JP2015050906A - スイッチング電源回路および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】可聴域での発振による異音発生を抑えることが容易となるスイッチング電源回路を提供する。【解決手段】一次側と二次側の各コイルを有するトランスと、一次側の前記コイルに接続されるスイッチ素子と、を備え、前記スイッチ素子のスイッチング動作によって一次側に生成された電力を、前記トランスを介して二次側へ伝達するスイッチング電源回路であって、前記トランスの一次側のインダクタンスを切替えるインダクタンス切替部、を備えたスイッチング電源回路とする。【選択図】図２

Description

本発明は、トランスを有するスイッチング電源回路、およびこれを備えた電子機器に関する。

従来、トランスを有するスイッチング電源回路が広く利用されている。スイッチング電源回路によれば、例えば商用電源からの入力電力を用いて所望の出力電力を得ることが可能である。またスイッチング電源回路は、一般的に電力損失を低く抑えることが容易であり、電子機器の低消費電力化に有効である。

また昨今の省エネ関連法令等により、電源回路に対する省エネ要求が厳しくなってきている。このような事情からスイッチング電源回路については、スイッチング損失を出来るだけ低減させることが重要である。スイッチング損失を低減させる手法としては、バースト（間欠）発振を実行させる手法等が一般的に知られている。

特開２００６−５０７６０号公報

しかし、バースト発振の実行等によりスイッチング動作の周波数が下がると、スイッチング動作の周波数が可聴域に入る場合がある。これにより可聴域での発振が生じ、トランス等の部品より異音（トランス鳴き）が発生することがある。このような異音は、ユーザにとって耳障りとなるため抑制されるべきであるが、そのための対策は容易ではない。

本発明は上述した問題点に鑑み、可聴域での発振による異音発生を抑えることが容易となるスイッチング電源回路、およびこれを備えた電子機器の提供を目的とする。

本発明に係るスイッチング電源回路は、一次側と二次側の各コイルを有するトランスと、一次側の前記コイルに接続されるスイッチ素子と、を備え、前記スイッチ素子のスイッチング動作によって一次側に生成された電力を、前記トランスを介して二次側へ伝達するスイッチング電源回路であって、前記トランスの一次側のインダクタンスを切替えるインダクタンス切替部、を備えた構成とする。本構成によれば、可聴域での発振による異音発生を抑えることが容易となる。

また上記構成としてより具体的には、前記インダクタンス切替部は、前記スイッチ素子の接続先を、一次側の前記コイルにおける異なる複数の位置の間で切替える接続切替部を有し、前記接続先の切替により、前記インダクタンスを切替える構成としてもよい。本構成によれば、トランスの一次側のインダクタンスを容易に切替えることが可能となる。

また上記構成としてより具体的には、前記接続切替部は、前記スイッチ素子の接続先を、一次側の前記コイルの端点および中間点の間で切替える構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記二次側の電圧変動が抑制されるように、前記スイッチング動作が制御される構成としてもよい。本構成によれば、電圧変動の少ない電力を供給することが可能となる。

また本発明に係る電子機器は、上記構成のスイッチング電源回路を備え、前記二次側へ伝達された電力を用いて動作する電子機器であって、前記接続先の切替を制御する構成とする。また当該構成としてより具体的には、前記スイッチング動作の周波数が可聴域から外れるように、前記接続先の切替を制御する構成としてもよい。本構成によれば、異音の発生を抑制することが可能となる。

また複数種の動作モードの何れかが切替可能に設定され、設定された動作モードに応じて前記スイッチング動作が制御される上記構成の電子機器において、特定の前記動作モードへの切替に応じて、前記接続先の切替を制御する構成としてもよい。本構成によれば、当該接続先の切替を適切に制御することが容易となる。

また上記構成としてより具体的には、光ディスクの記録処理または再生処理を行う光ディスク装置である構成としてもよい。

本発明に係るスイッチング電源回路によれば、可聴域での発振による異音発生を抑えることが容易となる。

本実施形態に係る光ディスク装置の全体的な構成図である。 第１実施形態のスイッチング電源回路およびその周辺の構成図である。 スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦの時間変化を表すグラフである。 スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦの時間変化を表す別のグラフである。 第１実施形態の異音を抑えるための動作に関するフローチャートである。 第２実施形態のスイッチング電源回路およびその周辺の構成図である。 第２実施形態の異音を抑えるための動作に関するフローチャートである。 第３実施形態の異音を抑えるための動作に関するフローチャートである。

