JPH03183356A - Dc―dcコンバータ - Google Patents
Dc―dcコンバータInfo
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- JPH03183356A JPH03183356A JP31846789A JP31846789A JPH03183356A JP H03183356 A JPH03183356 A JP H03183356A JP 31846789 A JP31846789 A JP 31846789A JP 31846789 A JP31846789 A JP 31846789A JP H03183356 A JPH03183356 A JP H03183356A
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- winding
- load
- reactor
- power supply
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
第3図はこの種の降圧型チョッパ回路の構成例を示す。
1は電圧変動し得る直流電源、2は電源側平滑コンデン
サ、8Bは主スイツチング素子8としてのPNP型バイ
ポーラトランジスタ、11Mはこのスイッチング素子8
を開閉制御する制御部、16は平滑用のリアクトル、1
0は負荷、9は負荷側平滑コンデンサ、7は転流ダイオ
ードである。 この回路ではトランジスタ8BのベースBは制横部11
Aにより電源1の電圧E1を利用して駆動される。ここ
で制御部11Aは例えばバイポーラトランジスタ8Bの
オン期間を可変しながら定周期でこのトランジスタ8B
を開閉し、負荷電圧E2を所定値に保つ。 そしてトランジスタ8Bのオン期間にはリアクトル16
が電源電圧E1と負荷電圧E2との差電圧(入出力差電
圧という)ΔE=21−E2を負担しながら電tAlか
ら負荷10側へ電流が供給される。 従ってこの期間にはアクドル16にも磁気エネルギが蓄
積される。 次にトランジスタ8Bのオフ期間にはリアクトル16は
今までの電流を維持する方向に、負荷電圧E2を維持す
る形で電圧を発生し、蓄積したエネルギを転流ダイオー
ド7を介して負荷側に放出する。 なお負荷側平滑コンデンサ9はリアクトル16からの流
入電流と負荷10への流出電流との差分を人出力し負荷
電圧E2の駆動を低減する。 ところで従来、このようなりC−DCコンバータの主ス
イツチング素子8としてはこの第2図のようなPNPバ
イポーラトランジスタ8B又はPチャンネルMOS F
ETを使用している。なおこのPチャンネルMOS
F ETを使用する場合には第2図のトランジスタ8B
のエミフタE5 コレクタC,ヘースBはそれぞれソー
スS、ドレインDゲー)Gに置換わり、このMOSFE
TのゲートBも電#電圧E1を利用して駆動される。
サ、8Bは主スイツチング素子8としてのPNP型バイ
ポーラトランジスタ、11Mはこのスイッチング素子8
を開閉制御する制御部、16は平滑用のリアクトル、1
0は負荷、9は負荷側平滑コンデンサ、7は転流ダイオ
ードである。 この回路ではトランジスタ8BのベースBは制横部11
Aにより電源1の電圧E1を利用して駆動される。ここ
で制御部11Aは例えばバイポーラトランジスタ8Bの
オン期間を可変しながら定周期でこのトランジスタ8B
を開閉し、負荷電圧E2を所定値に保つ。 そしてトランジスタ8Bのオン期間にはリアクトル16
が電源電圧E1と負荷電圧E2との差電圧(入出力差電
圧という)ΔE=21−E2を負担しながら電tAlか
ら負荷10側へ電流が供給される。 従ってこの期間にはアクドル16にも磁気エネルギが蓄
積される。 次にトランジスタ8Bのオフ期間にはリアクトル16は
今までの電流を維持する方向に、負荷電圧E2を維持す
る形で電圧を発生し、蓄積したエネルギを転流ダイオー
ド7を介して負荷側に放出する。 なお負荷側平滑コンデンサ9はリアクトル16からの流
入電流と負荷10への流出電流との差分を人出力し負荷
電圧E2の駆動を低減する。 ところで従来、このようなりC−DCコンバータの主ス
イツチング素子8としてはこの第2図のようなPNPバ
イポーラトランジスタ8B又はPチャンネルMOS F
ETを使用している。なおこのPチャンネルMOS
F ETを使用する場合には第2図のトランジスタ8B
のエミフタE5 コレクタC,ヘースBはそれぞれソー
スS、ドレインDゲー)Gに置換わり、このMOSFE
TのゲートBも電#電圧E1を利用して駆動される。
しかしながら主スイツチング素子8としてバイポーラト
