JP2001103738A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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JP2001103738A
JP2001103738A JP27516999A JP27516999A JP2001103738A JP 2001103738 A JP2001103738 A JP 2001103738A JP 27516999 A JP27516999 A JP 27516999A JP 27516999 A JP27516999 A JP 27516999A JP 2001103738 A JP2001103738 A JP 2001103738A
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voltage
transistor
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switching element
battery
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Fumihiro Sasaki
文博 佐々木
Shizuka Ishimura
静 石村
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池電圧低下時に昇圧電圧を維持する。 【解決手段】 トランジスタ48をオンオフして、コイ
ル42に逆起電力を発生させ、ツェナーダイオード44
を介し、高電圧をコンデンサ46に充電する。電池電圧
検出器56により、電池電圧の低下を検出したときに
は、スイッチ52をオンして、トランジスタ48にトラ
ンジスタ50を並列接続し、2つのトランジスタを同時
にオンオフする。また、他の定電圧源を利用して、トラ
ンジスタ48の駆動電圧を維持することも好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジオ受信機にお
けるローカル周波数を調整するための電源電圧等を発生
するために使用されるDC−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】携帯用電子機器は、その電源として、電
池(乾電池、二次電池など)を使用する。例えば、ヘッ
ドフォンステレオの場合、電源として、電池2本の3V
仕様と、1本の1.5V仕様のものがあり、1.5V仕
様のものが増えてきている。
【0003】このような低い電源電圧では、各種回路を
十分動作させることができない場合も多い。そこで、コ
イルに流れる電流をスイッチング用のトランジスタによ
り、急激にオンオフして、高電圧を得る昇圧回路等を用
いることにより高電圧を得て、これを必要な回路の電源
電圧として利用している。
【0004】特に、ラジオ受信機を内蔵するヘッドフォ
ンステレオにおいては、受信RF信号にローカル発振器
からのローカル周波数信号を混合してIF(中間周波
数)を得る。このために、希望局信号に応じたローカル
周波数信号が必要になり、このために電圧により容量が
変更されるバラクタダイオードを使用する場合が多い。
このバラクタダイオードの容量変更のための電圧として
は、12V程度の電圧が必要であり、このために昇圧回
路が利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、昇圧回路で
は、コイル電流をオンオフするために、スイッチング用
のトランジスタを用いる。このトランジスタの駆動電圧
にも電池電圧が利用されているため、電池電圧が低下し
てくると、トランジスタの能力が低下してくる。そし
て、トランジスタの能力が落ちると、コイル電流が十分
でなくなり、所定の昇圧電圧が得られなくなってしま
う。この昇圧電圧は、ローカル周波数を調整するための
ものであり、ローカル周波数が適切に調整できないと、
ラジオ放送の受信ができなくなる。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、電池電圧が低下した際にもトランジスタの能力を
維持することができるDC−DCコンバータを提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
素子を用いて電池電圧を昇圧するDC−DCコンバータ
において、前記スイッチング素子のドライブ能力は電池
電圧に応じて変更されることを特徴とする。
【0008】このように、スイッチング素子のドライブ
