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    Gemäß der Ladungspumpschaltung ist eine Konstantstromlade- und -entladeschaltung, die Folgeschaltungen verwendet, an Strompfaden beim Laden und Entladen eines Kondensators zur Aufstufung zwischengeordnet. Transistoren der Folgeschaltungen werden abwechselnd entsprechend einem Taktsignal, das von einem Signaleingangsabschnitt eingegeben wird, zum Schalten zur Verbindung des Kondensators zur Aufstufung und zum Einschränken eines Stroms in Kooperation mit Widerständen oder ähnlichem eingeschaltet.According to the charge pump circuit, a constant current charging and discharging circuit using sequential circuits is interposed on current paths when charging and discharging a capacitor for gradation. Transistors of the sequential circuits are alternately turned on according to a clock signal input from a signal input section for switching to connect the capacitor for stepping up and for restricting a current in cooperation with resistors or the like.
    公开号:DE102004007182A1
    申请号:DE200410007182
    申请日:2004-02-13
    公开日:2004-09-23
    发明作者:Isao Yokkaichi Isshiki；Shuji Yokkaichi Mayama
    申请人:Sumitomo Wiring Systems Ltd；AutoNetworks Technologies Ltd；Sumitomo Electric Industries Ltd；
    IPC主号:H02M3-07
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betriffteine Ladungspumpschaltung, beispielsweise eine Ladungspumpschaltungzur Anbringung an einem Fahrzeug.The present invention relates toa charge pump circuit, for example a charge pump circuitfor mounting on a vehicle.
    [0002] 4 istein Schaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung aus dem Standder Technik. Wie es in 4 gezeigtist, enthältdie Ladungspumpschaltung erste und zweite Dioden 101, 103, ersteund zweite Kondensatoren 105, 107, erste und zweiteSchalter 109, 111 und einen Widerstand 113 zumAufstufen (stepping up) einer Energieversorgungsspannung (Strom),die von einem Eingangsabschnitt 115 eingegeben wird, umvon einem Ausgangsabschnitt 117 durch alternierendes periodischesLeiten bzw. Durchleiten der ersten und zweiten Schalter 109, 111 ausgegebenzu werden. 4 Figure 3 is a circuit diagram of a prior art charge pump circuit. Like it in 4 is shown, the charge pump circuit includes first and second diodes 101 . 103 , first and second capacitors 105 . 107 , first and second switches 109 . 111 and a resistance 113 for stepping up a power supply voltage (current) from an input section 115 is input to from an output section 117 by alternately routing the first and second switches 109 . 111 to be spent.
    [0003] Wenn der erste Schalter 109 leitendist, fließt Stromvom Eingangsabschnitt 115 entlang eines Pfades P1, undwenn der zweite Schalter 111 leitend ist, wird ein Strom,der in dem Kondensator 105 geladen ist, entladen, und esfließtein Strom vom Eingangsabschnitt 115 entlang eines PfadesP2 und der dadurch aufgestufte Strom wird dem Ausgangsabschnitt 117 bereitgestellt.If the first switch 109 is conductive, current flows from the input section 115 along a path P1, and if the second switch 111 is conductive, there is a current in the capacitor 105 is charged, discharged, and a current flows from the input section 115 along a path P2 and the current stepped up becomes the output section 117 provided.
    [0004] Gemäß der Ladungspumpschaltungdes Standes der Technik der 4 wirdjedoch entsprechend dem Schalten zum Abschneiden bzw. Ausschaltenund Leiten bzw. Durchleiten der ersten und zweiten Schalter 109, 111,wie es in 5 gezeigtist, ein Strom, der in der Kondensator 105 fließt (insbesonderedie Größe des Stroms)schnell geändert. Insbesonderewird in Momenten der Leitung der jeweiligen Schalter 109, 111 einStrom, der in der Kondensator 105 fließt, innerhalb einer sehr kurzenZeitdauer erhöhtund erniedrigt, und daher wird an einer Energieversorgungsleitungbeachtliches Rauschen erzeugt, wodurch im Falle der Ladungspumpschaltungzur Anbringung an einem Fahrzeug eine andere in einem Fahrzeug angebrachteVorrichtung eines Radios gefährdetoder ähnlichesverursacht.According to the prior art charge pump circuit of 4 However, according to the switching for cutting or switching off and conducting or passing through the first and second switches 109 . 111 as it is in 5 is shown a current flowing in the capacitor 105 flows (especially the size of the current) changed quickly. In particular, at moments of line the respective switch 109 . 111 a current flowing in the capacitor 105 flows, increases and decreases within a very short period of time, and therefore considerable noise is generated on a power supply line, whereby in the case of the charge pump circuit for attachment to a vehicle, another device of a radio mounted in a vehicle is endangered or the like.
    [0005] Hier entspricht eine Zeitdauer Tader 5 einer Zeitdauerdes Leitens des ersten Schalters 109 und eine ZeitdauerTb einer Zeitdauer des Leitens des zweiten Schalters 111.Here, a time period corresponds to Ta 5 a period of time of conducting the first switch 109 and a period Tb of a period of conducting the second switch 111 ,
    [0006] Obwohl als eine Gegenmaßnahme zurVerhinderung eines derartigen Rauschens eine Einheit wie z.B. einFilter zum Einfügenin den Strompfad denkbar ist, besteht durch Hinzufügen desFilters außerdemein Nachteil darin, dass sich deren Kosten oder Dimensionen oderGewicht erhöhen.Although as a countermeasure toPreventing such noise a unit such as onPaste filteris conceivable in the current path, consists of adding theFilters as wella disadvantage in that their costs or dimensions orIncrease weight.
    [0007] Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung,eine Ladungspumpschaltung anzugeben, die das Rauschen verringertund die Kosten, Dimensionen und das Gewicht einschränkt.It is therefore an object of the inventionto provide a charge pump circuit that reduces noiseand limits the cost, dimensions and weight.
    [0008] Gemäß einem Aspekt der Erfindungenthält eineLadungspumpschaltung erste und zweite Dioden, die in Serie zwischeneinem Eingangsabschnitt zum Empfangen einer E nergieversorgungseingabe anein aufzustufendes Objekt und einen Ausgangsabschnitt zum Ausgebeneiner aufgestuften Spannung angeordnet sind, so dass eine Vorwärtsrichtung einerjeweiligen Diode zu einer Seite des Ausgangsabschnitts gerichtetist, einen Kondensator, der an einem Verbindungspfad zwischen einemVerbindungsabschnitt der ersten Diode an einer Seite des Ausgangsabschnittsund einer Masse angeordnet ist, wobei die erste Diode an einer Seitedes Eingangsabschnitts hinsichtlich der zweiten Diode angeordnet ist,wobei der Kondensator zwei Verbindungsabschnitte aufweist, einenersten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen einem der Verbindungsabschnitte des Kondensators und derMasse, einem zweiten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensators und demEingangsabschnitt, und eine Ansteuerung zum abwechselnden Leitendes ersten Schalters und des zweiten Schalters in zueinander entgegengesetztenPhasen. Vorzugsweise ist eine Konstantstromlade- und -entladeschaltung,die eine Folgeschaltung verwendet, zwischen bzw. an irgendeinerPosition an einem ersten Pfad, durch den ein Strom fließt, wennein Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnitt desKondensators und der Masse durch den ersten Schalter geleitet wirdund ein Strom vom Eingangsabschnitt den Kondensator lädt, undirgendeiner Position an einem zweiten Pfad, durch den ein Stromfließt,wenn der Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnittdes Kondensators und dem Eingangsabschnitt durch den zweiten Schaltergeleitet wird und die Kondensator entladen wird, angeordnet ist,wobei die Folgeschaltung einen Transistor, der zwischen bzw. anirgendeiner Position am ersten Pfad und dem zweiten Pfad zum Steuerneiner Größe einesfließendenStroms, der durch die Pfade fließt, angeordnet ist, und einenWiderstand enthält,der in Serie mit dem Transistor an einer Seite stromauf oder einer Seite stromabin einer Stromflussrichtung des Transistors verbunden ist.According to one aspect of the inventioncontains oneCharge pump circuit first and second diodes in series betweenan input section for receiving a power supply inputan object to be graded and an output section for outputa stepped voltage are arranged so that a forward direction of arespective diode directed to one side of the output sectionis a capacitor connected to a connection path between aConnection section of the first diode on one side of the output sectionand a ground is arranged, the first diode on one sidethe input section is arranged with respect to the second diode,the capacitor having two connection sections, onefirst switch for guiding and cutting a connection pathbetween one of the connecting portions of the capacitor and theGround, a second switch for routing and cutting a connection pathbetween the one connecting portion of the capacitor and theInput section, and a control for alternate routingof the first switch and the second switch in opposite to each otherPhases. A constant current charging and discharging circuit is preferablywhich uses a sequential circuit between or at any onePosition on a first path through which a current flows whena connection path between the one connection section of theCapacitor and ground is passed through the first switchand a current from the input section charges the capacitor, andany position on a second path through which a streamflows,if the connection path between the one connection sectionof the capacitor and the input section through the second switchis conducted and the capacitor is discharged, is arrangedthe sequential circuit being a transistor connected between or onany position on the first path and the second path for steeringone size oneflowingCurrent flowing through the paths is arranged, and oneContains resistance,the one in series with the transistor on one side upstream or one side downstreamis connected in a current flow direction of the transistor.
