JP4198677B2

JP4198677B2 - 電力スイッチング装置

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Publication number: JP4198677B2
Application number: JP2004380552A
Authority: JP
Inventors: 真也後藤; 宏治川崎
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2024-12-28
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Description

本発明は、インバータやＤＣ−ＤＣコンバータなど大電流が所定のキャリヤ周波数にてスイッチングされる電力スイッチング装置に関する。

スイッチング周波数が固定されたスイッチング電源などの電力スイッチング装置では、スイッチング周波数の整数倍の各次高調波成分が、たとえばＡＭラジオ帯域に重なってラジオノイズとなるため、スイッチング電源にノイズ抑制のためにローパスフィルタを設けることが必須となっていた。

特に、車載DC-DCコンバータのスイッチング周波数は100kHz付近に設定されるうえに車載ラジオ装置に比較的近接配置されるため、ラジオノイズ低減効果の向上のためにフィルタの大型化が必要となり、設置スペースや製造コストが増大するという問題が生じていた。

各局のＡＭラジオ放送の搬送周波数である放送周波数（ＡＭ放送周波数とも言うものとする）が、互いに一定の周波数差（日本では９ｋＨｚ、米国では１０ｋＨｚ）だけ離れた各周波数値（搬送周波数用設定値と呼ぶものとする）のどれかに設定されていることを利用することにより、スイッチング周波数の各次高調波成分の周波数がこれら放送周波数、更にはこの放送周波数の両側のＡＭ側帯波の帯域（ＡＭ放送波帯域）にできるだけ重ならないようにすれば、ラジオノイズを低減することができる。この種の提案として下記の特許文献１、２が知られている。
特開2002-335672号公報特開2003-88101号公報

しかしながら、上記特許文献１、２のラジオノイズ低減方式では、ＡＭラジオ放送の帯域が日本国内では９kHz、米国では１０kHzと狭幅であるため、部品や素子の回路定数が温度変動や製造ばらつきや経年劣化などにより変動することを抑制する必要が生じ、製造条件の厳格化が厳しく要求される。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、製造条件の緩和を図りつつノイズフィルタの小型軽量化及び放射電磁波強度低減を実現可能な電力スイッチング装置の提供をその目的としている。

上記課題を解決する本発明の電力スイッチング装置は、電流を所定のパルス周期で断続するスイッチング回路部と、前記スイッチング回路部のスイッチングを制御する制御回路部とを備える電力スイッチング装置において、前記制御回路部は、周期が互いに異なる複数種類のパルス周期パターンから所定の繰り返し順序又はランダムな順序で前記パルス周期パターンを選択して時間順次に配列してなるスイッチング信号により前記スイッチング回路部をスイッチングさせ、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たないことを特徴としている。

なお、ここで言うパルス周期パターンとは、１つのパルス周期乃至時間的に連続配置された複数のパルス周期を意味し、パルス周期はパルス幅とパルス間隔との合計を言う。含まれる主要なパルス周期が異なる２つのパルス周期パターンは、種類が異なるパルス周期パターンとみなす。ここで言うパルス周期の逆数は瞬時的なスイッチング周波数に等しい。

すなわち、この発明によれば、パルス周期が時間的に変化するスイッチング信号によりスイッチング回路部を断続してスイッチング回路部から発生する各次高調波成分のパワースペクトルを時間的に変動させるため、時間平均としてみた場合の各次高調波周波数のパワースペクトルを周波数軸上に広く分散させることができ、その結果として、上記各次高調波周波数のうちの特定の高調波成分がノイズ混入が好ましくない帯域内へ強い電力で混入して上記帯域を用いる通信などに障害を与えるのを抑止することができる。なお、ここで言う通信は双方向通信に限られるものではなく、放送のような一方向通信を含むものとする。また、上記したノイズ混入が好ましくない帯域は、好適にはＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域を少なくとも含むものとする。これにより、製造条件の緩和を図りつつノイズフィルタの小型軽量化を図ることができる。
更に、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たない。すなわち、各スイッチング周波数の各次高調波周波数は一致することがないため、複数の高調波成分のパワーがこのラジオ放送用の帯域内にて加算されて増大することによる通信上の悪影響を低減することができる。なお、本件明細書では、二つの周波数の一致は、二つの周波数の差が１％以下であることを意味するものと定義する。

