(57)【要約】【課題】本発明は、三角波発生装置に関する。【解決手段】本発明の三角波発生装置は、出力端と接地の間に連結されるキャパシタと、複数の電流源を備え、複数の電流源から出力される電流によって上記キャパシタを充電又は放電する充放電部と、上記キャパシタの充電電圧と既設定された複数の基準電圧を比較して上記複数の基準電圧によって形成される複数の区間それぞれごとに上記キャパシタを充電又は放電する電流量を異ならせるように上記充放電部を制御する制御部と、を含むことができる。【選択図】図３
2014099835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端と接地の間に連結されるキャパシタと、
複数の電流源を備え、複数の電流源から出力される電流によって前記キャパシタを充電又は放電する充放電部と、
前記キャパシタの充電電圧と既設定された複数の基準電圧を比較して、前記複数の基準電圧によって形成される複数の区間それぞれごとに前記キャパシタを充電又は放電する電流量を異ならせるように前記充放電部を制御する制御部と、
含む、三角波発生装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記複数の区間のうちいずれか一方の区間で前記キャパシタを充電するための電流量と前記キャパシタを放電するための電流量が同じになるように前記充放電部を制御する、請求項１に記載の三角波発生装置。
【請求項３】
前記充放電部は、
前記キャパシタを充電するための充電電流を生成する複数の充電電流源と、
前記複数の充電電流源のそれぞれと前記キャパシタの間にそれぞれ備えられ、前記充電電流を前記キャパシタに伝達又は遮断する充電スイッチと、
前記キャパシタを放電するための放電電流を生成する複数の放電電流源と、
前記複数の放電電流源のそれぞれと前記キャパシタの間にそれぞれ備えられて前記放電電流による前記キャパシタの充電電圧の放電を維持又は遮断する放電スイッチと、
を含む、請求項１または２に記載の三角波発生装置。
【請求項４】
出力端と接地の間に連結されるキャパシタと、
複数の充電電流源を備えて前記キャパシタを充電する充電部と、
複数の放電電流源を備えて前記キャパシタを放電する放電部と、
前記キャパシタの充電電圧と既設定された複数の基準電圧を比較して、前記複数の基準電圧によって形成される複数の区間それぞれごとに前記出力端から出力される三角波の傾きが異なるように前記充電部及び前記放電部を制御する制御部と、
を含む、三角波発生装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記複数の区間のうちいずれか一方の区間で前記三角波の正の傾きと前記三角波の負の傾きのサイズが同じになるように前記充電部及び放電部を制御する、請求項４に記載の三角波発生装置。
【請求項６】
前記充電部は、
前記キャパシタを充電するための充電電流を生成する前記複数の充電電流源と、
前記複数の充電電流源のそれぞれと前記キャパシタの間にそれぞれ備えられ、前記充電電流を前記キャパシタに伝達又は遮断する複数の充電スイッチと、
を含む、請求項４または５に記載の三角波発生装置。
【請求項７】
前記放電部は、
前記キャパシタを放電するための放電電流を生成する前記複数の放電電流源と、
前記複数の放電電流源のそれぞれと前記キャパシタの間にそれぞれ備えられて前記放電電流による前記キャパシタの充電電圧の放電を維持又は遮断する複数の放電スイッチと、
を含む、請求項６に記載の三角波発生装置。
【請求項８】
前記複数の充電電流源のうち一つで生成される充電電流の電流量は、前記複数の放電電流源のうち一つで生成される放電電流の電流量と同じである、請求項３または６に記載の三角波発生装置。
【請求項９】
前記複数の充電電流源はそれぞれ同一の充電電流量を生成し、前記複数の放電電流源はそれぞれ同一の放電電流量を生成する、請求項８に記載の三角波発生装置。
【請求項１０】
前記複数の充電電流源は互いに異なる充電電流量を生成し、前記複数の放電電流源は互いに異なる放電電流量を生成する、請求項８に記載の三角波発生装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記キャパシタの電圧と前記複数の基準電圧を比較して、前記複数の充電スイッチ及び前記複数の放電スイッチのスイッチング動作を制御する、請求項３、６、及び８から１０の何れか１項に記載の三角波発生装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記キャパシタの電圧及び前記複数の基準電圧をそれぞれ比較する複数の比較器を備える比較部と、
