JPH061974B2 - Dc−dc昇圧電源 - Google Patents

Dc−dc昇圧電源

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JPH061974B2
JPH061974B2 JP63071170A JP7117088A JPH061974B2 JP H061974 B2 JPH061974 B2 JP H061974B2 JP 63071170 A JP63071170 A JP 63071170A JP 7117088 A JP7117088 A JP 7117088A JP H061974 B2 JPH061974 B2 JP H061974B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポンピングコンデンサ方式のDC−DC昇
圧電源に関し、DC(直流)電源から急激に大電流が流
れることによる不要輻射を防止したものである。
〔従来の技術〕
車載用オーディオ機器やポータブルオーディオ機器等に
おいては、バッテリや乾電池から出力されるDC電源電
圧よりも高いDC電圧が必要となる場合がある。
DC電源電圧をそれよりも高いDC電圧に変換する方法
としては、BTL回路を用いたもの、DC−DCコンバ
ータやスイッチングレギュレータを用いたもの、ポンピ
ングコンデンサを用いたもの等が従来より知られてい
る。
BTL回路は原理的に電源電圧の2倍の出力電圧(出力
電力は4倍)が得られるが、2つのアンプに負荷電流が
流れるため、アンプでの電力ロスも2倍となり、効率が
下がる欠点がある。また、2倍以上の出力電圧は得られ
ない。
DC−DCコンバータやスイッチングレギュレータはD
C電源電圧を一度高周波数でスイッチングしてトランス
で電圧を変換し、再びDC電圧に戻すものである。この
方法では、電源電圧の2倍以上の出力電圧を得るのは容
易であるが、トランスが銅損や鉄損を持つため効率が悪
い欠点がある。また、トランスは形状が大きく重量も重
いため、機器の大型化、重量増加をまねく。これを改善
するためにスイッチング周波数を高くしてトランスを小
形化する試みがされているが、これによりトランスは小
さくなっても、高周波でのロスの小さなコアを用いると
トランスはコストの高いものになってしまう。また、ス
イッチング素子も高周波に対応してスイッチング速度を
速くする必要があり、素子のコストアップ、回路の複雑
化をまねいていた。
ポンピングコンデンサ方式は、ダイオードやトランジス
タ等の整流素子とコンデンサとを組合わせてDC電源電
圧をダイオードを介してコンデンサに充電し、スイッチ
切換等によりコンデンサとDC電源を直列接続すること
によりDC電源電圧より高いDC電圧が得られるように
したものである。ポンピングコンデンサ方式は、トラン
スが不要であるため、小型軽量でしかも安価である。ま
た、トランスが銅損、鉄損を持ちロスが大きいのに比
べ、コンデンサは等価直列抵抗値が非常に小さいので、
効率が高い。ポンピングコンデンサ方式はこのようにD
C電圧昇圧装置を簡易かつ安価に構成できる利点があ
る。
第2図は従来のポンピングコンデンサ方式昇圧電源を示
したものである。この回路は充放電手段12とスイッチ
ング手段10とで構成されている。スイッチング手段1
0はそれぞれDC電源(電圧値E11)に接続されたコ
ンプリメンタリプッシュプルトランジスタ14,15と
コンプリメンタリプッシュプルトランジスタ16,17
で構成され、これらを互いに逆相の駆動信号A,で駆
動するものである。この駆動により、スイッチング手段
10の出力ライン18,20の電位はEとアースに交互
に切換えられる。
充放電手段12は、コンデンサ21〜26とダイオード
27〜32を組合せて構成されている。入力端子33に
0、入力端子34にEが印加されている期間ではダイオ
ード27を介してコンデンサ21はEに充電される。ま
た、コンデンサ23はダイオード30を介してEに充電
される。入力端子33にE、入力端子34に0が印加さ
れている期間では電源電圧Eとコンデンサ21の電圧E
の和電圧2Eがダイオード28を介してコンデンサ22
に印加され、このコンデンサ22は、2Eに充電され
る。また、電源電圧Eとコンデンサ23の電圧Eの和電
圧2Eがダイオード31を介してコンデンサ24に印加
され、このコンデンサ24は2Eに充電される。
そして、入力端子33に0、入力端子34にEが印加さ
れている期間では電源電圧Eとコンデンサ22の電圧2
Eの和電圧3Eがダイオード29を介してコンデンサ2
5に印加され、このコンデンサ25は3Eに充電され、
これが出力端子35に得られる。
