CN106716803B - 变压装置 - Google Patents

Abstract

变压装置(1)并行地进行用于使施加到输入端子(A1、A2)之间的输入电压Vin升压到输入电压Vin的N倍(N≥1)的升压动作和用于使输入电压Vin降压到输入电压Vin的M倍(0≤M≤1)的降压动作。变压装置(1)将通过升压动作和降压动作而变压的电压从输出端子(B1、B2)输出。电阻(R1)和差动放大器(12)对输出电流Iout进行检测。升压调整电路(13)在输出电流Iout大于参考电流Ir1时使N降低，在输出电流Iout小于参考电流Ir1时使N上升。降压调整电路(14)在输出电流Iout大于参考电流Ir2时使M降低，在输出电流Iout小于参考电流Ir2时使M上升。参考电流Ir2大于参考电流Ir1。

Description

变压装置

技术领域

本发明涉及一种变压装置，该变压装置进行用于使从外部输入的输入电压升压的升压动作和用于使该输入电压降压的降压动作。

背景技术

当前，在车辆中搭载有由蓄电池供电的多个电气设备(负载)。在这些负载中，存在为了进行工作而应施加的电压与蓄电池的输出电压不同的负载。为了使这种负载工作，在车辆中搭载有对电压进行变压的变压装置(例如参照专利文献1)。

在记载于专利文献1的变压装置中，进行用于使从外部输入的输入电压升压到输入电压的N倍(N≥1)的升压动作和用于使输入电压降压到输入电压的M倍(0≤M≤1)的降压动作。通过升压动作或降压动作变压的电压被输出到负载。

在进行升压动作时，在输出到负载的输出电压比基准电压低时，通过使N上升来使输出电压上升，在输出电压比基准电压高时，通过使N降低来使输出电压降低。另外，在进行降压动作时，在输出到负载的输出电压比基准电压低时，通过使M上升来使输出电压上升，在输出电压比基准电压高时，通过使M降低来使输出电压降低。

由此，能够将输入电压变压为基准电压，并使该基准电压施加到负载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-18970号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为现有的变压装置，存在如下的变压装置：并行地进行升压动作和降压动作，对输出电压进行调整以使输出到负载的输出电流成为预定的电流。

在该变压装置中，在输出电流比预定的电流小时，通过使N和M上升来使输出电压上升，在输出电流比预定的电流大时，通过使N和M降低来使输出电压降低。

在以上述方式构成的变压装置中，在输出电流比预定的电流小时，由于N和M同时上升，存在输出电压过度上升而使输出电流较大地超过预定的电流的可能性。进而，在输出电流比预定的电流大时，由于N和M同时降低，存在输出电压过度降低而使输出电流较大地低于预定的电流的可能性。

因此，上述的现有的变压装置存在输出电流的上升和降低交替地重复而使输出电流不稳定这样的问题。

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够使输出电流稳定地流动的变压装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的变压装置，并行地进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压到该输入电压的N倍(N≥1)的升压动作和用于使所述输入电压降压到该输入电压的M倍(0≤M≤1)的降压动作，并将通过所述升压动作和降压动作而变压的电压从输出端子对输出，所述变压装置的特征在于，具备：电流检测电路，对在该输出端子对之间流动的电流进行检测；升压调整电路，在该电流检测电路检测到的检测电流大于电流I1时使所述N降低，在所述检测电流小于所述电流I1时使所述N上升；以及降压调整电路，在所述检测电流大于电流I2(>所述电流I1)时使所述M降低，在所述检测电流小于所述电流I2时使所述M上升。

在本发明中，进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压的升压动作和用于使输入电压降压的降压动作。升压动作是在未进行降压动作的状态下将输入电压升压到输入电压的N倍的动作。降压动作是在未进行升压动作的状态下将输入电压降压到输入电压的M倍的动作。通过并行地进行升压动作和降压动作，输入电压被变压，并将变压的电压从输出端子对输出。电流检测电路对在输出端子对之间流动的电流进行检测。

升压调整电路在电流检测电路检测到的检测电流小于电流I1时使N上升，在检测电流大于电流I1时使N降低。降压幅调整电路在检测电流小于电流I2时使M上升，在检测电流大于电流I2时使M降低。通过N或M的上升而使在输出端子对之间流动的电流上升，通过N或M的降低而使在输出端子对之间流动的电流降低。

电流I2比电流I1大。在检测电流比电流I1大且比电流I2小时，N降低，M上升。在N达到下限值或者M达到上限值时，输出电流稳定在电流I1以上且电流I2以下的值。由于N≥1，因此N的下限值被设定为1以上的值，由于0≤M≤1，因此M的上限值被设定为1以下的值。当在N为下限值且M小于上限值的状态下输出电流稳定时，输出电流被调整为电流I2。当在N超过下限值且M为上限值的状态下输出电流稳定时，输出电流被调整为电流I1。

本发明的变压装置，并行地进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压到该输入电压的N倍(N≥1)的升压动作和用于使所述输入电压降压到该输入电压的M倍(0≤M≤1)的降压动作，并将通过所述升压动作和降压动作而变压的电压从输出端子对输出，所述变压装置的特征在于，具备：输出单元，在该输出端子对之间流动的电流较大时输出较高的电压，在所述输出端子对之间流动的电流较小时输出较低的电压；升压调整电路，在该输出单元输出的电压比电压V1高时使所述N降低，在所述输出单元输出的电压比所述电压V1低时使所述N上升；以及降压调整电路，在所述输出单元输出的电压比电压V2(>所述电压V1)高时使所述M降低，在所述输出单元输出的电压比所述电压V2低时使所述M上升。

