JPH07123705A - Variable output voltage switching regulator - Google Patents

Variable output voltage switching regulator

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JPH07123705A
JPH07123705A JP27185793A JP27185793A JPH07123705A JP H07123705 A JPH07123705 A JP H07123705A JP 27185793 A JP27185793 A JP 27185793A JP 27185793 A JP27185793 A JP 27185793A JP H07123705 A JPH07123705 A JP H07123705A
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JP
Japan
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output voltage
switching
current
control signal
circuit
Prior art date
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Application number
JP27185793A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Iba
隆 伊庭
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of the transient responsiveness of the output voltage of a variable output voltage switching regulator by eliminating the useless power consumption in the regulator by using a necessary minimum amount of dummy current. CONSTITUTION:A variable output voltage switching regulator is provided with a switching circuit to control the output voltage of the regulator by means of a switching transistor Q1, control signal impressing means 15 which controls the turning on/off of the transistor Q1 by using a control signal having a duty ratio corresponding to that of the output voltage, and a dummy current control circuit connected in parallel with a load RL to control current in accordance with the control signal.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可変出力電圧スイッチ
ングレギュレータに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a variable output voltage switching regulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】電源用レギュレータとして、効率が良
く、入力電源電圧に比べて出力電圧を高くも低くも設定
することができることから、スイッチングレギュレータ
が広く用いられている。たとえば、図3にブーストコン
バータ型のスイッチングレギュレータの従来の基本回路
を示す。図3において、入力電圧Vi は、インダクタ
L,スイッチングトランジスタQ,ダイオードD,キャ
パシタCを介して負荷RL に接続されている。
2. Description of the Related Art A switching regulator is widely used as a power supply regulator because it is efficient and can set an output voltage higher or lower than an input power supply voltage. For example, FIG. 3 shows a conventional basic circuit of a boost converter type switching regulator. In FIG. 3, the input voltage V i is connected to the load R L via the inductor L, the switching transistor Q, the diode D, and the capacitor C.

【0003】スイッチングトランジスタQがオンする
と、トランジスタQのソース側の電圧は0に近い値まで
落ち込んで、入力電圧Vi がインダクタLの両端に加わ
る。これに伴ってインダクタLに流れる電流は直線的に
増加する。このときトランジスタQのソース側の電圧が
出力電圧Vo よりも低いために、ダイオードDは逆バイ
アスを受けて電流は出力側に流れない。また、スイッチ
ングトランジスタQがオフしたとき、印加電圧は出力電
圧VO とダイオード電圧VD の和の値に近づく。この
際、出力電流Io はダイオードDを通って負荷側キャパ
シターCに流れ込む。
When the switching transistor Q is turned on, the voltage on the source side of the transistor Q drops to a value close to 0, and the input voltage V i is applied across the inductor L. Along with this, the current flowing through the inductor L increases linearly. For lower than the voltage of the source side of this time the transistor Q is the output voltage V o, the diode D is no current flows to the output side receives a reverse bias. When the switching transistor Q is turned off, the applied voltage approaches the sum of the output voltage V O and the diode voltage V D. At this time, the output current I o flows into the load side capacitor C through the diode D.

【0004】さらにインダクタ電流は、逆にVO −VD
−Vi で決まる比によって直線的に減少する。ここで
は、ダイオードDに流れる電流の平均値が出力電流IO
と等しくなるようにスイッチングトランジスタQをオン
オフ制御する。スイッチングトランジスタQのオン時間
及びオフ時間をそれぞれTON,TOFFとし、インダクタ
電流のピーク値をIpkとすると、スイッチングトランジ
スタQのオン時間TON,オフ時間TOFF は、それぞれ、 TON=(Ipk・L)/Vi , TOFF =(Ipk・L)/(Vo +VD −Vi ) となる。
Further, the inductor current is, on the contrary, V O -V D
It decreases linearly with the ratio determined by -V i. Here, the average value of the current flowing through the diode D is the output current I O.
The switching transistor Q is on / off controlled to be equal to. When the ON time and the OFF time of the switching transistor Q are T ON and T OFF , respectively, and the peak value of the inductor current is I pk , the ON time T ON and the OFF time T OFF of the switching transistor Q are T ON = ( I pk · L) / V i , T OFF = (I pk · L) / (V o + V D −V i ).

