JPH09327171A - Method for driving of step-up/down chopper - Google Patents
Method for driving of step-up/down chopperInfo
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- JPH09327171A JPH09327171A JP22025396A JP22025396A JPH09327171A JP H09327171 A JPH09327171 A JP H09327171A JP 22025396 A JP22025396 A JP 22025396A JP 22025396 A JP22025396 A JP 22025396A JP H09327171 A JPH09327171 A JP H09327171A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は各種の電子機器の電
源装置に用いられる昇降圧型チョッパに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-up / step-down chopper used for a power supply of various electronic devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の多様化、ＩＣ（半導体
集積回路）等の半導体装置の多様化に伴って直流電源の
電源電圧と異なる直流出力電圧を得なければならないこ
とがあり、このような場合、ＤＣ−ＤＣコンバータが用
いられている。上記ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、直
流電源電圧より低い直流出力電圧を得る場合は降圧型チ
ョッパが用いられ、逆に直流電源電圧より高い直流出力
電圧を得る場合は昇圧型チョッパが用いられており、ま
た、直流電源電圧がある範囲で変化し、直流出力電圧が
前記電源電圧の変化の範囲内の一定値に設定される場合
には前記降圧型チョッパと昇圧型チョッパの機能を兼ね
備えた昇降圧型チョッパが用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, with the diversification of electronic devices and the diversification of semiconductor devices such as ICs (semiconductor integrated circuits), it has sometimes been necessary to obtain a DC output voltage different from the power supply voltage of a DC power supply. In such a case, a DC-DC converter is used. In the above DC-DC converter, a step-down chopper is used to obtain a DC output voltage lower than the DC power supply voltage, and conversely, a step-up chopper is used to obtain a DC output voltage higher than the DC power supply voltage. When the DC power supply voltage changes in a certain range and the DC output voltage is set to a constant value within the range of change of the power supply voltage, a step-up / down type chopper having the functions of the step-down chopper and the step-up chopper is provided. It is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の昇降圧型チョッ
パは、図５に示すように、エミッタを直流電圧源２１に
接続したトランジスタ２２と、一端を前記トランジスタ
２２のコレクタに接続し、他端を接地したダイオード２
３と、一端をトランジスタ２２のコレクタに接続し、他
端をトランジスタ２５のコレクタに接続したチョークコ
イル２４とで構成される降圧部２６と、前記チョークコ
イル２４と、エミッタを接地したトランジスタ２５と前
記トランジスタ２５のコレクタと接地間に直列に接続し
たダイオード２７とコンデンサ２８とで構成した昇圧部
２９と、前記降圧部２６と昇圧部２９のトランジスタ２
２および２５の各々のベースに接続された制御部３０と
で構成されており、降圧部２６および昇圧部２９のトラ
ンジスタ２２および２５はそれぞれ制御部３０によって
同期して動作するようにしてある。このように、従来の
昇降圧型チョッパにおいては、降圧部２６と昇圧部２９
とが常に同時に動作しているため入出力の電力変換効率
が非常に悪い欠点がある。今、降圧部および昇圧部の個
々の電力変換効率をそれぞれηｄ，ηｕとし、チョッパ
全体の総合電力変換効率をηｏとすれば、ηｏはηｄお
よびηｕのそれぞれの積、即ち、ηｏ＝ηｄ×ηｕとし
て表すことができる。ここで、ηｄ＝ηｕとした場合、
ηｏはηｏ＝ηｄ２＝ηｕ２となり、√ηｏ＝ηｄ＝η
ｕとなる。即ち、ηｏはηｄまたはηｕの１／２乗に低
下する。従って、ηｄ≠ηｕの場合、総合電力変換効率
ηｏを高くするためには、降圧部の電力変換効率ηｄと
昇圧部の電力変換効率ηｕがそれぞれ√ηｏ≦ηｄで、
かつ、√ηｏ≦ηｕの条件を同時に満足する必要があ
る。しかし、上記構成で降圧部２６または昇圧部２９は
直流電源２１の電圧変化に対して出力電圧を一定に保つ
ように動作するが、上述したように降圧部２６と昇圧部
２９のトランジスタ２２と２５が共に動作しているため
常に一方の損失が他方に影響を与えることになり、上記
の条件を満足するのは困難であった。As shown in FIG. 5, a conventional step-up / down type chopper has a transistor 22 whose emitter is connected to a DC voltage source 21, and one end which is connected to the collector of the transistor 22 and whose other end is connected. Grounded diode 2
3, a step-down unit 26 composed of a choke coil 24 having one end connected to the collector of the transistor 22 and the other end connected to the collector of the transistor 25, the choke coil 24, the transistor 25 whose emitter is grounded, and Step-up unit 29 including a diode 27 and a capacitor 28 connected in series between the collector of the transistor 25 and the ground, and the step-down unit 26 and the transistor 2 of the step-up unit 29.
