JPH1014223A - Step-up chopper - Google Patents
Step-up chopperInfo
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- JPH1014223A JPH1014223A JP8179801A JP17980196A JPH1014223A JP H1014223 A JPH1014223 A JP H1014223A JP 8179801 A JP8179801 A JP 8179801A JP 17980196 A JP17980196 A JP 17980196A JP H1014223 A JPH1014223 A JP H1014223A
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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 DC-DC converter, a step-down chopper is used to obtain a DC output voltage lower than the DC power supply voltage, and 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 within a certain range, and the DC output voltage is set to a constant value within the range of the change in the power supply voltage, the step-up / step-down chopper having the functions of the step-down chopper and the step-up chopper is used. Used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】昇降圧型チョッパにお
いて、チョークコイルを小型化し、また、出力電圧のリ
ップルを小さくする方法として降圧部および昇圧部の各
トランジスタのスイッチング動作を速くすることが考え
られており、その一例としては図２のようなものがあ
る。図２において、２２は第１のトランジスタでその入
力側には直流電源２１が接続され、また、出力側には一
端を接地したダイオード２３と他端を第２のトランジス
タ２５の入力側に接続したチョークコイル２４が接続さ
れており、前記トランジスタ２２，ダイオード２３，チ
ョークコイル２４は降圧部２６を構成している。また、
前記チョークコイル２４と、第２のトランジスタ２５と
第２のトランジスタ２５の出力側に直列に接続したダイ
オード２７とコンデンサ２８とで昇圧部２９を構成して
いる。３１，３２は第１のトランジスタ２２と第２のト
ランジスタ２５のスイッチング動作を制御するための制
御回路、３０は前記制御回路３１，３２の動作速度を高
速度にするためのプリドライブ回路である。このよう
に、従来の昇降圧型チョッパにおいて、降圧部と昇圧部
の各トランジスタを高速度でスイッチング動作させる場
合には、プリドライブ回路を設ける必要があった。ま
た、一般に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる半導
体集積回路の中にはプリドライブ回路を内蔵したものも
あるが昇降圧型チョッパを構成するのには不適当であ
る。その理由は半導体集積回路に内蔵されたプリドライ
ブ回路は機能が限定されているため、該半導体集積回路
の用途も限定されるからである。このため、昇降圧型チ
ョッパにはプリドライブ回路のない半導体集積回路を使
用するのが一般的であり、従って、降圧部と昇圧部の各
トランジスタのプリドライブ回路を外付け部品で形成し
なければならないから回路構成が複雑になり、また、コ
ストが高くなる欠点がある。In a step-up / step-down chopper, as a method of reducing the size of the choke coil and reducing the ripple of the output voltage, it has been considered to speed up the switching operation of each transistor of the step-down unit and the step-up unit. One example is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a first transistor, a DC power supply 21 is connected to the input side of the transistor, and a diode 23 having one end grounded to the output side and the other end connected to the input side of the second transistor 25. A choke coil 24 is connected, and the transistor 22, the diode 23, and the choke coil 24 constitute a step-down unit 26. Also,
The choke coil 24, the second transistor 25, and a diode 27 and a capacitor 28 connected in series to the output side of the second transistor 25 constitute a booster 29. 31 and 32 are control circuits for controlling the switching operation of the first transistor 22 and the second transistor 25, and 30 is a pre-drive circuit for increasing the operation speed of the control circuits 31 and 32. As described above, in the conventional step-up / step-down chopper, when the transistors of the step-down unit and the step-up unit are switched at a high speed, it is necessary to provide a pre-drive circuit. In general, some semiconductor integrated circuits used in DC-DC converters and the like include a built-in pre-drive circuit, but are not suitable for forming a step-up / step-down chopper. The reason is that the functions of the pre-drive circuit built in the semiconductor integrated circuit are limited, so that the use of the semiconductor integrated circuit is also limited. For this reason, a semiconductor integrated circuit without a pre-drive circuit is generally used for the step-up / step-down chopper. Therefore, the pre-drive circuits of the transistors in the step-down unit and the step-up unit must be formed by external components. This has the disadvantage that the circuit configuration becomes complicated and the cost increases.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の欠
点を除去するため、上記チョークコイルに帰還巻線を結
合させ、該帰還巻線と直列にコンデンサを接続して帰還
回路を形成し、この帰還回路を介してチョークコイルの
出力信号の一部を降圧部と昇圧部の各トランジスタの制
御部に帰還させたものである。According to the present invention, a feedback circuit is formed by connecting a feedback winding to the choke coil and connecting a capacitor in series with the feedback winding in order to eliminate the above-mentioned conventional disadvantages. A part of the output signal of the choke coil is fed back to the control section of each transistor of the step-down section and the step-up section via this feedback circuit.
【０００５】[0005]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１において、１は直流電源、２はエミッタを入力側と
し、コレクタを出力側とする第１のトランジスタでその
入力側には直流電源１が接続され、また、出力側には一
端を接地したダイオード３とチョークコイル４の一端が
接続されており、チョークコイル４の他端はエミッタを
接地した第２のトランジスタ５のコレクタとダイオード
７の一端と接続されている。ダイオード７の他端は一方
を接地したコンデンサ８と接続されている。１０は第１
のトランジスタ２と第２のトランジスタ５のスイッチン
グ動作を制御するための制御回路で各トランジスタのベ
ースに接続されている。１３はチョークコイル４と電磁
的に結合させた帰還巻線１１と、前記帰還巻線と直列に
接続したコンデンサ１２で形成した帰還回路で該帰還回
路１３の各端子はそれぞれ第１のトランジスタ２と第２
のトランジスタ５の各ベースに接続されている。ここ
で、第１のトランジスタ２とダイオード３，チョークコ
イル４は降圧部６を構成しており、また、前記チョーク
コイル４と第２のトランジスタ５，ダイオード７，コン
デンサ８は昇圧部９を構成している。Embodiments of the present invention will be described below. In FIG. 1, 1 is a DC power supply, 2 is a first transistor having an emitter as an input side and a collector as an output side, and a DC power supply 1 is connected to the input side and one end is grounded to the output side. One end of the choke coil 4 is connected to the diode 3, and the other end of the choke coil 4 is connected to the collector of the second transistor 5 whose emitter is grounded and one end of the diode 7. The other end of the diode 7 is connected to a capacitor 8 having one grounded. 10 is the first
A control circuit for controlling the switching operation of the transistor 2 and the second transistor 5 is connected to the base of each transistor. Reference numeral 13 denotes a feedback circuit formed by a feedback winding 11 electromagnetically coupled to the choke coil 4 and a capacitor 12 connected in series with the feedback winding. Each terminal of the feedback circuit 13 is connected to the first transistor 2 respectively. Second
Are connected to the respective bases of the transistors 5. Here, the first transistor 2, the diode 3, and the choke coil 4 constitute a step-down unit 6, and the choke coil 4, the second transistor 5, the diode 7, and the capacitor 8 constitute a step-up unit 9. ing.
【０００６】次に、上記構成の動作について説明する。
今、直流電源１により入力電圧が与えられるとその電圧
の大きさＶｉに応じて降圧部６または昇圧部９が動作
し、コンデンサ８の両端に発生する出力電圧Ｖｏを予め
設定した基準電圧Ｖｓに近づけるように作用する。ここ
で、第１のトランジスタ２および第２のトランジスタ５
の各ベースには制御回路１０により高周波の制御信号が
与えられ、チョークコイル４の両端には前記制御信号と
等しい周波数の起電力が発生する。チョークコイル４に
発生した起電力は該チョークコイルと電磁結合した帰還
巻線１１に誘起され、コンデンサ１２は制御信号の発振
周期にしたがって充放電を繰り返す。帰還回路１３の両
端はそれぞれ第１のトランジスタ２および第２のトラン
ジスタ５のベース、即ち、これらのトランジスタの制御
部に接続されているから各トランジスタ２，５の制御部
には制御信号の電圧に帰還回路１３の端子電圧が加算さ
れた電圧が加わる形となるからその電圧波形は急峻とな
り、従って、その立ち上がりまたは立ち下がり時間が速
くなる。なお、トランジスタ２，５の立ち上がりまたは
立ち下がりの方向はコンデンサ１２の充電極性に従って
いる。Next, the operation of the above configuration will be described.
Now, when an input voltage is supplied from the DC power supply 1, the step-down unit 6 or the step-up unit 9 operates according to the magnitude Vi of the voltage, and the output voltage Vo generated at both ends of the capacitor 8 is changed to the preset reference voltage Vs. It works to get closer. Here, the first transistor 2 and the second transistor 5
A high-frequency control signal is supplied to each base by the control circuit 10, and an electromotive force having the same frequency as the control signal is generated at both ends of the choke coil 4. The electromotive force generated in the choke coil 4 is induced in the feedback winding 11 electromagnetically coupled to the choke coil, and the capacitor 12 repeats charging and discharging in accordance with the oscillation cycle of the control signal. Both ends of the feedback circuit 13 are respectively connected to the bases of the first transistor 2 and the second transistor 5, that is, the control units of these transistors. Since the voltage to which the terminal voltage of the feedback circuit 13 is added is added, the voltage waveform becomes steep, so that the rise or fall time is shortened. Note that the rising or falling direction of the transistors 2 and 5 depends on the charge polarity of the capacitor 12.
【０００７】[0007]
【効果】本発明は、以上に述べたように、上記チョーク
コイルに帰還巻線を結合させ、該帰還巻線と直列にコン
デンサを接続して帰還回路を形成し、この帰還回路を介
してチョークコイルの出力信号の一部を降圧部と昇圧部
の各トランジスタの制御部に帰還させ、制御信号の電圧
に前記帰還回路の端子電圧が加算されるようにしたの
で、各トランジスタの制御部に加わる電圧波形を急峻に
でき、従って、各トランジスタの立ち上がりまたは立ち
下がりの速度を速くすることができ、これによってスイ
ッチング動作時の損失を減らすことができる。また、特
別なドライブ回路を用いる必要がないから回路構成が簡
単になり、コストを低減できる利点がある。As described above, according to the present invention, a feedback winding is coupled to the choke coil, a capacitor is connected in series with the feedback winding to form a feedback circuit, and the choke is connected via the feedback circuit. A part of the output signal of the coil is fed back to the control unit of each transistor of the step-down unit and the step-up unit, and the terminal voltage of the feedback circuit is added to the voltage of the control signal. The voltage waveform can be made steep, so that the speed of the rise or fall of each transistor can be increased, thereby reducing the loss during the switching operation. In addition, since there is no need to use a special drive circuit, there is an advantage that the circuit configuration is simplified and the cost can be reduced.
図１は本発明昇降圧型チョッパの実施例回路図、図２は
従来の昇降圧型チョッパの１例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a buck-boost chopper according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional buck-boost chopper.
１・・・直流電源、２・・・第１のトランジスタ、３，
７・・・ダイオード、４・・・チョークコイル、５・・
・第２のトランジスタ、６・・・降圧部、８，１２・・
・コンデンサ、９・・・昇圧部、１０・・・制御回路、
１１・・・帰還巻線、１３・・・帰還回路1 DC power supply 2 first transistor 3
7 ... Diode, 4 ... Choke coil, 5 ...
..The second transistor, 6,... The step-down unit, 8, 12,.
・ Capacitor, 9 ・ ・ ・ Step-up unit, 10 ・ ・ ・ Control circuit,
11 ... feedback winding, 13 ... feedback circuit
Claims (1)
ジスタと、前記第１のトランジスタの出力側と接地間に
接続したダイオードと、一端を前記第１のトランジスタ
の出力側に接続し、他端を第２のトランジスタの入力側
と接続したチョークコイルとで形成した降圧部と、前記
チョークコイルと、第２のトランジスタと、該第２のト
ランジスタの出力側と接地間に直列に接続したダイオー
ドとコンデンサとで形成した昇圧部とで構成され、前記
第１のトランジスタと第２のトランジスタは制御部の制
御信号によって動作制御されるようにした昇降圧型チョ
ッパにおいて、チョークコイルに帰還巻線を結合させる
とともに該帰還巻線と直列にコンデンサを接続して帰還
回路を形成し、前記帰還回路を介して第１のトランジス
タと第２のトランジスタの制御部にチョークコイルの出
力信号の一部を帰還させたことを特徴とする昇降圧型チ
ョッパ。1. A first transistor having a DC power supply connected to an input side, a diode connected between an output side of the first transistor and ground, and one end connected to an output side of the first transistor, A step-down unit formed by a choke coil having the other end connected to the input side of the second transistor, the choke coil, the second transistor, and a series connection between the output side of the second transistor and ground; A step-up / step-down chopper, which is configured by a booster formed by a diode and a capacitor, wherein the first transistor and the second transistor are controlled in operation by a control signal of a controller; The first transistor and the second transistor are coupled together and a capacitor is connected in series with the feedback winding to form a feedback circuit. Buck-boost chopper, characterized in that is fed back a portion of the output signal of the choke coil to the control unit of the register.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP17980196A JP3462348B2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Buck-boost chopper |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP17980196A JP3462348B2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Buck-boost chopper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014223A true JPH1014223A (en) | 1998-01-16 |
| JP3462348B2 JP3462348B2 (en) | 2003-11-05 |
Family
ID=16072141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17980196A Expired - Fee Related JP3462348B2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Buck-boost chopper |
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|---|---|
| JP (1) | JP3462348B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015019554A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 株式会社デンソー | Drive circuit for switching element |
| CN109327140A (en) * | 2018-11-13 | 2019-02-12 | 广州金升阳科技有限公司 | A kind of step-up/step-down circuit |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP17980196A patent/JP3462348B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015019554A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 株式会社デンソー | Drive circuit for switching element |
| CN109327140A (en) * | 2018-11-13 | 2019-02-12 | 广州金升阳科技有限公司 | A kind of step-up/step-down circuit |
| CN109327140B (en) * | 2018-11-13 | 2024-02-13 | 广州金升阳科技有限公司 | Step-up-down circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3462348B2 (en) | 2003-11-05 |
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