JP3459245B2 - 直流−直流変換装置 - Google Patents

直流−直流変換装置

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JP3459245B2
JP3459245B2 JP2002350520A JP2002350520A JP3459245B2 JP 3459245 B2 JP3459245 B2 JP 3459245B2 JP 2002350520 A JP2002350520 A JP 2002350520A JP 2002350520 A JP2002350520 A JP 2002350520A JP 3459245 B2 JP3459245 B2 JP 3459245B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は降圧型直流―直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)を過電圧か
ら保護する技術、特に出力側の過電圧から直流―直流変
換装置を保護、又は出力側の過電圧を防止する技術に関
する。又は潮流―直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の回路及び負荷を、過電圧が発生したとき
に保護する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータ等の携
帯型電子機器は、装置用の電源として電池を搭載してい
る。携帯型電子機器に搭載される電池は、装置の動作を
安定させるために、一定の電圧を供給することができる
ものが望ましい。
【0003】これに対し、一般の電池は、放電が進むに
つれて電圧が低下していく特性を有している。このた
め、携帯型電子機器は、電池の出力電圧を一定化する直
流−直流変換装置を備えている。
【0004】また、携帯型電子機器の性能のひとつとし
て、電池によって有効に動作する時間(有効稼働時間)
が重要である。この有効稼働時間を長く保つためには、
携帯型電子機器の消費電力を減少させることは勿論のこ
と、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率を向上させることが必要になる。なぜ
ならば、直流−直流変換装置(DC−DC CONVE
RTER)の変換効率が、電池の電力消費率に直接反映
するからである。
【0005】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の変換効率を向上させる方法として、同
期整流方式の直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)を利用する方法が一般的である。この同
期整流方式の直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)によれば、従来型の直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)に比べて、変換効
率を約10パーセント向上させることができる。
【0006】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の変換効率は、直流−直流変換装
置(DC−DC CONVERTER)のコンデンサの
性能にも影響される。例えば、最近の直流−直流変換装
置(DC−DC CONVERTER)は、変換効率の
向上と装置の小型化とを図るために、高い周波数を発信
するようになっている。このような直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)は、位相誤差を少
なくするために、出力部に平滑用のコンデンサを必要と
する。
【0007】平滑用のコンデンサは、等価直列抵抗(E
SR)を備えており、この等価直列抵抗(ESR)の抵
抗値が大きいと直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の変換効率が悪化する。
【0008】そこで、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の変換効率を向上させるため
に、等価直列抵抗(ESR)の抵抗値が小さいコンデン
サが必要になる。
【0009】等価直列抵抗(ESR)の抵抗値が小さい
コンデンサとしては、有機コンデンサがある。平滑用の
コンデンサとして有機コンデンサを用いた場合は、直流
−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の
変換効率が向上するため、大電流を流しても発熱が少な
くなる。このため、有機コンデンサを用いた直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)は、3ア
ンペア〜5アンペア程度の大電流対応の装置に用いられ
るようになっている。
【0010】平滑用のコンデンサとして有機コンデンサ
を用いた直流−直流変換装置(DC−DC CONVE
RTER)を大電流対応の装置に用いた場合、直流−直
流変換装置(DC−DC CONVERTER)には大
電流が入力されることになり、直流−直流変換装置(D
C−DC CONVERTER)の入力部に使用される
コンデンサも、許容リプルが大きい有機コンデンサを使
用することが好ましい。
【0011】ところで、有機コンデンサは、前述したよ
うに高周波特性と温度特性とに優れるという利点を有し
ているが、過電圧によって破壊されやすく、発煙発火の
原因になるという欠点を有している。
【0012】このため、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に有機コンデンサを用いる場
合は、過電圧から有機コンデンサを保護する機構が必要
になる。
【0013】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)に過電圧が発生する要因は、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)内の回路
故障等によって出力部に過電圧が発生する場合と、電池
や充電器の故障、もしくは、不適当な電池や充電器の使
用等によって直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)に過電圧が入力される場合とが考えられ
る。
【0014】まず、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力部に過電圧が発生した場合
は、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力部に設けられた平滑用のコンデンサを保護
する必要がある。
【0015】平滑用のコンデンサを保護する方法とし
て、直流−直流変換装置(DC−DCCONVERTE
R)の出力部にZENERダイオードを設ける方法があ
る。この方法において、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)から出力される電圧がZEN
ERダイオードの規格電圧を超えると、ZENERダイ
オードが焼損し、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)と負荷との間が短絡される。
【0016】この場合、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)と負荷との間が短絡されるこ
とにより電流の流れが停止するので、有機コンデンサに
過電圧が印加されるのを防止することができる。
【0017】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が過電圧を入力した場合は、直流
−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の
入力部に設けられたコンデンサを保護する必要がある。
【0018】しかし、従来では、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の入力部に設けら
れたコンデンサの保護は重要視されていない。なぜなら
ば、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)は、入力した電圧の経路を切断する機構を有して
いるため、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の出力部に設けられた回路に直接の影響を
及ぼさないためである。
【0019】ここで、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の具体例について図12に基づ
いて説明する。図12には示していないが、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)は、電池
と負荷との間に設けられている。この直流−直流変換装
置(DC−DC CONVERTER)は、メインスイ
ッチングトランジスタTr1、同期整流用トランジスタ
Tr2、ダイオードD1、抵抗R1、コンデンサC1、
チョークコイルL1,及び制御回路CTLを備えてい
る。さらに、直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の出力部分には、ZENERダイオード
D2が設けられている。
【0020】メインスイッチングトランジスタTr1
は、電界効果トランジスタ(FET)であり、制御回路
CTLからの信号DHによってオンとオフとが切り換え
られる。
【0021】チョークコイルL1は、電圧変換用のコイ
ルである。ダイオードD1は、メインスイッチングトラ
ンジスタTr1がオフ状態の間にチョークコイルL1に
蓄積されたエネルギーを出力側へ放出させるためのフリ
ーホイールダイオードである。
【0022】同期整流用トランジスタTr2は、ダイオ
ードD1と同様に、メインスイッチングトランジスタT
r1がオフ状態の間にチョークコイルL1に蓄積された
エネルギーを出力側へ放出させるフリーホイール用のス
イッチ回路である。この同期制御用トランジスタTr2
は、制御回路CTLからの信号DLによってオンとオフ
とが切り替えれる電界効果トランジスタ(FET)であ
る。
【0023】例えば、同期整流用トランジスタTr2
は、ダイオードD1に引加される電圧が順方向のときに
オン状態となり、逆方向のときにはオフ状態になる。抵
抗R1は、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)から負荷へ流れる電流値を測定するための
センス抵抗R1である。
【0024】コンデンサC1は、センス抵抗R1から出
力される信号の交流成分を取り除く平滑用のコンデンサ
である。ZENERダイオードD2は、コンデンサC1
によって交流成分を取り除かれた電圧が規格電圧以下で
あるか否か、すなわち、コンデンサC1によって交流成
分を取り除かれた電圧が過電圧であるか否かを監視する
保護回路である。
【0025】このZENERダイオードD2は、コンデ
ンサC1によって交流成分を除去された電圧が規格電圧
を超えると、オン状態になり直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)からの出力電圧を規格電
圧にクランプする。さらに、過電圧が大きくなると、Z
ENERダイオードD2は、焼損して、直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)と負荷との間
を短絡させる。
【0026】制御回路CTLには、電池からの電圧、セ
ンス抵抗R1に入力される電圧CS、及び、センス抵抗
R1から出力される電圧FBが入力される。さらに、制
御回路CTLには、外部からのオン指令値もしくはオフ
指令値と、目標電圧Vrefとが入力される。
【0027】この制御回路CTLは、センス抵抗R1に
入力される電圧CSとセンス抵抗R1から出力される電
圧FBとの電位差を求め、直流−直流変換装置(DC−
DCCONVERTER)から出力される電流値を測定
する。
【0028】また、制御回路CTLは、抵抗R1からの
出力電圧FBと外部からの目標電圧Vrefとを比較し
て、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力電圧値が所定の電圧値となるように、メイ
ンスイッチングトランジスタTr1及び同期整流用トラ
ンジスタTr2のオンとオフとを切り換える。
【0029】上記の直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が正常に動作している場合は、直
流−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)
の出力電圧は、ZENERダイオードD2の規格電圧よ
り十分低いため、ZENERダイオードD2はオフ状態
になる。この場合、コンデンサC1によって交流成分を
除去された電圧がそのまま負荷に入力される。
【0030】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が過電圧になった場
合、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力電圧値は、ZENERダイオードD2の規
格電圧値より高くなる。出力電圧が規格電圧より大きく
なると、ZENERダイオードD2がオン状態になる。
この場合、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の出力電圧は、ZENERダイオードD2
の規格電圧にクランプされる。これにより、過電圧が負
荷に印加されることを防止することができる。
【0031】さらに、上記の直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)は、ZENERダイオー
ドD2に流れる電流を制限する機構を持たないので、過
電圧が続くとZENERダイオードD2が焼損する。こ
の場合、直流−直流変換装置(DC−DC CONVE
RTER)と負荷との間は短絡状態になる。これによ
り、平滑用コンデンサC1には電流が流れなくなり、平
滑用コンデンサC1の焼損を防止することができる。
【0032】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)に過電圧状態が発生した場合に負
荷短絡を発生させる方法として、サイリスター(SC
R)を利用する方法もあるが、装置の部品点数が増加し
て回路の大型化を招くと共に、生産コストの上昇を招く
という問題があった。
【0033】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)に過電圧を入力した場合は、制御
回路CTLは、メインスイッチングトランジスタをオフ
状態にする。この場合、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)内には、電流が流れなくなる
ため、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)の出力部の回路に影響を及ぼさないことにな
る。このため、直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)は、入力側の過電圧に対する保護機構
を備えていない。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンデンサ
を保護するためにZENERダイオードを使用する場
合、ZENERダイオードがショートモードで故障すれ
ば保護回路としての機能を果たすが、オープンモードで
故障すると保護回路としての機能を果たさない。ZEN
ERダイオードがオープンモードで故障した場合には、
直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)の出力部に設けられた有機コンデンサが焼損して発
煙もしくは発火の原因になるという問題がある。
【0035】さらに、ZENERダイオードがオープン
モードで故障するか、もしくは、ショートモードで故障
するかを特定することは不可能であるため、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)の保護回
路としてZENERダイオードを利用することは不適切
である。
【0036】一方、過電圧による有機コンデンサの焼損
を防止するために、高耐圧の有機コンデンサを使用する
方法も考えられるが、高耐圧の有機コンデンサは容量が
小さくなるため、所望の容量を得るためには複数の有機
コンデンサが必要になる。このため、回路が大型化して
しまうという問題がある。さらに、高耐圧の有機コンデ
ンサは等価直列抵抗(ESR)の抵抗値が大きいため、
直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)の変換効率を悪化させるという問題もある。
【0037】これに対し、過電圧による有機コンデンサ
の焼損を防止するために、直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)に使用される有機コンデン
サのそれぞれに焼損防止用のフューズを設ける方法があ
る。しかし、この方法では、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の構成部品数が増加する
と同時に、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の生産コストが増加するという問題があ
る。さらに、有機コンデンサ毎にフューズを設けた場
合、フューズの抵抗によって直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の変換効率が低下すると
いう問題がある。
【0038】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力部には、有機コンデンサが
使用されるようになってきているため、これらの有機コ
ンデンサを保護する必要もある。
【0039】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてな
されたものであり、同期整流方式の降圧型直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)において、
回路構成を複雑にすることなく、出力電圧の過電圧から
直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)を保護する技術を提供することにより、過電圧によ
る発煙及び発火を防止することをはかることを課題とす
る。また、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の小型化と変換効率の向上とを図ることを
課題とする。また、回路構成を複雑にすることなく、直
流−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)
の負荷に過電圧が印加されることなくを防止することを
課題とする。また、本発明は、前記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、同期整流方式の降圧型直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)において、回
路を複雑化することなく出力電圧の過電圧を防止させる
技術を提供し、装置の小型化及び信頼性の向上に寄与す
ることを課題とする。
【0040】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下のような手段を採用した。まず、第1
の発明は、電源からの電力を蓄積する蓄積手段と、前記
電源と前記蓄積手段の接続と切断とを切り換える第1の
スイッチ素子と、前記蓄積手段とグランドとの間に設け
られ、前記蓄積手段とグランドの接続と切断とを切り換
える第2のスイッチ素子と、前記第1のスイッチ素子及
び第2のスイッチ素子の接続と切断とを制御して、前記
蓄積手段からの出力電圧が一定値を保つようにする制御
手段とを備えた同期整流方式の直流−直流変換装置であ
り、前記蓄積手段からの出力電圧を監視して、前記出力
電圧が所定の電圧値を超えたときに信号を出力する過電
圧検出手段と、前記過電圧検出手段からの信号を入力し
たときに、前記第1のスイッチ素子に対して切断状態に
するよう制御するとともに前記第2のスイッチ素子に対
して接続状態にするよう制御して、前記蓄積手段からの
出力電圧をグランドレベルにクランプするクランプ手段
とを備えた同期整流方式の直流−直流変換装置である。
【0041】前記した過電圧検出手段は、基準電圧を発
生する基準電圧発生手段と、前記基準電圧と前記蓄積手
段からの出力電圧とを比較して、前記出力電圧が前記基
準電圧より大きくなったときに前記信号を出力する電圧
比較手段とを備えるようにしてもよい。
【0042】また、第1の発明に係る直流−直流変換装
置は、前記第1のスイッチ素子が短絡状態で故障したと
きに、前記第2のスイッチ素子を接続状態にして、前記
電源からの電圧を短絡させる短絡手段を更に備えるよう
にしてもよく、前記した短絡手段に加えて、短絡手段に
より短絡された電力によって電源からの入力を遮断する
遮断手段を更に備えるようにしてもよい。遮断手段とし
ては、短絡手段により短絡された電力によって溶断され
るフューズを例示することができる。
【0043】また、第1の発明に係る直流−直流変換装
置は、電源と第1のスイッチ素子との間に設けられて、
電源からの入力を遮断する遮断手段を更に備えるように
してもよい。
【0044】その際、クランプ手段は、第1のスイッチ
素子が故障すると、第2のスイッチ素子を接続状態にす
ることにより電源からの電力を短絡させ、その短絡され
た電力によって遮断手段が電源からの入力を遮断するよ
うにしてもよい。
【0045】次に、第2の発明は、電源からの電力を蓄
積する蓄積手段と、前記電源と前記蓄積手段の接続と切
断とを切り換える第1のスイッチと、前記蓄積手段とグ
ランドとの間に配置され、前記蓄積手段とグランドの接
続と切断とを切り換える第2スイッチと、前記第1及び
第2のスイッチの接続と切断とを制御して、前記蓄積手
段からの出力電圧が一定値を保つようにする制御手段
と、前記蓄積手段の出力電圧が所定の電圧値を越えたこ
とを検出する検出手段と、前記検出手段の検出に応じ
て、前記第1のスイッチに対して切断状態にするよう制
御するとともに、前記第2のスイッチに対して接続状態
にするよう制御するクランプ手段と、を備える同期整流
方式の直流−直流変換装置である。
【0046】前記した検出手段は、例えば、基準電圧を
発生する基準電圧発生手段と、基準電圧と蓄積手段の出
力電圧とを比較し、蓄積手段の出力電圧が基準電圧より
大きくなったときに信号を出力する電圧比較手段とを備
えるようにしてもよい。
【0047】また、第2の発明に係る直流−直流変換装
置は、第1のスイッチが短絡状態で故障したときに、第
2のスイッチを強制的に接続状態にすることにより、電
源からの電力を短絡させる短絡手段を更に備えるように
してもよく、前記した短絡手段に加え、電源からの入力
を遮断する遮断手段を更に備えるようにしてもよい。遮
断手段としては、フューズを例示することができる。
【0048】また、第2の発明に係る直流−直流変換装
置は、電源と第1のスイッチ素子との間に設けられ、電
源からの入力を遮断する遮断手段を更に傭えるようにし
てもよい。その際、クランプ手段は、第1のスイッチが
故障すると、第2のスイッチを接続状態にすることによ
って電源からの電力を短絡させ、その短絡された電力を
利用して遮断手段が電源からの入力を遮断するようにし
てもよい。
【0049】次に、第3の発明は、電源からの電力を蓄
積する蓄積手段と、電源と蓄積手段の接続と切断とを切
り換える第1のスイッチ素子と、蓄積手段とグランドと
