JPH09163722A - Non-insulating-type dc-dc converter with overload protective function - Google Patents

Non-insulating-type dc-dc converter with overload protective function

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JPH09163722A
JPH09163722A JP31258095A JP31258095A JPH09163722A JP H09163722 A JPH09163722 A JP H09163722A JP 31258095 A JP31258095 A JP 31258095A JP 31258095 A JP31258095 A JP 31258095A JP H09163722 A JPH09163722 A JP H09163722A
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JP
Japan
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voltage
output
input
switching
converter
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Application number
JP31258095A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ozaki
裕之 尾崎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of parts, and make a DC-DC converter small and low cost. SOLUTION: By synchronizing with on and off operation of switching circuits Q1 and L1 connected between an input terminal and an output terminal, a first charging circuit C2 is charged with a first voltage having polarity opposite to the polarity of the input DC voltage. By synchronizing with on and off operation of the switching circuit Q1, a second charging circuit C2 is charged with a second voltage having the same polarity as the input DC voltage and equal to the sum of the input DC voltage and the first voltage. The on and off time of the switching circuit Q1 is adjusted through a control circuit CONT on the basis of a pulse with a pulse width corresponding to a third voltage in proportion to the output DC voltage. When the third voltage becomes below a given level, the switching circuit Q1 is held in a stopped state by the control circuit CONT.

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、入力電源電圧を昇
圧又は降圧して一定の電圧を出力するDC−DCコンバ
ータに関するもので、特に、トランス又は出力遮断用ス
イッチング素子を特別に設けることなく、出力短絡等の
過負荷状態におけるラッチ動作時に入力電圧が出力側へ
流出せず、安全に停止するDC−DCコンバータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter which outputs a constant voltage by stepping up or stepping down an input power supply voltage, and particularly, without providing a transformer or an output cutoff switching element. The present invention relates to a DC-DC converter in which an input voltage does not flow out to an output side during a latch operation in an overload state such as an output short-circuit and stops safely.

【0002】[0002]

【従来の技術】非絶縁形DC−DCコンバータにおいて
は、過負荷時に入出力端子間を電気的に遮断して電源電
圧が負荷に加わるのを防止する必要がある。図6は、過
負荷保護機能を備えた昇圧形DC−DCコンバータの一
例の構成を示す回路図で、過負荷時の出力電圧の低下が
一定時間以上継続したときにスイッチングトランジスタ
の動作を停止させるタイマーラッチ方式を採用してい
る。即ち、図6のDC−DCコンバータは、過負荷時の
出力電圧の低下が一定時間以上継続したときスイッチン
グトランジスタQ10の動作を停止させるために、DC
−DCコンバータが昇圧動作を行っているときのみオン
となるようバイアス設定された第二のスイッチングトラ
ンジスタQ11を入力端子TINと出力端子TO1との間に
設け、この第二のスイッチングトランジスタQ11によ
って過負荷時に入出力端子間を遮断するようにしたもの
である。
2. Description of the Related Art In a non-insulated DC-DC converter, it is necessary to prevent the power supply voltage from being applied to the load by electrically interrupting the input and output terminals during overload. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a step-up DC-DC converter having an overload protection function, which stops the operation of the switching transistor when the output voltage under overload continues to decrease for a certain time or longer. Uses a timer latch method. That is, the DC-DC converter of FIG. 6 has a DC-DC converter for stopping the operation of the switching transistor Q10 when the output voltage under overload continues to decrease for a certain period of time.
A second switching transistor Q11 whose bias is set to be turned on only when the DC converter is performing a boosting operation is provided between the input terminal T IN and the output terminal T O1, and the second switching transistor Q11 is used. It is designed to shut off between the input and output terminals when overloaded.

【0003】図6のDC−DCコンバータの動作につい
て説明すると、DC−DCコンバータが正常に動作して
いるときには、第一のスイッチングトランジスタQ10
がオンのとき、入力端子TINと接地電位との間に印加さ
れた入力直流電圧EによってコイルL10にエネルギー
が蓄積される。コイルL10に蓄積されたエネルギーは
第一のスイッチングトランジスタQ10がオフになる
と、ダイオードD11を介してコンデンサC11を充電
すると共に、オンの第二のスイッチングトランジスタQ
11を介してコンデンサC12及び負荷へ供給される。
このときの出力端子TO1と接地電位との間の電圧を直列
抵抗R14、R15で分圧し、制御回路CONT1のポ
ートVDETに加える。この電圧に応じて制御回路CON
T1はポートOUTから出力される方形波パルスの幅を
調整し、調整されたパルス幅の方形波パルスによってス
イッチングトランジスタQ10を動作させ、出力電圧を
一定に保持する。
The operation of the DC-DC converter shown in FIG. 6 will be described. When the DC-DC converter is operating normally, the first switching transistor Q10
When is on, energy is stored in the coil L10 by the input DC voltage E applied between the input terminal T IN and the ground potential. When the first switching transistor Q10 is turned off, the energy stored in the coil L10 charges the capacitor C11 via the diode D11 and also turns on the second switching transistor Q10.
It is supplied to the capacitor C12 and the load via 11.
The voltage between the output terminal T O1 and the ground potential at this time is divided by the series resistors R14 and R15 and added to the port V DET of the control circuit CONT1. Depending on this voltage, the control circuit CON
T1 adjusts the width of the square wave pulse output from the port OUT, operates the switching transistor Q10 by the square wave pulse having the adjusted pulse width, and keeps the output voltage constant.

【0004】一方、出力端子TO1と接地電位との間が短
絡等によって過負荷になり、この過負荷状態がコンデン
サCSCPにより設定した時間よりも長く継続すると、制
御回路CONT1はポートOUTからの方形波パルスの
出力を停止し、この状態にラッチされる。これによって
第一のスイッチングトランジスタQ10はオフになり、
過電流が流れることが防止される。また、DC−DCコ
ンバータは正常な昇圧動作を行わなくなるので、第二の
スイッチングトランジスタQ11もオフになって入力端
子TINと出力端子TO1との間が電気的に分離され、入力
直流電圧Eが負荷に加わるのが防止される。
On the other hand, if an overload occurs between the output terminal T O1 and the ground potential due to a short circuit or the like, and this overload state continues longer than the time set by the capacitor C SCP , the control circuit CONT1 outputs the signal from the port OUT. The output of the square wave pulse is stopped and latched in this state. This turns off the first switching transistor Q10,
Overcurrent is prevented from flowing. Further, since the DC-DC converter does not perform the normal boosting operation, the second switching transistor Q11 is also turned off and the input terminal T IN and the output terminal T O1 are electrically separated from each other, and the input DC voltage E Are prevented from being applied to the load.

【0005】図6について付言すると、C10は入力電
圧平滑用のコンデンサ、C11は出力電圧平滑用のコン
デンサであり、抵抗R12、R13及びツェナーダイオ
ードZDが第二のスイッチングトランジスタQ11のバ
イアス回路を構成している。
With respect to FIG. 6, C10 is a capacitor for smoothing the input voltage, C11 is a capacitor for smoothing the output voltage, and the resistors R12 and R13 and the Zener diode ZD form a bias circuit for the second switching transistor Q11. ing.

