JPH07250468A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents

Ｄｃ／ｄｃコンバータ

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JPH07250468A
JPH07250468A JP6041226A JP4122694A JPH07250468A JP H07250468 A JPH07250468 A JP H07250468A JP 6041226 A JP6041226 A JP 6041226A JP 4122694 A JP4122694 A JP 4122694A JP H07250468 A JPH07250468 A JP H07250468A
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voltage
switching
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converter
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JP6041226A
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Shigeru Honda
茂 本田
Manabu Sasaki
学 佐々木
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/573—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overcurrent detector
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
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    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion 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
    • H02M3/145—Conversion 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
    • H02M3/155—Conversion 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
    • H02M3/156—Conversion 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
    • H02M3/158—Conversion 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータに関し、負
荷の短絡などに伴う過熱障害を確実に防ぐことを目的と
する。 【構成】 入力電圧をスイッチングするスイッチング手
段１０１と、スイッチング手段１０１の出力を平滑化し
て出力電圧として出力する平滑化手段１０２と、出力電
圧に応じてスイッチング手段１０１によるスイッチング
動作を制御する制御手段１０３とを備えた構成のＤＣ／
ＤＣコンバータにおいて、入力される切換指示に応じ
て、制御手段１０３への駆動電源の供給元をスイッチン
グ手段１０１の入力側から平滑化手段１０２の出力側へ
切り換える切換手段１１１と、入力電圧の供給開始から
所定の時間が経過したときに、切換指示を出力する時限
手段１１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧の入力を受け
て、入力電圧とは異なる出力電圧に変換するＤＣ／ＤＣ
コンバータに関するものである。
【０００２】入力される直流電圧Viを異なる出力電圧Vo
に変換する電源回路の構成は、抵抗などを用いて電圧を
降下させるシリーズレギュレータとトランジスタなどを
スイッチングすることによって電圧を変換するスイッチ
ングレギュレータとに大きく分けられる。
【０００３】本明細書においては、上述したシリーズレ
ギュレータおよびスイッチングレギュレータの電圧変換
機能に着目して、これらの電源回路をＤＣ／ＤＣコンバ
ータと総称する。
【０００４】近年、情報処理装置や通信装置の分野で
は、装置の小型化および省電力化が求められており、こ
れに伴って、これらの装置に備えられる電源回路に対し
ても、小型化および省電力化が要求されている。このた
め、簡単な構成でしかも高い変換効率を有するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータが必要とされている。
【０００５】ここで、上述したスイッチングレギュレー
タは、高周波トランスを用いる構成と入力電圧を直接ス
