JP2017153350A - 電力変換装置における可聴ノイズの低減 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置100の制御装置は、電流検出信号とフィードバック信号133と電流制限信号162とに応答して、電力変換装置の出力へのエネルギーの伝達を制御する電力スイッチ134をスイッチングするドライブ信号を生成する駆動回路を含む。電流制限値生成器150は、出力に接続された負荷に応答して電流制限信号を生成する。可聴ノイズ検出回路148は、ドライブ信号に応答してドライブ信号の意図される周波数が可聴ノイズ周波数窓内であるときを示す周波数スキップ信号を生成する。電流制限信号の状態ドライブ信号の意図される周波数が、可聴ノイズ周波数窓内であるとき固定される。第1のラッチ158は、周波数スキップ信号とフィードバック信号とに応答して、電流制限値生成器を制御して電流制限値信号を保持する保持信号を生成する。
【選択図】図1
Description
Claims (18)
- 電力変換装置において使用される制御装置であって、
電力スイッチを通る電流を表す電流検出信号に応答して、および、前記電力変換装置の出力を表すフィードバック信号に応答して、前記電力変換装置の前記電力スイッチのスイッチングを制御するドライブ信号を生成して、前記電力変換装置の入力から前記電力変換装置の前記出力へのエネルギーの伝達を制御するように接続された駆動回路と、
前記電力変換装置の前記出力に接続された負荷に応答した電流制限信号を生成するように接続された電流制限値生成器であって、
前記駆動回路が、前記電流制限信号にさらに応答して前記ドライブ信号を生成するように接続された、
前記電流制限値生成器と、
前記ドライブ信号を受信し、前記ドライブ信号に応答して、前記ドライブ信号の意図される周波数が可聴ノイズ周波数窓内であるときを示す周波数スキップ信号を生成するように接続された可聴ノイズ検出回路であって、
前記ドライブ信号の前記意図される周波数が前記可聴ノイズ周波数窓内であることを前記周波数スキップ信号が示すとき、前記電流制限値生成器により生成される前記電流制限信号の状態が、固定されるように接続されている、
前記可聴ノイズ検出回路と、
前記電流制限値生成器を制御して前記電流制限値信号を保持するように接続された保持信号を生成するように接続された第1のラッチであって、
前記第1のラッチが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答して、および、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答して、前記保持信号を生成するように接続されている、
前記第1のラッチと、
を備える、制御装置。 - 前記電流制限値生成器を制御して前記電流制限信号の前記状態をラッチするように接続された中断信号を生成するように接続された第2のラッチであって、
前記第2のラッチが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答して、および、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答して、前記中断信号を生成するように接続されている、
前記第2のラッチと、
前記第1のラッチと前記第2のラッチとにより受信されるように接続された出力を含む第1の論理ゲートであって、
前記第1の論理ゲートが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号を受信するように接続された第1の入力を含み、
前記第1の論理ゲートが、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
前記第1の論理ゲートと、
前記第1のラッチの出力を受信するように接続された第1の入力を含む第2の論理ゲートであって、
前記第2の論理ゲートが、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
前記第2の論理ゲートと、
前記電流制限値生成器により受信されるように接続された出力を含む第3の論理ゲートであって、
前記第2の論理ゲートが、前記第2の論理ゲートの出力を受信するように接続された第1の入力を含み、
前記第3の論理ゲートが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
前記第3の論理ゲートと、
をさらに備える、請求項1に記載の制御装置。 - 前記可聴ノイズ検出回路が、
前記ドライブ信号に応答してセットされるように接続された第3のラッチと、
前記第3のラッチの出力に応答して、第1の閾値周波数を上回る周波数において前記ドライブ信号のパルスが検出されたか否かを示す第1の周波数信号を出力するように接続された第1の周波数閾値回路と、
前記第3のラッチの前記出力に応答して、第2の閾値周波数未満の周波数において前記ドライブ信号の前記パルスが検出されたか否かを示す第2の周波数信号を出力するように接続された第2の周波数閾値回路と、
前記第3のラッチと前記第1の周波数閾値回路と前記第2の周波数閾値回路とに応答して、前記ドライブ信号の前記周波数が前記可聴ノイズ周波数窓内であることを示す前記周波数スキップ信号を生成するように接続された第4の論理ゲートであって、前記可聴ノイズ周波数窓が、前記第1の閾値周波数と前記第2の閾値周波数との間である、前記第4の論理ゲートと、