好適な態様において、前記制御回路部は、前記複数種類のパルス周期パターンを所定の繰り返し順序で選択して時間順次に配列することにより前記スイッチング信号のパルス周期とする。このようにすれば、これらパルス周期パターンの逆数値であるスイッチング周波数の各次高調波周波数が、各パルス周期パターンごとに異なるため、各次高調波周波数のパワースペクトルが分散され、その結果として所定次数の高調波周波数に大きなパワーが集中するのを防止して、通信に障害を与えるのを防止することができる。なお、互いに異なる周期をもつ各パルス周期パターンの発生順序は一定でなくてもよく、所定アルゴリズムに従って変更可能である。

好適な態様において、前記制御回路部は、前記複数種類のパルス周期パターンの一つをランダムに選択して時間順次に配列することにより前記スイッチング信号のパルス周期とする。このようにすれば、各パルス周期パターンの発生順序がランダムなため、所定次数の高調波周波数に大きなパワーが集中するのを防止して、通信に障害を与えるのを防止することができる。

好適な態様において、前記制御回路部は、同一の前記パルス周期パターンを連続して選択しないので、各パルス周期パターンの発生順序は基本的にランダムとされるが、同一の前記パルス周期パターンを連続して生起されないため、いっそうのノイズパワースペクトルの分散効果を期待することができる。

好適な態様において、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、ＡＭラジオ放送の搬送周波数用設定値と重ならないように設定されている。これにより、ＡＭラジオ放送の搬送周波数近傍において大きなノイズ電力が発生するのを防止することができる。

ここで言うパルス周期パターンの逆数値とは、パルス周期パターンが一個のパルス周期からなる場合にはその逆数値を意味し、パルス周期パターンが時間的に連続する複数個のパルス周期からなる場合には、これら各パルス周期それぞれの逆数値を意味する。

好適な態様において、前記各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、互いに隣接する２つの前記搬送周波数用設定値の両側に設定されて互いに隣接する下側帯波帯域と上側帯波帯域との間の隙間に設定される。これにより、各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、各局のＡＭラジオ放送の帯域外もしくは聴覚的に鈍感な高域にシフトされるので、ＡＭラジオ放送に混入するスイッチングノイズを良好に低減することができる。

好適な態様において、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、実質的に現在受信可能な各ＡＭラジオ局の放送帯域の間の隙間に設定される。このようにすれば、受信可能な各局のＡＭラジオ放送の可聴帯域外に各スイッチング周波数の各次高調波周波数を配置することができるとともに、上記隙間は広く設定可能であるためフィルタを構成する回路素子の大きな特性変動が生じても受信可能な各局のＡＭラジオ放送の可聴帯域内にノイズが混入するのを良好に防止することができる。

好適な態様において、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、相互間の公倍数に等しい高調波周波数がＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在する複数種類の公倍スイッチング周波数と、相互間の公倍数に等しい高調波周波数あるいは前記公倍スイッチング周波数との公倍数に等しい高調波周波数が前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在しない非公倍スイッチング周波数とからなり、前記スイッチング信号は、前記公倍スイッチング周波数の逆数値である公倍パルス周期のパルス列と、前記非公倍スイッチング周波数の逆数値である非公倍パルス周期のパルス列とを交互に含む。このようにすれば、良好にＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を良好に低減することができる。また、用いるパルス周期の種類を低減することができるため回路構成を簡素化し、回路処理を簡素化することができる。

なお、ここで言うパルス列とは、１つのパルスからなるパルス信号又は時間順次に生起する複数のパルスからなるパルス信号を意味し、上記で言うパルスは、その時間幅であるパルス幅とそれに隣接する所定の時間のパルス間隔との和からなるパルス周期により定義される。したがって、公倍パルス周期のパルス列とは、このパルス列に含まれる各パルスの周期である各パルス周期の逆数（すなわち瞬時的なスイッチング周波数）が上記帯域において互いに又は他の各パルス周期の逆数（すなわち瞬時的なスイッチング周波数）に対して公倍数をもつパルス列を意味し、非公倍パルス周期のパルス列とは、このパルス列に含まれる各パルスの周期である各パルス周期の逆数（すなわち瞬時的なスイッチング周波数）が上記帯域において互いに又は他の各パルス周期の逆数（すなわち瞬時的なスイッチング周波数）に対して公倍数をもたないパルス列を意味する。

