JP2021035247A - Ｄｃｄｃコンバータ - Google Patents

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Abstract

【課題】動作タイミングが適切なチャージポンプ回路を備えた双方向昇降圧動作をするＤＣＤＣコンバータを提供する。【解決手段】ＤＣＤＣコンバータ１のブートストラップ回路部２０は第１変換動作のときにスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を駆動部８に印加し、第２変換動作のときにスイッチング素子Ｔ３，Ｔ４との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を駆動部８に印加する。ＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は入力電圧を昇圧して駆動部８に印加する。駆動部８は、ブートストラップ回路部２０によって印加される電圧及びチャージポンプ回路部３０によって印加される電圧に応じて第１駆動信号Ｄ１及び第２駆動信号Ｄ２の電圧を設定する。チャージポンプ回路部３０は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２と、に基づいてチャージポンプ回路部３０が出力電圧を印加する動作時期を決定する。【選択図】図１

Description

本開示は、ＤＣＤＣコンバータに関するものである。
Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子として用い、ハイサイド駆動する場合には、ゲート電圧をソース電圧より高くする必要がある。これを実現するために、従来よりブートストラップ回路が用いられている。ブートストラップ回路からの供給電圧の大きさは、ブートストラップ回路におけるコンデンサの充電電圧によって決まる。
特開２００４−１７３４８１号公報 特開２００８−２９０８５号公報 特開２０１４−１１８４１号公報
特許文献３には、ブートストラップ回路とチャージポンプ回路を併用する構成が開示されている。具体的には、入力電圧を監視し、所定の閾値を下回る場合のみチャージポンプを動作させるという制御方法が採用されている。しかし、この制御方法は、双方向の変換動作を行うコンバータにそのまま適用することはできない。双方向のコンバータはチャージポンプ回路を動作させるべきタイミングを決定する上で入力電圧だけでなく他の要素も考慮しなければならない。
そこで、本開示では動作タイミングが適切なチャージポンプ回路を備えた双方向昇降圧動作をするＤＣＤＣコンバータを提供することが目的である。
本開示のＤＣＤＣコンバータは、
第１導電路と第２導電路との間で双方向の電圧変換を行う電圧変換部と、
前記電圧変換部を制御する制御信号を出力する制御部と、
前記制御部から出力される前記制御信号に応じた駆動信号を出力する駆動部と、
前記第１導電路に印加される第１電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路に印加される第２電圧を検出する第２電圧検出部と、
を備え、
前記電圧変換部は、前記第１導電路に印加される電圧を降圧して前記第２導電路に電圧を印加する動作又は前記第２導電路に印加される電圧を昇圧して前記第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである第１変換動作と、前記第１導電路に印加される電圧を昇圧して前記第２導電路に電圧を印加する動作又は前記第２導電路に印加される電圧を降圧して前記第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである第２変換動作と、を行うＤＣＤＣコンバータであって、
前記制御部は、前記第１変換動作を行わせるための第１制御信号と、前記第２変換動作を行わせるための第２制御信号と、を出力し、
前記駆動部は、前記制御部から前記第１制御信号が出力された場合に前記第１制御信号に応じた第１駆動信号を前記電圧変換部に出力する第１駆動部と、前記制御部から前記第２制御信号が出力された場合に前記第２制御信号に応じた第２駆動信号を前記電圧変換部に出力する第２駆動部と、を有し、
前記電圧変換部は、スイッチを含む第１ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第１ローサイド素子とを備えるとともに前記第１駆動信号が与えられる第１スイッチ部と、スイッチを含む第２ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第２ローサイド素子とを備えるとともに前記第２駆動信号が与えられる第２スイッチ部と、を有し、
前記第１スイッチ部に前記第１駆動信号が与えられた場合に前記電圧変換部が前記第１変換動作を行い、
前記第２スイッチ部に前記第２駆動信号が与えられた場合に前記電圧変換部が前記第２変換動作を行う構成をなし、
さらに、前記第１変換動作のときに前記第１ハイサイド素子と前記第１ローサイド素子との間の第１接続点よりも高い電圧を前記駆動部に印加し、前記第２変換動作のときに前記第２ハイサイド素子と前記第２ローサイド素子との間の第２接続点よりも高い電圧を前記駆動部に印加するブートストラップ回路部と、
入力電圧を昇圧して前記駆動部に対して前記入力電圧よりも高い出力電圧を印加するチャージポンプ回路部と、
を備え、
前記駆動部は、前記ブートストラップ回路部によって印加される電圧又は前記チャージポンプ回路部によって印加される電圧に応じた電圧信号を含む前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を出力し、
前記チャージポンプ回路部は、前記第１電圧と、前記第２電圧と、前記第１変換動作又は前記第２変換動作の状態と、に基づいて前記チャージポンプ回路部が前記出力電圧を印加する動作時期を決定する。
本開示によれば、動作タイミングが適切なチャージポンプ回路を備えた双方向昇圧動作をするＤＣＤＣコンバータを実現することができる。
図１は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。 図２は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータが第１導電路に印加された入力電圧に基づいて第２導電路に出力する場合において、第１導電路に印加された入力電圧が第２導電路の電圧より高い状態から低い状態に変化する場合における第１チャージポンプ回路及び第２チャージポンプ回路の動作を示すタイムチャートである。 図３は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータが第２導電路に印加された入力電圧に基づいて第１導電路に出力する場合において、第２導電路に印加された入力電圧が第１導電路の電圧より低い状態から高い状態に変化する場合における第１チャージポンプ回路及び第２チャージポンプ回路の動作を示すタイムチャートである。 図４は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータが第１導電路に印加された入力電圧に基づいて第２導電路に出力する場合において、第１導電路に印加された入力電圧が第２導電路の電圧より低い状態から高い状態に変化する場合における第１チャージポンプ回路及び第２チャージポンプ回路の動作を示すタイムチャートである。 図５は、実施形態１のＤＣＤＣコンバータが第２導電路に印加された入力電圧に基づいて第１導電路に出力する場合において、第２導電路に印加された入力電圧が第１導電路の電圧より高い状態から低い状態に変化する場合における第１チャージポンプ回路及び第２チャージポンプ回路の動作を示すタイムチャートである。 図６は、実施形態２のＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示のＤＣＤＣコンバータは、電圧変換部、制御部、駆動部、第１電圧検出部、及び第２電圧検出部を備えている。
電圧変換部は第１導電路と第２導電路との間で双方向の電圧変換を行う。制御部は電圧変換部を制御する制御信号を出力する。駆動部は制御部から出力される制御信号に応じた駆動信号を出力する。第１電圧検出部は第１導電路に印加される第１電圧を検出する。第２電圧検出部は第２導電路に印加される第２電圧を検出する。電圧変換部は第１変換動作及び第２電圧変換動作を行う。第１変換動作は第１導電路に印加される電圧を降圧して第２導電路に電圧を印加する動作又は第２導電路に印加される電圧を昇圧して第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかを行う。第２変換動作は第１導電路に印加される電圧を昇圧して第２導電路に電圧を印加する動作又は第２導電路に印加される電圧を降圧して第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかを行う。制御部は、第１変換動作を行わせるための第１制御信号と、第２変換動作を行わせるための第２制御信号とを出力する。
駆動部は第１駆動部及び第２駆動部を有している。第１駆動部は制御部から第１制御信号が出力された場合に第１制御信号に応じた第１駆動信号を電圧変換部に出力する。第２駆動部は制御部から第２制御信号が出力された場合に第２制御信号に応じた第２駆動信号を電圧変換部に出力する。電圧変換部は第１スイッチ部と第２スイッチ部とを有している。第１スイッチ部はスイッチを含む第１ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第１ローサイド素子とを備えるとともに第１駆動信号が与えられる。第２スイッチ部はスイッチを含む第２ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第２ローサイド素子とを備えるとともに第２駆動信号が与えられる。第１スイッチ部に第１駆動信号が与えられた場合に電圧変換部は第１変換動作を行う。第２スイッチ部に第２駆動信号が与えられた場合に電圧変換部は第２変換動作を行う構成をなしている。
さらに、本開示にＤＣＤＣコンバータはブートストラップ回路部と、チャージポンプ回路部とを備えている。ブートストラップ回路部は第１変換動作のときに第１ハイサイド素子と第１ローサイド素子との間の第１接続点よりも高い電圧を駆動部に印加する。ブートストラップ回路部は第２変換動作のときに第２ハイサイド素子と第２ローサイド素子との間の第２接続点よりも高い電圧を駆動部に印加する。チャージポンプ回路部は入力電圧を昇圧して駆動部に対して入力電圧よりも高い出力電圧を印加する。駆動部は、ブートストラップ回路部によって印加される電圧又はチャージポンプ回路部によって印加される電圧に応じた電圧信号を含む第１駆動信号及び第２駆動信号の電圧を出力する。チャージポンプ回路部は、第１電圧と、第２電圧と、第１変換動作又は第２変換動作の状態と、に基づいてチャージポンプ回路部が出力電圧を印加する動作時期を決定する。
このＤＣＤＣコンバータは第１変換動作又は第２変換動作の際にはブートストラップ回路部によって第１ハイサイド素子と第１ローサイド素子との間の第１接続点又は第２ハイサイド素子と第２ローサイド素子との間の第２接続点よりも高い電圧を駆動部に印加し得る。さらに、チャージポンプ回路部は第１電圧と、第２電圧と、に基づき、出力電圧を印加する動作時期を決定することができるため、双方向の電圧変換を行い得る構成においてチャージポンプ回路部の動作時期にブートストラップ回路が適正な電圧を印加できなくても、チャージポンプ回路部によってより高い電圧を印加し得る。しかも、常時チャージポンプ回路部を動作させ続けずに済み、第１電圧と、第２電圧と、第１変換動作又は第２変換動作の状態と、を反映した必要時期に動作させることができるため、電力消費を抑えることができる。
（２）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、第１変換動作が行われている状態において少なくとも第１電圧と第２電圧との差が第１閾値未満になった場合に第１駆動部に出力電圧を印加してもよい。
このように構成されていれば、このＤＣＤＣコンバータは第１変換動作の際に第１電圧と第２電圧との差が第１閾値未満になり、ブートストラップ回路部から適正電圧が印加されない懸念が高まったときにチャージポンプ回路部を動作させ駆動部に電圧を印加し得る。また、第１電圧や第２電圧の絶対値の大きさに関わらず、第１電圧と第２電圧との相対関係に基づいてチャージポンプ回路部の動作を切り替えるため、第１導電路又は第２導電路への出力電圧が特定の値に限定されず所望の大きさに設定しても、適用が可能である。
（３）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、第２変換動作が行われている状態において少なくとも第１電圧と第２電圧との差が第２閾値未満になった場合に第２駆動部に出力電圧を印加してもよい。
このように構成されていれば、このＤＣＤＣコンバータは第２変換動作の際に第１電圧と第２電圧との差が第２閾値未満になり、ブートストラップ回路部から適正電圧が印加されない懸念が高まったときにチャージポンプ回路部を動作させ駆動部に電圧を印加し得る。また、第１電圧や第２電圧の絶対値の大きさに関わらず、第１電圧と第２電圧との相対関係に基づいてチャージポンプ回路部の動作を切り替えるため、第１導電路又は第２導電路への出力電圧が特定の値に限定されず所望の大きさに設定しても、適用が可能である。
（４）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、第１導電路に印加される電圧を降圧して第２導電路に電圧を印加するように第１変換動作が行われている場合、又は第２導電路に印加される電圧を降圧して第１導電路に電圧を印加するように第２変換動作が行われている場合において、第１電圧よりも第２電圧のほうが大きいときには第１駆動部に出力電圧を印加し、第２電圧よりも第１電圧のほうが大きいときに第２駆動部に出力電圧を印加してもよい。