2 and 25, and the control unit 30 connected to the respective bases, and the transistors 22 and 25 of the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are operated by the control unit 30 in synchronization with each other. Thus, in the conventional buck-boost chopper, the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are included.
Since and are always operating at the same time, the power conversion efficiency of input and output is very poor. Now, if the individual power conversion efficiencies of the step-down part and the step-up part are respectively ηd and ηu, and the total power conversion efficiency of the chopper is ηo, ηo is the product of ηd and ηu, that is, ηo = ηd × ηu. Can be expressed as Here, when ηd = ηu,
ηo is ηo = ηd 2 = ηu 2 , and √ηo = ηd = η
u. That is, ηo drops to ½ power of ηd or ηu. Therefore, when ηd ≠ ηu, in order to increase the total power conversion efficiency ηo, the power conversion efficiency ηd of the step-down unit and the power conversion efficiency ηu of the step-up unit are respectively √ηo ≦ ηd,
At the same time, it is necessary to satisfy the condition of √ηo ≦ ηu. However, in the above configuration, the step-down unit 26 or the step-up unit 29 operates so as to keep the output voltage constant with respect to the voltage change of the DC power supply 21, but as described above, the transistors 22 and 25 of the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are operated. It is difficult to satisfy the above condition because the loss of one always affects the other because they are operating together.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の欠
点を除去し、電力変換効率の良好な昇降圧型チョッパを
得るため、直流電源の電圧変化に対応して降圧部または
昇圧部の何れか一方のみを動作させ、または、直流電源
の電圧変化に対応して降圧部と昇圧部を同時に停止させ
ることにより、常に高い電力変換効率を得るようにした
ものである。According to the present invention, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to obtain a step-up / down type chopper having good power conversion efficiency, either a step-down unit or a step-up unit is used in response to a voltage change of a DC power supply. Only one of them is operated, or the step-down part and the step-up part are stopped at the same time in response to the voltage change of the DC power supply, so that high power conversion efficiency is always obtained.
【０００５】[0005]
【実施の形態】入力側に直流電源を接続したトランジス
タと該トランジスタの出力側にダイオードとチョークコ
イルを接続してなる降圧部と、前記チョークコイルと、
前記チョークコイルの出力端を入力側とするトランジス
タと、該トランジスタの出力側に接続されたダイオード
とコンデンサからなる昇圧部とで構成された昇降圧型チ
ョッパにおいて、前記各トランジスタの動作を制御する
駆動部の動作を独立させ、入力電圧の変化に応じて前記
降圧部と昇圧部の降圧動作または昇圧動作に必要のない
側の回路動作を停止させるようにしたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A transistor having a DC power source connected to an input side thereof, a step-down unit having a diode and a choke coil connected to an output side of the transistor, the choke coil,
In a step-up / down chopper including a transistor having an output side of the choke coil as an input side and a boosting section including a diode and a capacitor connected to the output side of the transistor, a drive section for controlling the operation of each of the transistors. Independently, the operation of the step-down portion and the step-up portion of the circuit which is not necessary for the step-down operation or the step-up operation is stopped according to the change of the input voltage.
