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JP3574033B2 - Boost chopper circuit - Google Patents
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JP3574033B2 JP2000064492A JP2000064492A JP3574033B2 JP 3574033 B2 JP3574033 B2 JP 3574033B2 JP 2000064492 A JP2000064492 A JP 2000064492A JP 2000064492 A JP2000064492 A JP 2000064492A JP 3574033 B2 JP3574033 B2 JP 3574033B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は昇圧チョッパー回路に関し、特に車載用オーディオ機器に昇圧した直流電源を供給する昇圧チョッパー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用オーディオ機器は年々アンプのハイパワー化が進んでいる。そしてあるパワーを超えるとバッテリー電圧を昇圧する昇圧チョッパー回路が必要となり、昇圧した直流電圧でアンプを駆動していた。
【0003】
図4に従来の昇圧チョッパー回路を示す。
【0004】
昇圧チョッパー回路は、バッテリーからの直流電圧を印可される入力端子VINおよび接地端子GNDと、コイルL1と、コイルL1への電流のスイッチイングを行うトランジスタやMOSFETよりなるスイッチSW1と、コイルL1とスイッチSW1の接続点である出力端よりコイルL1に蓄積されたいエネルギーを取り出して整流するダイオードD1と平滑用のコンデンサC1と、出力電圧VOUTと基準電圧Ref1とを比較する比較器OP1と、比較器OP1の出力によりパルス幅の変調を行うPWMドライブ回路PWMと、出力電圧voutを出力する出力端子VOUTとで構成されている。
【0005】
次ぎに、昇圧チョッパー回路の動作を説明する。バッテリーからの入力電圧vinはバッテリーが新品であれば14.4Vあり、出力電圧voutは17Vに設定されている。比較器OP1では基準電圧Vref1に対して出力電圧voutが高いか低いかの比較を行い、高いときはハイレベル、低いときはローレベルの出力信号を出力する。
【0006】
図5に出力電圧voutと基準電圧Vref1との関係を示す。横軸は時間tである。出力電圧voutが基準電圧Vref1より低くなると、比較器OP1の出力信号はローレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオフする。そのときにコイルL1に蓄えられたエネルギーがダイオードD1で整流されてコンデンサC1に充電され、出力電圧voutは上昇する。次ぎに、出力電圧voutが基準電圧Vref1より高くなると、比較器OP1の出力信号はハイレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオンする。そのときにコイルL1にスイッチSW1を介して電流が流れエネルギーが蓄えられる。一方、コンデンサC1に充電された電荷は放電されて出力電圧voutは低下する。このように昇圧チョッパー回路は出力電圧voutが基準電圧Vref1と等しくなるように動作し、例えば基準電圧Vref1を2.5Vにすれば、出力電圧voutは17Vに設定すると抵抗分割で2.5Vを比較器OP1に供給すればよい。
【0007】
これによりバッテリー電圧14.4Vでアンプを駆動する場合は、
Po = Vcc / RL
から、効率を100%とすると負荷4Ω(RL)で、約51Wの出力が得られる。実際には、バッテリー電圧14.4Vからは40〜45Wの出力が限界であり、17Vに昇圧チョッパー回路で昇圧すると、効率を考慮すると4チャネルで各チャネル毎に60Wの出力が得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
かかる昇圧チョッパー回路では、図2に点線で示すように、バッテリーが経時変化で入力電圧vinが低下すると、出力電圧voutを維持するためにバッテリーからの入力電流iinが増大する。これは昇圧チョッパー回路では
入力電圧vin×入力電流iin=出力電圧vout×出力電流iout
の関係が成立する。従って、出力電圧voutを17V、出力電流ioutを15Aに設定したとき、入力電圧vinが14.4Vから10Vに低下すると入力電流iinは18.2Aから25.5Aに増大する。このために車載用オーディオ機器ではセット内のヒューズのランクアップが必要となり、場合によってはバッテリーから直接専用の配線で電源を供給しなくてはならず、セット内のヒューズではすぐに溶断してしまう問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされ、直流入力電源をコイルを介してスイッチイングするスイッチと前記コイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と前記出力電圧と基準電圧を比較する比較器とからなる昇圧チョッパー回路において、入力電圧と前記出力電圧とを比較する出力を前記比較器に入力し、前記出力電圧に入力電圧依存性を持たせたることに特徴を有する。
【0010】
更に詳しくは、直流入力電源をコイルを介してスイッチイングするスイッチと該スイッチがオフのとき前記コイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と前記出力電圧と第1基準電圧を比較する第1比較器と該第1比較器の出力信号で前記スイッチのパルス幅変調を行うドライブ回路とからなる昇圧チョッパー回路において、前記入力電圧に第2の基準電圧だけレベルシフトした電圧と前記出力電圧とを比較する第2比較器の出力を前記第1比較器に入力することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の昇圧チョッパー回路の実施の形態を図1から図3を参照して説明する。
