JP2001197730A - Dc-dc converter - Google Patents

Dc-dc converter

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JP2001197730A
JP2001197730A JP2000005467A JP2000005467A JP2001197730A JP 2001197730 A JP2001197730 A JP 2001197730A JP 2000005467 A JP2000005467 A JP 2000005467A JP 2000005467 A JP2000005467 A JP 2000005467A JP 2001197730 A JP2001197730 A JP 2001197730A
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Japan
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frequency
converter
input voltage
switching
oscillator
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JP2000005467A
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Japanese (ja)
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Koji Arakawa
洸治 荒川
Takahiro Umeki
孝浩 梅木
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Toko Inc
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Toko Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC-DC converter which can use a small size inductive element and assures high operation efficiency. SOLUTION: A control circuit 3A is a PWM control system comprises an oscillator 8, an error amplifier 6 and a comparator 5. The control circuit 3A further comprises a frequency compensation circuit 9. The frequency compensation circuit 9 and oscillator 8 are structured to operate to lower the oscillation frequency of the reference waveform signal when the input voltage is comparatively higher, or to raise the oscillation frequency of the reference waveform signal when the input voltage is comparatively lower. As a result, loss generated in the switching element can be reduced by lowering the switching frequency when the input voltage is high and loss generated in the inductive element is also reduced by raising the switching frequency when the input voltage is low.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構成部品を小型化
し、さらに効率を高くすることを可能とするDC−DC
コンバータの改良技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC system capable of miniaturizing components and increasing efficiency.
The present invention relates to a technique for improving a converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2には従来の一般的なDC−DCコン
バータの回路図を示した。図2に示す回路は、DC−D
Cコンバータの入力端子1と出力端子2との間に誘導性
素子としてのチョークコイルL1と整流素子としてのダ
イオードD1を直列に接続する。出力端子2とグランド
との間には平滑素子としてのコンデンサC1を接続す
る。チョークコイルL1とダイオードD1の接続点はス
イッチング素子としてのトランジスタQ1のコレクタを
接続し、トランジスタQ1のエミッタはグランドに接続
する。トランジスタQ1のベースは、トランジスタQ1
にオン、オフ動作をさせるための駆動信号が現れるPW
M制御方式の制御回路3Bの出力端子OUTに接続す
る。制御回路3BのDC−DCコンバータの出力電圧を
検出するための出力検出端子FBはDC−DCコンバー
タの出力端子2に接続する。そして、制御回路3Bを動
作させるために、制御回路3Bの電源端子VCCを入力
端子1に接続し、グランド端子GNDをグランドに接続
した回路構成となっている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a circuit diagram of a conventional general DC-DC converter. The circuit shown in FIG.
A choke coil L1 as an inductive element and a diode D1 as a rectifier are connected in series between an input terminal 1 and an output terminal 2 of the C converter. A capacitor C1 as a smoothing element is connected between the output terminal 2 and the ground. The connection point between the choke coil L1 and the diode D1 connects the collector of the transistor Q1 as a switching element, and the emitter of the transistor Q1 is connected to the ground. The base of the transistor Q1 is
A drive signal for causing an on / off operation to appear on the PW
It is connected to the output terminal OUT of the control circuit 3B of the M control system. An output detection terminal FB of the control circuit 3B for detecting the output voltage of the DC-DC converter is connected to the output terminal 2 of the DC-DC converter. The control to operate the circuit 3B, and connect the power terminal V CC of the control circuit 3B to the input terminal 1 has a circuit configuration of connecting the ground terminal GND to the ground.

【0003】以上のような構成のDC−DCコンバータ
において、入力端子1に供給される入力電圧VINが所
定の範囲で変化した場合を考える。入力電圧VINが高
い場合、出力電圧Vを所望の値に維持するに当たって
は、チョークコイルL1に発生するフライバック電圧は
小さくて良い。このため、図3の線aに示すようにトラ
ンジスタQ1のオン期間は比較的短く、チョークコイル
L1に流れる電流のピーク値は低くなる。しかし、入力
電圧VINが低い場合、出力電圧Vを所望の値に維持
するためにはチョークコイルL1に大きなフライバック
電圧を発生させなければならない。すると、図3の線b
に示すように、入力電圧VINが高い場合に比べてトラ
ンジスタQ1のオン期間は長くなり、チョークコイルL
1にはピーク値の高い電流が流れる。
[0003] In the DC-DC converter having the above-described configuration, a case is considered where the input voltage VIN supplied to the input terminal 1 changes within a predetermined range. When the input voltage VIN is high, the flyback voltage generated in the choke coil L1 may be small in maintaining the output voltage VO at a desired value. Therefore, as shown by the line a in FIG. 3, the ON period of the transistor Q1 is relatively short, and the peak value of the current flowing through the choke coil L1 is low. However, when the input voltage VIN is low, a large flyback voltage must be generated in the choke coil L1 in order to maintain the output voltage VO at a desired value. Then, the line b in FIG.
As shown in the figure, the on-period of the transistor Q1 is longer than when the input voltage VIN is high, and the choke coil L
1, a current having a high peak value flows.

