JP3090031B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
Ｄｃ／ｄｃコンバータInfo
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- JP3090031B2 JP3090031B2 JP08091410A JP9141096A JP3090031B2 JP 3090031 B2 JP3090031 B2 JP 3090031B2 JP 08091410 A JP08091410 A JP 08091410A JP 9141096 A JP9141096 A JP 9141096A JP 3090031 B2 JP3090031 B2 JP 3090031B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータに係わり、特に負荷に応じて動作モードを切り換え
るＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
ータに係わり、特に負荷に応じて動作モードを切り換え
るＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＣ／ＤＣコンバータは、ある直流の入
力電圧を異なる直流電圧に変換して出力する装置であ
り、様々な用途に使用されている。この出力電圧は、予
め決めてある所定の値に安定している必要があり、ま
た、携帯端末などへ搭載する場合を考慮すると、その消
費電力を出来るだけ小さくすることが要求される。
力電圧を異なる直流電圧に変換して出力する装置であ
り、様々な用途に使用されている。この出力電圧は、予
め決めてある所定の値に安定している必要があり、ま
た、携帯端末などへ搭載する場合を考慮すると、その消
費電力を出来るだけ小さくすることが要求される。
【０００３】図９は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータの一
例の概略構成図である。同図に示すＤＣ／ＤＣコンバー
タは、入力電圧Ｖinを出力電圧Ｖout に変換する。スイ
ッチング信号発生回路１０１は、出力電圧Ｖout および
コイル電流算出信号（モード切換え信号）を受信し、そ
れらの受信信号に基づいてスイッチ制御信号を出力す
る。このＤＣ／ＤＣコンバータが、軽負荷モードと重負
荷モードの２つの動作モードをもっている場合は、スイ
ッチング信号発生回路１０１は、上記受信信号に従って
動作モードの切換えを行い、そのモードに応じたスイッ
チ制御信号を出力する。
例の概略構成図である。同図に示すＤＣ／ＤＣコンバー
タは、入力電圧Ｖinを出力電圧Ｖout に変換する。スイ
ッチング信号発生回路１０１は、出力電圧Ｖout および
コイル電流算出信号（モード切換え信号）を受信し、そ
れらの受信信号に基づいてスイッチ制御信号を出力す
る。このＤＣ／ＤＣコンバータが、軽負荷モードと重負
荷モードの２つの動作モードをもっている場合は、スイ
ッチング信号発生回路１０１は、上記受信信号に従って
動作モードの切換えを行い、そのモードに応じたスイッ
チ制御信号を出力する。
【０００４】スイッチング素子１０２は、スイッチング
信号発生回路１０１が出力するスイッチ制御信号に従っ
てスイッチングを行う。たとえば、出力電圧Ｖout が低
下したときには、スイッチング素子１０２をオン状態と
し、スイッチング素子１０２を流れる電流をコイルＬを
介して出力側へ流し、コンデンサＣおよび出力側に電力
を供給して出力電圧Ｖout を上昇させる。
信号発生回路１０１が出力するスイッチ制御信号に従っ
てスイッチングを行う。たとえば、出力電圧Ｖout が低
下したときには、スイッチング素子１０２をオン状態と
し、スイッチング素子１０２を流れる電流をコイルＬを
介して出力側へ流し、コンデンサＣおよび出力側に電力
を供給して出力電圧Ｖout を上昇させる。
【０００５】ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モードは、接
続される負荷に流れる電流ＩLDに従って切り換えられ
る。この負荷電流ＩLDは、コイル電流ＩL の平均値とみ
なすことができるので、コイル電流ＩL の平均値を以下
のように算出してコイル電流算出信号（モード切換え信
号）として出力する。すなわち、コイル電流ＩL が流れ
る抵抗Ｒsense の両端の電圧値をバッファ１０３を介し
てインピーダンス変換しその変換された信号を積分回路
１０４で平均化する。この平均化処理では、タイマ１０
５が用いられ、スイッチング素子１０２のスイッチング
周波数（動作周波数）およびバッファ１０３の出力信号
のピーク・トゥ・ピーク電圧などに応じた期間の積分値
が求められる。そして、コンパレータ１０６が、この積
分値と参照電圧とを比較し、比較結果をコイル電流算出
信号（モード切換え信号）として出力する。
続される負荷に流れる電流ＩLDに従って切り換えられ
る。この負荷電流ＩLDは、コイル電流ＩL の平均値とみ
なすことができるので、コイル電流ＩL の平均値を以下
のように算出してコイル電流算出信号（モード切換え信
号）として出力する。すなわち、コイル電流ＩL が流れ
る抵抗Ｒsense の両端の電圧値をバッファ１０３を介し
てインピーダンス変換しその変換された信号を積分回路
１０４で平均化する。この平均化処理では、タイマ１０
５が用いられ、スイッチング素子１０２のスイッチング
周波数（動作周波数）およびバッファ１０３の出力信号
のピーク・トゥ・ピーク電圧などに応じた期間の積分値
が求められる。そして、コンパレータ１０６が、この積
分値と参照電圧とを比較し、比較結果をコイル電流算出
信号（モード切換え信号）として出力する。
【０００６】スイッチング信号発生回路１０１は、コイ
ル電流算出信号（モード切換え信号）に従って必要に応
じて動作モードを切り換え、出力電圧を一定に保ちなが
ら、必要な負荷電流ＩLDを供給するように、スイッチン
グ素子１０２のオン・オフ状態を制御するスイッチ制御
信号を出力する。
ル電流算出信号（モード切換え信号）に従って必要に応
じて動作モードを切り換え、出力電圧を一定に保ちなが
ら、必要な負荷電流ＩLDを供給するように、スイッチン
グ素子１０２のオン・オフ状態を制御するスイッチ制御
信号を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、コイ
ル電流算出信号（モード切換え信号）を生成するため、
すなわち、負荷電流を検出するためには、バッファ１０
３、積分回路１０４、タイマ１０５、コンパレータ１０
６等の多数の回路ブロックを必要とする。このため、負
荷電流を検出するための回路の規模が大きくなるととも
に、その消費電流も大きい。また、バッファ１０３、積
分回路１０４およびコンパレータ１０６は常にバイアス
電流を流しておく必要があり、そのために常に電流が消
費されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの低消費電力化が
妨げられてしまう。すなわち、従来のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいては、負荷電流をモニタするための回路の消
費電流が大きく、ＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率が低
下していた。
ル電流算出信号（モード切換え信号）を生成するため、
すなわち、負荷電流を検出するためには、バッファ１０
３、積分回路１０４、タイマ１０５、コンパレータ１０
６等の多数の回路ブロックを必要とする。このため、負
荷電流を検出するための回路の規模が大きくなるととも
に、その消費電流も大きい。また、バッファ１０３、積
分回路１０４およびコンパレータ１０６は常にバイアス
