JP2004194388A

JP2004194388A - Dc-dc converter

Info

Publication number: JP2004194388A
Application number: JP2002357104A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Ide; 義照井手
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC-DC converter capable of reducing power consumption due to electric current flowing through a sink terminal, by attaching an output terminal for outputting current to a load and a sink terminal for passing or collecting the electric current outputted from the load. <P>SOLUTION: This converter includes a sink power circuit 15 for generating sink voltage, taking AC voltage obtained by switching DC voltage as an input, and an output power circuit 11 for generating output voltage higher than the sink voltage and taking the AC voltage as an input and passes the current outputted from the output power circuit 11 through the sink power circuit 15. The output power circuit 11 includes diode pump circuits 12, 13, 14, and uses an output of the sink power circuit 15 directly or indirectly as their reference voltages. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電流を所定のシンク電源回路に流すことのできるＤＣ−ＤＣコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
負荷が、所定の電圧と、それとは異なりグランドでもない別の所定の電圧との間に設けられるような場合、負荷に電流を出力するための出力端子と負荷から出た電流を流す（回収する）ためのシンク端子を備えた電源装置が必要になる。
【０００３】
図５に、このような電源装置をＤＣ−ＤＣコンバータとして構成したものの回路図を示す。図５において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、直流電圧入力端子Ｖｉｎ、平滑コンデンサＣｉｎ、出力電源回路２、およびシンク回路３から構成されている。
【０００４】
ここで、出力電源回路２は一般的な昇圧回路で、トランスＴ１、スイッチング用のＦＥＴＱ１、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３から構成されている。トランスＴ１には一次巻線Ｎ４と二次巻線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設けられている。入力端子Ｖｉｎは一次巻線Ｎ４とＦＥＴＱ１を直列に介してグランドに接続されている。二次巻線Ｎ１の一端は一次巻線Ｎ４とＦＥＴＱ１の接続点に接続され、他端は二次巻線Ｎ２の一端に接続されている。二次巻線Ｎ２の他端は二次巻線Ｎ３の一端に接続されている。二次巻線Ｎ１の他端はダイオードＤ１とコンデンサＣ１からなる整流平滑回路を介して第１の出力端子Ｖ１に接続されている。二次巻線Ｎ２の他端はダイオードＤ２とコンデンサＣ２からなる整流平滑回路を介して第２の出力端子Ｖ２に接続されている。二次巻線Ｎ３の他端はダイオードＤ３とコンデンサＣ３からなる整流平滑回路を介して第３の出力端子Ｖ３に接続されている。
【０００５】
また、シンク回路３はシャントレギュレータと２つの抵抗から構成され、シャントレギュレータのカソードはシンク端子ＶＡに接続されている。そのため、シンク端子ＶＡは、流れ込む電流があれば一定の電圧に維持される。
【０００６】
このように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ１において、ＦＥＴＱ１は図示を省略した信号源から出力されるスイッチング信号によって周期的にオン、オフされる。これによって、二次巻線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のそれぞれの他端には昇圧された交流電圧が発生する。この場合、二次巻線Ｎ３の他端に発生する交流電圧の振幅が最も大きくなり、二次巻線Ｎ１の他端に発生する交流電圧の振幅が最も小さくなる。
【０００７】
