JPH0697837B2 - DC-DC converter - Google Patents
DC-DC converterInfo
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- JPH0697837B2 JPH0697837B2 JP63286460A JP28646088A JPH0697837B2 JP H0697837 B2 JPH0697837 B2 JP H0697837B2 JP 63286460 A JP63286460 A JP 63286460A JP 28646088 A JP28646088 A JP 28646088A JP H0697837 B2 JPH0697837 B2 JP H0697837B2
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はDC−DCコンバータに係り、特に低電圧入力から
高電圧出力を得る際に、その昇圧効率を上げることので
きるDC−DCコンバータに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly to a DC-DC converter capable of increasing its boosting efficiency when obtaining a high voltage output from a low voltage input. .
従来、この種のDC−DCコンバータにおいては第2図に示
すように、負荷Lを流れる電流を断続させることによ
り、負荷Lの電流が断たれた瞬間に負荷Lの両端に発生
するサージエネルギーを利用し、低電圧入力から一定の
高電圧出力を得るようにしている。そして、この負荷L
の電流を断続する周期は、負荷Lに流れる電流が一定値
に達する時間と内部発振回路の発振周波数によって決定
されている。Conventionally, in this type of DC-DC converter, as shown in FIG. 2, by interrupting the current flowing through the load L, surge energy generated at both ends of the load L at the moment when the current of the load L is interrupted is eliminated. It is used to obtain a constant high voltage output from a low voltage input. And this load L
The period of intermittently flowing the current is determined by the time when the current flowing through the load L reaches a constant value and the oscillation frequency of the internal oscillation circuit.
しかしながら、この従来の方式では負荷Lの両端に発生
するサージエネルギーの大小に関係なく、発振周波数が
常に一定であるために、サージエネルギーが大きい場合
は、全てのエネルギーを出力側に放出し終わる前に、再
び負荷Lに電流が流れるため、出力として得られるエネ
ルギーの効率が悪いという問題点を有していた。However, in this conventional method, the oscillation frequency is always constant regardless of the magnitude of the surge energy generated at both ends of the load L. Therefore, when the surge energy is large, before all the energy is discharged to the output side. In addition, since the current again flows through the load L, there is a problem that the efficiency of the energy obtained as the output is poor.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、サージ
エネルギーの損失を少なくして、効率の高い昇圧を行う
ことのできるDC−DCコンバータを提供することを目的と
している。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a DC-DC converter that can reduce surge energy loss and perform boosting with high efficiency.
上記目的を達成するために、本発明においては、 直流電源の入力電圧を、コイルの断続によって発生する
サージエネルギーを利用して昇圧し、入力電圧よりも高
い出力電圧を得るDC−DCコンバータにおいて、 前記コイルの電位を検出して、前記コイルの両端にサー
ジエネルギーが発生している間はオン状態となる第1の
スイッチング手段と、 該第1のスイッチング手段の電位と基準電位とを比較し
て、前記第1のスイッチング手段がオン状態の時にはオ
ン状態となる比較手段と、 前記コイルと直列に接続され、前記比較手段がオン状態
の時にはオフ状態となって前記コイルへの通電を停止さ
せる第2のスイッチング手段と を備え、 前記コイルの両端におけるサージエネルギーの発生が終
了すると、前記第1のスイッチング手段はオフ状態とな
り、前記比較手段はオフ状態となり、前記第2のスイッ
チング手段はオン状態となって、前記コイルへの通電を
開始させる構成としている。In order to achieve the above object, in the present invention, in the DC-DC converter, the input voltage of the DC power supply is boosted by utilizing the surge energy generated by the interruption of the coil to obtain an output voltage higher than the input voltage, The potential of the coil is detected, and the first switching means that is turned on while surge energy is generated at both ends of the coil is compared with the potential of the first switching means and the reference potential. A comparing means that is in an on state when the first switching means is in an on state; and a comparing means that is connected in series with the coil and that is in an off state when the comparing means is in an on state to stop energization of the coil. 2 switching means, and when the generation of surge energy at both ends of the coil is completed, the first switching means is turned off. Then, the comparison means is turned off and the second switching means is turned on to start energizing the coil.
上記のように構成されたDC−DCコンバータにおいては、
コイルの両端にサージエネルギーが発生している間は、
第1のスイッチング手段がオン状態となり、比較手段も
オン状態となり、第2のスイッチング手段はオフ状態と
なって、コイルへの通電は停止される。その後、コイル
の両端におけるサージエネルギーの発生が終了すると、
第1のスイッチング手段はオフ状態となり、比較手段は
オフ状態となり、第2のスイッチング手段はオン状態と
なって、コイルへの通電が開始される。In the DC-DC converter configured as described above,
While surge energy is generated at both ends of the coil,
The first switching means is turned on, the comparison means is turned on, the second switching means is turned off, and the power supply to the coil is stopped. After that, when the generation of surge energy at both ends of the coil ends,
The first switching means is turned off, the comparison means is turned off, the second switching means is turned on, and power supply to the coil is started.
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第1
図は本実施例を示す電気回路図である。この第1図にお
いて、1は電源バイパスダイオード、2は電源供給ダイ
オードで、昇圧の必要がない、すなわち、入力電圧が出
力電圧より高い様な場合は、ダイオード1を通して電流
がバイパスされ、コイル27,28には電源が供給されな
い。3は入力電源電圧平滑用コンデンサである。4はコ
ンパレータの電源保護抵抗、5はコンパレータの電源平
滑コンデンサで4の抵抗と5のコンデンサによりコンパ
レータ10,13に電源を供給する。抵抗6,8,9とツェナーダ
イオード7は、定電圧回路を構成しており、ツェナーダ
イオード7の定電圧を抵抗8,9にて分圧し、それをコン
パレータ10,13の非反転入力端子10a,13aにそれぞれ接続
している。コンパレータ10は、コイル27,28に流れる電
流を一定量にてカットする。コンパレータ13は、出力端
に発生される電圧を一定電圧に制御するものである。抵
抗11,12はコンパレータ13にヒステリシスを与えるもの
である。抵抗14,15,17とトランジスタ16とダイオード18
は第1のスイッチング手段としてのスイッチング回路を
構成しており、ポイント28aにサージエネルギーが発生
している間は、トランジスタ16はオン状態となる。ダイ
オード18はトランジスタ16の逆バイアス防止用である。
抵抗19と30により分圧された出力電圧はコンパレータ13
の反転入力端子13bに接続され、出力電圧値制御の基準
電圧となる。抵抗21,22,25とトランジスタ23及び抵抗26
とトランジスタ24は第2のスイッチング手段としてのス
イッチング回路を構成し、この回路のオン・オフにより
コイル27,28の電流を断続させ、ポイント28aにサージエ
ネルギーを発生させる。抵抗26は電流検出用で、抵抗20
を介してコンパレータ10の反転入力端子10bに接続され
ている。27,28はサージエネルギー発生用コイルであ
る。ダイオード29は昇圧電圧の逆流を防ぐためのもの
で、コンデンサ32は出力電圧の蓄積と平滑を行ってい
る。ツェナーダイオード31は過昇出力防止用であり、回
路の故障等による過剰昇圧が行われ、過電圧が出力され
た場合に強制的に昇圧動作を停止させるものである。抵
抗33は出力負荷抵抗である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
The figure is an electric circuit diagram showing this embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 is a power supply bypass diode, 2 is a power supply diode, and when boosting is not required, that is, when the input voltage is higher than the output voltage, the current is bypassed through the diode 1 and the coil 27, 28 is not powered. 3 is a capacitor for smoothing the input power supply voltage. Reference numeral 4 is a power supply protection resistor for the comparator, 5 is a power supply smoothing capacitor for the comparator, and power is supplied to the comparators 10 and 13 by the resistor 4 and the capacitor 5. The resistors 6, 8 and 9 and the Zener diode 7 constitute a constant voltage circuit. The constant voltage of the Zener diode 7 is divided by the resistors 8 and 9, and the voltage is divided into non-inverting input terminals 10a of the comparators 10 and 13. Connected to 13a respectively. The comparator 10 cuts the current flowing through the coils 27 and 28 by a constant amount. The comparator 13 controls the voltage generated at the output end to a constant voltage. The resistors 11 and 12 give the comparator 13 hysteresis. Resistors 14, 15, 17 and transistor 16 and diode 18
Constitutes a switching circuit as a first switching means, and the transistor 16 is turned on while the surge energy is generated at the point 28a. The diode 18 is for preventing reverse bias of the transistor 16.
The output voltage divided by resistors 19 and 30 is
It is connected to the inverting input terminal 13b of and serves as a reference voltage for controlling the output voltage value. Resistors 21, 22, 25 and transistor 23 and resistor 26
The transistor 24 constitutes a switching circuit as a second switching means, and by turning on / off this circuit, the currents of the coils 27 and 28 are intermittently connected and generated, and surge energy is generated at a point 28a. Resistor 26 is for current detection, resistor 20
It is connected to the inverting input terminal 10b of the comparator 10 via. 27 and 28 are surge energy generating coils. The diode 29 is for preventing the reverse flow of the boosted voltage, and the capacitor 32 is for accumulating and smoothing the output voltage. The Zener diode 31 is for preventing excessive boosting output, and forcibly stops the boosting operation when excessive boosting is performed due to a circuit failure or the like and an overvoltage is output. The resistor 33 is an output load resistor.
次に、上記構成とした本実施例において、その作動を説
明する。Next, the operation of the present embodiment having the above structure will be described.
入力端子側に電源が供給され、それが昇圧を必要としな
い一定電圧以上の場合、すなわち入力電圧が出力電圧よ
り高い様な場合は、出力端子側には入力電圧からダイオ
ード1の順方向降下電圧を引いた電圧が出力される。一
方、入力電圧が低く、得ようとする出力電圧に満たない
場合は以下の昇圧動作を行う。まず、コンパレータ10,1
3はオープンコレクタ出力であり、電圧入力時は共にオ
フである。そのため、トランジスタ23及び24がオン状態
となり、コイル27,28を通じて電流が流れ、抵抗26に電
圧降下が生じ、抵抗20により分圧された電圧値がコンパ
レータ10の反転入力端子10bにかかる。抵抗26の電圧降
下は過渡的に上昇し、あらかじめ一定値に設定されたコ
ンパレータ10の非反転入力端子10aの電圧値を超える
と、コンパレータ10がオンし、コンパレータの出力端子
がLoレベルとなり、トランジスタ23及び24がオフする。
トランジスタ24がオフすると、コイル27,28の性質によ
りポイント28aに正極性のサージエネルギーが発生し、
ダイオード29を通じて、負荷にて消費又はコンデンサ32
に蓄積される。特にサージエネルギーが発生中はトラン
ジスタ16がオンし、コンパレータ10の反転入力端子10b
をHiレベルにし、非反転入力端子10aよりも電位が高く
なる為にこの間は強制的にコンパレータ10をオンにし、
トランジスタ24をオフにしている。サージエネルギーが
全て放出されると、トランジスタ16がオフし、それに伴
いコンパレータ10がオフする。それにより、トランジス
タ23及び24が再びオン状態となり、コイル27,28に電流
が流れる。以後、この一連の動作を繰り返して昇圧す
る。When power is supplied to the input terminal side and it is higher than a certain voltage that does not require boosting, that is, when the input voltage is higher than the output voltage, the forward voltage drop of the diode 1 from the input voltage is applied to the output terminal side. The voltage minus is output. On the other hand, when the input voltage is low and does not reach the output voltage to be obtained, the following boosting operation is performed. First, the comparator 10,1
3 is an open collector output, both of which are off when voltage is input. Therefore, the transistors 23 and 24 are turned on, current flows through the coils 27 and 28, a voltage drop occurs in the resistor 26, and the voltage value divided by the resistor 20 is applied to the inverting input terminal 10b of the comparator 10. The voltage drop of the resistor 26 rises transiently, and when it exceeds the voltage value of the non-inverting input terminal 10a of the comparator 10 set to a constant value in advance, the comparator 10 turns on, the output terminal of the comparator becomes Lo level, and the transistor 23 and 24 turn off.
When the transistor 24 is turned off, positive surge energy is generated at the point 28a due to the nature of the coils 27 and 28,
Through the diode 29, consumed by the load or the capacitor 32
Accumulated in. Especially when surge energy is generated, the transistor 16 turns on, and the inverting input terminal 10b of the comparator 10
To the Hi level and the potential becomes higher than the non-inverting input terminal 10a, forcibly turn on the comparator 10 during this period,
Transistor 24 is off. When all the surge energy is released, the transistor 16 turns off and the comparator 10 turns off accordingly. As a result, the transistors 23 and 24 are turned on again, and current flows through the coils 27 and 28. After that, this series of operations is repeated to boost the voltage.
尚、ツェナーダイオード31は、仮に回路が故障した場合
にも異常な高電圧が発生することを防ぐ、安全のための
過昇出力防止用であり、回路の故障により出力電圧がツ
ェナー電圧以上になったときに、コンパレータ10の反転
入力を非反転入力より高くすることにより、発振を停止
させるものである。Incidentally, the Zener diode 31 is for the purpose of preventing an excessively high output voltage for the sake of safety, which prevents an abnormally high voltage from being generated even if the circuit fails, and the output voltage becomes equal to or higher than the Zener voltage due to the circuit failure. At this time, the oscillation is stopped by making the inverting input of the comparator 10 higher than the non-inverting input.
以上説明したように、本実施例によれば、サージエネル
ギーが発生中は第1及び第2のスイッチング手段によっ
て、強制的にコイルへの通電を停止させているため、全
てのサージエネルギーを出力側に放出し終わる前にコイ
ルに電流が流れ、エネルギーの損失が起こるという問題
がなくなる。また、コンパレータ13は出力電圧の抵抗1
9,30による分圧電圧が、抵抗8,9によって定められた電
圧以上になると回路を遮断し、エネルギー放出を止める
ことによって電圧を制御しているので、異常な高電圧を
発生することもない。As described above, according to the present embodiment, the energization of the coil is forcibly stopped by the first and second switching means while the surge energy is being generated, so that all the surge energy is output. There is no problem that an electric current flows through the coil before the end of the discharge and the energy loss occurs. In addition, the comparator 13 has a resistor 1
When the divided voltage by 9,30 exceeds the voltage specified by resistors 8 and 9, the voltage is controlled by shutting off the circuit and stopping the energy release, so there is no abnormal high voltage. .
尚、上記実施例においては、サージエネルギー発生中に
コンパレータ10の出力をオンにする第1のスイッチング
手段としてトランジスタを用いているが、これに限ら
ず、例えばコンパレータによるサージエネルギーの有無
の判定回路であってもよい。また、第1図において、ト
ランジスタをFETに置き換えてもよく、コンパレータ10,
13をトランジスタ及びFETで構成するようにしてもよ
い。In the above embodiment, a transistor is used as the first switching means for turning on the output of the comparator 10 during the generation of surge energy. However, the present invention is not limited to this, and a comparator circuit for determining the presence or absence of surge energy may be used. It may be. Further, in FIG. 1, the transistor may be replaced with a FET, and the comparator 10,
Alternatively, 13 may be composed of a transistor and a FET.
以上説明したように本発明によれば、サージエネルギー
の損失を少なくして、効率の高い昇圧を行うことができ
るという優れた効果を奏する。As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that the loss of surge energy can be reduced and highly efficient boosting can be performed.
第1図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第2図は
従来のDC−DCコンバータを示す図である。 10,13……コンパレータ,14,15,17……抵抗,16……トラ
ンジスタ,18……ダイオード,19,20……抵抗,23,24……
トランジスタ,27,28……コイル。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a conventional DC-DC converter. 10,13 …… Comparator, 14,15,17 …… Resistance, 16 …… Transistor, 18 …… Diode, 19,20 …… Resistance, 23,24 ……
Transistor, 27, 28 ... Coil.
Claims (1)
って発生するサージエネルギーを利用して昇圧し、入力
電圧よりも高い出力電圧を得るDC−DCコンバータにおい
て、 前記コイルの電位を検出して、前記コイルの両端にサー
ジエネルギーが発生している間はオン状態となる第1の
スイッチング手段と、 該第1のスイッチング手段の電位と基準電位とを比較し
て、前記第1のスイッチング手段がオン状態の時にはオ
ン状態となる比較手段と、 前記コイルと直列に接続され、前記比較手段がオン状態
の時にはオフ状態となって前記コイルへの通電を停止さ
せる第2のスイッチング手段と を備え、 前記コイルの両端におけるサージエネルギーの発生が終
了すると、前記第1のスイッチング手段はオフ状態とな
り、前記比較手段はオフ状態となり、前記第2のスイッ
チング手段はオン状態となって、前記コイルへの通電を
開始させる ことを特徴とするDC−DCコンバータ。1. A DC-DC converter for boosting an input voltage of a DC power supply by utilizing surge energy generated by the intermittent coil to obtain an output voltage higher than the input voltage, by detecting the potential of the coil. , The first switching means is turned on while surge energy is generated at both ends of the coil, and the potential of the first switching means is compared with the reference potential to compare the first switching means with each other. A comparison unit that is in an ON state when in an ON state; and a second switching unit that is connected in series with the coil and that is in an OFF state when the comparison unit is in an ON state and stops energization to the coil; When the generation of surge energy at both ends of the coil is completed, the first switching means is turned off and the comparison means is turned off. , The second switching means is turned on, DC-DC converter, characterized in that to start the energization of the coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286460A JPH0697837B2 (en) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | DC-DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286460A JPH0697837B2 (en) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | DC-DC converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133064A JPH02133064A (en) | 1990-05-22 |
| JPH0697837B2 true JPH0697837B2 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=17704677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286460A Expired - Lifetime JPH0697837B2 (en) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | DC-DC converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697837B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3719303B2 (en) * | 1997-03-19 | 2005-11-24 | 株式会社デンソー | Vehicle power supply device |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63286460A patent/JPH0697837B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02133064A (en) | 1990-05-22 |
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Legal Events
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