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JP2007282368A - Negative voltage discharging circuit, power supply, electrical device - Google Patents

Negative voltage discharging circuit, power supply, electrical device Download PDF

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JP2007282368A
JP2007282368A JP2006104879A JP2006104879A JP2007282368A JP 2007282368 A JP2007282368 A JP 2007282368A JP 2006104879 A JP2006104879 A JP 2006104879A JP 2006104879 A JP2006104879 A JP 2006104879A JP 2007282368 A JP2007282368 A JP 2007282368A
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negative voltage
power supply
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negative
circuit
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Atsushi Kitagawa
篤 北川
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative voltage discharging circuit for quickly discharging an output capacitor without degrading efficiency and increasing a scale in a power supply when a negative voltage is inhibited from being outputted. <P>SOLUTION: The negative voltage discharging circuit X comprises: a resistor R1 connected to a negative terminal of the output capacitor Co at one end; a transistor N1 having a source connected to the other end of the resistor R1, and a drain connected to the ground terminal; a transistor N2 having a source connected to the negative terminal of the output capacitor Co, a drain connected to a gate of the transistor N1, and a gate connected to the ground terminal; and a transistor P1 having a source connected to an input terminal of a power supply voltage Vbat, a drain connected to the gate of the transistor N1. and a gate connected to an input terminal of a control signal S1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、負電圧生成回路の出力停止時にその出力用キャパシタを放電させる負電圧放電回路、並びに、これを用いた電源装置及び電気機器に関するものである。   The present invention relates to a negative voltage discharge circuit that discharges an output capacitor when output of a negative voltage generation circuit is stopped, and a power supply device and an electric device using the same.

図4は、負電圧放電回路を備えた電源装置の一従来例を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example of a power supply device including a negative voltage discharge circuit.

図示のように、従来の電源装置は、一般に、電源電圧Vcc(例えば+3.0[V])から所望の負電圧VM1(例えば−10.0[V])を生成する負電圧生成回路a(スイッチングレギュレータ回路やチャージポンプ回路など)と、負電圧生成回路aの出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタCo(以下、出力用キャパシタCoと呼ぶ)の電荷を放電させる負電圧放電回路bと、を有して成る構成とされていた。   As shown in the figure, a conventional power supply device generally has a negative voltage generation circuit a (for example, a desired negative voltage VM1 (for example, -10.0 [V]) is generated from a power supply voltage Vcc (for example, +3.0 [V]). A switching regulator circuit, a charge pump circuit, etc.), and a negative voltage discharge circuit b for discharging the charge of a capacitor Co (hereinafter referred to as an output capacitor Co) connected to the output when the output of the negative voltage generation circuit a is prohibited; It was set as the structure which has.

なお、上記従来の負電圧放電回路cは、出力用キャパシタCoの放電経路となる抵抗R1及びNチャネル型電界効果トランジスタN1と、負電圧生成回路aの出力動作を許可/禁止するための制御信号S1をトランジスタN1のゲートに反転出力するインバータINV1と、を有して成り、負電圧生成回路aの出力禁止時(制御信号S1のローレベル時)には、トランジスタN1をオンさせて出力用キャパシタCoの放電経路を導通する一方、負電圧生成回路aの出力許可時(制御信号S1のハイレベル時)には、トランジスタN1をオフさせて出力用キャパシタCoの放電経路を遮断する構成とされていた。   The conventional negative voltage discharge circuit c is a control signal for permitting / prohibiting the output operation of the resistor R1 and the N-channel field effect transistor N1 serving as a discharge path of the output capacitor Co and the negative voltage generation circuit a. An inverter INV1 that inverts and outputs S1 to the gate of the transistor N1, and when the output of the negative voltage generation circuit a is prohibited (when the control signal S1 is at a low level), the transistor N1 is turned on to output a capacitor. While the discharge path of Co is conducted, the transistor N1 is turned off and the discharge path of the output capacitor Co is cut off when the output of the negative voltage generation circuit a is permitted (when the control signal S1 is at a high level). It was.

その他、本願発明に関連する従来技術としては、特許文献1や特許文献2などを挙げることができる。   Other conventional techniques related to the present invention include Patent Document 1 and Patent Document 2.

特許文献1では、放電スイッチとしてNチャネルのMOSFETトランジスタを使用することが可能で、かつ、絶縁型の昇降圧コンバータを使用することなく、任意の充電電圧に対して充電すること可能なバッテリ充放電回路が開示・提案されている。   In Patent Document 1, an N-channel MOSFET transistor can be used as a discharge switch, and charging / discharging can be performed with respect to an arbitrary charging voltage without using an insulating buck-boost converter. A circuit is disclosed and proposed.

