(57)【要約】【課題】レベルシフト回路を用いた電源装置の安定性の向上にある。【解決手段】チャージポンプ回路１０は、外部からの入力電圧Ｖｉｎにもとづき、出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。制御回路２０は、チャージポンプ回路１０による出力電圧Ｖｏｕｔの生成を制御するための制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成する。レベルシフト回路３０は、制御回路２０から出力される制御信号Ｓ１〜Ｓ４の少なくとも一部（Ｓ１、Ｓ２）を、出力電圧Ｖｏｕｔを利用してレベルシフトし、チャージポンプ回路１０に供給する。電圧固定回路４０は、所定の条件を満たすとき、レベルシフト回路３０によりレベルシフトされた制御信号Ｓ１’、Ｓ２’を、所定の電圧レベル（ローレベル）に強制的に固定する。所定の条件を満たすときとは、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルが不定となるときである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の出力電圧を出力する電源装置であって、
外部からの入力電圧にもとづき、前記出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路を制御するための制御信号を生成する制御回路と、
前記制御回路から出力される前記制御信号の少なくとも一部を、前記出力電圧を利用してレベルシフトし、前記電圧生成回路に供給するレベルシフト回路と、
所定の条件を満たすとき、前記レベルシフト回路によりレベルシフトされた前記制御信号を、所定の電圧レベルに強制的に固定する電圧固定回路と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記所定の条件を満たすときとは、前記制御信号の信号レベルが不定となるときであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電圧固定回路は、前記出力電圧を監視し、前記出力電圧が所定のしきい値電圧より低いとき、前記制御信号を前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電圧固定回路は、本電源装置の時間管理を行い、本電源装置の起動から、所定の時間が経過するまでの間、前記制御信号を前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電圧生成回路は、
前記入力電圧により充電されるフライングキャパシタと、
前記フライングキャパシタに蓄えられた電荷が転送される出力キャパシタと、
前記フライングキャパシタおよび前記出力キャパシタに接続され、前記制御信号によりオンオフが制御される複数のスイッチと、
を含むチャージポンプ回路であって、
前記レベルシフト回路は、前記複数のスイッチの少なくともひとつに供給すべき制御信号をレベルシフトすることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記チャージポンプ回路の昇圧率が１倍のとき、前記入力電圧が印加される端子から前記出力電圧が出力される端子に至る経路上に設けられたスイッチが固定的にオンするように前記制御信号を生成し、
前記レベルシフト回路は、前記経路上に設けられた前記スイッチに供給すべき制御信号をレベルシフトして当該スイッチに供給し、
前記電圧固定回路は、前記所定の条件を満たすとき、前記経路上に設けられた前記スイッチがオンするように前記所定の電圧レベルに固定することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記経路上に設けられた前記スイッチは、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタであって、前記電圧固定回路は、前記所定の条件を満たすとき、前記経路上に設けられた前記スイッチに供給すべき制御信号をローレベルに固定することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
少なくとも、前記制御回路と、前記レベルシフト回路と、前記電圧固定回路と、がひとつの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、等の小型情報端末においては、たとえば液晶のバックライトに用いられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのように電池の出力電圧よりも高い電圧を必要とするデバイスが存在する。たとえば、これらの小型情報端末では、Ｌｉイオン電池が多く用いられ、その出力電圧は通常３．５Ｖ程度であり、満充電時においても４．２Ｖ程度であるが、ＬＥＤはその駆動電圧として電池電圧よりも高い電圧を必要とする。このように、電池電圧よりも高い電圧が必要とされる場合には、スイッチングレギュレータやチャージポンプ方式等の昇圧回路を用いて電池電圧を昇圧し、ＬＥＤなどの負荷回路を駆動するために必要な電圧を得ている。特許文献１には関連技術が記載される。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チャージポンプ回路は、フライングキャパシタと出力キャパシタ、ならびに、これらのキャパシタを接続する複数のスイッチを含んで構成されるのが一般的である。チャージポンプ回路では、複数のスイッチのオンオフによって、フライングキャパシタおよび出力キャパシタを充放電することにより、入力された電池電圧（入力電圧）を昇圧して出力する。各スイッチのオンオフは、クロック信号にもとづいて動作する制御回路により生成される制御信号によって制御される。
