JP2794396B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
Ｄｃ／ｄｃコンバータInfo
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- JP2794396B2 JP2794396B2 JP6338518A JP33851894A JP2794396B2 JP 2794396 B2 JP2794396 B2 JP 2794396B2 JP 6338518 A JP6338518 A JP 6338518A JP 33851894 A JP33851894 A JP 33851894A JP 2794396 B2 JP2794396 B2 JP 2794396B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/613—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in parallel with the load as final control devices
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タに関し、詳しくは、乾電池１本で駆動する音響機器、
例えば、ポータブルラジオ受信機やＣＤプレーヤ、ポー
タブル磁気テーププレーヤなど、乾電池１本で所定の動
作電源電圧を生成する電源回路において、製造が容易
で、その消費電力を低減することができるようなＤＣ／
ＤＣコンバーに関する。
タに関し、詳しくは、乾電池１本で駆動する音響機器、
例えば、ポータブルラジオ受信機やＣＤプレーヤ、ポー
タブル磁気テーププレーヤなど、乾電池１本で所定の動
作電源電圧を生成する電源回路において、製造が容易
で、その消費電力を低減することができるようなＤＣ／
ＤＣコンバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポータブルＣＤプレーヤあるいはポータ
ブル磁気テーププレーヤは、通常、乾電池で駆動され、
その本数は、１本から２本程度である。したがって、そ
の電源電圧は、１．２Ｖあるいは２．４Ｖ程度でしかな
い。しかも、この種のポータブル音響装置には、モータ
が内蔵され、さらに、各種の操作信号を受けて各種回路
を動作させるためにマイクロコントローラ（ＭＰＵ）あ
るいはマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）とＲＯＭ等から
なる制御回路を有している。
ブル磁気テーププレーヤは、通常、乾電池で駆動され、
その本数は、１本から２本程度である。したがって、そ
の電源電圧は、１．２Ｖあるいは２．４Ｖ程度でしかな
い。しかも、この種のポータブル音響装置には、モータ
が内蔵され、さらに、各種の操作信号を受けて各種回路
を動作させるためにマイクロコントローラ（ＭＰＵ）あ
るいはマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）とＲＯＭ等から
なる制御回路を有している。
【０００３】通常、マイクロコントローラとＲＯＭ等の
制御回路の動作電圧は、３Ｖ〜５Ｖ程度になる。また、
オーディオ回路は、通常、２．４Ｖ〜３．５Ｖ程度の電
源電圧で駆動されるが、モータ駆動回路は、それ以上の
電圧が必要になる。ＤＣモータ自体の駆動電圧は、低い
ものでは、１．２Ｖから２．４Ｖ程度、すなわち、電池
１本から２本程度のものであるが、消費電力を低減する
ために、それを駆動するモータ駆動回路にＭＯＳＦＥＴ
回路を用いた場合には高い電圧が必要になる。このよう
なことから、この種の装置にあっては、１．５Ｖ程度の
電圧から所定の電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバー
タが電源回路に設けられる。
制御回路の動作電圧は、３Ｖ〜５Ｖ程度になる。また、
オーディオ回路は、通常、２．４Ｖ〜３．５Ｖ程度の電
源電圧で駆動されるが、モータ駆動回路は、それ以上の
電圧が必要になる。ＤＣモータ自体の駆動電圧は、低い
ものでは、１．２Ｖから２．４Ｖ程度、すなわち、電池
１本から２本程度のものであるが、消費電力を低減する
ために、それを駆動するモータ駆動回路にＭＯＳＦＥＴ
回路を用いた場合には高い電圧が必要になる。このよう
