KR19980071822A - Step-down DC-DC Converters - Google Patents
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Abstract
복잡한 발진 회로를 사용하지 않고, 저 비용, 줄어든 공간의 간단한 회로로, 스위칭 소자의 듀티를 제어한다.The low cost, low space, simple circuit without the need for complicated oscillation circuits controls the switching element duty.
강압형 DC-DC 변환기는 직류 전원으로부터 부하에 전력을 공급하는 스위칭 소자(Q1)를 작동 앰프(4)을 구비한 제어 회로(3)로서 스위칭한다. 작동 앰프(4)는 - 입력 단자에 부하 전압을 CR 지연회로(5)를 거쳐 입력하고, + 입력 단자에 기준 전압을 입력하고, 작동 앰프(4)의 출력을 풀업 콘덴서(C1)에서 + 입력 단자에 피드백한다. CR 지연회로(5)와 풀업 콘덴서(C1)에서 히스테리시스인 상태에서 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 전환한다.The step-down DC-DC converter switches the switching element Q1 for supplying power to the load from the DC power supply as the control circuit 3 having the operational amplifier 4. The operational amplifier 4 inputs the load voltage to the − input terminal via the CR delay circuit 5, inputs the reference voltage to the + input terminal, and inputs the output of the operational amplifier 4 from the pull-up capacitor C1 to the + input. Feedback to the terminal. In the CR delay circuit 5 and the pull-up capacitor C1, the switching element Q1 is turned on and off in the hysteresis state.
Description
본 발명은 스위칭 소자를 온 오프로 전환하여 실질적으로 출력 전압을 강압하는 강압형 DC-DC 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a step-down type DC-DC converter which switches the switching element on and off to substantially step down the output voltage.
전지 등의 직류 전원으로부터 부하에 공급되는 전력은, 스위칭 소자를 온 오프로 전환하는 듀티를 변경하여 제어할 수 있다. 예를 들면, 오프 시간에 대한 온 시간을 짧게 하는 만큼, 부하에 공급되는 전력은 작아 진다. 따라서, 스위칭 소자의 오프 시간에 대한 온 시간을 단축하여 전지의 공급 전력을 작게 한 것과 실질적으로 동일하게 된다. 이 때문에, 스위칭 소자의 듀티를 변경하여 트랜스를 사용하지 않으므로 부하에 실질적으로 공급하는 전압을 작게 할 수 있다.The power supplied to the load from a DC power supply such as a battery can be controlled by changing the duty for switching the switching element on and off. For example, the power supplied to the load becomes smaller as the on time to the off time is shortened. Therefore, it becomes substantially the same as shortening the on time with respect to the off time of a switching element, and making small the power supply of a battery. For this reason, since the duty of a switching element is changed and a transformer is not used, the voltage supplied substantially to a load can be made small.
더욱이, 전지에 직접 부하를 접속하고 전지로부터 부하에 전력을 공급할 때, 전지 전압이 저하하도록 함으로써 부하에 공급되는 전력은 작게 된다. 이 경우, 전지와 부하 사이에 스위칭 소자를 접속하고, 스위칭 소자의 듀티를 제어하여 부하에 공급하는 전력을 일정하게 제어할 수도 있다.Furthermore, when the load is directly connected to the battery and power is supplied from the battery to the battery, the battery voltage is lowered so that the power supplied to the load is small. In this case, the switching element may be connected between the battery and the load, and the duty of the switching element may be controlled to constantly control the power supplied to the load.
이와 같은 용도로, 전지 등의 직류 전원과 부하 사이에, 스위칭 소자를 접속하고 상기 스위칭 소자를 온 오프로 전환하는 듀티를 조정하여 부하에 공급하는 전력을 접속하는 강압형 DC-DC 변환기가 사용된다.For this purpose, a step-down DC-DC converter is used between a DC power supply such as a battery and a load, which connects a switching element and adjusts the duty of switching the switching element on and off to connect power supplied to the load. .
