JPH09312968A - チャージポンプ回路 - Google Patents

チャージポンプ回路

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JPH09312968A
JPH09312968A JP8126940A JP12694096A JPH09312968A JP H09312968 A JPH09312968 A JP H09312968A JP 8126940 A JP8126940 A JP 8126940A JP 12694096 A JP12694096 A JP 12694096A JP H09312968 A JPH09312968 A JP H09312968A
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JP
Japan
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switch
voltage
capacitor
input
charge pump
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JP8126940A
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English (en)
Inventor
Toshio Watanabe
利男 渡辺
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/145Applications of charge pumps; Boosted voltage circuits; Clamp circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/06Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧電圧比を変えるチャージポンプ回路にお
いてコンデンサ、スイッチの回路構成が増加するのを防
ぐ。 【解決手段】 コンデンサとこのコンデンサを切り替え
るスイッチから構成されるチャージポンプ回路におい
て、スイッチを制御する可変のパターン発生器を設け
る。これによりコンデンサにチャージさせる電圧を変え
ることで昇圧電圧制御することで、コンデンサ、スイッ
チの増加を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチャージポンプ回路
に関し、特に出力電圧比の高いチャージポンプ回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】図11は従来のチャージポンプ回路であ
る(特開平4−317560号公報)。従来のチャージ
ポンプ回路では昇圧用の3つのコンデンサC1〜C3と
平滑の為のコンデンサC4、コンデンサを切り替えるた
めのスイッチS1〜S11から構成されており、4倍、
3倍の入出力電圧比を切り替えることができる。4倍の
出力電圧を出力するときのスイッチを制御するパターン
を図12に示す。第一のステップでコンデンサC1〜C
3を入力電圧VINにチャージし、第二のステップで入
力電圧とコンデンサC1〜C3を直列接続した電圧にV
OUTを昇圧する。
【0003】3倍の出力電圧を出力するときのスイッチ
を制御するパターンを図13に示す。第一のステップで
コンデンサC1,C2を入力電圧VINにチャージし、
第二のステップで入力電圧VINとコンデンサC1,C
2を直列接続した電圧に昇圧する。この場合、コンデン
サC3は使用しない。
【0004】以上のように、従来の例ではコンデンサを
チャージする電圧は、4倍、3倍昇圧時とも一定の電圧
VINであり、出力電圧比を上げるには追加のコンデン
サが必要となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のチャージポ
ンプ回路において、第一の問題点はチップサイズが増加
することである。その理由は、スイッチの数が増加する
と共に回路が複雑になるためである。
【0006】第二の問題点は基板実装時の占有面積が増
加することである。
【0007】その理由はコンデンサの数が増加すること
でそのコンデンサの実装面積およびコンデンサを接続す
るための端子が必要となりパッケージサイズが増加する
からである。
【0008】
【発明の目的】多電源を必要とする回路を単電源で動作
させるためにチャージポンプが用いられている。電源電
圧の多様化にともない昇圧電圧を切り替えることによっ
て対応する必要がある。
【0009】しかしながら、単純に昇圧倍率を上げるに
はコンデンサ及びスイッチなどが増えチップ面積や、実
装占有面積の増加につながる。
【0010】本発明の目的はチャージポンプ回路のスイ
ッチやコンデンサを増やさずに入出力電圧比を増加させ
ることによって小型化を計るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】複数のコンデンサとこの
コンデンサの端子を切り替えるスイッチと、このスイッ
チを制御する可変のパターンを発生させる手段とを有す
る。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
全体回路図でパターン発生器、レベル変換器、チャージ
ポンプ回路から構成されており、出力電位V2と接地電
位GNDの間に負荷として抵抗RLが接続されている。
パターン発生器から出力されるパルスφ1〜φ4はレベ
ル変換器により振幅が0−V1から0−V2のパルスに
変換されチャージポンプ回路に入力され、スイッチを制
御する。
【0013】可変のパターン発生器によりスイッチを制
御しコンデンサを切り替える。このパターン発生器はコ
