(57)【要約】【課題】スイッチング周波数と異なる周波数のノイズの発生を抑制する「スイッチング電源装置」を提供する。【解決手段】FET１６は、バッテリ電源Einの電圧Vinが目標電圧Vtgt以上であるときにスイッチング動作を停止し電圧Vinを出力電圧Voutとして出力し、電圧Vinが目標電圧Vtgtより小さいときにスイッチング動作を行って電圧Vinを目標電圧Vtgtに昇圧し昇圧した電圧を出力電圧Voutとして出力する。昇圧動作制御部１２は、電圧Vinが電圧Vstd以下である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定し、電圧Vinが電圧Vstd超である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd-αを設定する。電圧Vstdには、負荷装置３の動作保証電圧の中心電圧を設定する。【選択図】図１
2017011840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧が目標電圧以上であるときにスイッチング動作を停止して、入力電圧を出力電圧とし、入力電圧が前記目標電圧より小さいときに所定のスイッチング周波数によるスイッチング動作を行って、入力電圧を前記目標電圧に昇圧し、昇圧した電圧を出力電圧とするスイッチング電源装置であって、
前記入力電圧の大きさを検出する入力電圧検出部と、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧の大きさに応じて、動的に、前記目標電圧を、所定の基準電圧から所定電圧以上離れていない範囲の内に含まれる電圧であって、前記入力電圧と当該電圧の差が所定値未満とならない電圧に設定する目標電圧制御部とを有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源装置であって、
前記目標電圧制御部は、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧となり、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より大きいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧となるように、前記目標電圧を設定することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチング電源装置であって、
前記目標電圧制御部は、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧より小さい場合に、前記目標電圧が、前記基準電圧となり、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧より大きく、かつ、当該入力電圧が前記基準電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧となり、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より大きく、かつ、当該入力電圧が前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧となり、
前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧より大きいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧となるように、前記目標電圧を設定することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項４】
請求項１記載のスイッチング電源装置であって、
前記目標電圧制御部は、前記入力電圧が第１のしきい値以下の範囲内にあるときに、前記入力電圧との差の絶対値が前記所定値未満とならない第１の電圧と、前記入力電圧が第２のしきい値以上の範囲内にあるときに、前記入力電圧との差の絶対値が前記所定値未満とならない第２の電圧とのいずれかを、選択的に前記目標電圧として設定し、かつ、
当該目標電圧制御部は、前記第１の電圧を前記目標電圧として設定しているときに、前記入力電圧が前記第１のしきい値以上となったならば、前記第２の電圧を前記目標電圧として設定し、前記第２の電圧を前記目標電圧として設定しているときに、前記入力電圧が前記第２のしきい値以下となったならば、前記第１の電圧を前記目標電圧として設定し、
前記第１の電圧は前記基準電圧より大きく、前記第２の電圧は前記基準電圧より小さく、
前記第１のしきい値は前記第２のしきい値より大きいことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
