JP2008167506A - Dc-dc converter and its control method - Google Patents
Dc-dc converter and its control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008167506A JP2008167506A JP2006350694A JP2006350694A JP2008167506A JP 2008167506 A JP2008167506 A JP 2008167506A JP 2006350694 A JP2006350694 A JP 2006350694A JP 2006350694 A JP2006350694 A JP 2006350694A JP 2008167506 A JP2008167506 A JP 2008167506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output voltage
- input conversion
- converter
- input
- switching element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、DC−DCコンバータおよびその制御方法に関する。 The present invention relates to a DC-DC converter and a control method thereof.
従来、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するDC−DCコンバータは公知となっている。
また、DC−DCコンバータの制御としては、DC−DCコンバータを構成するコイルに流れる電流(コイル電流)の挙動に基づく区分である電流連続モードおよび電流不連続モードと呼ばれる制御が知られている。
Conventionally, a DC-DC converter that boosts or steps down an input DC voltage and outputs it is known.
As control of the DC-DC converter, there are known controls called a current continuous mode and a current discontinuous mode, which are classification based on the behavior of a current (coil current) flowing in a coil constituting the DC-DC converter.
電流不連続モードはDC−DCコンバータのスイッチング素子がオフのときにDC−DCコンバータのコイル電流が一度ゼロとなる(コイル電流が不連続となる)ものである。
これに対して、電流連続モードはDC−DCコンバータのスイッチング素子のオン・オフに関わらず常にDC−DCコンバータのコイル電流がゼロにならない(コイル電流が連続的となる)ものである。
電流不連続モードのDC−DCコンバータは、当該コンバータを構成するスイッチング素子をオンにする際にコイル電流がゼロになっていることから、いわゆるソフトスイッチングを容易に達成することが可能であり、ひいてはスイッチングによる電力損失を低減することが可能である。
特に、近年はDC−DCコンバータを構成するスイッチング素子のスイッチング周波数が大きく(高く)なり、単位時間当たりのスイッチング動作の回数が多くなる傾向にあることから、ソフトスイッチングによる電力損失の低減の効果は大きい。
In the current discontinuous mode, when the switching element of the DC-DC converter is off, the coil current of the DC-DC converter once becomes zero (the coil current becomes discontinuous).
On the other hand, in the continuous current mode, the coil current of the DC-DC converter does not always become zero (the coil current becomes continuous) regardless of whether the switching element of the DC-DC converter is on or off.
The DC-DC converter in the discontinuous current mode can easily achieve so-called soft switching because the coil current is zero when the switching elements constituting the converter are turned on. It is possible to reduce power loss due to switching.
In particular, in recent years, the switching frequency of the switching elements constituting the DC-DC converter has been increased (high), and the number of switching operations per unit time tends to increase. large.
また、それぞれ入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する入力変換回路を複数具備し、これらの入力変換回路を並列的に接続し、スイッチング動作を行う入力変換回路の数(並列数)を適宜変更することにより、大電流の取り扱いおよび電流値の大きな変動への対応を可能としたDC−DCコンバータも公知となっている。例えば、特許文献1および特許文献2に記載の如くである。
このような複数の入力変換回路を並列的に接続する形式のDC−DCコンバータの場合、通常は各入力変換回路のスイッチング素子がオンとなるタイミング(位相)をそれぞれずらすことにより、出力電圧の周期的な変動を抑制している。
In addition, a plurality of input conversion circuits for boosting or stepping down each input DC voltage and outputting it, and connecting these input conversion circuits in parallel, the number of input conversion circuits (the number of parallel operations) for performing a switching operation is provided. A DC-DC converter that can handle a large current and cope with a large fluctuation in current value by appropriately changing the current is also known. For example, it is as described in Patent Document 1 and Patent Document 2.
In the case of such a DC-DC converter in which a plurality of input conversion circuits are connected in parallel, the cycle of the output voltage is usually obtained by shifting the timing (phase) at which the switching element of each input conversion circuit is turned on. Fluctuations are suppressed.
