JP3024857B2 - 電源回路 - Google Patents
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- JP3024857B2 JP3024857B2 JP4095686A JP9568692A JP3024857B2 JP 3024857 B2 JP3024857 B2 JP 3024857B2 JP 4095686 A JP4095686 A JP 4095686A JP 9568692 A JP9568692 A JP 9568692A JP 3024857 B2 JP3024857 B2 JP 3024857B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のスイッチング素
子のオン,オフにより、コンデンサやコイルなどの複数
のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続してエネルギを蓄
積させ、その後に上記エネルギ蓄積素子に蓄積されたエ
ネルギを他のエネルギ蓄積素子に移し、直流電源の電源
電圧を降昇圧した出力電圧を得る電源回路に関するもの
である。
子のオン,オフにより、コンデンサやコイルなどの複数
のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続してエネルギを蓄
積させ、その後に上記エネルギ蓄積素子に蓄積されたエ
ネルギを他のエネルギ蓄積素子に移し、直流電源の電源
電圧を降昇圧した出力電圧を得る電源回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電源回路を図12に示
す。この電源回路は、複数のコンデンサC1 〜C3 を直
流電源VINに直列接続して充電し、充電後にこれらコン
デンサC 1 〜C3 を出力コンデンサC8 に並列接続して
出力コンデンサC8 を充電して、直流電源VINの電圧を
降圧した直流電力に変換するものである。
す。この電源回路は、複数のコンデンサC1 〜C3 を直
流電源VINに直列接続して充電し、充電後にこれらコン
デンサC 1 〜C3 を出力コンデンサC8 に並列接続して
出力コンデンサC8 を充電して、直流電源VINの電圧を
降圧した直流電力に変換するものである。
【0003】さらに詳しくは、直流電源VINでコンデン
サC1 〜C3 を直列充電することで、各コンデンサC1
〜C3 を夫々の容量に応じた分圧比で充電する。この場
合に各コンデンサC1 〜C3 の充電電荷は直流電源VIN
を分圧した電圧まで降圧されるので、これら各コンデン
サC1 〜C3 を出力コンデンサC8 に並列に接続して出
力コンデンサC8 を充電すると、出力コンデンサC8 に
は直流電源VINよりも低い電圧に降圧された電圧まで充
電されるのである。
サC1 〜C3 を直列充電することで、各コンデンサC1
〜C3 を夫々の容量に応じた分圧比で充電する。この場
合に各コンデンサC1 〜C3 の充電電荷は直流電源VIN
を分圧した電圧まで降圧されるので、これら各コンデン
サC1 〜C3 を出力コンデンサC8 に並列に接続して出
力コンデンサC8 を充電すると、出力コンデンサC8 に
は直流電源VINよりも低い電圧に降圧された電圧まで充
電されるのである。
【0004】ここで、上記コンデンサC1 〜C3 と直流
電源VIN及び出力コンデンサC8 との接続切換を行う複
数のスイッチング素子として、トランジスタQ1 〜Q6
及びダイオードD1 〜D6 を用いてある。但し、スイッ
チング素子としては必ずしもトランジスタである必要は
なく、FETなどであってもよい。上記スイッチング素
子で構成される回路の構成を具体的に説明する。上記各
コンデンサC1 〜C3 を直流電源VINに対して直列に接
続する回路部は、夫々トランジスタQ1 〜Q3 及びダイ
オードD1 〜D3 で構成してある。例えば、コンデンサ
C1 に関しては、ダイオードD1 とトランジスタQ1 と
に直列接続されており、各直列回路は直流電源VINに対
して直列に接続されている。従って、すべてのトランジ
スタQ1 〜Q3 がオンのときに、コンデンサC1 〜C3
が直流電源V INに対して直列接続される。
電源VIN及び出力コンデンサC8 との接続切換を行う複
数のスイッチング素子として、トランジスタQ1 〜Q6
及びダイオードD1 〜D6 を用いてある。但し、スイッ
チング素子としては必ずしもトランジスタである必要は
なく、FETなどであってもよい。上記スイッチング素
子で構成される回路の構成を具体的に説明する。上記各
コンデンサC1 〜C3 を直流電源VINに対して直列に接
続する回路部は、夫々トランジスタQ1 〜Q3 及びダイ
オードD1 〜D3 で構成してある。例えば、コンデンサ
C1 に関しては、ダイオードD1 とトランジスタQ1 と
に直列接続されており、各直列回路は直流電源VINに対
して直列に接続されている。従って、すべてのトランジ
スタQ1 〜Q3 がオンのときに、コンデンサC1 〜C3
が直流電源V INに対して直列接続される。
【0005】各コンデンサC1 〜C3 を出力コンデンサ
C8 に並列に接続する回路部は、トランジスタQ4 〜Q
6 及びダイオードD4 〜D6 で構成してある。例えば、
コンデンサC1 はトランジスタQ4 及びダイオード
D4 ,D6 を介して出力コンデンサC8 に並列接続さ
れ、コンデンサC2 はトランジスタQ5 及びダイオード
D5,D6 を介して、さらにコンデンサC3 はトランジ
スタQ6 及びダイオードD6を介して出力コンデンサC
8 に並列接続されている。つまり、すべてのトランジス
タQ4 〜Q6 がオンであれば、コンデンサC1 〜C3 は
夫々出力コンデンサC 8 に並列接続されることになる。
C8 に並列に接続する回路部は、トランジスタQ4 〜Q
6 及びダイオードD4 〜D6 で構成してある。例えば、
コンデンサC1 はトランジスタQ4 及びダイオード
D4 ,D6 を介して出力コンデンサC8 に並列接続さ
れ、コンデンサC2 はトランジスタQ5 及びダイオード
D5,D6 を介して、さらにコンデンサC3 はトランジ
スタQ6 及びダイオードD6を介して出力コンデンサC
8 に並列接続されている。つまり、すべてのトランジス
タQ4 〜Q6 がオンであれば、コンデンサC1 〜C3 は
夫々出力コンデンサC 8 に並列接続されることになる。
【0006】上記各トランジスタQ1 〜Q6 のオン,オ
フ制御は、駆動回路21 〜26 を介して制御回路1が行
う。ここで、各トランジスタQ1 〜Q6 は夫々異なる電
位でバイアスする必要があるので、この電源回路の場合
には、各駆動回路21 〜26を、図13に示すように、
トランジスタQa,Qbからなるカレントミラー回路4
1 、トランジスタQc,Qdからなるカレントミラー回
路42 、バッファB及び抵抗Ra,Rbとで構成してあ
る。つまり、制御回路1から抵抗Raを介して与えられ
る電圧信号である制御信号を、カレントミラー回路41
で電流信号に変換し、この変換した電流信号をカレント
ミラー回路42 に伝え、この電流信号を抵抗Rbで電圧
信号に変換して出力する。ここで、上記駆動回路2の端
子cはトランジスタQのエミッタに接続されるので、エ
ミッタ電位を基準とすれば、トランジスタQのベース・
エミッタ間には制御回路1の制御信号が印加されること
になる。なお、各駆動回路2の端子aは後述する駆動電
