説明

DC/DCコンバータ

【課題】 基準電圧を別に用意することなく、消費電力を低減できるDC/DCコンバータを提供する。
【解決手段】 DC/DC変換回路34がイネーブル信号ENを受けて出力電圧を蓄積コンデンサCに供給し、直列接続された第1抵抗R1と第2抵抗R2がこの出力電圧に基づいて第1の電圧V1を発生する。シュミットトリガーSTは第1の電圧V1に接続して、第1の電圧V1が第2の電圧よりも低いときにインバータINV1を介して第1の制御信号S1を出力し、第1の電圧V1が第3の電圧よりも高いときにインバータINV1を介して第2の制御信号S2を出力する。オシレータ32は第1の制御信号S1を受けるとオフし、DC/DC変換回路30の出力電圧の供給を停止させ、第2の制御信号S2を受けるとオンしてイネーブル信号ENを出力し、DC/DC変換回路30に蓄積コンデンサCへの出力電力の供給を行わせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、DC/DCコンバータに関し、より詳細には、基準電圧を別に用意することなく、消費電力を低減できるDC/DCコンバータに関する。
【背景技術】
【0002】
図1に示すのは、公知のDC/DCコンバータ10の回路図である。このコンバータ10では、オシレータ11が入力信号Sinに応じてDC/DC変換回路12をイネーブルにすると、DC/DC変換回路12は、蓄積コンデンサCを充電すべくこれに負電圧を供給する。そして、DC/DC変換回路12は、所定の電圧まで蓄積コンデンサCを充電してその電圧を維持するが、この間、DC/DC変換回路12は常にオン状態を保持しており、電力を消費し続けている。
【0003】
図2に示すのは、別な公知のDC/DCコンバータ20の回路図である。このコンバータ20では、コンパレータ24がノードD上の電圧に基づいて駆動信号を発生し、これをオシレータ21に出力することにより、DC/DC変換回路23が負荷を充電するか否かの制御がされる。かかる構成の公知のコンバータ20は、基準電圧Vrefを別に用意しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の公知技術の欠点に鑑みて、本発明は、別に基準電圧を用意することなしに、消費電力を低減することのできるDC/DCコンバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記問題を解決するため、本発明は、イネーブル信号を受けて出力電圧を蓄積コンデンサに供給するDC/DC変換回路、前記蓄積コンデンサ上の前記出力電圧に応じて第1の電圧を発生する検出回路、前記検出回路に接続して、前記第1の電圧が第2の電圧よりも低いときに第1の制御信号を出力する一方、前記第1の電圧が第3の電圧よりも高いときに第2の制御信号を出力するシュミットトリガーを備えた制御回路、および、前記第1の制御信号を受けてオフし、前記DC/DC変換回路の前記出力電圧の供給を停止させる一方、前記第2の制御信号を受けてオンし、前記イネーブル信号を出力して前記DC/DC変換回路に前記蓄積コンデンサへの前記出力電圧の供給を行わせるスイッチング回路、から構成されるDC/DCコンバータに関する。
【0006】
前記検出回路は、その第1の端が前記DC/DC変換回路に接続する第1抵抗と、前記第1抵抗の第2の端に接続する第1の端を有し、前記シュミットトリガーの入力端に接続する出力端として機能する第2抵抗と、を備えてなる分圧回路であることが好ましい。
【0007】
前記制御回路が、前記シュミットトリガーの出力端と接続する入力端と、前記スイッチング回路に接続する出力端とを有したインバータをさらに備えることが好ましい。
【0008】
前記第2の電圧は前記第3の電圧より低いことが好ましい。
【0009】
前記検出回路と前記制御回路の間に接続されて、前記第1の電圧を増幅する増幅器をさらに備えることが好ましい。
【0010】
前記スイッチング回路がオシレータであることが好ましい。
【0011】
また、本発明は、上述のDC/DCコンバータ、およびこのDC/DCコンバータに接続する表示素子を備えてなるディスプレイシステムであって、前記表示素子の電源が前記DC/DCコンバータからの出力電圧によって供給される、ディスプレイシステムに関する。
【0012】
前記表示素子は、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子および冷陰極線管表示素子のうちの少なくともいずれか1種であることが好ましい。
【0013】