강압형 DC-DC 변환기는 스위칭 소자를 온 오프로 전환하는 타이밍을 결정하기 위한 발진 회로를 내장하므로, 회로 구성이 복잡하고 고가로 되며 소형화하는데 곤란하다. 더욱이, 발진 회로를 동작시키기 위해서는 극히 저전력으로 사용될 수 있는 결점도 있다.The step-down DC-DC converter has an oscillation circuit for determining the timing for switching the switching element on and off, which makes the circuit configuration complicated, expensive, and difficult to miniaturize. Moreover, there is a drawback that can be used at extremely low power to operate the oscillation circuit.
본 발명은 이와 같은 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것으로, 본 발명의 중요한 목적은 발진 회로를 사용하지 않고 극히 간단하고 저 비용 적은 공간을 차지하는 회로로, 스위칭 소자의 듀티를 제어할 수 있는 강압형 DC-DC 변환기를 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve such drawbacks, and an important object of the present invention is an extremely simple, low cost, low space circuit without using an oscillation circuit, and a step-down capable of controlling the duty of a switching element. It is to provide a type DC-DC converter.
본 발명의 강압형 DC-DC 변환기는 직류 전원으로부터 부하에 전력을 공급하는 스위칭 소자(Q1)와 상기 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 제어하는 제어 회로(3)를 구비하되, 제어 회로(3)가 작동 앰프(4)를 구비하고 있다.The step-down DC-DC converter of the present invention includes a switching element Q1 for supplying power to a load from a DC power supply and a control circuit 3 for controlling the switching element Q1 on and off, but the control circuit 3 Has an operational amplifier (4).
작동 앰프(4)는-입력 단자에 부하 전압을 CR 지연 회로(5)를 거쳐 입력하고, + 입력 단자에 기준 전압을 입력함과 동시에 작동 앰프(4)의 출력을 풀업 콘덴서(C1)를 거쳐 입력하고 있다.The operational amplifier 4 inputs the load voltage to the − input terminal via the CR delay circuit 5, inputs the reference voltage to the + input terminal, and simultaneously outputs the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. I'm typing.
CR 지연 회로(5)는 부하 전압의 변동을 지연시켜 작동 앰프(4)의 - 입력 단자에 입력한다. 풀업 콘덴서(C1)는 작동 앰프(4)가 하이(High)로 되었을 때의 출력 전압을 + 입력 단자에 입력하고 기준 전압을 일시적으로 높게 인상하여 점차 저하시킨다.The CR delay circuit 5 delays the change in the load voltage and inputs it to the − input terminal of the operational amplifier 4. The pull-up capacitor C1 inputs the output voltage when the operational amplifier 4 becomes high to the + input terminal and raises the reference voltage temporarily high to gradually lower it.
스위칭 소자(Q1)가 오프로 될 때, 저하한 부하 전압은 CR 지연 회로(5)를 거쳐 점차 - 입력 단자의 전압을 저하시키고, - 입력 단자의 전압이 + 입력 단자의 전압보다 낮아지면, 작동 앰프(4)의 출력이 하이로 되어 스위칭 소자(Q1)를 온으로 전환한다. 더욱이, 이때, 풀업 콘덴서(C1)는 하이 전압에서 기준 전압을 일시적으로 높게 하여 작동 앰프(4)의 출력을 하이로 유지한다. 그후, 풀업 콘덴서(C1)가 충전되어 기준 전압이 점차 저하하여 부하 전압보다 낮아지면, 작동 앰프(4)의 출력이 로우(Low)로 되어 스위칭 소자(Q1)가 오프로 전환된다. 즉, 풀업 콘덴서(C1)가 작동 앰프(4)의 출력을 + 입력 단자에 피드백시켜 히스테리시스를 구성하여 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 전환한다.When the switching element Q1 is turned off, the lowered load voltage is gradually reduced through the CR delay circuit 5-when the voltage at the input terminal is lower than the voltage at the + input terminal, and then operates. The output of the amplifier 4 goes high to turn on the switching element Q1. Further, at this time, the pull-up capacitor C1 temporarily raises the reference voltage at the high voltage to keep the output of the operational amplifier 4 high. Thereafter, when the pull-up capacitor C1 is charged and the reference voltage gradually decreases to be lower than the load voltage, the output of the operational amplifier 4 goes low, and the switching element Q1 is turned off. That is, the pull-up capacitor C1 feeds the output of the operational amplifier 4 back to the + input terminal to form hysteresis, thereby switching the switching element Q1 on and off.