前記複数の比較器から出力される比較結果に応じて、前記複数の充電スイッチ及び前記複数の放電スイッチのうち少なくとも一方のスイッチング動作を制御するステートマシンと、
を含む、請求項３、６、及び８から１１の何れか１項に記載の三角波発生装置。
【請求項１３】
前記複数の基準電圧は互いに異なる電圧レベルである、請求項１から１２の何れか１項に記載の三角波発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタの充電電圧を互いに異なる電圧レベルと比較してキャパシタを充電する複数の充電電流及びキャパシタを放電する複数の放電電流を制御することにより区分的線形（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ  ｌｉｎｅａｒ）の三角波を生成する三角波発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号発生器は、三角波信号及び基準信号等のアナログ入力信号をパルス化した出力信号に転換する装置である。一般に、ＰＷＭ信号発生器は、ＰＷＭ信号のデューティを調節することにより、電源装置に含まれるスイッチ素子のオン／オフ動作を制御する用途に用いられている。
【０００３】
一般に、ＰＷＭ信号のデューティを調節するための方案として、外部抵抗及び一定利得を有する演算増幅器を用いてＰＷＭ信号を作る基準電圧を増幅するアナログ方式が用いられている。但し、このような方案は、抵抗等の外部部品が必要とされることから製造コストが上昇し、演算増幅器を用いることから集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の面積が大きくなるという問題が生じる。
【０００４】
下記の特許文献１は、多相三角波発振回路及びこれを用いたスイッチングレギュレーターに関する発明であり、複数の定電流回路を用いてキャパシタを充電して周波数と波高値が同一で互いに逆相である三角波を生成することを目的とする。
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、区間別に傾きを異ならせる三角波を生成する内容は開示しておらず、一つのキャパシタではなく複数のキャパシタを充放電するという点で本願発明と差異がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特開２００６−５０３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述した従来技術の問題を補完するためのもので、抵抗及び演算増幅器等の外部部品を用いることなくＰＷＭ信号のデューティを調節するために区間別に傾きを異ならせる区分的線形（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ  ｌｉｎｅｒ）の三角波形を生成する三角波発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の技術的な面によれば、出力端と接地の間に連結されるキャパシタと、複数の電流源を備え、複数の電流源から出力される電流によって上記キャパシタを充電又は放電する充放電部と、上記キャパシタの充電電圧と既設定された複数の基準電圧を比較して上記複数の基準電圧によって形成される複数の区間それぞれごとに上記キャパシタを充電又は放電する電流量を異ならせるように上記充放電部を制御する制御部と、を含む三角波発生装置を提案する。
【０００９】
また、上記制御部は、上記複数の区間のうちいずれか一方の区間で上記キャパシタを充電するための電流量と上記キャパシタを放電するための電流量が同じになるように上記充放電部を制御する三角波発生装置を提案する。
【００１０】
また、上記充放電部は、上記キャパシタを充電するための充電電流を生成する複数の充電電流源と、上記充電電流源と上記キャパシタの間に備えられ、上記充電電流を上記キャパシタに伝達又は遮断する充電スイッチと、上記キャパシタを放電するための放電電流を生成する複数の放電電流源と、上記放電電流源と上記キャパシタの間に備えられて上記放電電流による上記キャパシタの充電電圧の放電を維持又は遮断する放電スイッチと、を含む三角波発生装置を提案する。
【００１１】
また、上記複数の充電電流源のうち一つで生成される充電電流の電流量は上記複数の放電電流源のうち一つで生成される放電電流の電流量と同じである三角波発生装置を提案する。
