電圧変換回路
【課題】電圧変換数が増大された電圧変換回路を提供する。
【解決手段】入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、入力スイッチと蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、上記した各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、複数の蓄積部が中点とグランドとの間に並列接続され、制御部は、Ｎ個の選択スイッチ及び入力端子をＯＮ状態、出力スイッチをＯＦＦ状態とした後、出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、入力スイッチをＯＦＦ状態とした後、入力スイッチのＯＦＦ状態及び選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチをＯＮ状態とする。
【解決手段】入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、入力スイッチと蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、上記した各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、複数の蓄積部が中点とグランドとの間に並列接続され、制御部は、Ｎ個の選択スイッチ及び入力端子をＯＮ状態、出力スイッチをＯＦＦ状態とした後、出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、入力スイッチをＯＦＦ状態とした後、入力スイッチのＯＦＦ状態及び選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチをＯＮ状態とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、複数のコンデンサと、複数のコンデンサを直列及び並列に切り換えて接続する複数のスイッチ手段と、複数のコンデンサの直列接続と並列接続とが交互に切り換わるように、複数のスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と、を備える電圧変換装置が提案されている。この電圧変換装置では、先ず、複数のコンデンサを外部電源とグランドとの間で直列接続した後、複数のコンデンサを並列接続して、並列接続された２つのコンデンサ間の電圧を外部に出力する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０５５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したように、特許文献１に示される電圧変換装置では、複数のコンデンサを並列接続して、並列接続された２つのコンデンサ間の電圧を外部に出力する。そのため、例えば、Ｎ個のコンデンサを有する場合、並列接続された２つのコンデンサ間を選択できる数、すなわち、所望の電圧に変換できる数（以下、電圧変換数と示す）は、Ｎ−１個となる。このように、特許文献１に示される構成の場合、コンデンサの数よりも電圧変換数が少なかった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電圧変換数が増大された電圧変換回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路であって、入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、入力スイッチと蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、入力スイッチ、選択スイッチ、及び、出力スイッチそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、複数の蓄積部が、中点とグランドとの間に並列接続されており、制御部は、Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の選択スイッチ及び入力スイッチをＯＮ状態、出力スイッチをＯＦＦ状態とする入力制御と、該入力制御後、出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、入力スイッチをＯＦＦ状態とする分配制御と、該分配制御後、入力スイッチのＯＦＦ状態及び分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチをＯＮ状態とする出力制御と、を行うことを特徴とする。
【０００７】
以下、請求項１に記載の発明の作用効果の説明を簡便とするために、Ｍを２以上の整数として、電圧変換回路がＭ個の蓄積部を有するとする。請求項１に記載の発明によれば、Ｍ個の蓄積部それぞれの選択スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することで、中点とグランドとの間で並列接続されるコンデンサの組み合わせ数を決定することができる。
【０００８】
入力制御では、Ｍ個の選択スイッチの中から、Ｎ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、ＭＣＮとなる。そして、分配制御では、ＫをＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数とすると、残りＭ−Ｎ個の選択スイッチの中から、Ｋ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、Ｍ−ＮＣＫとなる。Ｎは１以上Ｍ以下の自然数、ＫはＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数なので、入力制御と選択制御における全ての組み合わせ数、すなわち、電圧を変換できる数（電圧変換数）は、ΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）と表される。ただし、ΣＮは、Ｎ＝１〜Ｍまでの和を示し、ΣＫは、Ｋ＝Ｍ−Ｎ〜Ｍまでの和を示している。
【０００９】
例えば、Ｍ＝３の場合、電圧変換数は、３Ｃ１×（２Ｃ１＋２Ｃ２）＋３Ｃ２×１Ｃ１＋３Ｃ３×０Ｃ０＝９＋３＋１＝１３となる。第１項は、入力制御にて１つの選択スイッチを選択した場合、第２項は、入力制御にて２つの選択スイッチを選択した場合、第３項は、入力制御にて３つの選択スイッチを選択した場合を示している。入力制御にて１つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から１つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ１となる。選択制御では、残り２つの選択スイッチの中から１つ若しくは２つの選択スイッチを選択することが許されるので、組み合わせ数は、２Ｃ１＋２Ｃ２となる。同様にして、入力制御にて２つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から２つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ２となる。選択制御では、残り１つの選択スイッチを選択することが許されるので、組み合わせ数は、１Ｃ１となる。最後に、入力制御にて３つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から３つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ３となる。選択制御では選択する選択スイッチが残されていないので、組み合わせ数は、０Ｃ０となる。したがって、上記した式が成立する。
【００１０】
以上示したように、本発明では、Ｍ個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数がＭ−１となる構成と比べて、その数が増大する。そのため、所望の電圧に変換することができる。
【００１１】
請求項２に記載のように、制御部は、入力電圧を検出する第１検出部と、中点の電圧を検出する第２検出部と、第１検出部の出力信号に基づいて、入力スイッチ及び選択スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部の出力信号に基づいて、選択スイッチ及び出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部と、を有する構成が好適である。
【００１２】
これによれば、第１検出部の出力信号（入力電圧の大小）に応じて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチを選ぶことができる。また、請求項２に記載の発明では、中点の電圧に基づいて、出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするので、中点の電圧が所望の電圧に変換されるまで、分配制御を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載のように、第１検出部は、複数の第１コンパレータ、及び、該第１コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第１生成部を有し、第１コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第１生成部が接続された構成が好ましい。これによれば、複数の第１コンパレータそれぞれの出力信号の電圧レベルが、入力電圧によって変動する。したがって、複数の第１コンパレータそれぞれの出力信号に基づいて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチの組み合わせ方を変更することができる。
【００１４】
請求項４に記載のように、第２検出部は、複数の第２コンパレータ、及び、該第２コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第２生成部を有し、第２コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第２生成部が接続された構成を採用することができる。これによれば、複数の第２コンパレータそれぞれの出力信号に基づいて、中点電圧の電圧レベルを判別することができる。
【００１５】
請求項５に記載のように、入力電圧は、第１電圧と、該第１電圧よりも電圧レベルの低い第２電圧とが交互に合わさって成り、制御部は、第１電圧が入力端子に印加されている間、入力制御を行う構成が好ましい。これによれば、第２電圧に依らずに、第１電圧の電圧値を変換することができる。
【００１６】
複数の蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量が同一の場合、実質的な電圧変換数（コンデンサの組み合わせによって決定される静電容量の種類数）が低減する。したがって、請求項６に記載のように、複数の蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量は、互いに異なる構成が良い。これによれば、実質的な電圧変換数が低減することが抑制される。
【００１７】