【０００６】[0006]
【実施例】図１は本発明の昇降圧型チョッパの実施例回
路図で、１は直流電圧源、２はエミッタを直流電源１に
接続し、コレクタにダイオード３の一端とチョークコイ
ル４の一端を接続したトランジスタで、前記ダイオード
３の他端は接地され、また、チョークコイル４の他端は
トランジスタ５のコレクタに接続されている。６は前記
トランジスタ２と、ダイオード３、およびチョークコイ
ル４とで構成された降圧部、９は昇圧部で、前記チョー
クコイル４と、エミッタを接地したトランジスタ５と前
記トランジスタ５のコレクタと接地間に直列に接続した
ダイオード７およびコンデンサ８とで構成されている。
１０，１１はトランジスタ２および５のスイッチング動
作を制御する駆動部で、前記降圧部６のトランジスタ２
と昇圧部９のトランジスタ５の各々のベースに接続され
ており、各トランジスタは前記駆動部１０，１１によっ
てそれぞれ独立して動作するようにしてある。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a step-up / down type chopper of the present invention, in which 1 is a DC voltage source, 2 is an emitter connected to a DC power source 1, and one end of a diode 3 and one end of a choke coil 4 are connected to a collector. In the connected transistor, the other end of the diode 3 is grounded, and the other end of the choke coil 4 is connected to the collector of the transistor 5. Reference numeral 6 denotes a step-down unit including the transistor 2, the diode 3, and the choke coil 4, and 9 denotes a step-up unit, which is provided between the choke coil 4, the transistor 5 whose emitter is grounded, and the collector and ground of the transistor 5. It is composed of a diode 7 and a capacitor 8 connected in series.
Reference numerals 10 and 11 denote drive units for controlling the switching operations of the transistors 2 and 5, which are transistors 2 of the step-down unit 6.
Is connected to the respective bases of the transistors 5 of the booster section 9, and the respective transistors are operated independently by the driving sections 10 and 11.
【０００７】この構成で出力電圧の基準値をＶｏ，入力
電圧をＶｉとしたとき、出力電圧が入力電圧より低い場
合（Ｖｉ＞Ｖｏ）は、駆動部１１により昇圧部９のみが
動作し、このとき降圧部６は停止している。また、出力
電圧が入力電圧より高い場合（Ｖｉ＜Ｖｏ）は、駆動部
１０により降圧部６のみが動作し、昇圧部９は動作を停
止している。また、入力電圧と出力電圧が等しいとき
（Ｖｉ＝Ｖｏ）は、駆動部１０，１１は、降圧部６およ
び昇圧部９の動作が共に停止するように作用する。When the reference value of the output voltage is Vo and the input voltage is Vi in this configuration, and the output voltage is lower than the input voltage (Vi> Vo), only the booster 9 is operated by the drive unit 11. At this time, the step-down unit 6 is stopped. Further, when the output voltage is higher than the input voltage (Vi <Vo), only the step-down unit 6 is operated by the drive unit 10 and the step-up unit 9 is stopped. When the input voltage and the output voltage are equal (Vi = Vo), the driving units 10 and 11 act so that the operations of the step-down unit 6 and the step-up unit 9 are both stopped.
【０００８】[0008]
【効果】図２は出力電圧の基準値を３．３ボルトとした
ときの入力電圧Ｖｉｎの変化に対する出力電圧および電
力変換効率の変化を実験により測定した測定結果を示
し、図２（ａ）は従来の昇降圧型チョッパのもので、Ｖ
ｏａは出力電圧を、ηｏａは電力変換効率を表してい
る。図２（ｂ）は本発明昇降圧型チョッパのものでＶｏ
ｂは出力電圧を、ηｏｂは電力変換効率を表している。
図３は前記図２（ａ）および図２（ｂ）における電力変
換効率ηｏａ，ηｏｂを比較するための図、図４は同じ
く出力電圧Ｖｏａ，Ｖｏｂを比較するための図である。
なお、図３および図４において、区間Ａは本発明昇降圧
型チョッパの昇圧部のみが動作している区間、区間Ｂは
降圧部および昇圧部が同時に停止している区間、区間Ｃ
は降圧部のみが動作している区間で、区間Ｂにおいては
出力電圧Ｖｏｂが限りなく基準値に近づき、また、この
区間では電力変換効率ηｏｂも上昇している。これに対
して、従来のものは電力変換効率ηｏａは入力電圧が出
力電圧の基準値付近で最大となるが入力電圧の上昇とと
もに減少する。上述のように、本発明においては、降圧
部と昇圧部の各トランジスタの動作を制御する駆動部の
動作を独立させ、入力電圧の変化に応じて前記降圧部と
昇圧部の降圧動作または昇圧動作に必要のない側の回路
動作を停止させるようにしたから電力損失が少なく、降
圧部と昇圧部でそれぞれ単独に設定した値に近い電力変
換効率を得ることができ、したがって、熱損失も小さく
できるから装置を小型化することができる利点がある。[Effect] FIG. 2 shows the measurement results obtained by experimentally measuring changes in the output voltage and power conversion efficiency with respect to changes in the input voltage Vin when the reference value of the output voltage is 3.3 V. FIG. A conventional buck-boost chopper with V
oa represents the output voltage and ηoa represents the power conversion efficiency. FIG. 2 (b) shows the step-up / down type chopper of the present invention, which is Vo
b represents the output voltage and ηob represents the power conversion efficiency.
