專利名稱：升壓電路及升壓電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及升壓電路及升壓電路裝置。
背景技術(shù)：
升壓電路是將對電源端子施加的電源電壓變換(升壓)為比該電源電壓高的升壓 電壓并進行輸出的電路，組裝在各種電子設(shè)備中。作為升壓電路的升壓方式，有使用變壓器 的回掃式、使用電容器的電荷泵方式等。另外，在電荷泵方式的情況下，與回掃式相比不使 用變壓器即可，相應(yīng)地能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，尤其面向要求小型及薄型化的便攜式設(shè)備日益普 及。圖10是表示使用了電荷泵方式的升壓電路的以往的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖 (參照專利文獻1)。圖10所示的升壓電路裝置2具有電荷泵方式的升壓電路6，該升壓電 路6使用二極管DA、DB作為電荷轉(zhuǎn)送用開關(guān)，并根據(jù)時鐘信號，反復進行向電容器CA的電 荷蓄積以及從電容器CA向電容器CB的電荷轉(zhuǎn)送，由此進行電源電壓VCC的升壓。升壓電路6作為半導體集成電路實施，具有施加電源電壓VCC的端子Tl (電源 端子)、輸出升壓電壓VG的端子T2 (輸出端子)、連接電容器CA的兩個電極的端子CP1、 CP2(電容器連接端子)等。電容器CB連接在端子Tl與端子T2之間。升壓電路6具有由二極管DA、DB以及電平移位電路7構(gòu)成的升壓部9。二極管DA、 DB串聯(lián)連接在端子Tl與端子T2之間。此外，二極管DB的正極與端子CP2連接，二極管DB 的負極與端子T2連接。另外，由升壓部9以及電容器CA、CB構(gòu)成的電路構(gòu)成電荷泵電路。 電平移位電路7從外部被輸入時鐘信號CLk (H電平V0 (V)、L電平0 (V))，輸出對時鐘信號 CLK進行了電平移位的時鐘信號CLKl (H電平VREG(V)、L電平0(V))。時鐘信號CLKl被 輸入到端子CPl。升壓電路6使用時鐘信號CLKl (時鐘信號)使二極管DA、DB交替地導通斷開，并 且反復進行對電容器CA蓄積電荷且將蓄積在電容器CA中的電荷轉(zhuǎn)送給電容器CB的處理， 從而進行升壓動作。通過該升壓動作，端子T2電壓從O(V)上升到“￥0-2\￥(1+￥1^；(力”。 即，升壓電路6將施加在端子Tl上的電源電壓VCC升壓到“VCC-2XVd+VREG(V) ”的升壓電 壓VG，從端子T2輸出。然而，在端子CP2接地的情況下，在經(jīng)由端子Tl、二極管DA及端子CP2的電路路徑 中流過接地電流，二極管DA有可能破壞。此外，在端子T2接地的情況下，在經(jīng)由端子Tl、二 極管DA、DB及端子T2的電流路徑中流過接地電流，二極管DA、DB有可能破壞。因此，升壓 電路6具有用于防止因端子T2或端子CP2的接地而在二極管DA或二極管DA及DB中流過 過大的接地電流而損傷的接地保護功能。上述接地保護功能由開關(guān)SW、開關(guān)控制電路8構(gòu)成。開關(guān)SW設(shè)置在端子Tl與二 極管DA的正極之間，根據(jù)來自開關(guān)控制電路8的開關(guān)控制信號CTRL，成為導通狀態(tài)(通常 時)或非導通狀態(tài)(接地時)。開關(guān)控制電路8輸入對端子Tl施加的電源電壓VCC、相當 于端子CP2的電壓的二極管電壓VDl以及相當于端子T2的電壓的升壓電壓VG。
開關(guān)控制電路8檢測升壓電壓VG是否低于規(guī)定的閾值電壓，若檢測出升壓電壓VG 低于規(guī)定的閾值電壓，則對端子CP2或端子T2接地的情況進行檢測。并且，開關(guān)控制電路8 輸出開關(guān)控制信號CTRL并將開關(guān)SW從導通狀態(tài)切換為非導通狀態(tài)。其結(jié)果，流通上述的 接地電流的電流路徑斷路，因此能夠防止在二極管DA、DB中流過接地電流。專利文獻1 日本特開2007-300760號公報(特別是圖2)但是，如專利文獻1的圖5所示，開關(guān)控制電路8具備由電阻分壓電路及比較器等 構(gòu)成的檢測部8A以及由定時器電路及鎖存電路等構(gòu)成的定時鎖存電路8B。因此，為了具備 接地保護功能，需要如上所述的升壓部以外的電路，因此導致升壓電路的電路規(guī)模的增加， 有阻礙升壓電路裝置的小型化及低價格化等的問題。并且，至少上述電阻分壓電路及比較 器消耗控制電流。因此，有導致升壓電路裝置的消耗電流的增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的升壓電路，用于與第一電容器及第二電容器連 接，其中，具備電源端子，被施加電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一 個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓后的升壓電壓；第一整流元件，插入于從上述電源端 子到上述第一電容器連接端子的電流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器連接端 子成為正向；第二整流元件，插入于上述第一整流元件和上述第一電容器連接端子之間的 上述電流路徑上，以從上述第一整流元件向上述第一電容器連接端子成為正向；第二電容 器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加振動電壓；第三電容器連接端子， 與上述第一整流元件和上述第二整流元件之間的上述電流路徑以及上述第二電容器的另 一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入于與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端 子之間的上述電流路徑上，對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電 容器連接端子連接，并且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第 三電容器連接端子的電壓相比超過某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子 的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比不超過某電壓以上的情況下斷開。這里，“某 電壓”是根據(jù)升壓電路的設(shè)計來決定的電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第一電容器連接端子接地的情況下，第一電容器連接端子的電 壓持續(xù)初始電壓0 (V)。其結(jié)果，開關(guān)元件由于第一電容器連接端子的電壓終究不超過第三 電容器連接端子的電壓而無法導通。此外，隨著開關(guān)元件的斷開，從電源端子到第一電容器 連接端子的電流路徑斷路，因此第一整流元件及第二整流元件無法導通。由此，第一整流元 件及第二整流元件得到保護。此外，在第三電容器連接端子在升壓動作前接地的情況下，第二整流元件的高電 位側(cè)電極上施加第三電容器連接端子的初始電壓O(V)，因此第二整流元件無法導通。因而， 不進行從第二電容器經(jīng)由第二整流元件進行的向第一電容器的電荷的轉(zhuǎn)送，第一電容器連 接端子的電壓不能升壓而持續(xù)初始電壓O(V)。因而，開關(guān)元件由于第一電容器連接端子的 電壓終究不超過第三電容器連接端子的電壓而無法導通，此外，隨著開關(guān)元件的斷開，從電 源端子到第一電容器連接端子的電流路徑斷路，因此第一整流元件及第二整流元件不能導 通。由此，第一整流元件及第二整流元件得到保護。并且，在第三電容器連接端子在升壓動作中接地的情況下，處于在第一電容器中蓄積了電荷的狀態(tài)，因此第一電容器連接端子的電壓隨著時間的經(jīng)過下降。并且，開關(guān)元件 根據(jù)第一電容器連接端子的電壓相對于第三電容器連接端子的電壓而斷開。因此從電源端 子經(jīng)由第一整流元件向第三電容器連接端子的接地電流的電流路徑斷路。由此，第一整流 元件得到保護。