit that is connected between an input terminal and the output terminal, supplies a clamp voltage to the input terminal, and applies a voltage obtained by superimposing the AC voltage and the clamp voltage to the conversion circuit. In addition, the present invention provides a charge pump characterized in that the magnitude of the clamp voltage is variable, so that the magnitude of the DC voltage can be arbitrarily set.
【０００９】この発明の１つの実施の形態に係るチャー
ジポンプは、一定振幅の交流電圧が供給される入力端子
と、第１の直流電圧を出力する出力端子とを有する変換
回路と、前記出力端子に接続され、分圧比を変えること
が可能な分圧回路と、前記分圧回路の出力と基準電圧と
を受け取って、前記基準電圧と前記分圧比とにより決定
される大きさの第２の直流電圧を前記変換回路の入力へ
クランプ電圧として帰還して、前記入力端子に前記交流
電圧と前記クランプ電圧とが重畳された電圧を印加する
帰還回路と、を具備し、前記クランプ電圧の大きさを可
変とし、もって、前記直流電圧の大きさを任意に設定で
きるようにしたことを特徴とする。A charge pump according to one embodiment of the present invention is a conversion circuit having an input terminal to which an AC voltage having a constant amplitude is supplied, an output terminal for outputting a first DC voltage, and the output terminal. A voltage dividing circuit connected to the voltage dividing circuit, the voltage dividing circuit being capable of changing a voltage dividing ratio, receiving the output of the voltage dividing circuit and a reference voltage, and receiving a second direct current having a magnitude determined by the reference voltage and the voltage dividing ratio. A feedback circuit that feeds back a voltage to the input of the conversion circuit as a clamp voltage, and applies a voltage in which the AC voltage and the clamp voltage are superimposed on the input terminal. The DC voltage is variable, so that the magnitude of the DC voltage can be arbitrarily set.
【００１０】前記変換回路としては、整流回路、昇圧回
路及び降圧回路のうちのいずれかを用いることができ
る。As the conversion circuit, any one of a rectifier circuit, a booster circuit and a step-down circuit can be used.
【００１１】また、この発明は、直流電圧を出力する直
流−直流変換回路の入力直流電圧をオン、オフする矩形
波発生回路の出力に、少なくとも１つのチャージポンプ
を接続し、もって、少なくとも１つが可変の直流電圧で
ある複数の直流電圧を出力することを特徴とする直流電
源回路、を提供する。According to the present invention, at least one charge pump is connected to an output of a rectangular wave generating circuit that turns on and off an input DC voltage of a DC-DC converter that outputs a DC voltage, and at least one of the charge pumps is connected. A DC power supply circuit that outputs a plurality of DC voltages that are variable DC voltages.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の若干の実施の形
態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明す
る。なお、これらの図において、同じ構成要素は同一の
参照数字又は参照符号によって指示される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. In these figures, the same components are designated by the same reference numerals or reference numerals.
【００１３】図１の（イ）は、この発明に係るチャージ
ポンプの、交流−直流変換回路に応用するための実施の
形態を概略的に示す図である。このチャージポンプは、
入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとを有し、入力端子
Ｔｉｎには、図１の（ロ）に示すような振幅がＶａ／２
の交流矩形波電圧Ｖｉｎが印加される。FIG. 1A is a diagram schematically showing an embodiment for applying a charge pump according to the present invention to an AC-DC conversion circuit. This charge pump
It has an input terminal Tin and an output terminal Tout, and an amplitude as shown in FIG.
AC square wave voltage Vin is applied.
【００１４】入力端子Ｔｉｎは第１のコンデンサＣ１を
介して第１のダイオードＤ１のアノード電極に接続さ
れ、ダイオードＤ１のカソード電極は第２のコンデンサ
Ｃ２を介して接地されると共に出力端子Ｔｏｕｔに接続
される。第１のダイオードＤ１と第２のコンデンサＣ２
とは整流回路１を構成する。The input terminal Tin is connected to the anode electrode of the first diode D1 via the first capacitor C1, and the cathode electrode of the diode D1 is grounded via the second capacitor C2 and connected to the output terminal Tout. Is done. First diode D1 and second capacitor C2
Constitutes the rectifier circuit 1.
