JP2013034306A

JP2013034306A - Dc-dc converter

Info

Publication number: JP2013034306A
Application number: JP2011169104A
Authority: JP
Inventors: Eiji Natsume; 英治夏目; Hirobumi Isomura; 博文磯村; Nobuyuki Tanaka; 伸幸田中; Akira Suzuki; 彰鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: JP5673420B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC-DC converter capable of stably outputting a voltage regardless of a variation in a power-supply voltage, while suppressing the complication of a circuit and a variation in an operating range of an amplifier.SOLUTION: A DC-DC converter 1 amplifies a voltage according to a current value detected by a current detection section 13 by using an amplification section 22, and steps-up and outputs a voltage of a main power-supply section 11 by turning on/off a switching element Tr according to a signal outputted from a voltage comparison section 23 for comparing the amplified voltage and a reference voltage. An elevated voltage generating section 30 and a reference voltage setting section 40 switches the elevated voltage and the reference voltage so that the lower a voltage of a first power-supply section 21 detected by a power-supply voltage detection section 26 becomes, the lower the elevated voltage added to a voltage inputted to the amplification section 22 and the reference voltage become.

Description

本発明は、電源の電圧を昇圧して負荷に出力するＤＣＤＣコンバータに関するものである。 The present invention relates to a DCDC converter that boosts the voltage of a power supply and outputs the boosted voltage to a load.

図８は、従来のＤＣＤＣコンバータの回路図を示している。このＤＣＤＣコンバータ７０のＤＣＤＣコンバータ本体１０は、バッテリーからの電圧ＶＢを供給する主電源１１に一方の端部が接続されたコイルＬと、コイルＬの他方の端部にアノード側が接続されたダイオードＤを備えている。また、コイルＬの他方の端部と接地部１２の間には、コイルＬ側から順にスイッチ素子Ｔｒ、および例えばシャント抵抗を有する電流検出部１３が接続されている。また、ＤＣＤＣコンバータ本体１０には、一方の電極がダイオードＤのカソード側に接続され、他方の電極が電流検出部１３にスイッチ素子Ｔｒと共通接続されたコンデンサＣが、設けられている。 FIG. 8 shows a circuit diagram of a conventional DC-DC converter. The DCDC converter main body 10 of the DCDC converter 70 includes a coil L whose one end is connected to the main power supply 11 that supplies the voltage VB from the battery, and a diode D whose anode is connected to the other end of the coil L. It has. Further, between the other end of the coil L and the grounding portion 12, a switching element Tr and a current detection portion 13 having, for example, a shunt resistance are connected in order from the coil L side. In addition, the DCDC converter body 10 is provided with a capacitor C in which one electrode is connected to the cathode side of the diode D and the other electrode is commonly connected to the current detection unit 13 and the switch element Tr.

また、ＤＣＤＣコンバータ７０は、スイッチ素子Ｔｒのオン／オフを制御する制御部７１を備えている。この制御部７１は、ＩＣチップ３の一部として設けられており、電流検出部１３を流れる電流に応じて検出された電圧を増幅して出力する増幅アンプ２２と、増幅アンプ２２から出力された増幅電圧と基準電圧設定部７３で生成された基準電圧とを比較し、その結果に応じた信号を出力する電圧比較部２３と、この電圧比較部２３からの出力信号に応じて、スイッチ素子Ｔｒをオン／オフするための信号を出力する制御回路７４を有している。増幅アンプ２２および電圧比較部２３は、第１電源部２１から供給される電圧ＶＤＤ１で駆動される。 Further, the DCDC converter 70 includes a control unit 71 that controls on / off of the switch element Tr. The control unit 71 is provided as a part of the IC chip 3. The amplification unit 22 amplifies and outputs a voltage detected according to the current flowing through the current detection unit 13, and is output from the amplification amplifier 22. The amplified voltage and the reference voltage generated by the reference voltage setting unit 73 are compared, a voltage comparison unit 23 that outputs a signal corresponding to the result, and a switch element Tr according to an output signal from the voltage comparison unit 23 Has a control circuit 74 for outputting a signal for turning on / off. The amplification amplifier 22 and the voltage comparison unit 23 are driven by the voltage VDD1 supplied from the first power supply unit 21.

また、制御部７１は、かさ上げ電圧生成部７２を有しており、このかさ上げ電圧生成部７２は、かさ上げ電圧を生成し、生成したかさ上げ電圧を、増幅アンプ２２に入力される電流検出部１３からの電圧に加算してかさ上げすることによって、電圧比較部２３で基準電圧と比較するのに十分な増幅電圧を確保している。また、基準電圧は、基準電圧設定部７３で設定される。 In addition, the control unit 71 includes a raised voltage generation unit 72, which generates a raised voltage and uses the generated raised voltage as a current input to the amplification amplifier 22. By adding to the voltage from the detection unit 13 and raising the voltage, the voltage comparison unit 23 secures an amplified voltage sufficient for comparison with the reference voltage. The reference voltage is set by the reference voltage setting unit 73.

また、従来のＤＣＤＣコンバータとして、特許文献１に開示されたものが知られている。このＤＣＤＣコンバータは、直流電源の出力を変換して所望の電圧を生成する主回路と、この主回路に並列に設けられたバックアップ回路と、制御回路を備えている。制御回路は、通常動作時において、主回路から出力される電圧が目標電圧に維持されるように、主回路の主スイッチのオン／オフを制御する。また、このＤＣＤＣコンバータでは、直流電源から入力される入力電圧が所定の閾値を下回ったときなど、主回路の動作に異常が発生すると、主回路を停止するとともにバックアップ回路を起動し、直流電源からバックアップ回路を経由して負荷に電圧が供給される。 Moreover, what was disclosed by patent document 1 is known as a conventional DCDC converter. The DCDC converter includes a main circuit that converts a DC power supply output to generate a desired voltage, a backup circuit provided in parallel with the main circuit, and a control circuit. The control circuit controls on / off of the main switch of the main circuit so that the voltage output from the main circuit is maintained at the target voltage during normal operation. Further, in this DCDC converter, when an abnormality occurs in the operation of the main circuit, such as when the input voltage input from the DC power supply falls below a predetermined threshold value, the main circuit is stopped and the backup circuit is started up. A voltage is supplied to the load via the backup circuit.

