(57)【要約】【課題】  入力電圧の変動に対して出力電圧を一定に保持するように制御すること。【解決手段】  昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１は降圧モードと昇降圧モードと昇圧モードの内のいずれかのモードに切り替えるモード切替部７を有する制御部４を備える。制御部４は、降圧モードから昇降圧モードへの切替時において降圧スイッチング回数を漸次減少させ、昇降圧モードから降圧モードへの切替時において降圧スイッチング回数を漸次増加させ、昇圧モードから昇降圧モードへの切替時において昇圧スイッチング回数を漸次減少させ、昇降圧モードから昇圧モードへの切替時において昇圧スイッチング回数を漸次増加させるように制御する。【選択図】  図１
2011229210.tif 000002
【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とを有し入力電圧より低い出力電圧を光源に出力する降圧部と、
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前記光源に出力する昇圧部と、
前記降圧スイッチがスイッチングし前記昇圧スイッチがオフを維持する降圧モードと、前記昇圧スイッチがオフしている時に前記降圧スイッチがオフからオンするようにスイッチングすると共に前記降圧スイッチがオンしている時に前記昇圧スイッチがオンからオフするようにスイッチングする昇降圧モードと、前記降圧スイッチがオンを維持し前記昇圧スイッチがスイッチングする昇圧モードの内のいずれかのモードに切り替えるモード切替部を有する制御部とを備え、
前記制御部は、前記昇降圧モードにおいて前記降圧スイッチのスイッチングと前記昇圧スイッチのスイッチングを交互に行い、
（ａ）前記降圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチのスイッチング回数である昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチのスイッチング回数である降圧スイッチング回数を漸次減少させ、
（ｂ）前記昇降圧モードから前記降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチング回数を漸次増加させ、
（ｃ）前記昇圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次減少させ、
（ｄ）前記昇降圧モードから前記昇圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次増加させるように制御する
ことを特徴とする昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記制御部は、前記降圧モードにおける出力電圧の範囲と前記昇降圧モードにおける出力電圧の範囲とが一部重複するように前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチを制御すると共に、前記昇圧モードにおける出力電圧の範囲と前記昇降圧モードにおける出力電圧の範囲とが一部重複するように前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記出力電圧と第１の基準電圧を比較し第１の誤差出力を送出する第１の誤差増幅部と、前記出力電圧と第２の基準電圧を比較し第２の誤差出力を送出する第２の誤差増幅部と、前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチのスイッチングを制御する制御回路とを有し、
前記第１の誤差増幅部は、前記出力電圧が前記第１の基準電圧より小さい場合に前記第１の誤差出力が増加し、前記出力電圧が前記第１の基準電圧以上である場合に前記第１の誤差出力が減少する特性を有し、
前記第２の誤差増幅部は、前記出力電圧が前記第２の基準電圧より小さい場合に前記第２の誤差出力が減少し、前記出力電圧が前記第２の基準電圧以上である場合に前記第２の誤差出力が増加する特性を有し、
前記制御回路は、前記第１の誤差出力及び前記第２の誤差出力と比較波を比較し、前記比較波が前記第１の誤差出力より小さい場合に前記降圧スイッチをオンし、前記比較波が前記第１の誤差出力以上である場合に前記降圧スイッチをオフし、前記比較波が前記第２の誤差出力より小さい場合に前記昇圧スイッチをオフし、前記比較波が前記第２の誤差出力以上である場合に前記昇圧スイッチをオンするように制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた
ことを特徴とする車両用灯具。
【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コンバータ及び該昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器等のＤＣ−ＤＣコンバータとして、入力電圧が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ＤＣ−ＤＣコンバータが用いられている。