請求項７に記載のように、制御部は、入力制御にて、最も静電容量の高いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチをＯＮ状態とする構成が良い。これによれば、入力制御にて、最も静電容量の低いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチがＯＮ状態とされる構成と比べて、入力端子に供給された入力電圧（電力）が損なわれることが抑制される。
【００１８】
請求項８に記載のように、出力スイッチと出力端子との間に、蓄積部を介して出力される電圧を調整する調整部が設けられた構成が良い。これによれば、出力電圧の精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車両のエアバックシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】エアバックシステムの信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す加速度センサの概略構成を示す回路図である。
【図４】電圧変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、車両のエアバックシステムの構成要素である加速度センサに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、車両のエアバックシステムの概略構成を示すブロック図である。図２は、エアバックシステムの信号を示すタイミングチャートである。図３は、図１に示す加速度センサの概略構成を示す回路図である。図４は、電圧変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２１】
図１に示すように、車両のエアバックシステム３００は、エアバックＥＣＵ２００と、複数の加速度センサ１００と、を有する。各加速度センサ１００は、フロント、ドア、などの車両の各部位に取り付けられており、各部位の加速度を検出する機能を果たす。エアバックＥＣＵ２００と複数の加速度センサ１００は、１本のＢＵＳライン３０１と１本のＲＴＮライン３０２とによって電気的に接続されている。ＢＵＳライン３０１にて、エアバックＥＣＵ２００と加速度センサ１００双方の信号の伝送が行われ、ＲＴＮライン３０２は、加速度センサ１００のグランド電位に固定されている。
【００２２】
図２に示すように、エアバックＥＣＵ２００から各加速度センサ１００には、駆動電圧とデータ信号（電圧）とが交互に送信され、各加速度センサ１００からエアバックＥＣＵ２００には、データ信号に応じた応答電流が送信される。データ信号には、各加速度センサ１００に保持されているアドレスが含まれている。データ信号に含まれるアドレスに対応するアドレスを有する加速度センサ１００にて、データ信号に含まれる指示に応じた応答信号（電流）が生成され、その応答信号が、ＢＵＳライン３０１を介してエアバックＥＣＵ２００に送信される。
【００２３】
なお、各加速度センサ１００を駆動するのに適した電圧は同一であるが、図１に示すように、エアバックＥＣＵ２００から各加速度センサ１００が順に接続されているため、後段に行けば行くほど、加速度センサ１００に入力される駆動電圧は低くなる。逆に言えば、前段に行けば行くほど、加速度センサ１００に入力される駆動電圧は高くなる。そのため、エアバックＥＣＵ２００から出力された駆動電圧を、各加速度センサ１００では、自身が駆動するのに適した適正電圧に変換しなければならない。この機能を果たす電圧変換回路３０を、各加速度センサ１００は保有している。
【００２４】
図３に示すように、加速度センサ１００は、加速度を検出する加速度検出部（図示略）と、データ信号に含まれるアドレスと自身の保有するアドレスとが一致する場合に、データ信号に含まれている指示を受信（デコード）する受信部１０と、指示に応じた応答信号を、エアバックＥＣＵ２００に送信する送信部２０と、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路３０と、を有する。
【００２５】
電圧変換回路３０は、入力スイッチ４０、蓄積部５０、出力スイッチ６０、及び、制御部７０を有する。入力スイッチ４０は、入力端子３１とＲＴＮライン３０２（グランド）との間に設けられ、蓄積部５０は、入力スイッチ４０とＲＴＮライン３０２との間に設けられている。そして、出力スイッチ６０は、入力スイッチ４０と蓄積部５０との間の中点Ｐ１と出力端子３２との間に設けられ、出力端子３２は、図示しないが、加速度センサ１００を構成する各要素（例えば、受信部１０、送信部２０、制御部７０）に接続されている。本実施形態に係る電圧変換回路３０は、電圧を調整する調整部９０を有し、この調整部９０が、出力スイッチ６０と出力端子３２との間に設けられている。
【００２６】
蓄積部５０は、入力スイッチ４０とＲＴＮライン３０２との間に直列接続された選択スイッチ５１及びコンデンサ５２を有する。本実施形態では、３つの蓄積部５０ａ〜５０ｃが、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続されており、各蓄積部５０ａ〜５０ｃそれぞれのコンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が互いに異なっている。本実施形態では、第１コンデンサ５２ａは第２コンデンサ５２ｂよりも静電容量が大きく、第２コンデンサ５２ｂは第３コンデンサ５２ｃよりも静電容量が大きくなっている。各選択スイッチ５１ａ〜５１ｃのＯＮ状態を制御することで、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間の静電容量が、変更される構成となっている。コンデンサの組み合わせによって決定される静電容量の種類数は、７つである。
【００２７】
制御部７０は、入力制御、分配制御、出力制御を行うものである。入力制御とは、Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の選択スイッチ５１及び入力スイッチ４０をＯＮ状態、出力スイッチ６０をＯＦＦ状態とする制御である。換言すれば、Ｎ個の選択スイッチ５１及び入力スイッチ４０にＯＮ信号を出力する制御である。分配制御とは、入力制御後、出力スイッチ６０のＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１を含む、Ｎ個以上の選択スイッチ５１をＯＮ状態、入力スイッチ４０をＯＦＦ状態とする制御である。換言すれば、入力制御後、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１を含む、Ｎ個以上の選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する制御である。出力制御とは、分配制御後、入力スイッチ４０のＯＦＦ状態及び分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１のＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチ６０をＯＮ状態とする制御である。換言すれば、分配制御後、分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する制御である。選択スイッチ５１の数は３つなので、上記したＮは、１以上３以下の自然数である。
【００２８】
制御部７０は、入力電圧を検出する第１検出部７１と、中点Ｐ１の電圧（以下、単に中点電圧と示す）を検出する第２検出部７２と、第１検出部７１の出力信号に基づいて、入力スイッチ４０及び選択スイッチ５１をＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部７２の出力信号に基づいて、選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部７３と、を有する。第１検出部７１の出力信号によって、上記した入力制御でのＮの値が決定され、第２検出部７２の出力信号によって、中点電圧が所望の電圧に変換されたか否かが判別される。本実施形態に係るスイッチ制御部７３は、入力ポート、出力ポート、メモリ、及び、ＣＰＵを有するマイコンである。
【００２９】
第１検出部７１は、第１コンパレータ７４と、第２コンパレータ７５と、第１閾値電圧を生成する第１生成部７６と、第２閾値電圧を生成する第２生成部７７と、を有する。第１コンパレータ７４の反転入力端子が、第１生成部７６に接続され、第２コンパレータ７５の反転入力端子が、第２生成部７７に接続されている。そして、各コンパレータ７４，７５の非反転入力端子が、入力端子３１に接続されており、第２閾値電圧は第１閾値電圧よりも高く、第１閾値電圧はデータ信号よりも高くなっている。また、第１閾値電圧は、駆動電圧よりも低くなっている。
【００３０】
以上により、入力端子３１にデータ信号が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からは、電圧レベルがＨｉ信号よりも低いＬｏ信号が出力される。これとは異なり、入力端子３１に第１閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力された場合、第１コンパレータ７４からはＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からはＬｏ信号が出力される。最後に、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高い駆動電圧が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からはＨｉ信号が出力される。
【００３１】
第２検出部７２は、第３コンパレータ７８と、第４コンパレータ７９と、第３閾値電圧を生成する第３生成部８０と、第４閾値電圧を生成する第４生成部８１と、を有する。第３コンパレータ７８の反転入力端子が、第３生成部８０に接続され、第４コンパレータ７９の反転入力端子が、第４生成部８１に接続されている。そして、各コンパレータ７８，７９の非反転入力端子が、中点Ｐ１に接続されており、第４閾値電圧は変換したい電圧値（以下、変換電圧値と示す）よりも微小値αだけ高く、第３閾値電圧は変換電圧値よりも微小値αだけ低くなっている。加速度センサ１００を駆動するのに適した適正電圧は、変換電圧値−αから変換電圧値＋αまでの電圧である。本実施形態では、変換電圧値が７Ｖ、αが０．５Ｖとなっている。
【００３２】
以上により、中点電圧が、変換電圧値−αよりも低い電圧となった場合、２つのコンパレータ７８，７９からはＬｏ信号が出力される。これとは異なり、中点電圧が変換電圧値−αよりも高く、且つ、変換電圧値＋αよりも低い電圧となった場合、第３コンパレータ７８からはＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からはＬｏ信号が出力される。最後に、中点電圧が変換電圧値＋αよりも高い電圧となった場合、２つのコンパレータ７８，７９からはＨｉ信号が出力される。
【００３３】