特開２００６−２３０１１１号公報JP 2006-230111 A

しかし、上述した従来のＤＣＤＣコンバータ７０では、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１が低下した場合、増幅アンプ２２から出力される増幅電圧の大きさが制限され、電圧比較部２３での基準電圧との比較が適正に行われず、コンデンサＣへの充電、ひいてはその放電対象の駆動に支障を来すおそれがある。これを回避するためには、第１電源部２１の電圧低下に応じて、かさ上げ電圧による電圧のかさ上げ量をより小さくするとともに、それに応じて電圧比較部２３で比較する基準電圧もより低くすることが考えられる。しかし、その場合、例えばコンデンサＣからの放電が急激に行われ、コンデンサＣの電流検出部１３側の電位がマイナスになったときなどに、増幅アンプ２２に入力される電圧が、かさ上げしたとしても増幅アンプ２２を飽和領域で動作させられるレベルに達せず、増幅アンプ２２が非飽和領域で動作するおそれがある。このような増幅アンプ２２の非飽和領域での動作と飽和領域での動作の間の変動が継続すると、増幅アンプ２２を構成する素子の劣化を促進してしまうおそれがある。また、このような動作領域の変動を回避するために、例えば上述した特許文献に係るＤＣＤＣコンバータのように、バックアップ回路を設けることが考えられるが、その場合、バックアップ回路の分、回路構成が複雑化し、基板面積の増大や製造コストの増大を招いてしまう。 However, in the above-described conventional DCDC converter 70, when the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 decreases, the magnitude of the amplified voltage output from the amplification amplifier 22 is limited, and the reference voltage in the voltage comparison unit 23 The comparison is not properly performed, and there is a possibility that the charging of the capacitor C and consequently the driving of the discharge target may be hindered. In order to avoid this, in accordance with the voltage drop of the first power supply unit 21, the amount of voltage increase due to the increase voltage is made smaller, and the reference voltage compared by the voltage comparison unit 23 is also made lower accordingly. It is possible to do. However, in that case, for example, when the discharge from the capacitor C is abruptly performed and the potential of the capacitor C on the current detection unit 13 side becomes negative, the voltage input to the amplification amplifier 22 is increased. However, the amplification amplifier 22 does not reach a level at which the amplification amplifier 22 can operate in the saturation region, and the amplification amplifier 22 may operate in the non-saturation region. If the fluctuation between the operation in the non-saturation region and the operation in the saturation region of the amplification amplifier 22 continues, there is a possibility that the deterioration of the elements constituting the amplification amplifier 22 may be promoted. In order to avoid such fluctuations in the operation region, it is conceivable to provide a backup circuit, such as the DCDC converter according to the above-mentioned patent document, but in that case, the circuit configuration is complicated due to the backup circuit. This increases the substrate area and the manufacturing cost.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回路の複雑化および増幅アンプの動作領域の変動を抑制しながら、電源電圧の変動にかかわらず、安定して電圧を出力することができるＤＣＤＣコンバータを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and stably suppresses the voltage regardless of the fluctuation of the power supply voltage while suppressing the complexity of the circuit and the fluctuation of the operation area of the amplification amplifier. An object of the present invention is to provide a DCDC converter capable of outputting.

上記の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の請求項１に係るＤＣＤＣコンバータ１は、一端側が主電源部１１に接続されたコイルＬと、コイルＬと主電源部１１よりも電圧が低い接地部１２との間に設けられたスイッチ素子Ｔｒと、一方の電極がコイルＬ側に接続され、他方の電極が接地部１２側に共通接続されたコンデンサＣと、スイッチ素子ＴｒとコンデンサＣとの共通接続部と、接地部１２との間に設けられ、共通接続部と接地部１２の間を流れる電流に応じた電圧信号を出力する電流検出部１３と、電流検出部１３から出力された電圧信号に応じてスイッチ素子Ｔｒのオン／オフを制御する制御回路２４と、を備えたＤＣＤＣコンバータ１であって、第１電源部２１と、第１電源部２１の電圧を検出する電源電圧検出部２６と、かさ上げ電圧を生成するかさ上げ電圧生成部３０と、第１電源部２１からの電圧によって動作し、電流検出部１３によって検出された電圧信号に対し、かさ上げ電圧生成部３０によって生成されたかさ上げ電圧を加えた電圧に応じた増幅電圧を出力する増幅部（実施形態における（以下、本項において同じ）「増幅アンプ２２」）と、基準電圧を設定する基準電圧設定部４０と、増幅部から出力された増幅電圧と、基準電圧設定部４０によって設定された基準電圧とを比較し、比較結果に応じた信号を出力する電圧比較部２３と、を備え、制御回路２４は、電圧比較部２３から出力された信号に応じてスイッチ素子Ｔｒのオン／オフを制御するように構成され、かさ上げ電圧生成部３０は、電源電圧検出部２６によって検出された第１電源部２１の電圧が低いほど、かさ上げ電圧がより低くなるようにかさ上げ電圧を切り換えるように構成され、基準電圧設定部４０は、電源電圧検出部２６によって検出された電圧が低いほど、基準電圧がより低くなるように基準電圧を切り換えるように構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the DCDC converter 1 according to claim 1 according to the claims includes a coil L having one end connected to the main power supply unit 11, and a voltage higher than the coil L and the main power supply unit 11. Switch element Tr provided between the grounding portion 12 and the capacitor C having one electrode connected to the coil L side and the other electrode commonly connected to the grounding portion 12 side, the switch element Tr and the capacitor A current detection unit 13 that is provided between the common connection unit with C and the ground unit 12 and outputs a voltage signal corresponding to the current flowing between the common connection unit and the ground unit 12; The DCDC converter 1 includes a control circuit 24 that controls on / off of the switch element Tr according to the voltage signal that has been output, and includes a first power supply unit 21 and a power supply that detects the voltage of the first power supply unit 21. Voltage detector 2 The raised voltage generating unit 30 that generates the raised voltage and the voltage signal detected by the current detecting unit 13 that is operated by the voltage from the first power supply unit 21 are generated by the raised voltage generating unit 30. An amplifying unit (an “amplifying amplifier 22” in the embodiment (hereinafter, the same applies in this section)) that outputs an amplified voltage corresponding to a voltage to which the raised voltage is added; a reference voltage setting unit 40 that sets a reference voltage; The control circuit 24 includes a voltage comparison unit 23 that compares the amplified voltage output from the amplification unit with the reference voltage set by the reference voltage setting unit 40 and outputs a signal corresponding to the comparison result. The raising voltage generator 30 is configured to control on / off of the switch element Tr in accordance with the signal output from the comparator 23, and the raised voltage generator 30 detects the first detected by the power supply voltage detector 26. The raising voltage is switched so that the raising voltage is lower as the voltage of the source unit 21 is lower. The reference voltage setting unit 40 is configured so that the lower the voltage detected by the power supply voltage detecting unit 26 is, the lower the reference voltage is. The reference voltage is switched so that the voltage becomes lower.

このＤＣＤＣコンバータによれば、主電源部と接地部との間には、主電源部側から順に、コイル、スイッチ素子および電流検出部が設けられ、電流検出部によって検出された電流に基づく電圧信号に応じて、制御回路によりスイッチ素子がオン／オフされる。それにより、主電源部に接続されたコイルを介して、主電源部からコンデンサに充電され、電荷が蓄積される一方、コンデンサの一方の電極側から、ＤＣＤＣコンバータの出力対象に放電される。 According to this DCDC converter, a coil, a switch element, and a current detection unit are provided in this order from the main power supply unit between the main power supply unit and the ground unit, and a voltage signal based on the current detected by the current detection unit. Accordingly, the switch element is turned on / off by the control circuit. As a result, the capacitor is charged from the main power supply unit via the coil connected to the main power supply unit, and electric charge is accumulated, while being discharged from one electrode side of the capacitor to the output target of the DCDC converter.