【００１２】
また、上記複数の充電電流源はそれぞれ同一の充電電流量を生成し、上記複数の放電電流源はそれぞれ同一の放電電流量を生成する三角波発生装置を提案する。
【００１３】
また、上記複数の充電電流源は互いに異なる充電電流量を生成し、上記複数の放電電流源は互いに異なる放電電流量を生成する三角波発生装置を提案する。
【００１４】
また、上記制御部は、上記キャパシタの電圧と上記複数の基準電圧を比較して、上記複数の充電スイッチ及び上記複数の放電スイッチのスイッチング動作を制御する三角波発生装置を提案する。
【００１５】
また、上記制御部は、上記キャパシタの電圧及び上記複数の基準電圧をそれぞれ比較する複数の比較器を備える比較部と、上記複数の比較器から出力される比較結果に応じて上記複数の充電スイッチ及び上記複数の放電スイッチのうち少なくとも一方のスイッチング動作を制御するステートマシンと、を含む三角波発生装置を提案する。
【００１６】
また、上記複数の基準電圧は互いに異なる電圧レベルである三角波発生装置を提案する。
【００１７】
本発明の第２の技術的な面によれば、出力端と接地の間に連結されるキャパシタと、複数の充電電流源を備えて上記キャパシタを充電する充電部と、複数の放電電流源を備えて上記キャパシタを放電する放電部と、上記キャパシタの充電電圧と既設定された複数の基準電圧を比較して上記複数の基準電圧によって形成される複数の区間それぞれごとに上記出力端から出力される三角波の傾きが異なるように上記充電部及び上記放電部を制御する制御部と、を含む三角波発生装置を提案する。
【００１８】
また、上記制御部は、上記複数の区間のうちいずれか一方の区間で上記三角波の正の傾きと上記三角波の負の傾きのサイズが同じになるように上記充電部及び放電部を制御する三角波発生装置を提案する。
【００１９】
また、上記充電部は、上記キャパシタを充電するための充電電流を生成する上記複数の充電電流源と、上記複数の充電電流源と上記キャパシタの間にそれぞれ備えられ、上記充電電流を上記キャパシタに伝達又は遮断する複数の充電スイッチと、を含む三角波発生装置を提案する。
【００２０】
また、上記放電部は、上記キャパシタを放電するための放電電流を生成する上記複数の放電電流源と、上記複数の放電電流源と上記キャパシタの間にそれぞれ備えられて上記放電電流による上記キャパシタの充電電圧の放電を維持又は遮断する複数の放電スイッチと、を含む三角波発生装置を提案する。
【００２１】
また、上記複数の充電電流源のうち一つで生成される充電電流の電流量は上記複数の放電電流源のうち一つで生成される放電電流の電流量と同じである三角波発生装置を提案する。
【００２２】
また、上記複数の充電電流源はそれぞれ同一の充電電流量を生成し、上記複数の放電電流源はそれぞれ同一の放電電流量を生成する三角波発生装置を提案する。
【００２３】
また、上記複数の充電電流源は互いに異なる充電電流量を生成し、上記複数の放電電流源は互いに異なる放電電流量を生成する三角波発生装置を提案する。
【００２４】
また、上記制御部は、上記キャパシタの電圧と上記複数の基準電圧を比較して、上記複数の充電スイッチ及び上記複数の放電スイッチのスイッチング動作を制御する三角波発生装置を提案する。
【００２５】
また、上記制御部は、上記キャパシタの電圧及び上記複数の基準電圧をそれぞれ比較する複数の比較器を備える比較部と、上記複数の比較器から出力される比較結果に応じて上記複数の充電スイッチ及び上記複数の放電スイッチのうち少なくとも一方のスイッチング動作を制御するステートマシンと、を含む三角波発生装置を提案する。
【００２６】
また、上記複数の基準電圧は互いに異なる電圧レベルである三角波発生装置を提案する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、抵抗及び演算増幅器等の外部部品を用いることなくＰＷＭ信号のデューティを調節するために区間別に傾きを異ならせる区分的線形（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ  ｌｉｎｅｒ）の三角波形を生成する三角波発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一般的な周波数発生装置の一例を示す回路図である。
【図２】図１の周波数発生装置によって生成される三角波を説明するためのグラフである。