スイッチ制御部７３は、コンパレータ７４，７５，７８，７９の出力信号に基づいて、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力する。入力端子３１にデータ信号が入力され、２つのコンパレータ７４，７５からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力せず、制御動作を行わない。これとは異なり、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高く第２閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力された場合、第１コンパレータ７４からＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からＬｏ信号が出力される。この場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と１つの選択スイッチ５１とにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行う。またこれとは異なり、入力端子３１に第２閾値電圧よりも高い駆動電圧が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からＨｉ信号が出力される。この場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と２つの選択スイッチ５１とにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝２での入力制御を行う。本実施形態に係るスイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と第１選択スイッチ５１ａとにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行い、入力スイッチ４０と選択スイッチ５１ａ，５１ｂとにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝２での入力制御を行う。
【００３４】
本実施形態では、Ｎ＝３での入力制御は行われない。これを行うには、第１検出部７１はコンパレータ及び生成部それぞれを、少なくとももう１つ有さなくてはならない。なお、更に詳細な入力制御を行う場合、第１検出部７１は、コンパレータ及び生成部の保有数を増大すればよい。これによれば、入力制御において、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２ａ〜５２ｃの組み合わせ数は、３ＣＮ（Ｎ＝１〜３）となる。
【００３５】
入力制御が行われる前の状態では、中点電圧が変換電圧値−αよりも低い電圧となっており、２つのコンパレータ７８，７９からはＬｏ信号が出力されている。この場合、スイッチ制御部７３は、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力しない。しかしながら、入力制御が行われた結果、中点電圧が変換電圧値＋αよりも高い電圧となり、２つのコンパレータ７８，７９からＨｉ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた選択スイッチ５１のＯＮ状態を維持しつつ、他の選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する。これにより、分配制御を行う。
【００３６】
分配制御の結果、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となり、第３コンパレータ７８からＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する。これにより、出力制御を行う。なお、１回の分配制御において、中点電圧が、加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、スイッチ制御部７３は、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせを変更する。すなわち、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、分配制御を繰り返す。
【００３７】
次に、図４に基づいて、制御部７０にて行われる各動作を通しで説明する。図４の縦軸は電圧、横軸は時間を示している。図４では、時間ｔ１にて、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高く第２閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力されている。この場合、第１コンパレータ７４からＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からＬｏ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ２にて、スイッチ４０，５１ａにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行う。これにより、中点電圧がＶ１に上昇し、変換電圧値＋αよりも高い電圧となる。
【００３８】
この場合、２つのコンパレータ７８，７９からＨｉ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ３にて、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた第１選択スイッチ５１ａのＯＮ状態を維持しつつ、第２選択スイッチ５１ｂにＯＮ信号を出力することで、分配制御を行う。これにより、中点電圧がＶ２に下降し、加速度センサ１００の適正電圧となる。
【００３９】
この場合、第３コンパレータ７８からＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からＬｏ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ４にて、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力することで、出力制御を行う。これにより、加速度センサ１００の各構成要素に、調整部９０を介して、加速度センサ１００の適正電圧が供給される。
【００４０】
なお、上記した分配制御において、中点電圧Ｖ１が加速度センサ１００の適正電圧となった場合、スイッチ制御部７３は、時間ｔ３にて、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた第１選択スイッチ５１ａのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する。
【００４１】
また、中点電圧Ｖ２が加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、スイッチ制御部７３は、第３選択スイッチ５１ｃにもＯＮ信号を出力する。それでも、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせを変更する。その組み合わせ数は、Ｎ＝１の入力制御が行われたので、３−１Ｃ１＋３−１Ｃ２＝３である。ちなみに、Ｎ＝２の入力制御が行われた場合、分配制御おける、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせ数は、３−２Ｃ１＝１である。
【００４２】
次に、本実施形態に係る電圧変換回路３０の作用効果を説明する。本実施形態では、３つの蓄積部５０が、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続された例を示したが、電圧変換回路３０の作用効果を一般的に説明するために、Ｍを２以上の整数として、Ｍ個の蓄積部５０が、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続されているとする。
【００４３】
本実施形態に係る電圧変換回路３０においては、Ｍ個の蓄積部５０それぞれの選択スイッチ５１のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することで、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数を決定することができる。
【００４４】
入力制御では、Ｍ個の選択スイッチの中から、Ｎ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、ＭＣＮとなる。そして、分配制御では、ＫをＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数とすると、残りＭ−Ｎ個の選択スイッチの中から、Ｋ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、Ｍ−ＮＣＫとなる。Ｎは１以上Ｍ以下の自然数、ＫはＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数なので、入力制御と選択制御における全ての組み合わせ数、すなわち、電圧を変換できる数（電圧変換数）は、ΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）と表される。ただし、ΣＮは、Ｎ＝１〜Ｍまでの和を示し、ΣＫは、Ｋ＝Ｍ−Ｎ〜Ｍまでの和を示している。
【００４５】
例えば、Ｍ＝３の場合、電圧変換数は、３Ｃ１×（２Ｃ１＋２Ｃ２）＋３Ｃ２×１Ｃ１＋３Ｃ３×０Ｃ０＝９＋３＋１＝１３となる。第１項は、入力制御にて１つの選択スイッチ５１を選択した場合、第２項は、入力制御にて２つの選択スイッチ５１を選択した場合、第３項は、入力制御にて３つの選択スイッチ５１を選択した場合を示している。入力制御にて１つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から１つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ１となる。選択制御では、残り２つの選択スイッチ５１の中から１つ若しくは２つの選択スイッチ５１を選択することが許されるので、組み合わせ数は、２Ｃ１＋２Ｃ２となる。同様にして、入力制御にて２つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から２つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ２となる。選択制御では、残り１つの選択スイッチ５１を選択することが許されるので、組み合わせ数は、１Ｃ１となる。最後に、入力制御にて３つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から３つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ３となる。選択制御では選択する選択スイッチ５１が残されていないので、組み合わせ数は、０Ｃ０となる。したがって、上記した式が成立する。
【００４６】
