(57)【要約】【課題】パルス信号の周波数変調の周期を変化させることができるスイッチング電源を提供すること。【解決手段】予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成すると共に、周波数変調の周期を設定する発振手段１１０と、発振信号に基づいたパルス信号を生成するパルス信号生成手段１２０と、商用交流電圧を変換して第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段１３０と、パルス信号と同一のパルスの時間幅と前記第１の直流電圧とを有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段１４０と、パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段１５０と、第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段１６０と、検出された第２の直流電圧の電圧値と第２の直流電圧の設定値との比較である電圧比較を行う電圧比較手段１７０とによって構成される。【選択図】　図１
2004096971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成する発振手段と、前記発振信号の周波数と同一の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、外部から供給された交流電圧に基づいて第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段と、前記パルス信号のパルスの時間幅と同一のパルスの時間幅を有し前記第１の直流電圧の電圧値と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、前記パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段と、前記第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段とを備え、前記パルス信号生成手段が、前記電圧検出手段によって検出された前記第２の直流電圧の電圧値に基づいて前記パルス信号のパルスの時間幅を調整し、前記発振手段が、前記周波数変調の周期を設定する変調周期設定部を有することを特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
前記第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を監視する変化量監視手段を備え、前記変調周期設定部による前記周波数変調の周期の設定が、前記変化量に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源。
【請求項３】
前記第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値を超えているか否かを監視する変化量監視手段を備え、前記変化量が前記所定値を超えている場合には前記発振手段が前記周波数変調を停止して前記第１の周波数の発振信号を生成し、前記変化量が前記所定値以下の場合には前記発振手段が前記周波数変調された発振信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源。
【請求項４】
前記発振手段が、前記変調周期設定部によって設定された周期の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記変調信号に応じて前記周波数変調を行う周波数変調部とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のスイッチング電源。
【請求項５】
前記発振手段が、前記変調周期設定部によって設定された周期に基づいて前記発振信号の波形を形成する波形形成部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雑音信号の発生を抑止するスイッチング電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスイッチング電源として、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
図７は、従来のスイッチング電源の構成を示すブロック図である。
従来のスイッチング電源９００は、商用交流電力を供給する交流電源９１０、商用の交流電力の交流電圧を平滑して第１の直流電圧を生成する第１の整流平滑回路９２０、後述のＰＷＭ変調回路９６０によって出力されるパルス信号に応じて第１の直流電圧をパルス電圧に変換するスイッチング素子９３０、パルス電圧を平滑して第２の直流電圧を生成する第２の整流平滑回路９４０、第２の直流電圧の電圧値をを検出する検出器９５０、パルス信号を出力するＰＷＭ変調回路９６０、パルス信号の周波数を設定する周波数設定回路９７０および変調手段９８０によって構成されている。
【０００４】
ＰＷＭ変調回路９６０は、検出器９５０によって検出された第２の直流電圧の電圧値に応じてパルス信号のパルスのデューティー比を決定し、周波数設定回路９７０および変調手段９８０によって設定された周波数のパルス信号を生成し、生成されたパルス信号を出力するようになっている。
