JP2003125576A - Dc-dc converter - Google Patents

Dc-dc converter

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JP2003125576A
JP2003125576A JP2001316928A JP2001316928A JP2003125576A JP 2003125576 A JP2003125576 A JP 2003125576A JP 2001316928 A JP2001316928 A JP 2001316928A JP 2001316928 A JP2001316928 A JP 2001316928A JP 2003125576 A JP2003125576 A JP 2003125576A
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JP
Japan
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voltage
input
converter
control voltage
control
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Application number
JP2001316928A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Ishii
卓也 石井
Yasufumi Nakajima
康文 中島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize further improvement of the performance, such as smoothing the shifting of the movement region of itself, by the DC voltage of a battery or the like which is inputted and supplying desired DC voltage to load, and is used for each kind of electronic apparatus. SOLUTION: In a configuration, with input DC voltage Ei being inputted and output DC voltage, is supplied to load 6 from an output capacitor 5 via a step-down capacitor part 2 and a step-up capacitor part 3, the increase and decrease of power loss are controlled at the time of shifting action among a step-down movement region, an uncontrolled movement region, and a step-up movement region and the shifting is conducted smoothly, by having a movement region where the motion frequency of the step-down converter part 2 becomes lower the lower the input DC voltage is during step-down motion of the step- down converter part 2 and having a movement region, where the motion frequency of the step-up converter part 3 becomes lower the higher the input DC voltage Ei is during the step-up motion of the step-up converter part 3.

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】本発明は各種電子機器に用い
られ、バッテリ等の直流電源から直流電圧が入力されて
所望の直流電圧を負荷に供給するDC−DCコンバータ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter which is used in various electronic devices and receives a direct current voltage from a direct current power source such as a battery and supplies a desired direct current voltage to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】バッテリ等の直流電源から入力された直
流電圧を制御して負荷に供給するDC−DCコンバータ
に関する技術としては、実開平6−70486号公報に
記載されたものが知られている。図9は実開平6−70
486号公報に開示された従来のDC−DCコンバータ
の構成を示す回路図である。図9に示すように、従来の
DC−DCコンバータには入力直流電圧Eiが入力され
ており、PNPトランジスタからなる第1の主スイッチ
手段24、ダイオードからなる第1の整流手段34、イ
ンダクタ44、NPNトランジスタからなる第2の主ス
イッチ手段25、ダイオードからなる第2の整流手段3
5及び出力コンデンサ45が設けられている。出力コン
デンサ45の電圧Eoは、このDC−DCコンバータの
出力直流電圧として出力される。
2. Description of the Related Art As a technique relating to a DC-DC converter for controlling a DC voltage input from a DC power source such as a battery and supplying it to a load, the technique described in Japanese Utility Model Publication No. 6-70486 is known. . Fig. 9 shows the actual Kaihei 6-70
It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional DC-DC converter disclosed by the 486 publication. As shown in FIG. 9, the input DC voltage Ei is input to the conventional DC-DC converter, and the first main switch unit 24 composed of a PNP transistor, the first rectifying unit 34 composed of a diode, the inductor 44, Second main switch means 25 composed of an NPN transistor and second rectifying means 3 composed of a diode.
5 and an output capacitor 45 are provided. The voltage Eo of the output capacitor 45 is output as the output DC voltage of this DC-DC converter.

【0003】第1の主スイッチ手段24、第1の整流手
段34及びインダクタ44により降圧コンバータ部が構
成されており、インダクタ44、第2の主スイッチ手段
25及び第2の整流手段35により昇圧部が構成されて
いる。出力直流電圧Eoは抵抗値R1を有する抵抗15
1と抵抗値R2を有する抵抗152の直列回路によって
検出される。一方、第1の基準電圧Vref1を出力する第
1の基準電圧源161と、第2の基準電圧Vref2を出力
する第2の基準電圧源162との直列回路が設けられ
る。第1の制御回路171は、抵抗151と抵抗152
との接続点電圧である出力検出電圧と合成の基準電圧
Vref1+Vref2 を入力され、第1の主スイッチ手段2
4への駆動信号を出力する。第2の制御回路172は、
出力検出電圧と基準電圧Vref2 が入力され、第2の主
スイッチ手段25への駆動信号を出力する。
The first main switch means 24, the first rectifying means 34 and the inductor 44 constitute a step-down converter section, and the inductor 44, the second main switch means 25 and the second rectifying means 35 constitute a step-up section. Is configured. The output DC voltage Eo is the resistance 15 having the resistance value R1.
It is detected by a series circuit of 1 and a resistor 152 having a resistance value R2. On the other hand, a series circuit of a first reference voltage source 161 that outputs the first reference voltage Vref1 and a second reference voltage source 162 that outputs the second reference voltage Vref2 is provided. The first control circuit 171 includes resistors 151 and 152.
Output detection voltage, which is the voltage at the connection point with, and the combined reference voltage
Vref1 + Vref2 is input to the first main switch means 2
The drive signal to 4 is output. The second control circuit 172 is
The output detection voltage and the reference voltage Vref2 are input, and a drive signal to the second main switch means 25 is output.

【0004】以上の構成されたDC−DCコンバータに
おいて、第1の制御回路171は、第1の主スイッチ手
段24をオンオフ制御して、出力直流電圧Eoを(1+
R1/R2)・(Vref1+Vref2) に調整しようとす
る。一方、第2の制御回路172は、第2の主スイッチ
手段25をオンオフ制御して、出力直流電圧Eoを(1
+R1/R2)・Vref2 に調整しようとする。その結
果、入力直流電圧Eiが(1+R1/R2)・(Vref1
+Vref2) より高い場合には、第2の主スイッチ手段
25をオフ状態とし、第1の主スイッチ手段24にオン
オフ動作させて降圧動作を行わせることにより、出力直
流電圧Eoは(1+R1/R2)・(Vref1+Vref2)
に安定化される。また、入力直流電圧Eiが(1+R1
/R2)・Vref2 より低い場合には、第1の主スイッ
チ手段24をオン状態とし、第2の主スイッチ手段25
にオンオフ動作させて昇圧動作を行わせることにより、
出力直流電圧Eoは(1+R1/R2)・Vref2に安定
化される。
In the DC-DC converter configured as described above, the first control circuit 171 controls the ON / OFF of the first main switch means 24 to output the output DC voltage Eo by (1+
R1 / R2) · Try to adjust to (Vref1 + Vref2). On the other hand, the second control circuit 172 controls the on / off of the second main switch means 25 to change the output DC voltage Eo to (1
Try to adjust to + R1 / R2) · Vref2. As a result, the input DC voltage Ei is (1 + R1 / R2). (Vref1
If it is higher than + Vref2), the second main switch means 25 is turned off, and the first main switch means 24 is turned on and off to perform the step-down operation, whereby the output DC voltage Eo is (1 + R1 / R2).・ (Vref1 + Vref2)
Stabilized to. In addition, the input DC voltage Ei is (1 + R1
/ R2) · Vref2, the first main switch means 24 is turned on and the second main switch means 25 is turned on.
By turning on and off, and boosting operation,
The output DC voltage Eo is stabilized at (1 + R1 / R2) · Vref2.

【0005】さらに、入力直流電圧Eiが(1+R1/
R2)・Vref2以上、(1+R1/R2)・(Vref1+
Vref2)以下の場合には、第1の主スイッチ手段24が
オン状態となり、第2の主スイッチ手段25がオフ状態
となる。このため、入力直流電圧Eiが出力直流電圧E
oとして直接出力される。以上のように、上記従来のD
C−DCコンバータにおいては降圧動作と昇圧動作が同
時に行われることがなく、DC−DCコンバータでの電
力効率の低下を防止していた。なお、以上の説明におい
て、各構成部品の電流導通時の電圧降下は無視した。
Further, the input DC voltage Ei is (1 + R1 /
R2) ・ Vref2 or more, (1 + R1 / R2) ・ (Vref1 +
In the case of Vref2) or less, the first main switch means 24 is turned on and the second main switch means 25 is turned off. Therefore, the input DC voltage Ei is equal to the output DC voltage E
It is output directly as o. As described above, the conventional D
In the C-DC converter, the step-down operation and the step-up operation are not performed at the same time, thus preventing the power efficiency of the DC-DC converter from decreasing. In the above description, the voltage drop of each component when the current is conducted is ignored.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のD
C−DCコンバータにおいては、降圧動作領域と昇圧動
作領域との間に無制御動作領域を設けることによって、
DC−DCコンバータのスッチング動作を降圧動作と昇
圧動作が同時に行われないよう構成し、その電力変換効
率を向上させるものである。このような従来のDC−D
Cコンバータにおける無制御動作領域においてはスイッ
チング損失が生じないため、降圧動作領域や昇圧動作領
域に比べて電力変換効率はさらに高効率であった。この
ため、従来のDC−DCコンバータにおいては、降圧動
作領域と無制御動作領域との間、あるいは無制御動作領
域と昇圧動作領域との間の移行動作時において、電力損
失の増減が発生して移行動作がスムーズに行われないと
いう問題があった。本発明は、DC−DCコンバータの
動作領域間の移行動作をスムーズに行うことができ、D
C−DCコンバータの更なる性能の向上を図ることを目
的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the C-DC converter, by providing an uncontrolled operation area between the step-down operation area and the step-up operation area,
The switching operation of the DC-DC converter is configured so that the step-down operation and the step-up operation are not performed at the same time, and the power conversion efficiency thereof is improved. Such a conventional DC-D
Since no switching loss occurs in the uncontrolled operation region of the C converter, the power conversion efficiency was higher than in the step-down operation region and the step-up operation region. Therefore, in the conventional DC-DC converter, the power loss increases or decreases during the transition operation between the step-down operation region and the non-control operation region or between the non-control operation region and the step-up operation region. There was a problem that the transition operation was not performed smoothly. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can smoothly perform the transition operation between the operation areas of the DC-DC converter.
The purpose is to further improve the performance of the C-DC converter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るDC−DCコンバータは、入力直流電
源と、降圧コンバータ部と、昇圧コンバータ部と、出力
コンデンサとを有し、前記入力直流電源からの入力直流
電圧を前記降圧コンバータ部と前記昇圧コンバータ部と
を介して前記出力コンデンサから負荷へ供給するDC−
DCコンバータであって、前記降圧コンバータ部は、前
記入力直流電圧が第1の設定電圧より高い場合に降圧動
作を行い、当該降圧動作中において前記入力直流電圧が
低いほど動作周波数が低くなる動作領域を有し、前記昇
圧コンバータ部は、前記入力直流電圧が前記第1の設定
電圧より低い第2の設定電圧より低い場合に昇圧動作を
行い、当該昇圧動作中において前記入力直流電圧が高い
ほど動作周波数が低くなる動作領域を有しており、前記
入力直流電圧が前記第1の設定電圧と前記第2の設定電
圧との間にある場合に入力直流電圧を負荷へ直接的に供
給するよう構成されている。このように構成されたDC
−DCコンバータにおいては、電力損失の増減が抑制さ
れ、動作領域間の移行動作をスムーズに行うことがで
き、DC−DCコンバータの性能の向上を図ることがで
きる。
In order to achieve the above object, a DC-DC converter according to the present invention has an input DC power supply, a step-down converter section, a step-up converter section, and an output capacitor. DC- that supplies an input DC voltage from an input DC power supply to the load from the output capacitor via the step-down converter section and the step-up converter section
In the DC converter, the step-down converter section performs a step-down operation when the input DC voltage is higher than a first set voltage, and an operating region in which the operating frequency becomes lower as the input DC voltage becomes lower during the step-down operation. The boost converter unit performs a boost operation when the input DC voltage is lower than a second set voltage that is lower than the first set voltage, and the boost converter operates as the input DC voltage is higher during the boost operation. An operating region in which the frequency becomes low, and the input DC voltage is directly supplied to a load when the input DC voltage is between the first set voltage and the second set voltage. Has been done. DC configured in this way
In the −DC converter, the increase / decrease in power loss is suppressed, the transition operation between the operation regions can be smoothly performed, and the performance of the DC-DC converter can be improved.

【0008】また、本発明に係るDC−DCコンバータ
においては、入力直流電源に接続される第1の主スイッ
チ手段と第1の整流手段とインダクタとを有する降圧コ
ンバータ部と、前記インダクタを共有して第2の主スイ
ッチ手段と第2の整流手段とを有する昇圧コンバータ部
と、出力直流電圧を負荷へ供給するための出力コンデン
サと、前記出力直流電圧を検出し、第1の設定電圧と前
記出力直流電圧との誤差情報を有する第1の制御電圧を
出力するとともに、前記第1の設定電圧より低い第2の
設定電圧と前記出力直流電圧との誤差情報を有する第2
の制御電圧を出力する出力検出回路と、第1の所定電圧
と前記第1の所定電圧より低い第2の所定電圧との間を
周期的に増減する振動電圧を出力し、前記振動電圧が前
記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧の間にある場合
に前記振動電圧の上昇速度または下降速度を低速化する
機能を有する発振回路と、前記第1の制御電圧と前記振
動電圧とを比較して、少なくとも前記第1の主スイッチ
手段をオンオフ制御する第1の制御駆動回路と、前記第
2の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、少なくとも
前記第2の主スイッチ手段をオンオフ制御する第2の制
御駆動回路と、を具備する。このように構成されたDC
−DCコンバータにおいては、無制御動作領域と昇圧動
作領域との移行動作時、もしくは昇降圧動作領域と昇圧
動作領域との移行動作時において、電力損失の増減が抑
制され、移行動作がスムーズに行われる。
Further, in the DC-DC converter according to the present invention, the inductor is shared with the step-down converter unit having the first main switch means connected to the input DC power supply, the first rectifying means and the inductor. Boosting converter section having a second main switch means and a second rectifying means, an output capacitor for supplying an output DC voltage to a load, the output DC voltage is detected, and a first set voltage and A second control voltage that outputs error information between the output DC voltage and a second control voltage that is lower than the first set voltage and that outputs the first control voltage that includes error information between the output DC voltage
And an oscillating voltage that periodically increases / decreases between a first predetermined voltage and a second predetermined voltage lower than the first predetermined voltage. An oscillation circuit having a function of slowing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage when it is between the first control voltage and the second control voltage; and the first control voltage and the oscillating voltage. In comparison, at least the second main switch means is compared with the first control drive circuit for controlling on / off of at least the first main switch means, and the second control voltage and the oscillating voltage are compared with each other to turn on / off the second main switch means. A second control drive circuit for controlling. DC configured in this way
-In the DC converter, during the transition operation between the uncontrolled operation region and the boost operation region, or during the transition operation between the buck-boost operation region and the boost operation region, the increase / decrease in power loss is suppressed, and the transition operation is performed smoothly. Be seen.

【0009】本発明に係るDC−DCコンバータにおい
て、上記の構成の出力検出回路は、前記第1の制御電圧
と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記第
1の制御電圧と所定の電位差を有する第1の補助制御電
圧を出力する機能を有し、前記発振回路は、前記振動電
圧が前記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧の間にあ
る時の代わりに、前記振動電圧が前記第1の補助制御電
圧と前記第2の制御電圧の間にある時、前記振動電圧の
上昇速度または下降速度を低速化する機能を有する。こ
のように構成されたDC−DCコンバータにおいては、
制御電圧とは別に動作周波数の変動領域を決める補助制
御電圧を設定することにより、動作周波数の変動を入出
力電圧の接近する無制御動作領域近辺、もしくは昇降圧
動作領域近辺に限定することができる。
In the DC-DC converter according to the present invention, in addition to the function of outputting the first control voltage and the second control voltage, the output detection circuit having the above-mentioned configuration is provided with the first control voltage. The oscillation circuit has a function of outputting a first auxiliary control voltage having a predetermined potential difference, and the oscillation circuit, instead of when the oscillation voltage is between the first control voltage and the second control voltage, When the oscillating voltage is between the first auxiliary control voltage and the second control voltage, the oscillating voltage has a function of reducing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage. In the DC-DC converter configured as above,
By setting the auxiliary control voltage that determines the fluctuation area of the operating frequency separately from the control voltage, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operation area where the input / output voltage approaches or the vicinity of the buck-boost operation area. .

