WO2008015997A1 - Bidirectional converter and electronic device - Google Patents

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voltage
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Kazuo Yamazaki
Yukihiro Terada
Hidenori Tanaka
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    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the present invention relates to a bi-directional converter capable of bi-directionally switching current input and output between, for example, a power supply input terminal or load and a secondary battery, and such a bi-directional converter.
  • the present invention relates to an electronic device provided. Background art
  • Patent Document 1 discloses the disclosure of a DC / DC converter capable of bi-directional step-down operation or step-up operation.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-292567
  • the voltage value of the input power supply is predetermined to a predetermined value, or the secondary battery is used.
  • the battery voltage is also somewhat narrow and limited to a certain range! /, In such a case, the bidirectional converter is designed to be able to perform predetermined step-down operation or step-up operation. Just do it.
  • the bidirectional converter when the bidirectional converter is operated by switching various control modes under various conditions, if the switching control is performed without any device, the power conversion efficiency may deteriorate, or Problems such as a failure to obtain stable operation at the time of switching may occur.
  • An object of the present invention is to provide highly flexible operation and control with flexibility to adapt to various conditions.
  • An object of the present invention is to provide a bi-directional converter capable of stably switching modes.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device capable of receiving power supply of various conditions and operating efficiently by the bidirectional converter as described above. Means to solve the problem
  • the present invention provides a rear turtle connected in series between one input / output terminal and the other input / output terminal, and one terminal of the rear turtle and the one input / output terminal. And a second switch connected between one terminal of the rear armature and the reference potential point, and the other terminal of the rear outer ring and the other terminal of the rear armature.
  • the third switch connected in series with the output terminal, and the fourth switch connected between the other terminal of the rear armature and the reference potential point, and the switching control of the first to fourth switches Switching control circuit of the switching control circuit to perform step-up / step-down output from one input / output terminal to the other input / output terminal and step-up / step-down output from the other input / output terminal to one input / output terminal.
  • Out Been possible bets is bidirectional converter V, Ru.
  • the switching control circuit performs a switching operation of the first switch and the second switch to perform step-down output from one input / output terminal to the other input / output terminal;
  • a first boost mode in which 3 switches and 4th switches are switched to boost output from one input / output terminal to the other input / output terminal, and 1st switch and 4th switch are turned on and current is applied to the reset torque. And turn off the second switch and the third switch to output a current, and switch the third switch and the fourth switch to turn on the other input.
  • the second step-down mode in which step-down output is performed from the output terminal to one input / output terminal, and the first switch and the second switch are switched to operate from the other input / output terminal
  • a second boost mode for boosting output to one input / output terminal, and turning on the second switch and the third switch to supply a current to the rear turtle, and turning them off, the first switch and the first switch.
  • Each control mode of the second buck-boost mode which turns on the 4 switches and outputs the current, is switched to enable execution.
  • voltage conversion can be performed almost continuously from step-down to step-up, It can flexibly cope with various combinations of input voltage and output voltage. That is, if only the boost mode and the buck mode are used, high efficiency operation and stable operation can not be obtained in the range where the input voltage and the output voltage are close to each other. But efficient and stable operation can be obtained.
  • a loss calculation circuit (24) for calculating a loss between input and output, and trial means (24) for performing a trial in a plurality of the control modes to find out a control mode with low loss.
  • Storage means (24) for storing the control mode with low loss, which is determined by the trial means, corresponding to the input / output voltage and current at the trial time, and based on the contents stored in the storage means, It is good to configure each control mode to be switched.
  • the apparatus further comprises a loss calculation circuit (24) for calculating a loss between input and output, and trial means (24) for performing trials in a plurality of the control modes to find out a control mode in which the loss is low.
  • the trial unit temporarily executes a process of determining a control mode in which the loss is low, and thereafter, the operation of the control mode determined in this process. It is good to be configured to migrate.
  • the voltage when a high voltage is output, the voltage can be gradually raised to a desired voltage. For example, when there is a capacitive element or the like on the load side, a large rush current flows. Can be obtained to obtain a stable start operation.
  • a capacitive element (25) for storing charge, and a switch circuit (26) for causing a current to be output from the capacitive element to the output side or cut off the current It is preferable that the switch circuit be operated to supply a current from the capacitive element to the output side at the time of operation. According to such a configuration, it is possible to eliminate the momentary interruption of the current at the switching of the control mode, and obtain stable operation of the load even at the switching of the control mode.
  • the present invention includes the bidirectional converter described above between the power supply input terminal and the secondary battery, and operates the system circuit via the bidirectional converter.
  • a status signal indicating an operating state of the system circuit is transmitted to the bi-directional converter, and based on the status signal, a control mode of the bi-directional converter is transmitted. Is to be switched.
  • power is supplied to the system circuit from one end and the other end of the rear turtle via a switch or a diode, respectively.
  • the power supply input terminal side when a voltage is input to the bi-directional converter from both the power supply input terminal and the secondary battery, the power supply input terminal side than the secondary battery side. It is preferable that power supply to the system circuit based on the input of the circuit is preferentially performed.
  • voltage conversion can be flexibly carried out by adapting to various conditions, and it is always operated with high conversion efficiency, and stable switching of control mode can be realized. It has the effect of being able to do it.
  • the electronic device of the present invention it is possible to receive various power supplies to perform a system operation, or to store electricity in a secondary battery, or to operate with power from the secondary battery.
  • voltage conversion between them can be performed with high efficiency, and there is an effect that stable control mode switching can be performed even when the state changes.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device provided with a bidirectional converter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a view for explaining a first example of a plurality of control modes of the bidirectional converter of FIG. 1;
  • FIG. 2B is a view for explaining a second example of a plurality of control modes of the bidirectional converter of FIG. 1;
  • FIG. 2C is a view for explaining a third example of a plurality of control modes of the bidirectional converter of FIG. 1.
  • FIG. 2D is a view for explaining a fourth example of a plurality of control modes of the bidirectional converter of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a first example of a flowchart illustrating the flow of an operation at the time of switching to a boosting operation.
  • FIG. 4 is a second example of a flowchart illustrating the flow of an operation at the time of switching to a boosting operation.
  • FIG. 5 is a flow chart illustrating the flow of the overall operation of the bidirectional converter of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an electronic device provided with the bidirectional converter of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an electronic device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a view for explaining a first example of the operation of the bidirectional converter of FIG. 7;
  • FIG. 8B is a view for explaining a second example of the operation of the bidirectional converter of FIG. 7;
  • FIG. 9 A flow chart for explaining the flow of the overall operation of the bidirectional converter of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an electronic device provided with the bidirectional converter of the first embodiment of the present invention.