なことから、この種の装置にあっては、１．５Ｖ程度の
電圧から所定の電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバー
タが電源回路に設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ポータブルＣＤプレー
ヤあるいはポータブル磁気テーププレーヤ等のオーディ
オ装置は、長時間駆動が要求され、しかも、乾電池１本
で駆動することが望まれている。長時間駆動を実現する
ためには内部回路の消費電力の低減を図ることが重要で
あり、それぞれ低電圧で低電力駆動の回路が開発され、
使用されている。また、消費電力の低減の１つとして、
この種の装置の電源回路では、無負荷時の消費電力の低
減が重要視される。無負荷時の消費電力を抑えるに、通
常、電源回路のＤＣ／ＤＣコンバータ等の主要な回路を
ＣＭＯＳ回路で構成する。これにより、バイポーラトラ
ンジスタで構成した回路よりも無負荷時の消費電力を低
減することができる。
ヤあるいはポータブル磁気テーププレーヤ等のオーディ
オ装置は、長時間駆動が要求され、しかも、乾電池１本
で駆動することが望まれている。長時間駆動を実現する
ためには内部回路の消費電力の低減を図ることが重要で
あり、それぞれ低電圧で低電力駆動の回路が開発され、
使用されている。また、消費電力の低減の１つとして、
この種の装置の電源回路では、無負荷時の消費電力の低
減が重要視される。無負荷時の消費電力を抑えるに、通
常、電源回路のＤＣ／ＤＣコンバータ等の主要な回路を
ＣＭＯＳ回路で構成する。これにより、バイポーラトラ
ンジスタで構成した回路よりも無負荷時の消費電力を低
減することができる。
【０００５】しかし、ＣＭＯＳ回路のＤＣ／ＤＣコンバ
ータは、特別な製造プロセスで製造される場合を除い
て、通常の回路では、バイポーラトランジスタよりも動
作スレッショルド電圧が高いので、１本程度の乾電池の
電圧で動作させることが難しい。この発明の目的は、こ
のような従来技術の問題点を解決するものであって、乾
電池１本程度の電圧レベルで動作可能で、かつ、通常の
プロセスで製造されたＣＭＯＳ回路を使用して消費電力
を低減することができる、ＩＣ化に適したＤＣ／ＤＣコ
ンバータを提供することを目的とする。
ータは、特別な製造プロセスで製造される場合を除い
て、通常の回路では、バイポーラトランジスタよりも動
作スレッショルド電圧が高いので、１本程度の乾電池の
電圧で動作させることが難しい。この発明の目的は、こ
のような従来技術の問題点を解決するものであって、乾
電池１本程度の電圧レベルで動作可能で、かつ、通常の
プロセスで製造されたＣＭＯＳ回路を使用して消費電力
を低減することができる、ＩＣ化に適したＤＣ／ＤＣコ
ンバータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明のＤＣ／ＤＣコンバータの構成は、負荷に対
して直列あるいは並列に挿入され１本の乾電池の電源供
給ラインに対してスイッチングを行うＭＯＳトランジス
タと、負荷側に出力する電力の一部を受けてこのＭＯＳ
トランジスタのスイッチングの期間を負荷側の電圧に応
じてこの電圧が所定の一定値になるように制御する制御
回路と、ＭＯＳトランジスタに並列に挿入され電源供給
ラインに対してスイッチングを行うバイポーラトランジ
スタと、乾電池からの電力をＯＮ状態のスイッチ回路を
介して受け、負荷の電圧が、制御回路がＭＯＳトランジ
スタをＯＮ／ＯＦＦさせることができる所定電圧値以下
のときに、バイポーラトランジスタをスイッチングさせ
て負荷側に昇圧電圧を発生させ、負荷側の電圧が所定電
圧値以上になったときにスイッチ回路をＯＦＦすること
によりバイポーラトランジスタのスイッチング動作を停
止する起動回路とを備えるものである。
るこの発明のＤＣ／ＤＣコンバータの構成は、負荷に対
して直列あるいは並列に挿入され１本の乾電池の電源供
給ラインに対してスイッチングを行うＭＯＳトランジス
タと、負荷側に出力する電力の一部を受けてこのＭＯＳ
トランジスタのスイッチングの期間を負荷側の電圧に応
じてこの電圧が所定の一定値になるように制御する制御
回路と、ＭＯＳトランジスタに並列に挿入され電源供給
ラインに対してスイッチングを行うバイポーラトランジ
スタと、乾電池からの電力をＯＮ状態のスイッチ回路を
介して受け、負荷の電圧が、制御回路がＭＯＳトランジ