【0006】なお、特開平6−233522号公報は、
図6の第二のスイッチングトランジスタQ11を第一の
スイッチングトランジスタQ10と逆相で動作させるた
め、コイルL10に二次巻線を設け、この二次巻線の出
力電圧によって第二のスイッチングトランジスタQ11
をオン、オフ動作させる例を記載している。
Japanese Patent Laid-Open No. 6-233522 discloses that
In order to operate the second switching transistor Q11 of FIG. 6 in a phase opposite to that of the first switching transistor Q10, a secondary winding is provided in the coil L10, and the output voltage of the secondary winding causes the second switching transistor Q11 to operate.
An example of turning on and off is described.

【0007】入力直流電圧Eの高低に拘わらず、入力直
流電圧範囲の中に入る一定の電圧を出力することが必要
な仕様の場合には、昇圧形DC−DCコンバータから成
る昇圧部と降圧形DC−DCコンバータから成る降圧部
とを組み合わせた昇降圧形DC−DCコンバータが必要
である。図7は、こうした昇降圧形DC−DCコンバー
タの一例を示している。図7において、入力直流電圧E
は小さい値E1から大きい値E2までの範囲の値を取ると
し、昇圧部の出力電圧をVUP、降圧部の出力電圧をV
DWNとするとき、E1<VDWN<E2及びE2<VUPが成り
立つ。
[0007] Regardless of whether the input DC voltage E is high or low, in the case of a specification that it is necessary to output a constant voltage within the input DC voltage range, a step-up type DC-DC converter and a step-down type There is a need for a step-up / down type DC-DC converter that is combined with a step-down unit composed of a DC-DC converter. FIG. 7 shows an example of such a step-up / down type DC-DC converter. In FIG. 7, the input DC voltage E
Is a value in the range from a small value E 1 to a large value E 2 , the output voltage of the step-up unit is V UP and the output voltage of the step-down unit is V UP .
When DWN , E 1 <V DWN <E 2 and E 2 <V UP .

【0008】図7に示す昇降圧形DC−DCコンバータ
の昇圧部において出力電圧VUPを出力する動作は、図6
の昇圧形DC−DCコンバータと同じであるので、重ね
ての説明は省略する。図7のDC−DCコンバータの降
圧部においては、制御回路CONT2のポートOUTか
らの出力により、スイッチングトランジスタQ11はオ
ン、オフ動作を行う。スイッチングトランジスタQ11
がオンのとき(即ち、制御回路CONT2のポートOU
Tの出力がローのとき)、昇圧部の出力電圧VUPがコイ
ルL11を介してコンデンサC12に印加される。この
とき、同時にコイルL11にはエネルギーが蓄積されて
いく。次いで、制御回路CONT2のポートOUTの出
力がハイになってスイッチングトランジスタQ11がオ
フになると、コイルL11に蓄積されていたエネルギー
は、スイッチングトランジスタQ11がオンのときと同
じ方向の放電電流としてコイルL11→コンデンサC1
2→ダイオードD11→コイルL11のループで流れ、
コンデンサC12を更に充電する。コンデンサC12に
は負荷が接続されており、負荷への流出分に見合ったエ
ネルギーがコイルL11から供給されてコンデンサC1
2の出力電圧VDWNが一定に保たれるように、スイッチ
ングトランジスタQ11のオンの時間幅が制御回路CO
NT2によって制御される。
The operation of outputting the output voltage V UP in the boosting portion of the step-up / down type DC-DC converter shown in FIG.
Since it is the same as the step-up DC-DC converter of No. 2, the overlapping description will be omitted. In the step-down unit of the DC-DC converter shown in FIG. 7, the switching transistor Q11 is turned on and off by the output from the port OUT of the control circuit CONT2. Switching transistor Q11
Is on (that is, the port OU of the control circuit CONT2
When the output of T is low), the output voltage V UP of the booster is applied to the capacitor C12 via the coil L11. At this time, energy is simultaneously accumulated in the coil L11. Next, when the output of the port OUT of the control circuit CONT2 becomes high and the switching transistor Q11 is turned off, the energy accumulated in the coil L11 becomes a discharge current in the same direction as when the switching transistor Q11 is on, and the energy is stored in the coil L11 → Capacitor C1
2 → diode D11 → coil L11 flows in a loop,
Further charge the capacitor C12. A load is connected to the capacitor C12, and energy corresponding to the amount of outflow to the load is supplied from the coil L11 so that the capacitor C1
2 so that the output voltage V DWN of V2 is maintained constant, the ON time width of the switching transistor Q11 is controlled by the control circuit CO.
Controlled by NT2.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示す
DC−DCコンバータにおいて、負荷電流はすべて遮断
用の第二のスイッチングトランジスタQ11を通過する
ため、負荷電流の最大値に応じてスイッチングトランジ
スタQ11のベースバイアス電流を設定することが必要
であるが、このベースバイアス電流による電力は抵抗R
13やツェナーダイオードZD等により無駄に消費され
るので、DC−DCコンバータ全体の効率を低下する。
これは負荷電流の平均値が小さい程、また、出力電圧が
高い程、顕著である。更に、出力端子TO1と接地電位と
の間の短絡時には瞬間的にスイッチングトランジスタQ
11のコレクタ、エミッタ間に大きな電圧が印加される
ため、スイッチングトランジスタQ11として安全動作
領域の大きなトランジスタを選定する必要がある。
By the way, in the DC-DC converter shown in FIG. 6, since all the load current passes through the second switching transistor Q11 for shutting off, the switching transistor Q11 depends on the maximum value of the load current. It is necessary to set the base bias current of the
Since it is wastefully consumed by 13 and the Zener diode ZD, the efficiency of the entire DC-DC converter is reduced.
This is remarkable as the average value of the load current is smaller and the output voltage is higher. Furthermore, when a short circuit occurs between the output terminal T O1 and the ground potential, the switching transistor Q is momentarily
Since a large voltage is applied between the collector and the emitter of 11, it is necessary to select a transistor having a large safe operation area as the switching transistor Q11.

【0010】一方、昇圧形のDC−DCコンバータは昇
圧動作だけしか行わず、降圧形のDC−DCコンバータ
は降圧動作だけしか行わないため、昇降圧仕様に対応す
るためには、図7に示すように、昇圧部のスイッチング
回路と降圧部のスイッチング回路とを組み合せる必要が
あり、部品点数が約2倍必要となる。一つのスイッチン
グ部で昇降圧回路を実現するには、トランスを使用した
スイッチング電源があるが、トランスは体積、部品高
さ、コストがいずれも高く、小型化、薄型化、低価格化
に不向きである。
On the other hand, the step-up type DC-DC converter performs only the step-up operation, and the step-down type DC-DC converter performs only the step-down operation. As described above, it is necessary to combine the switching circuit of the step-up part and the switching circuit of the step-down part, and the number of parts is approximately doubled. There is a switching power supply that uses a transformer to realize a step-up / down circuit with one switching unit. However, the transformer is not suitable for downsizing, thinning, and cost reduction because of its high volume, high component height, and high cost. is there.

