JP2017534235A

JP2017534235A - 電流制限値を変調することによるスイッチング周波数へのジッタの導入

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Publication number: JP2017534235A
Application number: JP2017524339A
Authority: JP
Inventors: ローランシルヴェールサン・ピエール; ジャオミンファム; ランスウォング; ディヴィッドマイケルヒューマシューズ
Original assignee: パワー・インテグレーションズ・インコーポレーテッド
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-11-16
Also published as: CN107112891B; US10892679B2; US20190393775A1; CN107112891A; EP3219002A1; WO2016077209A1; US9774248B2; US20190149040A1; EP3219002B1; US20170373589A1; US10218263B2; US10447149B2; US20160134186A1

Abstract

電力変換装置において使用される制御装置は、エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合されたスイッチ制御装置を含む。スイッチ制御装置は、電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合される。スイッチ制御装置は、電力変換装置の入力から出力へのエネルギーの伝達を制御するため、電流検出信号と変調電流制限信号とに応答して、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するように結合される。電流制限値生成器は、電流制限信号を生成するように結合される。ジッタ発生器は、ジッタ信号を生成するように結合される。算術演算素子回路は、電流制限信号とジッタ信号とに応答して、変調電流制限信号を生成するように結合される。【選択図】図１A

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１１月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／０７７，６３９号に基づく優先権を主張する、２０１５年１０月１３日に出願された米国特許出願第１４／８８１，５２７号に基づく、特許協力条約（ＰＣＴ：ＰａｔｅｎｔＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＴｒｅａｔｙ）第８条に記載された優先権を主張し、両出願の内容が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して、電力変換装置を制御することに関する。より具体的には、本発明の例は、電流制限信号を変調して、変化する負荷条件下でスイッチング電力変換装置のスイッチング周波数にジッタを導入することに関係する。

電子装置（例えば、携帯電話、タブレット、ノートパソコンなど）は、動作に電力を使用する。現在の多くの電子機器に給電するため、高効率、小寸法、および軽量であることを理由にスイッチング電力変換装置が一般的に使用される。従来の壁のコンセント差込口は、高電圧の交流を提供する。スイッチング電力変換装置において、エネルギー伝達素子を通して負荷に、適切に調節された直流電流（ＤＣ：ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ）出力を提供するため、高電圧の交流（ＡＣ：ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ）入力が変換される。動作時、デューティ比（典型的には、総スイッチング周期に対するスイッチのオン期間の比）を変化させることにより、スイッチング周波数を変化させることにより、または、スイッチング電力変換装置におけるスイッチの単位時間あたりのオン／オフパルスの数を変化させることにより所望の出力を提供するため、スイッチがオンとオフとに切り替えられる。

スイッチング電源は、安全規制規格を満たすため過度なＥＭＩを放射し得る。一定の周波数でスイッチングする電源の場合に特に、基本波／高調波に現れる大きなレベルの妨害と、関係する突出とが、ＥＭＩマスクにより許容されるレベルを上回り得る。

以下の図を参照しながら、本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態が説明され、異なる図の中の同様な参照符号は、別段の指定がない限り、同様な部分を示す。

本開示の教示に従った、スイッチング周波数内にジッタを導入するための、変調電流制限信号を伴う例示的な電力変換装置を描いたブロック図である。本開示の教示に従った、スイッチング周波数内にジッタを導入するための、電流制限信号を変調する例示的な制御部材を描いたブロック図である。本発明の教示に従った、変調電流制限信号により調節されたスイッチング周波数を示す例示的な波形を描いた例示的なタイミング図である。本発明の教示に従った、変調電流制限信号により調節されたスイッチング周波数を示す例示的な波形を描いた例示的なタイミング図である。本発明の教示に従った、変調電流制限信号により調節されたスイッチング周波数を示す例示的な波形を描いた例示的なタイミング図である。