【0012】
図1に、本発明の昇圧チョッパー回路の回路図を示す。
【0013】
昇圧チョッパー回路は、バッテリーからの直流電圧を印可される入力端子VINおよび接地端子GNDと、コイルL1と、コイルL1への電流のスイッチイングを行うトランジスタやMOSFETよりなるスイッチSW1と、コイルL1とスイッチSW1の接続点である出力端よりコイルL1に蓄積されたいエネルギーを取り出して整流するダイオードD1と平滑用のコンデンサC1と、出力電圧voutと入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧とを比較する第2比較器(オペアンプ)OP2と、第2比較器OP2の出力と第1基準電圧Vref1とを比較する比較器(オペアンプ)OP1と、比較器OP1の出力によりパルス幅の変調を行うPWMドライブ回路PWMと、出力電圧voutを出力する出力端子VOUTとで構成されている。
【0014】
次ぎに、昇圧チョッパー回路の動作を説明する。バッテリーからの入力電圧vinはバッテリーが新品であれば14.4Vあり、出力電圧voutは17Vに設定されている。第2比較器OP2では出力電圧voutに対して入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が高いか低いかの比較を行い、高いときは出力電圧voutを出力し、低いときは入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧を出力する。第1比較器OP1では基準電圧Vref1と第2比較器OP2の出力が入力されて、両者の比較を行う。
【0015】
通常の状態では、入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が出力電圧voutより高く設定されているので、出力電圧voutが第2比較器OP2から出力されて、第1比較器OP1では基準電圧Vref1に対して出力電圧voutが高いか低いかの比較を行い、高いときはハイレベル、低いときはローレベルの出力信号を出力する。出力電圧voutが基準電圧Vref1より低くなると、比較器OP1の出力信号はローレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオフする。そのときにコイルL1に蓄えられたエネルギーがダイオードD1で整流されてコンデンサC1に充電され、出力電圧voutは上昇する。次ぎに、出力電圧voutが基準電圧Vref1より高くなると、比較器OP1の出力信号はハイレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオンする。そのときにコイルL1にスイッチSW1を介して電流が流れエネルギーが蓄えられる。一方、コンデンサC1に充電された電荷は放電されて出力電圧voutは低下する。
【0016】
本発明の特徴とする点は、バッテリーが古くなり入力電圧vinが低下した場合の動作にある。すなわち、入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が出力電圧voutより低くなると、第2比較器OP2からは入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧を出力される。第1比較器OP1では基準電圧Vref1に対して入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が高いか低いかの比較を行い、高いときはハイレベル、低いときはローレベルの出力信号を出力する。従って、入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が基準電圧Vref1より低くなると、比較器OP1の出力信号はローレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオフする。そのときにコイルL1に蓄えられたエネルギーがダイオードD1で整流されてコンデンサC1に充電され、出力電圧voutは上昇する。次ぎに、入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧が基準電圧Vref1より高くなると、比較器OP1の出力信号はハイレベルを出力し、PWMドライブ回路PWMからのドライブ信号でスイッチSW1がオンする。そのときにコイルL1にスイッチSW1を介して電流が流れエネルギーが蓄えられる。一方、コンデンサC1に充電された電荷は放電されて出力電圧voutは低下する。すなわち、出力電圧voutは設定された17Vより低い入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧に低下した状態で電圧制御が行われる。
【0017】
図2に実線で示すように、本発明の昇圧チョッパー回路では、バッテリーが経時変化で入力電圧vinが低下すると、出力電圧voutも入力電圧vinを第2基準電圧Vref2だけ高くシフトした電圧まで低下するので、
入力電圧vin×入力電流iin=出力電圧vout×出力電流iout
の関係式から、入力電流iinの増大を防止でき、最適な設計をすれば入力電流iinをほぼ一定に維持できる。従って、出力電圧voutを17V、出力電流ioutを15Aに設定したとき、入力電圧vinが14.4Vから10Vに低下すると、第2基準電圧Vref2を3Vに設計すれば出力電圧voutを13Vまで低下でき、入力電流iinは18.2Aから19.5Aに維持できる。このとき出力電圧voutの低下によりアンプの出力は減少するが、入力電圧vinが14.4V時(正常時)のアンプの出力はカタログ値を満たしているので問題はない。
【0018】
図3に更に具体化された昇圧チョッパー回路の回路図を示す。図1および図4と同一構成要素は同一符号を付している。
【0019】
