JP2000023453A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
Ｄｃ／ｄｃコンバータInfo
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- JP2000023453A JP2000023453A JP10199647A JP19964798A JP2000023453A JP 2000023453 A JP2000023453 A JP 2000023453A JP 10199647 A JP10199647 A JP 10199647A JP 19964798 A JP19964798 A JP 19964798A JP 2000023453 A JP2000023453 A JP 2000023453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭ／リニア制御切換式ＤＣ／ＤＣコンバ
ータを提供する。 【解決手段】 ＰＷＭ／リニア制御切換式ＤＣ／ＤＣコ
ンバータは、一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二
次側電圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコン
バータであって、一次側電圧を受け、前記出力端子にお
いて所定の二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御するＰＷ
Ｍ電圧変換部であって、ＰＷＭ信号を出力するスイッチ
ング制御部と、該ＰＷＭ信号に応答する昇降圧部であっ
て、一次側電圧より低い電圧を出力する降圧部および一
次側電圧より高い電圧を出力する昇圧部から成る昇降圧
部と、から成るＰＷＭ電圧変換部、前記出力端子におい
て所定の二次側電圧が生ずるようリニア制御するリニア
制御部および前記ＰＷＭ電圧変換部および前記リニア制
御部に接続されたスイッチ手段であって、前記ＰＷＭ電
圧変換部または前記リニア制御部のいずれか一方に基づ
く電圧出力を前記出力端子に出力させるよう切り換える
スイッチ手段から構成される。
ータを提供する。 【解決手段】 ＰＷＭ／リニア制御切換式ＤＣ／ＤＣコ
ンバータは、一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二
次側電圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコン
バータであって、一次側電圧を受け、前記出力端子にお
いて所定の二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御するＰＷ
Ｍ電圧変換部であって、ＰＷＭ信号を出力するスイッチ
ング制御部と、該ＰＷＭ信号に応答する昇降圧部であっ
て、一次側電圧より低い電圧を出力する降圧部および一
次側電圧より高い電圧を出力する昇圧部から成る昇降圧
部と、から成るＰＷＭ電圧変換部、前記出力端子におい
て所定の二次側電圧が生ずるようリニア制御するリニア
制御部および前記ＰＷＭ電圧変換部および前記リニア制
御部に接続されたスイッチ手段であって、前記ＰＷＭ電
圧変換部または前記リニア制御部のいずれか一方に基づ
く電圧出力を前記出力端子に出力させるよう切り換える
スイッチ手段から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にＤＣ／ＤＣコンバ
ータに関し、さらに詳細にはＰＷＭ／リニア制御切換式
ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
ータに関し、さらに詳細にはＰＷＭ／リニア制御切換式
ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】電源には、大別してリニア制御型とスイ
ッチング（ＰＷＭ）制御型が存在する。スイッチング電
源はリニア電源と比較した場合、効率がよく、サイズが
小型で軽量であるという特徴を有する反面、設計が複雑
になり、リニアのもつ性能が得られない場合もある。ま
た、スイッチング電源は電気的ノイズが問題となる場合
もある。しかし、小型で効率が良いことに重点をおくア
プリケーションにはスイッチング電源が多用されてい
る。
ッチング（ＰＷＭ）制御型が存在する。スイッチング電
源はリニア電源と比較した場合、効率がよく、サイズが
小型で軽量であるという特徴を有する反面、設計が複雑
になり、リニアのもつ性能が得られない場合もある。ま
た、スイッチング電源は電気的ノイズが問題となる場合
もある。しかし、小型で効率が良いことに重点をおくア
プリケーションにはスイッチング電源が多用されてい
る。
【０００３】図１には、従来技術によるＰＷＭ制御型の
昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を示す。昇降圧型
ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、一次側電圧を受ける入
力端子と、所定の二次側電圧を出力する出力端子とを有
し、ＰＷＭ制御部１０１および昇降圧部１０２からなる
ＰＷＭ電圧変換部により構成される。
昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を示す。昇降圧型
ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、一次側電圧を受ける入
力端子と、所定の二次側電圧を出力する出力端子とを有
し、ＰＷＭ制御部１０１および昇降圧部１０２からなる
ＰＷＭ電圧変換部により構成される。
【０００４】ＰＷＭ制御部１０１は、昇降圧切り換え回
路１１０，ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路１２０，プリ
ドライバ１３０を含む。
路１１０，ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路１２０，プリ
ドライバ１３０を含む。
【０００５】昇降圧部１０２は、ＰＷＭ制御部１０１に
結合され、降圧部（Ｑ１，Ｑ２）と昇圧部（Ｑ３，Ｑ
４）を含む。
結合され、降圧部（Ｑ１，Ｑ２）と昇圧部（Ｑ３，Ｑ
４）を含む。
【０００６】昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、
昇降圧切り換え回路１１０において一次側電圧Ｖｉｎと