【図３】本発明の一実施例による三角波発生装置を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施例による三角波発生装置の出力端から出力されるキャパシタの充電電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００３０】
図１は、一般的な周波数発生装置を示す回路図である。図１を参照すると、図１の周波数発生装置は、キャパシタ１０、キャパシタ１０を充電するための充電電流源２０、充電電流源２０で生成される電流の流れを遮断するための第１のスイッチ２１、キャパシタ１０の充電電圧を放電するための放電電流源３０、放電電流源３０で生成される電流の流れを遮断するための第２のスイッチ３１、キャパシタ１０の充電電圧と基準電圧Ｖｒｅｆを比較してハイ／ロー信号を生成する比較器４０、及び比較器４０で生成されるハイ／ロー信号を反転するインバーター４１を含むことができる。
【００３１】
以下、初期にキャパシタ１０に充電された電荷がないと仮定し、即ち、キャパシタ１０の充電電圧がないと仮定し、図１の周波数発生装置の動作を説明する。
【００３２】
比較器４０は、基準電圧Ｖｒｅｆを非反転端子に印加され、キャパシタ１０の充電電圧を反転端子に印加される。基準電圧Ｖｒｅｆは、キャパシタ１０の最大充電電圧より低く設定されることができる。
【００３３】
初期にキャパシタ１０に充電された電荷がないため、比較器はハイ信号を出力することができる。ハイ信号によって第１のスイッチ２１はオン動作し、インバーター４１によってハイ信号が反転されたロー信号を印加される第２のスイッチ３１はオフ動作する。
【００３４】
オン動作する第１のスイッチ２１によって充電電流源２０で生成される電流はキャパシタ１０に流れ、キャパシタ１０は充電電流源２０から出力される電流によって電荷を充電することができる。この際、電荷の充電速度は、充電電流源２０から出力される電流の電流量によって決まる。充電電流源２０で生成される電流量が多い場合、キャパシタ１０の電圧は急な正の傾きを有し、充電電流源２０で生成される電流量が少ない場合、キャパシタ１０の電圧はゆるやかな正の傾きを有する。
【００３５】
充電電流源２０から出力される電流によって、キャパシタ１０に電荷が充電され、その結果、キャパシタ１０の充電電圧が比較器の基準電圧Ｖｒｅｆ以上となる場合、比較器４０はロー信号を出力することができる。ロー信号によって第１のスイッチ２１はオフ動作し、インバーター４１によってロー信号が反転されたハイ信号を印加される第２のスイッチ３１はオン動作する。
【００３６】
オン動作する第２のスイッチ３１による放電電流源３０で生成される電流によってキャパシタ１０に充電された電荷は放電されることができる。この際、電荷の放電速度は、放電電流源３０で生成される電流の電流量によって決まる。
【００３７】
放電電流源３０で生成される電流量が多い場合、キャパシタ１０の電圧は急な負の傾きを有し、放電電流源３０で生成される電流量が少ない場合、キャパシタ１０の電圧はゆるやかな負の傾きを有する。
【００３８】
図２は、図１の周波数発生装置によって生成される三角波を説明するためのグラフである。図２を参照して、図１の周波数発生装置の動作をより詳細に説明する。
【００３９】
図２（ａ）は、キャパシタ１０の充電電圧を示すグラフであって、周波数発生装置によって生成される三角波を示すグラフであり、図２（ｂ）は、比較器４０の出力信号を示すグラフである。
【００４０】
図２（ａ）に示されている三角波生成のために、図１の充電電流源２０と放電電流源３０から出力される電流は同一の電流量を有するように設定されることができる。
【００４１】
前述したように、初期にキャパシタ１０に充電された電荷がないため、比較器４０はハイ信号を出力することができる。ハイ信号が第１のスイッチ２１に印加されて第１のスイッチ２１はオン動作するため、キャパシタ１０は充電電流源２０によって電荷が充電されてキャパシタ１０の充電電圧が上昇する。
【００４２】
キャパシタ１０の充電電圧が次第に上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ以上となる場合（ｔ１）、比較器４０はロー信号を出力することができる。
【００４３】
図１に示されてはいないが、比較器４０の出力端にはディレイ部が備えられ、比較器４０から伝達されたロー信号を第１のスイッチ２１及びインバーター４１に伝達することができる。ディレイ部は、比較器４０の出力信号の下降時点を検出して既設定された時間（ｔ１〜ｔ２）の間、ロー信号を維持して出力することができる。
【００４４】
