JP2000236660A

JP2000236660A - 信号発生回路

Info

Publication number: JP2000236660A
Application number: JP11035927A
Authority: JP
Inventors: Sadanori Suzuki; 定典鈴木
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】信号出力回路から出力させる信号の周波数を
容易に変化させる信号発生回路を提供することを課題と
する。【解決手段】信号発生回路は、抵抗接続端子５に接続
された抵抗Ｒ１に流れる電流に対応した電流によってコ
ンデンサ接続端子６に接続されたコンデンサＣ１を充電
又は放電し、コンデンサＣ１の電圧が所定値に達するま
での時間によって定まる周波数のスイッチング信号を出
力する汎用のスイッチング信号出力集積回路２と、抵抗
接続端子５に接続された抵抗Ｒ１に流れる電流を変動さ
せて前記スイッチング信号の周波数を変動させる可変電
圧源９及び信号源１０とを備えることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチングレギ
ュレータ等に用いる信号発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両搭載の電子機器には、バッテ
リからの直流電圧を所定のレベルの直流電圧に変換する
スイッチングレギュレータが用いられることが多い。図
４は、上記従来のスイッチングレギュレータ２１の電気
回路図である。図４に示すように、上記従来のスイッチ
ングレギュレータ２１には、スイッチング信号を出力す
る汎用のスイッチング信号出力集積回路２が用いられ
る。このスイッチング信号出力集積回路２には、発振回
路３と、駆動回路４とが内蔵されており、発振回路３に
は、カレントミラー回路７と、電圧監視回路８とが設け
られている。また、抵抗Ｒ１が接続される抵抗接続端子
５とコンデンサＣ１が接続されるコンデンサ接続端子６
とが設けられており、抵抗接続端子５及びコンデンサ接
続端子６はカレントミラー回路７に接続されている。そ
して、抵抗Ｒ１は抵抗接続端子６とグランド間に接続さ
れ、コンデンサＣ１はコンデンサ接続端子６とグランド
間に接続される。

【０００３】上記カレントミラー回路７は、制御電源７
Ａから抵抗Ｒ１に流れる電流の電流値に応じた電流値の
電流をコンデンサＣ１に流すものである。また、電圧監
視回路８は、コンデンサＣ１の電圧が上昇して所定値に
達した場合、スイッチ回路８Ａをオンに制御してコンデ
ンサＣ１の蓄積電荷を放電させ、コンデンサＣ１の電圧
が設定値まで低下するとスイッチ回路８Ａをオフに制御
してコンデンサＣ１に再び充電させる充放電制御をす
る。発振回路３は、電圧監視回路８による充放電制御周
期に対応した周波数のスイッチング信号を生成し、この
スイッチング信号を駆動回路４に出力する。駆動回路４
は、このスイッチング信号を増幅してトランジスタＴｒ
のゲートに出力し、トランジスタＴｒをスイッチングさ
せる。これにより、バッテリから入力端子Ｔｅ１に入力
された直流電圧はトランジスタＴｒによりチョッピング
され、チョークコイルＬを介して電解コンデンサＣｏに
印加される。尚、図示はしていないが電解コンデンサＣ
ｏの電圧を所定のレベルに維持するために、例えば電解
コンデンサＣｏの電圧に応じて駆動回路４から出力され
るスイッチング信号のテューティ比を制御する定電圧制
御回路が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、ス
イッチングレギュレータにおけるスイッチング信号の周
波数を、スイッチングレギュレータの基本機能を妨げな
い範囲で変動させると、スイッチングレギュレータから
のノイズのレベルを低下させることが知られている。し
かしながら、上記従来のスイッチングレギュレータ２１
の場合、上記のように汎用のスイッチング信号出力集積
回路２を用い、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とが固定的に
接続されるため、発振回路３で生成されるスイッチング
信号の周波数を変動させることができない。そのため、
上記従来のスイッチングレギュレータ２１では、スイッ
チング周波数を変動させてスイッチングレギュレータか
らのノイズのレベルを低下させることができないという
問題がある。