더욱이, 본 발명의 청구항 2의 강압형 DC-DC 변환기는 전원 전압을 저항과 제너 다이오드를 거쳐 작동 앰프(4)의 - 입력 단자에 입력하고 있다. 상기 DC-DC 변환기는 스위칭 소자(Q1)가 온으로 되었을 때 전원 전압으로 - 입력 단자의 전압 상승을 빠르게 한다. 전원 전압이 높은 만큼 - 입력 단자의 전압 상승을 빠르게 한다. 이 때문에, 전원 전압이 높게 되면, - 입력 단자가 + 입력 단자보다 높게 되는 시간이 짧게 되어 스위칭 소자(Q1)를 단 시간에 오프로 전환한다. 직류 전원 전압이 높게 되면 스위칭 소자(Q1)의 온 시간이 단축되고, 직류 전원 전압에 낮아 지면 스위칭 소자(Q1)의 온 시간이 길게 되므로, 직류 전원 전압이 변동하였을 때부하 전력의 변동을 작게 할 수 있다.Furthermore, the step-down DC-DC converter of claim 2 of the present invention inputs a power supply voltage to the − input terminal of the operational amplifier 4 via a resistor and a zener diode. The DC-DC converter rapidly increases the voltage at the input terminal with the power supply voltage when the switching element Q1 is turned on. The higher the power supply voltage is, the faster the voltage rises at the input terminals. For this reason, when the power supply voltage becomes high, the time that the − input terminal becomes higher than the + input terminal becomes short, and the switching element Q1 is turned off in a short time. When the DC power supply voltage is high, the on time of the switching element Q1 is shortened, and when the DC power supply voltage is low, the on time of the switching element Q1 is long, so that the variation of the load power when the DC power supply voltage is changed is small. Can be.
도 1은 본 발명의 실시예인 강압형 DC-DC 변환기를 도시하는 회로도.1 is a circuit diagram showing a step-down DC-DC converter which is an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 전지 2 : 히터1: battery 2: heater
3 : 제어 회로 4 : 작동 앰프3: control circuit 4: operational amplifier
5 : CR 지연 회로 6 : 전원 스위치5: CR delay circuit 6: power switch
Q1 : 스위칭 소자 Q2 : 드라이버용 트랜지스터Q1: switching element Q2: driver transistor
C1 : 풀업 콘덴서 ZD : 제어 다이오드C1: pull-up capacitor ZD: control diode
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 도시하는 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 강압형 DC-DC 변환기를 예시하는 것으로 본 발명은 DC-DC 변환기를 하기의 것에 특정하지 않는다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing. However, the embodiment shown below illustrates a step-down type DC-DC converter for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the DC-DC converter as follows.
더욱이, 본 명세서는 특허청구의 범위를 이해하기 쉽도록, 실시예에 도시된 구성요소에 대응하는 번호를, 「특허청구의 범위」 및 「발명이 이루고자 하는 기술적 과제」란에 나타난 구성요소에 부기하고 있다. 단, 특허청구의 범위에 나타난 구성요소를 실시예의 구성요소에 특정한 것으로 결정하고 있지 않다.Moreover, in order to make the scope of a claim easy to understand, this specification attaches the number corresponding to the component shown in the Example to the component shown by the field of a claim and the technical problem to which an invention is made | formed. Doing. However, the components shown in the claims are not determined to be specific to the components of the embodiments.
도 1에 도시하는 강압형 DC-DC 변환기는 직류 전원인 전지(1)와, 상기 전지(1)로부터 부하인 히터(2)에 전력을 공급하기 위해, 전지(1)와 히터(2) 사이에 접속되어 있는 트랜지스터인 스위칭 소자(Q1)와, 상기 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 제어하는 제어 회로(3)를 구비한다. 도면의 회로도는 부하를 히터로서 하고 있지만, 본 발명은 부하를 히터에 특정하지 않는다. 부하에는 모터나 전구 등으로 할 수도 있다.The step-down DC-DC converter shown in FIG. 1 is provided between the battery 1 and the heater 2 in order to supply electric power to the battery 1 which is a direct current power source and the heater 2 which is a load from the battery 1. It comprises a switching element Q1 which is a transistor connected to and a control circuit 3 for controlling the switching element Q1 on and off. Although the circuit diagram in the figure uses a load as a heater, the present invention does not specify the load as a heater. The load may be a motor or a light bulb.