  • the electronic device 10 of this embodiment is, for example, a mobile phone, etc., incorporates the secondary battery E2, and receives the supply of the external power supply voltage E1 to operate as the electronic device 10, or the secondary battery E2
  • the electronic device 10 is configured to operate as the electronic device 10 by discharging the secondary battery E2 when charging is not performed or when the external power supply voltage E1 is not supplied.
  • the external power supply voltage E1 is supplied, for example, by an AC adapter which can be connected / disconnected to the power supply input terminals TO and T1.
  • the electronic device 10 receives a current from the system circuit 100 performing a functional operation as the electronic device 10, the secondary battery E2, and the external power supply voltage E1, converts the voltage as appropriate, and converts the voltage to the secondary battery E2.
  • a bi-directional converter 20 or the like that outputs or converts the voltage of the secondary battery E2 and outputs it to the system circuit 100 as a load!
  • System circuit 100 has a plurality of operation modes such as, for example, a standby mode in which power consumption is low, a speech mode in which normal power consumption is performed, and a television output mode in which large power consumption is performed. Status signals representing these operating modes are to be sent to the microcomputer 24 of the bidirectional converter 20.
  • Bidirectional converter 20 has a first switch S1 serially connected between an input / output terminal at one end side of a rear pole L1 which flows current and stores energy, and an input / output terminal at one end of the rear pole L1, and a reference potential potential. And a third switch S3 connected in series between the second switch S2 connected to the point (eg, frame ground) and the input / output terminal at the other end of the reactor L1. And a reference potential point (for example, a frame ground), and an input / output operation is performed by switching control of the first to fourth switches S1 to S4.
  • the first to fourth switches S 1 to S 4 can be composed of, for example, a MOSFET or the like.
  • the bidirectional converter 20 includes a SW control circuit 21 that switches the first to fourth switches S1 to S4 in a predetermined pattern, and the voltage and current of one and the other input / output.
  • the mode switching signal is sent to the VI detection circuits 22 and 23 to be detected and the SW control circuit 21 to switch the mode of switching control, or the detection signal of the VI detection circuits 22 and 23 is input to select the optimum switching control mode.
  • a microcomputer 24 or the like is provided as a main control means for carrying out the operation.
  • a detection circuit for detecting current or detecting current in addition to voltage detection of input / output is provided, and these detection signals are input to SW control circuit 21. It is supposed to be Then, the SW control circuit 21 performs switching control such as PWM (Pulse Width Modulation) control or PFM (Pulse Frequency Modulation) control based on these detection signals to adjust the output voltage and current. ing.
  • switching control such as PWM (Pulse Width Modulation) control or PFM (Pulse Frequency Modulation) control based on these detection signals to adjust the output voltage and current.
  • a smoothing circuit may be provided at the front stage of the secondary battery E2 or the front stage of the system circuit 100 to smooth and output the pulsating current voltage generated by the switching control.
  • FIGS. 2A-2D illustrate diagrams describing multiple control modes of bi-directional converter 20 of FIG.
  • the above bi-directional converter 20 is capable of operation in each control mode in which boosting, bucking and boosting are performed bi-directionally, respectively.
  • the first switch S1 and the second switch S2 are alternately turned on and off.
  • the third switch S3 is always on, and the fourth switch S4 is always off, so that it is possible to boost the voltage of the secondary battery E2 and provide an output 'boost mode to be supplied to the output side.
  • the voltage of the secondary battery E2 is stepped down by turning on the first switch S1 and turning off the second switch S2, and alternately turning on and off the third switch S3 and the fourth switch S4.
  • Output side supply output ⁇ Buck mode is possible.
  • the output- It is also possible to provide a period for turning off the third switch S3 when the current of the reset current LI becomes zero in the step-down mode to cope with the small power output.
  • the first to fourth switches S1 to S4 are alternately switched to cause the currents II and 12 to flow alternately to obtain the voltages of the input voltage and the output voltage. It is also possible to operate in the output 'buck-boost mode, which outputs when the values are close. In the output 'buck-boost mode, first, the second and third switches S2 and S3 are simultaneously turned on to cause the current of the secondary battery L1 to flow current II by the voltage of the secondary battery E2, and thereafter the second and third switches S2 and S3 By turning off the first and fourth switches SI and S4 simultaneously, the current 12 is output to the output side using the electromotive force of the reel L1.
  • FIG. 3 shows a first example of a flow chart for explaining the flow of operation when switching to the boosting operation
  • FIG. 4 shows a flow chart for explaining the flow of operation when switching to the boosting operation. An example is shown respectively.
  • the bidirectional converter 20 configured as described above inputs and disconnects the external power supply voltage E1, changes in the voltage value of the external power supply voltage E1, and charges the secondary battery E2, based on the detection signals of the VI detection circuits 22 and 23.
  • the fact that the battery is fully charged is recognized by the microcomputer 24, and the microcomputer 24 outputs a mode switching signal of the switching control mode suitable for the microcomputer 24 to the SW control circuit 21 based on this recognition. It is supposed to switch.
  • microcomputer 24 receives a status signal from system circuit 100 and switches the switching control mode according to the status signal. It has become. Further, when performing boost output, special control mode switching processing is performed.
  • microcomputer 24 when the operation mode of system circuit 100 changes and a status signal is received from system circuit 100 (step J1), microcomputer 24 first changes its state. Analysis of the switching control mode suitable for Step J2) For example, it is assumed that it has been determined that it is necessary to boost the voltage of the secondary battery E2 and output it to the system circuit 100. Then, the microcomputer 24 operates the step-down mode (steps J3 and J4) and the step-up / step-down mode (steps J5 and J6) at short time intervals so as not to immediately switch to the step-up mode. Perform control mode switching processing to output the required voltage value.
  • FIG. 5 shows a flowchart describing the flow of the overall operation of bi-directional converter 20.
  • the microcomputer 24 selects and switches the optimal switching control mode which minimizes the loss in the bidirectional converter 20. Control processing is performed. In addition, trial processing for finding out such optimum switching control mode in each control mode, and the optimum switching control mode for each found situation are stored in the internal memory in correspondence with the data of each situation. It also has the function to keep it!
  • step J11 when there is a change in input / output voltage or a status signal input from system circuit 100 (step J11), first, the same situation as before. Check that the memory of the optimum switching control mode found by trial in the internal memory is not stored in the internal memory (step J12), and if it is, output the switching signal to the switching control mode to the SW control circuit 21 and Transition to switching control mode operation (step J16).
