WO2003052909A1 - Convertisseur c.c./cc - Google Patents

Description

明 細 書

D C D C コ ン パ 夕 技 術 分 野

本 発 明 は 各 種 電 子 機 器 に 用 い ら れ 、 ノ ッ テ リ 等 の 直 流 電 圧 を 入 力 し て 負 荷 に 制 御 さ れ た 直 流 電 圧 を 供 給 す る D

C 一 D C コ ン バ ー タ で あ り 、 特 に 入 出 力 非 反 転 で 昇圧 及 び 降 圧 が 可 能 な D C - D C コ ン バ 一 タ に 関 す る 。 背 景 技 術

バ ッ テ リ 等 の 直 流 電 源 か ら 入 力 さ れ る 直 流 電 圧 を 、 入 出 力 非 反 転 （ 入 力 直 流 電 圧 と 出 力 直 流 電 圧 の 極 性 が 同 じ で あ る こ と ） で 昇 圧 又 は 降 圧 し た 直 流 電 圧 を 負 荷 に 供 給 す る D C - D C コ ン ノ 一 夕 の 従 来 例 と し て 、 図 1 0 の

( a ) 及 び （ b ) に 示 す 従 来 技 が あ る ( 特 公 昭 5 8 - 4 0 9 1 3 号 公 報 を 参 照 ) 。 昇 圧 と は 、 入 力 直 流 電圧 よ り 高 い 出 力 直 流 電 圧 を 出 力 す る こ と で あ り 、 降 圧 と は そ の 逆 で あ る 。 図 1 0 の （ a ) は 前 記 の 従 来 技 術 に 開 示 さ れ た D C - D C コ ン ノ'一 夕 の 回 路 図 で あ り 、 図 1 0 の

( ) は そ の 動 作 時 の 各 部 の 信 号 の 波 形 図 で あ る

図 1 0 の （ a ) に 示 す よ う に 、 こ の D C 一 D C コ ン バ — 夕 に は 、 電 圧 E i の 入 力 直 流 電 源 3 1 が 接 続 さ れ て お り 、 第 1 の ス イ ッ チ 3 2 、 第 1 の ダ イ ォ — ド 3 3 と イ ン ダ ク タ 3 4 か ら な る 降 圧 コ ン ノ 一 夕 部 、 イ ン ダ ク 夕 3 4 を 共 有 し て 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 と 第 2 の ダ イ オ ー ド 3 6 か ら な る 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 部 お よ び 出 力 コ ン デ ン サ 3 7 が 設 け ら れ て い る 。 出 力 コ ン デ ン サ 3 7 の 電 圧 E o は 出 力 直 流 電圧 と し て 負 荷 3 8 に 印 力 Π さ れ て い る 。

図 1 0 の （ b ) に 示 す よ う に 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 は 同 じ ス イ ッ チ ン グ 周 期 T で オ ン オ フ 動 作 す る 。 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 の 1 ス イ ッ チ ン グ 周 期 に お け る そ れ ぞ れ の オ ン 時 間 の 割 合 を 、 時 比 率 5 1 、 時 比 率 0 2 と す る 。 図 に 示 す よ う に 時 比 率 δ 1 は 時 比 率 δ 2 よ り 大 き く し て あ る （ δ 1 > (5 2 ) 。

第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 が 共 に ォ ン し て い る 時 、 入 力 直 流 電 源 3 1 の 電 圧 E i は イ ン ダ ク 夕 3 4 に 印 カ卩 さ れ る 。 こ の 印 加 時 間 は 時 比 率 δ 2 と ス ィ ツ チ ン グ 周 期 Τ と の 積 （ <5 2 · Τ ) で あ る 。 こ の 時 、 入 力 直 流 電 源 3 1 カゝ ら イ ン ダ ク タ 3 4 に 電 流 が 流 れ 、 磁 気 エ ネ ル ギ ー が 蓄 積 さ れ る 。 次 に 、 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 が オ フ に な る と 、 第 2 の ダ イ オ ー ド 3 6 が 導 通 し 、 イ ン ダ ク タ 3 4 に は 入 力 直 流 電 圧 E i と 出 力 直 流 電 圧 E 0 の 差 の 電 圧 （ E i — E o ) が 印 力 [1 さ れ る 。 こ の 印 カ卩 時 間 は 、 時 比 率 δ 1 と ス イ ッ チ ン グ 周 期 Τ と の 積 と 、 時 比 率 δ 2 と ス イ ッ チ ン グ 周 期 Τ と の 積 の 差 （ δ 1 · Τ - <5 2 · Τ ) で あ る 。 こ の 印 加 時 間 中 、 イ ン ダ ク 夕 3 4 を 経 て 入 力 直 流 電 源 3 1 カゝ ら 出 力 コ ン デ ン サ 3 7 へ 電 流 が 流 れ る さ ら 〖こ 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 が オ フ に な る と 、 第 1 の ダ ィ ォ ー ド 3 3 が 導 通 し 、 イ ン ダ ク 夕 3 4 に は 出 力 直 流 電 圧 E o が 逆 方 向 に 印 加 さ れ る 。 こ の 印 加 時 間 は 時 間 （ Τ 一 δ 1 • T ) で あ り 、 イ ン ダ ク タ 3 4 力 ら 出 力 コ ン デ ン サ 3 7 へ 電 流 が 流 れ 、 蓄 積 さ れ た 磁 気 エ ネ ル ギ ー は 放 出 さ れ る

以 上 の よ う に 磁気 エ ネ ル ギ ー の 蓄 積 と 放 出 の 動 作 を 繰 り 返 す こ と に よ り 、 出 力 コ ン デ ン サ 3 7 カゝ ら 負 荷 3 8 へ 電 力 が 供 給 さ れ る 。 ィ ン ダ ク 夕 3 4 の 磁気 エ ネ ル ギ ー の 蓄 積 と 放 出 が 均 衡 す る 安 定 動 作 状 態 に お い て は 、 式

( 1 ) に 示 す よ う に 、 イ ン ダ ク タ 3 4 へ の 印 カ卩 電 圧 と 印 加 時 間 の 積 の 和 は ゼ 口 で あ る 。

E i • δ 2 · Τ + ( E i - Ε 0 ) ( 6 1 · T - δ 2 - T ) 一 Ε 0 ( Ύ - δ 1 · Τ ) = 0 ( 1 ) こ の 式 を 整 理 す る と 式 （ 2 ) に 示 す 変 換 特 性 式 が 得 ら れ る 。

E 0 / E i = (5 1 / ( 1 - 6 2 ) ( 2 ) 時 比 率 （5 2 が 零 の と き （ δ 2 = 0 ) 、 出 力 直 流 電 圧 Ε o と 入 力 直 流 電 圧 E i と の 比 E o Z E i は 5 1 と な り ( E o / E i = (5 1 ) 、 降 圧 コ ン バ ー タ と し て 動 作 す る ま た 、 ま た 時 比 率 δ 1 が 1 の と き （ 6 1 = 1 ) 、 比 E 0 / E i は 1 （ 1 — δ 2 ) と な り （ E o Z E i l Z ( 1 一 δ 2 ) ) 、 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 と し て 動 作 す る 。 第 1 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 3 2 、 3 5 の 時 比 率 を そ れ ぞ れ 制 御 す る こ と に よ り 、 入 出 力 の 電 圧 の 比 δ 1 / ( 1 — (5 2 ) を 0 か ら 無 限 大 ま で 設 定 可 能 で あ る 。 即 ち 、 理 論 上 は 任 入記特号夕て成とにあにを a

意 の 力 直 流電圧 E i か ら 任意 の 出 力 直 流 電圧 E o を 得 る こ が で き る 昇 降圧 コ ン バ 一 夕 と し て D C — D C コ ン バ 一 は動作す る 。

上 の D C — D C コ ン バ 一 夕 の 制 御 は 、 例 え ば 図 1 1 の （ ) に 示す 制御 回路 5 0 を 有す る D C - D C Π ン バ よ り 行 う こ と が で き る （ 米 国 特 許 4 , 3 9 5 ， 6

7 5 公報 を 参 照 ） 。 図 1 1 の ( a ) に 示 し た 回 路 図 は 米 国 許 4 , 3 9 5 ， 6 7 5 号公報 の F I G . 9 に 記 載 さ れ い る 回 路 を 、 説 明 の 便宜 上 、 図 1 0 の ( a ) に 示 す構 の D C — D C コ ン バ 一 夕 に 適用 し て 書 き 直 し た も の で る 。 そ の 各 部 の 動 作波 形 を 図 1 1 の （ b ) に 示す 以 下 図 1 1 の ( a ) に 示 し た D C - D C コ ン バ 一 夕 の 動 作 図 1 1 の ( b ) を 参 照 し て 説 明 す る 。

図 1 の （ a ) に お い て 、 制 御 回 路 5 0 の 基準 電圧 源

4 0 は基準電圧 V r を 出 力 し 、 RT^ 曰 幅器 4 1 に 印 加 す る 。 誤差 増 幅器 4 1 は 、 出 力 直 流電圧 E o と 基準電圧 V r と を 比 較 し て 第 1 の 誤 差電圧 V e 1 を 出 力 す る 。 発 振 回 路 4 2 は所 定 の 周 期 で 発 振す る 発 振電圧 V t を 出 力 す る 。 ォ フ セ ッ ト 回 路 4 4 は 、 第 1 の 誤差電 圧 V e 1 を 入 力 と し 、 第 1 の H ^ r. ¾圧 V e 1 に 所定 の オ フ セ ッ 卜 電圧 を 加 し て 第 2 の 誤差電 圧 V e 2 を 出 力 す る

1 の （ b ) に 、 発 振電圧 V t 、 2 つ の a 2∑. 圧 V e 1 と V e 2 、 及 び 2 つ の 駆動 信号 V g 3 2 及 び駆動 信 号 V 3 5 の 波 形 を 示す 。 第 1 の 比 較器 4 3 は 、 第 1 の 誤差 圧 V e 1 と 発 振電 圧 V t と を 比 較 し 、 第 1 の 電 圧 V e 1 が発 振電圧 V t よ り 大 き い ( V e 1 > V t ) 期 間 に " H " と な る 駆動 信 号 V g 3 5 を 出 力 す る （ " H " は 論 理 レ べ ル 「高 」 を 示 す） 。 駆 動 信号 V g 3 5 が " H " の 時 に 第 2 の ス ィ ツ チ 3 5 は オ ン 状態 、 " L " の 時 に オ フ 状態 に な る も の と す る （ " L " は論 理 レ ベ ル 「低 」 を 示す ) 。 第 2 の 比 較器 4 5 は 、 第 2 の 誤 差電 圧 V e 2 と 発 振電圧 V t と を 比較 し 、 第 2 の 誤 差電 圧 V e 2 が発 振電圧 V t よ り 大 き い （ V e 2 〉 V t ) 期 間 に " H " と な る 駆 動 信号 V g 3 2 を 出 力 す る 。 駆 動信 号 V g 3 2 が " H " の 時 に 第 1 の ス イ ツ チ 3 2 は オ ン 状 態 、 " L " の 時 に ォ フ 状態 に な る も の と す る 。

入 力 直 流電圧 E i が制御 目 標 の 出 力 直 流電圧 E o よ り 充分 高 い 場 合 、 出 力 直 流 電 圧 E o の 安 定状 態 で は 第 1 の 誤差 電圧 V e 1 及び第 2 の 誤差 電圧 V e 2 は 低 く な る 。 図 1 1 の （ b ) に お い て A で 示す期 間 に お い て 、 第 1 の 誤差 電圧 V e 1 が発 振 電圧 V t よ り も 常 時低 い と 、 駆 動 信号 V g 3 5 は 常時 " L " と な り 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 は 常 時 オ フ 状 態 と な る 。 一方 、 第 2 の 誤差電圧 V e 2 と 発 振電 圧 V t と の 比較 に よ っ て 設定 さ れ る 駆 動 信号 V g 3 2 は 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 を オ ン オ フ 駆動 す る 。 即 ち 、 図 1 1 の （ b ) の期 間 A に お い て は 、 降圧 コ ン バ ー タ と し て 動作 す る

入 力 直 流電 圧 E i が制御 目 標 の 出 力 直 流電 圧 E 0 の 近 傍 の 電圧 を 有 す る 場 合 、 図 1 1 の ( b ) の B で示 す期 間 の よ う に 、 第 1 の誤差 電圧 V e 1 と 第 2 の 誤差電 圧 V e 2 の 波 形 は い ず れ も 発 振 電 圧 V t の 波 形 と 交 差 す る 。 従 つ て 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 は 駆 動 信 号 V g 3 2 に よ り ォ ン オ フ 駆 動 さ れ 、 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 は 駆 動 信 号 V g 3 5 に よ り オ ン オ フ 駆 動 さ れ る 。 即 ち 、 図 1 1 の （ b ) の 期 間 B に お い て は 、 昇 降 圧 コ ン バ ー タ と し て 動 作 す る 。

さ ら に 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 制 御 対 象 の 出 力 直 流 電 圧 E o よ り も 低 い 場 合 、 図 1 1 の （ b ) の C で 示 す 期 間 の よ う に 、 第 2 の 誤 差 電 圧 V e 2 が 発 振 電 圧 V t よ り も 常 時 高 く な る と 、 駆 動 信 号 V g 3 2 は 常 時 " H " と な り 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 は 常 時 オ ン 状 態 と な る 。 一 方 、 第 1 の 誤 差 電 圧 V e 1 と 発 振 電 圧 V t と の 比 較 に よ っ て 設 定 さ れ る 駆 動 信 号 V g 3 5 は 、 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 を オ ン ォ フ 駆 動 す る 。 即 ち 、 図 1 1 の （ b ) の 期 間 C に お い て は 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 と し て 動 作 す る 。

図 1 1 の （ b ) に 示 し た 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 の オ ン オ フ の タ イ ミ ン グ は 、 図 1 0 の

( b ) に 示 し た 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 の オ ン オ フ の タ イ ミ ン グ と は 異 な る 。 こ の 差 異 は 図 1 0 と 図 1 1 で 示 し た 制 御 回 路 の 構 成 及 びそ の 機 能 の 差 異 に よ る も の で あ る 。 D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お け る 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 の オ ン オ フ の 組 合 わ せ は 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 が と も に オ ン の 状 態 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 が オ ン で 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 が オ フ の 状 態 、 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 と 第 2 の ス ィ ツ チ 3 5 が と も に オ フ の 状 態 の 3 種 類 が 基 本 と な る 。 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 が オ フ 状 態 で 第 2 の ス ィ ツ チ 3

5 が ォ ン 状 態 の 場 口 に は 、 イ ン ダ ク タ 3 4 は 短 絡 さ れ て 入 出 力 間 に お け る 電 力 伝 達 に は 関 与 し な い の で 、 こ の 動 作 状 態 は 避 け る よ う に す る 。 上 記 3 種 類 の 動 作 状 態 を ど の よ う に 組 合 わ せ た と し て も 、 1 ス イ ツ チ ン グ 周 期 に 占 め る 第 1 の ス ィ ッ チ 3 2 の オ ン 時 間 の 割 合 を δ 1 、 1 ス イ ッ チ ン グ 周 期 に 占 め る 第 2 の ス つ ツ ナ 3 5 の ォ ン 時 間 の 割 合 を （5 2 と す る と 、 ィ ン ダ ク 夕 3 4 に 流 れ る 電 流 が 零 に な る こ と は な い 条 件 下 に お い て 、 入 出 力 電 圧 間 に は 下 記 の 式 （ 3 ) の 関 係 が 成 立 す る 。 こ の こ と は 、 図 1 0 の （ b ) の 波 形 間 で 示 す 各 ス イ ツ チ の ォ ン オ フ 動 作 の 夕 ィ ミ ン グ に お い て も 、 図 1 1 の （ b ) の 波 形 間 で 示 す 各 ス イ ツ チ の オ ン ォ フ の タ イ ミ ン グ に お い て も 同 様 で あ る

E o / E i = δ 1 / ( 1 - (5 2 ) ( 3 ) 昇 降 圧 可 能 な D C - D C コ ン バ 一 夕 の 制 御 方 法 の 他 の 例 と し て 、 米 国 特 許 5 , 4 0 2 ， 0 6 0 号 及 び米 国 特 許 6 ， 1 6 6 , 5 2 7 号 に 示 さ れ る も の が あ る 。 こ れ ら は い ず れ も 発 振 電 圧 と 左 电 圧 と の 比 較 に お い て 、 発 振 電 圧 も し く は 誤 差 電 圧 に オ フ セ ッ ト 電 圧 を 加 算 も し く は 減 算 し て 、 第 1 の ス ィ ツ チ を 駆 動 す る 駆 動 信 号 と 第 2 の ス イ ッ チ を 駆 動 す る 駆 動 信 号 を 形 成 す る 。

上 記 の 米 国 特 許 4 ， 3 9 5 , 6 7 5 号 の D C - D C コ ン 八' 一 夕 で は 、 複 数 の 誤 差 電 圧 V e 1 、 V e 2 が 必 要 で あ り 、 制 御 回 路 が複 雑化 す る と い う 問 題 点 が あ っ た 。

