JPS6126466A - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ - Google Patents
Ｄｃ−ｄｃコンバ−タInfo
- Publication number
- JPS6126466A JPS6126466A JP14593584A JP14593584A JPS6126466A JP S6126466 A JPS6126466 A JP S6126466A JP 14593584 A JP14593584 A JP 14593584A JP 14593584 A JP14593584 A JP 14593584A JP S6126466 A JPS6126466 A JP S6126466A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- converter
- power
- power source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直流電源電圧を昇圧することができるＤＣ
−ＤＣコンバータに関するものである。
−ＤＣコンバータに関するものである。
バッテリ等の直流電源電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバ
ータは、各種の方式のものが実用化されているが、その
中でスイッチング電源方式のものは効率的にすぐれてい
るので各種の機器に採用されている。
ータは、各種の方式のものが実用化されているが、その
中でスイッチング電源方式のものは効率的にすぐれてい
るので各種の機器に採用されている。
しかしながら、かかるタイ・ンチング電源は、一旦、直
流電圧を交流電圧に変換しトランスによって昇圧したの
ち、再び整流して昇圧された直流電圧を得る回路方式と
されているため、鉄心に巻回されているトランスを必要
とする。
流電圧を交流電圧に変換しトランスによって昇圧したの
ち、再び整流して昇圧された直流電圧を得る回路方式と
されているため、鉄心に巻回されているトランスを必要
とする。
そのため装置の重量が増加し、かつコストアップを招く
という問題がある。
という問題がある。
また、漏洩磁束の発生によって効率が低下し、不要輻射
波によって電子機器に悪影響をおよぼすという問題もあ
る。
波によって電子機器に悪影響をおよぼすという問題もあ
る。
この発明は、かかる実状にかんがみてなされた交流トラ
ンスを使用せずにコンデンサの充放電回路によって直流
電源を昇圧することができるＤＣ−ＤＣコンバータを提
供するものである。
ンスを使用せずにコンデンサの充放電回路によって直流
電源を昇圧することができるＤＣ−ＤＣコンバータを提
供するものである。
この発明は、直流電源に対して順方向に接続されている
第１のダイオードと、第１．第２のコンデンサと、さ５
らに順方向接続されている第２のダイオードを順次直列
に接続し、前記第１．第２のコンデンサの接続点を直流
電源の十極および一極に交互に接続することができるス
イッチング回路を設けたものである。
第１のダイオードと、第１．第２のコンデンサと、さ５
らに順方向接続されている第２のダイオードを順次直列
に接続し、前記第１．第２のコンデンサの接続点を直流
電源の十極および一極に交互に接続することができるス
イッチング回路を設けたものである。
したがって、トランスを使用していないので、きわめて
簡単な回路構成で直流電圧を外債することができるとと
もに、中性点をもった直流２電源（＋）、（−、）回路
も同時に構成できるという利点がある。
簡単な回路構成で直流電圧を外債することができるとと
もに、中性点をもった直流２電源（＋）、（−、）回路
も同時に構成できるという利点がある。
第１図はこの発明の基本的なりＣ−ＤＣコンバータを示
す回路図で、Ｅは直流電源、Ｄ、、Ｄ２は第１．第２の
ダイオード、Ｃ，、Ｃ２ば第１゜第２のコンデンサ、Ｓ
は切替スイッチを示す。
す回路図で、Ｅは直流電源、Ｄ、、Ｄ２は第１．第２の
ダイオード、Ｃ，、Ｃ２ば第１゜第２のコンデンサ、Ｓ
は切替スイッチを示す。
この図において、切替スイッチＳの可動片を切り替えて
接点ａ、ｂに接続すると、第１、第２のコンデンサＣ，
，Ｃ２には一点鎖線で示すように電流Ｉ、、Ｉ２が流れ
、直流電源Ｅの電圧Ｖまで充電される。したがって、端
子Ｔｌ、１２間の電圧は２ｖとなり直流電源Ｅの電圧Ｖ
を２倍に昇圧することができる。
接点ａ、ｂに接続すると、第１、第２のコンデンサＣ，
，Ｃ２には一点鎖線で示すように電流Ｉ、、Ｉ２が流れ
、直流電源Ｅの電圧Ｖまで充電される。したがって、端
子Ｔｌ、１２間の電圧は２ｖとなり直流電源Ｅの電圧Ｖ
を２倍に昇圧することができる。
この場合、端子Ｔ０は中性点電位（ＧＮＤ）として利用
することができ、２電源として使用することも可能にな
