JP2010154753A

JP2010154753A - Switching power supply

Info

Publication number: JP2010154753A
Application number: JP2010085607A
Authority: JP
Inventors: Eiji Miyake; 永至三宅; Akiyuki Komatsu; 明幸小松
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP5312390B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply capable of switching control at a desired frequency without using a plurality of oscillators. <P>SOLUTION: The switching power supply includes a microcomputer 1 as an arithmetic processing unit operating on a clock and is configured to operate with a clock frequency of the microcomputer 1 as a switching frequency and to vary a switching frequency by varying only an oscillating frequency of the clock frequency. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源に関するものであり、特に、周波数制御によって負荷電力や電圧を高周波で制御する場合に特徴を有するものである。 The present invention relates to a switching power supply, and is particularly characterized when controlling load power and voltage at a high frequency by frequency control.

従来のスイッチング電源は、図１５に示すように、周波数制御用マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す。）３０と、周波数制御用トランジスタ３１，３２，３３と、周波数可変用コンデンサ３４，３５，３６と、発振器３７と、インバータ３８と、周波数制御用マイコン３０にクロック周波数を供給するクロック発振器３９と、発振器３７にそれぞれ接続される発振用コンデンサ４０と発振用抵抗器４１とで構成されている。 As shown in FIG. 15, the conventional switching power supply includes a frequency control microcomputer (hereinafter abbreviated as a microcomputer) 30, frequency control transistors 31, 32, and 33, and frequency variable capacitors 34, 35, and 36. , An oscillator 37, an inverter 38, a clock oscillator 39 for supplying a clock frequency to the frequency control microcomputer 30, an oscillation capacitor 40 and an oscillation resistor 41 respectively connected to the oscillator 37.

このスイッチング電源の動作について説明する。周波数制御用マイコン３０によって、周波数制御用トランジスタ３１，３２，３３をオンオフ制御することで、周波数可変用コンデンサ３４，３５，３６を接続開放し、発振器３７の発振周波数を変化させる。そして、発振器３７からの出力をスイッチング周波数として動作するインバータ３８が電力増幅して負荷４２への電力を制御している。 The operation of this switching power supply will be described. By controlling on / off of the frequency control transistors 31, 32, and 33 by the frequency control microcomputer 30, the frequency variable capacitors 34, 35, and 36 are disconnected and the oscillation frequency of the oscillator 37 is changed. An inverter 38 that operates using the output from the oscillator 37 as a switching frequency amplifies the power to control the power to the load 42.

また、前述のスイッチング電源とは別の周波数制御としては、マイコンのソフトによりクロック周波数の分周比を可変して周波数切替えを行ない、スイッチング周波数を制御しているものもある。 As another frequency control different from the above-described switching power supply, there is a type in which the switching frequency is controlled by changing the frequency division ratio of the clock frequency by software of a microcomputer to switch the frequency.

特開平４−２７５０６３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-275063

しかしながら従来のスイッチング電源では、負荷電力は発振器３７の発振周波数で制御されるので、所望の電力を安定に得るためには、マイコン用発振器としてのクロック発振器３９と、インバータ用発振器としての発振器３７との二つが必要である。 However, in the conventional switching power supply, the load power is controlled by the oscillation frequency of the oscillator 37. Therefore, in order to stably obtain a desired power, the clock oscillator 39 as a microcomputer oscillator, the oscillator 37 as an inverter oscillator, Two are necessary.

また、マイコンのソフトによる周波数切替えでは、固定されたクロック周波数を分周して所望の周波数を出力するので、選べる周波数が限定されることや、インバータの周波数が高い場合は高速制御可能なマイコンを使用しないと対応できないことなどの問題があった。 In addition, frequency switching by microcomputer software divides the fixed clock frequency and outputs the desired frequency, so the frequency that can be selected is limited, and if the inverter frequency is high, a microcomputer that can be controlled at high speed is used. There were problems such as being unable to cope with it without using it.

本発明は、複数の発振器を用いること無く所望の周波数でスイッチング制御可能なスイッチング電源を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a switching power supply capable of switching control at a desired frequency without using a plurality of oscillators.

本発明の請求項１に記載の発明は、クロックに従って動作する演算処理部を有し、前記演算処理部のクロック周波数またはそのクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作し、クロック周波数の発振周波数のみを可変させることでスイッチング周波数を可変させるよう構成したスイッチング電源としたものであり、単一の発振器のみで動作可能で所望の周波数でスイッチング制御可能なスイッチング電源を得ることができる。 The invention according to claim 1 of the present invention has an arithmetic processing unit that operates according to a clock, operates with a clock frequency of the arithmetic processing unit or a frequency obtained by dividing the clock frequency as a switching frequency, and oscillates the clock frequency. The switching power supply is configured to change the switching frequency by changing only the frequency, and a switching power supply that can be operated only by a single oscillator and can be controlled at a desired frequency can be obtained.

本発明の請求項２に記載の発明は、マイコンを含む制御回路によりスイッチング周波数が制御されるスイッチング電源において、前記マイコンのクロック周波数またはそのクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作し、クロック周波数の発振周波数のみを可変させることでスイッチング周波数を可変させることを特徴とするスイッチング電源としたものであり、マイコン用発振器のみで、所望のスイッチング周波数で制御可能なスイッチング電源を得ることができる。 According to a second aspect of the present invention, in a switching power supply in which a switching frequency is controlled by a control circuit including a microcomputer, the clock frequency of the microcomputer or a frequency obtained by dividing the clock frequency is operated as a switching frequency, The switching power source is characterized in that the switching frequency is varied by varying only the oscillation frequency. A switching power source that can be controlled at a desired switching frequency can be obtained using only a microcomputer oscillator.

また本発明の請求項１または請求項２に記載の発明によれば、マイコンのクロック周波数を分周した周波数を、スイッチング周波数として動作することで、マイコンのクロック周波数より小さいスイッチング周波数でも周波数制御が可能なスイッチング電源を得ることができる。 Further, according to the first or second aspect of the present invention, the frequency control is performed even when the switching frequency is smaller than the clock frequency of the microcomputer by operating the frequency obtained by dividing the clock frequency of the microcomputer as the switching frequency. A possible switching power supply can be obtained.

以上のように本発明のスイッチング電源によれば、クロックに従って動作する演算処理部を有し、前記演算処理部のクロック周波数またはそのクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作し、クロック周波数の発振周波数のみを可変させることでスイッチング周波数を可変させるよう構成したことにより、単一の発振器のみで動作可能で所望の周波数でスイッチング制御可能なスイッチング電源を得ることができる。 As described above, according to the switching power supply of the present invention, it has an arithmetic processing unit that operates according to a clock, operates with the clock frequency of the arithmetic processing unit or a frequency obtained by dividing the clock frequency as a switching frequency, Since the switching frequency is varied by varying only the oscillation frequency, it is possible to obtain a switching power supply that can operate only with a single oscillator and can be switched at a desired frequency.

また、前記スイッチング電源において、前記演算処理部をマイコンとし、前記マイコンのクロック周波数またはそのクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作し、クロック周波数の発振周波数のみを可変させることでスイッチング周波数を可変させるよう構成した場合では、マイコン用発振器のみで、所望のスイッチング周波数で制御可能なスイッチング電源を得ることができる。 In the switching power supply, the arithmetic processing unit is a microcomputer, the clock frequency of the microcomputer or a frequency obtained by dividing the clock frequency is operated as a switching frequency, and the switching frequency is changed by changing only the oscillation frequency of the clock frequency. When configured to be variable, a switching power supply that can be controlled at a desired switching frequency can be obtained by using only a microcomputer oscillator.

また、前記スイッチング電源において、マイコンのクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作するよう構成した場合では、マイコンのクロック周波数より小さいスイッチング周波数でも周波数制御が可能なスイッチング電源を得ることができる。 Further, when the switching power supply is configured to operate with the frequency obtained by dividing the clock frequency of the microcomputer as the switching frequency, a switching power supply capable of frequency control with a switching frequency smaller than the clock frequency of the microcomputer can be obtained.

本発明の実施の形態１のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the switching power supply of Embodiment 1 of this invention 図１に示したスイッチング素子をマイコンに内蔵した場合のブロック図Block diagram when the switching element shown in Fig. 1 is built in a microcomputer 本発明の実施の形態１の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態２のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the switching power supply of Embodiment 2 of this invention 図６に示したスイッチング素子をマイコンに内蔵した場合のブロック図Block diagram when the switching element shown in FIG. 本発明の実施の形態２の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態２の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態２の他のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the other switching power supply of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態３のスイッチング電源の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the switching power supply of Embodiment 3 of this invention 図１１に示したスイッチング素子をマイコンに内蔵した場合のブロック図Block diagram when the switching element shown in FIG. 11 is built in the microcomputer 図１１に示したスイッチング電源に分周器を設けた場合のブロック図Block diagram when a frequency divider is provided in the switching power supply shown in FIG. 図１２に示したスイッチング電源に分周器を設けた場合のブロック図Block diagram when a frequency divider is provided in the switching power supply shown in FIG. 従来のスイッチング電源の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional switching power supply

以下、本発明のスイッチング電源を具体的な実施の形態に基づいて説明する。 The switching power supply of the present invention will be described below based on specific embodiments.

（実施の形態１）
図１に示した本発明の実施の形態１のスイッチング電源は、クロック周波数の発振周波数が可変可能でこのクロックに従って動作する演算処理部としてのマイコン１を有し、このマイコン１のクロック周波数をスイッチング周波数として動作するよう構成したものである。 (Embodiment 1)
The switching power supply according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has a microcomputer 1 as an arithmetic processing unit that can vary the oscillation frequency of the clock frequency and operates according to this clock, and switches the clock frequency of the microcomputer 1. It is configured to operate as a frequency.

具体的には、このスイッチング電源は、マイコン１と、電力を供給する直流電源２と、クロック発振部３と、周波数制御によって電力を制御するインバータ出力部４とを有し、負荷装置５に電力を出力するよう構成されている。なお、制御回路は、インバータ出力部４を制御するようにマイコン１とクロック発振部３とで構成されている。 Specifically, this switching power supply includes a microcomputer 1, a DC power supply 2 that supplies power, a clock oscillating unit 3, and an inverter output unit 4 that controls power by frequency control. Is configured to output. The control circuit is constituted by the microcomputer 1 and the clock oscillation unit 3 so as to control the inverter output unit 4.

このクロック発振部３は、周波数可変の為のコンデンサ６，７，８，９と、マイコン１に内蔵されたクロック発生回路１０と、発振用コイル１１と、最高周波数を決定する発振用コンデンサ１２，１３とでＬＣ発振するよう構成されている。マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａとクロック出力ポート１０ｂとの間には発振用コイル１１が接続され、発振用コイル１１の両端とＧＮＤとの間にはそれぞれ発振用コンデンサ１２，１３が接続されている。 The clock oscillation unit 3 includes capacitors 6, 7, 8, and 9 for variable frequency, a clock generation circuit 10 built in the microcomputer 1, an oscillation coil 11, and an oscillation capacitor 12 that determines the maximum frequency. 13 and LC oscillation. An oscillation coil 11 is connected between the clock input port 10a and the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1, and oscillation capacitors 12 and 13 are connected between both ends of the oscillation coil 11 and GND, respectively. Is connected.

また、発振用コイル１１の両端とマイコン１の出力ポート１０ｃ〜１０ｆとの間にはスイッチング素子１４〜１７を介して周波数可変の為のコンデンサ６，７，８，９が、このコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするようにそれぞれ接続している。 Capacitors 6, 7, 8, and 9 for changing the frequency are connected between the both ends of the oscillation coil 11 and the output ports 10 c to 10 f of the microcomputer 1 through switching elements 14 to 17. Are connected so that the input and output of the clock generation circuit 10 are generally balanced.

ここで、この実施の形態１のスイッチング電源の動作について説明する。 Here, the operation of the switching power supply according to the first embodiment will be described.

マイコン１は、自己の出力ポート１０ｃ〜１０ｆに接続されているスイッチング素子１４〜１７をオンオフ制御してクロック発振部３のコンデンサ６〜９の接続開放を制御し、クロック発振部３の発振周波数を可変させ、クロック発生回路１０からインバータ出力部４に出力されるクロック周波数を可変させている。なお、このマイコン１は、前記の可変後のクロック周波数で正常に動作する。 The microcomputer 1 controls on / off of the switching elements 14 to 17 connected to its own output ports 10 c to 10 f to control the connection and release of the capacitors 6 to 9 of the clock oscillation unit 3, and to change the oscillation frequency of the clock oscillation unit 3. The clock frequency output from the clock generation circuit 10 to the inverter output unit 4 is varied. The microcomputer 1 operates normally at the variable clock frequency.

インバータ出力部４では、前記の可変後のクロック周波数をスイッチング周波数としてインバータ制御することになり、負荷装置５に電力を出力している。 In the inverter output unit 4, inverter control is performed using the variable clock frequency as a switching frequency, and power is output to the load device 5.

このように構成したため、従来例のようなマイコン用発振器とは別のインバータ用発振器を設けることを不必要とすることができ、この単一のマイコン用発振器としてのクロック発振部３のみでスイッチング動作させることができ、その構成を簡単な回路構成で実現することができ、クロック発振部３の周波数可変用のコンデンサ６〜９の接続開放を制御することでスイッチング周波数を所望の任意の周波数に選択制御することができ、高速で安定な周波数制御による電力制御を供給可能とすることができる。 With this configuration, it is unnecessary to provide an inverter oscillator different from the microcomputer oscillator as in the conventional example, and only the clock oscillation unit 3 as the single microcomputer oscillator performs the switching operation. The configuration can be realized with a simple circuit configuration, and the switching frequency is selected to any desired frequency by controlling the connection and disconnection of the frequency variable capacitors 6 to 9 of the clock oscillation unit 3. Therefore, it is possible to supply power control by high-speed and stable frequency control.

また、マイコン１のクロック発生回路１０に接続された発振用コイル１１の両端にこのマイコン１のクロック周波数を可変するためのコンデンサ６〜９を、このコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするように接続しているので、周波数制御を安定に実現することができる。 Further, capacitors 6 to 9 for varying the clock frequency of the microcomputer 1 are provided at both ends of the oscillation coil 11 connected to the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1, and the capacitance of the capacitors 6 to 9 is set in the clock generation circuit 10. Since the input and output are connected so as to be generally balanced, frequency control can be realized stably.

この実施の形態１では、演算処理部をマイコン１としているが、マイクロプロセッサやＣＰＵ（中央演算処理装置）などであっても、前述と同様の効果を有する。 In the first embodiment, the arithmetic processing unit is the microcomputer 1, but even a microprocessor or CPU (central processing unit) has the same effect as described above.

この実施の形態１では、マイコン１の出力ポート１０ｃ〜１０ｆにスイッチング素子１４〜１７を外部接続しているが、図２に示すように、スイッチング素子１４〜１７を内蔵しそれが出力ポート１０ｃ〜１０ｆに接続されたマイコンを用いた場合であっても、前述と同様の効果を有する。また、ここでは、周波数可変用のコンデンサ６〜９を４個としているが、周波数可変用のコンデンサを４個以外の数量としそれに伴ってスイッチング素子とマイコンの出力ポートの数量を対応させた場合であっても、前述と同様の効果を有する。 In the first embodiment, the switching elements 14 to 17 are externally connected to the output ports 10c to 10f of the microcomputer 1, but as shown in FIG. 2, the switching elements 14 to 17 are built in and are connected to the output ports 10c to 10f. Even when a microcomputer connected to 10f is used, the same effect as described above is obtained. Here, the frequency variable capacitors 6 to 9 are set to four, but the number of frequency variable capacitors is set to a number other than four, and accordingly, the number of switching elements and the number of output ports of the microcomputer are made to correspond. Even if it exists, it has an effect similar to the above-mentioned.

この実施の形態１では、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａとクロック出力ポート１０ｂとの間に接続された発振用コイル１１の両端にこのマイコン１のクロック周波数を可変するためのコンデンサ６〜９を、このコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするように接続しているが、図３に示すように、マイコン１のクロック発生回路１０の入力側のみにコンデンサ６，７を接続する場合では、前記のコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするように接続する場合に比べてやや劣るが、実使用上に問題なく十分に安定した周波数制御を実現することができる。 In the first embodiment, a capacitor for varying the clock frequency of the microcomputer 1 is provided at both ends of the oscillation coil 11 connected between the clock input port 10a and the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1. 6 to 9 are connected so that the capacities of the capacitors 6 to 9 are substantially balanced by the input and output of the clock generation circuit 10, but only the input side of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1 as shown in FIG. When capacitors 6 and 7 are connected to each other, this is slightly inferior to the case where the capacitors 6 to 9 are connected so that the capacitances of the capacitors 6 to 9 are substantially balanced by the input and output of the clock generation circuit 10, but there is no problem in practical use. Stable frequency control can be realized.

この実施の形態１では、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａとクロック出力ポート１０ｂとの間に発振用コイル１１のみを接続しているが、図４，図５に示すように、この発振用コイル１１に直列あるいは並列に抵抗器１８を接続して発振強度を合わせ込むよう構成した場合では、コイル−コンデンサの共振による高圧発生を抑制し、信頼性の高いクロック発振回路を実現できる。 In the first embodiment, only the oscillation coil 11 is connected between the clock input port 10a and the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1, but as shown in FIGS. In the case where the resistor 18 is connected in series or in parallel to the oscillation coil 11 and the oscillation intensity is adjusted, generation of high voltage due to resonance of the coil-capacitor is suppressed, and a highly reliable clock oscillation circuit can be realized. .

（実施の形態２）
図６に示した本発明の実施の形態２のスイッチング電源は、前述の実施の形態１と同様にマイコン１を含む制御回路によりスイッチング周波数が制御されるスイッチング電源であって、マイコン１のクロック周波数を分周した周波数をスイッチング周波数として動作するよう構成した点が前述の実施の形態１とは異なっている。 (Embodiment 2)
The switching power supply according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is a switching power supply whose switching frequency is controlled by a control circuit including the microcomputer 1 in the same manner as in the first embodiment described above. This is different from the first embodiment described above in that it is configured to operate using the frequency obtained by dividing the frequency as a switching frequency.

具体的には、前述の実施の形態１のクロック発生回路１０とインバータ出力部４との間に、マイコン１のクロック周波数を分周してインバータ出力部４に出力する分周器１９を設けている。 Specifically, a frequency divider 19 that divides the clock frequency of the microcomputer 1 and outputs it to the inverter output unit 4 is provided between the clock generation circuit 10 and the inverter output unit 4 of the first embodiment. Yes.

このように構成したため、前述の実施の形態１ではクロック発振部３で可変されたマイコン１のクロック周波数をそのままインバータ出力部４に供給しマイコン１のクロック周波数と同一周波数であるスイッチング周波数でインバータ出力部４を動作させているが、本実施の形態２のスイッチング電源では分周器１９を設けているので、マイコン１のクロック周波数より低いスイッチング周波数でも周波数制御を可能にすることができる。 With this configuration, in the first embodiment, the clock frequency of the microcomputer 1 varied by the clock oscillation unit 3 is supplied to the inverter output unit 4 as it is, and the inverter output is performed at the switching frequency that is the same as the clock frequency of the microcomputer 1. Although the unit 4 is operated, since the frequency divider 19 is provided in the switching power supply according to the second embodiment, frequency control can be performed even at a switching frequency lower than the clock frequency of the microcomputer 1.

この実施の形態２では、マイコン１の出力ポート１０ｃ〜１０ｆにスイッチング素子１４〜１７をそれぞれ外部接続しているが、図７に示すように、スイッチング素子１４〜１７を内蔵しそれが出力ポート１０ｃ〜１０ｆに接続されたマイコンを用いた場合であっても、前述と同様の効果を有する。 In the second embodiment, the switching elements 14 to 17 are externally connected to the output ports 10c to 10f of the microcomputer 1, respectively. However, as shown in FIG. 7, the switching elements 14 to 17 are built in and are connected to the output port 10c. Even when a microcomputer connected to -10f is used, the same effect as described above is obtained.

この実施の形態２では、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａとクロック出力ポート１０ｂとの間に接続された発振用コイル１１の両端にマイコン１のクロック周波数を可変するためのコンデンサ６〜９を、このコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするように接続しているが、図８に示すように、マイコン１のクロック発生回路１０の入力側のみにコンデンサ６，７を接続する場合では、前記のコンデンサ６〜９の容量をクロック発生回路１０の入出力で概ねバランスするように接続する場合に比べてやや劣るが、実使用上に問題なく十分に安定した周波数制御を実現することができる。 In the second embodiment, a capacitor 6 for varying the clock frequency of the microcomputer 1 is provided at both ends of the oscillation coil 11 connected between the clock input port 10a and the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1. To 9 are connected so that the capacities of the capacitors 6 to 9 are substantially balanced by the input and output of the clock generation circuit 10, but only on the input side of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1 as shown in FIG. When the capacitors 6 and 7 are connected, the capacities of the capacitors 6 to 9 are slightly inferior to the case where the capacitors 6 and 9 are connected so as to be substantially balanced by the input and output of the clock generation circuit 10, but there is no problem in practical use. Stable frequency control can be realized.

この実施の形態２では、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａとクロック出力ポート１０ｂとの間に発振用コイル１１のみを接続しているが、図９，図１０に示すように、この発振用コイル１１に直列あるいは並列に抵抗器１８を接続して発振強度を合わせ込むよう構成した場合では、コイル−コンデンサの共振による高圧発生を抑制し、信頼性の高いクロック発振回路を実現できる。 In the second embodiment, only the oscillation coil 11 is connected between the clock input port 10a and the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1, but as shown in FIGS. In the case where the resistor 18 is connected in series or in parallel to the oscillation coil 11 and the oscillation intensity is adjusted, generation of high voltage due to resonance of the coil-capacitor is suppressed, and a highly reliable clock oscillation circuit can be realized. .

なお、前述の実施の形態１，２では、固定の発振用コイル１１を用いているが、この発振用コイル１１をマイコン１のクロック周波数微調整用としての可変インダクタとした場合では、スイッチング周波数の微調整ができる。 In the first and second embodiments described above, the fixed oscillation coil 11 is used. However, when this oscillation coil 11 is a variable inductor for fine adjustment of the clock frequency of the microcomputer 1, the switching frequency is reduced. Fine adjustment is possible.

（実施の形態３）
図１１に示した本発明の実施の形態３のスイッチング電源は、前述の実施の形態１と同様にマイコン１を含む制御回路によりスイッチング周波数が制御されるスイッチング電源であって、マイコン１のクロック発振部３に発振周波数可変のＲＣ発振を用いるよう構成した点が前述の実施の形態１とは異なっている。 (Embodiment 3)
The switching power supply according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 11 is a switching power supply whose switching frequency is controlled by a control circuit including the microcomputer 1 as in the first embodiment. This is different from the first embodiment in that the portion 3 is configured to use RC oscillation with variable oscillation frequency.

具体的には、このクロック発振部３は、マイコン１に内蔵されたクロック発生回路１０と、発振用抵抗器２０と、最高周波数を決定する発振用コンデンサ２１と、周波数可変の為のコンデンサ２５〜２７とでＲＣ発振するよう構成されている。マイコン１のクロック発生回路１０のクロック入力ポート１０ａと出力ポート１０ｃとの間には発振用抵抗器２０が接続され、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック出力ポート１０ｂとＧＮＤとの間には発振用コンデンサ２１が接続されている。 Specifically, the clock oscillation unit 3 includes a clock generation circuit 10 built in the microcomputer 1, an oscillation resistor 20, an oscillation capacitor 21 for determining the maximum frequency, and capacitors 25 to 25 for changing the frequency. 27 is configured to perform RC oscillation. An oscillation resistor 20 is connected between the clock input port 10a and the output port 10c of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1, and oscillation occurs between the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1 and GND. Capacitor 21 is connected.

また、マイコン１のクロック発生回路１０のクロック出力ポート１０ｂと各出力ポート１０ｄ〜１０ｆとの間には、スイッチング素子２２〜２４を介して、周波数可変の為のコンデンサ２５〜２７がそれぞれ接続されている。 Further, between the clock output port 10b of the clock generation circuit 10 of the microcomputer 1 and the output ports 10d to 10f, capacitors 25 to 27 for changing the frequency are connected via switching elements 22 to 24, respectively. Yes.

ここで、この実施の形態３のスイッチング電源の動作について説明する。 Here, the operation of the switching power supply according to the third embodiment will be described.

マイコン１は、自己の出力ポート１０ｄ〜１０ｆに接続されているスイッチング素子２２〜２４をオンオフ制御してクロック発振部３のコンデンサ２５〜２７の接続開放を制御し、クロック発振部３の発振周波数を可変させ、クロック発生回路１０からインバータ出力部４に出力されるクロック周波数を可変させている。なお、このマイコン１は、前記の可変後のクロック周波数で正常に動作する。 The microcomputer 1 controls the opening and closing of the switching elements 22 to 24 connected to its own output ports 10 d to 10 f to control the connection and release of the capacitors 25 to 27 of the clock oscillating unit 3. The clock frequency output from the clock generation circuit 10 to the inverter output unit 4 is varied. The microcomputer 1 operates normally at the variable clock frequency.

このように構成したため、従来例のようなマイコン用発振器とは別のインバータ用発振器を設けることを不必要とすることができ、この単一のマイコン用発振器としてのクロック発振部３のみでスイッチング動作させることができ、その構成を簡単な回路構成で実現することができ、クロック発振部３の周波数可変用のコンデンサ２５〜２７の接続開放を制御することでスイッチング周波数を所望の任意の周波数に選択制御することができ、さらに、マイコン１のクロック発振部３に発振周波数可変のＲＣ発振を用いているので、スイッチング周波数の精度を高めることができ高精度な電力制御を実現できる。 With this configuration, it is unnecessary to provide an inverter oscillator different from the microcomputer oscillator as in the conventional example, and only the clock oscillation unit 3 as the single microcomputer oscillator performs the switching operation. The configuration can be realized with a simple circuit configuration, and the switching frequency is selected to a desired arbitrary frequency by controlling the connection and disconnection of the frequency variable capacitors 25 to 27 of the clock oscillation unit 3. Further, since RC oscillation with variable oscillation frequency is used for the clock oscillation unit 3 of the microcomputer 1, the accuracy of the switching frequency can be increased and high-accuracy power control can be realized.

この実施の形態３では、マイコン１の出力ポート１０ｄ〜１０ｆにスイッチング素子２２〜２４をそれぞれ外部接続しているが、図１２に示すように、スイッチング素子２２〜２４を内蔵しそれが出力ポート１０ｄ〜１０ｆに接続されたマイコンを用いた場合であっても、前述と同様の効果を有する。 In the third embodiment, the switching elements 22 to 24 are externally connected to the output ports 10d to 10f of the microcomputer 1, respectively. However, as shown in FIG. 12, the switching elements 22 to 24 are built in and are connected to the output port 10d. Even when a microcomputer connected to -10f is used, the same effect as described above is obtained.

この実施の形態３では、クロック発振部３で可変されたマイコン１のクロック周波数をそのままインバータ出力部４に供給しマイコン１のクロック周波数と同一周波数であるスイッチング周波数でインバータ出力部４を動作させているが、図１３，図１４に示すようにマイコン１のクロック周波数を分周して出力する分周器１９を設けた場合では、マイコン１のクロック周波数より低いスイッチング周波数でも周波数制御を可能にすることができる。 In the third embodiment, the clock frequency of the microcomputer 1 varied by the clock oscillation unit 3 is supplied to the inverter output unit 4 as it is, and the inverter output unit 4 is operated at a switching frequency that is the same as the clock frequency of the microcomputer 1. However, when a frequency divider 19 that divides and outputs the clock frequency of the microcomputer 1 is provided as shown in FIGS. 13 and 14, frequency control can be performed even at a switching frequency lower than the clock frequency of the microcomputer 1. be able to.

この実施の形態３では、固定の発振用抵抗器２０を用いているが、この発振用抵抗器２０をマイコン１のクロック周波数微調整用としての可変抵抗器とした場合では、スイッチング周波数の微調整ができる。 In the third embodiment, the fixed oscillation resistor 20 is used. However, when this oscillation resistor 20 is a variable resistor for fine adjustment of the clock frequency of the microcomputer 1, the switching frequency is finely adjusted. Can do.

本発明にかかるスイッチング電源は、単一の発振器のみで動作可能で所望の周波数でスイッチング制御可能なスイッチング電源を得ることができ、周波数制御によって負荷電力や電圧を高周波で制御するスイッチング電源に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The switching power supply according to the present invention can obtain a switching power supply that can be operated with only a single oscillator and can be switched at a desired frequency, and is useful for a switching power supply that controls load power and voltage at a high frequency by frequency control. is there.

１マイコン
２直流電源
３クロック発振部
４インバータ出力部
５負荷装置
６〜９コンデンサ
１０クロック発生回路
１０ａクロック入力ポート
１０ｂクロック出力ポート
１０ｃ〜１０ｆ出力ポート
１１発振用コイル
１２〜１３発振用コンデンサ
１４〜１７スイッチング素子
１８抵抗器
１９分周器
２０発振用抵抗器
２１発振用コンデンサ
２２〜２４スイッチング素子
２５〜２７コンデンサ
３０周波数制御用マイコン
３１〜３３周波数制御用トランジスタ
３４〜３６周波数可変用コンデンサ
３７発振器
３８インバータ
３９クロック発振器
４０発振用コンデンサ
４１発振用抵抗器
４２負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microcomputer 2 DC power supply 3 Clock oscillation part 4 Inverter output part 5 Load apparatus 6-9 Capacitor 10 Clock generation circuit 10a Clock input port 10b Clock output port 10c-10f Output port 11 Oscillation coil 12-13 Oscillation capacitor 14-17 Switching element 18 Resistor 19 Divider 20 Oscillating resistor 21 Oscillating capacitor 22-24 Switching element 25-27 Capacitor 30 Frequency control microcomputer 31-33 Frequency control transistor 34-36 Frequency variable capacitor 37 Oscillator 38 Inverter 39 Clock Oscillator 40 Oscillation Capacitor 41 Oscillation Resistor 42 Load

Claims

An arithmetic processing unit that operates according to a clock, operates with the clock frequency of the arithmetic processing unit or a frequency obtained by dividing the clock frequency as a switching frequency, and varies only the oscillation frequency of the clock frequency to vary the switching frequency Switching power supply configured as follows.

In a switching power supply whose switching frequency is controlled by a control circuit including a microcomputer, the clock frequency of the microcomputer or a frequency obtained by dividing the clock frequency is operated as a switching frequency, and only the oscillation frequency of the clock frequency is varied to change the switching frequency. A switching power supply characterized by varying the power.