また、電流検出部は、コンデンサの他方の電極とスイッチ素子との共通接続部から接地部に流れる電流に応じた電圧を検出し、この電圧に、かさ上げ電圧生成部で生成されたかさ上げ電圧を加算した電圧が、増幅部によって増幅され、増幅電圧として出力される。そして、基準電圧設定部によって設定された基準電圧と増幅電圧とが、電圧比較部によって比較され、その比較結果に応じて出力された信号に基づいて、制御回路により、スイッチ素子がオン／オフされる。 The current detection unit detects a voltage corresponding to the current flowing from the common connection portion between the other electrode of the capacitor and the switch element to the grounding portion, and this voltage is used as the raised voltage generated by the raised voltage generation unit. Is amplified by the amplifier and output as an amplified voltage. The reference voltage set by the reference voltage setting unit and the amplified voltage are compared by the voltage comparison unit, and the switch element is turned on / off by the control circuit based on the signal output according to the comparison result. The

また、電源電圧検出部によって検出された第１電源部の電圧が低いほど、かさ上げ電圧がより低くなるように、かさ上げ電圧生成部によって切り換えられる。したがって、増幅部により増幅が行われる前の段階で、増幅部に入力される電圧が、増幅部を駆動する第１電源部の電圧の低下に応じて低下することによって、増幅部における増幅を制限なく適切に実行することができる。 Further, the raising voltage generation unit switches the raising voltage so that the lowering the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detecting unit is lower. Therefore, in the stage before amplification is performed by the amplification unit, the voltage input to the amplification unit is reduced in accordance with the decrease in the voltage of the first power supply unit that drives the amplification unit, thereby limiting amplification in the amplification unit. Can be implemented properly.

また、検出された第１電源部の電圧が低いほど、基準電圧もまた、より低くなるように基準電圧設定部によって設定される。したがって、第１電源部の電圧の低下に伴う増幅電圧の低下に対応して、電圧比較部での比較の基準である基準電圧がより低下するので、第１電源部の電圧が低下した状態においても、電圧比較部における比較を適切に行うことができ、その結果、第１電源部の電圧が変動しても、ＤＣＤＣコンバータの正常な動作を維持することができる。 Further, the reference voltage setting unit sets the reference voltage so that the lower the detected voltage of the first power supply unit, the lower the reference voltage. Accordingly, since the reference voltage, which is a reference for comparison in the voltage comparison unit, further decreases in response to the decrease in the amplified voltage accompanying the decrease in the voltage of the first power supply unit, In addition, the comparison in the voltage comparison unit can be performed appropriately, and as a result, the normal operation of the DCDC converter can be maintained even if the voltage of the first power supply unit fluctuates.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ１において、基準電圧設定部４０により基準電圧を切り換えた後に、かさ上げ電圧生成部３０によりかさ上げ電圧を切り換えることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the DCDC converter 1 according to claim 1, after the reference voltage is switched by the reference voltage setting unit 40, the raising voltage is switched by the raising voltage generating unit 30.

この構成によれば、増幅部を作動させる第１電源部の電圧の低下を検出したときには、先に基準電圧を切り換えた後に、かさ上げ電圧が切り換えられる。これにより、電源電圧の低下に伴ってかさ上げ電圧および基準電圧が低下する際、電圧比較部での比較結果に基づくスイッチ素子のオン／オフの制御、すなわちコンデンサへの充電の制御を、適切に行うことが可能になり、第１電源部の電圧の低下の前後におけるＤＣＤＣコンバータの正常な動作を維持することができる。 According to this configuration, when a decrease in the voltage of the first power supply unit that operates the amplification unit is detected, the raising voltage is switched after the reference voltage is switched first. As a result, when the raised voltage and the reference voltage are lowered as the power supply voltage is lowered, the switch element on / off control based on the comparison result in the voltage comparison unit, that is, the charge control to the capacitor is appropriately performed. Therefore, the normal operation of the DCDC converter before and after the voltage drop of the first power supply unit can be maintained.

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のＤＣＤＣコンバータ１において、かさ上げ電圧生成部３０は、第２電源部３１と、第２電源部３１よりも電圧が低い第２接地部３２との間に直列に接続された複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、直列に接続された複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３間の中間端子と増幅アンプの間にそれぞれ設けられた複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、電源電圧検出部２６によって検出された第１電源部２１の電圧が低いほど、第２接地部３１側のスイッチをオンするとともに他のスイッチをオフすることにより、かさ上げ電圧がより低くなるように、かさ上げ電圧を切り換えるかさ上げ電圧制御回路（制御回路２４）と、を有していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the DCDC converter 1 according to the first or second aspect, the raised voltage generation unit 30 includes a second power supply unit 31 and a second grounding unit whose voltage is lower than that of the second power supply unit 31. 32, a plurality of resistors R1 to R3 connected in series, and a plurality of switches SW1 and SW2 provided between an intermediate terminal between the plurality of resistors R1 to R3 connected in series and the amplification amplifier, As the voltage of the first power supply unit 21 detected by the power supply voltage detection unit 26 is lower, the raising voltage is lowered by turning on the switch on the second grounding unit 31 side and turning off the other switches. And a raising voltage control circuit (control circuit 24) for switching the raising voltage.

この構成によれば、電源電圧検出部で検出された第１電源部の電圧が低いほど、第２接地部により近い側のスイッチがオンされるとともに他のスイッチがオフされ、第２電源部からオンされたスイッチの間の抵抗に応じてより大きく降圧された第２電源部の電圧が、かさ上げ電圧として、電流検出部からの電圧に加算される。このように、増幅部に入力される電圧が、第１電源部の電圧の低下に応じて低下することによって、増幅部における増幅を制限なく適切に実行することができる。 According to this configuration, as the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detection unit is lower, the switch closer to the second ground unit is turned on and the other switches are turned off. The voltage of the second power supply unit that is further stepped down according to the resistance between the turned-on switches is added to the voltage from the current detection unit as a raised voltage. As described above, the voltage input to the amplifying unit decreases according to the decrease in the voltage of the first power supply unit, so that the amplification in the amplifying unit can be appropriately executed without limitation.

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のＤＣＤＣコンバータ１において、基準電圧設定部４０は、第２電源部３１と第２接地部３２との間に直列に接続された複数の複数の抵抗Ｒ４〜Ｒ６と、直列に接続された複数の抵抗Ｒ４〜Ｒ６間の中間端子と電圧比較部２３の間にそれぞれ設けられた複数のスイッチＳＷ３、ＳＷ４と、電源電圧検出部２６によって検出された第１電源部３１の電圧が低いほど、第２接地部３２側のスイッチをオンするとともに他のスイッチをオフすることにより、基準電圧がより低くなるように、基準電圧を切り換える基準電圧制御回路２４と、を有していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the DCDC converter 1 according to the third aspect of the present invention, the reference voltage setting unit 40 includes a plurality of a plurality of the plurality of reference voltage setting units 40 connected in series between the second power supply unit 31 and the second ground unit 32. Detected by the resistors R4 to R6, a plurality of switches SW3 and SW4 provided between the intermediate terminal between the resistors R4 to R6 connected in series and the voltage comparator 23, and the power supply voltage detector 26, respectively. The reference voltage control circuit 24 switches the reference voltage so that the reference voltage becomes lower by turning on the switch on the second grounding unit 32 side and turning off the other switches as the voltage of the first power supply unit 31 is lower. It is characterized by having.

この構成によれば、電源電圧検出部で検出された第１電源部の電圧が低いほど、第２接地部により近い側のスイッチがオンされるとともに他のスイッチがオフされ、第２電源部からオンされたスイッチの間の抵抗に応じてより大きく降圧された第２電源部の電圧が、基準電圧として電圧比較部に供給される。すなわち、第１電源部の電圧の低下に伴う増幅電圧の低下に応じ、電圧比較部での比較の基準である基準電圧をより低下させることによって、第１電源部の電圧が低下した状態においても、電圧比較部における比較を適切に行うことができ、その結果、ＤＣＤＣコンバータの正常な動作を維持することができる。 According to this configuration, as the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detection unit is lower, the switch closer to the second ground unit is turned on and the other switches are turned off. The voltage of the second power supply unit that is further stepped down in accordance with the resistance between the turned-on switches is supplied to the voltage comparison unit as a reference voltage. That is, even when the voltage of the first power supply unit is lowered by further reducing the reference voltage, which is a reference for comparison in the voltage comparison unit, in accordance with the decrease in the amplified voltage accompanying the decrease in the voltage of the first power supply unit. Thus, the comparison in the voltage comparison unit can be appropriately performed, and as a result, the normal operation of the DCDC converter can be maintained.