また、同期間ではコンデンサ24の電圧2Eがダイオー
ド32を介してコンデンサ26に印加され、このコンデ
ンサ26が2Eに充電され、その端子電圧−2Eが出力
端子36に得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記第2図の回路ではトランジスタ14,15およびト
ランジスタ16,17は常に完全に飽和状態でオン、オ
フ動作するように設計されているため、電源オン直後や
負荷増時にコンデンサ21〜26を充電するための突入
電流が生じ、これがパルス状の電磁放射を生じさせて、
高周波雑音(不要輻射ノイズ)の原因となっている。
また、第2図の回路ではトランジスタ14と15あるい
はトランジスタ16と17がそれぞれオン、オフに切換
わる過渡期間において蓄積電荷等のため短時間ではある
がトランジスタ14と15あるいはトランジスタ16と
17が双方ともにオンする期間が生じ易くいわゆる縦電
流が流れるおそれがある。この縦電流はやはり突入電流
であり、素子破壊を生じたり、パルス状の電磁放射を生
じさせて高周波雑音の原因となっていた。
この発明は前記従来の技術における問題点を解決して、
電源オン直後や負荷急増時等における突入電流あるいは
縦電流による突入電流を防止して不要輻射ノイズの減少
を図ったDC−DC昇圧電源を提供しようとするもので
ある。
〔課題を解決するための手段〕
請求項1に記載の発明は、DC電源と、互いに逆相の駆
動パルスを発生させる駆動パルス発生手段と、電圧制御
形素子を同極性プッシュプル接続して構成され、前記D
C電源を動作電源とし前記駆動パルスに応じてオンオフ
駆動されるスイッチング手段と、このスイッチング手段
の一方の動作位相時に前記DC電源と並列接続されて充
電され他方の動作位相時に前記DC電源と直列接続され
て和電圧で放電するコンデンサを有してなる充放電手段
と、前記充放電手段の前記和電圧放電出力を昇圧された
DC出力として取り出す出力取出手段と、前記出力取出
手段の出力電圧が前記DC電源の電圧よりも小さいとき
は当該DC電源から前記駆動パルス発生手段に動作電源
を供給し、当該出力取出手段の出力電圧が当該DC電源
の電圧よりも大きいときは当該DC電源に代えて当該出
力取出手段の出力から当該駆動パルス発生手段に動作電
源を供給することにより、当該駆動パルス発生手段から
発生される前記オンパルスのレベルを当該動作電源の電
圧に応じて変化させる動作電源切換手段とを具備してな
り、前記スイッチング手段を構成する同極性プッシユプ
ル接続された電圧制御形素子は、前記駆動パルスのオン
パルスのレベルに応じてオン状態が変化するものであ
り、前記駆動パルス発生手段から発生されるオンパルス
のレベルは、前記DC電源から動作電源が供給されてい
るときは前記同極性プッシュプル接続された電圧制御形
素子のうち低電位側のものが完全にオンし、高電位側の
ものが不完全にオンするレベルであり、前記出力取出手
段から動作電源が供給されているときは当該動作電源の
上昇に応じて前記低電位側の素子が完全にオンしたまま
前記高電位側の素子のオン状態が促進されて、当該出力
取出手段の出力電圧が定常状態に達した状態では前記低
電位側および高電位側の素子とも完全にオンするレベル
であることを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、DC電源と、互いに逆
相の駆動パルスを発生させる駆動パルス発生手段と、前
記DC電源を動作電源とし前記駆動パルスに応じてオン
オフ駆動されるプッシユプル構成のスイッチング手段
と、このスイッチング手段の一方の動作位相時に前記D
C電源と並列接続されて充電され他方の動作位相時に前
記DC電源と直列接続されて和電圧で放電するコンデン
サを有してなる充放電手段と、前記充放電手段の前記和
電圧放電出力を昇圧されたDC出力として取り出す出力
取出手段とからなるDC−DC昇圧電源において、前記
スイッチング手段は、ダイオードと抵抗の並列接続回路
とコンデンサからなる可変時定数手段が前記プッシュプ
ル構成の各入力側に介挿され、当該可変時定数手段は前
記駆動パルスのうちオンパルスに対しては前記抵抗とコ
ンデンサの時定数による遅れをもって当該プッシュプル
構成の入力に伝達し、オフパルスに対しては前記コンデ
ンサの電荷を前記ダイオードを介して放電させ瞬時に当
該プッシュプル構成の入力に伝達することを特徴とする
ものである。
〔作用〕
請求項1に記載の発明によれば、動作電源切換手段の作
用により、出力取出手段の出力に応じて駆動パルスのう
ちオンパルスのレベルが変化され、このオンパルスレベ
ルの変化に応じてスイッチング手段にオン状態が変化す