入力変換回路のスイッチング素子のデューティ比(スイッチング周期に占めるスイッチング素子のオン時間の割合)を制御するいわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御を行い、かつ電流不連続モードで制御を行うDC−DCコンバータは、通常は検出された出力電圧に基づいてスイッチング素子のデューティ比を制御(調整)する。
このようなDC−DCコンバータの出力電圧を連続的に検出(アナログ検出)せずに周期的に検出(サンプリング)する場合、従来は入力変換回路のスイッチング素子がオフからオンになるタイミングを基準として(例えば、スイッチング素子がオンとなるタイミングに同期して)出力電圧を検出していた。
A DC-DC converter that performs so-called PWM (Pulse Width Modulation) control that controls the duty ratio of the switching element of the input conversion circuit (the ratio of the ON time of the switching element to the switching period) and that controls in the current discontinuous mode is Normally, the duty ratio of the switching element is controlled (adjusted) based on the detected output voltage.
In the case of periodically detecting (sampling) the output voltage of such a DC-DC converter instead of continuously detecting (analog detection), conventionally, the timing at which the switching element of the input conversion circuit is turned on from off is used as a reference. The output voltage was detected (for example, in synchronization with the timing when the switching element is turned on).
しかし、DC−DCコンバータの出力電圧を入力変換回路のスイッチング素子がオフからオンになるタイミングを基準として周期的に検出し、これに基づいて電流不連続モードで制御を行う場合、以下の問題を有する。 However, when the output voltage of the DC-DC converter is periodically detected on the basis of the timing when the switching element of the input conversion circuit is turned on from the OFF, and the control is performed in the current discontinuous mode based on this, the following problems are caused. Have.
図9に示す従来のDC−DCコンバータの入力変換回路(昇圧回路)511のスイッチング素子512がオフからオンになるタイミングに入力変換回路511の出力電圧Voutを周期的に検出し、当該検出値を目標電圧値としてデューティ比を制御すると、図10に示す低負荷時(デューティ比:小)においては、入力変換回路511の出力電圧Voutの平均値は、目標電圧値よりも高い値となる。これに対して、図11に示す中負荷時(デューティ比:中)および図12に示す高負荷時(デューティ比:大)においては、入力変換回路511の出力電圧Voutの平均値は、目標電圧値よりも低い値となり、かつ出力電圧の検出値と目標電圧値との差分の大きさも異なる。
The output voltage Vout of the
このように、電流不連続モードでは(1)負荷に応じてデューティ比が変化すること、(2)入力変換回路のスイッチング素子のオフ時間(スイッチング素子がオフになってから再びオンになるまで)に出力側のキャパシタ(図9の場合、キャパシタ503)の充電期間および放電期間が含まれ、充電期間および放電期間の比率がスイッチング素子のオン時間(換言すれば、デューティ比)に応じて変化すること、といった要因から、スイッチング周期内における出力電圧の上側ピーク(出力電圧が上昇から下降に転ずる点)および下側ピーク(出力電圧が下降から上昇に転ずる点)が現れるタイミングがデューティ比に応じて変化する。
従って、スイッチング素子512がオフからオンになるタイミング(スイッチング周期内における固定点)で出力電圧を検出しても、出力電圧を検出するタイミングと出力電圧の上側ピークまたは下側ピークが現れるタイミングとが負荷の変動ひいてはデューティ比の変動によりずれてしまい、デューティ比の値によっては出力電圧の平均値が目標電圧値より高い場合や低い場合が起こるなど不規則であるため、出力電圧が安定せず出力電圧の制御が容易でないという問題がある。
Thus, in the current discontinuous mode, (1) the duty ratio changes according to the load, (2) the off time of the switching element of the input conversion circuit (from when the switching element is turned off until it is turned on again) Includes a charging period and a discharging period of the output side capacitor (
Therefore, even if the output voltage is detected at the timing when the
また、図13乃至図15に示す如く、入力変換回路511を複数用意し、これらを並列的に接続し、これらがスイッチング動作するタイミング(位相)をずらす場合にも、図16に示す如く、負荷(デューティ比)に応じて出力電圧の平均値と出力電圧の検出値(目標電圧値)との差分(オフセット)が正側または負側に不規則に変動し、出力電圧が安定しないという問題がある。
さらに、複数の入力変換回路を並列的に接続する形式のDC−DCコンバータでは、負荷の増大に伴いスイッチング動作を行う入力変換回路の数(並列数)を適宜大きくする制御においても、上記の如くデューティ比に応じて出力電圧の検出値と出力電圧の平均値との関係が不規則に変化すると、並列数の変更の前後で出力電圧が変動しやすく、出力電圧が安定しないという問題がある。
Also, as shown in FIG. 16, when a plurality of
Further, in a DC-DC converter of a type in which a plurality of input conversion circuits are connected in parallel, as described above, even in the control of appropriately increasing the number of input conversion circuits (parallel number) that perform switching operation as the load increases. If the relationship between the detected value of the output voltage and the average value of the output voltage changes irregularly according to the duty ratio, there is a problem that the output voltage is likely to fluctuate before and after the parallel number is changed, and the output voltage is not stable.
