【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大きな電流出力を
要求されるＤＣ−ＤＣコンバータ回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電圧値あるいは電流値を安定化し、負荷
へ電力供給を行うコンバータ回路では、一般にスイッチ
ング素子、インダクタンス素子及び容量素子を組み合わ
せて所望の電圧あるいは電流を得るものが多い。ここ
で、負荷が要求する電流が大きい時、コンバータ回路を
構成する各素子には大型・大容量のものを使用する必要
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年では電源装置の小
型化、特に薄型化が要求されているが、大型・大容量の
インダクタンス素子、すなわちトランスやチョークコイ
ルは、その部品の背高が一般に高く、従来のコンバータ
回路を薄型化する上で障害となっていた。また近年では
圧電材料を使用した圧電トランスの開発が進み、コンバ
ータ回路の小型・薄型化を実現する一手段として圧電ト
ランスを使用することがある。しかし圧電トランスを使
用した電源回路は、圧電素子の性質上、高い電圧を得る
には有効であるが、それ自体で大きな出力電流を得るに
は不向きであった。従って本発明は、薄型で大きな電流
の出力を可能とするＤＣ−ＤＣコンバータ回路を得るこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電トランス
を有し、高電圧の出力電圧を得る第１の電力変換部と、
第１の電力変換部より電力の供給を受け、降圧・電流増
幅を行う第２の電力変換部とを組み合わせたことを特徴
とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】先ず、圧電トランスを用いて昇圧
コンバータを構成し、高電圧を得る第１の電力変換部を
形成する。そして、第１の電力変換部の高い出力電圧を
降圧・電流増幅する第２の電力変換部を形成し、第２の
電力変換部より外部の負荷へ電力を供給する。ここで第
２の電力変換部には、回路の小型化、薄型化に適したも
のとして、具体的には降圧チョッパ型のコンバータ回路
を使用する。
【０００６】
【実施例】薄型で大きな出力電流を得ることを可能とし
た、本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータ回路の実施例の
回路構成を図１に示した。なお図１において、１、２
は、それぞれコンバータ回路の高電位側の入力端子と出
力端子を示し、低電位側の入力端子と出力端子はアース
に接続されることから図示を省略した。図１に示すＤＣ
−ＤＣコンバータ回路は以下のような回路構成となって
いる。
【０００７】入力端子１とアースとの間にチョークコイ
ルＬ１と第１スイッチングトランジスタＱ１の直列回路
と、フィルタ用のコンデンサＣ１を接続する。チョーク
コイルＬ１と第１スイッチングトランジスタＱ１の接続
点に圧電トランスＰＴの入力側電極を接続し、圧電トラ
ンスＰＴの共通電極はアースに、出力側電極はダイオー
ドＤ１のアノードにそれぞれ接続する。ダイオードＤ１
のアノードとアースとの間にはダイオードＤ２を接続
し、ダイオードＤ１のカソードとアースとの間にはコン
デンサＣ２を接続する。ここで、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１のベースには、第１スイッチングトランジ
スタＱ１を駆動するための、駆動回路３、Ｖ−Ｆ変換回
路４、比較器５及び基準電圧源６からなる駆動制御回路
部を設ける。以上までの回路によって第１の電力変換部
ＰＳ１を形成する。
【０００８】そして、ダイオードＤ１のカソードと出力
端子２との間にスイッチングトランジスタＱ２とチョー
クコイルＬ２の直列回路を接続し、チョークコイルＬ２
の一端とアースとの間にダイオードＤ３を、チョークコ
イルＬ２の他端とアースとの間にコンデンサＣ３をそれ
ぞれ接続する。ここで、第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２のベースには、第２スイッチングトランジスタＱ２
を駆動するための、駆動回路７、ＰＷＭ制御回路８、比
較器９及び基準電圧源１０からなる駆動制御回路部を設
ける。以上までの回路によって第２の電力変換部ＰＳ２
を形成する。
【０００９】このような構成とした図１の回路では、先
ず、第１スイッチングトランジスタＱ１がオン、オフ動
作すると、圧電トランスＰＴの圧電効果によりコンデン
サＣ２が高電圧で充電される。これにより得られるコン
デンサＣ２の端子間電圧、すなわち第１の電力変換部Ｐ
Ｓ１の高電圧の出力電圧を、第２の電力変換部ＰＳ２で
改めて降圧し、出力端子２に所望の電圧値の直流出力電
圧を得る。ここで、圧電トランスＰＴの出力は電圧が高
く、電流が小さいが、これを受電した第２の電力変換部
ＰＳでは電圧の降圧と電流の増幅を行い、大きな電流の
出力を可能とする。
【００１０】つまり本発明では、大きな出力電流を得る
コンバータ回路を設計するに当たって、圧電トランスが
出力する電流ではなく、伝達する電力に着目している。
圧電トランスは大きな出力電流を得ることは困難である
が、高電圧を得ることは容易である。たとえ電流が小さ
くても電圧が高ければ伝送される電力は大きくなる。そ
こで、コンバータ回路の薄型化を図るという目的のため
に、あえて大きな出力電流が得られない圧電トランスＰ
Ｔを使用し、この圧電トランスＰＴから得られる、高電
圧の出力（電力）を、第２の電力変換部ＰＳ２にて大き
な出力電流が得られるよう電力変換することとした。こ
れは電気の送電・配電技術において、電力を送出する時
に高い電圧に昇圧し、使用する時に降圧することによ
り、トータルとして送電設備の小型化を図るという施策
と共通するものである。
【００１１】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、圧電トラ
ンスを有し、高電圧を得る第１の電力変換部と、電力変
換により降圧・電流増幅を行う第２の電力変換部を組み
合わせる構成を特徴としている。このような構成によれ
ば、先ず、圧電トランスの使用によりコンバータ回路の
薄型化が可能となる。そして回路中の電力伝送は小電流
ではあるが高電圧で行われ、第２の電力変換部での最終
的な電力変換で大きな出力電流を得ることが可能とな
る。従って本発明によれば、薄型で大きな電流の出力を
可能とするＤＣ−ＤＣコンバータ回路を提供することが
できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter circuit requiring a large current output. 2. Description of the Related Art Many converter circuits for stabilizing a voltage value or a current value and supplying power to a load generally obtain a desired voltage or current by combining a switching element, an inductance element and a capacitance element. Here, when the current required by the load is large, it is necessary to use a large-sized and large-capacity element for each element constituting the converter circuit. [0003] In recent years, the power supply device has been required to be reduced in size, in particular, to a thinner one. This is generally high, which has been an obstacle in making conventional converter circuits thinner. In recent years, the development of a piezoelectric transformer using a piezoelectric material has been advanced, and a piezoelectric transformer may be used as one means for realizing a small and thin converter circuit. However, a power supply circuit using a piezoelectric transformer is effective for obtaining a high voltage due to the nature of the piezoelectric element, but is not suitable for obtaining a large output current by itself. Therefore, an object of the present invention is to provide a thin DC-DC converter circuit capable of outputting a large current. According to the present invention, there is provided a first power converter having a piezoelectric transformer and obtaining a high output voltage;
It is characterized in that it is combined with a second power converter that receives power supply from the first power converter and performs step-down / current amplification. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a boost converter is constituted by using a piezoelectric transformer, and a first power converter for obtaining a high voltage is formed. Then, a second power conversion unit for stepping down and amplifying the current of the high output voltage of the first power conversion unit is formed, and power is supplied from the second power conversion unit to an external load. Here, as the second power converter, a step-down chopper type converter circuit is specifically used as one suitable for miniaturization and thinning of the circuit. FIG. 1 shows a circuit configuration of an embodiment of a DC-DC converter circuit according to the present invention, which is thin and can obtain a large output current. In FIG. 1, 1, 2
Indicates an input terminal and an output terminal on the high potential side of the converter circuit, respectively, and the input terminal and the output terminal on the low potential side are not illustrated because they are connected to the ground. DC shown in FIG.
The DC converter circuit has the following circuit configuration. A series circuit of a choke coil L1 and a first switching transistor Q1 and a filter capacitor C1 are connected between the input terminal 1 and the ground. An input electrode of the piezoelectric transformer PT is connected to a connection point between the choke coil L1 and the first switching transistor Q1, a common electrode of the piezoelectric transformer PT is connected to the ground, and an output electrode is connected to the anode of the diode D1. Diode D1
The diode D2 is connected between the anode and the ground, and the capacitor C2 is connected between the cathode of the diode D1 and the ground. Here, at the base of the first switching transistor Q1, a drive control circuit unit for driving the first switching transistor Q1 including a drive circuit 3, a VF conversion circuit 4, a comparator 5, and a reference voltage source 6 is provided. Provide. The first power converter PS1 is formed by the circuits described above. Then, a series circuit of a switching transistor Q2 and a choke coil L2 is connected between the cathode of the diode D1 and the output terminal 2, and the choke coil L2
, And a capacitor C3 is connected between the other end of the choke coil L2 and the ground. Here, the base of the second switching transistor Q2 is connected to the second switching transistor Q2.
And a drive control circuit unit including a drive circuit 7, a PWM control circuit 8, a comparator 9, and a reference voltage source 10 for driving the power supply. By the circuit described above, the second power conversion unit PS2
To form In the circuit of FIG. 1 having such a configuration, first, when the first switching transistor Q1 is turned on and off, the capacitor C2 is charged at a high voltage by the piezoelectric effect of the piezoelectric transformer PT. The voltage between the terminals of the capacitor C2 thus obtained, that is, the first power converter P
The high output voltage of S1 is stepped down again by the second power converter PS2, and a DC output voltage of a desired voltage value is obtained at the output terminal 2. Here, the output of the piezoelectric transformer PT has a high voltage and a small current, but the second power conversion unit PS that has received the power reduces the voltage and amplifies the current, and can output a large current. That is, in the present invention, when designing a converter circuit for obtaining a large output current, attention is paid not to the current output from the piezoelectric transformer but to the transmitted power.
It is difficult for a piezoelectric transformer to obtain a large output current, but it is easy to obtain a high voltage. Even if the current is small, the transmitted power increases if the voltage is high. Therefore, for the purpose of reducing the thickness of the converter circuit, a piezoelectric transformer P that cannot obtain a large output current
Using T, the high-voltage output (power) obtained from the piezoelectric transformer PT is subjected to power conversion such that a large output current is obtained in the second power conversion unit PS2. This is common to the measures in the power transmission / distribution technology of electricity in that the power transmission equipment is boosted to a high voltage when the power is transmitted, and is lowered when the power is used, thereby reducing the size of the power transmission equipment as a whole. As described above, according to the present invention, a first power conversion section having a piezoelectric transformer and obtaining a high voltage, and a second power conversion section performing step-down / current amplification by power conversion It is characterized by a configuration combining parts. According to such a configuration, first, the thickness of the converter circuit can be reduced by using the piezoelectric transformer. Then, power transmission in the circuit is performed at a high voltage although the current is small, and a large output current can be obtained by final power conversion in the second power conversion unit. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a thin DC-DC converter circuit capable of outputting a large current.
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータ回路の実
施例の回路図。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ 出力端子
３、７ トランジスタ駆動回路
４ Ｖ−Ｆ変換回路
５、９ 比較器
６、１０ 基準電圧源
８ ＰＷＭ制御回路
ＰＴ 圧電トランス
ＰＳ１ 第１の電力変換部
ＰＳ２ 第２の電力変換部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a DC-DC converter circuit according to the present invention. [Description of Signs] 1 input terminal 2 output terminal 3, 7 transistor drive circuit 4 VF conversion circuit 5, 9 comparator 6, 10 reference voltage source 8 PWM control circuit PT piezoelectric transformer PS1 first power conversion unit PS2 2 power converter