(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータ出力電圧を取得して、当該電圧に基づいてコンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段を備えたＤＣ−ＤＣコンバータであって、
前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を、前記出力電圧制御手段に対して間欠的に供給するために開閉制御されるスイッチ手段による動作電源供給手段を備え、
前記出力電圧制御手段は、前記コンバータ出力電圧に基づく検出電圧と基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行する出力電圧調整回路を含み、
前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が、前記周期が所定の期間よりも長い状態が連続していることを検知した場合に、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をあらかじめ定められた期間一時的にオフする操作を実行するように構成したことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記出力電圧制御手段が、コンバータ出力電圧を検出するための分圧回路と、基準電圧発生回路と、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいて、コンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路とにより構成した請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記動作電源供給手段は、前記分圧回路、基準電圧発生回路、誤差検出回路、出力電圧調整回路のうちの複数の回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、当該複数の各回路に対して同時に動作電源を供給するように構成した請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記動作電源供給手段は、前記分圧回路、基準電圧発生回路、誤差検出回路、出力電圧調整回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、前記各回路に対して同時に動作電源を供給するように構成した請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記出力電圧調整回路は、前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が具備され、前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の駆動動作の周期に応じて、前記動作電源供給手段からの動作電源の供給停止期間を変更するように構成した請求項５に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項７】
前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の駆動タイミングを管理する基準クロックを利用して、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段を開閉動作するように構成した請求項６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項８】
前記タイミング生成回路には、コンバータ出力電圧を利用する負荷回路における負荷状態を示す制御信号がさらに供給され、前記タイミング生成回路は、前記負荷状態を示す制御信号に応じて、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段の開閉動作を制御するように構成した請求項６または請求項７に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項９】
前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の開閉動作を実行するタイミング以前に、前記基準クロックを利用して動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をオン制御し、前記出力電圧制御手段に対して動作電源を供給するように構成した請求項７または請求項８に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項１０】
コンバータ出力電圧を取得して、当該電圧に基づいてコンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段を備えたＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法であって、
前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を、前記出力電圧制御手段に対して間欠的に供給するために開閉制御されるスイッチ手段による動作電源供給手段を備え、
前記出力電圧制御手段は、前記コンバータ出力電圧に基づく検出電圧と基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行する出力電圧調整回路を含み、
前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が、前記周期が所定の期間よりも長い状態が連続していることを検知した場合に、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をあらかじめ定められた期間一時的にオフする操作を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【請求項１１】