本発明の実施形態について第１実施形態から第３実施形態の各々を例に挙げ、以下に説明する。なお各実施形態では電子機器の一例として光ディスク装置を挙げるが、電子機器の種類はこれに限られるものではない。

１．第１実施形態
［光ディスク装置の全体構成］
まず第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る光ディスク装置９の全体的な構成図である。本図に示すように光ディスク装置９は、光ピックアップ部１、記録処理部２、再生処理部３、操作部４、スイッチング電源回路（電源部）５、および制御部６などを備えている。

光ピックアップ部１は、レーザダイオードや各種の光学部品等により構成されており、スピンドルモータの駆動力によって回転する光ディスクの情報記録面に、レーザ光を照射するように形成されている。

光ピックアップ部１は、光ディスクの記録処理（光ディスクへ情報を記録する処理）が行われるときには、光ディスクに記録用のレーザ光を照射し、記録処理部２から受取った情報を光ディスクへ記録する。また光ピックアップ部１は、光ディスクの再生処理（光ディスクに記録されている情報を再生させる処理）が行われるときには、光ディスクに再生用のレーザ光を照射し、光ディスクから読み取った情報を再生処理部３へ送出する。

記録処理部２は、光ディスクの記録処理が行われるときに、外部から入力された映像や音声の情報（例えば、テレビ放送番組の映像や音声の情報）を光ピックアップ部１へ送出する。当該送出された情報は、光ピックアップ部１によって光ディスクへ記録される。

再生処理部３は、光ディスクの再生処理が行われるときに、光ピックアップ部２から受取った情報（光ディスクから読み取られた情報）を外部へ送出する。当該送出された情報は、例えば外部のディスプレイやスピーカ等を用いて再生される。

操作部４は、押しボタンスイッチやリモコン装置等によって構成されており、ユーザによる各種の操作を受け付ける。ユーザによる操作の情報は制御部６へ伝送され、光ディスク装置９の動作に反映される。

スイッチング電源回路５は、交流電源（例えば商用電源）より入力された交流電力を用いて、光ディスク装置９の各部へ電源電力を供給する役割を果たす。光ディスク装置９は、スイッチング電源回路５から供給された電力を用いて動作することになる。なおスイッチング電源回路５の構成や動作については、改めて詳細に説明する。

制御部６は、例えばマイコンＩＣ等を有しており、光ディスク装置９の動作制御を実行する。なお光ディスク装置９は、予め決められた複数種の動作モードの何れかが切替可能に設定され、そのときの動作モードに応じた動作を行う。なお当該複数種の動作モードには、待機モード、通常モード、再生モード、および記録モード等が含まれる。光ディスク装置９の動作モードは、ユーザの指示等に応じて、当該複数種の動作モードの間で切替えられる。

なお待機モードは、電源オフの状態となり、電源オンの指示を待機する動作モードである。待機モードのとき、光ディスク装置９の消費電力は非常に小さくなる。

通常モードは、電源オンの状態となり、光ディスクの記録処理や再生処理等の実行指示を待機する動作モードである。通常モードでは、光ディスクの記録処理や再生処理等を、実行指示に応じて直ちに開始させることが可能である。通常モードのとき、光ディスク装置９の消費電力は、待機モードに比べると大きくなる。

再生モードは、光ディスクの再生処理が行われる動作モードである。再生モードのとき、光ディスク装置９は、スピンドルモータを駆動して光ディスクを回転させる動作や、再生用のレーザ光を照射して光ディスクから情報を読取る動作等を実行する。そのため再生モードのとき、光ディスク装置９の消費電力は、通常モードより大きくなる。

記録モードは、光ディスクの記録処理が行われる動作モードである。記録モードのとき、光ディスク装置９は、スピンドルモータを駆動して光ディスクを回転させる動作や、記録用のレーザ光を照射して光ディスクに情報を記録させる動作等を実行する。記録モードのとき、再生用よりも高出力である記録用のレーザ光が使われること等から、光ディスク装置９の消費電力は再生モードよりも更に大きくなる。