以上示したように、本発明では、Ｍ個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数がＭ−１となる構成と比べて、その数が増大する。そのため、所望の電圧に変換することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第１検出部７１の構成のために、入力制御における中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数（以下、単に組み合わせ数と示す）は、Ｎ＝１にて１、Ｎ＝２にて１である。そして、Ｎ＝１の入力制御後の分配制御での組み合わせ数は３、Ｎ＝２の入力制御後の分配制御での組み合わせ数は１である。したがって、本実施形態の電圧変換数は、１×３＋１×１＝４となっている。このように、本実施形態で示した構成においても、３個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数が２となる構成と比べて、その数が増大している。
【００４８】
スイッチ制御部７３は、第１検出部７１の出力信号に基づいて、入力スイッチ４０及び選択スイッチ５１をＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部７２の出力信号に基づいて、選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦ状態とする。これによれば、第１検出部７１（コンパレータ７４，７５）の出力信号（入力電圧の大小）に応じて、ＯＮ状態とする選択スイッチ５１を選ぶことができる。また、中点電圧が所望の電圧に変換されるまで、ＯＮ状態とする選択スイッチ５１を選ぶことができる。
【００４９】
第１検出部７１は、２つのコンパレータ７４，７５及び閾値の異なる生成部７６，７７を有する。これによれば、コンパレータ７４，７５それぞれの出力信号の電圧レベルが、入力電圧によって変動するので、コンパレータ７４，７５それぞれの出力信号に基づいて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチ５１の組み合わせ方を変更することができる。
【００５０】
第２検出部７２は、２つのコンパレータ７８，７９及び閾値の異なる生成部８０，８１を有する。これによれば、コンパレータ７８，７９それぞれの出力信号に基づいて、中点電圧の電圧レベルを判別することができる。
【００５１】
入力端子３１にデータ信号が入力され、２つのコンパレータ７４，７５からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力せず、制御動作を行わない。これによれば、データ信号に依らずに、入力電圧の電圧値を変換することができる。
【００５２】
複数の蓄積部５０それぞれが有するコンデンサ５２の静電容量が同一の場合、実質的な電圧変換数（コンデンサ５２の組み合わせによって決定される静電容量の種類数）が低減する。したがって、上記したように、複数の蓄積部５０ａ〜５０ｃそれぞれが有するコンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が異なる構成が良い。これによれば、実質的な電圧変換数が低減することが抑制される。
【００５３】
スイッチ制御部７３は、入力制御にて、最も静電容量の高い第１コンデンサ５２ａを有する第１蓄積部５０ａの第１選択スイッチ５１ａをＯＮ状態とする。これによれば、入力制御にて、最も静電容量の低いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチがＯＮ状態とされる構成と比べて、入力端子４０に供給された入力電圧（電力）が損なわれることが抑制される。
【００５４】
電圧を調整する調整部９０が、出力スイッチ６０と出力端子３２との間に設けられている。これによれば、出力電圧の精度が向上される。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５６】
本実施形態では、電圧変換回路を、車両のエアバックシステムの構成要素である加速度センサに適用した例を示した。しかしながら、電圧変換回路の適用としては、上記例に限定されず、民生機器に適用することができる。
【００５７】
本実施形態では、３つの蓄積部５０ａ〜５０ｃが、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続された例を示した。しかしなら、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続される蓄積部５０の数としては、上記例に限定されず、２個以上であれば良い。また、所望の電圧値に変換したい場合、蓄積部５０の数は、多ければ多いほど良い。
【００５８】
本実施形態では、コンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が互いに異なっている例を示した。しかしながら、コンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が同じ構成を採用することもできる。
【００５９】
本実施形態では、駆動電圧とデータ信号（電圧）とが入力端子３１に入力される例を示した。しかしながら、駆動電圧だけが入力端子３１に入力される構成も採用することができる。これによっても、第１検出部７１にて、入力電圧値が検出され、その入力電圧値に応じた選択スイッチ５１が入力制御時にＯＮ状態とすることができる。このように、入力電圧に応じたコンデンサ５２が入力端子３１に接続されるので、入力電圧が熱エネルギーに変換されて損なわれることや、温度上昇が抑制される。
【００６０】
本実施形態では、スイッチ制御部７３は、マイコンである例を示した。しかしながら、スイッチ制御部７３としては、上記例に限定されず、アドレスデコーダを採用することもできる。この場合、スイッチ制御部７３は、検出部７１，７２の出力信号に対応した選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する。これによっても、所望の電圧に変換される。
【００６１】
本実施形態では、第１検出部７１が、２つのコンパレータと２つの生成部を有する例を示した。しかしながら、第１検出部７１は、３つ以上のコンパレータと３つ以上の生成部とを有しても良い。これによれば、各コンパレータから出力される電圧レベルの組み合わせ数が多くなるので、入力電圧の電圧レベルの判別能力が向上される。この結果、組み合わせ数をΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）に近づけることができる。
【００６２】
本実施形態では、第１検出部７１の構成のために、入力制御における中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数が、Ｎ＝１にて１、Ｎ＝２にて１である例を示した。しかしながら、駆動電圧だけが入力端子３１に入力される場合、上記した組み合わせ数を最大とするために、第１検出部７１が、６つのコンパレータと、閾値の異なる６つの生成部とを有する構成を採用することもできる。
【００６３】
本実施形態では、第２検出部７２が、２つのコンパレータと２つの生成部を有する例を示した。しかしながら、第２検出部７２は、３つ以上のコンパレータと３つ以上の生成部とを有しても良い。これによれば、各コンパレータから出力される電圧レベルの組み合わせ数が多くなるので、中点電圧の電圧レベルの判別能力が向上される。
【００６４】
本実施形態では、スイッチ制御部７３が、Ｎ＝１での入力制御にて、第１選択スイッチ５１ａにＯＮ信号を出力し、Ｎ＝２での入力制御にて、選択スイッチ５１ａ，５１ｂにＯＮ信号を出力する例を示した。しかしながら、入力制御にてＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の種類としては、上記例に限定されない。例えば、Ｎ＝１での入力制御にて、第２選択スイッチ５１ｂにＯＮ信号を出力し、Ｎ＝２での入力制御にて、選択スイッチ５１ｂ，５１ｃにＯＮ信号を出力しても良い。
【００６５】
本実施形態では、変換電圧値が７Ｖ、微小値αが０．５Ｖである例を示した。しかしながら、変換電圧値、及び、微小値αそれぞれの値は、所望とする電圧によって変化するので、上記例に限定されない。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・受信部
２０・・・送信部
３０・・・電圧変換回路
４０・・・入力スイッチ
５０・・・蓄積部
６０・・・出力スイッチ
７０・・・制御部
１００・・・加速度センサ
２００・・・エアバックＥＣＵ
３００・・・エアバックシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、複数のコンデンサと、複数のコンデンサを直列及び並列に切り換えて接続する複数のスイッチ手段と、複数のコンデンサの直列接続と並列接続とが交互に切り換わるように、複数のスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と、を備える電圧変換装置が提案されている。この電圧変換装置では、先ず、複数のコンデンサを外部電源とグランドとの間で直列接続した後、複数のコンデンサを並列接続して、並列接続された２つのコンデンサ間の電圧を外部に出力する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０５５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したように、特許文献１に示される電圧変換装置では、複数のコンデンサを並列接続して、並列接続された２つのコンデンサ間の電圧を外部に出力する。そのため、例えば、Ｎ個のコンデンサを有する場合、並列接続された２つのコンデンサ間を選択できる数、すなわち、所望の電圧に変換できる数（以下、電圧変換数と示す）は、Ｎ−１個となる。このように、特許文献１に示される構成の場合、コンデンサの数よりも電圧変換数が少なかった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電圧変換数が増大された電圧変換回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路であって、入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、入力スイッチと蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、入力スイッチ、選択スイッチ、及び、出力スイッチそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、複数の蓄積部が、中点とグランドとの間に並列接続されており、制御部は、Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の選択スイッチ及び入力スイッチをＯＮ状態、出力スイッチをＯＦＦ状態とする入力制御と、該入力制御後、出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、入力スイッチをＯＦＦ状態とする分配制御と、該分配制御後、入力スイッチのＯＦＦ状態及び分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチをＯＮ状態とする出力制御と、を行うことを特徴とする。
【０００７】
