(57)【要約】【課題】  負電圧の保持時間を調整出来る安価な極性反転回路の提供。【解決手段】  入力端子Ｔ１に正電圧が与えられているときは、その正電圧を出力し、与えられないときは、入力端子Ｔ２の負電圧を出力する出力端子Ｔ３を備える極性反転回路。入力端子Ｔ１の正電圧によりオンになるスイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ２と逆流防止ダイオードＤ１を通じてその制御端子が接続され、スイッチング素子Ｑ２がオンであるときにオンになり、入力端子Ｔ１を出力端子Ｔ３に接続するスイッチング素子Ｑ１と、入力端子Ｔ１の正電圧により逆流防止ダイオードＤ２を通じて充電されるコンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ２と相補的に作動し、コンデンサＣ１の放電電流によりオンになるスイッチング回路ＳＷと、スイッチング回路ＳＷがオンになったときにオンになり、入力端子Ｔ２を出力端子Ｔ３に接続するスイッチング素子Ｑ５とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正電圧が与えられる第１入力端子と、負電圧が与えられる第２入力端子と、前記第１入力端子に前記正電圧が与えられているときは、前記正電圧を出力し、前記第１入力端子に正電圧が与えられないときは、前記負電圧を出力する出力端子とを備える極性反転回路であって、
前記正電圧によりオンになる第１スイッチング素子と、該第１スイッチング素子と第１逆流防止ダイオードを通じてその制御端子が接続され、該第１スイッチング素子がオンであるときにオンになり、前記第１入力端子を出力端子に接続する第２スイッチング素子と、前記正電圧により第２逆流防止ダイオードを通じて充電されるコンデンサと、１又は複数のスイッチング素子及び複数の抵抗からなり、前記第１スイッチング素子と相補的に作動し、前記コンデンサの放電電流によりオンになるスイッチング回路と、該スイッチング回路がオンになったときにオンになり、前記第２入力端子を出力端子に接続する第３スイッチング素子とを備えることを特徴とする極性反転回路。
【請求項２】
前記スイッチング回路は、前記コンデンサの端子電圧を分圧し、前記第１スイッチング素子及び第１逆流防止ダイオードの接続節点に中間節点が接続された第１分圧回路と、前記第１スイッチング素子と相補的に作動し、前記第１分圧回路の分圧によりオンになる第４スイッチング素子と、該第４スイッチング素子と直列接続され、該第４スイッチング素子がオンになったときは、前記端子電圧を分圧する第２分圧回路と、該第２分圧回路の分圧によりオンになる第５スイッチング素子と、該第５スイッチング素子と直列接続され、該第５スイッチング素子がオンになったときは、前記端子電圧と前記負電圧との差電圧を分圧する第３分圧回路とを備え、該第３分圧回路の分圧により前記第３スイッチング素子をオンにすべくなしてある請求項１記載の極性反転回路。
【請求項３】
前記第３スイッチング素子はトランジスタであり、該トランジスタにダーリントン接続された１又は複数のトランジスタを更に備える請求項１又は２記載の極性反転回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正電圧が与えられる第１入力端子と、負電圧が与えられる第２入力端子と、第１入力端子に正電圧が与えられているときは、正電圧を出力し、第１入力端子に正電圧が与えられないときは、負電圧を出力する出力端子とを備える極性反転回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器において、正電圧を出力している出力端子を、負電圧を出力するように切替えて負荷電流を供給させる必要がある場合、従来は、正電圧と負電圧とを作っておき、スイッチ（リレー、アナログスイッチ等）を用いて切替えたり、コンパレータ（オペアンプ）を用いて反転させたりしている。しかし、これらの方法では、高価な部品を使用せざるを得ない。
【０００３】
特許文献１には、プッシュプルエミッタフォロア回路から出力される負電位と接地電位とをスイッチングにより切換えることにより、出力端子間電圧の極性を反転させる極性反転回路が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３１３１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