【０００５】
ここで、スイッチの一部に、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下単にＰＭＯＳトランジスタともいう）を用いた場合を検討する。ＰＭＯＳトランジスタのソース電圧がチャージポンプ回路の出力電圧付近で動作する場合、このトランジスタをオフするためには、そのゲートに印加する制御信号をチャージポンプ回路の出力電圧付近まで上昇させる必要がある。このために、チャージポンプ回路の出力電圧を利用して、制御信号をレベルシフトするレベルシフト回路が設けられる。
【０００６】
本発明者は、このような状況において、以下の課題を認識するに至った。チャージポンプ回路の出力電圧が、ある程度立ち上がり、定常状態で動作している場合には、レベルシフト回路を介してＰＭＯＳトランジスタのゲートに供給される制御信号の電圧レベルは安定であり、問題はない。ところが、チャージポンプ回路の起動直後等の、チャージポンプ回路の出力電圧が十分に上昇する以前には、レベルシフト回路の出力電圧、すなわちＰＭＯＳトランジスタのゲートに供給される制御信号の電圧レベルが不定となる場合がある。制御信号の電圧レベルが不定となると、スイッチのオン（オフ）の程度が変化するため、チャージポンプ回路の動作が不安定となるという問題がある。
【０００７】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、レベルシフト回路を用いた電源装置の安定性の向上にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、所定の出力電圧を出力する電源装置に関する。この電源装置は、外部からの入力電圧にもとづき、出力電圧を生成する電圧生成回路と、電圧生成回路を制御するための制御信号を生成する制御回路と、制御回路から出力される制御信号の少なくとも一部を、出力電圧を利用してレベルシフトし、電圧生成回路に供給するレベルシフト回路と、所定の条件を満たすとき、レベルシフト回路によりレベルシフトされた制御信号を、所定の電圧レベルに強制的に固定する電圧固定回路と、を備える。
【０００９】
この態様によれば、レベルシフト回路によりレベルシフトされた制御信号のレベルを必要に応じて固定することができるため、電圧生成回路の動作を安定化することができる。
【００１０】
所定の条件を満たすときとは、制御信号の信号レベルが不定となるときであってもよい。
この態様によると、レベルシフト回路によりレベルシフトされる制御信号の信号レベルが、不定となるのを防止し、電圧生成回路の動作を安定化することができる。
【００１１】
電圧固定回路は、出力電圧を監視し、出力電圧が所定のしきい値電圧より低いとき、制御信号の電圧を所定の電圧レベルに固定してもよい。
レベルシフト回路から出力される制御信号の電圧レベルは、出力電圧が低い場合に、不安定となる場合がある。そこで、出力電圧に応じて電圧レベルを固定することにより、回路動作を安定化することができる。
【００１２】
電圧固定回路は、本電源装置の時間管理を行い、本電源装置の起動から、所定の時間が経過するまでの間、制御信号の電圧を所定の電圧レベルに固定してもよい。
レベルシフト回路から出力される制御信号の電圧レベルは、電源装置の起動直後において不安定となる場合がある。そこで、起動からの経過時間に応じて、電圧レベルを固定することにより、回路動作を安定化することができる。
【００１３】
ある態様において、電圧生成回路は、入力電圧により充電されるフライングキャパシタと、フライングキャパシタに蓄えられた電荷が転送される出力キャパシタと、フライングキャパシタおよび出力キャパシタに接続され、制御信号によりオンオフが制御される複数のスイッチと、を含むチャージポンプ回路であってもよい。レベルシフト回路は、複数のスイッチの少なくともひとつに供給すべき制御信号をレベルシフトしてもよい。
【００１４】
制御回路は、チャージポンプ回路の昇圧率が１倍のとき、入力電圧が印加される端子から出力電圧が出力される端子に至る経路上に設けられたスイッチが固定的にオンするように制御信号を生成してもよい。レベルシフト回路は、経路上に設けられたスイッチに供給すべき制御信号をレベルシフトして当該スイッチに供給し、電圧固定回路は、所定の条件を満たすとき、経路上に設けられたスイッチがオンするように所定の電圧レベルに固定してもよい。
この場合、所定の条件を満たす場合に、経路上のスイッチがオンの状態で固定されるため、出力キャパシタを入力電圧で直接充電する状態に固定することができる。
【００１５】
経路上に設けられたスイッチは、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタであって、電圧固定回路は、所定の条件を満たすとき、経路上に設けられたスイッチに供給すべき制御信号をローレベルに固定してもよい。
【００１６】
少なくとも、制御回路と、レベルシフト回路と、電圧固定回路とは、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レベルシフト回路を用いた電源装置の安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源装置１００の構成を示す回路図である。この電源装置１００は、電池駆動型の携帯電話端末、ＰＤＡ、音楽再生装置などの電子機器に搭載され、電池から出力される電池電圧Ｖｂａｔを入力電圧Ｖｉｎとし、入力電圧Ｖｉｎを所定の昇圧率で昇圧し、図示しない負荷に駆動電圧（以下、出力電圧Ｖｏｕｔともいう）を供給する。
【００２１】
電源装置１００は、入力端子１０２、出力端子１０４を備える。電源装置１００は、入力端子１０２に印加された入力電圧Ｖｉｎを昇圧し、出力端子１０４から駆動電圧Ｖｏｕｔとして出力する。