【0011】本発明は上記の課題に鑑みて提案されたも
のであり、本発明の第一の目的は、部品点数が少なく、
小型且つ低価格化で製造コストが低く、しかも昇降圧動
作が可能であり、過負荷時に入力端子と出力端子との間
を確実に遮断することができる非絶縁形DC−DCコン
バータを提供することである。本発明の第二の目的は、
上記の第一の目的に加えて、複数の異なる出力電圧を発
生することが可能なDC−DCコンバータを提供するこ
とにある。
The present invention has been proposed in view of the above problems, and a first object of the present invention is to reduce the number of parts,
To provide a non-insulated DC-DC converter which is small in size, low in cost, low in manufacturing cost, capable of step-up / down operation, and capable of surely disconnecting between an input terminal and an output terminal at the time of overload. Is. A second object of the present invention is to
In addition to the above-mentioned first object, it is to provide a DC-DC converter capable of generating a plurality of different output voltages.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために、本発明は、入力直流電圧を出力直流電圧へ
変換する非絶縁形DC−DCコンバータであって、入力
端子と出力端子との間に直列に設けられたスイッチング
素子と、前記スイッチング素子のスイッチング動作に連
動して前記入力直流電圧によって充電される充電回路
と、前記スイッチング素子にスイッチング動作を行なわ
せて前記充電回路から前記出力直流電圧を発生させると
共に、過負荷時に前記スイッチング素子のスイッチング
動作を停止させて該スイッチング素子を開状態に保持
し、前記入力端子と前記出力端子との間を遮断させる制
御回路と、を具備することを特徴とする非絶縁形DC−
DCコンバータを提供する。
In order to achieve the above-mentioned first object, the present invention is a non-insulated DC-DC converter for converting an input DC voltage into an output DC voltage, wherein an input terminal and an output are provided. A switching element provided in series between the terminal, a charging circuit that is charged by the input DC voltage in conjunction with the switching operation of the switching element, and a charging circuit that causes the switching element to perform a switching operation. A control circuit that generates the output DC voltage, stops the switching operation of the switching element at the time of overload, holds the switching element in an open state, and disconnects between the input terminal and the output terminal. Non-insulated DC-characterized by comprising
A DC converter is provided.

【0013】更に詳細には、本発明の第一の目的は、入
力直流電圧を出力直流電圧へ変換する非絶縁形DC−D
Cコンバータであって、前記入力直流電圧が印加される
入力端子と、前記入力端子に入力側が接続されたスイッ
チング回路と、前記スイッチング回路の出力側に接続さ
れ、前記スイッチング回路のオン、オフ動作と同期して
前記入力直流電圧と逆極性の第一の電圧に充電される第
一の充電回路と、前記第一の充電回路の出力側に接続さ
れ、前記スイッチング回路のオン、オフ動作に同期して
前記入力直流電圧と前記第一の電圧との和に相当する大
きさで且つ前記直流電圧と同極性の第二の電圧に充電さ
れる第二の充電回路と、前記第二の充電回路から前記第
二の電圧を受け取って前記出力直流電圧として出力する
出力端子と、前記出力直流電圧に比例する第三の電圧を
受け取り、該第三の電圧に応じたパルス幅のパルスを前
記スイッチング回路に供給して該パルス幅に応じて前記
スイッチング回路のオン期間とオフ期間とを調整すると
共に、該第三の電圧が所定の大きさよりも小さくなった
ときに前記パルスの前記スイッチング回路への供給を停
止し、前記スイッチング回路をオフに保持する制御回路
と、を具備することを特徴とする非絶縁形DC−DCコ
ンバータを提供することにより達成される。
More specifically, the first object of the present invention is a non-isolated DC-D that converts an input DC voltage into an output DC voltage.
A C converter, which has an input terminal to which the input DC voltage is applied, a switching circuit whose input side is connected to the input terminal, and an ON / OFF operation of the switching circuit which is connected to the output side of the switching circuit. A first charging circuit that is synchronously charged with a first voltage having a polarity opposite to that of the input DC voltage, and is connected to an output side of the first charging circuit, and is synchronized with ON / OFF operation of the switching circuit. From the second charging circuit, the second charging circuit having a magnitude corresponding to the sum of the input DC voltage and the first voltage and charged to a second voltage having the same polarity as the DC voltage. An output terminal that receives the second voltage and outputs it as the output DC voltage and a third voltage that is proportional to the output DC voltage, and receives a pulse having a pulse width corresponding to the third voltage by the switching circuit. To adjust the ON period and the OFF period of the switching circuit according to the pulse width, and to supply the pulse to the switching circuit when the third voltage becomes smaller than a predetermined magnitude. And a control circuit for stopping the switching circuit and holding the switching circuit in the off state, and a non-insulated DC-DC converter.

【0014】本発明の1つの実施形態においては、こう
したDC−DCコンバータは、前記入力直流電圧が印加
される入力端子と、前記出力直流電圧を取り出すことが
できる出力端子と、前記入力端子に入力電極が接続され
たスイッチング素子と、前記スイッチング素子の出力電
極と基準電位との間に接続され、前記スイッチング素子
のオン、オフ動作に同期して充放電するコイルと、前記
スイッチング素子の前記出力電極と基準電位との間に接
続されたコンデンサであって、前記スイッチング素子が
オフの期間に、前記コイルによって充電される第一のコ
ンデンサと、前記出力端子と基準電位との間に接続され
たコンデンサであって、前記スイッチング素子がオンの
期間に、前記入力直流電圧と前記第一のコンデンサの両
端間の電圧との和の電圧によって充電される第二のコン
デンサと、前記直流出力電圧に比例する電圧を受け取
り、該電圧に応じたパルス幅のパルスを前記スイッチン
グ素子の制御電極に供給して該パルス幅に応じて前記ス
イッチング素子のオン期間とオフ期間とを調整すると共
に、前記電圧が所定の大きさよりも小さくなったときに
前記パルスの前記スイッチング素子への供給を停止し、
前記スイッチング素子をオフに保持する制御回路と、を
具備し、前記出力直流電圧に対する前記入力直流電圧の
大小に無関係に所定の出力直流電圧を発生させるよう昇
圧動作及び降圧動作を行う。
In one embodiment of the present invention, such a DC-DC converter has an input terminal to which the input DC voltage is applied, an output terminal from which the output DC voltage can be taken out, and an input to the input terminal. A switching element to which an electrode is connected, a coil connected between an output electrode of the switching element and a reference potential, and charged and discharged in synchronism with ON and OFF operations of the switching element, and the output electrode of the switching element A first capacitor charged by the coil while the switching element is off, and a capacitor connected between the output terminal and the reference potential. And the sum of the input DC voltage and the voltage across the first capacitor while the switching element is on. A second capacitor charged by a voltage and a voltage proportional to the DC output voltage are received, and a pulse having a pulse width corresponding to the voltage is supplied to the control electrode of the switching element to perform the switching according to the pulse width. While adjusting the ON period and the OFF period of the element, when the voltage becomes smaller than a predetermined magnitude, stop the supply of the pulse to the switching element,
And a control circuit that holds the switching element off, and performs a step-up operation and a step-down operation to generate a predetermined output DC voltage regardless of the magnitude of the input DC voltage with respect to the output DC voltage.