基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して昇降圧切り換え信号を作
り、昇圧または降圧を切り換え、出力端子に所望の二次
側電圧出力Ｖｏｕｔを出力する。
昇降圧切り換え回路１１０において一次側電圧Ｖｉｎと
基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して昇降圧切り換え信号を作
り、昇圧または降圧を切り換え、出力端子に所望の二次
側電圧出力Ｖｏｕｔを出力する。
【０００７】または、昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１
００は、昇降圧切り換え電圧付近において、同時に降圧
と昇圧を行い出力端子に所望の二次側電圧出力Ｖｏｕｔ
を出力する。
００は、昇降圧切り換え電圧付近において、同時に降圧
と昇圧を行い出力端子に所望の二次側電圧出力Ｖｏｕｔ
を出力する。
【０００８】図２は、従来技術による二次側出力電圧の
変動を示す図である。昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１
００は、一次側電源が昇降圧切り換え電圧付近になると
一次的にまたは連続して交互に昇降圧が行われる。この
ことにより、一次側電源からＧＮＤに貫通電流が流れ二
次側電圧が大きく低下するという問題があった。
変動を示す図である。昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ１
００は、一次側電源が昇降圧切り換え電圧付近になると
一次的にまたは連続して交互に昇降圧が行われる。この
ことにより、一次側電源からＧＮＤに貫通電流が流れ二
次側電圧が大きく低下するという問題があった。
【０００９】図３は、従来技術による、同時に降圧と昇
圧を行った場合の二次側出力電圧と動作モードを示す図
である。一次側電源の昇降圧切り換え電圧付近における
二次側出力電圧の低下という問題点を回避するために、
昇降圧切り換え電圧付近で昇降圧を同時に行う方法があ
る。しかし、この方法では二次側出力電圧の低下の問題
は解決されるが、昇降圧を同時に行うため電源変換効率
が悪化するという問題点が生じる。なぜなら、電源変換
効率は昇圧電源変換効率×降圧電源変換効率だからであ
る。
圧を行った場合の二次側出力電圧と動作モードを示す図
である。一次側電源の昇降圧切り換え電圧付近における
二次側出力電圧の低下という問題点を回避するために、
昇降圧切り換え電圧付近で昇降圧を同時に行う方法があ
る。しかし、この方法では二次側出力電圧の低下の問題
は解決されるが、昇降圧を同時に行うため電源変換効率
が悪化するという問題点が生じる。なぜなら、電源変換
効率は昇圧電源変換効率×降圧電源変換効率だからであ
る。
【００１０】
【解決すべき課題】したがって、本発明の一目的は、昇
降圧切り換え電圧付近において、昇降圧の切り換えが一
時的または連続して昇圧と降圧が交互に行われることが
なく、二次側電圧の挙動のないＤＣ／ＤＣコンバータを
提供することである。
降圧切り換え電圧付近において、昇降圧の切り換えが一
時的または連続して昇圧と降圧が交互に行われることが
なく、二次側電圧の挙動のないＤＣ／ＤＣコンバータを
提供することである。
【００１１】本発明の一目的は、一次側電源が昇降圧切
り換え電圧付近において、二次側電圧の低下が小さいＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを提供することである。
り換え電圧付近において、二次側電圧の低下が小さいＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを提供することである。
【００１２】また本発明の一目的は、一次側電源が昇降
圧切り換え電圧付近において昇降圧を同時に行わずに電
源変換効率を改善したＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことである。
圧切り換え電圧付近において昇降圧を同時に行わずに電
源変換効率を改善したＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことである。
【００１３】さらに本発明の一目的は、一次側電源の電
圧が急激に変動した場合に電圧変動の小さい二次側電圧
を出力できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することであ
る。
圧が急激に変動した場合に電圧変動の小さい二次側電圧
を出力できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することであ
る。
【００１４】さらに本発明の一目的は、二次側電源の電
圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できなかった
アプリケーションにおいて、リニア制御に基づく電圧出
力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の電源を
使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装置の信
頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれに伴う
電源（電池）の寿命の延長が可能となるＤＣ／ＤＣコン
バータを提供することである。
圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できなかった
アプリケーションにおいて、リニア制御に基づく電圧出
力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の電源を
使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装置の信
頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれに伴う
電源（電池）の寿命の延長が可能となるＤＣ／ＤＣコン
バータを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記のおよびその他の目
的は、一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二次側電
圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコンバータ
（４００）であって、一次側電圧を受け、前記出力端子