ディレイ部によって既設定された時間（ｔ１〜ｔ２）の間にロー信号が出力されると、第１のスイッチ２１はオフ動作し、インバーター４１によってロー信号が反転されたハイ信号を印加される第２のスイッチ３１はオン動作する。第２のスイッチ３１がオン動作して放電電流源３０によってキャパシタ１０の充電電圧は次第に減少する。
【００４５】
図１の充電電流源２０と放電電流源３０は同一の電流量を生成するため、図２のキャパシタの電荷による電圧の上昇の傾きと下降の傾きが同じであることが分かる。前述した動作が繰り返して進められて一定の周期Ｔを有する三角波を生成することができる。
【００４６】
図３は、本発明の一実施例による三角波発生装置を示す回路図である。
【００４７】
図３を参照すると、本発明の三角波発生装置は、キャパシタ１００、充放電部２００及び制御部３００を含むことができる。
【００４８】
キャパシタ１００は出力端ｏｕｔと接地の間に備えられ、三角波発生装置はキャパシタ１００の充電電圧によって出力端ｏｕｔに三角波を出力することができる。
【００４９】
充放電部２００は、複数の電流源Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ２１、Ｉ２２を備え、複数の電流源Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ２１、Ｉ２２から出力される電流によってキャパシタ１００を充電又は放電することができる。充放電部２００は、充電部２１０及び放電部２２０を含むことができる。
【００５０】
充電部２１０は、複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２及び複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を含むことができる。複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２は駆動電源ＶＤＤと連結されてキャパシタ１００を充電するための充電電流を生成することができ、複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２は複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２とキャパシタ１００の間にそれぞれ備えられて充電電流をキャパシタ１００に伝達するか、又はキャパシタ１００への伝達の流れを遮断することができる。
【００５１】
放電部２２０は、複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を含むことができる。複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２はキャパシタ１００を放電するための充電電流を生成することができ、複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２は複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２とキャパシタ１００の間にそれぞれ備えられてキャパシタ１００の充電電圧を接地に放電するか、又は放電電流によるキャパシタ１００の充電電圧の放電を遮断することができる。
【００５２】
図３を参照すると、充電電流源、充電スイッチ、放電電流源及び放電スイッチはそれぞれ２つであることが示されているが、これに限定されるものではない。即ち、充電電流源、充電スイッチ、放電電流源及び放電スイッチはそれぞれ複数備えられることもできる。
【００５３】
複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２で生成される充電電流の電流量はそれぞれ同一に設定されることもでき、異なるように設定されることもできる。
【００５４】
複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２と同様に、複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２で生成される放電電流の電流量はそれぞれ同一に設定されることもでき、異なるように設定されることもできる。
【００５５】