源部3の出力に接続され、端子bはトランジスタQのベ
ースに接続され、端子cは上述のようにトランジスタQ
のエミッタ(なお、このエミッタは駆動電源部3の共通
ラインに接続される)に接続され、端子dは制御回路1
の出力端子(出力端子からは制御信号V2 ,V2 が出力
される)に接続され、端子eは直流電源VINの負極に接
続される。
フ制御は、駆動回路21 〜26 を介して制御回路1が行
う。ここで、各トランジスタQ1 〜Q6 は夫々異なる電
位でバイアスする必要があるので、この電源回路の場合
には、各駆動回路21 〜26を、図13に示すように、
トランジスタQa,Qbからなるカレントミラー回路4
1 、トランジスタQc,Qdからなるカレントミラー回
路42 、バッファB及び抵抗Ra,Rbとで構成してあ
る。つまり、制御回路1から抵抗Raを介して与えられ
る電圧信号である制御信号を、カレントミラー回路41
で電流信号に変換し、この変換した電流信号をカレント
ミラー回路42 に伝え、この電流信号を抵抗Rbで電圧
信号に変換して出力する。ここで、上記駆動回路2の端
子cはトランジスタQのエミッタに接続されるので、エ
ミッタ電位を基準とすれば、トランジスタQのベース・
エミッタ間には制御回路1の制御信号が印加されること
になる。なお、各駆動回路2の端子aは後述する駆動電
源部3の出力に接続され、端子bはトランジスタQのベ
ースに接続され、端子cは上述のようにトランジスタQ
のエミッタ(なお、このエミッタは駆動電源部3の共通
ラインに接続される)に接続され、端子dは制御回路1
の出力端子(出力端子からは制御信号V2 ,V2 が出力
される)に接続され、端子eは直流電源VINの負極に接
続される。
【0007】さらに、上述のように各トランジスタQ1
〜Q6 は夫々異なる電位で動作させる必要があるので、
夫々のトランジスタQ1 〜Q6 を駆動するために、駆動
電源部31 〜34 を設けてある。ここで、トランジスタ
Q4 〜Q6 に関しては、駆動電源を供給する時点では、
夫々のトランジスタQ4 〜Q6 は同電位で動作されるの
で、駆動電源部34 を共通に用いてある。
〜Q6 は夫々異なる電位で動作させる必要があるので、
夫々のトランジスタQ1 〜Q6 を駆動するために、駆動
電源部31 〜34 を設けてある。ここで、トランジスタ
Q4 〜Q6 に関しては、駆動電源を供給する時点では、
夫々のトランジスタQ4 〜Q6 は同電位で動作されるの
で、駆動電源部34 を共通に用いてある。
【0008】上記各駆動電源部31 〜34 は、抵抗R1
〜R4 、コンデンサC4 〜C7 及びツェナダイオードD
11〜D14で構成してある。例えば、駆動電源部31 に関
しては、抵抗R1 、コンデンサC4 及びツェナダイオー
ドD11で構成してある。つまり、コンデンサC4 〜C7
の充電電荷を電源として、ツェナダイオードD11〜D 14
で定電圧化した電圧を駆動回路21 〜26 に供給するよ
うになっている。
〜R4 、コンデンサC4 〜C7 及びツェナダイオードD
11〜D14で構成してある。例えば、駆動電源部31 に関
しては、抵抗R1 、コンデンサC4 及びツェナダイオー
ドD11で構成してある。つまり、コンデンサC4 〜C7
の充電電荷を電源として、ツェナダイオードD11〜D 14
で定電圧化した電圧を駆動回路21 〜26 に供給するよ
うになっている。
【0009】ここで、上記コンデンサC4 〜C7 の充電
はトランジスタQ1 〜Q6 をオンする前(電力変換を行
う前)に行うようにしてあり、この充電のためにトラン
ジスタQ7 ,Q8 、ダイオードD10及び抵抗R5 ,R6
を設けてある。つまり、トランジスタQ7 ,Q8 をオン
として、ダイオードD10を介して、各駆動電源部31〜
34 を直流電源VINに直列に接続する。そして、トラン
ジスタQ7 ,Q8 のオン,オフ制御は制御回路1で行
う。
はトランジスタQ1 〜Q6 をオンする前(電力変換を行
う前)に行うようにしてあり、この充電のためにトラン
ジスタQ7 ,Q8 、ダイオードD10及び抵抗R5 ,R6
を設けてある。つまり、トランジスタQ7 ,Q8 をオン
として、ダイオードD10を介して、各駆動電源部31〜
34 を直流電源VINに直列に接続する。そして、トラン
ジスタQ7 ,Q8 のオン,オフ制御は制御回路1で行
う。
【0010】以下、上記電源回路の動作を図14に基づ
いて説明する。いま、時刻t0 で図14(a)に示すよ
うに制御回路1の制御信号V1 がハイレベルとなると、
トランジスタQ7 ,Q8 がオンとなり、これにより駆動
電源部31 〜34 が直流電源VINに直列に接続される。
従って、夫々の駆動電源部31 〜34 のコンデンサC 4
〜C7 が充電される。
いて説明する。いま、時刻t0 で図14(a)に示すよ
うに制御回路1の制御信号V1 がハイレベルとなると、
トランジスタQ7 ,Q8 がオンとなり、これにより駆動
電源部31 〜34 が直流電源VINに直列に接続される。
従って、夫々の駆動電源部31 〜34 のコンデンサC 4
〜C7 が充電される。
【0011】時刻t1 〜時刻t2 の期間には、制御回路
1の制御信号V1 は図14(a)に示すようにローレベ
ルとなる。この期間には、同図(j)〜(m)に示すよ
うにコンデンサC4 〜C7 の充電状態が保たれる。但
し、駆動電源部34 から駆動回路24 〜26 に電力を供
給する時点は、以降の時刻t4 であるので、図14
(m)に示すようにコンデンサC7 の充電状態は時刻t
4 まで保たれる。
1の制御信号V1 は図14(a)に示すようにローレベ
ルとなる。この期間には、同図(j)〜(m)に示すよ
うにコンデンサC4 〜C7 の充電状態が保たれる。但
し、駆動電源部34 から駆動回路24 〜26 に電力を供
給する時点は、以降の時刻t4 であるので、図14
(m)に示すようにコンデンサC7 の充電状態は時刻t
4 まで保たれる。
【0012】時刻t2 では図14(b)に示すように駆
動回路21 〜23 に制御信号V2 が入力される。このた
め、駆動回路21 〜23 でトランジスタQ1 〜Q3 がオ
ンとなり、コンデンサC1 〜C3 が、トランジスタQ1
〜Q3 と共にダイオードD1〜D3 を介して直流電源V
INに直列に接続される。ここで、各コンデンサC1 〜C
3 の容量が同じであり、直流電源VINの電源電圧を3E
とすれば、各コンデンサC1 〜C3 はEまで充電され
る。そして、その後の時刻t3 〜時刻t4 の期間に、図
14(b)に示すように制御信号V2 がローレベルに戻
り、このときコンデンサC1 〜C3 の充電状態が保たれ
る。
動回路21 〜23 に制御信号V2 が入力される。このた
め、駆動回路21 〜23 でトランジスタQ1 〜Q3 がオ
ンとなり、コンデンサC1 〜C3 が、トランジスタQ1
〜Q3 と共にダイオードD1〜D3 を介して直流電源V
INに直列に接続される。ここで、各コンデンサC1 〜C
3 の容量が同じであり、直流電源VINの電源電圧を3E
とすれば、各コンデンサC1 〜C3 はEまで充電され
る。そして、その後の時刻t3 〜時刻t4 の期間に、図
14(b)に示すように制御信号V2 がローレベルに戻
り、このときコンデンサC1 〜C3 の充電状態が保たれ
る。
【0013】時刻t4 では、図14(b)に示すように
駆動回路24 〜26 に制御信号V3が入力され、トラン
ジスタQ4 〜Q6 がオンとなり、これによりコンデンサ
