(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電源電圧を昇圧、降圧して昇圧電圧、降圧電圧を得る電源回路であって、
所定の発振駆動回路からのパルス信号を利用して、上記電源電圧と異なる正の第１の変換電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータと、
直列に接続された第１及び第２のダイオードと、一端が第１のダイオードと第２のダイオードとの接続点に接続された第１のキャパシタと、一端が第１のダイオードのアノードに接続され、他端が上記第１の変換電圧より低い電圧に接続された第２のキャパシタとを有するチャージポンプ回路と、
上記第１のダイオードのアノードに接続され、第２の変換電圧を発生するシリーズレギュレータとを備え、
上記第１のキャパシタの他端に上記パルス信号が入力され、上記第２のダイオードのカソードに上記第１の変換電圧より小さい正の直流電圧を印加することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
第２の変換電圧が負の電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源回路に関し、更に言えばＣＣＤカメラシステムを駆動する所定電圧を得るための電源回路における低消費電力化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子機器の電源は、１次ＡＣ電源をトランス等を利用して、より電圧が低い２次ＡＣ電圧に変換し、更に整流回路と呼ばれるコンデンサとダイオードで安定したＤＣ電源を生成している。
【０００３】
例えば、よく電子機器で使用される３．３Ｖや５Ｖがそれに相当する。しかし、実際の電子機器は、３．３Ｖや５Ｖの電圧だけで駆動されているわけではなく、個々のシステムが要求する個々の電圧を生成させる必要がある。尚、その方法としては、ＤＣ−ＤＣコンバータやチャージポンプ回路等が使用されている。
【０００４】
以下に、本出願人が先に出願した（特開平１１−１１２８５０号公報参照）明細書に記載したＣＣＤカメラシステムを例にして説明する。
【０００５】
従来より、画像信号を得るための撮像手段として、ＣＣＤカメラシステムが広く利用されており、多くのビデオカメラなどに利用されている。このＣＣＤカメラシステムでは、面状に配置した撮像部の光電変換素子において、蓄積した電荷により１フレーム（フィールド）に画像が形成される。
【０００６】
例えば、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号であれば、１フィールドが１／６０秒（６０Ｈｚ）で表示され、２５０本程度の水平走査ラインから成っている。そして、撮像部の光電変換素子で得た水平走査ライン毎に順次出力する。
【０００７】
また、フレームトランスファ方式のＣＣＤカメラシステムでは、撮像部の光電変換素子の電荷を一旦全て消去し、所定時間後に、撮像部から蓄積部に全ての電荷を移動する。そして、不要となった撮像部の電荷を消去すると共に、蓄積部からの電荷を水平走査ライン分ずつ水平転送ラインに転送し、ここから順次出力する。
【０００８】
ここで、上記ＣＣＤカメラシステムを駆動するためには、数種類の電圧（例えば、３．３Ｖ，５Ｖ，１８Ｖ，４０Ｖ及び−１０Ｖ）が必要であり、例えば、５Ｖ電圧を用いて、各電圧を生成する場合、それぞれに対応するＤＣ−ＤＣコンバータを用いていた。
【０００９】
しかし、このＤＣ−ＤＣコンバータは、コイルや電解コンデンサ等で構成されるため、かなり大型なものとなり、電源回路の実装面積が大きくなるといった問題や、ＤＣ−ＤＣコンバータが、ＣＣＤカメラシステムの全体としてコストアップにつながるという問題があった。
【００１０】
そのため、１つのＤＣ−ＤＣコンバータで数種類の電圧を生成する電源回路が開発されている。
【００１１】
