JP2008079448A - 昇圧電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インダクタ2とスイッチ素子3と整流器4と出力コンデンサ5とからなる昇圧コンバータにおいて、出力電圧Voが規定電圧Vr以下の起動時にスイッチ素子3のオンオフ動作を制御する起動回路6は、所定のオンオフ時間比のパルス信号Voscを生成する発振回路60と、スイッチ素子3の電流を所定の制限値と比較する電流比較回路61と、パルス信号Voscに基づいてスイッチ素子3をターンオンし、電流比較回路61の出力信号Vcmpまたはパルス信号Voscに基づいてターンオフする駆動信号V1を生成することによって、高入力時であってもスイッチ素子3に流れる電流のピーク値を制限することにより、突入電流を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施形態1における昇圧電源装置の回路構成を示す図である。図1において、1はバッテリーなどの入力電源であり、直流の入力電圧Viを供給する。2は一端を入力電源1に接続されたインダクタ、3はスイッチ素子であるNMOSトランジスタであり、インダクタ2の他端にドレインが接続され、ソースが接地される。4は整流器であるダイオードであり、アノードがスイッチ素子3のドレインに接続される。5は出力コンデンサであり、整流器4の出力(ダイオードのカソード)に接続され出力電圧Voを供給する。以上の要部で昇圧コンバータ部を構成する。
図3は、本発明の実施形態2に係る昇圧電源装置の駆動回路の構成を示す図であり、スイッチ素子のターンオン時のサージ電流の影響を除去するために遅延回路を設けた駆動回路のより詳細な構成を示す。また、図3において、図1に示した実施形態1に係る昇圧電源装置と同じ構成要素のものについては、図示を省略もしくは同一の番号を付与し、それらの説明を省略する。
図5は、本発明の実施形態3に係る昇圧電源装置の駆動回路の構成を示す図であり、スイッチ素子のオン抵抗の変動を補正するための、電流比較回路のより詳細な構成を示す。また、図5において、図1に示した実施形態1に係る昇圧電源装置と同じ構成要素のものについては、図示を省略もしくは同一の番号を付与し、それらの説明を省略する。
図6は、本発明の実施形態4に係る昇圧電源装置の回路構成を示す図であり、起動回路6への電源電圧を供給する構成を示す。また、図6において、図1に示した実施形態1に係る昇圧電源装置と同じ構成要素のものについては、図示を省略もしくは同一の番号を付与し、その説明を省略する。
2 インダクタ
3 スイッチ素子
4 整流器
5 出力コンデンサ
6,30 起動回路
7,40 制御回路
8 比較器
9 スイッチ回路
50 電圧源回路
51 比較器
52,65,69,90 インバータ
53,66 遅延回路
60 発振回路
61 電流比較回路
62 駆動回路
63 電圧源回路
64 比較器
67,70 AND回路
68,72,73 NOR回路
74 定電流源回路
75 NMOSトランジスタ
91,92 PMOSトランジスタ
Claims (9)
- 直列接続したインダクタとスイッチ素子と、前記スイッチ素子の両端電圧を整流平滑する整流手段と平滑手段からなり、前記スイッチ素子のオンオフ動作によって、前記インダクタへの入力電圧を昇圧変換して前記平滑手段から出力電圧を出力する昇圧コンバータと、
前記出力電圧が規定電圧以下の場合に、前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する起動回路と、
前記出力電圧が規定電圧を超えると前記起動回路に代わって、前記出力電圧が目標値となるように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する制御回路を備えた昇圧電源装置において、
前記起動回路は、所定のオンオフ時間比のパルス信号を生成する発振回路と、前記スイッチ素子の電流を所定の制限値と比較する電流比較回路と、前記パルス信号に基づいて前記スイッチ素子をターンオンし、前記電流比較回路の出力または前記パルス信号に基づいて前記スイッチ素子をターンオフする駆動信号を生成する駆動回路を備えたことを特徴とする昇圧電源装置。 - 前記出力電圧を前記所定の電圧値と比較する第1の比較手段と、前記第1の比較手段の出力に基づいて前記起動回路と前記制御回路のいずれかを選択して駆動する選択回路を備え、
前記選択回路は、前記起動回路から前記制御回路への切り替え時において、前記制御回路の動作開始を所定時間遅延させることを特徴とする請求項1記載の昇圧電源装置。 - 前記発振回路は、パルス信号の1周期におけるオフ時間の割合を、前記入力電圧の最低値(Vimin)と前記出力電圧の第1の電圧値(Vo1)との比の値(Vimin/Vo1)より小さく設定したことを特徴とする請求項1記載の昇圧電源装置。
- 前記電流比較回路は、前記スイッチ素子のオン電圧と所定の閾値電圧を比較する第2の比較手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の昇圧電源装置。
- 前記駆動回路は、前記スイッチ素子のターンオン後の所定期間は、前記第2の比較手段の比較結果を無視することを特徴とする請求項4記載の昇圧電源装置。
- 前記駆動回路は、前記パルス信号の立ち上がり時に前記スイッチ素子をターンオンし、前記電流比較回路の出力が、前記スイッチ素子のオン電圧が前記所定の閾値電圧以上に達したことを示す時、または前記パルス信号の立ち下がり時に前記スイッチ素子をターンオフする駆動信号を生成することを特徴とする請求項4記載の昇圧電源装置。
- 前記スイッチ素子はNMOSトランジスタであって、前記電流比較回路の前記所定の閾値電圧は、前記入力電圧が高いほど低く設定し、前記駆動回路は前記入力電圧を電源電圧とすることを特徴とする請求項6記載の昇圧電源装置。
- 前記スイッチ素子はNMOSトランジスタであって、前記電流比較回路の前記所定の閾値電圧は、前記出力電圧が高いほど低く設定し、前記駆動回路は前記出力電圧を電源電圧とすることを特徴とする請求項6記載の昇圧電源装置。
- 前記入力電圧と前記出力電圧を比較する第3の比較手段と、前記第3の比較手段によって駆動され、前記入力電圧が高いと前記入力電圧を出力し、前記出力電圧が高いと前記出力電圧を出力するスイッチ回路を備え、
少なくとも前記駆動回路は、前記スイッチ回路の出力を電源電圧とする請求項1記載の昇圧電源装置。
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