JP3689707B2

JP3689707B2 - DC-DC converter

Info

Publication number: JP3689707B2
Application number: JP2003367679A
Authority: JP
Inventors: 善蔵中村
Original assignee: 東京コイルエンジニアリング株式会社
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: JP2005137056A

Description

本発明は、直流電圧を他の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータに関する The present invention relates to a DC-DC converter that converts a DC voltage into another DC voltage.

従来のＤＣ−ＤＣコンバータの基本構成を図５に示す。図示するように、ＤＣ−ＤＣコンバータは、バイポーラ型トランジスタやＭＯＳ型トランジスタ等の半導体素子を用いた主スイッチ１と、この主スイッチ１をオン，オフさせるためのパルス信号を発生するスイッチ駆動回路２と、前記主スイッチ１のオン，オフにより発振動作して直流電源からの入力電圧Ｖinを昇圧または降圧して所定の出力電圧Ｖoutを得るコンバータ回路３とから構成されている。 A basic configuration of a conventional DC-DC converter is shown in FIG. As shown in the figure, a DC-DC converter includes a main switch 1 using a semiconductor element such as a bipolar transistor or a MOS transistor, and a switch driving circuit 2 that generates a pulse signal for turning on and off the main switch 1. And a converter circuit 3 that oscillates when the main switch 1 is turned on and off to increase or decrease the input voltage Vin from the DC power source to obtain a predetermined output voltage Vout.

コンバータ回路３は、トランス、コイル、キャパシタ、抵抗、ダイオード等で構成され、その回路構成と主スイッチ１の接続方法とによって多くの方式がある。その代表的なものに、トランスをエネルギー蓄積や転送に用いるフライバックやフォワード型、コイルをエネルギー蓄積に用いるバック（降圧）、ブースト（昇圧）、バック・ブースト（昇降圧）型がある。いずれの方式においても、主スイッチ１にはバイポーラ型トランジスタ又はＭＯＳ型トランジスタを用い、スイッチ駆動回路２からの方形波パルス信号で駆動して主スイッチ１のオン・オフを行なっている。主スイッチ１をオン・オフさせるのに必要なパルス信号の振幅は、バイポーラ型トランジスタの場合約１ボルトであり、ＭＯＳ型トランジスタでは３〜４ボルトである。 The converter circuit 3 includes a transformer, a coil, a capacitor, a resistor, a diode, and the like, and there are many methods depending on the circuit configuration and the connection method of the main switch 1. Typical examples include flyback and forward types that use a transformer for energy storage and transfer, and buck (step-down), boost (step-up), and buck-boost (step-up / down) types that use a coil for energy storage. In either system, the main switch 1 is a bipolar transistor or a MOS transistor, and is driven by a square wave pulse signal from the switch drive circuit 2 to turn on and off the main switch 1. The amplitude of the pulse signal required to turn on and off the main switch 1 is about 1 volt for a bipolar transistor and 3 to 4 volts for a MOS transistor.

一方、主スイッチ１の駆動にはRCCのような自励式を除くと、パルス発振器を含むスイッチ駆動回路２が用いられている。上記スイッチ駆動回路２に電源を供給する従来の回路を図６に示す。図６において、トランスＴ，キャパシタＣ０及びダイオードＤ０は、コンバータ回路３を構成する。バイポーラ型のトランジスタＴｒは、主スイッチ１を構成する。なお、主スイッチ１としてＭＯＳ型トランジスタを用いてもよい。 On the other hand, a drive circuit 2 including a pulse oscillator is used for driving the main switch 1 except for a self-excited type such as RCC. A conventional circuit for supplying power to the switch drive circuit 2 is shown in FIG. In FIG. 6, a transformer T, a capacitor C0, and a diode D0 constitute a converter circuit 3. The bipolar transistor Tr constitutes the main switch 1. Note that a MOS transistor may be used as the main switch 1.

