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JP3098863B2 - DC-DC conversion circuit - Google Patents
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JP3098863B2 - DC-DC conversion circuit - Google Patents

DC-DC conversion circuit

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JP3098863B2
JP3098863B2 JP04187230A JP18723092A JP3098863B2 JP 3098863 B2 JP3098863 B2 JP 3098863B2 JP 04187230 A JP04187230 A JP 04187230A JP 18723092 A JP18723092 A JP 18723092A JP 3098863 B2 JP3098863 B2 JP 3098863B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数個のキャパシタを
用いるとともにキャパシタを充電するときと放電すると
きとの接続状態を変更することによって、出力直流電圧
を入力直流電圧とは異なる電圧に変換する直流−直流変
換回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts an output DC voltage to a voltage different from an input DC voltage by using a plurality of capacitors and changing a connection state between charging and discharging of the capacitors. The present invention relates to a DC-DC conversion circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、キャパシタの充放電を用いて
直流電圧を変換する直流−直流変換回路として、図11
に示すように、直流電源DCと負荷Lとの間に一対の主
スイッチ要素SWA ,SWB を挿入し、一方の主スイッ
チ要素SWA と直流電源DCとの直列回路に対して充放
電回路1を並列接続した構成が考えられている。充放電
回路1は、ダイオードD11,D12を介して直列接続した
3個のキャパシタC1 〜C3 を備え、各ダイオード
11,D12のカソードにはカソードを主スイッチ要素S
A ,SWB の接続点に接続したダイオードD21,D22
のアノードがそれぞれ接続され、各ダイオードD11,D
12のアノードにはアノードを直流電源DCの負極に接続
したダイオードD31,D32のカソードがそれぞれ接続さ
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a DC-DC conversion circuit for converting a DC voltage using charging and discharging of a capacitor, FIG.
As shown in FIG. 2, a pair of main switch elements SW A and SW B are inserted between a DC power supply DC and a load L, and a charge / discharge circuit is connected to a series circuit of one main switch element SW A and the DC power supply DC. 1 are connected in parallel. Charging and discharging circuit 1, diode D 11, via a D 12 includes three capacitors C 1 -C 3 connected in series, each diode D 11, a main switching element cathode to the cathode of D 12 S
W A, diode connected to a node SW B D 21, D 22
Are connected to each other, and diodes D 11 , D
The anode 12 cathode of the diode D 31, D 32 which connects the anode to the negative terminal of the DC power source is connected.

【0003】したがって、主スイッチ要素SWA をオン
にするとともに、主スイッチ要素SWB をオフにする
と、ダイオードD11,D12を介して各キャパシタC1
3 が直流電源DCの両端間に直列接続されて充電され
ることになる。ここで、各キャパシタC1 〜C3 を等容
量とし、かつ各ダイオードD11,D12の順方向電圧降下
を無視すれば、各キャパシタC1 〜C3 の両端電圧は互
いに等しくなる。すなわち、直流電源DCの電源電圧を
Eとすれば、各キャパシタC1 〜C3 の両端電圧はそれ
ぞれE/3になる。
[0003] Therefore, the turning on of the main switch element SW A, when to turn off the main switch element SW B, diode D 11, D 12 of each of the capacitors C 1 ~ via
C 3 is connected in series between both ends of the DC power supply DC and charged. Here, if the capacitors C 1 to C 3 have the same capacitance and the forward voltage drop of each of the diodes D 11 and D 12 is ignored, the voltages across the capacitors C 1 to C 3 are equal to each other. That is, assuming that the power supply voltage of the DC power supply DC is E, the voltage between both ends of each of the capacitors C 1 to C 3 becomes E / 3.

【0004】各キャパシタC1 〜C3 に対して直流電源
DCによる充電が完了した後に、主スイッチ要素SWA
をオフにするとともに、主スイッチ要素SWB をオンに
すると、各キャパシタC1 〜C3 に蓄積された電荷がダ
イオードD21,D22,D31,D32を通して負荷Lに供給
される。すなわち、負荷Lの両端電圧はE/3になる。
このように、電源電圧Eの3分の1の電圧を負荷Lに印
加することが可能になる。この構成では、キャパシタC
1 〜C3 の個数nに応じて負荷Lに対して電源電圧Eの
n分の1の電圧を印加することが可能になる。
After the capacitors C 1 to C 3 have been charged by the DC power supply DC, the main switch element SW A
With turn off and turn on the main switch element SW B, the charge accumulated in the capacitor C 1 -C 3 is supplied to the load L through the diode D 21, D 22, D 31 , D 32. That is, the voltage between both ends of the load L becomes E / 3.
In this way, it is possible to apply one third of the power supply voltage E to the load L. In this configuration, the capacitor C
It is possible to apply a first voltage n of the power supply voltage E to the load L depending on the number n of 1 -C 3.

【0005】この構成を発展させたものとして、特開昭
62−163560号公報に記載された構成もある。同
公報に記載された発明では、あらかじめ設定した比率
(有理数)で降圧することができるようにキャパシタの
接続関係が設定されている。一方、図12に示すよう
に、ダイオードブリッジよりなる全波整流器REにより
交流電源ACを全波整流した脈流電圧のリップル分を抑
制する回路にキャパシタCを用いた構成も知られてい
る。すなわち、全波整流器REの出力端間にダイオード
DとキャパシタCとの直列回路を接続し、かつダイオー
ドDにエミッタ−コレクタが並列接続されたトランジス
タよりなるスイッチ要素Qを設け、全波整流器REの出
力電圧を監視する制御回路2を用いてスイッチ要素Qを
オン・オフ制御するように構成される。制御回路2は、
全波整流器REの出力電圧が高い期間にはスイッチ要素
Qをオフにして、全波整流器REの出力により負荷Lに
給電するとともにダイオードDを介してキャパシタCを
充電し、全波整流器REの出力電圧が低い期間にはスイ
ッチ要素QをオンにしてキャパシタCの充電電荷を負荷
Lに給電する。しがって、スイッチ要素Qのオンのタイ
ミングを調節すれば、全波整流器REから出力される脈
流電圧のリップル分を抑制することができるのである。
[0005] As an extension of this configuration, there is also a configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-163560. In the invention described in the publication, the connection relation of the capacitors is set so that the voltage can be reduced at a preset ratio (rational number). On the other hand, as shown in FIG. 12, a configuration using a capacitor C in a circuit for suppressing a ripple component of a pulsating voltage obtained by full-wave rectifying an AC power supply AC by a full-wave rectifier RE including a diode bridge is also known. That is, a series circuit of a diode D and a capacitor C is connected between the output terminals of the full-wave rectifier RE, and a switch element Q composed of a transistor having an emitter-collector connected in parallel to the diode D is provided. The control circuit 2 that monitors the output voltage is used to turn on and off the switch element Q. The control circuit 2
When the output voltage of the full-wave rectifier RE is high, the switch element Q is turned off, the load L is supplied by the output of the full-wave rectifier RE, and the capacitor C is charged via the diode D. When the voltage is low, the switch element Q is turned on to supply the charge of the capacitor C to the load L. Therefore, by adjusting the ON timing of the switch element Q, the ripple of the pulsating voltage output from the full-wave rectifier RE can be suppressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した前者の従来構
成では、入力電圧を降圧することはできるが昇圧するこ
とはできないものであり、また同一回路を用いて出力電
圧を多段階に設定することができないという問題があ
る。後者の従来構成ではリップル分の抑制が可能である
が、入力電圧の降圧や昇圧を行うとともに同一回路で出
力電圧を多段階に設定することはできないという問題が
ある。
In the former conventional configuration described above, the input voltage can be reduced but not boosted, and the output voltage is set in multiple stages using the same circuit. There is a problem that can not be. The latter conventional configuration can suppress the ripple, but has the problem that the input voltage cannot be reduced or boosted and the output voltage cannot be set in multiple stages by the same circuit.

【0007】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、一つの回路を用いて出力電圧を多段階に降圧
および昇圧することができるようにした直流−直流変換
回路を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC-DC converter capable of stepping down and stepping up an output voltage in multiple stages using a single circuit. Is what you do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、直流電源DCと負荷Lとの間に
直列に挿入され択一的にオン・オフされる一対の主スイ
ッチ要素SWA,SWBと、一方の主スイッチ要素SWA
と直流電源DCとの直列回路に並列接続されていて上記
一方の主スイッチ要素SWAがオンのときに直流電源D
Cにより充電され他方の主スイッチ要素SWBがオンの
ときに負荷Lに給電する充放電回路1とを備え、充放電
回路1は、2端子回路である複数個のキャパシタ単位回
路3i(以下、添字のiは自然数を表す)の少なくとも
一部を直列接続して構成され、各キャパシタ単位回路3
iは、キャパシタCiと第1の補助スイッチ要素SWis
の直列回路と、第2の補助スイッチ要素SWipとを両端
子間に接続して構成され、一つの充放電回路1を用いて
負荷Lへの出力電圧が多段階に降圧および昇圧されるよ
うに各主スイッチ要素SWA,SWBと各第1の補助スイ
ッチ要素SWisと各第2の補助スイッチ要素SWipとの
それぞれのオン・オフのタイミングを制御する制御回路
2が設けられているのである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pair of main power supply units which are inserted in series between a DC power supply DC and a load L and which are selectively turned on / off. Switch element SW A , SW B and one main switch element SW A
And the DC power supply DC are connected in parallel, and when the one main switch element SW A is on, the DC power supply D
With the main switch element SW B of the charge and the other a charging and discharging circuit 1 to supply the load L when on the C, the charging and discharging circuit 1, 2 a plurality of capacitors unit circuit is a terminal circuit 3 i (hereinafter , The subscript i represents a natural number), and each capacitor unit circuit 3
i is configured by connecting a series circuit of a capacitor C i and a first auxiliary switch element SW is and a second auxiliary switch element SW ip between both terminals , and using one charge / discharge circuit 1
The output voltage to the load L is stepped down and stepped up in multiple stages.
As described above, the control circuit 2 for controlling the ON / OFF timing of each of the main switch elements SW A and SW B , each of the first auxiliary switch elements SW is and each of the second auxiliary switch elements SW ip is provided. It is.