る。したがって、電源オン時や負荷急増時は出力の増大
に伴なってスイッチング手段が徐々にオンするので、突
入電流が防止され、不要輻射ノイズが減少する。
また、請求項2に記載の発明によれば、可変時定数の作
用により、駆動パルスのうちオンパルスを遅らせてスイ
ッチング手段に伝達し、オフパルスを瞬時にスイッチン
グ手段に伝達するようにしたので、駆動パルス発生手段
から発生される駆動パルスを互いに逆相であるにもかか
わらずオンタイミングをオフタイミングより遅らせるこ
とができ、これによりプッシュプル構成のスイッチング
手段が同時にオンするのが防止され、突入電流による不
要輻射ノイズを減少させることができる。
〔実施例〕
この発明の一実施例を第1図に示す。この昇圧電源は、
DC電源40と駆動パルス発生手段42と、スイッチン
グ手段44と、充放電手段46と出力取出手段48を具
えている。
DC電源40はこの回路の電源で電源電圧はE〔V〕で
ある。駆動パルス発生手段42は所定周期の方形波信号
Aを生成する方形波発振器50と、この方形波の反転信
号を生成する反転回路52とで構成され、これら方形
波A,を駆動パルスとして出力する。
駆動パルス発生手段42は互いに逆相の100〜500
Hz程度の発振出力を有するように構成された2個のマル
チバイブレータ回路から構成され、この駆動パルス発生
手段42には昇圧電源ライン54を介して電源が供給さ
れる。DC電源40と昇圧電源ライン54との間には動
作電源切換手段を構成するダイオード56が接続されて
いる。電源オン直後で出力コンデンサ58の電圧がEよ
り低いときは、DC電源40からダイオード56を介し
て駆動パルス発生手段42に電源が供給される。また、
その後出力コンデンサ58の電圧がEより高くなると、
ダイオード56はオフされて、出力コンデンサ58の電
圧が昇圧電源ライン56を介して駆動パルス発生手段4
2に供給される。駆動パルス発生手段42から発生され
る駆動パルスA,は、ハイレベルが供給される電源電
圧にほぼ等しく、ローレベルがアースレベルにほぼ等し
いものとなる。
スイッチング手段44は、DC電源ライン60とアース
間にNチャンネルパワーMOS形FET62,63(電
圧制御形素子)を縦列接続(同極性プッシュプル接続。
FET62と高電位側、FET63は低電位側)した回
路と、NチャンネルパワーMOS形FET64.65
(電圧制御形素子)を縦列接続(同極性プッシュプル接
続。FET64は高電位側、FET65は低電位側)し
た回路を具えている。FET62,63の接続点および
FET64,65の接続点にそれぞれ出力ライン72,
74が接続されている。FET62のゲートには駆動パ
ルスAが抵抗66を介して供給される。FET63のゲ
ートには駆動パルスを抵抗67,68で分圧した信号
が供給される。FET64のゲートには駆動パルスが
抵抗69を介して供給される。FET65のゲートには
駆動パルスAを抵抗70,71で分圧した信号が供給さ
れる。これにより、FET62,63およびFET6
4,65は互いに逆相にそれぞれプッシュプル駆動さ
れ、出力ライン72,74を交互にDC電源ライン60
とアースに接続する。
ところで、スイッチング手段44において、抵抗66,
67,69,70にそれぞれ並列に接続されたダイオー
ド76,78,80,82と、FET62,63,6
4,65のゲート・ソース間にそれぞれ接続されたコン
デンサ84,86,88,90は駆動パルスA,のう
ちオンパルスに対しては大きな時定数を介して伝達し、
オフパルスに対しては小さな時定数を介して伝達する可
変時定数手段を構成するものである。すなわち、第3図
に示すように、駆動パルスA,がオンパルス(ハイレ
ベル)のときには、抵抗66,67,69,70を介し
てコンデンサ84,86,88,90が充電されるの
で、FET62,63,64,65は少し遅れてオン
し、駆動パルスA,がオフパルス(ローレベル)のと
きには、コンデンサ84,86,88,90の電荷はダ
イオード76,78,80,82を介して瞬時に放電さ
れるので、FET62,63,64,65は即座にオフ
する。これにより、FET62と63あるいはFET6
4と65が同時にオンするのが防止され、縦電流を防止
することができる。
なお、スイッチング手段44として、パワーMOS形F
ETを用いたため、トランジスタを用いた場合に生ずる
飽和コレクタエミッタ間電圧VCESによる熱損失を防止
でき、かつ小電力制御で大電力出力を取り出せる。ま
た、Nチャンネル同士のプッシュプル構成としたため、
現状では性能的に劣るPチャンネルパワーMOS形FE
Tを無理に使わずに済み、ペア選別も容易で、かつ、ス