の間に設けられて蓄積手段とグランドの接続と切断とを
切り換える第2のスイッチ素子と、第1のスイッチ素子
及び第2のスイッチ素子の接続と切断とを制御して蓄積
手段からの出力電圧が一定値を保つようにする第1の制
御手段と、を備えた同期整流方式の直流−直流変換装置
のための制御回路であり、前記蓄積手段からの出力電圧
を監視して、前記出力電圧が所定電圧値を越えたことを
検出する過電圧検出手段と、前記過電圧検出手段が前記
出力電圧が所定電圧値を超えたことを検出した場合に、
前記第1のスイッチ素子に対して切断状態にするよう制
御するとともに前記第2のスイッチ素子に対して接続状
態にするよう制御して、前記蓄積手段からの出力電圧を
グランドレベルにする第2の制御手段と、を備える制御
回路である。
【0050】前記した過電圧検出手段は、基準電圧を発
生する基準電圧発生手段と、前記基準電圧と蓄積手段か
らの出力電圧とを比較して、前記蓄積手段からの出力電
圧が前記基準電圧より大きくなったときに信号を出力す
る電圧比較手段とを備えるようにしてもよい。
【0051】次に、第4の発明は、電源からの電力を蓄
積する蓄積手段と、前記電源と前記蓄積手段の接続と切
断とを切り換える第1のスイッチ素子と、前記蓄積手段
とグランドとの間に設けられて前記蓄積手段とグランド
の接続と切断とを切り換える第2のスイッチ素子と、前
記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子の接
続と切断とを制御して前記蓄積手段からの出力電圧が一
定値を保つようにする第1の制御手段と、を備えた同期
整流方式の直流−直流変換装置のための制御回路であ
り、前記蓄積手段からの出力電圧を監視して、前記出力
電圧が所定電圧値を越えたことを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出に応じて、前記第1のスイッチ素子
に対して切断状態にするよう制御するとともに前記第2
のスイッチ素子に対して接続状態にするよう制御する第
2の制御手段と、を備える制御回路である。
【0052】前記した検出手段は、基準電圧を発生する
基準電圧発生手段と、前記基準電圧と蓄積手段からの出
力電圧とを比較して前記蓄積手段の出力電圧が前記基準
電圧より大きくなったときに信号を出力する電圧比較手
段とを備えるようにしてもよい。
【0053】次に、第5の発明は、同期整流方式の直流
−直流変換装置において、メインスイッチと、同期整流
用スイッチと、前記直流−直流変換装置の出力電圧が過
電圧であることを検出する過電圧検出手段と、前記過電
圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メインスイ
ッチをオフにするための第1の制御信号及び前記同期整
流用スイッチをオンにするための第2の制御信号を出力
する制御手段と、を備える同期整流方式の直流−直流変
換装置である。
【0054】また、第5の発明に係る直流−直流変換装
置は、メインスイッチに接続されたインダクターと、こ
のインダクターに接続され該インダクターからの出力電
圧を平滑するコンデンサとを更に備えるようにしても良
い。
【0055】また、第5の発明に係る直流−直流変換装
置は、直流−直流変換装置の出力電圧を一定に保つべ
く、メインスイッチ及び同期整流用スイッチをフィード
バック制御するフィードバック手段を更に備えるように
してもよい。
【0056】また、第5の発明に係る直流−直流変換装
置は、メインスイッチと電源との間に設けられ、前記電
源からの入力を遮断する遮断手段を更に備えるようにし
てもよい。
【0057】次に、第6の発明は、同期整流方式の直流
−直流変換装置において、メインスイッチと、同期整流
用スイッチと、前記直流−直流変換装置の出力電圧が過
電圧であることを検出する過電圧検出手段と、前記過電
圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メインスイ
ッチを強制的にオフにするよう制御するとともに、前記
同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制御する
制御手段と、を備える同期整流方式の直流−直流変換装
置である。
【0058】第6の発明に係る直流−直流変換装置は、
メインスイッチに接続されたインダクターと、このイン
ダクターに接続され該インダクターからの出力電圧を平
滑するコンデンサとを更に備えるようにしても良い。
【0059】第6の発明に係る直流−直流変換装置にお
いて、過電圧検出手段は、例えば、前記直流−直流変換
装置の出力電圧が過電圧であることを検出したときに、
検出信号を出力するようにしてもよい。
【0060】これに対応して、制御手段は、過電圧検出
手段から検出信号が出力されると、その検出信号を記憶
するとともに、前記メインスイッチをオフにするための
第1の制御信号と同期整流用スイッチをオンにするため
の第2の制御信号とを出力するメモリ回路を備えるよう
にしてもよい。
【0061】そして、制御手段は、メインスイッチが短
絡状態で故障したときに、同期整流用スイッチをオンに
するために第2の制御信号を出力することにより、電源
からの入力を短絡させるようにしてもよい。
【0062】また、第6の発明に係る直流−直流変換装
置は、直流−直流変換装置の出力電圧を一定に保つべ
く、メインスイッチ及び同期整流用スイッチをフィード
バック制御するフィードバック手段を更に備えるように
してもよい。また、第6の発明に係る直流−直流変換装
置は、メインスイッチと電源との間に設けられ、前記電
源からの入力を遮断する遮断手段を更に備えるようにし
てもよい。
【0063】次に、第7の発明は、メインスイッチと同
期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直流
変換装置を制御するための制御回路であって、直流−直
流変換装置の出力電圧が過電圧であることを検出する過
電圧検出手段と、前記過電圧検出手段が過電圧を検出し
たときに、前記メインスイッチをオフにするための第1
の制御信号及び前記同期整流用スイッチをオンにするた
めの第2の制御信号を出力する制御手段と、を備える。
【0064】また、第8の発明は、メインスイッチと、
同期整流用スイッチと、前記メインスイッチに接続され
たインダクターと、前記インダクターに接続され該イン
ダクターからの出力電圧を平滑するコンデンサと、を備
えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
の制御回路であって、前記直流−直流変換装置の出力電
圧が過電圧であることを検出する過電圧検出手段と、前
記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メイ
ンスイッチをオフにするための第1の制御信号及び前記
同期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信号
を出力する制御手段と、を備える。
【0065】また、第9の発明は、メインスイッチと同
期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直流
変換装置を制御するための制御回路であって、前記直流
−直流変換装置の出力電圧が過電圧であることを検出す
る過電圧検出手段と、前記過電圧検出手段が過電圧を検
出したときに、前記メインスイッチを強制的にオフにす
るよう制御するとともに前記同期整流用スイッチを強制
的にオンにするよう制御する制御手段と、を備える。上
記した第7〜第9の発明に於いて、過電圧検出手段は、
直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であることを検
出したときに、検出信号を出力するようにしてもよい。
【0066】これに対応して、制御手段は、過電圧検出
手段から検出信号が出力されると、その検出信号を記憶
するとともに、前記メインスイッチをオフにするための
第1の制御信号及び前記同期整流用スイッチをオンにす
るための第2の制御信号を出力するメモリ回路を備える
ようにしてもよい。更に、制御手段は、メインスイッチ
が故障したときには、同期整流用スイッチをオンにする
ための第2の制御信号を出力することにより前記電源か
らの入力を短絡させるようにするとよい。
【0067】また、第10の発明は、メインスイッチ
と、同期整流用スイッチと、前記メインスイッチに接続
されたインダクターと、前記インダクターに接続され該
インダクターからの出力電圧を平滑するコンデンサと、
を備えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御する
ための制御回路であって、直流−直流変換装置の出力電
圧が過電圧であることを検出する過電圧検出手段と、前
記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メイ
ンスイッチを強制的にオフにするよう制御するとともに
前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制御
する制御手段と、を備える。
【0068】第10の発明に係る制御回路は、直流−直
流変換装置の出力電圧を一定値に保つべく、メインスイ
ッチ及び同期整流用スイッチをフィードバック制御する
フィードバック手段を更に備えるようにしてもよい。
【0069】次に、第11の発明は、メインスイッチと
同期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直
流変換装置を制御するための制御回路であり、直流−直
流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段と、前記
受信手段が前記停止要求信号を受信すると、前記メイン
スイッチをオフにするための第1の制御信号及び前記同
期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信号を
出力する制御手段と、を備える。
【0070】尚、制御手段は、メインスイッチが故障し
たときに、同期整流用スイッチをオンにするための第2
の制御信号を出力することにより、電源からの入力を短
絡させるようにしてもよい。
【0071】また、第12の発明は、メインスイッチ
と、同期整流用スイッチと、前記メインスィツチに接続
されたインダクターと、前記インダクターに接続され、
前記インダクターからの出力電圧を平滑するコンデンサ
とを備えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御す
るための制御回路であり、直流−直流変換処理の停止要
求信号を受信する受信手段と、前記受信手段が停止要求
信号を受信すると、前記メインスイッチをオフにするた
めの第1の制御信号及び前記同期整流用スイッチをオン
にするための第2の制御信号を出力する制御手段と、を
備える。
【0072】尚、制御手段は、メインスイッチが故障し
たときに、同期整流用スイッチをオンにするための第2
の制御信号を出力することにより、電源からの入力を短
絡させるようにしてもよい。
【0073】また、第13の発明は、メインスイッチと
同期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直
流変襖装置を制御するための制御回路であり、直流−直
流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段と、前記
受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メインスイ
ッチを強制的にオフにするよう制御するとともに、前記
同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制御する
制御手段と、を備える。
【0074】また、第14の発明は、メインスイッチ
と、同期整流用スイッチと、前記メィンスイッチに接続
されたインダクターと、前記インダクターに接続され、
前記インダクターからの出力電圧を平滑するコンデンサ
とを備える同期整流方式の直流一直流変換装置を制御す
るための制御回路において、直流−直流変換処理の停止
要求信号を受信する受信手段と、前記受信手段が停止要
求信号を受信すると、前記メインスイッチを強制的にオ
フにするよう指示とともに、前記同期整流用スイッチを
強制的にオンにするよう制御する制御手段と、を備え
る。
【0075】尚、上記した第11〜第14の発明に係る
停止要求信号は、直流−直流変換装置の出力電圧が過電
圧であることを示す信号であってもよい。また、上記し
た第11〜第14の発明に係る制御回路は、直流−直流
変換装置の出力電圧を一定値に保つべく、メインスイッ
チ及び同期整流用スイッチをフィードバック制御するフ
ィードバック手段を更に備えるようにしてもよい。
【0076】次に、第15の発明は、メインスイッチと
同期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直
流変換装置を制御するための制御回路であり、直流−直
流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段と、前記
受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メインスイ
ッチをオフにするよう制御するとともに前記同期整流用
スイッチをオンにするよう制御することにより、前記直
流−直流変換装置の出力を停止する制御手段と、を備え
る。
【0077】次に、第16の発明は、メインスイッチと
同期整流用スイッチとを備えた同期整流方式の直流−直
流変換装置を制御するための制御回路であり、直流−直
流変換装置の出力電圧を入力する電圧入力端子と、電圧
入力端子に入力された電圧が所定電圧を超えていること
を検出したときに検出信号を出力する過電圧検出手段
と、前記過電圧検出手段が検出信号を出力すると、前記
メインスイッチをオフにするよう制御するとともに前記
同期整流用スイッチをオンにするよう制御することによ
り、前記直流−直流変換装置の出力をグランドレベルに
クランプするクランプ手段と、を備える。
【0078】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
に基づいて説明する。 〈実施の形態1〉図1は、本発明の直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の第1の実施の形
態を示す図である。尚、同図において、従来と同一の構
成要素については同一の名称及び符号を付加している。
【0079】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)は、電源としての電池と負荷との間に設
けられる。(直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の構成)本実施の形態にかかる直流−直
流変換装置(DC−DC CONVERTER)は、制
御回路CTL、メインスイッチングトランジスタTr
1、同期整流用トランジスタTr2、ダイオードD1、
チョークコイルL1、コンデンサC1、電圧比較器IC
2、及び、基準電圧e3を発生する電源e3を備えてい
る。
【0080】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の接続形態)先ず、上
記の構成要素の接続形態について述べる。
【0081】メインスイッチングトランジスタTr1は
信号線14を介して電池と接続される。このメインスイ
ッチングトランジスタTr1は、信号線1を介してチョ
ークコイルL1と接続されるとともに、信号線24を介
して制御回路CTLと接続される。
【0082】上記のメインスイッチングトランジスタT
r1は、例えば、ソース端子、ドレイン端子、及び、ゲ
ート端子の3つの端子を有するMOS−FET(Met
alOxide Semiconductor Fie
ld Effect Transistor)である。
この場合、上記の信号線14は、メインスイッチングト
ランジスタTr1のドレイン端子に接続される。また、
上記の信号線1は、メインスイッチングトランジスタT
r1のソース端子に接続される。さらに、上記の信号線
24は、メインスイッチングトランジスタTr1のゲー
ト端子に接続される。
【0083】メインスイッチングトランジスタTr1と
信号線1を介して接続されたチョークコイルL1は、さ
らに信号線15を介して抵抗R1と接続される。抵抗R
1は、信号線16を介して負荷と接続される。
【0084】上記の信号線14の途中には、信号線19
が接続される。この信号線19は、制御回路CTLに接
続される。また、メインスイッチングトランジスタTr
1とチョークコイルL1とを接続する信号線1の途中に
は、2本の信号線2、3が接続される。
【0085】上記の2本の信号線2、3のうちメインス
イッチングトランジスタTr1寄りの信号線2は、同期
整流用トランジスタTr2に接続される。この同期整流
用トランジスタTr2は、信号線25を介して制御回路
CTLと接続されるとともに、信号線26を介してグラ
ンドに接続される。
【0086】前記同期整流用トランジスタTr2は、例
えば、ドレイン端子、ソース端子、ゲート端子の3つの
端子を有するMOS−FET(Metal Oxide
Semiconductor FET)である。この
場合、上記の信号線2は、同期整流用トランジスタTr
2のドレイン端子に接続される。上記の信号線25は、
同期整流用トランジスタTr2のゲート端子に接続され
る。上記の信号線26は、同期整流用トランジスタTr
2のソース端子に接続される。
【0087】上記の2本の信号線2、3のうちチョーク
コイルL1寄りの信号線3は、ダイオードD1のカソー
ド端子に接続される。このダイオードD1のアノード端
子は、信号線27を介してグランドに接続される。
【0088】チョークコイルL1と抵抗R1とを接続す
る信号線15の途中には、1本の信号線20が接続され
る。この信号線20は、制御回路CTLと接続されてお
り、抵抗R1に入力される電圧値CSを制御回路CTL
に入力するための信号線である。
【0089】前記抵抗R1と負荷とを接続する信号線1
6の途中には、3本の信号線4、5、21が接続され
る。上記3本の信号線4、5、21のうち、抵抗R1寄
りの信号線4は、制御回路CTLと接続される。この信
号線4は、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)から出力される電圧値FBを制御回路CT
Lにフィードバックするための信号線である。
【0090】上記3本の信号線4、5、21のうち、真
ん中の信号線5は、平滑用のコンデンサC1を介してグ
ランドに接続される。上記3本の信号線4、5、21の
うち、負荷寄りの信号線21は、電圧比較器IC2に接
続される。この電圧比較器IC2は、例えば、非反転入
力端子と反転入力端子と出力端子とを有する電圧比較器
である。
【0091】この場合、前記信号線21は、電圧比較器
IC2の非反転入力端子に接続される。前記電圧比較器
IC2の反転入力端子は、信号線28を介して電源e3
に接続される。前記電圧比較器IC2の出力端子は、信
号線29を介して制御回路CTLに接続される。
【0092】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の機能)次に、上記の
各構成要素の機能について述べる。
【0093】(メインスイッチングトランジスタTr
1)メインスイッチングトランジスタTr1は、制御回
路CTLからの制御信号DHを入力し、入力した信号D
Hに従って信号線14と信号線1との間を接続または切
断する。
【0094】例えば、メインスイッチングトランジスタ
Tr1は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印
加されるとオン状態になり、ドレイン端子とソース端子
との間を接続して、信号線14と信号線1との間を接続
する。
【0095】また、メインスイッチングトランジスタT
r1は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印加
されていなければオフ状態になり、ドレイン端子とソー
ス端子との間を切断して、信号線14と信号線1との間
を切断する。
【0096】(チョークコイルL1)チョークコイルL
1は、電圧変換用のコイルである。(抵抗R1)抵抗R
1は、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)の出力電流値をセンスするセンス抵抗である。
【0097】(ダイオードD1)ダイオードD1は、メ
インスイッチングトランジスタTr1がオフ状態のとき
に、チョークコイルL1に蓄積されたエネルギーを出力
側へ放出させるフリーホイールダイオードである。
【0098】(同期整流用トランジスタTr2)同期整
流用トランジスタTr2は、制御回路CTLからの信号
DLを入力し、入力した信号DLに従って信号線2と信
号線26との間を接続あるいは切断するスイッチ回路で
ある。
【0099】例えば、同期整流用トランジスタTr2
は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印加され
るとオン状態になり、ドレイン端子とソース端子との間
を接続して、信号線2と信号線26との間を接続する。
【0100】同期整流用トランジスタTr2は、ゲート
端子に制御回路CTLからの電圧が印可されていなけれ
ばオフ状態になり、ドレイン端子とソース端子との間を
切断して、信号線2と信号線26との間を切断する。
【0101】本例において、同期整流用トランジスタT
r2は、メインスイッチングトランジスタTr1がオフ
状態のときにチョークコイルL1に蓄積されたエネルギ
ーを出力させるフリーホイール用のスイッチ回路であ
る。
【0102】例えば、同期整流用トランジスタTr2
は、ダイオードD1に印加される電圧が順方向のときに
オン状態(信号線2と信号線26との間を接続した状
態)になり、ダイオードD1に印加される電圧が逆方向
のときにオフ状態(信号線2と信号線26との間を切断
した状態)になる。このとき、ダイオードD1の電圧降
下は、低減されることになる。
【0103】(コンデンサC1)コンデンサC1は、チ
ョークコイルL1から出力された電圧に含まれる脈動成
分を除去する平滑用のコンデンサである。
【0104】(電源e3)電源e3は、直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)から出力され
る電圧の基準電圧e3を発生する。
【0105】(電圧比較器IC2)電圧比較器IC2
は、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力電圧を信号線21を介して入力すると同時
に、電源e3からの基準電圧e3を入力する。そして、
電圧比較器IC2は、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧と電源e3からの基
準電圧e3とを比較し、比較した結果を示す信号OVを
出力する。
【0106】例えば、電圧比較器IC2は、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)の出力電
圧から基準電圧e3を減算し、その減算結果が「0」以
下ならばLowレベルの信号を出力し、減算結果が正の
値ならばHighレベルの信号を出力する。
【0107】(制御回路CTL)制御回路CTLには、
前述した信号線19、24、25、4、20、29の他
に、外部からのオン指令値あるいはオフ指令値と、外部
からの目標電圧Vrefとが入力される。外部からの目
標電圧Vrefは、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が出力すべき電圧の基準電圧であ
る。
【0108】制御回路CTLは、電圧比較器IC2から
の信号OVと、信号線4を介して入力する電圧値FB
と、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)から出力すべき電圧の目標電圧Vrefとに従っ
て、メインスイッチングトランジスタTr1及び同期整
流用トランジスタTr2のオン状態とオフ状態とを切り
換える。
【0109】ここで、制御回路CTLの内部構成につい
て述べる。(制御回路CTLの構成)制御回路CTL
は、図2に示すように、パルス幅変調方式(PWM方
式)を採用する回路であり、電源7、三角波発振器8、
PWM比較器9、チャージポンプ回路12、同期整流制
御回路13、フリップフロップFF、ドライブ−1(1
0)、及び、ドライブ−2(11)を備えている。さら
に、制御回路CTLは、分割抵抗R2/R3、エラーア
ンプERA1、ERA2、論理積回路AND1、及び、
論理和回路OR1を備えている。
【0110】(電源7)電源7は、外部からのオン指令
値を入力したときに、制御回路CTLを構成する回路へ
動作電力を供給する。また、電源7は、外部からのオフ
指令値を入力したときに、制御回路CTLを構成する回
路に対する動作電力の供給を停止する。
【0111】(三角波発振器8)三角波発振器8は、電
圧をパルス幅に変換するための変換用三角波を、一定の
周波数で発振する。この三角波発振器8から発振された
三角波は、PWM比較器9に入力される。
【0112】(分割抵抗R2/R3)分割抵抗R2/R
3は、信号線4と接続されており、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の出力電圧FBを
入力するようになっている。この分割抵抗R2/R3
は、出力電圧FBの電圧値をセンスするセンス抵抗であ
る。
【0113】分割抵抗R2/R3によってセンスされた
電圧値は、エラーアンプERA1に入力される。
【0114】(エラーアンプERA1)エラーアンプE
RA1は、分割抵抗R2/R3によってセンスされた電
圧値FBと、外部からの目標電圧Vrefとを入力し、
これら電圧値FBと目標電圧Vrefとの誤差を増幅す
る誤差増幅回路である。このエラーアンプERA1によ
って増幅された誤差は、PWM比較器9の非反転入力端
子に入力される。
【0115】(PWM比較器9)PWM比較器9は、反
転入力端子と非反転入力端子とを有する電圧比較器であ
る。PWM比較器9の反転入力端子は、三角波発振器8
から出力された変換用三角波を入力する。PWM比較器
9の非反転入力端子は、エラーアンプERA1から出力
される信号を入力する。
【0116】前記PWM比較器9は、非反転入力端子に
入力された信号と反転入力端子に入力された信号とを比
較する。例えば、PWM比較器9は、非反転入力端子に
入力された信号から反転入力端子に入力された信号を減
算する。PWM比較器9は、減算して得られた値が負の
値を示す間(三角波発振器8から出力された信号がエラ
ーアンプERA1から出力された信号よりも大きい間)
は、Highレベルの信号を出力する。
【0117】一方、PWM比較器9は、減算して得られ
た値が正の値を示す間(三角波発振器8から出力された
信号がエラーアンプERA1から出力された信号よりも
小さい間)は、Lowレベルの信号を出力する。
【0118】このようにしてPWM比較器9から出力さ
れた信号は、論理積回路AND1と同期整流制御回路1
3とに入力される。
【0119】(エラーアンプERA2)エラーアンプE
RA2は、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の出力電圧FBを信号線4を介して入力す
ると同時に、抵抗R1に入力される電圧値CSを信号線
20を介して入力する。
【0120】このエラーアンプERA2は、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)の出力電
圧FBと電圧値CSとの電位差を求め、直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)から出力され
る電流値を測定する誤差増幅回路である。
【0121】エラーアンプERA2から出力された電圧
値は、同期整流制御回路13に入力される。
【0122】(チャージポンプ回路12)チャージポン
プ回路12は、メインスイッチングトランジスタTr1
を駆動する電圧をドライブ−1(10)に供給し、同期
整流用トランジスタTr2を駆動する電圧をドライブ−
2(11)に供給する。
【0123】(同期整流制御回路13)同期整流制御回
路13は、PWM比較器9から出力された信号とエラー
アンプERA2から出力された信号とを入力する。そし
て、同期整流制御回路13は、PWM比較器9からの信
号とエラーアンプERA2からの信号とに従って同期整
流用トランジスタTr2のオン状態とオフ状態とを切り
換えることによって、同期整流を行う回路である。
【0124】例えば、同期整流制御回路13は、PWM
比較器8からのLowレベルの信号を入力し、且つ、エ
ラーアンプERA2からの信号が一定値以下であるとき
に限り、Highレベルの信号を出力する。
【0125】この同期整流用制御回路13から出力され
た信号は、論理和回路OR1に入力される。
【0126】(フリップフロップFF)フリップフロッ
プFFは、セット端子とリセット端子との2つの入力端
子、及び、非反転出力端子Qと反転出力端子*Qとの2
つの出力端子を有している。
【0127】フリップフロップFFのセット端子Sは、
電圧比較器IC2からの信号OVを入力する。このと
き、フリップフロップFFは、セット端子に入力した信
号を記憶する。
【0128】フリップフロップFFのリセット端子R
は、外部からのオン指令値もしくはオフ指令値を入力す
る。リセット端子にオン指令値あるいはオフ指令値が入
力されると、フリップフロップFFに記憶されている信
号は、Lowレベルの信号にリセットされる。
【0129】フリップフロップFFの非反転出力端子Q
は、論理和回路OR1に接続される。この出力端子Q
は、フリップフロップFFが記憶している信号をそのま
ま出力する。
【0130】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3
以下である場合は、フリップフロップFFのセット端子
Sは、電圧比較器IC2からの信号OVとしてLowレ
ベルの信号を入力する。この場合、フリップフロップF
Fがセット端子Sに入力されたLowレベルの信号を記
憶することになり、非反転出力端子Qは、フリップフロ
ップFFが記憶しているLowレベルの信号を出力する
ことになる。
【0131】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3を
超えた場合(出力電圧FBが過電圧になった場合)は、
フリップフロップFFのセット端子Sは、電圧比較器I
C2からの信号OVとしてHighレベルの信号を入力
する。この場合、フリップフロップFFがセット端子S
に入力されたHighレベルの信号を記憶することにな
り、非反転出力端子Qは、フリップフロップFFが記憶
しているHighレベルの信号を出力することになる。
【0132】フリップフロップFFの反転出力端子*Q
は、論理積回路AND1に接続される。この反転出力端
子*Qは、フリップフロップFFが記憶している信号値
を反転した値、つまりLowレベルとHighレベルと
を反転した信号を出力する。
【0133】例えば、反転出力端子*Qは、フリップフ
ロップFFが記憶している信号OVがLowレベルの信
号ならば(直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3以下なら
ば)、Highレベルの信号を出力することになる。ま
た、反転出力端子*Qは、フリップフロップFFが記憶
している信号OVがHighレベルの信号ならば(直流
−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の
出力電圧FBが基準電圧e3を超えているならば)、L
owレベルの信号を出力することになる。
【0134】(論理積回路AND1)論理積回路AND
1は、PWM比較器9から出力される信号とフリップフ
ロップFFの反転出力端子*Qから出力される信号とを
入力する。この論理積回路AND1は、PWM比較器9
からの信号とフリップフロップFFからの信号との論理
積を演算し、その演算結果を示す信号を出力する。論理
積回路AND1から出力された信号は、ドライブ−1
(10)に入力される。
【0135】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3
以下の場合は、論理積回路AND1は、フリップフロッ
プFFの反転出力端子*QからのHighレベルの信号
を入力することになる。この場合、論理積回路AND1
は、PWM比較器9からの信号をそのまま出力すること
になる。この結果、出力電圧FBが基準電圧e3以下の
場合は、ドライブ−1(10)は、PWM比較器9から
の信号に従って動作することになる。
【0136】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3よ
り大きくなった場合(出力電圧FBが過電圧になった場
合)は、論理積回路AND1は、フリップフロップFF
の反転出力端子*QからのLowレベルの信号を入力す
ることになる。この場合、論理積回路AND1は、PW
M比較器9からの信号に関わらず、Lowレベルの信号
を出力することになる。この結果、出力電圧FBが過電
圧になった場合は、ドライブ−1(10)は、PWM比
較器9からの信号に関わらず、フリップフロップFFか
らのLowレベルの信号に従って動作することになる。
【0137】(論理和回路OR1)論理和回路OR1
は、同期整流制御回路13から出力される信号と、フリ
ップフロップFFの非反転出力端子Qから出力される信
号とを入力する。この論理和回路OR1は、同期整流制
御回路13からの信号とフリップフロップFFからの信
号との論理和を演算し、その演算結果を示す信号を出力
する。論理和回路OR1から出力された信号は、ドライ
ブ−2(11)に入力される。
【0138】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3
以下の場合は、論理和回路OR1は、フリップフロップ
FFの非反転出力端子QからのLowレベルの信号を入
力することになる。この場合、論理和回路OR1は、同
期整流制御回路13からの信号をそのまま出力すること
になる。この結果、出力電圧FB基準電圧e3以下の場
合は、ドライブ−2(11)は、同期整流制御回路13
からの信号に従って動作することになる。
【0139】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧FBが基準電圧e3よ
り大きくなった場合(出力電圧FBが過電圧になった場
合)は、論理和回路OR1は、フリップフロップFFの
非反転出力端子QからのHighレベルの信号を入力す
ることになる。この場合、論理和回路OR1は、同期整
流制御回路13からの信号に関わらず、Highレベル
の信号を出力することになる。この結果、出力電圧FB
が過電圧になった場合は、ドライブ−2(11)は、同
期整流制御回路13からの信号に関わらず、フリップフ
ロップFFからのHighレベルの信号に従って動作す
ることになる。
【0140】(ドライブ−1(10))ドライブ−1
(10)は、論理積回路AND1からの信号に応じて、
メインスイッチングトランジスタTr1のオン状態とオ
フ状態とを切り換える。
【0141】例えば、ドライブ−1(10)は、論理積
回路AND1からのHighレベルの信号を入力したと
きに、チャージポンプ回路12から供給された電力をメ
インスイッチングトランジスタTr1に供給して、メイ
ンスイッチングトランジスタTr1をオン状態にする。
【0142】また、ドライブ−1(10)は、論理積回
路AND1からのLowレベルの信号を入力したとき
に、メインスイッチングトランジスタTr1に対する電
力供給を停止して、メインスイッチングトランジスタT
r1をオフ状態にする。
【0143】(ドライブ−2(11))ドライブ−2
(11)は、論理和回路OR1からの信号に応じて、同
期整流用トランジスタTr2のオン状態とオフ状態とを
切り換える。
【0144】例えば、ドライブ−2(11)は、論理和
回路OR1からのHighレベルの信号を入力したとき
に、チャージポンプ回路12から供給された電力を同期
整流用トランジスタTr2に供給して、同期整流用トラ
ンジスタTr2をオン状態にする。
【0145】一方、ドライブ−2(11)は、論理和回
路OR1からのLowレベルの信号を入力したときに、
同期整流用トランジスタTr2に対する電力供給を停止
して、同期整流用トランジスタTr2をオフ状態にす
る。(実施の形態1の作用・効果)以下、本実施の形態
にかかる直流−直流変換装置(DC−DC CONVE
RTER)の作用・効果について述べる。
【0146】(1)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が正常に動作している場合直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)が正
常に動作している場合、すなわち、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の出力電圧FBが
正常な電圧値を示している場合は、出力電圧FBが基準
電圧e3よりも十分小さくなるので、電圧比較器IC2
は、Lowレベルの信号を出力することになる。
【0147】電圧比較器IC2から出力されたLowレ
ベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップFF
のセット端子Sに入力される。そして、フリップフロッ
プFFは、入力したLowレベルの信号を記憶する。こ
のとき、フリップフロップFFの非反転出力端子Qは、
フリップフロップFFに記憶されているLowレベルの
信号を出力する。また、フリップフロップFFの反転出
力端子*Qは、Highレベルの信号を出力する。
【0148】フリップフロップFFの非反転出力端子Q
から出力されたLowレベルの信号は、論理和回路OR
1に入力される。この場合、論理和回路OR1は、同期
整流制御回路13からの信号(Lowレベルの信号、も
しくは、Highレベルの信号)をそのまま出力する。
論理和回路OR1から出力された信号は、ドライブ−2
(11)に入力される。
【0149】ドライブ−2(11)は、論理和回路OR
1からの信号、すなわち、同期整流制御回路13からの
信号に従って同期整流用トランジスタTr2のオン状態
とオフ状態とを切り換える。この結果、ドライブ−2
(11)は、メインスイッチングトランジスタTr1が
オフ状態にあり、且つ、ダイオードD1がチョークコイ
ルL1に蓄積されたエネルギーを出力側へ放出している
期間、同期整流用トランジスタTr2をオン状態にする
ことができる。
【0150】また、フリップフロップFFの反転出力端
子*Qから出力されたHighレベルの信号は、論理積
回路AND1に入力される。この場合、論理積回路AN
D1は、PWM比較器9からの信号(Lowレベルの信
号、もしくは、Highレベルの信号)をそのまま出力
する。この論理積回路AND1から出力された信号は、
ドライブ−1(10)に入力される。
【0151】ドライブ−1(10)は、論理積回路AN
D1からの信号、すなわち、PWM比較器9からの信号
に従ってメインスイッチングトランジスタTr1のオン
状態とオフ状態とを切り換える。この結果、ドライブ−
1(10)は、三角波発振器8からの三角波がエラーア
ンプERA1からの電圧値よりも高いときにはメインス
イッチングトランジスタTr1をオン状態にし、三角波
発振器8からの三角波がエラーアンプERA1からの電
圧値よりも低いときにはメインスイッチングトランジス
タTr1をオフ状態にすることができる。
【0152】(2)信号線4が断線状態になった場合信
号線4が断線状態になると、制御回路CTLは、直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の出
力電圧FBを入力することができなくなる。このとき、
制御回路CTLの分割抵抗R2/R3には、電圧が印加
されなくなる。この結果、分割抵抗R2/R3から出力
される信号の値は目標電圧Vrefよりも小さくなる。
【0153】分割抵抗R2/R3から出力される信号値
が目標電圧Vrefよりも小さくなると、エラーアンプ
ERA1は、負の値を示す信号値を出力する。このと
き、エラーアンプERA1から出力される値は、三角波
発振器8から発振された三角波よりも小さくなる。
【0154】エラーアンプERA1からの信号値が三角
波発振器8からの三角波よりも小さくなると、PWM比
較器9は、Highレベルの信号を出力する。PWM比
較器9から出力されたHighレベルの信号は、論理積
回路AND1に入力される。
【0155】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧は、電源e3の基準電
圧e3よりも十分小さいので、電圧比較器IC2は、L
owレベルの信号を出力する。
【0156】電圧比較器IC2から出力されたLowレ
ベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップFF
のセット端子Sに入力される。このとき、電圧比較器I
C2の反転出力端子*Qは、Highレベルの信号を出
力する。フリップフロップFFの反転出力端子*Qから
出力されたHighレベルの信号は、論理積回路AND
1に入力される。
【0157】このようにして、論理積回路AND1は、
PWM比較器9からのHighレベルの信号とフリップ
フロップFFからのHighレベルの信号とを入力する
ことになる。このとき、論理積回路AND1は、Hig
hレベルの信号を出力する。論理積回路AND1から出
力されたHighレベルの信号は、ドライブ−1(1
0)に入力される。
【0158】Highレベルの信号を入力したドライブ
−1(10)は、チャージポンプ回路12からの駆動電
力をメインスイッチングトランジスタTr1に供給し
て、メインスイッチングトランジスタTr1をオン状態
にする。
【0159】ところで、信号線4が断線状態になってい
るため、制御回路CTLは、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の出力電圧FBを認識す
ることができないまま、上記したような出力電圧FBを
増加させる制御を続けることになる。この結果、直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の実
際の出力電圧が大きくなっていき、過電圧状態が発生す
る虞がある。
【0160】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の出力電圧が過電圧状態に陥ると、出力
電圧が基準電圧e3よりも大きくなるため、電圧比較器
IC2は、Highレベルの信号を出力することにな
る。電圧比較器IC2から出力されたHighレベルの
信号は、制御回路CTLのフリップフロップFFのセッ
ト端子Sに入力される。
【0161】フリップフロップFFは、セット端子Sに
入力されたHighレベルの信号を記憶する。このと
き、フリップフロップFFの非反転出力端子Qは、Hi
ghレベルの信号を出力し、反転出力端子*Qは、Lo
wレベルの信号を出力する。
【0162】フリップフロップFFの非反転出力端子Q
から出力されたHighレベルの信号は、論理和回路O
R1に入力される。このとき、論理和回路OR1は、同
期生流制御回路13からの信号にかかわらずHighレ
ベルの信号を出力することになる。論理和回路OR1か
ら出力されたHighレベルの信号は、ドライブ−2
(11)に入力される。
【0163】Highレベルの信号を入力したドライブ
−2(11)は、チャージポンプ回路13からの駆動電
力を同期整流用トランジスタTr2に供給して、同期整
流用トランジスタTr2をオン状態にする。
【0164】また、フリップフロップFFの反転出力端
子*Qから出力されたLowレベルの信号は、論理積回
路AND1に入力される。このとき、論理積回路AND
1は、PWM比較器9からの信号にかかわらずLowレ
ベルの信号を出力することになる。この論理積回路AN
D1から出力されたLowレベルの信号は、ドライブ−
1(10)に入力される。
【0165】Lowレベルの信号を入力したドライブ−
1(10)は、メインスイッチングトランジスタTr1
に対する電力供給を停止して、メインスイッチングトラ
ンジスタTr1をオフ状態にする。
【0166】このように、直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)の出力電圧が過電圧状態に
なると、メインスイッチングトランジスタTr1が強制
的にオフ状態になると同時に、同期整流用トランジスタ
Tr2が強制的にオン状態になる。
【0167】この結果、信号線26、同期整流用トラン
ジスタTr2、信号線2、信号線1、チョークコイルL
1、信号線15、抵抗R1、及び、信号線16が接続さ
れることになり、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)の出力電圧は、信号線26に接続さ
れたグランドの電圧(0V)にクランプされる。
【0168】従って、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の負荷に過電圧が印加されるこ
とを防止することができる。また、本実施の形態にかか
る直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)によれば、平滑用のコンデンサC1として高耐圧の
有機コンデンサを使用する必要がない上、焼損防止用の
フューズが不要になり、構成部品数が削減される。
【0169】さらに、コンデンサC1の焼損防止用のフ
ューズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0170】(3)メインスイッチングトランジスタT
r1が短絡故障を発生した場合メインスイッチングトラ
ンジスタTr1が短絡故障を起こした場合、信号線14
と信号線1とが接続した状態になるため、直流−直流変
換装置(DC−DCCONVERTER)の出力電圧が
過電圧状態に陥る虞がある。
【0171】メインスイッチングトランジスタTr1の
短絡故障によって出力電圧が過電圧状態に陥ると、出力
電圧が基準電圧e3より大きくなるため、電圧比較器I
C2がHighレベルの信号を出力することになる。
【0172】このとき、制御回路CTLは、前述の
(2)で説明したように、同期整流用トランジスタTr
2を強制的にオン状態にし、直流−直流変換装置(DC
−DCCONVERTER)の出力電圧をグランドレベ
ルにクランプする。これにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の負荷に過電圧が
印加されることを防止することができる。
【0173】さらに、電池とメインスイッチングトラン
ジスタTr1とを接続する信号線14の途中にフューズ
を設けておけば、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)に印加された電圧は、フューズ、信
号線14、メインスイッチングトランジスタTr1、信
号線1、信号線2、及び、同期整流用トランジスタTr
2を介して短絡される。このとき、フューズは、短絡電
流によって溶断される。
【0174】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に印加される電圧が極短時間
のうちに遮断されることになり、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の負荷に過電圧が
印加されることを早期に防止することができる。
【0175】従って、本実施の形態にかかる直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)によれ