イッチングする構成とに分けられ、また、入力電圧と出
力電圧との関係に着目すれば、入力電圧より低い出力電
圧を得る降圧型の構成と入力電圧よりも高い出力電圧を
得る昇圧型の構成とに分けられる。
【０００６】このように様々な構成のＤＣ／ＤＣコンバ
ータを変換効率に着目して比較すると、例えば、降圧型
の構成では、入力電圧を直接にスイッチングする構成
（以下、リップル制御方式と称する）によって高い変換
効率が得られることが知られている。
【０００７】特に、軽い負荷を駆動する電源装置の分野
では、変換効率の高さが重視されることから、リップル
制御方式のＤＣ／ＤＣコンバータが注目されている。
【０００８】
【従来の技術】図５に、従来のリップル制御方式の降圧
型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す。
【０００９】図５(a) において、ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１０は、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと略称
する）２１１を比較器２１２の出力に応じてスイッチン
グし、このＦＥＴ２１１の出力電圧をツェナーダイオー
ド２１３，チョークコイル２１４およびコンデンサ２１
５によって平滑化して、負荷に供給する構成となってい
る。
【００１０】このＤＣ／ＤＣコンバータ２１０におい
て、抵抗Ｒ1 と抵抗Ｒ2 とは、上述したコンデンサ２１
５と並列に接地されており、比較器２１２は、この抵抗
Ｒ1 と抵抗Ｒ2 との接続点における電圧Vdと所定の基準
電圧Vsとを比較して、比較結果に対応する出力を抵抗Ｒ
3 を介してＦＥＴ２１１のゲートに入力する構成となっ
ている。
【００１１】このＦＥＴ２１１のソース端子には入力電
圧が印加されており、このソース端子とゲート端子とを
抵抗Ｒ4 を介して接続することにより、ソース−ゲート
間に正の電圧が印加されている。したがって、上述した
比較器２１２が、電圧Vdが基準電圧Vsを下回ったときに
論理“０”に相当する電圧を出力し、電圧Vdが基準電圧
Vs以上であるときに出力端子を開放状態とすることによ
り、ＦＥＴ２１１のオン／オフを制御して、出力電圧の
安定化を図ることができる。
【００１２】このように、入力電圧を直接にスイッチン
グする構成では、負荷が短絡したときなどに、スイッチ
ング素子であるＦＥＴ２１１に過大な電流が流入する可
能性がある。
【００１３】このために、図５(a) の構成においては、
上述したＦＥＴ２１１の入力側にヒューズ５０１を挿入
し、このヒューズ５０１を溶断させることにより、過大
な電流がＦＥＴ２１１に流れこむことを防いでいる。
【００１４】また、図５(b) に示すように、電流監視回
路を設け、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０の出力側に設け
た抵抗ＲL による電圧降下Vcと所定の閾値とをコンパレ
ータ５０２によって比較し、この電圧降下Vcが所定の閾
値を超えたときに、比較器２１２を介してＦＥＴ２１１
をオフとする構成としたものもある。
【００１５】一方、図６(a) に示すように、シリーズレ
ギュレータ３１０は、出力電圧を電圧計３１１によって
計測し、この計測結果に応じて、可変抵抗などのドロッ
パ素子３１２による電圧降下を調整する構成である。
【００１６】また、図６(b) に示すように、高周波トラ
ンスを用いない昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０にお
いては、チョークコイル４１１の出力側は、平滑回路４
１２を介して負荷に接続されるとともに、スイッチング
素子４１３を介して接地されており、制御回路４１４が
出力電圧に応じてこのスイッチング素子４１３のオン／
オフ動作を制御する構成である。
【００１７】これらの構成においては、入力と出力との
あいだにスイッチング素子が設けられていないので、図
５(a) に示した構成と同様にヒューズを設けたり（図６
(a)参照）、シリーズレギュレータ３１０あるいはＤＣ
／ＤＣコンバータ４１０に入力電圧を供給する入力ライ
ンそのものにスイッチを設けて、図５(b) に示した電流
監視回路からの指示に応じて入力ラインをオフとする構
成としたりして（図６(b) 参照）、負荷の短絡に伴う過
大な電流からの保護がなされている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図５(a) に
示したように、ヒューズ５０１を挿入してＦＥＴ２１１
を保護する構成では、入力側に電流制限がある場合に、
この電流制限によってヒューズ５０１に流れる電流が制
限され、負荷が短絡してもヒューズ５０１が溶断しない
場合がある。この場合には、ＦＥＴ２１１に過大な電流
が流れてしまうために、ＦＥＴ２１１が過熱して発火し
たり、発煙したりしてしまう。
【００１９】また、図５(b) に示したように、出力電流