また、特許文献2では、発振回路の周波数を高くすることができ、過充電、過放電、放電過電流、または、充電過電流の検出時に遅延時間を短縮してテスト時間を短縮することが可能な充放電保護回路が開示・提案されている。   In Patent Document 2, the frequency of the oscillation circuit can be increased, and the test time can be shortened by reducing the delay time when detecting overcharge, overdischarge, discharge overcurrent, or charge overcurrent. A charge / discharge protection circuit is disclosed and proposed.

特開平7−7859号公報JP-A-7-7859 特開2002−176730号公報JP 2002-176730 A

確かに、上記従来の電源装置において、負電圧VM1が常に供給されるのであれば、インバータINV1によるトランジスタN1の制御を問題なく行うことができるが、負電圧生成回路aの出力動作を制御信号S1によって許可/禁止する場合には、負電圧VM1が常に供給されるわけではなくなるので、インバータINV1によるトランジスタN1の制御ができなくなってしまう。   Certainly, in the above-described conventional power supply device, if the negative voltage VM1 is always supplied, the transistor N1 can be controlled by the inverter INV1 without any problem, but the output operation of the negative voltage generation circuit a is controlled by the control signal S1. In the case of permitting / prohibiting, the negative voltage VM1 is not always supplied, so that the transistor N1 cannot be controlled by the inverter INV1.

すなわち、制御信号S1に応じて負電圧生成回路aの出力可否を制御する場合には、負荷への負電圧VM1を負電圧放電回路cの駆動電圧としても用いねばならなくなるため、負電圧生成回路aの出力禁止時には、負電圧放電回路cの駆動電圧まで停止されてしまう形となり、出力用キャパシタCoを急速放電することができなくなる。そのため、負電圧生成回路aの出力を禁止する場合には、別途の負電圧生成手段を設けない限り、上記従来の負電圧放電回路cを用いることができなかった。   That is, when controlling whether or not the negative voltage generating circuit a can output in accordance with the control signal S1, the negative voltage VM1 to the load must be used as the driving voltage of the negative voltage discharging circuit c. When the output of a is prohibited, the drive voltage of the negative voltage discharge circuit c is stopped, and the output capacitor Co cannot be rapidly discharged. Therefore, when the output of the negative voltage generating circuit a is prohibited, the conventional negative voltage discharging circuit c cannot be used unless a separate negative voltage generating means is provided.

なお、上記特許文献1は、あくまで、バッテリの充放電技術に関するものであり、正・負間の放電を行うための回路が示されているだけであって、負電圧の急速放電技術ではなく、また、バッテリの充放電時には非絶縁型の負電圧コンバータを用いていることから、本願発明とは、その本質的構成を明らかに異にするものである。   In addition, the said patent document 1 is only related to the charging / discharging technique of a battery, only the circuit for performing discharge between positive and negative is shown, and is not a rapid discharge technique of negative voltage, Further, since a non-insulated negative voltage converter is used when charging / discharging the battery, the essential configuration is clearly different from the present invention.

また、上記特許文献2は、一見すると、その第2図及び第3図に示される回路構成が本願発明の構成と類似するようにも思われるが、当該従来技術は、あくまで、異常電流を検出するための回路構成の一部であり、本願発明とは、その本質的構成を明らかに異にするものである。   In addition, the above Patent Document 2 seems to be similar to the configuration of the present invention in the circuit configuration shown in FIG. 2 and FIG. 3 at first glance, but the related art only detects abnormal current. Therefore, the essential configuration of the present invention is clearly different from that of the present invention.

本発明は、上記の問題点に鑑み、電源装置の効率低下や回路動作の不安定状態を招くことなく、負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を急速放電することが可能な負電圧放電回路、並びに、これを用いた電源装置及び電気機器を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention quickly discharges the charge of a capacitor connected to an output of a negative voltage generation circuit when the output of the negative voltage generation circuit is prohibited without causing a reduction in efficiency of the power supply device or an unstable state of circuit operation. An object of the present invention is to provide a negative voltage discharge circuit capable of performing the above, a power supply device using the same, and an electric device.

