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JP2007181288A - Power supply circuit and electronic device using the same - Google Patents

Power supply circuit and electronic device using the same Download PDF

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JP2007181288A
JP2007181288A JP2005375686A JP2005375686A JP2007181288A JP 2007181288 A JP2007181288 A JP 2007181288A JP 2005375686 A JP2005375686 A JP 2005375686A JP 2005375686 A JP2005375686 A JP 2005375686A JP 2007181288 A JP2007181288 A JP 2007181288A
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JP
Japan
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soft start
power supply
type
clock signal
voltage
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Application number
JP2005375686A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Yamada
敦史 山田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】
充電回路途中に別個の抵抗器を必要とせず、フィードバック制御の際でもソフトスタート時と通常時とで比較動作を変更せずに、ソフトスタートを実施することができる電源回路を提供すること。
【解決手段】
電源回路は、第1電源線12と第2電源線14との間に、第1のスイッチングトランジスタ16,22、キャパシタC1,C2及び第2のスイッチングトランジスタ18,24をその順で直列接続した充電回路10,20を有する。ソフトスタート電圧供給回路60,70,80は、ソフトスタート信号SSSに基づいて、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートにクロック信号CL1,CL2に基づく通常時のオン電位を供給する時よりも、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のオン抵抗値を高くするためのソフトスタート電圧SSDを、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに供給する。
【選択図】図3
【Task】
To provide a power supply circuit that does not require a separate resistor in the middle of a charging circuit and can perform soft start without changing the comparison operation between soft start and normal even during feedback control.
[Solution]
The power supply circuit is a charge in which the first switching transistors 16 and 22, the capacitors C1 and C2, and the second switching transistors 18 and 24 are connected in series in this order between the first power supply line 12 and the second power supply line 14. Circuits 10 and 20 are included. Based on the soft start signal SSS, the soft start voltage supply circuits 60, 70, and 80 supply the normal on-potential based on the clock signals CL1 and CL2 to one gate of the first and second switching transistors. Also, a soft start voltage SSD for increasing the on-resistance value of one of the first and second switching transistors is supplied to one gate of the first and second switching transistors.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、電源投入時に低突入電流が実現できる電源回路及びそれを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a power supply circuit capable of realizing a low inrush current when power is turned on and an electronic apparatus using the power supply circuit.

例えば液晶表示装置等では、複数種の駆動電圧を生成するために、電源電圧を昇圧または降圧するDC・DCコンバータが用いられている。このDC・DCコンバータは、VDD線とVSS線との間に第1スイッチングトランジスタ、キャパシタ、第2スイッチングトランジスタをその順で直列接続した充電回路を有している。   For example, in a liquid crystal display device or the like, a DC / DC converter that increases or decreases a power supply voltage is used to generate a plurality of types of drive voltages. This DC / DC converter has a charging circuit in which a first switching transistor, a capacitor, and a second switching transistor are connected in series in this order between a VDD line and a VSS line.

しかし、電源投入直後では、キャパシタに初期電荷が充電されるまでの間、オン抵抗が低い第1,第2スイッチングトランジスタに突入電流が流れる。例えば、定常時には100mAの消費電流を想定していても、突入電流として例えば1A程度流れてしまうと、ICがラッチアップしたり、電源負荷が大きくなって電圧がドロップし、システムの電源電圧が不安定となる弊害が生ずる。   However, immediately after the power is turned on, an inrush current flows through the first and second switching transistors having low on-resistance until the initial charge is charged in the capacitor. For example, even if a current consumption of 100 mA is assumed in a steady state, if an inrush current of about 1 A flows, for example, the IC latches up, the power load increases, the voltage drops, and the system power supply voltage is reduced. A detrimental effect will occur.

そこで従来、上述の充電回路途中にオン抵抗値の高い(能力の小さい)別のトランジスタを付加して、突入電流を防止していた。   Therefore, conventionally, another transistor having a high on-resistance value (low capacity) is added in the middle of the above-described charging circuit to prevent inrush current.

また、出力電圧をフィードバックして制御するタイプのDC・DCコンバータでは、誤差増幅器等の比較器にて出力電圧と比較される基準電圧を徐々に大きくしたり、あるいは起動時には出力電圧が比較器に入力されないようにして、出力電圧が徐々に大きくなるソフトスタートを実施していた(特許文献1)。
特開2003−299348号公報
In DC / DC converters that control the output voltage by feedback, the reference voltage compared with the output voltage is gradually increased by a comparator such as an error amplifier, or the output voltage is supplied to the comparator at startup. Soft start was performed in which the output voltage gradually increased without being input (Patent Document 1).
JP 2003-299348 A

本発明の目的は、充電回路途中に大きな抵抗値を有する抵抗器を必要とせず、しかも、出力電圧と基準電圧との比較をフィードバックするにしても、ソフトスタート時と通常時とで比較動作を変更せずに、ソフトスタートを実施することができる電源回路及びそれを用いた電子機器を提供することにある。   The object of the present invention is not to require a resistor having a large resistance value in the middle of the charging circuit, and even if the comparison between the output voltage and the reference voltage is fed back, the comparison operation is performed at the soft start time and the normal time. It is an object of the present invention to provide a power supply circuit capable of performing a soft start without change and an electronic device using the power supply circuit.

本発明の一態様に係る電源回路は、第1電源線と、前記第1電源線の電源電位よりも低電位の第2電源線との間に、第1のスイッチングトランジスタ、キャパシタ及び第2のスイッチングトランジスタをその順で直列接続した充電回路を有する。前記第1及び第2のスイッチトランジスタの各々は、クロック信号に基づいて同時にオン・オフされる。この電源回路に、電源投入時から所定時間に亘るソフトスタート期間にアクティブとなるソフトスタート信号に基づいて、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに前記クロック信号に基づく通常時のオン電位を供給する時よりも、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のオン抵抗値を高くするためのソフトスタート電圧を、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに供給するソフトスタート電圧供給回路を設けた。   A power supply circuit according to one embodiment of the present invention includes a first switching transistor, a capacitor, and a second switch between a first power supply line and a second power supply line having a lower potential than the power supply potential of the first power supply line. It has a charging circuit in which switching transistors are connected in series in that order. Each of the first and second switch transistors is simultaneously turned on / off based on a clock signal. Based on a soft start signal that is active during a soft start period for a predetermined time from when the power is turned on, one of the gates of the first and second switching transistors is turned on at the normal time based on the clock signal. A soft start voltage for increasing the ON resistance value of one of the first and second switching transistors to one gate of the first and second switching transistors than when supplying a potential. A start voltage supply circuit was provided.

電源投入直後は、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートにソフトスタート電圧を印加することで、そのスイッチングトランジスタのオン抵抗値を高くしている。このため、キャパシタに初期電荷がチャージされていない場合でも、高いオン抵抗値によって突入電流が阻止される。しかも、電源電圧が安定した定常時(通常時)には高い抵抗値は存在しないので、定常時の充電動作にも支障はない。また、本発明では、必ずしも出力電圧をフィードバックしなくても、突入電流を低減できる。   Immediately after the power is turned on, the on-resistance value of the switching transistor is increased by applying a soft start voltage to one gate of the first and second switching transistors. For this reason, even when the initial charge is not charged in the capacitor, the inrush current is blocked by the high on-resistance value. In addition, since there is no high resistance value at the steady time (normal time) when the power supply voltage is stable, there is no problem in the steady charging operation. In the present invention, the inrush current can be reduced without necessarily feeding back the output voltage.