イッチングオン抵抗を充分低くすることができる。
第1図において充放電手段46は、2Eの出力電圧を得
るようにコンデンサ92,94とダイオード96,9
8,100,102を組合せて構成した回路103と、
−Eの出力電圧を得るようにコンデンサ104,106
とダイオード108,110,112,114を組合せ
て構成した回路105とを具えている。これら両回路1
03,105は、スイッチング手段44の出力ライン7
2,74にそれぞれ接続されている(以下、出力ライン
72の出力を「A出力」、出力ライン74の出力を「B
出力」という。)。
回路103は、FET62,65がオン、FET63,
64がオフのときには、A出力がE、B出力がアースレ
ベルになるので、ダイオード98を介してコンデンサ9
4がEに充電される。また、FET63,64がオン、
FET62,65がオフのときには、A出力がアースレ
ベル、B出力がEになるので、ダイオード96を介して
コンデンサ92がEに充電される。
コンデンサ94が充電されている期間では、DC電源電
圧Eとコンデンサ92の電圧Eの和電圧2Eがダイオー
ド100を介して出力される。また、コンデンサ92が
充電されている期間では、DC電源電圧Eとコンデンサ
94の電圧Eの和電圧2Eがダイオード102を介して
出力される。これにより、コンデンサ58は2Eに充電
され、この電圧2Eが出力取出手段48の出力端子11
6に得られる。
回路105は、FET62,65がオン、FET63,
64がオフのときには、A出力がE、B出力がアースレ
ベルになるので、ダイオード110を介して電流が流
れ、コンデンサ106がEに充電される。また、FET
63,64がオン、FET62,65がオフのときに
は、A出力がアースレベル、B出力がEになるので、ダ
イオード108を介して電流が流れ、コンデンサ104
がEに充電される。
コンデンサ106が充電されている期間では、コンデン
サ104の電圧Eがダイオード114を介してコンデン
サ118に供給される。また、コンデンサ104が充電
されている期間では、コンデンサ106の電圧Eがダイ
オード112を介してコンデンサ118に供給される。
これにより、コンデンサ118はEに充電され、その端
子電圧Eが出力取出手段48の出力端子120に得られ
る。
出力取出手段48からはこの他にもDC電源40に直結
された出力端子122から電圧Eが得られ、アースに接
続された出力端子124からは電圧0が得られる。
第1図の回路の動作を第4図に示す。実線は定常時の動
作、点線は電源オン直後の動作である。電源オン直後は
DC電源電圧Eにより駆動パルス発生手段42が駆動さ
れるので、駆動パルスA,のオンパルスのレベルはE
となる。MOS形FETの相互コンダクタンスgmの特
性は第5図に示すようになり、ゲート・ソース間電圧V
GSが1〜2〔V〕以上でオンし始め、電圧VGSが高くな
るに従いオン状態が促進され、ある電圧以上で完全にオ
ンする。この場合、FET63,65はソース接地であ
るため駆動パルスA,のオンパルスのレベルがEであ
っても下側のFET63,65は完全にオンすることが
できる。しかし、上側のFET62,64はソースホロ
ワとして動作しているため、オンパルスのレベルがEで
は完全にオンするゲート・ソース間電圧VGSは与えられ
ず完全にはオンすることができない。したがって、この
とき充放電手段46のコンデンサ92,94,104,
106の充電は徐々に行なわれる。コンデンサ92,9
4,104,106が充電されるにつれて出力コンデン
サ58の電圧はEから徐々に増大し、これにつれてこの
出力コンデンサ58の電圧を電源とする駆動パルス発生
手段42の出力駆動パルスA,のオンパルスのレベル
もEから徐々に増大し、FET62,64のゲート・ソ
ース間電圧VGSも徐々に増大してそのオン抵抗が減少し
ていく。そして、出力コンデンサ58の電圧が2Eに達
した時点ではFET62,64のゲート・ソース間電圧
GSは完全にオンできる大きさになっており、全FET
62,63,64,65とも完全にオンした状態で動作
する。このように、電源オン直後はスイッチング手段4
4が徐々にオンするので、充放電手段46に対する突入
電流が防止される。瞬時負荷増大時も同様である。
〔変更例1〕 充放電手段は前記第1図の実施例に示したものに限ら
ず、例えば次に示すように様々な構成のものを適用する
ことができる。
(1)第6図の充放電手段126 充放電手段126はDC電源ライン60にDC電源40
から電圧Eが供給され、ライン72,74に前記第1図
のスイッチング手段44のA出力、B出力がそれぞれ供
給される。
A出力がE、B出力が0のときは、ダイオード132を