また、本発明は、イネーブル信号を受けてイネーブルされ、出力信号を出力するDC/DC変換回路、およびこのDC/DC変換回路に接続し、前記出力信号に応じて第1の電圧を発生する検出回路と、前記DC/DC変換回路に接続するトリガーを有し、前記第1の電圧に応じて前記イネーブル信号を出力するスイッチと、から構成される回路に関する。
【0014】
前記トリガーがシュミットトリガーであることが好ましい。
【0015】
前記トリガーは、所定のトリガーレベルを持っており、前記第1の電圧がこのトリガーレベルよりも高いときに、第2の制御信号を出力して前記DC/DC変換回路をイネーブルにすることが好ましい。
【0016】
前記トリガーは、所定のトリガーレベルを持っており、前記第1の電圧がこのトリガーレベルよりも低いときに、第1の制御信号を出力して前記DC/DC変換回路をディセーブルにすることが好ましい。
【0017】
前記スイッチが、前記トリガーと前記DC/DC変換回路の間に接続されてイネーブルされるとイネーブル信号を出力するオシレータと、前記トリガーとから構成されており、前記トリガーが、第1の制御信号を出力して前記オシレータをディセーブルにする一方、第2の制御信号を出力して前記オシレータをイネーブルにすることが好ましい。
【0018】
前記検出回路と前記スイッチの間に接続される増幅器をさらに備えることが好ましい。
【0019】
また、本発明は、電力を消費する装置、および、前記装置に接続して電力を供給する上述の回路、から構成される電子デバイスに関する。
【0020】
前記装置はディスプレイシステムであることが好ましい。
【発明の効果】
【0021】
本発明のDC/DCコンバータによれば、その回路構成中のDC/DC変換回路とオシレータが蓄積コンデンサと負荷にかかる電圧により制御されるので、これらのオン状態が保持され続けるということがなくなって、DC/DC変換回路およびオシレータにより消費される電力が減少する。よって、基準電圧を別に用意しなくても、DC/DCコンバータの消費電力が低減され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
本発明に係る回路は、一実施形態において、イネーブルにされると出力電圧を出力するDC/DC変換回路と、前記出力電圧に応じて前記DC/DC変換回路をイネーブルまたはディセーブルにするスイッチとから構成される。一例において、DC/DC変換回路は、イネーブル信号を受けて出力電圧を蓄積コンデンサに供給する。一例において、本発明に係る回路は、前記出力電圧に応じた第1の電圧を発生すべく直列接続された第1抵抗と第2抵抗を備えている。一例において、前記スイッチは、前記第1の電圧に接続し、前記第1の電圧が第2の電圧よりも低い場合にインバータを介して第1の制御信号を出力する一方、前記第1の電圧が第3の電圧よりも高い場合に前記インバータを介して第2の制御信号を出力するシュミットトリガーを備えている。ここで、前記第2の電圧は前記第3の電圧よりも低い電圧である。一例において、前記スイッチは、前記第1の制御信号を受けてオフし、前記DC/DC変換回路の前記出力電圧の供給を停止させる一方、前記第2の制御信号を受けオンすると共に前記イネーブル信号を出力して、前記DC/DC変換回路に前記蓄積コンデンサへの前記出力電圧の供給を行わせるオシレータをさらに備えている。
【0023】
また、別な実施形態において、本発明に係る回路は、検出回路と制御回路の間に接続されて前記第1の電圧を増幅する増幅器を備える。さらに、別な実施形態において、スイッチング回路はオシレータとすることができる。
【0024】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を示すが、これは、本発明の基本原理を説明する目的で記載するものであって、限定の意味に受け取られてはならない。つまり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって決定される。
【0025】
図3は、本発明の一実施形態によるDC/DCコンバータ30の回路図である。図3に示されるように、このDC/DCコンバータ30は、DC/DC変換回路34、検出回路36、ならびに、制御回路38およびオシレータ32を有するスイッチ37から構成されている。DC/DC変換回路34は、イネーブル信号ENを受けて出力電圧Voutを蓄積コンデンサCに供給するものである。なお、図示する抵抗R6は、例えば負荷とすることができる。検出回路36は、蓄積コンデンサC上の出力電圧に応じて第1の電圧V1を発生する。この実施形態において、検出回路36は、第1抵抗R4および第2抵抗R5から構成される分圧回路である。第1抵抗R4は、DC/DC変換回路34に接続する第1の端と、第2抵抗R5に接続する第2の端を有している。つまり、第1の電圧V1は、出力電圧を分圧したものである。