在本发明中，进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压的升压动作和用于使输入电压降压的降压动作。升压动作是在未进行降压动作的状态下将输入电压升压到输入电压的N倍的动作。降压动作是在未进行升压动作的状态下将输入电压降压到输入电压的M倍的动作。通过并行地进行升压动作和降压动作，输入电压被变压，并将被变压的电压从输出端子对输出。在输出端子对之间流动的电流较大时，输出单元输出较高的电压，在输出端子对之间流动的电流较小时，输出单元输出较低的电压。

升压调整电路在输出单元输出的电压比电压V1低时使N上升，在输出单元输出的电压比电压V1高时使N降低。降压调整电路在输出单元输出的电压比电压V2低时使M上升，在输出单元输出的电压比电压V2高时使M降低。通过N或M的上升而使在输出端子对之间流动的电流变大，通过N或M的降低而使在输出端子对之间流动的电流变小。

电压V2比电压V1高。在输出单元输出的电压比电压V1高且比电压V2低时，N降低，M上升。在N达到下限值或者M达到上限值时，输出单元输出的电压稳定在电压V1以上且电压V2以下的值，输出电流也稳定。由于N≥1，因此N的下限值被设定为1以上的值，由于0≤M≤1，因此M的上限值被设定为1以下的值。当在N为下限值且M小于上限值的状态下输出电流稳定时，输出单元输出的电压被调整为电压V2。当在N超过下限值且M为上限值的状态下输出电流稳定时，输出单元输出的电压被调整为电压V1。

在本发明的变压装置中，具备：生成电路，生成所述电压V1和V2；以及调整单元，对该生成电路所生成的电压V1或V2进行调整。

在本发明中，生成电路生成电压V1和V2。例如，在从输出端子对稳定地流出的输出电流与应在输出端子对之间流动的电流不同时，通过对电压V1或V2进行调整，调整从输出端子对稳定地流出的输出电流。

在本发明的变压装置中，所述生成电路构成为通过对所述电压V2进行分压来生成所述电压V1。

在本发明中，生成电路对电压V2进行分压来生成电压V1。由此，在电压V1被调整时，电压V2也自动地被调整。

发明效果

根据本发明，能够使输出电流稳定地流动。

附图说明

图1是本实施方式中的变压装置的电路图。

图2是升压调整电路的电路图。

图3是升压调整电路的动作的说明图。

图4是降压调整电路的电路图。

图5是变压装置的动作的说明图。

图6是变压装置的动作的另一说明图。

图7是变压装置的动作的又一说明图。

图8是示出输出电压除以输入电压而得到的比与升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比之间的关系的图表。

图9是生成电路的电路图。

图10是示出控制部所执行的电压调整处理的过程的流程图。

具体实施方式

以下，根据表示本发明的实施方式的附图对本发明进行详细说明。

图1是本实施方式中的变压装置1的电路图。变压装置1适当地搭载在车辆中。变压装置1具备构成输入端子对的两个输入端子A1、A2和构成输出端子对的两个输出端子B1、B2。输入端子A1连接于蓄电池2的正极，输入端子A2连接于蓄电池2的负极。输出端子B1连接于负载3的一端，输出端子B2连接于负载3的另一端。

变压装置1对由蓄电池2施加在输入端子A1、A2间的输入电压Vin进行变压，将进行了变压的电压作为输出电压Vout从输出端子B1、B2输出。输出电压Vout施加在负载3的两端间，负载3被供电。负载3是搭载于车辆的电气设备。

除了输入端子A1、A2和输出端子B1、B2以外，变压装置1还具备N沟道型的FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)10、11、差动放大器12、升压调整电路13、降压调整电路14、控制部15、生成电路16、存储部17、计时器18、电容器C1、二极管D1、D2、线圈L1以及电阻R1。

输入端子A1与FET10的漏极连接，FET10的源极与二极管D1的阴极和线圈L1的一端连接。线圈L1的另一端与二极管D2的阳极和FET11的漏极连接。二极管D2的阴极与差动放大器12的正端子以及电容器C1和电阻R1各自的一端连接。电阻R1的另一端与差动放大器12的负端子和输出端子B1连接。输入端子A2与FET11的源极、输出端子B2、电容器C1的另一端以及二极管D1的阳极连接。

差动放大器12的输出端子与升压调整电路13、降压调整电路14以及控制部15连接。升压调整电路13还与FET11的栅极连接。降压调整电路14还与FET10的栅极连接。除了差动放大器12的输出端子以外，控制部15还分别与生成电路16、存储部17以及计时器18连接。除了控制部15以外，生成电路16还分别与升压调整电路13和降压调整电路14连接。

FET10、11分别作为开关来发挥功能。关于FET10，在将源极的电位作为基准施加到栅极的电压为一定电压以上时，电流能够在漏极和源极间流动，FET10接通。关于FET10，在将源极的电位作为基准施加到栅极的电压小于一定电压时，电流不会在漏极和源极间流动，FET10断开。FET11也与FET10同样地接通/断开。

在变压装置1中，在FET10接通或者FET10重复接通/断开的状态下，通过周期性地重复FET11的接通/断开，进行用于将输入电压Vin升压的升压动作。关于FET11，通过以恒定的周期进行从断开到接通的切换或者从接通到断开的切换，周期性地重复FET11的接通/断开。1个周期中的接通期间的比例为占空比，占空比为0以上且1以下的值。

在使FET11从断开变成接通的情况下，大量的电流从蓄电池2的正极依次流动到FET10、线圈L1以及FET11。此时，在电容器C1的两端间未施加电压。在使FET11从接通变成断开的情况下，电流从线圈L1的FET11侧的一端朝向二极管D2流动。

此时，在线圈L1中流动的电流逐渐降低，线圈L1从FET11侧的一端朝向二极管D2输出比将输入端子A2和输出端子B2的电位作为基准施加到FET10侧的一端的电压高的电压。因此，在FET10接通时，线圈L1经由二极管D2将比输入电压Vin高的电压施加到电容器C1的两端间。