スイッチ素子を備え、入力電圧が目標電圧以上であるときに、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を０として前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止して、入力電圧を出力電圧とし、前記入力電圧が前記目標電圧より小さいときに、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を所定のスイッチング周波数として前記スイッチング素子にスイッチング動作を行わせて、前記入力電圧を前記目標電圧に昇圧し、昇圧した電圧を出力電圧とするスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング信号の周波数成分を検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧を更新する目標電圧制御部とを有し、
前記目標電圧制御部は、前記目標電圧の更新を、所定の基準電圧に所定値を加算、もしくは、減算した電圧を、更新後の目標電圧とすることにより行うことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項６】
請求項５記載のスイッチング電源装置であって、
前記目標電圧制御部は、
前記所定の基準電圧に前記所定値を加算した電圧である第１の電圧と、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧である第２の電圧とのいずれかを選択的に前記目標電圧として設定し、
かつ、
当該目標電圧制御部は、
前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧として前記第１の電圧を設定しているときには、前記目標電圧を前記第２の電圧に更新し、
前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧として前記第２の電圧を設定しているときには、前記目標電圧を前記第１の電圧に更新することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載のスイッチング電源装置であって、
当該スイッチング電源装置は、前記出力電圧を電源電圧とする電源を負荷装置に供給し、
前記基準電圧は、前記負荷装置の動作保証電圧範囲の中心電圧であり、前記基準電圧から所定電圧以上離れていない範囲は、前記負荷装置の動作保証電圧範囲であることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７記載のスイッチング電源装置であって、
放送受信機が受信している周波数を受信周波数として取得する受信周波数取得部と、
放送受信機の受信周波数に応じて、当該放送受信機の放送の受信に影響を与えない周波数を、前記スイッチング周波数として設定するスイッチング周波数制御部とを有することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のスイッチング電源装置であって、
前記入力電圧は、自動車に搭載されたカーバッテリから出力される電圧であることを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧を行うスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昇圧を行うスイッチング電源装置としては、第１端が入力電圧に接続したコイルと、コイルの第２端にドレインが接続されグランドにソースが接続されたMOSFETと、正極が出力電圧に接続され負極がグランドに接続したコンデンサと、MOSFETのドレインにアノードがコンデンサの正極にカソードが接続されたダイオードとを備え、昇圧の大きさに応じたデューティ比の周波数信号をMOSFETのゲートに印加することにより、MOSFETにスイッチング動作を行わせる昇圧チョッパ回路が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、放送受信機と共に用いられるスイッチング電源装置に関する技術として、ラジオ放送受信機の電源回路として用いられるスイッチング電源装置において、スイッチング電源のスイッチング周波数を、ラジオ放送受信機の受信周波数に応じて、ラジオ放送の受信に影響を与えない周波数に変更する技術が知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５-２３７８５号公報
【特許文献２】特開昭６３-１３１６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車のバッテリには、自動車の消費電力の変動に起因する電源の一時的な電圧降下が発生する。
そこで、自動車のバッテリの電源電圧の昇圧を行うスイッチング電源装置を設け、自動車のバッテリの電源電圧の低下時に、スイッチング電源装置によって当該電源電圧を所定の目標電圧に昇圧して自動車内の機器に供給することが行われている。
【０００６】
そして、このような自動車のバッテリの電源電圧の昇圧を行うスイッチング電源装置において、自動車に搭載されている放送受信機の受信周波数に応じて、当該放送の受信に影響を与えない周波数にスイッチング周波数を設定する場合には、次のような問題が生じる。
【０００７】
すなわち、自動車のバッテリの電源電圧が目標電圧に近接しているときには、スイッチング動作と当該スイッチング動作の停止が繰り返される間欠的なスイッチング動作が発生してしまうことがある。そして、このような間欠的なスイッチング動作によって、設定したスイッチング周波数とは異なる周波数成分を有するEMI等のノイズが発生し、放送受信機の放送の受信に影響を与えてしまうことがある。
