JPH06189527A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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JPH06189527A
JPH06189527A JP43A JP35432492A JPH06189527A JP H06189527 A JPH06189527 A JP H06189527A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35432492 A JP35432492 A JP 35432492A JP H06189527 A JPH06189527 A JP H06189527A
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transistor
control signal
timing control
converter
power supply
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Tomoaki Yama
倫章 山
Yukito Horiuchi
幸人 堀内
Masanori Fujisawa
雅憲 藤沢
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Rohm Co Ltd
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

(57)【要約】 【目的】待機状態ではほぼ完全に電力を消費しない構成
のDC−DCコンバータを実現する。 【構成】入力側電源電圧Vcc下のコントローラ2からの
タイミング制御信号Tに応じてトランジスタQ3がスイ
ッチングすることにより出力側電源電圧VL を発生する
DC−DCコンバータにおいて、タイミング制御信号T
に応じてトランジスタQ3のベース電流を制御する入力
段回路内で、タイミング制御信号Tをベースに受けるト
ランジスタQ1,Q22は、全て、エミッタが入力側電
源電圧Vccの供給を受ける。これにより、待機状態時の
バッテリー消費を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、DC−DCコンバー
タに関し、詳しくは、例えば携帯型ヘッドホンステレオ
等のバッテリー駆動機器に好適な低消費電力のDC−D
Cコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、従来のDC−DCコンバータの
回路構成を示す。ここで、1は1.8Vのバッテリー、
2はスイッチングのタイミングを示すタイミング制御信
号Tを発生するコントローラ、3は出力側の電圧を発生
するトランス、Q3はトランス3を介する入力側電源電
圧Vccのラインをスイッチングするトランジスタであ
る。
【0003】電圧変換時には、タイミング制御信号Tが
交互に“L”,“H”の値を採る。タイミング制御信号
Tが“L”のときには、これを受けてオンした入力段回
路のトランジスタQ1を介してベース電流がトランジス
タQ3に供給される。これによりトランジスタQ3がオ
ンしてトランス3に電流が流れる。一方、タイミング制
御信号Tが“H”になると、これを受けて入力段回路で
はトランジスタQ1がオフしトランジスタQ2がオンす
る。これによりトランジスタQ3のベース蓄積電荷が急
速に放出され、速やかにトランジスタQ3がオフする。
そこで、トランス3を介する電流は、それまでの行き先
を遮断されて昇圧され、トランジスタQ4により整流さ
れて、平滑コンデンサC及び負荷RL に供給される。こ
のようなスイッチング動作を高速に繰り返すことで例え
ば1.8Vのバッテリー電圧Vccから3.3Vのオーデ
ィオ回路用電源電圧VL が生成されて負荷RL に供給さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のDC
−DCコンバータでは、大きな電流を断続するトランジ
スタQ3を高速にオンオフさせるために、入力段回路に
はトランジスタQ3のベース電流を供給するトランジス
タQ1に加えて、トランジスタQ3のベース蓄積電荷を
放出するトランジスタQ2をも具備する。ところで、オ
ーディオ装置等ではミュート状態等の音響出力を要しな
いときがあり、かかる状態では出力側電源電圧が不要で
ある。そこで、トランジスタQ3のスイッチングによる
バッテリー電力の消費を防止すべく、タイミング制御信
号Tを一定値に固定することで、トランジスタQ3がオ
フ状態に維持されて、待機状態にされる。
【0005】しかし、待機状態では、上述の如くトラン
ジスタQ3のベース蓄積電荷の放出用トランジスタQ2
がオンしている。このため、タイミング制御信号Tのラ
インから供給されたトランジスタQ2のベース電流がエ
ミッタ側へ流れる。このベース電流はバッテリー電圧V
cc下で動作するコントローラ2から供給される。従っ