이 도면에 도시하는 강압형 DC-DC 변환기는 제어 회로(3)가 작동 앰프(4)와, 상기 작동 앰프(4)의 출력으로 제어되는 드라이버용 트랜지스터(Q2)를 구비한다. 작동 앰프(4)는 - 입력 단자에 부하 전압을 CR 지연 회로(5)를 거쳐 입력하고 있다. CR 지연 회로(5)는 부하와 - 입력 단자 사이에 접속된 저항(R3)과, - 입력 단자와 접지 사이에 접속된 콘덴서(C2)로 구성된다. 상기 콘덴서(C2)에는 분압 저항과 방전 저항에 겸용되는 저항(R5)을 접속하고 있다. CR 지연 회로(5)는 저항(R3)과 콘덴서(C2)를 크게 하면, 부하 전압의 지연 시간이 길어 진다. 즉, 스위칭 소자(Q1)가 온 오프로 전환되었을 때의, - 입력 단자의 전압 변동을 완만하게 한다. 이 때문에, 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 전환하는 타이밍을 길게, 바꿔 말하면, 스위칭하는 주기가 길게 된다.In the step-down DC-DC converter shown in this figure, the control circuit 3 includes an operational amplifier 4 and a driver transistor Q2 controlled by the output of the operational amplifier 4. The operational amplifier 4 inputs the load voltage to the − input terminal via the CR delay circuit 5. The CR delay circuit 5 is composed of a resistor R3 connected between the load and the-input terminal and a capacitor C2 connected between the-input terminal and the ground. The capacitor C2 is connected with a resistor R5 serving as a voltage dividing resistor and a discharge resistor. In the CR delay circuit 5, when the resistor R3 and the capacitor C2 are enlarged, the delay time of the load voltage becomes long. In other words, when the switching element Q1 is switched on and off, the voltage fluctuation of the − input terminal is smoothed. For this reason, the timing for switching the switching element Q1 on and off is long, in other words, the switching cycle becomes long.
작동 앰프(4)는 + 입력 단자에 기준 전압을 입력함과 동시에, 작동 앰프(4)의 출력을 풀업 콘덴서(C1)를 거쳐 피드백하고 있다. 기준 전압은 직렬로 접속된 저항(R1)과 다이오드(D1)에서 얻어진다. 직렬로 접속된 저항(R1)과 다이오드(D1)는 전지(1)와 병렬로 접속되고, 다이오드(D1)의 순방향 전압 강하에서 약 0.6Ⅴ의 기준 전압을 얻는다. 기준 전압은 저항과 제너 다이오드를 직렬로 접속하여 얻을 수도 있다. 기준 전압은 부하에 공급하는 전력을 고려하여 최적값으로 설정된다. 기준 전압을 높게 하면, 부하에 공급되는 전력은 크게 되고, 반대로 기준 전압을 낮게 하면 부하의 공급 전력은 작게 된다. 그것은 작동 앰프(4)가 부하 전압을 기준 전압과 같아 지도록 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 제어하기 때문이다.The operational amplifier 4 inputs a reference voltage to the + input terminal and feeds back the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. The reference voltage is obtained from the resistor R1 and the diode D1 connected in series. The resistor R1 and the diode D1 connected in series are connected in parallel with the battery 1, and obtain a reference voltage of about 0.6 V at the forward voltage drop of the diode D1. The reference voltage can also be obtained by connecting a resistor and a zener diode in series. The reference voltage is set to an optimum value in consideration of the power supplied to the load. Increasing the reference voltage increases the power supplied to the load, and conversely, lowering the reference voltage decreases the supply power of the load. This is because the operating amplifier 4 controls the switching element Q1 on and off so that the load voltage is equal to the reference voltage.