C8に対して各コンデンサC1 〜C3 が並列に接続され
る。例えば、コンデンサC1に関しては、トランジスタ
Q4 、ダイオードD6 及びダイオードD4 を介してコン
デンサC8 に接続される。ここで、各コンデンサC1 〜
C3 の充電電圧がEであれば、コンデンサC8 はEまで
充電される。そして、時刻t5 〜t6 では図14(c)
に示すように制御信号V3 がローレベルになり、トラン
ジスタQ4 〜Q 6 はオフとなり、コンデンサC8 はコン
デンサC1 〜C3 から切り離され、Eに充電された状態
に保持される。以降は上記動作を繰り返すことにより、
出力電圧VOUT として、直流電源VINを降圧した電圧が
得られる。例えば、直流電源VINが3Eで、コンデンサ
C1 〜C3 の容量が同じであれば、出力電圧VOUT とし
てEが得られる。。
駆動回路24 〜26 に制御信号V3が入力され、トラン
ジスタQ4 〜Q6 がオンとなり、これによりコンデンサ
C8に対して各コンデンサC1 〜C3 が並列に接続され
る。例えば、コンデンサC1に関しては、トランジスタ
Q4 、ダイオードD6 及びダイオードD4 を介してコン
デンサC8 に接続される。ここで、各コンデンサC1 〜
C3 の充電電圧がEであれば、コンデンサC8 はEまで
充電される。そして、時刻t5 〜t6 では図14(c)
に示すように制御信号V3 がローレベルになり、トラン
ジスタQ4 〜Q 6 はオフとなり、コンデンサC8 はコン
デンサC1 〜C3 から切り離され、Eに充電された状態
に保持される。以降は上記動作を繰り返すことにより、
出力電圧VOUT として、直流電源VINを降圧した電圧が
得られる。例えば、直流電源VINが3Eで、コンデンサ
C1 〜C3 の容量が同じであれば、出力電圧VOUT とし
てEが得られる。。
【0014】ところで、上記電源回路においては、各駆
動電源部31 〜34 を夫々直流電源VINに対して直列に
接続してコンデンサC4 〜C7 の充電を行う構成してあ
るので、駆動電源部31 〜34 における消費電力を少な
くできる。この点を以下に具体的に説明する。上記駆動
電源部31 〜34 の各抵抗R1 〜R4 を、直流電源VIN
の電圧方向(正極方向)において一段上に位置する駆動
電源部31 〜32 の共通ラインに接続してある。例え
ば、駆動電源部32 についてみると、抵抗R2 を駆動電
源31 の共通ライン(ツェナダイオードD11のアノード
側)と接続してある。つまりは、トランジスタQ7 ,Q
8 のオン時に、駆動電源部31 〜34 を直流電源VINに
直列に接続して各駆動電源部31 〜34 のコンデンサC
4 〜C7 が充電される。さらに詳しくは直流電源VIN、
トランジスタQ 7 、抵抗R1 、コンデンサC4 、抵抗R
2 、コンデンサC5 、…、コンデンサC 7 、ダイオード
D10、トランジスタQ8 、直流電源VINの経路で、各コ
ンデンサC4 〜C7 が充電される。但し、駆動電源部3
1 〜34 の出力電圧(ツェナダイオードD11〜D14のツ
ェナ電圧と同等)を加算した電圧は、少なくとも直流電
源VINの電源電圧以下に設定する必要がある。
動電源部31 〜34 を夫々直流電源VINに対して直列に
接続してコンデンサC4 〜C7 の充電を行う構成してあ
るので、駆動電源部31 〜34 における消費電力を少な
くできる。この点を以下に具体的に説明する。上記駆動
電源部31 〜34 の各抵抗R1 〜R4 を、直流電源VIN
の電圧方向(正極方向)において一段上に位置する駆動
電源部31 〜32 の共通ラインに接続してある。例え
ば、駆動電源部32 についてみると、抵抗R2 を駆動電
源31 の共通ライン(ツェナダイオードD11のアノード
側)と接続してある。つまりは、トランジスタQ7 ,Q
8 のオン時に、駆動電源部31 〜34 を直流電源VINに
直列に接続して各駆動電源部31 〜34 のコンデンサC
4 〜C7 が充電される。さらに詳しくは直流電源VIN、
トランジスタQ 7 、抵抗R1 、コンデンサC4 、抵抗R
2 、コンデンサC5 、…、コンデンサC 7 、ダイオード
D10、トランジスタQ8 、直流電源VINの経路で、各コ
ンデンサC4 〜C7 が充電される。但し、駆動電源部3
1 〜34 の出力電圧(ツェナダイオードD11〜D14のツ
ェナ電圧と同等)を加算した電圧は、少なくとも直流電
源VINの電源電圧以下に設定する必要がある。
【0015】ここで、上記電源回路の場合には、駆動電
源部31 〜34 を直列に接続するようにしてあるので、
図15に示すように、直流電源VINの電源電圧3Eか
ら、コンデンサC1 〜C3 を充電して得るべき電圧(V
C4〜VC7)の加算値(VC4+V C5+…+VC7)を差し引
いた電圧を、各抵抗R1 〜R4 の電圧降下の加算値(V
R1+VR2+…+VR4)とすればよい。従って、駆動電源
部31 〜34 を直流電源VINに個別に接続(並列接続)
して充電する場合に比べて、各抵抗R1 〜R4 における
消費電力が少なくできる。
源部31 〜34 を直列に接続するようにしてあるので、
図15に示すように、直流電源VINの電源電圧3Eか
ら、コンデンサC1 〜C3 を充電して得るべき電圧(V
C4〜VC7)の加算値(VC4+V C5+…+VC7)を差し引
いた電圧を、各抵抗R1 〜R4 の電圧降下の加算値(V
R1+VR2+…+VR4)とすればよい。従って、駆動電源
部31 〜34 を直流電源VINに個別に接続(並列接続)
して充電する場合に比べて、各抵抗R1 〜R4 における
消費電力が少なくできる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電源回
路で、ダイオードD1 〜D3 を設けてあるのは次の理由
による。例えば、図12におけるトランジスタQ2 につ
いてみると、トランジスタQ2 にはコンデンサC1 の両
端電圧VC1と、コンデンサC5 の両端電圧VC5との電位
差である逆電圧が印加される。そこで、この逆電圧がト
ランジスタQ2 に印加されることを防止するためにダイ
オードD1 を設けてある。これは、トランジスタQ3 〜
Q6 に関しても同様のことが言え、夫々のトランジスタ
Q3 〜Q6に逆電圧が印加されることを防止するために
ダイオードD1 〜D3 を設けてある。さらに、トランジ
スタQ1 〜Q3 として電流が双方向に流れる特性を有す
るFETなどの場合に、コンデンサC1 〜C3 の充電電
荷が駆動電源部31 〜33 で消費されることを防止する
ためでもある。
路で、ダイオードD1 〜D3 を設けてあるのは次の理由
による。例えば、図12におけるトランジスタQ2 につ
いてみると、トランジスタQ2 にはコンデンサC1 の両
端電圧VC1と、コンデンサC5 の両端電圧VC5との電位
差である逆電圧が印加される。そこで、この逆電圧がト
ランジスタQ2 に印加されることを防止するためにダイ
オードD1 を設けてある。これは、トランジスタQ3 〜
Q6 に関しても同様のことが言え、夫々のトランジスタ
Q3 〜Q6に逆電圧が印加されることを防止するために
ダイオードD1 〜D3 を設けてある。さらに、トランジ
スタQ1 〜Q3 として電流が双方向に流れる特性を有す
るFETなどの場合に、コンデンサC1 〜C3 の充電電
荷が駆動電源部31 〜33 で消費されることを防止する
ためでもある。
【0017】しかしながら、上記ダイオードD1 〜D3
を設けると、電力変換のための電流が大きくなると、ダ