このように光ディスク装置９の消費電力は、そのときの動作モードによって（つまり、実行される動作の内容によって）異なることになる。

［スイッチング電源回路］
次に、スイッチング電源回路５の構成等について説明する。図２は、スイッチング電源回路５およびその周辺の構成図である。本図に示すように、スイッチング電源回路５は、整流回路５１、トランス５２、接続切替部５３、スイッチ素子５４、およびコントロールＩＣ５５を備えている。スイッチング電源回路５は、前段側には交流電源が接続され、後段側には負荷（光ディスク装置９の各部）が接続される。

整流回路５１は、例えばダイオードブリッジ等により構成されている。整流回路５１は、交流電源から入力される交流電力に整流処理を施し、この処理済みの電力をトランス５２へ送出する。

トランス５２は、一次側コイル５２ａと二次側コイル５２ｂを有する。一次側コイル５２ａは、一方の端点Ｐａが整流回路５１に接続されており、整流回路５１から電力が供給される。また一次側コイル５２の他方の端点Ｐｂおよび中間点Ｐｃは、接続切替部５３に接続されている。この中間点Ｐｃは、一次側コイル５２ａに設けられたセンタータップであっても良い。

接続切替部５３は、例えばＦＥＴ等を用いて形成されており、スイッチ素子５４の接続先を、一次側コイル５２ａの端点Ｐｂおよび中間点Ｐｃの間で切替える。これにより、端点Ｐｂおよび中間点Ｐｃの何れか一方のみが、スイッチ素子５４に接続されることになる。なお制御部６は、接続切替部５３に制御信号Ｓc1を送出し、スイッチ素子５４の接続先の切替を制御する。

スイッチ素子５４は、接続切替部５３と接地点の間の導通／遮断（ＯＮ／ＯＦＦ）の切替を行う素子である。スイッチ素子５４は、例えばＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが接続切替部５３に接続され、ソースが接地されている。スイッチ素子５４は、コントロールＩＣ５５からゲートに入力されるスイッチ制御信号Ｓ_SWに応じて、ＯＮ／ＯＦＦの切替を行う。なおスイッチ素子５４は、このような切替を繰返す動作（スイッチング動作）を行うことが可能である。

スイッチング動作によって、一次側コイル５２ａの電流状態が切替えられ、トランス５２の二次側に所定電圧を発生させることが可能である。スイッチング電源回路５によれば、スイッチング動作によってトランス５２を用いた電力の変換を実行し、変換された電力を負荷へ供給することが可能である。

コントロールＩＣ５５は、スイッチ制御信号Ｓ_SWを出力することにより、スイッチ素子５４のＯＮ／ＯＦＦ切替が行われるようにする。なお制御部６は、スイッチング電源回路５の二次側の電圧Ｖ_Oの値を監視するようになっており、電圧Ｖ_Oの値の変動が抑えられるように（基本的には、電圧Ｖ_Oが一定となるように）、コントロールＩＣ５５へ制御信号Ｓc2を出す。

これによりコントロールＩＣ５５は、電圧Ｖ_Oの変動が抑えられるように、スイッチ制御信号Ｓ_SWを出力することになる。このようにしてスイッチング電源回路５においては、電圧Ｖ_Oの変動が抑えられるように、スイッチング動作がフィードバック制御される。なおスイッチング電源回路５は、コントロールＩＣ５５が設けられる代わりに、スイッチ素子５４の動作が制御部６によって直接制御される形態となっていても構わない。

なおスイッチング動作の制御形態としては、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態が採用され得る。ここで図３は、スイッチ素子５４のＯＮ／ＯＦＦの時間変化を表すグラフとして、ＯＮとなる期間（ＯＮ期間）が固定され、ＯＦＦとなる期間（ＯＦＦ期間）が調節される場合のグラフを例示している。

このようにスイッチング動作が制御される場合には、基本的には負荷が小さいほど、ＯＦＦ期間が長くなるように調節される。そしてＯＦＦ期間が長くなるほどスイッチング動作の周期は増大し、スイッチング周波数（スイッチング動作の周波数）は減少することになる。