極性反転回路には、安価なトランジスタで構成した例もある。しかし、通常動作として、出力端子から正電圧を出力している状態で、制御信号がオフになると同時に、出力端子から負電圧を出力するように切替えたい場合、上述した例では、負電圧側のトランジスタをオンにするエネルギーを、出力端子に負電圧を出力する電圧源から得ている為、負電圧を保持する時間の調整が困難であるという問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、負電圧を保持する時間を調整することが出来る安価な極性反転回路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】
【０００５】
第１発明に係る極性反転回路は、正電圧が与えられる第１入力端子と、負電圧が与えられる第２入力端子と、前記第１入力端子に前記正電圧が与えられているときは、前記正電圧を出力し、前記第１入力端子に正電圧が与えられないときは、前記負電圧を出力する出力端子とを備える極性反転回路であって、前記正電圧によりオンになる第１スイッチング素子と、該第１スイッチング素子と第１逆流防止ダイオードを通じてその制御端子が接続され、該第１スイッチング素子がオンであるときにオンになり、前記第１入力端子を出力端子に接続する第２スイッチング素子と、前記正電圧により第２逆流防止ダイオードを通じて充電されるコンデンサと、１又は複数のスイッチング素子及び複数の抵抗からなり、前記第１スイッチング素子と相補的に作動し、前記コンデンサの放電電流によりオンになるスイッチング回路と、該スイッチング回路がオンになったときにオンになり、前記第２入力端子を出力端子に接続する第３スイッチング素子とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この極性反転回路では、第１入力端子に正電圧が与えられ、第２入力端子に負電圧が与えられ、出力端子は、第１入力端子に正電圧が与えられているときは、その正電圧を出力し、第１入力端子に正電圧が与えられないときは、第２入力端子の負電圧を出力する。第１スイッチング素子が、第１入力端子の正電圧によりオンになり、第１スイッチング素子と第１逆流防止ダイオードを通じてその制御端子が接続された第２スイッチング素子は、第１スイッチング素子がオンであるときにオンになり、第１入力端子を出力端子に接続する。コンデンサが、第１入力端子の正電圧により第２逆流防止ダイオードを通じて充電され、１又は複数のスイッチング素子及び複数の抵抗からなり、第１スイッチング素子と相補的に作動するスイッチング回路が、コンデンサの放電電流によりオンになる。第３スイッチング素子は、スイッチング回路がオンになったときにオンになり、第２入力端子を出力端子に接続する。
【０００７】
第２発明に係る極性反転回路は、前記スイッチング回路は、前記コンデンサの端子電圧を分圧し、前記第１スイッチング素子及び第１逆流防止ダイオードの接続節点に中間節点が接続された第１分圧回路と、前記第１スイッチング素子と相補的に作動し、前記第１分圧回路の分圧によりオンになる第４スイッチング素子と、該第４スイッチング素子と直列接続され、該第４スイッチング素子がオンになったときは、前記端子電圧を分圧する第２分圧回路と、該第２分圧回路の分圧によりオンになる第５スイッチング素子と、該第５スイッチング素子と直列接続され、該第５スイッチング素子がオンになったときは、前記端子電圧と前記負電圧との差電圧を分圧する第３分圧回路とを備え、該第３分圧回路の分圧により前記第３スイッチング素子をオンにすべくなしてあることを特徴とする。
【０００８】
この極性反転回路では、スイッチング回路は、第１スイッチング素子及び第１逆流防止ダイオードの接続節点に中間節点が接続された第１分圧回路が、コンデンサの端子電圧を分圧し、第４スイッチング素子が、第１スイッチング素子と相補的に作動し、第１分圧回路の分圧によりオンになる。第４スイッチング素子と直列接続され第２分圧回路が、第４スイッチング素子がオンになったときに、コンデンサの端子電圧を分圧し、第５スイッチング素子が、第２分圧回路の分圧によりオンになる。第５スイッチング素子と直列接続された第３分圧回路は、第５スイッチング素子がオンになったときに、コンデンサの端子電圧と第２入力端子の負電圧との差電圧を分圧し、第３分圧回路の分圧により第３スイッチング素子をオンにする。
【０００９】
第３発明に係る極性反転回路は、前記第３スイッチング素子はトランジスタであり、該トランジスタにダーリントン接続された１又は複数のトランジスタを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
この極性反転回路では、第３スイッチング素子はトランジスタであり、このトランジスタに１又は複数のトランジスタがダーリントン接続されている。
【発明の効果】
【００１１】
第１，２発明に係る極性反転回路によれば、負電圧を保持する時間を調整することが出来る安価な極性反転回路を実現することが出来る。