【0010】本発明に係るDC−DCコンバータにおい
て、上記の構成の出力検出回路は、前記第1の制御電圧
と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記第
2の制御電圧と所定の電位差を有する第2の補助制御電
圧を出力する機能を有し、前記発振回路は、前記振動電
圧が前記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧の間にあ
る時の代わりに、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と
前記第2の補助制御電圧の間にある時、前記振動電圧の
上昇速度または下降速度を低速化する機能を有する。こ
のように構成されたDC−DCコンバータにおいては、
制御電圧とは別に動作周波数の変動領域を決める補助制
御電圧を設定することにより、動作周波数の変動を入出
力電圧の接近する無制御動作領域近辺、もしくは昇降圧
動作領域近辺に限定することができる。
In the DC-DC converter according to the present invention, in addition to the function of outputting the first control voltage and the second control voltage, the output detection circuit having the above-mentioned configuration is provided with the second control voltage. The oscillation circuit has a function of outputting a second auxiliary control voltage having a predetermined potential difference, and the oscillation circuit, instead of when the oscillating voltage is between the first control voltage and the second control voltage, When the oscillating voltage is between the first control voltage and the second auxiliary control voltage, the oscillating voltage has a function of reducing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage. In the DC-DC converter configured as above,
By setting the auxiliary control voltage that determines the fluctuation area of the operating frequency separately from the control voltage, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operation area where the input / output voltage approaches or the vicinity of the buck-boost operation area. .

【0011】本発明に係るDC−DCコンバータにおい
て、上記の構成の出力検出回路は、前記第1の制御電圧
と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記第
1の制御電圧と所定の電位差を有する第1の補助制御電
圧を出力する機能と、前記第2の制御電圧と所定の電位
差を有する第2の補助制御電圧を出力する機能を有し、
前記発振回路は、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と
前記第2の制御電圧の間にある時の代わりに、前記振動
電圧が前記第1の補助制御電圧と前記第2の補助制御電
圧の間にある時、前記振動電圧の上昇速度または下降速
度を低速化する機能を有する。このように構成されたD
C−DCコンバータにおいては、制御電圧とは別に動作
周波数の変動領域を決める補助制御電圧を設定すること
により、動作周波数の変動を入出力電圧の接近する無制
御動作領域近辺、もしくは昇降圧動作領域近辺に限定す
ることができる。
In the DC-DC converter according to the present invention, in addition to the function of outputting the first control voltage and the second control voltage, the output detection circuit having the above-mentioned configuration is provided with the first control voltage. A function of outputting a first auxiliary control voltage having a predetermined potential difference, and a function of outputting a second auxiliary control voltage having a predetermined potential difference from the second control voltage,
In the oscillation circuit, the oscillation voltage may be the first auxiliary control voltage and the second auxiliary control voltage instead of when the oscillation voltage is between the first control voltage and the second control voltage. In the meantime, it has a function of slowing down the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage. D configured in this way
In the C-DC converter, by setting an auxiliary control voltage that determines the fluctuation region of the operating frequency separately from the control voltage, the fluctuation of the operating frequency is controlled in the vicinity of the uncontrolled operation region where the input / output voltage approaches, or the buck-boost operation region. It can be limited to the vicinity.

【0012】本発明に係るDC−DCコンバータにおい
て、上記の構成の第1の制御電圧が前記第1の所定電圧
より高く、且つ前記第2の制御電圧が前記第2の所定電
圧より低い場合、または、前記第1の制御電圧が前記第
2の所定電圧より低く、且つ前記第2の制御電圧が前記
第1の所定電圧より高い場合に、前記発振回路が動作を
停止するよう構成されている。このように構成されたD
C−DCコンバータにおいては、無制御動作領域での電
力損失をさらに低減することができる。
In the DC-DC converter according to the present invention, when the first control voltage having the above-mentioned configuration is higher than the first predetermined voltage and the second control voltage is lower than the second predetermined voltage, Alternatively, the oscillation circuit is configured to stop operating when the first control voltage is lower than the second predetermined voltage and the second control voltage is higher than the first predetermined voltage. . D configured in this way
In the C-DC converter, the power loss in the uncontrolled operation area can be further reduced.

【0013】他の観点による発明のDC−DCコンバー
タは、入力直流電源と、降圧コンバータ部と、出力コン
デンサとを有し、前記入力直流電源からの入力直流電圧
を前記降圧コンバータ部を介して前記出力コンデンサか
ら負荷へ供給するDC−DCコンバータであって、前記
降圧コンバータ部は、前記入力直流電圧の変動に対して
前記出力直流電圧を安定化するよう降圧動作を行い、前
記入力直流電圧が低いほど動作周波数が低くなる動作領
域を有する。このように構成されたDC−DCコンバー
タにおいては、電力損失の増減が抑制され、動作領域間
の移行動作をスムーズに行うことができ、DC−DCコ
ンバータの性能の向上を図ることができる。
A DC-DC converter according to another aspect of the invention has an input DC power supply, a step-down converter section, and an output capacitor, and inputs the DC input voltage from the input DC power supply to the step-down converter section. A DC-DC converter for supplying a load from an output capacitor, wherein the step-down converter section performs a step-down operation to stabilize the output DC voltage with respect to fluctuations in the input DC voltage, and the input DC voltage is low. It has an operating region where the operating frequency becomes lower. In the DC-DC converter configured as described above, the increase / decrease in power loss is suppressed, the transition operation between the operation regions can be smoothly performed, and the performance of the DC-DC converter can be improved.

【0014】他の観点による発明のDC−DCコンバー
タは、入力直流電源と、昇圧コンバータ部と、出力コン
デンサとを有し、前記入力直流電源からの入力直流電圧
を前記降圧コンバータ部を介して前記出力コンデンサか
ら負荷へ供給するDC−DCコンバータであって、前記
入力直流電圧の変動に対して前記出力直流電圧を安定化
するよう昇圧動作を行い、前記入力直流電圧が高いほど
動作周波数が低くなる動作領域を有する。このように構
成されたDC−DCコンバータにおいては、電力損失の
増減が抑制され、動作領域間の移行動作をスムーズに行
うことができ、DC−DCコンバータの性能の向上を図
ることができる。
A DC-DC converter according to another aspect of the invention has an input DC power supply, a step-up converter section, and an output capacitor, and inputs the DC input voltage from the input DC power supply to the step-down converter section. A DC-DC converter that supplies a load from an output capacitor, performs a boosting operation to stabilize the output DC voltage with respect to variations in the input DC voltage, and the operating frequency decreases as the input DC voltage increases. Has an operating area. In the DC-DC converter configured as described above, the increase / decrease in power loss is suppressed, the transition operation between the operation regions can be smoothly performed, and the performance of the DC-DC converter can be improved.

【0015】他の観点による発明のDC−DCコンバー
タは、入力直流電源と、降圧コンバータ部と、昇圧コン
バータ部と、出力コンデンサとを有し、前記入力直流電
源からの入力直流電圧を前記降圧コンバータ部と前記昇
圧コンバータ部とを介して前記出力コンデンサから負荷
へ供給するDC−DCコンバータであって、前記降圧コ
ンバータ部は、前記入力直流電圧が設定電圧より高い場
合に降圧動作を行い、当該降圧動作中において前記入力
直流電圧が低いほど、前記降圧コンバータ部の動作周波
数が低くなる動作領域を有し、前記昇圧コンバータ部
は、前記入力直流電圧が設定電圧より低い場合に昇圧動
作を行い、当該昇圧動作中において前記入力直流電圧が
高いほど、前記昇圧コンバータ部の動作周波数が低くな
る動作領域を有ており、前記入力直流電圧が前記設定電
圧近傍である場合に降圧動作と昇圧動作を同時に行うよ
う構成されている。このように構成されたDC−DCコ
ンバータにおいては、電力損失の増減が抑制され、動作
領域間の移行動作をスムーズに行うことができ、DC−
DCコンバータの性能の向上を図ることができる。
A DC-DC converter according to another aspect of the invention has an input DC power supply, a step-down converter section, a step-up converter section, and an output capacitor, and converts the input DC voltage from the input DC power supply into the step-down converter. A DC-DC converter that supplies the load from the output capacitor via a voltage converter and the boost converter, the step-down converter performs a step-down operation when the input DC voltage is higher than a set voltage, and the step-down During operation, the lower the input DC voltage, the lower the operating frequency of the step-down converter section has an operating region, the step-up converter section performs the step-up operation when the input DC voltage is lower than the set voltage, There is an operating region in which the higher the input DC voltage during boost operation, the lower the operating frequency of the boost converter section. , And it is configured to perform the step-down operation and the step-up operation at the same time when the input DC voltage is the set voltage vicinity. In the DC-DC converter configured as described above, the increase / decrease in power loss is suppressed, the transition operation between the operation regions can be smoothly performed, and the DC-DC converter
The performance of the DC converter can be improved.

【0016】他の観点による発明のDC−DCコンバー
タは、入力直流電源に接続される第1の主スイッチ手段
と第1の整流手段とインダクタとを有する降圧コンバー
タ部と、前記インダクタを共有して第2の主スイッチ手
段と第2の整流手段とを有する昇圧コンバータ部と、出
力直流電圧を負荷へ供給するための出力コンデンサと、
前記出力直流電圧を検出し、設定電圧と前記出力直流電
圧との誤差情報を有する第1の制御電圧を出力するとと
もに、前記第1の制御電圧との間に所定の電位差を有す
る第2の制御電圧を出力する出力検出回路と、第1の所
定電圧と前記第1の所定電圧より低い第2の所定電圧と
の間を周期的に増減する振動電圧を出力し、前記第1の
所定電圧と前記第2の所定電圧との間の電位差が前記第
1の制御電圧と前記第2の制御電圧との間の電位差以上
に設定され、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と前記
第2の制御電圧との間にある時、前記振動電圧の上昇速
度または下降速度を低速化する機能を有する発振回路
と、前記第1の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、
少なくとも前記第1の主スイッチ手段をオンオフ制御す
る第1の制御駆動回路と、前記第2の制御電圧と前記振
動電圧とを比較して、少なくとも前記第2の主スイッチ
手段をオンオフ制御する第2の制御駆動回路と、を具備
する。このように構成されたDC−DCコンバータにお
いては、電力損失の増減が抑制され、動作領域間の移行
動作をスムーズに行うことができ、DC−DCコンバー
タの性能の向上を図ることができる。
According to another aspect of the invention, there is provided a DC-DC converter in which a step-down converter section having a first main switch means, a first rectifying means and an inductor connected to an input DC power source, and the inductor are shared. A boost converter section having a second main switch means and a second rectifying means, an output capacitor for supplying an output DC voltage to a load,
A second control that detects the output DC voltage, outputs a first control voltage having error information between the set voltage and the output DC voltage, and has a predetermined potential difference from the first control voltage. An output detection circuit that outputs a voltage and an oscillating voltage that periodically increases and decreases between a first predetermined voltage and a second predetermined voltage lower than the first predetermined voltage are output, and the oscillating voltage is output as the first predetermined voltage. The potential difference between the second predetermined voltage and the second control voltage is set to be equal to or more than the potential difference between the first control voltage and the second control voltage, and the oscillating voltage is set between the first control voltage and the second control voltage. When it is between the control voltage and the oscillation voltage, the oscillation circuit having the function of slowing down the rising speed or the falling speed of the vibration voltage is compared with the first control voltage and the vibration voltage,
A first control drive circuit for controlling at least the first main switch means on / off and a second control voltage for comparing at least the second control voltage and the oscillating voltage to control at least the second main switch means on / off. And a control drive circuit of. In the DC-DC converter configured as described above, the increase / decrease in power loss is suppressed, the transition operation between the operation regions can be smoothly performed, and the performance of the DC-DC converter can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るDC−DCコ
ンバータの好ましい実施の形態について添付の図面を参
照しつつ説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a DC-DC converter according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】《実施の形態1》図1は本発明に係る実施
の形態1のDC−DCコンバータの構成を示す回路図で
ある。図1に示すように、本発明に係る実施の形態1の
DC−DCコンバータには入力直流電圧Eiが入力され
ており、PチャネルMOSFETからなる第1の主スイ
ッチ手段21、ダイオードからなる第1の整流手段3
1、インダクタ4、NチャネルMOSFETからなる第
2の主スイッチ手段22、ダイオードからなる第2の整
流手段32及び出力コンデンサ5が設けられている。実
施の形態1のDC−DCコンバータにおいては、出力コ
ンデンサ5の電圧Eoが出力直流電圧として出力され
る。第1の主スイッチ手段21、第1の整流手段31及
びインダクタ4により降圧コンバータ部2が構成されて
おり、インダクタ4、第2の主スイッチ手段22及び第
2の整流手段32により昇圧コンバータ部3が構成され
ている。
<< First Embodiment >> FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a DC-DC converter according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an input DC voltage Ei is input to the DC-DC converter according to the first embodiment of the present invention, the first main switch means 21 including a P-channel MOSFET and the first main switching means including a diode. Rectifying means 3
1, an inductor 4, a second main switch means 22 composed of an N-channel MOSFET, a second rectifying means 32 composed of a diode, and an output capacitor 5 are provided. In the DC-DC converter of the first embodiment, voltage Eo of output capacitor 5 is output as the output DC voltage. The step-down converter unit 2 is configured by the first main switch unit 21, the first rectifying unit 31, and the inductor 4, and the boost converter unit 3 is formed by the inductor 4, the second main switch unit 22, and the second rectifying unit 32. Is configured.

【0019】出力直流電圧Eoは、抵抗値R1を有する
第1の抵抗71と抵抗値R2を有する第2の抵抗72と
抵抗値R3を有する第3の抵抗73との直列回路によっ
て検出される。基準電圧源70は基準電圧Vref を出力
する。第1の誤差増幅器74は、第1の抵抗71と第2
の抵抗72との接続点電圧及び基準電圧Vref が入力さ
れ、第1の制御電圧Ve1を出力する。第1の制御電圧
Ve1は、出力直流電圧Eoが第1の設定電圧 Eo1
(=Vref ・(R1+R2+R3)/R1) より高く
なろうとすると低下し、低くなろうとすると上昇する。
第2の誤差増幅器75は、第2の抵抗72と第3の抵抗
73との接続点電圧及び基準電圧Vref が入力され、第
2の制御電圧Ve2を出力する。第2の制御電圧Ve2
は、出力直流電圧Eoが第2の設定電圧 Eo2(=Vr
ef ・(R1+R2+R3)/(R1+R2)) より高
くなろうとすると低下し、低くなろうとすると上昇す
る。基準電圧源70、抵抗71,72,73、第1の誤
差増幅器74及び第2の誤差増幅器75により出力検出
回路7が構成されている。
The output DC voltage Eo is detected by a series circuit of a first resistor 71 having a resistance value R1, a second resistor 72 having a resistance value R2, and a third resistor 73 having a resistance value R3. The reference voltage source 70 outputs a reference voltage Vref. The first error amplifier 74 includes a first resistor 71 and a second resistor 71.
The connection point voltage with the resistor 72 and the reference voltage Vref are input, and the first control voltage Ve1 is output. As for the first control voltage Ve1, the output DC voltage Eo is the first set voltage Eo1.
(= Vref. (R1 + R2 + R3) / R1) It decreases when it becomes higher, and it rises when it becomes lower.
The second error amplifier 75 receives the connection point voltage between the second resistor 72 and the third resistor 73 and the reference voltage Vref, and outputs the second control voltage Ve2. Second control voltage Ve2
The output DC voltage Eo is the second set voltage Eo2 (= Vr
ef ・ (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2)) It decreases when it becomes higher, and it rises when it becomes lower. The output detection circuit 7 is composed of the reference voltage source 70, the resistors 71, 72, 73, the first error amplifier 74, and the second error amplifier 75.