また負荷が比較的小さくなる状況（例えば、待機モードとなる状況）では、バースト（間欠）発振が行われるように、スイッチング動作が制御されるようにしても良い。この場合には、連続発振となる期間（連続発振期間）と発振停止となる期間（発振停止期間）が交互に現れ、スイッチング損失を効果的に低減させることが可能である。なお、バースト発振が開始される際には、基本的には発振停止期間が設けられる分だけ、全体的に見たスイッチング周波数は減少することになる。

また図４は、スイッチ素子５４のＯＮ／ＯＦＦの時間変化を表すグラフとして、バースト発振が行われる場合のグラフを例示している。この例のように、負荷の大きさ等に応じて、発振停止期間が調節されるようになっていても良い。なおこの場合には、発振停止期間が長くなるほど間欠の周期は増大し、全体的に見たスイッチング周波数は減少することになる。

ここで先述したように、光ディスク装置９の消費電力（スイッチング電源回路５の負荷の大きさに相当する）は、そのときの動作モードによって異なる。そのため制御部６は、適切な電源電力が供給されるように、そのときの動作モードに応じてスイッチング動作を制御する。スイッチング動作がどのように制御されるかは、動作モードごとに予め決められている。

また光ディスク装置９における各動作モードのうちの少なくとも一つは、異音発生モードとなっている。この異音発生モードは、スイッチング周波数が可聴域に入ることになる動作モードである。なお本願での「可聴域」は、人間の耳に聴こえる音の周波数の範囲であり、概ね20〜20000Hzの範囲である。

そのため光ディスク装置９が異音発生モードになると、そのままでは、トランス５２等の部品よる異音（トランス鳴き）の発生が問題となる。しかし光ディスク装置９は、このような異音を抑えることが出来るように工夫されている。この点については、後述の説明により明らかとなる。

動作モードごとのスイッチング周波数は予め決まっているため、どの動作モードが異音発生モードに該当するかは予め判明している。そしてその情報は、予め制御部６に登録されている。そのため制御部６は、動作モードが切替えられる際に、異音発生モードとなるか、或いは異音発生モードから脱することになるかを、判別することが可能である。

［インダクタンスの切替］
先述した通りスイッチング電源回路５においては、接続切替部５３によって、スイッチ素子５４の接続先の切替が実行される。そしてこの接続先の切替が実行されることにより、トランス５２の一次側のインダクタンス（Ｌ値）が切替えられる。

すなわち、スイッチ素子５４が一次側コイル５２ａの端点Ｐｂに接続された状態では、一次側コイル５２ａの全体（端点Ｐａから端点Ｐｂまでの領域）が、トランス５２の一次側のコイルとして機能する。一方で、スイッチ素子５４が一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃに接続された状態では、一次側コイル５２ａの一部（端点Ｐａから中間点Ｐｃまでの領域）のみが、トランス５２の一次側のコイルとして機能する。

そのためスイッチ素子５４が中間点Ｐｃに接続された状態では、スイッチ素子５４が端点Ｐｂに接続された状態に比べ、トランス５２の一次側のコイルとして機能する一次側コイル５２ａの範囲が減少し、トランス５２の一次側のインダクタンスが低減する。従って、上述した接続先の切替が実行されることにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが実質的に切替えられることになる。

なおスイッチング電源回路５においてトランス５２（１次側のコイル）に蓄えられるエネルギーＰは、ＦＣＣ方式などの場合、次の（１）式に示す通りとなる。
Ｐ ＝ １／２×Ｌ×Ｉ² ・・・（１）
但し、Ｌはトランス５２（１次側のコイル）のインダクタンスであり、Ｉはトランス５２（１次側のコイル）の電流値である。この場合、エネルギーＰはインダクタンスＬに比例する。

このような理由から、上述したインダクタンスが低減すると、これに伴ってエネルギーＰが低減する。そのため、先述したようにスイッチング動作がフィードバック制御されると、スイッチング周波数が増大することになる。その結果、トランス５２の一次側のインダクタンスを切替えることにより、スイッチング周波数を変化させることが可能である。

光ディスク装置９はこの原理を利用して、先述した異音を抑えるように動作する。異音を抑えるための動作について、図５のフローチャートを参照しながら以下に説明する。

通常状態（異音発生モードではない状態）において、接続切替部５３は、スイッチ素子５４を一次側コイル５２ａの端点Ｐｂに接続させた状態となっている（ステップＳ１０）。またこの通常状態において、制御部６は、異音発生モードとなったか否かを監視する（ステップＳ１１）。

