專利名稱：Dc－dc變換器和使用它的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DC-DC變換器和使用它的電子裝置，特別涉及降低開關(guān)損耗的DC-DC變換器和使用它的電子裝置。
這里，整流二極管D1的一端即陰極被連接到扼流圈L1的一端，另一端即陽(yáng)極被接地。MOSFETQ1的一端即源極被連接到整流二極管D1和扼流圈L1的連接點(diǎn)，另一端即漏極被連接到直流電源Vin的一端。直流電源Vin的另一端被接地。扼流圈L1的另一端被連接到輸出端子Po。平滑電容器C1被連接到輸出端子Po和地之間。而且，控制電路2被連接到輸出端子Po和MOSFETQ1的控制端子即柵極之間。
下面說(shuō)明DC-DC變換器1的動(dòng)作。控制電路2對(duì)MOSFETQ1進(jìn)行導(dǎo)通/截止驅(qū)動(dòng)。首先，在MOSFETQ1導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)從直流電源Vin輸入的輸入電壓使電流經(jīng)MOSFETQ1流入扼流圈L1。然后，在MOSFETQ1截止后，由于在扼流圈L1中存在激磁產(chǎn)生的慣性，所以電流經(jīng)整流二極管D1流入扼流圈L1。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這樣的動(dòng)作，從輸出端子Po輸出與MOSFETQ1的導(dǎo)通、截止的占空比對(duì)應(yīng)的電壓。另外，控制電路2通過(guò)相應(yīng)輸出電壓改變MOSFETQ1的開關(guān)占空比，從而進(jìn)行PWM控制，使輸出電壓不受輸入電壓的變化或負(fù)載的變動(dòng)的影響而保持恒定。
此外，圖7表示現(xiàn)有的升壓型的DC-DC變換器的電路圖。在圖7中，對(duì)與圖6相同的部分附以相同的標(biāo)號(hào)。在圖7中，DC-DC變換器5包括直流電源Vin、整流二極管D3、扼流圈L2、作為開關(guān)元件的MOSFETQ2、平滑電容器C1、二極管D4、電容器C4、電容器C5、以及控制電路2。另外，二極管D4是MOSFETQ2的本體二極管，電容器C4是該MOSFETQ2的漏極—源極間結(jié)電容、即并聯(lián)電容。此外，電容器C5是整流二極管D3的陽(yáng)極—陰極間結(jié)電容、即并聯(lián)電容。
這里，整流二極管D3，其一端的陽(yáng)極連接到扼流圈2的一端，另一端的陰極連接到輸出端子Po。將MOSFETQ2的一端即漏極連接到整流二極管D3和扼流圈L2的連接點(diǎn)，將另一端即源極接地。扼流圈L2的另一端連接到直流電源Vin的一端。將直流電源Vin的另一端接地。將平滑電容器C1連接在輸出端子Po和地之間。而且，將控制電路2連接在輸出端子Po和作為MOSFETQ2的控制端子的柵極之間。
下面說(shuō)明DC-DC變換器5的動(dòng)作?？刂齐娐?對(duì)MOSFETQ2進(jìn)行導(dǎo)通/截止驅(qū)動(dòng)。首先，在MOSFETQ2導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)直流電源Vin產(chǎn)生的輸入電壓，依次經(jīng)扼流圈L2和MOSFETQ2流入電流，對(duì)扼流圈L2進(jìn)行勵(lì)磁。然后，在MOSFETQ2截止時(shí)從直流電源Vin經(jīng)扼流圈L2和整流二極管D3流入電流。此時(shí)，扼流圈L2因慣性使一端的電位相對(duì)于另一端的電位升高，所以當(dāng)扼流圈L2的另一端的電位成為輸入電壓Vin時(shí)，則一端的電位在其之上，可實(shí)現(xiàn)升壓動(dòng)作。然后，通過(guò)重復(fù)進(jìn)行該過(guò)程，使升壓的電壓從輸出端子Po輸出。再有，控制電路2與DC-DC變換器1的情況同樣，按照輸出電壓來(lái)改變MOSFETQ2的開關(guān)的占空比，進(jìn)行PWM控制，使得無(wú)論輸入電壓的變化和負(fù)載的變動(dòng)如何，輸出電壓都是固定的。
在DC-DC變換器的開關(guān)元件中，導(dǎo)通時(shí)電流流入開關(guān)元件，導(dǎo)通電阻幾乎為零，所以幾乎沒(méi)有損耗，相反，截止時(shí)盡管在開關(guān)元件上施加電壓也幾乎不流入電流，所以幾乎沒(méi)有損耗。
但是，在現(xiàn)有的DC-DC變換器1或5中，在作為開關(guān)元件的MOSFETQ1、Q2的接通時(shí)和關(guān)斷時(shí)，存在在開關(guān)元件上施加電壓，而且有電流流過(guò)的問(wèn)題，并存在此時(shí)產(chǎn)生大的開關(guān)損耗的問(wèn)題。并且，存在因流經(jīng)MOSFETQ1、Q2或整流二極管D1、D3中的電流會(huì)急劇地變化，而產(chǎn)生強(qiáng)噪聲的問(wèn)題。此外，在接通MOSFETQ1或Q2時(shí)，因在整流二極管D1或D3的反向恢復(fù)時(shí)間中從陰極向陽(yáng)極流入浪涌狀的恢復(fù)電流，而產(chǎn)生較大損耗的問(wèn)題。
針對(duì)這樣的問(wèn)題，利用諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件的零電壓開關(guān)或零電流開關(guān)的構(gòu)成公開于(日本)專利第3055121號(hào)公告。
但是，在該構(gòu)成中，雖然可降低開關(guān)損耗或噪聲，但作為用于諧振的電容器，需要有供給負(fù)載電流所需的大容量，相應(yīng)地，取決于諧振電容器和諧振扼流圈的諧振期間必須在開關(guān)元件(開關(guān)元件2)的接通、關(guān)斷時(shí)，因而無(wú)法進(jìn)行使開關(guān)元件的導(dǎo)通期間或截止期間小于其諧振期間的PWM控制。因此，存在不能充分對(duì)付大幅度的輸入電壓變動(dòng)或輸出電壓的變動(dòng)的問(wèn)題。此外，在流入開關(guān)元件的輸出電流中因重疊有正弦波狀的諧振電流，所以需要使用電流容量大的開關(guān)元件，而帶來(lái)DC-DC變換器的大型化和高價(jià)格的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的DC-DC變換器包括一端相互連接的整流二極管和扼流圈；一端通過(guò)諧振用線圈連接到所述整流二極管和扼流圈的連接點(diǎn)的第1開關(guān)元件；并聯(lián)連接到該第1開關(guān)元件的第1二極管；與由所述諧振用線圈和所述整流二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接的由電容器和第2開關(guān)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路；以及并聯(lián)連接到所述第2開關(guān)元件的第2二極管，其特征在于，在所述第1開關(guān)元件、所述第2開關(guān)元件及所述整流二極管的各個(gè)端子間還具有并聯(lián)電容。