介してコンデンサ140がEに充電され、ダイオード1
34を介してコンデンサ142がEに充電される。ま
た、A出力が0、B出力がEのときは、ダイオード13
0を介してコンデンサ138がEに充電され、ダイオー
ド136を介してコンデンサ144がEに充電される。
そしてA出力がE、B出力が0のときは、A出力の電圧
Eとコンデンサ138の電圧Eの和電圧2Eがダイオー
ド148を介して出力される。また、A出力が0、B出
力がEのときは、B出力のEとコンデンサ140の電圧
Eの和電圧2Eがダイオード146を介して出力され
る。これら和電圧2EはDC電源ライン60との間に接
続された出力コンデンサ154をEに充電し、出力取出
手段128の出力端子158、160からは電圧E,2
Eがそれぞれ得られる。
また、A出力が0のときは、ダイオード150を介して
コンデンサ142の電圧Eが出力され、B出力が0の時
はダイオード152を介してコンデンサ144の電圧E
が出力されて出力コンデンサ156が−Eに充電され、
出力取出手段128の出力端子162,164には電圧
−E、0がそれぞれ得られる。
駆動パルス発生手段42へは出力端子160に導かれる
電圧を電源として供給すれば、前記第1図の実施例と同
様に電源オン直後等にスイッチング手段44を徐々にオ
ンすることができ、突入電流が防止される。
(2)第7図の充放電手段170 充放電手段170はDC電源ライン60にDC電源40
から電圧Eが供給され、ライン72,74に前記第1図
のスイッチング手段44のA出力、B出力がそれぞれ供
給される。
A出力がE、B出力が0のときは、ダイオード180を
介してコンデンサ192がEに充電され、A出力が0、
B出力がEのときはダイオード178を介してコンデン
サ176がEに充電される。
そして、A出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ1
76の電圧Eの和電圧2Eがダイオード190を介して
出力され、B出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ
192の電圧Eの和電圧2Eがダイオード188を介し
て出力され、コンデンサ222が電圧2Eに充電されて
出力取出手段172の出力端子232に出力電圧2Eが
得られる。
また、A出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ17
6の電圧Eの和電圧2Eがダイオード194を介してコ
ンデンサ196に印加され、このコンデンサ196が2
Eに充電される。また、B出力がEのときはこの電圧E
とコンデンサ192の電圧Eの和電圧がダイオード18
4を介してコンデンサ182に印加され、このコンデン
サ182が2Eに充電される。そして、A出力がEのと
きはこの電圧Eとコンデンサ182の電圧2Eの和電圧
3Eがダイオード186を介して出力され、B出力がE
のときはこの電圧Eとコンデンサ196の電圧2Eの和
電圧3Eがダイオード198を介して出力され、コンデ
ンサ220がEに充電されて出力端子230に出力電圧
3Eが得られる。
また、A出力がEのときはダイオード208を介してコ
ンデンサ202がEに充電され、B出力がEのときはダ
イオード200を介してコンデンサ206ががEに充電
される。そして、A出力がEのときはこの電圧Eとコン
デンサ206の電圧Eの和電圧2Eがダイオード216
を介してコンデンサ204に印加され、このコンデンサ
204を2Eに充電する。また、B出力がEのときはこ
の電圧Eとコンデンサ202の電圧Eの和電圧2Eがダ
イオード212を介してコンデンサ210に印加され、
このコンデンサ210を2Eに充電する。そして、A出
力が0のときはコンデンサ204の電圧2Eがダイオー
ド218を介して出力され、B出力が0のときはコンデ
ンサ210の電圧2Eがダイオード214を介して出力
され、コンデンサ226が2Eに充電されて、出力端子
234に出力電圧−2Eが得られる。
出力取出手段172には、以上のほかにDC電源40に
直結された出力端子231から電圧Eが得られる。
駆動パルス回路172へは出力端子230の電圧3Eを
昇圧電源ライン54を介して供給すれば、前記第1図の
実施例と同様に電源オン直後等にスイッチング手段44
を徐々にオンすることができ、突入電流が防止される。
(3)第8図の充放電手段240 充放電手段240はDC電源ライン60にDC電源40
からの電圧Eが供給され、ライン72,74に前記第1
図のスイッチング手段44のA出力、B出力がそれぞれ
供給される。
A出力が0のときは、ダイオード244を介してコンデ