【0015】上記の第二の目的を達成するために、本発
明に係る非絶縁形DC−DCコンバータは、前記入力直
流電圧と前記出力直流電圧とで定まる大きさと極性とを
有する出力電圧を発生させるための回路を更に具備す
る。
In order to achieve the above-mentioned second object, the non-insulated DC-DC converter according to the present invention generates an output voltage having a magnitude and polarity determined by the input DC voltage and the output DC voltage. The circuit further comprises:

【0016】[0016]

【作用】前記入力端子に入力側が接続されたスイッチン
グ回路のオン、オフ動作と同期して、第一の充電回路に
入力直流電圧とは逆極性の第一の電圧が充電される。次
いで、スイッチング回路のオン、オフ動作に同期して、
第二の充電回路が入力直流電圧と第一の電圧との和に相
当する大きさで且つ直流電圧と同極性の第二の電圧に充
電される。この第二の電圧が出力端子から出力直流電圧
として取り出される。具体的には、図1において、入力
電源ライン上に設けられたスイッチングトランジスタQ
1とコイルL1とで構成されたスイッチング回路は、ス
イッチングトランジスタQ1とコイルL1との接続中点
に接続されたコンデンサC2へダイオードD1を介して
反転整流出力を与える。更に、ダイオードD2により入
力電圧EとコンデンサC2に蓄積された整流電圧とが、
コンデンサC3へ反転加算される。これにより、入力電
圧Eと同極性の出力直流電圧を得る。
The first charging circuit is charged with the first voltage having the opposite polarity to the input DC voltage in synchronization with the ON / OFF operation of the switching circuit whose input side is connected to the input terminal. Then, in synchronization with the on / off operation of the switching circuit,
The second charging circuit is charged to a second voltage having a magnitude corresponding to the sum of the input DC voltage and the first voltage and having the same polarity as the DC voltage. This second voltage is taken out as an output DC voltage from the output terminal. Specifically, in FIG. 1, the switching transistor Q provided on the input power supply line
The switching circuit composed of 1 and the coil L1 provides an inverted rectified output via the diode D1 to the capacitor C2 connected to the connection midpoint between the switching transistor Q1 and the coil L1. Furthermore, the input voltage E by the diode D2 and the rectified voltage stored in the capacitor C2 are
It is inverted and added to the capacitor C3. As a result, an output DC voltage having the same polarity as the input voltage E is obtained.

【0017】制御回路は、出力直流電圧に比例する第三
の電圧に応じたパルス幅に応じてスイッチング回路のオ
ン期間とオフ期間とを調整して直流出力電圧を一定に保
持すると共に、第三の電圧が所定の大きさよりも小さく
なったときにスイッチング回路の動作を停止させる。
The control circuit adjusts the ON period and the OFF period of the switching circuit according to the pulse width corresponding to the third voltage proportional to the output DC voltage to keep the DC output voltage constant, and The operation of the switching circuit is stopped when the voltage becomes lower than a predetermined value.

【0018】このように構成されているため、出力直流
電圧と入力直流電圧は常に同極性であり、出力直流電圧
と入力直流電圧とのいずれの高、低にも制約を受けずに
電圧変換動作を行うことが可能である。また、入力端子
と出力端子との間にスイッチング回路が直列に挿入され
ているため、制御回路によってスイッチング回路が動作
停止状態にラッチされたとき、出力端子は入力端子から
遮断される。
With such a configuration, the output DC voltage and the input DC voltage always have the same polarity, and the voltage conversion operation is performed without being restricted by the high level and the low level of the output DC voltage and the input DC voltage. It is possible to Further, since the switching circuit is inserted in series between the input terminal and the output terminal, when the control circuit latches the switching circuit in the operation stop state, the output terminal is cut off from the input terminal.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図5を用いて本発明
に係る非絶縁形DC−DCコンバータの若干の実施形態
を説明する。図1は、本発明に係る非絶縁形DC−DC
コンバータの第一実施形態であるタイマーラッチ方式の
DC−DCコンバータの構成を示す回路図である。入力
端子TINと接地電位との間に入力電圧Eが印加され、入
力直流電圧Eを平滑するために平滑用コンデンサC1が
入力端子TINと接地電位との間に接続される。入力端子
INにスイッチングトランジスタQ1のエミッタが接続
され、スイッチングトランジスタQ1のコレクタにスイ
ッチング用のコイルL1の一端が接続され、その他端は
接地される。スイッチングトランジスタQ1には、その
ベースにバイアス電圧を与えるための抵抗R1,R2が
接続され、抵抗R2の一端は制御回路CONTのポート
OUTに接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the non-insulated DC-DC converter according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a non-insulated DC-DC according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of the DC-DC converter of the timer latch system which is 1st embodiment of a converter. An input voltage E is applied between the input terminal T IN and the ground potential, and a smoothing capacitor C1 for smoothing the input DC voltage E is connected between the input terminal T IN and the ground potential. The emitter of the switching transistor Q1 is connected to the input terminal T IN , one end of the switching coil L1 is connected to the collector of the switching transistor Q1, and the other end is grounded. The switching transistor Q1 is connected to resistors R1 and R2 for applying a bias voltage to its base, and one end of the resistor R2 is connected to the port OUT of the control circuit CONT.

【0020】スイッチング用のコイルL1とスイッチン
グトランジスタQ1との接続点に、出力平滑用のコンデ
ンサC2の一端が接続され、コンデンサC2の他端はス
イッチング用のダイオードD1のカソードに接続され、
ダイオードD1のアノードは接地される。ダイオードD
1のカソードは別のスイッチング用のダイオードD2の
アノードに接続され、ダイオードD2のカソードは出力
平滑用のコンデンサC3を介して接地されると共に、出
力端子TO1に接続される。
One end of an output smoothing capacitor C2 is connected to the connection point between the switching coil L1 and the switching transistor Q1, and the other end of the capacitor C2 is connected to the cathode of the switching diode D1.
The anode of the diode D1 is grounded. Diode D
The cathode of 1 is connected to the anode of another switching diode D2, and the cathode of the diode D2 is connected to the output terminal T O1 while being grounded via the output smoothing capacitor C3.

【0021】出力端子TO1と接地電位との間に出力電圧
検出用の抵抗R3、R4が直列に接続され、抵抗R4の
両端間の電圧が制御回路CONTのポートVDETに接続
される。制御回路CONTには、所定の期間を設定する
ためのコンデンサCSCPがポートSCPとポートGND
との間に接続され、制御回路CONTのポートVCCは直
流入力端子TINに接続される。
Resistors R3 and R4 for detecting the output voltage are connected in series between the output terminal T O1 and the ground potential, and the voltage across the resistor R4 is connected to the port V DET of the control circuit CONT. In the control circuit CONT, a capacitor C SCP for setting a predetermined period is provided at the port SCP and the port GND.
And the port V CC of the control circuit CONT is connected to the DC input terminal T IN .

