JPH10304555A - Dc/dcコンバータの制御回路 - Google Patents

Dc/dcコンバータの制御回路

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JPH10304555A
JPH10304555A JP11627397A JP11627397A JPH10304555A JP H10304555 A JPH10304555 A JP H10304555A JP 11627397 A JP11627397 A JP 11627397A JP 11627397 A JP11627397 A JP 11627397A JP H10304555 A JPH10304555 A JP H10304555A
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JP
Japan
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capacitor
comparator
voltage
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JP11627397A
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Hiroshi Noda
寛 野田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DC/DCコンバータの出力側に接続される
負荷回路に対して安定的に電力を供給する。 【解決手段】 DC/DCコンバータ20の出力側に接
続されたキャパシタ70のキャパシタ電圧をコンパレー
タ50によって監視し,その監視結果に基づきコンパレ
ータ52によってDC/DCコンバータをオンオフ制御
し,キャパシタ電圧を一定の範囲内に保つ。これにより
DC/DCコンバータの出力側に接続される負荷回路3
0に対して安定的に電力を供給することができる。また
キャパシタの充電時における突入電流は,ほとんど発生
しないために,DC/DCコンバータの入力側に接続さ
れる主電源40に影響を与えることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,DC/DCコンバ
ータの制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】DC/DCコンバータは,その内部にお
いてスイッチング動作が行われているためにスイッチン
グロスが生じ,かかるスイッチングロスは前記DC/D
Cコンバータが接続される回路全体の電力損失の一因と
なっている。そこでDC/DCコンバータの作動/停止
を制御するための制御入力端子としてのイネーブル端子
を備えたDC/DCコンバータを用いて,例えば当該D
C/DCコンバータに接続される負荷回路が連続動作で
はなく極めて間欠的にしか動作しない場合,前記DC/
DCコンバータが停止(アイドリング)中にあっては,
前記DC/DCコンバータを外部からの制御入力信号に
よって停止させるようして,回路全体の電力損失の低減
を図っている。
【0003】一方,当該DC/DCコンバータに接続さ
れる負荷回路における電流変動に対処するために,通
常,DC/DCコンバータと負荷回路の間にはキャパシ
タが設けられている。この場合,キャパシタの静電容量
が不足していると,前記負荷回路における電流変動を吸
収しきれず,前記DC/DCコンバータの入力電流は負
荷回路における電流変動の2倍の周期で大きく変動して
しまい,かかる入力電流の供給源である主電源に対して
雑音を誘導してしまう。この問題に対しては,前記キャ
パシタの容量を適宜の定数,例えば数百μFとする事で
対応している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように,負荷回
路の電流変動を吸収するに充分な静電容量を有するキャ
パシタをDC/DCコンバータの出力側に設けるととも
に,回路全体の電力損失を低減させる目的で,負荷回路
の作動/停止に同期してDC/DCコンバータを作動/
停止させるようにした場合,前記キャパシタの充電に要
する時間分,前記負荷回路への電力供給が遅れ,負荷回
路の動作にとっては好ましくない。加えて,前記キャパ
シタの充電に伴うDC/DCコンバータ出力電流の瞬間
的な増大,いわゆる突入電流の発生が危惧される。この
突入電流によって,DC/DCコンバータの入力電流が
増大し,かかる入力電流の供給源である主電源の電流保
護回路が作動し,当該主電源がトリップしかねない。多
くの場合,主電源にはDC/DCコンバータ以外にも複
数の回路が接続されるために,上記のような主電源のト
リップ現象は是非とも防がなければならない。