ンサ246がEに充電され、B出力が0のときはダイオ
ード248を介してコンデンサ250にEが充電され
る。
そして、A出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ2
46の電圧Eの和電圧2Eがダイオード252を介して
コンデンサ262に印加され、このコンデンサ262を
2Eに充電する。また、B出力がEのときはこの電圧E
とコンデンサ250の電圧Eの和電圧2Eがダイオード
254を介してコンデンサ258に印加され、このコン
デンサ258を2Eに充電する。
そして、A出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ2
58の電圧2Eの和電圧3Eがダイオード256を介し
て出力され、B出力がEのときはこの電圧Eとコンデン
サ262の電圧2Eの和電圧3Eがダイオード260を
介して出力され、コンデンサ264が2Eに充電されて
出力取出手段242の出力端子290からは出力電圧3
Eが得られる。
また、A出力がEのときはダイオード268を介してコ
ンデンサ266がEに充電され、B出力がEのときはダ
イオード272を介してコンデンサ270がEに充電さ
れる。そして、A出力がEのときはこの電圧Eとコンデ
ンサ270の電圧Eの和電圧2Eがダイオード274を
介してコンデンサ278に印加され、このコンデンサ2
78を2Eに充電する。また、B出力がEのときはこの
電圧Eとコンデンサ266の電圧Eの和電圧2Eがダイ
オード276を介してコンデンサ282に印加され、こ
のコンデンサ282を2Eに充電する。そして、A出力
が0のときはダイオード278の電圧2Eがダイオード
280を介して出力され、B出力が0のときはダイオー
ド282の電圧2Eがダイオード284を介して出力さ
れ、コンデンサ286を2Eに充電して出力端子292
からは−2Eの出力電圧が得られる。
出力取出手段242からはこの他にもDC電源40に直
結された出力端子288から出力電圧Eが得られ、アー
スに直結された出力端子294から出力電圧0が得られ
る。
駆動パルス回路172へは出力端子290の電圧3Eを
昇圧電源ライン54を介して供給すれば、前記第1図の
実施例と同様に電源オン直後等にスイッチング手段44
を徐々にオンすることができ、突入電流が防止される。
(4)第9図の充放電手段240′ 第9図の充放電手段240′は第8図の充放電手段24
0の配線を変更したものである。すなわちコンデンサ2
58の下側端子をダイオード244とコンデンサ246
の間に接続し、コンデンサ262の下側端子をダイオー
ド248とコンデンサ250の間に接続している。ま
た、コンデンサ278の上側端子をコンデンサ266と
ダイオード268の間に接続し、コンデンサ282の上
側端子をコンデンサ270とダイオード272の間に接
続している。
これによれば、コンデンサ246,250,266,2
70は第8図の場合と同じ充電経路を経てそれぞれEに
充電されるが、それらの放電経路が第8図の場合と異な
っている。すなわち、A出力がEのときはこの電圧とコ
ンデンサ246の電圧Eの和電圧2Eがダイオード25
2を介してコンデンサ262の上側端子に印加され、コ
ンデンサ250の上側端子の電圧Eがコンデンサ262
の下側端子に印加されるので、コンデンサ262はEに
充電される。また、B出力がEのときはこの電圧Eとコ
ンデンサ250の電圧Eの和電圧2Eがダイオード25
4を介してコンデンサ258の上側端子に印加され、コ
ンデンサ246の上側端子の電圧Eがコンデンサ258
の下側端子に印加されるので、コンデンサ258はEに
充電される。そして、A出力がEのときはこの電圧Eと
コンデンサ246の電圧Eとコンデンサ258の電圧E
の和電圧3Eがダイオード256を介して出力され、B
出力がEのときはこの電圧Eとコンデンサ250の電圧
Eとコンデンサ262の電圧Eの和電圧3Eがダイオー
ド260を介して出力され、出力端子290に出力電圧
3Eが得られる。
また、出力AがE,出力Bが0のときはコンデンサ26
6の下側端子の電圧0がコンデンサ278の上側端子に
印加され、コンデンサ270の下側端子の電圧−Eがダ
イオード274を介してコンデンサ278の下側端子に
印加されるので、コンデンサ278はEに充電される。
また、出力Aが0、出力BがEのときは、コンデンサ2
70の下側端子の電圧0がコンデンサ282の上側端子
に印加され、コンデンサ266の下側端子の電圧−Eが
ダイオード276を介してコンデンサ282の下側端子
に印加されるので、コンデンサ282はEに充電され
る。そして、A出力が0のときはコンデンサ266の電