において所定の二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御する
ＰＷＭ電圧変換部であって、ＰＷＭ信号を出力するスイ
ッチング制御部（４０１）と、該ＰＷＭ信号に応答する
昇降圧部（４０２）であって、一次側電圧より低い電圧
を出力する降圧部（Ｑ１，Ｑ２）および一次側電圧より
高い電圧を出力する昇圧部（Ｑ３，Ｑ４）から成る昇降
圧部（４０２）と、から成るＰＷＭ電圧変換部、前記出
力端子において所定の二次側電圧が生ずるようリニア制
御するリニア制御部（４０３）および前記ＰＷＭ電圧変
換部および前記リニア制御部（４０３）に接続されたス
イッチ手段であって、前記ＰＷＭ電圧変換部または前記
リニア制御部（４０３）のいずれか一方に基づく電圧出
力を前記出力端子に出力させるよう切り換えるスイッチ
手段（４９０）から構成されることを特徴とするＤＣ／
ＤＣコンバータによって実現される。
的は、一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二次側電
圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコンバータ
（４００）であって、一次側電圧を受け、前記出力端子
において所定の二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御する
ＰＷＭ電圧変換部であって、ＰＷＭ信号を出力するスイ
ッチング制御部（４０１）と、該ＰＷＭ信号に応答する
昇降圧部（４０２）であって、一次側電圧より低い電圧
を出力する降圧部（Ｑ１，Ｑ２）および一次側電圧より
高い電圧を出力する昇圧部（Ｑ３，Ｑ４）から成る昇降
圧部（４０２）と、から成るＰＷＭ電圧変換部、前記出
力端子において所定の二次側電圧が生ずるようリニア制
御するリニア制御部（４０３）および前記ＰＷＭ電圧変
換部および前記リニア制御部（４０３）に接続されたス
イッチ手段であって、前記ＰＷＭ電圧変換部または前記
リニア制御部（４０３）のいずれか一方に基づく電圧出
力を前記出力端子に出力させるよう切り換えるスイッチ
手段（４９０）から構成されることを特徴とするＤＣ／
ＤＣコンバータによって実現される。
【００１６】
【実施例】図４は、本願の一実施例によるＰＷＭ／リニ
ア制御切換式昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を示
す簡略回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、
一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二次側電圧を出
力する出力端子とを有し、ＰＷＭ制御部４０１と昇降圧
部４０２からなるＰＷＭ電圧変換部、リニア制御部４０
３およびスイッチング素子４９０により構成される。
ア制御切換式昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を示
す簡略回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、
一次側電圧を受ける入力端子と、所定の二次側電圧を出
力する出力端子とを有し、ＰＷＭ制御部４０１と昇降圧
部４０２からなるＰＷＭ電圧変換部、リニア制御部４０
３およびスイッチング素子４９０により構成される。
【００１７】ＰＷＭ制御部４０１は、昇降圧切り換え回
路４１０，ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０，プリ
ドライバ４３０を含む。昇降圧切り換え回路４１０は、
一次側電圧ＶｉｎとＶｒｅｆを受ける入力を有する。Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ制御回路４２０は、昇降圧切り換え
回路４１０，プリドライバ４３０，リニア制御部４０
３，スイッチング素子４９０に結合される。プリドライ
バ４３０はスイッチング素子４９０と昇降圧部４０２に
結合される。
路４１０，ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０，プリ
ドライバ４３０を含む。昇降圧切り換え回路４１０は、
一次側電圧ＶｉｎとＶｒｅｆを受ける入力を有する。Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ制御回路４２０は、昇降圧切り換え
回路４１０，プリドライバ４３０，リニア制御部４０
３，スイッチング素子４９０に結合される。プリドライ
バ４３０はスイッチング素子４９０と昇降圧部４０２に
結合される。
【００１８】昇降圧部４０２は、降圧部（Ｑ１，Ｑ
２），昇圧部（Ｑ３，Ｑ４），コイル（Ｌ），コンデン
サ（Ｃ１）を含む。
２），昇圧部（Ｑ３，Ｑ４），コイル（Ｌ），コンデン
サ（Ｃ１）を含む。
【００１９】スイッチング素子４９０は、ＰＷＭ電圧変
換部とリニア制御部（４０３）に接続される。
換部とリニア制御部（４０３）に接続される。
【００２０】図５は、本願の一実施例による、昇圧・リ
ニア・降圧の各制御モード毎の昇降圧部のトランジスタ
（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の動作を示す表である。
ニア・降圧の各制御モード毎の昇降圧部のトランジスタ
（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の動作を示す表である。
【００２１】図６は、本願の一実施例による二次側電圧
の変化とその制御モードの関係を示す図である。
の変化とその制御モードの関係を示す図である。
【００２２】動作について、図４ないし図６を基に以下
説明する。
説明する。
【００２３】一次側電圧が二次側目標電圧より低い場合
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０からのスイッ
チ切換信号によりスイッチング素子４９０はＰＷＭ制御
部４０１と昇降圧部４０２を結合させ、ＰＷＭ電圧変換
部に基づく電圧出力を出力端子に出力させる。昇降圧切
り換え回路４１０において一次側電圧Ｖｉｎと基準電圧
Ｖｒｅｆとを比較して昇降圧切り換え信号を作り、昇降
圧部４０２を昇圧または降圧に切り換え、出力端子に所
望の二次側電圧出力Ｖｏｕｔを出力する。この場合の昇
降圧部４０２のＱ１はＯＮ，Ｑ２はＯＦＦ，Ｑ３はＰＷ
Ｍ，Ｑ４はＰＷＭバーにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４