このように構成されていれば、このＤＣＤＣコンバータは、第１導電路と第２導電路との間で降圧動作が行われる際に、第２電圧よりも第１電圧のほうが大きいときには第２スイッチ部がスイッチング動作をしないことによってブートストラップ回路部が第２駆動部に対して適正電圧を印加できなくなり第２ハイサイド素子を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、チャージポンプ回路部によって第２ハイサイド素子を確実にオンにすることができる。また、第１電圧よりも第２電圧のほうが大きいときには、第１スイッチ部がスイッチング動作をしないことによってブートストラップ回路部が第１駆動部に対して適正電圧を印加できなくなり第１ハイサイド素子を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、チャージポンプ回路部によって第１ハイサイド素子を確実にオンにすることができる。これによって、このＤＣＤＣコンバータは第１導電路と第２導電路との間の電力のやり取りを良好にすることができる。
（５）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、第２導電路に印加される電圧を昇圧して第１導電路に電圧を印加するように第１変換動作が行われている場合又は第１導電路に印加される電圧を昇圧して第２導電路に電圧を印加するように第２変換動作が行われている場合において、第２電圧よりも第１電圧のほうが大きい場合には第２駆動部に出力電圧を印加し、第１電圧よりも第２電圧のほうが大きいときには第１駆動部に出力電圧を印加してもよい。
このように構成されていれば、このＤＣＤＣコンバータは、第１導電路と第２導電路との間で昇圧動作が行われる際に、第２電圧よりも第１電圧のほうが大きいときには第２スイッチ部がスイッチング動作をしないことによってブートストラップ回路部が第２駆動部に対して適正電圧を印加できなくなり第２ハイサイド素子を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、チャージポンプ回路部によって第２ハイサイド素子を確実にオンにすることができる。また、第１電圧よりも第２電圧のほうが大きいときには、第１スイッチ部がスイッチング動作をしないことによってブートストラップ回路部が第１駆動部に対して適正電圧を印加できなくなり第１ハイサイド素子を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、チャージポンプ回路部によって第１ハイサイド素子を確実にオンにすることができる。これによって、このＤＣＤＣコンバータは第１導電路と第２導電路との間の電力のやり取りを良好にすることができる。
（６）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、第１チャージポンプ回路と、第２チャージポンプ回路と動作制御部とを有している。第１チャージポンプ回路は第１駆動部に第１出力電圧を印加する。第２チャージポンプ回路は第２駆動部に第２出力電圧を印加する。動作制御部は第１チャージポンプ回路及び第２チャージポンプ回路の動作を制御する。動作制御部は、第１電圧と、第２電圧と、第１変換動作又は第２変換動作の状態と、に基づいて第１チャージポンプ回路における第１出力電圧の印加時期及び第２チャージポンプ回路における第２出力電圧の印加時期を決定してもよい。
この構成によれば、このＤＣＤＣコンバータは、第１駆動部及び第２駆動部への電圧の印加を個別に行うことができるため、第１スイッチ部と第２スイッチ部の各々を個別に駆動させることができ、電圧変換部をより効率よく動作させることができる。
（７）本開示のＤＣＤＣコンバータのチャージポンプ回路部は、チャージポンプ回路と動作制御部とを有している。チャージポンプ回路は第１駆動部に第１出力電圧を印加する第１動作と第２駆動部に第２出力電圧を印加する第２動作とを行う。動作制御部はチャージポンプ回路の第１動作及び第２動作を制御する。動作制御部は、第１電圧と、第２電圧と、第１変換動作又は第２変換動作の状態と、に基づいて第１動作の時期及び第２動作の時期を決定してもよい。
この構成によれば、チャージポンプ回路が動作制御部によって、第１動作及び第２動作の少なくともいずれかを切り替えて行うことができる。このため、本開示のＤＣＤＣコンバータはチャージポンプ回路を第１駆動部及び第２駆動部に対応させて２つ設ける場合に比べて部材の数を抑えることができる。
［本開示の実施形態の詳細］
＜実施形態１＞
〔ＤＣＤＣコンバータの概要〕
図１で示すＤＣＤＣコンバータ１は、例えば、車載用の昇降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、第１導電路９１又は第２導電路９２の一方の導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して他方の導電路に出力する構成をなすものである。
ＤＣＤＣコンバータ１は、電力線としての第１導電路９１及び第２導電路９２を備える。第１導電路９１は、第１電源部（図示せず）の高電位側の端子に電気的に接続され、この高電位側の端子と導通する配線である。第１導電路９１は第１電源部から所定の直流電圧が印加される構成をなす。第２導電路９２は、第２電源部（図示せず）の高電位側の端子に電気的に接続され、この高電位側の端子と導通する配線である。第２導電路９２は第２電源部から所定の直流電圧が印加される構成をなす。
第１電源部、第２電源部は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、その他の蓄電部など、公知の蓄電手段によって構成されている。第１電源部の出力電圧、及び第２電源部の出力電圧のそれぞれの具体的な値は特に限定されないが、同等の出力電圧であることが好ましい。第１電源部及び第２電源部の低電位側の端子は図示しないグラウンド部に電気的に接続され、所定のグラウンド電位（０Ｖ）に保たれている。
ＤＣＤＣコンバータ１は、電圧変換部６、第１電圧検出部４１、第２電圧検出部４２、制御部１２、駆動部８、ブートストラップ回路部２０、及びチャージポンプ回路部３０を備えている。
電圧変換部６は、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のオンオフ動作により入力された電圧を昇圧又は降圧して出力する機能を有する。電圧変換部６は第１導電路９１と第２導電路９２との間に設けられている。電圧変換部６は第１変換動作及び第２変換動作を行い得る。第１変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである。第２変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである。
電圧変換部６は、Ｈブリッジ構造で配置されたスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、インダクタＬと、を備え、いわゆる双方向の昇降圧を実行するＤＣＤＣコンバータとして機能する。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、いずれもＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチング素子Ｔ１は第１ハイサイド素子である。スイッチング素子Ｔ２は第１ローサイド素子である。スイッチング素子Ｔ３は第２ハイサイド素子である。スイッチング素子Ｔ４は第２ローサイド素子である。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２は第１スイッチ部Ｓ１を構成している。スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４は第２スイッチ部Ｓ２を構成している。インダクタＬは所定のインダクタンスを有する公知のコイルとして構成されている。
電圧変換部６において、スイッチング素子Ｔ１のドレインには、第１導電路９１が電気的に接続され、スイッチング素子Ｔ１のソースには、スイッチング素子Ｔ２のドレイン及びインダクタＬの一端が電気的に接続されている。スイッチング素子Ｔ３のドレインには、第２導電路９２が電気的に接続され、スイッチング素子Ｔ３のソースには、スイッチング素子Ｔ４のドレイン及びインダクタＬの他端が電気的に接続されている。スイッチング素子Ｔ２，Ｔ４のそれぞれのソースはグラウンドに電気的に接続されている。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれのゲートには、後述する駆動部８からの第１駆動信号Ｄ１、第２駆動信号Ｄ２等が入力される。
第１電圧検出部４１、第２電圧検出部４２はいずれも公知の電圧検出回路として構成されている。第１電圧検出部４１は、第１導電路９１の第１電圧Ｖ１を示す値（例えば第１導電路９１の電圧値、又は第１導電路９１の電圧値を分圧回路によって分圧した値等）を検出値としてチャージポンプ回路部３０の動作制御部３３に入力する。第２電圧検出部４２は、第２導電路９２の第２電圧Ｖ２を示す値（例えば第２導電路９２の電圧値、又は第２導電路９２の電圧値を分圧回路によって分圧した値等）を検出値として動作制御部３３に入力する。動作制御部３３は、第１電圧検出部４１から入力された値に基づいて第１導電路９１の電圧値を特定することができ、第２電圧検出部４２から入力された値に基づいて第２導電路９２の電圧値を特定することができる。
第１電圧検出部４１は第１導電路９１の第１電圧Ｖ１を示す値を検出値として制御部１２に入力し得る構成とされている（図示せず。）。第２電圧検出部４２は第２導電路９２の第２電圧Ｖ２を示す値を検出値として制御部１２に入力し得る構成とされている（図示せず。）。
制御部１２は、例えばマイクロコンピュータとして構成されている。制御部１２は第１電圧検出部４１及び第２電圧検出部４２から第１電圧Ｖ１を示す値及び第２電圧Ｖ２を示す値と、目標電圧値とに基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、電圧変換部６に与えるＰＷＭ信号のデューティを設定する。そして、制御部１２は設定された第１制御信号Ｃｏｎ１及び第２制御信号Ｃｏｎ２を駆動部８に出力する。目標電圧値は、制御部１２で設定される値であってもよく、外部ＥＣＵなどの外部装置から指示される値であってもよい。目標電圧値は所望の値に変更することができる。これにより、第１導電路９１又は第２導電路９２への出力電圧の大きさを所望の値に変更することができる。制御部１２には外部ＥＣＵなどの外部装置から第１電源部、第２電源部の内のいずれを充電するかを示す充電選択信号Ｃｓが入力される構成とされている。例えば、充電選択信号Ｃｓが第１電源部を充電することを示す場合、制御部１２はチャージポンプ回路部３０の動作制御部３３に対して、第２導電路９２から第１導電路９１に向けて昇圧又は降圧して第１電源部を充電する第１電源部充電信号Ｃｓ１を送信する。充電選択信号Ｃｓが第２電源部を充電することを示す場合、制御部１２はチャージポンプ回路部３０の動作制御部３３に対して、第１導電路９１から第２導電路９２に向けて昇圧又は降圧して第２電源部を充電する第２電源部充電信号Ｃｓ２を送信する。
駆動部８は、第１駆動部８１と第２駆動部８２とを備えている。第１駆動部８１は制御部１２から制御信号である第１制御信号Ｃｏｎ１が出力された場合に第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１をスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２で構成された第１スイッチ部Ｓ１に出力する。これにより、第１スイッチ部Ｓ１は同期整流制御を開始する。第２駆動部８２は制御部１２から制御信号である第２制御信号Ｃｏｎ２が出力された場合に第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２をスイッチング素子Ｔ３，Ｔ４で構成された第２スイッチ部Ｓ２に出力する。これにより、第２スイッチ部Ｓ２は同期整流制御を開始する。同期整流制御の詳細については後述する。
ブートストラップ回路部２０は第１ブートストラップ回路２１及び第２ブートストラップ回路２２を有している。第１ブートストラップ回路２１は第１駆動部８１と第１スイッチ部Ｓ１との間に設けられている。第２ブートストラップ回路２２は第２駆動部８２と第２スイッチ部Ｓ２との間に設けられている。第１ブートストラップ回路２１は図示しない第１ダイオードとコンデンサＣ１とが直列に接続された構成をなしている。コンデンサＣ１の一端はスイッチング素子Ｔ１のソースとスイッチング素子Ｔ２のドレインとが電気的に接続される第１接続点Ｐ１に電気的に接続されている。コンデンサＣ１の他端は図示しない第２ダイオードのカソードに電気的に接続されている。この第１ダイオードのアノードは、例えば第１導電路９１に電気的に接続されており、第１ダイオードのカソードとコンデンサＣ１の他端との間の接続点の電圧（具体的には、コンデンサＣ１の他端の電圧）が第１駆動部８１に印加される。
第２ブートストラップ回路２２は図示しない第２ダイオードとコンデンサＣ２とが直列に接続された構成をなしている。コンデンサＣ２の一端はスイッチング素子Ｔ３のソースとスイッチング素子Ｔ４のドレインとが電気的に接続される第２接続点Ｐ２に電気的に接続されている。コンデンサＣ２の他端は図示しない第２ダイオードのカソードに電気的に接続されている。このダイオードのアノードは、例えば第２導電路９２に電気的に接続されており、第２ダイオードのカソードとコンデンサＣ２の他端との間の接続点の電圧（具体的にはコンデンサＣ２の他端の電圧）が第２駆動部８２に印加される。
第１ブートストラップ回路２１は第１変換動作のときに、コンデンサＣ１に第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加する。具体的には、コンデンサＣ１は第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）がオン状態のときに、第１電圧Ｖ１が印加されることによって蓄電される。そして、コンデンサＣ１は第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）がオン状態になると、蓄電した電荷を第１駆動部８１に供給するのである。第２ブートストラップ回路２２は第２変換動作のときに第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加する。具体的には、コンデンサＣ２は第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）がオン状態のときに、第２電圧Ｖ２が印加されることによって蓄電される。そして、コンデンサＣ２は第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）がオン状態になると、蓄電した電荷を第２駆動部８２に供給するのである。
