JPH0739138A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のこの種のＤＣ／ＤＣコンバータにおい
ては、一旦交流に変換して電圧の変換を行い、それを再
度直流に変換して目的とする電圧を得るものであるの
で、回路構成が複雑化すると共にトランスなど比較的に
小型化が困難な部品の使用も避けられず、コストアップ
と装置の大型化の問題点を生じていた。 【構成】 本発明により、出力に対して絶縁された直流
電源２と、該直流電源２の正負極それぞれを開閉し且つ
それぞれが時間的に重なりを持たない閉止時間が循環的
に設定された複数のペアスイッチ３１〜３３と、該ペア
スイッチ３１〜３３それぞれの出力毎に接続されるコン
デンサ４１〜４３とで成り、前記コンデンサ４１〜４３
は直列接続が行われて、この直列接続の上端と下端とを
出力端子としたＤＣ／ＤＣコンバータ１とすることで、
直流からそれ以上の高電圧の直流に直接に変換できるも
のとして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は所定の電圧を有する直流
電源から、それよりも高い電圧の直流電圧を得るときな
どに用いられるＤＣ／ＤＣコンバータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の、ＤＣ／ＤＣコンバータ
９０の構成の例を示すものが図５であり、このＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ９０には発振器９１が設けられ、該発振器
９１の出力は電流制御回路９２を介してトランジスタ９
３のベースに接続され、前記トランジスタ９３のコレク
タは一端が供給電圧５Ｖに接続されたトランス９４の一
次巻線９４ａに接続されている。前記トランス９４の二
次巻線９４ｂには正極側が接地された整流回路９５と、
抵抗分割などによる電圧検出回路９６とが順次に並列に
接続され、前記電圧検出回路９６はホトカプラ９７のＬ
ＥＤ９７ａに接続され、該ホトカプラ９７の出力は前記
電流制御回路９２にフィードバックされている。

【０００３】上記の構成とされたＤＣ／ＤＣコンバータ
９０は前記発振器９１の出力でトランジスタ９３がオン
オフしてトランジスタ９３の一次巻線９４ａに供給電圧
５Ｖを流すものとなるので、二次巻線９４ｂには巻数比
に比例する電圧を生じるものとなる。

【０００４】この二次巻線９４ｂに生じた電圧は前記整
流回路９５で整流された後に電圧検出回路９６に至り、
ホトカプラ９７のＬＥＤ９７ａを点灯させる。このとき
に、若しも前記二次巻線９４ｂからの出力電圧が規定よ
りも高圧であった場合には、前記ＬＥＤ９７ａが明るく
点灯し、前記電流制御回路９２に一次巻線９４ａに流れ
る電流を減少させるように作動して出力電圧を低下さ
せ、低圧であった場合には反対に電流を増加するように
作動して、出力端子Ｖ_out に規定電圧が得られるように
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のＤＣ／ＤＣコンバータ９０においては、このＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ９０自体の構成が一旦交流に変換し
再度直流化するなど複雑なものであり生産工程を煩雑化
させる問題点を生じると共に、トランス９４など比較的
に小型化が困難となる部品を使用しなければ成らないの
で大型のものとなると共に、コストアップする問題点も
生じ、これらの点の解決が課題とされるものとなってい
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、出力に対し
て絶縁された直流電源と、該直流電源の正負極それぞれ
を開閉し且つそれぞれが時間的に重なりを持たない閉止
時間が循環的に設定された複数のペアスイッチと、該ペ
アスイッチそれぞれの出力毎に接続されるコンデンサと
で成り、前記コンデンサは直列接続が行われて、この直
列接続の上端と下端とを出力端子としたことを特徴とす
るＤＣ／ＤＣコンバータを提供することで前記した課題
を解決するものである。

【０００７】

【実施例】つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に
係るＤＣ／ＤＣコンバータ（以下にコンバータ１と略称
する）であり、このコンバータ１は基本的に電源２と複
数、例えば３組のペアスイッチ３１、３２、３３と、前
記ペアスイッチ３１、３２、３３と同数とされたコンデ
ンサ４１、４２、４３とで構成されている。尚、この実
施例では理解を容易とするために前記ペアスイッチ３
１、３２、３３は２回路２接点のリレーとして説明す
る。