ま た 、 第 1 の ス ィ ツ チ 3 2 及 び 第 2 の ス ィ ッ チ 3 5 が と も に オ ン オ フ 動 作 す る 昇 降 圧 動 作 時 に お い て は 、 降 圧 動 作 や 昇 圧 動 作 の 時 に 比 べ て ス ィ ツ チ ン グ 損 失 が 増 加 す る と い う 問 題 が あ る 。 こ れ を 解 決 す る た め に 昇 降 圧 動 作 を す る 領 域 を 狭 く す る た め に は 、 誤 差 電 圧 に 加 え る オ フ セ ッ ト 電 圧 を 発 振 電 圧 の 振 幅 に 近 い 電 圧 に す る 必 要 が あ る 。 し カゝ し 、 オ フ セ ッ ト 電 圧 を 発 振 電 圧 の 振 幅 に 近 い 電 圧 に す る と 、 降 圧 動 作 や 昇 圧 動 作 で の 制 御 範 囲 を 確 保 す る た め の 誤 差 電 圧 の 変 動 幅 が 大 き く な る 。 そ の た め 制 御 回 路 の 電 源 電 圧 が低 い 場 合 に は 設 計 が 困 難 に な る と い つ た 問 題 が あ っ た 。 発 明 の 開 示

本 発 明 は 、 上 記 の 問 題 を 解 決 し 、 昇 圧 動 作 、 昇 降 圧 動 作 及 び 降 圧 動 作 の 制 御 を 簡 単 な 構 成 で 可 能 と し 、 さ ら に は 損 失 を 低減 し た 高 効 率 な D C — D C コ ン バ ー タ を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る 。

上 記 の 目 的 を 達 成 す る た め の 、 本 発 明 に 係 る D C — D C コ ン ノ 一 夕 は 、 第 1 の ス ィ ッ チ を 有 す る 降 圧 コ ン パ 一 夕 部 と 、 第 2 の ス ィ ッ チ を 有 す る 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 部 と 、 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を そ れ ぞ れ ォ ン オ フ す る 制 御 部 と を 備 え 、 入 力 直 流 電 圧 が 印 加 さ れ て 出 力 直 流 電 圧 を 負 荷 へ 出 力 す る 昇 降 圧 型 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で あ る 。

前 記 制 御 部 は 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 を 所 定 の 電 圧 と 比 較 し て 誤 差 電 圧 を 出 力 す る 誤 差 増 幅 回 路 、 発 振 回 路 及 び パ ル ス 幅 制 御 回 路 を 有 す る 。

前 記 発 振 回 路 は 、 第 1 の 設 定 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 第 2 の 設 定 電 圧 の 間 を 周 期 的 に 変 化 す る 発 振 電 圧 で あ っ て 、 前 記 誤 差 電圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 前 記 発 振 電圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 も し く は 下 降 時 間 の 割 合 が 増 加 す る 発 振 電 圧 を 生 成 し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 も し く は 下 降 時 間 の 割 合 が 増 加 す る 発 振 電 圧 を 生 成 す る 。

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 発 振 電 圧 と を 比 較 し 、 前 記 誤差 電圧 と 前 記 発 振 電 圧 が 一 致 す る こ と が な い 場 合 に は 、 前 記第 2 の ス ィ ツ チ を オ フ 状 態 に 固 定 し て 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る か 、 又 は 前 記 第 1 の ス イ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 し て 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を ォ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 昇圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る 。 前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は さ ら に 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 発 振 電 圧 が 一 致 す る す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を 共 に オ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る よ う に 、 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ の オ ン オ フ 時 間 と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ の オ ン オ フ 時 間 を 制 御 す る 。

本 発 明 の D C _ D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 誤 差 増 幅 回 路 は 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記'所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤 差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 が大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く す る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 に は 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る 。 前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を ォ ン 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る 。 さ ら に 前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 と 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ の オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ の オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ 一 ド の 制 御 を す る 。

本 発 明 の D C — D C コ ン バ ー タ に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 所 定 の 周 期 を 有 す る パ ル ス 信 号 に 応 じ て 充 放 電 さ れ る こ と に よ り 、 前 記 発 振 電 圧 を 出 力 す る 発 振 コ ン デ ン サ を 有 す る 。

前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 を 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 維 持 し て い る 状 態 の と き 、 前 記 パ ル ス 信 号 が 入 力 さ れ る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 充 電 し 、 前 記 発 振 電圧 が 第 1 の 設 定 電 圧 に 至 る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 放 電 し 、 前 記 発 振 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 至 る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 充 放電 せ ず に 前 記 発 振 電 圧 を 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 付 近 に 維 持 す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ、' 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 第 1 の 設 定 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 第 2 の 設 定 電圧 の 間 を 周 期 的 に 上 昇 ま た は 下 降 す る 三 角 波 状 の 発 振 電 圧 で あ っ て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 周 期 が 減 少 す る 発 振 電 圧 を 生 成 し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 周 期 が 減 少 す る 発 振 電 圧 を 生 成 す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 誤 差 増 幅 回 路 は 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤 差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 が大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割合 を 大 き く し 、 前 記 誤差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く す る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電圧 よ り 低 い 場 合 に は 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る 。 前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を ォ ン 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る 。 さ ら に 前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 と 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 期 間 を 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ の オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 期 間 を 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ の オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ 一 ド の 制 御 を す る 。

本 発 明 の D C — D C コ ン バ ー タ に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 速度 を 前 記 誤 差 電 圧 の 変 化 に か か わ ら ず 一 定 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 を 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い ほ ど 速 く し 、 ま た 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い ほ ど 速 く な る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 期 間 で は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 前 記 第 2 の ス イ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を と も に オ ン 状 態 と し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を と も に オ フ 状 態 と す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 誤 差 増 幅 回 路 は 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤 差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 を 前 記 誤 差 電 圧 の 変 化 に か か わ ら ず 一 定 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 速 度 を 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い ほ ど 速 く し 、 ま た 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い ほ ど 速 く な る よ う に 構 成 さ れ る 。

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 前 記 第 2 の ス イ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 期 間 で は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を と も に オ ン 状 態 と し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を と も に オ フ 状 態 と す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て 、 所 定 の 第 3 の 設 定 電 圧 を 前 記 誤 差 電 圧 と 比 較 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 出 力 直 流 電 圧 を 下 降 さ せ る 方 向 に お い て 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 を 越 え た 場 合 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 周 期 を 長 く す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 周 期 を 長 く す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 第 2 の 設定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 を 遅 く す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記発 振 電 圧 の 上 昇 速 度 を 遅 く す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 は 、 前 記 入 力 直 流 電 圧 が 低 い ほ ど 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 近 づ く よ う に 設 定 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 制 御 部 に お い て 、 前 記 誤 差電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 比 較 動 作 に お い て 所 定 の ヒ ス テ リ シ ス 特 性 を 有 す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 く な る と き 、 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 小 さ く す る よ う に よ う に 構 成 し て も よ い 。 本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 前 記 制 御 部 に お い て 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 比 較 動 作 に お い て 所 定 の ヒ ス テ リ シ ス 特 性 を 有 す る よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ' 一 夕 に お い て 、 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 く な る と き 、 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 小 さ く す る よ う に よ う に 構 成 し て も よ い 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ'一夕 は 、 第 1 の ス ィ ッ チ を 有 す る 降 圧 コ ン ノ — 夕 部 と 、 第 2 の ス ィ ッ チ を 有 す る 昇 圧 コ ン パ 一 夕 部 と 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス イ ッ チ を そ れ ぞれ オ ン オ フ す る 制 御 部 と を 備 え 、 入 力 直 流 電 圧 が 印 加 さ れ て 出 力 直 流 電 圧 を 負 荷 へ 出 力 す る 昇 降 圧 型 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で あ る 。

前 記 制 御 部 は 、 発 振 電 圧 と 前 記 出 力 直 流 電 圧 に 対 応 す る 誤 差 電 圧 と を 比 較 し 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤 差 電 圧 が 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を そ れ ぞれ オ ン オ フ す る 駆 動 信 号 を 送 出 す る 昇 降 圧 動 作 を 行 う 。 前 記 制 御 部 は 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤 差 電 圧 が 一 致 す る こ と が な い 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤差 電 圧 と の 電 圧 の 差 に よ っ て 、 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を オ フ 状 態 に 固 定 し て 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ を オ ン オ フ 制 御 す る 降 圧 動 作 を 行 い 、 ま た は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 し て 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を ォ ン オ フ 制 御 す る 昇 圧 動 作 を 行 う 。 上 記 の よ う に 構 成 さ れ た 本 発 明 の D C - D C コ ン ノ 一 夕 は 、 昇 圧 力ゝ ら 昇 降 圧 さ ら に 降 圧 に 至 る 制 御 を 1 つ の 発 振 回 路 と 1 つ の 誤 差 電 圧 と の 比 較 に よ り 可 能 と し た の で 制 御 部 の 構 成 を 簡 素 化 す る こ と が で き る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 に お け る D C — D C コ ン バ一夕 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。

図 2 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 に お け る D C — D C コ ン バ一夕 の 制 御 部 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。

図 3 の （ a ) か ら （ c ) は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 に お け る D C - D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 の 各 部 の 動 作 を 示 す 波 形 図 で あ る 。

図 4 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 2 に お け る D C — D C コ ン バ一夕 の 制 御 部 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。

図 5 の （ a ) か ら （ c ) は本 発 明 の 実 施 の 形 態 2 に お け る D C 一 D C □ ン ノ' 一 夕 の 制 御 部 の 各 部 の 動 作 を 示 す 波 形 図 で あ る

図 6 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 3 に お け る D C — D C コ ン バ一夕 の 制 御 部 の 回 路 図 で あ る 。

図 7 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 4 に お け る D C — D C コ ン バ一 夕 の 制 御 部 の 回 路 図 で あ る 。

図 8 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 5 に お け る D C — D C コ ン バ ― 夕 の 制 御 部 の 回 路 図 で あ る 。

図 9 は 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 6 に お け る D C — D C コ ン バ 一 夕 の 制 御 部 の 回 路 図 で あ る 。

図 1 0 の （ a ) は 従 来 の D C — D C コ ン ゾ 一 夕 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。

図 1 0 の （ b ) は従 来 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 動 作 を 示 す 波 形 図 で あ る 。

図 1 1 の （ a ) は 従 来 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。

図 1 1 の （ b ) は 従 来 の D C — D C コ ン バ ー タ の 動 作 を 示 す 波 形 図 で あ る 。 発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態

以 下 、 本 発 明 に 係 る D C — D C コ ン バ ー タ の 好 適 な 実 施 の 形 態 に つ い て 添 付 の 図 1 力ゝ ら 図 9 を 参 照 し つ つ 説 明 す る 。

《 実 施 の 形 態 1 》

本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 を 図 1 力ゝ ら 図 3 を 参 照 し て 説 明 す る 。

図 1 は 本 発 明 に 係 る 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン パ 一 夕 の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。 図 1 に お い て 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 5 0 は 、 電 圧 E i の 入 力 直 流 電 源 1 が 接 続 さ れ た 、 P チ ャ ネ ル M 〇 S F E T カゝ ら な る 第 1 の ス ィ ツ チ 2 と ダ イ ォ ー ド で あ る 第 1 の 整 流 部 3 と イ ン ダ ク 夕 4 と で 構 成 さ れ る 降 圧 コ ン ノ '一夕 部 5 1 ィ ン ダ ク タ 4 を 共 有 し て N チ ャ ネ ル M O S F E T 力 ら な る 第 2 の ス ィ ツ チ 5 と ダ イ ォ一 ド で あ る 第 2 の 整 流 部 6 と で 構 成 さ れ る 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 部 5 2 、 及 び 出 力 コ ン デ ン サ 7 を 備 え て い る 。 出 力 コ ン デ ン サ 7 の 両 端 子 間 の 電 圧 E o は 出 力 直 流 電 圧 と し て 負 荷 8 に 印 加 さ れ て い る 。

第 1 の ス ィ ツ チ 2 、 イ ン ダ ク タ 4 及 び第 2 の ス イ ッ チ 5 は 直 列 に 接 続 さ れ て 直 流 電 源 1 の 正 極 1 A と 負 極 1 B 間 に 接 続 さ れ て い る 。 第 1 の ス イ ツ チ 2 と 第 2 の ス イ ツ チ 5 が 共 に ォ ン に な る と 、 ィ ン ダ ク 夕 4 に 入 力 直 流 電 圧 E i が 印 カロ さ れ る 。 第 1 の 整 流 手 段 3 、 ィ ン ダ ク タ 4 及 び第 2 の 整 流 手 段 6 は 直 列 に 接 続 さ れ 、 第 1 の 整 流 手 段 3 と 第 2 の 整 流 手 段 6 が 共 に オ ン に な る と イ ン ダ ク タ 4 の 電 圧 が 出 力 コ ン デ ン サ 7 に 印 カロ さ れ る 。

の ス ィ ツ チ 2 と 第 2 の ス イ ツ チ 5 を オ ン オ フ 制 御 す る 制 御 部 5 3 は 、 誤 差 増 幅 回 路 1 0 、 発 振 回 路 1 1 及 び パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 を 備 え て い 差 増 幅 回 路 1 0 は 、 出 力 直 流 電 圧 E 0 を 検 出 し て π ^ 圧 V e を 出 力 す る 。 発 振 回 路 1 1 は 、 発 振 電 圧 V t を 出 力 す る 。 パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 は 誤 差 電 圧 V e と 発 振 電 圧 V t と を 入 力 し 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 を ォ ン オ フ 駆 動 す る 駆 動 電 圧 V g 2 と 、 第 2 の ス イ ツ チ 5 を オ ン ォ フ 駆 動 す る 駆 動 電 圧

V g 5 と を 出 力 す る 。

図 2 は 制 御 部 5 3 の 誤 差 増 幅 回 路 1 0 、 発 振 回 路 1 1 及 び パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 の 詳 細 な 回 路 図 で あ る 。

図 2 に お い て 、 誤 差 増 幅 回 路 1 0 は 、 基 準 電 圧 源 1 0 0 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 分 圧 す る 2 つ の 直 列 接 続 さ れ て た 抵抗 1 0 1 、 1 0 2 、 基 準 電 圧 源 1 0 0 の 電 圧 E r と 検 出 電 圧 と を 比 較 し 比 較 結 果 の 誤 差 を 増 幅 し て 誤 差 信 号 V e を 出 力 す る 誤 差 増 幅 器 1 0 3 を 有 し て い る 。

発 振 回 路 1 1 は 、 静電 容 量 C を 有 す る 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 及 び定 電 流 回 路 1 1 1 を 有 し 、 定 電 流 回 路 1 1 1 に 流 れ る 定 電 流 I 1 で 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 を 充 電 す る P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 2 と P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 3 か ら な る カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 と を 有 す る 。 ま た 入 力 直 流 電 圧 E i を 分 圧 し て 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と を 出 力 す る 抵 抗 1 1 4 、 ダ イ オ ー ド 1 1 5 及 び 抵 抗 1 1 6 の 直 列 回 路 を 有 す る 。 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 を 放 電 す る N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 と カゝ ら な る カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 更 に 有 し 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 の 出 力 点 に ベ ー ス 端 子 が 接 続 さ れ た N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 3 0 を 有 す る 。 こ の N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 0 の ェ ミ ツ 夕 端 子 と 誤 差 増 幅 器 1 0 3 の 出 力 端 子 の 間 に 抵 抗 1 3 1 が 接 続 さ れ て い る 。

P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 2 と P N P 卜 ラ ン ジ ス タ 1 3 3 力、 ら な る カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 は 、 抵 抗 1 3 1 に 流 れ る 電 流 を 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 と 力、 ら な る カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 に 供 給 す る よ う に 構 成 さ れ て い る 。 P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 4 は そ の べ ー ス 端 子 に 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 が 印 力 D さ れ て お り 、 コ レ ク タ 端 子 は N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 の べ 一 ス 端 子 に 接 続 さ れ て い る 。 P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 4 の エ ミ ッ 夕 ） iffi 子 と 誤 差 増 幅 器 1 0 3 の 出 力 端 子 と の 間 に は 抵 抗 1 3 5 が 接 続 さ れ て い る 。 比 較 器 1 3 6 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 電 圧 V t と を 比 較 す る 。 比 較 器 1 3 7 は 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 電 圧 V t と を 比 較 す る 。 N O R 回 路 1 3 8 に は 比 較器 1 3 6 の 出 力 が 入 力 さ れ 、 N O R 回 路 1 3 9 は N O R 回 路 1 3 8 と と も 〖こ フ リ ッ プ フ ロ ッ プ を 構 成 す る 。

ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 は 周 期 T の ワ ン シ ョ ッ ト パ ル ス を N O R 回 路 1 3 9 へ 入 出 力 す る 。 P チ ャ ネ ル M O S F E T 1 4 1 は 、 N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x で 駆 動 さ れ て 、 P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 2 と P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 3 と カゝ ら な る カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 の ェ ミ ツ 夕 一 ベ ー ス 間 を 短 絡 す る 。 N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x と 比 較 器 1 3 7 の 出 力 が 入 力 さ れ る N O R 回 路 1 4 2 の 出 力 は N チ ャ ネ ル M 〇 S F E T 1 4 3 の ゲ ー ト に 印 カ卩 さ れ こ れ を 駆 動 す る 。

N チ ャ ネ ル M O S F E T 1 4 3 及 び こ れ に 接 続 さ れ た 抵 抗 1 4 4 を 経 て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 放 電 す る 。

N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 が ゲ ー ト に 印 カ卩 さ れ て 駆 動 さ れ る N チ ヤ ネ リレ M O S F E T 1 4 5 は 、 N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 と N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 カゝ ら な る カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 の ベ ー ス — エ ミ ッ 夕 間 を 短 絡 す る 。

パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 は 、 誤 差 増 幅 器 1 0 3 の 出 力 電 圧 V e と 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 電 圧 V t と を 比 較 す る 比 較 器 1 2 0 を 有 す る 。 こ の 比 較器 1 2 0 の 出 力 V y と N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 は O R 回 路 1 2 1 に 入 力 さ れ る 比 較器 1 2 0 の 出 力 V y と N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x が A N D 回 路 1 2 2 に 入 力 さ れ る 。 O R 回 路 1 2 1 の 出 力 は 、 イ ン ノ 一 夕 1 2 3 を 経 て 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 に 入 力 さ れ る 。 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の 駆 動 電 圧 V g 2 と な る 。 A N D 回 路 1 2 2 の 出 力 は 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の 駆 動 電 圧 V g 5 で あ る 。

上 記 の よ う に 構 成 さ れ た 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 動 作 を 以 下 に 説 明 す る 。

第 1 の ス ィ ッ チ 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 5 は 制 御 部 5 3 に よ り 同 じ ス ィ ツ チ ン グ 周 期 T で オ ン オ フ 動 作 を す る 。 第 1 の ス ィ ッ チ 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 5 の 1 ス ィ ッ チ ン グ 周 期 に お け る そ れ ぞ れ の オ ン 時 間 の 割 合 で あ る 時 比 率 を 、 そ れ ぞ れ δ 1 、 （5 2 と す る 。 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が ォ ン 状 態 と な る 期 間 は 第 1 の ス ィ ッ チ 2 も オ ン 状 態 で あ り 時 比 率 δ 1 は 時 比 率 δ 2 よ り 大 き い も の と す る （ <5 1 > δ 2 ) 。 説 明 の 便 宜 上 、 第 1 の 整 流 部 及 び第 2 の 整 流 部 の オ ン 状 態 に お け る 順 方 向 電 圧 降 下 は 無 視 す る 。

ま ず 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が 共 に ォ ン 状 態 の 時 、 入 力 直 流 電 源 1 の 電 圧 E i が イ ン ダ ク タ 4 に 印 カ卩 さ れ る 。 印 加 期 間 は 時 比 率 δ 2 と 周 期 T と の 積 ( δ 2 · Τ ) で 表 さ れ る 。 こ の 期 間 に 、 入 力 直 流 電 源 1 か ら イ ン ダ ク 夕 4 に 電 流 が 流 れ 、 磁 気 エ ネ ル ギ ー が 蓄 積 さ れ る 。

次 に 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 と 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が 共 に ォ フ 状 態 の 時 、 第 1 の 整 流 部 3 と 第 2 の 整 流 部 6 が オ ン 状 態 と な り 、 イ ン ダ ク 夕 4 に は 出 力 直 流 電 圧 E o が 逆 方 向 に 印 加 さ れ る 。 印 加 期 間 は 周 期 Τ か ら 時 比 率 <5 1 と 周 期 T の 積 を 差 引 い た 値 （ Τ - 6 1 · Τ ) で 表 さ れ 、 イ ン ダ ク タ 4 か ら 出 力 コ ン デ ン サ 7 へ 電 流 が 流 れ 、 蓄 積 さ れ た 磁 気 ェ ネ ル ギ ー は 放 出 さ れ る

最 後 に 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 が オ ン 状 態 で 第 2 の ス イ ツ チ 5 が オ フ 状 態 の 時 、 第 2 の 整 流 部 6 が ォ ン 状 態 と な り イ ン ダ ク タ 4 に は 入 力 直 流 電 圧 E i と 出 力 直 流 電 圧 E o の 差 の 電 圧 （ Ε 1 一 E ο ) が 印 力 D さ れ る 。 こ の 期 間 は 式 ( δ 1 • Τ - δ 2 · T ) で 表 さ れ 、 ィ ン ダ ク タ 4 を 経 て 入 力 直 流 電 源 1 か ら 出 カ コ ン デ ン サ 7 へ 電 流 が 流 れ る 。

以 上 の よ う に 磁 気 ェ ネ ル ギ 一 の 蓄積 と 放 出 の 動 作 を 繰 り 返 す こ と に よ り 、 出 カ コ ン デ ン サ 7 か ら 負 荷 8 へ 電 力 が 供 給 さ れ る 。 イ ン ダ ク タ 4 の 磁 気 ェ ネ ル ギ 一 の 蓄 積 と 放 出 が 均 衡 す る 安 定 動 作 状 態 に お い て は 、 ィ ン ダ ク 夕 4 の 印 加 電 圧 と 印 加 時 間 の 積 の 和 は ゼ 口 で あ る か ら 、 下 記 の 式 （ 4 ) が 成 り 立 つ

E i • δ 2 · T + ( E i - E o ) ( T δ 2 · T ) 一 Ε ο ( Τ - 5 1 • T ) = 0 ( 4 ) 上 記 の 式 （ 4 ) を 整 理 す る と 、 下 記 の 式 （ 5 ) に 示 さ れ る 変 換 特 性 式 が 得 ら れ る 。

E o / E i = δ 1 / ( 1 - 6 2 ) ( 5 ) 上 記 の 式 （ 5 ) の 変 換 特 性 式 か ら わ か る よ う に 、 時 比 率 δ 1 、 δ 2 を 制 御 す る こ と に よ り 、 理 論 上 は 任 意 の 入 力 直 流 電 圧 E i か ら 任 意 の 出 力 直 流 電 圧 E o を 得 る こ と が で き 、 D C — D C コ ン ノ 一 夕 を 昇 降 圧 コ ン ノ' 一 夕 と し て 動 作 さ せ る こ と が 可 能 と な る 。

第 2 の ス ィ ッ チ 5 が 常 時 オ フ 状 態 と な る 時 比 率 δ 2 が 零 （ δ 2 = 0 ) の 場 合 は 、 下 記 の 式 （ 6 ) に 示 す よ う に 降 圧 コ ン ノ' 一 夕 と し て 動 作 す る 降 圧 動 作 モ ー ド と な る 。

E o / E i = δ 1 ( 6 ) ま た 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が 常 時 オ ン 状 態 と な る 時 比 率 <5 1 が 1 に 等 し ( (5 1 = 1 ) 場 合 は 、 下 記 の 式 （ 7 ) に 示 す よ う に 昇 圧 コ ン バ ー タ と し て 動 作 す る 昇 圧 動 作 モ ー ド と な る 。

E o / E i = l / ( 1 - 5 2 ) ( 7 ) 図 3 の （ a ) カゝ ら （ c ) は 、 図 2 に 示 す 制 御 部 5 3 の 各 部 波 形 図 で あ る 。 図 3 の （ a ) か ら ( c ) に お い て 、 ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 力 ら の パ ル ス 出 力 V c 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 発 振 電 圧 V t 、 誤差 増 幅 回 路 1 0 か ら の 誤 差 電 圧 V e 、 N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x 、 パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 に お け る 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y 、 O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V I 2 1 、 及 び 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の 駆 動 電 圧 V g 5 の 波 形 を 示 す 。 尚 、 図 3 に お い て 、 第 1 の ス イ ッ チ 2 の 駆 動 電 圧 V g 2 で は な く 、 そ の 反 転 電 圧 で あ る O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V I 2 1 を 示 し た の は 、 以 下 の 理 由 に よ る 。

第 1 の ス ィ ッ チ 2 は P チ ャ ネ ル M O S F E T で あ る の で 、 ゲ ー ト に 印 力 [I さ れ る 駆 動 電 圧 V g 2 が " L " ( 論 理 レ ベ ル の 「 低 」 ） で ォ ン 、 " H " ( 論 理 レ ベ ル の 「 高 J ) で ォ フ 状態 と な る 。 従 つ て 通 常 の ス ィ ツ チ の よ う に " L " で ォ フ 、 " H " で オ ン と な る も の と は オ ン ォ フ 状態 を 表す 波 形 の 意 味 が反 対 と な り 混 乱 を 起 こ す 恐 れ が あ る 。 図 2 で 比 較器 1 2 0 の 出 力 V y と N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 と の 論 理 否 定 和 を と つ て 駆動 電圧 V g 2 と す れ ば よ い が 、 理解 を 谷 易 に す る た め に O R 回 路 1 2 1 と ィ ン バ一夕 1 2 3 に よ る 構成 と し 、 〇 R 回 路 1 2 1 の 出 力 V 1 2 1 を 図 3 に 示 し た 。 す な わ ち 図 3 で は 、 0 R 回 路 1 2 1 の 出 力 V 1 2 1 を 示す こ と に よ り 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 の オ ン オ フ 状態 が " H " で ォ ン 、 " L " で オ フ と な る よ ラ に し て 容 易 に 理解 で き る ょ ラ に し た 。 図 3 の

( a ) は発振電圧 V t が誤差電圧 V e よ り 大 き い 場 合 、

( b ) は発 振電圧 V t と 誤差電圧 V e の 波 形 が交 差 す る

¾? ノロ 、 す な わ ち 一致 す る こ と が あ る 場 合 ( c ) は発 振電 圧 V t が誤差電圧 V e よ り 小 さ い 場合 を 示す 。

制御 部 5 3 の 動作 を 図 2 及 び図 3 を 参 照 し な が ら 説 明 す る 。 説 明 の 便宜 上 、 ダィ オ ー ド の 順方 向 電 圧 降 下 、 す な わ ち オ ン 状 態 に あ る N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 の ベ一ス ー ェ ミ ッ タ 間 の 電圧 と P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 の ェ ミ ツ 夕 一 べ一 ス 間 の 電圧 は等 し い も の と し こ れ を 電圧 V d で 表 す 。 電 圧 V d は第 1 の 設定 電圧 E 1 と 第 2 の 設 定電圧 E 2 と の 差 に 等 し い 。

誤差 増 幅 回 路 1 0 の 出 力 す る 誤差 電圧 V e に つ い て 、 出 力 直 流電圧 E o を 抵抗 1 0 1 と 抵抗 1 0 2 で 分圧 し て 検 出 さ れ た 電 圧 が 、 基 準 電 圧 源 1 0 0 の 基 準 電 圧 E r よ り 高 く な る と 誤 差 電 圧 V e は 下 降 し 、 低 く な る と 上 昇 す る 。 即 ち 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 高 く な つ た り 、 負 荷 8 が 軽 く な つ て 出 力 直 流 電 圧 E o が 上 昇 し ょ う と す る と 、 誤 差 電 圧 V e は 下 降 す る 。 逆 に 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 く な っ た り 、 負 荷 8 が 重 く な つ て 出 力 直 流 電 圧 E 0 が 下 降 し ょ う と す る と 、 誤 差 電 圧 V e は 上 昇 す る 。 図 3 の

( a ) は 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 低 い 状 態 を 示 し 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 高 い 場 合 で あ る 。 図 3 の （ b ) は 誤 差 電 圧 V e と 発 振 電 圧 V t の 波 形 が 交 差 し て い る 状 態 を 示 し 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o に 近 い 場 合 で あ る 。 図 3 の （ c ) は 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電圧 V t よ り 高 い 状 態 を 示 し 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 い 場 合 で あ る 。

発 振 回 路 1 1 の 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 ( E 2 < E 1 ) と の 間 で 充 放 電 さ れ 、 発 振 電 圧 V t を 出 力 す る 。 こ の 充 電 期 間 は 、 ク ロ ッ ク 信 号源 1 4 0 カゝ ら の ノヽ ° ル ス 信 号 V c を 受 け る こ と に よ り 始 ま る 。

ま ず 、 N O R 回 路 1 3 9 が " L " を 出 力 し 、 N O R 回 路 1 3 9 と 組 み 合 わ さ れ て フ リ ッ プ フ ロ ッ プ を 構 成 す る N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x が " H " と な る 。 こ の た め F E T 1 4 1 は オ フ 状 態 と な っ て 、 定 電 流 源 1 1 1 の 電 流 I 1 が P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 2 と P N P ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 3 の カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 経 て 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 に 流 れ 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 充 電 さ れ る 。 F E T 1 4 3 は オ フ 状 態 で あ る の で 抵抗 1 4 4 に よ る 放 電 は 行 わ れ な い 。 し カゝ し 、 F E T 1 4 5 は オ フ 状 態 な の で N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 と N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 と の カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 に よ る 放 電 は 行 わ れ る 。 N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 と の カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 に よ る 放 電 電 流 は 、 誤 差 電 圧 V e に よ つ て 決 定 さ れ る 。

図 3 の （ b ) に 示す よ う に 、 誤 差 電 圧 V e が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 の 間 に あ る 場 合 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 3 0 と P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 4 と は と も に オ フ 状 態 と な る 。 従 っ て 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 に よ る カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 経 て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 か ら 放 電 す る 電 流 は な く 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 、 定 電 流 I 1 で 充 電 さ れ る 。 従 っ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 充 電 速 度 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 上 昇 速 度 は 一 定 で あ る 。

図 3 の （ a ) に 示す よ う に 、 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り 低 い 場 合 、 P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 4 は オ フ 状 態 と な る が 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 3 0 は オ ン 状 態 と な り 、 抵 抗 1 3 1 に 電 流 が 流 れ る 。 抵 抗 1 3 1 に は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 か ら 電 圧 V d と 誤 差 電 圧 V e を 差 し 引 い た 電 圧 （ E 1 — V d _ V e ) が 印 カ卩 さ れ る 。 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 電 圧 V d と の 差 に 等 し い の で （ E 2 = E 1 — V d ) 、 抵 抗 1 3 1 の 抵 抗 値 を R l 3 1 と す る と 、 抵 抗 1 3 1 に 流 れ る 電 流 は 式 （ E 2 - V e ) / R 1 3 1 で 計 算 さ れ る 値 と な る 。 こ の 電 流 が 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 か ら P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 2 と P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 3 と を 含 む カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 、 及 び N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス タ 1 1 8 と を 含 む カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 経 て 流 れ 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 放 電 す る 。 但 し 、 こ の 電 流 は 電 圧 V e が 最 も 低 く な つ た と き で も 定 電 流 I 1 よ り は 大 き く な ら な い よ う に 設 定 さ れ る 。 従 っ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 、 下 記 の 式 （ 8 ) で 表 さ れ る 電 流 I 1 3 1 で 充 電 さ れ る 。

I 1 3 1 = I 1 _ ( E 2 - V e ) R 3 1

( 8 ) 充 電 電 '流 I 1 3 1 は 、 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り 低 い ほ ど 少 な く な り 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 充 電 速 度 、 即 ち 発 振電 圧 V t の 上 昇 速 度 は 遅 く な る 。

図 3 の （ c ) に 示 す よ う ¾5 雷 圧 V e が第 1 の 設 定 電 圧 E 1 よ り 高 い 場 合 に は 、 N P N 卜 ラ ン ジ ス タ 1 3 0 は オ フ 状 態 と な る が 、 P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 4 は ォ ン 状 態 と な り 、 抵 抗 1 3 5 に 電 流 が 流 れ る 。 抵抗 1 3 5 に は 式 （ V e — ( E 2 + V d ) ) で 表 さ れ る 電 圧 が 印 加 さ れ る 。 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 は 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 電 圧 V d と の 和 ( E 1 = E 2 + V d ) で あ る か ら 、 抵 抗 1 3 5 の 抵 抗 値 を R 1 3 5 と す る と 、 抵 抗 1 3 5 に 流 れ る 電 流 は 、 式 （ V e - E 1 ) / R 1 3 5 で 表 さ れ る 値 と な る 。 こ の 電 流 が N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 と を 含 む カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 経 て 流 れ 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 放 電 す る 。 但 し 、 こ の 電 流 は 誤 差 電 圧 V e が 最 も 高 く な つ た と き で も 定 電 流 I 1 よ り は 大 き く な ら な レゝ よ う に 設 定 さ れ る 。 従 っ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 、 下 記 の 式 （ 9 ) で 表 さ れ る 電 流 I 1 3 5 で 充 電 さ れ る 。