チャージポンプ回路部３０は、第１チャージポンプ回路３１、第２チャージポンプ回路３２、及び動作制御部３３を有している。第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２は公知の回路であり、例えば、直列に接続された複数のダイオードと、各ダイオードの接続点の各々に接続された複数のコンデンサ等で構成されている（図示せず。）。第１チャージポンプ回路３１は、例えば、第１導電路９１や第２導電路９２への入力電圧を昇圧して第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する。第２チャージポンプ回路３２は、例えば、第１導電路９１や第２導電路９２への入力電圧を昇圧して第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する。
動作制御部３３は第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２の動作を制御し得る構成とされている。動作制御部３３は第１電圧検出部４１から入力される第１電圧Ｖ１の大きさに相当する信号（以下、単に第１電圧Ｖ１ともいう）が入力され得る構成とされている。動作制御部３３は第２電圧検出部４２から入力される第２電圧Ｖ２の大きさに相当する信号（以下、単に、第２電圧Ｖ２ともいう）が入力され得る構成とされている。さらに、動作制御部３３は制御部１２から第１変換動作又は第２変換動作の状態を示す信号である第１電源部充電信号Ｃｓ１又は第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され得る構成とされている。動作制御部３３は入力されたこれら信号に基づいて第１チャージポンプ回路３１における第１出力電圧Ｖｏ１の印加時期、及び第２チャージポンプ回路３２における第２出力電圧Ｖｏ２の印加時期を決定する。
〔ＤＣＤＣコンバータにおける動作〕
次に、本開示のＤＣＤＣコンバータ１の動作について説明する。
〔第１電源部を充電する動作〕
ＤＣＤＣコンバータ１が第１電源部を充電する動作として以下の２つの動作がある。１つは第１変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作である。もう１つは第２変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作である。
第１変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作する場合について説明する。先ず、外部装置から制御部１２に充電選択信号Ｃｓが入力される。充電選択信号Ｃｓは第１電源部を充電することを示す。すると、制御部１２は動作制御部３３に対して、第２導電路９２から第１導電路９１に向けて昇圧又は降圧する第１電源部充電信号Ｃｓ１を送信する。制御部１２は第１駆動部８１に向けて第１制御信号Ｃｏｎ１を出力する。
第１駆動部８１は制御部１２から第１制御信号Ｃｏｎ１が出力されると第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１を電圧変換部６に出力する。第１駆動信号Ｄ１は、電圧変換部６の第１スイッチ部Ｓ１（スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２）の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形のＰＷＭ信号が相補的に出力される信号である。第１スイッチ部Ｓ１（スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２）は第１駆動信号Ｄ１によって同期整流制御を行う。具体的には、スイッチング素子Ｔ１へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、スイッチング素子Ｔ２へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力される。そして、スイッチング素子Ｔ２へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、スイッチング素子Ｔ１へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力されるように同期整流制御が行われる。
第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加する。第１駆動信号Ｄ１は第１ブートストラップ回路２１から印加された電圧によって、ＰＷＭ信号におけるＨレベル信号の電位が第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のソース電圧の電位より高くなる。Ｈレベル信号は電圧信号である。これにより、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）は確実にスイッチング動作をすることができる。
動作制御部３３は第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第１閾値以上である場合、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力する。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する。これは、第１スイッチ部Ｓ１が同期整流制御を行っているとき、第２スイッチ部Ｓ２のスイッチング素子Ｔ３がオン状態で維持されることによって第２駆動部８２に適正電圧を印加できなくなる第２ブートストラップ回路２２の機能を補うためである。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されていないときには第２出力電圧Ｖｏ２を第２駆動部８２に印加しない。また、動作制御部３３は第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第１閾値以上である場合、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力しない。
この制御により、第２導電路９２に印加された直流の第２電圧Ｖ２（入力電圧）を昇圧する場合、第１導電路９１には第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２よりも高い出力電圧が印加される。第１導電路９１における出力電圧の大きさは制御部１２において用いられる目標電圧値とほぼ同じである。第１導電路９１に出力電圧として印加される電圧は、スイッチング素子Ｔ１のゲートに与えるＰＷＭ信号（第１駆動信号Ｄ１）のデューティに応じて定まる。このとき、例えば、制御部１２から第２駆動部８２に対して第２動作維持信号Ｆｓ２が出力されている。第２駆動部８２は第２動作維持信号Ｆｓ２が入力されると、スイッチング素子Ｔ３のゲートにオン信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ３をオン状態で維持する。また、第２駆動部８２は第２動作維持信号Ｆｓ２が入力されると、スイッチング素子Ｔ４のゲートにオフ信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ４をオフ状態で維持する。
次に、第２変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作する場合について説明する。先ず、制御部１２に外部装置から充電選択信号Ｃｓがされる。充電選択信号Ｃｓは第１電源部を充電することを示す。すると、制御部１２はチャージポンプ回路部３０の動作制御部３３に対して、第２導電路９２から第１導電路９１に向けて昇圧又は降圧する第１電源部充電信号Ｃｓ１を送信する。制御部１２は第２駆動部８２に向けて第２制御信号Ｃｏｎ２を出力する。
第２駆動部８２は制御部１２から第２制御信号Ｃｏｎ２が出力されると第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２を電圧変換部６に出力する。第２駆動信号Ｄ２は、電圧変換部６の第２スイッチ部Ｓ２（スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４）の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形のＰＷＭ信号が相補的に出力される信号である。第２スイッチ部Ｓ２（スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４）は第２駆動信号Ｄ２によって同期整流制御を行う。具体的には、スイッチング素子Ｔ３へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、スイッチング素子Ｔ４へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力される。そして、スイッチング素子Ｔ４へのオン信号（例えばＨレベル信号）の出力中は、スイッチング素子Ｔ３へオフ信号（例えばＬレベル信号）が出力されるように同期整流制御が行われる。
第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加する。第２駆動信号Ｄ２は第２ブートストラップ回路２２から印加された電圧によって、ＰＷＭ信号におけるＨレベル信号の電位が第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のソース電圧の電位より高くなる。Ｈレベル信号は電圧信号である。これにより、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）は確実にスイッチング動作をすることができる。
動作制御部３３は、第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第２閾値以上である場合、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力する。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する。これは、第２スイッチ部Ｓ２が同期整流制御を行っているとき、第１スイッチ部Ｓ１のスイッチング素子Ｔ１がオン状態で維持されることによって第１駆動部８１に適正電圧を印加できなくなる第１ブートストラップ回路２１の機能を補うためである。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されていないときには第１出力電圧Ｖｏ１を第１駆動部８１に印加しない。また、動作制御部３３は第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第２閾値以上である場合、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力しない。
この制御により、第２導電路９２に印加された直流の第２電圧Ｖ２（入力電圧）を降圧する場合、第１導電路９１には、第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２よりも低い出力電圧が印加される。第１導電路９１における出力電圧の大きさは制御部１２において用いられる目標電圧値とほぼ同じである。第１導電路９１に出力電圧として印加される電圧は、スイッチング素子Ｔ３のゲートに与えるＰＷＭ信号（第１駆動信号Ｄ１）のデューティに応じて定まる。このとき、例えば、制御部１２から第１駆動部８１に対して第１動作維持信号Ｆｓ１が出力されている。第１駆動部８１は第１動作維持信号Ｆｓ１が入力されると、スイッチング素子Ｔ１のゲートにオン信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ１をオン状態で維持する。また、第１駆動部８１は第１動作維持信号Ｆｓ１が入力されると、スイッチング素子Ｔ２のゲートにオフ信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ２をオフ状態で維持する。
〔第２電源部を充電する動作〕
ＤＣＤＣコンバータ１が第２電源部を充電する動作として以下の２つの動作がある。１つは第１変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作である。もう１つは第２変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作である。
第１変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作する場合について説明する。先ず、制御部１２に外部装置から充電選択信号Ｃｓがされる。充電選択信号Ｃｓは第２電源部を充電することを示す。すると、制御部１２は動作制御部３３に対して、第１導電路９１から第２導電路９２に向けて昇圧又は降圧する第２電源部充電信号Ｃｓ２を送信する。制御部１２は第１駆動部８１に向けて第１制御信号Ｃｏｎ１を出力する。
第１駆動部８１は制御部１２から第１制御信号Ｃｏｎ１が出力されると第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１を電圧変換部６に出力する。第１スイッチ部Ｓ１（スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２）は第１駆動信号Ｄ１によって同期整流制御を行う。
第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加する。第１駆動信号Ｄ１は第１ブートストラップ回路２１から印加された電圧によって、その電位が第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のソース電圧の電位より高くなっている。これにより、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）は確実にスイッチング動作をすることができる。
