(57)【要約】  【課題】  他励型スイッチング電源装置から発生するノイズによって受信が妨害されることのない受信装置を提供する。  【解決手段】  マイコン２は、受信周波数の情報を格納し、前記受信周波数の情報に基づいて受信回路４を制御する。また、マイコン２は、他励型スイッチング電源装置１から直流出力電圧ＶOUTの情報を入力し、格納している受信周波数の情報及び他励型スイッチング電源装置１から入力した直流出力電圧ＶOUTの情報に応じて周波数のＮ倍（Ｎは自然数）と前記受信周波数とが略同一でなく且つ直流出力電圧ＶOUTを安定化させる制御信号を生成し、その生成した制御信号を他励型スイッチング電源装置１に送出して、他励型スイッチング電源装置１内のスイッチング素子（図示せず）をオン／オフ制御する。【選択図】      図１
2005237044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングトランスと、
オン／オフ動作により直流入力電圧を交流電圧に変換して前記スイッチングトランスの１次巻線に供給するスイッチング素子と、
前記スイッチングトランスの２次巻線に誘起された交流電圧を直流出力電圧に変換して出力する変換回路と、
前記変換回路から出力される直流出力電圧の値に関する情報を外部に出力する外部出力手段と、
前記スイッチング素子をオン／オフ制御するための制御信号を外部から入力して前記スイッチング素子の制御端子に供給する外部入力手段と、
を備えることを特徴とする他励型スイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の他励型スイッチング電源装置と、
前記他励型スイッチング電源装置から出力される直流出力電圧を駆動電圧とする受信回路と、
受信周波数の情報を格納し、前記受信周波数の情報に基づいて前記受信回路を制御するとともに、前記受信周波数の情報及び前記他励型スイッチング電源装置の外部出力手段から出力される情報に応じて周波数のＮ倍（Ｎは自然数）と前記受信周波数とが略同一でなく且つ前記直流出力電圧を安定化させる制御信号を生成し、その生成した制御信号を前記他励型スイッチング電源装置の外部入力手段に送出する制御回路と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
前記制御回路の駆動電圧となる電圧を前記制御回路に供給する電源装置を備える請求項２に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他励型スイッチング電源装置を備えた受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の受信装置の一構成例を図４に示す。図４の受信装置は、他励型スイッチング電源装置を備えた受信装置であって、他励型スイッチング電源装置１’と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンともいう）２’と、アンテナ３と、受信回路４と、パワーアンプ５と、スピーカー６とによって構成される。
【０００３】
他励型スイッチング電源装置１’は、商用交流電圧ＶINを直流出力電圧ＶOUTに変換し、直流出力電圧ＶOUTをマイコン２’、受信回路４、及びパワーアンプ５に供給する。マイコン２’は、受信回路４が所望の周波数の受信信号を受信し復調するように受信回路４を制御する。受信回路４から出力される復調信号はパワーアンプ５に伝達される。パワーアンプ５は、入力した復調信号に応じてスピーカー６を駆動する。
【０００４】
次に、他励型スイッチング電源装置１’の一構成例を図５に示す。商用交流電圧ＶINは、整流回路１１によって整流され且つ平滑コンデンサ１２によって平滑されることで直流電圧に変換される。そして、この直流電圧がスイッチングトランス１３の一次巻線１３ａとスイッチングトランジスタ１４とから成る直列回路に供給される。
【０００５】
スイッチングトランジスタ１４は、制御回路１９から出力される制御信号によりオン、オフされる。スイッチングトランジスタ１４がオン状態のとき、直流電圧がスイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに供給され、スイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに励磁エネルギーが蓄積される。一方、スイッチングトランジスタ１４がオフ状態のとき、スイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに蓄積された励磁エネルギーがスイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから取り出される。したがって、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから出力される誘起電圧は矩形波状の交流電圧となる。この矩形波状の交流電圧が整流ダイオード１５によって整流され且つ平滑コンデンサ１６によって平滑されて直流出力電圧ＶOUTとなる。
