JPH0576167A - Dc/dc電圧変換装置 - Google Patents

Dc/dc電圧変換装置

Info

Publication number
JPH0576167A
JPH0576167A JP3261379A JP26137991A JPH0576167A JP H0576167 A JPH0576167 A JP H0576167A JP 3261379 A JP3261379 A JP 3261379A JP 26137991 A JP26137991 A JP 26137991A JP H0576167 A JPH0576167 A JP H0576167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
output
transistor
current
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.)
Granted
Application number
JP3261379A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3175227B2 (ja
Inventor
Tetsuhisa Yamamura
哲久 山村
Kazunori Hibino
和則 日比野
Kotaro Okada
耕太郎 岡田
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.)
Motorola Solutions Japan Ltd
Original Assignee
Nippon Motorola Ltd
Motorola Japan Ltd
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 Nippon Motorola Ltd, Motorola Japan Ltd filed Critical Nippon Motorola Ltd
Priority to JP26137991A priority Critical patent/JP3175227B2/ja
Priority to EP92308117A priority patent/EP0532263B1/en
Priority to US07/941,830 priority patent/US5233508A/en
Priority to DE69216017T priority patent/DE69216017T2/de
Publication of JPH0576167A publication Critical patent/JPH0576167A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3175227B2 publication Critical patent/JP3175227B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36Means for starting or stopping converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582Buck-boost converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/901Starting circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期動作期間中において平滑回路側から昇圧
回路側への電流の逆流を防止することができるDC/D
C電圧変換器の提供。 【構成】 直流電源電圧Vddを昇圧するDC/DC電圧
変換装置が:初期動作期間中パルス幅が徐々に大きくな
っていくソフトスタートパルス信号P1と;スイッチン
グ素子34が導通/遮断を交互に繰り返すことによりイ
ンダクタ素子32が電源電圧より高い昇圧電圧を出力す
る昇圧回路30と;昇圧回路と出力端子58との間にあ
り整流素子46とスイッチング素子44とを有するゲー
ト回路40と;初期動作期間中にゲート回路のスイッチ
ング素子を遮断し、かつ、安定動作中にスイッチング素
子を介して昇圧回路側から出力端子側へと電流を流すよ
うに制御するステップアップ回路70と;から構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源回路に利用される
DC/DC電圧変換装置に関し、さらに詳しくは比較的
低い電源電圧を所定の高い電圧に昇圧する電圧変換装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯用民生機器は電池を電力供給源とし
ているが、機器内で必要とされる電圧は通常、電池の電
圧より高く、したがって従来から電池電圧を昇圧して機
器内電子回路に供給している。このような昇圧回路とし
て従来から使用されている安定起動型電圧変換装置の一
例を図1に示す。図1において、DC/DC電圧変換装
置1が電池による直流電源電圧Vddを受け、それを昇圧
して、出力電圧Vo として出力端子58に出力する。
【0003】電源電圧Vddが供給されている昇圧回路3
0において、コイル32の一端が電源電圧ライン31に
接続され、他端がMOSFETトランジスタ34のドレ
インに接続されている。FETトランジスタ34のソー
スは接地され、ゲートはアンド回路2の出力に接続され
る。ダイオード36のカソードがトランジスタ34のド
レインに、アノードがソースにそれぞれ接続されてい
る。
【0004】のこぎり波発生回路10ののこぎり波出力
STがソフトスタート回路20に入力され、ソフトスタ
ート回路20のパルス出力P1 がアンド回路2の一方の
入力に接続される。ソフトスタート回路20のパルス出
力P1は、図3に示すように、パルス幅が徐々に増大し
ていく。これは、安定した初期動作を開始するために必
要なことである。アンド回路2の出力は、トランジスタ
34のゲートに入力される。
