JP2010104182A - Regulator device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可聴帯域のノイズを減少させることができるレギュレータ装置に関する。 The present invention relates to a regulator device capable of reducing audible band noise.
車載用ナビゲーション装置では、レギュレータ装置を用いて車載バッテリの電圧、たとえば１０〜１６Ｖの電圧を、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）、検知ＩＣ（Integrated Circuit）などに供給する電源電圧、たとえば５Ｖの電圧にまで下げている。 In an in-vehicle navigation device, a voltage of a vehicle battery, for example, 10 to 16 V is supplied to a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”), a detection IC (Integrated Circuit), etc., for example, 5 V using a regulator device. The voltage is lowered to.
レギュレータ装置には、スイッチングレギュレータ装置とリニアレギュレータ装置とがある。リニアレギュレータ装置は、発生するノイズが少ないという利点があるが、入力電圧と出力電圧との差が大きいと熱損失が大きく、また出力電流と同等の入力電流を必要とするので暗電流が増加して消費電力が増加するという欠点があり、車載用ナビゲーション装置での使用には向いていない。 The regulator device includes a switching regulator device and a linear regulator device. The linear regulator device has the advantage that less noise is generated, but if the difference between the input voltage and the output voltage is large, the heat loss is large, and the dark current increases because an input current equivalent to the output current is required. Therefore, there is a disadvantage that power consumption increases, and it is not suitable for use in an in-vehicle navigation device.
スイッチングレギュレータ装置は、電力損失が少なく電力変換率の良い電源であり、車載用ナビゲーション装置での使用に向いている。車載用ナビゲーション装置の待機状態、たとえば高入力電圧から低出力電圧を生成し、かつ出力電流容量が１００ｍＡ以下という小さな状態の場合には、回路構成が簡単で消費電力が低い、ＰＦＭ（Puls Frequency
Modulation）制御方式のスイッチングレギュレータ装置が特に適している。
The switching regulator device is a power source with low power loss and good power conversion rate, and is suitable for use in an in-vehicle navigation device. When the in-vehicle navigation device is in a standby state, for example, when a low output voltage is generated from a high input voltage and the output current capacity is as small as 100 mA or less, the PFM (Puls Frequency) has a simple circuit configuration and low power consumption.
Modulation control type switching regulator devices are particularly suitable.
図１は、従来の技術によるレギュレータ装置１０を搭載した車載用ナビゲーション装置６０の概略の構成を示す図である。レギュレータ装置１０は、図示しない車載バッテリＢｕからの電圧を入力する入力部１と、入力される電圧を予め定める電圧に変換するレギュレータ回路部２と、レギュレータ回路部２で変換される電圧を負荷５に出力する出力部３とを含んで構成される。負荷５は、車載用ナビゲーション装置６０に含まれる図示しないマイコン、および検知ＩＣなどからなる回路ブロック、ならびにスピーカを含んで構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an in-
レギュレータ回路部２は、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させるＰＦＭ制御方式のスイッチングレギュレータ４と、一端が入力部１に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ１と、カソードがスイッチングレギュレータ４の出力側に接続され、アノードがグランドに接続されるダイオードＤ１と、一端がダイオードＤ１のカソード側に接続されるコイルＬ１と、一端がコイルＬ１の他端に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ２とを含んで構成される。
The
レギュレータ装置１０は、車載バッテリＢｕからの電圧が入力部１に入力され、レギュレータ回路部２によって予め定める電圧に変換され、出力部３から負荷５に電圧を出力する。入力部１に入力される車載バッテリＢｕの電圧は、たとえば１０〜１６Ｖであり、出力部３から出力される予め定める電圧は、たとえば５Ｖである。
In the
レギュレータ回路部２は、負荷５の動作状況に応じて、図示しないトランジスタの導通と遮断とを切換えるスイッチング周波数を変化させることで、出力部３から出力する電流を制御するものであり、スイッチングに伴うノイズを発生させる。出力部３から出力する出力電流とスイッチング周波数とは、出力電流が増えるとスイッチング周波数は高くなり、逆に出力電流が減るとスイッチング周波数は低くなるという関係にある。
The
ヒトの聴覚は、おおよそ２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音を感じ取ることができるが、その周波数帯域を可聴帯域という。スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚとなるときに、出力部３から出力される電流の電流値をＩｘとする。
Human hearing can sense sounds in a frequency band of approximately 20 Hz to 20 kHz, and this frequency band is called an audible band. When the switching frequency is the upper limit of the audible band, for example, 20 kHz, the current value of the current output from the
出力部３から出力する電流の電流値Ｉ０が電流値Ｉｘより大きいと、スイッチング周波数が２０ｋＨｚより高くなり、可聴帯域のノイズは発生しない。しかし、出力部３から出力する電流の電流値Ｉ０が電流値Ｉｘ以下となり、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下となった場合、スイッチングに伴うノイズが、音声信号を伝達する信号ラインを介して、図示しないスピーカから可聴帯域のノイズとなって発せられる。
When the current value I 0 of the current output from the
このようなレギュレータ装置１０を、特にオーディオ機器などを搭載する車載用ナビゲーション装置６０で使用する場合には、可聴帯域のノイズの発生を抑制する可聴ノイズ対策を行わなければならない。
When such a
特許文献１には、電源装置の出力端子に接続される負荷の消費電力が少ないときに出力端子から出力される電流が減少するので、電源装置の出力端子付近に設けられる出力コンデンサから放電を行い、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚまで下がらないようにして、可聴帯域のノイズの発生を防ぐことができる駆動信号供給回路が開示されている。
In
特許文献２には、負荷が作動していない待機状態に、スイッチングトランジスタの導通時間を短く、かつ、導通と遮断との周期を速くするように制御して、可聴帯域のノイズの発生を防ぐことができる電源回路が開示されている。
In
車載用ナビゲーション装置においては、消費電力を低くすることが求められており、特に車両のエンジンが停止状態でナビゲーション装置が待機中のときには、車載バッテリの消費を抑えることが必要不可欠である。 In-vehicle navigation devices are required to reduce power consumption, and it is indispensable to suppress the consumption of in-vehicle batteries, particularly when the vehicle engine is stopped and the navigation device is on standby.
しかし、特許文献１の駆動信号供給回路は、出力端子から負荷に出力される電流が減少する場合、常に可聴帯域のノイズの発生を抑制する可聴ノイズ対策を行う。したがって、可聴帯域のノイズが発生しても問題がない場合、たとえば車両のエンジンが停止状態でナビゲーション装置が待機状態の場合にも、可聴ノイズ対策を行うので、消費電力を低くできないという問題がある。また、可聴ノイズ対策のために回路構成が複雑になり、製造コストが高くなるという問題もある。
However, the drive signal supply circuit of
特許文献２の電源回路は、スイッチングトランジスタがオフ状態からオン状態になったときに、定格ぎりぎりの電圧がコイルなどに印加されることが原因で発生する可聴帯域のノイズを減少させるものであり、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のノイズの発生を抑制するものではない。
The power supply circuit of
本発明の目的は、消費電力を低く抑えつつ、可聴帯域のノイズの発生を抑制させることができ、簡単な回路構成で低コストでの製造が可能なレギュレータ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a regulator device that can suppress generation of noise in the audible band while suppressing power consumption, and can be manufactured at a low cost with a simple circuit configuration.
本発明（１）は、電圧が入力される入力部と、
前記入力部から入力される電圧を、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させることによって、予め定める電圧に変換して出力するレギュレータ回路部と、
負荷が接続され、前記レギュレータ回路部から出力される電圧を、前記負荷に出力する出力部と、
一端が前記出力部に接続され、他端がグランドに接続され、前記レギュレータ回路部のスイッチング周波数が可聴帯域の最大周波数より大きくなるように、前記レギュレータ回路部から出力される電流を増加させる過負荷部とを備えることを特徴とするレギュレータ装置である。
The present invention (1) includes an input unit to which a voltage is input;
A regulator circuit unit that converts a voltage input from the input unit into a predetermined voltage by changing a switching frequency according to a current value of an output current;
A load is connected, and an output unit that outputs a voltage output from the regulator circuit unit to the load;
Overload that increases the current output from the regulator circuit unit so that one end is connected to the output unit, the other end is connected to the ground, and the switching frequency of the regulator circuit unit is higher than the maximum frequency of the audible band A regulator device.
本発明（１）によれば、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させるレギュレータ回路部によって、入力部から入力される電圧が、予め定める電圧に変換されて出力される。負荷に接続される出力部によって、前記レギュレータ回路部から出力される電圧は、前記負荷に出力される。一端が前記出力部に接続され、他端がグランドに接続される過負荷部によって、前記レギュレータ回路部のスイッチング周波数が可聴帯域の最大周波数より大きくなるように、前記レギュレータ回路部から出力される電流を増加させる。 According to the present invention (1), the voltage input from the input unit is converted into a predetermined voltage and output by the regulator circuit unit that changes the switching frequency according to the current value of the output current. The voltage output from the regulator circuit unit is output to the load by the output unit connected to the load. The current output from the regulator circuit unit so that the switching frequency of the regulator circuit unit is higher than the maximum frequency of the audible band by the overload unit having one end connected to the output unit and the other end connected to the ground. Increase.
したがって、レギュレータ回路部２から出力される電流が増加するので、レギュレータ回路部２に含まれるトランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズの発生を抑制することができ、また、簡単な回路構成によって製造コストを低減することができる。
Therefore, since the current output from the
図２は、本発明の実施の一形態であるレギュレータ装置２０を搭載する車載用ナビゲーション装置７０の概略の構成を示す図である。車載用ナビゲーション装置７０は、レギュレータ装置２０と負荷５とを含んで構成される。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an in-
レギュレータ装置２０は、図示しない車載バッテリＢｕからたとえば１０〜１６Ｖの電圧を入力する入力部１と、入力される電圧をたとえば５Ｖの電圧に変換して出力するレギュレータ回路部２と、レギュレータ回路部２から出力される電流を負荷５に出力する出力部３と、一端が出力部３に接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子Ｒ１とを含んで構成される。抵抗素子Ｒ１は、レギュレータ回路部２から出力される電流を、負荷５のみが接続されるときにレギュレータ回路部２から出力される電流よりも増加させてグランドに流す過負荷部である。図２に示した実施の形態では、レギュレータ回路部２から出力される電流を増加させるものとして抵抗素子Ｒ１を用いているが、抵抗素子Ｒ１以外の電子部品を用いた構成としてもよい。
The
負荷５は、車載用ナビゲーション装置７０に含まれる図示しないマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）、および検知ＩＣ（Integrated Circuit）などからなる回路ブロック、ならびにスピーカを含んで構成される。
The
レギュレータ回路部２は、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させるＰＦＭ（Puls Frequency Modulation）制御方式のスイッチングレギュレータ４と、一端が入力部１に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ１と、カソードがスイッチングレギュレータ４の出力側に接続され、アノードがグランドに接続されるダイオードＤ１と、一端がダイオードＤ１のカソード側に接続されるコイルＬ１と、一端がコイルＬ１の他端に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ２とを含んで構成される。
The
スイッチングレギュレータ４は、負荷５の状態、たとえば負荷５の消費電力が異なる状態に応じて、図示しないスイッチングトランジスタの導通と遮断とを切換えるスイッチング周波数を変化させることで、出力する電流を制御するものである。コンデンサＣ１，Ｃ２は平滑コンデンサであり、コイルＬ１はチョークコイルであり、ダイオードＤ１は過電圧保護用のダイオードである。
The
レギュレータ装置２０は、車載バッテリＢｕから、たとえば１０〜１６Ｖの電圧が入力部１に入力され、レギュレータ回路部２によって、たとえば５Ｖの電圧に変換して、抵抗素子Ｒ１と負荷５とに電圧を印加する。レギュレータ回路部２から出力される電流は、抵抗素子Ｒ１、および出力部３を介して負荷５に流れる。
The
一般的な車両のイグニッションキー（Ignition Key）には、ＳＴＡＲＴ，ＯＮ，ＡＣＣおよびＯＦＦの４状態がある（以下、ＳＴＡＲＴを「Ｉｇ−ＳＴＡＲＴ」、ＯＮを「Ｉｇ−ＯＮ」，ＡＣＣを「Ｉｇ−ＡＣＣ」，ＯＦＦを「Ｉｇ−ＯＦＦ」という）。Ｉｇ−ＳＴＡＲＴは車両のエンジン始動のためにセルモータを作動させる状態、Ｉｇ−ＯＮは車両のエンジンが作動している状態、Ｉｇ−ＡＣＣはエンジンが停止しアクセサリがオンの状態、Ｉｇ−ＯＦＦはエンジンが停止しアクセサリもオフの状態である。 There are four general vehicle ignition keys: START, ON, ACC, and OFF (hereinafter, START is “Ig-START”, ON is “Ig-ON”, and ACC is “Ig-”. ACC "and OFF are referred to as" Ig-OFF "). Ig-START is a state in which the cell motor is operated to start the vehicle engine, Ig-ON is a state in which the vehicle engine is in operation, Ig-ACC is a state in which the engine is stopped and accessories are on, and Ig-OFF is a state in which the engine is on. Stops and the accessory is off.
車載用ナビゲーション装置７０を搭載する車両のイグニッションキーがＩｇ−ＯＮおよびＩｇ−ＡＣＣ状態の場合、車載用ナビゲーション装置７０は作動状態になる。イグニッションキーがＩｇ−ＯＦＦ状態の場合、車載用ナビゲーション装置７０は待機状態になる。作動状態とは、車載用ナビゲーション装置が起動された後に、液晶画面に画像が表示されるなどして、運転者などのユーザがナビゲーションおよびオーディオなどの本装置の機能を使用可能な状態であり、待機状態とは、車載用ナビゲーション装置が非作動状態かつ通電状態であり、作動状態での消費電力は待機状態での消費電力よりも多くなる。
When the ignition key of the vehicle on which the in-
待機状態の負荷５に入力される電流の電流値をＩ０として、抵抗素子Ｒ１に入力される電流の電流値をＩ１とすると、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値はＩ０＋Ｉ１となる。車載用ナビゲーション装置７０が待機状態では、レギュレータ回路部２から電流値Ｉ０＋Ｉ１の電流が出力され、負荷５に電流値Ｉ０の電流が流れ、抵抗素子Ｒ１に電流値Ｉ１の電流が流れる。
When the current value of the current input to the
レギュレータ回路部２から出力する出力電流とスイッチング周波数とは、出力電流が増えるとスイッチング周波数は高くなり、逆に出力電流が減るとスイッチング周波数は低くなるという関係にある。ヒトの聴覚は、おおよそ２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音を感じ取ることができるが、以下、その周波数帯域を可聴帯域という。スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚとなるときに、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値をＩｘとする。
The output current output from the
レギュレータ回路部２から出力する電流の電流値Ｉ０＋Ｉ１が電流値Ｉｘ以下となると、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下となり、スイッチングレギュレータ４に含まれるトランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズが発生する。そのスイッチングノイズが、音声信号を伝達する信号ラインを介して、図示しないスピーカから可聴帯域のノイズとなって発せられる。
When the current value I 0 + I 1 of the current output from the
一般的な車載用ナビゲーション装置では、待機状態の負荷に流れる電流Ｉ０は、たとえば２０〜４０ｍＡの電流である。一般的なレギュレータ装置では、たとえば８０〜１００ｍＡ以上の電流を出力すると、スイッチング周波数は可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚより大きくなる。 In a general in-vehicle navigation device, the current I 0 flowing through the load in the standby state is, for example, a current of 20 to 40 mA. In a general regulator device, for example, when a current of 80 to 100 mA or more is output, the switching frequency becomes higher than the upper limit of the audible band, for example, 20 kHz.
