JPH0614533A - 電圧変換回路 - Google Patents
電圧変換回路Info
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- JPH0614533A JPH0614533A JP16785792A JP16785792A JPH0614533A JP H0614533 A JPH0614533 A JP H0614533A JP 16785792 A JP16785792 A JP 16785792A JP 16785792 A JP16785792 A JP 16785792A JP H0614533 A JPH0614533 A JP H0614533A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】直流電圧を任意の異なる直流電圧に変換する電
圧変換回路において、リプル電圧の少ない安定化された
昇圧出力電圧を得る電圧変換回路を提供する。 【構成】電圧変換スイッチング動作時と電圧変換スイッ
チング動作停止時の各状態に応じて電圧変換された出力
電圧の分圧出力の電圧比較器への入力電圧を切り替える
ことを特徴とする電圧変換回路。 【効果】昇圧された出力電圧の電圧監視に際して発生す
る応答遅れを補正することにより、リプル電圧の低減を
はかり安定化された昇圧出力電圧を得ることができる。
圧変換回路において、リプル電圧の少ない安定化された
昇圧出力電圧を得る電圧変換回路を提供する。 【構成】電圧変換スイッチング動作時と電圧変換スイッ
チング動作停止時の各状態に応じて電圧変換された出力
電圧の分圧出力の電圧比較器への入力電圧を切り替える
ことを特徴とする電圧変換回路。 【効果】昇圧された出力電圧の電圧監視に際して発生す
る応答遅れを補正することにより、リプル電圧の低減を
はかり安定化された昇圧出力電圧を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧を任意の異な
る直流電圧に変換する電圧変換回路に関する。
る直流電圧に変換する電圧変換回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電圧変換回路のブロック図を図４
に、具体的な実施例を図５に示す。図５の従来例は、Ｍ
ＯＳ型トランジスタ７を使用してコイル４をスイッチン
グ制御するチョッパ方式の昇圧型電圧変換回路である。
入力電圧端子１とＧＮＤ端子２の間に入力電圧ＶＩが印
加されると、スイッチングトランジスタ７の導通状態で
は入力電圧端子１からコイル４を通して電流Ｉ１が流
れ、コイル４のインダクタンス値をＬ４とするとコイル
４を流れる電流は時間Ｔに比例して単調に増加してＩ１
＝ＶＩ・Ｔ／Ｌ４となる。但し、スイッチングトランジ
スタ７での電圧降下は無視している。スイッチングトラ
ンジスタ７の導通期間をＴ１とするとコイル４に蓄えら
れるエネルギーＰＬはスイッチングトランジスタ７のス
イッチング周波数をｆとすると単位時間当たりでは、 ＰＬ＝Ｌ４・（Ｉ１）2・ｆ／２＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ
／２・Ｌ４ となる。次に、スイッチングトランジスタ７が非導通状
態になるとコイル４に逆起電力が発生しダイオード５を
通して電流Ｉ２が流れ整流用コンデンサ６を充電する。
整流用コンデンサ６の電圧、即ち出力電圧ＶＯは、出力
電流ＩＯ，負荷抵抗ＲＬとすると出力電力とコイル４に
蓄積された電力が等しいので、 ＰＯ＝ＩＯ・ＶＯ＝ＶＯ2／ＲＬ＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ
／２・Ｌ４ ＶＯ＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ／２・Ｌ４・ＩＯ となり、電圧変換動作が実現できる。即ち、昇圧した２
次系の出力電圧を抵抗８１、８２により分圧して電圧比
較器９に入力し基準電圧と電圧比較して、その電圧比較
器９の出力にてスイッチング制御して昇圧動作をさせて
いた。
に、具体的な実施例を図５に示す。図５の従来例は、Ｍ
ＯＳ型トランジスタ７を使用してコイル４をスイッチン
グ制御するチョッパ方式の昇圧型電圧変換回路である。
入力電圧端子１とＧＮＤ端子２の間に入力電圧ＶＩが印
加されると、スイッチングトランジスタ７の導通状態で
は入力電圧端子１からコイル４を通して電流Ｉ１が流
れ、コイル４のインダクタンス値をＬ４とするとコイル
４を流れる電流は時間Ｔに比例して単調に増加してＩ１
＝ＶＩ・Ｔ／Ｌ４となる。但し、スイッチングトランジ
スタ７での電圧降下は無視している。スイッチングトラ
ンジスタ７の導通期間をＴ１とするとコイル４に蓄えら
れるエネルギーＰＬはスイッチングトランジスタ７のス
イッチング周波数をｆとすると単位時間当たりでは、 ＰＬ＝Ｌ４・（Ｉ１）2・ｆ／２＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ
／２・Ｌ４ となる。次に、スイッチングトランジスタ７が非導通状
態になるとコイル４に逆起電力が発生しダイオード５を
通して電流Ｉ２が流れ整流用コンデンサ６を充電する。
整流用コンデンサ６の電圧、即ち出力電圧ＶＯは、出力
電流ＩＯ，負荷抵抗ＲＬとすると出力電力とコイル４に
蓄積された電力が等しいので、 ＰＯ＝ＩＯ・ＶＯ＝ＶＯ2／ＲＬ＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ
／２・Ｌ４ ＶＯ＝（ＶＩ・Ｔ１）2・ｆ／２・Ｌ４・ＩＯ となり、電圧変換動作が実現できる。即ち、昇圧した２
次系の出力電圧を抵抗８１、８２により分圧して電圧比
較器９に入力し基準電圧と電圧比較して、その電圧比較
器９の出力にてスイッチング制御して昇圧動作をさせて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術ではスイッチングトランジスタ７の導通期間は整流用
コンデンサ６から負荷１１へ電流を供給するのみで出力
電圧は低下する。また、スイッチングトランジスタ７の
非導通期間のコンデンサ６への充電電流は出力電流ＩＯ
をデユ−テイ倍した値と大きくそれだけリプル電圧も大き
くなります。更に、携帯機器等主として電池を電源とし
て高効率・小型化が要求される製品に使用する場合、外
付け部品を減らすため分圧抵抗８１、８２をＩＣに内蔵
し更に無効電力を減らすため内蔵抵抗８１・８２を高抵
抗にする必要が生じます。一般にＩＣに高抵抗を内蔵す
ると素子面積が増大してそれに伴い抵抗素子の接合面積
も増加して寄生容量が大きくなり昇圧された出力電圧の
負荷電流による電圧変動がＩＣ内部の電圧比較器９に伝
搬するまでの遅延時間が先に述べた内蔵抵抗とその寄生
容量に比例して増大し昇圧スイッチング動作のオンオフ
制御に遅れが生じて図６（ａ）に示すような大きなリプ
ル電圧が昇圧された出力電圧に重畳するという問題点を
有していた。
術ではスイッチングトランジスタ７の導通期間は整流用
コンデンサ６から負荷１１へ電流を供給するのみで出力
電圧は低下する。また、スイッチングトランジスタ７の
非導通期間のコンデンサ６への充電電流は出力電流ＩＯ
をデユ−テイ倍した値と大きくそれだけリプル電圧も大き
くなります。更に、携帯機器等主として電池を電源とし
て高効率・小型化が要求される製品に使用する場合、外
付け部品を減らすため分圧抵抗８１、８２をＩＣに内蔵
し更に無効電力を減らすため内蔵抵抗８１・８２を高抵
抗にする必要が生じます。一般にＩＣに高抵抗を内蔵す
ると素子面積が増大してそれに伴い抵抗素子の接合面積
も増加して寄生容量が大きくなり昇圧された出力電圧の
負荷電流による電圧変動がＩＣ内部の電圧比較器９に伝
搬するまでの遅延時間が先に述べた内蔵抵抗とその寄生
容量に比例して増大し昇圧スイッチング動作のオンオフ
制御に遅れが生じて図６（ａ）に示すような大きなリプ
ル電圧が昇圧された出力電圧に重畳するという問題点を
有していた。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは昇圧された出力電圧
監視に際して、電圧変換スイッチング動作時と電圧変換
スイッチング動作停止時の各状態に応じて電圧変換され
た出力電圧の分圧出力の電圧比較器への入力電圧を切り
替えて応答遅れを補正することによりリプル電圧の低減
をはかり安定化された昇圧出力電圧を提供するところに
ある。
るもので、その目的とするところは昇圧された出力電圧
監視に際して、電圧変換スイッチング動作時と電圧変換
スイッチング動作停止時の各状態に応じて電圧変換され
た出力電圧の分圧出力の電圧比較器への入力電圧を切り
替えて応答遅れを補正することによりリプル電圧の低減
をはかり安定化された昇圧出力電圧を提供するところに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧変換回路
は、１次電圧から２次電圧を発生させるスイッチ素子と
リアクタンス素子とからなる電圧変換回路と２次電圧か
ら複数の中間電位を出力する電圧分圧回路と前記電圧分
圧回路の出力を選択的に出力する分圧出力選択回路と基
準電圧回路と前記基準電圧回路の出力と前記分圧出力選
択回路の出力を入力とする電圧比較器と前記電圧比較器
の出力を入力として電圧変換スイッチング動作制御信号
と前記分圧出力選択回路の出力選択信号を発生させるス
イッチング動作制御回路を具備することを特徴とする。
は、１次電圧から２次電圧を発生させるスイッチ素子と
リアクタンス素子とからなる電圧変換回路と２次電圧か
ら複数の中間電位を出力する電圧分圧回路と前記電圧分
圧回路の出力を選択的に出力する分圧出力選択回路と基
準電圧回路と前記基準電圧回路の出力と前記分圧出力選
択回路の出力を入力とする電圧比較器と前記電圧比較器
の出力を入力として電圧変換スイッチング動作制御信号
と前記分圧出力選択回路の出力選択信号を発生させるス
