JP2002233139A - Ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電子機器に用いられ、負荷に入力電圧と
同極で昇降圧可能な直流電力を供給するＤＣ−ＤＣコン
バータの提供を目的とする。 【解決手段】 電圧Ｅｉを供給する入力直流電源１と、
第１から第３のスイッチ手段１１〜１３と昇圧コンデン
サ１４とを有する第１の昇圧回路１０と、第４と第５の
スイッチ手段２１，２２と第１のチョークコイル２３と
電圧Ｅｏを負荷６へ出力する出力コンデンサ５とを有す
る第１の降圧回路２０と、第２と第３のスイッチ手段１
２，１３を交互にオンオフし、第４と第５のスイッチ手
段２１，２２を交互にオンオフし、第１のスイッチ手段
１１を第２のスイッチ手段１２のオン時間内にオン状態
とし、第４のスイッチ手段２１を第３のスイッチ手段１
３のオン期間内にオン状態とする第１の制御回路３０と
からなる構成を有することにより、ＥｏをＥｉ以下の低
電圧からＥｉの２倍近くまで制御する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に用い
られ、負荷に入力電圧と同極で昇降圧可能な直流電力を
供給するＤＣ−ＤＣコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＤＣ−ＤＣコンバータと
しては、特公昭５８−４０９１３号公報に開示されてお
り、その回路を図１０に示す。図１０において、１は入
力直流電源であり、その電圧をＥｉとする。２は第１の
スイッチ手段、３は第１のダイオード、４はチョークコ
イル、７は第２のスイッチ手段、８は第２のダイオー
ド、５は出力コンデンサであり、その電圧Ｅｏを出力直
流電圧として負荷６に供給する。第１のスイッチ手段２
及び第２のスイッチ手段７は同じスイッチング周期Ｔを
有しながら同時にオンする。また、第１のスイッチ手段
２及び第２のスイッチ手段７の１スイッチング周期にお
けるオン時間の割合即ち時比率を、それぞれδ１、δ２
とし、図に示すようにδ１＞δ２とする。

【０００３】入力直流電源１の電圧Ｅｉは、第１のスイ
ッチ手段２及び第２のスイッチ手段７が共にオンしてい
る時、チョークコイル４に印加される。この印加時間は
δ２Ｔであり、入力直流電源１からチョークコイル４に
電流が流れ、磁気エネルギーが蓄積される。次に第２の
スイッチ手段７がオフすると、第２のダイオード８が導
通し、チョークコイル４には入力直流電圧Ｅｉと出力直
流電圧Ｅｏの差Ｅｉ−Ｅｏが印加される。この印加時間
はδ１Ｔ−δ２Ｔであり、チョークコイル４を介して入
力直流電源１から出力コンデンサ５へ電流が流れる。最
後に第１のスイッチ手段２がオフすると第１のダイオー
ド３が導通し、チョークコイル４には出力直流電圧Ｅｏ
が逆方向に印加される。この印加時間はＴ−δ１Ｔであ
り、チョークコイル４から出力コンデンサ５へ電流が流
れ、蓄積された磁気エネルギーは放出される。

【０００４】以上の動作を繰り返すことにより、出力コ
ンデンサ５から負荷６へ電力を供給する。チョークコイ
ル４の磁気エネルギーの蓄積と放出が均衡する安定動作
状態においては、その電圧時間積の和はゼロであるか
ら、 Ｅｉ×δ２Ｔ＋（Ｅｉ−Ｅｏ）×（δ１Ｔ−δ２Ｔ）−
Ｅｏ×（Ｔ−δ１Ｔ）＝０ が成り立ち、この式を整理して、 Ｅｏ／Ｅｉ＝δ１／（１−δ２） という変換特性が得られる。

【０００５】δ２＝０の場合は、Ｅｏ／Ｅｉ＝δ１とな
り降圧コンバータとして動作する。δ１＝１の場合は、
Ｅｏ／Ｅｉ＝１／（１−δ２）となり昇圧コンバータと
して動作する。また、各スイッチ手段の時比率を制御す
ることにより、δ１／（１−δ２）は０から無限大まで
設定可能である。即ち、理論上は任意の入力直流電圧Ｅ
ｉから任意の出力直流電圧Ｅｏを作ることができる昇降
圧コンバータとして動作する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、チョーク
コイルに対し入力直流電圧と出力直流電圧が交互に印加
される。これに対し昇圧コンバータに用いられるチョー
クコイルには、入力直流電圧と、出力直流電圧と入力直
流電圧との差電圧が交互に印加される。また降圧コンバ
ータに用いられるチョークコイルには、入力直流電圧と
出力直流電圧との差電圧と、出力直流電圧が交互に印加
される。このため昇降圧コンバータは、同じ電力を変換
・伝達する昇圧コンバータや降圧コンバータに比べる
と、チョークコイルが大型化する傾向があった。上記従
来のＤＣ−ＤＣコンバータを入出力条件によって昇圧コ
ンバータもしくは降圧コンバータとして動作させる方法
もあるが、入出力電圧が近い場合、昇圧コンバータと降
圧コンバータとの切換わり点で動作が不安定になるとい
った課題があった。

【０００７】本発明は、入出力非反転で昇降圧すること
のでき、チョークコイルの大型化を抑制し、動作切換わ
りが不要もしくはスムーズなＤＣ−ＤＣコンバータを提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、入力直流電源
と、昇圧コンデンサと、第１のスイッチ手段と、第２の
スイッチ手段と、第３のスイッチ手段とを有し、第１の
スイッチ手段と昇圧コンデンサと第２のスイッチ手段と
の直列回路は入力直流電源に並列に接続され、第３のス
イッチ手段は第１のスイッチ手段と昇圧コンデンサとの
直列回路と並列に接続される第１の昇圧回路と、第４の
スイッチ手段と、第５のスイッチ手段と、第１のチョー
クコイルと、出力コンデンサとを有し、第４のスイッチ
手段と第５のスイッチ手段との直列回路は昇圧コンデン
サと第２のスイッチ手段との直列回路に並列に接続さ
れ、第１のチョークコイルと出力コンデンサとの直列回
路は第５のスイッチ手段に並列に接続される第１の降圧
回路と、第２のスイッチ手段と第３のスイッチ手段を交
互にオンオフし、第４のスイッチ手段と第５のスイッチ
手段を交互にオンオフし、第１のスイッチ手段を第２の
スイッチ手段のオン時間内にオン状態とし、第４のスイ
ッチ手段を第３のスイッチ手段のオン期間内にオン状態
とする第１の制御回路とからなる構成を有する。

【０００９】ここで、第１の制御回路は、入力直流電源
の電圧と出力コンデンサの電圧を直接または間接的に検
知し、入力直流電源の電圧が出力コンデンサの電圧より
さらに所定値以上の電圧を有する場合には、第１のスイ
ッチ手段をオン状態に保持し、第３のスイッチ手段をオ
フ状態に保持する機能を有する。