풀업 콘덴서(C1)는 저항(R2)과 직렬로 접속되고 작동 앰프(4)의 출력을 + 입력 단자에 입력하여 피드백시킨다. 풀업 콘덴서(C1)는 정전 용량을 크게 하면, 작동 앰프(4)의 피드백 양이 많아 지고, + 입력 단자의 전압을 작동 앰프(4)의 하이 출력 전압에서 긴 시간 높게 유지한다. 이 때문에, 스위칭 소자(Q1)의 온 시간이 길게 된다.The pull-up capacitor C1 is connected in series with the resistor R2 and feeds back the output of the operational amplifier 4 to the + input terminal. When the pull-up capacitor C1 increases the capacitance, the feedback amount of the operational amplifier 4 increases, and the voltage at the + input terminal is kept high at a high output voltage of the operational amplifier 4 for a long time. For this reason, the on time of switching element Q1 becomes long.
더욱이, 도 1의 DC-DC 변환기는 전지(1)의 +측을 저항(R4)과 제너 다이오드 (ZD)를 거쳐 작동 앰프(4)의 - 입력 단자에 접속하고 있다. 저항(R4)과 제너 다이오드(ZD)는 전지 전압에서 - 입력 단자의 전압을 인상하고, 스위칭 소자(Q1)가 온으로 되었을 때 - 입력 단자의 전압 상승을 가속한다. 이 때문에, 스위칭 소자(Q1)가 온으로 되고 - 입력 단자의 전압이 부하 전압에 의해 점차 높아 질 때, 전지 전압이 높으면 보다 빠르게 - 입력 단자의 전압 상승을 가속하여 스위칭 소자(Q1)의 온 시간을 짧게 한다. 반대로, 전지 전압이 저하하면, - 입력 단자의 전압을 상승시키는 속도가 지연되어, 온 상태로 된 스위칭 소자(Q1)를 긴 시간 온 상태로 유지한다. 이것은 전지 전압이 높을 때 스위칭 소자(Q1)의 온 시간을 짧게 하고, 전지 전압이 저하함에 따라서 스위칭 소자(Q1)를 온으로 하는 시간을 길게 하여 부하에의 공급 전력을 일정하게 유지한다. 이 때문에, 전지(1)가 방전되어 전압이 저하하였을 때의, 부하에의 공급 전력의 변동을 작게 할 수 있는 장점이 있다.Further, the DC-DC converter of FIG. 1 connects the + side of the battery 1 to the − input terminal of the operational amplifier 4 via the resistor R4 and the zener diode ZD. The resistor R4 and the zener diode ZD raise the voltage of the input terminal at the battery voltage and accelerate the voltage rise of the input terminal when the switching element Q1 is turned on. For this reason, when the switching element Q1 is turned on-when the voltage of the input terminal is gradually increased by the load voltage, the higher the battery voltage is-the faster the voltage rise of the input terminal is accelerated to turn on the switching element Q1. Shorten. On the contrary, when the battery voltage decreases, the rate of raising the voltage of the input terminal is delayed, thereby keeping the switching element Q1 turned on in the on state for a long time. This shortens the on time of the switching element Q1 when the battery voltage is high, and lengthens the time for turning on the switching element Q1 as the battery voltage decreases, thereby keeping the power supply to the load constant. For this reason, there exists an advantage that the fluctuation | variation of the supply power to a load can be made small when the battery 1 discharges and voltage falls.
따라서, 도 1의 DC-DC 변환기가 전지(1)와 히터(2)의 전력 제어에 사용되면 전지 전압의 변동에 대한 히터(2)의 소비 전력의 변동을 작게 할 수 있는 장점이 있다.Therefore, when the DC-DC converter of FIG. 1 is used for power control of the battery 1 and the heater 2, there is an advantage that the variation of the power consumption of the heater 2 with respect to the variation of the battery voltage can be reduced.
도 1에 도시하는 강압형 DC-DC 변환기는 하기의 동작을 하여 스위칭 소자(Q1)를 온 오프로 전환한다.The step-down DC-DC converter shown in FIG. 1 switches the switching element Q1 on and off by performing the following operation.
(1) 전원 스위치(6)를 온으로 하면, 스위칭 소자(Q1)는 오프 상태에 있으므로 부하 전압은 0 V로 된다.(1) When the power supply switch 6 is turned on, since the switching element Q1 is in the off state, the load voltage becomes 0V.
