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JP3132614B2 - DC-DC converter - Google Patents

DC-DC converter

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Publication number
JP3132614B2
JP3132614B2 JP05226754A JP22675493A JP3132614B2 JP 3132614 B2 JP3132614 B2 JP 3132614B2 JP 05226754 A JP05226754 A JP 05226754A JP 22675493 A JP22675493 A JP 22675493A JP 3132614 B2 JP3132614 B2 JP 3132614B2
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JP
Japan
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power supply
switching element
battery power
voltage
supply voltage
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JP05226754A
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慶也 赤沼
享 山本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、蓄電池または乾電池
を電源とし、電池電源電圧が基準レベル以上の状態では
昇圧スイッチング素子が動作を停止する無制御モ−ドで
電池電源電圧をそのまま負荷に供給し、電池電源電圧が
基準レベル以下に低下したときスイッチング素子が動作
する昇圧制御モ−ドで基準電圧に昇圧した直流電圧を負
荷に供給するDC−DCコンバ−タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a storage battery or a dry battery as a power supply, and supplies the battery power supply voltage to a load in a non-control mode in which the boosting switching element stops operating when the battery power supply voltage is higher than a reference level. The present invention also relates to a DC-DC converter that supplies a DC voltage boosted to a reference voltage in a boost control mode in which a switching element operates when a battery power supply voltage falls below a reference level to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来のDC−DCコンバ−タを簡
略化して示す接続図であり、電源側平滑コンデンサ9を
有する電池電源8の陽極側には、リアクトル2および直
列ダイオ−ド3を介して外部負荷10の一方端が接続さ
れ、外部負荷の他方端に接続された電池電源8の陰極側
とリアクトル2および直列ダイオ−ド3それぞれの出力
端との間には昇圧スイッチング素子1,および平滑コン
デンサ4が接続され、さらに、例えばバイポ−ラトラン
ジスタで構成される昇圧スイッチング素子1のベ−スに
接続される制御回路5に電池電源電圧Vinが入力される
ことにより、無制御モ−ドと昇圧モ−ド切換え形のDC
−DCコンバ−タ回路が構成される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a simplified connection diagram showing a conventional DC-DC converter. A reactor 2 and a series diode 3 are provided on the anode side of a battery power supply 8 having a power supply-side smoothing capacitor 9. One end of an external load 10 is connected to the other end of the external load, and the step-up switching element 1 is connected between the cathode side of the battery power supply 8 connected to the other end of the external load and the output terminals of the reactor 2 and the series diode 3. , And a smoothing capacitor 4, and a battery power supply voltage Vin is input to a control circuit 5 connected to the base of the boosting switching element 1 composed of, for example, a bipolar transistor. -DC switching between boost mode and boost mode
-A DC converter circuit is formed.

【0003】図6は従来のDC−DCコンバ−タの動作
を示す特性線図であり、電池電源8が良好な充電状態に
あってその出力電圧Vinが基準レベルVs を越える領域
では、この電圧を検知した制御回路5が動作を停止し、
昇圧スイッチング素子1はオフ状態を保持するので、電
池電源8の出力電流IL がリアクトル2および直列ダイ
オ−ド3を介して外部負荷に供給されるとともに、DC
−DCコンバ−タの出力電圧Vout ≒Vinとなり、電池
電源電圧Vinをそのまま外部負荷10に供給する無制御
モ−ドの運転が行われる。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the operation of a conventional DC-DC converter. In the region where the battery power supply 8 is in a good charge state and its output voltage Vin exceeds the reference level Vs, this voltage is shown. The control circuit 5 which has detected the operation stops operation,
Since the boost switching element 1 keeps the off state, the output current IL of the battery power supply 8 is supplied to the external load via the reactor 2 and the series diode 3 and the DC
-The output voltage Vout of the DC converter becomes approximately equal to Vin, and the operation in the non-control mode in which the battery power supply voltage Vin is directly supplied to the external load 10 is performed.