電流を流しておく必要があり、そのために常に電流が消
費されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの低消費電力化が
妨げられてしまう。すなわち、従来のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいては、負荷電流をモニタするための回路の消
費電流が大きく、ＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率が低
下していた。
【０００８】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、少ない消費電流で負荷電流の検出を行い、確実
にモード切換えを行うＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことを目的とする。
であり、少ない消費電流で負荷電流の検出を行い、確実
にモード切換えを行うＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＤＣ／ＤＣコン
バータは、負荷に電流を供給するための動作モードとし
て少なくとも重負荷モードおよび軽負荷モードを持ち、
各動作モードに対応する方式に従ってコイル電流を変化
させ出力を制御する構成を前提とする。重負荷モード
は、接続される負荷に流れる電流が大きい場合の動作モ
ードであり、軽負荷モードは、該負荷に流れる電流が小
さい場合の動作モードである。
バータは、負荷に電流を供給するための動作モードとし
て少なくとも重負荷モードおよび軽負荷モードを持ち、
各動作モードに対応する方式に従ってコイル電流を変化
させ出力を制御する構成を前提とする。重負荷モード
は、接続される負荷に流れる電流が大きい場合の動作モ
ードであり、軽負荷モードは、該負荷に流れる電流が小
さい場合の動作モードである。
【００１０】請求項１および２に記載のＤＣ／ＤＣコン
バータは、重負荷モードにおける制御に従って変化する
コイル電流のボトム値が、所定回数だけ所定電流値（た
とえば、０）に達したときに、動作モードを重負荷モー
ドから軽負荷モードに切換える。また、上記コイル電流
の値が上記所定電流値に達したことを検出してその検出
回数をカウントする処理に際し、上記コイル電流のボト
ム値が上記所定電流値よりも大きくなったときにカウン
ト値をリセットする。
バータは、重負荷モードにおける制御に従って変化する
コイル電流のボトム値が、所定回数だけ所定電流値（た
とえば、０）に達したときに、動作モードを重負荷モー
ドから軽負荷モードに切換える。また、上記コイル電流
の値が上記所定電流値に達したことを検出してその検出
回数をカウントする処理に際し、上記コイル電流のボト
ム値が上記所定電流値よりも大きくなったときにカウン
ト値をリセットする。
【００１１】請求項３および４に記載のＤＣ／ＤＣコン
バータは、図１に示す各手段を有する。比較手段１は、
例えばコンパレータであり、重負荷モードにおける制御
に従って変化するコイル電流と予め設定した所定電流値
（たとえば、０）とを比較し、コイル電流が上記所定電
流値に達したときに検出信号を出力する。カウント手段
２は、比較手段１が出力する検出信号の数をカウントす
る。制御手段３は、カウント手段２のカウント値が所定
回数に達したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モー
ドを重負荷モードから軽負荷モードに切り換える。軽負
荷モードでは、制御手段３は、たとえば、軽負荷モード
における制御に従ってスイッチユニットのオン・オフ状
態を制御してコイル電流を決める。リセット手段４は、
重負荷モードにおける制御に従って変化するコイル電流
のボトム値が上記所定電流値よりも大きくなったときに
カウンタ手段２をリセットする ＤＣ／ＤＣコンバータが重負荷モードで動作している期
間は、通常、コイル電流が大きい状態であるが、負荷電
流が減少すると、コイル電流も減少し、その値が予め設
定した所定電流値（たとえば、０）に達するようにな
る。このコイル電流は、例えばランプ波形（電流が直線
的に上昇してピークに達し、その後、直線的に減少して
ボトム値に達する波形）であり、所定周期で変動してい
る。このため、負荷電流が減少してコイル電流が上記所
定電流値に達するレベルになると、コイル電流値と上記
所定電流値とが繰り返しクロスするようになる。
バータは、図１に示す各手段を有する。比較手段１は、
例えばコンパレータであり、重負荷モードにおける制御
に従って変化するコイル電流と予め設定した所定電流値
（たとえば、０）とを比較し、コイル電流が上記所定電
流値に達したときに検出信号を出力する。カウント手段
２は、比較手段１が出力する検出信号の数をカウントす
る。制御手段３は、カウント手段２のカウント値が所定
回数に達したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モー
ドを重負荷モードから軽負荷モードに切り換える。軽負
荷モードでは、制御手段３は、たとえば、軽負荷モード
における制御に従ってスイッチユニットのオン・オフ状
態を制御してコイル電流を決める。リセット手段４は、
重負荷モードにおける制御に従って変化するコイル電流
のボトム値が上記所定電流値よりも大きくなったときに
カウンタ手段２をリセットする ＤＣ／ＤＣコンバータが重負荷モードで動作している期
間は、通常、コイル電流が大きい状態であるが、負荷電
流が減少すると、コイル電流も減少し、その値が予め設
定した所定電流値（たとえば、０）に達するようにな
る。このコイル電流は、例えばランプ波形（電流が直線
的に上昇してピークに達し、その後、直線的に減少して
ボトム値に達する波形）であり、所定周期で変動してい
る。このため、負荷電流が減少してコイル電流が上記所
定電流値に達するレベルになると、コイル電流値と上記
所定電流値とが繰り返しクロスするようになる。
【００１２】比較手段１は、上記２つの値がクロスする
ごとに検出信号を出力し、カウンタ手段２がその検出信
号の数をカウントし、そのカウント値が所定数になった
ときに動作モードを重負荷モードから軽負荷モードへ切
り換える。すなわち、コイル電流が十分に小さい状態が
ある一定期間継続した場合に動作モードを重負荷モード
から軽負荷モードへ切り換える。
ごとに検出信号を出力し、カウンタ手段２がその検出信
号の数をカウントし、そのカウント値が所定数になった
ときに動作モードを重負荷モードから軽負荷モードへ切
り換える。すなわち、コイル電流が十分に小さい状態が
ある一定期間継続した場合に動作モードを重負荷モード
から軽負荷モードへ切り換える。
【００１３】一方、コイル電流が十分に小さい状態にま
で低下した場合においても、その状態が一定期間継続し
ない場合には、リセット手段４がカウント手段２（カウ
ント値）をリセットするので、動作モードは切り換えら
れない。したがって、瞬間的にコイル電流値が低下した
場合や、ノイズなどによってモード切換えが起こること
はない。
で低下した場合においても、その状態が一定期間継続し
ない場合には、リセット手段４がカウント手段２（カウ
ント値）をリセットするので、動作モードは切り換えら
れない。したがって、瞬間的にコイル電流値が低下した
場合や、ノイズなどによってモード切換えが起こること
はない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図２は、本発明の一実施形態のＤＣ／
ＤＣコンバータの構成図である。同図に示すＤＣ／ＤＣ
コンバータは、直流入力電圧Ｖinを出力電圧Ｖout に変
換する。また、このＤＣ／ＤＣコンバータは、接続した
負荷の消費電流が大きいときの動作モードである重負荷
モードと、接続した負荷の消費電流が小さいときの動作