【0022】次に、図1に示すDC−DCコンバータの
動作を説明する。制御回路CONTは、所定のオン期間
とオフ期間とを持つ方形波パルスをポートOUTから出
力してスイッチングトランジスタQ1のベースに与え
る。これに応じてスイッチングトランジスタQ1はスイ
ッチング動作を行う。スイッチングトランジスタQ1が
オンのとき、スイッチング用のコイルL1に電流i1
図示の方向に流れ、コイルL1にエネルギーが蓄積され
る。一方、スイッチングトランジスタQ1がオフのとき
に、コイルL1に蓄積されたエネルギーがコイルL1、
ダイオードD1、コンデンサC2及びコイルL1のルー
プで放出されて電流i2が図示の方向に流れるので、コ
ンデンサC2が図の極性に充電される。次いでスイッチ
ングトランジスタQ1がオンになると、再びコイルL1
にエネルギーが蓄積されると共に、入力直流電圧Eがコ
ンデンサC2の充電電圧と直列に接続される。そこで、
入力直流電圧EとコンデンサC2の充電電圧との加算さ
れた電圧がダイオードD2を介してコンデンサC3に印
加されるので、コンデンサC3に図示の方向に電流i3
が流れてコンデンサC3は図の極性の電圧に充電され
る。以降、同様にスイッチングトランジスタQ1はオ
ン、オフを繰り返してコンデンサC3へ電荷の蓄積を続
け、出力端子TO1と接地電位との間に出力電圧V1を発
生させる。
Next, the operation of the DC-DC converter shown in FIG. 1 will be described. The control circuit CONT outputs a square wave pulse having a predetermined ON period and OFF period from the port OUT and applies it to the base of the switching transistor Q1. In response to this, the switching transistor Q1 performs a switching operation. When the switching transistor Q1 is on, the current i 1 flows in the switching coil L1 in the direction shown, and energy is stored in the coil L1. On the other hand, when the switching transistor Q1 is off, the energy stored in the coil L1 is
Since the current i 2 is discharged in the loop of the diode D1, the capacitor C2 and the coil L1 and flows in the direction shown in the figure, the capacitor C2 is charged to the polarity shown in the figure. Then, when the switching transistor Q1 is turned on, the coil L1 is turned on again.
Energy is stored in the input DC voltage E, and the input DC voltage E is connected in series with the charging voltage of the capacitor C2. Therefore,
Since a voltage obtained by adding the input DC voltage E and the charging voltage of the capacitor C2 is applied to the capacitor C3 via the diode D2, a current i 3 is applied to the capacitor C3 in the direction shown in the drawing.
Flows and the capacitor C3 is charged to the voltage of the polarity shown in the figure. Thereafter, similarly, the switching transistor Q1 is repeatedly turned on and off to continue to accumulate the charge in the capacitor C3, and generate the output voltage V 1 between the output terminal T O1 and the ground potential.

【0023】このように、図1に示すDC−DCコンバ
ータにおいては、入力端子TINと出力端子TO1とを接続
する電源ライン上に設けられたスイッチングトランジス
タQ1とコイルL1とによりスイッチング回路が構成さ
れる。該スイッチング回路がオフのとき、コイルL1に
蓄積されたエネルギーにより、ダイオードD1を介して
コンデンサC2へ入力直流電圧Eとは逆極性の(即ち、
ダイオードD1が導通したとき、コンデンサC2に充電
された電圧のプラス側は接地側にある)整流された電圧
が充電される。更に、入力電圧EとコンデンサC2に蓄
積された電圧との和の電圧がコンデンサC3へ反転印加
されるので、コンデンサC3には入力直直流電圧Eと同
極性の電圧が充電される。コンデンサC3に充電された
電圧、したがって入力直流電圧と同極性の出力電圧V1
が負荷に与えられる。
As described above, in the DC-DC converter shown in FIG. 1, the switching circuit is constituted by the switching transistor Q1 and the coil L1 provided on the power supply line connecting the input terminal T IN and the output terminal T O1. To be done. When the switching circuit is off, the energy stored in the coil L1 causes a reverse polarity (that is,
When the diode D1 conducts, the rectified voltage is charged to the capacitor C2 (the positive side of which is the ground side). Further, since the sum voltage of the input voltage E and the voltage accumulated in the capacitor C2 is inverted and applied to the capacitor C3, the capacitor C3 is charged with the voltage having the same polarity as the input direct DC voltage E. The voltage charged in the capacitor C3, and thus the output voltage V 1 having the same polarity as the input DC voltage
Is given to the load.

【0024】ここで留意すべきは、出力電圧V1はスイ
ッチングトランジスタQ1のオン期間の長さに応じた、
即ち、スイッチングトランジスタQ1に加えられる方形
波パルスのオンデューティ比(オン期間の、方形波パル
スの1周期に対する比)に応じて得られた大きさのパル
ス状の電圧とコンデンサC2の両端電圧との和によって
得られたパルス電圧を整流した電圧であるということで
ある。したがって、図1のDC−DCコンバータは、入
力直流電圧が出力直流電圧よりも低いときには結果的に
昇圧動作を、逆の場合には降圧動作を行うことが可能で
ある。
It should be noted that the output voltage V 1 depends on the length of the ON period of the switching transistor Q1.
That is, a pulse-like voltage having a magnitude obtained according to the on-duty ratio (ratio of the on-period to one cycle of the square-wave pulse) of the square-wave pulse applied to the switching transistor Q1 and the voltage across the capacitor C2. That is, it is the voltage obtained by rectifying the pulse voltage obtained by the sum. Therefore, the DC-DC converter of FIG. 1 can eventually perform the boosting operation when the input DC voltage is lower than the output DC voltage, and can perform the step-down operation in the opposite case.

【0025】出力端子TO1と接地電位との間に現れる出
力電圧V1は抵抗R3、R4によって分割され、抵抗R
4の両端電圧が制御回路CONTのポートVDETに与え
られる。制御回路CONTはポートVDETに加えられる
電圧を監視し、出力直流電圧V1を一定に保つために、
負荷の変動や入力直流電圧の変動に応じて、ポートOU
Tから出力される方形波パルスのパルス幅を決め、この
パルス幅に応じてスイッチングトランジスタQ1のオ
ン、オフ期間を調整する。これにより、入力直流電圧E
が出力直流電圧V1よりも低いときには昇圧動作を、逆
に入力直流電圧Eが出力直流電圧V1よりも高いときに
降圧動作を行わせて出力電圧Vを一定に保つ。
The output voltage V 1 appearing between the output terminal T O1 and the ground potential is divided by the resistors R3 and R4, and the resistor R3
The voltage across 4 is applied to the port V DET of the control circuit CONT. The control circuit CONT monitors the voltage applied to the port V DET and keeps the output DC voltage V 1 constant.
Depending on load fluctuations and input DC voltage fluctuations, the port OU
The pulse width of the square wave pulse output from T is determined, and the on / off period of the switching transistor Q1 is adjusted according to this pulse width. As a result, the input DC voltage E
Is lower than the output DC voltage V 1 , a step-up operation is performed, and when the input DC voltage E is higher than the output DC voltage V 1 , a step-down operation is performed to keep the output voltage V constant.

【0026】更に、制御回路CONTは、ポートVDET
に与えられる抵抗R4の両端の電圧がコンデンサCSCP
により設定された一定時間以上継続して低下したことを
検知すると、ポートOUTからの方形波パルスの出力を
停止し、その状態を保持する。これによってスイッチン
グトランジスタQ1はオフの状態に保持され、入力端子
INと出力端子TO1との間が電気的に遮断されて出力端
子TO1に出力電圧は発生しない。
Further, the control circuit CONT has a port V DET.
The voltage across resistor R4 applied to capacitor C SCP
When it is detected that the voltage has continuously decreased for a certain period of time or more set by, the output of the square wave pulse from the port OUT is stopped and the state is maintained. As a result, the switching transistor Q1 is held in the off state, the input terminal T IN and the output terminal T O1 are electrically cut off, and no output voltage is generated at the output terminal T O1 .