ランジスタを使用する場合、効率が悪く、また高周波化
が困難なため、DC−DCコンバータの小型化に不向で
ある。よってFETの使用が望ましい。 しかし、PチャンネルMOS F ETはオン抵抗が高
いため効率が悪く、また種類が少なく高価なため、DC
−DCコンバータに適した素子を選定することが困難で
ある。従ってnチャンネルMOSFETを使用したいと
ころであるが、このnチャンネルMOS F ETをオ
ンするには、そのゲートGの電位をそのソースSの電位
よりも通常4V以上高くする必要があるため、前記入出
力差電圧ΔEが低電圧の場合、nチャンネルMOSFE
Tを駆動するに満足なゲート電圧を得ることができない
という問題がある。 そこで本発明は入出力差電圧ΔEが低くても、この問題
を解消し得るDC−DCコンバータを提供することを課
題とする。
ランジスタを使用する場合、効率が悪く、また高周波化
が困難なため、DC−DCコンバータの小型化に不向で
ある。よってFETの使用が望ましい。 しかし、PチャンネルMOS F ETはオン抵抗が高
いため効率が悪く、また種類が少なく高価なため、DC
−DCコンバータに適した素子を選定することが困難で
ある。従ってnチャンネルMOSFETを使用したいと
ころであるが、このnチャンネルMOS F ETをオ
ンするには、そのゲートGの電位をそのソースSの電位
よりも通常4V以上高くする必要があるため、前記入出
力差電圧ΔEが低電圧の場合、nチャンネルMOSFE
Tを駆動するに満足なゲート電圧を得ることができない
という問題がある。 そこで本発明は入出力差電圧ΔEが低くても、この問題
を解消し得るDC−DCコンバータを提供することを課
題とする。
前記の課題を解決するために本発明のDC−DCコンバ
ータは、「直流型#(1など)と負荷(10など)とを
nチャンネルMOSFET (8Nなど)とリアクトル
(6など)の第1の巻線(61など)とを介して直列接
続し、前記MOS F ETを繰返し開閉して前記直流
電源の電圧(Elなど)より低い直流電圧(E2など)
を前記負荷に供給するDC−DCコンバータであって、 前記MOSFETおオン時に前記リアクトルにM積され
たエネルギをこのMOS F ETのオフ時に、前記第
1の巻線または前記リアクトルの第2の巻線(62など
)と第1のダイオード(転流ダイオード7)との直列回
路を介して前記負荷に放出するように構成されたDC−
DCコンバータにおいて、 前記MOSFETのゲート駆動電圧を得るためのコンデ
ンサであって前記直流電源より第2のダイオード(4な
ど)を介して充電されるコンデンサ(制御部電源コンデ
ンサ3など)を設け、さらにこのコンデンサを前記MO
S F ETのオン時に前記リアクトルの第3の巻線(
63など)に発生する電圧と前記直流電源の電圧との和
の電圧によって第3のダイオード(5など)を介し充電
するように」するものとする。
ータは、「直流型#(1など)と負荷(10など)とを
nチャンネルMOSFET (8Nなど)とリアクトル
(6など)の第1の巻線(61など)とを介して直列接
続し、前記MOS F ETを繰返し開閉して前記直流
電源の電圧(Elなど)より低い直流電圧(E2など)
を前記負荷に供給するDC−DCコンバータであって、 前記MOSFETおオン時に前記リアクトルにM積され
たエネルギをこのMOS F ETのオフ時に、前記第
1の巻線または前記リアクトルの第2の巻線(62など
)と第1のダイオード(転流ダイオード7)との直列回
路を介して前記負荷に放出するように構成されたDC−
DCコンバータにおいて、 前記MOSFETのゲート駆動電圧を得るためのコンデ
ンサであって前記直流電源より第2のダイオード(4な
ど)を介して充電されるコンデンサ(制御部電源コンデ
ンサ3など)を設け、さらにこのコンデンサを前記MO
S F ETのオン時に前記リアクトルの第3の巻線(
63など)に発生する電圧と前記直流電源の電圧との和
の電圧によって第3のダイオード(5など)を介し充電
するように」するものとする。
リアクトルに2次巻線を設け、リアクトルの主巻線(1
次巻線)に印加される電圧をその昇圧し、その昇圧され
た電圧を整流し、入出力電圧に重畳させて制御部への入
出力電圧とする。よって制御部がnチャンネルMOSF
ETのゲートを駆動するに充分な電圧を得ることができ
る。
次巻線)に印加される電圧をその昇圧し、その昇圧され
た電圧を整流し、入出力電圧に重畳させて制御部への入
出力電圧とする。よって制御部がnチャンネルMOSF
ETのゲートを駆動するに充分な電圧を得ることができ
る。
以下第1図および第2図に基づいて本発明の詳細な説明
する。 第1図は本発明の第1の実施例としての構成を示す回路
図で第3図に対応するものである。第1図はリアクトル
の主巻線(1次巻線)を主スイツチング素子より電源側
に設けた例である。第1図において8(8N)は主スイ
ツチング素子としてのnチャンネルMOSFET、6は
主巻線(1次巻線)61のほかに2次巻線62.3次巻
線63を備えたリアクトル、11はMOSFET8Nの
ゲートGへの印加電圧をオン、オフし、このFET8N
を開閉駆動する新たな制御部、3はこの制御部11の電
源となるコンデンサ、4.5はこのコンデンサ3の充電
用のダイオード、7は転流ダイオードでこの実施例では
2次巻線62と直列に設けられている。 第1図においては制御部電源コンデンサ3は予め直流電
a1によってダイオード4を介しその電圧E1に充電さ
れる。MOSFET8Nの初回のオンは、制御部11が
このコンデンサ3の電圧E1をFET8NのゲートGに
与えることによって行われるが、この初回時には負荷1
0の電圧E2は確立していないのでFET8Nのソース
Sの電位もグランドGNDの電位(即ち直流電alX1
の負極の電位)であり、FET8Nをオンさせることが
できる。 このようにして−旦、MOS F ET 8Nがオンす
るとリアクトル6の1虎巻wA61には前述の入出力差
電圧ΔE=E1−E2が黒丸印を正方向とする極性で印
加されつつ、電#1から負荷10側に電流が供給される
。 従ってこのFET8Nのオン期間には、2次巻線62.
3次巻線63には、それぞれ1次巻線の巻数に対する当
該巻線の巻数の比に1次巻線印加電圧(入出力差電圧)
ΔEを乗じた電圧が、同しく黒丸印を正方向とする極性
で発生すると同時に、このリアクトル6に磁気エネルギ
が蓄えられる。 ここで3次巻線63は前記差電圧ΔEをゲートGの駆動
に必要なだけ昇圧するように構成されている。従ってこ
の期間ダイオード4は阻止されると共に直流電源1→3
次巻線63→ダイオード5→制御部電源コンデンサ3の
経路でコンデンサ3は電5電圧E1より高い電圧に充電
される。従ってMOSFET8NのゲートGの電圧をソ
ースSの電圧と比べ充分大きな値として、次回以降、つ
まり負荷電圧E2の確立後もMOSFET8Nをオンさ
せることができる。 ところでこのFET8Nのオン状態では2次巻線62の
発生電圧は転流ダイオード7によって阻止され、第1図
の回路動作には無関係である。 次にMOSFET8Nがオフすると、リアクトル6の各
巻線6L62,63の電圧はそれぞれ黒丸印と逆の方向
に反転する。これによりダイオード5はオフし、2次巻
線62から転流ダイオード7を介し負荷10側へリアク
トル6に蓄えられたエネルギが放出される。 次に第2図は本発明の第2の実施例としての構成回路図
で、リアクトル6の1次巻線61をFET8Nより負荷
側へ設けた例である。この場合は2次巻線62は省略さ
れ、FET8Nの負荷側は1次巻線61が第3図のりア
ルトル16に置換わる形に構成される。そして3次巻線
63がその上端を電a1の正極に接続され、その他端を
ダイオード5を介しコンデンサ3に接続されて、コンデ
ンサ3を充電する。 この第2図においてもFET8Nのオン時に1次巻線6
1に印加された入出力差電圧ΔEが3次巻線63によっ
て昇圧されてコンデンサ3を電源電圧Elより高い電圧
に充電する点には変りがない。 但しこのFET8Nのオン時にリアクトル6に蓄えられ
たエネルギはFET8Nのオフ時にはこの1次巻線61
と転流ダイオード7とを介して負荷10側に放出される
。
する。 第1図は本発明の第1の実施例としての構成を示す回路
図で第3図に対応するものである。第1図はリアクトル
の主巻線(1次巻線)を主スイツチング素子より電源側
に設けた例である。第1図において8(8N)は主スイ
ツチング素子としてのnチャンネルMOSFET、6は
主巻線(1次巻線)61のほかに2次巻線62.3次巻
線63を備えたリアクトル、11はMOSFET8Nの
ゲートGへの印加電圧をオン、オフし、このFET8N
を開閉駆動する新たな制御部、3はこの制御部11の電
源となるコンデンサ、4.5はこのコンデンサ3の充電
用のダイオード、7は転流ダイオードでこの実施例では
2次巻線62と直列に設けられている。 第1図においては制御部電源コンデンサ3は予め直流電
a1によってダイオード4を介しその電圧E1に充電さ
れる。MOSFET8Nの初回のオンは、制御部11が
このコンデンサ3の電圧E1をFET8NのゲートGに
与えることによって行われるが、この初回時には負荷1
0の電圧E2は確立していないのでFET8Nのソース
Sの電位もグランドGNDの電位(即ち直流電alX1
の負極の電位)であり、FET8Nをオンさせることが
できる。 このようにして−旦、MOS F ET 8Nがオンす
るとリアクトル6の1虎巻wA61には前述の入出力差
電圧ΔE=E1−E2が黒丸印を正方向とする極性で印
加されつつ、電#1から負荷10側に電流が供給される
。 従ってこのFET8Nのオン期間には、2次巻線62.
3次巻線63には、それぞれ1次巻線の巻数に対する当
該巻線の巻数の比に1次巻線印加電圧(入出力差電圧)
ΔEを乗じた電圧が、同しく黒丸印を正方向とする極性
で発生すると同時に、このリアクトル6に磁気エネルギ
が蓄えられる。 ここで3次巻線63は前記差電圧ΔEをゲートGの駆動
に必要なだけ昇圧するように構成されている。従ってこ
の期間ダイオード4は阻止されると共に直流電源1→3
次巻線63→ダイオード5→制御部電源コンデンサ3の
経路でコンデンサ3は電5電圧E1より高い電圧に充電
される。従ってMOSFET8NのゲートGの電圧をソ
ースSの電圧と比べ充分大きな値として、次回以降、つ
まり負荷電圧E2の確立後もMOSFET8Nをオンさ
せることができる。 ところでこのFET8Nのオン状態では2次巻線62の
発生電圧は転流ダイオード7によって阻止され、第1図
の回路動作には無関係である。 次にMOSFET8Nがオフすると、リアクトル6の各
巻線6L62,63の電圧はそれぞれ黒丸印と逆の方向
に反転する。これによりダイオード5はオフし、2次巻
線62から転流ダイオード7を介し負荷10側へリアク
トル6に蓄えられたエネルギが放出される。 次に第2図は本発明の第2の実施例としての構成回路図
で、リアクトル6の1次巻線61をFET8Nより負荷
側へ設けた例である。この場合は2次巻線62は省略さ
れ、FET8Nの負荷側は1次巻線61が第3図のりア
ルトル16に置換わる形に構成される。そして3次巻線
63がその上端を電a1の正極に接続され、その他端を
ダイオード5を介しコンデンサ3に接続されて、コンデ
ンサ3を充電する。 この第2図においてもFET8Nのオン時に1次巻線6
1に印加された入出力差電圧ΔEが3次巻線63によっ
て昇圧されてコンデンサ3を電源電圧Elより高い電圧
に充電する点には変りがない。 但しこのFET8Nのオン時にリアクトル6に蓄えられ
たエネルギはFET8Nのオフ時にはこの1次巻線61
と転流ダイオード7とを介して負荷10側に放出される
。
本発明によれば、直流電#Ilと負荷10とをnチャン
ネルMOSFET8N とリアクトル6の第1の巻vA
61とを介して直列接続し、前記MOSFETN8Nを
繰返し開閉して前記直流電源1の電圧E1より低い直流
電圧E2を前記負荷10に供給するDC−DCコンバー
タであって、 前記MOS F ET 8Nのオン時に前記リアクトル
6に蓄積されたエネルギをこのMOSFET8Nのオフ
時に、前記第1の巻線61または前記リアクトル6の第
2の巻線62と転流ダイオードとの直列回路を介して前
記負荷10に放出するように構成されたDC−DCコン
バータにおいて、前記MOSFET8Nのゲート駆動電
圧を得るためのコンデンサであって前記直流室#1より
ダイオード4を介して充電される制御部電源コンデンサ
3を設け、 さらにこのコンデンサ3を前記MOSFET8Nのオン
時に前記リアクトル6の第3の巻線63に発生する電圧
と前記直流電源Iの電圧E1との和の電圧によってダイ
オード5を介し充電するようにしたので、 DC−DCコンバータの効率を高めることができる。
ネルMOSFET8N とリアクトル6の第1の巻vA
61とを介して直列接続し、前記MOSFETN8Nを
繰返し開閉して前記直流電源1の電圧E1より低い直流
電圧E2を前記負荷10に供給するDC−DCコンバー
タであって、 前記MOS F ET 8Nのオン時に前記リアクトル
6に蓄積されたエネルギをこのMOSFET8Nのオフ
時に、前記第1の巻線61または前記リアクトル6の第
2の巻線62と転流ダイオードとの直列回路を介して前
記負荷10に放出するように構成されたDC−DCコン
バータにおいて、前記MOSFET8Nのゲート駆動電
圧を得るためのコンデンサであって前記直流室#1より
ダイオード4を介して充電される制御部電源コンデンサ
3を設け、 さらにこのコンデンサ3を前記MOSFET8Nのオン
時に前記リアクトル6の第3の巻線63に発生する電圧
と前記直流電源Iの電圧E1との和の電圧によってダイ
オード5を介し充電するようにしたので、 DC−DCコンバータの効率を高めることができる。
第1図は本発明の第1の実施例としての構成を示す回路
図、 第2図は本発明の第2の実施例としての構成を示す回路