另外，本發(fā)明的DC-DC變換器的特征在于，所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件，在均截至的期間的一前一后交替地被導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。
另外，本發(fā)明的DC-DC變換器的特征在于，在所述整流二極管的導(dǎo)通期間，流過(guò)所述整流二極管的電流和流過(guò)所述諧振用線圈的電流之和流過(guò)所述扼流圈。
另外，本發(fā)明的DC-DC變換器的特征在于，將所述第1開關(guān)元件的另一端連接到直流電源的一端，將所述扼流圈的另一端連接到輸出端子，將所述整流二極管的另一端連接到所述直流電源的另一端，來(lái)進(jìn)行降壓動(dòng)作。或者，將所述扼流圈的另一端連接到直流電源的一端，將所述整流二極管的另一端連接到輸出端子，將所述第1開關(guān)元件的另一端連接到所述直流電源的另一端，來(lái)進(jìn)行升壓動(dòng)作。
另外，本發(fā)明的DC-DC變換器的特征在于，具有并聯(lián)連接到由所述第1開關(guān)元件和所述諧振用線圈構(gòu)成的串聯(lián)電路的第3二極管。
另外，本發(fā)明的電子裝置的特征在于，使用上述的DC-DC變換器。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，在本發(fā)明的DC-DC變換器中，可以降低損耗和噪聲。
此外，在本發(fā)明的電子裝置中，可以降低消耗功率和噪聲。
圖2是表示

圖1的DC-DC變換器中的各點(diǎn)的信號(hào)波形的波形圖。
圖3是表示本發(fā)明的DC-DC變換器的另一實(shí)施例的電路圖。
圖4是表示圖3的DC-DC變換器中的各點(diǎn)的信號(hào)波形的波形圖。
圖5是表示本發(fā)明的電子裝置的一實(shí)施例的立體圖。
圖6是表示現(xiàn)有的DC-DC變換器的電路圖。
圖7是表示現(xiàn)有的另一DC-DC變換器的電路圖。
其中10、20-DC-DC變換器；11-控制電路；Vin-直流電源；Q1、Q2-MOSFET(第1開關(guān)元件)；Q3、Q4-MOSFET(第2開關(guān)元件)；L1、L2-扼流圈；L3、L4-諧振用線圈；D1、D3-整流二極管；C7、C9-電容器；C1-平滑電容器；D2、D4、D5、D7-MOSFET本體二極管；C2、C4、C6、C8-MOSFET的漏極—源極間結(jié)電容；C3、C5-整流二極管的陽(yáng)極—陰極間結(jié)電容；D6、D8-二極管；30-打印機(jī)。
圖1是表示本發(fā)明的DC-DC變換器的一實(shí)施例的電路圖。在圖1中，對(duì)與圖6相同或同當(dāng)?shù)牟糠指揭韵嗤臉?biāo)號(hào)，并省略其說(shuō)明。
在圖1中，DC-DC變換器10是降壓型的DC-DC變換器，將作為第1開關(guān)元件的MOSFETQ1的一端、即源極通過(guò)諧振用線圈L3連接到整流二極管D1和扼流圈L1的連接點(diǎn)。而諧振用線圈L3和整流二極管D1構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接到電容器C7和作為第2開關(guān)元件的MOSFETQ3構(gòu)成的串聯(lián)電路。在MOSFETQ3的漏極—源極間，分別并聯(lián)連接二極管D5和電容器C6。二極管D5是MOSFETQ3的本體二極管，電容器C6是該MOSFETQ3的結(jié)電容即并聯(lián)電容。此外，將二極管D6并聯(lián)連接到MOSFETQ1和諧振用線圈L3構(gòu)成的串聯(lián)電路。而且，在輸出端子Po與作為MOSFETQ1、Q3的控制端子的柵極之間設(shè)置控制電路11。再有，只要是串聯(lián)連接，電容器C7和MOSFETQ3的連接順序也可以相反。
下面，參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明這樣構(gòu)成的DC-DC變換器10的動(dòng)作。圖2是表示DC-DC變換器10各部電位和電流的時(shí)間變化的波形圖。這里，Vin是從用相同標(biāo)號(hào)表示的直流電源Vin輸入到DC-DC變換器10的固定電壓的輸入電壓。此外，va是MOSFETQ1的源極電位，vb是整流二極管D1的陰極電位，ia是從MOSFETQ1的漏極側(cè)流向源極側(cè)的電流，ib是通過(guò)諧振用線圈L3流入扼流圈L1的電流，ic是通過(guò)MOSFETQ3從漏極側(cè)流向源極側(cè)的電流，id是通過(guò)整流二極管D1從陽(yáng)極側(cè)流向陰極側(cè)的電流。再有，電流ia和ic還包括流經(jīng)作為MOSFETQ1、Q3的結(jié)電容的電容器C2、C6和作為本體二極管的二極管D2、D5的電流。此外，電流id包括流經(jīng)作為整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C3的電流。
再有，在DC-DC變換器10中，作為扼流圈L1，可以使用電感值例如為300μH左右的大電感。因此，扼流圈L1實(shí)質(zhì)上作為使近似固定的電流Iout流出的恒流源來(lái)動(dòng)作。此外，由于電容器C7也比作為MOSFETQ3的結(jié)合電容的電容器C6大很多，例如具有0.2μF的電容值，所以實(shí)質(zhì)上作為產(chǎn)生近似固定的電壓Vx的恒壓源來(lái)動(dòng)作。在以下的說(shuō)明中，以這兩點(diǎn)作為前提。此外，關(guān)于各二極管的正向電壓，假設(shè)大致為零來(lái)說(shuō)明。