ンデンサのチャージ電圧を入力電圧、又は入力電圧と直
列接続されたコンデンサにより形成させる電圧とに切り
替える。コンデンサをチャージする電圧を変更すること
により入力電圧と複数のコンデンサを直列接続すること
によって形成される昇圧電圧を変更させることができ
る。
【0014】チャージポンプ回路の構成を図2に示す。
第一のコンデンサC1の一方の端子はスイッチS1を介
して接地電位GNDと、スイッチS2を介して入力電圧
の電位V1に接続される。他方の端子はS3を介して電
位V1とスイッチS4及びS5を介してそれぞれ第二の
コンデンサC2の両端に接続される。スイッチS4に接
続された第二のコンデンサの端子はスイッチS6を介し
て出力電位V2に接続される。スイッチS5が接続され
た第二のコンデンサの他方の端子はスイッチS7を介し
て接地電位GND接続される。出力電圧VOUTを平滑
するために出力電位V2と接地電位GNDの間に第三の
コンデンサC3を接続する。スイッチS1,S3はタイ
ミングφ1で、スイッチS4,S7はタイミングφ2
で、スイッチS5,S6はタイミングφ3で、スイッチ
S2はタイミングφ4でスイッチングする。
【0015】次に、パターン発生器の構成を図3を用い
て説明する。パターン発生器はクロック発生器、DF
F、AND、OR、NOR、インバータより構成され、
クロック発生器から出力される矩形波より所定のパター
ンを発生させる。STBY端子は“LOW”レベルのと
きパターンを停止させ、昇圧動作を停止させるときに使
用する。VCH端子は昇圧電圧を変更するときに設定す
る端子である。
【0016】VCHは“HIGH”のときは図4に示す
パターンを発生し、VCHが“LOW”のとき図5に示
すパターンを発生する。
【0017】図6はVCHが“HIGH”の場合の各タ
イミングでのスイッチの接続状態を示したものでI→II
→III →Iのサイクルで昇圧動作する。Iのタイミング
でコンデンサC1を電圧VINにチャージし、IIのタイ
ミングで入力電圧VINとコンデンサC1の直列接続に
よって形成される電圧、即ち2倍のVINでコンデンサ
C2をチャージする。III のタイミングで入力電圧VI
NとコンデンサC1,C2を直列接続することによって
形成される電位、即ち4倍のVINに電位V2を昇圧す
る。
【0018】一方、VCHが“LOW”の場合のタイミ
ングでの接続状態を図7に示す。この場合I→II→Iの
サイクルで昇圧動作する。Iのタイミングではコンデン
サC1,C2は並列接続され電圧VINにチャージされ
る。IIのタイミングで入力電圧VINとコンデンサC
1,C2は直列接続することによって形成される電位、
即ち3倍のVIN電位にV2を昇圧する。
【0019】このようにタイミングを変更することによ
りコンデンサC2チャージ電圧を1倍VIN電圧又は2
倍のVIN電圧に変更することにより昇圧電位V2を3
倍VIN、4倍VINに制御することができる。
【0020】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図8は入力電圧が3.3V又は5Vのとき
12V以上の昇圧電圧を出力するチャージポンプ回路で
ある。スイッチはP型、N型のMOSトランジスタM1
〜7で構成されており、MOSトランジスタのゲート電
極にパターン発生器からの図5または図6出力パターン
φ1〜φ4が入力される。P型MOSトランジスタのゲ
ート入力はそれぞれの反転されたパターンφ1〜φ4が
入力される。
【0021】入力電圧VIN=3.3Vで使用すると
き、入力端子STBY,VCHに3.3Vを入力する。
第一のステップでコンデンサC1は3.3Vでチャージ
される。第二のステップでコンデンサC2は入力電圧V
INとC1が直列接続された電圧、約6.6Vにチャー
ジされる。第三のステップで入力電圧VIN、コンデン
サC1,C2が直列接続された電圧約13.2Vに昇圧
される。
【0022】入力電圧VIN=5Vで使用する場合は、
入力端子STBYに5V、VCHに0Vを入力する。第
一のステップではコンデンサC1,C2は並列接続され
5Vにチャージされる。第二のステップで入力電圧VI
N、コンデンサC1,C2が直列接続され約15Vの電
圧が出力される。
【0023】次に、他の実施例について説明する。図9
は他の実施例の全体のチャージポンプ回路で電圧感知
器、パターン発生器、レベル変換器、チャージポンプか
ら構成されている。電圧感知器は入力電圧V1を感知し
4V以上の場合“HIGH”、4V以下の場合は“LO
W”を出力する。パターン発生器から出力されるパルス
φ1〜φ4はレベル変換器により振幅が0−V1からV
1−V2のパルスφ1′〜φ4′に変換されチャージポ
ンプに入力される。
【0024】チャージポンプの構成を図10で説明す
る。第一のコンデンサC1の一方の端子はスイッチS1
を介してV1電位と、スイッチS2を介して接地電位G
NDに接続される。他方の端子はS3を介して接地電位
GNDとスイッチS4及びS5を介してそれぞれ第二の
コンデンサC2の両端に接続される。スイッチS4に接
続された第二のコンデンサの端子はスイッチS6を介し
て出力電位V2に接続される。スイッチS5が接続され
た第二のコンデンサの他方の端子はスイッチS7を介し
て電位V1に接続される。出力電位V2を平滑するため
に出力電位V2と電位V1の間に第三のコンデンサC3
を接続する。スイッチS1,S3はタイミングφ1で、
スイッチS4,S7はタイミングφ2で、スイッチS
5,S6はタイミングφ3で、スイッチS2はタイミン
グφ4でスイッチングする。
【0025】この実施例では入力電圧に対して負の電位
V2を出力することができる。また、昇圧電圧の切り替
えは電圧検知器により印加された電圧を検知することに
よって行う。
【0026】