【0005】ここでダイオードDの端子間の電圧VD
無視できるものとすれば、 TOFF =(Ipk・L)/(Vo −Vi ) となり、これより Vo =Vi (TON+TOFF )TOFF =Vi ・T/TOFF となる。ただし、T=TON+TOFF である。
Assuming that the voltage V D between the terminals of the diode D can be ignored, T OFF = (I pk · L) / (V o −V i ), from which V o = V i (T ON + T OFF ) T OFF = V i · T / T OFF . However, T = T ON + T OFF .

【0006】したがってスイッチングトランジスタのオ
ンオフ時間を制御回路によって制御することにより、出
力電圧Vo の大きさが変わる。通常、インダクタLには
o /10程度の電流に対する大きさとしている。この
ため、負荷がない場合にも最大出力電流の1/10程度
の電流が流れるようにダミー抵抗RD を負荷と並列に接
続する。
Therefore, by controlling the on / off time of the switching transistor by the control circuit, the magnitude of the output voltage V o changes. Usually, the inductor L has a size for a current of about I o / 10. Therefore, the dummy resistor R D is connected in parallel with the load so that a current of about 1/10 of the maximum output current flows even when there is no load.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力電
圧Vo を可変にしようとすると、ダミー抵抗RD を出力
電圧に応じて変える必要がある。従来では、考え得る最
大のダミー電流になるよう、ダミー抵抗RD の抵抗値を
設定するか、または適当な抵抗値に固定してそのまま使
用していた。
However, in order to make the output voltage V o variable, it is necessary to change the dummy resistor R D according to the output voltage. Conventionally, the resistance value of the dummy resistor R D is set so as to have the maximum possible dummy current, or fixed to an appropriate resistance value and used as it is.

【0008】ダミー抵抗RD の抵抗値を最大のダミー電
流に適合させた場合、ダミー電流による損失が大きくな
り、無駄な消費電力が多くなるという問題がある。ま
た、ダミー抵抗RD の抵抗値が大きすぎると、出力電圧
の過渡応答性が悪くなる。本発明の目的は、可変出力電
圧スイッチングレギュレータにおいて、ダミー電流によ
る電力消費の無駄をなくし、しかも効率良く出力電圧を
制御できるようにすることにある。
When the resistance value of the dummy resistor R D is adapted to the maximum dummy current, there is a problem that the loss due to the dummy current becomes large and wasteful power consumption increases. Further, if the resistance value of the dummy resistor R D is too large, the transient response of the output voltage deteriorates. An object of the present invention is to eliminate waste of power consumption due to a dummy current in a variable output voltage switching regulator and to control the output voltage efficiently.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る可変出力電
圧スイッチングレギュレータは、スイッチング回路と、
スイッチング素子制御手段と、ダミー電流制御回路とを
備えている。スイッチング回路は、出力電圧を制御する
ためのスイッチング素子を含んでいる。スイッチング素
子制御手段は、出力電圧に応じたデューティ比の制御信
号によりスイッチング素子をオンオフ制御する。ダミー
電流制御回路は負荷に並列に接続され、制御信号印加手
段の制御信号に応じて、流れる電流を制御する。
A variable output voltage switching regulator according to the present invention comprises a switching circuit,
A switching element control means and a dummy current control circuit are provided. The switching circuit includes a switching element for controlling the output voltage. The switching element control means controls ON / OFF of the switching element with a control signal having a duty ratio according to the output voltage. The dummy current control circuit is connected in parallel to the load, and controls the flowing current according to the control signal from the control signal applying means.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、ダミー電流は、スイッチング
素子制御手段の制御信号に基づいてダミー電流制御回路
により制御される。ここで、スイッチング素子を制御す
る。制御信号は出力電圧に応じたデューティ比に設定さ
れている。したがって、ダミー電流は出力電圧に応じて
制御され、過大なダミー電流による電力消費を無くし、
しかも効率良く出力電圧を得ることができる。
According to the present invention, the dummy current is controlled by the dummy current control circuit based on the control signal of the switching element control means. Here, the switching element is controlled. The control signal is set to a duty ratio according to the output voltage. Therefore, the dummy current is controlled according to the output voltage, eliminating power consumption due to excessive dummy current,
Moreover, the output voltage can be efficiently obtained.