イオードD1 〜D3 の順方向電圧降下のロスにより、回
路の効率の低下を招き、発熱の問題を生じる。本発明は
上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とする
ところは、第1のエネルギ蓄積素子に直列に挿入される
ダイオードを不要とし、電力変換のための電流が大きい
場合のダイオードの順方向電圧降下によるロスを無くし
て、回路効率を向上させ、ダイオードの発熱による問題
を防止することができる電源回路を提供することにあ
る。
を設けると、電力変換のための電流が大きくなると、ダ
イオードD1 〜D3 の順方向電圧降下のロスにより、回
路の効率の低下を招き、発熱の問題を生じる。本発明は
上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とする
ところは、第1のエネルギ蓄積素子に直列に挿入される
ダイオードを不要とし、電力変換のための電流が大きい
場合のダイオードの順方向電圧降下によるロスを無くし
て、回路効率を向上させ、ダイオードの発熱による問題
を防止することができる電源回路を提供することにあ
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、脈流電源も含む直流電源と、コンデン
サやコイルなどの複数の第1のエネルギ蓄積素子と、こ
れら第1のエネルギ蓄積素子からエネルギが移されて蓄
積されその蓄積エネルギが出力として取り出される第2
のエネルギ蓄積素子と、上記第1のエネルギ蓄積素子を
直流電源に接続してエネルギを蓄積させ、その後にこれ
ら第1のエネルギ蓄積素子に蓄積されたエネルギを第2
のエネルギ蓄積素子に移すための接続切換を行う複数の
スイッチング素子と、これら各スイッチング素子をオ
ン,オフする駆動回路と、第1のエネルギ蓄積素子への
エネルギの蓄積期間を除く期間に上記直流電源から供給
される電力を蓄え上記各駆動回路に供給する駆動電源部
と、駆動電源部に電力を蓄える期間に上記駆動電源部を
直流電源に直列に接続し、駆動回路への電源の供給時に
各駆動電源部を個別に切り離す第1のスイッチ回路とを
備えている。
達成するために、脈流電源も含む直流電源と、コンデン
サやコイルなどの複数の第1のエネルギ蓄積素子と、こ
れら第1のエネルギ蓄積素子からエネルギが移されて蓄
積されその蓄積エネルギが出力として取り出される第2
のエネルギ蓄積素子と、上記第1のエネルギ蓄積素子を
直流電源に接続してエネルギを蓄積させ、その後にこれ
ら第1のエネルギ蓄積素子に蓄積されたエネルギを第2
のエネルギ蓄積素子に移すための接続切換を行う複数の
スイッチング素子と、これら各スイッチング素子をオ
ン,オフする駆動回路と、第1のエネルギ蓄積素子への
エネルギの蓄積期間を除く期間に上記直流電源から供給
される電力を蓄え上記各駆動回路に供給する駆動電源部
と、駆動電源部に電力を蓄える期間に上記駆動電源部を
直流電源に直列に接続し、駆動回路への電源の供給時に
各駆動電源部を個別に切り離す第1のスイッチ回路とを
備えている。
【0019】なお、駆動電源部に電力を蓄える期間に、
電力変換用のコンデンサの充電電荷が無駄に消費される
ことを防止するために、第1のエネルギ蓄積素子のエネ
ルギ量が駆動電源部のエネルギ量よりも低い場合を検知
し、第1のエネルギ蓄積素子のエネルギが駆動電源部に
放出されるループを遮断する第2のスイッチ回路を設け
てある。
電力変換用のコンデンサの充電電荷が無駄に消費される
ことを防止するために、第1のエネルギ蓄積素子のエネ
ルギ量が駆動電源部のエネルギ量よりも低い場合を検知
し、第1のエネルギ蓄積素子のエネルギが駆動電源部に
放出されるループを遮断する第2のスイッチ回路を設け
てある。
【0020】また、上記駆動電源部の出力電圧の総計が
直流電源の電圧を上回る場合においては、出力電圧の総
計が直流電源の電源電圧内に収まる駆動電源部を直列接
続すると共に、上回る個数の駆動電源部を直列接続し、
それら駆動電源部の各直列回路を並列接続すればよい。
直流電源の電圧を上回る場合においては、出力電圧の総
計が直流電源の電源電圧内に収まる駆動電源部を直列接
続すると共に、上回る個数の駆動電源部を直列接続し、
それら駆動電源部の各直列回路を並列接続すればよい。
【0021】
【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
第1のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続するスイッチ
ング素子に加わる逆電圧を防止するダイオードの働き
を、第1のスイッチ回路に持たせ、第1のエネルギ蓄積
素子に直列に挿入されるダイオードを不要とし、電力変
換のための電流が大きい場合のダイオードの順方向電圧
降下によるロスを無くして、回路効率を向上させ、ダイ
オードの発熱による問題を防止する。
第1のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続するスイッチ
ング素子に加わる逆電圧を防止するダイオードの働き
を、第1のスイッチ回路に持たせ、第1のエネルギ蓄積
素子に直列に挿入されるダイオードを不要とし、電力変
換のための電流が大きい場合のダイオードの順方向電圧
降下によるロスを無くして、回路効率を向上させ、ダイ
オードの発熱による問題を防止する。
【0022】
【実施例】(実施例1)図1及び図2に本発明の一実施
例を示す。本実施例の構成は図1に示すように基本的に
は上述した図12の従来例回路と同じものであり、本実
施例では駆動電源部31 〜34 の直流電源VIN及び駆動
回路21 〜26 との接続方法に特徴がある。従って、以
下の説明では同一構成に関しては図12と同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
例を示す。本実施例の構成は図1に示すように基本的に
は上述した図12の従来例回路と同じものであり、本実
施例では駆動電源部31 〜34 の直流電源VIN及び駆動
回路21 〜26 との接続方法に特徴がある。従って、以
下の説明では同一構成に関しては図12と同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
【0023】本実施例の場合には各駆動電源部31 〜3
4 を、直流電源VINの電圧方向に対して図12の場合と
逆の順序に接続すると共に、互いの出力ラインと一段上
に設けられる駆動電源部3の共通ラインとの間に、抵抗
R1 〜R4 の代わりに、ダイオードD21〜D24を接続し
てある。なお、各ダイオードD21〜D24は、トランジス
タQ7 ,Q8 のオン時に導通する極性に接続してある。
従って、制御回路1の制御信号V1 がハイレベルであ
り、トランジスタQ7 ,Q8 のオン時には、図12の場
合と同様にコンデンサC4 〜C7 が直列充電される。従
って、本実施例の場合にも駆動電源部31 〜34 におけ
る消費電力を削減できる。なお、各駆動電源部31 〜3
4 の出力電圧(ツェナダイオードD11〜D14のツェナ電
圧と同等)の合計は、直流電源VINの電源電圧よりも低
く設定してある。
4 を、直流電源VINの電圧方向に対して図12の場合と
逆の順序に接続すると共に、互いの出力ラインと一段上
に設けられる駆動電源部3の共通ラインとの間に、抵抗
R1 〜R4 の代わりに、ダイオードD21〜D24を接続し