本発明の第１実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。It is a circuit diagram showing a DCDC converter concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１の電流検出部、増幅アンプおよびかさ上げ電圧生成部を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a current detection unit, an amplification amplifier, and a raised voltage generation unit in FIG. 1. 図１のＤＣＤＣコンバータの動作例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an operation example of the DCDC converter of FIG. 1. 本発明の第２実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the DCDC converter which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図３のＤＣＤＣコンバータの動作例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating an operation example of the DCDC converter of FIG. 3. 本発明の第３実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the DCDC converter which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図５のＤＣＤＣコンバータの動作例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an operation example of the DCDC converter of FIG. 5. 従来のＤＣＤＣコンバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional DCDC converter.

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係るＤＣＤＣコンバータについて、図面を参照しながら説明する。このＤＣＤＣコンバータ１は、例えば、車両に搭載された内燃機関を制御する電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）（図示せず）に搭載されており、前述した従来のＤＣＤＣコンバータ７０と近似した構成を有している。以下、従来のＤＣＤＣコンバータ７０と同様の構成要素には同じ符号を付して、本実施形態のＤＣＤＣコンバータ１について説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, a DCDC converter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The DCDC converter 1 is mounted on, for example, an electronic control device (hereinafter referred to as “ECU”) (not shown) for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle, and has a configuration approximate to the conventional DCDC converter 70 described above. have. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional DCDC converter 70, and the DCDC converter 1 of the present embodiment will be described.

図１に示すように、ＤＣＤＣコンバータ１は、コンデンサＣを有するＤＣＤＣコンバータ本体１０と、このコンデンサＣへの充電、および例えばインジェクタなどの負荷（図示せず）の駆動回路２へ放電を制御するための制御部２０を備えている。ＤＣＤＣコンバータ本体１０は、バッテリー電圧ＶＢを供給するための主電源部１１と、この主電源部１１に一端側が接続されたコイルＬと、コイルＬの他端側にアノードが接続されたダイオードＤを有しており、このダイオードＤのカソードは、コンデンサＣの一方の電極に接続されている。また、コイル１２の他端側には、主電源部１１のバッテリー電圧ＶＢよりも電圧が低い接地部１２との間に、スイッチ素子Ｔｒおよび電流検出部１３が、コイルＬ側から順に直列に接続されている。 As shown in FIG. 1, the DCDC converter 1 controls the DCDC converter main body 10 having a capacitor C, charging of the capacitor C, and discharging to a drive circuit 2 of a load (not shown) such as an injector. The control unit 20 is provided. The DCDC converter main body 10 includes a main power supply unit 11 for supplying a battery voltage VB, a coil L having one end connected to the main power supply unit 11, and a diode D having an anode connected to the other end of the coil L. The cathode of the diode D is connected to one electrode of the capacitor C. In addition, a switching element Tr and a current detection unit 13 are connected in series in order from the coil L side to the other end side of the coil 12 and the ground unit 12 having a voltage lower than the battery voltage VB of the main power supply unit 11. Has been.

スイッチ素子Ｔｒは、例えばＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴおよびＳＩＴのいずれかで構成されたパワー半導体素子である。また、コンデンサＣの一方の電極側には、駆動回路２が接続されており、他方の電極側は、スイッチ素子Ｔｒと電流検出部１３の中間端子に接続されており、すなわち、接地部１２側にスイッチ素子Ｔｒおよび電流検出部１３と共通接続されている。 The switch element Tr is a power semiconductor element composed of, for example, any one of a MOS transistor, IGBT, and SIT. The drive circuit 2 is connected to one electrode side of the capacitor C, and the other electrode side is connected to the intermediate terminal of the switch element Tr and the current detection unit 13, that is, the grounding unit 12 side. Are commonly connected to the switch element Tr and the current detector 13.

図２に示すように、電流検出部１３は、例えばシャント抵抗ＳＲを有しており、スイッチ素子Ｔｒと接地部１２の間を流れる電流に応じた電圧信号を、制御部２０に出力する。また、制御部２０は、ＩＣチップ３の一部として設けられており、バッテリー電圧を降圧した電圧ＶＤＤ１を供給する第１電源部２１、増幅アンプ２２（増幅部）、電圧比較部２３、および制御回路２４などを有している。 As illustrated in FIG. 2, the current detection unit 13 includes, for example, a shunt resistor SR, and outputs a voltage signal corresponding to the current flowing between the switch element Tr and the ground unit 12 to the control unit 20. The control unit 20 is provided as a part of the IC chip 3, and includes a first power supply unit 21 that supplies a voltage VDD1 obtained by stepping down the battery voltage, an amplification amplifier 22 (amplification unit), a voltage comparison unit 23, and a control. A circuit 24 and the like are included.

増幅アンプ２２は、第１電源部２１からの電圧ＶＤＤ１で駆動されるオペアンプＯＡおよびその周辺回路などで構成されており、この増幅アンプ２２に、前述した電流検出部１３から出力された電圧信号が入力される。具体的には、オペアンプＯＡの非反転入力端子にシャント抵抗ＲＳの主源部１１側の端子が、抵抗Ｒａを介して接続され、反転入力端子に同じく接地部１２側の端子が、抵抗Ｒｂを介して接続されている。また、非反転入力端子には、後述するかさ上げ電圧生成部３０が、抵抗Ｒｃを介して接続されている。また、オペアンプＯＡの出力側と反転入力端子との間には帰還抵抗Ｒｄが設けられている。 The amplification amplifier 22 is composed of an operational amplifier OA driven by the voltage VDD1 from the first power supply unit 21 and its peripheral circuit, and the voltage signal output from the current detection unit 13 is supplied to the amplification amplifier 22. Entered. Specifically, the terminal on the main source unit 11 side of the shunt resistor RS is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OA via the resistor Ra, and the terminal on the grounding unit 12 side is connected to the resistor Rb similarly to the inverting input terminal. Connected through. Further, a boost voltage generator 30 described later is connected to the non-inverting input terminal via a resistor Rc. A feedback resistor Rd is provided between the output side of the operational amplifier OA and the inverting input terminal.

また、制御部２０は、電圧ＶＤＤ２を供給する第２電源部３１、かさ上げ電圧生成部３０および基準電圧設定部４０を有している。かさ上げ電圧生成部３０は、第２電源部３１と、電圧ＶＤＤ２よりも電圧の低い第２接地部３２の間に設けられ、第２電源部３１側から順に直列に接続された第１〜第３抵抗Ｒ１〜Ｒ３を有している。また、第１および第２抵抗Ｒ１、Ｒ２の間の中間端子と、増幅アンプ２２との間には、第１スイッチＳＷ１が設けられており、第２および第３抵抗Ｒ２、Ｒ３の間の中間端子と、増幅アンプ２２との間には、第２スイッチＳＷ２が設けられている。 The control unit 20 includes a second power supply unit 31 that supplies the voltage VDD2, a raised voltage generation unit 30, and a reference voltage setting unit 40. The raised voltage generation unit 30 is provided between the second power supply unit 31 and the second grounding unit 32 having a voltage lower than the voltage VDD2, and is connected in series in order from the second power supply unit 31 side. Three resistors R1 to R3 are provided. A first switch SW1 is provided between the intermediate terminal between the first and second resistors R1 and R2 and the amplification amplifier 22, and the intermediate between the second and third resistors R2 and R3. A second switch SW2 is provided between the terminal and the amplification amplifier 22.