【００１２】
第３発明に係る極性反転回路によれば、負電圧を保持する時間を調整することが出来ると共に、負電圧を保持する際の負荷電流を大きくすることが出来る安価な極性反転回路を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る極性反転回路の実施の形態の構成を示す回路図である。この極性反転回路は、図示しない電気機器の作動時には、入力端子Ｔ１（第１入力端子）に電気機器の作動電圧（例えば１１．５Ｖ）が、入力端子Ｔ２（第２入力端子）に負電圧（例えば−５．５Ｖ）が与えられ、出力端子Ｔ３からは作動電圧が出力される。電気機器がオフになると、入力端子Ｔ２に与えられている負電圧が、出力端子Ｔ３から出力される。
【００１４】
入力端子Ｔ１にツェナーダイオードＺＤ１のカソードが接続され、アノードは、抵抗Ｒ３を通じてＮＰＮ型トランジスタＱ２（第１スイッチング素子）のベースに接続されている。トランジスタＱ２のベース−エミッタ間には、抵抗Ｒ４が接続され、エミッタは接地され、コレクタはダイオードＤ１（第１逆流防止ダイオード）のカソードに接続されている。
ダイオードＤ１のアノードは、抵抗Ｒ２を通じて、ＰＮＰ型トランジスタＱ１（第２スイッチング素子）のベースに接続され、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間には、抵抗Ｒ１が接続され、エミッタは、入力端子Ｔ１に接続され、コレクタは、出力端子Ｔ３に接続されている。
【００１５】
入力端子Ｔ１には、順接続されたダイオードＤ２（第２逆流防止ダイオード）を通じてコンデンサＣ１の一方の端子が接続され、他方の端子は接地されている。コンデンサＣ１の一方の端子は、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７（第１分圧回路）を通じて接地され、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続節点（中間節点）は、トランジスタＱ２のコレクタに接続され、抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続節点は、ＮＰＮ型トランジスタＱ３（第４スイッチング素子）のベースに接続されている。
コンデンサＣ１の一方の端子は、また、抵抗Ｒ９，Ｒ８（第２分圧回路）を通じて、トランジスタＱ３のコレクタに接続され、トランジスタＱ３のエミッタは接地されている。抵抗Ｒ９，Ｒ８の接続節点は、ＰＮＰ型トランジスタＱ４（第５スイッチング素子）のベースに接続されている。
【００１６】
コンデンサＣ１の一方の端子は、また、トランジスタＱ４のエミッタに接続され、トランジスタＱ４のコレクタは、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１（第３分圧回路）を通じて入力端子Ｔ２に接続されている。抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続節点には、ＮＰＮ型トランジスタＱ５（第３スイッチング素子）のベースが接続され、トランジスタＱ５のエミッタは入力端子Ｔ２に、コレクタは出力端子Ｔ３にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ５〜Ｒ１１及びトランジスタＱ３，Ｑ４は、スイッチング回路ＳＷを構成している。
【００１７】
以下に、このような構成の極性反転回路の動作を、それを示す図２の波形図を参照しながら説明する。
この極性反転回路は、図示しない電気機器の作動時には、図２（ａ）の波形図に示すように、入力端子Ｔ１に電気機器の作動電圧（例えば１１．５Ｖ）が与えられ、図２（ｃ）の波形図に示すように、入力端子Ｔ２に負電圧（例えば−５．５Ｖ）が与えられている。
【００１８】
入力端子Ｔ１に作動電圧が与えられているときは、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４に電流が流れて、トランジスタＱ２がオンになっている。これにより、抵抗Ｒ１，２及び逆流防止ダイオードＤ１を通じて電流が流れ、トランジスタＱ１もオンになっており、入力端子Ｔ１に与えられている作動電圧は、図２（ｂ）の波形図に示すように、出力端子Ｔ３から出力されている。
【００１９】
一方、入力端子Ｔ１に与えられている作動電圧は、逆流防止ダイオードＤ２を通じて、コンデンサＣ１を充電している。また、トランジスタＱ２がオンになっているので、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続節点は接地されており、トランジスタＱ３はオフになっている。その為、抵抗Ｒ９，Ｒ８に電流が流れず、トランジスタＱ４もオフになっている。トランジスタＱ４がオフになっているので、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１に電流が流れず、トランジスタＱ５もオフになっており、入力端子Ｔ２及び出力端子Ｔ３間を遮断している。