なお、電流連続モードでは負荷が変動してもデューティ比は変化せず、入力変換回路のスイッチング素子のオン時間・オフ時間がそれぞれ出力側コンデンサの充電時間および放電時間に対応することから、スイッチング周期内における出力電圧の上側ピーク(出力電圧が上昇から下降に転ずる点)および下側ピーク(出力電圧が下降から上昇に転ずる点)が現れるタイミングはスイッチング素子がオンになるタイミングおよびオフになるタイミングに常に対応し、これらのタイミングが負荷の変動によりずれるという問題はない。
本発明は以上の如き状況に鑑み、デューティ比が変化しても出力電圧の制御が容易なDC−DCコンバータおよびその制御方法を提供するものである。 In view of the above situation, the present invention provides a DC-DC converter that can easily control an output voltage even when a duty ratio changes, and a control method thereof.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、
スイッチング素子およびコイルを有し、前記スイッチング素子がスイッチング動作を行うことにより、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する複数の入力変換回路を並列的に接続した入力変換部と、
前記入力変換部の出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部により検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のデューティ比を制御するデューティ比制御部と、
を具備し、
前記出力電圧検出部は、前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して前記入力変換部の出力電圧を検出するものである。
That is, in claim 1,
An input conversion unit having a switching element and a coil, wherein the switching element performs a switching operation to connect in parallel a plurality of input conversion circuits that step up or step down the input DC voltage,
An output voltage detector for detecting an output voltage of the input converter;
A duty ratio controller that controls the duty ratios of the switching elements of the plurality of input conversion circuits in a current discontinuous mode based on the output voltage detected by the output voltage detector;
Comprising
The output voltage detection unit detects an output voltage of the input conversion unit in synchronization with a timing at which any of the switching elements of the plurality of input conversion circuits is turned off.
請求項2においては、
スイッチング素子およびコイルを有し、前記スイッチング素子がスイッチング動作を行うことにより、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する複数の入力変換回路を並列的に接続した入力変換部を具備するDC−DCコンバータの制御方法であって、
前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して前記入力変換部の出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のデューティ比を制御するものである。
In claim 2,
DC having a switching element and a coil, and having an input conversion unit connected in parallel with a plurality of input conversion circuits for boosting or stepping down an input DC voltage by performing a switching operation of the switching element A method for controlling a DC converter, comprising:
Detecting the output voltage of the input conversion unit in synchronization with the timing when any of the switching elements of the plurality of input conversion circuits is turned off from on,
Based on the detected output voltage, the duty ratios of the switching elements of the plurality of input conversion circuits are controlled in a current discontinuous mode.
本発明の効果は、デューティ比および並列数が変化しても出力電圧の制御が容易であることである。 The effect of the present invention is that the output voltage can be easily controlled even if the duty ratio and the number of parallel circuits change.
