JPH09135568A - Dc/dc converter - Google Patents

Dc/dc converter

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JPH09135568A
JPH09135568A JP28827195A JP28827195A JPH09135568A JP H09135568 A JPH09135568 A JP H09135568A JP 28827195 A JP28827195 A JP 28827195A JP 28827195 A JP28827195 A JP 28827195A JP H09135568 A JPH09135568 A JP H09135568A
Authority
JP
Japan
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voltage
output voltage
current
time
input voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28827195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Tateishi
哲夫 立石
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication of JPH09135568A publication Critical patent/JPH09135568A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a switching frequency at a constant value even if an input voltage or an output voltage is changed. SOLUTION: If a coil current IL is increased and exceeds a reference current Iref, a flip-flop 11 is reset and switches 5 and 12 are turned off. If the switch 5 is turned off, the coil current IL is attenuated. If the switch 12 is turned off, a current source 13 charges a capacitor C2 with a current Is proportional to an input voltage Vin and the potential of a point A is lowered. If the potential of a point A is lowered to an output voltage Vout, the flip-flop 11 is set and the switches 5 and 12 are turned on. If the switch 5 is turned on, the coil current IL is increased again. If the switch 12 is turned on, the potential of the point A is elevated to the input voltage Vin.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、DC/DCコンバ
ータに係わり、特にカレントモードDC/DCコンバー
タに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC / DC converter, and more particularly to a current mode DC / DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】DC/DCコンバータは、ある直流の入
力電圧を異なる直流電圧に変換して出力する装置であ
り、様々な用途に使用されている。
2. Description of the Related Art A DC / DC converter is a device that converts a certain direct current input voltage into a different direct current voltage and outputs it, and is used for various purposes.

【0003】図5は、従来のDC/DCコンバータの構
成を示す図である。このDC/DCコンバータは、コイ
ル電流IL を監視し、そのコイル電流IL を用いたフィ
ードバック制御によって、入力電圧Vinから出力電圧V
out を生成する。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a conventional DC / DC converter. This DC / DC converter monitors the coil current IL and performs feedback control using the coil current IL to change the input voltage Vin to the output voltage V
produces out.

【0004】図5において、スイッチ5がオン状態のと
きには、コイル電流IL が増加してゆき、負荷が消費す
る電流よりも大きくなれば、コンデンサC1 に電荷が蓄
積され、出力電圧Vout が上昇する。コンパレータ1
は、センサ2によって検出されるコイル電流IL と参照
電流Iref とを比較し、その比較結果を単安定マルチバ
イブレータ3へ転送する。
In FIG. 5, when the switch 5 is in the ON state, the coil current IL increases and becomes larger than the current consumed by the load, electric charges are accumulated in the capacitor C1 and the output voltage Vout rises. Comparator 1
Compares the coil current IL detected by the sensor 2 with the reference current Iref and transfers the comparison result to the monostable multivibrator 3.

【0005】単安定マルチバイブレータ3は、接続され
る抵抗の抵抗値およびコンデンサの容量によって決まる
時定数が設定されており、コイル電流IL が参照電流I
refよりも大きくなったことを示す比較結果をコンパレ
ータ1から受信すると、その時定数のパルス幅を持った
パルスを出力する。単安定マルチバイブレータ3の出力
は、スイッチ5のオン/オフ状態を制御する信号であ
り、パルスが出力されている期間、スイッチ5をオフ状
態にする。すなわち、コイル電流IL が参照電流Iref
よりも大きくなると、スイッチ5は、単安定マルチバイ
ブレータ3に設定されている時定数の期間だけオフ状態
にされる。
The monostable multivibrator 3 is set with a time constant determined by the resistance value of the connected resistor and the capacitance of the capacitor, and the coil current IL is the reference current I.
When the comparison result indicating that the value becomes larger than ref is received from the comparator 1, a pulse having a pulse width of the time constant is output. The output of the monostable multivibrator 3 is a signal that controls the on / off state of the switch 5, and keeps the switch 5 off while the pulse is being output. That is, the coil current IL is the reference current Iref.
When it becomes larger than this, the switch 5 is turned off for the period of the time constant set in the monostable multivibrator 3.

【0006】スイッチ5がオフ状態になると、コイル電
流IL は減少してゆき、負荷が消費する電流よりも小さ
くなれば、コンデンサC1 から負荷へ電荷が供給され、
出力電圧Vout が低下する。そして、単安定マルチバイ
ブレータ3に設定されている時定数の期間が経過する
と、スイッチ5はオン状態に戻り、コイル電流IL が再
び増加して出力電圧Vout が上昇する。
When the switch 5 is turned off, the coil current IL decreases, and when it is smaller than the current consumed by the load, the electric charge is supplied from the capacitor C1 to the load,
The output voltage Vout decreases. When the time constant set in the monostable multivibrator 3 elapses, the switch 5 returns to the ON state, the coil current IL increases again, and the output voltage Vout increases.

【0007】上述の動作を繰り返すことにより、出力電
圧Vout を所定の値に安定させている。なお、上述のよ
うにスイッチ5をスイッチングすることによって、出力
電圧Vout が変動(リップル)するが、この変動幅は出
力電圧Vout の大きさと比べて無視できる程度であり、
出力電圧Vout が所定の値に安定しているとみなすこと
ができる。
By repeating the above operation, the output voltage Vout is stabilized at a predetermined value. The output voltage Vout fluctuates (ripples) by switching the switch 5 as described above, but the fluctuation width is negligible compared to the magnitude of the output voltage Vout,
It can be considered that the output voltage Vout is stable at a predetermined value.

【0008】このDC/DCコンバータは、設定電圧V
ref の設定により、所望の出力電圧(例えば、3V、5
V等)を生成できる。すなわち、参照電流Iref は、ア
ンプ4の出力であり、設定電圧Vref と出力電圧Vout
とを一致させるためのフィードバック用の基準信号とし
て出力され、この参照電流Iref を用いたフィードバッ
ク制御により、出力電圧Vout を設定電圧Vref に一致
させている。上述のように、出力電圧Vout が所定の値
に安定しているときは、参照電流Iref も一定の値に安
定しているとみなすことができる。
This DC / DC converter has a set voltage V
Depending on the ref setting, the desired output voltage (eg 3V, 5
V etc.) can be generated. That is, the reference current Iref is the output of the amplifier 4, and the set voltage Vref and the output voltage Vout
Is output as a reference signal for feedback to make the output voltage Vout match with the set voltage Vref by feedback control using the reference current Iref. As described above, when the output voltage Vout is stable at a predetermined value, the reference current Iref can also be regarded as stable at a constant value.