【００２０】
電気機器がオフになり、図２（ａ）に示すように、入力端子Ｔ１への電気機器の作動電圧が無くなり、入力端子Ｔ１の電圧が低下し、ツェナーダイオードＺＤ１で設定されたトランジスタＱ２をオンにする閾値以下になると、トランジスタＱ２がオフになる。これにより、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び逆流防止ダイオードＤ１を流れる電流が遮断され、トランジスタＱ１もオフになり、入力端子Ｔ１及び出力端子Ｔ３間が遮断される。
【００２１】
一方、入力端子Ｔ１の電圧が低下すると、コンデンサＣ１は放電し始める。また、トランジスタＱ２がオフになっており、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続節点は接地されないので、コンデンサＣ１の放電電流が抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７を流れ、トランジスタＱ３はオンになる。その為、コンデンサＣ１の放電電流が抵抗Ｒ９，８に流れ、トランジスタＱ４もオンになる。
トランジスタＱ４がオンになると、コンデンサＣ１の放電電流が抵抗Ｒ１０，１１に流れ、トランジスタＱ５もオンになって、入力端子Ｔ２及び出力端子Ｔ３間を接続し、入力端子Ｔ２に与えられている負電圧が、図２（ｂ）に示すように、出力端子Ｔ３から出力されるようになる。
【００２２】
尚、トランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ５がオンし続ける時間は、コンデンサＣ１の容量及び放電抵抗Ｒ５〜Ｒ１１の合成抵抗値によって定まる。図２の場合は、コンデンサＣ１の容量を大きくしてあり、１００ミリ秒を超えて、入力端子Ｔ２の負電圧を出力端子Ｔ３から出力し続けることが出来る。コンデンサＣ１の容量を調整することにより、例えば、図３（ｂ）の波形図に示すように、入力端子Ｔ２の負電圧を出力端子Ｔ３から出力する時間を約３２ミリ秒に調整したりすることが出来る。図３（ａ）（ｃ）の波形図に係る動作は、図２（ａ）（ｃ）の場合と同様である。
【００２３】
また、入力端子Ｔ２の負電圧を出力端子Ｔ３から出力する際に、負荷電流を大きく取りたい場合は、図４の回路図に示すように、トランジスタＱ５のエミッタ及び入力端子Ｔ２間に抵抗Ｒ１２を設け、トランジスタＱ５にＮＰＮ型トランジスタＱ６をダーリントン接続すれば良い。ダーリントン接続するトランジスタＱ６は、取りたい負荷電流の大きさに応じて、１つに限らず複数にしても良い。
尚、本発明に係る極性反転回路は、平面表示装置、特に液晶表示装置用の電源回路として利用する場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る極性反転回路の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る極性反転回路の動作の例を示す波形図である。
【図３】本発明に係る極性反転回路の他の動作の例を示す波形図である。
【図４】本発明に係る極性反転回路の実施の形態の他の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｃ１  コンデンサ
Ｄ１  ダイオード（第１逆流防止ダイオード）
Ｄ２  ダイオード（第２逆流防止ダイオード）
Ｑ１  （ＰＮＰ型）トランジスタ（第２スイッチング素子）
Ｑ２  （ＮＰＮ型）トランジスタ（第１スイッチング素子）
Ｑ３  （ＮＰＮ型）トランジスタ（第４スイッチング素子）
Ｑ４  （ＰＮＰ型）トランジスタ（第５スイッチング素子）
Ｑ５  （ＮＰＮ型）トランジスタ（第３スイッチング素子）
Ｑ６  （ＮＰＮ型）トランジスタ
Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７  抵抗（第１分圧回路）
Ｒ９，Ｒ８  抵抗（第２分圧回路）
Ｒ１０，Ｒ１１  抵抗（第３分圧回路）
ＳＷ  スイッチング回路
Ｔ１  入力端子（第１入力端子）
Ｔ２  入力端子（第２入力端子）
Ｔ３  出力端子
ＺＤ１  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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