以下、請求項１に記載の発明の作用効果の説明を簡便とするために、Ｍを２以上の整数として、電圧変換回路がＭ個の蓄積部を有するとする。請求項１に記載の発明によれば、Ｍ個の蓄積部それぞれの選択スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することで、中点とグランドとの間で並列接続されるコンデンサの組み合わせ数を決定することができる。
【０００８】
入力制御では、Ｍ個の選択スイッチの中から、Ｎ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、ＭＣＮとなる。そして、分配制御では、ＫをＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数とすると、残りＭ−Ｎ個の選択スイッチの中から、Ｋ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、Ｍ−ＮＣＫとなる。Ｎは１以上Ｍ以下の自然数、ＫはＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数なので、入力制御と選択制御における全ての組み合わせ数、すなわち、電圧を変換できる数（電圧変換数）は、ΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）と表される。ただし、ΣＮは、Ｎ＝１〜Ｍまでの和を示し、ΣＫは、Ｋ＝Ｍ−Ｎ〜Ｍまでの和を示している。
【０００９】
例えば、Ｍ＝３の場合、電圧変換数は、３Ｃ１×（２Ｃ１＋２Ｃ２）＋３Ｃ２×１Ｃ１＋３Ｃ３×０Ｃ０＝９＋３＋１＝１３となる。第１項は、入力制御にて１つの選択スイッチを選択した場合、第２項は、入力制御にて２つの選択スイッチを選択した場合、第３項は、入力制御にて３つの選択スイッチを選択した場合を示している。入力制御にて１つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から１つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ１となる。選択制御では、残り２つの選択スイッチの中から１つ若しくは２つの選択スイッチを選択することが許されるので、組み合わせ数は、２Ｃ１＋２Ｃ２となる。同様にして、入力制御にて２つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から２つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ２となる。選択制御では、残り１つの選択スイッチを選択することが許されるので、組み合わせ数は、１Ｃ１となる。最後に、入力制御にて３つの選択スイッチを選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチの中から３つの選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ３となる。選択制御では選択する選択スイッチが残されていないので、組み合わせ数は、０Ｃ０となる。したがって、上記した式が成立する。
【００１０】
以上示したように、本発明では、Ｍ個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数がＭ−１となる構成と比べて、その数が増大する。そのため、所望の電圧に変換することができる。
【００１１】
請求項２に記載のように、制御部は、入力電圧を検出する第１検出部と、中点の電圧を検出する第２検出部と、第１検出部の出力信号に基づいて、入力スイッチ及び選択スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部の出力信号に基づいて、選択スイッチ及び出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部と、を有する構成が好適である。
【００１２】
これによれば、第１検出部の出力信号（入力電圧の大小）に応じて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチを選ぶことができる。また、請求項２に記載の発明では、中点の電圧に基づいて、出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするので、中点の電圧が所望の電圧に変換されるまで、分配制御を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載のように、第１検出部は、複数の第１コンパレータ、及び、該第１コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第１生成部を有し、第１コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第１生成部が接続された構成が好ましい。これによれば、複数の第１コンパレータそれぞれの出力信号の電圧レベルが、入力電圧によって変動する。したがって、複数の第１コンパレータそれぞれの出力信号に基づいて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチの組み合わせ方を変更することができる。
【００１４】
請求項４に記載のように、第２検出部は、複数の第２コンパレータ、及び、該第２コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第２生成部を有し、第２コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第２生成部が接続された構成を採用することができる。これによれば、複数の第２コンパレータそれぞれの出力信号に基づいて、中点電圧の電圧レベルを判別することができる。
【００１５】
請求項５に記載のように、入力電圧は、第１電圧と、該第１電圧よりも電圧レベルの低い第２電圧とが交互に合わさって成り、制御部は、第１電圧が入力端子に印加されている間、入力制御を行う構成が好ましい。これによれば、第２電圧に依らずに、第１電圧の電圧値を変換することができる。
【００１６】
複数の蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量が同一の場合、実質的な電圧変換数（コンデンサの組み合わせによって決定される静電容量の種類数）が低減する。したがって、請求項６に記載のように、複数の蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量は、互いに異なる構成が良い。これによれば、実質的な電圧変換数が低減することが抑制される。
【００１７】
請求項７に記載のように、制御部は、入力制御にて、最も静電容量の高いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチをＯＮ状態とする構成が良い。これによれば、入力制御にて、最も静電容量の低いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチがＯＮ状態とされる構成と比べて、入力端子に供給された入力電圧（電力）が損なわれることが抑制される。
【００１８】
請求項８に記載のように、出力スイッチと出力端子との間に、蓄積部を介して出力される電圧を調整する調整部が設けられた構成が良い。これによれば、出力電圧の精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】車両のエアバックシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】エアバックシステムの信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す加速度センサの概略構成を示す回路図である。
【図４】電圧変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、車両のエアバックシステムの構成要素である加速度センサに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、車両のエアバックシステムの概略構成を示すブロック図である。図２は、エアバックシステムの信号を示すタイミングチャートである。図３は、図１に示す加速度センサの概略構成を示す回路図である。図４は、電圧変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２１】
図１に示すように、車両のエアバックシステム３００は、エアバックＥＣＵ２００と、複数の加速度センサ１００と、を有する。各加速度センサ１００は、フロント、ドア、などの車両の各部位に取り付けられており、各部位の加速度を検出する機能を果たす。エアバックＥＣＵ２００と複数の加速度センサ１００は、１本のＢＵＳライン３０１と１本のＲＴＮライン３０２とによって電気的に接続されている。ＢＵＳライン３０１にて、エアバックＥＣＵ２００と加速度センサ１００双方の信号の伝送が行われ、ＲＴＮライン３０２は、加速度センサ１００のグランド電位に固定されている。
【００２２】
図２に示すように、エアバックＥＣＵ２００から各加速度センサ１００には、駆動電圧とデータ信号（電圧）とが交互に送信され、各加速度センサ１００からエアバックＥＣＵ２００には、データ信号に応じた応答電流が送信される。データ信号には、各加速度センサ１００に保持されているアドレスが含まれている。データ信号に含まれるアドレスに対応するアドレスを有する加速度センサ１００にて、データ信号に含まれる指示に応じた応答信号（電流）が生成され、その応答信号が、ＢＵＳライン３０１を介してエアバックＥＣＵ２００に送信される。
【００２３】
なお、各加速度センサ１００を駆動するのに適した電圧は同一であるが、図１に示すように、エアバックＥＣＵ２００から各加速度センサ１００が順に接続されているため、後段に行けば行くほど、加速度センサ１００に入力される駆動電圧は低くなる。逆に言えば、前段に行けば行くほど、加速度センサ１００に入力される駆動電圧は高くなる。そのため、エアバックＥＣＵ２００から出力された駆動電圧を、各加速度センサ１００では、自身が駆動するのに適した適正電圧に変換しなければならない。この機能を果たす電圧変換回路３０を、各加速度センサ１００は保有している。
【００２４】
図３に示すように、加速度センサ１００は、加速度を検出する加速度検出部（図示略）と、データ信号に含まれるアドレスと自身の保有するアドレスとが一致する場合に、データ信号に含まれている指示を受信（デコード）する受信部１０と、指示に応じた応答信号を、エアバックＥＣＵ２００に送信する送信部２０と、入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路３０と、を有する。
【００２５】
電圧変換回路３０は、入力スイッチ４０、蓄積部５０、出力スイッチ６０、及び、制御部７０を有する。入力スイッチ４０は、入力端子３１とＲＴＮライン３０２（グランド）との間に設けられ、蓄積部５０は、入力スイッチ４０とＲＴＮライン３０２との間に設けられている。そして、出力スイッチ６０は、入力スイッチ４０と蓄積部５０との間の中点Ｐ１と出力端子３２との間に設けられ、出力端子３２は、図示しないが、加速度センサ１００を構成する各要素（例えば、受信部１０、送信部２０、制御部７０）に接続されている。本実施形態に係る電圧変換回路３０は、電圧を調整する調整部９０を有し、この調整部９０が、出力スイッチ６０と出力端子３２との間に設けられている。