前記出力電圧制御手段を構成するコンバータ出力電圧を検出するための分圧回路、基準電圧発生回路、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路のうちの複数の回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、当該複数の各回路に対して同時に動作電源を供給することを特徴とする請求項１０に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【請求項１２】
前記出力電圧制御手段を構成するコンバータ出力電圧を検出するための分圧回路、基準電圧発生回路、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、前記各回路に対して同時に動作電源を供給することを特徴とする請求項１０に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【請求項１３】
前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を間欠的に供給する動作電源供給手段が具備され、前記動作電源供給手段は、出力電圧制御手段によるコンバータ出力電圧の制御動作に応じて、動作電源の供給タイミングが決定されるようになされる請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【請求項１４】
前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を間欠的に供給する動作電源供給手段が具備され、前記動作電源供給手段は、コンバータ出力電圧を利用する負荷回路における負荷状態を示す制御信号によって、動作電源の供給タイミングが決定されるようになされる請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＤＣ−ＤＣコンバータに関し、特にコンバータに加わる負荷が軽負荷の状態においては、コンバータにおいて消費する電力をより軽減することができるようにしたＤＣ−ＤＣコンバータおよびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＣ−ＤＣコンバータは周知のように、直流入力電圧を異なる直流電圧に変換するように機能し、比較的軽負荷の直流駆動回路の駆動電源として多用されている。このＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧は、あらかじめ定められた所定の電圧値に安定している必要があり、また、携帯端末等に搭載する場合を考えると、コンバータにおける消費電力をできるだけ小さくすることが望まれる。
【０００３】
ところで昨今においては、前記した携帯端末等においては、これに用いる表示手段として、例えば有機ＥＬ素子を発光源とした有機ＥＬディスプレイが注目され、これを利用する趨勢にある。前記した有機ＥＬ素子を点灯駆動させるためには、一般に１０〜２０Ｖ程度の直流電圧が必要となる。そのために、この有機ＥＬディスプレイを携帯端末あるいは車載用機器に利用する場合においては、駆動電圧値が不足するため、これをＤＣ−ＤＣコンバータにより昇圧する必要が生ずる。
【０００４】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流は、有機ＥＬディスプレイの点灯状態によって大きく変動する。例えば、点灯画素数が多く、その時の点灯輝度が高い場合には大きな消費電流となり、点灯画素数が少なく、その時の点灯輝度が低い場合には、非常に小さな消費電流となる。
【０００５】
図５は、例えば前記したような有機ＥＬディスプレイを負荷とした場合に好適に用いられる昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示したものである。図５において、符号ＶinはＤＣ−ＤＣコンバータの電源入力端子、すなわち１次側の電池等よりもたらされる電圧が供給される端子を示している。この入力端子Ｖinには、コイルＬ1 が接続され、このコイルＬ1 と直列にダイオードＤ1が接続されて、ダイオードＤ1 のカソード側が出力端子Ｖout を構成している。そして、前記出力端子Ｖout と基準電位点（アース）との間には、電圧保持用のコンデンサＣ1 が接続されており、このコンデンサＣ1 によって保持されたコンバータの出力電圧が、負荷１０に供給されるように構成されている。
【０００６】
前記出力端子Ｖout とアースとの間には、コンバータの出力電圧を検出するための抵抗Ｒ1 およびＲ2 からなる分圧回路１１が接続されており、この分圧回路１１により生成される検出電圧は、誤差検出回路を構成する誤差増幅器１３の一方の入力端子に供給されるように構成されている。また、誤差増幅器１３の他方の入力端子には、基準電圧発生回路１２において生成される基準電圧が供給され、これにより、誤差増幅器１３よりコンバータ出力電圧の変動に伴う誤差出力信号が生成される。
【０００７】
前記誤差増幅器１３により生成された誤差出力信号は、出力電圧調整回路を構成するレギュレータ回路１４に供給される。このレギュレータ回路１４の出力端には、スイッチング素子としてのｎ型ＭＯＳＦＥＴＱ1 のゲート端子が接続されている。また、ＦＥＴＱ1 のドレイン端子は前記したコイルＬ1 の出力端子Ｖout 側に接続され、さらに、そのソース端子はアース接続されている。また、前記したレギュレータ回路１４には、基準クロック発生回路１５からもたらされる基準クロック信号が供給されるように構成されている。
【０００８】
さらに、コンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段、すなわち、前記した分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４には、それぞれ入力端子Ｖinおよび出力端子Ｖout より動作電源が供給され、この動作電源によって前記各回路がそれぞれ駆動されるように構成されている。
【０００９】