かかる構成のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、従来は、抵抗Ｒと定電圧ダイオードＺＤとからなるクランプ回路４を形成していた。そして、このクランプ回路４の入力端子にコンバータ回路３の出力端子を接続し、クランプ回路４の出力端子をスイッチ駆動回路２の電源端子に接続していた。また、コンバータ回路３の入力端子にダイオードＤ１のアノードを接続し、同ダイオードＤ１のカソードをクランプ回路４の入力端子に接続していた。これにより、コンバータ回路３の起動時には、コンバータ回路３への入力直流電圧ＶinがダイオードＤ１及びクランプ回路４を介してスイッチ駆動回路２の電源Ｖccとして供給され、コンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達した定常時には、その出力直流電圧Ｖoutがクランプ回路４を介してスイッチ駆動回路２の電源Ｖccとして供給される。すなわち、スイッチ駆動回路２は、起動時には入力直流電圧Ｖinで動作し、定常時にはコンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutで動作していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平０５−４０５５１号公報 In the DC-DC converter having such a configuration, a clamp circuit 4 including a resistor R and a constant voltage diode ZD is conventionally formed. The output terminal of the converter circuit 3 is connected to the input terminal of the clamp circuit 4, and the output terminal of the clamp circuit 4 is connected to the power supply terminal of the switch drive circuit 2. Further, the anode of the diode D1 is connected to the input terminal of the converter circuit 3, and the cathode of the diode D1 is connected to the input terminal of the clamp circuit 4. Thus, when the converter circuit 3 is started, the input DC voltage Vin to the converter circuit 3 is supplied as the power source Vcc of the switch drive circuit 2 via the diode D1 and the clamp circuit 4, and the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 is defined. When the voltage reaches the normal voltage, the output DC voltage Vout is supplied as the power source Vcc of the switch drive circuit 2 via the clamp circuit 4. That is, the switch drive circuit 2 operates with the input DC voltage Vin at the time of startup, and operates with the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 at the time of steady operation (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 05-40551

図６に示したように、ＤＣ−ＤＣコンバータの主スイッチ１としてバイポーラ型トランジスタＴｒ１を用いた場合には、その駆動パルス振幅には約１ボルト必要であり、ダイオードＤ１の順方向電圧降下は約０．７ボルトあるので、ＤＣ−ＤＣコンバータを起動するには２ボルト以上の入力直流電圧Ｖinが必要であった。その一方で、スイッチ駆動回路２の電源電圧Ｖccは一般に３〜５ボルトの範囲内である。このため、入力直流電圧Ｖinが５ボルト以上の場合も想定されるので、従来は、５ボルト以上の電圧を３〜５ボルトに定電圧化するためのクランプ回路４を利用していた。しかし、クランプ回路４は、抵抗Ｒと定電圧ダイオードＺＤによって構成されるので、抵抗による電圧降下のため起動最低電圧が上ってしまうとともに、その熱損失のためＤＣ−ＤＣコンバータの電力変換効率が低下するという問題があった。 As shown in FIG. 6, when the bipolar transistor Tr1 is used as the main switch 1 of the DC-DC converter, the drive pulse amplitude needs about 1 volt, and the forward voltage drop of the diode D1 is about Since the voltage is 0.7 volts, an input DC voltage Vin of 2 volts or more is required to start the DC-DC converter. On the other hand, the power supply voltage Vcc of the switch drive circuit 2 is generally in the range of 3 to 5 volts. For this reason, since the case where the input DC voltage Vin is 5 volts or more is assumed, conventionally, the clamp circuit 4 for making the voltage of 5 volts or more constant to 3 to 5 volts has been used. However, since the clamp circuit 4 is composed of the resistor R and the constant voltage diode ZD, the starting minimum voltage increases due to a voltage drop due to the resistor, and the power conversion efficiency of the DC-DC converter increases due to the heat loss. There was a problem of lowering.