を監視すれば、負荷の短絡を確実に検出してＦＥＴ２１
１の過熱を防ぐことができる。しかしながら、この場合
には、出力電流を監視するための抵抗ＲL により常に電
圧降下が生じるので、ＤＣ／ＤＣコンバータとしての効
率が低下してしまう。
【００２０】一方、図７に示すように、別の比較器６０
１と抵抗Ｒ5 ，Ｒ6 とによって出力電圧を監視し、負荷
の短絡などによって出力電圧が基準電圧Vtを下回ったと
きに、ＦＥＴ２１１をオフ状態とする旨を指示するオフ
命令を比較器２１２に入力する構成も考えられる。
【００２１】しかし、この場合には、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２１０の立ち上げ前の出力電圧が低い状態と負荷の
短絡によって出力電圧が低下した状態とを判別すること
ができないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０を立ち上
げようとしても、比較器６０１からのオフ命令によって
ＦＥＴ２１１がオフ状態とされてしまう。
【００２２】本発明は、電圧変換効率を保ちながら、負
荷の短絡などによって生じる過熱障害を確実に防ぐこと
が可能なＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目的と
する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】図１は、請求項１ないし
請求項３のＤＣ／ＤＣコンバータの原理ブロック図であ
る。
【００２４】請求項１の発明は、入力電圧をスイッチン
グするスイッチング手段１０１と、スイッチング手段１
０１の出力を平滑化して出力電圧として出力する平滑化
手段１０２と、出力電圧に応じてスイッチング手段１０
１によるスイッチング動作を制御する制御手段１０３と
を備えた構成のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、入力さ
れる切換指示に応じて、制御手段１０３への駆動電源の
供給元をスイッチング手段１０１の入力側から平滑化手
段１０２の出力側へ切り換える切換手段１１１と、入力
電圧の供給開始から所定の時間が経過したときに、切換
指示を出力する時限手段１１２とを備えたことを特徴と
する。
【００２５】請求項２の発明は、請求項１に記載のＤＣ
／ＤＣコンバータにおいて、切換手段１１１は、スイッ
チング手段１０１の入力側から制御手段１０３に駆動電
源を供給する第１の配線を切換指示に応じて切断するス
イッチ１１３と、第１の配線における電流の向きを制限
するダイオード１１４と、平滑化手段１０２の出力側か
ら制御手段１０３に駆動電源を供給する第２の配線にお
ける電流の向きを制限するダイオード１１５とを備え、
第１の配線と第２の配線との接続点から制御手段１０３
に駆動電源を供給する構成であることを特徴とする。
【００２６】請求項３の発明は、請求項１に記載のＤＣ
／ＤＣコンバータにおいて、時限手段１１２は、入力電
圧の供給開始に応じて、電荷を蓄積するコンデンサ１１
６を備え、コンデンサ１１６の端子間電圧を切換指示と
して出力する構成であり、切換手段１１１は、所定のレ
ベル以下の電圧の入力を切換指示の入力として、駆動電
源の供給元を切り換える動作を行う構成であることを特
徴とする。
【００２７】図２は、請求項４および請求項５のＤＣ／
ＤＣコンバータの原理ブロック図である。請求項４の発
明は、入力電圧を異なる出力電圧に変換する電圧変換手
段１２１と、入力される第１の接続指示と第２の接続指
示との少なくとも一方によって接続が指示されたとき
に、電圧変換手段１２１に入力電圧を供給する入力ライ
ンを導通状態とするスイッチ１２２と、入力電圧の供給
開始から所定の時間だけスイッチ１２２を接続する旨の
第１の接続指示を送出する時限手段１２３と、通常は、
スイッチ１２２を接続とする旨の第２の接続指示を送出
し、出力電圧が所定の基準電圧を下回ったときに、スイ
ッチ１２２を切断する旨の第２の接続指示を送出するス
イッチ制御手段１２４とを備えたことを特徴とする。
【００２８】請求項５の発明は、請求項４に記載のＤＣ
／ＤＣコンバータにおいて、時限手段１２３は、入力電
圧の供給開始に応じて、電荷を蓄積するコンデンサ１２
５を備え、コンデンサ１２５の端子間電圧を第１の接続
指示として出力する構成であり、スイッチ１２２は、所
定のレベル以下の電圧が第１の接続指示あるいは第２の
接続指示として入力されたときに、入力ラインを接続す
る構成であることを特徴とする。
【００２９】
【作用】請求項１の発明は、時限手段１１２と切換手段
１１１との動作により、入力電圧の供給開始から所定の
時間後に、制御手段１０３への電源電圧の供給元をＤＣ
／ＤＣコンバータの入力側から出力側へ切り換えるもの
である。したがって、出力側に接続された負荷などが短
絡して出力電圧が低下すると、制御手段１０３への電源
電圧の供給が停止するから、スイッチング手段１０１へ