上記目的を達成すべく、本発明に係る負電圧放電回路は、負電圧生成回路の出力動作を許可/禁止するための制御信号に応じて前記負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を放電させる負電圧放電回路であって、一端が前記キャパシタの負極端に接続された抵抗と;ソースが前記抵抗の他端に接続され、ドレインが接地端に接続された第1Nチャネル型電界効果トランジスタと;ソースが前記キャパシタの負極端に接続され、ドレインが第1Nチャネル型電界効果トランジスタのゲートに接続され、ゲートが接地端に接続された第2Nチャネル型電界効果トランジスタと;ソースが電源電圧入力端に接続され、ドレインが第1Nチャネル型電界効果トランジスタのゲートに接続され、ゲートが制御信号入力端に接続されたPチャネル型電界効果トランジスタと;を有して成る構成(第1の構成)としている。   In order to achieve the above object, the negative voltage discharge circuit according to the present invention is connected to the output of the negative voltage generation circuit when the output of the negative voltage generation circuit is prohibited according to a control signal for permitting / prohibiting the output operation of the negative voltage generation circuit. A negative voltage discharge circuit for discharging the charge of the capacitor, a resistor having one end connected to the negative electrode end of the capacitor; a first N having a source connected to the other end of the resistor and a drain connected to the ground terminal A channel type field effect transistor; a second N channel type field effect transistor having a source connected to the negative terminal of the capacitor, a drain connected to the gate of the first N channel type field effect transistor, and a gate connected to the ground terminal; The source is connected to the power supply voltage input terminal, the drain is connected to the gate of the first N-channel field effect transistor, and the gate is connected to the control signal input terminal It has a configuration comprising a (first configuration); connection has been P-channel field effect transistor and.

また、本発明に係る電源装置は、所定の制御信号に応じて負電圧の出力動作が許可/禁止される負電圧生成回路と、前記制御信号に応じて前記負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を放電させる負電圧放電回路と、を有して成る電源装置であって、前記負電圧放電回路として、上記第1の構成から成る負電圧放電回路を有する構成(第2の構成)とされている。   Further, the power supply device according to the present invention includes a negative voltage generation circuit that permits / inhibits a negative voltage output operation in accordance with a predetermined control signal, and an output of the negative voltage generation circuit in accordance with the control signal when the output is prohibited. A negative voltage discharge circuit that discharges the electric charge of the capacitor connected to the output, wherein the negative voltage discharge circuit includes the negative voltage discharge circuit having the first configuration. Second configuration).

また、本発明に係る電源装置は、電源電圧から負電圧を生成するとともに制御信号に応じて前記負電圧の出力動作を許可/禁止可能な負電圧生成回路と、該負電圧生成回路の出力を入力し、所定の負電圧を出力するレギュレータ回路と、該レギュレータ回路からの所定の負電圧出力を保持する容量素子と、前記負電圧出力が禁止されているときに前記容量素子に充電された電荷を前記電源電圧に放電するための負電圧放電回路と、を有して成る構成(第3の構成)としてもよい。   Further, the power supply device according to the present invention generates a negative voltage from the power supply voltage and permits / inhibits the output operation of the negative voltage according to a control signal, and outputs the negative voltage generation circuit. A regulator circuit that inputs and outputs a predetermined negative voltage; a capacitive element that retains a predetermined negative voltage output from the regulator circuit; and a charge that is charged in the capacitive element when the negative voltage output is prohibited And a negative voltage discharge circuit for discharging the power supply voltage to the power supply voltage (third configuration).

なお、上記第3の構成から成る電源装置は、前記負電圧放電回路として、上記第1の構成から成る負電圧放電回路を有する構成(第4の構成)にするとよい。   The power supply device having the third configuration may have a configuration (fourth configuration) having the negative voltage discharge circuit having the first configuration as the negative voltage discharge circuit.

また、本発明に係る電気機器は、機器電源と、前記機器電源の出力変換手段である電源装置と、前記電源装置から電力供給を受けて駆動する負荷と、を有して成る電気機器であって、前記電源装置として、上記第2〜第4いずれかの構成から成る電源装置を有して成る構成(第5の構成)とされている。   An electrical device according to the present invention is an electrical device comprising a device power supply, a power supply device that is an output conversion unit of the device power supply, and a load that is driven by receiving power supply from the power supply device. Thus, the power supply device has a power supply device having any one of the second to fourth configurations (fifth configuration).

なお、上記第5の構成から成る電気機器において、前記負荷は、前記電源装置から正負両電圧の供給を受けて駆動するものであり、かつ、正電圧の供給停止よりも先に負電圧の供給停止を要するものである構成(第6の構成)とされている。   In the electric device having the fifth configuration, the load is driven by receiving both positive and negative voltages from the power supply device, and the negative voltage is supplied before the positive voltage supply is stopped. The configuration requires a stop (sixth configuration).

本発明によれば、電源装置の効率低下や規模拡大を招くことなく、負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を急速放電することが可能な負電圧放電回路、並びに、これを用いた電源装置及び電気機器を提供することが可能となる。   According to the present invention, a negative voltage discharge circuit capable of rapidly discharging the charge of a capacitor connected to the output when the output of the negative voltage generation circuit is prohibited, without incurring a reduction in efficiency or an increase in scale of the power supply device, and It becomes possible to provide a power supply device and an electric device using the same.