以下では、図1を用いて本発明に係るDC−DCコンバータの実施の一形態であるDC−DCコンバータ100の構成について説明する。なお、DC−DCコンバータ100の制御方法は、本発明に係るDC−DCコンバータの制御方法の実施の一形態に相当する。
Below, the structure of the DC-
DC−DCコンバータ100は入力された直流電圧を昇圧して出力するものであり、主として入力側フィルタ102、入力変換部110、出力側フィルタ103、出力電圧検出部120、デューティ制御部130、ドライバ140・140・・・等を具備する。
The DC-
なお、本実施例のDC−DCコンバータ100は入力された直流電圧を昇圧して出力する構成としたが、本発明はこれに限定されず、入力された直流電圧を降圧して出力する構成等としても良く、入力された直流電圧(の正負)を反転して出力する構成等としても良い。
Although the DC-
入力変換部110は本発明に係る入力変換部の実施の一形態であり、入力変換回路111・111・・・を並列的に接続したものである。
入力変換回路111・111・・・はそれぞれ入力された直流電圧を昇圧して出力する回路、すなわち昇圧回路である。
電源200からDC−DCコンバータ100に入力された直流電圧は入力側フィルタ102を経て入力変換回路111・111・・・に入力される。DC−DCコンバータ100に入力された直流電圧は入力変換回路111・111・・・により昇圧された後、出力側フィルタ103を経てDC−DCコンバータ100から出力される。本実施例の場合、DC−DCコンバータ100から出力された直流電圧は負荷たるモータ300に入力され、モータ300の駆動に用いられる。
入力側フィルタ102および出力側フィルタ103はそれぞれDC−DCコンバータ100に入力される直流電圧およびDC−DCコンバータ100から出力される直流電圧の所定の周波数成分を除去(減衰)するものである。
The
The
The direct current voltage input from the
The
入力変換回路111は主としてスイッチング素子112、コイル113、ダイオード115を具備する。
The
スイッチング素子112は一例としてNチャネルのMOSFETからなり、ゲートに信号が入力されることにより、ソースとドレインの間の導通および遮断、すなわちスイッチング動作を行う。
コイル113の一端は入力変換回路111の入力端子を成し、入力側フィルタ102の出力端子に接続される。コイル113の他端はスイッチング素子112のドレインに接続される。スイッチング素子112のソースはグラウンドに接続され、スイッチング素子112のゲートは対応するドライバ140に接続される。ダイオード115のアノードはコイル113の他端とスイッチング素子112のドレインとの接続部に接続される。ダイオード115のカソードは入力変換回路111の出力端子を成し、出力側フィルタ103の入力端子に接続される。出力側フィルタ103は、一例として入力変換部110の出力端子に一端を接続し、他端をグラウンドに接続するキャパシタで構成される。
The switching
One end of the
スイッチング素子112が所定のデューティ比(オンデューティ)でスイッチング動作を行うことにより、入力変換回路111はDC−DCコンバータ100に入力された直流電圧を昇圧して出力する。
When the
出力電圧検出部120はDC−DCコンバータ100から出力される直流電圧(入力変換部110の出力電圧)を検出し、これに係る情報を出力するものである。
また、出力電圧検出部120はDC−DCコンバータの出力電圧を連続的に検出(アナログ検出)せず、デューティ制御部130から出力される信号(検出タイミング信号)を取得し、当該信号を取得したときに入力変換部110の出力電圧を検出する。
The output
Further, the output
デューティ比制御部130は出力電圧検出部120により検出された入力変換部110の出力電圧に基づいて、電流不連続モードで入力変換回路111・111・・・のスイッチング素子112・112・・・のデューティ比を制御するものである。
Based on the output voltage of the
デューティ比制御部130は出力電圧検出部120に接続され、出力電圧検出部120により検出された入力変換部110の出力電圧に係る情報を取得することが可能であるとともに、入力変換部110の出力電圧を検出するタイミングに係る信号(検出タイミング信号)を出力電圧検出部120に送信することが可能である。
The duty
デューティ比制御部130は、入力変換回路111・111・・・のうち、予め定められた一つの入力変換回路111のスイッチング素子112(図1中のSW1)がオフになったときに検出タイミング信号を出力電圧検出部120に送信する。