电容器C1使施加在两端间的电压平滑，并经由电阻R1将平滑的电压从输出端子B1、B2输出。在FET10维持接通时，通过如上所述地使FET11个周期性地重复接通/断开，输出电压Vout成为输入电压Vin的N倍(N≥1)。FET11的接通/断开的占空比越大即在1个周期中FET11接通的期间越长，则N越大。另外，FET11的接通/断开的占空比越小即在1个周期中FET11接通的期间越短，则N越小。在FET11的接通/断开的占空比为0时，N为1。

如上所述，在变压装置1中，通过周期性地重复FET11的接通/断开，进行用于使输入电压Vin升压到输入电压Vin的N倍的升压动作。

在变压装置1中，在FET11断开或者FET11重复进行接通/断开的状态下，通过周期性地重复FET10的接通/断开，进行用于使输入电压Vin降压的降压动作。关于FET10，通过以恒定的周期进行从断开到接通的切换或者从接通到断开的切换，周期性地进行FET10的接通/断开。

在使FET10从断开变成接通的情况下，电流从蓄电池2的正极依次流动到FET10和线圈L1，在线圈L1中流动的电流逐渐增加。由此，线圈L1从FET11侧的一端输出比将输入端子A2和输出端子B2的电位作为基准施加到FET10侧的一端的输入电压Vin低的第1电压。在FET11断开时，第1电压经由二极管D2施加到电容器C1的两端。

在使FET10从接通变成断开的情况下，电流依次流动到二极管D1和线圈L1，在线圈L1中流动的电流逐渐减少。由此，线圈L1从FET11侧的一端输出比将输入端子A2和输出端子B2的电位作为基准施加到FET10侧的一端的电压高的第2电压。在FET11断开时，第2电压经由二极管D2施加到电容器C1的两端。第2电压比第1电压低。

如上所述，电容器C1使施加到两端间施加的电压平滑，从输出端子B1、B2经由电阻R1输出平滑的电压。在FET11维持断开时，如上所述地使FET10周期性地重复接通/断开，从而使输出电压Vout成为输入电压Vin的M倍(0≤M≤1)。这是由于，第1电压和第2电压都是输入电压Vin以下。

由于第1电压比第2电压高，因此FET10的接通/断开的占空比越大即在1个周期中FET10接通的期间越长，则M越大。在占空比为1时，M为1。同样地，由于第1电压比第2电压高，因此FET10的接通/断开的占空比越小即在1个周期中FET10接通的期间越短，则M越小。在占空比为0时，M为0。

如上所述，在变压装置1中，通过周期性地重复FET10的接通/断开，进行使输入电压Vin降压到输入电压Vin的M倍的降压动作。

在变压装置1中，并行地进行升压动作和降压动作，通过升压动作和降压动作而变压的电压即输出电压Vout从输出端子B1、B2输出。

通过电容器C1而平滑化的电压经由电阻R1从输出端子B1、B2输出。因此，经由负载3，从输出端子B1流动到输出端子B2的输出电流Iout还流动到电阻R1。

差动放大器12对从输入到正端子的电压减去输入到负端子的电压而得到的电压即电阻R1的两端间的电压进行放大，将放大的电压Vd从输出端子输出到升压调整电路13、降压调整电路14以及控制部15。

在将电阻R1的电阻值设为r1且将差动放大器12的放大率设为K时，电压Vd以K×r1×Iout表示。放大率K和电阻值r1分别为常数。因此，电压Vd与输出电流Iout成比例。

因此，差动放大器12和电阻R1作为对在输出端子B1、B2间流动的电流进行检测的电流检测电路来发挥功能，进而，作为在输出电流Iout较大时输出高电压且在输出电流Iout较小时输出低电压的输出单元来发挥功能。

升压调整电路13和降压调整电路14分别将由高电平和低电平的电压构成的升压用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)信号和降压用PWM信号输出到FET11、10的栅极。在对FET11的栅极施加有高电平的电压时，将源极的电位作为基准的栅极的电压达到一定电压以上，FET11接通。在对FET11的栅极施加有低电平的电压时，将源极的电位作为基准的栅极的电压小于一定电压，FET11断开。与FET11同样地，FET10也在对栅极施加有高电平的电压时接通，在对栅极施加有低电平的电压时断开。

升压用PWM信号和降压用PWM信号分别以恒定的周期从低电平的电压切换到高电平的电压或者从高电平的电压切换到低电平的电压。由此，周期性地重复FET10、11各自的接通/断开。在升压用PWM信号和降压用PWM信号各自中，在1个周期中输出高电平的电压的期间的比例为占空比，占空比为0以上且1以下的值。

针对升压调整电路13，从差动放大器12的输出端子输入电压Vd，并且从生成电路16输入参考电压Vr1。升压调整电路13根据所输入的电压Vd和参考电压Vr1，对输出到FET11的栅极的升压用PWM信号的占空比进行调整，由此对N进行调整。

针对降压调整电路14，从差动放大器12的输出端子输入电压Vd，并且从生成电路16输入比参考电压Vr1高的参考电压Vr2。降压调整电路14根据所输入的电压Vd和参考电压Vr2，对输出到FET10的栅极的降压用PWM信号的占空比进行调整，由此对M进行调整。

控制部15将用于调整参考电压Vr1、Vr2的调整用PWM信号输出到生成电路16。与升压用PWM信号或降压用PWM信号同样地，调整用PWM信号由高电平和低电平的电压构成。在调整用PWM信号中，也以恒定的周期从低电平的电压切换到高电平的电压或者从高电平的电压切换到低电平的电压。占空比与升压用PWM信号或降压用PWM信号同样地进行定义。