ば、過電圧状態が発生したときに、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の回路、及び、負
荷を確実に保護することができる。
【0176】本実施の形態にかかる直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)によれば、平滑用
のコンデンサC1として高耐圧の有機コンデンサを使用
する必要がない上、焼損防止用のフューズが不要にな
り、構成部品数が削減される。
【0177】平滑用のコンデンサC1の焼損防止用のフ
ューズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0178】〈直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の他の実施態様〉前述した第1の実施
の形態にかかる直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)は、制御回路CTLとは別に電圧比較
器IC2及び電源e3を備えているが、これら電圧比較
器IC2及び電源e3を図3、図4に示すように制御回
路CTL内に内蔵するようにしてもよい。
【0179】この場合、信号線21は、図3に示すよう
に、制御回路CTLと直接接続される。制御回路CTL
は、図4に示すように、信号線21に接続される分割抵
抗R6/R7と、この分割抵抗R6/R7と接続される
電圧比較器IC2と、この電圧比較器IC2に接続され
る電源e3とを備える。
【0180】分割抵抗R6/R7は、信号線21を介し
て入力した電圧をセンスする抵抗である。この分割抵抗
R6/R7によってセンスされた電圧は、電圧比較器I
C2の非反転入力端子に入力される。
【0181】電圧比較器IC2の反転入力端子は、信号
線28を介して電源e3と接続される。電圧比較器IC
2の出力端子は、信号線29を介してフリップフロップ
FFのセット端子Sに接続される。
【0182】このように制御回路CTLを構成した場
合、直流−直流変換装置(DC−DCCONVERTE
R)の出力電圧が過電圧状態になると、過電圧状態の出
力電圧が制御回路CTLの分割抵抗R6/R7に入力さ
れる。
【0183】分割抵抗R6/R7は、過電圧状態の出力
電圧値をセンスする。この分割抵抗R6/R7によって
センスされた電圧値は、電圧比較器IC2の非反転入力
端子に入力される。
【0184】電圧比較器IC2は、分割抵抗R6/R7
からの電圧値から電源e3からの基準電圧e3を減算す
る。このとき、分割抵抗R6/R7からの電圧値が基準
電圧e3より大きくなるので、電圧比較器IC2は、H
ighレベルの信号を出力する。
【0185】電圧比較器IC2から出力されたHigh
レベルの信号は、フリップフロップFFのセット端子S
に入力される。この結果、制御回路CTLは、前述の第
1の実施の形態と同様の制御を行うことができる。
【0186】従って、電圧比較器IC2と電源e3とを
制御回路CTLに内蔵しても、前述の第1の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。
【0187】〈実施の形態2〉図5は、本発明の直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の第
2の実施の形態を示す図である。尚、同図において、前
述の第1の実施の形態と同一の構成要素については同一
の名称及び符号を付加している。
【0188】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)は、図示していない電源としての電池と
負荷との間に設けられ、電池からの電圧を定電圧化して
負荷へ供給する装置である。
【0189】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の構成)本実施の形態にかかる直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)は、
フューズF1、制御回路CTL、メインスイッチングト
ランジスタTr1、同期整流用トランジスタTr2、ダ
イオードD1、チョークコイルL1、コンデンサC1、
電圧比較器IC1、基準電圧e1を発生する電源e1、
コンデンサC2、及び、コンデンサC3を備えている。
【0190】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の接続形態)ここで、
上記の構成要素の接続形態について述べる。
【0191】フューズF1は、電池とメインスイッチン
グトランジスタTr1とを接続する信号線14の途中に
設けられる。前記信号線14を介して電池と接続された
メインスイッチングトランジスタTr1は、信号線1を
介してチョークコイルL1と接続されるとともに、信号
線24を介して制御回路CTLと接続される。
【0192】上記のメインスイッチングトランジスタT
r1は、例えば、ソース端子、ドレイン端子、及び、ゲ
ート端子の3つの端子を有するMOS−FET(Met
alOxide Semiconductor Fie
ld Effect Transistor)である。
この場合、上記の信号線14は、メインスイッチングト
ランジスタTr1のドレイン端子に接続される。また、
上記の信号線1は、メインスイッチングトランジスタT
r1のソース端子に接続される。さらに、上記の信号線
24は、メインスイッチングトランジスタTr1のゲー
ト端子に接続される。
【0193】メインスイッチングトランジスタTr1と
信号線1を介して接続されたチョークコイルL1は、さ
らに信号線15を介して図示しない負荷と接続される。
上記のフューズF1とメインスイッチングトランジスタ
Tr1とを接続する信号線14の途中には、4本の信号
線31、17、18、19が接続される。
【0194】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちのフューズF1寄りの信号線31は、コンデン
サC3を介してグランドに接続される。上記の4本の信
号線31、17、18、19のうちの信号線17は、電
圧比較器IC1に接続される。この電圧比較器IC1
は、例えば、非反転入力端子、反転入力端子、及び、出
力端子を有する。この場合、上記の信号線17は、電圧
比較器IC1の非反転入力端子に接続される。また、電
圧比較器IC1の反転入力端子は、信号線22を介して
電源e1と接続される。さらに、電圧比較器IC1の出
力端子は、信号線23を介して制御回路CTLに接続さ
れる。
【0195】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちの信号線18は、制御回路CTLに接続され
る。この信号線18の途中には、信号線18aが接続さ
れている。この信号線18aは、コンデンサC2を介し
てグランドに接続される。
【0196】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちのメインスイッチングトランジスタTr1寄り
の信号線19は、制御回路CTLに接続される。また、
メインスイッチングトランジスタTr1とチョークコイ
ルL1とを接続する信号線1の途中には、2本の信号線
2、3が接続される。
【0197】上記の2本の信号線2、3のうちメインス
イッチングトランジスタTr1寄りの信号線2は、同期
整流用トランジスタTr2に接続される。この同期整流
用トランジスタTr2は、信号線25を介して制御回路
CTLと接続されるとともに、信号線26を介してグラ
ンドに接続される。
【0198】上記の同期整流用トランジスタTr2は、
例えば、ドレイン端子、ソース端子、ゲート端子の3つ
の端子を有するMOS−FET(Metal Oxid
eSemiconductor FET)である。この
場合、上記の信号線2は、同期整流用トランジスタTr
2のドレイン端子に接続される。また、上記の信号線2
5は、同期整流用トランジスタTr2のゲート端子に接
続される。さらに、上記の信号線26は、同期整流用ト
ランジスタTr2のソース端子に接続される。
【0199】上記の2本の信号線2、3のうちチョーク
コイルL1寄りの信号線3は、ダイオードD1のカソー
ド端子に接続される。このダイオードD1のアノード端
子は、信号線27を介してグランドに接続される。
【0200】チョークコイルL1と負荷とを接続する信
号線15の途中には、2本の信号線4、5が接続され
る。上記の2本の信号線4、5のうち、チョークコイル
L1寄りの信号線4は、制御回路CTLに接続される。
この信号線4は、直流−直流変換装置(DC−DCCO
NVERTER)の出力電圧FBを制御回路CTLにフ
ィードバックするための信号線である。
【0201】上記の2本の信号線4、5のうち、負荷寄
りの信号線5は、コンデンサC1を介してグランドに接
続される。(直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)を構成する回路の機能)次に、上記の各
構成要素の機能について述べる。
【0202】(コンデンサC3)コンデンサC3は、有
機コンデンサであり、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)に入力される電圧に含まれる脈動
成分を除去する平滑用のコンデンサである。
【0203】(電源e1)電源e1は、直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)が入力すべき
電圧の基準電圧e1を発生する。
【0204】(電圧比較器IC1)電圧比較器IC1
は、電池からの電圧Viと電源e1からの基準電圧e1
とを比較し、比較した結果を示す信号OVを出力する。
電圧比較器IC1から出力された信号OVは、信号線2
3を介して制御回路CTLに入力される。
【0205】例えば、電圧比較器IC1は、上記の電圧
Viから基準電圧e1を減算し、その減算結果が「0」
以下ならばLowレベルの信号を出力し、減算結果が正
の値ならばHighレベルの信号を出力する。
【0206】(コンデンサC2)コンデンサC2は、メ
インスイッチングトランジスタTr1及び同期整流用ト
ランジスタTr2を非常時に駆動するための電力を蓄積
するものである。
【0207】(メインスイッチングトランジスタTr
1)メインスイッチングトランジスタTr1は、制御回
路CTLからの制御信号DHを入力し、入力した信号D
Hに従って信号線14と信号線1との間を接続または切
断する。
【0208】例えば、メインスイッチングトランジスタ
Tr1は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印
加されるとオン状態になり、ドレイン端子とソース端子
との間を接続して、信号線14と信号線1との間を接続
する。
【0209】また、メインスイッチングトランジスタT
r1は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印加
されていなければオフ状態になり、ドレイン端子とソー
ス端子との間を切断して、信号線14と信号線1との間
を切断する。
【0210】(チョークコイルL1)チョークコイルL
1は、電圧変換用のコイルである。(ダイオードD1)
ダイオードD1は、メインスイッチングトランジスタT
r1がオフ状態のときに、チョークコイルL1に蓄積さ
れたエネルギーを出力側へ放出させるフリーホイールダ
イオードである。
【0211】(同期整流用トランジスタTr2)同期整
流用トランジスタTr2は、制御回路CTLからの信号
DLを入力し、入力した信号DLに従って信号線2と信
号線26との間を接続あるいは切断するスイッチ回路で
ある。
【0212】例えば、同期整流用トランジスタTr2
は、ゲート端子に制御回路CTLからの電圧が印加され
るとオン状態になり、ドレイン端子とソース端子との間
を接続して、信号線2と信号線26との間を接続する。
【0213】同期整流用トランジスタTr2は、ゲート
端子に制御回路CTLからの電圧が印可されていなけれ
ばオフ状態になり、ドレイン端子とソース端子との間を
切断して、信号線2と信号線26との間を切断する。
【0214】本例において、同期整流用トランジスタT
r2は、メインスイッチングトランジスタTr1がオフ
状態のときにチョークコイルL1に蓄積されたエネルギ
ーを出力させるフリーホイール用のスイッチ回路であ
る。
【0215】例えば、同期整流用トランジスタTr2
は、ダイオードD1に印加される電圧が順方向のときに
オン状態(信号線2と信号線26との間を接続した状
態)になり、ダイオードD1に印加される電圧が逆方向
のときにオフ状態(信号線2と信号線26との間を切断
した状態)になる。このとき、ダイオードD1の電圧降
下は、低減されることになる。
【0216】(コンデンサC1)コンデンサC1は、チ
ョークコイルL1から出力された電圧に含まれる脈動成
分を除去する平滑用のコンデンサである。
【0217】(制御回路CTL)制御回路CTLには、
前述した信号線4、19、23、18、24、25の他
に、外部からのオン指令値あるいはオフ指令値と、外部
からの目標電圧Vrefとが入力される。外部からの目
標電圧Vrefは、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が出力すべき電圧の基準電圧であ
る。
【0218】制御回路CTLは、電圧比較器IC1から
の信号OVと、信号線4を介して入力する出力電圧FB
と、外部からの目標電圧Vrefとに従って、メインス
イッチングトランジスタTr1及び同期整流用トランジ
スタTr2のオン状態とオフ状態とを切り換える。
【0219】ここで、制御回路CTLの内部構成につい
て図6に基づいて説明する。 (制御回路CTLの構成)制御回路CTLは、図6に示
すように、パルス幅変調方式(PWM方式)を採用する
回路であり、電源7、三角波発振器8、PWM比較器
9、チャージポンプ回路12、同期整流制御回路13、
フリップフロップFF、ドライブ−1(10)、及び、
ドライブ−2(11)を備えている。さらに、制御回路
CTLは、分割抵抗R2/R3、エラーアンプERA
1、論理和回路OR1、論理和回路OR2を備えてい
る。
【0220】(電源7)電源7は、外部からのオン指令
値を入力したときに、制御回路CTLを構成する回路へ
動作電力を供給する。また、電源7は、外部からのオフ
指令値を入力したときに、制御回路CTLを構成する回
路に対する動作電力の供給を停止する。
【0221】(三角波発振器8)三角波発振器8は、電
圧をパルス幅に変換するための変換用三角波を、一定の
周波数で発振する。この三角波発振器8から発振された
三角波は、PWM比較器9に入力される。
【0222】(分割抵抗R2/R3)分割抵抗R2/R
3は、信号線4と接続されており、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の出力電圧FBを
入力するようになっている。この分割抵抗R2/R3
は、出力電圧FBの電圧値をセンスするセンス抵抗であ
る。
【0223】分割抵抗R2/R3によってセンスされた
電圧値は、エラーアンプERA1に入力される。 (エラーアンプERA1)エラーアンプERA1は、分
割抵抗R2/R3によってセンスされた電圧値FBと、
外部からの目標電圧Vrefとを入力し、これら電圧値
FBと目標電圧Vrefとの誤差を増幅する誤差増幅回
路である。このエラーアンプERA1によって増幅され
た誤差は、PWM比較器9の非反転入力端子に入力され
る。
【0224】(PWM比較器9)PWM比較器9は、反
転入力端子と非反転入力端子とを有する電圧比較器であ
る。PWM比較器9の反転入力端子は、三角波発振器8
から出力された変換用三角波を入力する。また、PWM
比較器9の非反転入力端子は、エラーアンプERAから
出力される信号を入力する。
【0225】PWM比較器9は、非反転入力端子に入力
された信号と反転入力端子に入力された信号とを比較す
る。例えば、PWM比較器9は、非反転入力端子に入力
された信号から反転入力端子に入力された信号を減算す
る。そして、PWM比較器9は、減算して得られた値が
負の値を示す間(三角波発振器8から出力された信号が
エラーアンプERA1から出力された信号よりも大きい
間)は、Highレベルの信号を出力する。
【0226】PWM比較器9は、減算して得られた値が
正の値を示す間(三角波発振器8から出力された信号が
エラーアンプERA1から出力された信号よりも小さい
間)は、Lowレベルの信号を出力する。
【0227】PWM比較器9から出力された信号(Hi
ghレベルの信号、もしくは、Lowレベルの信号)
は、論理和回路OR2と同期整流制御回路13とに入力
される。
【0228】(チャージポンプ回路12)チャージポン
プ回路12は、メインスイッチングトランジスタTr1
を駆動する電圧をドライブ−1(10)に供給し、同期
整流用トランジスタTr2を駆動する電圧をドライブ−
2(11)に供給する。
【0229】(同期整流制御回路13)同期整流制御回
路13は、PWM比較器9から出力される信号を入力す
る。同期整流制御回路13は、PWM比較器9からの信
号に従って、同期整流用トランジスタTr2のオン状態
とオフ状態とを切り換えて同期整流を行う。
【0230】例えば、同期整流制御回路13は、PWM
比較器8からのLowレベルの信号を入力したとき、H
ighレベルの信号を出力する。一方、同期整流制御回
路13は、PWM比較器8からのHighレベルの信号
を入力したとき、Lowレベルの信号を出力する。
【0231】同期整流用制御回路13から出力された信
号は、論理和回路OR1に入力される。 (フリップフロップFF)フリップフロップFFは、セ
ット端子Sとリセット端子Rとの2つの入力端子、及
び、出力端子Qを有している。フリップフロップFFの
セット端子Sは、電圧比較器IC1から出力された信号
OVを入力する。このとき、フリップフロップFFは、
セット端子Sに入力した信号を記憶する。
【0232】フリップフロップFFのリセット端子R
は、外部からのオン指令値もしくはオフ指令値を入力す
る。リセット端子Rにオン指令値あるいはオフ指令値が
入力されると、フリップフロップFFに記憶されている
信号は、Lowレベルの信号にリセットされる。
【0233】フリップフロップFFの出力端子Qは、論
理和回路OR1、及び、論理和回路OR2に接続され
る。この出力端子Qは、フリップフロップFFが記憶し
ている信号を出力する。
【0234】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧Viが基準電圧e1
以下である場合は、フリップフロップFFのセット端子
Sは、電圧比較器IC1からの信号OVとしてLowレ
ベルの信号を入力する。この場合、フリップフロップF
Fがセット端子Sに入力されたLowレベルの信号を記
憶することになり、出力端子Qは、フリップフロップF
Fが記憶しているLowレベルの信号を出力することに
なる。
【0235】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧Viが基準電圧e1を
超えた場合(入力電圧Viが過電圧になった場合)は、
フリップフロップFFのセット端子Sは、電圧比較器I
C1からの信号OVとしてHighレベルの信号を入力
する。
【0236】この場合、フリップフロップFFがセット
端子Sに入力されたHighレベルの信号を記憶するこ
とになり、出力端子Qは、フリップフロップFFが記憶
しているHighレベルの信号を出力することになる。
【0237】(論理和回路OR2)論理和回路OR2
は、PWM比較器9からの信号とフリップフロップFF
からの信号との論理和演算を行い、その演算結果を示す
信号をドライブ−1(10)に入力する。
【0238】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧Viが基準電圧e1
以下である場合は、論理和回路OR2は、フリップフロ
ップFFの出力端子QからのLowレベルの信号を入力
することになる。この場合、論理和回路OR2は、PW
M比較器9からの信号をそのまま出力することになる。
【0239】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1以
下の場合は、ドライブ−1(10)は、PWM比較器9
からの信号に従って動作することになる。
【0240】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1より大
きくなった場合(入力電圧が過電圧状態になった場合)
は、論理和回路OR2は、フリップフロップFFの出力
端子QからのHighレベルの信号を入力することにな
る。
【0241】この場合、論理和回路OR2は、PWM比
較器9からの信号に関係なく、Highレベルの信号を
出力することになる。この結果、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の入力電圧が過電
圧状態になった場合は、ドライブ−1(10)は、PW
M比較器9からの信号に関わらず、フリップフロップF
Fからの信号に従って動作することになる。
【0242】(論理和回路OR1)論理和回路OR1
は、同期整流制御回路13から出力される信号と、フリ
ップフロップFFから出力される信号との論理和演算を
行い、その演算結果を示す信号を出力する。この論理和
回路OR1から出力された信号は、ドライブ−2(1
1)に入力される。
【0243】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧Viが基準電圧e1
以下の場合は、論理和回路OR1は、フリップフロップ
FFからのLowレベルの信号を入力することになる。
この場合、論理和回路OR1は、同期整流制御回路13
からの信号をそのまま出力することになる。この結果、
入力電圧Viが基準電圧e1以下の場合は、ドライブ−
1(10)は、同期整流制御回路13からの信号に従っ
て動作することになる。
【0244】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧Viが基準電圧e1よ
り大きくなった場合(入力電圧Viが過電圧になった場
合)は、論理和回路OR1は、フリップフロップFFか
らのHighレベルの信号を入力することになる。
【0245】この場合、論理和回路OR1は、同期整流
制御回路13からの信号に関わらず、Highレベルの
信号を出力することになる。すなわち、直流−直流変換
装置(DC−DC CONVERTER)の入力電圧が
過電圧になった場合は、ドライブ−2(11)は、同期
整流制御回路13からの信号に関わらず、フリップフロ
ップFFからのHighレベルの信号に従って動作する
ことになる。
【0246】(ドライブ−1(10))ドライブ−1
(10)は、論理和回路OR2からの信号に応じて、メ
インスイッチングトランジスタTr1のオン状態とオフ
状態とを切り換える。
【0247】例えば、ドライブ−1(10)は、論理和
回路OR2からのHighレベルの信号を入力したとき
に、チャージポンプ回路12から供給された電力をメイ
ンスイッチングトランジスタTr1に供給して、メイン
スイッチングトランジスタTr1をオン状態にする。
【0248】一方、ドライブ−1(10)は、論理和回
路OR2からのLowレベルの信号を入力したときに、
メインスイッチングトランジスタTr1に対する電力供
給を停止して、メインスイッチングトランジスタTr1
をオフ状態にする。
【0249】(ドライブ−2(11))ドライブ−2
(11)は、論理和回路OR1からの信号に応じて、同
期整流用トランジスタTr2のオン状態とオフ状態とを
切り換える。
【0250】例えば、ドライブ−2(11)は、論理和
回路OR1からのHighレベルの信号を入力したとき
に、チャージポンプ回路12から供給された電力を同期
整流用トランジスタTr2に供給して、同期整流用トラ
ンジスタTr2をオン状態にする。
【0251】一方、ドライブ−2(11)は、論理和回