  • Switch control mode by ⁇ time (for example, 5 seconds) and execute (step J13), and the detection signal of the VI detection circuits 22 and 23 during that time is input to calculate the power difference or current difference to calculate bidirectionality.
  • the loss in converter 20 is detected (step J14) to determine the optimal switching control mode that results in the lowest loss.
  • the optimum switching control mode is stored in the internal memory in correspondence with data indicating the status at this time (step J15).
  • the switching signal to this switching control mode is output to the SW control circuit 21 to shift to the operation of this switching control mode (step J16).
  • bi-directional converter 20 and electronic device 10 of this embodiment it is possible to perform forward and reverse input / output, and substantially continuous voltage conversion from step-down to step-up. Yes, it can flexibly cope with various combinations of input voltage and output voltage
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an electronic device provided with the bidirectional converter of the second embodiment of the present invention.
  • the electronic device 10A of the second embodiment has an instantaneous current at the switching time so that the current supply to the system circuit 100 is not interrupted at the switching time of the switching control mode.
  • a means is provided to perform the supply.
  • mini capacitor 25 such as a capacitor that stores electric charge by the output voltage and on / off based on the signal of microcomputer 24.
  • a switch circuit 26 capable of discharging the current from the minicapacitance 25 to the system circuit 100 side is connected to each other!
  • the microcomputer 24 outputs a mode switching signal to switch the switching control mode.
  • the switch circuit 26 is turned on to perform control to output the current from the mini capacitor 25 to the system circuit 100.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the electronic device of the third embodiment of the present invention.
  • the electronic device 10B of the third embodiment differs from the first embodiment in the connection position of the system circuit (load) 100 to which the power is supplied. Then, when there is voltage input from both the external power supply voltage E1 and the secondary battery E2, it is made possible to selectively supply power to the system circuit 100 from either one of them.
  • FIGS. 8 (A) and 8 (B) show diagrams for explaining an example of the operation of the bidirectional converter of FIG. 7.
  • the third switch S3 connected to the secondary battery E2 side is turned off, and the sixth switch S6 connected to the system circuit 100 side is switched.
  • the sixth switch S6 connected to the system circuit 100 side is switched.
  • the fourth switch S4 and the sixth switch S6 are switched so that the currents II and 12 flow alternately, and
  • the external power supply voltage E1 can be boosted and output to the system circuit 100 by always turning on the switch S1 and turning off the other switches S2 and S3.
  • the buck mode and the buck-boost mode as shown in FIGS. 2A to 2D can be realized similarly with the system circuit 100 side as an output.
  • the first switch S1 connected to the external power supply voltage E1 side is turned off to By switching the fifth switch S5 connected to the main circuit 100 side, operation of the bi-directional converter with the secondary battery E2 side as an input and the system circuit (load) 100 side as an output can be obtained.
  • the currents II and 12 are caused to flow alternately by the switching operation of the second switch S2 and the fifth switch S5.
  • the voltage of the battery E2 can be boosted and output to the system circuit 100.
  • the buck mode and the buck-boost mode can be similarly realized with the secondary battery E2 as an input and the system circuit 100 side as an output.
  • Switching control in each switching control mode is controlled such as pulse modulation by SW control circuit 21 based on a signal from voltage detection circuit 213, whereby a required voltage can be supplied to system circuit 100. .
  • the fifth and sixth switches S5 and S6 can be configured, for example, by a force that can be configured by a MOSFET or the like. Since the system circuit 100 side is not an input, the fifth and sixth switches S5 and S6 have diode powers, Can also be configured.
  • FIG. 9 shows a flowchart for explaining the overall flow of operation of the bidirectional converter of the third embodiment.
  • the bi-directional converter of this embodiment as in the first embodiment, the presence or absence of the input of the external power supply voltage E1, the voltage value thereof, the voltage value of the secondary battery E2, the operation mode of the system circuit 100.
  • the respective status signals representing are recognized by the microcomputer 24 and the switching control mode of the bidirectional converter is appropriately selected.
  • the selection processing of the switching control mode such as 7 fires is performed. That is, there is an input of the external power supply voltage E1 with the voltage of the secondary battery E2 at the default value, and power can be supplied to the system circuit 100 at both the secondary battery E2 side and the external power supply voltage E1 side. When this happens, power is supplied to the system circuit 100 by preferentially using the external power supply voltage E1.
  • step J21 With the current supplied to the system circuit (load) 100 (step J21), the power input changes and the microcomputer 24 When it detects it (step J22), first, in the microcomputer 24, branch processing according to the power supply input is performed (step J23).
  • step J24 it is determined whether the external power supply voltage E1 is higher than the predetermined voltage. Then, the third switch S3 for discharging from the secondary battery E2 side is turned off (step J25), and the first switch S1 receiving the external power supply voltage E1 is turned on (step J26). A mode switching signal is output to the SW control circuit 21 so as to operate in the switching control mode in which the voltage E1 is input (step J27).
  • step J24 when it is determined in step J24 that the external power supply voltage E1 is lower than the predetermined voltage, the first switch S1 for inputting from the external power supply voltage E1 is turned off (step J28), The third switch S3 for discharging the battery E2 is turned on (step J29), and the mode switching signal is output to the SW control circuit 21 to operate in the switching control mode with the secondary battery E2 as an input ( Step J30).
  • the external power supply voltage E1 When the external power supply voltage E1 can be used by such control processing, the external power supply voltage E1 is preferentially used rather than the secondary battery E2, and the system operates. Therefore, the input of the external power supply voltage E1 is disconnected. Operation with the secondary battery E2 can be extended for a long time
  • the operation of the system circuit 100 and the charging of the secondary battery E2 can be performed in parallel by alternately switching and executing the input to the side of the system circuit 100 by turning on and off.
  • the best mode for carrying out the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above first to third embodiments.
  • the actual circuit configuration and control method The details and the like described in the embodiment can be appropriately changed without departing from the scope of the invention.
  • Industrial applicability The present invention is directed to, for example, a bidirectional converter capable of bidirectionally switching current input and output between a power supply input terminal or a load and a secondary battery, and an electronic device provided with such a bidirectional converter. Available to the device.