そして異音発生モードになると（ステップＳ１１のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ１２）。これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが切替えられ、スイッチング周波数が変化する。

なおスイッチング周波数の変化量は、トランス５２の一次側のインダクタンスの変化量に依拠する。そして当該インダクタンスの変化量は、一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃの位置（換言すれば、端点Ｐｂからの距離）等に依拠する。そこで中間点Ｐｃの位置等は、ステップＳ１２の動作の実行によってスイッチング周波数が可聴域から外れるように、予め適切に設定されている。

すなわちスイッチ素子５４の接続先が端点Ｐｂである異音発生モードでのスイッチング周波数をｆとし、当該接続先を中間点Ｐｃへ切替えたときのスイッチング周波数の変化量をΔｆとすると、ステップＳ１２の動作によりスイッチング周波数はｆ＋Δｆとなる。中間点Ｐｃの位置等は、この周波数ｆ＋Δｆが可聴域から外れるように設定されている。このような設定は、スイッチング電源回路５の設計段階における実験や計算等により実現され得る。

そのためステップＳ１２の動作が実行されることにより、スイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。またその後に制御部６は、異音発生モードから脱したか否かを監視する（ステップＳ１３）。

そして異音発生モードから脱すると（ステップＳ１３のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの端点Ｐｂへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ１４）。これにより、再び一次側コイル５２ａの全体を、トランス５２の一次側のコイルとして機能させることが出来る。その後はステップＳ１１の動作が繰り返される。

なお本実施形態の光ディスク装置９は、異音発生モードとなるときにトランス５２の一次側のインダクタンスを低減させ、スイッチング周波数を増大させることによって、スイッチング周波数が可聴域から外れるようにする。但し光ディスク装置９は、異音発生モードとなるときにトランス５２の一次側のインダクタンスを増大させ、スイッチング周波数を低減させることによって、スイッチング周波数が可聴域から外れるようにしても構わない。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、スイッチ素子の接続先の切替に関する点を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

図６は、第２実施形態のスイッチング電源回路５およびその周辺の構成図である。本図に示すようにスイッチング電源回路５は、整流回路５１、トランス５２、接続切替部５３、スイッチ素子５４、およびコントロールＩＣ５５を備えている。

またトランス５２は、一次側コイル５２ａと二次側コイル５２ｂを有している。一次側コイル５２ａは、一方の端点Ｐａが整流回路５１に接続されており、整流回路５１から電力が供給される。そして一次側コイル５２の他方の端点Ｐｂおよび二つの中間点（Ｐｃ、Ｐｃ´）が、接続切替部５３に接続されている。なお中間点Ｐｃ´は、端点Ｐｂと中間点Ｐｃの間に位置している。

また接続切替部５３は、スイッチ素子５４の接続先を、一次側コイル５２ａの端点Ｐｂおよび二つの中間点（Ｐｃ、Ｐｃ´）の間で切替える。これにより、端点Ｐｂおよび二つの中間点（Ｐｃ、Ｐｃ´）の何れか一つだけが、スイッチ素子５４に接続されることになる。なお制御部６は、接続切替部５３に制御信号Ｓc1を送出し、スイッチ素子５４の接続先の切替を制御する。

スイッチ素子５４が中間点Ｐｃ´に接続された状態では、スイッチ素子５４が端点Ｐｂに接続された状態に比べ、トランス５２の一次側のコイルとして機能する一次側コイル５２ａの範囲が減少し、トランス５２の一次側のインダクタンスが低減する。そのためスイッチ素子５４が中間点Ｐｃ´に接続された状態では、スイッチ素子５４が端点Ｐｂに接続された状態に比べ、第１実施形態の場合と同様の原理により、スイッチング周波数は増大する。

なお以下の説明では、スイッチ素子５４が中間点Ｐｃ´に接続されたときのスイッチング周波数と、スイッチ素子５４が端点Ｐｂに接続されたときのスイッチング周波数の差を、Δｆ１とする。

