JP2795229B2 - Dc−dcコンバータ - Google Patents
Dc−dcコンバータInfo
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- JP2795229B2 JP2795229B2 JP7247136A JP24713695A JP2795229B2 JP 2795229 B2 JP2795229 B2 JP 2795229B2 JP 7247136 A JP7247136 A JP 7247136A JP 24713695 A JP24713695 A JP 24713695A JP 2795229 B2 JP2795229 B2 JP 2795229B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低電圧でも高効率
が得られるDC−DCコンバータに関する。
が得られるDC−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来例1としてのDC−DCコンバータ
では、出力電圧をフォトカプラ等を用いた電圧信号と
し、この信号に基づき一次側のスイッチング動作を制御
していた。出力電圧が5V以上の時は、フォトカプラの
順方向電圧降下(約1.5V)、シャントレギュレータ
の最低カソード電圧(約2V)を考慮しても、フォトカ
プラのアノードを直接出力電圧に接続できる。
では、出力電圧をフォトカプラ等を用いた電圧信号と
し、この信号に基づき一次側のスイッチング動作を制御
していた。出力電圧が5V以上の時は、フォトカプラの
順方向電圧降下(約1.5V)、シャントレギュレータ
の最低カソード電圧(約2V)を考慮しても、フォトカ
プラのアノードを直接出力電圧に接続できる。
【0003】しかし、近年のLSIの低駆動電圧化によ
り3.3V、2V等で動作する電源が求められ、このよ
うな状況下において、上記従来例1のDC−DCコンバ
ータでは充分にフォトカプラを駆動出来ない。このため
例えば、従来例2として掲示する図2のような回路構成
がとられている。
り3.3V、2V等で動作する電源が求められ、このよ
うな状況下において、上記従来例1のDC−DCコンバ
ータでは充分にフォトカプラを駆動出来ない。このため
例えば、従来例2として掲示する図2のような回路構成
がとられている。
【0004】図2において、本従来例のDC−DCコン
バータは、コンデンサ1とトランジスタ2、トランス3
とで構成されるスイッチング部と、ダイオード4、5で
構成される整流回路と、チョークコイル19とコンデン
サ7で構成される平滑回路と、さらにダイオード20、
コンデンサ9、10、三端子レギュレータ11で構成さ
れる補助電源部を有している。
バータは、コンデンサ1とトランジスタ2、トランス3
とで構成されるスイッチング部と、ダイオード4、5で
構成される整流回路と、チョークコイル19とコンデン
サ7で構成される平滑回路と、さらにダイオード20、
コンデンサ9、10、三端子レギュレータ11で構成さ
れる補助電源部を有している。
【0005】この回路構成において、直流入力電圧VI
Nをトランジスタ2で高周波の交流にスイッチングし、
トランス3で電圧変換する。トランス3の出力電圧をト
ランジスタ2がオンしている区間はダイオード4で整流
し、チョークコイル19とコンデンサ7で平滑し、安定
化された直流電圧V O として出力する。
Nをトランジスタ2で高周波の交流にスイッチングし、
トランス3で電圧変換する。トランス3の出力電圧をト
ランジスタ2がオンしている区間はダイオード4で整流
し、チョークコイル19とコンデンサ7で平滑し、安定
化された直流電圧V O として出力する。
【0006】一方、トランジスタ2がオフしている区間
は、チョークコイル19に蓄えられたエネルギーがダイ
オード5を経由して出力される。この時、出力電圧VO
は、抵抗15、16で分圧・検出され、内部に基準電
圧と比較器を備えたシャントレギュレータ13によりフ
ォトカプラ12の順電流を制御する。一方のフォトカプ
ラ12で発光された信号は、他方のフォトカプラ18で
受光される。フォトカプラ18の受光信号は、制御IC
17のパルス幅制御回路がトランジスタ2のオン・オフ
比を制御する制御信号として用いられ、出力電圧V O を
安定化させる。
は、チョークコイル19に蓄えられたエネルギーがダイ
オード5を経由して出力される。この時、出力電圧VO
は、抵抗15、16で分圧・検出され、内部に基準電
圧と比較器を備えたシャントレギュレータ13によりフ