の制御信号は開放状態となる。これに応じて、スイッチ
ング手段１０１はオフ状態となるから、負荷の短絡に伴
う過大な電流がスイッチング手段１０１に流入すること
はなく、過熱障害を確実に防ぐことができる。
【００３０】請求項２の発明は、ダイオード１１４，１
１５を挿入したことにより、第１の配線と第２の配線と
の接続点から制御手段１０３に電源電圧を供給し、切換
指示に応じてスイッチ１１３が動作することにより、電
源の供給元を切り換えることができる。これにより、切
換手段１１１を簡易な回路で実現することが可能とな
る。
【００３１】請求項３の発明は、コンデンサ１１６の特
徴を利用することにより、簡易な構成で時限手段１１２
を構成することができる。請求項４の発明は、入力電圧
の供給開始時は、時限手段１２３からの第１の接続指示
に応じてスイッチ１２２をオンとして電圧変換手段１２
１に入力電圧を供給し、その後、正常な出力電圧が得ら
れている間は、スイッチ制御手段１２４からの第２の接
続指示により、入力ラインの導通状態を保つことができ
る。一方、負荷の短絡などによって出力電圧が低下した
ときには、第２の接続指示によってスイッチ１２２がオ
フとされるから、電圧変換手段１２１に過大な電流が流
入することはなく、負荷の短絡などに伴う過熱障害を確
実に防ぐことができる。
【００３２】請求項５の発明は、コンデンサ１２５の特
徴を利用することにより、簡易な構成で時限手段１２３
を構成することができる。
【００３３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図３は、請求項１のＤＣ／ＤＣコン
バータの実施例構成図である。
【００３４】図３において、ＤＣ／ＤＣコンバータは、
図５に示した従来のＤＣ／ＤＣコンバータ２１０に、ス
イッチ回路２２０と２つのダイオード２３１，２３２と
を付加した構成となっている。
【００３５】このＤＣ／ＤＣコンバータ２１０におい
て、ＦＥＴ２１１はスイッチング手段１０１に相当し、
ツェナーダイオード２１３，チョークコイル２１４およ
びコンデンサ２１５からなる平滑回路は、平滑化手段１
０２に相当している。また、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 と比較器２
１２とによって、制御手段１０３が形成されている。
【００３６】また、スイッチ回路２２０において、トラ
ンジスタ２２１と抵抗２２２とは、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２１０の入力側に並列に接続されており、この抵抗２
２２の一端とトランジスタ２２１のベース端子とは、コ
ンデンサ２２３および抵抗２２４を介して接地されてい
る。
【００３７】したがって、このスイッチ回路２２０のト
ランジスタ２２１は、入力電圧の供給が開始されてから
コンデンサ２２３の容量まで電荷が蓄積されるまでの間
だけオンとなり、その後オフとなる。
【００３８】また、このトランジスタ２２１のコレクタ
端子は、ダイオード１１４を介して比較器２１２の電源
端子に接続されており、トランジスタ２２１がオン状態
の間は、このトランジスタ２２１とダイオード１１４と
を介して、比較器２１２に電源電圧を供給する構成とな
っている。
【００３９】また、もう１つのダイオード１１５は、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２１０の出力側に並列に接続されて
おり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０の出力電圧を電源電
圧として比較器２１２に供給する構成となっている。
【００４０】すなわち、トランジスタ２２１を請求項２
で述べたスイッチ１１３として動作させ、このトランジ
スタ２２１と２つのダイオード１１４，１１５とによ
り、切換手段１１１の機能を実現する構成となってい
る。
【００４１】また、スイッチ１１３としてトランジスタ
２２１を用い、このトランジスタ２２１のベース端子を
コンデンサ２２３と抵抗２２４とを介して接地すること
により、請求項３で述べた構成を実現し、コンデンサ２
２３の入力側の電位に応じて、比較器２１２への電源電
圧の供給元を入力電圧の供給開始から所定の時間後に切
り換えることが可能となった。
【００４２】これにより、入力電圧の供給開始時は、入
力側から比較器２１２に電源電圧を供給し、所定の時間
が経過した後は、出力側から電源電圧を供給することが
できる。
【００４３】この場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０
の立ち上げ後に、負荷が短絡して出力電圧が低下する
と、比較器２１２は電源電圧が得られなくなるので、比
較器２１２の出力は開放状態となる。これにより、ＦＥ
Ｔ２１１はオフ状態となるから、負荷の短絡に伴う過大
な電流からＦＥＴ２１１を保護することができる。
【００４４】ここで、上述したように、入力電圧の供給