(2) 이때, 작동 앰프(4)의 + 입력 단자에는 기준 전압이 공급되므로, 작동 앰프(4)는 + 입력 단자의 전압이 - 입력 단자보다 높게 하이 전압을 출력한다.(2) At this time, since the reference voltage is supplied to the + input terminal of the operational amplifier 4, the operational amplifier 4 outputs a high voltage higher than the voltage of the + input terminal.
(3) 작동 앰프(4)의 하이 출력은 드라이버용 트랜지스터(Q2)를 온으로 전환한다.(3) The high output of the operational amplifier 4 turns the driver transistor Q2 ON.
(4) 드라이버용 트랜지스터(Q2)가 온으로 되면, 스위칭 소자(Q1)에 베이스 전류가 공급되어 스위칭 소자(Q1)는 온으로 전환된다.(4) When the driver transistor Q2 is turned on, the base current is supplied to the switching element Q1, and the switching element Q1 is turned on.
(5) 온 상태의 스위칭 소자(Q1)는 전지(1)를 부하인 히터(2)에 접속하여 히터(2)에 전력을 공급한다.(5) The switching element Q1 in the on state connects the battery 1 to the heater 2 serving as a load and supplies electric power to the heater 2.
(6) 부하에 걸리는 전압은 CR 지연 회로(5)를 거쳐 작동 앰프(4)의 - 입력 단자에 입력된다. CR 지연 회로(5)는 부하 전압이 전지 전압과 같게 되어도 - 입력 단자의 전압 상승을 지연하게 한다. 따라서, 전지 전압이 부하에 공급되어도 - 입력 단자의 전압은 바로 상승하지 않고 점차 높아 진다.(6) The voltage applied to the load is input to the − input terminal of the operational amplifier 4 via the CR delay circuit 5. The CR delay circuit 5 causes the voltage rise at the input terminal to be delayed even if the load voltage becomes equal to the battery voltage. Thus, even when the battery voltage is supplied to the load-the voltage at the input terminal does not immediately rise, but gradually increases.
(7) 한편, 작동 앰프(4)의 출력이 하이로 되면, 하이 전압은 풀업 콘덴서(C1)을 거쳐 작동 앰프(4)의 출력을 일시적으로 높게 한다. 풀업 콘덴서(C1)는 충전됨에 따라 + 입력 단자의 전압을 기준 전압으로 저하시킨다.(7) On the other hand, when the output of the operational amplifier 4 becomes high, the high voltage temporarily raises the output of the operational amplifier 4 via the pull-up capacitor C1. As the pull-up capacitor C1 is charged, the voltage of the + input terminal is reduced to the reference voltage.
(8) + 입력 단자의 전압은 풀업 콘덴서(C1)가 충전됨에 따라 점차 저하하고, - 입력 단자의 전압은 CR 지연 회로(5)에 의해 점차 높아 진다.(8) The voltage at the + input terminal is gradually lowered as the pull-up capacitor C1 is charged, and the voltage at the − input terminal is gradually increased by the CR delay circuit 5.
(9) - 입력 단자의 전압이 + 입력 단자의 전압보다 높아 지면, 작동 앰프(4)는 출력을 로우로 하여 드라이버용 트랜지스터(Q2)를 오프로 전환한다.(9) When the voltage at the input terminal becomes higher than the voltage at the + input terminal, the operational amplifier 4 turns the driver transistor Q2 off by turning the output low.
(10) 드라이버용 트랜지스터(Q2)가 오프로 되면, 스위칭 소자(Q1)도 오프로 된다.(10) When the driver transistor Q2 is turned off, the switching element Q1 is also turned off.
(11) 스위칭 소자(Q1)가 오프로 되면, 부하가 전지(1)로부터 분리되어 부하는 전력을 소비하지 않게 된다.(11) When the switching element Q1 is turned off, the load is separated from the battery 1 so that the load does not consume power.
(12) 이 상태에 의해, 부하 전압이 0 V로 되면, CR 지연 회로(5)는 - 입력 단자의 전압을 점차 저하시킨다.(12) In this state, when the load voltage becomes 0 V, the CR delay circuit 5 gradually lowers the voltage at the − input terminal.