FIG. 3 is a diagram for comparing the power conversion efficiencies ηoa and ηob in FIGS. 2A and 2B, and FIG. 4 is a diagram for comparing the output voltages Voa and Vob.
3 and 4, section A is a section in which only the booster of the buck-boost chopper of the present invention is operating, section B is a section in which the step-down unit and the booster are stopped at the same time, and section C is
In the section in which only the step-down section is operating, the output voltage Vob approaches the reference value infinitely in the section B, and the power conversion efficiency ηob also rises in this section. On the other hand, in the conventional case, the power conversion efficiency ηoa becomes maximum when the input voltage is near the reference value of the output voltage, but decreases as the input voltage increases. As described above, in the present invention, the operation of the drive unit that controls the operation of each transistor of the step-down unit and the step-up unit is made independent, and the step-down operation or the step-up operation of the step-down unit and the step-up unit is performed according to the change of the input voltage. Since the circuit operation on the unnecessary side is stopped, there is little power loss, and it is possible to obtain power conversion efficiencies close to the values set individually for the step-down section and the step-up section, and therefore heat loss can also be reduced. Therefore, there is an advantage that the device can be downsized.
図１は本発明昇降圧型チョッパの実施例回路図、図２
（ａ）および図２（ｂ）は従来の昇降圧型チョッパと本
発明昇降圧型チョッパの特性を比較するための測定値、
図３は電力変換効率を比較した図、図４は出力電圧を比
較した図、図５は従来の昇降圧型チョッパの回路図FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a buck-boost type chopper of the present invention, FIG.
2A and 2B are measured values for comparing the characteristics of the conventional buck-boost chopper and the buck-boost chopper of the present invention.
3 is a diagram comparing power conversion efficiencies, FIG. 4 is a diagram comparing output voltages, and FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional buck-boost chopper.
１・・・直流電圧源 ２，５・・・トランジスタ ３，７・・・ダイオード ４・・・チョークコイル ６・・・降圧部 ８・・・コンデンサ ９・・・昇圧部 １０，１１・・・駆動部 1 ... DC voltage source 2, 5 ... Transistor 3, 7 ... Diode 4 ... Choke coil 6 ... Step-down unit 8 ... Capacitor 9 ... Step-up unit 10, 11 ... Drive part
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年１０月２８日[Submission date] October 28, 1996
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】 FIG.