【０００８】このときに、前記ペアスイッチ３１の一方
の接点３１ｐは例えば５Ｖである前記電源２の正極側を
開閉するように接続され、同じペアスイッチ３１の他の
一方の接点３１ｎは同じく電源２の負極側を開閉するよ
うに接続され、同様にペアスイッチ３２およびペアスイ
ッチ３３の一方の接点３２ｐ、３３ｐは正極側、他の一
方の接点３２ｎ３３ｎは負極側を開閉するように接続さ
れ、従って、全てのペアスイッチ３１、３２、３３は電
源２に対して並列に接続されるものとなっている。

【０００９】また、前記ペアスイッチ３１の出力、即ち
一方の接点３１ｐの出力側と、他の一方の接点３１ｎの
出力側との間にはコンデンサ４１が接続され、同様にペ
アスイッチ３２の出力にはコンデンサ４２が接続され、
ペアスイッチ３３の出力にはコンデンサ４３が接続さ
れ、例えばペアスイッチ３１が投入されたときには前記
コンデンサ４１は一方の接点３１ｐに接続された側を正
極とし、他の一方の接点３１ｎに接続された側を負極と
するようにして充電される。

【００１０】更に、前記コンデンサ４１、４２、４３の
それぞれは、コンデンサ４１の負極とコンデンサ４２の
正極、コンデンサ４２の負極とコンデンサ４３の正極と
が接続されて直列接続とされるものであり、このときに
他との接続が行われない前記した直列接続の上端、即ち
コンデンサ４１の正極と、直列接続の下端、即ちコンデ
ンサ４３の負極とが、このコンバータ１の出力端子Ｖ
_out とされ、同時に電源２と出力端子Ｖ_out とは前記ペ
アスイッチ３１〜３３の何れもが開放状態である場合に
は絶縁されているものとされている。

【００１１】また、図２に示すものは上記ペアスイッチ
３１、３２、３３の駆動回路、具体的にはリレーコイル
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃの駆動回路であり、この駆動回
路は、例えば１０Ｈｚで発振する発振器５と、出力Ｑ₁
〜出力Ｑ₃ の３出力を有するリングカウンタ６とが設け
られ、前記リレーコイル３１ｃ、３２ｃ、３３ｃはそれ
ぞれに前記出力Ｑ₁ 〜出力Ｑ₃ に接続されている。

【００１２】ここで、前記リングカウンタ６は前記発振
器５の１サイクル毎に出力Ｑ₁ 、出力Ｑ₂ 、出力Ｑ₃ 、
出力Ｑ₁ ・・・と言うように図３に示すように時間的に
重なりを生じない出力を循環的に生じるものであるの
で、前記リレーコイル３１ｃ、３２ｃ、３３ｃも同様に
時間的に重なりを生じることなく循環的に駆動されるも
のとなる。

【００１３】次いで、上記の構成とした本発明のコンバ
ータ１の作用について説明を行えば、先ず前記発振器５
の第一のサイクルでペアスイッチ３１が投入され、この
ときに他のペアスイッチ３２、３３は開放し、且つ電源
２も絶縁されているので迂回路を生じることなく、コン
デンサ４１は電源２の電圧である５Ｖに充電される。続
いて発振器５の第二のサイクルでペアスイッチ３２が投
入されるとコンデンサ４２が同様に５Ｖに充電され、続
く発振器５の第三のサイクルでペアスイッチ３３が投入
されるとコンデンサ４３が同様に充電されるものとな
り、以下、同様な動作を繰り返す。

【００１４】このときに、それぞれのコンデンサ４１〜
４３は直列に接続されているので、この直列接続により
出力電圧は加算されるものとなり、この実施例の場合に
は電源２の３倍の電圧、即ち１５Ｖがコンバータ１の出
力が出力端子Ｖ_out に得られるものとなる。従って、ペ
アスイッチの数を適宜に設定し、リングカウンタの出力
をペアスイッチの数に対応するものとすれば、電源２の
整数倍とした自在な出力電圧が得られるものとなる。