スタをＯＮ／ＯＦＦさせることができる所定電圧値以下
のときに、バイポーラトランジスタをスイッチングさせ
て負荷側に昇圧電圧を発生させ、負荷側の電圧が所定電
圧値以上になったときにスイッチ回路をＯＦＦすること
によりバイポーラトランジスタのスイッチング動作を停
止する起動回路とを備えるものである。
【０００７】
【作用】このように、負荷に供給する電源電圧がＭＯＳ
トランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせることができる電圧値
以下のとき、起動回路によりバイポーラトランジスタを
スイッチングさせて負荷に供給する昇圧電圧を発生さ
せ、昇圧電圧が本来のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣ
コンバータのスイッチング制御回路を動作させる電圧に
なると、バイポーラトランジスタ側のスイッチング動作
を停止させてＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバー
タを動作させるので、定常動作状態においては、無負荷
時の電力を従来と同様に抑えることができる。起動時の
起動回路の動作は、電圧が低く、短時間であるので、消
費電力の増加はほんのわずかである。しかも１本の乾電
池の電力をスイッチ回路を介して受けて動作し、動作を
停止するときにはスイッチ回路がＯＦＦされるので、こ
の起動回路を１本の乾電池の電源ラインから切り離すこ
とができ、これにより消費電力の増加を抑えることがで
きる。この場合のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコン
バータは、昇圧電圧を受けて動作するので、従来の高い
スレッショルドのものであってもよく、特別の製造プロ
セスで製造するＣＭＯＳ回路を使用しないでも回路を構
成することができる。
トランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせることができる電圧値
以下のとき、起動回路によりバイポーラトランジスタを
スイッチングさせて負荷に供給する昇圧電圧を発生さ
せ、昇圧電圧が本来のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣ
コンバータのスイッチング制御回路を動作させる電圧に
なると、バイポーラトランジスタ側のスイッチング動作
を停止させてＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバー
タを動作させるので、定常動作状態においては、無負荷
時の電力を従来と同様に抑えることができる。起動時の
起動回路の動作は、電圧が低く、短時間であるので、消
費電力の増加はほんのわずかである。しかも１本の乾電
池の電力をスイッチ回路を介して受けて動作し、動作を
停止するときにはスイッチ回路がＯＦＦされるので、こ
の起動回路を１本の乾電池の電源ラインから切り離すこ
とができ、これにより消費電力の増加を抑えることがで
きる。この場合のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコン
バータは、昇圧電圧を受けて動作するので、従来の高い
スレッショルドのものであってもよく、特別の製造プロ
セスで製造するＣＭＯＳ回路を使用しないでも回路を構
成することができる。
【０００８】
【実施例】図１は、この発明のＤＣ／ＤＣコンバータを
適用した一実施例の携帯用音響機器の電源回路を中心と
するブロック図である。図において、１は、携帯用の音
響機器であり、２は、そのＤＣ／ＤＣコンバータ回路、
３は、その入力端子であってスイッチ１５を介して電池
１６の正側端子に接続されている。４はその出力端子で
あって、３．５Ｖの電源供給ライン１８（ＶCC1 ）に接
続されている。入力端子３と出力端子４との間には、電
池１６からの電源供給ライン（ＶCC）１７を経てコイル
ＬとダイオードＤとが直列に順次接続されている。コイ
ルＬとダイオードＤの接続点と接地間には、ドレイン−
ソースの順でＮ型ＦＥＴのスイッチングトランジスタ５
ａが設けられ、さらにこれに並列にコレクタ−エミッタ
の順で接続されたＮ型バイポーラのスイッチングトラン
ジスタ５ｂとが設けられていて、出力端子４側には、コ
ンデンサＣが出力端子と接地間に設けられている。
