JP3462694B2 - Step-down DC-DC converter - Google Patents
Step-down DC-DC converterInfo
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- 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
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
をオンオフに切り換えて、実質的に出力電圧を降圧する
降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-down DC-DC converter that switches a switching element on and off to substantially step down an output voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電池等の直流電源から負荷に供給される
電力は、スイッチング素子をオンオフに切り換えるデュ
ーティーを変更して制御できる。たとえば、オフ時間に
対するオン時間を短くするほど、負荷に供給される電力
は小さくなる。しがたって、スイッチング素子のオフ時
間に対するオン時間を短くして、電池の供給電圧を低く
したのと実質的に同じになる。このため、スイッチング
素子のデューティーを変更して、トランスを使用しない
で、負荷に実質的に供給する電圧を小さくできる。2. Description of the Related Art Electric power supplied from a DC power source such as a battery to a load can be controlled by changing a duty for switching a switching element on and off. For example, the shorter the ON time with respect to the OFF time, the smaller the power supplied to the load. Therefore, the ON time of the switching element with respect to the OFF time is shortened, which is substantially the same as when the supply voltage of the battery is lowered. Therefore, the duty of the switching element can be changed to substantially reduce the voltage supplied to the load without using the transformer.
【０００３】さらに、電池に直接に負荷を接続して、電
池から負荷に電力を供給するとき、電池電圧が低下する
にしたがって、負荷に供給される電力は少なくなる。こ
の場合、電池と負荷の間にスイッチング素子を接続し、
スイッチング素子のデューティーを制御して、負荷に供
給する電力を一定に制御することもできる。Further, when a load is directly connected to a battery and power is supplied from the battery, the power supplied to the load decreases as the battery voltage decreases. In this case, connect a switching element between the battery and the load,
It is also possible to control the duty of the switching element to control the electric power supplied to the load constant.
【０００４】このような用途に、電池等の直流電源と負
荷との間に、スイッチング素子を接続し、このスイッチ
ング素子をオンオフに切り換えるデューティーを調整し
て、負荷に供給する電力を接続する降圧型のＤＣ−ＤＣ
コンバータが使用される。For such an application, a step-down type in which a switching element is connected between a DC power source such as a battery and a load, the duty for switching the switching element on and off is adjusted, and the electric power supplied to the load is connected. DC-DC
A converter is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】降圧型のＤＣ−ＤＣコ
ンバータは、スイッチング素子をオンオフに切り換える
タイミングを決定するための発振回路を内蔵するので、
回路構成が複雑で高価になって、小型化するのが困難で
ある。さらに、発振回路を動作させるために、極めて低
電圧で使用できな欠点もある。Since the step-down DC-DC converter has a built-in oscillation circuit for determining the timing of switching the switching element on and off,
The circuit configuration is complicated and expensive, and it is difficult to reduce the size. Further, there is a drawback that it cannot be used at an extremely low voltage in order to operate the oscillation circuit.
【０００６】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、発
振回路を使用することなく、極めて簡単で、低コスト省
スペースな回路で、スイッチング素子のデューティーを
制御できる降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを提供するこ
とにある。The present invention was developed for the purpose of solving such drawbacks, and an important object of the present invention is to make a circuit that is extremely simple, low-cost and space-saving, without using an oscillation circuit. Therefore, it is to provide a step-down DC-DC converter capable of controlling the duty of a switching element.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の降圧型のＤＣ−
ＤＣコンバータは、直流電源から負荷に電力を供給する
スイッチング素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１を
オンオフに制御させる制御回路３とを備え、制御回路３
が作動アンプ４を備えている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The step-down type DC-of the present invention
The DC converter includes a switching element Q1 that supplies electric power from a DC power source to a load, and a control circuit 3 that controls the switching element Q1 to turn on and off.
Is equipped with an operating amplifier 4.
【０００８】作動アンプ４は、−入力端子に、負荷電圧
をＣＲ遅延回路５を介して入力し、＋入力端子に基準電
圧を入力すると共に、作動アンプ４の出力をプルアップ
コンデンサーＣ１を介して入力している。The operational amplifier 4 inputs the load voltage to the-input terminal via the CR delay circuit 5, inputs the reference voltage to the + input terminal, and outputs the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. You are typing.