【０００５】そこで本発明では、信号出力回路から出力
する信号の周波数を変動させることができるようにする
ことを解決すべき課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、信号発生回路を請求項１から請求項４に記
載したように構成することである。また、スイッチング
レギュレータを請求項５に記載したように構成すること
である。請求項１から請求項４に記載した信号発生回路
によれば、周波数可変手段により信号出力回路から出力
する信号の周波数を変動させることができる。また、請
求項５のスイッチングレギュレータによれば、周波数可
変手段によって信号出力回路から出力する信号の周波数
を変動させることができるため、例えば、信号の周波数
をスイッチングレギュレータの基本機能を妨げない範囲
で変動させ、スイッチングレギュレータからのノイズの
レベルを低下させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のスイ
ッチングレギュレータ１の電気回路図である。図１に示
すように、スイッチングレギュレータ１は、前記従来の
スイッチングレギュレータ２１と同様の汎用のスイッチ
ング信号出力集積回路２が用いられている。従って、ス
イッチング信号出力集積回路２には、前記従来の技術の
欄で説明したように発振回路３と駆動回路４とが内蔵さ
れており、発振回路３には、カレントミラー回路７と、
電圧監視回路８と、制御電源７Ａと、スイッチ回路８Ａ
とが設けられている。また、図示はしていないが、スイ
ッチング信号出力集積回路２には前述のように電解コン
デンサＣｏの電圧を所定のレベルに維持するための定電
圧制御回路が設けられている。

【０００８】スイッチング信号出力集積回路２の抵抗接
続端子５には抵抗Ｒ１の一端が接続され、抵抗Ｒ１の他
端とグランド間に可変電圧源９が接続される。この可変
電圧源９は、信号源１０からの制御信号に従って直流可
変電圧を出力するもので、この直流可変電圧を抵抗Ｒ１
とグランド間に加え、抵抗Ｒ１を流れる電流を変動させ
る制御をするものである。尚、図１より明らかなよう
に、可変電圧源９は、出力電圧の正極が前記制御電源７
Ａの出力電圧の正極と対向するように接続されているた
め、可変電圧源９の出力電圧が大きくなると抵抗Ｒ１の
両端の電圧が小さくなり、抵抗Ｒ１を流れる電流値が小
さくなる。逆に可変電圧源９の出力電圧がゼロになる
と、抵抗Ｒ１の両端の電圧は前記制御電源７Ａの出力電
圧にほぼ等しくなり、抵抗Ｒ１を流れる電流値が大きく
なる。このように、信号源１０は可変電圧源９の出力電
圧を制御することにより、抵抗Ｒ１を流れる電流値を変
化させる。また、スイッチング信号出力集積回路２のコ
ンデンサ接続端子６とグランド間にコンデンサＣ１が接
続される。

【０００９】このように抵抗Ｒ１とグランド間に可変電
圧源９の出力電圧が加えられて抵抗Ｒ１を流れる電流が
変化すると、前記カレントミラー回路７は、抵抗Ｒ１を
流れる電流がコンデンサＣ１に流れる電流と所定比にな
るように制御する。前記従来の技術の欄で説明したよう
に、電圧監視回路８は、コンデンサＣ１の電圧が上昇し
て所定値に達した場合、スイッチ回路８Ａをオンに制御
してコンデンサＣ１の蓄積電荷を放電させ、コンデンサ
Ｃ１の電圧が設定値まで低下するとスイッチ回路８Ａを
オフに制御してコンデンサＣ１に再び充電させるという
充放電制御を行う。従って、上記のように、抵抗Ｒ１を
流れる電流が変動し、コンデンサＣ１に流れる電流が変
動すると、コンデンサＣ１の電圧が所定値に達するまで
の時間が変動するため、電圧監視回路８のスイッチ回路
８Ａのオンオフ周期が変動する。

【００１０】上記のように、コンデンサＣ１の電圧が所
定値に達するまでの時間が変動し、電圧監視回路８のス
イッチ回路８Ａのオンオフ周期が変動すると、発振回路
３は、その周期に対応した周波数のスイッチング信号を
生成する。

【００１１】発振回路３で生成されたスイッチング信号
は駆動回路４に入力され、駆動回路４において増幅され
る。駆動回路４はトランジスタＴｒのゲートと接続され
ており、増幅した上記スイッチング信号をトランジスタ
Ｔｒのゲートに出力し、トランジスタＴｒをスイッチン
グさせる。これにより、図示していないバッテリから入
力端子Ｔｅ１に入力された直流電圧はトランジスタＴｒ
によりチョッピングされ、チョークコイルＬを介して電
解コンデンサＣｏに印加される。電解コンデンサＣｏの
電圧は、図示していない定電圧制御回路により所定のレ
ベルに維持される。以上の説明から明らかなように、前
記可変電圧源９及び信号源１０は、抵抗Ｒ１を流れる電
流を変動させて、発振回路３から出力されるスイッチン
グ信号の周波数を可変させるため、請求項１に記載した
周波数可変手段に相当するものである。

【００１２】次に、第１の実施の形態のスイッチングレ
ギュレータ１の作用について説明する。信号源１０から
の制御信号により可変電圧源９からＶ１の直流電圧が出
力されると、抵抗接続端子５に接続された抵抗Ｒ１の両
端の電圧は、可変電圧源９の出力電圧がゼロのときの電
圧ＶｏよりＶ１だけ低下する。このように可変電圧源９
からＶ１の直流電圧が出力されると、抵抗Ｒ１の両端電
圧はＶ１だけ低くなるため、抵抗Ｒ１を流れる電流はＶ
１／Ｒだけ小さくなる。但し、この式のＲは抵抗Ｒ１の
抵抗値である。

【００１３】このように、可変電圧源９から出力される
電圧が高くなると、抵抗Ｒ１を流れる電流は小さくなる
ため、前記カレントミラー回路７は、コンデンサＣ１に
流す電流を小さくするような制御をする。コンデンサＣ
１に流れる電流が小さくなると、コンデンサＣ１の電圧
が所定値に達するまでの時間が長くなるため前記電圧監
視回路８による前記充放電制御周期が長くなり、発振回
路３により生成されたスイッチング信号の周波数が低く
なる。

【００１４】逆に、可変電圧源９から出力される電圧が
低くなるに従って抵抗Ｒ１を流れる電流は大きくなるた
め、前記カレントミラー回路７は、コンデンサＣ１に流
す電流を大きくするような制御をする。コンデンサＣ１
に流れる電流が大きくなると、コンデンサＣ１の電圧が
所定値に達するまでの時間が短くなるため電圧監視回路
８による充放電制御周期が短くなり、発振回路３により
生成されたスイッチング信号の周波数が高くなる。

【００１５】このように、信号源１０からの制御信号に
より可変電圧源９の出力電圧が可変されると、抵抗Ｒ１
を流れる電流が変動するため、カレントミラー回路７に
よりコンデンサＣ１に流れる電流が抵抗Ｒ１を流れる電
流と所定比になるように制御される。これにより、コン
デンサＣ１の電圧が所定値に達するまでの時間が変動さ
れるため、電圧監視回路８による充放電制御周期が変動
され、発振回路３により生成されるスイッチング信号の
周波数が変動される。

【００１６】このように、発振回路３により生成される
スイッチング信号の周波数を容易に変動させることがで
きるため、スイッチングレギュレータの基本機能を妨げ
ない範囲でスイッチング信号の周波数を変動させること
によってスイッチングレギュレータ１から発生するノイ
ズのレベルを低下させることができる。また、上記ノイ
ズレベルの低下以外の目的でも、スイッチング信号の周
波数を容易に変動させることができる。

【００１７】次に、第２の実施の形態を図２を参照して
説明する。図２に示した第２の実施の形態は、前述の第
１の実施の形態におけるコンデンサＣ１とグランド間に
前述の可変電圧源９を接続し、可変電圧源９を信号源１
０からの制御信号で制御することによりコンデンサＣ１
に対するバイアス電圧を変化させ、コンデンサＣ１の電
圧が所定値に達するまでの時間を変化させるものであ
る。尚、その他の回路は第１の実施の形態の電気回路と
同じである。この第２の実施の形態において、可変電圧
源９の出力電圧が高くなるに従ってコンデンサＣ１のグ
ランド側の電位が高くなるため、コンデンサＣ１の電圧
が所定値に達するまでの時間が短くなる。そのため、電
圧監視回路８による充放電制御周期が短くなり、発振回
路３により生成されるスイッチング信号の周波数が高く
なる。逆に、可変電圧源９の出力電圧が低くなるに従っ
てコンデンサＣ１のグランド側の電位が低くなるため、
コンデンサＣ１の電圧が所定値に達するまでの時間が長
くなる。そのため、電圧監視回路８による充放電制御周
期が長くなり、発振回路３により生成されるスイッチン
グ信号の周波数が低くなる。