適用した一実施例の携帯用音響機器の電源回路を中心と
するブロック図である。図において、１は、携帯用の音
響機器であり、２は、そのＤＣ／ＤＣコンバータ回路、
３は、その入力端子であってスイッチ１５を介して電池
１６の正側端子に接続されている。４はその出力端子で
あって、３．５Ｖの電源供給ライン１８（ＶCC1 ）に接
続されている。入力端子３と出力端子４との間には、電
池１６からの電源供給ライン（ＶCC）１７を経てコイル
ＬとダイオードＤとが直列に順次接続されている。コイ
ルＬとダイオードＤの接続点と接地間には、ドレイン−
ソースの順でＮ型ＦＥＴのスイッチングトランジスタ５
ａが設けられ、さらにこれに並列にコレクタ−エミッタ
の順で接続されたＮ型バイポーラのスイッチングトラン
ジスタ５ｂとが設けられていて、出力端子４側には、コ
ンデンサＣが出力端子と接地間に設けられている。
【０００９】また、出力端子４と接地間には、抵抗Ｒ
１、Ｒ２からなる抵抗分圧回路６が設けられていて、そ
の分圧点Ｎの電圧が誤差増幅器７に入力され、基準電圧
ＶＲと比較されて、その誤差分が発振／駆動回路８に入
力される。発振／駆動回路８は、例えば、電圧制御可変
周波数発振器（ＶＣＯ）を主体として構成され、誤差分
に対応する電圧信号に応じて発振周波数が変化する所定
のパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ駆動パルス（ＨＩＧＨレベル
とＬＯＷレベルに変化するパルス）をスイッチングトラ
ンジスタ５ａのゲート電極に送出する。そこで、発振／
駆動回路８の出力信号に応じてトランジスタ５ａがＯＮ
／ＯＦＦしてこのスイッチングによりコイルＬに発生す
るフライバック電圧がダイオードＤを介してコンデンサ
Ｃに充電されて昇圧電圧が出力端子４に発生する。
１、Ｒ２からなる抵抗分圧回路６が設けられていて、そ
の分圧点Ｎの電圧が誤差増幅器７に入力され、基準電圧
ＶＲと比較されて、その誤差分が発振／駆動回路８に入
力される。発振／駆動回路８は、例えば、電圧制御可変
周波数発振器（ＶＣＯ）を主体として構成され、誤差分
に対応する電圧信号に応じて発振周波数が変化する所定
のパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ駆動パルス（ＨＩＧＨレベル
とＬＯＷレベルに変化するパルス）をスイッチングトラ
ンジスタ５ａのゲート電極に送出する。そこで、発振／
駆動回路８の出力信号に応じてトランジスタ５ａがＯＮ
／ＯＦＦしてこのスイッチングによりコイルＬに発生す
るフライバック電圧がダイオードＤを介してコンデンサ
Ｃに充電されて昇圧電圧が出力端子４に発生する。
【００１０】ここで、誤差信号による発振／駆動回路８
の周波数は、出力端子４の電圧が誤差を発生しないよう
な方向の電圧になるように変化する。すなわち、出力端
子４の電圧が所定の一定値ＶＣＯＮより低いときには、
その周波数は基準発振周波数より高くなり、高いときに
はその周波数は基準発振周波数より低くなる。その結果
として、出力端子４の電圧は、分圧点Ｎの電圧が基準電
圧ＶＲに一致するような所定の一定電圧ＶＣＯＮに制御
される。ここで、誤差増幅器７と発振／駆動回路８と
は、出力端子４から電力を受けて出力端子４の電圧を電
源電圧として動作する。したがって、出力端子４の電圧
がこれらが動作できる電圧ＶＳになるまでは前記のよう
なスイッチング制御動作はなされない。
の周波数は、出力端子４の電圧が誤差を発生しないよう
な方向の電圧になるように変化する。すなわち、出力端
子４の電圧が所定の一定値ＶＣＯＮより低いときには、
その周波数は基準発振周波数より高くなり、高いときに
はその周波数は基準発振周波数より低くなる。その結果
として、出力端子４の電圧は、分圧点Ｎの電圧が基準電
圧ＶＲに一致するような所定の一定電圧ＶＣＯＮに制御
される。ここで、誤差増幅器７と発振／駆動回路８と
は、出力端子４から電力を受けて出力端子４の電圧を電
源電圧として動作する。したがって、出力端子４の電圧
がこれらが動作できる電圧ＶＳになるまでは前記のよう
なスイッチング制御動作はなされない。
【００１１】９は、発振／起動回路であって、スイッチ
回路９ａを介して乾電池１６から電力の供給を受けてバ
イポーラトランジスタ５ｂをＯＮ／ＯＦＦする。バイポ
ーラトランジスタ５ｂがＯＮ／ＯＦＦするためのスレッ
ショルド電圧は、０．５〜０．８程度であり、１．５Ｖ