好適な態様において、前記公倍パルス周期のパルス列の前後に配置される前記非公倍パルス周期のパルス列は、互いに異なるパルス周期をもつ。このようにすれば、更に良好にＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。また、用いるパルス周期の種類を低減することができるため回路構成を簡素化し、回路処理を簡素化することができる。

好適な態様において、前記非公倍パルス周期のパルス列は、前記非公倍パルス周期の前後に配置される前記公倍パルス周期のパルス列よりも多数のパルスを有する。このようにすれば、更に良好にＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。また、用いるパルス周期の種類を低減することができるため回路構成を簡素化し、回路処理を簡素化することができる。

好適な態様において、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、前記制御回路部の電源電圧を発生する電源部のスイッチング周波数に対して、前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たない。これにより、スイッチング回路部のスイッチングノイズと電源部のスイッチングノイズとがＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域内で重なることによるノイズパワーの加算がないため、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。

好適な態様において、前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、前記電力スイッチング装置と一体に近接して固定された他の電力スイッチング装置のスイッチング周波数に対して、前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たない。これにより、スイッチング回路部のスイッチングノイズと他の機器の周波数又はその高調波周波数とがＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域内で重なることによるノイズパワーの加算がないため、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。

上記で記載した用語について説明を補足する。ここで言うスイッチング回路部は、たとえばＤＣＤＣコンバータやインバータなどの大電流スイッチング装置を含む。パルス周期パターンは、このスイッチング回路部に内蔵されて主要な電流をスイッチングするスイッチング素子の制御電極に印加する制御信号であるパルス信号のパルス周期として特定のパルス周期を指定するデータとして、たとえば記憶装置に記憶されたり、ハードウエアにより形成されたりすることができる。複数種類のパルス周期パターンからのパルス周期パターンを選択する順序は種々のアルゴリズムや回路により実現することができることは明白である。

電力スイッチング装置の出力電流は、デューティ（パルス幅／パルス周期）により規定されるため、パルス周期を変更しても電力スイッチング装置の動作に不都合を与えることはない。これに対して、パルス周期の変更は、各パルスの立ち上がりエッジの一定周期での生起や、各パルスの立ち下がりエッジの一定周期での生起を妨げるために、各次高調波周波数がパルス周期ごとにばらつき、その結果として各次高調波周波数のパワースペクトルが周波数軸上で分散させることができる。特定周波数値において大きなノイズ電力が混入するのを防止することができる。ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域とは、これら帯域を用いた各局の放送のうち最低周波数の局放送帯域から最高周波数の局放送帯域までを含む帯域を意味する。各スイッチング周波数が公倍数を持つということは、各スイッチング周波数の高調波周波数が一致するということと同義である。ＡＭラジオ放送の搬送周波数用設定値とは、各局のＡＭ放送の搬送周波数（放送周波数とも言う）が設定可能な周波数値を言う。ＡＭラジオ放送用の帯域内において、搬送周波数用設定値はＪＰでは９ｋＨｚ間隔で、ＵＳでは１０ｋＨｚ間隔で設定されている。互いに隣接する２つの前記搬送周波数用設定値の両側に設定されて互いに隣接する下側帯波帯域と上側帯波帯域との間の隙間とは、互いに隣接する２つの搬送周波数用設定値の中央値から両側に、２つの搬送周波数用設定値の周波数差のプラスマイナス５％の範囲に設定された帯域を言うものとする。実質的に現在受信可能な各ＡＭラジオ局の放送帯域の間の隙間とは、各ローカルエリアごとに存在する各ＡＭラジオ放送局の帯域（局放送帯域）の間の隙間を言う。各ローカルエリアごとに各ＡＭラジオ放送局の搬送周波数が異なるため、たとえば車両がローカルエリアを超えると、上記隙間の周波数軸上の位置と広さは変化する。そこでたとえばナビゲーション装置などから自己位置を読み込んで隙間を決定することができる。また、現在、所定受信電波強度以上で受信する放送波が存在しない帯域を検出して上記隙間としてもよい。

本発明を車載ＤＣＤＣコンバータ装置に適用した実施態様を以下に具体的に説明する。ただし、本発明は下記の態様に限定されるものではなく、他の公知技術又はそれと同等の機能を有する技術の組み合わせにより実現してもよいことは当然である。

（全体構成）
この車載ＤＣＤＣコンバータ装置のブロック回路図を図１に示す。１はＤＣＤＣコンバータ（スイッチング回路部）、２はＤＣＤＣコンバータ１のスイッチング素子にそれを断続するための制御電圧Ｖｓを与えるゲートドライバ回路、３はゲートドライバ回路に制御信号（本発明で言うスイッチング信号に相当）を出力するコントローラ（制御回路部）であり、この実施例は説明を簡素化するためにマイコン構成を有するものとして説明する。

ＤＣＤＣコンバータ１は車載の高電圧バッテリから低電圧バッテリに降圧送電するＤＣＤＣコンバータであり、ＭＯＳパワートランジスタにより構成されたインバータ回路部と、このインバータ回路部から出力される高周波交流電圧を電圧変換するトランスと、トランスの二次コイル電圧を整流する整流回路と、整流された直流電力の高域成分を遮断するローパスフィルタ（ノイズフィルタ）とを有しているが、この種のＤＣＤＣコンバータ自体は周知であり、かつ、本発明の主旨でもないためこれ以上の説明は省略する。ただし、ＤＣＤＣコンバータとしては多数の回路形式が公知となっており、たとえばチョッパタイプのものを採用してもよいことは明白である。

ゲートドライバ回路２は、コントローラ３から入力された制御信号（本発明で言うスイッチング信号に相当）を電力増幅してＤＣＤＣコンバータ１のスイッチング素子を駆動する回路であり、この種のゲートドライバ回路自体は周知であり、かつ、本発明の主旨でもないためこれ以上の説明は省略する。

コントローラ３は、ＤＣＤＣコンバータ１の出力電圧すなわち低電圧バッテリの電圧Ｖ２をモニタし、それが所定の目標電圧に収束するようにＰＷＭフィードバック制御するための制御信号としてのパルス信号を発生させる回路であり、ＤＣＤＣコンバータ１の出力電圧制御自体は周知であり、かつ、本発明の主旨でもないためこれ以上の説明は省略する。

（ラジオノイズ低減制御）
次にこの実施例の特徴部分をなすラジオノイズ低減制御について、以下に具体的に説明する。このラジオノイズ低減制御は本質的に、それぞれ周期が互いに異なる複数種類のパルス周期パターンから所定順序でパルス周期パターンを選択してこれを時間順次に配列して制御信号のパルス周期とする点をその特徴としている。図２にこの制御アルゴリズムを一定短周期でソフトウエア処理する場合のフローチャートを示す。コントローラ３はそれぞれ周期が互いに異なる３つのパルス周期パターンを記憶しており、また、その選択順序も記憶している。ステップＳ１００では、記憶する選択順序に基づいてこれら３つのパルス周期パターンを順番に選択し、選択したパルス周期を順番にもつ制御信号をゲートドライバ回路２に出力する。

なお、図２に示す制御アルゴリズムは、ハードウエア回路により実現できることも自明である。たとえば、図３に示すように、クロックφをカウントするカウンタ４のカウント値をパラレル一致回路５〜７に入力して、各レジスタ８〜１０とそれぞれ比較し、パラレル一致回路５〜７の出力信号の一つをマルチプレクサ１１で選択して鋸歯波発生回路１２のリセット端子Ｒに入力する。これにより、マルチプレクサ１１が選択した一致回路が出力する一致信号が鋸歯波発生回路１２のリセット端子Ｒに入力されると鋸歯波発生回路１２の出力電圧は最低電位にリセットされる。鋸歯波発生回路１２の出力電圧はデューティ比を決定するためのアナログしきい値電圧Ｖｓとコンパレータ１３で比較されて制御信号とされる。また、マルチプレクサ１１から一致信号が出力されるとカウンタ４がリセットされる。マルチプレクサ１１による一致信号の選択はパルス周期切り替え回路１４から切り替え信号Ｓをマルチプレクサ１１に出力することにより行う。このパルス周期切り替え回路１４は、この実施例では実質的にシフトレジスタにより構成されており、マルチプレクサ１１から一致信号が出力されると、３つの出力状態のうちの次の一つを出力する。このようにすれば、各レジスタ８〜１０に互いに異なるデータをロードしておくことにより、所定順序で３種類のパルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃを順番に繰り返し発生する制御信号を作成することができる。もちろん、この実施例の制御アルゴリズムは、上記したソフトウエア又はハードウエア以外に種々の変形が可能であることは言うまでもない。