【図６】 FIG. 6
【図２】 [Fig. 2]
【図３】 [Figure 3]
【図４】 FIG. 4
【図５】 [Figure 5]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 昇降圧型チョッパの駆動方法Patent application title: Driving method of a buck-boost chopper
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は各種の電子機器の電
源装置に用いられる昇降圧型チョッパに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-up / step-down chopper used for a power supply of various electronic devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の多様化、ＩＣ（半導体
集積回路）等の半導体装置の多様化に伴って直流電源の
電源電圧と異なる直流出力電圧を得なければならないこ
とがあり、このような場合、ＤＣ−ＤＣコンバータが用
いられている。上記ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、直
流電源電圧より低い直流出力電圧を得る場合は降圧型チ
ョッパが用いられ、逆に直流電源電圧より高い直流出力
電圧を得る場合は昇圧型チョッパが用いられており、ま
た、直流電源電圧がある範囲で変化し、直流出力電圧が
前記電源電圧の変化の範囲内の一定値に設定される場合
には前記降圧型チョッパと昇圧型チョッパの機能を兼ね
備えた昇降圧型チョッパが用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, with the diversification of electronic devices and the diversification of semiconductor devices such as ICs (semiconductor integrated circuits), it has sometimes been necessary to obtain a DC output voltage different from the power supply voltage of a DC power supply. In such a case, a DC-DC converter is used. In the above DC-DC converter, a step-down chopper is used to obtain a DC output voltage lower than the DC power supply voltage, and conversely, a step-up chopper is used to obtain a DC output voltage higher than the DC power supply voltage. When the DC power supply voltage changes in a certain range and the DC output voltage is set to a constant value within the range of change of the power supply voltage, a step-up / down type chopper having the functions of the step-down chopper and the step-up chopper is provided. It is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の昇降圧型チョッ
パは、図６に示すように、エミッタを直流電圧源２１に
接続したトランジスタ２２と、一端を前記トランジスタ
２２のコレクタに接続し、他端を接地したダイオード２
３と、一端をトランジスタ２２のコレクタに接続し、他
端をトランジスタ２５のコレクタに接続したチョークコ
イル２４とで構成される降圧部２６と、前記チョークコ
イル２４と、エミッタを接地したトランジスタ２５と前
記トランジスタ２５のコレクタと接地間に直列に接続し
たダイオード２７とコンデンサ２８とで構成した昇圧部
２９と、前記降圧部２６と昇圧部２９のトランジスタ２
２および２５の各々のベースに接続された制御部３０と
で構成されており、降圧部２６および昇圧部２９のトラ
ンジスタ２２および２５はそれぞれ制御部３０によつて
同期して動作するようにしてある。このように、従来の
昇降圧型チョッパにおいては、降圧部２６と昇圧部２９
とが常に同時に動作しているため入出力の電力変換効率
が非常に悪い欠点がある。今、降圧部および昇圧部の個
々の電力変換効率をそれぞれηｄ，ηｕとし、チョッパ
全体の総合電力変換効率をηｏとすれば、ηｏはηｄお
よびηｕのそれぞれの積、即ち、ηｏ＝ηｄ×ηｕとし
て表すことができる。ここで、ηｄ＝ηｕとした場合、
ηｏはηｏ＝ηｄ２＝ηｕ２となり、√ηｏ＝ηｄ＝η
ｕとなる。即ち、ηｏはηｄまたはηｕの１／２乗に低
下する。従って、ηｄ≠ηｕの場合、総合電力変換効率
ηｏを高くするためには、降圧部の電力変換効率ηｄと
昇圧部の電力変換効率ηｕがそれぞれ√ηｏ≦ηｄで、
かつ、√ηｏ≦ηｕの条件を同時に満足する必要があ
る。しかし、上記構成で降圧部２６または昇圧部２９は
直流電源２１の電圧変化に対して出力電圧を一定に保つ
ように動作するが、上述したように降圧部２６と昇圧部
２９のトランジスタ２２と２５が共に動作しているため
常に一方の損失が他方に影響を与えることになり、上記
の条件を満足するのは困難であった。As shown in FIG. 6, a conventional buck-boost chopper has a transistor 22 whose emitter is connected to a DC voltage source 21, and one end which is connected to the collector of the transistor 22 and whose other end is connected. Grounded diode 2
3, a step-down unit 26 composed of a choke coil 24 having one end connected to the collector of the transistor 22 and the other end connected to the collector of the transistor 25, the choke coil 24, the transistor 25 whose emitter is grounded, and Step-up unit 29 including a diode 27 and a capacitor 28 connected in series between the collector of the transistor 25 and the ground, and the step-down unit 26 and the transistor 2 of the step-up unit 29.
2 and 25 and a control unit 30 connected to the respective bases, and the transistors 22 and 25 of the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are operated by the control unit 30 in synchronization with each other. . Thus, in the conventional buck-boost chopper, the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are included.