【0009】図6(a) は、図5のDC/DCコンバータ
におけるコイル電流IL を示す図である。スイッチ5が
オン状態の期間、コイル電流IL は(Vin−Vout )/
Lに比例する傾きで増加し、コイル電流IL が参照電流
Iref に達すると、スイッチ5がオフ状態となる。スイ
ッチ5がオフ状態の期間は、コイルLによる逆起電力の
影響により、コイル電流IL は、−Vout /Lに比例す
る傾きで減少する。図5のDC/DCコンバータは、こ
のサイクルを繰り返すことによって出力電圧Voutを所
定の値(設定電圧Vref )に安定させている。このサイ
クルの繰返し周波数(以下、スイッチング周波数)は、
数10kHz 〜数100kHz 程度である。
FIG. 6 (a) is a diagram showing the coil current IL in the DC / DC converter of FIG. While the switch 5 is in the ON state, the coil current IL is (Vin-Vout) /
When the coil current IL reaches the reference current Iref, the switch 5 is turned off when the coil current IL reaches the reference current Iref. During the period in which the switch 5 is in the OFF state, the coil current IL decreases with a slope proportional to -Vout / L due to the influence of the counter electromotive force generated by the coil L. The DC / DC converter of FIG. 5 stabilizes the output voltage Vout at a predetermined value (set voltage Vref) by repeating this cycle. The repetition frequency of this cycle (hereinafter, switching frequency) is
It is about several tens of kHz to several hundreds of kHz.

【0010】上記サイクルのデューティ(1周期に要す
る時間に対してスイッチ5がオン状態になる時間の割
合)は、以下のようにして算出できる。ここでは、1周
期に要する時間を1、スイッチ5がオン状態の期間を
D、オフ状態の期間を(1−D)とする。
The duty of the above cycle (the ratio of the time that the switch 5 is in the ON state to the time required for one cycle) can be calculated as follows. Here, the time required for one cycle is 1, the period in which the switch 5 is in the on state is D, and the period in the off state is (1-D).

【0011】出力電圧Vout が所定の値に安定している
ときは、時刻T1 〜時刻T3 を1周期とすると、時刻T
1 でのコイル電流IL と時刻T3 でのコイル電流IL と
が一致するので、時刻T1 から時刻T2 までの間でのコ
イル電流IL の増加分が、時刻T2 から時刻T3 までの
間でのコイル電流IL の減少分に等しいことを利用して
以下の式が導かれる。 D・(Vin−Vout )/L=(1−D)・Vout /L したがって、 D=Vout /Vin ・・・(1)式 このように、入力電圧Vinから出力電圧Vout を生成す
る場合、デューティDは、入力電圧Vinと出力電圧Vou
t との比によって決まる。
When the output voltage Vout is stable at a predetermined value, time T1 to time T3 is one cycle, and time T
Since the coil current IL at 1 and the coil current IL at time T3 match, the increase in the coil current IL from time T1 to time T2 is the coil current from time T2 to time T3. The following equation is derived by utilizing the fact that it is equal to the decrease amount of IL. D · (Vin−Vout) / L = (1−D) · Vout / L Therefore, D = Vout / Vin (1) Formula As described above, when the output voltage Vout is generated from the input voltage Vin, the duty is D is the input voltage Vin and the output voltage Vou
It depends on the ratio with t.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、入力電圧V
inは、電源として例えばバッテリを使用する場合には、
その値が変化する場合がある。すなわち、一般に、十分
に充電されたバッテリを使用する場合、そのバッテリの
出力電圧は、時間経過とともに徐々に低下してゆく。ま
た、DC/DCコンバータのなかには、ユーザのニーズ
に応じて出力電圧Vout を任意の値に設定(たとえば、
3V、5V等)できる構成となっているものもある。
By the way, the input voltage V
in is, for example, when using a battery as a power source,
That value may change. That is, generally, when a fully charged battery is used, the output voltage of the battery gradually decreases with time. Also, in some DC / DC converters, the output voltage Vout is set to an arbitrary value according to the needs of the user (for example,
3V, 5V, etc.).

【0013】このように、入力電圧Vinが変化した場
合、または出力電圧Vout の設定値を変えた場合には、
上記(1)式から明らかなように、スイッチ5のオン/
オフ状態を表すデューティDが変化する。すなわち、ス
イッチ5がオン状態となる期間とオフ状態となる期間と
の比率が変わる。
In this way, when the input voltage Vin changes or when the set value of the output voltage Vout changes,
As is clear from the above formula (1), the switch 5 is turned on /
The duty D representing the off state changes. That is, the ratio of the period in which the switch 5 is on and the period in which the switch 5 is off changes.

【0014】ところが、図5を参照しながら説明したよ
うに、従来のDC/DCコンバータでは、予め時定数が
設定された単安定マルチバイブレータ3を用いてスイッ
チ5をオフ状態にする期間を固定的に決めていた。この
ため、入力電圧Vinまたは出力電圧Vout が変化するこ
とによってデューティDが変化すると、スイッチング周
波数が変動してしまう。スイッチング周波数が変動する
様子を、図6を参照しながら説明する。なお、図6(a)
〜図6(c) において時間軸のスケールは互いに同じであ
る。
However, as described with reference to FIG. 5, in the conventional DC / DC converter, the period in which the switch 5 is turned off is fixed by using the monostable multivibrator 3 having a preset time constant. Was decided. Therefore, when the duty D changes due to the change of the input voltage Vin or the output voltage Vout, the switching frequency changes. How the switching frequency varies will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6 (a)
6 (c), the scales on the time axis are the same.

【0015】図6(b) は、図6(a) に示す状態と比べ
て、入力電圧Vinが低下したときのコイル電流IL を示
す図である。ただし、図6(a) および図6(b) では、同
じ出力電圧Vout (たとえば、5V)を生成するものと
する。
FIG. 6 (b) is a diagram showing the coil current IL when the input voltage Vin is lower than in the state shown in FIG. 6 (a). However, in FIGS. 6A and 6B, the same output voltage Vout (for example, 5 V) is generated.

【0016】上述したように、スイッチ5がオン状態の
とには、コイル電流IL が(Vin−Vout )/Lに比例
する傾きで増加し、オフ状態のときには、−Vout /L
に比例する傾きで減少する。このため、入力電圧Vinが
低下すると、スイッチ5がオン状態の期間にコイル電流
IL が増加していく傾きが緩やかになり、図6(a) の場
合と比べてコイル電流IL が参照電流Iref に達するま
での時間が長くなる。一方、スイッチ5がオフ状態の期
間(図中、TP で示す)は、単安定マルチバイブレータ
3を用いて固定的に決められているので、入力電圧Vin
が変化しても変わらない。
As described above, when the switch 5 is in the ON state, the coil current IL increases with a gradient proportional to (Vin-Vout) / L, and when the switch 5 is in the OFF state, -Vout / L.
It decreases with a slope proportional to. Therefore, when the input voltage Vin decreases, the gradient of the coil current IL increasing while the switch 5 is in the ON state becomes gentle, and the coil current IL becomes the reference current Iref as compared with the case of FIG. 6 (a). It takes longer to reach. On the other hand, the period during which the switch 5 is in the OFF state (indicated by TP in the figure) is fixedly determined by using the monostable multivibrator 3, so that the input voltage Vin
Does not change even if changes.