００はＰＷＭ制御の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータとして
機能させる。この場合のＤＣ／ＤＣコンバータ４００の
動作は従来のＰＷＭ制御の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ
と同一であるので詳細な動作説明は省略する。
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０からのスイッ
チ切換信号によりスイッチング素子４９０はＰＷＭ制御
部４０１と昇降圧部４０２を結合させ、ＰＷＭ電圧変換
部に基づく電圧出力を出力端子に出力させる。昇降圧切
り換え回路４１０において一次側電圧Ｖｉｎと基準電圧
Ｖｒｅｆとを比較して昇降圧切り換え信号を作り、昇降
圧部４０２を昇圧または降圧に切り換え、出力端子に所
望の二次側電圧出力Ｖｏｕｔを出力する。この場合の昇
降圧部４０２のＱ１はＯＮ，Ｑ２はＯＦＦ，Ｑ３はＰＷ
Ｍ，Ｑ４はＰＷＭバーにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４
００はＰＷＭ制御の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータとして
機能させる。この場合のＤＣ／ＤＣコンバータ４００の
動作は従来のＰＷＭ制御の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ
と同一であるので詳細な動作説明は省略する。
【００２４】次に一次側電圧が二次側目標電圧に達した
後、一次側目標電圧＋Ｖｏｓまでの間は、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ制御回路４２０からのスイッチ切換信号はスイ
ッチング素子４９０をリニア制御部４０３と昇降圧部４
０２を結合させ、リニア制御部（４０３）に基づく電圧
出力を出力端子に出力させる。この場合の昇降圧部４０
２のＱ１はリニア，Ｑ２はＯＦＦ，Ｑ３はＯＦＦ，Ｑ４
はＯＮにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００はリニア制
御のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能させる。昇降圧部
４０２のＱ１は、オン抵抗の小さいＮチャネル型ＭＯＳ
トランジスタを用いると、１次側電圧Ｖｉｎがある程度
低くても二次側負荷に関係なくドライブ可能である。ま
た他の実施例として、昇降圧部４０２のＱ１をＯＮさせ
た場合もリニア制御部（４０３）に基づく電圧出力を出
力端子に出力させることが可能である。
後、一次側目標電圧＋Ｖｏｓまでの間は、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ制御回路４２０からのスイッチ切換信号はスイ
ッチング素子４９０をリニア制御部４０３と昇降圧部４
０２を結合させ、リニア制御部（４０３）に基づく電圧
出力を出力端子に出力させる。この場合の昇降圧部４０
２のＱ１はリニア，Ｑ２はＯＦＦ，Ｑ３はＯＦＦ，Ｑ４
はＯＮにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００はリニア制
御のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能させる。昇降圧部
４０２のＱ１は、オン抵抗の小さいＮチャネル型ＭＯＳ
トランジスタを用いると、１次側電圧Ｖｉｎがある程度
低くても二次側負荷に関係なくドライブ可能である。ま
た他の実施例として、昇降圧部４０２のＱ１をＯＮさせ
た場合もリニア制御部（４０３）に基づく電圧出力を出
力端子に出力させることが可能である。
【００２５】そして、一次側電圧が二次側目標電圧＋Ｖ
ｏｓに達した後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２
０からのスイッチ切換信号により、スイッチング素子４
９０は昇降圧部４０２との結合をリニア制御部４０３か
らＰＷＭ制御部４０１に切り換え、ＰＷＭ電圧変換部に
基づく電圧出力を出力端子に出力させる。
ｏｓに達した後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２
０からのスイッチ切換信号により、スイッチング素子４
９０は昇降圧部４０２との結合をリニア制御部４０３か
らＰＷＭ制御部４０１に切り換え、ＰＷＭ電圧変換部に
基づく電圧出力を出力端子に出力させる。
【００２６】このようにスイッチング素子４９０は、一
次側電圧が昇降圧切り換え電圧付近において、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４００の二次側電圧出力をＰＷＭ電圧変換
部に基づく電圧出力からリニア制御部（４０３）に基づ
く電圧出力に切り換える。
次側電圧が昇降圧切り換え電圧付近において、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４００の二次側電圧出力をＰＷＭ電圧変換
部に基づく電圧出力からリニア制御部（４０３）に基づ
く電圧出力に切り換える。
【００２７】次に一次側電圧が二次側目標電圧＋Ｖｏｓ
より高い場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０
からのスイッチ切換信号は、スイッチング素子４９０を
ＰＷＭ制御部４０１と昇降圧部４０２を結合させ、ＰＷ
Ｍ電圧変換部に基づく電圧出力を出力端子に出力させ
る。この場合の昇降圧部４０２のＱ１はＰＷＭ，Ｑ２は
ＰＷＭバー，Ｑ３はＯＦＦ，Ｑ４はＯＮにして、ＤＣ／
ＤＣコンバータ４００はＰＷＭ制御の降圧型ＤＣ／ＤＣ
コンバータとして機能させる。この場合のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４００の動作は従来の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバ
ータと同一であるので詳細な動作説明は省略する。
より高い場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０
からのスイッチ切換信号は、スイッチング素子４９０を
ＰＷＭ制御部４０１と昇降圧部４０２を結合させ、ＰＷ
Ｍ電圧変換部に基づく電圧出力を出力端子に出力させ
る。この場合の昇降圧部４０２のＱ１はＰＷＭ，Ｑ２は
ＰＷＭバー，Ｑ３はＯＦＦ，Ｑ４はＯＮにして、ＤＣ／
ＤＣコンバータ４００はＰＷＭ制御の降圧型ＤＣ／ＤＣ
コンバータとして機能させる。この場合のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４００の動作は従来の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバ
ータと同一であるので詳細な動作説明は省略する。
【００２８】本願好適実施例では、スイッチング素子４
９０の切り換えの制御は、スイッチング素子４９０に接
続されたＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０により生
成されたスイッチ切換信号により制御するが、スイッチ
ング素子４９０に結合された切換制御回路（図示せず）
によって行うことも可能であり、スイッチング素子４９
０の切り換え制御について限定するものではない。
９０の切り換えの制御は、スイッチング素子４９０に接
続されたＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路４２０により生
成されたスイッチ切換信号により制御するが、スイッチ
ング素子４９０に結合された切換制御回路（図示せず）
によって行うことも可能であり、スイッチング素子４９
０の切り換え制御について限定するものではない。
【００２９】このようにスイッチング素子４９０は、所
定の切換信号に基づいて、所定の期間ＰＷＭ電圧変換部
またはリニア制御部（４０３）のいずれか一方に基づく
電圧出力を出力端子に出力させるよう切り換える。
定の切換信号に基づいて、所定の期間ＰＷＭ電圧変換部
またはリニア制御部（４０３）のいずれか一方に基づく
電圧出力を出力端子に出力させるよう切り換える。
【００３０】図６の二次側電圧の出力電圧が示すとお
り、一次側電源が昇降圧切り換え電圧付近においても、
昇降圧を直接切り換える従来技術によるＰＷＭ制御型の
昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと比べ二次側電圧の出力
電圧は低下は小さい。また、電源変換効率との関係を考
慮しつつＶｏｓを大きくすることにより、リニア制御と
降圧域との間に二次側電圧の出力電圧の低下をゼロとす
ることも可能である。このことは、次のリニア制御にお
ける最低電源変換効率の関係式（数１）からも明らかで
ある。
り、一次側電源が昇降圧切り換え電圧付近においても、
昇降圧を直接切り換える従来技術によるＰＷＭ制御型の
昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと比べ二次側電圧の出力
電圧は低下は小さい。また、電源変換効率との関係を考
慮しつつＶｏｓを大きくすることにより、リニア制御と
降圧域との間に二次側電圧の出力電圧の低下をゼロとす
ることも可能である。このことは、次のリニア制御にお
ける最低電源変換効率の関係式（数１）からも明らかで
ある。
【００３１】
【数1】
【００３２】ここで、Ｖｏｕｔは二次側出力電圧、Ｖｏ
ｓは切り換え電圧をいう。
ｓは切り換え電圧をいう。
【００３３】図７は、本願の一実施例によるＰＷＭ／リ
ニア制御切換式昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を
用いた場合の電源変換効率を示す図である。リニア制御
の電源変換効率はスイッチング制御の電源変換効率に比
べ一般に電源変換効率が低い。しかし本願の好適実施例
ではＶｉｎとＶｏｕｔの電圧差がないので、電源変換効
率は低くならない。このことは、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ＋Ｖ
ｏｓなので、上記の数１から明らかである。
ニア制御切換式昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を
用いた場合の電源変換効率を示す図である。リニア制御
の電源変換効率はスイッチング制御の電源変換効率に比
べ一般に電源変換効率が低い。しかし本願の好適実施例
ではＶｉｎとＶｏｕｔの電圧差がないので、電源変換効
率は低くならない。このことは、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ＋Ｖ
ｏｓなので、上記の数１から明らかである。
【００３４】さらに、本願好適実施例ではリニア制御の
間は、スイッチングロスがなくなるのでスイッチング制
御の場合に比べ電源変換効率は改善される。
間は、スイッチングロスがなくなるのでスイッチング制
御の場合に比べ電源変換効率は改善される。
【００３５】以上、一実施例としてスイッチング素子４
９０の切り換えを昇降圧切り換え電圧付近において行う
場合について説明したが、本願は、スイッチング素子４
９０の切り換えの時期を限定するものではない。スイッ
チング素子の切り換え時期を一次側電源の電圧が急激に
変動した場合、例えば、一次側電源（電池）の挿抜時と
することも可能である。その場合の好適実施例を以下説
明する。従来、ＰＷＭ制御型電源を有する機器の一次側
電源（電池）を挿抜した場合、二次側電源の出力電圧に
オーバーシュートやアンダーシュートが発生するという
問題があった。ＣＤプレーヤ等のように二次側電源出力
にレーザ素子等が接続されるアプリケーションでは、こ
の二次側電源の出力電圧の挙動がレーザ素子の信頼性と
耐久性の上で大きな問題となる。従来この問題を回避す
るために、これらのアプリケーションでは電源変換効率
を犠牲にしてリニア制御型電源を用いてきた。しかし、
本願を用いて、一次側電源（電池）の挿抜時に一時的に
リニア制御型電源に切り換えることにより、定常時は電
源変換効率の良いＰＷＭ制御型電源を用いることが可能
となる。その結果、レーザの信頼性と耐久性の向上と電
源変換効率の向上とそれに伴う電源（電池）の耐久時間
の延長が可能となる。
９０の切り換えを昇降圧切り換え電圧付近において行う
場合について説明したが、本願は、スイッチング素子４
９０の切り換えの時期を限定するものではない。スイッ
チング素子の切り換え時期を一次側電源の電圧が急激に
変動した場合、例えば、一次側電源（電池）の挿抜時と
することも可能である。その場合の好適実施例を以下説
明する。従来、ＰＷＭ制御型電源を有する機器の一次側
電源（電池）を挿抜した場合、二次側電源の出力電圧に
オーバーシュートやアンダーシュートが発生するという
問題があった。ＣＤプレーヤ等のように二次側電源出力
にレーザ素子等が接続されるアプリケーションでは、こ
の二次側電源の出力電圧の挙動がレーザ素子の信頼性と
耐久性の上で大きな問題となる。従来この問題を回避す
るために、これらのアプリケーションでは電源変換効率
を犠牲にしてリニア制御型電源を用いてきた。しかし、
本願を用いて、一次側電源（電池）の挿抜時に一時的に
リニア制御型電源に切り換えることにより、定常時は電
源変換効率の良いＰＷＭ制御型電源を用いることが可能
となる。その結果、レーザの信頼性と耐久性の向上と電
源変換効率の向上とそれに伴う電源（電池）の耐久時間
の延長が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。
を奏する。
【００３７】本発明は、昇降圧切り換え電圧付近におい
て、昇降圧の切り換えが一時的または連続して昇圧と降
圧が交互に行われることがなく、二次側電圧の挙動のな
いＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができる。
て、昇降圧の切り換えが一時的または連続して昇圧と降
圧が交互に行われることがなく、二次側電圧の挙動のな
いＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができる。
【００３８】本発明は、一次側電源が昇降圧切り換え電
圧付近において、二次側電圧の低下が小さいＤＣ／ＤＣ
コンバータを提供することができる。
圧付近において、二次側電圧の低下が小さいＤＣ／ＤＣ
コンバータを提供することができる。
【００３９】また本発明は、一次側電源が昇降圧切り換
え電圧付近において昇降圧を同時に行わずに、電源変換
効率の改善されたＤＣ／ＤＣコンバータを提供すること
ができる。
え電圧付近において昇降圧を同時に行わずに、電源変換
効率の改善されたＤＣ／ＤＣコンバータを提供すること
ができる。
【００４０】さらに本発明の一目的は、一次側電源の電
圧が急激に変動した場合でも電圧変動のない二次側電圧
を出力できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することがで
きる。
圧が急激に変動した場合でも電圧変動のない二次側電圧
を出力できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することがで
きる。
【００４１】さらに本発明の一目的は、従来、二次側電
源の電圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できな
かったアプリケーションにおいて、リニア制御に基づく
電圧出力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の
電源を使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装
置の信頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれ
に伴う電源（電池）の寿命の延長が可能となるＰＷＭ／
リニア制御切換式ＤＣ／ＤＣコンバータを提供すること
ができる。
源の電圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できな
かったアプリケーションにおいて、リニア制御に基づく
電圧出力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の
電源を使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装
置の信頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれ
に伴う電源（電池）の寿命の延長が可能となるＰＷＭ／
リニア制御切換式ＤＣ／ＤＣコンバータを提供すること
ができる。
【００４２】以上、本願について特定の実施例について
本発明の回路を説明してきたが、当該技術分野に通じた
ものであれば本発明の回路を変形、変更することができ
る。本発明の回路はここで開示された特定の実施例に限
定されるものではない。例えば、本願の好適実施例のＰ
ＷＭ制御部４０１、昇降圧部４０２ リニア制御部４０
３の回路構成については特定を意図するものではない。
これらの回路構成は当業者が成し得る回路変形、変更を
含む。また、スイッチング素子４９０はトランジスタ等
の電気的スイッチに限定するものではなく、マイクロリ
レー等の機械的スイッチも含むものである。さらに、実
施例では、昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの場合につい
て説明したが、アプリケーションによっては降圧型ＤＣ
／ＤＣコンバータとの組み合わせにおいても使用可能で
ある。この場合の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは従来技
術による一般的な回路であれば良くその回路構成は限定
されるものではない。そのような変形、変更されたもの
も本発明の技術思想の範疇であり、特許請求の範囲に含
まれるものである。
本発明の回路を説明してきたが、当該技術分野に通じた
ものであれば本発明の回路を変形、変更することができ
る。本発明の回路はここで開示された特定の実施例に限
定されるものではない。例えば、本願の好適実施例のＰ
ＷＭ制御部４０１、昇降圧部４０２ リニア制御部４０
３の回路構成については特定を意図するものではない。
これらの回路構成は当業者が成し得る回路変形、変更を
含む。また、スイッチング素子４９０はトランジスタ等
の電気的スイッチに限定するものではなく、マイクロリ
レー等の機械的スイッチも含むものである。さらに、実
施例では、昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの場合につい
て説明したが、アプリケーションによっては降圧型ＤＣ
／ＤＣコンバータとの組み合わせにおいても使用可能で
ある。この場合の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは従来技
術による一般的な回路であれば良くその回路構成は限定
されるものではない。そのような変形、変更されたもの
も本発明の技術思想の範疇であり、特許請求の範囲に含
まれるものである。
【図１】従来技術による、ＰＷＭ制御型の昇降圧型ＤＣ
／ＤＣコンバータの簡略回路図である。
／ＤＣコンバータの簡略回路図である。
【図２】従来技術による、二次側出力電圧の挙動を示す
図である。
図である。
【図３】従来技術による、同時に降圧と昇圧を行った場