モードである軽負荷モードの２つの動作モードを持って
おり、負荷電流に応じてその動作モードを自動的に切り
換える。
ながら説明する。図２は、本発明の一実施形態のＤＣ／
ＤＣコンバータの構成図である。同図に示すＤＣ／ＤＣ
コンバータは、直流入力電圧Ｖinを出力電圧Ｖout に変
換する。また、このＤＣ／ＤＣコンバータは、接続した
負荷の消費電流が大きいときの動作モードである重負荷
モードと、接続した負荷の消費電流が小さいときの動作
モードである軽負荷モードの２つの動作モードを持って
おり、負荷電流に応じてその動作モードを自動的に切り
換える。
【００１５】スイッチング素子１１は、パワーＭＯＳト
ランジスタであり、ゲート電位に応じてオン・オフ動作
を行う。そして、一方の端子に入力電圧Ｖinが印加さ
れ、他方の端子にダイオードＤのカソードおよびコイル
Ｌが接続されている。ダイオードＤのアノードは接地さ
れている。コイルＬの他端は抵抗Ｒsense を介して出力
端子に接続される。また、出力端子はコンデンサＣを介
して接地されている。
ランジスタであり、ゲート電位に応じてオン・オフ動作
を行う。そして、一方の端子に入力電圧Ｖinが印加さ
れ、他方の端子にダイオードＤのカソードおよびコイル
Ｌが接続されている。ダイオードＤのアノードは接地さ
れている。コイルＬの他端は抵抗Ｒsense を介して出力
端子に接続される。また、出力端子はコンデンサＣを介
して接地されている。
【００１６】コンパレータ１２は、その＋入力に基準電
圧Ｖref が印加され、その−入力には出力電圧Ｖout を
抵抗Ｒ1 およびＲ2 で分圧した比較電圧Ｖ1 が印加され
る。そして、その比較結果を軽負荷用制御回路１５に対
して出力する。
圧Ｖref が印加され、その−入力には出力電圧Ｖout を
抵抗Ｒ1 およびＲ2 で分圧した比較電圧Ｖ1 が印加され
る。そして、その比較結果を軽負荷用制御回路１５に対
して出力する。
【００１７】コンパレータ１３ａ及び１３ｂは、抵抗Ｒ
sense の両端の電圧をモニタする。ここで、抵抗Ｒ
sense を流れる電流は、コイルＬを流れるコイル電流Ｉ
L であるので、コンパレータ１３ａおよび１３ｂは、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータの１次側のコイル電流ＩL をモニタ
することになる。コンパレータ１３ａは、コイル電流Ｉ
Lと予め設定してある比較レベルＩLP（ＩLP＞０）とを
比較し、コイル電流ＩL が比較レベルＩLPよりも大きく
なったときに、「Ｈ」レベルを出力する。一方、コンパ
レータ１３ｂは、コイル電流ＩL と予め設定してある比
較レベルＩLB（ここでは、ＩLB＝０）とを比較し、コイ
ル電流ＩL が０にまで低下したときに「Ｈ」レベルを出
力する。コンパレータ１３ａおよび１３ｂの出力は、軽
負荷用制御回路１５に転送され、軽負荷モード時の制御
の一条件とされる。
sense の両端の電圧をモニタする。ここで、抵抗Ｒ
sense を流れる電流は、コイルＬを流れるコイル電流Ｉ
L であるので、コンパレータ１３ａおよび１３ｂは、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータの１次側のコイル電流ＩL をモニタ
することになる。コンパレータ１３ａは、コイル電流Ｉ
Lと予め設定してある比較レベルＩLP（ＩLP＞０）とを
比較し、コイル電流ＩL が比較レベルＩLPよりも大きく
なったときに、「Ｈ」レベルを出力する。一方、コンパ
レータ１３ｂは、コイル電流ＩL と予め設定してある比
較レベルＩLB（ここでは、ＩLB＝０）とを比較し、コイ
ル電流ＩL が０にまで低下したときに「Ｈ」レベルを出
力する。コンパレータ１３ａおよび１３ｂの出力は、軽
負荷用制御回路１５に転送され、軽負荷モード時の制御
の一条件とされる。
【００１８】PWM 制御回路（重負荷用制御回路）１４
は、出力電圧Ｖout を一定の値の保つように制御するた
めのパルス信号を出力する。例えば、出力電圧Ｖout が
低下した場合には、パルス信号のデューティをいったん
大きくし、コイル電流ＩL を増加させることによって出
力電圧Ｖout する。出力電圧Ｖout が回復した後は、パ
ルス信号のデューティを元に戻す。PWM 制御回路１４の
出力信号は、セレクタ１６のＡ端子およびモード切換え
制御回路２０に入力されるとともに、その反転信号がセ
レクタ１７のＡ端子に入力される。
は、出力電圧Ｖout を一定の値の保つように制御するた
めのパルス信号を出力する。例えば、出力電圧Ｖout が
低下した場合には、パルス信号のデューティをいったん
大きくし、コイル電流ＩL を増加させることによって出
力電圧Ｖout する。出力電圧Ｖout が回復した後は、パ
ルス信号のデューティを元に戻す。PWM 制御回路１４の
出力信号は、セレクタ１６のＡ端子およびモード切換え
制御回路２０に入力されるとともに、その反転信号がセ
レクタ１７のＡ端子に入力される。
【００１９】軽負荷用制御回路１５は、コンパレータ１
２、１３ａおよび１３ｂの出力信号を受信し、出力電圧
Ｖout およびコイル電流ＩL に従って制御信号を生成す
る。軽負荷用制御回路１５の出力信号は、セレクタ１６
のＢ端子に入力されるとともに、その反転信号がセレク
タ１７のＢ端子に入力される。
２、１３ａおよび１３ｂの出力信号を受信し、出力電圧
Ｖout およびコイル電流ＩL に従って制御信号を生成す
る。軽負荷用制御回路１５の出力信号は、セレクタ１６
のＢ端子に入力されるとともに、その反転信号がセレク
タ１７のＢ端子に入力される。
【００２０】セレクタ１６および１７は、それぞれモー
ド切換え制御回路２０から通知されるセレクト信号に従
って、Ａ端子またはＢ端子に入力する信号の一方を選択
して出力する。すなわち、セレクタ１６および１７は、
セレクト信号が「Ｈ」レベルのときはＡ端子に入力する
信号を選択し、「Ｌ」レベルのときはＢ端子に入力する
信号を選択する。なお、図２では、セレクト信号が
「Ｈ」レベルの場合を「Ａセレクト」、「Ｌ」レベルの
ときを「Ｂセレクト」と表している。セレクタ１６の出
力信号は、フリップフロップ１８のＳ端子（セット端
子）に入力され、セレクタ１７の出力信号は、フリップ
フロップ１８のＲ端子（リセット端子）に入力される。
ド切換え制御回路２０から通知されるセレクト信号に従
って、Ａ端子またはＢ端子に入力する信号の一方を選択
して出力する。すなわち、セレクタ１６および１７は、
セレクト信号が「Ｈ」レベルのときはＡ端子に入力する
信号を選択し、「Ｌ」レベルのときはＢ端子に入力する
信号を選択する。なお、図２では、セレクト信号が
「Ｈ」レベルの場合を「Ａセレクト」、「Ｌ」レベルの
ときを「Ｂセレクト」と表している。セレクタ１６の出
力信号は、フリップフロップ１８のＳ端子（セット端
子）に入力され、セレクタ１７の出力信号は、フリップ
フロップ１８のＲ端子（リセット端子）に入力される。
【００２１】フリップフロップ１８は、セット状態のと
きにオン信号を出力し、リセット状態のときにオフ信号
を出力する。ドライバ１９は、このオン信号を受信した
ときにスイッチング素子１１をオン状態に駆動し、オフ
信号を受信したときにスイッチング素子１１をオフ状態
にする。
きにオン信号を出力し、リセット状態のときにオフ信号
を出力する。ドライバ１９は、このオン信号を受信した
ときにスイッチング素子１１をオン状態に駆動し、オフ
信号を受信したときにスイッチング素子１１をオフ状態
にする。
【００２２】モード切換え制御回路２０は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの動作モードの切換えを指示する回路であ
り、セレクタ１６及び１７に対してセレクト信号を転送
する。モード切換え制御回路２０は、コンパレータ１３
ｂおよびPWM 制御回路１４の出力信号に基づいて、重負
荷モードから軽負荷モードへ切り換えるべきかどうかを
判断する。重負荷モードから軽負荷モードへ切り換える
場合は、セレクト信号を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベル
にする。
コンバータの動作モードの切換えを指示する回路であ
り、セレクタ１６及び１７に対してセレクト信号を転送
する。モード切換え制御回路２０は、コンパレータ１３
ｂおよびPWM 制御回路１４の出力信号に基づいて、重負
荷モードから軽負荷モードへ切り換えるべきかどうかを
判断する。重負荷モードから軽負荷モードへ切り換える
場合は、セレクト信号を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベル
にする。
【００２３】セレクタ１６および１７は、上述したよう
に、セレクト信号として「Ｌ」レベルを受信すると、そ
れぞれＢ端子に入力される信号を選択して出力する。す
なわち、セレクト信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベル
に変化すると、セレクタ１６および１７は、軽負荷用制
御回路１５の出力信号を選択し、スイッチング素子１１
はその選択された信号によって駆動されるので、ＤＣ／
ＤＣコンバータは軽負荷モードで動作するようになる。
に、セレクト信号として「Ｌ」レベルを受信すると、そ
れぞれＢ端子に入力される信号を選択して出力する。す
なわち、セレクト信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベル
に変化すると、セレクタ１６および１７は、軽負荷用制
御回路１５の出力信号を選択し、スイッチング素子１１
はその選択された信号によって駆動されるので、ＤＣ／
ＤＣコンバータは軽負荷モードで動作するようになる。
【００２４】なお、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モード
を重負荷モードから軽負荷モードへ切り換える際、PWM
制御回路１４の出力パルスを生成するための発振器（こ
の発振器は、図示していないが、たとえば、PWM 制御回
路１４に内蔵されている）の発振を止めるようにしても
よい。また、モード切換え制御回路２０は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの動作モードを軽負荷モードから重負荷モー
ドへ切り換える制御も行うが、ここでは説明を省略す
る。
を重負荷モードから軽負荷モードへ切り換える際、PWM
制御回路１４の出力パルスを生成するための発振器（こ
の発振器は、図示していないが、たとえば、PWM 制御回
路１４に内蔵されている）の発振を止めるようにしても
よい。また、モード切換え制御回路２０は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの動作モードを軽負荷モードから重負荷モー
ドへ切り換える制御も行うが、ここでは説明を省略す
る。
【００２５】図３は、モード切換え制御回路２０および
その周辺部の回路図である。コンパレータ１３ｂは、上
述したように、抵抗Ｒsense の両端の電位を各入力端子
で受信することによってコイル電流ＩL をモニタする。
そして、コンパレータ１３ｂは、コイル電流ＩL が入力
側から出力側に流れているときは「Ｌ」レベルを出力
し、コイル電流ＩL が０または出力側から入力側に流れ
ているときには「Ｈ」レベルを出力する。
その周辺部の回路図である。コンパレータ１３ｂは、上
述したように、抵抗Ｒsense の両端の電位を各入力端子
で受信することによってコイル電流ＩL をモニタする。
そして、コンパレータ１３ｂは、コイル電流ＩL が入力
側から出力側に流れているときは「Ｌ」レベルを出力
し、コイル電流ＩL が０または出力側から入力側に流れ
ているときには「Ｈ」レベルを出力する。
【００２６】ところで、負荷電流に従って動作モードを
切り換える場合、その負荷電流を直接検出する方法も考
えられるが、そのためにはコンデンサＣの出力側に抵抗
を設ける必要があり、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の効率
を低下させるので好ましくない。このため、本実施形態
では、コンデンサＣの入力側（１次側）に設けられてい
る抵抗（すなわち、抵抗Ｒsense ）を用いて負荷電流を
見積もっている。この抵抗Ｒsense は、過電流保護また
は出力電圧を一定に保つ目的に用いられていたものを利
用している。したがって、負荷電流を検出するために新
たに抵抗を設ける必要はなく、ＤＣ／ＤＣコンバータの
効率を低下させることはない。
切り換える場合、その負荷電流を直接検出する方法も考
えられるが、そのためにはコンデンサＣの出力側に抵抗
を設ける必要があり、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の効率
を低下させるので好ましくない。このため、本実施形態
では、コンデンサＣの入力側（１次側）に設けられてい
る抵抗（すなわち、抵抗Ｒsense ）を用いて負荷電流を
見積もっている。この抵抗Ｒsense は、過電流保護また
は出力電圧を一定に保つ目的に用いられていたものを利
用している。したがって、負荷電流を検出するために新
たに抵抗を設ける必要はなく、ＤＣ／ＤＣコンバータの
効率を低下させることはない。
【００２７】カウンタ２２は、インバータ２１によって
反転されたコンパレータ１３ｂの出力信号を受信し、そ
の信号の立下りエッジを検出したときにカウント値を１
だけカウントアップする。そして、そのカウント値が
「ｎ（自然数）」になると、パルスを出力する。この実
施例では、ｎ＝４とする。なお、カウンタ２２は、ＤＣ
／ＤＣコンバータの動作モードが軽負荷モードから重負
荷モードへ切り換わるときにリセットされる。
反転されたコンパレータ１３ｂの出力信号を受信し、そ
の信号の立下りエッジを検出したときにカウント値を１
だけカウントアップする。そして、そのカウント値が
「ｎ（自然数）」になると、パルスを出力する。この実
施例では、ｎ＝４とする。なお、カウンタ２２は、ＤＣ
／ＤＣコンバータの動作モードが軽負荷モードから重負
荷モードへ切り換わるときにリセットされる。
【００２８】ラッチ回路２３は、カウンタ２２からパル
スを受信すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モードが
軽負荷モードから重負荷モードへ切り換わるときまで
「Ｌ」レベルを保持して出力する。ラッチ回路２３の出
力は、セレクト信号としてセレクタ１６および１７へ転
送される。
スを受信すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モードが
軽負荷モードから重負荷モードへ切り換わるときまで
「Ｌ」レベルを保持して出力する。ラッチ回路２３の出
力は、セレクト信号としてセレクタ１６および１７へ転
送される。
【００２９】２ビットカウンタ２４は、そのクロック端
子でPWM 制御回路１４の出力信号を受信し、その信号の
立下りエッジを検出する毎にカウント値を１だけカウン
トアップする。２ビットカウンタ２４は、そのカウント
値が２になると、「Ｈ」を出力する。２ビットカウンタ
２４の出力が「Ｈ」レベルになると、カウンタ２２がリ
セットされる。なお、２ビットカウンタ２４は、コンパ
レータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになるとリセットさ
れる。
子でPWM 制御回路１４の出力信号を受信し、その信号の
立下りエッジを検出する毎にカウント値を１だけカウン
トアップする。２ビットカウンタ２４は、そのカウント
値が２になると、「Ｈ」を出力する。２ビットカウンタ