【0004】このとき、チョークコイルL1には電流の
ピーク値に応じた損失が発生する。チョークコイルL1
に発生する損失のほとんどは銅損であり、チョークコイ
ルL1として使用する誘導性素子が小型のものであるほ
ど、この銅損は大きくなる傾向がある。これは、同じイ
ンダクタンス値を持つ大小2つの誘導性素子を比較して
みた場合、一般に、小型のものは大型のものよりも断面
積が小さい電線を使用して巻線を形成している。このた
め、小型の誘導性素子では巻線の電気抵抗が大きくな
り、銅損が大きくなるというのがその理由である。チョ
ークコイルL1において発生する銅損を小さくするに
は、チョークコイルL1を流れる電流Iのピーク値を
低くすれば良い。チョークコイルL1を流れる電流I
のピーク値を低くする手段としては、トランジスタQ1
のスイッチング周波数を高くするというものがある。
At this time, a loss corresponding to the peak value of the current occurs in the choke coil L1. Choke coil L1
Most of the loss that occurs is copper loss, and the smaller the inductive element used as the choke coil L1 is, the larger the copper loss tends to be. This is because, when comparing two large and small inductive elements having the same inductance value, generally, a small one uses a wire having a smaller cross-sectional area than a large one to form a winding. For this reason, the reason is that, in a small inductive element, the electric resistance of the winding increases and the copper loss increases. To reduce the copper loss generated in the choke coil L1 may be lower the peak value of the current I L flowing through the choke coil L1. Current flowing through the choke coil L1 I L
The means for lowering the peak value of the transistor Q1
Is to increase the switching frequency.

【0005】スイッチング周波数を高くすると、スイッ
チング周波数が低い時に比べて、チョークコイルL1を
流れる電流Iの単位時間当たりの電流の流通回数が増
える。ところが、DC−DCコンバータの入力端子1に
供給される入力電圧VINと出力端子2に現れる出力電
圧V、そして出力端子2から外部に流出する出力電流
の各値が不変であれば、スイッチング周波数が変わ
ろうとも、チョークコイルL1を流れる電流Iの単位
時間当たりの平均値はほとんど変わらない。スイッチン
グ周波数を高くすることで単位時間当たりの流通回数が
増えても、単位時間当たりの平均値が変わらなければ、
1回当たりに流れる電流Iのピーク値は低くなる。そ
の様子は図4の電流波形に示す通りである。なお、図4
中の線cはスイッチング周波数が低い場合、線dはスイ
ッチング周波数が高い場合をそれぞれ示している。
[0005] A high switching frequency, than when the switching frequency is low, distribution number of the current per unit of time current I L flowing through the choke coil L1 increases. However, if the input voltage V IN supplied to the input terminal 1 of the DC-DC converter, the output voltage V O appearing at the output terminal 2, and the output current I O flowing out of the output terminal 2 to the outside remain unchanged. , even going to change the switching frequency, the average value per unit time of the current I L flowing through the choke coil L1 is almost unchanged. Even if the number of circulations per unit time increases by increasing the switching frequency, if the average value per unit time does not change,
The peak value of the current I L flowing per one time is lowered. This is as shown in the current waveform of FIG. FIG.
The middle line c shows the case where the switching frequency is low, and the line d shows the case where the switching frequency is high.