電流値Ｉ０は接続される負荷５の待機状態での消費電力によって定まり、電流値Ｉｘはスイッチングレギュレータ４の仕様によって定まるので、抵抗素子Ｒ１に入力される電流の電流値Ｉ１が式（１）を満たすように、抵抗素子Ｒ１の抵抗値を決定する。
Ｉ０ ＋ Ｉ１ ＞ Ｉｘ …（１）
Since the current value I 0 is determined by the power consumption of the
I 0 + I 1 > I x (1)
式（１）を満たすように抵抗素子Ｒ１の抵抗値を決定すると、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋Ｉ１は、常に電流値Ｉｘより多くなり、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下にならないので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズは発生せず、スピーカから可聴帯域のノイズが発生することもない。
When the resistance value of the resistance element R1 is determined so as to satisfy the expression (1), the current value I 0 + I 1 of the current output from the
車両のイグニッションキーが、Ｉｇ−ＯＮ、およびＩｇ−ＡＣＣ状態になると、たとえば車載用ナビゲーション装置７０は起動して液晶画面に画像が表示される作動状態になるので、負荷５の消費電力は待機状態での消費電力よりも増加する。待機状態よりも増加する電流を電流値αとすると、作動状態の負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０＋αとなる。電流値Ｉ０＋αは、待機状態の負荷５に入力される電流の電流値Ｉ０より常に多くなり、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋α＋Ｉ１は、電流値Ｉｘ以下となることはなく、可聴帯域のノイズが発生することはない。
When the ignition key of the vehicle is in the Ig-ON and Ig-ACC states, for example, the vehicle-mounted
このように、レギュレータ装置２０の出力部３に抵抗素子Ｒ１を設け、レギュレータ回路部２から出力される電流を増加させる構成としたので、出力部３に接続される負荷５が作動状態または待機状態のいずれであるかに関係なく、スイッチング周波数を可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚより大きくして可聴帯域のノイズの発生を抑制する可聴ノイズ対策を、簡単な回路構成によって低コストで行うことができる。
As described above, the resistance element R1 is provided in the
図３は、本発明の実施の他の形態であるレギュレータ装置３０を搭載する車載用ナビゲーション装置８０の概略の構成を示す図である。図２に示したレギュレータ装置２０と同一の構成には同一の参照符を付して、重複を避けるために説明は省略する。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an in-
レギュレータ装置３０は、抵抗素子Ｒ１とグランドとの間に、抵抗素子Ｒ１とグランドとを接続するオン状態とするか、抵抗素子Ｒ１とグランドとを接続しないオフ状態とするかを切換えるスイッチ回路部３１を加えた構成である。
The
スイッチ回路部３１は、車両のイグニッションキーがＩｇ−ＯＮ、またはＩｇ−ＡＣＣ状態であることを示すＩｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されるオア回路Ｇ１と、ベースがオア回路Ｇ１の出力に接続され、エミッタがグランドに接続されるトランジスタＴ１と、ゲートがトランジスタＴ１のコレクタに接続され、ソースが抵抗素子Ｒ１に接続され、ドレインがグランドに接続されるＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor）１とを含む構成である。
The
Semiconductor Field Effect Transistor) 1.
オア回路Ｇ１は、Ｉｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されるとＨｉｇｈ（以下、「Ｈ」という）レベルを出力し、Ｉｇ−ＯＮ信号、およびＩｇ−ＡＣＣ信号がいずれも入力されないとＬｏｗ（以下、「Ｌ」という）レベルを出力する。トランジスタＴ１は、オア回路Ｇ１からＨレベルが出力されるとコレクタとエミッタとの間が導通状態となり、オア回路Ｇ１からＬレベルが入力されるコレクタとエミッタとの間が遮断状態となる。ＭＯＳＦＥＴ１は、トランジスタＴ１が導通状態になると、ゲートに電圧が印加されてソースとドレインとの間が導通状態となり、トランジスタＴ１が遮断状態になると、ゲートに電圧が印加されずソースとドレインとの間が遮断状態となる。このようにスイッチ回路部３１は、抵抗素子Ｒ１とグランドとを接続するオン状態とするか、抵抗素子Ｒ１とグランドとを接続しないオフ状態とするかを切換える。
The OR circuit G1 outputs a High (hereinafter referred to as “H”) level when an Ig-ON signal or Ig-ACC signal is input, and neither the Ig-ON signal nor the Ig-ACC signal is input. A Low (hereinafter referred to as “L”) level is output. When the H level is output from the OR circuit G1, the transistor T1 becomes conductive between the collector and the emitter, and the collector and emitter to which the L level is input from the OR circuit G1 are cut off. In the
車載用ナビゲーション装置８０を搭載する車両のイグニッションキーがＩｇ−ＯＮまたはＩｇ−ＡＣＣ状態の場合、車載用ナビゲーション装置８０は作動状態になり、負荷５にも伝えられるＩｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が、スイッチ制御部３２に伝えられる。スイッチ制御部３２はＩｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されると、トランジスタＴ１にＨレベルを出力する。トランジスタＴ１は、ベースにＨレベルが入力されると、コレクタとエミッタとの間が導通状態になる。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１は、ゲートに電圧が印加されてソースとドレインとの間が導通状態になり、抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れるオン状態になる。
When the ignition key of the vehicle on which the vehicle-mounted
抵抗素子Ｒ１に入力される電流は電流値Ｉ１であり、作動状態の負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０＋αである。よって、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋α＋Ｉ１は電流値Ｉｘ以下となることはなく、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下とならないので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズは発生せず、スピーカから可聴帯域のノイズが発生することもない。
Current input to the resistive element R1 is a current value I 1, the current input to the
車載用ナビゲーション装置８０を搭載する車両のイグニッションキーがＩｇ−ＯＦＦ状態の場合、車載用ナビゲーション装置８０は待機状態になる。Ｉｇ−ＯＦＦ状態では、スイッチ制御部３２にＩｇ−ＯＮ信号、およびＩｇ−ＡＣＣ信号がいずれも入力されることはなく、スイッチ制御部３２はＬレベルをトランジスタＴＩに出力する。トランジスタＴ１は、ベースにＬレベルが入力されてコレクタとエミッタとの間を遮断状態にする。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１は、ゲートに電圧が印加されないのでソースとドレインとの間が遮断状態となり、抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れないオフ状態となる。
When the ignition key of the vehicle on which the in-
抵抗素子Ｒ１に入力される電流は電流値０であり、負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０である。よって、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０は電流値Ｉｘ以下となり、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下となるので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズが発生する。しかし、イグニッションキーがＩｇ−ＯＦＦ状態の場合、すなわち車両のエンジンが停止状態で、かつ車載用ナビゲーション装置８０が待機状態である場合では、スピーカへの電力の供給は停止されており、信号ラインを介してスピーカから可聴帯域のノイズが発生することはない。
Current input to the resistive element R1 is a
このように、車載用ナビゲーション装置８０が作動中の場合にのみ、スイッチ回路部３１がオン状態となり、抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れて可聴帯域のノイズの発生を抑制する可聴ノイズ対策を行うので、車載用ナビゲーション装置８０が待機状態のときに、レギュレータ装置３０の消費電力を低く抑えることができる。
In this way, only when the vehicle-mounted
図４は、本発明の実施のさらに他の形態であるレギュレータ装置４０を搭載する車載用ナビゲーション装置９０の概略の構成を示す図である。レギュレータ装置４０は、図３に示したレギュレータ装置３０に含まれるスイッチ制御部３２を、スイッチ制御部３３に変更したものであり、他の同一の構成は同一の参照符で示して、重複を避けるために説明は省略する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an in-
レギュレータ装置４０を搭載する車載用ナビゲーション装置９０には、ラジオ、ＣＤ（
Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、およびテレビなどのオーディオ機器が含まれる。これらオーディオ機器の機能は、車載用ナビゲーション装置９０が作動状態、すなわち車両のイグニッションキーがＩｇ−ＯＮ、およびＩｇ−ＡＣＣ状態において、運転者などのユーザが操作することによって任意に選択して使用できるものである。
The in-
Audio devices such as compact disc (MD), mini disc (MD), digital versatile disc (DVD), and television are included. The functions of these audio devices can be arbitrarily selected and used by a user such as a driver when the vehicle-mounted
スイッチ制御部３３は、Ｉｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されるオア回路Ｇ１と、ラジオ放送を受信している状態を示すラジオＯＮ信号、またはテレビ放送を受信している状態を示すテレビＯＮ信号が入力されるオア回路Ｇ２と、オア回路Ｇ１の出力とオア回路Ｇ２の出力とに接続されるアンド回路Ｇ３とを含む構成である。
The
オア回路Ｇ１は、Ｉｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されるとアンド回路Ｇ３にＨレベルを出力し、Ｉｇ−ＯＮ信号、およびＩｇ−ＡＣＣ信号がいずれも入力されないとアンド回路Ｇ３にＬレベルを出力する。オア回路Ｇ２は、ラジオＯＮ信号、またはテレビＯＮ信号が入力されるとアンド回路Ｇ３にＨレベルを出力し、ラジオＯＮ信号、およびテレビＯＮ信号がいずれも入力されないとアンド回路Ｇ３にＬレベルを出力する。アンド回路Ｇ３は、オア回路Ｇ１とオア回路Ｇ２とからＨレベルが同時に入力されるとトランジスタＴ１にＨレベルを出力し、オア回路Ｇ１とオア回路Ｇ２とからＨレベルが同時に入力されないとトランジスタＴ１にＬレベルを出力する。 The OR circuit G1 outputs an H level to the AND circuit G3 when the Ig-ON signal or the Ig-ACC signal is input, and to the AND circuit G3 when neither the Ig-ON signal nor the Ig-ACC signal is input. Output L level. The OR circuit G2 outputs an H level to the AND circuit G3 when a radio ON signal or a TV ON signal is input, and outputs an L level to the AND circuit G3 when neither the radio ON signal nor the TV ON signal is input. To do. The AND circuit G3 outputs an H level to the transistor T1 when the H level is simultaneously input from the OR circuit G1 and the OR circuit G2, and to the transistor T1 if the H level is not simultaneously input from the OR circuit G1 and the OR circuit G2. Output L level.
車載用ナビゲーション装置９０が作動状態において、ラジオ放送、またはテレビ放送を受信する場合のスイッチ制御部３３の動作について説明する。オア回路Ｇ１はＩｇ−ＯＮ信号、またはＩｇ−ＡＣＣ信号が入力されるとアンド回路Ｇ３にＨレベルを出力する。オア回路Ｇ２はラジオＯＮ信号、またはテレビＯＮ信号が入力されると、アンド回路Ｇ３にＨレベルを出力する。したがって、オア回路Ｇ１からＨレベルが出力され、かつオア回路Ｇ２からＨレベルが出力されるので、アンド回路Ｇ３はトランジスタＴ１にＨレベルを出力する。トランジスタＴ１にＨレベルが入力されると、前述のようにスイッチ回路部３１は、抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れるオン状態となる。
The operation of the
抵抗素子Ｒ１に入力される電流は電流値Ｉ１であり、作動状態の負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０＋αである。よって、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋α＋Ｉ１は電流値Ｉｘ以下となることはなく、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下とならないので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズは発生せず、スピーカから可聴帯域のノイズが発生することもない。
Current input to the resistive element R1 is a current value I 1, the current input to the
次に車載用ナビゲーション装置９０が作動状態において、ラジオ放送、およびテレビ放送をいずれも受信しない場合のスイッチ制御部３３の動作について説明する。ＣＤ、ＭＤ、またはＤＶＤなどを再生している状態では、オア回路Ｇ２にラジオＯＮ信号、およびテレビＯＮ信号がいずれも入力されないので、オア回路Ｇ２はＬレベルをアンド回路Ｇ３に出力する。したがって、アンド回路Ｇ３はトランジスタＴ１にＬレベルを出力する。前述のようにトランジスタＴ１のベースにＬレベルが入力されると、スイッチ回路部３１は抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れないオフ状態となる。
Next, the operation of the
抵抗素子Ｒ１に入力される電流は電流値０であり、作動状態の負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０＋αである。よって、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値はＩ０＋αとなる。負荷５の消費電力は、車載用ナビゲーション装置９０の使用状況、たとえばオーディオ機器を使用しているか否かなどの使用状況によってそれぞれ異なるので、電流値Ｉ０＋αが電流値Ｉｘより大きくなる場合と、電流値Ｉ０＋αが電流値Ｉｘ以下になる場合とがある。レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋αが電流値Ｉｘより大きくなる場合、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズは発生せず、スピーカから可聴帯域のノイズが発生することもない。レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０＋αが電流値Ｉｘ以下となる場合、可聴帯域のスイッチングノイズが発生して、スピーカから可聴帯域のノイズが発生することもあるが、レギュレータ装置９０の消費電力を低く抑えることができる。
The current input to the resistance element R1 has a current value of 0, and the current input to the
次に車載用ナビゲーション装置９０が停止状態でのスイッチ制御部３３の動作を説明する。オア回路Ｇ１はＩｇ−ＯＮ信号、およびＩｇ−ＡＣＣ信号がいずれも入力されないので、アンド回路Ｇ３にＬレベルを出力する。したがって、アンド回路Ｇ３はトランジスタＴ１にＬレベルを出力する。前述のようにトランジスタＴ１のベースにＬレベルが入力されると、スイッチ回路部３１は抵抗素子Ｒ１からグランドに電流が流れないオフ状態となる。
Next, the operation of the
抵抗素子Ｒ１に入力される電流は電流値０であり、負荷５に入力される電流は電流値Ｉ０である。よって、レギュレータ回路部２から出力される電流の電流値Ｉ０は電流値Ｉｘ以下となり、スイッチング周波数が可聴帯域の上限たとえば２０ｋＨｚ以下となるので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズが発生する。しかし、イグニッションキーがＩｇ−ＯＦＦ状態の場合、すなわち車両のエンジンが停止状態で、かつ車載用ナビゲーション装置８０が待機状態である場合では、スピーカへの電力の供給は停止されており、信号ラインを介してスピーカから可聴帯域のノイズが発生することはない。
Current input to the resistive element R1 is a
このように、車載用ナビゲーション装置９０が作動状態であって、かつ、ラジオ放送またはテレビ放送を受信している状態でのみ可聴帯域のノイズの発生を抑制する可聴ノイズ対策を行うので、レギュレータ装置４０の消費電力をさらに低く抑えることができる。
As described above, since the in-
スピーカから発生する可聴帯域のノイズが特に大きくなるラジオ放送受信中にのみ、可聴ノイズ対策を行う構成としてもよく、その場合は、スイッチ制御部３３のオア回路Ｇ２に入力される信号をラジオＯＮ信号のみとすればよい。
A configuration may be adopted in which an audible noise countermeasure is taken only during reception of a radio broadcast in which audible band noise generated from a speaker is particularly large. In this case, a signal input to the OR circuit G2 of the
ラジオ放送、およびテレビ放送受信中だけでなく、ＣＤ、ＭＤ、およびＤＶＤなどのオーディオ機器の使用状況に合わせて、可聴ノイズ対策を行うか否かを設定することも可能であり、その場合は、スイッチ制御部３３のオア回路Ｇ２にＣＤ、ＭＤ、およびＤＶＤのそれぞれが再生中であることを示すＣＤ−ＯＮ信号、ＭＤ−ＯＮ信号、およびＤＶＤ−ＯＮ信号を入力する構成とすればよい。
In addition to receiving radio and television broadcasts, it is also possible to set whether or not to take audible noise countermeasures according to the usage status of audio equipment such as CD, MD, and DVD. A CD-ON signal, an MD-ON signal, and a DVD-ON signal indicating that each of CD, MD, and DVD is being reproduced may be input to the OR circuit G2 of the
このように、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させるレギュレータ回路部２によって、入力部１から入力される電圧が、予め定める電圧に変換されて出力される。負荷５に接続される出力部３によって、レギュレータ回路部２から出力される電圧は、負荷５に出力される。一端が出力部３に接続され、他端がグランドに接続される抵抗素子Ｒ１によって、レギュレータ回路部２のスイッチング周波数が可聴帯域の最大周波数より大きくなるように、レギュレータ回路部２から出力される電流を増加させる。
Thus, the voltage input from the
したがって、レギュレータ回路部２から出力される電流が増加するので、レギュレータ回路部２に含まれるトランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のスイッチングノイズの発生を抑制することができ、また、簡単な回路構成によって製造コストを低減することができる。
Therefore, since the current output from the
さらに、抵抗素子Ｒ１とグランドとの間に備えられるスイッチ回路部３１によって、抵抗素子Ｒ１とグランドとを接続するオン状態とするか、接続しないオフ状態とするかが切換えられるので、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のノイズの発生を抑制するか否かを制御して、レギュレータ装置３０の消費電力を低く抑えることができる。
Further, the switching
さらに、負荷５の状態には、消費電力が予め定める電力以上となる作動状態と、消費電力が予め定める電力未満となる待機状態とがある。スイッチ回路部３１は、負荷５が作動状態の場合にオン状態となり、負荷５が待機状態の場合にオフ状態となる。したがって、負荷５が待機状態の場合には、トランジスタのスイッチングに伴う可聴帯域のノイズの発生を抑制しないので、レギュレータ装置３０の消費電力を低く抑えることができる。
Further, the state of the
さらに、負荷５は、音声を出力するスピーカ部を含んでおり、負荷５の状態は、消費電力が予め定める電力以上となる作動状態と、消費電力が予め定める電力未満となる待機状態とがある。作動状態には、レギュレータ回路部２の可聴帯域のスイッチング周波数が、スピーカから可聴帯域のノイズとして発生するのを抑制する可聴ノイズ対策を行う第１の作動状態と、可聴ノイズ対策を行わない第２の作動状態とがある。スイッチ回路部３１は、負荷５が第１の作動状態の場合にオン状態となり、負荷５が第２の作動状態または待機状態の場合にオフ状態となる。したがって、スイッチ回路部３１は、負荷５が作動状態であっても第２の作動状態の場合には可聴ノイズ対策を行わないので、レギュレータ装置３０の消費電力をさらに低く抑えることができる。
Furthermore, the
さらに、レギュレータ回路部２は、電圧を入力し予め定める電圧に変換して出力するスイッチングレギュレータ４と、一端がスイッチングレギュレータ４の入力側に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ１と、カソードがスイッチングレギュレータ４の出力側に接続され、アノードがグランドに接続されるダイオードＤ１と、一端がダイオードＤ１のカソード側に接続されるコイルＬ１と、一端がコイルＬ１の他端に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサＣ２とを含んで構成されているので、安定した直流電圧を出力することできる。
Further, the
１ 入力部
２ レギュレータ回路部
３ 出力部
４ スイッチングレギュレータ
５ 負荷
１０，２０，３０，４０ レギュレータ装置
３１ スイッチ回路部
３２，３３ スイッチ制御部
６０，７０，８０，９０ 車載用ナビゲーション装置
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｇ１，Ｇ２ オア回路
Ｇ３ アンド回路
Ｌ１ コイル
Ｒ１ 抵抗素子
Ｔ１ トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記入力部から入力される電圧を、出力する電流の電流値に応じてスイッチング周波数を変化させることによって、予め定める電圧に変換して出力するレギュレータ回路部と、
負荷が接続され、前記レギュレータ回路部から出力される電圧を、前記負荷に出力する出力部と、
一端が前記出力部に接続され、他端がグランドに接続され、前記レギュレータ回路部のスイッチング周波数が可聴帯域の最大周波数より大きくなるように、前記レギュレータ回路部から出力される電流を増加させる過負荷部とを備えることを特徴とするレギュレータ装置。 An input section to which voltage is input;
A regulator circuit unit that converts a voltage input from the input unit into a predetermined voltage by changing a switching frequency according to a current value of an output current;
A load is connected, and an output unit that outputs a voltage output from the regulator circuit unit to the load;
Overload that increases the current output from the regulator circuit unit so that one end is connected to the output unit, the other end is connected to the ground, and the switching frequency of the regulator circuit unit is higher than the maximum frequency of the audible band And a regulator device.
前記スイッチ回路部は、前記負荷が作動状態の場合にオン状態となり、前記負荷が待機状態の場合にオフ状態となることを特徴とする請求項２に記載のレギュレータ装置。 The state of the load includes an operating state where power consumption is equal to or higher than a predetermined power and a standby state where power consumption is less than a predetermined power,
The regulator device according to claim 2, wherein the switch circuit unit is turned on when the load is in an operating state and is turned off when the load is in a standby state.
前記負荷の状態は、消費電力が予め定める電力以上となる作動状態と、消費電力が予め定める電力未満となる待機状態とがあり、
前記作動状態は、前記レギュレータ回路部の可聴帯域のスイッチング周波数が、前記スピーカから可聴帯域のノイズとして発生するのを抑制する可聴ノイズ対策を行う第１の作動状態と、前記可聴ノイズ対策を行わない第２の作動状態とがあり、
前記スイッチ回路部は、前記負荷が第１の作動状態の場合にオン状態となり、前記負荷が第２の作動状態または待機状態の場合にオフ状態となることを特徴とする請求項２に記載のレギュレータ装置。 The load includes a speaker unit that outputs sound,
The state of the load includes an operating state where power consumption is equal to or higher than a predetermined power and a standby state where power consumption is less than a predetermined power,
The operating state includes a first operating state for taking an audible noise countermeasure for suppressing an audible band switching frequency of the regulator circuit unit from being generated as an audible band noise from the speaker, and not taking the audible noise countermeasure. A second operating state,
3. The switch circuit unit according to claim 2, wherein the switch circuit unit is turned on when the load is in a first operation state, and is turned off when the load is in a second operation state or a standby state. Regulator device.
電圧を入力し、予め定める電圧に変換して出力するスイッチングレギュレータと、
一端が前記スイッチングレギュレータの入力側に接続され、他端がグランドに接続される第１のコンデンサと、
カソードが前記スイッチングレギュレータの出力側に接続され、アノードがグランドに接続されるダイオードと、
一端が前記ダイオードのカソード側に接続されるコイルと、
一端が前記コイルの他端に接続され、他端がグランドに接続される第２のコンデンサとを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレギュレータ装置。 The regulator circuit unit is
A switching regulator that inputs a voltage, converts it to a predetermined voltage and outputs it;
A first capacitor having one end connected to the input side of the switching regulator and the other end connected to the ground;
A diode whose cathode is connected to the output side of the switching regulator and whose anode is connected to the ground;
A coil having one end connected to the cathode side of the diode;
The regulator device according to claim 1, further comprising: a second capacitor having one end connected to the other end of the coil and the other end connected to the ground.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008274967A JP2010104182A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Regulator device |
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| JP2010104182A true JP2010104182A (en) | 2010-05-06 |
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| JP (1) | JP2010104182A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011136012A1 (en) | 2010-04-28 | 2011-11-03 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Immersion solution |
| US11424678B2 (en) | 2019-12-23 | 2022-08-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Frequency limit circuit and DC-DC converter including the same |
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2008
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