変調手段９８０には、商用交流電力の交流電圧が入力され、変調手段９８０は、入力された交流電圧を半周期毎に整流し、整流された交流電圧を周波数設定回路９７０に出力するようになっている。
【０００５】
周波数設定回路９７０には、変調手段９８０によって整流された交流電圧が入力され、周波数設定回路９７０は、入力された交流電圧に応じてＰＷＭ変調回路９６０によって生成されるパルス信号の周波数を変調させるようになっている。なお、周波数設定回路９７０は、変調手段９８０によって整流された交流電圧が入力されない場合に、一定の周波数のパルス信号をＰＷＭ変調回路９６０に生成させるようになっている。
【０００６】
前述のように構成されたスイッチング電源９００において、周波数変調されたパルス信号に応じて第１の直流電圧がスイッチングされるため、スイッチング時に発生する雑音信号の周波数が分散されて、雑音信号レベルが低減されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９７３５８号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のスイッチング電源では、パルス信号の周波数変調の周期が交流電圧の周期によって固定されるため、パルス信号の周波数変調の周期を変化することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、パルス信号の周波数変調の周期を変化することができるスイッチング電源を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のスイッチング電源は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成する発振手段と、前記発振信号の周波数と同一の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、外部から供給された交流電圧に基づいて第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段と、前記パルス信号のパルスの時間幅と同一のパルスの時間幅を有し前記第１の直流電圧の電圧値と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段と、前記パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段と、前記第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段とを備え、前記パルス信号生成手段が、前記電圧検出手段によって検出された前記第２の直流電圧の電圧値に基づいて前記パルス信号のパルスの時間幅を調整し、前記発振手段が、前記周波数変調の周期を設定する変調周期設定部を有する構成を有している。
【００１１】
この構成により、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、さらに、発振手段が発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
【００１２】
また、本発明のスイッチング電源は、前記第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を監視する変化量監視手段を備え、前記変調周期設定部による前記周波数変調の周期の設定が、前記変化量に基づいて行われる構成を有している。
【００１３】
この構成により、第２の直流電圧の変化量を監視し、変化量に応じて周波数変調の周期を設定するため、第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を速やかに収束させたい場合にはパルス信号の周期を大きくし、第２の直流電圧が概ね安定している場合にはパルス信号の周波数変調の周期を小さくするなど、第２の直流電圧が安定しているか否かに応じて、周波数変調の周期を変化させるか否かを決定することができる。
【００１４】
また、本発明のスイッチング電源は、前記第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値を超えているか否かを監視する変化量監視手段を備え、前記変化量が前記所定値を超えている場合には前記発振手段が前記周波数変調を停止して前記第１の周波数の発振信号を生成し、前記変化量が前記所定値以下の場合には前記発振手段が前記周波数変調された発振信号を生成する構成を有している。
【００１５】
この構成により、第２の直流電圧の変化量を監視するため、第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を速やかに収束させたい場合にはパルス信号の周期を一定にし、第２の直流電圧が概ね安定している場合にはパルス信号の周期を変化させるなど、第２の直流電圧が安定しているか否かに応じて、パルス信号の周期を変化させるか否かを決定することができる。
【００１６】
また、本発明のスイッチング電源は、前記発振手段が、前記変調周期設定部によって設定された周期の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記変調信号に応じて前記周波数変調を行う周波数変調部とを有する構成を有している。
【００１７】