二次巻線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のそれぞれの他端に発生した交流電圧は、それぞれダイオードとコンデンサからなる整流平滑回路で整流、平滑されて出力電圧ｖ１、ｖ２、ｖ３となり、それぞれ第１の出力端子Ｖ１、第２の出力端子Ｖ２、第３の出力端子Ｖ３から出力される。
【０００８】
第１の出力端子Ｖ１、第２の出力端子Ｖ２、第３の出力端子Ｖ３から出力された電流はそれぞれ負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を通ってシンク端子ＶＡに流される。
【０００９】
なお、このような出力電源回路に加えてシンク端子を備えたＤＣ−ＤＣコンバータについては公知文献は見つかっていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１においては、負荷抵抗を流れた電流はシンク回路３に流されている。このとき、シンク回路３においては、３つの負荷抵抗を流れた全ての電流をシャントレギュレータで消費させている。例えば、負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を流れる電流がそれぞれｉ１、ｉ２、ｉ３で、シンク端子ＶＡの電圧（シャントレギュレータの電圧）がｖａである場合、
ｖａ×（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）
の電力がそのまま消費されて熱になっていることになる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１においては、入力された直流電圧を所望の直流電圧に変換するという動作がその前に入っており、その変換動作には所定の変換効率がある。この、無駄な消費電力の分に関しても所定の変換効率によって得られた電力であるため、実際にはシンク回路で消費される電力を作るための変換損失の分も無駄に消費される電力に含まれることになる。変換効率をα（≦１）とすれば、無駄な電力は、
ｖａ×（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）／α
になる。
【００１１】
この場合、シンク回路３で消費される電力が無駄であることはもちろんであるが、シンク回路３で発生する熱の処理のためにきちんとした放熱構造を必要とするためにシンク回路３の小型化が困難になり、その結果としてＤＣ−ＤＣコンバータ１全体の小型化が困難になるという問題もある。
【００１２】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、シンク回路などでの不必要な電力消費を削減することのできるＤＣ−ＤＣコンバータを提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電圧をスイッチングして得た交流電圧を入力としてシンク電圧を発生するシンク電源回路と、前記交流電圧を入力として前記シンク電圧より高い出力電圧を発生する出力電源回路とを有し、該出力電源回路から出力された電流を前記シンク電源回路に流すＤＣ−ＤＣコンバータであって、前記出力電源回路はダイオードポンプ回路を備え、該ダイオードポンプ回路の基準電圧として直接あるいは間接に前記シンク電源回路の出力を用いたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、前記ダイオードポンプ回路が、前記交流電圧が入力される入力端子と、該入力端子に一端が接続された第１のコンデンサと、該第１のコンデンサの他端と出力端子との間に接続された第１のダイオードと、前記第１のコンデンサの他端に一端が接続された第２のダイオードと、前記出力端子に接続された平滑用の第２のコンデンサとを備え、前記第２のダイオードの他端が前記シンク電源回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【００１５】
このように構成することにより、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、消費電力の低減を図るとともに、熱の発生を抑えて放熱構造を簡略化して小型化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの一実施例の回路図を示す。図１において、図５と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、直流電圧入力端子Ｖｉｎ、平滑コンデンサＣｉｎ、出力電源回路１１、およびシンク電源回路１５から構成されている。出力電源回路１１において、ＦＥＴＱ１やトランスＴ１およびその巻線については図５と同じである。二次巻線Ｎ１の他端はダイオードポンプ回路１２を介して第１の出力端子Ｖ１に接続されている。二次巻線Ｎ２の他端はダイオードポンプ回路１３を介して第２の出力端子Ｖ２に接続されている。二次巻線Ｎ３の他端はダイオードポンプ回路１４を介して第３の出力端子Ｖ３に接続されている。ダイオードポンプ回路１２は、コンデンサＣ１およびＣ４とダイオードＤ１およびＤ４から構成されている。ダイオードポンプ回路１３は、コンデンサＣ２およびＣ５とダイオードＤ２およびＤ５から構成されている。ダイオードポンプ回路１４は、コンデンサＣ３およびＣ６とダイオードＤ３およびＤ６から構成されている。
【００１８】
