(57)【要約】【課題】ＰＷＭ制御の精度が高く、出力電圧の安定性が優れたＤＣ−ＤＣコンバータ及びその駆動方法を提供する。【解決手段】端子１６には、整流回路１３に接続される負荷に供給される電流に応じた電流が供給される。端子とコンパレータ１８の入力端子（＋）との間にはコンデンサ１７が接続されており、コンパレータ１８は入力端子（＋）の電圧が入力端子（−）の電圧に到達すると、ＰＷＭ生成器１５に起動トリガを出力する。コンパレータ１８の入力端子（−）に供給される基準電圧は、コンパレータ１８は入力端子（＋）の電圧に応じて補正テーブル記憶部３６から読み出した補正係数により補正される。【選択図】図３
2015023587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ生成器と、
直流電源に接続され、前記ＰＷＭ生成器から出力されるＰＷＭ信号に応じてスイッチング動作するスイッチング動作部と、
前記スイッチング動作部に流れる電流から直流電流を生成する整流回路と、
前記スイッチング動作部に流れる電流に応じた電流が供給される電流供給端子と、
第１の入力端子と第２の入力端子とを備え、前記第１の入力端子の電圧と前記第２の入力端子の電圧との比較結果に応じて前記ＰＷＭ生成器に起動トリガを供給する第１のコンパレータと、
前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子に接続された第１の接続点と、
前記電流供給端子と前記第１の接続点との間に接続されたコンデンサと、
前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子に電流を供給するスロープ生成回路と、
第１の基準電圧を生成する第１の電圧生成回路と、
電圧毎に補正係数が対応付けされた補正テーブルを記憶し、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子の電圧に応じた補正係数を出力する補正テーブル記憶部と、
前記第１の電圧生成回路で生成された前記第１の基準電圧に前記補正テーブル記憶部から読み出される補正係数を演算し、その結果を前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する演算部と
を有することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
更に、
第２の接続点と、
前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された第１のスイッチと、
前記第２の接続点の電圧をデジタルコードに変換して前記補正テーブル記憶部に出力するＡ／Ｄコンバータと、
前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を生成する第２の電圧生成回路と、
前記第２の基準電圧が与えられる第１の入力端子と前記第２の接続点に接続された第２の入力端子とを備え、前記第１の入力端子の電圧と前記第２の入力端子の電圧との比較結果に応じて前記Ａ／Ｄコンバータに変換トリガを出力する第２のコンパレータと、
前記ＰＷＭ生成器、前記スロープ生成回路、前記第１のスイッチ、前記第１の電圧生成回路及び前記第２の電圧生成回路を制御する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記コンデンサに並列に接続されて前記制御部により制御される第２のスイッチと、
前記電流供給端子と前記第２の電圧生成回路との間に接続されて前記制御部により制御される第３のスイッチと
を有することを特徴とする請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記補正テーブル記憶部は、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子の電圧に、前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧との差を加えた電圧に対応する補正係数を出力することを特徴とする請求項２又は３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項５】
更に、
第２の接続点と、
前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に接続された第１のスイッチと、
前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を生成する第２の電圧生成回路と、
前記第２の基準電圧が与えられる第１の入力端子と前記第２の接続点に接続された第２の入力端子とを備え、前記第１の入力端子の電圧と前記第２の入力端子の電圧との比較結果に応じて前記補正テーブル記憶部に読み出しトリガを出力する第２のコンパレータと、
前記ＰＷＭ生成器、前記スロープ生成回路、前記第１のスイッチ、前記第１の電圧生成回路及び前記第２の電圧生成回路を制御する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記制御部から前記第２の電圧生成回路に供給される電圧生成コードをアドレスに変換して前記補正テーブル３６に供給するコード／アドレス変換部を有することを特徴とする請求項５に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項７】
前記コンデンサに並列に接続されて前記制御部により制御される第２のスイッチと、
前記電流供給端子と前記第２の電圧生成回路との間に接続されて前記制御部により制御される第３のスイッチと
を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項８】