第１および第２スイッチＳＷ１、ＳＷ２には、制御回路２４が接続されており、制御回路２４からの第１の制御信号によって、第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２がそれぞれオン／オフされる。 A control circuit 24 is connected to the first and second switches SW1 and SW2, and the first and second switch elements SW1 and SW2 are turned on / off by a first control signal from the control circuit 24, respectively. .

基準電圧設定部４０は、上述したかさ上げ電圧生成部３０と同様に構成されており、第２電源部３１と第２接地部３２の間において直列に接続された第４〜第６抵抗Ｒ４〜Ｒ６と、第４および第５抵抗Ｒ４、Ｒ５の間の中間端子と電圧比較部２３の間に設けられた第３スイッチＳＷ３と、第５および第６スイッチＳＷ５、ＳＷ６の間の中間端子と電流比較器２３の間に設けられた第４スイッチＳＷ４とを有している。また、第３および第４スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、制御回路２４に接続されており、制御回路２４からの第２の制御信号によって、それぞれオン／オフされる。 The reference voltage setting unit 40 is configured in the same manner as the raised voltage generation unit 30 described above, and includes fourth to sixth resistors R4 to R4 connected in series between the second power supply unit 31 and the second ground unit 32. R6, a third switch SW3 provided between the intermediate terminal between the fourth and fifth resistors R4, R5 and the voltage comparison unit 23, and an intermediate terminal between the fifth and sixth switches SW5, SW6 and the current A fourth switch SW4 provided between the comparators 23; The third and fourth switches SW3 and SW4 are connected to the control circuit 24 and are turned on / off by the second control signal from the control circuit 24, respectively.

また、第１電源部２１と増幅アンプ２２の間には電圧検出部２６が設けられており、第１電源部２１および増幅アンプ２２の間の電圧ＶＤＤ１を検出して制御回路２４に出力する。 In addition, a voltage detection unit 26 is provided between the first power supply unit 21 and the amplification amplifier 22, and the voltage VDD1 between the first power supply unit 21 and the amplification amplifier 22 is detected and output to the control circuit 24.

次いで、上述したＤＣＤＣコンバータ１の動作を、図３を参照しながら説明する。同図に示すように、タイミングｔ１においてイグニッションスイッチがオンされ、内燃機関が始動されると（いずれも図示せず）、主電源部１１の電圧ＶＢが徐々に上昇し、所定の電圧で安定する。また、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１も、主電源部１１から若干、遅れて徐々に上昇し、バッテリー電圧ＶＢよりも低い所定の電圧で安定する。 Next, the operation of the DCDC converter 1 described above will be described with reference to FIG. As shown in the figure, when the ignition switch is turned on at timing t1 and the internal combustion engine is started (none is shown), the voltage VB of the main power supply 11 gradually increases and stabilizes at a predetermined voltage. . In addition, the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 gradually increases with a slight delay from the main power supply unit 11, and is stabilized at a predetermined voltage lower than the battery voltage VB.

そして、タイミングｔ２において、制御回路２４によりスイッチ素子Ｔｒの制御が開始され、スイッチ素子Ｔｒがオンされるのに伴って第１電源部２１から接地部１２に電流が流れることにより、スイッチ素子Ｔｒがオフされるまで電流検出部１３で検出される電流値が、上昇する。スイッチ素子Ｔｒのオフと同時に電流が停止するので、電流値は０に戻る。このようなスイッチ素子のオン／オフが、所定のデューティ比のＰＷＭ制御により反復されることによって、コンデンサＣが充電され、ＤＣＤＣコンバータ１から出力される電圧が徐々に上昇する。そして、出力される電圧が所定の出力電圧に達したところで、ＰＷＭ制御が一旦、停止される。 At timing t2, the control circuit 24 starts to control the switch element Tr. When the switch element Tr is turned on, a current flows from the first power supply unit 21 to the ground unit 12, so that the switch element Tr is The current value detected by the current detection unit 13 increases until it is turned off. Since the current stops simultaneously with the switching element Tr being turned off, the current value returns to zero. Such switching on / off of the switching element is repeated by PWM control with a predetermined duty ratio, whereby the capacitor C is charged and the voltage output from the DCDC converter 1 gradually increases. Then, when the output voltage reaches a predetermined output voltage, the PWM control is temporarily stopped.

そして、タイミングｔ３において、駆動回路２が、始動時のイニシャル状態から通常の動作が可能な状態に切り換えられ、タイミングｔ４において、駆動回路２の動作により、コンデンサＣに蓄積された電荷が急激に放電されると、電流検出部１３で検出される電圧がマイナスになる。その結果、検出された電圧がプラスの所定の電圧に回復するまで、スイッチ素子Ｔｒがオンに維持され、回復した後は、通常のＰＷＭ制御に戻される。 Then, at timing t3, the drive circuit 2 is switched from the initial state at the time of starting to a state in which normal operation is possible, and at timing t4, the charge accumulated in the capacitor C is rapidly discharged by the operation of the drive circuit 2. As a result, the voltage detected by the current detector 13 becomes negative. As a result, the switch element Tr is kept on until the detected voltage recovers to a predetermined positive voltage, and after the recovery, the normal PWM control is restored.

以上のようなＤＣＤＣコンバータ１の動作中に、バッテリー電圧ＶＢが低下し始めた場合、それに伴って電圧ＶＤＤ１も、バッテリー電圧ＶＢに若干、遅れて低下し始める。この電圧ＶＤＤ１が通常時よりも低下したことは、電圧検出部２６によって検出され、検出された電圧が、タイミングｔ５において、閾値電圧ＶＬＩＭまで低下したときには、まず、基準電圧の切換えが行われる。すなわち、基準電圧設定部４０への第２の制御信号がオンされることにより、スイッチＳＷ３がオフされる一方、スイッチＳＷ４がオンされることによって、基準電圧がより低い値に切り換えられる。 When the battery voltage VB starts to decrease during the operation of the DCDC converter 1 as described above, the voltage VDD1 also starts to decrease with a slight delay from the battery voltage VB. It is detected by the voltage detector 26 that the voltage VDD1 has decreased from the normal time. When the detected voltage decreases to the threshold voltage VLIM at the timing t5, the reference voltage is first switched. That is, the switch SW3 is turned off by turning on the second control signal to the reference voltage setting unit 40, while the reference voltage is switched to a lower value by turning on the switch SW4.