【0005】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり,DC/DCコンバータの動作を必要最小限に止め
ることによって,当該DC/DCコンバータが接続され
ている回路全体の電力損失を低減させるとともに,負荷
回路に対して安定的に電力を供給し,さらに主電源への
影響を防止するDC/DCコンバータの制御回路を提供
し,前記従来の問題の解決を図ることを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め,請求項1によれば,制御入力端子を備えたDC/D
Cコンバータの制御回路であって,前記DC/DCコン
バータの出力に対して並列に接続されたキャパシタと,
前記キャパシタのキャパシタ電圧を監視する監視手段
と,前記監視手段により監視される前記キャパシタ電圧
が基準値以上である場合には前記DC/DCコンバータ
を停止させ,前記キャパシタ電圧が基準値未満である場
合には前記DC/DCコンバータを駆動するオンオフ制
御手段とを備えたことを特徴とするDC/DCコンバー
タの制御回路が提供される。かかる構成によれば,前記
監視手段によって監視される前記キャパシタのキャパシ
タ電圧が基準値以上に保持されるように,前記DC/D
Cコンバータのオンオフ駆動制御が行われるために,前
記キャパシタのキャパシタ電圧の変動を一定の範囲内に
抑えることができる。したがって前記キャパシタを介し
て前記DC/DCコンバータの出力に接続される負荷回
路に対して,安定的に電力を供給することができる。ま
た電流変動が大きい負荷回路が接続され,かかる電流変
動を吸収するに十分な静電容量を有するキャパシタが採
用された場合でも,DC/DCコンバータの出力側に
は,ほとんど突入電流は発生しない。したがって当該D
C/DCコンバータの入力側に接続される主電源に影響
を与えることはない。さらに前記DC/DCコンバータ
は前記キャパシタを充電する時のみ動作するために,前
記DC/DCコンバータのスイッチングロスによる制御
回路全体の電力損失を低減させることができる。
【0007】請求項2によれば,前記監視手段は,前記
キャパシタ電圧と第1基準電圧とを比較し,前記キャパ
シタ電圧が前記第1基準電圧以上または未満に変化する
ごとに,その出力を反転させる第1コンパレータとする
ことができる。さらに前記オンオフ制御手段は,前記第
1コンパレータの出力と第2基準電圧とを比較して,D
C/DCコンバータをオンオフ制御する制御信号を前記
制御入力端子に出力する第2コンパレータを含むように
してもよい。かかる構成によれば,第1基準電圧を調整
することにより,前記キャパシタのキャパシタ電圧の基
準値を調整することができる。また第2基準電圧を調整
することによって,DC/DCコンバータのオンオフ制
御タイミングを調整することができる。したがって簡単
な構成で応用範囲の広いDC/DCコンバータの制御回
路を提供することができる。
【0008】請求項3に記載のように,前記オンオフ制
御手段は,前記第1コンパレータの出力と前記第2コン
パレータの入力との間に介挿された,充電時定数がゼロ
で放電時定数が所定値に設定されたCR時定数回路を含
むようにしてもよい。充電時定数がゼロであるために,
前記キャパシタ電圧が基準値未満に低下したと同時に前
記DC/DCコンバータが駆動し,キャパシタ電圧を瞬
時に前記基準値以上に復帰させることができる。さらに
放電時定数を調整することによって,前記キャパシタの
充電時間を調整することが可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下,本発明の一実施形態を図に
基づいて説明すると,図1に示すように,実施の形態に
かかるDC/DCコンバータ制御回路10は主に,DC
/DCコンバータ20,DC/DCコンバータ20制御
用のNPN型トランジスタ22,負荷回路30,負荷回
路30制御用のNPN型トランジスタ32,主電源4
0,監視手段としてのコンパレータ50,およびオンオ
フ制御手段としてのコンパレータ52とから構成され
る。
【0010】DC/DCコンバータ20の入力端子20
aは主電源40の出力端子40aに接続され,DC/D
Cコンバータ20の出力端子20bは負荷回路30の入
力端子30aに接続される。DC/DCコンバータ20
のグランド端子20c,負荷回路30のグランド端子3
0b,および主電源40のグランド端子40bは全てグ
ランドに接続される。
【0011】DC/DCコンバータ20の作動/停止を
制御するための制御入力端子としてのイネーブル端子2
0dは,上記したエミッタ接地のNPN型トランジスタ
22のコレクタに接続され,負荷回路30の作動/停止
を制御するためのイネーブル端子30cは,上記したエ
ミッタ接地のNPN型トランジスタ32のコレクタに接