控制電路11，以PWM控制進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使MOSFETQ1和Q3，在同時(shí)截止期間的一前一后交替導(dǎo)通。
首先，當(dāng)MOSFETQ1為導(dǎo)通狀態(tài)，MOSFETQ3為截止?fàn)顟B(tài)對(duì)，因直流電源Vin產(chǎn)生的輸入電壓Vin，從直流電源Vin經(jīng)MOSFETQ1、諧振用線圈L3、以及扼流圈L1向輸出端子Po流入電流ia、ib。其電流值都是Iout。MOSFETQ1的源極電位Va和整流二極管D1的陰極電位vb大致為輸入電壓Vin。電容器C7以電壓Vx(＞0)進(jìn)行充電而使得MOSFETQ3一側(cè)為正，作為輸出電壓Vx的恒壓源來(lái)動(dòng)作。然后，MOSFETQ1的結(jié)電容的電容器C2進(jìn)行放電，而MOSFETQ3的結(jié)電容的電容器C6進(jìn)行充電而使得電容器C7一側(cè)為正。此外，整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C3也被充電。并且，由于MOSFETQ3和整流二極管D1中沒(méi)有電流流動(dòng)，所以ic、id都為零。
接著，在時(shí)刻t1，通過(guò)控制電路11使MOSFETQ1截止。即使這樣，由于諧振用線圈L3因慣性仍要使電流產(chǎn)生流動(dòng)，因而電容器C2被充電，而電容器C6放電。由于電容器C2和C6為結(jié)電容，電容值非常小，所以該充放電在到時(shí)刻t2的極短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。因此，電流ia在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2之間從Iout急速地減少到零。而電流ic雖然符號(hào)為負(fù)卻急速地增加。在電容器C6的放電結(jié)束后，二極管D5導(dǎo)通，通過(guò)二極管D5向諧振用線圈L3開始流動(dòng)電流ic。因此，電位va從Vin急速地下降到-Vx。并且，這之后的電流ib和電流ic的關(guān)系為ib＝-ic。
在時(shí)刻t2，由于因二極管D5導(dǎo)通使MOSFETQ3的漏極電位大致為零，所以如上所述，MOSFETQ1的源極電位va，變?yōu)楸鹊仉娢坏碗娙萜鰿7的電位差Vx份的電位、即-Vx。然后，隨著MOSFETQ1的源極電位va下降到-Vx，流經(jīng)諧振用線圈L3向扼流圈L1流動(dòng)的電流ib開始減少。由于流過(guò)扼流圈L1的電流Iout不會(huì)變化，所以為了補(bǔ)償電流ib的減少使電容器C3放電，整流二極管D1的陰極電位vb下降，由此在時(shí)刻t3整流二極管D1導(dǎo)通。隨著整流二極管D1的導(dǎo)通，其陰極電位vb的下降結(jié)束，并近似為地電位。這一狀態(tài)在整流二極管D1的導(dǎo)通期間內(nèi)一直保持。此時(shí)，由于在諧振用線圈L3的兩端施加有與電容器C7的電位差Vx相同，并使與扼流圈L1的連接點(diǎn)一側(cè)為正的電位差，所以在這之后，從諧振用線圈L3向扼流圈L1流動(dòng)的電流ib直線性地減少。然后，對(duì)應(yīng)該部分電流使整流二極管D1向扼流圈L1的整流電流id直線性地增加。即，從時(shí)刻t3之后，流過(guò)諧振用線圈L3的電流和流過(guò)整流二極管D1的電流之和成為流過(guò)扼流圈L1的電流。另外，電流ib或電流id的變化，具有由電容器C7的電位差Vx和諧振用線圈L3的電感值來(lái)決定的斜率。
經(jīng)過(guò)時(shí)刻t3后，在時(shí)刻t4時(shí)MOSFETQ3導(dǎo)通。于是，在從MOSFETQ1的導(dǎo)通至MOSFETQ3的導(dǎo)通中，就存在均為截止的空載時(shí)間。在MOSFETQ3變?yōu)閷?dǎo)通的時(shí)刻，由于因二極管D5的導(dǎo)通使MOSFETQ3的漏極—源極間的電位差一直為零，所以產(chǎn)生MOSFETQ3的零電壓轉(zhuǎn)換。在這之后，雖然原來(lái)流經(jīng)二極管D5的電流-ic，就不經(jīng)過(guò)二極管D5而是經(jīng)MOSFETQ3的源極—漏極向諧振用線圈L3流動(dòng)，但除此之外對(duì)電路動(dòng)作不產(chǎn)生任何影響。再有，由于MOSFETQ3的導(dǎo)通只要在二極管D5導(dǎo)通時(shí)進(jìn)行就可以，所以即使在時(shí)刻t2和時(shí)刻t3之間也沒(méi)關(guān)系。
在時(shí)刻t4時(shí)，由于MOSFETQ3即使已經(jīng)導(dǎo)通，電位va和電位vb也不會(huì)產(chǎn)生變化，所以通過(guò)諧振用線圈L3流入扼流圈L1的電流ib直線性地減少，相應(yīng)地使從整流二極管D1向扼流圈L1的整流電流id直線性地增加。然后，當(dāng)在時(shí)刻t5時(shí)從諧振用線圈L3向扼流圈L1流入的電流ib變?yōu)榱銜r(shí)，在這之后流入諧振用線圈L3的電流ib的方向產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，變?yōu)橄騇OSFETQ3流入。此時(shí)雖然電流ic的方向也反向?yàn)檎较?，但在該時(shí)刻因MOSFETQ3為導(dǎo)通狀態(tài)，所以方向轉(zhuǎn)換沒(méi)有任何問(wèn)題。流入整流二極管D1的電流id，在流入諧振用線圈L3的電流ib變?yōu)榱愕臅r(shí)刻t5與流入扼流圈L1的電流Iout一致，之后變?yōu)榱魅攵罅魅1的電流Iout和反方向流入諧振用線圈L3的電流ib之和。即，在這一時(shí)刻也是流過(guò)諧振用線圈L3的電流和流過(guò)整流二極管D1的電流之和為流過(guò)扼流圈L1的電流。由于反方向流過(guò)諧振用線圈L3的電流-ib流過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的MOSFETQ3的漏極—源極之間，所以電流ic與電流ib的關(guān)系為ic＝-ib。
然后，在時(shí)刻t6，當(dāng)MOSFETQ3變?yōu)榻刂箷r(shí)，因諧振用線圈L3和電容器C2及C6的諧振電流、即反方向流過(guò)諧振用線圈L3的電流-ib，使至此充電的電容器C2放電，而使電容器C6充電。因此，MOSFETQ3的漏極的電位上升，隨著其上升，電位va也急速地上升。由于電容器C2和C6為結(jié)電容，電容值非常小，所以該充放電過(guò)程在到時(shí)刻t7的極短時(shí)間內(nèi)就會(huì)結(jié)束。然后，在時(shí)刻t6以后，因電位va上升，反方向流過(guò)諧振用線圈L3的電流ib開始直線性地減少。然后，相應(yīng)地流過(guò)整流二極管D1的電流id也開始直線性地減少。即，在該時(shí)刻，也是流過(guò)諧振用線圈L3的電流和流過(guò)整流二極管D1的電流之和為流過(guò)扼流圈L1的電流。
在時(shí)刻t7，當(dāng)電容器C2的放電結(jié)束時(shí)二極管D2導(dǎo)通，流過(guò)諧振用線圈L3的電流ib變?yōu)殡娏鱥a，經(jīng)二極管D2回流到直流電源Vin。此時(shí)，電位va與輸入電壓Vin大致一致。此外，電位vb仍為接地電位。再有，在此時(shí)，由于電流-ia與電流-ib一致，所以電流-ia也直線性地減少。并且，電流ib和電流id的變化，具有由輸入電壓Vin和諧振用線圈L3的電感值所確定的斜率。
經(jīng)過(guò)時(shí)刻t7后，在時(shí)刻t8，MOSFETQ1變?yōu)閷?dǎo)通。這樣，在從MOSFETQ3變?yōu)閷?dǎo)通開始至MOSFETQ1變?yōu)閷?dǎo)通期間，存在均為截止的空載時(shí)間。在該時(shí)刻，因二極管D2的導(dǎo)通，MOSFETQ1的漏極—源極間的電位差為零，因而進(jìn)行的是MOSFETQ1的零電壓轉(zhuǎn)換。
在時(shí)刻t7以后，由于MOSFETQ1的源極的電位va與直流電源Vin的電壓Vin相同，所以與輸入電壓Vin相同的正向電壓施加在諧振用線圈L3的一端上，使反向電流-ib直線性地減少。然后，在時(shí)刻t9，當(dāng)諧振用線圈L3的反向電流-ib變?yōu)榱銜r(shí)，流過(guò)整流二極管D1的電流id與流過(guò)扼流圈L1的電流Iout一致。并且，過(guò)了時(shí)刻t9，當(dāng)在諧振用線圈L3中流入正向電流并直線性增加時(shí)，相應(yīng)地使流過(guò)整流二極管D1的電流id減少，在時(shí)刻t10，電流id變?yōu)榱銜r(shí)，整流二極管D1變?yōu)榻刂埂Ｔ趶脑摃r(shí)刻t6至?xí)r刻t10的期間，也是流過(guò)諧振用線圈L3的電流和流過(guò)整流二極管D1的電流之和為流過(guò)扼流圈L1的電流。即，在從時(shí)刻t3整流二極管D1導(dǎo)通后至?xí)r刻t10截止的整個(gè)期間，流過(guò)諧振用線圈L3的電流和流過(guò)整流二極管D1的電流之和成為流過(guò)扼流圈L1的大致固定的電流。
當(dāng)在時(shí)刻t10時(shí)整流二極管D1截止時(shí)，由諧振用線圈L3和整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C3產(chǎn)生電壓諧振，在整流二極管D1的陰極，產(chǎn)生將諧振電壓重疊在輸入電壓上的約為輸入電壓的兩倍的電位vb。另外此時(shí)，由于電容器C3的電容值極小，所以產(chǎn)生的電壓的諧振頻率高，可能成為無(wú)用噪聲的發(fā)生源。但是，由于在MOSFETQ3和諧振用線圈L3的串聯(lián)電路中并聯(lián)設(shè)置的二極管D6，被設(shè)置成從整流二極管D1的陰極向直流電源Vin流過(guò)電流的狀態(tài)，所以該電壓諧振在時(shí)刻t11時(shí)的電壓vb上升到輸入電壓Vin的時(shí)刻結(jié)束。另外，當(dāng)整流二極管D1具有足夠的耐壓，且不必?fù)?dān)心噪聲的影響時(shí)，即使不設(shè)置二極管D6也可以。
當(dāng)在時(shí)刻t11時(shí)電壓諧振結(jié)束時(shí)，諧振用線圈L3兩端的電位都變?yōu)檩斎腚妷篤in。然后，在諧振用線圈L3中，流過(guò)將流入扼流圈L1的電流Iout、以及將電壓諧振期間積蓄在諧振用線圈L3中的能量通過(guò)二極管D6再生的電流相加的固定電流ib。
然后，再次返回到時(shí)刻t1，重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。
在至此的說(shuō)明中，雖然將扼流圈L1看成流出固定電流的恒流源，但實(shí)際上重疊的是三角形狀的脈動(dòng)電流，在從時(shí)刻t11以后到時(shí)刻t1為止流過(guò)扼流圈L1的電流增加，相應(yīng)地流過(guò)二極管D6的電流減少，在時(shí)刻t0流過(guò)二極管D6的電流變?yōu)榱悖跁r(shí)刻t0二極管D6截止。由于流過(guò)扼流圈L1的電流在達(dá)到時(shí)刻t1前增加，所以流過(guò)諧振用線圈L3的電流也增加相應(yīng)的部分。然后，有可能因諧振用線圈L3和作為整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C3產(chǎn)生電壓諧振，在整流二極管D1的陰極產(chǎn)生使輸入電壓下降的諧振電壓，在流入諧振用線圈L3的電流ib中也產(chǎn)生諧振電流(在圖2中虛線所示)。但是，在扼流圈L1的電感值大，三角形狀的脈動(dòng)電流小時(shí)，或在整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C3的電容量大時(shí)，由于時(shí)刻t0與時(shí)刻t1一致，所以不發(fā)生這樣的諧振電壓。
這樣，在本發(fā)明的DC-DC變換器10中，第1開關(guān)元件MOSFETQ1和第2開關(guān)元件MOSFETQ3都在因本體二極管導(dǎo)通而漏極—源極間沒(méi)有電位差時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通。因此，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件的零電壓轉(zhuǎn)換，幾乎不產(chǎn)生開關(guān)損耗。
另外，第1開關(guān)元件的MOSFETQ1和第2開關(guān)元件的MOSFETQ3為交替地成為導(dǎo)通狀態(tài)，而且設(shè)置了不會(huì)產(chǎn)生同時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的瞬間的適當(dāng)?shù)目蛰d時(shí)間。在該期間中MOSFETQ1和Q3的變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)和變?yōu)榻刂箷r(shí)，在本體二極管即二極管D2、D5導(dǎo)通前各開關(guān)元件的端子間的結(jié)電容、也就是在本實(shí)施例中的漏極—源極間的結(jié)電容即電容器C2、C6，通過(guò)流過(guò)諧振用線圈L3的電流ib進(jìn)行充放電。因此，結(jié)電容的充電電荷因短路而不會(huì)瞬間放電，可抑制噪聲的產(chǎn)生。
此外，在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t10之間，由于流過(guò)整流二極管D1的電流id，隨著流過(guò)諧振用線圈L3的電流ib的變化而連續(xù)地變化，所以沒(méi)有急劇的變化。因此，可抑制噪聲的產(chǎn)生。
此外，在時(shí)刻t10至?xí)r刻t11之間，由于通過(guò)諧振用線圈L3和整流二極管D1的結(jié)電容的電壓諧振而使整流二極管D1的陰極電壓上升，所以在整流二極管D1變?yōu)榻刂箷r(shí)輸入電壓不急劇地施加在陰極上。因此，輸入電壓急劇地施加在陰極上時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間中沒(méi)有流入整流二極管D1的脈動(dòng)電流，可抑制產(chǎn)生噪聲。
而且，由于兩個(gè)開關(guān)元件的MOSFETQ1、Q3和整流二極管D1的結(jié)電容的電容器C2、C6、C3的電容值極小，所以使與諧振用線圈L3之間構(gòu)成的諧振電路的諧振頻率較高。即，諧振的周期短。如以往例的課題所示，當(dāng)諧振電路的諧振頻率低且周期長(zhǎng)時(shí)，需要時(shí)間來(lái)達(dá)到可進(jìn)行零電壓開關(guān)的條件，有可能無(wú)法進(jìn)行使開關(guān)占空比極端地增大或減小的PWM控制，而當(dāng)諧振的周期短時(shí)就不會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題，因而可進(jìn)行跟蹤因?qū)挿秶妮斎腚妷鹤兓蜇?fù)載變動(dòng)而引起的輸出電壓變化的PWM控制。
而且，在第1開關(guān)元件的MOSFETQ1上，由于沒(méi)有重疊像(日本)專利第3055121號(hào)公告的開關(guān)元件的那種正弦波狀的諧振電流，所以不需要使用不必要的電流容量大的開關(guān)元件，因而可以抑制DC-DC變換器的大型化和價(jià)格上升。
圖3表示本發(fā)明的DC-DC變換器的另一實(shí)施例的電路圖。在圖3中，對(duì)與圖7相同或同等的部分附以相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說(shuō)明。
在圖3中，DC-DC變換器20是升壓型的DC-DC變換器，第1開關(guān)元件的MOSFETQ2的一端、即漏極經(jīng)諧振用線圈L4連接到整流二極管D3和扼流圈L2的連接點(diǎn)。此外，由電容器C9和第2開關(guān)元件的MOSFETQ4構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接到由諧振用線圈L4和整流二極管D3構(gòu)成的串聯(lián)電路。在MOSFETQ4的漏極—源極間，分別并聯(lián)連接二極管D7和電容器C8。二極管D7是MOSFETQ4的本體二極管，電容器C8是該MOSFETQ4的結(jié)電容、即并聯(lián)電容。此外，二極管D8并聯(lián)連接到由諧振用線圈L4和MOSFETQ2構(gòu)成的串聯(lián)電路。而且，在輸出端子Po和MOSFETQ2及Q4的控制端子的柵極之間設(shè)置控制電路11。再有，只要是串聯(lián)連接，則電容器C9和MOSFETQ4的連接順序相反也可以。
下面參照?qǐng)D4來(lái)說(shuō)明這樣構(gòu)成的DC-DC變換器20的動(dòng)作。圖4是表示DC-DC變換器20的各部的電位和電流的時(shí)間變化的波形圖。這里，Vin是從以相同標(biāo)號(hào)表示的直流電源Vin輸入到DC-DC變換器20的恒定電壓的輸入電壓。而vc是MOSFETQ2的漏極側(cè)的電位，vd是整流二極管D3的陽(yáng)極電位，ie是從MOSFETQ2的漏極側(cè)向源極流入的電流，if是經(jīng)諧振用線圈L4流入MOSFETQ2的電流，ig是從MOSFETQ4的漏極側(cè)向源極側(cè)流入的電流，ih是從整流二極管D3的陽(yáng)極側(cè)向陰極側(cè)流入的電流。再有，電流ie和ig還包含通過(guò)MOSFETQ2、Q4的結(jié)電容的電容器C4、C8和本體二極管的D4、D7流入的電流。此外，電流ih包含通過(guò)整流二極管D3的結(jié)電容的電容器C5流入的電流。
再有，在DC-DC變換器20中，作為扼流圈L2，使用電感值例如300μH左右大小的扼流圈。因此，扼流圈L2實(shí)質(zhì)上起到作為流出固定的電流Iin的恒流源的作用。在DC-DC變換器20這樣的升壓斬波電路的情況下，由于是通過(guò)扼流圈L2的電流變化來(lái)存儲(chǔ)能量并獲得輸出功率，所以雖然實(shí)際上大致為恒定電流但并不是完全恒定，在對(duì)應(yīng)電流Iin的電流的流動(dòng)的電流ie或電流if中，雖然如圖4所示會(huì)有所傾斜，但這里看成恒定電流。此外，電容器C9遠(yuǎn)大于MOSFETQ4的結(jié)電容的電容器C8，例如具有0.2μF左右的電容值，所以實(shí)質(zhì)上起到作為產(chǎn)生大致固定的電壓Vy的恒壓源的作用。在以下的說(shuō)明中，以這兩點(diǎn)作為前提。此外，有關(guān)各二極管的正向電壓，假設(shè)大致為零來(lái)說(shuō)明。
控制電路11以PWM控制來(lái)驅(qū)動(dòng)，使得MOSFETQ2和Q4在均為截止的期間的一前一后可交替導(dǎo)通。
