JP4617977B2 - Voltage converter - Google Patents

Voltage converter Download PDF

Info

Publication number
JP4617977B2
JP4617977B2 JP2005116656A JP2005116656A JP4617977B2 JP 4617977 B2 JP4617977 B2 JP 4617977B2 JP 2005116656 A JP2005116656 A JP 2005116656A JP 2005116656 A JP2005116656 A JP 2005116656A JP 4617977 B2 JP4617977 B2 JP 4617977B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
mosfet
switching element
energy
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005116656A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006296148A (en
Inventor
聖嗣 牧田
正治 安保
義敬 尾島
慎也 荒木
宜伸 粂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005116656A priority Critical patent/JP4617977B2/en
Publication of JP2006296148A publication Critical patent/JP2006296148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4617977B2 publication Critical patent/JP4617977B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

この発明は電圧変換器に関し、特に、リアクトルへのエネルギの蓄積および放出を繰返すことによって電圧変換を行なう電圧変換器に関する。   The present invention relates to a voltage converter, and more particularly to a voltage converter that performs voltage conversion by repeatedly storing and releasing energy in a reactor.

特開2003−284328号公報(特許文献1)は車載用のDC/DCコンバータを開示している。このDC/DCコンバータには、常時は導通状態にあり、非常時に回路の切離しを行なう保護用の電界効果トランジスタが設けられている。
特開2003−284328号公報 特開2000−354363号公報 特開2000−333445号公報 特開2001−231251号公報 特開2003−70238号公報 特開2001−128369号公報
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-284328 (Patent Document 1) discloses a DC / DC converter for vehicle use. This DC / DC converter is provided with a protective field effect transistor that is normally in a conducting state and disconnects the circuit in an emergency.
JP 2003-284328 A JP 2000-354363 A JP 2000-333445 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-231251 JP 2003-70238 A JP 2001-128369 A

図16は、従来のDC/DCコンバータの構成を示す回路図である。   FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional DC / DC converter.

図16を参照して、このDC/DCコンバータは、高圧側の直流電源501と低圧側の直流電源506との間に接続され電源501から電源506への降圧動作と電源506から電源501への昇圧動作が可能なものである。   Referring to FIG. 16, this DC / DC converter is connected between a high-voltage side DC power source 501 and a low-voltage side DC power source 506, and performs a step-down operation from power source 501 to power source 506, and from power source 506 to power source 501. Boost operation is possible.

DC/DCコンバータは、MOS(metal-oxide-semiconductor)構造を有する電界効果型トランジスタ(以降MOSFETと称する)502,503と、リアクトル504とを含む。   The DC / DC converter includes field effect transistors (hereinafter referred to as MOSFETs) 502 and 503 having a metal-oxide-semiconductor (MOS) structure, and a reactor 504.

MOSFET502,503は電源501の正電極と接地との間に直列に接続される。リアクトル504はMOSFET502,503の接続点と電源506の正電極との間に接続されている。MOSFET502,503はソースと基板とが接続されているので、ソースからドレインへ向かう方向が順方向となるようにそれぞれボディダイオード507,508を内蔵している。ボディダイオードとは、MOSFET中に寄生的に形成されているダイオードである。   The MOSFETs 502 and 503 are connected in series between the positive electrode of the power source 501 and the ground. The reactor 504 is connected between the connection point of the MOSFETs 502 and 503 and the positive electrode of the power source 506. MOSFETs 502 and 503 have body diodes 507 and 508, respectively, so that the direction from the source to the drain is the forward direction because the source and the substrate are connected. The body diode is a diode formed parasitically in the MOSFET.

一般にDC/DCコンバータは、始動時において電荷が未蓄積の平滑用キャパシタなどへの過大な突入電流から回路を保護するために、ソフトスタート制御が行なわれる。ソフトスタート制御とは、動作開始から一定期間はリアクトル504にエネルギを蓄積する期間を短くし、徐々に昇圧または降圧動作を行なわせるものである。   Generally, in a DC / DC converter, soft start control is performed in order to protect a circuit from an excessive inrush current to a smoothing capacitor or the like in which charge is not accumulated at the time of starting. The soft start control is to gradually increase the voltage or decrease the voltage by shortening the period in which energy is stored in the reactor 504 for a certain period from the start of the operation.

図17は、図16に示したDC/DCコンバータの降圧動作を開始させる際のソフトスタート制御を説明するための動作波形図である。   FIG. 17 is an operation waveform diagram for explaining soft start control when the step-down operation of the DC / DC converter shown in FIG. 16 is started.

図16のMOSFET502,503は、昇圧または降圧動作を行なう際に一方が導通状態であれば他方は非導通状態となるような同期制御が行なわれる。これはボディダイオードのみによって転流電流を流すよりは、MOSFETを同時に導通させて転流電流を流す方が、導通抵抗が低いので損失が少ないからである。   The MOSFETs 502 and 503 in FIG. 16 are subjected to synchronous control so that when one of the MOSFETs 502 and 503 performs a step-up or step-down operation, the other enters a non-conductive state. This is because it is less loss because the conduction resistance is lower when the commutation current is made to be conducted simultaneously than when the commutation current is made to flow only by the body diode.

図16、図17を参照して、まず時刻t1〜t2においてMOSFET502のゲートに与えられるゲート信号G502が活性化され、MOSFET503のゲートに与えられるゲート信号は非活性化されている。このときにリアクトル504に流れる電流ILは増加しコイル電流に相当するエネルギがリアクトル504に蓄積される。   Referring to FIGS. 16 and 17, first, at time t1 to t2, gate signal G502 applied to the gate of MOSFET 502 is activated, and gate signal applied to the gate of MOSFET 503 is inactivated. At this time, the current IL flowing through the reactor 504 increases, and energy corresponding to the coil current is accumulated in the reactor 504.

そして時刻t2においてゲート信号G502が非活性化されゲート信号G503が活性化されると電源501、MOSFET502、リアクトル504の順で電源506に流入していた電流が、経路が遮断されるので、今度は時刻t2〜t2AにおいてMOSFET503からリアクトル504を経て電源506に流れる。そしてリアクトル504に蓄積されていたエネルギが時刻t2Aで0になり、リアクトル電流ILは0となる。   When the gate signal G502 is deactivated at time t2 and the gate signal G503 is activated, the current flowing into the power source 506 in the order of the power source 501, the MOSFET 502, and the reactor 504 is interrupted. At time t2 to t2A, the current flows from the MOSFET 503 through the reactor 504 to the power source 506. Then, the energy stored in reactor 504 becomes 0 at time t2A, and reactor current IL becomes 0.

以降同様に時刻t3〜t4,t5〜t6においてはMOSFET502が導通してリアクトル504にエネルギが蓄積され、時刻t4〜t4A,t6〜t7ではリアクトルのエネルギが放出される。   Thereafter, similarly, at time t3 to t4 and t5 to t6, the MOSFET 502 is conducted and energy is accumulated in the reactor 504, and at time t4 to t4A and t6 to t7, the reactor energy is released.

図17に示すようにゲート信号G502の活性化期間を次第に長くしていくことによりDC/DCコンバータのソフトスタート制御が行なわれている。   As shown in FIG. 17, the soft start control of the DC / DC converter is performed by gradually increasing the activation period of the gate signal G502.

しかしながら、このソフトスタート制御の際にMOSFET503に同期制御を行なうと、MOSFET503の導通時間がリアクトルからエネルギが放出される期間よりも長くなってしまう。   However, if synchronous control is performed on the MOSFET 503 during this soft start control, the conduction time of the MOSFET 503 becomes longer than the period during which energy is released from the reactor.

たとえば時刻t2〜t3の間は、MOSFET503は導通した状態となっている。このとき、図17の破線で示したように時刻t2A〜t3の間はリアクトル504に蓄積されたエネルギは放出されてしまった後であるので一旦リアクトル電流ILは0となり、その後は電源506から図16の矢印に示した経路で過電流ILが流れてしまう。   For example, the MOSFET 503 is in a conductive state between times t2 and t3. At this time, as indicated by the broken line in FIG. 17, the energy accumulated in the reactor 504 is after the time t2A to t3 has been released, so the reactor current IL once becomes 0, and thereafter the power source 506 Overcurrent IL flows through the path indicated by the arrow 16.

するとリアクトル504には逆向きのエネルギが蓄積されてしまうので降圧動作をうまく開始させることができなくなってしまう場合がある。これは特に負荷側にバッテリなどの電源が接続されている構成において問題となる。   Then, the reverse energy is accumulated in the reactor 504, so that the step-down operation may not be started well. This is a problem particularly in a configuration in which a power source such as a battery is connected to the load side.

図18は、DC/DCコンバータの検討例を示した回路図である。   FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a study example of a DC / DC converter.

図18に示した回路図は、リアクトル504と電源506との間に電流センサ510が設けられている点が図16に示した構成と異なるが、他の部分については図16と構成は同様であるので説明は繰返さない。   The circuit diagram shown in FIG. 18 differs from the configuration shown in FIG. 16 in that a current sensor 510 is provided between the reactor 504 and the power source 506, but the configuration is the same as that of FIG. The explanation will not be repeated.

図17で説明した問題に対しては、電流センサ510によってリアクトル電流を監視してMOSFET502,503の同期制御を開始させるタイミングを決めることが考えられる。しかし、電流センサ510として、たとえばシャント抵抗のようなものを利用するセンサを配置するのでは、この部分で常に電力損失が生じる。また、大電流、大電力を扱うDC/DCコンバータではこの電流センサはかなり大きな部品となってしまうので、装置の大型化、コスト上昇および効率の低下といった問題点を生じてしまう。   In order to solve the problem described with reference to FIG. 17, it is conceivable that the reactor current is monitored by the current sensor 510 to determine the timing for starting the synchronous control of the MOSFETs 502 and 503. However, if a sensor that uses a shunt resistor, for example, is arranged as the current sensor 510, power loss always occurs in this portion. Further, in a DC / DC converter that handles a large current and a large power, this current sensor becomes a considerably large component, which causes problems such as an increase in size of the device, an increase in cost, and a decrease in efficiency.

この発明の目的は、小型、高効率でかつ回路保護性能が向上した電圧変換器を提供することである。   An object of the present invention is to provide a voltage converter that is small, highly efficient, and has improved circuit protection performance.

この発明は、要約すると、電圧変換器であって、リアクトルを内蔵し、リアクトルへのエネルギの蓄積およびリアクトルからのエネルギの放出を繰返すことによって電圧変換を行なう、第1、第2の電源間に接続される変換部と、第1の電源からリアクトルを経由して第2の電源に至る経路上に設けられ、経路の導通および遮断を行なう接続部と、変換部および接続部に対する制御を行なう制御部とを備える。制御部は、動作開始時においてリアクトルに蓄積する1サイクルあたりのエネルギ量を次第に大きくするソフトスタート動作を行ない、ソフトスタート動作時においてリアクトルにエネルギの蓄積および放出を行なうサイクルに同期して接続部を制御する。   In summary, the present invention provides a voltage converter, which includes a reactor, and performs voltage conversion by repeatedly storing energy in the reactor and discharging energy from the reactor, between the first and second power supplies. A conversion unit to be connected, a connection unit provided on a path from the first power source to the second power source via the reactor, and a control unit for conducting and blocking the path, and a control for controlling the conversion unit and the connection unit A part. The control unit performs a soft start operation that gradually increases the amount of energy per cycle stored in the reactor at the start of operation, and sets the connection unit in synchronization with the cycle in which energy is stored and released in the reactor during the soft start operation. Control.

好ましくは、変換部は、第1、第2のスイッチング素子をさらに含み、接続部は、第3のスイッチング素子を含む。制御部は、ソフトスタート動作において、第1、第2のスイッチング素子を相補に導通させ、かつ第3のスイッチング素子は出力からの逆電流を防止するように動作させる。   Preferably, the conversion unit further includes first and second switching elements, and the connection unit includes a third switching element. In the soft start operation, the control unit causes the first and second switching elements to conduct complementarily and causes the third switching element to operate so as to prevent reverse current from the output.

好ましくは、変換部は、リアクトルに対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子をさらに含み、制御部は、主スイッチング素子を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させて接続部を導通させる。   Preferably, the conversion unit further includes a main switching element that conducts when energy is stored in the reactor, and the control unit synchronizes the connection unit in synchronism with a time when the main switching element transitions from the non-conduction state to the conduction state. Conduct.

より好ましくは、制御部は、主スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させて接続部を非導通にする。   More preferably, the control unit makes the connection unit non-conductive in synchronization with a time when the main switching element is changed from the conductive state to the non-conductive state.

より好ましくは、制御部は、主スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させた後にリアクトルからのエネルギの放出が完了する時期に同期させて接続部を非導通にする。   More preferably, the control unit makes the connection unit non-conductive in synchronization with a time when the release of energy from the reactor is completed after the main switching element is changed from the conductive state to the non-conductive state.

好ましくは、変換部は、リアクトルに対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子と、リアクトルからのエネルギの放出を行なうときに導通する副スイッチング素子とをさらに含む。制御部は、副スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させて接続部を導通させる。   Preferably, the conversion unit further includes a main switching element that conducts when energy is stored in the reactor, and a sub-switching element that conducts when energy is discharged from the reactor. The control unit causes the connection unit to conduct in synchronization with the timing at which the sub switching element transitions from the conductive state to the non-conductive state.

より好ましくは、制御部は、副スイッチング素子を非導通状態から導通状態に遷移させた後にリアクトルからのエネルギの放出が完了する時期に同期させて接続部を非導通にする。   More preferably, the control unit makes the connection unit non-conductive in synchronization with a time when the release of energy from the reactor is completed after the sub switching element is changed from the non-conductive state to the conductive state.

好ましくは、接続部は、電流検出機能付のスイッチング素子を含む。   Preferably, the connection portion includes a switching element with a current detection function.

本発明によれば、電力変換を行なう変換部を出力側電源または入力側電源に接続する接続部をソフトスタート動作中において、リアクトルのエネルギ蓄積および放出の1サイクルに同期させて制御することにより、通常動作においては低損失な降圧動作が実現でき、ソフトスタート動作中においては出力側電源から変換部に電流が逆流してしまうことが防止される。   According to the present invention, during the soft start operation of the connection unit that connects the conversion unit that performs power conversion to the output-side power source or the input-side power source, by controlling in synchronization with one cycle of reactor energy storage and discharge, In normal operation, low-loss step-down operation can be realized, and current is prevented from flowing back from the output-side power source to the converter during the soft-start operation.

また、異常時(通常時に高い側の電源が地絡した場合など)に電圧変換器の内部回路保護も実現可能である。   It is also possible to protect the internal circuit of the voltage converter in the event of an abnormality (such as when the high-side power supply is grounded during normal times).

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部品には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る電圧変換器20の構成を示した回路図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of voltage converter 20 according to Embodiment 1 of the present invention.

図1を参照して、電圧変換器20は、高圧側電源1と低圧側電源6との間に接続され高圧側電源1から低圧側電源6への降圧動作を行なう。特に限定されるものではないが、たとえばハイブリッド自動車などの車両において車両推進用のモータ駆動用高圧バッテリから補機用の低圧バッテリの充電を行なう際などに用いることができる。   Referring to FIG. 1, voltage converter 20 is connected between high-voltage power supply 1 and low-voltage power supply 6 and performs a step-down operation from high-voltage power supply 1 to low-voltage power supply 6. Although not particularly limited, it can be used, for example, when charging a low voltage battery for auxiliary equipment from a high voltage battery for driving a motor for vehicle propulsion in a vehicle such as a hybrid vehicle.

電圧変換器20は、リアクトル4を内蔵し、リアクトル4へのエネルギの蓄積およびリアクトル4からのエネルギの放出を繰返すことによって電圧変換を行なう変換部20Dと直流電源1から変換部20Dのリアクトル4を経由して電源6に至る経路上に設けられ、この経路の導通および遮断を行なう接続用のMOSFET5と、変換部20DおよびMOSFET5の制御を行なう制御部13とを備える。   Voltage converter 20 incorporates reactor 4, and converts converter 20D that performs voltage conversion by repeatedly storing energy in reactor 4 and releasing energy from reactor 4, and reactor 4 of converter 20D from DC power supply 1. Provided on a path that leads to the power supply 6 via, a connection MOSFET 5 that conducts and cuts off this path, and a control unit 13 that controls the conversion unit 20D and the MOSFET 5 are provided.

電圧変換器20は、さらに、変換部20Dから出力される電圧の平滑化を行なう平滑用コンデンサ10と、電源1の正電極の電圧を監視して電圧V信号1を制御部13に出力する電圧センサ11と、電源6の正電極の電圧を監視して電圧信号V6を制御部13に対して出力する電圧センサ12とを含む。   Voltage converter 20 further includes a smoothing capacitor 10 that smoothes the voltage output from conversion unit 20D, and a voltage that monitors the voltage of the positive electrode of power supply 1 and outputs voltage V signal 1 to control unit 13. The sensor 11 includes a voltage sensor 12 that monitors the voltage of the positive electrode of the power supply 6 and outputs a voltage signal V6 to the control unit 13.

変換部20Dは、電源1の正極と接地ノードとの間に直接に接続されるMOSFET2,3と、MOSFET2,3の接続ノードであるノードN1に一方端が接続されるリアクトル4とを含む。リアクトル4の他方端は変換部20Dの出力ノードN2に接続される。   Conversion unit 20D includes MOSFETs 2 and 3 that are directly connected between the positive electrode of power supply 1 and the ground node, and reactor 4 that is connected at one end to node N1 that is a connection node of MOSFETs 2 and 3. The other end of reactor 4 is connected to output node N2 of conversion unit 20D.

MOSFET2,3,5はいずれもNチャネルMOSFETである。そしてMOSFET2,3,5はいずれもバックゲート部が一方端の電極に結合されている。このバックゲート部と結合された電極を本明細書では説明の便宜上ソースと呼ぶこととする。このような接続がされているので、後に図6で詳しく説明するようにMOSFET2,3,5はいずれもソースからドレインに向かう方向を順方向とするボディダイオード7,8,9を含むこととなる。   MOSFETs 2, 3, and 5 are all N-channel MOSFETs. Each of the MOSFETs 2, 3, and 5 has a back gate portion coupled to an electrode at one end. In this specification, the electrode coupled to the back gate portion is referred to as a source for convenience of explanation. Since these connections are made, MOSFETs 2, 3, and 5 each include body diodes 7, 8, and 9 whose forward direction is from the source to the drain, as will be described in detail later with reference to FIG. .

制御部13は、電圧信号V1,V6およびMOSFET5に流れる電流を示す電流信号I5を受けてこれに応じてゲート信号G2,G3およびG5を制御する。ゲート信号G2,G3,G5はそれぞれMOSFET2,3,5のゲートに与えられるゲート信号である。ここで、電流信号I5はMOSFET5から与えられるものである。   The control unit 13 receives the voltage signals V1 and V6 and the current signal I5 indicating the current flowing through the MOSFET 5, and controls the gate signals G2, G3 and G5 in response thereto. Gate signals G2, G3, and G5 are gate signals applied to the gates of MOSFETs 2, 3, and 5, respectively. Here, the current signal I5 is given from the MOSFET 5.