【0011】[0011]

【実施例】本発明に係る可変出力電圧スイッチングレギ
ュレータは、たとえば超音波診断装置の送信回路部に利
用される。図1は、本発明の一実施例が採用される超音
波診断装置の概略ブロック図である。図において、プロ
ーブ1は複数の振動子からなり、被検体2の表面に当て
られ、被検体2内に超音波ビームを送信し、被検体2か
らの反射エコーを受信する。プローブ1には送信回路3
が接続されている。送信回路3は、プローブ1の各振動
子に高周波パルスを印加する。またプローブ1には増幅
群4が接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The variable output voltage switching regulator according to the present invention is used, for example, in a transmission circuit section of an ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus in which an embodiment of the present invention is adopted. In the figure, the probe 1 is composed of a plurality of transducers, is applied to the surface of the subject 2, transmits an ultrasonic beam into the subject 2, and receives reflected echoes from the subject 2. Transmitter circuit 3 for probe 1
Are connected. The transmission circuit 3 applies a high frequency pulse to each transducer of the probe 1. An amplification group 4 is connected to the probe 1.

【0012】増幅群4は複数のアンプからなり、プロー
ブ1の各振動子に対応して設けられており、受波した反
射エコーを増幅する。増幅群4は、波形処理回路5に接
続されている。波形処理回路5は、増幅群4からの信号
を波形処理してデジタル・スキャン・コンバータ(以
下、DSCと記す)6に記憶可能な信号とするためのも
のである。この出力信号は、Bモード信号又はMモード
信号となっている。また、増幅群4はミキサー波形処理
回路7に接続されている。
The amplification group 4 is composed of a plurality of amplifiers, is provided corresponding to each transducer of the probe 1, and amplifies the reflected echo received. The amplification group 4 is connected to the waveform processing circuit 5. The waveform processing circuit 5 is for performing waveform processing on the signal from the amplification group 4 to obtain a signal that can be stored in a digital scan converter (hereinafter referred to as DSC) 6. This output signal is a B mode signal or an M mode signal. The amplification group 4 is connected to the mixer waveform processing circuit 7.

【0013】ミキサー波形処理回路7は、受信された反
射エコーと送信系からの参照信号とを混合するものであ
る。ミキサー波形処理回路7の出力はA/D変換回路8
に接続されている。A/D変換回路8は、ミキサー波形
処理回路7の出力をA/D変換するものである。A/D
変換回路8は、ドプラー用演算処理回路9に接続されて
いる。ドプラー用演算処理回路9は、A/D変換された
ドプラー信号に対して相関演算処理等を行い、平均血流
値等を計算したり、また、A/D変換されたドプラー信
号を高速フーリエ変換し、血流速度分布を演算したりす
るためのものである。
The mixer waveform processing circuit 7 mixes the received reflected echo with the reference signal from the transmission system. The output of the mixer waveform processing circuit 7 is the A / D conversion circuit 8
It is connected to the. The A / D conversion circuit 8 performs A / D conversion on the output of the mixer waveform processing circuit 7. A / D
The conversion circuit 8 is connected to the Doppler arithmetic processing circuit 9. The Doppler arithmetic processing circuit 9 performs correlation arithmetic processing and the like on the A / D-converted Doppler signal to calculate an average blood flow value and the like, and performs fast Fourier transform on the A / D-converted Doppler signal. However, the blood flow velocity distribution is calculated.