本発明の一態様では、前記ソフトスタート電圧供給回路は、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方に供給される前記クロック信号の基準電位の電源投入時における電位上昇速度よりも、電位上昇速度が低い前記ソフトスタート電圧を供給することができる。このようなソフトスタート電圧により、ソフトスタート期間にて第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のオン抵抗値を高くすることができる。   In one aspect of the present invention, the soft start voltage supply circuit has a potential increase rate higher than a potential increase rate at the time of power-on of the reference potential of the clock signal supplied to one of the first and second switching transistors. The soft start voltage having a low value can be supplied. With such a soft start voltage, the on-resistance value of one of the first and second switching transistors can be increased during the soft start period.

本発明の一態様では、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに接続され、前記クロック信号により駆動されるインバータをさらに有することができる。このインバータは、前記第1電源線及び前記第2電源線間に直列接続されたP型トランジスタ及びN型トランジスタを含むことができる。ソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート期間内では前記P型トランジスタをオフさせ、かつ、前記第1電源線からの前記電源電位に代えて、前記クロック信号の論理に従って前記ソフトスタート電圧を供給して前記P型トランジスタをオン・オフさせる。また、ソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート期間外では前記クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフさせる。これにより、ソフトスタート期間ではソフトスタート電圧により突入電流を低減させて、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方をオン・オフさせることができ、ソフトスタート外では電源電位に基づいて第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方をオン・オフさせることができる。   In one embodiment of the present invention, an inverter connected to one gate of the first and second switching transistors and driven by the clock signal can be further included. The inverter may include a P-type transistor and an N-type transistor connected in series between the first power line and the second power line. The soft start voltage supply circuit turns off the P-type transistor within the soft start period, and supplies the soft start voltage according to the logic of the clock signal instead of the power supply potential from the first power supply line. The P-type transistor is turned on / off. The soft start voltage supply circuit turns the P-type transistor on and off according to the logic of the clock signal outside the soft start period. As a result, the inrush current can be reduced by the soft start voltage during the soft start period, and one of the first and second switching transistors can be turned on and off. The first and second switching transistors can be turned on and off based on the power supply potential outside the soft start. One of the two switching transistors can be turned on / off.

本発明の一態様では、前記ソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート電圧の電圧源と、前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記クロック信号の論理に従って前記電圧源を出力イネーブル状態とする第1の論理ゲートと、前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記インバータの前記P型トランジスタをオフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフする第2の論理ゲートとを含むことができる。   In one aspect of the present invention, the soft start voltage supply circuit includes the clock signal over the soft start period based on the voltage source of the soft start voltage and the logic of the clock signal and the soft start signal. The P-type transistor of the inverter is driven over the soft start period based on the logic of the first logic gate that enables the voltage source in an output enable state according to the logic of the clock signal and the soft start signal. And a second logic gate that turns off and on the P-type transistor in accordance with the logic of the clock signal outside the soft start period.

こうすると、ソフトスタート期間では、第1の論理ゲートによって第1クロック信号の論理にしたがい第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方にソフトスタート電圧を供給でき、その時に第2の論理ゲートによってP型トランジスタを経由する電源電位の供給を阻止できる。ソフトスタート期間外では、第1,第2の論理ゲートにより、通常通り電源電位に基づいてインバータを駆動できる。   In this way, in the soft start period, a soft start voltage can be supplied to one of the first and second switching transistors according to the logic of the first clock signal by the first logic gate, and at that time, the P type can be supplied by the second logic gate. Supply of the power supply potential via the transistor can be blocked. Outside the soft start period, the inverter can be driven based on the power supply potential as usual by the first and second logic gates.

本発明の一態様では、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方の駆動電位は前記電源電位と同じであり、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの他方の駆動電位は前記電源電位よりも高く設定されると良い。第1及び第2のスイッチングトランジスタの他方には昇圧された電圧が印加されるからである。また、この場合、第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方にソフトスタート電圧供給回路を接続すれば、サイズを小型化できる。   In one embodiment of the present invention, one drive potential of the first and second switching transistors is the same as the power supply potential, and the other drive potential of the first and second switching transistors is higher than the power supply potential. It should be set high. This is because the boosted voltage is applied to the other of the first and second switching transistors. In this case, the size can be reduced by connecting a soft start voltage supply circuit to one of the first and second switching transistors.

本発明の他の態様に係る電源回路は、第1電源線と、前記第1電源線の電源電位よりも低電位の第2電源線との間に、第1のP型スイッチングトランジスタ、第1キャパシタ及びN型スイッチングトランジスタをその順で直列接続した第1の充電回路と、前記第1電源線と前記第2電源線との間に、第2のP型スイッチングトランジスタ、前記第1キャパシタ、第3のP型スイッチングトランジスタ及び第2キャパシタをその順で直列接続した第2充電回路と有し、前記第2キャパシタに充電される電圧が出力電圧とされ、前記N型及び第2のP型スイッチトランジスタの各々は、同相の第1クロック信号に基づいて相補的にオン・オフされ、前記第1及び第3のP型スイッチングトランジスタの各々は、異相の第2クロック信号に基づいて相補的にオン・オフされ、かつ、前記第1及び第2のP型スイッチングトランジスタは相補的にオン・オフされ、電源投入時から所定時間に亘るソフトスタート期間にアクティブとなるソフトスタート信号に基づいて、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに前記クロック信号に基づく電位を供給する時よりも、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのオン抵抗値を高くするためのソフトスタート電圧を、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに供給する少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路を設けたことを特徴とする。   A power supply circuit according to another aspect of the present invention includes a first P-type switching transistor, a first power supply line between a first power supply line and a second power supply line having a lower potential than the power supply potential of the first power supply line. A first charging circuit in which a capacitor and an N-type switching transistor are connected in series in that order; and a second P-type switching transistor, the first capacitor, a second capacitor between the first power supply line and the second power supply line And a second charging circuit in which a P-type switching transistor and a second capacitor are connected in series in that order, and a voltage charged in the second capacitor is used as an output voltage, and the N-type and second P-type switches Each of the transistors is complementarily turned on and off based on a first clock signal having the same phase, and each of the first and third P-type switching transistors is based on a second clock signal having a different phase. The first and second P-type switching transistors are complementarily turned on / off, and are complementarily turned on / off, and are activated based on a soft start signal that is active in a soft start period for a predetermined time from power-on. Thus, at least one on-resistance value of the N-type and second P-type switching transistors is higher than when a potential based on the clock signal is supplied to at least one gate of the N-type and second P-type switching transistors. At least one soft start voltage supply circuit for supplying a soft start voltage for increasing the voltage to at least one gate of the N-type and second P-type switching transistors.

電源投入直後は、N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一方のゲートにソフトスタート電圧を印加することで、そのスイッチングトランジスタのオン抵抗値を高くしている。このため、キャパシタに初期電荷がチャージされていない場合でも、高いオン抵抗値によって突入電流が阻止される。しかも、電源電圧が安定した定常時には高い抵抗値は存在しないので、定常時の充電動作にも支障はない。また、本発明では、必ずしも出力電圧をフィードバックしなくても、突入電流を低減できる。   Immediately after the power is turned on, a soft start voltage is applied to at least one of the gates of the N-type and second P-type switching transistors to increase the on-resistance value of the switching transistors. For this reason, even when the initial charge is not charged in the capacitor, the inrush current is blocked by the high on-resistance value. In addition, since there is no high resistance value at steady state when the power supply voltage is stable, there is no problem in charging operation at steady state. In the present invention, the inrush current can be reduced without necessarily feeding back the output voltage.