【0020】図1に示すように、発振回路8は発振コン
デンサ80と充放電回路81により構成されている。充
放電回路81は、振動電圧である発振コンデンサ80の
電圧Vcが第1の所定電圧Vc1と第2の所定電圧Vc
2(<Vc1)との間を周期的に増減するように、発振
コンデンサ80に充放電電流を流す。実施の形態1にお
いては、充電電流と放電電流は等しいものとする。発振
コンデンサ80の電圧である振動電圧Vcが第1の制御
電圧Ve1以上の時と、振動電圧Vcが第2の制御電圧
Ve2以下の時の充放電電流をI1とする。また、振動
電圧Vcが第1の制御電圧Ve1より低く第2の制御電
圧Ve2より高い時の充放電電流をI2とする。充放電
電流はI1>I2に設定されている。従って、振動電圧
Vcの上昇速度及び下降速度は、Ve2<Vc<Ve1
の時に低速化される。すなわち振動電圧Vcの上昇時の
傾き及び下降時の傾きは、Ve2<Vc<Ve1の時に
緩やかになる。
As shown in FIG. 1, the oscillation circuit 8 is composed of an oscillation capacitor 80 and a charging / discharging circuit 81. In the charge / discharge circuit 81, the voltage Vc of the oscillation capacitor 80, which is an oscillating voltage, is the first predetermined voltage Vc1 and the second predetermined voltage Vc.
A charging / discharging current is passed through the oscillation capacitor 80 so as to increase / decrease periodically between 2 (<Vc1). In the first embodiment, the charging current and the discharging current are equal. The charging / discharging current when the oscillation voltage Vc, which is the voltage of the oscillation capacitor 80, is equal to or higher than the first control voltage Ve1 and when the oscillation voltage Vc is equal to or lower than the second control voltage Ve2 is I1. Further, the charging / discharging current when the oscillation voltage Vc is lower than the first control voltage Ve1 and higher than the second control voltage Ve2 is I2. The charge / discharge current is set to I1> I2. Therefore, the rising speed and the falling speed of the oscillating voltage Vc are Ve2 <Vc <Ve1.
It will be slowed down. That is, the rising slope and the falling slope of the oscillating voltage Vc become gentle when Ve2 <Vc <Ve1.

【0021】第1の制御駆動回路9は、第1の比較器9
1と第1の電力増幅器92とから構成される。第1の比
較器91は、第1の制御電圧Ve1と振動電圧Vcとを
比較して、Ve1>Vcの時にLレベルとなる信号を出
力する。第1の電力増幅器92は第1の比較器91から
の出力信号を電力増幅して、第1の主スイッチ手段21
をオンオフ動作させる信号(駆動信号Vg1)を出力す
る。第1の制御駆動回路9は、第1の主スイッチ手段2
1をオンオフ制御して、出力直流電圧Eoを第1の設定
電圧 Eo1=Vref ・(R1+R2+R3)/R1 に
近づけるよう調整する。第2の制御駆動回路10は、第
2の比較器101と第2の電力増幅器102とから構成
される。第2の比較器101は、第2の制御電圧Ve2
と振動電圧Vcとを比較して、Ve2<Vcの時にLレ
ベルとなる信号を出力する。第2の電力増幅器102は
第2の比較器101からの出力信号を電力増幅して、第
2の主スイッチ手段22をオンオフ動作させる信号(駆
動信号Vg2)を出力する。第2の制御駆動回路10
は、第2の主スイッチ手段22をオンオフ制御して、出
力直流電圧Eoを第2の設定電圧 Eo2=Vref ・
(R1+R2+R3)/(R1+R2) に近づけるよ
う調整する。
The first control drive circuit 9 includes a first comparator 9
1 and a first power amplifier 92. The first comparator 91 compares the first control voltage Ve1 with the oscillating voltage Vc and outputs a signal that becomes L level when Ve1> Vc. The first power amplifier 92 power-amplifies the output signal from the first comparator 91 and outputs the first main switch means 21.
A signal (driving signal Vg1) for turning on and off is output. The first control drive circuit 9 includes the first main switch means 2
The output DC voltage Eo is adjusted to approach the first set voltage Eo1 = Vref (R1 + R2 + R3) / R1 by controlling ON / OFF of 1. The second control drive circuit 10 is composed of a second comparator 101 and a second power amplifier 102. The second comparator 101 has a second control voltage Ve2.
And the oscillating voltage Vc are compared, and when Ve2 <Vc, a signal which becomes L level is output. The second power amplifier 102 power-amplifies the output signal from the second comparator 101 and outputs a signal (driving signal Vg2) for turning on and off the second main switch means 22. Second control drive circuit 10
Controls the second main switch means 22 to turn on / off the output DC voltage Eo to the second set voltage Eo2 = Vref.
Adjust so that (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2) approaches.

【0022】次に、上記のように構成された実施の形態
1のDC−DCコンバータにおける動作について説明す
る。図2は本発明に係る実施の形態1のDC−DCコン
バータの各部動作を示す波形図である。図2において、
入力直流電圧Eiが徐々に低下していくときの、振動電
圧Vc、第1の制御電圧Ve1、第2の制御電圧Ve
2、第1の主スイッチ手段21のオンオフ動作(駆動信
号Vg1)、第2の主スイッチ手段22のオンオフ動作
(駆動信号Vg2)、及び出力直流電圧Eoの様子がそ
れぞれ示されている。
Next, the operation of the DC-DC converter of the first embodiment configured as described above will be described. FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of each part of the DC-DC converter according to the first embodiment of the present invention. In FIG.
The oscillating voltage Vc, the first control voltage Ve1, and the second control voltage Ve when the input DC voltage Ei gradually decreases.
2, the on / off operation of the first main switch means 21 (driving signal Vg1), the on / off operation of the second main switch means 22 (driving signal Vg2), and the output DC voltage Eo are shown.

【0023】まず、入力直流電圧Eiが第1の設定電圧
Eo1=Vref ・(R1+R2+R3)/R1 より高
い場合、図2の(a)の領域に示すように、第2の制御
電圧Ve2はLレベルに固定されるため、第2の主スイ
ッチ手段22は常時オフ状態となる。この領域におい
て、第1の制御電圧Ve1と振動電圧Vcとは交差する
ので、第1の主スイッチ手段21はオンオフ動作を行
う。即ち、このときのDC−DCコンバータは降圧コン
バータとして動作し、出力直流電圧Eoは第1の設定電
圧 Eo1=Vref ・(R1+R2+R3)/R1 に安
定化される。第1の主スイッチ手段21のオン時間をT
on1とし、オフ時間をToff1とし、振動電圧Vc
の周期、即ちスイッチング周期をTとすると、入出力電
圧の関係は、 Eo/Ei=Ton1/T となる。
First, when the input DC voltage Ei is higher than the first set voltage Eo1 = Vref (R1 + R2 + R3) / R1, the second control voltage Ve2 is at the L level as shown in the area (a) of FIG. The second main switch means 22 is always off because it is fixed to. In this region, the first control voltage Ve1 and the oscillating voltage Vc intersect, so that the first main switch means 21 performs an on / off operation. That is, the DC-DC converter at this time operates as a step-down converter, and the output DC voltage Eo is stabilized to the first set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R2 + R3) / R1. The ON time of the first main switch means 21 is T
On1, off time is Toff1, oscillation voltage Vc
Letting T be the cycle of, that is, the switching cycle, the relationship between the input and output voltages is: Eo / Ei = Ton1 / T.

【0024】図2の(a)の領域において、入力直流電
圧Eiの低下とともに、第1の制御電圧Ve1は上昇
し、第1の主スイッチ手段21のオン時間Ton1は長
くなり、オフ時間Toff1は短くなっていく。第1の
主スイッチ手段21のオン時間Ton1の決定要因でも
ある発振コンデンサ80への充放電電流I2は、オフ時
間Toff1の決定要因である充放電電流I1より小さ
く設定されている。従って、入力直流電圧Eiの低下と
ともに、延長される第1の主スイッチ手段21のオン時
間Ton1の影響の方が大きく、スイッチング周期Tは
長くなっていく。
In the region of FIG. 2 (a), the first control voltage Ve1 rises as the input DC voltage Ei decreases, the ON time Ton1 of the first main switch means 21 increases, and the OFF time Toff1 decreases. It gets shorter. The charging / discharging current I2 to the oscillating capacitor 80, which is also a determining factor of the on time Ton1 of the first main switch device 21, is set smaller than the charging / discharging current I1 which is a determining factor of the off time Toff1. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the effect of the extended ON time Ton1 of the first main switch means 21 is greater and the switching cycle T becomes longer.

【0025】入力直流電圧Eiが第1の設定電圧 Eo
1=Vref ・(R1+R2+R3)/R1 に達する
と、図2の(b)の領域に示すように、第1の制御電圧
Ve1は第1の所定電圧Vc1を越える。この結果、第
1の主スイッチ手段21のオフ時間Toff1はゼロと
なり、第1の主スイッチ手段21は常時オン状態とな
る。この領域において、第2の制御電圧Ve2はLレベ
ルのままであるので、第2の主スイッチ手段22は常時
オフ状態のままである。従って、図2の(b)で示す領
域においては、入力直流電圧Eiが出力直流電圧Eoと
して直接出力される無制御動作となる。そしてこの状態
は、入力直流電圧Eiが第2の設定電圧 Eo2=Vref
・(R1+R2+R3)/(R1+R2) に到達する
まで続く。
The input DC voltage Ei is equal to the first set voltage Eo
When 1 = Vref · (R1 + R2 + R3) / R1 is reached, the first control voltage Ve1 exceeds the first predetermined voltage Vc1 as shown in the region of FIG. 2 (b). As a result, the off time Toff1 of the first main switch means 21 becomes zero, and the first main switch means 21 is always on. In this region, the second control voltage Ve2 remains at the L level, so that the second main switch means 22 always remains in the off state. Therefore, in the region shown in FIG. 2B, the input DC voltage Ei is directly output as the output DC voltage Eo, which is an uncontrolled operation. In this state, the input DC voltage Ei is the second set voltage Eo2 = Vref.
-Continue until (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2) is reached.

【0026】入力直流電圧Eiが第2の設定電圧 Eo
2=Vref ・(R1+R2+R3)/(R1+R2)
より低くなると、図2の(c)の領域に示すように、第
2の制御電圧Ve2と振動電圧Vcが交差するので、第
2の主スイッチ手段22はオンオフ動作を行う。このと
き、第1の主スイッチ手段21は常時オン状態であるの
で、このときのDC−DCコンバータは昇圧コンバータ
として動作し、出力直流電圧Eoは第2の設定電圧 E
o2=Vref ・(R1+R2+R3)/(R1+R2)
に安定化される。第2の主スイッチ手段22のオン時
間をTon2、オフ時間をToff2とし、振動電圧V
cの周期、即ちスイッチング周期をTとすると、入出力
電圧の関係は、 Eo/Ei=1/(1−Ton2/
T) となる。
The input DC voltage Ei is the second set voltage Eo.
2 = Vref- (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2)
When it becomes lower, the second control voltage Ve2 intersects with the oscillating voltage Vc as shown in the region (c) of FIG. 2, so that the second main switch means 22 performs an on / off operation. At this time, since the first main switch means 21 is always in the ON state, the DC-DC converter at this time operates as a step-up converter, and the output DC voltage Eo is the second set voltage Eo.
o2 = Vref- (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2)
Stabilized to. The on time of the second main switch means 22 is Ton2, the off time is Toff2, and the oscillating voltage V
When the cycle of c, that is, the switching cycle is T, the relationship between the input and output voltages is: Eo / Ei = 1 / (1-Ton2 /
T).

【0027】図2の(c)の領域において、入力直流電
圧Eiの低下とともに、第2の制御電圧Ve2は上昇
し、第2の主スイッチ手段22のオン時間Ton2は長
くなり、オフ時間Toff2は短くなっていく。第2の
主スイッチ手段22のオン時間Ton2の決定要因でも
ある発振コンデンサ80への充放電電流I1は、オフ時
間Toff2の決定要因である充放電電流I2より大き
く設定されている。従って、入力直流電圧Eiの低下と
ともに、短縮される第2の主スイッチ手段22のオフ時
間Toff2の影響の方が大きく、スイッチング周期T
は短くなっていく。
In the region (c) of FIG. 2, the second control voltage Ve2 rises as the input DC voltage Ei decreases, the ON time Ton2 of the second main switch means 22 increases, and the OFF time Toff2 decreases. It gets shorter. The charging / discharging current I1 to the oscillating capacitor 80, which is also a determining factor of the on time Ton2 of the second main switch means 22, is set to be larger than the charging / discharging current I2 which is a determining factor of the off time Toff2. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the shortened off time Toff2 of the second main switch means 22 has a greater influence, and the switching cycle T
Is getting shorter.

【0028】以上のように、実施の形態1によれば、入
力直流電圧Eiが第2の設定電圧Eo2=Vref ・(R
1+R2+R3)/(R1+R2) 以上であり、第1
の設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+R2+R3)/
R1 以下の場合には、第1の主スイッチ手段21はオ
ン状態、第2の主スイッチ手段22はオフ状態となり、
入力直流電圧Eiが出力直流電圧Eoとして直接出力さ
れる無制御動作領域となる。即ち、降圧動作と昇圧動作
が同時に行われることによる、DC−DCコンバータで
の電力効率の低下を無くすことができる。しかも、降圧
動作領域においては、入力直流電圧Eiが低いほど、ス
イッチング周期Tは長くなり、スイッチング損失が低減
される。また、昇圧動作領域においても、入力直流電圧
Eiが高いほど、スイッチング周期Tは長くなり、スイ
ッチング損失が低減される。このため、実施の形態1に
おいては、降圧動作領域と無制御動作領域との間の移行
動作時、あるいは無制御動作領域と昇圧動作領域との間
の移行動作時において、電力損失の増減が抑制され、移
行動作がスムーズに行われる。なお、実施の形態1にお
ける動作説明において、各構成部品の電流導通時の電圧
降下は無視した。
As described above, according to the first embodiment, the input DC voltage Ei is equal to the second set voltage Eo2 = Vref. (R
1 + R2 + R3) / (R1 + R2) Above, the first
Set voltage of Eo1 = Vref ・ (R1 + R2 + R3) /
In the case of R1 or less, the first main switch means 21 is in the on state, the second main switch means 22 is in the off state,
The input direct-current voltage Ei is directly output as the output direct-current voltage Eo in the non-controlled operation region. That is, it is possible to prevent a decrease in power efficiency in the DC-DC converter due to the step-down operation and the step-up operation being performed at the same time. Moreover, in the step-down operation region, the lower the input DC voltage Ei is, the longer the switching cycle T is, and the switching loss is reduced. Also in the boost operation region, the higher the input DC voltage Ei, the longer the switching cycle T and the switching loss is reduced. Therefore, in the first embodiment, an increase or decrease in power loss is suppressed during the transition operation between the step-down operation region and the uncontrolled operation region or during the transition operation between the uncontrolled operation region and the boost operation region. The transition operation is smoothly performed. In the description of the operation in the first embodiment, the voltage drop of each component when the current is conducted is ignored.