【００２２】
この電源装置１００は、チャージポンプ回路１０、制御回路２０、レベルシフト回路３０、電圧固定回路４０を備える。
【００２３】
チャージポンプ回路１０は、外部からの入力電圧Ｖｉｎにもとづき、出力電圧Ｖｏｕｔを生成する電圧生成回路である。チャージポンプ回路１０は、フライングキャパシタＣｆ、出力キャパシタＣｏ、複数のスイッチＭ１〜Ｍ４を含む。
【００２４】
複数のスイッチＭ１〜Ｍ４（以下、第１スイッチ〜第４スイッチとして区別する）は、ＭＯＳトランジスタであって、第１スイッチＭ１〜第３スイッチＭ３は、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタにて、第４スイッチＭ４は、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにて構成される。第１スイッチＭ１のソースは、入力端子１０２に接続され、ドレインは、フライングキャパシタＣｆの第１端子１２に接続される。第２スイッチＭ２のドレインは、フライングキャパシタＣｆの第１端子１２に接続され、ソースは、出力端子１０４に接続される。第３スイッチＭ３のソースは入力端子１０２に接続され、ドレインは、フライングキャパシタＣｆの第２端子１４に接続される。第４スイッチＭ４は、ドレインがフライングキャパシタＣｆの第２端子１４に接続され、ソースが接地される。
【００２５】
制御回路２０は、チャージポンプ回路１０による出力電圧Ｖｏｕｔの生成を制御するための制御信号を生成する。具体的には、制御回路２０は、第１スイッチＭ１〜第４スイッチＭ４のオンオフを制御するための制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成する。制御信号Ｓ１、Ｓ２は、レベルシフト回路３０、電圧固定回路４０を介して、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のゲートに対して出力される。また、制御信号Ｓ３、Ｓ４は、第３スイッチＭ３、第４スイッチＭ４のゲートに対して出力される。
【００２６】
チャージポンプ回路１０の昇圧率は、後述する制御信号の生成パターンによって、１倍と２倍とで切り換えられる。
昇圧率が２倍のとき、制御回路２０は、第１スイッチＭ１および第４スイッチＭ４をオンし、フライングキャパシタＣｆを入力電圧Ｖｉｎで充電する第１状態と、第２スイッチＭ２、第３スイッチＭ３をオンし、フライングキャパシタＣｆに蓄えられた電荷を、出力キャパシタＣｏに転送する第２状態を交互に繰り返すように、制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成する。その結果、入力電圧Ｖｉｎを２倍した出力電圧Ｖｏｕｔが生成される。
【００２７】
昇圧率が１倍のとき、制御回路２０は、入力電圧Ｖｉｎが印加される入力端子１０２から出力電圧Ｖｏｕｔが出力される出力端子１０４に至る経路上に設けられた第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２が固定的にオンするように制御信号Ｓ１、Ｓ２を生成する。第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２がオンすると、２つのスイッチを介して入力端子１０２、出力端子１０４が接続され、入力電圧Ｖｉｎにほぼ等しい出力電圧Ｖｏｕｔが生成される。
【００２８】
ここで、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２に着目する。昇圧率が２倍のとき、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のドレインもしくはソースには、出力電圧Ｖｏｕｔと同程度の電圧が印加される。したがって、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２をオンオフを制御するためには、ゲート電圧として、０Ｖをローレベル、Ｖｏｕｔをハイレベルとするロジック信号を供給する必要がある。一方で、入力電圧Ｖｉｎにもとづいて動作する制御回路２０により生成される制御信号Ｓ１〜Ｓ４の信号レベルは、０Ｖをローレベル、Ｖｉｎをハイレベルとするロジック信号となる。そこで、本実施の形態に係る電源装置１００には、レベルシフト回路３０が設けられる。
【００２９】
レベルシフト回路３０は、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２に供給すべき制御信号Ｓ１、Ｓ２を受け、チャージポンプ回路１０の出力電圧Ｖｏｕｔを利用してレベルシフトし、チャージポンプ回路１０に供給する。レベルシフト回路３０によりレベルシフトされた制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルは、０Ｖがローレベル、Ｖｏｕｔがハイレベルのロジック信号となり、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のオンオフが確実に制御される。
【００３０】
本実施の形態に係る電源装置１００には、電圧固定回路４０が設けられる。電圧固定回路４０は、電源装置１００の状態を監視し、所定の条件を満たすとき、レベルシフト回路３０によりレベルシフトされた制御信号Ｓ１、Ｓ２を、所定の電圧レベルに強制的に固定する。
【００３１】