(13) 그것과 동시에, 작동 앰프(4)의 로우 전압은 + 입력 단자의 기준 전압을 일시적으로 로우로 저하시키지만, 그 후 점차 기준 전압으로 상승되어 + 입력 단자의 전압을 상승시킨다.(13) At the same time, the low voltage of the operational amplifier 4 temporarily lowers the reference voltage of the + input terminal to low, but then gradually rises to the reference voltage to raise the voltage of the + input terminal.
(14) + 입력 단자의 전압이 - 입력 단자의 전압보다 높아 지면, 작동 앰프(4)의 출력은 하이로 된다. 그후, 상기 (2)∼(14)의 동작을 반복하여 DC-DC 변환기는 부하인 히터(2)에 전력을 공급한다.(14) When the voltage at the + input terminal becomes higher than the voltage at the − input terminal, the output of the operating amplifier 4 goes high. After that, the operations of (2) to (14) are repeated, and the DC-DC converter supplies electric power to the heater 2 serving as a load.
이상 실시예의 강압형 DC-DC 변환기는 전지로서 부하의 히터를 제어한다. 본 발명의 강압형 DC-DC 변환기는, 예를 들면, 상용 전원의 교류 100V를 정류하여 직류로 하고 이 직류로서 직류 모터를 회전시키는 전기 면도날 등의 제어 회로에도 사용할 수 있다.The step-down DC-DC converter of the above embodiment controls the heater of the load as a battery. The step-down DC-DC converter of the present invention can be used, for example, in a control circuit such as an electric razor blade which rectifies and converts AC 100V of a commercial power supply into a direct current and rotates a direct current motor as the direct current.
본 발명의 강압형 DC-DC 변환기는 발진 회로 등의 복잡한 회로를 사용하지 않고, 극히 간단하게 저 비용, 작은 공간의 회로에서 부하에 공급하는 전력을 제어할 수 있는 장점이 있다. 그것은 본 발명의 DC-DC 변환기가 스위칭 소자를 온 오프로 전환할 수 있는 제어회로에 작동 앰프를 사용하고, 상기 작동 앰프에는 CR 지연 회로를 거쳐 부하의 전압을 입력하고, 더욱이 출력을 풀업 콘덴서에서 + 입력 단자로 피드백하여 히스테리시스를 구성하여 스위칭하고 있기 때문이다.The step-down DC-DC converter of the present invention has the advantage that it is possible to control the power supplied to the load in a circuit of low cost and small space very simply without using a complicated circuit such as an oscillation circuit. It uses an operational amplifier in a control circuit in which the DC-DC converter of the present invention can switch the switching element on and off, and inputs the voltage of the load to the operational amplifier via a CR delay circuit, and further outputs the output from the pull-up capacitor. This is because hysteresis is configured and switched by feeding back to the + input terminal.
더욱이, 본 발명의 청구항 2의 DC-DC 변환기는 직류 전원의 전압이 저하함에 따라 스위칭 소자의 온 시간이 길게 되므로, 직류 전원 전압의 변동에 대한 부하의 소비 전력의 변동을 작게 할 수 있는 장점이 있다. 그것은 스위칭 소자가 온으로 되었을 때 전원 전압으로 작동 앰프의 - 입력 단자의 전압 상승을 빠르게 하여 - 입력 단자의 전압이 + 입력 단자보다 높아 지면 스위칭 소자를 오프로 전환할 수 있기 때문이다. 이 방법은 전원 전압이 높은 만큼 - 입력 단자의 전압 상승을 빠르게 한다. 바꾸어 말하면, 전원 전압이 저하하면, - 입력 단자의 전압 상승이 지연되어 스위칭 소자를 오프로 전환하는 시간이 길어 진다.Furthermore, the DC-DC converter of claim 2 of the present invention has an advantage that the on-time of the switching element becomes longer as the voltage of the DC power supply decreases, so that the variation of the power consumption of the load with respect to the change of the DC power supply voltage can be reduced. have. This is because the switching element can be turned off when the voltage of the input terminal becomes higher than the + input terminal by accelerating the voltage rise of the input terminal of the operating amplifier with the supply voltage when the switching element is turned on. This method speeds up the voltage at the input terminal as the supply voltage is high. In other words, when the power supply voltage decreases, the rise of the voltage at the input terminal is delayed, thereby increasing the time for switching the switching element off.
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