JP2002101648A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける効
率を高めることを目的とするものである。 【解決手段】 そしてこの目的を達成するために本発明
は、入力端子８と出力端子９間に介在させたトランジス
タ１０と、このトランジスタ１０と出力端子９間に接続
した平滑コンデンサ１２と、前記トランジスタの開閉制
御を行う制御手段１４とを備え、前記制御手段１４の電
源供給端子１４ｃは定電圧手段１６を介して入力端子８
に接続し、前記定電圧手段１６と電源供給端子１４ｃの
接続点を出力端子９に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に電
源用として用いられるＤＣ／ＤＣコンバータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のＤＣ／ＤＣコンバータを
図２に示す。図２に示すように従来のＤＣ／ＤＣコンバ
ータは入力端子１と出力端子２間に、降圧スイッチ３が
介在させられている。また降圧スイッチ３と出力端子２
間には平滑コンデンサ４が接続されている。さらに降圧
スイッチ３にはその開閉制御を行う制御手段５が接続さ
れている。またこの制御手段５の出力電圧検出端子５ａ
は出力端子２に接続され、さらにこの制御手段５の制御
端子５ｂは降圧スイッチ３に接続され、さらにこの制御
手段５の電源供給端子５ｃは入力端子１に接続されてい
る。すなわちこのＤＣ／ＤＣコンバータは、例えばその
入力端子１に１２Ｖの電源６が接続された場合に、出力
端子２に例えば５Ｖを発生させるものであり、この５Ｖ
を負荷７に供給するようにしている。このように１２Ｖ
を５Ｖに降圧させるために、降圧スイッチ３の開閉を行
うようになっており、この降圧スイッチ３の開閉は、出
力端子２の電圧を制御手段５の出力電圧検出端子５ａを
介して接続し、この制御手段５内で比較を行い、前記制
御端子５ｂを介して降圧スイッチ３の開閉を行うことに
より実現しているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において問
題となるのは、その制御手段５部分における損失が大き
くなってしまうということであった。具体的には、この
制御手段５の電源供給端子５ｃは入力端子１にそのまま
接続された状態になっている。この制御手段５は、その
制御動作を行わせるためには、例えば２．５Ｖの電源が
必要となり、そのためには１２Ｖが供給される入力端子
１にこれを接続した場合、この制御手段５では９．５Ｖ
の電圧を降下させることにより、上記２．５Ｖの必要電
源を得るようにするものであるが、上記９．５Ｖはここ
ではただ単に無駄に消費されてしまうものとなり、これ
がこの部分における効率を低下させる原因であった。そ
こで本発明は、特に制御手段部分における無駄な電力消
費を少なくすることを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、入力端子と出力端子間に介在させた
降圧スイッチと、この降圧スイッチと出力端子間に接続
した平滑コンデンサと、前記降圧スイッチの開閉制御を
行う制御手段とを備え、前記制御手段の出力電圧検出端
子を出力端子に接続し、前記制御手段の制御端子を降圧
スイッチに接続し、前記制御手段の電源供給端子は定電
圧手段を介して入力端子に接続し、前記定電圧手段と電
源供給端子の接続点を出力端子に接続したものである。
すなわち上記構成によれば、このＤＣ／ＤＣコンバータ
が定常動作に入った状態、すなわち平滑コンデンサにお
いて十分な電圧が出力されるような状態となった場合に
は、この平滑コンデンサに生ずる電圧を制御手段に供給
出来るようになる。この場合平滑コンデンサに生ずる電
圧は、降圧スイッチの下流における電圧であるので、入
力端子に接続される電圧よりは十分に低い電圧となって
いる。従ってこのように低くなった電圧を制御手段に接
続してその動作電圧を得るようにした場合には、この制
御手段において無駄な電力消費をすることが無くなり、
その効率を高くすることが出来るようになるものであ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
入力端子と出力端子間に介在させた降圧スイッチと、こ
の降圧スイッチと出力端子間に接続した平滑コンデンサ
と、前記降圧スイッチの開閉制御を行う制御手段とを備
え、前記制御手段の出力電圧検出端子を出力端子に接続
し、前記制御手段の制御端子を降圧スイッチに接続し、
前記制御手段の電源供給端子を定電圧手段を介して入力
端子に接続し、前記定電圧手段と電源供給端子の接続点
を出力端子に接続したＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記平滑コンデンサに生ずる電圧を制御手段に接続し
て、その動作電圧を得るようにした場合には、この制御
手段において無駄な電力消費をすることが無くなり、そ
の効率を高くすることが出来るようになるものである。

【０００６】次に本発明の請求項２記載の発明は、制御
手段の制御端子と降圧スイッチの間に駆動回路を介在さ
せ、この駆動回路の前記降圧スイッチがオンした際に流
れる電流経路を、定電圧手段と電源供給端子の接続点に
接続した請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであっ
て、このような構成とすれば降圧スイッチがオンした際
に流れる電流を、制御手段にその駆動用として供給する
ことが出来るようになる。このような構成とした場合に
は、平滑コンデンサから出力端子に本来流すべき電流
が、この制御手段用として一部流用されていた電流を少
なくすることが出来るため、平滑コンデンサから出力端
子側に適切な電流を流すことが出来るようになるもので
ある。

【０００７】次に本発明の請求項３記載の発明は、定電
圧手段は入力端子とアース間に入力端子側からアースに
向けて直列接続した抵抗と定電圧素子の直列接続体と、
これらの抵抗と定電圧素子の接続点にその制御部を接続
した半導体素子とにより構成し、前記半導体素子の入力
部を入力端子、出力部を制御手段の電源供給端子にそれ
ぞれ接続した請求項１または請求項２に記載のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータであって、定電圧手段として定電圧素子を
用いることにより、容易に定電圧を形成することがで
き、またこの定電圧素子に半導体素子を接続し、この半
導体素子の出力部に出力端子を接続することにより、平
滑コンデンサに所定の電圧が供給されたときには、この
半導体素子を開放することにより制御手段への電源供給
を平滑コンデンサ側からスムーズに移行出来るようにす
るものである。

【０００８】以下、本発明の一実施形態を添付図面に従
って説明する。

【０００９】図１において、８は入力端子で、この入力
端子８と出力端子９の間には、降圧スイッチの一例とし
て用いたトランジスタ１０とチョークコイル１１が接続
されている。また、チョークコイル１１と出力端子９の
間にはアース間に介在するように平滑コンデンサ１２が
接続されている。また、トランジスタ１０とチョークコ
イル１１の間にはアース間に接続されるようにダイオー
ド１３が接続されている。

【００１０】すなわち、これらのチョークコイル１１、
平滑コンデンサ１２、ダイオード１３で平滑手段が構成
されているものである。また、出力端子９には制御手段
１４の出力電圧検出端子１４ａが接続され、さらにこの
制御手段１４の制御端子１４ｂには駆動回路１５を介し
て前記トランジスタ１０のベースが接続されている。ま
た、この制御手段１４の電源供給端子１４ｃは定電圧手
段１６を介して入力端子８が接続されている。さらに、
制御手段１４のアース端子１４ｄはアースに接続されて
いる。

【００１１】上記駆動回路１５は、入力端子８とアース
間に入力端子８側から直列に接続された抵抗１７とトラ
ンジスタ１８との直列接続体を備えている。また、抵抗
１７と入力端子８間にはトランジスタ１９のベースを接
続している。このトランジスタ１９のコレクタは、トラ
ンジスタ１０のエミッタに接続し、さらにトランジスタ
１９のエミッタは抵抗２０を介してトランジスタ２１の
エミッタに接続している。このトランジスタ２１のコレ
クタは、ダイオード２２を介してこの制御手段１４の電
源供給端子１４ｃに接続している。

【００１２】またこの電源供給端子１４ｃには、出力端
子９がダイオード２３を介して接続している。さらに上
記定電圧手段１６は、入力端子８側からアース間に向け
て直列接続した抵抗２４と、定電圧素子２５の直列接続
体を備えている。またこの抵抗２４と定電圧素子２５の
接続点には、トランジスタ２６のベースが接続され、コ
レクタは入力端子８に、エミッタは制御手段１４の電源
供給端子１４ｃに接続されている。

【００１３】上記構成において、入力端子８には電源ス
イッチ（図示せず）を介して、例えば１２Ｖの電源２７
が接続されるようになっている。また出力端子９には、
例えば５Ｖ用の負荷２８が接続されている。つまり、１
２Ｖの電源２７を５Ｖに降圧させて出力端子９から負荷
２８に供給するようになっており、そのような降圧は降
圧スイッチの一例として用いたトランジスタ１０の開閉
により行うようになっている。

【００１４】具体的にこの５Ｖはコンデンサ１２の電圧
を検出し、それを制御手段１４の出力電圧検出端子１４
ａにフィードバックし、ここで基準値と比較しこの基準
動作に基づいて、この制御手段１４の制御端子１４ｂか
ら駆動回路１５を介してトランジスタ１０の開閉を行う
ようになっているものである。具体的には平滑コンデン
サ１２の電圧が５Ｖを設定値としていた場合には、５Ｖ
を超えるとトランジスタ１８をオフの割合が長くなり、
それに伴いトランジスタ２１がオフの割合が長くなり、
トランジスタ１０のオフの割合が長くなる。また、逆に
平滑コンデンサ１２の電圧が５Ｖよりも低くなるとトラ
ンジスタ１０のオンの割合が長くなり、これによって平
滑コンデンサ１２の電圧が５Ｖ一定になるようにしてい
る。

【００１５】さてこのような状況において、平滑コンデ
ンサ１２の電圧が５Ｖに達した状態においては、この電
圧はダイオード２３を介して電源供給端子１４ｃ側へ供
給されるようになる。この場合、定電圧手段１６は定電
圧素子２５の電圧を、例えば４Ｖとすれば、トランジス
タ２６のエミッタは平滑コンデンサ１２側から、５Ｖが
供給された場合にはこのトランジスタ２６はオフ即ち開
放状態となってしまい、この状態となった以降はこの制
御手段１４に対する電源供給は、平滑コンデンサ１２側
から供給されることになる。

【００１６】この制御手段１４は例えば２．５Ｖで駆動
されるものであって、平滑コンデンサ１２から５Ｖが供
給された場合には、２．５Ｖを降圧することにより駆動
電圧とする。従ってこの制御手段１４における効率的な
駆動が行われるようになる。

【００１７】この点をいま少し具体的に説明しておく
と、この平滑コンデンサ１２の電圧が例えば５Ｖになる
までの間は、この制御手段１４は定電圧手段１６を介し
て電源供給が行われている。この場合、定電圧素子２５
によってトランジスタ２６がオンとなっている状態にお
いては、この電源供給端子１４ｃにはトランジスタ２６
のコレクタ、エミッタを介して入力端子８側から１２Ｖ
電源が供給されるようになっている。この場合１２Ｖ電
源が供給された場合には、この制御手段においては２．
５Ｖを上回る大きな電圧がそこで降圧され、つまり無駄
な電力消費をさせることによって駆動電源とするように
しているので、このような状態が継続されるとこの部分
で大きな損失が生じることになるのであるが、本実施形
態においては平滑コンデンサ１２の電圧が所定電圧に達
すると、それ以降はこの平滑コンデンサ１２側からの電
源供給によって制御手段１４を駆動することができ、非
常に効率のよい駆動が行われるようになるものである。
尚、降圧スイッチとしてのトランジスタ１０がオン状態
となっているときに、トランジスタ１９、抵抗２０、ト
ランジスタ２１のコレクタ、エミッタを介して流れる電
流は、ダイオード２２を介して制御手段１４の電源供給
端子１４ｃ側へ供給されるようになっており、つまり、
この電源供給端子１４ｃ側へ供給される電流は、平滑コ
ンデンサ１２からだけ行われるものでなく、この駆動回
路１５側からも供給されることになる。このことは、平
滑コンデンサ１２からの電流は、基本的には出力端子９
を介して負荷２８側に供給するほうが好ましいものであ
るので、上述の如く駆動回路１５側からその一部を制御
手段１４へと供給するようにしておけば、平滑コンデン
サ１２側から出力端子９を介して負荷側へ供給する電流
の減少を最小限にすることができ、このことからも適切
なＤＣ／ＤＣコンバータという事が出来るようになる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、低くなった電圧
を制御手段に接続してその動作電圧を得るようにしたの
で、この制御手段において無駄な電力消費をすることが
少なくなり、その効率を高くすることが出来るようにな
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の回路図

【図２】従来例の回路図

【符号の説明】

８ 入力端子 ９ 出力端子 １０ トランジスタ １１ チョークコイル １２ 平滑コンデンサ １３ ダイオード １４ 制御手段 １４ａ 出力電圧検出端子 １４ｂ 制御端子 １４ｃ 電源供給端子 １４ｄ アース端子 １５ 駆動回路 １６ 定電圧手段 １７ 抵抗 １８ トランジスタ １９ トランジスタ ２０ 抵抗 ２１ トランジスタ ２２ ダイオード ２３ ダイオード ２４ 抵抗 ２５ 定電圧素子 ２６ トランジスタ ２７ 電源 ２８ 負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 洋一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H730 AA14 BB13 BB57 DD02 FD01 VV01 VV06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と出力端子間に介在させた降圧
   スイッチと、この降圧スイッチと出力端子間に接続した
   平滑コンデンサと、前記降圧スイッチの開閉制御を行う
   制御手段とを備え、前記制御手段の出力電圧検出端子を
   出力端子に接続し、前記制御手段の制御端子を降圧スイ
   ッチに接続し、前記制御手段の電源供給端子は定電圧手
   段を介して入力端子に接続し、前記定電圧手段と電源供
   給端子の接続点を出力端子に接続したＤＣ／ＤＣコンバ
   ータ。
2. 【請求項２】 制御手段の制御端子と降圧スイッチの間
   に駆動回路を介在させ、この駆動回路の前記降圧スイッ
   チがオンした際に流れる電流経路を、定電圧手段と電源
   供給端子の接続点に接続した請求項１に記載のＤＣ／Ｄ
   Ｃコンバータ。
3. 【請求項３】 定電圧手段は入力端子とアース間に入力
   端子側からアースに向けて直列接続した抵抗と定電圧素
   子の直列接続体と、これらの抵抗と定電圧素子の接続点
   にその制御部を接続した半導体素子とにより構成し、前
   記半導体素子の入力部を入力端子、出力部を制御手段の
   電源供給端子にそれぞれ接続した請求項１または請求項
   ２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。