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Description

明 細 書
双方向性コンバータおよび電子装置
技術分野
[0001] この発明は、例えば電源入力端子或いは負荷と 2次電池との間で電流の入出力を 双方向に切り替えて行うことの出来る双方向性コンバータ、並びに、このような双方向 性コンバータを備えた電子装置に関する。 背景技術
[0002] 以前より、外部電源を入力して 2次電池に充電を行ったり、 2次電池から負荷へ電 源供給を行ったりするのに、種々の双方向性コンバータが用いられている。
[0003] また、本願発明に関連する従来技術として、双方向で降圧動作や昇圧動作が可能 な DC/DCコンバータにつ!/、ての開示が特許文献 1になされて!/、る。
特許文献 1 :特開 2001— 292567号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 例えば、双方向性コンバータを用いて 2次電池に充電を行ったり 2次電池から電力 供給を行わせるのに、入力電源の電圧値が所定値に予め定められていたり、 2次電 池から電源供給を行う際の電池電圧もある程度狭レ、範囲に限られて!/、るような場合 には、双方向性コンバータを予め定められた降圧動作や昇圧動作が行えるように設 計すれば良い。
[0005] しかしながら、様々な電圧値の電源入力を可能としたり、 2次電池からの電源供給 を規定された最低充電率までフルに行えるようにするには、様々な入力電圧と出力 電圧の組み合わせに柔軟に対応することの出来る双方向性コンバータを用意する必 要がある。
[0006] また、双方向性コンバータを様々な条件で様々な制御モードを切り替えて動作させ る場合には、何らの工夫もなく切替制御を行ったのでは、電力の変換効率が悪くなつ たり、切替時に安定した動作が得られないなどの問題が発生することがある。
[0007] この発明の目的は、様々な条件に適応できる柔軟性を有し、高効率な動作や制御 モードの安定的な切替が可能な双方向性コンバータを提供することにある。
[0008] この発明の他の目的は、上記のような双方向性コンバータにより、様々な条件の電 源供給を受けて効率良く動作することの出来る電子装置を提供することにある。 課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、上記目的を達成するため、一方の入出力端子と他方の入出力端子との 間に直列に接続されたリアタトルと、前記リアタトルの一方の端子と前記一方の入出 力端子との間に直列接続された第 1スィッチ、および、前記リアタトルの一方の端子と 基準電位点との間に接続された第 2スィッチと、前記リア外ルの他方の端子と前記他 方の入出力端子との間に直列接続された第 3スィッチ、および、前記リアタトルの他 方の端子と基準電位点との間に接続された第 4スィッチと、前記第 1〜第 4スィッチの スイッチング制御を行うスイッチング制御回路とを備え、前記スィッチング制御回路の スイッチング制御によって一方の入出力端子から他方の入出力端子への昇降圧出 力と、他方の入出力端子から一方の入出力端子への昇降圧出力とが可能にされて V、る双方向性コンバータである。
[0010] また、前記スイッチング制御回路は、前記第 1スィッチおよび第 2スィッチをスィッチ ング動作させて一方の入出力端子から他方の入出力端子へ降圧出力を行う第 1降 圧モードと、前記第 3スィッチおよび第 4スィッチをスイッチング動作させて一方の入 出力端子から他方の入出力端子へ昇圧出力を行う第 1昇圧モードと、前記第 1スイツ チと第 4スィッチをオンして前記リアタトルに電流を流した後、これらをオフする一方、 前記第 2スィッチと第 3スィッチをオンして電流を出力させる第 1昇降圧モードと、前記 第 3スィッチおよび第 4スィッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方 の入出力端子へ降圧出力を行う第 2降圧モードと、前記第 1スィッチおよび第 2スイツ チをスイッチング動作させて他方の入出力端子から一方の入出力端子へ昇圧出力 を行う第 2昇圧モードと、前記第 2スィッチと第 3スィッチをオンして前記リアタトルに電 流を流した後、これらをオフする一方、前記第 1スィッチと第 4スィッチをオンして電流 を出力させる第 2昇降圧モードとの各制御モードを切り替えて実行可能にしたもので ある。
[0011] このような手段によれば、降圧から昇圧までほぼ連続的に電圧変換が可能であり、 入力電圧や出力電圧の様々な組み合わせに柔軟に対応することが出来る。すなわ ち、昇圧モードと降圧モードだけだと、入力電圧と出力電圧とが近い電圧となる範囲 で高効率な動作や安定した動作が得られないが、上記の昇降圧モードによりこのよう な範囲でも効率良く安定した動作が得られる。
[0012] 望ましくは、入出力間の損失を算出する損失算出回路 (24)と、複数の前記制御モ ードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段（24)と、該試行 手段により割り出された損失の低くなる制御モードを試行時の入出力電圧や電流に 対応させて記憶する記憶手段（24)とを備え、前記記憶手段に記憶された内容に基 づレ、て各制御モードの切り替えが行われるように構成すると良レ、。
[0013] また望ましくは、入出力間の損失を算出する損失算出回路 (24)と、複数の前記制 御モードで試行を行って損失の低くなる制御モードを割り出す試行手段（24)とを備 え、入力側又は出力側の電圧又は電流が所定量変化した場合に、一旦、前記試行 手段により損失の低くなる制御モードを割り出す処理を実行し、その後、この処理で 割り出した制御モードの動作に移行するように構成すると良い。
[0014] このような構成により、どのような条件であっても変換効率の高い動作に適宜切り替 えて実行することが出来る。
[0015] さらに望ましくは、入力電圧を昇圧して出力する場合に、一旦、降圧モードで動作さ せてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成すると良い。
[0016] また望ましくは、入力電圧を昇圧して出力する場合に、順に、降圧モード、昇降圧 モードで動作させてから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成 すると良い。
[0017] このような構成により、高い電圧を出力するときに徐々に電圧を上げて所要の電圧 にすることが出来るので、例えば負荷側に容量素子などがある場合に、大きな突入 電流が流れるのを防止して、安定したスタート動作を得ることが出来る。
[0018] さらに望ましくは、電荷を蓄積する容量素子（25)と、該容量素子から出力側へ電 流を出力させたり遮断したりするスィッチ回路（26)とを備え、前記制御モードの切替 を行う際に前記スィッチ回路を動作させて前記容量素子から出力側へ電流を供給さ せるように構成すると良い。 [0019] このような構成により、制御モードの切替時における電流の瞬断を無くして、制御モ ードの切替時でも負荷の安定した動作を得ることが出来る。
[0020] また、本発明は、上記目的を達成するため、電源入力端子と 2次電池との間に上述 した双方向性コンバータを備え、当該双方向性コンバータを介してシステム回路に動 作電圧が供給されるように構成された電子装置において、前記双方向性コンバータ には、前記システム回路の動作状態を表わすステータス信号が送信され、このステー タス信号に基づいて前記双方向性コンバータの制御モードが切り替えられるようにし たものである。
[0021] また、前記リアタトルの一端と他端とからそれぞれスィッチ又はダイオードを介して前 記システム回路に電源が供給されるように構成したものである。
[0022] このような構成により、電源入力端子側や 2次電池側からシステム回路へ双方向性 コンバータを介して必要な電力供給を行うことが可能となる。
[0023] また望ましくは、前記双方向性コンバータへ前記電源入力端子と前記 2次電池との 両方から電圧が入力されて!/、る場合に、前記 2次電池側よりも前記電源入力端子側 の入力に基づく前記システム回路への電源供給が優先的に行われるように構成する と良い。
[0024] このような構成により、外部電源の入力のない必要なときだけ 2次電池の電力が使 用されるようにして、システムの使用可能時間の長時間化を図ることが出来る。
[0025] なお、この項目の説明にお!/、て、実施形態との対応関係を示す符号を括弧書きで 記した力 S、本発明はこれに限定されるものではない。
発明の効果
[0026] 本発明の双方向性コンバータによれば、様々な条件に適応して柔軟に電圧変換が 可能であり、更に、常に高い変換効率で動作し、また、制御モードの安定的な切替を 行うことが出来るという効果がある。
[0027] また、本発明の電子装置によれば、様々な電源供給を受けてシステム動作を行つ たり、或いは、 2次電池に蓄電したり、或いは、 2次電池からの電力により動作すること が可能であり、さらに、その間の電圧変換も高効率に行うことができ、また、状態の変 化時にも安定した制御モードの切り替えを行うことが出来るという効果がある。 図面の簡単な説明
[0028] [図 1]本発明の第 1実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示す ブロック図である。
[図 2A]図 1の双方向性コンバータの複数の制御モードの第 1例を説明する図である。
[図 2B]図 1の双方向性コンバータの複数の制御モードの第 2例を説明する図である。
[図 2C]図 1の双方向性コンバータの複数の制御モードの第 3例を説明する図である。
[図 2D]図 1の双方向性コンバータの複数の制御モードの第 4例を説明する図である。
[図 3]昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第 1例である。
[図 4]昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第 2例である。
[図 5]図 1の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明するフローチャートで ある。
[図 6]本発明の第 2実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を示す ブロック図である。
[図 7]本発明の第 3実施形態の電子装置の構成を示すブロック図である。
[図 8A]図 7の双方向性コンバータの動作の第 1例を説明する図である。
[図 8B]図 7の双方向性コンバータの動作の第 2例を説明する図である。
[図 9]図 7の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明するフローチャートで ある。
符号の説明
[0029] 10, 10A, 10B 電子装置
20 双方向性コンバータ
21 SW制御回路
22, 23 VI検出回路
24 マイクロコンピュータ
2
26 スィッチ回路
100 システム回路
21；!〜 213 電圧検出回路 El 外部電源電圧
E2 2次電池
L1 リアタトル
S1— S4 スィッチ
S5, S6 スィッチ
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[0031] [第 1の実施の形態]
図 1は、本発明の第 1実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を 示すブロック図である。
[0032] この実施形態の電子装置 10は、例えば携帯電話などであり、 2次電池 E2を内蔵し 、外部電源電圧 E1の供給を受けて電子装置 10としての動作をしたり、 2次電池 E2に 充電を行ったり、或は、外部電源電圧 E1の供給がないときに 2次電池 E2の放電によ り電子装置 10としての動作を行うように構成されたものである。外部電源電圧 E1は、 例えば、電源入力端子 TO, T1に接続/切断可能にされた ACアダプターなどにより 供給される。
[0033] この電子装置 10は、電子装置 10としての機能動作を行うシステム回路 100と、 2次 電池 E2と、外部電源電圧 E1から電流を入力して適宜電圧を変換して 2次電池 E2へ 出力したり、 2次電池 E2の電圧を変換して負荷としてのシステム回路 100へ出力した りする双方向性コンバータ 20等を備えて!/、る。
[0034] システム回路 100は、例えば、電力消費が少ない待機モードや、通常の電力消費 が行われる通話モードや、大きな電力消費が行われるテレビ出力モードなど、複数 種類の動作モードを有しており、これらの動作モードを表わすステータス信号が双方 向性コンバータ 20のマイクロコンピュータ 24に送信されるようになっている。
[0035] 双方向性コンバータ 20は、電流を流してエネルギーを蓄積するリアタトル L1と、こ のリアタトル L1の一端側に入出力端子との間に直列に接続された第 1スィッチ Sl、 および基準電位点（例えばフレームグランド）との間に接続された第 2スィッチ S2と、リ ァクトル L1の他端側に入出力端子との間に直列に接続された第 3スィッチ S3、およ び基準電位点（例えばフレームグランド）との間に接続された第 4スィッチ S4とを備え 、これら第 1〜第 4スィッチ S1〜S4のスイッチング制御により入出力動作を行うもので ある。第 1〜第 4スィッチ S 1〜S4は、例えば、 MOSFETなどから構成することができ
[0036] また、双方向性コンバータ 20には、第 1〜第 4スィッチ S1〜S4を所定パターンでス イッチング制御する SW制御回路 21と、一方と他方の入出力の電圧や電流をそれぞ れ検出する VI検出回路 22, 23と、 SW制御回路 21へモード切替信号を送ってスイツ チング制御のモード切替を行ったり VI検出回路 22, 23の検出信号を入力して最適 なスイッチング制御モードの選定を行ったりする主制御手段としてのマイクロコンピュ ータ 24等が設けられている。
[0037] なお、図示は省略するが、上記構成とは別に、入出力の電圧の検出或いは電圧に 加えて電流の検出を行う検出回路が設けられ、これらの検出信号が SW制御回路 21 に入力されるようになっている。そして、 SW制御回路 21が、これらの検出信号に基 づき PWM (パルス幅変調）制御や PFM (パルス周波数変調）制御等のスイッチング 制御を行って、出力電圧や電流の調整が行われるようになつている。また、 2次電池 E2の前段やシステム回路 100の前段に平滑回路を設けてスイッチング制御により発 生した脈流電圧を平滑して出力させるようにしても良い。
[0038] 図 2A〜図 2Dには、図 1の双方向性コンバータ 20の複数の制御モードについて説 明する図を示す。
[0039] 上記の双方向性コンバータ 20は、双方向にそれぞれ昇圧、降圧、昇降圧を行う各 制御モードの動作が可能である。例えば、外部電源電圧 E1から 2次電池 E2側を入 力方向、その逆を出力方向と見なして、図 2 (A)に示すように、第 1スィッチ S1と第 2 スィッチ S2とを交互にオンオフさせ、第 3スィッチ S3を常時オン、第 4スィッチ S4を常 時オフさせることで、 2次電池 E2の電圧を昇圧して出力側に供給する出力'昇圧モ ードが可能である。
[0040] さらに、第 1スィッチ S1を常時オン、第 2スィッチ S2を常時オフさせ、第 3スィッチ S3 と第 4スィッチ S4とを交互にオンオフさせることで、 2次電池 E2の電圧を降圧して出 力側の供給する出力 ·降圧モードが可能である。また、図 2 (B)に示すように、出力- 降圧モードにおいてリアタトル LIの電流がゼロとなったときに第 3スィッチ S3をオフす る期間を設けて小電力出力に対応させることも出来る。
[0041] また、図 2 (D)に示すように、第 1〜第 4スィッチ S1〜S4を交互にスイッチング動作 させて、電流 II , 12を交互に流すことで、入力電圧と出力電圧の電圧値が近い場合 の出力を行う出力'昇降圧モードの動作も可能である。出力'昇降圧モードでは、先 ず、第 2と第 3スィッチ S2, S3を同時にオンさせて 2次電池 E2の電圧によりリアタトル L1に電流 IIを流し、その後、第 2と第 3スィッチ S2, S3をオフさせるとともに第 1と第 4 スィッチ S I , S4を同時にオンさせることで、リアタトル L1の起電力を用いて出力側に 電流 12を出力する。
[0042] また、上記の動作を入力側と出力側とで逆転させることで、図 2 (A)〜（D)に示すよ うに、入力'昇圧モード、入力'降圧モード、入力 ·昇降圧モードの各動作が可能とな つている。
[0043] 図 3には、昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第 1例 を、図 4には、昇圧動作に切り替る際の動作の流れを説明するフローチャートの第 2 例をそれぞれ示す。
[0044] 上記構成の双方向性コンバータ 20は、 VI検出回路 22, 23の検出信号に基づき、 外部電源電圧 E1の入力や切断、外部電源電圧 E1の電圧値の変化、 2次電池 E2の 充電率ゃ満充電となったことがマイクロコンピュータ 24により認識され、マイクロコンビ ユータ 24がこの認識に基づきそれに適したスイッチング制御モードのモード切替信 号を SW制御回路 21に出力して、スイッチング制御モードの切り替えを行うようになつ ている。
[0045] また、マイクロコンピュータ 24には、システム回路 100の動作モードが変化したとき に、システム回路 100からステータス信号を受信して、このステータス信号に応じたス イッチング制御モードの切替を行うようになっている。また、昇圧出力を行う場合には 、特別な制御モードの切替処理を行うようになっている。
[0046] すなわち、図 3や図 4のフローチャートに示すように、システム回路 100の動作モー ドが変化してシステム回路 100からステータス信号を受信したら（ステップ J1)、先ず、 マイクロコンピュータ 24はその変化に適したスイッチング制御モードの解析を行い（ス テツプ J2)、例えば、システム回路 100へ 2次電池 E2の電圧を昇圧して出力する必要 が生じたと判断されたとする。すると、マイクロコンピュータ 24は直ぐに昇圧モードに 切り替えるのではなぐ短い時間ごとに降圧モードの動作 (ステップ J3, J4)や昇降圧 モードの動作 (ステップ J5, J6)を経て徐々に出力電圧を上昇させて所要の電圧値の 出力を行う制御モードの切替処理を行う。
[0047] このように徐々に電圧値を上げることで、いきなり高い電圧がシステム回路 100に印 加されて、例えば、システム回路 100内部の容量素子へ大きな突入電流が流れて回 路に過度な負担を与えるといった不都合を回避することが出来る。
[0048] 図 5には、双方向性コンバータ 20の全体的な動作の流れを説明するフローチャート を示す。
[0049] また、マイクロコンピュータ 24は、スイッチング制御モードの切替が必要になったとき に、双方向性コンバータ 20での損失が一番小さくなるような最適なスイッチング制御 モードを選択してそれに切り替えるような制御処理を行うようになっている。また、この ような最適なスイッチング制御モードを各制御モードで試行することで見つけ出す試 行処理や、見つけ出した各状況毎の最適なスイッチング制御モードを各状況のデー タと対応させて内部メモリに記憶しておく機能も有して!/、る。
[0050] すなわち、図 5に示すように、入出力電圧の変化や或いはシステム回路 100からの ステータス信号の入力があった場合に (ステップ J11)、先ず、以前に現在の状況と同 様の状況で試行して見つけた最適なスイッチング制御モードの記憶が内部メモリにな いか確認し（ステップ J12)、これがあれば、そのスイッチング制御モードへの切替信 号を SW制御回路 21に出力して、このスイッチング制御モードの動作に移行する（ス テツプ J16)。
[0051] 一方、最適なスイッチング制御モードの記憶がな!/、場合には、試行処理として現在 の外部電源電圧 E1の電圧値や 2次電池 E2の電圧値ならびにシステム回路 100の 状態から、可能なスイッチング制御モードを ΔΤ時間（例えば 5秒)ずつ切り替えて実 行させ (ステップ J13)、その間の VI検出回路 22, 23の検出信号を入力して電力差 又は電流差を算出して双方向性コンバータ 20における損失を検出し (ステップ J14) 、それにより、損失が最低となる最適なスイッチング制御モードを割り出す。 [0052] そして、この最適なスイッチング制御モードをこのときの状況を示すデータと対応さ せて内部メモリに記憶させる（ステップ J15)。そして、このスイッチング制御モードへの 切替信号を SW制御回路 21に出力して、このスイッチング制御モードの動作に移行 させる（ステップ J16)。
[0053] このような制御処理により、例えば、昇圧モードや昇降圧モードのどちらかで電圧変 換が可能なような場合に、電源電圧やシステムの動作モードなどの各状況に合わせ て損失の低い方のスイッチング制御モードが選定されるので、常に高効率な電圧変 換処理が実現される。
[0054] 以上のように、この実施形態の双方向性コンバータ 20並びに電子装置 10によれば 、順方向と逆方向の入出力、並びに、降圧から昇圧までほぼ連続的な電圧変換が可 能であり、入力電圧や出力電圧の様々な組み合わせに柔軟に対応することが出来る
[0055] また、高い電圧をシステム回路 100に供給するときに徐々に電圧を上げて所要の 電圧にすることが出来るので、急激な突入電流が流れるのを防止して、安定したスタ ート動作を得ることが出来る。
[0056] また、複数の制御モードでの電圧供給が可能なときに損失の低い方が自動的に選 定されるので常に高効率な動作を実現できるという効果が得られる。
[0057] [第 2の実施の形態]
図 6は、本発明の第 2実施形態の双方向性コンバータを備えた電子装置の構成を 示すブロック図である。
[0058] 第 2実施形態の電子装置 10Aは、第 1実施形態の構成に加えて、スィッチング制御 モードの切り替え時にシステム回路 100への電流供給が瞬断されないように、切替時 に瞬間的な電流供給を行わせる手段を設けたものである。
[0059] すなわち、この実施形態の双方向性コンバータには、システム回路 100の電源ライ ンに、出力電圧により電荷を蓄えるコンデンサ等のミニ容量器 25と、マイクロコンピュ ータ 24の信号に基づきオンオフしてミニ容量器 25からの電流をシステム回路 100側 へ放電可能なスィッチ回路 26とが、それぞれ接続されて!/、る。
[0060] そして、マイクロコンピュータ 24は、モード切替信号を出力してスイッチング制御モ ードの切り替えを行うときに、スィッチ回路 26をオンさせてミニ容量器 25からの電流を システム回路 100に出力させる制御を行うようになっている。これにより、スイッチング 制御モードの切替時にシステム回路 100への電流供給が瞬断されるといった不都合 を回避できると!/、う効果が得られる。
[0061] [第 3の実施の形態]
図 7は、本発明の第 3実施形態の電子装置の構成を示すブロック図である。
[0062] 第 3実施形態の電子装置 10Bは、電源供給先のシステム回路 (負荷） 100の接続 位置を第 1実施形態と異ならせたものである。そして、外部電源電圧 E1と 2次電池 E 2の両方から電圧入力があるときに、何れか一方から選択的にシステム回路 100へ電 原供給させることを可倉 としたあのである。
[0063] この実施形態の双方向性コンバータは、図 7に示すように、リアタトル L1の両端から それぞれ第 5と第 6のスィッチ S5, S6を介して電源線を設け、これをシステム回路 10 0に接続したものである。また、システム回路 100への出力電圧を検出する電圧検出 回路 213を設け、これを SW制御回路 21にフィードバックさせている。その他の構成 は、第 1実施形態のものと同様である。
[0064] 図 8 (A) , (B)には、図 7の双方向性コンバータの動作の一例を説明する図を示す
[0065] このような構成の双方向性コンバータによれば、例えば、 2次電池 E2側に接続され た第 3スィッチ S3をオフとし、システム回路 100側に接続された第 6スィッチ S6をスィ ツチング動作させることで、外部電源電圧 E1を入力としシステム回路 (負荷） 100側を 出力とした双方向性コンバータの動作を得ることが出来る。
[0066] 例えば、昇圧モードであれば、図 8 (A)に示すように、電流 II , 12が交互に流れるよ うに、第 4スィッチ S4と第 6スィッチ S6とをスイッチング動作させるとともに、第 1スイツ チ S1を常時オンに、その他のスィッチ S2, S3を常時オフとすることで、外部電源電 圧 E1を昇圧してシステム回路 100に出力することが出来る。その他、図 2 (A)〜図 2 ( D)に示したような降圧モードや昇降圧モードも、システム回路 100側を出力として同 様に実現可能である。
[0067] また、例えば、外部電源電圧 E1側に接続された第 1スィッチ S1をオフとし、システ ム回路 100側に接続された第 5スィッチ S5をスイッチング動作させることで、 2次電池 E2側を入力としシステム回路 (負荷） 100側を出力とした双方向性コンバータの動作 が得られる。
[0068] 例えば、昇圧モードであれば、図 8 (B)に示すように、第 2スィッチ S2と第 5スィッチ S 5のスイッチング動作により、電流 II , 12が交互に流れるようにして、 2次電池 E2の 電圧を昇圧してシステム回路 100に出力することが出来る。その他、図 2 (A)〜図 2 ( D)に示したように、降圧モードや昇降圧モードも 2次電池 E2を入力、システム回路 1 00側を出力として同様に実現可能である。
[0069] 各スイッチング制御モードにおけるスイッチング制御は、電圧検出回路 213からの 信号に基づき SW制御回路 21によりパルス変調等の制御がなされ、それにより、所要 の電圧をシステム回路 100に供給することが出来る。
[0070] 第 5と第 6のスィッチ S5, S6は、例えば MOSFETなど力、ら構成できる力 システム 回路 100側が入力となることはないので、第 5と第 6のスィッチ S5, S6をダイオード力、 ら構成することも出来る。
[0071] 図 9には、第 3実施形態の双方向性コンバータの全体的な動作の流れを説明する フローチャートを示す。
[0072] この実施形態の双方向性コンバータでは、第 1実施形態と同様に、外部電源電圧 E 1の入力の有無やその電圧値、 2次電池 E2の電圧値、システム回路 100の動作モー ドを表わすステータス信号が、マイクロコンピュータ 24によりそれぞれ認識されて、双 方向性コンバータのスイッチング制御モードが適宜選定される。
[0073] さらに、この実施形態では、第 1実施形態と異なる制御処理として、 7火のようなスイツ チング制御モードの選定処理がなされるようになつている。すなわち、 2次電池 E2の 電圧が既定値ある状態で外部電源電圧 E1の入力があり、システム回路 100への電 力供給を 2次電池 E2側と外部電源電圧 E1側との両方で行える状況になった場合に 、外部電源電圧 E1を優先的に使用してシステム回路 100への電力供給を行うように したものである。
[0074] 詳細には、図 9のフローチャートに示すように、システム回路 (負荷） 100に電流供 給している状態で (ステップ J21)、電源入力に変化があってマイクロコンピュータ 24 がそれを検出したら（ステップ J22)、先ず、マイクロコンピュータ 24内で電源入力に応 じた分岐処理を行う（ステップ J23)。
[0075] そして、外部電源電圧 E1と 2次電池 E2の電圧入力がありと判断されたら、先ず、外 部電源電圧 E1が既定電圧以上のものか判別し (ステップ J24)、既定電圧以上であ れば、 2次電池 E2側からの放電を行わせる第 3スィッチ S3をオフさせ（ステップ J25) 、外部電源電圧 E1を入力とする第 1スィッチ S1をオンさせて (ステップ J26)、外部電 源電圧 E1を入力とするスイッチング制御モードで動作するように SW制御回路 21に モード切替信号を出力する (ステップ J27)。