也可以是，上述開關(guān)元件是具有電流輸入輸出的兩個主端子和控制導通斷開的控 制端子的電壓驅(qū)動型晶體管，一個上述主端子連接在上述電源端子側(cè)的上述電流路徑上， 另一個上述主端子連接在與上述第三電容器連接端子的連接點側(cè)的上述電流路徑上，上述 控制端子與上述第一電容器連接端子連接。使用電流驅(qū)動型晶體管作為開關(guān)元件的情況下，從控制端子向另一個主端子流過 電流，因此發(fā)生通常動作中的升壓特性(升壓電壓)的下降。另一方面，在使用電壓驅(qū)動型 晶體管作為開關(guān)元件的情況下，控制端子被絕緣，不會從控制端子向另一個主端子流過電 流，因此能夠抑制通常動作中的升壓特性(升壓電壓)的下降。也可以是，上述開關(guān)元件是N溝道MOS場效應(yīng)晶體管，上述一個主端子是漏極端 子，上述另一個主端子是源極端子，上述控制端子是柵極端子。另外，在該情況下，上述開關(guān) 元件優(yōu)選為增強型。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)元件的開關(guān)的高速化，并且能夠使升壓電路的電路結(jié) 構(gòu)簡單化。也可以是，上述開關(guān)元件是絕緣柵雙極型晶體管，上述一個主端子是集電極端子， 上述另一個主端子是發(fā)射極端子，上述控制端子是柵極端子。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠平衡性良好地實現(xiàn)開關(guān)元件的開關(guān)的高速化及消耗電流的抑 制，并且能夠使升壓電路的電路結(jié)構(gòu)簡單化。也可以具有與上述第二整流元件并聯(lián)連接的電壓固定電路，上述電壓固定電路對 上述第一電容器連接端子的電壓進行固定，以使上述第一電容器連接端子的電壓相對于上 述第三電容器連接端子的電壓的電壓差不超過規(guī)定的電壓。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當?shù)谌娙萜鬟B接端子在升壓動作中接地的情況下，第一電容器連 接端子的電壓通過上述電壓固定電路的作用，能夠固定為規(guī)定的電壓。結(jié)果，能夠抑制從電 源端子向第三電容器連接端子暫時流過的接地電流。也可以是，上述第二整流元件是二極管，上述電壓固定電路是齊納二極管，用作上 述電壓固定電路的齊納二極管的正極與用作上述第二整流元件的二極管的正極連接，用作 上述電壓固定電路的齊納二極管的負極與用作上述第二整流元件的二極管的負極連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使電壓固定電路的結(jié)構(gòu)簡單化。也可以是，上述第二整流元件是二極管，上述電壓固定電路是二極管，用作上述電 壓固定電路的二極管的正極與用作上述第二整流元件的二極管的負極連接，用作上述電壓 固定電路的二極管的負極與用作上述第二整流元件的二極管的正極連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使電壓固定電路的結(jié)構(gòu)簡單化。也可以在上述電源端子和上述第三電容器連接端子之間的電流路徑上具有限制 電流的電阻元件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當?shù)谌娙萜鬟B接端子在升壓動作中接地的情況下，能夠通過上述 電阻元件來抑制從電源端子向第三電容器連接端子暫時流過的接地電流。
為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的其他升壓電路，用于與第一電容器及第二電容 器連接，其中，具備電源端子，被施加電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器 的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓后的升壓電壓；二極管，插入于從上述電源端子 到上述第一電容器連接端子的電流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器連接端子 成為正向；齊納二極管，插入于上述二極管和上述第一電容器連接端子之間的上述電流路 徑上，以從上述二極管向上述第一電容器連接端子成為正向；第二電容器連接端子，與上述 第二電容器的一個電極連接，被施加振動電壓；第三電容器連接端子，與上述二極管和上述 齊納二極管之間的上述電流路徑以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件， 插入于與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電流路徑上，對上 述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并且上述開 關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比 超過某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接 端子的電壓相比未超過某電壓以上的情況下斷開，上述齊納二極管在上述第一電容器連接 端子的電壓比上述第三電容器連接端子的電壓超過規(guī)定的電壓時，將上述第一電容器連接 端子的電壓固定為上述規(guī)定的電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第一電容器連接端子接地的情況下，第一電容器連接端子的電 壓持續(xù)初始電壓0 (V)。其結(jié)果，開關(guān)元件無法導通，因此二極管及齊納二極管都無法導通。 由此，二極管及齊納二極管得到保護。此外，當?shù)谌娙萜鬟B接端子在升壓動作前接地的情況下，齊納二極管的上述正 向的高電位側(cè)電極上施加第三電容器連接端子的初始電壓O(V)，因此齊納二極管無法導 通。因而，不進行從第二電容器經(jīng)由齊納二極管進行的向第一電容器的電荷的轉(zhuǎn)送，第一電 容器連接端子的電壓不能升壓而持續(xù)初始電壓O(V)。因而，開關(guān)元件不能導通，二極管及齊 納二極管也不能導通。由此，二極管及齊納二極管得到保護。并且，當?shù)谌娙萜鬟B接端子在升壓動作中接地的情況下，第一電容器連接端子 的電壓能夠通過齊納二極管固定為規(guī)定的電壓，能夠抑制從電源端子向第三電容器連接端 子暫時流過的接地電流。為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的升壓電路裝置，具備第一電容器；第二電容 器；升壓電路，根據(jù)時鐘信號，輸出將電源電壓升壓后的升壓電壓；負載控制電路，根據(jù)上 述升壓電壓來控制負載；以及定時器電路，從上述時鐘信號的振蕩開始后起到計數(shù)規(guī)定時 間的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)，上述升壓電路具備電源端子，被施加上 述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電 壓升壓后的升壓電壓；第一整流元件，插入于從上述電源端子到上述第一電容器連接端子 的電流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器連接端子成為正向；第二整流元件，插 入于上述第一整流元件和上述第一電容器連接端子之間的上述電流路徑上，以從上述第一 整流元件向上述第一電容器連接端子成為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器 的一個電極連接，被施加振動電壓；第三電容器連接端子，與上述第一整流元件和上述第二 整流元件之間的上述電流路徑以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插 入于與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電流路徑上，對上述 開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比超 過某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端 子的電壓相比不超過某電壓以上的情況下斷開。