能力を電池電圧に応じて変更できるため、電池電圧が低
下した場合に、スイッチング素子のドライブ能力を大き
くすることができる。そこで、昇圧回路における昇圧能
力を所望のものに維持することができる。
【0009】また、前記スイッチング素子は、所定のク
ロック信号によりオンオフされる第1および第2のトラ
ンジスタと、これら第1および第2のトランジスタを並
列して利用するかまたは一方のみを利用するかを切り換
える切り換えスイッチと、を含むことが好適である。
【0010】電池電圧の低下した場合に、スイッチによ
り、2つのトランジスタを同時にオンオフすることで、
スイッチング素子の能力を大きなものに維持することが
できる。
【0011】また、本発明は、スイッチング素子を用い
て電池電圧を昇圧するDC−DCコンバータにおいて、
前記スイッチング素子のドライブ能力は電池電圧によら
ず一定に維持されることを特徴とする。
【0012】この構成によっても、電池電圧が低下した
場合に、トランジスタの能力を維持することがでる。従
って、昇圧回路における昇圧能力を所望のものに維持す
ることができる。
【0013】また、前記スイッチ素子は、所定のクロッ
ク信号によりオンオフされるトランジスタと、このトラ
ンジスタをオンオフするための駆動電圧を所定電圧に維
持する電圧維持回路と、を含むことが好適である。
【0014】また、DC−DCコンバータは、一端が電
池に接続されたコイルと、アノードがコイルの他端に接
続され、カソードから昇圧された電圧を出力するダイオ
ードと、このダイオードのカソードに接続され、昇圧さ
れた電圧を保持するコンデンサと、を含み、前記スイッ
チ素子は、前記コイルと前記ダイオードの間に接続され
ることが好適である。
【0015】また、前記ダイオードとしてツェナーダイ
オードを使用することが好適である。この構成により、
トランジスタの耐圧以上の電圧がトランジスタに印加さ
れることを防止することができる。また、ツェナーダイ
オードの降伏電流は、スイッチング素子を介しアースが
流れるため、昇圧電圧における変動を防止できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
【0017】図1は、本実施形態のDC−DCコンバー
タを利用するラジオ受信機についての回路である。アン
テナ10で受信された受信信号は、受信回路12に入
る。この受信回路12は、ミキサ14を有しており、こ
こで受信信号はローカル発振器16から供給されるロー
カル周波数信号と混合され、IF信号に変換される。I
F信号は、IFフィルタ18に供給され、ここで中間周
波数以外の信号を除去する。IFフィルタ18の出力
は、検波回路20で検波されて、音声信号となり、出力
される。
【0018】ここで、ローカル発振器16には、他端が
アースに接続されたバラクタダイオード22が接続され
ており、このバラクタダイオード22の容量に応じて、
ローカル発振器16の共振周波数が変更され、その結果
ローカル発振器16からのローカル周波数が変更され
る。ローカル発振器16の出力であるローカル周波数信
号は、直流カットコンデンサ24で直流成分がカットさ
れた後、インバータ26と抵抗28の並列接続において
所定の増幅がされ、プログラム分周器30に供給され
る。
【0019】プログラム分周器30は、希望放送局の周
波数にIFを加算して得たローカル周波数が、基準周波
数(例えば10kHz)になるように分周する。そし
て、この設定されたローカル周波数を分周して基準周波
数になるように分周比を設定する。
【0020】このプログラム分周器30の出力は、位相
比較器32に供給される。この位相比較器32には、基
準発振器34からの基準周波数信号が供給され、この位
相比較を行う。そして、位相ずれについての信号を出力
する。この位相ずれについての信号はLPF36によ
り、交流成分が除去され、バラクタダイオードのカソー
ド側に供給される。従って、位相比較器32において得
られた位相ずれに応じて、位相ずれが0になるようにバ
ラクタダイオード22の容量が調整され、ローカル発振
器16からのローカル周波数が、希望局周波数+IFに
なるように制御される。すなわち、PLL(フェイズ・
ロック・ループ)回路が形成されている。
【0021】ここで、バラクタダイオード22は、0〜
12V程度の高電圧の印加によりその容量が変化する。
そこで、LPF36の出力には、12Vの昇圧電圧が印
加されるようになっている。そして、LPF36の出力
により、0〜12Vの範囲でバラクタダイオード22へ
の印加電圧を制御する。
【0022】この12Vの昇圧電圧の発生のための昇圧