生成电路16分别生成参考电压Vr1、Vr2，并将所生成的参考电压Vr1输出到升压调整电路13，将所生成的参考电压Vr2输出到降压调整电路14。生成电路16所生成的参考电压Vr1、Vr2分别根据从控制部15输出的调整用PWM信号的占空比Da来调整。

存储部17是非易失性存储器。在存储部17中存储有预先设定的设定时间。继而，存储部17通过控制部15经时地存储表示电压Vd的电压信息。

从控制部15向计时器18输入指示计时的开始的开始指示和指示计时的结束的结束指示。计时器18在从控制部15输入了开始指示的情况下开始计时。通过控制部15读取计时器18所计时的计时时间。计时器18在从控制部15输入了结束指示的情况下结束计时。

控制部15利用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或MPU(MicroProcessing Unit：微处理单元)等运算处理装置构成。在存储部17中存储有控制程序。控制部15通过从存储部17读取控制程序并执行所读取的控制程序来执行各种处理。

控制部15将表示从差动放大器12的输出端子输出的电压Vd的信息重复存储到存储部17中直到计时器18所计时的计时时间达到设定时间以上为止。并且，控制部15根据直到计时时间达到设定时间以上为止存储在存储部17中的多个电压信息各自表示的电压Vd，判定从差动放大器12的输出端子输出的电压Vd是否稳定。控制部15在判定为电压Vd稳定时，根据稳定的电压Vd对输出到生成电路16的调整用PWM信号的占空比Da进行调整。

图2是升压调整电路13的电路图。升压调整电路13具有差动放大器30、比较器31、电阻R30、R31、R32以及电容器C30。差动放大器30的正端子与生成电路16连接。电阻R30的一端与差动放大器12的输出端子连接。电阻R30的另一端与差动放大器30的负端子、电容器C30和电阻R31各自的一端连接。

电容器C30的另一端与电阻R32的一端连接，电阻R31、R32各自的另一端与差动放大器30的输出端子连接。差动放大器30的输出端子还与比较器31的正端子连接，比较器31的输出端子与FET11的栅极连接。对比较器31的负端子输入三角波W1。

差动放大器30、电阻R30、R31、R32以及电容器C30作为误差放大器来发挥功能，根据电压Vd和参考电压Vr1将电压Va从输出端子输出到比较器31的正端子。在电压Vd比参考电压Vr1低时，电压Va上升，在电压Vd比参考电压Vr1高时，电压Va降低。在电压Va为施加到负端子的三角波W1的电压以上时，比较器31将高电平的电压从输出端子输出到FET11的栅极。在电压Va小于施加到负端子的三角波的电压时，比较器31将低电平的电压从输出端子输出到FET11的栅极。

图3是升压调整电路13的动作的说明图。在图3中示出输入到比较器31的负端子的三角波W1的波形和从比较器31的输出端子输出的升压用PWM信号的波形。在图3中，“H”表示高电平的电压，“L”表示低电平的电压。

如图3所示，三角波W1是周期性地重复缓慢的电压上升和急速的电压降低的波形。三角波W1为所谓的锯齿波。在电压Va为三角波W1的电压以上的期间，比较器31输出高电平的电压，在电压Va小于三角波W1的电压的期间，比较器31输出低电平的电压。这样一来，比较器31将升压用PWM信号输出到FET11的栅极。

在电压Vd比参考电压Vr1低时，电压Va上升，升压用PWM信号的占空比提高。由于升压用PWM信号的占空比的上升，FET11的接通/断开的占空比上升，N上升。由此，输出电压Vout上升，输出电流Iout上升。这样一来，在电压Vd比参考电压Vr1低时，升压调整电路13使N上升。

在电压Vd比参考电压Vr1高时，电压Va降低，升压用PWM信号的占空比降低。由于升压用PWM信号的占空比的降低，FET11的接通/断开的占空比降低，N降低。由此，输出电压Vout降低，输出电流Iout降低。这样一来，在电压Vd比参考电压Vr1高时，升压调整电路13使N降低。参考电压Vr1相当于权利要求书中的电压V1。

电压Vd如上所述地以K×r1×Iout表示。由于放大率K和电阻值r1分别为常数，因此对电压Vd与参考电压Vr1进行比较等同于对由电阻R1和差动放大器12构成的电流检测电路检测到的输出电流Iout与参考电流Ir1(＝Vr1/(K×r1))进行比较。电压Vd比参考电压Vr1高相当于检测到的输出电流Iout比参考电流Ir1大，电压Vd比参考电压Vr1低相当于检测到的输出电流Iout比参考电流Ir1小。

因此，升压调整电路13也是如下的电路：在由电阻R1和差动放大器12构成的电流检测电路检测到的输出电流Iout比参考电流Ir1大时，使N降低，在输出电流Iout比参考电流Ir1小时，使N上升。升压调整电路13对升压用PWM信号的占空比进行调整，以使输出电流Iout成为参考电流Ir1。参考电流Ir1相当于权利要求书中的电流I1。

针对电压Va设置有下限电压。在电压Va为下限电压时，从比较器31输出的升压用PWM信号的占空比为升压用PWM信号的占空比的下限值。在下限电压小于三角波W1的最低电压时，升压用PWM信号的占空比的下限值为0。另外，当在未进行降压动作的状态即FET10维持接通的状态下升压用PWM信号的占空比为下限值时，以输出电压Vout除以输入电压Vin而得到的值为N的下限值。N的下限值为1以上的值。

图4是降压调整电路14的电路图。降压调整电路14具有差动放大器40、比较器41、电阻R40、R41、R42以及电容器C40。它们与升压调整电路13的差动放大器30、比较器31、电阻R30、R31、R32以及电容器C30同样地连接。在此，差动放大器30、比较器31、电阻R30、31、32以及电容器C30分别与差动放大器40、比较器41、电阻R40、R41、R42以及电容器C40对应。