ここで、本発明の他の態様では、本発明の一態様とは異なり、第1及び第3のP型スイッチングトランジスタにソフトスタート電圧供給回路を設けることは定義していない。この理由は、第1及び第3のP型スイッチングトランジスタでは出力電圧が定まらないとゲートを正確に制御できないからである。これに対して、N型及び第2のP型スイッチングトランジスタは、ソース側電圧は第1,第2電源線の電位となって一定であるので、ゲートを制御し易く、確実に低突入電流を実現できる。   Here, in another aspect of the present invention, unlike the one aspect of the present invention, provision of a soft start voltage supply circuit to the first and third P-type switching transistors is not defined. This is because the gate cannot be accurately controlled unless the output voltage is determined in the first and third P-type switching transistors. On the other hand, in the N-type and second P-type switching transistors, the source-side voltage is constant as the potentials of the first and second power supply lines, so that the gate is easy to control and the low inrush current is surely achieved. realizable.

なお、本発明の一態様では、本発明の他の態様における第1及び第3のP型スイッチングトランジスタが、充電回路における第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方または他方として定義されており、ソフトスタート電圧の設定次第で、第1及び第3のP型スイッチングトランジスタをゲート制御することは可能である。   Note that in one aspect of the present invention, the first and third P-type switching transistors in the other aspects of the present invention are defined as one or the other of the first and second switching transistors in the charging circuit. Depending on the setting of the start voltage, it is possible to gate the first and third P-type switching transistors.

本発明の他の態様でも、前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、前記第1クロック信号の基準電位の電源投入時における電位上昇速度よりも、電位上昇速度が低い前記ソフトスタート電圧を供給することができる。   In another aspect of the present invention, the at least one soft start voltage supply circuit supplies the soft start voltage whose potential rise rate is lower than the potential rise rate when the reference potential of the first clock signal is turned on. be able to.

本発明の他の態様では、前記N型及び第2のP型3スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに接続され、前記第1クロック信号により駆動されるインバータをさらに有し、前記インバータはP型トランジスタ及びN型トランジスタを含むことができる。前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート期間内では前記P型トランジスタをオフさせ、かつ、前記第1電源線からの前記電源電位に代えて、前記第1クロック信号の論理に従って前記ソフトスタート電圧を供給して前記P型トランジスタをオン・オフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記第1クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフさせる。   In another aspect of the present invention, the semiconductor device further includes an inverter connected to at least one gate of the N-type and second P-type three switching transistors and driven by the first clock signal, and the inverter is a P-type transistor. And N-type transistors. The at least one soft start voltage supply circuit turns off the P-type transistor within the soft start period, and replaces the power supply potential from the first power supply line according to the logic of the first clock signal. A soft start voltage is supplied to turn on and off the P-type transistor, and outside the soft start period, the P-type transistor is turned on and off according to the logic of the first clock signal.

本発明の他の態様においても、前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート電圧の電圧源と、前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記第1クロック信号の論理に従って前記電圧源を出力イネーブル状態とする第1の論理ゲートと、前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記インバータの前記P型トランジスタをオフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記第1クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフする第2の論理ゲートとを含むことができる。   In another aspect of the present invention, the at least one soft start voltage supply circuit is configured to perform the soft start period based on a logic of the voltage source of the soft start voltage, the clock signal, and the soft start signal. The first logic gate that enables the voltage source to be output enabled according to the logic of the first clock signal, and the logic of the clock signal and the soft start signal, over the soft start period, And a second logic gate that turns off the P-type transistor of the inverter and turns the P-type transistor on and off according to the logic of the first clock signal outside the soft start period.

本発明の他の態様でも、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの駆動電位は前記電源電位と同じであり、前記第1及び第3のP型スイッチングトランジスタの駆動電位を前記電源電位よりも高く設定できる。この場合、前記少なくとも一つのソフトスター電圧供給回路は、前記ソフトスタート電圧を前記N型スイッチングトランジスタのゲートにのみ供給する。こうすると、ソフトスタート電圧供給回路を小サイズ化することができる。   In another aspect of the present invention, the drive potentials of the N-type and second P-type switching transistors are the same as the power supply potential, and the drive potentials of the first and third P-type switching transistors are set higher than the power supply potential. Can be set higher. In this case, the at least one soft star voltage supply circuit supplies the soft start voltage only to the gate of the N-type switching transistor. In this way, the soft start voltage supply circuit can be reduced in size.

これに代えて、2つのソフトスタート電圧供給回路を用意し、その一方は、前記ソフトスタート電圧を前記N型スイッチングトランジスタのゲートに供給し、その他方は、前記ソフトスタート電圧を前記第2のP型スイッチングトランジスタのゲートに供給するようにしてもよい。   Instead, two soft start voltage supply circuits are prepared, one of which supplies the soft start voltage to the gate of the N-type switching transistor, and the other supplies the soft start voltage to the second P It may be supplied to the gate of the type switching transistor.

本発明の一態様及び他の態様において、前記ソフトスタート信号として、パワーオンリセット信号を利用することができる。   In one embodiment and another embodiment of the present invention, a power-on reset signal can be used as the soft start signal.

これに代えて、前記出力電圧を基準電圧と比較する出力監視回路を設けても良い。この場合、前記出力監視回路から前記ソフトスタート信号が出力され、前記ソフトスタート信号は、前記出力監視回路にて前記出力電圧が前記基準電圧よりも低い時にアクティブとされる。   Alternatively, an output monitoring circuit that compares the output voltage with a reference voltage may be provided. In this case, the soft start signal is output from the output monitoring circuit, and the soft start signal is activated when the output voltage is lower than the reference voltage in the output monitoring circuit.

本発明のさらに他の態様では、本発明の一態様または他の態様に係る電源回路を有する電子機器、例えば液晶表示装置などのフラットディスプレイ、あるいはそれを搭載した携帯機器等を定義している。   In still another embodiment of the present invention, an electronic device having a power supply circuit according to one embodiment or another embodiment of the present invention, for example, a flat display such as a liquid crystal display device, or a portable device equipped with the same is defined.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、ソフトスタート電圧供給回路を有しない電源回路の基本回路図であり、図2はその動作タイミングチャートである。図3は、図1の回路に追加されるソフトスタート電圧供給回路の回路図であり、図6はその動作タイミングチャートである。   FIG. 1 is a basic circuit diagram of a power supply circuit having no soft start voltage supply circuit, and FIG. 2 is an operation timing chart thereof. FIG. 3 is a circuit diagram of a soft start voltage supply circuit added to the circuit of FIG. 1, and FIG. 6 is an operation timing chart thereof.

1.電源回路の基本構成及び基本動作
図1において、この電源回路は、例えば携帯電話機等の電子機器の表示部例えば液晶表示部を駆動するIC等の半導体装置内に設けられ、電源電位VDDが充電される第1充電回路10と、電源電位VDDの2倍の電位が充電される第2充電回路20とを有する。この電源回路は、チャージポンプ方式で、電源電位VDDを2倍に昇圧させるDC・DCコンバータである。
1. 1. Basic Configuration and Basic Operation of Power Supply Circuit In FIG. 1, this power supply circuit is provided in a semiconductor device such as an IC that drives a display unit such as a liquid crystal display unit of an electronic device such as a mobile phone, and is charged with a power supply potential VDD. The first charging circuit 10 and the second charging circuit 20 charged with a potential twice the power supply potential VDD. This power supply circuit is a DC / DC converter that boosts the power supply potential VDD by a charge pump method.

第1充電回路(広義には充電回路)10は、VDD電源線(広義には第1電源線)12とVSS電源線(広義には第2電源線)14との間に、第1のP型スイッチングトランジスタ(広義には第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方)16、第1キャパシタ(キャパシタともいう)C1及びN型スイッチングトランジスタ(広義には第1及び第2のスイッチングトランジスタの他方)18を、その順で直列接続して構成している。   The first charging circuit (charging circuit in a broad sense) 10 includes a first P power line between a VDD power line (first power line in a broad sense) 12 and a VSS power line (second power line in a broad sense) 14. Type switching transistor (one of first and second switching transistors in a broad sense) 16, a first capacitor (also referred to as a capacitor) C1 and an N type switching transistor (the other of the first and second switching transistors in a broad sense) 18 Are connected in series in that order.

