JP2013055802A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、入力電圧の変動に伴う出力電圧の変動の発生頻度を抑制する「電源装置」を提供する。
【解決手段】ＤＣ-ＤＣコンバータ１１の出力可能最大電圧が出力電圧の所望の定格値以上となる、入力電圧値の範囲をレンジＡとし、レンジＡ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を定格出力電圧Ｖ０とする。また、レンジＡ未満の入力電圧値の所定範囲を複数のレンジＢ-Ｃに分割し、各レンジ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を、当該レンジの下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧とする。そして、入力電圧値を監視し、入力電圧値の属するレンジが変化したときに、検出した入力電圧値に対応する出力電圧制御値に、ＤＣ-ＤＣコンバータ１１の出力電圧値を切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源装置の出力を制御する技術に関するものである。

電源装置の出力を制御する技術としては、入力電力から定格の出力電力を生成する電源装置において、入力電力の電圧を監視し、入力電力の電圧が低いときには、出力電力の電圧を低下させることにより、入力電力の電流が過大となってしまうことを抑止する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００２-０８４７４９号公報

トランスに電力を供給するスイッチング素子のオン/オフ期間の比により出力電圧の大きさを制御するスイッチング電源装置が出力可能な電圧（以下、「出力電圧」と称す）の最大値は、スイッチング素子のオン期間の比率を最大としたときの値となり、その値は、スイッチング電源装置の方式（フルブリッジ方式、 ハーフブリッジ方式、プッシュプル方式等）毎に、およそ、入力電力の電圧（以下、「入力電圧」と称す）と使用するトランスの一次側と二次側の巻き線比に応じて固定的に定まる。

また、通常、このようなスイッチング電源装置は、出力電圧と定格電圧とを比較し、出力電圧が定格電圧よりも小さい場合には、スイッチング素子のオン期間の比を大きくして、出力電圧を大きくするように動作することにより、出力電圧を定格電圧に制御する。
したがって、入力電圧の大きさが、当該入力電圧に対してスイッチング電源装置が出力可能な出力電圧の最大値が定格電圧未満となる大きさとなると、スイッチング電源装置は出力電圧を定格電圧に維持することができなくなり、出力電圧の大きさは、その時点の入力電圧に対してスイッチング電源装置が出力可能な最大電圧となる。ここで、このような入力電圧の低下は、たとえば、スイッチング電源装置の入力電力が、アイドリングストップ機能を備えた自動車のバッテリから供給されるものであるような場合において、当該自動車のアイドリングストップ時に発生し得る。

結果、スイッチング電源装置が出力可能な出力電圧の最大値が定格電圧未満となる入力電圧の範囲内においては、スイッチング電源装置の出力電圧は、入力電圧の変動に追従して変動してしまうこととなる。
そして、このようなスイッチング電源装置の出力電圧の変動は、当該スイッチング電源装置が適用されるシステムの動作不具合を誘引することとなる。すなわち、たとえば、スイッチング電源装置の出力電力をオーディオアンプの電源として用いる場合には、その変動が出力に漏れ、ノイズとなって聞こえることがある。また、スイッチング電源に複数チャネルのパワーアンプが接続されている場合、共通インピーダンスや、スイッチング電源装置に電力を供給するバッテリの内部抵抗により、スイッチング電源装置の出力電圧の変動による、あるチャネルの出力変動が他のチャネルにクロストークを発生させてしまう事がある。

なお、スイッチング電源装置を電源として動作する機器が、スイッチング電源装置の定格電圧及び当該定格電圧よりもある程度低い電圧を電源電圧としても正常動作可能なものである場合、スイッチング電源装置の出力電圧の低下自体は問題とならず、当該出力電圧の変動のみが問題となる。

