JPH0591735A - Booster-type dc-dc converter - Google Patents

Booster-type dc-dc converter

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JPH0591735A
JPH0591735A JP24607291A JP24607291A JPH0591735A JP H0591735 A JPH0591735 A JP H0591735A JP 24607291 A JP24607291 A JP 24607291A JP 24607291 A JP24607291 A JP 24607291A JP H0591735 A JPH0591735 A JP H0591735A
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mos transistor
reactor
voltage
switch
capacitor
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Akihiro Machida
明広 町田
Toru Umeno
徹 梅野
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable a booster-type DC-DC converter to be operated stably and highly efficiently even if an input voltage is reduced. CONSTITUTION:An energy from a DC power supply E is accumulated in a reactor L1 while a MOS transistor TR is on. While the MOS transistor TR is off, a means EP for reducing grounding potential which reduces a grounding potential of a pulse width modulation circuit PM is provided by utilizing a negative potential which is generated at the reactor L1, thus enabling a pulse width modulation circuit PM to produce a voltage which is equivalently larger than a voltage of the DC power supply E and a pulse with a height corresponding to this voltage to be added to the MOS transistor TR.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、スイッチを断続させて
入力電圧を所要の出力電圧に変換するスイッチト・キャ
パシタDC−DCコンバータに関し、特に、入力電圧が
MOSトランジスタの駆動電圧よりも低い昇圧型スイッ
チト・キャパシタDC−DCコンバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switched-capacitor DC-DC converter for converting an input voltage into a required output voltage by connecting and disconnecting a switch, and more particularly to a step-up type input voltage lower than a drive voltage of a MOS transistor. The present invention relates to a switched capacitor DC-DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流電源に、出力用コンデンサと該出力
用コンデンサの端子電圧を制御するMOSトランジスタ
とを直列に接続したスイッチト・キャパシタDC−DC
コンバータは、降圧型と昇圧型の2つに分けられる。
2. Description of the Related Art A switched capacitor DC-DC in which a DC power source is connected in series with an output capacitor and a MOS transistor for controlling the terminal voltage of the output capacitor.
The converter is divided into two types, a step-down type and a step-up type.

【0003】図2は、本願の出願人の出願に係る特願平
2−167801号に開示された昇圧型スイッチト・キ
ャパシタDC−DCコンバータの基本的な構成を示す回
路図である。同図において、直流電源Eに、第1のスイ
ッチS1とコンデンサC1と第2のリアクトルL2との直
列回路が並列に接続され、第2のスイッチS2が、第1
のスイッチS1とコンデンサC1との直列回路に並列に接
続される。コンデンサC1と第2のリアクトルL2との直
列回路には、第1のリアクトルL1と出力用コンデンサ
Oとの直列回路が並列に接続され、出力用コンデンサ
Oに並列に負荷RLが接続される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration of a step-up type switched capacitor DC-DC converter disclosed in Japanese Patent Application No. 167801/1990 filed by the applicant of the present application. In the figure, a series circuit of a first switch S 1 , a capacitor C 1, and a second reactor L 2 is connected in parallel to a DC power source E, and a second switch S 2 is
Is connected in parallel to the series circuit of the switch S 1 and the capacitor C 1 . The series circuit of the first reactor L 1 and the output capacitor C O is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C 1 and the second reactor L 2, and the load R L is connected in parallel to the output capacitor C O. Are connected.