ォトカプラ12の順電流を制御する。一方のフォトカプ
ラ12で発光された信号は、他方のフォトカプラ18で
受光される。フォトカプラ18の受光信号は、制御IC
17のパルス幅制御回路がトランジスタ2のオン・オフ
比を制御する制御信号として用いられ、出力電圧V O を
安定化させる。
【0007】本従来例2のように、ダイオード20とコ
ンデンサ9で整流・平滑した後、三端子レギュレータ1
1で安定化した補助電源回路を設けることにより、上記
従来例1の問題点の解消を図っている。
ンデンサ9で整流・平滑した後、三端子レギュレータ1
1で安定化した補助電源回路を設けることにより、上記
従来例1の問題点の解消を図っている。
【0008】本発明と部分的に類似する従来例3として
の特開平3−198652号では、スイッチングレギュ
レータの出力側に実装したチョークコイルと並列に、制
御用巻線を巻回している。この制御用巻線に発生した電
圧により、メインのスイッチ制御用のトランジスタのベ
ースをドライブするようにしたため、降圧型DC−DC
コンバータ、昇圧型DC−DCコンバータ何れの場合に
も、PNPトランジスタを使用することができる。これ
により、部品の選択の制約が小さく、回路設計の自由度
が増すとしている。
の特開平3−198652号では、スイッチングレギュ
レータの出力側に実装したチョークコイルと並列に、制
御用巻線を巻回している。この制御用巻線に発生した電
圧により、メインのスイッチ制御用のトランジスタのベ
ースをドライブするようにしたため、降圧型DC−DC
コンバータ、昇圧型DC−DCコンバータ何れの場合に
も、PNPトランジスタを使用することができる。これ
により、部品の選択の制約が小さく、回路設計の自由度
が増すとしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例2のDC−DCコンバータでは、トランス3の巻線
電圧をダイオード20とコンデンサ9とで整流している
ため、DC−DCコンバータの入力電圧VINが上昇する
と、その整流後の電圧、即ち三端子レギュレータ11の
入力電圧Vreg2も上昇する特徴を持っている。一方、入
力電圧VINの変化に関らず、三端子レギュレータ11の
供給電流はほぼ一定のため、結果として高入力電圧時に
DC−DCコンバータの効率が悪化する要因となる。
尚、三端子レギュレータ11の入力電圧Vreg2は、式
(1)で与えられる。
来例2のDC−DCコンバータでは、トランス3の巻線
電圧をダイオード20とコンデンサ9とで整流している
ため、DC−DCコンバータの入力電圧VINが上昇する
と、その整流後の電圧、即ち三端子レギュレータ11の
入力電圧Vreg2も上昇する特徴を持っている。一方、入
力電圧VINの変化に関らず、三端子レギュレータ11の
供給電流はほぼ一定のため、結果として高入力電圧時に
DC−DCコンバータの効率が悪化する要因となる。
尚、三端子レギュレータ11の入力電圧Vreg2は、式
(1)で与えられる。
【0010】 Vreg2=(n2/n1)VIN−VF20 …(1) n1、n2はそれぞれトランス3の一次、二次巻線数、V
F20はダイオード20の順方向降下電圧である。
F20はダイオード20の順方向降下電圧である。
【0011】式(1)から解るように、DC−DCコン
バータへの入力電圧VINが高くなると、三端子レギュレ
ータ11への入力電圧Vreg2も高揚する。三端子レギュ
レータ11への入力電圧Vreg2の必要以上の高揚は、損
失電力を増大化し、変換効率の悪化を生じさせる。尚、
従来例3は、回路の構成・目的等において本発明と相違
する。
バータへの入力電圧VINが高くなると、三端子レギュレ
ータ11への入力電圧Vreg2も高揚する。三端子レギュ
レータ11への入力電圧Vreg2の必要以上の高揚は、損
失電力を増大化し、変換効率の悪化を生じさせる。尚、
従来例3は、回路の構成・目的等において本発明と相違
する。
【0012】本発明は、低出力電圧で且つ高変換効率の
DC−DCコンバータを提供することを目的とする。
DC−DCコンバータを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のDC−DCコンバータは、入力された直流
電源をスイッチングし交流電源に変換し、変換された交
流電源を整流し、さらに平滑化し出力電源とするDC−
DCコンバータであり、出力電圧値に依存した出力電圧
信号を出力する信号変換手段と、信号変換手段を駆動す
るための補助電源手段と、スイッチング動作を制御する
制御手段と、平滑化のための第1の平滑回路に補助巻線