動作制御部３３は第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第１閾値以上である場合、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力する。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する。これは、第１スイッチ部Ｓ１が同期整流制御を行っているとき、第２スイッチ部Ｓ２のスイッチング素子Ｔ３がオン状態で維持されることによって第２駆動部８２に適正電圧を印加できなくなる第２ブートストラップ回路２２の機能を補うためである。また、動作制御部３３は第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第１閾値以上である場合、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力しない。
この制御により、第１導電路９１に印加された直流の第１電圧Ｖ１（入力電圧）を降圧する場合、第２導電路９２には、第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１よりも低い出力電圧が印加される。第２導電路９２における出力電圧の大きさは制御部１２において用いられる目標電圧値とほぼ同じである。このとき、例えば、制御部１２から第２駆動部８２に対して出力される第２動作維持信号Ｆｓ２によって、第２駆動部８２はスイッチング素子Ｔ３のゲートにオン信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ３をオン状態で維持する。また、第２駆動部８２は第２動作維持信号Ｆｓ２が入力されると、スイッチング素子Ｔ４のゲートにオフ信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ４をオフ状態で維持する。
次に、第２変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作する場合について説明する。先ず、制御部１２に外部装置から充電選択信号Ｃｓがされる。充電選択信号Ｃｓは第２電源部を充電することを示す。すると、制御部１２は動作制御部３３に対して、第１導電路９１から第２導電路９２に向けて昇圧又は降圧する第２電源部充電信号Ｃｓ２を送信する。制御部１２は第２駆動部８２に向けて第２制御信号Ｃｏｎ２を出力する。
第２駆動部８２は制御部１２から第２制御信号Ｃｏｎ２が出力されると第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２を電圧変換部６に出力する。第２スイッチ部Ｓ２（スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４）は第２駆動信号Ｄ２によって同期整流制御を行う。
第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加する。第２駆動信号Ｄ２は第２ブートストラップ回路２２から印加された電圧によって、その電位が第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のソース電圧の電位より高くなっている。これにより、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）は確実にスイッチング動作をすることができる。
動作制御部３３は、第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第２閾値以上である場合、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力する。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する。これは、第２スイッチ部Ｓ２が同期整流制御を行っているとき、第１スイッチ部Ｓ１のスイッチング素子Ｔ１がオン状態で維持されることによって第１駆動部８１に適正電圧を印加できなくなる第１ブートストラップ回路２１の機能を補うためである。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されていないときには第１出力電圧Ｖｏ１を第１駆動部８１に印加しない。また、動作制御部３３は第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の第２閾値以上である場合、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力しない。
この制御により、第１導電路９１に印加された直流の第１電圧Ｖ１（入力電圧）を昇圧する場合、第２導電路９２には、第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１よりも高い出力電圧が印加される。第２導電路９２における出力電圧の大きさは制御部１２において用いられる目標電圧値とほぼ同じである。このとき、例えば、制御部１２から第１駆動部８１に対して出力される第１動作維持信号Ｆｓ１によって、第１駆動部８１はスイッチング素子Ｔ１のゲートにオン信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ１をオン状態で維持する。また、第１駆動部８１は第１動作維持信号Ｆｓ１が入力されると、スイッチング素子Ｔ２のゲートにオフ信号を継続的に入力し、スイッチング素子Ｔ２をオフ状態で維持する。
〔入力電圧が変化する場合における第１チャージポンプ回路、第２チャージポンプ回路の動作〕
次に、第１導電路９１への入力電圧に基づいて第２導電路９２に出力電圧を印加する際に、第１導電路９１への入力電圧が第２導電路９２への出力電圧より高い状態から低い状態に変化した場合におけるチャージポンプ回路部３０の動作について説明する。
先ず、図２に示すように、時刻Ｔ１において第１導電路９１における第１電圧Ｖ１は、第２導電路９２における第２電圧Ｖ２よりも高い状態であり、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）以上である。動作制御部３３には制御部１２から第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力されている。電圧変換部６は第１導電路９１における第１電圧Ｖ１から降圧して第２導電路９２に第２電圧Ｖ２として出力している。第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加している。第１チャージポンプ回路３１は、第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されていないため第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を出力していない。このとき、電圧変換部６は第１変換動作をしている。第２チャージポンプ回路３２は動作制御部３３から第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されており第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加している。
次に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に向けて第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１が徐々に低くなり、時刻Ｔ２において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満になる。このとき、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のドレインとソースとの間の電位差が小さくなっている状態である。このとき、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより長くなる制御が制御部１２によってなされ、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のオン状態の時間はより長くなる。これに伴い、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなる制御が制御部１２によってなされ、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のオン状態の時間はより短くなる。このため、第１ブートストラップ回路２１のコンデンサＣ１は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ１から第１駆動部８１に対して電荷を十分に供給できなくなる。動作制御部３３は、制御部１２から第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満であると、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力する。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１の印加を開始する。これにより、第１チャージポンプ回路３１は第１ブートストラップ回路２１の機能を補うのである。
次に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に向けて第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１がさらに徐々に低くなる。そして、時刻Ｔ３において、第１電圧Ｖ１の大きさが第２電圧Ｖ２よりも小さくなる。すると、電圧変換部６は第１変換動作から第２変換動作に切り替わる。具体的には、第１導電路９１における第１電圧Ｖ１を昇圧して第２導電路９２に第２電圧Ｖ２として電圧を出力する。このとき、制御部１２は、第１駆動部８１への第１制御信号Ｃｏｎ１の出力を停止し、第２駆動部８２への第２制御信号Ｃｏｎ２の出力を開始する。これにより、第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御が停止して第１ブートストラップ回路２１は第１駆動部８１への電圧の印加を停止する。そして、第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御の開始により第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧の第２駆動部８２への印加を開始する。
そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に向けて第１導電路９１における第１電圧Ｖ１がさらに徐々に低くなる。そして、時刻Ｔ４において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）以上になる。このとき、第２ブートストラップ回路２２から第２駆動部８２へ印加する電圧が十分な大きさになる。すると、動作制御部３３は第２チャージポンプ回路３２に向けて出力していた第２駆動指示信号Ｄｉ２の出力を停止する。第１チャージポンプ回路３１には第１駆動指示信号Ｄｉ１の入力が継続されており、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１の印加を継続する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の期間は、第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２が共に駆動している。
次に、第２導電路９２への入力電圧に基づいて第１導電路９１に出力電圧を印加する際に、第２導電路９２への入力電圧が第１導電路９１への出力電圧より低い状態から高い状態に変化した場合におけるチャージポンプ回路部３０の動作について説明する。
先ず、図３に示すように、時刻Ｔ１において第２導電路９２における第２電圧Ｖ２は、第１導電路９１における第１電圧Ｖ１よりも低い状態であり、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）以上である。動作制御部３３には制御部１２から第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力されている。電圧変換部６は第２導電路９２における第２電圧Ｖ２から昇圧して第１導電路９１に第１電圧Ｖ１として出力している。第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加している。第１チャージポンプ回路３１は、第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されていないため第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を出力していない。このとき、電圧変換部６は第１変換動作をしている。第２チャージポンプ回路３２は動作制御部３３から第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されており第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加している。
次に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に向けて第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２が徐々に高くなり、時刻Ｔ２において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満になる。このとき、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のドレインとソースとの間の電位差が小さくなっている状態である。このとき、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより長くなる制御が制御部１２によってなされ、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のオン状態の時間はより長くなる。これに伴い、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなる制御が制御部１２によってなされ、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のオン状態の時間はより短くなる。このため、第１ブートストラップ回路２１のコンデンサＣ１は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ１から第１駆動部８１に対して電荷を十分に供給できなくなる。動作制御部３３は、制御部１２から第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満であると、第１チャージポンプ回路３１に向けて第１駆動指示信号Ｄｉ１を出力する。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１の印加を開始する。これにより、第１チャージポンプ回路３１は第１ブートストラップ回路２１の機能を補うのである。