図、 第3図は第1図、第2図に対応する従来の回路図である
。 1:直流電源、2:電源側平滑コンデンサ、3:制御部
電源コンデンサ、4.5:ダイオード、6:リアクトル
、61:1次巻線、62:2次巻線、63:3次巻線、
7:転流ダイオード、8:(8N):主スイツチング素
子としてのnチャンネルMOSFET、9:負荷側平滑
コンデンサ、10:負荷。
図、 第2図は本発明の第2の実施例としての構成を示す回路
図、 第3図は第1図、第2図に対応する従来の回路図である
。 1:直流電源、2:電源側平滑コンデンサ、3:制御部
電源コンデンサ、4.5:ダイオード、6:リアクトル
、61:1次巻線、62:2次巻線、63:3次巻線、
7:転流ダイオード、8:(8N):主スイツチング素
子としてのnチャンネルMOSFET、9:負荷側平滑
コンデンサ、10:負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)直流電源と負荷とをnチャンネルMOSFETとリ
アクトルの第1の巻線とを介して直列接続し、前記MO
SFETを繰返し開閉して前記直流電源の電圧より低い
直流電圧を前記負荷に供給するDC−DCコンバータで
あって、 前記MOSFETのオン時に前記リアクトルに蓄積され
たエネルギをこのMOSFETのオフ時に、前記第1の
巻線または前記リアクトルの第2の巻線と第1のダイオ
ードとの直列回路を介して前記負荷に放出するように構
成されたDC−DCコンバータにおいて、 前記MOSFETのゲート駆動電圧を得るためのコンデ
ンサであって前記直流電源より第2のダイオードを介し
て充電されるコンデンサを設け、さらにこのコンデンサ
を前記MOSFETのオン時に前記リアクトルの第3の
巻線に発生する電圧と前記直流電源の電圧との和の電圧
によって第3のダイオードを介し充電するようにしたこ
とを特徴とするDC−DCコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31846789A JPH03183356A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Dc―dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31846789A JPH03183356A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Dc―dcコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183356A true JPH03183356A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18099443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31846789A Pending JPH03183356A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Dc―dcコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03183356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0739141A (ja) * | 1993-04-30 | 1995-02-07 | Yagi Antenna Co Ltd | スイッチング電源回路 |
| JP2009504119A (ja) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | ステップダウン型電圧変換器 |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP31846789A patent/JPH03183356A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0739141A (ja) * | 1993-04-30 | 1995-02-07 | Yagi Antenna Co Ltd | スイッチング電源回路 |
| JP2009504119A (ja) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | ステップダウン型電圧変換器 |
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