【0005】コイル32とMOSトランジスタ34のド
レインとの接続点33には、ゲート回路のダイオード4
6のアノードおよびMOSFETトランジスタ44のソ
ースが接続される。ダイオード46のカソードおよびト
ランジスタ44のドレインから得られる昇圧出力が平滑
回路50に供給される。平滑回路50で平滑されて得ら
れた出力電圧Vo が機器内の各電子回路に供給される。
【0006】アンド回路2のパルス出力P3 はまた、反
転回路4を介してトランジスタ44のゲートに入力され
る。
【0007】平滑回路50からの出力電圧Vo はまた、
パルス幅制御回路60にも供給される。パルス幅制御回
路60は、のこぎり波発生回路10からのこぎり波出力
STを受け、変調パルス信号P2をアンド回路2の他方
の入力に供給する。変調パルス信号P2 は、図3に示す
ように、出力電圧Vo が大きくなると、LOWパルス
間隔が長くなるようになっている。アンド回路2のパル
ス出力P3は、ソフトスタート回路20のパルス出力P1
とパルス幅制御回路60からのパルス出力P2の両方が
HIGHのときにHIGHとなる。
【0008】ここで、従来の電圧変換装置1の動作につ
いて説明する。動作の説明にあたり、従来の電圧変換装
置1の具体的な回路を示した図2およびその動作タイミ
ングチャートを示した図3を参照する。発振回路12で
発生させたパルスを分周回路14で分周して低周波繰り
返しパルスを得る。のこぎり波発生回路16が、分周回
路14からの低周波信号を受け、のこぎり波ST(図3
参照)を発生させ、ソフトスタート回路20内の演算増
幅器22の反転入力へと供給する。
【0009】一方、演算増幅器22の非反転入力は、コ
ンデンサ26の一端に接続される。コンデンサのこの一
端には、スイッチ24および定電流源を介して電源電圧
ddが供給される。コンデンサ26の他端は接地され
る。定電流源とコンデンサ26は積分回路を構成し、ス
イッチ24がオンするとコンデンサ26の充電が開始さ
れる。コンデンサ26に蓄積された電圧V1がのこぎり
波電圧STを越えているときに、演算増幅器22がHI
GHを出力する(図3参照)。のこぎり波電圧STは一
定の周期を有し、一方コンデンサ電圧V1は次第に大き
くなることから、演算増幅器22の出力はパルス幅が漸
増していくパルス出力P1となる(図3参照)。このパ
ルス出力P1はアンド回路2を介して、昇圧回路30の
MOSトランジスタ34のゲートに入力される。
【0010】トランジスタ34はアンド回路2から印加
された制御パルスに応答して、導通および遮断を繰り返
す。トランジスタ34が導通(オン)すると電源ライン
31からコイル32およびトランジスタ34を経由して
電流が流れるので、節点33は低レベルの電圧(トラン
ジスタ34のドレイン・ソース間電圧)となる。次に、
アンド回路2からのパルスがLOWになり、トランジス
タ34が遮断(オフ)するとコイル32中の電流がその
まま流れ続けようとするが、トランジスタ34およびダ
イオード36の抵抗が大きいので誘導起電力が発生し、
節点33には電源電圧Vddより高い電圧が発生する。こ
の誘導電圧がゲート回路40を通って平滑回路50に与
えられる。
【0011】アンド回路2の論理出力はまた、反転回路
4を介してFETトランジスタ44のゲートに入力され
ているので、トランジスタ34がオフのときには、トラ
ンジスタ44はオンである。したがって、コイル32の
インダクタンスにより誘起された高電圧により、電流が
節点33からトランジスタ44を通って、平滑回路50
へと流れ、平滑回路50に高電圧が蓄積される。その後
再びトランジスタ34がオンすると、節点33は接地電
圧にほぼ等しい電位になり、電源電圧Vddからコイル3
2を通ってアースへと再び電流が流れる。このときトラ
ンジスタ44がオフとなっているので、平滑回路50側
から昇圧回路側へと電流が流れない。このように、トラ
ンジスタ34のオン/オフのサイクルを繰り返して、平
滑回路50に昇圧した電荷を蓄積していく。
【0012】平滑回路50に流れ込んだ脈流電圧は、コ
ンデンサ54、56およびコイル52によって平滑され
る。昇圧され平滑された出力電圧Voは、出力端子58
から取り出され、機器内の電子回路に供給されるととも
にパルス制御回路60内の分圧抵抗器61、62に供給
される。
【0013】初期動作期間中の最初の段階においては、
電池電源からの出力電流を制限し過負荷を防止して安定
に動作を開始させるように、トランジスタ34の導通期
間を短く(パルス信号のデューティ比を低く)しておい
て、1サイクル中に流れる電流量を小さくしなければな
らない。そして図3に示すように、ソフトスタート回路
20によって、トランジスタ34の導通期間を徐々に長
くしていく。それにともない、出力端子58に現れる出
力電圧Vo がだんだん大きくなっていく。
【0014】平滑回路50からの出力電圧Vo は、パル
ス幅制御回路60内の抵抗器61、62によって分圧さ
れ、演算増幅器64の非反転入力に供給される。演算増
幅器64の反転入力には抵抗器63を介して第1基準電
圧Vrf1 が与えられる。分圧された非反転入力電圧と第
1基準電圧Vrf1 との差電圧が、抵抗63、65の抵抗
比によって定まる増幅率で増幅される。増幅された差電
圧が演算増幅器66によってのこぎり波STの電圧と比
較され、パルスP2 (図3参照)が出力される。
【0015】出力電圧Vo が所定の目標電圧より高くな
ると、トランジスタ34のオン時間を短くする方向へパ
ルス幅を制御する。すなわち、図3に示すようにパルス
2のLOWの間隔が長くなり、このLOWパルスがア
ンド回路2をオフする。結果として得られるアンド回路
2の論理積出力P3は、図3に示すようになり、昇圧回
路30の昇圧動作を制御して、所定の出力電圧が得られ
る。このようにして負荷が変動しても出力電圧を一定に
保つように制御される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変換装置1
の理想的な動作について述べてきたが、実際には上記の