て、コンバータとして作動しない待機状態のときでも、
このDC−DCコンバータによってバッテリー1の電力
が消費されてしまうので問題である。この電流は2〜3
mA程度であるが、現在の低消費電力化の要請は一段と
厳しさを増しており、この値は決して無視できるもので
はない。この発明の目的は、このような従来技術の問題
点を解決するものであって、待機状態ではほぼ完全に電
力を消費しない構成のDC−DCコンバータを実現する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明のDC−DCコンバータの第1の構成は、入
力側電源電圧下で動作するコントローラが発生したタイ
ミング制御信号を受け、このタイミング制御信号に応じ
て入力側電源電圧の受給ラインをスイッチングすること
により出力側電源電圧を発生するDC−DCコンバータ
において、受けたベース電流に応じて前記スイッチング
を行う第1のバイポーラトランジスタと、前記タイミン
グ制御信号に応じて前記ベース電流を制御する入力段回
路と、を備え、前記入力段回路は、前記タイミング制御
信号をベースに受ける第2のバイポーラトランジスタを
有し、前記第2のバイポーラトランジスタは、全て、エ
ミッタが前記入力側電源電圧の供給を受けるものであ
る。
【0007】このような目的を達成するこの発明のDC
−DCコンバータの第2の構成は、第1の構成に加え
て、前記入力段回路は、前記タイミング制御信号をベー
スに受けない第3のバイポーラトランジスタを有し、前
記第3のバイポーラトランジスタは、前記出力側電源電
圧の供給を受けて又は前記第2のトランジスタを介して
前記入力側電源電圧の供給を受けて動作するものであ
る。
【0008】このような目的を達成するこの発明のDC
−DCコンバータの第3の構成は、第1の構成又は第2
の構成に加えて、前記タイミング制御信号のラインが前
記入力側電源電圧に抵抗を介してプルアップされている
ものである。
【0009】
【作用】このような第1の構成のこの発明のDC−DC
コンバータにあっては、タイミング制御信号の値が
“H”に保持されてDC−DCコンバータが待機状態の
ときには、全ての第2のバイポーラトランジスタのエミ
ッタが入力側電源電圧すなわち値“H”を受ける。ベー
スとエミッタの電圧が同じであるから、タイミング制御
信号をベースに受ける第2のバイポーラトランジスタは
全てがオフする。このため、タイミング制御信号を受け
てのベース電流もこれらのトランジスタには流れない。
したがって、待機状態のときにコントローラを介してD
C−DCコンバータに流れる電流によってバッテリー電
力が消費されるのを防止することができる。
【0010】このような第2の構成のこの発明のDC−
DCコンバータにあっては、入力段回路内にタイミング
制御信号を直接受ける第2のバイポーラトランジスタの
他にタイミング制御信号を直接には受けない第3のバイ
ポーラトランジスタを有する。したがって、論理の変換
等を担う回路を構成することが容易である。しかも、第
3のバイポーラトランジスタが、出力側電源電圧の供給
を受けて又は第2のバイポーラトランジスタを介して入
力側電源電圧の供給を受けて動作する。したがって、第
2のバイポーラトランジスタがオフしている待機状態の
ときには、入力側電源すなわちバッテリー電力が第3の
バイポーラトランジスタによって消費されることもな
い。
【0011】このような第3の構成のこの発明のDC−
DCコンバータにあっては、タイミング制御信号のライ
ンがプルアップされている。そこで、DC−DCコンバ
ータを待機状態にするときにタイミング制御信号の値が
“H”に保持される場合ばかりでなくタイミング制御信
号のラインがハイインピーダンス状態に保持される場合
にもタイミング制御信号のラインが“H”状態にされ
る。したがって、第3の構成のこの発明のDC−DCコ
ンバータは、トライステートのタイミング制御信号を出
力するコントローラに対しても適用することが可能であ
る。
【0012】
【実施例】図1に、この発明のDC−DCコンバータの
一実施例について、それを使用した回路構成を示す。こ
こで、1は1.8Vのバッテリー、2はスイッチングの
タイミングを示すタイミング制御信号Tを発生するコン
トローラ、3は出力側の電圧VL を発生する外付けのト
ランス、Q3はトランス3の一次側に供給される入力側
電源電圧Vccのラインをスイッチングする大電流駆動可
能なトランジスタ、Q4は出力側電流を整流するトラン
ジスタ、Cは平滑コンデンサ、RL はマイコン,サーボ
アンプ,レーザーアンプ等の負荷である。
【0013】また、バッテリー1の電圧Vcc下で動作す
るコントローラ2が発生したタイミング制御信号Tを受
けこのタイミング制御信号Tに従ってトランジスタQ3
のベース電流を制御する入力段回路は、後述のトランジ
スタQ1,Q2,Q21,Q22とそれに接続された抵
抗R1,R2,R3,R21,R22,R23,R2
4,R25,R30によって構成される。そして、トラ
ンス3等の一部の部品を除いてDC−DCコンバータの