【発明の効果】本発明のチャージポンプ回路により半導
体チップを小型化することができる。その理由は、回路
素子を増やすことなく入出力電圧比を変えることができ
るからである。
【0027】更に、実装占有面積を削減することができ
る。その理由は、外付けコンデンサの追加が不要である
からである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す全体回路図。
【図2】図1におけるチャージポンプ部の構成図。
【図3】図1におけるパターン発生器の回路図。
【図4】VCH=“HIGH“のときのパターン。
【図5】VCH=“LOW“のときのパターン。
【図6】VCH=“HIGH“のときの各タイミングで
のスイッチ接続図。
【図7】VCH=“LOW“のときの各タイミングでの
スイッチ接続図。
【図8】本発明の実施例を示すチャージポンプ回路。
【図9】本発明の他の実施例を示す全体回路図。
【図10】図9におけるチャージポンプ回路の構成図。
【図11】従来のチャージポンプ回路構成図。
【図12】図11における4倍昇圧時のパターン。
【図13】図11における3倍昇圧時のパターン。
【符号の説明】
1 パターン発生器 2 レベル変換器 3 チャージポンプ回路 4 クロック発生器 5 電圧感知器 C1,C2,C3,C4 コンデンサ S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S
9,S10,S11 スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電力にチャージされる第一のコンデ
    ンサと、前記第一のコンデンサの端子接続を切り替える
    スイッチと、前記入力電圧と前記第一のコンデンサが直
    列又は並列に接続された電圧にチャージされる第二のコ
    ンデンサと、前記第二のコンデンサの端子を切り替える
    スイッチとを含むチャージポンプ回路において、スイッ
    チを制御するパターンを変更することによって第二のコ
    ンデンサをチャージする電圧を切り替えることを特徴と
    するチャージポンプ回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチを制御するパターンはパタ
    ーン発生器から出力され、前記パターン発生器の入力電
    圧を切り替えることによって前記スイッチを制御するパ
    ターンが変更されることを特徴とする請求項1記載のチ
    ャージポンプ回路。
  3. 【請求項3】 前記パターン発生器から出力される前記
    パターンの電圧レベルを変更するレベル変換器を更に含
    むことを特徴とする請求項2に記載のチャージポンプ回
    路。
JP8126940A 1996-05-22 1996-05-22 チャージポンプ回路 Pending JPH09312968A (ja)

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US08/861,610 US5870295A (en) 1996-05-22 1997-05-22 Simple charge-pump circuit with variable conduction path for changing boosting ratio and step-up circuit using the same

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008310951A (ja) * 2008-07-08 2008-12-25 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2009232576A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Seiko Epson Corp Dc−dcコンバータ用平滑回路、dc−dcコンバータ、電気泳動表示装置用駆動回路、電気泳動表示装置、及び電子機器

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69939801D1 (de) * 1998-04-24 2008-12-11 Nxp Bv Kombinierter kapazitiver aufwärts/abwärtswandler
US6320797B1 (en) 1999-02-24 2001-11-20 Micron Technology, Inc. Method and circuit for regulating the output voltage from a charge pump circuit, and memory device using same
US6160723A (en) 1999-03-01 2000-12-12 Micron Technology, Inc. Charge pump circuit including level shifters for threshold voltage cancellation and clock signal boosting, and memory device using same
JP3316468B2 (ja) * 1999-03-11 2002-08-19 セイコーエプソン株式会社 昇圧回路、昇圧方法および電子機器
US6310789B1 (en) * 1999-06-25 2001-10-30 The Procter & Gamble Company Dynamically-controlled, intrinsically regulated charge pump power converter