この際、複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２のうち一つで生成される充電電流の電流量は、複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２のうち一つで生成される放電電流の電流量と同じであっても良い。より詳細には、複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２と複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２は、同じ数で備えられ、それぞれ一対一で対応して、一対一で対応する充電電流源と放電電流源は同一の電流量を生成することができる。
【００５６】
しかしながら、本発明では、充電電流源と放電電流源は、異なる数で備えられることもでき、複数の充電電流源Ｉ１１、Ｉ１２と複数の放電電流源Ｉ２１、Ｉ２２で生成される電流量は異なっても良い。
【００５７】
制御部３００は、キャパシタ１００の充電電圧と既設定された複数の基準電圧（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、接地電圧）を比較して、複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２のスイッチング動作を制御することができる。より詳細には、制御部３００は、複数の基準電圧（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、接地電圧）によって形成される複数の区間それぞれごとにキャパシタ１００を充電又は放電する電流量を異ならせるように、複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を制御することができる。
【００５８】
即ち、複数の基準電圧（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、接地電圧）によって形成される複数の区間それぞれごとにキャパシタ１００を充電又は放電する電流量を異ならせることにより、出力端ｏｕｔから出力される三角波の傾きが異なるようになる。
【００５９】
制御部３００は、複数の区間のうちいずれか一方の区間でキャパシタ１００を充電するための電流量とキャパシタ１００を放電するための電流量が同じになるように充電スイッチ及び放電スイッチをそれぞれ制御することができる。換言すると、キャパシタ１００を充電するための電流量とキャパシタ１００を放電するための電流量が同じになるように制御することにより、出力端ｏｕｔから出力される三角波の正の傾きと負の傾きのサイズが同じになることができる。
【００６０】
制御部３００は、キャパシタ１００の電圧と複数の基準電圧（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、接地電圧）をそれぞれ比較する複数の比較器３１１、３１２、３１３を含む比較部３１０と、比較部３１０から出力される比較結果に応じて複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２のうち少なくとも一方のスイッチング動作を制御するステートマシン３２０と、を含むことができる。
【００６１】
第１の比較器３１１の出力端Ａ、第２の比較器３１２の出力端Ｂ、及び第３の比較器３１３の出力端Ｃはそれぞれステートマシン３２０に連結されることができ、ステートマシン３２０の出力は複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２にそれぞれ印加されて少なくとも一つのスイッチのスイッチング動作を制御することができる。ステートマシン３２０は、以前の入力と現在の入力によって現在の出力を決めるものであり、より詳細な内容は後述する。
【００６２】
本発明の一構成要素であるステートマシン３２０は、論理ゲート及びフリップフロップの組み合わせによって構成されることができるものであり、本発明の技術的範囲は、ステートマシン３２０と類似する機能及び動作をする技術的事項にまで及ぶことができる。
【００６３】
図３を参照すると、比較器は、第１の比較器３１１、第２の比較器３１２及び第３の比較器３１３の３個であることが示されているが、これに限定されるものではない。即ち、本発明では、比較器は複数で構成されることができる。
【００６４】
図４は、本発明の一実施例による三角波発生装置の出力端から出力されるキャパシタ１００の充電電圧を示すグラフである。図３及び図４を参照して、本発明の三角波発生装置の動作をより詳細に説明する。
【００６５】
