JP5567432B2 - Dcdcコンバータ - Google Patents
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Description
図3に、第1の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ300は、インダクタL1と、入力電圧VINが与えられる入力電圧端子とインダクタL1との間に接続される第1のスイッチングデバイスSW1と、第1のスイッチングデバイスSW1とインダクタL1との接続点とグランド端子GNDとの間に接続された第2のスイッチングデバイスSW2と、出力電圧VOUTが出力される出力電圧端子とグランド端子GNDとの間のコンデンサCOUTと、インダクタ1と出力電圧端子との間に接続された第3のスイッチングデバイスSW3とを備える。説明のため、負荷も併せて図示してある。
図7に、第2の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ700は、第1の実施形態に係るDCDCコンバータ300とほぼ同一だが、インダクタL1と第3のスイッチングデバイスSW3との接続点と、入力電圧端子との間に第4のスイッチングデバイスSW4が設けられている点と、第1及び第3のスイッチングデバイスSW1、SW3の寄生ダイオードD1、D3を併せて示してある点が異なる。
図9に、第3の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ900は、図7に示した第2の実施形態に係るDCDCコンバータ700とほぼ同一だが、第4のスイッチングデバイスSW4が、入力電圧端子とは異なる他の電圧端子に接続されている点が異なる。ここで、当該電圧端子に加わる電圧VHは出力電圧VOUTの目標値より大きいものとする。
図10に、第4の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ1000は、第1の実施形態に係るDCDCコンバータ300とほぼ同一だが、第3のスイッチングデバイスSW3と並列に抵抗R1を設けた点が異なる。
図13に、第5の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ1300は、第3のスイッチングデバイスSW3が、グランド端子GNDと第2のスイッチングデバイスSW2との間に配置されている点が図3のDCDCコンバータ300と異なる。
図16に、第6の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ1600は、第1の実施形態に係るDCDCコンバータ300とほぼ同一だが、第3のスイッチングデバイスSW3と並列にツェナーダイオードZD1を設けた点が異なる。
図17に、第7の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ1700は、出力電圧VOUTが過電圧状態であることを検出したときに、第3のスイッチングデバイスSW3をオフにするための過電圧判定回路を備える。ここでは、第4の実施形態で説明した図10のDCDCコンバータ1000に過電圧判定回路を付加したもので説明するが、これはあくまで例示であることに留意されたい。以下、図18から図25に関しても同様である。
図19に、第8の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ1900は、インダクタL1と出力電圧端子との間に接続された第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする際の判定電圧VOVSと、オンにする際の判定電圧VOVRをそれぞれ設定した回路をさらに備える。
図20に、第9の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ2000は、インダクタL1と出力電圧端子との間に接続された第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする条件を、第1のスイッチングデバイスSW1のオン信号とする回路を備える。
図21に、第10の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ2100は、インダクタL1と出力電圧端子との間に接続された第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする際の判定電圧を設け、オフにする際の判定電圧に、コンスタントオンタイムDCDCコンバータのボトム検出コンパレータの出力を使用する回路をさらに備える。
図22に、第11の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ2200は、インダクタL1と出力電圧端子との間に接続された第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする際の判定電圧を超えたときに、第1のスイッチングデバイスSW1のオンタイムをリセットする機能を設けた回路をさらに備える。
図23に、第12の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ2300は、負荷電流が急激に減少したことを検出したときに、第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする回路をさらに備える。負荷電流を計測し、負荷電流が急減したことを検出して第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする。
図25に、第13の実施形態に係るDCDCコンバータを示す。DCDCコンバータ2500は、負荷電流が急激に減少したことを検出したときに、第3のスイッチングデバイスSW3をオフにし、出力電圧が解除電圧を下回ったときに第3のスイッチングデバイスSW3をオンにする。負荷電流を計測し、負荷電流が急減したことを検出して第3のスイッチングデバイスSW3をオフにする。出力電圧が解除電圧VRを下回ったときに第3のスイッチングデバイスSW3をオンにする。
Claims (17)
- インダクタと、
入力電圧が与えられる入力電圧端子と前記インダクタとの間に接続される第1のスイッチングデバイスと、
前記第1のスイッチングデバイスと前記インダクタとの接続点と、グランド端子との間に接続された第2のスイッチングデバイスと、
出力電圧が出力される出力電圧端子と前記グランド端子との間のコンデンサと、
前記第1のスイッチングデバイスのオフ時の電流経路である前記グランド端子から前記出力電圧端子までの経路に挿入された、負荷電流に応答して前記経路を遮断するための第3のスイッチングデバイスと
を備え、
前記第3のスイッチングデバイスは、前記インダクタと前記出力電圧端子との間に配置され、
前記インダクタと前記第3のスイッチングデバイスの接続点と、前記入力電圧端子との間に配置された第4のスイッチングデバイスであって、前記入力電圧端子から、前記接続点へ向けて流れる電流を遮断し、前記第3のスイッチングデバイスのオフ時に前記第3のスイッチングデバイスにより遮断されたインダクタ電流を前記入力電圧端子に流すことのできる第4のスイッチングデバイスをさらに備えることを特徴とするDCDCコンバータ。 - インダクタと、
入力電圧が与えられる入力電圧端子と前記インダクタとの間に接続される第1のスイッチングデバイスと、
前記第1のスイッチングデバイスと前記インダクタとの接続点と、グランド端子との間に接続された第2のスイッチングデバイスと、
出力電圧が出力される出力電圧端子と前記グランド端子との間のコンデンサと、
前記第1のスイッチングデバイスのオフ時の電流経路である前記グランド端子から前記出力電圧端子までの経路に挿入された、負荷電流に応答して前記経路を遮断するための第3のスイッチングデバイスと
を備え、
前記第3のスイッチングデバイスは、前記インダクタと前記出力電圧端子との間に配置され、
前記インダクタと前記第3のスイッチングデバイスの接続点と、前記入力電圧端子とは異なる他の電圧端子との間に配置された第4のスイッチングデバイスであって、前記他の電圧端子から、前記接続点へ向けて流れる電流を遮断し、前記第3のスイッチングデバイスのオフ時に前記第3のスイッチングデバイスにより遮断されたインダクタ電流を前記他の電圧端子に流すことのできる第4のスイッチングデバイスをさらに備え、
前記他の電圧端子に加えられる電圧は、前記出力電圧の目標値よりも高いことを特徴とするDCDCコンバータ。 - インダクタと、
入力電圧が与えられる入力電圧端子と前記インダクタとの間に接続される第1のスイッチングデバイスと、
前記第1のスイッチングデバイスと前記インダクタとの接続点と、グランド端子との間に接続された第2のスイッチングデバイスと、
出力電圧が出力される出力電圧端子と前記グランド端子との間のコンデンサと、
前記第1のスイッチングデバイスのオフ時の電流経路である前記グランド端子から前記出力電圧端子までの経路に挿入された、負荷電流に応答して前記経路を遮断するための第3のスイッチングデバイスと
を備え、
前記第3のスイッチングデバイスは、前記インダクタと前記出力電圧端子との間に配置され、
前記第3のスイッチングデバイスと並列に配置された抵抗をさらに備え、
前記第3のスイッチングデバイスのオフ時に前記第3のスイッチングデバイスにより遮断されたインダクタ電流が、前記抵抗を通して前記出力電圧端子に流れることを特徴とするDCDCコンバータ。 - 前記第3のスイッチングデバイスと並列に配置された抵抗をさらに備え、
前記第3のスイッチングデバイスのオフ時に前記第3のスイッチングデバイスにより遮断されたインダクタ電流が、前記抵抗を通して前記出力電圧端子に流れることを特徴とする請求項1又は2に記載のDCDCコンバータ。 - インダクタと、
入力電圧が与えられる入力電圧端子と前記インダクタとの間に接続される第1のスイッチングデバイスと、
前記第1のスイッチングデバイスと前記インダクタとの接続点と、グランド端子との間に接続された第2のスイッチングデバイスと、
出力電圧が出力される出力電圧端子と前記グランド端子との間のコンデンサと、
前記第1のスイッチングデバイスのオフ時の電流経路である前記グランド端子から前記出力電圧端子までの経路に挿入された、負荷電流に応答して前記経路を遮断するための第3のスイッチングデバイスと
を備え、
前記第3のスイッチングデバイスは、前記第2のスイッチングデバイスと前記グランド端子との間に配置されていることを特徴とするDCDCコンバータ。 - 前記第3のスイッチングデバイスと並列に配置された抵抗をさらに備え、
前記第3のスイッチングデバイスのオフ時に前記第3のスイッチングデバイスにより遮断されたインダクタ電流が、前記抵抗を通して前記出力電圧端子に流れることを特徴とする請求項5に記載のDCDCコンバータ。 - 前記第3のスイッチングデバイスは寄生素子を有し、
前記寄生素子は、前記グランド端子から流出する方向の電流を遮断する向きに配置されていることを特徴とする請求項6に記載のDCDCコンバータ。 - 前記抵抗を非線形抵抗素子で置き換えたことを特徴とする請求項3、4又は6に記載のDCDCコンバータ。
- 前記出力電圧が過電圧状態であることを検出したときに、前記第3のスイッチングデバイスをオフにすることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のDCDCコンバータ。
- 前記出力電圧が過電圧状態であることを検出したときに、一定時間、前記第3のスイッチングデバイスをオフにすることを特徴とする請求項9に記載のDCDCコンバータ。
- 前記第3のスイッチングデバイスは、前記インダクタと前記出力電圧端子との間に接続されており、
前記第3のスイッチングデバイスをオフにする際の判定電圧と、オンにする際の判定電圧をそれぞれ設定したことを特徴とする請求項9に記載のDCDCコンバータ。 - 前記第3のスイッチングデバイスをオンにする条件を前記第1のスイッチングデバイスのオン信号とすることを特徴とする請求項11に記載のDCDCコンバータ。
- 前記第3のスイッチングデバイスをオフにする際の判定電圧を設け、オンにする際の判定電圧に、コンスタントオンタイムDCDCコンバータのボトム検出コンパレータの出力を使用することを特徴とする請求項11に記載のDCDCコンバータ。
- 前記第3のスイッチングデバイスをオフにする際の判定電圧を超えたときにオンタイムをリセットする機能を設けたことを特徴とする請求項13に記載のDCDCコンバータ。
- 前記出力電圧が印加される負荷電流が急激に減少したことを検出したときに、前記第3のスイッチングデバイスを流れるインダクタ電流を遮断することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のDCDCコンバータ。
- 前記負荷電流が急激に減少したことを検出したときに、一定時間、前記第3のスイッチングデバイスを流れる前記インダクタ電流を遮断することを特徴とする請求項15に記載のDCDCコンバータ。
- 前記負荷電流が急激に減少したことを検出したときに、前記第3のスイッチングデバイスを流れる前記インダクタ電流を遮断し、前記出力電圧が解除電圧を下回ったときに、前記第3のスイッチングデバイスをオンにすることを特徴とする請求項15に記載のDCDCコンバータ。
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