従って、出力電圧検出部120は、予め定められた一つの入力変換回路111のスイッチング素子112(図1中のSW1)がオンからオフになるタイミングに同期して入力変換部110の出力電圧を検出することとなる。
The duty
Therefore, the output
デューティ比制御部130は、入力変換部110の出力電圧に係る情報に基づいて目標電圧値と出力電圧の検出値とを比較し、出力電圧の検出値が目標電圧値に近付く(出力電圧の検出値が目標電圧値と同じ値になる)ように入力変換回路111・111・・・のデューティ比を調整(制御)する。より具体的には、出力電圧の検出値が目標電圧値を下回っている場合には入力変換回路111・111・・・のデューティ比を大きくし、出力電圧の検出値が目標電圧値を上回っている場合には入力変換回路111・111・・・のデューティ比を小さくし、当該デューティ比に対応する動作信号をドライバ140・140・・・に送信する。
また、デューティ比制御部130は、ドライバ140・140・・・に送信する動作信号の位相(タイミング)をずらすことにより、入力変換回路111・111・・・のスイッチング動作の位相(タイミング)をずらし、入力変換部110の出力電圧の変動を小さくしている。
なお、本実施例における入力変換回路111・111・・・のスイッチング動作の位相(タイミング)のずれの大きさは入力変換回路111・111・・・のスイッチング周期をスイッチング動作を行う入力変換回路111の数(並列数)で割ったものであるが、本発明はこれに限定されず、スイッチング動作の位相のずれを(全て同位相とすることも含めて)任意に設定することが可能である。
The duty
Further, the
In this embodiment, the magnitude of the phase (timing) deviation of the switching operation of the
ドライバ140・140・・・は、デューティ比制御部130により調整されたデューティ比に対応するゲート信号をそれぞれ入力変換回路111・111・・・のゲートに送信するものである。
The
以下では、図2乃至図4を用いて一つの入力変換回路111がスイッチング動作を行う場合の挙動について説明する。
Hereinafter, the behavior when one
図2に示す如く、電流不連続モードかつ所定のデューティ比で入力変換回路111のスイッチング素子112をスイッチング動作させると、スイッチング素子112がオンになった時点でコイル113を流れる電流ILがゼロから上昇し、スイッチング素子112がオフになった時点からコイル113を流れる電流ILが下降し、オフ時間(スイッチング素子112がオフになってから再びオンになるまでの時間)の途中でコイル113を流れる電流ILがゼロになる。
コイル113を流れる電流ILは、スイッチング素子112がオンになっている間はスイッチング素子112を経てグラウンドに流れ、スイッチング素子112がオフになっている間はダイオード115を経て出力側フィルタ(キャパシタ)103に流れる。従って、スイッチング素子112を流れる電流ISWはスイッチング素子112がオンになっている間におけるコイル113を流れる電流ILに対応し、ダイオード115を流れる電流IDはスイッチング素子112がオフになっている間におけるコイル113を流れる電流ILに対応する。
As shown in FIG. 2, when the switching operation of the
Current I L flowing through the
スイッチング素子112、コイル113、およびダイオード115の接続点の電圧Vxは、スイッチング素子112がオンになっている間はスイッチング素子112のオン抵抗に基づく値となり、スイッチング素子112がオフになると出力側フィルタ(キャパシタ)103の両端電圧に対応する値となる。電圧Vxはスイッチング素子112がオフになってからしばらくすると電源200の電圧に対応する値となる。
The voltage Vx at the connection point of the
上記コイル113を流れる電流IL、スイッチング素子112を流れる電流ISW、ダイオード115を流れる電流ID、電圧Vxの挙動により、スイッチング素子112がオンからオフになるタイミングと出力側のキャパシタ(本実施例では出力側フィルタ103)の充填開始のタイミングとが同期することとなり、入力変換回路111の出力電圧Voutはスイッチング素子112がオンからオフになるタイミングで下側のピーク(下降から上昇に転ずる点)となる略鋸刃状の波形を有する。
従って、当該入力変換回路111のスイッチング素子112がオンからオフになるタイミングに同期して出力電圧を検出する場合、当該入力変換回路111の出力電圧Voutの下側のピーク値を検出することとなる。図3および図4に示す如く、入力変換回路111のデューティ比が増大しても略同様である。