を備える、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第3のラッチが、前記第1の周波数閾値回路と前記第2の周波数閾値回路とに応答してリセットされるように接続されている、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記第1の周波数閾値回路が、
第1の電流源と、
第1のコンデンサと、
前記第1の電流源と前記第1のコンデンサとの間に接続された第1のスイッチであって、前記第1のスイッチが、前記第3のラッチの前記出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、前記第1のスイッチと、
前記第1のコンデンサの第1の端部と前記第1のコンデンサの第2の端部との間に接続された第2のスイッチと、
前記第2のスイッチと前記第3のラッチの前記出力との間に接続された第1のインバーターであって、前記第2のスイッチが、前記第1のインバーターの出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、前記第1のインバーターと、
前記第1のコンデンサに接続されて、前記第1のコンデンサにかかる電圧と第1の電圧基準との第1の比較に応答して、前記第1の周波数信号を出力する第1の比較器と、
を備える、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記第2の周波数閾値回路が、
第2の電流源と、
第2のコンデンサと、
前記第2の電流源と前記第2のコンデンサとの間に接続された第3のスイッチであって、前記第3のスイッチが、前記第3のラッチの前記出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、前記第3のスイッチと、
前記第2のコンデンサの第1の端部と前記第2のコンデンサの第2の端部との間に接続された第4のスイッチと、
前記第4のスイッチと前記第3のラッチの前記出力との間に接続された第2のインバーターであって、前記第4のスイッチが、前記第2のインバーターの出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、前記第2のインバーターと、
前記第2のコンデンサに接続されて、前記第2のコンデンサにかかる電圧と第2の電圧基準との第2の比較に応答して、前記第2の周波数信号を出力する第2の比較器と、
を備える、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記第1のコンデンサの大きさは、前記第2のコンデンサの大きさより小さい、
請求項6に記載の制御装置。 - 電力変換装置であって、
前記電力変換装置の入力と前記電力変換装置の出力との間に接続されたエネルギー伝達素子と、
前記エネルギー伝達素子と前記電力変換装置の前記入力とに接続された電力スイッチと、
前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号を生成するように接続された検出回路と、
前記電力スイッチに接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、
前記電力スイッチを通る電流を表す電流検出信号に応答して、および前記フィードバック信号に応答して、前記電力変換装置の前記電力スイッチのスイッチングを制御するドライブ信号を生成して、前記電力変換装置の入力から前記電力変換装置の前記出力への前記エネルギー伝達素子を通した前記エネルギーの伝達を制御するように接続された駆動回路と、
前記電力変換装置の前記出力に接続された負荷に応答した電流制限信号を生成するように接続された電流制限値生成器であって、
前記駆動回路が、前記電流制限信号にさらに応答して、前記ドライブ信号を生成するように接続された、
前記電流制限値生成器と、
前記ドライブ信号を受信して、前記ドライブ信号に応答して、前記ドライブ信号の意図される周波数が可聴ノイズ周波数窓内であるときを示す周波数スキップ信号を生成するように接続された可聴ノイズ検出回路であって、
前記ドライブ信号の前記周波数が前記可聴ノイズ周波数窓内であることを前記周波数スキップ信号が示すとき、前記電流制限値生成器により生成される前記電流制限信号の状態が、固定されるように接続されている、
前記可聴ノイズ検出回路と、
前記電流制限値生成器を制御して前記電流制限値信号を保持するように接続された保持信号を生成するように接続された第1のラッチであって、
前記第1のラッチが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答して、および、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答して、前記保持信号を生成するように接続された、
前記第1のラッチと、
を含む、
電力変換装置。 - 前記制御装置が、
前記電流制限値生成器を制御して前記電流制限信号の前記状態をラッチするように接続された中断信号を生成するように接続された前記第2のラッチであって、
前記第2のラッチが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答して、および、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答して、前記中断信号を生成するように接続されている、
前記第2のラッチと、
前記第1のラッチと前記第2のラッチとにより受信されるように接続された出力を含む第1の論理ゲートであって、
前記第1の論理ゲートが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号を受信するように接続された第1の入力を含み、