路OR1からのLowレベルの信号を入力したときに、
同期整流用トランジスタTr2に対する電力供給を停止
して、同期整流用トランジスタTr2をオフ状態にす
る。 (実施の形態2の作用・効果)以下、本実施の形態にか
かる直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の作用・効果について述べる。
【0252】(1)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が正常に動作している場合直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)が正
常に動作している場合、すなわち、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の入力電圧Viが
正常な電圧値を示している場合は、入力電圧Viが基準
電圧e1よりも十分小さくなるので、電圧比較器IC1
からの信号OVは、Lowレベルを示す信号になる。
【0253】この場合、電圧比較器IC1から出力され
たLowレベルの信号は、制御回路CTLのフリップフ
ロップFFのセット端子Sに入力される。フリップフロ
ップFFは、入力したLowレベルの信号を記憶する。
【0254】フリップフロップFFがLowレベルの信
号を記憶すると、フリップフロップFFの出力端子Qか
らLowレベルの信号が出力されることになる。フリッ
プフロップFFの出力端子Qから出力されたLowレベ
ルの信号は、制御回路CTLの論理和回路OR2と論理
和回路OR1とに入力される。
【0255】また、制御回路CTLの分割抵抗R2/R
3は、信号線4を介して、直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)の出力電圧FBを入力す
る。分割抵抗R2/R3は、入力した出力電圧FBをセ
ンスし、センスした電圧値をエラーアンプERA1に入
力する。
【0256】分割抵抗R2/R3からの電圧値を入力し
たエラーアンプERA1は、分割抵抗R2/R3からの
電圧値と外部からの目標電圧Vrefとの誤差を増幅し
て出力する。エラーアンプERA1から出力された誤差
は、PWM比較器9に入力される。
【0257】PWM比較器9は、エラーアンプERA1
からの誤差を入力する一方で、三角波発振器8からの変
換用三角波を入力する。PWM比較器9は、エラーアン
プERA1からの誤差が三角波発振器8からの変換用三
角波よりも小さいと、Highレベルの信号を出力す
る。
【0258】一方、PWM比較器9は、エラーアンプE
RA1からの誤差が三角波発振器8からの変換用三角波
よりも大きいと、Lowレベルの信号を出力する。PW
M比較器9から出力された信号は、論理和回路OR2と
同期整流制御回路13とに入力される。
【0259】PWM比較器9からの信号を入力した同期
整流制御回路13は、PWM比較器9からの信号がHi
ghレベルの信号である場合はLowレベルの信号を出
力し、PWM比較器9からの信号がLowレベルの信号
である場合はHighレベルの信号を出力する。同期整
流制御回路13から出力された信号は、論理和回路OR
1に入力される。
【0260】このようにして、論理和回路OR2は、フ
リップフロップFFからのLowレベルの信号と、PW
M比較器9からの信号(Highレベルの信号、もしく
は、Lowレベルの信号)とを入力することになり、論
理和回路OR1は、フリップフロップFFからのLow
レベルの信号と、同期整流制御回路13からの信号(H
ighレベルの信号、もしくは、Lowレベルの信号)
とを入力することになる。
【0261】論理和回路OR2は、フリップフロップF
FからのLowレベルの信号を入力しているので、PW
M比較器9からの信号をそのまま出力することになる。
例えば、論理和回路OR2は、PWM比較器9からのH
ighレベルの信号を入力すると、Highレベルの信
号を出力する。一方、論理和回路OR2は、PWM比較
器9からのLowレベルの信号を入力すると、Lowレ
ベルの信号を出力する。論理和回路OR2から出力され
た信号は、ドライブ−1(10)に入力される。
【0262】論理和回路OR2からの信号を入力したド
ライブ−1(10)は、論理和回路OR2からの信号が
Lowレベルの信号であれば、メインスイッチングトラ
ンジスタTr1に対する電力供給を停止する。
【0263】この場合、メインスイッチングトランジス
タTr1はオフ状態になり、信号線14と信号線1との
間が切断されることになる。一方、ドライブ−1(1
0)は、論理和回路OR2からの信号がHighレベル
の信号であれば、チャージポンプ回路12からの電力を
メインスイッチングトランジスタTr1に供給する。
【0264】この場合、メインスイッチングトランジス
タTr1はオン状態になり、信号線14と信号線1との
間を接続する。フリップフロップFFからのLowレベ
ルの信号と同期整流制御回路13からの信号とを入力し
た論理和回路OR1は、同期整流制御回路13からの信
号(Highレベルの信号、もしくは、Lowレベルの
信号)をそのまま出力することになる。論理和回路OR
1から出力された信号は、ドライブ−2(11)に入力
される。
【0265】論理和回路OR1からの信号を入力したド
ライブ−2(11)は、論理和回路OR1からの信号が
Lowレベルの信号であれば、同期整流用トランジスタ
Tr2に対する電力供給を停止する。このとき、同期整
流用トランジスタTr2はオフ状態になり、信号線2と
信号線26との間が切断される。
【0266】一方、ドライブ−2(11)は、論理和回
路OR1からの信号がHighレベルの信号であれば、
チャージポンプ回路12からの電力を同期整流用トラン
ジスタTr2に供給する。このとき、同期整流用トラン
ジスタTr2はオン状態になり、信号線2と信号線26
との間が接続される。
【0267】(2)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が過電圧状態になった
場合直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)に入力される電圧が過電圧になった場合、入力電
圧Viが基準電圧e1よりも大きくなるので、電圧比較
器IC1からの信号OVは、Highレベルを示す信号
になる。
【0268】電圧比較器IC1から出力されたHigh
レベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップF
Fのセット端子Sに入力される。このとき、フリップフ
ロップFFは、セット端子Sに入力されたHighレベ
ルの信号を記憶する。そして、フリップフロップFF
は、記憶したHighレベルの信号を出力端子Qから出
力する。
【0269】フリップフロップFFから出力されたHi
ghレベルの信号は、制御回路CTLの論理和回路OR
2と論理和回路OR1とに入力される。また、制御回路
CTLの分割抵抗R2/R3は、信号線4を介して、直
流−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)
の出力電圧FBを入力する。そして、分割抵抗R2/R
3は、入力した出力電圧FBをセンスし、センスした電
圧値をエラーアンプERA1に入力する。
【0270】分割抵抗R2/R3からの電圧値を入力し
たエラーアンプERA1は、分割抵抗R2/R3からの
電圧値と外部からの目標電圧Vrefとの誤差を増幅し
て出力する。エラーアンプERA1から出力された誤差
は、PWM比較器9に入力される。
【0271】PWM比較器9は、エラーアンプERA1
からの誤差を入力する一方で、三角波発振器8からの変
換用三角波を入力する。その際、PWM比較器9は、エ
ラーアンプERA1からの誤差が三角波発振器8からの
変換用三角波よりも小さいと、Highレベルの信号を
出力する。
【0272】一方、PWM比較器9は、エラーアンプE
RA1からの誤差が三角波発振器8からの変換用三角波
よりも大きいと、Lowレベルの信号を出力する。PW
M比較器9から出力された信号は、論理和回路OR2と
同期整流制御回路13とに入力される。
【0273】PWM比較器9からの信号を入力した同期
整流制御回路13は、PWM比較器9からの信号がHi
ghレベルの信号であるときLowレベルの信号を出力
する。
【0274】一方、PWM比較器9からの信号がLow
レベルの信号であるとき、同期整流制御回路13は、H
ighレベルの信号を出力する。この同期整流制御回路
13から出力された信号は、論理和回路OR1に入力さ
れる。
【0275】このようにして、論理和回路OR2は、フ
リップフロップFFからのHighレベルの信号とPW
M比較器9からの信号(Highレベルの信号、もしく
は、Lowレベルの信号)とを入力することになる。
【0276】論理和回路OR1は、フリップフロップF
FからのHighレベルの信号と、同期整流制御回路1
3からの信号(Highレベルの信号、もしくは、Lo
wレベルの信号)とを入力することになる。
【0277】この場合、論理和回路OR2は、フリップ
フロップFFからのHighレベルの信号を入力してい
るので、PWM比較器9からの信号に関係なくHigh
レベルの信号を出力する。
【0278】論理和回路OR2から出力されたHigh
レベルの信号は、ドライブ−1(10)に入力される。
論理和回路OR2からのHighレベルの信号を入力し
たドライブ−1(10)は、チャージポンプ回路12か
らの電力をメインスイッチングトランジスタTr1に供
給する。このとき、メインスイッチングトランジスタT
r1はオン状態になり、信号線14と信号線1との間が
接続される。
【0279】一方、論理和回路OR1は、フリップフロ
ップFFからのHighレベルの信号を入力しているの
で、同期整流制御回路13からの信号(Highレベル
の信号、もしくは、Lowレベルの信号)に関係なくH
ighレベルの信号を出力することになる。
【0280】論理和回路OR1から出力されたHigh
レベルの信号は、ドライブ−2(11)に入力される。
論理和回路OR1からのHighレベルの信号を入力し
たドライブ−2(11)は、チャージポンプ回路12か
らの電力を同期整流用トランジスタTr2に供給する。
このとき、同期整流用トランジスタTr2はオン状態に
なり、信号線2と信号線26との間が接続される。
【0281】メインスイッチングトランジスタTr1と
同期整流用トランジスタTr2とがオン状態になると、
電池からの電流は、フューズF1、信号線14、メイン
スイッチングトランジスタTr1、信号線1、信号線
2、同期整流用トランジスタTr2、及び、信号線26
を通ってグランドに流れる。このとき、過大な電流がフ
ューズF1を流れることになり、フューズF1が溶断さ
れる。
【0282】従って、フューズF1が溶断されることに
より、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)の構成要素、特に、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の入力部に設けられたコ
ンデンサC3に過大な電圧が印加されることを防止する
ことができ、コンデンサC3の焼損を防止することがで
きる。
【0283】また、本実施の形態にかかる直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)は、制御回
路CTLの電源がメインスイッチングトランジスタTr
1及び同期整流用トランジスタTr2の駆動電力を発生
できなくなった場合に、コンデンサC2に蓄積された電
力によってメインスイッチングトランジスタTr1と同
期整流用トランジスタTr2とを駆動する。これによ
り、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)は、フューズF1が溶断するまでの間、メインス
イッチングトランジスタTr1及び同期整流用トランジ
スタTr2の動作を保証することができる。
【0284】尚、メインスイッチングトランジスタTr
1及び同期整流用トランジスタTr2の駆動電源は、コ
ンデンサC2に限定されないことは勿論である。また、
本実施の形態にかかる直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)によれば、コンデンサC3とし
て高耐圧の有機コンデンサを使用する必要がない上、焼
損防止用のフューズが不要になり、構成部品数が削減さ
れる。
【0285】さらに、コンデンサC3の焼損防止用のフ
ューズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0286】〈直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の他の実施態様〉前述した第2の実施
の形態にかかる直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)は、電圧比較器IC1及び電源e1を
制御回路CTLとは別に設けているが、図7、図8に示
すように、制御回路CTL内に電圧比較器IC1及び電
源e1を設けるようにしてもよい。
【0287】この場合、信号線17は、制御回路CTL
と直接接続されることになる。そして、制御回路CTL
において、信号線17を介して入力した電圧Viは、分
割抵抗R4/R5に入力される。
【0288】分割抵抗R4/R5は、信号線17を介し
て入力した電圧Viをセンスする抵抗である。この分割
抵抗R4/R5によってセンスされた電圧Viは、電圧
比較器IC1の非反転入力端子に入力される。
【0289】また、電圧比較器IC1の反転入力端子
は、信号線22を介して電源e1と接続される。さら
に、電圧比較器IC1の出力端子は、信号線23を介し
てフリップフロップFFのセット端子Sに接続される。
【0290】このように制御回路CTLを構成した場
合、電池からの電圧Viが過電圧状態になると、この過
電圧状態の電圧Viが制御回路CTLの分割抵抗R4/
R5に入力される。
【0291】分割抵抗R4/R5は、過電圧状態の電圧
Viの電圧値をセンスする。この分割抵抗R4/R5に
よってセンスされた電圧値は、電圧比較器IC1の非反
転入力端子に入力される。
【0292】電圧比較器IC1は、分割抵抗R4/R5
からの電圧値から電源e1からの基準電圧を減算する。
このとき、分割抵抗R4/R5からの電圧値が基準電圧
より大きくなるので、電圧比較器IC1は、Highレ
ベルの信号を出力する。
【0293】この結果、電圧比較器IC1から出力され
たHighレベルの信号は、フリップフロップFFのセ
ット端子Sに入力される。このように、電圧比較器IC
1と電源e1とを制御回路CTLに内蔵しても、前述の
第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0294】また、図7、図8に示した例では、制御回
路CTLは、目標電圧Vrefを発生する電源e2を内
蔵している。このように、図7、図8に示すような構成
を採用すれば、前述の第2の実施の形態と同様の効果が
得られるとともに、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の回路構成を簡略化することがで
きる。
【0295】〈実施の形態3〉図9は、本発明にかかる
直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)の第3の実施の形態を示す図である。尚、同図にお
いて、前述の第1及び第2の実施の形態と同一の構成要
素には同一の名称及び符号を付している。
【0296】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の構成)直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)は、フューズF1、電圧比
較器IC1、電源e1、コンデンサC3、コンデンサC
2、論理和回路OR3、制御回路CTL、メインスイッ
チングトランジスタTr1、同期整流用トランジスタT
r2、ダイオードD1、チョークコイルL1、抵抗R
1、コンデンサC1、電圧比較器IC2、及び、電源e
3を備えている。
【0297】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の接続形態)ここで、
上記の構成要素の接続形態について述べる。
【0298】フューズF1は、電池とメインスイッチン
グトランジスタTr1とを接続する信号線14の途中に
設けられる。信号線14を介して電池と接続されたメイ
ンスイッチングトランジスタTr1は、信号線1を介し
てチョークコイルL1と接続されると同時に、信号線2
4を介して制御回路CTLと接続される。
【0299】メインスイッチングトランジスタTr1と
信号線1を介して接続されたチョークコイルL1は、さ
らに信号線15を介して抵抗R1と接続される。チョー
クコイルL1と信号線15を介して接続された抵抗R1
は、信号線16を介して負荷と接続される。
【0300】また、上記のフューズF1とメインスイッ
チングトランジスタTr1とを接続する信号線14の途
中には、4本の信号線31、17、18、19が接続さ
れる。
【0301】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちのフューズF1寄りの信号線31は、コンデン
サC3を介してグランドに接続される。上記の4本の信
号線31、17、18、19のうちの信号線17は、電
圧比較器IC1に接続される。この電圧比較器IC1
は、例えば、非反転入力端子、反転入力端子、及び、出
力端子を有する。この場合、上記の信号線17は、電圧
比較器IC1の非反転入力端子に接続される。また、電
圧比較器IC1の反転入力端子は、信号線22を介して
電源e1と接続される。さらに、電圧比較器IC1の出
力端子は、信号線23を介して論理和回路OR3と接続
される。
【0302】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちの信号線18は、制御回路CTLに接続され
る。この信号線18の途中には、信号線18aが接続さ
れている。この信号線18aは、コンデンサC2を介し
てグランドに接続される。
【0303】上記の4本の信号線31、17、18、1
9のうちのメインスイッチングトランジスタTr1寄り
の信号線19は、制御回路CTLに接続される。また、
メインスイッチングトランジスタTr1とチョークコイ
ルL1とを接続する信号線1の途中には、2本の信号線
2、3が接続される。
【0304】上記の2本の信号線2、3のうちメインス
イッチングトランジスタTr1寄りの信号線2は、同期
整流用トランジスタTr2に接続される。この同期整流
用トランジスタTr2は、信号線25を介して制御回路
CTLと接続されると同時に、信号線26を介してグラ
ンドに接続される。
【0305】上記の2本の信号線2、3のうちチョーク
コイルL1寄りの信号線3は、ダイオードD1のカソー
ド端子に接続される。このダイオードD1のアノード端
子は、信号線27を介してグランドに接続される。
【0306】さらに、チョークコイルL1と抵抗R1と
を接続する信号線15の途中には、1本の信号線20が
接続される。上記の信号線20は、制御回路CTLと接
続されており、直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)から出力される電圧値CSを制御回路
CTLに入力するための信号線である。
【0307】また、抵抗R1と負荷とを接続する信号線
16の途中には、3本の信号線4、5、21が接続され
る。上記3本の信号線4、5、21のうち、抵抗R1寄
りの信号線4は、制御回路CTLと接続される。この信
号線4は、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)から出力される電圧値FBを制御回路CT
Lにフィードバックするための信号線である。
【0308】上記3本の信号線4、5、21のうち、真
ん中の信号線5は、平滑用のコンデンサC1を介してグ
ランドに接続される。上記3本の信号線4、5、21の
うち、負荷寄りの信号線21は、電圧比較器IC2に接
続される。この電圧比較器IC2は、例えば、非反転入
力端子と反転入力端子と出力端子とを有する電圧比較器
である。この場合、上記の信号線21は、電圧比較器I
C2の非反転入力端子に接続される。また、上記の電圧
比較器IC2の反転入力端子は、信号線28を介して電
源e3に接続される。さらに、上記の電圧比較器IC2
の出力端子は、信号線29を介して論理和回路OR3と
接続される。
【0309】さらに、論理和回路OR3は、上記したよ
うに、電圧比較器IC1と信号線23を介して接続され
ると同時に、電圧比較器IC2と信号線29を介して接
続される。この論理和回路OR3は、2つの入力端子と
1つの出力端子とを有する回路である。この場合、上記
の2つの入力端子には、上記の信号線23と信号線29
とが接続される。また、論理和回路OR3の出力端子
は、信号線30を介して制御回路CTLと接続される。
【0310】また、制御回路CTLには、上記したよう
に、信号線30、18、19、24、25、20、4が
接続されていると同時に、外部からのオン指令値もしく
はオフ指令値と目標電圧Vrefとが入力されるように
なっている。
【0311】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の機能)次に、上記の
各構成要素の機能について述べる。尚、前述の第1及び
第2の実施の形態で説明した構成要素については説明を
省略する。
【0312】(論理和回路OR3)論理和回路OR3
は、電圧比較器IC1から出力される信号と電圧比較器
IC2から出力される信号とを入力する。そして、論理
和回路OR3は、電圧比較器IC1と電圧比較器IC2
との少なくとも一方からのHighレベルの信号を入力
したとき、すなわち、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1より
大きくなったとき、もしくは、直流−直流変換装置(D
C−DC CONVERTER)の出力電圧が基準電圧
e3より大きくなったときに、過電圧状態が発生したこ
とを示すHighレベルの信号を出力する。
【0313】また、論理和回路OR3は、電圧比較器I
C1と電圧比較器IC2との双方の回路からLowレベ
ルの信号を入力したとき、すなわち、直流−直流変換装
置(DC−DC CONVERTER)の入力電圧が基
準電圧e1以下であり、且つ、直流−直流変換装置(D
C−DC CONVERTER)の出力電圧が基準電圧
e3以下であるときは、Lowレベルの信号を出力す
る。 (実施の形態3の作用・効果)以下、本実施の形態にか
かる直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の作用・効果について述べる。
【0314】(1)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が正常に動作している場合直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)が正
常に動作している場合、すなわち、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の入力電圧が基準
電圧e1以下であり、且つ、直流−直流変換装置(DC
−DCCONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3
以下である場合は、電圧比較器IC1と電圧比較器IC
2とはLowレベルの信号を出力することになる。
【0315】電圧比較器IC1と電圧比較器ICとから
出力されたLowレベルの信号は、論理和回路OR3に
入力される。この場合、論理和回路OR3は、Lowレ
ベルの信号を出力する。
【0316】論理和回路OR3から出力されたLowレ
ベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップFF
のセット端子Sに入力される。そして、フリップフロッ
プFFは、入力したLowレベルの信号を記憶する。こ
のとき、フリップフロップFFの出力端子Qは、フリッ
プフロップFFに記憶されているLowレベルの信号を
出力する。
【0317】フリップフロップFFの出力端子Qから出
力されたLowレベルの信号は、論理和回路OR1と論
理和回路OR2とに入力される。フリップフロップFF
からのLowレベルの信号を入力した論理和回路OR1
は、同期整流制御回路13からの信号(Lowレベルの
信号、もしくは、Highレベルの信号)をそのまま出
力する。論理和回路OR1から出力された信号は、ドラ
イブ−2(11)に入力される。
【0318】ドライブ−2(11)は、論理和回路OR
1からの信号、すなわち、同期整流制御回路13からの
信号に従って同期整流用トランジスタTr2のオン状態
とオフ状態とを切り換える。この結果、ドライブ−2
(11)は、メインスイッチングトランジスタTr1が
オフ状態にあり、且つ、ダイオードD1がチョークコイ
ルL1に蓄積されたエネルギーを出力側へ放出している
期間、同期整流用トランジスタTr2をオン状態にする
ことができる。
【0319】また、フリップフロップFFからのLow
レベルの信号を入力した論理和回路OR2は、PWM比
較器9からの信号(Lowレベルの信号、もしくは、H
ighレベルの信号)をそのまま出力する。論理和回路
OR2から出力された信号は、ドライブ−1(10)に
入力される。
【0320】ドライブ−1(10)は、論理和回路OR
2からの信号、すなわわち、PWM比較器9からの信号
に従ってメインスイッチングトランジスタTr1のオン
状態とオフ状態とを切り換える。この結果、ドライブ−
1(10)は、三角波発振器8からの三角波がエラーア
ンプERA1からの電圧値よりも高いときに、メインス
イッチングトランジスタTr1をオン状態にし、三角波
発振器8からの三角波がエラーアンプERA1からの電
圧値よりも低いときにメインスイッチングトランジスタ
Tr1をオフ状態にすることができる。
【0321】(2)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が過電圧状態に成った
場合直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)に入力される電圧が過電圧になった場合、入力電
圧が基準電圧e1よりも大きくなるので、電圧比較器I
C1から出力される信号は、Highレベルを示す信号
になる。電圧比較器IC1から出力されたHighレベ
ルの信号は、論理和回路OR3に入力される。
【0322】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧は、基準電圧e3より
も小さいので、電圧比較器IC2から出力される信号
は、Lowレベルの信号になる。この電圧比較器IC2
から出力されたLowレベルの信号は、論理和回路OR
3に入力される。
【0323】このように、論理和回路OR3は、電圧比
較器IC1からのHighレベルの信号と、電圧比較器
IC2からのLowレベルの信号とを入力することにな
る。このとき、論理和回路OR3から出力される信号O
Vは、Highレベルの信号になる。論理和回路OR3
から出力されたHighレベルの信号は、制御回路CT
LのフリップフロップFFに入力される。
【0324】論理和回路OR3からのHighレベルの
信号を入力したフリップフロップFFは、入力したHi
ghレベルの信号を記憶することになる。そして、フリ
ップフロップFFの出力端子Qは、フリップフロップF
Fに記憶されているHighレベルの信号を出力する。
【0325】フリップフロップFFの出力端子Qから出
力されたHighレベルの信号は、論理和回路OR1及
び論理和回路OR2に入力される。フリップフロップF
FからのHighレベルの信号を入力した論理和回路O
R1は、同期整流制御回路13からの信号にかかわら
ず、Highレベルの信号を出力する。論理和回路OR
1からのHighレベルの信号を入力したドライブ−2
(11)は、チャージポンプ回路12からの電力を同期
整流用トランジスタTr2に供給する。このとき、同期
整流用トランジスタTr2は、オン状態になり、信号線
2と信号線26との間を接続する。
【0326】また、フリップフロップFFからのHig
hレベルの信号を入力した論理和回路OR2は、PWM
比較器9からの信号に関係なくHighレベルの信号を
出力する。
【0327】論理和回路OR2から出力されたHigh
レベルの信号は、ドライブ−1(10)に入力される。
論理和回路OR2からのHighレベルの信号を入力し
たドライブ−1(10)は、チャージポンプ回路12か
らの電力をメインスイッチングトランジスタTr1に供
給する。このとき、メインスイッチングトランジスタT
r1はオン状態になり、信号線14と信号線1との間を
接続する。
【0328】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に入力される電圧は、フュー
ズF1、信号線14、メインスイッチングトランジスタ
Tr1、信号線1、信号線2、同期整流用トランジスタ
Tr2、及び、信号線26を通ってグランドに印加され
る。このとき、過大な電流がフューズF1を流れること
になり、フューズF1が溶断される。
【0329】従って、フューズF1が溶断されることに
より、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)の構成要素、特に、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の入力部に設けられたコ
ンデンサC3に過大な電圧が印加されることを防止する
ことができ、コンデンサC3の焼損を防止することがで
きる。
【0330】また、本実施の形態にかかる直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)によれば、
コンデンサC3として高耐圧の有機コンデンサを使用す
る必要がない上、焼損防止用のフューズが不要になり、
構成部品数が削減される。
【0331】さらに、コンデンサC3の焼損防止用のフ
ューズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0332】(3)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が過電圧状態になった
場合直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力電圧が過電圧状態になった場合、出力電圧
が基準電圧e3よりも大きくなるので、電圧比較器IC
2は、Highレベルの信号を出力することになる。電
圧比較器IC2から出力されたHighレベルの信号
は、信号線29を介して論理和回路OR3に入力され
る。
【0333】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧は、基準電圧e1より
小さいので、電圧比較器IC1は、Lowレベルの信号
を出力することになる。電圧比較器IC1から出力され
たLowレベルの信号は、信号線23を介して論理和回
路OR3に入力される。
【0334】電圧比較器IC1からのLowレベルの信
号と電圧比較器IC3からのHighレベルの信号とを
入力した論理和回路OR3は、Highレベルの信号を
出力する。この論理和回路OR3から出力されたHig
hレベルの信号は、制御回路CTLに入力される。
【0335】このとき、制御回路CTLは、前述の
(1)で説明したように、メインスイッチングトランジ
スタTr1と同期整流用トランジスタTr2とを強制的
にオン状態にし、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)の入力電圧を、フューズF1、信号
線14、メインスイッチングトランジスタTr1、信号
線1、信号線2、同期整流用トランジスタTr2、及
び、信号線26を介してグランドへ導通する。このと
き、過大な電流がフューズF1を流れることになり、フ
ューズF1が溶断される。
【0336】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に入力される電圧が遮断され
ることになり、直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の負荷に過電圧が印加されることを防
止することができる。
【0337】従って、本実施の形態にかかる直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)によれ
ば、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の出力電圧が過電圧状態になった場合に、直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の回
路、及び、負荷を確実に保護することができる。
【0338】また、本実施の形態にかかる直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)によれば、
平滑用のコンデンサC1として高耐圧の有機コンデンサ
を使用する必要がない上、焼損防止用のフューズが不要
になり、構成部品数が削減される。
【0339】さらに、平滑用のコンデンサC1の焼損防
止用のフューズが不要になったことにより、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)内の抵抗
が減少し、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の変換効率が向上する。
【0340】〈実施の形態4〉図10は、本発明にかか
る直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)の第4の実施の形態を示す図である。尚、同図にお
いて、前述の第3の実施の形態と同一の構成要素には同
一の名称及び符号を付している。
【0341】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の構成)直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)は、フューズF1、電圧比
較器IC1、電源e1、コンデンサC3、コンデンサC
2、制御回路CTL、メインスイッチングトランジスタ
Tr1、同期整流用トランジスタTr2、ダイオードD
1、チョークコイルL1、抵抗R1、コンデンサC1、
電圧比較器IC2、及び、電源e3を備えている。
【0342】(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)を構成する回路の接続形態)ここで、
上記の構成要素の接続形態について述べる。尚、ここで
は、前述の第3の実施の形態と異なる接続形態について
のみ説明する。
【0343】電圧比較器IC1の出力端子は、信号線2
3を介して制御回路CTLと直接接続される。この場
合、電圧比較器IC1から出力される信号OV1は、信
号線23を介して制御回路CTLに入力される。
【0344】また、電圧比較器IC2の出力端子は、信
号線29を介して制御回路CTLと直接接続される。こ
の場合、電圧比較器IC2から出力される信号OV2
は、信号線29を介して制御回路CTLに入力される。
【0345】その他の接続形態は、前述の第3の実施の
形態と同一である。(直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)を構成する回路の機能)次に、
上記の各構成要素の機能について述べる。尚、前述の第
3の実施の形態と同一の構成要素については説明を省略
する。
【0346】(制御回路CTL)制御回路CTLは、電
圧比較器IC1の出力端子と信号線23を介して接続さ
れており、電圧比較器IC1から出力される信号OV1
を入力する。
【0347】また、制御回路CTLは、電圧比較器IC
2の出力端子と信号線29を介して接続されており、電
圧比較器IC2から出力される信号OV2を入力する。
この場合、制御回路CTLは、電圧比較器IC1からの
信号OV1として、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が過電圧状態にあるこ
とを示す信号(Highレベルの信号)を入力すると、
メインスイッチングトランジスタTr1及び同期整流用
トランジスタTr2を強制的にオン状態にして、フュー
ズF1が溶断されるようにする。
【0348】また、制御回路CTLは、電圧比較器IC
2からの信号OV2として、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の出力電圧が過電圧状態
にあることを示す信号(Highレベルの信号)を入力
すると、メインスイッチングトランジスタTr1を強制
的にオフ状態にすると同時に、同期整流用トランジスタ
Tr2を強制的にオン状態にして、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の出力電圧がグラ
ンドレベルにクランプされるようにする。
【0349】ここで、上記の機能を実現する制御回路C
TLの内部構成について述べる。 (制御回路CTLの構成)制御回路CTLは、図11に
示すように、電源7、三角波発振器8、PWM比較器
9、チャージポンプ回路12、同期整流制御回路13、
フリップフロップFF1、フリップフロップFF2、ド
ライブ−1(10)、ドライブ−2(11)、分割抵抗
R2/R3、エラーアンプERA1、ERA2、論理積
回路AND1、論理和回路OR1、論理和回路OR4、
及び、論理和回路OR5を備えている(フリップフロッ
プFF1)フリップフロップFF1は、セット端子Sと
リセット端子Rとの2つの入力端子、及び、出力端子Q
を有している。
【0350】フリップフロップFF1のセット端子S
は、電圧比較器IC1からの信号OV1を入力する。こ
のセット端子Sに信号OV1が入力されると、フリップ
フロップFF1は、入力された信号OV1を記憶する。
【0351】また、フリップフロップFF1のリセット
端子Rは、外部からのオン指令値もしくはオフ指令値を
入力する。このリセット端子Rにオン指令値あるいはオ
フ指令値が入力されると、フリップフロップFF1は、
記憶内容をリセットして、Lowレベルの信号を記憶す
る。
【0352】さらに、フリップフロップFF1の出力端
子Qは、論理和回路OR1、及び、論理和回路OR4と
接続される。この出力端子Qは、フリップフロップFF
1が記憶している信号を出力する。
【0353】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下
である場合は、フリップフロップFF1のセット端子S
は、電圧比較器IC1からの信号OV1としてLowレ
ベルの信号を入力する。この場合、フリップフロップF
F1は、セット端子Sに入力されたLowレベルの信号
を記憶することになる。そして、フリップフロップFF
1の出力端子Qは、フリップフロップFF1に記憶され
たLowレベルの信号を出力することになる。
【0354】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1を超え
た場合(入力電圧が過電圧になった場合)は、フリップ
フロップFF1のセット端子Sは、電圧比較器IC1か
らの信号OV1としてHighレベルの信号を入力す
る。この場合、フリップフロップFF1は、セット端子
Sに入力されたHighレベルの信号を記憶することに
なる。そして、フリップフロップFF1の出力端子Q
は、フリップフロップFF1に記憶されたHighレベ
ルの信号を出力することになる。
【0355】(フリップフロップFF2)フリップフロ
ップFF2は、セット端子とリセット端子との2つの入
力端子、及び、非反転出力端子Qと反転出力端子*Qと
の2つの出力端子を有している。
【0356】フリップフロップFF2のセット端子S
は、電圧比較器IC2からの信号OV2を入力する。フ
リップフロップFF2のリセット端子Rは、外部からの
オン指令値もしくはオフ指令値を入力する。リセット端
子にオン指令値あるいはオフ指令値が入力されると、フ
リップフロップFF2に記憶されている信号は、Low
レベルの信号にリセットされる。
【0357】フリップフロップFF2の非反転出力端子
Qは、論理和回路OR5に接続される。この出力端子Q
は、フリップフロップFF2が記憶している信号をその
まま出力する。
【0358】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3以下
である場合は、フリップフロップFF2のセット端子S
は、電圧比較器IC2からの信号OV2としてLowレ
ベルの信号を入力する。この場合、フリップフロップF
F2がセット端子Sに入力されたLowレベルの信号を
記憶することになり、非反転出力端子Qは、フリップフ
ロップFF2が記憶しているLowレベルの信号を出力
することになる。
【0359】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3を超え
た場合(出力電圧が過電圧になった場合)は、フリップ
フロップFF2のセット端子Sは、電圧比較器IC2か
らの信号OV2としてHighレベルの信号を入力す
る。この場合、フリップフロップFF2がセット端子S
に入力されたHighレベルの信号を記憶することにな
り、非反転出力端子Qは、フリップフロップFF2が記
憶しているHighレベルの信号を出力することにな
る。
【0360】フリップフロップFF2の反転出力端子*
Qは、論理積回路AND1に接続される。この反転出力
端子*Qは、フリップフロップFF2が記憶している信
号値を反転した値、つまりLowレベルとHighレベ
ルとを反転した信号を出力する。
【0361】例えば、反転出力端子*Qは、フリップフ
ロップFF2が記憶している信号OV2がLowレベル
の信号ならば(直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)の出力電圧が基準電圧e3以下なら
ば)、Highレベルの信号を出力することになる。ま
た、反転出力端子*Qは、フリップフロップFF2が記
憶している信号OV2がHighレベルの信号ならば
(直流−直流変換装置(DC−DC CONVERTE
R)の出力電圧が基準電圧e3を超えているならば)、
Lowレベルの信号を出力することになる。
【0362】(論理積回路AND1)論理積回路AND
1は、PWM比較器9から出力される信号とフリップフ
ロップFF2の反転出力端子*Qから出力される信号と
を入力する。この論理積回路AND1は、PWM比較器
9からの信号とフリップフロップFF2からの信号との
論理積を演算し、その演算結果を示す信号を出力する。
論理積回路AND1から出力された信号は、論理和回路
OR4に入力される。
【0363】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3以下
の場合は、論理積回路AND1は、PWM比較器9から
の信号と、フリップフロップFF2の反転出力端子*Q
からのHighレベルの信号とを入力する。この場合、
論理積回路AND1は、PWM比較器9からの信号をそ
のまま出力することになる。
【0364】また、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3より大
きくなった場合(出力電圧が過電圧になった場合)は、
論理積回路AND1は、PWM比較器9からの信号と、
フリップフロップFF2の反転出力端子*QからのLo
wレベルの信号とを入力することになる。この場合、論
理積回路AND1は、PWM比較器9からの信号に関係
なく、Lowレベルの信号を出力する。
【0365】(論理和回路OR4)論理和回路OR4
は、論理積回路AND1から出力される信号と、フリッ
プフロップFF1の出力端子Qから出力される信号とを
入力する。この論理和回路OR4は、論理積回路AND
1からの信号とフリップフロップFF1の出力端子Qか
らの信号との論理和を演算し、その演算結果を示す信号
を出力する。論理和回路OR4から出力された信号は、
ドライブ−1(10)に入力される。
【0366】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下
であり、且つ、出力電圧が基準電圧e3以下である場合
は、論理和回路OR4は、論理積回路AND1からの信
号(PWM比較器9から出力された信号と同一の信号)
と、フリップフロップFF1の出力端子QからのLow
レベルの信号とを入力することになる。この場合、論理
和回路OR4は、論理積回路AND1からの信号、すな
わち、PWM比較器9からの信号をそのまま出力する。
【0367】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の入力電圧が基準電圧e1より大きくな
り、且つ、出力電圧が基準電圧e3以下である場合は、
論理和回路OR4は、論理積回路AND1からの信号
(PWM比較器9から出力された信号と同一の信号)
と、フリップフロップFF1の出力端子QからのHig
hレベルの信号とを入力することになる。この場合、論
理和回路OR4は、論理積回路AND1からの信号に関
係なく、Highレベルの信号を出力する。
【0368】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下であり、
且つ、出力電圧が基準電圧e3より大きくなった場合
は、論理和回路OR4は、論理積回路AND1からのL
ow信号と、フリップフロップFF1からのLowレベ
ルの信号とを入力することになる。この場合、論理和回
路OR4は、Lowレベルの信号を出力する。
【0369】(論理和回路OR1)論理和回路OR1
は、同期整流制御回路13から出力される信号と、フリ
ップフロップFF1の出力端子Qから出力される信号と
を入力する。そして、論理和回路OR1は、同期整流制
御回路13からの信号とフリップフロップFF1からの
信号との論理和を演算し、その演算結果を示す信号を出
力する。論理和回路OR1から出力された信号は、論理
和回路OR5に入力される。
【0370】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下
である場合は、論理和回路OR1は、同期整流制御回路
13からの信号と、フリップフロップFF1からのLo
wレベルの信号とを入力することになる。この場合、論
理和回路OR1は、同期整流制御回路13からの信号を
そのまま出力する。
【0371】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の入力電圧が基準電圧e1よりも大きく
なった場合は、論理和回路OR1は、同期整流制御回路
13からの信号と、フリップフロップFF1からのHi
ghレベルの信号とを入力することになる。この場合、
論理和回路OR1は、同期整流制御回路13からの信号
に関係なく、Highレベルの信号を出力する。
【0372】(論理和回路OR5)論理和回路OR5
は、論理和回路OR1から出力された信号と、フリップ
フロップFF2の出力端子Qから出力された信号とを入
力する。そして、論理和回路OR5は、論理和回路OR
1からの信号と、フリップフロップFF2からの信号と
の論理和を演算し、その演算結果を出力する。この論理
和回路OR5から出力された信号は、ドライブ−2(1
1)に入力される。
【0373】例えば、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下
であり、且つ、出力電圧が基準電圧e3以下である場合
は、論理和回路OR5は、論理和回路OR1からのHi
ghレベルの信号と、フリップフロップFF2の出力端
子QからのLowレベルの信号とを入力することにな
る。この場合、論理和回路OR5は、Highレベルの
信号を出力する。