【0004】この回路において、第1のスイッチS1
第2のスイッチS2とを逆相関係でオン、オフすると、
即ち、第1のスイッチS1がオンのとき第2のスイッチ
2がオフであり、第1のスイッチS1がオフのとき第2
のスイッチS2がオンであるように第1、第2のスイッ
チS1、S2を作動させると、このDC−DCコンバータ
の出力電圧Doutと入力電圧Dinとの比は、時比率d,
即ち,スイッチS2のオン・オフ周期Tに対するオフ周
期TOFFの比を用いて以下のように表される。
In this circuit, when the first switch S 1 and the second switch S 2 are turned on and off in a reverse phase relationship,
That is, when the first switch S 1 is on, the second switch S 2 is off, and when the first switch S 1 is off, the second switch S 2 is off.
The first such switch S 2 is on, Actuation second the switches S 1, S 2, the ratio between the DC-DC converter output voltage D out and the input voltage D in the duty ratio d ,
That is, it is expressed as follows using the ratio of the OFF period T OFF to the ON / OFF period T of the switch S 2 .

【0005】 Dout/Din = TOFF/T = /(1−d) したがって、時比率dを0から1までの任意の値に設定
することにより、DoutをDin以上の任意の値に昇圧さ
せることができる。
D out / D in = T OFF / T = / (1-d) Therefore, by setting the duty ratio d to an arbitrary value from 0 to 1, D out is set to an arbitrary value not less than D in. Can be boosted to.

【0006】実際の昇圧型のスイッチト・キャパシタ型
DC−DCコンバータは出力電圧安定化のための制御回
路SCを更に備え、例えば図3のAに示す回路構成を有
する。同図において、ダイオードD1が第1のスイッチ
1として、Pチャンネル型MOSトランジスタTRが
第2のスイッチS2としてしてそれぞれ使用される。制
御回路SCにおいて、出力電圧Voutは2個の直列の抵
抗r1、r2によって分圧され、その分圧された電圧Vと
基準電圧VRとが比較器CPで比較され、電圧Vと基準
電圧VRとの差の電圧VDが作られて、パルス幅変調回路
PMの1つの入力端子T1に入力される。パルス変調回
路PMの他の入力端子T2には、入力電圧Vinが供給さ
れる。こうして、パルス変調回路PMは、差電圧VD
応じた幅を持ち入力電圧Vinに相当する高さを持つ一連
の正のパルス電圧(図3のBを参照されたい)を出力端
子T3から出力し、これを保護抵抗r3を介してMOSト
ランジスタTRのゲートに加える。これにより、正のパ
ルスがMOSトランジスタTRのゲートに印加されてい
る期間、MOSトランジスタTRはオフとなり、ダイオ
ードD1はオンとなる。
The actual step-up type switched capacitor type DC-DC converter further includes a control circuit SC for stabilizing the output voltage, and has, for example, a circuit configuration shown in A of FIG. In the figure, the diode D 1 is used as the first switch S 1 and the P-channel type MOS transistor TR is used as the second switch S 2 . In the control circuit SC, the output voltage V out is divided by the two resistors r 1 and r 2 in series, and the divided voltage V and the reference voltage V R are compared by the comparator CP to obtain the voltage V A voltage V D, which is the difference from the reference voltage V R , is created and input to one input terminal T 1 of the pulse width modulation circuit PM. The input voltage V in is supplied to the other input terminal T 2 of the pulse modulation circuit PM. Thus, the pulse modulation circuit PM includes a series of positive pulse voltage (Fig. 3 see B) output terminals T 3 and having a height corresponding to the input voltage V in has a width corresponding to the differential voltage V D Is output from the output terminal of the MOS transistor TR via the protection resistor r 3 . As a result, the MOS transistor TR is turned off and the diode D 1 is turned on while the positive pulse is applied to the gate of the MOS transistor TR.

【0007】したがって、抵抗r1と抵抗r2との比を適
宜選定し、それに応じた差電圧VDによってMOSトラ
ンジスタTRのゲート電圧を制御して時比率を所定の値
に保つことによって、出力電圧Voutを所要の値に保持
することができる。また、抵抗r1とr2との比又は基準
電圧VRを変え、したがって差電圧VDを変えることによ
り、出力電圧Voutを変更することができる。
Therefore, by appropriately selecting the ratio between the resistance r 1 and the resistance r 2, and controlling the gate voltage of the MOS transistor TR by the difference voltage V D corresponding thereto to maintain the duty ratio at a predetermined value, the output The voltage V out can be maintained at a desired value. Also, the output voltage V out can be changed by changing the ratio of the resistors r 1 and r 2 or the reference voltage V R , and thus the difference voltage V D.

