JPH03180914A - スイッチング昇圧形直流電圧調整器用電源回路 - Google Patents

スイッチング昇圧形直流電圧調整器用電源回路

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JPH03180914A
JPH03180914A JP2284504A JP28450490A JPH03180914A JP H03180914 A JPH03180914 A JP H03180914A JP 2284504 A JP2284504 A JP 2284504A JP 28450490 A JP28450490 A JP 28450490A JP H03180914 A JPH03180914 A JP H03180914A
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JP
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switch
unit
voltage
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power supply
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JP2284504A
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Sergio Palara
セルジオ　パラーラ
Stefano Sueri
ステファーノ　スエリ
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SGS Thomson Microelectronics SRL
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    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスイッチング昇圧形直流電圧調整器用電源回路
に関するものである。
（従来の技術） 上述したタイプの電圧調整器は、一般に、その直流電源
電圧Ｖ。Ｃを通常調整器自体の出力端子から得る集積回
路で実現されている。実際上、定常状態においてこの出
力電圧は入力電圧ｖ１□より高い値を有するため、この
出力電圧は回路を一層有効に作動させることができる。
集積回路を給電するこの方法は、出力電圧が各動作フェ
ーズ中、集積回路の電源電圧がその正規動作のために持
つ必要のある最小値■。。。（調整器のフラッジオーバ
しきい値）より高く維持されるならば満足である。
調整器のスイッチオン瞬時から出力電圧かその定一 常状態値Ｖ。ｕｌ＞ｖＩｎに安定するまでは、出力電圧
自体は入力端子Ｖｌｎより順方向バイアスダイオードの
端子間に生ずる電圧降下Ｖ１．（シリコンダイオードて
は約０．６Ｖ）に等しい値だけ低い初期値Ｖｏｕ＋＋を
有する。従ッテ、Ｖｌｎ−ＶＦＤ＝Ｖｅｕ＋＋≧Ｖｃｃ
ｍの条件が満足されるならば上述の有効動作が初期始動
フェーズ中も保証されることになる。
（発明が解決しようとする課題） しかし、ある種の集積回路は例えばＣＭＯＳメタルゲー
ト技術のような技術で製造され、これら集積回路はｖｌ
、、より低いかＶｌｎ−ＶＦＤより高いフラッジオーバ
電圧Ｖｃｃｍを必要とし、従って始動フェーズ中有効動
作が保証されない。
本発明の目的はＶＣＣ１電圧がＶｌｎ−ＶＦＤより高い
場合てもＶｃｃｍ＜ｖｌ、、てあればトリガし得る調整
器電源回路を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、インダクタに電流パルスを供給する集積スイ
ッチング回路を具え、インダクタに発生する電圧パルス
を用いてコンデンサの充電電圧を増大させるようにした
スイッチング昇圧形直流電圧調整器用電源回路において
、 前記集積回路の電源端子を当該調整器の入力端子及び出
力端子にそれぞれ接続する第１可制御固体スイッチ及び
第２可制御固体スイッチと、その１つの入力端子が当該
調整器の出力端子に接続された、前記第１スイッチを制
御するユニットてあって、 当該調整器のスイッチオン時にその出力で前記第１スイ
ッチを閉成させ、 当該調整器の出力端子の電圧か前記集積回路の有効動作
を保証する所定のしきい値に到達したとき前記第１スイ
ッチを開放させると共に前記第２スイッチを閉成させる
制御ユニットと、を具えたことを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は既知のタイプの電圧調整器のブロック図を示し
