JPH02276468A - 昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路

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JPH02276468A
JPH02276468A JP471090A JP471090A JPH02276468A JP H02276468 A JPH02276468 A JP H02276468A JP 471090 A JP471090 A JP 471090A JP 471090 A JP471090 A JP 471090A JP H02276468 A JPH02276468 A JP H02276468A
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capacitor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本、発明は、昇圧回路に関し、特にN型電界効果トラン
ジスタ4個で構成されたHブリッジ回路を出力段に持ち
、さらにコントロール系電源と、モーター系電源が異な
るFDD、HDD (フロッピィディスク装置、ハード
ディスク装置)内に使用されるモータドライブ用半導体
集積回路内に用いられる昇圧回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の回路には、ダイオードとコンデンサと発
振回路を組み合わせた昇圧回路があった。
すなわち、第5図に示す様に、電源9で駆動される発振
回路lOの出力をインバータ3とダイオード7.8.1
8とを直列に介して出力回路12ONチヤンネルトラン
ジスタのゲートに接続するとともに、コンデンサ6を介
して接地し、インバータ3の入力側とダイオード7と8
との接続点との間にコンデンサ4を接続し、さらにイン
バータ3の出力側とダイオード8と18との接続点との
間にコンデンサ5を接続して、ダ・イオード18とコン
デンサ6との接続点に昇圧された電圧を得ていた。発振
回路10は具体的には、第6図に示される様にインバー
タ19,20.21が直列に接続されインバータ19の
入力と出力の間に抵抗23が接続され、さらにインバー
タ20の出力とインバータ19の入力との間にコンデン
サ22が接続される回路が用いられる。次に従来回路の
動作について説明する。発振回路10からは方形波が出
力されそれをインバータ3を通す事により逆相の方形波
を作っている。ダイオード7.8.18は電流が逆流す
るのを防止する働きをしている。初めダイオード7と8
の接点(a)が電源ライン9の電位(通常5V)になり
コンデンサ4.5には5Vの電荷が蓄えられているため
、発振回路の出力が5vの場合接点(a)の電位はIO
Vに持ち上げられる。よってダイオード8と18の接点
(b)は10Vまで昇圧される。インバータの出力が5
vになった時は、前記と同様の働きで接点(b)は15
Vになりダイオード18の出力点(C)は15Vまで昇
圧される。この従来回路で問題になる点として、発振回
路が動きだしてからコンデンサに電荷を蓄え始めるため
その時間がかかり昇圧スピードが遅い事及び昇圧電圧と
して電源電圧の3倍の高い電圧がかかるため、出力トラ
ンジスタがMOS型であるので信号切り換え時にスパイ
クノイズが発生し出力トランジスタのゲート電極が破壊
してしまう事があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
、前述した従来技術の昇圧回路は、第1に電源を投入し
てから出力トランジスタを駆動するのに必要な電圧まで
昇圧する時間が長い事、及び昇圧電圧として電源の3倍
まで持ち上げる為電源電圧の変動及びサージ等による過
電圧が出力トランジスタのゲートに印加された場合、出
力トランジスタが破壊に至る欠点がある。又第2に従来
技術の昇圧回路は、発振回路lOの電源電圧VCの3倍
まで昇圧していたが、これはN型電界効果トランジスタ
のオン抵抗を下げるため、出力回路の電源電圧v、(よ
り昇圧する必要があるからである。具体的には、voと
VMが5vの場合昇圧電圧は、15Vになり出力回路を
駆動するのに十分な電圧を得るがしかし、voよりvh
tが高い場合例えばFDD、HDD等で用いられる様に
コントロール電源と出力回路電源が5vと12Vとそれ
ぞれ異なる場合V。が5vでvhtが12Vになりこの
場合vN<からの昇圧電圧が3V程度になりオン抵抗が
増加してしまう欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の昇圧回路は、第1の問題点を解決するために電
源端子と、電源端子に接続された発振回路と、この発振
回路の出力を受けるインバータと、このインバータの出
力を受ける第1のコンデンサと、第1及び第2のダイオ
ードとの直列接続回路と、この直列接続回路の出力に接
続された出力回路及び第2のコンデンサと、前記インバ
ータの入力側と、前記第1と第2のダイオードの接続点
との間に接続された第3のコンデンサと、前記第1のコ
ンデンサと前記第1のダイオードとの接続点と前記電源
端子との間に接続された第1のツェナーダイオードと、
前記電源端子と、前記第1および第2のダイオードの接
続点との間に接続された第2のツェナーダイオードとを
含んで構成されている。すなわち、本発明の昇圧回路は
、従来、電源とコンデンサを直接結んでいなかったもの
をダイオードを用いて接続し、電源電圧までコンデンサ
の電位を高くしておく事で昇圧時間を従来のものに比べ
て短くし、さらにこのダイオードをツェナーダイオード
にする事で昇圧回路自体に過電圧保護機能を持たせ、出
力回路として構成される出力トランジスタのゲート電極
の過電圧破壊を防止できる。さらに第2の問題も合わせ
て解決するため前記した昇圧回路をさらに発展させた昇
圧回路として、第1.の電源端子Vcに接続された発振
回路と、この発振回路の出力を受けるインバータと、こ
のインバータの出力を受ける第1のコンデンサと、第1
及び第2のダイオードとの直列接続回路と、この直列接
続回路の出力に接続された出力回路及び第2のコンデン
サと、インバータの入力側と第1と第2のダイオードの
接続点との間に接続された第3のコンデンサと、第1の
コンデンサと第1のダイオードとの接続点と第2の電源
端子との間に接続された第1のツェナーダイオードと、
第2の電源端子と前記第1及び第2のダイオードの接続
点との間に接続された第2のツェナーダイオードを含み
さらに第1の電源端子v0と前記第2の電源端子の間に
接続された第3のツェナーダイオードと前記第2の電源
端子と第3の電源端子VMの間に接続された第4のツェ
ナーダイオードで構成されている。すなわち、本発明の
昇圧回路は、従来、電源とコンデンサを直接結んでいな
かったものをダイオードを用いて接続し、さらにこの電
源ラインと発振回路等のコントロール電源v0と出力回
路の電源VMをダイオードを用いて接続し、昇圧電圧V
cがVMより高い時はV。
の3倍まで又、voがvh+より低い時V、+2倍のv
oにする事で常に出力回路の電源よりIOV程度高くな
る様にして、出力回路電圧がフントロール電源より高く
ても出力回路の低オン抵抗化を可能にしている。この本
発明の回路では、従来回路の第1及び第2の問題点を解
決する事ができる。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する第1図は本
発明の一実施例を示す昇圧回路の回路図である。発振回
路10は電源ライン9で駆動されている。発振回路10
の出力はインバータ3、コンデンサ4.ダイオード7お
よびダイオード8の直列回路を介して出力回路12内の
出力トランジスタのゲートに接続されるとともにコンデ
ンサ6に接続されている。コンデンサ5は、インバータ
3の入力端とダイオード7と8との接続点との間に接続
されている。ダイオード70両端は、それぞれツェナー
ダイオード1,2を介して電源ライン9に接続されてい
る。すなわち、ツェナーダイオード2によってダイオー
ド8を介してコンデンサ6は予め電源電圧まで充電され
ているので、昇圧時間を短くする事を可能としている。
ダイオード7.8、ツェナーダイオード1,2は電流の
逆流防止であり回路動作としては従来回路と同じである
。又ツェナー電圧を所定の電圧に選ぶ事で昇圧電圧が一
定以上に上がらない過電圧防止回路の機能も持ち合わせ
ている。よって新たに過電圧防止回路を付は加える必要
がないため必要最小限の素子で高速でなおかつ過電圧防
止回路の機能も持ち合わせた昇圧回路を実現できる。第
2図は第1図の回路をさらに発展させた本発明の一実旅
例を示す昇圧回路の回路図である。発振回路lOは、電
源ライン9で駆動されている。発振回路10の出力は、
インバータ3.コンデンサ4.ダイオード7、およびダ
イオード8の直列回路を介して出力回路12に接続され
るとともに、コンデンサ6に接続されている。コンデン
サ5はインバータ3の入力端とダ・イオード7と8との
接続点との間に接続されている。ダイオード7の両端は
、それぞれツェナーダイオード1,2を介して電源ライ
ン15に接続されている。電源ライン15はダイオード
13.14を介してそれぞれ電源ライン9及び電源ライ
ン11に接続されている。よって電源ライン15は、電
源ライン9および11のうち電圧の高い電位になるため
、第1図の場合と同様にこの電圧を基準にさらに電源ラ
イン9の電圧の2倍までの昇圧可能になる。FDD、H
DDシステムでは電源ライン9が5V、電源ライン11
が12Vが一般的に用いられる。
第3図は、本発明の他の実施例の回路である。
基本動作は、第2図の場合と同じであり、特に、コンデ
ンサー6が短絡破壊した時の電源保護の為にツェナーダ
イオード1,2と電源ライン15との間にそれぞれ抵抗
