(57)【要約】【課題】  あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持すること。【解決手段】  降圧スイッチ１８とチョークコイルＬ１を有する降圧部１２と、チョークコイルＬ１と昇圧スイッチ２８を有する昇圧部１４を備え、昇圧部１４の出力による検出電圧Ｖｅと比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとをコンパレータ６２〜６８で比較し、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値よりも小さい、降圧モード時には、降圧スイッチ１８をオンオン制御し、昇圧スイッチ２８をオフとし、検出電圧Ｖｅが比較波Ｄの最小値よりも大きい、昇圧モード時には、降圧スイッチ１８をオンとし、昇圧スイッチ２８をオンオフ制御し、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値と比較波Ｄの最小値との間にある、降圧・昇圧モード時には、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８をオンオフ制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から直流電圧を入力する降圧スイッチと、前記降圧スイッチに接続されたチョークコイルを有し、入力電圧より低い出力電圧を出力する降圧部と、  
前記チョークコイルを介して前記降圧スイッチに接続された昇圧スイッチを有し、入力電圧より高い出力電圧を出力する昇圧部と、
前記降圧スイッチまたは前記昇圧スイッチをオンオフ制御する制御部とを備え、
前記制御部は、電圧レベルが時間軸に沿って変化する比較電圧として、
第１の降圧用比較電圧と、
平均電圧が前記第１の降圧用比較電圧より高い第２の降圧用比較電圧と、
平均電圧が前記第２の降圧用比較電圧より高い第１の昇圧用比較電圧と、
平均電圧が前記第１の昇圧用比較電圧より高い第２の昇圧用比較電圧をそれぞれ入力し、
前記入力した各比較電圧と出力電圧に対応した検出電圧とを比較して前記降圧スイッチまたは前記昇圧スイッチをオンオフ制御してなる、
昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記制御部は、
前記第１の降圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記降圧スイッチをオンオフ制御し、前記昇圧スイッチをオフに維持する第１の制御モードと、
前記第２の昇圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記昇圧スイッチをオンオフ制御し、前記降圧スイッチをオンに維持する第２の制御モードと、
前記第２の降圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記降圧スイッチをオンオフ制御し、前記第１の昇圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記昇圧スイッチをオンオフ制御する第３の制御モードと、を備えてなることを特徴とする昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記第２の降圧用比較電圧と前記第１の昇圧用比較電圧の各電圧レベルは、前記第１の降圧用比較電圧の最小値と前記第２の昇圧用比較電圧の最大値との間に設定され、前記各比較電圧相互の電圧レベルは、
前記第１の降圧用比較電圧の最大値＜前記第２の昇圧用比較電圧の最小値
前記第１の降圧用比較電圧の最大値＜前記第２の降圧用比較電圧の最大値
前記第１の昇圧用比較電圧の最小値＜前記第２の昇圧用比較電圧の最小値
前記第１の昇圧用比較電圧の最小値＜前記第２の降圧用比較電圧の最大値
の関係を満たしてなることを特徴とする昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
請求項１、２または３のうちいずれか１項に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記第１の降圧用比較電圧と前記第２の昇圧用比較電圧は、それぞれ同一の周波数の三角波またはランプ波あるいはノコギリ波であり、前記第２の降圧用比較電圧と前記第１の昇圧用比較電圧は、前記第１の降圧用比較電圧と前記第２の昇圧用比較電圧の半分の周波数の三角波であることを特徴とする昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項５】
請求項４に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記各比較電圧を発生する比較電圧発生器として、三角波またはランプ波あるいはノコギリ波を生成して前記第１の降圧用比較電圧を発生する第１の降圧用比較電圧発生器と、前記第１の降圧用比較電圧の半分の周波数の三角波を生成して前記第２の降圧用比較電圧を発生する第２の降圧用比較電圧発生器と、前記第２の降圧用比較電圧をオフセットして前記第１の昇圧用比較電圧を発生する第１の昇圧用比較電圧発生器と、前記第１の降圧用比較電圧をオフセットして前記第２の昇圧用比較電圧を発生する第２の昇圧用比較電圧発生器を備えてなることを特徴とする昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された直流電圧を昇圧または降圧し、入力された直流電圧を所定の出力電圧に変換する昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器等の電源装置として、入力電圧の変動しても出力電圧を一定の範囲に保持することができるチョッパ方式の電源装置が用いられている。
【０００３】
この種の電源装置としては、例えば、降圧用チョッパトランジスタと昇圧用チョッパトランジスタとを共通のチョークコイルを介して接続し、入力電圧が出力電圧よりも高いときには、昇圧用チョッパトランジスタをオフとし、降圧用チョッパトランジスタをオンオフ制御して入力電圧を降圧し、入力電圧が出力電圧よりも低いときには、降圧用チョッパトランジスタをオンとし、昇圧用チョッパトランジスタをオンオフ制御して入力電圧を昇圧するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この電源装置によれば、降圧型チョッパ方式の電源装置と昇圧型チョッパ方式の電源装置を同一の回路で実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１８９７０号公報（第２頁から第３頁、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、入力電圧に応じて降圧用チョッパトランジスタと昇圧用チョッパトランジスタを選択的に動作させるようにしているので、入力電圧が変動しても出力電圧をほぼ一定に保つことができる。
【０００７】
しかし、降圧と昇圧の切替時には、降圧用チョッパトランジスタと昇圧用チョッパトランジスタの動作が円滑に切り替わらないので、出力電圧を一定に保持できない。
