JP2001178118A - 昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路

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JP2001178118A
JP2001178118A JP35805699A JP35805699A JP2001178118A JP 2001178118 A JP2001178118 A JP 2001178118A JP 35805699 A JP35805699 A JP 35805699A JP 35805699 A JP35805699 A JP 35805699A JP 2001178118 A JP2001178118 A JP 2001178118A
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JP
Japan
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switching transistor
voltage
capacitor
coil
output terminal
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JP35805699A
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English (en)
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Takayuki Kishi
隆行 岸
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Marelli Corp
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Calsonic Kansei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチングトランジスタのオン、オフ周波
数を可変にしてバックアップコンデンサ4が所定値まで
に充電される時間を短縮する。 【解決手段】 直流電源の出力端子にコイル、逆流防止
用ダイオード、コンデンサが直列に接続され、かつ一定
周期のクロックパルスに基づいて作動するスイッチング
トランジスタによって前記直流電源からコイルに供給さ
れる電流が断続制御されて、前記コンデンサに昇圧電圧
を充電し、その充電電圧が基準電圧を超えたとき、前記
スイッチングトランジスタのオン・オフ周期が通常時よ
りも長くなるように制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般にDC/D
Cコンバータといわれている昇圧回路に関するものであ
る。
【0002】次に、従来のこの種の昇圧回路をエアバッ
グコントローラに用いられている昇圧回路を例にとって
以下に説明する。まず、全体の概略説明を行う。図3に
おいて、イグニッションスイッチ2がオンされることに
よって、車載バッテリ1から給電されたDC/DCコン
バータ3が作動を開始して、前記車載バッテリ1からイ
グニッションスイッチ2を介して供給される電圧が昇圧
され、バックアップコンデンサ4を充電する。この後、
加速度センサ5で検出された加速度信号が衝突判断回路
6によって重大衝突に基づくものと判断されると、スイ
ッチ回路7が衝突判断回路6によってオンされ、スクイ
ーブ8に前記バックアップコンデンサ4から点火電流が
供給され、エアバッグ(不図示)が展開される(この
時、機械式加速度スイッチ9はオンしているものとす
る)。
【0003】次に、前記DC/DCコンバータ3につい
て説明する。イグニッションスイッチ2がオンされて、
バックアップコンデンサ4の充電電圧が車載バッテリ1
の出力電圧に達するまではスイッチングトランジスタ1
4がオフ状態にされるので、昇圧されずにバックアップ
コンデンサ4に充電される。車載バッテリ1から出力さ
れる電源電圧は、第1逆流防止用ダイオード11、電流
検出抵抗12を介してコイル13に供給され、そのコイ
ル13に流れる電流が、クロックパルス発生器10から
一定周期のクロックパルスの供給を受けてオン、オフさ
れるスイッチングトランジスタ14によってオン・オフ
制御され、そのオン制御からオフ制御に移行したときに
コイル13に流れ込む電流(図5B参照)によって入力
電圧が昇圧され、それが繰り返されることによってバッ
クアップコンデンサ4を徐々に充電する。このとき流れ
込む充電電流によってバックアップコンデンサ4に発生
する充電電圧が、第3抵抗分割回路16によって分割さ
れ、この第2比較回路17の基準電圧V0と比較され、
基準電圧V0を越えると、その瞬間に充電は完了したと
判断して第2比較回路17の出力をローレベルにしてス
イッチングトランジスタ14をオフし、コイル13に流
れ込む電流を停止させてバックアップコンデンサ4への
充電を停止する。
【0004】また一方で、スイッチングトランジスタ1
4がオン制御されたときにコイル13に過大な電流が流
れ、電流検出抵抗12に大きな電位差が発生し、その入
出力端に接続された第1及び第2抵抗分割回路18及び
19の双方からの出力電圧を第1比較回路20で比較す
ることによって、スイッチングトランジスタ14がオフ
されて、コイル13に過大な電流が流れるのを防止す
る。これを繰り返すことによって、バックアップコンデ
ンサ4は充電され、昇圧される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き昇圧回路にあっては、スイッチングトランジスタ1
4が一定周期でオン、オフされているために、例えばバ
ックアプコンデンサ4が充電される途中で何らかの原因
で、電流検出抵抗12に過電流が流れ、コイル13に流
れる電流が一定値を越え、第2比較回路17の出力によ
ってスイッチングトランジスタ14がオフされたり、ま
たはバックアップコンデンサ4に充電される充電電圧が
基準電圧V0を越え、スイッチングトランジスタ14が
オフされると、その結果、スイッチングトランジスタ1
4が再度オンされるためには、次のクロックパルスが発
生するまで待たなくてはならず、所望の電圧までに充電
するのに時間がかかるという問題点があった。
【0006】この発明は、このような問題点に鑑みてな
されたもので、スイッチングトランジスタのオン、オフ
周期を可変にして常時バックアップコンデンサ4を充電
するようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明による昇圧回
路は、直流電源の出力端子にコイル、逆流防止用ダイオ
ード、コンデンサが直列に接続され、かつ一定周期のク
ロックパルスに基づいて作動するスイッチングトランジ
スタによって前記直流電源からコイルに供給される電流
が断続制御されて、前記コンデンサに昇圧電圧を充電
し、その充電電圧が基準電圧を超えたとき、前記スイッ
チングトランジスタのオン・オフ周期が通常時よりも長
くなるように制御するものである。
【0008】第2の発明による昇圧回路は、直流電源の
出力端子に接続されたコイルの出力端子に逆流防止用ダ
イオードが接続され、また該逆流防止用ダイオードの出
力端子にコンデンサが接続され、さらに一定周期のクロ
ックパルスに基づいてオン、オフ作動するスイッチング
トランジスタが接続されてなり、該スイッチングトラン
ジスタをオン、オフすることによって、前記直流電源か
らコイルに供給される電流を制御し、前記コンデンサに
昇圧電圧を充電する昇圧回路において、前記スイッチン
グトランジスタをオン、オフする周波数を、前記コンデ
ンサの充電電圧が低いときには低くし、また高いときに
は高くするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、この発明による実施の一形
態を以下に説明する。 実施の形態1.図1において、既に図3において説明し
た構成のものと同一構成のもの、または均等なものには
同一符号を付してその詳細説明は省略し、異なる部分に
ついてのみ以下に説明する。
【0010】すなわち、図1において、21は分周回路
で、前記クロックパルス発生器10からのクロックパル
ス(図2A参照)の周波数の、2回続けて1/2分周し
たパルスを出力端子Q2から出力し、またこの1/2分
周したパルスを出力端子Q3から出力し、またさらにこ
の1/2分周したパルスを出力端子Q4から出力する。
この出力端子Q4から出力されるパルスの立ち上がりエ
ッジは、図2Cに示すローレベルのリセットパルス(R
ES)となり、スイッチングトランジスタ22のベース
に供給されて、このスイッチングトランジスタ22をオ
ンすることによって前記分周回路21をリセットする。
【0011】すなわち、前記分周回路21は、出力端子
Q4から出力されるパルスの立ち上がりエッジによって
オン制御されるスイッチングトランジスタ22、または
第1比較回路20、または第2比較回路17の何れかの
出力によってローレベル信号(リセット信号)がRES
端子に供給されることによってリセットされるように接
続されている。なお、この分周回路21は、通常一般的
に使用されている2進化10進カウンタによって形成し
ているが、他の素子を用いても良いことは言うまでもな
いことである。
【0012】23はオアゲートで、前記分周回路21の
2つの出力端子Q2,Q3のそれぞれから出力される信
号を入力して、それらの論理和をとり、出力をスイッチ
ングトランジスタ14のゲートに供給している。
【0013】次に、上記構成による作動説明を図2を参
照して行う。イグニッションスイッチ2がオンされて、
バックアップコンデンサ4の充電電圧が車載バッテリ1
の出力電圧に達するまでは分周回路21がリセットされ
続け、車載バッテリ1の出力電圧によってバックアップ
コンデンサ4は充電される。また、イグニッションスイ
ッチ2のオン制御によってクロックパルス発生器10か
ら出力されるクロックパルスは、分周回路21のCLK
端子に供給され、その1/4分周出力がQ2端子から出
力され、又1/8分周出力がQ3端子から出力されてオ
アゲート23に供給され、スイッチングトランジシタ1
4を、オン・オフ制御せしめる。
【0014】例えば、図2に示すようにクロックパルス
6個が発生する間、スイッチングトランジスタ14がオ
ンされ、次の2個が発生する間オフされることが繰り返
されることによって昇圧動作が行われて、バックアップ
コンデンサ4が、第2比較回路17からローレベル信号
が供給されるまでの間、充電され続ける。
【0015】次に、この充電動作を以下に述べる。 (通常時)クロックパルス発生器10から出力されるク
ロックパルス(図2A参照)は、分周回路21に供給さ
れて分周され、1/4分周されたパルスと、1/8分周
されたパルスとの論理和がオアゲート23でとられ、図
2Bに示されるようにクロックパルス6周期分(6パル
ス分)に相当する時間T0の間、スイッチングトランジ
スタ14のゲートにハイレベル信号を供給してオンせし
め、コイル13に電流(図2Dに示す上限値V0を超え
ない、例えば車載バッテリ1が12Vのものを流し、次
に続くクロックパルス2周期分(2パルス分)に相当す
る時間T1の間、スイッチングトランジスタ14のゲー
トをローレベルにしてオフせしめ、この間にバックアッ
プコンデンサ4を充電し、これが繰り返されることによ
って図2Hの破線で示される直線の如く昇圧される。ま
た一方で、分周回路21は、クロックパルスを8パルス
毎に出力端子Q4からリセット信号を出力し、そのリセ
ット信号(図2C参照)によって自分自身をリセット
し、クロックパルスを8パルス毎に区切る。
【0016】(異常時:車載バッテリ1の出力ラインの
電圧が設定電圧よりも高い、又は一時的に設定電圧より
も高くなった時)オアゲート23の出力パルスによって
スイッチングトランジスタ14がオンされたとき、車載
バッテリ1の出力電圧が設定電圧より高いので、通常時
よりも多くの電流がコイル13に流れるようになる。す
なわち、図2Gに示されるようにコイル13に流れる電
流値の直線の傾きが、図2に示される通常時の直線の傾
きよりも大きくなる。その結果、分周回路21がリセッ
トされる時刻T0に満たない内にコイル13に流れる電
流値がその上限値、電圧に換算するとV0に達してしま
い、これが電流検出抵抗12によって検出され、第1比
較回路20の出力がローレベルに反転し、このときの立
ち下がりエッジによって分周回路21がリセットされ、
出力端子Q2,Q3が共に、ローレベルに切り替わる。
換言すると、図2に示す通常時のコイル13に流れる時
間が中断される結果になり、中断された後、図2に示す
時間T1の間隔をおいて再度上記動作を繰り返す。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スイッチングトランジスタのオン、オフ周波数を可
変にしてバックアップコンデンサ4が所定値までに充電
される時間を短縮でき、充電効率を向上できるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を説明するための回路ブ
ロック図である。
【図2】図1に示す回路ブロック図の正常時の作動を説
明するための波形説明図である。
【図3】従来の回路ブロック説明図である。
【符号の説明】
1 車載バッテリ 2 イグニッションスイッチ 3 DC/DCコンバータ 4 バックアップコンデンサ 5 加速度センサ 6 衝突判断回路 7 スイッチ回路 8 スクイーブ(雷管) 9 機械式加速度スイッチ 10 クロックパルス発生器 11,15 逆流防止用ダイオード 12 電流検出抵抗 13 コイル 14 スイッチングトランジスタ 16,18,19 抵抗分割回路 17,20 比較回路 21 分周回路 22 スイッチングトランジスタ 23 オアゲート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源の出力端子に接続されたコイル
    の出力端子に逆流防止用ダイオードが接続され、また該
    逆流防止用ダイオードの出力端子にコンデンサが接続さ
    れ、さらに一定周期のクロックパルスに基づいてオン、
    オフ作動するスイッチングトランジスタが接続されてな
    り、該スイッチングトランジスタをオン、オフすること
    によって、前記直流電源からコイルに供給される電流を
    制御し、前記コンデンサに昇圧電圧を充電する昇圧回路
    において、 前記コイルに供給される電流値が基準値を超えたとき、
    前記スイッチングトランジスタのオン・オフ周期が通常
    時よりも短くなるように制御することを特徴とする昇圧
    回路。
  2. 【請求項2】 直流電源の出力端子に接続されたコイル
    の出力端子に逆流防止用ダイオードが接続され、また該
    逆流防止用ダイオードの出力端子にコンデンサが接続さ
    れ、さらに一定周期のクロックパルスに基づいてオン、
    オフ作動するスイッチングトランジスタが接続されてな
    り、該スイッチングトランジスタをオン、オフすること
    によって、前記直流電源からコイルに供給される電流を
    制御し、前記コンデンサに昇圧電圧を充電する昇圧回路
    において、 前記スイッチングトランジスタをオン、オフする周波数
    を、前記コンデンサの充電電圧が低いときには低くし、
    また高いときには高くすることを特徴とする昇圧回路。
JP35805699A 1999-12-16 1999-12-16 昇圧回路 Withdrawn JP2001178118A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7009368B2 (en) 2004-02-12 2006-03-07 Denso Corporation Voltage booster circuit having back-up circuit and battery voltage boosting method
JP2008506242A (ja) * 2004-07-12 2008-02-28 ハイドロジェニクス コーポレイション 燃料電池システムのための適応電流コントローラ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7009368B2 (en) 2004-02-12 2006-03-07 Denso Corporation Voltage booster circuit having back-up circuit and battery voltage boosting method
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Effective date: 20050127

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