またスイッチ素子５４が中間点Ｐｃに接続された状態では、スイッチ素子５４が端点Ｐｂや中間点Ｐｃ´に接続された状態に比べ、トランス５２の一次側のコイルとして機能する一次側コイル５２ａの範囲が減少し、トランス５２の一次側のインダクタンスが低減する。そのためスイッチ素子５４が中間点Ｐｃに接続された状態では、スイッチ素子５４が端点Ｐｂや中間点Ｐｃ´に接続された状態に比べ、スイッチング周波数は増大する。

なお以下の説明では、スイッチ素子５４が中間点Ｐｃに接続されたときのスイッチング周波数と、スイッチ素子５４が端点Ｐｂに接続されたときのスイッチング周波数の差を、Δｆ２（＞Δｆ１）とする。

また光ディスク装置９における各動作モードの少なくとも一つは、第１異音発生モードとなっている。また更に各動作モードの少なくとも一つは、第２異音発生モードとなっている。これらの異音発生モードは、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２の端点Ｐｂであるときに、スイッチング周波数が可聴域に入ることになる動作モードである。

但し第１異音発生モードは、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２の中間点Ｐｃ´になると、スイッチング周波数が可聴域から外れる動作モードである。すなわち第１異音発生モードにおいて、スイッチ素子５４の接続先が端点Ｐｂのときのスイッチング周波数をｆ１とすると、周波数ｆ１＋Δｆ１は可聴域から外れることになる。

一方で第２異音発生モードは、当該接続先が中間点Ｐｃ´になってもスイッチング周波数が可聴域から外れないが、当該接続先が中間点Ｐｃになると、スイッチング周波数が可聴域から外れる動作モードである。すなわち第２異音発生モードにおいて、スイッチ素子５４の接続先が端点Ｐｂのときのスイッチング周波数をｆ２とすると、周波数ｆ２＋Δｆ１は可聴域から外れないが、周波数ｆ２＋Δｆ２は可聴域から外れることになる。

どの動作モードが第１異音発生モード或いは第２異音発生モードに該当するかの情報は、予め制御部６に登録されている。そのため制御部６は、動作モードが切替えられる際に、第１異音発生モードとなるか、第２異音発生モードとなるか、或いは何れの異音発生モードともならないかを、判別することが可能である。

光ディスク装置９はこの原理を利用して、異音を抑えるように動作する。異音を抑えるための動作について、図７のフローチャートを参照しながら以下に説明する。

通常状態（何れの異音発生モードでもない状態）において、接続切替部５３は、スイッチ素子５４を一次側コイル５２ａの端点Ｐｂに接続させた状態となっている（ステップＳ２０）。この状態において制御部６は、第１異音発生モードとなったか否か（ステップＳ２１）、および第２異音発生モードとなったか否か（ステップＳ２２）を監視する。

そして第１異音発生モードになると（ステップＳ２１のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃ´へ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ２３）。これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが切替えられ、スイッチング周波数が変化する。ステップＳ２３の動作が実行されることによって、第１異音発生モードであってもスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。

一方で第２異音発生モードになると（ステップＳ２２のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ２４）。これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが切替えられ、スイッチング周波数が変化する。ステップＳ２４の動作が実行されることによって、第２異音発生モードであってもスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。

ステップＳ２３の動作の実行後には、制御部６は、第２異音発生モードとなったか否か（ステップＳ２５）、および第１異音発生モードから脱したか否か（ステップＳ２６）を監視する。

第２異音発生モードとなった場合には（ステップＳ２５のＹ）、制御部６は、ステップＳ２４の動作を実行する。これにより、第２異音発生モードであってもスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。

一方で第１異音発生モードから脱した場合には（ステップＳ２６のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの端点Ｐｂへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ２９）。これにより、再び一次側コイル５２ａの全体を、トランス５２の一次側のコイルとして機能させることが出来る。その後はステップＳ２１の動作が繰り返される。

ステップＳ２４の動作の実行後には、制御部６は、第１異音発生モードとなったか否か（ステップＳ２７）、および第２異音発生モードから脱したか否か（ステップＳ２８）を監視する。

第１異音発生モードとなった場合には（ステップＳ２７のＹ）、制御部６は、ステップＳ２３の動作を実行する。これにより、第１異音発生モードであってもスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。