    [0009] Gemäß einem anderen Aspekt derErfindung enthälteine Ladungspumpschaltung erste und zweite Dioden, die in Seriezwischen einem Eingangsabschnitt zum Empfangen einer Energieversorgungseingabean ein aufzustufendes Objekt und einem Ausgangsabschnitt zum Ausgebeneiner aufgestuften Spannung angeordnet sind, so dass eine Vorwärtsrichtungeiner jeweiligen Diode zu einer Seite des Ausgangsabschnitts gerichtetist, einen Kondensator, der zwischen bzw. an einem Verbindungspfad zwischeneinem Verbindungsabschnitt der ersten Diode an einer Seite des Ausgangsabschnittsund einer Masse angeordnet ist, wobei die erste Diode an einer Seitedes Eingangsabschnitts hinsichtlich der zweiten Diode angeordnetist, wobei der Kondensator zwei Verbindungsabschnitte aufweist,einen ersten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen einem der Verbindungsabschnitte des Kondensators und derMasse, einen zweiten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensators und demEingangsabschnitt, und eine Ansteuerung zum abwechselnden Leitendes ersten Schalters und des zweiten Schalters in zueinander entgegengesetztenPhasen. Vorzugsweise ist eine Konstantstromlade- und -entladeschaltung,die eine Stromspiegelschaltung verwendet, an irgendeiner Positionan einem ersten Pfad, durch den ein Strom fließt, wenn ein Verbindungspfadzwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensators und derMasse durch den ersten Schalter geleitet wird und ein Strom vomEingangsabschnitt den Kondensator lädt, und irgendeiner Positionan einem zweiten Pfad, durch den ein Strom fließt, wenn der Verbindungspfadzwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensators und demEingangsabschnitt durch den zweiten Schalter geleitet wird und derKondensator entladen wird, vorgesehen ist.According to another aspect of the invention, a charge pump circuit includes first and second diodes that are connected in series between an input section for receiving a power supply input to an object to be stepped and an output section for outputting a stepped th voltage are arranged so that a forward direction of each diode is directed to one side of the output portion, a capacitor disposed between a connection path between a connection portion of the first diode on one side of the output portion and a ground, the first Diode is arranged on one side of the input section with respect to the second diode, the capacitor having two connection sections, a first switch for conducting and cutting off a connection path between one of the connection sections of the capacitor and the ground, a second switch for conducting and cutting off a connection path between the a connecting section of the capacitor and the input section, and a driver for alternately conducting the first switch and the second switch in mutually opposite phases. Preferably, a constant current charging and discharging circuit using a current mirror circuit is at some position on a first path through which a current flows when a connecting path between the one connecting portion of the capacitor and the ground is passed through the first switch and a current from Input section charges the capacitor, and any position on a second path through which a current flows when the connection path between the one connection section of the capacitor and the input section is passed through the second switch and the capacitor is discharged is provided.
    [0010] Die vorliegende Erfindung kann einfachermit Bezug auf die zugehörigenZeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:The present invention can be done more simplywith respect to the relatedDrawings are described. Show it:
    [0011] 1 einSchaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß einerersten Ausführungsformder Erfindung, 1 2 shows a circuit diagram of a charge pump circuit according to a first embodiment of the invention,
    [0012] 2 einSchaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß einerzweiten Ausführungsformder Erfindung, 2 1 shows a circuit diagram of a charge pump circuit according to a second embodiment of the invention,
    [0013] 3 einSchaltungsdiagramm, das eine Situation eines sich änderndenStroms, der an einem Kondensator zur Aufstufung fließt, zeigt, 3 FIG. 2 is a circuit diagram showing a situation of a changing current flowing on a step-up capacitor;
    [0014] 4 einSchaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß dem Standder Technik, und 4 a circuit diagram of a charge pump circuit according to the prior art, and
    [0015] 5 einDiagramm, das eine Situation eines sich ändernden Stroms, der an einemKondensator zum Aufstufen fließt,zeigt. 5 a diagram showing a situation of a changing current flowing on a step-up capacitor.
    [0016] 1 istein Schaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß einerersten Ausführungsformder Erfindung. Wie es in 1 gezeigtist, enthältdie Ladungspumpschaltung eine erste bis eine dritte Diode D1 bisD3, erste und zweite Kondensatoren C1, C2, erste und zweite TransistorenTr1, Tr2, erste bis sechste Widerstände R1 bis R6, eine ZenerdiodeZD1 und eine Ansteuerschaltung (Ansteuerung), die nicht dargestelltist, zum Ansteuern der Transistoren Tr1, Tr2. Von diesen entsprichtder Kondensator C1 einem erfindungsgemäßen Aufstufungskondensator.Außerdembilden eine Kombination des Transistors Tr1 und des WiderstandsR5 und eine Kombination des Transistors Tr2 und des WiderstandsR6 eine jeweilige erfindungsgemäße Folgeschaltung 1, 3,und die Folgeschaltungen 1, 3, die Widerstände R1 bisR3 und die Diode D3 bilden eine Konstantstromlade- und -entladeschaltung 5.Außerdemdienen die Transistoren Tr1, Tr2 auch als erfindungsgemäße ersteund zweite Schalter. Außerdem werdenein NPN-Bipolartransistorfür denTransistor Tr1 und ein PNP-Bipolartransistorfür denTransistor Tr2 verwendet. 1 10 is a circuit diagram of a charge pump circuit according to a first embodiment of the invention. Like it in 1 is shown, the charge pump circuit contains a first to a third diode D1 to D3, first and second capacitors C1, C2, first and second transistors Tr1, Tr2, first to sixth resistors R1 to R6, a Zener diode ZD1 and a drive circuit (drive), which is not shown, for driving the transistors Tr1, Tr2. Of these, the capacitor C1 corresponds to a step-up capacitor according to the invention. In addition, a combination of transistor Tr1 and resistor R5 and a combination of transistor Tr2 and resistor R6 form a respective sequential circuit according to the invention 1 . 3 , and the subsequent circuits 1 . 3 , the resistors R1 to R3 and the diode D3 form a constant current charging and discharging circuit 5 , In addition, the transistors Tr1, Tr2 also serve as first and second switches according to the invention. In addition, an NPN bipolar transistor for transistor Tr1 and a PNP bipolar transistor for transistor Tr2 are used.
    [0017] Außerdem ist die Ladungspumpschaltung gemäß der erstenAusführungsformzur Anbringung an einem Fahrzeug vorgesehen und wird zum Ansteuerneines Gates eines FET zum Steuern einer Energieversorgung zum Steuerneines Stromflusszustandes eines Energieversorgungsstroms, der einer Lastvon einer Energieversorgungsleitung zugeführt wird, verwendet. In diesemFall ist der FET zum Steuern der Energieversorgung an einer Seitestromauf (hohe Seite) in einer Stromflussrichtung der Last vorgesehen,und eine Energieversorgungsleitung der Ladungspumpschaltung unddie Energieversorgungsleitungen der jeweiligen Lasten werden gemeinsamgemacht (made common), um den Aufbau zu vereinfachen.In addition, the charge pump circuit is according to the firstembodimentintended for attachment to a vehicle and is used for drivinga gate of an FET for controlling an energy supply for controllinga current flow state of a power supply current, that of a loadis supplied from a power supply line used. In thisThe case is the FET for controlling the energy supply on one sideprovided upstream (high side) in a current flow direction of the load,and a power supply line of the charge pump circuit andthe power supply lines of the respective loads become commonmade (common) to simplify the construction.
    [0018] Die ersten und zweiten Dioden D1,D2 sind in Serie zwischen einem Eingangsabschnitt 11 zum Empfangeneiner Energieversorgungseingabe eines Objekts zur Aufstufung undeinem Ausgangsabschnitt 13 zum Ausgeben einer aufgestuftenSpannung angeordnet, so dass eine Vorwärtsrichtung in Richtung einerSeite des Ausgangsabschnitts 13 ausgebildet und die ersteDiode D1 an einer Seite des Eingangsabschnitts 11 angeordnetist.The first and second diodes D1, D2 are in series between an input section 11 for receiving power supply input to a grading object and an output section 13 arranged to output a stepped voltage so that a forward direction toward one side of the output portion 13 formed and the first diode D1 on one side of the input section 11 is arranged.