前記補正テーブル記憶部は、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子の電圧に、前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧との差を加えた電圧に対応する補正係数を出力することを特徴とする請求項５又は６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項９】
前記スイッチング動作部が、第１の電源ラインと第２の電源ラインとの間に直列接続された第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとの間に直列接続された第３のトランジスタ及び第４のトランジスタとを有し、
前記ＰＷＭ生成器は前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタに個別にＰＷＭ信号を供給することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項１０】
前記補正テーブル記憶部に記憶される補正テーブルの補正係数Ａは、
前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフにして前記電流供給端子に“Ｌ”レベルの電圧を供給し、前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する電圧を変化させて前記第１のコンパレータの出力が変化したときの前記第１の入力端子の電圧Ｖ１と、
前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチをオフにして前記電流供給端子に“Ｈ”レベルの電圧を供給し、前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する電圧を変化させて前記第１のコンパレータの出力が変化したときの前記第１の入力端子の電圧Ｖ２と、
前記第２のスイッチをオン、前記第３のスイッチをオフにして前記電流供給端子に“Ｌ”レベルの電圧を供給し、前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する電圧を変化させて前記第１のコンパレータの出力が変化したときの前記第１の入力端子の電圧Ｖ３と、
前記第２のスイッチをオン、前記第３のスイッチをオフにして前記電流供給端子に“Ｈ”レベルの電圧を供給し、前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する電圧を変化させて前記第１のコンパレータの出力が変化したときの前記第１の入力端子の電圧Ｖ４とから、
Ａ＝（Ｖ４−Ｖ３）÷（Ｖ２−Ｖ１）により計算された値であることを特徴とする請求項３、４、７、８、９のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項１１】
ＰＷＭ生成器から出力されるＰＷＭ信号によりスイッチング動作部を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法において、
補正テーブル記憶部に電圧毎の補正係数を記憶しておき、
前記ＰＷＭ生成器に起動トリガを出力するコンパレータの第１の入力端子に供給される基準電圧を、前記コンパレータの第２の入力端子に供給される電圧に応じて前記補正テーブル記憶部から読み出した補正係数を用いて補正する
ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング方式のＤＣ（直流）−ＤＣ（直流）コンバータには、電圧モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータと、電流モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータとがある。電流モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータは、電圧モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータに比べて負荷変動に対する応答性（負荷レギュレーション）が優れるとともに、位相補償が簡単であるなどの利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０４２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＷＭ制御の精度が高く、出力電圧の安定性が優れたＤＣ−ＤＣコンバータ及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示の技術の一観点によれば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ生成器と、直流電源に接続され、前記ＰＷＭ生成器から出力されるＰＷＭ信号に応じてスイッチング動作するスイッチング動作部と、前記スイッチング動作部に流れる電流から直流電流を生成する整流回路と、前記スイッチング動作部に流れる電流に応じた電流が供給される電流供給端子と、第１の入力端子と第２の入力端子とを備え、前記第１の入力端子の電圧と前記第２の入力端子の電圧との比較結果に応じて前記ＰＷＭ生成器に起動トリガを供給する第１のコンパレータと、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子に接続された第１の接続点と、前記電流供給端子と前記第１の接続点との間に接続されたコンデンサと、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子に電流を供給するスロープ生成回路と、第１の基準電圧を生成する第１の電圧生成回路と、電圧毎に補正係数が対応付けされた補正テーブルを記憶し、前記第１のコンパレータの前記第２の入力端子の電圧に応じた補正係数を出力する補正テーブル記憶部と、前記第１の電圧生成回路で生成された前記第１の基準電圧に前記補正テーブル記憶部から読み出される補正係数を演算し、その結果を前記第１のコンパレータの前記第１の入力端子に供給する演算部とを有するＤＣ−ＤＣコンバータが提供される。