圧Eが、コンデンサ278の電圧Eの和電圧2Eがダイ
オード280を介して出力され、B出力が0のときはコ
ンデンサ270の電圧Eとコンデンサ282の電圧Eの
和電圧2Eがダイオード284を介して出力され、コン
デンサ286が2Eに充電されて、出力端子292には
出力電圧−2Eが出力される。
第8図の回路ではコンデンサ258,262,278,
282は2Eに充電されるが、第9図の回路ではこれら
のコンデンサはEまでしか充電されないので、耐圧が低
くて済み、より小形のコンデンサを用いることができ
る。
〔変更例2〕 前記第1図の実施例では駆動パルスA,を常に一定周
期としたが、可変周期とすることもできる。例えば電源
オン直後の周期が長くなるようにすれば、電力供給能力
が増大する。
電源オン直後の周期が長くなるように構成した駆動パル
ス発生手段の一実施例を第10図に示す。ここではスイ
ッチング手段302をそれぞれコンプリメンタリプッシ
ュプル接続されたFET304と306およびFET3
08と310で構成している。
駆動パルス発生手段300はマルチバイブレータ312
を具えている。マルチバイブレータ312のトランジス
タ314がオン、316がオフのときはFET304,
310がオン、FET306,308がオフして、A出
力はE、B出力は0となる。このときDC電源40→F
ET304→コンデンサ320→ダイオード324→ア
ースへと電流が流れてコンデンサ320が充電される。
また、マルチバイブレータ312のトランジスタ314
がオフ、316がオンのときは、FET306,308
がオン、FET304,310がオフして、A出力は
0、B出力がEとなる。このときDC電源40→ダイオ
ード316→コンデンサ318→FET306→アース
へと電流が流れてコンデンサ318が充電される。
そして、FET304がオンしたときはDC電源電圧E
とコンデンサ318の和電圧がダイオード314を介し
てコンデンサ312に印加され、このコンデンサ312
をこの和電圧の値に充電する。また、FET306がオ
ンしたときはコンデンサ320の電圧がダイオード32
2を介してコンデンサ326に印加され、このコンデン
サ326を同電圧に充電する。
マルチバイブレータ312には、コンデンサ312の左
側端子の電位(DC電源電圧E+コンデンサ312の電
圧)とコンデンサ326の左側端子の電位(アースレベ
ル−コンデンサ326の電圧)との間の電圧が電源とし
て供給される。電源オン直後はコンデンサ312,32
6はまだ充電されていないので、マルチバイブレータ3
12は電圧Eで駆動されて、比較的遅い周期で駆動パル
スA,が出力されてスイッチング手段302がスイッ
チングされる。その後コンデンサ312,326が徐々
に充電されるとマルチバイブレータ312は駆動電圧が
高くなって駆動パルスA,の周期が徐々に短くなって
いく。そして最終的には、コンデンサ312は電圧2E
に充電され、コンデンサ326は−Eに充電されて電圧
3Eによりマルチバイブレータ312が駆動される。
〔変更例3〕 前記実施例ではスイッチング手段をFETで構成した場
合について示したが、バイポーラ形トランジスタで構成
した場合にもこの発明を適用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように請求項1に記載の発明によれば、動
作電源切換手段の作用により、出力取出手段の出力に応
じて駆動パルスのうちオンパルスのレベルを変化し、こ
のオンパルスレベルの変化に応じてスイッチング手段の
オン状態を変化するようにしたので、電源オン時や負荷
急増時に出力の増大に伴なってスイッチング手段が徐々
にオンするようになり、突入電流が防止され、不要輻射
ノイズを減少することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、可変時定数手段
の作用により、駆動パルスのうちオンパルスを遅らせて
スイッチング手段に伝達し、オフパルスを瞬時にスイッ
チング手段に伝達するようにしたので、駆動パルス発生
手段から発生される駆動パルスが互いに逆相であるにも
かかわらずオンタイミングをオフタイミングより遅らせ
ることができ、これによりプッシュプル構成のスイッチ
ング手段が同時にオンするのが防止され、突入電流によ
る不要輻射ノイズを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図である。 第2図は、従来回路を示す図である。 第3図は、第1図のダイオード76,78,80,82
の働きによるFET62〜65のオン開始の遅延動作を