首先，當(dāng)考慮MOSFETQ2為導(dǎo)通狀態(tài)，MOSFETQ4為截止?fàn)顟B(tài)的情況時(shí)，通過(guò)直流電源Vin產(chǎn)生的輸入電壓Vin，從直流電源Vin經(jīng)扼流圈L2、諧振用線圈L4、以及MOSFETQ2流入電流ie、if。該電流值都為Iin。MOSFETQ2的漏極電位vc和整流二極管D3的陽(yáng)極電位vd大致為接地電位。電容器C9以電壓Vy(＞0)被充電，以便MOSFETQ4為負(fù)，并起到作為輸出電壓Vy的恒定電壓的作用。然后，使MOSFETQ2的結(jié)電容的電容器C4放電，而作為MOSFETQ4的結(jié)電容的電容器C8則相反地被充電，以便使電容器C9一側(cè)為負(fù)。此外，作為整流二極管D3的結(jié)電容的電容器C5也被充電，使得扼流圈L2一側(cè)為負(fù)。再有，MOSFETQ4和整流二極管D3中不流過(guò)電流，所以ig、ih都為零。
接著，在時(shí)刻t1，通過(guò)控制電路11使MOSFETQ2截止?？墒?，諧振用線圈L4因慣性而流過(guò)電流，因而使電容器C4充電，相反電容器C8則放電。電容器C4和C8是結(jié)電容，電容值非常小，所以該充放電在到時(shí)刻t2的極短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。因此，電流ie在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2之間從Iin急速地減少到零。而電流ig的符號(hào)變?yōu)樨?fù)并急速地增加。在電容器C8的放電結(jié)束后，二極管D7導(dǎo)通，從諧振用線圈L4通過(guò)二極管D7開始流動(dòng)電流ig。因此，電位vc從接地電位Vout急速地上升至Vout+Vy。然后，這之后的電流if和電流ig的關(guān)系為if＝-ig。
在時(shí)刻t2，通過(guò)二極管D7導(dǎo)通使MOSFETQ4的源極電位大致為輸出電壓Vout，如上所述，所以MOSFETQ2的漏極電位vc變?yōu)楸容敵鲭妷篤out高電容器C9的電位差Vy的電位Vout+Vy。然后，通過(guò)MOSFETQ2的漏極電位vc上升到Vout+Vy，流過(guò)諧振用線圈L4的電流if開始減少。流過(guò)扼流圈L2的電流Iin沒(méi)有變化，所以因電流if的減少而開始流動(dòng)電流ih，使電容器C5放電，整流二極管D3的陽(yáng)極電位vd上升，由此在時(shí)刻t3使整流二極管D3導(dǎo)通。通過(guò)整流二極管D3的導(dǎo)通，其陽(yáng)極電位vd的上升結(jié)束。此時(shí)，在諧振用線圈L4的兩端施加與電容器C7的電位差Vx相同的電位差，使得與MOSFETQ2的連接點(diǎn)一側(cè)為正，之后，在流過(guò)扼流圈L2的恒定電流Iin中，使流入諧振用線圈L4的電流if直線性地減少。然后，這部分電流使流入整流二極管D3的電流ih直線性地增加。即，時(shí)刻t3之后，流過(guò)諧振用線圈L4的電流和流過(guò)整流二極管D3的電流之和成為流過(guò)扼流圈L2的電流。而電流if、電流ih的變化具有由電容器C9的充電電壓Vy和諧振用線圈L4的電感值來(lái)決定的斜率。
經(jīng)過(guò)時(shí)刻t3后，在時(shí)刻t4時(shí)MOSFETQ4導(dǎo)通。于是，在從MOSFETQ2的截止至MOSFETQ4的導(dǎo)通中，都存在變?yōu)榻刂沟目蛰d時(shí)間。在MOSFETQ4為導(dǎo)通的時(shí)刻，通過(guò)二極管D7的導(dǎo)通使MOSFETQ4的漏極—源極間的電位差為零，所以進(jìn)行MOSFETQ4的零電壓轉(zhuǎn)換。之后，流過(guò)諧振用線圈L4的電流if不通過(guò)二極管D7而通過(guò)MOSFETQ4的源極/漏極作為負(fù)的電流-ig流出，但除此以外對(duì)電路動(dòng)作不產(chǎn)生任何影響。再有，MOSFETQ4的導(dǎo)通只要在二極管D7導(dǎo)通時(shí)就可以，所以即使在時(shí)刻t2和時(shí)刻t3之間也可以。
在時(shí)刻t4時(shí)，MOSFETQ4導(dǎo)通后，電位vc和電位vd沒(méi)有變化，所以在流過(guò)扼流圈L2的恒定電流Iin中流入諧振用線圈L4的電流if直線性地減少，因而該部分減少電流使流入整流二極管D3的電流ih直線性地增加。然后，當(dāng)在時(shí)刻t5時(shí)從諧振用線圈L4向MOSFETQ4流入的電流if變?yōu)榱銜r(shí)，其后流入諧振用線圈L4的電流if的方向進(jìn)行反向，變?yōu)橄蛘鞫O管D3流入。此時(shí)電流ig的方向也反向?yàn)檎较颍谠摃r(shí)刻MOSFETQ4為導(dǎo)通狀態(tài)，所以方向轉(zhuǎn)換沒(méi)有任何問(wèn)題。流入整流二極管D3的電流ih在流過(guò)諧振用線圈L4的電流if變?yōu)榱愕臅r(shí)刻t5與流入扼流圈L2的電流Iin一致，之后流入扼流圈L2的電流Iin和反方向流過(guò)諧振用線圈L4的電流if進(jìn)行合并。即，在該時(shí)刻流過(guò)諧振用線圈L4的電流和流過(guò)整流二極管D3的電流之和成為流過(guò)扼流圈L2的電流。反方向流過(guò)諧振用線圈L4的電流-if流過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的MOSFETQ4的漏極—源極之間，所以電流ig的電流if的關(guān)系為ig＝-if。
然后，在時(shí)刻t6，當(dāng)MOSFETQ4截止時(shí)，通過(guò)諧振用線圈L4和電容器C4及C8的諧振電流、即反方向流過(guò)諧振用線圈L4的電流-if，使至此充電的電容器C4放電，相反使電容器C8充電。因此，MOSFETQ4的源極的電位下降，隨著其下降，電位vc也急速地下降。電容器C4和C8為結(jié)電容，電容值非常小，所以該充放電僅在時(shí)刻t7前的時(shí)間就結(jié)束了。然后，在時(shí)刻t6以后，通過(guò)電位vc下降，反方向流過(guò)諧振用線圈L4的電流-if開始直線性地減少。然后，該部分的電流使流過(guò)整流二極管D3的電流ih也開始直線性地減少。即，在該時(shí)刻，流過(guò)諧振用線圈L4的電流和流過(guò)整流二極管D3的電流之和為流過(guò)扼流圈L3的電流。
在時(shí)刻t7，當(dāng)電容器C4的放電結(jié)束時(shí)，二極管D4導(dǎo)通，通過(guò)二極管D4流入的電流-ie變?yōu)榱鬟^(guò)諧振用線圈L4的電流-if。此時(shí)，電位vc大致為接地電位。此外，電位vd仍為輸出電位Vout。再有，在此時(shí)，電流-ie與電流-id一致，所以電流-ie也直線性地減少。然后，電流if、電流ih的變化有由輸出電壓Vout和諧振用線圈L4的電感值確定的斜率。