を有するインダクタと、補助巻線の出力電源を平滑化し
て補助電源手段に供給する第2の平滑回路とを具備した
ことを特徴としている。
め、本発明のDC−DCコンバータは、入力された直流
電源をスイッチングし交流電源に変換し、変換された交
流電源を整流し、さらに平滑化し出力電源とするDC−
DCコンバータであり、出力電圧値に依存した出力電圧
信号を出力する信号変換手段と、信号変換手段を駆動す
るための補助電源手段と、スイッチング動作を制御する
制御手段と、平滑化のための第1の平滑回路に補助巻線
を有するインダクタと、補助巻線の出力電源を平滑化し
て補助電源手段に供給する第2の平滑回路とを具備した
ことを特徴としている。
【0014】また、上記のインダクタの主巻線と補助巻
線とを独立した巻線で構成し、信号変換手段をフォトカ
プラとするとよい。
線とを独立した巻線で構成し、信号変換手段をフォトカ
プラとするとよい。
【0015】
【作用】したがって、本発明のDC−DCコンバータに
よれば、出力電圧値に依存した出力電圧信号を出力し、
この出力電圧信号に基づきスイッチング動作を制御す
る。出力電源の平滑化のためのインダクタは、補助巻線
を有し、この補助巻線の出力電源を、出力電圧信号の出
力の駆動電源として用いている。インダクタの補助巻線
から得られる電圧は、DC−DCコンバータの入力電圧
に関りなく安定化される。
よれば、出力電圧値に依存した出力電圧信号を出力し、
この出力電圧信号に基づきスイッチング動作を制御す
る。出力電源の平滑化のためのインダクタは、補助巻線
を有し、この補助巻線の出力電源を、出力電圧信号の出
力の駆動電源として用いている。インダクタの補助巻線
から得られる電圧は、DC−DCコンバータの入力電圧
に関りなく安定化される。
【0016】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明によるDC−
DCコンバータの実施例を詳細に説明する。図1を参照
すると本発明のDC−DCコンバータの実施例が示され
ている。図1は実施例を示す回路構成図である。
DCコンバータの実施例を詳細に説明する。図1を参照
すると本発明のDC−DCコンバータの実施例が示され
ている。図1は実施例を示す回路構成図である。
【0017】図1において、本実施例のDC−DCコン
バータは、コンデンサ1とトランジスタ2、トランス3
とで構成されるスイッチング部と、ダイオード4、5で
構成される整流回路と、チョークコイル6とコンデンサ
7で構成される平滑回路と、制御IC17、フォトカプ
ラ12、18、シャントレギュレータ13、および抵抗
14、15、16で構成される制御回路と、さらにダイ
オード8、コンデンサ9、10、三端子レギュレータ1
1で構成される補助電源部とを有している。
バータは、コンデンサ1とトランジスタ2、トランス3
とで構成されるスイッチング部と、ダイオード4、5で
構成される整流回路と、チョークコイル6とコンデンサ
7で構成される平滑回路と、制御IC17、フォトカプ
ラ12、18、シャントレギュレータ13、および抵抗
14、15、16で構成される制御回路と、さらにダイ
オード8、コンデンサ9、10、三端子レギュレータ1
1で構成される補助電源部とを有している。
【0018】上記実施例の回路構成において、スイッチ
ング部、整流回路、平滑回路および制御回路の、基本的
な回路構成は図2で示した従来例2の回路構成と同様で
ある。本実施例と従来例2との相違点は、補助電源部と
チョークコイルとにある。つまり、補助電源部は、チョ
ークコイル6の主巻線と逆極性に設けられた補助巻線の
出力電源を整流平滑化して、三端子レギュレータ11と
シャントレギュレータ13との直列接続へ接続されてい
る。この三端子レギュレータ11の出力電圧をフォトカ
プラ12の駆動電源としている。この相違点の内容を主
として、以下に説明する。
ング部、整流回路、平滑回路および制御回路の、基本的
な回路構成は図2で示した従来例2の回路構成と同様で
ある。本実施例と従来例2との相違点は、補助電源部と
チョークコイルとにある。つまり、補助電源部は、チョ
ークコイル6の主巻線と逆極性に設けられた補助巻線の
出力電源を整流平滑化して、三端子レギュレータ11と
シャントレギュレータ13との直列接続へ接続されてい
る。この三端子レギュレータ11の出力電圧をフォトカ
プラ12の駆動電源としている。この相違点の内容を主
として、以下に説明する。
【0019】図1において、直流入力電圧VINをトラン
ジスタ2で高周波交流にスイッチングし、トランス3で
電圧変換する。トランス3の出力電圧をトランジスタ2