【０００８】
そこで、本発明は、昇圧を行うスイッチング電源装置において、スイッチング周波数と異なる周波数のノイズの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題達成のために、本発明は、入力電圧が目標電圧以上であるときにスイッチング動作を停止して、入力電圧を出力電圧とし、入力電圧が前記目標電圧より小さいときに所定のスイッチング周波数によるスイッチング動作を行って、入力電圧を前記目標電圧に昇圧し、昇圧した電圧を出力電圧とするスイッチング電源装置に、前記入力電圧の大きさを検出する入力電圧検出部と、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧の大きさに応じて、動的に、前記目標電圧を、所定の基準電圧に所定レベル以内に近接する範囲の内に含まれる電圧であって、前記入力電圧と当該電圧の差が所定値未満とならない電圧に設定する目標電圧制御部と備えたものである。
【００１０】
ここで、このようなスイッチング電源装置は、前記目標電圧制御部において、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧となり、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より大きいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧となるように、前記目標電圧を設定するように構成してもよい。
【００１１】
または、このようなスイッチング電源装置では、前記目標電圧制御部において、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧より小さい場合に、前記目標電圧が、前記基準電圧となり、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧より大きく、かつ、当該入力電圧が前記基準電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧となり、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が前記基準電圧より大きく、かつ、当該入力電圧が前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧より小さいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧となり、前記入力電圧検出部が検出した入力電圧が、前記基準電圧に前記所定値を加えた電圧より大きいときに、前記目標電圧が、前記基準電圧となるように、前記目標電圧を設定するように構成してもよい。
【００１２】
または、このようなスイッチング電源装置は、前記目標電圧制御部において、前記入力電圧が第１のしきい値以下の範囲内にあるときに、前記入力電圧との差の絶対値が前記所定値未満とならない第１の電圧と、前記入力電圧が第２のしきい値以上の範囲内にあるときに、前記入力電圧との差の絶対値が前記所定値未満とならない第２の電圧とのいずれかを、選択的に前記目標電圧として設定し、かつ、当該目標電圧制御部において、前記第１の電圧を前記目標電圧として設定しているときに、前記入力電圧が前記第１のしきい値以上となったならば、前記第２の電圧を前記目標電圧として設定し、前記第２の電圧を前記目標電圧として設定しているときに、前記入力電圧が前記第２のしきい値以下となったならば、前記第１の電圧を前記目標電圧として設定するように構成してもよい。ただし、前記第１の電圧は前記基準電圧より大きく、前記第２の電圧は前記基準電圧より小さく、前記第１のしきい値は前記第２のしきい値より大きい値とする。
【００１３】
これらのようなスイッチング電源装置によれば、所定値を適切に設定することにより、目標電圧を動的に操作して、設定した基準電圧から所定電圧以上離れていない、基準電圧に近接する範囲内に目標電圧を収めつつ、間欠的なスイッチング動作が発生するレベルまで目標電圧が入力電圧に接近しないようにすることができる。よって、これらのスイッチング電源装置によれば、スイッチング周波数と異なる周波数成分を有するノイズの発生が抑制することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記課題達成のために、スイッチ素子を備え、入力電圧が目標電圧以上であるときに、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を０として前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止して、入力電圧を出力電圧とし、前記入力電圧が前記目標電圧より小さいときに、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を所定のスイッチング周波数として前記スイッチング素子にスイッチング動作を行わせて、前記入力電圧を前記目標電圧に昇圧し、昇圧した電圧を出力電圧とするスイッチング電源装置に、前記スイッチング信号の周波数成分を検出する周波数成分検出部と、前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧を更新する目標電圧制御部とを備えたものである。ただし、前記目標電圧制御部は、前記目標電圧の更新を、所定の基準電圧に所定値を加算、もしくは、減算した電圧を、更新後の目標電圧とすることにより行う。
【００１５】
ここで、このようなスイッチング電源装置は、前記目標電圧制御部において、前記所定の基準電圧に前記所定値を加算した電圧である第１の電圧と、前記基準電圧から前記所定値を減算した電圧である第２の電圧とのいずれかを選択的に前記目標電圧として設定し、かつ、当該、目標電圧制御部において、前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧として前記第１の電圧を設定しているときには、前記目標電圧を前記第２の電圧に更新し、前記周波数成分検出部が、前記スイッチング周波数と異なり、かつ、周波数０ではない周波数の周波数成分を検出したときに、前記目標電圧として前記第２の電圧を設定しているときには、前記目標電圧を前記第１の電圧に更新するように構成してもよい。
【００１６】
これらのようなスイッチング電源装置によれば、前記所定値を適切に設定することにより、間欠的なスイッチング動作が発生したときに、目標電圧を動的に操作して、設定した基準電圧から所定電圧以上離れていない、基準電圧に近接する範囲内に目標電圧を収めつつ、間欠的なスイッチング動作が発生しないレベルまで目標電圧を入力電圧から遠ざけることができる。よって、これらのスイッチング電源装置によれば、スイッチング周波数と異なる周波数成分を有するノイズの発生を抑制することができる。
【００１７】
ここで、以上のスイッチング電源装置は、前記出力電圧を電源電圧とする電源を負荷装置に供給するものであってよく、この場合、前記基準電圧は、前記負荷装置の動作保証電圧範囲の中心電圧であり、前記基準電圧から所定電圧以上離れていない範囲は、前記負荷装置の動作保証電圧範囲とするのが好ましい。
【００１８】
なお、以上のスイッチング電源装置は、さらに、放送受信機が受信している周波数を受信周波数として取得する受信周波数取得部と、放送受信機の受信周波数に応じて、当該放送受信機の放送の受信に影響を与えない周波数を、前記スイッチング周波数として設定するスイッチング周波数制御部とを備えたものであってもよい。
【００１９】
また、以上のスイッチング電源装置は、前記入力電圧を、自動車に搭載されたカーバッテリから出力される電圧とするものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、昇圧を行うスイッチング電源装置において、スイッチング周波数と異なる周波数のノイズの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の動作例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の目標電圧の設定動作を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の目標電圧の設定動作の他の例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の目標電圧の設定動作の他の例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す。
ここで、図１に示すように、本実施形態に係るスイッチング電源装置１は、自動車のバッテリであるカーバッテリ２から出力される直流電源であるバッテリ電源Einを入力し、バッテリ電源Einの電圧Vinを昇圧し、電圧Voutの出力電源Eoutを、自動車が装備した機器である負荷装置３に出力する装置である。
【００２３】
ただし、バッテリ電源Einの電圧Vinの昇圧は、バッテリ電源Einの電圧Vinが、予め設定した目標電圧Vtgtより低い場合にのみ、電圧Vinを電圧Vtgtに昇圧することにより行い、電圧Vinが目標電圧Vtgt以上である場合には、電圧VinをそのままEoutの電圧Voutとして、出力電源Eoutの供給を行う。
【００２４】
さて、図示するように、スイッチング電源装置１は、DC/DC電源コントローラ１１、昇圧動作制御部１２、コイル１３、ツェナーダイオード１４、コンデンサ１５、FET１６、抵抗１７、出力電圧検出部１８を備えている。
【００２５】
なお、DC/DC電源コントローラ１１、昇圧動作制御部１２は、外部より供給される電源により動作する。また、昇圧動作制御部１２は、ハードウエアとしてはマイクロコンピュータとその周辺デバイスより構成されるものであってよい。
このような構成において、昇圧動作制御部１２には、自動車に搭載されているラジオ受信機などの放送受信機から、放送受信機が放送を受信している無線周波数ChFが通知される。
そして、昇圧動作制御部１２は、通知された無線周波数ChFと干渉しない周波数の周波数信号SYNCを生成しDC/DC電源コントローラ１１に出力する。より具体的には、たとえば、昇圧動作制御部１２は、予め設定した複数の周波数のうち、無線周波数ChFとの差が最も大きい周波数を選定し、選定した周波数の周波数信号SYNCを生成しDC/DC電源コントローラ１１に出力する。