回路について説明する。電池40からの1.5Vの電源
電圧は各種の回路にそのまま供給されるが、昇圧回路の
コイル42にも供給される。このコイル42の他端に
は、ツェナーダイオード44のアノードが接続されてお
り、このツェナーダイオード44のカソードには、他端
がアースに接続されたコンデンサ46が接続されてい
る。
【0023】また、コイル42とツェナーダイオード4
4のアノードとの接続点には、トランジスタ48が接続
されている。従って、このトランジスタ48を所定の交
流信号によって、オンオフすることで、コイル42への
電流を急激に変化させることができ、ここに逆起電力が
発生して、これがツェナーダイオード44を介し、コン
デンサ46に充電される。これによって、コンデンサ4
6の上端(アースと反対側)において、高電圧が得られ
る。
【0024】ここで、ツェナーダイオード44の降伏電
圧は12Vに設定されている。従って、コンデンサ46
の上端電圧が12Vを越えた場合には、ツェナーダイオ
ード44に逆方向電流(降伏電流)が流れる。トランジ
スタ48はオンオフしており、このトランジスタ48を
介して、余分の電流はアースに流れる。また、この構成
によれば、トランジスタ48のオフ時にトランジスタ4
8に印加される電圧も基本的に12Vである。そこで、
耐圧15V程度のトランジスタを利用しても、問題が生
じない。
【0025】さらに、本実施形態においては、ツェナー
ダイオード44は、降伏電流を直接アースに流すもので
はない。降伏電流を直接アースに流すと、大電流がアー
スに向けて流れ、出力である昇圧電圧にノイズがのる。
本実施形態の構成によって、降伏電流はトランジスタ4
8を介して流れ直接アースに流れないので、このような
問題が解消できる。
【0026】さらに、トランジスタ48には、他端が同
じくアースに接続されたトランジスタ50がスイッチ5
2を介し並列接続されている。従って、スイッチ52を
オンすることで、トランジスタ48,50の2つにより
コイル42からの電流をアースに流すことができる。
【0027】そして、トランジスタ48,50のゲート
には、信号発生器54が接続されており、この信号発生
器54からの所定周波数の信号によって、トランジスタ
48,50がオンオフされる。さらに、電池40の電池
電圧を検出する電池電圧検出器56が設けられており、
この電池電圧検出器56によりスイッチ52のオンオフ
が制御される。なお、トランジスタ48,50として、
FET(電圧効果トランジスタ)を利用することが好適
であるが、NPNトランジスタなどでもよい。
【0028】すなわち、電池電圧が低下してくるとトラ
ンジスタ48の能力が低下してくる。電池電圧検出器5
6により、電池電圧の低下を検出した場合に、スイッチ
52をオンし、2つのトランジスタ48,50を同時に
オンオフすることで、コイル42からの電流をアースに
流す能力を大きなものに維持することができる。従っ
て、コイル42の逆起電力を大きなものに維持して昇圧
電圧を12Vに維持することができる。これによって、
回路全体の動作が可能な電池電圧であるにもかかわら
ず、昇圧電圧12Vが維持できないために、ラジオ放送
が受信できなくなることを防止できる。
【0029】次に、図2に示したのは、他の構成例であ
り、この例では電池40に接続されるレベルシフタ58
を有している。このレベルシフタ58は、電池電圧を昇
圧して、所定の電圧を得るチャージポンプであり、上述
した昇圧回路と同様の構成を有している。そして、電池
40の電圧値がかなり低くなってもその出力として3V
を維持する。そして、このレベルシフタ58の3V出力
が信号発生器54に供給され、信号発生器54における
出力レベルが3Vに維持される。
【0030】この構成により、電池40の電圧が低下し
てきても、トランジスタ50の駆動電圧は、3Vに維持
される。従って、トランジスタ50の能力が低下するこ
とを防止でき、これによって回路全体の動作が可能な電
池電圧であるにもかかわらず、昇圧電圧12Vが維持で
きないために、ラジオ放送が受信できなくなることを防
止できる。
【0031】なお、レベルシフタ58の出力は、表示用
のLCD(液晶表示装置)駆動電源と共用することが好
適である。LCDは、駆動電圧が低下するとその表示が
薄くなる。そこで、回路動作が可能な間は、その表示を
十分なものにしたいという要求がある。1つのレベルシ
フタ58を共用することで、回路の効率化を図ることが
できる。
【0032】また、信号発生器54としては、FM放送
の受信の場合には、回路動作のためのメインクロックで