【0006】このように、スイッチング周波数を高くす
ることでチョークコイルL1を流れる電流のピーク値は
低くなり、チョークコイルL1において発生する銅損を
小さくすることができる。しかし、スイッチング周波数
をやみくもに高くすることはできない。それは、スイッ
チング周波数が高くなるほど、トランジスタQ1におい
て生じるスイッチング損失が増加するためである。スイ
ッチング損失は、トランジスタQ1の状態がオンからオ
フ、あるいはオフからオンに遷移する時、極めて短い時
間であるが、そのコレクタ、エミッタ間電圧とコレクタ
電流が共にゼロでない状態が出現するために生じる。ス
イッチング損失はトランジスタQ1のオン、オフ状態の
遷移回数にほぼ比例するため、スイッチング損失はスイ
ッチング周波数の高周波化に応じて増加する。殊に、ス
イッチング周波数と入力電圧VINが高い場合には、ト
ランジスタQ1に生じるスイッチング損失の方がチョー
クコイルL1に生じる銅損よりもDC−DCコンバータ
の効率を向上させる上で考慮しなければならない損失と
なる。
As described above, by increasing the switching frequency, the peak value of the current flowing through the choke coil L1 decreases, and the copper loss generated in the choke coil L1 can be reduced. However, the switching frequency cannot be blindly increased. This is because the higher the switching frequency, the greater the switching loss that occurs in the transistor Q1. The switching loss is an extremely short time when the state of the transistor Q1 transitions from on to off or from off to on. However, a state occurs in which both the collector-emitter voltage and the collector current are not zero. Since the switching loss is substantially proportional to the number of transitions between the on and off states of the transistor Q1, the switching loss increases as the switching frequency increases. In particular, when the switching frequency and the input voltage VIN are high, the switching loss occurring in the transistor Q1 must be considered in improving the efficiency of the DC-DC converter over the copper loss occurring in the choke coil L1. Loss.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】トランジスタQ1のス
イッチング損失が増加してしまうため、スイッチング周
波数をむやみに高くすることはできない。しかし、スイ
ッチング周波数を低くすると電流のピーク値が高くな
り、入力電圧が低い時に特にチョークコイルL1におい
て発生する銅損が大きくなる。このため、従来では、チ
ョークコイルL1として使用する誘導性素子に大型のも
のを使用し、スイッチング周波数が低い場合でも銅損が
増加しないようにするといった手段を取らざるを得なか
った。そこで本発明は、誘導性素子に小型のものが使用
でき、かつ、効率を高くすることのできるDC−DCコ
ンバータを提供することを目的とした。
Since the switching loss of the transistor Q1 increases, the switching frequency cannot be increased unnecessarily. However, when the switching frequency is reduced, the peak value of the current increases, and when the input voltage is low, the copper loss particularly generated in the choke coil L1 increases. For this reason, conventionally, a large-sized inductive element used as the choke coil L1 has to be used to prevent the copper loss from increasing even when the switching frequency is low. Therefore, an object of the present invention is to provide a DC-DC converter that can use a small inductive element and can increase the efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明によるDC−DCコンバータは、入力電圧の電
圧値に応じた補正信号を出力する周波数補正回路と、ス
イッチング素子が行うオン、オフ動作のスイッチング周
波数の基準となる基準信号を出力し、基準信号の発振周
波数を該補正信号に応じて変化させる発振器と、DC−
DCコンバータの出力電圧に応じたオン、オフ期間と基
準信号に従ったスイッチング周波数でもってスイッチン
グ素子を動作させる駆動信号を発生させる比較器とを具
備することを特徴としている。ここで発振器は、前記周
波数補正回路からの周波数補正信号に応じて、入力電圧
が相対的に高い場合には基準信号の発振周波数を低く
し、入力電圧が相対的に低い場合には基準信号の発振周
波数を高くするよう構成する。
A DC-DC converter according to the present invention for solving the above-mentioned problems comprises a frequency correction circuit for outputting a correction signal corresponding to a voltage value of an input voltage, and an on / off operation performed by a switching element. An oscillator for outputting a reference signal as a reference for an operation switching frequency and changing an oscillation frequency of the reference signal according to the correction signal;
It is characterized by including a comparator for generating a drive signal for operating a switching element with an on / off period according to the output voltage of the DC converter and a switching frequency according to a reference signal. Here, the oscillator lowers the oscillation frequency of the reference signal when the input voltage is relatively high, and lowers the oscillation frequency of the reference signal when the input voltage is relatively low, according to the frequency correction signal from the frequency correction circuit. It is configured to increase the oscillation frequency.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】誘導性素子、スイッチング素子、
整流素子、平滑素子および制御回路にてDC−DCコン
バータ回路を構成する。ここで制御回路は、発振器と誤
差増幅器と比較器とを具備するPWM制御方式のものと
し、この制御回路の内部にさらに周波数補正回路を設け
る。そして、周波数補正回路と発振器については、入力
電圧が比較的高い場合には基準波形信号の発振周波数を
低くし、入力電圧が比較的低い場合には基準波形信号の
発振周波数を高くするといった動作を行うよう構成して
おく。このような構成とすると、入力電圧VINが高い
時には周波数補正回路と発振器の作用によりスイッチン
グ周波数が低くなる。スイッチング周波数が低くなると
単位時間当たりのスイッチング素子のオン、オフ状態の
遷移回数が少なくなり、スイッチング素子に生じるスイ
ッチング損失は低減される。逆に、入力電圧V INが低
い時には周波数補正回路と発振器の作用によりスイッチ
ング周波数が高くなる。スイッチング周波数が高くなる
と誘導性素子を流れる電流のピーク値は低くなり、誘導
性素子に生じる損失は低減される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Inductive elements, switching elements,
DC-DC converter with rectifying element, smoothing element and control circuit
Construct a barter circuit. Here, the control circuit is mistaken for an oscillator.
A PWM control system having a difference amplifier and a comparator;
And a frequency correction circuit is further provided inside this control circuit.
You. And for the frequency correction circuit and the oscillator,
If the voltage is relatively high, increase the oscillation frequency of the reference waveform signal.
If the input voltage is relatively low, the reference waveform signal
It is configured to perform operations such as increasing the oscillation frequency.
deep. With such a configuration, the input voltage VINIs high
Sometimes the switch is turned on by the action of a frequency correction circuit and an oscillator.
Lowering frequency. When the switching frequency decreases
The ON / OFF state of the switching element per unit time
The number of transitions decreases, and the switch
Pitching losses are reduced. Conversely, the input voltage V INIs low
Switch when the frequency correction circuit and oscillator work
The switching frequency increases. High switching frequency
And the peak value of the current flowing through the inductive element
The loss that occurs in the conductive element is reduced.