合の二次側出力電圧と動作モードを示す図である。
合の二次側出力電圧と動作モードを示す図である。
【図４】本発明に係るＰＷＭ／リニア制御切換式昇降圧
型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を示す簡略回路図であ
る。
型ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を示す簡略回路図であ
る。
【図５】本発明に係る制御モード別の昇降圧部のトラン
ジスタの動作を示す表である。
ジスタの動作を示す表である。
【図６】本発明に係る二次側電圧の変化とその制御モー
ドの関係を示す図である。
ドの関係を示す図である。
【図７】本発明に係るＰＷＭ／リニア制御切換式昇降圧
型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合の電源変換効率を
示す図である。
型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合の電源変換効率を
示す図である。
１０１，４０１ ＰＷＭ制御部 １０２，４０２ 昇降圧部 ４０３ リニア制御部 １１０，４１０ 昇降圧切り換え回路 １２０，４２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路 １３０，４３０ プリドライバ ４９０ スイッチング素子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月２４日（１９９８．７．２
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】 さらに本発明は、一次側電源の電圧が急
激に変動した場合でも電圧変動のない二次側電圧を出力
できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができる。
激に変動した場合でも電圧変動のない二次側電圧を出力
できるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】 さらに本発明は、従来、二次側電源の電
圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できなかった
アプリケーションにおいて、リニア制御に基づく電圧出
力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の電源を
使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装置の信
頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれに伴う
電源（電池）の寿命の延長が可能となるＰＷＭ／リニア
制御切換式ＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができ
る。
圧変動が原因でＰＷＭ型制御の電源を使用できなかった
アプリケーションにおいて、リニア制御に基づく電圧出
力との切り換えを行うことによりＰＷＭ型制御の電源を
使用を可能とし、二次側電源出力に接続された装置の信
頼性と耐久性の向上、電源変換効率の向上とそれに伴う
電源（電池）の寿命の延長が可能となるＰＷＭ／リニア
制御切換式ＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができ
る。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H430 BB01 BB09 BB11 BB20 EE06 EE17 FF04 FF13 GG08 HH03 JJ07 LA02 LA04 5H730 AA11 AA14 AS01 BB13 BB14 BB57 BB86 BB88 DD04 EE13 EE19 FD01 FG05 FG23
Claims (4)
- 【請求項１】 一次側電圧を受ける入力端子と、所定の
二次側電圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ（４００）であって： Ａ） 一次側電圧を受け、前記出力端子において所定の
二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御するＰＷＭ電圧変換
部であって、 Ａ１） ＰＷＭ信号を出力するスイッチング制御部（４
０１）と、 Ａ２） 該ＰＷＭ信号に応答する昇降圧部（４０２）で
あって、一次側電圧より低い電圧を出力する降圧部（Ｑ
１，Ｑ２）および一次側電圧より高い電圧を出力する昇
圧部（Ｑ３，Ｑ４）から成る昇降圧部（４０２）と、 から成るＰＷＭ電圧変換部； Ｂ） 前記出力端子において所定の二次側電圧が生ずる
ようリニア制御するリニア制御部（４０３）；および前
記ＰＷＭ電圧変換部および前記リニア制御部（４０３）
に接続されたスイッチ手段（４９０）であって、前記Ｐ
ＷＭ電圧変換部または前記リニア制御部（４０３）のい
ずれか一方に基づく電圧出力を前記出力端子に出力させ
るよう切り換えるスイッチ手段（４９０）；から構成さ
れることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項２】 前記スイッチ手段（４９０）に結合され
た前記スイッチング制御部（４０１）のＤＣ／ＤＣコン
バータ制御回路（４２０）が、前記ＰＷＭ電圧変換部に
基づく電圧出力を、一次側電源の電圧が二次側目標電圧
に達した後に前記リニア制御部（４０３）に基づく電圧
出力に切り換え、その後一次側電圧が所定の電圧に達し
た後に前記ＰＷＭ電圧変換部に基づく電圧出力を前記出
力端子に出力させるように前記スイッチ手段（４９０）
を制御することを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣ
コンバータ。 - 【請求項３】 前記スイッチ手段（４９０）に結合され
た切換制御回路であって、前記ＰＷＭ電圧変換部に基づ
く電圧出力を、一次側電源の電圧が急激に変動する間の
み前記リニア制御部（４０３）に基づく電圧出力を前記
出力端子に出力させるように前記スイッチ手段（４９
０）を制御する前記切換制御回路をさらに有することを
特徴とする請求項１または２記載のＤＣ／ＤＣコンバー
タ。 - 【請求項４】 一次側電圧を受ける入力端子と、所定の
二次側電圧を出力する出力端子とを有するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ（４００）であって： Ａ） 一次側電圧を受け、前記出力端子において所定の
二次側電圧が生ずるようＰＷＭ制御するＰＷＭ電圧変換
部であって、 Ａ１） ＰＷＭ信号を出力するスイッチング制御部（４
０１）と、 Ａ２） 該ＰＷＭ信号に応答する降圧部であって、一次
側電圧より低い電圧を出力する降圧部（Ｑ１，Ｑ２）
と、 から成るＰＷＭ電圧変換部； Ｂ） 前記出力端子において所定の二次側電圧が生ずる
ようリニア制御するリニア制御部（４０３）；および前
記ＰＷＭ電圧変換部および前記リニア制御部（４０３）
に接続されたスイッチ手段であって、前記ＰＷＭ電圧変
換部または前記リニア制御部（４０３）のいずれか一方
に基づく電圧出力を前記出力端子に出力させるよう切り
換えるスイッチ手段（４９０）；から構成されることを
特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199647A JP2000023453A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199647A JP2000023453A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023453A true JP2000023453A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16411334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10199647A Pending JP2000023453A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000023453A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001268900A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Masayuki Hattori | 双方向型昇降圧チョッパ回路 |
| JP2003319685A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング制御装置及び電動パワーステアリング制御装置の電動機電流演算方法 |
| JP2006033974A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033972A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033973A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033971A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| DE102008008337A1 (de) * | 2008-02-08 | 2009-04-23 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Schaltnetzteil zum Erzeugen einer vorgegebenen Ausgangsspannung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687117A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-15 | Fujitsu Ltd | Switching regulator |
| JPH1042553A (ja) * | 1996-07-25 | 1998-02-13 | Rohm Co Ltd | 電源装置 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10199647A patent/JP2000023453A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687117A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-15 | Fujitsu Ltd | Switching regulator |
| JPH1042553A (ja) * | 1996-07-25 | 1998-02-13 | Rohm Co Ltd | 電源装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001268900A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Masayuki Hattori | 双方向型昇降圧チョッパ回路 |
| JP2003319685A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング制御装置及び電動パワーステアリング制御装置の電動機電流演算方法 |
| JP2006033974A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033972A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033973A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP2006033971A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源回路 |
| JP4596838B2 (ja) * | 2004-07-14 | 2010-12-15 | 三洋電機株式会社 | 電源回路 |
| JP4596839B2 (ja) * | 2004-07-14 | 2010-12-15 | 三洋電機株式会社 | 電源回路 |
| JP4596840B2 (ja) * | 2004-07-14 | 2010-12-15 | 三洋電機株式会社 | 電源回路 |
| DE102008008337A1 (de) * | 2008-02-08 | 2009-04-23 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Schaltnetzteil zum Erzeugen einer vorgegebenen Ausgangsspannung |
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