(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタ素子構成の差動増幅回路による矩形波発振回路において、第一と第二のトランジスタ素子で構成された差動増幅回路を備え、第二のトランジスタ素子のコレクターに、これらと異極性のエミッタ接地された第三のトランジスタ素子のベースを接続し、第三のトランジスタ素子のコレクターには負荷抵抗を接続し、第二のトランジスタ素子のバイアスされたベースと第三のトランジスタ素子のコレクターをコンデンサーで接続し、第一のトランジスタ素子のベースと第三のトランジスタ素子のコレクターを抵抗で接続し、第一のトランジスタ素子のベースとコレクター間をコンデンサーで接続し、第三のトランジスタ素子のコレクターに、これと同極性の第四のエミッター接地のトランジスタ素子のベースを抵抗で接続し、第四のトランジスタ素子のコレクターには負荷抵抗を接続し、第四のトランジスタ素子のコレクター出力でDC-DCコンバータのスイッチング素子を駆動することにより制御部が構成され、発振周波数を決めているコンデンサーと抵抗を接続している入力側に対する逆位相入力側に所定の電圧をかける時、その電圧レベルによってパルス幅変調機能を有する制御手段を備えた昇圧型又は極性反転型DC-DCコンバータ。
【請求項２】
安定化出力電圧を帰還する際に、安定化出力電圧を定電圧素子を使ってレベルシフトすることで、帰還電圧を得る手段とし、同時に出力設定電圧を得るようにした請求項１記載の昇圧型又は極性反転型DC-DCコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、直流電圧を所定の電圧に変換して出力するＤＣーＤＣコンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＣ−ＤＣコンバ−タでは、集積回路の中で、比較回路、パルス幅変調回路、三角波発振回路で構成されている。（例えば、特許文献１参照）。設定基準値に対する出力信号を得るために、比較回路で出力信号の設定基準値からのずれを検出し、このずれは三角波発振回路の信号と比較され、パルス幅変調回路でパルス幅が変調された制御パルス信号を生成し、この制御パルス信号でスイッチング素子を駆動して、基準出力信号を出力するＤＣ−ＤＣコンバ−タが採用されて、図４が使用されている。
【０００３】
図４に示すように、反転入力が基準電圧Ｖｒｅｆに設定された差動回路Ｕ１Ａによって、非反転入力には、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの出力電圧Ｖ０を抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２５によって分圧された電圧が印加されて，基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、これが比較回路として動作し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの出力電圧の変動誤差が検出され、この誤差電圧は、反転入力が三角波発振回路Ｕ３が接続された差動回路Ｕ２Ａ回路の非反転によっ入力されて、これがパルス幅変調回路として働き、この出力はスイッチング素子Ｑ１１に接続されている。電気の供給源ＶＣＣから電気が供給され、スイッチング素子Ｑ１１がオンしている間、インダクターＬ３にエネルギーを蓄積し、オフの間このエネルギーはショットキーダイオードを通して電解コンデンサーＣＰ７に蓄積され、これを繰り返して出力端ＯＵＴＰＵＴに設定された出力電圧ＶＯを得ている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平Ｈ０５−１７６５２７号公報（第２−８貢、第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＣーＤＣコンバータは大きさの点でこれを利用する機器は制限されることが多く、更に安価で小型のＤＣーＤＣコンバータが必要になった。
汎用の複数の二次電池や、車載のＤＣ電源をも使用可能で安定した電圧を出力する小型で、正負電源出力に対応できるＤＣーＤＣコンバータの必要性が起こった。
【０００６】
安価で、小型化のために、ＤＣーＤＣコンバータの制御回路で、次の三つ回路において、比較回路、パルス幅変調回路、三角波信号発振回路の集約化を図ることが要求された。
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明は、ＤＣーＤＣコンバータの制御回路において、比較回路、パルス幅変調回路、三角波信号発振回路のそれぞれの機能をトランジスタ素子による一組差動回路の構成で実現動作させるものである。請求項１の発明は、トランジスタ素子構成の差動増幅回路による矩形波発振回路において、発振周波数を決めているコンデンサと抵抗を接続している入力側に対する逆位相入力側に所定の電圧をかける時、その電圧レベルによって矩形波出力のデューティー比と周波数が変化することを利用した制御手段である。
【０００７】
請求項２の発明は，  第一と第二のトランジスタ素子で構成された差動増幅回路において、第二のトランジスタ素子のコレクターに、これらと異極性のエミッタ接地された第三のトランジスタ素子のベースを接続し、第三のトランジスタ素子のコレクターには負荷抵抗を接続し、第二のトランジスタ素子のバイアスされたベースと第三のトランジスタ素子のコレクターをコンデンサーで接続し、第一のトランジスタ素子のベースと第三のトランジスタ素子のコレクターを抵抗で接続し、第一のトランジスタ素子のベースとコレクターの間にコンデンサーを接続し、第三のトランジスタ素子のコレクターに、これと同極性の第四のエミッター接地のトランジスタ素子のベースを抵抗で接続し、第四のトランジスタ素子のコレクターには負荷抵抗を接続し、第四のトランジスタ素子のコレクター出力でＤＣーＤＣコンバータのスイッチング素子を駆動することにより制御部が構成される。請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータである。
【０００８】
