JPH0468859B2 - - Google Patents
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- JPH0468859B2 JPH0468859B2 JP59070898A JP7089884A JPH0468859B2 JP H0468859 B2 JPH0468859 B2 JP H0468859B2 JP 59070898 A JP59070898 A JP 59070898A JP 7089884 A JP7089884 A JP 7089884A JP H0468859 B2 JPH0468859 B2 JP H0468859B2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1582—Buck-boost converters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は直流電源回路、とくに入力直流電圧を
所定の出力直流電圧に変換する直流電源回路に関
する。
所定の出力直流電圧に変換する直流電源回路に関
する。
背景技術
広範囲の値をとり得る入力直流電圧を所定の出
力直流電圧に変換する直流電源回路には従来、変
圧器を使用したフオワード型のものがある。これ
には、変圧器の１次巻線にトランジスタを直列に
接続し、このトランジスタを回路の出力電圧に応
じてたとえばパルス幅変調（PWM）にて導通制
御し、これによつて入力直流電圧の如何によらず
所定の直流出力電圧を２次巻線側に得るものがあ
る。これは、入力電圧のステツプアツプおよびス
テツプダウンの両機能を単一の、しかも比較的単
純な構成の回路で実現できる点が長所である。し
かし反面、変圧器からの漏洩磁束が周囲の電子回
路に雑音障害を発生させたり、また入出力間の電
源変換効率が低いなどの問題がある。
力直流電圧に変換する直流電源回路には従来、変
圧器を使用したフオワード型のものがある。これ
には、変圧器の１次巻線にトランジスタを直列に
接続し、このトランジスタを回路の出力電圧に応
じてたとえばパルス幅変調（PWM）にて導通制
御し、これによつて入力直流電圧の如何によらず
所定の直流出力電圧を２次巻線側に得るものがあ
る。これは、入力電圧のステツプアツプおよびス
テツプダウンの両機能を単一の、しかも比較的単
純な構成の回路で実現できる点が長所である。し
かし反面、変圧器からの漏洩磁束が周囲の電子回
路に雑音障害を発生させたり、また入出力間の電
源変換効率が低いなどの問題がある。
この問題を解決するために、変圧器の代りにチ
ヨークコイルを使用した直流電源回路が多く使用
されている。これは、チヨークコイルと直列にト
ランジスタを接続し、このトランジスタを出力電
圧に応じてPWM駆動し、これによつて入力電圧
のステツプアツプまたはステツプダウンを行なう
ものである。これは、チヨークコイルのフライバ
ツク特性を利用しているが、電源変換効率が高
く、漏洩磁束が少ない長所がある。しかし、１つ
の電源回路では昇圧または降圧のいずれか一方に
固定されてしまうのが欠点である。したがつて、
入力電圧が電源回路の出力電圧の値を基準にして
上下に変化し得る応用例には、使用できない。
ヨークコイルを使用した直流電源回路が多く使用
されている。これは、チヨークコイルと直列にト
ランジスタを接続し、このトランジスタを出力電
圧に応じてPWM駆動し、これによつて入力電圧
のステツプアツプまたはステツプダウンを行なう
ものである。これは、チヨークコイルのフライバ
ツク特性を利用しているが、電源変換効率が高
く、漏洩磁束が少ない長所がある。しかし、１つ
の電源回路では昇圧または降圧のいずれか一方に
固定されてしまうのが欠点である。したがつて、
入力電圧が電源回路の出力電圧の値を基準にして
上下に変化し得る応用例には、使用できない。
目 的
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、
電源変換効率が高く、しかも周囲の回路に障害を
与えることのない昇降圧可能な直流電源回路を提
供することを目的とする。
電源変換効率が高く、しかも周囲の回路に障害を
与えることのない昇降圧可能な直流電源回路を提
供することを目的とする。
発明の開示
本発明によれば、入力直流電圧を所定の出力直
流電圧に変換する直流電源回路は、直流入力をス
イツチングする第１のスイツチング手段と、第１