また、二次巻線Ｎ１の一端はダイオードポンプ回路１５を介してシンク端子ＶＡに接続されている。すなわち、ダイオードポンプ回路１５がシンク電源回路１５として機能する。なお、シンク電源回路１５は、コンデンサＣ７およびＣ８とダイオードＤ７およびＤ８から構成されている。
【００１９】
ここで、まず図２を用いてダイオードポンプ回路の動作について説明する。図２において、ダイオードポンプ回路は、入力端子ＩＮ、コンデンサＣａおよびＣｂ、ダイオードＤａおよびＤｂ、出力端子ＯＵＴから構成されている。入力端子ＩＮは直流カット用のコンデンサＣａを介してダイオードＤｂのアノードに接続されており、ダイオードＤｂのカソードは出力端子ＯＵＴに接続されている。ダイオードＤａは、アノードが基準電圧発生器Ｖｒに接続され、カソードがダイオードＤｂのアノードに接続されている。平滑用のコンデンサＣｂは出力端子ＯＵＴとグランドとの間に接続されている。そして、入力端子ＩＮには矩形波電圧が印加されるものとする。
【００２０】
ここで、入力端子ＩＮに印加される矩形波電圧をｖｉ、ダイオードＤｂのアノード電圧をｖｘ、出力端子ＯＵＴの電圧をｖｏ、基準電圧発生器Ｖｒの電圧をｖｒとすると、各電圧ｖｉ、ｖｘ、ｖｏの時間波形は図３に示すようになる。このように、入力端子ＩＮに印加された電圧ｖｉは、その最低レベルが電圧ｖｒだけかさ上げされたｖｘとしてダイオードＤｂのアノードに現れる。そして、それを平滑した電圧ｖｏが出力端子に得られる。電圧ｖｏは電圧ｖｉをそのまま単純に平滑したものに比べて電圧ｖｒだけ昇圧されたものになる。このようにして、ダイオードポンプ回路においては、入力された電圧を基準電圧の分だけ昇圧することができる。
【００２１】
なお、ダイオードポンプ回路については、例えば「解析パワー・サプライ」（岡村道夫著、ＱＣ出版社、昭和５６年１月１０日初版発行）のＰ９７〜Ｐ１０２に詳細に記載されている。
【００２２】
ここで、図１に戻ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作についてさらに詳しく説明する。
【００２３】
まず、シンク電源回路１５はダイオードポンプ回路の構成となっていて、所定のシンク電圧ｖａを発生し、シンク端子ＶＡから出力する。
【００２４】
次に、出力電源回路１１のダイオードポンプ回路１２において、ダイオードＤ４のアノードはシンク電源回路１５の出力に接続されている。すなわち、ダイオードポンプ回路１２は基準電圧としてシンク電源回路１５の出力を用いている。そのため、ダイオードポンプ回路１２の出力電圧ｖ１は、二次巻線Ｎ１の他端に発生する電圧を平滑したものにシンク電圧ｖａを足したものになる。
【００２５】
また、ダイオードポンプ回路１３において、ダイオードＤ５のアノードはダイオードポンプ回路１２の出力に接続されている。すなわち、ダイオードポンプ回路１３は基準電圧としてダイオードポンプ回路１２の出力を用いている。そのため、ダイオードポンプ回路１３の出力電圧ｖ２は、二次巻線Ｎ２の他端に発生する電圧を平滑したものに出力電圧ｖ１を足したものになる。しかも、ダイオードポンプ回路１２の出力はシンク電源回路１５の出力を基準としているので、ダイオードポンプ回路１３は間接的に基準電圧としてシンク電源回路１５の出力を用いていることになる。
【００２６】
また、ダイオードポンプ回路１４において、ダイオードＤ６のアノードはダイオードポンプ回路１３の出力に接続されている。すなわち、ダイオードポンプ回路１４は基準電圧としてダイオードポンプ回路１３の出力を用いている。そのため、ダイオードポンプ回路１４の出力電圧ｖ３は、二次巻線Ｎ３の他端に発生する電圧を平滑したものに出力電圧ｖ２を足したものになる。しかも、ダイオードポンプ回路１３の出力は上述のように間接的にシンク電源回路１５の出力を基準としているので、ダイオードポンプ回路１４も間接的に基準電圧としてシンク電源回路１５の出力を用いていることになる。
【００２７】
このように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ１０においても、負荷抵抗を流れた電流はシンク電源回路１５に流している。しかしながら、シンク電源回路１５はシンク端子ＶＡから流れ込んできた電流を消費せず、ダイオードＤ４を介してダイオードポンプ回路１２に回生している。回生された電流はダイオードＤ１を介して負荷Ｒ１に流れる電流になるだけでなく、ダイオードＤ５を介してダイオードポンプ回路１３にも回生している。同様にダイオードポンプ回路１３に回生された電流はダイオードＤ２を介して負荷Ｒ２に流れる電流になるだけでなく、ダイオードＤ６を介してダイオードポンプ回路１４にも回生している。その結果、ダイオードＤ４には全ての負荷抵抗に流れる電流の回生電流が流れ、ダイオードＤ５には負荷抵抗Ｒ２とＲ３に流れる電流の回生電流が流れ、ダイオードＤ６には負荷抵抗Ｒ３に流れる電流の回生電流のみが流れる。
【００２８】
このように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０においては、負荷抵抗を流れてシンク端子ＶＡに流れ込んだ電流は消費されない。そのため、従来のＤＣ−ＤＣコンバータ１において無駄に消費されていた電力をそのまま削減することができる。
【００２９】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０においては３つの出力端子を備えているが、出力端子の数は３つに限定されるものではなく、１つ以上あればよい。
【００３０】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０においては、シンク電源回路１５の構成を出力電源回路１１と同様のダイオードポンプ回路としているが、シンク電源回路としてはダイオードポンプ回路である必要はなく、他の構成でも何ら構わない。例えば従来のＤＣ−ＤＣコンバータ１における出力電源回路２のような、整流用のダイオードと平滑用のコンデンサで構成されたものであっても構わない。
【００３１】
図４に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの別の実施例の回路図を示す。図４において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
図４に示したＤＣ−ＤＣコンバータ２０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０との違いは出力電源回路１１に代えて出力電源回路２１を備えている点だけである。そして、出力電源回路２１においては、３つのダイオードポンプ回路１２、１３、１４においてダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ６のアノードをいずれもシンク電源回路１５の出力に接続した点だけが出力電源回路１１との違いである。
【００３３】
このように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ２０においては、３つのダイオードポンプ回路１２、１３、１４がいずれも基準電圧としてシンク電源回路１５の出力を直接用いている。そのため、ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ６にはそれぞれ負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に流れる電流の回生電流が流れる。
【００３４】
図１に示したＤＣ−ＤＣコンバータ１０の場合には、例えばダイオードＤ１やＤ４には３つの負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に流れる電流の回生電流がすべて流れるために、それに応じた能力を有するダイオードを使う必要がある。それに対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の場合には同じダイオードＤ１やＤ４に負荷抵抗Ｒ１に流れる電流の回生電流しか流れないために、使用するダイオードの能力は低くても構わず、低コスト化を図ることができる。
【００３５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０においては、この点以外にＤＣ−ＤＣコンバータ１０との違いはなく、同様の作用効果を奏することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のＤＣ−ＤＣコンバータによれば、直流電圧をスイッチングして得た交流電圧を入力としてシンク電圧を発生するシンク電源回路と、同じく交流電圧を入力としてシンク電圧より高い出力電圧を発生する出力電源回路とを有し、出力電源回路から出力された電流をシンク電源回路に流すＤＣ−ＤＣコンバータであって、出力電源回路がダイオードポンプ回路を備え、そのダイオードポンプ回路の基準電圧として直接あるいは間接にシンク電源回路の出力を用いることによって、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの一実施例を示す回路図である。
【図２】ダイオードポンプ回路の回路図である。
【図３】図２のダイオードポンプ回路の入出力電圧の時間波形を示す波形図である。
【図４】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの別の実施例を示す回路図である。
【図５】従来のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図である。
【符号の説明】
１０、２０…ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１、２１…出力電源回路
１２、１３、１４…ダイオードポンプ回路
１５…シンク電源回路
Ｑ１…ＦＥＴ
Ｔ１…トランス
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３…二次巻線
Ｎ４…一次巻線
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８…ダイオード
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８…コンデンサ
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３…出力端子
ＶＡ…シンク端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC-DC converter capable of flowing an output current to a predetermined sink power supply circuit.
[0002]
[Prior art]
When a load is provided between a predetermined voltage and another predetermined voltage which is different from the ground and is different from the ground, an output terminal for outputting a current to the load and a current flowing from the load flow (recovery). ) Requires a power supply device with a sink terminal.
[0003]
FIG. 5 shows a circuit diagram of such a power supply device configured as a DC-DC converter. In FIG. 5, the DC-DC converter 1 includes a DC voltage input terminal Vin, a smoothing capacitor Cin, an output power supply circuit 2, and a sink circuit 3.
[0004]
Here, the output power supply circuit 2 is a general booster circuit and includes a transformer T1, a switching FET Q1, diodes D1, D2, D3, and capacitors C1, C2, C3. The transformer T1 is provided with a primary winding N4 and secondary windings N1, N2, N3. The input terminal Vin is connected to the ground via the primary winding N4 and the FET Q1 in series. One end of the secondary winding N1 is connected to a connection point between the primary winding N4 and the FET Q1, and the other end is connected to one end of the secondary winding N2. The other end of the secondary winding N2 is connected to one end of the secondary winding N3. The other end of the secondary winding N1 is connected to a first output terminal V1 via a rectifying and smoothing circuit including a diode D1 and a capacitor C1. The other end of the secondary winding N2 is connected to a second output terminal V2 via a rectifying and smoothing circuit including a diode D2 and a capacitor C2. The other end of the secondary winding N3 is connected to a third output terminal V3 via a rectifying and smoothing circuit including a diode D3 and a capacitor C3.
[0005]
The sink circuit 3 includes a shunt regulator and two resistors, and a cathode of the shunt regulator is connected to a sink terminal VA. Therefore, the sink terminal VA is maintained at a constant voltage if there is a current flowing into the sink terminal VA.
[0006]
In the DC-DC converter 1 configured as described above, the FET Q1 is periodically turned on and off by a switching signal output from a signal source (not shown). As a result, a boosted AC voltage is generated at the other end of each of the secondary windings N1, N2, and N3. In this case, the amplitude of the AC voltage generated at the other end of the secondary winding N3 is the largest, and the amplitude of the AC voltage generated at the other end of the secondary winding N1 is the smallest.
[0007]
The AC voltage generated at the other end of each of the secondary windings N1, N2, N3 is rectified and smoothed by a rectifying / smoothing circuit comprising a diode and a capacitor, and becomes output voltages v1, v2, v3, respectively, and becomes a first output, respectively. The signal is output from the terminal V1, the second output terminal V2, and the third output terminal V3.
[0008]
Currents output from the first output terminal V1, the second output terminal V2, and the third output terminal V3 flow to the sink terminal VA through the load resistors R1, R2, and R3, respectively.
[0009]
A known document has not been found for a DC-DC converter having a sink terminal in addition to such an output power supply circuit.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the DC-DC converter 1, the current flowing through the load resistance flows through the sink circuit 3. At this time, in the sink circuit 3, all the currents flowing through the three load resistors are consumed by the shunt regulator. For example, when the currents flowing through the load resistors R1, R2, and R3 are i1, i2, and i3, respectively, and the voltage of the sink terminal VA (the voltage of the shunt regulator) is va,
va × (i1 + i2 + i3)
Is consumed as it is and becomes heat. In the DC-DC converter 1, an operation of converting an input DC voltage into a desired DC voltage is included before that, and the conversion operation has a predetermined conversion efficiency. Since the useless power consumption is the power obtained at a predetermined conversion efficiency, the conversion loss for producing the power consumed by the sink circuit is actually included in the useless power. Will be. If the conversion efficiency is α (≦ 1), the wasted power is
va × (i1 + i2 + i3) / α
become.