【0008】図4においては、PチャンネルMOSトラ
ンジスタTRの駆動電圧VGSは実質的に入力電圧Vin
等しく、入力電圧Vinが低下するとMOSトランジスタ
の駆動電圧VGSも低下し、PチャンネルMOSトランジ
スタTRのドレインとソースとの間のオン抵抗が増加し
てMOSトランジスタTRが発熱する。換言すれば、入
力電圧Vinが低下した場合には、MOSトランジスタT
Rが発熱を起こし、DC−DCコンバータ全体の効率を
低下させる原因になっている。実際、図3の回路におい
て、出力電圧Voutを12Vとし、入力電圧Vinを2V
から7Vまで変化させたところ、Vinが4Vよりも小さ
くなるとMOSトランジスタTRの駆動電圧VGSが十分
でなくなり、MOSトランジスタTRが発熱することが
確認された。
[0008] In FIG. 4, the driving voltage V GS of the P-channel MOS transistor TR is substantially equal to the input voltage V in, also decreases the driving voltage V GS of the MOS transistor when the input voltage V in is decreased, P-channel MOS The on-resistance between the drain and source of the transistor TR increases, and the MOS transistor TR generates heat. In other words, when the input voltage V in drops, the MOS transistor T
R causes heat generation, which is a cause of lowering the efficiency of the entire DC-DC converter. In fact, in the circuit of FIG. 3, the output voltage V out is 12 V and the input voltage V in is 2 V.
It was confirmed that the drive voltage V GS of the MOS transistor TR becomes insufficient and the MOS transistor TR generates heat when V in becomes smaller than 4 V.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】したがって、こうした
昇圧型スイッチト・キャパシタDC−DCコンバータに
おいて、PチャンネルMOSトランジスタのゲートに、
制御された電圧をどのようにして供給するかを解明する
ことが望まれていた。
Therefore, in such a step-up type switched capacitor DC-DC converter, the gate of the P-channel MOS transistor is
It was desired to elucidate how to provide a controlled voltage.

【0010】この発明は上記の課題を解決するために成
されたもので、直流電源から供給される電圧が低い場合
にも、効率が下がらずに安定した高効率の昇圧型DC−
DCコンバータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Even when the voltage supplied from the DC power supply is low, the efficiency does not decrease and the boosting DC-type is stable and highly efficient.
An object is to provide a DC converter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係る昇圧型DC−DCコンバータは、
少なくとも1つのスイッチをMOSトランジスタで構成
し、直流電源に接続する手段と、MOSトランジスタが
オンの期間に直流電源からのエネルギーを蓄積する少な
くとも1つのリアクトルと、直流電源にリアクトル及び
MOSトランジスタを介して接続されていて負荷に電流
を供給する出力用コンデンサと、出力用コンデンサの出
力電圧に対応する電圧が入力され、所要の時比率のパル
スを前記MOSトランジスタのゲートに加えるパルス幅
変調回路とを少なくとも備えている。この昇圧型DC−
DCコンバータは更に、MOSトランジスタがオフの期
間にリアクトルに発生される負電位を利用することによ
り、パルス幅変調回路の接地電位をさげる接地電位低下
手段を具備する。これによりパルス幅変調回路は直流電
源の出力電位差よりも大きい電位差を作り、この電位差
に対応する高さのパルスをMOSトランジスタのゲート
に加えるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a step-up DC-DC converter according to the present invention comprises:
A means for connecting at least one switch with a MOS transistor and connecting it to a DC power supply, at least one reactor for storing energy from the DC power supply while the MOS transistor is on, and a DC power supply via the reactor and the MOS transistor. At least a connected output capacitor for supplying a current to the load and a pulse width modulation circuit to which a voltage corresponding to the output voltage of the output capacitor is input and which applies a pulse of a required duty ratio to the gate of the MOS transistor. I have it. This step-up DC-
The DC converter further includes ground potential lowering means for reducing the ground potential of the pulse width modulation circuit by utilizing the negative potential generated in the reactor while the MOS transistor is off. Thereby, the pulse width modulation circuit produces a potential difference larger than the output potential difference of the DC power supply, and a pulse having a height corresponding to this potential difference is applied to the gate of the MOS transistor.

