JP5853153B2 - 昇降圧コンバータ - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る昇降圧コンバータの概略構成例を示す回路図である。図1に示すように、本実施形態の昇降圧コンバータ100は、基準電位(本実施形態においてはグランド電位)を基準とする入力直流電圧Viを生成する入力電源5に接続されている。昇降圧コンバータ100は、4つのスイッチ1〜4、インダクタ6および蓄電回路要素(本実施形態においては出力コンデンサ)7を備え、Hブリッジ型の昇降圧コンバータを構成している。昇降圧コンバータ100は、各スイッチ1〜4がスイッチングされることにより、出力コンデンサ7に電荷を蓄電する態様が変化することで出力コンデンサ7に接続された負荷8に供給される出力電圧Vo(または出力電流)を調整するように構成されている。本実施形態において、負荷8は出力コンデンサ7に並列に接続されている。スイッチ1〜4は例えばNチャンネルのMOSトランジスタで構成される。なお、第1スイッチ1および第4スイッチ4をPチャンネルのMOSトランジスタで構成し、第2スイッチ2および第3スイッチ3をNチャンネルのMOSトランジスタで構成することとしてもよい。この場合には、第1スイッチ1と第2スイッチ2とを駆動する信号を共通の信号とし、第3スイッチ3と第4スイッチ4とを駆動する信号を共通の信号とすることで、第1スイッチ1と第2スイッチ2との間および第3スイッチ3と第4スイッチ4との間の相補的動作を容易に実現することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図3は本発明の第2実施形態に係る昇降圧コンバータの概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の昇降圧コンバータ100Bが第1実施形態と異なる点は、制御回路10Bが出力電圧Voに基づく第1検出信号Vd1を検出し、当該第1検出信号Vd1に基づいて駆動信号を生成することである。
2 第2スイッチ
3 第3スイッチ
4 第4スイッチ
5 入力電源
6 インダクタ
7 出力コンバータ(蓄電回路要素)
8 負荷
9 検出抵抗
10,10B 制御回路
11 三角波生成回路
12 第1誤差増幅器
13 第3誤差増幅器
14 第2誤差増幅器
15 第1比較器
16 第2比較器
17,24 抵抗
18 コンデンサ
19 第1インバータ
20 第2インバータ
21 第1基準電圧源
22 第2基準電圧源
23 オフセット回路
31 第1調整部
32 第2調整部
33 駆動信号生成部
34 インダクタ電流検出回路
80 発光素子
81 定電流源回路
100,100B 昇降圧コンバータ
Claims (5)
- インダクタと、
一端が、基準電位を基準とする入力直流電圧を生成する入力電源に接続され、他端が、前記インダクタの一端に接続された第1スイッチと、
一端が、前記インダクタの前記一端に接続され、他端が、前記基準電位を付与する基準電位付与部に接続された第2スイッチと、
一端が、前記インダクタの他端に接続された第3スイッチと、
一端が、前記インダクタの前記他端に接続された第4スイッチと、
前記第3スイッチの他端と前記第4スイッチの他端との間に接続され、前記第1スイッチから前記第4スイッチの接続状態に応じて入力直流電圧に基づいた電荷を充電し、充電した電荷に基づいて負荷へ印加する出力電圧を生成する蓄電回路要素と、
前記第2スイッチの前記他端と前記第3スイッチの前記他端との間に接続され、前記インダクタに流れるインダクタ電流を検出する検出抵抗と、
前記検出抵抗で検出された前記インダクタ電流に基づいて前記第1スイッチから前記第4スイッチを駆動する制御を行う制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力電圧に基づく第1検出信号を検出するよう構成されており、
当該制御回路は、
前記出力電圧に基づく第1検出信号が所定の第1基準信号の信号レベルに一致するように調整する第1調整部と、
前記出力電圧に基づく信号成分と前記検出された前記インダクタ電流に基づく信号成分とを含む第2検出信号が所定の第2基準信号の信号レベルに一致するように調整する第2調整部と、
第1調整部および第2調整部に基づいて前記第1スイッチから前記第4スイッチを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備え、
前記第1調整部は、
前記出力電圧に基づく第1検出信号と前記所定の第1基準信号との誤差を増幅して第1誤差信号を生成する第1誤差増幅器を含み、
前記第2調整部は、
前記検出抵抗で検出された前記インダクタ電流に基づく電圧を平均化した電流信号を生成するインダクタ電流検出回路と、
前記第2検出信号として、前記電流信号に基づく電圧および前記第1誤差信号が加算された信号と、前記所定の第2基準信号との誤差を増幅して第2誤差信号を生成する第2誤差増幅器と、
前記第2誤差信号からオフセット信号を減算して第3誤差信号を生成するオフセット回路とを含み、
前記駆動信号生成部は、
前記第2誤差信号と所定の三角波信号とを比較し、その比較結果に応じて前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを駆動する第1駆動信号を生成する第1比較器と、
前記第3誤差信号と前記三角波信号とを比較し、その比較結果に応じて前記第3スイッチおよび前記第4スイッチを駆動する第2駆動信号を生成する第2比較器とを含む、昇降圧コンバータ。 - 前記制御回路は、前記第3スイッチが導通する際に、前記検出抵抗から前記インダクタ電流を検出しないよう構成される、請求項1に記載の昇降圧コンバータ。
- 前記負荷は、発光素子を含む、請求項1に記載の昇降圧コンバータ。
- 前記負荷は、発光素子と、前記発光素子に直列接続された定電流源回路とを含み、前記第1調整部は、前記第1検出信号の電圧として、前記定電流源回路の電圧を検出するよう構成されている、請求項1に記載の昇降圧コンバータ。
- 前記第1基準信号は、前記定電流源回路の動作に必要な最小値の電圧に応じた電圧である、請求項4に記載の昇降圧コンバータ。
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