JP5824312B2 - 昇降圧コンバータ - Google Patents
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Description
入力キャパシタ110の一端はバッテリ電圧端子164と接続され、他端は第2接地端子166と接続される。
降圧部102は、降圧モードにおいて、バッテリ電圧Vbatがドレインに印加されるハイサイドn型MOSFET134のオンオフにより、バッテリ電圧Vbatよりも低い駆動電圧Vdを生成する。降圧部102は、出力キャパシタ108と、インダクタ130と、第2ダイオード132と、ハイサイドn型MOSFET134と、を含む。
駆動パルス生成部158は、ローサイド制御信号S4として例えば数十kHzから数MHzのスイッチング周波数で電圧が矩形波状に変化する信号を生成する。ローサイド制御信号S4のハイレベルは電源電圧Vcc、ローレベルは接地電位である。駆動パルス生成部158は、駆動電流ILEDの大きさが所定の目標値に近づくように、ローサイド制御信号S4のデューティ比を調整する。
(降圧モード)
図2は、降圧モードにおける昇降圧コンバータ100の動作状態を示すタイムチャートである。図2は、上から順に、ハイサイド制御信号S3、ハイサイド駆動信号S1、第1接続ノードN1の電圧VN1、バッテリ電圧Vbat、駆動電圧Vd、ローサイド制御信号S4、ローサイド駆動信号S2、ブートストラップキャパシタ114の他端114bの電圧Vb、を示す。
図3は、昇圧モードにおける昇降圧コンバータ100の動作状態を示すタイムチャートである。図3は、上から順に、ローサイド制御信号S4、ローサイド駆動信号S2、第1接続ノードN1の電圧VN1、第5接続ノードN5の電圧VN5、ブートストラップキャパシタ114の他端114bの電圧Vb、ハイサイド制御信号S3、ハイサイド駆動信号S1、駆動電圧Vd、バッテリ電圧Vbatを示す。
ローサイド駆動信号S2がローレベルのときポンプキャパシタ156の一端156aには接地電位が印加される。ポンプキャパシタ156の他端156bには第5ダイオード154を介して第1接続ノードN1の電圧VN1すなわちバッテリ電圧Vbatが印加される。したがって、第5接続ノードN5の電圧VN5はバッテリ電圧Vbatとなる。
この場合、昇圧モードではハイサイドn型MOSFET134のスイッチングが発生しないので、ブートストラップキャパシタ114に必要な電荷を保存することが困難である。一例として、ブートストラップキャパシタ114の電荷が減少するとハイサイドスイッチ駆動部138がハイサイドn型MOSFET134を一時的にスイッチングさせて強制的にブートストラップキャパシタ114に電荷をチャージすることが考えられる。しかしながら、これでは昇圧動作中に一定周期で昇降圧コンバータが降圧動作を行うこととなるため、駆動電流ILEDが変動しうる。このような駆動電流ILEDの変動はLED106の点灯性能に悪影響を与えうる。
この場合でも、昇圧モードでハイサイドn型MOSFETを継続的にオンとすることが可能となる。しかしながら、チャージポンプ用矩形波を生成する回路を新たに追加しなければならないので、回路規模が増大しうる。
Claims (4)
- 車両用灯具に含まれる少なくともひとつの半導体光源に駆動電圧を印加する昇降圧コンバータであって、
降圧モードにおいて、本昇降圧コンバータへの入力電圧が一端に印加される第1スイッチング素子のオンオフにより、入力電圧よりも低い駆動電圧を生成する降圧部と、
昇圧モードにおいて、入力電圧よりも低い固定電圧が一端に印加される第2スイッチング素子のオンオフにより、入力電圧よりも高い駆動電圧を生成する昇圧部と、を備え、
前記第1スイッチング素子は、制御端子に印加される電圧が他端の電圧よりも高いとオンされ、
本昇降圧コンバータはさらに、
一端が前記第1スイッチング素子の他端と接続されたブートストラップキャパシタと、
昇圧モードにおいて、前記第2スイッチング素子のオンオフを利用して前記ブートストラップキャパシタを充電する充電部と、
昇圧モードにおいて、前記充電部によって充電されたブートストラップキャパシタの他端の電圧を前記第1スイッチング素子の制御端子に印加するスイッチ駆動部と、を備えることを特徴とする昇降圧コンバータ。 - 前記充電部は、
一端が前記第2スイッチング素子の制御端子と接続されるポンプキャパシタを含み、前記第2スイッチング素子がオフのとき、前記第1スイッチング素子の他端の電圧により前記ポンプキャパシタが充電され、前記第2スイッチング素子がオンのとき、前記ポンプキャパシタの他端の電圧により前記ブートストラップキャパシタを充電するチャージポンプ回路であることを特徴とする請求項1に記載の昇降圧コンバータ。 - 昇圧モードにおいて前記第2スイッチング素子の制御端子に印加される電圧は、前記少なくともひとつの半導体光源を流れる駆動電流の大きさが目標値に近づくようにパルス幅変調された電圧であることを特徴とする請求項2に記載の昇降圧コンバータ。
- 前記第1スイッチング素子はn型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の昇降圧コンバータ。
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JP2011223920A JP5824312B2 (ja) | 2011-10-11 | 2011-10-11 | 昇降圧コンバータ |
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