第2充電回路(広義には充電回路)20は、VDD電源線12とVSS電源線14との間に、第2のP型スイッチングトトランジスタ(広義には第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方)22、第1のキャパシタC1、第3のP型スイッチングトランジスタ(広義には第1及び第2のスイッチングトランジスタの他方)24及び第2のキャパシタC2(広義にはキャパシタ)を、その順で直列接続して構成している。   The second charging circuit (charging circuit in a broad sense) 20 includes a second P-type switched transistor (one of the first and second switching transistors in a broad sense) between the VDD power supply line 12 and the VSS power supply line 14. ) 22, a first capacitor C1, a third P-type switching transistor (the other of the first and second switching transistors in a broad sense) 24, and a second capacitor C2 (a capacitor in a broad sense) in that order. Connected and configured.

ここで、第1のP型及びN型スイッチングトランジスタ16,18を共にオンさせ、かつ、第2,第3のP型スイッチングトランジスタ22,24を共にオフさせると、図2に示すように第1キャパシタC1に電源電位VDDが充電される。次に、第1のP型及びN型スイッチングトランジスタ16,18を共にオフさせ、かつ、第2,第3のP型スイッチングトランジスタ22,24を共にオンさせると、第1キャパシタC1の一端電圧が電源電位VDDになるため他端電位が2×VDDにシフトし、結果として、図2に示すように2×VDD電位が第2キャパシタC2に充電される。本実施形態では、この2×VDD電位が出力電圧となるが、後段の回路を追加して、その出力電圧をさらに昇圧または降圧させても良い。   Here, when both the first P-type and N-type switching transistors 16 and 18 are turned on and both the second and third P-type switching transistors 22 and 24 are turned off, as shown in FIG. The capacitor C1 is charged with the power supply potential VDD. Next, when both the first P-type and N-type switching transistors 16 and 18 are turned off and both the second and third P-type switching transistors 22 and 24 are turned on, the one-end voltage of the first capacitor C1 is increased. Since the power supply potential becomes VDD, the potential at the other end is shifted to 2 × VDD. As a result, the 2 × VDD potential is charged in the second capacitor C2 as shown in FIG. In the present embodiment, this 2 × VDD potential is the output voltage. However, a circuit in the subsequent stage may be added to further increase or decrease the output voltage.

なお、N型及び第2のP型スイッチングトランジスタ18,22は、電源電位VDDで駆動されるLV(Low Voltage)系トランジスタで形成されている。一方、第1,第3のP型スイッチングトランジスタ16,24は電源電位VDDよりも高電位VPPで駆動されるHV(High Voltage)系トランジスタで形成されている。   Note that the N-type and second P-type switching transistors 18 and 22 are formed of LV (Low Voltage) transistors driven by the power supply potential VDD. On the other hand, the first and third P-type switching transistors 16 and 24 are formed of HV (High Voltage) transistors that are driven at a potential VPP higher than the power supply potential VDD.

このため、N型及び第2のP型スイッチングトランジスタ18,22に供給されるLV系の第1クロックCL1とは別に、第1,第3のP型スイッチングトランジスタ16,24に供給されるHV系の第2クロック信号CL2が用意されている。第1クロック発生回路30は、VDD(第1クロック信号の基準電位),VSS電位に基づいて第1クロック信号CL1を発生させる。一方、第2クロック発生回路32は、VPP(VPP>VDD),VSS電位に基づいて第2クロック信号CL2を発生させる。   For this reason, the HV system supplied to the first and third P-type switching transistors 16 and 24 separately from the LV system first clock CL1 supplied to the N-type and second P-type switching transistors 18 and 22. The second clock signal CL2 is prepared. The first clock generation circuit 30 generates the first clock signal CL1 based on VDD (reference potential of the first clock signal) and VSS potential. On the other hand, the second clock generation circuit 32 generates the second clock signal CL2 based on VPP (VPP> VDD) and the VSS potential.

図2に、電源投入直後(起動時)でない定常状態での昇圧動作を示している。第1,第2クロック信号CL1,CL2は同位相であるが、HIGHとなる電位がVDD,VPPと異なっている。   FIG. 2 shows a boosting operation in a steady state that is not immediately after power-on (during startup). The first and second clock signals CL1 and CL2 have the same phase, but the potential to become HIGH is different from VDD and VPP.

昇圧動作を行なうために、第1クロック信号CL1がインバータ40を介することで、反転第1クロック信号/CL1がN型スイッチングトランジス18のゲートに供給される。同様に、第1クロック信号CL1はインバータ42を介することで、反転第1クロック信号/CL1が第2のP型スイッチングトランジスタ22のゲートに供給される。つまり、図2に示すように、互いに同相の反転第1クロック信号/CL1によって、N型及び第2のP型スイッチングトランジスタ18,22は相補的にオン・オフされる。   In order to perform the step-up operation, the first clock signal CL1 is supplied to the gate of the N-type switching transistor 18 by passing the inverter 40 through the first clock signal CL1. Similarly, the inverted first clock signal / CL1 is supplied to the gate of the second P-type switching transistor 22 by passing the first clock signal CL1 through the inverter 42. That is, as shown in FIG. 2, the N-type and second P-type switching transistors 18 and 22 are complementarily turned on and off by the inverted first clock signal / CL1 having the same phase.

第2クロック信号CL2がインバータ50を介することで、反転第2クロック信号/CL2が第3のP型スイッチングトランジス24のゲートに供給される。また、第2クロック信号CL2はバッファ52を介することで、正転第2クロック信号CL2が第1のP型スイッチングトランジスタ16のゲートに供給される。つまり、図2に示すように、互いに逆相の第2クロック信号CL2,/CL2によって、第1,第3のP型スイッチングトランジスタ16,24は相補的にオン・オフされる。   By passing the second clock signal CL2 through the inverter 50, the inverted second clock signal / CL2 is supplied to the gate of the third P-type switching transistor 24. The second clock signal CL2 is supplied to the gate of the first P-type switching transistor 16 by passing the second clock signal CL2 through the buffer 52. That is, as shown in FIG. 2, the first and third P-type switching transistors 16 and 24 are complementarily turned on and off by the second clock signals CL2 and / CL2 having opposite phases.

2.ソフトスタート電圧供給回路
以下に説明するソフトスタート電圧供給回路は、図1に示す4つのスイッチングトランジスタ16,18,22,24の何れに接続してもよいが、以下の例ではN型スイッチングトランジスタ18にのみ接続している。
2. Soft Start Voltage Supply Circuit The soft start voltage supply circuit described below may be connected to any of the four switching transistors 16, 18, 22, and 24 shown in FIG. 1, but in the following example, the N type switching transistor 18 Only connected to.

図3は、N型スイッチングトランジスタ18のゲートに接続されるソフトスタート電圧供給回路60の回路図である。図3には、N型スイッチングトランジスタ18及びソフトスタート電圧供給回路60の他に、図1に示されたインバータ40が示されている。このインバータ40は、VDD電源線12とVSS電源線14との間に直列接続されたP型トランジスタ40AとN型トランジスタ40Bとを有し、2つのトランジスタ40A,40BのドレインがN型スイッチングトランジスタ18のゲートに接続されている。   FIG. 3 is a circuit diagram of the soft start voltage supply circuit 60 connected to the gate of the N-type switching transistor 18. FIG. 3 shows the inverter 40 shown in FIG. 1 in addition to the N-type switching transistor 18 and the soft start voltage supply circuit 60. The inverter 40 includes a P-type transistor 40A and an N-type transistor 40B connected in series between the VDD power supply line 12 and the VSS power supply line 14, and the drains of the two transistors 40A and 40B are the N-type switching transistor 18. Connected to the gate.

