JP2006230094A

JP2006230094A - Power supply circuit

Info

Publication number: JP2006230094A
Application number: JP2005040179A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamamoto; 明夫山本
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-08-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply circuit that can be normally started by a simpler and more economical construction even when the voltage of the power supply of a super capacitor or the like is low. <P>SOLUTION: The power supply circuit includes a direct-current power source 1; a conversion unit 2 that converts the level of the voltage of the direct-current power source 1; a control unit 7 that controls the voltage converted by the conversion unit 2; and a power generation mechanism 12 that, when the conversion unit 2 is started, generates a voltage in an amount equivalent to external operation, and supplies the generated voltage to the control unit 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電源回路に関し、特に、直流電源電圧を所望の直流電圧に変換する電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit, and more particularly to a power supply circuit that converts a DC power supply voltage into a desired DC voltage.

近年、スーパーキャパシタの特性向上が進んでいる。スーパーキャパシタは、一般のコンデンサに比べて体積当りで１０００倍以上の静電容量をもつ電気二重層コンデンサである。スーパーキャパシタは、充放電が原理的に無制限、秒単位の急速充放電が可能、環境負荷が少ないことから注目されており、すでに、各種電子機器における電源断時のバックアップ電源として利用されている。そして、スーパーキャパシタは、その特性向上により将来的に携帯機器等の電源用途として現在の２次電池との代替が期待されている。 In recent years, characteristics of supercapacitors have been improved. A supercapacitor is an electric double layer capacitor having a capacitance of 1000 times or more per volume as compared with a general capacitor. Supercapacitors are attracting attention because they have unlimited charging / discharging in principle, can be rapidly charged / discharged in seconds, and have a low environmental load, and have already been used as backup power sources when various electronic devices are powered off. Supercapacitors are expected to replace current secondary batteries as power supplies for portable devices and the like in the future due to improved characteristics.

図３は、一般的なスーパーキャパシタの特性を示している。図３において、横軸はバックアップ時間（充電後の動作時間）を示し、縦軸は各時間の出力電流値である。図のように、スーパーキャパシタは、長期間の動作が可能となっている。この例のスーパーキャパシタは、充電した後、０．１秒経過時にはアンペアオーダーの電流、１分経過時にはミリアンペアオーダーの電流、１ヶ月経過時にはマイクロアンペアオーダーの電流の取り出しが可能である。 FIG. 3 shows the characteristics of a general supercapacitor. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the backup time (operation time after charging), and the vertical axis indicates the output current value at each time. As shown in the figure, the supercapacitor can operate for a long period of time. The supercapacitor in this example can take out an amperage-order current when 0.1 seconds have elapsed after charging, a milliampere-order current when one minute has elapsed, and a microampere-order current when one month has elapsed.

また、スーパーキャパシタは、エネルギーの放出と共に放電電圧が低下するため、そのレベル変動の幅が大きいという特徴がある。したがって、スーパーキャパシタを用いて電源回路を構成する場合、電子機器に供給する電圧を一定にする為、ＤＣ／ＤＣコンバータとの組合せでの使用が必須となる。 In addition, the supercapacitor has a feature that the level fluctuation is large because the discharge voltage decreases with the release of energy. Therefore, when a power supply circuit is configured using a supercapacitor, use in combination with a DC / DC converter is essential in order to make the voltage supplied to the electronic device constant.