    [0019] Der Kondensator C1 ist zwischen bzw.an einem Verbindungspfad zwischen einem Verbindungsabschnitt derDiode D1 an der Seite des Ausgangsabschnitts 13 und derMasse angeordnet. Der Kondensator C2 ist zwischen einem Verbindungsabschnittder Diode D2 an der Seite des Ausgangsabschnitts 13 unddem Eingangsabschnitt 11 angeordnet. Die Zenerdiode ZD1ist so parallel zum Kondensator C2 geschaltet, dass eine Vorwärtsrichtungin Richtung der Seite des Ausgangsabschnitts 13 ausgelegtist. Außerdemkönnender Kondensator C2 und die Zehnerdiode ZD1 in Abhängigkeitvon der jeweiligen Verwendung oder ähnlichem der Ladungspumpschaltungweggelassen werden.The capacitor C1 is between a connection path between a connection portion of the diode D1 on the output portion side 13 and arranged the mass. The capacitor C2 is between a connection portion of the diode D2 on the output portion side 13 and the entrance section 11 arranged. The Zener diode ZD1 is connected in parallel to the capacitor C2 so that a forward direction toward the side of the output section 13 is designed. In addition, the capacitor C2 and the zener diode ZD1 may be omitted depending on the use or the like of the charge pump circuit.
    [0020] Der Transistor Tr1 und der WiderstandR5 sind in Serie zwischen bzw. an dem Verbindungspfad zwischen einemVerbindungsabschnitt an einer Seite der beiden Verbindungsabschnittedes Kondensators C1 und der Masse angeordnet, so dass der TransistorTr1 an der Seite des Kondensator C1 angeordnet ist. D.h., dass einKollektor des Transistors Tr1 mit dem Verbindungsabschnitt an derSeite des Kondensator C1 verbunden ist, und ein Emitter des TransistorsTr1 überden Widerstand R5 mit der Masse verbunden ist. Eine Basis des TransistorsTr1 ist mit einem Signaleingangsabschnitt 15 in Richtungeiner Seite des Signaleingangsabschnitts 15 durch die DiodeD3 in der Vorwärtsrichtung, über denWiderstand R3 mit dem Eingangsabschnitt 11 und über denWiderstand R4 mit der Masse verbunden.The transistor Tr1 and the resistor R5 are arranged in series between the connection path between a connection section on one side of the two connection sections of the capacitor C1 and the ground, so that the transistor Tr1 is arranged on the side of the capacitor C1. That is, a collector of the transistor Tr1 is connected to the connection portion on the side of the capacitor C1, and an emitter of the transistor Tr1 is connected to the ground via the resistor R5. A base of the transistor Tr1 is provided with a signal input section 15 towards one side of the signal input section 15 through the diode D3 in the forward direction, through the resistor R3 with the input section 11 and connected to ground via resistor R4.
    [0021] Der Transistor Tr2 und der WiderstandR6 sind in Serie zwischen dem Verbindungsabschnitt an der Seitedes Kondensator C1 und dem Eingangsabschnitt 11 angeordnet,so dass der Transistor Tr2 an der Seite des Kondensators C1 angeordnetist. D.h., dass ein Kollektor des Transistors Tr2 mit dem Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C1 und ein Emitter des TransistorsTr2 über denWiderstand R6 mit dem Eingangsabschnitt 11 verbunden ist.Eine Basis des Transistors Tr2 ist über den Widerstand R1 mit demEingangsabschnitt 11 und über den Widerstand R2 mit demSignaleingangsabschnitt 15 verbunden.The transistor Tr2 and the resistor R6 are in series between the connection section on the capacitor C1 side and the input section 11 arranged so that the transistor Tr2 is arranged on the side of the capacitor C1. That is, a collector of the transistor Tr2 with the connection section on the side of the capacitor C1 and an emitter of the transistor Tr2 via the resistor R6 with the input section 11 connected is. A base of the transistor Tr2 is connected to the input section via the resistor R1 11 and through resistor R2 to the signal input section 15 connected.
    [0022] Im Folgenden werden die Funktionund der Betrieb jeweiliger Abschnitte der Ladungspumpschaltung gemäß der erstenAusführungsformder Erfindung erläutert.The following are the functionand the operation of respective portions of the charge pump circuit according to the firstembodimentof the invention explained.
    [0023] In den Signaleingangsabschnitt 15 wirdein Steuersignal (Taktsignal) eingegeben. Das Taktsignal ist einSignal zum periodischen und abwechselnden Einschalten und Ausschaltender Transistoren Tr1, Tr2, um einen Zustand der Verbindung des KondensatorsC1 mit der Masse oder dem Eingangsabschnitt 11 zu schalten,und wird periodisch auf hoch, niedrig (high, low) geschaltet.In the signal input section 15 a control signal (clock signal) is input. The clock signal is a signal for periodically and alternately turning the transistors Tr1, Tr2 on and off to establish a state of connection of the capacitor C1 to the ground or the input portion 11 to switch, and is periodically switched to high, low (high, low).
    [0024] Als Grundbetrieb der Ladungspumpschaltungwerden die Transistoren Tr1, Tr2 entsprechend dem Taktsignal, dasvon dem Signaleingangsabschnitt 15 eingegeben wird, periodischabwechselnd eingeschaltet, wodurch der Zustand einer Verbindungdes Kondensators C1 mit der Masse oder dem Eingangsabschnitt 11 abwechselndnormal und umgekehrt geschaltet wird.As the basic operation of the charge pump circuit, the transistors Tr1, Tr2 are corresponding to the clock signal from the signal input section 15 is entered, periodically alternately turned on, whereby the state of connection of the capacitor C1 to the ground or the input portion 11 alternately normal and vice versa.
    [0025] Hier werden jeweilige Widerstandswerte oder ähnlichesder WiderständeR3, R4, R5 auf Werte derart eingestellt, dass gemäß dem Schaltendes Taktsignals, das in den Signaleingangsabschnitt 15 eingegebenwird, auf hoch, niedrig ein Hauptpfad eines Stroms, der vom Eingangsabschnitt 11 über den WiderstandR3 fließt,abwechselnd zu einem Pfad eines Flusses zur Masse über dieBasis, den Emitter des Transistors Tr1 und den Widerstand R5 undeinem Pfad zum Fließenzum Signaleingangsabschnitt 15 über die Diode D3 geschaltet.Here, respective resistance values or the like of the resistors R3, R4, R5 are set to values such that, according to the switching of the clock signal, which in the signal input section 15 is entered on high, low a main path of a current coming from the input section 11 flows through the resistor R3 alternately to a path of a flow to the ground through the base, the emitter of the transistor Tr1 and the resistor R5 and a path to flow to the signal input section 15 switched via the diode D3.
    [0026] Durch Einstellen auf diese Weisewird, wenn das Taktsignal auf einem hohen Pegel liegt, gemäß der Änderungeines Potentials des Signaleingangsabschnitts 15 auf denhohen Pegel ein Pfad eines Stroms, der vom Eingangsabschnitt 11 zumSignaleingangsabschnitt 15 über den Widerstand R3 und dieDiode D3 fließt,abgeschnitten, wodurch ein Strom zwischen der Basis und den Emitterdes Transistors Tr1 vom Eingangsabschnitt 11 über denWiderstand R3 fließt,um dadurch den Transistor Tr1 einzuschalten. Außerdem wird im Gegensatz dazu, wenndas Taktsignal auf einem niedrigen Pegel ist, gemäß der Änderungdes Potentials des Signaleingangsabschnitts 15 auf denniedrigen Pegel der Pfad eines Stroms, der vom Eingangsabschnitt 11 zumSignaleingangsabschnitt 15 über den Widerstand R3 und dieDiode D3 fließt,geöffnet,wodurch der Strom, der vom Eingangsabschnitt 11 zur Basisdes Transistors Tr1 überden Widerstand R3 fließt,abgeschnitten und der Transistor Tr1 ausgeschaltet wird.By setting in this way, when the clock signal is at a high level, according to the change in a potential of the signal input section 15 to the high level a path of a current coming from the input section 11 to the signal input section 15 flows through resistor R3 and diode D3, cut off, causing a current between the base and emitter of transistor Tr1 from the input section 11 flows through the resistor R3, thereby turning on the transistor Tr1. In addition, on the contrary, when the clock signal is at a low level, according to the change in the potential of the signal input section 15 to the low level the path of a current coming from the input section 11 to the signal input section 15 flows through resistor R3 and diode D3, causing the current flowing from the input section 11 to the base of transistor Tr1 flows through resistor R3, cut off and transistor Tr1 is turned off.
    [0027] Außerdem werden jeweilige Widerstandswerteoder ähnlichesder WiderständeR1, R2, R6 auf Werte derart eingestellt, dass entsprechend dem Schaltendes Taktsignals, das in den Signaleingangsabschnitt 15 eingegebenwird, auf hoch, niedrig das Vorhandensein oder die Abwesenheit einesStromflusses zum Eingangsabschnitt 15 über den Widerstand R6, denEmitter und die Basis des Transistors Tr2 und den Widerstand R2geschaltet.In addition, respective resistance values or the like of the resistors R1, R2, R6 are set to values such that according to the switching of the clock signal that is input to the signal input section 15 is entered, high, low, the presence or absence of current flow to the input section 15 connected through the resistor R6, the emitter and the base of the transistor Tr2 and the resistor R2.