イッチング動作制御回路を具備することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明の上記の構成によれば、電圧変換された
出力を電圧変換スイッチング動作時と電圧変換スイッチ
ング動作停止時で異なる分圧された電圧を検知する構成
にしたので、応答遅れにより生じる出力電圧に重畳する
リプル電圧の低減ができ安定化された電圧変換出力電圧
を得ることが可能になる。
出力を電圧変換スイッチング動作時と電圧変換スイッチ
ング動作停止時で異なる分圧された電圧を検知する構成
にしたので、応答遅れにより生じる出力電圧に重畳する
リプル電圧の低減ができ安定化された電圧変換出力電圧
を得ることが可能になる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明について実施例に基ずいて詳細
に説明する。図１に、本発明の電圧変換回路のブロック
図を示す。１００は電圧変換回路、２００は電圧分圧回
路、１４は電圧分圧回路２００からの複数の中間電位か
ら選択的に出力する分圧出力選択回路、９は電圧比較
器、１０は基準電圧発生回路で電源電圧に依存しない任
意の一定の電圧を発生させる機能を有する。１１はスイ
ッチング動作制御回路で電圧変換動作に使用するクロッ
クを発生する発振機能と電圧変換スイッチング動作制御
信号と分圧出力選択回路１４の出力制御信号を発生する
機能を有する。図２は、本発明を使用した具体的な一実
施例である昇圧型電圧変換回路を示す。１は入力電圧端
子、２はＧＮＤ端子、３は電圧変換出力電圧端子（以
下、Ｖｏｕｔ端子という。）４はコイル、５はダイオー
ド、６は整流用コンデンサ、７はインダクタ駆動用スイ
ッチングトランジスタ、８１・８２・８３は電圧分圧抵
抗、９は電圧比較器、１０は基準電圧回路、１２はスイ
ッチング動作制御回路、１３は出力バッファ回路、１４
は分圧出力選択回路で２次系の出力電圧の異なる分圧出
力を入力としてスイッチング動作制御回路１２の出力に
より選択された分圧出力を出力する機能を有する。１５
・１６はスイッチ素子で、本実施例ではトランスミッシ
ョンゲートにより構成されている。
に説明する。図１に、本発明の電圧変換回路のブロック
図を示す。１００は電圧変換回路、２００は電圧分圧回
路、１４は電圧分圧回路２００からの複数の中間電位か
ら選択的に出力する分圧出力選択回路、９は電圧比較
器、１０は基準電圧発生回路で電源電圧に依存しない任
意の一定の電圧を発生させる機能を有する。１１はスイ
ッチング動作制御回路で電圧変換動作に使用するクロッ
クを発生する発振機能と電圧変換スイッチング動作制御
信号と分圧出力選択回路１４の出力制御信号を発生する
機能を有する。図２は、本発明を使用した具体的な一実
施例である昇圧型電圧変換回路を示す。１は入力電圧端
子、２はＧＮＤ端子、３は電圧変換出力電圧端子（以
下、Ｖｏｕｔ端子という。）４はコイル、５はダイオー
ド、６は整流用コンデンサ、７はインダクタ駆動用スイ
ッチングトランジスタ、８１・８２・８３は電圧分圧抵
抗、９は電圧比較器、１０は基準電圧回路、１２はスイ
ッチング動作制御回路、１３は出力バッファ回路、１４
は分圧出力選択回路で２次系の出力電圧の異なる分圧出
力を入力としてスイッチング動作制御回路１２の出力に
より選択された分圧出力を出力する機能を有する。１５
・１６はスイッチ素子で、本実施例ではトランスミッシ
ョンゲートにより構成されている。
【０００８】次に、図２の実施例における電圧変換回路
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【０００９】本実施例ではＶｏｕｔ端子３とＧＮＤ端子
２の間に接続されている抵抗素子８１・８２・８３に分
圧箇所を２箇所設けて（以下、Ａ点、Ｂ点という。）昇
圧された出力電圧を監視する。電源が投入されてＡ点の
電位が電圧比較器９に入力されている状態で昇圧スイッ
チング動作によりＡ点の電位が上昇し基準電圧より高く
なると電圧検出器９の出力が変化してスイッチング動作
制御回路１２で昇圧スイッチング動作を停止させてかつ
電圧比較器９への入力をＢ点に切り替える。次に昇圧さ
れた２次電圧が負荷電流により電圧降下してＢ点の電位
が基準電圧より低くなると再び電圧比較器９の出力が変
化してスイッチング動作制御回路１２により昇圧スイッ
チング動作を開始させてかつ電圧比較器９の入力をＡ点
に切り替える。上記スイッチング動作を繰り返すことに
より電圧変換動作が実現できる。しかし、所望の２次電
圧が得られるようにするにはＡ点及びＢ点の電位を適切
な分圧比に設定する必要がある。本実施例では、出力電
圧の負荷による電圧変動が電圧比較器９に伝搬するまで
の前述の抵抗及びそれに付随する寄生容量による帰還系
の伝搬遅延時間の遅れをあらかじめ考慮して分圧比を設
定することにより図６（ｂ）に示すようにリプル電圧が
低減された出力電圧が得られる。即ち、電圧比較器９へ
の入力電圧を変化させて応答遅れにより生じるリプル電
圧の低減をはかり安定化された昇圧出力電圧を得ること
が可能になる。図２の実施例ではインダクタを使用した
電圧変換回路例であるが、コンデンサを使用したチャー
ジポンプ電圧変換方式でも実現は可能である。図３に本
発明の他の実施例を示すブロック図を示す。１８は、電
圧変動検知回路で負荷電流による２次電圧の電圧降下時
間を検知する機能を有する。本発明では、２次電圧の電
圧降下時間を検知する電圧変動検知回路１８の出力によ
り複数個ある分圧出力選択回路から負荷の状態に応じて
リプル電圧が小さくなるように適切な分圧出力をセレク
タ回路１９で切り替えて電圧比較器９に入力することが
できる。従って、２次電圧は負荷電流が変化してもリプ
ル電圧が小さい安定した２次電圧出力が得られる。
２の間に接続されている抵抗素子８１・８２・８３に分
圧箇所を２箇所設けて（以下、Ａ点、Ｂ点という。）昇
圧された出力電圧を監視する。電源が投入されてＡ点の
電位が電圧比較器９に入力されている状態で昇圧スイッ
チング動作によりＡ点の電位が上昇し基準電圧より高く
なると電圧検出器９の出力が変化してスイッチング動作
制御回路１２で昇圧スイッチング動作を停止させてかつ
電圧比較器９への入力をＢ点に切り替える。次に昇圧さ
れた２次電圧が負荷電流により電圧降下してＢ点の電位
が基準電圧より低くなると再び電圧比較器９の出力が変
化してスイッチング動作制御回路１２により昇圧スイッ
チング動作を開始させてかつ電圧比較器９の入力をＡ点
に切り替える。上記スイッチング動作を繰り返すことに
より電圧変換動作が実現できる。しかし、所望の２次電
圧が得られるようにするにはＡ点及びＢ点の電位を適切
な分圧比に設定する必要がある。本実施例では、出力電
圧の負荷による電圧変動が電圧比較器９に伝搬するまで
の前述の抵抗及びそれに付随する寄生容量による帰還系
の伝搬遅延時間の遅れをあらかじめ考慮して分圧比を設
定することにより図６（ｂ）に示すようにリプル電圧が
低減された出力電圧が得られる。即ち、電圧比較器９へ
の入力電圧を変化させて応答遅れにより生じるリプル電
圧の低減をはかり安定化された昇圧出力電圧を得ること
が可能になる。図２の実施例ではインダクタを使用した
電圧変換回路例であるが、コンデンサを使用したチャー
ジポンプ電圧変換方式でも実現は可能である。図３に本
発明の他の実施例を示すブロック図を示す。１８は、電
圧変動検知回路で負荷電流による２次電圧の電圧降下時
間を検知する機能を有する。本発明では、２次電圧の電
圧降下時間を検知する電圧変動検知回路１８の出力によ
り複数個ある分圧出力選択回路から負荷の状態に応じて
リプル電圧が小さくなるように適切な分圧出力をセレク
タ回路１９で切り替えて電圧比較器９に入力することが
できる。従って、２次電圧は負荷電流が変化してもリプ
ル電圧が小さい安定した２次電圧出力が得られる。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電圧
変換された２次系の出力電圧監視に際して、電圧変換ス
イッチング動作時と電圧変換スイッチング動作停止時で
異なる分圧出力を取り出せるようにヒステリシスをもた
せた回路構成にしたので、出力系の電圧変動の応答遅れ
により生じるリプル電圧の低減がはかれ安定化された昇
圧出力電圧を得ることが可能になるなどすぐれた効果を
有するものである。
変換された２次系の出力電圧監視に際して、電圧変換ス
イッチング動作時と電圧変換スイッチング動作停止時で
異なる分圧出力を取り出せるようにヒステリシスをもた
せた回路構成にしたので、出力系の電圧変動の応答遅れ
により生じるリプル電圧の低減がはかれ安定化された昇
圧出力電圧を得ることが可能になるなどすぐれた効果を
有するものである。
【図１】 本発明を使用した電圧変換回路のブロック
図。
図。
【図２】 本発明を使用した電圧変換回路の一実施例を
示す回路図。
示す回路図。
【図３】 本発明を使用した電圧変換回路の他の実施例
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図４】 従来の電圧変換回路の一実施例を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図５】 従来の電圧変換回路の一実施例を示す回路
図。
図。
【図６】 電圧変換出力電圧波形図。
１ … 入力電圧端子 ２ … ＧＮＤ端子 ３ … 電圧変換出力電圧端子（Ｖｏｕｔ端子） ４ … コイル ５ … ダイオード ６ … 整流用コンデンサ ７ … インダクタ駆動用スイッチングトランジスタ ８１、８２、８３… 分圧用抵抗 ９ … 電圧比較器 １０ … 基準電圧回路 １１ … 負荷 １２ … スイッチング動作制御回路 １３ … 出力バッファ回路 １４ … 分圧出力選択回路 １５、１６ … トランスミッションゲート １８ … 電圧変動検知回路 １９ … セレクタ回路 １００ … 電圧変換回路 ２００ … 電圧分圧回路
Claims (2)
- 【請求項１】 １次電圧から２次電圧を発生させるスイ
ッチ素子とリアクタンス素子とからなる電圧変換回路と
２次電圧から複数の中間電位を出力する電圧分圧回路と
前記電圧分圧回路の出力を選択的に出力する分圧出力選
択回路と基準電圧回路と前記基準電圧回路の出力と前記
分圧出力選択回路の出力を入力とする電圧比較器と前記
電圧比較器の出力を入力として電圧変換スイッチング動
作制御信号と前記分圧出力選択回路の出力選択信号を発
生させるスイッチング動作制御回路を具備することを特
徴とする電圧変換回路。 - 【請求項２】 前記分圧出力選択回路を複数個有し、電
圧変換された２次電圧の電圧変動検知回路と電圧変動検
知回路の出力により前記複数個の分圧出力選択回路の出
力を選択し出力するセレクタ回路を有する請求項１記載
の電圧変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16785792A JPH0614533A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電圧変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16785792A JPH0614533A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電圧変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614533A true JPH0614533A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15857383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16785792A Pending JPH0614533A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電圧変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007752A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Rohm Co., Ltd. | 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 |
| JP2009153234A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| CN104052284A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 拉碧斯半导体株式会社 | 升压型开关稳压器以及半导体装置 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP16785792A patent/JPH0614533A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007752A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Rohm Co., Ltd. | 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 |
| JP2007020352A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Rohm Co Ltd | 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 |
| US7714560B2 (en) | 2005-07-11 | 2010-05-11 | Rohm Co., Ltd. | Step-down switching regulator |
| JP4685531B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-05-18 | ローム株式会社 | 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器 |
| JP2009153234A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| CN104052284A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | 拉碧斯半导体株式会社 | 升压型开关稳压器以及半导体装置 |
| JP2014180087A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-25 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 昇圧型スイッチングレギュレータおよび半導体装置 |
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