ここでは第2比較器OP2をより具体化したものである。第2比較器OP2はPNPトランジスタTRと、第2基準電圧Vref2を作るツェナーダイオードZDと、バイアス抵抗R4、R5、R6から構成される。トランジスタTRのエミッタは出力端子VOUTのラインに接続され、ベース エミッタ間にバイアス抵抗R5が接続され、ベースには入力端子VINに接続されたツェナーダイオードZDとバイアス抵抗R6が接続され、コレクタはバイアス抵抗R4を介して出力電圧voutを抵抗分割する直列接続された分割抵抗R1、R2、R3の抵抗R1とR2の接続点に接続される。従って、第2比較器OP2はトランジスタ1個で構成される誤差増幅器である。
【0020】
次ぎに、回路動作を説明する。
【0021】
バッテリーが正常な入力電圧vinである場合は、出力電圧voutは17Vであり、入力電圧vinは14.4Vで第2基準電圧Vref2を作るツェナーダイオードZDのツェナー電圧を3Vとすれば、トランジスタTRはベース エミッタ間が逆バイアスされるのでオフ状態にあり、動作しない。このために出力電圧voutは分割抵抗R1、R2、R3で電圧分割され、抵抗R3より第1基準電圧Vref1と等しい例えば、2.5Vを第1比較器OP1に入力し、前述したように通常の電圧制御を行い、出力電圧voutを17Vに維持するように働く。
【0022】
バッテリーが古くなり、入力電圧vinが例えば12Vに低下した場合は、トランジスタTRは抵抗R5によりオンし、トランジスタTRに電流が流れて分割抵抗R2、R3の電圧降下が増加する。このため分割抵抗R3に発生する電圧降下は2.5V以上になり、第1比較器OP1の第1基準電圧Vref1よりも大きい電圧を出力電圧voutの検出出力として入力するので、第1比較器OP1はハイレベルとなりスイッチSW1をオフする方向に働き、出力電圧voutを低下させる。具体的には、出力電圧voutが入力電圧vinとツェナー電圧およびトランジスタTRをオンするベース エミッタ間電圧0.6Vを加えた15.6Vまで低下することになる。
【0023】
【発明の効果】
本発明に依れば、直流入力電源をコイルを介してスイッチイングするスイッチとコイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と出力電圧と基準電圧を比較する比較器とからなる昇圧チョッパー回路において、比較器に入力電圧と前記出力電圧とを比較する出力を入力することにより、入力電圧の低下に応答して出力電圧を低下させることにより、入力電圧が低下しても入力電流の増大を抑制した昇圧チョッパー回路を提供できる。この結果、車載用オーディオ機器ではセット内のヒューズも入力電流の増大がないのでランクアップが不要であり、バッテリーから直接専用の配線で電源を供給する必要もない利点を有する。
【0024】
また直流入力電源をコイルを介してスイッチイングするスイッチと該スイッチがオフのとき前記コイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と前記出力電圧と第1基準電圧を比較する第1比較器と該第1比較器の出力信号で前記スイッチのパルス幅変調を行うドライブ回路とからなる昇圧チョッパー回路において、前記入力電圧に第2基準電圧だけレベルシフトした電圧と前記出力電圧とを比較する第2比較器の出力を前記第1比較器に入力し、前記出力電圧を前記入力電圧の低下に応答させて低下させることにより、入力電圧が低下しても入力電流の増大を抑制した昇圧チョッパー回路を提供できる。そして第2比較器はトランジスタ一石と少ない回路部品で構成できる利点がある。
【0025】
従って、本発明では入力電圧が低下した場合の入力電流の増大に配慮したパターン設計や熱設計も不要にでき、この昇圧チョッパー回路を用いた車載用オーディオ機器は車両の購入後に所有者が自分の好みで交換することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の昇圧チョッパー回路を説明する図である。
【図2】本発明および従来の昇圧チョッパー回路の特性を説明する図である。
【図3】本発明の昇圧チョッパー回路のより具体化された回路を説明する図である。
【図4】従来の昇圧チョッパー回路を説明する図である。
【図5】本発明および従来の昇圧チョッパー回路の動作波形を説明する図である。
【符号の説明】
L1 コイル
OP1 第1比較器
OP2 第2比較器
PWM PWMドライブ回路
SW1 スイッチ
D1 ダイオード
C1 コンデンサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a boost chopper circuit, and more particularly to a boost chopper circuit that supplies boosted DC power to audio equipment mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Higher power amplifiers are being used in automotive audio equipment year by year. When the power exceeds a certain power, a boost chopper circuit for boosting the battery voltage is required, and the amplifier is driven by the boosted DC voltage.
[0003]
FIG. 4 shows a conventional boost chopper circuit.
[0004]
The boost chopper circuit includes an input terminal VIN and a ground terminal GND to which a DC voltage from a battery is applied, a coil L1, a switch SW1 including a transistor or a MOSFET for switching a current to the coil L1, a coil L1, and a switch. A diode D1 for extracting and rectifying energy to be stored in the coil L1 from an output terminal which is a connection point of the switch SW1, a rectifying capacitor C1, a comparator OP1 for comparing an output voltage VOUT with a reference voltage Ref1, and a comparator OP1 And an output terminal VOUT for outputting an output voltage vout.
