JP3276921B2 - Dc−dcコンバータを用いた電源回路 - Google Patents

Dc−dcコンバータを用いた電源回路

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JP3276921B2 JP14738798A JP14738798A JP3276921B2 JP 3276921 B2 JP3276921 B2 JP 3276921B2 JP 14738798 A JP14738798 A JP 14738798A JP 14738798 A JP14738798 A JP 14738798A JP 3276921 B2 JP3276921 B2 JP 3276921B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DC−DCコンバ
ータを用いた電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯用電子機器は電源として電池(乾電
池、二次電池等)を使用する。例えば、ヘッドフォンス
テレオの場合、現在の市場では、3ボルト電源仕様(電
池2本使用)及び1.5ボルト電源仕様(電池1本使
用)が混在した状態で販売されている。しかし、最近に
おける省電力化及び長寿命化等の市場要求に伴い、3ボ
ルト電源の対応機種は減少の一途を辿り、1.5ボルト
電源の対応機種が主流になりつつある。こうした背景か
ら、音響機器に関わる各社は3ボルト電源の対応機種に
代わり1.5ボルト電源の対応機種の開発に凌ぎを削っ
ている。しかし、ヘッドフォンステレオの内部回路を
1.5ボルト電源で動作させる為には、内部回路全体を
再設計しなければならない為、多くの開発時間を要する
問題があった。
【0003】開発時間短縮の為の対策として、DC−D
Cコンバータの使用が考えられる。つまり、1.5ボル
ト電源をDC−DCコンバータで昇圧すれば3ボルト電
源に対応する既存の内部回路を利用できるからである。
【0004】図3は本願出願人が使用するDC−DCコ
ンバータ電源回路をヘッドフォンステレオに適用した場
合の回路図であり、一点鎖線の範囲は集積化されている
ものとする。
【0005】図3において、(1)はAM放送受信回路
である。AM放送受信回路において、(2)はローカル
発振器であり、AM放送の受信周波数に対し450KH
z高いAMローカル周波数を発生するものである。ロー
カル発振器(2)の電源入力はバラクタダイオード
(6)を介して接地される。(3)は混合器であり、A
M受信周波数及びAMローカル周波数の混合結果として
AM受信周波数及びAMローカル周波数の差の周波数4
50KHzを出力するものである。(4)はIFフィル
タであり、450KHzを中心としたAM受信周波数帯
域を通過させるものである。(5)は検波回路であり、
IFフィルタ(4)の出力を検波して音声信号を出力す
るものである。尚、AM放送の可聴周波数帯域は20H
z〜20KHz程度である。
【0006】NPN型トランジスタ(7)は、ベースに
所定周波数のクロック信号が供給されてオンオフする。
即ち、NPN型トランジスタ(7)がオンすると、第1
コイル(8)にエネルギーが蓄えられ、その後、NPN
型トランジスタ(7)がオフすると、第1コイル(8)
に逆起電圧が発生し当該逆起電圧がダイオード(9)を
介して第1コンデンサ(10)に充電される。尚、第1
コイル(8)の巻線巻数が多い程又は第1コンデンサ
(10)の容量が大きい程、高い昇圧効果が得られる。
この時の第1コンデンサ(10)の端子電圧が一点鎖線
の集積回路の電源電圧となる。第1及び第2コイル
(8)(11)は1次及び2次コイルの関係を有し、第
1及び第2コイル(8)(11)の巻線は互いに逆方向
に逆起電力が発生する様に巻かれている。即ち、NPN
型トランジスタ(7)のオフに伴い第1コイル(8)に
図面右方向の逆起電力が発生すると、第2コイル(1
1)が誘起され第2コイル(11)に図面左方向の逆起
電力が発生する。更に、第2コイル(11)の巻線巻数
は第1コイル(8)の巻線巻数より多く、第2コイル
(11)には第1コイル(8)より大きい逆起電力が発
生する。結果として、NPN型トランジスタ(7)のオ
フに同期して第1及び第2コイル(8)(11)には各
々図面右方向及び図面左方向の逆起電力が発生する。第
2コイル(11)の逆起電力はダイオード(12)を介
して第2コンデンサ(13)に充電される。ツエナーダ
イオード(14)及び抵抗(15)の直列体は第2コン
デンサ(13)と並列接続され、抵抗(15)の非接地
側はコンパレータ(16)の−端子と接続される。即
ち、抵抗(15)の端子電圧が基準電圧Vrefと一致
する様に負帰還がかかる為、第2コンデンサ(13)の
端子電圧はツエナーダイオード(14)及び抵抗(1
5)の端子電圧を加算した値V2(例えば12ボルト)
までしか充電されない。尚、第2コイル(11)の巻線
巻数は、NPN型トランジスタ(7)のオンオフ制御に
伴い第2コンデンサ(13)の端子電圧がV2未満とな
らない数に設定される。また、第2コンデンサ(13)
の端子電圧V2が一定値となる為、第1コンデンサ(1
0)の端子電圧V1も一定値となる。第2コンデンサ
(13)の端子電圧V2はAM放送受信回路(1)のA