【００１５】尚、上記の実施例においては前記ペアスイ
ッチ３１〜３３としてリレーを使用する例で説明した
が、これはソリッドステート化されているアナログスイ
ッチを前記リレーに換えて採用しても良いものであり、
このようにすることで、機械的な可動部がなくなり、一
層の信頼性の向上と小型化とが可能となる。

【００１６】図４に示すものは同じく本発明の別な実施
例であり、上記コンバータ１の出力を具体的に液晶表示
素子１１のマトリックス駆動を行う際のバイアス電圧と
して使用する例である。この場合には通常に−１５Ｖ程
度のバイアス電圧が要求されるものとなるが、このバイ
アス電圧、即ちコンバータ１の出力端子Ｖ_out には電子
回路が接続され、液晶表示素子１１の駆動に適するよう
に適宜の変換が行われるものとなる。

【００１７】従って、出力端子Ｖ_out 側においては、例
えば正極側の接地が必要となり、電源２と出力端子Ｖ
_out との絶縁が必要とされる本発明のコンバータ１の構
成では必然的に電源２の側に、何れの部分にも接地或い
は接続が行われないフローティング状態が要求されるも
のとなる。

【００１８】よって、この実施例では液晶表示素子１１
を背面から照明するためのバックライト光源１２に対峙
させてランプハウス１３内にセルを必要数だけ直列接続
した太陽電池１０を設け、この太陽電池１０の出力をも
って前記電源２とするものであり、このようにすること
で接地の必要なく、任意の電圧のフローティング状態と
した電源２が得られるものとなる。尚、上記以外の具体
的な回路構成は前の実施例と全くに同様（図１および図
２を参照）であるので、ここでの図示および詳細な説明
は省略する。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、出
力に対して絶縁された直流電源と、該直流電源の正負極
それぞれを開閉し且つそれぞれが時間的に重なりを持た
ない閉止時間が循環的に設定された複数のペアスイッチ
と、該ペアスイッチそれぞれの出力毎に接続されるコン
デンサとで成り、前記コンデンサは直列接続が行われ
て、この直列接続の上端と下端とを出力端子としたＤＣ
／ＤＣコンバータとしたことで、直流からそれ以上の高
電圧の直流に直接に変換できるものとして、従来例のも
のの如く一旦交流に変換するなど構成が煩雑化すること
を避け、加えてトランスなど小型化が困難な部品の使用
も省略可能とし、これにより、部品点数の削減、生産工
程の簡素化により小型化、コストダウンに極めて優れた
効果を奏するものである。

【００２０】また、前記直流電源を太陽電池とすること
で、例えば液晶表示素子を背面から照明するためのバッ
クライト光源に対峙することで、絶縁された直流電源が
回路の追加などを行うことなく容易に得られるものと
し、この種のＤＣ／ＤＣコンバータの実用性の向上に優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータの一実施
例を示す回路図である。

【図２】 同じ実施例の駆動回路を示すブロック図であ
る。

【図３】 同じ実施例の駆動状態を示すグラフである。

【図４】 同じく本発明の別の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】 従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１……ＤＣ／ＤＣコンバータ ２……電源 ３１〜３３……ペアスイッチ ３１ｐ〜３３ｐ……一方の接点 ３１ｎ〜３３ｎ……他の一方の接点 ３１ｃ〜３３ｃ……リレーコイル ４１〜４３……コンデンサ １０……太陽電池 １１……液晶表示素子 １２……バックライト光源 １３……ランプハウス Ｖ_out ……出力端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力に対して絶縁された直流電源と、該
   直流電源の正負極それぞれを開閉し且つそれぞれが時間
   的に重なりを持たない閉止時間が循環的に設定された複
   数のペアスイッチと、該ペアスイッチそれぞれの出力毎
   に接続されるコンデンサとで成り、前記コンデンサは直
   列接続が行われて、この直列接続の上端と下端とを出力
   端子としたことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
2. 【請求項２】 前記直流電源はフローティング状態とし
   た太陽電池であることを特徴とする請求項１記載のＤＣ
   ／ＤＣコンバータ。