DC/DC電源コントローラ１１は、周波数信号SYNCを用いて、周波数信号SYNCの周波数と同じ周波数のスイッチング信号SWを生成し出力する。また、DC/DC電源コントローラ１１は、スイッチング信号SWのデューティ比を、出力電圧検出部１８から入力するフィードバック電圧FBと予め設定されている参照電圧Vrefとに応じて設定する。
【００２６】
すなわち、DC/DC電源コントローラ１１は、フィードバック電圧FBがDC/DC電源コントローラ１１に予め設定されている参照電圧Vrefより大きい場合に、参照電圧Vrefとフィードバック電圧FBとの差FB-Vrefに所定のゲインＧを乗じた量、スイッチング信号SWのデューティ比を減少させ、フィードバック電圧FBが参照電圧Vrefより小さい場合に、フィードバック電圧FBと参照電圧Vrefとの差Vref-FBに所定のゲインＧを乗じた量、デューティ比を増加させる。
【００２７】
ただし、DC/DC電源コントローラ１１は、フィードバック電圧FBが参照電圧Vref以上である場合に、参照電圧Vrefとフィードバック電圧FBとの差FB-Vrefに所定のゲインＧを乗じた量、デューティ比を減少させた値が０より小さくなる場合にはデューティ比として０を設定する。また、フィードバック電圧FBが参照電圧Vrefより小さい場合に、フィードバック電圧FBと参照電圧Vrefとの差Vref-FBに所定のゲインＧを乗じた量、デューティ比を増加させた値が、予めデューティ比の最大値として設定した値を超える場合には、デューティ比として当該最大値として設定した値を設定する。
【００２８】
なお、参照電圧Vrefとしては、負荷装置３の電源電圧の仕様に応じて、負荷装置３の動作保証電圧の中心電圧から、予め定めたオフセット電圧Vofstを加算した電圧を設定する。すなわち、負荷装置３の動作保証電圧が、Vstd±dVであれば、負荷装置３の動作保証電圧の中心電圧はVstd であるので、Vstd+Vofstを参照電圧Vrefとして設定する。なお、オフセット電圧Vofstについては、後述する。
【００２９】
次に、DC/DC電源コントローラ１１から出力されたスイッチング信号SWは抵抗１７を介してFET１６のゲートに印加され、スイッチング信号SWがHのときFET１６はオンとなり、スイッチング信号SWがLのときFET１６はオフとなる。
【００３０】
そして、FET１６がオンの期間中、バッテリ電源Einの電圧Vinにより、コイル１３にFET１６を介してグランドに向かう電流が流れコイル１３にエネルギが蓄積される。そして、FET１６がオフの期間に、コイル１３に蓄積されたエネルギによる電流がツェナーダイオード１４を通って放出され、放出された電流がコンデンサ１５で平滑化されることにより、デューティ比に応じた大きさのバッテリ電源Einの電圧Vinの昇圧が行われ、昇圧された電圧が出力電源Eoutの電圧Voutとなる。なお、デューティ比が大きいほど、昇圧の大きさは大きくなる。
【００３１】
また、スイッチング信号SWのデューティ比が０の場合は、FET１６は常時オフとなり、そのままバッテリ電源Einの電圧Vinがそのまま出力電源Eoutの電圧Voutとなる。
結果、フィードバック電圧FBが参照電圧Vrefより小さい場合には、フィードバック電圧FBと参照電圧Vref差に応じたスイッチング信号SWのデューティ比が設定されて、FET１６のスイッチング動作が行われ、バッテリ電源Einの電圧Vinは、フィードバック電圧FBと参照電圧Vrefの差が無くなるように昇圧されて出力電源Eoutの電圧Voutとなる。一方、フィードバック電圧FBが参照電圧Vref以上である場合には、スイッチング信号SWのデューティ比が０に設定され、FET１６のスイッチング動作は停止し、バッテリ電源Einの電圧Vinがそのまま出力電源Eoutの電圧Voutとなる。
【００３２】
さて、昇圧動作制御部１２は、目標電圧Vtgtを設定すると共に、負荷装置３の動作保証電圧の中心電圧Vstdに、上述したオフセット電圧Vofstを加算した電圧から、目標電圧Vtgtを減算した電圧Vstd+Vofst-Vtgtを、目標電圧制御電圧VtgtCntとして出力電圧検出部１８に出力する。ここで、オフセット電圧Vofstは、この目標電圧制御電圧VtgtCntが負とならない値を、目標電圧Vtgtとして用いる値の最大値に従って予め設定する。すなわｔ、たとえば、オフセット電圧Vofstの値は、標電圧Vtgtとして用いる値の最大値に対して、目標電圧制御電圧VtgtCntが０となる値とする。
【００３３】
そして、出力電圧検出部１８は、抵抗を用いた加算回路であり、出力電源Eoutの電圧Voutに、昇圧動作制御部１２から入力する目標電圧制御電圧VtgtCntを加算した電圧を、フィードバック電圧FBとしてDC/DC電源コントローラ１１に出力する。
【００３４】
したがって、FB=Vout+VtgtCnt=Vout+Vstd+Vofst-Vtgtとなり、上述のようにVref=Vstd+ Vofstであるので、Vref-FB=(Vstd+Vofst)-(Vout+Vstd+Vofst-Vtgt）=Vtgt-Voutとなり、DC/DC電源コントローラ１１において、上述した動作により、出力電源Eoutの電圧Voutが目標電圧Vtgt以上である場合に、スイッチング信号SWのデューティ比が０に設定され、出力電源Eoutの電圧Voutが目標電圧Vtgtより小さい場合に、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差が大きいほどデューティ比が大きくなるように、スイッチング信号SWのデューティ比が設定される。