この構成により、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、さらに、発振手段が変調信号の周期を設定することによって発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
【００１８】
また、本発明のスイッチング電源は、前記発振手段が、前記変調周期設定部によって設定された周期に基づいて前記発振信号の波形を形成する波形形成部を有する構成を有している。
【００１９】
この構成により、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、さらに、発振手段が発振信号の波形を変更することによって発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図である。
スイッチング電源１００は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成すると共に、周波数変調の周期を設定する発振手段１１０、発振信号の周波数と同一の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段１２０、外部から供給された交流電圧に基づいて第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段１３０、パルス信号のパルスの時間幅と同一のパルスの時間幅を有し第１の直流電圧の電圧値と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段１４０、パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段１５０、第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段１６０、および電圧検出手段１６０によって検出された第２の直流電圧の電圧値と第２の直流電圧の設定値との比較である電圧比較を行う電圧比較手段１７０によって構成される。
【００２１】
発振手段１１０は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成し、生成された発振信号をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっている。
【００２２】
図２（ａ）は、発振手段１１０によって出力される発振信号の例を示す図である。
図２（ａ）において、発振信号の周波数は、周波数の最も小さい第１の周波数から周波数の最も大きい第２の周波数まで変化しており、第１の周波数から第２の周波数まで変化した後に、第２の周波数から第１の周波数まで変化されるようになっている。
【００２３】
なお、上述の第１の周波数、第２の周波数および周波数変調の周期は、例えば、それぞれ４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚおよび１ｍｓであり、外部からの入力によって変更できるようになっている。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源１００における発振手段１１０の構成例を示した図である。
図３（ａ）において、発振手段１１０は、第１の抵抗器１１１と、第１の抵抗器１１１と並列に接続される第１のコンデンサ１１２と、第１の抵抗器１１１および第１のコンデンサ１１２によって設定される周波数変調の周期と同一の周期の変調信号を生成する変調信号生成部１１３と、第２の抵抗器１１４と、第２の抵抗器１１４と並列に接続される第２のコンデンサ１１５と、第２の抵抗器１１４と並列に接続される第３の抵抗器１１６と、エミッタとコレクタとが第３の抵抗器１１６と直列に接続されると共に変調信号がベースに入力されるトランジスタ１１７と、第２の抵抗器１１４と第２のコンデンサ１１５と第３の抵抗器１１６とトランジスタ１１７とによって設定される周波数の発振信号を生成する発振信号出力部１１８と、第４の抵抗器１１９とによって構成される。
【００２５】
なお、第１の抵抗器１１１および第１のコンデンサ１１２によって、周波数変調の周期を設定する変調周期設定部が構成され、第２の抵抗器１１４、第２のコンデンサ１１５、第３の抵抗器１１６およびトランジスタ１１７によって、変調信号に応じて前記周波数変調を行う周波数変調部が構成される。
【００２６】
図４（ａ）は、第１の抵抗器１１１と第１のコンデンサ１１２とによって出力信号の周波数が設定された変調信号の波形を示す図である。ここで、変調信号の周期は、例えば、１ｍｓである。
また、図４（ｂ）は、第２の抵抗器１１４と第２のコンデンサ１１５とによって出力信号の周波数が設定された第１の周波数を有する発振信号の波形を示す図である。ここで、発振信号の周波数は、例えば、４００ｋＨｚである。
【００２７】
変調信号生成部１１３は、第４の抵抗器１１９を介してトランジスタ１１７のベースに変調信号に基づいた電流を供給するようになっている。
トランジスタ１１７は、第４の抵抗器１１９を介して変調信号生成部１１３によってベースに供給される電流に応じてコレクタ側からエミッタ側に流れる電流が制御され、発振信号出力部１１８によって出力される発振信号の周波数が変化するようになっている。なお、トランジスタ１１７は、バイポーラトランジスタでもよいし、電界効果型トランジスタでもよい。
発振信号出力部１１８は、トランジスタ１１７のベースに入力された変調信号に基づいた電流値が０のときには第１の周波数の発振信号を生成し、トランジスタ１１７のベースに入力された変調信号に基づいた電流値が最大のときには第２の周波数の前記発振信号を生成するようになっている。