在差动放大器40的正端子连接有生成电路16。在电阻R40中，与差动放大器40侧的一端不同的另一端连接到差动放大器12的输出端子。对比较器41的负端子输入有三角波W2。比较器41的输出端子与FET10的栅极连接。

差动放大器40、电阻R40、R41、R42以及电容器C40作为误差放大器发挥功能，与由差动放大器30、电阻R30、R31、R32以及电容器C30构成的误差放大器同样地发挥作用。因此，在电压Vd比参考电压Vr2(>Vr1)低时，电压Vb上升，在电压Vd比参考电压Vr2高时，电压Vb降低。

降压调整电路14的比较器41与升压调整电路13的比较器31同样地发挥作用，将降压用PWM信号从输出端子输出到FET11的栅极。另外，三角波W1的波形类似于三角波W2的波形。即。三角波W2是周期性地重复缓慢的电压上升和急速的电压降低的波形，是所谓的锯齿波。

因此，在电压Vd比参考电压Vr2低时，电压Vb上升，降压用PWM信号的占空比上升。由于降压用PWM信号的占空比的上升，FET10的接通/断开的占空比上升，M上升。由此，输出电压Vout上升，输出电流Iout上升。这样一来，在电压Vd比参考电压Vr2低时，降压调整电路14使M上升。

在电压Vd比参考电压Vr2高时，电压Vb降低，降压用PWM信号的占空比降低。由于降压用PWM信号的占空比的降低，FET10的接通/断开的占空比降低，M降低。由此，输出电压Vout降低，输出电流Iout降低。这样一来，在电压Vd比参考电压Vr2高时，降压调整电路14使M降低。参考电压Vr2相当于权利要求书中的电压V2。

电压Vd如上所述地以K×r1×Iout表示。放大率K和电阻值r1分别为常数，因此对电压Vd与参考电压Vr2进行比较等同于对由电阻R1和差动放大器12构成的电流检测电路检测到的输出电流Iout与参考电流Ir2(＝Vr2/(K×r1))进行比较。电压Vd比参考电压Vr2高相当于检测到的输出电流Iout比参考电流Ir2大，电压Vd比参考电压Vr2低相当于检测到的输出电流Iout比参考电流Ir2小。

因此，降压调整电路14也是如下的电路：在由电阻R1和差动放大器12构成的电流检测电路检测到的输出电流Iout比参考电流Ir2大时，使M降低，在输出电流Iout比参考电流Ir2小时，使M上升。由于参考电压Vr2比参考电压Vr1高，因此参考电流Ir2比参考电流Ir1大。降压调整电路14对降压用PWM信号的占空比进行调整，以使输出电流Iout成为参考电流Ir2。

参考电流Ir2相当于权利要求书中的电流I2。

针对电压Vb设置有上限电压。在电压Vb为上限电压时，从比较器41输出的降压用PWM信号的占空比为降压用PWM信号的占空比的上限值。在上限电压超过三角波W2的最高电压时，降压用PWM信号的占空比的上限值为1。另外，当在未进行升压动作的状态即FET11维持断开的状态下降压用PWM信号的占空比为上限值时，以输出电压Vout除以输入电压Vin而得到的值为M的上限值。M的上限值为1以下的值。

图5是变压装置1的动作的说明图。在图5中示出输出电流Iout的变化以及升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比的变化。这些变化是在参考电压Vr1、Vr2即参考电流Ir1、Ir2维持恒定的值的期间中的变化。利用图5对输出电流Iout收敛为参考电流Ir1的一例进行说明。

在输出电流Iout比参考电流Ir1(<Ir2)小时，升压调整电路13和降压调整电路14分别使升压用PWM信号的占空比和降压用PWM信号的占空比上升。由此，输出电流Iout上升。在输出电流Iout为参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下时，升压调整电路13为了使输出电流Iout成为参考电流Ir1而使升压用PWM信号的占空比降低。在相同的情况下，降压调整电路14为了使输出电流Iout成为参考电流Ir2而使降压用PWM信号的占空比上升。

在输出电流Iout接近参考电流Ir1时，要使输出电流Iout上升的降压调整电路14的作用比要使输出电流Iout降低的升压调整电路13的作用大，因此输出电流Iout朝向参考电流Ir2上升。

在输出电流Iout接近参考电流Ir2时，要使输出电流Iout降低的升压调整电路13的作用比要使输出电流Iout上升的降压调整电路14的作用大，因此输出电流Iout朝向参考电流Ir1降低。

在输出电流Iout为参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下的期间，输出电流交替地接近参考电流Ir1、Ir2，升压用PWM信号的占空比持续降低，降压用PWM信号的占空比持续上升。

当在升压用PWM信号的占空比超过下限值的状态下降压用PWM信号的占空比达到上限值时，即在N超过下限值的状态下M达到上限值时，降压用PWM信号的占空比维持上限值。此后，通过升压调整电路13所进行的升压用PWM信号的占空比的调整，输出电流Iout被调整为参考电流Ir1，输出电流Iout稳定。

图6是变压装置1的动作的另一说明图。在图6中也与图5同样地示出输出电流Iout的变化以及升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比的变化。这些变化也是参考电压Vr1、Vr2即参考电流Ir1、Ir2维持恒定的值的期间中的变化。利用图6对输出电流Iout收敛为参考电流Ir2的一例进行说明。

如上所述，在输出电流Iout比参考电流Ir1小时，升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比上升，输出电流Iout上升。另外，如上所述，在输出电流Iout为参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下时，升压用PWM信号的占空比持续降低，降压用PWM信号的占空比持续上升。在该期间，输出电流Iout交替地接近参考电流Ir1、Ir2。

当在降压用PWM信号的占空比小于上限值的状态下升压用PWM信号的占空比达到下限值时，即在M小于上限值的状态下N达到下限值时，升压用PWM信号的占空比维持下限值。此后，通过降压调整电路14所进行的降压用PWM信号的占空比的调整，输出电流Iout被调整为参考电流Ir2，输出电流Iout稳定。

图7是变压装置1的动作的又一说明图。在图7中也与图5或图6同样地示出输出电流Iout的变化以及升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比的变化。这些变化也是参考电压Vr1、Vr2即参考电流Ir1、Ir2维持恒定的值的期间中的变化。使用图7，对输出电流Iout收敛为参考电流Ir1、Ir2之间的电流的一例进行说明。

如上所述，在输出电流Iout比参考电流Ir1小时，升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比上升，输出电流Iout上升。另外，如上所述，在输出电流Iout为参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下时，升压用PWM信号的占空比持续降低，降压用PWM信号的占空比持续上升。在该期间，输出电流Iout交替地接近参考电流Ir1、Ir2。

当升压用PWM信号的占空比达到下限值且降压用PWM信号的占空比达到上限值时，即当N达到下限值且M达到上限值时，输出电流Iout稳定。稳定的输出电流Iout是参考电流Ir1、Ir2之间的电流。

另外，在输出电流Iout比参考电流Ir2大时，升压调整电路13和降压调整电路14分别使升压用PWM信号的占空比和降压用PWM信号的占空比降低，使输出电流Iout降低。并且，在输出电流Iout为参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下时，如上所述，输出电流Iout交替地接近参考电流Ir1、Ir2，稳定在参考电流Ir1、参考电流Ir2或者参考电流Ir1、Ir2之间的电流。

如上所述，在变压装置1中，由于参考电流Ir2比参考电流Ir1大，因此输出电流Iout稳定在参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下的值。

另外，如上所述，电压Vd以K×r1×Iout表示，参考电压Vr1以K×r1×Ir1表示，参考电压Vr2以K×r2×Ir2表示。放大率K和电阻值r1、r2为常数。由此，参考电流Ir2比参考电流Ir1大意味着参考电压Vr2比参考电压Vr1大，输出电流Iout稳定在参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下意味着电压Vd稳定在参考电压Vr1以上且参考电压Vr2以下。因此，在变压装置1中也可以表述为，由于参考电压Vr2比参考电压Vr1高，因此电压Vd稳定在参考电压Vr1以上且参考电压Vr2以下的值，输出电流Iout也稳定在参考电流Ir1以上且参考电流Ir2以下的值。

图8是示出以输出电压Vout除以输入电压Vin而得到的比Vout/Vin与升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比之间的关系的图表。图8中示出表示升压用PWM信号的占空比与比Vout/Vin之间的关系的图表和表示降压用PWM信号的占空比与比Vout/Vin之间的关系的图表。

图8中示出输出电流Iout稳定时的升压用PWM信号和降压用PWM信号各自的占空比。当输出电流Iout稳定在参考电流Ir2时，升压用PWM信号的占空比为下限值，降压用PWM信号的占空比小于上限值。当输出电流Iout稳定在参考电流Ir1时，降压用PWM信号的占空比为上限值，升压用PWM信号的占空比超过下限值。当输出电流Iout稳定在参考电流Ir1、Ir2之间的电流时，升压用PWM信号的占空比为下限值，且降压用PWM信号的占空比为上限值。

能够通过变更参考电流Ir1、Ir2来调整稳定后的输出电流Iout。如上所述，参考电流Ir1以Vr1/(K×r1)表示，参考电流Ir2以Vr2/(K×r1)表示，因此能够通过对参考电压Vr1、Vr2进行调整来调整参考电流Ir1、Ir2。以下，对参考电压Vr1、Vr2的调整进行说明。

图9是生成电路16的电路图。生成电路16具有晶体管50、电容器C50、C51以及电阻R50、R51、…、R55。晶体管50是NPN型的双极型晶体管。关于晶体管50，其基极与控制部15连接，集电极与电阻R50的一端连接，发射极接地。电阻R50的另一端与电阻R51、R52、R53各自的一端连接。在电阻R51的另一端施加有恒定的电压Vcc。电阻R53的另一端与电容器C50的一端和降压调整电路14连接，电容器C50的另一端接地。

电阻R52的另一端与电阻R54、R55各自的一端连接。电阻R55的另一端与电容器C51的一端和升压调整电路13连接。电容器C51和电阻R54各自的另一端接地。

晶体管50作为开关来发挥功能。关于晶体管50，当将发射极的电位作为基准施加到基极的电压为一定电压以上时，电流能够在集电极和发射极之间流动，晶体管50接通。关于晶体管50，当将发射极的电位作为基准施加到基极的电压小于一定电压时，电流不会在集电极和发射极之间流动，晶体管50断开。

控制部15向晶体管50的基极输出调整用PWM信号。当在晶体管50的基极施加有高电平的电压时，将发射极的电位作为基准的基极的电压达到一定电压以上，晶体管50接通。当在晶体管50的基极施加有低电平的电压时，将发射极的电位作为基准的基极的电压小于一定电压，晶体管50断开。控制部15将调整用PWM信号输出到晶体管50的基极，从而晶体管50周期性地重复接通/断开。

在晶体管50为断开时，电阻R51与电阻R52、R53的串联电路对电压Vcc进行分压，分压而得到的电压Vs2经由电阻R53施加到电容器C50的两端之间。电阻R52、R54对电压Vs2进行分压，分压而得到的电压Vs1经由电阻R55施加到电容器C51的两端之间。由于通过对电压Vs2进行分压来生成电压Vs1，因此电压Vs2比电压Vs1高。