、図中Ｖ、は入力端子を、Ｖｌ）１１１は出力電圧を、
ＣＩは入力端子５を経て出力電圧Ｖｏｕｌで給電される
集積回路を示す。この調整器は固体ス− イッチＩを具え、このスイッチはドライバ回路りの制御
の下で入力電圧Ｖａｎの間欠パルスをインダクタＬに供
給する。このようにインダクタＬに供給された電圧パル
スがダイオードＤを経てコンデンサＣに放電され、その
充電電圧Ｖ０゜１を増大する。
（実施例） 第２図は本発明電源回路のブロック図を示し、図中【１
は制御電極を有する（再割ｆａｎ）固体スイッチを示し
、Ｉ２はダイオードから成る或いは制御電極を有する別
の（再割１Ｉ１）固体スイッチから成る電子素子を示し
、Ｓは導線ｌを経てＶｌｎ電圧が供給され導線６を経て
出力電圧Ｖ０゜、を制御する制御ユニットを示す。調整
器かターンオンするとき、制御ユニットＳがスイッチＩ
ｔを閉じ、Ｖｏ＋＋＋電圧が集積回路Ｃｔの有効動作を
保証する所定のしきい値に到達するまでこのスイッチを
閉じたままにする。しきい値到達時に制御ユニットＳか
スイッチ■１を開く。制御ユニットＳは、電子素子Ｉ２
が制御電極を有するスイッチである場合には同時にこの
１０ スイッチを閉しる（ただし、Ｉ２かダイオードである場
合にはこのダイオードはＶ。、、、＞Ｖ、、になると同
時に自動的に導通する）。
第３図は第２図の制御ユニットの一実施例のブロック図
を示す。この実施例では、スイッチ［１はその制？１１
１Ｅ極の電圧かｖｌ、より低いときに閉しそれより高い
ときに開くように造られているものとする。調整器かス
イッチオンされると、ユニットＴかその出力端子９を、
ダイオードＱか導通ずるまてＶ、。より小さい又は等し
い電圧レベルに維持する。ダイオードＱか導通ずると同
時に出力端子９かＶｏｕｌに等しい電圧値に増大する。
」−ニットＴは出力端子９のこの電圧増大を感知して、
スイッチ］２かダイオードでない場合これを出力端子８
により閉じる。
第４図は第３図のユニッｌ−Ｔの一実施例のブロック図
を示す。この図によれは、スイッチオン０５＝にユニッ
トＡが電力を導線２を経てユニット〜Ｂに供給し、同時
に出力端子３を付勢してスイッチ［１を閉しる。同時に
、導線７を経てユニッ＋−Ｂに保］ 特命令を送出する。ユニット〜Ｂはこの命令の受信時に
出力端子４にスイッチＩＩを閉じたままに保持する保持
信号を送出する。
このスイッチング昇圧調整器かスイッチングモードか動
作を開始し、■。。１かｖｌ、より高い値に増大すると
、出力端子９の電圧がダイオードＱを経てＶ。。、値に
増大し、スイッチ１１か開く。このとき、ユニットへが
導線３を経て、出力端子９の電圧かｖｏｕ　ｌ値に増大
したことを検出すると同時に減勢され、同時に導線７を
介してユニッｌ−Ｂを減勢する。スイッチ１２かダイオ
ードでない場合にはユニットＢはその滅勢時に導線８を
経てスイッチ１２に閉成信号を送出する。
この時点において、このスイッチング昇圧上調整器はそ
の定常状態で正規の動作を開始し、この始動回路（制御
ユニット）Ｓは減勢されるので総合エネルギー消費を何
ら増大させない。
第５図は第２，３及び４図のブロック図に従って形成し
た回路を示す。その種々の構成部は次の通りである。
１２ ユニットＡＬＰチャネル１．ＩＯｓ　　ｈランラスタ１
０．　　ＩＩ。
１６、２０．２１及びＮチャネルＭＯＳ　ｌ−ランジス
タ１．５．　１９から成る。
ユニットＢ：抵抗Ｒ］、デュアルコレクタトランジスタ
２８、（Ｎチャネル）ＭＯ３Ｉ−ランジスタ１３．　１
４．１８．２２．２３及び（Ｐチャネル）　ＭＯＳ　Ｉ
−ランジスタ１７から成る。
ダイオードＱ：デュアルコレクタトランジスタ２７から
収る。
スイッチＩ：（Ｎチャネル）ＭＯＳトランジスタ２４か
ら成る。
スイッチ１１及びＩ２：それぞれ（Ｐチャネル）　ＭＯ
Ｓトランジスタ１２及び２６から成る。
入力端子Ｖ１□が供給される瞬時に、コンデンサＣＩは
放電されており、従ってＶｉｎの全電圧がトランジスタ
１６及び２１にＶ。５として供給され、これらトランジ
スタが導通し始める。トランジスタ１６がトランジスタ
Ｉ５を駆動し、次いでトランジスタ１５がトランジスタ
１２を駆動し、従ってＶａｎがトラン３ ジスタ■２の小さな電圧降下Ｖｄａだけ低い値でＣＩの
入力端子５に供給される。
トランジスタ１５が導通ずると、トランジスタ１０゜］
Ｉ１び２０がトリガされる。トランジスタ２１及び２０
は相まってトランジスタ１８を駆動し、このトランジス
タ１８はトランジスタ１４のゲートを低電圧に維持する
。こうしてトランジスタ（３がトランジスタ１１により
導通され続け、回路全体が安定状態になり、コンデンサ
ＣＩか充電されてトランジスタ１６及び２１（及び従っ
てＮチャネルＭＯＳ　）ランジスタ１５も）がカットオ
フしても安定状態のままになる。
この状態の下ではトランジスタ２６は、そのゲートか高
電圧レベルにあるトランジスタ１８のゲートに接続され
ているためオフである。この結果、集積回路にＶｃｃが
導通状態のトランジスタ１２を経てＶ１□により供給さ
れ、この状態ではトランジスタ２６はオフである。
調整器が正規の動作を開始すると同時に（■。。
がＶａｎより高い値に増大すると同時に）、トランジス
タ１２はそのゲート電圧がダイオード２７を経て４ 高い値に増大すると共にそのドレイン電圧がトランジス
タ２６経てそれより僅かに高い電圧に増大する（ＶＧ及
びＶｏがＶｓより高い）ためにターンオフする。同様に
トランジスタ１０．１１及び２０から成るミラー回路も
ターンオフし、トランジスタ１８のゲート電圧がトラン
ジスタ２８及び抵抗Ｒ１を経て放電し、トランジスタ２
６が導通すると共にトランジスタ対１４及び１９が駆動
されてトランジスタ対１３及び１５をカットオフする。
この瞬時から、全回路への電力はトランジスタ２６の小
電圧降下ＶＯＳだけ低い■。、により供給される。ＣＩ
の電力がトランジスタ２６を経てＶ。ｕｔで供給される
と、この始動回路は最早少しの電流も吸収しない。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、多くの変更や付加が可能であり、また機能的に等価な
他の素子との置換が可能である。
このような変更例ではトランジスタ２６をダイオード、
又はダイオード接続したバイポーラ又はＭＯＳトランジ
スタと置換することができる。この場合５ にはこのダイオード素子は電圧Ｖ０゜、がＶ、とこの素
子自体のＶＦＤとの和より高い値に増大すると同時に順
方向にバイアスされるために接続導線８は不要になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は既知のタイプの電圧調整器のブロック図、 第２図は本発明電圧調整器のブロック図、第３図は第２
図の制御ユニットＳの一実施例のブロック図、 第４図は第３図のユニットＴの一実施例のブロック図、 第５図は第２，３及び４図のブロック図を具体化した回
路の一実施例の回路図である。 Ｌ・・・インダクタ ■・・・固体スイッチ ＣＩ・・・集積回路 ５・・・電源端子 Ｄ・・・ドライバ回路 Ｃ・・・コンデンサ ６ １１・・・第１固体スイッチ Ｉ２・・・第２固体スイッチ Ｓ・・・制御ユニット

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、インダクタに電流パルスを供給する集積スイッチン
    グ回路を具え、インダクタに発生する電圧パルスを用い
    てコンデンサの充電電圧を増大させるようにしたスイッ
    チング昇圧形直流電圧調整器用電源回路において、 ・前記集積回路（ＣＩ）の電源端子を当該調整器の入力
    端子及び出力端子にそれぞれ接続 する第１可制御固体スイッチ（Ｉ１）及び第２可制御固
    体スイッチ（Ｉ２）と、 ・その１つの入力端子（６）が当該調整器の出力端子に
    接続された、前記第１スイッチ （Ｉ１）を制御するユニットであって、 ・当該調整器のスイッチオン時にその出力 （９）で前記第１スイッチ（Ｉ１）を閉成させ、・当該
    調整器の出力端子の電圧が前記集積 回路（ＣＩ）の有効動作を保証する所定のしきい値（Ｖ
    ＿ｏ＿ｕ＿ｔ）に到達したとき前記第１スイッチ（Ｉ１
    ）を開放させると共に前記第２スイッチ（Ｉ２）を閉成
    させる制御ユニット（Ｓ）と、を具えたことを特徴とす
    る電源回路。 ２、前記第１スイッチ（Ｉ１）はその制御電極の電圧が
    当該電源回路の入力電圧（Ｖ＿ｉ＿ｎ）より低いときに
    閉じ、それより高いときに開くように構成し、前記制御
    ユニット（Ｓ）はその入力端子（６）と出力端子（９）
    との間に接続したダイオード（Ｑ）と、当該電源回路が
    スイッチオンされたとき出力端子（９）を前記ダイオー
    ド（Ｑ）が導通するまで入力電圧（Ｖ＿ｉ＿ｎ）以下の
    電圧レベルに維持し、前記ダイオード（Ｑ）が導通する
    と同時に前記第２スイッチ（Ｉ２）を閉成せしめるユニ
    ット（Ｔ）とを具えたことを特徴とする請求項１記載の
    電源回路。 ３、前記ユニット（Ｔ）は、それぞれの出力端子（３）
    及び（４）が当該ユニットの出力端子（９）に接続され
    且つ２つの導線（２）及び（７）により互いに接続され
    た２つのユニット（Ａ）及び（Ｂ）を具え、 ・ユニット（Ａ）は、スイッチオン時に、 ・導線（２）を経てユニット（Ｂ）を給電し、・出力端
    子（３）を付勢して第１スイッチ（Ｉ１）の閉成を命令
    し、 ・導線（７）を経て保持命令をユニット（Ｂ）に送出し
    、 ・保持命令の送出後出力端子（３）を滅勢し、・ユニッ
    ト（Ｂ）は、導線（７）を経て保持命令を受信すると、
    その出力端子（４）に第１スイッチ（Ｉ１）を閉じたま
    まに保持する信号を送出し、 ・ユニット（Ａ）はその出力端子（３）を介して出力端
    子（９）の電圧レベルのしきい値（Ｖ＿ｏ＿ｕ＿ｔ）へ
    の増大を感知すると同時に滅勢され、同 時に導線（７）を経てユニット（Ｂ）を滅勢し、・ユニ
    ット（Ｂ）は滅勢時に第２スイッチ（Ｉ２）に閉成信号
    を送出する ように構成したことを特徴とする請求項２記載の電源回
    路。 ４、第１及び第２スイッチ（Ｉ１及びＩ２）はｐチャネ
    ルＭＯＳトランジスタから或ることを特徴とする請求項
    １〜３の何れかに記載の電源回路。 ５、インダクタに入力パルスを供給する集積スイッチン
    グ回路を具え、インダクタに発生する電圧パルスを用い
    てコンデンサの充電電圧を増大させるようにしたスイッ
    チング昇圧形直流電圧調整器用電源回路において、 ・前記集積回路（ＣＩ）の電源端子を当該調整器の入力
    端子及び出力端子にそれぞれ接続 する第１可制御固体スイッチ（Ｉ１）及びダイオードで
    ある固体スイッチ（Ｉ２）と、 ・その１つの入力端子（６）が当該調整器の出力端子に
    接続された、前記第１スイッチ （Ｉ１）を制御するユニットであって、 ・当該調整器のスイッチオン時にその出力 （９）で前記第１スイッチ（Ｉ１）を閉成させ、・当該
    調整器の出力端子の電圧が前記集積 回路（ＣＩ）の有効動作を保証する所定のしきい値（Ｖ
    ＿ｏ＿ｕ＿ｔ）に到達したとき前記第１スイッチ（Ｉ１
    ）を開放させる制御ユニット（Ｓ）と、を具えたことを
    特徴とする電源回路。 ６、前記第１スイッチ（Ｉ１）はその制御電極の電圧が
    当該電源回路の入力電圧（Ｖ＿ｉ＿ｎ）より低いときに
    閉じ、それより高いときに開くように構成し、前記制御
    ユニット（Ｓ）はその入力端子（６）と出力端子（９）
    との間に接続したダイオード（Ｑ）と、当該電源回路が
    スイッチオンされたとき出力端子（９）を前記ダイオー
    ド（Ｑ）が導通するまで入力電圧（Ｖ＿ｉ＿ｎ）以下の
    電圧レベルに維持せしめるユニット（Ｔ）とを具えたこ
    とを特徴とする請求項５記載の電源回路。 ７、前記ユニット（Ｔ）は、それぞれの出力端子（３）
    及び（４）が当該ユニットの出力端子（９）に接続され
    且つ２つの導線（２）及び（７）により互いに接続され
    た２つのユニット（Ａ）及び（Ｂ）を具え、 ・ユニット（Ａ）は、スイッチオン時に、 ・導線（２）を経てユニット（Ｂ）を給電し、・出力端
    子（３）を付勢して第１スイッチ（Ｉ１）の閉成を命令
    し、 ・導線（７）を経て保持命令をユニット（Ｂ）に送出し
    、 ・保持命令の送出後出力端子（３）を滅勢し、・ユニッ
    ト（Ｂ）は、導線（７）を経て保持命令を受信すると、
    その出力端子（４）に第１スイッチ（Ｉ１）を閉じたま
    まに保持する信号を送出し、 ・ユニット（Ａ）はその出力端子（３）を介して出力端
    子（９）の電圧レベルのしきい値（Ｖ＿ｏ＿ｕ＿ｔ）へ
    の増大を感知すると同時に滅勢され、同 時に導線（７）を経てユニット（Ｂ）を滅勢する ように構成したことを特徴とする請求項６記載の電源回
    路。 ８、第１及び第２スイッチ（Ｉ１及びＩ２）はｐチャネ
    ルＭＯＳトランジスタから或ることを特徴とする請求項
    ５〜７の何れかに記載の電源回路。 ９、第２スイッチ（Ｉ２）はドレイン電極をゲート電極
    に接続したＭＯＳトランジスタから成ることを特徴とす
    る請求項６又は７記載の電源回路。
JP2284504A 1989-10-25 1990-10-24 スイッチング昇圧形直流電圧調整器用電源回路 Pending JPH03180914A (ja)

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DE (1) DE69020100T2 (ja)
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