[0005]
Next, the operation of the boost chopper circuit will be described. The input voltage vin from the battery is 14.4 V if the battery is new, and the output voltage vout is set to 17 V. The comparator OP1 compares whether the output voltage vout is high or low with respect to the reference voltage Vref1, and outputs a high-level output signal when it is high and a low-level output signal when it is low.
[0006]
FIG. 5 shows a relationship between the output voltage vout and the reference voltage Vref1. The horizontal axis is time t. When the output voltage vout becomes lower than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a low level, and the switch SW1 is turned off by a drive signal from the PWM drive circuit PWM. At that time, the energy stored in the coil L1 is rectified by the diode D1 and charged in the capacitor C1, and the output voltage vout increases. Next, when the output voltage vout becomes higher than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a high level, and the switch SW1 is turned on by the drive signal from the PWM drive circuit PWM. At that time, a current flows through the coil L1 via the switch SW1, and energy is stored. On the other hand, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged, and the output voltage vout decreases. As described above, the boost chopper circuit operates so that the output voltage vout becomes equal to the reference voltage Vref1. For example, when the reference voltage Vref1 is set to 2.5V, when the output voltage vout is set to 17V, 2.5V is compared by resistance division. What is necessary is just to supply to the device OP1.
[0007]
When driving the amplifier with the battery voltage of 14.4V,
Po = Vcc 2 / RL
Therefore, assuming that the efficiency is 100%, an output of about 51 W can be obtained with a load of 4Ω (RL). Actually, the output of 40 to 45 W is the limit from the battery voltage of 14.4 V. When boosting to 17 V by the boost chopper circuit, 60 W of output is obtained for each channel in four channels in consideration of efficiency.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In such a step-up chopper circuit, as shown by a dotted line in FIG. 2, when the input voltage vin of the battery changes over time, the input current iin from the battery increases to maintain the output voltage vout. This is because the input voltage vin × input current iin = output voltage vout × output current iout in the boost chopper circuit.