てある。なお、各ダイオードD21〜D24は、トランジス
タQ7 ,Q8 のオン時に導通する極性に接続してある。
従って、制御回路1の制御信号V1 がハイレベルであ
り、トランジスタQ7 ,Q8 のオン時には、図12の場
合と同様にコンデンサC4 〜C7 が直列充電される。従
って、本実施例の場合にも駆動電源部31 〜34 におけ
る消費電力を削減できる。なお、各駆動電源部31 〜3
4 の出力電圧(ツェナダイオードD11〜D14のツェナ電
圧と同等)の合計は、直流電源VINの電源電圧よりも低
く設定してある。
【0024】ここで、このときコンデンサC1 の充電電
荷でダイオードD24及び抵抗R7 を介してトランジスタ
Q8 に電流が流れる経路が形成されるので、この電流を
阻止するために、ダイオードD24とコンデンサC4 の接
続点と、コンデンサC1 とトランジスタQ1 の接続点と
の間に、トランジスタQ9 を設けてある。なお、抵抗R
8 ,R9 はトランジスタQ9 のバイアス抵抗である。こ
のトランジスタQ9 はダイオードD24がオンのときにオ
フとなり、上記経路に流れる電流を阻止し、コンデンサ
C1 の無駄な放電を防止している。また、その他の駆動
電源部32 〜3 4 の共通ラインと、コンデンサC8 ,C
3 ,C2 の間にはダイオードD25〜D27を設け、コンデ
ンサC8 ,C3 ,C2 の充電電荷が放電されることを防
止してある。ここで、コンデンサC8 からコンデンサC
7 、コンデンサC3 からコンデンサC6 、コンデンサC
2 からコンデンサC5 への経路は、コンデンサC5 〜C
7の方が電位が高いので、ダイオードD25〜D27で電流
が阻止される。
荷でダイオードD24及び抵抗R7 を介してトランジスタ
Q8 に電流が流れる経路が形成されるので、この電流を
阻止するために、ダイオードD24とコンデンサC4 の接
続点と、コンデンサC1 とトランジスタQ1 の接続点と
の間に、トランジスタQ9 を設けてある。なお、抵抗R
8 ,R9 はトランジスタQ9 のバイアス抵抗である。こ
のトランジスタQ9 はダイオードD24がオンのときにオ
フとなり、上記経路に流れる電流を阻止し、コンデンサ
C1 の無駄な放電を防止している。また、その他の駆動
電源部32 〜3 4 の共通ラインと、コンデンサC8 ,C
3 ,C2 の間にはダイオードD25〜D27を設け、コンデ
ンサC8 ,C3 ,C2 の充電電荷が放電されることを防
止してある。ここで、コンデンサC8 からコンデンサC
7 、コンデンサC3 からコンデンサC6 、コンデンサC
2 からコンデンサC5 への経路は、コンデンサC5 〜C
7の方が電位が高いので、ダイオードD25〜D27で電流
が阻止される。
【0025】そして、制御回路1の制御信号V1 がロー
レベルとなると、トランジスタQ7,Q8 がオフとな
る。このとき、図1の回路は図2に示す接続状態にな
り、各駆動電源部31 〜34 は対応する駆動回路21 〜
24 に電源を供給可能な状態に接続されると共に、ダイ
オードD21〜D23で分離される。つまりは、各駆動電源
部31 〜34 を直流電源VINの電圧方向に対して逆の順
序に接続すると共に、互いの出力ラインと一段上に設け
られる駆動電源部3の共通ラインとの間に、ダイオード
D21〜D23を接続してあるので、上記ダイオードD21〜
D23は図2に示すように、コンデンサC1 〜C3 とコン
デンサC5 〜C7 との電位差に応じた逆電圧がトランジ
スタQ2 〜Q6 に加わらないように挿入された状態にな
る。従って、トランジスタQ2 〜Q6 に逆電圧が加わる
ことを阻止できる。即ち、ダイオードD21〜D23が図1
2におけるダイオードD1 〜D3 の働きをする。この場
合、ダイオードD21〜D23は電力変換用のコンデンサC
1 〜C3 には直列に挿入されないので、電力変換電流が
増加した場合における効率の低下を招くことがなく、発
熱の問題も生じない。
レベルとなると、トランジスタQ7,Q8 がオフとな
る。このとき、図1の回路は図2に示す接続状態にな
り、各駆動電源部31 〜34 は対応する駆動回路21 〜
24 に電源を供給可能な状態に接続されると共に、ダイ
オードD21〜D23で分離される。つまりは、各駆動電源
部31 〜34 を直流電源VINの電圧方向に対して逆の順
序に接続すると共に、互いの出力ラインと一段上に設け
られる駆動電源部3の共通ラインとの間に、ダイオード
D21〜D23を接続してあるので、上記ダイオードD21〜
D23は図2に示すように、コンデンサC1 〜C3 とコン
デンサC5 〜C7 との電位差に応じた逆電圧がトランジ
スタQ2 〜Q6 に加わらないように挿入された状態にな
る。従って、トランジスタQ2 〜Q6 に逆電圧が加わる
ことを阻止できる。即ち、ダイオードD21〜D23が図1
2におけるダイオードD1 〜D3 の働きをする。この場
合、ダイオードD21〜D23は電力変換用のコンデンサC
1 〜C3 には直列に挿入されないので、電力変換電流が
増加した場合における効率の低下を招くことがなく、発
熱の問題も生じない。
【0026】(実施例2)図3に本発明の他の実施例を
示す。本実施例では、上記実施例1のダイオードD27に
代えてトランジスタQ10、抵抗R10,R11を設けたもの
である。これは、駆動電源部31 〜34 ではコンデンサ
C4 〜C7 が直流電源VIN(電源電圧3E)に対して4
個直列接続されるので、各コンデンサC4 〜C7 の充電
電圧は3E/4弱であり、コンデンサC1 〜C3 の充電
電圧はEである。このため、トランジスタQ7 ,Q8 の
オン時に、トランジスタQ10がない場合には、コンデン
サC 2 の充電電荷でコンデンサC4 を充電しながら抵抗
R7 を介して電流が流れる。そこで、この電流も遮断す
る場合には、本実施例のように、トランジスタQ10を設
けると、コンデンサC2 の充電電圧よりもコンデンサC
4 の充電電圧が低い場合には、トランジスタQ10がオフ
となり、上記電流経路が遮断される。
示す。本実施例では、上記実施例1のダイオードD27に
代えてトランジスタQ10、抵抗R10,R11を設けたもの
である。これは、駆動電源部31 〜34 ではコンデンサ
C4 〜C7 が直流電源VIN(電源電圧3E)に対して4
個直列接続されるので、各コンデンサC4 〜C7 の充電
電圧は3E/4弱であり、コンデンサC1 〜C3 の充電
電圧はEである。このため、トランジスタQ7 ,Q8 の
オン時に、トランジスタQ10がない場合には、コンデン
サC 2 の充電電荷でコンデンサC4 を充電しながら抵抗
R7 を介して電流が流れる。そこで、この電流も遮断す
る場合には、本実施例のように、トランジスタQ10を設
けると、コンデンサC2 の充電電圧よりもコンデンサC
4 の充電電圧が低い場合には、トランジスタQ10がオフ
となり、上記電流経路が遮断される。
【0027】つまり、本実施例では駆動電源部3側の電
位が高い場合には、ダイオード(例えば、D25,D26)
で電流経路を遮断し、逆の場合にはトランジスタ(例え
ば、Q9 ,Q10)などの構成により電流経路を遮断する
ものである。 (実施例3)図4乃至図6に本発明のさらに他の実施例
を示す。本実施例では、駆動電源部31 〜34 の充電時
において、動作電位の低いスイッチング素子を駆動する
駆動回路に高い電圧が加わることを防止したものであ
る。例えば、トランジスタQ7,Q8 のオン時の駆動電
源部31 〜34 の充電時における、トランジスタQ4 〜
Q6 の駆動回路24 〜26 の基準電位は、コンデンサC
8 の充電電位、つまりはEであり、駆動回路24 〜26
のプラス側の電位は、トランジスタQ7 のコレクタ電
位、つまりは3Eである。従って、駆動回路24 〜26
には差電圧2Eが印加される。特に、電源電圧VINが高
く、駆動回路24 〜26 の電圧耐量を超える場合には、
図4に示すように駆動電源部34 の出力ラインと、駆動
回路24 〜2 6 のプラスラインとの間に、図5(a)あ
るいは(b)に示す回路を挿入すればよい。
位が高い場合には、ダイオード(例えば、D25,D26)
で電流経路を遮断し、逆の場合にはトランジスタ(例え
ば、Q9 ,Q10)などの構成により電流経路を遮断する
ものである。 (実施例3)図4乃至図6に本発明のさらに他の実施例
を示す。本実施例では、駆動電源部31 〜34 の充電時
において、動作電位の低いスイッチング素子を駆動する
駆動回路に高い電圧が加わることを防止したものであ
る。例えば、トランジスタQ7,Q8 のオン時の駆動電
源部31 〜34 の充電時における、トランジスタQ4 〜
Q6 の駆動回路24 〜26 の基準電位は、コンデンサC
8 の充電電位、つまりはEであり、駆動回路24 〜26
のプラス側の電位は、トランジスタQ7 のコレクタ電
位、つまりは3Eである。従って、駆動回路24 〜26
には差電圧2Eが印加される。特に、電源電圧VINが高
く、駆動回路24 〜26 の電圧耐量を超える場合には、
図4に示すように駆動電源部34 の出力ラインと、駆動
回路24 〜2 6 のプラスラインとの間に、図5(a)あ
るいは(b)に示す回路を挿入すればよい。
【0028】図5(a)においては、上記ライン間の印
加電圧が高い場合には、ダイオードD25に逆方向電圧が
印加され、トランジスタQ23がオンとなり、トランジス
タQ 22がオン、トランジスタQ21がオフとなる。従っ
て、上記ライン間が切り離され、これにより駆動回路2
4 〜26 に過電圧が印加されることが防止される。逆
に、トランジスタQ7 ,Q8 がオフとなると、トランジ
スタQ23がオフとなるので、トランジスタQ22がオフ
で、トランジスタQ21がオンとなり、駆動回路24 〜2
6 に駆動電源部34 から電源が供給される。
加電圧が高い場合には、ダイオードD25に逆方向電圧が
印加され、トランジスタQ23がオンとなり、トランジス
タQ 22がオン、トランジスタQ21がオフとなる。従っ
て、上記ライン間が切り離され、これにより駆動回路2
4 〜26 に過電圧が印加されることが防止される。逆
に、トランジスタQ7 ,Q8 がオフとなると、トランジ
スタQ23がオフとなるので、トランジスタQ22がオフ
で、トランジスタQ21がオンとなり、駆動回路24 〜2
6 に駆動電源部34 から電源が供給される。
【0029】図5(b)の場合には、制御回路1の制御
信号V1 を用いて、トランジスタQ 24のオン,オフを制
御するものであり、制御信号V1 がハイレベルであると
き、トランジスタQ26がオン、トランジスタQ25がオ
フ、トランジスタQ24がオフで、駆動回路24 〜26 に
過電圧が印加されることが阻止され、制御信号V1 がロ
ーレベルである場合には、トランジスタQ26がオフ、ト
ランジスタQ25がオン、トランジスタQ24がオンで、駆
動回路24 〜26 に駆動電源部34 から電源が供給され
る。図5(a),(b)の両回路におけるトランジスタ
のオン,オフ動作と制御信号V1 との関係を図6に示
す。
信号V1 を用いて、トランジスタQ 24のオン,オフを制
御するものであり、制御信号V1 がハイレベルであると
き、トランジスタQ26がオン、トランジスタQ25がオ
フ、トランジスタQ24がオフで、駆動回路24 〜26 に
過電圧が印加されることが阻止され、制御信号V1 がロ
ーレベルである場合には、トランジスタQ26がオフ、ト
ランジスタQ25がオン、トランジスタQ24がオンで、駆
動回路24 〜26 に駆動電源部34 から電源が供給され
る。図5(a),(b)の両回路におけるトランジスタ
のオン,オフ動作と制御信号V1 との関係を図6に示
す。
【0030】(実施例4)図7及び図8に本発明のさら
に他の実施例を示す。本実施例は上述の各実施例が直流
電源VINの電圧を降圧する電力変換を行っていたのに対
して、本実施例では直流電源VINの電圧を昇圧する電力
変換を行うものである。ここで、電力変換用のコンデン
サとしてはC30〜C32を用いてあり、これらコンデンサ
C30〜C32を直流電源VINで並列充電し、コンデンサC
8 の充電時にはコンデンサC30〜C 32を直列接続して充
電を行うようになっている。
に他の実施例を示す。本実施例は上述の各実施例が直流
電源VINの電圧を降圧する電力変換を行っていたのに対
して、本実施例では直流電源VINの電圧を昇圧する電力
変換を行うものである。ここで、電力変換用のコンデン
サとしてはC30〜C32を用いてあり、これらコンデンサ
C30〜C32を直流電源VINで並列充電し、コンデンサC
8 の充電時にはコンデンサC30〜C 32を直列接続して充
電を行うようになっている。
【0031】ここで、各トランジスタQ11〜Q19の動作
電位は、電位の高い方から[Q19],[Q11,Q13,Q
15],[Q17,Q18],[Q12,Q14,Q16]であるの
で、駆動電源部311〜319は上記電位の順位と逆にして
直流電源VINに接続してある。なお、動作電位が同じト
ランジスタQに対応する駆動電源部3は順不同で接続可
能である。そして、夫々の駆動電源部311〜319は、ト
ランジスタQ7 ,Q8及びダイオードD55〜D63を介し
て直流電源VINに直列接続されている。
電位は、電位の高い方から[Q19],[Q11,Q13,Q
15],[Q17,Q18],[Q12,Q14,Q16]であるの
で、駆動電源部311〜319は上記電位の順位と逆にして
直流電源VINに接続してある。なお、動作電位が同じト
ランジスタQに対応する駆動電源部3は順不同で接続可
能である。そして、夫々の駆動電源部311〜319は、ト
ランジスタQ7 ,Q8及びダイオードD55〜D63を介し
て直流電源VINに直列接続されている。
【0032】以下、本実施例の動作を簡単に説明する。
図8における時刻t0 では、制御信号V1 がハイレベル
となり、トランジスタQ7 ,Q8 がオンすることによ
り、ダイオードD55〜D63を介してコンデンサC33〜C
41が充電される。ここで、コンデンサC8 のトランジス
タQ8 への放電ループはトランジスタQ9 によって遮断
してある。また、コンデンサC33〜C41とコンデンサC
30〜C33の放電ループはダイオードD49〜D54で遮断し
てある。
図8における時刻t0 では、制御信号V1 がハイレベル
となり、トランジスタQ7 ,Q8 がオンすることによ
り、ダイオードD55〜D63を介してコンデンサC33〜C
41が充電される。ここで、コンデンサC8 のトランジス
タQ8 への放電ループはトランジスタQ9 によって遮断
してある。また、コンデンサC33〜C41とコンデンサC
30〜C33の放電ループはダイオードD49〜D54で遮断し
てある。
【0033】時刻t1 で、制御信号V1 がローレベルと
なり、時刻t2 で制御信号V2 がハイレベルとなる。こ
のときには、駆動回路211〜216によってトランジスタ
Q11〜Q16がオンされ、各コンデンサC30〜C32はEま
で充電される。ここで、ダイオードD55〜D63の働きに
より、この時点では各駆動電源部311〜316は分離され
る。
なり、時刻t2 で制御信号V2 がハイレベルとなる。こ
のときには、駆動回路211〜216によってトランジスタ
Q11〜Q16がオンされ、各コンデンサC30〜C32はEま
で充電される。ここで、ダイオードD55〜D63の働きに
より、この時点では各駆動電源部311〜316は分離され
る。
【0034】時刻t3 により制御信号V2 がローレベル
となり、時刻t4 で制御信号V3 がハイレベルとなり、
トランジスタQ17〜Q19がオンとなる。これにより、コ
ンデンサC30〜C32が直列接続され、その合計の電圧が
コンデンサC8 に印加され、出力電圧として3Eが得ら
れる。但し、本実施例の場合には直流電源VINの電圧は
Eとしてある。
となり、時刻t4 で制御信号V3 がハイレベルとなり、
トランジスタQ17〜Q19がオンとなる。これにより、コ
ンデンサC30〜C32が直列接続され、その合計の電圧が
コンデンサC8 に印加され、出力電圧として3Eが得ら
れる。但し、本実施例の場合には直流電源VINの電圧は
Eとしてある。
【0035】ところで、この時点におけるトランジスタ
Q11〜Q19の電位は、電位の高い方から[Q19],[Q
15],[Q13,Q18],[Q11,Q17],[Q12,
Q14,Q 16]となる。ここで、電位関係において、トラ
ンジスタQ11,Q18が時刻t1 の場合に比べて逆とな
り、トランジスタQ18の電位がトランジスタQ11よりも
高電位となり、ダイオードD58は順方向の電圧印加とな
る。そこで、図7においては、駆動回路211の前段に図
5における過電圧防止回路Y1 を設け、駆動回路211に
高電圧が印加されることを防止してある。また、ダイオ
ードD63は、駆動回路219の電位が、その駆動電源319
の電位よりも高くなり、トランジスタQ9 がオフした場
合に、逆電流が流れることを防止するために設けてあ
る。
Q11〜Q19の電位は、電位の高い方から[Q19],[Q
15],[Q13,Q18],[Q11,Q17],[Q12,
Q14,Q 16]となる。ここで、電位関係において、トラ
ンジスタQ11,Q18が時刻t1 の場合に比べて逆とな
り、トランジスタQ18の電位がトランジスタQ11よりも
高電位となり、ダイオードD58は順方向の電圧印加とな
る。そこで、図7においては、駆動回路211の前段に図
5における過電圧防止回路Y1 を設け、駆動回路211に
高電圧が印加されることを防止してある。また、ダイオ
ードD63は、駆動回路219の電位が、その駆動電源319
の電位よりも高くなり、トランジスタQ9 がオフした場
合に、逆電流が流れることを防止するために設けてあ
る。
【0036】このように、昇圧型の電源回路であって
も、ダイオードを電力変換用のコンデンサに直列に接続
することなく、スイッチング素子に逆電圧が印加される
ことを防止でき、回路の効率を低下させることがない。 (実施例5) 図9及び図10に本発明のさらに別の実施例を示す。本
実施例は回路的には図7の実施例と同じ昇圧型の電源回
路であり、本実施例の場合には各トランジスタQ11〜Q
19の駆動回路2及び駆動電源部3とを一体的にユニット
化したものであり、各駆動ユニットWは、図10に示す
構成としてある。基本的には、図13で説明した駆動回
路2に対応する回路と、図5(a)で説明した過電圧防
止回路Y1 に対応する回路と、図1のトランジスタQ9
を備える駆動電源部31 (ダイオードD24も含む)と
を、一体化した構成となっている。
も、ダイオードを電力変換用のコンデンサに直列に接続
することなく、スイッチング素子に逆電圧が印加される
ことを防止でき、回路の効率を低下させることがない。 (実施例5) 図9及び図10に本発明のさらに別の実施例を示す。本
実施例は回路的には図7の実施例と同じ昇圧型の電源回
路であり、本実施例の場合には各トランジスタQ11〜Q
19の駆動回路2及び駆動電源部3とを一体的にユニット
化したものであり、各駆動ユニットWは、図10に示す
構成としてある。基本的には、図13で説明した駆動回
路2に対応する回路と、図5(a)で説明した過電圧防
止回路Y1 に対応する回路と、図1のトランジスタQ9
を備える駆動電源部31 (ダイオードD24も含む)と
を、一体化した構成となっている。
【0037】(実施例6) 図11は駆動電源部3の出力電圧の合計が直流電源VIN
の電源電圧以上となる場合を示すもので、この場合には
合計が直流電源VINの電源電圧以下となる個数の駆動電
源部3を直列に接続し、それら直列回路を並列に接続す
るようにすればよい。この場合においても、可能な限り
駆動電源部3を直列に接続するようにすれば、駆動電源
部3における消費電力を削減できる。
の電源電圧以上となる場合を示すもので、この場合には
合計が直流電源VINの電源電圧以下となる個数の駆動電
源部3を直列に接続し、それら直列回路を並列に接続す
るようにすればよい。この場合においても、可能な限り
駆動電源部3を直列に接続するようにすれば、駆動電源
部3における消費電力を削減できる。
【0038】なお、上述の説明では直流電源VINが直流
電源である場合について説明したが、交流電源を整流し
て得られる脈流電源であっても本発明を適用可能であ
る。また、上述の場合にはエネルギ蓄積素子がコンデン
サである場合について説明したが、インダクタなどであ
る場合にも適用できる。
電源である場合について説明したが、交流電源を整流し
て得られる脈流電源であっても本発明を適用可能であ
る。また、上述の場合にはエネルギ蓄積素子がコンデン
サである場合について説明したが、インダクタなどであ
る場合にも適用できる。
【0039】
【発明の効果】本発明は上述のように、脈流電源も含む
直流電源と、コンデンサやコイルなどの複数の第1のエ
ネルギ蓄積素子と、これら第1のエネルギ蓄積素子から
エネルギが移されて蓄積されその蓄積エネルギが出力と
して取り出される第2のエネルギ蓄積素子と、上記第1
のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続してエネルギを蓄
積させ、その後にこれら第1のエネルギ蓄積素子に蓄積
されたエネルギを第2のエネルギ蓄積素子に移すための
接続切換を行う複数のスイッチング素子と、これら各ス
イッチング素子をオン,オフする駆動回路と、第1のエ
ネルギ蓄積素子へのエネルギの蓄積期間を除く期間に上
記直流電源から供給される電力を蓄え上記各駆動回路に
供給する駆動電源部と、駆動電源部に電力を蓄える期間
に上記駆動電源部を直流電源に直列に接続し、駆動回路
への電源の供給時に各駆動電源部を個別に切り離す第1
のスイッチ回路とを備えているので、第1のエネルギ蓄
積素子を直流電源に接続するスイッチング素子に加わる
逆電圧を防止するダイオードの働きを、第1のスイッチ
回路に持たせることができ、このため第1のエネルギ蓄
積素子に直列に挿入されるダイオードを不要とでき、電
力変換のための電流が大きい場合のダイオードの順方向
電圧降下によるロスを無くして、回路効率を向上させる
ことができ、ダイオードの発熱による問題も防止でき
る。
直流電源と、コンデンサやコイルなどの複数の第1のエ
ネルギ蓄積素子と、これら第1のエネルギ蓄積素子から
エネルギが移されて蓄積されその蓄積エネルギが出力と
して取り出される第2のエネルギ蓄積素子と、上記第1
のエネルギ蓄積素子を直流電源に接続してエネルギを蓄
積させ、その後にこれら第1のエネルギ蓄積素子に蓄積
されたエネルギを第2のエネルギ蓄積素子に移すための
接続切換を行う複数のスイッチング素子と、これら各ス
イッチング素子をオン,オフする駆動回路と、第1のエ
ネルギ蓄積素子へのエネルギの蓄積期間を除く期間に上
記直流電源から供給される電力を蓄え上記各駆動回路に
供給する駆動電源部と、駆動電源部に電力を蓄える期間
に上記駆動電源部を直流電源に直列に接続し、駆動回路
への電源の供給時に各駆動電源部を個別に切り離す第1
のスイッチ回路とを備えているので、第1のエネルギ蓄
積素子を直流電源に接続するスイッチング素子に加わる
逆電圧を防止するダイオードの働きを、第1のスイッチ
回路に持たせることができ、このため第1のエネルギ蓄
積素子に直列に挿入されるダイオードを不要とでき、電
力変換のための電流が大きい場合のダイオードの順方向
電圧降下によるロスを無くして、回路効率を向上させる
ことができ、ダイオードの発熱による問題も防止でき
る。
【0040】また、第1のエネルギ蓄積素子のエネルギ
量が駆動電源部のエネルギ量よりも低い場合を検知し、
第1のエネルギ蓄積素子のエネルギが駆動電源部に放出
されるループを遮断する第2のスイッチ回路を設けてあ
るので、駆動電源部に電力を蓄える期間に、電力変換用
のコンデンサの充電電荷が無駄に消費されることを防止
することができる。
量が駆動電源部のエネルギ量よりも低い場合を検知し、
第1のエネルギ蓄積素子のエネルギが駆動電源部に放出
されるループを遮断する第2のスイッチ回路を設けてあ
るので、駆動電源部に電力を蓄える期間に、電力変換用
のコンデンサの充電電荷が無駄に消費されることを防止
することができる。
【0041】さらに、上記駆動電源部の出力電圧の総計
が直流電源の電圧を上回る場合においては、出力電圧の
総計が直流電源の電源電圧内に収まる駆動電源部を直列
接続すると共に、上回る個数の駆動電源部を直列接続
し、それら駆動電源部の各直列回路を並列接続すると、
各直列回路毎で消費電力を削減でき、回路の全体におけ
る消費電力を削減できる。
が直流電源の電圧を上回る場合においては、出力電圧の
総計が直流電源の電源電圧内に収まる駆動電源部を直列
接続すると共に、上回る個数の駆動電源部を直列接続
し、それら駆動電源部の各直列回路を並列接続すると、
各直列回路毎で消費電力を削減でき、回路の全体におけ
る消費電力を削減できる。
【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。
【図2】同上で直流電源で電力変換用のコンデンサを充
電する際の回路状態を示す回路図である。
電する際の回路状態を示す回路図である。
【図3】第2の実施例の回路図である。
【図4】第3に実施例の回路図である。
【図5】(a),(b)は同上の過電圧防止回路の夫々
別の具体回路図である。
別の具体回路図である。
【図6】同上の過電圧防止回路の動作説明図である。
【図7】第4の実施例の回路図である。
【図8】同上の動作説明図である。
【図9】第5の実施例の回路図である。
【図10】同上の駆動ユニットの具体回路図である。
【図11】第6の実施例の回路図である。
【図12】従来例の回路図である。
【図13】同上の駆動回路の具体回路図である。
【図14】同上の動作説明図である。
【図15】同上の駆動回路の消費電力削減効果の説明図
である。
である。
21 〜26 ,211〜219 駆動回路 31 〜34 ,311〜319 駆動電源部 VIN 直流電源 C1 〜C3 ,C30〜C32 コンデンサ C8 出力コンデンサ Q1 〜Q6 ,Q9 〜Q19 トランジスタ D21〜D23,D55〜D63 ダイオード
Claims (3)
- 【請求項1】 脈流電源も含む直流電源と、コンデンサ
やコイルなどの複数の第1のエネルギ蓄積素子と、これ
ら第1のエネルギ蓄積素子からエネルギが移されて蓄積
されその蓄積エネルギが出力として取り出される第2の
エネルギ蓄積素子と、上記第1のエネルギ蓄積素子を直
流電源に接続してエネルギを蓄積させ、その後にこれら
第1のエネルギ蓄積素子に蓄積されたエネルギを第2の
エネルギ蓄積素子に移すための接続切換を行う複数のス
イッチング素子と、これら各スイッチング素子をオン,
オフする駆動回路と、第1のエネルギ蓄積素子へのエネ
ルギの蓄積期間を除く期間に上記直流電源から供給され
る電力を蓄え上記各駆動回路に供給する駆動電源部と、
駆動電源部に電力を蓄える期間に上記駆動電源部を直流
電源に直列に接続し、駆動回路への電源の供給時に各駆
動電源部を個別に切り離す第1のスイッチ回路とを備え
て成ることを特徴とする電源回路。 - 【請求項2】 第1のエネルギ蓄積素子のエネルギ量が
駆動電源部のエネルギ量よりも低い場合を検知し、第1
のエネルギ蓄積素子のエネルギが駆動電源部に放出され
るループを遮断する第2のスイッチ回路を備えて成るこ
とを特徴とする請求項1記載の電源回路。 - 【請求項3】 上記駆動電源部の出力電圧の総計が直流
電源の電圧を上回る場合において、出力電圧の総計が直
流電源の電源電圧内に収まる駆動電源部を直列接続する
と共に、上回る個数の駆動電源部を直列接続し、それら
駆動電源部の各直列回路を並列接続して成ることを特徴
とする請求項1または請求項2記載の電源回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4095686A JP3024857B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4095686A JP3024857B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 電源回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300729A JPH05300729A (ja) | 1993-11-12 |
JP3024857B2 true JP3024857B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=14144377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4095686A Expired - Fee Related JP3024857B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 電源回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3024857B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110463002B (zh) | 2017-02-16 | 2023-05-09 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 电荷泵***、设备和方法 |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP4095686A patent/JP3024857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05300729A (ja) | 1993-11-12 |
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