図2は、図1におけるMOSFET5の詳細な構造を示した回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed structure of MOSFET 5 in FIG.

図2を参照して、MOSFET5は、電流センス機能付きMOSFETであり、同一半導体基板50上に形成されるMOSFET51〜54と、抵抗55と、抵抗55の両端電圧を測定する電圧センサ56とを含む。なお、抵抗55と電圧センサ56はMOSFET5の外部に離して設けても良い。   Referring to FIG. 2, MOSFET 5 is a MOSFET with a current sense function, and includes MOSFETs 51 to 54 formed on the same semiconductor substrate 50, a resistor 55, and a voltage sensor 56 that measures a voltage across the resistor 55. . Note that the resistor 55 and the voltage sensor 56 may be provided outside the MOSFET 5.

MOSFET5は大電流を流すことができるパワーMOSFETであり、内部には多数の並列接続されたMOSFET51〜53を有する構成となっている。これに加えてドレインおよびゲートがMOSFET51〜53と共通に接続されソースは分離されたMOSFET54が設けられている。   The MOSFET 5 is a power MOSFET capable of flowing a large current, and has a configuration having a large number of MOSFETs 51 to 53 connected in parallel. In addition, a MOSFET 54 whose drain and gate are commonly connected to the MOSFETs 51 to 53 and whose source is separated is provided.

ただしMOSFET51〜54は同じ基板上に形成されており、各トランジスタセルの形状も略同一であるので流れる電流値は略等しいと考えることができる。MOSFET54に直列にシャント抵抗55を接続しこの両端電圧を測定することによりMOSFET54に流れる電流を検出することができる。この電流値にトランジスタの個数を掛けたものがMOSFET5のソースとドレインとの間に流れる電流値I5となる。   However, since the MOSFETs 51 to 54 are formed on the same substrate and the shape of each transistor cell is substantially the same, it can be considered that the values of flowing currents are substantially equal. A current flowing through the MOSFET 54 can be detected by connecting a shunt resistor 55 in series with the MOSFET 54 and measuring the voltage across this terminal. A value obtained by multiplying the current value by the number of transistors is a current value I5 flowing between the source and drain of the MOSFET 5.

電流が小さいので抵抗55は図18で示した電流センサ510に用いられるシャント抵抗よりも小さくでき、熱損失も小さくすることができる。このようなセンス機能付きMOSFETを用いることにより、装置全体を小型化、高効率化することが可能となる。   Since the current is small, the resistance 55 can be made smaller than the shunt resistance used in the current sensor 510 shown in FIG. 18, and the heat loss can also be reduced. By using such a MOSFET with a sense function, the entire device can be reduced in size and efficiency.

図3は、図1に示した電圧変換器20のソフトスタート時の動作を説明するための動作波形図である。   FIG. 3 is an operation waveform diagram for explaining the operation at the time of soft start of the voltage converter 20 shown in FIG.

図1、図3を参照して、ゲート信号G2,G3,G5は、それぞれMOSFET2,3,5のゲートに与えられるゲート信号である。また電流信号I5は、MOSFET5に流れる電流を示す信号である。   Referring to FIGS. 1 and 3, gate signals G2, G3, and G5 are gate signals applied to the gates of MOSFETs 2, 3, and 5, respectively. The current signal I5 is a signal indicating the current flowing through the MOSFET 5.

図3には時刻t9まではソフトスタート動作が示されている。すなわち時刻t1〜t2,t3〜t4,t5〜t6,t7〜t8の間はゲート信号G2が活性化されMOSFET2が導通状態となっている。この導通状態となる幅が次第に広くなっているのがわかる。   FIG. 3 shows the soft start operation until time t9. That is, the gate signal G2 is activated and the MOSFET 2 is in a conducting state between times t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6, and t7 to t8. It turns out that the width | variety used as this conduction | electrical_connection state is gradually widened.

MOSFET3はMOSFET2が非導通状態のときに導通するように同期制御がなされている。このときに図1の変換部20Dを電源6に接続するMOSFET5についても、時刻t9まではMOSFET2と同様に導通制御を行なう。   The MOSFET 3 is synchronously controlled so as to be conductive when the MOSFET 2 is in a non-conductive state. At this time, the MOSFET 5 that connects the conversion unit 20D of FIG. 1 to the power source 6 is also subjected to conduction control in the same manner as the MOSFET 2 until time t9.

このようにすることにより、MOSFET3が導通している期間における、電源6からリアクトル4を経てMOSFET3を経由して接地ノードに流れる過電流を防止することが可能となる。   By doing so, it is possible to prevent an overcurrent flowing from the power source 6 through the reactor 4 to the ground node via the MOSFET 3 during the period in which the MOSFET 3 is conducting.

制御部13は時刻t9まではゲート信号G5をゲート信号G2と同様に制御を行なう。そして時刻t9において、MOSFET5に流れる電流を示す電流信号I5が所定のしきい値IT0に到達したことに応じて、ゲート信号G5をHレベルに固定する。これにより時刻t9以降は電源1と電源6との間の電位差に応じたデューティ比でMOSFET2が導通するように制御され、これと相補の状態で導通するようにMOSFET3が同期制御される。   The controller 13 controls the gate signal G5 in the same manner as the gate signal G2 until time t9. At time t9, the gate signal G5 is fixed at the H level in response to the current signal I5 indicating the current flowing through the MOSFET 5 reaching the predetermined threshold value IT0. As a result, after time t9, the MOSFET 2 is controlled to conduct at a duty ratio corresponding to the potential difference between the power source 1 and the power source 6, and the MOSFET 3 is synchronously controlled to conduct in a complementary state.

つまり、図1に示す構成および図3の波形で示される制御を要約して説明すると、変換部20Dは、リアクトル4を内蔵し、リアクトル4へのエネルギの蓄積およびリアクトル4からのエネルギの放出を繰返すことによって電圧変換を行なう。MOSFET5は、電源1からリアクトル4を経由して電源6に至る経路上に設けられ、経路の導通および遮断を行なう接続部に該当する。制御部13は、変換部20DおよびMOSFET5に対する制御を行なう。   That is, the configuration shown in FIG. 1 and the control shown by the waveform of FIG. 3 will be described in summary. Conversion unit 20D incorporates reactor 4, and stores energy in reactor 4 and releases energy from reactor 4. Voltage conversion is performed by repeating. The MOSFET 5 is provided on a path from the power source 1 to the power source 6 via the reactor 4 and corresponds to a connection part that conducts and cuts off the path. Control unit 13 controls converter 20D and MOSFET 5.

制御部13は、動作開始時においてリアクトル4に蓄積する1サイクルあたりのエネルギ量を次第に大きくするソフトスタート動作を行なう。制御部13は、ソフトスタート動作時においてリアクトル4にエネルギの蓄積および放出を行なうサイクルに同期してMOSFET5を制御する。   The controller 13 performs a soft start operation that gradually increases the amount of energy per cycle stored in the reactor 4 at the start of the operation. The control unit 13 controls the MOSFET 5 in synchronization with a cycle in which energy is stored and released in the reactor 4 during the soft start operation.

ソフトスタート動作中は、変換部20Dは、リアクトル4に対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子であるMOSFET2を含んでいる。そして、制御部13は、MOSFET2を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET5を導通させる。さらに、制御部13は、MOSFET2を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET5を非導通にする。   During the soft start operation, conversion unit 20D includes MOSFET 2 that is a main switching element that conducts when energy is stored in reactor 4. Then, the control unit 13 causes the MOSFET 5 to conduct in synchronization with the time when the MOSFET 2 transitions from the non-conducting state to the conducting state. Furthermore, the control unit 13 makes the MOSFET 5 non-conductive in synchronization with the time when the MOSFET 2 is changed from the conductive state to the non-conductive state.

ソフトスタート動作終了後は、MOSFET5は導通状態に固定される。   After the soft start operation is completed, the MOSFET 5 is fixed to a conductive state.

このような制御がMOSFET5に行なわれることにより、通常動作においては、同期制御することにより低損失な降圧動作が実現でき、ソフトスタート動作中においては出力側電源から変換部20Dに電流が逆流してしまうことが防止される。   By performing such control on the MOSFET 5, in a normal operation, a low-loss step-down operation can be realized by synchronous control. During the soft start operation, a current flows backward from the output-side power source to the conversion unit 20D. Is prevented.

図4は、実施の形態1の第1の変形例で用いられる電圧変換器20Aの構成を示した図である。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of voltage converter 20A used in the first modification of the first embodiment.

図4において、制御部13,電圧センサ11,12については図1に示した場合と同様であるので図示および説明は繰返さない。図4に示した電圧変換器20Aは図1においてノードN2に接続されていた平滑用コンデンサ10が、MOSFET5と電源6との間の接続ノードに接続されているコンデンサ10Aに置き換わっている点が異なる。他の構成については図1に示した電圧変換器20と図4における電圧変換器20Aは同様であるので説明は繰返さない。   4, control unit 13 and voltage sensors 11 and 12 are the same as those shown in FIG. 1, and therefore illustration and description thereof will not be repeated. The voltage converter 20A shown in FIG. 4 is different in that the smoothing capacitor 10 connected to the node N2 in FIG. 1 is replaced with a capacitor 10A connected to a connection node between the MOSFET 5 and the power supply 6. . Since the voltage converter 20 shown in FIG. 1 and voltage converter 20A in FIG. 4 are the same for other configurations, description thereof will not be repeated.

図5は、図4に示した電圧変換器20Aの制御を説明するための動作波形図である。   FIG. 5 is an operation waveform diagram for explaining the control of voltage converter 20A shown in FIG.

図5を参照して、MOSFET2,3,5にそれぞれ与えられるゲート信号G2,G3,G5については図3で説明した場合と同様に制御されるので説明は繰返さない。   Referring to FIG. 5, gate signals G2, G3, and G5 applied to MOSFETs 2, 3, and 5 are controlled in the same manner as described with reference to FIG. 3, and therefore description thereof will not be repeated.

ここでコンデンサ10Aは電圧変換器20Aの出力側に接続されているので、MOSFET5にはリアクトル4に流れる電流と同じ電流が流れることになる。したがって、電流信号I5はリアクトルに流れるように三角波が観測されることになる。   Here, since the capacitor 10A is connected to the output side of the voltage converter 20A, the same current as the current flowing through the reactor 4 flows through the MOSFET 5. Therefore, a triangular wave is observed so that the current signal I5 flows through the reactor.

すなわち時刻t1〜t2でリアクトル4に蓄積されたエネルギは、時刻t2〜t2Aにおいてリアクトル4から放出される。同様に、時刻t3〜t4においてリアクトル4にエネルギが蓄積され、時刻t4〜t4Aにおいてリアクトル4からエネルギが放出される。   That is, the energy accumulated in the reactor 4 at the time t1 to t2 is released from the reactor 4 at the time t2 to t2A. Similarly, energy is accumulated in reactor 4 from time t3 to t4, and energy is released from reactor 4 from time t4 to t4A.

同様に時刻t5〜t6,t7〜t8,t9〜t10,t11〜t12においてリアクトル4にエネルギが蓄積され、時刻t6〜t6A,時刻t8〜t9,t10〜t11においてはリアクトル4からエネルギが放出される。   Similarly, energy is accumulated in reactor 4 at times t5 to t6, t7 to t8, t9 to t10, and t11 to t12, and energy is released from reactor 4 at times t6 to t6A, times t8 to t9, and t10 to t11. .

図6は、パワーMOSFETの1セル当たりの構造を示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing the structure per cell of the power MOSFET.

図6を参照して、ドレイン端子に接続される濃度の高いn型不純物領域62の上に濃度の低いn型不純物領域64が形成され、そしてn型不純物領域64の上にはp型不純物領域66が形成され、p型不純物領域66の内部に濃度の高いn型不純物領域68が形成されている。   Referring to FIG. 6, low-concentration n-type impurity region 64 is formed on high-concentration n-type impurity region 62 connected to the drain terminal, and p-type impurity region is formed on n-type impurity region 64. 66, and an n-type impurity region 68 having a high concentration is formed inside the p-type impurity region 66.

n型不純物領域64,p型不純物領域66,n型不純物領域68の上部には、ゲート酸化膜70とゲート電極72が形成され、そしてさらにその上に金属層からなるソース電極74が形成される。   A gate oxide film 70 and a gate electrode 72 are formed on the n-type impurity region 64, the p-type impurity region 66, and the n-type impurity region 68, and a source electrode 74 made of a metal layer is further formed thereon. .

多数の電流を流すためにこのような単位セルが繰返し設けられている。つまりゲート電極72は、ソースコンタクトを多数設けるために多数の孔が設けられているメッシュ状の形状となっている。そしてソース電極74はソース領域となるn型不純物領域68およびバックゲート領域となるp型不純物領域66にともに接続されている。   Such unit cells are repeatedly provided in order to pass a large number of currents. That is, the gate electrode 72 has a mesh shape in which a large number of holes are provided in order to provide a large number of source contacts. The source electrode 74 is connected to an n-type impurity region 68 serving as a source region and a p-type impurity region 66 serving as a back gate region.

このような構成を有するMOSFETでは、p型不純物領域66とn型不純物領域64との間に図6にダイオード記号で示す部分にボディダイオードが形成されている。   In the MOSFET having such a configuration, a body diode is formed between the p-type impurity region 66 and the n-type impurity region 64 at a portion indicated by a diode symbol in FIG.

図5においてゲート信号G5が活性化されている時刻t1〜t2,t3〜t4,t5〜t6,t7〜t8においては図6に示すように主としてソース電流ISD2がソースSからドレインDに向けて流れる。   5, at time t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6, and t7 to t8 when the gate signal G5 is activated, the source current ISD2 mainly flows from the source S to the drain D as shown in FIG. .

リアクトル4のエネルギを放出する期間t2〜t2A,t4〜t4A,t6〜t6A,t8〜t9においては、ゲート信号G5は非活性化されているので図6における電流ISD2は流れずにボディダイオードによる電流ISD1のみが流れる。   In the period t2 to t2A, t4 to t4A, t6 to t6A, and t8 to t9 during which the energy of the reactor 4 is released, the gate signal G5 is inactivated, so that the current ISD2 in FIG. Only ISD1 flows.

図5において制御部が電流信号I5を観測することにより、ワンサイクル内の電流の最小値Iminが0以上となった時刻t9以降はゲート信号G5を活性レベルに固定する。これにより時刻t9以降は図6の電流ISD1よりも、導通抵抗が低い電流ISD2が主として流れるようになり導通損失が軽減されるとともに、時刻t1〜t9においては図16の矢印で示した電流ILの過電流を防止することができる。   In FIG. 5, the control unit observes the current signal I5, so that the gate signal G5 is fixed at the active level after time t9 when the minimum current value Imin in one cycle becomes 0 or more. As a result, after time t9, the current ISD2 having a lower conduction resistance than the current ISD1 in FIG. 6 mainly flows and the conduction loss is reduced. From time t1 to t9, the current IL indicated by the arrow in FIG. Overcurrent can be prevented.

図7は、実施の形態1の第2の変形例で行なわれる制御を説明するための動作波形図である。   FIG. 7 is an operation waveform diagram for illustrating control performed in the second modification of the first embodiment.

図7においてゲート信号G2,G3および電流I5は図5に示した場合と同様であるので説明は繰返さない。図7の動作波形図はゲート信号G5の波形が図5に示したゲート信号G5と異なる点が特徴である。   In FIG. 7, gate signals G2, G3 and current I5 are similar to those shown in FIG. 5, and therefore description thereof will not be repeated. The operation waveform diagram of FIG. 7 is characterized in that the waveform of the gate signal G5 is different from the gate signal G5 shown in FIG.

つまり制御部は、ソフトスタート期間時刻t8まではゲート信号G2の活性化に同期させてゲート信号G5を活性化させる。そして電流信号I5を監視して電流信号I5が0になったときに同期させてゲート信号G5を非活性化させる。   That is, the control unit activates the gate signal G5 in synchronization with the activation of the gate signal G2 until the soft start period time t8. Then, the current signal I5 is monitored and the gate signal G5 is deactivated in synchronization with the current signal I5 becoming zero.

このような制御を行なうことにより、ソフトスタート時におけるリアクトル4に蓄積されたエネルギを放出する際にもMOSFET5の導通抵抗が低くなる。すなわち、時刻t2〜t2A,t4〜t4A,t6〜t6Aにおいても図6の電流ISD2が流れるようになり、損失が低減される。   By performing such control, the conduction resistance of the MOSFET 5 is lowered even when the energy accumulated in the reactor 4 at the time of soft start is released. That is, the current ISD2 in FIG. 6 also flows at times t2 to t2A, t4 to t4A, and t6 to t6A, and the loss is reduced.

ソフトスタート制御は時刻t8においてしきい値IT1を電流信号I5の最大値が超えたことに応じて終了され、以降はMOSFET5は導通状態に固定される。なお、時刻t8以降も電流信号I5を監視し続けてこれが0を下回らない限りMOSFET5を導通させておくことでも同様な制御が可能である。   The soft start control is ended in response to the maximum value of the current signal I5 exceeding the threshold value IT1 at time t8, and thereafter the MOSFET 5 is fixed to the conductive state. Note that the same control can be performed by continuing to monitor the current signal I5 after time t8 and keeping the MOSFET 5 conductive unless the current signal I5 falls below zero.

つまり図7では、制御部は、ソフトスタート制御時には、MOSFET2を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET5を導通させる。そして、制御部は、MOSFET2を導通状態から非導通状態に遷移させた後にリアクトル4からのエネルギの放出が完了する時期に同期させてMOSFET5を非導通にする。   In other words, in FIG. 7, during the soft start control, the control unit causes the MOSFET 5 to conduct in synchronization with the time when the MOSFET 2 transitions from the non-conducting state to the conducting state. And a control part makes MOSFET5 non-conductive in synchronism with the time when discharge | release of the energy from the reactor 4 is completed after making MOSFET2 change from a conductive state to a non-conductive state.

そして、電圧変換を行なう変換部を電源に接続する制御を行なうときにMOSFET5により電流を検出し、あるしきい値を超えた段階でソフトスタート制御から通常制御へと移行する。通常制御時にはMOSFET5は導通状態に固定される。なお、DC/DCコンバータが動作していないときは、MOSFET5は非導通状態に固定される。   Then, the current is detected by the MOSFET 5 when control for connecting the conversion unit for performing voltage conversion to the power source is performed, and the soft start control is shifted to the normal control when a certain threshold value is exceeded. During normal control, MOSFET 5 is fixed in a conductive state. When the DC / DC converter is not operating, MOSFET 5 is fixed in a non-conductive state.

このようにMOSFET5を接続部として設け、ソフトスタート制御時において上記の制御を行なうことにより通常時、高い側(昇圧の場合は出力側、降圧の場合は入力側)の電源のリアクトルを介した地絡を防止することができ、また出力電流検出の機能もMOSFET5に含めることができるので、従来よりも小型軽量高効率でかつ保護機能を備えた電圧変換器を実現することができる。   Thus, by providing the MOSFET 5 as a connection portion and performing the above-described control during the soft start control, normally, the ground via the power supply reactor on the high side (output side for boosting and input side for stepping down) is provided. Since the MOSFET 5 can also include the function of detecting the output current, the voltage converter that is smaller, lighter and more efficient than the prior art and has a protection function can be realized.

[実施の形態2]
昇圧型のDC/DCコンバータにおいても実施の形態1で説明したような制御を適用することができる。
[Embodiment 2]
The control described in the first embodiment can also be applied to the step-up DC / DC converter.

図8は、実施の形態2の電圧変換器である昇圧コンバータ80の構成を示した回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a boost converter 80 which is a voltage converter according to the second embodiment.

図8を参照して、昇圧コンバータ80は、入力側に接続される低い電圧の電源81と出力側に接続される高い電圧の電源86との間に接続される。昇圧コンバータ80は、変換部80Dと、変換部80Dを出力側の電源86との間で接続経路の導通および遮断を行なう接続部85とを含む。接続部85は、MOSFET85A,85Bを含む。   Referring to FIG. 8, boost converter 80 is connected between a low voltage power supply 81 connected to the input side and a high voltage power supply 86 connected to the output side. Boost converter 80 includes a conversion unit 80D and a connection unit 85 that conducts and cuts off a connection path between the conversion unit 80D and the power supply 86 on the output side. Connection unit 85 includes MOSFETs 85A and 85B.

変換部80Dは、リアクトル84およびMOSFET82とMOSFET83とを含む。リアクトル84およびMOSFET82は、入力側の電源81と接地ノードとの間に直列に接続される。MOSFET83は、リアクトル84とMOSFET82との接続ノードと出力側に設けられた接続部85との間に接続される。   Conversion unit 80D includes a reactor 84, a MOSFET 82, and a MOSFET 83. Reactor 84 and MOSFET 82 are connected in series between power supply 81 on the input side and the ground node. MOSFET 83 is connected between a connection node between reactor 84 and MOSFET 82 and a connection portion 85 provided on the output side.

なおボディダイオード87,88および89はMOSFET82,83および85においてそれぞれソースとバックゲートとを内部で接続することによってできる寄生ダイオードである。   Body diodes 87, 88 and 89 are parasitic diodes which can be formed by internally connecting the source and back gate in MOSFETs 82, 83 and 85, respectively.

MOSFET85A、85Bは、ソースとバックゲートが共にノードN3に接続されている。また、MOSFET85A、85BのゲートにはノードN3の電位を基準としてゲート電圧が与えられる。   MOSFETs 85A and 85B have both the source and back gate connected to node N3. A gate voltage is applied to the gates of the MOSFETs 85A and 85B with reference to the potential of the node N3.

MOSFET85A、85Bの少なくとも一方は、図2で説明したMOSFET5と同様な構成を有する。構成の詳細については図5で説明しているので説明を繰返さない。   At least one of the MOSFETs 85A and 85B has a configuration similar to that of the MOSFET 5 described in FIG. Details of the configuration have been described with reference to FIG.

このような構成においてMOSFET82を導通させてリアクトル84にエネルギを蓄積し、その後MOSFET82を非導通状態にしMOSFET83を導通させる。このサイクルに同期して接続部85も導通させる。   In such a configuration, the MOSFET 82 is turned on to store energy in the reactor 84, and then the MOSFET 82 is turned off and the MOSFET 83 is turned on. In synchronization with this cycle, the connecting portion 85 is also conducted.

言い換えると、変換部80Dは、リアクトル84と、リアクトル84に対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子であるMOSFET82と、リアクトル84からのエネルギの放出を行なうときに導通する副スイッチング素子であるMOSFET83とを含む。   In other words, conversion unit 80 </ b> D is a reactor 84, MOSFET 82, which is a main switching element that conducts when energy is stored in reactor 84, and a sub-switching element that conducts when energy is discharged from reactor 84. MOSFET 83 is included.

図示しないが、変換部80Dおよび接続部85を制御する制御部は、副スイッチング素子(MOSFET83)を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させて接続部85を導通させる。   Although not shown, the control unit that controls the conversion unit 80D and the connection unit 85 causes the connection unit 85 to conduct in synchronization with the time when the sub-switching element (MOSFET 83) transitions from the non-conduction state to the conduction state.

そして、制御部は、副スイッチング素子(MOSFET83)を非導通状態から導通状態に遷移させた後にリアクトル84からのエネルギの放出が完了する時期に同期させて接続部85を非導通にする。   And a control part makes the connection part 85 non-conductive in synchronism with the time when discharge | release of the energy from the reactor 84 is completed, after making a subswitching element (MOSFET83) change from a non-conduction state to a conduction | electrical_connection state.

MOSFET83および接続部85の導通をソフトスタート時において同期させて行ない、接続部85の接続経路に流れる電流が所定の条件となったときにはそのソフトスタート制御を終了させて接続部85を導通状態に固定する。このような制御を行なうことで昇圧型のDC/DCコンバータにおいても、小型化および保護機能の強化を図ることができる。   The conduction of the MOSFET 83 and the connection portion 85 is synchronized at the time of soft start, and when the current flowing through the connection path of the connection portion 85 becomes a predetermined condition, the soft start control is terminated and the connection portion 85 is fixed to the conduction state. To do. By performing such control, the step-up DC / DC converter can be downsized and the protection function can be enhanced.

図9は、実施の形態2の変形例を示した回路図である。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a modification of the second embodiment.

図9に示されるDC/DCコンバータ90も入力側の低電圧の電源91と出力側の高電圧の電源96との間に接続される昇圧型のDC/DCコンバータである。図9に示した構成は、変換部90Dが出力側の電源96に直接接続されており、入力側の低電圧電源と変換部90Dとの間には接続部95が設けられている。接続部95は、MOSFET95A,95Bを含む。   The DC / DC converter 90 shown in FIG. 9 is also a step-up DC / DC converter connected between a low-voltage power supply 91 on the input side and a high-voltage power supply 96 on the output side. In the configuration shown in FIG. 9, the conversion unit 90D is directly connected to the output-side power supply 96, and a connection unit 95 is provided between the input-side low-voltage power supply and the conversion unit 90D. Connection unit 95 includes MOSFETs 95A and 95B.

MOSFET95A、95Bは、ソースとバックゲートが共にノードN4に接続されている。また、MOSFET95A、95BのゲートにはノードN4の電位を基準としてゲート電圧が与えられる。   MOSFETs 95A and 95B have both the source and back gate connected to node N4. A gate voltage is applied to the gates of the MOSFETs 95A and 95B with reference to the potential of the node N4.

変換部90Dの構成は図8の変換部80Dの構成と同様である。すなわちリアクトル94とMOSFET92とが直列に接続され、この接続ノードと出力ノードとの間にMOSFET93が接続されている。このように入力側の電源にリアクトル94を接続する経路上に、電源遮断用の接続部95を設ける構成としても本発明を適用することができる。   The configuration of the conversion unit 90D is the same as the configuration of the conversion unit 80D in FIG. That is, the reactor 94 and the MOSFET 92 are connected in series, and the MOSFET 93 is connected between the connection node and the output node. As described above, the present invention can also be applied to a configuration in which the power shut-off connecting portion 95 is provided on the path connecting the reactor 94 to the power source on the input side.

ソフトスタート制御中は、制御部は、MOSFET92を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させて接続部95を導通させる。そして、制御部は、MOSFET92を導通状態から非導通状態に遷移させた後にリアクトル94からのエネルギの放出が完了する時期に同期させて接続部95を非導通にする。   During the soft start control, the control unit causes the connection unit 95 to conduct in synchronization with the timing at which the MOSFET 92 is transitioned from the non-conducting state to the conducting state. And a control part makes the connection part 95 non-conductive in synchronism with the time when discharge | release of the energy from the reactor 94 is completed, after changing MOSFET92 from a conduction | electrical_connection state to a non-conduction state.

つまり、ソフトスタート制御中は、MOSFET92と接続部95とを同期して導通させ、接続部95に流れる電流が0になる時に同期させて接続部95を非導通にする。ソフトスタート制御終了後には接続部95を導通状態に固定すればよい。   That is, during the soft start control, the MOSFET 92 and the connection portion 95 are made conductive in synchronization, and the connection portion 95 is made non-conductive in synchronization when the current flowing through the connection portion 95 becomes zero. After the soft start control is finished, the connecting portion 95 may be fixed in a conductive state.

[実施の形態3]
実施の形態3では昇降圧を双方向に可能なDC/DCコンバータにおいても本発明を適用する。
[Embodiment 3]
In the third embodiment, the present invention is also applied to a DC / DC converter capable of bidirectionally increasing and decreasing the voltage.

図10は、実施の形態3で用いられる双方向に昇降圧が可能なDC/DCコンバータ100の構成を示した回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of DC / DC converter 100 that can be used in the bi-directional step-up / step-down step used in the third embodiment.

図10を参照して、DC/DCコンバータ100は直流電源101と直流電源106との間に接続される。   Referring to FIG. 10, DC / DC converter 100 is connected between DC power supply 101 and DC power supply 106.

直流電源101の電圧はシステムの状態によって直流電源106の電圧よりも高かったり低かったりする場合がある。これに限定されないがたとえば、DC/DCコンバータ100が2電源車両システムなどに搭載されて用いられる場合には、直流電源101,106はバッテリに相当する。   The voltage of the DC power supply 101 may be higher or lower than the voltage of the DC power supply 106 depending on the state of the system. Although not limited thereto, for example, when the DC / DC converter 100 is mounted and used in a dual power supply vehicle system or the like, the DC power supplies 101 and 106 correspond to batteries.

DC/DCコンバータ100は、直流電源101の正電極と接地ノードとの間に直列に接続されるMOSFET102,103と、直流電源106の正極と接地ノードとの間に直列に接続されるMOSFET105,110と、リアクトル104とを含む。リアクトル104はMOSFET102,103の接続ノードとMOSFET105,110の接続ノードとの間に接続される。   DC / DC converter 100 includes MOSFETs 102 and 103 connected in series between a positive electrode of DC power supply 101 and a ground node, and MOSFETs 105 and 110 connected in series between a positive electrode of DC power supply 106 and a ground node. And reactor 104. Reactor 104 is connected between a connection node of MOSFETs 102 and 103 and a connection node of MOSFETs 105 and 110.

MOSFET102およびMOSFET105には、図2で説明したような電流検出機能付きのMOSFETを用いる。MOSFET102,103をスイッチングさせて昇降圧を行なう場合にはMOSFET110は非導通状態に固定し、MOSFET105には変換部を電源に接続する接続部としての動作を行なわせる。   As the MOSFET 102 and the MOSFET 105, a MOSFET with a current detection function as described in FIG. 2 is used. When the MOSFETs 102 and 103 are switched to perform step-up / step-down, the MOSFET 110 is fixed in a non-conductive state, and the MOSFET 105 is operated as a connection unit that connects the conversion unit to a power source.

逆にMOSFET105,110をスイッチングさせて昇降圧動作を行なわせる際にはMOSFET103は非導通状態に制御し、電圧変換部を電源に接続する接続部としてMOSFET102を機能させる。   Conversely, when the MOSFETs 105 and 110 are switched to perform the step-up / step-down operation, the MOSFET 103 is controlled to be in a non-conductive state, and the MOSFET 102 functions as a connection unit that connects the voltage conversion unit to the power source.

図11は、電源101から106へ降圧動作を行なう際の制御を説明するための動作波形図である。   FIG. 11 is an operation waveform diagram for explaining the control when the step-down operation is performed from power supply 101 to 106.

図10、図11を参照して、ゲート信号G102,G103,G105およびG110はMOSFET102,103,105および110にそれぞれ与えられるゲート信号である。電流信号I105はMOSFET105に流れる電流を示す電流信号である。   Referring to FIGS. 10 and 11, gate signals G102, G103, G105 and G110 are gate signals applied to MOSFETs 102, 103, 105 and 110, respectively. A current signal I105 is a current signal indicating a current flowing through the MOSFET 105.

電源101から電源106へ降圧動作を行なう場合には、DC/DCコンバータ100の図示しない制御部はゲート信号G110を非活性状態にしたままとし、ソフトスタート時においてMOSFET105をMOSFET102に同期させて制御し、通常動作に移行するとMOSFET105を導通状態に固定する。   When performing step-down operation from the power source 101 to the power source 106, a control unit (not shown) of the DC / DC converter 100 keeps the gate signal G110 in an inactive state and controls the MOSFET 105 in synchronization with the MOSFET 102 at the time of soft start. When the normal operation is started, the MOSFET 105 is fixed to the conductive state.

ゲート信号G102,G103およびG105と電流信号I105の制御についてはそれぞれ図5のゲート信号G2,G3およびG5と電流信号I5に対応する制御が行なわれるので、図5で行なった説明は繰返さない。   Regarding the control of gate signals G102, G103 and G105 and current signal I105, the control corresponding to gate signals G2, G3 and G5 and current signal I5 in FIG. 5 is performed, respectively, and therefore the description made in FIG. 5 will not be repeated.

すなわち、図11の波形で示されるように、ソフトスタート制御中は、制御部は、MOSFET102を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET105を導通させる。そして、制御部は、MOSFET102を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET105を非導通にする。通常動作に移行するとMOSFET105は導通状態に固定される。   That is, as shown by the waveform in FIG. 11, during the soft start control, the control unit causes the MOSFET 105 to conduct in synchronization with the time when the MOSFET 102 transitions from the non-conducting state to the conducting state. Then, the control unit makes the MOSFET 105 non-conductive in synchronization with the time when the MOSFET 102 is changed from the conductive state to the non-conductive state. When shifting to the normal operation, the MOSFET 105 is fixed in a conductive state.

また、MOSFET102が導通状態から非導通状態に遷移し、リアクトル104に充電されたエネルギの放出が完了した時期に同期させて、MOSFET105を非導通にするという制御も可能である。   Also, it is possible to control the MOSFET 105 to be non-conductive in synchronization with the time when the MOSFET 102 transitions from the conductive state to the non-conductive state and the release of the energy charged in the reactor 104 is completed.

図12は、電源106から電源101へ降圧動作を行なう場合の動作波形図である。   FIG. 12 is an operation waveform diagram when the step-down operation is performed from the power supply 106 to the power supply 101.

図10、図12を参照して電源106から電源101へ降圧動作を行なう場合には、MOSFET103は非導通状態に制御され、そしてMOSFET102が電圧変換を行なう変換部と電源との間の導通遮断制御を行なう接続部として動作する。   10 and 12, when the step-down operation is performed from power supply 106 to power supply 101, MOSFET 103 is controlled to be in a non-conductive state, and conduction cutoff control is performed between the conversion unit in which MOSFET 102 performs voltage conversion and the power supply. It operates as a connection unit for performing

図12に示した波形においてゲート信号G102,G103に対しては図11におけるゲート信号G105,G110とそれぞれ同様な制御が行なわれ、図12のゲート信号G105,G110に対しては図11のゲート信号G102,G103とそれぞれ同様な制御が行なわれる。またこの場合は図11における電流信号I105に代えてMOSFET102に流れる電流を示す電流信号I102に基づいて制御が行なわれる。各制御の内容については図11と同様であり説明は繰返さない。   In the waveforms shown in FIG. 12, the gate signals G102 and G103 are controlled in the same manner as the gate signals G105 and G110 in FIG. 11, respectively, and the gate signals G105 and G110 in FIG. Controls similar to those in G102 and G103 are performed. In this case, control is performed based on a current signal I102 indicating a current flowing in the MOSFET 102 instead of the current signal I105 in FIG. The contents of each control are the same as in FIG. 11, and the description will not be repeated.

すなわち、図12の波形で示されるように、ソフトスタート制御中は、制御部は、MOSFET105を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET102を導通させる。そして、制御部は、MOSFET105を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させてMOSFET102を非導通にする。通常動作に移行するとMOSFET102は導通状態に固定される。   That is, as shown in the waveform of FIG. 12, during the soft start control, the control unit causes the MOSFET 102 to conduct in synchronization with the time when the MOSFET 105 transitions from the non-conducting state to the conducting state. Then, the control unit makes the MOSFET 102 non-conductive in synchronization with the time when the MOSFET 105 is changed from the conductive state to the non-conductive state. When shifting to the normal operation, the MOSFET 102 is fixed to the conductive state.

また、MOSFET105が導通状態から非導通状態に遷移し、リアクトル104に充電されたエネルギの放出が完了した時期に同期させて、MOSFET102を非導通にするという制御も可能である。   It is also possible to control the MOSFET 102 to be non-conductive in synchronization with the time when the MOSFET 105 transitions from the conductive state to the non-conductive state and the release of the energy charged in the reactor 104 is completed.

図13は、電源101から電源106に向けて昇圧動作を行なう際の動作を説明するための動作波形図である。   FIG. 13 is an operation waveform diagram for explaining the operation when the boosting operation is performed from power supply 101 to power supply 106.

図10、図13を参照して、電源101から電源106に向けて昇圧動作を行なわせる場合には、MOSFET102が電圧変換部を電源101に接続する接続部として機能する。そしてこの場合にMOSFET103は非導通状態に制御されている。時刻t1〜t2,t3〜t4,t5〜t6,t7〜t8のソフトスタート制御の間はゲート信号G110の活性パルス幅は次第に広くなるように制御される。   Referring to FIGS. 10 and 13, when a boost operation is performed from power supply 101 toward power supply 106, MOSFET 102 functions as a connection unit that connects the voltage conversion unit to power supply 101. In this case, the MOSFET 103 is controlled to be in a non-conductive state. During the soft start control at times t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6, and t7 to t8, the active pulse width of the gate signal G110 is controlled to gradually increase.

そしてその間ゲート信号G105はゲート信号G110の非活性化に応じて活性化され、電流I105が0になったことに応じて非活性化される。そして電流信号I105の最小値Iminが0より大きくなった後には、時刻t9以降ゲート信号G105は非活性化タイミングがゲート信号G110の活性化に同期して行なわれるようになる。   In the meantime, the gate signal G105 is activated in response to the deactivation of the gate signal G110, and deactivated in response to the current I105 becoming zero. After the minimum value Imin of the current signal I105 becomes greater than 0, the gate signal G105 is deactivated in synchronization with the activation of the gate signal G110 after time t9.

図14は、電源106から電源101に向けて昇圧動作を行なう際の動作を説明するための動作波形図である。   FIG. 14 is an operation waveform diagram for explaining an operation when a boosting operation is performed from power supply 106 to power supply 101.

図10、図14を参照して、電源106から電源101に向けて昇圧動作を行なわせる場合には、MOSFET105が電圧変換部を電源106に接続する接続部として機能する。そしてこの場合にMOSFET110は非導通状態に制御されている。時刻t1〜t2,t3〜t4,t5〜t6,t7〜t8のソフトスタート制御の間はゲート信号G103の活性パルス幅は次第に広くなるように制御される。   Referring to FIGS. 10 and 14, when a boost operation is performed from power supply 106 toward power supply 101, MOSFET 105 functions as a connection unit that connects the voltage conversion unit to power supply 106. In this case, the MOSFET 110 is controlled to be in a non-conductive state. During the soft start control at times t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6, and t7 to t8, the active pulse width of the gate signal G103 is controlled to be gradually increased.

そしてその間ゲート信号G102はゲート信号G110の非活性化に応じて活性化され、電流I102が0になったことに応じて非活性化される。そして電流信号I102の最小値Iminが0より大きくなった後には、時刻t9以降ゲート信号G102は非活性化タイミングがゲート信号G103の活性化に同期して行なわれるようになる。   In the meantime, the gate signal G102 is activated in response to the deactivation of the gate signal G110, and deactivated in response to the current I102 becoming zero. Then, after the minimum value Imin of the current signal I102 becomes greater than 0, the deactivation timing of the gate signal G102 is synchronized with the activation of the gate signal G103 after time t9.

以上説明したように、双方向に昇降圧が可能なDC/DCコンバータにおいても本願発明を適用することが可能である。   As described above, the present invention can also be applied to a DC / DC converter capable of step-up / step-down in both directions.

[実施の形態4]
実施の形態4ではマルチフェーズ型DC/DCコンバータにおいて各フェーズに電源と電圧変換部とを導通遮断接続制御を行なうMOSFETを接続することにより本願発明を適用することが可能である。
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment, it is possible to apply the present invention by connecting a power source and a voltage conversion unit to each phase in a multi-phase DC / DC converter with a MOSFET that controls conduction and disconnection.

図15は、マルチフェーズ型DC/DCコンバータの一例を示した図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a multi-phase DC / DC converter.

図15を参照して、マルチフェーズ型DC/DCコンバータ200は、高圧側の電源201と低圧側の電源206との間に接続される。   Referring to FIG. 15, multi-phase DC / DC converter 200 is connected between high-voltage side power supply 201 and low-voltage side power supply 206.

DC/DCコンバータ200は、電源201と電源206との間に並列接続される変換部200Dおよび210Dを含む。DC/DCコンバータ200は、さらに、変換部200Dを電源206に接続する経路上に設けられるMOSFET205と、変換部210Dを電源206に接続する経路上に設けられるMOSFET215とを含む。   DC / DC converter 200 includes conversion units 200 </ b> D and 210 </ b> D connected in parallel between power supply 201 and power supply 206. DC / DC converter 200 further includes MOSFET 205 provided on a path connecting converter 200D to power supply 206, and MOSFET 215 provided on a path connecting converter 210D to power supply 206.

変換部200Dは、電源201の正極と接地ノードとの間に直列に接続されるMOSFET202,203と、MOSFET202,203の接続ノードに一方端が接続されるリアクトル204とを含む。リアクトル204の他方端はMOSFET205に接続される。   Conversion unit 200D includes MOSFETs 202 and 203 connected in series between the positive electrode of power supply 201 and the ground node, and reactor 204 connected at one end to the connection node of MOSFETs 202 and 203. The other end of the reactor 204 is connected to the MOSFET 205.

変換部210Dは、電源201の正極と接地ノードとの間に直列に接続されるMOSFET212,213と、MOSFET212,213の接続ノードに一方端が接続されるリアクトル214とを含む。リアクトル214の他方端はMOSFET215に接続される。   Conversion unit 210D includes MOSFETs 212 and 213 connected in series between the positive electrode of power supply 201 and the ground node, and reactor 214 connected at one end to the connection node of MOSFETs 212 and 213. The other end of the reactor 214 is connected to the MOSFET 215.

ボディダイオード207,208,209は、それぞれMOSFET202,203,205のソースとバックゲートを結合してできる寄生ダイオードである。また、ボディダイオード217,218,219は、それぞれMOSFET212,213,215のソースとバックゲートを結合してできる寄生ダイオードである。   Body diodes 207, 208, and 209 are parasitic diodes formed by coupling the sources and back gates of MOSFETs 202, 203, and 205, respectively. The body diodes 217, 218, and 219 are parasitic diodes formed by coupling the sources and back gates of the MOSFETs 212, 213, and 215, respectively.

MOSFET205,215は図2で説明したような電流センス機能付きのMOSFETが用いられる。これによりコンパクトな構成を実現することができる。   As the MOSFETs 205 and 215, MOSFETs with a current sensing function as described in FIG. 2 are used. Thereby, a compact configuration can be realized.

変換部200DおよびMOSFET205についての制御は、図3,図5,図7のいずれかで説明した制御と同様な制御が行なわれる。そして変換部210DおよびMOSFET210については降圧コンバータ200D,MOSFET205と位相をずらした形で同様な制御が行なわれる。位相をずらすことにより、電源201から電源206に供給する電流のリップルを少なくすることができる。なお、図15においては、フェーズ数が2の場合を説明したがフェーズ数はさらに多くてもかまわない。   Control for conversion unit 200D and MOSFET 205 is the same as the control described in any of FIG. 3, FIG. 5, and FIG. The converter 210D and the MOSFET 210 are controlled in the same way as the step-down converter 200D and the MOSFET 205 with a phase shifted. By shifting the phase, the ripple of the current supplied from the power source 201 to the power source 206 can be reduced. In FIG. 15, the case where the number of phases is 2 has been described, but the number of phases may be larger.

また図15においては、降圧コンバータを複数含むマルチフェーズ型DC/DCコンバータについて説明したが、昇圧コンバータや双方向型の昇降圧コンバータを複数含む形のマルチフェーズ型DC/DCコンバータにおいても本願発明は適用することができる。   In FIG. 15, the multi-phase DC / DC converter including a plurality of step-down converters has been described. However, the present invention also applies to a multi-phase DC / DC converter including a plurality of step-up converters and bidirectional step-up / step-down converters. Can be applied.

以上説明したように、電力変換を行なう変換部を出力側電源または入力側電源に接続する接続部をソフトスタート動作中において、リアクトルのエネルギ蓄積および放出の1サイクルに同期させて制御することにより、通常動作においては低損失な降圧動作が実現でき、ソフトスタート動作中においては出力側電源から変換部に電流が逆流してしまうことが防止される。   As described above, during the soft start operation of the connection unit that connects the conversion unit that performs power conversion to the output-side power source or the input-side power source, by controlling in synchronization with one cycle of reactor energy storage and release, In normal operation, low-loss step-down operation can be realized, and current is prevented from flowing back from the output-side power source to the converter during the soft-start operation.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1に係る電圧変換器20の構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure of the voltage converter 20 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1におけるMOSFET5の詳細な構造を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the detailed structure of MOSFET5 in FIG. 図1に示した電圧変換器20のソフトスタート時の動作を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining an operation at the time of soft start of the voltage converter 20 shown in FIG. 1. 実施の形態1の第1の変形例で用いられる電圧変換器20Aの構成を示した図である。It is a figure showing composition of voltage converter 20A used in the 1st modification of Embodiment 1. 図4に示した電圧変換器20Aの制御を説明するための動作波形図である。FIG. 5 is an operation waveform diagram for describing control of voltage converter 20A shown in FIG. パワーMOSFETの1セル当たりの構造を示した図である。It is the figure which showed the structure per cell of power MOSFET. 実施の形態1の第2の変形例で行なわれる制御を説明するための動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram for illustrating control performed in the second modification of the first embodiment. 実施の形態2の電圧変換器である昇圧コンバータ80の構成を示した回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a boost converter 80 that is a voltage converter according to a second embodiment. 実施の形態2の変形例を示した回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a modification of the second embodiment. 実施の形態3で用いられる双方向に昇降圧が可能なDC/DCコンバータ100の構成を示した回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a DC / DC converter 100 that can be used for bidirectional buck-boost in the third embodiment. 電源101から106へ降圧動作を行なう際の制御を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for illustrating control when performing a step-down operation from power supply 101 to 106; 電源106から電源101へ降圧動作を行なう場合の動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram when a step-down operation is performed from the power supply 106 to the power supply 101. 電源101から電源106に向けて昇圧動作を行なう際の動作を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining an operation when performing a boosting operation from power supply 101 to power supply 106; 電源106から電源101に向けて昇圧動作を行なう際の動作を説明するための動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining an operation when a boosting operation is performed from power supply 106 toward power supply 101. マルチフェーズ型DC/DCコンバータの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the multiphase type DC / DC converter. 従来のDC/DCコンバータの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional DC / DC converter. 図16に示したDC/DCコンバータの降圧動作を開始させる際のソフトスタート制御を説明するための動作波形図である。FIG. 17 is an operation waveform diagram for illustrating soft start control when starting the step-down operation of the DC / DC converter shown in FIG. 16. DC/DCコンバータの検討例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the example of examination of a DC / DC converter.

符号の説明Explanation of symbols

1,6,81,86,91,96,101,106,201,206 電源、2,3,5,51〜54,82,83,85A,85B,92,93,95A,95B,102,103,105,110,202,203,205,212,213,215 MOSFET、4,84,94,104,204,214 リアクトル、7,8,9,87,88,207,208,209,217,218,219 ボディダイオード、10,10A コンデンサ、11,12,56 電圧センサ、13 制御部、20D,80D,90D,200D,210D 変換部、20,20A 電圧変換器、50 半導体基板、55 抵抗、62,64,68 n型不純物領域、66 p型不純物領域、70 ゲート酸化膜、72 ゲート電極、74 ソース電極、80 昇圧コンバータ、85,95 接続部、90,100,200 DC/DCコンバータ、D ドレイン、S ソース。   1, 6, 81, 86, 91, 96, 101, 106, 201, 206 Power supply, 2, 3, 5, 51-54, 82, 83, 85A, 85B, 92, 93, 95A, 95B, 102, 103 , 105, 110, 202, 203, 205, 212, 213, 215 MOSFET, 4, 84, 94, 104, 204, 214 reactor, 7, 8, 9, 87, 88, 207, 208, 209, 217, 218 , 219 body diode, 10, 10A capacitor, 11, 12, 56 voltage sensor, 13 control unit, 20D, 80D, 90D, 200D, 210D conversion unit, 20, 20A voltage converter, 50 semiconductor substrate, 55 resistor, 62, 64, 68 n-type impurity region, 66 p-type impurity region, 70 gate oxide film, 72 gate electrode, 74 source electrode, 0 boost converter, 85 and 95 connecting portion, 90,100,200 DC / DC converter, D drain, S source.

Claims (8)

リアクトルを内蔵し、前記リアクトルへのエネルギの蓄積および前記リアクトルからのエネルギの放出を繰返すことによって電圧変換を行なう、第1の電源と第2の電源との間に接続される変換部と、
前記第1の電源から前記リアクトルを経由して前記第2の電源に至る経路上に設けられ、前記経路の導通および遮断を行なう接続部と、
前記変換部および前記接続部に対する制御を行なう制御部とを備え、
前記制御部は、動作開始時において前記リアクトルに蓄積する1サイクルあたりのエネルギ量を次第に大きくするソフトスタート動作を行ない、前記ソフトスタート動作時において前記リアクトルにエネルギの蓄積および放出を行なうサイクルに同期して前記接続部を制御し、
前記制御部は、前記ソフトスタート動作が完了した後には、前記接続部を導通状態に固定するように制御する、電圧変換器。
A built-in reactor, performing voltage conversion by repeating the release of energy from the storage and the reactor of energy to the reactor, a conversion unit connected between the first and second power supplies,
A connecting portion that is provided on a path from the first power source to the second power source via the reactor, and that conducts and shuts off the path;
A control unit for controlling the conversion unit and the connection unit,
The control unit performs a soft start operation for gradually increasing the amount of energy per cycle stored in the reactor at the start of operation, and synchronizes with a cycle for storing and releasing energy in the reactor during the soft start operation. Control the connection part ,
The control unit is a voltage converter that controls the connection unit to be fixed in a conductive state after the soft start operation is completed .
前記変換部は、
第1および第2のスイッチング素子をさらに含み、
前記接続部は、
第3のスイッチング素子を含み、
前記制御部は、前記ソフトスタート動作において、前記第1および第2のスイッチング素子を相補に導通させ、かつ、前記第1のスイッチング素子の導通時には前記第3のスイッチング素子を導通させ、前記第1のスイッチング素子が非導通となった後に前記1サイクルにおいて前記第1のスイッチング素子の導通に応じて前記リアクトルに流れる電流がゼロになった以降は少なくとも前記第3のスイッチング素子を非導通に制御する、請求項1に記載の電圧変換器。
The converter is
Further comprising first and second switching elements;
The connecting portion is
Including a third switching element;
In the soft start operation, the control unit causes the first and second switching elements to conduct complementarily, and causes the third switching element to conduct when the first switching element is turned on. After the switching element becomes non-conductive, at least the third switching element is controlled to be non-conductive after the current flowing through the reactor becomes zero according to the conduction of the first switching element in the one cycle after the switching element becomes non-conductive. The voltage converter according to claim 1.
前記変換部は、
前記リアクトルに対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子をさらに含み、
前記制御部は、前記主スイッチング素子を非導通状態から導通状態に遷移させる時期に同期させて前記接続部を導通させる、請求項1に記載の電圧変換器。
The converter is
A main switching element that conducts when storing energy in the reactor;
The voltage converter according to claim 1, wherein the control unit conducts the connection unit in synchronization with a time when the main switching element transitions from a non-conduction state to a conduction state.
前記制御部は、前記主スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させて前記接続部を非導通にする、請求項3に記載の電圧変換器。   4. The voltage converter according to claim 3, wherein the control unit makes the connection unit non-conductive in synchronization with a time when the main switching element is changed from a conductive state to a non-conductive state. 前記制御部は、前記主スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させた後に前記リアクトルからのエネルギの放出が完了する時期に同期させて前記接続部を非導通にする、請求項3に記載の電圧変換器。   The said control part makes the said connection part non-conductive in synchronism with the time when discharge | release of the energy from the said reactor is completed after making the main switching element change from a conductive state to a non-conductive state. Voltage converter. 前記変換部は、
前記リアクトルに対するエネルギの蓄積を行なうときに導通する主スイッチング素子と、
前記リアクトルからのエネルギの放出を行なうときに導通する副スイッチング素子とをさらに含み、
前記制御部は、前記副スイッチング素子を導通状態から非導通状態に遷移させる時期に同期させて前記接続部を導通させる、請求項1に記載の電圧変換器。
The converter is
A main switching element that conducts when storing energy in the reactor;
And a sub-switching element that conducts when discharging energy from the reactor,
2. The voltage converter according to claim 1, wherein the control unit conducts the connection unit in synchronization with a time at which the sub switching element is transitioned from a conduction state to a non-conduction state.
前記制御部は、前記副スイッチング素子を非導通状態から導通状態に遷移させた後に前記リアクトルからのエネルギの放出が完了する時期に同期させて前記接続部を非導通にする、請求項6に記載の電圧変換器。   The said control part makes the said connection part non-conductive in synchronization with the time when discharge | release of the energy from the said reactor is completed after making the said subswitching element change from a non-conductive state to a conductive state. Voltage converter. 前記接続部は、
電流検出機能付のスイッチング素子を含む、請求項1,3〜6のいずれか1項に記載の電圧変換器。
The connecting portion is
The voltage converter according to claim 1, comprising a switching element with a current detection function.
JP2005116656A 2005-04-14 2005-04-14 Voltage converter Expired - Fee Related JP4617977B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005116656A JP4617977B2 (en) 2005-04-14 2005-04-14 Voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005116656A JP4617977B2 (en) 2005-04-14 2005-04-14 Voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006296148A JP2006296148A (en) 2006-10-26
JP4617977B2 true JP4617977B2 (en) 2011-01-26

Family

ID=37416104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005116656A Expired - Fee Related JP4617977B2 (en) 2005-04-14 2005-04-14 Voltage converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4617977B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154379A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Sharp Corp Step-up chopper regulator circuit
JP5184798B2 (en) * 2007-03-12 2013-04-17 川崎重工業株式会社 Charge / discharge control device and charge / discharge control method
JP5286717B2 (en) * 2007-09-04 2013-09-11 株式会社リコー Boost DC / DC converter
US20120049820A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Intersil Americas Inc. Soft start method and apparatus for a bidirectional dc to dc converter
DE102012208520A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Device and method for connecting multi-voltage on-board networks
JP5839899B2 (en) * 2011-09-05 2016-01-06 ローム株式会社 Backflow prevention circuit and step-down DC / DC converter using the same, control circuit thereof, charging circuit, electronic device
CN102790521A (en) * 2012-08-06 2012-11-21 江苏大学 Soft start method for bidirectional DC-DC (direct current-to-direct current) converter for distributed power generation systems
JP2019205294A (en) * 2018-05-24 2019-11-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 On-vehicle power supply device
JP7276064B2 (en) * 2019-10-10 2023-05-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 DC DC converter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0576167A (en) * 1991-09-13 1993-03-26 Nippon Motoroola Kk Dc/dc voltage converter
JP2003070238A (en) * 2001-08-29 2003-03-07 Toyota Motor Corp Dc-dc converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0576167A (en) * 1991-09-13 1993-03-26 Nippon Motoroola Kk Dc/dc voltage converter
JP2003070238A (en) * 2001-08-29 2003-03-07 Toyota Motor Corp Dc-dc converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006296148A (en) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4617977B2 (en) Voltage converter
JP4886562B2 (en) Power converter and multi-input / output power converter
JP6358304B2 (en) Vehicle power supply
JP6281553B2 (en) DCDC converter
US9085239B2 (en) Push-pull circuit, DC/DC converter, solar charging system, and movable body
WO2007125949A1 (en) Bidirectional dc-dc converter
JP5206198B2 (en) Driving circuit for power conversion circuit
JP2009060358A (en) Overcurrent protection circuit and power conversion system
EP2910405A1 (en) Output power protection apparatus and method of operating the same
US11695334B2 (en) Switched capacitor converter mode transition control method
JPWO2011004492A1 (en) Converter control device
JP2006311729A (en) Dc-dc voltage converter
JP5621605B2 (en) Switching element drive circuit
JP5223758B2 (en) Driving circuit for power conversion circuit
JP2011010441A (en) Drive device for power switching element
JP5200975B2 (en) Current detection device for power conversion circuit
JP6497565B2 (en) DCDC converter
CN116885946B (en) Step-down circuit and control method thereof
JP7503769B2 (en) DC/DC conversion device
JP2004120901A (en) Boosting power supply unit
US20140361619A1 (en) Power device
CN112074430B (en) Vehicle-mounted power supply device
JP2021180553A (en) Dc-dc conversion device
US10906484B2 (en) In-vehicle power supply device
JP2017147887A (en) Power source system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100928

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101011

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees