(57)【要約】  電源回路は、ＣＨＰ昇圧回路で電源電圧をそれ以上の昇圧電圧に昇圧し、昇圧電圧を出力電圧設定信号に基づいて所望の出力電圧に変換して出力する。そして、出力電圧に応じた検出電圧と基準電圧とを比較する比較器からの比較信号に基づいて、ＣＨＰ昇圧回路の動作するＣＨＰユニットの段数を切り替える。これにより、その出力電圧に応じて昇圧電圧を制御する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
初段チャージポンプユニットないし最終段チャージポンプユニットからなる複数段のチャージポンプユニットを持ち、入力される電源電圧をそれ以上の昇圧電圧に昇圧し得るチャージポンプ型昇圧回路と、
前記昇圧電圧を、出力電圧設定信号に基づいて所望の出力電圧に変換して出力する出力電圧発生回路と、
前記出力電圧に応じた検出電圧と基準電圧とを比較する少なくとも１つの比較器を持ち、前記比較器からの比較信号を発生する電圧比較回路と、
前記比較信号に基づいて、前記チャージポンプ型昇圧回路の動作するチャージポンプユニットの段数を切り替える切替制御回路と、を有することを特徴とする、電源回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電源回路において、前記切替制御回路は、前記ＣＨＰ昇圧回路の複数段のＣＨＰユニットのうちの初段ＣＨＰユニットから、前記比較信号に応じて、順次停止させて、前記昇圧電圧を制御することを特徴とする、電源回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電源回路において、前記切替制御回路は、前記ＣＨＰ昇圧回路の複数段のＣＨＰユニットのうちの最終段ＣＨＰユニットから、前記比較信号に応じて、順次停止させて、前記昇圧電圧を制御することを特徴とする、電源回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電源回路において、前記出力電圧発生回路は、前記昇圧電圧を動作電圧として前記出力電圧設定信号に応じた出力基準電圧を発生する電圧設定回路と、前記昇圧電圧を動作電圧として前記出力基準電圧を増幅して前記出力電圧を出力するバッファ増幅器とを有することを特徴とする、電源回路。
【請求項５】
請求項４に記載の電源回路において、前記電源回路はＩＣに作り込まれており、
前記電圧設定回路は、前記ＩＣの温度に対応した前記出力電圧設定信号に応じて、前記出力基準電圧を補正することを特徴とする、電源回路。
【請求項６】
請求項１に記載の電源回路において、前記電源回路はＩＣに作り込まれており、
前記出力電圧設定信号は、前記ＩＣの温度及び又は前記出力電圧に基づく駆動電圧が印加される表示装置の温度に応じて、補正されていることを特徴とする、電源回路。
【請求項７】
請求項４に記載の電源回路において、前記電源回路はＩＣに作り込まれており、
前記電圧設定回路は、前記ＩＣの温度及び又は負荷装置の温度に応じた温度信号を受けて、前記出力電圧設定信号を温度信号に応じて補正した出力基準電圧Ｖｏｒを出力することを特徴とする、電源回路。
【請求項８】
請求項１に記載の電源回路において、前記ＣＨＰユニットの各々は、入力端と出力端との間に設けられた第１スイッチ回路と、一端が前記出力端に接続されたフライングキャパシタと、共通端が前記フライングキャパシタの他端に接続され、第１切替出力端が基準電圧点に接続され、第２切替出力端が電源電圧点に接続されており、前記第１スイッチ回路と同じＣＨＰ制御信号で操作される切替スイッチ回路とを含むことを特徴とする、電源回路。
【請求項９】
請求項８に記載の電源回路において、前記切替制御回路は、前記比較信号とクロックとが入力され、動作すべきＣＨＰユニットには前記クロックに同期して変化するＣＨＰ制御信号を供給する一方、停止すべきＣＨＰユニットには所定レベルのＣＨＰ制御信号を供給することを特徴とする、電源回路。
【請求項１０】
電池電源と、該電池電源からの電源電圧が入力される請求項１乃至９に記載のいずれかの電源回路と、該電源回路の出力電圧が供給される負荷回路を有することを特徴とする、携帯機器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の携帯機器において、前記負荷回路は、液晶表示装置であることを特著とする、携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージポンプ型昇圧回路を用いた電源回路、及びその電源回路とＬＣＤドライバ回路等負荷回路とを備えた携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源電圧より高い電圧を得るための電源回路として、チャージポンプ型（以下、ＣＨＰ）昇圧回路を用いた電源回路が多く用いられている。
このＣＨＰ昇圧回路は、一般的に複数段のＣＨＰユニットを持っており、入力される電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する。特許文献１；特開２００１−１５７４３８号公報、特許文献２；特開２００３−２８９６６３号公報では、複数段のＣＨＰユニットを持つＣＨＰ昇圧回路において、入力される電源電圧を所望の昇圧電圧に昇圧するとともに、その出力電流や昇圧電圧レベルを検知してＣＨＰユニットの動作段数を切り替える。これにより、電源電圧のレベルが変化に対応した昇圧電圧を発生させるようにしている。
ところで、ＣＨＰ昇圧回路がＬＣＤドライバ回路等の負荷回路の電源回路として用いられる場合に、出力電圧発生回路を用いて、ＣＨＰ昇圧回路の昇圧電圧をＬＣＤドライバ回路等が必要とする所定レベルの出力電圧（即ち、内部電圧）に、変換して使用することが行われる。しかし、これらのＣＨＰ昇圧回路や出力電圧発生回路を含む電源回路や、ＬＣＤドライバ回路等の負荷回路が、１つのＩＣに作り込まれる場合に、その内部電圧に応じて昇圧電圧を制御することはしていなかった。
また、液晶表示装置等での画像表示の場合には、表示色の微妙な調整、特に温度変化に伴う電圧補正等を行う必要があるが、上記特許文献１、２の方法のみでは充分ではなかった。
そこで、本発明は、電源電圧を昇圧して昇圧電圧を発生するＣＨＰ昇圧回路とその昇圧電圧を所定の電圧レベルに変換して出力する出力電圧発生回路とを有する電源回路において、その出力電圧に応じて昇圧電圧を制御するとともに、負荷回路からの内部信号に基づく制御信号に応じて出力電圧を細やかに制御可能な電源回路を提供することを目的とする。また、その電源回路やＬＣＤドライバ回路等の負荷回路を備えて、見やすく且つ使用時間の長い携帯機器を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００３】
本発明に係る電源回路は、初段ＣＨＰユニットないし最終段ＣＨＰユニットからなる複数段のＣＨＰユニットを持ち、入力される電源電圧をそれ以上の昇圧電圧に昇圧し得るＣＨＰ昇圧回路と、前記昇圧電圧を、出力電圧設定信号に基づいて所望の出力電圧に変換して出力する出力電圧発生回路と、前記出力電圧に応じた検出電圧と基準電圧とを比較する少なくとも１つの比較器を持ち、前記比較器からの比較信号を発生する電圧比較回路と、前記比較信号に基づいて、前記ＣＨＰ昇圧回路の動作するＣＨＰユニットの段数を切り替える切替制御回路と、を有することを特徴とする。
また、前記切替制御回路は、前記ＣＨＰ昇圧回路の複数段のＣＨＰユニットのうちの初段ＣＨＰユニットから、前記比較信号に応じて、順次停止させて、前記昇圧電圧を制御することを特徴とする。