【０００３】
この種のＤＣ−ＤＣコンバータとしては、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、降圧型チョッパ方式のＤＣ−ＤＣコンバータと昇圧型チョッパ方式のＤＣ−ＤＣコンバータとが同一の回路によって構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来技術では、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が、降圧と昇圧の切替時に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することが困難である。
【０００７】
即ち、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、上記した切替時にディレイタイムが存在する。従って、降圧と昇圧の切替時に、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たときに、降圧用チョッパトランジスタがオンを維持し、昇圧用チョッパトランジスタがオフを維持することがある。このため降圧と昇圧の切替時における入力電圧の変動に対する出力電圧を一定に保持して出力することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、入力電圧の変動に対して出力電圧を一定に保持するように制御することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による昇降圧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とを有し入力電圧より低い出力電圧を光源に出力する降圧部と、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前記光源に出力する昇圧部と、前記降圧スイッチがスイッチングし前記昇圧スイッチがオフを維持する降圧モードと、前記昇圧スイッチがオフしている時に前記降圧スイッチがオフからオンするようにスイッチングすると共に前記降圧スイッチがオンしている時に前記昇圧スイッチがオンからオフするようにスイッチングする昇降圧モードと、前記降圧スイッチがオンを維持し前記昇圧スイッチがスイッチングする昇圧モードの内のいずれかのモードに切り替えるモード切替部を有する制御部とを備え、前記制御部は、前記昇降圧モードにおいて前記降圧スイッチのスイッチングと前記昇圧スイッチのスイッチングを交互に行い、（ａ）前記降圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチのスイッチング回数である昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチのスイッチング回数である降圧スイッチング回数を漸次減少させ、（ｂ）前記昇降圧モードから前記降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチング回数を漸次増加させ、（ｃ）前記昇圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次減少させ、（ｄ）前記昇降圧モードから前記昇圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次増加させるように制御するようにしたものである。
【００１０】
従って、降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードの三つのモードの各切替時において降圧スイッチング回数又は昇圧スイッチング回数を漸次増加又は漸次減少させるように制御が行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明昇降圧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とを有し入力電圧より低い出力電圧を光源に出力する降圧部と、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前記光源に出力する昇圧部と、前記降圧スイッチがスイッチングし前記昇圧スイッチがオフを維持する降圧モードと、前記昇圧スイッチがオフしている時に前記降圧スイッチがオフからオンするようにスイッチングすると共に前記降圧スイッチがオンしている時に前記昇圧スイッチがオンからオフするようにスイッチングする昇降圧モードと、前記降圧スイッチがオンを維持し前記昇圧スイッチがスイッチングする昇圧モードの内のいずれかのモードに切り替えるモード切替部を有する制御部とを備え、前記制御部は、前記昇降圧モードにおいて前記降圧スイッチのスイッチングと前記昇圧スイッチのスイッチングを交互に行い、（ａ）前記降圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチのスイッチング回数である昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチのスイッチング回数である降圧スイッチング回数を漸次減少させ、（ｂ）前記昇降圧モードから前記降圧モードへの切替時において前記昇圧スイッチング回数を一定にすると共に前記降圧スイッチング回数を漸次増加させ、（ｃ）前記昇圧モードから前記昇降圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次減少させ、（ｄ）前記昇降圧モードから前記昇圧モードへの切替時において前記降圧スイッチング回数を一定にすると共に前記昇圧スイッチング回数を漸次増加させるように制御することを特徴とする。
【００１２】
上記した構成によれば、降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードの三つのモードの各切替時において降圧スイッチング回数又は昇圧スイッチング回数を漸次増加又は漸次減少させる状態を設けているので、入力電圧の変動に対して出力電圧を一定に保持するように制御することができる。
【００１３】
請求項２に記載した発明にあっては、前記制御部が、前記降圧モードにおける出力電圧の範囲と前記昇降圧モードにおける出力電圧の範囲が一部重複するように前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチを制御すると共に、前記昇圧モードにおける出力電圧の範囲と前記昇降圧モードにおける出力電圧の範囲が一部重複するように前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチを制御している。
【００１４】
従って、出力電圧の範囲を重複させることにより、制御部を構成している各回路素子の製造バラツキによる制御範囲の変動が吸収されるので、降圧モードと昇降圧モードの切替時及び昇圧モードと昇降圧モードの切替時において出力電圧を一定に出力することができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明にあっては、前記制御部は、前記出力電圧と第１の基準電圧を比較し第１の誤差出力を送出する第１の誤差増幅部と、前記出力電圧と第２の基準電圧を比較し第２の誤差出力を送出する第２の誤差増幅部と、前記降圧スイッチ及び前記昇圧スイッチのスイッチングを制御する制御回路とを有し、前記第１の誤差増幅部は、前記出力電圧が前記第１の基準電圧より小さい場合に前記第１の誤差出力が増加し前記出力電圧が前記第１の基準電圧以上である場合に前記第１の誤差出力が減少する特性を有し、前記第２の誤差増幅部は、前記出力電圧が前記第２の基準電圧より小さい場合に前記第２の誤差出力が減少し前記出力電圧が前記第２の基準電圧以上である場合に前記第２の誤差出力が増加する特性を有し、前記制御回路は、前記第１の誤差出力及び前記第２の誤差出力と比較波を比較し、前記比較波が前記第１の誤差出力より小さい場合に前記降圧スイッチをオンし、前記比較波が前記第１の誤差出力以上である場合に前記降圧スイッチをオフし、前記比較波が前記第２の誤差出力より小さい場合に前記昇圧スイッチをオフし、前記比較波が前記第２の誤差出力以上である場合に前記昇圧スイッチをオンするように制御している。
【００１６】
上記した構成によれば、降圧モードから昇圧モードまでの間における入力電圧の変動に対して出力電圧を一定に保持するように確実に制御することができる。
【００１７】
本発明車両用灯具は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを備えている。
【００１８】
従って、車両用灯具の光源に供給する出力電圧を一定に保持することができ、光源のちらつきを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば、車両用灯具に設けられた光源を駆動制御するための装置である。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示した図である。図２は、降圧モード時、昇降圧モード時、昇圧モード時における降圧スイッチ駆動信号及び昇圧スイッチ駆動信号のタイミングチャートを示した図である。図３は、降圧モードと昇降圧モードと昇圧モードのいずれかのモードから他のモードへの切替時における降圧スイッチング回数及び昇圧スイッチング回数の変化を示した図である。図４は入力電圧が１０ボルトの時の降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードにおける出力電圧の範囲を示した図である。
【００２１】
昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、図１に示すように、入力電圧より低い出力電圧を出力する降圧部２と、入力電圧より高い出力電圧を出力する昇圧部３と、降圧部２と昇圧部３を制御する制御部４とを備え、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）４０、４０に駆動電圧を供給するための電圧供給手段として機能している。
【００２２】
降圧部２は、降圧スイッチＳＷ１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）Ｌを備えている。
【００２３】
降圧スイッチＳＷ１は、スッチング素子、例えば、ＮＭＯＳトランジスタ（図示せず）によって構成されている。この場合には、ＮＭＯＳトランジスタのドレインが入力端子１７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共にチョークコイルＬの一端に接続され、ゲートが制御部４に接続される。降圧スイッチＳＷ１は制御部４からの降圧スイッチ駆動信号（オンオフ信号）を受けてオンオフする。
【００２４】
コンデンサＣ１は、一端が入力端子１７に接続され、他端が接地されると共に入力端子１８に接続されている。
【００２５】
入力端子１７は、電源スイッチＳＷ３を介して直流電源である車載バッテリのプラス端子に接続され、入力端子１８は、車載バッテリのマイナス端子に接続されている。
【００２６】
昇圧部３は、降圧部２と共通のチョークコイルＬと、昇圧スイッチＳＷ２と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ２を備えている。
【００２７】
昇圧スイッチＳＷ２は、スイッチング素子、例えば、ＮＭＯＳトランジスタ（図示せず）によって構成されている。この場合には、ＮＭＯＳトランジスタのドレインがチョークコイルＬの他端に接続されていると共にダイオードＤ２を介して出力端子２７に接続され、ソースが接地され、ゲートが制御部４に接続される。昇圧スイッチＳＷ２は制御部４からの昇圧スイッチ駆動信号（オンオフ信号）を受けてオンオフする。
【００２８】
コンデンサＣ２は、一端がダイオードＤ２と出力端子２７に接続され、他端が接地されると共に出力端子２８に接続されている。
【００２９】
出力端子２７、２８には、ＬＥＤ４０、４０が接続されている。
【００３０】
制御部４は、第１の誤差増幅器としてのエラーアンプ５と、第２の誤差増幅器としてのエラーアンプ６と、モード切替部７と、制御回路としてのＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路８と、比較波発生回路９と、降圧スイッチ用カウンタ１０と、昇圧スイッチ用カウンタ１１を備えている。
【００３１】
エラーアンプ５の非反転入力端子（プラス入力端子）には第１の基準電圧Ｖｒ１が入力されている。エラーアンプ５の反転入力端子（マイナス入力端子）には抵抗Ｒ１とＲ２の節点Ｎ１における電圧、すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して得られた電圧（分圧値Ｖｄ）が入力される。
【００３２】
エラーアンプ６の反転入力端子（マイナス入力端子）には第２の基準電圧Ｖｒ２が入力されている。エラーアンプ６の非反転入力端子（プラス入力端子）には抵抗Ｒ１とＲ２の節点Ｎ１における電圧、すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して得られた電圧（分圧値Ｖｄ）が入力される。
【００３３】
尚、第１の基準電圧Ｖｒ１と第２の基準電圧Ｖｒ２は目標とする出力電圧Ｖｏｕｔに対応する値に予め設定されている。
【００３４】
モード切替部７は、入力側がＰＷＭ制御回路８に接続され、出力側がＰＷＭ制御回路８と降圧スイッチ用カウンタ１０と昇圧スイッチ用カウンタ１１に接続されている。モード切替部７は、ＰＷＭ制御回路８からの降圧スイッチ駆動信号及び昇圧スイッチ駆動信号のオンデューティを検出し、検出したオンデューティの大きさに応じて降圧モード信号Ｓｍ１、昇降圧モード信号Ｓｍ２又は昇圧モード信号Ｓｍ３を送出する。
【００３５】
降圧モード信号Ｓｍ１は昇圧スイッチＳＷ２をオフに維持し降圧スイッチＳＷ１をスイッチングする降圧モードに切り替えるための制御信号である。昇降圧モード信号Ｓｍ２は、昇圧スイッチＳＷ２がオフしている時に降圧スイッチＳＷ１がオフからオンするようにスイッチングすると共に降圧スイッチＳＷ１がオンしている時に昇圧スイッチＳＷ２がオンからオフするようにスイッチングする昇降圧モードに切り替えるための制御信号である。昇圧モード信号Ｓｍ３は降圧スイッチＳＷ１をオンに維持し昇圧スイッチＳＷ２をスイッチングする昇圧モードに切り替えるための制御信号である。
【００３６】
比較波発生回路９は比較波ＳＨとして、例えば、三角波を生成しＰＷＭ制御回路８に送出している（図２参照）。尚、三角波は１周期における山から谷までの間の時間と谷から山までの間の時間の関係は、任意に選択可能である。
【００３７】