前記第1の論理ゲートが、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
前記第1の論理ゲートと、
前記第1のラッチの出力を受信するように接続された第1の入力を含む第2の論理ゲートであって、
前記第2の論理ゲートが、前記電力変換装置の前記出力を表す前記フィードバック信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
前記第2の論理ゲートと、
前記電流制限値生成器により受信されるように接続された出力を含む第3の論理ゲートであって、
前記第2の論理ゲートが、前記第2の論理ゲートの出力を受信するように接続された第1の入力を含み、
前記第3の論理ゲートが、前記可聴ノイズ検出回路により生成された前記周波数スキップ信号に応答するように接続された第2の入力を含む、
第3の論理ゲートと、
をさらに備える、
請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記可聴ノイズ検出回路が、
前記ドライブ信号に応答してセットされるように接続された第3のラッチと、
前記第3のラッチの出力に応答して、第1の閾値周波数を上回る周波数において前記ドライブ信号のパルスが検出されたか否かを示す第1の周波数信号を出力するように接続された第1の周波数閾値回路と、
前記第3のラッチの前記出力に応答して、第2の閾値周波数未満の周波数において前記ドライブ信号の前記パルスが検出されたか否かを示す第2の周波数信号を出力するように接続された第2の周波数閾値回路と、
前記第3のラッチと前記第1の周波数閾値回路と前記第2の周波数閾値回路とに応答して、前記ドライブ信号の前記周波数が前記可聴ノイズ周波数窓内であることを示す前記周波数スキップ信号を生成するように接続された第4の論理ゲートであって、
前記可聴ノイズ周波数窓が、前記第1の閾値周波数と前記第2の閾値周波数との間である、
前記第4の論理ゲートと、
を備える、
請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記第3のラッチが、前記第1の周波数閾値回路と前記第2の周波数閾値回路とに応答して、リセットされるように接続されている、
請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記第1の周波数閾値回路が、
第1の電流源と、
第1のコンデンサと、
前記第1の電流源と前記第1のコンデンサとの間に接続された第1のスイッチであって、
前記第1のスイッチが、前記第3のラッチの前記出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、
前記第1のスイッチと、
前記第1のコンデンサの第1の端部と前記第1のコンデンサの第2の端部との間に接続された第2のスイッチと、
前記第2のスイッチと前記第3のラッチの前記出力との間に接続された第1のインバーターであって、
前記第2のスイッチが、前記第1のインバーターの出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、
前記第1のインバーターと、
前記第1のコンデンサに接続されて、前記第1のコンデンサにかかる電圧と第1の電圧基準との第1の比較に応答して、前記第1の周波数信号を出力する第1の比較器と、
を備える、
請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記第2の周波数閾値回路が、
第2の電流源と、
第2のコンデンサと、
前記第2の電流源と前記第2のコンデンサとの間に接続された第3のスイッチであって、
前記第3のスイッチが、前記第3のラッチの前記出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、
前記第3のスイッチと、
前記第2のコンデンサの第1の端部と前記第2のコンデンサの第2の端部との間に接続された第4のスイッチと、
前記第4のスイッチと前記第3のラッチの前記出力との間に接続された第2のインバーターであって、
前記第4のスイッチが、前記第2のインバーターの出力に応答して、スイッチオンおよびスイッチオフされるように接続されている、
前記第2のインバーターと、
前記第2のコンデンサに接続されて、前記第2のコンデンサにかかる電圧と第2の電圧基準との第2の比較に応答して、前記第2の周波数信号を出力する第2の比較器と、
を備える、
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記第1のコンデンサの大きさが、前記第2のコンデンサの大きさより小さい、
請求項13に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置の前記出力に接続されて、前記電力変換装置の前記出力を整流する整流器をさらに備える、
請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記整流器が、ダイオードを備える、
請求項15に記載の電力変換装置。 - 前記整流器が、前記電力変換装置の前記出力を整流するように接続されたスイッチを備える同期整流器回路である、
請求項15に記載の電力変換装置。 - 前記フィードバック信号に応答して、前記電力変換装置の前記出力を整流する前記同期整流器回路により受信されるように接続された二次制御信号を生成するように接続された二次制御装置をさらに備える、
請求項17に記載の電力変換装置。
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