Mローカル周波数を発生する為の電源電圧となる。
【0007】(17)はRC発振器であり、シュミット
インバータ、抵抗及びコンデンサ(図示せず)から成
り、抵抗の抵抗値及びコンデンサの容量で定まる発振周
波数で発振クロックCKを発生するものである。尚、発
振クロックCKは前記クロック信号の基となるものであ
る。ANDゲート(18)の一方の入力端子はRC発振
器(17)の出力と接続され、他方の入力端子はコンパ
レータ(16)の出力と接続され、出力端子は抵抗(1
9)を介してNPN型トランジスタ(7)のベースと接
続される。即ち、コンパレータ(16)はNPN型トラ
ンジスタ(7)を負帰還制御するものであり、詳しく
は、抵抗(15)の端子電圧が基準電圧Vrefより低
い時は「H」出力に伴いANDゲート(18)を開状態
とし、NPN型トランジスタ(7)が発振クロックCK
に従ってスイッチング動作を繰り返す様にし、一方、抵
抗(15)の端子電圧が基準電圧Vrefより高い時は
「L」出力に伴いANDゲート(18)を閉状態とし、
NPN型トランジスタ(7)のスイッチング動作を停止
させる。これより、第1及び第2コンデンサ(10)
(13)の端子電圧は負荷の変動とは無関係に常時一定
値に保持される。
【0008】カップリングコンデンサ(20)はローカ
ル発振器(2)から発生するAMローカル周波数信号の
直流成分を除去する。インバータ(21)及び抵抗(2
2)の並列体から成る増幅器は直流成分除去後のAMロ
ーカル周波数信号を増幅するものである。プログラム分
周器(23)は増幅後のAMローカル周波数信号が基準
周波数(例えば10KHz)となる様に分周数が設定さ
れるものである。1点鎖線の集積回路は内部ブロックの
動作を制御する制御回路(24)を内蔵し、制御回路
(24)はAM放送受信回路(1)の選局情報が供給さ
れ、プログラム分周器(23)に対し選局周波数に1体
1に対応する分周数を設定する。位相比較器(25)は
プログラム分周器(23)の分周周波数と基準周波数と
を比較する。ローパスフィルタ(26)は位相比較器
(25)の比較出力を平滑し、第2コンデンサ(13)
の端子電圧V2と共にローカル発振器(2)に供給する
ものである。ローカル発振器(2)は電圧を周波数に変
換するものであり、第2コンデンサ(13)の端子電圧
V2を基準にローパスフィルタ(26)から供給される
電圧変化に応じてAMローカル周波数を調整し、受信周
波数より450KHz高い周波数で固定される様に動作
する。
【0009】図3回路は1.5ボルト仕様の1本の電池
(27)を装着することにより動作する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】さて、AM放送の受信
周波数帯域は520KHz〜1800KHzであり、一
方、RC発振器(17)の発振周波数は1点鎖線の集積
回路内に集積する関係で400KHz〜600KHzの
範囲に限定される。DC−DCコンバータを構成するN
PN型トランジスタ(7)はRC発振器(17)の発振
周波数に同期してスイッチング動作するが、AM放送の
受信周波数とNPN型トランジスタ(7)のスイッチン
グ周波数との差がAM放送の可聴周波数帯域(20Hz
〜20KHz)に存在すると、RC発振器(17)の発
振周波数の3倍程度までの高調波がAM受信周波数にビ
ート妨害を起こし、AM放送の受信に支障を来す問題が
あった。
【0011】そこで、本発明は、AM放送の受信妨害を
起こさないDC−DCコンバータを用いた電源回路を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、所定周波数の発振ク
ロックを発生する発振器と、前記発振クロックに応じて
オンオフするスイッチングトランジスタと、前記スイッ
チングトランジスタのオンオフに起因してコイルに生じ
る逆起電圧を充電するコンデンサとを有し、前記コンデ
ンサの充電電圧をAM放送受信回路のAMローカル周波
数を発生する為の電源電圧として使用するDC−DCコ
ンバータにおいて、前記AMローカル周波数を所定分周
する分周器と、前記発振器の発振出力と前記分周器の分
周出力とを切り換える切換回路と、AM放送の受信の有
無に応答して前記切換回路を切換制御する制御回路と、
を備え、AM放送の受信時、前記分周器の分周出力に基
づいて前記スイッチングトランジスタをオンオフするこ
とを特徴とする。特に、前記分周器の分周比は、AMロ
ーカル周波数の1/2であることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に従って具体
的に説明する。
【0014】図1は本発明のDC−DCコンバータを用
いた電源回路を示す第1の実施回路図である。尚、図1
において図3と同一素子に関しては同一番号を記すと共
にその説明を省略する。また、一点鎖線枠は集積回路と
する。図1において、(28)は分周器であり、ローカ
ル発振器(2)から発生するAMローカル周波数信号の
交流増幅出力を1/2分周するものである。(29)は
切換回路であり、制御回路(24)の制御出力に応じ
て、RC発振器(17)又は分周器(28)の何れか一
方の出力側に接続されるものである。AM放送受信回路
(1)が所定周波数帯のAM放送を受信している時、切
換回路(29)は、制御回路(24)から切換制御信号
が供給され、分周器(28)の出力側に接続される。即
ち、ANDゲート(18)は、コンパレータ(16)の
比較出力と分周器(28)の分周出力との論理積演算を
行う。従って、ANDゲート(18)は抵抗(15)の
端子電圧が基準電圧Vrefより低い時に開状態とな
り、この時、NPN型トランジスタ(7)は分周器(2
8)の分周出力に同期してスイッチング動作を行う。制
御回路(24)は、AM放送受信回路(1)がAM放送
を受信した時に例えば論理値「1」となる受信信号が供
給され、当該受信信号の論理演算処理結果に従い、切換
回路(29)を分周器(28)の出力側に接続する。
【0015】AM放送を受信した場合の具体例について
以下説明する。
【0016】例えば520KHzのAM放送を受信した
場合、ローカル発振器(2)から発生するAMローカル
周波数は970KHzとなる為、分周器(28)の1/
2分周周波数は485KHzとなり、NPN型トランジ
スタ(7)は485KHzに同期してスイッチング動作
を行う。従って、AM放送の受信周波数520KHzと
分周器(28)の分周周波数485KHzとの差は35
KHzとなり、当該差周波数は可聴周波数帯域(20H
z〜20KHz)に含まれない為、ビート妨害は発生し
ない。尚、AMローカル周波数の1/2分周周波数でD
C−DCコンバータを構成するNPN型トランジスタ
(7)をスイッチング動作させる場合、AM放送の受信
周波数が520KHzの時の差周波数が可聴周波数帯域
に一番近づくが、可聴周波数帯域に含まれることはな
い。従って、AM放送の如何なる周波数を受信しても、
AM放送の受信周波数に対するビート妨害を防止でき、
AM放送を良好に受信できる。更に、分周器(28)が
選択された時のNPN型トランジスタ(7)のスイッチ
ング速度はRC発振器(17)が選択された時のNPN
型トランジスタ(7)のスイッチング速度に比べて極端
に低下することなどあり得ない為、図面右側の集積回路
の内部電源電圧V1に対し支障を来すことはない。
【0017】図2はローカル発振器(2)の電源電圧V
2の発生回路を変更した第2実施回路図である。図2に
おいて、第1コンデンサ(10)の非接地側の一端はコ
ンパレータ(16)の−端子と接続され電源電圧V1の
為の負帰還ループを形成する。また、第2コンデンサ
(13)に対し抵抗(30)及びツエナーダイオード
(31)の直列体が並列接続され、ツエナーダイオード
(31)の端子電圧が電源電圧V2としてローパスフィ
ルタ(26)の出力と共にローカル発振器(2)に供給
される。
【0018】以上より、DC−DCコンバータをAM放
送受信回路(1)のローカル発振器(2)の電源電圧に
使用する場合、AMローカル周波数の1/2分周周波数
をDC−DCコンバータのスイッチング周波数に設定す
ることにより、AM受信周波数に対するビート妨害を常
に防止でき、AM放送を良好に受信できる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、DC−DCコンバータ
をAM放送受信回路を構成するローカル発振器の電源電
圧に使用する場合、AMローカル周波数の1/2分周周
波数をDC−DCコンバータのスイッチング周波数に設
定することにより、AM受信周波数に対するビート妨害
を常に防止でき、AM放送を良好に受信できる効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のDC−DCコンバータの電源回路を示
す第1実施回路図である。
【図2】本発明のDC−DCコンバータの電源回路を示
す第2実施回路図である。
【図3】従来のDC−DCコンバータの電源回路を示す
回路図である。
【符号の説明】
(1) AM放送受信回路 (2) ローカル発振器 (7) NPN型トランジスタ (11) 第2コイル (13) 第2コンデンサ (17) RC発振器 (24) 制御回路 (28) 分周器 (29) 切換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155 H04B 1/10 H04B 1/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定周波数の発振クロックを発生する発
    振器と、前記発振クロックに応じてオンオフするスイッ
    チングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタ
    のオンオフに起因してコイルに生じる逆起電力を充電す
    るコンデンサとを有し、前記コンデンサの充電電圧をA
    M放送受信回路のAMローカル周波数を発生する為の電
    源電圧として使用するDC−DCコンバータにおいて、 前記AMローカル周波数を1/2分周する分周器と、 前記発振器の発振出力と前記分周器の分周出力とを切換
    える切換回路と、 AM放送の受信の有無に応答して前記切換回路を切換制
    御する制御回路と、を備え、 AM放送の受信時、前記分周器の分周出力に基づいて前
    記スイッチングトランジスタをオンオフすることを特徴
    とするDC−DCコンバータを用いた電源回路。
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