がオンしている間はダイオード4で整流し、チョークコ
イル6とコンデンサ7とで平滑する。この時チョークコ
イル6の補助巻線とダイオード8の関係は、ダイオード
8が電流を阻止する方向に接続されている。
ジスタ2で高周波交流にスイッチングし、トランス3で
電圧変換する。トランス3の出力電圧をトランジスタ2
がオンしている間はダイオード4で整流し、チョークコ
イル6とコンデンサ7とで平滑する。この時チョークコ
イル6の補助巻線とダイオード8の関係は、ダイオード
8が電流を阻止する方向に接続されている。
【0020】次に、トランジスタ2がオフしている間
は、チョークコイル6に蓄えられたエネルギーがダイオ
ード5を経由して出力される。この時、チョークコイル
6に設けられた補助巻線の電圧は、ダイオード8を順バ
イアスするため導通し、コンデンサ9で平滑され、三端
子レギュレータ11の入力電圧Vreg1が得られる。この
補助巻線の電圧は、入力電圧VINに関係なく、出力電圧
V0が安定化されているため一定である。三端子レギュ
レータ11の入力電圧Vreg1は、下記の式(2)で表さ
れる。
は、チョークコイル6に蓄えられたエネルギーがダイオ
ード5を経由して出力される。この時、チョークコイル
6に設けられた補助巻線の電圧は、ダイオード8を順バ
イアスするため導通し、コンデンサ9で平滑され、三端
子レギュレータ11の入力電圧Vreg1が得られる。この
補助巻線の電圧は、入力電圧VINに関係なく、出力電圧
V0が安定化されているため一定である。三端子レギュ
レータ11の入力電圧Vreg1は、下記の式(2)で表さ
れる。
【0021】 Vreg1=(nL2/nL1)(V0+VF5)−VF8 …(2) nL1、nL2はそれぞれチョークコイル6の主巻線数と補
助巻線数、VF5、VF8はそれぞれダイオード5、8の順
方向降下電圧である。
助巻線数、VF5、VF8はそれぞれダイオード5、8の順
方向降下電圧である。
【0022】式(2)から解るように、本実施例のDC
−DCコンバータでは、三端子レギュレータ11の入力
電圧Vreg1が入力電圧VINに依存しない。よって、入力
電圧Vreg1が安定化し、DC−DCコンバータへの入力
電圧VINが高い場合においても、高効率な変換効率を得
ることができる。
−DCコンバータでは、三端子レギュレータ11の入力
電圧Vreg1が入力電圧VINに依存しない。よって、入力
電圧Vreg1が安定化し、DC−DCコンバータへの入力
電圧VINが高い場合においても、高効率な変換効率を得
ることができる。
【0023】以上説明したように、本発明は、制御回路
の補助電源をチョークコイル6に設けた補助巻線を用
い、トランジスタ2がオフする区間に、チョークコイル
6からエネルギーを取り出す構成をとったため、入力電
圧VINの変化によらず安定な補助電源回路が得られた。
それにより、DC−DCコンバータの損失を低減でき、
高効率な電源回路が実現できる。
の補助電源をチョークコイル6に設けた補助巻線を用
い、トランジスタ2がオフする区間に、チョークコイル
6からエネルギーを取り出す構成をとったため、入力電
圧VINの変化によらず安定な補助電源回路が得られた。
それにより、DC−DCコンバータの損失を低減でき、
高効率な電源回路が実現できる。
【0024】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実
施可能である。
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実
施可能である。
【0025】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
DC−DCコンバータは、出力電圧値に依存した出力電
圧信号を出力し、この出力電圧信号に基づきスイッチン
グ動作を制御する。出力電源の平滑化のためのインダク
タは、補助巻線を有し、この補助巻線の出力電源を、出
力電圧信号の出力の駆動電源として用いている。インダ
クタの補助巻線から得られる電圧は、DC−DCコンバ
ータの入力電圧に関りなく安定化され、出力電圧信号の
出力の駆動電源における消費電力の効率を高めることが
できる。この関係は特に、高入力電圧、低出力電圧の場
合において生じ易い。
DC−DCコンバータは、出力電圧値に依存した出力電
圧信号を出力し、この出力電圧信号に基づきスイッチン
グ動作を制御する。出力電源の平滑化のためのインダク
タは、補助巻線を有し、この補助巻線の出力電源を、出
力電圧信号の出力の駆動電源として用いている。インダ
クタの補助巻線から得られる電圧は、DC−DCコンバ