1 1 3 5 = 1 1 — ( V e - E 1 ) / R 1 3 5

( 9 ) 充 電 電 流 I 1 3 5 は 、 誤 差 電 圧 V e が第 1 の 設 定 電 圧 E 1 よ り 高 レ ほ ど 少 な く な り 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 充 電 速 度 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 上 昇 速 度 は 遅 く な る 。

発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 充 電 が 進 み 、 発 振 電圧 V t が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 至 る と 、 比 較 器 1 3 6 の 出 力 は- " H " に な り 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ の N 〇 R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x は " L " と な る 。 同 時 に N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 V X は " H " と な る 。 出 力 V X が " L " の と き の F E T 1 4 1 は オ ン 状 態 に な り 、 P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 3 は オ フ 状 態 に な っ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 へ の 充 電 電 流 を 停 止 す る 。 N O R 回 路 1 4 2 の 出 力 は " H " で あ る の で 、 F E T 1 4 3 が オ ン 状 態 と な り 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 を 抵 抗 1 4 4 で 放 電 す る 。 N O R 回 路 1 3 9 力、 ら " H " の 出 力 を 受 け た F E T 1 4 5 は オ ン 状 態 と な る 。 そ の た め N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 は オ フ 状 態 に な り 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 に よ る 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 は 停 止 す る 。 従 っ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 抵 抗 1 4 4 の み を 経 て 放 電 し 、 発 振 電 圧 V t は 下 降 す る 。

発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 が 進 み 、 発 振 電 圧 V t が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 至 る と 、 比 較 器 1 3 7 の 出 力 は " H " に な り 、 N 0 R 回 路 1 4 2 の 出 力 は " L " と な る 。 こ れ に よ り 、 F E T 1 4 3 が オ フ 状 態 と な り 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 は 停 止 す る 。 こ の 状 態 で は 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 充 電 も 放 電 も さ れ な い の で 、 発 振 電 圧 V t は 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り わ ず か に 低 い 電 圧 を 維 持 す る 。 こ の 状 態 に お い て 、 ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 力ゝ ら 次 の パ ル ス 信 号 が 入 力 さ れ る の を 待 つ 。 ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 か ら の ノヽ。 リレ ス 信 号 が 入 力 さ れ る と 、 N 〇 R 回 路 1 3 8 と N O R 回 路 1 3 9 に よ る フ リ ッ プ フ ロ ッ プ の 出 力 が 反 転 す る 。 こ れ に よ り 、 再 び充 電 が 開 始 さ れ る 。

以 上 の よ う に 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と の 間 で 充 放 電 さ れ 、 発 振 電 圧 V t を 出 力 す る 。 第 1 実 施 例 の 場 合 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と の 電 位 差 は V d で あ る の で 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c は 下 記 の 式 （ 1 0 ) 〜 式 （ 1 2 ) に よ っ て 表 さ れ る 。

V e < E 2 の 時 、

T c = C · R 1 3 1 · V d κ ( Ε 2 - V e )

( 1 0 )

E 2 ≤ V e ≤ E l の 時 、 T c = C · V d / I 1

( 1 1 ) V e > E 1 の 時 、

T c = C - R 1 3 5 V d / ( V e E 1 )

( 1 2 ) パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 に お い て 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力

V y と N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 が O R 回 路 1 2 1 に 入 力 さ れ て 得 ら れ た 論 理 和 の 出 力 V 1 2 1 は ィ ン ノ'一 夕 1 2 3 に 入 力 さ れ て 反 転 し 、 出 力 の 駆 動 電 圧 V g 2 が 得 ら れ る 。 駆 動 電 圧 V g 2 が " H " と な る の は 、 出 力 V X が " H " と な る 発 振 電 圧 V t の 上 昇期 間 中 で あ り 、 且 つ 出 力

V y が " L " と な る 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V e よ り 小 さ い ( V e < V t ) 期 間 で あ る 。 即 ち 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が オ フ 状 態 の な る の は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 内 に お い て 上 記 ( V e < V t ) の 期 間 の み で あ る 。

一方 、 比 較 ¾δ 丄 2 0 の 出 力 V y と N 〇 R 回 路 1 3 8 の 出 力 V が A N D 回 路 1 2 2 に 入 力 さ れ て 、 論 理 積 で あ る 駆 動 電 圧 V g 5 力 得 ら れ る 。 駆 動 電 圧 V g 5 が " H " と な る の は 、 出 力 V が " H " と な る 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 で あ り 、 且 つ 出 力 V y が " H " と な る 電 圧 V e が 電 圧 V t よ り 大 き い ( V e > V t ) 期 間 で あ る 。 即 ち 、 第 2 の ス イ ツ チ 5 が ォ ン 状 態 と な る の は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 （ V e > V t ) の 期 間 の み で あ る 。

図 3 の （ a ) に 示 す よ う に 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 高 く 、 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 低 い 場 合 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y は 常 時 " L " で あ る の で 、 駆 動 電 圧 V g 5 も 常 時 " L " で あ り 第 2 の ス ィ ツ チ 5 は 常 時 オ フ 状 態 と な る 。 一 方 、 O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V I 2 1 、 即 ち 駆 動 電 圧 V g 2 の 反 転 電 圧 は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 中 は " L " と な る の で 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 は 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 中 は オ フ 状 態 、 他 の 期 間 は オ ン 状 態 と な る 。 こ の 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が オ フ 状 態 で あ る オ フ 期 間 （ 1 — (5 1 ) T は 、 下 記 の 式 （ 1 3 ) で 表 さ れ る 。

( 1 - δ 1 ) T = T c = C - R 1 3 1 · V d / ( E 2 - V e ) ( 1 3 ) こ の 場 合 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 は 、 下 記 の 式 （ 1 4 ) に 示 す 時 比 率 5 1 で 動 作 す る 降 圧 動 作 モ ー ド と な る 。

0 1 = 1 - C - R 1 3 1 - V d / ( E 2 - V e ) / T

( 1 4 ) 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の 時 比 率 δ 1 は 、 誤 差 電 圧 V e が 低 下 す る ほ ど 小 さ く な る 。 入 力 直 流 電 圧 E i が 高 く な る ほ ど 、 誤 差 電 圧 V e が 低 下 し て 、 時 比 率 δ 1 が 小 さ く な る よ う に 制 御 す る こ と に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 Ε ο を 安 定 化 す る こ と が で き る 。

図 3 の （ b ) に 示 す よ う に 、 入 力 直 流 電 圧 E .i の 値 が 出 力 直 流 電 圧 E o の 値 に 近 く 、 誤 差 電 圧 V e の 波 形 が 発 振 電 圧 V t の 波 形 と 交 差 し て い る 場 合 、 す な わ ち 誤 差 電 圧 V e と 発 振 電 圧 V t が ー 致 す る こ と が あ る 場 合 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 大 き い と さ の み （ V e > V t ) 、 第 2 の ス イ ッ チ 5 は オ ン 状 態 と な る 。 ま た 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て Ik ¾ % 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 小 さ い と さ の み （ V e < V t ) 、 第 1 の ス イ ツ チ 2 は オ フ 状 態 と な る 。 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て 、

( V e > V t ) の 期 間 は 、 式 C ( V e - E 2 ) Z I 1 に よ つ て 表 さ れ 、 V e < V t の 期 間 は 、 式 C ( E

1 - V e ) / I 1 に よ つ て 表 さ れ る 。 従 つ て 、 実 施 の 形 態 1 の D C - D C コ ン バ一 夕 は 、 第 1 の ス イ ツ チ 2 が 下 記 の 式 （ 1 5 ) に 示す 時 比 率 δ 1 で オ ン オ フ 動 作 し 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が 下 記 の 式 （ 1 6 ) に 示 す 時 比 率 δ 2 で オ ン オ フ 動 作 す る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド で あ る 。

δ 1 = 1 一 C ( E 1 一 V e ) / I 1 / τ ( 1 5 ) δ 2 = C ( V e - E 2 ) / T ( 1 6 ) 入 力 直 流 電 圧 E i 力 高 く な る ほ ど 、 誤 差 電 圧 V e は 低 下 し 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 の 時 比 率 δ 1 が 小 さ く な る と 共 に 第 2 の ス ィ ツ チ 5 の 時 比 率 δ 2 ち 小 さ く な る 。 こ れ に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 安 定 化 す る 制 御 が で き る 。

図 3 の （ c ) に 示 す よ う に 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 低 く 、 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 高 い 場 合 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y は 常 時 " H " で あ る 。 従 つ て 、 O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V 1 2 1 、 即 ち 駆 動 電 圧 V g 2 の 反 転 電 圧 は 常 時 " H " で あ り 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 は 常 時 オ ン 状 態 と な る 。 駆 動 電 圧 V g 5 は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 は " Η " で あ る の で 、 第 2 の ス イ ツ チ 5 は 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 は オ ン 状 態 、 他 の 期 間 は オ フ 状 態 と な る 。 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が オ ン 状 態 と な る ォ ン 期 間 <5 2 · T は 、 下 記 式 （ 1 7 ) で 表 さ れ る 。

6 2 - T = T c = C - R 1 3 5 · V d / ( V e

- E l ) ( 1 7 ) こ の 場 合 、 本 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ ー タ は 下 記 の 式 （ 1 8 ) に 示 す 時 比 率 <5 2 で 動 作 す る 昇 圧 動 作 モ ー ド と な る 。

5 2 = C - R 1 3 5 · V d / ( V e — E l ) / T

( 1 8 ) 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の オ ン 期 間 を 決 め る 時 比 率 δ 2 は 、 誤 差 電 圧 V e が 上 昇 す る ほ ど 大 き く な る 。 誤 差電 圧 V e は 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 時 比 率 <5 2 が大 き く な る 。 こ れ に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 安 定 化 す る 制 御 が で き る 。

以 上 の よ う に 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 は 、 1 つ の 発 振 電 圧 V t と 1 つ の 誤 差 電 圧 と を 比 較 す る こ と に よ っ て 、 第 1 の ス ィ ッ チ 及 び 第 2 の ス ィ ッ チ を ォ ン オ フ 動 作 す る 2 つ の 駆 動 信 号 を 送 出 す る 。 こ れ に よ り 降 圧 動 作 、 昇 降 圧 動 作 及 び昇 圧 動 作 の 制 御 を す る こ と が 可 能 と な る 。

上 記 の 実 施 の 形 態 1 に お い て 、 誤 差 増 幅 回 路 1 1 の 出 力 の 誤 差 電 圧 V e は 、 出 力 直 流 電 圧 E o が 上 昇 し よ う と す る と 下 降 し 、 逆 に 出 力 直 流 電 圧 E o が 下 降 し よ う と す る と 上 昇 す る も の と し て 説 明 し た 。 し 力ゝ し 本 発 明 は こ の 動 作 に 限 定 さ れ る も の で は な く 、 上 記 の 動 作 と は 逆 の 動 作 も 駆 動 信 号 V g 2 と V g 5 を 逆 転 す る こ と に よ り 可 能 で あ る 。 こ の 塌 合 で も 本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ ' 一 夕 と 同 様 の 動 作 を 行 う 。

本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で は 、 入 力 直 流 電 圧 E i を 抵 抗 1 1 4 と ダ イ オ ー ド 1 1 5 と 抵 抗 1 1 6 と で 電 圧 分 割 す る こ と に よ り 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 を 得 る 構 成 で あ る 。 実 施 の 形 態 1 に お い て 、 こ の よ う 〖こ 構 成 し た の は 、 入 力 直 流 電 圧 E i の 変 動 に 対 し 、 高 電 位 側 と 低 電 位 側 に カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 の た め の 電 圧 を 確 保 で き る と と も に 、 発 振電 圧 V t の 振 幅 を 固 定 に で き る か ら で あ る 。 し カゝ し 、 第 1 及 び 第 2 の 設 定 電 圧 E 1 及 び E 2 を そ れ ぞ れ の 差 基 準 電 圧 源 等 を 用 い て 設 定 し て も 本 発 明 の 効 果 に 変 わ り は 無 く 、 本 発 明 は 電 圧 分 割 の 方 法 に 限 定 さ れ る も の で は な い 。

本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 方 法 で は 、 誤 差 電 圧 V e が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 よ り 高 い ほ ど 、 又 は 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り 低 い ほ ど 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 時 間 を 長 く し て い る 。 一 方 、 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 以 上 で 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 以 下 の と き （ E 2 ≤ V e ≤ E l ) に は 発 振 電 圧 V t の 上 昇 時 間 を 最 小 値 に 固 定 し て い る 。 し か し 本 発 明 は 上 記 の 制 御 方 法 に 限 定 さ れ る も の で は な い 。 例 え ば 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と の 間 の 電 圧 を 有 す る 別 の 設 定 電 圧 E x を 設 け 、 誤 差 電 圧 V e と 設 定 電 圧 E x と を 比 較 し 、 誤 差 電 圧 V e が 設 定 電 圧 E x と 等 し い と き （ V e = E x ) 発 振電 圧 V t の 上 昇 時 間 を 最 小 と し 、 誤 差 電 圧 V e と 設 定 電 圧 E x と の 電 位 差 が 大 き く な る ほ ど 発 振 電 圧 V t の 上 昇 時 間 を 長 く す る 構 成 も 本 発 明 に 含 ま れ る 。

本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ ー タ で は 、 ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 か ら の パ ル ス 信 号 に よ っ て 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 を 充 電 す る タ イ ミ ン グ を 規 定 し た が 、 ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 を 本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 外 部 に 設 け た 構 成 で も 構 わ な い 。 即 ち 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ ー タ に お い て 、 外 部 信 号 を 受 信 す る 受 信 手 段 を 設 け た 構 成 と し 、 そ の 外 部 信 号 に 同 期 し て 動 作 す る 外 部 同 期 型 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 と し て も 動 作 さ せ る こ と が で き る 。 な お 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 を 誤 差 電 圧 V e に よ っ て 変 化 さ せ て 制 御 し た が 、 下 降 期 間 を 誤 差 電 圧 V e に よ っ て 変 化 さ せ て 制 御 し て も か ま わ な い 。 こ の こ と は 、 第 3 の 実 施 の 形 態 か ら 第 6 の 実 施 の 形 態 に つ い て も 同 様 で あ る 。

《 実 施 の 形 態 2 》

本 発 明 の 実 施 の 形 態 2 の D C - D C コ ン バ ー タ に つ い て 図 4 及 び 図 5 を 参 照 し つ つ 説 明 す る 。

図 4 は 本 発 明 に 係 る 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン パ 一 夕 の 制 御 部 5 3 A の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。 制 御 部 5 3 A は 、 図 1 に 示 す コ ン ノ'一 夕 部 5 0 に 制 御 部 5 3 の 代 わ り に 組 み 込 ま れ て 、 本 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ ー 夕 が 構 成 さ れ る 。 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン バ ー 夕 の 制 御 部 5 3 A に お い て 、 誤 差 増 幅 回 路 1 0 と パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 は 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ ー 夕 の 制 御 部 5 3 と 同 じ で あ る 。 ま た 発 振 回 路 1 1 A は 次 に 詳 し く 説 明 す る よ う に 、 一 部 分 を 除 き 前 記 制 御 部 5 3 の 発 振 回 路 1 1 と 同 じ で あ る 。 図 4 に お い て 、 実 施 の 形 態 1 と 同 じ 機 能 及 び構 成 を 有 す る 要 素 に は 同 じ 符 号 を 付 し そ の 説 明 を 省 略 す る 。

図 4 に 示 す 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ — 夕 の 制 御 部 5 3 A の 発 振 回 路 1 1 A に は 、 定 電 流 I 2 を 供 給 す る 定 電 流 回 路 1 4 6 が 設 け ら れ て い る 。 定 電 流 回 路 1 4 6 は N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス タ 1 1 8 を 含 む カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 に 電 流 を 供 給 し て レゝ る 。 図 2 の ク ロ ッ ク 信 号 源 1 4 0 の 代 わ り に 比 較 器 1 3 7 の 出 力 が フ リ ッ プ フ ロ ッ プ を 構 成 す る N 〇 R 回 路 1 3 9 に 入 力 さ れ て レ る 。 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 の ベ ー ス ェ ミ ツ 夕 間 に 接 続 さ れ た N チ ャ ネ ル M 〇 S F E T 1 4 5 の ゲ ー ト に は N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x が 入 力 さ れ て い る 、 図 2 に お け る N O R 回 路 1 4 2 、 N チ ャ ネ ル M O S F E T 1 4 3 及 び 抵 抗 1 4 4 は 、 図 4 の 発 振 回 路 1 1 A に は 設 け ら れ て い な い 。 制 御 部 5 3 A の そ の 他 の 構 成 は 前 記 制 御 部 5 3 と 同 じ で あ る 。 以 上 の よ う に 構 成 さ れ た 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に つ い て 図 1 及 び 図 4 を 参 照 し て 説 明 す る 。 D C — D C コ ン ノ ' 一 夕 は 下 記 の 式 （ 1 9 ) に 示 す 変 換 特 性 を 有 す る 。

E 0 / E i = 5 1 / ( 1 - 6 2 ) ( 1 9 ) 第 2 の ス イ ツ チ 5 が 常 時 オ フ 状 態 と な る 時 比 率 δ 2 が 零 （ δ 2 = 0 ) の 場 合 は 、 式 （ 1 9 ) は 下 記 の 式 （ 2 0 ) の よ う に な り 、 降 圧 コ ン バ 一 夕 と し て 動 作 す る 降 圧 動 作 モ ー ド と な る 。

Ε 0 / E i = δ 1 ( 2 0 ) ま た 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が 常 時 オ ン 状 態 と な る 時 比 率 δ 1 が 1 ( δ 1 = 1 ) の 場 合 は 、 式 （ 1 9 ) が 下 記 の 式 ( 2 1 ) と な り 、 昇 圧 コ ン バ ー 夕 と し て 動 作 す る 昇 圧 動 作 モ 一 ド と な る

Ε 0 / E i = 1 / ( 1 - δ 2 ) ( 2 1 ) 上 記 の よ う に 実 施 の 形 態 2 に お い て 、 入 出 力 の 変 換 特 性 式 に 関 し て は 前 述 の 実 施 の 形 態 1 と 同 様 で あ る

図 5 の ( a ) か ら （ c ) は 図 4 に 示 す 制 御 部 5 3 A の 各 部 の 波 形 図 で あ る 。 図 5 の （ a ) カゝ ら ( c ) に お い て 発 振 電 圧 V t 、 誤 差 電 圧 V e 、 N 〇 R 回 路 1 3 8 の 出 力 V X 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y 、 〇 R 回 路 1 2 1 の 出 力 V 1 2 1 、 即 ち 第 1 の ス ィ ツ チ 2 の 駆 動 電 圧 V g 2 の 反 転 電 圧 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の 駆 動 電 圧 V g 5 の 各 波 形 を 示 す 。 図 5 の （ a ) は 発 振 電 圧 V t が 誤 差 電 圧 V e よ り 大 き い 場 合 、 （ b ) は 発 振 電 圧 V t と 誤 差 電 圧 V e の 波 形 が 交 差 す る 場 合 、 （ c ) は 発 振 電 圧 V t が 誤 差 電 圧 V e よ り 小 さ い 場 合 を 示 す 。 図 4 に 示 す 制 御 部 5 3 A の 動 作 を 図 5 の （ a ) か ら ( c ) を 参 照 し な が ら 説 明 す る 。

誤 差 増 幅 回 路 1 0 か ら 出 力 さ れ る 誤 差 電 圧 V e は 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ ' 一 夕 の も の と 同 様 で あ り 入 力 直 流 電 圧 E i が 高 く な つ た り 、 負 荷 8 が 軽 く な つ て 出 力 直 流 電 圧 E o が 上 昇 し ょ う と す る と 下 降 す る 。 逆 に 誤 差 電 圧 V e は 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 く な つ た り 、 負 荷 8 が 重 く な つ て 出 力 直 流 電 圧 E 0 が 下 降 し ょ う と す る と 上 昇 す る 。 図 5 の （ a ) は 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 高 く 、 誤 差 電 圧 V e は 発 振 電 圧 V t よ り 低 い 状 態 を 示 し て い る 。 図 5 の （ b ) は 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o に 近 く 、 誤 差 電 圧 V e と 発 振 電 圧

V t と の 波 形 が 交 差 し て い る 状 態 を 示 す 。 図 5 の （ c ) は 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 低 く 、 誤 差 電 圧 V e は 発 振 電 圧 V t よ り 高 い 状 態 を 示 し て い る 。

発 振 回 路 1 1 A の 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 ( E 2 < E 1 ) と の 間 で 充 放 電 を し 、 発 振 電 圧 V t を 出 力 す る 。 こ の 発 振 電 圧

V t は 、 定 電 流 源 1 1 1 の 電 流 I 1 を 、 P N P ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 2 と P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 3 を 含 む カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 を 経 て 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 に 供 給 し て 充 電 す る こ と に よ り 上 昇 し 、 そ の 上 昇 速 度 は 一 定 で あ る 。 こ の 充 電 期 間 に お い て 、 比 較器 1 3 6 と 比 較器 1 3 7 の 出 力 は い ず れ も " L " で あ り 、 2 つ の " L " の 出 力 信 号 が 入 力 さ れ る 、 N O R 回 路 1 3 8 、 1 3 9 を 含 む フ リ ッ プ フ ロ ッ プ の 出 力 は 、 N O R 回 路 1 3 8 の 出 力 V x が " H " 、 N 0 R 回 路 1 3 9 の 出 力 が " L " で あ る 。 " H " の 信 号 V X は F E T 1 4 5 を オ ン 状 態 に し 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 を 放 電す る N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 を オ フ 状 態 と し て レゝ る 。 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 静 電 容 量 を C と す る と 、 充 電 期 間 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c は 次 の 式 （ 2 2 ) で 表 さ れ る 。

T c = C ( E 1 - E 2 ) / I 1 = C - V d / I 1

( 2 2 ) 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 電 圧 V t が 第 1 の 設 定 電 圧 Ε 1 に 達 す る と 、 比 較器 1 3 6 の 出 力 は " H " に な り 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ を 形 成 す る 、 1^ 〇 1 回 路 1 3 8 の 出 力 V X は " L " に な り 、 N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 が " H " に 反 転 す る 。 " L " の 出 力 V X は F E T 1 4 1 を オ ン 状 態 に し て P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 1 3 を オ フ 状 態 に す る と と も に 、 F E T 1 4 5 を オ フ 状 態 に し て N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 を オ ン 状 態 に す る 。 こ れ に よ り 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 が 放 電 す る 。 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 7 と 組 み 合 わ さ れ て カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 構 成 す る N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 を 流 れ る 放 電 電 流 は 、 定 電 流 回 路 1 4 6 か ら の 定 電 流 I 2 と P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 3 及 び P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 3 4 の コ レ ク タ 電 流 と の 和 と な る 。 発 振 電 圧 V t の 下 降期 間 は誤 差 電 圧 V e に よ っ て 次 の よ う に 設 定 さ れ る 。

ま ず 、 図 5 の （ a ) に 示 す よ う に 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り 低 い 場 合 、 抵 抗 1 3 1 に は第 1 の 設 定 電 圧 E 1 か ら 電 圧 V d と 誤 差 電 圧 V e を 差 し 引 い た 電 圧 （ E 1 — V d - V e ) が 印 加 さ れ る 。 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 力ゝ ら 電 圧 V d を 差 し 引 い た 電 圧 は 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 等 し い の で （ E 1 一 V d = E 2 ) 、 抵抗 1 3 1 の 抵 抗 値 を R 1 3 1 と す る と 、 N P N 卜 ラ ン ジ ス タ 1 3 0 か ら 抵抗 1 3 1 に 流 れ る 電 流 は 式 （ E 2 - V e ) / R 1 3 1 で 表 示 さ れ る 値 と な る 。 こ の 電 流 が P N P 卜 ラ ン ジ ス タ 1 3 2 と P N P 卜 ラ ン ジ ス タ 1 3 3 と の カ レ ン 卜 ミ ラ ー 回 路 に よ っ て N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 の ベ ー ス 端 子 に 供 給 さ れ 、 一 定 の 電 流 1 2 と 共 に 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 と な る 。 こ の 場 合 の 放 電 期 間 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 T d 1 は 次 の 式 ( 2 3 ) で表 さ れ 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 力、 ら 電 圧 V e を 差 し 引 い た 電 圧 （ E 2 - V e ) が 大 き い ほ ど 短 く な る 。

T d 1 = C · V d / { I 2 + ( E 2 V e ) / R 1 3 1 } ( 2 3 ) 次 に 、 図 5 の （ b ) に 示 す よ う に 、 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 以 上 で 第 1 の 設 定 電 圧 以 下 の 場 合 、 ( E 2 ≤ V e ≤ E 1 ) 、 N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 0 と P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 4 は 共 に オ フ 状 態 と な る 。 従 つ て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 は I 2 の み と な る 。 こ の 場 合 の 放 電 期 間 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 T d 2 は 次 の 式 （ 2 4 ) で 表 さ れ 、 誤 差 電 圧 V e に 依 存 し な く な る

T d 2 = C · V d / I 2 ( 2 4 ) さ ら に 、 図 5 の （ c ) に 示 す よ う に 、 誤 差 電 圧 V e が の 設 定 電 圧 E 1 よ り 高 い 場 合 ( V e > E 1 ) 、 抵 抗

1 3 5 に は 式 （ V e - ( E 2 + V d ) ) で 表 さ れ る 電 圧 が 印 加 さ れ る 。 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 電 圧 V d と の 和 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 等 し い の で ( E 2 + V d = E 1 ) 抵 抗 1 3 5 の 抵 抗 値 を R 1 3 5 と す る と 、 P N P 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 3 4 か ら 抵抗 1 3 5 に 流 れ る 電 流 は 式 （ V e - E 1 ) / R 1 3 5 で 表 さ れ る 値 と な る 。 こ の 電 流 が ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 の べ 一 ス 端 子 に 供 給 さ れ 、 一 定 の 電 流

I 2 と 共 に 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 と な る 。 こ の 場 合 の 放 電 期 間 、 即 ち 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 T d 3 は 次 の 式 ( 2 5 ) で 表 さ れ 、 電 圧 V e か ら 第 1 の ax. / ¾ 圧 E 1 を 差 し 引 い た 電 圧 ( V e - E 1 ) が 大 き い ほ ど 短 く な る 。

T d 3 = C V d { 1 2 + ( V e E 1 ) / R 1 3

5 } ( 2 5 ) パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 の 動 作 は 実 施 の 形 態 1 の も の と 同 様 で あ り 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 が オ フ 状 態 の な る の は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 内 に お い て 電 圧 V e が 発 振 電 圧

V t よ り 小 さ レ、 ( V e < V t ) 期 間 の み で あ る 。 ま た 、 第 2 の ス ィ ツ チ 5 が オ ン 状 態 の な る の は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 内 に お い て 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V よ り よ り 大 き い （ V e > V t ) 期 間 の み で あ る 。

入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 よ り 高 く 、 図 5 の ( a ) に 示 す よ う に 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 低 い 場 合 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y は 常 時 " L " で あ る の で 、 駆 動 電 圧 V g 5 は 常 時 " L " で あ り 第 2 の ス ィ ッ チ 5 は 常 時 オ フ 状 態 と な る 。 一 方 、 駆 動 電 圧 V g 2 の 反 転 電 圧 で あ る O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V I 2 1 は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 に " L " 、 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 に " H " と な る 。 従 っ て 第 1 の ス ィ ッ チ 2 は 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c に オ フ 状 態 、 下 降 期 間 T d 1 に オ ン 状 態 と な る 。 こ れ に よ り 、 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 は 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が オ ン 期 間 δ 1 · Τ ( = T d 1 ) 、 オ フ 期 間 （ 1 — δ ΐ ) Τ ( = T c ) で オ ン オ フ 動 作 す る 降 圧 動 作 モ ー ド と な る 。 こ の 時 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ ン 期 間 で あ る 下 降 期 間 T d 1 は 、 前 記 の よ う に 誤 差 電 圧 V e が 低 下 す る ほ ど 小 さ く な る 。 入 力 直 流 電 圧 E i が 高 く な る ほ ど 、 誤差 電 圧 V e は 低 下 し 、 第 1 の ス ィ ツ チ 2 の オ ン 期 間 δ I T を 短 く す る こ と に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 安 定 化 す る 制 御 が で き る 。

入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o に 近 く 、 図 5 の

( b ) に 示 す よ う に 誤差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t の 波 形 と 交 差 し て い る 場 合 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て 電 圧 V e が発 振 電 圧 V t よ り 大 き い （ V e 〉 V t ) 時 の み 第 2 の ス ィ ッ チ 5 は オ ン 状 態 と な る 。 ま た 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て 電 圧 V e が発 振 電 圧 V t よ り 小 さ ( V e く V t ) 時 の み 第 1 の ス ィ ッ チ 2 は オ フ 状 態 と な る 。 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c 内 に お い て 、 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 大 き い 状 態 （ V e > V t ) の 期 間 は 、 下 記 の 式 （ 2 6 ) で 表 さ れ る 。

T c ( V e — E 2 ) / ( E 1 - E 2 ) = T c ( V e

- E 2 ) / V d ( 2 6 ) ま た 、 電 圧 V e が 発 振電 圧 V t よ り 小 さ い 状 態 （ V e く V t ) の 期 間 は 、 下 記 の 式 （ 2 7 ) で 表 さ れ る 。

T c ( E 1 - V e ) / ( E 1 - E 2 ) = T c ( E l

- V e ) / V d ( 2 7 ) 従 つ て 、 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン バ ー タ の 上 記 の 動 作 は 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 が 下 記 の 式 （ 2 8 ) と 式

( 2 9 ) で 表 さ れ る オ ン 期 間 δ 1 · Τ と オ フ 期 間 （ 1 一 <5 1 ) T で オ ン オ フ 動 作 し 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 が 下 記 の 式 （ 3 0 ) と 式 ( 3 1 ) で 表 さ れ る オ ン 期 間 （5 2 ' 丁 と オ フ 期 間 （ 1 一 δ 2 ) Τ で オ ン オ フ 動 作 す る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド で あ る 。

δ 1 • T = T d 2 + T c ( V e - E 2 ) / V d

( 2 8 )

- δ ) Τ = T c ( Ε V e ) / V d

( 2 9 ) δ 2 Τ Τ c ( V e - Ε 2 ) V d

3 0 ) δ 2 ) T = T d 2 + T c ( Ε 1 - V e ) / V d

( 3 1 ) ス イ ッ チ ン グ 周 期 T は 、 上 昇 期 間 T c と 下 降 期 間 T d 2 の 和 （ T = T c + T d 2 ) で あ り 一 定 と な る 。 入 力 直 流 電 圧 Ε i が 高 く な る ほ ど 、 誤 差 電 圧 V e は 低 下 す る 。 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ ン 期 間 （5 1 · Τ を 短 く す る と 共 に 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の オ ン 期 間 <5 2 · Τ を 短 く す る こ と に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 Ε 0 を 安 定 化 す る 制 御 を 行 う こ と が で き る 。

図 5 の （ c ) に 示 す よ う に 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 く 誤 差 電 圧 V e が 発 振 電 圧 V t よ り 高 い 場 合 、 比 較 器 1 2 0 の 出 力 V y は 常 時 " H " で あ る の で 、 O R 回 路 1 2 1 の 出 力 V 1 2 1 は 常 時 " H " と な り 第 1 の ス ィ ッ チ 2 は 常 時 オ ン 状 態 と な る 。 一 方 、 駆 動 電 圧 V g 5 は 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 に " H " 、 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 に

" L " と な る の で 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 は 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c に オ ン 状 態 、 下 降 期 間 T d 3 に オ フ 状 態 と な る 。 従 っ て 、 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 上 記 の 動 作 は 、 第 2 の ス ィ ッ チ 2 が オ ン 期 間 <5 2 · T

( = T c ) 、 及 び オ フ 期 間 （ 1 — (5 2 ) T ( = T d 3 ) で オ ン オ フ 動 作 を す る 昇 圧 動 作 モ ー ド で あ る 。 第 2 の ス イ ッ チ 5 の オ ン 期 間 δ 2 · Τ ( = T c ) は 一 定 で あ る が 、 オ フ 期 間 （ 1 — δ 2 ) Τ ( - T d 3 ) は 前 記 の よ う に 誤 差 電 圧 V e が 上 昇 す る ほ ど 小 さ く な る 。 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 く な る ほ ど 、 誤 差 電 圧 V e は 上 昇 す る 。 第 2 の ス ィ ッ チ 2 の オ フ 期 間 （ 1 — <5 2 ) T を 短 く す る こ と に よ り 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 安 定 化 す る 制 御 を 行 う こ と が で き る 。

以 上 の よ う に 、 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ゾ 一 夕 に お い て も 、 1 つ の 発 振 電 圧 波 形 と 1 つ の 誤 差 電 圧 と の 比 較 に よ っ て 、 第 1 の ス ィ ッ チ 及 び第 2 の ス ィ ッ チ を ォ ン オ フ 動 作 す る 2 つ の 駆 動 信 号 を 送 出 す る こ と に よ り 、 降 圧 動 作 、 昇 降 圧 動 作 、 及 び昇 圧 動 作 の 制 御 を す る こ と が 可 能 で あ る 。

実 施 の 形 態 2 の D C 一 D C コ ン バ 一 夕 で は 周 波 数 変 動 型 の 制 御 を 行 う 。 す な わ ち 、 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て は 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 高 い ほ ど ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 高 く な り 、 昇 圧 動 作 モ ー ド に お い て は 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り 低 い ほ ど 、 ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 高 く な る 。 2 つ の ス ィ ッ チ が オ ン ォ フ 動 作 す る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て は ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 最 低 と な る 。 周 波 数 変 動 型 の 制 御 を 行 う こ と に よ り 、 周 波 数 固 定 型 の 場 合 に 増 大 す る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド で の ス ィ ツ チ ン グ 損 失 を 低 減 す る こ と が で き る 。

実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン バ ー タ で は 、 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 を 誤 差 電 圧 V e に よ っ て 変 化 さ せ て 制 御 し た が 、 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ ー タ と 同 様 に 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 を 誤 差 電 圧 V e に よ っ て 変 化 さ せ て 制 御 し て も カゝ ま わ な い 。

《 実 施 の 形 態 3 》

図 6 は 本 発 明 の 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン ノ、 一 夕 の 制 御 部 5 3 B の ブ ロ ッ ク 図 及 び 回 路 図 で あ る 。 図 1 に 示 す コ ン ノ ' 一 夕 部 5 0 の 制 御 部 5 3 を 前 記 の 制 御 部 5 3 B に 代 え る こ と に よ り 、 本 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン バ ー 夕 が構 成 さ れ る 。 図 6 に お い て 、 誤 差 増 幅 回 路 1 0 及 び パ ル ス 幅 制 御 回 路 1 2 は 図 2 ま た は 図 4 の も の と 同 じ で あ る の で ブ ロ ッ ク 図 で 示 し て い る 。 発 振 回 路 1 1 B に お い て 、 図 4 で 示 し た 発 振 回 路 1 1 A と 同 じ 機 能 、 構 成 を 有 す る 要 素 に は 同 じ 符 号 を 付 与 し 、 そ の 説 明 を 省 略 す る 。 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン ノ'一 夕 の 制 御 部

5 3 B が 図 4 に 示 し た 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン パ 一 夕 の 制 御 部 5 3 A と 異 な る の は 、 発 振 回 路 1 1 B に お い て 、 前 記 図 4 の 発 振 回 路 1 1 A に 対 し て 回 路 C 1 を 付 加 し た 点 で あ る 。 以 下 に 、 回 路 C 1 の 構 成 を 説 明 す る 。

回 路 C 1 に お レゝ て 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 よ り も 低 い 第 3 の 設 定 電圧 E 3 が P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 6 1 の ベ ー ス に 印 カロ さ れ て い る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 1 の ェ ミ ツ 夕 に は 抵 抗 1 6 2 を 経 て 直 流 電 源 1 の 入 力 電 圧 E i が 印 力 Π さ れ て い る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 1 の ェ ミ ッ タ は N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 6 3 の ベ ー ス に 接 続 さ れ 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 の ェ ミ ツ 夕 に は 、 抵 抗 1 6 4 を 経 て 誤 差 増 幅 回 路 1 0 か ら 誤 差 電 圧 V e が 印 カ卩 さ れ て レ る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 の コ レ ク 夕 に は P N P ト ラ ン ジ ス タ 1 6 5 を 経 て 入 力 直 流 電 圧 E i が 印 力 B さ れ て レ る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 5 と 1

6 6 は 力 レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 構 成 し 、 共 通 に 接 続 さ れ た ベ ー ス 端 子 は ト ラ ン ジ ス タ 1 6 5 の コ レ ク タ に 接 続 さ れ て い る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 6 の ェ ミ ッ タ は N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 6 7 の コ レ ク 夕 端 子 及 び ベ ー ス 端 子 に 接 続 さ れ て い る 。 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 7 と N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 6 8 は カ レ ン 卜 ミ ラ ー 回 路 を 構 成 し て い る 。 卜 ラ ン ジ ス タ 1 6 8 の コ レ ク 夕 端 子 は 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 に 接 続 さ れ 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 6 8 を 経 て 放 電 す る 。 ゲ ー ト 端 子 が N 〇 R 回 路 1 3 9 の 出 力 端 に 接 続 さ れ 、 N 〇 R 回 路 1 3 9 の 出 力 で 駆 動 さ れ る Ν チ ヤ ネ ル M 〇 S F E T 1 6 9 が ト ラ ン ジ ス 夕 1 6 7 と 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 6 8 の ベ ー ス ー ェ ミ ツ 夕 間 に 接 続 さ れ て い る 。

以 上 の よ う に 構 成 さ れ た 実 施 の 形 態 3 の D C — D C 3 ン バ 一 夕 の 動 作 を 図 1 及 び 図 6 を 参 照 し て 説 明 す 差 電 圧 V e が第 3 の 設 定 電 圧 E 3 以 上 の 場 合 は 、 前 記 の 実 施 の 形 態 2 の D C 一 D C コ ン ノ 一 夕 と 同 様 で あ る 。 負 荷 8 が 軽 く て 出 力 電 流 が 小 さ く 、 誤 差 電 圧 V e が 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 よ り 低 い 場 合 に つ い て 説 明 す る 。

降 圧 型 の D C — D C コ ン バ ー タ 等 の よ う に 、 イ ン ダ ク 夕 へ の 磁 気 ェ ネ ル ギ 一 の 蓄 積 と 放 出 を 繰 返 す ス ィ ツ ナ ン グ コ ン ノ 一 夕 は 、 出 力 電 流 が あ る 程 度 大 き い 場 合 に は ィ ン ダ ク 夕 を 流 れ る 電 流 は ゼ 口 に な ら な い 。 こ の よ う な 動 作 を 「 電 流 連 続 モ ー ド 」 と 呼 ぶ 。 例 え ば降 圧 動 作 モ ー ド で の 入 出 力 電 圧 の 関 係 が 式 ( E o = δ 1 · E i ) で 表 せ る の は 、 電 流 連 続 モ ー ド の 場 合 で あ る 。 降 圧 動 作 モ ー ド の 場 合 に 出 力 電 流 が 小 さ く な る と 、 ィ ン ダ ク 夕 を 流 れ る 電 流 は 、 第 1 の ス イ ッ チ 2 の オ フ 期 間 中 に 減 少 し て や が て ゼ 口 に な り 、 第 1 の 整 流 部 3 は オ フ 状 態 に な る 。 こ の よ う に 、 イ ン ダ ク 夕 を 流 れ る 電 流 が ゼ 口 に な る 期 間 を 有 す る 動 作 を 「 電 流 不 連 続 モ — ド 」 と 呼 ふ 不 連 続 モ ー ド に お い て は 、 降 圧 動 作 モ ー ド の 入 出 力 電 圧 の 関 係 を 表 す 式 （ Ε ο = δ 1 · E i ) は 成 立 し な い 。 出 力 直 流 電 圧 E 0 を 安 定 化 す る に は 、 出 力 電 流 が 小 さ く な る ほ ど 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ ン 期 間 （ δ ΐ · T ) を 小 さ く し な け れ ば な ら な い 。 本 発 明 の 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン バ 一 夕 で は 誤 差 電 圧 V e を 低 下 す る 動 作 を 行 う 。 こ れ は 、 昇 圧 動 作 モ ー ド や 昇 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て も 同 様 で あ る 。

出 力 電 流 が 小 さ い 場 合 に お レゝ て 生 じ る ス イ ッ チ ン グ コ ン ノ、 ' 一 夕 の 電 力 損 失 は 、 主 と し て ス ィ ツ チ が タ ー ン オ ン す る 際 に 発 生 す る ス イ ッ チ ン グ 損 失 で あ る 。 こ の ス イ ツ チ ン グ 損 失 を 減 ら し て ス ィ ツ チ ン グ コ ン バ 一 夕 の 効 率 向 上 を 図 る に は 、 出 力 電 流 が 小 さ い 場 合 に は ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 を 低 下 さ せ れ ば よ い 。

前 記 の 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ — 夕 の 場 合 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り も 低 く な る と 昇 圧 動 作 モ ー ド も し く は 昇 降 圧 動 作 モ ー ド で 動 作 す る 。 こ の 状 態 で 出 力 電 流 が 小 さ く な つ て 電 流 不 連 続 モ ー ド と な る と 、 誤 差 電 圧 V e は 低 下 す る が 、 ス イ ッ チ ン グ 周 波 数 が 低 く 設 定 さ れ た 昇 降 圧 動 作 モ ー ド を 保 つ 。 し か し 入 力 直 流 電 圧 E i が 出 力 直 流 電 圧 E o よ り も 高 く 、 か つ 出 力 電 流 が 小 さ く な つ て 電 流 不 連 続 モ 一 ド と な る と 、 降 圧 動 作 モ 一 ド に お い て 誤 差 電 圧 V e が低 下 す る 。 こ の 時 、 ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 は 高 く な る の で 効 率 が 低 下 す る と い う 問 題 が 生 じ る 。 図 6 に 示 し た 制 御 部 5 3 B を 有 す る 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン バ ー タ は 、 特 に 降 圧 動 作 モ ー ド の 軽 負 荷 時 に お い て 、 誤 差 電 圧 V e が 低 下 す る に 従 い 、 ス ィ ッ チ ン グ 周 波 数 を 低 下 さ せ る こ と を 特 徴 と す る 。 以 下 に そ の 動 作 を 説 明 す る 。

ベ ー ス 端 子 に 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 が 印 力 Π さ れ て い る ト ラ ン ジ ス タ 1 6 1 は 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 の ベ ー ス 端 子 の 電 圧 を 、 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 〖こ ト ラ ン ジ ス タ 1 6 1 の ェ ミ ッ タ — ベ ー ス 電 圧 V d を カ卩 え た 電 圧 （ E 3 + V d ) に 固 定 す る 。 誤 差 電 圧 V e が低 下 し て 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 を 下 回 る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 の ベ ー ス 一 ェ ミ ツ 夕 間 電 圧 と し て 電 圧 V d が 発 生 し 、 抵 抗 1 6 2 を 介 し て べ ー ス 電 流 が 供 給 さ れ る ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 は 導 通 状 態 に な る 。 従 っ て ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 の ェ ミ ツ 夕 端子 の 電 圧 は 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 に ほ ぼ等 し く な る 。 抵 抗 1 6 4 に は 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 と 誤 差 電 圧 V e と の 差 の 電 圧 （ E 3 - V e ) が 印 カ卩 さ れ る 。 抵抗 1 6 4 の 抵 抗 値 を R 1 6 4 と す る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 3 を 経 て 抵 抗 1 6 4 に 流 れ る 電 流 1 4 は 、 下 記 の 式 （ 3 2 ) で 表 さ れ る 。

1 4 = ( E 3 - V e ) / R 1 6 4 ( 3 2 ) こ の 電 流 I 4 は ト ラ ン ジ ス タ 1 6 5 と ト ラ ン ジ ス タ 1 6 6 の カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 と 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 7 と 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 6 8 の カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 経 て 流 れ る 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 と な る 。 F E T 1 6 9 は N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 が " H " の 時 に オ ン と な り 、 ト ラ ン ジ ス 夕 1 6 7 と ト ラ ン ジ ス タ 1 6 8 の カ レ ン ト ミ ラ 一 回 路 を オ フ 状 態 に す る 。 良卩 ち 、 ト ラ ン ジ ス タ 1 6 8 が オ ン 状 態 と な っ て 放 電 電 流 I 4 が 流 れ る の は 、 N O R 回 路 1 3 9 の 出 力 が " L " と な る 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 中 で あ る 。 放 電 電 流 I 4 は ト ラ ン ジ ス タ 1 1 3 か ら の 充 電 電 流 I 1 よ り も 小 さ く な る よ う に 設 定 す る 。 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 で の 充 電 電 流 は 、 充 電 電 流 I 1 と 放 電 電 流 1 4 と の 差 （ I I — 1 4 ) で あ る 。

放 電 電 流 I 4 は 誤 差 電 圧 V e が 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 よ り も 低 く な る ほ ど 大 き く な る 。 従 っ て 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 で の 充 電 電 流 は 、 誤 差 電 圧 V e が 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 よ り も 低 く な る ほ ど 小 さ く な る 。 そ の た め 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 、 即 ち 、 降 圧 動 作 モ ー ド に お け る 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ フ 期 間 は 、 誤 差 電 圧 V e が 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 よ り も 低 く な る ほ ど 長 く な り 、 結 果 と し て ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 低 下 す る 。

以 上 の よ う に 、 本 発 明 の 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で は 、 前 記 の 実 施 の 形 態 2 で 説 明 し た 特 徴 に 加 え 、 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て 、 負 荷 が 軽 く て 出 力 電 流 が 小 さ い 場 合 、 誤 差 電 圧 V e が 低 下 す る に 従 い ス ィ ッ チ ン グ 周 波 数 が 低 下 す る の で ス ィ ツ チ ン グ 損 失 が減 少 し 、 効 率 を 向 上 さ せ る こ と が で き る と い う 効 果 が 得 ら れ る 。

《 実 施 の 形 態 4 》

図 7 は 本 発 明 の 実 施 の 形 態 4 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 5 3 C の 回 路 図 で あ る 。 に 示 す コ ン ノ 一 夕 部 5 0 の 制 御 部 5 3 を 前 記 の 制 御 部 5 3 C に 代 え る こ と 'に よ り 、 本 実 施 の 形 態 4 の D C — D C コ ン バ 一 夕 が 構 成 さ れ る 。 図 7 に お い て 、 図 6 に 示 し た 実 施 の 形 態 3 の D C 一 D C コ ン パ 一 夕 の 制 御 部 5 3 B と 同 じ 機 能 、 構 成 の 要 素 に は 、 同 じ 符 号 を 付 与 し 、 そ の 説 明 を 省 略 す る 。 実 施 の 形 態 4 の D C 一 D C コ ン パ' 一 夕 の 制 御 部 5 3 C が 図 6 に 示 し た 実 施 の 形 態 3 の D C — D C コ ン バ 一 夕 の 制 御 部 5 3 Β と 異 な る の は 、 発 振 回 路 1 1 C に お い て 、 前 記 図 6 の 発 振 回 路 1 1 B に 対 し て 回 路 C 2 が 付 加 さ れ た 点 で あ る 。 以 下 に 回 路 C 2 の 構 成 を 説 明 す る 。

コ レ ク タ 端 子 が 入 力 電 圧 E i の 直 流 電 源 1 に 接 続 さ れ た N P Ν 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 0 の べ 一 ス 端 子 は 抵 抗 1 1 4 と ダ イ オ ー ド 1 1 5 の 接 続 点 に 接 続 さ れ て い る 。 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 0 の エ ミ ッ 夕 端子 は 抵 抗 1 7 1 を 介 し て ト ラ ン ジ ス 夕 1 6 1 の ベ ー ス と N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 2 の :π レ ク 夕 端 子 に 接 続 さ れ て い る 。 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 2 と Ν Ρ Ν ト ラ ン ジ ス タ 1 7 3 は カ レ ン 卜 ミ ラ ー 回 路 を 構 成 し 、 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 3 の コ レ ク 夕 端 子 は そ の ベ ー ス 端 子 に 接 続 さ れ る と と も に 、 抵 抗 1 7 4 を 経 て 直 流 電 源 1 に 接 続 さ れ て い る 。

抵 抗 1 1 4 と 抵 抗 1 1 6 の 抵 抗 値 を 等 し く す る と 、 第 1 の 設 定 電 圧 Ε 1 及 び第 2 の 設 定 電 圧 E 2 は そ れ ぞ れ 式 ( 3 3 に ( 3 4 ) で 表 さ れ る 。

Ε 1 = ( E i + V d ) / 2 ( 3 3 ) E 2 = ( E i - V d ) / 2 ( 3 4 ) 実 施 の 形 態 2 で 説 明 し た よ う に 、 電 流 連続 モ ー ド に お け る 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ ン 期 間 （5 1 · Τ と オ フ 期 間 （ 1 一 δ 1 ) Τ は そ れ ぞ れ 下 記 の 式 （ 3 5 ) 、 （ 3

6 ) で 表 さ れ る 。

(5 1 - T = T d l = C - V d / { 1 2 + ( E 2

- V e ) / R 1 3 1 } ( 3 5 ) ( l _ S l ) T = T c = C ' V d Z l l

( 3 6 ) 時 比 率 δ 1 は 出 力 直 流 電 圧 Ε ο と 入 力 直 流 電 圧 E i の 比 （ E o Z E i ) に 等 し い の で 、 上 記 の 各 式 を 整 理 し て 誤 差 電 圧 V e を 求 め る と 、 式 （ 3 7 ) の よ う に な る 。