【０００９】ＣＲ遅延回路５は、負荷電圧の変動を遅延
させて、作動アンプ４の−入力端子に入力する。プルア
ップコンデンサーＣ１は作動アンプ４が”Ｈｉｇｈ”に
なったときの出力電圧を＋入力端子に入力して基準電圧
を一時的に高く引き上げて次第に低下させる。The CR delay circuit 5 delays the fluctuation of the load voltage and inputs it to the negative input terminal of the operational amplifier 4. The pull-up capacitor C1 inputs the output voltage when the operating amplifier 4 becomes "High" to the + input terminal to temporarily raise the reference voltage to a high level and gradually decrease it.
【００１０】スイッチング素子Ｑ１がオフになると、低
下した負荷電圧はＣＲ遅延回路５を介して次第に−入力
端子の電圧を低下させ、−入力端子の電圧が＋入力端子
の電圧よりも低くなると、作動アンプ４の出力が”Ｈｉ
ｇｈ”になってスイッチング素子Ｑ１をオンに切り換え
る。さらに、このとき、プルアップコンデンサーＣ１
は、”Ｈｉｇｈ”電圧で基準電圧を一時的に高くして作
動アンプ４の出力を”Ｈｉｇｈ”に保持する。その後、
プルアップコンデンサーＣ１が充電されて基準電圧が次
第に低下して負荷電圧よりも低くなると、作動アンプ４
の出力が”Ｌｏｗ”になってスイッチング素子Ｑ１がオ
フに切り換えられる。すなわち、プルアップコンデンサ
ーＣ１が作動アンプ４の出力を＋入力端子にフィードバ
ックさせて、ヒステリシスを構成して、スイッチング素
子Ｑ１をオンオフに切り換える。When the switching element Q1 is turned off, the lowered load voltage gradually lowers the voltage of the-input terminal through the CR delay circuit 5, and when the voltage of the-input terminal becomes lower than the voltage of the + input terminal, the operation is performed. The output of amplifier 4 is "Hi
gh ″, the switching element Q1 is turned on. Further, at this time, the pull-up capacitor C1 is turned on.
Holds the output of the operational amplifier 4 at "High" by temporarily raising the reference voltage with the "High" voltage. afterwards,
When the pull-up capacitor C1 is charged and the reference voltage gradually decreases and becomes lower than the load voltage, the operating amplifier 4
Becomes "Low" and the switching element Q1 is switched off. That is, the pull-up capacitor C1 feeds back the output of the operational amplifier 4 to the + input terminal to form hysteresis to switch the switching element Q1 on and off.
【００１１】さらに、本発明の降圧型のＤＣ−ＤＣコン
バータは、電源電圧を、抵抗とツェナーダイオードを介
して作動アンプ４の−入力端子に入力している。このた
め、電源電圧が高くなると、−入力端子が＋入力端子よ
りも高くなる時間が短くなって、スイッチング素子Ｑ１
を短時間でオフに切り換える。直流電源電圧が高くなる
と、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が短縮され、直流
電源電圧が低くなると、スイッチング素子Ｑ１のオン時
間が長くなるので、直流電源電圧が変動したときに、負
荷電力の変動を少なくできる。Furthermore, it bucks the DC-DC converter of the present invention, a power supply voltage, a resistor and a Zener diode the operation amplifier 4 through - that are input to the input terminal. For this reason, at higher supply voltages, - it is shorter becomes higher time than the input terminal (+) input terminal, the switching element Q1
Switch off in a short time. When the DC power supply voltage is high, the ON time of the switching element Q1 is shortened, and when the DC power supply voltage is low, the ON time of the switching element Q1 is long. Therefore, when the DC power supply voltage fluctuates, the fluctuation of the load power is reduced. it can.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための降圧型のＤＣ−ＤＣコン
バータを例示するものであって、本発明はＤＣ−ＤＣコ
ンバータを下記のものに特定しない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a step-down DC-DC converter for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the DC-DC converter as the following.
【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as "claims column" and "to solve the problems". It is added to the members shown in "Means column".
However, the members shown in the claims are not limited to the members of the embodiment.
【００１４】図１に示す降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、直流電源である電池１と、この電池１から負荷であ
るヒータ２に電力を供給するために、電池１とヒータ２
の間に接続されているトランジスターであるスイッチン
グ素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１をオンオフに
制御させる制御回路３とを備える。図の回路図は負荷を
ヒータとしているが、本発明は負荷をヒータに特定しな
い。負荷には、モーターや電球等とすることもできる。The step-down DC-DC converter shown in FIG. 1 includes a battery 1 which is a DC power source and a battery 1 and a heater 2 which supply power from the battery 1 to a heater 2 which is a load.
A switching element Q1 which is a transistor connected between the two, and a control circuit 3 which controls the switching element Q1 to turn on and off. Although the circuit diagram in the figure uses the load as the heater, the present invention does not specify the load as the heater. The load may be a motor, a light bulb, or the like.
【００１５】この図に示す降圧型のＤＣ−ＤＣコンバー
タは、制御回路３が、作動アンプ４と、この作動アンプ
４の出力で制御されるドライバー用のトランジスターＱ
２を備える。作動アンプ４は、−入力端子に、負荷電圧
をＣＲ遅延回路５を介して入力している。ＣＲ遅延回路
５は、負荷と−入力端子との間に接続された抵抗Ｒ３
と、−入力端子とアースとの間に接続されたコンデンサ
ーＣ２とで構成される。コンデンサーＣ２には分圧抵抗
と放電抵抗に併用される抵抗Ｒ５を接続している。ＣＲ
遅延回路５は、抵抗Ｒ３とコンデンサーＣ２を大きくす
ると、負荷電圧の遅延時間が長くなる。すなわち、スイ
ッチング素子Ｑ１がオンオフに切り換えられたときの、
−入力端子の電圧変動を緩やかにする。このため、スイ
ッチング素子Ｑ１をオンオフに切り換えるタイミングを
長く、いいかえると、スイッチングする周期が長くな
る。In the step-down DC-DC converter shown in this figure, the control circuit 3 includes an operating amplifier 4 and a driver transistor Q controlled by the output of the operating amplifier 4.
2 is provided. The operational amplifier 4 inputs the load voltage to the-input terminal via the CR delay circuit 5. The CR delay circuit 5 includes a resistor R3 connected between the load and the-input terminal.
And-a capacitor C2 connected between the input terminal and ground. A resistor R5, which is also used as a voltage dividing resistor and a discharge resistor, is connected to the capacitor C2. CR
In the delay circuit 5, if the resistance R3 and the capacitor C2 are increased, the delay time of the load voltage becomes longer. That is, when the switching element Q1 is switched on and off,
-Make the voltage fluctuation of the input terminal gentle. For this reason, the timing for switching the switching element Q1 on and off is long, in other words, the switching cycle is long.
【００１６】作動アンプ４は、＋入力端子に基準電圧を
入力すると共に、作動アンプ４の出力をプルアップコン
デンサーＣ１を介してフィードバックしている。基準電
圧は、直列に接続された抵抗Ｒ１とダイオードＤ１で得
られる。直列に接続された抵抗Ｒ１とダイオードＤ１
は、電池１と並列に接続され、ダイオードＤ１の順方向
の電圧降下で、約０．６Ｖの基準電圧を得る。基準電圧
は、抵抗とツェナーダイオードとを直列に接続して得る
こともできる。基準電圧は、負荷に供給する電力を考慮
して、最適値に設定される。基準電圧を高くすると、負
荷に供給される電力は大きくなり、反対に基準電圧を低
くすると、負荷の供給電力は小さくなる。それは、作動
アンプ４が負荷電圧を基準電圧に等しくなるようにスイ
ッチング素子Ｑ１をオンオフに制御するからである。The operational amplifier 4 inputs the reference voltage to the + input terminal and feeds back the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. The reference voltage is obtained by the resistor R1 and the diode D1 which are connected in series. Resistor R1 and diode D1 connected in series
Is connected in parallel with the battery 1 and obtains a reference voltage of about 0.6V with a forward voltage drop of the diode D1. The reference voltage can also be obtained by connecting a resistor and a Zener diode in series. The reference voltage is set to an optimum value in consideration of the power supplied to the load. When the reference voltage is high, the power supplied to the load is large, and when the reference voltage is low, the power supplied to the load is small. This is because the operational amplifier 4 controls the switching element Q1 to turn on and off so that the load voltage becomes equal to the reference voltage.
【００１７】プルアップコンデンサーＣ１は、抵抗Ｒ２
と直列に接続されて、作動アンプ４の出力を＋入力端子
に入力してフィードバックさせる。プルアップコンデン
サーＣ１は、静電容量を大きくすると、作動アンプ４の
フィードバック量が多くなり、＋入力端子の電圧を、作
動アンプ４の”Ｈｉｇｈ”出力電圧で長い時間高く保持
する。このため、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が長
くなる。The pull-up capacitor C1 is a resistor R2.
, And the output of the operational amplifier 4 is input to the + input terminal for feedback. When the capacitance of the pull-up capacitor C1 is increased, the feedback amount of the operational amplifier 4 is increased, and the voltage at the + input terminal is kept high at the "High" output voltage of the operational amplifier 4 for a long time. Therefore, the ON time of the switching element Q1 becomes long.
【００１８】さらに、図１のＤＣ−ＤＣコンバータは、
電池１の＋側を、抵抗Ｒ４とツェナーダイオードＺＤを
介して作動アンプ４の−入力端子に接続している。抵抗
Ｒ４とツェナーダイオードＺＤは、電池電圧で−入力端
子の電圧を引き上げて、スイッチング素子Ｑ１がオンに
なったときに、−入力端子の電圧上昇を加速する。この
ため、スイッチング素子Ｑ１がオンになって、−入力端
子の電圧が負荷電圧によって次第に高くなるとき、電池
電圧が高いと、より速く−入力端子の電圧上昇を加速し
て、スイッチング素子Ｑ１のオン時間を短くする。反対
に、電池電圧が低下すると、−入力端子の電圧を上昇さ
せる速度が遅くなり、オン状態になったスイッチング素
子Ｑ１を長い時間オン状態に保持する。このことは、電
池電圧が高いときにスイッチング素子Ｑ１のオン時間を
短くし、電池電圧が低下するにしたがって、スイッチン
グ素子Ｑ１をオンにする時間を長くして、負荷への供給
電力を一定に保持する。このため、電池１が放電されて
電圧が低下したときの、負荷への供給電力の変動を少な
くできる特長がある。Further, the DC-DC converter of FIG.
The + side of the battery 1 is connected to the − input terminal of the operational amplifier 4 via the resistor R4 and the Zener diode ZD. The resistor R4 and the Zener diode ZD increase the voltage at the-input terminal by the battery voltage, and accelerate the voltage increase at the-input terminal when the switching element Q1 is turned on. Therefore, when the switching element Q1 is turned on and the voltage at the input terminal gradually increases due to the load voltage, the higher the battery voltage is, the faster the voltage increase at the input terminal is accelerated, and the switching element Q1 is turned on. Save time. On the contrary, when the battery voltage decreases, the speed of increasing the voltage at the −input terminal becomes slow, and the switching element Q1 that has been in the on state is held in the on state for a long time. This shortens the on time of the switching element Q1 when the battery voltage is high, and lengthens the time when the switching element Q1 is turned on as the battery voltage decreases, keeping the power supplied to the load constant. To do. For this reason, there is an advantage that fluctuations in the power supplied to the load can be reduced when the battery 1 is discharged and the voltage drops.
【００１９】したがって、図１のＤＣ−ＤＣコンバータ
が、電池１とヒータ２の電力制御に使用されると、電池
電圧の変動に対する、ヒータ２の消費電力の変動を少な
くできる特長がある。Therefore, when the DC-DC converter of FIG. 1 is used for controlling the power of the battery 1 and the heater 2, there is a feature that the fluctuation of the power consumption of the heater 2 with respect to the fluctuation of the battery voltage can be reduced.
【００２０】図１に示す降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、下記の動作をしてスイッチング素子Ｑ１をオンオフ
に切り換える。
(1) 電源スイッチ６をオンにすると、スイッチング素
子Ｑ１はオフ状態にあるので、負荷電圧は０Ｖとなる。
(2) このとき、作動アンプ４の＋入力端子には基準電
圧が供給されるので、作動アンプ４は、＋入力端子の電
圧が−入力端子よりも高く”Ｈｉｇｈ”電圧を出力す
る。
(3) 作動アンプ４の”Ｈｉｇｈ”出力は、ドライバー
用のトランジスターＱ２をオンに切り換える。
(4) ドライバー用のトランジスターＱ２がオンになる
と、スイッチング素子Ｑ１にベース電流が供給されて、
スイッチング素子Ｑ１はオンに切り換えられる。
(5) オン状態のスイッチング素子Ｑ１は、電池１を負
荷であるヒータ２に接続して、ヒータ２に電力を供給す
る。
(6) 負荷にかかる電圧は、ＣＲ遅延回路５を介して作
動アンプ４の−入力端子に入力される。ＣＲ遅延回路５
は、負荷電圧が電池電圧と等しくなっても、−入力端子
の電圧上昇を遅くする。したがって、電池電圧が負荷に
供給されても、−入力端子の電圧は直ちに上昇せず、次
第に高くなる。
(7) 一方、作動アンプ４の出力が”Ｈｉｇｈ”になる
と、”Ｈｉｇｈ”電圧はプルアップコンデンサーＣ１を
介して作動アンプ４の出力を一時的に高くする。プルア
ップコンデンサーＣ１は、充電されるにしたがって、＋
入力端子の電圧を基準電圧に低下させる。
(8) ＋入力端子の電圧は、プルアップコンデンサーＣ
１が充電するにしたがって次第に低下し、−入力端子の
電圧はＣＲ遅延回路５によって次第に高くなる。
(9) −入力端子の電圧が、＋入力端子の電圧よりも高
くなると、作動アンプ４は出力を”Ｌｏｗ”として、ド
ライバー用のトランジスターＱ２をオフに切り換える。
(10) ドライバー用のトランジスターＱ２がオフになる
と、スイッチング素子Ｑ１もオフになる。
(11) スイッチング素子Ｑ１がオフになると、負荷が電
池１から切り離されて、負荷は電力を消費しなくなる。
(12) この状態になって、負荷電圧が０Ｖになると、Ｃ
Ｒ遅延回路５は、−入力端子の電圧を次第に低下させ
る。
(13) それと同時に、作動アンプ４の”Ｌｏｗ”電圧
は、＋入力端子の基準電圧を一時的に”Ｌｏｗ”に低下
させるが、その後しだいに基準電圧に上昇されて、＋入
力端子の電圧を上昇させる。
(14) ＋入力端子の電圧が−入力端子の電圧よりも高く
なると、作動アンプ４の出力は”Ｈｉｇｈ”となる。そ
の後、(2)〜(14)の動作を繰り返して、ＤＣ−ＤＣコン
バータは負荷であるヒータ２に電力を供給する。The step-down DC-DC converter shown in FIG. 1 performs the following operation to switch the switching element Q1 on and off. (1) When the power switch 6 is turned on, the load voltage becomes 0V because the switching element Q1 is in the off state. (2) At this time, since the reference voltage is supplied to the + input terminal of the operation amplifier 4, the operation amplifier 4 outputs a “High” voltage in which the voltage of the + input terminal is higher than that of the − input terminal. (3) The "High" output of the operational amplifier 4 turns on the transistor Q2 for the driver. (4) When the driver transistor Q2 is turned on, the base current is supplied to the switching element Q1,
The switching element Q1 is switched on. (5) The switching element Q1 in the ON state connects the battery 1 to the heater 2, which is a load, and supplies electric power to the heater 2. (6) The voltage applied to the load is input to the negative input terminal of the operational amplifier 4 via the CR delay circuit 5. CR delay circuit 5
Slows the voltage rise at the input terminal, even if the load voltage equals the battery voltage. Therefore, even if the battery voltage is supplied to the load, the voltage at the-input terminal does not immediately increase, but gradually increases. (7) On the other hand, when the output of the operational amplifier 4 becomes "High", the "High" voltage temporarily raises the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. As the pull-up capacitor C1 is charged, +
Reduce the voltage at the input terminal to the reference voltage. (8) The voltage at the + input terminal is the pull-up capacitor C
1 gradually decreases as it is charged, and the voltage at the input terminal gradually increases due to the CR delay circuit 5. (9) When the voltage of the-input terminal becomes higher than the voltage of the + input terminal, the operation amplifier 4 sets the output to "Low" and switches off the driver transistor Q2. (10) When the driver transistor Q2 is turned off, the switching element Q1 is also turned off. (11) When the switching element Q1 is turned off, the load is disconnected from the battery 1 and the load stops consuming electric power. (12) In this state, when the load voltage becomes 0V, C
The R delay circuit 5 gradually reduces the voltage at the-input terminal. (13) At the same time, the "Low" voltage of the operational amplifier 4 temporarily lowers the reference voltage of the + input terminal to "Low", but thereafter, it is gradually raised to the reference voltage to change the voltage of the + input terminal. To raise. (14) When the voltage of the + input terminal becomes higher than the voltage of the − input terminal, the output of the operational amplifier 4 becomes “High”. After that, the operations of (2) to (14) are repeated, and the DC-DC converter supplies electric power to the heater 2, which is a load.
【００２１】以上の実施例の降圧型のＤＣ−ＤＣコンバ
ータは、電池で負荷のヒータを制御する。本発明の降圧
型のＤＣ−ＤＣコンバータは、たとえば、商用電源の交
流１００Ｖを整流して直流とし、この直流で直流モータ
ーを回転させる電気かみそり等の制御回路にも使用でき
る。The step-down DC-DC converter of the above embodiment controls the load heater by the battery. The step-down DC-DC converter of the present invention can also be used in a control circuit such as an electric shaver that rectifies 100 V AC of a commercial power source into DC and rotates a DC motor with this DC.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明の降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、発振回路等の複雑な回路を使用することなく、極め
て簡単に、低コスト、省スペース回路で、負荷に供給す
る電力を制御できる特長がある。それは、本発明のＤＣ
−ＤＣコンバータが、スイッチング素子をオンオフに切
り換える制御回路に作動アンプを使用し、この作動アン
プには、ＣＲ遅延回路を介して負荷の電圧を入力し、さ
らに、出力をプルアップコンデンサーで＋入力端子にフ
ィードバックしてヒステリシスを構成して、スイッチン
グしているからである。The step-down DC-DC converter of the present invention can control the electric power supplied to the load extremely easily, at low cost, and in a space-saving circuit without using a complicated circuit such as an oscillation circuit. There are features. It is the DC of the present invention
-The DC converter uses an operational amplifier for the control circuit that switches the switching element on and off. The operational amplifier receives the voltage of the load via the CR delay circuit, and the output is a + input terminal with a pull-up capacitor. This is because feedback is made to form a hysteresis to perform switching.
【００２３】さらに、電源電圧が、抵抗とツェナーダイ
オードを介して作動アンプの−入力端子に入力されるこ
とにより、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電源
の電圧が低下するにしたがって、スイッチング素子のオ
ン時間が長くなるので、直流電源電圧の変動に対する負
荷の消費電力の変動を少なくできる特長がある。 In addition, the power supply voltage depends on the resistance and the Zener die.
Input to the negative input terminal of the operational amplifier
By a, D C-DC converter of the present invention, according to the voltage of the DC power supply is reduced, the on-time of the switching element becomes longer, the advantage that can reduce the variation in power consumption of the load on the fluctuation of the DC power supply voltage Oh Ru.
【図１】本発明の実施例の降圧型のＤＣ−ＤＣコンバー
タを示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a step-down DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
１…電池 ２…ヒータ ３…制御回路 ４…作動アンプ ５…ＣＲ遅延回路 ６…電源スイッチ Ｑ１…スイッチング素子 Ｑ２…ドライバー用のトランジスター Ｃ１…プルアップコンデンサー ＺＤ…ツェナーダイオード 1 ... Battery 2 ... heater 3 ... Control circuit 4 ... Working amplifier 5 ... CR delay circuit 6 ... Power switch Q1 ... Switching element Q2 ... Transistor for driver C1 ... Pull-up condenser ZD ... Zener diode
Claims (2)
ッチング素子(Q1)と、このスイッチング素子(Q1)をオン
オフに制御させる制御回路(3)とを備える降圧型のＤＣ
−ＤＣコンバータにおいて、 制御回路(3)が作動アンプ(4)を備え、作動アンプ(4)の
−入力端子には負荷電圧がＣＲ遅延回路(5)を介して入
力され、作動アンプ(4)の＋入力端子には基準電圧が入
力されると共に、作動アンプ(4)の出力がプルアップコ
ンデンサー(C1)を介して入力されてフィードバックさ
れ、 ＣＲ遅延回路(5)は、負荷電圧の変動を遅延して作動ア
ンプ(4)の−入力端子に入力し、プルアップコンデンサ
ー(C1)は、作動アンプ(4)が”Ｈｉｇｈ”になったとき
の出力電圧を＋入力端子に入力して基準電圧を一時的に
高く引き上げて次第に低下させ、 スイッチング素子(Q1)がオフになると、低下した負荷電
圧はＣＲ遅延回路(5)を介して次第に−入力端子の電圧
を低下させ、−入力端子の電圧が＋入力端子の電圧より
も低くなると、作動アンプ(4)の出力が”Ｈｉｇｈ”に
なってスイッチング素子(Q1)をオンに切り換えると共
に、プルアップコンデンサー(C1)が”Ｈｉｇｈ”電圧で
基準電圧を一時的に高くして作動アンプ(4)の出力を”
Ｈｉｇｈ”に保持し、 プルアップコンデンサー(C1)が充電されて基準電圧が次
第に低下して負荷電圧よりも低くなると、作動アンプ
(4)の出力が”Ｌｏｗ”になってスイッチング素子(Q1)
がオフに切り換えられるように構成され、電源電圧が、抵抗とツェナーダイオード(ZD)を介して作
動アンプ(4)の−入力端子に入力され、電源電圧の変動
に対する負荷電力の変動を少なくするように構成されて
なる 降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ。1. A step-down DC comprising a switching element (Q1) for supplying electric power from a DC power supply to a load, and a control circuit (3) for controlling the switching element (Q1) to be turned on and off.
-In the DC converter, the control circuit (3) is provided with the operational amplifier (4), the load voltage is input to the-input terminal of the operational amplifier (4) through the CR delay circuit (5), and the operational amplifier (4) The reference voltage is input to the + input terminal of, and the output of the operational amplifier (4) is input and fed back via the pull-up capacitor (C1), and the CR delay circuit (5) changes the load voltage. It is delayed and input to the-input terminal of the operational amplifier (4), and the pull-up capacitor (C1) inputs the output voltage when the operational amplifier (4) becomes "High" to the + input terminal and outputs the reference voltage. When the switching element (Q1) turns off, the lowered load voltage gradually decreases the voltage at the −input terminal through the CR delay circuit (5), and the voltage at the −input terminal is increased. Becomes lower than the voltage of the + input terminal, the operating amplifier (4) With switching on the switching element (Q1) by the force becomes "High", the pull-up capacitor (C1) is "High" and the output of the temporarily increased to operating amplifiers the reference voltage with the voltage (4) "
When the pull-up capacitor (C1) is charged and the reference voltage gradually decreases to become lower than the load voltage, the operating amplifier is held.
The output of (4) becomes "Low" and the switching element (Q1)
Are configured to be switched off and the power supply voltage is generated via a resistor and a Zener diode (ZD).
Input to the negative input terminal of the dynamic amplifier (4) and fluctuations in the power supply voltage
Configured to reduce load power fluctuations to
A step-down DC-DC converter.
る請求項１の降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ。 2. The load is a heater
The step-down DC-DC converter according to claim 1.
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