Since and are always operating at the same time, the power conversion efficiency of input and output is very poor. Now, if the individual power conversion efficiencies of the step-down part and the step-up part are respectively ηd and ηu, and the total power conversion efficiency of the chopper is ηo, ηo is the product of ηd and ηu, that is, ηo = ηd × ηu. Can be expressed as Here, when ηd = ηu,
ηo is ηo = ηd 2 = ηu 2 , and √ηo = ηd = η
u. That is, ηo drops to ½ power of ηd or ηu. Therefore, when ηd ≠ ηu, in order to increase the total power conversion efficiency ηo, the power conversion efficiency ηd of the step-down unit and the power conversion efficiency ηu of the step-up unit are respectively √ηo ≦ ηd,
At the same time, it is necessary to satisfy the condition of √ηo ≦ ηu. However, in the above configuration, the step-down unit 26 or the step-up unit 29 operates so as to keep the output voltage constant with respect to the voltage change of the DC power supply 21, but as described above, the transistors 22 and 25 of the step-down unit 26 and the step-up unit 29 are operated. It is difficult to satisfy the above condition because the loss of one always affects the other because they are operating together.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の欠
点を除去し、電力変換効率の良好な昇降圧型チョッパを
得るため、直流電源の電圧変化に対応して降圧部または
昇圧部の何れか一方のみを動作させ、または、直流電源
の電圧変化に対応して降圧部と昇圧部を同時に停止させ
ることにより、常に高い電力変換効率を得るようにした
ものである。According to the present invention, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to obtain a step-up / down type chopper having good power conversion efficiency, either a step-down unit or a step-up unit is used in response to a voltage change of a DC power supply. Only one of them is operated, or the step-down part and the step-up part are stopped at the same time in response to the voltage change of the DC power supply, so that high power conversion efficiency is always obtained.
【０００５】[0005]
【実施の形態】入力側に直流電源を接続したトランジス
タと該トランジスタの出力側にダイオードとチョークコ
イルを接続してなる降圧部と、前記チョークコイルと、
前記チョークコイルの出力端を入力側とするトランジス
タと、該トランジスタの出力側に接続されたダイオード
とコンデンサからなる昇圧部とで構成された昇降圧型チ
ョッパにおいて、前記各トランジスタの動作を制御する
駆動部の動作を独立させ、入力電圧の変化に応じて前記
降圧部と昇圧部の降圧動作または昇圧動作に必要のない
側の回路動作を停止させるようにしたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A transistor having a DC power source connected to an input side thereof, a step-down unit having a diode and a choke coil connected to an output side of the transistor, the choke coil,
In a step-up / down chopper including a transistor having an output side of the choke coil as an input side and a boosting section including a diode and a capacitor connected to the output side of the transistor, a drive section for controlling the operation of each of the transistors. Independently, the operation of the step-down portion and the step-up portion of the circuit which is not necessary for the step-down operation or the step-up operation is stopped according to the change of the input voltage.
【０００６】[0006]
【実施例】図１は本発明の昇降圧型チョッパの実施例回
路図で、１は直流電圧源、２はエミッタを直流電源１に
接続し、コレクタにダイオード３の一端とチョークコイ
ル４の一端を接続したトランジスタで、前記ダイオード
３の他端は接地され、また、チョークコイル４の他端は
トランジスタ５のコレクタに接続されている。６は前記
トランジスタ２と、ダイオード３、およびチョークコイ
ル４とで構成された降圧部、９は昇圧部で、前記チョー
クコイル４と、エミッタを接地したトランジスタ５と前
記トランジスタ５のコレクタと接地間に直列に接続した
ダイオード７およびコンデンサ８とで構成されている。
１０，１１はトランジスタ２および５のスイッチング動
作を制御する駆動部で、前記降圧部６のトランジスタ２
と昇圧部９のトランジスタ５の各々のベースに接続され
ており、各トランジスタは前記駆動部１０，１１によっ
てそれぞれ独立して動作するようにしてある。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a step-up / down type chopper of the present invention, in which 1 is a DC voltage source, 2 is an emitter connected to a DC power source 1, and one end of a diode 3 and one end of a choke coil 4 are connected to a collector. In the connected transistor, the other end of the diode 3 is grounded, and the other end of the choke coil 4 is connected to the collector of the transistor 5. Reference numeral 6 denotes a step-down unit including the transistor 2, the diode 3, and the choke coil 4, and 9 denotes a step-up unit, which is provided between the choke coil 4, the transistor 5 whose emitter is grounded, and the collector and ground of the transistor 5. It is composed of a diode 7 and a capacitor 8 connected in series.
Reference numerals 10 and 11 denote drive units for controlling the switching operations of the transistors 2 and 5, which are transistors 2 of the step-down unit 6.
Is connected to the respective bases of the transistors 5 of the booster section 9, and the respective transistors are operated independently by the driving sections 10 and 11.
【０００７】この構成で出力電圧の基準値をＶｏ，入力
電圧をＶｉとしたとき、出力電圧が入力電圧より低い場
合（Ｖｉ＞Ｖｏ）は、駆動部１１により昇圧部９のみが
動作し、このとき降圧部６は停止している。また、出力
電圧が入力電圧より高い場合（Ｖｉ＜Ｖｏ）は、駆動部
１０により降圧部６のみが動作し、昇圧部９は動作を停
止している。また、入力電圧と出力電圧が等しいとき
（Ｖｉ＝Ｖｏ）は、駆動部１０，１１は、降圧部６およ
び昇圧部９の動作が共に停止するように作用する。When the reference value of the output voltage is Vo and the input voltage is Vi in this configuration, and the output voltage is lower than the input voltage (Vi> Vo), only the booster 9 is operated by the drive unit 11. At this time, the step-down unit 6 is stopped. Further, when the output voltage is higher than the input voltage (Vi <Vo), only the step-down unit 6 is operated by the drive unit 10 and the step-up unit 9 is stopped. When the input voltage and the output voltage are equal (Vi = Vo), the driving units 10 and 11 act so that the operations of the step-down unit 6 and the step-up unit 9 are both stopped.
【０００８】[0008]
【効果】図２および図３は出力電圧の基準値を３．３ボ
ルトとしたときの入力電圧Ｖｉｎの変化に対する出力電
圧および電力変換効率の変化を実験により測定した測定
結果を示し、図２は従来の昇降圧型チョッパのもので、
Ｖｏａは出力電圧を、ηｏａは電力変換効率を表してい
る。図３は本発明昇降圧型チョッパのものでＶｏｂは出
力電圧を、ηｏｂは電力変換効率を表している。図４は
前記図２および図３における電力変換効率ηｏａ，ηｏ
ｂを比較するための図、図５は同じく出力電圧Ｖｏａ，
Ｖｏｂを比較するための図である。なお、図４および図
５において、区間Ａは本発明昇降圧型チョッパの昇圧部
のみが動作している区間、区間Ｂは降圧部および昇圧部
が同時に停止している区間、区間Ｃは降圧部のみが動作
している区間で、区間Ｂにおいては出力電圧Ｖｏｂが限
りなく基準値に近づき、また、この区間では電力変換効
率ηｏｂも上昇している。これに対して、従来のものは
電力変換効率ηｏａは入力電圧が出力電圧の基準値付近
で最大となるが入力電圧の上昇とともに減少する。上述
のように、本発明においては、降圧部と昇圧部の各トラ
ンジスタの動作を制御する駆動部の動作を独立させ、入
力電圧の変化に応じて前記降圧部と昇圧部の降圧動作ま
たは昇圧動作に必要のない側の回路動作を停止させるよ
うにしたから電力損失が少なく、降圧部と昇圧部でそれ
ぞれ単独に設定した値に近い電力変換効率を得ることが
でき、したがって、熱損失も小さくできるから装置を小
型化することができる利点がある。[Effect] FIG. 2 and FIG. 3 show the measurement results obtained by experimentally measuring the changes in the output voltage and the power conversion efficiency with respect to the changes in the input voltage Vin when the reference value of the output voltage is 3.3 volts. It is a conventional buck-boost chopper,
Voa represents the output voltage and ηoa represents the power conversion efficiency. FIG. 3 shows the buck-boost type chopper of the present invention, where Vob is the output voltage and ηob is the power conversion efficiency. FIG. 4 shows the power conversion efficiencies ηoa and ηo in FIGS. 2 and 3.
FIG. 5 is a diagram for comparing b, FIG.