ようにはうまく動作しない。すなわち、コイル32を流
れる電流Ic は、図4の実線のようにはならない。初期
動作期間の初めにおいてソフトスタート回路によってパ
ルスP1のLOW間隔が長く、トランジスタ44のオン
間隔が長いため(図4参照)、平滑回路側へ流れたコイ
ル電流Ic が次第に小さくなった後に、平滑回路の高い
電圧のために電流が昇圧回路側へと逆流してしまうとい
う現象が生じる。この様子を図4の点線で示す。これに
より安定な起動が保障されなくなり、最悪の場合電圧変
換装置の始動の失敗という結果となる。
【0017】本発明は上述した課題を解決するためにな
されたもので、初期動作期間中において平滑回路側から
昇圧回路側への電流の逆流を防止し、かつ、安定動作中
には昇圧回路から出力端子側へと効率よく電流を通過さ
せ損失無く昇圧することができる電圧変換器を提供する
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明のDC/DC電圧
変換装置は直流の電源電圧を受けそれを昇圧して得た出
力電圧を出力端子に出力するものであって: 初期動作
期間中出力パルス幅が徐々に大きくなっていくようにし
たソフトスタートパルス信号を出力する、ソフトスター
ト回路と; 前記出力電圧に帰還的に応答してパルス幅
を変化させた変調パルス信号を出力する、パルス幅制御
回路と; 前記電源電圧に接続されたインダクタ素子
と、それに直列に接続されかつ前記ソフトスタート回路
および前記パルス幅制御回路に結合されたスイッチング
素子とを有し、該スイッチング素子が導通および遮断を
交互に繰り返すことによって前記電源電圧より高い昇圧
電圧を出力する昇圧回路であり、前記スイッチング素子
は、初期動作期間中は前記ソフトスタートパルス信号に
より導通時間が徐々に長くなっていき当該DC/DC電
圧変換装置をソフトスタートさせ、一方安定動作時には
前記変調パルス信号により導通時間が制御されて所定の
昇圧電圧をもたらすことを特徴とする昇圧回路と; 該
昇圧回路の出力と前記出力端子との間において、並列接
続された整流素子とスイッチング素子とを有するゲート
回路と; 該ゲート回路に接続され、初期動作期間中に
おいて前記ゲート回路のスイッチング素子を遮断し、か
つ、安定動作中には前記ゲート回路の前記スイッチング
素子を介して前記昇圧回路側から前記出力端子側へと電
流を流すように制御するステップアップ回路と; から
構成され、初期動作期間中には前記出力端子側から前記
昇圧回路側への電流逆流を阻止し、一方、安定動作中に
は前記昇圧回路から前記出力端子側へと効率よく電流を
通過させることを特徴とする。
【0019】
【作用】ソフトスタートパルス信号および変調パルス信
号によってスイッチング素子導通・遮断を繰り返すと、
インダクタ素子に蓄積されたエネルギーにより、電流が
ゲート回路を通って出力端子側へと流れ込む。こうして
昇圧された出力電圧が出力端子から取り出される。初期
動作期間中はゲート回路のスイッチング素子がオフされ
て出力端子側から昇圧回路側への電流の逆流が防止さ
れ、安定動作中には昇圧回路から出力端子側へと効率よ
く電流を通過させることができる。
【0020】
【実施例】図5は本発明の一実施例を説明するための電
圧変換装置の簡略回路図である。図5において、DC/
DC電圧変換装置5が、マンガン電池、アルカリ電池、
水銀電池、ニッカド電池などの電池による直流電源電圧
ddを受け、それを昇圧して、出力電圧Vo として出
力端子58に出力する。
【0021】電源電圧Vddが供給されている昇圧回路3
0において、インダクタ素子であるコイル32の一端が
電源電圧ライン31に接続され、他端がスイッチング素
子であるMOSFETトランジスタ34のドレインに接
続されている。FETトランジスタ34のソースは接地
され、ゲートはアンド回路2の出力に接続される。ダイ
オード36のカソードがトランジスタ34のドレイン
に、アノードがソースにそれぞれ接続されている。MO
Sトランジスタ34は、高いゲート電圧を印加すること
によって低オン抵抗を得るために、例えばモトローラ社
製のLD・MOSトランジスタなどのパワーMOSトラ
ンジスタを用いることができる。ここでは一段だけの昇
圧回路を示したが、二段の昇圧回路を用いて、安定起動
と効率的動作の両方を兼ね備えるように構成しても良
い。
【0022】のこぎり波発生回路10ののこぎり波出力
STがソフトスタート回路20に入力され、ソフトスタ
ート回路20のパルス出力P1がアンド回路2の一方の
入力に接続される。ソフトスタート回路20のパルス出
力P1は、図3に示すように、パルス幅が徐々に増大し
ていく。これは、安定した初期動作を開始するために必
要なことである。アンド回路2の出力は、トランジスタ
34のゲートに入力される。
【0023】コイル32とMOSトランジスタ34のド
レインとの接続点33には、ゲート回路のダイオード4
6のアノードおよびMOSFETトランジスタ44のソ
ースが接続される。ダイオード46は、順方向降伏電圧
の小さいショットキダイオードを使うのが好ましい。ダ
イオード46のカソードおよびトランジスタ44のドレ
インから得られる昇圧出力が平滑回路50に供給され
る。平滑回路50で平滑されて得られた出力電圧Vo
機器内の各電子回路に供給される。
【0024】アンド回路2の出力はまた、反転回路4お
よびステップアップ回路70を介してトランジスタ44
のゲートに入力される。
【0025】平滑回路50からの出力電圧Vo はまた、
パルス幅制御回路60にも供給される。パルス幅制御回
路60は、のこぎり波発生回路10からのこぎり波出力
STを受け、変調パルス信号P2 をアンド回路2の他方
の入力に供給する。変調パルス信号P2 は、図3に示す
ように、出力電圧Vo が大きくなると、LOWパルス
間隔が長くなるようになっている。アンド回路2のパル
ス出力P3は、ソフトスタート回路20のパルス出力P1
とパルス幅制御回路60からのパルス出力P2の両方が
HIGHのときにHIGHとなる。
【0026】次に、本発明の電圧変換装置5の動作につ
いて説明する。動作の説明にあたり、電圧変換装置5の
より具体的な回路を示した図6およびその動作タイミン
グチャートを示した図3を参照する。発振回路12で発
生させたパルスを分周回路14で分周して例えば約12
8KHzの低周波繰り返しパルスを得る。のこぎり波発
生回路16が、分周回路14からの低周波信号を受け、
のこぎり波ST(図3参照)を発生させ、ソフトスター
ト回路20内の演算増幅器22の反転入力へと供給す
る。
【0027】一方、演算増幅器22の非反転入力は、コ
ンデンサ26の一端に接続される。コンデンサのこの一
端には、スイッチ24および定電流源を介して電源電圧
ddが供給される。コンデンサ26の他端は接地され
る。定電流源とコンデンサ26は積分回路を構成し、ス
イッチ24がオンするとコンデンサ26の充電が開始さ
れる。コンデンサ26に蓄積された電圧V1がのこぎり
波電圧STを越えているときに、演算増幅器22がHI
GHを出力する(図3参照)。のこぎり波電圧STは一
定の周期を有し、一方コンデンサ電圧V1は次第に大き
くなることから、演算増幅器22の出力はパルス幅が漸
増していくパルス出力P1となる(図3参照)。このパ
ルス出力P1はアンド回路2を介して、昇圧回路30の
MOSトランジスタ34のゲートに入力される。発振回
路12、分周回路14、のこぎり波発生回路、ソフトス
タート回路20への電源ラインは省略されているが、電
源ライン31から供給することができる。
【0028】トランジスタ34はアンド回路2から印加
された制御パルスに応答して、導通および遮断を繰り返
す。トランジスタ34が導通(オン)すると電源ライン
31からコイル32およびトランジスタ34を経由して
電流が流れるので、節点33は低レベルの電圧(トラン
ジスタ34のドレイン・ソース間電圧)となる。次に、
アンド回路2からのパルスがLOWになり、トランジス
タ34が遮断(オフ)するとコイル32中の電流がその
まま流れ続けようとするが、トランジスタ34およびダ
イオード36の抵抗が大きいので誘導起電力が発生し、
節点33には電源電圧Vddより高い電圧が発生する。こ
の誘導電圧がゲート回路40を通って平滑回路50に与
えられる。
【0029】初期動作期間中の最初の段階においては、
電池電源からの出力電流を制限し過負荷を防止して安定
に動作を開始させるように、トランジスタ34の導通期
間を短く(パルス信号のデューティ比を低く)しておい
て、1サイクル中に流れる電流量を小さくしなければな
らない。そして図3に示すように、ソフトスタート回路
20によって、トランジスタ34の導通期間を徐々に長
くしていく。それにともない、出力端子58に現れる出
力電圧Vo がだんだん大きくなっていく。
【0030】アンド回路2のパルス出力P3はまた、反
転回路4およびステップアップ回路70を介してFET
トランジスタ44のゲートに入力されている。コンデン
サ26の充電電圧V1が、ステップアップ回路70内の
演算増幅器72の非反転入力に供給されている。演算増
幅器72の反転入力には第2基準電圧Vrf2 が与えられ
る。演算増幅器72は、電圧V1がVrf2 より大きいと
きに出力Vs をもたらし、アンド回路74を開く。電圧
変換器5の初期動作が開始してスイッチ24がオンして
から所定時間経過しV1がVrf2 を越えるまでは、トラ
ンジスタ44を遮断したままである。したがって、初期
動作期間中において従来技術で経験したような電流の逆
流を防止することができる。所望の順電流の方は、ダイ
オード1個の電圧降下分だけ損失はあるが、ダイオード
46を通じて平滑回路50へと流れることができ、図4
の実線で示すようなIc が得られる。ソフトスタート期
間が終了し安定動作期間に入るころには、V1が十分大
きくなって、演算増幅器72の出力Vs がアンド回路7
4をオンにする。その結果、アンド回路からのパルス出
力P3の反転信号がトランジスタ44のゲートに接続さ
れ、トランジスタ44がトランジスタ34と逆位相でオ
ン・オフする。こうして、トランジスタ34がオフのと
きには、トランジスタ44はオンである。したがって、
コイル32のインダクタンスにより誘起された高電圧に
より、電流が節点33からトランジスタ44を通って、
平滑回路50へと流れ、平滑回路50に高電圧が蓄積さ
れる。その後再びトランジスタ34がオンすると、節点
33は接地電圧にほぼ等しい電位になり、電源電圧Vdd
からコイル32を通ってアースへと再び電流が流れる。
このときトランジスタ44がオフとなっているので、平
滑回路50側から昇圧回路側へと電流が流れない。この
ように、トランジスタ34のオン/オフのサイクルを繰
り返して、平滑回路50に昇圧した電荷を供給し続け
る。安定動作期間中においては、コイル32により誘起
された電流Ic がダイオード46ではなくオン抵抗の小
さいトランジスタ44を流れるので、損失無く昇圧する
ことができる。
【0031】平滑回路50に流れ込んだ脈流電圧は、コ
ンデンサ54、56およびコイル52によって平滑され
る。昇圧され平滑された出力電圧Voは、出力端子58
から取り出され、機器内の電子回路に供給されるととも
にパルス制御回路60内の分圧抵抗器61、62に供給
される。
【0032】平滑回路50からの出力電圧Vo は、パ
ルス幅制御回路60内の抵抗器61、62によって分圧
され、演算増幅器64の非反転入力に供給される。演算
増幅器64の反転入力には抵抗器63を介して第1基準
電圧Vrf1 が与えられる。分圧された非反転入力電圧と
第1基準電圧Vrf1 との差電圧が、抵抗63、65の抵
抗比によって定まる増幅率で増幅される。増幅された差
電圧が演算増幅器66によってのこぎり波STの電圧と
比較され、パルスP2 (図3参照)が出力される。
【0033】出力電圧Vo が所定の目標電圧より高く
なると、トランジスタ34のオン時間を短くする方向へ
パルス幅を制御する。すなわち、図3に示すようにパル
スP2 のLOWの間隔が長くなり、このLOWパルスが
アンド回路2をオフする。結果として得られるアンド回
路2の論理積出力P3は、図3に示すようになり、昇圧
回路30の昇圧動作を制御して、所定の出力電圧が得ら
れる。このようにして負荷が変動しても出力電圧を一定
に保つように制御される。
【0034】パルス幅制御回路60への電力は、図2で
は省略されているが、出力電圧Voを供給することがで
きる。
【0035】
【発明の効果】本発明に従えば、初期動作期間中におい
て平滑回路側から昇圧回路側への電流の逆流を防止する
ことができ、かつ、安定動作中には、効率よく昇圧する
ことができる。したがって、電圧変換器の安定な起動が
保障される。また、初期動作期間中において出力電圧を
確実に上げていくことができるので、電圧変換装置の始
動、すなわち目標電圧への到達時間を短縮することがで
きるとともに、始動の失敗を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】昇圧回路として従来から使用されている安定起
動型電圧変換装置のブロック図である。
【図2】図1に示す電圧変換装置の詳細な回路図であ
る。
【図3】電圧変換装置の各部信号波形を示すタイミング
チャートである。
【図4】コイルに流れる電流Ic を説明するグラフであ
る。
【図5】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図6】図5に示す実施例の電圧変換装置の詳細な回路
図である。
【符号の説明】
5 DC/DC電圧変換装置 Vdd 電源電圧 Vo 出力電圧 58 出力端子 P1 ソフトスタートパルス信号 20 ソフトスタート回路 P2 変調パルス信号 60 パルス幅制御回路 32 コイル 34 FETトランジスタ 30 昇圧回路 46 ダイオード 44 FETトランジスタ 40 ゲート回路 70 ステップアップ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流の電源電圧を受け、それを昇圧して得
    た出力電圧を出力端子に出力するDC/DC電圧変換装
    置であって:初期動作期間中出力パルス幅が徐々に大き
    くなっていくようにしたソフトスタートパルス信号を出
    力する、ソフトスタート回路と;前記出力電圧に帰還的
    に応答してパルス幅を変化させた変調パルス信号を出力
    する、パルス幅制御回路と;前記電源電圧に接続された
    インダクタ素子と、それに直列に接続されかつ前記ソフ
    トスタート回路および前記パルス幅制御回路に結合され
    たスイッチング素子とを有し、該スイッチング素子が導
    通および遮断を交互に繰り返すことによって前記電源電
    圧より高い昇圧電圧を出力する昇圧回路であり、前記ス
    イッチング素子は、初期動作期間中は前記ソフトスター
    トパルス信号により導通時間が徐々に長くなっていき当
    該DC/DC電圧変換装置をソフトスタートさせ、一方
    安定動作時には前記変調パルス信号により導通時間が制
    御されて所定の昇圧電圧をもたらすことを特徴とする昇
    圧回路と;該昇圧回路の出力と前記出力端子との間にお
    いて、並列接続された整流素子とスイッチング素子とを
    有するゲート回路と;該ゲート回路に接続され、初期動
    作期間中において前記ゲート回路のスイッチング素子を
    遮断し、かつ、安定動作中には前記ゲート回路の前記ス
    イッチング素子を介して前記昇圧回路側から前記出力端
    子側へと電流を流すように制御するステップアップ回路
    と;から構成され、初期動作期間中には前記出力端子側
    から前記昇圧回路側への電流逆流を阻止し、一方、安定
    動作中には前記昇圧回路から前記出力端子側へと効率よ
    く電流を通過させることを特徴とするDC/DC電圧変
    換装置。
JP26137991A 1991-09-13 1991-09-13 Dc/dc電圧変換装置 Expired - Fee Related JP3175227B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26137991A JP3175227B2 (ja) 1991-09-13 1991-09-13 Dc/dc電圧変換装置
EP92308117A EP0532263B1 (en) 1991-09-13 1992-09-08 DC/DC voltage converting device
US07/941,830 US5233508A (en) 1991-09-13 1992-09-08 Dc/dc voltage converting device
DE69216017T DE69216017T2 (de) 1991-09-13 1992-09-08 Gleichspannungswandler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26137991A JP3175227B2 (ja) 1991-09-13 1991-09-13 Dc/dc電圧変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0576167A true JPH0576167A (ja) 1993-03-26
JP3175227B2 JP3175227B2 (ja) 2001-06-11

Family

ID=17361032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26137991A Expired - Fee Related JP3175227B2 (ja) 1991-09-13 1991-09-13 Dc/dc電圧変換装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5233508A (ja)
EP (1) EP0532263B1 (ja)
JP (1) JP3175227B2 (ja)