以下では、携帯電話端末に搭載され、バッテリの出力電圧を変換して端末各部(特に、CCD[Charge Coupled Devices]カメラ)の駆動電圧を生成するシステムレギュレータICに本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行う。   In the following, the case where the present invention is applied to a system regulator IC that is mounted on a mobile phone terminal and generates a drive voltage for each part of the terminal (particularly a CCD [Charge Coupled Devices] camera) by converting the output voltage of the battery will be described as an example. Give a description.

図1は、本発明に係る携帯電話端末の一実施形態を示すブロック図(特に、CCDカメラへの電源系部分)である。本図に示すように、本実施形態の携帯電話端末は、装置電源であるバッテリ1と、バッテリ1の出力変換手段であるシステムレギュレータIC2と、携帯電話端末の撮像手段であるCCDカメラモジュール3と、を有して成る。なお、本図には明示されていないが、本実施形態の携帯電話端末は、上記構成要素のほか、その本質機能(通信機能など)を実現する手段として、送受信回路部、スピーカ部、マイク部、表示部、操作部、メモリ部など、を当然に有して成る。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a mobile phone terminal according to the present invention (particularly, a power supply system part to a CCD camera). As shown in the figure, the mobile phone terminal of the present embodiment includes a battery 1 as a device power supply, a system regulator IC 2 as output conversion means of the battery 1, and a CCD camera module 3 as image pickup means of the mobile phone terminal. , Comprising. Although not explicitly shown in the figure, the mobile phone terminal of the present embodiment has a transmission / reception circuit unit, a speaker unit, and a microphone unit as means for realizing the essential functions (communication function, etc.) in addition to the above components. Naturally, a display unit, an operation unit, a memory unit, and the like are included.

CCDカメラモジュール3は、それを構成するCCD素子やDSP[Digital Signal Processor]、或いは、そのI/O[Input/Output]回路の駆動に際して、複数の駆動電圧(例えば、+15.0[V]、+3.0[V]、+1.8[V]、−8.0[V])を必要とする。そのため、システムレギュレータIC2は、バッテリ電圧Vbat(例えば+3.0[V])を所定の正電圧VP(例えば+18.0[V])まで正昇圧する正電圧生成回路2P(スイッチングレギュレータ回路やチャージポンプ回路など)と、同じく、バッテリ電圧Vbatを所定の負電圧VM(例えば−8.0[V])まで負昇圧する負電圧生成回路2Mと、を有するほか、バッテリ電圧Vbat或いは正電圧VPから複数の正電圧VP1〜VPn(例えば、+15.0[V]、+3.0[V]、+1.8[V])を生成する手段として、第1〜第nレギュレータ回路21〜2n(シリーズレギュレータ回路など)を有して成る。なお、正電圧VP1〜VPn及び負電圧VMは、いずれもCCDカメラモジュール3に供給される。   The CCD camera module 3 has a plurality of drive voltages (for example, +15.0 [V], etc.) when driving a CCD element or DSP [Digital Signal Processor] constituting the CCD camera module 3 or its I / O [Input / Output] circuit. +3.0 [V], +1.8 [V], −8.0 [V]). Therefore, the system regulator IC2 is a positive voltage generation circuit 2P (a switching regulator circuit or a charge pump) that positively boosts the battery voltage Vbat (for example, +3.0 [V]) to a predetermined positive voltage VP (for example, +18.0 [V]). And a negative voltage generation circuit 2M that negatively boosts the battery voltage Vbat to a predetermined negative voltage VM (for example, −8.0 [V]), as well as a plurality of voltages from the battery voltage Vbat or the positive voltage VP. As means for generating positive voltages VP1 to VPn (for example, +15.0 [V], +3.0 [V], +1.8 [V]), first to nth regulator circuits 21 to 2n (series regulator circuits) Etc.). The positive voltages VP1 to VPn and the negative voltage VM are all supplied to the CCD camera module 3.

また、本実施形態の負電圧生成回路2Mは、所定の制御信号S1に応じて負電圧VMの出力動作が許可/禁止されるものであり、さらに、その出力端には、上記の制御信号S1に応じて、負電圧生成回路2Mの出力停止時にその出力用キャパシタを急速放電させる負電圧放電回路X(本図では不図示)が設けられている。   Further, the negative voltage generation circuit 2M of the present embodiment is one in which the output operation of the negative voltage VM is permitted / prohibited in accordance with a predetermined control signal S1, and the control signal S1 is connected to the output terminal thereof. Accordingly, there is provided a negative voltage discharge circuit X (not shown in the figure) for rapidly discharging the output capacitor when the output of the negative voltage generation circuit 2M is stopped.