また、前記切替制御回路は、前記ＣＨＰ昇圧回路の複数段のＣＨＰユニットのうちの最終段ＣＨＰユニットから、前記比較信号に応じて、順次停止させて、前記昇圧電圧を制御することを特徴とする。
また、前記出力電圧発生回路は、前記昇圧電圧を動作電圧として前記出力電圧設定信号に応じた出力基準電圧を発生する電圧設定回路と、前記昇圧電圧を動作電圧として前記出力基準電圧を増幅して前記出力電圧を出力するバッファ増幅器とを有することを特徴とする。
また、前記電源回路はＩＣに作り込まれており、  前記電圧設定回路は、前記ＩＣの温度に応じて、前記出力基準電圧を補正することを特徴とする。
また、前記電源回路はＩＣに作り込まれており、前記出力電圧設定信号は、前記ＩＣの温度及び又は前記出力電圧に基づく駆動電圧が印加される表示装置の温度に応じて、補正されることを特徴とする。
また、前記ＣＨＰユニットの各々は、入力端と出力端との間に設けられた第１スイッチ回路と、一端が前記出力端に接続されたフライングキャパシタと、共通端が前記フライングキャパシタの他端に接続され、第１切替出力端が基準電圧点に接続され、第２切替出力端が電源電圧点に接続されており、前記第１スイッチ回路と同じＣＨＰ制御信号で操作される切替スイッチ回路とを含むことを特徴とする。
また、前記切替制御回路は、前記比較信号とクロックとが入力され、動作すべきＣＨＰユニットには前記クロックに同期して変化するＣＨＰ制御信号を供給する一方、停止すべきＣＨＰユニットには所定レベルのＣＨＰ制御信号を供給することを特徴とする。
本発明に係る携帯機器は、電池電源と、該電池電源からの電源電圧が入力される請求項１乃至８に記載のいずれかの電源回路と、該電源回路の出力電圧が供給される負荷回路を有することを特徴とする。
本発明によれば、ＣＨＰ昇圧回路で昇圧された昇圧電圧を、出力電圧発生回路で所望の出力電圧に変換して、ＬＣＤ駆動回路等の負荷回路に、駆動電圧として供給するとともに、昇圧電圧が所望出力電圧に対応する電圧レベルに自動的に制御される。この負荷回路としては、ＬＣＤ駆動回路に限らず、複数の異なったレベルの電圧を必要とする負荷回路や、負荷量が大きく変わることにより電源変動を生じてしまう負荷回路が想定される。また、本発明では、出力電圧発生回路に、所望出力電圧を発生させるための出力電圧設定信号を与えるだけでよい。したがって、出力電圧発生回路には出力している出力電圧に自動的に対応した電圧レベルの昇圧電圧が供給されるから、電力損失が低減され、効率が向上する。
また、この電源回路が作り込まれるＩＣの温度や、この電源回路からの出力電圧に基づいて駆動される表示装置の温度に応じて、その出力電圧を補正するから、細やかな制御が可能となる。
また、ＣＨＰ昇圧回路の複数段のＣＨＰユニットのうちの初段ＣＨＰユニットもしくは最終段ＣＨＰユニットから、比較信号に応じて、順次停止させて、昇圧電圧を制御する。そして、動作すべきＣＨＰユニットにはクロックに同期して変化するＣＨＰ制御信号を供給する一方、停止すべきＣＨＰユニットには所定レベルのＣＨＰ制御信号を供給する。したがって、停止すべきＣＨＰユニットでは、スイッチ回路のスイッチング動作が行われないから、スイッチングに伴う損失を無くすことができる。よって、効率がさらに向上する。したがって、電池電源及びこの電源回路を用いた携帯機器は、その動作時間を延ばせるようになる。
また、本発明の電源回路を制御する外部の制御装置（例、ＣＰＵ）は、ＬＣＤ駆動回路等の負荷回路が、その時点で必要とする電圧レベルに対応する出力電圧設定信号を与えるのみでよいから、制御のための負担が少なくなる。よって、外部の制御装置（例、ＣＰＵ）の能力を他の用途に振り向けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の実施例に係る、ＣＨＰ昇圧回路を用いた電源回路と、液晶表示装置（ＬＣＤ）を備えた携帯機器の構成を示す図
【図２】図１のＣＨＰ昇圧回路１００の具体的な回路例を示す図