続され,さらに2個のNPN型トランジスタ22,32
のベースはそれぞれ信号入力端子60に接続される。な
お本実施の形態においては,イネーブル端子20dおよ
びイネーブル端子30cは低レベルアクティブと仮定す
る。すなわちイネーブル端子20dに低レベル信号が入
力された時に出力端子20bから所定の電圧が出力され
るDC/DCコンバータ20,およびイネーブル端子3
0cに低レベル信号が入力された時に動作状態となる負
荷回路30を用いた場合に即して以下説明する。ただし
これに限らず,周辺回路を適宜変更して,イネーブル端
子が高アクティブであるDC/DCコンバータおよび/
またはイネーブル端子が高アクティブである負荷回路を
採用してもよい。
【0012】DC/DCコンバータ20の出力端子20
bにはキャパシタ70の一端が接続され,キャパシタ7
0の他端はグランドに接続される。また抵抗72は,そ
の一端は上記の出力端子20bへ接続され,他端はコン
パレータ50の負入力および抵抗74の一端に共通接続
される。抵抗74の他端はグランドに接続される。コン
パレータ50の正入力とグランドとの間には基準電源7
6が設けられる。なおキャパシタ70のキャパシタ電圧
が所定の電圧VB以上である時,コンパレータ50の負
入力電圧が正入力電圧を上回るように,抵抗72,74
の抵抗定数および基準電源76は調整される。
【0013】コンパレータ50の出力にはダイオード7
8のアノードと抵抗80の一端が接続され,ダイオード
78のカソードと抵抗80の他端はコンパレータ52の
負入力に接続される。さらにコンパレータ52の負入力
とグランドとの間にはキャパシタ82が設けられ,正入
力とグランドとの間には基準電源84が設けられる。な
おコンパレータ52の負入力に対して高レベル信号が入
力された場合はコンパレータ52は低レベル信号を出力
し,負入力に対して低レベル信号が入力された場合はコ
ンパレータ52は高レベル信号を出力するように,基準
電源84は調整される。そしてコンパレータ52の出力
は抵抗86を介して,DC/DCコンバータ20のイネ
ーブル端子20dに接続される。
【0014】本実施の形態にかかるDC/DCコンバー
タ制御回路10は以上のように構成されており,DC/
DCコンバータ回路10の動作を図2を用いて以下説明
する。なおDC/DCコンバータ制御回路10の初期状
態は,主電源40は停止状態,信号入力端子60は低レ
ベル状態,コンパレータ50およびコンパレータ52の
出力は低レベル状態,キャパシタ70およびキャパシタ
82は十分に放電された状態とする。また図2のA〜F
の波形は,図1のDC/DCコンバータ制御回路10中
のA〜Fの各ポイントの電圧の状態を示している。
【0015】図2中のT0のタイミングで主電源40が
ONされると,出力端子40aからは所定の電圧が出力
される。(ポイントA)
【0016】一方,コンパレータ50はT0のタイミン
グで正入力と負入力の電圧レベルを比較し,初期状態に
おける低レベル信号から高レベル信号へ反転出力する。
(ポイントC)
【0017】これに伴いコンパレータ52の負入力へは
高レベル信号が入力され,コンパレータ52は正入力と
負入力の電圧レベルを比較し,低レベル信号を出力す
る。(ポイントE)
【0018】上記したコンパレータ52からの低レベル
信号によりDC/DCコンバータ20のイネーブル端子
20dへは低レベル信号が入力される。(ポイントF)
【0019】したがってDC/DCコンバータ20は動
作を開始し,出力端子20bの電圧レベルは上昇する。
(ポイントB)
【0020】DC/DCコンバータ20の出力電圧は,
コンパレータ50によって監視されており,所定の電圧
Bを上回るタイミングT1において,コンパレータ50
は高レベル信号から低レベル信号へ反転出力する。する
とコンパレータ52の負入力の電圧レベルは,キャパシ
タ82と抵抗80によって決定される時定数に従って徐
々に低下し,コンパレータ52の正入力の電圧VDを下
回るタイミングT2において,コンパレータ52からの
出力信号は低レベルから高レベルへ反転し,DC/DC
コンバータ20の動作を停止させる。
【0021】DC/DCコンバータ20と負荷回路30
の停止状態が長時間継続すると,キャパシタ70に蓄え
られている電荷は,負荷回路30の内部における微少な
アイドリング電流として消費され,キャパシタ70のキ
ャパシタ電圧は徐々に低下する。ところが,かかる電圧
低下はコンパレータ50によって監視されており,所定
の電圧VBまで低下したタイミングT3において,コンパ
レータ50は後段のコンパレータ52の負入力へ高レベ
ル信号を出力し,コンパレータ52は低レベル信号を出
力し,DC/DCコンバータ20の動作を再開させる。
これによってキャパシタ70は充電され,キャパシタ電
圧は所定の電圧VB以上に復帰する。