經(jīng)過(guò)時(shí)刻t7后，在時(shí)刻t8，MOSFETQ2導(dǎo)通。這樣，從MOSFETQ4的截止至MOSFETQ2的導(dǎo)通前，都存在截止的空載時(shí)間。在該時(shí)刻，通過(guò)二極管D4的導(dǎo)通，MOSFETQ2的漏極—源極間的電位差為零，所以進(jìn)行MOSFETQ2的零電壓轉(zhuǎn)換。
在時(shí)刻t7以后，MOSFETQ2的源極的電位vc大致為接地電位，所以在諧振用線圈L4的一端上施加與輸出電壓Vout相同方向的電壓，使反向電流-if直線性地減少。然后，在時(shí)刻t9，當(dāng)諧振用線圈L4的反向電流-if變?yōu)榱銜r(shí)，流過(guò)整流二極管D2的電流ih與流過(guò)扼流圈L2的電流Iin一致。然后，經(jīng)過(guò)時(shí)刻t9，當(dāng)在諧振用線圈L4中流入正向電流if并直線性增加時(shí)，該部分電流使流過(guò)整流二極管D3的電流ih減少，在時(shí)刻t10，在電流ih變?yōu)榱銜r(shí)，整流二極管D3截止。在從該時(shí)刻t6至?xí)r刻t10的期間，流過(guò)諧振用線圈L4的電流和流過(guò)整流二極管D3的電流之和為流過(guò)扼流圈L2的電流。即，在從時(shí)刻t3整流二極管D3導(dǎo)通后至?xí)r刻t10截止的整個(gè)期間，流過(guò)諧振用線圈L4的電流和流過(guò)整流二極管D3的電流之和成為流過(guò)扼流圈L4的大致固定的電流。
當(dāng)在時(shí)刻t10時(shí)整流二極管D3截止時(shí)，諧振用線圈L4和整流二極管D3的結(jié)電容的電容器C5產(chǎn)生電壓諧振，在整流二極管D3的陽(yáng)極上，產(chǎn)生將諧振電壓重疊在接地電位上的負(fù)電位vb。此時(shí)，電容器C5的電容值極小，所以產(chǎn)生的電壓的諧振頻率高，可能成為無(wú)用噪聲的發(fā)生源。但是，在MOSFETQ2和諧振用線圈L4的串聯(lián)電路中并聯(lián)設(shè)置的二極管D8被設(shè)置為使電流從接地向整流二極管D3的陽(yáng)極流入的方向，所以該電壓諧振在時(shí)刻t11時(shí)在下降至接地電位前的時(shí)刻結(jié)束。再有，在整流二極管D3的耐壓充分，而且不必?fù)?dān)心噪聲的影響時(shí)，也可以不一定設(shè)置二極管D8。
當(dāng)在時(shí)刻t11時(shí)電壓諧振結(jié)束時(shí)，諧振用線圈L4兩端的電位都為接地電位。然后，在諧振用線圈L4中，流過(guò)將流入扼流圈L2的電流Iin、以及從時(shí)刻t10至?xí)r刻t11的電壓諧振期間積蓄在諧振用線圈L4中的能量通過(guò)二極管D8再生的電流相加的固定電流if。
然后，再次返回到時(shí)刻t1，重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。
在至此的說(shuō)明中，將扼流圈L2看成流出固定電流的恒流源，但實(shí)際上重疊三角形狀的脈動(dòng)電流，流過(guò)扼流圈L2的電流從時(shí)刻t10至?xí)r刻t1增加，從時(shí)刻t1至?xí)r刻t10減少。而在時(shí)刻t10以后存在流過(guò)二極管D8的電流，所以電流if增加。然后，流過(guò)二極管D8的電流減少，該部分電流使時(shí)刻t11以后流過(guò)諧振用線圈L4的電流減少，在時(shí)刻t0流過(guò)二極管D8的電流變?yōu)榱悖O管D8截止。此時(shí)，流入諧振用線圈L4的電流與流入扼流圈L2的電流一致。然后流過(guò)扼流圈L2的電流在到達(dá)時(shí)刻t1前增加，所以該部分電流使流過(guò)諧振用線圈L4的電流也增加。
這樣，在本發(fā)明的DC-DC變換器20中，第1開關(guān)元件MOSFETQ2和第2開關(guān)元件MOSFETQ4都通過(guò)本體二極管導(dǎo)通而在漏極—源極間沒(méi)有電位差時(shí)導(dǎo)通。因此，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件的零電壓開關(guān)，幾乎不產(chǎn)生開關(guān)損耗。
第1開關(guān)元件的MOSFETQ2和第2開關(guān)元件的MOSFETQ4為交替導(dǎo)通狀態(tài)，而且設(shè)置沒(méi)有同時(shí)達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)的瞬間的空載時(shí)間。在該期間的MOSFETQ2和Q4的導(dǎo)通時(shí)和截止時(shí)，本體二極管的二極管D4、D7導(dǎo)通前各開關(guān)元件的端子間的結(jié)電容在本實(shí)施例的情況下為漏極—源極間的結(jié)電容的電容器C4、C8，通過(guò)流過(guò)諧振用線圈L4的電流if進(jìn)行充放電。因此，將結(jié)電容的充電電荷通過(guò)短路而不被瞬間放電，可抑制產(chǎn)生噪聲。
此外，在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t10之間，流過(guò)整流二極管D3的電流ih隨著流過(guò)諧振用線圈L4的電流if的變化而連續(xù)地變化，所以沒(méi)有急劇的變化。因此，可抑制產(chǎn)生噪聲。
此外，在時(shí)刻t10至?xí)r刻t11之間，通過(guò)諧振用線圈L4和整流二極管D2的結(jié)電容的電壓諧振使整流二極管D3的陰極電壓上升，所以在整流二極管D3的截止時(shí)輸入電壓不急劇地施加在陰極上。因此，輸入電壓急劇地施加在陰極上時(shí)的反向恢復(fù)時(shí)間中沒(méi)有流入整流二極管D3的脈動(dòng)電流，可抑制產(chǎn)生噪聲。
而且，兩個(gè)開關(guān)元件的MOSFETQ2、Q4和整流二極管D3的結(jié)電容的電容器C4、C8、C5的電容值很小，所以在與諧振用線圈L4之間構(gòu)成的諧振電路的諧振頻率高。即，諧振的周期短。因此，與DC-DC變換器10的情況同樣，可進(jìn)行跟隨基于寬范圍的輸入電壓變化和負(fù)載變動(dòng)產(chǎn)生的輸出電壓變化的PWM控制。
而且，它與DC-DC變換器10的情況同樣，重疊正弦波狀的諧振電流不流入作為第1開關(guān)元件的MOSFETQ2，所以不需要使用不必要的電流容量大的開關(guān)元件，可以抑制DC-DC變換器的大型化和價(jià)格上升。
另外，在上述各實(shí)施例中，示出了正電源的降壓和升壓用的DC-DC變換器，但即使是負(fù)電源的降壓和升壓用的DC-DC變換器，也可以同樣地構(gòu)成，具有與正電源時(shí)同樣的作用效果。
此外，在上述各實(shí)施例中，作為開關(guān)元件，使用內(nèi)置本體二極管的MOSFET，但也可使用不內(nèi)置本體二極管的雙極晶體管或三端子半導(dǎo)體開關(guān)元件等，即使與其并聯(lián)、可按與MOSFET的本體二極管相同的方向外部連接二極管來(lái)構(gòu)成，具有與MOSFET時(shí)相同的作用效果。
此外，第1、第2開關(guān)元件、和整流二極管具有作為并聯(lián)電容的結(jié)電容，但例如在可以不需要使與諧振用線圈之間的諧振條件為最合適的條件時(shí)，也可以并聯(lián)連接外部附帶的電容器。
圖5表示本發(fā)明的電子裝置的一實(shí)施例的立體圖。在圖5中，作為電子裝置的之一的打印機(jī)30使用本發(fā)明的DC-DC變換器10作為電源電路。
在打印機(jī)30中，通過(guò)使用本發(fā)明的DC-DC變換器10，可以降低消耗功率和噪聲。
再有，在圖5所示的打印機(jī)30中，使用了圖1所示的DC-DC變換器10，但也可以使用圖3所示的DC-DC變換器20，具有同樣的作用效果。
此外，本發(fā)明的電子裝置不限于打印機(jī)，包括筆記本電腦和攜帶信息設(shè)備等需要DC-DC變換器的所有電子裝置。
根據(jù)本發(fā)明的DC-DC變換器，由于包括一端相互連接的整流二極管和扼流圈；一端通過(guò)諧振用線圈連接到整流二極管和扼流圈的連接點(diǎn)的第1開關(guān)元件；并聯(lián)連接到該第1開關(guān)元件的第1二極管；并聯(lián)連接到諧振用線圈和整流二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路的電容器和第2開關(guān)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路；以及并聯(lián)連接到第2開關(guān)元件的第2二極管，并通過(guò)在第1開關(guān)元件、第2開關(guān)元件和整流二極管的各個(gè)端子間的并聯(lián)電容和諧振用線圈的諧振，所以可以實(shí)現(xiàn)零電壓轉(zhuǎn)換，從而可以降低損耗和噪聲。
權(quán)利要求
1.一種DC-DC變換器，其特征在于，包括一端相互連接的整流二極管和扼流圈；一端經(jīng)諧振用線圈連接到所述整流二極管和扼流圈的連接點(diǎn)的第1開關(guān)元件；并聯(lián)連接到該第1開關(guān)元件的第1二極管；并聯(lián)連接到由所述諧振用線圈和所述整流二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路的、由電容器和第2開關(guān)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路；以及并聯(lián)連接到所述第2開關(guān)元件的第2二極管，并且，在所述第1開關(guān)元件、第2開關(guān)元件及所述整流二極管的各自的端子間具有并聯(lián)電容。
2.如權(quán)利要求1所述的DC-DC變換器，其特征在于，所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件，在均為截止的期間的一前一后交替地被驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的DC-DC變換器，其特征在于，在所述整流二極管的導(dǎo)通期間，流過(guò)所述整流二極管的電流和流過(guò)所述諧振用線圈的電流之和流入所述扼流圈。
4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3的任何一項(xiàng)所述的DC-DC變換器，其特征在于，將所述第1開關(guān)元件的另一端連接到直流電源的一端，將所述扼流圈的另一端連接到輸出端子，將所述整流二極管的另一端連接到所述直流電源的另一端，來(lái)進(jìn)行降壓動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3的任何一項(xiàng)所述的DC-DC變換器，其特征在于，將所述扼流圈的另一端連接到直流電源的一端，將所述整流二極管的另一端連接到輸出端子，將所述第1開關(guān)元件的另一端連接到所述直流電源的另一端，來(lái)進(jìn)行升壓動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5的任何一項(xiàng)所述的DC-DC變換器，其特征在于，具有并聯(lián)連接到由所述第1開關(guān)元件和所述諧振用線圈構(gòu)成的串聯(lián)電路上的第3二極管。
7.一種電子裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的DC-DC變換器。
全文摘要
一種DC－DC變換器和使用它的電子裝置，將MOSFET(Q1)的源極經(jīng)諧振用線圈(L3)連接到整流二極管(D1)和扼流圈(L1)的連接點(diǎn)，將電容器(7)和MOSFET(Q3)構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接到諧振用線圈(L3)和整流二極管(D1)構(gòu)成的串聯(lián)電路上。在MOSFET(Q3)的漏極一源極間分別并聯(lián)連接二極管(D5)和電容器(C6)。將二極管(D6)連接到MOSFET(Q1)和諧振用線圈(L3)構(gòu)成的串聯(lián)電路上。在輸出端子(Po)與MOSFET(Q1)及(Q3)的柵極間設(shè)置控制電路(11)，對(duì)MOSFET(Q1)和(Q3)進(jìn)行，在均截止期間的一前一后交替地導(dǎo)通的PWM控制的驅(qū)動(dòng)?？山档蛽p耗和噪聲且不會(huì)導(dǎo)致大型化和高價(jià)格。
文檔編號(hào)H02M3/158GK1427536SQ0215712
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者渡部聰一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所