DE (1) DE69216017T2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198258B1 (en) 1999-04-28 2001-03-06 Rohm Co., Ltd. DC-DC converter capable of soft starting function by slowly raising reference voltage
JP2004096937A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Yokogawa Electric Corp Dc−dc変換器
US6765371B2 (en) 2001-08-29 2004-07-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-isolated DC-DC converter for performing direct current power conversion
JP2006296148A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Toyota Motor Corp 電圧変換器
JP2007093696A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Casio Comput Co Ltd 電源回路及びその駆動制御方法
JP2008072789A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Industries Corp スイッチングレギレータ
KR101157429B1 (ko) * 2011-11-02 2012-06-22 (주)에이알텍 동기식 부스트 변환기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
US8299765B2 (en) 2008-02-28 2012-10-30 Fujitsu Semiconductor Limited Power supply control device and power supply control method
JPWO2017009963A1 (ja) * 2015-07-15 2017-10-19 三菱電機株式会社 電源装置

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121760A (en) * 1994-03-17 2000-09-19 Texas Instruments Incorporated Turn-on controller for switch-mode regulator
US5959493A (en) * 1996-05-06 1999-09-28 Cassista; Philip A. Totem pole driver circuit
US5770939A (en) * 1996-05-30 1998-06-23 Motorola Inc. Programmable amplitude ramp generator for automotive voltage regulators
AT408293B (de) * 1996-07-11 2001-10-25 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Schaltungen zur umformung von gleichspannungen in wechsel-, gleich- oder mischspannungen
US5742155A (en) * 1996-11-25 1998-04-21 Microchip Technology Incorporated Zero-current start-up circuit
US6429709B1 (en) * 1998-12-14 2002-08-06 Semiconductor Components Industries Llc Power converter circuit and method for controlling
DE60014357T2 (de) * 2000-07-18 2005-11-03 Stmicroelectronics S.R.L., Agrate Brianza Anlaufschaltung für Schaltnetzteile
WO2003041251A1 (en) * 2001-11-05 2003-05-15 Shakti Systems, Inc. Synchronous switched boost and buck converter
US7038514B2 (en) 2003-10-28 2006-05-02 Intersil Americas Inc. Startup circuit for a DC-DC converter
US7088078B2 (en) * 2004-06-04 2006-08-08 Astec International Limited Soft-start circuit for power converters
US7095215B2 (en) * 2004-06-04 2006-08-22 Astec International Limited Real-time voltage detection and protection circuit for PFC boost converters
US7615981B2 (en) * 2004-06-09 2009-11-10 O2Micro International Limited Boost converter with enhanced control capabilities of emulating an inductor current
WO2006006257A1 (ja) 2004-07-12 2006-01-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dc-dcコンバータ
JP2006062515A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Favess Co Ltd 昇圧装置及び電動パワーステアリング装置
US7365525B2 (en) * 2005-02-08 2008-04-29 Linear Technology Corporation Protection for switched step up/step down regulators
TWM291608U (en) * 2005-12-28 2006-06-01 Syspotek Corp Voltage conversion device for fuel cell
WO2008041666A1 (fr) 2006-10-02 2008-04-10 Panasonic Corporation Convertisseur cc/cc
TWI337798B (en) * 2007-03-14 2011-02-21 Advanced Analog Technology Inc Low voltage circuit for starting up synchronous step-up dc/dc converter and method thereof
CN101102080B (zh) * 2007-06-11 2012-09-19 龙鼎微电子(上海)有限公司 升压稳压器的启动电路和升压稳压器的启动方法
US8222874B2 (en) 2007-06-26 2012-07-17 Vishay-Siliconix Current mode boost converter using slope compensation
US8026707B2 (en) * 2007-08-29 2011-09-27 Monolithic Power Systems, Inc. Circuit system and method for reducing an in-rush current
CN101764578B (zh) * 2009-12-15 2011-11-16 天水华天微电子股份有限公司 双路同步软启动控制电路
US8552700B2 (en) 2010-10-06 2013-10-08 Freescale Semiconductor, Inc. Switched mode voltage regulator and method of operation
EP2595317A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-22 ST-Ericsson SA Method to apply a modulation controlling the state of a switch
US20140048068A1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 Liquivision Products, Inc. Underwater tank monitoring and communication apparataus, methods and systems
JP6060794B2 (ja) * 2013-04-19 2017-01-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 変換装置
DE102014216010A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Zündsystem und Verfahren zur Beschränkung eines Abschaltstromes eines Hochsetzstellers in einem Zündsystem
CN106329898B (zh) * 2015-06-19 2021-09-14 康普技术有限责任公司 一种用于软启动电路的快速放电电路及放电方法
US10135339B1 (en) * 2018-01-24 2018-11-20 Silanna Asia Pte Ltd High-speed open-loop switch-mode boost converter
CN111416511A (zh) * 2020-04-26 2020-07-14 珠海格力电器股份有限公司 Dc-dc变换电路、储能柜及其热接入控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3310380A1 (de) * 1983-03-22 1984-10-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anlaufschaltung fuer ein schaltnetzteil
US4727308A (en) * 1986-08-28 1988-02-23 International Business Machines Corporation FET power converter with reduced switching loss
FR2628269B1 (fr) * 1988-03-04 1990-07-27 Sgs Thomson Microelectronics Dispositif de demarrage progressif d'une alimentation a decoupage
US4806842A (en) * 1988-05-09 1989-02-21 National Semiconductor Corporation Soft start for five pin switching regulators
IT1236714B (it) * 1989-10-25 1993-03-26 Sgs Thomson Microelectronics Circuito di alimentazione per regolatore di tensione continua a commutazione in configurazione "step-up"

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198258B1 (en) 1999-04-28 2001-03-06 Rohm Co., Ltd. DC-DC converter capable of soft starting function by slowly raising reference voltage
US6765371B2 (en) 2001-08-29 2004-07-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-isolated DC-DC converter for performing direct current power conversion
KR100468884B1 (ko) * 2001-08-29 2005-02-02 도요타지도샤가부시키가이샤 Dc-dc 컨버터
JP2004096937A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Yokogawa Electric Corp Dc−dc変換器
JP2006296148A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Toyota Motor Corp 電圧変換器
JP4617977B2 (ja) * 2005-04-14 2011-01-26 トヨタ自動車株式会社 電圧変換器
JP2007093696A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Casio Comput Co Ltd 電源回路及びその駆動制御方法
JP2008072789A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Industries Corp スイッチングレギレータ
US8299765B2 (en) 2008-02-28 2012-10-30 Fujitsu Semiconductor Limited Power supply control device and power supply control method
KR101157429B1 (ko) * 2011-11-02 2012-06-22 (주)에이알텍 동기식 부스트 변환기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
JPWO2017009963A1 (ja) * 2015-07-15 2017-10-19 三菱電機株式会社 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69216017T2 (de) 1997-06-12
DE69216017D1 (de) 1997-01-30
US5233508A (en) 1993-08-03
EP0532263B1 (en) 1996-12-18
JP3175227B2 (ja) 2001-06-11
EP0532263A1 (en) 1993-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3175227B2 (ja) Dc/dc電圧変換装置
KR100702721B1 (ko) Dc/dc 업/다운 컨버터와 이를 포함하는 전력 공급 장치 및 휴대용 전자 기기
KR100281862B1 (ko) 전기 2중층 콘덴서를 사용하는 이차 전지 유니트
US6489758B2 (en) Bootstrap circuit in a DC/DC static converter having circuitry for avoiding bootstrap capacitor discharge
JP3300683B2 (ja) スイッチング電源
JP6382002B2 (ja) Dc−dcコンバータ
JPH0556636A (ja) 電圧変換装置
JPH06311736A (ja) Dc/dcコンバータ
JPH11220874A (ja) Dc−dcコンバータ制御回路
JP3591496B2 (ja) 電源装置
JP2006014454A (ja) Dc−dcコンバータ
JPH0357713B2 (ja)
EP0702449B1 (en) Micro power supply device using switching element
US6307359B1 (en) DC-DC converter powered by doubled output voltage
US5757632A (en) Switched capacitance voltage multiplier
US5065072A (en) Power supply circuit for an arc lamp, in particular for a motor vehicle headlight
US6522192B1 (en) Boost doubler circuit
JP2002078325A (ja) Dc−dcコンバータおよびそれを用いた電子装置
US6798269B2 (en) Bootstrap circuit in DC/DC static converters
JPH10243642A (ja) スイッチング電源装置
JP3289680B2 (ja) 電源装置の突入電流防止回路
US20020079948A1 (en) Bootstrap circuit in DC/DC static converters
JP2002051541A (ja) スイッチング電源装置及びスイッチング電源用半導体装置
JP4328417B2 (ja) 電源回路
JPH06165484A (ja) 電圧変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080406

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees