(57)【要約】【課題】簡易な回路構成によって複数の電圧を出力可能なスイッチング電源装置の提供にある。【解決手段】スイッチング電源装置１００は、入力電圧Ｖｉｎの逆極性の第１出力電圧Ｖｏｕｔ１および入力電圧の逆極性の倍電圧である第２出力電圧Ｖｏｕｔ２を生成して、第１出力端子１０４、第２出力端子１０６から出力する。制御部１０およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を含む駆動回路は、フライングキャパシタＣｆを入力電圧Ｖｉｎで充電する第１充電期間と、フライングキャパシタＣｆの低電位側の端子２２を接地端子１１０に接続し、他端に現れる電圧Ｖｙにより第１出力キャパシタＣｏ１を充電する第２充電期間と、フライングキャパシタＣｆの高電位側の端子２０を第１出力端子１０４に接続し、他端２２に現れる電圧Ｖｙにより第２出力キャパシタＣｏ２を充電する第３充電期間と、を時分割して繰り返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧の逆極性の第１出力電圧および前記入力電圧の逆極性の倍電圧である第２出力電圧を生成して、第１、第２出力端子から出力するスイッチング電源装置であって、
フライングキャパシタと、
前記第１出力端子に接続される第１出力キャパシタと、
前記第２出力端子に接続される第２出力キャパシタと、
これら３つのキャパシタの充電状態を制御する駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、
前記フライングキャパシタを前記入力電圧で充電する第１充電期間と、
前記フライングキャパシタの高電圧側の端子を固定電位端子に接続し、他端に現れる電圧により前記第１出力キャパシタを充電する第２充電期間と、
前記フライングキャパシタの高電位側の端子を前記第１出力端子に接続し、他端に現れる電圧により前記第２出力キャパシタを充電する第３充電期間と、
を時分割して繰り返し、
前記第１、第２出力キャパシタに現れる電圧を、それぞれ前記第１、第２出力電圧として前記第１、第２出力端子から出力することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記第１充電期間、第２充電期間、第１充電期間、第３充電期間を一周期として、前記３つのキャパシタの充電状態を制御することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記入力電圧の倍電圧となる第３出力電圧をさらに生成し、第３出力端子から出力する請求項１に記載のスイッチング電源装置であって、
前記第３出力端子に接続される第３出力キャパシタをさらに備え、
前記駆動回路は、前記第１、第２出力キャパシタに加えて、前記第３出力キャパシタの充電状態を制御するものであり、前記フライングキャパシタの低電圧側の端子を前記入力電圧が入力される入力端子に接続し、他端に現れる電圧により前記第３出力キャパシタを充電する第４充電期間を、前記第１から第３充電期間に加えて繰り返し、
前記第３出力キャパシタに現れる電圧を、前記第３出力電圧として前記第３出力端子から出力することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記第２充電期間、前記第３充電期間、前記第４充電期間それぞれにおける前記第１、第２、第３出力キャパシタの充電を行う前に、前記第１充電期間における前記フライングキャパシタの充電を行うことを特徴とする請求項３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
入力電圧の逆極性の第１出力電圧および前記入力電圧の逆極性の倍電圧である第２出力電圧を生成して、第１、第２出力端子から出力するスイッチング電源装置であって、
フライングキャパシタと、
前記第１出力端子と固定電位端子間に設けられた第１出力キャパシタと、
前記第２出力端子と固定電位端子間に設けられた第２出力キャパシタと、
前記フライングキャパシタの一端と前記入力端子間に設けられた第１スイッチと、
前記フライングキャパシタの前記一端と固定電圧端子間に設けられた第２スイッチと、
前記フライングキャパシタの前記一端と前記第１出力端子間に設けられた第３スイッチと、
前記フライングキャパシタの他端と固定電位端子間に設けられた第４スイッチと、
前記フライングキャパシタの前記他端と前記第１出力端子間に設けられた第５スイッチと、
前記フライングキャパシタの前記他端と前記第２出力端子間に設けられた第６スイッチと、
前記第１から第６スイッチのオンオフ状態を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１スイッチおよび前記第４スイッチをオンして前記フライングキャパシタを前記入力電圧で充電する第１充電期間と、
前記第２スイッチおよび前記第５スイッチをオンして、前記第１出力キャパシタを、前記入力電圧の逆極性の電圧で充電する第２充電期間と、
前記第３スイッチおよび前記第６スイッチをオンして、前記第２出力キャパシタを、前記入力電圧の逆極性の倍電圧で充電する第３充電期間と、
を時分割によって繰り返すことを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
請求項５に記載のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路であって、
前記第１スイッチから第６スイッチおよび前記制御部を備え、１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駆動回路。
【請求項８】
前記入力電圧の倍電圧となる第３出力電圧をさらに生成し、第３出力端子から出力する請求項５に記載のスイッチング電源装置であって、
前記第３出力端子に接続される第３出力キャパシタと、
前記フライングキャパシタの前記他端と前記入力端子間に設けられた第７スイッチと、
前記フライングキャパシタの前記一端と前記第３出力端子間に設けられた第８スイッチと、
をさらに備え、
前記制御部はさらに、前記第７、第８スイッチのオンオフ状態を制御することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１スイッチおよび前記第４スイッチをオンして前記フライングキャパシタを前記入力電圧で充電する第１充電期間と、
前記第２スイッチおよび前記第５スイッチをオンして、前記第１出力キャパシタを、前記入力電圧の逆極性の電圧で充電する第２充電期間と、
前記第３スイッチおよび前記第６スイッチをオンして、前記第２出力キャパシタを、前記入力電圧の逆極性の倍電圧で充電する第３充電期間と、
前記第７スイッチおよび前記第８スイッチをオンして、前記第３出力キャパシタを、前記入力電圧の倍電圧で充電する第４充電期間と、