ソフトスタート電圧供給回路60は、N型スイッチングトランジスタ18のゲートに、第1クロック信号CL1の論理に従って、第1ソフトスタート電圧SSVを供給する電圧源、例えば定電流充電回路62を有する。   The soft start voltage supply circuit 60 includes a voltage source that supplies the first soft start voltage SSV to the gate of the N-type switching transistor 18 according to the logic of the first clock signal CL1, for example, a constant current charging circuit 62.

ソフトスタート電圧供給回路60は、第1クロック信号CL1とソフトスタート信号SSSの論理に基づいて、ソフトスタート期間に亘って、第1クロック信号の論理に従って定電流充電回路62を出力イネーブル状態にさせる第1の論理ゲート64をさらに有する。   Based on the logic of the first clock signal CL1 and the soft start signal SSS, the soft start voltage supply circuit 60 sets the constant current charging circuit 62 to the output enable state according to the logic of the first clock signal over the soft start period. 1 logic gate 64 is further provided.

ソフトスタート電圧供給回路60は、第1クロック信号CL1とソフトスタート信号SSSの論理に基づいて、ソフトスタート期間に亘って、インバータ40のP型トランジスタ40Aをオフさせ、ソフトスタート期間外では第1クロック信号CL1の論理に従ってP型トランジスタ40Bをオン・オフする第2の論理ゲート66を有する。   The soft start voltage supply circuit 60 turns off the P-type transistor 40A of the inverter 40 over the soft start period based on the logic of the first clock signal CL1 and the soft start signal SSS. There is a second logic gate 66 for turning on and off the P-type transistor 40B in accordance with the logic of the signal CL1.

なお、本実施形態では、ソフトスタート信号SSSとして、電源投入時から所定期間例えば数十msecの間にアクティブ(例えばHIGH)となるパワーオンリセット信号を用いている。   In the present embodiment, as the soft start signal SSS, a power-on reset signal that becomes active (for example, HIGH) for a predetermined period of time, for example, several tens of msec from when the power is turned on is used.

3.ソフトスタート電圧供給回路の動作
3.1.ソフトスタート期間内での動作
図4は、アンドゲートにて形成できる第1の論理ゲート64の真理値表であり、ソフトスタート信号SSSがアクティブ(例えばHIGH)であるソフトスタート期間(起動時)では、第1クロック信号CL1がHIGH(反転第1クロック信号/CL1がLOW)の時に、第1の論理ゲート64の出力はアクティブ(HIGH)となる。第1の論理ゲート64のアクティブ出力は、定電流充電回路62の出力状態をイネーブル(HIGHイネーブル)にするものである。よって、第1クロック信号CL1がHIGHの時に定電流充電回路62の出力がN型スイッチングトランジスタ18に供給されて、N型スイッチングトランジスタ18をオンさせる。第1クロック信号CL1がLOWの時には、第1の論理回路62の出力はノンアクティブ(LOW)となり、定電流充電回路62は出力ディスイネーブル状態となる。
3. Operation of soft start voltage supply circuit 3.1. Operation within Soft Start Period FIG. 4 is a truth table of the first logic gate 64 that can be formed by an AND gate. In the soft start period (at startup) in which the soft start signal SSS is active (for example, HIGH). When the first clock signal CL1 is HIGH (the inverted first clock signal / CL1 is LOW), the output of the first logic gate 64 is active (HIGH). The active output of the first logic gate 64 enables the output state of the constant current charging circuit 62 (HIGH enable). Therefore, when the first clock signal CL1 is HIGH, the output of the constant current charging circuit 62 is supplied to the N-type switching transistor 18 to turn on the N-type switching transistor 18. When the first clock signal CL1 is LOW, the output of the first logic circuit 62 is inactive (LOW), and the constant current charging circuit 62 is in an output disabled state.

図5は、第2の論理ゲート66の真理値表であり、ソフトスタート信号SSSがアクティブ(HIGH)であるソフトスタート期間では、第1クロック信号CL1の論理に拘わらず、第1論理ゲート66の出力はHIGHとなる。この結果、ソフトスタート期間では、P型トランジスタ42Aは常にオフされ、P型トランジスタ40AからP型スイッチングトランジスタ18のゲートへの電圧供給は常に阻止される。   FIG. 5 is a truth table of the second logic gate 66, and in the soft start period in which the soft start signal SSS is active (HIGH), the first logic gate 66 has the logic regardless of the logic of the first clock signal CL1. The output is HIGH. As a result, in the soft start period, the P-type transistor 42A is always turned off, and voltage supply from the P-type transistor 40A to the gate of the P-type switching transistor 18 is always blocked.

ここで、図3に示すように、インバータ40のN型トランジスタ40Bのゲートには、第1クロック信号CL1の反転信号/CL1が供給されている。よって、ソフトスタート期間にあっても、第1クロック信号CL1がLOWの時には、N型スイッチングトランジスタ18はオフされる。つまり、第1クロック信号CL1がLOWの時には、図4に示すように定電流充電回路62は出力ディスイネーブル状態であり、図5に示すように、インバータ40のP型トランジスタ40Aはオフされているが、インバータ40のN型トランジスタ40Bがオンすることで、N型スイッチングトランジスタ18のゲート電位はグランド電位となる。   Here, as shown in FIG. 3, the inverted signal / CL1 of the first clock signal CL1 is supplied to the gate of the N-type transistor 40B of the inverter 40. Therefore, even during the soft start period, when the first clock signal CL1 is LOW, the N-type switching transistor 18 is turned off. That is, when the first clock signal CL1 is LOW, the constant current charging circuit 62 is in the output disabled state as shown in FIG. 4, and the P-type transistor 40A of the inverter 40 is turned off as shown in FIG. However, when the N-type transistor 40B of the inverter 40 is turned on, the gate potential of the N-type switching transistor 18 becomes the ground potential.

以上のことから、ソフトスタート期間では、第1クロック信号CL1がHIGHであれば、N型スイッチングトランジスタ18は定電流充電回路62からのソフトスタート電圧SSVによりオンされ、第1のクロック信号の反転信号/CL1が供給されるN型トランジスタ40Bは、第1クロック信号CL1がLOWであればオンされる。こうして、ソフトスタート期間でも、例えば数MHzの周波数で駆動される第1クロック信号CL1の論理に従って、インバータ40を制御して、N型スイッチングトランジスタ18をオン・オフすることができる。   From the above, in the soft start period, if the first clock signal CL1 is HIGH, the N-type switching transistor 18 is turned on by the soft start voltage SSV from the constant current charging circuit 62, and the inverted signal of the first clock signal. The N-type transistor 40B to which / CL1 is supplied is turned on when the first clock signal CL1 is LOW. Thus, even during the soft start period, the N-type switching transistor 18 can be turned on / off by controlling the inverter 40 according to the logic of the first clock signal CL1 driven at a frequency of several MHz, for example.

このとき、N型スイッチングトランジスタ18のゲートには、インバータ40のP型トランジスタ40Aを経由する電源電圧VDDに代えて、定電流充電回路62からのソフトスタート電圧SSVが供給されている。   At this time, the soft start voltage SSV from the constant current charging circuit 62 is supplied to the gate of the N-type switching transistor 18 instead of the power supply voltage VDD passing through the P-type transistor 40A of the inverter 40.

図6は、電源投入後のソフトスタート電圧SSDと電源電圧VDDを模式的に示している。ソフトスタート電圧SSDは充電完了時は例えば3Vであり、例えば5Vの電源電圧VDDの電源投入後の電圧上昇速度よりも、電位上昇速度が低い。電位上昇速度が遅ければ、ソフトスタート電圧SSDの電位は電源電位と同一であるなど、電位レベルは問わない。   FIG. 6 schematically shows the soft start voltage SSD and the power supply voltage VDD after the power is turned on. The soft start voltage SSD is, for example, 3 V when charging is completed, and the potential rising speed is lower than the voltage rising speed after the power supply voltage VDD of, for example, 5 V is turned on. If the potential rise rate is slow, the potential level does not matter, such as the potential of the soft start voltage SSD is the same as the power supply potential.