の電源電圧で動作する発振／起動回路９の出力でこれを
ＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。その結果、出力端
子４には、前記と同様に昇圧された電圧が発生する。な
お、乾電池１６の＋側に直列に挿入された電源スイッチ
１５は、電源が投入されたときにはＯＮになるマニュア
ルスイッチである。
回路９ａを介して乾電池１６から電力の供給を受けてバ
イポーラトランジスタ５ｂをＯＮ／ＯＦＦする。バイポ
ーラトランジスタ５ｂがＯＮ／ＯＦＦするためのスレッ
ショルド電圧は、０．５〜０．８程度であり、１．５Ｖ
の電源電圧で動作する発振／起動回路９の出力でこれを
ＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。その結果、出力端
子４には、前記と同様に昇圧された電圧が発生する。な
お、乾電池１６の＋側に直列に挿入された電源スイッチ
１５は、電源が投入されたときにはＯＮになるマニュア
ルスイッチである。
【００１２】スイッチ回路９ａは、通常、ＯＮであっ
て、コンパレータ（ＣＯＭ）１０の電圧検出出力により
ＯＦＦにされる。そこで、発振／起動回路９は、電源ス
イッチ１５がＯＮする電源投入時から乾電池１６の電力
により動作する。コンパレータ１０は、出力端子４の電
圧と比較電圧ＶＳＲとを比較して比較電圧ＶＳＲ以上に
なったときにスイッチ回路９ａをＯＦＦさせ、発振／起
動回路９の動作を停止させる。ただし、この比較電圧Ｖ
ＳＲは、前記の誤差増幅器７と発振／駆動回路８が動作
する電圧ＶＳ以上であって前記一定電圧ＶＣＯＮより低
い値である（ＶＳ＜＝ＶＳＲ＜ＶＣＯＮ）。なお、発振
／起動回路９が動作を停止したときには、その出力がＬ
ＯＷレベルになりバイポーラトランジスタ５ｂは、ＯＦ
Ｆする。
て、コンパレータ（ＣＯＭ）１０の電圧検出出力により
ＯＦＦにされる。そこで、発振／起動回路９は、電源ス
イッチ１５がＯＮする電源投入時から乾電池１６の電力
により動作する。コンパレータ１０は、出力端子４の電
圧と比較電圧ＶＳＲとを比較して比較電圧ＶＳＲ以上に
なったときにスイッチ回路９ａをＯＦＦさせ、発振／起
動回路９の動作を停止させる。ただし、この比較電圧Ｖ
ＳＲは、前記の誤差増幅器７と発振／駆動回路８が動作
する電圧ＶＳ以上であって前記一定電圧ＶＣＯＮより低
い値である（ＶＳ＜＝ＶＳＲ＜ＶＣＯＮ）。なお、発振
／起動回路９が動作を停止したときには、その出力がＬ
ＯＷレベルになりバイポーラトランジスタ５ｂは、ＯＦ
Ｆする。
【００１３】これとは別に、携帯用音響機器では、この
ＤＣ／ＤＣコンバータ２から電力供給を受けるオーディ
オ信号処理回路１１とＤＣモータ駆動回路（出力回路）
１２、そして、マイクロコントローラとＲＯＭ等からな
る制御回路１３等が設けられている。なお、ここでのＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２は、単独でワンチップ化される
が、前記のオーディオ信号処理回路１１とＤＣモータ駆
動回路（出力回路）１２、そして、マイクロコントロー
ラとＲＯＭ等からなる制御回路１３等の一部の回路とと
もにワンチップ化されてもよい。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２から電力供給を受けるオーディ
オ信号処理回路１１とＤＣモータ駆動回路（出力回路）
１２、そして、マイクロコントローラとＲＯＭ等からな
る制御回路１３等が設けられている。なお、ここでのＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２は、単独でワンチップ化される
が、前記のオーディオ信号処理回路１１とＤＣモータ駆
動回路（出力回路）１２、そして、マイクロコントロー
ラとＲＯＭ等からなる制御回路１３等の一部の回路とと
もにワンチップ化されてもよい。
【００１４】次にこのＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説
明する。電源スイッチ１５が投入されると、スイッチ９
ａを介して発振／起動回路９に電力が供給されて、この
回路の発振出力によりバイポーラトランジスタ５ｂがＯ
Ｎ／ＯＦＦされて、出力端子４に昇圧電圧が発生してこ
の電圧がやがてＶS になる。そこで、誤差増幅器７と発
振／駆動回路８とが動作してＭＯＳトランジスタ５ａが