示すタイムチャートである。 第4図は、第1図の回路の動作を示す波形図である。 第5図は、NチャンネルMOS形FETの相互コンダク
タンス特性図である。 第6図〜第9図は、それぞれ充放電手段の変更例を示す
回路図である。 第10図は、駆動パルス発生手段の変更例を示す回路図
である。 40…DC電源、42,300…駆動パルス発生手段、
44,302…スイッチング手段、46,126,17
0,240,240′…充放電手段、48,128,1
72,242…出力取出手段、56…ダイオード(駆動
電源切換手段)、62・63,64・65…Nチャンネ
ルパワーMOS形FET(同極性プッシュプル接続され
た電圧制御形素子)、66・76・84,67・78・
86,70・82・90…可変時定数手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−151870(JP,A) 特開 昭55−5087(JP,A) 特開 昭52−65814(JP,A) 実開 昭50−64912(JP,U) 実開 昭56−158690(JP,U) 実開 昭56−96891(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】DC電源と、 互いに逆相の駆動パルスを発生させる駆動パルス発生手
    段と、 電圧制御形素子を同極性プッシュプル接続して構成さ
    れ、前記DC電源を動作電源とし前記駆動パルスに応じ
    てオンオフ駆動されるスイッチング手段と、 このスイッチング手段の一方の動作位相時に前記DC電
    源と並列接続されて充電され他方の動作位相時に前記D
    C電源と直列接続されて和電圧で放電するコンデンサを
    有してなる充放電手段と、 前記充放電手段の前記和電圧放電出力を昇圧されたDC
    出力として取り出す出力取出手段と、 前記出力取出手段の出力電圧が前記DC電源の電圧より
    も小さいときは当該DC電源から前記駆動パルス発生手
    段に動作電源を供給し、当該出力取出手段の出力電圧が
    当該DC電源の電圧よりも大きいときは当該DC電源に
    代えて当該出力取出手段の出力から当該駆動パルス発生
    手段に動作電源を供給することにより、当該駆動パルス
    発生手段から発生される前記オンパルスのレベルを当該
    動作電源の電圧に応じて変化させる動作電源切換手段と
    を具備してなり、 前記スイッチング手段を構成する同極性プッシユプル接
    続された電圧制御形素子は、前記駆動パルスのオンパル
    スのレベルに応じてオン状態が変化するものであり、 前記駆動パルス発生手段から発生されるオンパルスのレ
    ベルは、前記DC電源から動作電源が供給されていると
    きは前記同極性プッシュプル接続された電圧制御形素子
    のうち低電位側のものが完全にオンし、高電位側のもの
    が不完全にオンするレベルであり、前記出力取出手段か
    ら動作電源が供給されているときは当該動作電源の上昇
    に応じて前記低電位側の素子が完全にオンしたまま前記
    高電位側の素子のオン状態が促進されて、当該出力取出
    手段の出力電圧が定常状態に達した状態では前記低電位
    側および高電位側の素子とも完全にオンするレベルであ
    ることを特徴とするDC−DC昇圧電源。
  2. 【請求項2】DC電源と、 互いに逆相の駆動パルスを発生させる駆動パルス発生手
    段と、 前記DC電源を動作電源とし前記駆動パルスに応じてオ
    ンオフ駆動されるプッシユプル構成のスイッチング手段
    と、 このスイッチング手段の一方の動作位相時に前記DC電
    源と並列接続されて充電され他方の動作位相時に前記D
    C電源と直列接続されて和電圧で放電するコンデンサを
    有してなる充放電手段と、 前記充放電手段の前記和電圧放電出力を昇圧されたDC
    出力として取り出す出力取出手段とからなるDC−DC
    昇圧電源において、 前記スイッチング手段は、ダイオードと抵抗の並列接続
    回路とコンデンサからなる可変時定数手段が前記プッシ
    ュプル構成の各入力側に介挿され、当該可変時定数手段
    は前記駆動パルスのうちオンパルスに対しては前記抵抗
    とコンデンサの時定数による遅れをもって当該プッシュ
    プル構成の入力に伝達し、オフパルスに対しては前記コ
    ンデンサの電荷を前記ダイオードを介して放電させて瞬
    時に当該プッシュプル構成の入力に伝達することを特徴
    とするDC−DC昇圧電源。
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