【0009】請求項2の発明は、交流電源ACを全波整
流器REにより整流して得られた脈流電源と、脈流電源
と負荷Lとの間に直列に挿入され択一的にオン・オフさ
れる一対の主スイッチ要素SW A ,SW B と、一方の主ス
イッチ要素SW A と脈流電源との直列回路に並列接続さ
れていて上記一方の主スイッチ要素SW A がオンのとき
に脈流電源により充電され他方の主スイッチ要素SW B
がオンのときに負荷Lに給電する充放電回路1とを備
え、充放電回路1は、2端子回路である複数個のキャパ
シタ単位回路3 i (以下、添字のiは自然数を表す)の
少なくとも一部を直列接続して構成され、各キャパシタ
単位回路3 i は、キャパシタC i と第1の補助スイッチ要
素SW is との直列回路と、第2の補助スイッチ要素SW
ip とを両端子間に接続して構成され、一つの充放電回路
1を用いて負荷Lへの出力電圧が略一定に保たれるよう
に各主スイッチ要素SW A ,SW B と各第1の補助スイッ
チ要素SW is と各第2の補助スイッチ要素SW ip とのそ
れぞれのオン・オフのタイミングを制御することで充放
電回路1の入力電圧と出力電圧との比率を制御する制御
回路2が設けられているのである。 請求項3の発明は、
請求項1または請求項2の発明において、各キャパシタ
単位回路3iに設けたキャパシタCiの両端電圧が第2の
補助スイッチ要素SWipの駆動電圧と等しく設定され、
各キャパシタCiの電荷により第2の補助スイッチ要素
SWipがオンに保持されるのである。
According to a second aspect of the present invention , the AC power supply AC is full-wave conditioned.
A pulsating power source obtained by rectification by the flower RE and a pulsating power source
Between the load and the load L.
A pair of main switch elements SW A and SW B and one main switch
Connected in parallel to a series circuit of switch element SW A and pulsating power supply
And one of the main switch elements SW A is on
And the other main switch element SW B
And a charge / discharge circuit 1 for supplying power to the load L when the switch is on.
The charge / discharge circuit 1 includes a plurality of capacitors each of which is a two-terminal circuit.
Of the unit circuit 3 i (hereinafter, the subscript i represents a natural number)
Each capacitor is configured by connecting at least a part in series.
The unit circuit 3 i requires a capacitor C i and a first auxiliary switch.
Series circuit with the element SW is and the second auxiliary switch element SW
One charge / discharge circuit configured by connecting ip to both terminals
1 so that the output voltage to the load L is kept substantially constant.
Each main switch element SW A and SW B and each first auxiliary switch
Chi element SW IS and the second auxiliary switching element SW ip Tonoso
Charging and discharging by controlling the on / off timing of each
Control for controlling the ratio between the input voltage and the output voltage of the electric circuit 1
The circuit 2 is provided. The invention of claim 3 is
In the invention of claim 1 or 2, the voltage across the capacitor C i provided in each capacitor unit circuit 3 i is set equal to the drive voltage of the second auxiliary switch element SW ip ,
The charge of each capacitor C i second auxiliary switch element SW ip is being held on.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の構成では、2端子回路であるキャパ
シタ単位回路3iを複数個接続して充放電回路1を構成
しているのであって、キャパシタ単位回路3iを、キャ
パシタCiと第1の補助スイッチ要素SWisとの直列回
路と、第2の補助スイッチ要素SWipとを両端子間に接
続して構成しているので、キャパシタ単位回路3iの接
続関係を適宜設定しておけば、一つの充放電回路1を用
いて負荷Lへの出力電圧が多段階に降圧および昇圧され
るように充放電回路1の充電および放電の際の各キャパ
シタ単位回路3iの第1の補助スイッチ要素SWisおよ
び第2の補助スイッチ要素SWipのオン・オフの状態を
制御回路2で指定することによって、出力電圧を多段階
に設定することが可能になる。すなわち、複数のキャパ
シタ単位回路3iを直列接続した状態で充電し、直列接
続するキャパシタ単位回路3iの個数を充電時よりも少
なくして放電すれば、出力電圧を入力電圧に対して降圧
することができる。また、各キャパシタ単位回路3i
とに順次充電し、充電されたキャパシタ単位回路3i
直列接続して放電すれば、出力電圧を入力電圧に対して
昇圧することができる。しかも、キャパシタ単位回路3
iをどのように組み合わせるかに応じて、出力電圧を多
段階に設定することが可能になるのである。
[Action] In the first aspect, the capacitor unit circuit 3 i is a 2-terminal circuit A than by connecting a plurality constitutes a charging and discharging circuit 1, the capacitor unit circuit 3 i, a capacitor C i Since the series circuit with the first auxiliary switch element SW is and the second auxiliary switch element SW ip are connected between both terminals, the connection relation of the capacitor unit circuit 3 i is appropriately set. If used , use one charge / discharge circuit 1
The output voltage to the load L is stepped down and boosted in multiple stages
The on / off state of the first auxiliary switch element SW is and the second auxiliary switch element SW ip of each capacitor unit circuit 3 i at the time of charging and discharging of the charge / discharge circuit 1 is designated by the control circuit 2 as described above. By doing so, it is possible to set the output voltage in multiple stages. That is, to charge the plurality of capacitors unit circuits 3 i in a state connected in series, if the discharge was less than during charging, the number of capacitor unit circuit 3 i to be connected in series, to buck the output voltage to the input voltage be able to. Further, in order to charge each capacitor unit circuit 3 i, the charged capacitor unit circuit 3 i if discharge connected in series, it is possible to boost the output voltage to the input voltage. Moreover, the capacitor unit circuit 3
The output voltage can be set in multiple stages depending on how i is combined.

【0011】請求項2の構成では、2端子回路であるキ
ャパシタ単位回路3 i を複数個接続して充放電回路1を
構成しているのであって、キャパシタ単位回路3 i を、
キャパシタC i と第1の補助スイッチ要素SW is との直
列回路と、第2の補助スイッチ要素SW ip とを両端子間
に接続して構成しているので、キャパシタ単位回路3 i
の接続関係を適宜設定しておけば、一つの充放電回路1
を用いて負荷Lへの出力電圧が略一定に保たれるように
各主スイッチ要素SW A ,SW B と各第1の補助スイッチ
要素SW is と各第2の補助スイッチ要素SW ip とのそれ
ぞれのオン・オフのタイミングを制御回路2で指定する
ことによって、充放電回路1の入力電圧と出力電圧との
比率を制御し、負荷Lへの出力電圧を略一定にすること
が可能になる。請求項3の構成では、請求項1または請
求項2の発明において、各キャパシタ単位回路3iにお
いてキャパシタCiに充電された電荷を用いて第2の補
助スイッチ要素SWipを制御するから、第2の補助スイ
ッチ要素SWipの制御に別途に電源を設ける必要がな
く、回路構成が簡略化されるとともに、回路全体として
の効率の向上につながる。
According to a second aspect of the present invention, the key is a two-terminal circuit.
A plurality of capacitor unit circuits 3 i are connected to form a charge / discharge circuit 1.
A than constitute a capacitor unit circuit 3 i,
The direct connection between the capacitor C i and the first auxiliary switch element SW is
Connect the column circuit and the second auxiliary switch element SW ip between both terminals
, The capacitor unit circuit 3 i
If the connection relation of the two is appropriately set, one charge / discharge circuit 1
So that the output voltage to the load L is kept substantially constant
Each main switch element SW A , SW B and each first auxiliary switch
It with elements SW is and each of the second auxiliary switch elements SW ip
Each ON / OFF timing is designated by the control circuit 2.
As a result, the input voltage and the output voltage of the
Control the ratio and make the output voltage to the load L substantially constant
Becomes possible. In the configuration of claim 3, claim 1 or
In the invention of claim 2, since the second auxiliary switch element SWip is controlled by using the charge charged in the capacitor C i in each capacitor unit circuit 3 i , the control of the second auxiliary switch element SW ip is separately performed. Since it is not necessary to provide a power supply, the circuit configuration is simplified and the efficiency of the entire circuit is improved.

【0012】[0012]

【実施例】(実施例1)本実施例では、図1に示すよう
に、直流電源DCの正極と負荷Lとの間に一対の主スイ
ッチ要素SWA ,SWB を直列接続して挿入し、両主ス
イッチ要素SW A ,SWB の接続点に充放電回路1の一
端を接続し、また充放電回路1の他端を直流電源DCの
負極と負荷Lとの接続点に接続している。充放電回路1
は、3個のキャパシタ単位回路31 〜33 の直列回路に
より構成されている。各キャパシタ単位回路31 〜33
は2端子回路であって、両端子間にはそれぞれキャパシ
タC1 〜C3 と第1の補助スイッチ要素SW1s〜SW3s
との直列回路および第2の補助スイッチ要素SW1p〜S
3pが接続される。ここに、各キャパシタ単位回路31
〜33 のキャパシタC1 〜C3 は等容量に設定されてい
る。また、主スイッチ要素SWA ,SWB 、第1の補助
スイッチ要素SW1s〜SW3s、第2の補助スイッチ要素
SW1p〜SW3pは、制御回路2によって各別にオン・オ
フのタイミングが制御される。制御回路2は負荷Lへの
印加電圧を監視するものではなく、出力電圧を設定する
ことによって、後述するような制御タイミングで主スイ
ッチ要素SWA ,SWB 、第1の補助スイッチ要素SW
1s〜SW3s、第2の補助スイッチ要素SW1p〜SW3p
オン・オフの状態を制御する。
(Embodiment 1) In this embodiment, as shown in FIG.
A pair of main switches are connected between the positive electrode of the DC power supply DC and the load L.
Switch SWA, SWBAre connected in series and inserted.
Switch element SW A, SWBOf the charge / discharge circuit 1
End of the charging and discharging circuit 1 and the other end of the DC power supply DC.
It is connected to the connection point between the negative electrode and the load L. Charge / discharge circuit 1
Is three capacitor unit circuits 31~ 3ThreeSeries circuit
It is composed of Each capacitor unit circuit 31~ 3Three
Is a two-terminal circuit, with a capacity between both terminals.
TA C1~ CThreeAnd the first auxiliary switch element SW1s~ SW3s
And a second auxiliary switch element SW1p~ S
W3pIs connected. Here, each capacitor unit circuit 31
~ 3ThreeCapacitor C1~ CThreeAre set to equal capacity
You. Also, the main switch element SWA, SWB, The first aid
Switch element SW1s~ SW3s, Second auxiliary switch element
SW1p~ SW3pAre individually turned on and off by the control circuit 2.
Timing is controlled. The control circuit 2 supplies the load L
Set output voltage instead of monitoring applied voltage
As a result, the main switch
Switch SWA, SWB, First auxiliary switch element SW
1s~ SW3s, The second auxiliary switch element SW1p~ SW3pof
Controls on / off status.

【0013】ところで、主スイッチ要素SWA ,S
B 、第1の補助スイッチ要素SW1s〜SW3s、第2の
補助スイッチ要素SW1p〜SW3pの制御電圧が、制御回
路2の電源電圧とは異なる場合がある。そのような場合
には、図2に示すように、カレントミラー回路4s ,4
p などを用いてレベルシフトを行う。図2に示した例で
は、第1の補助スイッチ要素SWisをpnp型のトラン
ジスタQisとダイオードD isとにより構成し、第2の補
助スイッチ要素SWipをnpn型のトランジスタQ ip
ダイオードDipとにより構成している。また、トランジ
スタQipにはカレントミラー回路4p およびトランスT
p を通して制御回路2からの制御信号が入力される。
By the way, the main switch element SWA, S
WB, First auxiliary switch element SW1s~ SW3sThe second
Auxiliary switch element SW1p~ SW3pThe control voltage of
It may be different from the power supply voltage of the path 2. In such cases
As shown in FIG. 2, the current mirror circuit 4s, 4
pA level shift is performed using, for example,. In the example shown in FIG.
Is the first auxiliary switch element SWisIs a pnp-type transformer.
Jista QisAnd diode D isAnd the second supplement
Auxiliary switch element SWipIs an npn transistor Q ipWhen
Diode DipIt consists of: Also,
Star QipHas a current mirror circuit 4pAnd transformer T
pThe control signal from the control circuit 2 is input through the controller.

【0014】上述の構成を用いれば、主スイッチ要素S
A ,SWB 、第1の補助スイッチ要素SW1s〜S
3s、第2の補助スイッチ要素SW1p〜SW3pを制御回
路2によって図3のように制御することが可能であっ
て、各制御状態では入力電圧がEでさあるときに図3に
示すような出力電圧Vzがそれぞれ得られることにな
る。たとえば、出力電圧VzをE/3とするときには、
以下のように制御する。まず、主スイッチSWA をオ
ン、主スイッチSWB をオフにして直流電源DCにより
充放電回路1を充電する。このとき、各キャパシタ単位
回路31 〜33 の第1の補助スイッチ要素SW1s〜SW
3sをすべてオン、第2の補助スイッチ要素SW 1p〜SW
3pをすべてオフにする(STEP1)。すなわち、各キ
ャパシタ単位回路31 〜33 のキャパシタC1 〜C3
直列に接続し、この直列回路を直流電源DCに接続する
のである。キャパシタC1 〜C3 は等容量であるから、
各キャパシタC1 〜C3 の端子電圧はそれぞれE/3に
なる。
With the above configuration, the main switch element S
WA, SWB, First auxiliary switch element SW1s~ S
W3s, The second auxiliary switch element SW1p~ SW3pControl times
It is possible to control as shown in FIG.
In each control state, when the input voltage is E, FIG.
Output voltage Vz as shown in FIG.
You. For example, when the output voltage Vz is E / 3,
Control is performed as follows. First, the main switch SWAThe
, Main switch SWBTurn off and use DC power supply DC
The charge / discharge circuit 1 is charged. At this time, each capacitor unit
Circuit 31~ 3ThreeFirst auxiliary switch element SW1s~ SW
3sAll on, the second auxiliary switch element SW 1p~ SW
3pAre all turned off (STEP 1). That is, each key
Capacitor unit circuit 31~ 3ThreeCapacitor C1~ CThreeTo
Connect in series and connect this series circuit to DC power supply DC
It is. Capacitor C1~ CThreeAre of equal volume,
Each capacitor C1~ CThreeTerminal voltage to E / 3
Become.

【0015】各キャパシタC1 〜C3 に充電された後
に、主スイッチSWA をオフ、主スイッチSWB をオン
にすれば、充放電回路1は負荷Lに接続される。このと
き、キャパシタ単位回路31 については、第1の補助ス
イッチ要素SW1sをオン、第2の補助スイッチ要素SW
1pをオフとし、残りのキャパシタ単位回路32 ,33
ついては、第1の補助スイッチ要素SW2s,SW3sをオ
フ、第2の補助スイッチ要素SW2p,SW3pをオンにす
る(STEP2)。このように設定すれば、キャパシタ
単位回路31 のキャパシタC1 のみが負荷Lに接続され
ることになり、他のキャパシタC2 ,C3 は負荷Lから
切り離される。したがって、負荷Lへの印加電圧はE/
3になる。
When the main switch SW A is turned off and the main switch SW B is turned on after the capacitors C 1 to C 3 are charged, the charge / discharge circuit 1 is connected to the load L. At this time, the capacitor unit circuit 3 1, on the first auxiliary switching element SW 1s, the second auxiliary switching element SW
The 1p is turned off for the remaining capacitor unit circuit 3 2, 3 3, the first auxiliary switch elements SW 2s, the SW 3s off, the second auxiliary switching element SW 2p, to turn on the SW 3p (STEP2) . With this setting, only the capacitor C 1 of the capacitor unit circuit 3 1 will be is connected to the load L, the other capacitor C 2, C 3 is disconnected from the load L. Therefore, the voltage applied to the load L is E /
It becomes 3.

【0016】上述の制御例では降圧する場合について説
明したが、出力電圧を昇圧する例として5E/2に設定
する場合を説明する。初めに、主スイッチSWA をオ
ン、主スイッチSWB をオフにして直流電源DCにより
充放電回路1を充電する点では上述した制御例と同様で
ある。ただし、出力電圧がE/3である上記制御例では
充電過程が1段階であるが、出力電圧を5E/2とする
場合には充電過程は3段階になる。
In the above control example, the case where the voltage is stepped down has been described. However, the case where the output voltage is set to 5E / 2 will be described as an example of stepping up the output voltage. First, the main switch SW A is turned on, the main switch SW B is turned off, and the charging / discharging circuit 1 is charged by the DC power supply DC, similarly to the above-described control example. However, in the above control example in which the output voltage is E / 3, the charging process has one stage, but when the output voltage is 5E / 2, the charging process has three stages.

【0017】すなわち、第1段階では、キャパシタ単位
回路31 の第1の補助スイッチ要素SW1sをオフ、第2
の補助スイッチ要素SW1Pをオンにし、他のキャパシタ
単位回路32 ,33 については第1の補助スイッチ要素
SW2s,SW3sをオン、第2の補助スイッチ要素S
2p,SW3pをオフに設定する。このとき、キャパシタ
単位回路31 のコンデンサC1 の端子電圧は0、キャパ
シタ単位回路32 ,33 のコンデンサC2 ,C3 の端子
電圧はそれぞれE/2になる(STEP1)。
[0017] That is, in the first stage, a capacitor unit circuit 3 1 of the first auxiliary switching element SW 1s off, second
The auxiliary switch elements SW 1P turn on, another capacitor unit circuit 3 2, for 3 3 The first auxiliary switch elements SW 2s, on the SW 3s, the second auxiliary switching element S
Set W 2p and SW 3p to off. At this time, the terminal voltage of the capacitor C 1 of the capacitor unit circuit 3 1 0, the terminal voltage of the capacitor C 2, C 3 of the capacitor unit circuit 3 2, 3 3, respectively becomes E / 2 (STEP1).

【0018】第2段階では第1段階で設定した第1の補
助スイッチ要素SW1s〜SW3sおよび第2の補助スイッ
チ要素SW1p〜SW3pのオン・オフを逆転させる。すな
わち、キャパシタ単位回路31 については第1の補助ス
イッチ要素SW1sをオン、第2の補助スイッチ要素SW
1Pをオフにし、他のキャパシタ単位回路32 ,33 につ
いては第1の補助スイッチ要素SW2s,SW3sをオフ、
第2の補助スイッチ要素SW2p,SW3pをオンに設定す
る(STEP2)。この段階で、各コンデンサC1 ,C
2 ,C3 の端子電圧は、それぞれE,E/2,E/2に
なる。
In the second stage, the ON / OFF of the first auxiliary switch elements SW 1s to SW 3s and the second auxiliary switch elements SW 1p to SW 3p set in the first stage are reversed. That is, on the first auxiliary switching element SW 1s for the capacitor unit circuit 3 1, the second auxiliary switching element SW
1P is turned off, and the first auxiliary switch elements SW 2s and SW 3s are turned off for the other capacitor unit circuits 3 2 and 3 3 ,
The second auxiliary switch elements SW 2p and SW 3p are set to ON (STEP 2). At this stage, each capacitor C 1 , C
The terminal voltages of 2 and C 3 are E, E / 2 and E / 2, respectively.

【0019】さらに、第3段階では、キャパシタ単位回
路32 について第1の補助スイッチ要素SW2sをオン、
第2の補助スイッチ要素SW2pをオフに設定し、かつキ
ャパシタ単位回路31 ,33 については第1の補助スイ
ッチ要素SW1s,SW3sをオフ、第2の補助スイッチ要
素SW1p,SW3pをオンに設定する(STEP3)。こ
のとき、各コンデンサC1 ,C2 ,C3 の端子電圧は、
それぞれE/2,E,Eになる。
Furthermore, in the third step, on the first auxiliary switching element SW 2s for the capacitor unit circuit 3 2,
The second auxiliary switch element SW 2p is turned off, and the first auxiliary switch elements SW 1s and SW 3s are turned off for the capacitor unit circuits 3 1 and 3 3 , and the second auxiliary switch elements SW 1p and SW 3p Is set to ON (STEP 3). At this time, the terminal voltage of each of the capacitors C 1 , C 2 , C 3 is
E / 2, E and E respectively.

【0020】したがって、全コンデンサC1 〜C3 の端
子電圧を加算して出力すれば5E/2になるのである。
すなわち、各キャパシタ単位回路31 〜33 の第1の補
助スイッチ要素SW1s〜SW3sをオン、第2の補助スイ
ッチ要素SW1p〜SW3pをオフに設定すれば、全コンデ
ンサC1 〜C3 が直列接続され、この直列回路の両端電
圧が5E/2になるのである(STEP4)。
Therefore, if the terminal voltages of all the capacitors C 1 to C 3 are added and output, it becomes 5E / 2.
That is, by setting the first auxiliary switching element SW 1s to SW 3s of each capacitor unit circuits 3 1 to 3 3-one, the second off the auxiliary switching element SW 1p to SW 3p, all capacitors C 1 -C 3 are connected in series, and the voltage across the series circuit becomes 5E / 2 (STEP 4).

【0021】以上のようにして、充電過程を1〜複数段
階とし、放電時における第1の補助スイッチ要素SW1s
〜SW3sおよび第2の補助スイッチ要素SW1p〜SW3p
のオン・オフ状態の組み合わせを必要に応じて設定すれ
ば、入力電圧Eに対して、1/3、1/2、2/3、5
/6、1、4/3、3/2、2、7/3、5/2、3倍
の各出力電圧を得ることが可能になる。
As described above, the charging process is performed in one to a plurality of stages, and the first auxiliary switch element SW 1s at the time of discharging is charged.
To SW 3s and the second auxiliary switch element SW 1p to SW 3p
If the combination of the ON / OFF states of, 設定, 必要, 入 力, 、 2, 3,
/ 6, 1, 4/3, 3/2, 2, 7/3, 5/2, and 3 times each output voltage can be obtained.

【0022】本実施例では、3個のキャパシタ単位回路
1 〜33 を直列接続して充放電回路1を構成した例を
示したが、充放電回路1は、2個のキャパシタ単位回路
や4個以上のキャパシタ単位回路によっても構成するこ
とが可能である。とくに、キャパシタ単位回路を4個以
上用いれば出力電圧の設定段階をさらに多くすることが
可能になる。また、キャパシタ単位回路の個数が多くな
れば、主スイッチ要素SWA ,SWB のほかに、第1の
補助スイッチ要素、第2の補助スイッチ要素として多数
のスイッチ要素を制御することが必要になるが、マイク
ロコンピュータを用いれば多数のスイッチ要素のオン・
オフ状態を複雑に組み合わせるような制御が必要な場合
であっても対応可能になる。
[0022] In this embodiment, the three capacitors unit circuits 3 1 to 3 3 shows an example in which are connected in series to constitute a charging and discharging circuit 1, the charging and discharging circuit 1, Ya two capacitors unit circuits It is also possible to configure with four or more capacitor unit circuits. In particular, if four or more capacitor unit circuits are used, the number of steps for setting the output voltage can be further increased. When the number of capacitor unit circuits increases, it becomes necessary to control a large number of switch elements as the first auxiliary switch element and the second auxiliary switch element in addition to the main switch elements SW A and SW B. However, if a microcomputer is used, many switch elements
It is possible to cope with a case where control is required to combine the OFF states in a complicated manner.

【0023】(実施例2)本実施例は、図4に示すよう
に、ダイオードブリッジよりなる全波整流器REより出
力される脈流電圧を入力とし、所望の出力電圧が得られ
るように主スイッチ要素SWA ,SWB 、第1の補助ス
イッチ要素SW1s〜SW3s、第2の補助スイッチ要素S
1p〜SW3pのオン・オフのタイミングを制御するもの
である。
(Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 4, a pulsating voltage output from a full-wave rectifier RE composed of a diode bridge is input and a main switch is used to obtain a desired output voltage. Elements SW A and SW B , first auxiliary switch elements SW 1s to SW 3s , second auxiliary switch element S
And controls the timing of the W 1p to SW 3p on and off.

【0024】制御回路2は、全波整流器REの出力端間
で直列接続された抵抗R1 ,R2 のうちの抵抗R2 の両
端電圧によって脈流電圧の変動を監視する。制御回路2
には実施例1と同様に所望の出力電圧が設定されている
から、抵抗R2 の両端電圧によって監視された脈流電圧
と設定された出力電圧との比に基づいて、出力電圧が略
一定に保たれるように、充放電回路1の入力電圧と出力
電圧との比率を実施例1と同様に制御する。
The control circuit 2 monitors the variation in the pulsating voltage by the voltage across the resistor R 2 of the full-wave rectifier resistor R 1 connected in series between the output end of the RE, R 2. Control circuit 2
From being set desired output voltage in the same manner as in Example 1, based on the ratio of the monitored pulsating voltage and set output voltage by the voltage across the resistor R 2, the output voltage is substantially constant , The ratio between the input voltage and the output voltage of the charge / discharge circuit 1 is controlled in the same manner as in the first embodiment.

【0025】すなわち、制御回路2は、図5に示すよう
に、抵抗R2 の両端電圧である入力電圧Vinと所望の
出力電圧に対応する設定電圧Vsとの比(Vin/V
s)を求める比較回路21を備え、比較回路21により
求めた比をA/D変換回路22においてディジタル信号
に変換した後、倍率設定回路23において充放電回路1
の入出力電圧の比を設定する。倍率設定回路23では、
主スイッチ要素SWA ,SWB 、第1の補助スイッチ要
素SW1s〜SW3s、第2の補助スイッチ要素SW 1p〜S
3pのオン・オフを制御することによって設定すること
ができる入出力電圧の比のうち、比較回路21で求めた
比の逆数に近い比を選択する。たとえば、比較回路21
で求めた比が1/2であれば、倍率設定回路23では2
倍を選択し、逆に比較回路21で求めた比が2であれ
ば、倍率設定回路23では1/2倍を選択する。こうし
て倍率が選択されると、スイッチ制御部24では選択さ
れた倍率に対応する制御手順(プログラム)をメモリ2
5から読み出し、主スイッチ要素SWA ,SWB 、第1
の補助スイッチ要素SW1s〜SW3s、第2の補助スイッ
チ要素SW1p〜SW3pのオン・オフを制御する。
That is, the control circuit 2 operates as shown in FIG.
And the resistor RTwoInput voltage Vin, which is the voltage across
The ratio of the output voltage to the set voltage Vs (Vin / V
s) is provided, and the comparison circuit 21
The obtained ratio is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 22.
After the conversion, the charge / discharge circuit 1
Set the input / output voltage ratio. In the magnification setting circuit 23,
Main switch element SWA, SWB, Need first auxiliary switch
Raw SW1s~ SW3s, The second auxiliary switch element SW 1p~ S
W3pSet by controlling the on / off of
Of the input / output voltage ratios obtained by the comparison circuit 21
Choose a ratio that is close to the reciprocal of the ratio. For example, the comparison circuit 21
If the ratio obtained in step (2) is 1 /, the magnification setting circuit 23 sets 2
If the ratio obtained by the comparison circuit 21 is 2,
For example, the magnification setting circuit 23 selects 1/2 times. Like this
When the magnification is selected by the switch control unit 24, the selected magnification is selected.
The control procedure (program) corresponding to the set magnification is stored in the memory 2
5 and the main switch element SWA, SWB, First
Auxiliary switch element SW1s~ SW3s, The second auxiliary switch
H SW1p~ SW3pOn and off.

【0026】上述のように主スイッチ要素SWA ,SW
B 、第1の補助スイッチ要素SW1s〜SW3s、第2の補
助スイッチ要素SW1p〜SW3pのオン・オフのタイミン
グを制御すれば、充放電回路1の出力電圧は制御回路2
における設定電圧にほぼ近くなるが、充放電回路1の入
出力電圧の比は段階的に設定されるものであるから、充
放電回路1の出力電圧は完全には一定にならないが、充
放電回路1の出力側に平滑用のコンデンサC0 を接続す
ることによって、負荷Lへの印加電圧の変動を大幅に低
減することができる。整流回路REの出力端間にコンデ
ンサC0 を接続しても負荷Lへの印加電圧の変動を抑制
できるが、本実施例のように充放電回路1の後段にコン
デンサC0 を設けたことによって電圧変動をさらに低減
できることになる。また、同程度の電圧変動であれば、
整流回路REの出力端間にコンデンサC0 を接続する場
合よりもコンデンサC0 の容量を大幅に小さくすること
ができる。他の構成は実施例1と同様である。
As described above, the main switch elements SW A , SW
B , if the ON / OFF timing of the first auxiliary switch elements SW 1s to SW 3s and the second auxiliary switch elements SW 1p to SW 3p is controlled, the output voltage of the charge / discharge circuit 1 is controlled by the control circuit 2
, The output voltage of the charging / discharging circuit 1 is not completely constant because the ratio of the input / output voltage of the charging / discharging circuit 1 is set stepwise. By connecting the smoothing capacitor C 0 to the output side of the first circuit, fluctuations in the voltage applied to the load L can be greatly reduced. Even if the capacitor C 0 is connected between the output terminals of the rectifier circuit RE, the fluctuation of the voltage applied to the load L can be suppressed. However, by providing the capacitor C 0 at the subsequent stage of the charge / discharge circuit 1 as in this embodiment. Voltage fluctuation can be further reduced. In addition, if the voltage fluctuation is about the same,
The capacitance of the capacitor C 0 can be made much smaller than when the capacitor C 0 is connected between the output terminals of the rectifier circuit RE. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0027】(実施例3)本実施例は、図6に示すよう
に、充放電回路1の出力側に接続した充放電回路11
2 によって複数の負荷L1 ,L2 に各別に給電し、か
つ負荷L1 ,L2ごとに印加電圧が設定できるようにし
たものである。充放電回路1は、2個のキャパシタ単位
回路31 ,32 を直列接続し、一方のキャパシタ単位回
路32 については第1の補助スイッチ要素SW2sを直流
電源DCと負荷L2 との間に挿入している。また、充放
電回路1と直流電源DCの正極との間には主スイッチS
A が挿入される。各キャパシタ単位回路31 ,32
キャパシタC1 ,C2 には、それぞれ主スイッチ要素S
1C,SW2Cを介して充放電回路11 ,12 が接続され
る。主スイッチ要素SW1C,SW2Cはそれぞれ2極単投
スイッチであって、キャパシタC1 ,C2 の両端と充放
電回路11 ,12の両端との間にそれぞれ接点が挿入さ
れる。ここに、キャパシタC1 ,C2 には等容量のもの
が用いられる。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 6, the charge / discharge circuits 11 connected to the output side of the charge / discharge circuit 1 ,
1 2 by powering the separately to a plurality of loads L 1, L 2, and in which the voltage applied to each load L 1, L 2 has to be set. Charging and discharging circuit 1, two capacitors unit circuits 3 1, 3 2 and the series connection, between the one of the capacitor unit circuit 3 2 The direct-current power supply DC to the first auxiliary switch elements SW 2s and the load L 2 Has been inserted. A main switch S is provided between the charge / discharge circuit 1 and the positive electrode of the DC power supply DC.
W A is inserted. The capacitors C 1 and C 2 of each of the capacitor unit circuits 3 1 and 3 2 have a main switch element S
W 1C, the charging and discharging circuit through the SW 2C 1 1, 1 2 are connected. Main switch element SW 1C, a SW 2C are each 2 Gokutanto switches, contacts each of which is inserted between the two ends of the capacitor C 1, both ends of the C 2 and the charge-discharge circuit 1 1, 1 2. Here, capacitors having the same capacity are used for the capacitors C 1 and C 2 .