２４の出力が「Ｈ」レベルになると、カウンタ２２がリ
セットされる。なお、２ビットカウンタ２４は、コンパ
レータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになるとリセットさ
れる。
【００３０】次に、タイムチャートを参照しながら、本
実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。図４
は、重負荷モードから軽負荷モードへの動作モード切換
えを説明するタイムチャートである。なお、同図におけ
る〜は、図３における対応する各点の信号である。
実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。図４
は、重負荷モードから軽負荷モードへの動作モード切換
えを説明するタイムチャートである。なお、同図におけ
る〜は、図３における対応する各点の信号である。
【００３１】時刻Ｔ1以前は、負荷電流が大きく、ＤＣ
／ＤＣコンバータは重負荷モードで動作している。ここ
で、カウンタ２２のカウンタ値は０であるものとする。
重負荷モードにおいて、コイル電流ＩL の波形は、ラン
プ波形である。すなわち、コイル電流ＩL の波形は、ス
イッチング素子１１がオン状態の期間にランプアップ
し、オフ状態の期間にランプダウンすることによって形
成されており、その周期は、PWM 制御回路１４の動作周
波数によって決まる。
／ＤＣコンバータは重負荷モードで動作している。ここ
で、カウンタ２２のカウンタ値は０であるものとする。
重負荷モードにおいて、コイル電流ＩL の波形は、ラン
プ波形である。すなわち、コイル電流ＩL の波形は、ス
イッチング素子１１がオン状態の期間にランプアップ
し、オフ状態の期間にランプダウンすることによって形
成されており、その周期は、PWM 制御回路１４の動作周
波数によって決まる。
【００３２】負荷電流がある程度大きい期間は、コイル
電流ＩL は常に０よりも大きい値を変動する。従って、
コンパレータ１３ｂの出力は「Ｌ」レベルのままであ
り、カウンタ２２のＣＫ端子には立下りエッジが入力し
ないので、カウンタ２２のカウント値は「０」のままで
ある。
電流ＩL は常に０よりも大きい値を変動する。従って、
コンパレータ１３ｂの出力は「Ｌ」レベルのままであ
り、カウンタ２２のＣＫ端子には立下りエッジが入力し
ないので、カウンタ２２のカウント値は「０」のままで
ある。
【００３３】上記状態において、負荷電流が小さくなる
と、それに伴って出力電圧Ｖout が変化する。これに対
して、PWM 制御回路１４は、出力電圧Ｖout を一定の値
に保つように出力パルスのデューティを変化させる。た
とえば、出力電圧Ｖout が上昇したときには、PWM 制御
回路１４は、出力パルスのデューティをいったん小さく
してコイル電流ＩL の平均値を減少させる。このことに
よって出力電圧Ｖoutが予め設定した値に戻れば、デュ
ーティをＶout ／Ｖinに戻す。
と、それに伴って出力電圧Ｖout が変化する。これに対
して、PWM 制御回路１４は、出力電圧Ｖout を一定の値
に保つように出力パルスのデューティを変化させる。た
とえば、出力電圧Ｖout が上昇したときには、PWM 制御
回路１４は、出力パルスのデューティをいったん小さく
してコイル電流ＩL の平均値を減少させる。このことに
よって出力電圧Ｖoutが予め設定した値に戻れば、デュ
ーティをＶout ／Ｖinに戻す。
【００３４】図５は、コイル電流ＩL が減少してゆく様
子を示す図である。負荷電流が減少すると、PWM 制御回
路１４は、出力電圧Ｖout を一定の値に保つように出力
パルスのデューティを制御し、図５(a) 〜(c) に示すよ
うに、コイル電流ＩL の平均値を減少させる。負荷電流
が所定の電流値まで小さくなると、図５(c) に示すよう
に、コイル電流ＩL のボトム値が０になる。
子を示す図である。負荷電流が減少すると、PWM 制御回
路１４は、出力電圧Ｖout を一定の値に保つように出力
パルスのデューティを制御し、図５(a) 〜(c) に示すよ
うに、コイル電流ＩL の平均値を減少させる。負荷電流
が所定の電流値まで小さくなると、図５(c) に示すよう
に、コイル電流ＩL のボトム値が０になる。
【００３５】負荷電流がさらに小さくなると、コイル電
流ＩL の平均値をさらに小さくする必要があるので、こ
の場合、図５(d) に示すように、コイル電流ＩL が流れ
ない期間が生じるようになる。このように、コイル電流
ＩL が流れない期間が生じ、電力供給サイクルが不連続
となる状態では、重負荷モードでの効率が低下する。こ
のため、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータは、負荷電
流（コイル電流ＩL ）が図５(c) に示す状態よりも大き
い場合には重負荷モードで動作し、小さくなった場合に
は軽負荷モードに切り換えて動作する構成としている。
流ＩL の平均値をさらに小さくする必要があるので、こ
の場合、図５(d) に示すように、コイル電流ＩL が流れ
ない期間が生じるようになる。このように、コイル電流
ＩL が流れない期間が生じ、電力供給サイクルが不連続
となる状態では、重負荷モードでの効率が低下する。こ
のため、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータは、負荷電
流（コイル電流ＩL ）が図５(c) に示す状態よりも大き
い場合には重負荷モードで動作し、小さくなった場合に
は軽負荷モードに切り換えて動作する構成としている。
【００３６】ここで、図５(c) に示す状態でのコイル電
流ＩL は、そのピーク値をＩP とすると、その平均値を
ＩP ／２と表すことができる。コイル電流の平均値は、
負荷電流とみなすことができるので、負荷電流に基づい
てモード切換えを行う場合、電流値ＩP を設定すること
により、重負荷モードから軽負荷モードへの切換え条件
を決めることができる。
流ＩL は、そのピーク値をＩP とすると、その平均値を
ＩP ／２と表すことができる。コイル電流の平均値は、
負荷電流とみなすことができるので、負荷電流に基づい
てモード切換えを行う場合、電流値ＩP を設定すること
により、重負荷モードから軽負荷モードへの切換え条件
を決めることができる。
【００３７】図４に戻る。コイル電流ＩL が徐々に減少
し、時刻Ｔ1においてそのボトム値が０になると、コン
パレータ１３ｂの出力は「Ｈ」レベルとなり、カウンタ
２２のＣＫ端子に立下りエッジが入力される。カウンタ
２２のカウント値はこの立下りエッジによって０から１
にカウントアップされる。
し、時刻Ｔ1においてそのボトム値が０になると、コン
パレータ１３ｂの出力は「Ｈ」レベルとなり、カウンタ
２２のＣＫ端子に立下りエッジが入力される。カウンタ
２２のカウント値はこの立下りエッジによって０から１
にカウントアップされる。
【００３８】時刻Ｔ1 以降、コイル電流ＩL のボトム値
が０になるごとに、コンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」
レベルとなり、そのことによってカウンタ２２は順次カ
ウントアップされていく。
が０になるごとに、コンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」
レベルとなり、そのことによってカウンタ２２は順次カ
ウントアップされていく。
【００３９】一方、２ビットカウンタ２４は、時刻Ｔ1
以降、PWM 制御回路１４の出力信号の立下りエッジを検
出するごとにそのカウント値をカウントアップするが、
コンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになると即座
にリセットされるので、カウント値は０または１であ