【0004】負荷10への電力の供給により電池電源が
消耗し、電池電源電圧Vinが徐々に低下して基準レベル
Vs にまで低下すると、これを検知した制御回路5が時
比率制御動作を開始し、昇圧スイッチング素子1を駆動
信号5d により所望のタイミングでオンオフ制御する。
この時、昇圧スイッチング素子1のオン期間中電池電源
8からの電流IL によりリアクトル2にエネルギ−が蓄
積され、昇圧スイッチング素子1のオフ期間中リアクト
ル2の放電エネルギ−および直流電源から新たに供給さ
れる電流とが、直列ダイオ−ド3を介して負荷10に供
給される。この時、入出力電圧比Vout /Vinは昇圧ス
イッチング素子1のオフ時比率Doff =TOff /Tに逆
比例するが、オフ時比率Doff が1以下の値をとるの
で、出力電圧Vout が入力電圧Vinより高くなる昇圧動
作となり、出力電圧Vout を制御回路5の設定電圧であ
る基準レベルVs に保持する昇圧モ−ドによる運転が行
われる。
When the battery power is consumed by the supply of power to the load 10 and the battery power voltage Vin gradually decreases to the reference level Vs, the control circuit 5 detecting this detects and starts the duty ratio control operation. The on / off control of the boost switching element 1 is performed at a desired timing by the drive signal 5d.
At this time, boost energy in the reactor 2 by the current I L from the switching element 1 of the ON period in the battery power supply 8 - are accumulated, discharge energy of the off period in the reactor 2 of the step-up switching element 1 - newly supplied from and the DC power source The supplied current is supplied to the load 10 via the series diode 3. At this time, the input / output voltage ratio Vout / Vin is inversely proportional to the off -time ratio D off = T Off / T of the step-up switching element 1. However, since the off-time ratio D off takes a value of 1 or less, the output voltage Vout becomes The operation becomes a boosting operation higher than the input voltage Vin, and the operation is performed in the boosting mode in which the output voltage Vout is maintained at the reference level Vs which is the voltage set in the control circuit 5.

【0005】このように構成されたDC−DCコンバ−
タにおいて、基準レベルVs を負荷10が要求する電圧
の下限値近傍に設定しておけば、無制御モ−ド運転によ
る消耗で電圧が基準レベルまで低下した時点で本来使え
なくなる電池の使用期間を、昇圧モ−ドによる運転期間
に相当する時間延長することができる。したがって、電
池電源8が乾電池である場合、昇圧モ−ドによる運転期
間中残存する蓄積エネルギ−を有効利用できる利点が得
られる。また、電池電源8が蓄電池である場合、無制御
モ−ドから昇圧モ−ドへの切換え時点を報知すれば、こ
の時点で代替え電池の充電を開始し、昇圧モ−ドによる
運転中に充電を終了することにより、電池切れに起因す
る負荷の運転障害を回避できる利点が得られる。
[0005] The DC-DC converter configured as described above.
If the reference level Vs is set near the lower limit of the voltage required by the load 10, the battery usage period that cannot be used when the voltage drops to the reference level due to the consumption in the uncontrolled mode operation is set. Thus, the time corresponding to the operation period in the boost mode can be extended. Therefore, when the battery power source 8 is a dry battery, there is an advantage that the stored energy remaining during the operation in the boost mode can be effectively used. When the battery power source 8 is a storage battery, when the switching time from the non-control mode to the boost mode is notified, the charging of the alternative battery is started at this time, and the battery is charged during the operation in the boost mode. Is completed, there is an advantage that load operation failure due to battery exhaustion can be avoided.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来のDC−DCコンバ−タにおいて、その昇圧動作
時に充電された平滑コンデンサ4の充電電荷が、オン期
間中の昇圧スイッチング素子1を介して放電するのを阻
止するために直列ダイオ−ド3が設けられる。ところ
が、この直列ダイオ−ド3は無制御モ−ドでの運転時に
は不要であるにも係わらず、電流IL が直列ダイオ−ド
3を介して負荷11に供給されるため、直列ダイオ−ド
の内部抵抗による電力損失によりコンバ−タ回路の変換
効率が低下するとともに、電流値により変化する順方向
電圧降下が負荷10の電圧安定性に悪影響を及ぼすとい
う問題が発生する。
In the conventional DC-DC converter configured as described above, the charge of the smoothing capacitor 4 charged during the boosting operation causes the boosting switching element 1 during the ON period to be charged. A series diode 3 is provided to prevent discharge through the circuit. However, the series diode - to be supplied to the load 11 through the de 3, series diode - - de 3 uncontrolled mode - in spite it is not required during operation in de, current I L series diode de The conversion efficiency of the converter circuit is reduced due to the power loss due to the internal resistance of the load 10, and the forward voltage drop that varies with the current value adversely affects the voltage stability of the load 10.

【0007】この発明の目的は、無制御運転時に直列ダ
イオ−ド部分で発生する電力損失および電圧降下が少な
く、高効率なDC−DCコンバ−タを得ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-efficiency DC-DC converter with less power loss and voltage drop occurring in a series diode portion during uncontrolled operation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この本発明によれば、電池電源の一方端と出力端子
との間に互いに接続されたリアクトルおよび直列ダイオ
ードと、前記リアクトルと直列ダイオードの接続点と前
記電池電源の他方端との間に接続された昇圧スイッチン
グ素子およびその制御回路と、前記出力端子に並列接続
された平滑コンデンサとを備え、前記制御回路が電池電
源電圧を監視し、前記電池電源電圧が基準レベルを越え
る電圧を保持する期間中は前記昇圧スイッチング素子を
オフ状態に保持して無制御モードの運転を指令し、前記
電池電源電圧が基準レベルを下回ったとき昇圧スイッチ
ング素子を時比率制御して出力電圧を基準レベルに保持
する昇圧モードの運転を指令するDC−DCコンバータ
において、前記直列ダイオードに並列接続されたバイパ
ススイッチング素子と、前記無制御モードの運転期間中
前記バイパススイッチング素子にオン指令を発する切換
回路とからなるダイオード損失低減手段を備え、前記切
換回路が前記電池電源電圧の変化をツェナーダイオード
の逆導通電圧によって監視し、前記電池電源電圧が基準
レベルを越える電圧を保持する期間中バイパスイッチン
グ素子に向けてオン指令を発するものとする。
According to the present invention, there is provided a reactor connected in series between one end of a battery power supply and an output terminal, and a series diode connected to the reactor. A boost switching element and a control circuit connected between the diode connection point and the other end of the battery power supply, and a smoothing capacitor connected in parallel to the output terminal, wherein the control circuit monitors the battery power supply voltage During the period in which the battery power supply voltage maintains a voltage exceeding the reference level, the boosting switching element is kept in the off state to command the operation in the non-control mode, and when the battery power supply voltage falls below the reference level, the boosting is performed. In the DC-DC converter for instructing a boost mode operation in which a switching element is duty-controlled to maintain an output voltage at a reference level, Diode loss reducing means comprising a bypass switching element connected in parallel with a diode and a switching circuit for issuing an ON command to the bypass switching element during the operation period of the non-control mode, wherein the switching circuit changes the battery power supply voltage. Is monitored by the reverse conduction voltage of the Zener diode, and an ON command is issued to the bypass switching element while the battery power supply voltage keeps a voltage exceeding the reference level.

【0009】前記切換回路が前記電池電源電圧の変化を
前記制御回路の出力オフ指令によって、監視し、100
%オフ指令信号が出力される期間中バイパススイッチン
グ素子に向けてオン指令を発するものとする。
The switching circuit monitors a change in the battery power supply voltage in response to an output off command from the control circuit.
It is assumed that an ON command is issued to the bypass switching element during the period in which the% OFF command signal is output.

【0010】[0010]

【作用】この発明において、DC―DCコンバータ回路
の直列ダイオードに並列接続されたバイパススイッチン
グ素子と、無制御モードの運転期間中バイパススイッチ
ング素子にオン指令を発する切換回路とからなるダイオ
ードの損失低減手段を備え、切換回路が、電池電源電圧
の変化をツェナーダイオードの逆導通電圧によって監視
し、電池電源電圧が基準レベルを越える電圧を保持する
期間中バイパススイッチング素子に向けてオン指令を発
するよう構成したことにより、ツェナーダイオードの逆
導通電圧を基準レベルに相応する電圧値に設定しておく
ことで、切換回路は、電池電源電圧が基準レベル以上で
あることを感知すると無制御モード期間中バイパススイ
ッチング素子に向けてオン指令を発するので、無制御モ
ードの運転期間中直列ダイオードに流れる電流の大部分
を、これに並列接続されたバイパススイッチング素子
(ダイオードの順方向電圧降下に比べて順方向電圧降下
が数分の一と低いMOSFET,バイポーラトランジス
タなどからなるバイパススイッチング素子)側に流すこ
とが可能となり、無制御モードにおける電力損失および
電圧降下を従来の直列ダイオードのそれの数分の一程度
に低減する機能が得られる。
In the present invention, a diode loss reducing means comprising a bypass switching element connected in parallel to a series diode of a DC-DC converter circuit, and a switching circuit for issuing an ON command to the bypass switching element during a non-control mode operation period. The switching circuit monitors the change in the battery power supply voltage by the reverse conduction voltage of the Zener diode, and issues an ON command to the bypass switching element during a period in which the battery power supply voltage maintains a voltage exceeding the reference level. By setting the reverse conduction voltage of the Zener diode to a voltage value corresponding to the reference level, the switching circuit detects that the battery power supply voltage is equal to or higher than the reference level. During the operation period of the non-control mode. Most of the current flowing in the column diode is connected to a bypass switching element connected in parallel with the bypass diode (a bypass switching element comprising a MOSFET, a bipolar transistor, etc., whose forward voltage drop is a few times lower than the forward voltage drop of the diode). ) Side, and the function of reducing the power loss and the voltage drop in the non-control mode to a fraction of that of the conventional series diode is obtained.

【0011】[0011]

【0012】また、電池電源電圧の変化を制御回路の出
力オフ指令信号によって監視し、100%オフ指令信号
が出力される期間中バイパススイッチング素子に向けて
オン指令を発するよう切換回路を構成すれば、100%
オフ指令信号によって昇圧スイッチング素子がその動作
を停止する無制御モードの運転中、バイパススイッチン
グ素子がオン状態となって直列ダイオードに流れる電流
の大部分を、これに並列接続されたバイパススイッチン
グ素子側に流すことが可能となり、無制御モードにおけ
る電力損失および電圧降下を従来の直列ダイオードのそ
れの数分の一程度に低減する機能が得られる。
In addition, if the changeover circuit is configured to monitor the change in the battery power supply voltage by the output off command signal of the control circuit and issue an on command to the bypass switching element during the period when the 100% off command signal is output. , 100%
During operation in the non-control mode in which the boost switching element stops its operation in response to the OFF command signal, the bypass switching element is turned on, and most of the current flowing through the series diode is sent to the bypass switching element connected in parallel to the diode. And the function of reducing power loss and voltage drop in the uncontrolled mode to a fraction of that of a conventional series diode is obtained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図1はこの発明の実施例になるDC−DCコンバ−
タを簡略化して示す接続図、図2は図1の要部の一例を
示す接続図であり、従来技術と同じ構成部分には同一参
照符号を付すことにより、重複した説明を省略する。図
において、直列ダイオ−ド3の損失低減手段11は、直
列ダイオ−ド3にドレインおよびソ−スが並列接続され
た図ではMOSFETからなるバイパススイッチング素
子12と、電池電源電圧Vinの変化をツェナダイオ−ド
14の逆導通電圧によって監視し、電池電源電圧が基準
レベルVs を越える電圧を保持する無制御モ−ドの運転
期間中バイパススイッチング素子に向けてオン指令11
d を発する切換回路13とで構成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. FIG. 1 shows a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a connection diagram showing an example of a main part of FIG. 1, and the same components as those in the prior art are denoted by the same reference numerals to omit redundant description. In the figure, the loss reducing means 11 of the series diode 3 includes a bypass switching element 12 composed of a MOSFET in the figure in which a drain and a source are connected in parallel to the series diode 3, and a Zener diode for detecting a change in the battery power supply voltage Vin. The ON command 11 is supplied to the bypass switching element during the operation of the non-control mode in which the battery power supply voltage is maintained at a voltage exceeding the reference level Vs by monitoring the reverse conduction voltage of the mode 14.
and a switching circuit 13 for generating d.

【0014】このように構成された損失低減手段11を
有するDC−DCコンバ−タにおいて、抵抗R1 ,R2
で分圧した電池電源電圧Vinを受けるツェナダイオ−ド
14の逆導通電圧を基準レベルVs に相応する電圧値に
設定しておくことにより、電池電源電圧が基準レベルV
s を越える領域でツェナダイオ−ド14が逆導通してト
ランジスタスイッチ15にベ−ス電圧が印加され、これ
によってトランジスタスイッチ15が導通し、MOSF
ET(pチャネル)からなるバイパススイッチング素子
12のゲ−ト電圧が零となって導通状態となるので、無
制御モ−ドの運転期間中直列ダイオ−ド3に流れる電流
の大部分を、これに並列接続されたバイパススイッチン
グ素子12側に流すことが可能となり、無制御モ−ドに
おける電力損失および電圧損失を従来の直列ダイオ−ド
のそれの数分の一程度に低減できるDC−DCコンバ−
タの電力変換効率の向上効果が得られる。
In the DC-DC converter having the loss reducing means 11 constructed as described above, the resistors R1, R2
By setting the reverse conduction voltage of the Zener diode 14 receiving the battery power supply voltage Vin divided by the above to a voltage value corresponding to the reference level Vs, the battery power supply voltage becomes equal to the reference level Vs.
In the region exceeding s, the Zener diode 14 reversely conducts and a base voltage is applied to the transistor switch 15, whereby the transistor switch 15 conducts and the MOSF
Since the gate voltage of the bypass switching element 12 made of ET (p-channel) becomes zero and becomes conductive, most of the current flowing through the series diode 3 during the operation in the non-control mode is reduced. DC-DC converter which can reduce the power loss and the voltage loss in the uncontrolled mode to about several fractions of that of the conventional series diode. −
The effect of improving the power conversion efficiency of the power supply is obtained.

【0015】図3はこの発明の異なる実施例になるDC
−DCコンバ−タを簡略化して示す接続図、図4は図3
の要部の一例を示すブロック図であり、直列ダイオ−ド
3の損失低減手段21を、直列ダイオ−ド3にドレイン
およびソ−スが並列接続された図ではMOSFETから
なるバイパススイッチング素子22と、電池電源電圧V
inの変化を制御回路5の出力オフ指令信号5dによって
監視し、100%オフ指令信号が出力される期間中バイ
パススイッチング素子に向けてオン指令21dを発する
切換回路23とで構成した点が前述の実施例と異なって
いる。
FIG. 3 shows a DC according to a different embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a simplified connection diagram of the DC converter, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a main part of the first embodiment, in which a loss reducing means 21 of a series diode 3 is connected to a bypass switching element 22 composed of a MOSFET in a figure in which a drain and a source are connected in parallel to the series diode 3. , Battery power supply voltage V
The change in is monitored by the output off command signal 5d of the control circuit 5, and the switching circuit 23 that issues the on command 21d to the bypass switching element during the period in which the 100% off command signal is output is configured as described above. This is different from the embodiment.

【0016】切換回路23は例えば図4のように電圧V
d,周期T,オン時間Ton, オフ時間Toff なるパルス電
圧からなる駆動信号5d をレベルシフト回路24に加
え、駆動信号5d のオフ時比率Toff /Tが100%の
時5V,0%の時例えば0Vとなるような比較電圧Vc
に変換し、この比較電圧Vc を差動増幅回路25で基準
電圧Vs (例えば4.9V)と比較し、比較電圧Vc が
基準電圧Vs を越えたとき、DC−DCコンバ−タ回路
が無制御モ−ドにあるものと判断してオン指令21d を
バイパストランジスタ21のベ−スに向けて出力するよ
う構成され、100%オフ指令信号によって昇圧スイッ
チング素子がその動作を停止する無制御モ−ドの運転
中、バイパススイッチング素子がオン状態となって直列
ダイオ−ド3に流れる電流の大部分を、これに並列接続
されたバイパススイッチング素子22側に流すことが可
能となり、無制御モ−ドにおける電力損失および電圧損
失を従来の直列ダイオ−ドのそれの数分の一程度に低減
できるDC−DCコンバ−タの高効率化効果が得られ
る。
The switching circuit 23 has a voltage V as shown in FIG.
A drive signal 5d consisting of a pulse voltage having d, cycle T, on time T on, and off time T off is applied to the level shift circuit 24. When the off-time ratio T off / T of the drive signal 5 d is 100%, 5 V, 0% When the comparison voltage Vc becomes 0V, for example,
The comparison voltage Vc is compared with a reference voltage Vs (for example, 4.9 V) by the differential amplifier circuit 25. When the comparison voltage Vc exceeds the reference voltage Vs, the DC-DC converter circuit is not controlled. A non-control mode in which the on-state command 21d is output to the base of the bypass transistor 21 by judging that the step-up switching element is in the mode, and the boosting switching element stops its operation by a 100% off command signal. During the operation, the bypass switching element is turned on, so that most of the current flowing through the series diode 3 can flow to the bypass switching element 22 connected in parallel to the series diode 3, and in the non-control mode. The effect of increasing the efficiency of the DC-DC converter, which can reduce the power loss and the voltage loss to a fraction of that of the conventional series diode, is obtained.

【0017】なお、バイパススイッチング素子12,2
2はMOSFETに限定されるものではなく、バイポ−
ラトランジスタ,IGBTなどの順方向電圧降下の低い
スイッチング素子であってもよい。
The bypass switching elements 12, 2
2 is not limited to MOSFETs,
A switching element having a low forward voltage drop, such as a transistor or an IGBT, may be used.

【0018】[0018]

【発明の効果】請求項1に係る発明においては、無制御
モードおよび昇圧モードで運転されるDC−DCコンバ
ータの直列ダイオードに並列接続されたバイパススイッ
チング素子と、前記無制御モードの運転期間中前記バイ
パススイッチング素子にオン指令を発する切換回路とか
らなるダイオード損失低減手段を備え、この切換回路が
電池電源電圧の変化をツェナーダイオードの逆導通電圧
によって監視し、電池電源電圧が基準レベルを越える電
圧を保持する期間中前記バイパススイッチング素子に向
けてオン指令を発する構成としたので、ツェナーダイオ
ードの逆導通電圧を基準レベルに相応する電圧値に設定
しておくことにより、切換回路が電池電源電圧を基準レ
ベル以上であることを感知して無制御モード期間中バイ
パススイッチング素子に向けてオン指令を発し、無制御
モード期間中の直列ダイオードに流れる電流の大部分
を、これに並列接続されたバイパススイッチング素子側
に流すことが可能となり、無制御モード期間中の電力損
失および電圧降下を従来の直列ダイオードのそれの数分
の一程度に低減したDC―DCコンバータを提供するこ
とができる。また、請求項2に係る発明においては、前
記切換回路が電池電源電圧の変化を制御回路の出力オフ
指令によって監視し、100%オフ指令信号が出力され
る期間中前記バイパススイッチング素子に向けてオン指
令を発する構成としたので、100%オフ指令信号によ
って昇圧スイッチング素子がその動作を停止する無制御
モード期間中、バイパススイッチング素子がオン状態と
なって直列ダイオードに流れる電流の大部分を、これに
並列接続されたバイパススイッチング素子側に流すこと
が可能になり、無制御モード期間中における電力損失お
よび電圧降下を従来の直列ダイオードのそれの数分の一
以下に低減できるDC―DCコンバータを提供すること
ができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a bypass switching element connected in parallel to a series diode of a DC-DC converter operated in a non-control mode and a step-up mode; A switching circuit for issuing an ON command to the bypass switching element, the switching circuit monitoring a change in the battery power supply voltage by a reverse conduction voltage of the zener diode, and detecting a voltage at which the battery power supply voltage exceeds a reference level. Since the ON command is issued to the bypass switching element during the holding period, the reverse conduction voltage of the Zener diode is set to a voltage value corresponding to the reference level, so that the switching circuit sets the battery power supply voltage to the reference value. Detects that the level is higher than the level and performs bypass switching during the non-control mode A large amount of current flowing in the series diode during the non-control mode period can flow to the bypass switching element connected in parallel with this, and power loss during the non-control mode period And a DC-DC converter in which the voltage drop is reduced to a fraction of that of the conventional series diode. Further, in the invention according to claim 2, the switching circuit monitors a change in the battery power supply voltage according to an output off command of the control circuit, and turns on the bypass switching element during a period in which a 100% off command signal is output. Since the command is issued, during the non-control mode in which the boost switching element stops its operation by the 100% off command signal, most of the current flowing through the series diode due to the on state of the bypass switching element is reduced to this. Provided is a DC-DC converter capable of flowing to a bypass switching element connected in parallel and reducing power loss and voltage drop during a non-control mode period to a fraction of that of a conventional series diode. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例になるDC−DCコンバ−タ
を簡略化して示す接続図
FIG. 1 is a simplified connection diagram showing a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部の一例を示す接続図FIG. 2 is a connection diagram showing an example of a main part of FIG. 1;

【図3】この発明の異なる実施例になるDC−DCコン
バ−タを示す接続図
FIG. 3 is a connection diagram showing a DC-DC converter according to a different embodiment of the present invention.

【図4】図3の要部の一例を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing an example of a main part of FIG. 3;

【図5】従来のDC−DCコンバ−タを簡略化して示す
接続図
FIG. 5 is a simplified connection diagram showing a conventional DC-DC converter.

【図6】従来のDC−DCコンバ−タの動作を示す特性
線図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the operation of a conventional DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 昇圧スイッチング素子 2 リアクトル 3 直列ダイオ−ド 4 平滑コンデンサ 5 制御回路 5d 駆動信号 8 電池電源 10 負荷 11 損失低減手段 12 バイパススイッチング素子 13 切換回路 14 ツェナダイオ−ド 15 トランジスタスイッチ 21 損失低減手段 22 バイパススイッチング素子 23 切換回路 24 レベルシフト回路 25 差動増幅回路 Vin 電池電源電圧 Vout 出力電圧 Vs 基準電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Step-up switching element 2 Reactor 3 Series diode 4 Smoothing capacitor 5 Control circuit 5 d Drive signal 8 Battery power supply 10 Load 11 Loss reduction means 12 Bypass switching element 13 Switching circuit 14 Zener diode 15 Transistor switch 21 Loss reduction means 22 Bypass switching Element 23 Switching circuit 24 Level shift circuit 25 Differential amplifier circuit Vin Battery power supply voltage Vout Output voltage Vs Reference voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155 H02J 1/00 304 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 3/155 H02J 1/00 304

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電池電源の一方端と出力端子との間に互い
に接続されたリアクトルおよび直列ダイオードと、前記
リアクトルと直列ダイオードの接続点と前記電池電源の
他方端との間に接続された昇圧スイッチング素子および
その制御回路と、前記出力端子に並列接続された平滑コ
ンデンサとを備え、前記制御回路が電池電源電圧を監視
し、前記電池電源電圧が基準レベルを越える電圧を保持
する期間中は前記昇圧スイッチング素子をオフ状態に保
持して無制御モードの運転を指令し、前記電池電源電圧
が基準レベルを下回ったとき昇圧スイッチング素子を時
比率制御して出力電圧を基準レベルに保持する昇圧モー
ドの運転を指令するDC−DCコンバータにおいて、前
記直列ダイオードに並列接続されたバイパススイッチン
グ素子と、前記無制御モードの運転期間中前記バイパス
スイッチング素子にオン指令を発する切換回路とからな
るダイオード損失低減手段を備え、前記切換回路が前記
電池電源電圧の変化をツェナーダイオードの逆導通電圧
によって監視し、前記電池電源電圧が基準レベルを越え
る電圧を保持する期間中前記バイパスイッチング素子に
向けてオン指令を発することを特徴とするDC−DCコ
ンバータ。
1. A reactor and a series diode connected to each other between one end of a battery power supply and an output terminal, and a booster connected between a connection point between the reactor and the series diode and the other end of the battery power supply. A switching element and a control circuit thereof, and a smoothing capacitor connected in parallel to the output terminal, wherein the control circuit monitors a battery power supply voltage, and the battery power supply voltage keeps a voltage exceeding a reference level. In the boost mode, the boost switching element is kept in the off state to command the operation in the non-control mode, and when the battery power supply voltage falls below the reference level, the boost switching element controls the duty ratio to hold the output voltage at the reference level. In a DC-DC converter for instructing operation, a bypass switching element connected in parallel to the series diode; A switching circuit for issuing an ON command to the bypass switching element during an operation period of the control mode, wherein the switching circuit monitors a change in the battery power supply voltage by a reverse conduction voltage of a zener diode, and A DC-DC converter characterized by issuing an ON command to said bypass switching element during a period in which a power supply voltage exceeds a reference level.
【請求項2】前記切換回路が前記電池電源電圧の変化を
前記制御回路の出力オフ指令によって監視し、100%
オフ指令信号が出力される期間中前記バイパススイッチ
ング素子に向けてオン指令を発することを特徴とする請
求項1記載のDC−DCコンバータ。
2. The switching circuit monitors a change in the battery power supply voltage in accordance with an output off command from the control circuit, and the switching circuit monitors the change in the battery power supply voltage by 100%
The DC-DC converter according to claim 1, wherein an on command is issued to the bypass switching element during a period in which an off command signal is output.
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