一方で第２異音発生モードから脱した場合には（ステップＳ２８のＹ）、制御部６は、ステップＳ２９の動作を実行する。これにより、再び一次側コイル５２ａの全体を、トランス５２の一次側のコイルとして機能させることが出来る。

上述したように第２実施形態では、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａにおける３箇所（Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｃ´）の間で切替えられるようにし、トランス５２の一次側のインダクタンスを３段階に切替えることが可能である。そのため２段階に切替えられる第１実施形態に比べ、トランス５２の一次側のインダクタンスを細かく制御することが可能である。

なおスイッチング電源回路５においては、スイッチ素子５４の接続先が、一次側コイル５２ａにおける４箇所以上の間で切替えられるようにしても良い。この場合には、トランス５２の一次側のインダクタンスの切替が４段階以上で行われるようにし、当該インダクタンスをより細かく制御することが可能となる。

３．第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。なお第３実施形態は、異音を抑えるための動作に関する点を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

第１実施形態では、異音発生モードとなったか否かが監視され、異音発生モードとなったことをトリガーとして、スイッチ素子５４の接続先が端点Ｐｂから中間点Ｐｃへ切替えられる。そのため異音の発生が抑制されるように、適切なタイミングで当該切替が行われる。

第３実施形態ではその代わりに、スイッチング周波数が可聴域に入ったことを検出する手段が光ディスク装置９に備えられ、スイッチング周波数が可聴域に入ったことをトリガーとして、スイッチ素子５４の接続先が切替えられる。なお当該手段は、例えば、スイッチ制御信号Ｓ_SWの波形やスイッチング電源回路５上の電力波形に基づいて、スイッチング周波数を検出するようになっていても良い。

第３実施形態の光ディスク装置９が行う異音を抑えるための動作について、図８のフローチャートを参照しながら以下に説明する。

初期状態において、接続切替部５３は、スイッチ素子５４を一次側コイル５２ａの端点Ｐｂに接続させた状態となっている（ステップＳ３０）。またこの状態において、制御部６は、スイッチング周波数が可聴域に入ったか否かを監視する（ステップＳ３１）。

そしてスイッチング周波数が可聴域に入ると（ステップＳ３１のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの中間点Ｐｃへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ３２）。これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが減少する方向に切替えられ、スイッチング周波数が増加する方向へ変化する。そのためスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。

またその後に制御部６は、スイッチング周波数が可聴域に入ったか否かを監視する（ステップＳ３３）。そしてスイッチング周波数が可聴域に入ると（ステップＳ３３のＹ）、制御部６は、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの端点Ｐｂへ切替わるように、接続切替部５３を制御する（ステップＳ３４）。

これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスが増加する方向に切替えられ、スイッチング周波数が減少する方向へ変化する。そのためスイッチング周波数が可聴域から外れることとなり、異音の発生が抑えられる。その後はステップＳ３１の動作が繰り返される。

このように第３実施形態では、スイッチング周波数が可聴域に入る度に、スイッチ素子５４の接続先が一次側コイル５２ａの端点Ｐｂと中間点Ｐｃの間で切替えられる。そのためスイッチング周波数が可聴域に入る度に、スイッチング周波数が可聴域から外れるようにトランス５２の一次側のインダクタンスが切替えられ、異音の発生が抑えられる。なお中間点Ｐｃの位置等は、このようにしてスイッチング周波数を可聴域から外すことが可能となるように、適切に設定されている。

また第３実施形態の光ディスク装置９には、スイッチング周波数が可聴域に入ったことを検出する手段の代わりに、異音を検出する手段（マイクロフォン等から構成される手段）が備えられても良い。そしてこの場合に光ディスク装置９は、異音が検出される度に、スイッチ素子５４の接続先を一次側コイル５２ａの端点Ｐｂと中間点Ｐｃの間で切替えるようにしても良い。このようにすれば、異音が検出される度に、スイッチング周波数が可聴域から外れるようにトランス５２の一次側のインダクタンスが切替えられ、異音の発生を抑えることが可能となる。