V e = E 2 - R 1 3 1 - { ( E i / E ο ) · Ι 1 - 1 1 - 1 2 } ( 3 7 ) 実 施 の 形 態 4 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 に お い て 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 は 入 力 直 流 電 圧 E i か ら 得 て い る の で 入 力 電 圧 依 存 性 を 有 し て い る 。 従 っ て 誤 差 電圧 V e の 入 力 電 圧 依 存 性 を 知 る こ と は で き な い 。 し か し 、 出 力 直 流 電 圧 E o を 安 定 化 さ せ る 動 作 に お い て 、 降 圧 動 作 モ ー ド か つ 電 流 連 続 モ ー ド に お け る 誤 差 電 圧 V e は 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 高 い ほ ど 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 近 づ く 。 軽 負 荷 と な っ て 電 流 不 連 続 モ ー ド に な る と 、 誤 差 電 圧 V e は 式 ( 3 7 ) で 与 え ら れ る 値 よ り も 低 下 す る 。 つ ま り 、 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 が 固 定 さ れ た 値 で あ る と 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 い ほ ど ス イ ッ チ ン グ 周 波 数 が 低 下 を 始 め る 負 荷 は 小 さ く な る 。 ス イ ッ チ ン グ 周 波 数 が 低 下 し な い 範 囲 で は 第 1 の ス ィ ツ チ 2 及 び第 2 の ス ィ ッ チ 5 の オ ン 期 間 の み を /J、 さ く す る の で ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 は 高 い 周 波 数 の ま ま で あ る 。 そ こ で 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 を 第 2 実 施 例 の 式 （ 3 2 ) で 与 え ら れ る 値 よ り わ ず か に 低 い 値 に 設 定 し て 、 入 力 直 流 電 圧 E i が 低 い ほ ど 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 が 高 く な る よ う な 入 力 依 存 性 を 持 た せ れ ば 良 い こ と が 分 か る 。

図 7 に 示 す D C — D C コ ン バ ー タ の 発 振 回 路 1 1 C に お い て 、 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 を 得 る 回 路 C 2 に つ い て 説 明 す る 。 抵 抗 1 7 4 の 抵抗 値 を R 1 7 4 と す る と 、 抵 抗 1 7 4 を 経 て ト ラ ン ジ ス タ 1 7 3 に 流 れ る 電 流 I 5 は 下 記 の 式 ( 3 8 ) の よ う に な る 。

I 5 = ( E i - V d ) / R 1 7 4 ( 3 8 ) こ の 電 流 I 5 が カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 の ト ラ ン ジ ス タ 1 7 2 を 経 て 抵 抗 1 7 1 に 流 れ る の で 、 抵抗 1 7 1 の 抵 抗 値 を R 1 7 1 と す る と そ の 電 圧 降 下 は 下 記 の 式 （ 3 9 ) の よ う に な る 。

( R 1 7 1 / R 1 7 4 ) · ( E i 一 V d )

( 3 9 ) 一方 、 抵 抗 1 7 1 が 接 続 さ れ た ト ラ ン ジ ス 夕 1 7 0 の ェ ミ ツ 夕 端 子 は 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 力ゝ ら 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 7 0 の ベ ー ス — エ ミ ッ タ 電 圧 V d を 差 引 い た 値 ( E 1 - V d ) で あ る 力ゝ ら 、 下 記 式 （ 4 0 ) の よ う に 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 等 し く な る 。 E 1 - V d = E 2 ( 4 0 ) 従 つ て 第 3 の 設 定 電 圧 E 3 は 下 記 式 （ 4 1 ) で 表 さ れ る 。

E 3 一- E 2 - ( R 1 7 1 R 1 7 4 ) ( E i

一 V d ) ( 4 1 ) こ で 、 抵 抗 比 R 1 7 1 / R 1 7 4 を 電 庄 比 R

1 3 1 - 1 1 / E o に 等 し く な る う に 設 定 し 、 電 圧 ( R 1 7 1 / R 1 7 4 ) • V d を 電 圧 R 1 3 1 ·

( I 1 + 1 2 ) よ り わ ず か に 小 さ く 設 定 す る 。 そ う す れ ば第 3 の 設 定 電 圧 E 3 を 、 降 圧 動 作 モ ー ド か つ 電 流 連 続 モ一 ド に お け る 誤 差 電 圧 V e の 式 ( 3 7 ) に 示 す 値 よ り わ ず か に 低 い 値 に 設 定 す る こ と に な る 。

施 の 形 態 4 の D C - D C コ ン バ 一 夕 に お い て は 、 実 施 の 形 態 2 の 特 徴 に カ Π え 、 実 施 の 形 態 3 の 特 徴 を も 有 す る 。 す な わ ち 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て 、 負 荷 が 軽 く 出 力 電 流 が 小 さ い 場 合 に 誤 差 電 圧 V e が 低 下 す る と 、 そ れ に 従 つ て ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が低 下 す る 。 こ れ に よ り ス ィ ッ ナ ン グ 損 失 が 低 減 さ れ る の で 効 率 を 向 上 さ せ る こ と が で き る 。 さ ら に 第 3 の 設 定 電 圧 を 入 力 直 流 電 圧 E i に 応 じ て 変 化 さ せ る こ と に よ り 、 ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が低 下 し 始 め る 出 力 電 流 が 入 力 直 流 電 圧 E i の 変 化 に 依 存 し な い よ う に し 、 電 流 不 連 続 モ ー ド と な る 出 力 電 流 よ り わ ず か に 小 さ い 値 に 設 定 す る こ と が で き る 。

《 実 施 の 形 態 5 》 上 記 の 実 施 の 形 態 1 及 び実 施 の 形 態 2 に お い て は 、 誤 差 電 圧 V e を 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 及 び 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 比 較 し て 、 各 々 の 一 致 点 に お い て 動 作 モ ー ド を 変 更 し て い る 。 例 え ば 、 誤差 電 圧 V e が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 の 間 に あ り 、 入 力 直 流 電 圧 E i の 低 下 に 伴 い 誤 差 電 圧 V e が 上 昇 し て 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 達 し た 場 合 、 昇 降 圧 動 作 モ ー ド か ら 昇 圧 動 作 モ ー ド に 切 り 換 る 。 こ の 動 作 モ ー ド の 切 り 換 り に 伴 い 、 オ ン オ フ 動 作 す る ス ィ ツ チ の 数 が 減 っ て D C — D C コ ン バ ー タ の 消 費 電 力 が 僅 か に 低 減 し た と す る と 、 そ の 分 だ け 出 力 直 流 電 圧 E o は 上 昇 す る 。 そ の 結 果 上 昇 し た 出 力 直 流電 圧 E o を 所 望 値 と す る よ う に 誤差 電 圧 V e は 下 降 す る 。 下 降 し た 誤 差 電 圧 V e が第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 戻 っ た 場 合 昇 圧 動 作 モ ー ド か ら 昇 降 圧 動 作 モ ー ド に 切 り 換 る 。 す る と 、 D C _ D C コ ン ノ 一 夕 の 消 費 電 力 が 僅 力 に 増 力!] し 、 そ の 分 だ け 出 力 直 流 電 圧 E 0 は 下 降 し て 誤 差 電圧 V e は 上 昇 す る の で 、 再 び 昇 降 圧 動 作 モ ー ド か ら 昇 圧 動 作 モ ー ド に 切 り 換 る 。 以 上 の よ う な 動 作 が 繰 り 返 し 行 わ れ る と 動 作 モ ー ド が 安 定 せ ず 、 出 カ リ ッ プル 電 圧 の 増 加 ゃ ノ ィ ズ発 生 と い っ た 悪 影 響 の 発 生 が考 え ら れ る 。 こ の よ う な 現 象 を 回 避 す る 手 段 と し て は 、 誤 差 電 圧 V e と 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と の 比 較 動 作 が ヒ ス テ リ シ ス を 有 す る よ う に す れ ば よ い 。 こ れ は 、 誤 差 電 圧 V e と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と の 比 較 動 作 に お い て も 同 様 で あ る 。

図 8 は 本 発 明 に 係 る 実 施 の 形 態 5 の D C — D C コ ン パ 一 夕 の 制 御 部 5 3 D の 発 振 回 路 1 1 D の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。 図 1 に 示 す コ ン バ ー タ 部 5 0 の 制 御 部 5 3 を 制 御 部 5 3 D に 代 え る こ と に よ り 、 本 実 施 の 形 態 5 の D C 一 D C コ ン バ一夕 が 構 成 さ れ る 。 実 施 の 形 態 5 の D C — D C 〕 ン 八'一 夕 に お い て 、 図 2 で 示 し た 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン バ一 夕 の 制 御 部 5 3 と 異 な る 点 は 発 振 回 路 1 1 D で あ る 。 発 振 回 路 1 1 D 以 外 の 基 本 的 な 構 成 及 び動 作 は 同 じ で あ る 。 図 8 の 発 振 回 路 1 1 D に お い て 図 2 の 発 振 回 路 1 1 と 同 じ 機 能 、 構 成 を 有 す る 要 素 に は 同 じ 符 号 を 付 与 し 、 そ の 説 明 は 省 略 す る 。

図 8 の 制 御 部 5 3 D に お い て 、 図 2 に 示 し た 実 施 の 形 態 1 の D C 一 D C コ ン バ ー 夕 の 制 御 部 5 3 の 構 成 と 異 な る 部 分 で あ る 発 振 回 路 1 1 D は 、 図 2 に 示 す 発 振 回 路 1 1 の 構 成 に 更 に 回 路 C 3 を 付 加 し て い る 。 以 下 に 回 路 C 3 の 構 成 を 説 明 す る 。

比 較器 1 4 7 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 誤 差 電 圧 V e と を 比 較 し 、 比 較 器 1 4 8 は 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 誤 差 電 圧 V e と を 比 較 す る 。 N チ ヤ ネ ル M O S F E T 1 4 9 は そ の ゲ 一 ト 端 子 に 比 較器 1 4 7 の 出 力 が 入 力 さ れ 、 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 が 誤 差 電 圧 V e よ り 大 き く な り （ E l > V e ) 、 比 較器 1 4 7 の 出 力 が " H " に な る と オ ン 状 態 に な る 。 ま た 、 N チ ヤ ネ ル M 〇 S F E T 1 7 0 は 、 そ の ケ ー 卜 顺 子 に 比 較 器 1 4 8 の 出 力 が 入 力 さ れ 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 が 誤 差 電 圧 V e よ り 小 さ く な り （ E 2 < V e ) 、 比 較 器 1 4 8 の 出 力 が " H " に な る と オ ン 状 態 に な る 。 さ ら に 実 施 の 形 態 5 の 発 振 回 路 1 1 D に は 、 定 電 流 源 1 5 1 が 設 け ら れ て お り 、 N P N ト ラ ン ジ ス タ 1 1 8 の ベ ー ス 端 子 に F E T 1 4 9 と F E T 1 7 0 を 経 て 定 電 流 I 3 を 供 給 し て レゝ る 。

以 上 の よ う に 構 成 さ れ た 実 施 の 形 態 5 の D C — D C コ ン バ 一 夕 の 発 振 回 路 1 1 D で は 、 誤 差 電 圧 V e が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 の 間 に あ る 時 、 即 ち 昇 降 圧 動 作 モ ー ド の 時 、 F E T 1 4 9 及 び F E T 1 7 0 が と も に オ ン 状 態 と な り 、 定 電 流 I 3 が N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 の ベ ー ス 端 子 に 供 給 さ れ る 。 N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 は N P N 卜 ラ ン ジ ス 夕 1 1 7 と と も に カ レ ン ト ミ ラ ー 回 路 を 構 成 し て い る の で 、 こ の 定 電 流 I 3 は 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 に 加 算 さ れ る 。 こ の 期 間 に お い て 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 は 発 振 電 圧 V t が 上 昇 期 間 に あ る 充 電 期 間 中 で あ り 、 そ の 充 電 電 流 は 定 電 流 源 1 1 1 の 電 流 I 1 か ら 定 電 流 源 1 5 1 の 電 流 I 3 を 差 し 弓 I い た 電 流 （ I 1 — I 3 ) と な る 。

次 に 、 入 力 直 流 電 圧 E i の 低 下 に 伴 い 、 誤 差 電 圧 V e が 上 昇 し て 第 1 の 設 定 電 圧 E l に 達 す る と き の 、 昇 降 圧 動 作 モ ー ド か ら 昇 圧 動 作 モ ー ド に 切 換 わ る 場 合 の 動 作 に つ い て 説 明 す る 。

前 記 の よ う に 昇 降 圧 動 作 モ ー ド に あ る 時 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 充 電 電 流 は 電 流 （ I 1 一 I 3 ) で あ る 力、 ら 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 T c は 、 下 記 の 式 （ 4 2 ) で 表 さ れ る 。 T c = C · V d / ( I 1 - 1 3 ) ( 4 2 ) こ の 状 態 で 誤 差 電 圧 V e が 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 近 ず

< と 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ フ 時 間 は ほ と ん ど ゼ ロ に 近 く な り 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の オ ン 時 間 は 上 昇 期 間 T c に 近 く な る

誤 圧 V e が第 1 の 設 定 電 圧 E 1 に 達 す る と 、 比 較 器 1 4 7 の 出 力 は " L " に 反 転 す る 。 そ の た め F E T 1 4 9 は ォ フ 状 態 と な る の で 定 電 流 源 1 5 1 か ら の 電 流 I 3 は 流 れ な く な り 、 同 時 に 第 1 の ス ィ ッ チ 2 は常 時 オ ン 状 態 と な. つ て 昇 圧 動 作 モ — ド と な る 。 こ の 時 、 第 2 の ス ィ ッ チ 5 の オ ン 時 間 は 、 式 C ' V d Z ( 1 1 — 1 3 ) で 表 さ れ る 値 か ら 、 式 C · V d / I 1 で 表 さ れ る 値 へ 変 わ り 短 く な る 。 こ れ は 出 力 直 流電 圧 E o を 低 下 さ せ る 方 向 な の で 、 誤 差 電 圧 V e は さ ら に 上 昇 し て 昇 圧 動 作 モ一 ド の 動 作 が確 定 す る

次 に 、 入 力 直 流 電 圧 E i の 上 昇 に 伴 い 誤 差 電 圧 V e が 下 降 し て 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 達 し た と き の 、 昇 降 圧 動 作 モ一 ド か ら 降 圧 動 作 モ ― ド に 切 換 わ る 場 合 の 動 作 に つ い て 説 明 す る 。

昇 降 圧 動 作 モ一 ド で 動 作 し て い る 時 、 発 振 電圧 V t の 上 昇 期 間 T c は 、 下 記 の 式 （ 4 3 ) で 表 さ れ る 。

T c = C · V d / ( I 1 - 1 3 ) ( 4 3 ) の 状 態 で 誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 近 付 く と 、 第 1 の ス イ ッ チ 2 の オ フ 時 間 は 上 昇 期 間 T c に 近 付 き 、 第 2 の ス イ ッ チ 5 の オ ン 時 間 は ほ と ん ど ゼ ロ に 近 付 く 。

誤 差 電 圧 V e が 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 に 達 す る と 、 比 較 器 1 4 8 の 出 力 は " L " に 反 転 す る 。 こ れ に よ り F E T 1 7 0 は オ フ 状 態 と な る の で 定 電 流 源 1 5 1 か ら の 電 流 I 3 は 流 れ な く な る 。 こ の と き 第 2 の ス ィ ッ チ 5 は 常 時 オ フ 状 態 と な り 、 降 圧 動 作 モ ー ド と な る 。 こ の 時 、 第 1 の ス ィ ッ チ 2 の オ フ 時 間 は 、 式 C ' V d Z ( I 1 — I 3 ) で 表 さ れ る 値 か ら 式 C ' V d / I l で 表 さ れ る 値 へ 変 化 し て 短 く な る 。 こ れ は 出 力 直 流 電 圧 E o を 上 昇 さ せ る 方 向 な の で 、 誤 差 電 圧 V e は さ ら に 下 降 し て 降 圧 動 作 モ ー ド の 動 作 が 確 定 す る 。

以 上 の よ う に 、 実 施 の 形 態 5 の D C — D C コ ン ノ — 夕 に よ れ ば 、 動 作 モ ー ド を ス ム ー ズ に 切 換 え る こ と が で き る 。 特 に 昇 降 圧 動 作 モ ー ド か ら 昇 圧 動 作 モ ー ド に 切 換 わ る と き に 安 定 な 切 換 動 作 を 行 う こ と が で き る 効 果 を 有 す る 。 昇 圧 動 作 モ ー ド に 切 換 わ る 際 に オ ン オ フ 動 作 を す る ス ィ ッ チ の 数 が 減 る こ と に よ り ス ィ ッ チ ン'グ 損 失 が 低 減 す る 結 果 生 じ る 現 象 に 対 す る 対 策 と し て 有 効 で あ る 。 す な わ ち 出 力 直 流 電 圧 E o が 上 昇 し た と き 誤 差 電 圧 V e が 下 降 し て 昇 降 圧 動 作 モ ー ド に 再 帰 し 、 さ ら に 昇 圧 動 作 モ ー ド に 移 行 す る 、 と い っ た よ う に 動 作 モ ー ド が 不 意 に 変 化 し て 安 定 し な く な る 現 象 を 回 避 す る こ と が で き る か ら で あ る 。

《 実 施 の 形 態 6 》 前 記 の 実 施 の 形 態 5 で 説 明 し た 動 作 モ ー ド の 切 換 を ス ム ー ズ に 行 う 方 法 は 、 図 4 に 示 し た 実 施 の 形 態 2 の D C 一 D C コ ン ノ 一 夕 に も 適 用 で き る 。

図 9 は 本 発 明 に 係 る 実 施 の 形 態 6 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 5 3 E の 構 成 を 示 す 回 路 図 で あ る 。 図 1 に 示 す コ ン ノ 一 夕 部 5 0 の 制 御 部 5 3 を 制 御 部 5 3 E に 代 え る こ と に よ り 、 本 実 施 の 形 態 6 の D C — D C コ ン ゾ 一 夕 が 構 成 さ れ る 。 本 実 施 の 形 態 6 は 図 4 に 示 す 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 発 振 回 路 1 1 A に 、 前 記 の 実 施 の 形 態 5 で 説 明 し た 切 換 を ス ム ー ズ に 行 う 方 法 を 適 用 し た も の で あ る 。

図 9 に 示 す 発 振 回 路 1 1 E を 含 む D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 5 3 E の 基 本 的 な 構 成 及 び 動 作 は 、 図 4 に 示 し た 実 施 の 形 態 2 の 制 御 部 5 3 と 同 じ で あ り 、 同 じ 機 能 構 成 を 有 す る 要 素 に は 同 じ 符 号 を 付 与 し て そ の 説 明 を 省 略 す る 。

図 9 に 示 す 実 施 の 形 態 6 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 5 3 E に お レ て 、 図 4 に 示 し た D C _ D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 5 3 A と 異 な る と こ ろ は 発 振 回 路 1 1 E で あ る 。 発 振 回 路 1 1 E は 図 4 の 発 振 回 路 1 1 A に 回 路 C 4 が 付 力 [1 さ れ て 構 成 さ れ て い る 。 以 下 に 回 路 C 4 の 構 成 と 動 作 に つ い て 説 明 す る 。

比 較 器 1 5 2 は 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 と 誤 差 電 圧 V e と を 比 較 し 、 比 較 器 1 5 3 は 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 と 誤 差 電 圧 V e と を 比 較 す る 。 N チ ャ ネ ル M O S F E T 1 5 4 は そ の ゲ ー ト 端 子 に 比 較 器 1 5 2 の 出 力 が入 力 さ れ て お り 第 1 の 設 定 電 圧 E 1 が誤 差 電 圧 V e よ り 小 さ く な り （ E 1 < V e ) 比 較器 1 5 2 の 出 力 が " H " に な る と オ ン 状 態 に な る 。 N チ ャ ネ ル M O S F E T 1 5 5 は 、 そ の ゲ ー ト 端 子 に 比 較 器 1 5 3 の 出 力 が 入 力 さ れ て 、 第 2 の 設 定 電 圧 E 2 が誤 差 電 圧 V e よ り 大 き く な り （ E 2 > V e ) 比 較器 1 5 3 の 出 力 が " H " に な る と オ ン 状 態 に な る 。 さ ら に 、 図 9 の D C _ D C コ ン ノ 一 夕 の 制 御 部 に ぉ レ て は 、 定 電 流 源 1 5 6 が 設 け ら れ て お り 、 N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 の ベ ー ス 端子 に F E T 1 5 4 と F E T 1 5 5 の 並 列 回 路 を 介 し て 定 電 流 I 4 が 供 給 さ れ て い る 。

以 上 の よ う に 構 成 す る こ と に よ り 、 昇圧 動 作 モ ー ド ま た は 降 圧 動 作 モ ー ド で 動 作 中 に 、 定 電 流 I 4 が N P N ト ラ ン ジ ス 夕 1 1 8 の ベ ー ス 端 子 に 供 給 さ れ 、 発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 に 力 B算 さ れ る 。

定 電 流 I 4 が発 振 コ ン デ ン サ 1 1 0 の 放 電 電 流 に 加 算 さ れ る 期 間 を 発 振 電 圧 V t の 下 降 期 間 と す る こ と に よ り 実 施 の 形 態 2 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 は 、 図 8 で 説 明 し た 実 施 の 形 態 1 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 の 効 果 と 同 様 の 効 果 を 奏 す る 。

以 上 の 各 実 施 の 形 態 1 カゝ ら 6 に お い て 、 発 振 電 圧 V t の 上 昇 期 間 を 誤 差 電 圧 V e に よ っ て 変 ィ匕 さ せ て 制 御 し て も か ま わ な い し 、 下 降 期 間 を 誤差 電 圧 V e に よ っ て 変 化 さ せ て 制 御 し て も カゝ ま わ な レ 。 産 業 上 の 利 用 の 可 能 性

以 上 、 各 実 施 の 形 態 に お い て 詳 細 に 説 明 し た と こ ろ か ら 明 ら か な よ う に 、 本 発 明 は 次 の 効 果 を 有 す る 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で は 、 昇 圧 か ら 昇 降 圧 さ ら に 降 圧 に 至 る 制 御 を 、 1 つ の 発 振 電 圧 波 形 と 1 つ の 誤 差 電 圧 と の 比 較 に よ っ て 生 成 す る 、 第 1 及 び第 2 の ス ィ ツ チ を オ ン オ フ 動 作 す る 2 つ の 駆 動 信 号 に よ っ て 行 う こ れ に よ り 、 降 圧 動 作 、 昇 降 圧 動 作 、 及 び 昇圧 動 作 を 制 御 す る こ と が 可 能 で あ る の で 、 制 御 部 の 構 成 を 簡 素 化 す る こ と が で き る 。

降 圧 動 作 ま た は 昇 圧 動 作 に お い て は 入 出 力 電 圧 の 差 が 大 き く な る ほ ど ス イ ッ チ ン グ 周 波 数 を 高 く し 、 昇 降 圧 動 作 に お い て は ス イ ッ チ ン グ 周 波 数 を 低 く す る 。 こ れ に よ り 、 昇 降 圧 動 作 に お い て 2 つ の ス ィ ッ チ が オ ン オ フ 動 作 す る こ と に よ る ス ィ ツ チ ン グ 損 失 を 低 減 で き る 。

上 記 の よ う に ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 変 動 す る 降 圧 動 作 に お い て 、 第 3 の 設 定 電 圧 を 設 け 、 誤 差 電 圧 が 第 3 の 設 定 電 圧 を 越 え て さ ら に 出 力 直 流 電 圧 を 下 降 さ せ る 場 合 、 誤 差 電 圧 と 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 差 が大 き い ほ ど ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 を 低 く す る 。 こ れ に よ り 、 負 荷 が 軽 く て 出 力 電 流 が 小 さ い 場 合 に ス ィ ツ チ ン グ 損 失 を 低 減 す る こ と が で き る 。

上 記 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 入 力 直 流 電 圧 依 存 性 を 持 た せ る こ と に よ り 、 電 流 不 連 続 モ ー ド に 至 っ て ス ィ ツ チ ン グ 周 波 数 が 低 下 を 始 め る ボ イ ン ト が 、 入 力 直 流 電 圧 の 変 化 に よ っ て 変 動 す る こ と を 抑 制 す る こ と が で き る 。

本 発 明 の D C — D C コ ン ノ'一 夕 は 、 動 作 モ ー ド が 切 換 わ る 際 に 、 動 作 モ ー ド の 移 行 を 促 進 す る 方 向 に 発 振 電 圧 の 上 昇 も し く は 下 降 速 度 を 変 化 さ せ る こ と に よ り 、 動 作 モ ー ド が ス ム ー ズ に 移 行 す る こ と が で き る と い う 効 果 を 奏 す る 。

Claims

1 の ス イ ツ チ を 有 す る 降 圧 コ ン ノ、' 一 夕 部 と 、 第 2 の ス ィ ツ チ を 有 す る 昇 圧 コ ン ノ 一 夕 部 と 、 前 記第 1 の ス ィ ツ ナ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を そ れ ぞ れ オ ン オ フ す る 制

き口

御 部 と を 備 え 、 入 力 直 流 電 圧 が 印 加 さ れ て 出 力 直 流 電 圧 を 負 荷 へ 出 力 す る 昇 降 圧 型 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で あ つ て 、

囲

制 御 部 は 、

、

H〖J B己 出 力 直 流 電 圧 を 所 定 の 電 圧 と 比 較 し て 誤差 電 圧 を 出 力 す る 誤 差 増 幅 回 路 、

第 1 の 設 定 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 第 2 の 設 定 電 圧 の 間 を 周 期 的 に 変 化 す る 発 振 電 圧 で あ っ て 、 Η pG ¾ ¾ 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と ざ は 、 HU 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に j心 し て 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 も し く は 下 降 時 間 の 割 合 が 増 加 す る 発 振 電 圧 を 生 成 し 、 前記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記誤 差 電 圧 と 刖 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 前記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 も し く は 下 降 時 間 の 割 合 が 増 加 す る 発 振 電 圧 を 生 成 す る 発 振 回 路 、 及 び

ュ - m Be 誤 差 電 圧 と 刖 記 発 振 電 圧 と を 比 較 し 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 発 振 電 圧 が ー 致 す る こ と が な い 場 合 に は 、 前 記 第 2 の ス っ ツ チ を オ フ 状 態 に 固 定 し て 、 前 記 第 1 の ス ィ ツ ナ オ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る か 、 又 は 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 し て 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 昇 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を し 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 発 振 電 圧 が ー 致 す る す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス イ ツ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を 共 に オ ン オ フ す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る よ う に 、 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ の オ ン オ フ 時 間 と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ の オ ン オ フ 時 間 を 制 御 す る パ ル ス 幅 制 御 回 路

を 有 す る D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

2 . 前 記 誤差 増 幅 回 路 は 、

前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤 差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ 、 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く し 、 前 記 誤差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く す る よ う に 構 成 さ れ 、

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、

前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 に は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ を オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を し 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 と 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ の オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ の オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 1 記 載 の D C — D C コ ン ノ' 一 夕 。

3 . 前 記 発 振 回 路 は 、

所 定 の 周 期 を 有 す る パ ル ス 信 号 に 応 じ て 充 放 電 さ れ る こ と に よ り 、 前 記 発 振 電 圧 を 出 力 す る 発 振 コ ン デ ン サ を 有 し 、

前 記 発 振 電 圧 を 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 維 持 し て い る 状 態 の と き 、 前 記 パ ル ス 信 号 が 入 力 さ れ る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 充 電 し 、 前 記 発 振 電 圧 が 第 1 の 設 定 電 圧 に 至 る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 放 電 し 、 前 記 発 振 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 至 る と 前 記 発 振 コ ン デ ン サ を 充 放 電 せ ず に 前 記 発 振 電 圧 を 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 付 近 に 維 持 す る よ う に 構 成 さ れ た

請 求 項 2 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

4 . 前 記 発 振 回 路 は 、

第 1 の 設 定 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 第 2 の 設 定 電 圧 の 間 を 周 期 的 に 上 昇 ま た は 下 降 す る 三 角 波 状 の 発 振 電 圧 で あ っ て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 周 期 が 減 少 す る 発 振 電 圧 を 生 成 し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 の 増 加 に 応 じ て 周 期 が 減 少 す る 発 振 電 圧 を 生 成 す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 1 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

5 . 前 記 誤 差 増 幅 回 路 は 、

前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤 差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ 、 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い と き は 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い と き は 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 大 き く す る よ う に 構 成 さ れ 、

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、

前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 に は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ を オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 す る と と も に 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を し 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 と 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 期 間 で は 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ の オ フ 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ ン 状 態 と す る 動 作 を さ せ 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 内 に お い て 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 期 間 で は 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ の オ ン 状 態 と し 、 そ れ 以 外 の 期 間 を オ フ 状 態 と す る 動 作 を さ せ る 昇 降 圧 動 作 モ ー ド の 制 御 を す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 4 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

6 . 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 速 度 を 前 記 誤 差 電 圧 の 変 化 に か か わ ら ず 一 定 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 が 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い ほ ど 速 く な り 、 ま た 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い ほ ど 速 く な る よ う に 構 成 さ れ 、

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、

前 記 発 振 電 圧 の 下 降 期 間 で は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を と も に オ ン 状 態 と し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を と も に オ フ 状 態 と す る よ う に 構 成 さ れ た 、

請 求 項 5 記 載 の D C — D C コ ン ノ、 一 夕 。

7 . 前 記 誤 差 増 幅 回 路 は 、

前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 低 く な る ほ ど 上 昇 し 、 前 記 出 力 直 流 電 圧 が 前 記 所 定 の 電 圧 よ り 高 く な る ほ ど 下 降 す る 誤差 電 圧 を 出 力 す る よ う に 構 成 さ れ 、 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 を 前 記 誤 差 電 圧 の 変 化 に か か わ ら ず 一 定 と し 、

前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 速 度 を 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 い ほ ど 速 く し 、 ま た 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い ほ ど 速 く な る よ う に 構 成 さ れ 、

前 記 パ ル ス 幅 制 御 回 路 は 、 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 期 間 で は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 と し 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を オ フ 状 態 と し 、 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 期 間 で は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 高 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を と も に オ ン 状 態 と し 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 発 振 電 圧 よ り 低 い 場 合 に 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を と も に オ フ 状 態 と す る よ う に 構 成 さ れ た 、 請 求 項 4 記 載 の D C — D C コ ン ノ' 一 夕 。

8 . 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 降 圧 動 作 モ ー ド に お い て 、 所 定 の 第 3 の 設 定 電 圧 を 前 記 誤 差 電 圧 と 比 較 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 出 力 直 流 電 圧 を 下 降 さ せ る 方 向 に お い て 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 を 越 え た 場 合 、 前 記 誤差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 周 期 を 長 く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 4 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

9 . 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振電 圧 の 周 期 を 長 く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 5 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 0 . 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 下 降 速 度 を 遅 く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 6 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 1 . 前 記 発 振 回 路 は 、

前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 電 圧 の 第 3 の 設 定 電 圧 に 対 し て 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 よ り 低 い 場 合 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 と の 電 圧 の 差 が 大 き い ほ ど 前 記 発 振 電 圧 の 上 昇 速 度 を 遅 く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 7 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 2 . 前 記 第 3 の 設 定 電 圧 は 、

前 記 入 力 直 流 電 圧 が 低 い ほ ど 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 に 近 づ く よ う に 設 定 さ れ る 請 求 項 9 、 1 0 、 1 1 の い ず れ か に 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 3 . 前 記 制 御 部 に お い て 、 前 記 誤差 電 圧 と 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 と の 比 較 動 作 に お い て 所 定 の ヒ ス テ リ シ ス 特 性 を 有 す る 請 求 項 1 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 4 . 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 1 の 設 定 電 圧 よ り 高 く な る と き 、 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 小 さ く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 2 ま た は 請 求 項 5 記 載 の D C _ D C コ ン ノ ' 一 夕 。

1 5 . 前 記 制 御 部 に お い て 、 前 記 誤 差 電 圧 と 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 と の 比 較 動 作 に お い て 所 定 の ヒ ス テ リ シ ス 特 性 を 有 す る 請 求 項 1 記 載 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 。

1 6 . 前 記 発 振 回 路 は 、 前 記 誤 差 電 圧 が 前 記 第 2 の 設 定 電 圧 よ り 低 く な る と き 、 前 記 発 振 電 圧 の 1 周 期 に 占 め る 上 昇 時 間 の 割 合 を 小 さ く す る よ う に 構 成 さ れ た 請 求 項 2 ま た は 請 求 項 5 記 載 の D C — D C コ ン バ ー タ 。

1 7 . 第 1 の ス ィ ッ チ を 有 す る 降 圧 コ ン バ ー タ 部 と 、 第 2 の ス ィ ッ チ を 有 す る 昇 圧 コ ン バ ー タ 部 と 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を そ れ ぞれ オ ン オ フ す る 制 御 部 を 備 え 、 入 力 直 流 電 圧 が 印 加 さ れ て 出 力 直 流 電 圧 を 負 荷 へ 出 力 す る 昇 降 圧 型 の D C — D C コ ン ノ 一 夕 で あ つ て 、

前 記 制 御 部 は 、 発 振 電 圧 と 前 記 出 力 直 流 電 圧 に 対 応 す る 誤 差 電 圧 と を 比 較 し 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤 差 電 圧 が 一 致 す る こ と が あ る 場 合 に は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ と 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を そ れ ぞ れ オ ン オ フ す る 駆 動 信 号 を 送 出 す る 昇 降 圧 動 作 を 行 い 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤 差 電 圧 が ー 致 す る こ と が な い 場 合 に は 、 前 記 発 振 電 圧 と 前 記 誤 差 電 圧 と の 電 圧 の 差 に よ っ て 、 前 記 第 2 の ス ィ ッ チ を ォ フ 状 態 に 固 定 し て 前 記 第 1 の ス ィ ツ チ を オ ン オ フ 制 御 す る 降 圧 動 作 を 行 い 、 ま た は 、 前 記 第 1 の ス ィ ッ チ を オ ン 状 態 に 固 定 し て 前 記 第 2 の ス ィ ツ チ を オ ン オ フ 制 御 す る 昇 圧 動 作 を 行 う こ と を 特 徴 と し た D C — D C コ ン ノ ' 一 夕