を時分割により繰り返すことを特徴とする請求項８に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路であって、
前記第１スイッチから第８スイッチおよび前記制御部を備え、１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駆動回路。
【請求項１１】
入力端子に入力された入力電圧にもとづいて、互いに異なる第１〜第ｎ出力電圧（ｎは２以上の整数）を生成し、第１〜第ｎ出力端子からそれぞれ出力するスイッチング電源装置であって、
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、
前記第１〜第ｎ出力端子ごとに設けられた第１〜第ｎ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第１〜第ｎ出力キャパシタの充電経路上に設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのオンオフ状態を制御することにより、フライングキャパシタおよびｎ個の出力キャパシタの充電状態を制御する制御部と、
を備え、
前記入力電圧、接地電圧、第ｉ出力キャパシタ（ｉは１≦ｉ≦ｎを満たす整数）に現れる第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、第ｊ出力キャパシタ（ｊは１≦ｊ≦ｎを満たし、かつｉ≠ｊである整数）に現れる第ｊ出力電圧は、前記基準電圧に前記入力電圧を加算し、あるいは減算した電圧であり、
前記制御部は、前記第ｊ出力キャパシタの充電状態において、
前記基準電圧を加算する場合、前記フライングキャパシタの高電位側の端子および前記第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、前記フライングキャパシタの低電圧側の端子および前記基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンし、
前記基準電圧を減算する場合、前記フライングキャパシタの低電位側の端子および前記第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、前記フライングキャパシタの高電圧側の端子および前記基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンすることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項１２】
前記入力端子は、第１入力電圧、第２入力電圧が入力される第１、第２入力端子を含み、
前記フライングキャパシタは、前記第１入力電圧により充電され、
前記第１、第２入力電圧、接地電圧、前記第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、前記第ｊ出力電圧は、前記基準電圧に前記第１入力電圧を加算し、あるいは減算した電圧であることを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路であって、
前記複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのオンオフ状態を制御する前記制御部と、
を備え、１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駆動回路。
【請求項１４】
請求項１、５、１１のいずれかに記載のスイッチング電源装置と、
前記スイッチング電源装置の出力電圧によって駆動される複数の負荷と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージポンプ型のスイッチング電源装置に関する。
【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、例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、スイッチドキャパシタ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。また、このような小型情報端末装置において負電源が必要とされる場合もあり、このような場合にもチャージポンプ方式の電圧反転回路を用いて所望の負電圧を得ている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５８２４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２４０６０号公報
【特許文献３】特開２００５−２２４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ある小型情報端末装置において、電池電圧よりも高い電圧を必要とする負荷回路と、負の電圧を必要とする負荷回路を同時に駆動する場合を考える。このような場合に、それぞれの負荷回路に対して電圧を供給するための昇圧回路と電圧反転回路をそれぞれ搭載する方法が考えられる。ところが、この方法では、昇圧回路および電圧反転回路それぞれにフライングキャパシタを設ける必要が生じてしまう。フライングキャパシタの容量は一般的に大きいため、外付け部品によって構成する場合が多く、これをそれぞれの電源装置ごとに設けたのでは部品点数の増加となってしまい、小型情報端末の小型化、低コスト化の要請に反することになる。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な回路構成によって複数の電圧を出力可能なスイッチング電源装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、入力電圧の逆極性の第１出力電圧および入力電圧の逆極性の倍電圧である第２出力電圧を生成して、第１、第２出力端子から出力するスイッチング電源装置に関する。このスイッチング電源装置は、フライングキャパシタと、第１出力端子に接続される第１出力キャパシタと、第２出力端子に接続される第２出力キャパシタと、３つのキャパシタの充電状態を制御する駆動回路と、を備える。駆動回路は、フライングキャパシタを入力電圧で充電する第１充電期間と、フライングキャパシタの高電圧側の端子を固定電位端子に接続し、他端に現れる電圧により第１出力キャパシタを充電する第２充電期間と、フライングキャパシタの高電位側の端子を第１出力端子に接続し、他端に現れる電圧により第２出力キャパシタを充電する第３充電期間と、を時分割して繰り返し、第１、第２出力キャパシタに現れる電圧を、それぞれ第１、第２出力電圧として第１、第２出力端子から出力する。
【０００７】