４．その他
以上に説明した通り、各実施形態のスイッチング電源回路５は、一次側と二次側の各コイル（５２ａ、５２ｂ）を有するトランス５２と、一次側コイル５２ａに接続されるスイッチ素子５４と、を備えている。またスイッチング電源回路５は、スイッチ素子５４のスイッチング動作によって一次側に生成された電力を、トランス５２を介して二次側へ伝達する。

そしてスイッチング電源回路５は、トランス５２の一次側のインダクタンスを切替える機能部（インダクタンス切替部）を備えている。そのためスイッチング電源回路５によれば、可聴域での発振による異音発生を抑えることが容易となっている。

より具体的に説明するとインダクタンス切替部は、スイッチ素子５４の接続先を、一次側コイル５２ａにおける異なる複数の位置の間で切替える接続切替部５３を有している。そしてインダクタンス切替部は、前記接続先の切替により、前記インダクタンスを切替えるようにする。これにより、トランス５２の一次側のインダクタンスを容易に切替えることが可能である。

また接続切替部５３は、スイッチ素子５４の接続先を、一次側コイル５２ａの端点および中間点の間で切替えるようになっている。なおこの形態には、当該中間点が一つである形態だけでなく、当該中間点が複数個設けられた形態も含まれる。またスイッチング電源回路５は、二次側の電圧変動が抑制されるようにスイッチング動作が制御される。これによりスイッチング電源回路５は、電圧変動の少ない電力を供給することが可能である。

また各実施形態の光ディスク装置９は、このようなスイッチング電源回路５を備え、その二次側へ伝達された電力を用いて動作する電子機器である。そして光ディスク装置９は、スイッチング動作の周波数が可聴域から外れるように、スイッチ素子５４の接続先の切替を制御する。そのため光ディスク装置９によれば、異音の発生を抑制することが可能である。

なお光ディスク装置９は、複数種の動作モードの何れかが切替可能に設定され、設定された動作モードに応じてスイッチング動作が制御される。そして第１および第２実施形態の光ディスク装置９は、特定の動作モード（異音発生モード）への切替に応じて、スイッチ素子５４の接続先の切替を制御する。そのため光ディスク装置９によれば、スイッチ素子５４の接続先の切替を適切に制御することが容易となっている。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。本発明は、各種の電子機器に備えられるスイッチング電源回路等に利用することができる。

１ 光ピックアップ部
２ 記録処理部
３ 再生処理部
４ 操作部
５ スイッチング電源回路
５１ 整流回路
５２ トランス
５２ａ 一次側コイル
５２ｂ 二次側コイル
５３ 接続切替部
５４ スイッチ素子
５５ コントロールＩＣ
６ 制御部
９ 光ディスク装置（電子機器）

Claims (8)

1. 一次側と二次側の各コイルを有するトランスと、
   一次側の前記コイルに接続されるスイッチ素子と、を備え、
   前記スイッチ素子のスイッチング動作によって一次側に生成された電力を、前記トランスを介して二次側へ伝達するスイッチング電源回路であって、
   前記トランスの一次側のインダクタンスを切替えるインダクタンス切替部、を備えたことを特徴とするスイッチング電源回路。
2. 前記インダクタンス切替部は、
   前記スイッチ素子の接続先を、一次側の前記コイルにおける異なる複数の位置の間で切替える接続切替部を有し、
   前記接続先の切替により、前記インダクタンスを切替えることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
3. 前記接続切替部は、
   前記スイッチ素子の接続先を、一次側の前記コイルの端点および中間点の間で切替えることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源回路。
4. 前記二次側の電圧変動が抑制されるように、前記スイッチング動作が制御されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスイッチング電源回路。
5. 請求項２から請求項４の何れかに記載のスイッチング電源回路を備え、前記二次側へ伝達された電力を用いて動作する電子機器であって、
   前記接続先の切替を制御することを特徴とする電子機器。
6. 前記スイッチング動作の周波数が可聴域から外れるように、前記接続先の切替を制御することを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 複数種の動作モードの何れかが切替可能に設定され、設定された動作モードに応じて前記スイッチング動作が制御される請求項６に記載の電子機器であって、
   特定の前記動作モードへの切替に応じて、前記接続先の切替を制御することを特徴とする電子機器。
8. 光ディスクの記録処理または再生処理を行う光ディスク装置であることを特徴とする、請求項５から請求項７の何れかに記載の電子機器。

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