図2は、負電圧生成回路2Mと負電圧放電回路Xの一構成例を示す回路図(一部にブロック図を含む)である。   FIG. 2 is a circuit diagram (partly including a block diagram) showing a configuration example of the negative voltage generation circuit 2M and the negative voltage discharge circuit X.

本図に示すように、本実施形態の負電圧生成回路2Mは、Pチャネル型電界効果トランジスタ(出力トランジスタ)Q1と、インダクタL1と、ダイオードD1と、出力用キャパシタCoと、制御部CNTと、を有して成る一般的な負昇圧型のスイッチングレギュレータ回路である。   As shown in the figure, the negative voltage generation circuit 2M of the present embodiment includes a P-channel field effect transistor (output transistor) Q1, an inductor L1, a diode D1, an output capacitor Co, a control unit CNT, This is a general negative boost type switching regulator circuit.

トランジスタQ1のソースは、バッテリ電圧Vbatの入力端に接続されている。トランジスタQ1のドレインは、インダクタL1を介して、接地端に接続されている。トランジスタQ1のゲートは、制御部CNTのゲート信号出力端に接続されている。ダイオードD1のカソードは、トランジスタQ1のドレインに接続されている。ダイオードD1のアノードは、出力用キャパシタCoを介して、接地端に接続されている。出力用キャパシタCoの負極端は、負電圧VMの引出端に接続される一方、制御部CNTの出力帰還信号入力端にも接続されている。   The source of the transistor Q1 is connected to the input terminal of the battery voltage Vbat. The drain of the transistor Q1 is connected to the ground terminal via the inductor L1. The gate of the transistor Q1 is connected to the gate signal output terminal of the control unit CNT. The cathode of the diode D1 is connected to the drain of the transistor Q1. The anode of the diode D1 is connected to the ground terminal via the output capacitor Co. The negative electrode terminal of the output capacitor Co is connected to the negative voltage VM extraction terminal, and is also connected to the output feedback signal input terminal of the control unit CNT.

上記構成から成る負電圧生成回路2Mでは、制御部CNTによるトランジスタQ1のスイッチング制御に応じて、エネルギ貯蔵素子であるインダクタL1が駆動され、出力用キャパシタCoの負極端から所望の負電圧VMが引き出される。   In the negative voltage generation circuit 2M having the above-described configuration, the inductor L1 that is an energy storage element is driven according to the switching control of the transistor Q1 by the control unit CNT, and a desired negative voltage VM is drawn from the negative terminal of the output capacitor Co. It is.

なお、本実施形態の負電圧生成回路2Mにおいて、制御部CNTには、制御信号S1に応じた出力可否機能が具備されている。具体的に述べると、制御部CNTは、制御信号S1がハイレベルであるときには、負電圧VMの出力動作が許可されていると認識し、出力帰還信号(出力電圧帰還信号及び/または出力電流帰還信号)に基づいてトランジスタQ1のスイッチング制御を行い、逆に、制御信号S1がローレベルであるときには、負電圧VMの出力動作が禁止されていると認識し、出力帰還信号に依ることなく、トランジスタQ1のスイッチング制御を停止してオフ状態とする構成とされている。   In the negative voltage generation circuit 2M of the present embodiment, the control unit CNT has an output enable / disable function according to the control signal S1. Specifically, the control unit CNT recognizes that the output operation of the negative voltage VM is permitted when the control signal S1 is at a high level, and outputs an output feedback signal (an output voltage feedback signal and / or an output current feedback). On the other hand, when the control signal S1 is at a low level, it recognizes that the output operation of the negative voltage VM is prohibited, and does not depend on the output feedback signal. The switching control of Q1 is stopped and turned off.

また、本実施形態の負電圧放電回路Xは、一端が出力用キャパシタCoの負極端に接続された抵抗R1及び抵抗R3と;ソースが抵抗R1の他端に接続され、ドレインが接地端に接続されたNチャネル型電界効果トランジスタN1と;ソースが抵抗R3の他端に接続され、ドレインがNチャネル型電界効果トランジスタN1のゲートに接続され、ゲートが接地端に接続されたNチャネル型電界効果トランジスタN2と;一端がNチャネル型電界効果トランジスタN1のゲートに接続された抵抗R2と;ソースがバッテリ電圧Vbatの入力端に接続され、ドレインが抵抗R2の他端に接続され、ゲートが制御信号S1の入力端に接続されたPチャネル型電界効果トランジスタP1と;を有して成る。   Further, the negative voltage discharge circuit X of the present embodiment has a resistor R1 and a resistor R3, one end of which is connected to the negative electrode end of the output capacitor Co; a source is connected to the other end of the resistor R1, and a drain is connected to the ground terminal. An N-channel field effect transistor N1 having a source connected to the other end of the resistor R3, a drain connected to the gate of the N-channel field-effect transistor N1, and a gate connected to the ground terminal A transistor N2, one end connected to the gate of the N-channel field effect transistor N1, and a source connected to the input of the battery voltage Vbat, a drain connected to the other end of the resistor R2, and a gate a control signal And a P-channel field effect transistor P1 connected to the input terminal of S1.