【0017】したがって、入力電圧Vinが低下すると、
スイッチ5を制御するサイクルが長くなり、スイッチン
グ周波数が低くなる。図6(c) は、図6(a) に示す状態
と比べて低い出力電圧Vout を生成する場合のコイル電
流IL を示す図である。ここでは、図6(a) および図6
(c) において入力電圧Vinは互いに同じであり、その入
力電圧Vinから異なる出力電圧Voutを生成する(たと
えば、図6(a) において5Vを生成し、図6(c) におい
て3Vを生成する)場合を示す。
Therefore, when the input voltage Vin decreases,
The cycle for controlling the switch 5 becomes longer and the switching frequency becomes lower. FIG. 6C is a diagram showing the coil current IL when the output voltage Vout lower than that in the state shown in FIG. 6A is generated. Here, FIG. 6 (a) and FIG.
In FIG. 6C, the input voltages Vin are the same, and different output voltages Vout are generated from the input voltages Vin (for example, 5V is generated in FIG. 6A and 3V is generated in FIG. 6C). Indicate the case.

【0018】出力電圧Vout を低く設定すると、入力電
圧Vinと出力電圧Vout との差が大きくなるので、スイ
ッチ5がオン状態の期間にコイル電流IL が増加する傾
きが急峻になり、コイル電流IL が参照電流Iref に達
するまでの時間が短くなる。一方、スイッチ5がオフ状
態の期間(図中、TP で示す)は、出力電圧Vout を低
く設定しても変わらない。
When the output voltage Vout is set low, the difference between the input voltage Vin and the output voltage Vout becomes large, so that the coil current IL increases steeply while the switch 5 is in the ON state, and the coil current IL becomes smaller. The time required to reach the reference current Iref is shortened. On the other hand, during the period in which the switch 5 is in the off state (indicated by TP in the figure), it does not change even if the output voltage Vout is set low.

【0019】したがって、出力電圧Vout を低く設定す
ると、スイッチ5を制御するサイクルが短くなり、スイ
ッチング周波数が高くなる。このように、DC/DCコ
ンバータのスイッチング周波数が変動すると、以下のよ
うな問題がある。すなわち、たとえば、DC/DCコン
バータのスイッチング周波数が変動することによって、
そのDC/DCコンバータを組み込んだ装置の動作に係
わるある特定の周波数とDC/DCコンバータのスイッ
チング周波数とが一致(または、正数倍)すると、上記
装置が誤動作してしまう恐れがある。また、DC/DC
コンバータからの輻射ノイズを抑えるためにノイズフィ
ルタを設ける場合、スイッチング周波数が変動する場合
には、広い帯域のノイズを抑える構成が必用になるの
で、そのためのコストが高くなってしまう。
Therefore, when the output voltage Vout is set low, the cycle for controlling the switch 5 becomes short and the switching frequency becomes high. If the switching frequency of the DC / DC converter fluctuates in this way, there are the following problems. That is, for example, by changing the switching frequency of the DC / DC converter,
If a certain frequency related to the operation of the device incorporating the DC / DC converter matches the switching frequency of the DC / DC converter (or a positive multiple), the device may malfunction. DC / DC
When a noise filter is provided to suppress radiated noise from the converter, when the switching frequency fluctuates, a configuration for suppressing noise in a wide band is required, which increases the cost.

【0020】上述のような問題を防ぐためには、入力電
圧Vinまたは出力電圧Vout が変化した場合においても
スイッチング周波数が一定の値に保たれるDC/DCコ
ンバータが望まれる。
In order to prevent the above problems, a DC / DC converter is desired in which the switching frequency is kept constant even when the input voltage Vin or the output voltage Vout changes.

【0021】本発明の課題は、入力電圧または出力電圧
が変化した場合においても、スイッチング周波数が変動
しないDC/DCコンバータを提供することである。
An object of the present invention is to provide a DC / DC converter in which the switching frequency does not change even when the input voltage or the output voltage changes.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明のDC/DCコン
バータは、スイッチング手段を制御することによってコ
イル電流を変化させて出力電圧を制御する構成を前提と
する。
The DC / DC converter of the present invention is premised on a configuration in which a coil current is changed by controlling a switching means to control an output voltage.

【0023】請求項1〜4に記載のDC/DCコンバー
タは、入力電圧に反比例しかつ入力電圧と出力電圧との
差に比例する時間を生成するオフ時間生成手段と、コイ
ル電流が参照電流以上となったことをトリガとして上記
スイッチング手段をオフ状態にし、上記スイッチング手
段をオフ状態にしてから上記オフ時間生成手段が生成す
る時間が経過したときに上記スイッチング手段をオン状
態にする制御手段とを有する。
In the DC / DC converter according to any one of claims 1 to 4, an OFF time generating means for generating a time that is inversely proportional to the input voltage and proportional to the difference between the input voltage and the output voltage, and the coil current is equal to or larger than the reference current. The control means for turning off the switching means when the above condition is triggered, and for turning on the switching means when the time generated by the off-time generating means elapses after the switching means is turned off. Have.

【0024】上記オフ時間生成手段は、入力電圧に比例
する電流を流す電流源およびコンデンサを含み、その電
流源を用いて上記コンデンサを充電するときに、そのコ
ンデンサの両端電圧が入力電圧と出力電圧との差だけ変
化するために要する時間を計時することによって、入力
電圧に反比例しかつ入力電圧と出力電圧との差に比例す
る時間を生成する。このとき、上記参照電流は、予め設
定した所望の出力電圧と実際の出力電圧とが一致するよ
うに制御される。
The off-time generating means includes a current source for supplying a current proportional to an input voltage and a capacitor. When the capacitor is charged using the current source, the voltage across the capacitor is equal to the input voltage and the output voltage. By measuring the time required to change by the difference between and, a time is produced that is inversely proportional to the input voltage and proportional to the difference between the input voltage and the output voltage. At this time, the reference current is controlled so that the preset desired output voltage and the actual output voltage match.