【００２６】
蓄積部５０は、入力スイッチ４０とＲＴＮライン３０２との間に直列接続された選択スイッチ５１及びコンデンサ５２を有する。本実施形態では、３つの蓄積部５０ａ〜５０ｃが、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続されており、各蓄積部５０ａ〜５０ｃそれぞれのコンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が互いに異なっている。本実施形態では、第１コンデンサ５２ａは第２コンデンサ５２ｂよりも静電容量が大きく、第２コンデンサ５２ｂは第３コンデンサ５２ｃよりも静電容量が大きくなっている。各選択スイッチ５１ａ〜５１ｃのＯＮ状態を制御することで、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間の静電容量が、変更される構成となっている。コンデンサの組み合わせによって決定される静電容量の種類数は、７つである。
【００２７】
制御部７０は、入力制御、分配制御、出力制御を行うものである。入力制御とは、Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の選択スイッチ５１及び入力スイッチ４０をＯＮ状態、出力スイッチ６０をＯＦＦ状態とする制御である。換言すれば、Ｎ個の選択スイッチ５１及び入力スイッチ４０にＯＮ信号を出力する制御である。分配制御とは、入力制御後、出力スイッチ６０のＯＦＦ状態を維持しつつ、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１を含む、Ｎ個以上の選択スイッチ５１をＯＮ状態、入力スイッチ４０をＯＦＦ状態とする制御である。換言すれば、入力制御後、入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１を含む、Ｎ個以上の選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する制御である。出力制御とは、分配制御後、入力スイッチ４０のＯＦＦ状態及び分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１のＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチ６０をＯＮ状態とする制御である。換言すれば、分配制御後、分配制御でＯＮ状態となっている選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する制御である。選択スイッチ５１の数は３つなので、上記したＮは、１以上３以下の自然数である。
【００２８】
制御部７０は、入力電圧を検出する第１検出部７１と、中点Ｐ１の電圧（以下、単に中点電圧と示す）を検出する第２検出部７２と、第１検出部７１の出力信号に基づいて、入力スイッチ４０及び選択スイッチ５１をＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部７２の出力信号に基づいて、選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部７３と、を有する。第１検出部７１の出力信号によって、上記した入力制御でのＮの値が決定され、第２検出部７２の出力信号によって、中点電圧が所望の電圧に変換されたか否かが判別される。本実施形態に係るスイッチ制御部７３は、入力ポート、出力ポート、メモリ、及び、ＣＰＵを有するマイコンである。
【００２９】
第１検出部７１は、第１コンパレータ７４と、第２コンパレータ７５と、第１閾値電圧を生成する第１生成部７６と、第２閾値電圧を生成する第２生成部７７と、を有する。第１コンパレータ７４の反転入力端子が、第１生成部７６に接続され、第２コンパレータ７５の反転入力端子が、第２生成部７７に接続されている。そして、各コンパレータ７４，７５の非反転入力端子が、入力端子３１に接続されており、第２閾値電圧は第１閾値電圧よりも高く、第１閾値電圧はデータ信号よりも高くなっている。また、第１閾値電圧は、駆動電圧よりも低くなっている。
【００３０】
以上により、入力端子３１にデータ信号が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からは、電圧レベルがＨｉ信号よりも低いＬｏ信号が出力される。これとは異なり、入力端子３１に第１閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力された場合、第１コンパレータ７４からはＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からはＬｏ信号が出力される。最後に、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高い駆動電圧が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からはＨｉ信号が出力される。
【００３１】
第２検出部７２は、第３コンパレータ７８と、第４コンパレータ７９と、第３閾値電圧を生成する第３生成部８０と、第４閾値電圧を生成する第４生成部８１と、を有する。第３コンパレータ７８の反転入力端子が、第３生成部８０に接続され、第４コンパレータ７９の反転入力端子が、第４生成部８１に接続されている。そして、各コンパレータ７８，７９の非反転入力端子が、中点Ｐ１に接続されており、第４閾値電圧は変換したい電圧値（以下、変換電圧値と示す）よりも微小値αだけ高く、第３閾値電圧は変換電圧値よりも微小値αだけ低くなっている。加速度センサ１００を駆動するのに適した適正電圧は、変換電圧値−αから変換電圧値＋αまでの電圧である。本実施形態では、変換電圧値が７Ｖ、αが０．５Ｖとなっている。
【００３２】
以上により、中点電圧が、変換電圧値−αよりも低い電圧となった場合、２つのコンパレータ７８，７９からはＬｏ信号が出力される。これとは異なり、中点電圧が変換電圧値−αよりも高く、且つ、変換電圧値＋αよりも低い電圧となった場合、第３コンパレータ７８からはＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からはＬｏ信号が出力される。最後に、中点電圧が変換電圧値＋αよりも高い電圧となった場合、２つのコンパレータ７８，７９からはＨｉ信号が出力される。
【００３３】
スイッチ制御部７３は、コンパレータ７４，７５，７８，７９の出力信号に基づいて、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力する。入力端子３１にデータ信号が入力され、２つのコンパレータ７４，７５からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力せず、制御動作を行わない。これとは異なり、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高く第２閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力された場合、第１コンパレータ７４からＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からＬｏ信号が出力される。この場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と１つの選択スイッチ５１とにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行う。またこれとは異なり、入力端子３１に第２閾値電圧よりも高い駆動電圧が入力された場合、２つのコンパレータ７４，７５からＨｉ信号が出力される。この場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と２つの選択スイッチ５１とにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝２での入力制御を行う。本実施形態に係るスイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０と第１選択スイッチ５１ａとにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行い、入力スイッチ４０と選択スイッチ５１ａ，５１ｂとにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝２での入力制御を行う。
【００３４】
本実施形態では、Ｎ＝３での入力制御は行われない。これを行うには、第１検出部７１はコンパレータ及び生成部それぞれを、少なくとももう１つ有さなくてはならない。なお、更に詳細な入力制御を行う場合、第１検出部７１は、コンパレータ及び生成部の保有数を増大すればよい。これによれば、入力制御において、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２ａ〜５２ｃの組み合わせ数は、３ＣＮ（Ｎ＝１〜３）となる。
【００３５】
入力制御が行われる前の状態では、中点電圧が変換電圧値−αよりも低い電圧となっており、２つのコンパレータ７８，７９からはＬｏ信号が出力されている。この場合、スイッチ制御部７３は、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力しない。しかしながら、入力制御が行われた結果、中点電圧が変換電圧値＋αよりも高い電圧となり、２つのコンパレータ７８，７９からＨｉ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた選択スイッチ５１のＯＮ状態を維持しつつ、他の選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する。これにより、分配制御を行う。
【００３６】
分配制御の結果、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となり、第３コンパレータ７８からＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する。これにより、出力制御を行う。なお、１回の分配制御において、中点電圧が、加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、スイッチ制御部７３は、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせを変更する。すなわち、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、分配制御を繰り返す。
【００３７】
次に、図４に基づいて、制御部７０にて行われる各動作を通しで説明する。図４の縦軸は電圧、横軸は時間を示している。図４では、時間ｔ１にて、入力端子３１に第１閾値電圧よりも高く第２閾値電圧よりも低い駆動電圧が入力されている。この場合、第１コンパレータ７４からＨｉ信号が出力され、第２コンパレータ７５からＬｏ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ２にて、スイッチ４０，５１ａにＯＮ信号を出力することで、Ｎ＝１での入力制御を行う。これにより、中点電圧がＶ１に上昇し、変換電圧値＋αよりも高い電圧となる。