上記構成から成る負電圧放電回路Xの動作について詳細な説明を行う。   The operation of the negative voltage discharge circuit X having the above configuration will be described in detail.

まず、負電圧VMの出力許可時について説明する。負電圧VMの出力が許可されている場合、トランジスタN2は、そのゲート電位(接地電圧GND)がソース電位(負電圧VM)よりも高電位となるのでオンとなる。その結果、トランジスタN1は、そのゲート電位がローレベル(ほぼ負電圧VM)となるのでオフとなり、出力用キャパシタCoの放電経路が遮断される形となる。なお、このとき、トランジスタP1は、ハイレベルの制御信号S1に応じてオフとなるので、負電圧VMの出力許可時における負電圧放電回路Xの消費電力はゼロとなる。   First, a description will be given of when negative voltage VM output is permitted. When the output of the negative voltage VM is permitted, the transistor N2 is turned on because its gate potential (ground voltage GND) is higher than the source potential (negative voltage VM). As a result, the transistor N1 is turned off because its gate potential is at a low level (almost negative voltage VM), and the discharge path of the output capacitor Co is cut off. At this time, since the transistor P1 is turned off in response to the high-level control signal S1, the power consumption of the negative voltage discharge circuit X is zero when the output of the negative voltage VM is permitted.

次に、負電圧VMの出力停止時について説明する。負電圧VMの出力が停止されている場合、トランジスタP1は、ローレベルの制御信号S1に応じてオンとなる。その結果、トランジスタN1はオンされ、出力用キャパシタCoの放電経路が導通される形となる。このような放電経路の導通により、負電圧VMの停止時には、出力用キャパシタCoの急速放電が実現される。なお、出力用キャパシタCoが放電されると、トランジスタN2はそのゲート電位とソース電位が同電位(接地電圧GND)となるのでオフとなり、電源電圧入力端から負電圧引出端に至る電流経路が遮断される形となる。従って、出力用キャパシタCoの放電後は負電圧放電回路Xの消費電力がゼロとなる。   Next, a description will be given of when output of the negative voltage VM is stopped. When the output of the negative voltage VM is stopped, the transistor P1 is turned on in response to the low level control signal S1. As a result, the transistor N1 is turned on, and the discharge path of the output capacitor Co becomes conductive. By such conduction of the discharge path, rapid discharge of the output capacitor Co is realized when the negative voltage VM is stopped. When the output capacitor Co is discharged, the transistor N2 is turned off because its gate potential and source potential are the same potential (ground voltage GND), and the current path from the power supply voltage input terminal to the negative voltage extraction terminal is cut off. Will be in the form. Therefore, after the output capacitor Co is discharged, the power consumption of the negative voltage discharge circuit X becomes zero.

このように、上記構成から成る負電圧放電回路Xであれば、駆動電圧として別途の負電圧を要することなく、負電圧生成回路2Mの出力停止時にその出力用キャパシタCoを急速放電させることが可能となる。   Thus, with the negative voltage discharge circuit X having the above-described configuration, it is possible to rapidly discharge the output capacitor Co when the output of the negative voltage generation circuit 2M is stopped without requiring a separate negative voltage as a drive voltage. It becomes.

特に、本実施形態の携帯電話端末において、負荷となるCCDカメラモジュール3は、システムレギュレータIC2から正電圧VP1〜VPn及び負電圧VMの両供給を受けて駆動するものであり、かつ、その駆動停止に際しては、正電圧VP1〜VPnの供給停止よりも先に負電圧VMの供給停止を要するものである(図3を参照)。従って、システムレギュレータIC2において、昇圧効率の向上と上記出力シーケンスの実現を両立させるためには、本実施形態の負電圧放電回路Xを用いて、負電圧生成回路2Mの出力停止時にその出力用キャパシタCoを急速放電させることが必要と考えられる。   In particular, in the mobile phone terminal of the present embodiment, the CCD camera module 3 serving as a load is driven by receiving both the positive voltages VP1 to VPn and the negative voltage VM from the system regulator IC2, and the driving is stopped. At this time, the supply of the negative voltage VM needs to be stopped before the supply of the positive voltages VP1 to VPn is stopped (see FIG. 3). Therefore, in the system regulator IC2, in order to achieve both the improvement of the boosting efficiency and the realization of the output sequence, the output voltage of the negative voltage generating circuit 2M is stopped using the negative voltage discharging circuit X of the present embodiment. It is considered necessary to rapidly discharge Co.