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，除了保護上述升壓電路的第一整流元件或第一整流元件及第二整流 元件的效果以外，在從第一電容器連接端子輸出的升壓電壓為上升過程中且明顯低的狀態(tài) 時，在由定時器電路計數(shù)的規(guī)定時間的期間，負載控制電路被設(shè)定為待機狀態(tài)，因此能夠防 止升壓上升時的負載控制電路的誤動作及發(fā)熱增加。為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的其他升壓電路裝置，具備第一電容器；第二電 容器；升壓電路，根據(jù)時鐘信號，輸出將電源電壓升壓后的升壓電壓；負載控制電路，根據(jù) 上述升壓電壓來控制負載；以及定時器電路，從上述時鐘信號的振蕩開始后起到計數(shù)規(guī)定 時間的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)，上述升壓電路具備電源端子，被施加 上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源 電壓升壓后的升壓電壓；二極管，插入于從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電 流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器連接端子成為正向；齊納二極管，插入于上 述二極管與上述第一電容器連接端子之間的上述電流路徑上，以從上述二極管向上述第一 電容器連接端子成為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被 施加振動電壓；第三電容器連接端子，與上述二極管和上述齊納二極管之間的上述電流路 徑以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入于與上述第三電容器連接 端子的連接點和上述電源端子之間的上述電流路徑上，對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控 制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容 器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比超過某電壓以上的情況下導通， 在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比未超過某電壓 以上的情況下斷開，上述齊納二極管在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器 連接端子的電壓超過規(guī)定的電壓時，將上述第一電容器連接端子的電壓固定為該規(guī)定的電 壓。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，除了保護上述升壓電路的第一整流元件或第一整流元件及第二整流 元件的效果以外，在從第一電容器連接端子輸出的升壓電壓為上升過程中且明顯低的狀態(tài) 時，在由定時器電路計數(shù)的規(guī)定時間的期間，負載控制電路被設(shè)定為待機狀態(tài)，因此能夠防 止升壓上升時的負載控制電路的誤動作及發(fā)熱增加。為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的其他升壓電路裝置，具備第一電容器；第二電 容器；升壓電路，根據(jù)時鐘信號，輸出將電源電壓升壓后的升壓電壓；負載控制電路，根據(jù) 上述升壓電壓來控制負載；以及比較電路，比較上述升壓電壓和規(guī)定的基準電壓，并到上述 升壓電壓超過上述規(guī)定的基準電壓為止的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)，上 述升壓電路具備電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容 器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓后的升壓電壓；第一整流元件，插入于從上述 電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器 連接端子成為正向；第二整流元件，插入于上述第一整流元件與上述第一電容器連接端子 之間的上述電流路徑上，以從上述第一整流元件向上述第一電容器連接端子成為正向；第 二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加振動電壓；第三電容器連接端子，與上述第一整流元件和上述第二整流元件之間的上述電流路徑以及上述第二電容器 的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入于與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電 源端子之間的上述電流路徑上，對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第 一電容器連接端子連接，并且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓與上 述第三電容器連接端子的電壓相比超過某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接 端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓相比不超過某電壓以上的情況下斷開。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，除了保護上述升壓電路的第一整流元件或第一整流元件及第二整流 元件的效果以外，在從第一電容器連接端子輸出的升壓電壓為上升過程中且明顯低的狀態(tài) 時，在比較電路中到升壓電壓超過規(guī)定的基準電壓為止的期間，負載控制電路被設(shè)定為待 機狀態(tài)，因此能夠防止升壓上升時的負載控制電路的誤動作及發(fā)熱增加。為了解決上述問題，有關(guān)本發(fā)明的其他升壓電路裝置，具備第一電容器；第二電 容器；升壓電路，根據(jù)振動電壓，輸出將電源電壓升壓后的升壓電壓；負載控制電路，根據(jù) 上述升壓電壓來控制負載；以及比較電路，比較上述升壓電壓和規(guī)定的基準電壓，并到上述 升壓電壓超過上述規(guī)定的基準電壓為止的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)，上 述升壓電路具備電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容 器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓后的升壓電壓；二極管，插入于從上述電源端 子到上述第一電容器連接端子的電流路徑上，以從上述電源端子向上述第一電容器連接端 子成為正向；齊納二極管，插入于上述二極管和上述第一電容器連接端子之間的上述電流 路徑上，以從上述二極管向上述第一電容器連接端子成為正向；第二電容器連接端子，與上 述第二電容器的一個電極連接，被施加上述振動電壓；第三電容器連接端子，與上述二極管 和上述齊納二極管之間的上述電流路徑以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開 關(guān)元件，插入于與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電流路徑 上，對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的 電壓相比超過某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓與上述第三電 容器連接端子的電壓相比不超過某電壓以上的情況下斷開，上述齊納二極管在上述第一電 容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的電壓超過規(guī)定的電壓時，將上述第一電 容器連接端子的電壓固定為該規(guī)定的電壓。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，除了保護上述升壓電路的第一整流元件或第一整流元件以及第二整 流元件的效果以外，在從第一電容器連接端子輸出的升壓電壓為上升過程中且明顯低的狀 態(tài)時，在比較電路中升壓電壓超過規(guī)定的基準電壓為止的期間，負載控制電路被設(shè)定為待 機狀態(tài)，因此能夠防止升壓上升時的負載控制電路的誤動作及發(fā)熱增加。發(fā)明效果本發(fā)明在將兩個整流元件用作電荷轉(zhuǎn)送用開關(guān)并通過反復進行兩個電容器的電 荷蓄積/轉(zhuǎn)送來進行升壓的電荷泵方式的升壓電路中，能夠用簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)用于 防止連接兩個電容器的電容器連接端子接地的情況下的兩個整流元件的破壞。