前記した回路構成において、レギュレータ回路１４からの制御信号（スイッチング信号）により、ＦＥＴＱ1 がオンされると、前記コイルＬ1 に端子Ｖinより電流が流れて、コイルＬ1 に電磁エネルギーが蓄積される。その後、ＦＥＴＱ1 がオフされると、コイルＬ1 に蓄積されたエネルギーにより、コイルＬ1 に起電力が発生し、前記ダイオードＤ1 を介して電流が流れる。これにより出力端子Ｖout の電圧を上昇させる。したがって、出力端子Ｖout には、入力端子Ｖinよりも高い電圧が発生する。
【００１０】
前記したＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、出力電圧をほぼ一定の範囲に保つための制御方法として、一般に２つの方法が知られている。その１つはＰＷＭ方式（pulse width modulation＝パルス幅変調）であり、他の１つはＰＦＭ（pulse frequency modulation＝周波数変調）方式である。前者のＰＷＭ方式は、出力電圧を分圧した電圧（検出電圧）と、基準電圧との差に基づいて、前記したスイッチング素子としてのＦＥＴＱ1 をオンさせる時間を変化させるように制御される。すなわち、基準電圧＞検出電圧の状態で、その差が大きい場合には、ＦＥＴＱ1 をオン状態とする時間を長くするように制御させる。これにより、コイルＬ1 に蓄積される電磁エネルギーが増大し、結果として検出電圧が基準電圧に等しくなるように制御され、コンバータ出力電圧が所定の範囲にとどまるようになされる。
【００１１】
一方、後者のＰＦＭ方式は、前記したＦＥＴＱ1 をオンさせる時間は一定になされ、基準電圧＞検出電圧の状態の時は、ＦＥＴＱ1 を周期的にオンさせて昇圧動作を行い、基準電圧≦検出電圧となった場合には、スイッチング素子Ｑ1 のオン動作を一時的に停止させることで、昇圧動作を行わないように制御する。これにより、結果として検出電圧が基準電圧に等しくなるように制御され、コンバータ出力電圧が所定の範囲にとどまるようになされる。前記したいずれの方式を採用するにしても、昇圧動作（スイッチング素子Ｑ1 のオン動作）を開始するタイミングは、前記した基準クロック発生回路１５よりもたらされる基準クロックにより設定される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、前記したとおり、コンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段、すなわち、分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４には、それぞれ入力端子Ｖinおよび出力端子Ｖout より常時動作電源が供給され、この動作電源によって前記各回路が駆動されるようになされる。換言すれば、前記各回路からなる出力電圧制御手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータの稼働中においては、常時電力を消費していることになる。
【００１３】
そこで、前記したＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧により駆動される有機ＥＬ表示パネルを考察した場合、点灯画素数が少なくその時の点灯輝度が低い場合には、非常に小さな消費電流となり、表示パネルの発光のために消費される電力に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータの前記した出力電圧制御手段において消費される電力が上回るような状態が発生する。種々の条件に依存されるが、コンバータの前記した出力電圧制御手段において消費される電力は、表示パネルを駆動する電力に対して数倍から数十倍になることもある。
【００１４】
以上のように、前記した従来の構成のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、コンバータからの出力電力の大小にかかわらず、常にコンバータ内の出力電圧制御手段において所定の電力を消費することとなり、負荷に供給される出力電力が小さい場合においては、前記したコンバータの出力電圧制御手段において消費される電力は、負荷における消費電力に対して大きな割合を占めることになる。換言すれば、負荷を駆動することに寄与する以外の無駄な電力が、コンバータ内において消費されることになる。
【００１５】
この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、負荷において消費される電力が小さい場合（軽負荷時）においては、コンバータ内において消費される電力も低減することができるように構成し、これにより電力の利用効率を向上させることができるＤＣ−ＤＣコンバータおよびその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかるＤＣ−ＤＣコンバータは、コンバータ出力電圧を取得して、当該電圧に基づいてコンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段を備えたＤＣ−ＤＣコンバータであって、前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を、前記出力電圧制御手段に対して間欠的に供給するために開閉制御されるスイッチ手段による動作電源供給手段を備え、前記出力電圧制御手段は、前記コンバータ出力電圧に基づく検出電圧と基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行する出力電圧調整回路を含み、前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が、前記周期が所定の期間よりも長い状態が連続していることを検知した場合に、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をあらかじめ定められた期間一時的にオフする操作を実行するように構成した点に特徴を有する。
【００１７】
この場合、好ましくは前記出力電圧制御手段が、コンバータ出力電圧を検出するための分圧回路と、基準電圧発生回路と、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいて、コンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路とにより構成される。
【００１９】
また、他の一つの好ましい実施の形態においては、前記動作電源供給手段は、前記分圧回路、基準電圧発生回路、誤差検出回路、出力電圧調整回路のうちの複数の回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、当該複数の各回路に対して同時に動作電源を供給するように構成される。
【００２０】
さらにまた、他の一つの好ましい実施の形態においては、前記動作電源供給手段は、前記分圧回路、基準電圧発生回路、誤差検出回路、出力電圧調整回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、前記各回路に対して同時に動作電源を供給するように構成される。
【００２１】
そして、前記した各形態における前記出力電圧調整回路は、好ましくは前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行するように構成される。
【００２３】
さらに、前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が具備され、前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の駆動動作の周期に応じて、前記動作電源供給手段からの動作電源の供給停止期間を変更するように制御することが望ましい。
【００２４】
加えて、前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の駆動タイミングを管理する基準クロックを利用して、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段を開閉動作するように構成することが望ましい。
【００２５】
また、前記タイミング生成回路には、コンバータ出力電圧を利用する負荷回路における負荷状態を示す制御信号がさらに供給されるように構成することが望ましく、これにより前記タイミング生成回路は、前記負荷状態を示す制御信号に応じて、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段の開閉動作を制御するようになされる。
【００２６】
また、前記タイミング生成回路は、前記スイッチング素子の開閉動作を実行するタイミング以前に、前記基準クロックを利用して動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をオン制御し、前記出力電圧制御手段に対して動作電源を供給するように構成することが望ましい。
【００２７】
そして、前記した各構成は、前記スイッチング素子のオン動作により、１次側の直流電源よりコイルに電流を流して電磁エネルギーの蓄積動作を実行し、前記スイッチング素子のオフ動作により、コイルに蓄積されたエネルギーを放出させることで、出力電圧を昇圧させるＤＣ−ＤＣコンバータに好適に利用することができる。
【００２８】
さらに、前記した各構成は、前記出力電圧調整回路から前記スイッチング素子に供給されるスイッチング駆動信号が、ＰＦＭ方式またはＰＷＭ方式により変調された構成のＤＣ−ＤＣコンバータに好適に利用することができる。
【００２９】
一方、前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかるＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法は、コンバータ出力電圧を取得して、当該電圧に基づいてコンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する出力電圧制御手段を備えたＤＣ−ＤＣコンバータの駆動方法であって、前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を、前記出力電圧制御手段に対して間欠的に供給するために開閉制御されるスイッチ手段による動作電源供給手段を備え、前記出力電圧制御手段は、前記コンバータ出力電圧に基づく検出電圧と基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路と、前記誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を制御するスイッチング素子の駆動動作を実行する出力電圧調整回路を含み、前記スイッチング素子の駆動動作の周期を検出するタイミング生成回路が、前記周期が所定の期間よりも長い状態が連続していることを検知した場合に、前記動作電源供給手段を構成するスイッチ手段をあらかじめ定められた期間一時的にオフする操作を実行するようになされる。
【００３１】
また、他の一つの好ましい駆動方法においては、前記出力電圧制御手段を構成するコンバータ出力電圧を検出するための分圧回路、基準電圧発生回路、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路のうちの複数の回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、当該複数の各回路に対して同時に動作電源を供給するようになされる。
【００３２】
さらにまた、他の一つの好ましい駆動方法においては、前記出力電圧制御手段を構成するコンバータ出力電圧を検出するための分圧回路、基準電圧発生回路、前記分圧回路により生成される検出電圧と前記基準電圧発生回路により生成される基準電圧とを比較して誤差出力信号を生成する誤差検出回路、前記誤差検出回路により生成される誤差出力信号に基づいてコンバータ出力電圧を調整する出力電圧調整回路に対する動作電源の供給を同時に停止させると共に、前記各回路に対して同時に動作電源を供給するようになされる。
【００３３】
そして、前記したいずれの駆動方法を採用した場合であっても、好ましくは前記出力電圧制御手段を動作させるための動作電源を間欠的に供給する動作電源供給手段が具備され、前記動作電源供給手段は、出力電圧制御手段によるコンバータ出力電圧の制御動作に応じて、動作電源の供給タイミングが決定されるようになされる。