次に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に向けて第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２がさらに徐々に高くなる。そして、時刻Ｔ３において、第２電圧Ｖ２の大きさが第１電圧Ｖ１よりも大きくなる。すると、電圧変換部６は第１変換動作から第２変換動作に切り替わる。具体的には、第２導電路９２における第２電圧Ｖ２を降圧して第１導電路９１に第１電圧Ｖ１として電圧を出力する。このとき、制御部１２は、第１駆動部８１への第１制御信号Ｃｏｎ１の出力を停止し、第２駆動部８２への第２制御信号Ｃｏｎ２の出力を開始する。これにより、第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御が停止して第１ブートストラップ回路２１は第１駆動部８１への電圧の印加を停止する。そして、第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御の開始により第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧の第２駆動部８２への印加を開始する。
そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に向けて第２導電路９２における第２電圧Ｖ２がさらに徐々に高くなる。そして、時刻Ｔ４において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）以上になる。このとき、第２ブートストラップ回路２２から第２駆動部８２へ印加する電圧が十分な大きさになる。すると、動作制御部３３は第２チャージポンプ回路３２に向けて出力していた第２駆動指示信号Ｄｉ２の出力を停止する。第１チャージポンプ回路３１には第１駆動指示信号Ｄｉ１の入力が継続されており、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１の印加を継続する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の期間は、第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２が共に駆動している。
次に、第１導電路９１への入力電圧に基づいて第２導電路９２に出力電圧を印加する際に、第１導電路９１への入力電圧が第２導電路９２への出力電圧より低い状態から高い状態に変化した場合におけるチャージポンプ回路部３０の動作について説明する。
先ず、図４に示すように、時刻Ｔ１において第１導電路９１における第１電圧Ｖ１は、第２導電路９２における第２電圧Ｖ２よりも低い状態であり、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）以上である。動作制御部３３には制御部１２から第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力されている。電圧変換部６は第１導電路９１における第１電圧Ｖ１から昇圧して第２導電路９２に第２電圧Ｖ２として出力している。第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加している。第２チャージポンプ回路３２は、第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されていないため第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を出力していない。このとき、電圧変換部６は第２変換動作をしている。第１チャージポンプ回路３１は動作制御部３３から第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されており第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加している。
次に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に向けて第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１が徐々に高くなり、時刻Ｔ２において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満になる。このとき、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のドレインとソースとの間の電位差が小さくなっている状態である。このとき、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより長くなる制御が制御部１２によってなされ、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のオン状態の時間はより長くなる。これに伴い、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなる制御が制御部１２によってなされ、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のオン状態の時間はより短くなる。このため、第２ブートストラップ回路２２のコンデンサＣ２は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ２から第２駆動部８２に対して電荷を十分に供給できなくなる。動作制御部３３は、制御部１２から第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満であると、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力する。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２の印加を開始する。これにより、第２チャージポンプ回路３２は第２ブートストラップ回路２２の機能を補うのである。
次に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に向けて第１導電路９１に印加された第１電圧Ｖ１がさらに徐々に高くなる。そして、時刻Ｔ３において、第１電圧Ｖ１の大きさが第２電圧Ｖ２よりも大きくなる。すると、電圧変換部６は第２変換動作から第１変換動作に切り替わる。具体的には、第１導電路９１における第１電圧Ｖ１を降圧して第２導電路９２に第２電圧Ｖ２として電圧を出力する。このとき、制御部１２は、第２駆動部８２への第２制御信号Ｃｏｎ２の出力を停止し、第１駆動部８１への第１制御信号Ｃｏｎ１の出力を開始する。これにより、第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御が停止して第２ブートストラップ回路２２は第２駆動部８２への電圧の印加を停止する。そして、第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御の開始により第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧の第１駆動部８１への印加を開始する。
そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に向けて第１導電路９１における第１電圧Ｖ１がさらに徐々に高くなる。そして、時刻Ｔ４において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）以上になる。このとき、第１ブートストラップ回路２１から第１駆動部８１へ印加する電圧が十分な大きさになる。すると、動作制御部３３は第１チャージポンプ回路３１に向けて出力していた第１駆動指示信号Ｄｉ１の出力を停止する。第２チャージポンプ回路３２には第２駆動指示信号Ｄｉ２の入力が継続されており、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２の印加を継続する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の期間は、第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２が共に駆動している。
次に、第２導電路９２への入力電圧に基づいて第１導電路９１に出力電圧を印加する際に、第２導電路９２への入力電圧が第１導電路９１への出力電圧より高い状態から低い状態に変化した場合におけるチャージポンプ回路部３０の動作について説明する。
先ず、図５に示すように、時刻Ｔ１において第２導電路９２における第２電圧Ｖ２は、第１導電路９１における第１電圧Ｖ１よりも高い状態であり、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）以上である。動作制御部３３には制御部１２から第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力されている。電圧変換部６は第２導電路９２における第２電圧Ｖ２から降圧して第１導電路９１に第１電圧Ｖ１として出力している。第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加している。第２チャージポンプ回路３２は、第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されていないため第２駆動部８２へ第２出力電圧Ｖｏ２を出力していない。このとき、電圧変換部６は第２変換動作をしている。第１チャージポンプ回路３１は動作制御部３３から第１駆動指示信号Ｄｉ１が入力されており第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加している。
次に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に向けて第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２が徐々に低くなり、時刻Ｔ２において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満になる。このとき、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のドレインとソースとの間の電位差が小さくなっている状態である。このとき、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより長くなる制御が制御部１２によってなされ、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のオン状態の時間はより長くなる。これに伴い、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなる制御が制御部１２によってなされ、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のオン状態の時間はより短くなる。このため、第２ブートストラップ回路２２のコンデンサＣ２は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ２から第２駆動部８２に対して電荷を十分に供給できなくなる。動作制御部３３は、制御部１２から第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満であると、第２チャージポンプ回路３２に向けて第２駆動指示信号Ｄｉ２を出力する。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動指示信号Ｄｉ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２の印加を開始する。これにより、第２チャージポンプ回路３２は第２ブートストラップ回路２２の機能を補うのである。
次に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に向けて第２導電路９２に印加された第２電圧Ｖ２がさらに徐々に低くなる。そして、時刻Ｔ３において、第２電圧Ｖ２の大きさが第１電圧Ｖ１よりも低くなる。すると、電圧変換部６は第２変換動作から第１変換動作に切り替わる。具体的には、第２導電路９２における第２電圧Ｖ２を昇圧して第１導電路９１に第１電圧Ｖ１として電圧を出力する。このとき、制御部１２は、第２駆動部８２への第２制御信号Ｃｏｎ２の出力を停止し、第１駆動部８１への第１制御信号Ｃｏｎ１の出力を開始する。これにより、第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御が停止して第２ブートストラップ回路２２は第２駆動部８２への電圧の印加を停止する。そして、第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御の開始により第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧の第１駆動部８１への印加を開始する。
そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に向けて第２導電路９２における第２電圧Ｖ２がさらに徐々に低くなる。そして、時刻Ｔ４において、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値Ｔｈ１（第１閾値）以上になる。このとき、第１ブートストラップ回路２１から第１駆動部８１へ印加する電圧が十分な大きさになる。すると、動作制御部３３は第１チャージポンプ回路３１に向けて出力していた第１駆動指示信号Ｄｉ１の出力を停止する。第２チャージポンプ回路３２には第２駆動指示信号Ｄｉ２の入力が継続されており、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２の印加を継続する。時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の期間は、第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２が共に駆動している。
次に、本構成の効果を例示する。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１は、電圧変換部６、制御部１２、駆動部８、第１電圧検出部４１、及び第２電圧検出部４２を備えている。
電圧変換部６は第１導電路９１と第２導電路９２との間で双方向の電圧変換を行う。制御部１２は電圧変換部６を制御する制御信号を出力する。駆動部８は制御部１２から出力される第１制御信号Ｃｏｎ１，第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第１駆動信号Ｄ１，第２駆動信号Ｄ２を出力する。第１電圧検出部４１は第１導電路９１に印加される第１電圧Ｖ１を検出する。第２電圧検出部４２は第２導電路９２に印加される第２電圧Ｖ２を検出する。電圧変換部６は第１変換動作及び第２電圧変換動作を行う。第１変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかを行う。第２変換動作は第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作又は第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作の少なくともいずれかを行う。制御部１２は、第１変換動作を行わせるための第１制御信号Ｃｏｎ１と、第２変換動作を行わせるための第２制御信号Ｃｏｎ２とを出力する。
駆動部８は第１駆動部８１及び第２駆動部８２を有している。第１駆動部８１は制御部１２から第１制御信号Ｃｏｎ１が出力された場合に第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１を電圧変換部６に出力する。第２駆動部８２は制御部１２から第２制御信号Ｃｏｎ２が出力された場合に第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２を電圧変換部６に出力する。電圧変換部６は第１スイッチ部Ｓ１と第２スイッチ部Ｓ２とを有している。第１スイッチ部Ｓ１はスイッチング素子Ｔ１とスイッチング素子Ｔ２とを備えるとともに第１駆動信号Ｄ１が与えられる。第２スイッチ部Ｓ２はスイッチング素子Ｔ３とスイッチング素子Ｔ４とを備えるとともに第２駆動信号Ｄ２が与えられる。第１スイッチ部Ｓ１に第１駆動信号Ｄ１が与えられた場合に電圧変換部６は第１変換動作を行う。第２スイッチ部Ｓ２に第２駆動信号Ｄ２が与えられた場合に電圧変換部６は第２変換動作を行う構成をなしている。
さらに、本開示のＤＣＤＣコンバータ１はブートストラップ回路部２０と、チャージポンプ回路部３０とを備えている。ブートストラップ回路部２０は第１変換動作のときにスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を駆動部８に印加し、第２変換動作のときにスイッチング素子Ｔ３，Ｔ４との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を駆動部８に印加する。チャージポンプ回路部３０は入力電圧を昇圧して入力電圧よりも高い出力電圧を駆動部８に出力電圧を印加する。駆動部８は、ブートストラップ回路部２０によって印加される電圧又はチャージポンプ回路部３０によって印加される電圧に応じた電圧信号を含む第１駆動信号Ｄ１及び第２駆動信号Ｄ２を出力する。チャージポンプ回路部３０は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、第１変換動作又は第２変換動作の状態を示す第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２と、に基づいてチャージポンプ回路部３０が出力電圧を印加する動作時期を決定する。
ＤＣＤＣコンバータ１は第１変換動作又は第２変換動作の際にはブートストラップ回路部２０によってスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２との間の第１接続点Ｐ１又はスイッチング素子Ｔ３，Ｔ４との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を駆動部８に印加し得る。さらに、チャージポンプ回路部３０は第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、に基づき、出力電圧を印加する動作時期を決定することができるため、双方向の電圧変換を行い得る構成においてチャージポンプ回路部３０の動作時期にブートストラップ回路部２０が適正な電圧を印加できなくても、チャージポンプ回路部３０によってより高い電圧を印加し得る。しかも、常時チャージポンプ回路部３０を動作させ続けずに済み、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２と、第１変換動作又は第２変換動作の状態を示す第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２とを反映した必要時期に動作させることができるため、電力消費を抑えることができる。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は、第１変換動作が行われている状態において第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満になった場合に第１駆動部８１に出力電圧を印加する。
このように構成されていれば、ＤＣＤＣコンバータ１は第１変換動作の際に第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満になり、ブートストラップ回路部２０から適正電圧が印加されない懸念が高まったときにチャージポンプ回路部３０を動作させ駆動部８に電圧を印加し得る。具体的には、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第１閾値）未満になった場合、第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティはより長くなる。これに伴い、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなり、第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）のオン状態の時間はより短くなっている状態である。このため、第１ブートストラップ回路２１のコンデンサＣ１は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ１から第１駆動部８１に対して電荷を十分に供給できなくなった状態のときにチャージポンプ回路３０を動作させるのである。また、第１電圧Ｖ１や第２電圧Ｖ２の絶対値の大きさに関わらず、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との相対関係に基づいてチャージポンプ回路部３０の動作を切り替えるため、第１導電路９１又は第２導電路９２への出力電圧が特定の値に限定されず所望の大きさに設定しても、適用が可能である。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は、第２変換動作が行われている状態において第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満になった場合に第２駆動部８２に出力電圧を印加する。
このように構成されていれば、ＤＣＤＣコンバータ１は第２変換動作の際に第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満になり、ブートストラップ回路部２０から適正電圧が印加されない懸念が高まったときにチャージポンプ回路部３０を動作させ駆動部８に電圧を印加し得る。具体的には、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が閾値Ｔｈ１（第２閾値）未満になった場合、第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティはより長くなる。これに伴い、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のゲートに与えられるＰＷＭ信号のデューティがより短くなり、第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）のオン状態の時間はより短くなっている状態である。このため、第２ブートストラップ回路２２のコンデンサＣ２は十分に蓄電されない状態になってしまい、コンデンサＣ２から第２駆動部８２に対して電荷を十分に供給できなくなった状態のときにチャージポンプ回路３０を動作させるのである。また、第１電圧Ｖ１や第２電圧Ｖ２の絶対値の大きさに関わらず、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との相対関係に基づいてチャージポンプ回路部３０の動作を切り替えるため、第１導電路９１又は第２導電路９２への出力電圧が特定の値に限定されず所望の大きさに設定しても、適用が可能である。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は、第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加するように第１変換動作が行われている場合又は第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加するように第２変換動作が行われている場合において、第１電圧Ｖ１よりも第２電圧Ｖ２のほうが大きいときには第１駆動部８１に出力電圧を印加し、第２電圧Ｖ２よりも第１電圧Ｖ１のほうが大きいときに第２駆動部８２に出力電圧を印加する。
このように構成されていれば、ＤＣＤＣコンバータ１は、第１導電路９１と第２導電路９２との間で降圧動作が行わる際に、第２電圧Ｖ２よりも第１電圧Ｖ１のほうが大きい時には第２スイッチ部Ｓ２がスイッチング動作をしないことによって第２ブートストラップ回路２２が第２駆動部８２に対して適正電圧を印加できなくなり第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、第２チャージポンプ回路３２によってスイッチング素子Ｔ３を確実にオンにすることができる。また、第１電圧Ｖ１よりも第２電圧Ｖ２のほうが大きいときには、第１スイッチ部Ｓ１がスイッチング動作をしないことによって第１ブートストラップ回路２１が第１駆動部８１に対して適正電圧を印加できなくなり第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、第１チャージポンプ回路３１によってスイッチング素子Ｔ１を確実にオンにすることができる。これによって、ＤＣＤＣコンバータ１は第１導電路９１と第２導電路９２との間の電力のやり取りを良好にすることができる。
具体的には、第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加するように第１変換動作する際、コンデンサＣ２は第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）がオフ状態を維持されるため充電されなくなってしまう。このとき、第２チャージポンプ回路３２から第２駆動部８２に向けて第２出力電圧Ｖｏ２を印加することによって第２スイッチ部Ｓ２のスイッチング素子Ｔ３を確実にオンにするのである。そして、第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加するように第２変換動作する際、コンデンサＣ１は第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）がオフ状態を維持されるため充電されなくなってしまう。このとき、第１チャージポンプ回路３１から第１駆動部８１に向けて第１出力電圧Ｖｏ１を印加することによって第１スイッチ部Ｓ１のスイッチング素子Ｔ１を確実にオンにするのである。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は、第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加するように第１変換動作が行われている場合又は第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加するように第２変換動作が行われている場合において、第２電圧Ｖ２よりも第１電圧Ｖ１のほうが大きい場合には第２駆動部８２に出力電圧を印加し、第１電圧Ｖ１よりも第２電圧Ｖ２のほうが大きいときには第１駆動部８１に出力電圧を印加する。
このように構成されていれば、ＤＣＤＣコンバータ１は、第１導電路９１と第２導電路９２との間で昇圧動作が行われる際に、第２電圧Ｖ２よりも第１電圧Ｖ１のほうが大きいときには第２スイッチ部Ｓ２がスイッチング動作をしないことによって第２ブートストラップ回路２２が第２駆動部８２に対して適正電圧を印加できなくなり第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、第２チャージポンプ回路３２によってスイッチング素子Ｔ２を確実にオンにすることができる。また、第１電圧Ｖ１よりも第２電圧Ｖ２のほうが大きいときには、第１スイッチ部Ｓ１がスイッチング動作をしないことによって第１ブートストラップ回路２１が第１駆動部８１に対して適正電圧を印加できなくなり第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）を確実にオンできなくなる懸念が高まったときに、第１チャージポンプ回路３１によってスイッチング素子Ｔ１を確実にオンにすることができる。これによって、ＤＣＤＣコンバータ１は第１導電路９１と第２導電路９２との間の電力のやり取りを良好にすることができる。
具体的には、第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加するように第１変換動作する際、コンデンサＣ２は第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）がオフ状態を維持されるため充電されなくなってしまう。このとき、第２チャージポンプ回路３２から第２駆動部８２に向けて第２出力電圧Ｖｏ２を印加することによって第２スイッチ部Ｓ２のスイッチング素子Ｔ２を確実にオンにするのである。そして、第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加するように第２変換動作する際、コンデンサＣ１は第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）がオフ状態を維持されるため充電されなくなってしまう。このとき、第１チャージポンプ回路３１から第１駆動部８１に向けて第１出力電圧Ｖｏ１を印加することによって第１スイッチ部Ｓ１のスイッチング素子Ｔ１を確実にオンにするのである。
本開示のＤＣＤＣコンバータ１のチャージポンプ回路部３０は、第１チャージポンプ回路３１、第２チャージポンプ回路３２、及び動作制御部３３を有している。第１チャージポンプ回路３１は第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する。第２チャージポンプ回路３２は第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する。動作制御部３３は第１チャージポンプ回路３１及び第２チャージポンプ回路３２の動作を制御する。動作制御部３３は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、第１変換動作又は第２変換動作の状態を示す第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２と、に基づいて第１チャージポンプ回路３１における第１出力電圧Ｖｏ１の印加時期及び第２チャージポンプ回路３２における第２出力電圧Ｖｏ２の印加時期を決定する。
この構成によれば、ＤＣＤＣコンバータ１は、第１駆動部８１及び第２駆動部８２への電圧の印加を個別に行うことができるため、第１スイッチ部Ｓ１と第２スイッチ部Ｓ２の各々を個別に駆動させることができるため、電圧変換部６をより効率よく動作させ得る。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２のＤＣＤＣコンバータ２について図６を参照しつつ説明する。ＤＣＤＣコンバータ２は、チャージポンプ回路部１３０におけるチャージポンプ回路１３１が１つのみ設けられている点等が実施形態１と異なる。同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
ＤＣＤＣコンバータ２のチャージポンプ回路部１３０は、チャージポンプ回路１３１、及び動作制御部１３３を有している。チャージポンプ回路１３１は公知の回路であり、例えば、直列に接続された複数のダイオードと、各ダイオードの接続点の各々に接続された複数のコンデンサ等で構成されている（図示せず。）。チャージポンプ回路１３１は、例えば、第１導電路９１や第２導電路９２への入力電圧を昇圧して第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加したり第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加したりする。動作制御部１３３はチャージポンプ回路１３１の動作を制御し得る構成とされている。動作制御部１３３は、第１電圧検出部４１からの第１電圧Ｖ１相当する信号、第２電圧検出部４２からの第２電圧Ｖ２に相当する信号、及び制御部１２からの第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され得る構成とされている。動作制御部１３３は入力されたこれら信号に基づいてチャージポンプ回路１３１における第１出力電圧Ｖｏ１や第２出力電圧Ｖｏ２の印加時期を決定する。
〔ＤＣＤＣコンバータにおける動作〕
次に、本開示のＤＣＤＣコンバータ２の動作について説明する。
〔第１電源部を充電する動作〕
第１変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を昇圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作する場合について説明する。外部装置から制御部１２に入力される充電選択信号Ｃｓが第１電源部を充電することを示す場合、制御部１２は動作制御部１３３に対して第１電源部充電信号Ｃｓ１を出力する。そして、制御部１２は第１駆動部８１に向けて第１制御信号Ｃｏｎ１を出力する。第１駆動部８１は制御部１２から第１制御信号Ｃｏｎ１が出力されると第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１を電圧変換部６に出力する。第１スイッチ部Ｓ１（スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２）は第１駆動信号Ｄ１によって同期整流制御を行う。第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加する。
動作制御部１３３は第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値（第１閾値）以上である場合、チャージポンプ回路１３１に向けて第２切替信号Ｓｗ２を出力する。チャージポンプ回路１３１は、第２切替信号Ｓｗ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２印加し、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加しない。つまり、チャージポンプ回路部１３０は第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する第２動作を行う。
次に、第２変換動作の内の第２導電路９２に印加される電圧を降圧して第１導電路９１に電圧を印加する動作する場合について説明する。外部装置から制御部１２に入力されるが第１電源部を充電することを示す場合、制御部１２は動作制御部１３３に対して、第１電源部充電信号Ｃｓ１を出力する。制御部１２は第２駆動部８２に向けて第２制御信号Ｃｏｎ２を出力する。第２駆動部８２は制御部１２から第２制御信号Ｃｏｎ２が出力されると第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２を電圧変換部６に出力する。第２スイッチ部Ｓ２（スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４）は第２駆動信号Ｄ２によって同期整流制御を行う。第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加する。
動作制御部３３は、第１電源部充電信号Ｃｓ１が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値（第２閾値）以上である場合、チャージポンプ回路１３１に向けて第１切替信号Ｓｗ１を出力する。チャージポンプ回路１３１は、第１切替信号Ｓｗ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１印加し、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加しない。つまり、チャージポンプ回路部１３０は第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する第１動作を行う。
〔第２電源部を充電する動作〕
第１変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を降圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作する場合について説明する。外部装置から制御部１２に入力される充電選択信号Ｃｓが第２電源部を充電することを示す場合、制御部１２は動作制御部１３３に対して、第２電源部充電信号Ｃｓ２を出力する。制御部１２は第１駆動部８１に向けて第１制御信号Ｃｏｎ１を出力する。第１駆動部８１は制御部１２から第１制御信号Ｃｏｎ１が出力されると第１制御信号Ｃｏｎ１に応じた第１駆動信号Ｄ１を電圧変換部６に出力する。第１スイッチ部Ｓ１（スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２）は第１駆動信号Ｄ１によって同期整流制御を行う。第１ブートストラップ回路２１は第１スイッチ部Ｓ１の同期整流制御によって第１ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ１）と第１ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ２）との間の第１接続点Ｐ１よりも高い電圧を第１駆動部８１に印加する。
動作制御部１３３は第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値（第１閾値）以上である場合、チャージポンプ回路１３１に向けて第２切替信号Ｓｗ２を出力する。チャージポンプ回路１３１は第２切替信号Ｓｗ２が入力されると、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加し、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加しない。つまり、チャージポンプ回路部１３０は第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する第２動作を行う。
次に、第２変換動作の内の第１導電路９１に印加される電圧を昇圧して第２導電路９２に電圧を印加する動作する場合について説明する。外部装置から制御部１２に入力される充電選択信号Ｃｓが第２電源部を充電することを示す場合、制御部１２は動作制御部１３３に対して、第２電源部充電信号Ｃｓ２を出力する。制御部１２は第２駆動部８２に向けて第２制御信号Ｃｏｎ２を出力する。第２駆動部８２は制御部１２から第２制御信号Ｃｏｎ２が出力されると第２制御信号Ｃｏｎ２に応じた第２駆動信号Ｄ２を電圧変換部６に出力する。第２スイッチ部Ｓ２（スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４）は第２駆動信号Ｄ２によって同期整流制御を行う。第２ブートストラップ回路２２は第２スイッチ部Ｓ２の同期整流制御によって第２ハイサイド素子（スイッチング素子Ｔ３）と第２ローサイド素子（スイッチング素子Ｔ４）との間の第２接続点Ｐ２よりも高い電圧を第２駆動部８２に印加する。
動作制御部１３３は、第２電源部充電信号Ｃｓ２が入力され、第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より低く、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値（第２閾値）以上である場合、チャージポンプ回路１３１に向けて第１切替信号Ｓｗ１を出力する。チャージポンプ回路１３１は第１切替信号Ｓｗ１が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加し、第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加しない。つまり、チャージポンプ回路部１３０は第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する第１動作を行う。
動作制御部１３３は、第１電源部充電信号Ｃｓ１又は第２電源部充電信号Ｃｓ２のいずれかが入力され、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が所定の閾値（第２閾値又は第１閾値）未満である場合、チャージポンプ回路１３１に向けて第３切替信号Ｓｗ３を出力する。チャージポンプ回路１３１は第３切替信号Ｓｗ３が入力されると、第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加するとともに第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する。
次に、本構成の効果を例示する。
本開示のＤＣＤＣコンバータ２のチャージポンプ回路部１３０は、チャージポンプ回路１３１、及び動作制御部１３３を有している。チャージポンプ回路１３１は第１駆動部８１に第１出力電圧Ｖｏ１を印加する第１動作と第２駆動部８２に第２出力電圧Ｖｏ２を印加する第２動作とを行う。動作制御部１３３はチャージポンプ回路１３１の第１動作及び第２動作を制御する。動作制御部１３３は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、第１変換動作又は第２変換動作の状態を示す第１電源部充電信号Ｃｓ１や第２電源部充電信号Ｃｓ２と、に基づいて第１動作の時期及び第２動作の時期を決定する。
この構成によれば、チャージポンプ回路１３１が動作制御部１３３によって、第１動作及び第２動作の少なくともいずれかを切り替えて行うことができる。このため、ＤＣＤＣコンバータ２はチャージポンプ回路１３１を第１駆動部８１及び第２駆動部８２に対応させて２つ設ける場合に比べて部材の数を抑えることができる。
＜他の実施形態＞
本構成は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施形態１、２では、駆動部８が第１駆動部８１及び第２駆動部８２を備えていることを例示しているが、１つの駆動部から第１スイッチ部及び第２スイッチ部の各々に駆動信号を出力する構成としてもよい。
実施形態１、２では、スイッチング素子Ｔ２，Ｔ４にＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いているが、いずれか一方又は両方にダイオードを用いダイオード整流方式としてもよい。
実施形態１では、第１閾値、第２閾値がともに閾値Ｔｈ１であることが例示されているが、第１閾値、第２閾値が互いに異なる値であってもよい。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１，２…ＤＣＤＣコンバータ
６…電圧変換部
８…駆動部
１２…制御部
２０…ブートストラップ回路部
２１…第１ブートストラップ回路
２２…第２ブートストラップ回路
３０，１３０…チャージポンプ回路部
３１…第１チャージポンプ回路
３２…第２チャージポンプ回路
３３，１３３…動作制御部
４１…第１電圧検出部
４２…第２電圧検出部
８１…第１駆動部
８２…第２駆動部
９１…第１導電路
９２…第２導電路
１３１…チャージポンプ回路
Ｃ１…コンデンサ
Ｃ２…コンデンサ
Ｃｏｎ１…第１制御信号
Ｃｏｎ２…第２制御信号
Ｃｓ…充電選択信号
Ｃｓ１…第１電源部充電信号
Ｃｓ２…第２電源部充電信号
Ｄ１…第１駆動信号
Ｄ２…第２駆動信号
Ｄｉ１…第１駆動指示信号
Ｄｉ２…第２駆動指示信号
Ｆｓ１…第１動作維持信号
Ｆｓ２…第２動作維持信号
Ｌ…インダクタ
Ｐ１…第１接続点
Ｐ２…第２接続点
Ｓ１…第１スイッチ部
Ｓ２…第２スイッチ部
Ｓｗ１…第１切替信号
Ｓｗ２…第２切替信号
Ｓｗ３…第３切替信号
Ｔ１…スイッチング素子（第１ハイサイド素子）
Ｔ２…スイッチング素子（第１ローサイド素子）
Ｔ３…スイッチング素子（第２ハイサイド素子）
Ｔ４…スイッチング素子（第２ローサイド素子）
Ｔｈ１…第１閾値，第２閾値
Ｖ１…第１電圧
Ｖ２…第２電圧
Ｖｏ１…第１出力電圧
Ｖｏ２…第２出力電圧

Claims (7)

  1. 第１導電路と第２導電路との間で双方向の電圧変換を行う電圧変換部と、
    前記電圧変換部を制御する制御信号を出力する制御部と、
    前記制御部から出力される前記制御信号に応じた駆動信号を出力する駆動部と、
    前記第１導電路に印加される第１電圧を検出する第１電圧検出部と、
    前記第２導電路に印加される第２電圧を検出する第２電圧検出部と、
    を備え、
    前記電圧変換部は、前記第１導電路に印加される電圧を降圧して前記第２導電路に電圧を印加する動作又は前記第２導電路に印加される電圧を昇圧して前記第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである第１変換動作と、前記第１導電路に印加される電圧を昇圧して前記第２導電路に電圧を印加する動作又は前記第２導電路に印加される電圧を降圧して前記第１導電路に電圧を印加する動作の少なくともいずれかである第２変換動作と、を行うＤＣＤＣコンバータであって、
    前記制御部は、前記第１変換動作を行わせるための第１制御信号と、前記第２変換動作を行わせるための第２制御信号と、を出力し、
    前記駆動部は、前記制御部から前記第１制御信号が出力された場合に前記第１制御信号に応じた第１駆動信号を前記電圧変換部に出力する第１駆動部と、前記制御部から前記第２制御信号が出力された場合に前記第２制御信号に応じた第２駆動信号を前記電圧変換部に出力する第２駆動部と、を有し、
    前記電圧変換部は、スイッチを含む第１ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第１ローサイド素子とを備えるとともに前記第１駆動信号が与えられる第１スイッチ部と、スイッチを含む第２ハイサイド素子とスイッチ又はダイオードを含む第２ローサイド素子とを備えるとともに前記第２駆動信号が与えられる第２スイッチ部と、を有し、
    前記第１スイッチ部に前記第１駆動信号が与えられた場合に前記電圧変換部が前記第１変換動作を行い、
    前記第２スイッチ部に前記第２駆動信号が与えられた場合に前記電圧変換部が前記第２変換動作を行う構成をなし、
    さらに、前記第１変換動作のときに前記第１ハイサイド素子と前記第１ローサイド素子との間の第１接続点よりも高い電圧を前記駆動部に印加し、前記第２変換動作のときに前記第２ハイサイド素子と前記第２ローサイド素子との間の第２接続点よりも高い電圧を前記駆動部に印加するブートストラップ回路部と、
    入力電圧を昇圧して前記駆動部に対して前記入力電圧よりも高い出力電圧を印加するチャージポンプ回路部と、
    を備え、
    前記駆動部は、前記ブートストラップ回路部によって印加される電圧又は前記チャージポンプ回路部によって印加される電圧に応じた電圧信号を含む前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号を出力し、
    前記チャージポンプ回路部は、前記第１電圧と、前記第２電圧と、前記第１変換動作又は前記第２変換動作の状態と、に基づいて前記チャージポンプ回路部が前記出力電圧を印加する動作時期を決定するＤＣＤＣコンバータ。
  2. 前記チャージポンプ回路部は、前記第１変換動作が行われている状態において少なくとも前記第１電圧と前記第２電圧との差が第１閾値未満になった場合に前記第１駆動部に前記出力電圧を印加する請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ。
  3. 前記チャージポンプ回路部は、前記第２変換動作が行われている状態において少なくとも前記第１電圧と前記第２電圧との差が第２閾値未満になった場合に前記第２駆動部に前記出力電圧を印加する請求項１又は請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータ。
  4. 前記チャージポンプ回路部は、前記第１導電路に印加される電圧を降圧して前記第２導電路に電圧を印加するように前記第１変換動作が行われている場合又は前記第２導電路に印加される電圧を降圧して前記第１導電路に電圧を印加するように前記第２変換動作が行われている場合において、前記第１電圧よりも前記第２電圧のほうが大きいときには前記第１駆動部に前記出力電圧を印加し、前記第２電圧よりも前記第１電圧のほうが大きいときに前記第２駆動部に前記出力電圧を印加する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
  5. 前記チャージポンプ回路部は、前記第２導電路に印加される電圧を昇圧して前記第１導電路に電圧を印加するように前記第１変換動作が行われている場合又は前記第１導電路に印加される電圧を昇圧して前記第２導電路に電圧を印加するように前記第２変換動作が行われている場合において、前記第２電圧よりも前記第１電圧のほうが大きい場合には前記第２駆動部に前記出力電圧を印加し、前記第１電圧よりも前記第２電圧のほうが大きいときには前記第１駆動部に前記出力電圧を印加する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
  6. 前記チャージポンプ回路部は、前記第１駆動部に第１出力電圧を印加する第１チャージポンプ回路と、前記第２駆動部に第２出力電圧を印加する第２チャージポンプ回路と、前記第１チャージポンプ回路及び前記第２チャージポンプ回路の動作を制御する動作制御部と、を有し、
    前記動作制御部は、前記第１電圧と、前記第２電圧と、前記第１変換動作又は前記第２変換動作の状態と、に基づいて前記第１チャージポンプ回路における前記第１出力電圧の印加時期及び前記第２チャージポンプ回路における前記第２出力電圧の印加時期を決定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
  7. 前記チャージポンプ回路部は、前記第１駆動部に第１出力電圧を印加する第１動作と前記第２駆動部に第２出力電圧を印加する第２動作とを行うチャージポンプ回路と、前記チャージポンプ回路の前記第１動作及び前記第２動作を制御する動作制御部と、を有し、
    前記動作制御部は、前記第１電圧と、前記第２電圧と、前記第１変換動作又は前記第２変換動作の状態と、に基づいて前記第１動作の時期及び前記第２動作の時期を決定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＤＣＤＣコンバータ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009027895A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Hitachi Ltd スイッチング電源
WO2014119307A1 (ja) * 2013-01-31 2014-08-07 パナソニック株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2014175124A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Koito Mfg Co Ltd 半導体光源点灯回路および車両用灯具
JP2016063648A (ja) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 駆動装置
JP2019135887A (ja) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源装置の異常検出装置及び車載用電源装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650100B1 (en) * 2002-09-03 2003-11-18 Texas Instruments Incorporated Bootstrap technique for a multiple mode switching regulator
JP4111109B2 (ja) 2002-10-30 2008-07-02 株式会社デンソー スイッチングレギュレータ及び電源装置
JP2008029085A (ja) 2006-07-19 2008-02-07 Denso Corp スイッチング素子の駆動装置およびスイッチング定電圧電源装置
JP2014011841A (ja) 2012-06-28 2014-01-20 Denso Corp スイッチングレギュレータ
US9484758B2 (en) * 2013-02-05 2016-11-01 Apple Inc. Hybrid bootstrap capacitor refresh technique for charger/converter
CN104218803B (zh) * 2014-08-27 2017-04-12 成都芯源系统有限公司 一种自举电压充电电路和电压转换电路
US9577505B1 (en) * 2015-07-28 2017-02-21 Dell Products L.P. Bootstrap controller for switching power supply
US10079538B2 (en) * 2016-10-18 2018-09-18 Texas Instruments Incorporated Bootstrap circuit for DC/DC converter
CN108306489B (zh) * 2018-01-26 2020-04-21 成都芯源系统有限公司 升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法
CN108616210B (zh) * 2018-04-20 2020-08-25 成都芯源系统有限公司 开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法
IT201900011544A1 (it) * 2019-07-11 2021-01-11 St Microelectronics Srl Circuito di pilotaggio per un semi-ponte
US11545897B2 (en) * 2019-09-17 2023-01-03 Qualcomm Incorporated Gate driver power-saving method for switched-mode power supplies in pulse-skipping mode
US11502599B2 (en) * 2019-09-18 2022-11-15 Qualcomm Incorporated Constant gate-to-source-volt age-driving driver architecture for switched-mode power supplies
US11658572B2 (en) * 2020-06-11 2023-05-23 Intel Corporation Power field effect transistor topology and bootstrap circuit for inverting buck-boost DC-DC converter
US11722056B2 (en) * 2020-08-11 2023-08-08 Infineon Technologies Austria Ag Power converter control and parameter sampling
US20220085718A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-17 Intel Corporation Dual-folded boot-strap based buck-boost converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009027895A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Hitachi Ltd スイッチング電源
WO2014119307A1 (ja) * 2013-01-31 2014-08-07 パナソニック株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2014175124A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Koito Mfg Co Ltd 半導体光源点灯回路および車両用灯具
JP2016063648A (ja) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 駆動装置
JP2019135887A (ja) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源装置の異常検出装置及び車載用電源装置

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