DE10050496B4 (de) 2000-10-11 2015-04-02 Texas Instruments Deutschland Gmbh Gleichspannungswandler
US7114084B2 (en) * 2002-03-06 2006-09-26 Micron Technology, Inc. Data controlled programmable power supply
US6861894B2 (en) * 2002-09-27 2005-03-01 Sandisk Corporation Charge pump with Fibonacci number multiplication
JP4042627B2 (ja) * 2003-05-20 2008-02-06 ソニー株式会社 電源電圧変換回路およびその制御方法、ならびに表示装置および携帯端末
US7236046B2 (en) * 2005-11-01 2007-06-26 Catalyst Semiconductor, Inc. LED bias current control using adaptive fractional charge pump
US7602232B2 (en) * 2005-11-01 2009-10-13 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Programmable fractional charge pump for DC-DC converter
US7557641B2 (en) * 2005-11-01 2009-07-07 Catalyst Semiconductor, Inc. Fractional charge pump for step-down DC-DC converter
US7466572B1 (en) * 2006-04-10 2008-12-16 Marvell International Ltd. Three phase voltage tripler
US7369419B2 (en) * 2006-07-05 2008-05-06 Vanguard International Semiconductor Corporation Voltage converter
US7977984B1 (en) 2007-10-13 2011-07-12 Altera Corporation High-speed charge pump circuits
US8493812B2 (en) * 2010-10-28 2013-07-23 International Business Machines Corporation Boost circuit for generating an adjustable boost voltage
US10014823B2 (en) * 2012-08-05 2018-07-03 Ben-Gurion University Of The Negev Research & Development Authority High efficiency resonant switched capacitor converter with continuous conversion ratio
US8693224B1 (en) * 2012-11-26 2014-04-08 Arctic Sand Technologies Inc. Pump capacitor configuration for switched capacitor circuits
CN105210278B (zh) * 2013-03-15 2018-04-03 维斯普瑞公司 充电泵系统和方法
DE102014210898A1 (de) * 2014-06-06 2015-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Schaltung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2998271B2 (ja) * 1991-03-29 2000-01-11 日本電気株式会社 昇圧回路
JPH04317560A (ja) * 1991-04-16 1992-11-09 Fumio Ueno Dc−dcコンバータ及びdc−dcコンバータの制御方法
JPH05244766A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Texas Instr Japan Ltd チャージポンプ回路
JPH05268763A (ja) * 1992-03-17 1993-10-15 Nec Corp Dc/dcコンバータ回路およびそれを用いたrs−232インタフェース回路
JP3311018B2 (ja) * 1992-04-27 2002-08-05 キヤノン株式会社 昇圧回路
US5606491A (en) * 1995-06-05 1997-02-25 Analog Devices, Inc. Multiplying and inverting charge pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009232576A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Seiko Epson Corp Dc−dcコンバータ用平滑回路、dc−dcコンバータ、電気泳動表示装置用駆動回路、電気泳動表示装置、及び電子機器
JP2008310951A (ja) * 2008-07-08 2008-12-25 Renesas Technology Corp 半導体装置

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Effective date: 19990323