【０００８】
すなわち、降圧用チョッパトランジスタや昇圧用チョッパトランジスタに用いるトランジスタには、ターンオン時やターンオフ時にディレイタイム（スイッチング時間）があるので、降圧と昇圧の切替時に、単に、入力電圧に応じて降圧用チョッパトランジスタと昇圧用チョッパトランジスタを選択的に動作させても、降圧用チョッパトランジスタがオンに、昇圧用チョッパトランジスタがオフに維持されることがあり、出力電圧を一定に保持できない。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができる昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電源から直流電圧を入力する降圧スイッチと、前記降圧スイッチに接続されたチョークコイルを有し、入力電圧より低い出力電圧を出力する降圧部と、前記チョークコイルを介して前記降圧スイッチに接続された昇圧スイッチを有し、入力電圧より高い出力電圧を出力する昇圧部と、前記降圧スイッチまたは前記昇圧スイッチをオンオフ制御する制御部とを備え、前記制御部は、電圧レベルが時間軸に沿って変化する比較電圧として、第１の降圧用比較電圧と、平均電圧が前記第１の降圧用比較電圧より高い第２の降圧用比較電圧と、平均電圧が前記第２の降圧用比較電圧より高い第１の昇圧用比較電圧と、平均電圧が前記第１の昇圧用比較電圧より高い第２の昇圧用比較電圧をそれぞれ入力し、前記入力した各比較電圧と出力電圧に対応した検出電圧とを比較して前記降圧スイッチまたは前記昇圧スイッチをオンオフ制御してなる構成とした。
【００１１】
（作用）まず、２つの比較電圧を用いることを前提とすると、平均電圧が相異なる２つの比較電圧を入力し、入力した各比較電圧と検出電圧とを比較し、この比較結果に応じて降圧スイッチまたは昇圧スイッチをオンオフ制御することになる。この場合、検出電圧が２つの比較電圧の電圧範囲に亘って変化する過程で、検出電圧のレベルが２つの比較電圧の中間のレベルになると、降圧スイッチと昇圧スイッチのディレイタイムによって、降圧スイッチがオンに、昇圧スイッチがオフに維持され、規定の出力電圧を出力することができない。
【００１２】
これに対して、４つの比較電圧を用いることを前提とすると、平均電圧が相異なる４つの比較電圧（第１の降圧用比較電圧、第２の降圧用比較電圧、第１の昇圧用比較電圧、第２の昇圧用比較電圧）を入力し、入力した各比較電圧と検出電圧とを比較し、この比較結果に応じて降圧スイッチまたは昇圧スイッチをオンオフ制御することになる。この場合、検出電圧が４つの比較電圧の電圧範囲に亘って変化する過程で、比較電圧が２つのときよりも、検出電圧がいずれかの比較電圧と比較される機会が多くなる。
【００１３】
例えば、検出電圧が４つの比較電圧の電圧範囲に亘って変化する過程で、検出電圧のレベルが第１の降圧用比較電圧と第２の昇圧用比較電圧の中間のレベルになっても、検出電圧は第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧と比較され、降圧スイッチおよび昇圧スイッチをオンオフ制御するための比較結果が得られる。
【００１４】
上述したように、検出電圧が、入力電圧の変化に伴って、４つの比較電圧の電圧範囲に亘って変化しても、出力電圧を連続して出力することができる。従って、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができ、性能の向上に寄与することができる。
【００１５】
請求項２に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、請求項１に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記制御部は、前記第１の降圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記降圧スイッチをオンオフ制御し、前記昇圧スイッチをオフに維持する第１の制御モードと、前記第２の昇圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記昇圧スイッチをオンオフ制御し、前記降圧スイッチをオンに維持する第２の制御モードと、前記第２の降圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記降圧スイッチをオンオフ制御し、前記第１の昇圧用比較電圧と前記検出電圧とを比較して、前記昇圧スイッチをオンオフ制御する第３の制御モードと、を備えてなる構成とした。
【００１６】
（作用）制御部が、第１の制御モードとして、第１の降圧用比較電圧と検出電圧とを比較して、降圧スイッチをオンオフ制御し、昇圧スイッチをオフに維持することで、降圧部により、入力電圧より低い出力電圧を出力する降圧が実行される。
【００１７】
一方、制御部が、第２の制御モードとして、第２の昇圧用比較電圧と検出電圧とを比較して、昇圧スイッチをオンオフ制御し、降圧スイッチをオンに維持することで、昇圧部により、入力電圧より高い出力電圧を出力する昇圧が実行される。
【００１８】
また、制御部が、第３の制御モードとして、第２の降圧用比較電圧と検出電圧とを比較して、降圧スイッチをオンオフ制御し、第１の昇圧用比較電圧と検出電圧とを比較して、昇圧スイッチをオンオフ制御することで、降圧部と昇圧部の両方を動作させて、昇降圧が実行される。ここで、昇降圧とは、入力電圧よりも低い出力電圧も高い出力電圧もどちらも出力できる動作を指す。
【００１９】
すなわち、第１の制御モードによる降圧から第２の制御モードによる昇圧へ、または、その逆、昇圧から降圧へは直接移動せず、その間に、第３の制御モードによる昇降圧を介することで、あらゆる条件下で、出力電圧を規定の電圧に保持することができる。
【００２０】
請求項３に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、請求項１または２に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第２の降圧用比較電圧と前記第１の昇圧用比較電圧の各電圧レベルは、前記第１の降圧用比較電圧の最小値と前記第２の昇圧用比較電圧の最大値との間に設定され、前記各比較電圧相互の電圧レベルは、前記第１の降圧用比較電圧の最大値＜前記第２の昇圧用比較電圧の最小値
前記第１の降圧用比較電圧の最大値＜前記第２の降圧用比較電圧の最大値
前記第１の昇圧用比較電圧の最小値＜前記第２の昇圧用比較電圧の最小値
前記第１の昇圧用比較電圧の最小値＜前記第２の降圧用比較電圧の最大値
の関係を満たしてなる構成とした。
【００２１】
（作用）検出電圧が、第１の降圧用比較電圧の最小値と第２の昇圧用比較電圧の最大値との間に亘って変化するときに、各比較電圧相互の電圧レベルを、
第１の降圧用比較電圧の最大値＜第２の昇圧用比較電圧の最小値
第１の降圧用比較電圧の最大値＜第２の降圧用比較電圧の最大値
第１の昇圧用比較電圧の最小値＜第２の昇圧用比較電圧の最小値
第１の昇圧用比較電圧の最小値＜第２の降圧用比較電圧の最大値
の関係を満たすように設定すると、以下のような比較が行われる。
【００２２】