なお、上記の実施形態では、携帯電話端末に搭載され、バッテリの出力電圧を変換して端末各部の駆動電圧を生成するシステムレギュレータICに本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、負電圧生成回路を備えた電源装置全般に広く適用することが可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a system regulator IC that is mounted on a mobile phone terminal and converts the output voltage of the battery to generate the drive voltage of each part of the terminal has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and can be widely applied to all power supply devices including a negative voltage generation circuit.

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。   The configuration of the present invention can be variously modified within the scope of the present invention in addition to the above embodiment.

例えば、本実施形態では、熱損失の低減や効率の向上を優先し、負電圧生成回路2Mとして、スイッチングレギュレータ回路を用いた構成を例に挙げたが、負電圧生成回路2Mの構成はこれに限定されるものではなく、スイッチングノイズの低減を優先するのであれば、負出力型のチャージポンプ回路などを用いても構わない。   For example, in the present embodiment, a configuration using a switching regulator circuit as an example of the negative voltage generation circuit 2M is given as an example in order to reduce heat loss and improve efficiency, but the configuration of the negative voltage generation circuit 2M is given here. The present invention is not limited, and a negative output type charge pump circuit or the like may be used if priority is given to reducing switching noise.

また、上記の実施形態では、負電圧生成回路2Mの構成要素として、ダイオードD1を用いた構成を例示して説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、ダイオードD1に代えて、同期整流トランジスタを用いても構わない。   In the above embodiment, the configuration using the diode D1 as an example of the component of the negative voltage generating circuit 2M has been described. However, the configuration of the present invention is not limited to this, and the diode D1 Instead of this, a synchronous rectification transistor may be used.

また、上記の実施形態では、負電圧VMを直接負荷であるCCDカメラ3に供給する構成を例示して説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、負電圧生成回路2Mの出力をレギュレートするレギュレータ回路を挿入してもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the negative voltage VM is directly supplied to the CCD camera 3 that is the load has been described as an example. However, the configuration of the present invention is not limited to this, and the negative voltage generation is performed. A regulator circuit that regulates the output of the circuit 2M may be inserted.

本発明は、負電圧生成回路を備えた電源装置の効率向上と出力停止の迅速化とを両立させる上で有用な技術であり、例えば、携帯電話端末に搭載され、バッテリの出力電圧を変換してCCDカメラモジュールの駆動電圧を生成するシステムレギュレータICに好適な技術である。   The present invention is a technique useful in achieving both improvement in efficiency of a power supply device including a negative voltage generation circuit and speeding up of output stop. For example, the present invention is mounted on a mobile phone terminal and converts the output voltage of a battery. This is a technique suitable for a system regulator IC that generates a drive voltage for a CCD camera module.

は、本発明に係る携帯電話端末の一実施形態を示すブロック図である。These are block diagrams which show one Embodiment of the mobile telephone terminal which concerns on this invention. は、負電圧生成回路2Mと負電圧放電回路Xの構成例を示す回路図である。These are circuit diagrams showing a configuration example of the negative voltage generation circuit 2M and the negative voltage discharge circuit X. は、システムレギュレータIC2の出力シーケンス図である。These are the output sequence diagrams of system regulator IC2. は、負電圧放電回路を備えた電源装置の一従来例を示すブロック図である。These are block diagrams which show one prior art example of the power supply device provided with the negative voltage discharge circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリ
2 システムレギュレータIC
2P 正電圧生成回路(スイッチングレギュレータ回路)
2M 負電圧生成回路(スイッチングレギュレータ回路)
21〜2n 第1〜第nレギュレータ回路(シリーズレギュレータ回路)
3 CCDカメラモジュール
Q1 出力トランジスタ(Pチャネル電界効果トランジスタ)
L1 インダクタ
D1 ダイオード
C1 出力用キャパシタ
CNT 制御部
X 負電圧放電回路
P1 Pチャネル電界効果トランジスタ
N1〜N2 Nチャネル電界効果トランジスタ
R1〜R3 抵抗
1 Battery 2 System regulator IC
2P positive voltage generation circuit (switching regulator circuit)
2M negative voltage generation circuit (switching regulator circuit)
21 to 2n 1st to nth regulator circuits (series regulator circuit)
3 CCD camera module Q1 Output transistor (P-channel field effect transistor)
L1 Inductor D1 Diode C1 Output Capacitor CNT Controller X Negative Voltage Discharge Circuit P1 P-Channel Field Effect Transistor N1-N2 N-Channel Field Effect Transistor R1-R3 Resistance

Claims (6)