また、基準電圧の切換え直後のタイミングｔ６において、かさ上げ電圧生成部３０への第１の制御信号がオンされることによって、スイッチＳＷ１がオフされる一方、スイッチＳＷ２がオンされ、より低いかさ上げ電圧に切り換えられる。これにより、電圧比較部２３における出力電圧と基準電圧の比較が、電圧ＶＤＤ１の低下前と同様に適切に実行され、スイッチ素子Ｔｒのオン／オフが適切に制御される結果、ＤＣＤＣコンバータ１からの出力電圧が維持される。 Further, at timing t6 immediately after the switching of the reference voltage, the first control signal to the raised voltage generation unit 30 is turned on, so that the switch SW1 is turned off, while the switch SW2 is turned on, and the lower raising is performed. Switch to voltage. As a result, the comparison between the output voltage and the reference voltage in the voltage comparison unit 23 is appropriately executed in the same manner as before the decrease of the voltage VDD1, and the ON / OFF of the switch element Tr is appropriately controlled. The output voltage is maintained.

また、バッテリー電圧ＶＢが上昇を開始し、回復に向かうと、それに伴って電圧ＶＤＤ１もまた、上昇し始める。タイミングｔ７において、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭに達し、これを電圧検出部２６で検出すると、電圧ＶＤＤ１が低下していたときとは逆に、スイッチＳＷ２をオフする一方、スイッチＳＷ１をオンすることによって、かさ上げ電圧を電圧ＶＤＤ１の低下前の状態に復帰させる。 Further, when the battery voltage VB starts to rise and recovers, the voltage VDD1 also starts to rise accordingly. At timing t7, when the voltage VDD1 reaches the threshold voltage VLIM and is detected by the voltage detection unit 26, the switch SW2 is turned off and the switch SW1 is turned on, contrary to the case where the voltage VDD1 has decreased. The raised voltage is returned to the state before the voltage VDD1 is lowered.

そして、タイミングｔ８において、スイッチＳＷ４をオフする一方、スイッチＳＷ３をオンすることによって、基準電圧もまた、もとの電圧に戻され、ＤＣＤＣコンバータ１は、通常の動作状態に復帰する。 At timing t8, the switch SW4 is turned off while the switch SW3 is turned on, whereby the reference voltage is also returned to the original voltage, and the DCDC converter 1 returns to the normal operation state.

以上のように、本実施形態のＤＣＤＣコンバータ１によれば、電圧検出部２６によって第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１の低下が検出されると、かさ上げ電圧生成部３０により、かさ上げ電圧がより低くなるように切り換えられる。したがって、かさ上げ電圧が加算された増幅アンプ２２に入力される電圧が、増幅アンプ２２により増幅が行われる前の段階で、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１の低下に応じて低下することによって、増幅アンプ２２における増幅を制限なく適切に実行することができる。また、オペアンプＯＡを飽和領域での動作に維持でき、非飽和領域での動作が防止される結果、増幅アンプ２２の耐久性、ひいてはＤＣＤＣコンバータ１の耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the DCDC converter 1 of the present embodiment, when the voltage detection unit 26 detects a decrease in the voltage VDD1 of the first power supply unit 21, the increase voltage generation unit 30 increases the increase voltage. It is switched to lower. Accordingly, the voltage input to the amplification amplifier 22 to which the raising voltage is added is reduced in accordance with the decrease in the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 at the stage before the amplification amplifier 22 performs amplification. Amplification in the amplification amplifier 22 can be appropriately executed without limitation. Further, the operational amplifier OA can be maintained in the operation in the saturation region, and the operation in the non-saturation region is prevented. As a result, the durability of the amplification amplifier 22 and the durability of the DCDC converter 1 can be improved.

また、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１の低下が検出されると、基準電圧もまた、より低くなるように基準電圧設定部４０によって切り換えられる。すなわち、電圧ＶＤＤ１の低下に伴う増幅電圧の低下に対応して、電圧比較部２３での比較の基準である基準電圧が低下するので、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１が低下した状態においても、電圧比較部２３における比較を適切に行うことができ、その結果、電圧ＶＤＤ１が低下しても、ＤＣＤＣコンバータ１の動作を維持し、駆動回路２へ電圧を安定して供給することができる。 Further, when a decrease in the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 is detected, the reference voltage is switched by the reference voltage setting unit 40 so that the reference voltage also becomes lower. That is, since the reference voltage, which is a reference for comparison in the voltage comparison unit 23, decreases in response to the decrease in the amplified voltage accompanying the decrease in the voltage VDD1, even when the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 decreases, The comparison in the voltage comparison unit 23 can be appropriately performed. As a result, even when the voltage VDD1 decreases, the operation of the DCDC converter 1 can be maintained and the voltage can be stably supplied to the drive circuit 2.

また、第１電源部２１の電圧ＶＤＤ１の低下を検出したときには、先に基準電圧を切り換えた後に、かさ上げ電圧が切り換えられる。このように、電圧ＶＤＤ１の低下に伴ってかさ上げ電圧および基準電圧が低下する際、先に基準電圧を切り換えておくことによって、電圧比較部２３での比較結果に基づくスイッチ素Ｔｒのオン／オフの制御、すなわちコンデンサＣへの充電の制御を、適切に行うことが可能になり、電圧ＶＤＤ１の低下の前後におけるＤＣＤＣコンバータ１の正常な動作をより確実に維持することができる。 Further, when a decrease in the voltage VDD1 of the first power supply unit 21 is detected, the raising voltage is switched after switching the reference voltage first. As described above, when the raised voltage and the reference voltage are lowered as the voltage VDD1 is lowered, the switch element Tr is turned on / off based on the comparison result in the voltage comparison unit 23 by switching the reference voltage first. In other words, the control of charging the capacitor C can be appropriately performed, and the normal operation of the DCDC converter 1 before and after the decrease of the voltage VDD1 can be more reliably maintained.

なお、上述した第１実施形態のＤＣＤＣコンバータ１では、第１〜第３抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって、かさ上げ電圧を２段階に切り換えて増幅アンプ２２に供給するように、かさ上げ電圧生成部３０を構成したが、これに限定されることなく、第２電源部３１と第２接地部３２の間により多くの抵抗およびスイッチを設け、電圧ＶＤＤ１の低下度合いに応じて、かさ上げ電圧を３段階以上の多段階に切り換えて供給するようにしてもよい。同様に、基準電圧設定部４０にもより多くの抵抗およびスイッチを設けることにより、電圧ＶＤＤ１の低下度合いに応じて基準電圧を多段階に切り換えて電流比較器２３に供給するようにしてもよい。 In the DCDC converter 1 of the first embodiment described above, the raised voltage generator 30 is provided so that the raised voltage is switched to two stages by the first to third resistors R1 to R3 and supplied to the amplification amplifier 22. Although configured, the present invention is not limited to this, and more resistors and switches are provided between the second power supply unit 31 and the second ground unit 32, and the raising voltage is increased in three or more steps according to the degree of decrease in the voltage VDD1. It is also possible to supply by switching to multiple stages. Similarly, the reference voltage setting unit 40 may be provided with more resistors and switches so that the reference voltage is switched in multiple stages according to the degree of decrease in the voltage VDD1 and supplied to the current comparator 23.

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態のＤＣＤＣコンバータ５０を示している。このＤＣＤＣコンバータ５０は、上述した第１実施形態のＤＣＤＣコンバータ１と比較して、増幅アンプ、かさ上げ電圧生成部および基準電圧生成部の構成が主に異なっている。したがって、以下の説明では、これらの第１実施形態との差異を中心として説明する。 [Second Embodiment]
FIG. 4 shows a DCDC converter 50 of the second embodiment. Compared with the DCDC converter 1 of the first embodiment described above, the DCDC converter 50 mainly differs in the configuration of the amplification amplifier, the raised voltage generation unit, and the reference voltage generation unit. Therefore, in the following description, it demonstrates centering around the difference with these 1st Embodiment.