【００３４】
加えて、前記動作電源供給手段は、コンバータ出力電圧を利用する負荷回路における負荷状態を示す制御信号によって、動作電源の供給タイミングが決定されるようになされることが望ましい。
【００３５】
前記した駆動方法を採用したＤＣ−ＤＣコンバータによると、コンバータ出力電圧を所定の範囲に制御する前記出力電圧調整回路は、誤差検出回路からもたらされる誤差出力信号によって制御され、基準クロック発生回路からもたらされる基準クロック信号にタイミングを合わせて、スイッチング素子を駆動する。これにより、コンバータの出力電圧を所定の範囲に制御することができる。
【００３６】
一方、前記出力電圧調整回路からはタイミング生成回路に対して、スイッチング素子の駆動状態を示す信号が供給される。タイミング生成回路は、スイッチング素子の駆動動作の周期を把握して、その周期が所定よりも大きな場合においては、動作電源供給手段を構成するスイッチ手段を開放することで、前記出力電圧制御手段に対する動作電源の供給を停止させる操作がなされる。
【００３７】
すなわち、スイッチング素子の駆動動作の周期が所定よりも大きな場合においては、負荷が軽い状態になされていると判定することができる。この場合、スイッチング素子の駆動動作を実行する必要がない期間においては、このスイッチング素子を駆動させるための出力電圧調整回路を含む他の回路も継続して動作させる必要はない。したがって、前記期間において動作電源供給手段を構成するスイッチ手段を開放することで、出力電圧制御手段の各回路に対する供給電力は一時的に停止され、これにより軽負荷の場合における電力の利用効率を向上させることができる。
【００３８】
前記した制御を実行する場合においては、出力電圧制御手段を構成する分圧回路、基準電圧発生回路、誤差検出回路、出力電圧調整回路のうちのいずれかの回路への動作電源の供給を一時的に停止させるようにしてもよく、また、全ての回路への動作電源の供給を一時的に停止させるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、前記したタイミング生成回路において、スイッチング素子の駆動動作の周期を把握し、スイッチング素子の駆動動作の周期に対応して、動作電源の供給停止期間を変更するように制御すると、電力の利用効率をより向上させることができる。また、タイミング生成回路に対して、負荷の状態を示す制御信号を導入するように構成すると、前記した出力電圧制御手段による出力電圧の制御動作に頼らずに、あらかじめ負荷変動の状況を把握することができる。したがって、この手段を採用すると、特に負荷の変動が激しい状況下においても、コンバータ出力電圧を所定の範囲に管理することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるＤＣ−ＤＣコンバータについて、好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。図１はそのＤＣ−ＤＣコンバータの構成をブロック図によって示したものである。なお、図１においてはすでに説明した図５の各構成要素に対応する部分は同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。
【００４１】
図１において、符号Ｓ1 ，Ｓ2 は動作電源供給手段を構成するスイッチ手段であり、このスイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 は後述するタイミング生成回路１６からの制御信号により同時に開閉操作がなされるように構成されている。そしてスイッチ手段Ｓ1 は、電源入力端子Ｖinに供給される１次側の例えば電池からの電源を、出力電圧制御手段を構成する基準電圧発生回路１２、誤差検出回路としての誤差増幅器１３、出力電圧調整回路を構成するレギュレータ回路１４に対して供給するようになされている。また、スイッチ手段Ｓ2 は、出力端子Ｖout より、出力電圧を分圧回路１１に対して供給するようになされている。
【００４２】
タイミング生成回路１６は、前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 を開閉動作するように機能し、このタイミング生成回路１６には、レギュレータ回路１４によるスイッチング素子Ｑ1 の駆動動作を示す信号が供給されるように構成されている。また、タイミング生成回路１６には基準クロック発生回路からもたらされる基準クロック信号も供給されるように構成されており、タイミング生成回路１６はこの基準クロック信号を利用して前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 を開閉動作することで、出力電圧制御手段に対して動作電源を間欠的に供給するように機能する。
【００４３】
この実施の形態においては、タイミング生成回路１６に対してさらに演算回路４より、コンバータの負荷状態を示す制御信号が供給されるように構成されている。したがって、タイミング生成回路１６は、演算回路４よりもたらされる負荷状態を示す制御信号によっても、前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 の開閉動作が制御される。
【００４４】
図２は、図１に示したコンバータの負荷１０として動作する負荷回路の一例を示したものであり、主に、前記したタイミング生成回路１６に対して制御信号をもたらす演算回路４の機能について説明するものである。図２に示す負荷回路は有機ＥＬディスプレイを発光駆動させるための駆動回路を示している。すなわち、有機ＥＬディスプレイを構成する表示パネル１には、ｎ本のドライブ線としての陽極線Ａ1 〜Ａn が縦方向に、ｍ本の走査線としての陰極線Ｂ1 〜Ｂm が横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子ＯＥＬが配置されている。
【００４５】
そして、画素を構成する各ＥＬ素子は、格子状に配列され、垂直方向に沿う陽極線Ａ1 〜Ａn と水平方向に沿う陰極線Ｂ1 〜Ｂm との交差位置に対応して一端（等価ダイオードのアノード端子）が陽極線に、他端（等価回路ダイオードのカソード端子）が陰極線に接続される。また、陽極線は陽極線ドライブ回路２に接続され、陰極線は陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【００４６】
前記陰極線走査回路３には、各陰極走査線Ｂ1 〜Ｂm に対応して走査スイッチＳY1〜ＳYmが備えられ、クロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧（ＶM ）または基準電位点としてのアース電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極走査線に接続するように作用する。また、陽極線ドライブ回路２には、各陽極線を通じて駆動電流を個々のＥＬ素子に供給する定電流回路Ｉ1 〜Ｉn およびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが備えられている。
【００４７】
このドライブスイッチＳX1〜ＳXnは、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流またはアース電位のうちのいずれか一方をそれぞれに対応する陽極線に接続するように作用する。したがって、ドライブスイッチＳX1〜ＳXnが前記定電流回路側に接続されることにより、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流が、陰極走査線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。
【００４８】
そして、前記陽極線ドライブ回路２における各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn には、図１に示すＤＣ−ＤＣコンバータからもたらされるＤＣ出力が供給されるように構成されている。また、逆バイアス電圧生成回路５は、コンバータからもたらされるＤＣ電圧を分圧する分圧回路により構成されている。すなわち、この分圧回路は、抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 、およびエミッタフォロアとして機能するｎｐｎトランジスタＱ2 により構成されている。これにより生成される逆バイアス電圧は、非走査状態の陰極線に供給されて、各ＥＬ素子のクロストーク発光を防止するために利用される。
【００４９】
前記陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３には、演算回路としてのＣＰＵを含む発光制御回路４よりコントロールバスが接続されており、発光制御回路４に供給される表示すべき画像信号に基づいて、前記走査スイッチＳY1〜ＳYmおよびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが操作される。これにより、画像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でアース電位に設定しながら所望の陽極線に対して定電流回路が接続される。したがって、前記各発光素子は選択的に発光し、表示パネル１上に前記画像信号に基づく画像が再生される。
【００５０】
前記発光制御回路を構成する演算回路４は前記したとおり、これに供給される画像信号に基づいて陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３を駆動するように機能するものである。したがって、この演算回路４においては、供給される画像信号に基づいて各ＥＬ素子を選択的に点灯駆動させることによる負荷状態を逐次把握することができる。そして、その負荷状態を示す制御信号は、図１に示すようにタイミング生成回路１６に供給され、前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 の開閉動作を制御するようになされる。
【００５１】
図３は、図１に示したＤＣ−ＤＣコンバータにおける出力電圧の制御態様を説明するものであり、図３においては出力電圧の制御方法として、ＰＦＭ方式を利用した例が示されている。ここで、図３（Ａ）はコンバータの負荷として重い負荷が加わった状態を示しており、また図３（Ｂ）は軽い負荷状態の場合を示している。そして、図３に示す基準クロックは、前記した基準クロック発生回路１５からもたらされるものであり、出力電圧として示す波形は、コンバータの出力端子Ｖout における出力電圧を示している。また、昇圧動作として示す波形は前記したスイッチング素子がオンおよびオフ動作することにより、コイルＬ1 に蓄積される電磁エネルギーに基づいて、出力電圧を昇圧させるタイミングを示している。
【００５２】
なお、図３に示す出力電圧として示す波形は、前記分圧回路１１により得られる検出電圧ということができる。また、出力電圧を示す波形における破線で示した基準線は、前記基準電圧発生回路１２からもたらされる基準電圧の電圧レベルであるということができる。
【００５３】
ここで、レギュレータ回路１４は、図３（Ａ）に示すように基準クロックの立上がり時点（ａ）において、誤差増幅器１３による誤差出力を取り込む。すなわち、誤差増幅器１３はレギュレータ回路１４に対して、基準電圧に対する出力電圧（検出電圧）の差分に対応する誤差出力信号を供給しており、時点ｂに示すように基準電圧に対して検出電圧が低ければ、ｃに示すように昇圧動作を実行する。この場合、レギュレータ回路１４よりスイッチング素子Ｑ1 をオン制御する駆動信号を送出し、スイッチング素子Ｑ1 を所定時間オン動作させた後、オフする操作がなされる。
【００５４】
これにより、１次側の直流電源よりコイルＬ1 に電流が流れ、コイルＬ1 には電磁エネルギーの蓄積動作がなされる。そして、前記スイッチング素子Ｑ1 のオフ動作により、コイルＬ1 に蓄積されたエネルギーが放出される。この場合、前記コンデンサＣ1 を充電することで出力電圧は昇圧する。また、レギュレータ回路１４は次の基準クロックの立上がり時点（ｄ）において、再び同様に誤差増幅器１３による誤差出力を取り込む。この時においては、ｅに示すように基準電圧に対する検出電圧は高い状態であり、この場合においては、昇圧動作は実行しない。このような繰り返しにより、出力電圧値は所定の範囲となるように制御される。
【００５５】
図３（Ｂ）は、前記したように軽負荷の状態を示しており、出力電圧の低下は、図３（Ａ）に示した動作態様に比較すると、きわめて緩慢になる。したがって、昇圧動作が実行される周期はそれに応じて長くなる。換言すれば、このような軽負荷の状態においては、昇圧動作の実行後から次の昇圧動作が実行される期間Ｔにおいては、出力電圧制御手段を構成する前記した分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４は、その動作を停止しても、コンバータ出力電圧の制御動作に支障を与えることはない。
【００５６】
そこで、図１に示すタイミング生成回路１６は、レギュレータ回路１４より前記した昇圧動作が実行されるタイミング情報を取得して、その周期を割り出すように動作する。そして、前記周期が長い状態がある程度連続していると判定した場合においては、基準クロック発生回路１５からの基準クロックに同期して、動作電源供給手段を構成する前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 を一時的にオフする操作を実行する。そして、基準クロックをカウントアップし、あらかじめ定められた基準クロックをカウントした状態で、スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 をオン操作する。これにより、再び出力電圧制御手段には動作電源が投入され、次の昇圧動作が実行できる態勢になる。
【００５７】
したがって、コンバータが軽負荷の状態においては、前記したように出力電圧制御手段に対する動作電源が間欠的に供給されるようになり、出力電圧制御手段において消費する電力を削減することができる。これにより、軽負荷の状態における電力の利用効率を向上させることができる。
【００５８】
図４は、前記したような軽負荷の状態において、タイミング生成回路１６によってなされる前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 のオン・オフ制御を実行する場合の一つの好ましい実施の形態を説明するタイミング図である。この実施の形態においては、基準クロックの１６周期ごとに前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 をオン動作させることで、昇圧動作が実行できる態勢を作り出すようにしている。
【００５９】
すなわち、タイミング生成回路１６は、図４に▲１▼として示す基準クロックの到来時に前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 をオンするように動作する。これにより、分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４からなる出力電圧制御手段には、動作電源が投入されて動作可能な状態となる。そして、図３に基づいてすでに説明したように、レギュレータ回路１４は基準電圧に対して出力電圧（検出電圧）が小さければ、昇圧動作を実行する。図４における下段のタイミング図は、レギュレータ回路１４からスイッチング素子Ｑ1 に対してオン動作を指令する昇圧動作のゲート信号（駆動信号）が発生した状態を示している。
【００６０】
そして、前記した昇圧動作のゲート信号の送出が終了した時点、すなわち図４に示す例では、基準クロック▲２▼の立下がりのタイミングにおいて、タイミング生成回路１６は、前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 のオフ制御を実行する。続いて、基準クロックの１６周期目において、前記と同様な動作が実行される。なお、図４においては次の１６周期目においても、昇圧動作のゲート信号が発生した状態を示しているが、この時点において、基準電圧に対して出力電圧（検出電圧）が大きければ、昇圧動作は実行されない。
【００６１】
ここで、図４に示すように前記タイミング生成回路１６は、昇圧動作を実行するタイミング以前に、前記基準クロックを利用して動作電源供給手段を構成するスイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 をオン制御し、出力電圧制御手段に対して前もって動作電源を供給するように構成されている。すなわち、出力電圧制御手段に対して、動作電源を投入した後の時間ｔの経過後に昇圧動作を実行するタイミングが到来するように設定されている。これは、誤差増幅器１３やレギュレータ回路１４にはアナログアンプが用いられていることが多く、動作電源を供給してから回路が安定に動作するまでに、ある程度のウォームアップ時間を必要とする場合があるためである。
【００６２】
前記した実施の形態においては、軽負荷時の動作を実行する場合において、あらかじめ想定した負荷により、昇圧動作の間隔が決められている。そして、想定していた負荷よりも重くなり、昇圧タイミングごと（図４の例では基準クロックの１６周期ごと）に毎回昇圧動作を実行するような動作が生じた場合においては、タイミング生成回路１６はこれを検知して、前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 のオン制御を継続させるようになされる。また、前記した実施の形態においては、想定した負荷よりもさらに軽い負荷となり、昇圧タイミングごとに昇圧動作を行わない頻度が高くなっても、基準クロックの１６周期ごとに出力電圧制御手段を構成する各回路に動作電源を投入するように動作する。
【００６３】
したがって、昇圧タイミングの間隔を負荷に応じて自動追従するように構成すると、より電力の利用効率を向上させることができる。これを実現させるためには、タイミング生成回路１６は、昇圧タイミングごとに実際に昇圧動作が行われたか否かの情報をレギュレータ回路１４から取得し、タイミング生成回路１６は、この情報をもとにあらかじめ決められた判断ルーチンにより昇圧タイミングの間隔、すなわち、基準クロックに対応した昇圧タイミングの設定周期を可変するように制御することが望ましい。
【００６４】
前記した方法を実現させるアルゴリズムとしては、次のような手段を採用することができる。例えば次のような場合には、昇圧タイミングの周期を長くする操作を行う。すなわち、
（１）昇圧タイミングｇ回連続で、昇圧動作を行っていない。
（２）昇圧タイミングｈ回中、昇圧動作を行ったのはｉ回以下である。
また、例えば次のような場合には、昇圧タイミングの周期を短くする操作を行う。すなわち、
（３）昇圧タイミング２回連続で、昇圧動作を行った。
（４）昇圧タイミングｊ回中、ｋ回以上昇圧動作を行った。
【００６５】
前記した各パラメータｇ〜ｋを適切に設定することにより、適切な余裕度を持ちつつ、出力電圧制御手段を構成する各回路において消費する無駄な電力を極力削減させることができる。そして、昇圧タイミングの間隔が基準クロックと同一になるまで周期を短くすると、従来例と同様に出力電圧制御手段に対しては、常に動作電源が供給され、連続動作するようになされる。
【００６６】
一方、前記タイミング生成回路１６には、前記したとおり演算回路４より負荷情報が供給されるようになされている。これによると、例えば有機ＥＬ表示パネル１の発光輝度を低くして表示していた状態から、輝度を高く制御する場合等においては、表示パネル１を発光制御している前記演算回路４より、その制御切り替えの情報をタイミング生成回路１６に対して即時に供給することができる。このように、例えば負荷が重くなるような情報を得た場合においては、タイミング生成回路１６は、動作電源供給手段を構成する前記スイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 のオン制御を継続させるように制御することができ、急激な負荷の変動に対して、コンバータ出力電圧が低下するのを効果的に抑えることができる。
【００６７】
また、前記演算回路４より負荷の度合いに対応する信号を得ることで、タイミング生成回路１６は、前もって負荷の度合いを把握することができるので、出力電圧制御手段を構成する各回路に対する動作電源の投入インターバルを、それに応じて適切に可変させることもできる。
【００６８】
なお、図１に示した構成においては、出力電圧制御手段を構成する分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４に対する動作電源を遮断している状態においても、タイミング生成回路１６は動作していなければならない。しかしながら、前記したタイミング生成回路においては、その消費電力を非常に小さくするように設計することが可能であり、軽負荷時における総合的な消費電力を大幅に削減することが可能となる。
【００６９】
また、前記した実施の形態においては、出力電圧制御手段を構成する分圧回路１１、基準電圧発生回路１２、誤差増幅器１３、レギュレータ回路１４に対してスイッチ手段Ｓ1 ，Ｓ2 によって同時に動作電源を供給し、また同時に遮断するようになされているが、例えば前記各回路のうちのいずれかに対して動作電源を間欠的に供給する構成としても、電力の利用効率を向上させることに寄与できる。また、前記した実施の形態においては、負荷回路として有機ＥＬ表示パネルの点灯駆動回路を採用しているが、この発明の利用はこのような特定なものにかぎられることはなく、負荷が変動するような回路に対して好適に利用することができる。また、実施の形態においては、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを示しているが、降圧型または極性反転型のＤＣ−ＤＣコンバータに採用することもできる。
【００７０】
さらに、実施の形態においては、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、これはバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子を用いることも可能である。加えて、実施の形態においては、コイルによる出力をダイオードを介して出力端子に導出するようにしているが、ダイオードに代えてトランジスタなどのスイッチング素子を用い、オン・オフのタイミングを制御するいわゆる同期整流方式としてもよい。さらにまた、前記した説明は、コンバータ出力電圧の制御方式としてＰＦＭ方式を用いた例にしたがっているが、これはＰＷＭ方式を採用することもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明にかかる駆動方法を採用したＤＣ−ＤＣコンバータによると、コンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御手段に対する動作電源を、間欠的に供給することができるように構成したので、例えば軽負荷時においては、前記出力電圧制御手段において消費する電力を削減することができる。これにより、電力の利用効率を向上させたＤＣ−ＤＣコンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるＤＣ−ＤＣコンバータの実施の形態を示したブロック図である。
【図２】図１に示すコンバータに接続される負荷回路の一例を示した結線図である。
【図３】図１に示すコンバータにおける出力電圧の制御態様を説明するタイミング図である。
【図４】同じくコンバータにおける出力電圧制御手段に対する動作電源の投入動作を説明するタイミング図である。
【図５】従来のＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
４      演算回路
１０    負荷
１１    分圧回路
１２    基準電圧発生回路
１３    誤差検出回路（誤差増幅器）
１４    出力電圧調整回路（レギュレータ回路）
１５    基準クロック発生回路
１６    タイミング生成回路
Ｄ1     ダイオード
Ｌ1     コイル
Ｑ1     スイッチング素子
Ｖin    電源入力端子
Ｖout   出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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