16.17を入れている。この様にすると動作は、第2
図の実施例と変わりなくさらに゛電源保護機能を含んだ
昇圧回路を構成できる。
第1図〜第3図に示した本発明の回路は全て2段構成の
昇圧回路例を示しである。これはFDD、HDD内で用
いられる5V/12V系電源の場合この回路構成が用い
られるためである。第4図に第3図の場合の1段構成の
昇圧回路を示す。
この様に昇圧回路の段数を必要に応じて可変するのが可
能である。
出力回路12として具体的には、第7図で示されるNチ
ャンネルトランジスタ30,31,32゜33で構成さ
れるHブリッジ構造の場合と第8図及び第9図で示され
る様な電源側にNチャンネルトランジスタ30を構成す
る場合及び接地端子側にNチャンネルトランジスタ30
を構成する場合等が用いられる。3つの回路とも昇圧電
圧入力端子24で昇圧電圧を受は出力トランジスタのゲ
ートへ印加して入力信号端子25.26の信号によりゲ
ートを切り換えるようになっている。第7図のHブリッ
ジの場合はモータ負荷を駆動する場合又、第8.第9図
はソレノイド負荷を駆動する場合にそれぞれ用いられる
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明は、昇圧回路に新たにツェナ
ーダイオードを用いて電源とコンデンサーを接続する事
により、昇圧時間を第10図に示すように従来回路に比
べて115程度に短くする効果がある。又、一定電圧以
上に電圧が昇圧するのを防止する過電圧防止機能を持っ
た昇圧回路を実現できる。又、さらにコントロール電源
と、出力回路の電源が異なるシステムにおいては、発振
回路のフントロール電源と出力回路の電源と昇圧回路を
新たにツェナーダイオ−Fを用いて接続することにより
、第11図に示すように出力回路の電源VMを基準にさ
らにコントロール電源V。の2倍まで昇圧する事が可能
になる。これにより例えば出力回路にN型電界効果トラ
ンジスタ4個で構成されたHブリッジ回路を用いた時、
第12図に示すように従来の回路では出力回路の電源電
圧が高くなると出力回路のオン抵抗が急激に高くなるが
本発明の回路は、出力回路の電源電圧が高くなってもほ
ぼ一定のオン抵抗にする事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1.2,3.4図は、それぞれ本発明の実施例による
昇圧回路の回路図であり、第5図は、従来技術の昇圧回
路の回路図である。第6図は本発明で用いられる発振回
路の具体的な回路図であり、第7.8.9図は、それぞ
れ出力回路の具体的な構成例を示す図である。第10.
11図はそれぞれ昇圧時間と、昇圧電圧との関係を示す
図、第12図は出力回路の電源電圧と出力回路のオン抵
抗との関係を示す図である。 1・・・・・・ツェナーダイオード、2・・・・・・ツ
ェナーダイオード、3・・・・・・インバータ、4・・
・・・・コンデンサー 5・・・・・・コンデンサー 
6・・・・・・コンデンサー7・・・・・・ダイオード
、8・・・・・・ダイオード、9・旧・・電源ライン、
10・・・・・・発振回路、11・・・・・・電源ライ
ン、12・・・・・・出力回路、13・・・・・・ツェ
ナーダイオード、14・・・・・・ツェナーダイオード
、15・・印・電源ライン、16・・・・・・抵抗、1
7・・・・・・抵抗、18・・・・・・ダイオード、1
9・・・・・・インバータ、20・・・・・・インバー
タ、21・・・・・・インバータ、22・・・・・・コ
ンデンサ、23・・・・・・抵抗、24・・・・・・昇
圧電圧入力端子、25・・・・・・入力信号端子1.2
6・・・・・・入力信号端子2.27・・・・・・レベ
ルシフト回路、28・・・・・・出力端子、29・・・
・・・出力端子、30・・・・・・出力トランジスタ、
31・・・・・・出力トランジスタ、32・・・・・・
出力トランジスタ、33・・・・・・出力トランジスタ
。 代理人 弁理士  内 原   晋 箒 /l!1 弗 2 回 茅 面 茅 閃 第 図 茶 回 9;電漕ンイ〉 7/i電肴シAン 序 閉 芽 図 茅 lθ 閏

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の電源端子と、該第1の電源端子に接続され
    た発振回路と、該発振回路の出力を受けるインバータと
    このインバータの出力を受ける第1のコンデンサと第1
    及び第2のダイオードとの直列接続回路と、この直列接
    続回路の出力に接続された出力回路及び第2のコンデン
    サと、前記インバータの入力側と前記第1と第2のダイ
    オードの接続点との間に接続された第3のコンデンサと
    、前記第1のコンデンサと前記第1のダイオードとの接
    続点と第2の電源端子との間に接続された第1のツェナ
    ーダイオードと、前記第2の電源端子と前記第1及び第