    [0028] Durch Einstellen auf diese Weisewird, wenn das Taktsignal auf einem hohen Pegel liegt, gemäß der Änderungdes Potentials des Signaleingangsabschnitts 15 auf denhohen Pegel ein Fluss eines Stroms, der vom Eingangsabschnitt 11 zumSignaleingangsabschnitt 15 über den Widerstand R6, den Emitterund die Basis des Transistors Tr2 und den Widerstand R2 fließt, abgeschnittenund der Transistor Tr2 ausgeschaltet. Außerdem wird im Gegensatz da zu,wenn das Taktsignal auf dem niedrigen Pegel liegt, entsprechendder Änderungdes Potentials des Signaleingangsabschnitts 15 auf denniedrigen Pegel ein Fluss eines Stroms, der vom Eingangsabschnitt 11 zumSignaleingangsabschnitt 15 über den Widerstand R6, denEmitter und die Basis des Transistors Tr2 und den Widerstand R2fließt,erzeugt und der Transistor Tr2 eingeschaltet.By setting in this manner, when the clock signal is at a high level, according to the change in the potential of the signal input section 15 to the high level a flow of a current flowing from the input section 11 to the signal input section 15 through the resistor R6, the emitter and the base of the transistor Tr2 and the resistor R2 flows, cut off and the transistor Tr2 turned off. In addition, in contrast, when the clock signal is at the low level, corresponding to the change in the potential of the signal input section 15 to the low level, a flow of current flowing from the input section 11 to the signal input section 15 through resistor R6, the emitter and base of transistor Tr2 and resistor R2 flows, and transistor Tr2 is turned on.
    [0029] Daher wird, wenn das Taktsignal aufdem hohen Pegel liegt, währendder Transistor Tr1 eingeschaltet wird und der Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C1 über den Transistor Tr1 undden Widerstand R5 zur Masse geleitet wird, der Transistor Tr2 ausgeschaltet,ein Intervall zwischen dem Verbindungsabschnitt an der Seite desKondensators C1 und dem Eingangsabschnitt 11 wird abgeschnitten,wobei dementsprechend ein Strom vom Eingangsabschnitt 11 voneinem Pfad P1 fließt,um dadurch den Kondensator C1 zu laden. Wenn andererseits das eingegebeneTaktsignal auf dem niedrigen Pegel liegt, während der Transistor Tr1 ausgeschaltetwird und ein Intervall zwischen dem Verbindungsabschnitt an derSeite des Kondensators C1 und der Masse abgeschnitten wird, derTransistor Tr2 eingeschaltet, das Intervall zwischen dem Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C1 und dem Eingangsabschnitt 11 wirddurch den Transistor Tr2 und dem Widerstand R6 geleitet, wobei dementsprechendein Strom, der in dem Kondensator C1 geladen ist, entladen wird,und ein Strom vom Eingangsabschnitt 11 entlang eines PfadesP2 fließt, umdadurch einen aufgestuften Strom dem Ausgangsabschnitt 13 bereitzustellen.Therefore, when the clock signal is at the high level while the transistor Tr1 is turned on and the connection portion on the capacitor C1 side is grounded through the transistor Tr1 and the resistor R5, the transistor Tr2 is turned off, an interval between the connection portion on the side of the capacitor C1 and the input section 11 is cut off, correspondingly a current from the input section 11 flows from a path P1, thereby charging the capacitor C1. On the other hand, when the input clock signal is at the low level while the transistor Tr1 is turned off and an interval between the connection portion on the capacitor C1 side and the ground is cut off, the transistor Tr2 is turned on, the interval between the connection portion on the capacitor C1 side and the input portion 11 is passed through transistor Tr2 and resistor R6, accordingly discharging a current charged in capacitor C1 and a current from the input section 11 flows along a path P2, thereby passing a stepped current to the output section 13 provide.
    [0030] Es wird eine Erläuterung hinsichtlich eines Strombegrenzungsbetriebsdurch die Konstantstromlade- und – entladeschaltung 5 gegeben.An den Folgeschaltungen 1, 3 bewirken die TransistorenTr1, Tr2 eine Größe einesfließendenStroms gemäß dem Basisstromfluss.Daher wird im Falle, in dem sich ein Strom, der in dem Pfad P1 fließt, erhöht, wennder Transistor Tr1 eingeschaltet wird, gemäß einer Größe eines Stroms, der am WiderstandR5 fließt,ein Emitterpotential des Transistors Tr1 in Bezug auf die Basisspannungangehoben, wobei dementsprechend der Basisstrom begrenzt wird, wasdazu führt, dassauch ein Stromfluss des Transistors Tr1 begrenzt wird, um dadurchden Stromfluss am Pfad P1 zu begrenzen. Außerdem wird in dem Fall, indem sich ein Strom, der im Pfad P1 fließt, verringert, wenn der TransistorTr1 eingeschaltet wird, entsprechend einer Verringerung der Größe einesStromflusses am Widerstand R5 das Emitterpotential des Transistors Tr1in Bezug auf die Basisspannung verringert, wobei sich dementsprechendder Basisstrom erhöht,was dazu führt,dass sich außerdemein Stromfluss des Transistors Tr1 erhöht, wodurch der Stromflussam Pfad P1 stabilisiert wird.Explanation will be made regarding current limiting operation by the constant current charging and discharging circuit 5 given. On the subsequent circuits 1 . 3 the transistors Tr1, Tr2 cause a magnitude of a flowing current according to the base current flow. Therefore, in the case where a current flowing in the path P1 increases when the transistor Tr1 is turned on, an emitter potential of the transistor Tr1 is raised with respect to the base voltage according to a magnitude of a current flowing through the resistor R5 Accordingly, the base current is limited, which means that a current flow of the transistor Tr1 is also limited, thereby limiting the current flow on the path P1. In addition, in the case where a current flowing in the path P1 is decreased when the transistor Tr1 is turned on, the emitter potential of the transistor Tr1 is decreased with respect to the base voltage in accordance with a decrease in the amount of current flow through the resistor R5 The base current increases accordingly, which also leads to an increase in the current flow of the transistor Tr1, as a result of which the current flow on the path P1 is stabilized.
    [0031] Währenddessen wird in dem Fall, in dem sich ein Strom, der im Pfad P2 fließt, erhöht, wenn derTransistor Tr2 eingeschaltet wird, entsprechend einer Größe einesStromflusses am Widerstand R6 das Emitterpotential des TransistorsTr2 in Bezug auf die Basisspannung verringert, wobei dementsprechendder Basisstrom begrenzt wird, was dazu führt, dass außerdem einStromfluss des Transistors Tr2 begrenzt wird, um dadurch einen Stromflussam Pfad P2 zu begrenzen. In dem Fall, in dem sich ein Strom, derim Pfad im P2 fließt,verringert, wenn der Transistor Tr2 eingeschaltet wird, wobei dementsprechend miteiner Verringerung einer Größe einesStromflusses am Widerstand R6 das Emitterpotential des TransistorsTr2 in Bezug auf die Basisspannung angehoben wird, wobei sich dementsprechendder Basisstrom erhöht,was dazu führt,dass sich außerdem derStromfluss des Transistors Tr2 erhöht, um dadurch einen Stromflussam Pfad P2 zu stabilisieren.Whilethis is increased in the case where a current flowing in path P2 increases when theTransistor Tr2 is turned on, according to a size of oneCurrent flow at resistor R6 the emitter potential of the transistorTr2 decreased with respect to the base voltage, accordinglythe base current is limited, which also leads to aCurrent flow of the transistor Tr2 is limited, thereby causing a current flowlimit on path P2. In the event that there is a current thatflows in the path in P2,decreased when transistor Tr2 is turned on, with accordinglya decrease in the size of aCurrent flow at resistor R6 the emitter potential of the transistorTr2 is raised in relation to the base voltage, and accordinglythe base current increases,which leads to,that theCurrent flow of the transistor Tr2 increases, thereby causing a current flowto stabilize on path P2.
    [0032] 2 istein Schaltungsdiagramm einer Ladungspumpschaltung gemäß einerzweiten Ausführungsformder Erfindung. Wie es in 2 gezeigtist, enthältdie Ladungspumpschaltung erste und zweite Dioden D4, D5, erste undzweite Kondensatoren C3, C4, erste bis zehnte FETs 21 bis 30,einen Widerstand R7, einen Inverter Inv1 und eine Ansteuerschaltung(Ansteuerung), die nicht gezeigt ist, zum Ansteuern der FETs 28, 29.Von diesen entspricht der Kondensator C3 einem erfindungsgemäßen Kondensatorzum Aufstufen, der FET 29 entspricht einem erfindungsgemäßen erstenSchalter, und der FET 28 entspricht einem erfindungsgemäßen zweitenSchalter. Außerdembilden die FETs 23, 24, 30 eine Stromspiegelschaltung(MOSFET-Weidler-Stromspiegelschaltung) 35,und die FETs 23, 24, 27 einschließlich derFETs 23, 24, 30 bilden eine Konstantstromlade- und-entladeschaltung 37. Hier sind die FETs 21, 25 bis 28 P-Kanal-MOSFETsund die FETs 22 bis 24, 29, 30 N-Kanal-MOSFETs. 2 10 is a circuit diagram of a charge pump circuit according to a second embodiment of the invention. Like it in 2 is shown, the charge pump circuit includes first and second diodes D4, D5, first and second capacitors C3, C4, first through tenth FETs 21 to 30 , a resistor R7, an inverter Inv1 and a drive circuit (drive), which is not shown, for driving the FETs 28 . 29 , Of these, the capacitor C3 corresponds to a step-up capacitor according to the invention, the FET 29 corresponds to a first switch according to the invention, and the FET 28 corresponds to a second switch according to the invention. They also form the FETs 23 . 24 . 30 a current mirror circuit (MOSFET-Weidler current mirror circuit) 35 , and the FETs 23 . 24 . 27 including the FETs 23 . 24 . 30 form a constant current charging and discharging circuit 37 , Here are the FETs 21 . 25 to 28 P-channel MOSFETs and the FETs 22 to 24 . 29 . 30 N-channel MOSFETs.
    [0033] Außerdem ist die Ladungspumpschaltung gemäß der zweitenAusführungsformzur Anbringung an einem Fahrzeug ausgelegt und wird zur Ansteuerungeines Gates eines FETs zum Steuern einer Energieversorgung zum Steuerneines Fließzustandes einesEnergieversorgungsstroms, der einer Last von einer Energieversorgungsleitungzugeführtwird, verwendet. In diesem Fall ist der FET zum Steuern der Energieversorgungan einer Seite stromauf (hohe Seite) in einer Stromflussrichtungder Last vorgesehen, und die Energieversorgungsleitung der Ladungspumpschaltungund die Energieversorgungsleitungen jeweiliger Lasten sind gemeinsam(made common), um den Aufbau zu vereinfachen.In addition, the charge pump circuit is according to the secondembodimentdesigned for attachment to a vehicle and is used for controla gate of an FET for controlling an energy supply for controllinga flow state of aPower supply current, that of a load from a power supply linesuppliedis used. In this case, the FET is used to control the energy supplyon one side upstream (high side) in a current flow directionthe load, and the power supply line of the charge pump circuitand the power supply lines of respective loads are common(made common) to simplify the construction.
    [0034] Hier ist die Stromspiegelschaltung 35 gemäß der zweitenAusführungsformdazu ausgelegt, zwei ausgangsseitige FETs 24, 30 inzwei Serien mit dem eingangsseitigen FET 3 zu verbinden,und zwei der Ausgangsströme(Spiegelströme)I2, I3 entsprechen einem Eingangsstrom I1.Here is the current mirror circuit 35 designed according to the second embodiment, two output-side FETs 24 . 30 in two series with the input-side FET 3 to connect, and two of the output currents (mirror currents) I2, I3 correspond to an input current I1.
    [0035] Die ersten und zweiten Dioden D4,D5 sind in Serie zwischen einen Eingangsabschnitt 31 zum Empfangeneiner Energieversorgungseingabe eines aufzustufenden Objekts undeinen Ausgangsabschnitt 33 zum Ausgeben einer aufgestuftenSpannung angeordnet, so dass eine Vorwärtsrichtung in Richtung einerSeite des Ausgangsabschnitts 33 ausgebildet und die ersteDiode D4 an einer Seite des Eingangsabschnitts 31 angeordnetist.The first and second diodes D4, D5 are in series between an input section 31 for receiving a power supply input of an object to be classified and an output section 33 arranged to output a stepped voltage so that a forward direction toward one side of the output portion 33 and the first diode D4 on one side of the input section 31 is arranged.
    [0036] Der Kondensator C3 ist zwischen bzw.an einem Verbindungspfad zwischen einem Verbindungsabschnitt derDiode D4 an einer Seite des Ausgangsabschnitts und der Masse angeordnet.Der Kondensator C2 ist zwischen einem Verbindungsabschnitt der DiodeD5 an einer Seite eines Ausgangsabschnitts und einem Energieversorgungsspannungseingangsabschnitt 41 angeordnet.Außerdemkann der Kondensator C2 in Abhängigkeitvon der Verwendung oder ähnlichemder Ladungspumpschaltung weggelassen werden.The capacitor C3 is disposed between a connection path between a connection portion of the diode D4 on one side of the output portion and the ground. The capacitor C2 is between a connection portion of the diode D5 on an output portion side and a power supply voltage input portion 41 arranged. In addition, the capacitor C2 may be omitted depending on the use or the like of the charge pump circuit.
    [0037] Es sind FETs 29, 30 inSerie zwischen bzw. an dem Verbindungspfad zwischen einem Verbindungsabschnittan einer Seite von zwei Verbindungsabschnitten des KondensatorsC3 und der Masse angeordnet, so dass der FET 29 an einerSeite des Kondensators C3 angeordnet ist. D.h., dass ein Drain desFET 29 mit dem Verbindungsabschnitt an der Seite des KondensatorsC3, ein Drain des FET 30 mit einer Source des FET 29 undeine Source des FET 30 mit der Masse verbunden ist. EinGate des FET 29 ist gemeinsam mit einem Gate des FET 28,wie es spätererwähntwird, geschaltet und mit einem Signaleingangsabschnitt 39 zumEmpfangen eines Eingangs eines Steuersignals verbunden . Ein Gatedes FET 30 ist mit den Gates der FETs 23, 24,wie es spätererwähntwird, und einem Drain des FET 22 verbunden.They are FETs 29 . 30 arranged in series between the connection path between a connection section on a side of two connection sections of the capacitor C3 and the ground, so that the FET 29 is arranged on one side of the capacitor C3. Ie that a drain of the FET 29 with the connecting section on the Side of capacitor C3, a drain of the FET 30 with a source of the FET 29 and a source of the FET 30 is connected to the earth. A gate of the FET 29 is in common with a gate of the FET 28 , as will be mentioned later, switched and with a signal input section 39 connected to receive an input of a control signal. A gate of the FET 30 is with the gates of the FETs 23 . 24 , as will be mentioned later, and a drain of the FET 22 connected.
    [0038] Die FETs 27, 28 sindin Serie zwischen dem Eingangsabschnitt 31 und dem Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C3 angeordnet, so dass der FET 27 aneiner Seite des Eingangsabschnitts 31 angeordnet ist. D.h.,dass eine Source des FET 27 mit dem Eingangsabschnitt 31,eine Source des FET 28 mit einem Drain des FET 27 und einDrain des FET 28 mit dem Verbindungsabschnitt an der Seitedes Kondensators C3 verbunden ist. Ein Gate des FET 27 istmit den Drains der FETs 24, 25, 26, wiees spätererwähntwird, verbunden. Ein Gate des FET 25 ist über denInverter Inv mit einem Signaleingangsabschnitt 41 1 verbunden.The FETs 27 . 28 are in series between the entrance section 31 and the connection portion on the capacitor C3 side so that the FET 27 on one side of the entrance section 31 is arranged. Ie that a source of the FET 27 with the entrance section 31 , a source of the FET 28 with a drain of the FET 27 and a drain of the FET 28 is connected to the connection portion on the capacitor C3 side. A gate of the FET 27 is with the drains of the FETs 24 . 25 . 26 , as will be mentioned later. A gate of the FET 25 is via the inverter Inv with a signal input section 41 1 connected.
    [0039] Im Folgenden werden die Funktionund der Betrieb jeweiliger Abschnitte der Ladungspumpschaltung gemäß der zweitenAusführungsformbeschrieben.The following are the functionand the operation of respective portions of the charge pump circuit according to the secondembodimentdescribed.
    [0040] In den Signaleingangsabschnitt 39 wirddas Steuersignal (Taktsignal) eingegeben. Das Taktsignal ist einSignal zum periodischen und alternierenden Einschalten, Ausschaltender FETs 28, 29 zum Schalten eines Zustands derVerbindung des Kondensators C3 und der Masse oder des Eingangsabschnitts 31 undwird periodisch auf hoch, niedrig geschaltet.In the signal input section 39 the control signal (clock signal) is entered. The clock signal is a signal for periodic and alternating switching on and switching off of the FETs 28 . 29 for switching a state of connection of the capacitor C3 and the ground or the input section 31 and is periodically switched to high, low.
    [0041] Der Signaleingangsabschnitt 41 dientzum Eingeben eines Steuersignals (Einschalt/Ausschalt-Signal) zumEinschalten, Ausschalten der Konstantstromlade- und – entladeschaltungeinschließlichder Spiegelschaltung 35. Das Einschalt/Ausschalt-Signalwird mit einem hohen oder einem niedrigen Pegel eingegeben, wenndas Signal niedrig ist, wird die Konstantstromlade- und -entladeschaltung 37 eingeschaltet,und wenn das Signal hoch ist, wird die Konstantstromlade- und -entladeschaltung 37 ausgeschaltet.The signal input section 41 is used to enter a control signal (switch-on / switch-off signal) for switching on, switching off the constant current charging and discharging circuit including the mirror circuit 35 , The on / off signal is input at a high or a low level, when the signal is low, the constant current charging and discharging circuit becomes 37 turned on, and when the signal is high, the constant current charging and discharging circuit 37 switched off.