【００１８】このように、信号源１０からの制御信号に
より可変電圧源９の電圧が変動されると、コンデンサＣ
１の電圧が所定値に達するまでの時間が変動するため、
電圧監視回路８による充放電制御周期が変動し、発振回
路３により生成されるスイッチング信号の周波数が容易
に変動される。

【００１９】次に、第３の実施の形態を説明する。前記
第１の実施の形態、第２の実施の形態における信号源１
０が直接的に直流可変電圧を出力可能なものである場
合、前記可変電圧源９を用いずに、直接、信号源１０の
直流可変電圧を抵抗Ｒ１とグランド間に加えるようにし
てもよい。しかし、信号源１０の出力インピーダンスが
大きい場合、抵抗Ｒ１を通して信号源１０に流れ込む電
流によって信号源１０の出力電圧が影響を受け、所要の
直流電圧が出力されないという問題がある。このような
場合、図３に示すように抵抗Ｒ１と信号源１０の間にオ
ペレーショナルアンプリファイア１１の回路をボルテー
ジフォロア回路として挿入すると、出力インピーダンス
が低くなり、上記のような問題が解決されるため、所要
の直流可変電圧が抵抗Ｒ１とグランド間に加えられ、前
述と同様の作用により、発振回路３により生成されるス
イッチング信号の周波数が容易に変動される。尚、上記
のようなオペレーショナルアンプリファイア１１のボル
テージフォロア回路をコンデンサＣ１に接続しても、発
振回路３により生成されるスイッチング信号の周波数が
容易に変動される。

【００２０】

【発明の効果】請求項１から請求項４に記載の信号発生
回路によれば、信号出力回路から発生される信号の周波
数を容易に変動させることができる。また、請求項５に
記載のスイッチングレギュレータによれば、信号出力回
路から発生される信号の周波数を容易に変動させること
ができるため、スイッチングレギュレータから発生する
ノイズのレベルを低下させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電気回路図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態の部分電気回路図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施の形態の部分電気回路図で
ある。

【図４】従来のスイッチングレギュレータの電気回路図
である。

【符号の説明】

１スイッチングレギュレータ２スイッチング信号出力集積回路３発振回路４駆動回路７カレントミラー回路８電圧監視回路９可変電圧源１０信号源

【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月２８日（２０００．３．２
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗接続端子に流れる電流に対応した電
流によってコンデンサ接続端子に接続されたコンデンサ
を充電または放電し、前記コンデンサの両端電圧が所定
値に達するまでの時間によって定まる周波数の信号を出
力する信号出力回路と、前記抵抗接続端子に流れる電流
を変動させて前記信号の周波数を変動させる周波数可変
手段とを備えた信号発生回路。
【請求項２】前記周波数可変手段は、前記抵抗接続端
子に接続された抵抗のバイアス電圧を変動させる手段で
ある請求項１に記載の信号発生回路。
【請求項３】抵抗接続端子に流れる電流に対応した電
流によってコンデンサ接続端子に接続されたコンデンサ
を充電又は放電し、前記コンデンサの両端電圧が所定値
に達するまでの時間によって定まる周波数の信号を出力
する信号出力回路と、前記コンデンサのバイアス電圧を
変動させて前記信号の周波数を変動させる周波数可変手
段とを備えた信号発生回路。
【請求項４】前記信号出力回路は、集積回路により構
成されている請求項１ないし３に記載の信号発生回路。
【請求項５】請求項1ないし４に記載の信号発生回路
を用いたスイッチングレギュレータ。