降圧スイッチ用カウンタ１０は、降圧モードから昇降圧モードへの切替時にはダウンカウントして降圧スイッチＳＷ１のスイッチング回数（降圧スイッチング回数）を漸次減少させるためのカウント信号を出力し、昇降圧モードから降圧モードへの切替時にはアップカウントして降圧スイッチング回数を漸次増加させるためのカウント信号を出力する。尚、降圧スイッチ用カウンタ１０には降圧スイッチング回数（カウント数）の最大値と最小値（図３の例では最大値６３、最小値２）が予め設定されている。
【００３８】
昇圧スイッチ用カウンタ１１は、昇降圧モードから昇圧モードへの切替時にはアップカウントして昇圧スイッチＳＷ２のスイッチング回数（昇圧スイッチング回数）を漸次増加させるためのカウント信号を出力し、昇圧モードから昇降圧モードへの切替時にはダウンカウントして昇圧スイッチング回数を漸次減少させるためのカウント信号を出力する。尚、昇圧スイッチ用カウンタ１１では昇圧スイッチング回数（カウント数）の最大値と最小値（図３の例では最大値６３、最小値２）が予め設定されている。
【００３９】
以下に、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作について、降圧モードにおける制御（以下、「降圧モード制御」と呼ぶ。）、降圧モードから昇降圧モードへの切替時における制御（以下、「降圧−昇降圧モード切替制御」と呼ぶ。）、昇降圧モードにおける制御（以下、「昇降圧モード制御」と呼ぶ。）、昇降圧モードから降圧モードへの切替時における制御（以下、「昇降圧−降圧モード切替制御」と呼ぶ。）、昇降圧モードから昇圧モードへの切替時における制御（以下、「昇降圧−昇圧モード切替制御」と呼ぶ。）及び昇圧モードにおける制御（以下、「昇圧モード制御」と呼ぶ。）、昇圧モードから昇降圧モードへの切替時における制御（以下、「昇圧−昇降圧モード切替制御」と呼ぶ。）に分けて説明する。
【００４０】
最初に、降圧モード制御について説明する。
【００４１】
電源スイッチＳＷ３がオンすると昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１が起動して、抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧された出力電圧Ｖoutの分圧値Ｖｄが節点（ノード）Ｎ１に発生すると共に降圧モード信号Ｓｍ１がモード切替部７からＰＷＭ制御回路８に送出され降圧モード制御が開始される。尚、降圧モード制御において降圧スイッチ用カウンタ１０及び昇圧スイッチ用カウンタ１１は起動しない。
【００４２】
エラーアンプ５は分圧値Ｖｄと第１の基準電圧Ｖｒ１の大小関係を判定し、その判定結果に応じた第１の誤差出力Ｓｅ１をＰＷＭ制御回路８に送出する。分圧値Ｖｄが第１の基準電圧Ｖｒ１より小さい場合には第１の誤差出力Ｓｅ１が増加し、分圧値Ｖｄが第１の基準電圧Ｖｒ１以上である場合には第１の誤差出力Ｓｅ１が減少するように制御される。
【００４３】
ＰＷＭ制御回路８は、比較波ＳＨの１周期（５００ｎｓ（２ＭＨｚ））における谷から山までの期間においては第１の誤差出力Ｓｅ１と比較波ＳＨとを比較し、比較波ＳＨが第１の誤差出力Ｓｅ１より小さい場合に降圧スイッチＳＷ１をオンし、比較波ＳＨが第１の誤差出力Ｓｅ１以上である場合に降圧スイッチＳＷ１をオフするように制御する（図２参照）。
【００４４】
ＰＷＭ制御回路８は、比較波ＳＨの１周期における山から谷までの期間（図２の期間Ａ）においては常に降圧スイッチＳＷ１をオフするように制御する。
【００４５】
また、昇圧スイッチＳＷ２は常にオフを維持するように制御される。
【００４６】
従って、エラーアンプ５の第１の誤差出力Ｓｅ１が増加すると降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが増加し、第１の誤差出力Ｓｅ１が減少すると降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが減少する。
【００４７】
尚、降圧モードにおける降圧スイッチＳＷ１のオンデューティは９０％未満に設定されている。降圧モードにおける降圧スイッチング回数は無限大（∞）であり昇圧スイッチング回数は０回である。
【００４８】
次に、降圧−昇降圧モード切替制御について説明する。
【００４９】
モード切替部７において現在のモードが降圧モードであると認識され、かつ、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが９０％以上になったときにモード切替部７から昇降圧モード信号Ｓｍ２がＰＷＭ制御回路８及び降圧スイッチ用カウンタ１０に送出される。
【００５０】
降圧スイッチ用カウンタ１０は昇降圧モード信号Ｓｍ２を受けてダウンカウントを開始してカウント信号をＰＷＭ制御回路８に送出する。カウント数が６３から漸次減少して２になると降圧スイッチ用カウンタ１０がリセットされる（図３参照）。
【００５１】
ＰＷＭ制御回路８は、昇降圧モード信号Ｓｍ２を受けて降圧スイッチ用カウンタ１０において予め設定されたカウント数に応じた降圧スイッチング回数（図３の例では６３回）だけ降圧スイッチＳＷ１をオンオフする。その後、ＰＷＭ制御回路８は、予め設定された一定の昇圧スイッチング回数（図３の例では１回）だけ昇圧スイッチＳＷ２をオンオフする。その後ダウンカウントされカウント数が６２となり降圧スイッチＳＷ１が６２回だけオンオフする。その後、１回だけ昇圧スイッチＳＷ２がオンオフする。このようにしてカウント数が６３から漸次減少し最終的に２となる（６３→６２→・・・→３→２）まで上記したように降圧スイッチＳＷ１のオンオフと昇圧スイッチＳＷ２のオンオフが交互に繰り返される。尚、繰り返し回数は図３の下段に示す通りである。
【００５２】
カウント数が２になった後は後述する昇降圧モード制御に移行する。
【００５３】
従って、降圧モードから昇降圧モードに切り替わる間に降圧スイッチング回数が漸次減少されるため、降圧モードから昇降圧モードへの切替時における出力電圧の変動（オーバーシュートまたはアンダーシュート）を抑制することができる。
【００５４】
次に、昇降圧モード制御について説明する。
【００５５】
降圧スイッチ用カウンタ１０のカウント数が２になった後、ＰＷＭ制御回路８は、降圧スイッチＳＷ１及び昇圧スイッチＳＷ２を交互に１回だけオンオフさせるという動作を繰り返す（図２参照）。
【００５６】
第１周期では、比較波ＳＨにおける谷から山までの期間において比較波ＳＨが第１の誤差出力Ｓｅ１より小さい場合には降圧スイッチＳＷ１がオンし、比較波ＳＨが第１の誤差出力Ｓｅ１以上である場合には降圧スイッチＳＷ１がオフする。比較波ＳＨにおける山から谷までの期間においては降圧スイッチＳＷ１がオフする。昇圧スイッチＳＷ２はオフに維持される。
【００５７】
第２周期では、降圧スイッチＳＷ１はオンに維持される。比較波ＳＨにおける谷から山までの期間において比較波ＳＨが第２の誤差出力Ｓｅ２より小さい場合には昇圧スイッチＳＷ２がオフし、比較波ＳＨが第１の誤差出力Ｓｅ２以上である場合には昇圧スイッチＳＷ２がオンする。比較波ＳＨにおける山から谷までの期間においては昇圧スイッチＳＷ２がオンする。
【００５８】
第３周期では上記した第１周期と同様に動作し、第４周期では上記した第２周期と同様に動作し、以降これらの動作が交互に繰り返される。
【００５９】
昇降圧モードでは、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが７０％〜９５％の範囲に設定され、昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが５％〜３０％の範囲に設定されている。
【００６０】
また、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが、例えば、７０％のときには昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが５％になり、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが９５％のときには昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが３０％になるように予め設定されている。
【００６１】
さらに、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが１％増加すると昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが１％増加し、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが１％減少すると昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが１％減少するように予め設定されている。
【００６２】
上記したように、昇降圧モードでは、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが７０％〜９５％の範囲に設定され、昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが５％〜３０％の範囲に設定されているので、降圧モードにおける出力電圧の範囲、即ち、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティの範囲（９０％未満）と昇降圧モードにおける降圧スイッチＳＷ１のオンデューティの範囲（７０％〜９５％）が一部重複するように降圧スイッチＳＷ１が制御される。また、後述する昇圧モードにおける昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティの範囲（１０％以上）と昇降圧モードにおける昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティの範囲（５％〜３０％）が一部重複するように昇圧スイッチＳＷ２が制御される（図４参照）。このように出力電圧の範囲を重複させることにより、制御部４に設けられる各回路素子の製造バラツキによる制御範囲の変動が吸収されるので、降圧モードと昇降圧モードの切替時及び昇圧モードと昇降圧モードの切替時において出力電圧を一定に出力することができる。
【００６３】
次に、昇降圧−降圧モード切替制御について説明する。
【００６４】
モード切替部７において現在のモードが昇降圧モードであると認識され、かつ、昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが５％未満になったときにモード切替部７から降圧モード信号Ｓｍ１がＰＷＭ制御回路８及び降圧スイッチ用カウンタ１０に送出される。
【００６５】
降圧スイッチ用カウンタ１０は降圧モード信号Ｓｍ１を受けてアップカウントを開始してカウント信号をＰＷＭ制御回路８に送出する。カウント数が２から漸次増加して６３になると降圧スイッチ用カウンタ１０がリセットされる（図３参照）。
【００６６】
ＰＷＭ制御回路８は、降圧モード信号Ｓｍ１を受けて降圧スイッチ用カウンタ１０において予め設定されたカウント数に応じた降圧スイッチング回数（図３の例では２回）だけ降圧スイッチＳＷ１をオンオフする。その後、ＰＷＭ制御回路８は、予め設定された一定の昇圧スイッチング回数（図３の例では１回）だけ昇圧スイッチＳＷ２をオンオフする。その後アップカウントされカウント数が３となり降圧スイッチＳＷ１が３回だけオンオフする。その後、１回だけ昇圧スイッチＳＷ２がオンオフする。このようにしてカウント数が２から漸次増加し最終的に６３となる（２→３→・・・→６２→６３）まで上記したように降圧スイッチＳＷ１のオンオフと昇圧スイッチＳＷ２のオンオフが交互に繰り返される。尚、繰り返し回数は図３の下段に示す通りである。
【００６７】
カウント数が６３になった後は降圧モード制御に移行する。
【００６８】
従って、昇降圧モードから降圧モードに切り替わる間に降圧スイッチング回数が漸次増加されるため、出力電圧の変動（オーバーシュートまたはアンダーシュート）を抑制することができる。
【００６９】
次に、昇降圧−昇圧モード切替制御について説明する。
【００７０】
モード切替部７において現在のモードが昇降圧モードであると認識され、かつ、降圧スイッチＳＷ１のオンデューティが９５％以上になったときにモード切替部７から昇圧モード信号Ｓｍ３がＰＷＭ制御回路８及び昇圧スイッチ用カウンタ１１に送出される。
【００７１】
昇圧スイッチ用カウンタ１１は昇圧モード信号Ｓｍ３を受けてカウント初期値（図３の例では２）からアップカウントを開始してカウント信号をＰＷＭ制御回路８に送出する。カウント数が２から漸次増加して６３になると昇圧スイッチ用カウンタ１１がリセットされる。
【００７２】
ＰＷＭ制御回路８は、昇圧モード信号Ｓｍ３を受けて昇圧スイッチ用カウンタ１１において予め設定されたカウント数に応じた昇圧スイッチング回数（図３の例では２回）だけ昇圧スイッチＳＷ２をオンオフする。その後、ＰＷＭ制御回路８は、予め設定された一定の降圧スイッチング回数（図３の例では１回）だけ降圧スイッチＳＷ１をオンオフする。その後アップカウントされカウント数が３となり昇圧スイッチＳＷ２が３回だけオンオフする。その後、１回だけ降圧スイッチＳＷ１がオンオフする。このようにしてカウント数が漸次増加し最終的に６３となる（２→３→・・・→６２→６３）まで上記したように降圧スイッチＳＷ１のオンオフと昇圧スイッチＳＷ２のオンオフが交互に繰り返される。尚、繰り返し回数は図３の下段に示す通りである。
【００７３】
カウント数が６３になった後は後述する昇圧モード制御に移行する。
【００７４】
従って、昇降圧モードから昇圧モードに切り替わる間に昇圧スイッチング回数が漸次増加されるため、出力電圧の変動（オーバーシュートまたはアンダーシュート）を抑制することができる。
【００７５】
次に、昇圧モード制御について説明する。
【００７６】
昇圧モード制御では上記した降圧モード制御と異なり、ＰＷＭ制御回路８はエラーアンプ６からの第２の誤差出力Ｓｅ２及び比較波ＳＨに基づいて降圧スイッチＳＷ１及び昇圧スイッチＳＷ２を制御している。尚、昇圧モード制御時において降圧スイッチ用カウンタ１０及び昇圧スイッチ用カウンタ１１は起動しない。
【００７７】
エラーアンプ６は分圧値Ｖｄと第２の基準電圧Ｖｒ２の大小関係を判定し、その判定結果に応じた第２の誤差出力Ｓｅ２をＰＷＭ制御回路８に送出する。分圧値Ｖｄが第２の基準電圧Ｖｒ２より小さい場合には第２の誤差出力Ｓｅ２が減少し、分圧値Ｖｄが第２の基準電圧Ｖｒ２以上である場合には第２の誤差出力Ｓｅ２が増加するようにエラーアンプ６の出力が制御される。
【００７８】
ＰＷＭ制御回路８は、比較波ＳＨの１周期における谷から山までの期間においては第２の誤差出力Ｓｅ２と比較波ＳＨとを比較し、比較波ＳＨが第２の誤差出力Ｓｅ２より小さい場合に昇圧スイッチＳＷ２をオフし、比較波ＳＨが第２の誤差出力Ｓｅ２以上である場合に昇圧スイッチＳＷ２をオンするように制御する。また、降圧スイッチＳＷ１は常にオンに維持するように制御される。
【００７９】
ＰＷＭ制御回路８は、比較波ＳＨの１周期における山から谷までの期間（図２の期間Ａ）においては常に昇圧スイッチＳＷ２をオンするように制御する（図２参照）。
【００８０】
従って、エラーアンプ６の第２の誤差出力Ｓｅ２が増加すると昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが減少し、第２の誤差出力Ｓｅ２が減少すると昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが増加する。
【００８１】
尚、昇圧モードにおける昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティは１０％以上に設定されている。昇圧モード時における昇圧スイッチング回数は無限大（∞）であり降圧スイッチング回数は０回である（図３参照）。
【００８２】
次に、昇圧−昇降圧モード切替制御について説明する。
【００８３】
モード切替部７において現在のモードが昇圧モードであると認識され、かつ、昇圧スイッチＳＷ２のオンデューティが１０％未満になったときにモード切替部７から昇降圧モード信号Ｓｍ２がＰＷＭ制御回路８及び昇圧スイッチ用カウンタ１１に送出される。
【００８４】
昇圧スイッチ用カウンタ１１は昇降圧モード信号Ｓｍ２を受けてダウンカウントを開始してカウント信号をＰＷＭ制御回路８に送出する。カウント数が６３から漸次減少して２になると昇圧スイッチ用カウンタ１１がリセットされる（図３参照）。
【００８５】
ＰＷＭ制御回路８は、昇降圧モード信号Ｓｍ２を受けて昇圧スイッチ用カウンタ１１において予め設定されたカウント数に応じた降圧スイッチング回数（図３の例では６３回）だけ昇圧スイッチＳＷ２をオンオフする。その後、ＰＷＭ制御回路８は、予め設定された一定の降圧スイッチング回数（図３の例では１回）だけ降圧スイッチＳＷ１をオンオフする。その後ダウンカウントされカウント数が６２となり昇圧スイッチＳＷ２が６２回だけオンオフする。その後、１回だけ降圧スイッチＳＷ１がオンオフする。このようにしてカウント数が６３から漸次減少し最終的に２となる（６３→６２→・・・→３→２）まで上記したように昇圧スイッチＳＷ２のオンオフと降圧スイッチＳＷ１のオンオフが交互に繰り返される。尚、繰り返し回数は図３の下段に示す通りである。
【００８６】
カウント数が２になった後は上記した昇降圧モード制御に移行する。
【００８７】
従って、昇圧モードから昇降圧モードに切り替わる間に昇圧スイッチング回数が漸次減少されるため、出力電圧の変動（オーバーシュートまたはアンダーシュート）を抑制することができる。
【００８８】
以上に記載した通り、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１にあっては、降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードの三つのモードの各切替時において降圧スイッチング回数又は昇圧スイッチング回数を漸次増加又は漸次減少させる状態を設けているので、降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードのいずれかのモードを他のモードにいきなり切り替わることがない。従って、入力電圧の変動に対して出力電圧を一定に保持するように制御することができる。
【００８９】
上記した実施の形態では、出力電圧Ｖｏｕｔをフィードバックする方式を採用した例を示したが、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。
【００９０】
上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態に係る昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示した図である。
【図２】降圧モード時、昇降圧モード時、昇圧モード時における降圧スイッチ駆動信号及び昇圧スイッチ駆動信号のタイミングチャートを示した図である。
【図３】降圧モードと昇降圧モードと昇圧モードのいずれかのモードから他のモードへの切替時における降圧スイッチング回数及び昇圧スイッチング回数の変化を示した図である。
【図４】入力電圧が１０ボルトの時の降圧モード、昇降圧モード及び昇圧モードにおける出力電圧の範囲を示した図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ、２…降圧部、３…昇圧部、４…制御部、７…モード切替部
【図１】
2011229210.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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