It is a figure for comparing Vob. 4 and 5, section A is a section in which only the booster of the buck-boost type chopper of the present invention is operating, section B is a section in which the step-down unit and the step-up unit are simultaneously stopped, and section C is only the step-down unit. In the section in which is operating, the output voltage Vob approaches the reference value infinitely in the section B, and the power conversion efficiency ηob also rises in this section. On the other hand, in the conventional case, the power conversion efficiency ηoa becomes maximum when the input voltage is near the reference value of the output voltage, but decreases as the input voltage increases. As described above, in the present invention, the operation of the drive unit that controls the operation of each transistor of the step-down unit and the step-up unit is made independent, and the step-down operation or the step-up operation of the step-down unit and the step-up unit is performed according to the change of the input voltage. Since the circuit operation on the unnecessary side is stopped, there is little power loss, and it is possible to obtain power conversion efficiencies close to the values set individually for the step-down section and the step-up section, and therefore heat loss can also be reduced. Therefore, there is an advantage that the device can be downsized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】は本発明昇降圧型チョッパの実施例回路図、FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a buck-boost chopper of the present invention,
【図２】は従来の昇降圧型チョッパにおける出力電圧と
電力変換効率の測定値を示す図、FIG. 2 is a diagram showing measured values of output voltage and power conversion efficiency in a conventional buck-boost chopper,
【図３】は本発明の昇降圧型チョッパにおける出力電圧
と電力変換効率の測定値を示す図、FIG. 3 is a diagram showing measured values of output voltage and power conversion efficiency in the buck-boost chopper of the present invention,
【図４】は従来の昇降圧型チョッパと本発明昇降圧型チ
ョッパにおける電力変換効率を比較するための図FIG. 4 is a diagram for comparing power conversion efficiency between a conventional buck-boost chopper and the buck-boost chopper of the present invention.
【図５】は従来の昇降圧型チョッパと本発明昇降圧型チ
ョッパにおける出力電圧を比較するための図FIG. 5 is a diagram for comparing output voltages of a conventional buck-boost chopper and the buck-boost chopper of the present invention.
【図６】は従来の昇降圧型チョッパの回路図、FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional buck-boost chopper,
【符号の説明】 １・・・直流電圧源 ２，５・・・トランジスタ ３，７・・・ダイオード ４・・・チョークコイル ６・・・降圧部 ８・・・コンデンサ ９・・・昇圧部 １０，１１・・・駆動部[Explanation of Codes] 1 ... DC voltage source 2, 5 ... Transistor 3, 7 ... Diode 4 ... Choke coil 6 ... Step-down unit 8 ... Capacitor 9 ... Step-up unit 10 , 11 ... Drive unit
Claims (1)
し、出力側にダイオードとチョークコイルを接続してな
る降圧部と、入力側が前記チョークコイルと直列に接続
されたトランジスタと、該トランジスタの出力側に接続
されたダイオードとコンデンサからなる昇圧部と、前記
各トランジスタの動作を制御する駆動部で構成される昇
降圧型チョッパにおいて、各トランジスタを別々に駆動
させ、入力電圧に応じて前記降圧部と昇圧部の降圧また
は昇圧動作に必要のない側の回路動作を停止させるよう
にしたことを特徴とする昇降圧型チョッパの駆動方法。1. A step-down unit in which a direct current power supply is connected to an input side of a transistor and a diode and a choke coil are connected to an output side, a transistor whose input side is connected in series with the choke coil, and an output of the transistor. In a step-up / down chopper composed of a step-up unit consisting of a diode and a capacitor connected to the side, and a drive unit controlling the operation of each of the transistors, each transistor is driven separately, and the step-down unit and the step-down unit are provided according to the input voltage. A step-up / step-down chopper driving method characterized in that the circuit operation on the side not required for step-down or step-up operation of the step-up section is stopped.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22025396A JPH09327171A (en) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Method for driving of step-up/down chopper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22025396A JPH09327171A (en) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Method for driving of step-up/down chopper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09327171A true JPH09327171A (en) | 1997-12-16 |
Family
ID=16748298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22025396A Pending JPH09327171A (en) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Method for driving of step-up/down chopper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09327171A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045943A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Step-up/step-down dc-dc converter |
| JP2017022804A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | キヤノン株式会社 | Power transmission device and control method therefor |
-
1996
- 1996-06-05 JP JP22025396A patent/JPH09327171A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045943A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Step-up/step-down dc-dc converter |
| JP2017022804A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | キヤノン株式会社 | Power transmission device and control method therefor |
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