【0025】上記構成において、DC/DCコンバータ
の入力電圧が変化した場合または出力電圧の設定値を変
えた場合は、その変化に応じて、オフ時間生成手段が生
成する時間が決められ、スイッチング手段がオフ状態と
なる時間が変化する。このとき、スイッチング手段がオ
ン状態となる時間は、出力電圧およびコイル電流のフィ
ードバック制御により、スイッチング手段がオフ状態と
なる時間の変化分を相殺するように変化する。この結
果、スイッチング手段がオン状態となる時間とオフ状態
となる時間との和が一定となり、スイッチング周波数は
変動しない。
In the above configuration, when the input voltage of the DC / DC converter changes or when the set value of the output voltage changes, the time generated by the off-time generating means is determined according to the change, and the switching means. The time when is turned off changes. At this time, the time during which the switching means is in the on state changes by feedback control of the output voltage and the coil current so as to cancel out the change in the time during which the switching means is in the off state. As a result, the sum of the time when the switching means is in the on state and the time when the switching means is in the off state becomes constant, and the switching frequency does not change.

【0026】請求項5〜7記載のDC/DCコンバータ
は、上記スイッチング手段がオン状態ときには入力電圧
と同じ電圧を生成し、上記スイッチング手段がオン状態
からオフ状態へ遷移した後は上記スイッチング手段がオ
ン状態ときに生成した電圧を入力電圧と出力電圧との差
に比例する割合で変化させる制御電圧生成手段と、コイ
ル電流が参照電流以上となったことをトリガとして上記
スイッチング手段をオフ状態にし、上記制御電圧生成手
段が生成する電圧が出力電圧以下になったことをトリガ
として上記スイッチング手段をオン状態にする制御手段
とを有する。
In the DC / DC converter according to any one of claims 5 to 7, when the switching means is in the ON state, the same voltage as the input voltage is generated, and after the switching means transitions from the ON state to the OFF state, the switching means is activated. Control voltage generation means for changing the voltage generated in the on state at a rate proportional to the difference between the input voltage and the output voltage, and the switching means in the off state triggered by the coil current being equal to or greater than the reference current, The control means for turning on the switching means is triggered by the voltage generated by the control voltage generating means becoming equal to or lower than the output voltage.

【0027】上記制御電圧生成手段は、入力電圧に比例
する電流を流す電流源と、第1の端子に入力電圧を印加
するとともに第2の端子を上記電流源に接続したコンデ
ンサとを含み、上記スイッチング手段がオフ状態のとき
には、その電流源を用いて上記コンデンサが蓄積する電
荷量を変化させ、そのコンデンサの第2の端子の電圧を
生成電圧とする。
The control voltage generating means includes a current source for supplying a current proportional to the input voltage, and a capacitor for applying the input voltage to the first terminal and connecting the second terminal to the current source. When the switching means is in the off state, the current source is used to change the amount of charge accumulated in the capacitor, and the voltage at the second terminal of the capacitor is used as the generated voltage.

【0028】上記構成において、DC/DCコンバータ
の入力電圧が変化した場合または出力電圧の設定値を変
えた場合は、その変化に応じて、制御電圧生成手段によ
って生成される電圧がDC/DCコンバータの入力電圧
値から出力電圧値まで減少するのに要する時間が変化す
る。この時間は、スイッチング手段がオフ状態となる時
間なので、DC/DCコンバータの入力電圧または出力
電圧が変化すると、その変化に応じてスイッチング手段
がオフ状態となる時間が変化することになる。このと
き、スイッチング手段がオン状態となる時間は、出力電
圧およびコイル電流のフィードバック制御により、スイ
ッチング手段がオフ状態となる時間の変化分を相殺する
ように変化する。したがって、スイッチング手段がオン
状態となる時間とオフ状態となる時間との和が一定とな
り、スイッチング周波数は変動しない。
In the above configuration, when the input voltage of the DC / DC converter changes or the set value of the output voltage changes, the voltage generated by the control voltage generating means is changed according to the change. The time required to decrease from the input voltage value to the output voltage value changes. Since this time is the time when the switching means is in the off state, when the input voltage or the output voltage of the DC / DC converter changes, the time when the switching means is in the off state changes according to the change. At this time, the time during which the switching means is in the on state changes by feedback control of the output voltage and the coil current so as to cancel out the change in the time during which the switching means is in the off state. Therefore, the sum of the time when the switching means is in the on state and the time when the switching means is in the off state is constant, and the switching frequency does not change.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。本実施形態のDC/DC
コンバータは、入力電圧または出力電圧が変化した場合
においても、スイッチング周波数が変動しない構成であ
る。ただし、ここでいう入力電圧の変化とは、極めて短
時間に発生する過渡的な変化を指すものではなく、たと
えば、DC/DCコンバータへの入力電圧をバッテリを
用いて供給する場合、時間の経過とともにそのバッテリ
の出力電圧が徐々に低下していくような状況を想定して
いる。また、出力電圧については、負荷電流の変化など
による出力電圧の急激な変化を想定しているのではな
く、たとえば、ユーザがそのDC/DCコンバータの出
力電圧を所定の値に設定することによって出力電圧が変
化するような場合を想定している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. DC / DC of this embodiment
The converter has a configuration in which the switching frequency does not change even when the input voltage or the output voltage changes. However, the change in the input voltage here does not mean a transient change that occurs in an extremely short time. For example, when the input voltage to the DC / DC converter is supplied using a battery, the passage of time At the same time, it is assumed that the output voltage of the battery will gradually decrease. Regarding the output voltage, it is not assumed that the output voltage changes abruptly due to a change in load current, but is output by, for example, the user setting the output voltage of the DC / DC converter to a predetermined value. It is assumed that the voltage changes.

【0030】図1は、本発明のDC/DCコンバータの
構成を示す図である。このDC/DCコンバータは、入
力電圧Vinから出力電圧Vout を生成する。図1におい
て、図5で用いた符号と同じ符号は、同じものを示す。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the DC / DC converter of the present invention. This DC / DC converter generates an output voltage Vout from an input voltage Vin. 1, the same reference numerals as those used in FIG. 5 indicate the same parts.

【0031】図1において、コンパレータ1の出力は、
フリップフロップ11のリセット端子に接続されてい
る。そして、フリップフロップ11の出力は、スイッチ
5およびスイッチ12のオン/オフ状態を制御する。
In FIG. 1, the output of the comparator 1 is
It is connected to the reset terminal of the flip-flop 11. The output of the flip-flop 11 controls the on / off state of the switch 5 and the switch 12.

【0032】DC/DCコンバータの入力部には、スイ
ッチ12、コンデンサC2 、電流源13、コンパレータ
14が設けられている。コンデンサC2 の一方の端子に
は入力電圧Vinが印加され、他方の端子には電流源13
が接続されている。電流源13は、入力電圧Vinに比例
する電流を流す。スイッチ12は、フリップフロップ1
1の出力によって、そのオン/オフ状態が制御される。
スイッチ12がオン状態のときは、コンデンサC2 の両
端が短絡され、コンデンサC2 は放電状態になる。コン
パレータ14は、出力電圧Vout とA点(電流源13に
接続されている側のコンデンサC2 の端子)の電位とを
比較する。そして、コンパレータ14の出力は、フリッ
プフロップ11のセット端子に接続されている。
A switch 12, a capacitor C2, a current source 13, and a comparator 14 are provided at the input part of the DC / DC converter. The input voltage Vin is applied to one terminal of the capacitor C2, and the current source 13 is applied to the other terminal.
Is connected. The current source 13 supplies a current proportional to the input voltage Vin. The switch 12 is a flip-flop 1
The output of 1 controls its on / off state.
When the switch 12 is on, both ends of the capacitor C2 are short-circuited, and the capacitor C2 is in a discharged state. The comparator 14 compares the output voltage Vout with the potential at the point A (terminal of the capacitor C2 on the side connected to the current source 13). The output of the comparator 14 is connected to the set terminal of the flip-flop 11.

【0033】図2は、電流源13の一例を示す回路図で
ある。同図に示す電流源13においては、電流Is は以
下のよう表すことができる。 Is =Vin/R2 (K+1) ・・・(2)式 なお、入力電圧Vinに比例する電流を生成する回路は、
図2に示す構成に限定されるものではなく、たとえば、
カレントミラー回路を用いてもよい。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the current source 13. In the current source 13 shown in the figure, the current Is can be expressed as follows. Is = Vin / R2 (K + 1) (2) The circuit that generates a current proportional to the input voltage Vin is
The configuration is not limited to that shown in FIG.
A current mirror circuit may be used.

【0034】次に、図1に示すDC/DCコンバータの
動作を説明する。スイッチ5がオン状態の期間は、コイ
ル電流IL は(Vin−Vout )/Lに比例する傾きで増
加してゆく。コンパレータ1は、センサ2によって検出
されるコイル電流IL と参照電流Iref とを比較し、コ
イル電流IL が参照電流Iref 以上となると、「H」を
出力する。
Next, the operation of the DC / DC converter shown in FIG. 1 will be described. While the switch 5 is in the ON state, the coil current IL increases with a slope proportional to (Vin-Vout) / L. The comparator 1 compares the coil current IL detected by the sensor 2 with the reference current Iref, and outputs “H” when the coil current IL becomes equal to or higher than the reference current Iref.

【0035】コンパレータ1の出力は、フリップフロッ
プ11のリセット端子に接続されているので、コイル電
流IL が参照電流Iref 以上となると、フリップフロッ
プ11のリセット端子に「H」が入力され、フリップフ
ロップ11はリセット状態となる。フリップフロップ1
1がリセット状態となると、スイッチ5およびスイッチ
12がオフ状態にされる。
Since the output of the comparator 1 is connected to the reset terminal of the flip-flop 11, when the coil current IL exceeds the reference current Iref, "H" is input to the reset terminal of the flip-flop 11 and the flip-flop 11 Is reset. Flip-flop 1
When 1 is reset, the switches 5 and 12 are turned off.

【0036】スイッチ5がオフ状態になると、コイル電
流IL は、−Vout /Lに比例する傾きで減少してゆ
く。一方、スイッチ12がオフ状態になると、コンデン
サC2が電流源13によって充電されてゆく。
When the switch 5 is turned off, the coil current IL decreases with a slope proportional to -Vout / L. On the other hand, when the switch 12 is turned off, the capacitor C2 is charged by the current source 13.

【0037】図1においては、電流源13が生成する電
流Is によってコンデンサC2 から正電荷が引き抜かれ
るが、負電荷に着目すれば、電流源13によってコンデ
ンサC2 に電荷が蓄積され、そのことによってコンデン
サC2 の両端電圧が大きくなっていく。本実施形態の説
明においては、コンデンサC2 に電荷を蓄積することに
よってコンデンサC2 の両端電圧を大きくすることを
「充電」と呼び、コンデンサC2 の両端を短絡すること
によってその両端の電位差を0にすることを「放電」と
呼ぶことにする。
In FIG. 1, the current Is generated by the current source 13 causes the positive charge to be extracted from the capacitor C2. However, focusing on the negative charge, the current source 13 accumulates the charge in the capacitor C2, which causes the capacitor C2 to accumulate. The voltage across C2 increases. In the description of the present embodiment, increasing the voltage across the capacitor C2 by accumulating electric charge in the capacitor C2 is called "charging", and short-circuiting both ends of the capacitor C2 makes the potential difference across the capacitor C2 zero. This is called "discharge".

【0038】上述のように、スイッチ12がオフ状態に
なると、コンデンサC2 に負の電荷が蓄積されてゆき
(コンデンサC2 が電流源13によって充電され)、A
点の電位が低下してゆく。そして、A点の電位が出力電
圧Vout まで低下すると、コンパレータ14は、「H」
を出力する。
As described above, when the switch 12 is turned off, negative charges are accumulated in the capacitor C2 (the capacitor C2 is charged by the current source 13), and A
The potential at the point decreases. Then, when the potential at the point A drops to the output voltage Vout, the comparator 14 outputs "H".
Is output.

【0039】コンパレータ14の出力は、フリップフロ
ップ11のセット端子に接続されているので、A点の電
位が出力電圧Vout まで低下すると、フリップフロップ
11のセット端子に「H」が入力され、フリップフロッ
プ11はセット状態となる。フリップフロップ11がセ
ット状態となると、スイッチ5およびスイッチ12がオ
ン状態にされる。スイッチ5がオン状態に戻ると、コイ
ル電流IL が再び増加してゆく。また、スイッチ12が
オン状態になると、コンデンサC2 の両端が短絡され
て、A点の電位が入力電圧Vinに一致する。
Since the output of the comparator 14 is connected to the set terminal of the flip-flop 11, when the potential at the point A drops to the output voltage Vout, "H" is input to the set terminal of the flip-flop 11 and 11 is in the set state. When the flip-flop 11 is set, the switch 5 and the switch 12 are turned on. When the switch 5 returns to the ON state, the coil current IL increases again. When the switch 12 is turned on, both ends of the capacitor C2 are short-circuited and the potential at the point A matches the input voltage Vin.

【0040】上述の動作を繰り返すことにより、出力電
圧Vout を所定の値に安定させている。なお、参照電流
Iref は、アンプ4の出力であり、設定電圧Vref と出
力電圧Vout とを一致させるためのフィードバック用の
基準信号として出力され、この参照電流Iref を用いた
フィードバック制御により、出力電圧Vout を設定電圧
Vref に一致させている。
By repeating the above operation, the output voltage Vout is stabilized at a predetermined value. The reference current Iref is the output of the amplifier 4 and is output as a reference signal for feedback for matching the set voltage Vref with the output voltage Vout. The feedback control using the reference current Iref causes the output voltage Vout to be output. To match the set voltage Vref.

【0041】図3は、図1に示すDC/DCコンバータ
におけるコイル電流、A点の電位、および2つのコンパ
レータの出力を示すタイミングチャートである。なお、
フリップフロップ11がセット状態のときは、スイッチ
5およびスイッチ12がオン状態となり、リセット状態
のときは、オフ状態になる。
FIG. 3 is a timing chart showing the coil current, the potential at point A, and the outputs of the two comparators in the DC / DC converter shown in FIG. In addition,
When the flip-flop 11 is in the set state, the switch 5 and the switch 12 are in the on state, and in the reset state, they are in the off state.

【0042】スイッチ5およびスイッチ12がオン状態
の期間は、コイル電流IL が増加してゆき、時刻T1 に
おいて、コイル電流IL が参照電流Iref 以上になる
と、コンパレータ1がパルスを出力する。フリップフロ
ップ11は、コンパレータ1が出力したパルスを受信す
ると、リセット状態に遷移し、スイッチ5およびスイッ
チ12をオフ状態にする。
While the switch 5 and the switch 12 are in the ON state, the coil current IL increases, and when the coil current IL becomes equal to or higher than the reference current Iref at the time T1, the comparator 1 outputs a pulse. When the flip-flop 11 receives the pulse output from the comparator 1, the flip-flop 11 transitions to the reset state and turns off the switch 5 and the switch 12.

【0043】スイッチ5がオフ状態になると、コイル電
流IL は減少してゆく。また、スイッチ12がオフ状態
になると、コンデンサC2 が充電されてゆく。ここで、
コンデンサC2 に蓄積される電荷量をQ、コンデンサC
2 の容量をC、時刻T1 からの経過時間をt、コンデン
サC2 の両端電圧を△Vとすると、 Q=Is ・t=C・△V という関係が成立するので、A点の電位VA は下記
(3)式で表される。 VA =Vin−△V =Vin−Is ・t/C ・・・(3) このように、A点の電位VA は、(3)式に従って、時
間経過とともに低下してゆく。そして、時刻T2 におい
て、A点の電位VA が出力電圧Vout まで低下すると、
コンパレータ14がパルスを出力する。フリップフロッ
プ11は、コンパレータ14が出力したパルスを受信す
ると、セット状態に遷移し、スイッチ5およびスイッチ
12をオン状態にする。
When the switch 5 is turned off, the coil current IL decreases. When the switch 12 is turned off, the capacitor C2 is charged. here,
The amount of charge accumulated in the capacitor C2 is Q, and the capacitor C is
If the capacitance of 2 is C, the elapsed time from time T1 is t, and the voltage across capacitor C2 is ΔV, then the relationship of Q = Is · t = C · ΔV holds, so the potential VA at point A is as follows. It is expressed by equation (3). VA = Vin-.DELTA.V = Vin-Is.t / C (3) As described above, the potential VA at the point A decreases with time according to the equation (3). Then, at time T2, when the potential VA at the point A drops to the output voltage Vout,
The comparator 14 outputs a pulse. When the flip-flop 11 receives the pulse output from the comparator 14, the flip-flop 11 transits to the set state and turns on the switch 5 and the switch 12.

【0044】スイッチ5がオン状態に戻ると、コイル電
流IL は再び増加に転じ、時刻T3において、コイル電
流IL が参照電流Iref 以上になると、時刻T1 以降の
サイクルを繰り返す。一方、スイッチ12がオン状態に
戻ると、A点の電位VA は入力電圧Vinに一致するよう
になり、以降、フリップフロップ11がリセット状態に
なるまでその値に固定される。このように、このDC/
DCコンバータは、時刻T1 〜時刻T3 の動作を1サイ
クルとしてそのサイクルを繰り返す。
When the switch 5 returns to the ON state, the coil current IL starts to increase again, and when the coil current IL becomes equal to or more than the reference current Iref at time T3, the cycle after time T1 is repeated. On the other hand, when the switch 12 returns to the ON state, the potential VA at the point A becomes equal to the input voltage Vin, and thereafter, the value is fixed to that value until the flip-flop 11 enters the reset state. Thus, this DC /
The DC converter repeats the operation from time T1 to time T3 as one cycle.

【0045】次に、上記サイクルの繰り返し周波数(ス
イッチ5のスイッチング周波数)が入力電圧Vinまたは
出力電圧Vout に依存しないことを説明する。時刻T1
においては、A点の電位VA が入力電圧Vinに一致して
いるので、コンデンサC2 両端電圧は0である。また、
時刻T2 においては、A点の電位VAは出力電圧Vout
に一致するので、このときのコンデンサC2 両端電圧
は、入力電圧Vinと出力電圧Vout との差(Vin−Vou
t )として表される。この間のコンデンサC2 の両端電
圧の変化は、時刻T1 〜時刻T2 において電流Is によ
ってコンデンサC2 に蓄積された電荷によって生じたも
のである。したがって、時刻T1 〜時刻T2 までの時間
(スイッチ5およびスイッチ12がオフ状態となってい
る時間)をToff とすると、下記の関係が成り立つ。 Is ・Toff /C=Vin−Vout ゆえに Toff =C(Vin−Vout )/Is が得られる。ここで、電流源13が生成する電流Is
は、入力電圧Vinに比例するので、Is =K1 ・Vinと
すれば、下記(4)式が得られる。 Toff =C(Vin−Vout )/(K1 ・Vin) =K2 ・(Vin−Vout )/Vin ・・・(4)式 ここで、K2 =C/K1 であり、定数である。このよう
に、スイッチ5およびスイッチ12がオフ状態の時間T
off は、入力電圧Vinに反比例し、入力電圧Vinと出力
電圧Vout の差に比例した値となる。
Next, it will be described that the repetition frequency of the above cycle (the switching frequency of the switch 5) does not depend on the input voltage Vin or the output voltage Vout. Time T1
, The potential VA at the point A coincides with the input voltage Vin, so the voltage across the capacitor C2 is zero. Also,
At time T2, the potential VA at point A is the output voltage Vout
Therefore, the voltage across the capacitor C2 at this time is the difference (Vin-Vou) between the input voltage Vin and the output voltage Vout.
expressed as t). The change in the voltage across the capacitor C2 during this period is caused by the charge accumulated in the capacitor C2 by the current Is from the time T1 to the time T2. Therefore, assuming that the time from time T1 to time T2 (the time during which the switch 5 and the switch 12 are in the off state) is Toff, the following relationship holds. Is * Toff / C = Vin-Vout Therefore, Toff = C (Vin-Vout) / Is is obtained. Here, the current Is generated by the current source 13
Is proportional to the input voltage Vin, so if Is = K1.Vin, the following equation (4) can be obtained. Toff = C (Vin−Vout) / (K1 · Vin) = K2 · (Vin−Vout) / Vin (4) where K2 = C / K1 is a constant. Thus, the time T during which the switch 5 and the switch 12 are in the off state
off has a value that is inversely proportional to the input voltage Vin and is proportional to the difference between the input voltage Vin and the output voltage Vout.

【0046】ところで、上記(1)式に示したように、
スイッチ5のオン状態の比率を表すデューティDは、D
=Vout /Vinで表されるので、スイッチ5のスイッチ
ング周期(あるタイミングにおけるスイッチ5のターン
オンまたはターンオフから、次のターンオンまたはター
ンオフまでの期間)をTs とすると、 Toff =Ts (1−D) となる。ここで、スイッチング周波数をfとすると、 f=1/Ts =(1−D)/Toff =(1−Vout /Vin)/Toff ・・・(5)式 したがって、上記(4)式および(5)式からToff を
消去すると、下記の関係が得られる。 f=1/K2 このように、スイッチング周波数は、入力電圧Vinまた
は出力電圧Vout に依存しない定数になる。スイッチン
グ周波数を所望の値に設定する場合には、コンデンサC
2 の容量、または電流源13において入力電圧Vinに比
例する電流Isを生成するときの入力電圧Vinと電流Is
との間の比例定数(図2に示す例においては、各抵抗
の比によって決まる)を適当に設定することによって行
う。
By the way, as shown in the above equation (1),
The duty D representing the ratio of the ON state of the switch 5 is D
= Vout / Vin, the switching cycle of the switch 5 (the period from the turn-on or turn-off of the switch 5 at a certain timing to the next turn-on or turn-off) is Ts: Toff = Ts (1-D) Become. Here, when the switching frequency is f, f = 1 / Ts = (1-D) / Toff = (1-Vout / Vin) / Toff Equation (5) Therefore, the above equations (4) and (5) When Toff is eliminated from the equation, the following relation is obtained. f = 1 / K2 Thus, the switching frequency becomes a constant that does not depend on the input voltage Vin or the output voltage Vout. When setting the switching frequency to a desired value, the capacitor C
2 or the input voltage Vin and the current Is when the current source 13 generates the current Is proportional to the input voltage Vin.
This is done by appropriately setting the proportionality constant between (a and b) (determined by the ratio of each resistance in the example shown in FIG. 2).

【0047】図4は、入力電圧Vinまたは出力電圧Vou
t が変化したときのコイル電流を示す図である。図4
(a) を基準とする。図4(b) は、図4(a) に示す状態と
比べて、入力電圧Vinが低下したときのコイル電流IL
を示す図である。ただし、図4(a) および図4(b) で
は、互いに同じ出力電圧Vout (たとえば、5V)を生
成し、同じ負荷が接続されているものとする。
FIG. 4 shows the input voltage Vin or the output voltage Vou.
It is a figure which shows the coil current when t changes. FIG.
Based on (a). FIG. 4 (b) shows the coil current IL when the input voltage Vin is lower than that in the state shown in FIG. 4 (a).
FIG. However, in FIGS. 4A and 4B, it is assumed that the same output voltage Vout (for example, 5 V) is generated and the same load is connected.

【0048】上述したように、入力電圧Vinが低下した
場合においても、スイッチング周波数は変わらないの
で、コイル電流IL の繰返し周期は同じである。また、
スイッチ5がオン状態のとには、コイル電流IL が(V
in−Vout )/Lに比例する傾きで増加し、オフ状態の
ときには−Vout /Lに比例する傾きで減少する。この
ため、入力電圧Vinが低下すると、その入力電圧Vinの
低下分に応じて、コイル電流IL が増加する傾きが緩や
かになるが、コイル電流IL が減少するときの傾きは変
わらない。さらに、図4(b) および図4(a) において
は、同じ出力電圧を出力して同じ負荷を駆動するので、
コイル電流IL の平均値(Iav)は互いに等しくなる。
As described above, since the switching frequency does not change even when the input voltage Vin decreases, the repetition cycle of the coil current IL is the same. Also,
It means that the coil current IL is (V
in-Vout) / L, the slope increases in proportion to, and in the OFF state, the slope decreases in proportion to -Vout / L. Therefore, when the input voltage Vin decreases, the slope of the coil current IL increasing becomes gentle according to the decrease of the input voltage Vin, but the slope when the coil current IL decreases does not change. Further, in FIG. 4 (b) and FIG. 4 (a), since the same output voltage is output and the same load is driven,
The average values (Iav) of the coil current IL are equal to each other.

【0049】参照電流Iref は、これらの条件を満たす
ように自動的に設定され、その参照電流Iref を用いた
フィードバック制御により、図4(a) のときと同じ出力
電圧Vout が生成される。
The reference current Iref is automatically set to satisfy these conditions, and feedback control using the reference current Iref produces the same output voltage Vout as in FIG. 4 (a).

【0050】図4(c) は、図4(a) に示す状態よりも低
い出力電圧Vout を生成するように設定されたときのコ
イル電流IL を示す図である。この設定は、設定電圧V
refを用いて行い、たとえば、図4(a) においては出力
電圧Vout として5Vを生成し、図4(c) では3Vを生
成する。入力電圧Vinは、互いに同じであるものとす
る。
FIG. 4 (c) is a diagram showing the coil current IL when it is set so as to generate an output voltage Vout lower than that in the state shown in FIG. 4 (a). This setting is the setting voltage V
This is performed using ref, and for example, 5 V is generated as the output voltage Vout in FIG. 4 (a), and 3 V is generated in FIG. 4 (c). It is assumed that the input voltages Vin are the same as each other.

【0051】出力電圧Vout を低く設定した場合におい
ても、スイッチング周波数は変わらないので、コイル電
流IL の繰返し周期は同じである。また、出力電圧Vou
t を低く設定すると、入力電圧Vinと出力電圧Vout と
の差が大きくなるので、出力電圧Vout の低下分に応じ
てコイル電流IL が増加する傾きが急峻になるととも
に、コイル電流IL が減少するときの傾きが緩やかにな
る。そして、コイル電流IL の平均値が負荷電流に一致
するように参照電流Iref が自動的に設定され、その参
照電流Iref を用いたフィードバック制御により、所望
の出力電圧Voutが生成される。
Even when the output voltage Vout is set low, the switching frequency does not change, so that the cycle of the coil current IL is the same. Also, the output voltage Vou
When t is set low, the difference between the input voltage Vin and the output voltage Vout becomes large, so that the coil current IL increases steeply according to the decrease in the output voltage Vout, and the coil current IL decreases. The inclination of becomes gentle. Then, the reference current Iref is automatically set so that the average value of the coil current IL matches the load current, and the desired output voltage Vout is generated by the feedback control using the reference current Iref.

【0052】[0052]

【発明の効果】DC/DCコンバータの入力電圧が変化
した場合または出力電圧の設定値を変えた場合において
も、DC/DCコンバータのスイッチング周波数が変動
しないので、このDC/DCコンバータを組み込んだ装
置への影響を小さくでき、さらに、DC/DCコンバー
タからの輻射ノイズを抑えることが容易になる。
The switching frequency of the DC / DC converter does not fluctuate even when the input voltage of the DC / DC converter changes or the set value of the output voltage changes. Therefore, a device incorporating this DC / DC converter. Can be reduced, and radiation noise from the DC / DC converter can be suppressed easily.

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

【図1】本発明のDC/DCコンバータの構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a DC / DC converter of the present invention.

【図2】電流源13の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a current source 13.

【図3】図1に示すDC/DCコンバータにおけるコイ
ル電流、A点の電位、および2つのコンパレータの出力
を示すタイミングチャートである。
3 is a timing chart showing a coil current, a potential at a point A, and outputs of two comparators in the DC / DC converter shown in FIG.

【図4】図1に示すDC/DCコンバータにおいて、入
力電圧または出力電圧が変化したときにコイル電流を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a coil current when an input voltage or an output voltage changes in the DC / DC converter shown in FIG.

【図5】従来のDC/DCコンバータの構成を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional DC / DC converter.

【図6】図5のDC/DCコンバータにおけるコイル電
流を示す図である。
6 is a diagram showing a coil current in the DC / DC converter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、14 コンパレータ 2 センサ 4 アンプ 5、12 スイッチ 11 フリップフロップ 13 電流源 C1 、C2 コンデンサ L コイル 1, 14 Comparator 2 Sensor 4 Amplifier 5, 12 Switch 11 Flip-flop 13 Current source C1, C2 Capacitor L coil

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング手段を制御することによっ
てコイル電流を変化させて出力電圧を制御するDC/D
Cコンバータにおいて、 入力電圧と出力電圧との差に比例する時間を生成するオ
フ時間生成手段と、 コイル電流が参照電流以上となったことをトリガとして
上記スイッチング手段をオフ状態にし、上記スイッチン
グ手段をオフ状態にしてから上記オフ時間生成手段が生
成する時間が経過したときに上記スイッチング手段をオ
ン状態にする制御手段と、 を有することを特徴とするDC/DCコンバータ。
1. A DC / D for controlling an output voltage by changing a coil current by controlling a switching means.
In the C converter, an off-time generation means for generating a time proportional to a difference between an input voltage and an output voltage, and the switching means being turned off by using a coil current as a reference current or more as a trigger to turn off the switching means. A DC / DC converter comprising: control means for turning on the switching means when a time generated by the off-time generation means has elapsed after being turned off.
【請求項2】 上記オフ時間生成手段が生成する時間
は、入力電圧と出力電圧との差に比例するとともに、入
力電圧に反比例することを特徴とする請求項1に記載の
DC/DCコンバータ。
2. The DC / DC converter according to claim 1, wherein the time generated by the off-time generating means is proportional to the difference between the input voltage and the output voltage and inversely proportional to the input voltage.
【請求項3】 上記オフ時間生成手段は、入力電圧に比
例する電流を流す電流源およびコンデンサを含み、その
電流源を用いて上記コンデンサを充電するときに、その
コンデンサの両端電圧が入力電圧と出力電圧との差だけ
変化するために要する時間を計時することによって上記
時間を生成することを特徴とする請求項1または2に記
載のDC/DCコンバータ。
3. The off-time generating means includes a current source and a capacitor for supplying a current proportional to an input voltage, and when the capacitor is charged by using the current source, the voltage across the capacitor is equal to the input voltage. The DC / DC converter according to claim 1 or 2, wherein the time is generated by measuring a time required to change by a difference from the output voltage.
【請求項4】 予め設定した所望の出力電圧と実際の出
力電圧とを一致させるように上記参照電流を制御するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のDC/DCコ
ンバータ。
4. The DC / DC converter according to claim 1, wherein the reference current is controlled so that a preset desired output voltage and an actual output voltage match.
【請求項5】 スイッチング手段を制御することによっ
てコイル電流を変化させて出力電圧を制御するDC/D
Cコンバータにおいて、 上記スイッチング手段がオン状態ときは、入力電圧と同
じ電圧を生成し、上記スイッチング手段がオン状態から
オフ状態へ遷移した後は、上記スイッチング手段がオン
状態ときに生成した電圧を入力電圧と出力電圧との差に
比例する割合で変化させる制御電圧生成手段と、 コイル電流が参照電流以上となったことをトリガとして
上記スイッチング手段をオフ状態にし、上記制御電圧生
成手段が生成する電圧が出力電圧以下になったことをト
リガとして上記スイッチング手段をオン状態にする制御
手段と、 を有することを特徴とするDC/DCコンバータ。
5. A DC / D for controlling an output voltage by changing a coil current by controlling a switching means.
In the C converter, when the switching means is in the ON state, the same voltage as the input voltage is generated, and after the switching means transitions from the ON state to the OFF state, the voltage generated when the switching means is in the ON state is input. A control voltage generating means for changing the voltage in proportion to the difference between the voltage and the output voltage, and a voltage generated by the control voltage generating means for turning off the switching means triggered by the coil current becoming a reference current or more. And a control means for turning on the switching means when the voltage becomes equal to or lower than the output voltage as a trigger.
【請求項6】 上記制御電圧生成手段は、入力電圧に比
例する電流を流す電流源と、第1の端子に入力電圧を印
加するとともに第2の端子を上記電流源に接続したコン
デンサとを含み、上記スイッチング手段がオフ状態のと
きには、その電流源を用いて上記コンデンサが蓄積する
電荷量を変化させ、そのコンデンサの第2の端子の電圧
を生成電圧とすることを特徴とする請求項5に記載のD
C/DCコンバータ。
6. The control voltage generating means includes a current source for supplying a current proportional to an input voltage, and a capacitor for applying an input voltage to a first terminal and connecting a second terminal to the current source. 6. When the switching means is in the off state, the current source is used to change the amount of charge accumulated in the capacitor, and the voltage at the second terminal of the capacitor is used as the generated voltage. Described D
C / DC converter.
【請求項7】 予め設定した所望の出力電圧と実際の出
力電圧とを一致させるように上記参照電流を制御するこ
とを特徴とする請求項5または6に記載のDC/DCコ
ンバータ。
7. The DC / DC converter according to claim 5, wherein the reference current is controlled so that a preset desired output voltage and an actual output voltage match.
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