【0014】ドプラー用演算処理回路9はDSC6に接
続されている。たとえばDSC6では、カラードプラー
Bモード時に、Bモード像とカラードプラー像との合成
が行われる。またMモード時には、波形処理回路5から
の出力によりMモード像が得られる。DSC6はCRT
10に接続されている。CRT10はカラードプラー像
やMモード像等を表示し、ドプラーモード時にはスペク
トル像が表示される。
The Doppler arithmetic processing circuit 9 is connected to the DSC 6. For example, in the DSC 6, the B mode image and the color Doppler image are combined in the color Doppler B mode. Further, in the M mode, an M mode image is obtained by the output from the waveform processing circuit 5. DSC6 is a CRT
Connected to 10. The CRT 10 displays a color Doppler image, an M mode image, etc., and a spectrum image is displayed in the Doppler mode.

【0015】これらの送信回路3、ミキサー波形処理回
路7、波形処理回路5、DSC6、ドプラー用演算処理
回路9及びCRT10には制御回路14が接続されてい
る。制御回路14はこれらの各部を制御する。本発明の
一実施例によるスイッチングレギュレータは、図1にお
ける送信回路3の一部に利用可能なものであり、その回
路図を図2に示す。
A control circuit 14 is connected to the transmitting circuit 3, the mixer waveform processing circuit 7, the waveform processing circuit 5, the DSC 6, the Doppler arithmetic processing circuit 9 and the CRT 10. The control circuit 14 controls each of these parts. The switching regulator according to the embodiment of the present invention can be used as a part of the transmission circuit 3 in FIG. 1, and its circuit diagram is shown in FIG.

【0016】入力電圧Vi は、インダクタL及びダイオ
ードDを介して負荷RL (プローブ1)に接続されてい
る。スイッチングトランジスタQ1 は、インダクタLを
介して入力電圧Vi に並列に接続されている。キャパシ
ターC1 はインダクタL及びダイオードDを介して入力
電圧Vi に並列に接続されている。出力側には負荷RL
と並列にトランジスタQ4 が接続されている。トランジ
スタQ4 のベースには、トランジスタQ2 ,抵抗R1
キャパシターC2 ,抵抗R 2 ,トランジスタQ3 を介し
て入力電圧Vi が入力されている。また、トランジスタ
4 のエミッタには抵抗Re が直列に接続されている。
Input voltage ViIs inductor L and dio
Load R via the card DLConnected to (probe 1)
It Switching transistor Q1Is the inductor L
Input voltage ViAre connected in parallel. Capacity
Tar C1Is input via inductor L and diode D
Voltage ViAre connected in parallel. Load R on the output sideL
Transistor Q in parallel withFourAre connected. Transi
Star QFourThe base of the transistor Q2, Resistance R1
Capacitor C2, Resistance R 2, Transistor Q3Through
Input voltage ViHas been entered. Also transistors
QFourResistor R for the emitter ofeAre connected in series.

【0017】トランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 には、電界
効果トランジスタ(以下、FETと記す)が用いられ
る。各トランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 のゲート端子に
は、制御信号印加手段15からの制御信号が入力されて
いる。制御信号印加手段15は、出力電圧V0 に応じた
デューティ比の制御信号を出力する。次に図2に示した
回路の動作を説明する。
Field-effect transistors (hereinafter referred to as FETs) are used for the transistors Q 1 , Q 2 , and Q 3 . The control signal from the control signal applying means 15 is input to the gate terminals of the transistors Q 1 , Q 2 , and Q 3 . The control signal applying means 15 outputs a control signal having a duty ratio according to the output voltage V 0 . Next, the operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described.

【0018】出力電圧をVo とすると、従来技術と同様
に、 Vo =Vi (TON+TOFF )/TOFF =Vi ・T/TOFF となる。ただし、オン時間をTON,オフ時間をTOFF
ON+TOFF =Tとする。トランジスタQ4 のベース電
圧は制御信号印加手段15の制御信号によって制御され
たトランジスタQ2 ,Q3 によって決まる。トランジス
タQ4 のエミッタ抵抗値をRe とすると、トランジスタ
4 のコレクタ電流は、 Ic =Vi (TON/T)(TOFF /T)(1/Re ) =(Vi /(Re ・T))TON(TOFF /T) となる。
When the output voltage is V o , V o = V i (T ON + T OFF ) / T OFF = V i · T / T OFF , as in the prior art. However, ON time is T ON , OFF time is T OFF ,
Let T ON + T OFF = T. The base voltage of the transistor Q 4 is determined by the transistors Q 2 and Q 3 controlled by the control signal of the control signal applying means 15. When the emitter resistance value of the transistor Q 4 is R e , the collector current of the transistor Q 4 is I c = V i (T ON / T) (T OFF / T) (1 / R e ) = (V i / ( R e · T)) T ON (T OFF / T).

【0019】正常な動作に必要なダミー電流は、 Io =(Vi /2L)TON(TOFF /T) である。したがって、トランジスタQ4 のコレクタ電流
c がこのダミー電流となるように、Re ・T=2Lに
なるように設定すればよい。このことにより、出力電圧
を変化させた場合、それに応じて必要最小限のダミー電
流とすることができる。
The dummy current required for normal operation is I o = (V i / 2L) T ON (T OFF / T). Thus, as the collector current I c of the transistor Q 4 is the dummy current may be set such that R e · T = 2L. As a result, when the output voltage is changed, the required minimum dummy current can be set accordingly.

【0020】この実施例では、ブースト型のものを示し
たが、フライバック型その他の方式の場合も同様にして
実現できる。
In this embodiment, the boost type is shown, but the flyback type and other types can be similarly realized.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は、出力電圧に応じてダミー電流
が制御されており、必要最小限のダミー電流で電力消費
の無駄を無くすとともに、出力電圧の過渡応答性の低下
を防ぐ。
According to the present invention, the dummy current is controlled in accordance with the output voltage, the waste of power consumption is eliminated by the minimum required dummy current, and the transient response of the output voltage is prevented from being degraded.

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

【図1】本発明の一実施例が採用される超音波診断装置
の概略ブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus adopting an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】従来例の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

i 入力電圧 L インダクタ D ダイオード Q1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 トランジスタ C1 ,C2 キャパシター R1 ,R2 抵抗 Re エミッタ抵抗 RL 負荷 15 制御信号印加手段V i Input voltage L Inductor D Diode Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 Transistor C 1 , C 2 Capacitor R 1 , R 2 Resistance Re Emitter resistance RL Load 15 Control signal applying means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】出力電圧を制御するためのスイッチング素
子を含むスイッチング回路と、 負荷に応じたデューティ比の制御信号により前記スイッ
チング素子をオンオフ制御するスイッチング素子制御手
段と、 負荷に並列に接続され、流れる電流を前記制御信号に応
じて制御するダミー電流制御回路と、 を備えた可変出力電圧スイッチングレギュレータ。
1. A switching circuit including a switching element for controlling an output voltage, a switching element control means for on / off controlling the switching element by a control signal having a duty ratio according to a load, and a switching circuit connected in parallel to the load, A variable output voltage switching regulator, comprising: a dummy current control circuit that controls a flowing current according to the control signal.
JP27185793A 1993-10-29 1993-10-29 Variable output voltage switching regulator Pending JPH07123705A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100316100B1 (en) * 1997-06-26 2002-11-13 삼성전기주식회사 Power supply for varying output voltage
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