    2のダイオードの接続点との間に接続された第2のツェ
    ナーダイオードと、前記第1の電源端子と前記第2の電
    源端子との間に接続された第3のツェナーダイオードと
    前記第2の電源端子と第3の電源端子の間に接続された
    第4のツェナーダイオードとを含む事を特徴とする昇圧
    回路
  2. (2)前記第1及び第2のツェナーダイオードにそれぞ
    れ直列に抵抗が接続されている事を特徴とする請求項1
    記載の昇圧回路
  3. (3)第1の電源ラインと、第2の電源ラインと、第3
    の電源ラインと、前記第2の電源ラインと前記第3の電
    源ラインとの間に接続された第4の電源ラインと、前記
    第1の電源ラインと前記第2の電源ラインとの間に接続
    された発振回路と、前記第3の電源ラインと前記第1の
    電源ラインとの間に接続された出力回路と、前記発振回
    路の出力端子に接続されたインバータと、前記インバー
    タの出力端子に一方の電極が接続された第1のコンデン
    サと、前記第1のコンデンサの他方の電極に一方の端子
    が接続された第1のダイオードと、前記第1のダイオー
    ドの他方の端子と前記出力回路の入力端子との間に接続
    された第2のダイオードと、前記第2のダイオードと前
    記出力回路の前記入力端子との接続点と前記第1の電源
    ラインとの間に接続された第2のコンデンサと、前記発
    振回路と前記インバータとの接続点と前記第1のダイオ
    ードと前記第2のダイオードとの接続点との間に接続さ
    れた第3のコンデンサと、前記第1のコンデンサと前記
    第1のダイオードとの接続点と前記第4の電源ラインと
    の間に接続された第1のツェナーダイオードと、前記第
    2の電源ラインと前記第4の電源ラインとの間に接続さ
    れた第3のツェナーダイオードと、前記第3の電源ライ
    ンと前記第4の電源ラインとの間に接続された第4のツ
    ェナーダイオードとを有することを特徴とする昇圧回路
  4. (4)請求項3の昇圧回路に加えてさらに前記第1のツ
    ェナーダイオードと前記第4の電源ラインとの間に接続
    された第1の抵抗と前記第2のツェナーダイオードと前
    記第4の電源ラインとの間に接続された第2の抵抗とを
    有することを特徴とする昇圧回路
  5. (5)第1の電源ラインと、第2の電源ラインと、第3
    の電源ラインと、前記第2の電源ラインと前記第3の電
    源ラインとの間に接続された第4の電源ラインと、前記
    第1の電源ラインと前記第2の電源ラインとの間に接続
    された発振回路と、前記第1の電源ラインと前記第3の
    電源ラインとの間に接続された出力回路と、前記発振回
    路の出力端子にその一方の電極が接続された第1のコン
    デンサと、前記第1のコンデンサの他方の電極と前記第
    4の電源ラインとの間に接続された第1のツェナーダイ
    オードと、前記第1のコンデンサの前記他方の電極と前
    記第1のツェナーダイオードとに、その一端が接続され
    、前記出力回路の入力端子にその他端が接続されたダイ
    オードと、前記ダイオードの前記他端及び前記出力回路
    の前記入力端子と前記第1の電源ラインとの間に接続さ
    れた第2のコンデンサと、前記第2の電源ラインと前記
    第4の電源ラインとの間に接続された第2のツェナーダ
    イオードと、前記第3の電源ラインと前記第4の電源ラ
    インとの間に接続された第3のツェナーダイオードとを
    有することを特徴とする昇圧回路
  6. (6)請求項5記載の昇圧回路に加えてさらに前記ツェ
    ナーダイオードと前記第4の電源ラインとの間に接続さ
    れた抵抗とを有することを特徴とする昇圧回路
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09163766A (ja) * 1995-12-07 1997-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波モータの駆動方法およびその駆動回路
JP2006081291A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Sanyo Electric Co Ltd 電源回路とモータ駆動回路
JP2017116936A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッドJohnson & Johnson Vision Care, Inc. 電子眼科用レンズのレンズ駆動機構用の高電圧hブリッジ制御回路

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