Is established. Therefore, when the output voltage vout is set to 17 V and the output current iout is set to 15 A, when the input voltage vin drops from 14.4 V to 10 V, the input current iin increases from 18.2 A to 25.5 A. For this reason, in the audio equipment for vehicles, the rank of fuses in the set must be upgraded, and in some cases, power must be supplied directly from the battery with dedicated wiring, and the fuses in the set are blown immediately There was a problem.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and has a switch for switching a DC input power supply via a coil, a rectifying circuit for rectifying energy stored in the coil to obtain a boosted output voltage, and a rectifying circuit for obtaining a boosted output voltage. In a boost chopper circuit including a comparator for comparing a voltage, an output for comparing an input voltage with the output voltage is input to the comparator, and the output voltage has an input voltage dependency. .
[0010]
More specifically, a switch for switching a DC input power supply via a coil, a rectifier circuit for rectifying energy stored in the coil when the switch is off to obtain a boosted output voltage, In a step-up chopper circuit including a first comparator for comparing a reference voltage and a drive circuit for performing pulse width modulation of the switch with an output signal of the first comparator, the input voltage is level-shifted by a second reference voltage. An output of a second comparator for comparing a voltage with the output voltage is input to the first comparator.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a boost chopper circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 shows a circuit diagram of a boost chopper circuit of the present invention.
[0013]
The boost chopper circuit includes an input terminal VIN and a ground terminal GND to which a DC voltage from a battery is applied, a coil L1, a switch SW1 including a transistor or a MOSFET for switching a current to the coil L1, a coil L1, and a switch. A diode D1 for extracting and rectifying energy to be stored in the coil L1 from an output terminal, which is a connection point of SW1, and a rectifying capacitor C1, a voltage obtained by shifting the output voltage vout and the input voltage vin by a second reference voltage Vref2. (Operational amplifier) OP2, which compares the first reference voltage Vref1 with the output of the second comparator OP2, and the output of the comparator OP1 modulates the pulse width. PWM drive circuit PWM and output terminal for outputting output voltage vout It is composed of a OUT.
[0014]
Next, the operation of the boost chopper circuit will be described. The input voltage vin from the battery is 14.4 V if the battery is new, and the output voltage vout is set to 17 V. The second comparator OP2 compares whether the voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 with respect to the output voltage vout is higher or lower. If the voltage is higher, the output voltage vout is output. A voltage obtained by shifting the voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 is output. The first comparator OP1 receives the reference voltage Vref1 and the output of the second comparator OP2, and compares them.
[0015]
In a normal state, a voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 is set higher than the output voltage vout. Therefore, the output voltage vout is output from the second comparator OP2, and the first comparator OP1 Compares the output voltage vout with the reference voltage Vref1 to determine whether the output voltage is high or low. When the output voltage vout is high, a high-level output signal is output. When the output voltage vout becomes lower than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a low level, and the switch SW1 is turned off by a drive signal from the PWM drive circuit PWM. At that time, the energy stored in the coil L1 is rectified by the diode D1 and charged in the capacitor C1, and the output voltage vout increases. Next, when the output voltage vout becomes higher than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a high level, and the switch SW1 is turned on by the drive signal from the PWM drive circuit PWM. At that time, a current flows through the coil L1 via the switch SW1, and energy is stored. On the other hand, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged, and the output voltage vout decreases.
[0016]
The feature of the present invention lies in the operation when the battery becomes old and the input voltage vin drops. That is, when the voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 becomes lower than the output voltage vout, the second comparator OP2 outputs a voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2. The first comparator OP1 compares whether the voltage obtained by shifting the input voltage vin higher than the reference voltage Vref1 by the second reference voltage Vref2 is higher or lower, and outputs a high-level output signal when it is high and a low-level output signal when it is low. Is output. Therefore, when the voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 becomes lower than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a low level, and the switch SW1 is turned off by the drive signal from the PWM drive circuit PWM. I do. At that time, the energy stored in the coil L1 is rectified by the diode D1 and charged in the capacitor C1, and the output voltage vout increases. Next, when a voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2 becomes higher than the reference voltage Vref1, the output signal of the comparator OP1 outputs a high level, and the switch SW1 is turned on by the drive signal from the PWM drive circuit PWM. Turn on. At that time, a current flows through the coil L1 via the switch SW1, and energy is stored. On the other hand, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged, and the output voltage vout decreases. That is, the voltage control is performed in a state where the output voltage vout is reduced from the input voltage vin lower than the set 17 V to a voltage shifted higher by the second reference voltage Vref2.