請求項３の発明は、安定化出力電圧を分圧して帰還する方法において、安定化出力電圧を定電圧素子と抵抗で分圧することで、帰還電圧を得る手段とし、同時に出力設定電圧を得ることを手段とし、請求項１記載の制御手段を有するＤＣーＤＣコンバータである。
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかるＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路を説明する。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明を昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータに適用した回路図である。本回路図は、制御回路ブロックと帰還電圧生成ブロックと出力電圧生成ブロックの三つのブロックで構成されている。比較回路、パルス幅変調回路、三角波信号発振回路機能を含んでいる制御回路ブロックは、図１のＰＮＰ型トランジスタ素子Ｑ２、Ｑ３、ＮＰＮ型トランジスタ素子Ｑ５と抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０とコンデンサーＣ１、Ｃ２によって発振回路を構成し、ＮＰＮ型トランジスタ素子Ｑ４と抵抗Ｒ４、Ｒ７とで前記発振回路出力を反転している。帰還電圧生成ブロックは、定電圧素子Ｄ２と抵抗Ｒ８によってＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を分圧し前記発振回路への帰還電圧を生成している。出力電圧生成部は、前記ＮＰＮ型トランジスタ素子Ｑ４の反転出力を出力電源生成部のスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続し、スイッチング素子Ｑ１がＯＮしている間に入力電源からインダクターＬ１にエネルギーを蓄積しＱ１がＯＦＦすると、このエネルギーは整流器Ｄ１を通して電解コンデンサーＣＰ２に蓄積される。これを繰り返すこ  とで、所定の直流電圧を得ている。
【００１０】
図２は、本発明を極性反転型ＤＣ−ＤＣコンバータに適用した回路図である。本回路図は次の３ブロックで構成されている。制御回路ブロックは、図２のＮＰＮ型トランジスタ素子Ｑ８、Ｑ９、ＰＮＰ型トランジスタ素子Ｑ７と抵抗Ｒ２０、Ｒ１９、Ｒ１７、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１１、Ｒ１２とコンデンサーＣ４、Ｃ３によって発振回路を構成し、ＰＮＰ型トランジスタ素子Ｑ１０と抵抗Ｒ１８、Ｒ１４とで前記発振回路出力を反転している。帰還電圧生成ブロックは、定電圧素子Ｄ４と抵抗Ｒ１３によってＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を分圧し前記発振回路への帰還電圧生成している。出力電圧生成部は、ＰＮＰ型トランジスタ素子Ｑ１０の反転出力を出力電源生成部のスイッチング素子Ｑ６のゲートに接続し、スイッチング素子Ｑ６がスイッチングすると直流入力電源は高周波の電力に変換され、それを平滑用のインダクターＬ２と電解コンデンサーＣＰ４で再度直流に変換して、所定の直流電圧を得ている。
【００１１】
図３は、正電圧出力の回路例図１と負電圧出力の回路例図２を同時に実現した場合である。例えば回路定数を設定すれば、入力のコネクターＣＯＮ１に所定の電圧を入力するとき、出力コネクターＣＯＮ２のＮＯ．２ピンは接地電位ＧＮＤとしＮＯ．１ピンには回路常数で設定された所定の正の電圧を出力しＮＯ．３ピンには所定の負の電圧を出力する。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば単純な回路構成になり小型で安価な安定化電源をうることができ、この電源回路を用いると他の電子機器の電源を簡単にボード上に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる正極電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバ−タを示す回路図。
【図２】この発明の実施の形態にかかる負極電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバ−タを示す回路図。
【図３】この発明の実施の形態にかかる正負極電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバ−タを示す回路図。
【図４】従来の電源回路を示す回路図。
【符号の説明】
１  ＣＯＮ１・・入力電源コネクター
２  ＣＯＮ２・・出力コネクター
３  ＣＰ２，    ＣＰ４，  ＣＰ７・・電解コンデンサー
４  Ｃ１，  Ｃ２，  Ｃ３，  Ｃ４・・コンデンサー
５    Ｒ１，  Ｒ２，  Ｒ３，  Ｒ４，  Ｒ５，  Ｒ６，  Ｒ７，  Ｒ８，  Ｒ９，  Ｒ１０，  Ｒ１１，      Ｒ１２，      Ｒ１３，      Ｒ１４，      Ｒ１５，      Ｒ１６，      Ｒ１７，  Ｒ１８，  Ｒ１９，  Ｒ２０，    Ｒ２３，    Ｒ２５・・抵抗
６    Ｌ１，  Ｌ２，  Ｌ３・・インダクター
７    Ｄ１，  Ｄ３，  Ｄ５・・ショットキーダイオード
８    Ｄ２，  Ｄ４・・ゼナーダイオード（定電圧ダイオ−ド）
９    Ｑ２，  Ｑ３，  Ｑ７，  Ｑ１０・・ＰＮＰ型トランジスタ素子
１０      Ｑ４，  Ｑ５，  Ｑ８，  Ｑ９・・ＮＰＮ型トランジスタ素子
１１      Ｑ１，  Ｑ１１・・ＮチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
１２      Ｑ６・・ＰチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
１３      Ｕ１Ａ，Ｕ２Ａ・・差動回路
１４  Ｕ３・・三角波発振回路
１５  ＯＵＴＰＵＴ・・正極側電圧出力端
１６  Ｖｒｅｆ・・基準電圧
１７  ＶＣＣ・・電気の供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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