第１の比較器３１１、第２の比較器３１２及び第３の比較器３１３の非反転端はキャパシタ１００と連結されてキャパシタ１００の充電電圧が印加されることができ、第１の比較器３１１の反転端には第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１、第２の比較器３１２の反転端には第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２、及び第３の比較器３１３の反転端には接地電圧が印加されることができる。この際、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２は接地電圧ではなく、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２が第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１より高く設定されると仮定する。
【００６６】
【表１】
2014099835.tif 000003
【００６７】
上記の表１は、本発明の一構成要素であるステートマシン３２０の真理値表である。ステートマシン３２０は、前述したように、以前の入力と現在の入力によって現在の出力を決めるものである。但し、初期状態で第１の比較器３１１の出力端Ａ、第２の比較器３１２の出力端Ｂ、及び第３の比較器３１３の出力端Ｃの出力が全てロー（Ｌ）レベルの場合、ステートマシン３２０は、第１の充電スイッチＳＷ１１のみがオン動作すると仮定する。
【００６８】
以下、第１の比較器３１１の出力端Ａ、第２の比較器３１２の出力端Ｂ、及び第３の比較器３１３の出力端Ｃの出力がそれぞれＸ、Ｙ及びＺの場合、ステートマシン３２０の入力を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表示する。
【００６９】
上記表１を参照すると、ステートマシン３２０は、入力状態が（Ｌ、Ｌ、Ｌ）から（Ｌ、Ｌ、Ｈ）に転換するとき、第１の充電スイッチＳＷ１１のみがオン動作するように制御し、残りのスイッチはオフ動作するように制御することができる。これと同様に、入力状態が（Ｌ、Ｌ、Ｈ）から（Ｈ、Ｌ、Ｈ）に転換するとき、第２の充電スイッチＳＷ１２のみがオン動作するように制御し、入力状態が（Ｈ、Ｌ、Ｈ）から（Ｈ、Ｈ、Ｈ）に転換するとき、第１の放電スイッチＳＷ２１のみがオン動作するように制御し、入力状態が（Ｈ、Ｈ、Ｈ）から（Ｈ、Ｌ、Ｈ）に転換するとき、第１の放電スイッチＳＷ２１のみがオン動作するように制御し、入力状態が（Ｈ、Ｌ、Ｈ）から（Ｌ、Ｌ、Ｈ）に転換するとき、第１の放電スイッチＳＷ２１のみがオン動作するように制御し、（Ｌ、Ｌ、Ｈ）から（Ｌ、Ｌ、Ｌ）に転換するとき、第１の充電スイッチＳＷ１１のみがオン動作するように制御することができる。
【００７０】
上記真理値表は一つの一実施例に過ぎず、設定によって複数の充電スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２及び複数の放電スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２のうち多数のスイッチを同時にオン動作するように制御することもできる。
【００７１】
図４の０〜ｔ１区間について説明する。キャパシタ１００の充電のはじめにキャパシタ１００に充電された電荷がないと仮定して説明すると、キャパシタ１００の充電電圧は接地電圧と同じであるため、第１の比較器３１１の出力はローレベル、第２の比較器３１２の出力はローレベル、及び第３の比較器３１３の出力はローレベルであり、ステートマシン３２０の初期状態で第１の充電スイッチＳＷ１１がオン動作することができる。第１の充電スイッチＳＷ１１のオン動作により、第１の充電電流源Ｉ１１でキャパシタ１００が充電され、その結果、キャパシタ１００の電圧が上昇してステートマシン３２０の入力状態が（Ｌ、Ｌ、Ｌ）から（Ｌ、Ｌ、Ｈ）に転換される。但し、上記表１に示されているように、第１の充電スイッチＳＷ１１のオン動作が維持される。
【００７２】
図４を参照すると、第１の充電スイッチＳＷ１１がオン動作して第１の充電電流源Ｉ１１から出力される充電電流によってキャパシタ１００が充電されることにより、キャパシタ１００の電圧が次第に上昇することが確認できる。この際、充電電圧の傾きは、第１の充電電流源Ｉ１１で生成される電流量によって決まる。
【００７３】