【００２８】
図４（ｃ）は、トランジスタ１１７に変調信号が入力されることによって発振信号の周波数が変調されている様子を示す図である。発振信号の周波数の最大値および最小値は、例えば、それぞれ５００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚである。
【００２９】
なお、第１の抵抗器１１１、第２の抵抗器１１４、第３の抵抗器１１６および第４の抵抗器１１９を可変抵抗器とし、また、第１のコンデンサ１１２および第２のコンデンサ１１５を可変容量とすることによって、発振信号周波数および変調信号の周期が自在に変更される。
【００３０】
また、図３（ｂ）において、発振手段１１０は、周波数変調の周期を設定する変調周期設定部１８１、前記変調周期設定部によって設定された周期に基づいて前記発振信号の波形を形成する波形形成部１８２、および波形形成部１８２によって形成された波形に基づいた発振信号を出力する発振信号出力部１１８によって構成される。
波形形成部１８２は、図２（ａ）に示すような発振信号の波形を形成し、形成された波形を発振信号出力部１１８に出力するようになっている。
発振信号出力部１１８には、波形形成部１８２によって形成された波形が入力され、発振信号出力部１１８は、入力された波形に基づいた発振信号を出力するようになっている。
【００３１】
パルス信号生成手段１２０には、発振手段１１０によって出力された発振信号が入力されるようになっており、パルス信号生成手段１２０は、入力された発振信号の周波数と同一の周波数を有するパルス信号を生成し、生成されたパルス信号をパルス電圧生成手段１４０に出力するようになっている。
【００３２】
また、パルス信号生成手段１２０には、電圧比較手段１７０によって出力された電圧比較の結果が入力され、パルス信号生成手段１２０は、入力された電圧比較の結果に基づいてパルス信号のパルスの時間幅、すなわちパルス幅を変更するようになっている。
【００３３】
図２（ｂ）は、パルス信号生成手段１２０によって図２（ａ）に示す発振信号に基づいて生成されるパルス信号の例を示す図である。
なお、パルス信号生成手段１２０は、パルス幅とパルス信号の周期との比、すなわちデューティー比を決定して、パルス信号の周期とデューティー比とに基づいてパルス幅を決定するようになっている。
【００３４】
第１の直流電圧生成手段１３０は、所定の電圧を有する直流電圧である第１の直流電圧を生成し、生成された第１の直流電圧をパルス電圧生成手段１４０に出力するようになっている。なお、第１の直流電圧生成手段１３０は、外部から供給された商用交流電圧を平滑して第１の直流電圧を生成するようになっている。
ここで、スイッチング電源１００は、第１の直流電圧生成手段１３０を備えずに、外部電源から所定の電圧を有する直流電圧が供給されるのでもよい。
【００３５】
パルス電圧生成手段１４０には、第１の直流電圧生成手段１３０によって出力された第１の直流電圧およびパルス信号生成手段１２０によって出力されたパルス信号が入力されるようになっており、パルス電圧生成手段１４０は、入力されたパルス信号に応じて第１の直流電圧生成手段１３０と第２の直流電圧生成手段１５０との接続および切断を行うことによって、パルス信号のパルス幅と同一のパルス幅を有し第１の直流電圧と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成し、生成されたパルス電圧を第２の直流電圧生成手段１５０に出力するようになっている。
なお、パルス電圧生成手段１４０は、例えば、電界効果型トランジスタによって構成されてもよいし、バイポーラトランジスタによって構成されてもよい。
【００３６】
第２の直流電圧生成手段１５０には、パルス電圧生成手段１４０によって出力されたパルス電圧が入力されるようになっており、第２の直流電圧生成手段１５０は、入力されたパルス電圧を平滑して第２の直流電圧を生成し、生成された第２の直流電圧を外部に供給すると共に、第２の直流電圧を電圧検出手段１６０に出力するようになっている。
【００３７】
なお、第２の直流電圧生成手段１５０は、例えば、スイッチング電源１００がチョッパ型のスイッチング電源である場合にはチョークコイルと整流平滑回路とによって構成されてもよいし、スイッチング電源１００のスイッチング方式に応じてその構成を変えてもよい。
【００３８】
電圧検出手段１６０には、第２の直流電圧生成手段１５０によって出力された第２の直流電圧が入力されるようになっており、電圧検出手段１６０は、入力された第２の直流電圧の電圧値を検出し、検出された第２の直流電圧の電圧値、すなわち検出値を電圧比較手段１７０に出力するようになっている。
【００３９】
電圧比較手段１７０には、電圧検出手段１６０によって出力された検出値が入力されるようになっており、電圧比較手段１７０は、入力された検出値と第２の直流電圧の設定値との比較、すなわち電圧比較を行ない、電圧比較の結果をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっている。
【００４０】
以下、本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源の動作について説明する。
まず、図２（ａ）に示すような発振信号が発振手段１１０によって生成され、生成された発振信号に基づいたパルス信号がパルス信号生成手段１２０によって生成される。パルス信号生成手段１２０によって生成されるパルス信号のパルス幅は、電圧比較手段１７０によって出力される電圧比較の結果に基づいて決定される。