圖1是表示具有本發(fā)明實施方式1的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是說明本發(fā)明實施方式1的升壓電路的升壓上升時的動作的時間圖。圖3是說明本發(fā)明實施方式1的升壓電路的端子BC2接地時的動作的時間圖。圖4是表示具有本發(fā)明實施方式2的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是說明本發(fā)明實施方式2的升壓電路的端子BC2接地時的動作的時間圖。圖6是表示具有本發(fā)明實施方式3的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是說明本發(fā)明實施方式3的升壓電路的升壓上升時的動作的時間圖。
圖8是表示具有本發(fā)明實施方式4的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是說明本發(fā)明實施方式4的升壓電路的升壓上升時的動作的時間圖。圖10是表示具有以往的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。(實施方式1)[升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)]圖1是表示具有本發(fā)明實施方式1的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的升壓電路裝置100具有電源Vl、電源V2、電容器Cl (第一電容器)、電 容器C2 (第二電容器)、升壓電路10以及負載控制電路50而構(gòu)成。升壓電路10采用電荷泵方式，即使用整流元件11及整流元件12 (電荷轉(zhuǎn)送用開 關(guān))，利用時鐘信號(振動電壓)來反復進行向電容器C2的電荷的蓄積以及從電容器C2向 電容器Cl的電荷的轉(zhuǎn)送，從而進行電源Vl的電源電壓VCC的升壓。升壓電路裝置100由升壓電路10如上述那樣利用時鐘信號CLK對電源電壓VCC 進行升壓，通過負載控制電路50基于升壓后的端子VG的電壓(升壓電壓)來控制負載80 的驅(qū)動。另外，升壓電路裝置100也可以與圖10所示的升壓電路裝置2同樣，是將電源Vl 共用而省略電源V2，將電容器Cl的另一個電極與電源Vl連接的結(jié)構(gòu)。以下，詳細說明升壓電路10的結(jié)構(gòu)。升壓電路10作為模擬IC等半導體集成電路實施(形成)。升壓電路10具有與電 源Vl連接并施加電源Vl的電壓VCC (電源電壓)的端子VCC (電源端子)、與電容器C2的 一個電極連接并被輸入時鐘信號CLK的端子BCl (第二電容器連接端子)、與電容器C2的另 一個電極連接的端子BC2 (第三電容器連接端子)、與電容器Cl的一個電極連接并輸出將電 源電壓VCC升壓后的升壓電壓VG的端子VP (第一電容器連接端子)、以及輸出升壓電力VG 的端子VG。另外，端子VG也可以與圖10所示的升壓電路裝置2同樣，與端子VP共用。在 該情況下，負載控制電路50與端子VP連接。升壓電路10還具有整流元件11 (第一整流元件)、整流元件12 (第二整流元件)、 振蕩電路13以及開關(guān)元件14。另外，以下將在整流元件11及整流元件12中流過正向電流 的情況下分別成為高電位側(cè)的電極及低電位側(cè)的電極的、該整流元件11及整流元件12的 一對電極分別稱為“高電位側(cè)電極”及“低電位側(cè)電極”。整流元件11是具有在施加了超過規(guī)定的閾值電壓Vd的正向偏壓時流通正向電流 的特性的元件。整流元件11配置成在端子VCC與端子BC2之間的電流路徑(布線110、整 流元件11、12之間的配置在布線110上的節(jié)點15、布線150)上，高電位側(cè)電極P4成為端子VCC側(cè)，并且低電位側(cè)電極P5成為端子BC2側(cè)。即，整流元件11從端子VCC向端子BC2 正向配置。在本實施方式中，作為整流端子11采用作為二極管整流型的開關(guān)元件的二極管 D1。在該情況下，閾值電壓Vd是二極管Dl的正向下降電壓。另外，作為整流元件11例如 也可以采用同步整流型的開關(guān)元件。整流元件12是具有在施加了超過規(guī)定的閾值電壓Vd的正向偏壓時流通正向電流 的特性的元件。整流元件12配置在端子BC2與端子VP之間的電流路徑(布線150、節(jié)點 15、節(jié)點16、布線160)上，并配置成正向的高電位側(cè)電極P6成為端子BC2側(cè)且正向的低電 位側(cè)電極P7成為端子VP側(cè)。并且，整流元件12與整流元件11串聯(lián)連接。S卩，整流元件12 從整流元件11向端子VP正向配置。并且，在本實施方式中，整流元件12經(jīng)由布線180與 端子VG連接。作為整流元件12，與整流元件11同樣采用作為二極管整流型的開關(guān)元件的 二極管D2。在該情況下，整流元件12的閾值電壓Vd為二極管D2的正向下降電壓。另外， 作為整流元件12，例如也可以采用同步整流型的開關(guān)元件。開關(guān)元件14構(gòu)成為，被施加端子VP的電壓，根據(jù)端子VP的電壓和端子BC2的電 壓來導通斷開(截止)。具體而言，開關(guān)元件14配置在端子VCC與整流元件11的高電位 側(cè)電極P4之間的電流路徑(布線110)中。另外，開關(guān)元件14也可以配置在整流元件11 的低電位側(cè)電極P5與端子BC2及整流元件12的高電位側(cè)電極P6之間的電流路徑(布線 110、節(jié)點15)中。即，也可以代替圖1所示的開關(guān)元件14和整流元件11的各配置。在本實施方式中，開關(guān)元件14使用具有電流輸入輸出的兩個主端子P1、P2以及控 制導通斷開的控制端子P3的電壓驅(qū)動型晶體管。例如，使用雙極型晶體管等電流驅(qū)動型晶 體管作為開關(guān)元件14的情況下，從控制端子P3向另一個主端子P2流過電流，因此發(fā)生通 常動作中的升壓特性(升壓電壓)的下降。另一方面，使用電壓驅(qū)動型晶體管作為開關(guān)元 件14的情況下，控制端子被絕緣，從控制端子P3向另一個主端子P2不流過電流，因此能夠 抑制通常動作中的升壓特性(升壓電壓)的下降。開關(guān)元件14的兩個主端子P1、P2中的一個主端子Pl連接在端子VCC側(cè)的電流路 徑(布線110)上，另一個主端子P2連接在端子BC2側(cè)的電流路徑(布線110、節(jié)點15、布 線150)上。此外，開關(guān)元件14的控制端子P3經(jīng)由布線170，與配置在整流元件12和端子 VP之間的電路路徑(配置在布線180中的節(jié)點16、布線160)上的節(jié)點17連接。另外，也 可以在主端子P1、P2及控制端子P3上連接防靜電破壞用的小電阻。開關(guān)元件14作為電壓驅(qū)動型晶體管，例如可以使用N溝道MOS型場效應(yīng)晶體管。 在該情況下，一個主端子Pl是漏極端子，另一個主端子是源極端子P2，控制端子P3是柵極 端子。此外，在該情況下，開關(guān)元件14的閾值電壓Vthm是柵極-源極間的閾值電壓。此外，開關(guān)元件14作為電壓驅(qū)動型晶體管，也可以使用絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)。在該情況下，一個主端子Pl是集電極端子，另一個主端子P2是發(fā)射極端子，控制 端子P3是柵極電極。此外，在該情況下，開關(guān)元件14的閾值電壓Vthm是柵極-發(fā)射極間 的閾值電壓。在向端子VCC施加了電源電壓VCC并經(jīng)過規(guī)定時間之后，振蕩電路13開始振蕩動 作，隨之生成時鐘信號CLk (H電平VBC1 (V)、L電平0(V))。時鐘信號CLK的頻率例如為幾 百KHz。時鐘信號CLK的電壓(振動電壓)通過端子BCl施加到電容器C2的一個電極上。 另外，在本實施方式中，作為向端子BCl施加的振動電壓，使用了矩形波的時鐘信號CLKdfi不限于此。振動電壓只要是以具有比電源電壓VCC低的最小電壓值的方式振動的電壓即 可。但是，為了適于升壓，優(yōu)選為高速振蕩，并且優(yōu)選為矩形波。[升壓電路的升壓上升動作]圖2是說明圖1所示的升壓電路10的升壓上升動作的時間圖。在電源電壓VCC施加到端子VCC之前的時刻t0，端子VCC、端子VP、端子BCl以及 端子BC2的各初始電壓都為0 (V)。在時刻tl，電源電壓VCC施加到端子VCC上，端子VCC的電壓從初始電壓O(V)上 升到電源電壓vcc(v)。另一方面，端子VP的電壓維持在初始電壓o(v)。因此，在開關(guān)元件 14的控制端子P3上，從布線160的節(jié)點17經(jīng)由布線170施加初始電壓0 (V)，所以開關(guān)元件 14不能導通。因此，從端子VCC向端子BC2及端子VP供給電流的電流路徑斷路，端子BC2 及端子VP的各電壓維持在初始電壓0 (V)。此外，振蕩電路13不開始振蕩動作，端子BCl的 電壓維持在初始電壓O(V)。在時刻t2，開始振蕩電路13的振蕩動作，由振蕩電路13開始向端子BCl輸入時鐘 信號CLK。端子BCl的電壓成為在時鐘信號CLK的每1/2周期依次重復VBCl (V)、0 (V)的波形。在端子BCl的電壓從O(V)切換為VBCl(V)的情況下，端子BC2的電壓相應(yīng)于端子 BCl的電壓上升而上升。隨之，整流元件12被施加超過閾值電壓Vd的正向偏壓而導通。于 是，根據(jù)VBCl(V)的施加期間蓄積到電容器C2中的電荷經(jīng)由端子BC2、布線150、整流元件 12、布線160以及端子VP，轉(zhuǎn)送到電容器Cl的一個電極。并且，端子VP的電壓上升到由該 電荷的轉(zhuǎn)送引起的端子VP(電容器Cl的一個電極)的電壓上升和端子BC2的電壓下降平 衡。這樣，每當電容器Cl蓄積從電容器C2轉(zhuǎn)送的電荷時，端子VP的電壓階段性地上升。在端子BCl的電壓從VBCl (V)切換為O(V)的情況下，端子BC2的電壓隨著端子 BCl的電壓下降而下降。另一方面，端子VP的電壓隨著電容器Cl的電荷的蓄積，超過作為 開關(guān)元件14的閾值電壓Vthm與整流元件11的閾值電壓Vd的和的電壓(Vthm+Vd)。因此， 開關(guān)元件14及整流元件11都能夠?qū)?。于是，施加在端子VCC上的電源電壓VCC經(jīng)由開 關(guān)元件14、整流元件11、布線150及端子BC2施加到電容器C2。并且，在電容器C2中蓄積 電荷。隨著振蕩電路13的振蕩動作的開始，反復進行以上的動作，從而端子BC2及端子 VP的各電壓上升。時刻t3以后的端子VP的電壓上升到希望的升壓電壓VG。另外，升壓電壓VG成 為從施加在端子VCC上的電源電壓VCC與施加在端子BCl上的時鐘信號CLK的H電平的電 壓VBCl (V)之和中，考慮了整流元件11、12的各閾值電壓Vd帶來的電壓下降量2XVd的 "VCC+VBCl-2XVd(V) ”。此時，向開關(guān)元件14的控制端子P3施加的電壓成為升壓為比電源 電壓VCC高的電壓，能夠?qū)㈤_關(guān)元件14的導通電阻設(shè)定為足夠小。因此，升壓電路10能夠 維持與不設(shè)置開關(guān)元件14的情況同等程度的升壓特性。在端子BCl的電壓為O(V)的情況下，開關(guān)元件14及整流元件11導通并且整流元 件12截止，因此時刻t3以后的端子BC2的電壓成為從施加在端子VCC上的電源電壓VCC 中考慮了由整流元件11的閾值電壓Vd帶來的電壓下降量Vd的‘‘VCC-Vd(V)”。另一方面， 在端子BCl電壓為VBCl (V)的情況下，開關(guān)元件14及整流元件11截止并且整流元件12導通，因此成為端子VP的穩(wěn)定狀態(tài)時的電壓“VCC+VBCl-2XVd(V)”與整流元件12的閾值電 壓Vd的和“VCC+VBCl-Vd(V)，，。如上所述，隨著端子VP的電壓上升，開關(guān)元件14不是簡單 地繼續(xù)導通，開關(guān)元件14的導通斷開取決于施加在其控制端子P3上的端子VP的電壓與連 接在整流元件11、12之間的電流路徑上的節(jié)點15上的端子BC2的電壓的關(guān)系。具體而言， 在端子VP的電壓與端子BC2的電壓之差大于開關(guān)元件14的閾值電壓Vthm與整流元件11 的閾值電壓Vd的和“Vthm+Vd”的情況下，開關(guān)元件14及整流元件11導通。另一方面，在 端子VP的電壓與端子BC2的電壓之差小于開關(guān)元件14的閾值電壓Vthm與整流元件11的 閾值電壓Vd的和“Vthm+Vd”的情況下，開關(guān)元件14及整流元件11斷開。如上所述，升壓電路10使用時鐘信號CLK使作為電荷轉(zhuǎn)送開關(guān)的整流元件11、 12交替地導通斷開，并且反復進行將在電容器C2中蓄積的電荷轉(zhuǎn)送給電容器Cl的動 作，從而進行升壓動作。通過該升壓動作，端子VP及端子VG的各穩(wěn)定狀態(tài)的電壓成為 "VCC+VBCl-2XVd (V) ”。[端子VP接地時的保護動作]說明本實施方式1的升壓電路10的端子VP接地時的保護動作。假設(shè)在端子VP接地的情況下，端子VP的電壓下降到0 (V)。這里，作為從端子VCC 經(jīng)由開關(guān)元件14、整流元件11以及整流元件12向端子VP流通接地電流的條件，需要對開 關(guān)元件14的控制端子P3施加“Vthm+2XVd(V) ”以上的電壓。但是，在開關(guān)元件14的控制端子P3上從布線160的節(jié)點17經(jīng)由布線170施加了 端子VP的電壓(0(V))，因此開關(guān)元件14、整流元件11以及整流元件12無法導通。如上，在端子VP接地的情況下，不會從端子VCC向端子VP流過接地電流，因此能 夠防止整流元件11及整流元件12的破壞。另外，該接地保護功能在升壓動作前(向端子 VCC施加電源Vl的電壓VCC之前)端子VP已接地的情況和在升壓動作中(向端子VCC施 加了電源Vl的電壓VCC之后)端子VP接地的情況下都發(fā)揮功能。[端子BC2接地時(升壓動作前)的保護動作]說明本實施方式1的升壓電路10的端子BC2接地時(升壓動作前)的保護動作。在升壓動作前，端子VCC、端子VP、端子BCl以及端子BC2全部為初始電壓O(V)。 這里，在端子BC2接地了的情況下，端子BC2的電壓持續(xù)初始電壓0 (V)。因此，整流元件12 由于在高電位側(cè)電極P6上施加端子BC2的電壓(O(V))，所以作用逆向偏壓，無法導通。因 此，從端子VCC向端子VP的接地電流的電流路徑及從端子BC2向端子VP的接地電流的電 流路徑都斷路，端子VP的電壓不能從初始電壓O(V)上升。另一方面，作為開關(guān)元件14及整流元件11導通的條件，需要對開關(guān)元件14的控 制端子P3施加“Vthm+Vd (V) ”以上的電壓。但是，在開關(guān)元件14的控制端子P3上從布線 160的節(jié)點17經(jīng)由布線170施加端子VP的電壓(O(V))，因此開關(guān)元件14及整流元件11 無法導通。因此，從端子VCC向端子BC2的接地電流的電流路徑斷路。如上，在升壓動作前端子BC2已接地的情況下，開關(guān)元件14、整流元件11及整流元 件12都不能導通。因此，能夠防止整流元件11及整流元件12的破壞。另外，在升壓動作 前端子VP的電壓的初始電壓高于O(V)的情況下，與以下說明的升壓動作中端子BC2接地 時的保護動作相同，因此這里省略說明。[端子BC2接地時(升壓動作中)的保護動作]
利用圖3所示的時間圖，說明本實施方式1的升壓電路10的端子BC2接地時(升 壓動作中)的保護動作。在時刻t0之前，升壓動作處于穩(wěn)定狀態(tài)，端子VP的電壓如圖2所示，穩(wěn)定在 "VCC+VBCl-2XVd(V) ”。此外，從振蕩電路13向端子BCl繼續(xù)輸入時鐘信號CLk，因此端子 BCl的電壓成為在時鐘信號CLk的每1/2周期依次重復VBCl (V)、0 (V)的波形。并且，端子 BC2的電壓基于時鐘信號CLK，成為重復“VCC-Vd (V)，，和“VCC+VBCl-Vd (V)，，的波形。在時刻tl，端子BC2的電壓由于接地而下降到O(V)。在該情況下，作為開關(guān)元件 14及整流元件11導通的條件，需要對開關(guān)元件14的控制端子P3施加“Vthm+Vd(V) ”以上 的電壓。端子BC2剛接地后，在電容器Cl中存在蓄積的電荷，因此端子VP的電壓穩(wěn)定在 “VCC+VBCl-2XVd(V)”。因此，開關(guān)元件14及整流元件11不能立即斷開。因此，從端子VCC 向端子BC2的接地電流的電流路徑不會斷路，在整流元件11中流過接地電流。但是，端子VP經(jīng)由布線160、布線180以及端子VG，與負載控制電路50連接。因 此，蓄積在電容器Cl中的電荷因負載控制電路50的電流消耗而被放電，端子VP的電壓隨 著時間的經(jīng)過而下降。在時刻t2，端子VP的電壓下降到作為開關(guān)元件14及整流元件11導通的條件的 “Vthm+Vd(V)”。此時，開關(guān)元件14及整流元件11從導通切換為截止(斷開)，從端子VCC 向端子BC2的接地電流的電流路徑斷路。該動作實現(xiàn)用于抑制接地電流的持續(xù)發(fā)生的定時 器電路的功能，因而不需要設(shè)置如專利文獻1中記載的專用的定時器電路。但是，從時刻tl到時刻t2的期間，瞬間性地流過接地電流，因此在開關(guān)元件14、 整流元件11上暫時存在負擔。但是，能夠通過調(diào)節(jié)開關(guān)元件14的電流能力、負載控制電路 50的消耗電流以及電容器Cl的容量，來防止整流元件11的破壞。以上，根據(jù)具有本實施方式1的升壓電路10的升壓電路裝置100，如圖10所示，不 需要具備用于接地保護的開關(guān)控制電路8。結(jié)果，可以實現(xiàn)升壓電路10的控制的簡單化以 及電路規(guī)模的增大的抑制，并且可以實現(xiàn)升壓電路裝置100的低價格化及小型化。(實施方式2)圖4是表示具有本發(fā)明實施方式2的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在本 發(fā)明實施方式2中得到以下效果在升壓動作中端子BC2接地的情況下，能夠抑制在本發(fā)明 實施方式1的升壓電路10中暫時產(chǎn)生的接地電流。如圖4所示的升壓電路20除了圖1所示的升壓電路10的結(jié)構(gòu)以外，還追加了電 阻元件Rl及電壓固定電路18。其以外的結(jié)構(gòu)與升壓電路10相同，因此省略說明。電阻元件Rl是用于抑制接地電流的最大電流的電阻元件。電阻元件Rl配置在端 子VCC與端子BC2之間的電流路徑(布線110、150)上。在圖4中示出了將電阻元件Rl配 置在端子VCC與開關(guān)元件14的一個主端子Pl之間的情況，但也可以配置在開關(guān)元件14的 另一個主端子P2與整流元件11的高電位側(cè)電極P4之間，或整流元件11的低電位側(cè)電極 P5與節(jié)點15之間等。電壓固定電路18在從端子BC2向端子VP的電流路徑中，與整流元件12并聯(lián)連接。 電壓固定電路18在端子VP的電壓比端子BC2的電壓高規(guī)定的閾值電壓VZ以上時，將端子 VP的電壓固定為規(guī)定的閾值電壓VZ。另外，電壓固定電路18能夠由以規(guī)定的閾值電壓VZ為齊納(Zener)電位的齊納二極管ZD構(gòu)成。在該情況下，齊納二極管ZD的高電位側(cè)電極P8與整流元件12的高電位 側(cè)電極P6連接。此外，齊納二極管ZD的低電位側(cè)電極P9與整流元件12的低電位側(cè)電極 P7連接。此外，電壓固定電路18也可以將多個齊納二極管ZD串聯(lián)連接來構(gòu)成。此外，電壓固定電路18也可以由以規(guī)定的閾值電壓VZ為正電壓的二極管構(gòu)成。在 該情況下，二極管的高電位側(cè)電極P8與整流元件12的低電位側(cè)電極P7連接，二極管的低 電位側(cè)電極P9與整流元件12的高電位側(cè)電極P6連接。利用圖5所示的時間圖，說明本實施方式2的升壓電路20的端子BC2接地時(升 壓動作中)的保護動作。從時刻t0到時刻tl的期間進行與圖3所示的時間圖的情況相同的動作，因此省 略說明。在時刻tl，端子BC2接地，端子BC2的電壓下降到0(V)。端子BC2剛接地后，在電 容器Cl中存在蓄積的電荷，因此端子VP的電壓穩(wěn)定在“VCC+VBCl-2XVd(V)，，，開關(guān)元件14 及整流元件11不能立即斷開。因此，端子VP的電壓比端子BC2高電壓固定電路18的規(guī)定的閾值電壓VZ以 上，因而電壓固定電路18動作。并且，端子VP的電壓隨著電壓固定電路18的動作，從 "VCC+VBCl-2XVd(V) ”下降到規(guī)定的閾值電壓VZ并暫時固定。此時，從端子VCC到端子BC2 的電流路徑上流過接地電流，但通過電阻元件Rl抑制接地電流的最大電流。在時刻tl以后，由于負載控制電路50的電流消耗，蓄積在電容器Cl中的電荷放 電，端子VP的電壓隨著時間的經(jīng)過從規(guī)定的閾值電壓VZ下降。在時刻t2，端子VP的電壓從規(guī)定的閾值電壓VZ下降到‘‘Vthm+Vd(V) ”，因此開關(guān) 元件14、整流元件11截止(斷開)。結(jié)果，從端子VCC向端子BC2的接地電流的電流路徑 斷路。如上所述，在端子BC2接地時，端子VP的電壓可以通過電壓固定電路18的動作下 降到規(guī)定的閾值電壓VZ。結(jié)果，能夠縮短產(chǎn)生接地電流的期間。此外，通過電阻元件R1，能 夠抑制接地電流的最大電流。另外，電壓固定電路18和電阻元件Rl中，可以根據(jù)必要性僅
設(shè)置其中之一。另外，在由齊納二極管ZD構(gòu)成了電壓固定電路18的情況下，可以在端子VP與端 子BC2之間的電流路徑上雙向流過電流。因此，即使省略整流元件12，電壓固定電路18也 能夠進行電壓固定動作和整流動作兩者。其中，有端子VP的電壓的升壓水平變化的可能 性，但能夠通過時鐘信號CLK的振幅設(shè)定來進行調(diào)節(jié)。以上，根據(jù)具有本實施方式2的升壓電路20的升壓電路裝置200，能夠平衡性良好 地實現(xiàn)升壓電路20的電路規(guī)模的抑制、端子BC2接地時的接地電流的抑制以及不設(shè)置接地 保護功能的情況的升壓特性的維持。(實施方式3)圖6是表示具有本發(fā)明實施方式3的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在本 發(fā)明實施方式3中，除了本發(fā)明實施方式1的效果以外，由于在從端子VP輸出的電壓為上 升過程中且明顯低的狀態(tài)時，負載控制電路50在由定時器電路60計數(shù)的規(guī)定時間的期間 被設(shè)定為待機狀態(tài)，因此能夠防止升壓上升時的負載控制電路50的誤動作及發(fā)熱增加。圖6所示的升壓電路30除了圖1所示的升壓電路10的結(jié)構(gòu)以外，還追加了定時器電路60。除了負載控制電路50以外的結(jié)構(gòu)與升壓電路10相同，因此省略說明。定時器電路60是從振蕩電路13被輸入時鐘信號CLk，從時鐘信號CLK的振蕩開始 后到計數(shù)規(guī)定時間為止的期間，將負載控制電路50設(shè)定為待機狀態(tài)的電路。另外，規(guī)定時 間是端子VP的電壓通過升壓動作從初始電壓上升并達到能看作確立了端子VP及端子VG 的電壓的電壓的時間。負載控制電路50在定時器電路60的輸出信號為L電平的情況下被設(shè)定為待機狀 態(tài)，在定時器電路60的輸出信號為H電平的情況下，待機狀態(tài)被解除而可以進行動作。另 外，也可以為，定時器電路60的輸出信號為H電平時設(shè)定為待機狀態(tài)，定時器電路60的輸 出信號為L電平時解除待機狀態(tài)。圖7是用于說明定時器電路60的動作的時間圖。端子VCC、端子BCl、端子BC2以及端子VP的各電壓波形與圖2所示的各波形相同， 因此省略說明。在時刻t0 t2的期間，振蕩電路13的振蕩動作停止，不進行定時器電路60的規(guī) 定時間的計數(shù)。因此，從定時器電路60向負載控制電路50輸出的輸出信號持續(xù)L電平。 即，負載控制電路50持續(xù)待機狀態(tài)。在時刻t2，開始振蕩電路13的振蕩動作，從振蕩電路13向端子BCl輸出時鐘信號 CLK。定時器電路60從振蕩電路13接收時鐘信號CLK，根據(jù)時鐘信號CLK的上升或下降邊 緣等來計數(shù)規(guī)定時間。在時刻t2 t3的期間，定時器電路60處于計數(shù)規(guī)定時間的階段， 因此從定時器電路60向負載控制電路50輸出的輸出信號持續(xù)L電平。即，負載控制電路 50持續(xù)待機狀態(tài)。在時刻t3，定時器電路60完成規(guī)定時間的計數(shù)，將向負載控制電路50輸出的輸出 信號從L電平切換為H電平。即，負載控制電路50被解除待機狀態(tài)而可以進行動作。另外，也可以將圖7所示的定時器電路60所計數(shù)的規(guī)定時間設(shè)定為端子VP及端 子VG的各電壓從初始電壓OV到完全確立為止的時間(時刻t2 t4)。如上所述，通過設(shè)置定時器電路60，負載控制電路50能夠在端子VP及端子VG的 電壓確定的狀態(tài)下進行更穩(wěn)定的動作。(實施方式4)圖8是表示具有本發(fā)明實施方式4的升壓電路的升壓電路裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在本 發(fā)明實施方式4中，除了本發(fā)明實施方式1的效果以外，與本發(fā)明實施方式3同樣，在從第 一電容器連接端子輸出的升壓電壓為上升過程中且明顯低的狀態(tài)時，到比較電路70中升 壓電壓VG超過規(guī)定的基準電壓VPth為止的期間，負載控制電路50被設(shè)定為待機狀態(tài)，因 此能夠防止升壓上升時的負載控制電路50的誤動作及發(fā)熱增加。圖8所示的升壓電路除了圖1所示的升壓電路10的結(jié)構(gòu)以外，還追加了比較電路 70。除負載控制電路50以外的結(jié)構(gòu)與升壓電路10相同，因此省略說明。比較電路70對端子VG的電壓(或端子VP電壓)與規(guī)定的基準電壓VPth進行比 較，到端子VG的電壓超過規(guī)定的基準電壓VPth為止的期間，將負載控制電路50設(shè)定為待 機狀態(tài)。規(guī)定的基準電壓VPth為能看作端子VP及端子VG的電壓確立了的電壓。在本實施方式中，比較電路70使用運算放大器而構(gòu)成。運算放大器的非反向輸入 與端子VG(或端子VP)連接，運算放大器的反向輸入與基準電壓VPth的電源V3連接。因此在“端子VG的電壓(或端子VP的電壓) <基準電壓VPth”的情況下，比較電路70的輸 出信號成為L電平，在“端子VG的電壓(或端子VP的電壓)>基準電壓VPth”的情況下， 比較電路70的輸出信號成為H電平。負載控制電路50在比較電路70的輸出信號為L電平的情況下，被設(shè)定為待機狀 態(tài)，在比較電路70的輸出信號為H電平的情況下，待機狀態(tài)被解除而可以進行動作。另外， 也可以設(shè)定為，比較電路70的輸出信號為H電平時設(shè)定為待機狀態(tài)，在比較電路70的輸出 信號為L電平時解除待機狀態(tài)。圖9是用于說明比較電路70的動作的時間圖。端子VCC、端子BCl、端子BC2以及端子VP的各電壓波形與圖2所示的各波形相同， 因此省略說明。在時刻t0 t2的期間，端子VP的電壓維持初始電壓O(V)，因此成為“端子VG的 電壓<基準電壓VPth”，比較電路70的輸出信號持續(xù)L電平。即，負載控制電路50持續(xù)待 機狀態(tài)。在時刻t2 t3的期間，端子VP的電壓隨著升壓動作的開始而上升，但“端子VG 的電壓<基準電壓VPth”，比較電路70的輸出信號持續(xù)L電平。即，負載控制電路50持續(xù) 待機狀態(tài)。在時刻t3，成為“端子VP的電壓>基準電壓VPth”，比較電路70的輸出信號從L 電平切換為H電平。此時，負載控制電路50被解除待機狀態(tài)而可以進行動作。如上所述，通過設(shè)置比較電路70，負載控制電路50能夠在端子VP及端子VG的電 壓確立的狀態(tài)下進行更穩(wěn)定的動作。工業(yè)上的可利用性有關(guān)本發(fā)明的升壓電路及升壓電路裝置在需要電源電壓以上的升壓電壓的電子 設(shè)備中有用。符號說明Cl電容器(第一電容器)C2電容器(第二電容器)10升壓電路VCC端子(電源端子)VP端子(第一電容器連接端子)BCl端子(第二電容器連接端子)BC2端子(第三電容器連接端子)11整流元件(第一整流元件)Dl 二極管12整流元件(第二整流元件)D2 二極管13振蕩電路14開關(guān)元件MlN溝道MOS型晶體管Pl—個主端子
P2另一個主端子
P3控制端子
50負載控制電路
80負載
Rl限流電阻
18電壓固定電路
ZD齊納二極管
60定時器電路
70比較器電路
權(quán)利要求
1.一種升壓電路，用于與第一電容器及第二電容器連接，具備 電源端子，被施加電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；第一整流元件，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以 從上述電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；第二整流元件，插入在上述第一整流元件和上述第一電容器連接端子之間的上述電流 路徑中，以從上述第一整流元件向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加振動電壓； 第三電容器連接端子，與上述第一整流元件和上述第二整流元件之間的上述電流路徑 以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的升壓電路，其中，上述開關(guān)元件是具有電流輸入輸出的兩個主端子和上述控制端子的電壓驅(qū)動型晶體管，一個上述主端子連接在上述電源端子側(cè)的上述電流路徑上，另一個上述主端子連接在與上述第三電容器連接端子的連接點側(cè)的上述電流路徑上。
3.如權(quán)利要求2所述的升壓電路，其中， 上述開關(guān)元件是N溝道MOS場效應(yīng)晶體管， 上述一個主端子是漏極端子，上述另一個主端子是源極端子， 上述控制端子是柵極端子。
4.如權(quán)利要求3所述的升壓電路，其中， 上述開關(guān)元件是增強型。
5.如權(quán)利要求2所述的升壓電路，其中， 上述開關(guān)元件是絕緣柵雙極型晶體管， 上述一個主端子是集電極端子， 上述另一個主端子是發(fā)射極端子， 上述控制端子是柵極端子。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的升壓電路，其中， 具有與上述第二整流元件并聯(lián)連接的電壓固定電路，上述電壓固定電路對上述第一電容器連接端子的電壓進行固定，以使上述第一電容器 連接端子的電壓與上述第三電容器連接端子的電壓的電壓差不超過規(guī)定的電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的升壓電路，其中，上述第二整流元件是二極管， 上述電壓固定電路是齊納二極管，用作上述電壓固定電路的齊納二極管的正極與用作上述第二整流元件的二極管的正 極連接，用作上述電壓固定電路的齊納二極管的負極與用作上述第二整流元件的二極管的負 極連接。
8.如權(quán)利要求6所述的升壓電路，其中， 上述第二整流元件是二極管，上述電壓固定電路是二極管，用作上述電壓固定電路的二極管的正極與用作上述第二整流元件的二極管的負極連接，用作上述電壓固定電路的二極管的負極與用作上述第二整流元件的二極管的正極連接。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的升壓電路，其中，在上述電源端子和上述第三電容器連接端子之間的電流路徑上具有限制電流的電阻 元件。