る。
することができ、２電源として使用することも可能にな
る。
端子Ｔ、、Ｔ２間に負荷が接続されるとリップル電圧成
分が負荷に流れるが、慣用されている平滑回路を端子Ｔ
１，１２間に挿入することによってリップル成分を除去
することができる。
分が負荷に流れるが、慣用されている平滑回路を端子Ｔ
１，１２間に挿入することによってリップル成分を除去
することができる。
入力電力と出力電力の変換効率を高くするためには切替
スイッチＳ１、および第１．第２のダイオードＤ、、Ｄ
２の順方向抵抗の小さいものを使用すればよく、切替ス
ピードと第１．第２のコンデンサＣＩ ＋ Ｃ２の容量
を大きくすることによって取り出す電力を大きくするこ
とができる。
スイッチＳ１、および第１．第２のダイオードＤ、、Ｄ
２の順方向抵抗の小さいものを使用すればよく、切替ス
ピードと第１．第２のコンデンサＣＩ ＋ Ｃ２の容量
を大きくすることによって取り出す電力を大きくするこ
とができる。
第２図はスイッチＳに代えて２個のトランジスタＱｌＣ
ＰＮＰタイプ）、Ｑ２ （ＮＰＮタイプ）を使用した
実施例を示す。
ＰＮＰタイプ）、Ｑ２ （ＮＰＮタイプ）を使用した
実施例を示す。
この実施例では、トタンジスタＱ１．Ｑ２のペースに正
負のドライブパルスを供給するパルス発生器Ｇを接続し
て、トタンジスタＱ＋ 、Ｑ２を交互にオン、オフ制御
する。そして、第１．第２のコンデンサＣＩ ＋ ０２
に図示方向の電流Ｉ、。
負のドライブパルスを供給するパルス発生器Ｇを接続し
て、トタンジスタＱ＋ 、Ｑ２を交互にオン、オフ制御
する。そして、第１．第２のコンデンサＣＩ ＋ ０２
に図示方向の電流Ｉ、。
Ｉ２を交互に供給し、端子Ｔ １ ＋ Ｔ ２間に昇圧
した直流電圧を得るようにしたものである。
した直流電圧を得るようにしたものである。
第３図はスイッチングトランジスタとして５ＥＰＰ （
Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｕ５ｈ Ｐｕ１１ ）
形のパワーアンプＦＡを使用した実施例を示す。
Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｕ５ｈ Ｐｕ１１ ）
形のパワーアンプＦＡを使用した実施例を示す。
この場合は入力側にパルス発生器Ｇを接続すると、図示
したように電流Ｉ＋ 、Ｉ２が第１゜第２のコンデンサ
Ｃ，，Ｃ２に交互に流れ、ｉ子Ｔ、、１２間に昇圧され
た直流電圧２■が得られる。
したように電流Ｉ＋ 、Ｉ２が第１゜第２のコンデンサ
Ｃ，，Ｃ２に交互に流れ、ｉ子Ｔ、、１２間に昇圧され
た直流電圧２■が得られる。
第４図は前記第３図の実施例を改良したもので、パワー
アンプＦＡに正帰還路を構成し自励発振回路としたもの
である。
アンプＦＡに正帰還路を構成し自励発振回路としたもの
である。
すなわち、パワーアンプＦＡの出力から抵抗ｒｌ＋
Ｉ２を介して入力側に帰還路を構成し、コンデンサＣと
抵抗Ｒによって時定数をもたせたものである。
Ｉ２を介して入力側に帰還路を構成し、コンデンサＣと
抵抗Ｒによって時定数をもたせたものである。
この自動発振回路は方形波発生器としてよく知られてい
るように、５０％のデユーティを有するパルス波形とな
る。
るように、５０％のデユーティを有するパルス波形とな
る。
また、繰り返し周波数ｆは抵抗ｒｌ＋およびコンデンサ
Ｃの時定数と、抵抗ｒ２．Ｈの分割比により設定される
。
Ｃの時定数と、抵抗ｒ２．Ｈの分割比により設定される
。
なお、抵抗ｒ３ ＋ ｒ４＋コンデンサｃｏはバイア
ス電源回路を示している。
ス電源回路を示している。
この実施例の場合はパワーアンプＦＡと第１゜第２のダ
イオード、第１．第２のコンデンサＣ１，Ｃ２（電解型
）、および若干のインピーダンス素子によって形成され
ているめで、小型のＤＣ−ＤＣコンバータがきわめて容
易に実現できる。
イオード、第１．第２のコンデンサＣ１，Ｃ２（電解型
）、および若干のインピーダンス素子によって形成され
ているめで、小型のＤＣ−ＤＣコンバータがきわめて容
易に実現できる。
なお、第１．第２のダイオードＤＩ 、Ｄ２としては順
方向立上り特性がすぐれているショットキーダイオード
を使用することが好ましい。
方向立上り特性がすぐれているショットキーダイオード
を使用することが好ましい。
第５図は昇圧比をさらに高くしたＤＣ−ＤＣコンバータ
を示す回路図である。
を示す回路図である。
この実施例では第１図の基本的回路に対してさらに第２
のＤＣ−ＤＣコンバータを付加したものである。
のＤＣ−ＤＣコンバータを付加したものである。
すなわち、スイッチＳ１、第１．第２のダイオードＤ
Ｉ ＋ ’Ｄ ２ 、第１．第２のコンデンサＣＩ＋Ｃ
２によって端子Ｔ、、Ｔ２にほぼ倍電圧にされた直流電
圧（２■）が発生し、この直流電圧をさらにスイッチＳ
２、第３．第４のダイオードＤ３１Ｄ４、第３．第４の
コンデンサＣ３，Ｃ４によって昇圧する。
Ｉ ＋ ’Ｄ ２ 、第１．第２のコンデンサＣＩ＋Ｃ
２によって端子Ｔ、、Ｔ２にほぼ倍電圧にされた直流電
圧（２■）が発生し、この直流電圧をさらにスイッチＳ
２、第３．第４のダイオードＤ３１Ｄ４、第３．第４の
コンデンサＣ３，Ｃ４によって昇圧する。
したがって、直流電源Ｅの電圧（Ｖ）に対してほぼ４倍
に昇圧されたものが得られることになるが、さらに同様
なりＣ−ＤＣコンバータをタンデムに接続することによ
って昇圧比を高くすることができる。
に昇圧されたものが得られることになるが、さらに同様
なりＣ−ＤＣコンバータをタンデムに接続することによ
って昇圧比を高くすることができる。
第６図は第４図の回路において変換効率を改善するよう
にしたこの発明の他の実施例を示したものである。
にしたこの発明の他の実施例を示したものである。
この回路ではパワーアンプＦＡとスイッチング用のトラ
ンジスタＱ＋ 、Ｃ２を別個に設け、前記パワーアンプ
ＦＡには昇圧した電源が供給されるように構成されてい
る。
ンジスタＱ＋ 、Ｃ２を別個に設け、前記パワーアンプ
ＦＡには昇圧した電源が供給されるように構成されてい
る。
したがって、スイッチング用のトランジスタＱｌ、Ｑ２
は昇圧された電圧によって駆動されているパワーアンプ
ＦＡの高出力スイッチンクハルス電圧が供給され、電源
電圧（Ｖ）より高い電圧でオーバドライブされるのでオ
ン抵抗がより低くなり、カットオフ時間が短くなる。
は昇圧された電圧によって駆動されているパワーアンプ
ＦＡの高出力スイッチンクハルス電圧が供給され、電源
電圧（Ｖ）より高い電圧でオーバドライブされるのでオ
ン抵抗がより低くなり、カットオフ時間が短くなる。
その結果、スイッチング特性が１好になり変換効率が向
上する。
上する。
上記した実施例では、５ＥＰＰ型のパワーアンプＦＡを
使用する場合について説明したが、ＢＴＬ （Ｂａｌａ
ｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｌｅｓｓ）パワ
ーアンプＰＡを使用してもよい。
使用する場合について説明したが、ＢＴＬ （Ｂａｌａ
ｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｌｅｓｓ）パワ
ーアンプＰＡを使用してもよい。
この場合の実施例は第７図に示すようにトランジスタＱ
１〜Ｑ４の出力端子Ａ、Ｂ間に第１．第２のダイオード
Ｄ Ｉ ＋ Ｄ ２によって逆方向に充電される第１．
第２のコンデンサＣ□＋ ０２を接続すればよい。
１〜Ｑ４の出力端子Ａ、Ｂ間に第１．第２のダイオード
Ｄ Ｉ ＋ Ｄ ２によって逆方向に充電される第１．
第２のコンデンサＣ□＋ ０２を接続すればよい。
そして、トランジスタＱ１とＣ３，およびＣ２とＣ４が
交互にオン、オフ状態になるように制御パルスをベース
電極に供給すると図示のように電流Ｉ、、Ｉ２が流れる
ので端子Ｔ、、Ｔ２間に昇圧された電圧が出力される。
交互にオン、オフ状態になるように制御パルスをベース
電極に供給すると図示のように電流Ｉ、、Ｉ２が流れる
ので端子Ｔ、、Ｔ２間に昇圧された電圧が出力される。
上記の実施例ではタイ・ンチング用の素子としてバイポ
ーラトランジスタを実施例としたが、ＭＯＳタイプの高
電力型トランジスタ、その他の半導体素子を使用するこ
ともできる。
ーラトランジスタを実施例としたが、ＭＯＳタイプの高
電力型トランジスタ、その他の半導体素子を使用するこ
ともできる。
〔発明の効果〕
この発明は、オン、オフ制御されるスイッチング素子に
よって第１．第２のコンデンサを直流電源で交互に充電
し、この第１．第２のコンデンサの充電された電圧から
昇圧されて直流電源を得るようにしているので、高価で
、かつ重量の大きい交流トランスを使用しないでＤＣ−
ＤＣコンバータが構成できる。
よって第１．第２のコンデンサを直流電源で交互に充電
し、この第１．第２のコンデンサの充電された電圧から
昇圧されて直流電源を得るようにしているので、高価で
、かつ重量の大きい交流トランスを使用しないでＤＣ−
ＤＣコンバータが構成できる。
したがって、回路構成がきわめて簡単になり小型軽量化
が達成できるとともにスイッチングによる不要輻射がな
いので、電子機器の電源としてきわめて実用性が高いと
う利点がある。
が達成できるとともにスイッチングによる不要輻射がな
いので、電子機器の電源としてきわめて実用性が高いと
う利点がある。
さらに、単一電源から中性点がアース電位となる２電源
が構成されるので、各種電子機器における電源として利
用できるという利点がある。
が構成されるので、各種電子機器における電源として利
用できるという利点がある。
第１図はこの発明の基本的なりＣ−ＤＣコンバータを示
す回路図、第２図はスイッチに代えて２個のトランジス
タ（ＰＮＰタイプ）、（ＮＰＮタイプ）を使用した実施
例を示す回路図、第３図はスイッチングトランジスタと
して５ＥＰＰ型のパワーアンプを使用した実施例を示す
回路図、第４図は第３図の実施例を改良したもので、パ
ワーアンプに正帰還路を構成し自動発振回路とした時の
回路図、第５図は昇圧比をさらに高くしたＤＣ−ＤＣコ
ンバータを示す回路図、第６図は第４図の回路において
変換効率を改善したこの発明の他の実施例を示す回路図
、８７図はＢＴＬアンプを使用したＤＣ−ＤＣコンバー
タの実施例を示す回路図である。 図中、ＤＩ、Ｄ２は第１．第２ダイオード、Ｃ１，Ｃ２
は第１．第２コンデンサ、Ｔ、、Ｔ２は出力端子、Ｑｔ
はＰＮＰタイプのトランジスタ、１９２はＮＰＮタイプ
のトランジスタ、Ｅは直流電源、Ｓ、Ｓ、、Ｓ２はスイ
ッチ、ＰＡはパワーアンプを示す。 第１図 第２図 ｎ。 第３図 り。 第４図 り。 第６図
す回路図、第２図はスイッチに代えて２個のトランジス
タ（ＰＮＰタイプ）、（ＮＰＮタイプ）を使用した実施
例を示す回路図、第３図はスイッチングトランジスタと
して５ＥＰＰ型のパワーアンプを使用した実施例を示す
回路図、第４図は第３図の実施例を改良したもので、パ
ワーアンプに正帰還路を構成し自動発振回路とした時の
回路図、第５図は昇圧比をさらに高くしたＤＣ−ＤＣコ
ンバータを示す回路図、第６図は第４図の回路において
変換効率を改善したこの発明の他の実施例を示す回路図
、８７図はＢＴＬアンプを使用したＤＣ−ＤＣコンバー
タの実施例を示す回路図である。 図中、ＤＩ、Ｄ２は第１．第２ダイオード、Ｃ１，Ｃ２
は第１．第２コンデンサ、Ｔ、、Ｔ２は出力端子、Ｑｔ
はＰＮＰタイプのトランジスタ、１９２はＮＰＮタイプ
のトランジスタ、Ｅは直流電源、Ｓ、Ｓ、、Ｓ２はスイ
ッチ、ＰＡはパワーアンプを示す。 第１図 第２図 ｎ。 第３図 り。 第４図 り。 第６図
Claims (1)
- 直流電源に対して順方向接続された第１のダイオードと
第１のコンデンサと、第２のコンデンサと順方向接続さ
れている第２のダイオードを順次直列に接続し、前記第
１のコンデンサと前記第２のコンデンサの接続点を前記
直流電源の＋極、および−極に対して交互に接続するス
イッチング回路を設けたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコ
ンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14593584A JPS6126466A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14593584A JPS6126466A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126466A true JPS6126466A (ja) | 1986-02-05 |
Family
ID=15396471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14593584A Pending JPS6126466A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126466A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111375A (en) * | 1990-12-20 | 1992-05-05 | Texas Instruments Incorporated | Charge pump |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51125824A (en) * | 1975-04-22 | 1976-11-02 | Hitachi Ltd | D.c. voltage doubler converter |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14593584A patent/JPS6126466A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51125824A (en) * | 1975-04-22 | 1976-11-02 | Hitachi Ltd | D.c. voltage doubler converter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111375A (en) * | 1990-12-20 | 1992-05-05 | Texas Instruments Incorporated | Charge pump |
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