【0010】[0010]

【実施例】誘導性素子に小型のものが使用でき、かつ、
効率を高くすることが可能な本発明によるDC−DCコ
ンバータの回路図を図1に示した。図1に示すDC−D
Cコンバータは以下のような構成とした。DC−DCコ
ンバータの入力端子1と出力端子2との間に誘導性素子
としてのチョークコイルL1と整流素子としてのダイオ
ードD1を直列に接続する。出力端子2とグランドとの
間には平滑素子としてのコンデンサC1を接続する。チ
ョークコイルL1とダイオードD1の接続点にはスイッ
チング素子としてのトランジスタQ1のコレクタを接続
し、トランジスタQ1のエミッタはグランドに接続す
る。トランジスタQ1のベースは、トランジスタQ1に
オン、オフ動作をさせるための駆動信号が現れる制御回
路3Aの出力端子OUTに接続する。制御回路3AのD
C−DCコンバータの出力電圧を検出するための出力検
出端子FBはDC−DCコンバータの出力端子2に接続
する。そして、制御回路3Aの電源端子VCCを入力端
子1に接続し、グランド端子GNDをグランドに接続す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A small inductive element can be used, and
FIG. 1 shows a circuit diagram of a DC-DC converter according to the present invention capable of increasing the efficiency. DC-D shown in FIG.
The C converter had the following configuration. A choke coil L1 as an inductive element and a diode D1 as a rectifying element are connected in series between an input terminal 1 and an output terminal 2 of the DC-DC converter. A capacitor C1 as a smoothing element is connected between the output terminal 2 and the ground. The collector of the transistor Q1 as a switching element is connected to the connection point between the choke coil L1 and the diode D1, and the emitter of the transistor Q1 is connected to the ground. The base of the transistor Q1 is connected to the output terminal OUT of the control circuit 3A where a drive signal for causing the transistor Q1 to perform on / off operations appears. D of control circuit 3A
An output detection terminal FB for detecting the output voltage of the C-DC converter is connected to the output terminal 2 of the DC-DC converter. Then, connect the power terminal V CC of the control circuit 3A to the input terminal 1, to connect the ground terminal GND to the ground.