また、前述したように、主スイッチ１にはバイポーラ型またはＭＯＳ型のいずれかのトランジスタが用いられていた。バイポーラ型トランジスタの場合はそのオン・オフに必要なパルス振幅は約１ボルトであるので、低い入力直流電圧Ｖinで起動できる。しかし、オンさせるにはベース駆動電力が必要であり、また、オンからオフに移る際に遅延があり、この遅延時間内はコレクタ・エミッタ間に入力直流電圧Ｖinがかかっているにも拘らずコレクタ電流が流れるので、大きな電力損失が生じる。このため高い電力変換効率は望めなかった。 Further, as described above, the main switch 1 uses either bipolar or MOS type transistors. In the case of a bipolar transistor, the pulse amplitude required to turn it on / off is about 1 volt, so that it can be started with a low input DC voltage Vin. However, the base drive power is required to turn on, and there is a delay when switching from on to off, and within this delay time the collector is in spite of the input DC voltage Vin being applied between the collector and the emitter. Since current flows, a large power loss occurs. For this reason, high power conversion efficiency could not be expected.

一方、ＭＯＳ型トランジスタはオンさせるためのゲート電力は殆ど必要とせず、また、オンからオフに高速で遷移することができるので、ＤＣ−ＤＣコンバータの主スイッチ１として適しており、極めて高い電力変換効率が期待できる。しかしながら、オン・オフさせるゲート駆動パルスとして３〜５ボルトの振幅が必要であり、このため、３ボルト以下の入力直流電圧Ｖinでは起動できないという問題があった。 On the other hand, MOS transistors require little gate power to turn on, and can transition from on to off at high speed, making them suitable as the main switch 1 of a DC-DC converter and extremely high power conversion. Efficiency can be expected. However, an amplitude of 3 to 5 volts is required as a gate drive pulse to be turned on / off, and therefore there is a problem that it cannot be started with an input DC voltage Vin of 3 volts or less.

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、低い入力直流電圧で動作し得、しかも高い電力変換効率が得られるＤＣ−ＤＣコンバータを提供しようとするものである。 The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a DC-DC converter that can operate at a low input DC voltage and that can obtain high power conversion efficiency. is there.

本発明は、主スイッチをオン，オフすることにより直流電源からの入力電圧を昇圧または降圧して出力電圧を得るＤＣ−ＤＣコンバータに関し、請求項１に係る発明は、起動時には前記直流電源からの入力電圧でスイッチ駆動回路を動作させて主スイッチにオン，オフさせるための信号を供給し、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が定常値に達すると直流電源をスイッチ駆動回路から切り離してＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧でスイッチ駆動回路を動作させて主スイッチにオン，オフさせるための信号を供給するようにしたものである。 The present invention relates to a DC-DC converter that obtains an output voltage by boosting or stepping down an input voltage from a DC power supply by turning on and off a main switch. A signal for operating the switch drive circuit with the input voltage to turn on and off the main switch is supplied, and when the output voltage of the DC-DC converter reaches a steady value, the DC power supply is disconnected from the switch drive circuit and the DC-DC converter. The switch drive circuit is operated with the output voltage of 1 to supply a signal for turning on and off the main switch.

かかる手段を講じたことにより、本発明によれば、低い入力直流電圧で動作し得、しかも高い電力変換効率が得られるＤＣ−ＤＣコンバータを提供することができる。 By taking such means, according to the present invention, it is possible to provide a DC-DC converter that can operate with a low input DC voltage and that can obtain high power conversion efficiency.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
はじめに、低い入力直流電圧で動作し得、しかも高い電力変換効率が得られるＤＣ−ＤＣコンバータを得るための第１の手法として、主スイッチ１を駆動するスイッチ駆動回路２に電源を供給する電源回路を改良した第１の実施の形態について、図１を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as a first method for obtaining a DC-DC converter capable of operating with a low input DC voltage and having high power conversion efficiency, a power supply circuit that supplies power to a switch drive circuit 2 that drives the main switch 1 A first embodiment in which is improved will be described with reference to FIG.