【0012】この発明の一実施例においては、昇圧型D
C−DCコンバータは、直流電源に接続する手段と第1
のスイッチと第2のリアクトルと出力用コンデンサとを
この順に直列に接続した回路と、第1のコンデンサと第
1のリアクトルとを直列に接続した回路であって、第2
のリアクトルと出力用コンデンサとの直列回路に並列に
接続された回路と、出力用コンデンサに並列に接続され
た負荷と、第1のスイッチと第1のコンデンサとの直列
回路に並列に接続された第2のスイッチと、出力用コン
デンサの出力電圧に対応する電圧が入力され、所要の時
比率のパルスを第2のスイッチに加えるパルス幅変調回
路とを備え、第2のスイッチとしてMOSトランジスタ
を使用し、該MOSトランジスタがオンの期間にエネル
ギーを第1のリアクトルに蓄積する。
In one embodiment of the present invention, a boost type D
The C-DC converter includes a means for connecting to a DC power supply and a first means.
A circuit in which the switch, the second reactor, and the output capacitor are connected in series in this order, and a circuit in which the first capacitor and the first reactor are connected in series.
Connected in parallel to the series circuit of the reactor and the output capacitor, the load connected in parallel to the output capacitor, and the series circuit of the first switch and the first capacitor A second switch and a pulse width modulation circuit for inputting a voltage corresponding to the output voltage of the output capacitor and applying a pulse of a required duty ratio to the second switch, and using a MOS transistor as the second switch Then, energy is stored in the first reactor while the MOS transistor is on.

【0013】この実施例のDC−DCコンバータは、M
OSトランジスタがオフの期間、第1のリアクトルに蓄
積されたエネルギーを受け取り利用して、パルス幅変調
回路の接地電位を所定電圧だけ下げる接地電位低下手段
を具備する。パルス幅変調回路は所定電圧と直流電源の
出力電圧との和の電圧に対応する高さのパルスをMOS
トランジスタのゲートに加えることができる。
The DC-DC converter of this embodiment has a M
A ground potential lowering means for lowering the ground potential of the pulse width modulation circuit by a predetermined voltage is provided by receiving and utilizing the energy stored in the first reactor while the OS transistor is off. The pulse width modulation circuit uses a MOS pulse whose height corresponds to the sum of the predetermined voltage and the output voltage of the DC power supply.
Can be added to the gate of a transistor.

【0014】接地電位低下手段を、付加コンデンサと整
流用ダイオードとの直列回路を第1のリアクトルに並列
に接続し、付加コンデンサと整流用ダイオードとの接続
点をパルス変調回路の接地端子に接続することにより構
成してもよい。
The ground potential lowering means is formed by connecting a series circuit of the additional capacitor and the rectifying diode in parallel to the first reactor, and connecting the connection point of the additional capacitor and the rectifying diode to the ground terminal of the pulse modulation circuit. You may comprise by.

