[发明专利]DC/DC转换器电路

说明书

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图以及摘要的2010年1月25提交的日本专利申请No.2010-13095的公开通过引用整体合并在此。

技术领域

本发明涉及一种DC/DC转换器电路，特别地涉及通过使用电荷泵电路稳定输出电压的DC/DC转换器电路。

背景技术

在通过便携式电话、PDA(个人数字助理：便携式信息终端)、DSC(数码静态照相机：数码照相机)等等代表的便携式设备中，DC/DC转换器电路被频繁地用作电源电路，该电源电路通过转换大约3V的电源电压，生成液晶显示驱动所需要的大约-2V的负电源电压，或者大约+5V的正电源电压。尽管在DC/DC转换器电路存在各种类型，但是具体而言，因为必要部件的总体积小所以在便携式设备中频繁地采用电荷泵电路。

图8是在日本未经审查的专利申请公开No.2005-312169中描述的电压反转型DC/DC转换器电路的电路图。此外，虽然在日本未经审查的专利公开No.2005-312169中，DC/DC转换器电路被称为电荷泵电路，但是在下面的描述中，图8的附图标记23表示狭义上的电荷泵电路。电压反转型DC/DC转换器电路是具有产生低于接地电势的电压的目的的电路。在图8中，电压反转型DC/DC转换器电路被提供有包括用于充电的电容器C1、用于输出的电容器C2、以及四个开关SW1至SW4的电荷泵电路23和电压调节电路10。电荷泵电路23可以称之为电压反转型电荷泵电路，其反转输入电压Vin的极性以输出为Vout＝-Vin。开关SW1和开关SW2分别被联接到电容器C1的两端，开关SW1被联接到输入电压侧(Vin)，并且开关SW2被联接到固定电压侧(GND)。当开关SW1和SW2被导通时，电压Vin被施加到电容器C1的两端从而充电电容器C1。在开关SW3中，其一端被联接到电容器C1的开关SW1一侧，并且其另一端被联接到是电压调节电路10的电压控制元件的Nch的MOSFET 14的漏极端子。开关SW4被插入在电容器C1和C2之间以通过被导通或者截止来联接或者切断电容器C1和电容器C2。

电压调节电路10是通过比较输出电压Vout和基准电压Vref来稳定输出电压Vout的电路，并且被提供有电阻器R1和R2、运算放大器12以及MOSFET14。在电阻器R1中，其一端被输入有基准电压Vref，并且其另一端被联接到运算放大器12的非反转输入端子。在电阻器R2中，其一端被输入有输出电压Vout，并且其另一端被联接到运算放大器12的非反转输入端子。运算放大器12的反转输入端子被接地，并且运算放大器12的输出端子被联接到MOSFET14的栅极端子。MOSFET14被插入在开关SW3和接地之间，并且当开关SW3被导通时存在于电容器C2的充电/放电路径处。因此，MOSFET14能够通过控制其栅极电压来控制电容器C2的电荷量，结果，其具有控制输出电压Vout的功能。

接下来，将会给出如上所述构造的DC/DC转换器电路的操作的解释。在第一时段期间，开关SW1和SW2被导通，并且开关SW3和开关SW4被截止。在该时间段期间，电容器C1被充电到输入电压Vin。另一方面，在该时间段期间，电容器C2与电容器C1分隔，并且当电力被提供到负载电路16时，输出电压Vout从想要的电压逐渐上升。

因此，在第二时段期间，开关SW1和SW2被截止，并且开关SW3和开关SW4被导通。在该第二时段期间，在电容器C1处积累的电荷经由SW4转移到电容器C2，并且充电电容器C2直到通过将电力提供到负载电路16而上升的输出电压Vout再次变成想要的输出电压。电压反转型电荷泵电路通过交替地重复第一时段和第二时段继续将电荷提供到电容器C2以提供负电压作为输出电压Vout。现在，在负载电路16保持稳定，并且输入电压Vin也保持稳定的情况下，通过如上所述地重复第一时段和第二时段能够在稳定状态中输出恒定的负电压。然而，当负载电路16或者输入电压Vin改变时，输出电压Vout改变。因此，电压调节电路10监测输出电压Vout，并且通过使是电压控制元件的MOSFET14的栅极端子进行反馈操作从而在Vout和Vref之间建立在下述等式(1)中示出的关系来控制MOSFET14。

Vout＝-R2/R1×Vref...等式(1)