【００１０】また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、
入力直流電源と、第１のコンデンサと、第２のコンデン
サと、第６のスイッチ手段と、第７のスイッチ手段と、
第８のスイッチ手段と、第９のスイッチ手段とを有し、
第６のスイッチ手段と第１のコンデンサと第７のスイッ
チ手段と第２のコンデンサとの直列回路は入力直流電源
に並列に接続され、第８のスイッチ手段は第７のスイッ
チ手段と第２のコンデンサとの直列回路と並列に接続さ
れ、第９のスイッチ手段は第１のコンデンサと第７のス
イッチ手段との直列回路と並列に接続される第２の降圧
回路と、第２のチョークコイルと、第１０のスイッチ手
段と、第１１のスイッチ手段と、出力コンデンサとを有
し、第２のチョークコイルと第１０のスイッチ手段との
直列回路は入力直流電源と第６のスイッチ手段との直列
回路に並列に接続され、第１１のスイッチ手段と出力コ
ンデンサとの直列回路は第１０のスイッチ手段に並列に
接続される第２の昇圧回路と、第１０のスイッチ手段と
第１１のスイッチ手段を交互にオンオフし、第６のスイ
ッチ手段と第７のスイッチ手段を第１０のスイッチ手段
のオン期間内でオン状態とし、第８のスイッチ手段と第
９のスイッチ手段を第６及び第７のスイッチ手段のオフ
期間内でオン状態とする第２の制御回路とからなる構成
を有するものである。

【００１１】ここで、第２の制御回路は、入力直流電源
の電圧と出力コンデンサの電圧を直接または間接的に検
知し、入力直流電源の電圧が出力コンデンサの電圧より
さらに所定値以下の電圧を有する場合には、第６のスイ
ッチ手段と第７のスイッチ手段をオン状態に保持し、第
８のスイッチ手段と第９のスイッチ手段をオフ状態に保
持する機能を有する。

【００１２】また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、
入力直流電源と、第３のチョークコイルと、第１２のス
イッチ手段とを有し、第３のチョークコイルと第１２の
スイッチ手段との直列回路が入力直流電源に並列に接続
される第３の昇圧回路と、降圧コンデンサと、出力コン
デンサと、第１３のスイッチ手段と、第１４のスイッチ
手段と、第１５のスイッチ手段と、第１６のスイッチ手
段とを有し、第１３のスイッチ手段と降圧コンデンサと
第１４のスイッチ手段と出力コンデンサとの直列回路は
第１２のスイッチ手段に並列に接続され、第１５のスイ
ッチ手段は第１４のスイッチ手段と出力コンデンサとの
直列回路と並列に接続され、第１６のスイッチ手段は降
圧コンデンサと第１４のスイッチ手段との直列回路と並
列に接続される第３の降圧回路と、第１２のスイッチ手
段と第１３のスイッチ手段を交互にオンオフし、第１４
のスイッチ手段を第１２のスイッチ手段のオフ期間内で
オン状態とし、第１５のスイッチ手段と第１６のスイッ
チ手段を第１４のスイッチ手段のオフ期間内でオン状態
とする第３の制御回路とからなる構成を有するものであ
る。

【００１３】ここで、第３の制御回路は、入力直流電源
の電圧と出力コンデンサの電圧を直接または間接的に検
知し、入力直流電源の電圧が出力コンデンサの電圧より
さらに所定値以下の電圧を有する場合には、第１４のス
イッチ手段をオフ状態に保持し、第１５のスイッチ手段
と第１６のスイッチ手段をオン状態に保持する機能を有
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１５】（実施の形態１）図１（ａ）は本発明の実
施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、図１（ｂ）はその各スイッチ手段の動作状態を示
す。図１において、１は入力直流電源であり、その入力
直流電圧をＥｉとする。１０は第１の昇圧回路であり、
第１のスイッチ手段１１と第２のスイッチ手段１２と第
３のスイッチ手段１３と昇圧コンデンサ１４とから構成
される。第１のスイッチ手段１１と昇圧コンデンサ１４
と第２のスイッチ手段１２との直列回路は、入力直流電
源１に並列に接続され、第３のスイッチ手段１３は、第
１のスイッチ手段１１と昇圧コンデンサ１４との直列回
路と並列に接続される。

【００１６】２０は第１の降圧回路であり、第４のスイ
ッチ手段２１と第５のスイッチ手段２２と第１のチョー
クコイル２３と出力コンデンサ５とから構成される。第
４のスイッチ手段２１と第５のスイッチ手段２２との直
列回路は、昇圧コンデンサ１４と第２のスイッチ手段１
２との直列回路に並列に接続され、第１のチョークコイ
ル２３と出力コンデンサ５との直列回路は、第５のスイ
ッチ手段２２に並列に接続される。出力コンデンサ５の
電圧は出力直流電圧Ｅｏとして負荷６に供給される。

【００１７】３０は第１の制御回路であり、出力直流電
圧Ｅｏを検出し、第２のスイッチ手段１２と第３のスイ
ッチ手段１３を交互にオンオフし、第４のスイッチ手段
２１と第５のスイッチ手段２２を交互にオンオフし、第
１のスイッチ手段１１を第２のスイッチ手段１２のオン
時間内にオン状態とし、第４のスイッチ手段２１を第３
のスイッチ手段１３のオン期間内にオン状態とする機能
を有する。

【００１８】以上のように構成された本実施の形態のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの動作を以下に説明する。まず第１
の昇圧回路１０の動作を説明する。第１のスイッチ手段
１１と第２のスイッチ手段１２がオン状態にあり、第３
のスイッチ手段１３がオフ状態である時、昇圧コンデン
サ１４は第１のスイッチ手段１１と第２のスイッチ手段
１２を介して入力直流電源１と並列接続され、入力直流
電圧Ｅｉに充電される。第１のスイッチ手段１１がオフ
すると、この充電経路は断たれる。次に第２のスイッチ
手段１２がオフして第３のスイッチ手段１３がオンする
と、昇圧コンデンサ１４は入力直流電源１と直列接続さ
れ、第１の昇圧回路１０は２Ｅｉを出力する。

【００１９】第１の降圧回路２０の動作を説明する。第
４のスイッチ手段２１がオン状態にあるのは第３のスイ
ッチ手段１３のオン期間内であるので、第１のチョーク
コイル２３には２Ｅｉと出力直流電圧Ｅｏとの電圧差が
印加される。第４のスイッチ手段２１のオン期間をＴｏ
ｎとすると第１のチョークコイル２３には（２Ｅｉ−Ｅ
ｏ）Ｔｏｎの磁束が発生し、磁気エネルギーが蓄積され
る。次に第４のスイッチ手段２１がオフして第５のスイ
ッチ手段２２がオンすると、第１のチョークコイル２３
に蓄積された磁気エネルギーは第５のスイッチ手段２２
を介して出力コンデンサ５へ流れる電流として放出され
る。第４のスイッチ手段２１のオフ期間をＴｏｆｆとす
ると、この期間に第１のチョークコイル２３が失う磁束
はＥｏ・Ｔｏｆｆである。定常状態においては第１のチ
ョークコイル２３の磁気エネルギーの増減は安定するた
め、 （２Ｅｉ−Ｅｏ）Ｔｏｎ＝Ｅｏ・Ｔｏｆｆ が成り立つ。

【００２０】第４のスイッチ手段２１の時比率、即ちス
イッチング周期Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆにおけるオン期間Ｔｏ
ｎの割合Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）を、δとする
と、 Ｅｏ＝２δＥｉ の関係が得られる。０＜δ＜１であるから、第１の制御
回路３０がδを調整することにより、出力直流電圧Ｅｏ
を入力直流電圧Ｅｉ以下の低電圧から入力直流電圧Ｅｉ
の２倍近くまで制御することができる。

【００２１】尚、本実施の形態では第１から第５のスイ
ッチ手段１１，１２，１３，２１，２２のオンオフ動作
による電力変換の説明をしたが、図２に示すように第１
のスイッチ手段１１または第５のスイッチ手段２２はダ
イオードであってもその基本的な動作は変わらない。図
２において、実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの構
成を示す図１と異なるのは、第１のスイッチ手段１１が
第１のダイオード１５になり、第５のスイッチ手段２２
が第２のダイオード２４になり、第１の制御回路３０は
出力直流電圧Ｅｏを検出し、第２のスイッチ手段１２と
第３のスイッチ手段１３を交互にオンオフし、第４のス
イッチ手段２１を第３のスイッチ手段１３のオン期間内
にオン状態とする機能を有する構成となっている点であ
る。第１のスイッチ手段１１及び第５のスイッチ手段２
２のオン時に比べ、ダイオードでの順方向電圧が発生す
るが、第１の制御回路３０の構成は簡素化される。

【００２２】（実施の形態２）図３（ａ）は本発明の実
施の形態２のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、第１の制御回路３０の構成を除いて実施の形態１と
同様である。図３（ｂ）はその各部波形であり、以下に
その動作を説明する。図３の第１の制御回路３０におい
て、３１は基準電圧源、３２は出力検出回路であり、出
力コンデンサ５が負荷６に供給する出力直流電圧Ｅｏを
抵抗３２０と抵抗３２１で分割して検出し、基準電圧源
３１の出力する基準電圧Ｅｒとエラーアンプ３２２によ
って比較し、誤差電圧を増幅した帰還電圧Ｖｆを出力す
る。

【００２３】抵抗３２０と抵抗３２１の抵抗値をそれぞ
れＲ１，Ｒ２とすると、帰還電圧Ｖｆは出力直流電圧Ｅ
ｏが（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより高いと低下し、逆に出
力直流電圧Ｅｏが（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより低いと上
昇する。３３はパルス発生回路であり、出力検出回路３
２からの帰還電圧Ｖｆを受電して、所定の周波数を有す
る三角波電圧Ｖｔと比較して第１の駆動パルスＶｄ１を
出力する。第１の駆動パルスＶｄ１のパルス幅は帰還電
圧Ｖｆが低下すると大きくなる。３４は第１の駆動回路
であり、第１の駆動パルスＶｄ１を受電して第１の駆動
パルスＶｄ１がＨレベルの時に第４のスイッチ手段２１
をオンするように、第４のスイッチ手段２１と第５のス
イッチ手段２２を交互にオンオフする。

【００２４】３５は入力検出回路であり、入力直流電源
１からの入力直流電圧Ｅｉを抵抗３５０と抵抗３５１で
分割して検出し、基準電圧Ｅｒとヒステリシスコンパレ
ータ３５２で比較して切換え信号Ｖａを出力する。ヒス
テリシスコンパレータ３５２はΔＥのヒステリシスを有
し、抵抗３５０と抵抗３５１の抵抗値をそれぞれＲ３，
Ｒ４とすると、切換え信号Ｖａは入力直流電圧Ｅｉが
（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ+ΔＥ）より高くなるとＬレ
ベルとなり、（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒより低くなるとＨ
レベルになる。

【００２５】３６はＡＮＤ回路であり、第１の駆動パル
スＶｄ１と切換え信号Ｖａを受電してその論理積である
第２の駆動パルスＶｄ２を出力する。３７は第２の駆動
回路であり、第２の駆動パルスＶｄ２がＬレベルの時に
第１のスイッチ手段１１と第２のスイッチ手段１２をオ
ンし、第３のスイッチ手段１３をオフするように第１の
スイッチ手段１１と第２のスイッチ手段１２と第３のス
イッチ手段１３をオンオフする。

【００２６】以上のような構成とすることにより、入力
直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ+ΔＥ）より
高くなると第１のスイッチ手段１１と第２のスイッチ手
段１２はオン状態に保持され、第３のスイッチ手段１３
はオフ状態に保持され、この状態は入力直流電圧Ｅｉが
（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒを下回るまで保持される。この
時、第１の降圧回路は入力電圧Ｅｉの降圧コンバータと
して動作するので、第４のスイッチ手段２１のスイッチ
ング周期におけるオン期間の割合をδとすると、出力直
流電圧Ｅｏは、Ｅｏ＝δＥｉとなる。入力直流電圧Ｅｉ
が（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒを下回って第２の駆動パルス
Ｖｄ２がＨレベルになると、実施の形態１で説明した動
作と同様の動作となり、Ｅｏ＝２δＥｉとなる。いずれ
の場合においても、δはＥｏ＝（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒ
となるように調整される。０＜δ＜１であるから、Ｒ３
／Ｒ４＞Ｒ１／Ｒ２に設定しておけばよい。

【００２７】即ち、入力直流電圧Ｅｉが充分高く、第１
の昇圧回路１０によって２倍に昇圧する必要が無い場合
には、第１の昇圧回路１０の動作を停止することによ
り、第１のスイッチ手段１１と第２のスイッチ手段１２
と第３のスイッチ手段１３のスイッチング損失の発生を
無くすことができる。しかもこのような動作の切換わり
は、本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータの動作モード
そのものの切換わりではない。第１の降圧回路にとって
は入力変動への応答動作に過ぎず、出力直流電圧は安定
に制御される。

【００２８】（実施の形態３）図４（ａ）は本発明の実
施の形態３のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、図４（ｂ）はその各スイッチ手段の動作状態を示
す。図４において、１は入力直流電源であり、その入力
直流電圧をＥｉとする。４０は第２の降圧回路であり、
第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４２と第
８のスイッチ手段４３と第９のスイッチ手段４４と第１
のコンデンサ４５と第２のコンデンサ４６とから構成さ
れる。

【００２９】第６のスイッチ手段４１と第１のコンデン
サ４５と第７のスイッチ手段４２と第２のコンデンサ４
６との直列回路は入力直流電源１に並列に接続され、第
８のスイッチ手段４３は第７のスイッチ手段４２と第２
のコンデンサ４６との直列回路と並列に接続され、第９
のスイッチ手段４４は第１のコンデンサ４５と第７のス
イッチ手段４２との直列回路と並列に接続される。

【００３０】５０は第２の昇圧回路であり、第２のチョ
ークコイル５１と第１０のスイッチ手段５２と第１１の
スイッチ手段５３と出力コンデンサ５とから構成され
る。第２のチョークコイル５１と第１０のスイッチ手段
５２との直列回路は入力直流電源１と第６のスイッチ手
段４１との直列回路に並列に接続され、第１１のスイッ
チ手段５３と出力コンデンサ５との直列回路は第１０の
スイッチ手段５２に並列に接続される。出力コンデンサ
５の電圧は出力直流電圧Ｅｏとして負荷６に供給され
る。

【００３１】６０は第２の制御回路であり、出力直流電
圧Ｅｏを検出し、第１０のスイッチ手段５２と第１１の
スイッチ手段５３を交互にオンオフし、第６のスイッチ
手段４１と第７のスイッチ手段４２を第１０のスイッチ
手段５２のオン期間内でオン状態とし、第８のスイッチ
手段４３と第９のスイッチ手段４４を第６及び第７のス
イッチ手段４１，４２のオフ期間内でオン状態とする機
能を有する。

【００３２】以上のように構成された本実施の形態のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの動作を以下に説明する。まず第２
の降圧回路４０の動作を説明する。第６のスイッチ手段
４１と第７のスイッチ手段４２がオン状態にあり、第８
のスイッチ手段４３と第９のスイッチ手段４４がオフ状
態である時、第１のコンデンサ４５と第２のコンデンサ
４６は第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４
２を介して直列回路を構成し、この直列回路は入力直流
電源１と並列接続され、入力直流電圧Ｅｉに充電され
る。第１のコンデンサ４５と第２のコンデンサ４６の静
電容量が等しいものとすると、第１のコンデンサ４５と
第２のコンデンサ４６それぞれＥｉ／２に充電される。
第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４２がオ
フすると、この充電経路は断たれる。次に第８のスイッ
チ手段４３と第９のスイッチ手段４４がオンすると、第
１のコンデンサ４５と第２のコンデンサ４６は並列接続
され、第２の降圧回路４０はＥｉ／２を出力する。

【００３３】第２の昇圧回路５０の動作を説明する。第
１０のスイッチ手段５２がオン期間をＴｏｎ１とし、第
６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４２のオン
期間をＴｏｎ２とする。第１０のスイッチ手段５２がオ
ン状態にあるのは第６のスイッチ手段４１と第７のスイ
ッチ手段４２のオン期間内を含むので、第２のチョーク
コイル５１にはＥｉが印加される期間Ｔｏｎ２とＥｉ／
２が印加される期間Ｔｏｎ１−Ｔｏｎ２とが存在する。
このため第１０のスイッチ手段５２がオン期間Ｔｏｎ１
において第２のチョークコイル５１には Ｅｉ・Ｔｏｎ２＋（Ｅｉ／２）（Ｔｏｎ１−Ｔｏｎ２）
＝（Ｅｉ／２）（Ｔｏｎ１＋Ｔｏｎ２） の磁束が発生し、磁気エネルギーが蓄積される。

【００３４】次に第１０のスイッチ手段５２がオフして
第１１のスイッチ手段５３がオンすると、第２のチョー
クコイル５１に蓄積された磁気エネルギーは第１１のス
イッチ手段５３を介して出力コンデンサ５へ流れる電流
として放出される。この時は第８のスイッチ手段４３と
第９のスイッチ手段４４がオンしているので、第２のチ
ョークコイル５１にはＥｉ／２とＥｏとの電圧差が印加
されている。第１０のスイッチ手段５２のオフ期間をＴ
ｏｆｆ１とすると、この期間に第２のチョークコイル５
１が失う磁束は（Ｅｏ−Ｅｉ／２）・Ｔｏｆｆ１であ
る。

【００３５】定常状態においては第２のチョークコイル
５１の磁気エネルギーの増減は安定するため、 （Ｅｉ／２）（Ｔｏｎ１＋Ｔｏｎ２）＝（Ｅｏ−Ｅｉ／
２）・Ｔｏｆｆ１ が成り立つ。第１０のスイッチ手段５２のスイッチング
周期Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１におけるオン期間Ｔｏｎ１の
割合Ｔｏｎ１／（Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１）をδ１とし、
第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４２のス
イッチング周期Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１におけるオン期間
Ｔｏｎ２の割合Ｔｏｎ２／（Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１）を
δ２とすると、 Ｅｏ＝（１＋δ２）（Ｅｉ／２）／（１−δ１） の関係が得られる。０＜δ２≦δ１＜１であるから、第
２の制御回路６０がδ１及びδ２を調整することによ
り、出力直流電圧Ｅｏを入力直流電圧Ｅｉの半分近くか
ら入力直流電圧Ｅｉ以上の高電圧まで制御することがで
きる。

【００３６】尚、以上の説明では第１０のスイッチ手段
５２のオン期間をＴｏｎ１、第６のスイッチ手段４１と
第７のスイッチ手段４２のオン期間をＴｏｎ２としてき
たが、これらは同時にオンオフしても構わない。その場
合、Ｔｏｎ１＝Ｔｏｎ２、δ１＝δ２＝δとして、 Ｅｏ＝（１＋δ）（Ｅｉ／２）／（１−δ） となる。

【００３７】また、本実施の形態では第６から第１１の
スイッチ手段４１，４２，４３，４４，５２，５３のオ
ンオフ動作による電力変換の説明をしたが、図５に示す
ように第７のスイッチ手段４２または第８のスイッチ手
段４３または第９のスイッチ手段４４または第１１のス
イッチ手段５３はダイオードであってもその基本的な動
作は変わらない。図５において、実施の形態３のＤＣ−
ＤＣコンバータの構成を示す図４と異なるのは、第７の
スイッチ手段４２が第３のダイオード４７になり、第８
のスイッチ手段４３が第４のダイオード４８になり、第
９のスイッチ手段４４が第５のダイオード４９になり、
第１１のスイッチ手段５３が第６のダイオード５４にな
り、第２の制御回路６０は出力直流電圧Ｅｏを検出し、
第１０のスイッチ手段５２をオンオフし、第６のスイッ
チ手段４１を第１０のスイッチ手段５２のオン期間内で
オン状態とする機能を有する構成となっている点であ
る。第７のスイッチ手段４２及び第８のスイッチ手段４
３及び第９のスイッチ手段４４及び第１１のスイッチ手
段５３のオン時に比べ、ダイオードでの順方向電圧が発
生するが、第２の制御回路６０の構成は簡素化される。

【００３８】（実施の形態４）図６（ａ）は本発明の実
施の形態４のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、第２の制御回路６０の構成を除いて実施の形態３と
同様である。図６（ｂ）はその各部波形であり、以下に
その動作を説明する。図６（ａ）の第２の制御回路６０
において、６１は基準電圧源、６２は出力検出回路であ
り、出力コンデンサ５が負荷６に供給する出力直流電圧
Ｅｏを抵抗６２０と抵抗６２１で分割して検出し、基準
電圧源６１の出力する基準電圧Ｅｒとエラーアンプ６２
２によって比較し、誤差電圧を増幅した帰還電圧Ｖｆを
出力する。

【００３９】抵抗６２０と抵抗６２１の抵抗値をそれぞ
れＲ１，Ｒ２とすると、帰還電圧Ｖｆは出力直流電圧Ｅ
ｏが（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより高いと低下し、逆に出
力直流電圧Ｅｏが（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより低いと上
昇する。６３はパルス発生回路であり、出力検出回路６
２からの帰還電圧Ｖｆを受電して、所定の周波数を有す
る三角波電圧Ｖｔと比較して第３の駆動パルスＶｄ３を
出力する。第３の駆動パルスＶｄ３のパルス幅は帰還電
圧Ｖｆが低下すると大きくなる。６４は第３の駆動回路
であり、第３の駆動パルスＶｄ３を受電して第３の駆動
パルスＶｄ３がＨレベルの時に第１０のスイッチ手段５
２をオンするように、第１０のスイッチ手段５２と第１
１のスイッチ手段５３を交互にオンオフする。

【００４０】６５は入力検出回路であり、入力直流電源
１からの入力直流電圧Ｅｉを抵抗６５０と抵抗６５１で
分割して検出し、基準電圧Ｅｒとヒステリシスコンパレ
ータ６５２で比較して切換え信号Ｖｂを出力する。ヒス
テリシスコンパレータ６５２は−ΔＥのヒステリシスを
有し、抵抗６５０と抵抗６５１の抵抗値をそれぞれＲ
３，Ｒ４とすると、切換え信号Ｖｂは入力直流電圧Ｅｉ
が（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒより高くなるとＨレベルとな
り、（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ−ΔＥ）より低くなると
Ｌレベルになる。

【００４１】６６はＡＮＤ回路であり、第３の駆動パル
スＶｄ３と切換え信号Ｖｂを受電してその論理積である
第４の駆動パルスＶｄ４を出力する。６７は第４の駆動
回路であり、第４の駆動パルスＶｄ４がＬレベルの時に
第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４２をオ
ンし、第８のスイッチ手段４３と第９のスイッチ手段４
４をオフするように第６のスイッチ手段４１と第７のス
イッチ手段４２と第８のスイッチ手段４３と第９のスイ
ッチ手段４４をオンオフする。

【００４２】以上のような構成とすることにより、入力
直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ−ΔＥ）より
低くなると第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手
段４２はオン状態に保持され、第８のスイッチ手段４３
と第９のスイッチ手段４４はオフ状態に保持され、この
状態は入力直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒより
高くなるまで保持される。この時、第２の昇圧回路５０
は入力電圧Ｅｉの昇圧コンバータとして動作するので、
第１０のスイッチ手段５２のスイッチング周期における
オン期間の割合をδとすると、出力直流電圧Ｅｏは、 Ｅｏ＝Ｅｉ／（１−δ） となる。入力直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒよ
り高くなって切換え信号ＶｃがＨレベルになると、実施
の形態３で説明した動作と同様の動作となり、 Ｅｏ＝（１＋δ）（Ｅｉ／２）／（１−δ） となる。いずれの場合においても、δは Ｅｏ＝（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒ となるように調整される。０＜δ＜１であるから、Ｒ３
／Ｒ４＜Ｒ１／Ｒ２に設定しておけばよい。

【００４３】即ち、入力直流電圧Ｅｉが充分高く、第２
の降圧回路４０によって１／２倍に降圧する必要が無い
場合には、第２の降圧回路４０の動作を停止することに
より、第６のスイッチ手段４１と第７のスイッチ手段４
２と第８のスイッチ手段４３と第９のスイッチ手段４４
のスイッチング損失の発生を無くすことができる。しか
もこのような動作の切換わりは、本実施の形態のＤＣ−
ＤＣコンバータの動作モードそのものの切換わりではな
い。第２の昇圧回路にとっては出力変動への応答動作に
過ぎず、出力直流電圧は安定に制御される。

【００４４】（実施の形態５）図７（ａ）は本発明の実
施の形態５のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、図７（ｂ）はその各スイッチ手段の動作状態を示
す。図７において、１は入力直流電源であり、その入力
直流電圧をＥｉとする。７０は第３の昇圧回路であり、
第３のチョークコイル７１と第１２のスイッチ手段７２
とから構成される。第３のチョークコイル７１と第１２
のスイッチ手段７２との直列回路は入力直流電源１に並
列に接続される。

【００４５】８０は第３の降圧回路であり、第１３のス
イッチ手段８１と第１４のスイッチ手段８２と第１５の
スイッチ手段８３と第１６のスイッチ手段８４と降圧コ
ンデンサ８５と出力コンデンサ５とから構成される。第
１３のスイッチ手段８１と降圧コンデンサ８５と第１４
のスイッチ手段８２と出力コンデンサ５との直列回路は
第１２のスイッチ手段７２に並列に接続され、第１５の
スイッチ手段８３は第１４のスイッチ手段８２と出力コ
ンデンサ５との直列回路と並列に接続され、第１６のス
イッチ手段８４は降圧コンデンサ８５と第１４のスイッ
チ手段８２との直列回路と並列に接続される。

【００４６】９０は第３の制御回路であり、第１２のス
イッチ手段７２と第１３のスイッチ手段８１を交互にオ
ンオフし、第１４のスイッチ手段８２を第１２のスイッ
チ手段８１のオフ期間内でオン状態とし、第１５のスイ
ッチ手段８３と第１６のスイッチ手段８４を第１４のス
イッチ手段８２のオフ期間内でオン状態とする機能を有
する。

【００４７】以上のように構成された本実施の形態のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの動作を以下に説明する。第１２の
スイッチ手段７２がオン状態にあり第１３のスイッチ手
段８１がオフ状態である時、第３のチョークコイル７１
には入力直流電圧Ｅｉが印加される。第１２のスイッチ
手段７２のオン期間をＴｏｎとすると、第３のチョーク
コイル７１にはＥｉ・Ｔｏｎの磁束が発生し、磁気エネ
ルギーが蓄積される。この時、第１４のスイッチ手段８
２はオフ状態であり、第１５のスイッチ手段８３と第１
６のスイッチ手段８４はオン状態であるので、降圧コン
デンサ８５は第１５のスイッチ手段８３と第１６のスイ
ッチ手段８４を介して出力コンデンサ５と並列接続され
る。即ち、降圧コンデンサ８５と出力コンデンサ５の電
圧はともに出力直流電圧Ｅｏとなる。

【００４８】次に第１２のスイッチ手段７２がオフし第
１３のスイッチ手段８１がオンすると、第３のチョーク
コイル７１に蓄積された磁気エネルギーは第１３のスイ
ッチ手段８１を介して流れる電流として放出される。こ
の時、第１４のスイッチ手段８２はオン状態であり、第
１５のスイッチ手段８３と第１６のスイッチ手段８４は
オフ状態であるので、降圧コンデンサ８５は第１４のス
イッチ手段８２を介して出力コンデンサ５と直列接続さ
れる。従って第３のチョークコイル７１に蓄積された磁
気エネルギーは、第１３のスイッチ手段８１を介して降
圧コンデンサ８５と出力コンデンサ５と直列回路を充電
するように流れる。降圧コンデンサ８５と出力コンデン
サ５と直列回路の電圧は２Ｅｏである。従って第３のチ
ョークコイル７１には、入力直流電圧Ｅｉと２Ｅｏとの
電圧差が印加されている。

【００４９】第１２のスイッチ手段７２のオフ期間をＴ
ｏｆｆとすると、この期間に第３のチョークコイル７１
が失う磁束は（２Ｅｏ−Ｅｉ）・Ｔｏｆｆである。定常
状態においては第３のチョークコイル７１の磁気エネル
ギーの増減は安定するため、 Ｅｉ・Ｔｏｎ＝（２Ｅｏ−Ｅｉ）・Ｔｏｆｆ が成り立つ。第１２のスイッチ手段７２のスイッチング
周期Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆにおけるオン期間Ｔｏｎの割合Ｔ
ｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）をδとすると、 Ｅｏ＝（Ｅｉ／２）／（１−δ） の関係が得られる。第３の昇圧回路７０の出力電圧を第
３の降圧回路８０が半分にしているのである。０＜δ＜
１であるから、第３の制御回路９０がδを調整すること
により、出力直流電圧Ｅｏを入力直流電圧Ｅｉの半分近
くから入力直流電圧Ｅｉ以上の高電圧まで制御すること
ができる。

【００５０】尚、本実施の形態では第１２から第１６の
スイッチ手段７２，８１，８２，８３，８４のオンオフ
動作による電力変換の説明をしたが、図８に示すように
第１３のスイッチ手段８１または第１４のスイッチ手段
８２または第１５のスイッチ手段８３はダイオードであ
ってもその基本的な動作は変わらない。図８において、
実施の形態５のＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示す図７
と異なるのは、第１３のスイッチ手段８１が第７のダイ
オード８６になり、第１４のスイッチ手段８２が第８の
ダイオード８７になり、第１５のスイッチ手段８３が第
９のダイオード８８になり、第３の制御回路９０は出力
直流電圧Ｅｏを検出し、第１２のスイッチ手段７２をオ
ンオフし、第１６のスイッチ手段８４を第１２のスイッ
チ手段７２のオン期間内でオン状態とする機能を有する
構成となっている点である。第１３のスイッチ手段８１
及び第１４のスイッチ手段８２及び第１５のスイッチ手
段８３のオン時に比べ、ダイオードでの順方向電圧が発
生するが、第３の制御回路９０の構成は簡素化される。

【００５１】（実施の形態６）図９（ａ）は本発明の実
施の形態６のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図であ
り、第３の制御回路９０の構成を除いて実施の形態５と
同様である。図９（ｂ）はその各部波形であり、以下に
その動作を説明する。図９（ａ）の第３の制御回路９０
において、９１は基準電圧源、９２は出力検出回路であ
り、出力コンデンサ５が負荷６に供給する出力直流電圧
Ｅｏを抵抗９２０と抵抗９２１で分割して検出し、基準
電圧源９１の出力する基準電圧Ｅｒとエラーアンプ９２
２によって比較し、誤差電圧を増幅した帰還電圧Ｖｆを
出力する。抵抗９２０と抵抗９２１の抵抗値をそれぞれ
Ｒ１，Ｒ２とすると、帰還電圧Ｖｆは出力直流電圧Ｅｏ
が（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより高いと低下し、逆に出力
直流電圧Ｅｏが（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒより低いと上昇
する。

【００５２】９３はパルス発生回路であり、出力検出回
路９２からの帰還電圧Ｖｆを受電して、所定の周波数を
有する三角波電圧Ｖｔと比較して第５の駆動パルスＶｄ
５を出力する。第５の駆動パルスＶｄ５のパルス幅は帰
還電圧Ｖｆが低下すると大きくなる。９４は第５の駆動
回路であり、第５の駆動パルスＶｄ５を受電して第５の
駆動パルスＶｄ５がＨレベルの時に第１２のスイッチ手
段７２をオンするように、第１２のスイッチ手段７２と
第１３のスイッチ手段８１を交互にオンオフする。

【００５３】９５は入力検出回路であり、入力直流電源
１からの入力直流電圧Ｅｉを抵抗９５０と抵抗９５１で
分割して検出し、基準電圧Ｅｒとヒステリシスコンパレ
ータ９５２で比較して切換え信号Ｖｃを出力する。ヒス
テリシスコンパレータ９５２は−ΔＥのヒステリシスを
有し、抵抗９５０と抵抗９５１の抵抗値をそれぞれＲ
３，Ｒ４とすると、切換え信号Ｖｃは入力直流電圧Ｅｉ
が（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒより高くなるとＬレベルとな
り、（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ−ΔＥ）より低くなると
Ｈレベルになる。

【００５４】９６はＮＯＲ回路であり、第５の駆動パル
スＶｄ５と切換え信号Ｖｃを受電してその論理積である
第６の駆動パルスＶｄ６を出力する。９７は第６の駆動
回路であり、第６の駆動パルスＶｄ６がＨレベルの時に
第１４のスイッチ手段８２をオンし、第１５のスイッチ
手段８３と第１６のスイッチ手段８４をオフするように
第１４のスイッチ手段８２と第１５のスイッチ手段８３
と第１６のスイッチ手段８４をオンオフする。

【００５５】以上のような構成とすることにより、入力
直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）（Ｅｒ−ΔＥ）より
低くなると第１５のスイッチ手段８３と第１６のスイッ
チ手段８４はオン状態に保持され、第１４のスイッチ手
段８２はオフ状態に保持され、この状態は入力直流電圧
Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒより高くなるまで保持さ
れる。この時、第３の昇圧回路７０は入力電圧Ｅｉの昇
圧コンバータとして動作するので、第１２のスイッチ手
段７２のスイッチング周期におけるオン期間の割合をδ
とすると、出力直流電圧Ｅｏは、 Ｅｏ＝Ｅｉ／（１−δ） となる。入力直流電圧Ｅｉが（１＋Ｒ３／Ｒ４）Ｅｒよ
り高くなって切換え信号ＶｃがＨレベルになると、実施
の形態５で説明した動作と同様の動作となり、 Ｅｏ＝（Ｅｉ／２）／（１−δ） となる。いずれの場合においても、δは Ｅｏ＝（１＋Ｒ１／Ｒ２）Ｅｒ となるように調整される。０＜δ＜１であるから、Ｒ３
／Ｒ４＜Ｒ１／Ｒ２に設定しておけばよい。

【００５６】即ち、入力直流電圧Ｅｉが充分高く、第３
の降圧回路８０によって１／２倍に降圧する必要が無い
場合には、第３の降圧回路８０の動作を停止することに
より、第１４のスイッチ手段８２と第１５のスイッチ手
段８３と第１６のスイッチ手段８４のスイッチング損失
の発生を無くすことができる。しかもこのような動作の
切換わりは、本実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータの動
作モードそのものの切換わりではない。第３の昇圧回路
にとっては入力変動への応答動作に過ぎず、出力直流電
圧は安定に制御される。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明のＤＣ−ＤＣコン
バータは、入力直流電圧Ｅｉを供給する入力直流電源
と、昇圧コンデンサと、第１のスイッチ手段と、第２の
スイッチ手段と、第３のスイッチ手段とを有し、第１の
スイッチ手段と昇圧コンデンサと第２のスイッチ手段と
の直列回路は入力直流電源に並列に接続され、第３のス
イッチ手段は第１のスイッチ手段と昇圧コンデンサとの
直列回路と並列に接続される第１の昇圧回路と、第４の
スイッチ手段と、第５のスイッチ手段と、第１のチョー
クコイルと、出力直流電圧Ｅｏを負荷へ供給する出力コ
ンデンサとを有し、第４のスイッチ手段と第５のスイッ
チ手段との直列回路は昇圧コンデンサと第２のスイッチ
手段との直列回路に並列に接続され、第１のチョークコ
イルと出力コンデンサとの直列回路は第５のスイッチ手
段に並列に接続される第１の降圧回路と、第２のスイッ
チ手段と第３のスイッチ手段を交互にオンオフし、第４
のスイッチ手段と第５のスイッチ手段を交互にオンオフ
し、第１のスイッチ手段を第２のスイッチ手段のオン時
間内にオン状態とし、第４のスイッチ手段を第３のスイ
ッチ手段のオン期間内にオン状態とする第１の制御回路
とからなる構成を有することにより、第４のスイッチ手
段の時比率をδとすると、Ｅｏ＝２δＥｉの関係が得ら
れ、出力直流電圧Ｅｏを入力直流電圧Ｅｉ以下の低電圧
から入力直流電圧Ｅｉの２倍近くまで制御することがで
きる。

【００５８】また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、
入力直流電圧Ｅｉを供給する入力直流電源と、第１のコ
ンデンサと、第２のコンデンサと、第６のスイッチ手段
と、第７のスイッチ手段と、第８のスイッチ手段と、第
９のスイッチ手段とを有し、第６のスイッチ手段と第１
のコンデンサと第７のスイッチ手段と第２のコンデンサ
との直列回路は入力直流電源に並列に接続され、第８の
スイッチ手段は第７のスイッチ手段と第２のコンデンサ
との直列回路と並列に接続され、第９のスイッチ手段は
第１のコンデンサと第７のスイッチ手段との直列回路と
並列に接続される第２の降圧回路と、第２のチョークコ
イルと、第１０のスイッチ手段と、第１１のスイッチ手
段と、出力直流電圧Ｅｏを負荷へ供給する出力コンデン
サとを有し、第２のチョークコイルと第１０のスイッチ
手段との直列回路は入力直流電源と第６のスイッチ手段
との直列回路に並列に接続され、第１１のスイッチ手段
と出力コンデンサとの直列回路は第１０のスイッチ手段
に並列に接続される第２の昇圧回路と、第１０のスイッ
チ手段と第１１のスイッチ手段を交互にオンオフし、第
６のスイッチ手段と第７のスイッチ手段を第１０のスイ
ッチ手段のオン期間内でオン状態とし、第８のスイッチ
手段と第９のスイッチ手段を第６及び第７のスイッチ手
段のオフ期間内でオン状態とする第２の制御回路とから
なる構成を有することにより、第１０のスイッチ手段の
時比率をδ１とし、第６のスイッチ手段４１と第７のス
イッチ手段４２の時比率をδ２とすると、Ｅｏ＝（１＋
δ２）（Ｅｉ／２）／（１−δ１）の関係が得られ、出
力直流電圧Ｅｏを入力直流電圧Ｅｉの半分近くから入力
直流電圧Ｅｉ以上の高電圧まで制御することができる。

【００５９】また、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、
入力直流電圧Ｅｉを供給する入力直流電源と、第３のチ
ョークコイルと、第１２のスイッチ手段とを有し、第３
のチョークコイルと第１２のスイッチ手段との直列回路
が入力直流電源に並列に接続される第３の昇圧回路と、
降圧コンデンサと、出力直流電圧Ｅｏを負荷へ供給する
出力コンデンサと、第１３のスイッチ手段と、第１４の
スイッチ手段と、第１５のスイッチ手段と、第１６のス
イッチ手段とを有し、第１３のスイッチ手段と降圧コン
デンサと第１４のスイッチ手段と出力コンデンサとの直
列回路は第１２のスイッチ手段に並列に接続され、第１
５のスイッチ手段は第１４のスイッチ手段と出力コンデ
ンサとの直列回路と並列に接続され、第１６のスイッチ
手段は降圧コンデンサと第１４のスイッチ手段との直列
回路と並列に接続される第３の降圧回路と、第１２のス
イッチ手段と第１３のスイッチ手段を交互にオンオフ
し、第１４のスイッチ手段を第１２のスイッチ手段のオ
フ期間内でオン状態とし、第１５のスイッチ手段と第１
６のスイッチ手段を第１４のスイッチ手段のオフ期間内
でオン状態とする第３の制御回路とからなる構成を有す
ることにより、第１２のスイッチ手段７２の時比率をδ
とすると、Ｅｏ＝（Ｅｉ／２）／（１−δ）の関係が得
られ、出力直流電圧Ｅｏを入力直流電圧Ｅｉの半分近く
から入力直流電圧Ｅｉ以上の高電圧まで制御することが
できるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態１におけるＤＣ−ＤＣコンバ
ータの各スイッチ手段の動作状態図

【図２】本発明の実施の形態１におけるＤＣ−ＤＣコン
バータの別の形態を示す回路図

【図３】（ａ）本発明の実施の形態２のＤＣ−ＤＣコン
バータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態２のＤＣ−ＤＣコンバータの
各部動作波形図

【図４】（ａ）本発明の実施の形態３におけるＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態３におけるＤＣ−ＤＣコンバ
ータの各スイッチ手段の動作状態図

【図５】本発明の実施の形態３におけるＤＣ−ＤＣコン
バータの別の形態を示す回路図

【図６】（ａ）本発明の実施の形態４のＤＣ−ＤＣコン
バータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態４のＤＣ−ＤＣコンバータの
各部動作波形図

【図７】（ａ）本発明の実施の形態５におけるＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態５におけるＤＣ−ＤＣコンバ
ータの各スイッチ手段の動作状態図

【図８】本発明の実施の形態５におけるＤＣ−ＤＣコン
バータの別の形態を示す回路図

【図９】（ａ）本発明の実施の形態６のＤＣ−ＤＣコン
バータを示す回路図 （ｂ）本発明の実施の形態６のＤＣ−ＤＣコンバータの
各部動作波形図

【図１０】従来のＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図

【符号の説明】

１ 入力直流電源 ５ 出力コンデンサ ６ 負荷 １０ 第１の昇圧回路 １１ 第１のスイッチ手段 １２ 第２のスイッチ手段 １３ 第３のスイッチ手段 １４ 昇圧コンデンサ ２０ 第１の降圧回路 ２１ 第４のスイッチ手段 ２２ 第５のスイッチ手段 ２３ 第１のチョークコイル ３０ 第１の制御回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力直流電源と、 昇圧コンデンサと、第１のスイッチ手段と、第２のスイ
   ッチ手段と、第３のスイッチ手段とを有し、前記第１の
   スイッチ手段と前記昇圧コンデンサと前記第２のスイッ
   チ手段は直列に接続され、前記第１のスイッチ手段と前
   記昇圧コンデンサと前記第２のスイッチ手段との直列回
   路は前記入力直流電源に並列に接続され、前記第３のス
   イッチ手段は前記第１のスイッチ手段と前記昇圧コンデ
   ンサとの直列回路と並列に接続される第１の昇圧回路
   と、 第４のスイッチ手段と、第５のスイッチ手段と、第１の
   チョークコイルと、出力コンデンサとを有し、前記第４
   のスイッチ手段と前記第５のスイッチ手段は直列に接続
   され、前記第４のスイッチ手段と前記第５のスイッチ手
   段との直列回路は前記昇圧回路の前記昇圧コンデンサと
   前記第２のスイッチ手段との直列回路に並列に接続さ
   れ、前記第１のチョークコイルと前記出力コンデンサは
   直列に接続され、前記第１のチョークコイルと前記出力
   コンデンサとの直列回路は前記第５のスイッチ手段に並
   列に接続される第１の降圧回路と、 前記第２のスイッチ手段と前記第３のスイッチ手段を交
   互にオンオフし、前記第４のスイッチ手段と前記第５の
   スイッチ手段を交互にオンオフし、前記第１のスイッチ
   手段を前記第２のスイッチ手段のオン時間内にオン状態
   とし、前記第４のスイッチ手段を前記第３のスイッチ手
   段のオン期間内にオン状態とする第１の制御回路と、か
   ら構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ。
2. 【請求項２】 前記第１のスイッチ手段がダイオード、
   または前記第５のスイッチ手段がダイオードである請求
   項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
3. 【請求項３】 前記第１の制御回路は、前記入力直流電
   源の電圧と前記出力コンデンサの電圧を直接または間接
   的に検知し、前記入力直流電源の電圧が前記出力コンデ
   ンサの電圧よりさらに所定値以上の電圧を有する場合に
   は、前記第１のスイッチ手段をオン状態に保持し、前記
   第３のスイッチ手段をオフ状態に保持する機能を有する
   請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
4. 【請求項４】 入力直流電源と、 第１のコンデンサと、第２のコンデンサと、第６のスイ
   ッチ手段と、第７のスイッチ手段と、第８のスイッチ手
   段と、第９のスイッチ手段とを有し、前記第１のスイッ
   チ手段と前記第１のコンデンサと前記第２のスイッチ手
   段と前記第２のコンデンサは直列に接続され、前記第１
   のスイッチ手段と前記第１のコンデンサと前記第２のス
   イッチ手段と前記第２のコンデンサとの直列回路は前記
   入力直流電源に並列に接続され、前記第３のスイッチ手
   段は前記第２のスイッチ手段と前記第２のコンデンサと
   の直列回路と並列に接続され、前記第４のスイッチ手段
   は前記第１のコンデンサと前記第２のスイッチ手段との
   直列回路と並列に接続される第２の降圧回路と、 第２のチョークコイルと、第１０のスイッチ手段と、第
   １１のスイッチ手段と、出力コンデンサとを有し、前記
   第２のチョークコイルと前記第１０のスイッチ手段は直
   列に接続され、前記第２のチョークコイルと前記第１０
   のスイッチ手段との直列回路は前記降圧回路の前記入力
   直流電源と前記第１のスイッチ手段との直列回路に並列
   に接続され、前記第１１のスイッチ手段と前記出力コン
   デンサは直列に接続され、前記第１１のスイッチ手段と
   前記出力コンデンサとの直列回路は前記第１０のスイッ
   チ手段に並列に接続される第２の昇圧回路と、 前記第１０のスイッチ手段と前記第１１のスイッチ手段
   を交互にオンオフし、前記第６のスイッチ手段と前記第
   ７のスイッチ手段を前記第１０のスイッチ手段のオン期
   間内でオン状態とし、前記第８のスイッチ手段と前記第
   ９のスイッチ手段を前記第６及び第７のスイッチ手段の
   オフ期間内でオン状態とする第２の制御回路と、から構
   成されるＤＣ−ＤＣコンバータ。
5. 【請求項５】 前記第７のスイッチ手段がダイオード、
   または前記第８のスイッチ手段がダイオード、または前
   記第９のスイッチ手段がダイオード、または前記第１１
   のスイッチ手段がダイオードである請求項４記載のＤＣ
   −ＤＣコンバータ。
6. 【請求項６】 前記第２の制御回路は、前記入力直流電
   源の電圧と前記出力コンデンサの電圧を直接または間接
   的に検知し、前記入力直流電源の電圧が前記出力コンデ
   ンサの電圧よりさらに所定値以下の電圧を有する場合に
   は、前記第６のスイッチ手段と前記第７のスイッチ手段
   をオン状態に保持し、前記第８のスイッチ手段と前記第
   ９のスイッチ手段をオフ状態に保持する機能を有する請
   求項４記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
7. 【請求項７】 入力直流電源と、 第３のチョークコイルと、第１２のスイッチ手段とを有
   し、前記第３のチョークコイルと前記第１２のスイッチ
   手段は直列に接続され、前記第３のチョークコイルと前
   記第１２のスイッチ手段との直列回路は入力直流電源に
   並列に接続される第３の昇圧回路と、 降圧コンデンサと、出力コンデンサと、第１３のスイッ
   チ手段と、第１４のスイッチ手段と、第１５のスイッチ
   手段と、第１６のスイッチ手段とを有し、前記第１３の
   スイッチ手段と前記降圧コンデンサと前記第１４のスイ
   ッチ手段と前記出力コンデンサは直列に接続され、前記
   第１３のスイッチ手段と前記降圧コンデンサと前記第１
   ４のスイッチ手段と前記出力コンデンサとの直列回路は
   前記昇圧回路の前記第１２のスイッチ手段に並列に接続
   され、前記第１５のスイッチ手段は前記第１４のスイッ
   チ手段と前記出力コンデンサとの直列回路と並列に接続
   され、前記第１６のスイッチ手段は前記降圧コンデンサ
   と前記第１４のスイッチ手段との直列回路と並列に接続
   される第３の降圧回路と、 前記第１２のスイッチ手段と前記第１３のスイッチ手段
   を交互にオンオフし、前記第１４のスイッチ手段を前記
   第１２のスイッチ手段のオフ期間内でオン状態とし、前
   記第１５のスイッチ手段と前記第１６のスイッチ手段を
   前記第１４のスイッチ手段のオフ期間内でオン状態とす
   る第３の制御回路と、から構成されるＤＣ−ＤＣコンバ
   ータ。
8. 【請求項８】 前記第１３のスイッチ手段がダイオー
   ド、または前記第１４のスイッチ手段がダイオード、ま
   たは前記第１５のスイッチ手段がダイオードである請求
   項７記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
9. 【請求項９】 前記第３の制御回路は、前記入力直流電
   源の電圧と前記出力コンデンサの電圧を直接または間接
   的に検知し、前記入力直流電源の電圧が前記出力コンデ
   ンサの電圧よりさらに所定値以下の電圧を有する場合に
   は、前記第１４のスイッチ手段をオフ状態に保持し、前
   記第１５のスイッチ手段と前記第１６のスイッチ手段を
   オン状態に保持する機能を有する請求項７記載のＤＣ−
   ＤＣコンバータ。