のスイツチング手段の出力側に接続されたインダ
クタンス素子と、インダクタンス素子の出力側に
接続され、インダクタンス素子の出力をスイツチ
ングする第２のスイツチング手段と、出力直流電
圧を第１の基準電圧と比較し、その比較結果に応
じて第１および第２のスイツチング手段を駆動す
る駆動手段と、入力直流電圧を第２の基準電圧と
比較し、その比較結果に応じて第１および第２の
スイツチング手段に対して択一的に駆動手段を有
効にする制御手段とを有し、制御手段は、入力直
流電圧が第２の基準電圧より低いときは第２のス
イツチング手段を有効にし、これによつて入力直
流電圧をステツプアツプさせてインダクタンス素
子から出力させ、入力直流電圧が第２の基準電圧
より高いときは第１のスイツチング手段を有効に
し、これによつて入力直流電圧をステツプダウン
させてインダクタンス素子から出力させるもので
ある。
流電圧に変換する直流電源回路は、直流入力をス
イツチングする第１のスイツチング手段と、第１
のスイツチング手段の出力側に接続されたインダ
クタンス素子と、インダクタンス素子の出力側に
接続され、インダクタンス素子の出力をスイツチ
ングする第２のスイツチング手段と、出力直流電
圧を第１の基準電圧と比較し、その比較結果に応
じて第１および第２のスイツチング手段を駆動す
る駆動手段と、入力直流電圧を第２の基準電圧と
比較し、その比較結果に応じて第１および第２の
スイツチング手段に対して択一的に駆動手段を有
効にする制御手段とを有し、制御手段は、入力直
流電圧が第２の基準電圧より低いときは第２のス
イツチング手段を有効にし、これによつて入力直
流電圧をステツプアツプさせてインダクタンス素
子から出力させ、入力直流電圧が第２の基準電圧
より高いときは第１のスイツチング手段を有効に
し、これによつて入力直流電圧をステツプダウン
させてインダクタンス素子から出力させるもので
ある。
実施例の説明
次に添付図面を参照して本発明による直流電源
回路の実施例を詳細に説明する。
回路の実施例を詳細に説明する。
第１図を参照すると、入力電圧VINを供給す
る、たとえば乾電池などの直流電源１０が接続さ
れる入力端子１２と、他の利用回路に出力電圧
VOUTを提供する出力端子１４との間に、この例
ではPNPトランジスタＱ１のエミツタ・コレク
タ路、チヨークコイルＬ１、およびダイオードＤ
２が直列に、図示の極性で接続されている。
る、たとえば乾電池などの直流電源１０が接続さ
れる入力端子１２と、他の利用回路に出力電圧
VOUTを提供する出力端子１４との間に、この例
ではPNPトランジスタＱ１のエミツタ・コレク
タ路、チヨークコイルＬ１、およびダイオードＤ
２が直列に、図示の極性で接続されている。
トランジスタＱ１のベース電極は抵抗Ｒ６を通
してパルス幅変調回路（PWM）１６の一方の出
力端子１８に接続されている。パルス幅変調回路
１６の他方の出力端子２０は抵抗Ｒ７を通して
NPNトランジスタＱ２のベース電極に接続され
ている。トランジスタＱ２は、コレクタがチヨー
クコイルＬ１の出力側２２に接続され、エミツタ
が接地されている。また、コイルＬ１の入力側２
４はダイオードＤ１を通して接地されている。
してパルス幅変調回路（PWM）１６の一方の出
力端子１８に接続されている。パルス幅変調回路
１６の他方の出力端子２０は抵抗Ｒ７を通して
NPNトランジスタＱ２のベース電極に接続され
ている。トランジスタＱ２は、コレクタがチヨー
クコイルＬ１の出力側２２に接続され、エミツタ
が接地されている。また、コイルＬ１の入力側２
４はダイオードＤ１を通して接地されている。
パルス幅変調回路１６は、所定の繰返し周期の
矩形パルスを出力１８および２０に出力し、その
パルス幅は制御入力端子２６に印加される電圧に
依存する。つまり、制御入力２６の電圧が正であ
れば出力１８および２０のパルス幅が広くなる。
負であれば狭くなる。出力１８および２０には同
相で矩形パルスが出力される。
矩形パルスを出力１８および２０に出力し、その
パルス幅は制御入力端子２６に印加される電圧に
依存する。つまり、制御入力２６の電圧が正であ
れば出力１８および２０のパルス幅が広くなる。
負であれば狭くなる。出力１８および２０には同
相で矩形パルスが出力される。
制御端子２６は比較器Ａ３の出力に接続され、
この比較器Ａ３の反転入力（−）には、本装置の
出力端子１４に接続された抵抗Ｒ８およびＲ９か
らなる分圧器４０の中点２８が接続されている。
また、比較器Ａ３の非反転入力（＋）には基準電
