JPS6074970A - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ンバータに関する。

従来，この種のＤＣ−ＤＣコンノクータは，第１図の回
路図に示すように，定電圧回路３と電圧変換回路５との
縦続接続により構成されている。ｆｕえば，乾電池１か
ら与えられる出力端子２の電圧は】７ｖから１，ＯＶま
で変化するが，定電圧回路３により端子４の電圧は一定
電圧１０Ｖに安定化されろ。そのイ救Ｃて電圧変換回路
５により２倍に昇圧され、出力端子６に（ｄ安定化され
た２ｖの電子が得られるようになっている。

ここで第１図（・でおいて、定電圧回路３を用いない場
合、すなわち、直接、電圧変換回路５を乾電池１により
駆動する場合について考察→ると、帰還抵抗５−４の値
が無限大のときの出力端子６のび５−５の比により決は
る帰還電圧によってＶ（ｓＴＱの値は安定化される。い
ま、抵抗５−４および５−５の値をそれぞれＲ１および
Ｒ５と（〜、トランノスタ５−２のベース　エミッタ間
電圧をＶＢｏとすると・ｖ（ｓ・ｒＢ）は゛ ■に。

ｖ（ＳＴＲ）　””　ｖ、９（１＋−）５ の入力電圧が変化することによって出力端子６の出力電
圧が変わってしまうことになる。このような回路に、前
記定電圧回路３を付加すると、乾布／ｉハ】の電圧が変
わったときの電源電流の変化は。

第２図のグラフｉｙ見られるように、はぼ一定値１１と
なる。この」場合の変換効率η１け、第３図のグラフに
示すように。

により表わされる。この（１）式において、Ｉ７および
Ｖｔは負荷の電流、および電圧である。Ｉｚ、Ｖｔ　。

■１は条件が決まると、変化しないｆ的であり、そのた
めに、乾電池Ｉ　Ｏ％圧Ｖ、１が大きく浸るほど。

効率η１が低下するという欠点があった。

本発明の目的は、電圧変換回路の出力側に定電流源回路
から成る定電圧回路を伺加することにより、入力端子の
変動（・こともなって電圧変換回路の出ｊＪに変化が生
じても、安定化された出力電圧を供給することのできる
Ｄ　Ｃ−Ｄ　Ｃコンバータを提供することにある。

本発明によれば、ＤＣ入力電圧を高圧に変換する電ｆｆ
変換回路と、該電圧変換回路の出力側に設けられブζ第
１のトランジスタ、該第１のトランジスタ′のぐ一スと
コレクタとの間に接続された第１の抵抗、前記第１のト
ランジスタのペースト前記電圧変換回路の一方の出力端
との間に接続された第２の抵抗、前記第１のトランジス
タのコレクタにベースの接続された第２のトランジスタ
、該第２のトラン・ソスタのコレクタと前記電圧変換回
路の前記一方の出力端との間に接続されたコレクタ負？
ｆｉ、および前記第２のトランジスタのコレクタ（てヘ
−スの接続された第３のトランジスタにより構成された
定電圧回路とを有し、前記第３のトランジスタのコレク
タが前記電圧変換回路の帰還入力端に接続されたことを
特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータが得られる。

次に１本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータについて実施
例を挙げ２図面を参照し７て説明する。

第４図は１本発明による第１の実施例の構成を示す回路
図である。この例は、乾電池１１と、スイッチ１２と、
スイッチ１２を介して入力電圧の与えられる自己励振形
の電圧変換回路１６と、電圧変換回路１６の出力側に接
続される定電圧回路１７と１電圧変換回路］６の入力端
子Ｉ４と制御入力☆ＨｊＡ子１５との間に接続された抵
抗１３とにより構成されている。ぞして、定電圧回路１
７は。

電圧変換回路１６の出力端】８と１９との間に。

抵抗１７−１．１７−２およびトランジスタ１７−４と
、Ｉ・ランノスタ］７−４のコレクタにベースの接続さ
れた定電流源用ｌ・ランジスタ１７−５およびこのコレ
クタに接続されたコレクタ負荷用の抵抗１７−３とを設
け、さらに、トランジスタ１７−５のコレクタにベース
が接続され、コレクタが上記電圧変換回路１６の制御入
力端子１５に接続された帰還信号伝達用のトランジスタ
１７−６を設けることによって形成されている。

なお、電圧変換回路１６は１周知技術として。

例えば、第５図の回路図に見られるように構成されてい
る。スイッチ１２’！５ＯＮにすると１乾電池１１から
の電圧が入力端子１４に与えられて自動的１で発振を始
め、昇圧コイル１６−２の出力側に高電圧を発生させる
。この発生電圧は、グイオー１’　１６−３とコンデン
サ１６−４とにより整流され、出力端子１８と１９との
間に昇圧された直流の高電十として取抄出される。

ここで、再び第４図の定電圧回路１７を参照し。

抗折１７−１の値をＲ１＋抗折１７−２の値をＲ２，抗
折１７−　：３の値をＲ３、トランジスタ１７−４のベ
ース・エミッタ間電圧−１ＶＦ１．ニア１／クタ電流ｉ
Ｉ。１．トランジスタ１７−５のベース・エミッタ間電
圧をＶＦ２．コレクタ電流を■Ｃ２，トランジスタ１７
−６のベース・エミッタ間電圧をＶＦ３とすると、出力
端子１８および１９間の出力電圧Ｖ。０．は。

＝ｖｐ、＋ｒｃ、Ｒ３−＝　（２） と々る。従って、抗折値Ｒ，，Ｒ２およびＲａｋ選ぶこ
とによシ、ベース・エミッタ間電圧ＶＦ１゜ＶＦ２．　
ＶＦ３．コレクタ電流Ｉ。１およびＩＣ２の値が決捷り
、かくして出力電圧Ｖ。ｕｔが任意の値に設定可能とな
る。さらに、抗折１７−２の値Ｒ２を。

に選ぶことにより、出力端子１８の電圧か変化してトラ
ン・ノスタ１７−４のコレクタ電流■Ｃ１が変わっても
、コレクタ電圧は変わらないから、トランジスタ１７−
５のコレクタ電流■ｃ２は一定になる。従って、上記（
２）式により、抗折１７−３の値Ｒ３を出力電圧■。ｕ
ｊが所望の値になるように選べばよい。なお、上記（３
）式における２６ｍＶの値はＫＴ／ｑによって算出され
る。ここに、にはｇル・ノマン定数、Ｔは絶対温度、そ
してｑは電荷を示す。

このような回路定数の選定姉よって、トランジスタ１７
−５のコレクタからトランジスタ１７〜６のベースに帰
還信号が送られると、トランジスタ１７−６の出力信号
により電圧変換回路１６の発振周波数が制御されて、安
定化した変換電圧が出力端子１８および１９間に得られ
る。すなわち。

この変換された電圧は抗折１．７−１　、１７−２．１
Ｌ−よび１７−３の値Ｒ１，Ｒ２およびＲ３によって決
捷り、乾電油１１の電圧変動には左右されないことか判
る。これによれば、トランジスタ１７−６の帰還量が小
さく在った場合でも、上記（２）式の関係により出力電
圧が決するかも、従来技術のように出力電圧の安定化を
そこなうことは々い。さらに、乾電池からの供給電圧が
大きくなった場合妬は、もち上げられる電圧（変換電圧
対電池電圧の割合）は小さく々す、結果として消費電流
は少なくて済むという利点がある。

第６図および第７図のグラフは、第４図の実施例により
それぞれ得られる電池電圧の変ｆ１．に対する電源電流
および幼木の変化特性を示したものである。このグラフ
から判るように、電池の電圧が高くなるにしたがって電
源電流は減少し、その結果、効率は電源電圧に関係々く
一定に保たれる。

例えば、電池電圧］、４Ｖのとき、従来の回路による効
率η１に対して３０くの改善が得られる。この実ＭｊＪ
例によれば、電池１Ｂ４．すの変動範囲１０〜１７Ｖ、
安定化出力電圧を２０ｖに設定したときの入力端子（で
幻する電圧変動率を約３％／Ｖにすることが可能となり
、従来の回路Ｖこおける約８％／ｉｒと比べて約１／２
６の改善が得られた。

第８図は９本発明による第２の実施例の構成を示す回路
図である。この例は、定電圧回路におり干るトランジス
タとしてＮＰＮ型からＰＮＰ形への変−史と、これに対
応して電源電圧を基準（くシ、負側の電圧が安定化され
ている点に第１の実施例との相違があるが、その他の構
成および動作に関しては。

第１の実施例と変わりがない。

第９図は１本発明による第３の実施例の構成を示す回路
図である。この回路は、トランジスタ３４−５のコレク
タ負荷として抗折３４−３に直列にダイオード特性をも
たぜたトラン、ソスタ３４−６を接続した点に第１の実
施例との相違があるが、その仙の構成および動作に関し
ては第１の実施例と変わりがない。このトランジスタ３
４−６の挿入は１周囲温度の変動によシ生ずる出力電圧
の変化を抑Ｔモするために役立てら′ＩＬるもので、ト
ラン・ノスタ３４−６に流れるダイオ７ド電流の温度変
化によシ変わる傾向がコンバータ回路自体の温度変化に
より生ずる出力電圧の変化を補傷するようにはたらく。

なお、この例では、温度補償用としてダイオード接続さ
れたトランジスタを用いたが、これに限定されることな
く、補償するのに好ましい温度変化特性を有するダイオ
ード、ザーミスタ等を用いてもよいし、あるいは、その
使用個数を増や［〜てもよいことは言うまでもない。

以」−の説明により明らかなように９本発明によれば、
電圧変換回路の出力側に定電圧回路を接続し、この定電
圧回路を介して電圧変換回路を制御することによって、
帰還量が少ない場合にも安定化した昇圧電圧が得られる
ことは勿論、電池電圧の変化範囲ＩＣおいて、効率を一
定にすることができ、さらに温度補償丑て容易（に得ら
れる点、出力電圧の安定性および信頼性の向上に対して
得られる効果ｄ、大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す
回路図、第２図は、第１図の例における電源電流対電池
電圧の変化特性を示すグラフ、第３図は、第１図の例に
おける効率対電池電圧の変化特性を示すグラフ、第４図
は２本発明による第１の実施例の構成を示す回路図、第
５図は、第４図の実施例における電圧変換回路の具体例
を示す回路図、第６図は、第４図の実施例における電源
電流対電池電圧の変化特性を示すグラフ、第７図は、第
４図の実施例における効率対電池電圧の変化特性を示す
グラフ、第８図は１本発明による第２の実施例の構成を
示す回路図、第９図は１本発明による第３の実施例の構
成を示す回路図である。 図において、１１．２１．３１は乾電池。 １３．２２．３２は抗折、１６．２３’、３３は電圧変
換回路、　］、　７　、２４　、３４は定電圧回路。 １７−１〜１７−３．２４−１〜２４−３．３４．−１
〜３７Ｉ−３は抗折、］−７−４〜１７−６゜２４−４
〜２４．−６　、３４．−４〜３４−７はトランジスタ
である。 帛２図　第３図 電池電圧（Ｖａｎ）　電池電圧（Ｖ８１）第４図 帛６図　帛７図 電池電圧（１／ａ＋）　電池電ＰＥ（ＶＢ２）第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］、ＤＣ入力電圧を高圧に変換する電圧変換回路と、該
   電圧変換回路の出力側に設けられた第１のトランジスタ
   、該第１のトランジスタのベースとコレクタとの間に接
   続された第１の抵抗、前記第１のトランジスタのベース
   と前記電圧変換回路の一方の出力端との間に接続された
   第２の抵抗。 前記第１のトランジスタのコレクタにベースの接続され
   た第２のトランジスタ、該第２のトランジスタのコレク
   タと前記電圧変換回路の前記一方の出力端との間に接続
   されたコレクタ負荷、および前記第２のトランジスタの
   コレクタにベースの接続された第３のトランジスタによ
   シ構成された定電圧回路とを有し、前記第３のトランジ
   スタのコレクタが前記電圧変換回路の帰還入力端に接続
   されたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコン・ぐ−タ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバー
   タにおいて、前記コレクタ負荷カニ抵抗で構成されたこ
   とを特徴とするＤＣ−ＤＣコン・クータ。 ３、特許請求の範囲第１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバー
   タにおいて、前記コレクタ負荷が抵抗と該抵抗に直列に
   接続されたダイオード特性を有する少なくとも１個の素
   子とで構成されたことを特徴とする１）Ｃ−ＤＣコンノ
   ぐ一タ。