    [0042] Gemäß dem von dem Signaleingangsabschnitt 39 eingegebenenTaktsignal werden die FETs 28, 29 periodisch alternierendeingeschaltet, wodurch der Zustand der Verbindung des Kondensators C3mit der Masse oder dem Eingangsabschnitt 31 alternierendnormal und umgekehrt geschaltet wird. D.h., dass während, wenndas eingegebene Taktsignal auf einem hohen Pegel liegt, der FET 29 eingeschaltetwird und der Verbindungsabschnitt an der Seite des KondensatorsC3 überdie FETs 29, 30 zur Masse geleitet wird (ein Fall,in dem der FET 30 eingeschaltet wird), der FET 28 ausgeschaltetwird, ein Intervall zwischen dem Verbindungsabschnitt an der Seitedes Kondensators C3 und dem Eingangsabschnitt 31 wird abgeschnitten,wobei dementsprechend ein Strom vom Eingangsabschnitt 31 entlang einesPfades P3 fließt,um dadurch den Kondensator C3 zu laden. Andererseits wird, während, wenndas eingegebene Taktsignal auf einem niedrigen Pegel liegt, derFET 29 ausgeschaltet und das Intervall zwischen dem Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C3 und der Masse abgeschnitten ist, derFET 28 eingeschaltet und das Intervall zwischen dem Verbindungsabschnittan der Seite des Kondensators C3 und dem Eingangsabschnitt 31 über die FETs 28, 27 leitend(ein Fall, in dem der FET 27 eingeschaltet wird), wobeidementsprechend ein Strom, der in dem Kondensator C3 geladen ist,entladen wird und ein Strom vom Eingangsabschnitt 31 entlangeines Pfades P4 fließt,um dadurch dem Ausgangsabschnitt 33 einen dadurch aufgestuftenStrom bereitzustellen.According to that of the signal input section 39 input clock signal become the FETs 28 . 29 periodically alternately turned on, causing the state of connection of the capacitor C3 to ground or the input section 31 alternating normal and vice versa. That is, while when the input clock signal is at a high level, the FET 29 is turned on and the connecting portion on the capacitor C3 side via the FETs 29 . 30 is sent to ground (a case in which the FET 30 is turned on), the FET 28 is turned off, an interval between the connection section on the capacitor C3 side and the input section 31 is cut off, correspondingly a current from the input section 31 flows along a path P3, thereby charging the capacitor C3. On the other hand, while when the input clock signal is at a low level, the FET 29 turned off and the interval between the connection portion on the side of the capacitor C3 and the ground is cut off the FET 28 turned on and the interval between the connection section on the capacitor C3 side and the input section 31 about the FETs 28 . 27 conductive (a case in which the FET 27 is turned on), accordingly, a current charged in the capacitor C3 is discharged and a current from the input section 31 flows along a path P4, thereby passing the exit portion 33 to provide a stream stepped up thereby.
    [0043] Außerdem wird, wenn ein Stromin den jeweiligen Pfaden P3, P4 fließt, eine Größe eines Stromflusses, derdurch die FETs 27, 30 fließt, die zwischen bzw. an denPfaden P3, P4 angeordnet sind, durch die Stromspiegel schaltung 35 undden in Kooperation damit betriebenen FET 27 stabilisiert (insbesonderewird eine steile Erhöhungder Größe des Stromflussesbeschränkt).In addition, when a current flows in the respective paths P3, P4, a magnitude of a current flow through the FETs 27 . 30 flows, which are arranged between or on the paths P3, P4, through the current mirror circuit 35 and the FET operated in cooperation with it 27 stabilized (in particular, a steep increase in the size of the current flow is limited).
    [0044] Wenn das vom Signaleingangsabschnitt 41 eingegebeneEinschalt/Ausschalt-Signal auf einem niedrigen Pegel liegt, wirdder FET 21 eingeschaltet, wobei dementsprechend eine Energieversorgungsspannungdes Eingangsabschnitts 31 an die Gates der FETs 23, 24, 30 über denFET 21 und den Widerstand R7 angelegt wird, um dadurchdie FETs 23, 24, 30 einzuschalten, wobeidementsprechend der FET 26 eingeschaltet wird, wodurchder Eingangsstrom I1 und der Ausgangsstrom I2 in der Stromspiegelschaltung 35 fließen undder Ausgangsstrom I3 in einen Fließzustand gebracht wird. Außerdem wirdbei dieser Gelegenheit der FET 27 durch Leiten des Gate über denFET 24 zur Masse eingeschaltet. Der FET 22 wirddurch Eingeben des Signals mit einem niedrigen Pegel an das Gateausgeschaltet. Der FET 25 wird durch Eingeben des Signalsmit einem hohen Pegel an das Gate über den Inverter Inv1 ausgeschaltet.If that's from the signal input section 41 input on / off signal is at a low level, the FET 21 turned on, correspondingly a power supply voltage of the input section 31 to the gates of the FETs 23 . 24 . 30 about the FET 21 and the resistor R7 is applied to thereby pass the FETs 23 . 24 . 30 turn on, accordingly the FET 26 is turned on, whereby the input current I1 and the output current I2 in the current mirror circuit 35 flow and the output current I3 is brought into a flowing state. In addition, the FET 27 by passing the gate over the FET 24 turned on to earth. The FET 22 is turned off by inputting the low level signal to the gate. The FET 25 is turned off by inputting the high level signal to the gate through the inverter Inv1.
    [0045] Außerdem bewirkt der FET 30 ineinem Zustand, in dem die Stromspiegelschaltung 35 aufdiese Weise eingeschaltet wird, der FET 30 eine Größe einesStroms des Ausgangsstroms I3 entsprechend einem Spiegelverhältnis relativzum Eingangsstrom I1 fließt,und daher, sogar wenn ein Stromfluss am FET 30 vermutlichzur sofortigen Erhöhungfließt,eine Änderungzur Erhöhungdes Stroms durch den FET 30 begrenzt wird. Dadurch wirdein Stromfluss entlang des Pfades P3 (Strom beim Laden der Kondensator C3)durch den Betrieb des FET 30 stabilisiert.The FET also works 30 in a state in which the current mirror circuit 35 in this way the FET is turned on 30 a magnitude of a current of the output current I3 flows according to a mirror ratio relative to the input current I1, and therefore, even if there is a current flow at the FET 30 presumably flows to increase immediately, a change to increase the current through the FET 30 is limited. This causes a current to flow along path P3 (current when capacitor C3 is charged) through the operation of the FET 30 stabilized.
    [0046] In einem Zustand, in dem die Stromspiegelschaltung 35 aufdiese Weise eingeschaltet wird, bewirkt der FET 24 außerdem,dass ein Strom in Höhe desAusgangsstroms I2 entsprechend einem Spiegelverhältnis relativ zum Ein gangsstromI1 fließt,und daher wird eine Änderungzur Erhöhungdes Stromes durch den FET 30 sogar dann beschränkt, wennein Strom, der am FET 30 fließt, vermutlich zur sofortigen Erhöhung fließt. Dadurchwird ein Strom, der entlang des Pfades P3 fließt (Strom beim Laden des KondensatorsC3) durch den Betrieb des FET 30 stabilisiert.In a state in which the current mirror circuit 35 turning on in this way will cause the FET 24 also that a current equal to the output current I2 corresponds to a game gel ratio flows relative to the input current I1, and therefore there is a change to increase the current through the FET 30 even if a current is present at the FET 30 flows, presumably flows for immediate increase. This causes a current to flow along path P3 (current when capacitor C3 is charged) through the operation of the FET 30 stabilized.
    [0047] Außerdem bewirkt der FET 24,dass ein Strom in Höhedes Ausgangsstroms I2 entsprechend einem Spiegelverhältnis relativzum Eingangsstrom I1 fließtund dadurch der Ausgangsstrom I3 entsprechend der Stabilität des EingangsstromsI1 stabilisiert wird, wodurch auch eine Spannung zwischen dem Gateund der Source des FET 7 stabilisiert wird. Daher bewirktder FET 27, dass ein konstanter Strom entsprechend derStabilitätder Spannung zwischen dem Gate und der Source fließt, unddaher wird sogar dann, wenn ein Stromfluss am FET 27 sichvermutlich sofort erhöhenwird, eine Änderungzur Erhöhungdes Stroms durch den FET 27 begrenzt. Dadurch wird einStromfluss entlang des Pfades P4 (Strom beim Entladen der KondensatorC3) durch den Betrieb des FET 27 stabilisiert.The FET also works 24 that a current in the amount of the output current I2 corresponding to a mirror ratio relative to the input current I1 flows and thereby the output current I3 is stabilized according to the stability of the input current I1, which also causes a voltage between the gate and the source of the FET 7 is stabilized. Hence the FET 27 that a constant current flows according to the stability of the voltage between the gate and the source, and therefore even if there is a current flow at the FET 27 will likely increase immediately, a change to increase the current through the FET 27 limited. This causes a current to flow along path P4 (current when capacitor C3 is discharged) through the operation of the FET 27 stabilized.
    [0048] Wenn das Einschalt/Ausschalt-Signalvom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel geschaltet wird, wird derFET 21 durch Eingeben des Signals mit dem hohen Pegel indas Gate ausgeschaltet, die Gates der FETs 23, 24, 30 werdenvon einer Spannung befreit, der FET 22 wird durch Eingebendes Signals mit dem hohen Pegel in das Gate eingeschaltet, und Spannungenzwischen den Drains und den Sources der FETs 23, 24 werdenaufgehoben, um dadurch die FETs 23, 24, 30 auszuschalten.Außerdemwird der FET 25 durch Eingeben des Signals mit dem niedrigenPegel in das Gate überden Inverter Inv1 eingeschaltet, die Spannungen zwischen den Gatesund den Sources der FETs 26, 27 werden aufgehoben, umdadurch die FETs 26, 27 auszuschalten.When the on / off signal is switched from the low level to the high level, the FET 21 by inputting the high level signal into the gate, the gates of the FETs 23 . 24 . 30 are relieved of a tension, the FET 22 is turned on by inputting the high level signal into the gate and voltages between the drains and the sources of the FETs 23 . 24 are canceled to thereby remove the FETs 23 . 24 . 30 off. In addition, the FET 25 by inputting the low level signal into the gate through the inverter Inv1, the voltages between the gates and the sources of the FETs 26 . 27 are canceled to thereby remove the FETs 26 . 27 off.
    [0049] 3 istein Diagramm, das eine Situation einer Änderung eines Stromflussesam Kondensator C1 zum Aufstufen in der ersten Ausführungsformder Erfindung und am Kondensator C3 zur Aufstufung in der zweitenAusführungsformzeigt. In der ersten Ausführungsformist es bekannt, dass ein Strom durch die Konstantstromlade- und – entladeschaltung 5 beschränkt wird,und die steile Änderungeines Stroms wird eingeschränkt.Außerdemist es in der zweiten Ausführungsformbekannt, dass ein Strom begrenzt und eine steile Änderungim Strom durch die Konstantstromlade- und -entladeschaltung 37 eingeschränkt wird.Hier entsprechen die Zeitdauern Ta, Tb der 3 den Zeitintervallen Ta, Tb der 5, die oben erwähnt sind. 3 FIG. 12 is a diagram showing a situation of a change in current flow at the step-up capacitor C1 in the first embodiment of the invention and the step-up capacitor C3 in the second embodiment. In the first embodiment, it is known that a current flows through the constant current charging and discharging circuit 5 is restricted, and the steep change in current is restricted. In addition, in the second embodiment, it is known that a current is limited and a steep change in the current by the constant current charging and discharging circuit 37 is restricted. Here the time periods Ta, Tb correspond to 3 the time intervals Ta, Tb the 5 that are mentioned above.
    [0050] Wie es oben beschrieben ist, istgemäß der erstenAusführungsformein Aufbau vorgesehen, bei dem die Konstantstromlade- und -entladeschaltung 5,die die Folgeschaltungen 1, 3 verwendet, zwischen bzw.an den Strompfaden P1, P2 beim Laden und Entladen des KondensatorsC1 zum Aufstufen angeordnet ist, und daher kann Rauschen verringertwerden, wobei die Kosten, die Dimension und das Gewicht eingeschränkt werden.As described above, according to the first embodiment, a structure is provided in which the constant current charging and discharging circuit 5 that the subsequent circuits 1 . 3 used, is arranged between or on the current paths P1, P2 during charging and discharging of the capacitor C1 for step-up, and therefore noise can be reduced, the cost, the dimension and the weight being restricted.
    [0051] Außerdem kann die Ladungspumpschaltung durcheine kleine Anzahl von Bestandteilen aufgebaut werden, da die TransistorenTr1, Tr2 der Folgeschaltungen 1, 3, die für die Konstantstromlade-und -entladeschaltung 5 vorgesehen sind, auch als ein Schalterzum Schalten zum Verbinden des Kondensators C1 zur Aufstufung dienen.In addition, the charge pump circuit can be constructed by a small number of components, since the transistors Tr1, Tr2 of the sequential circuits 1 . 3 that for the constant current charging and discharging circuit 5 are provided, also serve as a switch for switching to connect the capacitor C1 for upgrading.
    [0052] Wie es oben beschrieben ist, istgemäß der zweitenAusführungsformein Aufbau vorgesehen, bei dem die Konstantstromlade- und -entladeschaltung 37,die die Stromspiegelschaltung 35 verwendet, zwischen bzw.an den Strompfaden P3, P4 beim Laden und Entladen des KondensatorsC3 zur Aufstufung angeordnet ist, und daher kann Rauschen verringertwerden, wobei die Kosten, die Dimension und das Gewicht eingeschränkt werden.As described above, according to the second embodiment, there is provided a structure in which the constant current charging and discharging circuit 37 that the current mirror circuit 35 used, is arranged between or on the current paths P3, P4 during charging and discharging of the capacitor C3 for the step-up, and therefore noise can be reduced, the cost, the dimension and the weight being restricted.
    [0053] Außerdem kann, da Rauschen, dasan der Energieversorgungsleitung erzeugt wird, durch Betreiben derLadungspumpschaltung eingeschränkt werdenkann, sogar dann, wenn die Energieversorgungsleitungen der Ladungspumpschaltungund einer anderen in einem Fahrzeug angebrachten Vorrichtung (Last)eines Radios oder ähnlichemgemeinsam sind (made common), ein Einfluss der Ladungspumpschaltung,der auf eine andere in einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung einwirkt,eingeschränktwerden.Also, because of noise, thatis generated on the power supply line by operating theCharge pump circuit can be restrictedcan, even if the power supply lines of the charge pump circuitand another device (load) mounted in a vehiclea radio or the likeare common (made common), an influence of the charge pump circuit,which acts on another device installed in a vehicle,limitedbecome.
    [0054] Obwohl die Ausführungsform unter Verwendungder Bipolartransistoren fürdie Transistoren, die die Folgeschaltungen 1, 3 bilden,aufgebaut ist, könnendie Folgeschaltungen 1, 3 mit einer ähnlichen Funktionauch unter Verwendung von N-Kanal- oder P-Kanal-MOSFETs aufgebautsein.Although the embodiment uses the bipolar transistors for the transistors that make up the sequential circuits 1 . 3 form, is built, the subsequent circuits 1 . 3 can be constructed with a similar function using N-channel or P-channel MOSFETs.
    [0055] Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindungist ein Aufbau vorgesehen, bei dem die Konstantstromlade- und – entladeschaltung,die die Folgeschaltungen verwendet, Transistoren enthält, unddie Widerständesind zwischen bzw. an den Strompfaden beim Laden und Entladen desKondensators zur Aufstufung angeordnet, und daher kann Rauschenverringert werden, währenddie Kosten, die Dimension und das Gewicht eingeschränkt werden.According to the first aspect of the inventiona structure is provided in which the constant current charging and discharging circuit,which uses the sequential circuits, contains transistors, andthe resistancesare between or on the current paths when loading and unloading theCapacitor arranged for grading, and therefore can be noisebe reduced whilethe cost, dimension and weight are limited.
    [0056] Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wirkendie Transistoren der Folgeschaltungen, die an der Konstantstromlade-und -entladeschaltung vorgesehen sind, auch als die ersten und zweitenSchalter zum Schalten zum Verbinden des Kondensators zur Aufstufung,und daher kann die Ladungspumpschaltung durch eine geringe Anzahlvon Bestandteilen aufgebaut werden.Act according to the second aspect of the inventionthe transistors of the sequential circuits connected to the constant currentand discharge circuit are provided, also as the first and secondSwitch for switching to connect the capacitor for grading,and therefore the charge pump circuit can be reduced by a small numberof components.
    [0057] Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wirdder folgende Vorteil erzielt. D.h., dass in dem erfindungsgemäßen Aufbauder FET im allgemeinen an der Seite stromauf in der Stromflussrichtungder Last vorgesehen ist, und die Energieversorgungsleitung der Ladungspumpschaltungund die Energieversorgungsleitungen der jeweiligen Lasten sind gemeinsam,wobei gemäß der Ladungspumpschaltung derErfindung Rauschen, das an der Energieversorgungsleitung erzeugtwird, durch Betreiben der Ladungspumpschaltung eingeschränkt werdenkann, und daher kann ein Einfluss des Rauschens, das auf eine anderein einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung (Last) eines Radios oder ähnlichemeinwirkt, eingeschränktwerden.According to the third aspect of the invention, the following advantage is achieved. That is, in the structure of the present invention, the FET is generally provided on the upstream side in the current flow direction of the load, and the power supply line of the charge pump circuit and the power supply lines of the respective loads are common, according to the charge pump circuit According to the invention, noise generated on the power supply line can be restricted by operating the charge pump circuit, and therefore an influence of the noise affecting another in-vehicle device (load) of a radio or the like can be restricted.