図１は、本実施の形態における電源回路の概略図であり、図６と共通する部分には同一符号を付している。すなわちこの電源回路は、コンバータ回路３の出力端子にダイオードＤ２のアノードを接続し、同ダイオードＤ２のカソードをスイッチ駆動回路２の電源端子に接続している。また、コンバータ回路３の入力端子とスイッチ駆動回路２の電源端子との間を短絡する信号線にスイッチＳＷを介在させている。このスイッチＳＷは、コンバータ回路３が起動後その出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達するまではオン、出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達した後の定常状態ではオフとなるように、出力直流電圧Ｖoutで制御されるものである。 FIG. 1 is a schematic diagram of a power supply circuit in the present embodiment, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. That is, in this power supply circuit, the anode of the diode D2 is connected to the output terminal of the converter circuit 3, and the cathode of the diode D2 is connected to the power supply terminal of the switch drive circuit 2. Further, a switch SW is interposed in a signal line that short-circuits between the input terminal of the converter circuit 3 and the power supply terminal of the switch drive circuit 2. The switch SW is turned on until the output DC voltage Vout reaches a specified voltage after the converter circuit 3 is started, and is turned off in a steady state after the output DC voltage Vout reaches the specified voltage. It is controlled by the voltage Vout.

このような構成を採用することにより、コンバータ回路３の起動時には、コンバータ回路３への入力直流電圧ＶinがスイッチＳＷを介してスイッチ駆動回路２の電源Ｖccとして供給される。一方、コンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達した定常時には、その出力直流電圧ＶoutがダイオードＤ２を介してスイッチ駆動回路２の電源Ｖccとして供給される。 By adopting such a configuration, when the converter circuit 3 is started, the input DC voltage Vin to the converter circuit 3 is supplied as the power source Vcc of the switch drive circuit 2 via the switch SW. On the other hand, when the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 reaches a specified voltage, the output DC voltage Vout is supplied as the power source Vcc of the switch drive circuit 2 via the diode D2.

ここで、スイッチＳＷとして例えばｐｎｐトランジスタを用いることにより、オン時の端子間電圧降下はコレクタ・エミッタ間飽和電圧の約０．１ボルトである。したがって、ダイオードＤ１を用いた従来の電源回路と比べ、より低い入力電圧でＤＣ−ＤＣコンバータを起動することができる。 Here, by using, for example, a pnp transistor as the switch SW, the voltage drop between the terminals when turned on is about 0.1 volt of the collector-emitter saturation voltage. Therefore, the DC-DC converter can be started with a lower input voltage as compared with the conventional power supply circuit using the diode D1.

また、コンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達した定常時は、スイッチＳＷがオフするので、入力直流電圧Vinはスイッチ駆動回路２の電源から切り離される。このため、ダイオードＤ２の順方向電圧降下分をＶbeとすると、スイッチ駆動回路２の電源電圧Ｖccは、一定値（Ｖout-Ｖbe）となる。したがって、スイッチ駆動回路２の電源回路にクランプ回路４のような電圧安定化回路は不要となるので、高い電力変換効率が得られるようになる。 Further, when the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 reaches a specified voltage, the switch SW is turned off, so that the input DC voltage Vin is disconnected from the power source of the switch drive circuit 2. Therefore, if the forward voltage drop of the diode D2 is Vbe, the power supply voltage Vcc of the switch drive circuit 2 becomes a constant value (Vout−Vbe). Accordingly, a voltage stabilizing circuit such as the clamp circuit 4 is not required in the power supply circuit of the switch drive circuit 2, and high power conversion efficiency can be obtained.