本実施形態のＤＣＤＣコンバータ５０では、電流検出部１３と電圧比較部２３の間には、Ｎチャンネル型増幅アンプ５３およびＰチャンネル型増幅アンプ５４が並列に設けられており、両増幅アンプ５３、５４と電流検出部１３の間には、スイッチＳＷ５、ＳＷ６がそれぞれ設けられている。スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、制御回路２４に接続されており、制御回路２４からの制御信号によって、両増幅アンプ５３、５４の電流検出部１３との接続を、バイアス電流源回路５５、５５との接続にそれぞれ切り換える。バイアス電流源回路５５は、両増幅アンプ５３、５４に一定の電流が流れるための定電圧を供給する。 In the DCDC converter 50 of the present embodiment, an N-channel amplification amplifier 53 and a P-channel amplification amplifier 54 are provided in parallel between the current detection unit 13 and the voltage comparison unit 23, and both amplification amplifiers 53, 54 are provided. And switches SW5 and SW6 are provided between the current detector 13 and the current detector 13, respectively. The switches SW5 and SW6 are connected to the control circuit 24, and are connected to the current detection unit 13 of both amplifier amplifiers 53 and 54 and to the bias current source circuits 55 and 55 by a control signal from the control circuit 24. Switch to each. The bias current source circuit 55 supplies a constant voltage for allowing a constant current to flow through the amplifiers 53 and 54.

また、本実施形態のかさ上げ電圧生成部は、前述した従来のＤＣＤＣコンバータ７０のかさ上げ電圧生成部７２と同様に構成されており、第２電源部３１と第２接地部３２の間に直列に接続された抵抗Ｒ７、Ｒ８を有している。第２電源部３１の電圧ＶＤＤ２は、抵抗Ｒ７、Ｒ８により分割されることによって降圧され、かさ上げ電圧としてＮチャンネル型増幅アンプ５３およびＰチャンネル型増幅アンプ５４にそれぞれ入力される。 Further, the raised voltage generation unit of the present embodiment is configured in the same manner as the raised voltage generation unit 72 of the conventional DCDC converter 70 described above, and is connected in series between the second power supply unit 31 and the second ground unit 32. And resistors R7 and R8 connected to each other. The voltage VDD2 of the second power supply unit 31 is stepped down by being divided by the resistors R7 and R8, and is input to the N-channel amplification amplifier 53 and the P-channel amplification amplifier 54 as a raised voltage.

また、本実施形態の基準電圧設定部もまた、前述した従来のＤＣＤＣコンバータ７０のかさ上げ電圧生成部７２と同様に構成されており、第２電源部３１と第２接地部３２の間に直列に接続された抵抗Ｒ９、Ｒ１０を有している。第２電源部３１の電圧ＶＤＤ２は、抵抗Ｒ９、Ｒ１０により分割されることによって降圧され、基準電圧として電圧比較部２３に入力される。 The reference voltage setting unit of the present embodiment is also configured in the same manner as the raised voltage generation unit 72 of the conventional DCDC converter 70 described above, and is connected in series between the second power supply unit 31 and the second ground unit 32. The resistors R9 and R10 are connected to each other. The voltage VDD2 of the second power supply unit 31 is stepped down by being divided by the resistors R9 and R10 and input to the voltage comparison unit 23 as a reference voltage.

図５は、上述した第２実施形態のＤＣＤＣコンバータ５０の動作例を示している。この動作例では、ＤＣＤＣコンバータ５０は、前述した第１実施形態のＤＣＤＣコンバータ１と基本的に同様に動作する。前述した第１実施形態では、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭまで低下したときに、基準電圧を切り換えたが、本実施形態では、タイミングｔ１１において、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭまで低下したときに、制御信号をオンすることにより、スイッチＳＷ５およびスイッチＳＷ６を切り換えることによって、Ｎチャンネル型増幅アンプ５３およびＰチャンネル型増幅アンプ５４への入力電圧を、電流検出部１３で検出された電圧から、バイアス電流源５５からのものに切り換える。 FIG. 5 shows an operation example of the DCDC converter 50 of the second embodiment described above. In this operation example, the DCDC converter 50 operates basically in the same manner as the DCDC converter 1 of the first embodiment described above. In the first embodiment described above, the reference voltage is switched when the voltage VDD1 drops to the threshold voltage VLIM. However, in this embodiment, when the voltage VDD1 drops to the threshold voltage VLIM at the timing t11, the control signal is changed. By turning on the switch SW5 and the switch SW6, the input voltage to the N-channel amplification amplifier 53 and the P-channel amplification amplifier 54 is changed from the voltage detected by the current detection unit 13 to the bias current source 55. Switch to the one from.

これにより、電流検出部１３からの電圧の変動が遮断され、バイアス電流源５５からの一定の電圧にかさ上げ電圧を加算した電圧を、増幅することができる。したがって、電圧ＶＤＤ１が低下した状態であっても、増幅電圧と基準電圧の電圧比較部２３での比較を適切に行うことができ、ＤＣＤＣコンバータ５０の正常な動作を維持することができる。 Thereby, the fluctuation of the voltage from the current detection unit 13 is cut off, and the voltage obtained by adding the raised voltage to the constant voltage from the bias current source 55 can be amplified. Therefore, even when the voltage VDD1 is lowered, the comparison of the amplified voltage and the reference voltage in the voltage comparison unit 23 can be appropriately performed, and the normal operation of the DCDC converter 50 can be maintained.

そして、タイミングｔ１２において、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭまで回復すると、スイッチＳＷ５およびスイッチＳＷ６を切り換えることによって、両増幅アンプ５３、５４への入力電圧が、電流検出部１３からのものに戻され、ＤＣＤＣコンバータ５０は、通常の動作に復帰する。 At time t12, when the voltage VDD1 recovers to the threshold voltage VLIM, by switching the switch SW5 and the switch SW6, the input voltages to both the amplifiers 53 and 54 are returned to those from the current detection unit 13, and DCDC Converter 50 returns to normal operation.

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態のＤＣＤＣコンバータ６０を示している。このＤＣＤＣコンバータ６０は、前述した第１実施形態のＤＣＤＣコンバータ１と比較して、増幅アンプ、かさ上げ電圧生成部および基準電圧生成部の構成が主に異なっている。したがって、以下の説明では、これらの第１実施形態との差異を中心として説明する。 [Third Embodiment]
FIG. 5 shows a DCDC converter 60 of the third embodiment. Compared with the DCDC converter 1 of the first embodiment described above, the DCDC converter 60 is mainly different in the configuration of the amplification amplifier, the raised voltage generation unit, and the reference voltage generation unit. Therefore, in the following description, it demonstrates centering around the difference with these 1st Embodiment.

本実施形態では、電流検出部１３と増幅アンプ２２の間にスイッチＳＷ１１が設けられている。このスイッチＳＷ１１には、放電検出回路６３が接続されており、この放電検出回路６３は、駆動回路２の作動に伴い、コンデンサＣに充電された電荷が放電されたことを検出すると、制御信号によりスイッチＳＷ１１を切り換えることによって、増幅アンプ２２から電流検出部１３を遮断する一方、増幅アンプ２２にバイアス電流源５５を接続させる。 In the present embodiment, a switch SW11 is provided between the current detection unit 13 and the amplification amplifier 22. A discharge detection circuit 63 is connected to the switch SW11. When the discharge detection circuit 63 detects that the electric charge charged in the capacitor C has been discharged in accordance with the operation of the drive circuit 2, a control signal is generated. By switching the switch SW11, the current detection unit 13 is disconnected from the amplification amplifier 22, while the bias current source 55 is connected to the amplification amplifier 22.