[0076] 一方、ステップ J24の判別処理で、外部電源電圧 E1が既定電圧以下だと判別され たら、外部電源電圧 E1から入力を行わせる第 1スィッチ S 1をオフさせ (ステップ J28) 、 2次電池 E2から放電を行わせる第 3スィッチ S3をオンさせて（ステップ J29)、 2次電 池 E2を入力とするスイッチング制御モードで動作するように SW制御回路 21にモー ド切替信号を出力する (ステップ J30)。
[0077] そして、次に、電源入力やシステムステータスの変化が発生するまで、このスィッチ ング制御モードでの電流供給を継続する。
[0078] このような制御処理により、外部電源電圧 E1が使用できるときには、 2次電池 E2よ り外部電源電圧 E1が優先的に使用されてシステムが動作するので、外部電源電圧 E1の入力が切断されてからの 2次電池 E2による動作を長時間もたせることが出来る
〇
[0079] なお、この実施形態の双方向性コンバータにおいては、外部電源電圧 E1の入力 があったときに、第 3スィッチ S3のオンオフによる 2次電池 E2側への入力と、第 5スィ ツチ S5のオンオフによるシステム回路 100側への入力とを、交互に切り替えて実行さ せることで、システム回路 100の動作と 2次電池 E2への充電とを並行して行わせるこ とも出来る。
[0080] 以上、本発明を実施する最良の形態を説明してきたが、本発明は、上記第 1〜第 3 の実施形態に限られるものではなぐ例えば、具体的な回路構成や制御方式など実 施形態で示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 産業上の利用可能性 この発明は、例えば電源入力端子或いは負荷と 2次電池との間で電流の入出力を 双方向に切り替えて行うことの出来る双方向性コンバータ、並びに、このような双方向 性コンバータを備えた電子装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 一方の入出力端子と他方の入出力端子との間に直列に接続されたリアタトルと、 前記リアタトルの一方の端子と前記一方の入出力端子との間に直列接続された第 1 スィッチ、および、前記リアタトルの一方の端子と基準電位点との間に接続された第 2 スィッチと、
前記リアタトルの他方の端子と前記他方の入出力端子との間に直列接続された第 3 スィッチ、および、前記リアタトルの他方の端子と基準電位点との間に接続された第 4 スィッチと、
前記第 1〜第 4スィッチのスイッチング制御を行うスイッチング制御回路とを備え、 前記スイッチング制御回路のスイッチング制御によって一方の入出力端子から他方 の入出力端子への昇降圧出力と、他方の入出力端子から一方の入出力端子への昇 降圧出力とが可能にされていることを特徴とする双方向性コンバータ。
[2] 前記スイッチング制御回路は、
前記第 1スィッチおよび第 2スィッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子か ら他方の入出力端子へ降圧出力を行う第 1降圧モードと、
前記第 3スィッチおよび第 4スィッチをスイッチング動作させて一方の入出力端子か ら他方の入出力端子へ昇圧出力を行う第 1昇圧モードと、
前記第 1スィッチと第 4スィッチをオンして前記リアタトルに電流を流した後、これらを オフする一方、前記第 2スィッチと第 3スィッチをオンして電流を出力させる第 1昇降 圧モードと、
前記第 3スィッチおよび第 4スィッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子か ら一方の入出力端子へ降圧出力を行う第 2降圧モードと、
前記第 1スィッチおよび第 2スィッチをスイッチング動作させて他方の入出力端子か ら一方の入出力端子へ昇圧出力を行う第 2昇圧モードと、
前記第 2スィッチと第 3スィッチをオンして前記リアタトルに電流を流した後、これらを オフする一方、前記第 1スィッチと第 4スィッチをオンして電流を出力させる第 2昇降 圧モードと、
の各制御モードを切り替えて実行可能であることを特徴とする請求項 1記載の双方 向性コンバータ。
[3] 入出力間の損失を算出する損失算出回路と、
複数の前記制御モードで試行を行つて損失の低くなる制御モ一ドを割り出す試行 手段と、
該試行手段により割り出された損失の低くなる制御モードを試行時の入出力電圧 や電流に対応させて記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段に記憶された内容に基づいて各制御モードの切り替えが行われるこ とを特徴とする請求項 2記載の双方向性コンバータ。
[4] 入出力間の損失を算出する損失算出回路と、
複数の前記制御モードで試行を行つて損失の低くなる制御モ一ドを割り出す試行 手段とを備え、
入力側又は出力側の電圧又は電流が所定量変化した場合に、一旦、前記試行手 段により損失の低くなる制御モードを割り出す処理を実行し、その後、この処理で割り 出した制御モードの動作に移行することを特徴とする請求項 2記載の双方向性コン バータ。
[5] 入力電圧を昇圧して出力する場合に、一旦、降圧モードで動作させてから、昇圧モ ードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成されていることを特徴とする請求 項 1〜4の何れか 1項に記載の双方向性コンバータ。
[6] 入力電圧を昇圧して出力する場合に、順に、降圧モード、昇降圧モードで動作させ てから、昇圧モードに切り替えて所要の電圧を出力するように構成されていることを特 徴とする請求項 1〜4の何れ力、 1項に記載の双方向性コンバータ。
[7] 電荷を蓄積する容量素子と、
該容量素子から出力側へ電流を出力させたり遮断したりするスィッチ回路と、 を備え、
前記制御モードの切替を行う際に前記スィッチ回路を動作させて前記容量素子か ら出力側へ電流を供給させることを特徴とする請求項 1〜6の何れ力、 1項に記載の双 方向性コンバータ。
[8] 電源入力端子と 2次電池との間に請求項 1〜7の何れ力、 1項に記載の双方向性コン バータを備え、当該双方向性コンバータを介してシステム回路に動作電圧が供給さ れるように構成された電子装置において、
前記双方向性コンバータには、前記システム回路の動作状態を表わすステータス 信号が送信され、このステータス信号に基づ!/、て前記双方向性コンバータの制御モ ードが切り替えられることを特徴とする電子装置。
[9] 前記リアタトルの一端と他端とからそれぞれスィッチ又はダイオードを介して前記シ ステム回路に電源が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項 8記載 の電子装置。
[10] 前記双方向性コンバータへ前記電源入力端子と前記 2次電池との両方から電圧が 入力されている場合に、前記 2次電池側よりも前記電源入力端子側の入力に基づく 前記システム回路への電源供給が優先的に行われるように構成されていることを特 徴とする請求項 9記載の電子装置。
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