ソフトスタート期間にソフトスタート電圧SSVが印加されるN型スイッチングトランジスタ18のオン抵抗値は、電源電圧VDDが印加された時よりも低くなる。このため、電源投入直後では、第1キャパシタCL1に初期電荷が充電されまでの間であっても、オン抵抗値が高いN型スイッチングトランジスタに流れる突入電流を低減することができる。これにより、第1の充電回路10での突入電流を低減できる。   The on-resistance value of the N-type switching transistor 18 to which the soft start voltage SSV is applied during the soft start period is lower than when the power supply voltage VDD is applied. For this reason, immediately after the power is turned on, the inrush current flowing through the N-type switching transistor having a high on-resistance value can be reduced even during the period until the first capacitor CL1 is charged with the initial charge. Thereby, the inrush current in the first charging circuit 10 can be reduced.

こうして、低突入電流を実現しながら、上述した基本動作と同様にして、第1の充電回路10及び第2の充電回路20にて交互に充電動作が繰り返されて、図6に示すように、出力電圧VOUTが上昇してゆく。   Thus, while realizing a low inrush current, the charging operation is repeated alternately in the first charging circuit 10 and the second charging circuit 20 in the same manner as the basic operation described above, as shown in FIG. The output voltage VOUT rises.

3.2.ソフトスタート期間外での動作
図6に示すように、ソフトスタート信号SSSがLOWになると、ソフトスタート期間は終了する。
図4に示す第1の論理ゲート64の真理値表において、ソフトスタート信号SSSがノンアクティブ(LOW)であるの「定常時」では、第1クロック信号CL1の論理に拘らず、第1の論理ゲート64の出力はノンアクティブ(LOW)となる。よって、ソフトスタート期間外では、定電流充電回路62は出力ディスイネーブル状態となる。よって、図6の破線で示すように、定電流充電回路62は、ソフトスタート信号SSSがノンアクティブ(LOW)となった後に、放電させてもよい。
3.2. Operation Outside Soft Start Period As shown in FIG. 6, when the soft start signal SSS becomes LOW, the soft start period ends.
In the truth table of the first logic gate 64 shown in FIG. 4, in the “steady state” when the soft start signal SSS is inactive (LOW), regardless of the logic of the first clock signal CL1, the first logic The output of the gate 64 becomes inactive (LOW). Therefore, outside the soft start period, the constant current charging circuit 62 is in an output disabled state. Therefore, as indicated by a broken line in FIG. 6, the constant current charging circuit 62 may be discharged after the soft start signal SSS becomes inactive (LOW).

図5に示す第2の論理ゲート66の真理値表において、ソフトスタート信号SSSがノンアクティブ(LOW)である「定常時」では、第2の論理ゲート66の出力として第1クロック信号CL1の論理が反転して出力される。従って、第1クロック信号CL1がHIGHであれば、インバータ40のP型トランジスタ40Aはオンされ、電源電圧VDDがゲートに印加されるN型スイッチングトランジスタ18がオンされる。第1クロック信号CL1は、インバータ40のN型トランジスタ40Bのゲートにも供給されているので、第1クロック信号CL1がLOWであれば、インバータ40のN型トランジスタ40Bはオンされ、接地電圧VSSがゲートに印加されるN型スイッチングトランジスタ18がオフされる。   In the truth table of the second logic gate 66 shown in FIG. 5, in the “steady state” when the soft start signal SSS is inactive (LOW), the logic of the first clock signal CL1 is output as the output of the second logic gate 66. Is inverted and output. Therefore, if the first clock signal CL1 is HIGH, the P-type transistor 40A of the inverter 40 is turned on, and the N-type switching transistor 18 to which the power supply voltage VDD is applied to the gate is turned on. Since the first clock signal CL1 is also supplied to the gate of the N-type transistor 40B of the inverter 40, if the first clock signal CL1 is LOW, the N-type transistor 40B of the inverter 40 is turned on and the ground voltage VSS is set. The N-type switching transistor 18 applied to the gate is turned off.

こうして、ソフトスタート期間外では、上述した基本動作と全く同様にして、第1の充電回路10及び第2の充電回路20にて交互に充電動作が繰り返されて、図6に示すように、出力電圧VOUTが2×VDDで安定する。このとき、第1,第2キャパシタC1,Cには充分な初期電荷がチャージされているので、突入電流が流れることはない。
4.ソフトスタート信号SSSの変形例
図7は、パワーオンリセット信号を用いずにソフトスタート信号SSSを生成する変形例を示している。図7に示すソフトスタート電圧生成回路70は、上述した定電流充電回路62及び第1,第2の論理ゲート64,66に加えて、出力電圧監視回路72を有している。
Thus, outside the soft start period, the charging operation is alternately repeated in the first charging circuit 10 and the second charging circuit 20 in the same manner as the basic operation described above, and as shown in FIG. The voltage VOUT is stabilized at 2 × VDD. At this time, since sufficient initial charge is charged in the first and second capacitors C1 and C, no inrush current flows.
4). Modified Example of Soft Start Signal SSS FIG. 7 shows a modified example in which the soft start signal SSS is generated without using the power-on reset signal. A soft start voltage generation circuit 70 shown in FIG. 7 includes an output voltage monitoring circuit 72 in addition to the constant current charging circuit 62 and the first and second logic gates 64 and 66 described above.

この出力電圧監視回路72は、図1に示す出力電圧VOUTと、基準電圧とを比較する比較器74を有している。この比較器74は、図6に示すように、電源投入直後から上昇する出力電圧VOUTが所定電圧(図6に示すソフトスタート期間終了時の出力電圧)以下である時、アクティブ(例えばHIGH)となるソフトスタート信号SSSを出力する。このようにしても、上述した実施形態と同様に動作させることができる。しかも、実際の出力電圧VOUTをモニタしてソフトスタート期間を設定できるので、低突入電流を実現するためのより確実な動作を保証できる。   The output voltage monitoring circuit 72 has a comparator 74 that compares the output voltage VOUT shown in FIG. 1 with a reference voltage. As shown in FIG. 6, the comparator 74 is active (eg, HIGH) when the output voltage VOUT rising immediately after power-on is equal to or lower than a predetermined voltage (output voltage at the end of the soft start period shown in FIG. 6). The soft start signal SSS is output. Even if it does in this way, it can be operated similarly to embodiment mentioned above. In addition, since the soft start period can be set by monitoring the actual output voltage VOUT, a more reliable operation for realizing a low inrush current can be guaranteed.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.