在晶体管50为接通时，电阻R51与电阻R50和上述的串联电路并联连接而成的并联电路对电压Vcc进行分压，分压而得到的电压Vt2经由电阻R53施加到电容器C50的两端。电阻R52、R4对电压Vt2进行分压，分压而得到的电压Vt1经由电阻R55施加到电容器C51的两端之间。由于通过对电压Vt2进行分压来生成电压Vt1，因此电压Vt2比电压Vt1高。

由于上述的串联电路的电阻值比上述的并联电路的电阻值大，因此电压Vs2比电压Vt2高。另外，电压Vs1、Vt1分别通过由共同的电阻R52、R54对电压Vs2、Vs1进行分压来生成，因此电压Vs1比电压Vt1高。

控制部15将调整用PWM信号输出到晶体管50的基极，因此晶体管50周期性地被接通/断开。在晶体管50为断开的期间，电压Vs2被施加到电容器C50的两端之间，在晶体管50为接通的期间，电压Vt2被施加到电容器C50的两端之间。电容器C50使施加到两端之间的电压平滑。通过电容器C50而平滑化的电压为参考电压Vr2，被输出到降压调整电路14。利用调整用PWM信号的占空比Da，以Vs2×(1-Da)+Vt2×Da表示参考电压Vr2。

同样地，在晶体管50为断开的期间，电压Vs1被施加到电容器C51的两端之间，在晶体管50为接通的期间，电压Vt1被施加到电容器C51的两端之间。电容器C51使施加到两端之间的电压平滑。通过电容器C51而平滑化的电压为参考电压Vr1，被输出到升压调整电路13。参考电压Vr1以Vs1×(1-Da)+Vt1×Da表示。

如上所述，生成电路16生成参考电压Vr1、Vr2，将所生成的参考电压Vr1、Vr2分别输出到升压调整电路13和降压调整电路14。

另外，电阻R52、R54通过将电压Vs2、Vt2分别分压为预定分之一的电压来生成电压Vs1、Vt1。因此，参考电压Vr1为参考电压Vr2的预定分之一的电压。因此，可以表述为生成电路16通过对参考电压Vr2进行分压来生成参考电压Vr1。

由于通过对参考电压Vr2进行分压来生成参考电压Vr1，因此在调整了参考电压Vr2时参考电压Vr1也自动地被调整。

在占空比Da为0时，参考电压Vr1、Vr2分别为电压Vs1、Vs2，且是最高的。另外，在占空比Da为1时，参考电压Vr1、Vr2分别为电压Vs1、Vs2，且是最低的。控制部15通过对占空比Da进行调整来进行生成电路16所生成的参考电压Vr1、Vr2的电压调整处理。控制部15作为调整单元来发挥功能。

图10是示出控制部15所执行的电压调整处理的步骤的流程图。控制部15在变压装置1工作时开始电压调整处理。首先，控制部15将调整用PWM信号的占空比Da设定为预先存储在存储部17中的初始值(步骤S1)。

接着，控制部15输出占空比Da为初始值的调整用PWM信号(步骤S2)。由此，与占空比Da对应的参考电压Vr1、Vr2分别输出到升压调整电路13和降压调整电路14。通过升压调整电路13和降压调整电路14开始输出电流Iout的调整。

接着，控制部15通过向计时器18输出开始指示来使计时器18开始计时(步骤S3)，并将表示从差动放大器12的输出端子输入的电压Vd的电压信息存储到存储部17中(步骤S4)。此后，控制部15判定计时器18所计时的计时时间是否为设定时间以上(步骤S5)。

控制部15在判定为计时时间小于设定时间时(S5：否)，使处理回到步骤S4，存储表示从差动放大器12的输出端子输入的电压Vd的电压信息。控制部15重复执行步骤S4直到计时时间达到设定时间以上为止。控制部15通过重复执行步骤S4，经时地存储表示从差动放大器12的输出端子输入的电压Vd的电压信息。

控制部15在判定为计时时间为设定时间以上时(S5：是)，通过对计时器18输出结束指示来使计时器18结束计时(步骤S6)。接着，控制部15根据从计时器18开始计时到计时时间达到设定时间以上为止存储在存储部17中的多个电压信息所示的电压Vd，判定从差动放大器12的输出端子输出的电压Vd是否稳定(步骤S7)。

在此，控制部15例如在上述的多个电压信息所示的电压Vd的最小值与最大值之间的差分电压为预定电压以下时判定为电压Vd稳定，在差分电压超过预定电压时判定为电压Vd不稳定。电压Vd如上所述地以K×r1×Iout表示，由于放大率K和电阻值r1为常数，因此电压Vd的稳定意味着输出电压Iout的稳定。

控制部15在判定为电压Vd即输出电流Iout不稳定时(S7：否)，使处理回到步骤S3。由此，控制部15再次经时地存储表示从差动放大器12的输出端子输入的电压Vd的电压信息，根据所存储的多个电压信息所示的电压Vd，判定从差动放大器12的输出端子输出的电压Vd是否稳定。控制部15待机直到电压Vd即输出电流Iout稳定为止。

控制部15在判定为电压Vd即输出电流Iout稳定时(S7：是)，判定差动放大器12从输出端子输出的电压Vd是否超过预先存储在存储部17中的目标电压(步骤S8)。控制部15在判定为电压Vd超过目标电压时(S8：是)，使输出到晶体管50的基极的调整用PWM信号的占空比Da上升(步骤S9)。由此，参考电压Vr1、Vr2降低，输出电流Iout再次变动。通过使参考电压Vr1、Vr2降低，能够降低从差动放大器12的输出端子稳定地输出的电压Vd，能够减少在输出电流Iout收敛之后在输出端子B1、B2之间稳定地流动的输出电流Iout。