このようにすれば、ＤＣＤＣコンバータ１に入力される制御信号の波形はたとえば図４に示すようになり、その結果、デューティ比を変更してＰＷＭフィードバック制御による出力電圧制御系を乱すことなく、図５に示すようにＤＣＤＣコンバータ１のスイッチングによる各次高調波電流成分を周波数軸上にて分散することができる。これにより、これら各次高調波電流成分に起因するノイズ電力のうちＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に混入する成分が、特定周波数値に集中して大きな聴覚雑音となるのを防止することができる。

（変形態様）
上記実施例では、各パルス周期パターンすなわちパラレル一致回路５〜７の選択順序は一定としたが、それを所定パターンで変更してもよい。また、パラレル一致回路５〜７の選択を１回の選択ごとに切り替えるのではなく、同一のパラレル一致回路の複数回の選択ごとに切り替えてもよい。その他、乱数発生回路を用いてランダムに切り替えてもよい。ただし、この場合、前回選択したパラレル一致回路は次回には選択しないようにしてもよい。

（変形態様）
この変形態様では、上記パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの各逆数値である各スイッチング周波数の高調波成分の周波数（高調波周波数とも言う）がＡＭラジオ放送用の帯域内に存在しないようにパルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの幅を設定する。このようにすれば、聴覚的なラジオノイズ低減効果を向上することができる。

（変形態様）
この変形態様では、上記パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの各逆数値である各スイッチング周波数の高調波成分の周波数（高調波周波数とも言う）がＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域内にて一致しないようにしたものである。このようにすれば、ラジオノイズスペクトルの分散を更に向上するため、聴覚的なラジオノイズ低減効果を向上することができる。

（変形態様）
この変形態様では、各上記パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの各逆数値である各スイッチング周波数の高調波周波数が、ＡＭラジオ放送用の帯域に一定周波数間隔（９ｋＨｚ又は１０ｋＨｚ）で設定されたＡＭラジオ放送の搬送周波数用設定値と重ならないように設定したものである。これにより、ＡＭラジオ放送の搬送周波数近傍において大きなノイズ電力が発生するのを防止することができる。

（変形態様）
この変形態様では、各上記パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの各逆数値であ各スイッチング周波数の高調波周波数が、互いに隣接する２つの搬送周波数用設定値の両側に設定されて互いに隣接する下側帯波帯域と上側帯波帯域との間の隙間に設定される。スペクトルの一部を図６に示す。図６において、Ｎ１〜Ｎ３は搬送周波数用設定値Ｎ１、Ｓｕは搬送周波数用設定値Ｎ１に実際に放送局の搬送周波数がセットされた場合における上側帯波帯域、Ｓｄは下側帯波帯域、ｄは隙間を示す。このようにすれば、ＡＭラジオ放送に混入するスイッチングノイズを良好に低減することができる。

（変形態様）
この変形態様では、各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、実質的に現在受信可能な各ＡＭラジオ局の放送帯域の間の隙間に設定される。このようにすれば、受信可能な各局のＡＭラジオ放送の可聴帯域外に各スイッチング周波数の各次高調波周波数を配置することができるとともに、上記隙間は広く設定可能であるためフィルタを構成する回路素子の大きな特性変動が生じても受信可能な各局のＡＭラジオ放送の可聴帯域内にノイズが混入するのを良好に防止することができる。なお、現在実質的に受信可能なＡＭラジオ局の帯域については、たとえばラジオの受信状態を調べて決定すればよい。

（変形態様）
この変形態様は、各パルス周期パターンＡ〜Ｇの逆数値である各スイッチング周波数ａ〜ｇは、相互間の公倍数に等しい高調波周波数がＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在する公倍スイッチング周波数ｄ、ｅ、ｆ、ｇと、相互間の公倍数に等しい高調波周波数あるいは公倍スイッチング周波数ｄ、ｅ、ｆ、ｇとの公倍数に等しい高調波周波数がＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在しない非公倍スイッチング周波数ａ、ｂ、ｃとに分別される。

この時、非公倍スイッチング周波数ａ、ｂ、ｃの逆数値である非公倍パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃを順次配列してなるパルス列を小サイクルとし、時間的に隣接する２つの小サイクルの間に、公倍スイッチング周波数ｄ、ｅ、ｆ、ｇの逆数値である公倍パルス周期Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを一個ずつ順番に並べたパルス信号を制御信号とする。好適には、非公倍パルス周期が連続する数は、公倍パルス周期が連続する数よりも大きくされる。このようにすれば、良好にＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を良好に低減することができる。上記パルス列により構成される制御信号の例を図７に示す。

（変形態様）
この変形態様では、コントローラ３に電源電力を給電するスイッチング定電源装置のスイッチング周波数に対してＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たないように設定される。これにより、スイッチング回路部のスイッチングノイズと電源部のスイッチングノイズとがＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域内で重なることによるノイズパワーの加算がないため、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。

（変形態様）
この変形態様では、ＤＣＤＣコンバータ１が搭載された他の電力スイッチング装置、たとえば他のインバータやＤＣＤＣコンバータのスイッチング周波数に対して、この実施例のＤＣＤＣコンバータ１の制御信号のスイッチング周波数は、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において周波数が一致する高調波周波数を持たないように設定される。これにより、ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域へのノイズ混入を低減することができる。

この実施例のＤＣＤＣコンバータ装置のブロック回路図である。図１の装置のラジオノイズ低減動作を示すフローチャートである。図１の装置のラジオノイズ低減動作を示す回路図である。制御信号に用いるパルス列を構成する各パルス周期パターンＡ、Ｂ、Ｃの時間配列の一例を示す図である。図４の制御信号を用いた場合の高調波成分のパワースペクトルを示す図である。図１の制御信号の高調波成分のスペクトル設定例を示す図である。制御信号に用いるパルス列を構成する各パルス周期パターンの時間配列の一例を示す図である。

符号の説明

１ＤＣＤＣコンバータ
２ゲートドライバ回路
３コントローラ
４カウンタ
５〜７パラレル一致回路
８〜１０各レジスタ
１１マルチプレクサ
１２鋸歯波発生回路
１３コンパレータ
１４パルス周期切り替え回路

Claims

電流を所定のパルス周期で断続するスイッチング回路部と、
前記スイッチング回路部のスイッチングを制御する制御回路部と、
を備える電力スイッチング装置において、
前記制御回路部は、
複数種類のパルス周期パターンから所定の繰り返し順序又はランダムな順序で前記パルス周期パターンを選択して時間順次に配列してなるスイッチング信号により前記スイッチング回路部をスイッチングさせ、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、
ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たないことを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記制御回路部は、
前記複数種類のパルス周期パターンを所定の繰り返し順序で選択して時間順次に配列することにより前記スイッチング信号のパルス周期とすることを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記制御回路部は、
前記複数種類のパルス周期パターンの一つをランダムに選択して時間順次に配列することにより前記スイッチング信号のパルス周期とすることを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項３記載の電力スイッチング装置において、
前記制御回路部は、
同一の前記パルス周期パターンを連続して選択しないことを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、
ＡＭラジオ放送の搬送周波数用設定値と重ならないように設定されていることを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項５記載の電力スイッチング装置において、
前記各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、
互いに隣接する２つの前記搬送周波数用設定値の両側に設定されて互いに隣接する下側帯波帯域と上側帯波帯域との間の隙間に設定されることを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数の各次高調波周波数は、
実質的に現在受信可能な各ＡＭラジオ局の放送帯域の間の隙間に設定されることを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、
相互間の公倍数に等しい高調波周波数がＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在する複数種類の公倍スイッチング周波数と、
相互間の公倍数に等しい高調波周波数あるいは前記公倍スイッチング周波数との公倍数に等しい高調波周波数が前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域に存在しない非公倍スイッチング周波数と、
からなり、
前記スイッチング信号は、
前記公倍スイッチング周波数の逆数値である公倍パルス周期のパルス列と、
前記非公倍スイッチング周波数の逆数値である非公倍パルス周期のパルス列と、
を交互に含むことを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項８記載の電力スイッチング装置において、
前記公倍パルス周期のパルス列の前後に配置される前記非公倍パルス周期のパルス列は、
互いに異なるパルス周期をもつことを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項８記載の電力スイッチング装置において、
前記非公倍パルス周期のパルス列は、
前記非公倍パルス周期の前後に配置される前記公倍パルス周期のパルス列よりも多数のパルスを有することを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、
前記制御回路部の電源電圧を発生する電源部のスイッチング周波数に対して、前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たないことを特徴とする電力スイッチング装置。
請求項１記載の電力スイッチング装置において、
前記各パルス周期パターンの逆数値である各スイッチング周波数は、
前記電力スイッチング装置と一体に近接して固定された他の電力スイッチング装置のスイッチング周波数に対して、前記ＬＷ又はＡＭラジオ放送用の帯域において公倍数を持たないことを特徴とする電力スイッチング装置。