この第１の実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの一具体例を図２に示す。同図において、３０は一般的なフライバック方式のコンバータ回路、２０は２つのインバータ２１，２２からなるスイッチ駆動回路、５０はスイッチＳＷの機能を実現するスイッチング回路である。スイッチング回路５０は、３つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３と、４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、キャパシタＣ１とから構成されている。 A specific example of the DC-DC converter in the first embodiment is shown in FIG. In the figure, 30 is a general flyback converter circuit, 20 is a switch driving circuit comprising two inverters 21 and 22, and 50 is a switching circuit for realizing the function of the switch SW. The switching circuit 50 includes three transistors Tr1, Tr2, Tr3, four resistors R1, R2, R3, R4, and a capacitor C1.

かかる構成のスイッチング回路５０は、コンバータ回路３０の出力直流電圧Ｖoutが規定電圧に達するまでの起動期間ではトランジスタＴｒ２はオフ、トランジスタＴｒ３はオンとなっており、トランジスタＴｒ１のベース電流が抵抗Ｒ５を通って流れるので、トランジスタＴｒ１はオンとなる。これにより、スイッチ駆動回路２０の２つのインバータ２１，２２に入力直流電圧Vinが電源として供給されて動作し、主スイッチ１にパルス信号が供給されて、主スイッチ１がオン，オフを繰返す。 In the switching circuit 50 having such a configuration, the transistor Tr2 is turned off and the transistor Tr3 is turned on during the start-up period until the output DC voltage Vout of the converter circuit 30 reaches the specified voltage, and the base current of the transistor Tr1 passes through the resistor R5. Therefore, the transistor Tr1 is turned on. Thereby, the input DC voltage Vin is supplied to the two inverters 21 and 22 of the switch drive circuit 20 as a power source, and the pulse signal is supplied to the main switch 1 so that the main switch 1 is repeatedly turned on and off.

その後、コンバータ回路３０の出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達すると、トランジスタＴｒ２はオン、トランジスタＴｒ３はオフとなり、トランジスタＴｒ１のベース電流経路は開放となるので、トランジスタＴｒ１はオフとなる。これにより、スイッチ駆動回路２０の２つのインバータ２１，２２には、ダイオードＤ２を介してコンバータ回路３０の出力直流電圧Ｖoutが供給されて動作が維持され、主スイッチ１にパルス信号が供給され続ける。 Thereafter, when the output DC voltage Vout of the converter circuit 30 reaches a specified voltage, the transistor Tr2 is turned on, the transistor Tr3 is turned off, and the base current path of the transistor Tr1 is opened, so that the transistor Tr1 is turned off. As a result, the two inverters 21 and 22 of the switch drive circuit 20 are supplied with the output DC voltage Vout of the converter circuit 30 via the diode D2, and the operation is maintained, and the pulse signal is continuously supplied to the main switch 1.

なお、この第１の実施の形態では、バイポーラ型トランジスタＴｒを主スイッチ１として使用したが、ＭＯＳ型トランジスタを主スイッチ１として使用しても、同様な作用効果を奏し得る。 In the first embodiment, the bipolar transistor Tr is used as the main switch 1. However, even if a MOS transistor is used as the main switch 1, the same effect can be obtained.

次に、同じく低い入力直流電圧で動作し得、しかも高い電力変換効率が得られるＤＣ−ＤＣコンバータを得るための第２の手法として、主スイッチ１を改良した第２の実施の形態について、図３を用いて説明する。 Next, as a second method for obtaining a DC-DC converter that can operate with a low input DC voltage and obtain high power conversion efficiency, a second embodiment in which the main switch 1 is improved will be described with reference to FIG. 3 will be described.

図３は、本実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図である。このＤＣ−ＤＣコンバータは、トランスＴ，ダイオードＤ０及びキャパシタＣ０を有し、入力直流電圧Ｖinを昇圧または降圧して出力直流電圧Ｖoutを得るコンバータ回路３と、このコンバータ回路３の主スイッチとして機能する主スイッチ回路１０と、主スイッチ回路１０をオン，オフさせるためのパルス信号を発生するスイッチ駆動回路２とで構成されている。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the DC-DC converter in the present embodiment. This DC-DC converter includes a transformer T, a diode D0, and a capacitor C0, and functions as a converter circuit 3 that boosts or steps down an input DC voltage Vin to obtain an output DC voltage Vout, and a main switch of the converter circuit 3. The main switch circuit 10 and the switch drive circuit 2 that generates a pulse signal for turning on and off the main switch circuit 10 are configured.