【0029】《実施の形態2》次に、本発明に係る実施
の形態2のDC−DCコンバータについて添付の図3と
図4を参照しつつ説明する。図3は本発明に係る実施の
形態2のDC−DCコンバータの構成を示す回路図であ
る。図4は実施の形態2のDC−DCコンバータの各部
動作を示す波形図である。
<< Second Embodiment >> Next, a DC-DC converter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the attached FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of each part of the DC-DC converter of the second embodiment.

【0030】図3において、前述の実施の形態1のDC
−DCコンバータにおける構成要素と同様の機能、構成
を有するものには同一の符号を付してその説明は省略す
る。実施の形態2において図1に示した実施の形態1の
構成と異なるのは、出力検出回路7に第1のオフセット
回路76と第2のオフセット回路77が設けられている
点である。出力検出回路7において、第1のオフセット
回路76は第1の制御電圧Ve1を受電して、この第1
の制御電圧Ve1より所定値だけ低い第1の補助制御電
圧Vx1を出力する。第2のオフセット回路77は第2
の制御電圧Ve2を受電して、この第2の制御電圧Ve
2より所定値高い第2の補助制御電圧Vx2を出力す
る。
Referring to FIG. 3, the DC of the first embodiment described above.
The components having the same functions and configurations as those of the -DC converter are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The second embodiment differs from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 in that output detection circuit 7 is provided with first offset circuit 76 and second offset circuit 77. In the output detection circuit 7, the first offset circuit 76 receives the first control voltage Ve1 and outputs the first control voltage Ve1.
The first auxiliary control voltage Vx1 lower than the control voltage Ve1 of 1 is output by a predetermined value. The second offset circuit 77 is the second
Of the second control voltage Ve2.
A second auxiliary control voltage Vx2 higher than the predetermined value by 2 is output.

【0031】実施の形態2における発振回路8は発振コ
ンデンサ80と充放電回路81により構成されている。
充放電回路81は、振動電圧である発振コンデンサ80
の電圧Vcが第1の所定電圧Vc1と第2の所定電圧V
c2(<Vc1)との間を周期的に増減するように、発
振コンデンサ80に充放電電流を流す。実施の形態2に
おいては、充電電流と放電電流は等しいものとする。発
振コンデンサ80の電圧である振動電圧Vcが第1の補
助制御電圧Vx1以上の時と、振動電圧Vcが第2の補
助制御電圧Vx2以下の時の充放電電流をI1とする。
また、振動電圧Vcが第1の補助制御電圧Vx1より低
く第2の補助制御電圧Vx2より高い時の充放電電流を
I2とする。これらの充放電電流はI1>I2に設定さ
れている。従って、振動電圧Vcの上昇速度及び下降速
度は、Vx2<Vc<Vx1の時に低速化される。すな
わち振動電圧Vcの上昇時の傾き及び下降時の傾きは、
Vx2<Vc<Vx1の時に緩やかになる。
The oscillation circuit 8 in the second embodiment is composed of an oscillation capacitor 80 and a charging / discharging circuit 81.
The charging / discharging circuit 81 uses an oscillating capacitor 80 that is an oscillating voltage.
Of the first predetermined voltage Vc1 and the second predetermined voltage Vc
A charging / discharging current is passed through the oscillation capacitor 80 so as to increase / decrease periodically between c2 (<Vc1). In the second embodiment, the charging current and the discharging current are equal. Let I1 be the charging / discharging current when the oscillation voltage Vc, which is the voltage of the oscillation capacitor 80, is equal to or higher than the first auxiliary control voltage Vx1 and when the oscillation voltage Vc is equal to or lower than the second auxiliary control voltage Vx2.
Further, the charge / discharge current when the oscillation voltage Vc is lower than the first auxiliary control voltage Vx1 and higher than the second auxiliary control voltage Vx2 is I2. These charge / discharge currents are set to I1> I2. Therefore, the rising speed and the falling speed of the oscillating voltage Vc are reduced when Vx2 <Vc <Vx1. That is, the rising slope and the falling slope of the oscillating voltage Vc are
When Vx2 <Vc <Vx1, it becomes gentle.

【0032】次ぎに、上記のように構成された実施の形
態2のDC−DCコンバータにおける動作について説明
する。図4は上記のように構成された実施の形態2のD
C−DCコンバータにおける各部の動作波形を示す。図
4において、入力直流電圧Eiが徐々に低下していくに
従い、振動電圧Vc、第1の制御電圧Ve1、第1の補
助制御電圧Vx1、第2の制御電圧Ve2、第2の補助
制御電圧Vx2、第1の主スイッチ手段21のオンオフ
動作(駆動信号Vg1)、第2の主スイッチ手段22の
オンオフ動作(駆動信号Vg2)、及び出力直流電圧E
oの様子がそれぞれ示されている。
Next, the operation of the DC-DC converter of the second embodiment configured as described above will be described. FIG. 4 shows D of the second embodiment configured as described above.
The operation | movement waveform of each part in a C-DC converter is shown. In FIG. 4, as the input DC voltage Ei gradually decreases, the oscillation voltage Vc, the first control voltage Ve1, the first auxiliary control voltage Vx1, the second control voltage Ve2, and the second auxiliary control voltage Vx2. , ON / OFF operation of the first main switch means 21 (drive signal Vg1), ON / OFF operation of the second main switch means 22 (drive signal Vg2), and output DC voltage E
The state of o is shown respectively.

【0033】まず、入力直流電圧Eiが第1の設定電圧
Eo1=Vref ・(R1+R2+R3)/R1 より高
い場合、DC−DCコンバータは降圧コンバータとして
動作し、出力直流電圧Eoは第1の設定電圧Eo1に安
定化される。第1の主スイッチ手段21のオン時間をT
on1、オフ時間をToff1とし、振動電圧Vcの周
期即ちスイッチング周期をTとすると、入出力電圧の関
係は、 Eo/Ei=Ton1/T となることは前述の
実施の形態1と同様である。
First, when the input DC voltage Ei is higher than the first set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R2 + R3) / R1, the DC-DC converter operates as a step-down converter and the output DC voltage Eo is the first set voltage Eo1. Stabilized to. The ON time of the first main switch means 21 is T
When the on-time and the off-time are Toff1 and the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle is T, the relationship between the input and output voltages is Eo / Ei = Ton1 / T as in the first embodiment.

【0034】図4の(a)の領域に示すように、入力直
流電圧Eiが充分高く、第1の補助制御電圧Vx1が第
2の所定電圧Vc2より低い場合、発振コンデンサ80
への充放電電流はI1であるので、振動電圧Vcの周
期、即ちスイッチング周期をTは一定である。しかし、
入力直流電圧Eiの低下とともに、第1の制御電圧Ve
1とともに第1の補助制御電圧Vx1が上昇し、第1の
補助制御電圧Vx1が振動電圧Vcと交差するようにな
る。この結果、図4の(b)の領域に示すように、第1
の主スイッチ手段21のオン時間Ton1は長くなり、
オフ時間Toff1は短くなっていく。実施の形態2に
おいて、第1の主スイッチ手段21のオン時間Ton1
の決定要因でもある発振コンデンサ80への充放電電流
I2は、オフ時間Toff1の決定要因である充放電電
流I1より小さく設定されている。従って、入力直流電
圧Eiの低下とともに、延長される第1の主スイッチ手
段21のオン時間Ton1の影響の方が大きく、スイッ
チング周期Tは長くなっていく。
As shown in the region (a) of FIG. 4, when the input DC voltage Ei is sufficiently high and the first auxiliary control voltage Vx1 is lower than the second predetermined voltage Vc2, the oscillation capacitor 80
Since the charging / discharging current to and from is I1, the period of the oscillating voltage Vc, that is, the switching period T is constant. But,
As the input DC voltage Ei decreases, the first control voltage Ve
The first auxiliary control voltage Vx1 rises with 1, and the first auxiliary control voltage Vx1 crosses the oscillation voltage Vc. As a result, as shown in the area (b) of FIG.
ON time Ton1 of the main switch means 21 becomes longer,
The off time Toff1 becomes shorter. In the second embodiment, the on-time Ton1 of the first main switch means 21.
The charging / discharging current I2 to the oscillating capacitor 80, which is also a determining factor of, is set to be smaller than the charging / discharging current I1 which is a determining factor of the off time Toff1. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the effect of the extended ON time Ton1 of the first main switch means 21 is greater and the switching cycle T becomes longer.

【0035】次に、図4の(c)の領域に示すように、
入力直流電圧Eiが第1の設定電圧Eo1=Vref ・
(R1+R2+R3)/R1 に達すると、第1の主ス
イッチ手段21は常時オン状態となる。一方、この領域
において、第2の制御電圧Ve2はLレベルのままであ
るため、第2の主スイッチ手段22は常時オフ状態のま
まである。従って、図4の(c)の領域においては、入
力直流電圧Eiが出力直流電圧Eoとして直接出力され
る無制御動作となり、この無制御動作は実施の形態1で
示した図2の(b)の領域の無制御動作と同様である。
Next, as shown in the area (c) of FIG.
The input DC voltage Ei is the first set voltage Eo1 = Vref
When (R1 + R2 + R3) / R1 is reached, the first main switch means 21 is always turned on. On the other hand, in this region, the second control voltage Ve2 remains at the L level, so that the second main switch means 22 always remains in the off state. Therefore, in the region of (c) of FIG. 4, the input DC voltage Ei is directly output as the output DC voltage Eo, which is an uncontrolled operation, and this uncontrolled operation is shown in (b) of FIG. This is the same as the uncontrolled operation in the area of.

【0036】次に、図4の(d)に示す領域において
は、入力直流電圧Eiが第2の設定電圧 Eo2=Vref
・(R1+R2+R3)/(R1+R2) より低くな
ると、第2の制御電圧Ve2と振動電圧Vcとが交差す
るため、第2の主スイッチ手段22はオンオフ動作す
る。この領域において、第1の主スイッチ手段21は常
時オン状態であるので、DC−DCコンバータは昇圧コ
ンバータとして動作し、出力直流電圧Eoは第2の設定
電圧 Eo2=Vref ・(R1+R2+R3)/(R1
+R2) に安定化される。第2の主スイッチ手段22
のオン時間をTon2、オフ時間をToff2とし、振
動電圧Vcの周期、即ちスイッチング周期をTとする
と、入出力電圧の関係は、 Eo/Ei=1/(1−T
on2/T) となる。
Next, in the region shown in FIG. 4D, the input DC voltage Ei is the second set voltage Eo2 = Vref.
When it becomes lower than (R1 + R2 + R3) / (R1 + R2), the second control voltage Ve2 intersects with the oscillating voltage Vc, so that the second main switch means 22 is turned on / off. In this region, the first main switch means 21 is always on, so the DC-DC converter operates as a boost converter, and the output DC voltage Eo is the second set voltage Eo2 = Vref. (R1 + R2 + R3) / (R1
+ R2) is stabilized. Second main switch means 22
When the on-time of the above is Ton2, the off-time is Toff2, and the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle is T, the relationship between the input and output voltages is Eo / Ei = 1 / (1-T
on2 / T).

【0037】図4の(d)の領域において、第2の制御
電圧Ve2よりΔV2だけ高く設定された第2の補助制
御電圧Vx2と振動電圧Vcが交差し、充放電電流はI
1とI2との間で切換えられる。入力直流電圧Eiの低
下とともに、第2の制御電圧Ve2にともなって第2の
補助制御電圧Vx2が上昇し、第2の主スイッチ手段2
2のオン時間Ton2は長くなり、オフ時間Toff2
は短くなっていく。実施の形態2において、第2の主ス
イッチ手段22のオン時間Ton2の決定要因でもある
発振コンデンサ80への充放電電流I1は、オフ時間T
off2の決定要因である充放電電流I2より大きい値
に設定されている。従って、入力直流電圧Eiの低下と
ともに、短縮される第2の主スイッチ手段22のオフ時
間Toff2の影響の方が大きく、スイッチング周期T
は短くなっていく。
In the region (d) of FIG. 4, the second auxiliary control voltage Vx2, which is set higher by ΔV2 than the second control voltage Ve2, intersects with the oscillation voltage Vc, and the charge / discharge current is I.
Switched between 1 and I2. As the input DC voltage Ei decreases, the second auxiliary control voltage Vx2 increases with the second control voltage Ve2, and the second main switch means 2
2 has a longer on time Ton2 and an off time Toff2.
Is getting shorter. In the second embodiment, the charging / discharging current I1 to the oscillation capacitor 80, which is also a determining factor of the on-time Ton2 of the second main switch means 22, is the off-time T.
It is set to a value larger than the charging / discharging current I2 which is a determining factor of off2. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the shortened off time Toff2 of the second main switch means 22 has a greater influence, and the switching cycle T
Is getting shorter.

【0038】図4の(e)の領域に示すように、さらに
入力直流電圧Eiが低下すると、第2の補助制御電圧V
x2は第1の所定電圧Vc1より高くなり、振動電圧V
cと交差しなくなる。発振コンデンサ80への充放電電
流はI1であるので、振動電圧Vcの周期、即ちスイッ
チング周期Tは一定となる。
As shown in the area (e) of FIG. 4, when the input DC voltage Ei further decreases, the second auxiliary control voltage Vi
x2 becomes higher than the first predetermined voltage Vc1, and the oscillating voltage Vc
It will not intersect with c. Since the charging / discharging current to the oscillation capacitor 80 is I1, the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle T is constant.

【0039】以上のように、実施の形態2によれば、入
力直流電圧Eiが第2の設定電圧Eo2以上、第1の設
定電圧Eo1以下の場合には、入力直流電圧Eiが出力
直流電圧Eoとして直接出力される無制御動作領域(図
4の(c))となる。即ち、実施の形態2においては、
降圧動作と昇圧動作が同時に行われることによる、DC
−DCコンバータでの電力効率の低下を無くすことがで
きる。さらに、無制御動作領域に近い降圧動作領域(図
4の(b))においては、入力直流電圧Eiが低いほ
ど、スイッチング周期Tは長くなり、スイッチング損失
が低減される。また、無制御動作領域に近い昇圧動作領
域(図4の(d))においても、入力直流電圧Eiが高
いほど、スイッチング周期Tは長くなり、スイッチング
損失が低減される。このため、降圧動作領域と無制御動
作領域との間の移行時、あるいは無制御動作領域と昇圧
動作領域との間の移行時において、電力損失の増減が抑
制され、実施の形態2のDC−DCコンバータにおいて
は移行動作がスムーズに行われるという効果を奏する。
As described above, according to the second embodiment, when the input DC voltage Ei is the second set voltage Eo2 or more and the first set voltage Eo1 or less, the input DC voltage Ei is the output DC voltage Eo. The non-control operation region ((c) in FIG. 4) is output directly. That is, in the second embodiment,
DC due to simultaneous step-down and step-up operations
-A decrease in power efficiency in the DC converter can be eliminated. Further, in the step-down operation region ((b) of FIG. 4) close to the uncontrolled operation region, the lower the input DC voltage Ei, the longer the switching period T and the switching loss is reduced. Also in the boosting operation region ((d) of FIG. 4) close to the uncontrolled operation region, the higher the input DC voltage Ei, the longer the switching period T and the switching loss is reduced. Therefore, during the transition between the step-down operation region and the uncontrolled operation region, or during the transition between the uncontrolled operation region and the boost operation region, the increase / decrease in power loss is suppressed, and DC- of the second embodiment is suppressed. In the DC converter, the transition operation is smoothly performed.