【0028】各充放電回路11 ,12 は、それぞれ2個
のキャパシタ単位回路311,312、321,322を直列接
続した構成を有する。さらに、各充放電回路11 ,12
の一端と各負荷L1 ,L2 との間には主スイッチ要素S
1B,SW2Bが挿入される。各キャパシタ単位回路
11,312、321,322のキャパシタC11,C12
21,C22には等容量のものが用いられる。上述のよう
な接続関係によって、制御回路2では、5個の主スイッ
チ要素SWA ,SW1B,SW2B,SW1C,SW2Cと、6
個の第1の補助スイッチ要素SW1s,SW2s,S
11s ,SW12s ,SW21s ,SW22s と、6個の第2
の補助スイッチ要素SW1p,SW2p,SW11p ,SW12
p ,SW21p ,SW22p とのオン・オフのタイミングを
制御することになる。
[0028] Each discharge circuit 1 1, 1 2, has a structure in which each of the two capacitors unit circuit 3 11, 3 12, 3 21, 3 22 connected in series. Furthermore, each of the charge / discharge circuits 1 1 , 1 2
Main switch element S is connected between one end of each switch and each of the loads L 1 and L 2.
W 1B and SW 2B are inserted. Capacitors C 11 and C 12 of each capacitor unit circuit 3 11 , 3 12 , 321 and 3 22 ,
C 21 and C 22 have the same capacity. Due to the above connection relationship, the control circuit 2 includes five main switch elements SW A , SW 1B , SW 2B , SW 1C , SW 2C , and 6.
First auxiliary switch elements SW 1s , SW 2s , S
W11s , SW12s , SW21s , SW22s and six second
Auxiliary switch elements SW 1p , SW 2p , SW 11p , SW 12
The on / off timing of p , SW 21p and SW 22p is controlled.

【0029】たとえば、直流電源DCの出力電圧がEで
あるときに、両負荷L1 ,L2 への印加電圧をともにE
にしようとすれば、以下のように制御することになる。
まず、充電過程の第1段階ではキャパシタ単位回路
1 ,32 のキャパシタC1 ,C 2 の両端電圧をE/2
になるように充電する。すなわち、主スイッチ要素SW
Aをオン、主スイッチ要素SW1C,SW2Cをオフとし、
キャパシタ単位回路31 ,32 について第1の補助スイ
ッチ要素SW1s,SW2sをオン、第2の補助スイッチ要
素SW1p,SW2pをオフに設定する。このような設定状
態では、充放電回路11 ,12 は直流電源DCから切り
離され、直流電源DCの両端間にキャパシタC1 ,C2
の直列回路が接続されることになる。したがって、各キ
ャパシタC1,C2 の端子電圧はE/2になる。
For example, when the output voltage of the DC power supply DC is E
At one time, both loads L1, LTwoVoltage applied to both
Would be controlled as follows.
First, in the first stage of the charging process, a capacitor unit circuit
31, 3TwoCapacitor C1, C TwoE / 2
Charge so that it becomes. That is, the main switch element SW
AON, main switch element SW1C, SW2COff and
Capacitor unit circuit 31, 3TwoAbout the first auxiliary switch
Switch SW1s, SW2sOn, requires a second auxiliary switch
Raw SW1p, SW2pSet to off. Such a setting letter
In the state, the charge and discharge circuit 11, 1TwoDisconnect from DC power supply DC
And a capacitor C between both ends of the DC power supply DC.1, CTwo
Are connected. Therefore, each key
Japashita C1, CTwoBecomes E / 2.

【0030】次に、充放電回路11 ,12 の各キャパシ
タC11,C12、C21,C22の端子電圧がそれぞれE/2
になるように充電する。すなわち、主スイッチ要素SW
1C,SW2Cをオン、主スイッチ要素SW1B,SW2Bをオ
フにするとともに、第1のスイッチ要素SW11s ,SW
21s をオン、第1のスイッチ要素SW12s ,SW22s
オフ、第2のスイッチ要素SW11p ,SW21p をオフ、
第2のスイッチ要素SW12p ,SW22p をオンにそれぞ
れ設定する。このとき、キャパシタC11,C21がキャパ
シタC1 ,C2 にそれぞれ並列接続されるから、キャパ
シタC11,C21の両端電圧はそれぞれE/2になる。こ
こで、キャパシタC1 ,C2 の容量がキャパシタC11
21の容量よりも十分に大きければ主スイッチ要素SW
A はオフにすることができるが、オンのままでもよい。
Next, charging and discharging circuit 1 1, 1 each capacitor C 11 of 2, C 12, C 21, the terminal voltage of C 22 each E / 2
Charge so that it becomes. That is, the main switch element SW
1C and SW 2C are turned on, the main switch elements SW 1B and SW 2B are turned off, and the first switch elements SW 11s and SW 1
21s on, first switch elements SW 12s and SW 22s off, second switch elements SW 11p and SW 21p off,
The second switch elements SW 12p and SW 22p are set to ON. At this time, since the capacitors C 11 and C 21 are connected in parallel to the capacitors C 1 and C 2 , the voltage between both ends of the capacitors C 11 and C 21 becomes E / 2. Here, the capacitance of the capacitors C 1 and C 2 is equal to the capacitance of the capacitors C 11 and C 11 .
Main switch elements SW if sufficiently larger than the capacity of the C 21
A can be turned off, but can be left on.

【0031】さらに、第1の補助スイッチ要素S
11s ,SW12s ,SW21s ,SW22s と、第2の補助
スイッチ要素SW11p ,SW12p ,SW21p ,SW22p
とについてオン・オフの状態を反転させる。すなわち、
第1のスイッチ要素SW11s ,SW 21s をオフ、第1の
スイッチ要素SW12s ,SW22s をオン、第2のスイッ
チ要素SW11p ,SW21p をオン、第2のスイッチ要素
SW12p ,SW22p をオフにそれぞれ設定する。このと
き、キャパシタC12,C22がキャパシタC1 ,C2 にそ
れぞれ並列接続されるから、キャパシタC12,C22の端
子電圧がそれぞれE/2になる。このようにして、キャ
パシタC11,C12,C21,C22の端子電圧はすべてE/
2になる。ここで、キャパシタC1 ,C2 の容量がキャ
パシタC12,C 22の容量よりも十分に大きければ主スイ
ッチ要素SWA はオフにすることができるが、オンのま
までもよい。
Further, the first auxiliary switch element S
W11s, SW12s, SW21s, SW22sAnd the second aid
Switch element SW11p, SW12p, SW21p, SW22p
The on and off states are inverted for and. That is,
First switch element SW11s, SW 21sOff the first
Switch element SW12s, SW22sOn the second switch.
H SW11p, SW21pOn, the second switch element
SW12p, SW22pSet to off. This and
Come, capacitor C12, Ctwenty twoIs the capacitor C1, CTwoNiso
Since each is connected in parallel, the capacitor C12, Ctwenty twoEnd of
The child voltages become E / 2. In this way, the
Pasita C11, C12, Ctwenty one, Ctwenty twoAre all E /
It becomes 2. Here, the capacitor C1, CTwoCapacity
Pasita C12, C twenty twoIf the capacity is larger than
Switch SWACan be turned off, but left on
Even better.

【0032】以上で充電過程が終了するから、次に、主
スイッチ要素SW1C,SW2Cをオフにし、第1の第1の
補助スイッチ要素SW11s ,SW12s ,SW21s ,SW
22sをオン、第2の補助スイッチ要素SW11p ,SW
12p ,SW21p ,SW22p をオフに設定する。すなわ
ち、キャパシタC11,C12が直列接続され、またキャパ
シタC21,C22が直列接続されることになる。この状態
で主スイッチ要素SW1B,SW2Bをオンにすれば、各負
荷L1 ,L2 への印加電圧はそれぞれEになる。
Since the charging process is completed as described above, the main switch elements SW 1C and SW 2C are turned off, and the first first auxiliary switch elements SW 11s , SW 12s , SW 21s and SW are turned off.
22s is turned on, and the second auxiliary switch elements SW 11p , SW
Turn off 12p , SW 21p and SW 22p . That is, the capacitors C 11 and C 12 are connected in series, and the capacitors C 21 and C 22 are connected in series. When the main switch elements SW 1B and SW 2B are turned on in this state, the voltages applied to the loads L 1 and L 2 become E, respectively.