10.一種升壓電路，用于與第一電容器及第二電容器連接，具備 電源端子，被施加電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；二極管，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以從上述 電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；齊納二極管，插入在上述二極管和上述第一電容器連接端子之間的上述電流路徑中， 以從上述二極管向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加振動電壓； 第三電容器連接端子，與上述二極管和上述齊納二極管之間的上述電流路徑以及上述 第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開；上述齊納二極管在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的電 壓高規(guī)定的電壓時，將上述第一電容器連接端子的電壓固定為上述規(guī)定的電壓。
11.一種升壓電路裝置，具備 第一電容器；第二電容器；升壓電路，基于時鐘信號，輸出將電源電壓升壓的升壓電壓；負載控制電路，基于上述升壓電壓來控制負載；以及定時器電路，在從上述時鐘信號的振蕩開始后到計數(shù)規(guī)定時間之前的期間，將上述負 載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)； 上述升壓電路具備 電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；第一整流元件，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以 從上述電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；第二整流元件，插入在上述第一整流元件和上述第一電容器連接端子之間的上述電流 路徑中，以從上述第一整流元件向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加上述時鐘信號的振 動電壓；第三電容器連接端子，與上述第一整流元件和上述第二整流元件之間的上述電流路徑 以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開。
12. —種升壓電路裝置，具備 第一電容器； 第二電容器；升壓電路，基于時鐘信號，輸出將電源電壓升壓的升壓電壓； 負載控制電路，基于上述升壓電壓來控制負載；以及定時器電路，在從上述時鐘信號的振蕩開始后到計數(shù)規(guī)定時間之前的期間，將上述負 載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)； 上述升壓電路具備 電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；二極管，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以從上述 電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；齊納二極管，插入在上述二極管和上述第一電容器連接端子之間的上述電流路徑中， 以從上述二極管向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加上述時鐘信號的振 動電壓；第三電容器連接端子，與上述二極管和上述齊納二極管之間的上述電流路徑以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開；上述齊納二極管在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的電 壓高規(guī)定的電壓時，將上述第一電容器連接端子的電壓固定為該規(guī)定的電壓。
13.一種升壓電路裝置，具備 第一電容器；第二電容器；升壓電路，基于振動電壓，輸出將電源電壓升壓的升壓電壓； 負載控制電路，基于上述升壓電壓來控制負載；以及比較電路，比較上述升壓電壓和規(guī)定的基準電壓，在上述升壓電壓超過上述規(guī)定的基 準電壓之前的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)； 上述升壓電路具備 電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；第一整流元件，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以 從上述電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；第二整流元件，插入在上述第一整流元件和上述第一電容器連接端子之間的上述電流 路徑中，以從上述第一整流元件向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加上述振動電壓； 第三電容器連接端子，與上述第一整流元件和上述第二整流元件之間的上述電流路徑 以及上述第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開。
14.一種升壓電路裝置，具備 第一電容器；第二電容器；升壓電路，基于振動電壓，輸出將電源電壓升壓的升壓電壓； 負載控制電路，基于上述升壓電壓來控制負載；以及比較電路，比較上述升壓電壓和規(guī)定的基準電壓，在上述升壓電壓超過上述規(guī)定的基準電壓之前的期間，將上述負載控制電路設(shè)定為待機狀態(tài)； 上述升壓電路具備電源端子，被施加上述電源電壓；第一電容器連接端子，與上述第一電容器的一個電極連接，輸出將上述電源電壓升壓 的升壓電壓；二極管，插入在從上述電源端子到上述第一電容器連接端子的電流路徑中，以從上述 電源端子向上述第一電容器連接端子作為正向；齊納二極管，插入在上述二極管和上述第一電容器連接端子之間的上述電流路徑中， 以從上述二極管向上述第一電容器連接端子作為正向；第二電容器連接端子，與上述第二電容器的一個電極連接，被施加上述振動電壓； 第三電容器連接端子，與上述二極管和上述齊納二極管之間的上述電流路徑以及上述 第二電容器的另一個電極連接；以及開關(guān)元件，插入在與上述第三電容器連接端子的連接點和上述電源端子之間的上述電 流路徑中；對上述開關(guān)元件的導通斷開進行控制的控制端子與上述第一電容器連接端子連接，并 且上述開關(guān)元件構(gòu)成為在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的 電壓高某電壓以上的情況下導通，在上述第一電容器連接端子的電壓不比上述第三電容器 連接端子的電壓高上述某電壓以上的情況下斷開；上述齊納二極管在上述第一電容器連接端子的電壓比上述第三電容器連接端子的電 壓高規(guī)定的電壓時，將上述第一電容器連接端子的電壓固定為該規(guī)定的電壓。
全文摘要
具備整流元件(11)，插入于被施加電源電壓(VCC)的端子(VCC)到與電容器(C1)的一個電極連接的端子(VP)的電流路徑上，使從端子(VCC)向端子(VP)成為正向；整流元件(12)，插入于整流元件(11)和端子(VP)之間的電流路徑上，使從整流元件(11)向端子(VP)成為正向；端子(BC1)，與電容器(C2)的一個電極連接，被施加振動電壓；端子(BC2)，與整流元件(11)和整流元件(12)之間的電流路徑連接，并且與電容器(C2)的另一個電極連接；以及開關(guān)元件(14)，插入于與端子(BC2)的連接點和端子(VCC)之間的電流路徑中；開關(guān)元件(14)構(gòu)成為根據(jù)端子(VP)的電壓相對于端子(BC2)的電壓而導通斷開。
文檔編號H02M3/07GK102067424SQ200980101269
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者黑田啟介 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社