主要部がDC−DCコンバータIC40として集積され
ている。なお、トランジスタQ3は第1のトランジスタ
に相当し、トランジスタQ1とQ22は第2のトランジ
スタに相当し、トランジスタQ2とQ21は第3のトラ
ンジスタに相当し、抵抗R30はプルアップ抵抗であ
る。
【0014】トランジスタQ1は、トランジスタQ3に
そのベース電流を供給するためのものである。これは、
抵抗R23,R1を介してベースがタイミング制御信号
Tを受け、エミッタがバッテリー1の電圧Vccを受け、
コレクタがトランジスタQ3のベースに接続されてい
る。そして、タイミング制御信号Tが“L”のときに
は、オンし、抵抗R3を介するコレクタ電流をトランジ
スタQ3のベースに送出することによりトランジスタQ
3をオンさせる。一方、タイミング制御信号Tが“H”
のときには、オフし、トランジスタQ3のベース電流を
断つ。これにより、トランジスタQ3をオンさせず、し
かも、タイミング制御信号Tのラインからのベース電流
もバッテリー1の電圧Vccのラインからのエミッタ電流
も流すことがない。
【0015】トランジスタQ2は、トランジスタQ3の
ベース蓄積電荷を急速に放出すべく、トランジスタQ3
のベースと接地GND間に挿入接続されている。ただ
し、トランジスタQ2のベースはタイミング制御信号T
を直接に受けるのではなくトランジスタQ22,Q21
を介して間接的にタイミング制御信号Tの制御を受け
る。すなわち、トランジスタQ22は、抵抗R23,R
22を介してベースがタイミング制御信号Tを受け、エ
ミッタがバッテリー1の電圧Vccを受け、コレクタがト
ランジスタQ21のベースに接続されている。さらに、
トランジスタQ21は、コレクタがトランジスタQ2の
ベースに接続され、エミッタが接地されている。また、
トランジスタQ2のベースは、出力側電源電圧VL を分
圧する抵抗R25,24の接続点にも接続される。
【0016】これにより、タイミング制御信号Tが
“L”のときには、トランジスタQ22がオンし、さら
にトランジスタQ21もオンし、これを受けてトランジ
スタQ2はオフする。そこで、トランジスタQ1からの
トランジスタQ3へのベース電流の供給を妨げない。一
方、タイミング制御信号Tが“H”になると、トランジ
スタQ22がオフし、さらにトランジスタQ21もオフ
し、これを受けてトランジスタQ2はオンする。そこ
で、上述の如くトランジスタQ1からのベース電流の供
給を断たれたトランジスタQ3のベース蓄積電荷を急速
に接地GNDに放出すする。
【0017】つまり、トランジスタQ2に前置されるト
ランジスタQ22はトランジスタQ2に代わってタイミ
ング制御信号Tを受けるものであり、トランジスタQ2
1はトランジスタQ22のオンオフの論理状態を変換し
てトランジスタQ2に整合させるためのものである。こ
のようにしたことで、タイミング制御信号Tが“H”の
ときには、トランジスタQ3をオフさせるが、その際に
トランジスタQ22ばかりでなくトランジスタQ21と
Q2も、タイミング制御信号Tのラインからの電流もバ
ッテリー1の電圧Vccのラインからの電流も流すことが
ない。
【0018】このような構成の下で、この発明のDC−
DCコンバータは、タイミング制御信号Tが交互に
“L”,“H”の値を採る電圧変換時には、トランジス
タQ3がオンオフのスイッチングを繰り返す。しかも、
トランジスタQ3は、ベース蓄積電荷を急速に放出され
て速やかにオフするので、タイミング制御信号Tに従っ
て通常100kHz程度で高速にスイッチング動作する
ことができる。そこで、通電遮断を繰り返される度にト
ランス3を介する電流は、昇圧されトランジスタQ4に
より整流されて、平滑コンデンサC及び負荷RL に供給
される。このようなスイッチング動作を高速に繰り返す
ことで例えば1.8Vのバッテリー電圧Vccから3.3
Vのオーディオ回路用電源電圧VL が生成されて負荷に
供給される。
【0019】また、DC−DCコンバータを待機状態に
するときには、タイミング制御信号Tがコントローラ2
によって“H”状態に保持される。かかる状態では、上
述の如く、トランジスタQ1,Q22がカットオフして
タイミング制御信号Tのラインからの電流もバッテリー
1の電圧Vccのラインからの電流もDC−DCコンバー
タに向かって流れることがない。したがって、DC−D
Cコンバータが待機状態のときには、バッテリー1の電
力がDC−DCコンバータによって消費されることはな
い。なお、タイミング制御信号Tのラインが抵抗30に
よってプルアップされているので、コントローラ2がこ
のラインをハイインピーダンス状態することでDC−D
Cコンバータを待機状態とするものであっても、同様の
作用効果が維持される。
【0020】なお、待機状態が長く続いた後や電源投入
直後では、出力側電源電圧VL が“0”Vでありトラン
ジスタQ2のベース電圧の供給源が一見無さそうに見え
る。しかし、この状態から動作状態に遷移するときに
は、先ずタイミング制御信号Tが“H”から“L”に変
化する。これにより出力側への一回目の供給が済んでお
り、トランジスタQ2のオンすべきタイミングでは出力
側電源電圧VL がある程度立ち上がっている。したがっ
て、出力側電源電圧VL を受けて動作するトランジスタ
も正常に動作できる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、第1
の発明にあっては、入力側電源電圧下で動作するコント
ローラが発生したタイミング制御信号を受け、このタイ
ミング制御信号に応じて入力側電源電圧の受給ラインを
スイッチングすることにより出力側電源電圧を発生する
DC−DCコンバータにおいて、受けたベース電流に応
じて前記スイッチングを行う第1のバイポーラトランジ
スタと、前記タイミング制御信号に応じて前記ベース電
流を制御する入力段回路と、を備え、前記タイミング制
御信号をベースに受ける前記入力段回路内の第2のバイ
ポーラトランジスタは、全て、エミッタが前記入力側電
源電圧の供給を受ける。これにより、待機状態のときに
コントローラを介してDC−DCコンバータに流れる電
流によってバッテリー電力が消費されるのをほぼ完全に
防止することができる。
【0022】第2の発明にあっては、第1の発明のDC
−DCコンバータであって、前記タイミング制御信号を
ベースに受けない前記入力段回路内の第3のバイポーラ
トランジスタは、前記第2のトランジスタを介する前記
入力側電源電圧を受けて又は前記出力側電源の供給を受
けて動作する。これにより、論理の変換等を担う回路を
構成することが容易となる。
【0023】第3の発明にあっては、第1又は第2の発
明のDC−DCコンバータであって、前記タイミング制
御信号のラインが前記入力側電源電圧に抵抗を介してプ
ルアップされている。これにより、トライステートのタ
イミング制御信号を出力するコントローラに対しても適
用が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明のDC−DCコンバータの一
実施例について、それを使用した回路構成を示す。
【図2】図2は、従来のDC−DCコンバータの例であ
る。
【符号の説明】
1 バッテリー 2 コントローラ 3 トランス 40 DC−DCコンバータ用IC

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力側電源電圧下で動作するコントローラ
    が発生したタイミング制御信号を受け、このタイミング
    制御信号に応じて入力側電源電圧の受給ラインをスイッ
    チングすることにより出力側電源電圧を発生するDC−
    DCコンバータにおいて、 受けたベース電流に応じて前記スイッチングを行う第1
    のバイポーラトランジスタと、前記タイミング制御信号
    に応じて前記ベース電流を制御する入力段回路と、を備
    え、前記入力段回路は、前記タイミング制御信号をベー
    スに受ける第2のバイポーラトランジスタを有し、前記
    第2のバイポーラトランジスタは、全て、エミッタが前
    記入力側電源電圧の供給を受けることを特徴とするDC
    −DCコンバータ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のDC−DCコンバータであ
    って、前記入力段回路は、前記タイミング制御信号をベ
    ースに受けない第3のバイポーラトランジスタを有し、
    前記第3のバイポーラトランジスタは、前記出力側電源
    電圧の供給を受けて又は前記第2のトランジスタを介し
    て前記入力側電源電圧の供給を受けて動作することを特
    徴とするDC−DCコンバータ。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2記載のDC−DCコ
    ンバータであって、前記タイミング制御信号のラインが
    前記入力側電源電圧に抵抗を介してプルアップされてい
    ることを特徴とするDC−DCコンバータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742843A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 中国空间技术研究院 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742843A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 中国空间技术研究院 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法
CN109742843B (zh) * 2018-12-27 2021-02-09 中国空间技术研究院 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法

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