【００３５】
そして、以上の結果、目標電圧Vtgtと出力電源Eoutの電圧Voutとの差をフィードバック値として、出力電源Eoutを目標電圧Vtgtに制御するフィードバック制御が実現され、バッテリ電源Einの電圧Vinが目標電圧Vtgtより小さい場合には、FET１６のスイッチング動作が行われ、出力電源Eoutの電圧Voutが目標電圧Vtgtとなるように、バッテリ電源Einの電圧Vinは昇圧される。また、バッテリ電源Einの電圧Vinが目標電圧Vtgt以上である場合には、FET１６のスイッチング動作が停止し、バッテリ電源Einの電圧Vinがそのまま出力電源Eoutの電圧Voutとなる。
【００３６】
以下、このような構成において、昇圧動作制御部１２において目標電圧Vtgtを制御する動作について説明する。
いま、昇圧動作制御部１２から、図２ａに示す周波数Fsyncの周波数信号SYNCがDC/DC電源コントローラ１１に出力されているものとする。
この場合、バッテリ電源Einの電圧Vinが、目標電圧Vtgt+α以上であるときには、DC/DC電源コントローラ１１が出力するスイッチング信号SWは、図２ｂに示すように、デューティ比が電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差に応じたデューティ比に制御された、周波数が周波数Fsyncに安定した信号となる。
【００３７】
また、バッテリ電源Einの電圧Vinが、目標電圧Vtgt-α以下であるときには、DC/DC電源コントローラ１１が出力するスイッチング信号SWは、デューティ比が０に設定され、図２ｃに示すように、周波数が周波数０に安定した信号となる。
【００３８】
一方、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値がα未満であるときには、デューティ比として、０と０超える値とが交互に設定されることがあり、図２ｄに示すように、スイッチング信号SWが、周波数Fsyncで間欠的に発振する信号となることがある。
【００３９】
そして、このような間欠的に発振するスイッチング信号SWと、当該スイッチング信号SWによるスイッチング動作によって、周波数信号SYNCの周波数Fsyncとは異なる周波数の成分を持つノイズが発生してしまうことがある。
【００４０】
ここで、αは、出力電源Eoutを目標電圧Vtgtに制御するフィードバック制御のゲインＧや、各動作の精度などに依存して定まる値である。また、ここでは、負荷装置３の動作保証電圧をVstd±dVとしてαはdVより小さいものとする。
【００４１】
そこで、本実施形態に係る昇圧動作制御部１２は、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値がα未満とならないように、目標電圧Vtgtを以下のように制御する。
まず、目標電圧Vtgtの第１の制御例を図３に示す。
第１の制御例においては、昇圧動作制御部１２は、バッテリ電源Einの電圧Vinを検出し、図３ａに示すように、電圧Vinが電圧Vstd以下である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定し、電圧Vinが電圧Vstd超である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd-αを設定する。
【００４２】
このように、目標電圧Vtgtを設定することにより、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値は、図３ｂに示すように、必ずα以上となり、スイッチング信号SWの間欠的な発振を抑止することができる。
【００４３】
また、図３ｃに、図３ａのように目標電圧Vtgtを設定した場合の、バッテリ電源Einの電圧Vinと出力電源Eoutの電圧Voutの関係を示すように、出力電源Eoutの電圧Voutは、負荷装置３の動作保証電圧範囲の中心電圧Vstd以上に維持される。
【００４４】
次に、目標電圧Vtgtの第２の制御例を図４に示す。
第２の制御例においては、昇圧動作制御部１２は、バッテリ電源Einの電圧Vinを検出し、図４ａに示すように、電圧VinがVstd-α以下である場合には、目標電圧VtgtとしてVstdを設定し、電圧VinがVstd-α超かつ電圧Vstd以下である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定し、電圧Vinが電圧Vstd超かつVstd+α以下である場合には、目標電圧VtgtとしてVstd-αを設定し、電圧VinがVstd+α超である場合には、目標電圧VtgtとしてVstdを設定する。
【００４５】
このようにしても、図４ｂに示すように、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値を、必ずα以上とすることができる。
また、図４ｃに、図４ａのように目標電圧Vtgtを設定した場合の、バッテリ電源Einの電圧Vinと出力電源Eoutの電圧Voutの関係を示すように、出力電源Eoutの電圧Voutは、負荷装置３の動作保証電圧範囲の中心電圧Vstd以上に維持される。
【００４６】
次に、目標電圧Vtgtの第３の制御例を図５に示す。
第３の制御例においては、昇圧動作制御部１２は、起動時にバッテリ電源Einの電圧Vinを検出し、電圧VinがVstd以下であれば、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定し、電圧VinがVstd超であれば、目標電圧VtgtとしてVstd-2αを設定する。
【００４７】
そして、以降は、図５ａに示すように、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定している状態で、電圧VinがVstd超となったならば、目標電圧VtgtをVstd-2αに更新する。また、目標電圧VtgtとしてVstd-2αを設定している状態で、電圧VinがVstd-α以下となったならば、目標電圧VtgtをVstd+αに更新する。
【００４８】
このようにしても、図５ｂに示すように、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値を、必ずα以上とすることができる。また、バッテリ電源Einの電圧Vinが、目標電圧Vtgtが変更される電圧（VstdまたはVstd-α）を繰り返し横切るように変動した場合にも、スイッチング信号SWの間欠的な発振を抑止することができる。
【００４９】
また、図５ｃに、図５ａのように目標電圧Vtgtを設定した場合の、バッテリ電源Einの電圧Vinと出力電源Eoutの電圧Voutの関係を示すように、出力電源Eoutの電圧Voutの最小値はVstd-αとなるが、上述のように負荷装置３の動作保証電圧Vstd±dVに対して、dVはαより大きいので、負荷装置３の動作に支障が生じることはない。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態における昇圧動作制御部１２の目標電圧Vtgtの制御は、以下のように行うようにしてもよい。
すなわち、図６に示すように、抵抗１７を介してDC/DC電源コントローラ１１が出力するスイッチング信号SWを昇圧動作制御部１２に入力するようにスイッチング電源装置１を構成すると共に、昇圧動作制御部１２において入力するスイッチング信号SWの周波数分布（スペクトラム）を監視する。
また、起動時に、昇圧動作制御部１２において、目標電圧Vtgtの初期値としてVstd-αを設定する。または、昇圧動作制御部１２において、起動時にバッテリ電源Einの電圧Vinを検出し、電圧VinがVstd以下であれば、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定し、電圧VinがVstd超であれば、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定する。
【００５１】
そして、昇圧動作制御部１２においてスイッチング信号SWの周波数成分として、DC/DC電源コントローラ１１に出力している周波数信号SYNCの周波数Fsyncとは異なる、周波数０以外の周波数成分が検出された場合、すなわち、周波数信号SYNCが周波数Fsyncで間欠的に発振していることが検出された以下の動作を行う。
【００５２】
すなわち、周波数信号SYNCが周波数Fsyncで間欠的に発振していることが検出されたときに、目標電圧VtgtとしてVstd-αを設定している場合には、目標電圧VtgtをVstd+αに変更する。また、周波数信号SYNCが周波数Fsyncで間欠的に発振していることが検出されたときに、目標電圧VtgtとしてVstd+αを設定している場合には、目標電圧VtgtをVstd-αに変更する。
【００５３】
このように目標電圧Vtgtの制御を行っても、目標電圧Vtgtを図３ａに示したように制御することができ、バッテリ電源Einの電圧Vinと目標電圧Vtgtとの差の絶対値を、必ずα以上とすることができる。
【００５４】
さて、以上の実施形態において図１、図６に示したスイッチング電源装置１は、出力電圧検出部１８を、出力電源Eoutの電圧Voutを検出し、検出した電圧Voutをフィードバック電圧FBとしてDC/DC電源コントローラ１１に出力するものとし、昇圧動作制御部１２を、目標電圧Vtgtを設定したときに、DC/DC電源コントローラ１１の参照電圧Vrefを設定した目標電圧Vtgtに更新するものとして構成してもよい。このようにしても、スイッチング電源装置１は、以上と同様に動作する。
【符号の説明】
【００５５】
１…スイッチング電源装置、２…カーバッテリ、３…負荷装置、１１…DC/DC電源コントローラ、１２…昇圧動作制御部、１３…コイル、１４…ツェナーダイオード、１５…コンデンサ、１６…FET、１７…抵抗、１８…出力電圧検出部。
【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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