上述した実施形態では、第1充電回路10にて突入電流を低減させたが、これと併せて、あるいは単独で、第2充電回路20に本発明を適用しても良い。図8は、第2のP型スイッチングトランジスタ22のゲートに接続されるソフトスタート電圧供給回路80を示している。ソフトスタート電圧供給回路80は、図3に示すものと全くおなじ構成である。ただし、その動作として、図4に示すソフトスタート期間(SSS=HIGH)での第1クロック信号CL1がLOWのときに定電流充電回路62が出力イネーブル状態になり第2のP型スイッチングトランジスタ22はオンされる。このソフトスタート期間では、第1クロック信号CL1がHIGHの時に、第2のP型スイッチングトランジスタ22はオフする。また、図5に示すソフトスタート期間外(SSS=LOW)での第1クロック信号CL1がLOWのときに、第2のP型スイッチングトランジスタ22はオンされる。ソフトスタート期間外では、第1クロック信号CL1がHIGHのときに、第2のP型スイッチングトランジスタ22はオフされる。   In the above-described embodiment, the inrush current is reduced by the first charging circuit 10. However, the present invention may be applied to the second charging circuit 20 in combination with this or alone. FIG. 8 shows a soft start voltage supply circuit 80 connected to the gate of the second P-type switching transistor 22. The soft start voltage supply circuit 80 has the same configuration as that shown in FIG. However, as its operation, when the first clock signal CL1 in the soft start period (SSS = HIGH) shown in FIG. 4 is LOW, the constant current charging circuit 62 is in the output enable state, and the second P-type switching transistor 22 Turned on. In the soft start period, the second P-type switching transistor 22 is turned off when the first clock signal CL1 is HIGH. When the first clock signal CL1 is LOW outside the soft start period (SSS = LOW) shown in FIG. 5, the second P-type switching transistor 22 is turned on. Outside the soft start period, the second P-type switching transistor 22 is turned off when the first clock signal CL1 is HIGH.

本発明が適用される電源回路の一例を示す基本回路図である。It is a basic circuit diagram showing an example of a power supply circuit to which the present invention is applied. 図1に示す電源回路の基本動作を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing a basic operation of the power supply circuit shown in FIG. 1. 図1の基本回路に追加されるソフトスタート電圧供給回路のブロック図である。It is a block diagram of the soft start voltage supply circuit added to the basic circuit of FIG. 図3に示す第1の論理ゲートの動作を示す概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing an operation of the first logic gate shown in FIG. 3. 図3に示す第2の論理ゲートの動作を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the operation | movement of the 2nd logic gate shown in FIG. 図3に示すソフトスタート電圧供給回路の動作説明である。4 is an operation explanation of the soft start voltage supply circuit shown in FIG. 3. 図3に示すソフトスタート信号を出力監視回路にて生成する変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification which produces | generates the soft start signal shown in FIG. 3 in an output monitoring circuit. 第2のP型スイッチングトランジスタのゲートに接続されるソフトスタート電圧供給回路を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the soft start voltage supply circuit connected to the gate of a 2nd P-type switching transistor.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1充電回路(充電回路)、12 第1電源線(VDD)、14 第2電源線(VSS)、16 第1のP型スイッチングトランジスタ(第1のスイッチングトランジスタ)、18 N型スイッチングトランジスタ(第2のスイッチングトランジスタ)、20 第2充電回路(充電回路)、22 第2のP型スイッチングトランジスタ(第1のスイッチングトランジスタ)、24 第3のP型スイッチングトランジスタ(第2のスイッチングトランジスタ)、30 第1クロック発生回路、32 第2クロック発生回路、40,42 インバータ、40A,42A P型トランジスタ、40B,42B N型トランジスタ、50 インバータ、52 バッファ、60,70,80 ソフトスタート電圧供給回路、62 定電流充電回路(電圧源)、64 第1の論理ゲート、66 第2の論理ゲート、72 出力電圧監視回路、C1 第1キャパシタ(キャパシタ)、C2 第2キャパシタ(キャパシタ)、CL1 第1クロック信号、CL2 第2クロック信号、SSD ソフトスタート電圧、SSS ソフトスタート信号

10 First charging circuit (charging circuit), 12 First power supply line (VDD), 14 Second power supply line (VSS), 16 First P-type switching transistor (first switching transistor), 18 N-type switching transistor ( Second switching transistor), 20 second charging circuit (charging circuit), 22 second P-type switching transistor (first switching transistor), 24 third P-type switching transistor (second switching transistor), 30 First clock generating circuit, 32 Second clock generating circuit, 40, 42 inverter, 40A, 42A P-type transistor, 40B, 42B N-type transistor, 50 inverter, 52 buffer, 60, 70, 80 Soft start voltage supply circuit, 62 Constant current charging circuit (voltage source), 64 first Logic gate, 66 second logic gate, 72 output voltage monitoring circuit, C1 first capacitor (capacitor), C2 second capacitor (capacitor), CL1 first clock signal, CL2 second clock signal, SSD soft start voltage, SSS Soft start signal

Claims (14)