第１充電期間において、フライングキャパシタが入力電圧Ｖｉｎで充電される。第２充電期間において、第１出力キャパシタは、入力電圧Ｖｉｎの反転電圧で充電され、第１出力電圧として入力電圧の逆極性の電圧−Ｖｉｎが生成される。第３充電期間において、第２出力キャパシタは、第１出力キャパシタに現れる第１出力電圧（−Ｖｉｎ）よりも、フライングキャパシタに充電された入力電圧Ｖｉｎ分だけ低い電圧で充電され、第２出力電圧として、入力電圧の逆極性の倍電圧−２×Ｖｉｎが生成される。この態様によれば、フライングキャパシタが１つの簡易な構成で、入力電圧Ｖｉｎから２つの負の出力電圧（−Ｖｉｎ、−２Ｖｉｎ）を生成することができる。
【０００８】
駆動回路は、第１充電期間、第２充電期間、第１充電期間、第３充電期間を一周期として、３つのキャパシタの充電状態を制御してもよい。第２、第３充電期間に先立ち、第１充電期間によってフライングキャパシタを都度充電することにより、安定した出力電圧を生成することができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、第１、第２出力電圧に加えて、入力電圧の倍電圧となる第３出力電圧をさらに生成し、第３出力端子から出力するスイッチング電源装置である。このスイッチング電源装置は、第３出力端子に接続される第３出力キャパシタをさらに備える。駆動回路は、第１、第２出力キャパシタに加えて、第３出力キャパシタの充電状態を制御するものであり、フライングキャパシタの低電圧側の端子を入力電圧が入力される入力端子に接続し、他端に現れる電圧により第３出力キャパシタを充電する第４充電期間を、第１から第３充電期間に加えて繰り返し、第３出力キャパシタに現れる電圧を、第３出力電圧として第３出力端子から出力する。
【００１０】
第４充電期間において、第３出力キャパシタは、入力電圧の倍電圧で充電される。この態様によると、ひとつのフライングキャパシタを備えた構成において、３つの出力電圧（２×Ｖｉｎ、−Ｖｉｎ、−２Ｖｉｎ）を好適に生成することができる。
【００１１】
駆動回路は、第２充電期間、第３充電期間、第４充電期間それぞれにおける第１、第２、第３出力キャパシタの充電を行う前に、第１充電期間におけるフライングキャパシタの充電を行ってもよい。第２、第３、第４充電期間に先立ち、第１充電期間によってフライングキャパシタを都度充電することにより、安定した出力電圧を生成することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様もまた、入力電圧の逆極性の第１出力電圧および入力電圧の逆極性の倍電圧である第２出力電圧を生成して、第１、第２出力端子から出力するスイッチング電源装置に関する。このスイッチング電源装置は、フライングキャパシタと、第１出力端子と固定電位端子間に設けられた第１出力キャパシタと、第２出力端子と固定電位端子間に設けられた第２出力キャパシタと、フライングキャパシタの一端と入力端子間に設けられた第１スイッチと、フライングキャパシタの一端と固定電圧端子間に設けられた第２スイッチと、フライングキャパシタの一端と第１出力端子間に設けられた第３スイッチと、フライングキャパシタの他端と固定電位端子間に設けられた第４スイッチと、フライングキャパシタの他端と第１出力端子間に設けられた第５スイッチと、フライングキャパシタの他端と第２出力端子間に設けられた第６スイッチと、第１から第６スイッチのオンオフ状態を制御する制御部と、を備える。
【００１３】
この態様によると、フライングキャパシタが１つの簡易な構成で、入力電圧Ｖｉｎから２つの負の出力電圧（−Ｖｉｎ、−２Ｖｉｎ）を生成することができる。
【００１４】
制御部は、第１スイッチおよび第４スイッチをオンしてフライングキャパシタを入力電圧で充電する第１充電期間と、第２スイッチおよび第５スイッチをオンして、第１出力キャパシタを、入力電圧の逆極性の電圧で充電する第２充電期間と、第３スイッチおよび第６スイッチをオンして、第２出力キャパシタを、入力電圧の逆極性の倍電圧で充電する第３充電期間と、を時分割によって繰り返してもよい。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、駆動回路である。この駆動回路は、上述のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路であって、第１スイッチから第６スイッチおよびそれらのオンオフ状態を制御する制御部を備え、１つの半導体基板上に一体集積化される。
この態様によると、駆動回路に、フライングキャパシタ、および複数の出力キャパシタを接続することにより、簡易な構成で異なる複数の出力電圧を生成することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様も、スイッチング電源装置である。このスイッチング電源装置は、上述の第１、第２出力電圧に加えて、入力電圧の倍電圧となる第３出力電圧をさらに生成し、第３出力端子から出力するスイッチング電源装置であって、第３出力端子に接続される第３出力キャパシタと、フライングキャパシタの他端と入力端子間に設けられた第７スイッチと、フライングキャパシタの一端と第３出力端子間に設けられた第８スイッチと、をさらに備える。制御部はさらに、第７、第８スイッチのオンオフ状態を制御する。
【００１７】
この態様によると、ひとつのフライングキャパシタを備えた構成において、３つの出力電圧（２×Ｖｉｎ、−Ｖｉｎ、−２Ｖｉｎ）を好適に生成することができる。
【００１８】
制御部は、第１スイッチおよび第４スイッチをオンしてフライングキャパシタを入力電圧で充電する第１充電期間と、第２スイッチおよび第５スイッチをオンして、第１出力キャパシタを、入力電圧の逆極性の電圧で充電する第２充電期間と、第３スイッチおよび第６スイッチをオンして、第２出力キャパシタを、入力電圧の逆極性の倍電圧で充電する第３充電期間と、第７スイッチおよび第８スイッチをオンして、第３出力キャパシタを、入力電圧の倍電圧で充電する第４充電期間と、を時分割により繰り返してもよい。
【００１９】
本発明のさらに別の態様は、上述のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路である。この駆動回路は、第１スイッチから第８スイッチおよび制御部を備え、１つの半導体基板上に一体集積化される。
この態様によると、駆動回路に、フライングキャパシタ、および複数の出力キャパシタを接続することにより、簡易な構成で異なる複数の出力電圧を生成することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様は、入力端子に入力された入力電圧にもとづいて、互いに異なる第１〜第ｎ出力電圧（ｎは２以上の整数）を生成し、第１〜第ｎ出力端子からそれぞれ出力するスイッチング電源装置に関する。このスイッチング電源装置は、入力電圧により充電されるフライングキャパシタと、第１〜第ｎ出力端子ごとに設けられた第１〜第ｎ出力キャパシタと、フライングキャパシタおよび第１〜第ｎ出力キャパシタの充電経路上に設けられた複数のスイッチと、複数のスイッチのオンオフ状態を制御することにより、フライングキャパシタおよびｎ個の出力キャパシタの充電状態を制御する制御部と、を備える。入力電圧、接地電圧、第ｉ出力キャパシタ（ｉは１≦ｉ≦ｎを満たす整数）に現れる第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、第ｊ出力キャパシタ（ｊは１≦ｊ≦ｎを満たし、かつｉ≠ｊである整数）に現れる第ｊ出力電圧は、基準電圧に入力電圧を加算し、あるいは減算した電圧であり、制御部は、第ｊ出力キャパシタの充電状態において、基準電圧を加算する場合、フライングキャパシタの高電位側の端子および第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、フライングキャパシタの低電圧側の端子および基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンし、基準電圧を減算する場合、フライングキャパシタの低電位側の端子および第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、フライングキャパシタの高電圧側の端子および基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンする。
【００２１】
この態様によると、１つのフライングキャパシタと、各出力端子ごとの出力キャパシタを備える簡易な構成で、入力電圧、入力電圧の反転電圧、これらの組み合わせの電圧を生成することができる。
【００２２】
入力端子は、第１入力電圧、第２入力電圧が入力される第１、第２入力端子を含んでもよい。フライングキャパシタは、第１入力電圧により充電され、第１、第２入力電圧、接地電圧、第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、第ｊ出力電圧は、基準電圧に第１入力電圧を加算し、あるいは減算した電圧であってもよい。
【００２３】
本発明のさらに別の態様は、上述のスイッチング電源装置を駆動する駆動回路であり、複数のスイッチと、複数のスイッチのオンオフ状態を制御する制御部と、を備え、１つの半導体基板上に一体集積化される。
【００２４】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、上述のいずれかの態様のスイッチング電源装置と、スイッチング電源装置の出力電圧によって駆動される複数の負荷と、を備える。
【００２５】
簡易な構成で複数の駆動電圧を必要とする負荷回路を駆動することができ、電子機器の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００２６】
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】
【００２７】
本発明に係るスイッチング電源装置によれば、簡易な回路構成によって複数の電圧を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１００の構成を示す回路図である。このスイッチング電源装置１００は、入力端子１０２、第１出力端子１０４、第２出力端子１０６を備え、第１出力端子１０４からは、入力端子１０２に印加された入力電圧Ｖｉｎの逆極性の第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝−Ｖｉｎ）を出力し、第２出力端子１０６からは、入力電圧Ｖｉｎの逆極性の倍電圧である第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝−２×Ｖｉｎ）を出力する。
【００２９】
このスイッチング電源装置１００は、フライングキャパシタＣｆ、第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６、第１出力キャパシタＣｏ１、第２出力キャパシタＣｏ２、第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６のオンオフ状態を制御する制御部１０を備える。
【００３０】
第１出力キャパシタＣｏ１は、第１出力端子１０４と電位の固定された接地端子１１０の間に設けられており、第１出力端子１０４に接続される負荷回路に対して電荷を供給する。同様に、第２出力キャパシタＣｏ２は、第２出力端子１０６と接地端子１１０の間に設けられており、第２出力端子１０６に接続される負荷回路に対して電荷を供給する。
【００３１】
フライングキャパシタＣｆは、入力端子１０２に印加される入力電圧Ｖｉｎによって充電されて一時的に電荷を蓄え、第１出力キャパシタＣｏ１または、第２出力キャパシタＣｏ２に電荷転送する。フライングキャパシタＣｆの２つの電極を区別するために、その一端を２０、他端を２２とし、一端２０に現れる電圧をＶｘ、他端２２に現れる電圧をＶｙとする。
【００３２】
第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６は、フライングキャパシタＣｆ、第１出力キャパシタＣｏ１、第２出力キャパシタＣｏ２および接地端子１１０間にそれぞれ設けられて、各キャパシタの充放電の状態を切り替える。これらの第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタによって構成することができ、ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に印加する電圧によってそのオンオフ状態を制御することができる。
【００３３】
第１スイッチＳＷ１は、フライングキャパシタＣｆの一端２０と入力電圧Ｖｉｎが印加される入力端子１０２間に設けられる。第２スイッチＳＷ２は、フライングキャパシタＣｆの一端２０と固定電圧端子である接地端子１１０間に設けられる。第３スイッチＳＷ３は、フライングキャパシタＣｆの一端２０と第１出力端子１０４間に設けられる。
【００３４】
第４スイッチＳＷ４は、フライングキャパシタＣｆの他端２２と接地端子１１０間に設けられる。第５スイッチＳＷ５は、フライングキャパシタＣｆの他端２２と第１出力端子１０４間に設けられる。第６スイッチＳＷ６は、フライングキャパシタＣｆの他端２２と第２出力端子１０６間に設けられる。
【００３５】
制御部１０は、以下の第１充電期間φ１〜第３充電期間φ３を繰り返すように、第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６のオンオフ状態を制御する。
【００３６】
（第１充電期間φ１）
第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４がオンすると、フライングキャパシタＣｆの他端２２は接地され、一端２０には入力電圧Ｖｉｎが印加されて、入力電圧Ｖｉｎで充電される。フライングキャパシタＣｆが充電された状態では、一端２０と他端２２の電位差ΔＶは入力電圧Ｖｉｎと等しく、Ｖｘ＝Ｖｙ＋ΔＶ＝Ｖｙ＋Ｖｉｎが成り立つことになる。第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４をオンし、フライングキャパシタＣｆを入力電圧Ｖｉｎで充電する期間を第１充電期間φ１とする。
【００３７】
（第２充電期間φ２）
第２スイッチＳＷ２がオンすると、フライングキャパシタＣｆの一端２０は接地端子１１０と接続され、その電圧Ｖｘは接地電圧０Ｖに等しくなる。その結果、フライングキャパシタＣｆの他端２２の電圧はＶｙ＝Ｖｘ−ΔＶ＝−Ｖｉｎとなり、入力電圧Ｖｉｎの反転電圧が現れることになる。
【００３８】
このとき、同時に第５スイッチＳＷ５をオンすることにより、フライングキャパシタＣｆの他端２２は、第１出力端子１０４と接続され、第１出力端子１０４と接地端子間に接続された第１出力キャパシタＣｏ１は、電圧Ｖｙで充電される。その結果、第１出力端子１０４からは、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１として、フライングキャパシタＣｆの他端２２の電圧Ｖｙと等しい電圧、すなわち、入力電圧Ｖｉｎと逆極性の電圧−Ｖｉｎが出力されることになる。
第２スイッチＳＷ２と第５スイッチＳＷ５をオンし、第１出力キャパシタＣｏ１を電圧Ｖｙで充電する期間を第２充電期間φ２とする。
【００３９】
（第３充電期間φ３）
第３スイッチＳＷ３がオンすると、フライングキャパシタＣｆの一端２０は第１出力端子１０４と接続され、その電圧Ｖｘは第１出力電圧Ｖｏｕｔ１と等しくなる。フライングキャパシタＣｆが入力電圧Ｖｉｎで充電されているとき、Ｖｙ＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｉｎが成り立ち、また第１出力電圧Ｖｏｕｔ１は、Ｖｏｕｔ１＝−Ｖｉｎが成り立つように生成される。したがって、フライングキャパシタＣｆの他端２２の電圧はＶｙ＝−Ｖｉｎ−Ｖｉｎ＝−２×Ｖｉｎとなり、入力電圧Ｖｉｎの逆極性の倍電圧となる。
【００４０】
このとき、同時に第６スイッチＳＷ６をオンすることにより、フライングキャパシタＣｆの他端２２は、第２出力端子１０６と接続され、第２出力端子１０６と接地端子間に設けられた第２出力キャパシタＣｏ２は、電圧Ｖｙで充電される。その結果、第２出力端子１０６からは、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２として、入力電圧Ｖｉｎの逆極性の倍電圧（−２×Ｖｉｎ）が出力される。
第３スイッチＳＷ３と第６スイッチＳＷ６をオンし、第２出力キャパシタＣｏ２を電圧Ｖｙで充電する期間を第３充電期間φ３とする。
【００４１】
図２は、図１のスイッチング電源装置１００の駆動回路２００の構成を示す回路図である。この駆動回路２００は、図１の第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６および制御部１０が一体集積化された機能ＩＣとして構成するのが望ましい。
【００４２】
駆動回路２００の入力端子２０２は、図１の入力端子１０２と接続され、入力電圧Ｖｉｎが印加される。端子２１２、２１４は、図１のフライングキャパシタＣｆの一端２０、他端２２と接続される。また、端子２１０は、電位の固定された接地電位に接続される。駆動回路２００の出力端子２０４は、図１の第１出力端子１０４と接続され、第１出力キャパシタＣｏ１が接続される。駆動回路２００の出力端子２０６は、図１の第２出力端子１０６と接続され、第２出力キャパシタＣｏ２が接続される。制御部１０は、図示しない配線を介して、第１スイッチＳＷ１〜第６スイッチＳＷ６と接続されており、それぞれのオンオフ状態を制御する。
【００４３】
以上のように構成された第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１００の動作を図３にもとづき説明する。図３は、図１のスイッチング電源装置１００の各端子の電圧波形を示すタイムチャートである。本明細書において、タイムチャート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。
【００４４】
制御部１０は、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４を同時にオンしてフライングキャパシタＣｆを充電する第１充電期間φ１、第２スイッチＳＷ２および第５スイッチＳＷ５をオンして第１出力キャパシタＣｏ１を充電する第２充電期間φ２、第３スイッチＳＷ３および第６スイッチＳＷ６をオンして第２出力キャパシタＣｏ２を充電する第３充電期間φ３を切り替える。
【００４５】
図３に示すように、出力キャパシタを充電する第２充電期間φ２と第３充電期間φ３の間には、フライングキャパシタＣｆを充電する第１充電期間φ１が挟まれる。説明のために、第３充電期間φ３から第２充電期間φ２へ移行する途中の第１充電期間をφ１とし、逆に第２充電期間φ２から第３充電期間φ３へ移行する途中の第１充電期間をφ１’として区別する。
【００４６】
第１充電期間φ１において、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４がオンする。その結果、フライングキャパシタＣｆの一端２０の電圧はＶｘ＝Ｖｉｎとなり、他端２２の電圧はＶｙ＝０となる。このとき、フライングキャパシタＣｆは、入力電圧Ｖｉｎで充電され電荷が蓄えられる。
【００４７】
次に制御部１０によって第２充電期間φ２に切り替えられる。第２充電期間φ２においては、第２スイッチＳＷ２がオンするため、フライングキャパシタＣｆの一端２０の電圧Ｖｘ＝０Ｖとなる。直前の第１充電期間φ１においてフライングキャパシタＣｆは入力電圧Ｖｉｎで充電されているため、フライングキャパシタＣｆの他端２２の電圧Ｖｙは、Ｖｙ＝０−Ｖｉｎ＝−Ｖｉｎとなる。第２充電期間φ２では、第５スイッチＳＷ５もオンするため、第１出力キャパシタＣｏ１は電圧Ｖｙで充電される。
【００４８】
次に、再び第１充電期間φ１’となり、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４がオンし、フライングキャパシタＣｆの両端の電圧を入力電圧Ｖｉｎにより再充電する。
【００４９】
次に、第３充電期間φ３となり、第３スイッチＳＷ３がオンしてフライングキャパシタＣｆの一端２０が第１出力端子１０４に接続されてＶｘ＝−Ｖｉｎとなる。直前の第１充電期間φ１’においてフライングキャパシタＣｆは入力電圧Ｖｉｎで充電されているから、他端２２の電圧Ｖｙは、Ｖｙ＝−Ｖｘ−Ｖｉｎ＝−２×Ｖｉｎとなる。このとき、第６スイッチＳＷ６もオンしているため、第２出力キャパシタＣｏ２は、フライングキャパシタＣｆの他端２２の電圧Ｖｙ＝−Ｖｉｎによって充電される。
【００５０】
このように３つの充電期間φ１、φ２、φ１’、φ３を繰り返すことによって、第１出力キャパシタＣｏ１および第２出力キャパシタＣｏ２は、それぞれ−Ｖｉｎおよび−Ｖｉｎで充電される。
【００５１】
第１出力端子１０４には、第１出力キャパシタＣｏ１の電圧が第１出力電圧Ｖｏｕｔ１として現れる。第１出力キャパシタＣｏ１は、第２充電期間φ２に充電され、第１、第３充電期間φ１、φ３は第２出力端子１０６に接続される負荷回路に電流が流れることにより放電する。したがって、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１は、図３に示すように、第２充電期間φ２に−Ｖｉｎまで低下した後、φ１’、φ３、φ１の期間で負荷回路に電流が流れることによって徐々に上昇する。
【００５２】
同様にして第２出力端子１０６には、第２出力キャパシタＣｏ２の電圧が第２出力電圧Ｖｏｕｔ２として現れる。第２出力キャパシタＣｏ２は、第３充電期間φ３に充電され、第１、第２充電期間φ１、φ２は負荷回路に電流が流れることにより放電する。したがって、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２は、図３に示すように、第３充電期間φ３に−２×Ｖｉｎまで下降した後、φ１、φ２、φ１’の期間で負荷回路に電流が流れることによって徐々に上昇する。
【００５３】
このように本実施の形態に係るスイッチング電源装置１００によれば、簡易な回路構成によって入力端子１０２に印加される入力電圧Ｖｉｎから、反転電圧および２倍反転電圧を生成してそれぞれ第１出力端子１０４、第２出力端子１０６から同時に出力することができる。
【００５４】
このスイッチング電源装置１００では、フライングキャパシタＣｆを、２つの出力電圧を生成するために時分割して使用することにより、反転電圧および２倍反転電圧をそれぞれ生成する２つのチャージポンプ回路を使用する場合に比べてキャパシタを１つ減らすことができる。さらに、制御部１０も共通して使用することができるため、回路の簡略化することができる。
【００５５】
第１出力端子１０４および第２出力端子１０６に接続される負荷回路に流れる負荷電流が小さい場合には、出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２の低下は少ないため、図２に示すタイムチャートにおいて、第１充電期間φ１またはφ１’を省略してもよい。さらに、第１充電期間φ１〜第３充電期間φ３の順番は負荷の駆動状態に応じて変更してもよい。
【００５６】
また、図３では、第１出力端子１０４から反転電圧を出力し、第２出力端子１０６から２倍反転電圧をそれぞれ同時に出力する場合について説明したが、いずれか一方のみを出力することもできる。たとえば、反転電圧のみ必要な場合、第１充電期間φ１と第２充電期間を繰り返せばよい。同様に２倍反転電圧のみが必要な場合には、第１充電期間φ１と第３充電期間φ３を交互に繰り返せばよい。
【００５７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置は、第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置１００の第１出力電圧Ｖｏｕｔ１、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２に加えて、第３出力電圧Ｖｏｕｔ３を出力する機能を備えたものである。第３出力電圧Ｖｏｕｔ３は、入力電圧Ｖｉｎの倍電圧（＝２×Ｖｉｎ）である。
【００５８】
図４は、第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置１００ａの構成を示す回路図である。以降の図において、既出の構成要素と、同一または同等の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
スイッチング電源装置１００ａは、図１のスイッチング電源装置１００に加えて、第３出力キャパシタＣｏ３、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８を備える。また、第２の実施の形態では、図２の駆動回路は、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８を加えて一体集積化される。第２の実施の形態に係る駆動回路は、第１出力キャパシタＣｏ１、第２出力キャパシタＣｏ２に加えて、第３出力キャパシタＣｏ３の充電状態を制御する。
【００６０】
第７スイッチＳＷ７は、フライングキャパシタＣｆの他端２２と入力端子１０２間に設けられる。第８スイッチＳＷ８は、フライングキャパシタＣｆの一端２０と第３出力端子１０８間に設けられる。
【００６１】
第７スイッチＳＷ７をオンすると、フライングキャパシタＣｆの他端２２は入力端子１０２と接続され、その電圧Ｖｙは入力電圧Ｖｉｎに等しくなり、フライングキャパシタＣｆの一端２０の電圧は、Ｖｘ＝Ｖｙ＋ΔＶ＝Ｖｉｎ＋ΔＶとなる。フライングキャパシタＣｆが入力電圧Ｖｉｎで充電された状態（ΔＶ＝Ｖｉｎ）では、Ｖｘ＝２×Ｖｉｎとなる。
【００６２】
このとき、同時に第８スイッチＳＷ８をオンすることにより、フライングキャパシタＣｆの一端２０は、第３出力端子１０８と接続され、第３出力端子１０８と接地端子間に接続された第３出力キャパシタＣｏ３は、電圧Ｖｘ、すなわち入力電圧Ｖｉｎの倍電圧２×Ｖｉｎで充電される。第７スイッチＳＷ７と第８スイッチＳＷ８をオンし、第３出力キャパシタＣｏ３を入力電圧の倍電圧で充電する期間を第４充電期間φ４とする。
【００６３】
本実施の形態に係るスイッチング電源装置１００ａにおいて、制御部１０ａは、第１充電期間φ１〜第４充電期間φ４を繰り返し実行することにより、第１出力キャパシタＣｏ１〜第３出力キャパシタＣｏ３およびフライングキャパシタＣｆの充電状態を制御する。すなわち、制御部１０ａは、第１スイッチＳＷ１〜第８スイッチＳＷ８のオンオフ状態を制御する。なお、第１充電期間φ１〜第３充電期間φ３までの動作は、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
以上のように構成された第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置１００ａの動作を、図５にもとづいて説明する。図５は、図４のスイッチング電源装置１００ａの各端子の電圧波形を示すタイムチャートである。
【００６５】
制御部１０は、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４を同時にオンしてフライングキャパシタＣｆを充電する第１充電期間φ１、第２スイッチＳＷ２および第５スイッチＳＷ５をオンして第１出力キャパシタＣｏ１を充電する第２充電期間φ２、第３スイッチＳＷ３および第６スイッチＳＷ６をオンして第２出力キャパシタＣｏ２を充電する第３充電期間φ３、第７スイッチＳＷ７および第８スイッチＳＷ８をオンして第３出力キャパシタＣｏ３を充電する第４充電期間φ４を所定のパターンで繰り返す。
【００６６】
図５に示すように、出力キャパシタを充電する第２充電期間φ２と第３充電期間φ３と第４充電期間φ4との間には、フライングキャパシタＣｆを充電する第１充電期間φ１が挟まれる。第３充電期間φ３から第４充電期間φ４へ移行する途中の第１充電期間をφ１’’とする
【００６７】
第１充電期間φ１〜第３充電期間φ３までの動作は、図３に示した第１の実施の形態のときと同様である。第３充電期間φ３の後、第１充電期間φ１’’において、フライングキャパシタＣｆを入力電圧Ｖｉｎで再充電する。続く第４充電期間φ４において、第３出力キャパシタＣｏ３を入力電圧Ｖｉｎの倍電圧２×Ｖｉｎで充電する。
【００６８】
第３出力端子１０８には、第３出力キャパシタＣｏ３の電圧が第３出力電圧Ｖｏｕｔ３として現れる。第３出力キャパシタＣｏ３は、第４充電期間φ４に充電され、第１〜第３充電期間φ１〜φ３は負荷回路に電流が流れることにより放電する。したがって、第３出力電圧Ｖｏｕｔ３は、図５に示すように、第４充電期間φ４に２×Ｖｉｎまで上昇した後、続くφ１、φ２、φ１’、φ３、φ１’’の期間で負荷回路に電流が流れることによって徐々に低下する。
【００６９】
このように本実施の形態に係るスイッチング電源装置１００ａによれば、簡易な回路構成によって入力端子１０２に印加される入力電圧Ｖｉｎから、反転電圧および２倍反転電圧、倍電圧を生成してそれぞれ第１出力端子１０４、第２出力端子１０６、第３出力端子１０８から同時に出力することができる。
【００７０】
図６は、図４のスイッチング電源装置１００ａの変形例を示す回路図である。図６のスイッチング電源装置１００ｂは、独立した２つの入力端子１０２ａ、１０２ｂを備える。以下、それぞれを第１入力端子１０２ａ、第２入力端子１０２ｂといい、それぞれに入力される電圧を、第１入力電圧Ｖｉｎ１、第２入力電圧Ｖｉｎ２という。
【００７１】
図６のスイッチング電源装置１００ｂは、第１スイッチＳＷ１は、フライングキャパシタＣｆの一端２０および第１入力端子１０２ａの間に設けられており、第７スイッチＳＷ７は、フライングキャパシタＣｆの他端２２と第２入力端子１０２ｂの間に設けられる。その他の回路構成や制御部１０による制御は、図４のスイッチング電源装置１００ａと同様である。
【００７２】
図６のスイッチング電源装置１００ｂによれば、第３出力端子１０８から第３出力電圧Ｖｏｕｔ３として、第１入力電圧Ｖｉｎ１と第２入力電圧Ｖｉｎ２の和電圧Ｖｉｎ１＋Ｖｉｎ２を出力することができる。また、第１出力端子１０４からは、第１入力電圧Ｖｉｎ１の反転電圧を、第２出力端子１０６からは、第１入力電圧Ｖｉｎ１の２倍反転電圧を、出力することができる。
【００７３】
上述のいくつかの実施の形態に係るスイッチング電源装置は、以下の技術思想１として把握することができる。
【００７４】
（技術思想１）
（ａ）スイッチング電源装置は、入力端子に入力された入力電圧にもとづいて、互いに異なる第１〜第ｎ出力電圧（ｎは２以上の整数）を生成し、第１〜第ｎ出力端子からそれぞれ出力するものである。
【００７５】
（ｂ）このスイッチング電源装置は、入力電圧により充電されるフライングキャパシタと、第１〜第ｎ出力端子ごとに設けられた第１〜第ｎ出力キャパシタと、フライングキャパシタおよび第１〜第ｎ出力キャパシタの充電経路上に設けられた複数のスイッチと、複数のスイッチのオンオフ状態を制御することにより、フライングキャパシタおよびｎ個の出力キャパシタの充電状態を制御する制御部と、を備える。
【００７６】
（ｃ）入力電圧、接地電圧、第ｉ出力キャパシタ（ｉは１≦ｉ≦ｎを満たす整数）に現れる第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、第ｊ出力キャパシタ（ｊは１≦ｊ≦ｎを満たし、かつｉ≠ｊである整数）に現れる第ｊ出力電圧は、（１）基準電圧に入力電圧を加算し、あるいは、（２）基準電圧から入力電圧を減算した電圧である。
【００７７】
（ｄ）制御部は、第ｊ出力キャパシタの充電状態において以下の制御を行う。
（ｄ−１）基準電圧に入力電圧を加算する場合
フライングキャパシタの高電位側の端子および第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、フライングキャパシタの低電圧側の端子および基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンする。
【００７８】
（ｄ−２）基準電圧から入力電圧を減算する場合
フライングキャパシタの低電位側の端子および第ｊ出力端子間に設けられたスイッチと、フライングキャパシタの高電圧側の端子および基準電圧が現れる端子間に設けられたスイッチと、をオンする。
【００７９】
このスイッチング電源装置は、フライングキャパシタおよび第1から第ｎ出力キャパシタを充電する状態を、所定のパターンで時分割によって繰り返す。なお、必ずしもすべての出力キャパシタに対して充電を行う必要はなく、出力電圧が必要な端子に接続された出力キャパシタの充電とフライングキャパシタの充電を繰り返せばよい。
【００８０】
第１の実施の形態は、この技術思想のｎ＝２の場合に対応する。第１出力端子１０４に現れる第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（ｊ＝１）は、接地電圧を基準電圧として、入力電圧Ｖｉｎを減算した電圧である。制御部１０は、第１出力キャパシタＣｏ１を充電する際に、フライングキャパシタＣｆの低電位側の端子２２および第１出力端子１０４間に設けられた第５スイッチＳＷ５と、フライングキャパシタＣｆの高電圧側の端子２０および基準電圧である接地電圧が現れる接地端子１１０間に設けられた第２スイッチＳＷ２と、をオンする。
【００８１】
また、第２出力端子１０６に現れる第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（ｊ＝２）は、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（ｉ＝１）を基準電圧として、入力電圧Ｖｉｎを減算した電圧である。制御部１０は、第２出力キャパシタＣｏ２（ｊ＝２）を充電する際に、フライングキャパシタＣｆの低電位側の端子２２および第２出力端子１０６間に設けられた第６スイッチＳＷ６と、フライングキャパシタＣｆの高電圧側の端子２０および基準電圧である第１出力電圧Ｖｏｕｔ１が現れる第１出力端子１０４間に設けられた第３スイッチＳＷ３と、をオンする。
【００８２】
第２の実施の形態は、この技術思想のｎ＝３の場合に対応する。第３出力端子１０８に現れる第３出力電圧Ｖｏｕｔ３（ｊ＝３）は、入力電圧Ｖｉｎを基準電圧として、入力電圧Ｖｉｎを加算した電圧である。制御部１０は、第３出力キャパシタＣｏ３（ｊ＝３）を充電する際に、フライングキャパシタＣｆの低電位側の端子２２および第３出力端子１０８間に設けられた第８スイッチＳＷ８と、フライングキャパシタＣｆの高電圧側の端子２０および基準電圧である入力電圧Ｖｉｎが現れる入力端子１０２間に設けられた第７スイッチＳＷ７と、をオンする。
【００８３】
この技術思想によれば、ひとつのフライングキャパシタ、出力ごとの出力キャパシタという少ない部品点数で、入力電圧の整数倍となる複数の異なる電圧を生成することができる。たとえば、３倍電圧、４倍電圧を生成して出力することも可能であり、−３倍、−４倍電圧などを生成することも可能となる。また、出力電圧の個数としても、４個、５個と拡張することができる。
【００８４】
また、この技術思想を、複数の入力電圧に拡張すると以下のようになる。
【００８５】
（技術思想２）
（ｅ）入力端子は、第１入力電圧、第２入力電圧が入力される第１、第２入力端子を含む。
（ｆ）フライングキャパシタは、第１入力電圧により充電される。
（ｇ）第１、第２入力電圧、接地電圧、第ｉ出力電圧、のいずれかを基準電圧としたとき、第ｊ出力電圧は、（１）基準電圧に第１入力電圧を加算し、あるいは（２）基準電圧から第１入力電圧を減算した電圧である。
【００８６】
この拡張された技術思想によれば、２つの入力電圧を組み合わせて得られる異なる電圧を生成することが可能となる。図６のスイッチング電源装置１００ｂは、拡張された技術思想に対応するものである。技術思想１は、技術思想２において、第１入力電圧と第２入力電圧が等しい場合と把握することも可能である。
【００８７】
最後に、実施の形態に係るスイッチング電源装置の用途について説明する。実施の形態に係るスイッチング電源装置は、たとえば電池駆動型の携帯電話端末やＰＤＡなどの電子機器に好適に用いることができる。図７は、図４のスイッチング電源装置１００ａを搭載した電子機器の構成を示すブロック図である。
【００８８】
電子機器１０００は、電池１０１０、スイッチング電源装置１００ａ、第１負荷１０３０、第２負荷１０４０を備える。スイッチング電源装置１００ａは、電池１０１０から出力される電池電圧Ｖｂａｔを、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝−Ｖｂａｔ）、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（−２×Ｖｂａｔ）、第３出力電圧Ｖｏｕｔ３（＝２×Ｖｂａｔ）に変換して出力する。第１負荷１０３０、第２負荷１０４０は、いずれも正負電源で動作する。
【００８９】
第１負荷１０３０は、±６〜８Ｖ程度の正負電源により駆動される負荷である。第１負荷１０３０の正電源端子＋は、スイッチング電源装置１００ａの第３出力端子１０８と接続され、第３出力電圧Ｖｏｕｔ３（＝２Ｖｂａｔ）が供給される。また、第１負荷１０３０の負電源端子−は、スイッチング電源装置１００ａの第２出力端子１０６と接続され、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝−２Ｖｂａｔ）が供給される。
【００９０】
第２負荷１０４０は、±３〜４Ｖ程度の正負電源により駆動される負荷である。第２負荷１０４０の正電源端子＋は、電池１０１０と接続され、電池電圧Ｖｂａｔが供給される。また、第２負荷１０４０の負電源端子−は、スイッチング電源装置１００ａの第１出力端子１０４と接続され、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝−Ｖｂａｔ）が供給される。
【００９１】
このように、実施の形態に係るスイッチング電源装置１００は、電池駆動型の電子機器において、正電源、負電源あるいはこれらの両方を必要とする負荷を好適に駆動することができる。スイッチング電源装置１００の部品点数は、フライングキャパシタ、出力キャパシタ、駆動回路と少なく専有面積が小さいため、電子機器１０００の小型化に資することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
実施の形態において、スイッチング電源装置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、または別の集積回路に分けて構成されていてもよく、さらには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、用途などに応じて決めればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置の駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】図１のスイッチング電源装置の各端子の電圧波形を示すタイムチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図５】図４のスイッチング電源装置の各端子の電圧波形を示すタイムチャートである。
【図６】図４のスイッチング電源装置の変形例を示す回路図である。
【図７】図４のスイッチング電源装置を搭載した電子機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  制御部、  １００  スイッチング電源装置、  １０２  入力端子、  １０４  第１出力端子、  １０６  第２出力端子、  １０８  第３出力端子、  １１０  接地端子、  ２００  駆動回路、  Ｃｏ１  第１出力キャパシタ、  Ｃｏ２  第２出力キャパシタ、  Ｃｏ３  第３出力キャパシタ、  Ｃｆ  フライングキャパシタ、  ＳＷ１  第１スイッチ、  ＳＷ２  第２スイッチ、  ＳＷ３  第３スイッチ、  ＳＷ４  第４スイッチ、  ＳＷ５  第５スイッチ、  ＳＷ６  第６スイッチ、  ＳＷ７  第７スイッチ、  ＳＷ８  第８スイッチ、  Ｖｏｕｔ１  第１出力電圧、  Ｖｏｕｔ２  第２出力電圧、  Ｖｏｕｔ３  第３出力電圧、  φ１  第１充電期間、  φ２  第２充電期間、  φ３  第３充電期間、  φ４  第４充電期間。
【図１】
2007244078.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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