【0026】
スイッチ37は、検出回路36およびDC/DC変換回路34に接続しており、第1の電圧V1(即ち、出力電圧)に応じて、DC/DC変換回路34をイネーブルまたはディセーブルにする。この実施形態におけるスイッチ37の制御回路38は、例えばシュミットトリガーSTなどのトリガー回路とインバータINV1とを備えてなっており、検出回路36に接続して第1の電圧V1を受ける。シュミットトリガーSTの入力端は、検出回路36からの出力電圧V1に接続し、インバータINV1の入力端は、シュミットトリガーSTの出力端に接続している。このようなシュミットトリガーSTは通常、第1のトリガーレベルと第2のトリガーレベルを有しており、例えば、第1のトリガーレベルは第2のトリガーレベルよりも高い値である。シュミットトリガーSTは、入力信号が第1のトリガーレベルよりも高い場合に、第1の論理レベル、例えばローの信号を出力し、入力信号が第1のトリガーレベルまで下がったときにも第1の論理レベルの信号を依然出力し続け、そして、入力信号が第2のトリガーレベルよりも低くなっときに初めて、今度は第2の論理レベル、例えばハイの信号を出力するものである。したがって、本発明における制御回路38は、第1の電圧V1が第2の電圧V2よりも低いときに、第1の制御信号S1をオシレータ32に出力し、一方、第1の電圧V1が第3の電圧よりも高いときに、第2の制御信号S2をオシレータ32に出力する。
【0027】
オシレータ32は、インバータINV1の出力とDC/DC変換回路34の間に接続しており、第1の制御信号S1を受け取るとオフして、DC/DC変換回路34へのイネーブル信号ENの出力を止めることにより、DC/DC変換回路34の蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電力Voutの供給を停止させる。一方、第2の制御信号S2を受け取ると、オシレータ32はオンし、イネーブル信号ENをDC/DC変換回路34へ出力することによって、DC/DC変換回路34に蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電力Voutの供給を行わせる。
【0028】
図4は、本発明に係るDC/DCコンバータ30の出力波形図である。この実施形態において、DC/DCコンバータ30により出力される出力電圧Voutは負電圧である。なお、ここでは例として、上述の第2の電圧V2は3.8V、第3の電圧V3は4.4Vとそれぞれ設定する。
【0029】
時刻t0において、出力電圧Voutが0Vのときに、検出回路36は第1の電圧V1を発生してシュミットトリガーSTに出力する。この場合に例えば、Vddが8Vであるとすると、第1の電圧V1は5.6Vである。かかる5.6Vである第1の電圧V1は、4.4Vである第3の電圧よりも高いことから、シュミットトリガーSTはトリガーされて、ローレベルの信号をインバータINV1に出力する。インバータINV1は、このシュミットトリガーSTからのローレベルの信号を、第2の制御信号S2であるハイレベルの信号に反転し、オシレータ32に出力する。この第2の制御信号S2を受けて、オシレータ32はオンすると共にイネーブル信号ENを出力し、DC/DC変換回路34に、蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電圧Voutの供給を行わせる。よって、出力電圧Voutは負であるため、蓄積コンデンサCと負荷R6の電圧は0から負の方向に増加することとなる。
【0030】
時刻t1において、出力電圧Voutが−6Vを超えると、検出回路36は、第2の電圧(3.8V)よりも低い第1の電圧V1を発生して、シュミットトリガーSTに出力する。すると、シュミットトリガーSTはトリガーされて、ハイレベルの信号をインバータINV1に出力する。インバータINV1は、このシュミットトリガーSTからのハイレベルの信号を、第1の制御信号S1であるローレベルの信号に反転してオシレータ32に出力する。この第1の制御信号S1を受けてオシレータ32はオフし、DC/DC変換回路34の蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電圧Vousの供給を停止させる。このとき、蓄積コンデンサCと負荷R6は電圧の放電を開始する。
【0031】
時刻t2において、出力電圧Voutが−4Vよりも高くなると、検出回路36は、第3の電圧V3(4.4V)よりも高い第1の電圧V1を発生して、シュミットトリガーSTに出力する。すると、シュミットトリガーSTは再びトリガーされ、ローレベルの信号をインバータINV1に出力する。インバータINV1は、このシュミットトリガーSTからのローレベルの信号を、第2の制御信号S2であるハイレベルの信号に反転してオシレータ32に出力する。この第2の制御信号Sを受けてオシレータ32はオンし、DC/DC変換回路34に、蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電圧Voutの供給を再開させる。その結果、蓄積コンデンサCと負荷R6は−4Vから−6Vまで充電されることとなる。
【0032】
時刻t4において、出力電圧Voutが再び−6Vを超えたときに、検出回路36は、第2の電圧V2(3.8V)よりも低い第1の電圧V1を発生して、シュミットトリガーSTに出力する。すると、シュミットトリガーSTはトリガーされ、ハイレベルの信号をインバータINV1に出力する。インバータINV1は、このシュミットトリガーSTからのハイレベルの信号を、第1の制御信号S1であるローレベルの信号に反転してオシレータ32に出力する。この第1の制御信号S1を受けてオシレータ32はオフし、DC/DC変換回路34の蓄積コンデンサCと負荷R6への出力電圧Voutの供給を停止させる。このとき、蓄積コンデンサCと負荷R6は、電圧の放電を再開する。
【0033】
上述のように本発明では、出力電圧が所定の範囲、例えば−4V〜−6Vの間に維持され得る。
【0034】
以上のような構成の本発明に係るDC/DCコンバータ30によれば、そのDC/DC変換回路34とオシレータ32が、蓄積コンデンサCと負荷6上の出力電圧Voutによって制御されるため、常にオン状態に保持されるということがなくなる。よって、本発明によれば、DC/DC変換回路34とオシレータ32によって消費される電力が減少するため、回路全体の消費電力を低減することができる。
【0035】
また、図5に示されるように、本発明に係るDC/DCコンバータ30は、電圧差が小さすぎることによる誤動作を回避すべく、第1および第2抵抗R4およびR5とシュミットトリガーSTとの間に接続して、第1の電圧を増幅する増幅器39をさらに備えていてもよい。
【0036】
図6に示すのは、上述のDC/DCコンバータ30を備えた電力を消費する装置、例えばLCDディスプレイシステム110を含んで構成される電子デバイス100の概略図である。電子デバイス100は、例えば、PDA、ノートブック型コンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話または表示モニター装置等である。このような電子デバイス100は通常、筐体120、DC/DCコンバータ30および表示素子130を有するディスプレイシステム110、ならびにユーザインターフェース140等から構成される。本発明に係るDC/DCコンバータ30は、この電子装置に搭載されて、表示素子130とユーザインターフェース140を駆動する出力電圧を供給するものとして機能する。
【0037】
なお、上述では、本発明に係るDC/DCコンバータをLCDディスプレイシステムに用いられるものとして説明したが、本発明に係るDC/DCコンバータは、その他のタイプのディスプレイ、例えば、プラズマディスプレイ素子、または冷陰極線管(CRT)表示素子などにも適用可能である。
【0038】
以上、好適な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定はされないと解されるべきであり、つまり本発明は、(当業者であれば自明であるような)各種変更や類似する構成を全て包含するものである。したがって、特許請求の範囲は、かかる各種変更や類似する構成全てが包含されるような、最も広い意味に解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】公知のDC/DCコンバータを示す回路図である。
【図2】別な公知のDC/DCコンバータを示す回路図である。
【図3】本発明の一実施形態によるDC/DCコンバータを示す回路図である。
【図4】本発明に係るDC/DCコンバータの出力波形図である。
【図5】本発明の別な一実施形態によるDC/DCコンバータを示す回路図である。
【図6】本発明に係るDC/DCコンバータを、ディスプレイシステムを備える電子デバイスに用いた場合の態様を説明する概略図である。
【符号の説明】
【0040】
30 DC/DCコンバータ
32 オシレータ
34 DC/DC変換回路
36 検出回路
37 スイッチ
38 制御回路
ST シュミットトリガー
INV1 インバータ
V1 第1の電圧
S1 第1の制御信号