図２はそのような電源回路の一例を説明するためのものであり、上記１８Ｖと−１０Ｖを１つのＤＣ−ＤＣコンバータで生成するものである。図２において、例えば５Ｖの電源電圧とグランド（ＧＮＤ）に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１により、ＣＣＤカメラシステムの駆動に必要な１８Ｖを生成している。尚、このＤＣ−ＤＣコンバータ１は、従来周知なものであり、詳しい説明は省略するが発振駆動回路２（約１００ＫＨｚ）を有し、コントロール制御信号（ＣＯＮＴ）に基づいて、この発振駆動回路２によりスイッチング素子であるＢＩＰ型トランジスタＴｒ１をオン・オフさせ、前記電源電圧５ＶがコイルＬ１を通してＧＮＤに落ちる際に大電流が流れることでコイルＬ１に大（昇圧）電圧が生成される。この大電圧がダイオードＤ１を通してコンデンサＣ１で平滑された電圧が出力される。このとき、コイルＬ１で生成した大電圧が、抵抗分割方式（Ｒ１，Ｒ２）により所望電圧（１８Ｖ）となるように設定されている。
【００１２】
また、−１０Ｖを生成するための回路構成について説明する。
【００１３】
３はコンデンサＣ２，Ｃ３とダイオードＤ２，Ｄ３とで構成されたチャージポンプ回路である。尚、ダイオードＤ３は、ある一定電圧（ＧＮＤ）に固定されている。
【００１４】
そして、ＢＩＰ型トランジスタＴｒ２とツェナーダイオードＺＤ等から成るシリーズレギュレータ４による熱損失を利用して、更に電圧降下させて必要な電圧（−１０Ｖ）を生成している。
【００１５】
即ち、前記電源電圧５Ｖが前記コイルＬ１を通して前述した１８Ｖパルス（説明では便宜的に１８Ｖパルスとするが、実際にはダイオードＤ１の損失分があり、１８Ｖ＋０．６Ｖである。）になった状態でコンデンサＣ２の一端部に入力され、このコンデンサＣ２の他端部から出力された電圧（１８Ｖパルス）は、ダイオードＤ２，Ｄ３（およそ０．６Ｖ）及びコンデンサＣ３により所定電圧（１８Ｖ−１．２Ｖ＝１６．８Ｖ）に電圧降下された後、ＢＩＰ型トランジスタＴｒ２に入力され、このトランジスタＴｒ２及びツェナーダイオードＺＤで更に電圧降下されて所定電圧（−１０Ｖ）が出力されるように構成されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のシリーズレギュレータ４による熱損失を利用した回路構成では、複数個のＤＣ−ＤＣコンバータ構成に比して電源回路の実装面積が小さくなるとか、低コスト化が図れるといった利点があるが、以下の問題があった。
【００１７】
即ち、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１で生成した１８Ｖのスイッチング信号をチャージポンプ回路３にそのまま入力すると、１８Ｖと｜−１０Ｖ｜との電位差が大きいため、シリーズレギュレータ４の入力電圧が必要以上に高くなり、前記ＢＩＰ型トランジスタＴｒ２の電力損失が大きくなってしまうという問題があった。
【００１８】
従って、本発明ではシリーズレギュレータを構成するＢＩＰ型トランジスタの電力損失の低減化を可能にする電源回路を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の電源回路は直流電源からの電源電圧を昇圧してＣＣＤを駆動する昇圧電圧を得るものにおいて、発振駆動回路１２からのパルス信号を利用して第１の変換電圧１８Ｖを発生するＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１１で利用している発振駆動回路１２からのパルス信号を利用してＤＣ−ＤＣコンバータ１１で発生させた第１の変換電圧１８Ｖと、チャージポンプ回路１３を構成するダイオードＤ１３のカソードに重畳させたシステム内の直流電圧３．３Ｖとに基づいて第２の変換電圧−１０Ｖを発生するシリーズレギュレータ１４とから成り、これによりシリーズレギュレータ１４を構成するＢＩＰ型トランジスタＴｒ２の入力電圧を小さくすることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源回路に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、従来と同様に１８Ｖと−１０Ｖを１つのＤＣ−ＤＣコンバータで生成する実施形態を紹介している。
【００２１】