控制部15在执行步骤S9之后使处理回到步骤S3，并待机直到电压Vd即输出电流Iout稳定为止。然后，在电压Vd稳定之后，控制部15再次执行步骤S8。

控制部15在判定为电压Vd未超过目标电压时(S8：否)，判定电压Vd是否小于目标电压(步骤S10)。控制部15在判定为电压Vd小于目标电压时(S10：是)，使输出到晶体管50的基极的调整用PWM信号的占空比Da降低(步骤S11)。由此，参考电压Vr1、Vr2上升，输出电流Iout再次变动。通过使参考电压Vr1、Vr2上升，能够提高从差动放大器12的输出端子稳定地输出的电压Vd，能够增大在输出电流Iout收敛之后在输出端子B1、B2之间稳定地流动的输出电流Iout。

控制部15在执行步骤S11之后使处理回到步骤S3，待机直到电压Vd即输出电流Iout稳定为止。

控制部15在判定为电压Vd不小于目标电压即电压Vd为目标电压时(S10：否)，使处理回到步骤S3。

即使在电压Vd为目标电压且期望的输出电流Iout在输出端子B1、B2之间流动时，也存在如下的可能性：例如，由于蓄电池2的输出电压的降低，使输入电压Vin降低，输出电流Iout降低。控制部15如上所述地在不结束处理的情况下重复，因此分别对参考电压Vr1、Vr2进行调整，以使电压Vd成为目标电压。

如上所述，在电压调整处理中，通过对参考电压Vr1、Vr2进行调整来调整在输出端子B1、B2之间稳定地流动的输出电流Iout。

另外，生成电路16的结构不限定于电阻R52、R54对参考电压Vr2进行分压来生成参考电压Vr1的结构，例如也可以是单独地生成参考电压Vr1、Vr2的结构。另外，控制部15也可以不同时调整参考电压Vr1、Vr2双方，例如，也可以调整参考电压Vr1、Vr2中的任意一个。

另外，参考电压Vr1、Vr2也可以是固定值。在该情况下，控制部15不进行电压调整处理，而从生成电路16向升压调整电路13和降压调整电路14分别输出恒定的参考电压Vr1、Vr2。

进而，变压装置1的结构不限定于利用从差动放大器12的输出端子输出的电压Vd对输出电流Iout进行调整的结构，例如也可以是如下结构：通过电流计直接计测在输出端子B1、B2之间流动的电流，利用计测到的电流对输出电流Iout进行调整。

另外，变压装置1也可以是设置有第1开关以代替二极管D1且设置有第2开关以代替二极管D2的结构。在该情况下，降压动作通过如下方式来进行：接通FET10且断开第1开关，断开FET10且接通第1开关，即互补性地接通/断开FET10和第1开关。进而，升压动作通过如下方式来进行：接通FET11且断开第2开关，断开FET11且断开第2开关，即互补性地接通/断开FET11和第2开关。

进而，FET10、11只要分别作为开关来发挥功能即可，因此不限定于N沟道型的FET，也可以是P沟道型的FET。另外，也可以分别使用双极型晶体管或继电器触点等来代替FET10、11。晶体管50也只要作为开关来发挥功能即可，因此不限定于NPN型的双极型晶体管，也可以是PNP型的双极型晶体管。另外，也可以使用FET或继电器触点等来代替晶体管50。

应认为所公开的该实施方式在所有的方面均是例示而不是限定的。本发明的范围由权利要求书表示而不由上述的说明示出，意在包含与权利要求书等同的意思和范围内的所有的变更。

标号说明

1 变压装置

12 差动放大器(电流检测电路的一部分、输出单元的一部分)

13 升压调整电路

14 降压调整电路

15 控制部(调整单元)

16 生成电路

A1、A2 输入端子(输入端子对)

B1、B2 输出端子(输出端子对)

Ir1 参考电流(电流I1)

Ir2 参考电流(电流I2)

R1 电阻(电流检测电路的另一部分、输出单元的另一部分)

Vin 输入电压

Vr1 参考电压(电压V1)

Vr2 参考电压(电压V2)。

Claims (4)

1.一种变压装置，并行地进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压到该输入电压的N倍的升压动作和用于使所述输入电压降压到该输入电压的M倍的降压动作，并将通过所述升压动作和降压动作而变压的电压从输出端子对输出，其中，N≥1，0≤M≤1，

所述变压装置的特征在于，具备：

电流检测电路，对在该输出端子对之间流动的电流进行检测；

升压调整电路，在该电流检测电路检测到的检测电流大于电流I1时使所述N降低，在所述检测电流小于所述电流I1时使所述N上升；以及

降压调整电路，在所述检测电流大于电流I2时使所述M降低，在所述检测电流小于所述电流I2时使所述M上升，其中，所述电流I2>所述电流I1。

2.一种变压装置，并行地进行用于使施加到输入端子对之间的输入电压升压到该输入电压的N倍的升压动作和用于使所述输入电压降压到该输入电压的M倍的降压动作，并将通过所述升压动作和降压动作而变压的电压从输出端子对输出，其中，N≥1，0≤M≤1，

所述变压装置的特征在于，具备：

输出单元，在该输出端子对之间流动的电流较大时输出较高的电压，在所述输出端子对之间流动的电流较小时输出较低的电压；

升压调整电路，在该输出单元输出的电压比电压V1高时使所述N降低，在所述输出单元输出的电压比所述电压V1低时使所述N上升；以及

降压调整电路，在所述输出单元输出的电压比电压V2高时使所述M降低，在所述输出单元输出的电压比所述电压V2低时使所述M上升，其中，所述电压V2>所述电压V1。

3.根据权利要求2所述的变压装置，其特征在于，具备：

生成电路，生成所述电压V1和所述电压V2；以及

调整单元，对该生成电路所生成的电压V1或电压V2进行调整。

4.根据权利要求3所述的变压装置，其特征在于，

所述生成电路构成为通过对所述电压V2进行分压来生成所述电压V1。