電源装置１００の状態によっては、レベルシフト回路３０から出力される制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルが不定となる状況が発生する。信号レベルが不定とは、本来０ＶもしくはＶｏｕｔのいずれかの電圧値をとるべき制御信号Ｓ１’、Ｓ２’が、その中間レベルの電圧値を有する状態を意味する。制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルが不定となると、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のオンオフが定まらないため、出力電圧Ｖｏｕｔが安定しなかったり、あるいは、回路のある経路に突入電流が流れるおそれがある。そこで、電圧固定回路４０は、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルが不定となる可能性があるときに、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルを固定する。制御信号Ｓ１’、Ｓ２’が安定の場合、電圧固定回路４０は、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’に対して作用しない。
【００３２】
本実施の形態に係る電源装置１００は、起動直後、チャージポンプ回路１０の昇圧率を１倍に設定し、出力キャパシタＣｏを、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２を介して入力電圧Ｖｉｎで充電する。こうした電源装置１００では、以下の理由によって動作が不安定となる。すなわち、起動時において、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２がオンするためには、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の論理レベルはローレベルに固定されていなければならない。ところが、レベルシフト回路３０に供給される出力電圧Ｖｏｕｔがある程度まで上昇してないと、レベルシフト回路３０内部のトランジスタのオン、オフ状態が不定となり、正常なレベルシフト動作が行われず、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’が不定となる。
【００３３】
そこで、ある実施の形態では、電圧固定回路４０は、出力電圧Ｖｏｕｔを監視し、出力電圧Ｖｏｕｔが所定のしきい値電圧Ｖｔｈより低いとき、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’を、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２がオンする論理レベル（すなわちローレベル）に、固定する。図２は、電圧固定回路４０の構成を示す回路図である。電圧固定回路４０は、コンパレータ４２、インバータ４４、トランジスタＭ５、抵抗Ｒ１を含む。コンパレータ４２は、出力電圧Ｖｏｕｔをしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、Ｖｏｕｔ＞Ｖｔｈのときハイレベル、Ｖｏｕｔ＜Ｖｔｈのときローレベルとなる比較信号Ｖｃｍｐを出力する。比較信号Ｖｃｍｐは、インバータ４４により反転され、ソースが接地されたトランジスタＭ５のゲートに入力される。トランジスタＭ５のドレインと、制御信号Ｓ１’（Ｓ２’）の信号経路の間には、抵抗Ｒ１が接続される。
【００３４】
この電圧固定回路４０によれば、Ｖｏｕｔ＜Ｖｔｈのとき、トランジスタＭ５がオンとなり制御信号Ｓ１’（Ｓ２’）がローレベルに固定される。Ｖｏｕｔ＞Ｖｔｈのとき、トランジスタＭ５はオフとなり、制御信号Ｓ１’（Ｓ２’）は、そのまま第１スイッチＭ１（第２スイッチＭ２）へと供給される。
【００３５】
以上のように構成された電源装置１００の動作について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、図１の電源装置１００の動作状態を示す信号波形図である。同図（ａ）は、レベルシフト回路３０から出力される制御信号Ｓ１’（Ｓ２’）のレベルを、同図（ｂ）は、出力電圧Ｖｏｕｔを、同図（ｃ）は、入力端子１０２に流れ込む電流Ｉｃを示す。
【００３６】
本実施の形態に係る電源装置１００の効果を明確とするため、図３（ａ）〜（ｃ）には、電圧固定回路４０による電圧レベルの固定を行わない場合の波形を破線で示す。なお、図３（ａ）〜（ｃ）の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。
【００３７】
はじめに、電圧固定回路４０による電圧レベルの固定を行わない場合について説明する。時刻ｔ０に電源装置１００の起動が開始すると、昇圧率が１倍に設定され、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２がオンするように、制御信号Ｓ１、Ｓ２がローレベルにて生成される。起動直後の出力電圧Ｖｏｕｔが低い状態において、レベルシフト回路３０は安定に動作せず、本来ローレベル（０Ｖ）に固定されるべき制御信号Ｓ１’、Ｓ２’は、出力電圧Ｖｏｕｔの上昇にともない上昇する。制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の電圧レベルが変化すると、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のオンのレベルが変化し、回路の動作状態が不安定となる。
【００３８】
時刻ｔ１に、出力電圧Ｖｏｕｔが、レベルシフト回路３０が安定に動作する領域まで上昇すると制御信号Ｓ１’、Ｓ２’はローレベル（０Ｖ）に低下する。その結果、それまで緩やかにオンしていた第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２が完全にオンの状態となる。