Depending on the behavior of the current I L flowing through the
Therefore, when the output voltage is detected in synchronization with the timing when the switching
入力変換回路111のスイッチング素子112がオンからオフになるタイミングに同期して入力変換回路111の出力電圧を検出し、当該検出された出力電圧の値が目標電圧の値に近付く(出力電圧の検出値が目標電圧値と同じ値になる)ように入力変換回路111のデューティ比を制御することは、以下の利点を有する。
すなわち、出力電圧検出部120により検出された出力電圧の値は常に出力電圧の平均値よりは小さい値となるので、当該検出された出力電圧の値が目標電圧の値と同じ値になっているにも関わらず実際に負荷(モータ300)に供給される出力電圧の平均値が目標電圧値よりも低くなる(電圧不足)という事態を防止することが可能であり、出力電圧の制御が容易となる。
The output voltage of the
That is, since the value of the output voltage detected by the output
以下では、図5乃至図8を用いて入力変換部110を構成する四つの入力変換回路111・入力変換回路111・・がそれぞれ位相をずらしてスイッチング動作を行う場合の挙動について説明する。
四つの入力変換回路111・入力変換回路111・・がそれぞれ位相をずらしてスイッチング動作を行う場合、入力変換部110の出力電圧Voutは四つの入力変換回路111・入力変換回路111・・・の出力電圧の和で表される。
図5乃至図7に示す如く、入力変換部110の出力電圧Voutは、負荷の大きさ(デューティ比の大きさ)にかかわらず、入力変換回路111・入力変換回路111・・・のいずれかのスイッチング素子112がオンからオフになるタイミングで下側のピーク(下降から上昇に転ずる点)となる略鋸刃状の波形を有する。
従って、個々の入力変換回路111・入力変換回路111・・・の間の出力電圧のバラツキを無視できる場合、四つの入力変換回路111・入力変換回路111・・・のうちの一つのスイッチング素子112がオンからオフになるタイミングに同期して出力電圧を検出すれば、入力変換部110の出力電圧Voutの下側のピーク値を検出することとなる。
In the following, the behavior when the four
When the four
As shown in FIG. 5 to FIG. 7, the output voltage Vout of the
Therefore, when variation in output voltage between the individual
このように、四つの入力変換回路111・入力変換回路111・・・がそれぞれ位相をずらしてスイッチング動作を行う場合も一つの入力変換回路111がスイッチング動作を行う場合と同様に、出力電圧検出部120により検出された出力電圧の値は常に入力変換部110の出力電圧の平均値よりは小さい値となるので、当該検出された入力変換部110の出力電圧の値が目標電圧の値と同じ値になっているにも関わらず実際に負荷(モータ300)に供給される出力電圧の平均値が目標電圧値よりも低くなる(電圧不足)という事態を防止することが可能であり、出力電圧の制御が容易となる。
As described above, when the four
図8に示す如く、時間の経過とともに負荷(モータ300に供給する電流Iout)を徐々に大きくする場合、入力変換回路111のデューティ比を徐々に大きくする制御を行うが、スイッチング素子112がオンからオフになるタイミングに同期して出力電圧を検出し、入力変換部110の出力電圧Voutの下側のピーク値を検出することにより出力電圧の平均値は常に目標電圧値よりも大きい値に保持され、出力電圧が安定する。
As shown in FIG. 8, when the load (current Iout supplied to the motor 300) is gradually increased over time, the duty ratio of the
なお、本発明において入力変換部が入力変換回路を有する数は四つに限定されず、任意の数を選択することが可能である。 In the present invention, the number of input conversion units having input conversion circuits is not limited to four, and an arbitrary number can be selected.