主スイッチ回路１０は、バイポーラ型トランジスタ１１とＭＯＳ型トランジスタ１２とを、コンバータ回路３におけるトランスＴの一次巻線に並列に接続するとともに、バイポーラ型トランジスタ１１のベースとスイッチ駆動回路２との間にスイッチング素子１３を介挿して構成されている。この主スイッチ回路１０において、スイッチング素子１３は、コンバータ回路３の起動時にはオン、コンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutが規定電圧に達した後の定常時はオフとなるように、出力直流電圧Ｖoutで制御されている。 The main switch circuit 10 connects the bipolar transistor 11 and the MOS transistor 12 in parallel to the primary winding of the transformer T in the converter circuit 3, and between the base of the bipolar transistor 11 and the switch drive circuit 2. The switching element 13 is interposed. In the main switch circuit 10, the switching element 13 is turned on when the converter circuit 3 is started, and is turned off in a steady state after the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 reaches a specified voltage. It is controlled.

このような構成を採用することにより、コンバータ回路３の起動時にはスイッチング素子１３がオンするので、バイポーラ型トランジスタ１１とＭＯＳ型トランジスタ１２の両方が動作可能となる。ここで、バイポーラ型トランジスタ１１はそのオン・オフに必要なパルス振幅は約１ボルトであるのに対し、ＭＯＳ型トランジスタ１２はゲート駆動パルスとして３〜５ボルトの振幅が必要である。したがって、入力直流電圧Ｖinが１〜２ボルト程度の低電圧であってもバイポーラ型トランジスタ１１はオン，オフ動作するので、コンバータ回路３を起動させることができる。 By adopting such a configuration, the switching element 13 is turned on when the converter circuit 3 is activated, so that both the bipolar transistor 11 and the MOS transistor 12 can operate. Here, the bipolar transistor 11 requires a pulse amplitude of about 1 volt for turning it on and off, whereas the MOS transistor 12 requires an amplitude of 3 to 5 volts as a gate drive pulse. Therefore, even if the input DC voltage Vin is a low voltage of about 1 to 2 volts, the bipolar transistor 11 is turned on and off, so that the converter circuit 3 can be activated.

一方、コンバータ回路３の出力直流電圧Ｖoutが規定電圧に達した後の定常時にはスイッチング素子１３がオフするので、バイポーラ型トランジスタ１１は動作しなくなり、ＭＯＳ型トランジスタ１２のみが動作可能となる。この時点では、ＭＯＳ型トランジスタ１２の動作に必要な３〜５ボルトのゲート駆動パルスが供給されているので、定常時はＭＯＳ型トランジスタ１２がオン，オフすることによって、コンバータ回路３が動作し続ける。したがって、高効率の電圧変換が可能となる。 On the other hand, since the switching element 13 is turned off in a steady state after the output DC voltage Vout of the converter circuit 3 reaches the specified voltage, the bipolar transistor 11 does not operate and only the MOS transistor 12 can operate. At this time, since the gate drive pulse of 3 to 5 volts necessary for the operation of the MOS transistor 12 is supplied, the converter circuit 3 continues to operate by turning on and off the MOS transistor 12 in a steady state. . Therefore, highly efficient voltage conversion is possible.

この第２の実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの一具体例を図４に示す。同図において、３０は一般的なフライバック方式のコンバータ回路、２０は２つのインバータ２１，２２からなるスイッチ駆動回路、１０はバイポーラ型トランジスタ１１とＭＯＳ型トランジスタ１２とをトランスＴの一次巻線に並列に接続してなる主スイッチ回路１０である。主スイッチ回路１０のスイッチング素子１３は、ＮＯＲゲート１３１と定電圧ダイオード１３２と抵抗１３３とによって構成されている。 A specific example of the DC-DC converter in the second embodiment is shown in FIG. In the figure, 30 is a general flyback converter circuit, 20 is a switch drive circuit comprising two inverters 21 and 22, and 10 is a bipolar transistor 11 and a MOS transistor 12 used as a primary winding of a transformer T. The main switch circuit 10 is connected in parallel. The switching element 13 of the main switch circuit 10 includes a NOR gate 131, a constant voltage diode 132, and a resistor 133.