第1電源線と、前記第1電源線の電源電位よりも低電位の第2電源線との間に、第1のスイッチングトランジスタ、キャパシタ及び第2のスイッチングトランジスタをその順で直列接続した充電回路を有し、
前記第1及び第2のスイッチトランジスタの各々は、クロック信号に基づいて同時にオン・オフされ、
電源投入時から所定時間に亘るソフトスタート期間にアクティブとなるソフトスタート信号に基づいて、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに前記クロック信号に基づく通常時のオン電位を供給する時よりも、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のオン抵抗値を高くするためのソフトスタート電圧を、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに供給するソフトスタート電圧供給回路を設けたことを特徴とする電源回路。
A charging circuit in which a first switching transistor, a capacitor, and a second switching transistor are connected in series in this order between a first power supply line and a second power supply line having a potential lower than the power supply potential of the first power supply line Have
Each of the first and second switch transistors is simultaneously turned on / off based on a clock signal,
When a normal on-potential based on the clock signal is supplied to one gate of the first and second switching transistors based on a soft start signal that is active during a soft start period of a predetermined time from when the power is turned on. A soft start voltage supply circuit that supplies a soft start voltage for increasing the on-resistance value of one of the first and second switching transistors to one gate of the first and second switching transistors. A power supply circuit characterized by being provided.
請求項1において、
前記ソフトスタート電圧供給回路は、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方に供給される前記クロック信号の基準電位の電源投入時における電位上昇速度よりも、電位上昇速度が低い前記ソフトスタート電圧を供給することを特徴とする電源回路。
In claim 1,
The soft start voltage supply circuit supplies the soft start voltage having a potential increase rate lower than a potential increase rate at the time of power-on of a reference potential of the clock signal supplied to one of the first and second switching transistors. A power supply circuit characterized by being supplied.
請求項2において、
前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに接続され、前記クロック信号により駆動されるインバータをさらに有し、前記インバータは、前記第1電源線及び前記第2電源線間に直列接続されたP型トランジスタ及びN型トランジスタを含み、
前記ソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート期間内では前記P型トランジスタをオフさせ、かつ、前記第1電源線からの前記電源電位に代えて、前記クロック信号の論理に従って前記ソフトスタート電圧を供給して前記P型トランジスタをオン・オフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフさせることを特徴とする電源回路。
In claim 2,
An inverter connected to one gate of the first and second switching transistors and driven by the clock signal is further connected in series between the first power line and the second power line. Including P-type and N-type transistors,
The soft start voltage supply circuit turns off the P-type transistor within the soft start period, and supplies the soft start voltage according to the logic of the clock signal instead of the power supply potential from the first power supply line. Then, the P-type transistor is turned on / off, and the P-type transistor is turned on / off according to the logic of the clock signal outside the soft start period.
請求項3において、
前記ソフトスタート電圧供給回路は、
前記ソフトスタート電圧の電圧源と、
前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記クロック信号の論理に従って前記電圧源を出力イネーブル状態とする第1の論理ゲートと、
前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記インバータの前記P型トランジスタをオフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフする第2の論理ゲートと、
を含むことを特徴とする電源回路。
In claim 3,
The soft start voltage supply circuit includes:
A voltage source of the soft start voltage;
A first logic gate that, based on the logic of the clock signal and the soft start signal, enables the voltage source in an output enable state according to the logic of the clock signal over the soft start period;
Based on the logic of the clock signal and the soft start signal, the P type transistor of the inverter is turned off during the soft start period, and outside the soft start period, the P type transistor is in accordance with the logic of the clock signal. A second logic gate for turning on and off;
A power supply circuit comprising:
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方の駆動電位は前記電源電位と同じであり、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの他方の駆動電位は前記電源電位よりも高く設定され、前記ソフトスタート電圧供給回路を、前記第1及び第2のスイッチングトランジスタの一方のゲートに接続したことを特徴とする電源回路。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The drive potential of one of the first and second switching transistors is the same as the power supply potential, the other drive potential of the first and second switching transistors is set higher than the power supply potential, and the soft start A power supply circuit, wherein a voltage supply circuit is connected to one gate of each of the first and second switching transistors.
第1電源線と、前記第1電源線の電源電位よりも低電位の第2電源線との間に、第1のP型スイッチングトランジスタ、第1キャパシタ及びN型スイッチングトランジスタをその順で直列接続した第1の充電回路と、
前記第1電源線と前記第2電源線との間に、第2のP型スイッチングトランジスタ、前記第1キャパシタ、第3のP型スイッチングトランジスタ及び第2キャパシタをその順で直列接続した第2充電回路と、
を有し、前記第2キャパシタに充電される電圧が出力電圧とされ、
前記N型及び第2のP型スイッチトランジスタの各々は、同相の第1クロック信号に基づいて相補的にオン・オフされ、前記第1及び第3のP型スイッチングトランジスタの各々は、異相の第2クロック信号に基づいて相補的にオン・オフされ、かつ、前記第1及び第2のP型スイッチングトランジスタは相補的にオン・オフされ、
電源投入時から所定時間に亘るソフトスタート期間にアクティブとなるソフトスタート信号に基づいて、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに前記クロック信号に基づく電位を供給する時よりも、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのオン抵抗値を高くするためのソフトスタート電圧を、前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに供給する少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路を設けたことを特徴とする電源回路。
A first P-type switching transistor, a first capacitor, and an N-type switching transistor are connected in series in this order between the first power supply line and the second power supply line having a lower potential than the power supply potential of the first power supply line. A first charging circuit,
Second charging in which a second P-type switching transistor, the first capacitor, a third P-type switching transistor, and a second capacitor are connected in series in that order between the first power supply line and the second power supply line. Circuit,
And the voltage charged in the second capacitor is an output voltage,
Each of the N-type and second P-type switch transistors is complementarily turned on / off based on a first clock signal having the same phase, and each of the first and third P-type switching transistors is different in phase. And the first and second P-type switching transistors are complementarily turned on / off based on two clock signals, and
From the time of supplying a potential based on the clock signal to at least one gate of the N-type and second P-type switching transistors based on a soft-start signal that is active during a soft-start period of a predetermined time from when the power is turned on. A soft start voltage for increasing at least one on-resistance value of the N-type and second P-type switching transistors is supplied to at least one gate of the N-type and second P-type switching transistors. A power supply circuit provided with one soft start voltage supply circuit.
請求項6において、
前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、前記第1クロック信号の基準電位の電源投入時における電位上昇速度よりも、電位上昇速度の低い前記ソフトスタート電圧を供給することを特徴とする電源回路。
In claim 6,
The power supply circuit, wherein the at least one soft-start voltage supply circuit supplies the soft-start voltage having a lower potential rise speed than a potential rise speed when the reference potential of the first clock signal is turned on.
請求項6たまは7において、
前記N型及び第2のP型3スイッチングトランジスタの少なくとも一つのゲートに接続され、前記第1クロック信号により駆動されるインバータをさらに有し、前記インバータはP型トランジスタ及びN型トランジスタを含み、
前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、前記ソフトスタート期間内では前記P型トランジスタをオフさせ、かつ、前記第1電源線からの前記電源電位に代えて、前記第1クロック信号の論理に従って前記ソフトスタート電圧を供給して前記P型トランジスタをオン・オフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記第1クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフさせることを特徴とする電源回路。
Claim 6 Tama or 7
An inverter connected to at least one gate of the N-type and second P-type 3 switching transistors and driven by the first clock signal, the inverter including a P-type transistor and an N-type transistor;
The at least one soft start voltage supply circuit turns off the P-type transistor within the soft start period, and replaces the power supply potential from the first power supply line according to the logic of the first clock signal. A power supply circuit, wherein a soft start voltage is supplied to turn on and off the P-type transistor, and the P-type transistor is turned on and off according to the logic of the first clock signal outside the soft start period.
請求項8において、
前記少なくとも一つのソフトスタート電圧供給回路は、
前記ソフトスタート電圧の電圧源と、
前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記第1クロック信号の論理に従って前記電圧源を出力イネーブル状態とする第1の論理ゲートと、
前記クロック信号と前記ソフトスタート信号との論理に基づいて、前記ソフトスタート期間に亘って、前記インバータの前記P型トランジスタをオフさせ、前記ソフトスタート期間外では前記第1クロック信号の論理に従って前記P型トランジスタをオン・オフする第2の論理ゲートと、
を含むことを特徴とする電源回路。
In claim 8,
The at least one soft start voltage supply circuit includes:
A voltage source of the soft start voltage;
A first logic gate that enables the voltage source in an output enabled state according to the logic of the first clock signal over the soft start period based on the logic of the clock signal and the soft start signal;
Based on the logic of the clock signal and the soft start signal, the P-type transistor of the inverter is turned off over the soft start period, and outside the soft start period, the P type transistor according to the logic of the first clock signal. A second logic gate for turning on and off the type transistor;
A power supply circuit comprising:
請求項6乃至9のいずれかにおいて、
前記N型及び第2のP型スイッチングトランジスタの駆動電位は前記電源電位と同じであり、前記第1及び第3のP型スイッチングトランジスタの駆動電位は前記電源電位よりも高く設定され、
前記少なくとも一つのソフトスター電圧供給回路は、前記ソフトスタート電圧を前記N型スイッチングトランジスタのゲートにのみ供給することを特徴とする電源回路。
In any one of Claims 6 thru | or 9.
The drive potentials of the N-type and second P-type switching transistors are the same as the power supply potential, and the drive potentials of the first and third P-type switching transistors are set higher than the power supply potential.
The power supply circuit, wherein the at least one soft star voltage supply circuit supplies the soft start voltage only to a gate of the N-type switching transistor.
請求項6乃至9のいずれかにおいて、
2つのソフトスタート電圧供給回路の一方は、前記ソフトスタート電圧を前記N型スイッチングトランジスタのゲートに供給し、前記2つのソフトスタート電圧供給回路の他方は、前記ソフトスタート電圧を前記第2のP型スイッチングトランジスタのゲートに供給することを特徴とする電源回路。
In any one of Claims 6 thru | or 9.
One of the two soft start voltage supply circuits supplies the soft start voltage to the gate of the N-type switching transistor, and the other of the two soft start voltage supply circuits supplies the soft start voltage to the second P type. A power supply circuit that supplies power to a gate of a switching transistor.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記ソフトスタート信号は、パワーオンリセット信号であることを特徴とする電源回路。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
The power supply circuit, wherein the soft start signal is a power-on reset signal.
請求項6乃至11のいずれかにおいて、
前記出力電圧を基準電圧と比較する出力監視回路がさらに設けられ、前記出力監視回路から前記ソフトスタート信号が出力され、
前記ソフトスタート信号は、前記出力監視回路にて前記出力電圧が前記基準電圧よりも低い時にアクティブとされることを特徴とする電源回路。
In any of claims 6 to 11,
An output monitoring circuit that compares the output voltage with a reference voltage is further provided, and the soft start signal is output from the output monitoring circuit,
The power supply circuit, wherein the soft start signal is activated when the output voltage is lower than the reference voltage in the output monitoring circuit.
請求項1乃至13のいずれかに記載の電源回路を有することを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the power supply circuit according to claim 1.
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JP2015192496A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 新日本無線株式会社 charge pump circuit
CN113497554A (en) * 2020-03-20 2021-10-12 英飞凌科技股份有限公司 Charge pump converter and control method

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