[0017]
As shown by the solid line in FIG. 2, in the step-up chopper circuit of the present invention, when the input voltage vin drops due to the aging of the battery, the output voltage vout also drops to a voltage obtained by shifting the input voltage vin higher by the second reference voltage Vref2. So
Input voltage vin × input current iin = output voltage vout × output current iout
From the relational expression, it is possible to prevent an increase in the input current iin, and it is possible to maintain the input current iin substantially constant by an optimal design. Therefore, when the output voltage vout is set to 17 V and the output current iout is set to 15 A, and the input voltage vin is reduced from 14.4 V to 10 V, the output voltage vout can be reduced to 13 V by designing the second reference voltage Vref2 to 3 V. , The input current iin can be maintained from 18.2A to 19.5A. At this time, the output of the amplifier decreases due to the decrease of the output voltage vout, but there is no problem since the output of the amplifier when the input voltage vin is 14.4 V (normal) satisfies the catalog value.
[0018]
FIG. 3 shows a circuit diagram of a more specific boost chopper circuit. 1 and 4 have the same reference numerals.
[0019]
Here, the second comparator OP2 is more specific. The second comparator OP2 includes a PNP transistor TR, a Zener diode ZD that generates a second reference voltage Vref2, and bias resistors R4, R5, and R6. The emitter of the transistor TR is connected to the line of the output terminal VOUT, the bias resistor R5 is connected between the base and the emitter, the Zener diode ZD connected to the input terminal VIN and the bias resistor R6 are connected to the base, and the collector is connected to the bias resistor R6. The output voltage vout is connected through a resistor R4 to a connection point between the resistors R1 and R2 of the series-connected divided resistors R1, R2, and R3. Therefore, the second comparator OP2 is an error amplifier composed of one transistor.
[0020]
Next, the circuit operation will be described.
[0021]
When the battery has a normal input voltage vin, the output voltage vout is 17 V, the input voltage vin is 14.4 V, and the Zener voltage of the Zener diode ZD that generates the second reference voltage Vref2 is 3 V. Since it is reverse biased between the base and the emitter, it is off and does not operate. For this purpose, the output voltage vout is voltage-divided by the dividing resistors R1, R2, R3, and for example, 2.5 V, which is equal to the first reference voltage Vref1, is input to the first comparator OP1 from the resistor R3, and as described above, the normal comparator OP1 Voltage control is performed to keep the output voltage vout at 17V.
[0022]
When the battery becomes old and the input voltage vin drops to, for example, 12 V, the transistor TR is turned on by the resistor R5, and a current flows through the transistor TR to increase the voltage drop of the divided resistors R2 and R3. For this reason, the voltage drop generated in the dividing resistor R3 becomes 2.5 V or more, and a voltage higher than the first reference voltage Vref1 of the first comparator OP1 is input as a detection output of the output voltage vout, so that the first comparator OP1 Becomes a high level, acts in a direction to turn off the switch SW1, and lowers the output voltage vout. Specifically, the output voltage vout is reduced to 15.6 V which is the sum of the input voltage vin, the zener voltage, and the base-emitter voltage 0.6 V for turning on the transistor TR.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, a switch for switching a DC input power supply via a coil, a rectifier circuit for rectifying energy stored in the coil to obtain a boosted output voltage, and a comparator for comparing the output voltage with a reference voltage In the step-up chopper circuit, the input voltage is reduced by responding to the decrease of the input voltage by inputting the output for comparing the input voltage and the output voltage to the comparator. Can also provide a boost chopper circuit that suppresses an increase in input current. As a result, the in-vehicle audio equipment has an advantage that the rank in the fuse in the set does not need to be increased because the input current does not increase, and there is no need to supply power directly from the battery through dedicated wiring.