かかる構成の主スイッチ回路１０は、コンバータ回路３０の出力直流電圧Ｖoutが規定電圧に達するまでの起動期間では、ＮＯＲゲート１３１がインバータとして動作するので、バイポーラ型トランジスタ１１が主スイッチとして動作する。一方、コンバータ回路３０の出力直流電圧Ｖoutが規定の電圧に達すると、定電圧ダイオード１３２が導通する。これにより、ＮＯＲゲート１３１の出力がほぼ０ボルトとなるので、バイポーラ型トランジスタ１１は動作しなくなる。その結果、定常状態に達した以後は、ＭＯＳ型トランジスタ１２が主スイッチとして動作する。 In the main switch circuit 10 having such a configuration, the NOR gate 131 operates as an inverter during the start-up period until the output DC voltage Vout of the converter circuit 30 reaches a specified voltage, so that the bipolar transistor 11 operates as a main switch. On the other hand, when the output DC voltage Vout of the converter circuit 30 reaches a specified voltage, the constant voltage diode 132 becomes conductive. As a result, the output of the NOR gate 131 becomes approximately 0 volts, so that the bipolar transistor 11 does not operate. As a result, after reaching a steady state, the MOS transistor 12 operates as a main switch.

なお、本発明は、その応用範囲として直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣインバータにも適用できるものである。 In addition, this invention is applicable also to the DC-AC inverter which converts a direct voltage into an alternating voltage as the application range.

本発明の第１の実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの概略構成図。The schematic block diagram of the DC-DC converter in the 1st Embodiment of this invention. 同第１の実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータを具現化した回路構成図。The circuit block diagram which actualized the DC-DC converter of the said 1st Embodiment. 本発明の第２の実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの概略構成図。The schematic block diagram of the DC-DC converter in the 2nd Embodiment of this invention. 同第２の実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータを具現化した回路構成図。The circuit block diagram which actualized the DC-DC converter of the said 2nd Embodiment. 従来の一般的なＤＣ−ＤＣコンバータの概略構成図。The schematic block diagram of the conventional general DC-DC converter. 従来のＤＣ−ＤＣコンバータにおけるスイッチ駆動回路の電源回路図。The power supply circuit diagram of the switch drive circuit in the conventional DC-DC converter.

Explanation of symbols

１…主スイッチ、２，２０…スイッチ駆動回路、３，３０…コンバータ回路、１０…主スイッチ回路、５０…スイッチング回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main switch, 2,20 ... Switch drive circuit, 3, 30 ... Converter circuit, 10 ... Main switch circuit, 50 ... Switching circuit.

Claims

In a DC-DC converter that obtains an output voltage by boosting or stepping down an input voltage from a DC power supply by turning on and off a main switch by a signal from a switch drive circuit.
A diode interposed in a signal line connecting between the output terminal of the DC-DC converter and the power supply terminal of the switch drive circuit, and a signal line connecting between the DC power supply and the power supply terminal of the switch drive circuit And a switch switching means for turning on the switch until the output voltage reaches a steady value after starting the DC-DC converter, and turning off the switch when the steady state value is reached.
At startup, the switch drive circuit is operated with an input voltage from the DC power supply to supply a signal to the main switch, and when the output voltage of the DC-DC converter reaches a steady value, the DC power supply is disconnected from the switch drive circuit. A DC-DC converter characterized in that the switch drive circuit is operated by the output voltage of the DC-DC converter and a signal is supplied to the main switch.