【００３８】
この場合、２つのコンパレータ７８，７９からＨｉ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ３にて、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた第１選択スイッチ５１ａのＯＮ状態を維持しつつ、第２選択スイッチ５１ｂにＯＮ信号を出力することで、分配制御を行う。これにより、中点電圧がＶ２に下降し、加速度センサ１００の適正電圧となる。
【００３９】
この場合、第３コンパレータ７８からＨｉ信号が出力され、第４コンパレータ７９からＬｏ信号が出力される。スイッチ制御部７３は、これらの信号が入力されると、時間ｔ４にて、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力することで、出力制御を行う。これにより、加速度センサ１００の各構成要素に、調整部９０を介して、加速度センサ１００の適正電圧が供給される。
【００４０】
なお、上記した分配制御において、中点電圧Ｖ１が加速度センサ１００の適正電圧となった場合、スイッチ制御部７３は、時間ｔ３にて、入力スイッチ４０へのＯＮ信号の供給を止め、入力制御にてＯＮ状態とされた第１選択スイッチ５１ａのＯＮ状態を維持しつつ、出力スイッチ６０にＯＮ信号を出力する。
【００４１】
また、中点電圧Ｖ２が加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、スイッチ制御部７３は、第３選択スイッチ５１ｃにもＯＮ信号を出力する。それでも、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧とならなかった場合、中点電圧が加速度センサ１００の適正電圧となるまで、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせを変更する。その組み合わせ数は、Ｎ＝１の入力制御が行われたので、３−１Ｃ１＋３−１Ｃ２＝３である。ちなみに、Ｎ＝２の入力制御が行われた場合、分配制御おける、ＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の組み合わせ数は、３−２Ｃ１＝１である。
【００４２】
次に、本実施形態に係る電圧変換回路３０の作用効果を説明する。本実施形態では、３つの蓄積部５０が、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続された例を示したが、電圧変換回路３０の作用効果を一般的に説明するために、Ｍを２以上の整数として、Ｍ個の蓄積部５０が、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続されているとする。
【００４３】
本実施形態に係る電圧変換回路３０においては、Ｍ個の蓄積部５０それぞれの選択スイッチ５１のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することで、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数を決定することができる。
【００４４】
入力制御では、Ｍ個の選択スイッチの中から、Ｎ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、ＭＣＮとなる。そして、分配制御では、ＫをＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数とすると、残りＭ−Ｎ個の選択スイッチの中から、Ｋ個の選択スイッチを選択することとなるので、組み合わせ数は、Ｍ−ＮＣＫとなる。Ｎは１以上Ｍ以下の自然数、ＫはＭ−Ｎ以上Ｍ以下の整数なので、入力制御と選択制御における全ての組み合わせ数、すなわち、電圧を変換できる数（電圧変換数）は、ΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）と表される。ただし、ΣＮは、Ｎ＝１〜Ｍまでの和を示し、ΣＫは、Ｋ＝Ｍ−Ｎ〜Ｍまでの和を示している。
【００４５】
例えば、Ｍ＝３の場合、電圧変換数は、３Ｃ１×（２Ｃ１＋２Ｃ２）＋３Ｃ２×１Ｃ１＋３Ｃ３×０Ｃ０＝９＋３＋１＝１３となる。第１項は、入力制御にて１つの選択スイッチ５１を選択した場合、第２項は、入力制御にて２つの選択スイッチ５１を選択した場合、第３項は、入力制御にて３つの選択スイッチ５１を選択した場合を示している。入力制御にて１つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から１つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ１となる。選択制御では、残り２つの選択スイッチ５１の中から１つ若しくは２つの選択スイッチ５１を選択することが許されるので、組み合わせ数は、２Ｃ１＋２Ｃ２となる。同様にして、入力制御にて２つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から２つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ２となる。選択制御では、残り１つの選択スイッチ５１を選択することが許されるので、組み合わせ数は、１Ｃ１となる。最後に、入力制御にて３つの選択スイッチ５１を選択する場合、入力制御では、３つの選択スイッチ５１の中から３つの選択スイッチ５１を選択することとなるので、組み合わせ数は、３Ｃ３となる。選択制御では選択する選択スイッチ５１が残されていないので、組み合わせ数は、０Ｃ０となる。したがって、上記した式が成立する。
【００４６】
以上示したように、本発明では、Ｍ個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数がＭ−１となる構成と比べて、その数が増大する。そのため、所望の電圧に変換することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第１検出部７１の構成のために、入力制御における中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数（以下、単に組み合わせ数と示す）は、Ｎ＝１にて１、Ｎ＝２にて１である。そして、Ｎ＝１の入力制御後の分配制御での組み合わせ数は３、Ｎ＝２の入力制御後の分配制御での組み合わせ数は１である。したがって、本実施形態の電圧変換数は、１×３＋１×１＝４となっている。このように、本実施形態で示した構成においても、３個のコンデンサを用いた場合に、電圧変換数が２となる構成と比べて、その数が増大している。
【００４８】
スイッチ制御部７３は、第１検出部７１の出力信号に基づいて、入力スイッチ４０及び選択スイッチ５１をＯＮ／ＯＦＦ状態とし、第２検出部７２の出力信号に基づいて、選択スイッチ５１及び出力スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦ状態とする。これによれば、第１検出部７１（コンパレータ７４，７５）の出力信号（入力電圧の大小）に応じて、ＯＮ状態とする選択スイッチ５１を選ぶことができる。また、中点電圧が所望の電圧に変換されるまで、ＯＮ状態とする選択スイッチ５１を選ぶことができる。
【００４９】
第１検出部７１は、２つのコンパレータ７４，７５及び閾値の異なる生成部７６，７７を有する。これによれば、コンパレータ７４，７５それぞれの出力信号の電圧レベルが、入力電圧によって変動するので、コンパレータ７４，７５それぞれの出力信号に基づいて、入力制御にてＯＮ状態とする選択スイッチ５１の組み合わせ方を変更することができる。
【００５０】
第２検出部７２は、２つのコンパレータ７８，７９及び閾値の異なる生成部８０，８１を有する。これによれば、コンパレータ７８，７９それぞれの出力信号に基づいて、中点電圧の電圧レベルを判別することができる。
【００５１】
入力端子３１にデータ信号が入力され、２つのコンパレータ７４，７５からＬｏ信号が出力された場合、スイッチ制御部７３は、各スイッチ４０，５１ａ〜５１ｃ，６０にＯＮ信号を出力せず、制御動作を行わない。これによれば、データ信号に依らずに、入力電圧の電圧値を変換することができる。
【００５２】
複数の蓄積部５０それぞれが有するコンデンサ５２の静電容量が同一の場合、実質的な電圧変換数（コンデンサ５２の組み合わせによって決定される静電容量の種類数）が低減する。したがって、上記したように、複数の蓄積部５０ａ〜５０ｃそれぞれが有するコンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が異なる構成が良い。これによれば、実質的な電圧変換数が低減することが抑制される。
【００５３】
スイッチ制御部７３は、入力制御にて、最も静電容量の高い第１コンデンサ５２ａを有する第１蓄積部５０ａの第１選択スイッチ５１ａをＯＮ状態とする。これによれば、入力制御にて、最も静電容量の低いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチがＯＮ状態とされる構成と比べて、入力端子４０に供給された入力電圧（電力）が損なわれることが抑制される。
【００５４】
電圧を調整する調整部９０が、出力スイッチ６０と出力端子３２との間に設けられている。これによれば、出力電圧の精度が向上される。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５６】
本実施形態では、電圧変換回路を、車両のエアバックシステムの構成要素である加速度センサに適用した例を示した。しかしながら、電圧変換回路の適用としては、上記例に限定されず、民生機器に適用することができる。
【００５７】
本実施形態では、３つの蓄積部５０ａ〜５０ｃが、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続された例を示した。しかしなら、中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間に並列接続される蓄積部５０の数としては、上記例に限定されず、２個以上であれば良い。また、所望の電圧値に変換したい場合、蓄積部５０の数は、多ければ多いほど良い。
【００５８】
本実施形態では、コンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が互いに異なっている例を示した。しかしながら、コンデンサ５２ａ〜５２ｃの静電容量が同じ構成を採用することもできる。
【００５９】
本実施形態では、駆動電圧とデータ信号（電圧）とが入力端子３１に入力される例を示した。しかしながら、駆動電圧だけが入力端子３１に入力される構成も採用することができる。これによっても、第１検出部７１にて、入力電圧値が検出され、その入力電圧値に応じた選択スイッチ５１が入力制御時にＯＮ状態とすることができる。このように、入力電圧に応じたコンデンサ５２が入力端子３１に接続されるので、入力電圧が熱エネルギーに変換されて損なわれることや、温度上昇が抑制される。
【００６０】
本実施形態では、スイッチ制御部７３は、マイコンである例を示した。しかしながら、スイッチ制御部７３としては、上記例に限定されず、アドレスデコーダを採用することもできる。この場合、スイッチ制御部７３は、検出部７１，７２の出力信号に対応した選択スイッチ５１にＯＮ信号を出力する。これによっても、所望の電圧に変換される。