一方、携帯機器等の電源回路では、電源に蓄積したエネルギーを効率的に使用する為、停止と再起動（起動）を繰り返すような環境が想定される。すなわち、電源回路のＤＣ／ＤＣコンバータは、停止と再起動を繰り返しても、正常に動作する必要がある。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの一部を半導体素子で構成している場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動時には、半導体素子のしきい値以上の電圧が必要であるが、主電源の電圧が半導体素子のしきい値以下の低電圧となった場合は、半導体素子が動作できないため、ＤＣ／ＤＣコンバータを再起動する事ができなくなるという欠点が生じる。 On the other hand, in a power supply circuit of a portable device or the like, an environment in which stop and restart (startup) are repeated is assumed in order to efficiently use energy stored in the power supply. That is, the DC / DC converter of the power supply circuit needs to operate normally even if it is repeatedly stopped and restarted. However, when a part of the DC / DC converter is composed of a semiconductor element, when the DC / DC converter is started, a voltage higher than the threshold value of the semiconductor element is required. When the voltage becomes lower than the threshold value, the semiconductor element cannot operate, and thus the DC / DC converter cannot be restarted.

そこで、主電源とは別に電池からなる予備電源を有する従来のＤＣ／ＤＣコンバータが知られている（特許文献１参照）。 Therefore, a conventional DC / DC converter having a standby power source made of a battery apart from the main power source is known (see Patent Document 1).

図４は、特許文献１に記載されている従来のＤＣ／ＤＣコンバータを含む電源回路の構成を示している。この従来の電源回路は、図に示されるように、直流電源１０１とＤＣ／ＤＣコンバータ１０２を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２は、変換部１２０、制御部１２１、補助電源１２２を有している。変換部１２０は、スイッチング素子１２３、トランス１２４、ダイオード１２５を有しており、直流電源１０１の電圧を所定の電圧に変換し出力する。制御部１２１は、誤差増幅器１２６、パルス幅変換器１２７、駆動回路１２８を有しており、変換部１２０の変換した電圧が所定の電圧となるように変換部１２０の動作を制御する。補助電源１２２は、電池１３０、ダイオード１３１，１３２を有しており、制御部１２１の各回路に対し補助電源を供給する。 FIG. 4 shows a configuration of a power supply circuit including a conventional DC / DC converter described in Patent Document 1. This conventional power supply circuit includes a DC power supply 101 and a DC / DC converter 102 as shown in the figure. The DC / DC converter 102 includes a conversion unit 120, a control unit 121, and an auxiliary power source 122. The conversion unit 120 includes a switching element 123, a transformer 124, and a diode 125, converts the voltage of the DC power supply 101 into a predetermined voltage, and outputs the voltage. The control unit 121 includes an error amplifier 126, a pulse width converter 127, and a drive circuit 128, and controls the operation of the conversion unit 120 so that the voltage converted by the conversion unit 120 becomes a predetermined voltage. The auxiliary power supply 122 includes a battery 130 and diodes 131 and 132 and supplies auxiliary power to each circuit of the control unit 121.

従来のＤＣ／ＤＣコンバータを有する電源回路の起動時、まず、補助電源１２２から制御部１２１に動作電圧が供給され、起動後は、変換部１２０の出力直流電圧がダイオ−ド１３２を介して制御部１２１に動作電圧として供給される。このような構成により、起動時に直流電源１０１の電圧が制御部１２１の動作電圧より低下している場合でも、補助電源１２２より制御部１２１に動作電圧を供給するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２の起動が可能である。
特開昭５７−１８０３７２号公報 When starting a power supply circuit having a conventional DC / DC converter, first, an operating voltage is supplied from the auxiliary power supply 122 to the control unit 121, and after the start-up, the output DC voltage of the conversion unit 120 is controlled via the diode 132. The operation voltage is supplied to the unit 121. With such a configuration, even when the voltage of the DC power source 101 is lower than the operating voltage of the control unit 121 at the time of startup, the operating voltage is supplied from the auxiliary power source 122 to the control unit 121. Is possible.
JP-A-57-180372

このように、従来のＤＣ／ＤＣコンバータを有する電源回路では、起動用の補助電源を設けることにより正常な起動を保障している。例えば、スーパーキャパシタを電源に用いた場合には、バックアップ時間によっては、電源電圧が１Ｖ未満と非常に低くなることもあるため、補助電源を備える必要性が高い。 Thus, in a power supply circuit having a conventional DC / DC converter, normal startup is ensured by providing an auxiliary power supply for startup. For example, when a super capacitor is used as a power source, depending on the backup time, the power source voltage may be as low as less than 1 V, so there is a high need for providing an auxiliary power source.

しかしながら、従来の電源回路では、起動時に必要となる電力を電源回路内部にあらかじめ蓄積しておく手段が必要であった。図４の従来例では、起動用の補助電源１２２に直流電源１０１（主電源）と同等の電池１３０が必要となってしまう。例えば、２次電池の代替として主電源にスーパーキャパシタを用いた場合、電源回路内にさらに電池を設けてしまうことは、２次電池を代替するという機能を果たさなくなってしまう。また、電池を設けてしまうと、回路構成が複雑になってしまうとともに、電池の交換が必要になる等、経済的な負担が生じるという問題点があった。 However, the conventional power supply circuit requires a means for storing in advance the power necessary for startup in the power supply circuit. In the conventional example of FIG. 4, a battery 130 equivalent to the DC power source 101 (main power source) is required for the auxiliary power source 122 for activation. For example, when a super capacitor is used as the main power source as an alternative to the secondary battery, providing a further battery in the power circuit does not fulfill the function of substituting the secondary battery. In addition, if a battery is provided, the circuit configuration becomes complicated, and there is a problem that an economic burden arises such that the battery needs to be replaced.

本発明にかかる電源回路は、直流電圧源と、前記直流電圧源の電圧のレベルを変換する変換回路と、前記変換回路の変換する電圧を制御する制御回路と、変換回路の起動時、外部操作に応じた量の電圧を生成、前記生成した電圧を前記制御回路に供給する起動電圧生成回路と、を備えるものである。 A power supply circuit according to the present invention includes a DC voltage source, a conversion circuit that converts a voltage level of the DC voltage source, a control circuit that controls a voltage to be converted by the conversion circuit, and an external operation when the conversion circuit is activated. And a start-up voltage generation circuit that generates an amount of voltage corresponding to the voltage and supplies the generated voltage to the control circuit.

この電源回路によれば、変換回路の起動時に起動電圧生成回路から電力を供給するため、電源電圧が制御回路の動作電圧より低い場合でも正常に起動することができる。さらに、起動時にのみ必要な電力を外部の操作に応じて生成するため、起動用の動作電圧をあらかじめ蓄積するような電池を設ける必要が無い。したがって、より簡便かつ経済的な回路構成とすることができる。 According to this power supply circuit, since power is supplied from the start voltage generation circuit when the conversion circuit is started, the power supply voltage can be normally started even when the power supply voltage is lower than the operating voltage of the control circuit. Furthermore, since electric power required only at the time of start-up is generated according to an external operation, there is no need to provide a battery that stores the start-up operating voltage in advance. Therefore, a simpler and more economical circuit configuration can be obtained.

本発明によれば、より簡便かつ経済的な構成により、低い電源電圧でも正常に起動できる電源回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply circuit which can be started normally with a low power supply voltage can be provided with a simpler and more economical configuration.

発明の実施の形態１．
まず、図１を用いて、本発明の実施の形態１にかかる電源回路について説明する。本実施形態にかかる電源回路は、外部操作する発電機構により起動時の動作電圧を生成することを特徴としている。 Embodiment 1 of the Invention
First, the power supply circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The power supply circuit according to the present embodiment is characterized in that an operating voltage at startup is generated by a power generation mechanism operated externally.

図１は、本実施形態にかかる電源回路の構成を示している。この電源回路は、図に示されるように、直流電源１、電源スイッチ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を備えている。 FIG. 1 shows a configuration of a power supply circuit according to the present embodiment. As shown in the figure, this power supply circuit includes a DC power supply 1, a power switch 11, and a DC / DC converter 20.

直流電源１は、直流電圧を出力する電圧源であり、例えば、スーパーキャパシタである。直流電源１は、その他、起動時にＤＣ／ＤＣコンバータ２０（制御部７）の動作電圧よりも低い電圧を出力しうるような電源である。 The DC power source 1 is a voltage source that outputs a DC voltage, and is, for example, a super capacitor. The DC power supply 1 is a power supply that can output a voltage lower than the operating voltage of the DC / DC converter 20 (control unit 7) at the time of startup.

電源スイッチ１１は、電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ２０）の動作をオン／オフする。電源スイッチ１１を閉じる（オンする）ことにより、直流電源１とＤＣ／ＤＣコンバータ２０の間を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作を開始する。電源スイッチ１１を開く（オフする）ことにより、直流電源１とＤＣ／ＤＣコンバータ２０の間を切断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作を停止する。尚、本明細書において、起動（再起動）とは、電源回路の起動であり、電源回路から変換した電圧の出力を開始することである。具体的には、電源スイッチ１１をオンし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作を開始することである。 The power switch 11 turns on / off the operation of the power circuit (DC / DC converter 20). By closing (turning on) the power switch 11, the DC power source 1 and the DC / DC converter 20 are connected, and the operation of the DC / DC converter 20 is started. By opening (turning off) the power switch 11, the DC power supply 1 and the DC / DC converter 20 are disconnected, and the operation of the DC / DC converter 20 is stopped. In this specification, the activation (reactivation) is activation of the power supply circuit and starts output of a voltage converted from the power supply circuit. Specifically, the power switch 11 is turned on and the operation of the DC / DC converter 20 is started.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、直流電源１の電圧を所定のレベルの電圧に変換する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、図に示されるように、変換部２、制御部７、発電機構１２を有している。 The DC / DC converter 20 is a circuit that converts the voltage of the DC power source 1 into a voltage of a predetermined level. As shown in the figure, the DC / DC converter 20 includes a conversion unit 2, a control unit 7, and a power generation mechanism 12.

変換部２、直流電源１の電圧のレベルを変換（昇圧）した出力電圧を出力する。変換部２は、入力電圧を巻線比に応じて変換するトランス４（昇圧器）、トランス４の電流をオン／オフ（スイッチング）しトランス４で電圧変換をさせるスイッチング素子３、トランス４から出力される電流を整流するダイオード５、トランス４が変換した電圧を蓄積し出力電圧とするコンデンサ６を有している。 The converter 2 outputs an output voltage obtained by converting (boosting) the voltage level of the DC power supply 1. The converter 2 outputs a transformer 4 (booster) that converts the input voltage according to the winding ratio, a switching element 3 that turns on / off (switches) the current of the transformer 4 and performs voltage conversion by the transformer 4, and outputs from the transformer 4 A diode 5 that rectifies the generated current, and a capacitor 6 that accumulates the voltage converted by the transformer 4 and generates an output voltage.

トランス４の１次側（入力側）は、一端が電源スイッチを介して直流電源１の一方の端子（第１の電源側）に接続され、他端がスイッチング素子３を介して直流電源１の他方の端子（第２の電源側）に接続されている。スイッチング素子３は、例えば、Ｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｓｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ドレインがトランス４の一次側の他端に接続され、ソースが直流電源１の他方の端子に接続され、ゲートに制御回路から制御電圧が入力される。尚、スイッチング素子３は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、バイポーラトランジスタ等でもよい。 One end of the primary side (input side) of the transformer 4 is connected to one terminal (first power supply side) of the DC power supply 1 via a power switch, and the other end of the DC power supply 1 via the switching element 3. It is connected to the other terminal (second power supply side). The switching element 3 is, for example, an N-type power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a drain is connected to the other end of the primary side of the transformer 4, and a source is connected to the other terminal of the DC power source 1. A control voltage is input to the gate from the control circuit. The switching element 3 is not limited to a MOSFET but may be a bipolar transistor or the like.

トランス４の２次側（出力側）は、一端がダイオード５を介してコンデンサの一端に接続され、他端がコンデンサ６の他端に接続されている。さらに、コンデンサ６の両端の電圧（出力電圧）は、出力端子から出力されるとともに、制御部７にも供給される。 One end of the secondary side (output side) of the transformer 4 is connected to one end of the capacitor via the diode 5, and the other end is connected to the other end of the capacitor 6. Furthermore, the voltage across the capacitor 6 (output voltage) is output from the output terminal and also supplied to the control unit 7.

制御部７は、変換部２の変換した出力電圧が所定の電圧となるように変換部２の変換動作を制御する。制御部７は、例えば、１つの半導体装置であり、動作するためには半導体素子のしきい値以上の電源が必要である。制御部７は、誤差増幅器８、パルス幅変換器９、駆動回路１０を有している。誤差増幅器８は、コンデンサ６の両端に接続されて、変換部２の出力電圧が入力され、出力電圧と設定基準電圧とを比較して比較結果を出力する。パルス幅変換器９は、誤差増幅器８が出力する比較結果に応じたパルス幅のパルスを生成する。駆動回路１０は、パルス幅変換器９の生成したパルスを駆動した制御電圧を変換部２のスイッチング素子３へ出力する。 The control unit 7 controls the conversion operation of the conversion unit 2 so that the output voltage converted by the conversion unit 2 becomes a predetermined voltage. The control unit 7 is, for example, one semiconductor device, and requires a power supply that is equal to or higher than the threshold value of the semiconductor element to operate. The control unit 7 includes an error amplifier 8, a pulse width converter 9, and a drive circuit 10. The error amplifier 8 is connected to both ends of the capacitor 6, receives the output voltage of the conversion unit 2, compares the output voltage with the set reference voltage, and outputs a comparison result. The pulse width converter 9 generates a pulse having a pulse width corresponding to the comparison result output from the error amplifier 8. The drive circuit 10 outputs the control voltage that drives the pulse generated by the pulse width converter 9 to the switching element 3 of the converter 2.

また、制御部７の各要素、つまり、誤差増幅器８、パルス幅変換器９、駆動回路１０のそれぞれが動作するための電源として、ダイオード１４を介して変換部２の出力電圧が供給され、さらに、ダイオード１３を介して発電機構１２の発電電圧が供給される。本実施形態では、電源回路の起動時は、発電機構１２から電源が供給され、起動後は、変換部２から電源が供給される。 Further, as the power source for operating each element of the control unit 7, that is, the error amplifier 8, the pulse width converter 9, and the drive circuit 10, the output voltage of the conversion unit 2 is supplied via the diode 14, The generated voltage of the power generation mechanism 12 is supplied via the diode 13. In the present embodiment, power is supplied from the power generation mechanism 12 when the power supply circuit is activated, and power is supplied from the conversion unit 2 after activation.

発電機構１２は、起動時、制御部７の動作電圧を発電する起動電圧生成回路である。発電機構１２は、外部から手動により操作され、操作される力に応じた量の電力（電圧）を生成し、生成した電力を制御部７へ出力する。発電機構１２は、例えば、外部から応力を加えることにより電力を発生するピエゾ素子（圧電素子）や、外部入力によりモーター等を回転させ電磁コイルにより電力を発生する電磁変換器等である。発電機構１２は、より簡便な回路構成とするために、あらかじめ電力を蓄積しておくのではなく、起動時のみ必要な電力を発電するような構成であることが好ましい。 The power generation mechanism 12 is a startup voltage generation circuit that generates an operating voltage of the control unit 7 at the time of startup. The power generation mechanism 12 is manually operated from the outside, generates an amount of electric power (voltage) corresponding to the operated force, and outputs the generated electric power to the control unit 7. The power generation mechanism 12 is, for example, a piezoelectric element (piezoelectric element) that generates electric power by applying stress from the outside, an electromagnetic converter that generates electric power by an electromagnetic coil by rotating a motor or the like by external input. In order to make the power generation mechanism 12 have a simpler circuit configuration, it is preferable that the power generation mechanism 12 is configured not to store power in advance but to generate necessary power only at the time of startup.

電源回路の定常動作時（起動後、発電機構１２等を用いずに安定して動作する時）、スイッチング素子３がオンの間、直流電源１の電圧がトランス４により昇圧され、ダイオード５で整流されて出力電圧が出力される。そして、出力電圧が所定の基準電圧となるように、制御部７によりスイッチング素子３がオン／オフされる。例えば、基準電圧よりも出力電圧が大きい場合には、スイッチング素子３のオンの期間を短くすることで、トランス４の動作期間が短くなり出力電圧が低くなる。また、基準電圧よりも出力電圧が小さい場合には、スイッチング素子３のオンの期間を長くすることで、トランス４の動作期間が長くなり出力電圧が高くなる。 During steady operation of the power supply circuit (when the power supply circuit operates stably without using the power generation mechanism 12 or the like), the voltage of the DC power supply 1 is boosted by the transformer 4 and rectified by the diode 5 while the switching element 3 is on. Output voltage is output. Then, the switching element 3 is turned on / off by the control unit 7 so that the output voltage becomes a predetermined reference voltage. For example, when the output voltage is larger than the reference voltage, the operation period of the transformer 4 is shortened and the output voltage is lowered by shortening the ON period of the switching element 3. Further, when the output voltage is smaller than the reference voltage, the operation period of the transformer 4 becomes longer and the output voltage becomes higher by lengthening the ON period of the switching element 3.

電源回路の再起動時（起動時）、使用者が電源スイッチ１１を閉じた後、発電機構１２を操作する。発電機構１２では、使用者の操作に応じた電圧が生成される。そうすると、発電機構１２から発電電圧がダイオード１３を介して制御部７に与えられ、この電圧が制御部７の動作電圧以上になると、制御部７が動作するようになる。このとき、変換部２の出力電圧は基準電圧以下であるから、スイッチング素子３がオンとなり、トランス４が昇圧を開始する。こうして、発電機構１２を操作することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が起動する。 When the power supply circuit is restarted (at startup), the user closes the power switch 11 and then operates the power generation mechanism 12. In the power generation mechanism 12, a voltage corresponding to a user's operation is generated. Then, a power generation voltage is applied from the power generation mechanism 12 to the control unit 7 via the diode 13, and when this voltage becomes equal to or higher than the operation voltage of the control unit 7, the control unit 7 is operated. At this time, since the output voltage of the conversion unit 2 is equal to or lower than the reference voltage, the switching element 3 is turned on and the transformer 4 starts boosting. Thus, by operating the power generation mechanism 12, the DC / DC converter 20 is activated.

このように本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の再起動時のみ制御部７の動作電圧を供給するような発電機構１２を設けた。これにより、直流電源１が制御部７の動作電圧より低い電圧であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が正常に起動することができる。特に、直流電源１にスーパーキャパシタを用いた場合には、上述のように、電源電圧が非常に低くなるため、本発明による効果が大きい。また、起動時のみの電力でよく定常動作時の電力を要さない為、より簡便な構造を取る事が可能である。また、図４の従来技術にあった電池のようなあらかじめ電力を蓄積しておくような手段が不要となり、電池交換なども不要であるため、より経済的な構成とすることができる。 Thus, in this embodiment, the power generation mechanism 12 that supplies the operating voltage of the control unit 7 only when the DC / DC converter 20 is restarted is provided. Thereby, even if the DC power supply 1 is a voltage lower than the operating voltage of the control unit 7, the DC / DC converter 20 can be normally started. In particular, when a supercapacitor is used for the DC power supply 1, the power supply voltage becomes very low as described above, so that the effect of the present invention is great. Further, since the power only at the time of startup is sufficient and the power at the time of steady operation is not required, a simpler structure can be taken. Further, since a means for storing electric power in advance, such as a battery according to the prior art of FIG. 4, is not required and battery replacement is not required, a more economical configuration can be achieved.

発明の実施の形態２．
次に、図２を用いて、本発明の実施の形態２にかかる電源回路について説明する。本実施形態にかかる電源回路は、外部操作するスイッチにより起動時の動作電圧を生成することを特徴としている。 Embodiment 2 of the Invention
Next, a power supply circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The power supply circuit according to the present embodiment is characterized in that an operating voltage at the time of activation is generated by a switch operated externally.

図２は、本実施形態にかかる電源回路の構成を示している。この電源回路は、図１の構成と比べて、発電機構１２の代わりに、起動スイッチ１５を有している。尚、図２において、図１と同一の符号を付されたものは同様の要素であり、それらの説明を適宜省略する。 FIG. 2 shows the configuration of the power supply circuit according to the present embodiment. This power supply circuit has a start switch 15 instead of the power generation mechanism 12 as compared with the configuration of FIG. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements, and description thereof will be omitted as appropriate.

起動スイッチ１５は、起動時に、変換部２（トランス４）の電流のオン／オフしトランス４で電圧変換をさせるスイッチである。起動スイッチ１５は、外部から手動により操作される機械的なスイッチであり、操作に応じてオン／オフする。本実施形態では、起動スイッチ１５は、トランス４とともに、操作に応じた量の電圧を生成して制御部７へ動作電圧を供給する起動電圧生成回路である。 The start switch 15 is a switch that turns on / off the current of the conversion unit 2 (transformer 4) and performs voltage conversion by the transformer 4 at the time of start. The start switch 15 is a mechanical switch that is manually operated from the outside, and is turned on / off according to the operation. In the present embodiment, the start switch 15 is a start voltage generation circuit that generates an amount of voltage corresponding to the operation together with the transformer 4 and supplies an operating voltage to the control unit 7.

起動スイッチ１５は、スイッチング素子３と並列に、つまり、スイッチング素子３をバイパスするように接続されている。起動スイッチ１５は、トランス４の１次側の他端と、直流電源１の他方の端子との間に設けられている。起動スイッチ１５を閉じる（オンする）ことにより、トランス４の１次側と直流電源１との間を接続する。起動スイッチ１５を開く（オフする）ことにより、トランス４の１次側と直流電源１との間を切断する。 The start switch 15 is connected in parallel with the switching element 3, that is, so as to bypass the switching element 3. The start switch 15 is provided between the other end on the primary side of the transformer 4 and the other terminal of the DC power supply 1. By closing (turning on) the start switch 15, the primary side of the transformer 4 and the DC power source 1 are connected. By opening (turning off) the start switch 15, the primary side of the transformer 4 and the DC power source 1 are disconnected.

電源回路の定常動作時、起動スイッチ１５は開いておき、実施の形態１と同様の動作となる。 During the steady operation of the power supply circuit, the start switch 15 is kept open and the operation is the same as in the first embodiment.

電源回路の再起動時（起動時）、使用者が電源スイッチ１１を閉じた後、起動スイッチ１５を機構的にオン、オフする。このとき、使用者は、起動スイッチ１５のオン／オフを短期間に繰り返す。そうすると、この繰り返し操作に応じて直流電源１の電圧がトランス４の１次側に蓄積されていき、２次側に誘起電圧を発生させる。この電圧がダイオード１４を介して制御部７に供給され、制御部７の動作電圧以上になると、制御部７が動作するようになり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が起動する。 When the power supply circuit is restarted (starting up), the user closes the power switch 11 and then mechanically turns the start switch 15 on and off. At this time, the user repeats on / off of the start switch 15 in a short time. Then, according to this repeated operation, the voltage of the DC power source 1 is accumulated on the primary side of the transformer 4 and an induced voltage is generated on the secondary side. When this voltage is supplied to the control unit 7 via the diode 14 and becomes equal to or higher than the operating voltage of the control unit 7, the control unit 7 starts to operate and the DC / DC converter 20 is activated.

このように本実施形態では、再起動に際して制御部７を直接動作させるのではなく、直流電源１を利用してトランス４で動作電圧を生成し、制御部７を動作させるスイッチを設けた。機械的なスイッチを有する事で、直流電源１の電圧がスイッチング素子３のしきい値電圧以下であっても、直流電源１の電力を使用して再起動を行うことができる。起動時の動作電圧を生成するための回路としてスイッチのみでよいため、実施の形態１のような発電機構が必要なく、従来例のような予備電源の電池も必要がない。したがって、実施の形態１よりもさらに、簡便かつ経済的な構成とすることができる。 As described above, in this embodiment, the control unit 7 is not directly operated at the time of restarting, but a switch for operating the control unit 7 by generating an operating voltage with the transformer 4 using the DC power source 1 is provided. By having a mechanical switch, even if the voltage of the DC power supply 1 is equal to or lower than the threshold voltage of the switching element 3, restarting can be performed using the power of the DC power supply 1. Since only a switch is required as a circuit for generating the operating voltage at the time of startup, the power generation mechanism as in the first embodiment is not necessary, and the battery of the standby power source as in the conventional example is not necessary. Therefore, a simpler and more economical configuration can be achieved than in the first embodiment.

尚、上述の例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、実施が可能である。変換部２や制御部７は、同様の動作をする構成であれば、その他の構成でもよい。例えば、昇圧電圧が制御可能なチャージポンプ等に本発明を適用してもよい。 The present invention is not limited to the above-described example, and various modifications and implementations are possible without departing from the scope of the present invention. The conversion unit 2 and the control unit 7 may have other configurations as long as they perform the same operation. For example, the present invention may be applied to a charge pump that can control the boost voltage.

本発明にかかる電源回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power supply circuit concerning this invention. 本発明にかかる電源回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power supply circuit concerning this invention. 一般的なスーパーキャパシタの特性図である。It is a characteristic view of a general super capacitor. 従来の電源回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional power supply circuit.

Explanation of symbols

１直流電源
２変換部
３スイッチング素子
４トランス
５ダイオード
６コンデンサ
７制御部
８誤差増幅器
９パルス幅変換器
１０駆動回路
１１電源スイッチ
１２発電機構
１３，１４ダイオード
１５起動スイッチ
２０ＤＣ／ＤＣコンバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Converter 3 Switching element 4 Transformer 5 Diode 6 Capacitor 7 Control part 8 Error amplifier 9 Pulse width converter 10 Drive circuit 11 Power switch 12 Power generation mechanism 13, 14 Diode 15 Start switch 20 DC / DC converter

Claims

A DC voltage source;
A conversion circuit for converting the voltage level of the DC voltage source;
A control circuit for controlling a voltage to be converted by the conversion circuit;
An activation voltage generation circuit that generates an amount of voltage according to an external operation at the time of activation of the conversion circuit, and supplies the generated voltage to the control circuit;
A power supply circuit comprising:

The start-up voltage generation circuit generates an amount of voltage according to an externally operated force, and outputs the generated voltage to the control circuit.
The power supply circuit according to claim 1.

The startup voltage generation circuit is a circuit having a piezo element.
The power supply circuit according to claim 2.

The starting voltage generating circuit is a circuit having an electromagnetic converter.
The power supply circuit according to claim 2.

The starting voltage generation circuit causes the conversion circuit to convert the voltage of the DC voltage source according to an external operation,
The conversion circuit outputs the converted voltage to the control circuit.
The power supply circuit according to claim 1.

The starting voltage generation circuit has a mechanical switch,
The power supply circuit according to claim 5.

The conversion circuit includes a switching element that converts the voltage of the DC voltage source in accordance with the control of the control circuit,
The mechanical switch is connected in parallel with the switching element;
The power supply circuit according to claim 6.

The DC voltage source is a super capacitor.
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 7.