ＯＮ／ＯＦＦされて、出力端子４の電圧がさらに上昇し
て電圧がＶSRになると、スイッチ９ａがＯＦＦして発振
／起動回路９の動作が停止してバイポーラトランジスタ
５ｂがＯＦＦして、その動作が停止する。一方、ＭＯＳ
トランジスタ５ａのＯＮ／ＯＦＦが出力端子４の電圧に
応じて誤差増幅器７からの誤差信号が発生し、これによ
りＯＮ／ＯＦＦ駆動パルスの周波数が制御されて、出力
電圧が一定電圧ＶCON になるように制御される。
明する。電源スイッチ１５が投入されると、スイッチ９
ａを介して発振／起動回路９に電力が供給されて、この
回路の発振出力によりバイポーラトランジスタ５ｂがＯ
Ｎ／ＯＦＦされて、出力端子４に昇圧電圧が発生してこ
の電圧がやがてＶS になる。そこで、誤差増幅器７と発
振／駆動回路８とが動作してＭＯＳトランジスタ５ａが
ＯＮ／ＯＦＦされて、出力端子４の電圧がさらに上昇し
て電圧がＶSRになると、スイッチ９ａがＯＦＦして発振
／起動回路９の動作が停止してバイポーラトランジスタ
５ｂがＯＦＦして、その動作が停止する。一方、ＭＯＳ
トランジスタ５ａのＯＮ／ＯＦＦが出力端子４の電圧に
応じて誤差増幅器７からの誤差信号が発生し、これによ
りＯＮ／ＯＦＦ駆動パルスの周波数が制御されて、出力
電圧が一定電圧ＶCON になるように制御される。
【００１５】以上説明してきたが、発振／起動回路９
は、発振回路としてリング発振回路をであってもよく、
また、発振／駆動回路８はＰＷＭ制御回路であってもよ
い。リング発振回路（半導体の発振回路）は、いわゆる
シフトレジスタで構成されるリングカウンタにより１ビ
ットをシフトさせて所定の周期でパルスを発生する。ま
た、ＰＷＭ制御回路を使用することきに、誤差信号に応
じたパルス幅のパルスが発生してトランジスタ５ａのＯ
Ｎ／ＯＦＦが制御される。これにより出力電圧が基準電
出力電圧になるようにＰＷＭスイッチングレギュレーシ
ョン制御を行う。このようなＰＷＭ制御回路は、通常、
三角波発生回路とコンパレータで構成することができ
る。
は、発振回路としてリング発振回路をであってもよく、
また、発振／駆動回路８はＰＷＭ制御回路であってもよ
い。リング発振回路（半導体の発振回路）は、いわゆる
シフトレジスタで構成されるリングカウンタにより１ビ
ットをシフトさせて所定の周期でパルスを発生する。ま
た、ＰＷＭ制御回路を使用することきに、誤差信号に応
じたパルス幅のパルスが発生してトランジスタ５ａのＯ
Ｎ／ＯＦＦが制御される。これにより出力電圧が基準電
出力電圧になるようにＰＷＭスイッチングレギュレーシ
ョン制御を行う。このようなＰＷＭ制御回路は、通常、
三角波発生回路とコンパレータで構成することができ
る。
【００１６】実施例では、ＭＯＳトランジスタ５ａとバ
イポーラトランジスタ５ｂとが負荷に対して並列に挿入
されているが、これらトランジスタの並列回路を負荷に
対して直列に設けてもよいことはもちろんである。
イポーラトランジスタ５ｂとが負荷に対して並列に挿入
されているが、これらトランジスタの並列回路を負荷に
対して直列に設けてもよいことはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、負荷に供給する電源電圧がＭＯＳトランジスタ
をＯＮ／ＯＦＦさせることができる電圧値以下のとき、
起動回路によりバイポーラトランジスタをスイッチング
させて負荷に供給する昇圧電圧を発生させ、昇圧電圧が
本来のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータのス
イッチング制御回路を動作させる電圧になると、バイポ
ーラトランジスタ側のスイッチング動作を停止させてＭ
ＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータを動作させる
ので、定常動作状態においては、無負荷時の電力を従来
と同様に抑えることができる。起動時の起動回路の動作
は、電圧が低く、短時間であるので、消費電力の増加は
ほんのわずかである。しかも１本の乾電池の電力をスイ
ッチ回１を介して受けて動作し、動作を停止するときに
はスイッチ回路がＯＦＦされるので、この起動回路を１
本の乾電池の電源ラインから切り離すことができ、これ
により消費電力の増加を抑えることができる。この場合
のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧
電圧を受けて動作させることができるので、従来の高い
スレッショルドのものであってもよく、特別の製造プロ
セスで製造するＣＭＯＳ回路を使用しないでも回路を構
成することができ、電池駆動の装置などにあっては、電
池１本当たりの動作時間が伸長される。
っては、負荷に供給する電源電圧がＭＯＳトランジスタ
をＯＮ／ＯＦＦさせることができる電圧値以下のとき、
起動回路によりバイポーラトランジスタをスイッチング
させて負荷に供給する昇圧電圧を発生させ、昇圧電圧が
本来のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータのス
イッチング制御回路を動作させる電圧になると、バイポ
ーラトランジスタ側のスイッチング動作を停止させてＭ
ＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータを動作させる
ので、定常動作状態においては、無負荷時の電力を従来
と同様に抑えることができる。起動時の起動回路の動作
は、電圧が低く、短時間であるので、消費電力の増加は
ほんのわずかである。しかも１本の乾電池の電力をスイ
ッチ回１を介して受けて動作し、動作を停止するときに
はスイッチ回路がＯＦＦされるので、この起動回路を１
本の乾電池の電源ラインから切り離すことができ、これ
により消費電力の増加を抑えることができる。この場合
のＭＯＳトランジスタのＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧
電圧を受けて動作させることができるので、従来の高い
スレッショルドのものであってもよく、特別の製造プロ
セスで製造するＣＭＯＳ回路を使用しないでも回路を構
成することができ、電池駆動の装置などにあっては、電
池１本当たりの動作時間が伸長される。
【図１】図１は、この発明のＤＣ／ＤＣコンバータを適
用した一実施例の携帯用音響機器の電源回路を中心とす
るブロック図である。
用した一実施例の携帯用音響機器の電源回路を中心とす
るブロック図である。
１…携帯用の音響機器、２…ＤＣ／ＤＣコンバータ回
路、３…入力端子、４…出力端子、５…スイッチングト
ランジスタ、６…抵抗分圧回路、７…誤差増幅器、８…
発振／駆動回路、９…発振／起動回路、１０…コンパレ
ータ、１１…オーディオ信号処理回路、１２…ＤＣモー
タ駆動回路、１３…制御回路、１５…電源スイッチ、１
６…電池、５ａ…Ｎ形バイポーラトランジスタ、５ｂ…
Ｎ形ＭＯＳＦＥＴトランジスタ。
路、３…入力端子、４…出力端子、５…スイッチングト
ランジスタ、６…抵抗分圧回路、７…誤差増幅器、８…
発振／駆動回路、９…発振／起動回路、１０…コンパレ
ータ、１１…オーディオ信号処理回路、１２…ＤＣモー
タ駆動回路、１３…制御回路、１５…電源スイッチ、１
６…電池、５ａ…Ｎ形バイポーラトランジスタ、５ｂ…
Ｎ形ＭＯＳＦＥＴトランジスタ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−168972（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−74169（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−295665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64263（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44
Claims (2)
- 【請求項１】１本の乾電池からの電力を受けて所定の電
圧まで昇圧した電圧の電力を発生して負荷に供給するＤ
Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、前記負荷に対して直列あ
るいは並列に挿入され前記乾電池の電源供給ラインに対
してスイッチングを行うＭＯＳトランジスタと、前記負
荷側に出力する電力の一部を受けてこのＭＯＳトランジ
スタのスイッチングの期間を前記負荷側の電圧に応じて
この電圧が所定の一定値になるように制御する制御回路
と、前記ＭＯＳトランジスタに並列に挿入され前記電源
供給ラインに対してスイッチングを行うバイポーラトラ
ンジスタと、前記乾電池からの電力をＯＮ状態のスイッ
チ回路を介して受け、前記負荷の電圧が、前記制御回路