そこで、本発明は、入力電圧の変動に伴う電源装置の出力電圧の変動の発生頻度を抑制することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、入力電圧を、出力電圧設定値に可及的に近い電圧に変圧し出力電圧として出力する電源装置に、前記入力電圧の値である入力電圧値を検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段が検出した入力電圧値が属するレンジが変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替える出力電圧設定値切替手段とを設け、前記出力電圧設定値を任意とした場合に、各入力電圧値の入力電圧に対して当該電源装置が出力可能な出力電圧の最大値を、当該入力電圧値に対応する出力可能最大電圧値として、前記レンジを、対応する前記出力可能最大電圧値が予め定めた定格電圧以上となる入力電圧値の範囲である第１レンジと、前記第１レンジに前記入力電圧値が小さくなる方向に隣接する所定の大きさを有する前記入力電圧値の範囲をｎ（但し、ｎは自然数）個に分割して得られるｎ個のレンジとを含むものとし、前記第１のレンジに対応する出力電圧制御値を、前記定格電圧とし、前記ｎ個のレンジに含まれるレンジに対応する出力電圧制御値を、当該レンジの下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧値もしくは当該出力可能最大電圧値未満の電圧値としたものである。

このような電源装置によれば、入力電圧値がいずれかのレンジ内で変動している間には、出力電圧は当該レンジ対応する出力電圧制御値に維持され、入力電圧値がレンジ間で移動した場合にのみ出力電圧の変動は生じる。
よって、出力電圧は入力電圧の変動に直接的に追従して変動することはなく、出力電圧の変動頻度を小さく抑えることができる。
なお、以上のような電源装置において、前記出力電圧設定値切替手段は、前記入力電圧値が増加しているときには、当該入力電圧値が属するレンジが変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替える代わりに、前記各レンジの境界を入力電圧値が増加する方向に所定量シフトさせた境界をまたいで、当該入力電圧値が変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替えるようにしてもよい。または、以上のような電源装置において、前記出力電圧設定値切替手段は、前記入力電圧値の増加によって、当該入力電圧値が属するレンジが変化した場合には、当該変化後のレンジが前記入力電圧値の属するレンジであることが所定期間継続されるまで、前記出力電圧設定値の切替は行わないようにしてもよい。

これらのようにすることにより、入力電圧値が前記レンジの境界と頻繁に交差するように変化する場合に、これに追従して出力電圧が頻繁に変動しないようにすることができる。
また、以上の電源装置は、前記入力電圧を、前記出力電圧設定値に可及的に近い電圧に変圧し前記出力電圧として出力するスイッチング電源であってよい。また、以上の電源装置は、自動車に搭載される電源装置であって良く、この場合、前記入力電圧は前記自動車に搭載されたバッテリから供給される電力の電圧であって良い。

以上のように、本発明によれば、入力電圧の変動に伴う電源装置の出力電圧の変動の発生頻度を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る出力電圧制御値テーブルを示す図である。 本発明の実施形態に係る出力電圧設定切替処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電源装置の動作例を示す図である。 本発明の実施形態に係る出力電圧設定切替処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る出力電圧設定切替処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電源装置のデジタルアンプ装置の電源としての適用を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る電源装置の構成を示す。
図示するように、電源装置１は、バッテリから供給される入力電力から出力電力を生成し、音声出力装置２が出力する音声信号を増幅してスピーカ４に出力するアンプ装置３に、生成した出力電力を供給する装置である。
ここで、以下では、バッテリから供給される入力電力の電圧を「入力電圧」、電源装置１が出力する出力電力の電圧を「出力電圧」と記すことして説明を行う。
さて、図示するように、電源装置１は、バッテリから供給される入力電力の入力電圧を出力電圧に昇圧し、直流の出力電力として出力するスイッチング電源装置であるＤＣ-ＤＣコンバータ１１と、入力電圧の大きさを入力電圧値として検出する入力電圧検出回路１２と、出力電圧設定切替部１３とを備えている。

また、ＤＣ-ＤＣコンバータ１１は、スイッチング素子１１１、トランス１１２、整流回路１１３、平滑回路１１４、ＤＣ-ＤＣコンバータ１１の出力電圧の大きさを出力電圧値として検出する出力電圧検出回路１１５、スイッチング制御回路１１６とを有する。
スイッチング制御回路１１６は、出力電圧が出力電圧設定切替部１３によって設定された出力電圧設定値となるように、スイッチング素子１１１をＰＷＭ制御する。すなわち、スイッチング制御回路１１６は、出力電圧設定値と、出力電圧検出回路１１５が検出した出力電圧値を比較し、スイッチング素子１１１を所定周期でオン/オフ動作させると共に、デューティ比（オン期間の周期に対する比）を、出力電圧値が出力電圧設定値よりも小さい場合には増加し、出力電圧値が出力電圧設定値よりも大きい場合には減少させる。