S2 第2の制御信号
C 蓄積コンデンサ
R6 負荷
R4,R5 抵抗
100 電子装置
110 ディスプレイシステム
120 筐体
130 表示素子
140 ユーザインターフェース



【特許請求の範囲】
【請求項1】
イネーブル信号を受けて出力電圧を蓄積コンデンサに供給するDC/DC変換回路、
前記蓄積コンデンサ上の前記出力電圧に応じて第1の電圧を発生する検出回路、
前記検出回路に接続して、前記第1の電圧が第2の電圧よりも低いときに第1の制御信号を出力する一方、前記第1の電圧が第3の電圧よりも高いときに第2の制御信号を出力するシュミットトリガーを備えた制御回路、
および、
前記第1の制御信号を受けてオフし、前記DC/DC変換回路の前記出力電圧の供給を停止させる一方、前記第2の制御信号を受けてオンし、前記イネーブル信号を出力して前記DC/DC変換回路に前記蓄積コンデンサへの前記出力電圧の供給を行わせるスイッチング回路、
から構成されるDC/DCコンバータ。
【請求項2】
前記検出回路は、
その第1の端が前記DC/DC変換回路に接続する第1抵抗と、
前記第1抵抗の第2の端に接続する第1の端を有し、前記シュミットトリガーの入力端に接続する出力端として機能する第2抵抗と、
を備えてなる分圧回路である、請求項1記載のDC/DCコンバータ。
【請求項3】
前記制御回路が、前記シュミットトリガーの出力端と接続する入力端と、前記スイッチング回路に接続する出力端とを有したインバータをさらに備える、請求項1記載のDC/DCコンバータ。
【請求項4】
前記第2の電圧は前記第3の電圧よりも低い、請求項1記載のDC/DCコンバータ。
【請求項5】
前記検出回路と前記制御回路の間に接続されて、前記第1の電圧を増幅する増幅器をさらに備える請求項1記載のDC/DCコンバータ。
【請求項6】
前記スイッチング回路がオシレータである、請求項1記載のDC/DCコンバータ。
【請求項7】
請求項1記載のDC/DCコンバータ、およびこのDC/DCコンバータに接続する表示素子を備えてなるディスプレイシステムであって、
前記表示素子の電源が前記DC/DCコンバータからの出力電圧によって供給される、ディスプレイシステム。
【請求項8】
前記表示素子は、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子および冷陰極線管表示素子のうちの少なくともいずれか1種である、請求項7記載のディスプレイシステム。
【請求項9】
イネーブル信号を受けてイネーブルされ、出力信号を出力するDC/DC変換回路、およびこのDC/DC変換回路に接続し、前記出力信号に応じて第1の電圧を発生する検出回路と、
前記DC/DC変換回路に接続するトリガーを有し、前記第1の電圧に応じて前記イネーブル信号を出力するスイッチと、
から構成される回路。
【請求項10】
前記トリガーがシュミットトリガーである、請求項9記載の回路。
【請求項11】
前記トリガーは、所定のトリガーレベルを持っており、前記第1の電圧がこのトリガーレベルよりも高いときに、第2の制御信号を出力して前記DC/DC変換回路をイネーブルにする、請求項9記載の回路。
【請求項12】
前記トリガーは、所定のトリガーレベルを持っており、前記第1の電圧がこのトリガーレベルよりも低いときに、第1の制御信号を出力して前記DC/DC変換回路をディセーブルにする、請求項9記載の回路。
【請求項13】
前記スイッチが、前記トリガーと前記DC/DC変換回路の間に接続されてイネーブルされるとイネーブル信号を出力するオシレータと、前記トリガーとから構成されており、
前記トリガーは、第1の制御信号を出力して前記オシレータをディセーブルにする一方、第2の制御信号を出力して前記オシレータをイネーブルにする、請求項9記載の回路。
【請求項14】
前記検出回路と前記スイッチの間に接続される増幅器をさらに備える請求項9記載の回路。
【請求項15】
電力を消費する装置、および、
前記装置に接続して電力を供給する請求項9に記載の回路、
から構成される電子デバイス。
【請求項16】
前記装置はディスプレイシステムである請求項15記載の電子デバイス。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−87226(P2006−87226A)
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−269677(P2004−269677)
【出願日】平成16年9月16日(2004.9.16)
【出願人】(503141075)トッポリー オプトエレクトロニクス コーポレイション (155)
【Fターム(参考)】