検出電圧は、入力電圧が出力電圧よりも高いときには、第１の降圧用比較電圧と比較され、一方、入力電圧が出力電圧よりも低いときには、第２の昇圧用比較電圧と比較され、また、入力電圧と出力電圧がほぼ同じになるときには、第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧と比較される。
【００２３】
このため、検出電圧が、入力電圧の変化に伴って、第１の降圧用比較電圧の最小値と第２の昇圧用比較電圧の最大値との間に亘って変化しても、出力電圧を連続して出力することができる。結果として、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができ、性能の向上に寄与することができる。
【００２４】
請求項４に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、請求項１、２または３のうちいずれか１項に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記第１の降圧用比較電圧と前記第２の昇圧用比較電圧は、それぞれ同一の周波数の三角波またはランプ波あるいはノコギリ波であり、前記第２の降圧用比較電圧と前記第１の昇圧用比較電圧は、前記第１の降圧用比較電圧と前記第２の昇圧用比較電圧の半分の周波数の三角波である構成とした。
【００２５】
（作用）第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧として、ランプ波やノコギリ波を用いると、降圧スイッチと昇圧スイッチにオンオフ信号を印加する過程で、降圧スイッチがオフになる期間と昇圧スイッチがオンになる期間が重なるときがある。
【００２６】
降圧スイッチがオフになる期間と昇圧スイッチがオンになる期間が重なると、チョークコイルと昇圧スイッチを結ぶ経路が形成され、チョークコイルに蓄えられたエネルギーが出力側に伝達されることなく、無駄に消費され、コンバータの電気効率が低下する。
【００２７】
これに対して、第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧として三角波を用いると、降圧スイッチと昇圧スイッチにオンオフ信号を印加する過程で、降圧スイッチがオフになる期間と昇圧スイッチがオンになる期間が重なることはなく、コンバータの電気効率が低下するのを防止することができる。
【００２８】
一方、第１の降圧用比較電圧は、第１の制御モード時に、降圧スイッチをオンオフ制御し、第２の制御モード時に、降圧スイッチをオンするために用いられ、第２の昇圧用比較電圧は、第１の制御モード時に昇圧スイッチをオフし、第２の制御モード時に、昇圧スイッチをオンオフ制御するために用いられている。このため、降圧スイッチまたは昇圧スイッチのうち一方のみをオンオフ制御するための第１の降圧用比較電圧および第２の昇圧用比較電圧として、ランプ波やノコギリ波を用いても、コンバータの電気効率が低下することはない。
【００２９】
また、第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧は、第１の降圧用比較電圧および第２の昇圧用比較電圧の半分の周波数であるので、制御モードが変わっても、スイッチング周波数（スイッチング回数）が変わらず、コンバータの電気効率が低下するのを防止することができる。
【００３０】
すなわち、各比較電圧として、全て同じ周波数のものを用いると、第３の制御モード時に、降圧スイッチおよび昇圧スイッチに印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数は、第１の制御モード時や第２の制御モード時に、降圧スイッチまたは昇圧スイッチに印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数の２倍となる。降圧スイッチおよび昇圧スイッチに印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数が２倍になると、降圧スイッチおよび昇圧スイッチのスイッチング損失も２倍となり、コンバータの電気効率が低下することになる。
【００３１】
このため、第２の降圧用比較電圧および第１の昇圧用比較電圧の周波数を、第１の降圧用比較電圧および第２の昇圧用比較電圧の半分の周波数にすることで、コンバータの電気効率が低下するのを防止することができる。
【００３２】
請求項５に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、請求項４に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記各比較電圧を発生する比較電圧発生器として、三角波またはランプ波あるいはノコギリ波を生成して前記第１の降圧用比較電圧を発生する第１の降圧用比較電圧発生器と、前記第１の降圧用比較電圧の半分の周波数の三角波を生成して前記第２の降圧用比較電圧を発生する第２の降圧用比較電圧発生器と、前記第２の降圧用比較電圧をオフセットして前記第１の昇圧用比較電圧を発生する第１の昇圧用比較電圧発生器と、前記第１の降圧用比較電圧をオフセットして前記第２の昇圧用比較電圧を発生する第２の昇圧用比較電圧発生器を備えてなる構成とした。
【００３３】
（作用）三角波またはランプ波あるいはノコギリ波を生成して第１の降圧用比較電圧を発生させることができ、第１の降圧用比較電圧をオフセットして第２の昇圧用比較電圧を発生させることができる。第１の降圧用比較電圧の半分の周波数の三角波を生成して第２の降圧用比較電圧を発生させることができ、第２の降圧用比較電圧をオフセットして第１の昇圧用比較電圧を発生させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から明らかなように、請求項１によれば、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができ、性能の向上に寄与することができる。
【００３５】
請求項２によれば、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができ、性能の向上に寄与することができる。
【００３６】
請求項３によれば、あらゆる入出力の条件下で出力電圧を規定の電圧に保持することができ、性能の向上に寄与することができる。
【００３７】
請求項４によれば、コンバータの電気効率が低下するのを防止することができる。
【００３８】
請求項５によれば、第１の降圧用比較電圧を基に、第２の昇圧用比較電圧を発生させ、第２の降圧用比較電圧を基に、第１の昇圧用比較電圧を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の電源装置の回路構成図、図２は、比較電圧の波形図、図３は、降圧モードと降圧・昇圧モードおよび昇圧モードにおける動作を説明するための波形図、図４は、降圧時におけるスイッチング信号のオンデューティと入出力電圧比との関係を示す特性図、図５は、昇圧時におけるスイッチング信号のオンデューティと入出力電圧比との関係を示す特性図、図６は、コンパレータを２個用いたときの回路構成図、図７は、コンパレータを２個、すなわち、比較電圧を２つ用いたときの降圧モードと導通モードおよび昇圧モードにおける動作を説明するための波形図、図８は、コンパレータを２個、すなわち、比較電圧を２つ用いたときの検出電圧と出力電圧との関係を示す特性図、図９は、コンパレータを４個、すなわち、比較電圧を４つ用いて出力電圧にヒステリシスを持たせたときの検出電圧と出力電圧との関係を示す特性図、図１０（ａ）は、降圧・昇圧モード時に、比較電圧としてランプ波またはノコギリ波を用いたときの動作を説明するための波形図、図１０（ｂ）は、降圧・昇圧モード時に、比較電圧として三角波を用いたときの動作を説明するための波形図、図１１は、降圧・昇圧モード時に、比較電圧としてランプ波またはノコギリ波を用いたときの動作を説明するための回路図である。
【００４０】
図１において、車両用灯具の電源装置１０は、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとして、入力電圧より低い出力電圧を出力する降圧部１２と、入力電圧より高い出力電圧を出力する昇圧部１４と、降圧部１２と昇圧部１４を制御する制御部１６を備えている。
【００４１】
降圧部１２は、降圧スイッチ１８と、コンデンサＣ１と、ダイオードＤ１と、チョークコイル（インダクタ）Ｌ１を備えている。降圧スイッチ１８は、スッチング素子、例えば、ＮＭＯＳトランジスタで構成され、ＮＭＯＳトランジスタのドレインが入力端子２０に接続され、ソースがダイオードＤ１を介して接地されているとともに、チョークコイルＬ１の一端に接続され、ゲートが制御部１６に接続されている。コンデンサＣ１の両端は、入力端子２０、２２にそれぞれ接続されている。入力端子２０は、電源スイッチ２４を介して車載バッテリ（直流電源）２６のプラス端子に接続され、入力端子２２は、車載バッテリ２６のマイナス端子に接続されている。
【００４２】
昇圧部１４は、降圧部１２と共通のチョークコイル（インダクタ）Ｌ１を備えているとともに、昇圧スイッチ２８と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ２を備えている。昇圧スイッチ２８は、スッチング素子、例えば、ＮＭＯＳトランジスタで構成され、ＮＭＯＳトランジスタのドレインがチョークコイルＬ１の他端に接続されているとともに、ダイオードＤ２を介して出力端子３０に接続され、ソースが接地され、ゲートが制御部１６に接続されている。コンデンサＣ２は、その一端がダイオードＤ２と出力端子３０に接続され、他端が接地されているとともに出力端子３２に接続されている。出力端子３０、３２の両端には、ランプ、ＬＥＤなどの負荷３４が接続されている。
【００４３】
降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８は、制御部１６からのオンオフ信号（スイッチング信号）に応答してオンオフし、オフ信号に応答してオフとなり、オン信号に応答してオンとなる。
【００４４】
例えば、入力端子２０、２２間に印加される入力電圧Ｖｉｎが、出力端子３０、３２から負荷３４に印加される出力電圧Ｖｏｕｔよりも高い、降圧モード（第１の制御モード）のときには、降圧スイッチ１８は、制御部１６からのオンオフ信号に応答してオンオフし、昇圧スイッチ２８はオフ信号に応答してオフとなる。
【００４５】
昇圧スイッチ２８がオフに維持されているときに、降圧スイッチ１８がオンになると、入力端子２０、２２間に印加された直流電圧がコンデンサＣ１の両端に印加されるとともに、降圧スイッチ１８に電流が流れる。この電流は、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ２を介して負荷３４に流れる。これにより、チョークコイルＬ１に電磁エネルギーが蓄積される。
【００４６】
次に、昇圧スイッチ２８がオフに維持されているときに、降圧スイッチ１８がオフになると、ダイオードＤ１の導通により、チョークコイルＬ１に蓄積されていた電磁エネルギーが、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ２を介してコンデンサＣ２および負荷３４に供給され、入力電圧Ｖｉｎが降圧されて出力端子３０、３２から出力される。
【００４７】
また、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔよりも低い、昇圧モード（第２の制御モード）のときには、降圧スイッチ１８は、制御部１６からのオン信号に応答してオンとなり、昇圧スイッチ２８は、制御部１６からのオンオフ信号に応答してオンオフする。
【００４８】
降圧スイッチ１８がオンに維持されているときに、昇圧スイッチ２８がオンになると、車載バッテリ２６からの電流が降圧スイッチ２８、チョークコイルＬ１を介して昇圧スイッチ２８に流れる。これにより、チョークコイルＬ１に電磁エネルギーが蓄積される。
【００４９】
次に、降圧スイッチ１８がオンに維持されているときに、昇圧スイッチ２８がオフになると、ダイオードＤ２の導通により、チョークコイルＬ１に蓄積されていた電磁エネルギーが、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ２を介してコンデンサＣ２および負荷３４に供給され、入力電圧Ｖｉｎが昇圧されて出力端子３０、３２から出力される。
【００５０】
また、降圧モード（第１の制御モード）と昇圧モード（第２の制御モード）の間の降圧・昇圧モード（第３の制御モード）として、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８が制御部１６からのオンオフ信号に応答してオンオフする。
【００５１】
すなわち、制御部１６は、降圧モード（第１の制御モード）と昇圧モード（第２の制御モード）および降圧・昇圧モード（第３の制御モード）を備え、各モードに応じて制御信号（オンオフ信号、オン信号およびオフ信号を含む信号）を生成し、生成した制御信号を降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８に出力する。
【００５２】
具体的には、制御部１６は、誤差増幅回路３６と、比較波発生回路３８と、比較回路４０と、判別回路４２と、制御信号切替回路４４を備えている。
【００５３】
誤差増幅回路３６は、エラーアンプ（誤差増幅器）５０と、ツェナーダイオードＺＤ１と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ１０を備えている。
【００５４】
抵抗Ｒ２、Ｒ３は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧し、分圧して得られた電圧を、抵抗Ｒ８を介してエラーアンプ５０のマイナス入力端子に入力する。エラーアンプ５０は、プラス端子に印加される設定電圧（基準電圧Ｖｒを抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ９で分圧して得られた電圧）とマイナス端子に印加される電圧との差の電圧を増幅し、増幅された電圧を、出力電圧Ｖｏｕｔに対応した検出電圧Ｖｅとして、抵抗Ｒ６を介して比較回路４０に出力する。この場合、エラーアンプ５０で増幅された電圧を、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの比に対応した検出電圧Ｖｅと見なすこともできる。
【００５５】
比較波発生回路３８は、比較波発生器５４、５６、５８、６０を備えている。
比較波発生器５４は、第１の降圧用比較電圧発生器として、図２に示すように、例えば、２ＭＨｚの三角波信号による比較波Ａを生成し、生成した比較波Ａを比較回路４０と比較波発生器５６に出力する。
【００５６】
比較波発生器５６は、第２の昇圧用比較電圧発生器として、比較波Ａに応答して、比較波Ａのレベルをオフセットした、三角波信号による比較波Ｄ（図２参照）を生成し、生成した比較波Ｄを比較回路４０に出力する。
【００５７】
比較波発生器５８は、第２の降圧用比較電圧発生器として、例えば、１ＭＨｚの三角波信号による比較波Ｂ（図２参照）を生成し、生成した比較波Ｂを比較回路４０と比較波発生器６０に出力する。
【００５８】
比較波発生器６０は、第１の昇圧用比較電圧発生器として、比較波Ｂに応答して、比較波Ｂのレベルをオフセットした、三角波信号による比較波Ｃ（図２参照）を生成し、生成した比較波Ｃを比較回路４０に出力する。
【００５９】
ここで、比較波Ａ〜Ｄは、図２に示すように、それぞれ振幅は相対的には同じであるが、平均電圧は互いに異なる値に設定されている。
【００６０】
例えば、比較波Ａは、比較波Ａ〜Ｄの中で、その平均電圧が最も低い、第１の降圧用比較電圧として設定されている。比較波Ｂは、その平均電圧が第１の降圧用比較電圧（比較波Ａ）より高い、第２の降圧用比較電圧として設定されている。比較波Ｃは、その平均電圧が第２の降圧用比較電圧（比較波Ｂ）より高い、第１の昇圧用比較電圧として設定されている。比較波Ｄは、その平均電圧が第１の昇圧用比較電圧（比較波Ｃ）より高い、第２の昇圧用比較電圧として設定されている。
【００６１】
この際、比較波Ｂ（第２の降圧用比較電圧）と比較波Ｃ（第１の昇圧用比較電圧）の各電圧レベルは、比較波Ａ（第１の降圧用比較電圧）の最小値と比較波Ｄ（第２の昇圧用比較電圧）の最大値との間に設定され、各比較波Ａ〜Ｄの電圧レベルは、
比較波Ａの最大値＜比較波Ｄの最小値
比較波Ａの最大値＜比較波Ｂの最大値
比較波Ｃの最小値＜比較波Ｄの最小値
比較波Ｃの最小値＜比較波Ｂの最大値
の関係を満たしている。
【００６２】
比較回路４０は、コンパレータ６２、６４、６６、６８を備え、各コンパレータ６２〜６８のプラス端子が抵抗Ｒ６を介してエラーアンプ５０の出力端子に接続されている。
【００６３】
コンパレータ６２は、プラス端子に入力される検出電圧Ｖｅとマイナス端子に入力される比較波Ａとを比較し、比較結果に応じた電圧を降圧信号ａとして制御信号切替回路４４に出力する。
【００６４】
コンパレータ６４は、プラス端子に入力される検出電圧Ｖｅとマイナス端子に入力される比較波Ｂとを比較し、比較結果に応じた電圧を降圧信号ｂとして制御信号切替回路４４に出力する。
【００６５】
コンパレータ６６は、プラス端子に入力される検出電圧Ｖｅとマイナス端子に入力される比較波Ｃとを比較し、比較結果に応じた電圧を昇圧信号ｃとして制御信号切替回路４４に出力する。
【００６６】
コンパレータ６８は、プラス端子に入力される検出電圧Ｖｅとマイナス端子に入力される比較波Ｄとを比較し、比較結果に応じた電圧を昇圧信号ｄとして制御信号切替回路４４に出力する。
【００６７】
判別回路４２は、インバータ７０、７２と、ＡＮＤゲート７４、７６、７８と、フリップフロップ８０、８２を備えている。
【００６８】
インバータ７０は、昇圧信号ｄを反転し、反転した昇圧信号ｄをＡＮＤゲート７４に出力する。ＡＮＤゲート７４は、降圧信号ａと反転した昇圧信号ｄの論理積の条件が成立したときに、ハイレベルの信号をフリップフロップ８０、８２のクリア端子に出力する。
【００６９】
フリップフロップ８０は、クロック発生器５２からのクロック信号をＡＮＤゲート７６から取り込み、クロック信号に応答して、Ｑ端子からＡＮＤゲート７８にパルス信号を出力し、Ｑバー端子からフリップフロップ８２のクロック端子にパルス信号を出力する。フリップフロップ８２は、クロック端子に入力されたパルス信号に応答して、Ｑ端子からＡＮＤゲート７８にパルス信号を出力する。
【００７０】
ＡＮＤゲート７８は、フリップフロップ８０、８２の出力信号に応答して、検出電圧Ｖｅが、比較波Ａの最大値と比較波Ｄの最小値との間にあるときには、“Ｌ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘを制御信号切替回路４４に出力し、検出電圧Ｖｅが、比較波Ａの最大値よりも小さいとき、あるいは、検出電圧Ｖｅが、比較波Ｄの最小値よりも大きいときには、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘを制御信号切替回路４４に出力する。スイッチングモード切替信号Ｘは、インバータ７２で反転されて、スイッチングモード切替信号Ｙとして、制御信号切替回路４４に出力される。
【００７１】
制御信号切替回路４４は、ＯＲゲート８４、８６と、ＡＮＤゲート８８、９０、９２、９４を備えている。ＯＲゲート８４は、出力端子が降圧スイッチ１８に接続され、入力端子がＡＮＤゲート８８、９０の出力端子に接続されている。ＯＲゲート８６は、出力端子が昇圧スイッチ２８に接続され、入力端子がＡＮＤゲート９２、９４の出力端子に接続されている。
【００７２】
ＡＮＤゲート８８は、一方の入力端子がインバータ７２の出力端子に接続され、他方の入力端子がコンパレータ６２の出力端子に接続されている。ＡＮＤゲート９０は、一方の入力端子がＡＮＤゲート７８の出力端子に接続され、他方の入力端子がコンパレータ６４の出力端子に接続されている。ＡＮＤゲート９２は、一方の入力端子がＡＮＤゲート７８の出力端子に接続され、他方の入力端子がコンパレータ６６の出力端子に接続されている。ＡＮＤゲート９４は、一方の入力端子がインバータ７２の出力端子に接続され、他方の入力端子がコンパレータ６８の出力端子に接続されている。
【００７３】
ＡＮＤゲート８８は、スイッチングモード切替信号Ｙのレベルが“Ｈ”レベルにあるときに、降圧信号ａをオンオフ信号（降圧スイッチング信号）としてＯＲゲート８４を介して降圧スイッチ１８に出力し、スイッチングモード切替信号Ｙのレベルが“Ｌ”レベルにあるときには、“Ｌ”レベルのオフ信号をＯＲゲート８４に出力する。
【００７４】
ＡＮＤゲート９０は、スイッチングモード切替信号Ｘのレベルが“Ｈ”レベルにあるときに、降圧信号ｂをオンオフ信号（降圧スイッチング信号）としてＯＲゲート８４を介して降圧スイッチ１８に出力し、スイッチングモード切替信号Ｘのレベルが“Ｌ”レベルにあるときには、“Ｌ”レベルのオフ信号をＯＲゲート８４に出力する。
【００７５】
ＡＮＤゲート９２は、スイッチングモード切替信号Ｘのレベルが“Ｈ”レベルにあるときに、昇圧信号ｃをオンオフ信号（昇圧スイッチング信号）としてＯＲゲート８６を介して昇圧スイッチ２８に出力し、スイッチングモード切替信号Ｘのレベルが“Ｌ”レベルにあるときには、“Ｌ”レベルのオフ信号をＯＲゲート８６に出力する。
【００７６】
ＡＮＤゲート９４は、スイッチングモード切替信号Ｙのレベルが“Ｈ”レベルにあるときに、昇圧信号ｄをオンオフ信号（昇圧スイッチング信号）としてＯＲゲート８６を介して昇圧スイッチ２８に出力し、スイッチングモード切替信号Ｙのレベルが“Ｌ”レベルにあるときには、“Ｌ”レベルのオフ信号をＯＲゲート８６に出力する。
【００７７】
ＯＲゲート８４は、ＡＮＤゲート８８の出力による降圧信号ａまたはＡＮＤゲート９０の出力による降圧信号ｂに応答して、オンオフ信号またはオン信号を降圧スイッチ１８に出力する。
【００７８】
ＯＲゲート８６は、ＡＮＤゲート９２の出力による昇圧信号ｃまたはＡＮＤゲート９４の出力による昇圧信号ｄに応答して、オンオフ信号またはオフ信号を昇圧スイッチ２８に出力する。
【００７９】
すなわち、図３（ａ）に示すように、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値よりも小さく、コンパレータ６２から、オンオフの降圧信号ａが出力されたときには、判別回路４２は、降圧モード（第１の制御モード）にあると判別し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート８８、９４に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｙを出力し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート９０、９２に、“Ｌ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘを出力する。
【００８０】
ＡＮＤゲート８８、９４に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｙが入力されると、ＯＲゲート８４から降圧スイッチ１８に、制御信号としてオンオフ信号が出力され、ＯＲゲート８６から昇圧スイッチ２８に、制御信号としてオフ信号が出力される。これにより、降圧モード（第１の制御モード）における制御として、降圧スイッチ１８がオンオフ制御され、昇圧スイッチ２８がオフに維持される。
【００８１】
一方、図３（ｃ）に示すように、検出電圧Ｖｅが比較波Ｄの最小値よりも大きく、コンパレータ６８から、オンオフの昇圧信号ｄが出力されたときには、判別回路４２は、昇圧モード（第２の制御モード）にあると判別し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート８８、９４に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｙを出力し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート９０、９２に、“Ｌ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘを出力する。
【００８２】
ＡＮＤゲート８８、９４に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｙが入力されると、ＯＲゲート８４から降圧スイッチ１８に、制御信号としてオン信号が出力され、ＯＲゲート８６から昇圧スイッチ２８に、制御信号としてオンオフ信号が出力される。これにより、昇圧モード（第２の制御モード）における制御として、降圧スイッチ１８がオンに維持され、昇圧スイッチ２８がオンオフ制御される。
【００８３】
また、図３（ｂ）に示すように、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値と比較波Ｄの最小値との間にあって、コンパレータ６４および６６から、オンオフの降圧信号ｂおよびオンオフの昇圧信号ｃが出力されたときには、判別回路４２は、降圧・昇圧モード（第３の制御モード）にあると判別し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート８８、９４に、“Ｌ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｙを出力し、制御信号切替回路４４のＡＮＤゲート９０、９２に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘを出力する。
【００８４】
ＡＮＤゲート９０、９２に、“Ｈ”レベルのスイッチングモード切替信号Ｘが入力されると、ＯＲゲート８４から降圧スイッチ１８に、制御信号としてオンオフ信号が出力され、ＯＲゲート８６から昇圧スイッチ２８に、制御信号としてオンオフ信号が出力される。これにより、降圧・昇圧モード（第３の制御モード）における制御として、降圧スイッチ１８および昇圧スイッチ２８がオンオフ制御される。
【００８５】
ここで、降圧スイッチ１８に印加されるオンオフ信号のオンデューティと電源装置１０の入出力電圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）の関係は、図４の特性で表わされ、昇圧スイッチ２８に印加されるオンオフ信号のオンデューティと電源装置１０の入出力電圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）の関係は、図５の特性で表わされる。
【００８６】
このため、入出力電圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）＝１となるとき、すなわち、降圧スイッチ１８に印加されるオンオフ信号のオンデューティ＝１００％、昇圧スイッチ２８に印加されるオンオフ信号のオンデューティ＝０％で降圧モードと昇圧モードとの切替を行うことで、降圧モードと昇圧モードにおいても、電源装置１０から出力電圧Ｖｏｕｔを連続的に出力することができる。
【００８７】
この際、図６に示すように、コンパレータとして、三角波信号による比較波Ａ１が入力される降圧用コンパレータ６２Ａと、三角波信号の最小値が比較波Ａ１の最大値に等しい、比較波Ｄ１が入力される昇圧用コンパレータ６８Ａを用い、エラーアンプ５０Ａの出力による検出電圧Ｖｅと比較波Ａ１とを降圧用コンパレータ６２Ａで比較し、検出電圧Ｖｅと比較波Ｄ１とを昇圧用コンパレータ６８Ａで比較する構成を採用することができる。
【００８８】
この場合、図７（ａ）に示すように、降圧時（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＜１）には、エラーアンプ５０Ａの出力による検出電圧Ｖｅと比較波Ａ１とを降圧用コンパレータ６２Ａで比較し、この比較結果に応じて、オンオフ信号を降圧スイッチ１８に出力し、また、検出電圧Ｖｅと比較波Ｄ１とを昇圧用コンパレータ６８Ａで比較し、この比較結果に応じてオフ信号を昇圧スイッチ２８に出力することで、入力電圧を降圧して出力することができる。
【００８９】
また、図７（ｂ）に示すように、降圧と昇圧との切替時（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＝１）には、降圧用コンパレータ６２Ａから降圧スイッチ１８にオン信号を出力し、昇圧用コンパレータ６８Ａから昇圧スイッチ２８にオフ信号を出力することで、スイッチング動作することなく、チョークコイルを介して、入力と出力が導通した状態なり、入力電圧に等しい出力電圧を出力することができる。
【００９０】
一方、図７（ｃ）に示すように、昇圧時（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＞１）には、エラーアンプ５０Ａの出力による検出電圧Ｖｅと比較波Ａ１とを降圧用コンパレータ６２Ａで比較し、この比較結果に応じて、オン信号を降圧スイッチ１８に出力し、また、検出電圧Ｖｅと比較波Ｄ１とを昇圧用コンパレータ６８Ａで比較し、この比較結果に応じてオンオフ信号を昇圧スイッチ２８に出力することで、入力電圧を昇圧して出力することができる。
【００９１】
このように、降圧モードと昇圧モードによる制御を実行するときに、エラーアンプ５０Ａの出力による検出電圧Ｖｅの増減に応じて、降圧と昇圧が自動的に切り替わり、出力電圧Ｖｏｕｔを連続的に出力することができる。
【００９２】
ところが、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８を構成するスイッチング素子がオンオフ動作する際には、スイッチング可能な最小のオン時間とオフ時間（スイッチング時間）が存在するので、オンデューティの値によっては、出力電圧Ｖｏｕｔを連続的に出力することができないことがある。
【００９３】
例えば、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８を構成するスイッチング素子に印加されるオンオフ信号の周波数（スイッチング周波数）を２ＭＨｚ（周期＝５００ｎｓ）とし、このオンオフ信号の最小オン時間＝最小オフ時間＝５０ｎｓとすると、図８に示すように、降圧スイッチ１８を構成するスイッチング素子は、降圧時（降圧モードＭ１時）におけるオンオフ信号のオンデューティが９０％よりも小さいときには、スイッチング動作するが、降圧時におけるオンオフ信号のオンデューティが９０％以上になるとスイッチング動作することができない。
【００９４】
また、昇圧スイッチ２８を構成するスイッチング素子は、昇圧時（昇圧モードＭ２時）におけるオンオフ信号のオンデューティが１０％よりも大きいときには、スイッチング動作するが、昇圧時におけるオンオフ信号のオンデューティが１０％以下になるとスイッチング動作することができない。
【００９５】
すなわち、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８を構成するスイッチング素子は、降圧時（降圧モードＭ１時）におけるオンオフ信号のオンデューティが９０％以上〜昇圧時（昇圧モードＭ２時）におけるオンオフ信号のオンデューティが１０％以下の範囲Ｗでは、スイッチング動作することなく、チョークコイルＬ１を介して導通する。このため、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔで一定になるので、検出電圧Ｖｅに応じて、出力電圧Ｖｏｕｔを破線のように、制御したくても、実線のようになり、出力電圧Ｖｏｕｔを正確に制御できないことになる。
【００９６】
特に、スイッチング周波数が高周波で、入出力電圧が大きい程、出力電圧Ｖｏｕｔを正確に制御できない。これは、スイッチング周波数が高周波になる程、１周期の時間が短くなり、１周期に対する最小のオン時間とオフ時間の割合が大きくなるためである。また、入出力電圧が大きいと、スイッチング素子の耐圧を大きくする必要があり、一般的に、耐圧が大きいスイッチング素子程、最小のオン時間とオフ時間の値も大きいためである。
【００９７】
これに対して、本実施例では、比較電圧として、平均電圧がそれぞれ異なる比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用い、コンパレータとして、検出電圧Ｖｅと比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとをそれぞれ比較する、４個のコンパレータ６２、６４、６６、６８を用いることとしている。
【００９８】
そして、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔよりも高く、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値よりも小さい、降圧モード（第１の制御モード）時には、降圧スイッチ１８にオンオン信号を出力し、昇圧スイッチ２８にオフ信号を出力することとしている。
【００９９】
一方、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔよりも低く、検出電圧Ｖｅが比較波Ｄの最小値よりも大きい、昇圧モード（第２の制御モード）時には、降圧スイッチ１８にオン信号を出力し、昇圧スイッチ２８にオンオフ信号を出力することとしている。
【０１００】
また、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔがほぼ同じで、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最大値と比較波Ｄの最小値との間にある、降圧・昇圧モード（第３の制御モード）時には、降圧スイッチ１８にオンオフ信号を出力するとともに、昇圧スイッチ２８にオンオフ信号を出力することとしている。
【０１０１】
このように、本実施例においては、入力電圧Ｖｉｎの変化に伴って、検出電圧Ｖｅが比較波Ａの最小値から比較波Ｄの最大値の範囲に亘って変化しても、降圧モード（第１の制御モード）、昇圧モード（第２の制御モード）、あるいは降圧・昇圧モード（第３の制御モード）による制御を実行するようにしたため、入力電圧Ｖｉｎが変化しても出力電圧Ｖｏｕｔを連続的に出力することができる。
【０１０２】
従って、本実施例によれば、あらゆる入出力の条件下で出力電圧Ｖｏｕｔを規定の電圧に保持することができ、電源装置１０の性能の向上に寄与することができる。
【０１０３】
また、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの電圧レベルを設定するに際しては、図９に示すように、検出電圧Ｖｅと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係において、ヒステリシスＨ１、Ｈ２ができるように、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの電圧レベルを設定することで、降圧モード（第１の制御モード）Ｍ１と降圧・昇圧モード（第３の制御モード）Ｍ３との切替時や降圧・昇圧モード（第３の制御モード）Ｍ３と昇圧モード（第２の制御モード）Ｍ２との切替時に、頻繁にモードが切り替わることを防止することができる。
【０１０４】
この場合、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの電圧レベルとしては、以下の例を考慮して設定することができる。
【０１０５】
例えば、降圧スイッチ１８と昇圧スイッチ２８を構成するスイッチング素子に印加されるオンオフ信号の最小オン時間＝最小オフ時間＝５０ｎｓとし、２ＭＨｚの比較波Ａ、Ｄを用いるときのオンオフ信号の最小デューディ＝１０％、最大デューティ＝９０％とし、１ＭＨｚの比較波Ｂ、Ｃを用いるときのオンオフ信号の最小デューディ＝５％、最大デューティ＝９５％とした場合、比較波Ａとしては、降圧時に、オンオフ信号のオンデューティが９０％以下で、Ｖｉｎ＝１０Ｖのとき、Ｖｏｕｔとして、９．０Ｖ以下となる。
【０１０６】
同様に、比較波Ｂ、Ｃとしては、降圧時に、オンオフ信号のオンデューティが５％〜３０％で、昇圧時に、オンオフ信号のオンデューティが７０％〜９５％で、Ｖｉｎ＝１０Ｖのとき、Ｖｏｕｔとして、７．３７〜１３．５７Ｖとなる。
【０１０７】
同様に、比較波Ｄとしては、昇圧時に、オンオフ信号のオンデューティが１０％以上で、Ｖｉｎ＝１０Ｖのとき、Ｖｏｕｔとして、１１．１１Ｖ以上となる。
【０１０８】
また、本実施例では、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、ランプ波やノコギリ波による信号の代わりに、三角波信号を用いているが、これは、降圧・昇圧モード（第３の制御モード）時に、降圧スイッチ１８＝オフおよび昇圧スイッチ２８＝オンとなる瞬間を作らないためである。
【０１０９】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、比較波Ｂ、Ｃとして、ランプ波やノコギリ波による信号を用いると、降圧スイッチ１８がオフになる期間と昇圧スイッチ２８がオンになる期間のうち両者が瞬時重なるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３が生じる。
【０１１０】
降圧スイッチ１８がオフになる期間と昇圧スイッチ２８がオンになる期間のうち両者が瞬時重なるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３が生じると、図１１に示すように、ダイオードＤ１とチョークコイルＬ１および昇圧スイッチ２８を結ぶ経路が形成され、チョークコイルＬ１に蓄えられたエネルギーが出力側に伝達されることなく、無駄に消費され、電源装置１０の電気効率が低下する。
【０１１１】
これに対して、図１０（ｂ）に示すように、比較波Ｂ、Ｃとして、三角波信号を用いると、降圧スイッチ１８がオフになる期間と昇圧スイッチ２８がオンになる期間とが重なることはなく、電源装置１０の電気効率が低下するのを防止することができる。
【０１１２】
なお、比較波Ａは、降圧モード（第１の制御モード）時に、降圧スイッチ１８をオンオフ制御し、昇圧モード（第２の制御モード）時に、降圧スイッチ１８をオンするために用いられ、比較波Ｄは、降圧モード（第１の制御モード）時に、昇圧スイッチ２８をオフにし、昇圧モード（第２の制御モード）時に、昇圧スイッチ２８をオンオフ制御するために用いられている。このため、降圧スイッチ１８または昇圧スイッチ２８のうち一方のみをオンオフ制御する制御信号を生成するための比較波Ａ、Ｄとして、ランプ波やノコギリ波による信号を用いても、電源装置１０の電気効率が低下することはない。
【０１１３】
また、本実施例では、比較波Ａ、Ｄとして、２ＭＨｚの三角波信号を用い、比較波Ｂ、Ｃとして、比較波Ａ、Ｄの半分の周波数である、１ＭＨｚの三角波信号を用いているので、制御モードが変わっても、スイッチング周波数（スイッチング回数）は変わらず、電源装置１０の電気効率が低下するのを防止することができる。
【０１１４】
すなわち、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、全て同じ周波数の三角波信号を用いると、降圧・昇圧モード（第３の制御モード）時に、スイッチング素子に印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数は、降圧モード（第１の制御モード）時や昇圧モード（第２の制御モード）時に、スイッチング素子に印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数の２倍となる。スイッチング素子に印加されるオンオフ信号のスイッチング周波数が２倍になると、スイッチング素子のスイッチング損失も２倍となり、電源装置１０の電気効率が低下することになる。
【０１１５】
また、本実施例では、比較波Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、各比較波の相対的な電圧レベル（振幅）を同一にしたものを用いているが、各比較波の相対的な電圧レベルを相異なる値に設定することもできる。
【０１１６】
また、本実施例では、出力電圧Ｖｏｕｔをフィードバックする方式を採用しているが、出力電流または出力電力をフィードバックする方式を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施例を示す車両用灯具の電源装置の回路構成図である。
【図２】比較電圧の波形図である。
【図３】降圧モードと降圧・昇圧モードおよび昇圧モードにおける動作を説明するための波形図である。
【図４】降圧時におけるスイッチング信号のオンデューティと入出力電圧比との関係を示す特性図である。
【図５】昇圧時におけるスイッチング信号のオンデューティと入出力電圧比との関係を示す特性図である。
【図６】コンパレータを２個用いたときの回路構成図である。
【図７】コンパレータを２個、すなわち比較電圧を２つ用いたときの降圧モードと導通モードおよび昇圧モードにおける動作を説明するための波形図である。
【図８】コンパレータを２個、すなわち比較電圧を２つ用いたときの検出電圧と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図９】コンパレータを４個、すなわち、比較電圧を４つ用いて出力電圧にヒステリシスを持たせたときの検出電圧と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図１０】（ａ）は、降圧・昇圧モード時に、比較電圧としてランプ波またはノコギリ波を用いたときの動作を説明するための波形図、（ｂ）は、降圧・昇圧モード時に、比較電圧として三角波を用いたときの動作を説明するための波形図である。
【図１１】降圧・昇圧モード時に、比較電圧としてランプ波またはノコギリ波を用いたときの動作を説明するための回路図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  電源装置（昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ）
１２  降圧部
１４  昇圧部
１６  制御部
１８  降圧スイッチ
２８  昇圧スイッチ
３６  誤差増幅回路
３８  比較波発生回路
４０  比較回路
４２  判別回路
４４  制御信号切替回路
【図１】
2010098840.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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