負電圧生成回路の出力動作を許可/禁止するための制御信号に応じて前記負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を放電させる負電圧放電回路であって、一端が前記キャパシタの負極端に接続された抵抗と;ソースが前記抵抗の他端に接続され、ドレインが接地端に接続された第1Nチャネル型電界効果トランジスタと;ソースが前記キャパシタの負極端に接続され、ドレインが第1Nチャネル型電界効果トランジスタのゲートに接続され、ゲートが接地端に接続された第2Nチャネル型電界効果トランジスタと;ソースが電源電圧入力端に接続され、ドレインが第1Nチャネル型電界効果トランジスタのゲートに接続され、ゲートが制御信号入力端に接続されたPチャネル型電界効果トランジスタと;を有して成ることを特徴とする負電圧放電回路。   A negative voltage discharge circuit for discharging a charge of a capacitor connected to an output of the negative voltage generation circuit when the output of the negative voltage generation circuit is prohibited in response to a control signal for permitting / prohibiting an output operation of the negative voltage generation circuit; A resistor connected to the negative terminal of the capacitor; a first N-channel field effect transistor having a source connected to the other end of the resistor and a drain connected to a ground terminal; a source connected to the negative terminal of the capacitor A second N-channel field effect transistor having a drain connected to the gate of the first N-channel field effect transistor and a gate connected to the ground terminal; a source connected to the power supply voltage input terminal, and a drain connected to the first N-channel field effect transistor A P-channel field effect transistor connected to the gate of the effect transistor and having the gate connected to the control signal input terminal. Negative voltage discharge circuit, characterized by comprising. 所定の制御信号に応じて負電圧の出力動作が許可/禁止される負電圧生成回路と、前記制御信号に応じて前記負電圧生成回路の出力禁止時にその出力に接続されたキャパシタの電荷を放電させる負電圧放電回路と、を有して成る電源装置であって、前記負電圧放電回路として、請求項1に記載の負電圧放電回路を有することを特徴とする電源装置。   A negative voltage generation circuit in which negative voltage output operation is permitted / prohibited according to a predetermined control signal, and a capacitor connected to the output is discharged when the output of the negative voltage generation circuit is prohibited according to the control signal A power supply apparatus comprising the negative voltage discharge circuit according to claim 1, wherein the negative voltage discharge circuit includes the negative voltage discharge circuit according to claim 1. 電源電圧から負電圧を生成するとともに制御信号に応じて前記負電圧の出力動作を許可/禁止可能な負電圧生成回路と、該負電圧生成回路の出力を入力し、所定の負電圧を出力するレギュレータ回路と、該レギュレータ回路からの所定の負電圧出力を保持する容量素子と、前記負電圧出力が禁止されているときに前記容量素子に充電された電荷を前記電源電圧に放電するための負電圧放電回路と、を有して成ることを特徴とする電源装置。   A negative voltage generation circuit that generates a negative voltage from the power supply voltage and can permit / inhibit the output operation of the negative voltage according to a control signal, and inputs the output of the negative voltage generation circuit, and outputs a predetermined negative voltage A regulator circuit, a capacitive element for holding a predetermined negative voltage output from the regulator circuit, and a negative charge for discharging the charge charged in the capacitive element to the power supply voltage when the negative voltage output is prohibited. And a voltage discharge circuit. 前記負電圧放電回路として、請求項1に記載の負電圧放電回路を有することを特徴とする電源装置。   A power supply apparatus comprising the negative voltage discharge circuit according to claim 1 as the negative voltage discharge circuit. 機器電源と、前記機器電源の出力変換手段である電源装置と、前記電源装置から電力供給を受けて駆動する負荷と、を有して成る電気機器であって、前記電源装置として、請求項2〜請求項4のいずれかに記載の電源装置を有して成ることを特徴とする電気機器。   An electrical apparatus comprising: a device power supply; a power supply device that is an output conversion unit of the device power supply; and a load that is driven by receiving power supply from the power supply device, wherein the power supply device is defined as claim 2. An electric apparatus comprising the power supply device according to claim 4. 前記負荷は、前記電源装置から正負両電圧の供給を受けて駆動するものであり、かつ、正電圧の供給停止よりも先に負電圧の供給停止を要するものであることを特徴とする請求項5に記載の電気機器。   The load is driven by receiving supply of both positive and negative voltages from the power supply apparatus, and the supply of the negative voltage is required before the supply of the positive voltage is stopped. 5. The electric device according to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7830448B2 (en) * 2006-12-13 2010-11-09 Casio Computer Co., Ltd. Imaging apparatus with protecting circuit for CCD
JP2019134639A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Electronic apparatus
US10505443B2 (en) 2018-03-09 2019-12-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device

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