[0011]
In this case, the power consumed by the sink circuit 3 is of course wasted. However, since a proper heat dissipation structure is required for processing the heat generated in the sink circuit 3, the size of the sink circuit 3 is reduced. This makes it difficult to reduce the size of the DC-DC converter 1 as a result.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a DC-DC converter capable of reducing unnecessary power consumption in a sink circuit or the like.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a DC-DC converter according to the present invention includes a sink power supply circuit that generates a sink voltage by inputting an AC voltage obtained by switching a DC voltage, and a sink power circuit that receives the AC voltage as an input. An output power supply circuit that generates a high output voltage; and a DC-DC converter that passes a current output from the output power supply circuit to the sink power supply circuit, wherein the output power supply circuit includes a diode pump circuit; The output of the sink power supply circuit is used directly or indirectly as a reference voltage of a diode pump circuit.
[0014]
Further, in the DC-DC converter according to the present invention, the diode pump circuit may further include an input terminal to which the AC voltage is input, a first capacitor having one end connected to the input terminal, and a first capacitor. A first diode connected between the first terminal and the output terminal; a second diode having one end connected to the other end of the first capacitor; and a second smoothing diode connected to the output terminal. And a capacitor, wherein the other end of the second diode is connected to an output of the sink power supply circuit.
[0015]
With this configuration, in the DC-DC converter of the present invention, it is possible to reduce power consumption, suppress generation of heat, simplify the heat radiation structure, and reduce the size.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a circuit diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. 1, the same or equivalent parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0017]
1, a DC-DC converter 10 includes a DC voltage input terminal Vin, a smoothing capacitor Cin, an output power circuit 11, and a sink power circuit 15. In the output power supply circuit 11, the FET Q1, the transformer T1, and their windings are the same as those in FIG. The other end of the secondary winding N1 is connected to the first output terminal V1 via the diode pump circuit 12. The other end of the secondary winding N2 is connected to the second output terminal V2 via the diode pump circuit 13. The other end of the secondary winding N3 is connected to the third output terminal V3 via the diode pump circuit 14. The diode pump circuit 12 includes capacitors C1 and C4 and diodes D1 and D4. The diode pump circuit 13 includes capacitors C2 and C5 and diodes D2 and D5. The diode pump circuit 14 includes capacitors C3 and C6 and diodes D3 and D6.
[0018]
One end of the secondary winding N1 is connected to the sink terminal VA via the diode pump circuit 15. That is, the diode pump circuit 15 functions as the sink power supply circuit 15. The sink power supply circuit 15 includes capacitors C7 and C8 and diodes D7 and D8.
[0019]
Here, the operation of the diode pump circuit will be described first with reference to FIG. In FIG. 2, the diode pump circuit includes an input terminal IN, capacitors Ca and Cb, diodes Da and Db, and an output terminal OUT. The input terminal IN is connected to the anode of the diode Db via a DC cut capacitor Ca, and the cathode of the diode Db is connected to the output terminal OUT. The diode Da has an anode connected to the reference voltage generator Vr, and a cathode connected to the anode of the diode Db. The smoothing capacitor Cb is connected between the output terminal OUT and the ground. It is assumed that a rectangular wave voltage is applied to the input terminal IN.
[0020]
Here, assuming that the square wave voltage applied to the input terminal IN is vi, the anode voltage of the diode Db is vx, the voltage of the output terminal OUT is vo, and the voltage of the reference voltage generator Vr is vr, the respective voltages vi, vx, The time waveform of vo is as shown in FIG. Thus, the voltage vi applied to the input terminal IN appears at the anode of the diode Db as vx whose minimum level is raised by the voltage vr. Then, a smoothed voltage vo is obtained at the output terminal. The voltage vo is a voltage boosted by the voltage vr as compared to a voltage vi that is simply smoothed. In this manner, in the diode pump circuit, the input voltage can be boosted by the reference voltage.
