多输出型DC/DC转换器制造技术

本发明专利技术涉及多输出型ＤＣ／ＤＣ转换器，目的是在将输入电压间歇地附加到电抗器中使电流流动，并将来自电抗器的输出按时间划分分配给多个输出端来进行多个电压输出的多输出型ＤＣ／ＤＣ转换器中，可防止输出电压因负荷的变动而较大地偏离所期望的电位，从而能够输出稳定了的直流电压。在各输出具有输出电压检测机构（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２）和比较电路（ＰＷＭ比较器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２）的多输出型ＤＣ／ＤＣ转换器中，设置输出选择电路（１２），该输出选择电路监视比较电路的输出，选择较快的输出并生成切换流在电抗器中的电流路径的开关电路的接通、断开控制信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从开关电源装置并且从一个输入电压进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器，尤其涉及具备用于对应各电压输出的电平而进行输出电流的切换的选择电路的DC/DC转换器。
技术介绍
作为将直流输入电压变换为与该输入电压不同电位的直流电压并输出的电源装置有DC/DC转换器。另外，作为相对一个直流输入而输出电位不同的多个直流电压的多输出型DC/DC转换器有如图9所示的装置。这种多输出型DC/DC转换器公开在例如专利文献1(专利文献1日本特开2005-11786号公报)中。图9的DC/DC转换器通过用从比较器CMP1、CMP2输出的脉冲P1或P2接通、断开主开关SW0的同时，用来自分频器的输出并以所定周期有选择地接通切换用开关SW1、SW2的任一个，按时间划分使电感器(电抗器)L的输出电流流入整流·平滑电路16a或16b，从而从第一输出端OUT1以及第二输出端OUT2分别输出变换为所期望电平的直流电压Vout1、Vout2。在如图9所示的多输出型DC/DC转换器中，由于按时间划分切换电感器L的输出电流，所以具有可减少电感器数量、可实现直流电源装置的小型化的优点。但是，在图9的多输出型DC/DC转换器中，由于将电感器L的输出电流以所定周期(固定)分配给第一输出端OUT1和第二输出端OUT2，所以存在如果连接在两个输出端的每个上的负荷的电流比发生较大变化，则难以维持所期望电位的问题。具体地说，例如，在使用了假定连接在第一输出端OUT1上的负荷的消费电流和连接在第二输出端OUT2上的负荷的消费电流之比为2∶1，并设计了时间划分周期的多输出型DC/DC转换器的系统中，考虑了第一输出端OUT1的负荷的消费电流和第二输出端OUT2的负荷的消费电流之比急剧逆转而为1∶2的情况。该情况下，若时间划分的周期固定，则有可能发生负荷增大的第二输出端OUT2的输出电压Vout2未达到期望的电位，但负荷减少的第一输出端OUT1的输出电压Vout1却高于所期望的电位的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在对电感器(电抗器)间歇地附加输入电压使电流流动，并将来自电抗器的输出按时间划分分配给多个输出端来进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器中，防止输出电压由于负荷的变动而较大地偏离所期望的电位，并可输出稳定了的直流电压。本专利技术为了实现上述目的，在各输出中具有输出电压检测机构和比较电路(PWM比较器)的多输出型DC/DC转换器中，设置输出选择电路，该输出选择电路监视比较电路的输出，选择较快的输出并生成切换流动在电感器中的电流的路径的开关电路的接通、断开控制信号。更具体地说，在一种具备与直流电源连接的电抗器；由使电流流动在所述电抗器中的一个或两个以上开关构成的第一开关电路；以及，由将来自所述电抗器的输出切换到多个输出端的任一个的一个或两个以上开关构成的第二开关电路的多输出型DC/DC转换器中，具备检测所述多个输出端电压的多个输出电压检测机构；比较所述多个输出电压检测机构的输出和所定频率的波形信号的多个比较电路；以及输出选择电路，该输出选择电路将所述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，并生成与所述第一开关电路或第二开关电路或者构成所述第一开关电路及第二开关电路的开关的接通、断开有关的控制信号，采用的结构为，根据由所述输出选择电路生成的所述控制信号，将通过放出储蓄在电感器中的能量而形成的电流输出到所述多个输出端的任一个中。这里，从输出端输出的电流不仅包含正电流即排出电流还包含负电流即流入电流。采用这种结构的话，不是在各输出中以决定的周期重复升压或降压的动作，而是根据那时的输出电压的电平也就是负荷的轻重，进行如自动变化升压或降压动作的比例那样的开关控制，防止由于负荷的变动导致输出电压较大地偏离所期望的电位，从而可输出稳定了的直流电压。