【0040】さらに、実施の形態2においては、入力直
流電圧が充分高い降圧動作領域、及び入力直流電圧が充
分低下した昇圧動作領域においては一定のスイッチング
周期で動作する。即ち、動作周波数の変動を入出力電圧
の接近する無制御動作領域近辺に限定することができ
る。なお、実施の形態2においては、第1の補助制御電
圧及び第2の補助制御電圧を設けて、降圧動作及び昇圧
動作の両方で動作周波数を固定できるよう構成したが、
入出力仕様等によっては、いずれかの動作に限定しても
上記実施の形態2と同様の効果を有する。例えば、入力
直流電圧の範囲の大半が設定したい出力直流電圧より高
い場合において、第1の補助制御電圧のみを設けて、降
圧動作時においてのみ動作周波数を固定できるよう構成
すればよい。
Further, in the second embodiment, the step-down operation region in which the input DC voltage is sufficiently high and the step-up operation region in which the input DC voltage is sufficiently reduced operate at a constant switching cycle. That is, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operating region where the input / output voltage approaches. In the second embodiment, the first auxiliary control voltage and the second auxiliary control voltage are provided so that the operating frequency can be fixed in both the step-down operation and the step-up operation.
Depending on the input / output specifications and the like, even if the operation is limited to any one, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. For example, when most of the range of the input DC voltage is higher than the desired output DC voltage, only the first auxiliary control voltage may be provided and the operating frequency may be fixed only during the step-down operation.

【0041】また、上記実施の形態2において、第1の
制御電圧Ve1と第1の補助制御電圧Vx1との間の所
定の電位差は、図4に示したように、一定値ではなく1
次関数的である。また、第2の制御電圧Ve2と第2の
補助制御電圧Vx2との間の所定の電位差も同様に一定
値ではなく1次関数的な関係を有する場合について説明
した。しかし、本発明において、これらの関係は動作周
波数をどのように変動させるかや回路構成の容易性等を
鑑みて適宜決めればよく、一定値である必要はないし、
上記実施の形態2のような1次関数的な関係に限定され
るものでもない。
Further, in the second embodiment, the predetermined potential difference between the first control voltage Ve1 and the first auxiliary control voltage Vx1 is not a constant value but 1 as shown in FIG.
It is next functional. Further, the case where the predetermined potential difference between the second control voltage Ve2 and the second auxiliary control voltage Vx2 also has a linear function relationship instead of a constant value has been described. However, in the present invention, these relationships may be appropriately determined in consideration of how to change the operating frequency, easiness of the circuit configuration, and the like, and need not be constant values.
It is not limited to the linear functional relationship as in the second embodiment.

【0042】《実施の形態3》次に、本発明に係る実施
の形態3のDC−DCコンバータについて添付の図5を
参照しつつ説明する。図5は本発明に係る実施の形態3
のDC−DCコンバータの構成を示す回路図である。図
5において、前述の実施の形態1のDC−DCコンバー
タにおける構成要素と同様の機能、構成を有するものに
は同一の符号を付してその説明は省略する。実施の形態
3において図1に示した実施の形態1の構成と異なるの
は、発振回路8に第3の比較器82、第4の比較器8
3、NOR回路84、及びPNPトランジスタ85が設
けられている点である。
<< Third Embodiment >> Next, a DC-DC converter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the attached FIG. FIG. 5 shows a third embodiment according to the present invention.
3 is a circuit diagram showing a configuration of a DC-DC converter of FIG. 5, components having the same functions and configurations as those of the components of the DC-DC converter according to the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The third embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the oscillator circuit 8 includes a third comparator 82 and a fourth comparator 8.
3, the NOR circuit 84, and the PNP transistor 85 are provided.

【0043】第3の比較器82には第1の制御電圧Ve
1が正入力され、第2の所定値Vc2が負入力される。
第4の比較器83には第2の制御電圧Ve2が負入力さ
れ、第1の所定値Vc1が正入力される。第3の比較器
82と第4の比較器83の出力はNOR回路84に入力
され、NOR回路84の出力はPNPトランジスタ85
のベース端子に受電されている。PNPトランジスタ8
5は、充放電回路81への電源供給ラインに挿入され
る。
A first control voltage Ve is applied to the third comparator 82.
1 is positively input and the second predetermined value Vc2 is negatively input.
The second control voltage Ve2 is negatively input to the fourth comparator 83, and the first predetermined value Vc1 is positively input to the fourth comparator 83. The outputs of the third comparator 82 and the fourth comparator 83 are input to the NOR circuit 84, and the output of the NOR circuit 84 is the PNP transistor 85.
Power is being received from the base terminal of. PNP transistor 8
5 is inserted in the power supply line to the charge / discharge circuit 81.

【0044】実施の形態3のDC−DCコンバータにお
いて、NOR回路84の出力がHになると、PNPトラ
ンジスタ85はオフ状態になり、充放電回路81への入
力直流電源1からの電源供給を遮断するよう構成されて
いる。従って、実施の形態3のDC−DCコンバータ
は、第1の制御電圧Ve1が第2の所定電圧Vc2より
低く、且つ第2の制御電圧Ve2が第1の所定電圧Vc
1より高い場合、充放電回路81は発振コンデンサへの
充放電電流の流入及び流出を停止する。即ち、実施の形
態3のDC−DCコンバータは発振回路8が動作を停止
する機能を有している。
In the DC-DC converter of the third embodiment, when the output of the NOR circuit 84 becomes H, the PNP transistor 85 is turned off and the power supply from the input DC power supply 1 to the charging / discharging circuit 81 is cut off. Is configured. Therefore, in the DC-DC converter of the third embodiment, the first control voltage Ve1 is lower than the second predetermined voltage Vc2, and the second control voltage Ve2 is the first predetermined voltage Vc.
When it is higher than 1, the charging / discharging circuit 81 stops the inflow and outflow of the charging / discharging current to / from the oscillation capacitor. That is, the DC-DC converter of the third embodiment has a function of stopping the operation of the oscillation circuit 8.

【0045】実施の形態3のDC−DCコンバータは、
以上のように構成されているため、入力直流電圧Eiが
第1の設定値Eo1と第2の設定値Eo2との間にある
無制御動作領域において、充放電回路81への電源供給
が遮断され、発振回路8の動作が停止する。このような
構成は、無制御動作領域において発振回路8からの振動
電圧Vcの送出が不要であるためであり、発振回路8が
動作を停止することによる消費電力の低減化を図ること
ができる。
The DC-DC converter of the third embodiment is
Since the input DC voltage Ei is configured as described above, the power supply to the charging / discharging circuit 81 is cut off in the uncontrolled operation region where the input DC voltage Ei is between the first set value Eo1 and the second set value Eo2. , The operation of the oscillation circuit 8 is stopped. Such a configuration does not require the oscillation circuit 8 to send the oscillating voltage Vc in the uncontrolled operation region, and thus the power consumption can be reduced by stopping the operation of the oscillation circuit 8.

【0046】《実施の形態4》次に、本発明に係る実施
の形態4のDC−DCコンバータについて添付の図6を
参照しつつ説明する。図6は本発明に係る実施の形態4
のDC−DCコンバータの構成を示す回路図である。図
6において、前述の実施の形態1のDC−DCコンバー
タにおける構成要素と同様の機能、構成を有するものに
は同一の符号を付してその説明は省略する。
<< Fourth Embodiment >> Next, a DC-DC converter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the attached FIG. 6 is a fourth embodiment according to the present invention.
3 is a circuit diagram showing a configuration of a DC-DC converter of FIG. In FIG. 6, components having the same functions and configurations as those of the components of the DC-DC converter of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0047】前述の実施の形態1から実施の形態3のD
C−DCコンバータにおいては、降圧コンバータ部と昇
圧コンバータ部とを有するDC−DCコンバータについ
て説明したが、本発明はこのような構成に限定されるも
のではなく、降圧コンバータ部のみの場合や昇圧コンバ
ータ部のみの場合にも本発明は適用できる。以下に説明
する実施の形態6は、降圧コンバータ部のみが設けられ
たDC−DCコンバータの場合である。
D of the above-described first to third embodiments
In the C-DC converter, the DC-DC converter having the step-down converter section and the step-up converter section has been described, but the present invention is not limited to such a configuration, and only the step-down converter section or the step-up converter section is provided. The present invention can be applied to the case of only a part. The sixth embodiment described below is a case of a DC-DC converter provided with only a step-down converter unit.

【0048】図6は本発明に係る実施の形態4のDC−
DCコンバータの構成を示す回路図である。図6に示す
ように、本発明に係る実施の形態4のDC−DCコンバ
ータには入力直流電圧Eiが入力されており、Pチャネ
ルMOSFETからなるスイッチ手段23、ダイオード
33、インダクタ40及び出力コンデンサ5が設けられ
ている。出力コンデンサ5の電圧Eoは出力直流電圧と
して出力される。スイッチ手段23、ダイオード33及
びインダクタ40とにより降圧コンバータ部が構成され
ている。
FIG. 6 is a diagram showing DC-of the fourth embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a DC converter. As shown in FIG. 6, the input DC voltage Ei is input to the DC-DC converter according to the fourth embodiment of the present invention, and the switch means 23 including a P-channel MOSFET, the diode 33, the inductor 40, and the output capacitor 5 are provided. Is provided. The voltage Eo of the output capacitor 5 is output as the output DC voltage. The switch means 23, the diode 33, and the inductor 40 constitute a step-down converter section.

【0049】出力直流電圧Eoは、抵抗値R1を有する
第1の抵抗111と抵抗値R2を有する第2の抵抗11
2との直列回路によって検出される。直流電圧源である
基準電圧源110は基準電圧Vref を出力する。誤差増
幅器113は、第1の抵抗111と第2の抵抗112と
の接続点電圧と基準電圧Vref が入力されて、制御電圧
Veを出力する。この制御電圧Veは、出力直流電圧E
oが設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+R2)/R1
より高くなろうとすると低下し、低くなろうとすると上
昇する。また、オフセット回路114は、制御電圧Ve
1が入力されて、制御電圧VeよりΔVだけ低い補助制
御電圧Vxを出力する。上記の基準電圧源110、第1
の抵抗111、第2の抵抗112、誤差増幅器114及
びオフセット回路114とにより出力検出回路11が構
成されている。
The output DC voltage Eo has a first resistance 111 having a resistance value R1 and a second resistance 11 having a resistance value R2.
It is detected by a series circuit with 2. The reference voltage source 110, which is a DC voltage source, outputs a reference voltage Vref. The error amplifier 113 receives the connection point voltage between the first resistor 111 and the second resistor 112 and the reference voltage Vref, and outputs the control voltage Ve. This control voltage Ve is the output DC voltage E
o is the set voltage Eo1 = Vref (R1 + R2) / R1
It goes down as it goes higher, and goes up as it goes low. The offset circuit 114 also controls the control voltage Ve.
1 is input and the auxiliary control voltage Vx lower than the control voltage Ve by ΔV is output. The above-mentioned reference voltage source 110, the first
The output detection circuit 11 is configured by the resistor 111, the second resistor 112, the error amplifier 114, and the offset circuit 114.

【0050】発振回路12は、発振コンデンサ120と
充放電回路121とにより構成されている。充放電回路
121は、振動電圧である発振コンデンサ120の電圧
Vcを第1の所定電圧Vc1と第2の所定電圧Vc2
(<Vc1)との間を周期的に増減するように、発振コ
ンデンサ120に充放電電流を流す。実施の形態4で
は、充電電流と放電電流は等しいものとする。そして振
動電圧Vcが補助制御電圧Vx以上の時の充放電電流を
I1とする。また、振動電圧Vcが補助制御電圧Vxよ
り低い時の充放電電流をI2とする。これらの充放電電
流は I1>I2 に設定されている。従って、振動電圧
Vcの上昇速度(上昇時の傾き)及び下降速度(下降時
の傾き)は、Vc<Vxの時に低速化(緩やかに)され
る。
The oscillation circuit 12 is composed of an oscillation capacitor 120 and a charging / discharging circuit 121. The charging / discharging circuit 121 converts the voltage Vc of the oscillation capacitor 120, which is an oscillating voltage, into a first predetermined voltage Vc1 and a second predetermined voltage Vc2.
A charging / discharging current is passed through the oscillation capacitor 120 so as to increase / decrease periodically between (<Vc1). In the fourth embodiment, the charging current and the discharging current are equal. The charge / discharge current when the oscillating voltage Vc is equal to or higher than the auxiliary control voltage Vx is I1. Further, the charging / discharging current when the vibration voltage Vc is lower than the auxiliary control voltage Vx is I2. These charge / discharge currents are set to I1> I2. Therefore, the rising speed (gradient when rising) and the falling speed (gradient when falling) of the oscillating voltage Vc are slowed down (gradually) when Vc <Vx.

【0051】実施の形態4における制御駆動回路13
は、比較器131と電力増幅器132とにより構成され
ている。比較器131は、制御電圧Veと振動電圧Vc
とを比較して、Ve<Vcの時にLレベルとなる信号を
出力する。電力増幅器132は比較器131の出力信号
を電力増幅して、スイッチ手段23をオンオフ動作させ
る。従って、制御駆動回路13はスイッチ手段23をオ
ンオフ制御して、出力直流電圧Eoを設定電圧 Eo1
=Vref ・(R1+R2)/R1 に調整しようとす
る。
Control drive circuit 13 in the fourth embodiment
Is composed of a comparator 131 and a power amplifier 132. The comparator 131 has a control voltage Ve and an oscillating voltage Vc.
And are compared, and when Ve <Vc, a signal that becomes L level is output. The power amplifier 132 power-amplifies the output signal of the comparator 131 and turns on / off the switch means 23. Therefore, the control drive circuit 13 controls the switch means 23 to turn on and off to set the output DC voltage Eo to the set voltage Eo1.
= Vref ・ (R1 + R2) / Try to adjust to R1.

【0052】次に、上記のように構成された実施の形態
4のDC−DCコンバータの動作を説明する。なお、実
施の形態4のDC−DCコンバータの動作は、前述の実
施の形態2のDC-DCコンバータにおける降圧動作領
域から無制御動作領域までの動作と同様であり、動作波
形も図4の(a)、(b)及び(c)の各領域と同様で
ある。従って、実施の形態4における降圧動作領域から
無制御動作領域までの動作の説明は省略する。
Next, the operation of the DC-DC converter of the fourth embodiment having the above configuration will be described. The operation of the DC-DC converter according to the fourth embodiment is similar to the operation from the step-down operation region to the uncontrolled operation region in the DC-DC converter according to the second embodiment described above, and the operation waveform is as shown in FIG. This is the same as the areas a), (b) and (c). Therefore, the description of the operation from the step-down operation area to the uncontrolled operation area in the fourth embodiment will be omitted.

【0053】まず、入力直流電圧Eiが設定電圧 Eo
1=Vref ・(R1+R2)/R1より充分高い場合、
補助制御電圧Vxは第2の所定電圧Vc2より低いた
め、充放電電流はI1である。即ち、振動電圧Vcの周
期、即ちスイッチ手段23のスイッチング周期Tは一定
である。制御駆動回路13において、制御電圧Veと振
動電圧Vcとが比較されて、主スイッチ手段2をオンオ
フ制御する。これにより、出力直流電圧Eoは設定電圧
Eo1=Vref ・(R1+R2)/R1 に安定化され
る。スイッチ手段23のオン時間をTon1、オフ時間
をToff1とし、振動電圧Vcの周期即ちスイッチン
グ周期をTとすると、入出力電圧の関係は、 Eo/E
i=Ton1/T となる。
First, the input DC voltage Ei is equal to the set voltage Eo.
1 = Vref ・ (R1 + R2) / R1 sufficiently higher than
Since the auxiliary control voltage Vx is lower than the second predetermined voltage Vc2, the charge / discharge current is I1. That is, the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle T of the switch means 23 is constant. In the control drive circuit 13, the control voltage Ve and the vibration voltage Vc are compared with each other, and the main switch means 2 is on / off controlled. As a result, the output DC voltage Eo is stabilized at the set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R2) / R1. Assuming that the on time of the switch means 23 is Ton1, the off time is Toff1, and the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle is T, the relationship between the input and output voltages is Eo / E.
i = Ton1 / T.

【0054】次に、入力直流電圧Eiが低下し、補助制
御電圧Vxと振動電圧Vcとが交差するようになると、
スイッチ手段23のオン時間Ton1は長くなり、オフ
時間Toff1は短くなっていく。実施の形態4におい
て、スイッチ手段23のオン時間Ton1の決定要因で
もある発振コンデンサ120への充放電電流I2は、オ
フ時間Toff1の決定要因である充放電電流I1より
小さく設定されている。従って、入力直流電圧Eiの低
下とともに、延長されるスイッチ手段23のオン時間T
on1の影響の方が大きく、スイッチング周期Tは長く
なっていく。
Next, when the input DC voltage Ei drops and the auxiliary control voltage Vx crosses the oscillating voltage Vc,
The on time Ton1 of the switch means 23 becomes longer and the off time Toff1 becomes shorter. In the fourth embodiment, the charging / discharging current I2 to the oscillating capacitor 120, which is also a determining factor of the on time Ton1 of the switch means 23, is set smaller than the charging / discharging current I1 which is a determining factor of the off time Toff1. Therefore, the ON time T of the switch means 23 is extended as the input DC voltage Ei is lowered.
The effect of on1 is larger, and the switching cycle T becomes longer.

【0055】さらに、入力直流電圧Eiが第1の設定電
圧 Eo1=Vref ・(R1+R2)/R1 に達する
と、制御電圧Veは第1の所定電圧Vc1に到達する。
この結果、スイッチ手段23のオフ時間Toff1はゼ
ロとなり、スイッチ手段23は常時オン状態となる。即
ち、入力直流電圧Eiが出力直流電圧Eoとして直接出
力される無制御動作となる。
Further, when the input DC voltage Ei reaches the first set voltage Eo1 = Vref (R1 + R2) / R1, the control voltage Ve reaches the first predetermined voltage Vc1.
As a result, the off time Toff1 of the switch means 23 becomes zero, and the switch means 23 is always on. That is, an uncontrolled operation in which the input DC voltage Ei is directly output as the output DC voltage Eo is performed.

【0056】以上のように、実施の形態4によれば、入
力直流電圧Eiが低く、無制御動作領域に近い場合、入
力直流電圧Eiの低下とともに、スイッチング周期Tは
長くなり、スイッチング損失が低減される。やがて入力
直流電圧Eiが設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+R
2)/R1 以下の場合には、スイッチ手段23は常時
オン状態となり、入力直流電圧Eiが出力直流電圧Eo
として直接出力される。即ち、このとき無制御動作領域
となり、スイッチング損失の無い高効率な動作となる。
このため、実施の形態4においては、降圧動作領域と無
制御動作領域との間の移行動作時において、電力損失が
抑制され、移行動作がスムーズに行われる。一方、入力
直流電圧Eiが充分高い場合は、実施の形態4のDC−
DCコンバータにおいては、一定のスイッチング周期で
動作する。即ち、実施の形態4のDC−DCコンバータ
においては、動作周波数の変動を入出力電圧の接近する
無制御動作領域近辺に限定することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, when the input DC voltage Ei is low and is close to the uncontrolled operation region, the switching period T becomes longer and the switching loss decreases as the input DC voltage Ei decreases. To be done. Eventually, the input DC voltage Ei becomes the set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R
2) / R1 or less, the switch means 23 is always in the ON state, and the input DC voltage Ei is the output DC voltage Eo.
Is output directly as. That is, at this time, the operation is in the non-control operation area, and the operation is highly efficient with no switching loss.
Therefore, in the fourth embodiment, during the transition operation between the step-down operation region and the uncontrolled operation region, power loss is suppressed and the transition operation is smoothly performed. On the other hand, if the input DC voltage Ei is sufficiently high, the DC-
The DC converter operates at a constant switching cycle. That is, in the DC-DC converter according to the fourth embodiment, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operating region where the input / output voltage approaches.

【0057】なお、上記実施の形態4においては、DC
−DCコンバータが降圧コンバータのみの場合について
説明したが、本発明のDC−DCコンバータは昇圧コン
バータにも同様に適用できることは言うまでもない。本
発明のDC−DCコンバータが昇圧コンバータの場合に
は、入力直流電圧が設定したい出力直流電圧以上のと
き、スイッチング損失の無い高効率な無制御動作領域と
なる。また、この場合、入力直流電圧の低下とともに動
作周波数が上昇する昇圧動作を行うので、無制御動作領
域と昇圧動作領域との間の移行動作時において、電力損
失の増減が抑制され、移行動作がスムーズに行われる。
また、本発明のDC−DCコンバータが昇圧コンバータ
の場合、入力直流電圧Eiが充分低くなると、一定のス
イッチング周期で動作する。即ち、動作周波数の変動を
入出力電圧の接近する無制御動作領域近辺に限定するこ
とができる。なお、実施の形態4の無制御動作領域にお
いても、振動電圧が不要であることは前述の実施の形態
3と同様である。従って、実施の形態4のDC−DCコ
ンバータは無制御動作領域において発振回路12が動作
を停止するよう構成することにより、さらに低損失化を
図ることが可能である。
In the fourth embodiment, DC
Although the case where the -DC converter is only the step-down converter has been described, it goes without saying that the DC-DC converter of the present invention can be similarly applied to the step-up converter. When the DC-DC converter of the present invention is a boost converter, when the input DC voltage is equal to or higher than the output DC voltage desired to be set, a highly efficient uncontrolled operation region without switching loss is obtained. Further, in this case, since the boosting operation in which the operating frequency rises as the input DC voltage decreases, the increase / decrease in power loss is suppressed during the transition operation between the uncontrolled operation region and the boosting operation region, and the transition operation is It is done smoothly.
Further, when the DC-DC converter of the present invention is a boost converter, when the input DC voltage Ei becomes sufficiently low, it operates at a constant switching cycle. That is, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operating region where the input / output voltage approaches. It is to be noted that the oscillating voltage is not necessary even in the uncontrolled operation region of the fourth embodiment, as in the third embodiment. Therefore, in the DC-DC converter of the fourth embodiment, the loss can be further reduced by configuring the oscillation circuit 12 to stop operating in the uncontrolled operation region.

【0058】《実施の形態5》次に、本発明に係る実施
の形態5のDC−DCコンバータについて添付の図7及
び図8を参照しつつ説明する。図7は本発明に係る実施
の形態5のDC−DCコンバータの構成を示す回路図で
ある。図7において、前述の実施の形態1のDC−DC
コンバータにおける構成要素と同様の機能、構成を有す
るものには同一の符号を付してその説明は省略する。図
7に示すように、本発明に係る実施の形態5のDC−D
Cコンバータには入力直流電圧Eiが入力されており、
PチャネルMOSFETからなる第1の主スイッチ手段
21、ダイオードからなる第1の整流手段31、インダ
クタ4、NチャネルMOSFETからなる第2の主スイ
ッチ手段22、ダイオードからなる第2の整流手段32
及び出力コンデンサ5が設けられている。出力コンデン
サ5の電圧Eoは出力直流電圧として出力される。第1
の主スイッチ手段21、第1の整流手段31及びインダ
クタ4とにより降圧コンバータ部2が構成されており、
インダクタ4、第2の主スイッチ手段22及び第2の整
流手段32とにより昇圧コンバータ部3が構成されてい
る。
<Fifth Embodiment> Next, a DC-DC converter according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the DC-DC converter according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the DC-DC of the first embodiment described above.
Components having the same functions and configurations as those of the components of the converter are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 7, DC-D according to the fifth embodiment of the present invention.
The input DC voltage Ei is input to the C converter,
First main switching means 21 made of P-channel MOSFET, first rectifying means 31 made of diode, inductor 4, second main switching means 22 made of N-channel MOSFET, second rectifying means 32 made of diode.
And an output capacitor 5 are provided. The voltage Eo of the output capacitor 5 is output as the output DC voltage. First
The main switch means 21, the first rectifying means 31, and the inductor 4 constitute the step-down converter section 2.
The inductor 4, the second main switching device 22, and the second rectifying device 32 constitute the boost converter unit 3.

【0059】出力直流電圧Eoは、抵抗値R1を有する
第1の抵抗141と抵抗値R2を有する第2の抵抗14
2の直列回路によって検出される。直流電圧電源である
基準電圧源140は基準電圧Vref を出力する。誤差増
幅器143は、第1の抵抗141と第2の抵抗142と
の接続点電圧と基準電圧Vref が入力され、制御電圧V
eを出力する。制御電圧Veは、出力直流電圧Eoが設
定電圧 Eo1=Vref・(R1+R2)/R1 より高
くなろうとすると低下し、低くなろうとすると上昇す
る。また、オフセット回路144は制御電圧Veが入力
されて、制御電圧VeよりΔVだけ低い補助制御電圧V
xを出力する。上記の基準電圧源140、第1の抵抗1
41、第2の抵抗142、誤差増幅器143及びオフセ
ット回路144とにより出力検出回路14が構成され
る。
The output DC voltage Eo has a first resistance 141 having a resistance value R1 and a second resistance 14 having a resistance value R2.
2 in series. The reference voltage source 140, which is a DC voltage source, outputs a reference voltage Vref. The error amplifier 143 receives the connection voltage between the first resistor 141 and the second resistor 142 and the reference voltage Vref, and receives the control voltage Vref.
Output e. The control voltage Ve decreases when the output DC voltage Eo becomes higher than the set voltage Eo1 = Vref · (R1 + R2) / R1 and increases when it becomes low. The control voltage Ve is input to the offset circuit 144, and the auxiliary control voltage V lower than the control voltage Ve by ΔV.
Output x. The above reference voltage source 140, the first resistor 1
The output detection circuit 14 is configured by 41, the second resistor 142, the error amplifier 143, and the offset circuit 144.

【0060】発振回路15は、発振コンデンサ150と
充放電回路151から構成される。充放電回路151
は、振動電圧である発振コンデンサ150の電圧Vcを
第1の所定電圧Vc1と第2の所定電圧Vc2(<Vc
1)との間を周期的に増減するように、発振コンデンサ
150に充放電電流を流す。実施の形態5において、充
電電流と放電電流は等しいものとする。そして振動電圧
Vcが制御電圧Ve以上の時と、振動電圧Vcが補助制
御電圧Vx以下の時の充放電電流をI1とする。また、
振動電圧Vcが制御電圧Ve1より低く補助制御電圧V
xより高い時の充放電電流をI2とする。充放電電流は
I1>I2 に設定されている。従って、振動電圧Vc
の上昇速度(上昇時の傾き)及び下降速度(下降時の傾
き)は、Vx<Vc<Veの時に低速化(緩やかに)さ
れる。
The oscillation circuit 15 is composed of an oscillation capacitor 150 and a charging / discharging circuit 151. Charge / discharge circuit 151
Is the first predetermined voltage Vc1 and the second predetermined voltage Vc2 (<Vc
A charging / discharging current is passed through the oscillating capacitor 150 so as to increase / decrease periodically between 1). In the fifth embodiment, the charging current and the discharging current are equal. The charging / discharging current when the vibration voltage Vc is equal to or higher than the control voltage Ve and when the vibration voltage Vc is equal to or lower than the auxiliary control voltage Vx is I1. Also,
The oscillation voltage Vc is lower than the control voltage Ve1 and the auxiliary control voltage V
The charge / discharge current when higher than x is I2. The charge / discharge current is set to I1> I2. Therefore, the oscillating voltage Vc
The ascending speed (inclination when ascending) and the descending speed (inclination when descending) are slowed (gradually) when Vx <Vc <Ve.

【0061】第1の制御駆動回路9は、第1の比較器9
1と第1の電力増幅器92とから構成される。第1の比
較器91は、制御電圧Veと振動電圧Vcとを比較し
て、Ve>Vc の時にLレベルとなる信号を出力す
る。第1の電力増幅器92は第1の比較器91の出力信
号を電力増幅して、第1の主スイッチ手段21をオンオ
フ動作させる。従って、第1の制御駆動回路9は、第1
の主スイッチ手段21をオンオフ制御して、出力直流電
圧Eoを設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+R2)/
R1 に調整する。第2の制御駆動回路10は、第2の
比較器101と第2の電力増幅器102とから構成され
る。第2の比較器101は、補助制御電圧Vxと振動電
圧Vcとを比較して、Vx<Vc の時にLレベルとな
る信号を出力する。第2の電力増幅器102は第2の比
較器101の出力信号を電力増幅して、第2の主スイッ
チ手段22をオンオフ動作させる。従って、第2の制御
駆動回路10は第2の主スイッチ手段22をオンオフ制
御して、出力直流電圧Eoを設定電圧 Eo1=Vref・
(R1+R2)/R1 に調整する。
The first control drive circuit 9 includes a first comparator 9
1 and a first power amplifier 92. The first comparator 91 compares the control voltage Ve with the oscillating voltage Vc and outputs a signal that becomes L level when Ve> Vc. The first power amplifier 92 power-amplifies the output signal of the first comparator 91 to turn on / off the first main switch means 21. Therefore, the first control drive circuit 9 is
The main DC switch means 21 is controlled to be turned on and off to set the output DC voltage Eo to the set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R2) /
Adjust to R1. The second control drive circuit 10 is composed of a second comparator 101 and a second power amplifier 102. The second comparator 101 compares the auxiliary control voltage Vx with the oscillating voltage Vc, and outputs a signal that becomes L level when Vx <Vc. The second power amplifier 102 power-amplifies the output signal of the second comparator 101 to turn on / off the second main switch means 22. Therefore, the second control drive circuit 10 controls the second main switch means 22 to turn on and off to set the output DC voltage Eo to the set voltage Eo1 = Vref.
Adjust to (R1 + R2) / R1.

【0062】次に、本発明に係る実施の形態5のDC−
DCコンバータにおける動作について説明する。図8は
実施の形態5のDC−DCコンバータにおける各部の動
作を示す波形図である。図8において、入力直流電圧E
iが徐々に低下していくに従い、振動電圧Vc、制御電
圧Ve、補助制御電圧Vx、第1の主スイッチ手段21
のオンオフ動作(駆動信号Vg1)、及び第2の主スイ
ッチ手段22のオンオフ動作(駆動信号Vg2)の様子
を示している。
Next, DC- of the fifth embodiment according to the present invention
The operation of the DC converter will be described. FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of each part in the DC-DC converter of the fifth embodiment. In FIG. 8, the input DC voltage E
As i gradually decreases, the oscillation voltage Vc, the control voltage Ve, the auxiliary control voltage Vx, and the first main switch means 21.
The on / off operation (driving signal Vg1) and the on / off operation of the second main switch means 22 (driving signal Vg2) are shown.

【0063】まず、入力直流電圧Eiが設定電圧 Eo
1=Vref ・(R1+R2)/R1より高い場合、図8
の(a)の領域に示すように、補助制御電圧VxはLレ
ベルに固定されているため、第2の主スイッチ手段22
は常時オフ状態となる。この領域において、制御電圧V
eと振動電圧Vcとは交差するので、第1の主スイッチ
手段21はオンオフ動作する。即ち、実施の形態5のD
C−DCコンバータは降圧コンバータとして動作し、出
力直流電圧Eoは設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+
R2)/R1 に安定化される。第1の主スイッチ手段
21のオン時間をTon1、オフ時間をToff1と
し、振動電圧Vcの周期即ちスイッチング周期をTとす
ると、入出力電圧の関係は、 Eo/Ei=Ton1/
T となる。
First, the input DC voltage Ei is equal to the set voltage Eo.
1 = Vref ・ (R1 + R2) / R1 when higher than FIG.
Since the auxiliary control voltage Vx is fixed at the L level, as shown in the area (a) of FIG.
Is always off. In this region, the control voltage V
Since e and the oscillating voltage Vc intersect, the first main switch device 21 is turned on and off. That is, D of the fifth embodiment
The C-DC converter operates as a step-down converter, and the output DC voltage Eo is a set voltage Eo1 = Vref. (R1 +
Stabilized to R2) / R1. When the on time of the first main switch means 21 is Ton1, the off time is Toff1, and the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle is T, the relationship between the input and output voltages is: Eo / Ei = Ton1 /
It becomes T.

【0064】このとき、入力直流電圧Eiの低下ととも
に、制御電圧Veは上昇し、第1の主スイッチ手段21
のオン時間Ton1は長くなり、オフ時間Toff1は
短くなっていく。実施の形態5において、第1の主スイ
ッチ手段21のオン時間Ton1の決定要因でもある発
振コンデンサ140への充放電電流I2は、オフ時間T
off1の決定要因である充放電電流I1より小さく設
定されている。従って、入力直流電圧Eiの低下ととも
に、延長される第1の主スイッチ手段21のオン時間T
on1の影響の方が大きく、スイッチング周期Tは長く
なっていく。
At this time, the control voltage Ve rises as the input DC voltage Ei decreases, and the first main switch means 21
The ON time Ton1 becomes longer and the OFF time Toff1 becomes shorter. In the fifth embodiment, the charging / discharging current I2 to the oscillating capacitor 140, which is also a determining factor of the on time Ton1 of the first main switch device 21, is the off time T1.
It is set smaller than the charging / discharging current I1 which is a determining factor of off1. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the ON time T of the first main switch means 21 is extended.
The effect of on1 is larger, and the switching cycle T becomes longer.

【0065】入力直流電圧Eiが低下し、設定電圧Eo
1=Vref ・(R1+R2)/R1に近づくと、図8の
(b)の領域に示すように、補助制御電圧Vxは振動電
圧Vcと交差するようになる。また、このとき第2の主
スイッチ手段22もオンオフ動作するようになる。さら
に、第2の主スイッチ手段22のオン期間であるVc<
Vxでは、充放電電流はI1となるので、振動電圧Vc
の周期、即ちスイッチング周期Tは一定となる。この動
作領域は、第1の主スイッチ手段21と第2の主スイッ
チ手段22がともにオンオフ動作する。即ち、降圧コン
バータ部と昇圧コンバータ部が同時に動作する昇降圧動
作領域である。第2の主スイッチ手段22のオン時間を
Ton2とすると、入出力電圧の関係は、 Eo/Ei
=Ton1/(T−Ton2) となる。
The input DC voltage Ei decreases and the set voltage Eo
When approaching 1 = Vref (R1 + R2) / R1, the auxiliary control voltage Vx crosses the oscillating voltage Vc as shown in the region (b) of FIG. At this time, the second main switch means 22 also turns on and off. Furthermore, Vc <which is the ON period of the second main switch means 22
At Vx, since the charging / discharging current is I1, the oscillating voltage Vc
, The switching period T is constant. In this operating region, both the first main switching means 21 and the second main switching means 22 are turned on and off. That is, it is a step-up / down operation region in which the step-down converter section and the step-up converter section operate simultaneously. Assuming that the on time of the second main switch means 22 is Ton2, the relationship between the input and output voltages is Eo / Ei.
= Ton1 / (T-Ton2).

【0066】入力直流電圧Eiがさらに低下し、設定電
圧Eo1=Vref ・(R1+R2)/R1を下回ると、
図8の(c)の領域に示すように、やがて制御電圧Ve
は第1の所定電圧Vc1より高くなる。このとき第1の
主スイッチ手段21のオフ時間Toff1はゼロとな
り、第1の主スイッチ手段21は常時オン状態となる。
実施の形態5のDC−DCコンバータは第2の主スイッ
チ手段22のみがオンオフ動作する昇圧コンバータとし
て動作し、出力直流電圧Eoは設定電圧 Eo1=Vref
・(R1+R2)/R1 に安定化される。第2の主ス
イッチ手段22のオン時間をTon2、オフ時間をTo
ff2とし、振動電圧Vcの周期即ちスイッチング周期
をTとすると、入出力電圧の関係は、 Eo/Ei=1
/(1−Ton2/T) となる。
When the input DC voltage Ei further decreases and falls below the set voltage Eo1 = Vref. (R1 + R2) / R1,
As shown in the area (c) of FIG.
Becomes higher than the first predetermined voltage Vc1. At this time, the off time Toff1 of the first main switch means 21 becomes zero, and the first main switch means 21 is always on.
The DC-DC converter of the fifth embodiment operates as a step-up converter in which only the second main switch means 22 is turned on and off, and the output DC voltage Eo is the set voltage Eo1 = Vref.
-Stabilized to (R1 + R2) / R1. The on time of the second main switch means 22 is Ton2, and the off time thereof is To.
Assuming that ff2 and the cycle of the oscillating voltage Vc, that is, the switching cycle are T, the relationship between the input and output voltages is: Eo / Ei = 1
/ (1-Ton2 / T).

【0067】このとき、入力直流電圧Eiの低下ととも
に、補助制御電圧Vxは上昇し、第2の主スイッチ手段
22のオン時間Ton2は長くなり、オフ時間Toff
2は短くなっていく。実施の形態5において、第2の主
スイッチ手段22のオン時間Ton2の決定要因でもあ
る発振コンデンサ80への充放電電流I1は、オフ時間
Toff2の決定要因である充放電電流I2より大きく
設定されている。従って、入力直流電圧Eiの低下とと
もに、短縮される第2の主スイッチ手段22のオフ時間
Toff2の影響の方が大きく、スイッチング周期Tは
短くなっていく。
At this time, as the input DC voltage Ei decreases, the auxiliary control voltage Vx increases, the ON time Ton2 of the second main switch means 22 increases, and the OFF time Toff increases.
2 becomes shorter. In the fifth embodiment, the charging / discharging current I1 to the oscillation capacitor 80, which is also a determining factor of the on time Ton2 of the second main switch device 22, is set to be larger than the charging / discharging current I2 which is a determining factor of the off time Toff2. There is. Therefore, as the input DC voltage Ei decreases, the shortened off time Toff2 of the second main switch means 22 has a larger influence, and the switching cycle T becomes shorter.

【0068】以上のように、実施の形態5によれば、入
力直流電圧Eiが設定電圧 Eo1=Vref ・(R1+
R2)/R1 付近の場合には、第1の主スイッチ手段
21と第2の主スイッチ手段22がともにオンオフ動作
する昇降圧動作領域となる。しかし、その動作周波数は
低下されているので、降圧動作と昇圧動作が同時に行わ
れることによる、スイッチング損失の増大を抑制するこ
とができる。しかも、降圧動作領域においては、入力直
流電圧Eiが低いほど、スイッチング周期Tは長くな
り、スイッチング損失が低減される。また、昇圧動作領
域においても、入力直流電圧Eiが高いほど、スイッチ
ング周期Tは長くなり、スイッチング損失が低減され
る。このため、実施の形態5のDC−DCコンバータに
おいては、降圧動作領域と昇降圧動作領域との移行動作
時、あるいは昇降圧動作領域と昇圧動作領域との移行動
作時において、電力損失の増減が抑制され、移行動作が
スムーズに行われる。
As described above, according to the fifth embodiment, the input DC voltage Ei is equal to the set voltage Eo1 = Vref. (R1 +
In the vicinity of R2) / R1, both the first main switch means 21 and the second main switch means 22 are in the step-up / down operation region in which the on / off operation is performed. However, since its operating frequency is lowered, it is possible to suppress an increase in switching loss due to simultaneous step-down operation and step-up operation. Moreover, in the step-down operation region, the lower the input DC voltage Ei is, the longer the switching cycle T is, and the switching loss is reduced. Also in the boost operation region, the higher the input DC voltage Ei, the longer the switching cycle T and the switching loss is reduced. Therefore, in the DC-DC converter of the fifth embodiment, the power loss increases or decreases during the transition operation between the step-down operation region and the buck-boost operation region, or during the transition operation between the buck-boost operation region and the boost operation region. It is suppressed and the transition operation is performed smoothly.

【0069】なお、実施の形態5のDC−DCコンバー
タにおいても、前述の実施の形態2で示したように、補
助制御電圧をさらに追加することにより、入力直流電圧
が充分高い降圧動作領域において、または入力直流電圧
が充分低下した昇圧動作領域においては一定のスイッチ
ング周期で動作させることができる。即ち、このように
構成することにより、DC−DCコンバータにおける動
作周波数の変動を入出力電圧の接近する昇降圧動作領域
近辺に限定することができる。
Also in the DC-DC converter of the fifth embodiment, as shown in the second embodiment, by further adding the auxiliary control voltage, in the step-down operation region where the input DC voltage is sufficiently high, Alternatively, it can be operated at a constant switching cycle in the boosting operation region where the input DC voltage is sufficiently reduced. That is, with such a configuration, the fluctuation of the operating frequency in the DC-DC converter can be limited to the vicinity of the buck-boost operation region where the input / output voltage approaches.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上、実施の形態で詳細に説明したとこ
ろから明らかなように、本発明は次の効果を有する。本
発明に係るDC−DCコンバータは、入力直流電圧が入
力され、降圧コンバータ部と昇圧コンバータ部を介し
て、出力コンデンサから出力直流電圧を負荷へ供給する
とともに、降圧動作中においては入力直流電圧が低いほ
ど、降圧コンバータ部の動作周波数が低くなる動作領域
を有することにより、降圧動作領域と無制御動作領域と
の移行動作時、もしくは降圧動作領域と昇降圧動作領域
との移行動作時において、電力損失の増加が抑制され、
移行動作がスムーズに行われる効果を奏する。また、本
発明に係るDC−DCコンバータは、昇圧動作中におい
て、入力直流電圧が高いほど、昇圧コンバータ部の動作
周波数が低くなる動作領域を有することにより、無制御
動作領域と昇圧動作領域との移行動作時、もしくは昇降
圧動作領域と昇圧動作領域との移行動作時において、電
力損失の増減が抑制され、移行動作がスムーズに行われ
る。
As is apparent from the above detailed description of the embodiments, the present invention has the following effects. The DC-DC converter according to the present invention receives the input DC voltage, supplies the output DC voltage from the output capacitor to the load via the step-down converter section and the step-up converter section, and the input DC voltage during the step-down operation. The lower the operating frequency is, the lower the operating frequency of the step-down converter section is, so that the power consumption during the transition operation between the step-down operation area and the uncontrolled operation area or the transition operation between the step-down operation area and the buck-boost operation area is reduced. The increase in loss is suppressed,
This has the effect that the transition operation is performed smoothly. Further, the DC-DC converter according to the present invention has an operating region in which the operating frequency of the boosting converter unit becomes lower as the input DC voltage is higher during the boosting operation, so that there is an uncontrolled operating region and a boosting operating region. During the transition operation, or during the transition operation between the buck-boost operation region and the boost operation region, increase / decrease in power loss is suppressed, and the transition operation is smoothly performed.

【0071】また、本発明に係るDC−DCコンバータ
においては、入力直流電圧が入力され、降圧コンバータ
部を介して、出力コンデンサから出力直流電圧を負荷へ
供給するとともに、入力直流電圧が低いほど、動作周波
数が低くなる動作領域を有することにより、降圧動作領
域と無制御動作領域の移行動作時において、電力損失の
増加が抑制され、移行動作がスムーズに行われる。また
は、本発明に係るDC−DCコンバータにおいては、入
力直流電圧が入力され、昇圧コンバータ部を介して、出
力コンデンサから出力直流電圧を負荷へ供給するととも
に、入力直流電圧が高いほど、動作周波数が低くなる動
作領域を有することにより、無制御動作領域と昇圧動作
領域の移行動作時において、電力損失の増減が抑制さ
れ、移行動作がスムーズに行われる。
Further, in the DC-DC converter according to the present invention, the input DC voltage is input, and the output DC voltage is supplied from the output capacitor to the load via the step-down converter section. By having the operating region in which the operating frequency is low, an increase in power loss is suppressed during the transition operation between the step-down operation region and the uncontrolled operation region, and the transition operation is smoothly performed. Alternatively, in the DC-DC converter according to the present invention, the input DC voltage is input, the output DC voltage is supplied from the output capacitor to the load via the boost converter unit, and the higher the input DC voltage, the higher the operating frequency. By having the lower operating region, increase / decrease in power loss is suppressed during the transition operation between the uncontrolled operation region and the boosting operation region, and the transition operation is smoothly performed.

【0072】また、本発明のDC−DCコンバータは、
制御電圧とは別に動作周波数の変動領域を決める補助制
御電圧を設定することにより、動作周波数の変動を入出
力電圧の接近する無制御動作領域近辺、もしくは昇降圧
動作領域近辺に限定することができる。さらには、本発
明のDC−DCコンバータは、無制御動作領域において
発振回路は動作を停止する機能を有することにより、無
制御動作領域での電力損失をさらに低減することができ
る。
The DC-DC converter of the present invention is
By setting the auxiliary control voltage that determines the fluctuation area of the operating frequency separately from the control voltage, the fluctuation of the operating frequency can be limited to the vicinity of the uncontrolled operation area where the input / output voltage approaches or the vicinity of the buck-boost operation area. . Furthermore, the DC-DC converter of the present invention has the function of stopping the operation of the oscillation circuit in the uncontrolled operation region, so that the power loss in the uncontrolled operation region can be further reduced.

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

【図1】本発明に係る実施の形態1におけるDC−DC
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a DC-DC in a first embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a converter.

【図2】本発明に係る実施の形態1におけるDC−DC
コンバータの動作を示す波形図である。
FIG. 2 is a DC-DC in the first embodiment according to the present invention.
It is a wave form diagram which shows operation | movement of a converter.

【図3】本発明に係る実施の形態2におけるDC−DC
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a DC-DC in the second embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a converter.

【図4】本発明に係る実施の形態2におけるDC−DC
コンバータの動作を示す波形図である。
FIG. 4 is a DC-DC in the second embodiment according to the present invention.
It is a wave form diagram which shows operation | movement of a converter.

【図5】本発明に係る実施の形態3におけるDC−DC
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a DC-DC in the third embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a converter.

【図6】本発明に係る実施の形態4におけるDC−DC
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 6 is a DC-DC in the fourth embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a converter.

【図7】本発明に係る実施の形態5におけるDC−DC
コンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a DC-DC in the fifth embodiment according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of a converter.

【図8】本発明に係る実施の形態5におけるDC−DC
コンバータの動作を示す波形図である。
FIG. 8 is a DC-DC in the fifth embodiment according to the present invention.
It is a wave form diagram which shows operation | movement of a converter.

【図9】従来のDC−DCコンバータの構成を示す回路
図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力直流電源 2 降圧コンバータ部 3 昇圧コンバータ部 4 インダクタ 5 出力コンデンサ 6 負荷 7 出力検出回路 8 発振回路 9 第1の制御駆動回路 10 第2の制御駆動回路 21 第1の主スイッチ手段 31 第1の整流手段 22 第2の主スイッチ手段 32 第2の整流手段 1-input DC power supply 2 Step-down converter section 3 Boost converter section 4 inductor 5 output capacitors 6 load 7 Output detection circuit 8 oscillator circuits 9 First control drive circuit 10 Second control drive circuit 21 First Main Switch Means 31 First Rectifying Means 22 Second main switch means 32 Second rectifying means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H730 AA14 AS01 AS04 AS05 BB15 BB86 BB88 DD04 EE59 FD01 FG05 FG07 FG22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H730 AA14 AS01 AS04 AS05 BB15                       BB86 BB88 DD04 EE59 FD01                       FG05 FG07 FG22

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力直流電源と、降圧コンバータ部と、
昇圧コンバータ部と、出力コンデンサとを有し、前記入
力直流電源からの入力直流電圧を前記降圧コンバータ部
と前記昇圧コンバータ部とを介して前記出力コンデンサ
から負荷へ供給するDC−DCコンバータであって、 前記降圧コンバータ部は、前記入力直流電圧が第1の設
定電圧より高い場合に降圧動作を行い、当該降圧動作中
において前記入力直流電圧が低いほど動作周波数が低く
なる動作領域を有し、 前記昇圧コンバータ部は、前記入力直流電圧が前記第1
の設定電圧より低い第2の設定電圧より低い場合に昇圧
動作を行い、当該昇圧動作中において前記入力直流電圧
が高いほど動作周波数が低くなる動作領域を有してお
り、 前記入力直流電圧が前記第1の設定電圧と前記第2の設
定電圧との間にある場合に入力直流電圧を負荷へ直接的
に供給するよう構成されたDC−DCコンバータ。
1. An input DC power supply, a step-down converter section,
A DC-DC converter having a step-up converter section and an output capacitor, and supplying an input DC voltage from the input DC power source from the output capacitor to a load via the step-down converter section and the step-up converter section. The step-down converter section has an operation region that performs a step-down operation when the input DC voltage is higher than a first set voltage, and the operating frequency becomes lower as the input DC voltage becomes lower during the step-down operation, In the boost converter unit, the input DC voltage is the first
The boosting operation is performed when the voltage is lower than the second setting voltage that is lower than the setting voltage, and the operating frequency becomes lower as the input DC voltage becomes higher during the boosting operation. A DC-DC converter configured to supply an input DC voltage directly to a load when it is between a first set voltage and the second set voltage.
【請求項2】 入力直流電源に接続される第1の主スイ
ッチ手段と第1の整流手段とインダクタとを有する降圧
コンバータ部と、 前記インダクタを共有して第2の主スイッチ手段と第2
の整流手段とを有する昇圧コンバータ部と、 出力直流電圧を負荷へ供給するための出力コンデンサ
と、 前記出力直流電圧を検出し、第1の設定電圧と前記出力
直流電圧との誤差情報を有する第1の制御電圧を出力す
るとともに、前記第1の設定電圧より低い第2の設定電
圧と前記出力直流電圧との誤差情報を有する第2の制御
電圧を出力する出力検出回路と、 第1の所定電圧と前記第1の所定電圧より低い第2の所
定電圧との間を周期的に増減する振動電圧を出力し、前
記振動電圧が前記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧
の間にある場合に前記振動電圧の上昇速度または下降速
度を低速化する機能を有する発振回路と、 前記第1の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、少な
くとも前記第1の主スイッチ手段をオンオフ制御する第
1の制御駆動回路と、 前記第2の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、少な
くとも前記第2の主スイッチ手段をオンオフ制御する第
2の制御駆動回路と、 を具備する請求項1記載のDC−DCコンバータ。
2. A step-down converter section having a first main switch means connected to an input DC power supply, a first rectifying means and an inductor, a second main switch means and a second main switch means sharing the inductor.
A step-up converter section having a rectifying means, an output capacitor for supplying an output DC voltage to a load, and a step of detecting the output DC voltage and having error information between the first set voltage and the output DC voltage. An output detection circuit which outputs a first control voltage and outputs a second control voltage having error information between the second set voltage lower than the first set voltage and the output DC voltage; An oscillating voltage that periodically increases or decreases between a voltage and a second predetermined voltage lower than the first predetermined voltage, and the oscillating voltage is between the first control voltage and the second control voltage. An oscillating circuit having a function of reducing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage in a certain case is compared with the oscillating voltage, and the on / off control of at least the first main switch means is performed. First to do 2. The DC according to claim 1, further comprising: a control drive circuit, and a second control drive circuit that compares the second control voltage and the oscillating voltage to control at least on and off of the second main switch means. -DC converter.
【請求項3】 前記出力検出回路は、前記第1の制御電
圧と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記
第1の制御電圧と所定の電位差を有する第1の補助制御
電圧を出力する機能を有し、 前記発振回路は、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と
前記第2の制御電圧の間にある時の代わりに、前記振動
電圧が前記第1の補助制御電圧と前記第2の制御電圧の
間にある時、前記振動電圧の上昇速度または下降速度を
低速化する機能を有する請求項2記載のDC−DCコン
バータ。
3. The output detection circuit has a function of outputting the first control voltage and the second control voltage, and a first auxiliary control voltage having a predetermined potential difference from the first control voltage. The oscillating circuit is configured to output the oscillation voltage to the first auxiliary control voltage instead of when the oscillation voltage is between the first control voltage and the second control voltage. 3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the DC-DC converter has a function of reducing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage when it is between the control voltage and the second control voltage.
【請求項4】 前記出力検出回路は、前記第1の制御電
圧と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記
第2の制御電圧と所定の電位差を有する第2の補助制御
電圧を出力する機能を有し、 前記発振回路は、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と
前記第2の制御電圧の間にある時の代わりに、前記振動
電圧が前記第1の制御電圧と前記第2の補助制御電圧の
間にある時、前記振動電圧の上昇速度または下降速度を
低速化する機能を有する請求項2記載のDC−DCコン
バータ。
4. The output detection circuit has a function of outputting the first control voltage and the second control voltage, and a second auxiliary control voltage having a predetermined potential difference from the second control voltage. The oscillation circuit is configured such that the oscillation voltage is the first control voltage instead of when the oscillation voltage is between the first control voltage and the second control voltage. 3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the DC-DC converter has a function of reducing the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage when it is between the second auxiliary control voltages.
【請求項5】 前記出力検出回路は、前記第1の制御電
圧と前記第2の制御電圧を出力する機能に加えて、前記
第1の制御電圧と所定の電位差を有する第1の補助制御
電圧を出力する機能と、前記第2の制御電圧と所定の電
位差を有する第2の補助制御電圧を出力する機能を有
し、 前記発振回路は、前記振動電圧が前記第1の制御電圧と
前記第2の制御電圧の間にある時の代わりに、前記振動
電圧が前記第1の補助制御電圧と前記第2の補助制御電
圧の間にある時、前記振動電圧の上昇速度または下降速
度を低速化する機能を有する請求項2記載のDC−DC
コンバータ。
5. The output detection circuit has a function of outputting the first control voltage and the second control voltage, and a first auxiliary control voltage having a predetermined potential difference from the first control voltage. And a function of outputting a second auxiliary control voltage having a predetermined potential difference from the second control voltage, wherein the oscillation circuit has the oscillation voltage of the first control voltage and the first control voltage. Instead of when it is between two control voltages, when the oscillating voltage is between the first auxiliary control voltage and the second auxiliary control voltage, the rising speed or the falling speed of the oscillating voltage is reduced. DC-DC according to claim 2, which has the function of
converter.
【請求項6】 前記第1の制御電圧が前記第1の所定電
圧より高く、且つ前記第2の制御電圧が前記第2の所定
電圧より低い場合、または、前記第1の制御電圧が前記
第2の所定電圧より低く、且つ前記第2の制御電圧が前
記第1の所定電圧より高い場合に、前記発振回路が動作
を停止するよう構成された請求項2、3、4、又は5記
載のDC−DCコンバータ。
6. The first control voltage is higher than the first predetermined voltage and the second control voltage is lower than the second predetermined voltage, or the first control voltage is the first control voltage. 6. The oscillation circuit is configured to stop operating when the second control voltage is lower than the second predetermined voltage and the second control voltage is higher than the first predetermined voltage. DC-DC converter.
【請求項7】 入力直流電源と、降圧コンバータ部と、
出力コンデンサとを有し、前記入力直流電源からの入力
直流電圧を前記降圧コンバータ部を介して前記出力コン
デンサから負荷へ供給するDC−DCコンバータであっ
て、 前記降圧コンバータ部は、前記入力直流電圧の変動に対
して前記出力直流電圧を安定化するよう降圧動作を行
い、前記入力直流電圧が低いほど動作周波数が低くなる
動作領域を有するDC−DCコンバータ。
7. An input DC power supply, a step-down converter section,
A DC-DC converter having an output capacitor and supplying an input DC voltage from the input DC power source to the load from the output capacitor via the step-down converter unit, wherein the step-down converter unit is the input DC voltage. DC-DC converter having an operation region in which a step-down operation is performed so as to stabilize the output DC voltage with respect to the fluctuation of 1), and the operating frequency decreases as the input DC voltage decreases.
【請求項8】 入力直流電源と、昇圧コンバータ部と、
出力コンデンサとを有し、前記入力直流電源からの入力
直流電圧を前記降圧コンバータ部を介して前記出力コン
デンサから負荷へ供給するDC−DCコンバータであっ
て、 前記入力直流電圧の変動に対して前記出力直流電圧を安
定化するよう昇圧動作を行い、前記入力直流電圧が高い
ほど動作周波数が低くなる動作領域を有するDC−DC
コンバータ。
8. An input DC power supply, a boost converter section,
A DC-DC converter having an output capacitor and supplying the input DC voltage from the input DC power source to the load from the output capacitor via the step-down converter unit, wherein DC-DC having an operating region in which a boosting operation is performed to stabilize the output DC voltage, and the operating frequency decreases as the input DC voltage increases.
converter.
【請求項9】 入力直流電源と、降圧コンバータ部と、
昇圧コンバータ部と、出力コンデンサとを有し、前記入
力直流電源からの入力直流電圧を前記降圧コンバータ部
と前記昇圧コンバータ部とを介して前記出力コンデンサ
から負荷へ供給するDC−DCコンバータであって、 前記降圧コンバータ部は、前記入力直流電圧が設定電圧
より高い場合に降圧動作を行い、当該降圧動作中におい
て前記入力直流電圧が低いほど、前記降圧コンバータ部
の動作周波数が低くなる動作領域を有し、 前記昇圧コンバータ部は、前記入力直流電圧が設定電圧
より低い場合に昇圧動作を行い、当該昇圧動作中におい
て前記入力直流電圧が高いほど、前記昇圧コンバータ部
の動作周波数が低くなる動作領域を有ており、 前記入力直流電圧が前記設定電圧近傍である場合に降圧
動作と昇圧動作を同時に行うよう構成されたDC−DC
コンバータ。
9. An input DC power supply, a step-down converter section,
A DC-DC converter having a step-up converter section and an output capacitor, and supplying an input DC voltage from the input DC power source from the output capacitor to a load via the step-down converter section and the step-up converter section. The step-down converter section has an operation region in which the step-down operation is performed when the input DC voltage is higher than a set voltage, and the operating frequency of the step-down converter section becomes lower as the input DC voltage is lower during the step-down operation. However, the boost converter unit performs a boosting operation when the input DC voltage is lower than a set voltage, and an operating region in which the operating frequency of the boost converter unit decreases as the input DC voltage increases during the boosting operation. If the input DC voltage is near the set voltage, the step-down operation and the step-up operation are performed at the same time. The DC-DC
converter.
【請求項10】 入力直流電源に接続される第1の主ス
イッチ手段と第1の整流手段とインダクタとを有する降
圧コンバータ部と、 前記インダクタを共有して第2の主スイッチ手段と第2
の整流手段とを有する昇圧コンバータ部と、 出力直流電圧を負荷へ供給するための出力コンデンサ
と、 前記出力直流電圧を検出し、設定電圧と前記出力直流電
圧との誤差情報を有する第1の制御電圧を出力するとと
もに、前記第1の制御電圧との間に所定の電位差を有す
る第2の制御電圧を出力する出力検出回路と、 第1の所定電圧と前記第1の所定電圧より低い第2の所
定電圧との間を周期的に増減する振動電圧を出力し、前
記第1の所定電圧と前記第2の所定電圧との間の電位差
が前記第1の制御電圧と前記第2の制御電圧との間の電
位差以上に設定され、前記振動電圧が前記第1の制御電
圧と前記第2の制御電圧との間にある時、前記振動電圧
の上昇速度または下降速度を低速化する機能を有する発
振回路と、 前記第1の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、少な
くとも前記第1の主スイッチ手段をオンオフ制御する第
1の制御駆動回路と、 前記第2の制御電圧と前記振動電圧とを比較して、少な
くとも前記第2の主スイッチ手段をオンオフ制御する第
2の制御駆動回路と、 を具備する請求項9記載のDC−DCコンバータ。
10. A step-down converter section having a first main switch means connected to an input DC power source, a first rectifying means, and an inductor, a second main switch means sharing the inductor, and a second main switch means.
A first converter having a rectifying means, an output capacitor for supplying an output DC voltage to a load, the output DC voltage, and error information between a set voltage and the output DC voltage. An output detection circuit that outputs a voltage and outputs a second control voltage having a predetermined potential difference from the first control voltage; a first predetermined voltage and a second lower voltage than the first predetermined voltage. An oscillating voltage that periodically increases and decreases between the first control voltage and the second control voltage, and a potential difference between the first predetermined voltage and the second predetermined voltage is output. Is set to be equal to or more than a potential difference between the first control voltage and the second control voltage, and has a function of reducing the rising speed or the falling speed of the vibration voltage when the vibration voltage is between the first control voltage and the second control voltage. An oscillation circuit, and the first control voltage A first control drive circuit that compares the oscillating voltage with at least the first main switch means to control ON / OFF, and compares the second control voltage and the oscillating voltage with at least the second The DC-DC converter according to claim 9, further comprising: a second control drive circuit that controls ON / OFF of the main switch unit.
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