【0027】図2は、本発明に係る非絶縁形DC−DC
コンバータの第二実施形態であるタイマーラッチ方式の
DC−DCコンバータの構成を示す回路図である。これ
を図1の第一実施形態のDC−DCコンバータと比較す
ると、第二の出力端子TO2を設けて第二の負荷を接続可
能とした点、第二の出力端子TO2にダイオードD3のア
ノードを接続し、ダイオードD3のカソードを、コイル
L1とコンデンサC2との接続中点に接続した点、及び
第二の出力端子TO2と接地電位との間にコンデンサC4
を接続した点で構成上相違する。
FIG. 2 shows a non-insulated DC-DC according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of the timer latch system DC-DC converter which is 2nd embodiment of a converter. Comparing this with the DC-DC converter of the first embodiment of FIG. 1, a second output terminal T O2 is provided so that a second load can be connected. That is, the diode D3 is connected to the second output terminal T O2 . The capacitor C4 is connected between the anode and the cathode of the diode D3 connected to the midpoint of the connection between the coil L1 and the capacitor C2, and between the second output terminal T O2 and the ground potential.
Are different in the point that they are connected.

【0028】この第二実施形態においては、スイッチン
グトランジスタQ1がオフの期間に、コイルL1に蓄積
されたエネルギーによりダイオードD1を介してコンデ
ンサC2が充電され、同時に、ダイオードD3を介して
コンデンサC4が入力直流電圧Eとは逆極性の電圧に充
電される。したがって、図2に示すDC−DCコンバー
タは、図1に示す第一実施形態について説明したと同じ
動作を行って出力端子TO1と接地電位との間に出力電圧
1を発生すると共に、更に、第二の出力端子TO2と接
地電位との間に、入力直流電圧Eとは逆極性で入力直流
電圧Eと出力電圧V1とで決定される所望の大きさの第
二の出力電圧V2を発生させることができる。
In the second embodiment, the capacitor C2 is charged via the diode D1 by the energy stored in the coil L1 while the switching transistor Q1 is off, and at the same time, the capacitor C4 is input via the diode D3. It is charged to a voltage having a polarity opposite to that of the DC voltage E. Therefore, the DC-DC converter shown in FIG. 2 performs the same operation as described in the first embodiment shown in FIG. 1 to generate the output voltage V 1 between the output terminal T O1 and the ground potential, and further , Between the second output terminal T O2 and the ground potential, a second output voltage V2 having a polarity opposite to the input DC voltage E and having a desired magnitude determined by the input DC voltage E and the output voltage V1. Can be generated.

【0029】図3は、本発明に係る非絶縁形DC−DC
コンバータの第三実施形態であるDC−DCコンバータ
の構成を示す回路図であり、図2の第二実施形態のDC
−DCコンバータと比較すると、抵抗R3と抵抗R4と
の直列回路を第二の出力端子TO2と接地電位との間に接
続した点で相違する。
FIG. 3 shows a non-insulated DC-DC according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows the structure of the DC-DC converter which is 3rd embodiment of a converter, DC of 2nd embodiment of FIG.
Compared with a -DC converter, a difference is that a series circuit of a resistor R3 and a resistor R4 is connected between the second output terminal T O2 and the ground potential.

【0030】この第三実施形態においても、スイッチン
グトランジスタQ1がオフの期間に、コイルL1に蓄積
されたエネルギーによりダイオードD1を介してコンデ
ンサC2が充電され、同時に、ダイオードD3を介して
コンデンサC4が入力電圧Eとは逆極性の電圧に充電さ
れる。したがって、図3に示すDC−DCコンバータ
は、図2に示す第二実施形態について説明したと同じ動
作を行って出力端子TO1と接地電位との間に出力電圧V
1を発生すると共に、更に、第二の出力端子TO2と接地
電位との間に、入力直流電圧Eとは逆極性で入力直流電
圧Eと出力電圧V1とで決定される所望の大きさの第二
の出力電圧V2を発生させることができる。
Also in this third embodiment, the capacitor C2 is charged through the diode D1 by the energy accumulated in the coil L1 while the switching transistor Q1 is off, and at the same time, the capacitor C4 is input through the diode D3. It is charged to a voltage having the opposite polarity to the voltage E. Therefore, the DC-DC converter shown in FIG. 3 performs the same operation as described in the second embodiment shown in FIG. 2 and outputs the output voltage V O between the output terminal T O1 and the ground potential.
1 is generated, and further, between the second output terminal T O2 and the ground potential, the polarity of the input DC voltage E is opposite to that of the input DC voltage E and the desired output voltage V1. A second output voltage V 2 can be generated.

【0031】図2に示す第二実施形態を更に拡張して、
出力電圧V1を出力する出力端子T0 1の他に、入力直流
電圧Eと出力電圧V1とで決定される所望の大きさの電
圧を出力する出力端子を増設することが可能である。図
4は、本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの第
四実施形態である、上記の出力端子を増設したDC−D
Cコンバータの一例を示す回路図であり、図2の第二実
施形態について説明した第一の出力電圧V1及び第二の
出力電圧V2に加えて、第三の出力電圧V3及び第四の出
力電圧V4を取り出すことができるように、第二実施形
態にコンデンサC5〜C8及びダイオードD4〜D7を
図示のように付加接続したものである。
By further expanding the second embodiment shown in FIG.
The other output terminal T 0 1 for outputting an output voltage V 1, it is possible to install additional output terminal for outputting a desired magnitude of the voltage which is determined by the input DC voltage E and the output voltage V 1. FIG. 4 is a fourth embodiment of the non-insulated DC-DC converter according to the present invention, which is a DC-D in which the above-mentioned output terminal is added.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a C converter, showing a third output voltage V 3 and a fourth output voltage V 1 in addition to the first output voltage V 1 and the second output voltage V 2 described in the second embodiment of FIG. In order to take out the output voltage V 4 of the above, capacitors C5 to C8 and diodes D4 to D7 are additionally connected to the second embodiment as shown in the figure.

【0032】図4のDC−DCコンバータについて説明
すると、スイッチングトランジスタQ1がオンの期間に
コイルL1に蓄積されたエネルギーは、次いでスイッチ
ングトランジスタQ1のオフになると、コイルL1→ダ
イオードD1→コンデンサC2→コイルL1のループで
放出されてコンデンサC2を充電する。同時に、コイル
L1のエネルギーはコイルL1→コンデンサC4→ダイ
オードD3→コイルL1のループで放出されてコンデン
サC4を図示の極性に充電すると共に、コイルL1→コ
ンデンサC4→コンデンサC5→ダイオードD5→コン
デンサC6→コイルL1のループで放出されてコンデン
サC5を図示の極性に充電し、コイルL1→コンデンサ
C4→コンデンサC5→コンデンサC7→ダイオードD
7→コンデンサC8→コンデンサC6→コイルL1のル
ープで放出されてコンデンサC7を図示の極性に充電す
る。これによって、第三実施形態について既に説明した
ようにスイッチングトランジスタQ1がオン、オフ動作
を繰り返すと、既述のとおりの極性の出力電圧V1、V2
に加えて、上記の第三の出力電圧V3が第三の出力端子
O3に、第四の出力電圧V4が第四の出力端子TO4にそ
れぞれ取り出される。
Explaining the DC-DC converter of FIG. 4, the energy stored in the coil L1 while the switching transistor Q1 is on is turned off, and then the switching transistor Q1 is turned off. The coil L1 → diode D1 → capacitor C2 → coil It is discharged in the loop of L1 to charge the capacitor C2. At the same time, the energy of the coil L1 is discharged in the loop of the coil L1 → capacitor C4 → diode D3 → coil L1 to charge the capacitor C4 to the polarity shown, and at the same time, the coil L1 → capacitor C4 → capacitor C5 → diode D5 → capacitor C6 → It is discharged in the loop of the coil L1 to charge the capacitor C5 to the polarity shown in the drawing, and the coil L1 → capacitor C4 → capacitor C5 → capacitor C7 → diode D
7 → Capacitor C8 → Capacitor C6 → Discharge in the loop of coil L1 to charge capacitor C7 to the polarity shown. As a result, when the switching transistor Q1 is repeatedly turned on and off as already described in the third embodiment, the output voltages V 1 and V 2 having the polarities as described above are generated.
In addition, the third output voltage V 3 is taken out to the third output terminal T O3 and the fourth output voltage V 4 is taken out to the fourth output terminal T O4 .

【0033】また、図5は、本発明に係る非絶縁形DC
−DCコンバータの第五実施形態である、上記の出力端
子を増設したDC−DCコンバータの他の例を示す回路
図であり、図2の第二実施形態について説明した第一の
出力電圧V1に加えて、第二の出力電圧V2及び第三の出
力電圧V3を取り出すことができるように、第二実施形
態にコンデンサC9〜C13及びダイオードD8〜D1
2を図示のように付加接続したものである。
FIG. 5 shows a non-insulated DC according to the present invention.
Is a fifth embodiment of the -DC converter, a circuit diagram showing another example of a DC-DC converter with additional output terminal of the first output voltages V 1 as described for the second embodiment of FIG. 2 In addition to the above, the capacitors C9 to C13 and the diodes D8 to D1 are added to the second embodiment so that the second output voltage V 2 and the third output voltage V 3 can be taken out.
2 is additionally connected as shown.

【0034】図5のDC−DCコンバータにおいて、ス
イッチングトランジスタQ1がオンの期間にコイルL1
に蓄積されたエネルギーは、スイッチングトランジスタ
Q1のオフの期間にコイルL1→ダイオードD1→コン
デンサC2→コイルL1のループを通って放出され、コ
ンデンサC2を図示の極性に充電する。更に、上記のエ
ネルギーはコイルL1→ダイオードD8→コンデンサC
10→コイルL1のループを通って放出されると同時
に、コイルL1→コンデンサC9→ダイオードD10→
コンデンサC11→コンデンサC10→コイルL1のル
ープを通って放出されてコンデンサC9を図示の極性に
充電すると共に、コイルL1→コンデンサC9→コンデ
ンサC12→ダイオードD12→コンデンサC13→コ
ンデンサC11→コンデンサC10→コイルL1のルー
プを通って放出されてコンデンサC12を図示の極性に
充電する。したがって、スイッチングトランジスタQ1
がオン、オフ動作を繰り返すと、第一の出力端子T01
ら第一の出力電圧V1が、第二の出力端子TO2から第二
の出力電圧V2が、そして第三の出力端子TO3から第三
の出力電圧V3がそれぞれ取り出される。
In the DC-DC converter of FIG. 5, the coil L1 is turned on while the switching transistor Q1 is on.
The energy stored in is discharged through the loop of coil L1 → diode D1 → capacitor C2 → coil L1 while the switching transistor Q1 is off, and charges the capacitor C2 to the polarity shown. Further, the above-mentioned energy is coil L1 → diode D8 → capacitor C
10 → Discharge through the loop of coil L1 and at the same time coil L1 → capacitor C9 → diode D10 →
The capacitor C11 is discharged through the loop of the capacitor C10 and the coil L1 to charge the capacitor C9 to the polarity shown in the figure, and the coil L1 → the capacitor C9 → the capacitor C12 → the diode D12 → the capacitor C13 → the capacitor C11 → the capacitor C10 → the coil L1. Discharged through the loop to charge capacitor C12 to the polarity shown. Therefore, the switching transistor Q1
Are repeatedly turned on and off, the first output terminal T 01 outputs the first output voltage V 1 , the second output terminal T O2 outputs the second output voltage V 2 , and the third output terminal T 2. The third output voltage V 3 is taken out from O 3 , respectively.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上、図面を参照しながら本発明の若干
の実施形態の構成と動作について詳述したところから理
解されるとおり、本発明は、入力端子と出力端子との間
に直列にスイッチング回路又はスイッチング素子を配置
して電圧変換のためのスイッチング機能と過負荷保護機
能との両方を行わせているので、従来に比べて部品点数
の削減、小型化、低価格化を実現することが可能になる
と共に、過負荷保護動作時に入力直流電圧が負荷へ流出
することを確実に防止することが可能である。
As will be understood from the detailed description of the configuration and operation of some embodiments of the present invention given above with reference to the drawings, the present invention provides switching in series between an input terminal and an output terminal. By arranging a circuit or switching element to perform both the switching function for voltage conversion and the overload protection function, it is possible to reduce the number of parts, downsize, and reduce the cost compared to the past. In addition, it is possible to reliably prevent the input DC voltage from flowing out to the load during the overload protection operation.

【0036】また、入力端子と出力端子との間に直列に
スイッチング回路又はスイッチング素子を配置したこと
により、スイッチング回路又はスイッチング素子のオン
期間の案が差に応じた出力直流電圧を取り出すことがで
きるので、入力直流電圧に対する昇圧動作と降圧動作と
のいずれもが可能である。
Further, by arranging the switching circuit or the switching element in series between the input terminal and the output terminal, it is possible to take out the output DC voltage depending on the difference in the ON period of the switching circuit or the switching element. Therefore, both the step-up operation and the step-down operation for the input DC voltage are possible.

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

【図1】本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの
第一実施形態であるタイマーラッチ方式のDC−DCコ
ンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a timer latch type DC-DC converter which is a first embodiment of a non-insulated DC-DC converter according to the present invention.

【図2】本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの
第二実施形態であるタイマーラッチ方式のDC−DCコ
ンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a timer latch type DC-DC converter which is a second embodiment of a non-insulated DC-DC converter according to the present invention.

【図3】本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの
第三実施形態であるタイマーラッチ方式のDC−DCコ
ンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a timer latch type DC-DC converter which is a third embodiment of a non-insulated DC-DC converter according to the present invention.

【図4】本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの
第四実施形態であるタイマーラッチ方式のDC−DCコ
ンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a timer latch type DC-DC converter which is a fourth embodiment of a non-insulated DC-DC converter according to the present invention.

【図5】本発明に係る非絶縁形DC−DCコンバータの
第五実施形態であるタイマーラッチ方式のDC−DCコ
ンバータの構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a timer latch type DC-DC converter which is a fifth embodiment of a non-insulated DC-DC converter according to the present invention.

【図6】過負荷保護機能を備えた従来の昇圧形DC−D
Cコンバータの一例の構成を示す回路図である。
FIG. 6 is a conventional step-up DC-D having an overload protection function.
It is a circuit diagram which shows the structure of an example of a C converter.

【図7】過負荷保護機能を備えた従来の昇降圧形DC−
DCコンバータの一例の構成を示す回路図である。
FIG. 7: Conventional buck-boost DC- with overload protection function
It is a circuit diagram which shows the structure of an example of a DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1スイッチングトランジスタ、 L1:スイッチング
用のコイル、C1:入力電圧平滑用のコンデンサ、 C
2、C3:出力電圧平滑用のコンデンサ、 TIN:入力
端子、 TO1〜TO4:出力端子、 E:入力直流電圧、
1〜V4:出力直流電圧
Q1 switching transistor, L1: switching coil, C1: input voltage smoothing capacitor, C
2, C3: output voltage smoothing capacitor, T IN : input terminal, T O1 to T O4 : output terminal, E: input DC voltage,
V 1 ~V 4: output DC voltage

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力直流電圧を出力直流電圧へ変換する
非絶縁形DC−DCコンバータであって、 入力端子と出力端子との間に直列に設けられたスイッチ
ング素子と、 前記スイッチング素子のスイッチング動作に連動して前
記入力直流電圧によって充電される充電回路と、 前記スイッチング素子にスイッチング動作を行なわせて
前記充電回路から前記出力直流電圧を発生させると共
に、過負荷時に前記スイッチング素子のスイッチング動
作を停止させて該スイッチング素子を開状態に保持し、
前記入力端子と前記出力端子との間を遮断させる制御回
路と、を具備することを特徴とする非絶縁形DC−DC
コンバータ。
1. A non-insulating DC-DC converter for converting an input DC voltage to an output DC voltage, wherein a switching element is provided in series between an input terminal and an output terminal, and a switching operation of the switching element. And a charging circuit that is charged by the input DC voltage in conjunction with, and causes the switching element to perform a switching operation to generate the output DC voltage from the charging circuit, and stop the switching operation of the switching element when overloaded. To hold the switching element in the open state,
And a control circuit for disconnecting the input terminal and the output terminal from each other.
converter.
【請求項2】 入力直流電圧を出力直流電圧へ変換する
非絶縁形DC−DCコンバータであって、 前記入力直流電圧が印加される入力端子と、 前記入力端子に入力側が接続されたスイッチング回路
と、 前記スイッチング回路の出力側に接続され、前記スイッ
チング回路のオン、オフ動作と同期して前記入力直流電
圧と逆極性の第一の電圧に充電される第一の充電回路
と、 前記第一の充電回路の出力側に接続され、前記スイッチ
ング回路のオン、オフ動作に同期して前記入力直流電圧
と前記第一の電圧との和に相当する大きさで且つ前記入
力直流電圧と同極性の第二の電圧に充電される第二の充
電回路と、 前記第二の充電回路から前記第二の電圧を受け取って前
記出力直流電圧として出力する出力端子と、 前記出力直流電圧に比例する第三の電圧を受け取り、該
第三の電圧に応じたパルス幅のパルスを前記スイッチン
グ回路に供給して該パルス幅に応じて前記スイッチング
回路のオン期間とオフ期間とを調整すると共に、該第三
の電圧が所定の大きさよりも小さくなったときに前記パ
ルスの前記スイッチング回路への供給を停止し、前記ス
イッチング回路をオフに保持する制御回路と、を具備す
ることを特徴とする非絶縁形DC−DCコンバータ。
2. A non-insulated DC-DC converter for converting an input DC voltage to an output DC voltage, comprising: an input terminal to which the input DC voltage is applied; and a switching circuit having an input side connected to the input terminal. A first charging circuit that is connected to the output side of the switching circuit and that is charged with a first voltage having a polarity opposite to that of the input DC voltage in synchronism with ON and OFF operations of the switching circuit; It is connected to the output side of the charging circuit and has a magnitude corresponding to the sum of the input DC voltage and the first voltage in synchronization with the ON / OFF operation of the switching circuit and has the same polarity as the input DC voltage. A second charging circuit that is charged to a second voltage, an output terminal that receives the second voltage from the second charging circuit and outputs the second voltage as the output DC voltage, and a third proportional to the output DC voltage. A voltage is received and a pulse having a pulse width corresponding to the third voltage is supplied to the switching circuit to adjust the ON period and the OFF period of the switching circuit according to the pulse width, and the third voltage A control circuit that stops the supply of the pulse to the switching circuit and keeps the switching circuit off when is smaller than a predetermined magnitude. converter.
【請求項3】 入力直流電圧を出力直流電圧へ変換する
非絶縁形DC−DCコンバータであって、 前記入力直流電圧が印加される入力端子と、 前記出力直流電圧を取り出すことができる出力端子と、 前記入力端子に入力電極が接続されたスイッチング素子
と、 前記スイッチング素子の出力電極と基準電位との間に接
続され、前記スイッチング素子のオン、オフ動作に同期
して充放電するコイルと、 前記スイッチング素子の前記出力電極と基準電位との間
に接続されたコンデンサであって、前記スイッチング素
子がオフの期間に、前記コイルによって充電される第一
のコンデンサと、 前記出力端子と基準電位との間に接続されたコンデンサ
であって、前記スイッチング素子がオンの期間に、前記
入力直流電圧と前記第一のコンデンサの両端間の電圧と
の和の電圧によって充電される第二のコンデンサと、 前記出力直流電圧に比例する電圧を受け取り、該電圧に
応じたパルス幅のパルスを前記スイッチング素子の制御
電極に供給して該パルス幅に応じて前記スイッチング素
子のオン期間とオフ期間とを調整すると共に、前記電圧
が所定の大きさよりも小さくなったときに前記パルスの
前記スイッチング素子への供給を停止し、前記スイッチ
ング素子をオフに保持する制御回路と、を具備し、前記
出力直流電圧に対する前記入力直流電圧の大小に無関係
に所定の出力直流電圧を発生させるよう昇圧動作及び降
圧動作を行う非絶縁形DC−DCコンバータ。
3. A non-insulated DC-DC converter for converting an input DC voltage to an output DC voltage, wherein an input terminal to which the input DC voltage is applied and an output terminal from which the output DC voltage can be taken out. A switching element having an input electrode connected to the input terminal; a coil connected between an output electrode of the switching element and a reference potential and charged and discharged in synchronism with ON and OFF operations of the switching element; A capacitor connected between the output electrode of the switching element and a reference potential, the first capacitor being charged by the coil during a period in which the switching element is off, and the output terminal and the reference potential A capacitor connected between the input DC voltage and both ends of the first capacitor while the switching element is on. A second capacitor that is charged by a voltage that is the sum of the voltage and a voltage that is proportional to the output DC voltage, and supplies a pulse having a pulse width corresponding to the voltage to the control electrode of the switching element. The ON period and the OFF period of the switching element are adjusted according to the width, and when the voltage becomes smaller than a predetermined value, the supply of the pulse to the switching element is stopped and the switching element is turned off. And a control circuit for holding the control circuit for holding the input DC voltage, and performing a step-up operation and a step-down operation so as to generate a predetermined output DC voltage regardless of the magnitude of the input DC voltage with respect to the output DC voltage.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1つに記載の非
絶縁形DC−DCコンバータであって、前記入力直流電
圧と前記出力直流電圧とで定まる大きさと極性とを有す
る出力電圧を発生させるための回路を更に設けたことを
特徴とする非絶縁形DC−DCコンバータ。
4. The non-insulated DC-DC converter according to claim 1, further comprising: an output voltage having a magnitude and polarity determined by the input DC voltage and the output DC voltage. A non-insulated DC-DC converter, further comprising a circuit for generating the voltage.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336974A (en) * 2003-05-12 2004-11-25 Origin Electric Co Ltd Power supply
JP2006191715A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Mitsumi Electric Co Ltd Power supply system and method of generating power supply
US10110123B2 (en) 2014-06-23 2018-10-23 Smk Corporation DC-DC converter

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