[0021]
The diode pump circuit is described in detail in, for example, pages 97 to 102 of "Analysis Power Supply" (by Michio Okamura, QC Publishing Company, first edition issued on January 10, 1981).
[0022]
Here, returning to FIG. 1, the operation of the DC-DC converter 10 will be described in more detail.
[0023]
First, the sink power supply circuit 15 has a configuration of a diode pump circuit, generates a predetermined sink voltage va, and outputs it from a sink terminal VA.
[0024]
Next, in the diode pump circuit 12 of the output power supply circuit 11, the anode of the diode D4 is connected to the output of the sink power supply circuit 15. That is, the diode pump circuit 12 uses the output of the sink power supply circuit 15 as the reference voltage. Therefore, the output voltage v1 of the diode pump circuit 12 is obtained by adding the sink voltage va to the smoothed voltage generated at the other end of the secondary winding N1.
[0025]
In the diode pump circuit 13, the anode of the diode D5 is connected to the output of the diode pump circuit 12. That is, the diode pump circuit 13 uses the output of the diode pump circuit 12 as the reference voltage. Therefore, the output voltage v2 of the diode pump circuit 13 is obtained by adding the output voltage v1 to a smoothed voltage generated at the other end of the secondary winding N2. Moreover, since the output of the diode pump circuit 12 is based on the output of the sink power circuit 15, the diode pump circuit 13 indirectly uses the output of the sink power circuit 15 as the reference voltage.
[0026]
In the diode pump circuit 14, the anode of the diode D6 is connected to the output of the diode pump circuit 13. That is, the diode pump circuit 14 uses the output of the diode pump circuit 13 as the reference voltage. Therefore, the output voltage v3 of the diode pump circuit 14 is obtained by adding the output voltage v2 to a smoothed voltage generated at the other end of the secondary winding N3. Moreover, since the output of the diode pump circuit 13 is indirectly based on the output of the sink power supply circuit 15 as described above, the diode pump circuit 14 also indirectly uses the output of the sink power supply circuit 15 as the reference voltage. become.
[0027]
Also in the DC-DC converter 10 configured as described above, the current flowing through the load resistance flows to the sink power supply circuit 15. However, the sink power supply circuit 15 does not consume the current flowing from the sink terminal VA and is regenerated to the diode pump circuit 12 via the diode D4. The regenerated current not only becomes a current flowing to the load R1 via the diode D1, but also regenerates to the diode pump circuit 13 via the diode D5. Similarly, the current regenerated by the diode pump circuit 13 not only becomes a current flowing to the load R2 via the diode D2, but also regenerates to the diode pump circuit 14 via the diode D6. As a result, the regenerative current of the current flowing through all the load resistors flows through the diode D4, the regenerative current of the current flowing through the load resistors R2 and R3 flows through the diode D5, and the regeneration of the current flowing through the load resistor R3 flows through the diode D6. Only current flows.
[0028]
As described above, in the DC-DC converter 10, the current flowing through the load resistance and flowing into the sink terminal VA is not consumed. Therefore, the power that has been wasted in the conventional DC-DC converter 1 can be reduced as it is.
[0029]
Although the DC-DC converter 10 has three output terminals, the number of output terminals is not limited to three, and one or more output terminals are sufficient.
[0030]
Further, in the DC-DC converter 10, the configuration of the sink power supply circuit 15 is a diode pump circuit similar to the output power supply circuit 11, but the sink power supply circuit does not need to be a diode pump circuit, and any other configuration may be used. I do not care. For example, the output power supply circuit 2 in the conventional DC-DC converter 1 may be configured by a rectifying diode and a smoothing capacitor.
[0031]
FIG. 4 shows a circuit diagram of another embodiment of the DC-DC converter of the present invention. 4, the same or equivalent parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0032]
The DC-DC converter 20 shown in FIG. 4 differs from the DC-DC converter 10 only in that an output power circuit 21 is provided instead of the output power circuit 11. The output power supply circuit 21 is different from the output power supply circuit 11 only in that the anodes of the diodes D4, D5, and D6 in the three diode pump circuits 12, 13, and 14 are all connected to the output of the sink power supply circuit 15. It is.