ある水晶発振器を用いることが好適である。また、この
メインクロックでは十分な昇圧が維持できないときに
は、ローカル周波数を分周した信号を信号発生器54と
して利用することが好適である。一方、AM放送受信の
場合、ローカル発振器16からの出力であるローカル周
波数を分周(例えば1/2分周)する分周器を信号発生
器54として利用することが好適である。この構成によ
って、トランジスタ48(,50)のスイッチング周波
数が希望局周波数に応じて変化し、これらの差を可聴周
波数以上に維持することが容易になる。
【0033】なお、図1,2において、一点鎖線で、半
導体集積回路の境界を示した。このように、コイル、コ
ンデンサ、電池などが基本的の集積回路の外に配置され
る。また、この例では、チューナ用の集積回路と、各種
制御用の集積回路とは、別になっている。
【0034】さらに、上述の例では、昇圧電圧をローカ
ル発振周波数制御のために利用したが、これに限定され
ることなく、EEPROMの書き込み、消去などの電源
として利用することも好適である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ツェナーダイオードの降伏電圧の設定により、トランジ
スタへ印加される電圧を制限でき、トランジスタの破壊
を防止できる。また、ツェナーダイオードが降伏電流を
直接アースに流さないため、昇圧電圧の変動を防止する
ことができる。また、トランジスタのオンオフを行うク
ロックをローカル周波数に応じて変更することで、ビー
ト妨害の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態のDC−DCコンバータを含むラジ
オ受信機の構成を示す図である。
【図2】 他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
12 受信回路、22 バラクタダイオード、40 電
池、42 コイル、44 ツェナーダイオード、46
コンデンサ、48,50 トランジスタ、52スイッ
チ、54 信号発生器、56 電池電圧検出器、58
レベルシフタ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子を用いて電池電圧を昇
    圧するDC−DCコンバータにおいて、 前記スイッチング素子のドライブ能力は電池電圧に応じ
    て変更されることを特徴とするDC−DCコンバータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のDC−DCコンバータ
    において、 前記スイッチング素子は、 所定のクロック信号によりオンオフされる第1および第
    2のトランジスタと、これら第1および第2のトランジ
    スタを並列して利用するかまたは一方のみを利用するか
    を切り換える切り換えスイッチと、 を含むことを特徴とするDC−DCコンバータ。
  3. 【請求項3】 スイッチング素子を用いて電池電圧を昇
    圧するDC−DCコンバータにおいて、 前記スイッチング素子のドライブ能力は電池電圧によら
    ず一定に維持されることを特徴とするDC−DCコンバ
    ータ。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のDC−DCコンバータ
    において、 前記スイッチング素子は、 所定のクロック信号によりオンオフされるトランジスタ
    と、 このトランジスタをオンオフするための駆動電圧を所定
    電圧に維持する電圧維持回路と、 を含むことを特徴とするDC−DCコンバータ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1つに記載のD
    C−DCコンバータにおいて、 一端が電池に接続されたコイルと、 アノードがコイルの他端に接続され、カソードから昇圧
    された電圧を出力するダイオードと、 このダイオードのカソードに接続され、昇圧された電圧
    を保持するコンデンサと、 を含み、 前記スイッチング素子は、前記コイルと前記ダイオード
    の間に接続されることを特徴とするDC−DCコンバー
    タ。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のDC−DCコンバータ
    において、 前記ダイオードとしてツェナーダイオードを使用するこ
    とを特徴とするDC−DCコンバータ。
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