【0011】ここで、制御回路3Aについては以下のよ
うな内部構成とする。出力端子OUTを出力バッファ4
を介して比較器5の出力に接続する。比較器5の一方の
入力には誤差増幅器6の出力を接続し、誤差増幅器6の
2つの入力は、それぞれ基準電圧源7と出力検出端子F
Bに接続する。比較器5の他方の入力には基準信号、具
体的には三角波電圧を出力する発振器8を接続する。発
振器8は周波数補正回路9を介してDC−DCコンバー
タの入力電圧VINを検出するための入力検出端子ID
に接続し、入力検出端子IDはDC−DCコンバータの
入力端子1に接続する。なお、周波数補正回路9は、入
力検出端子IDより入力電圧VINを検出し、入力電圧
INに応じた補正信号を発生するような構成としてお
く。また、発振器8は、周波数補正回路9からの補正信
号に応じて三角波電圧の発振周波数を変化させ、実質的
に入力電圧VINに応じた周波数の三角波電圧を比較器
5に供給するような構成としておく。
Here, the control circuit 3A has the following internal configuration. Output terminal OUT to output buffer 4
To the output of the comparator 5. The output of the error amplifier 6 is connected to one input of the comparator 5, and two inputs of the error amplifier 6 are respectively connected to a reference voltage source 7 and an output detection terminal F.
Connect to B. The other input of the comparator 5 is connected to an oscillator 8 that outputs a reference signal, specifically, a triangular wave voltage. The oscillator 8 has an input detection terminal ID for detecting an input voltage VIN of the DC-DC converter via a frequency correction circuit 9.
, And the input detection terminal ID is connected to the input terminal 1 of the DC-DC converter. Note that the frequency correction circuit 9 is configured to detect the input voltage VIN from the input detection terminal ID and generate a correction signal according to the input voltage VIN . Further, the oscillator 8 changes the oscillation frequency of the triangular wave voltage according to the correction signal from the frequency correction circuit 9 and supplies the comparator 5 with a triangular wave voltage having a frequency substantially corresponding to the input voltage VIN. And keep it.

【0012】以上のような構成としたDC−DCコンバ
ータにおいて、先ず、所定の電圧値の入力電圧が供給さ
れたとする。なお、この所定の電圧値とは、DC−DC
コンバータが安定して動作するよう要求される入力電圧
の適用範囲の、ほぼ中央に位置する電圧値とする。この
場合、発振器8は所定の発振周波数にて三角波電圧を出
力する。比較器5では、この三角波電圧と誤差増幅器6
からの誤差信号に応じて駆動信号を発生させ、この駆動
信号によりトランジスタQ1にオン・オフ動作をさせ
る。なお、トランジスタQ1のオン・オフ動作に伴う入
力端子1側から出力端子2側への電力伝送の機構は図2
の従来の回路と全く同じである。
In the DC-DC converter having the above-described configuration, first, it is assumed that an input voltage having a predetermined voltage value is supplied. The predetermined voltage value is DC-DC
The voltage value is located at substantially the center of the applicable range of the input voltage required for the converter to operate stably. In this case, the oscillator 8 outputs a triangular wave voltage at a predetermined oscillation frequency. In the comparator 5, this triangular wave voltage and the error amplifier 6
A drive signal is generated according to the error signal from the transistor Q1, and the transistor Q1 is turned on / off by the drive signal. Note that the mechanism of power transmission from the input terminal 1 side to the output terminal 2 side with the on / off operation of the transistor Q1 is shown in FIG.
Is exactly the same as the conventional circuit of FIG.

【0013】ここで、DC−DCコンバータの入力電圧
INが前記所定の電圧値より高い場合、発振器8から
出力される三角波電圧は、周波数補正回路9からの補正
信号に応じて、前記所定の発振周波数よりも低い発振周
波数で出力される。逆に、入力電圧VINが前記所定の
電圧値より低い場合、発振器8から出力される三角波電
圧は、周波数補正回路9からの補正信号に応じて、前記
所定の発振周波数よりも高い発振周波数で出力される。
DC−DCコンバータのスイッチング周波数は発振器8
から出力される三角波電圧の発振周波数に依存するた
め、図1の構成によれば、入力電圧VINが相対的に高
い時にはスイッチング周波数は低くなり、入力電圧V
INが相対的に低い時にはスイッチング周波数は高くな
る。
Here, when the input voltage VIN of the DC-DC converter is higher than the predetermined voltage value, the triangular wave voltage output from the oscillator 8 changes according to the correction signal from the frequency correction circuit 9. Output at an oscillation frequency lower than the oscillation frequency. Conversely, when the input voltage VIN is lower than the predetermined voltage value, the triangular wave voltage output from the oscillator 8 changes at an oscillation frequency higher than the predetermined oscillation frequency in accordance with the correction signal from the frequency correction circuit 9. Is output.
The switching frequency of the DC-DC converter is the oscillator 8
According to the configuration of FIG. 1, when the input voltage VIN is relatively high, the switching frequency becomes low and the input voltage V
When IN is relatively low, the switching frequency is high.

【0014】前にも説明したように、従来の一般的なD
C−DCコンバータでは、スイッチング周波数と入力電
圧VINが低い時にチョークコイルL1において発生す
る銅損が大きくなるといった問題が有った。ところが、
スイッチング周波数と入力電圧VINが高い場合には、
チョークコイルL1において発生する銅損よりもトラン
ジスタQ1において発生するスイッチング損失の方を考
慮する必要が有る。スイッチング損失はスイッチング周
波数を高くするとそれに応じて大きくなるため、むやみ
にスイッチング周波数の高周波化はできない。
As described above, the conventional general D
The C-DC converter has a problem that the copper loss generated in the choke coil L1 increases when the switching frequency and the input voltage VIN are low. However,
When the switching frequency and the input voltage VIN are high,
It is necessary to consider the switching loss generated in the transistor Q1 more than the copper loss generated in the choke coil L1. Since the switching loss increases as the switching frequency is increased, the switching frequency cannot be increased unnecessarily.

【0015】これに対して本発明のDC−DCコンバー
タは、入力電圧VINが高い時にはスイッチング周波数
が低くなり、トランジスタQ1において発生するスイッ
チング損失が低減される。逆に入力電圧VINが低い時
にはスイッチング周波数が高くなり、チョクーコイルL
1を流れる電流のピーク値が低下すると同時に、チョク
ーコイルL1において発生する銅損が低減される。そし
て、チョークコイルL1の電流のピーク値の低下および
銅損の低減によって、チョークコイルL1として使用さ
れる誘導性素子に小型のものが使用できる。したがっ
て、広い範囲の入力電圧に対して高い効率が得られ、ま
た誘導性素子に小型のものが使用できるDC−DCを構
成することができるようになる。
On the other hand, in the DC-DC converter of the present invention, when the input voltage VIN is high, the switching frequency is low, and the switching loss generated in the transistor Q1 is reduced. Conversely, when the input voltage VIN is low, the switching frequency increases, and the choke coil L
At the same time as the peak value of the current flowing through 1 decreases, the copper loss generated in choke coil L1 is reduced. Then, by reducing the peak value of the current of the choke coil L1 and reducing the copper loss, a small inductive element used as the choke coil L1 can be used. Therefore, a high efficiency can be obtained for a wide range of input voltage, and a DC-DC that can use a small inductive element can be configured.

【0016】以上の説明では、DC−DCコンバータに
昇圧チョッパ形のコンバータ回路を適用した場合を想定
して説明したが、本発明は他の方式のコンバータ回路に
も適用可能である。また、図1では、誘導性素子として
チョークコイルを使用し、スイッチング素子としてNP
N形トランジスタを使用しているが、誘導性素子として
トランスを使用したり、スイッチング素子として電界効
果形トランジスタを使用しても構わない。さらに、補正
信号に応じた発振器における発振周波数の変化は連続的
であっても段階的であっても構わない。このような本発
明の要旨を変更しない範囲での回路形態の変更は、当
然、可能である。
In the above description, a case where a boost chopper type converter circuit is applied to the DC-DC converter has been described. However, the present invention can be applied to converter circuits of other types. In FIG. 1, a choke coil is used as an inductive element, and NP is used as a switching element.
Although an N-type transistor is used, a transformer may be used as an inductive element, or a field-effect transistor may be used as a switching element. Further, the change of the oscillation frequency in the oscillator according to the correction signal may be continuous or stepwise. Such a change of the circuit form is naturally possible without changing the gist of the present invention.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によるDC−DCコンバータは、
その内部に設けられる制御回路を、発振器と誤差増幅器
と比較器とを具備するPWM制御方式のものとし、この
制御回路に周波数補正回路を設ける。そして、周波数補
正回路と発振器については、入力電圧が比較的高い場合
には基準波形信号の発振周波数を低くし、入力電圧が比
較的低い場合には基準波形信号の発振周波数を高くする
といった動作を行う構成とすることを特徴としている。
このような構成によれば、入力電圧が高い時にはスイッ
チング素子において発生する損失が低減され、入力電圧
が低い時には誘導性素子において発生する損失が低減さ
れる。そして、電流のピーク値の低下および損失の低減
によって、誘導性素子に小型のものが使用できる。従っ
て、本発明によれば、誘導性素子に小型のものが使用で
き、かつ、効率の高いDC−DCコンバータが提供でき
る。
The DC-DC converter according to the present invention has the following features.
A control circuit provided therein is of a PWM control type including an oscillator, an error amplifier, and a comparator, and a frequency correction circuit is provided in the control circuit. For the frequency correction circuit and the oscillator, when the input voltage is relatively high, the oscillation frequency of the reference waveform signal is lowered, and when the input voltage is relatively low, the operation of increasing the oscillation frequency of the reference waveform signal is performed. It is characterized in that the configuration is performed.
According to such a configuration, the loss that occurs in the switching element when the input voltage is high is reduced, and the loss that occurs in the inductive element when the input voltage is low is reduced. Then, by reducing the current peak value and the loss, a small inductive element can be used. Therefore, according to the present invention, a small-sized inductive element can be used, and a highly efficient DC-DC converter can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明によるDC−DCコンバータの実施例
の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a DC-DC converter according to the present invention.

【図2】 従来の一般的なDC−DCコンバータの回路
図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional general DC-DC converter.

【図3】 入力電圧をパラメータとしたチョークコイル
を流れる電流の波形図。
FIG. 3 is a waveform diagram of a current flowing through a choke coil using an input voltage as a parameter.

【図4】 スイッチング周波数をパラメータとしたチョ
ークコイルを流れる電流の波形図。
FIG. 4 is a waveform diagram of a current flowing through a choke coil using a switching frequency as a parameter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3A:制御回路 5:比較器 6:誤差増幅器
8:発振器 9:周波数補正回路 C1:コンデンサ(平滑素
子) D1:ダイオード整流素子 L1:チョー
クコイル(誘導性素子) Q1:トランジスタ(ス
イッチング素子)
3A: control circuit 5: comparator 6: error amplifier 8: oscillator 9: frequency correction circuit C1: capacitor (smoothing element) D1: diode rectifying element L1: choke coil (inductive element) Q1: transistor (switching element)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導性素子を流れる電流をスイッチング
素子によってオン、オフし、該スイッチング素子のオ
ン、オフ期間を制御することによって所望の出力電圧を
得るDC−DCコンバータにおいて、 入力電圧の電圧値に応じた補正信号を出力する周波数補
正回路と、 該スイッチング素子が行うオン、オフ動作のスイッチン
グ周波数の基準となる基準信号を出力し、該基準信号の
発振周波数を該補正信号に応じて変化させる発振器と、 DC−DCコンバータの出力電圧に応じたオン、オフ期
間と該基準信号に従ったスイッチング周波数でもって該
スイッチング素子を動作させる駆動信号を発生させる比
較器とを具備することを特徴とするDC−DCコンバー
タ。
1. A DC-DC converter in which a current flowing through an inductive element is turned on and off by a switching element, and a desired output voltage is obtained by controlling the on and off periods of the switching element. A frequency correction circuit that outputs a correction signal according to the following: a reference signal serving as a reference of a switching frequency of an on / off operation performed by the switching element; and an oscillation frequency of the reference signal is changed according to the correction signal. An oscillator; and a comparator for generating a drive signal for operating the switching element with an on / off period according to an output voltage of the DC-DC converter and a switching frequency according to the reference signal. DC-DC converter.
【請求項2】 前記発振器は、前記周波数補正回路から
の周波数補正信号に応じて、入力電圧が相対的に高い場
合には基準信号の発振周波数を低くし、入力電圧が相対
的に低い場合には基準信号の発振周波数を高くすること
を特徴とする、請求項1に記載したDC−DCコンバー
タ。
2. The oscillator according to claim 1, wherein the oscillator lowers the oscillation frequency of the reference signal when the input voltage is relatively high, and lowers the oscillation frequency of the reference signal when the input voltage is relatively low, according to a frequency correction signal from the frequency correction circuit. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein an oscillation frequency of the reference signal is increased.
【請求項3】 前記基準信号が三角波電圧であることを
特徴とする、請求項1あるいは請求項2のいずれかに記
載したDC−DCコンバータ。
3. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the reference signal is a triangular wave voltage.
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