【0374】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の入力電圧が基準電圧e1より大きく、
且つ、出力電圧が基準電圧e3以下である場合は、論理
和回路OR5は、論理和回路OR1からのHighレベ
ルの信号と、フリップフロップFF2の出力端子Qから
のLowレベルの信号とを入力することになる。この場
合、論理和回路OR5は、Highレベルの信号を出力
する。
【0375】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の入力電圧が基準電圧e1以下であり、
且つ、出力電圧が基準電圧e3よりも大きくなった場合
は、論理和回路OR1からの信号(同期整流制御回路1
3から出力された信号と同一の信号)と、フリップフロ
ップFF2からのHighレベルの信号とを入力するこ
とになる。この場合、論理和回路OR5は、論理和回路
OR1からの信号に関係なく、Highレベルの信号を
出力する。
【0376】(ドライブ−1(10))ドライブ−1
(10)は、論理和回路OR4からの信号に応じて、メ
インスイッチングトランジスタTr1のオン状態とオフ
状態とを切り換える。
【0377】例えば、ドライブ−1(10)は、論理和
回路OR4からのHighレベルの信号を入力したとき
に、チャージポンプ回路12から供給された電力をメイ
ンスイッチングトランジスタTr1に供給して、メイン
スイッチングトランジスタTr1をオン状態にする。
【0378】また、ドライブ−1(10)は、論理積回
路AND1からのLowレベルの信号を入力したとき
に、メインスイッチングトランジスタTr1に対する電
力供給を停止して、メインスイッチングトランジスタT
r1をオフ状態にする。 (実施の形態4の作用・効果)以下、本実施の形態にか
かる直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の作用・効果について述べる。
【0379】(1)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)が正常に動作している場合直流−
直流変換装置(DC−DC CONVERTER)が正
常に動作している場合、すなわち、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の入力電圧が基準
電圧e1以下であり、且つ、直流−直流変換装置(DC
−DCCONVERTER)の出力電圧が基準電圧e3
以下である場合は、電圧比較器IC1と電圧比較器IC
2とはLowレベルの信号を出力することになる。
【0380】電圧比較器IC1から出力されたLowレ
ベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップFF
1のセット端子Sに入力される。また、電圧比較器IC
2から出力されたLowレベルの信号は、制御回路CT
LのフリップフロップFF2のセット端子Sに入力され
る。
【0381】電圧比較器IC1からのLowレベルの信
号を入力したフリップフロップFF1は、入力したLo
wレベルの信号を記憶する。そして、フリップフロップ
FF1の出力端子Qは、Lowレベルの信号を出力す
る。フリップフロップFF1の出力端子Qから出力され
たLowレベルの信号は、論理和回路OR4と論理和回
路OR1とに入力される。
【0382】また、電圧比較器IC2からのLowレベ
ルの信号を入力したフリップフロップFF2は、入力し
たLowレベルの信号を記憶する。そして、フリップフ
ロップFF2の出力端子Qは、Lowレベルの信号を出
力し、出力端子*Qは、Highレベルの信号を出力す
る。フリップフロップFF2の出力端子Qから出力され
たLowレベルの信号は、論理和回路OR5に入力さ
れ、出力端子*Qから出力されたHighレベルの信号
は、論理積回路AND1に入力される。
【0383】論理積回路AND1は、フリップフロップ
FF2の出力端子*QからのHighレベルの信号を入
力する一方で、PWM比較器9からの信号を入力する。
このとき、論理積回路AND1は、PWM比較器9から
の信号をそのまま出力することになる。論理積回路AN
D1から出力された信号は、論理和回路OR4に入力さ
れる。
【0384】論理和回路OR4は、上記したように、フ
リップフロップFF1の出力端子QからのLowレベル
の信号と、論理積回路AND1からの信号(PWM比較
器9からの信号と同一の信号)とを入力する。この場
合、論理和回路OR4は、論理積回路AND1からの信
号、すなわち、PWM比較器9からの信号をそのまま出
力することになる。
【0385】論理和回路OR4から出力された信号(P
WM比較器9から出力された信号と同一の信号)は、ド
ライブ−1(10)に入力される。この結果、ドライブ
−1(10)は、PWM比較器9からの信号に応じてメ
インスイッチングトランジスタTr1のオン状態とオフ
状態とを切り換えることができる。
【0386】また、フリップフロップFF1の出力端子
QからのLowレベルの信号を入力した論理和回路OR
1は、同期整流制御回路13からの信号も入力する。こ
の場合、論理和回路OR1は、同期整流制御回路13か
らの信号をそのまま出力する。論理和回路OR1から出
力された信号(同期整流制御回路13から出力された信
号と同一の信号)は、論理和回路OR5に入力される。
【0387】論理和回路OR5は、上記したように、論
理和回路OR1からの信号(同期整流制御回路13から
出力された信号と同一の信号)と、フリップフロップF
F2の出力端子QからのLowレベルの信号とを入力す
る。このとき、論理和回路OR5は、論理和回路OR1
からの信号、すなわち、同期整流制御回路13から出力
された信号と同一の信号を出力することになる。論理和
回路OR5から出力された信号(同期整流制御回路13
から出力された信号と同一の信号)は、ドライブ−2
(11)に入力される。この結果、ドライブ−2(1
1)は、同期整流制御回路13からの信号に従って、同
期整流用トランジスタTr2のオン状態とオフ状態とを
切り換えることができる。
【0388】(2)直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧が過電圧状態になった
場合、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)に入力される電圧が過電圧状態になった場合
は、電圧比較器IC1は、Highレベルの信号を出力
する。また、直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の出力電圧は基準電圧e3以下であるか
ら、電圧比較器IC2は、Lowレベルの信号を出力す
る。
【0389】電圧比較器IC1から出力されたHigh
レベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップF
F1のセット端子Sに入力される。また、電圧比較器I
C2から出力されたLowレベルの信号は、制御回路C
TLのフリップフロップFF2のセット端子Sに入力さ
れる。
【0390】電圧比較器IC1からのHighレベルの
信号を入力したフリップフロップFF1は、入力したH
ighレベルの信号を記憶する。そして、フリップフロ
ップFF1の出力端子Qは、Highレベルの信号を出
力する。フリップフロップFF1の出力端子Qから出力
されたHighレベルの信号は、論理和回路OR4と論
理和回路OR1とに入力される。
【0391】また、電圧比較器IC2からのLowレベ
ルの信号を入力したフリップフロップFF2は、入力し
たLowレベルの信号を記憶する。そして、フリップフ
ロップFF2の出力端子QはLowレベルの信号を出力
し、出力端子*QはHighレベルの信号を出力する。
フリップフロップFF2の出力端子Qから出力されたL
owレベルの信号は論理和回路OR5に入力され、出力
端子*Qから出力されたHighレベルの信号は論理積
回路AND1に入力される。
【0392】論理積回路AND1は、フリップフロップ
FF2の出力端子*QからのHighレベルの信号を入
力する一方で、PWM比較器9からの信号を入力してい
る。この場合、論理積回路AND1は、PWM比較器9
からの信号をそのまま出力することになる。この論理積
回路AND1から出力された信号(PWM比較器9から
出力された信号と同一の信号)は、論理和回路OR4に
入力される。
【0393】論理和回路OR4は、上記したように、論
理積回路AND1からの信号(PWM比較器9から出力
された信号と同一の信号)と、フリップフロップFF1
の出力端子QからのHighレベルの信号とを入力す
る。この場合、論理和回路OR4は、論理積回路AND
1からの信号(PWM比較器9から出力された信号と同
一の信号)に関係なく、Highレベルの信号を出力す
ることになる。この結果、ドライブ−1(10)は、P
WM比較器9から出力される信号に関係なく、メインス
イッチングトランジスタTr1をオン状態にする。
【0394】また、論理和回路OR1は、フリップフロ
ップFF1の出力端子QからのHighレベルの信号を
入力する一方で、同期整流制御回路13からの信号を入
力する。この場合、論理和回路OR1は、同期整流制御
回路13からの信号に関係なく、Highレベルの信号
を出力する。この論理和回路OR1から出力されたHi
ghレベルの信号は、論理和回路OR5に入力される。
【0395】論理和回路OR5は、上記したように、フ
リップフロップFF2の出力端子QからのLowレベル
の信号と、論理和回路OR1からのHighレベルの信
号とを入力する。このとき、論理和回路OR5は、Hi
ghレベルの信号を出力する。この結果、ドライブ−2
(11)は、同期整流制御回路13からの信号に関係な
く、同期整流用トランジスタTr2をオン状態にする。
【0396】このように、直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)の入力電圧が過電圧状態に
なると、メインスイッチングトランジスタTr1及び同
期整流用トランジスタTr2は、強制的にオン状態にな
る。
【0397】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に入力される電圧は、フュー
ズF1、信号線14、メインスイッチングトランジスタ
Tr1、信号線1、信号線2、同期整流用トランジスタ
Tr2、及び、信号線26を通ってグランドに印加され
る。このとき、過大な電流がフューズF1を流れること
になり、フューズF1が溶断される。
【0398】従って、フューズF1が溶断されることに
より、直流−直流変換装置(DC−DC CONVER
TER)の構成要素、特に、直流−直流変換装置(DC
−DC CONVERTER)の入力部に設けられたコ
ンデンサC3に過大な電圧が印加されることを防止する
ことができ、コンデンサC3の焼損を防止することがで
きる。
【0399】さらに、本実施の形態にかかる直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)によれ
ば、コンデンサC3の焼損防止用フューズが不要にな
り、構成部品数が削減される。
【0400】また、コンデンサC3の焼損防止用のフュ
ーズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0401】(3)信号線4が断線状態になった場合信
号線4が断線状態になると、前述の第1の実施の形態で
説明したように、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)の出力電圧は、過電圧状態に陥る虞
がある。
【0402】直流−直流変換装置(DC−DC CON
VERTER)の出力電圧が過電圧状態に陥ると、出力
電圧が基準電圧e3よりも大きくなるため、電圧比較器
IC2は、Highレベルの信号を出力することにな
る。
【0403】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧は基準電圧e1以下で
あるから、電圧比較器IC1は、Lowレベルの信号を
出力する。
【0404】電圧比較器IC1から出力されたLowレ
ベルの信号は、制御回路CTLのフリップフロップFF
1のセット端子Sに入力される。また、電圧比較器IC
2から出力されたHighレベルの信号は、制御回路C
TLのフリップフロップFF2のセット端子Sに入力さ
れる。
【0405】電圧比較器IC1からのLowレベルの信
号を入力したフリップフロップFF1は、入力したLo
wレベルの信号を記憶する。そして、フリップフロップ
FF1の出力端子Qは、Lowレベルの信号を出力す
る。フリップフロップFF1の出力端子Qから出力され
たLowレベルの信号は、論理和回路OR4と論理和回
路OR1とに入力される。
【0406】また、電圧比較器IC2からのHighレ
ベルの信号を入力したフリップフロップFF2は、入力
したHighレベルの信号を記憶する。そして、フリッ
プフロップFF2の出力端子QはHighレベルの信号
を出力し、出力端子*QはLowレベルの信号を出力す
る。フリップフロップFF2の出力端子Qから出力され
たHighレベルの信号は論理和回路OR5に入力さ
れ、出力端子*Qから出力されたLowレベルの信号は
論理積回路AND1に入力される。
【0407】論理積回路AND1は、フリップフロップ
FF2の出力端子*QからのLowレベルの信号を入力
する一方で、PWM比較器9からの信号を入力してい
る。この場合、論理積回路AND1は、PWM比較器9
からの信号に関係なく、Lowレベルの信号を出力する
ことになる。この論理積回路AND1から出力されたL
owレベルの信号は、論理和回路OR4に入力される。
【0408】論理和回路OR4は、上記したように、論
理積回路AND1からのLowレベルの信号と、フリッ
プフロップFF1の出力端子QからのLowレベルの信
号とを入力する。この場合、論理和回路OR4は、Lo
wレベルの信号を出力することになる。この結果、ドラ
イブ−1(10)は、PWM比較器9から出力される信
号に関係なく、メインスイッチングトランジスタTr1
をオフ状態にする。
【0409】また、論理和回路OR1は、フリップフロ
ップFF1の出力端子QからのLowレベルの信号を入
力する一方で、同期整流制御回路13からの信号を入力
する。この場合、論理和回路OR1は、同期整流制御回
路13からの信号をそのまま出力することになる。この
論理和回路OR1から出力された信号(同期整流制御回
路13から出力された信号と同一の信号)は、論理和回
路OR5に入力される。
【0410】論理和回路OR5は、上記したように、フ
リップフロップFF2の出力端子QからのHighレベ
ルの信号と、論理和回路OR1からの信号(同期整流制
御回路13から出力された信号と同一の信号)とを入力
する。このとき、論理和回路OR5は、論理和回路OR
1からの信号(同期整流制御回路13から出力された信
号と同一の信号)に関係なく、Highレベルの信号を
出力する。この結果、ドライブ−2(11)は、同期整
流制御回路13からの信号に関係なく、同期整流用トラ
ンジスタTr2をオン状態にする。
【0411】このように、直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)の出力電圧が過電圧状態に
なると、メインスイッチングトランジスタTr1が強制
的にオフ状態になると同時に、同期整流用トランジスタ
Tr2が強制的にオン状態になる。
【0412】この結果、信号線26、同期整流用トラン
ジスタTr2、信号線2、信号線1、チョークコイルL
1、信号線15、抵抗R1、及び、信号線16が接続さ
れることになり、直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)の出力電圧は、信号線26に接続さ
れたグランドの電圧(0V)にクランプされる。
【0413】従って、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の負荷に過電圧が印加されるこ
とを防止することができると同時に、直流−直流変換装
置(DC−DC CONVERTER)の構成要素、特
に、平滑用のコンデンサC1に過電圧が印加されること
を防止することができる。
【0414】また、本実施の形態にかかる直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)によれば、
平滑用のコンデンサC1として高耐圧の有機コンデンサ
を使用する必要がない上、焼損防止用のフューズが不要
になり、構成部品数が削減される。
【0415】また、コンデンサC1の焼損防止用のフュ
ーズが不要になったことにより、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)内の抵抗が減少
し、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の変換効率が向上する。
【0416】(4)メインスイッチングトランジスタT
r1が短絡故障を発生した場合メインスイッチングトラ
ンジスタTr1が短絡故障を起こした場合、信号線14
と信号線1とが接続した状態になるため、直流−直流変
換装置(DC−DCCONVERTER)の出力電圧が
過電圧状態に陥る虞がある。
【0417】メインスイッチングトランジスタTr1の
短絡故障によって出力電圧が過電圧状態に陥ると、出力
電圧が基準電圧e3より大きくなるため、電圧比較器I
C2がHighレベルの信号を出力することになる。
【0418】一方、直流−直流変換装置(DC−DC
CONVERTER)の入力電圧は基準電圧e1以下で
あるから、電圧比較器IC1から出力される信号OV1
はLowレベルの信号になる。
【0419】このとき、制御回路CTLは、前述の
(2)で説明したように、メインスイッチングトランジ
スタTr1を強制的にオフ状態にすると同時に同期整流
用トランジスタTr2を強制的にオン状態にする制御を
行う。但し、メインスイッチングトランジスタTr1が
短絡故障しているので、直流−直流変換装置(DC−D
CCONVERTER)に印加された電圧は、フューズ
F1、信号線14、メインスイッチングトランジスタT
r1、信号線1、信号線2、及び、同期整流用トランジ
スタTr2を介して短絡される。このとき、フューズF
1は、短絡電流によって溶断される。
【0420】この結果、直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)に印加される電圧が極短時間
のうちに遮断されることになり、直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の負荷に過電圧が
印加されることを防止することができると同時に、直流
−直流変換装置(DC−DC CONVERTER)の
構成要素に過電圧が印加されることを防止することがで
きる。
【0421】また、本実施の形態にかかる直流−直流変
換装置(DC−DC CONVERTER)によれば、
平滑用のコンデンサC1として高耐圧の有機コンデンサ
を使用する必要がない上、焼損防止用のフューズが不要
になり、構成部品数が削減される。
【0422】さらに、平滑用のコンデンサC1の焼損防
止用のフューズが不要になったことにより、直流−直流
変換装置(DC−DC CONVERTER)内の抵抗
が減少し、直流−直流変換装置(DC−DC CONV
ERTER)の変換効率が向上する。
【0423】
【発明の効果】本発明にかかる直流−直流変換装置(D
C−DC CONVERTER)によれば、直流−直流
変換装置の入出力電圧が過電圧状態になった場に第1の
スイッチ素子と第2のスイッチ素子(メインスイッチン
グトランジスタと同期整流用トランジスタ)とを過電圧
保護回路として使用することにより、回路構成を複雑に
することなく、直流−直流変換装置の構成要素、及び、
直流−直流変換装置の負荷に過電圧が印加されることを
防止することができる。
【0424】この結果、直流−直流変換装置に使用され
る有機コンデンサ等の発煙及び発火を防止するととも
に、直流−直流変換装置(DC−DC CONVERT
ER)の小型化と変換効率の向上とを図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)の第1の実施の形態の構成を
示す図
【図2】第1の実施の形態にかかる制御回路CTLの内
部構成を示す図
【図3】第1の実施の形態にかかる直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の他の実施態様を
示す図
【図4】図3の直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)に対応する制御回路CTLの内部構成
を示す図
【図5】本発明にかかる直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)の第2の実 施の形態の構成
を示す図
【図6】第2の実施の形態にかかる制御回路CTLの内
部構成を示す図
【図7】第2の実施の形態にかかる直流−直流変換装置
(DC−DC CONVERTER)の他の実施態様を
示す図
【図8】図7の直流−直流変換装置(DC−DC CO
NVERTER)に対応する制御回路CTLの内部構成
を示す図
【図9】本発明にかかる直流−直流変換装置(DC−D
C CONVERTER)の第3の実施の形態の構成を
示す図
【図10】本発明にかかる直流−直流変換装置(DC−
DC CONVERTER)の第4の実施の形態の構成
を示す図
【図11】第4の実施の形態にかかる制御回路CTLの
内部構成を示す図
【図12】従来の直流−直流変換装置(DC−DC C
ONVERTER)の構成を示す図
【符号の説明】
1・・・・信号線 2・・・・信号線 14・・・信号線 FF・・・フリップフロップ Tr1・・メインスイッチングトランジスタ Tr2・・同期整流用トランジスタ IC1・・電圧比較器 IC2・・電圧比較器 CTL・・制御回路 L1・・・チョークコイル F1・・・フューズ e1・・・電源 e2・・・電源 C1・・・コンデンサ C2・・・コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−199740(JP,A) 特開 平4−54864(JP,A) 特開 昭63−59763(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155

Claims (43)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源からの電力を蓄積する蓄積手段と、 前記電源と前記蓄積手段の接続と切断とを切り換える第
    1のスイッチ素子と、 前記蓄積手段とグランドとの間に設けられて前記蓄積手
    段とグランドの接続と切断とを切り換える第2のスイッ
    チ素子と、 前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とを
    交互に接続状態にして、前記蓄積手段からの出力電圧が
    一定値を保つようにする制御手段とを備えた同期整流方
    式の直流−直流変換装置であり、 前記蓄積手段からの出力電圧を監視して、前記出力電圧
    が所定の電圧値を超えたときに信号を出力する過電圧検
    出手段と、 前記過電圧検出手段からの信号を入力したときに、前記
    第1のスイッチ素子に対して切断状態にするよう制御す
    るとともに前記第2のスイッチ素子に対して接続状態に
    するよう制御して、前記蓄積手段からの出力電圧をグラ
    ンドレベルにクランプするクランプ手段と、を備える同
    期整流方式の直流−直流変換装置。
  2. 【請求項2】前記過電圧検出手段は、基準電圧を発生す
    る基準電圧発生手段と、 前記基準電圧と前記蓄積手段からの出力電圧とを比較し
    て、前記出力電圧が前記基準電圧より大きくなったとき
    に前記信号を出力する電圧比較手段と、を備える請求項
    1記載の直流−直流変換装置.
  3. 【請求項3】前記第1のスイッチ素子が短絡状態で故障
    したときに、前記第2のスイッチ素子を接続状態にし
    て、前記電源からの電圧を短絡させる短絡手段を更に備
    える請求項1記載の同期整流方式の直流−直流変換装
    置。
  4. 【請求項4】前記短絡手段により短絡された電力によっ
    て前記電源からの入力を遮断する遮断手段を更に備える
    請求項3記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  5. 【請求項5】前記遮断手段は、前記短絡手段により短絡
    された電力によって溶断されるフューズである請求項4
    記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  6. 【請求項6】前記電源と前記第1のスイッチ素子との間
    に設けられ、前記電源からの入力を遮断する遮断手段を
    更に備える請求項1記載の同期整流方式の直流―直流変
    換装置。
  7. 【請求項7】前記第1のスイッチ素子が故障したとき
    に、 前記クランプ手段は、前記第2のスイッチ素子を接続状
    態にすることにより前記電源からの電力を短絡させ、 前記遮断手段は、前記クランプ手段によって短絡された
    電力を利用して前記電源からの入力を遮断する請求項6
    に記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  8. 【請求項8】電源からの電力を蓄積する蓄積手段と、 前記電源と前記蓄積手段の接続と切断とを切り換える第
    1のスイッチと、 前記蓄積手段とグランドとの間に配置され、前記蓄積手
    段とグランドの接続と切断とを切り換える第2スイッチ
    と、 前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とを
    交互に接続状態にして、前記蓄積手段からの出力電圧が
    一定値を保つようにする制御手段と、 前記蓄積手段の出力電圧が所定の電圧値を越えたことを
    検出する検出手段と、 前記検出手段の検出に応じて、前記第1のスイッチに対
    して切断状態にするよう制御するとともに、前記第2の
    スイッチに対して接続状態にするよう制御するクランプ
    手段と、を備える同期整流方式の直流−直流変換装置。
  9. 【請求項9】前記検出手段は、 基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧と前記蓄積手段の出力電圧とを比較し、前
    記蓄積手段の出力電圧が前記基準電圧より大きくなった
    ときに信号を出力する電圧比較手段と、を備える請求項
    8記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  10. 【請求項10】前記第1のスイッチが短絡状態で故障し
    たときに、第2のスイッチを強制的に接続状態にするこ
    とにより、電源からの電力を短絡させる短絡手段を更に
    備える請求項8記載の同期整流方式の直流−直流変換装
    置。
  11. 【請求項11】前記電源からの入力を遮断する遮断手段
    を更に備える請求項10記載の同期整流方式の直流−直
    流変換装置。
  12. 【請求項12】前記遮断手段は、フューズである請求項
    11記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  13. 【請求項13】前記電源と前記第1のスイッチ素子との
    間に設けられ、前記電源からの入力を遮断する遮断手段
    を更に傭える請求項8記載の同期整流方式の直流−直流
    変換装置。
  14. 【請求項14】前記第1のスイッチ素子が故障したとき
    に、 前記クランプ手段は、前記第2のスイッチ素子を接続状
    態にすることにより前記電源からの電力を短絡させ、 前記遮断手段は、前記クランプ手段によって短絡された
    電力を利用して前記電源からの入力を遮断する請求項1
    3に記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  15. 【請求項15】電源からの電力を蓄積する蓄積手段と、 前記電源と前記蓄積手段の接続と切断とを切り換える第
    1のスイッチ素子と、 前記蓄積手段とグランドとの間に設けられ、前記蓄積手
    段とグランドの接続と切断とを切り換える第2のスイッ
    チ素子と、 前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とを
    交互に接続状態にして、前記蓄積手段からの出力電圧が
    一定値を保つようにする第1の制御手段と、を備えた同
    期整流方式の直流−直流変換装置のための制御回路にお
    いて、 前記蓄積手段からの出力電圧を監視して、前記出力電圧
    が所定電圧値を超えたことを検出する過電圧検出手段
    と、 前記過電圧検出手段が前記出力電圧が所定電圧値を超え
    たことを検出した場合に、前記第1のスイッチ素子に対
    して切断状態にするよう制御するとともに前記第2のス
    イッチ素子に対して接続状態にするよう制御して、前記
    蓄積手段からの出力電圧をグランドレベルにする第2の
    制御手段と、を備える制御回路。
  16. 【請求項16】前記過電圧検出手段は、 基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧と前記蓄積手段からの出力電圧とを比較し
    て、前記出力電圧が前記基準電圧より大きくなったとき
    に信号を出力する電圧比較手段と、を備える請求項15
    記載の制御回路。
  17. 【請求項17】電源からの電力を蓄積する蓄積手段と、 前記電源と前記蓄積手段の接続と切断とを切り換える第
    1のスイッチ素子と、 前記蓄積手段とグランドとの間に設けられ、前記蓄積手
    段とグランドの接続と切断とを切り換える第2のスイッ
    チ素子と、 前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とを
    交互に接続状態にして、前記蓄積手段からの出力電圧が
    一定値を保つようにする第1の制御手段と、を備えた同
    期整流方式の直流−直流変換装置のための制御回路にお
    いて、 前記蓄積手段からの出力電圧を監視して、前記出力電圧
    が所定電圧値を超えたことを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出に応じて、前記第1のスイッチ素子
    に対して切断状態にするよう制御するとともに前記第2
    のスイッチ素子に対して接続状態にするよう制御する第
    2の制御手段と、を備える制御回路。
  18. 【請求項18】前記検出手段は、基準電圧を発生する基
    準電圧発生手段と、 前記基準電圧と前記蓄積手段の出力電圧とを比較し、前
    記蓄積手段の出力電圧が前記基準電圧より大きくなった
    ときに信号を出力する電圧比較手段と、を備える請求項
    17記載の制御回路。
  19. 【請求項19】同期整流方式の直流−直流変換装置にお
    いて、 メインスイッチと、 前記メインスイッチと交互に接続状態にされる同期整流
    用スイッチと、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチをオフにするための第1の制御信号及び前
    記同期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信
    号を出力する制御手段と、を備える同期整流方式の直流
    −直流変換装置。
  20. 【請求項20】同期整流方式の直流−直流変換装置にお
    いて、 メインスイッチと、 前記メインスイッチと交互に接続状態にされる同期整流
    用スイッチと、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチを強制的にオフにするよう制御するととも
    に、前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう
    制御する制御手段と、を備える同期整流方式の直流−直
    流変換装置。
  21. 【請求項21】前記メインスイッチに接続されたインダ
    クターと、 前記インダクターに接続され、前記インダクターからの
    出力電圧を平滑するコンデンサと、を更に備える請求項
    19又は20に記載の同期整流方式の直流−直流変換装
    置。
  22. 【請求項22】前記過電圧検出手段は、前記直流−直流
    変換装置の出力電圧が過電圧であることを検出したとき
    に、検出信号を出力する請求項19記載の同期整流方式
    の直流−直流変換装置。
  23. 【請求項23】前記制御手段は、前記過電圧検出手段か
    ら検出信号が出力されると、その検出信号を記憶すると
    ともに、前記メインスイッチをオフにするための第1の
    制御信号と同期整流用スイッチをオンにするための第2
    の制御信号とを出力するメモリ回路を備える請求項22
    記載の同期整流方式の直流−直流変換装置。
  24. 【請求項24】前記直流−直流変換装置の出力電圧を一
    定に保つべく、前記メインスイッチ及び前記同期整流用
    スイッチをフィードバック制御するフィードバック手段
    を更に備える請求項19又は20に記載の同期整流方式
    の直流−直流変換装置。
  25. 【請求項25】前記制御手段は、前記メインスイッチが
    短絡状態で故障したとき、前記同期整流用スイッチをオ
    ンにするために第2の制御信号を出力することにより、
    電源からの入力を短絡させる請求項23記載の同期整流
    方式の直流−直流変換装置。
  26. 【請求項26】前記メインスイッチと前記電源との間に
    設けられ、前記電源からの入力を遮断する遮断手段を更
    に備える請求項19又は20記載の同期整流方式の直流
    −直流変換装置。
  27. 【請求項27】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
    の制御回路において、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチをオフにするための第1の制御信号及び前
    記同期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信
    号を出力する制御手段と、を備える制御回路。
  28. 【請求項28】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、前記
    メインスイッチに接続されたインダクターと、前記イン
    ダクターに接続され該インダクターからの出力電圧を平
    滑するコンデンサと、を備えた同期整流方式の直流−直
    流変換装置を制御するための制御回路において、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチをオフにするための第1の制御信号及び前
    記同期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信
    号を出力する制御手段と、を備える制御回路。
  29. 【請求項29】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
    の制御回路において、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチを強制的にオフにするよう制御するととも
    に前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制
    御する制御手段と、を備える制御回路。
  30. 【請求項30】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、前記
    メインスイッチに接続されたインダクターと、前記イン
    ダクターに接続され該インダクターからの出力電圧を平
    滑するコンデンサと、を備えた同期整流方式の直流−直
    流変換装置を制御するための制御回路において、 前記直流−直流変換装置の出力電圧が過電圧であること
    を検出する過電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段が過電圧を検出したときに、前記メ
    インスイッチを強制的にオフにするよう制御するととも
    に前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制
    御する制御手段と、を備える制御回路。
  31. 【請求項31】前記過電圧検出手段は、前記直流−直流
    変換装置の出力電圧が過電圧であることを検出したとき
    に、検出信号を出力する請求項27から請求項29の何
    れか一に記載の制御回路。
  32. 【請求項32】前記制御手段は、前記過電圧検出手段か
    ら検出信号が出力されると、その検出信号を記憶すると
    ともに、前記メインスイッチをオフにするための第1の
    制御信号と前記同期整流用スイッチをオンにするための
    第2の制御信号とを出力するメモリ回路を備える請求項
    31記載の制御回路。
  33. 【請求項33】前記制御手段は、前記メインスイッチが
    故障したときに、前記同期整流用スイッチをオンにする
    ための第2の制御信号を出力することにより前記電源か
    らの入力を短絡させる請求項27から請求項29の何れ
    か一に記載の制御回路。
  34. 【請求項34】前記直流−直流変換装置の出力電圧を一
    定値に保つべく、前記メインスイッチ及び前記同期整流
    用スイッチをフィードバック制御するフィードバック手
    段を更に備える請求項27乃至請求項30の何れか一に
    記載の制御回路。
  35. 【請求項35】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
    の制御回路において、 直流−直流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段
    と、 前記受信手段が前記停止要求信号を受信すると、前記メ
    インスイッチをオフにするための第1の制御信号及び前
    記同期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信
    号を出力する制御手段と、を備える制御回路。
  36. 【請求項36】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、前記
    メインスィツチに接続されたインダクターと、前記イン
    ダクターに接続され、前記インダクターからの出力電圧
    を平滑するコンデンサとを備えた同期整流方式の直流−
    直流変換装置を制御するための制御回路において、 直流−直流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段
    と、 前記受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メイン
    スイッチをオフにするための第1の制御信号及び前記同
    期整流用スイッチをオンにするための第2の制御信号を
    出力する制御手段と、を備える制御回路。
  37. 【請求項37】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変襖装置を制御するため
    の制御回路において、 直流−直流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段
    と、 前記受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メイン
    スイッチを強制的にオフにするよう制御するとともに、
    前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制御
    する制御手段と、を備える制御回路。
  38. 【請求項38】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、前記
    メインスイッチに接続されたインダクターと、前記イン
    ダクターに接続され、前記インダクターからの出力電圧
    を平滑するコンデンサとを備える同期整流方式の直流一
    直流変換装置を制御するための制御回路において、 直流−直流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段
    と、 前記受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メイン
    スイッチを強制的にオフにするよう指示するとともに、
    前記同期整流用スイッチを強制的にオンにするよう制御
    する制御手段と、を備える制御回路。
  39. 【請求項39】前記停止要求信号は、前記直流−直流変
    換装置の出力電圧が過電圧であることを示す信号である
    請求項35乃至38の何れか一に記載の制御回路。
  40. 【請求項40】前記直流−直流変換装置の出力電圧を一
    定値に保つべく、前記メインスイッチ及び前記同期整流
    用スイッチをフィードバック制御するフィードバック手
    段を更に備える請求項35乃至38の何れか一に記載の
    制御回路。
  41. 【請求項41】前記制御手段は、前記メインスイッチが
    故障したときに、前記同期整流用スイッチをオンにする
    ための第2の制御信号を出力することにより、前記電源
    からの入力を短絡させる請求項35又は請求項36に記
    載の御御回路。
  42. 【請求項42】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
    の制御回路において、 直流−直流変換処理の停止要求信号を受信する受信手段
    と、 前記受信手段が停止要求信号を受信すると、前記メイン
    スイッチをオフにするよう制御するとともに前記同期整
    流用スイッチをオンにするよう制御することにより、前
    記直流−直流変換装置の出力を停止する制御手段と、を
    備える制御回路。
  43. 【請求項43】メインスイッチと、前記メインスイッチ
    と交互に接続状態にされる同期整流用スイッチと、を備
    えた同期整流方式の直流−直流変換装置を制御するため
    の制御回路において、 前記直流−直流変換装置の出力電圧を入力する電圧入力
    端子と、 前記電圧入力端子に入力された電圧が所定電圧を超えて
    いることを検出したときに、検出信号を出力する過電圧
    検出手段と、 前記過電圧検出手段が検出信号を出力すると、前記メイ
    ンスイッチをオフにするよう制御するとともに前記同期
    整流用スイッチをオンにするよう制御することにより、
    前記直流−直流変換装置の出力をグランドレベルにクラ
    ンプするクランプ手段と、を備える制御回路。
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