[0033]
In the DC-DC converter 20 configured as described above, all of the three diode pump circuits 12, 13, and 14 directly use the output of the sink power supply circuit 15 as a reference voltage. Therefore, the regenerative current of the current flowing through the load resistors R1, R2, R3 flows through the diodes D4, D5, D6, respectively.
[0034]
In the case of the DC-DC converter 10 shown in FIG. 1, for example, the diodes D1 and D4 all have the regenerative current of the current flowing through the three load resistors R1, R2, and R3. You need to use On the other hand, in the case of the DC-DC converter 20, since only the regenerative current of the current flowing through the load resistor R1 flows through the same diode D1 or D4, the capability of the diode to be used may be low, and the cost can be reduced. Can be planned.
[0035]
In the DC-DC converter 20, there is no difference from the DC-DC converter 10 except this point, and the same operation and effect can be obtained.
[0036]
【The invention's effect】
According to the DC-DC converter of the present invention, a sink power supply circuit that generates a sink voltage by inputting an AC voltage obtained by switching a DC voltage, and an output that generates an output voltage higher than the sink voltage by inputting the AC voltage as well A DC-DC converter having a power supply circuit and passing a current output from the output power supply circuit to a sink power supply circuit, wherein the output power supply circuit includes a diode pump circuit, and is directly or indirectly used as a reference voltage of the diode pump circuit. By using the output of the sink power supply circuit, power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC-DC converter according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a diode pump circuit.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a time waveform of an input / output voltage of the diode pump circuit of FIG. 2;
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the DC-DC converter of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional DC-DC converter.
[Explanation of symbols]
10, 20 DC-DC converter 11, 21 output power circuit 12, 13, 14 diode pump circuit 15 sink power circuit Q1 FET
T1 Transformer N1, N2, N3 Secondary winding N4 Primary winding D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 Diode C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 ... capacitors V1, V2, V3 ... output terminal VA ... sink terminal

Claims

直流電圧をスイッチングして得た交流電圧を入力としてシンク電圧を発生するシンク電源回路と、前記交流電圧を入力として前記シンク電圧より高い出力電圧を発生する出力電源回路とを有し、該出力電源回路から出力された電流を前記シンク電源回路に流すＤＣ−ＤＣコンバータであって、
前記出力電源回路はダイオードポンプ回路を備え、該ダイオードポンプ回路の基準電圧として直接あるいは間接に前記シンク電源回路の出力を用いたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。A sink power supply circuit that generates a sink voltage by inputting an AC voltage obtained by switching a DC voltage, and an output power supply circuit that generates an output voltage higher than the sink voltage by inputting the AC voltage. A DC-DC converter for flowing a current output from a circuit to the sink power supply circuit,
A DC-DC converter, wherein the output power supply circuit includes a diode pump circuit, and directly or indirectly uses an output of the sink power supply circuit as a reference voltage of the diode pump circuit.

前記ダイオードポンプ回路は、前記交流電圧が入力される入力端子と、該入力端子に一端が接続された第１のコンデンサと、該第１のコンデンサの他端と出力端子との間に接続された第１のダイオードと、前記第１のコンデンサの他端に一端が接続された第２のダイオードと、前記出力端子に接続された平滑用の第２のコンデンサとを備え、
前記第２のダイオードの他端が前記シンク電源回路の出力に接続されたことを特徴とする、請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。The diode pump circuit is connected to an input terminal to which the AC voltage is input, a first capacitor having one end connected to the input terminal, and connected between the other end of the first capacitor and an output terminal. A first diode, a second diode having one end connected to the other end of the first capacitor, and a smoothing second capacitor connected to the output terminal;
The DC-DC converter according to claim 1, wherein the other end of the second diode is connected to an output of the sink power supply circuit.