また、本実施形態のかさ上げ電圧生成部および基準電圧設定部は、前述した従来のＤＣＤＣコンバータ７０および第２実施形態と同様に構成されている。 Further, the raised voltage generation unit and the reference voltage setting unit of the present embodiment are configured in the same manner as the conventional DCDC converter 70 and the second embodiment described above.

図７は、上述した第３実施形態のＤＣＤＣコンバータ６０の動作例を示している。この動作例では、ＤＣＤＣコンバータ６０は、前述した第１実施形態のＤＣＤＣコンバータ１と基本的に同様に動作する。前述した第１実施形態では、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭまで低下したときに、基準電圧を切り換えたが、本実施形態では、電圧ＶＤＤ１が閾値電圧ＶＬＩＭを下回っているときに、タイミングｔ２１において放電が行われ、そのことを放電検出回路６３が検出すると、制御信号をオンすることにより、スイッチＳＷ１１を切り換えることによって、増幅アンプ２２への入力電圧を、電流検出部１３で検出された電圧から、バイアス電流源５５からのものに切り換える。 FIG. 7 shows an operation example of the DCDC converter 60 of the third embodiment described above. In this operation example, the DCDC converter 60 operates basically in the same manner as the DCDC converter 1 of the first embodiment described above. In the first embodiment described above, the reference voltage is switched when the voltage VDD1 drops to the threshold voltage VLIM. However, in the present embodiment, when the voltage VDD1 is lower than the threshold voltage VLIM, the discharge occurs at timing t21. When this is detected by the discharge detection circuit 63, the input signal to the amplification amplifier 22 is biased from the voltage detected by the current detection unit 13 by switching the switch SW11 by turning on the control signal. Switch to current source 55.

これにより、電流検出部１３からの電圧の変動が遮断され、バイアス電流源５５からの一定の電圧にかさ上げ電圧を加算した電圧を、増幅することができる。したがって、電圧ＶＤＤ１が低下した状態であっても、増幅電圧と基準電圧の電圧比較部２３での比較を適切に行うことができ、ＤＣＤＣコンバータ６０の正常な動作を維持することができる。 Thereby, the fluctuation of the voltage from the current detection unit 13 is cut off, and the voltage obtained by adding the raised voltage to the constant voltage from the bias current source 55 can be amplified. Therefore, even when the voltage VDD1 is lowered, the amplified voltage and the reference voltage can be properly compared in the voltage comparison unit 23, and the normal operation of the DCDC converter 60 can be maintained.

そして、タイミングｔ２２において、放電検出回路６３により放電が一旦、終了したことを検出すると、スイッチＳＷ１１を切り換えることによって、増幅アンプ２２への入力電圧が、電流検出部１３からのものに戻され、ＤＣＤＣコンバータ６０は、通常の動作に復帰する。 At the timing t22, when the discharge detection circuit 63 detects that the discharge is once finished, the input voltage to the amplification amplifier 22 is returned to that from the current detection unit 13 by switching the switch SW11, and the DCDC Converter 60 returns to normal operation.

なお、上述した各実施形態では、ＤＣＤＣコンバータは内燃機関を制御するＥＣＵに搭載されたものとして、説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、ＤＣＤＣコンバータを用いて負荷に電圧を供給する種々の電源回路や制御装置に適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 In each of the above-described embodiments, the DCDC converter has been described as being mounted on an ECU that controls the internal combustion engine. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a load using a DCDC converter is described. You may apply to the various power supply circuit and control apparatus which supply a voltage to. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

１ＤＣＤＣコンバータ
１１主電源部
１２接地部
１３電流検出部
２１第１電源部
２２増幅アンプ（増幅部）
２３電圧比較部
２４制御回路（かさ上げ電圧制御回路、基準電圧制御回路）
２６電源電圧検出部
３０かさ上げ電圧生成部
３１第２電源部
３２第２接地部
４０基準電圧設定部
Ｌコイル
Ｔｒスイッチ素子
Ｃコンデンサ
Ｒ１〜Ｒ６抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ４スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DCDC converter 11 Main power supply part 12 Grounding part 13 Current detection part 21 1st power supply part 22 Amplification amplifier (amplification part)
23 voltage comparison unit 24 control circuit (lifting voltage control circuit, reference voltage control circuit)
26 power supply voltage detection unit 30 raising voltage generation unit 31 second power supply unit 32 second grounding unit 40 reference voltage setting unit
L coil
Tr switch element
C Capacitor R1-R6 Resistor SW1-SW4 Switch

Claims

A coil having one end connected to the main power supply;
A switch element provided between the coil and a ground part having a voltage lower than that of the main power supply part;
A capacitor having one electrode connected to the coil side and the other electrode commonly connected to the ground portion side;
A current detection unit that is provided between the common connection unit between the switch element and the capacitor and the ground unit, and outputs a voltage signal corresponding to a current flowing between the common connection unit and the ground unit;
A control circuit for controlling on / off of the switch element in accordance with a voltage signal output from the current detection unit;
A DC-DC converter comprising:
A first power supply unit;
A power supply voltage detection unit for detecting the voltage of the first power supply unit;
A raising voltage generating unit for generating the raising voltage;
It operates with the voltage from the first power supply unit, and outputs an amplified voltage corresponding to a voltage obtained by adding the raised voltage generated by the raised voltage generating unit to the voltage signal detected by the current detecting unit. An amplification unit;
A reference voltage setting unit for setting a reference voltage;
A voltage comparison unit that compares the amplified voltage output from the amplification unit with the reference voltage set by the reference voltage setting unit and outputs a signal according to the comparison result;
With
The control circuit is configured to control on / off of the switch element according to a signal output from the voltage comparison unit,
The raising voltage generation unit is configured to switch the raising voltage so that the raising voltage is lower as the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detection unit is lower,
The DCDC converter, wherein the reference voltage setting unit is configured to switch the reference voltage such that the lower the voltage detected by the power supply voltage detection unit, the lower the reference voltage.

2. The DCDC converter according to claim 1, wherein after the reference voltage is switched by the reference voltage setting unit, the raised voltage is switched by the raised voltage generation unit. 3.

The raising voltage generator is
A second power supply unit;
A plurality of resistors connected in series with a second grounding unit having a voltage lower than that of the second power supply unit;
A plurality of switches each provided between a plurality of intermediate terminals between the resistors connected in series and the amplification amplifier;
As the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detection unit is lower, the raised voltage is lowered by turning on the switch on the second grounding unit side and turning off the other switches. In addition, a raising voltage control circuit for switching the raising voltage,
The DCDC converter according to claim 1, wherein the DCDC converter is provided.

The reference voltage setting unit includes:
A plurality of resistors connected in series between the second power supply unit and the second ground unit;
A plurality of switches respectively provided between a plurality of intermediate terminals between the resistors connected in series and the voltage comparison unit;
As the voltage of the first power supply unit detected by the power supply voltage detection unit is lower, the reference voltage becomes lower by turning on the switch on the second grounding unit side and turning off the other switches. A reference voltage control circuit for switching the reference voltage;
The DCDC converter according to claim 3, further comprising: