JP2008113496A - Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力コンデンサに蓄えられているエネルギーを、強制放電することができる降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータおよびその制御方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させているときに、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するハイサイドスイッチ、ローサイドスイッチのうちのローサイトスイッチを一定時間、ＯＮ、ＯＦＦさせるＤＣ／ＤＣコンバータであり、これによって、コンデンサに蓄えられているエネルギーを強制放電する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。
【選択図】図１

Description

本発明は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータに関する。

図３は、従来の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２（たとえば、特許文献１参照）を示す図である。

従来の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２は、ハイサイド（上側）スイッチ２１と、ローサイド（下側）スイッチ２２と、コイル２３と、コンデンサ２４と、抵抗２５、２６と、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御コントローラ２８とを有する。

外部ＯＮ／ＯＦＦ信号２９が、ＯＮ状態であるときに、制御コントローラ２８は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２を駆動する。クロック３１のタイミングで、まず、ハイサイド（上側）スイッチ２１をＯＮする。ハイサイドスイッチ２１がＯＮすると、ＶＭ電圧３０から、ハイサイドスイッチ２１を介して、コイル２３とコンデンサ２４とに、電流が流れ込む。

コンデンサ２４に電流が流れ込むと、コンデンサ２４が電荷を蓄えることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の出力電圧が上昇する。ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の出力電圧の値は、抵抗２５、２６で分圧され、フィードバック信号２７に、分圧電圧が印加される。

図４は、従来の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の動作説明図である。

フィードバック信号２７の電圧が所定の電圧を超えると、制御コントローラ２８は、ハイサイド（上側）スイッチ２１をＯＦＦする。ハイサイドスイッチ２１をＯＦＦし、所定の時間（ブランキング時間）が経過した後に、制御コントローラ２８が、ローサイド（下側）スイッチ２２をＯＮする。

ローサイドスイッチ２２がＯＮすると、コイル２３に蓄えられているエネルギーが放出され、放出されたエネルギーは、コンデンサ２４に電荷として蓄えられる。

次に、外部ＯＮ／ＯＦＦ信号２９を使い、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２をＯＦＦする場合について、説明する。

外部ＯＮ／ＯＦＦ信号２９を使い、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２を停止すると、制御コントローラ２８は、ハイサイドスイッチ２１とローサイドスイッチ２２とをＯＦＦ状態にする。この状態では、ＶＭ電圧３０からコイル２３、コンデンサ２４へのエネルギー供給がないので、コンデンサ２４の電荷が放電されるだけで、次第に電圧は降下する。
特開２００４−３１２９１３号公報

従来例では、外部ＯＮ／ＯＦＦ信号２９によって、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止すると、ＶＭ電圧３０からのエネルギー供給が止まる。しかし、コンデンサ２４に蓄えられているエネルギーは、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の出力端子に接続されている負荷特性による自然放電のみで減少する。

負荷特性による自然放電のみで問題ない場合はよいが、負荷特性によっては、自然放電によるエネルギー放出が小さく、長時間に渡り、コンデンサ２４に蓄えられているエネルギーが保持される場合もある。

ＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の負荷が、メカニカル的に着脱可能である場合、コンデンサにエネルギーが蓄えられた状態で着脱すると、負荷の破損原因になるという問題がある。

本発明は、出力コンデンサに蓄えられているエネルギーを、強制放電することができる降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目的とするものである。

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止しているときに、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するローサイドスイッチを一定時間、ＯＮ、ＯＦＦさせることによって、コンデンサに蓄えられているエネルギーを強制放電する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。

本発明によれば、同期型ＤＣ／ＤＣコンバータにおける動作停止時に、ＤＣ／ＤＣコンバータのローサイドスイッチを、一定期間、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すので、出力コンデンサに蓄えられているエネルギーを、強制放電することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、強制放電する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータのローサイドスイッチを用いるので、コストが上昇せずに実現可能であるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を示す図である。

ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１は、ハイサイドスイッチ１と、ローサイドスイッチ２と、コイル３と、コンデンサ４と、抵抗５、６と、フィードバック信号７のループと、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を制御する制御コントローラ８とを有する。このハイサイドスイッチ１と、ローサイドスイッチ２との適用例としてトランジスタであり、たとえばＭＯＳ型ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）が使用される。

次に、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の停止動作について説明する。

図２は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の動作説明図である。

外部ＯＮ／ＯＦＦ信号９が、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１をＯＦＦするように指示すると、制御コントローラ８は、ハイサイド（上側）スイッチ１とローサイド（下側）スイッチ２とをＯＦＦする。図２は、この場合、つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１をＯＦＦするように指示した場合以降の状態を示す図である。

制御コントローラ８は、ハイサイドスイッチ１をＯＦＦにした状態で、ローサイドスイッチ２を、ある期間、決められた周期、決められたデューティサイクルで、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。なお、図２には、ローサイドスイッチ２が、ＯＮ／ＯＦＦを行う１サイクルのみが記載されているが、実際には、このＯＮ／ＯＦＦのサイクルが複数回（予め定められた回数、あるいは予め定められた時間に対応する回数）、繰り返される。

このハイサイドスイッチ１が、ＯＦＦの状態でローサイドスイッチ２がＯＮになると、コンデンサ４に蓄えられているエネルギーは、コイル３とローサイドスイッチ２とを介して、強制放電される。

本発明の実施例１である降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を示す図である。 降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の動作説明図である。 従来の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２を示す図である。 従来の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ２の動作説明図である。

符号の説明

Ｃ１…降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、
１…ハイサイドスイッチ、
２…ローサイドスイッチ、
３…コイル、
４…コンデンサ、
５、６…分割抵抗、
７…フィードバック信号、
８…制御コントローラ、
９…外部ＯＮ／ＯＦＦ信号、
１０…入力電圧、
１１…出力電圧。

Claims (6)

1. 上側スイッチと下側スイッチとを具備する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを、外部信号によってＯＮ／ＯＦＦするＯＮ／ＯＦＦ手段と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの上記下側スイッチを、切り替える下側スイッチ切替手段と；
   を有し、上記外部信号によって、上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータをＯＦＦにする際に、上記下側スイッチを切り替えることを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ。
2. 請求項１において、
   タイマを有し、
   上記タイマによって、上記下側スイッチを切り替える時間を設定することを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ。
3. 請求項２において、
   上記タイマの値に応じて、上記下側スイッチを切り替えるときにおけるデューティを変更する手段を有することを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ。
4. 上側スイッチと下側スイッチとを具備する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をフィードバックするフィードバック制御手段と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを、外部信号によってＯＮ／ＯＦＦする手段と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの上記下側スイッチを切り替える下側スイッチ切替手段と；
   を有し、上記外部信号によって降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータをＯＦＦする際に、上記フィードバック信号のレベルに応じて、上記下側スイッチを切り替えることを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ。
5. 上側スイッチと下側スイッチとを具備する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法において、
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを、外部信号によってＯＮ／ＯＦＦするＯＮ／ＯＦＦ工程と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの上記下側スイッチを、切り替える下側スイッチ切替工程と；
   を有し、上記外部信号によって、上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータをＯＦＦにする際に、上記下側スイッチを切り替えることを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法。
6. 上側スイッチと下側スイッチとを具備する降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法において、
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をフィードバックするフィードバック制御工程と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを、外部信号によってＯＮ／ＯＦＦする工程と；
   上記降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの上記下側スイッチを切り替える下側スイッチ切替工程と；
   を有し、上記外部信号によって降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータをＯＦＦする際に、上記フィードバック信号のレベルに応じて、上記下側スイッチを切り替えることを特徴とする降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法。

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