【０００６】
整流ダイオード１５と平滑コンデンサ１６から成る回路は、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから出力される誘起電圧が正である期間における電圧を平均化し、スイッチング周期１サイクルの電圧積分値の平均値に比例した出力を得る。したがって、直流出力電圧ＶOUTはスイッチングトランジスタ１４のオン期間に比例した値となる。
【０００７】
帰還増幅器１７は、直流出力電圧ＶOUTと内部の基準電圧を比較し、その比較結果を比較信号としてフォトカプラ１８を通して制御回路１９に送る。制御回路１９は、比較信号に基づいて制御信号を生成し、直流出力電圧ＶOUTが基準電圧より大きければスイッチングトランジスタ１４のオン期間を短くし、直流出力電圧ＶOUTが基準電圧より大きくなければスイッチングトランジスタ１４のオン期間を長くする。なお、スイッチングトランジスタ１４のオフ期間は固定である。これにより、直流出力電圧ＶOUTは所定値に保たれる。
【特許文献１】特開平５−１９８１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５の他励型スイッチング電源装置では、スイッチングトランジスタ１４のオン期間は、受信回路４の受信周波数とは一切関係せず、パワーアンプ５等の負荷の状態のみに応じて定まるため、他励型スイッチング電源装置１’のスイッチングノイズが輻射等により受信回路４に到達し、受信回路４がスイッチングノイズを受信してしまうことが多々あった。かかる場合、本来受信すべき受信信号がスイッチングノイズに妨害され、まともに受信できなくなってしまう。
【０００９】
図５の他励型スイッチング電源装置の構成によると、商用交流電圧ＶINが、全波整流され且つ平滑された後スイッチングトランジスタ４のスイッチングにより交流パルス電圧に変換されるので、例えば商用交流電圧ＶINの実効値が１００Ｖの場合、約１４０Ｖピーク・トウ・ピークの交流パルス電圧からスイッチングノイズが発生する。
【００１０】
また、スイッチングトランジスタ４のオン期間によって定まるスイッチングノイズの基本周波数は、一般的に５０kHz〜２００kHzであり、日本におけるＡＭラジオ放送の受信周波数５２２kHz〜１６２９kHzの１／９〜１／１１にあたる。スイッチングノイズは基本周波数の基本波とその高調波から成るので、受信回路４がＡＭラジオ放送受信用の受信回路であれば、スイッチングノイズの９次高調波成分〜１１次高調波成分によって受信が妨害される。
【００１１】
このようなスイッチングノイズによる受信妨害を防止するには、他励型スイッチング電源装置から発生するスイッチングノイズの高調波成分を低減する方法が考えられるが、部品の配置やプリント配線基板が大きく関与するため当該方法の実施は大変困難であった。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑み、他励型スイッチング電源装置から発生するノイズによって受信が妨害されることのない受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明に係る他励型スイッチング電源装置においては、スイッチングトランスと、オン／オフ動作により直流入力電圧を交流電圧に変換して前記スイッチングトランスの１次巻線に供給するスイッチング素子と、前記スイッチングトランスの２次巻線に誘起された交流電圧を直流出力電圧に変換して出力する変換回路と、前記変換回路から出力される直流出力電圧の値に関する情報を外部に出力する外部出力手段と、前記スイッチング素子をオン／オフ制御するための制御信号を外部から入力して前記スイッチング素子の制御端子に供給する外部入力手段と、を備える構成としている。
【００１４】
