JPH0698531A - 昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路

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JPH0698531A
JPH0698531A JP24193192A JP24193192A JPH0698531A JP H0698531 A JPH0698531 A JP H0698531A JP 24193192 A JP24193192 A JP 24193192A JP 24193192 A JP24193192 A JP 24193192A JP H0698531 A JPH0698531 A JP H0698531A
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transistor
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capacitor
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Shunichi Wada
俊一 和田
Yuji Takatsuka
有史 高塚
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、プッシュプル回路内の各トラン
ジスタのドロップ電圧を抑制して昇圧効率を向上させた
昇圧回路を得る。 【構成】 第1のトランジスタ31に並列接続されて第
1のトランジスタと同期してオンオフされる第3のトラ
ンジスタ10と、昇圧出力端子8と制御入力端子30と
の間に挿入されたベース電流用抵抗器11とを設け、第
1のトランジスタのオン時に、第3のトランジスタを同
時にオンさせて並列トランジスタのドロップ電圧を低減
させ、第2のトランジスタ32のオン時に、昇圧電圧を
第2のトランジスタのベースに印加して、第2のトラン
ジスタのドロップ電圧を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交互にオンオフする
一対のトランジスタを含むプッシュプル回路により周期
的に充電されるスイッチトキャパシタを用いた昇圧回路
に関し、特にプッシュプル回路内のトランジスタのドロ
ップ電圧を抑制して昇圧効率を向上させた昇圧回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば自動車用電動パワステ
等においては、モータ駆動用のパワーFETのゲート制
御電圧がバッテリ電圧よりも高いため、スイッチトキャ
パシタ等による昇圧回路が用いられている。
【0003】図2は電源の2倍の電圧を生成する従来の
昇圧回路を示す回路図であり、図において、VBは電源
(以下、電源電圧と同義的に用いる)、1は例えば20Hz程
度の基準周波数信号fを生成する発振回路である。2は
コレクタに電源VBが印加され且つ基準周波数信号fがベ
ースに印加されるエミッタ接地の駆動用トランジスタで
あり、基準周波数信号fの半周期毎にオンオフを繰り返
す。
【0004】3は電源VBとグランドとの間に直列接続さ
れた相補型のトランジスタ31及び32を含むプッシュプル
回路、30は各トランジスタ31及び32のベースからなる制
御入力端子、33は各トランジスタ31及び32のエミッタか
らなる充電出力端子であり、制御入力端子30には駆動用
トランジスタ2のコレクタ電圧が印加されている。
【0005】各トランジスタ31及び32は駆動用トランジ
スタ2のオンオフに応答して交互にオンオフし、第1の
トランジスタ31は駆動用トランジスタ2がオンのときに
オンし、第2のトランジスタ32は駆動用トランジスタ2
がオフのときにオンし、充電出力端子33は駆動用トラン
ジスタ2のオンオフに同期して電源VB又はグランド電位
となる。4は電源VBと制御入力端子30との間に挿入され
たベース電流供給用の抵抗器である。
【0006】5は充電出力端子33を介して充電される第
1のコンデンサ、5aは第1のコンデンサ5が充電される
ときに電源VBが印加される陽極、5bは充電出力端子33か
らの出力電圧が印加される第1のコンデンサ5の陰極で
ある。6は電源VBと陽極5aとの間に挿入された逆流防止
用のダイオード、7は陽極5aと昇圧出力端子8との間に
挿入された逆流防止用のダイオードである。9は電源VB
と第1のコンデンサ5の充電電圧との和電圧により充電
される第2のコンデンサであり、陽極9aが第1のコンデ
ンサ5の陽極5a及び昇圧出力端子8に接続され、陰極9b
が接地されている。
【0007】次に、図2に示した従来の昇圧回路の動作
について説明する。駆動用トランジスタ2のコレクタ
は、基準周波数信号fがHレベルのときにオンしてグラ
ンドレベルとなり、基準周波数信号fがLレベルのとき
にオフして電源VBレベルとなる。これにより、基準周波
数信号fの半周期毎に同期して、制御入力端子30にはグ
ランド電位又は抵抗器4を介した電源VBが印加され、第
1及び第2のトランジスタ31及び32は交互にオンオフさ
れる。
【0008】まず、基準周波数信号fの最初の半周期に
おいて第1のトランジスタ31がオンすると、電源VBから
グランドに向かって、ダイオード6、第1のコンデンサ
5及び第1のトランジスタ31を介した電流が流れ、第1
のコンデンサ5の陽極5aは、電源VBにより充電される。
【0009】一方、基準周波数信号fの次の半周期にお
いて第2のトランジスタ32がオンすると、第1のコンデ
ンサ5の陰極5bが電源VBに接続されて陽極5aの電位が
上昇し、電源VBと第1のコンデンサ5の充電電圧との和
電圧となる。この和電圧により、電源VB及び陽極5aから
グランドに向けて、第2のトランジスタ32、第1のコン
デンサ5、ダイオード7及び第2のコンデンサ9を介し
た電流が流れ、第2のコンデンサ9の陽極9aは充電され
る。
【0010】このとき、第2のコンデンサ9は、電源VB
と第1のコンデンサ5の充電電圧とを加算した和電圧に
よって充電され、この充電サイクルを繰り返すことによ
り、各陽極5a及び9aの電圧が平衡する。そして、第2の
コンデンサ9の陽極9a即ち昇圧出力端子8からは、最終
的に電源VBの約2倍の電圧が生成される。
【0011】又、昇圧出力端子8に前述のパワーFET
等の負荷が接続されていれば、第2のコンデンサ9の充
電電荷が消費されるが、次の充電サイクルで第1のコン
デンサ5を介して再充電されるため、昇圧電圧は常に一
定値に維持される。
【0012】しかし、ダイオード6及び7並びにプッシ
ュプル回路3内の各トランジスタ31及び32は、オンした
ときの電流によりドロップ電圧を生じるため、各コンデ
ンサ5及び9の充電電圧は理論通りの電圧値にはならな
い。従って、実際に昇圧出力端子8から出力される電圧
が電源VBの2倍に達することはない。
【0013】例えば、第1のコンデンサ5の充電時にお
いては、電源VBからダイオード6及び第1のトランジス
タ31を介して電流が流れるため、第1のコンデンサ5の
充電電圧V5は、電源VBからダイオード6及び第1のト
ランジスタ31の各ドロップ電圧VD6及びVD31を減算した
値(VB−VD6−VD31)となる。
【0014】又、第2のコンデンサ9の充電時において
は、電源VBから第2のトランジスタ32及びダイオード7
を介して電流が流れるため、第2のコンデンサ9の充電
電圧V9は、電源VBと第1のコンデンサ5の充電電圧V5と
の和から、第2のトランジスタ32及びダイオード7の各
ドロップ電圧VD32及びVD7を減算した値となる。この充
電電圧即ち昇圧電圧V9は、以下の(1)式のように表わ
され、電源VBの2倍から各ダイオード6、7、トランジ
スタ31及び32のドロップ電圧VD6、VD7、VD31及びVD32を
それぞれ減算した値となる。
【0015】 V9=VB+V5−VD32−VD7 =VB+(VB−VD6−VD31)−VD32−VD7 =2VB−VD6−VD31−VD32−VD7 …(1)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来の昇圧回路は以上
のように、プッシュプル回路3内の各トランジスタ31及
び32のドロップ電圧VD31及びVD32が昇圧電圧に直接反映
されるので、昇圧出力端子8から得られる昇圧電圧V9
が低下して昇圧効率を著しく損なうという問題点があっ
た。
【0017】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、プッシュプル回路内の各トラン
ジスタのドロップ電圧を抑制して昇圧効率を向上させた
昇圧回路を得ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明に係る昇圧回路
は、第1のトランジスタに並列接続されて第1のトラン
ジスタと同期してオンオフされる第3のトランジスタ
と、昇圧出力端子と制御入力端子との間に挿入されたベ
ース電流用抵抗器とを設けたものである。
【0019】
【作用】この発明においては、第1のトランジスタのオ
ン時に、第3のトランジスタを同時にオンさせて並列ト
ランジスタのドロップ電圧を低減させ、第2のトランジ
スタのオン時に、昇圧電圧を第2のトランジスタのベー
スに印加して、第2のトランジスタのドロップ電圧を低
減させる。
【0020】
【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1を図に
ついて説明する。図1はこの発明の実施例1を示す回路
図であり、VB及び1〜9は前述と同様のものである。1
0は第1のトランジスタ31に並列接続されたエミッタ接
地の第3のトランジスタであり、コレクタが第1のコン
デンサ5の陰極5bに接続されている。第3のトランジス
タ10は、ベースに基準周波数信号fが印加され、第1の
トランジスタ31と同期して且つ同位相でオンオフされ
る。
【0021】11は昇圧出力端子8と制御入力端子30との
間に挿入されたベース電流用抵抗器であり、第2のトラ
ンジスタ32のオン時、即ち第2のコンデンサ9の充電時
に、昇圧出力端子8からの昇圧電圧を第2のトランジス
タ32のベースに印加する。12は電源VBと制御入力端子30
との間に挿入された逆流防止用のダイオードであり、昇
圧出力端子8側からベース電流用抵抗器11を介して流れ
る電流が電源VBに逆流するのを防止する。
【0022】次に、図1に示したこの発明の実施例1の
動作について説明する。まず、駆動用トランジスタ2が
オンとなって第1のトランジスタ31がオンすると、第3
のトランジスタ10は、第1のトランジスタ31と同時にオ
ンとなり、第1のコンデンサ5の陰極5bをグランドに接
続する。ここで、エミッタ接地の第3のトランジスタ10
のドロップ電圧は、コレクタ接地の第1のトランジスタ
31のドロップ電圧よりも低く、並列トランジスタ31及び
10によるドロップ電圧はほとんど無視できる値に低減さ
れる。
【0023】並列トランジスタ31及び10のオンにより、
電源VBからダイオード6及び並列トランジスタ31又は10
を介して電流が流れ、第1のコンデンサ5が充電される
が、並列トランジスタ31及び10のドロップ電圧が無視で
きるため、第1のコレクタ5の充電電圧V5は、電源V
Bからダイオード6のドロップ電圧VD6のみを減算した値
となる。
【0024】続いて、駆動用トランジスタ2がオフとな
って第2のトランジスタ32がオンすると、第1のコンデ
ンサ5の陰極5bは第2のトランジスタ32を介して電源VB
に接続される。これにより、前述と同様に、電源VB及び
第1のコンデンサ5の陽極5aからグランドに向けて、第
2のトランジスタ32及びダイオード7を介した電流が流
れ、電源VBと第1のコンデンサ5の充電電圧V5との和
電圧によって第2のコンデンサ9が充電される。
【0025】このとき、第2のトランジスタ32のベース
には、抵抗器4を介した電源VBのみならず、ベース電流
用抵抗器11を介した昇圧電圧V9が印加されるので、ベ
ース電流が増大し、第2のトランジスタ32のドロップ電
圧VD32はほとんど無視できる程度に低減される。
【0026】これにより、昇圧電圧V9は、電源VBの2
倍からダイオード6及び7のドロップ電圧VD6及びVD7の
みを減算した値(2VB−VD6−VD7)となり、ほぼ電源
Bの2倍の電圧となる。従って、(1)式の場合と比べ
て昇圧効率が向上する。
【0027】実施例2.尚、上記実施例1では、昇圧電
圧出力用の第2のコンデンサ9の陰極9bを接地させた
が、電源VBに接続してもよい。この場合、第2のコンデ
ンサ9の両極間に実質的に印加される電圧は電源VBの1
倍であるが、陽極9aから発生する電圧は電源VBの2倍と
なり、前述と同様の作用効果を奏することは言うまでも
ない。
【0028】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第1の
トランジスタに並列接続されて第1のトランジスタと同
期してオンオフされる第3のトランジスタと、昇圧出力
端子と制御入力端子との間に挿入されたベース電流用抵
抗器とを設け、第1のトランジスタのオン時に、第3の
トランジスタを同時にオンさせて並列トランジスタのド
ロップ電圧を低減させ、第2のトランジスタのオン時
に、昇圧電圧を第2のトランジスタのベースに印加し
て、第2のトランジスタのドロップ電圧を低減させるよ
うにしたので、プッシュプル回路内の各トランジスタの
ドロップ電圧を抑制して昇圧効率を向上させた昇圧回路
が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す回路図である。
【図2】従来の昇圧回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1 発振回路 3 プッシュプル回路 30 制御入力端子 31 第1のトランジスタ 32 第2のトランジスタ 5 第1のコンデンサ 5a 陽極 8 昇圧出力端子 9 第2のコンデンサ 9a 陽極 10 第3のトランジスタ 11 ベース電流用抵抗器 VB 電源 f 基準周波数信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準周波数信号を生成する発振回路と、 前記基準周波数信号の半周期毎に交互にオンオフされる
    第1及び第2のトランジスタを含み充電出力端子から電
    源又はグランド電位を出力するプッシュプル回路と、 前記基準周波数信号の第1の半周期に同期して前記電源
    により前記第1のトランジスタを介して充電される第1
    のコンデンサと、 前記第1の半周期に続く第2の半周期に同期して前記電
    源と前記第1のコンデンサの充電電圧との和電圧により
    前記第2のトランジスタを介して充電される第2のコン
    デンサとを有し、 前記第2のコンデンサの陽極側の充電電圧を昇圧出力端
    子から出力する昇圧回路において、 前記第1のトランジスタに並列接続されて前記第1のト
    ランジスタと同期してオンオフされる第3のトランジス
    タと、 前記昇圧出力端子と前記プッシュプル回路の制御入力端
    子との間に挿入されたベース電流用抵抗器とを備えたこ
    とを特徴とする昇圧回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11178325A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Seiko Instruments Inc 電子機器
JP2006069328A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Favess Co Ltd 電動パワーステアリング装置

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