【0022】上記のようにキャパシタ70のキャパシタ
電圧が所定の電圧VB以上に復帰した時点で,コンパレ
ータ50の出力信号は高レベルから低レベルへ反転す
る。その後,コンパレータ52の負入力の電圧レベル
は,キャパシタ82と抵抗80によって決定される時定
数に従って徐々に低下し,コンパレータ52の正入力の
電圧VDを下回るタイミングT4において,コンパレータ
52からの出力信号は低レベルから高レベルへ反転し,
DC/DCコンバータ20の動作を停止させる。
【0023】このように負荷回路30の入力端子30a
における入力電圧は,常にキャパシタ70により補償さ
れる。したがって信号入力端子60に高レベル信号が入
力され,DC/DCコンバータ20および負荷回路30
の動作が開始された場合,例えDC/DCコンバータ2
0の出力端子20bからの電圧出力に遅れがあっても,
キャパシタ70により所定の電圧が負荷回路30へ瞬時
に供給されるために,負荷回路30の動作への影響はな
い。
【0024】しかも上述のように負荷回路30が停止し
ている間は,DC/DCコンバータ20はキャパシタ7
0の充電時に限って作動するため,DC/DCコンバー
タ20のスイッチングロスに伴う回路全体の電力損失を
低減させることができる。
【0025】またキャパシタ70のキャパシタ電圧は,
DC/DCコンバータ回路10が動作中は所定の電圧V
B以下には低下しない。したがって負荷回路30の電流
変動を考慮し,キャパシタ70の静電容量を例えば数百
μFとした場合でも,キャパシタ70を充電する際に,
DC/DCコンバータ20の出力における瞬間的な大電
流,いわゆる突入電流が発生し,主電源40をトリップ
させることはない。さらに負荷回路30における電流変
動の周期が大きく例えば数十Hzで,かつ電流変動量が
大きい場合であっても,当該電流変動はキャパシタ70
に吸収され,主電源40へ影響を与えることはない。
【0026】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば,当
該DC/DCコンバータの出力に対して接続されるキャ
パシタのキャパシタ電圧は一定に保たれる。したがって
当該DC/DCコンバータの出力側に接続される負荷回
路に対して安定的に電力を供給することができる。また
キャパシタの充電時における突入電流は,ほとんど発生
しないために,DC/DCコンバータの入力側に接続さ
れる主電源に影響を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるDC/DCコンバータ制御回路
の実施の一形態の概略構成を示す回路図である。
【図2】図1の回路のポイントA〜Fの電圧波形の変化
を示す波形図である。
【符号の説明】
10 DC/DCコンバータ制御回路 20 DC/DCコンバータ 30 負荷回路 40 主電源 50,52 コンパレータ 70 キャパシタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御入力端子を備えたDC/DCコンバ
    ータの制御回路であって:前記DC/DCコンバータの
    出力に対して並列に接続されたキャパシタと;前記キャ
    パシタのキャパシタ電圧を監視する監視手段と;前記監
    視手段により監視される前記キャパシタ電圧が基準値以
    上である場合には前記DC/DCコンバータを停止さ
    せ,前記キャパシタ電圧が基準値未満である場合には前
    記DC/DCコンバータを駆動するオンオフ制御手段
    と;を備えたことを特徴とするDC/DCコンバータの
    制御回路。
  2. 【請求項2】 前記監視手段は,前記キャパシタ電圧と
    第1基準電圧とを比較し,前記キャパシタ電圧が前記第
    1基準電圧以上または未満に変化するごとに,その出力
    を反転させる第1コンパレータであり;前記オンオフ制
    御手段は,前記第1コンパレータの出力と第2基準電圧
    とを比較して,DC/DCコンバータをオンオフ制御す
    る制御信号を前記制御入力端子に出力する第2コンパレ
    ータを含むことを特徴とする,請求項1に記載のDC/
    DCコンバータの制御回路。
  3. 【請求項3】 前記オンオフ制御手段は,前記第1コン
    パレータの出力と前記第2コンパレータの入力との間に
    介挿された,充電時定数がゼロで放電時定数が所定値に
    設定されたCR時定数回路を含むことを特徴とする,請
    求項1または2に記載のDC/DCコンバータの制御回
    路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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