このような構成によると、直流出力電圧の値に関する情報を外部に出力し、尚且つスイッチング素子をオン／オフ制御するための制御信号を外部から入力するので、当該制御信号を直流出力電圧のみに応じて定まる信号とせずに、直流出力電圧及び他のパラメータに応じて定まる信号とすることができる。そして、受信装置に上記構成の他励型スイッチング電源装置を用い、上記他のパラメータを受信周波数とすることで、他励型スイッチング電源装置から発生するスイッチングノイズによって受信が妨害されることを防止することが可能となる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明に係る受信装置においては、上記構成の他励型スイッチング電源装置と、前記他励型スイッチング電源装置から出力される直流出力電圧を駆動電圧とする受信回路と、受信周波数の情報を格納し、前記受信周波数の情報に基づいて前記受信回路を制御するとともに、前記受信周波数の情報及び前記他励型スイッチング電源装置の外部出力手段から出力される情報に応じて周波数のＮ倍（Ｎは自然数）と前記受信周波数とが略同一でなく且つ前記直流出力電圧を安定化させる制御信号を生成し、その生成した制御信号を前記他励型スイッチング電源装置の外部入力手段に送出する制御回路と、を備える構成としている。
【００１６】
このような構成によると、制御信号の周波数のＮ倍が受信周波数とが略同一でなくなるので、他励型スイッチング電源装置のスイッチング周波数のＮ倍が受信周波数とが略同一でなくなる。これにより、他励型スイッチング電源装置から発生するスイッチングノイズによって受信が妨害されることを防止することができる。
【００１７】
また、上記構成の受信装置において、更に前記制御回路の駆動電圧となる電圧を前記制御回路に供給する電源装置を備えるようにしてもよい。
【００１８】
このような構成によると、他励型スイッチング電源の起動前に制御回路を起動しておくことができるので、他励型スイッチング電源起動用の制御回路を別途設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、他励型スイッチング電源装置から発生するノイズによって受信が妨害されることのない受信装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る受信装置の一構成例を図１に示す。なお、図１において図４と同一の部分には同一の符号を付す。図１の受信装置は、他励型スイッチング電源装置を備えた受信装置であって、他励型スイッチング電源装置１と、マイコン２と、アンテナ３と、受信回路４と、パワーアンプ５と、スピーカー６と、サブ電源装置７とによって構成される。
【００２１】
他励型スイッチング電源装置１は、商用交流電圧ＶINを直流出力電圧ＶOUTに変換し、直流出力電圧ＶOUTを受信回路４及びパワーアンプ５に供給する。マイコン２は、受信回路４が所望の周波数の受信信号を受信し復調するように受信回路４を制御するとともに他励型スイッチング電源１も同時に制御する。また、マイコン２は他励型スイッチング電源１の起動前に起動しておく必要があるため、マイコン２に電力を供給するためのサブ電源装置７を他励型スイッチング電源１とは別に設ける。受信回路４から出力される復調信号はパワーアンプ５に伝達される。パワーアンプ５は、入力した復調信号に応じてスピーカー６を駆動する。サブ電源装置７の構成例としては、商用交流電圧ＶINを一次電圧とする変圧器と、その変圧器の二次電圧を整流してマイコン２に供給する整流回路とから成る構成が挙げられる。
【００２２】
次に、他励型スイッチング電源装置１の一構成例を図２に示す。なお、図２において図５と同一の部分には同一の符号を付す。
【００２３】
四つのダイオードをブリッジ接続して成る整流回路１１の入力側に商用交流電圧ＶINが印加され、整流回路１１の出力側に平滑コンデンサ１２が接続される。商用交流電圧ＶINは、整流回路１１によって整流され且つ平滑コンデンサ１２によって平滑されることで直流電圧に変換される。
【００２４】
そして、スイッチングトランス１３の一次巻線１３ａとｎ形チャネルＭＯＳＦＥＴであるスイッチングトランジスタ１４から成る直列回路が平滑コンデンサ１２の両端に接続される。平滑コンデンサ１２の正極性側にスイッチングトランス１３の一次巻線１３ａの一端が接続され、平滑コンデンサ１２の負極性側にスイッチングトランジスタ１４のソースが接続される。
【００２５】
また、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂが整流ダイオード１５及び平滑コンデンサ１６から成る整流平滑回路に接続される。すなわち、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂの一端が整流ダイオード１５を介して平滑コンデンサ１６の正極性側に接続され、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂの他端が平滑コンデンサ１６の負極性側に接続される。
【００２６】
さらに、平滑コンデンサ１６の正極性側に接続される端子２０と平滑コンデンサ１６の負極性側に接続される端子２１はそれぞれマイコン２（図２において図示せず）に接続される。これにより、マイコン２は他励型スイッチング電源装置１の直流出力電圧ＶOUTを検出することができる。また、端子２２もマイコン２に接続される。マイコン２は、後述する制御フローチャートに従って直流出力電圧ＶOUTに応じたパルス信号を生成し、端子２２に出力する。そして、端子２２に入力されたパルス信号は、フォトカプラ１８を通してスイッチングトランジスタ１４のゲートに送られる。
【００２７】
スイッチングトランジスタ１４は、端子２２からフォトカプラ１８を通して送られてくるパルス信号によりオン、オフされる。パルス信号がＨｉｇｈレベルであるとき、すなわちスイッチングトランジスタ１４がオン状態のとき、平滑コンデンサ１２の両端電圧である直流電圧がスイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに供給され、スイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに励磁エネルギーが蓄積される。一方、パルス信号がＬｏｗレベルであるとき、すなわちスイッチングトランジスタ１４がオフ状態のとき、スイッチングトランス１３の一次巻線１３ａに蓄積された励磁エネルギーがスイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから取り出される。したがって、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから出力される誘起電圧は矩形波状の交流電圧となる。この矩形波状の交流電圧が整流ダイオード１５によって整流され且つ平滑コンデンサ１６によって平滑されて直流出力電圧ＶOUTとなる。
【００２８】
整流ダイオード１５と平滑コンデンサ１６から成る整流平滑回路は、スイッチングトランス１３の二次巻線１３ｂから出力される誘起電圧が正である期間における電圧を平均化し、スイッチング周期１サイクルの電圧積分値の平均値に比例した出力を得る。したがって、直流出力電圧ＶOUTはスイッチングトランジスタ１４のオン期間に比例した値となる。
【００２９】
次に、マイコン２が行う制御動作について図３の制御フローチャートを参照して説明する。マイコン２は、起動直後に内部メモリに予め記憶しているＬｏｗレベル期間の設定値とＨｉｇｈレベル期間の初期値を読み出し、その読み出したデータに基づいてパルス信号を生成し、端子２２に出力する（ステップ＃１０）。これにより、他励型スイッチング電源装置１のスイッチング動作が開始される。
【００３０】
続くステップ＃２０において、マイコン２は、受信回路４に対して受信周波数を設定する制御を行う。受信周波数は、予め決められた値をマイコン２が記憶していてもよく、受信装置に入力装置を設けユーザーが入力装置に設定値を入力し、その設定値をマイコン２に送るようにしてもよい。ここで重要なのはマイコン２内に受信周波数の情報が有るということである。
【００３１】
続くステップ＃３０において、マイコン２は、直流出力電圧ＶOUTが予め定めている規定値より小さいか否かを判定する。
【００３２】
直流出力電圧ＶOUTが予め定めている規定値より小さければ（ステップ＃３０のＹｅｓ）、マイコン２はパルス信号のＨｉｇｈレベル期間を現状より０．１μsec長くする（ステップ＃６０）。そして、マイコン２は、ステップ＃６０実行後のパルス信号の周波数（以下、パルス周波数という）を算出し、パルス周波数のＮ倍（Ｎは自然数）がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内であるか否かを判定し（ステップ＃７０）、パルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内であれば（ステップ＃７０のＹｅｓ）、ステップ＃６０に戻りパルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内から外れるまで演算を繰り返す。そして、パルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内から外れると、後述するステップ＃８０に移行する。尚、パルス周波数は、Ｈｉｇｈレベル期間とＬｏｗレベル期間との加算値の逆数である。
【００３３】
一方、直流出力電圧ＶOUTが予め定めている規定値より小さくなければ（ステップ＃３０のＮｏ）、マイコン２はパルス信号のＨｉｇｈレベル期間を現状より０．１μsec短くする（ステップ＃４０）。そして、マイコン２は、ステップ＃４０実行後のパルス周波数を算出し、パルス周波数のＮ倍（Ｎは自然数）がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内であるか否かを判定し（ステップ＃５０）、パルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内であれば（ステップ＃５０のＹｅｓ）、ステップ＃４０に戻りパルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内から外れるまで演算を繰り返す。そして、パルス周波数のＮ倍がステップ＃２０で設定した受信周波数の±５kHz以内から外れると、後述するステップ＃８０に移行する。
【００３４】
ステップ＃８０において、マイコン２は、上記演算の結果に基づいて周波数を変更したパルス信号を端子２２に出力する。その後、マイコン２は、受信周波数の変更が有るか否かを判定する（ステップ＃９０）。受信周波数の変更が有れば（ステップ＃９０のＹｅｓ）、ステップ＃２０に移行して受信周波数を設定し直した後、上記Ｈｉｇｈレベル期間を求める演算を繰り返す。一方、受信周波数の変更がなければ（ステップ＃９０のＮｏ）、ステップ＃３０に移行して、上記Ｈｉｇｈレベル期間を求める演算を繰り返す。
【００３５】
マイコン２が図３の制御フローチャートに従って制御動作を行うと、パルス周波数のＮ倍が受信周波数の±５kHzから外れるようにパルス信号のＨｉｇｈレベル期間が設定されるので、他励型スイッチング電源装置１から発生するスイッチングノイズによって受信が妨害されることを防止することができる。
【００３６】
また、マイコン２が図３の制御フローチャートに従って制御動作を行うと、ステップ＃５０またはステップ＃７０においてパルス周波数のＮ倍が常に受信周波数の±５kHzから外れていると判定された場合、ステップ＃８０において出力するパルス信号のＨｉｇｈレベル期間は正確に直流出力電圧ＶOUTを帰還しているので直流出力電圧ＶOUTは最も安定した状態になる。しかしながら、ステップ＃５０またはステップ＃７０においてパルス周波数のＮ倍が受信周波数の±５kHz以内であると判定された場合であっても、平均的には直流出力電圧ＶOUTを安定させることができる。例えばステップ＃５０において、パルス周波数のＮ倍が受信周波数の±５kHz以内であると判定された場合、ステップ＃８０において出力するパルス信号のＨｉｇｈレベル期間は直流出力電圧ＶOUTを安定させるための期間よりも短くなってしまい、必要以上に直流出力電圧ＶOUTを下げてしまうが、次のステップ＃３０において直流出力電圧ＶOUTが規定値よりも小さいと判定されるはずであるので、ステップ＃６０、ステップ＃７０と進み、Ｈｉｇｈレベル期間を長くする方向、すなわち直流出力電圧ＶOUTを上げる方向に処理される。更に次の処理では直流出力電圧ＶOUTを下げる方向に処理され、平均的には直流出力電圧ＶOUTを安定させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、図３に示したパルス信号のＨｉｇｈレベル期間の制御はマイコンの演算が容易になるように工夫して設定したまでであり、マイコンが他の制御方法を用いてパルス信号を生成しても構わない。また、受信回路はＡＭラジオ放送受信用の受信回路に限らず、例えばＦＭラジオ放送受信用の受信回路等であっても構わない。また、他励型スイッチング装置は、フライバック方式のスイッチング電源装置に限らず、例えばフォワード方式のスイッチング電源装置であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】は、本発明に係る受信装置の一構成例を示す図である。
【図２】は、図１の受信装置が備える他励型スイッチング電源装置の一構成例を示す図である。
【図３】は、図１の受信装置が備えるマイコンの制御フローチャートである。
【図４】は、従来の受信装置の一構成例を示す図である。
【図５】は、図４の受信装置が備える他励型スイッチング電源装置の一構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  他励型スイッチング電源装置
２  マイクロコンピュータ
４  受信回路
７  サブ電源装置
１３  スイッチングトランス
１４  スイッチングトランジスタ
１９  制御回路
２０〜２２  端子
【図１】
2005237044.tif 000003
【図２】
2005237044.tif 000004
【図３】
2005237044.tif 000005
【図４】
2005237044.tif 000006
【図５】
2005237044.tif 000007