図１において、例えば５Ｖの電源電圧とグランド（ＧＮＤ）に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１１により、ＣＣＤカメラシステムの駆動に必要な１８Ｖを生成している。尚、このＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、従来周知なものであり、詳しい説明は省略するが発振駆動回路１２（約１００ＫＨｚ）を有し、コントロール制御信号（ＣＯＮＴ）に基づいて、この発振駆動回路１２によりスイッチング素子であるＢＩＰ型トランジスタＴｒ１１をオン・オフさせ、前記電源電圧５ＶがコイルＬ１１を通してＧＮＤに落ちる際に大電流が流れることでコイルＬ１１に大（昇圧）電圧が生成される。この大電圧がダイオードＤ１１を通してコンデンサＣ１１で平滑された電圧が出力される。このとき、コイルＬ１１で生成した大電圧が、抵抗分割方式（Ｒ１１，Ｒ１２）により所望電圧（１８Ｖ）となるように設定されている。
【００２２】
また、−１０Ｖを生成するための回路構成について説明する。
【００２３】
１３はコンデンサＣ１２，Ｃ１３とダイオードＤ１２，Ｄ１３とで構成されたチャージポンプ回路である。尚、ダイオードＤ１３のカソードには、システム内の直流電圧が重畳されている。尚、本実施形態では、例えば３．３Ｖが重畳されている。
【００２４】
そして、ＢＩＰ型トランジスタＴｒ１２とツェナーダイオードＺＤ等から成るシリーズレギュレータ１４による熱損失を利用して、更に電圧降下させて必要な電圧（−１０Ｖ）を生成している。
【００２５】
即ち、前記５Ｖの電源電圧が前記コイルＬ１１を通して前述した１８Ｖパルスになった状態でコンデンサＣ１２の一端部に入力され、このコンデンサＣ１２の他端部から出力された電圧（１８Ｖパルス）は、ダイオードＤ１２，Ｄ１３（およそ０．６Ｖ）及びコンデンサＣ１３により所定電圧（１８Ｖ−１．２Ｖ−３．３Ｖ（ダイオードＤ１３のカソードに重畳された直流電圧分）＝１３．５Ｖ）に電圧降下された後、ＢＩＰ型トランジスタＴｒ１２に入力され、このＢＩＰ型トランジスタＴｒ１２及びツェナーダイオードＺＤで更に電圧降下されて所定電圧（−１０Ｖ）が出力される。
【００２６】
ここで、本発明の特徴は、上述したようにチャージポンプ回路１３を構成するダイオードＤ１３のカソードに、システム内の直流電圧、例えば３．３Ｖを重畳したことであり、これによりシリーズレギュレータを構成するＢＩＰ型トランジスタＴｒ１２の入力電圧を小さくすることができ、このシリーズレギュレータ１４の電力損失が少なくなり、その結果、電源回路の消費電力負担が軽減される。即ち、この場合の損失は、Ｐｃ＝（１３．５Ｖ−１０）・Ｉｄ（Ｉｄは消費電流である。）となる。これに対して、従来の損失は、Ｐｃ＝（１６．８Ｖ−１０）・Ｉｄとなり、ＢＩＰ型トランジスタＴｒ１２に入力される入力電圧に相当する分だけ電力損失は大きくなる。尚、この場合の消費電流Ｉｄは、５０ｍＡ程度である。
【００２７】
また、熱損失量が少なくなるため、放熱板も小さいもので良くなり、更にはトランジスタＴｒ１２の許容サイズも小さくでき、コストダウンが図れる。
【００２８】
更に、この−１０Ｖ生成回路が短絡しても、従来に比して電源に対して３．３Ｖ分の電圧が下がったことになるので、短絡電流が減少することになり、安全性が高まる。
【００２９】
尚、本実施形態ではダイオードＤ１３のカソードに重畳させる直流電圧として３．３Ｖを利用しているが、これに限定されるものではなく、５Ｖを利用しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、チャージポンプ回路を構成するダイオードＤ１３のカソードに、システム内の直流電圧を重畳されたことで、従来に比してシリーズレギュレータの入力電圧を小さくすることができ、このシリーズレギュレータを構成するＢＩＰ型Ｔｒの電力損失を少なくできる。その結果、電源回路の消費電力負担を軽減できる。また、放熱板も小さいもので良くなり、トランジスタの許容サイズも小さくでき、コストダウンが図れる。
【００３１】
更に、負電圧生成回路が短絡しても、従来に比して電源に対して重畳させた直流電圧分の電圧が下がることになるので、短絡電流が減少するので安全性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電源回路を示す回路図である。
【図２】従来の電源回路を示す回路図である。
【図１】
0003902361.tif 000002
【図２】
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