る。したがって、２ビットカウンタ２４の出力は「Ｌ」
レベルのままであり、カウンタ２２は、リセットされる
ことはなく、ＣＫ端子で立下りエッジを受信するごとに
順次カウントアップされてゆく。
以降、PWM 制御回路１４の出力信号の立下りエッジを検
出するごとにそのカウント値をカウントアップするが、
コンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになると即座
にリセットされるので、カウント値は０または１であ
る。したがって、２ビットカウンタ２４の出力は「Ｌ」
レベルのままであり、カウンタ２２は、リセットされる
ことはなく、ＣＫ端子で立下りエッジを受信するごとに
順次カウントアップされてゆく。
【００４０】時刻Ｔ2において、カウンタ２２のカウン
ト値が「４」になると、カウンタ２２はラッチ回路２３
に対してパルスを出力する。ラッチ回路２３は、このパ
ルスを受信すると、その出力を「Ｈ」レベルから「Ｌ」
レベルへ変化させ、以降、リセットされるまで「Ｌ」レ
ベルを出力し続ける。この出力信号は、セレクト信号と
して、セレクタ１６、１７へ転送される。
ト値が「４」になると、カウンタ２２はラッチ回路２３
に対してパルスを出力する。ラッチ回路２３は、このパ
ルスを受信すると、その出力を「Ｈ」レベルから「Ｌ」
レベルへ変化させ、以降、リセットされるまで「Ｌ」レ
ベルを出力し続ける。この出力信号は、セレクト信号と
して、セレクタ１６、１７へ転送される。
【００４１】セレクタ１６および１７は、セレクト信号
として「Ｌ」レベルを受信すると、それぞれＢ端子に入
力されている信号、すなわち、軽負荷用制御回路１５に
よって生成される信号を選択して出力する。したがっ
て、スイッチング素子１１が軽負荷用制御回路１５によ
って生成される信号によってオン・オフ制御されるよう
になるので、ＤＣ／ＤＣコンバータは軽負荷モードの動
作に移行する。
として「Ｌ」レベルを受信すると、それぞれＢ端子に入
力されている信号、すなわち、軽負荷用制御回路１５に
よって生成される信号を選択して出力する。したがっ
て、スイッチング素子１１が軽負荷用制御回路１５によ
って生成される信号によってオン・オフ制御されるよう
になるので、ＤＣ／ＤＣコンバータは軽負荷モードの動
作に移行する。
【００４２】上述のように、重負荷モードでの動作中
に、負荷電流が減少することによってコイル電流ＩL が
減少し、カウンタ２２が所定回数（４回）立下りエッジ
を受信すると、ＤＣ／ＤＣコンバータは、負荷電流が十
分小さくなったとみなし、動作モードを重負荷モードか
ら軽負荷モードへ切り換える。
に、負荷電流が減少することによってコイル電流ＩL が
減少し、カウンタ２２が所定回数（４回）立下りエッジ
を受信すると、ＤＣ／ＤＣコンバータは、負荷電流が十
分小さくなったとみなし、動作モードを重負荷モードか
ら軽負荷モードへ切り換える。
【００４３】図６は、重負荷モードにおいてカウント値
がリセットされるときの動作を説明するタイムチャート
である。図４で説明した時刻Ｔ1以降の動作と同様に、
コンパレータ１３ｂがパルスを出力し、カウンタ２２の
カウント値が「０」「１」「２」とカウントアップされ
ている。ここで、時刻Ｔ3以降、負荷電流が増加するも
のとする。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電
圧を一定の値に保つようにPWM 制御回路１４の出力を変
化させてコイル電流ＩL を増加させる。そして、コイル
電流ＩL は常に０よりも大きな値となる。すなわち、コ
イル電流ＩL のボトム値が０まで低下することはなくな
る。したがって、時刻Ｔ3以降は、コンパレータ１３ｂ
はパルスを出力しなくなり、カウンタ２２のカウント値
も２のままである。
がリセットされるときの動作を説明するタイムチャート
である。図４で説明した時刻Ｔ1以降の動作と同様に、
コンパレータ１３ｂがパルスを出力し、カウンタ２２の
カウント値が「０」「１」「２」とカウントアップされ
ている。ここで、時刻Ｔ3以降、負荷電流が増加するも
のとする。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電
圧を一定の値に保つようにPWM 制御回路１４の出力を変
化させてコイル電流ＩL を増加させる。そして、コイル
電流ＩL は常に０よりも大きな値となる。すなわち、コ
イル電流ＩL のボトム値が０まで低下することはなくな
る。したがって、時刻Ｔ3以降は、コンパレータ１３ｂ
はパルスを出力しなくなり、カウンタ２２のカウント値
も２のままである。
【００４４】時刻Ｔ3以降、コンパレータ１３ｂの出力
が「Ｈ」レベルにならないので、２ビットカウンタ２４
はリセットされなくなる。ところが、２ビットカウンタ
２４は、PWM 制御回路１４の出力信号の立下りエッジを
受信するので、カウントアップされていく。時刻Ｔ4 に
おいて２ビットカウンタ２４のカウント値が２になる
と、２ビットカウンタ２４の出力が「Ｈ」レベルにな
る。カウンタ２２は、２ビットカウンタ２４の出力が
「Ｈ」レベルになるとリセットされる。
が「Ｈ」レベルにならないので、２ビットカウンタ２４
はリセットされなくなる。ところが、２ビットカウンタ
２４は、PWM 制御回路１４の出力信号の立下りエッジを
受信するので、カウントアップされていく。時刻Ｔ4 に
おいて２ビットカウンタ２４のカウント値が２になる
と、２ビットカウンタ２４の出力が「Ｈ」レベルにな
る。カウンタ２２は、２ビットカウンタ２４の出力が
「Ｈ」レベルになるとリセットされる。
【００４５】このように、重負荷モードにおいて、コイ
ル電流ＩL のボトム値が０となり、カウンタ２２がカウ
ントアップを開始しても、所定期間内にコイル電流ＩL
が増加すれば、カウンタ２２はリセットされる。このた
め、たとえば、実際にはコイル電流ＩL が十分に低下し
ていないにもかかわらず、コイル電流ＩL のノイズ成分
等がカウンタ２２のカウント値をインクリメントしてし
まったときに、そのカウント値をリセットできる。すな
わち、本実施例の方式によれば、ノイズその他の要因に
よって誤ってモード切換えが起こることを防ぐことがで
きる。
ル電流ＩL のボトム値が０となり、カウンタ２２がカウ
ントアップを開始しても、所定期間内にコイル電流ＩL
が増加すれば、カウンタ２２はリセットされる。このた
め、たとえば、実際にはコイル電流ＩL が十分に低下し
ていないにもかかわらず、コイル電流ＩL のノイズ成分
等がカウンタ２２のカウント値をインクリメントしてし
まったときに、そのカウント値をリセットできる。すな
わち、本実施例の方式によれば、ノイズその他の要因に
よって誤ってモード切換えが起こることを防ぐことがで
きる。
【００４６】図７は、本発明の他の実施形態のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータの構成図である。図７において、図３で使
用した符号と同じ符号は、同じものを示す。２つの実施
形態の差異は、図７の構成において、コンパレータ１３
ｂの−端子にオフセット電圧ＶOSを印加している点であ
る。
Ｃコンバータの構成図である。図７において、図３で使
用した符号と同じ符号は、同じものを示す。２つの実施
形態の差異は、図７の構成において、コンパレータ１３
ｂの−端子にオフセット電圧ＶOSを印加している点であ
る。
【００４７】図８は、コンパレータ１３ｂの入出力を示
す図である。上記構成のようにオフセット電圧ＶOSを印
加すると、図８(a) に示すように、コイル電流ＩL が０
となる状態では、コンパレータ１３ｂの入力は、＋端子
の電位（Ｖ+ ）が−端子の電位（Ｖ- ）よりもオフセッ
ト電圧ＶOSだけ高くなる。換言すれば、コンパレータ１
３ｂの入力電位差（図８においては、コンパレータ１３
ｂの入力電位差をＶ13＝Ｖ- −Ｖ+ としている）０のと
きは、コイル電流ＩL の値Ｉm は０よりも大きな値とな
る。従って、コイル電流ＩL がＩm 以下に減少したとき
にコンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになる。
す図である。上記構成のようにオフセット電圧ＶOSを印
加すると、図８(a) に示すように、コイル電流ＩL が０
となる状態では、コンパレータ１３ｂの入力は、＋端子
の電位（Ｖ+ ）が−端子の電位（Ｖ- ）よりもオフセッ
ト電圧ＶOSだけ高くなる。換言すれば、コンパレータ１
３ｂの入力電位差（図８においては、コンパレータ１３
ｂの入力電位差をＶ13＝Ｖ- −Ｖ+ としている）０のと
きは、コイル電流ＩL の値Ｉm は０よりも大きな値とな
る。従って、コイル電流ＩL がＩm 以下に減少したとき
にコンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになる。
【００４８】このような構成とすれば、コイル電流ＩL
のボトム値が０になるような場合には、コンパレータ１
３ｂが出力するパルスの幅が広くなるので、カウンタ２
２は確実にそのパルスの立下りエッジを検出できるよう
になる。
のボトム値が０になるような場合には、コンパレータ１
３ｂが出力するパルスの幅が広くなるので、カウンタ２
２は確実にそのパルスの立下りエッジを検出できるよう
になる。
【００４９】また、上記構成は、図８(b) に示すよう
に、コイル電流ＩL のボトム値がＩm以下に減少したと
きにコンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになり、
そのとき生成されるパルスがカウンタ２２によってカウ
ントされる。そして、このカウント値に従ってＤＣ／Ｄ
コンバータの動作モードが切り換えられる。この場合、
同図に示すコイル電流ＩL のピーク値とボトム値との平
均値が、動作モードを切り換える目安となる。このよう
に、オフセット電圧ＶOS（電流値Ｉm ）の設定によって
動作モードの切り換えポイントを決めることができる。
に、コイル電流ＩL のボトム値がＩm以下に減少したと
きにコンパレータ１３ｂの出力が「Ｈ」レベルになり、
そのとき生成されるパルスがカウンタ２２によってカウ
ントされる。そして、このカウント値に従ってＤＣ／Ｄ
コンバータの動作モードが切り換えられる。この場合、
同図に示すコイル電流ＩL のピーク値とボトム値との平
均値が、動作モードを切り換える目安となる。このよう
に、オフセット電圧ＶOS（電流値Ｉm ）の設定によって
動作モードの切り換えポイントを決めることができる。
【００５０】なお、上記実施例においては、重負荷モー
ドとしてPWM 制御方式を採り上げて説明したが、これに
限定されるものではない。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコン
バータを採り上げて説明したが、本発明はこの構成に限
定されるものではなく、例えば、昇圧型ＤＣ／ＤＣコン
バータおよび反転型ＤＣ／ＤＣコンバータにも適用する
ことができる。
ドとしてPWM 制御方式を採り上げて説明したが、これに
限定されるものではない。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコン
バータを採り上げて説明したが、本発明はこの構成に限
定されるものではなく、例えば、昇圧型ＤＣ／ＤＣコン
バータおよび反転型ＤＣ／ＤＣコンバータにも適用する
ことができる。
【００５１】
【発明の効果】ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、出力部
のコンデンサの１次側に予め設けてある抵抗を用いて負
荷電流を検出するので、そのために消費電流が増加する
ことはない。また、負荷電流に従って動作モードを切り
換える場合、負荷電流がこの切換えポイントに達したか
否を判断する手段を低消費電流な回路で構成したので、
ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の効率が向上する。
のコンデンサの１次側に予め設けてある抵抗を用いて負
荷電流を検出するので、そのために消費電流が増加する
ことはない。また、負荷電流に従って動作モードを切り
換える場合、負荷電流がこの切換えポイントに達したか
否を判断する手段を低消費電流な回路で構成したので、
ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の効率が向上する。
【００５２】動作モードを切り換える必要があるか否か
を判断するときに、所定の条件が継続して発生した場合
に限って、負荷電流が上記切換えポイントに達したとみ
なしてモード切換えを行うので、ノイズ等による誤った
モード切換えを防ぐことができる。また、動作モードを
切り換えるための条件を所望の値にかつ容易に設定でき
る。
を判断するときに、所定の条件が継続して発生した場合
に限って、負荷電流が上記切換えポイントに達したとみ
なしてモード切換えを行うので、ノイズ等による誤った
モード切換えを防ぐことができる。また、動作モードを
切り換えるための条件を所望の値にかつ容易に設定でき
る。
【図１】本発明の手段を説明す図である。
【図２】本発明の一実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの
構成図である。
構成図である。
【図３】モード切換え制御回路およびその周辺部の回路
図である。
図である。
【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するタイム
チャート（その１）である。
チャート（その１）である。
【図５】コイル電流ＩL が減少してゆく様子を示す図で
ある。
ある。
【図６】ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するタイム
チャート（その２）である。
チャート（その２）である。
【図７】本発明の他の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ
の構成図である。
の構成図である。
【図８】図７に示すＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明
する図である。
する図である。
【図９】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの一例の構成図で
ある。
ある。
１ 比較手段 ２ カウント手段 ３ 制御手段 ４ リセット手段 １１ スイッチング素子 １２ コンパレータ １３ａ、１３ｂ コンパレータ １４ PWM 制御回路（重負荷用制御回路） １５ 軽負荷用制御回路 １６、１７ セレクタ １８ フリップフロップ １９ ドライバ ２０ モード切換え制御回路 ２１ インバータ ２２ カウンタ ２３ ラッチ回路 ２４ ２ビットカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/155
Claims (6)
- 【請求項１】 負荷に電流を供給するための動作モード
として重負荷モードおよび軽負荷モードを持ち、各動作
モードに対応する方式に従ってスイッチング手段を制御
してコイル電流を変化させて出力電圧を制御するＤＣ／
ＤＣコンバータにおいて、上記重負荷モードは、上記出力電圧に基づいて決まるデ
ューティ値を持った第１の制御信号としてのパルス信号
を生成し、その第１の制御信号に従って上記スイッチン
グ手段を制御することにより、そのスイッチング手段が
オン状態に制御されているときに上記コイル電流が直線
的に増加する期間とそのスイッチング手段がオフ状態に
制御されているときに上記コイル電流が直線的に減少す
る期間とが交互に繰り返される動作モードであり、 上記軽負荷モードは、上記出力電圧、上記コイル電流が
予め設定されている電流上限値を越えたか否かを表す情
報、および上記コイル電流が予め設定されている電流下
限値を下回った否かを表す情報に基づいて第２の制御信
号を生成し、その第２の制御信号に従って上記スイッチ
ング手段を制御する動作モードであり、 上記 重負荷モードにおいて上記第１の制御信号に従って
変化するコイル電流の極小値が、所定回数上記電流下限
値を下回ったことが検出されると、以降、上記第２の制
御信号を用いて上記スイッチング手段を制御することに
より動作モードを軽負荷モードに切り換えることを特徴
とするＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項２】 上記コイル電流の値が上記所定電流値に
達したことを検出してその検出回数をカウントする処理
に際して、上記コイル電流の極小値が上記電流下限値よ
りも大きくなったときにカウント値をリセットすること
を特徴とする請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項３】 負荷に電流を供給するための動作モード
として重負荷モードおよび軽負荷モードを持ち、各動作
モードに対応する方式に従ってスイッチング手段を制御
してコイル電流を変化させて出力電圧を制御するＤＣ／
ＤＣコンバータにおいて、上記重負荷モードは、上記出力電圧に基づいて決まるデ
ューティ値を持った第１の制御信号としてのパルス信号
を生成し、その第１の制御信号に従って上記ス イッチン
グ手段を制御することにより、そのスイッチング手段が
オン状態に制御されているときに上記コイル電流が直線
的に増加する期間とそのスイッチング手段がオフ状態に
制御されているときに上記コイル電流が直線的に減少す
る期間とが交互に繰り返される動作モードであり、 上記軽負荷モードは、上記出力電圧、上記コイル電流が
予め設定されている電流上限値を越えたか否かを表す情
報、および上記コイル電流が予め設定されている電流下
限値を下回った否かを表す情報に基づいて第２の制御信
号を生成し、その第２の制御信号に従って上記スイッチ
ング手段を制御する動作モードであり、 上記 重負荷モードにおいて上記第１の制御信号に従って
変化するコイル電流の極小値と上記電流下限値とを比較
し、上記コイル電流の極小値がその電流下限値を下回っ
たときに検出信号を出力する比較手段と、 該比較手段が出力する検出信号の数をカウントするカウ
ント手段と、 該カウント手段のカウント値が所定回数に達したとき
に、以降、上記第２の制御信号を用いて上記スイッチン
グ手段を制御することにより動作モードを軽負荷モード
に切り換える制御手段と、 を有することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項４】 上記重負荷モードにおける制御に従って
変化するコイル電流の極小値が上記電流下限値よりも大
きくなったときに上記カウント手段をリセットするリセ
ット手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記
載のＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項５】 負荷に電流を供給するための動作モード
として、負荷の消費電流が大きい時の動作モードである
第１の動作モードおよび負荷の消費電流が小さい時の動
作モードである第２の動作モードを持ち、各動作モード
に対応する方式に従ってスイッチング手段を制御してコ
イル電流を変化させて出力電圧を制御するＤＣ／ＤＣコ
ンバータであって、上記第１の動作モードは、上記出力電圧に基づいて決ま
るデューティ値を持った第１の制御信号としてのパルス
信号を生成し、その第１の制御信号に従って上記スイッ
チング手段を制御することにより、そのスイッチング手
段がオン状態に制御されているときに上記コイル電流が
直線的に増加する期間とそのスイッチン グ手段がオフ状
態に制御されているときに上記コイル電流が直線的に減
少する期間とが交互に繰り返される動作モードであり、 上記第２の動作モードは、上記出力電圧、上記コイル電
流が予め設定されている電流上限値を越えたか否かを表
す情報、および上記コイル電流が予め設定されている電
流下限値を下回った否かを表す情報に基づいて第２の制
御信号を生成し、その第２の制御信号に従って上記スイ
ッチング手段を制御する動作モードであり、 上記第１の動作モードにおいて上記第１の制御信号に従
って変化するコイル電流の極小値が上記電流下限値を下
回り、その後上記コイル電流の極小値が上記電流下限値
よりも小さくなる状態が一定期間以上継続したときに、
以降、上記第２の制御信号を用いて上記スイッチング手
段を制御することにより動作モードが上記第１の動作モ
ードから上記第２の動作モードに切り換えられるＤＣ／
ＤＣコンバータ。 - 【請求項６】 負荷に電流を供給するための動作モード
として、負荷の消費電流が大きい時の動作モードである
第１の動作モードおよび負荷の消費電流が小さい時の動
作モードである第２の動作モードを持ち、各動作モード
に対応する方式に従ってスイッチング手段を制御してコ
イル電流を変化させて出力電圧を制御するＤＣ／ＤＣコ
ンバータであって、上記第１の動作モードは、上記出力電圧に基づいて決ま
るデューティ値を持った第１の制御信号としてのパルス
信号を生成し、その第１の制御信号に従って上記スイッ
チング手段を制御することにより、そのスイッチング手
段がオン状態に制御されているときに上記コイル電流が
直線的に増加する期間とそのスイッチング手段がオフ状
態に制御されているときに上記コイル電流が直線的に減
少する期間とが交互に繰り返される動作モードであり、 上記第２の動作モードは、上記出力電圧、上記コイル電
流が予め設定されている電流上限値を越えたか否かを表
す情報、および上記コイル電流が予め設定されている電
流下限値を下回った否かを表す情報に基づいて第２の制
御信号を生成し、その第２の制御信号に従って上記スイ
ッチング手段を制御する動作モードであり、 上記第１の動作モードにおいて上記第１の制御信号に従
って変化するコイル電流の極小値が上記電流下限値を下
回った後、所定時間経過後に動作モードが第１の動作モ
ードから第２の動作モードに切り換えられるＤＣ／ＤＣ
コンバータ。
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|---|---|---|---|
| JP08091410A JP3090031B2 (ja) | 1995-04-13 | 1996-04-12 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-88170 | 1995-04-13 | ||
| JP8817095 | 1995-04-13 | ||
| JP08091410A JP3090031B2 (ja) | 1995-04-13 | 1996-04-12 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
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Family
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-
1996
- 1996-04-12 JP JP08091410A patent/JP3090031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH08340670A (ja) | 1996-12-24 |
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