トランス１１２は、スイッチング素子１１１のオン期間に入力電力の転送を受け、これを昇圧して整流回路１１３に出力する。整流回路１１３はトランス１１２の出力を整流し、平滑回路１１４は整流回路１１３の出力を平滑化して出力電力として出力する。
結果、ＤＣ-ＤＣコンバータ１１の出力する出力電圧は、出力電圧設定切替部１３によってスイッチング制御回路１１６に設定された出力電圧設定値に制御される。
次に、このように出力電圧設定値を設定する出力電圧設定切替部１３の動作について説明する。
まず、図２ａに、出力電圧設定切替部１３が出力電圧設定値の算出に用いる出力電圧制御値テーブルを示す。
出力電圧制御値テーブルは、バッテリからの入力電圧値と出力電圧制御値との関係を定義するものであり、当該関係は以下のように定義される。
すなわち、まず、ある入力電圧値に対してＤＣ-ＤＣコンバータ１１が出力可能な最大電圧（スイッチング素子１１１を最大デューティ比でオン/オフ動作させたときの出力電圧）を、当該入力電圧値に対する出力可能最大電圧とする。なお、入力電圧をＶｉ、トランスの巻線比をＫ、Ｄｍａｘをスイッチング素子１１１のオン/オフ動作におけるデューティ比の制御可能な最大値として、出力可能最大電圧は、およそＫ×Ｖｉ×Ｄｍａｘによって定まる。ただし、各入力電圧値に対する出力可能最大電圧は、実験等によって求めるようにしてもよい。

そして、出力可能最大電圧が出力電圧の所望の定格値（以下：定格出力電圧Ｖ０）以上となる、入力電圧値の範囲をレンジＡとし、レンジＡ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を定格出力電圧Ｖ０とする。
また、レンジＡ未満の範囲を複数のレンジに分割し、最小の範囲を除く各レンジ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を、当該レンジの下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧とする。また、最小のレンジの入力電圧値に対応する出力電圧制御値を、入力電圧値に対応する出力可能最大電圧する。

ただし、入力電圧値が最小のレンジは、故障や過放電等の異常な要因によらずしては、当該レンジ内までバッテリの出力する入力電圧値が低下しないことが見込める範囲とする。また、最小のレンジ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値は、当該レンジの下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧=０とするようにしてもよい。

図２ａに示した出力電圧制御値テーブルでは、レンジＡ未満の範囲を、入力電圧値の大きい順に、レンジＢ、レンジＣ、レンジＤに三分割している。また、レンジＢ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値をレンジＢ内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧であるＶ１とし、レンジＣ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値をレンジＣ内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧であるＶ２としている。そして、レンジＤ内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を、入力電圧値に対応する出力可能最大電圧としている。

なお、図２ａに点線で示したように、レンジＡ未満の範囲を複数に分割して得られる範囲のうちの、最小の範囲を除く各範囲（レンジＢ、Ｃ）内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値は、当該範囲内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧よりも幾分小さな値とするようにしてもよい。また、この場合には、同様に点線で示すように最小の範囲（レンジＤ）内の入力電圧値に対応する出力電圧制御値を、入力電圧値に対応する出力可能最大電圧よりも幾分小さな値とするようにしてよい。

さて、このような出力電圧制御値テーブルを用いて、出力電圧設定切替部１３は、図３に示す出力電圧設定切替処理によりスイッチング制御回路１１６に、出力電圧設定値を設定する。
すなわち、図示するように、この処理では、まず、入力電圧検出回路１２が検出している入力電圧値を取得し（ステップ３００）、入力電圧値が変化しているかどうかを調べ（ステップ３０２）、変化していなければステップ３００に戻る。
一方、入力電圧値が変化している場合には、入力電圧値が属するレンジ（上述したレンジＡ-Ｄ）が前回取得した入力電圧値が属するレンジから変化したか、または、入力電圧値がレンジＤ内に含まれるかどうかを判定し（ステップ３０４）、いずれでもなければステップ３００に戻る。

一方、入力電圧値が属するレンジが変化しているか、入力電圧値がレンジＤ内に含まれる場合には、出力電圧制御値テーブルを参照し、ステップ３００で取得した入力電圧値に対応する出力電圧制御値を算定し（ステップ３０６）、算定した出力電圧制御値を出力電圧設定値としてスイッチング制御回路１１６に設定する（ステップ３０８）。

そして、ステップ３００からの処理に戻る。
以上、出力電圧設定切替部１３が行う出力電圧設定切替処理について説明した。
次に、このような電源装置１の動作例を図４に示す。
図示するように、本実施形態に係る電源装置１によれば、図２ａに示した出力電圧制御値テーブルを用いる場合、入力電圧値がレンジＡの範囲内にある期間中、出力電圧値は定格電圧Ｖ０に維持される。
また、入力電圧が、対応する出力可能最大値が出力電圧値の定格電圧Ｖ０未満となる値以下に低下した場合においても、入力電圧値がレンジＢの範囲内にある期間中には、出力電圧値はＶ１に維持され、入力電圧値がレンジＣの範囲内にある期間中には、出力電圧値はＶ２に維持される。

よって、入力電圧が、対応する出力可能最大値が出力電圧値の定格電圧Ｖ０未満となる値以下に低下した場合においても、入力電圧値の属するレンジ入力電圧値の属するレンジがレンジＤある場合を除き、出力電圧は入力電圧の変動に直接的に追従して変動することはなく、出力電圧の変動は入力電圧値の属するレンジが変化した時にのみ生じ、結果、出力電圧の変動頻度は小さく抑えられる。
なお、以上のような電源装置１によれば、電源装置１が出力する出力電圧の値が定格電圧Ｖ０よりも低下し得るが、電源装置１の出力電力で動作する機器が、電源装置１の定格電圧及び当該定格電圧よりもある程度低い電圧を電源電圧としても正常動作可能なものである場合、この出力電圧の低下は問題とならない。

たとえば、図１に示したように、電源装置１の出力電力で動作する機器が、音声信号を増幅してスピーカ４に出力するアンプ装置３である場合、アンプ装置３の最大出力電圧は、電源電圧（電源装置１の出力電圧）によって定まるが、アンプ装置３による増幅後の音声信号の電圧が、アンプ装置３の最大出力電圧以下となる範囲内では、アンプ装置３の音声信号のゲインは、電源電圧によらずに設定されたゲイン値となる。また、アンプ装置３による増幅後の音声信号の電圧がアンプ装置３の最大出力電圧付近となるようなアンプ装置３の利用は稀である。たとえば、音声出力装置２とアンプ装置３とスピーカ４がオーディオ装置を構成するものとして、ユーザがオーディオ装置のボリューム設定を最大として、当該オーディオ装置が出力可能な最大音声をスピーカ４から出力するようなことは稀である。

よって、通常の利用形態においては、このようなアンプ装置３は、電源装置１の定格電圧及び当該定格電圧よりもある程度低い電圧を電源電圧としても正常動作可能であって、電源装置１の出力電圧の低下は問題とならない。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態によれば、上述した入力電圧値のレンジの境界を頻繁に交差するように入力電圧値が変動する場合には、電源装置１の出力電圧の変動も頻繁に生じてしまうこととなる。
そこで、これを抑制するために、以上の出力電圧設定値の制御特性にヒステリシスを持たせるようにしてもよい。
すなわち、たとえば、図２ｂに示すように、出力電圧制御値テーブルに、バッテリからの入力電圧値と入力電圧減少時出力電圧制御値との対応と、入力電圧値と入力電圧増加時出力電圧制御値との対応を定義しておく。
すなわち、まず、減少方向レンジＡ-Ｄを、図２ｂに示したレンジＡ-Ｄと同様に定義する。そして、増加方向レンジＡｐ-Ｄｐを、以下のように定義する。
すなわち、増加方向レンジＡｐ-Ｂｐは、減少方向レンジＡ-Ｂを入力電圧値が所定値ｄ増加する方向にシフトさせたレンジとして定義する。また、最小の増加方向レンジＤｐは、減少方向レンジＤと同じレンジとして定義し、最小の増加方向レンジＤｐの次に大きい増加方向レンジＣｐは、最小の増加方向レンジＤｐの上限と、増加方向レンジＣｐの次に大きい最小の増加方向レンジＢｐの下限の間のレンジとして定義する。