【０００６】
開示の技術の他の一観点によれば、ＰＷＭ生成器から出力されるＰＷＭ信号によりスイッチング動作部を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法において、補正テーブル記憶部に電圧毎の補正係数を記憶しておき、前記ＰＷＭ生成器に起動トリガを出力するコンパレータの第１の入力端子に供給される基準電圧を、前記コンパレータの第２の入力端子に供給される電圧に応じて前記補正テーブル記憶部から読み出した補正係数を用いて補正するＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上記一観点に係るＤＣ−ＤＣコンバータは、ＰＷＭ制御の精度が高く、出力電圧の安定性が優れている。
【０００８】
また、上記一観点に係るＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法によれば、精度の高いＰＷＭ制御が可能となり、出力電圧が安定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、スロープ補償技術を使用した電流モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示す回路図である。
【図２】図２は、コンパレータの非反転入力端子側に存在する寄生容量を示した図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図４】図４は、補正テーブル記憶部に記憶する補正テーブルの作成方法を説明する図である。
【図５】図５は、補正テーブル作成方法を説明するフローチャート（その１）である。
【図６】図６は、補正テーブル作成方法を説明するフローチャート（その２）である。
【図７】図７は、補正テーブルの一例を示す図である。
【図８】図８は、図３の回路にスイッチＳＷ１，ＳＷ２を付加した回路図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの動作を説明するタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１１】
一般的な電流モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータには、サブハーモニック発振を回避するために、スロープ補償技術が使用されている。サブハーモニック発振は、出力波形のデューティ比が５０％以上のときにインダクタ電流が基本波の１／ｎの周波数で発振する現象である。
【００１２】
図１は、スロープ補償技術を使用した電流モード制御ＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示す回路図である。
【００１３】
このＤＣ−ＤＣコンバータは、制御部１０と、直流電源１１と、出力トランジスタＱ１〜Ｑ４と、トランス１２，１４と、整流回路１３と、ＰＷＭ生成器１５と、コンデンサ１７と、コンパレータ１８と、電圧生成回路１９と、スロープ生成回路２０とを有する。
【００１４】
トランジスタＱ１，Ｑ３は、電源ライン２１，２２間に直列に接続されている。これと同様に、トランジスタＱ２，Ｑ４も、電源ライン２１，２２間に直列に接続されている。
【００１５】
電源ライン２１は直流電源１１のプラス側に接続されており、電源ライン２２は、トランス１２の一次コイルを介して直流電源１１のマイナス側（接地側）に接続されている。
【００１６】
トランジスタＱ１〜Ｑ４は、ＰＷＭ生成器１５から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号によりオン−オフする。ＰＷＭ生成器１５は、コンパレータ１８の出力（起動トリガ）と、制御部１０から出力される信号とに応じて動作する。
【００１７】
トランス１４の一次コイルの一端側はトランジスタＱ１とトランジスタＱ３との接続点Ｎ１に接続され、他端側はトランジスタＱ２とトランジスタＱ４との接続点Ｎ２に接続されている。また、トランス１４の二次コイルは、整流回路１３を介して負荷回路（図示せず）に接続されている。
【００１８】
トランジスタＱ１〜Ｑ４がオン−オフすることによりトランス１４の一次コイルに電流が流れると、電磁誘導によりトランス１４の二次コイルにも電流が流れる。この電流は整流回路１３により整流され、整流回路１３から負荷回路に所定の電圧が供給される。
【００１９】
トランス１４の一次コイルを流れた電流は、更にトランス１２の一次コイルに流れる。トランス１２の一次コイルに電流が流れると、電磁誘導によりトランス１２の二次コイルにも電流が流れる。トランス１２の二次コイルの一端側は接地されており、他端側はＣＴＳ端子１６に接続されている。なお、トランス１２の二次コイルの両端には抵抗Ｒが接続されている。
【００２０】
ＣＴＳ端子１６とコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）との間にはコンデンサ１７が接続されている。また、スロープ生成回路２０も、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）に接続されている。更に、コンパレータ１８の反転入力端子（−）は、電圧生成回路１９に接続されている。電圧生成回路１９は例えばＤ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータにより構成されており、制御部１０から出力される信号に応じて基準電圧を発生する。また、スロープ生成回路２０は、制御部１０から出力される信号に応じて定電流を出力する。
【００２１】
以下、上述の構造を備えたＤＣ−ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００２２】
まず、ＰＷＭ生成回路１５から出力されるＰＷＭ信号により、トランジスタＱ１，Ｑ４がオン、トランジスタＱ２，Ｑ３がオフとなる。これにより、直流電源１１からトランジスタＱ１を介してトランス１４の一次コイルに電流が流れ、電磁誘導によりトランス１４の二次コイルにも電流が流れる。そして、整流回路１３を介して負荷回路に電力が供給される。
【００２３】
一方、トランス１４の一次コイルに流れた電流は、更にトランジスタＱ４を介してトランス１２の一次コイルに流れる。トランス１２の一次コイルに電流が流れると、電磁誘導によりトランス１２の二次コイルにも電流が流れ、ＣＴＳ端子１６を介してコンデンサ１７に電荷が蓄積される。
【００２４】
トランジスタＱ１がオンになるタイミングで、スロープ生成回路２０からコンデンサ１７に定電流の供給が開始される。このため、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧は、トランス１２から与えられるコンダクタ電流とスロープ生成回路２０から与えられる電流との和に応じて上昇する。
【００２５】
コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧が電圧生成回路１９の出力電圧（基準電圧）を超えると、コンパレータ１８の出力が反転する。このコンパレータ１８の出力の反転が起動トリガとなってＰＷＭ生成器１５の出力が変化し、トランジスタＱ４がオフとなって、トランス１４の一次コイルに供給される電流が遮断される。
【００２６】
トランジスタＱ１，Ｑ４の両方がオンになってからトランジスタＱ４がオフになるまでの時間は、トランス１４の一次コイルに流れる電流量、すなわちトランス１４の二次コイルに接続される負荷の大きさにより決まる。トランジスタＱ４がオフになるタイミングで、スロープ生成回路２０からの定電流の供給は停止される。
【００２７】
その後、ＰＷＭ生成器１５からのＰＷＭ信号により、トランジスタＱ２，Ｑ３がオンになり、トランジスタＱ１，Ｑ４がオフになる。これにより、直流電源１１からトランジスタＱ２を介してトランス１４の一次コイルに電流が流れ、電磁誘導によりトランス１４の二次コイルにも電流が流れる。そして、整流回路１３を介して負荷回路に電力が供給される。
【００２８】
一方、トランス１４の一次コイルに流れた電流は、更にトランジスタＱ３を介してトランス１２の一次コイルに流れる。これにより、トランス１２の二次コイルにも電流が流れ、ＣＴＳ端子１６を介してコンデンサ１７に電荷が蓄積される。
【００２９】
トランジスタＱ３がオンになるタイミングで、スロープ生成回路２０からコンデンサ１７に定電流が供給される。このため、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧は、トランス１２から与えられるコンダクタ電流とスロープ生成回路２０から与えられる電流との和に応じて上昇する。
【００３０】
コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧が電圧生成回路１９の出力電圧（基準電圧）に到達すると、コンパレータ１８の出力が反転する。このコンパレータ１８の出力の変化が起動トリガとなってＰＷＭ生成器１５の出力が変化し、トランジスタＱ２がオフとなって、トランス１４の一次コイルに供給される電流が遮断される。
【００３１】
トランジスタＱ２，Ｑ３の両方がオンになってからトランジスタＱ２がオフになるまでの時間は、トランス１４の一次コイルに流れる電流量、すなわちトランス１４の二次コイルに接続される負荷の大きさにより決まる。トランジスタＱ２がオフになるタイミングで、スロープ生成回路２０からの定電流の供給は停止される。
【００３２】
このように、スロープ補償技術では、コンパレータ１８とＣＴＳ端子１６との間にコンデンサ１７を配置している。そして、帰還ループに流れるコンダクタ電流にスロープ生成回路２０から供給される電流を加算して電流勾配を変えることにより、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の入力電圧を調整している。
【００３３】
しかしながら、上述したＤＣ−ＤＣコンバータには、以下に示す問題点がある。すなわち、実際の回路では、図２に示すようにコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）側に寄生容量２５が存在する。
【００３４】
従って、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧は、ＣＴＳ端子１６の電圧と、コンデンサ１７と寄生容量２５との容量比とによって決まる。例えばコンデンサ１７の容量値が２０ｐＦであり、寄生容量２５の容量値が２ｐＦであるとする。この場合、ＣＴＳ端子１６の電圧が４Ｖのときにコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧は約３．６４Ｖ（＝４Ｖ×２０ｐＦ／２２ｐＦ）となり、約９％の誤差があることになる。
【００３５】
このように寄生容量２５によりコンパレータ１８の入力電圧が減衰すると、実際の入力電圧に対してコンパレータ１８の出力の変化が遅れ、その結果ＰＷＭ信号によるトランジスタＱ１〜Ｑ４の制御のタイミングが遅れる。このため、発振や出力電圧の精度の低下などの不具合が発生する。
【００３６】
寄生容量２５の容量値が一定であれば、コンデンサ１７の容量値と寄生容量２５の容量値との比を用いてコンパレータ１８に供給される電圧を補正することにより、上記の不具合を比較的容易に回避することができる。しかし、実際の寄生容量には電圧依存性があるため、電圧の補正は容易ではない。
【００３７】
以下の実施形態では、ＰＷＭ制御の精度が高く、出力電圧の安定性が優れたＤＣ−ＤＣコンバータ及びその駆動方法について説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。図３に示すＤＣ−ＤＣコンバータが図１に示すＤＣ−ＤＣコンバータと異なる点は、ＰＷＭ生成器１５に入力される起動トリガを生成する回路が異なる点にあり、その他の構成は基本的に図１に示すＤＣ−ＤＣコンバータと同様である。そのため、図１と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