【0033】上記説明では両負荷L1 ,L2 への印加電
圧を等しく設定しているが、充放電回路11 ,12 の制
御手順を変更すれば、各負荷L1 ,L2 に対して異なる
電圧を印加することも可能である。また、上述のよう
に、キャパシタC1 ,C2 の端子電圧をそれぞれE/2
に設定するだけであれば、主スイッチ要素SWA 、第1
の補助スイッチ要素SW1s,SW2s、第2の補助スイッ
チ要素SW1p,SW2pは不要である。さらに、3個以上
の異なる負荷に対して各別に印加電圧を設定する場合に
は、充放電回路1を構成するキャパシタ単位回路の個数
を増やし、各キャパシタ単位回路ごとに出力側に充放電
回路を接続すればよく、充放電回路1a,1bについて
も3個以上のキャパシタ単位回路を用いて構成してもよ
い。他の構成は実施例1と同様である。
[0033] In the above description has been set equal to the voltage applied to both the load L 1, L 2, but by changing the charging and discharging circuit 1 1, 1 2 of the control procedure for each load L 1, L 2 It is also possible to apply different voltages. Further, as described above, the terminal voltages of the capacitors C 1 and C 2 are respectively set to E / 2.
, The main switch element SW A , the first
The auxiliary switch elements SW 1s , SW 2s and the second auxiliary switch elements SW 1p , SW 2p are unnecessary. Further, when setting an applied voltage separately for three or more different loads, the number of capacitor unit circuits constituting the charge / discharge circuit 1 is increased, and a charge / discharge circuit is provided on the output side for each capacitor unit circuit. The charge and discharge circuits 1a and 1b may be configured using three or more capacitor unit circuits. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0034】(実施例4)本実施例は、図7のように、
充放電回路1を6個のキャパシタ単位回路311,321
31,312,322,332により構成したものであって、
キャパシタ単位回路311,321,331,312,322,3
32を2個ずつ並列接続し、3個の並列回路を直列接続
し、主スイッチ要素SWA を介して直流電源DCの両端
間に接続した構成となっている。また、本実施例では、
各キャパシタ単位回路311,321,3 31,312,322
32について、第1の補助スイッチ要素SW11s ,SW
21s ,SW31s ,SW12s ,SW22s ,SW32s をオフ
にし、第2の補助スイッチ要素SW11p ,SW21p ,S
31p ,SW12p ,SW22p ,SW32p をオンにした状
態では、各キャパシタC11,C21,C31,C21,C22
32の充電電荷によって第2の補助スイッチ要素SW
11p ,SW21p ,SW31p ,SW12p ,SW22p ,SW
32p の駆動電圧が得られるようになっている。この構成
とするためには、各キャパシタC11,C21,C31
21,C22,C32の両端電圧を、第2の補助スイッチ要
素SW11p ,SW21p ,SW31p ,SW12p ,S
22p ,SW32p の駆動電圧と等しくすることが必要で
あるから、直列接続されるキャパシタ単位回路3 11,3
21,331,312,322,332の個数は、電源電圧Eを第
2の補助スイッチ要素SW11p ,SW21p ,SW31p
SW12p ,SW22p ,SW32p の駆動電圧で除算した値
として決定される。すなわち、本実施例では、第2の補
助スイッチ要素SW11p ,SW21p ,SW31p ,SW
12p ,SW22p ,SW32p の駆動電圧はE/3とされて
いる。
(Embodiment 4) In this embodiment, as shown in FIG.
Charge / discharge circuit 1 is divided into six capacitor unit circuits 311, 3twenty one,
331, 312, 3twenty two, 332Is constituted by,
Capacitor unit circuit 311, 3twenty one, 331, 312, 3twenty two, 3
32Are connected in parallel two by two, and three parallel circuits are connected in series.
And the main switch element SWAThrough both ends of DC power supply DC
It has a configuration connected between them. In this embodiment,
Each capacitor unit circuit 311, 3twenty one, 3 31, 312, 3twenty two,
332For the first auxiliary switch element SW11s, SW
21s, SW31s, SW12s, SW22s, SW32sOff
And the second auxiliary switch element SW11p, SW21p, S
W31p, SW12p, SW22p, SW32pWith turned on
In the state, each capacitor C11, Ctwenty one, C31, Ctwenty one, Ctwenty two,
C32Second auxiliary switch element SW
11p, SW21p, SW31p, SW12p, SW22p, SW
32pIs obtained. This configuration
In order to make11, Ctwenty one, C31,
Ctwenty one, Ctwenty two, C32The voltage between both ends of the
Raw SW11p, SW21p, SW31p, SW12p, S
W22p, SW32pMust be equal to the drive voltage of
Therefore, the capacitor unit circuit 3 connected in series 11, 3
twenty one, 331, 312, 3twenty two, 332Of the power supply voltage E
2 auxiliary switch elements SW11p, SW21p, SW31p,
SW12p, SW22p, SW32pDivided by the drive voltage of
Is determined as That is, in the present embodiment, the second supplement
Auxiliary switch element SW11p, SW21p, SW31p, SW
12p, SW22p, SW32pDrive voltage is set to E / 3
I have.

【0035】具体的には、図8に示すように、第1の補
助スイッチ要素SWisをpnp型のトランジスタQis
ダイオードDisとにより構成し、第2の補助スイッチ要
素SWipをnpn型のトランジスタQipとダイオードD
ipとにより構成する。また、トランジスタQipのベース
にpnp型のトランジスタQidのエミッタ−コレクタを
通してキャパシタCi の電荷を与えるようにしている。
すなわち、トランジスタQipの基準電位は変動するか
ら、基準電位の変動に一致するように駆動電圧を変動さ
せることが必要であるが、上述のようにキャパシタCi
の充電電荷を用いて第2の補助スイッチ要素SWipの駆
動電圧を得ているから、トランスを用いることなく第2
の補助スイッチ要素SWipを制御することが可能にな
る。また、トランジスタQisとトランジスタQidとは、
それぞれカレントミラー回路4s ,4 p を通して制御回
路2からの制御信号により制御される。
More specifically, as shown in FIG.
Auxiliary switch element SWisIs a pnp transistor QisWhen
Diode DisAnd a second auxiliary switch is required.
Raw SWipIs an npn transistor QipAnd diode D
ipAnd Also, the transistor QipBase of
Pnp transistor QidEmitter-collector
Through capacitor CiCharge.
That is, the transistor QipThe reference potential of
Change the driving voltage to match the fluctuation of the reference potential.
It is necessary to make the capacitor C as described above.i
Auxiliary switch element SW using the chargeipNo drive
Because a dynamic voltage is obtained, the second
Auxiliary switch element SWipCan be controlled
You. Also, the transistor QisAnd transistor QidIs
Each current mirror circuit 4s, 4 pControl times through
It is controlled by a control signal from the road 2.

【0036】図8に示す構成のキャパシタ単位回路3i
について、第1の補助スイッチ要素SWisをオンにし
て、キャパシタCi を充電する際には、各カレントミラ
ー回路4s ,4p に入力される制御信号をLレベルと
し、トランジスタQisとトランジスタQidとをともにオ
フにする。このとき、キャパシタ単位回路3i の両端電
圧は、キャパシタCi の両端電圧よりも大きいから、ダ
イオードDisがオンになりキャパシタCi に充電される
ことになる。このときダイオードDipは逆方向電圧が印
加されるからオフに保たれる。
The capacitor unit circuit 3 i having the configuration shown in FIG.
For, the first auxiliary switching element SW IS is turned on, when charging the capacitor C i is the control signal input to the current mirror circuit 4 s, 4 p and L level, the transistor Q IS and transistor Turn off both Q id . At this time, the voltage across the capacitor unit circuit 3 i, since greater than the voltage across the capacitor C i, so that the diode D IS is charged in the capacitor C i on. At this time, the diode Dip is kept off because the reverse voltage is applied.

【0037】一方、第1の補助スイッチ要素SWisをオ
ンにしてキャパシタCi の充電電荷を放電するには、カ
レントミラー回路4s への制御信号をHレベルに設定し
てトランジスタQisをオンにする。ダイオードDipは逆
バイアスによってオフになっているから、キャパシタC
i の電荷はトランジスタQisを通して負荷Lに供給され
ることになる。
On the other hand, in the first auxiliary switch elements SW IS is turned on to discharge the charged electric charge of the capacitor C i is on the transistor Q IS sets the control signal to the current mirror circuit 4 s in H level To Since the diode Dip is turned off by the reverse bias, the capacitor C
The electric charge of i will be supplied to the load L through the transistor Q is .

【0038】充電過程において、第1の補助スイッチ要
素SWisをオフにして、キャパシタCi を充電しないと
きにはトランジスタQipがオンになるようにカレントミ
ラー回路4p への制御信号をHレベルに設定する。この
とき、キャパシタCi の電荷がトランジスタQidを通し
てトランジスタQipのベース−エミッタ間に印加されて
トランジスタQipをオンにする。このときダイオードD
isには逆バイアスがかかり、またトランジスタQisはオ
フに保たれている。
[0038] In the charging process, the first auxiliary switch elements SW IS off and set the control signal to the current mirror circuit 4 p as transistor Q ip is on when not charging the capacitor C i to H level I do. At this time, the base of the transistor Q ip charges through the transistor Q id of the capacitor C i - is applied between the emitter to turn the transistor Q ip. At this time, the diode D
is is reverse biased and the transistor Q is kept off.

【0039】放電過程において、第2の補助スイッチ要
素SWipをオンにしてキャパシタC i を放電経路から切
り離しておくときには、各カレントミラー回路4s ,4
p に入力される制御信号をともにLレベルとして、トラ
ンジスタQis,Qipをともにオフにする。このときダイ
オードDipは順バイアスになって負荷Lへの電力供給路
になる。また、キャパシタCi の両端電圧はキャパシタ
単位回路3i の両端電圧よりも大きいから、ダイオード
isは逆バイアスになってオフに保たれる。すなわち、
第1の補助スイッチ要素SWisはオフになる。
In the discharging process, a second auxiliary switch is required.
Raw SWipTurn on the capacitor C iDisconnect from the discharge path
When separated, each current mirror circuit 4s, 4
pAre set to L level, and the
Transistor Qis, QipTurn off both. This time die
Aether DipIs a forward-biased power supply path to the load L
become. Also, the capacitor CiVoltage across the capacitor
Unit circuit 3iIs greater than the voltage across the
DisIs reverse biased and kept off. That is,
First auxiliary switch element SWisTurns off.

【0040】上述したように、放電過程において電荷を
放出していないキャパシタ単位回路3i について、キャ
パシタCi の両端電圧を第2の補助スイッチ要素SWip
の駆動電圧として利用するから、第2の補助スイッチS
ipの制御のために必要であった消費電力が抑制されて
効率が向上し、また基準電圧が変動する第2の補助スイ
ッチ要素SWipを制御するために基準電位のレベルシフ
トを行う際に、トランスを用いる必要がなく、半導体回
路による設計が可能になる。
As described above, for the capacitor unit circuit 3 i that has not released charge during the discharging process, the voltage across the capacitor C i is reduced by the second auxiliary switch element SW ip
Is used as the driving voltage of the second auxiliary switch S
The power consumption required for controlling the Wip is suppressed, the efficiency is improved, and the level shift of the reference potential is performed to control the second auxiliary switch element SWip in which the reference voltage fluctuates. Therefore, it is not necessary to use a transformer, and a design using a semiconductor circuit becomes possible.

【0041】図7の回路構成では、充電過程および放電
過程を図9に示すように制御することによって出力電圧
を7段階に設定することが可能である。図9において、
→はキャパシタCi の電荷を第2の補助スイッチ要素S
ipの駆動電圧として利用することを示し、−はキャパ
シタCi の電荷を第2の補助スイッチ要素SWipの駆動
電圧として用いた結果、キャパシタCi の両端電圧が不
定となっていることを示す。図9について入力電圧を降
圧する例として、負荷Lへの印加電圧をE/3とする場
合について説明する。充電過程では、主スイッチ要素S
A をオン、主スイッチ要素SWB をオフに設定し、ま
ず第1の補助スイッチ要素SW11s ,SW21 s ,SW
31s ,SW12s ,SW22s ,SW32s をオン、第2の補
助スイッチ要素SW11p ,SW21p ,SW31p ,SW
12p ,SW22p ,SW32p をオフに設定する。この状態
では、キャパシタC11,C21,C31,C21,C22,C32
が2個ずつ並列接続されるとともに、3個の並列回路が
直列接続されることになる。すべてのキャパシタC11
21,C31,C21,C22,C32の容量が等しいとすれ
ば、各キャパシタC11,C21,C31,C21,C22,C32
の端子電圧は、それぞれE/3になる。
In the circuit configuration of FIG. 7, it is possible to set the output voltage in seven stages by controlling the charging process and the discharging process as shown in FIG. In FIG.
→ the capacitor C i second auxiliary switching element S charges of
It indicates that the use as a driving voltage W ip, - the result of using the electric charge of the capacitor C i as the second auxiliary switching element SW ip driving voltage, that voltage across the capacitor C i has become indefinite Show. Referring to FIG. 9, as an example of decreasing the input voltage, a case where the voltage applied to the load L is E / 3 will be described. In the charging process, the main switch element S
On the W A, it sets off a main switch element SW B, first the first auxiliary switching element SW 11s, SW 21 s, SW
31s , SW12s , SW22s , SW32s are turned on, and the second auxiliary switch elements SW11p , SW21p , SW31p , SW
Turn off 12p , SW 22p and SW 32p . In this state, the capacitors C 11 , C 21 , C 31 , C 21 , C 22 , C 32
Are connected in parallel two by two, and three parallel circuits are connected in series. All capacitors C 11 ,
Assuming that the capacitances of C 21 , C 31 , C 21 , C 22 , and C 32 are equal, each of the capacitors C 11 , C 21 , C 31 , C 21 , C 22 , C 32
Are E / 3 respectively.

【0042】次に、第1の補助スイッチ要素SW11s
SW21s をオン、第1の補助スイッチ要素SW31s ,S
12s ,SW22s ,SW32s をオフ、第2の補助スイッ
チ要素SW11p ,SW21p をオフ、第2の補助スイッチ
要素SW31p ,SW12p ,SW22p ,SW32p をオンに
設定し、主スイッチSWA をオフ、主スイッチSWB
オンにすれば、並列接続されたキャパシタC11,C12
電荷により負荷Lに給電されることになり、負荷Lへの
印加電圧がE/3になるのである。
Next, the first auxiliary switch element SW 11s ,
SW 21s is turned on, and the first auxiliary switch element SW 31s , S
W12s , SW22s , SW32s are turned off, the second auxiliary switch elements SW11p , SW21p are turned off, and the second auxiliary switch elements SW31p , SW12p , SW22p , SW32p are set on, and the main switch is set. When SW A is turned off and the main switch SW B is turned on, the load L is fed by the electric charges of the capacitors C 11 and C 12 connected in parallel, and the voltage applied to the load L becomes E / 3. It is.

【0043】上述した制御例は降圧の例であるが、昇圧
の例として負荷Lへの印加電圧を7E/3に設定する場
合には、以下のように制御すればよい。この場合、充電
過程は3段階になる。すなわち、第1段階では、出力電
圧をE/3とする場合と同じであって、主スイッチ要素
SWA をオン、主スイッチ要素SWB をオフに設定し、
まず第1の補助スイッチ要素SW11s ,SW21s ,SW
31s ,SW12s ,SW 22s ,SW32s をオン、第2の補
助スイッチ要素SW11p ,SW21p ,SW31p,SW
12p ,SW22p ,SW32p をオフに設定する。このと
き、すべてのキャパシタC11,C21,C31,C21
22,C32の端子電圧は、それぞれE/3になる。
The control example described above is an example of the step-down operation.
In the case where the voltage applied to the load L is set to 7E / 3 as an example of
In such a case, the control may be performed as follows. In this case, charge
The process has three stages. That is, in the first stage, the output power
Same as when the pressure is E / 3, and the main switch element
SWAON, main switch element SWBSet to off,
First, the first auxiliary switch element SW11s, SW21s, SW
31s, SW12s, SW 22s, SW32sOn, the second complement
Auxiliary switch element SW11p, SW21p, SW31p, SW
12p, SW22p, SW32pSet to off. This and
All capacitors C11, Ctwenty one, C31, Ctwenty one,
Ctwenty two, C32Are E / 3 respectively.

【0044】充電過程の第2段階では、第1の補助スイ
ッチ要素SW11s をオン、第2の補助スイッチ要素SW
21p ,SW31p をオンにし、他の第1の補助スイッチ要
素SW21s ,SW31s ,SW12s ,SW22s ,SW32s
をオフ、他の第2の補助スイッチ要素SW11p ,SW
12p ,SW22p ,SW32p をオフに設定する。したがっ
て、キャパシタC11の両端電圧のみがEになる。
In the second stage of the charging process, the first auxiliary switch element SW 11s is turned on, and the second auxiliary switch element SW 11s is turned on.
21p and SW 31p are turned on, and the other first auxiliary switch elements SW 21s , SW 31s , SW 12s , SW 22s and SW 32s
Off, and the other second auxiliary switch elements SW 11p and SW 11p
Turn off 12p , SW 22p and SW 32p . Thus, only the voltage across the capacitor C 11 is E.

【0045】充電過程の第3段階では、第1の補助スイ
ッチ要素SW21s をオン、第2の補助スイッチ要素SW
31p ,SW12p をオンに設定し、残りの第1の補助スイ
ッチ要素SW11s ,SW31s ,SW12s ,SW22s ,S
32s をオフ、残りの第2の補助スイッチ要素S
11p ,SW21p ,SW22p ,SW32p をオフに設定す
る。すなわち、キャパシタC21の両端電圧がEになる。
In the third stage of the charging process, the first auxiliary switch element SW 21s is turned on, and the second auxiliary switch element SW 21s is turned on.
31p and SW12p are set to ON, and the remaining first auxiliary switch elements SW11s , SW31s , SW12s , SW22s , S
W 32s off, remaining second auxiliary switch element S
Set W 11p , SW 21p , SW 22p , and SW 32p to off. That is, the voltage across the capacitor C 21 is E.

【0046】上述のようにして、キャパシタC11,C21
の両端電圧がEになり、残りのキャパシタC31,C12
22,C32の両端電圧がE/3となった状態で、第1の
補助スイッチ要素SW11s ,SW21s ,SW31s をオン
に設定し、残りの第1の補助スイッチ要素SW12s ,S
22s ,SW32s をオフ、すべての第2の補助スイッチ
要素SW11p ,SW21p ,SW31p ,SW12p ,SW
22p ,SW32p をオフに設定する。また、同時に主スイ
ッチ要素SWA をオフ、主スイッチ要素SWB をオンに
設定する。このとき、キャパシタC11,C21,C31の端
子電圧が加算されて7E/3の電圧が負荷Lへの印加電
圧になる。
As described above, the capacitors C 11 and C 21
Becomes E, and the remaining capacitors C 31 , C 12 ,
With the voltages across C 22 and C 32 at E / 3, the first auxiliary switch elements SW 11s , SW 21s , and SW 31s are turned on, and the remaining first auxiliary switch elements SW 12s , S
W22s and SW32s are turned off, and all the second auxiliary switch elements SW11p , SW21p , SW31p , SW12p , SW
Turn off 22p and SW 32p . At the same time, the main switch element SW A is turned off and the main switch element SW B is set on. At this time, the terminal voltages of the capacitors C 11 , C 21 , and C 31 are added, and the voltage of 7E / 3 becomes the voltage applied to the load L.

【0047】上述したように、第1の補助スイッチ要素
SW11s ,SW21s ,SW31s ,SW12s ,SW22s
SW32s 、第2の補助スイッチ要素SW11p ,S
21p ,SW31p ,SW12p ,SW22p ,SW32p を制
御して、充電過程および放電過程での接続手順を制御す
れば、負荷Lへの印加電圧を多段階に設定することが可
能になるのである。他の構成は実施例1と同様である。
As described above, the first auxiliary switch elements SW 11s , SW 21s , SW 31s , SW 12s , SW 22s ,
SW 32s , second auxiliary switch element SW 11p , S
By controlling the connection procedure in the charging process and the discharging process by controlling W 21p , SW 31p , SW 12p , SW 22p , and SW 32p , it is possible to set the voltage applied to the load L in multiple stages. It is. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0048】(実施例5)本実施例では、図10に示す
ように、キャパシタ単位回路3i の第1の補助スイッチ
要素SWisおよび第2の補助スイッチ要素SWipとし
て、バイポーラトランジスタを用いる代わりにDMOS
型のFETを用いたものである。DMOS型のFETで
は、寄生ダイオードが存在しているから、外部にダイオ
ードを設ける必要がなく、回路構成が一層簡単になる。
Embodiment 5 In this embodiment, as shown in FIG. 10, instead of using a bipolar transistor as the first auxiliary switch element SW is and the second auxiliary switch element SW ip of the capacitor unit circuit 3 i . DMOS
This type uses a FET of a type. Since the DMOS type FET has a parasitic diode, it is not necessary to provide an external diode, and the circuit configuration is further simplified.

【0049】上記各実施例では、カレントミラー回路4
s ,4p を用いて制御回路2からキャパシタ単位回路3
i への制御信号のレベルシフトを行っているが、フォト
カプラ等を用いてレベルシフトを行うようにしてもよ
い。
In each of the above embodiments, the current mirror circuit 4
s , 4 p from the control circuit 2 to the capacitor unit circuit 3
Although the level shift of the control signal to i is performed, the level shift may be performed using a photocoupler or the like.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1の発明は、2端子回路であるキ
ャパシタ単位回路を複数個接続して充放電回路を構成し
ているのであって、キャパシタ単位回路を、キャパシタ
と第1の補助スイッチ要素との直列回路と、第2の補助
スイッチ要素とを両端子間に接続して構成しているの
で、キャパシタ単位回路の接続関係を適宜設定しておけ
、一つの充放電回路を用いて負荷への出力電圧が多段
階に降圧および昇圧されるように充放電回路の充電およ
び放電の際の各キャパシタ単位回路の第1の補助スイッ
チ要素および第2の補助スイッチ要素のオン・オフの状
態を制御回路で指定することによって、出力電圧を多段
階に設定することが可能になるという利点を有する。す
なわち、同一の回路構成を用いて、入力電圧に対して出
力電圧を降圧したり昇圧したりすることができ、しか
も、同一構成のキャパシタ単位回路の組み合わせによっ
て、出力電圧の設定段数などを任意に設計することがで
きるという利点を有する。
According to the first aspect of the present invention, a charge / discharge circuit is formed by connecting a plurality of capacitor unit circuits which are two-terminal circuits. The capacitor unit circuit comprises a capacitor and a first auxiliary switch. Since the series circuit with the element and the second auxiliary switch element are connected between both terminals, if the connection relation of the capacitor unit circuit is appropriately set , one charge / discharge circuit can be used. Multi-stage output voltage to load
The control circuit specifies the on / off state of the first auxiliary switch element and the second auxiliary switch element of each capacitor unit circuit when charging and discharging the charge / discharge circuit so that the voltage is stepped down and boosted to the floor. This has the advantage that the output voltage can be set in multiple stages. That is, the output voltage can be stepped down or boosted with respect to the input voltage by using the same circuit configuration, and the number of setting stages of the output voltage can be arbitrarily determined by a combination of the capacitor unit circuits having the same configuration. It has the advantage that it can be designed.

【0051】請求項2の発明は、2端子回路であるキャ
パシタ単位回路を複数個接続して充放電回路を構成して
いるのであって、キャパシタ単位回路を、キャパシタと
第1の補助スイッチ要素との直列回路と、第2の補助ス
イッチ要素とを両端子間に接続して構成しているので、
キャパシタ単位回路の接続関係を適宜設定しておけば、
一つの充放電回路1を用いて負荷Lへの出力電圧が略一
定に保たれるように各主スイッチ要素SW A ,SW B と各
第1の補助スイッチ要素SW is と各第2の補助スイッチ
要素SW ip とのそれぞれのオン・オフのタイミングを制
御回路2で指定することによって、充放電回路1の入力
電圧と出力電圧との比率を制御し、負荷Lへの出力電圧
を略一定にすることが可能になるという利点を有する。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明にお
いて、各キャパシタ単位回路においてキャパシタに充電
された電荷を用いて第2の補助スイッチ要素を制御する
から、第2の補助スイッチ要素の制御に別途に電源を設
ける必要がなく、回路構成が簡略化されるとともに、回
路全体としての効率の向上につながるという利点があ
る。
The invention according to claim 2 is a two-terminal circuit.
A charge / discharge circuit is constructed by connecting multiple paster unit circuits.
Therefore, the capacitor unit circuit is called a capacitor.
A series circuit with a first auxiliary switch element and a second auxiliary switch element;
Because it is configured by connecting the switch element and both terminals,
If the connection relation of the capacitor unit circuit is set appropriately,
The output voltage to the load L is substantially equal to one by using one charging / discharging circuit 1.
Each main switch element SW A , SW B and each
First auxiliary switch element SW is and each second auxiliary switch
Controls the on / off timing of each element SW ip
The input of the charging / discharging circuit 1 is designated by the control circuit 2.
Controls the ratio between the voltage and the output voltage, and controls the output voltage to load L.
Can be made substantially constant.
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or claim 2.
In addition, since the second auxiliary switch element is controlled using the charge charged in the capacitor in each capacitor unit circuit, it is not necessary to provide a separate power supply for controlling the second auxiliary switch element, and the circuit configuration is simplified. In addition, there is an advantage that the efficiency of the entire circuit is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.

【図2】実施例1に用いるキャパシタ単位回路を示す回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a capacitor unit circuit used in the first embodiment.

【図3】実施例1の制御例を示す動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram illustrating a control example according to the first embodiment.

【図4】実施例2を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図5】実施例2に用いる制御回路のブロック回路図で
ある。
FIG. 5 is a block circuit diagram of a control circuit used in a second embodiment.

【図6】実施例3を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment.

【図7】実施例4を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment.

【図8】実施例4に用いるキャパシタ単位回路を示す回
路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a capacitor unit circuit used in a fourth embodiment.

【図9】実施例4の制御例を示す動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram illustrating a control example of the fourth embodiment.

【図10】実施例5に用いるキャパシタ単位回路を示す
回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a capacitor unit circuit used in a fifth embodiment.

【図11】従来例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図12】他の従来例を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 充放電回路 2 制御回路 3i キャパシタ単位回路 Ci キャパシタ DC 直流電源 L 負荷 SWA 主スイッチ要素 SWB 主スイッチ要素 SWis 第1の補助スイッチ要素 SWip 第2の補助スイッチ要素1 charging and discharging circuit 2 control circuit 3 i capacitor unit circuits C i capacitor DC DC power supply L load SW A main switching element SW B main switching element SW IS first auxiliary switch elements SW ip second auxiliary switching element

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電源と負荷との間に直列に挿入され
択一的にオン・オフされる一対の主スイッチ要素と、一
方の主スイッチ要素と直流電源との直列回路に並列接続
されていて上記一方の主スイッチ要素がオンのときに直
流電源により充電され他方の主スイッチ要素がオンのと
きに負荷に給電する充放電回路とを備え、充放電回路
は、2端子回路である複数個のキャパシタ単位回路の少
なくとも一部を直列接続して構成され、各キャパシタ単
位回路は、キャパシタと第1の補助スイッチ要素との直
列回路と、第2の補助スイッチ要素とを両端子間に接続
して構成され、一つの充放電回路を用いて負荷への出力
電圧が多段階に降圧および昇圧されるように各主スイッ
チ要素と各第1の補助スイッチ要素と各第2の補助スイ
ッチ要素とのそれぞれのオン・オフのタイミングを制御
する制御回路が設けられて成ることを特徴とする直流−
直流変換回路。
1. A pair of main switch elements inserted in series between a DC power supply and a load and selectively turned on and off, and are connected in parallel to a series circuit of one main switch element and the DC power supply. A charge / discharge circuit that is charged by the DC power supply when the one main switch element is on and supplies power to the load when the other main switch element is on. , And each capacitor unit circuit connects a series circuit of a capacitor and a first auxiliary switch element and a second auxiliary switch element between both terminals. Output to the load using one charge / discharge circuit
A control circuit is provided for controlling the on / off timing of each main switch element, each first auxiliary switch element, and each second auxiliary switch element so that the voltage is stepped down and stepped up in multiple stages. DC- characterized by the fact that
DC conversion circuit.
【請求項2】 交流電源を全波整流器により整流して得
られた脈流電源と、脈流電源と負荷との間に直列に挿入
され択一的にオン・オフされる一対の主スイッチ要素
と、一方の主スイッチ要素と脈流電源との直列回路に並
列接続されていて上記一方の主スイッチ要素がオンのと
きに脈流電源により充電され他方の主スイッチ要素がオ
ンのときに負荷に給電する充放電回路とを備え、充放電
回路は、2端子回路である複数個のキャパシタ単位回路
の少なくとも一部を直列接続して構成され、各キャパシ
タ単位回路は、キャパシタと第1の補助スイッチ要素と
の直列回路と、第2の補助スイッチ要素とを両端子間に
接続して構成され、一つの充放電回路を用いて負荷への
出力電圧が略一定に保たれるように各主スイッチ要素と
各第1の補助スイッチ要素と各第2の補助スイッチ要素
とのそれぞれのオン・オフのタイミングを制御すること
で充放電回路の入力電圧と出力電圧との比率を制御する
制御回路が設けられて成ることを特徴とする直流−直流
変換回路
2. An AC power source obtained by rectifying an AC power by a full-wave rectifier.
Pulsating power supply and the pulsating power supply and load are inserted in series.
A pair of main switch elements that are selectively turned on and off
In parallel with the series circuit of one main switch element and the pulsating power supply.
Column connected and one of the above main switch elements is on
Is charged by the pulsating power supply and the other main switch element is turned off.
A charge / discharge circuit that supplies power to the load when the
The circuit is a two-terminal circuit consisting of a plurality of capacitor unit circuits.
Are connected in series, and each capacity is
The data unit circuit includes a capacitor, a first auxiliary switch element,
Series circuit and the second auxiliary switch element between both terminals.
Connected to the load using a single charge / discharge circuit.
In order to keep the output voltage almost constant,
Each first auxiliary switch element and each second auxiliary switch element
To control the on / off timing of each
Controls the ratio between the input voltage and the output voltage of the charge / discharge circuit
DC converter - dc control circuit characterized by comprising provided.
【請求項3】 各キャパシタ単位回路に設けたキャパシ3. A capacitor provided in each capacitor unit circuit.
タの両端電圧が第2の補助スイッチ要素の駆動電圧と等Voltage across the second auxiliary switch element is equal to the drive voltage of the second auxiliary switch element.
しく設定され、各キャパシタの電荷により第2の補助スThe second auxiliary switch is set according to the charge of each capacitor.
イッチ要素がオンに保持されることを特徴とする請求項The switch element is held on.
1または請求項2記載の直流−直流変換回路。The DC-DC conversion circuit according to claim 1 or 2.
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