【0015】[0015]

【作用】この発明に係る昇圧型DC−DCコンバータ
は、MOSトランジスタがオフの期間、第1のリアクト
ルに蓄積されたエネルギーを利用してパルス幅変調回路
の接地電位を等価的に下げるようにし、これによりパル
ス幅変調回路は直流電源の電圧よりも大きい電圧を作
り、この電圧に対応する高さのパルスがMOSトランジ
スタに加えられる。したがって、入力電圧が低下して
も、MOSトランジスタは発熱せず、昇圧型DC−DC
コンバータは高効率で安定に動作する。
In the step-up DC-DC converter according to the present invention, the ground potential of the pulse width modulation circuit is equivalently lowered by utilizing the energy stored in the first reactor while the MOS transistor is off. As a result, the pulse width modulation circuit produces a voltage larger than the voltage of the DC power supply, and a pulse having a height corresponding to this voltage is applied to the MOS transistor. Therefore, even if the input voltage drops, the MOS transistor does not generate heat, and the step-up DC-DC
The converter operates with high efficiency and stability.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図1により、この発明に係る昇圧型ス
イッチト・キャパシタDC−DCコンバータの一実施例
を詳細に説明する。図1のAから明らかなように、この
昇圧型DC−DCコンバータは、図3のAのDC−DC
コンバータに対して更に、直流電源Eの負端子(接地
レベル)とパルス幅変調回路PMの接地端子Gとの間に
付加コンデンサC2を接続すると共に、第1のリアク
トルL1とコンデンサC1との接続点に整流用ダイオード
2のカソードを接続し、そのアノードをパルス幅変調
回路PMの接地端子Gに接続するようにしたものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a boost type switched capacitor DC-DC converter according to the present invention will be described in detail below with reference to FIG. As is clear from A of FIG. 1, this step-up DC-DC converter has the DC-DC of A of FIG.
In addition to the converter, an additional capacitor C 2 is connected between the negative terminal (ground level) of the DC power supply E and the ground terminal G of the pulse width modulation circuit PM, and the first reactor L 1 and the capacitor C 1 are connected. The cathode of the rectifying diode D 2 is connected to the connection point of, and its anode is connected to the ground terminal G of the pulse width modulation circuit PM.

【0017】次に、図1の昇圧型DC−DCコンバータ
の動作を説明する。PチャンネルMOSトランジスタT
Rをオンさせると、第1のリアクトルL1は直流電源E
のエネルギーを蓄積する。一方、コンデンサC1は、オ
ンとなったMOSトランジスタTRを介して直流電源E
と直列に接続され放電する。この直流電源Eのエネルギ
ーとコンデンサC1の放電によるエネルギーとは第2の
リアクトルL2と出力用コンデンサC0に与えられ、出力
用コンデンサC0を充電する。
Next, the operation of the step-up DC-DC converter shown in FIG. 1 will be described. P-channel MOS transistor T
When R is turned on, the first reactor L 1 becomes a DC power source E
Accumulates the energy of. On the other hand, the capacitor C 1 is connected to the DC power source E via the turned-on MOS transistor TR.
It is connected in series and is discharged. The energy by energy and discharge of the capacitor C 1 of the DC power source E is supplied to the second reactor L 2 and the output capacitor C 0, charging the output capacitor C 0.

【0018】一方、PチャンネルMOSトランジスタT
Rがオフにされると、ダイオードD1がオンとなり、第
1のリアクトルL1は直流電源Eと直列に接続されるこ
とになるので、そこに蓄えられたエネルギーはダイオー
ドD1を介して放出されてコンデンサC1を充電する。ま
た、第2のリアクトルL2はダイオードD1を介して直流
電源Eと直列に接続され、出力用コンデンサC0を充電
する。
On the other hand, a P-channel MOS transistor T
When R is turned off, the diode D 1 is turned on and the first reactor L 1 is connected in series with the DC power source E, so that the energy stored therein is released through the diode D 1. Then, the capacitor C 1 is charged. Further, the second reactor L 2 is connected in series with the DC power source E via the diode D 1 and charges the output capacitor C 0 .