【００１５】更に、出力端子Ｔｏｕｔは直列接続された
２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２から成る分圧回路２を介して接地
され、この分圧回路２の抵抗Ｒ１、Ｒ２の中間点は演算
増幅器３の反転入力端子に接続される。分圧回路２から
演算増幅器３の反転入力端子に印加される電圧をＶｃと
する。演算増幅器３の非反転入力端子には、一定電圧Ｖ
ｒｅｆを有する基準電圧源Ｅが接続される。Further, the output terminal Tout is grounded via a voltage dividing circuit 2 composed of two resistors R1 and R2 connected in series, and an intermediate point between the resistors R1 and R2 of the voltage dividing circuit 2 is an inversion of the operational amplifier 3. Connected to input terminal. The voltage applied from the voltage dividing circuit 2 to the inverting input terminal of the operational amplifier 3 is defined as Vc. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 3 has a constant voltage V
A reference voltage source E having ref is connected.
【００１６】演算増幅器３の出力側は第２のダイオード
Ｄ２を介して整流回路１の入力側、即ち第１のダイオー
ドＤ１のアノード電極に接続される。いま演算増幅器３
から出力される電圧をＶｂとすると、整流回路１の出力
側から整流回路１の入力側へ電圧Ｖｂが帰還されるの
で、この帰還された電圧Ｖｂはクランプ電圧として交流
矩形波電圧Ｖｉｎに加えられ、整流回路１に入力される
電圧Ｖｉｎは演算増幅器３からの電圧Ｖｂだけクランプ
される。こうして、第１のダイオードＤ１のアノード電
極には、図１の（ハ）に示すような、コンデンサＣ１に
よって直流カットされた交流矩形波電圧Ｖｉｎと演算増
幅器３から帰還される電圧Ｖｂとが重畳された電圧Ｖｄ
が加えられる。The output side of the operational amplifier 3 is connected via a second diode D2 to the input side of the rectifier circuit 1, that is, to the anode electrode of the first diode D1. Now operational amplifier 3
Assuming that the voltage output from the rectifier circuit 1 is Vb, the voltage Vb is fed back from the output side of the rectifier circuit 1 to the input side of the rectifier circuit 1. Therefore, the feedback voltage Vb is added to the AC square wave voltage Vin as a clamp voltage. , The voltage Vin input to the rectifier circuit 1 is clamped by the voltage Vb from the operational amplifier 3. Thus, on the anode electrode of the first diode D1, the AC rectangular wave voltage Vin DC-cut by the capacitor C1 and the voltage Vb fed back from the operational amplifier 3 as shown in FIG. Voltage Vd
Is added.
【００１７】この結果、出力端子Ｔｏｕｔからは、図１
の（ニ）に示すような、ＶａとＶｂとの和にほぼ等しい
一定の直流電圧Ｖｏｕｔが出力される。直流電圧Ｖｏｕ
ｔがほぼ一定に保たれるのは以下の理由による。直流電
圧Ｖｏｕｔが下がると、分圧回路２の電圧Ｖｃも下が
り、演算増幅器３から出力される電圧Ｖｂは大きくな
る、即ち、クランプ電圧も大きくなるので、直流電圧Ｖ
ｏｕｔは上がる。逆に、直流電圧Ｖｏｕｔが大きくなる
と、電圧Ｖｃも上がり、演算増幅器３からの電圧Ｖｂは
小さくなる、即ち、クランプ電圧は小さくなるので、直
流電圧Ｖｏｕｔは下がる。こうして、直流電圧Ｖｏｕｔ
はＶａとＶｂとの和にほぼ等しい一定の値に保たれる。As a result, from the output terminal Tout, FIG.
(D), a constant DC voltage Vout substantially equal to the sum of Va and Vb is output. DC voltage Vou
The reason why t is kept substantially constant is as follows. When the DC voltage Vout decreases, the voltage Vc of the voltage dividing circuit 2 also decreases, and the voltage Vb output from the operational amplifier 3 increases, that is, the clamp voltage also increases.
out goes up. Conversely, when the DC voltage Vout increases, the voltage Vc also increases, and the voltage Vb from the operational amplifier 3 decreases, that is, since the clamp voltage decreases, the DC voltage Vout decreases. Thus, the DC voltage Vout
Is maintained at a constant value substantially equal to the sum of Va and Vb.
【００１８】出力端子Ｔｏｕｔから出力される電圧Ｖｏ
ｕｔは、抵抗Ｒ１、Ｒ２と基準電圧源Ｅの電圧Ｖｒｅｆ
とで決まる大きさを有する電圧であり、The voltage Vo output from the output terminal Tout
ut is the voltage Vref of the resistors R1, R2 and the reference voltage source E
Is a voltage having a magnitude determined by
【数１】 Ｖｏｕｔ＝（Ｖｒｅｆ／Ｒ２）×Ｒ１＋Ｖｒｅｆ ＝｛１＋（Ｒ１／Ｒ２）｝×Ｖｒｅｆ と表すことができる。したがって、抵抗Ｒ１、Ｒ２の少
なくとも一方の値を変えることにより、出力端子Ｔｏｕ
ｔか取り出し得る直流電圧Ｖｏｕｔの大きさを任意に変
えることができる。Vout = (Vref / R2) × R1 + Vref = {1+ (R1 / R2)} × Vref Therefore, by changing the value of at least one of the resistors R1 and R2, the output terminal Tou
t or the magnitude of the DC voltage Vout which can be extracted can be arbitrarily changed.
【００１９】図２は、この発明に係るチャージポンプ
の、交流−直流変換回路に応用するための別の実施の形
態を概略的に示す図である。図２の実施の形態が図１の
実施の形態と相違する点は、整流回路１に代えて、２倍
昇圧回路４を使用していることである。２倍昇圧回路４
は周知のもので、図２に示すように、直列に接続された
３つのダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５と、ダイオードＤ３
のカソード電極を接地するコンデンサＣ３と、ダイオー
ドＤ４のカソード電極とダイオード３のアノード電極と
の間に接続されたコンデンサＣ４と、ダイオードＤ５の
カソード電極を接地するコンデンサＣ５とを備えてお
り、任意の発振回路５から入力端子Ｔｉｎに供給される
交流矩形波電圧Ｖｉｎを整流して交流矩形波電圧Ｖｉｎ
の振幅Ｖａ／２の２倍の値を持つ直流電圧を出力端子Ｔ
ｏｕｔに出力するよう動作する。FIG. 2 is a diagram schematically showing another embodiment of the charge pump according to the present invention applied to an AC-DC conversion circuit. The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that a doubling booster circuit 4 is used instead of the rectifier circuit 1. Double booster 4
Is a well-known device. As shown in FIG. 2, three diodes D3, D4 and D5 connected in series and a diode D3
, A capacitor C3 connected between the cathode electrode of the diode D4 and the anode electrode of the diode 3, and a capacitor C5 grounding the cathode electrode of the diode D5. The AC rectangular wave voltage Vin supplied from the oscillation circuit 5 to the input terminal Tin is rectified to obtain the AC rectangular wave voltage Vin.
DC voltage having a value twice the amplitude Va / 2 of the output terminal T
It operates to output to out.
【００２０】一方、２倍昇圧回路４から出力される直流
電圧Ｖｏｕｔは分圧回路２によって分圧され、分圧され
た電圧は演算増幅器３及びダイオードＤ２を介して２倍
昇圧回路４の入力へ大きさＶｂのクランプ電圧として帰
還される。On the other hand, the DC voltage Vout output from the double boosting circuit 4 is divided by the voltage dividing circuit 2, and the divided voltage is supplied to the input of the double boosting circuit 4 via the operational amplifier 3 and the diode D2. It is fed back as a clamp voltage of magnitude Vb.
【００２１】したがって、図１により説明したと同様
に、２倍昇圧回路４の入力側には、コンデンサＣ１によ
り直流カットされた交流矩形波電圧ＶｉｎとＶｂとが重
畳された電圧Ｖｄが印加される。その結果、出力端子Ｔ
ｏｕｔに、２Ｖａ＋Ｖｂにほぼ等しい直流電圧Ｖｏｕｔ
を得ることができる。Therefore, as described with reference to FIG. 1, the input side of the double booster circuit 4 is applied with the voltage Vd in which the AC rectangular wave voltages Vin and Vb, which are DC-cut by the capacitor C1, are superimposed. . As a result, the output terminal T
out, a DC voltage Vout substantially equal to 2Va + Vb
Can be obtained.
【００２２】なお、図２の実施の形態においては２倍昇
圧回路４を用いたが、これに代えて、任意の昇圧回路又
は降圧回路を用いてもよい。Although the double boosting circuit 4 is used in the embodiment of FIG. 2, an arbitrary boosting circuit or a step-down circuit may be used instead.
【００２３】これまで説明した２つの実施の形態におい
ては、出力端子Ｔｏｕｔから正の直流電圧が出力される
ものであるが、出力端子Ｔｏｕｔに負の直流電圧Ｖｏｕ
ｔを得る場合には、図１における整流回路１及び図２に
おける２倍昇圧回路４を、負の直流電圧を出力端子Ｔｏ
ｕｔに供給する回路と置換することにより、任意の負の
直流電圧を得ることができる。In the two embodiments described above, a positive DC voltage is output from the output terminal Tout, but the negative DC voltage Vout is output to the output terminal Tout.
When t is obtained, the rectifier circuit 1 in FIG. 1 and the double booster circuit 4 in FIG.
An arbitrary negative DC voltage can be obtained by substituting the circuit for supplying ut.
【００２４】更に、この発明に係るチャージポンプは、
その入力端子Ｔｉｎに交流電圧を供給し得る任意の回路
と組み合わせることが可能である。図３はその一例で、
この発明に係るチャージポンプを直流−直流変換回路と
組み合わせて複数の直流電圧を同時に取り出すことがで
きるようにした実施の形態を示している。図３の（イ）
において、６は周知のスイッチング型の直流−直流変換
回路で、矩形波発生回路７から出力される矩形波によっ
てスイッチング・トランジスタ８をオン、オフする。ス
イッチング・トランジスタ８のドレイン電極はコイルＬ
を介して直流電源Ｖに接続され、スイッチング・トラン
ジスタ８がオンのときにコイルＬにエネルギが蓄積さ
れ、次いで、スイッチング・トランジスタ８がオフにな
ると、コイルＬから発生する逆起電力によりコンデンサ
Ｃ６が充電される。コンデンサＣ６に充電された電圧
は、直流−直流変換回路の出力電圧Ｖ１として取り出さ
れると共に、抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧される。この
分圧された電圧は、矩形波発生回路７から出力される矩
形波電圧の幅を制御するために矩形波発生回路７へ帰還
される。Further, the charge pump according to the present invention
It can be combined with any circuit that can supply an AC voltage to the input terminal Tin. Figure 3 is an example,
An embodiment is shown in which a charge pump according to the present invention is combined with a DC-DC conversion circuit so that a plurality of DC voltages can be taken out simultaneously. (A) of FIG.
In the figure, reference numeral 6 denotes a well-known switching type DC-DC conversion circuit, which turns on and off the switching transistor 8 by a rectangular wave output from a rectangular wave generating circuit 7. The drain electrode of the switching transistor 8 is a coil L
When the switching transistor 8 is turned on, energy is accumulated in the coil L. When the switching transistor 8 is turned off, the back electromotive force generated from the coil L causes the capacitor C6 to be connected. Charged. The voltage charged in the capacitor C6 is taken out as the output voltage V1 of the DC-DC converter, and is divided by the resistors R3 and R4. The divided voltage is fed back to the rectangular wave generating circuit 7 to control the width of the rectangular wave voltage output from the rectangular wave generating circuit 7.
【００２５】図３の実施の形態においては、スイッチン
グ・トランジスタ８のドレイン電極から振幅Ｖａ／２の
矩形波電圧を取り出し、コンデンサＣ１を介して、この
発明に係るチャージポンプの入力端子Ｔｉｎに供給す
る。したがって、コンデンサＣ１から出力される電圧Ｖ
ｉｎは、図３の（ロ）に示す、大きさが│Ｖａ│の負の
矩形波電圧である。この矩形波電圧Ｖｉｎと演算増幅器
３の出力電圧Ｖｂとが重畳されてチャージポンプの入力
端子Ｔｉｎに印加される。チャージポンプの出力端子Ｔ
ｏｕｔから負の直流電圧Ｖｏｕｔを出力するために、入
力端子Ｔｉｎは第１のダイオードＤ１のカソード電極に
接続され、第１のダイオードＤ１のアノード電極は出力
端子Ｔｏｕｔに接続されると共に、第２のコンデンサＣ
２を介して接地される。第１のダイオードＤ１及び第２
のコンデンサＣ２は整流回路１を構成する。In the embodiment shown in FIG. 3, a rectangular wave voltage having an amplitude Va / 2 is taken from the drain electrode of the switching transistor 8 and supplied to the input terminal Tin of the charge pump according to the present invention via the capacitor C1. . Therefore, the voltage V output from the capacitor C1
“in” is a negative rectangular wave voltage having a magnitude of | Va | shown in FIG. This rectangular wave voltage Vin and the output voltage Vb of the operational amplifier 3 are superimposed and applied to the input terminal Tin of the charge pump. Output terminal T of charge pump
To output a negative DC voltage Vout from out, the input terminal Tin is connected to the cathode electrode of the first diode D1, the anode electrode of the first diode D1 is connected to the output terminal Tout, and the second terminal Dout is connected to the second terminal. Capacitor C
2 is grounded. First diode D1 and second diode D1
Constitutes the rectifier circuit 1.
【００２６】第２のコンデンサＣ２の充電電圧はチャー
ジポンプの出力電圧Ｖ２として出力端子Ｔｏｕｔに供給
されると共に、直列の抵抗Ｒ１、Ｒ２からなる分圧回路
２で分圧され、電圧Ｖｃとして演算増幅器３の反転入力
に印加される。演算増幅器３の非反転入力には大きさＶ
ｒｅｆの基準電圧源Ｅが接続される。演算増幅器３の出
力側は第２のダイオードＤ２のカソードに接続され、第
２のダイオードＤ２のカソードは入力端子Ｔｉｎに接続
される。The charging voltage of the second capacitor C2 is supplied to the output terminal Tout as the output voltage V2 of the charge pump, and is also divided by the voltage dividing circuit 2 composed of the series resistors R1 and R2 to obtain the operational amplifier as the voltage Vc. 3 inverting input. The magnitude V is applied to the non-inverting input of the operational amplifier 3.
The reference voltage source E of ref is connected. The output side of the operational amplifier 3 is connected to the cathode of the second diode D2, and the cathode of the second diode D2 is connected to the input terminal Tin.
【００２７】こうした構成であるので、演算増幅器３か
ら出力される電圧Ｖｂは、第２のダイオードＤ２を介し
て整流回路１の入力にクランプ電圧として加えられる。
その結果、電圧Ｖｂと矩形波電圧Ｖｉｎとが重畳され、
電圧Ｖｉｎが電圧│Ｖｂ│だけ持ち上げられた電圧Ｖｄ
（図３の（ハ）に示す）が整流回路１に入力されること
になる。この結果、図３の（ニ）に示すように、大きさ
が（│Ｖａ│−│Ｖｂ│）に等しい負の電圧である直流
電圧Ｖ２がチャージポンプから出力される。With such a configuration, the voltage Vb output from the operational amplifier 3 is applied as a clamp voltage to the input of the rectifier circuit 1 via the second diode D2.
As a result, the voltage Vb and the rectangular wave voltage Vin are superimposed,
Voltage Vd raised by voltage | Vb |
(Shown in FIG. 3C) is input to the rectifier circuit 1. As a result, as shown in FIG. 3D, the charge pump outputs a DC voltage V2 that is a negative voltage equal to (│Va│−│Vb│).
【００２８】直流電圧Ｖ２が一定に保持されるのは、分
圧回路２から取り出された電圧Ｖｃが大きくなると電圧
Ｖｂが下がり、逆に、電圧Ｖｃが下がると電圧Ｖｂが大
きくなるからである。The reason why the DC voltage V2 is kept constant is that when the voltage Vc extracted from the voltage dividing circuit 2 increases, the voltage Vb decreases, and conversely, when the voltage Vc decreases, the voltage Vb increases.
【００２９】図３の実施の形態においても、演算増幅器
３から出力される電圧Ｖｂは、抵抗Ｒ１、Ｒ２及び基準
電圧源Ｅの大きさＶｒｅｆによって決まるので、抵抗Ｒ
１、Ｒ２の少なくとも一方を可変とすることにより、所
望の値の直流電圧Ｖ２を得ることができる。Also in the embodiment of FIG. 3, the voltage Vb output from the operational amplifier 3 is determined by the resistances R1, R2 and the magnitude Vref of the reference voltage source E.
By making at least one of R1 and R2 variable, a DC voltage V2 of a desired value can be obtained.
【００３０】このように、図３の実施の形態は、スイッ
チング型の昇圧直流−直流変換回路６とチャージポンプ
とを組み合わせることにより、直流−直流変換回路６か
らの直流電圧Ｖ１とチャージポンプからの直流電圧Ｖ２
との２つの直流電圧を出力として取り出すことができる
という利点を有する。この原理を利用するならば、１個
の矩形波発生回路を使った直流−直流変換回路に並列に
所望の複数個のチャージポンプを接続することにより、
複数個の直流電圧を出力する回路を構成することができ
る。As described above, in the embodiment of FIG. 3, the DC voltage V1 from the DC-DC converter 6 and the DC voltage V1 from the charge pump are combined by combining the switching type step-up DC-DC converter 6 and the charge pump. DC voltage V2
Has the advantage that the two DC voltages can be taken out as outputs. If this principle is used, by connecting a desired plurality of charge pumps in parallel to a DC-DC conversion circuit using one rectangular wave generation circuit,
A circuit that outputs a plurality of DC voltages can be configured.
【００３１】なお、図３の実施の形態においては、昇圧
直流−直流−変換回路６の代わりに、矩形波発生回路を
有する任意の降圧回路又は昇圧回路を用いることが可能
である。In the embodiment shown in FIG. 3, an arbitrary step-down circuit or step-up circuit having a rectangular wave generating circuit can be used instead of step-up DC-DC-converter circuit 6.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上、この発明の若干の実施の形態を図
を参照しながら詳細に説明したところから明らかなとお
り、この発明は、交流電圧と可変のクランプ電圧とを重
畳した電圧を変換して直流電圧を得るようにしたことに
より、該交流電圧の振幅を変えることなく、任意の値の
直流電圧を得ることができるという格別の効果を得るこ
とができる。しかも、こうした効果は、抵抗と演算増幅
器等を主な構成要素とする小型で簡単な構成の安価な回
路で実現することが可能である。また、スイッチング型
の電源回路と組み合わせることにより、少なくとも１つ
が可変の直流電圧である複数個の直流電圧を出力する回
路を構成することが可能になる。As apparent from the detailed description of some embodiments of the present invention with reference to the drawings, the present invention converts a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a variable clamp voltage. By obtaining the DC voltage by using the DC voltage, a special effect that a DC voltage having an arbitrary value can be obtained without changing the amplitude of the AC voltage can be obtained. In addition, such effects can be realized by a small-sized, simple and inexpensive circuit having a resistor, an operational amplifier, and the like as main components. In addition, by combining with a switching type power supply circuit, it is possible to configure a circuit that outputs a plurality of DC voltages at least one of which is a variable DC voltage.
【図１】（イ）は、この発明に係るチャージポンプの、
交流−直流変換回路に応用するための実施の形態を概略
的に示す図であり、（ロ）、（ハ）及び（ニ）は（イ）
の回路における複数の点での電圧波形を示している。FIG. 1A shows a charge pump according to the present invention;
It is a figure which shows schematically the embodiment for applying to an AC-DC conversion circuit, (b), (c) and (d) are (a).
3 shows voltage waveforms at a plurality of points in the circuit of FIG.
【図２】この発明に係るチャージポンプの、交流−直流
変換回路に応用するための実施の形態を概略的に示す図
である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an embodiment for applying a charge pump according to the present invention to an AC-DC conversion circuit.
【図３】（イ）は、この発明に係るチャージポンプを直
流−直流変換回路と組み合わせて電源回路を構成するた
めの実施の形態を概略的に示す図であり、（ロ）、
（ハ）及び（ニ）は（イ）の回路における複数の点での
電圧波形を示している。FIG. 3A is a diagram schematically showing an embodiment for configuring a power supply circuit by combining the charge pump according to the present invention with a DC-DC conversion circuit;
(C) and (d) show voltage waveforms at a plurality of points in the circuit of (a).
【図４】公知のコッククロフト・ワルトン回路の一例を
示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a known Cockcroft-Walton circuit.
１：整流回路、 ２：分圧回路、 ３：演算増幅器、
４：２倍昇圧回路、５：発振回路、 ６：直流−直流変
換回路1: rectifier circuit, 2: voltage divider circuit, 3: operational amplifier,
4: Double booster circuit, 5: Oscillator circuit, 6: DC-DC converter circuit
Claims (4)
子と、直流電圧を出力する出力端子とを有する変換回路
と、 前記入力端子と前記出力端子との間に接続され、前記入
力端子にクランプ電圧を供給して、前記変換回路に前記
交流電圧と前記クランプ電圧との重畳された電圧を印加
する帰還回路と、を具備し、前記クランプ電圧の大きさ
を可変とし、もって、前記直流電圧の大きさを任意に設
定できるようにしたことを特徴とするチャージポンプ。A conversion circuit having an input terminal to which an AC voltage having a constant amplitude is supplied, and an output terminal to output a DC voltage; a conversion circuit connected between the input terminal and the output terminal; A feedback circuit that supplies a clamp voltage and applies a voltage obtained by superimposing the AC voltage and the clamp voltage to the conversion circuit, wherein the magnitude of the clamp voltage is variable; A charge pump characterized in that the size of the charge pump can be set arbitrarily.
子と、第１の直流電圧を出力する出力端子とを有する変
換回路と、 前記出力端子に接続され、分圧比を変えることが可能な
分圧回路と、 前記分圧回路の出力と基準電圧とを受け取って、前記基
準電圧と前記分圧比とにより決定される大きさの第２の
直流電圧を前記変換回路の入力へクランプ電圧として帰
還して、前記入力端子に前記交流電圧と前記クランプ電
圧とが重畳された電圧を印加する帰還回路と、を具備
し、前記クランプ電圧の大きさを可変とし、もって、前
記直流電圧の大きさを任意に設定できるようにしたこと
を特徴とするチャージポンプ。2. A conversion circuit having an input terminal to which an AC voltage having a constant amplitude is supplied, and an output terminal for outputting a first DC voltage, wherein the conversion circuit is connected to the output terminal and is capable of changing a voltage division ratio. A voltage dividing circuit, receiving an output of the voltage dividing circuit and a reference voltage, and feeding back a second DC voltage having a magnitude determined by the reference voltage and the voltage dividing ratio to an input of the conversion circuit as a clamp voltage. A feedback circuit that applies a voltage in which the AC voltage and the clamp voltage are superimposed on the input terminal, wherein the magnitude of the clamp voltage is variable, and the magnitude of the DC voltage is reduced. A charge pump characterized in that it can be set arbitrarily.
び降圧回路のうちのいずれかであることを特徴とする請
求項１又は２に記載のチャージポンプ。3. The charge pump according to claim 1, wherein the conversion circuit is one of a rectifier circuit, a booster circuit, and a step-down circuit.
の入力直流電圧をオン、オフする矩形波発生回路の出力
に、請求項１〜３のいずれか１つに記載のチャージポン
プを少なくとも１つ接続し、もって、少なくとも１つが
可変の直流電圧である複数の直流電圧を出力することを
特徴とする直流電源回路。4. A charge pump according to claim 1, wherein at least one charge pump according to claim 1 is connected to an output of a rectangular wave generation circuit for turning on and off an input DC voltage of a DC-DC converter for outputting a DC voltage. A DC power supply circuit for outputting a plurality of DC voltages, at least one of which is a variable DC voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12103797A JPH10323046A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Charge pump and direct-current power circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12103797A JPH10323046A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Charge pump and direct-current power circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323046A true JPH10323046A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=14801264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12103797A Pending JPH10323046A (en) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | Charge pump and direct-current power circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323046A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100543648B1 (en) * | 2000-08-17 | 2006-01-20 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Charge pumping circuit |
| WO2015146695A1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | 株式会社村田製作所 | Dc-dc converter |
-
1997
- 1997-05-12 JP JP12103797A patent/JPH10323046A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100543648B1 (en) * | 2000-08-17 | 2006-01-20 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Charge pumping circuit |
| WO2015146695A1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | 株式会社村田製作所 | Dc-dc converter |
| JP6057017B2 (en) * | 2014-03-24 | 2017-01-11 | 株式会社村田製作所 | DC-DC converter |
| US9998006B2 (en) | 2014-03-24 | 2018-06-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | DC-DC converter with complementarily driven switching elements |
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