圧VREFが供給されている。
この比較器Ａ３の反転入力（−）には、本装置の
出力端子１４に接続された抵抗Ｒ８およびＲ９か
らなる分圧器４０の中点２８が接続されている。
また、比較器Ａ３の非反転入力（＋）には基準電
圧VREFが供給されている。
比較器Ａ３は、これら２つの入力端子の電圧を
比較し、反転入力（−）の電圧が非反転入力
（＋）の電圧より低いとき、すなわち本装置の出
力端子１４に接続された分圧器４０の中点２８の
電圧が基準電圧VREFより低いときは、本実施例で
はその出力２６に正の電圧を出力する。また、中
点２８の電圧が基準電圧VREFより高いときは、そ
の出力２６に負の電圧を出力する。したがつて、
変調器１６の出力１８および２０から出力される
矩形パルスの幅は、前者の場合は拡大し、後者の
場合は減少することになる。
比較し、反転入力（−）の電圧が非反転入力
（＋）の電圧より低いとき、すなわち本装置の出
力端子１４に接続された分圧器４０の中点２８の
電圧が基準電圧VREFより低いときは、本実施例で
はその出力２６に正の電圧を出力する。また、中
点２８の電圧が基準電圧VREFより高いときは、そ
の出力２６に負の電圧を出力する。したがつて、
変調器１６の出力１８および２０から出力される
矩形パルスの幅は、前者の場合は拡大し、後者の
場合は減少することになる。
トランジスタＱ１のベース電極はまた、トラン
ジスタＱ３のコレクタ・エミツタ路を通して接地
されている。同様にトランジスタＱ２のベース電
極は、トランジスタＱ４のコレクタ・エミツタ路
を通して接地されている。
ジスタＱ３のコレクタ・エミツタ路を通して接地
されている。同様にトランジスタＱ２のベース電
極は、トランジスタＱ４のコレクタ・エミツタ路
を通して接地されている。
これらのトランジスタＱ３およびＱ４のベース
電極はそれぞれ、比較器Ａ１およびＡ２の出力３
０および３２に接続されている。本装置の入力端
子１２には、抵抗Ｒ１およびＲ２からなる分圧器
４２が接続され、その中点３４が比較器Ａ１およ
びＡ２の反転入力（−）および非反転入力（＋）
にそれぞれ接続されている。また、これらの比較
器Ａ１およびＡ２のそれぞれ非反転入力（＋）お
よび反転入力（−）は、抵抗Ｒ３およびＲ４から
なり基準電圧VREFが供給される分圧器３６の中点
３８に共通に接続されている。
電極はそれぞれ、比較器Ａ１およびＡ２の出力３
０および３２に接続されている。本装置の入力端
子１２には、抵抗Ｒ１およびＲ２からなる分圧器
４２が接続され、その中点３４が比較器Ａ１およ
びＡ２の反転入力（−）および非反転入力（＋）
にそれぞれ接続されている。また、これらの比較
器Ａ１およびＡ２のそれぞれ非反転入力（＋）お
よび反転入力（−）は、抵抗Ｒ３およびＲ４から
なり基準電圧VREFが供給される分圧器３６の中点
３８に共通に接続されている。
比較器Ａ１は、２つの入力端子の電圧を比較
し、反転入力（−）の電圧が非反転入力（＋）の
電圧より低いとき、すなわち分圧器４２の中点３
４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８より低い
ときは、その出力３０の電圧が高レベルになり、
トランジスタＱ３のベース電極を付勢する。ま
た、中点３４の電圧が中点の電圧３８より高いと
きは、その出力３０の電圧が低レベルになり、ト
ランジスタＱ３のベース電極を消勢する。
し、反転入力（−）の電圧が非反転入力（＋）の
電圧より低いとき、すなわち分圧器４２の中点３
４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８より低い
ときは、その出力３０の電圧が高レベルになり、
トランジスタＱ３のベース電極を付勢する。ま
た、中点３４の電圧が中点の電圧３８より高いと
きは、その出力３０の電圧が低レベルになり、ト
ランジスタＱ３のベース電極を消勢する。
同様に比較器Ａ２は、２つの入力端子の電圧を
比較し、非反転入力（＋）の電圧が反転入力
（−）の電圧より低いとき、すなわち分圧器４２
の中点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８
より低いときは、その出力３２の電圧が低レベル
になり、トランジスタＱ４のベース電極を消勢す
る。また、中点３４の電圧が中点の電圧３８より
高いときは、その出力３２の電圧が高レベルにな
り、トランジスタＱ４のベース電極を付勢する。
比較し、非反転入力（＋）の電圧が反転入力