時刻ｔ１に、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２が完全にオンとなると、図３（ｂ）に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔは急激に上昇する。出力電圧Ｖｏｕｔの急激な上昇は、負荷回路に好ましくない影響を及ぼすおそれがある。また、同図（ｃ）に示すように、時刻ｔ１には、入力端子１０２から流れ込む充電電流Ｉｃが急激に上昇する。こうした充電電流Ｉｃの急激な上昇は突入電流として回路の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。
【００３９】
次に、実施の形態に係る電源装置１００において、電圧固定回路４０による電圧レベルの固定を行う場合の動作を説明する。
時刻ｔ０に起動が開始される。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔは、しきい値電圧Ｖｔｈよりも低いため、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルは、ローレベル（０Ｖ）に固定される。しきい値電圧Ｖｔｈは、レベルシフト回路３０から出力される制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の信号レベルを安定化させるのに必要な出力電圧Ｖｏｕｔより高く、すなわち、図３（ｂ）の破線で示す出力電圧Ｖｏｕｔの時刻ｔ１における電圧値より高く設定するのが望ましい。このようにしきい値電圧Ｖｔｈを設定することにより、Ｖｏｕｔ＞Ｖｔｈの場合に、電圧固定回路４０によるレベル固定が解除されても、レベルシフト回路３０自身から出力される制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の電圧レベルが安定化していることが保証される。
【００４０】
時刻ｔ０以降、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２はいずれもオン状態となる。このとき、ゲート電圧は固定されているため、第１スイッチＭ１、第２スイッチＭ２のオンの程度はほぼ一定に保たれ、出力キャパシタＣｏは、緩やかに充電されていく。その結果、充電電流Ｉｃにピークは見られず、出力電圧Ｖｏｕｔも、なだらかに上昇していく。
【００４１】
このように、本実施の形態に係る電源装置１００によれば、必要に応じて電圧固定回路４０を用いて制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の論理レベルを固定することにより、出力電圧Ｖｏｕｔをなだらかに立ち上げることができ、回路動作を安定させることができる。さらに、突入電流の発生を抑制することができる。
【００４２】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４３】
実施の形態では、電圧固定回路４０は出力電圧Ｖｏｕｔとしきい値電圧Ｖｔｈの比較によって、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’の電圧レベルの固定の有無を判定したが、本発明はこれには限定されない。たとえば、ある実施の形態では、電圧固定回路は、本電源装置の時間管理を行い、本電源装置の起動から、所定の時間が経過するまでの間、制御信号Ｓ１’、Ｓ２’を所定の電圧レベル（ローレベル）に固定してもよい。
【００４４】
実施の形態では、電圧生成回路としてチャージポンプ回路を用いる場合について説明したが、本発明はこれには限定されず、絶縁型あるいは非絶縁型のスイッチングレギュレータ回路、あるいはＤＣ／ＡＣコンバータなどに適用することも可能である。すなわち、スイッチングレギュレータ回路やＤＣ／ＡＣコンバータに設けられるスイッチング素子をオンオフするために、その出力電圧を利用してレベルシフトする回路が存在する。このような回路においても、レベルシフト回路からスイッチング素子に至る経路に電圧固定回路を設け、所定の条件を満たすときに、信号の電圧レベルを固定することにより、回路の安定性を高めることができる。
【００４５】
本実施の形態においては、使用するトランジスタはＦＥＴとしたがバイポーラトランジスタ等の別のタイプのトランジスタを用いてもよく、これらの選択は、電源装置に要求される設計仕様、使用する半導体製造プロセスなどによって決めればよい。
【００４６】
本実施の形態において、電源装置１００を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、その一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積などによって決めればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態に係る電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】電圧固定回路の構成を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、図１の電源装置の動作状態を示す信号波形図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  チャージポンプ回路、  ２０  制御回路、  ３０  レベルシフト回路、  ４０  電圧固定回路、  Ｃｆ  フライングキャパシタ、  Ｃｏ  出力キャパシタ、  Ｍ１  第１スイッチ、  Ｍ２  第２スイッチ、  Ｍ３  第３スイッチ、  Ｍ４  第４スイッチ、  １００  電源装置、  １０２  入力端子、  １０４  出力端子。
【図１】
2007330007.tif 000003
【図２】
2007330007.tif 000004
【図３】
2007330007.tif 000005