そして、入力電圧値と入力電圧減少時出力電圧制御値との関係を、図２ａに示した入力電圧値と出力電圧制御値との対応と等しく定義する。
一方、入力電圧値と入力電圧増加時出力電圧制御値との関係は、以下のように定義する。
すなわち、最小の増加方向レンジＤｐの範囲内の入力電圧値と入力電圧増加時出力電圧制御値との関係は、入力電圧値と入力電圧減少時時出力電圧制御値との関係と等しくする。
また、他の増加方向レンジの範囲内の入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値は、対応する減少方向レンジ内の入力電圧値に対応する入力電圧減少時時出力電圧制御値とする。
すなわち、増加方向レンジＡｐの範囲内の入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値を、減少方向レンジＡの当該範囲内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧とし、増加方向レンジＢｐの範囲内の入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値を、減少方向レンジＢの当該範囲内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧とし、増加方向レンジＣｐの範囲内の入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値を、減少方向レンジＣの当該範囲内の下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧とする。

そして、図２ｂに示したような出力電圧制御値テーブルを用いて、出力電圧設定切替部１３は、図３に示す出力電圧設定切替処理に代えて、図５に示す出力電圧設定切替処理によりスイッチング制御回路１１６に、出力電圧設定値を設定するようにする。
すなわち、図５に示すように、出力電圧設定切替処理この処理では、まず、入力電圧検出回路１２が検出している入力電圧値を取得し（ステップ５００）、入力電圧値が変化しているかどうかを調べ（ステップ５０２）、変化していなければステップ５００に戻る。
一方、入力電圧値が変化している場合には（ステップ５０２）、以下の処理を行う。
すなわち、前回から今回の間に入力電圧値が減少方向に減少方向レンジ間を移動しているか、今回の入力電圧値がレンジＤ内にある場合には（ステップ５０４）、図２ｂの出力電圧制御値テーブルよりステップ５００で取得した入力電圧値に対応する入力電圧減少時出力電圧制御値を目標出力電圧値として算定する（ステップ５０６）。

一方、前回から今回の間に入力電圧値が増加方向に増加方向レンジ間を移動している場合には（ステップ５０８）、図２ｂの出力電圧制御値テーブルよりステップ５００で取得した入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値を目標出力電圧値として算定する（ステップ５１０）。

ここで、ステップ５０８で行う、入力電圧値が増加方向に、増加方向レンジＡｐへ移動したことの検出は、減少方向レンジＡと減少方向レンジＢとの境界をｄシフトした境界をまたいで入力電圧値が増加方向に変化したことを検出することと等価であり、入力電圧値が増加方向に、増加方向レンジＢｐへ移動したことの検出は、減少方向レンジＢと減少方向レンジＣとの境界をｄシフトした境界をまたいで入力電圧値が増加方向に変化したことを検出することと等価である。
また、ステップ５１０で行う、増加方向レンジＡｐ、増加方向レンジＢｐに属する入力電圧値に対応する入力電圧増加時出力電圧制御値の目標出力電圧値としての算出は、その時点で入力電圧値が属している減少方向レンジに対応する入力電圧減少時出力電圧制御値の目標出力電圧値としての算出と等価である。

一方、今回の入力電圧値がレンジＤ内になく、かつ、前回から今回の間に入力電圧値が減少方向に減少方向レンジ間を移動しておらず（ステップ５０４）、かつ、前回から今回の間に入力電圧値が増加方向に増加方向レンジ間を移動していない（ステップ５０８）場合には、そのままステップ５００からの処理に戻る。

そして、算定した目標出力電圧値が、現在スイッチング制御回路１１６に設定されている出力電圧設定値と等しければ（ステップ５１２）、そのままステップ５００に戻り、等しくなければスイッチング制御回路１１６に出力電圧設定値として設定し（ステップ５１４）、ステップ５００からの処理に戻る。
このような、図５に示す出力電圧設定切替処理によれば、図２ｂに示すように、出力電圧設定値の切替は、入力電圧値が増加しているときには、入力電圧値が減少しているときよりも、大きな入力電圧値において生じる。
よって、図２ａに示した入力電圧値のレンジ（図２ｂの減少方向レンジ）の境界を頻繁に交差するように入力電圧値が変動する場合にも、電源装置１の出力電圧の変動も頻繁に生じてしまうことはない。
または、以上の実施形態における出力電圧設定切替部１３の出力電圧設定切替処理は図２ａに示したような出力電圧制御値テーブルを用いて、図６に示すように行うようにしてもよい。
すなわち、この処理では、まず、入力電圧検出回路１２が検出している入力電圧値を取得し（ステップ６００）、入力電圧値が変化しているかどうかを調べ（ステップ６０２）、変化していなければステップ６００に戻る。
一方、入力電圧値が変化している場合には、（ステップ６０２）、最後から２番目に入力電圧値を取得してから最後に入力電圧値と取得するまでの間に入力電圧値が減少方向にレンジ間を移動しているか、最後に取得した入力電圧値がレンジＤ内にある場合には（ステップ６０４）、図２ａの出力電圧制御値テーブルより最後に取得した入力電圧値に対応する出力電圧制御値を算定し（ステップ６０６）、算定した出力電圧制御値をスイッチング制御回路１１６に出力電圧設定値として設定し（ステップ６０８）、ステップ６００からの処理に戻る。

一方、前回から今回の間に入力電圧値が減少方向にレンジ間を移動しておらず、かつ、入力電圧値がレンジＤ内にない場合には（ステップ６０４）、前回から今回の間に入力電圧値が増加方向にレンジ間を移動しているかどうかを調べ（ステップ６１０）、移動していなければステップ６００からの処理に戻り、移動している場合には所定のタイムアウト時間を有するタイマをスタートする（ステップ６１２）。

そして、入力電圧検出回路１２が検出している入力電圧値を繰り返し取得しつつ（ステップ６１４）、入力電圧値が属するレンジの変化の発生と（ステップ６１６）、タイマのタイムアウトの発生を監視する（ステップ６１８）。
そして、入力電圧値が属するレンジの変化が発生したならば（ステップ６１６）、ステップ６０４の処理に戻る。
一方、タイマのタイムアウトが発生した場合には（ステップ６１８）、図２ａの出力電圧制御値テーブルより最後に取得した入力電圧値に対応する出力電圧制御値を算定し（ステップ６０６）、算定した出力電圧制御値をスイッチング制御回路１１６に出力電圧設定値として設定し（ステップ６０８）、ステップ６００からの処理に戻る。

このような図６に示す出力電圧設定切替処理によれば、レンジＤに入力電圧値がある場合を除き、一旦、出力電圧設定値を減少させた後の、入力電圧値の増加に伴う入力電圧値のレンジ間の移動に伴う出力電圧設定値の切替は、入力電圧値が移動後のレンジ内に、タイマのタイムアウト時間以上、安定して存在した場合にのみ行われる。

よって、図２ａに示した入力電圧値のレンジの境界を頻繁に交差するように入力電圧値が変動している場合に、電源装置１の出力電圧の変動が抑制されることとなる。
さて、以上の実施形態では、電源装置１の出力電力を電源として用いる機器の例としてアンプ装置３を示したが、当該アンプ装置３は、アナログのアンプ装置であっても、デジタルアンプ装置であってもよい。
すなわち、アナログのアンプ装置の場合は、アンプ装置３において増幅器として用いるオペアンプなどのアナログ素子の電源電圧として電源装置１の出力電圧を供給すればよい。
また、図７に示すような、音声信号をＰＷＭ変調するＰＷＭ変調回路７０２、ＦＥＴスイッチ７０４、ＰＷＭ変調回路７０２が生成したＰＷＭパルスでＦＥＴスイッチ７０４を駆動するＦＥＴスイッチドライバ７０３、ＦＥＴスイッチ７０４の出力を積分した音声信号でスピーカ４を駆動するＬＰＦ７０５、ＦＥＴスイッチ７０４の出力をＰＷＭ変調回路７０２に入力する音声信号に負帰還させノイズの抑制を図る負帰還回路７０１で構成されるデジタルアンプ装置を用いる場合には、ＦＥＴスイッチ７０４の電源を供給する電源装置１、ＦＥＴスイッチドライバ７０３においてＦＥＴスイッチ７０４の駆動信号の生成に用いる電源を供給する電源装置１として、それぞれ本実施形態に係る電源装置１を必要数用いるようにすればよい。

ただし、デジタルアンプ装置の構成は多様に可能であり、当該デジタルアンプ装置の構成に応じて、本実施形態に係る電源装置１を必要数、必要な箇所に用いるようにする。たとえば、ＰＷＭ変調回路７０２において、ＦＥＴスイッチ７０４の電源の電圧レベルに応じた電圧レベルの電源が、ＦＥＴスイッチ７０４の電源と別個に必要な場合には、当該ＰＷＭ変調回路７０２が必要とする電源を供給する電源としても、本実施形態に係る電源装置１を用いるようにしてよい。

１…電源装置、２…音声出力装置、３…アンプ装置、４…スピーカ、１１…ＤＣ-ＤＣコンバータ、１２…入力電圧検出回路、１３…出力電圧設定切替部、１１１…スイッチング素子、１１２…トランス、１１３…整流回路、１１４…平滑回路、１１５…出力電圧検出回路、１１６…スイッチング制御回路、７０１…負帰還回路、７０２…ＰＷＭ変調回路、７０３…ＦＥＴスイッチドライバ、７０４…ＦＥＴスイッチ、７０５…ＬＰＦ。

Claims (5)

1. 入力電圧を、出力電圧設定値に可及的に近い電圧に変圧し出力電圧として出力する電源装置であって、
   前記入力電圧の値である入力電圧値を検出する入力電圧検出手段と、
   前記入力電圧検出手段が検出した入力電圧値が属するレンジが変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替える出力電圧設定値切替手段とを有し、
   前記出力電圧設定値を任意とした場合に、各入力電圧値の入力電圧に対して当該電源装置が出力可能な出力電圧の最大値を、当該入力電圧値に対応する出力可能最大電圧値として、
   前記レンジは、対応する前記出力可能最大電圧値が予め定めた定格電圧以上となる入力電圧値の範囲である第１レンジと、前記第１レンジに前記入力電圧値が小さくなる方向に隣接する所定の大きさを有する前記入力電圧値の範囲をｎ（但し、ｎは自然数）個に分割して得られるｎ個のレンジとを含み、
   前記第１のレンジに対応する出力電圧制御値は、前記定格電圧であり、
   前記ｎ個のレンジに含まれるレンジに対応する出力電圧制御値は、当該レンジの下限の入力電圧値に対応する出力可能最大電圧値もしくは当該出力可能最大電圧値未満の電圧値であることを特徴とする電源装置。
2. 請求項１記載の電源装置であって、
   前記出力電圧設定値切替手段は、前記入力電圧値が増加しているときには、当該入力電圧値が属するレンジが変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替える代わりに、前記各レンジの境界を入力電圧値が増加する方向に所定量シフトさせた境界をまたいで、当該入力電圧値が変化したときに、当該入力電圧値が属するレンジに対応する出力電圧制御値に前記出力電圧設定値を切り替えることを特徴とする電源装置。
3. 請求項１記載の電源装置であって、
   前記出力電圧設定値切替手段は、前記入力電圧値の増加によって、当該入力電圧値が属するレンジが変化した場合には、当該変化後のレンジが前記入力電圧値の属するレンジであることが所定期間継続されるまで、前記出力電圧設定値の切替は行わないことを特徴とする電源装置。
4. 請求項１、２または３記載の電源装置であって、
   当該電源装置は、前記入力電圧を、前記出力電圧設定値に可及的に近い電圧に変圧し前記出力電圧として出力するスイッチング電源であることを特徴とする電源装置。
5. 請求項４記載の電源装置であって、
   当該電源装置は、自動車に搭載される電源装置であって、
   前記入力電圧は前記自動車に搭載されたバッテリから供給される電力の電圧であることを特徴とする電源装置。