トランジスタＱ１〜Ｑ４は、ＰＷＭ生成器１５から出力される信号ＰＷＭＱ１〜ＰＷＭＱ４によりオン−オフする。これらのトランジスタＱ１〜Ｑ４のオン−オフに応じてトランス１４の一次コイルに電流が流れ、それにともなってトランス１４の二次コイルにも電流が流れる。そして、トランス１４の二次コイルに流れた電流は整流回路１３により整流され、整流回路１３から負荷回路（図示せず）に所定の電圧が供給される。トランジスタＱ１〜Ｑ４は、スイッチング動作部の一例である。
【００４０】
トランス１４の一次コイルに流れた電流は、更にトランス１２の一次コイルに流れる。トランス１２の二次コイルの一端側は接地されており、他端側はＣＴＳ端子１６に接続されている。ＣＴＳ端子１６は、電流供給端子の一例である。
【００４１】
コンデンサ１７は、その一端側がＣＴＳ端子１６に接続され、他端側が接続点Ｎ３（第１の接続点）を介してコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）に接続されている。また、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）には、スロープ生成回路２０も接続されている。スロープ生成回路２０は、制御部１０から出力される信号に応じたタイミングで定電流を出力する。
【００４２】
接続点Ｎ３と接続点Ｎ４（第２の接続点）との間には、制御部１０によりオン−オフ制御されるスイッチ３２（第１のスイッチ）が接続されている。また、接続点Ｎ４は、Ａ／Ｄコンバータ３５の信号入力端子に接続されているとともに、コンパレータ３４の非反転入力端子（＋）に接続されている。
【００４３】
コンパレータ３４の反転入力端子（−）は、電圧生成回路３３（第２の電圧生成回路）に接続されている。この電圧生成回路３３は、制御部１０により制御されて基準電圧Ｖref2を出力する。電圧生成回路３３として、例えばＤ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータを使用することができる。
【００４４】
電圧生成回路３３から出力される基準電圧Ｖref2は、電圧生成回路１９（第１の電圧生成回路）から出力される基準電圧Ｖref1よりも所定の電圧だけ低い電圧に設定される。本実施形態では、基準電圧Ｖref2は基準電圧Ｖref1よりも０．１Ｖだけ低く設定されるものとする。
【００４５】
コンパレータ３４は、非反転入力端子（＋）の電圧（Ｖslope）が基準電圧Ｖref2よりも低いときには“Ｌ”を出力し、非反転入力端子（＋）の電圧が基準電圧Ｖref2よりも高いときには“Ｈ”を出力する。このコンパレータ３４の“Ｈ”出力が、Ａ／Ｄコンバータ３５の変換トリガとなる。
【００４６】
Ａ／Ｄコンバータ３５は、変換トリガ入力端子に変換トリガが入力されると、コンパレータ３４の非反転入力端子（＋）に供給されている電圧（Ｖslope）をデジタルコードに変換して出力する。
【００４７】
Ａ／Ｄコンバータ３５の信号出力端子は、補正テーブルを記憶した補正テーブル記憶部３６に接続されている。この補正テーブル記憶部３６は、Ａ／Ｄコンバータ３５の出力（デジタルコード）をアドレスとして補正テーブルを参照し、補正係数を出力する。
【００４８】
電圧生成回路１９は、制御部１０により制御されて基準電圧Ｖref1を出力する。電圧生成回路１９として、例えばＤ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータを使用することができる。基準電圧Ｖref1の値は、制御部１０により、ＰＷＭ制御の１周期毎に調整される。
【００４９】
演算部３８は、電圧生成回路１９から出力される基準電圧Ｖref1に補正テーブル記憶部３６から出力された補正係数を乗算して基準電圧Vref1'を生成する。この基準電圧Ｖref1'がコンパレータ１８の反転入力端子（−）に供給される。
【００５０】
コンパレータ１８は、非反転入力端子（＋）の電圧（Ｖslope）が反転入力端子（−）の電圧（Ｖref1'）よりも低いときには“Ｌ”を出力し、非反転入力端子（＋）の電圧が反転入力端子（−）の電圧よりも高いときには“Ｈ”を出力する。このコンパレータ１８の“Ｈ”出力が、ＰＷＭ生成回路１５の起動トリガとなる。
【００５１】
上述した実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータの動作を説明する前に、補正テーブル記憶部３６に記憶する補正テーブルの作成方法の一例を説明する。
【００５２】
図４（ａ），（ｂ）は、補正テーブル記憶部３６に記憶する補正テーブルの作成方法を説明する回路図である。また、図５，図６は補正テーブル作成方法を説明するフローチャートである。なお、図４（ａ），（ｂ）中の符号２５は、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）側に存在する寄生容量を示している。
【００５３】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、補正テーブルを作成する際には、信号源２６と、信号源２６とＣＴＳ端子１６との間に接続されるスイッチＳＷ１（第２のスイッチ）と、コンデンサ１７と並列に接続されるスイッチＳＷ２（第３のスイッチ）とを使用する。
【００５４】
ここでは、制御部１０により信号源２６及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御して、ＣＴＳ端子１６の電圧が０．５Ｖから４．０Ｖの範囲の補正テーブルを作成する場合について説明している。
【００５５】
まず、ステップＳ１１において、制御部１０は、初期値を設定する。ここでは、“Ｌ”レベルを０．１Ｖに設定し、“Ｈ”レベル電圧を０．５Ｖに設定するものとする。
【００５６】