【図３】本発明の電源回路の動作を説明するためのタイミングチャート
【図４】本発明の他の実施例に係る、ＣＨＰ昇圧回路を用いた電源回路と、液晶表示装置（ＬＣＤ）を備えた携帯機器の構成を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明のＣＨＰ昇圧回路を用いた電源回路、及びその電源回路及び負荷回路を備えた携帯機器の実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。以下、負荷回路として、ＬＣＤドライバ回路５００を例に説明する。この場合には、液晶表示装置６００が設けられ、その液晶表示装置６００はＬＣＤドライバ回路５００からの駆動電圧（例えば、ｎ種類の電圧レベル；ｎ≧２）によって駆動される。
図１は、本発明の実施例に係る、ＣＨＰ昇圧回路を用いた電源回路７００の構成、及び、電池ＢＡＴ、電源回路７００、ＬＣＤドライバ回路５００、及び液晶表示パネル（ＬＣＤ）６００を備えた携帯機器の構成を示す図である。この電源回路、あるいはこの電源回路とその出力電圧が供給されるＬＣＤドライバ回路が、１つのＩＣに作り込まれる。なお、液晶表示パネルＬＣＤは、そのＩＣの外部に設けられる。
図１において、ＣＨＰ昇圧回路１００は、初段ＣＨＰユニットないし最終段ＣＨＰユニットからなる複数段のＣＨＰユニットを持ち、ＣＨＰ制御信号Ｓｃ（この例では、Ｓｃ１乃至Ｓｃ４）に基づいて、入力される電源電圧Ｖｃｃをそれ以上の昇圧電圧Ｖｃｈｐに昇圧し得る。
出力電圧発生回路２００は、昇圧電圧Ｖｃｈｐを、出力電圧設定信号Ｓｖｏに基づいて、複数の異なったレベルの出力電圧Ｖｏに変換して出力する。この出力電圧Ｖｏは、複数の異なったレベルの電圧を必要とする、負荷回路であるＬＣＤ駆動回路５００に供給される。負荷回路は、ＬＣＤ駆動回路５００に限らず、異なった種々のレベルの電圧を必要とする回路であればよい。また、ＬＣＤ駆動回路５００がＣＨＰ昇圧回路１００や出力電圧発生回路２００等とともに１つのＩＣに作り込まれる場合には、出力電圧Ｖｏは内部電圧と言い換えてもよい。
この出力電圧発生回路２００は、昇圧電圧Ｖｃｈｐを動作電圧とし、出力電圧設定信号Ｓｖｏに応じた出力基準電圧Ｖｏｒを発生してバッファ増幅器２２０に供給する出力電圧設定回路２００と、昇圧電圧Ｖｃｈｐを動作電圧とし、出力基準電圧Ｖｏｒを増幅して出力電圧Ｖｏを出力するバッファ増幅器２２０とを有している。
出力電圧設定信号Ｓｖｏは、ＬＣＤ駆動回路５００の駆動条件に合わせて任意の値に設定される信号であり、例えば外部のＣＰＵなどから供給される。
この出力基準電圧Ｖｏｒは、電源回路が作り込まれているＩＣの温度や、液晶表示装置６００の温度に応じて、その電圧レベルを補正することがよい。そのために、ＩＣ内の出力電圧発生回路２００やＬＣＤ駆動回路５００の温度を検出し、また、液晶表示装置６００の温度を検出する。それらの検出温度に基づいて、補正された出力電圧設定信号Ｓｖｃを電圧設定回路２１０に供給することようになっている。
バッファ増幅器２２０は、出力基準電圧Ｖｏｒに基づいて出力電圧Ｖｏを出力するものであればよく、例えばボルテージフォロアが好適である。
これら電圧設定回路２１０、バッファ増幅器２２０は、出力基準電圧Ｖｏｒや出力電圧Ｖｏを発生したり、出力するために必要かつ最低限の電圧レベルの昇圧電圧Ｖｃｈｐが供給されればよい。その必要な電圧レベルを超える昇圧電圧Ｖｃｈｐが電圧設定回路２００に供給される場合には、その超過した電圧に応じた損失が発生する。本発明では、昇圧電圧Ｖｃｈｐが、出力電圧発生回路２００が出力電圧Ｖｏを出力するに必要な電圧レベルになるように、自動的に制御される。