【００４１】
次に、パルス信号に応じて第１の直流電圧生成手段１３０と第２の直流電圧生成手段１５０との接続および切断、すなわちスイッチングを行うことによって、第１の直流電圧生成手段１３０によって生成された第１の直流電圧と同一の電圧を有しパルス信号と同一のパルス幅を有するパルス電圧が第２の直流電圧生成手段１５０に入力され、第２の直流電圧生成手段１５０によってパルス電圧が平滑化されることによって第２の直流電圧が生成される。
【００４２】
次に、電圧検出手段１６０によって第２の直流電圧の電圧値が検出され、電圧比較手段１７０によって出力電力の電圧の検出値と設定値との比較が行われ、電圧比較の結果がパルス信号生成手段１２０に入力される。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源は、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、さらに、発振手段が発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図である。
スイッチング電源２００は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成すると共に、周波数変調の周期を設定する発振手段２１０、発振信号の周波数と同一の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段１２０、外部から供給された交流電圧に基づいて第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段１３０、パルス信号のパルスの時間幅と同一のパルスの時間幅を有し第１の直流電圧の電圧値と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段１４０、パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段１５０、第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段１６０、電圧検出手段１６０によって検出された第２の直流電圧の電圧値と第２の直流電圧の設定値との比較である電圧比較を行う電圧比較手段１７０および第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値を超えているか否かを監視する変化量監視手段２０５によって構成される。
【００４５】
なお、本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源２００を構成する構成手段のうち、上述した本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源１００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
変化量監視手段２０５には、第２の直流電圧生成手段１５０によって出力された第２の直流電圧が入力されるようになっており、変化量監視手段２０５は、入力された第２の直流電圧の電圧値の単位時間当たりの変化量を算出し、算出された変化量が予め定められた所定値を超えているか否かを監視するようになっている。
【００４７】
変化量が予め定められた値を超えたときに、変化量監視手段２０５は、変調停止信号を発振手段２１０に出力するようになっている。
また、変化量が予め定められた値以下になったときに、変化量監視手段２０５は、変調開始信号を発振手段２１０に出力するようになっている。
【００４８】
発振手段２１０には、変化量監視手段２０５によって出力された変調停止信号または変調開始信号が入力されるようになっており、発振手段２１０は、変調停止信号が入力されてから変調開始信号が入力されるまでの間で、第１の周波数を有する発振信号を生成し、生成された発振信号をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっている。
【００４９】
また、発振手段２１０は、変調開始信号が入力されてから変調停止信号が入力されるまでの間で、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成し、生成された発振信号をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっている。
【００５０】
なお、上述の第１の周波数、第２の周波数および周波数変調の周期は、例えば、それぞれ４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚおよび１ｍｓであり、外部からの入力によって設定を変更できるようになっている。
【００５１】
以下、本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源の動作について説明する。
まず、発振信号が発振手段１１０によって生成され、生成された発振信号に基づいたパルス信号がパルス信号生成手段１２０によって生成される。パルス信号生成手段１２０によって生成されるパルス信号のパルス幅は、電圧比較手段１７０によって出力される電圧比較の結果に基づいて決定される。
【００５２】
次に、パルス信号に応じて第１の直流電圧生成手段１３０と第２の直流電圧生成手段１５０との接続および切断、すなわちスイッチングを行うことによって、第１の直流電圧生成手段１３０によって生成された第１の直流電圧と同一の電圧を有しパルス信号と同一のパルス幅を有するパルス電圧が第２の直流電圧生成手段１５０に入力され、第２の直流電圧生成手段１５０によってパルス電圧が平滑化されることによって第２の直流電圧が生成される。
【００５３】
次に、電圧検出手段１６０によって第２の直流電圧の電圧値が検出され、電圧比較手段１７０によって出力電力の電圧の検出値と設定値との比較が行われ、電圧比較の結果がパルス信号生成手段１２０に入力されるとともに、出力電力の電圧値の単位時間当たりの変化量が予め定められた値を超えているか否かが変化量監視手段２０５によって監視される。
【００５４】
ここで、変化量が予め定められた値以下となったときに変調開始信号が発振手段２１０に入力され、図２（ａ）に示すような第１の周波数と第２の周波数との間で所定の時間間隔で変化させられた発振信号が発振手段２１０によって生成され、生成された発振信号がパルス信号生成手段１２０に出力される。
【００５５】
一方、変化量が予め定められた値を超えたときに発振手段２１０に変調停止信号が入力され、第１の周波数を有する発振信号が発振手段２１０によって生成され、生成された発振信号がパルス信号生成手段１２０に入力される。したがって、変化量監視手段２０５によって電源の立ち上がり過渡期などで第１の直流電圧に変動が生じても、速やかに第２の直流電圧を安定させることができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源は、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、さらに、発振手段が発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
また、第２の直流電圧の変化量を監視するため、第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を速やかに収束させたい場合にはパルス信号の周期を一定にし、第２の直流電圧が概ね安定している場合にはパルス信号の周期を変化させるなど、第２の直流電圧が安定しているか否かに応じて、パルス信号の周期を変化させるか否かを決定することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図である。
スイッチング電源３００は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成すると共に、周波数変調の周期を設定する発振手段３１０、発振信号の周波数と同一の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段１２０、外部から供給された交流電圧に基づいて第１の直流電圧を生成する第１の直流電圧生成手段１３０、パルス信号のパルスの時間幅と同一のパルスの時間幅を有し第１の直流電圧の電圧値と同一の電圧値を有するパルス電圧を生成するパルス電圧生成手段１４０、パルス電圧に基づいて第２の直流電圧を生成する第２の直流電圧生成手段１５０、第２の直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段１６０、電圧検出手段１６０によって検出された第２の直流電圧の電圧値と第２の直流電圧の設定値との比較である電圧比較を行う電圧比較手段１７０および第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を監視する変化量監視手段３０５によって構成される。
【００５８】
なお、本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源３００を構成する構成手段のうち、上述した本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源１００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
変化量監視手段３０５には、第２の直流電圧生成手段１５０によって出力された第２の直流電圧が入力され、変化量監視手段３０５は、入力された第２の直流電圧の電圧値の単位時間当たりの変化量を算出し、算出された変化量を発振手段３１０に出力するようになっている。
【００６０】
なお、変化量監視手段３０５は、入力された第２の直流電圧の電圧値の単位時間当たりの変化量を算出し、算出された変化量が予め定められた値を超えているか否かを監視し、変化量が予め定められた値を超えている場合に、変調停止信号を発振手段３１０に出力し、変化量が予め定められた値以下になったときに、変調開始信号を発振手段２１０に出力するようになっていてもよい。
【００６１】
発振手段３１０は、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成し、生成された発振信号をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっている。
【００６２】
さらに、発振手段３１０には、変化量監視手段３０５によって出力された変化量が入力され、変化量監視手段３０５は、入力された変化量に応じて周波数変調の周期を変更するようになっている。ここで、変化量監視手段３０５は、例えば、変化量が大きくなったときに周波数変調の周期を長くするようになっている。
【００６３】
なお、発振手段３１０は、変化量監視手段３０５によって変調停止信号または変調開始信号が入力されるようになっている場合に、変調停止信号が入力されてから変調開始信号が入力されるまでの間で、第１の周波数を有する発振信号を生成し、変調開始信号が入力されてから変調停止信号が入力されるまでの間で、予め設定された第１の周波数と予め設定された第２の周波数との範囲で周期的に周波数変調された発振信号を生成し、生成された発振信号をパルス信号生成手段１２０に出力するようになっててもよい。
【００６４】
なお、上述の第１の周波数、第２の周波数および周波数変調の周期は、例えば、それぞれ４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚおよび１ｍｓであり、外部からの入力によって設定を変更できるようになっている。
【００６５】
以下、本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源の動作について説明する。
まず、図２（ａ）に示すような発振信号が発振手段１１０によって生成され、生成された発振信号に基づいたパルス信号がパルス信号生成手段１２０によって生成される。パルス信号生成手段１２０によって生成されるパルス信号のパルス幅は、電圧比較手段１７０によって出力される電圧比較の結果に基づいて決定される。
【００６６】
次に、パルス信号に応じて第１の直流電圧生成手段１３０と第２の直流電圧生成手段１５０との接続および切断、すなわちスイッチングを行うことによって、第１の直流電圧生成手段１３０によって生成された第１の直流電圧と同一の電圧を有しパルス信号と同一のパルス幅を有するパルス電圧が第２の直流電圧生成手段１５０に入力され、第２の直流電圧生成手段１５０によってパルス電圧が平滑化されることによって第２の直流電圧が生成される。
【００６７】
次に、電圧検出手段１６０によって第２の直流電圧の電圧値が検出され、電圧比較手段１７０によって出力電力の電圧の検出値と設定値との比較が行われ、電圧比較の結果がパルス信号生成手段１２０に入力されるとともに、出力電力の電圧値の単位時間当たりの変化量が予め定められた値を超えているか否かが変化量監視手段３０５によって監視され、発振手段３１０によって周波数変調の周期が第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量に応じて設定される。
【００６８】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源は、２つの所定周波数の間で周波数変調させたパルス信号に基づいて入力電力をスイッチングおよび電圧変換を行い、発生する雑音信号のスペクトル幅を分散させるため、パルス信号の周波数の高調波成分に基づく雑音信号を低減することができ、また、発振手段が発振信号の周波数変調の周期を設定するため、必要に応じてパルス信号の周波数変調の周期を変化させることができる。
さらに、第２の直流電圧の変化量を監視し、変化量に応じて周波数変調の周期を設定するため、第２の直流電圧の単位時間当たりの変化量を速やかに収束させたい場合にはパルス信号の周期を大きくし、第２の直流電圧が概ね安定している場合にはパルス信号の周波数変調の周期を小さくするなど、第２の直流電圧が安定しているか否かに応じて、周波数変調の周期を変化させるか否かを決定することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、パルス信号の周波数変調の周期を変化させることができるスイッチング電源を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態のスイッチング電源の信号波形の例示図
【図３】本発明の実施の形態のスイッチング電源の発振手段の構成例を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態のスイッチング電源の発振信号出力部の出力する信号波形の例示図
【図５】本発明の第２の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第３の実施の形態のスイッチング電源の構成を示すブロック図
【図７】従来のスイッチング電源の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００、２００、３００、９００　スイッチング電源
１１０、２１０、３１０　発振手段
１１１　第１の抵抗器
１１２　第１のコンデンサ
１１３　変調信号生成部
１１４　第２の抵抗器
１１５　第２のコンデンサ
１１６　第３の抵抗器
１１７　トランジスタ
１１８　発振信号出力部
１１９　第４の抵抗器
１２０　パルス信号生成手段
１３０　第１の直流電圧生成手段
１４０　パルス電圧生成手段
１５０　第２の直流電圧生成手段
１６０　電圧検出手段
１７０　電圧比較手段
１８１　変調周期設定部
１８２　波形形成部
２０５、３０５　変化量監視手段
９１０　交流電源
９２０　第１の整流平滑回路
９３０　スイッチング素子
９４０　第２の整流平滑回路
９５０　検出器
９６０　ＰＷＭ変調回路
９７０　周波数設定回路
９８０　変調手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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