開始時には、入力側から比較器２１２に電源電圧が供給
されるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０を確実に立ち
上げることができる。したがって、その後に出力電圧が
低下した場合は、その原因は負荷の短絡であると断定で
きる。
【００４５】すなわち、この場合は、図７に示した従来
例のように、負荷が短絡したときの出力電圧の低下と、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０の立ち上げ前の出力電圧の
低い状態とを混同してしまうことはない。
【００４６】したがって、負荷の短絡を出力電圧の低下
として確実に検出して、スイッチング手段１０１の動作
を停止し、スイッチング手段１０１を保護することが可
能となるから、過熱障害を確実に防ぐことができる。
【００４７】これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータを含ん
だ電源回路の信頼性を向上することができる。また、出
力側に電流監視用の抵抗を設ける必要がないから、ＤＣ
／ＤＣコンバータの効率を低下させることはなく、リッ
プル制御方式の特徴である高い電圧変換効率を十分に活
かすことができる。
【００４８】また、上述したように、請求項２で述べた
構成を採用し、入力側および出力側から比較器２１２に
電源電圧を供給する配線に、それぞれダイオード１１
４，１１５を挿入したことにより、これらの配線を単純
に比較器２１２の電源端子に接続することが可能とな
り、切換手段１１１を簡易な構成で実現することができ
る。
【００４９】また、請求項３で述べた構成を採用し、コ
ンデンサ２２３の入力側の電位に応じてトランジスタ２
２１がオン／オフする構成とすることにより、切換手段
１１１および時限手段１１２をともに簡易な構成で実現
することができる。
【００５０】この場合は、回路構成が単純であるため、
障害が発生しにくい。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバー
タの信頼性の向上に寄与することができる。また、部品
点数が少ないので、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化およ
び低価格化を図ることができる。
【００５１】また、ＤＣ／ＤＣコンバータの立ち上がり
特性に応じて、コンデンサ２２３の容量を変更すること
により、様々なＤＣ／ＤＣコンバータに柔軟に対応する
ことができる。
【００５２】なお、特に図示はしないが、タイマなどの
素子を用いて、時限手段１１２を構成することも可能で
ある。以下、請求項４のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例
について説明する。
【００５３】図４は、請求項４のＤＣ／ＤＣコンバータ
の実施例構成図である。図４において、ＤＣ／ＤＣコン
バータは、電圧変換手段１２１として図６(a)に示した
シリーズレギュレータ３１０を備え、このシリーズレギ
ュレータ３１０に、スイッチ回路３２０を介して入力電
圧を供給する構成となっている。
【００５４】また、シリーズレギュレータ３１０の出力
側は、直列に接続された抵抗３３１，３３２を介して接
地されており、比較器３３３は、抵抗３３１と抵抗３３
２との接続点の電圧と所定の基準電圧Vrとの比較結果に
応じて、スイッチ回路３２０の動作を制御する構成とな
っている。
【００５５】ここで、スイッチ回路３２０は、図３に示
したスイッチ回路２２０のトランジスタ２２１に代え
て、ＦＥＴ３２１を備えた構成となっている。図４にお
いて、スイッチ回路３２０のＦＥＴ３２１は、スイッチ
１２２に相当するものであり、このＦＥＴ３２１のソー
ス端子には入力電圧が印加され、ドレイン端子はシリー
ズレギュレータ３１０の入力側に接続されている。ま
た、上述した比較器３３３の出力は、抵抗３３４を介し
てこのＦＥＴ３２１のゲート端子に入力されている。
【００５６】また、図４において、上述した２つの抵抗
３３１，３３２の接続点の電圧は、比較器３３３のマイ
ナス端子（図４において符号“−”で示す）に入力さ
れ、基準電圧Vrは比較器３３３のプラス端子（図４にお
いて符号“＋”で示す）に入力されている。
【００５７】したがって、この比較器３３３の出力は、
２つの抵抗３３１，３３２の接続点の電圧が基準電圧Vr
以上のときに論理“０”に相当するレベルとなり、基準
電圧Vr以下となったときに開放状態となる。すなわち、
２つの抵抗３３１，３３２と比較器３３３とによって、
スイッチ制御手段１２４の機能を実現し、比較器３３３
の出力を第２の接続指示としてＦＥＴ３２１のゲート端
子に入力する構成となっている。
【００５８】また、上述したスイッチ回路２２０と同様
に、このＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧の供給が開
始され、コンデンサ２２３に電荷が蓄積されている間
は、コンデンサ２２３の電位は論理“０”に相当するレ
ベルであり、その容量まで電荷が蓄積されたときに、コ
ンデンサ２２３は開放状態となる。
【００５９】このようにして、請求項５で述べた構成を
採用し、コンデンサ１２５の端子間電圧に相当するコン
デンサ２２３の入力側の電位を第１の接続指示としてＦ
ＥＴ３２１のゲート端子に入力することにより、時限手
段１２３の機能が実現されている。
【００６０】この場合は、入力電圧の供給が開始される
と、コンデンサ２２３からの第１の接続指示に応じてＦ
ＥＴ３２１がオン状態となり、シリーズレギュレータ３
１０の出力が立ち上がる。その後、コンデンサ２２３は
開放状態となり、第１の接続指示として、スイッチ１２
２を開放する旨が指示されるが、シリーズレギュレータ
３１０の出力電圧が正常なレベルを保っている間は、比
較器３３３からの第２の接続指示によって、ＦＥＴ３２
１のゲート端子への入力電圧を論理“０”に相当するレ
ベルに引っ張られる。したがって、通常は、コンデンサ
２２３が開放状態となった後もＦＥＴ３２１のオン状態
が持続し、シリーズレギュレータ３１０が立ち上がった
状態が維持される。
【００６１】一方、負荷などの短絡によって出力電圧が
低下すると、比較器３３３の出力が開放状態となって、
第１の接続指示および第２の接続指示がともにスイッチ
１２２の開放を指示するので、ＦＥＴ３２１はオフ状態
となり、シリーズレギュレータ３１０への入力電圧が停
止する。
【００６２】このように、コンデンサ２２３の端子間電
圧と比較器３３３の出力とによって、ＦＥＴ３２１の動
作を制御する構成とすることにより、入力電圧の供給開
始に応じてシリーズレギュレータ３１０を立ち上げて動
作させるとともに、負荷の短絡を漏れなく検出して、こ
れに伴う過大な電流からシリーズレギュレータ３１０を
保護し、過熱障害を確実に防止することができる。
【００６３】同様に、図６(b) に示したＤＣ／ＤＣコン
バータ４１０に、上述したスイッチ回路３２０とスイッ
チ制御手段１２４とを付加し、このスイッチ制御手段１
２４の出力とスイッチ回路３２０内部のコンデンサ２２
３の入力側の電位とに応じて、ＦＥＴ３２１が入力ライ
ンのスイッチ１２２として動作することにより、ＤＣ／
ＤＣコンバータ４１０を負荷の短絡などに伴う過熱障害
から保護することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
ＤＣ／ＤＣコンバータを立ち上げた後に、時限手段と切
換手段とによって、制御手段への電源電圧の供給元を入
力側から出力側へ切り換えることにより、負荷の短絡を
出力電圧の低下として漏れなく検出し、スイッチング手
段１０１を開放して、負荷の短絡に伴う過大な電流から
スイッチング手段１０１を保護することができる。これ
により、電圧変換効率を犠牲にすることなく、過熱障害
を確実に防ぐことができるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ
の省電力化に応えるとともに、信頼性を向上することが
できる。
【００６５】更に、請求項２および請求項３の構成を採
用することにより、保護用の回路を簡易な構成で実現す
ることが可能となるから、ＤＣ／ＤＣコンバータの低価
格化および小型化にも対応することができる。
【００６６】また、請求項４の発明は、時限手段とスイ
ッチ制御手段とを組み合わせて、入力ラインに設けたス
イッチを制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの
変換効率を損なうことなく、負荷の短絡などに伴う過熱
障害を確実に防ぐことができる。これにより、高い変換
効率と高い信頼性とを併せ持つＤＣ／ＤＣコンバータを
提供することができる。また、請求項５の構成を採用す
ることにより、保護用の回路を簡易な構成で実現可能と
なるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化および低価格
化の要求に応えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１ないし請求項３のＤＣ／ＤＣコンバー
タの原理ブロック図である。
【図２】請求項４および請求項５のＤＣ／ＤＣコンバー
タの原理ブロック図である。
【図３】請求項１のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例構成
図である。
【図４】請求項４のＤＣ／ＤＣコンバータの実施例構成
図である。
【図５】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図
である。
【図６】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図
である。
【図７】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図
である。
【符号の説明】 １０１ スイッチング手段 １０２ 平滑化手段 １０３ 制御手段 １１１ 切換手段 １１２，１２３ 時限手段 １１３，１２２ スイッチ １１４，１１５ ダイオード １１６，１２５ コンデンサ １２１ 電圧変換手段 １２４ スイッチ制御手段 ２１０，４１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ ２１１，３２１ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ） ２１２，３３３，５０２，６０１ 比較器 ２１３ ツェナーダイオード ２１４，４１１ チョークコイル ２１５，２２３ コンデンサ ２２０ スイッチ回路 ２２１ トランジスタ ２２２，２２４，３３１，３３２，３３４ 抵抗 ３１０ シリーズレギュレータ ３１１ 電圧計 ３１２ ドロッパ素子 ４１２ 平滑回路 ４１３ スイッチング素子 ４１４ 制御回路 ５０１ ヒューズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力電圧をスイッチングするスイッチン
    グ手段（１０１）と、前記スイッチング手段（１０１）
    の出力を平滑化して出力電圧として出力する平滑化手段
    （１０２）と、前記出力電圧に応じて前記スイッチング
    手段（１０１）によるスイッチング動作を制御する制御
    手段（１０３）とを備えた構成のＤＣ／ＤＣコンバータ
    において、 入力される切換指示に応じて、前記制御手段（１０３）
    への駆動電源の供給元を前記スイッチング手段（１０
    １）の入力側から前記平滑化手段（１０２）の出力側へ
    切り換える切換手段（１１１）と、 前記入力電圧の供給開始から所定の時間が経過したとき
    に、前記切換指示を出力する時限手段（１１２）とを備
    えたことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ
    において、 前記切換手段１１１は、 前記スイッチング手段（１０１）の入力側から前記制御
    手段（１０３）に駆動電源を供給する第１の配線を前記
    切換指示に応じて切断するスイッチ（１１３）と、 前記第１の配線における電流の向きを制限するダイオー
    ド（１１４）と、 前記平滑化手段（１０２）の出力側から前記制御手段
    （１０３）に駆動電源を供給する第２の配線における電
    流の向きを制限するダイオード（１１５）とを備え、 前記第１の配線と前記第２の配線との接続点から前記制
    御手段（１０３）に駆動電源を供給する構成であること
    を特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ
    において、 前記時限手段（１１２）は、前記入力電圧の供給開始に
    応じて、電荷を蓄積するコンデンサ（１１６）を備え、
    前記コンデンサ（１１６）の端子間電圧を前記切換指示
    として出力する構成であり、 前記切換手段（１１１）は、所定のレベル以下の電圧の
    入力を前記切換指示の入力として、駆動電源の供給元を
    切り換える動作を行う構成であることを特徴とするＤＣ
    ／ＤＣコンバータ。
  4. 【請求項４】 入力電圧を異なる出力電圧に変換する電
    圧変換手段（１２１）と、 入力される第１の接続指示と第２の接続指示との少なく
    とも一方によって接続が指示されたときに、前記電圧変
    換手段（１２１）に前記入力電圧を供給する入力ライン
    を導通状態とするスイッチ（１２２）と、 前記入力電圧の供給開始から所定の時間だけ前記スイッ
    チ（１２２）を接続する旨の前記第１の接続指示を送出
    する時限手段（１２３）と、 通常は、前記スイッチ（１２２）を接続とする旨の前記
    第２の接続指示を送出し、前記出力電圧が所定の基準電
    圧を下回ったときに、前記スイッチ（１２２）を切断す
    る旨の前記第２の接続指示を送出するスイッチ制御手段
    （１２４）とを備えたことを特徴とするＤＣ／ＤＣコン
    バータ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ
    において、 時限手段（１２３）は、前記入力電圧の供給開始に応じ
    て、電荷を蓄積するコンデンサ（１２５）を備え、前記
    コンデンサ（１２５）の端子間電圧を前記第１の接続指
    示として出力する構成であり、 前記スイッチ（１２２）は、所定のレベル以下の電圧が
    前記第１の接続指示あるいは前記第２の接続指示として
    入力されたときに、前記入力ラインを接続する構成であ
    ることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
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