这里，优选所述输出选择电路具备分别对应所述多个比较电路而设置并根据所述多个比较电路的输出上升或下降改变状态的多个触发电路；以及，若使所述多个触发电路中任一个的状态改变，则不会向其它触发电路传递所对应的所述比较电路的输出变化的多个逻辑门电路。因此，能够以比较简单的电路可靠地选择多个比较电路的输出中上升或下降快的脉冲，并生成用于开关控制的信号。另外，所述规定频率的波形信号为三角波，所述多个触发电路构成为，根据与所述三角波的变化点同步变化的信号而被复位。根据比较电路的输出而改变了状态的触发电路，为了在下一个循环中的判断有必要进行复位，通过使为此的复位信号为与三角波的变化点同步的信号，可便于生成复位信号。再有，所述多个输出检测电压检测机构的每个都可以是输出对应所述多个输出端的电压电阻分压后的电压和规定的参照电压的电位差的电压的误差放大电路。另外，所述多个比较电路的每个都可以是比较所述误差放大电路的输出和所述规定频率的波形信号并输出具有与所述误差放大电路的输出电压相应的脉冲宽度的脉冲信号的PWM比较器。由于误差放大电路或PWM比较器是现有的在一般用在开关电源电路中的电路，所以，通过使用这些，可构成不必大幅改变设计便可进行所期望的动作的DC/DC转换器。另外，所述第一开关电路包括设置在附加来自所述直流电源的电压的输入点和所述电抗器的一个端子之间的第一开关；以及设置在所述电抗器的另一个端子和电路的基准电位点之间的第二开关，所述第二开关电路可成为包括所述第二开关；以及反向连接在所述电抗器的所述一个端子和所述多个输出端的任一个之间的二极管的电路。因此，能够以较少的元件数量实现可输出升压了的电压和反相了的电压(负电压)的DC/DC转换器。再有，设置驱动电路，该驱动电路基于由所述输出选择电路生成的控制信号，输出接通、断开驱动所述第一开关的信号和接通、断开驱动所述第二开关的信号。由于使电流流入电抗器中的开关尺寸大，要想接通、断开它需要较大的驱动力，所以，通过预先在输出选择电路后设置驱动电路，可减小构成输出选择电路的元件的尺寸，并可减小总的电路面积。根据本专利技术，在电抗器中间歇地附加输入电压使电流流动，并将来自电感器的输出按时间划分分配到多个输出端来进行多个电压输出的多输出型DC/DC转换器中，具有防止由于负荷的变动而导致输出电压较大地偏离所期望的电位，并可输出稳定了的直流电压的效果。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图2是表示第一实施方式的多输出型DC/DC转换器中的输出选择电路的更为具体的结构的方框图。图3是详细表示电抗器电流的变化的时间图。图4是表示本专利技术第二实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图5是表示本专利技术第三实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图6是表示本专利技术第四实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图7是表示本专利技术第五实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图8是表示本专利技术其它实施方式的多输出型DC/DC转换器的结构图。图9是表示一例现有的多输出型DC/DC转换器的结构图。图中10-多输出型DC/DC转换器，11-三角波发生电路(广义的振荡电路)，12-输出选择电路，13-驱动电路(驱动器)，14-复位电路，19-开关控制电路，20-直流电源，L-电抗器，SW0～SW4-开关，D1、D2-整流用二极管，D3-二极管开关，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多输出型ＤＣ／ＤＣ转换器，具备：与直流电源连接的电抗器；由使电流流到所述电抗器中的一个或两个以上开关构成的第一开关电路；以及，由将来自所述电抗器的输出切换到所述多个输出端的任一个的一个或两个以上开关构成的第二开关电路，其特征在于，采用以下结构，　　　　具备：检测所述多个输出端电压的多个输出电压检测机构；　　　　比较所述多个输出电压检测机构的输出和规定频率的波形信号的多个比较电路；以及　　　　输出选择电路，该输出选择电路将所述多个比较电路的输出作为输入，选择上升或下降快的比较电路的输出，并生成与所述第一开关电路或第二开关电路或者所述第一开关电路及第二开关电路的接通、断开有关的控制信号，　　　　根据由所述输出选择电路生成的所述控制信号，将通过放出储蓄在所述电抗器中的能量而形成的电流输出到所述多个输出端的任一个中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷敬三，山中佑司，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]