（−）の電圧より低いとき、すなわち分圧器４２
の中点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８
より低いときは、その出力３２の電圧が低レベル
になり、トランジスタＱ４のベース電極を消勢す
る。また、中点３４の電圧が中点の電圧３８より
高いときは、その出力３２の電圧が高レベルにな
り、トランジスタＱ４のベース電極を付勢する。
このような比較動作を実現するために、比較器
Ａ１およびＡ２の比較閾値電圧VTHは、基準電圧
VREFと抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値に依存する。すなわ
ち、 VTH＝VREF（Ｒ１＋Ｒ２）Ｒ４／［Ｒ２（Ｒ３＋Ｒ４
）］ 本実施例では使用状態において、たとえば、入
力端子に定格出力電圧４ボルトおよび12ボルトの
乾電池が択一的に接続可能であり、いずれの場合
にも出力端子１４には定格電源電圧として９ボル
トを必要とする利用装置が接続される。
Ａ１およびＡ２の比較閾値電圧VTHは、基準電圧
VREFと抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値に依存する。すなわ
ち、 VTH＝VREF（Ｒ１＋Ｒ２）Ｒ４／［Ｒ２（Ｒ３＋Ｒ４
）］ 本実施例では使用状態において、たとえば、入
力端子に定格出力電圧４ボルトおよび12ボルトの
乾電池が択一的に接続可能であり、いずれの場合
にも出力端子１４には定格電源電圧として９ボル
トを必要とする利用装置が接続される。
直流電源１２として定格出力電圧がたとえば４
ボルトの電池が接続された場合、分圧器４２の中
点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８より
低くなる。そこで、第２Ａ図に示すように、比較
器Ａ１の出力３０の電圧が高レベルになり、トラ
ンジスタＱ３のベース電極を付勢するので、トラ
ンジスタＱ３が導通（ON）し、これによつてト
ランジスタＱ１も十分に導通する。一方、比較器
Ａ２の出力３２の電圧は低レベルになり、トラン
ジスタＱ４のベース電極を消勢するので、トラン
ジスタＱ４は非導通（OFF）になる。したがつ
てトランジスタＱ２のベース電極はパルス幅変調
器１６の出力２０によつて制御され得る状態とな
る。
ボルトの電池が接続された場合、分圧器４２の中
点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３８より
低くなる。そこで、第２Ａ図に示すように、比較
器Ａ１の出力３０の電圧が高レベルになり、トラ
ンジスタＱ３のベース電極を付勢するので、トラ
ンジスタＱ３が導通（ON）し、これによつてト
ランジスタＱ１も十分に導通する。一方、比較器
Ａ２の出力３２の電圧は低レベルになり、トラン
ジスタＱ４のベース電極を消勢するので、トラン
ジスタＱ４は非導通（OFF）になる。したがつ
てトランジスタＱ２のベース電極はパルス幅変調
器１６の出力２０によつて制御され得る状態とな
る。
そこで変調器１６の制御入力端子２６には、前
述のように基準電圧VREFに対する中点２８の電圧
の差に応じて電圧が印加され、変調器１６はこれ
に応動してパルス幅変調のパルスを端子１８およ
び２０に出力している。トランジスタＱ１のベー
ス電極は導通トランジスタＱ３によつておおむね
地気レベルにクランプされているが、トランジス
タＱ２のベース電極は非導通トランジスタＱ４の
ために変調器１６の出力２０で制御可能な状態に
なつている。したがつて、トランジスタＱ２がパ
ルス幅変調を受け、チヨークコイルＬ１の出力側
の電圧Ｖ２は、第２Ａ図に示すようにパルス幅変
調される。
述のように基準電圧VREFに対する中点２８の電圧
の差に応じて電圧が印加され、変調器１６はこれ
に応動してパルス幅変調のパルスを端子１８およ
び２０に出力している。トランジスタＱ１のベー
ス電極は導通トランジスタＱ３によつておおむね
地気レベルにクランプされているが、トランジス
タＱ２のベース電極は非導通トランジスタＱ４の
ために変調器１６の出力２０で制御可能な状態に
なつている。したがつて、トランジスタＱ２がパ
ルス幅変調を受け、チヨークコイルＬ１の出力側
の電圧Ｖ２は、第２Ａ図に示すようにパルス幅変
調される。
トランジスタＱ１は、この状態では完全に導通
しているので、チヨークコイルＬ１の入力側の電
圧Ｖ１はおおむね本装置の入力電圧VINに等し
い。そこで、コイルＬ１の出力側の電圧Ｖ２がこ
のようにチヨツパされると、コイルＬ１のインダ
クタンスのために電流をコイルＬ１に接し続けよ
うとするフライバツク効果を生じ、これが入力電
圧に加算されて出力電圧VOUTのステツプアツプ
が行なわれる。このステツプアツプの程度は、分
圧器４０から変調器１６を介したパルス幅変調に
よるパルス幅で制御される。したがつて、出力端
子１４には安定した所定の、すなわちこの例では
９ボルトの低格出力電圧VOUTが出力されること
になる。
しているので、チヨークコイルＬ１の入力側の電
圧Ｖ１はおおむね本装置の入力電圧VINに等し
い。そこで、コイルＬ１の出力側の電圧Ｖ２がこ
のようにチヨツパされると、コイルＬ１のインダ
クタンスのために電流をコイルＬ１に接し続けよ
うとするフライバツク効果を生じ、これが入力電
圧に加算されて出力電圧VOUTのステツプアツプ
が行なわれる。このステツプアツプの程度は、分
圧器４０から変調器１６を介したパルス幅変調に
よるパルス幅で制御される。したがつて、出力端
子１４には安定した所定の、すなわちこの例では
９ボルトの低格出力電圧VOUTが出力されること
になる。
同様に直流電源１２として定格出力電圧がたと
えば12ボルトの電池が接続された場合、分圧器４
２の中点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３
８より高くなる。そこで、第２Ｂ図に示すよう
に、比較器Ａ１の出力３０の電圧が低レベルにな
り、トランジスタＱ３のベース電極を消勢するの
で、トランジスタＱ３が非導通になり、これによ
つてトランジスタＱ１も非導通になる。したがつ
てトランジスタＱ１のベース電極はパルス幅変調
器１６の出力１８によつて制御され得る状態とな
る。一方、比較器Ａ２の出力３２の電圧は高レベ
ルになり、トランジスタＱ４のベース電極を付勢
するので、トランジスタＱ４は十分に導通する。
したがつてトランジスタＱ２のベース電極が完全
に非導通となる。
えば12ボルトの電池が接続された場合、分圧器４
２の中点３４の電圧が分圧器３６の中点の電圧３
８より高くなる。そこで、第２Ｂ図に示すよう
に、比較器Ａ１の出力３０の電圧が低レベルにな
り、トランジスタＱ３のベース電極を消勢するの
で、トランジスタＱ３が非導通になり、これによ
つてトランジスタＱ１も非導通になる。したがつ
てトランジスタＱ１のベース電極はパルス幅変調
器１６の出力１８によつて制御され得る状態とな
る。一方、比較器Ａ２の出力３２の電圧は高レベ
ルになり、トランジスタＱ４のベース電極を付勢
するので、トランジスタＱ４は十分に導通する。
したがつてトランジスタＱ２のベース電極が完全
に非導通となる。
そこで変調器１６の制御入力端子２６には、前
述のように基準電圧VREFに対する中点２８の電圧
の差に応じて電圧が印加され、変調器１６はこれ
に応動してパルス幅変調のパルスを端子１８およ
び２０に出力している。トランジスタＱ２のベー
ス電極は導通トランジスタＱ４によつておおむね
地気レベルにクランプされトランジスタＱ２は遮
断状態にある。しかし、トランジスタＱ１のベー
ス電極は非導通トランジスタＱ３のために変調器
１６の出力１８で制御可能な状態になつている。
したがつて、トランジスタＱ１がパルス幅変調を
受け、チヨークコイルＬ１の入力側の電圧Ｖ１
は、第２Ｂ図に示すようにパルス幅変調される。
述のように基準電圧VREFに対する中点２８の電圧
の差に応じて電圧が印加され、変調器１６はこれ
に応動してパルス幅変調のパルスを端子１８およ
び２０に出力している。トランジスタＱ２のベー
ス電極は導通トランジスタＱ４によつておおむね
地気レベルにクランプされトランジスタＱ２は遮
断状態にある。しかし、トランジスタＱ１のベー
ス電極は非導通トランジスタＱ３のために変調器
１６の出力１８で制御可能な状態になつている。
したがつて、トランジスタＱ１がパルス幅変調を
受け、チヨークコイルＬ１の入力側の電圧Ｖ１
は、第２Ｂ図に示すようにパルス幅変調される。
そこで、コイルＬ１の入力側の電圧Ｖ１がこの
ようにチヨツパされると、その繰返し周期に対す
るパルス幅の比に比例した電流がコイルＬ１に供
給され、コイルＬ１のインダクタンスによるフラ
イバツク効果によつて定格出力電圧VOUTへのス
テツプダウンが行なわれる。このステツプダウン
の程度は、分圧器４０から変調器１６を介したパ
ルス幅変調による繰返し周期に対するパルス幅の
比で制御される。したがつてこの場合も、出力端
子１４には安定した所定の、すなわちこの例では
９ボルトの定格出力電圧VOUTが出力されること
になる。
ようにチヨツパされると、その繰返し周期に対す
るパルス幅の比に比例した電流がコイルＬ１に供
給され、コイルＬ１のインダクタンスによるフラ
イバツク効果によつて定格出力電圧VOUTへのス
テツプダウンが行なわれる。このステツプダウン
の程度は、分圧器４０から変調器１６を介したパ
ルス幅変調による繰返し周期に対するパルス幅の
比で制御される。したがつてこの場合も、出力端
子１４には安定した所定の、すなわちこの例では
９ボルトの定格出力電圧VOUTが出力されること
になる。
なお、本実施例は入力電圧が大きく変化しても
所定の値の出力電圧を維持するるものであつた
が、本発明の思想は、所定の値の入力電圧から所
望の値の出力電圧を発生する場合にも有利に適用
できる。また、上述の実施例ではトランジスタＱ
１およびＱ２の駆動手段としてパルス幅変調
（PWM）を用いた例について説明したが、必ず
しもこれに限られるものではなく、たとえばパル
ス数変調、あるいは周波数変調などを用いてもよ
い。
所定の値の出力電圧を維持するるものであつた
が、本発明の思想は、所定の値の入力電圧から所
望の値の出力電圧を発生する場合にも有利に適用
できる。また、上述の実施例ではトランジスタＱ
１およびＱ２の駆動手段としてパルス幅変調
（PWM）を用いた例について説明したが、必ず
しもこれに限られるものではなく、たとえばパル
ス数変調、あるいは周波数変調などを用いてもよ
い。
効 果
このような本発明によれば、変圧器を使用して
いないので漏洩磁束によつて周囲の回路に障害を
与えることのなく、また広範囲の入力電圧につい
て高い電源変換効率の昇降圧が実現される。すな
わち、出力電圧が異なる種々の直流入力電圧源を
入力端子に装着した場合、その入力電圧に応じて
昇圧または降圧を決定して第１および第２のトラ
ンジスタをオンまたはオフさせて、さらに、駆動
手段は、出力電圧と第１の基準電圧との差に応じ
た比較結果に基づいて第１および第２のトランジ
スタを駆動することができるので、所定の値の出
力電圧をすみやかに得ることができる。この場
合、直流入力電圧を第２および第３の比較手段に
よつて第２の基準電圧と比較し、その比較結果に
したがつて第３および第４のトランジスタをオ
ン／オフするだけで第１および第２のトランジス
タを直接制御することができるので、簡潔な構成
で回路を実現することができる。この結果、広範
囲の直流入力電圧から所定の値の出力電圧を得る
ことができる直流電源回路を簡潔な構成で実現す
ることができ、特に、電圧変動の大きいバツテリ
等の電源から入力電圧を供給しても、安定した直
流出力電圧を得ることができる。
いないので漏洩磁束によつて周囲の回路に障害を
与えることのなく、また広範囲の入力電圧につい
て高い電源変換効率の昇降圧が実現される。すな
わち、出力電圧が異なる種々の直流入力電圧源を
入力端子に装着した場合、その入力電圧に応じて
昇圧または降圧を決定して第１および第２のトラ
ンジスタをオンまたはオフさせて、さらに、駆動
手段は、出力電圧と第１の基準電圧との差に応じ
た比較結果に基づいて第１および第２のトランジ
スタを駆動することができるので、所定の値の出
力電圧をすみやかに得ることができる。この場
合、直流入力電圧を第２および第３の比較手段に
よつて第２の基準電圧と比較し、その比較結果に
したがつて第３および第４のトランジスタをオ
ン／オフするだけで第１および第２のトランジス
タを直接制御することができるので、簡潔な構成
で回路を実現することができる。この結果、広範
囲の直流入力電圧から所定の値の出力電圧を得る
ことができる直流電源回路を簡潔な構成で実現す
ることができ、特に、電圧変動の大きいバツテリ
等の電源から入力電圧を供給しても、安定した直
流出力電圧を得ることができる。
第１図は本発明による直流電源回路の実施例を
示す回路図、第２Ａ図および第２Ｂ図は第１図の
実施例の動作を説明するための波形図である。 主要部分の符号の説明、１６……パルス幅変調
回路、４０，４２……分圧器、Ａ１〜Ａ３……比
較器、Ｄ１，Ｄ２……ダイオード、Ｌ１……チヨ
ークコイル、Ｑ１〜Ｑ４……トランジスタ。
示す回路図、第２Ａ図および第２Ｂ図は第１図の
実施例の動作を説明するための波形図である。 主要部分の符号の説明、１６……パルス幅変調
回路、４０，４２……分圧器、Ａ１〜Ａ３……比
較器、Ｄ１，Ｄ２……ダイオード、Ｌ１……チヨ
ークコイル、Ｑ１〜Ｑ４……トランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力端子に、出力電圧が異なる種々の直流電
圧源が装着自在に接続されて、該直流電圧源から
の入力直流電圧を昇圧または降圧させて所定の出
力直流電圧として出力する直流電源回路におい
て、該回路は、 前記入力端子に接続されてスイツチングにより
回路に流入する直流入力を加減する第１のトラン
ジスタと、該第１のトランジスタの出力側に接続
されて第１のトランジスタからの入力直流分を保
持するインダクタンス素子と、該インダクタンス
素子の出力側に接続されてスイツチングにより該
インダクタンス素子の出力を昇圧させる第２のト
ランジスタと、前記インダクタンス素子の出力が
所定の電圧に達したか否かを第１の基準電圧と比
較してその比較結果に応じた第１の比較電圧を出
力する第１の比較手段と、第１の比較電圧に応じ
て前記第１のトランジスタを駆動するための第１
の出力および第１の比較電圧に応じて前記第２の
トランジスタを駆動するための第２の出力を有す
る駆動手段とを備え、該回路はさらに、 前記入力直流電圧が所定の電圧を越えているか
否かを検出するための基準電圧となる第２の基準
電圧を供給する基準電圧供給手段と、 前記入力直流電圧を第２の基準電圧と比較して
該入力直流電圧が第２の基準電圧を下回つている
場合にその比較結果に応じた第２の比較電圧を出
力する第２の比較手段と、 前記入力直流電圧を第２の基準電圧と比較して
該入力直流電圧が第２の基準電圧を越えている場
合にその比較結果に応じた第３の比較電圧を出力
する第３の比較手段と、 前記駆動手段の第１の出力を介して前記第１の
トランジスタのベースに接続された第３のトラン
ジスタであつて、前記第２の比較電圧にて駆動さ
れて前記駆動手段の第１の出力を無効としつつ前
記第１のトランジスタをオンとする第３のトラン
ジスタと、 前記駆動手段の第２の出力を介して前記第２の
トランジスタのベースに接続された第４のトラン
ジスタであつて、前記第３の比較電圧にて駆動さ
れて前記駆動手段の第２の出力を無効にしつつ前
記第２のトランジスタをオフとする第４のトラン
ジスタとを備えることを特徴とする直流電源回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070898A JPS60215222A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 直流電源回路 |
| US06/713,886 US4618812A (en) | 1984-04-11 | 1985-03-20 | Direct current power control on selectable voltage step-up and step-down |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070898A JPS60215222A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 直流電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215222A JPS60215222A (ja) | 1985-10-28 |
| JPH0468859B2 true JPH0468859B2 (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13444805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070898A Granted JPS60215222A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 直流電源回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4618812A (ja) |
| JP (1) | JPS60215222A (ja) |
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Also Published As
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