図面中の複数の図にわたり、対応する参照符号が、対応する構成要素を示す。当業者は、図中の要素が簡潔かつ明確であるように描かれていることと、必ずしも一定の縮尺で描かれていないこととを理解すると考えられる。例えば、図中のいくつかの要素の寸法は、本発明の様々な実施形態をより理解しやすくするため、他の要素より誇張される場合があり得る。さらに、市販に適した実施形態において有用または必要な、一般的だがよく理解される要素は、多くの場合、本発明に係るこれらの様々な実施形態の図が見づらくなるのを防ぐため、描かれていない。

以下の説明では、本発明を十分に理解できるように、多くの特定の詳細事項を記載している。しかし、本発明を実施する際に特定の詳細事項を必ずしも使用する必要がないことが、当業者には明らかだと考えられる。他の例では、よく知られた材料または方法については、本発明が理解しにくくなるのを防ぐため、詳細には説明しない。

本明細書中での、「一実施形態（ｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一例（ｏｎｅｅｘａｍｐｌｅ）」または「例（ａｎｅｘａｍｐｌｅ）」についての言及は、実施形態または例との関連で説明される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書中の様々な場所で使用する「一実施形態において（ｉｎｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態において（ｉｎａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一例（ｏｎｅｅｘａｍｐｌｅ）」または「例（ａｎｅｘａｍｐｌｅ）」という語句は、必ずしもすべてが同じ実施形態または例に関するわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態または例においてあらゆる適切な組み合わせ、および／または部分的組み合わせで組み合わされ得る。特定の特徴、構造または特性は、説明される機能を提供する集積回路、電子回路、結合論理回路、または他の適切な構成要素に含まれ得る。加えて、本明細書と共に提供される図が当業者への説明を目的としていることと、図面が必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないこととが理解される。

スイッチング電源において基本波／高調波に現れるＥＭＩ妨害を低減する１つの方法は、周波数ジッタとも呼ばれる、スイッチング周波数を変化させることにより他の周波数にエネルギーを広げることである。本発明の教示に従った例は、各スイッチングサイクルにおいて電流制限値を揺らすことにより、どのようにスイッチング周波数がジッタ導入され得るかについて説明する。開示される例における他の利点は、各スイッチングサイクルにおいて電流制限値を揺らすことにより可聴ノイズを減らすことである。

周波数ジッタを説明するため、式Ｐ＝ｋ×ｆ×ＬＩ＾２（ｋは一定、Ｌは固定のインダクタンス、Ｉは固定の電流制限値、およびｆ固定のスイッチング周波数）が、電力変換装置の出力電力をどのように一定に維持するかについて説明する。しかし、電流制限値が変化するが、電力がフィードバックループにより一定に維持される場合、Ｉの変化を補償するため、ｆが強制的に変化するようにされる。従って、スイッチング周波数のジッタ導入は、可変周波数発振器の使用なしで本発明の教示に従って達成され得る。

図１Ａは、本発明の教示に従った、スイッチング周波数内にジッタを導入するための、変調電流制限信号を伴う例示的な電力変換装置を描いたブロック図である。示される例示的な電力変換装置１００は、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４と、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４の一次巻線１０６と、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４の二次巻線１０８と、電力スイッチＳ１１１０と、入力戻り１１１と、クランプ回路１１２と、整流器Ｄ１１１４（出力ダイオードＤ１とも呼ばれる）と、出力コンデンサＣ１１１６と、出力戻り１１７と、検出回路１４６と、有効化回路１２２と、制御装置１２０とを含む。

さらに、図１Ａに、入力電圧Ｖ_ＩＮ１０２と、出力量Ｕ_Ｏ１３４と、出力電圧Ｖ_Ｏ１３０、出力電流Ｉ_Ｏ１３３と、フィードバック信号Ｕ_ＦＢ１３６と、電流検出信号１５０と、駆動信号１４８と、スイッチ電流Ｉ_Ｄ１４０とが示される。示される例において、電力変換装置１００は、説明を目的として、フライバック構成をとるように示される。電力変換装置の他の既知の構成および設定も本発明の教示による利益を享受し得ることが理解される。

電力変換装置１００は、未調節入力Ｖ_ＩＮ１０２から負荷１１８に出力電力を提供する。入力Ｖ_ＩＮ１０２は、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４に結合される。電力変換装置１００は、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４を使用して、一次巻線１０６から二次巻線１０８にエネルギーを伝達する。ＮＰとＮＳとは、それぞれ、一次巻線１０６と二次巻線１０８との巻き数を表す。図１Ａの例では、一次巻線１０６は、入力巻線とみなされ得、二次巻線１０８は、出力巻線とみなされ得る。一次巻線１０６は、さらに、電力スイッチＳ１１１０に結合され、電力スイッチＳ１１１０は、さらに、入力戻り１１１に結合される。加えて、クランプ回路１１２は、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４の一次巻線１０６をまたいで結合される。

エネルギー伝達素子Ｔ１１０４の二次巻線１０８は、整流器Ｄ１１１４に結合される。図１Ａに示される例において、整流器Ｄ１１１４は、ダイオードとして例示され、二次巻線１０８は、ダイオードのアノードに結合される。出力コンデンサＣ１１１６と負荷１１８の両方が、整流器Ｄ１１１４に結合される。図１Ａの例では、出力コンデンサＣ１１１６と負荷１１８の両方が、ダイオードのカソードに結合される。出力は、負荷１１８に提供され、出力電圧Ｖ_Ｏ１３０と、出力電流Ｉ_Ｏ１３３と、その２つの組み合わせとのいずれかとして提供され得る。

図１Ａの例では、入力電圧Ｖ_ＩＮ１０２は、入力戻り１１１に対して正であり、出力電圧Ｖ_Ｏ１３０は、出力戻り１１７に対して正である。図１Ａに示す例は、入力戻り１１１と出力戻り１１７との間におけるガルバニック直流絶縁を示す。言い換えると、入力戻り１１１と出力戻り１１７との間に印加されるＤＣ電圧は、実質的にゼロの電流を生成する。従って、一次巻線１０６に電気的に結合された回路は、二次巻線１０８に電気的に結合された回路からガルバニック直流絶縁される。

電力変換装置１００は、出力量Ｕ_Ｏ１３４として例示される出力を調節する回路をさらに備える。検出回路１４６は、有効化回路１２２に結合される。検出回路１４６は、出力量Ｕ_Ｏ１３４を表すフィードバック信号Ｕ_ＦＢ１３６を出力する。入力側において、電流検出信号１５０は、電力スイッチＳ１１１０におけるドレイン電流Ｉ_Ｄ１４０を表し得る。

加えて、スイッチ制御装置１４２は、電力スイッチＳ１１１０に駆動信号１４８を提供して、様々なスイッチングパラメータを制御する。このようなパラメータの例は、スイッチング周波数、スイッチング周期、デューティ比、または、電力スイッチＳ１１１０の各オン期間とオフ期間とを含み得る。

クランプ回路１１２は、エネルギー伝達素子Ｔ１１０４の一次巻線１０６に結合されて、電力スイッチＳ１１１０における最大電圧を制限する。電力スイッチＳ１１１０は、制御装置１２０から受信されたドライブ信号１４８に応答して、開状態および閉状態にされる。全体的に、閉じられたスイッチは、電流を導通し得、オンとみなされ、開いたスイッチは、電流を流すことができず、オフとみなされることが理解される。図１Ａの例では、電力スイッチＳ１１１０は、電力変換装置１００の指定された性能を満たすように、制御装置１２０に応答して、ドレイン電流Ｉ_Ｄ１４０を制御する。いくつかの実施形態において、電力スイッチＳ１１１０は、トランジスタであり得る。

図１Ａに示されるように、制御装置１２０は、スイッチ制御装置１４２と、算術演算素子１４１と、ジッタ発生器１２４と、電流制限値生成器１３２とを備える。スイッチ制御装置１４２は、有効化回路１２２から有効化信号Ｕ_ＥＮ１４４を受信するように結合される。駆動信号１４８は、有効化信号Ｕ_ＥＮ１４４に応答して、電力スイッチＳ１１１０をオンに切り替える。ジッタ発生器１２４は、算術演算素子にジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６を提供するように結合される。ジッタ発生器１２４は、ジッタ変調器とも呼ばれ得る。電流制限値生成器１３２は、電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ１２８を生成する。電流制限値生成器１３２は、制御変調器と呼ばれ得る。算術演算素子１４１は、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６と電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ１２８とを受信するように結合され、スイッチ制御装置１４２に変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ１３８を出力する。

制御装置１２０は、さらに、電力スイッチＳ１１１０の検出されたドレイン電流Ｉ_Ｄ１４０を中継する電流検出信号１５０を受信する。

図１Ｂは、図１Ａに示す例示的な制御装置をさらに示すブロック図である。制御装置１２０は、スイッチ制御装置１４２と、算術演算素子１４１と、ジッタ発生器１２４と、電流制限値生成器１３２とを備える。

スイッチ制御装置１４２は、ラッチ１６６と比較器１６８とを備える。ラッチ１６６は、有効化信号Ｕ_ＥＮ１４４を受信するように結合される。有効化信号Ｕ_ＥＮ１４４は、オン期間Ｔ_ＯＮ１５８にわたって、電力スイッチＳ１１１０のための駆動信号１４８を設定する。比較器１６８は、非反転入力において電流検出信号１５０を受信し、反転入力において変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ１３８を受信するように結合される。電流検出信号は、電力スイッチＳ１１１０のドレイン電流Ｉ_Ｄ１４０を表す。電流検出信号が変調電流制限値より大きい場合、ラッチ１６６がリセットされ、それにより、オフ期間Ｔ_ＯＦＦ１５６にわたって電力スイッチＳ１１１０をオフに切り替える。スイッチング周期Ｔ_Ｓ１５４は、オン期間Ｔ_ＯＮ１５８とオフ期間Ｔ_ＯＦＦ１５６とを含む。図１Ａに示す電力スイッチＳ１のスイッチング周期は、次式により決定され得る。

Ｔ_Ｓ＝Ｔ_ＯＮ＋Ｔ_ＯＦＦ（１）

様々な周波数にわたってエネルギーが広げられて可聴ノイズを低減するように、スイッチング周期Ｔ_Ｓ１５４は、スイッチングサイクル毎に調節される。

ジッタ発生器１２４は、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６を生成する。一例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６は、のこぎり波形であり得る。他の一例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６は、三角波形であり得る。他の一例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６は、ステップ状またはステップラダー波形であり得る。他の例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６は、あらゆる波形であり得る。本例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６は、変調周期Ｔ_Ｍ１５２をもち得る。ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６の変調周期Ｔ_Ｍ１５２は、スイッチング周期Ｔ_Ｓ１５４より長いものであり得る。

算術演算素子１４１は、電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ１２８とジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ１２６とを受信するように結合される。一例において、算術演算素子１４１は、乗算器１４３である。他の実施形態において、算術演算素子１４１は、他の数学演算素子、または複数の数学演算素子であり得る。

図２は、ジッタ発生器と電流制限値生成器との動作工程を描いた例示的なタイミング図である。第１のタイミング図は、図１Ａと図１Ｂとに示される電流制限値生成器により生成された電流制限信号２２８を示す。この例において、電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ２２８は、一定値Ａである。第２のタイミング図は、図１Ａと図１Ｂとに示されるジッタ発生器により生成されたジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ２２６を示す。この例において、ジッタ信号は、ピーク値（１＋ｘ）と底値（１−ｘ）とをもつ三角波形である。ｘの値は、０から１の間である。小数値が、ｘの値に使用され得る。しかし、この例において、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ２２６は、三角波形であり、ジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ２２６は、前述のようなあらゆる変形例の波形により示され得る。

さらに、図２に、電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ２２８とジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ２２６とに基づいて、図１Ａと図１Ｂとに示す算術演算素子により生成された変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ２３８の出力波形が示される。変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ２３８の値は、ピーク値（１＋ｘ）Ａ、から底値（１−ｘ）Ａまで変化する。変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ２３８は、スイッチングサイクルの波形２３８により示される、最大ドレイン電流Ｉ_Ｄ２４０を設定する。電流制限値に達すると、電力スイッチは、オフ期間Ｔ_ＯＦＦ２７０にわたってスイッチオフされる。

第４のタイミング図は、三角波形により示されるドレイン電流２４０を示す。ドレイン電流Ｉ_Ｄ２４０の上に重ね合わされた破線の波形２３８は、第３のタイミング図により生成されるように電流制限値を設定する。第４のタイミング図は、第１のオン期間Ｔ_ＯＮ１２７２と第２のオン期間Ｔ_ＯＮ２７３とを示す。第４のタイミング図は、スイッチング期間Ｔ_Ｓ１、Ｔ_Ｓ２、Ｔ_Ｓ３、およびＴ_Ｓ４をさらに示し、これらのスイッチング期間の値は、変化し得る。この例において、Ｔ_Ｓ１とＴ_Ｓ２とＴ_Ｓ３とＴ_Ｓ４との値は同一ではなく、変化し得る。この例において、オン期間Ｔ_ＯＮ１２７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２２７３との値は、変化し得るが、オン期間Ｔ_ＯＮ１２７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２２７３とは、同等でもあり得ることが理解されなければならない。他の実施形態において、同様に、オフ期間Ｔ_ＯＦＦ２７０の値は変化し得、オン期間Ｔ_ＯＮ２７０の値は、同じまま留まり得る。

しかし図２は、ジッタ発生器周期内において増加した後減少する変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ２３８を示すが、変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ２３８は、ジッタ発生器の周期内で複数回、増加および低減した後、ジッタ発生器の次の周期にわたって、繰り返し得ることが理解されなければならない。

図３は、ジッタ発生器と電流制限値生成器との動作工程を描いた他の例示的なタイミング図である。電流制限値生成器は、一定値Ａの電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ３２８を生成する。ジッタ発生器は、ピーク値（１＋ｘ）と底値（１−ｘ）とをとるステップラダー波形でジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ３２６を生成する。一例において、ステップラダー波形は、デジタルで実装された三角波形の一例であり得ることが理解される。ｘの値は、０から１の間である。小数値がｘに使用され得る。

算術演算素子は、電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ３２８とジッタ信号Ｕ_ＪＴＲ３２６とに基づいて、変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ３３８という信号を出力する。変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ３３８は、ドレイン電流Ｉ_Ｄ３４０の上方の破線３３８により示される最大ドレイン電流を設定することにより、ドレイン電流Ｉ_Ｄ３４０に作用する。ドレイン電流Ｉ_Ｄ３４０は、三角波形により示される。ドレイン電流制限値に達すると、期間Ｔ_ＯＦＦ３７０にわたって電力スイッチが切れる。

この例において、Ｔ_Ｓ１とＴ_Ｓ２とＴ_Ｓ３とＴ_Ｓ４との値は、同一ではなく、変化し得る。この例において、オン期間Ｔ_ＯＮ１３７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２３７３との値は、変化し得るが、オン期間Ｔ_ＯＮ１３７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２３７３とは、同等でもあり得ることが理解されなければならない。他の実施形態において、同様に、オフ期間Ｔ_ＯＦＦ３７０の値が変化し得、オン期間Ｔ_ＯＮ３７０の値が同じまま留まり得る。図３は、ジッタ発生器周期内において増加した後減少する変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ３３８を示すが、変調電流制限信号Ｕ_ＪＬＩＭ３３８は、ジッタ発生器周期内において複数回、増加および低減した後、ジッタ発生器の次の周期にわたって繰り返し得ることが理解されなければならない。

図４は、ジッタ発生器と電流制限値生成器との動作工程を描いた他の例示的なタイミング図である。本例において、電流制限値生成器は、変化する値Ａにより示される電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ４２８を生成する。電流制限信号Ｕ_ＩＬＩＭ４２８は、第１の値から各サイクルを始め、各スイッチングサイクル内のオン期間中、減少し得る。ジッタ発生器は、ピーク値（１＋ｘ）と底値（１−ｘ）とをとる三角波形である信号Ｕ_ＪＴＲ４２６を生成する。ｘの値は、０から１の間である。小数値がｘに使用され得る。

算術演算素子は、信号Ｕ_ＩＬＩＭ４２８とＵ_ＪＴＲ４２６とを含む変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ４３８を生成する。前述のように、所望の波形を実現するための算術演算素子は、単一の数学演算素子、または複数の数学演算素子を備え得る。

変調電流信号Ｕ_ＪＬＩＭ４３８は、最大ドレイン電流Ｉ_Ｄ４４０を設定する。ドレイン電流制限値に達すると、期間Ｔ_ＯＦＦ４７０にわたって電力スイッチが切れる。

この例において、Ｔ_Ｓ１とＴ_Ｓ２とＴ_Ｓ３とＴ_Ｓ４との値は、同一ではなく、変化し得る。この例において、オン期間Ｔ_ＯＮ１４７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２４７３との値は、変化し得るが、オン期間Ｔ_ＯＮ１４７２とオン期間Ｔ_ＯＮ２４７３とは、同等でもあり得ることが理解されなければならない。他の実施形態において、同様に、オフ期間Ｔ_ＯＦＦ４７０の値が変化し得、オン期間Ｔ_ＯＮ４７０の値が同じまま留まり得る。

図４は、ジッタ発生器周期内において増加した後減少する信号Ｕ_ＪＬＩＭを示すが、信号Ｕ_ＪＬＩＭは、ジッタ発生器周期内において複数回、増加および低減した後、ジッタ変調器の次の周期にわたって繰り返し得ることが理解されなければならない。

本発明に関して示される例についての上記の説明は、要約で説明している事項を含め、網羅的であることも、開示される形態そのものに限定することも意図されない。本発明の特定の実施形態および例が、本明細書において例示を目的として説明されるが、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく様々な同等な変更が可能である。実際、特定の電圧、電流、周波数、出力範囲値、時間などが説明のために提示されることと、本発明の教示に従った他の実施形態および実施例において他の値も使用し得ることとが理解される。前述の詳細な説明を考慮して、本発明の例に対してこれらの変更が適用され得る。後述の請求項で使用される用語は、本発明を明細書と請求項とに開示される特定の実施形態に限定するように解釈されてはならない。むしろ、範囲は、後述の請求項により完全に定義されなければならず、確立された請求項の解釈の原則に従って解釈されなければならない。従って、本明細書および図は、限定するものではなく例示的なものとみなされる。

Claims

電力変換装置において使用される制御装置であって、
エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合されたスイッチ制御装置であって、
前記スイッチ制御装置が、前記電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記電流検出信号と変調電流制限信号とに応答して、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出力へのエネルギーの伝達を制御するように結合される、
スイッチ制御装置と、
電流制限信号を生成するように結合された電流制限値生成器と、
ジッタ信号を生成するように結合されたジッタ発生器と、
前記電流制限信号と前記ジッタ信号とを受信するように結合された算術演算素子回路であって、
前記算術演算素子回路が、前記電流制限信号と前記ジッタ信号とに応答して、前記変調電流制限信号を生成するように結合される、
算術演算素子回路と、
を備える、電力変換装置において使用される制御装置。
前記変調電流制限信号が、前記電流制限信号と前記ジッタ信号との積である、
請求項１に記載の制御装置。
前記スイッチ制御装置が、さらに、前記電力変換装置の出力量を表すフィードバック信号を受信するように結合された有効化回路から有効化信号を受信するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記電流検出信号と前記変調電流制限信号と前記有効化信号とに応答して、前記ドライブ信号を生成するように結合される、
請求項１に記載の制御装置。
前記電力変換装置の前記出力量を表す前記フィードバック信号が、前記電力変換装置の前記出力量を検出するように結合された検出回路により生成されるように結合される、
請求項３に記載の制御装置。
前記駆動信号が、前記電流検出信号と前記変調電流制限信号との比較に応答して、前記電力スイッチをオフに切り替えるように結合され、
前記駆動信号が、前記有効化信号に応答して、前記電力スイッチをオンに切り替えるように結合される、
請求項３に記載の制御装置。
前記スイッチ制御装置が、前記ドライブ信号を生成するように結合されたフリップフロップ回路を含み、
前記フリップフロップ回路が、前記電流検出信号と前記変調電流制限信号との比較に応答して、リセットされるように結合され、
前記フリップフロップ回路が、前記有効化信号に応答して、セットされるように結合される、
請求項３に記載の制御装置。
前記有効化回路が、前記有効化信号を生成して、前記電力スイッチのオフ期間の持続期間が実質的に一定となることをもたらすように結合される、
請求項３に記載の制御装置。
前記電力スイッチ１１０のスイッチング周期が可変となるように、前記電力スイッチのオン期間の持続期間が可変である、
請求項７に記載の制御装置。
前記ジッタ信号が、前記駆動信号のスイッチング期間より長い変調周期をもつ周期的な信号である、
請求項１に記載の制御装置。
前記ジッタ信号が、前記駆動信号のスイッチング期間より長い変調周期をもつのこぎり波形信号である、
請求項１に記載の制御装置。
前記のこぎり波形信号は、ピーク値と底値との間で振動するように結合される、
請求項１０に記載の制御装置。
前記変調電流制限信号（２３８）が、前記電流制限信号と前記ジッタ信号との積であり、
前記電流制限信号と前記ジッタ信号との前記積を決定するとき、前記ピーク値と前記底値との平均が、前記ジッタ信号のための単位乗数に実質的に等しい、
請求項１１に記載の制御装置。
前記ジッタ信号が、前記駆動信号のスイッチング期間より長い変調周期をもつステップラダー波形信号である、
請求項１に記載の制御装置。
前記ステップラダー波形信号が、ピーク値と底値との間で振動するように結合される、
請求項１３に記載の制御装置。
前記変調電流制限信号が、前記電流制限信号と前記ジッタ信号との積であり、
前記電流制限信号と前記ジッタ信号との前記積を決定するとき、前記ピーク値と前記底値との平均が、前記ジッタ信号のための単位乗数に実質的に等しい、
請求項１４に記載の制御装置。
前記電流制限信号が、一定の信号である、
請求項１に記載の制御装置。
前記電流制限信号が、前記電力スイッチのオン期間中、可変信号である、
請求項１に記載の制御装置。
前記電流制限信号は、前記電力スイッチの前記オン期間中、減少するように結合される、
請求項１７に記載の制御装置。
前記駆動信号のオン期間が、前記変調電流制限信号に応答して、変化するように結合される、
請求項１に記載の制御装置。
前記駆動信号のオフ期間が、前記変調電流制限信号に応答して、変化するように結合される、
請求項１に記載の制御装置。
前記スイッチ制御装置が、前記変調電流制限信号に応答して、前記電力スイッチの前記スイッチングにより生成された可聴ノイズを減らすように結合される、
請求項１に記載の制御装置。