JP5404991B2 - Dc−dcコンバータの制御回路、dc−dcコンバータ、およびdc−dcコンバータの制御方法 - Google Patents
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Description
例えば、本実施形態においては、容量素子CS1を備えて発振回路OSCが構成される場合について説明したが、制御端子を備えておき、容量素子を外付けとすることもできる。容量素子を外付けとすれば、発振信号CKにおける発振周波数の漸次な増減を自在に調整することができる。この場合、容量素子を外付けすることに代えて、外部の制御回路などから制御電圧を直接入力する構成とすることも可能である。
また、容量素子CS1を充放電する充電電流部として定電流回路I1を備え、放電電流部として放電用抵抗素子RD1を備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。定電流回路I1に代え、また定電流回路I1と共に、抵抗素子を備え、放電用抵抗素子RD1に代え、また放電用抵抗素子RD1と共に、停電流回路を備える構成とすることもできる。
(付記1)DC−DCコンバータの周期的なスイッチング制御のタイミングを指令する発振回路を備え、
前記発振回路は、前記スイッチング制御が停止状態と定常動作状態との間の遷移状態であって、時間経過に伴い前記DC−DCコンバータの出力電圧値が上昇していく遷移状態にあっては発振周波数を漸次増大し、時間経過に伴い前記DC−DCコンバータの出力電圧値が下降していく遷移状態にあっては発振周波数を漸次減少することを特徴とする電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記2)前記DC−DCコンバータの主スイッチ素子をスイッチング制御するフリップフロップ回路を備え、
前記発振回路から出力される発振信号は、前記フリップフロップ回路のセット端子に入力されることを特徴とする付記1に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記3) 起動指令に応じて端子電圧が漸次上昇し、停止指令に応じて端子電圧が漸次下降する電圧信号が入力される制御端子と、
前記制御端子の端子電圧に応じて、前記発振回路の発振周波数を設定する周波数設定部と
を備えることを特徴とする付記1に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記4) 前記制御端子に対して電流出力を行なう第1電流部と、
前記起動指令に応じて、前記第1電流部を介して前記制御端子までの電流経路を確立する第1スイッチ回路と、
前記制御端子に対して電流引き込みを行なう第2電流部と、
前記停止指令に応じて、前記第2電流部を介して前記制御端子までの電流経路を確立する第2スイッチ回路と
を備えることを特徴とする付記3に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記5) 前記第1電流部または/および前記第2電流部は、定電流源回路または/および抵抗素子を備えることを特徴とする付記4に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記6) 前記周波数設定部は、
前記制御端子の端子電圧に応じた電圧を出力するバッファ部と、
前記バッファ部の出力電圧に応じたバイアス電流を設定する電流設定部と
を備えることを特徴とする付記3に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記7) 前記バッファ部は、
前記制御端子の端子電圧が入力される第1の非反転入力端子と、
前記定常動作状態における発振周波数を設定する定常設定電圧が入力される第2の非反転入力端子と
を備え、
前記バッファ部は、前記第1および第2の非反転入力端子に入力される電圧のうち低い電圧値を出力することを特徴とする付記6に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記8) 前記発振回路は、
起動指令に応じて漸次充電されて端子電圧が漸次上昇し、停止指令に応じて漸次放電されて前記端子電圧が漸次下降する第1容量素子と、
前記第1容量素子の端子電圧に応じて、発振周波数を設定する周波数設定部と
を備えることを特徴とする付記1に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記9) 前記第1容量素子に対して充電を行なう充電電流部と、
前記起動指令に応じて、前記充電電流部を介して前記第1容量素子への充電経路を確立する第1スイッチ回路と、
前記第1容量素子に対して放電を行なう放電電流部と、
前記停止指令に応じて、前記放電電流部を介して前記第1容量素子からの放電経路を確立する第2スイッチ回路と
を備えることを特徴とする付記8に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記10) 前記充電電流部または/および前記放電電流部は、定電流源回路または/および抵抗素子を備えることを特徴とする付記9に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記11) 前記周波数設定部は、
前記第1容量素子の端子電圧に応じた電圧を出力するバッファ部と、
前記バッファ部の出力電圧に応じたバイアス電流を設定する電流設定部と
を備えることを特徴とする付記8に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記12) 前記バッファ部は、
前記第1容量素子の端子電圧が入力される第1の非反転入力端子と、
前記定常動作状態における発振周波数を設定する定常設定電圧が入力される第2の非反転入力端子と
を備え、
前記バッファ部は、前記第1および第2の非反転入力端子に入力される電圧のうち低い電圧値を出力することを特徴とする付記11に記載の電流制御型DC−DCコンバータの制御回路。
(付記13)
周期的なスイッチング制御のタイミングを指令する発振回路を備え、
前記発振回路は、前記スイッチング制御が停止状態と定常動作状態との間の遷移状態であって、時間経過に伴い出力電圧値が上昇していく遷移状態にあっては発振周波数を漸次増大し、時間経過に伴い出力電圧値が下降していく遷移状態にあっては発振周波数を漸次減少することを特徴とする電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記14)主スイッチ素子と、
前記主スイッチング素子をスイッチング制御するフリップフロップ回路とを備え、
前記発振回路から出力される発振信号は、前記フリップフロップ回路のセット端子に入力されることを特徴とする付記13に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記15) 前記発振回路は、
起動指令に応じて漸次充電されて端子電圧が漸次上昇し、停止指令に応じて漸次放電されて前記端子電圧が漸次下降する第1容量素子と、
前記第1容量素子の端子電圧に応じて、前記発振回路の発振周波数を設定する周波数設定部と
を備えることを特徴とする付記13に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記16) 前記第1容量素子に対して充電を行なう充電電流部と、
前記起動指令に応じて、前記充電電流部を介して前記第1容量素子への充電経路を確立する第1スイッチ回路と、
前記第1容量素子に対して放電を行なう放電電流部と、
前記停止指令に応じて、前記放電電流部を介して前記第1容量素子からの放電経路を確立する第2スイッチ回路と
を備えることを特徴とする付記13に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記17) 前記充電電流部または/および前記放電電流部は、定電流源回路または/および抵抗素子を備えることを特徴とする付記16に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記18) 前記周波数設定部は、
前記第1容量素子の端子電圧に応じた電圧を出力するバッファ部と、
前記バッファ部の出力電圧に応じたバイアス電流を設定する電流設定部と
を備えることを特徴とする付記15に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記19) 前記バッファ部は、
前記第1容量素子の端子電圧が入力される第1の非反転入力端子と、
前記定常動作状態における発振周波数を設定する定常設定電圧が入力される第2の非反転入力端子と
を備え、
前記バッファ部は、前記第1および第2の非反転入力端子に入力される電圧のうち低い電圧値を出力することを特徴とする付記18に記載の電流制御型DC−DCコンバータ。
(付記20) 周期的なスイッチング制御が行なわれる電流制御型DC−DCコンバータの制御方法であって、
定常動作状態において、第1周期でスイッチング制御を行なうステップと、
前記スイッチング制御が停止状態と定常動作状態との間の遷移状態であって、時間経過に伴い出力電圧値が上昇していく遷移状態にあっては、前記第1周期を最短周期として、発振周期を漸次増大し、時間経過に伴い出力電圧値が下降していく遷移状態にあっては、前記第1周期を最短周期として、発振周期を漸次減少するステップと
を有することを特徴とする電流制御型DC−DCコンバータの制御方法。
21 同期整流制御回路
(C2) ソフトスタート端子
(DH)、(DL) 出力端子
(FB0)、(FB1) 入力端子
(ID) 電流検出端子
AMP1、AMP2 電圧増幅器
C1 平滑コンデンサ
COMP1、COMP2、COMP3 電圧比較器
CS1 容量素子
CS2 ソフトスタート用容量素子
CT 周波数設定用容量素子
ERA1 誤差増幅器
FET1、FET2 MOSトランジスタ
FF フリップフロップ回路
FSET 周波数設定部
I1、I2 定電流回路
L1 チョークコイル
OSC 発振回路
RD1、RD2 放電用抵抗素子
RS1 電流測定抵抗
RT 電流設定用抵抗素子
SW11、SW12、SW21、SW22 スイッチ回路
VOUT 出力端子
e1 基準電圧
e11 定常設定電圧
CK 発振信号
VCS 容量素子CS1の端子電圧VCS
VH ピーク電圧
VIN 入力電圧
Claims (10)
- 電源電圧が供給され、DC−DCコンバータの周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力する発振回路と、
起動指令に応じて漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて前記DC−DCコンバータの出力電圧を漸次増加するように制御するランプ制御部とを備え、
前記発振回路は、前記漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に応じて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が漸次増加する過程で漸次増加させることを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 前記制御電圧値は第一容量の端子電圧値であり、前記第一容量が前記起動信号に応じて充電されることにより前記制御電圧値が漸次増加することを特徴とする請求項1に記載のDC−DCコンバータの制御回路。
- 前記発振回路は、
前記漸次増加する制御電圧値に応じて前記発振周波数を設定する周波数設定部を備えることを特徴とする請求項2に記載のDC−DCコンバータの制御回路。 - 前記周波数設定部は、
前記漸次増加する制御電圧値に応じた電圧を出力するバッファ部と、
前記バッファ部の出力電圧に応じたバイアス電流を設定する電流設定部と、
前記バイアス電流により充電され、所定電圧に到達することに応じて放電される第二容量とを備えることを特徴とする請求項3に記載のDC−DCコンバータの制御回路。 - 電源電圧が供給され、DC−DCコンバータの周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力する発振回路と、
起動指令に応じて増加し停止指令に応じて減少する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加または減少するように制御するランプ制御部とを備え、
前記発振回路は、前記増加または減少する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が増加または減少する過程で増加または減少させることを特徴とするDC−DCコンバータの制御回路。 - 電源電圧が供給され、周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力する発振回路と、
起動指令に応じて漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて出力電圧を漸次増加するように制御するランプ制御部とを備え、
前記発振回路は、前記漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に応じて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が漸次増加する過程で漸次増加させることを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 前記制御電圧値は第一容量の端子電圧値であり、前記第一容量が前記起動信号に応じて充電されることにより前記制御電圧値が漸次増加することを特徴とする請求項6に記載のDC−DCコンバータ。
- 電源電圧が供給され、周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力する発振回路と、
起動指令に応じて増加し停止指令に応じて減少する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて出力電圧を増加または減少するように制御するランプ制御部とを備え、
前記発振回路は、前記増加または減少する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が増加または減少する過程で増加または減少させることを特徴とするDC−DCコンバータ。 - DC−DCコンバータの周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力するステップと、
起動指令に応じて漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて前記DC−DCコンバータの出力電圧を漸次増加するように制御するステップとを備え、
前記発振信号を出力するステップは、前記漸次増加する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に応じて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が漸次増加する過程で漸次増加させることを特徴とするDC−DCコンバータの制御方法。 - DC−DCコンバータの周期的なスイッチング制御のタイミングを制御する発振信号を出力するステップと、
起動指令に応じて増加し停止指令に応じて減少する制御電圧値に基づいて前記DC−DCコンバータの出力電圧を増加または減少するように、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御するステップとを備え、
前記発振信号を出力するステップは、前記増加または減少する、前記電源電圧に基づく電圧値とは異なる制御電圧値に基づいて、前記発振信号の周波数を前記出力電圧が増加または減少する過程で増加または減少させることを特徴とするDC−DCコンバータの制御方法。
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