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KR101228267B1 - 승압형 ｄｃ-ｄｃ 컨버터를 갖는 전자 기기 - Google Patents

승압형 ｄｃ-ｄｃ 컨버터를 갖는 전자 기기 Download PDF

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KR101228267B1
KR101228267B1 KR1020060097197A KR20060097197A KR101228267B1 KR 101228267 B1 KR101228267 B1 KR 101228267B1 KR 1020060097197 A KR1020060097197 A KR 1020060097197A KR 20060097197 A KR20060097197 A KR 20060097197A KR 101228267 B1 KR101228267 B1 KR 101228267B1
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후미야스 우츠노미야
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

과제
DC-DC 컨버터와 축전 소자를 갖는 전자 기기에 있어서, DC-DC 컨버터의 전력을 효율적으로 축전 소자에 충전하고, 또한 전력이 끊어진 경우에도, 축전 소자의 축전 전력이 쓸데없이 소비되지 않는 전자 기기를 제공한다.
해결 수단
전원과, DC-DC 컨버터와, DC-DC 컨버터가 출력하는, DC-DC 컨버터가 출력하는 펄스 형상의 승압 전력을 정류하는 정류 수단과, 제 1 승압 전력을 충전하는 축전 소자를 갖고, DC-DC 컨버터는 제 2 승압 전력으로 동작을 지속하는 구성으로 하였다.
DC-DC 컨버터, 승압, 전자 기기

Description

승압형 ＤＣ-ＤＣ 컨버터를 갖는 전자 기기{ELECTRONIC EQUIPMENT HAVING A BOOST DC-DC CONVERTER}
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 개략 회로 블록도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 승압형 DC-DC 컨버터 에 있어서, 코일을 사용하여 승압하는 구성예를 나타내는 개략 회로 블록도.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 승압형 DC-DC 컨버터 에 있어서, 트랜스를 사용하여 승압하는 구성예를 나타내는 개략 회로 블록도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전자 기기의 개략 회로 블록도.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전자 기기에 있어서의 역류 방지 회로의 기능을 실현시키기 위한 회로예를 나타내는 회로도.
도 6 은 종래의 전자 기기를 나타내는 개략 회로 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 발전 소자
102 승압형 DC-DC 컨버터
103 축전 소자
104 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이오드
105 전원 평활화 커패시터
203 제 1 정류 수단인 쇼트키 다이오드
401 역류 방지 회로
(특허 문헌1) 일본 공개특허공보 2004-120950호 (도 6)
본 발명은 승압형 DC-DC 컨버터를 갖는 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 환경면에서 연료 전지나 태양 전지, 또는, 제벡 효과 (Seebeck Effect) 를 사용한 열발전 소자 등의 발전 소자가 발생시키는 전력의 사용이 주목받고 있다. 그러나, 연료 전지는, 발전 전력이 급격한 부하 변동을 추종할 수 없고, 태양 전지나 열발전 소자는, 주위 환경에 의해 발전 전력량이 변동해 버리기 때문에, 이들 발전 소자의 전력을 직접 부하 회로로 공급하는 경우, 부하 회로를 원하는 때에 안정적으로 동작시킬 수 없다. 따라서, 이들 발전 소자로부터 출력되는 전력을 일단 축전 소자에 축전하고, 이 축전된 전력으로 부하를 구동시키는 방법이 일반적이다.
또한, 이들 발전 소자는 휴대 기기의 전원에 사용되게 되었기 때문에, 소형화가 요구되고 있다. 이들 발전 소자를 소형화하려면, 연료 전지나 태양 전지는 셀의 수를 감소시킬 필요가 있고, 열발전 소자에서는 P 형과 N 형의 기둥 (pillar) 의 직렬 개수를 감소시킬 필요가 있어, 이에 따라, 이들 발전 소자가 발 생시키는 전력의 전압은 축전 소자의 충전 전압 미만이 되는 경우가 많아, 이들 발전 소자가 발생시키는 전력을 직접 축전 소자에 충전할 수 없는 경우가 많아지고 있다.
그래서, 일반적으로는, 이들 발전 소자와 축전 소자 사이에 승압형 DC-DC 컨버터를 형성하여, 이 승압형 DC-DC 컨버터에서, 이들 발전 소자가 발생시키는 낮은 전압의 전력을, 축전 소자가 축전할 수 있는 전압까지 승압시킨 승압 전력으로 변환하고, 이 승압 전력을 축전 소자에 충전하는 방법이 채용되고 있다.
도 6 에, 발전 소자가 발생시키는 전력을 승압형 DC-DC 컨버터를 사용하여 축전 소자에 충전하는 종래의 전자 기기의 구성을 나타낸다. 도 6 의 전자 기기는 연료 전지나 태양 전지, 또는, 열발전 소자 등의 전력을 발생시키는 발전 소자 (101) 와, 발전 소자 (101) 의 전력의 전압을 승압하는 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 와, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 가 출력시키는 승압 전력을 충전하는 축전 소자 (103) 와, 축전 소자 (103) 의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 로 역류하는 것을 방지하는 쇼트키 다이오드 (401) 를 갖고 있다. 발전 소자 (101) 의 발전 전력 출력 단자 (107) 는 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 입력 단자 (108) 와 접속되고, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 출력 단자 (111) 는 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 전원 단자 (109) 와 쇼트키 다이오드 (401) 의 P 형 전극에 접속되고, 쇼트키 다이오드 (401) 의 N 형 전극은 축전 소자 (103) 의 충전 단자 (112) 와 접속된 구성이다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
상기 구성으로 함으로써, 종래의 전자 기기는, 발전 소자의 소형으로 인하 여, 발전 소자가 발생시키는 전력의 전압이 축전 소자의 충전 전압을 하회하는 경우에도, 이 전력을 축전 소자에 충전하는 것이 가능해진다. 또, 승압형 DC-DC 컨버터의 출력 단자와 전원 단자가 접속되어 있기 때문에, 승압형 DC-DC 컨버터는, 스스로 변환하여 발생시킨 승압 전력의 일부로 동작할 수 있다. 이것에 의해, 발전 소자가 발생시키는 전력으로 승압형 DC-DC 컨버터를 동작시킴으로써, 보다 높은 전압으로 승압형 DC-DC 컨버터를 구동시킬 수 있기 때문에, 승압형 DC-DC 컨버터의 전력 변환 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 승압형 DC-DC 컨버터가 기동하고 있으면, 그 후에, 발전 소자가 발생시키는 전력의 전압이 승압형 DC-DC 컨버터가 동작할 수 있는 전압 미만이 되더라도, 승압 전력이 승압형 DC-DC 컨버터의 동작 전력보다 충분히 크면, 승압형 DC-DC 컨버터는 동작을 지속하여 축전 소자에 충전하는 것이 가능해진다.
또한, 쇼트키 다이오드를 형성함으로써, 발전 소자의 발전이 정지된 경우에, 축전 소자의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 구성의 종래의 전자 기기는, 발전 소자의 소형화로 인하여, 이 발전 소자가 발생시키는 전력의 전압이 축전 소자의 충전 전압을 하회해도, 축전 소자에 이 전력을 충전시킬 수 있고, 또, 일단 승압형 DC-DC 컨버터가 기동하고 있으면, 발전 소자가 발생시키는 전력의 전압이 승압형 DC-DC 컨버터의 동작 전압 미만이 되어도, 전력이 충분한 경우에는, 이 전력을 축전 소자에 충전 가능하며, 게다가 축전 소자의 축전 전력이 부하 이외에는 소비되지 않는다는 특징을 가질 수 있다.
그러나, 상기 구성의 종래의 전자 기기에서는, 쇼트키 다이오드는 순방향 드롭 전압이 발생하기 때문에, 승압형 DC-DC 컨버터의 승압 전력을 축전 소자에 충전할 때에 충전 로스가 생긴다. 이 충전 로스는, 축전 소자의 충전 전압이 낮을수록 커져, 예를 들어, 축전 소자의 충전 전압이 3.0V 인 경우, 통상의 쇼트키 다이오드의 순방향 드롭 전압은 0.2V 정도이기 때문에, 약 7% 정도의 충전 로스가 발생해 버린다.
또, 상기 구성의 종래의 전자 기기에서는, 상기한 쇼트키 다이오드 대신에, 스위치 소자를 형성하거나, 승압형 DC-DC 컨버터의 출력 단자에서 승압형 DC-DC 컨버터의 전원 단자로의 전력 공급 경로에 스위치 소자를 형성하여, 축전 소자가 충전되지 않는 경우에, 이 스위치 소자를 오프로 하여, 축전 소자의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터의 구동에 소비되는 것을 방지하는 방법도 고안되어 있지만, 이 방법에서는, 축전 소자에 충전되지 않는 경우를 검출하는 회로의 구성이 복잡해지거나, 이 회로에서의 소비 전력이 많아지거나, 또는 스위치 소자를 확실하게 제어할 수 없거나 하여, 반대로 충전 효율을 저하시켜 버리는 경우가 있다.
즉, 상기 구성의 종래의 전자 기기에서는, 발전 소자가 발생시키는 전력을 축전 소자로 충전할 때의 충전 효율이 저하되거나, 이 충전 효율 향상용으로 복잡한 회로를 부가하기 때문에 비용이 상승되는 과제가 있었다.
과제를 해결하기 위한 수단
그래서, 본 발명의 전자 기기에서는, 제 1 수단으로서, 전력을 발생시키는 발전 소자와, 상기 전력을 제 1 승압 전력으로 변환하는 승압형 DC-DC 컨버터와, 상기 제 1 승압 전력을 충전하는 축전 소자를 갖고, 상기 승압형 DC-DC 컨버터는 상기 전력을 펄스 형상 승압 전력으로 변환하고, 제 1 정류 수단으로 정류함으로써 상기 제 1 승압 전력을 발생시키는 구성이며, 또한 상기 펄스 형상 승압 전력을 정류하는 제 2 정류 수단을 갖고, 상기 승압형 DC-DC 컨버터는 상기 제 2 정류 수단으로 정류함으로써 발생시킨 제 2 승압 전력으로 동작하는 구성인 전자 기기로 하였다.
상기 구성으로 함으로써, 상기 종래의 전자 기기의 과제였던 충전 효율의 악화나, 비용 상승을 방지할 수 있는 특징을 가질 수 있다.
제 2 수단으로서, 상기 제 1 승압 전력이 상기 축전 소자로 충전되는 충전 경로에 스위치 소자를 갖는 역류 방지 회로를 형성하고, 이 역류 방지 회로는, 상기 제 2 승압 전력의 전압을 모니터링함으로써, 상기 축전 소자의 축전 전력이 상기 승압형 DC-DC 컨버터로 역류하는 상태가 된 것을 검출하여, 상기 스위치 소자를 오프하는 구성인 전자 기기로 하였다.
상기 구성으로 함으로써, 상기 제 1 수단의 특징에 추가하여, 상기 축전 소자의 축전 전력을 보다 유효하게 사용할 수 있게 되는 특징을 가질 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(실시예 1)
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 개략 회로 블록도이 다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 연료 전지나 태양 전지, 또는, 열발전 소자 등의 전력을 발생시키는 발전 소자 (101) 와, 이 발전 소자 (101) 가 출력하는 전력을 내부에서 펄스 형상 승압으로 변환하고, 이 펄스 형상 승압 전력과 이 펄스 형상 승압 전력을 제 1 정류 수단으로 정류한 제 1 승압 전력을 출력하는 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 와, 펄스 형상 승압 전력을 정류하는 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이오드 (104) 와, 쇼트키 다이오드 (104) 가 출력하는 제 2 승압 전력을 평활화하는 전원 평활화 커패시터와, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 가 출력하는 제 1 승압 전력을 충전하는 축전 소자 (103) 로 구성되어 있다. 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 는, 입력 단자 (108) 로부터 입력된 전력을 펄스 형상 승압 전력으로 변환하여 펄스 형상 승압 전력 출력 단자 (110) 로부터 출력하고, 또한 펄스 형상 승압 전력을 내부의 제 1 정류 수단으로 정류한 전력을 제 1 승압 전력으로서 출력 단자 (111) 로부터 출력한다. 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 전원 단자 (109) 는, 쇼트키 다이오드 (104) 가 출력하는 제 2 승압 전력을 입력하는 구성으로 되어 있다.
상기 구성으로 함으로써, 발전 소자로부터 출력되는 전력은, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 에서 펄스 형상 승압 전력으로 변환되고, 이 펄스 형상 승압 전력을 제 1 정류 수단으로 정류한 제 1 승압 전력은, 쇼트키 다이오드 등의 정류 수단을 개재시키지 않고 직접 축전 수단에 충전할 수 있다. 또한, 축전 소자의 축전 전력은, 제 1 정류 수단에 의해 어디로도 역류하는 일이 없다. 게다가, 승압형 DC-DC 컨버터는, 상기 펄스 형상 승압 전력을 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이오드 (104) 에서 정류한 제 2 승압 전력으로 동작을 지속할 수 있고, 게다가, 이 제 2 승압 전력은 제 1 승압 전력의 전압과 거의 동일한 전압이기 때문에, 제 1 승압 전력을 동작에 사용하는 경우의 종래의 전자 기기에 있어서의 승압형 DC-DC 컨버터와 동등한 성능을 얻을 수 있다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 승압형 DC-DC 컨버터 에 있어서, 코일을 사용하여 승압하는 구성예를 나타내는 개략 회로 블록도이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 코일 (201) 과, N 채널형 MOSFET (202) 와, 스위칭 제어 회로 (205) 와, 제 1 정류 수단인 쇼트키 다이오드 (203) 와, 출력 전압 평활화 커패시터 (204) 를 갖고, 입력 단자 (108) 는 코일 (201) 의 제 1 전극에 접속되고, 코일 (201) 의 제 2 전극은 N 채널형 MOSFET (202) 의 드레인과 쇼트키 다이오드 (203) 의 P 형 전극과 펄스 형상 승압 전력 출력 단자 (110) 에 접속되고, 스위칭 제어 회로 (205) 의 전원 단자 (207) 는, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 전원 단자 (109) 에 접속되고, 스위칭 제어 회로 (205) 의 제어 단자 (206) 는 N 채널형 MOSFET (202) 의 게이트에 접속되고, N 채널형 MOSFET (202) 의 소스는 GND 단자 (106) 에 접속되고, 쇼트키 다이오드 (203) 의 N 형 전극은 출력 단자 (111) 와 출력 전압 평활화 커패시터 (204) 의 제 1 전극에 접속되고, 출력 전압 평활화 커패시터 (204) 의 제 2 전극은 GND 단자 (106) 에 접속된 구성이다.
상기 구성으로 함으로써, 종래의 코일을 사용하여 승압하는 구성의 승압형 DC-DC 컨버터와 동일하게, 승압형 DC-DC 컨버터의 전원 단자로부터 입력되는 승압형 DC-DC 컨버터의 승압 전력으로 스위칭 제어 회로를 구동시킬 수 있고, 이 스위 칭 제어 회로에서 N 채널형 MOSFET 의 스위칭 온 듀티를 제어함으로써, 원하는 승압 전력을 얻을 수 있음은 물론, 승압형 DC-DC 컨버터 내부에서 발생시키는 펄스 형상 승압 전력을 펄스 형상 승압 전력 출력 단자로부터 출력하는 것이 가능해진다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 승압형 DC-DC 컨버터 에 있어서, 트랜스를 사용하여 승압하는 구성예를 나타내는 개략 회로 블록도이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 도 2 에서 나타낸 코일을 사용하여 승압하는 구성예와 거의 동일한 구성이고, 상이한 점은, 도 2 의 코일 (201) 대신에 트랜스 (301) 를 형성하고, 트랜스 (301) 의 1 차측 코일의 제 1 전극과 제 2 전극이 입력 단자 (108) 와 N 채널형 MOSFET (202) 의 드레인에 각각 접속되고, 트랜스 (301) 의 2 차측 코일의 제 1 전극이 쇼트키 다이오드 (203) 의 P 형 전극과 펄스 형상 승압 전력 출력 단자 (110) 에 접속되고, 트랜스 (301) 의 2 차측 코일의 제 2 전극이 GND 단자 (106) 에 접속된 점이다.
또한, 상기 트랜스를 사용하여 승압하는 구성의 동작에 대해서는, 상기 코일을 사용하여 승압하는 구성의 경우에서 기술한 구성과 완전히 동일한 동작이기 때문에, 이 구성의 동작 설명에 대해서는 생략한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 전자 기기는, 종래의 전자 기기에 있어서, 승압형 DC-DC 컨버터의 출력 단자와 축전 소자간에 축전 전력의 역류 방지용 쇼트키 다이오드가 필요한 경우와 비교하여, 이 쇼트키 다이오드가 필요하지 않게 되기 때문에, 종래의 전자 기기보다도, 쇼트키 다이오드의 순방향 드롭 전압에 의 한 충전 로스가 없는 만큼 축전 소자에 대한 충전 효율이 상승하고, 그 결과, 발전 소자의 전력을 효율적으로 축전 소자에 충전할 수 있다.
또, 본 발명의 전자 기기는, 종래의 전자 기기에 있어서, 승압형 DC-DC 컨버터의 출력 단자와 축전 소자간의 쇼트키 다이오드 대신에, 스위치 소자를 형성하거나, 승압형 DC-DC 컨버터의 출력 단자에서 승압형 DC-DC 컨버터의 전원 단자로의 전력 공급 경로에 스위치 소자를 형성하여, 축전 소자에 충전되지 않는 경우에는, 이 스위치 소자를 오프로 하여, 축전 소자의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터의 구동에 소비되는 것을 방지하는 경우와 비교하여, 축전 소자에 충전되지 않는 경우를 검출하여, 이들 스위치 소자를 제어하는 기능의 복잡한 회로가 필요없고, 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이오드와, 승압형 DC-DC 컨버터의 전원 평활화 커패시터만으로 종래의 전자 기기의 구성과 동등한 성능을 얻을 수 있기 때문에, 종래의 전자 기기보다도, 비용 절감을 도모할 수 있음은 물론, 상기 구성의 종래의 전자 기기에서는, 스위치 소자를 제어하는 회로의 소비 전류나, 스위치 소자를 확실하게 제어할 수 없는 동작 조건에서의 전력 손실이 발생하고 있었지만, 본 발명의 전자 기기에서는, 복잡한 제어 회로나 스위치 제어가 필요없기 때문에, 상기 구성의 종래의 전자 기기와 비교하여, 본 발명의 전자 기기쪽이 발전 소자의 전력을 효율적으로 축전 소자에 충전할 수 있고, 축전 소자의 축전 전력을 쓸데없이 소비하지 않게 된다.
또한, 상기 본 발명의 전자 기기에서는, 정류 수단으로서 쇼트키 다이오드를 사용했지만, 이 쇼트키 다이오드 대신에 MOSFET 등의 스위치 소자를 사용하여, 역 류시에 오프하는 정류 기능을 갖게 해도 되고, 축전 소자의 충전 전압이 높은 경우에는, 이 쇼트키 다이오드 대신에 통상의 다이오드를 사용하여도 되는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 상기 본 발명의 전자 기기에서는, 승압형 DC-DC 컨버터에, 코일이나 트랜스를 사용하여 승압하는 구성인 것을 사용했지만, 커패시터를 사용하여 승압하는 차지 펌프 방식이나 스위치드 커패시터 방식의 승압 회로, 또는, 피에조 소자를 사용한 승압 회로에서도 내부에서 펄스 형상 승압 전력을 발생시키고 있기 때문에, 이 펄스 형상 승압 전력을 제 2 정류 수단으로 정류한 제 2 승압 전력으로 이들 승압 회로의 동작을 지속시키면, 이와 같은 승압 회로를 사용해도 좋다는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예 2)
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전자 기기의 개략 회로 블록도이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 도 1 에서 나타내는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전자 기기의 구성에, 축전 소자 (103) 의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 로 역류하는 것을 방지하는 역류 방지 회로 (401) 를 형성하고, 승압형 DC-DC 컨버터 (102) 의 출력 단자 (111) 와 역류 방지 회로 (401) 의 입력 단자 (402) 가 접속되고, 축전 소자 (103) 의 충전 단자 (112) 와 역류 방지 회로 (401) 의 출력 단자 (403) 가 접속되며, 역류 방지 회로 (401) 의 모니터 단자 (404) 와, 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이오드 (104) 의 N 형 전극이 접속된 구성으로 되어 있다.
상기 구성으로 함으로써, 승압형 DC-DC 컨버터가 펄스 형상 승압 전력 출력 단자로부터 출력하는 펄스 형상 승압 전력을 제 2 정류 수단인 쇼트키 다이드로 정류한 제 2 승압 전력을 역류 방지 회로가 모니터 단자로 모니터링함으로써, 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 상태를 간접적으로 모니터링하고, 역류 방지 회로에서 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 상태라고 검출된 경우, 역류 방지 회로 내에 있는 스위치 소자가 오프됨으로써, 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 구성과 같이 역류 방지 회로를 형성한 이유는, 도 2 나 도 3 에서 나타낸 제 1 정류 수단인 쇼트키 다이오드는, 승압형 DC-DC 컨버터의 전력 변환 효율을 향상시키기 위해, 순방향 드롭 전압이 낮은 쇼트키 다이오드이므로 역방향 전류가 많아지기 때문이다. 즉, 승압형 DC-DC 컨버터가 승압 전력을 발생시키고 있지 않은 경우에, 제 1 정류 수단인 쇼트키 다이오드의 역방향 전류에 의해, 축전 소자의 축전 전력이 역류되어 소비되어 버리는 것을 방지하기 위해서이다.
또, 제 2 승압 전력을 모니터링함으로써, 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 상태가 된 것을 판단하는 구성으로 한 이유는, 종래의 전자 기기에서도 동일한 위치에 역류 방지 회로를 형성하고, 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 상태를 발전 소자의 전압이나, 역류 전류를 충전 경로에 형성한 저항 소자의 전압 드롭을 모니터링하여 검출하는 방법을 채용하고 있었지만, 발전 소자의 전압을 모니터링하는 경우에는, 이 모니터링하는 전압이 매우 낮기 때문에, 매우 복잡한 모니터 회로가 필요함과 함께, 이 전압이 승압형 DC-DC 컨버터의 변환 전력량에 좌우되기 때문에, 모니터링 정밀도가 매우 악화되는 과제가 있고, 또한 저항 소자의 전압 드롭을 모니터링하는 경우에는, 이 전압 드롭에 의해 충전 로스가 생김과 함께, 드롭 전압을 모니터링하는 회로 구성이 복잡해진다는 과제가 있었다. 본 실시예에서는, 전압이 높은 제 2 승압 전력을 모니터링하기 때문에, 간단한 회로 구성으로 제 2 승압 전력을 모니터링할 수 있고, 충전 경로에 전류 모니터링용 저항 소자가 필요없기 때문에, 이 저항 소자의 전압 드롭에 의해 발생시키는 충전 로스가 발생하지 않는다는 효과가 있다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전자 기기에 있어서의 역류 방지 회로의 기능을 실현시키기 위한 회로예를 나타내는 회로도이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, P 채널형 MOSFET (501) 와 N 채널형 MOSFET (502) 와 저항 소자 (503) 를 갖고, 역류 방지 회로 (401) 의 입력 단자 (402) 는, P 채널형 MOSFET (501) 의 드레인과 접속되고, P 채널형 MOSFET (501) 의 소스는 저항 소자 (503) 의 제 1 전극과 역류 방지 회로 (401) 의 출력 단자 (403) 에 접속되고, 저항 소자 (503) 의 제 2 전극은 P 채널형 MOSFET (501) 의 게이트와 N 채널형 MOSFET (502) 의 드레인에 접속되고, N 채널형 MOSFET (502) 의 게이트는 역류 방지 회로 (401) 의 모니터 단자 (404) 와 접속되며, N 채널형 MOSFET (502) 의 소스는 GND 단자 (106) 와 접속되는 구성이다.
상기 구성으로 함으로써, 역류 방지 회로 (401) 의 모니터 단자로부터 입력되는 상기 제 2 승압 전력의 전압이 N 채널형 MOSFET (502) 의 임계값 전압을 초과하면, N 채널형 MOSFET (502) 가 온이 되기 때문에, P 채널형 MOSFET (501) 의 게이트 전압이 로우 레벨로 되어, P 채널형 MOSFET (501) 이 온이 된다. 즉, 상기 제 2 승압 전력의 전압이, N 채널형 MOSFET (502) 의 임계값 전압을 초과하면, 역류 방지 회로의 입력 단자에 입력되는 승압형 DC-DC 컨버터로부터의 제 1 승압 전력이 역류 방지 회로의 출력 단자를 통해 축전 소자에 충전된다. 또, 역류 방지 회로 (401) 의 모니터 단자로부터 입력되는 상기 제 2 승압 전력의 전압이 N 채널형 MOSFET (502) 의 임계값 전압을 하회하면, N 채널형 MOSFET (502) 가 오프되기 때문에, P 채널형 MOSFET (501) 의 게이트 전압이 하이 레벨이 되어, P 채널형 MOSFET (501) 가 오프된다. 즉, 상기 제 2 승압 전력의 전압이 N 채널형 MOSFET (502) 의 임계값 전압을 하회하면, 축전 소자의 축전 전력이 역류 방지 회로의 출력 단자로부터 입력 단자로 역류되어, 승압형 DC-DC 컨버터로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 구성의 역류 방지 회로에서는, 상기한 바와 같이, 제 2 승압 전력의 전압이 내장되는 N 채널형 MOSFET 의 임계값 전압을 하회하면, 축전 소자의 축전 전력의 역류를 방지하기 위해, 내장하는 N 채널형 MOSFET 의 임계값 전압을 조절함으로써, 보다 정확하게 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 상태를 파악할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
또, 도 5 에서 나타내는 역류 방지 회로의 회로 구성은, 최저한으로 필요한 요소로 구성하는 방법으로서, 상기 제 2 승압 전력의 전압이 소정 전압 이하가 되면, 로우 레벨을 출력하는 전압 검출 회로를 추가하고, 이 전압 검출 회로의 출력 신호를 N 채널형 MOSFET 의 게이트에 입력하는 구성, 또는 상기 제 2 승압 전력과 축전 소자의 전압을 비교하여, 상기 제 2 승압 전력과 축전 소자의 전압차가 소정 전압 이하인 경우에 로우 레벨 신호를 출력하는 전압 비교 회로를 형성하고, 이 전압 비교 회로의 출력 신호를 N 채널형 MOSFET 의 게이트에 입력하는 구성에서도 상기한 바와 같은 축전 소자의 축전 전력이 역류하는 것을 방지하는 기능을 갖게 할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
상기 기술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 본 발명의 전자 기기는, 축전 소자의 축전 전력이 승압형 DC-DC 컨버터의 구동에 소비되는 일이 없기 때문에, 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 역류 방지의 스위치 소자를 제어하기 위한 복잡한 회로를 필요로 하지 않기 때문에, 비용 절감이 가능하다.

Claims (4)

  1. 전력을 발생시키는 발전 소자와,
    상기 전력을 펄스 형상 승압 전력으로 변환하고, 상기 펄스 형상 승압 전력을 출력함과 함께, 상기 펄스 형상 승압 전력을 제 1 정류 수단으로 정류한 제 1 승압 전력을 출력하는 DC-DC 컨버터와,
    상기 펄스 형상 승압 전력을 정류하여 제 2 승압 전력을 출력하는 제 2 정류 수단과,
    상기 제 1 승압 전력을 충전하는 축전 소자를 갖고,
    상기 DC-DC 컨버터는 상기 발전 소자에 접속되는 입력 단자와, 상기 축전 소자에 접속되고 상기 제 1 승압 전력을 출력하는 제 1 출력 단자와, 상기 입력 단자에 접속되는 코일과, 상기 코일에 입력 단자가 접속되고 상기 제 1 출력 단자에 출력 단자가 접속되는 상기 제 1 정류 수단과, 상기 코일에 접속되는 스위치 소자와, 상기 스위치 소자를 구동하는 스위칭 제어회로와, 상기 제 1 정류 수단의 입력 단자에 접속되는 제 2 출력 단자를 구비하고, 상기 제 2 출력 단자에 접속되는 상기 제 2 정류 수단으로 정류한 상기 제 2 승압 전력을 전원으로 하는 것을 특징으로 하는 승압형 DC-DC 컨버터를 갖는 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 승압 전력이 상기 축전 소자로 충전되는 충전 경로에 스위치 소자를 갖는 역류 방지 회로를 형성한 것을 특징으로 하는 승압형 DC-DC 컨버터를 갖는 전자 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 역류 방지 회로는,
    상기 제 2 승압 전력의 전압을 모니터링하는 전압 검출 회로와,
    상기 전압 검출 회로에 제어되는 스위치 소자로 이루어지는, 승압형 DC-DC 컨버터를 갖는 전자 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 축전 소자의 축전 전력이 상기 DC-DC 컨버터로 역류하는 상태로 된 것을 검출한 경우에, 상기 스위치 소자를 오프하는, 승압형 DC-DC 컨버터를 갖는 전자 기기.
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