    [0058] Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindungist ein Aufbau vorgesehen, bei dem die Konstantstromlade- und – entladeschaltung,die die Stromspiegelschaltung verwendet, zwischen bzw. an den Strompfadenbeim Laden und Entladen des Kondensators zur Aufstufung angeordnet,und daher kann Rauschen verringert werden, wobei die Kosten, dieDimension und das Gewicht eingeschränkt werden.According to the fourth aspect of the inventiona structure is provided in which the constant current charging and discharging circuit,which the current mirror circuit uses, between or on the current pathsarranged to step up when charging and discharging the capacitor,and therefore noise can be reduced, the cost beingDimension and weight can be restricted.
    权利要求:
    Claims (5)
    [1]
    Eine Ladungspumpschaltung, die aufweist: ersteund zweite Dioden, die in Serie zwischen einem Eingangsabschnittzum Empfangen einer Energieversorgungseingabe an ein aufzustufendesObjekt und einem Ausgangsabschnitt zum Ausgeben einer aufgestuftenSpannung angeordnet sind, so dass eine Vorwärtsrichtung einer jeweiligenDiode in Richtung einer Seite des Ausgangsabschnitts gerichtet ist, einenKondensator, der auf einem Verbindungspfad zwischen einem Verbindungsabschnittder ersten Diode auf einer Seite des Ausgangsabschnitts und einerMasse angeordnet ist, wobei die erste Diode auf einer Seite desEingangsabschnitts hinsichtlich der zweiten Diode angeordnet ist,wobei der Kondensator zwei Verbindungsabschnitte aufweist, einenersten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen einem der Verbindungsabschnitte des Kondensators und derMasse, einen zweiten Schalter zum Leiten und Abschneiden einesVerbindungspfades zwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensatorsund dem Eingangsabschnitt, und eine Ansteuerung zum Leitendes ersten Schalters und des zweiten Schalters abwechselnd in zueinanderentgegengesetzten Phasen, wobei eine Konstantstromlade- und-entladeschaltung, die eine Folgeschaltung verwendet, an irgendeinerPosition an einem ersten Pfad, durch den ein Strom fließt, wennein Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnitt desKondensators und der Masse durch den ersten Schalter geleitet wird,und ein Strom von dem Eingangsabschnitt den Kondensator lädt, undirgendeiner Position an einem zweiten Pfad, durch den ein Stromfließt,wenn der Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnitt desKondensators und dem Eingangsabschnitt durch den zweiten Schaltergeleitet wird und die Kapazitätentladen wird, zwischengeordnet ist, und wobei die Folgeschaltungaufweist: einen Transistor, der an irgendeiner Position amersten Pfad und dem zweiten Pfad zum Steuern einer Größe einesStromflusses, der durch die Pfade fließt, zwischengeordnet ist, und einenWiderstand, der in Serie mit dem Transistor an einer Seite stromaufoder an einer Seite stromab in einer Stromflussrichtung des Transistorsverbunden ist.A charge pump circuit comprising:firstand second diodes connected in series between an input sectionfor receiving an energy supply input to a to be classifiedObject and an output section for outputting a tieredVoltage are arranged so that a forward direction of eachDiode is directed towards one side of the output section,oneCapacitor on a connection path between a connection sectionthe first diode on one side of the output section and oneGround is arranged, the first diode on one side of theInput section is arranged with respect to the second diode,the capacitor having two connection sections,onefirst switch for guiding and cutting a connection pathbetween one of the connecting portions of the capacitor and theDimensions,a second switch for guiding and cutting oneConnection paths between the one connecting section of the capacitorand the entrance section, anda control for directingof the first switch and the second switch alternately in each otheropposite phases,being a constant current charging and-discharge circuit using a sequential circuit on any onePosition on a first path through which a current flows whena connection path between the one connection section of theCapacitor and ground is passed through the first switchand a current from the input section charges the capacitor, andany position on a second path through which a streamflows,if the connection path between the one connection section of theCapacitor and the input section through the second switchis directed and the capacityis discharged, is intermediate, andbeing the sequential circuithaving:a transistor that is at any position on thefirst path and the second path for controlling a size of aFlow of electricity flowing through the paths is intermediate, andoneResistor in series with the transistor on one side upstreamor on one side downstream in a current flow direction of the transistorconnected is.
    [2]
    Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1, wobei die jeweiligenTransistoren, die an irgendwelchen Positionen am ersten Pfad undam zweiten Pfad zwischengeordnet sind, als der erste Schalter undder zweite Schalter dienen.A charge pump circuit according to claim 1, wherein the respectiveTransistors located at any position on the first path andare intermediate on the second path than the first switch andthe second switch serve.
    [3]
    Ladungspumpschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobeidie Ladungspumpschaltung füreine Anbringung an einem Fahrzeug vorgesehen ist und zur Ansteuerungeines Gate eines FET zur Steuerung einer Energieversorgung zum Steuerneines Fließzustandeseines Energieversorgungsstroms, der einer Last von einer Energieversorgungsleitungzugeführtwird, verwendet wird.Charge pump circuit according to claim 1 or 2, whereinthe charge pump circuit foran attachment to a vehicle is provided and for controla gate of an FET to control a power supply for controlof a flow statea power supply current that is a load from a power supply linesuppliedis used.
    [4]
    Ladungspumpschaltung, die aufweist: erste undzweiten Dioden, die in Serie zwischen einen Eingangsabschnitt zumEmpfangen einer Energieversorgungseingabe an ein aufzustufendesObjekt und einem Ausgangsabschnitt zum Ausgeben einer aufgestuftenSpannung angeordnet sind, so dass eine Vorwärtsrichtung einer jeweiligenDiode in Richtung einer Seite des Ausgangsabschnitts gerichtet ist, einenKondensator, der auf einem Verbindungspfad zwischen einem Verbindungsabschnittder ersten Diode auf einer Seite des Ausgangsabschnitts und einerMasse zwischengeordnet ist, wobei die erste Diode auf einer Seitedes Eingangsabschnitts hinsichtlich der zweiten Diode angeordnetist, wobei der Kondensator zwei Verbindungsabschnitte aufweist, einenersten Schalter zum Leiten und Abschneiden eines Verbindungspfadeszwischen einem der Verbindungsabschnitte des Kondensators und derMasse, einen zweiten Schalter zum Leiten und Abschneiden einesVerbindungspfades zwischen dem einen Verbindungsabschnitt des Kondensatorsund dem Eingangsabschnitt, und einer Ansteuerung zum Leitendes ersten Schalters und des zweiten Schalters abwechselnd in zueinanderentgegengesetzten Phasen, wobei eine Konstantstromlade- und-entladeschaltung, die eine Stromspiegelschaltung verwendet, an irgendeinerPosition an einem ersten Pfad, durch den ein Strom fließt, wennein Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnitt desKondensators und der Masse durch den ersten Schalter geleitet wirdund ein Strom vom Eingangsabschnitt den Kondensator lädt, undirgendeiner Position an einem zweiten Pfad, durch den ein Stromfließt,wenn der Verbindungspfad zwischen dem einen Verbindungsabschnittdes Kondensators und dem Eingangsabschnitt durch den zweiten Schaltergeleitet wird und der Kondensator entladen wird, vorgesehen ist.A charge pump circuit comprising: first and second diodes arranged in series between an input section for receiving a power supply input to an object to be stepped and an output section for outputting a stepped voltage so that a forward direction of each diode is directed toward one side of the outlet section , a capacitor interposed on a connection path between a connection section of the first diode on one side of the output section and a ground, the first diode being arranged on a side of the input section with respect to the second diode, the capacitor having two connection sections, a first Switch for conducting and cutting a connection path between one of the connecting sections of the capacitor and the ground, a second switch for conducting and cutting off a connection path between the one connecting section of the capacitor nsators and the input section, and a driver for conducting the first switch and the second switch alternately in mutually opposite phases, wherein a constant current charging and discharging circuit using a current mirror circuit at any position on a first path through which a current flows, when a connecting path between the one connecting portion of the capacitor and the ground is passed through the first switch and a current from the input portion charges the capacitor, and any position on a second path through which a current flows when the Connection path between the one connecting section of the capacitor and the input section is passed through the second switch and the capacitor is discharged.
    [5]
    Ladungspumpschaltung nach Anspruch 4, wobei die Ladungspumpschaltungin einer Innenseite einer IC enthalten ist.The charge pump circuit of claim 4, wherein the charge pump circuitis contained inside an IC.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040227564A1|2004-11-18|
    DE102004007182B4|2014-01-09|
    US7075356B2|2006-07-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-06-23| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-04-30| R016| Response to examination communication|
    2013-05-02| R016| Response to examination communication|
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