[0024]
A switch for switching a DC input power supply via a coil, a rectifier circuit for rectifying energy stored in the coil when the switch is off to obtain a boosted output voltage, and providing the output voltage and a first reference voltage. In a boost chopper circuit comprising a first comparator to be compared and a drive circuit for performing pulse width modulation of the switch with an output signal of the first comparator, a voltage obtained by level-shifting the input voltage by a second reference voltage and the output An output of a second comparator for comparing a voltage with the input is input to the first comparator, and the output voltage is decreased in response to the decrease of the input voltage. Thus, it is possible to provide a step-up chopper circuit in which the voltage is suppressed. The second comparator has an advantage that it can be composed of only one transistor and few circuit components.
[0025]
Therefore, in the present invention, pattern design and thermal design in consideration of an increase in the input current when the input voltage is reduced can be eliminated. It is also possible to exchange as desired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a boost chopper circuit of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating characteristics of the present invention and a conventional boost chopper circuit.
FIG. 3 is a diagram for explaining a more specific circuit of the boost chopper circuit of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional boost chopper circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating operation waveforms of the present invention and a conventional boost chopper circuit.
[Explanation of symbols]
L1 Coil OP1 First comparator OP2 Second comparator PWM PWM drive circuit SW1 Switch D1 Diode C1 Capacitor

Claims (2)

バッテリーからなる直流入力電源から得られた入力電圧をコイルを介してスイッチイングするスイッチと、
前記コイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と、
前記出力電圧と基準電圧を比較する比較器とを有する昇圧チョッパー回路において、
前記入力電圧を一定値だけ高くシフトした電圧と前記出力電圧とを比較した出力を前記出力電圧に代えて、前記比較器に入力し、前記出力電圧に前記入力電圧に対する依存性を持たせることにより前記入力電圧が低下しても前記入力電流の増大を抑圧したことを特徴とする昇圧チョッパー回路。
A switch for switching an input voltage obtained from a DC input power supply consisting of a battery through a coil ,
A rectifier circuit that rectifies the energy stored in the coil to obtain a boosted output voltage ;
In a boost chopper circuit having a comparator for comparing the output voltage with a reference voltage,
An output obtained by comparing the output voltage with a voltage obtained by shifting the input voltage higher by a certain value is input to the comparator instead of the output voltage, and the output voltage has dependency on the input voltage. , boost chopper circuit, characterized in that also the input voltage is reduced to suppress the increase of the input current.
バッテリーからなる直流入力電源から得られた入力電圧をコイルを介してスイッチイングするスイッチと、
該スイッチがオフのとき前記コイルに蓄積されたエネルギーを整流して昇圧された出力電圧を得る整流回路と、
前記出力電圧と第1基準電圧とを比較する第1比較器と、
該第1比較器の出力信号で前記スイッチのオンオフを制御する信号をパルス幅変調するPWMドライブ回路とを有する昇圧チョッパー回路において、
前記入力電圧を昇圧電圧に応じた値だけ高くシフトした電圧と前記出力電圧を比較する第2比較器からの出力を前記出力電圧に代えて、前記第1比較器に入力し、前記出力電圧を前記入力電圧の低下に応答させて低下させ、前記入力電圧が低下しても前記入力電流の増大を抑圧したことを特徴とする昇圧チョッパー回路。
A switch for switching an input voltage obtained from a DC input power supply consisting of a battery through a coil ,
A rectifier circuit for rectifying energy stored in the coil when the switch is off to obtain a boosted output voltage ;
A first comparator for comparing the output voltage with a first reference voltage ;
A PWM drive circuit for pulse width modulating a signal for controlling on / off of the switch with an output signal of the first comparator.
Instead the output from the second comparator for comparing the higher shifted voltage and the output voltage by a value corresponding to the input voltage to the boost voltage to the output voltage, input to the first comparator, the output voltage boost chopper circuit, characterized in that said is responsive to a decrease in the input voltage is lowered, the input voltage is suppressed an increase in the input current is also reduced.
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