JP3495660B2 - Dc−dcコンバータ回路 - Google Patents

Dc−dcコンバータ回路

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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、ラジオ受信機にお
けるローカル周波数を調整するための電源電圧等を発生
するために使用されるDC−DCコンバータ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】携帯用電子機器は、その電源として、電
池(乾電池、二次電池など)を使用する。例えば、ヘッ
ドフォンステレオの場合、電源として、電池2本の3V
仕様と、1本の1.5V仕様のものがあり、1.5V仕
様のものが増えてきている。
【0003】このような低い電源電圧では、各種回路を
十分動作させることができない場合も多い。そこで、コ
イルに流れる電流をスイッチング用のトランジスタによ
り、急激にオンオフして、高電圧を得る昇圧回路等を用
いることにより高電圧を得て、これを必要な回路の電源
電圧として利用している。
【0004】特に、ラジオ受信機を内蔵するヘッドフォ
ンステレオにおいては、受信RF信号にローカル発振器
からのローカル周波数信号を混合してIF(中間周波
数)を得る。このために、希望局信号に応じたローカル
周波数信号が必要になり、このために電圧により容量が
変更されるバラクタダイオードを使用する場合が多い。
このバラクタダイオードの容量変更のための電圧として
は、12V程度の電圧が必要であり、このために昇圧回
路が利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、昇圧回路で
は、コイル電流をオンオフするために、スイッチング用
のトランジスタを用いる。一般に各種の回路は、半導体
集積回路として作成され、トランジスタの耐圧は通常は
15V程度である。このため、昇圧回路の出力電圧が上
昇してくると、トランジスタにかかる電圧が15Vを越
える可能性もある。
【0006】そこで、トランジスタに並列して、降伏電
圧が12Vのツェナーダイオードを配置することも考え
られる。ところが、ツェナーダイオードは、降伏電圧以
上の電圧が印加された時に、急激な電流をアースに流
す。そこで、この電流が昇圧後の電圧にとってノイズに
なり、ローカル周波数が変動してしまうという問題点が
あった。
【0007】また、トランジスタは、かなり高速でスイ
ッチングする。そして、このスイッチングの周波数また
はこの高調波と、受信信号の差が可聴周波数帯域に入る
と、ビート妨害が発生するという問題があった。
【0008】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、昇圧された電源電圧の変動を防ぎ、またビート妨
害を抑制することが可能なDC−DCコンバータ回路を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池電圧をよ
り高い電圧として出力するDC−DCコンバータ回路で
あって、一端が電池に接続されたコイルと、一端がこの
コイルの他端に接続されるとともに、他端がアースに接
続され、所定のクロック信号によりオンオフされるトラ
ンジスタと、アノードがコイルの他端に接続され、カソ
ードから昇圧された電圧を出力するツェナーダイオード
と、このツェナーダイオードのカソードに接続され、昇
圧された電圧を保持するコンデンサと、を有し、前記ツ
ェナーダイオードの降伏電圧を、前記トランジスタの耐
圧に応じて設定することで、前記トランジスタの破壊を
防止し、前記昇圧された電圧は、ラジオ受信機における
ローカル周波数を調整するための電源電圧として使用さ
れ、FM放送を受信する際において、前記トランジスタ
をオンオフする所定のクロック信号には、回路の動作用
のメインクロックをそのままあるいは分周して用い、か
つ前記昇圧された電圧が所定の電圧に維持できなくなっ
た場合には、前記ローカル周波数を分周して発生された
ものを用いることで昇圧能力を上昇することを特徴とす
る。
【0010】この構成により、ツェナーダイオードの降
伏電圧の設定により、トランジスタへ印加される電圧を
制限でき、トランジスタの破壊を防止できる。また、ツ
ェナーダイオードが降伏電流を直接アースに流さないた
め、昇圧電圧の変動を防止することができる。
【0011】また、前記昇圧された電圧は、ラジオ受信
機におけるローカル周波数を調整するための電源電圧と
して使用され、前記トランジスタをオンオフする所定の
クロック信号は、AM放送を受信する際に、前記ローカ
ル周波数を分周して発生されたものを用いることが好適
である。これによって、トランジスタオンオフのための
周波数と、希望局の周波数の差を常に可聴帯域の外に維
持することができ、ビート妨害の発生を防止することが
できる。
【0012】
【0013】FMの場合には、トランジスタのオンオフ
のためのクロック信号の周波数は、放送局の周波数と大
きく異なる。そこで、メインクロックをそのまままたは
分周して利用することで、構成を簡単にできる。さら
に、昇圧回路の出力に十分な電圧を得ることができなく
なった場合には、このローカル周波数を分周した信号を
採用することで、十分な昇圧を維持することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
【0015】図1は、本実施形態のDC−DCコンバー
タ回路を利用するラジオ受信機についての回路である。
アンテナ10で受信された受信信号は、受信回路12に
入る。この受信回路12は、ミキサ14を有しており、
ここで受信信号はローカル発振器16から供給されるロ
ーカル周波数信号と混合され、IF信号に変換される。
IF信号は、IFフィルタ18に供給され、ここで中間
周波数以外の信号を除去する。IFフィルタ18の出力
は、検波回路20で検波されて、音声信号となり、出力
される。
【0016】ここで、ローカル発振器16には、他端が
アースに接続されたバラクタダイオード22が接続され
ており、このバラクタダイオード22の容量に応じて、
ローカル発振器16の共振周波数が変更され、その結果
ローカル発振器16からのローカル周波数が変更され
る。ローカル発振器16の出力であるローカル周波数信
号は、直流カットコンデンサ24で直流成分がカットさ
れた後、インバータ26と抵抗28の並列接続において
所定の増幅がなされ、プログラム分周器30に供給され
る。
【0017】プログラム分周器30は、希望放送局の周
波数にIFを加算して得たローカル周波数が、基準周波
数(例えば10kHz)になるように分周する。そし
て、この設定されたローカル周波数を分周して基準周波
数になるように分周比を設定する。
【0018】このプログラム分周器30の出力は、位相
比較器32に供給される。この位相比較器32には、基
準発振器34からの基準周波数信号が供給され、この位
相比較を行う。そして、位相ずれについての信号を出力
する。この位相ずれについての信号はLPF36によ
り、交流成分が除去され、バラクタダイオードのカソー
ド側に供給される。従って、位相比較器32において得
られた位相ずれに応じて、位相ずれが0になるようにバ
ラクタダイオード22の容量が調整され、ローカル発振
器16からのローカル周波数が、希望局周波数+IFに
なる。すなわち、PLL(フェイズ・ロック・ループ)
回路が形成されている。
【0019】ここで、バラクタダイオード22は、0〜
12V程度の高電圧の印加によりその容量が変化する。
そこで、LPF36の出力には、12Vの昇圧電圧が印
加されるようになっている。そして、LPF36の出力
により、0〜12Vの範囲でバラクタダイオード22へ
の印加電圧を制御する。
【0020】この12Vの昇圧電圧の発生のための昇圧
回路について説明する。電池40からの1.5Vの電源
電圧は各種の回路にそのまま供給されるが、昇圧回路の
コイル42にも供給される。このコイル42の他端に
は、ツェナーダイオード44のアノードが接続されてお
り、このツェナーダイオード44のカソードには、他端
がアースに接続されたコンデンサ46が接続されてい
る。
【0021】また、コイル42とツェナーダイオード4
4のアノードとの接続点には、トランジスタ48が接続
されている。従って、このトランジスタ48を所定の交
流信号によって、オンオフすることで、コイル42への
電流を急激に変化させることができ、ここに逆起電力が
発生して、これがツェナーダイオード44を介し、コン
デンサ46に充電される。これによって、コンデンサ4
6の上端(アースと反対側)において、高電圧が得られ
る。
【0022】ここで、ツェナーダイオード44の降伏電
圧は12Vに設定されている。従って、コンデンサ46
の上端電圧が12Vを越えた場合には、ツェナーダイオ
ード44に逆方向電流(降伏電流)が流れる。トランジ
スタ48はオンオフしており、このトランジスタ48を
介して、余分の電流はアースに流れる。また、この構成
によれば、トランジスタ48のオフ時にトランジスタ4
8に印加される電圧も基本的に12Vである。そこで、
耐圧15V程度のトランジスタを利用しても、問題が生
じない。
【0023】さらに、本実施形態においては、ツェナー
ダイオード44は、降伏電流を直接アースに流すもので
はない。降伏電流を直接アースに流すと、大電流がアー
スに向けて流れ、出力である昇圧電圧にノイズがのる。
本実施形態の構成によって、降伏電流はトランジスタ4
8を介して流れ、直接アースに流れないので、このよう
な問題が解消できる。なお、トランジスタ48として、
FET(電圧効果トランジスタ)を利用することが好適
であるが、NPNトランジスタなどでもよい。
【0024】次に、トランジスタ48のゲートには、ス
イッチ50を介し、分周器52が接続されている。分周
器52はインバータ26と抵抗28の並列接続からの出
力であるAMローカル周波数信号(AMローカル)を分
周するものである。また、このスイッチ50には、コン
トロール用の半導体集積回路のメインクロック(例え
ば、75kHz)を出力する水晶発振器54が接続され
ている。なお、コントロール用の半導体集積回路は、図
において一点鎖線で示した右下の部分の各回路を含むも
のである。
【0025】さらに、このスイッチ50には、FMロー
カル周波数信号(FMローカル)を分周した信号も供給
されている。すなわち、FM信号を受信する際のFMロ
ーカル周波数信号は、コンデンサ56を介し、コントロ
ール用半導体集積回路に入力される。そして、インバー
タ58および抵抗60の並列接続で増幅された後、分周
器62で分周されてスイッチ50に供給される。
【0026】そして、スイッチ50は、AM放送受信の
際に分周器52を選択し、FM放送受信の際に水晶発振
器54またはFMローカル周波数信号を選択するように
なっている。ここで、スイッチ50は、FM放送受信の
際には、基本的に水晶発振器54からのメインクロック
を選択する。ところが、電池40の出力電圧が低くなっ
てきたときなどは、75kHz程度のメイクロックで
は、十分な昇圧が行えず、12Vを維持できなくなる。
そこで、昇圧電圧を監視しておき、12Vが維持できな
い場合には、スイッチ50を切り換えてFMローカル周
波数を分周して得た分周器62からの十分高い周波数の
信号を選択する。これによって、十分な昇圧が確保で
き、12Vを維持することができる。なお、分周器62
は、256分周回路や128分周回路が好適であるが、
高周波の影響とDC−DCコンバータにおいて必要な出
力電圧との兼ね合いで、適切な分周比であれば、他の分
周比でもよい。
【0027】まず、AM放送の際には、IFは450k
Hzであり、ローカル周波数は、これに希望局周波数を
加算したものである。一方、分周器52は、例えば1/
2分周回路である。例えば、520kHzの放送局を受
信する場合には、ローカル周波数は、970kHzであ
り、トランジスタ48のスイッチングの周波数は485
kHzとなる。従って、AM放送の受信周波数520k
Hzとトランジスタ48のスイッチング周波数の差は3
5kHzとなり、可聴周波数帯域(20Hz〜20kH
z)の範囲からはずれ、ビート妨害は発生しない。
【0028】すなわち、希望局周波数をxとすると、本
実施形態のスイッチング周波数は(x+450kHz)
/2である。そこで、スイッチング周波数と、希望局信
号の差は、x/2−225である。
【0029】AM放送では、520kHzが最も周波数
の低い放送局であり、また希望周波数が高くなればそれ
だけ上述の差が大きくなり可聴帯域から離れる。そこ
で、この構成により、ビート妨害を確実に防止できる。
【0030】また、FM放送受信の場合には、スイッチ
50は、上述のように水晶発振器54を選択する。この
水晶発振器54は、半導体集積回路のメインの動作クロ
ックを出力するものであり、その発振周波数は例えば7
5kHzである。この程度の周波数で、トランジスタ4
8をスイッチングすることで、上述のAMの場合と同様
に昇圧電圧を生成することができる。なお、分周回路を
設け、メインクロックを1/2に分周してもよい。
【0031】FM放送受信の場合、基本的に75kHz
というメインクロックをトランジスタ48のスイッチン
グに利用する。これは、FM放送の受信周波数が70M
Hz以上という帯域であり、75kHzと比べるとかな
り大きな相違があり、高調波が存在していてもその強度
はかなり小さく、ビート妨害の問題は生じないからであ
る。
【0032】さらに、昇圧回路の出力において、12V
が維持できなくなった場合には、スイッチ50は、分周
器62の出力を選択する。これによって、トランジスタ
48を高速でスイッチングして昇圧回路の昇圧能力を上
昇して、出力を12Vに維持することができる。また、
ローカル周波数を利用することで、希望局周波数と、ロ
ーカル周波数信号の間にはIF(10.7MHz)に対
応する差が存在する。従って、この場合にもビート妨害
は発生しない。
【0033】なお、上述の例では、FM放送受信の際
に、スイッチ50により、水晶発振器54からの信号ま
たは分周回路62からの信号のいずれか一方を選択した
が、必ずしも両方の信号から選択できるようにする必要
はない。すなわち、一方の信号のスイッチ50への入力
を省略し、FM放送受信の際には、入力されるものを固
定的に採用するようにしてもよい。
【0034】また、図においては、AM放送波の受信回
路のみを示し、FM放送波の受信回路は、図示を省略し
たが、同様の回路が設けられている。しかし、受信回路
をAM放送波およびFM放送波の受信に兼用できるので
あれば、兼用することが好適である。
【0035】なお、図1において、一点鎖線で、半導体
集積回路の境界を示した。このように、コイル、コンデ
ンサ、電池などが基本的の集積回路の外に配置される。
また、この例では、チューナ用の集積回路と、各種制御
用の集積回路とは、別になっている。
【0036】さらに、上述の例では、昇圧電圧をローカ
ル発振周波数制御のために利用したが、これに限定され
ることなく、EEPROMの書き込み、消去などの電源
として利用することも好適である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ツェナーダイオードの降伏電圧の設定により、トランジ
スタへ印加される電圧を制限でき、トランジスタの破壊
を防止できる。また、ツェナーダイオードが降伏電流を
直接アースに流さないため、昇圧電圧の変動を防止する
ことができる。また、トランジスタのオンオフを行うク
ロックをローカル周波数に応じて変更することで、ビー
ト妨害の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態のDC−DCコンバータ回路を含む
ラジオ受信機の構成を示す図である。
【符号の説明】
12 受信回路、22 バラクタダイオード、40 電
池、42 コイル、44 ツェナーダイオード、46
コンデンサ、48 トランジスタ、50 スイッチ、5
2 分周器、54 水晶発振器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池電圧をより高い電圧として出力する
    DC−DCコンバータ回路であって、 一端が電池に接続されたコイルと、 一端がこのコイルの他端に接続されるとともに、他端が
    アースに接続され、所定のクロック信号によりオンオフ
    されるトランジスタと、 アノードがコイルの他端に接続され、カソードから昇圧
    された電圧を出力するツェナーダイオードと、 このツェナーダイオードのカソードに接続され、昇圧さ
    れた電圧を保持するコンデンサと、 を有し、 前記ツェナーダイオードの降伏電圧を、前記トランジス
    タの耐圧に応じて設定することで、前記トランジスタの
    破壊を防止し、 前記昇圧された電圧は、ラジオ受信機におけるローカル
    周波数を調整するための電源電圧として使用され、 FM放送を受信する際において、 前記トランジスタをオンオフする所定のクロック信号に
    は、回路の動作用のメインクロックをそのままあるいは
    分周して用い、 かつ前記昇圧された電圧が所定の電圧に維持できなくな
    った場合には、前記ローカル周波数を分周して発生され
    たものを用いることで昇圧能力を上昇する ことを特徴と
    するDC−DCコンバータ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の回路において、 前記トランジスタをオンオフする所定のクロック信号
    は、AM放送を受信する際に、前記ローカル周波数を分
    周して発生されたものを用いることを特徴とするDC−
    DCコンバータ回路。
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