[发明专利]电荷泵式开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵式的开关电源装置。

背景技术

在近年来的携带电话、PDA(Personal Digital Assistance)等的小型信息终端装置中，存在例如用于液晶的背光的LED(Light Emitting Diode)等那样需要比电池的输出电压高的电压的器件。例如，在这些小型信息终端装置中，大多使用锂(Li)离子电池，其输出电压通常为3.5V左右，即使在满充电时其输出电压也就为4.2V左右，而LED需要比电池电压高的电压作为其驱动电压。这样，在需要比电池电压高的电压的情况下，使用开关电容器方式等的升压电路，将电池电压升压，获得用于驱动LED等的负载电路的所需电压。此外，在这样的小型信息终端装置中，有时还需要负电源，这样的情况下，也使用电荷泵方式的电压反转电路获得所要求的负电压(专利文献1)。

[专利文献1]特开2001-258241号公报

[专利文献2]特开2005-224060号公报

[专利文献3]特开2005-224059号公报

这里，考虑在某一小型信息终端装置中，同时驱动需要比电池电压高的电压的负载电路和需要负电压的负载电路的情况。这样的情况下，考虑分别装载用于对各个负载电路供给电压的升压电路和电压反转电路的方法。可是，在这种方法中，可能需要分别在升压电路和电压反转电路中设置快速电容器。由于快速电容器的电容量一般较大，所以多数情况下通过外装部件而构成，由于将这些电容器设置在每个电源装置中，所以部件数增加，与小型信息终端的小型化、低成本的要求相反。

发明内容

本发明鉴于这样的课题而完成，其概括性的目的是，提供通过简单的电路结构而可输出多个电压的开关电源装置。

本发明的一个方案涉及开关电源装置，生成与输入电压反极性的第1输出电压和作为与输入电压反极性的倍电压的第2输出电压，并从第1、第2输出端子输出。该开关电源装置具有：快速电容器；连接到第1输出端子的第1输出电容器；连接到第2输出端子的第2输出电容器；以及控制三个电容器的充电状态的驱动电路。驱动电路时间分割并重复第1充电期间、第2充电期间和第3充电期间，并将第1、第2输出电容器上呈现的电压分别作为第1、第2输出电压而从第1、第2输出端子输出，第1充电期间是对快速电容器以输入电压进行充电的充电期间，第2充电期间是将快速电容器的高电压侧的端子连接到固定电位端子，并由另一端上呈现的电压而充电第1输出电容器的充电期间，第3充电期间是将快速电容器的高电位侧的端子连接到第1输出端子，并由另一端子上呈现的电压而充电第2输出电容器的充电期间。

在第1充电期间，快速电容器以输入电压Vin被充电。在第2充电期间，第1输出电容器以输入电压Vin的反相电压被充电，作为第1输出电压，生成与输入电压反极性的电压-Vin。在第3充电期间，第2输出电容器以比第1输出电容器上呈现的第1输出电压(-Vin)低相当于对快速电容器充电低输入电压Vin的电压而被充电，作为第2输出电压，生成与输入电压反极性的倍电压-2×Vin。根据该方案，能够以快速电容器为一个的简单结构，由输入电压Vin而生成两个负的输出电压(-Vin、-2Vin)。

驱动电路也可以将第1充电期间、第2充电期间、第1充电期间、第3充电期间作为一周期，从而控制三个电容器的充电状态。在第2、第3充电期间之前，通过第1充电期间对快速电容器每次进行充电，从而能够生成稳定的输出电压。

本发明的另一方案是，除了第1、第2输出电压以外，还生成作为输入电压的倍电压的第3输出电压，并从第3输出端子输出的开关电源装置。该开关电源装置还具有被连接到第3输出端子的第3输出电容器。驱动电路是除了第1、第2输出电容器以外，还控制第3输出电容器的充电状态的驱动电路，在除了从第1至第3充电期间以外还重复第4充电期间，并将第3输出电容器上呈现的电压作为第3输出电压而从第3输出端子输出，第4充电期间是将快速电容器的低电压侧的端子连接到被输入了输入电压的输入端子，并通过另一端子上呈现的电压而对第3输出电容器充电的充电期间。

在第4充电期间，第3输出电容器以输入电压的倍电压被充电。根据该方案，能够在具有一个快速电容器的结构中，合适地生成三个输出电压(2×Vin、-Vin、-2Vin)。

驱动电路也可以在进行第2充电期间、第3充电期间、第4充电期间各自中的第1、第2、第3输出电容器的充电前，进行第1充电期间中的快速电容器的充电。在第2、第3、第4充电期间之前，通过第1充电期间而对快速电容器都进行充电，能够生成稳定的输出电压。