【００６１】
本実施形態では、第１検出部７１が、２つのコンパレータと２つの生成部を有する例を示した。しかしながら、第１検出部７１は、３つ以上のコンパレータと３つ以上の生成部とを有しても良い。これによれば、各コンパレータから出力される電圧レベルの組み合わせ数が多くなるので、入力電圧の電圧レベルの判別能力が向上される。この結果、組み合わせ数をΣＮ（ＭＣＮ×ΣＫ Ｍ−ＮＣＫ）に近づけることができる。
【００６２】
本実施形態では、第１検出部７１の構成のために、入力制御における中点Ｐ１とＲＴＮライン３０２との間で並列接続されるコンデンサ５２の組み合わせ数が、Ｎ＝１にて１、Ｎ＝２にて１である例を示した。しかしながら、駆動電圧だけが入力端子３１に入力される場合、上記した組み合わせ数を最大とするために、第１検出部７１が、６つのコンパレータと、閾値の異なる６つの生成部とを有する構成を採用することもできる。
【００６３】
本実施形態では、第２検出部７２が、２つのコンパレータと２つの生成部を有する例を示した。しかしながら、第２検出部７２は、３つ以上のコンパレータと３つ以上の生成部とを有しても良い。これによれば、各コンパレータから出力される電圧レベルの組み合わせ数が多くなるので、中点電圧の電圧レベルの判別能力が向上される。
【００６４】
本実施形態では、スイッチ制御部７３が、Ｎ＝１での入力制御にて、第１選択スイッチ５１ａにＯＮ信号を出力し、Ｎ＝２での入力制御にて、選択スイッチ５１ａ，５１ｂにＯＮ信号を出力する例を示した。しかしながら、入力制御にてＯＮ信号を出力する選択スイッチ５１の種類としては、上記例に限定されない。例えば、Ｎ＝１での入力制御にて、第２選択スイッチ５１ｂにＯＮ信号を出力し、Ｎ＝２での入力制御にて、選択スイッチ５１ｂ，５１ｃにＯＮ信号を出力しても良い。
【００６５】
本実施形態では、変換電圧値が７Ｖ、微小値αが０．５Ｖである例を示した。しかしながら、変換電圧値、及び、微小値αそれぞれの値は、所望とする電圧によって変化するので、上記例に限定されない。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・受信部
２０・・・送信部
３０・・・電圧変換回路
４０・・・入力スイッチ
５０・・・蓄積部
６０・・・出力スイッチ
７０・・・制御部
１００・・・加速度センサ
２００・・・エアバックＥＣＵ
３００・・・エアバックシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路であって、
入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、
前記入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、
前記入力スイッチと前記蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、
前記入力スイッチ、前記選択スイッチ、及び、前記出力スイッチそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、
複数の蓄積部が、前記中点とグランドとの間に並列接続されており、
前記制御部は、
Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の前記選択スイッチ及び前記入力スイッチをＯＮ状態、前記出力スイッチをＯＦＦ状態とする入力制御と、
該入力制御後、前記出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、前記入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、前記入力スイッチをＯＦＦ状態とする分配制御と、
該分配制御後、前記入力スイッチのＯＦＦ状態及び前記分配制御でＯＮ状態となっている前記選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、前記出力スイッチをＯＮ状態とする出力制御と、を行うことを特徴とする電圧変換回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力電圧を検出する第１検出部と、前記中点の電圧を検出する第２検出部と、前記第１検出部の出力信号に基づいて、前記入力スイッチ及び前記選択スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とし、前記第２検出部の出力信号に基づいて、前記選択スイッチ及び前記出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換回路。
【請求項３】
前記第１検出部は、複数の第１コンパレータ、及び、該第１コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第１生成部を有し、
前記第１コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第１生成部が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電圧変換回路。
【請求項４】
前記第２検出部は、複数の第２コンパレータ、及び、該第２コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第２生成部を有し、
前記第２コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第２生成部が接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電圧変換回路。
【請求項５】
前記入力電圧は、第１電圧と、該第１電圧よりも電圧レベルの低い第２電圧とが交互に合わさって成り、
前記制御部は、前記第１電圧が前記入力端子に印加されている間、前記入力制御を行うことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【請求項６】
複数の前記蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量は、互いに異なることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【請求項７】
前記制御部は、前記入力制御にて、最も静電容量の高いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチをＯＮ状態とすることを特徴とする請求項６に記載の電圧変換回路。
【請求項８】
前記出力スイッチと前記出力端子との間に、前記蓄積部から出力される電圧を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【請求項１】
入力電圧の電圧値を変換する電圧変換回路であって、
入力端子とグランドとの間に設けられた入力スイッチと、
前記入力スイッチとグランドとの間に直列接続された選択スイッチ及びコンデンサを有する蓄積部と、
前記入力スイッチと前記蓄積部との間の中点と出力端子との間に設けられた出力スイッチと、
前記入力スイッチ、前記選択スイッチ、及び、前記出力スイッチそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を有し、
複数の蓄積部が、前記中点とグランドとの間に並列接続されており、
前記制御部は、
Ｎを１以上の自然数とすると、Ｎ個の前記選択スイッチ及び前記入力スイッチをＯＮ状態、前記出力スイッチをＯＦＦ状態とする入力制御と、
該入力制御後、前記出力スイッチのＯＦＦ状態を維持しつつ、前記入力制御でＯＮ状態となっている選択スイッチを含む、Ｎ個以上の選択スイッチをＯＮ状態、前記入力スイッチをＯＦＦ状態とする分配制御と、
該分配制御後、前記入力スイッチのＯＦＦ状態及び前記分配制御でＯＮ状態となっている前記選択スイッチのＯＮ状態を維持しつつ、前記出力スイッチをＯＮ状態とする出力制御と、を行うことを特徴とする電圧変換回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力電圧を検出する第１検出部と、前記中点の電圧を検出する第２検出部と、前記第１検出部の出力信号に基づいて、前記入力スイッチ及び前記選択スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とし、前記第２検出部の出力信号に基づいて、前記選択スイッチ及び前記出力スイッチをＯＮ／ＯＦＦ状態とするスイッチ制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電圧変換回路。
【請求項３】
前記第１検出部は、複数の第１コンパレータ、及び、該第１コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第１生成部を有し、
前記第１コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第１生成部が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電圧変換回路。
【請求項４】
前記第２検出部は、複数の第２コンパレータ、及び、該第２コンパレータと同数であり、互いに異なる閾値電圧を生成する第２生成部を有し、
前記第２コンパレータの２つの入力端子の内の１つに、対応する第２生成部が接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電圧変換回路。
【請求項５】
前記入力電圧は、第１電圧と、該第１電圧よりも電圧レベルの低い第２電圧とが交互に合わさって成り、
前記制御部は、前記第１電圧が前記入力端子に印加されている間、前記入力制御を行うことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【請求項６】
複数の前記蓄積部それぞれが有するコンデンサの静電容量は、互いに異なることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【請求項７】
前記制御部は、前記入力制御にて、最も静電容量の高いコンデンサを有する蓄積部の選択スイッチをＯＮ状態とすることを特徴とする請求項６に記載の電圧変換回路。
【請求項８】
前記出力スイッチと前記出力端子との間に、前記蓄積部から出力される電圧を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の電圧変換回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３８８８６（Ｐ２０１３−３８８８６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２４５１（Ｐ２０１１−１７２４５１）
【出願日】平成２３年８月６日（２０１１．８．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月６日（２０１１．８．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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