図４のｔ１〜ｔ２区間について説明する。キャパシタ１００の充電電圧が次第に上昇して第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を超える場合、第１の比較器３１１の出力はハイレベル、第２の比較器３１２の出力はローレベル、第３の比較器３１３の出力はハイレベルであり、この際、ステートマシン３２０の入力状態が（Ｌ、Ｌ、Ｈ）から（Ｈ、Ｌ、Ｈ）に転換されて、第２の充電スイッチＳＷ１２がオン動作することができる。この際、第２の充電スイッチＳＷ１２がオン動作して第２の充電電流源Ｉ１２から出力される充電電流によってキャパシタ１００が充電されることができる。
【００７４】
図４の０〜ｔ１区間及びｔ１〜ｔ２区間を参照すると、０〜ｔ１区間のキャパシタ１００の充電電圧の傾きがさらに急であることが確認できる。このことから、第１の充電電流源Ｉ１１で時間当たりに生成される電流量が第２の充電電流源Ｉ１２で時間当たりに生成される電流量より多いことが分かる。
【００７５】
しかしながら、これは一つの例示に過ぎず、第２の充電電流源Ｉ１２で生成される電流量が第１の充電電流源Ｉ１１で生成される電流量より多くても良い。
【００７６】
また、本発明の第１の充電電流源Ｉ１１及び第２の充電電流源Ｉ１２は、前述した例では互いに異なる電流量を有する充電電流を生成することができると述べたが、同一の電流量を有する充電電流を生成することもできる。但し、この場合、複数の基準電圧（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、接地電圧）によって形成される複数の区間ごとに三角波が互いに異なる傾きを有するよう、各区間ごとにオン動作するスイッチの個数を異ならせて制御することができる。例えば、０〜ｔ１区間では第１の充電スイッチＳＷ１１及び第２の充電スイッチＳＷ１２を全てオン動作するように制御し、ｔ１〜ｔ２区間では第１の充電スイッチＳＷ１１及び第２の充電スイッチＳＷ１２のうちいずれか一方のスイッチを制御することが好ましい。
【００７７】
図４のｔ２〜ｔ３区間について説明する。第２の充電電流源Ｉ１２によってキャパシタ１００の充電電圧が上昇して第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を超える場合、ステートマシン３２０の入力状態が（Ｈ、Ｌ、Ｈ）から（Ｈ、Ｈ、Ｈ）に転換されて第１の放電スイッチＳＷ２１がオン動作する。
【００７８】
これにより、第１の放電電流源Ｉ２１によってキャパシタ１００の充電電圧が放電されることにより、キャパシタ１００の充電電圧が第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と同じになる場合、ステートマシン３２０の入力状態が（Ｈ、Ｈ、Ｈ）から（Ｈ、Ｌ、Ｈ）に転換される。但し、この場合、第１の放電スイッチＳＷ２１のオン動作は維持される。
【００７９】
図４のｔ１〜ｔ２区間及びｔ２〜ｔ３区間を参照すると、第２の充電電流源Ｉ１２と第１の放電電流源Ｉ２１で生成される電流量は同じであり、キャパシタ１００の充電電圧は、符号は異なるが、同じサイズの傾きを有していることが分かる。
【００８０】
図４のｔ３〜ｔ４区間について説明する。第１の放電電流源Ｉ２１によってキャパシタ１００の充電電圧が減少して第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と同じになる場合、ステートマシン３２０の入力状態が（Ｈ、Ｌ、Ｈ）から（Ｌ、Ｌ、Ｈ）に転換されて第２の放電スイッチＳＷ２２がオン動作する。この場合、キャパシタ１００は、第２の放電電流源Ｉ２２によって放電される。
【００８１】
図４の０〜ｔ１区間及びｔ３〜ｔ４区間を比較すると、ｔ１〜ｔ２区間及びｔ２〜ｔ３区間と同様に、キャパシタ１００の充電電圧は、符号は異なるが、同じサイズの傾きを有していることが分かる。
【００８２】
キャパシタ１００の電圧が次第に減少して接地電圧レベルに落ちる場合、ステートマシン３２０の入力が（Ｌ、Ｌ、Ｈ）から（Ｌ、Ｌ、Ｌ）に転換されて再度第１の充電スイッチＳＷ１１がオン動作することができる。
【００８３】
以後、前述した過程が繰り返して行われることができる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００８５】
１００  キャパシタ
２００  充放電部
２１０  充電部
２２０  放電部
３００  制御部
３１０  比較部
３１１  第１の比較器
３１２  第２の比較器
３１３  第３の比較器
３２０  ステートマシン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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