【0019】MOSトランジスタTRがオフの期間に
は、第1のリアクトルL1には逆起電力が発生するの
で、第1のリアクトルL1とコンデンサC1との接続点は
負の電位となる。したがって、MOSトランジスタTR
がオンの期間に第1のリアクトルL1に蓄積されたエネ
ルギーによって、付加コンデンサC2はMOSトランジ
スタTRがオフの期間に整流用ダイオードD2を介して
充電される。これにより、パルス幅変調回路PMの接地
端子Gの電位は、コンデンサC2の両端間の電圧VC2
け接地電位よりも低くなる。つまり、コンデンサC2
ダイオードD2とは接地電位低下手段EPを構成する。
Since the counter electromotive force is generated in the first reactor L 1 while the MOS transistor TR is off, the connection point between the first reactor L 1 and the capacitor C 1 has a negative potential. Therefore, the MOS transistor TR
The additional capacitor C 2 is charged through the rectifying diode D2 while the MOS transistor TR is off by the energy stored in the first reactor L 1 during the on period. As a result, the potential of the ground terminal G of the pulse width modulation circuit PM becomes lower than the ground potential by the voltage V C2 across the capacitor C 2 . That is, the capacitor C 2 and the diode D 2 form the ground potential lowering means EP.

【0020】こうして、PチャンネルMOSトランジス
タTRがオンのときに第1のリアクトルL1に蓄積され
たエネルギーの一部を、MOSトランジスタTRがオフ
のときに整流用ダイオードD2を介して付加コンデンサ
2に蓄積することにより、パルス幅変調回路PMは付
加コンデンサC2の両端間の電圧VC2と入力電圧Vin
の和の電圧を利用することが可能になる。そこで、パル
ス幅変調回路PMは、この和の電圧に対応した高さのパ
ルス(図1のBを参照されたい)をMOSトランジスタ
TRのゲートに駆動電圧VGSとして加える。
Thus, a part of the energy stored in the first reactor L 1 when the P-channel MOS transistor TR is on is supplied to the additional capacitor C via the rectifying diode D 2 when the MOS transistor TR is off. By accumulating in 2 , the pulse width modulation circuit PM can utilize the sum of the voltage V C2 across the additional capacitor C 2 and the input voltage V in . Therefore, the pulse width modulation circuit PM applies a pulse having a height corresponding to this sum voltage (see B in FIG. 1) to the gate of the MOS transistor TR as the drive voltage V GS .

【0021】したがって、入力電圧Vinが低下しても、
MOSトランジスタTRのゲートには、入力電圧Vin
付加コンデンサの電圧VC2との和の電圧に対応した高さ
のパルスが供給されるので、この実施例の昇圧型DC−
DCコンバータにおいては、MOSトランジスタTRの
オン抵抗の上昇が防止され、従来のものに比べて、発熱
し難く、しかも高効率で安定に動作することができる。
[0021] Therefore, the input voltage V in is also reduced,
Since a pulse having a height corresponding to the sum of the input voltage V in and the voltage V C2 of the additional capacitor is supplied to the gate of the MOS transistor TR, the step-up DC-of this embodiment is used.
In the DC converter, an increase in the on-resistance of the MOS transistor TR is prevented, so that it is less likely to generate heat as compared with the conventional one, and it is possible to operate stably with high efficiency.

【0022】実際、図1の昇圧型DC−DCコンバータ
においては、出力電圧Voutを12Vに設定し、入力電
圧を2Vから7Vまで変化させたところ、入力電圧Vin
が2Vまで低下しても、MOSトランジスタTRに発熱
を認めることはできなかった。これにより、この発明に
係る昇圧型DC−DCコンバータは、入力電圧が低下し
ても、安定した高い効率の動作を維持することがわか
る。
Actually, in the step-up DC-DC converter of FIG. 1, when the output voltage V out is set to 12 V and the input voltage is changed from 2 V to 7 V, the input voltage V in
However, even if the voltage drops to 2 V, the heat generation cannot be recognized in the MOS transistor TR. From this, it can be seen that the step-up DC-DC converter according to the present invention maintains stable and highly efficient operation even when the input voltage drops.

【0023】[0023]

【発明の効果】上記のとおり、MOSトランジスタがオ
フの期間、第1のリアクトルの発生する逆方向の起電力
を利用してパルス発生変調回路の接地電位を下げる手段
を設けたので、パルス幅変調回路は直流電源の電圧より
も大きい電圧を作ることが可能になり、この電圧に対応
する高さのパルスをMOSトランジスタの駆動電圧とし
て利用することができる。したがって、入力電圧が低下
したときにもMOSトランジスタの発熱を回避すること
ができ、昇圧型DC−DCコンバータを安定且つ高効率
に動作させることができる。
As described above, since the means for lowering the ground potential of the pulse generation modulation circuit is provided by utilizing the reverse electromotive force generated by the first reactor while the MOS transistor is off, the pulse width modulation is performed. The circuit can generate a voltage larger than the voltage of the DC power supply, and the pulse of the height corresponding to this voltage can be used as the drive voltage of the MOS transistor. Therefore, even when the input voltage drops, heat generation of the MOS transistor can be avoided, and the step-up DC-DC converter can be operated stably and highly efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Aはこの発明に係る昇圧型スイッチト・キャパ
シタDC−DCコンバータの一実施例の構成を示す図で
あり、BはMOSトランジスタのゲートに印加されるパ
ルスの波形を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a step-up switched capacitor DC-DC converter according to the present invention, and B is a diagram showing a waveform of a pulse applied to a gate of a MOS transistor. ..

【図2】先きの出願に係る昇圧型スイッチト・キャパシ
タDC−DCコンバータの動作原理を説明するための
図。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the step-up switched capacitor DC-DC converter according to the previous application.

【図3】Aは、図2の昇圧型スイッチト・キャパシタD
C−DCコンバータを具体化した回路例を示す図であ
り、BはMOSトランジスタのゲートに印加されるパル
スの波形を示す図である。
3 is a boosted switched capacitor D of FIG.
It is a figure which shows the example of a circuit which actualized the C-DC converter, and B is a figure which shows the waveform of the pulse applied to the gate of a MOS transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:第1のリアクトル L2:第2のリアクトル C0:出力用コンデンサ C2:付加コンデンサ D1:ダイオード(第1のスイッチ) D2:整流用ダイオード PM:パルス幅変調回路 SC:制御回路 TR:MOSトランジスタ(第2のスイッチ) EP:接地電位低下手段L 1 : First reactor L 2 : Second reactor C 0 : Output capacitor C 2 : Additional capacitor D 1 : Diode (first switch) D 2 : Rectification diode PM: Pulse width modulation circuit SC: Control Circuit TR: MOS transistor (second switch) EP: Ground potential lowering means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つのスイッチをMOSトラ
ンジスタで構成し、直流電源に接続する手段と、前記M
OSトランジスタがオンの期間に前記直流電源からのエ
ネルギーを蓄積する少なくとも1つのリアクトルと、前
記直流電源に前記リアクトル及び前記MOSトランジス
タを介して接続されていて負荷に電流を供給する出力用
コンデンサと、該出力用コンデンサの出力電圧に対応す
る電圧が入力され、所要の時比率のパルスを前記MOS
トランジスタのゲートに加えるパルス幅変調回路とを少
なくとも備える昇圧型DC−DCコンバータにおいて、 前記MOSトランジスタがオフの期間に前記リアクトル
に発生される負電位を利用することにより、前記パルス
幅変調回路の接地電位を下げる接地電位低下手段を具備
し、前記接地電位低下手段により前記パルス幅変調回路
が等価的に前記直流電源の電位差よりも大きい電位差を
作ることを可能にし、この電位差に対応した高さのパル
スを前記MOSトランジスタに印加することを特徴とす
る昇圧型DC−DCコンバータ。
1. A means for connecting at least one switch to a direct current power source, the switch comprising a MOS transistor, and the M switch.
At least one reactor that stores energy from the DC power supply while the OS transistor is on; and an output capacitor that is connected to the DC power supply via the reactor and the MOS transistor to supply current to a load. A voltage corresponding to the output voltage of the output capacitor is input, and a pulse having a required duty ratio is supplied to the MOS.
A step-up DC-DC converter including at least a pulse width modulation circuit applied to the gate of a transistor, wherein the negative potential generated in the reactor while the MOS transistor is off is used to ground the pulse width modulation circuit. A ground potential lowering means for lowering the potential is provided, and the ground potential lowering means enables the pulse width modulation circuit to equivalently make a potential difference larger than the potential difference of the DC power supply, and a height corresponding to this potential difference. A step-up DC-DC converter characterized by applying a pulse to the MOS transistor.
【請求項2】 直流電源に接続する手段と第1のスイッ
チと第2のリアクトルと出力用コンデンサとをこの順に
接続した直列回路と、 第1のコンデンサと第1のリアクトルとを直列に接続し
た回路であって、前記第2のリアクトルと前記出力用コ
ンデンサとの直列回路に並列に接続された回路と、 前記出力用コンデンサに並列に接続された負荷と、 前記第1のスイッチと前記第1のコンデンサとの直列回
路に並列に接続された第2のスイッチと、 前記出力用コンデンサの出力電圧に対応する電圧が入力
され、所要の時比率のパルスを前記第2のスイッチに加
えるパルス幅変調回路とを備え、前記第2のスイッチと
してMOSトランジスタを使用し、該MOSトランジス
タがオンの期間に前記第1のリアクトルにエネルギーを
蓄積するようにした昇圧型DC−DCコンバータにおい
て、 前記MOSトランジスタがオフの期間、前記第1のリア
クトルに蓄積されたエネルギーを受け取り利用して、前
記パルス幅変調回路の接地電位を所定電圧だけ下げる接
地電位低下手段を具備し、前記パルス幅変調回路が前記
所定電圧と前記直流電源の出力電圧との和の電圧に対応
する高さのパルスを前記MOSトランジスタのゲートに
印加することを特徴とする昇圧型DC−DCコンバー
タ。
2. A series circuit in which a means for connecting to a DC power source, a first switch, a second reactor, and an output capacitor are connected in this order, and a first capacitor and a first reactor are connected in series. A circuit connected in parallel to a series circuit of the second reactor and the output capacitor, a load connected in parallel to the output capacitor, the first switch and the first A second switch connected in parallel with a series circuit of the capacitor and a voltage corresponding to the output voltage of the output capacitor, and a pulse width modulation for applying a pulse of a required duty ratio to the second switch. A circuit using a MOS transistor as the second switch, and storing energy in the first reactor while the MOS transistor is on. In the step-up DC-DC converter, the ground potential lowering means for lowering the ground potential of the pulse width modulation circuit by a predetermined voltage by receiving and using the energy stored in the first reactor while the MOS transistor is off. And a pulse width modulation circuit for applying a pulse having a height corresponding to the sum of the predetermined voltage and the output voltage of the DC power supply to the gate of the MOS transistor. DC converter.
【請求項3】 前記接地電位低下手段が付加コンデンサ
と整流用ダイオードとの直列回路を含み、該直列回路が
前記第1のリアクトルに並列に接続され、該付加コンデ
ンサと該整流用ダイオードとの接続点が前記パルス変調
回路の接地端子に接続されることを特徴とする請求項1
又は2記載の昇圧型DC−DCコンバータ。
3. The ground potential lowering means includes a series circuit of an additional capacitor and a rectifying diode, the series circuit being connected in parallel to the first reactor, and connecting the additional capacitor and the rectifying diode. The point is connected to the ground terminal of the pulse modulation circuit.
Alternatively, the step-up DC-DC converter described in 2.
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