また、出力基準電圧Ｖｏｒは、出力電圧設定信号Ｓｖｃに関わりなく、電源回路が作り込まれているＩＣの所定箇所の温度に応じて、その電圧レベルを補正するようにしてもよい。そのために、ＩＣ内の出力電圧発生回路２００やＬＣＤ駆動回路５００の温度を電圧設定回路２１０で検出する。その検出温度に基づいて、電圧設定回路２１０が、出力基準電圧Ｖｏｒを補正することが良い。
電圧比較回路３００は、出力電圧Ｖｏに応じた検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧とを比較する少なくとも１つ（この例では３つ）の比較器３１０〜３３０を持ち、その比較器３１０〜３３０からの比較信号Ｓｃｐ（Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３）を発生する。なお、比較器３１０〜３３０としては、ヒステリシス特性を有するコンパレータを用いるようにすれば、電圧切り替え時に誤動作してしまう恐れが低減する。
電圧比較回路３００では、基準電圧発生回路３４０で発生される、順次低くなる第１基準電圧Ｖｒｅｆ１〜第３基準電圧Ｖｒｅｆ３（即ち、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１＞第２基準電圧Ｖｒｅｆ２＞第３基準電圧Ｖｒｅｆ３）と、出力電圧Ｖｏを抵抗値Ｒ１の抵抗器２３０と抵抗値Ｒ２の抵抗器２４０で分圧した検出電圧Ｖｄｅｔとを、第１〜第３比較器３１０〜３３０でそれぞれ比較し、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３を発生する。
切替制御回路４００は、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３に基づいて、ＣＨＰ昇圧回路１００の動作するＣＨＰユニットの段数を切り替える。ＣＨＰユニットの段数の切替は、ＣＨＰ昇圧回路１００の複数段のＣＨＰユニットのうちの初段ＣＨＰユニットから、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３に応じて、順次停止させて、昇圧電圧Ｖｃｈｐを出力電圧発生回路２００が出力電圧Ｖｏを出力するに必要な電圧レベルになるように制御する。
具体的には、切替制御回路４００は、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３とともに、ＣＨＰ昇圧回路１００のＣＨＰ動作に適したクロックＣＬＫが入力される。そして、動作すべきＣＨＰユニットにはクロックＣＬＫに同期して高（Ｈ）レベル・低（Ｌ）レベルに変化するＣＨＰ制御信号Ｓｃを供給する。一方、停止すべきＣＨＰユニットには所定レベル（例えば、Ｌレベル）のＣＨＰ制御信号Ｓｃを供給する。ＣＨＰ制御信号Ｓｃは、この例では、第１〜第４ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４である。
ＣＨＰ昇圧回路１００の具体的な回路例が、図２に示されている。図２において、ＣＨＰ昇圧回路１００は、第１〜第３の第１ＣＨＰユニット１１０〜１３０及び平滑ユニット１４０が従属接続されており、電源電圧Ｖｃｃを第１〜第４ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４に応じて昇圧して、昇圧電圧Ｖｃｈｐを出力する。
初段の第１ＣＨＰユニット１１０は、電源電圧Ｖｃｃが供給される入力端と出力端との間に設けられた第１スイッチ回路１１２と、一端が出力端に接続されたフライングキャパシタ１１１と、共通端Ｃがフライングキャパシタ１１１の他端に接続され、第１切替出力端Ａが基準電圧点（例、グランド）に接続され、第２切替出力端Ｂが電源電圧点（Ｖｃｃ点）に接続されており、第１スイッチ回路１１２と同じ第１ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１で操作される切替スイッチ回路１１３と、を含んで構成されている。
第２ＣＨＰユニット１２０は、第１ＣＨＰユニット１１０の出力端に接続される入力端と出力端との間に設けられた第１スイッチ回路１２２と、一端が出力端に接続されたフライングキャパシタ１２１と、共通端Ｃがフライングキャパシタ１２１の他端に接続され、第１切替出力端Ａがグランドに接続され、第２切替出力端Ｂが電源電圧点に接続されており、第１スイッチ回路１２２と同じ第２ＣＨＰ制御信号Ｓｃ２で操作される切替スイッチ回路１２３と、を含んで構成されている。
最終段である第３ＣＨＰユニット１３０は、第２ＣＨＰユニット１２０の出力端に接続される入力端と出力端との間に設けられた第１スイッチ回路１３２と、一端が出力端に接続されたフライングキャパシタ１３１と、共通端Ｃがフライングキャパシタ１３１の他端に接続され、第１切替出力端Ａがグランドに接続され、第２切替出力端Ｂが電源電圧点に接続されており、第１スイッチ回路１３２と同じ第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ３で操作される切替スイッチ回路１３３と、を含んで構成されている。
また、平滑ユニット１４０は、第３ＣＨＰユニット１３０の出力端に接続される入力端と出力端との間に設けられ、且つ第４ＣＨＰ制御信号Ｓｃ４で操作される第１スイッチ回路１４２と、一端が出力端に接続され他端がグランドに接続された平滑用キャパシタ１４１とを含んで構成されている。この平滑ユニット１４０の出力端から、昇圧電圧Ｖｃｈｐが出力される。
このＣＨＰ昇圧回路１００において、第１スイッチ回路１１２〜１４２及び切替スイッチ回路１１３〜１３３は、半導体スイッチで構成される。これらの半導体スイッチには、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタが使用される。
また、第１スイッチ回路１１２〜１４２に代えて、ダイオードや、ダイオード接続のトランジスタを用いることもできる。ただ、ＣＨＰユニット１１０〜１３０や平滑ユニット１４０における電圧降下を少なくするためには、第１スイッチ回路１１２〜１４２を用いることが好適である。
この本発明の電源回路の動作を、図３のタイミングチャートをも参照して説明する。
まず、出力電圧Ｖｏが第１電圧レンジにある場合には、検出電圧Ｖｄｅｔは第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも高い電圧レベルにあるから、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３はいずれもＨレベルにある。
これにより、切替制御回路４００は、奇数段ＣＨＰユニットである第１，第３ＣＨＰユニット１１０、１３０への第１、第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ３はクロックＣＬＫと同相で出力し、偶数段ＣＨＰユニットである第２ＣＨＰユニット１２０への第２ＣＨＰ制御信号Ｓｃ２はクロックＣＬＫと逆相で出力される。また、平滑ユニット１４０へは、最終段ユニットである第３ＣＨＰユニット１３０への第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ３と逆位相の第４ＣＨＰ制御信号Ｓｃ４が供給される。なお、平滑ユニット１４０は、電圧レンジに関係なく、同じ動作を行うことでよい。
この出力電圧Ｖｏが第１電圧レンジにある場合には、全てのＣＨＰユニット１１０〜１３０がチャージポンプ動作を行い、ＣＨＰ昇圧回路１００からの昇圧電圧Ｖｃｈｐは最も高い電圧レベルにある。
次に、出力電圧設定信号Ｓｖｏが変更されて、出力電圧Ｖｏが第２電圧レンジにある場合には、検出電圧Ｖｄｅｔは第１基準電圧Ｖｒｅｆ１と第２基準電圧Ｖｒｅｆ２との間の電圧レベルにある。したがって、第１比較信号Ｓｃｐ１がＬレベルにあり、第２、第３比較信号Ｓｃｐ２、Ｓｃｐ３はＨレベルにある。
これにより、切替制御回路４００は、第１ＣＨＰユニット１１０への第１ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１はＬレベルにある。第１ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１がＬレベルにあるときには、第１ＣＨＰユニット１１０はチャージポンプ動作を停止する。このとき、第１スイッチ回路１１２はオンし、切替スイッチ回路１１３は第１切替出力端Ａがグランドに接続される。したがって、第１ＣＨＰユニット１１０の出力端からは電源電圧Ｖｃｃが第１スイッチ回路１１２を介して出力される。
一方、第２ＣＨＰユニット１２０への第２ＣＨＰ制御信号Ｓｃ２はクロックＣＬＫと逆相で出力され、第３ＣＨＰユニット１３０への第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ３はクロックＣＬＫと同相で出力される。したがって、出力電圧Ｖｏが第２電圧レンジにある場合には、第１ＣＨＰユニット１１０が停止し、第２，第３ＣＨＰユニット１２０、１３０がチャージポンプ動作を行う。この結果、電源電圧Ｖｃｃを２段のＣＨＰユニット１２０、１３０で昇圧した昇圧電圧Ｖｃｈｐが出力される。
また、出力電圧設定信号Ｓｖｏが変更されて、出力電圧Ｖｏが第３電圧レンジにある場合には、検出電圧Ｖｄｅｔは第２基準電圧Ｖｒｅｆ２と第３基準電圧Ｖｒｅｆ３との間の電圧レベルにある。したがって、第１、第２比較信号Ｓｃｐ１、Ｓｃｐ２がＬレベルにあり、第３比較信号Ｓｃｐ３はＨレベルにある。
これにより、切替制御回路４００は、第１、第２ＣＨＰユニット１１０、１２０への第１、第２ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２はＬレベルにある。第１、第２ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１、Ｓｃ２がＬレベルにあるときには、第１、第２ＣＨＰユニット１１０、１２０はチャージポンプ動作を停止する。このとき、第１スイッチ回路１１２、１２２はオンし、切替スイッチ回路１１３、１２３は第１切替出力端Ａがグランドに接続される。したがって、第２ＣＨＰユニット１２０の出力端からは電源電圧Ｖｃｃが第１スイッチ回路１１２、１２２を介して出力される。
一方、第３ＣＨＰユニット１３０への第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ３はクロックＣＬＫと同相で出力される。したがって、出力電圧Ｖｏが第３電圧レンジにある場合には、第１、第２ＣＨＰユニット１１０、１２０が停止し、第３ＣＨＰユニット１３０がチャージポンプ動作を行う。この結果、電源電圧Ｖｃｃを１段のＣＨＰユニット１３０で昇圧した昇圧電圧Ｖｃｈｐが出力される。
また、出力電圧設定信号Ｓｖｏが変更されて、出力電圧Ｖｏが第４電圧レンジにある場合には、検出電圧Ｖｄｅｔは第３基準電圧Ｖｒｅｆ３よりも低い電圧レベルにある。したがって、第１〜第３比較信号Ｓｃｐ１〜Ｓｃｐ３が全てＬレベルにある。
これにより、切替制御回路４００は、第１〜第３ＣＨＰユニット１１０〜１３０への第１〜第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ３はＬレベルにある。第１〜第３ＣＨＰ制御信号Ｓｃ１〜Ｓｃ３がＬレベルにあるときには、第１〜第３ＣＨＰユニット１１０〜１３０はチャージポンプ動作を停止する。このとき、第１スイッチ回路１１２、１２２、１３２はオンし、切替スイッチ回路１１３、１２３、１３３は第１切替出力端Ａがグランドに接続される。したがって、第３ＣＨＰユニット１３０の出力端からは電源電圧Ｖｃｃが第１スイッチ回路１１２、１２２、１３２を介して出力される。
この第４電圧レンジでは、全てのＣＨＰユニット１１０〜１３０が停止し、電源電圧Ｖｃｃが各第１スイッチ回路１１２〜１４２を介して出力される。なお、この第４電圧レンジでは、第４ＣＨＰ制御信号Ｓｃ４もＬレベルとし、第１スイッチ回路１４２をオンさせることとしてもよい。
なお、以上の説明では、出力電圧Ｖｏが第１電圧レベルから第４電圧レベルに順次変更される場合について説明したが、この電圧レベルの変更は任意に行うことができる。
このように、本発明では、ＣＨＰ昇圧回路１００で昇圧された昇圧電圧Ｖｃｈｐを、出力電圧発生回路２００で所望の出力電圧Ｖｏに変換して、複数の異なった電圧を必要とするＬＣＤ駆動回路５００等の負荷回路に、駆動電圧として供給するとともに、昇圧電圧Ｖｃｈｐが所望出力電圧に対応する電圧レベルに自動的に制御される。したがって、出力電圧発生回路２００には出力している出力電圧Ｖｏに自動的に対応した電圧レベルの昇圧電圧Ｖｃｈｐが供給されるから、電力損失が低減され、効率が向上する。
また、出力電圧発生回路２００に、所望出力電圧Ｖｏを発生させるための出力電圧設定信号Ｓｖｏを与えるだけでよい。そして、停止されるＣＨＰユニットのスイッチングが自動的に停止されるから、スイッチング損失をも低減できる。したがって、効率がより向上する。
また、本発明の電源回路等を制御するＣＰＵなど外部の制御装置は、ＬＣＤ駆動回路等の負荷回路が、その時点で必要とする電圧レベルに対応する出力電圧設定信号を与えるのみでよいから、制御のための負担が少なくなる。よって、外部の制御装置（例、ＣＰＵ）の能力を他の用途に振り向けることが可能になる。
また、以上の説明では、出力電圧Ｖｏの電圧レベルに応じてＣＨＰ動作を停止させるＣＨＰユニットを初段から順次行うこととしているが、逆に、切替制御回路４００は、複数段のＣＨＰユニットのうちの最終段ＣＨＰユニットから、比較信号に応じて、順次停止させて昇圧電圧Ｖｃｈｐを制御するようにしてもよい。この場合には、切替制御回路４００での制御ロジックを変更するのみで簡単に変更できる。
また、昇圧回路１００のＣＨＰユニットは、各ユニット毎に制御されることとして説明したが、複数昇圧ユニットを単位として、その複数ユニットを同時に制御するものでも構わない。
また、図１では、１つの電源回路のみを示しているが、複数の電源回路を備えるようにしてもよい。この場合には、負荷回路（即ち、ＬＣＤ駆動回路）に異なった電圧レベルの、複数の出力電圧を同時に供給することができる。
図４は、本発明の他の実施例に係る、ＣＨＰ昇圧回路を用いた電源回路と、液晶表示装置（ＬＣＤ）を備えた携帯機器の構成を示す図である。この図４において、図１と異なる点は、電圧設定回路２１０に温度信号Ｓｔが、出力電圧設定信号Ｓｖｏとは別に供給されることである。この温度信号Ｓｔは、ＬＣＤ駆動回路５００や液晶表示パネル６００の温度に応じた信号であり、また、電源回路７００の所定箇所の温度に応じた信号である。
そして、電圧設定回路２１０では、出力電圧設定信号Ｓｖｏを温度信号Ｓｔに応じて補正した出力基準電圧Ｖｏｒを出力する。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
本発明に係る電源回路は、昇圧電圧を所定の電圧レベルに変換して出力する出力電圧発生回路とを有する電源回路において、その出力電圧に応じて昇圧電圧を制御するとともに、制御信号に応じて出力電圧を細やかに制御する。また、その電源回路を用いて、見やすく且つ使用時間の長い携帯機器を提供できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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