次に、ステップＳ１２に移行し、図４（ａ）に示すように、制御部１０は、スイッチＳＷ１をオンにして、ＣＴＳ端子１６と信号源２６とを接続する。また、制御部１０は、スイッチＳＷ２をオンにしてコンデンサ１７の両端をショートさせ、信号源２６とコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）とを直接接続する。
【００５７】
次に、ステップＳ１３に移行し、制御部１０は、信号源２６を制御して、信号源２６からＣＴＳ端子１６に“Ｌ”レベル（０．１Ｖ）の信号を供給させる。
【００５８】
次に、ステップＳ１４に移行し、制御部１０は、電圧生成回路１９を制御して、電圧生成回路１９の出力電圧をコンパレータ１８の出力が反転するまで０Ｖから徐々に上昇させる。そして、コンパレータ１８の出力が反転すると、ステップＳ１５に移行し、制御部１０は、コンパレータ１８の出力が反転したときの電圧生成回路１９の出力電圧Ｖ１を記憶する。
【００５９】
次に、ステップＳ１６に移行し、制御部１０は、信号源２６を制御して、信号源２６からＣＴＳ端子１６に“Ｈ”レベルの信号（０．５Ｖ）を供給させる。
【００６０】
次に、ステップＳ１７に移行して、制御部１０は、電圧生成回路１９を制御して、電圧生成回路１９の出力電圧をコンパレータ１８の出力が反転するまで０Ｖから徐々に上昇させる。そして、コンパレータ１８の出力が反転すると、ステップＳ１８に移行し、コンパレータ１８の出力が反転したときの電圧生成回路１９の出力電圧Ｖ２を記憶する。
【００６１】
次に、ステップＳ１９に移行し、制御部１０は、コンパレータ１８の入力振幅ＶＡ１を、ＶＡ１＝Ｖ２−Ｖ１により計算する。
【００６２】
次に、ステップＳ２０に移行し、図４（ｂ）に示すように、制御部１０はスイッチＳＷ２をオフにして、ＣＴＳ端子１６とコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）との間にコンデンサ１７を介在させる。その後、ステップＳ２１に移行し、制御部１０は信号源２６を制御して、信号源２６からＣＴＳ端子１６に“Ｌ”レベルの信号（０．１Ｖ）を供給させる。
【００６３】
次に、ステップＳ２２に移行し、制御部１０は、電圧生成回路１９を制御して、電圧生成回路１９の出力電圧をコンパレータ１８の出力が反転するまで０Ｖから徐々に上昇させる。そして、コンパレータ１８の出力が反転すると、ステップＳ２３に移行し、制御部１０はコンパレータ１８の出力が反転したときの電圧生成回路１９の出力電圧Ｖ３を記憶する。
【００６４】
次に、ステップＳ２４に移行し、制御部１０は信号源２６を制御して、信号源２６からＣＴＳ端子１６に“Ｈ”レベルの信号（０．５Ｖ）を供給させる。
【００６５】
次に、ステップＳ２５に移行して、制御部１０は、電圧生成回路１９を制御して、電圧生成回路１９の出力電圧をコンパレータ１８の出力が反転するまで０Ｖから徐々に上昇させる。そして、コンパレータ１８の出力が反転すると、ステップＳ２６に移行し、制御部１０はコンパレータ１８の出力が反転したときの電圧生成回路１９の出力電圧Ｖ４を記憶する。
【００６６】
次に、ステップＳ２７に移行し、制御部１０は、コンパレータ１８の入力振幅ＶＡ２を、ＶＡ２＝Ｖ４−Ｖ３により計算する。
【００６７】
次に、ステップＳ２８に移行し、制御部１０は、コンデンサ１７の有無による信号減衰割合、すなわち補正係数Ａを、Ａ＝ＶＡ２÷ＶＡ１により計算する。そして、ステップＳ２９に移行し、制御部１０は補正係数Ａを補正テーブル記憶部３６に記憶する。
【００６８】
次に、ステップＳ３０において、制御部１０は、“Ｈ”レベルが４．０Ｖか否かを判定する。“Ｈ”レベルが４．０Ｖのときは処理を終了し、“Ｈ”レベルが４．０Ｖでない場合はステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１では、“Ｈ”レベル＋０．１Ｖを新たな“Ｈ”レベルとする（“Ｈ”←“Ｈ”＋０．１Ｖ）。その後、ステップＳ１２に移行して、上述したように補正係数Ａを算出する。
【００６９】
このようにして、補正テーブル記憶部３６には、寄生容量２５の電圧依存性を考慮した補正係数（電圧毎の補正係数）が記憶される。
【００７０】
図７は、このようにして作成された補正テーブルの一例を示している。前述したように，コンパレータ３４の非反転入力端子（＋）の電圧はＡ／Ｄコンバータ３５によりデジタルコードに変換され、補正テーブル記憶部３６にはデジタルコードをアドレスとして電圧毎の補正係数が記憶されている。
【００７１】
なお、図３に示す回路に図８のようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を付加すれば、信号源２６として電圧生成回路３３を使用することができるので、補正テーブルを作成するために新たに信号源２６を用意しなくてもよい。
【００７２】
また、補正テーブルの作成は最初に電源を投入したときに行えばよいが、適宜実行して補正テーブルを更新するようにしてもよい。
【００７３】
以下、図３に示す本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの動作について、図９のタイミングチャートを参照して説明する。
【００７４】
ここでは、初期状態のとき（時間ｔ０）に、ＰＷＭ生成回路から出力される信号ＰＷＭＱ１，ＰＷＭＱ２がいずれも“Ｌ”であり、信号ＰＷＭＱ３，ＰＷＭＱ４がいずれも“Ｈ”であるとする。従って、時間ｔ０のときは、トランジスタＱ３，Ｑ４がオン、トランジスタＱ１，Ｑ２がオフである。
【００７５】
また、時間ｔ０では、スイッチ３２を制御する信号ＳＷ３２が“Ｈ”であり、これによりスイッチ３２がオンになっているものとする。
【００７６】
更に、ここでは、時間ｔ１からｔ２までをＰＷＭ制御の１／２周期、時間ｔ１からｔ３までをＰＷＭ制御の１周期とする。
【００７７】
時間ｔ１になると、制御部１０はＰＷＭ生成器１５に１周期の始まりを示す信号を出力する。この信号により、ＰＷＭ生成器１５は、信号ＰＷＭＱ３を“Ｌ”にする。また、ＰＷＭ生成器１５は、時間ｔ１から若干遅れたタイミングで信号ＰＷＭＱ１を“Ｈ”にする。
【００７８】
これにより、トランジスタＱ１がオンになり、トランジスタＱ３がオフになる。そして、直流電源１１から供給される電流は、トランジスタＱ１を介してトランス１４の一次コイルに流れる。また、トランス１４の二次コイルから整流回路１３に電流が流れ、整流回路１３から負荷回路に電力が供給される。
【００７９】
トランス１４の一次コイルに流れた電流は、更にトランジスタＱ４を介してトランス１２の一次コイルに流れる。これにより、トランス１２の二次コイルに電流が流れ、この電流によりコンデンサ１７に電荷が蓄積される。図９では、トランス１２の二次コイルから供給される電流による電圧上昇分をＣＴＳで示している。
【００８０】
制御部１０は、信号ＰＷＭＱ１が“Ｈ”になるタイミングでスロープ生成回路２０を駆動して、スロープ生成回路２０から定電流を供給する。これにより、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeは、トランス１２の二次コイルから供給されるコンダクタ電流とスロープ生成回路２０から供給される電流との和に応じて上昇する。従って、トランス１２に流れる電流が少ないときには電圧Ｖslopeの上昇速度は緩やかであり、トランス１２に流れる電流が多いときときには電圧Ｖslopeの上昇速度は急になる。
【００８１】
この電圧Ｖslopeが基準電圧Ｖref2に到達すると、コンパレータ３４の出力信号ＣＭＰ２が“Ｈ”になる。この信号ＣＭＰ２の状態変化がトリガとなってＡ／Ｄコンバータ３５に電圧Ｖslopeが取り込まれ、デジタルコードに変換される。そして、補正テーブル記憶部３６から、デジタルコードに対応した補正係数が読み出される。なお、信号ＣＭＰ２が“Ｈ”になると信号ＳＷ３２が“Ｌ”となり、スイッチ３２がオフとなる。
【００８２】
補正テーブル記憶部３６にＡ／Ｄコンバータ３５からデジタルコードが入力されると、補正テーブル記憶部３６からは入力されたデジタルコードの電圧よりも基準電圧Ｖref1と基準電圧Ｖref2との差だけ高い電圧に対応する補正係数が出力される。
【００８３】
基準電圧Ｖref1と基準電圧Ｖref2との差を０．１Ｖとした場合、コンパレータ１８の出力が反転したときのＶslopeの電圧が３．８Ｖであるとすると、補正テーブル記憶部３６からは３．９Ｖのときの補正係数が出力される。
【００８４】
演算器３８は、電圧生成回路１９から供給される基準電圧Ｖref1に補正テーブル３６から読み出された補正係数を乗算して基準電圧Ｖref1'とし、コンパレータ１８の反転入力端子（−）に供給する。その後、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeが基準電圧Ｖref1'に到達すると、コンパレータ１８の出力（ＣＭＰ１）が“Ｈ”になる。このコンパレータ１８の出力が起動トリガとしてＰＷＭ生成器１５に入力される。
【００８５】
ＰＷＭ生成器１５は、この起動トリガにより、信号ＰＷＭＱ４を“Ｌ”にしてトランジスタＱ４をオフにする。これにより、トランス１４の一次コイルへの電流供給が停止される。
【００８６】
ＰＷＭ生成器１５は、信号ＰＷＭＱ４を“Ｌ”にしてから所定の時間経過後に信号ＰＷＭＱ２を“Ｈ”にする。これにより、トランジスタＱ２はオンになる。但し、このときトランジスタＱ３，Ｑ４はいずれもオフであるので、トランジスタ１４の一次コイルには電流は流れない。
【００８７】
その後、時間ｔ２になると、ＰＷＭ生成器１５は、信号ＰＷＭＱ１を“Ｌ”にしてトランジスタＱ１をオフにする。また、ＰＷＭ生成器１５は、信号ＰＷＭＱ１を“Ｌ”にしてから所定の時間経過した後、信号ＰＷＭＱ３を“Ｈ”にしてトランジスタＱ３をオンにする。これにより、トランス１４の一次コイルに電流が流れ、トランス１４の二次コイルに接続された整流回路１３を介して負荷回路に電力が供給される。
【００８８】
また、トランジスタＱ３がオンになるとトランス１２の一次コイルにも電流が流れ、ＣＴＳ端子１６を介してコンデンサ１７に電荷が蓄積される。
【００８９】
制御部１０は、信号ＰＷＭＱ３が“Ｈ”になるタイミングでスロープ生成回路２０を駆動して、スロープ生成回路２０から定電流を供給する。これにより、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeは、トランス１２の二次コイルから供給されるコンダクタ電流とスロープ生成回路２０から供給される電流との和に応じて上昇する。
【００９０】
この電圧Ｖslopeが基準電圧Ｖref2に到達すると、コンパレータ３４の出力信号ＣＭＰ２が“Ｈ”になる。この信号ＣＭＰ２の状態変化がトリガとなってＡ／Ｄコンバータ３５に電圧Ｖslopeが取り込まれ、デジタルコードに変換される。そして、補正テーブル記憶部３６から、デジタルコードに対応した補正係数が読み出される。
【００９１】
補正テーブル記憶部３６にＡ／Ｄコンバータ３５からデジタルコードが入力されると、補正テーブル記憶部３６からは入力されたデジタルコードの電圧よりも基準電圧Ｖref1と基準電圧Ｖref2との差だけ高い電圧に対応する補正係数が出力される。
【００９２】
演算器３８は、電圧生成回路１９から供給される基準電圧Ｖref1に補正テーブル３６から読み出された補正係数を乗算して基準電圧Ｖref1'とし、コンパレータ１８の反転入力端子（−）に供給する。その後、コンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeが基準電圧Ｖref1'に到達すると、コンパレータ１８の出力（ＣＭＰ１）が“Ｈ”になる。このコンパレータ１８の出力が起動トリガとしてＰＷＭ生成器１５に入力される。
【００９３】
ＰＷＭ生成器１５は、この起動トリガにより、信号ＰＷＭＱ２を“Ｌ”にしてトランジスタＱ２をオフにする。これにより、トランス１４の一次コイルへの電流供給が停止される。
【００９４】
ＰＷＭ生成器１５は、信号ＰＷＭＱ２を“Ｌ”にしてから所定の時間経過後に信号ＰＷＭＱ４を“Ｈ”にする。これにより、トランジスタＱ４はオンになる。但し、このときトランジスタＱ１，Ｑ３はいずれもオフであるので、トランジスタ１４の一次コイルには電流は流れない。
【００９５】
ＰＷＭ制御の１周期が終了する毎に、制御部１０は基準電圧Ｖref1を調整する。例えば、直前の周期で信号ＰＷＭＱ２，ＰＷＭＱ４の位相を進めている場合は基準電圧Ｖref1の電圧値を低くし、信号ＰＷＭＱ２，ＰＷＭＱ４の位相を遅らせている場合は基準電圧Ｖref1の電圧値を高くする。
【００９６】
なお、制御部１０は、基準電圧Ｖref1の変更にともなって基準電圧Ｖref2も変更し、基準電圧Ｖref1と基準電圧Ｖref2との差を一定に維持する。
【００９７】
以下、ＰＷＭ制御の１周期毎に上述した動作を繰り返す。
【００９８】
本実施形態では、上述したように補正テーブル記憶部３６に寄生容量２５の影響を考慮した電圧毎の補正係数を記憶しておく。そして、実際の動作時にはコンパレータ１８の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeに応じた補正係数を補正テーブル記憶部３６から読み出し、コンパレータ１８の反転入力端子（−）に供給される基準電圧を補正する。これにより、寄生容量２５の影響による発振や出力電圧の変動が回避され、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が安定して、信頼性が向上するという効果を奏する。
【００９９】
なお、上述の実施形態では補正係数Ａを入力振幅ＶＡ１と入力振幅ＶＡ２との比により算出しているが、補正係数Ａを入力振幅ＶＡ１と入力振幅ＶＡ２との差としてもよい。その場合、演算部３８は基準電圧Ｖref1に補正係数Ａを加算して、基準電圧Ｖref1'を生成する。
【０１００】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。図１０において、図３と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１０１】
電圧生成回路３３は、制御部１０から与えられる電圧生成コードに応じた電圧をコンパレータ３４の反転入力端子（−）に供給する。本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータでは、この電圧生成コードはコード／アドレス変換部４１にも供給される。
【０１０２】
コード／アドレス変換部４１は、電圧生成コードをアドレスに変換するためのコード／アドレス変換テーブルを備えている。そして、コード／アドレス変換部４１は、電圧生成コードを、補正テーブル３６から補正係数を読み出すためのアドレスに変換する。なお、電圧生成コードとアドレスとが１：１に対応する場合は、電圧生成コードをアドレスとして補正テーブル３６に直接入力されるようにしてもよい。
【０１０３】
前述した第１の実施形態では、図３に示すように、コンパレータ３４の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖslopeが電圧生成回路３３から供給される基準電圧Ｖref2に到達したときに、電圧ＶslopeをＡ／Ｄコンバータ３５でデジタルコードに変換している。従って、Ａ／Ｄコンバータ３５が電圧Ｖslopeをデジタルコードに変換するときには、電圧Ｖslopeと基準電圧Ｖref2とは同一の電圧（Ｖslope＝Ｖref2）ということができる。つまり、第１の実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３５は基準電圧Ｖref2をデジタルコードに変換しているということもできる。
【０１０４】
そこで、本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３５を省略し、電圧Ｖslopeが電圧Ｖref2に到達したときに、コンパレータ３４の出力を読み出しトリガとして補正テーブル記憶部３６の補正係数を読み出す。このとき、電圧生成回路３３に供給されている制御コードがコード／アドレス変換部４１により変換されて読み出しアドレスとなる。
【０１０５】
そして、演算部３８は、補正テーブル記憶部３６から読み出された補正係数を、電圧生成回路１９から出力される基準電圧Ｖref1に乗算して、コンパレータ１８の反転入力端子（−）に供給する基準電圧Ｖref1'を生成する。
【０１０６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３５を省略できるので、第１の実施形態に比べてＬＳＩ（大規模集積回路）のより一層の高集積化が可能であるとともに、製品コストを低減できるという利点がある。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…制御部、１１…直流電源、１２，１４…トランス、１３…整流回路、１５…ＰＷＭ生成器、１６…ＣＴＳ端子、１７…コンデンサ、１８，３４…コンパレータ、１９，３３…電圧生成回路、２０…スロープ回路、２１，２２…電源ライン、２５…寄生容量、２６…信号源、３２，ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、３５…Ａ／Ｄコンバータ、３６…補正テーブル記憶部、３８…演算部、４１…コード／アドレス変換部。
【図１】
2015023587.tif 000003
【図２】
2015023587.tif 000004
【図３】
2015023587.tif 000005
【図４】
2015023587.tif 000006
【図５】
2015023587.tif 000007
【図６】
2015023587.tif 000008
【図７】
2015023587.tif 000009
【図８】
2015023587.tif 000010
【図９】
2015023587.tif 000011
【図１０】
2015023587.tif 000012