ータの入力電圧に関りなく安定化され、出力電圧信号の
出力の駆動電源における消費電力の効率を高めることが
できる。この関係は特に、高入力電圧、低出力電圧の場
合において生じ易い。
【図1】本発明のDC−DCコンバータの実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図2】従来のDC−DCコンバータの構成例を示す回
路図である。
路図である。
1、7、9、10 コンデンサ 2 トランジスタ 3 トランス 4、5、8 ダイオード 6 チョークコイル 11 三端子レギュレータ 12、18 フォトカプラ 13 シャントレギュレータ 14、15、16 抵抗 17 制御IC
Claims (3)
- 【請求項1】 入力された直流電源をスイッチングし交
流電源に変換し、該変換された交流電源を整流し、さら
に平滑化し出力電源とするDC−DCコンバータにおい
て、 前記出力電圧値に依存した出力電圧信号を出力する信号
変換手段と、前記信号変換手段を駆動するための補助電源手段と、 前記スイッチング動作を制御する制御手段と、 前記平滑化のための第1の平滑回路に補助巻線を有する
インダクタと、 前記補助巻線の出力電源を平滑化して前記補助電源手段
に供給する第2の平滑回路とを具備した ことを特徴とす
るDC−DCコンバータ。 - 【請求項2】 前記インダクタの主巻線と前記補助巻線
とは、独立した巻線で構成されたことを特徴とする請求
項1記載のDC−DCコンバータ。 - 【請求項3】 前記信号変換手段は、フォトカプラであ
ることを特徴とする請求項1または2記載のDC−DC
コンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7247136A JP2795229B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Dc−dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7247136A JP2795229B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Dc−dcコンバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0993932A JPH0993932A (ja) | 1997-04-04 |
JP2795229B2 true JP2795229B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17158975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7247136A Expired - Fee Related JP2795229B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Dc−dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2795229B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2282398B1 (en) * | 2009-07-28 | 2017-04-12 | Nxp B.V. | Driving circuit for optocoupler |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05284740A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | Wako Denki Kk | 直流電源回路 |
JP3428008B2 (ja) * | 1995-05-31 | 2003-07-22 | デンセイ・ラムダ株式会社 | スイッチング電源装置の出力電圧検出回路 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP7247136A patent/JP2795229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0993932A (ja) | 1997-04-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980526 |
|
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