が前記ＭＯＳトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせることが
できる所定電圧値以下のときに、前記バイポーラトラン
ジスタをスイッチングさせて前記負荷側に昇圧電圧を発
生させ、前記負荷側の電圧が前記所定電圧値以上になっ
たときに前記スイッチ回路をＯＦＦすることにより前記
バイポーラトランジスタのスイッチング動作を停止する
起動回路とを備えるＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項２】前記起動回路は、所定の周波数で発振する
発振回路と前記負荷側の電圧が前記所定電圧値以下か否
かを検出する検出回路と、この検出回路の検出信号に応
じて、前記負荷側の電圧が前記所定電圧値以上になった
ときに前記発振回路の動作を停止させる停止回路とを有
し、前記発振回路の出力に応じて前記バイポーラトラン
ジスタをスイッチングさせる請求項１記載のＤＣ／ＤＣ
コンバータ。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP6338518A JP2794396B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| US08/575,961 US5659241A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-20 | DC/DC converter and audio device incorporating the same |
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|---|---|---|---|
| JP6338518A JP2794396B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
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| JP2019068592A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| CN112234823B (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-16 | 深圳市南方硅谷半导体有限公司 | 低压输入及宽负载输出的线性电压转换器及电源系统 |
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| US4903181A (en) * | 1989-05-16 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Power converter having parallel power switching systems coupled by an impedance inversion network |
| JPH0374169A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-28 | Fuji Electric Co Ltd | スイッチング電源回路 |
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| JPH0767325A (ja) * | 1993-08-20 | 1995-03-10 | Fujitsu Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
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-
1994
- 1994-12-28 JP JP6338518A patent/JP2794396B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-20 US US08/575,961 patent/US5659241A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH08186980A (ja) | 1996-07-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |