JPH06165484A - 電圧変換装置 - Google Patents
電圧変換装置Info
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- JPH06165484A JPH06165484A JP4333806A JP33380692A JPH06165484A JP H06165484 A JPH06165484 A JP H06165484A JP 4333806 A JP4333806 A JP 4333806A JP 33380692 A JP33380692 A JP 33380692A JP H06165484 A JPH06165484 A JP H06165484A
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Abstract
ル、ダイオードの数を減少させて実装面積を小さくす
る。 【構成】1組のコイル、ダイオードを2つのスイッチン
グ回路に接続して共用する。昇圧出力電圧を検出してフ
ィードバックすることにより、第1、第2スイッチング
回路の動作を制御し、効率的に動作させる。
Description
所望の高い電圧に変換する電圧変換回路に関し、さらに
詳しくは回路部品点数を減少させた電圧変換装置に関す
る。
くに民生用機器に多い。電池の供給できる電圧と電子機
器で使用される電圧とは必ずしも一致せず、したがって
電池の電圧を変換、すなわち昇圧して電子回路に供給す
る必要性が生じる。このような昇圧回路として、従来か
らアップ・コンバータと呼ばれる昇圧回路を使用し、と
くに低い入力電圧にも対応できるように、昇圧回路を2
種類並列にして用いている。図3に2種類並列構成した
従来の昇圧回路を示す。
が電源ライン3と接地4との間で直列に接続され、コイ
ル1とトランジスタ2との結合点にダイオード5のアノ
ードが接続される。発振回路6の出力がゲ−ト回路15を
介してトランジスタ2のゲートに接続されトランジスタ
2をオン/オフさせる。出力電圧11の値に応じて変化
するPWM 回路の出力はゲート回路16を介してトランジ
スタ12のゲートに接続されトランジスタ1 2をオン/
オフさせる。この様にして構成される昇圧回路7、8が
2段並列に接続され、各ダイオード5、9のカソードが
結合され、そこから昇圧された出力電圧が取り出され
る。取り出された出力は平滑回路10に与えられ、平滑
された直流電圧が出力11から取り出される。平滑回路
10の出力は、レベル検出回路13とPWM 回路14に与
えられる。
ランジスタ2をオンからオフさせると、コイル1とダイ
オード5との接続点には電源ライン3上の電圧より高い
電圧が発生し、しだいに低下する。その後再びトランジ
スタ2がオンすると接地電圧にほぼ等しい電圧になる。
したがって、ダイオード5のアノードには発振回路6か
ら出力されたパルスに応答した電圧変動が現れ、その変
動をダイオード5により整流すると、電源ライン3上の
電圧より高い電圧が得られる。
が予め定める電圧より高くなると、トランジスタ2はオ
フにされ、引き続きトランジスタ12にPWM 回路14か
らパルスが供給される。2段目の昇圧回路8は昇圧回路
7と同様の動作を行い、ダイオード9から昇圧された電
圧を出力する。
電圧が予め定める電圧に達すると、低レベルの電圧をゲ
ート15に与え、発振回路6からトランジスタ2へのパ
ルスの供給を停止する。パルスの供給が停止されると、
PWM 回路14からパルスがトランジスタ12のゲートに
供給され、昇圧回路8が動作を開始する。
昇圧回路を2段並列に接続して用い、1段目から2段目
へ切り換えて動作させることにより、比較的低い電圧を
目標とする高い電圧に効率的に変換することができる。
そして、この様な昇圧回路は比較的小型の機器に用いら
れるので、回路の小型化が要求されている。そこで、昇
圧回路の部品の小型化や部品点数の削減が強く望まれて
いる。
されたもので、1段目、2段目のそれぞれの昇圧回路が
別個に使用している2組のコイルおよびダイオードを、
昇圧回路の円滑な動作を損なうことなく、1組のコイル
およびダイオードに置き換えることを可能にする電圧変
換装置を提供することを目的とする。
めの本発明に従った電圧変換装置は、所定の第1周波数
信号に従って導通および遮断動作を繰り返す第1スイッ
チング手段21;所定の第2周波数信号に従って導通お
よび遮断動作を繰り返す第2スイッチング手段22;電
源電圧20と、第1スイッチング手段と、第2スイッチ
ング手段とに結合され、第1スイッチング手段または第
2スイッチング手段を導通および遮断動作させることに
より電源電圧を昇圧する昇圧手段23、27;昇圧手段
に接続され、その出力電圧を平滑する平滑手段31;平
滑手段に接続され、その平滑出力電圧が所定の基準電圧
に到達したことに応じて第1スイッチング手段の動作を
停止させかつ第2スイッチング手段の動作を開始させ
る、切換信号を出力する比較手段;から構成されること
を特徴とする。
る。昇圧手段は、発振手段からの所定の繰り返し信号で
導通・遮断動作する第1スイッチング手段に従って、電
池から与えられた電圧を昇圧する。第2スイッチング手
段も第1スイッチング手段と同様に電池の出力電圧を上
昇させるべく導通および遮断動作を繰り返す。昇圧され
た電圧は平滑手段に与えられ平滑される。平滑された電
圧が基準電圧に達すると比較手段は第1スイッチング手
段の動作を停止させ、第2スイッチング手段の動作を開
始させるための切換パルスを出力する。第1スイッチン
グ手段と第2スイッチング手段が1つの昇圧手段を共用
している。
圧変換装置の回路図である。マンガン電池,アルカリ電
池,水銀電池などの電池により構成される電池20が、
一般に電子機器内に装着され電子機器内部の電子回路の
電源として、またモータを有する場合はその動力源とし
て使用される。電池20の出力は昇圧回路28に入力さ
れる。昇圧回路28内のコイル23は、その一端が電源
ライン24に、他端がMOSトランジスタ25およびM
OSトランジスタ29の各ドレインに接続される。MO
Sトランジスタ25のソースは接地され、ゲートは論理
積回路26の出力に接続される。電池20の出力電圧が
低い場合においても動作を確保するため、MOSトラン
ジスタ25はゲートのしきい値電圧Vthの低いものが使
用される。MOSトランジスタ29のソースは接地さ
れ、ゲートは論理積回路52の出力に接続される。MO
Sトランジスタ29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
ンジスタが用いられる。コイル23とMOSトランジス
タ25およびMOSトランジスタ29の各ドレインとの
接続点にはダイオード27のアノードが接続される。ダ
イオード27のカソードは平滑回路31に接続される。
ダイオード27のカソードおよびコンデンサ33に接続
され、他端はコンデンサ34に接続されるとともに、電
圧変換装置の出力Vout に接続される。コンデンサ3
3、34はコイル32とともに平滑作用を行う。
テリシス・コンパレータ36の非反転入力に接続され、
反転入力には基準電圧Vref が与えられる。コンパレー
タ36の出力は論理積回路26、52に入力される。
回路42で分周され約128KHzの繰り返しパルス1
が出力される。分周されたパルスの一部はさらに別の分
周回路であるPWM 回路44で分周され、約32KHzの
繰り返しパルス2として出力される。繰り返しパルスV
1 (図2も参照)は論理積回路26に入力され、一方、
繰り返しパルスV2 は論理積回路52に入力される。論
理積回路26の出力は第1スイッチング回路21のMO
Sトランジスタ25のゲートに接続され、論理積回路5
2の出力は第2スイッチング回路22のMOSトランジ
スタ29のゲートに接続される。第1スイッチング回路
21、論理積回路26、分周回路42および発振回路4
3への電力は、図1ではそれらへの電源ラインは省略さ
れているが、電池20から供給される。第2スイッチン
グ回路22、平滑回路31、分周回路44、比較回路3
5および論理積回路52への電力は、図1では省略され
ているが、平滑回路31の出力が供給される。
タイミング・チャートを用いて説明する。電子機器の電
源スイッチがオンされると、電池20の出力電圧は 第
1スイッチング回路21に供給される。第2スイッチン
グ回路22にも電源ライン24を介して電力は供給され
るが、MOSトランジスタ29のゲートに低レベルの電
圧が与えられているので、動作は禁止されている。第1
スイッチング回路21のMOSトランジスタ25のゲー
トに発振回路43から導出された制御パルスが論理積回
路26を介して印加される(論理積回路26の他方の入
力は低レベルの信号が与えられている。)。MOSトラ
ンジスタ25は印加された制御パルスに応答して、導通
および遮断動作を繰り返す。MOSトランジスタ25が
オンすると電池20からコイル23、MOSトランジス
タ25を経由して電流が流れるので、ダイオード27の
アノードには低レベルの電圧(ドレイン・ソース間電
圧)が与えられる。次に、MOSトランジスタ25がオ
フするとコイル23中を流れていた電流はMOSトラン
ジスタ25からダイオード27へ流れようとするが、ダ
イオード側への入力抵抗はMOSトランジスタ25のオ
ン抵抗より高くなるのでコイル23の両端には誘導電圧
が発生する。この誘導電圧はダイオード27を介して平
滑回路31に与えられ、平滑された後外部出力端子OUTP
UTから出力されるとともに比較回路35のコンパレータ
36の非反転入力に印加される。
out と基準電圧Vref とを比較し、出力電圧Vout が基
準電圧Vref に達すると、図2に示すように、コンパレ
ータ36は高レベルの切換パルスVcontを出力する。切
換パルスVcontが高レベルになると、分周回路42から
MOSトランジスタ25のゲートへの制御パルスの印加
を停止する。これによりMOSトランジスタ25はオフ
し、第1スイッチング回路は動作を停止する。
ルスVcontは第2スイッチング回路22の動作を起動さ
せる。すなわち、第2スイッチング回路が第1スイッチ
ング回路21の動作を引き継ぎ、昇圧回路28の昇圧動
作を継続する。これにより、平滑回路31の出力電圧は
連続的に外部出力端子OUTPUTから出力される。
び第2スイッチング回路において使用するコイル、ダイ
オードを共用・単一化して部品点数を減らすことができ
るので、コスト削減や実装面積縮小の効果が得られる。
また、制御回路が簡略化されるので、安定性の良い電源
システムを比較的容易に構成することができる。
図である。
の電圧変換装置各部の信号波形図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 直流電源電圧を受けそれを昇圧して出力
する電圧変換装置であって:所定の第1周波数信号に従
って導通および遮断動作を繰り返す第1スイッチング手
段;所定の第2周波数信号に従って導通および遮断動作
を繰り返す第2スイッチング手段;前記電源電圧と、前
記第1スイッチング手段と、前記第2スイッチング手段
とに結合され、前記第1スイッチング手段または前記第
2スイッチング手段を導通および遮断動作させることに
より前記電源電圧を昇圧する昇圧手段;前記昇圧手段に
接続され、その出力電圧を平滑する平滑手段;前記平滑
手段に接続され、その平滑出力電圧が所定の基準電圧に
到達したことに応じて前記第1スイッチング手段の動作
を停止させかつ第2スイッチング手段の動作を開始させ
る、切換信号を出力する比較手段;から構成されること
を特徴とする電圧変換装置。 - 【請求項2】 前記第1および第2スイッチング手段は
それぞれ、接地されたソース、ドレインおよびゲートを
有するMOSトランジスタであり;前記昇圧手段は、一
端が前記電源の出力に接続され他端が前記MOSトラン
ジスタの各ドレインに接続されたコイルと、アノードが
前記コイルの他端に接続されカソードが当該昇圧手段の
出力となるダイオードとから構成される;ことを特徴と
する電圧変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4333806A JP3003437B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 電圧変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4333806A JP3003437B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 電圧変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06165484A true JPH06165484A (ja) | 1994-06-10 |
JP3003437B2 JP3003437B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=18270164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4333806A Expired - Lifetime JP3003437B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 電圧変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3003437B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001045239A1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Infineon Technologies North America Corp. | Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
WO2004084394A1 (de) * | 2003-03-21 | 2004-09-30 | Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Gasentladungsprozess-spannungsversorgungseinheit |
JP2005304230A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Tokyo Coil Engineering Kk | Dc−dcコンバータの起動方法及び装置 |
US7218538B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-05-15 | Seiko Epson Corporation | Power source device |
JP2007189799A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Toshiba Corp | パルス電源装置 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP4333806A patent/JP3003437B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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US7408329B2 (en) | 2003-03-21 | 2008-08-05 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Power supply unit for gas discharge processes |
US7898238B2 (en) | 2003-03-21 | 2011-03-01 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Generating an output DC voltage with a boost converter having a controlled pulse-duty factor |
US7218538B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-05-15 | Seiko Epson Corporation | Power source device |
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JP2007189799A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Toshiba Corp | パルス電源装置 |
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---|---|
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