以上の如く、DC−DCコンバータ100は、
スイッチング素子112およびコイル113を有し、スイッチング素子112がスイッチング動作を行うことにより、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する入力変換回路111・入力変換回路111・・・を並列的に接続した入力変換部110と、
入力変換部110の出力電圧を検出する出力電圧検出部120と、
出力電圧検出部120により検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで入力変換回路111・入力変換回路111・・・のスイッチング素子112・112・・・のデューティ比を制御するデューティ比制御部130と、
を具備し、
出力電圧検出部120は、入力変換回路111・入力変換回路111・・・のスイッチング素子112のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して入力変換部110の出力電圧を検出するものである。
このように構成することにより、出力電圧の検出タイミングと出力側のキャパシタ(本実施例では出力側フィルタ103)の充填開始のタイミングとが同期し、デューティ比および並列数が変化しても容易に出力電圧を制御することが可能である。
As described above, the DC-
An
An
Duty ratio control for controlling the duty ratio of the switching
Comprising
The output
With this configuration, the output voltage detection timing and the charging start timing of the output-side capacitor (the output-
また、本発明に係るDC−DCコンバータの制御方法は、
スイッチング素子112およびコイル113を有し、スイッチング素子112がスイッチング動作を行うことにより、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する入力変換回路111・入力変換回路111・・・を並列的に接続した入力変換部110を具備するDC−DCコンバータ100の制御方法であって、
入力変換回路111・入力変換回路111・・・のスイッチング素子112・112・・・のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して入力変換部110の出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで入力変換回路111・入力変換回路111・・・のスイッチング素子112・112・・・のデューティ比を制御するものである。
このように構成することにより、出力電圧の検出タイミングと出力側のキャパシタ(本実施例では出力側フィルタ103)の充填開始のタイミングとが同期し、デューティ比および並列数が変化しても容易に出力電圧を制御することが可能である。
Moreover, the control method of the DC-DC converter according to the present invention includes:
An
The output voltage of the
Based on the detected output voltage, the duty ratios of the switching
With this configuration, the output voltage detection timing and the charging start timing of the output-side capacitor (the output-
100 DC−DCコンバータ
110 入力変換部
111 入力変換回路
112 スイッチング素子
113 コイル
120 出力電圧検出部
130 デューティ比制御部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記入力変換部の出力電圧を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部により検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のデューティ比を制御するデューティ比制御部と、
を具備し、
前記出力電圧検出部は、前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して前記入力変換部の出力電圧を検出するDC−DCコンバータ。 An input conversion unit having a switching element and a coil, wherein the switching element performs a switching operation to connect in parallel a plurality of input conversion circuits that step up or step down the input DC voltage,
An output voltage detector for detecting an output voltage of the input converter;
A duty ratio controller that controls the duty ratios of the switching elements of the plurality of input conversion circuits in a current discontinuous mode based on the output voltage detected by the output voltage detector;
Comprising
The output voltage detection unit is a DC-DC converter that detects an output voltage of the input conversion unit in synchronization with a timing at which any of the switching elements of the plurality of input conversion circuits is turned off.
前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のいずれかがオンからオフになるタイミングに同期して前記入力変換部の出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧に基づいて、電流不連続モードで前記複数の入力変換回路のスイッチング素子のデューティ比を制御するDC−DCコンバータの制御方法。 DC having a switching element and a coil, and having an input conversion unit connected in parallel with a plurality of input conversion circuits for boosting or stepping down an input DC voltage by performing a switching operation of the switching element A method for controlling a DC converter, comprising:
Detecting the output voltage of the input conversion unit in synchronization with the timing when any of the switching elements of the plurality of input conversion circuits is turned off from on,
A control method for a DC-DC converter, which controls a duty ratio of switching elements of the plurality of input conversion circuits in a current discontinuous mode based on the detected output voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006350694A JP4876909B2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | DC-DC converter and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006350694A JP4876909B2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | DC-DC converter and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008167506A true JP2008167506A (en) | 2008-07-17 |
JP4876909B2 JP4876909B2 (en) | 2012-02-15 |
Family
ID=39696226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006350694A Expired - Fee Related JP4876909B2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | DC-DC converter and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4876909B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010098785A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | Switching power supply unit |
JP2010148291A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | Dc-dc converter |
JP2011055686A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Interleaved switching power supply |
CN102857100A (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-02 | 富士通半导体股份有限公司 | Power supply unit |
KR20150133606A (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-30 | 엘지이노텍 주식회사 | Dc-dc converter |
KR20160066034A (en) * | 2013-10-07 | 2016-06-09 | 라이온 세미컨덕터 인크. | Feedback control in hybrid voltage regulators |
JP2017085857A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | ローム株式会社 | Dc/dc converter and control circuit therefor, control method, and system power supply |
CN107947291A (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-20 | 沈阳贝特瑞科技有限公司 | A kind of accumulator cell charging and discharging management system |
WO2018128216A1 (en) * | 2017-01-09 | 2018-07-12 | 주식회사 실리콘마이터스 | Multi-channel switching converter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61173668A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | Nippon Denso Co Ltd | Polyphase multiplex chopper |
JPH11332226A (en) * | 1998-05-11 | 1999-11-30 | Sanken Electric Co Ltd | Synchronous commutation dc-dc converter |
JP2000275603A (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Seiko Epson Corp | Power source circuit and electro-optical device |
JP2002509417A (en) * | 1997-12-16 | 2002-03-26 | ボルテラ セミコンダクタ コーポレイション | Discrete-time sampling of data used in switching regulators |
-
2006
- 2006-12-26 JP JP2006350694A patent/JP4876909B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61173668A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | Nippon Denso Co Ltd | Polyphase multiplex chopper |
JP2002509417A (en) * | 1997-12-16 | 2002-03-26 | ボルテラ セミコンダクタ コーポレイション | Discrete-time sampling of data used in switching regulators |
JPH11332226A (en) * | 1998-05-11 | 1999-11-30 | Sanken Electric Co Ltd | Synchronous commutation dc-dc converter |
JP2000275603A (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Seiko Epson Corp | Power source circuit and electro-optical device |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010098785A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | Switching power supply unit |
JP2010148291A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | Dc-dc converter |
JP2011055686A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Interleaved switching power supply |
CN102857100A (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-02 | 富士通半导体股份有限公司 | Power supply unit |
US10389244B2 (en) | 2013-10-07 | 2019-08-20 | Lion Semiconductor Inc. | Feedback control for hybrid regulator including a buck converter and a switched capacitor converter |
USRE49763E1 (en) | 2013-10-07 | 2023-12-19 | Lion Semiconductor Inc. | Feedback control for hybrid regulator including a buck converter and a switched capacitor converter |
KR20160066034A (en) * | 2013-10-07 | 2016-06-09 | 라이온 세미컨덕터 인크. | Feedback control in hybrid voltage regulators |
JP2016535967A (en) * | 2013-10-07 | 2016-11-17 | ライオン セミコンダクター インク. | Feedback control in hybrid voltage regulators |
KR102247952B1 (en) * | 2013-10-07 | 2021-05-06 | 라이온 세미컨덕터 인크. | Feedback control in hybrid voltage regulators |
KR101673662B1 (en) | 2014-05-20 | 2016-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Dc-dc converter |
KR20150133606A (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-30 | 엘지이노텍 주식회사 | Dc-dc converter |
JP2017085857A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | ローム株式会社 | Dc/dc converter and control circuit therefor, control method, and system power supply |
WO2018128216A1 (en) * | 2017-01-09 | 2018-07-12 | 주식회사 실리콘마이터스 | Multi-channel switching converter |
CN107947291A (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-20 | 沈阳贝特瑞科技有限公司 | A kind of accumulator cell charging and discharging management system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4876909B2 (en) | 2012-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4876909B2 (en) | DC-DC converter and control method thereof | |
US9246387B2 (en) | Output voltage controller, electronic device, and output voltage control method | |
CN102377344B (en) | Switching power source apparatus | |
US7372239B2 (en) | Multi-output type DC/DC converter | |
JP4877472B2 (en) | DC / DC converter | |
US7733070B2 (en) | Multi-output type DC/DC converter | |
CN108141131B (en) | Multi-phase converter | |
US7944715B2 (en) | Controller for use in a resonant direct current/direct current converter | |
US9083255B2 (en) | Adaptive dead time control scheme for switch mode power converter with synchronous rectifiers topology | |
US9667144B2 (en) | DC-DC converter with reverse current detecting circuit | |
JP4929856B2 (en) | Switching element control device | |
US9960680B1 (en) | Control apparatus, switching power supply and control method for maintaining power conversion efficiency | |
KR101919625B1 (en) | Current controlling mode DC-DC Converter | |
CN102882371A (en) | High efficiency pfm control for buck-boost converter | |
US8947065B2 (en) | DC-DC controller and control method thereof | |
JP7118937B2 (en) | switching power supply circuit | |
JP5866920B2 (en) | Switching device and control method thereof | |
CN109997301A (en) | Control program for DC-DC electric power converter | |
JP5955294B2 (en) | Switching power supply | |
JP2010110106A (en) | Multiphase dc/dc converter | |
JP2005354860A (en) | Controller of step-up voltage dc-dc converter | |
JP5034439B2 (en) | DC / DC converter operation mode determination circuit | |
JP2012034516A (en) | Operation mode switching type dc-dc converter | |
JP2006180599A (en) | Power unit | |
JP5167733B2 (en) | Boost DC / DC converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090619 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111101 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111114 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4876909 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |