JP4818364B2

JP4818364B2 - Receiver

Info

Publication number: JP4818364B2
Application number: JP2008523616A
Authority: JP
Inventors: 俊哉山内; 敏基越谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: DE112007001462T5; JPWO2008004363A1; DE112007001462B4; WO2008004363A1

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータのように、スイッチング素子のスイッチング動作によって発生される所定電圧を電源として動作する電源装置に関し、特に、この電源装置を利用してスイッチング素子のスイッチング動作によって発生する高調波ノイズに起因する受信障害を回避する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から供給される直流電源によって動作する装置は、その内部で必要な電源電圧を作り出すために定電圧回路を備えている。このような装置においては、消費電力および発熱量を低減して小型化を実現するために、定電圧回路としてＤＣ−ＤＣコンバータが用いられている。また、自動車に搭載されるＡＶ（Audio Visual）機器のように、外部から供給される直流電圧より高い直流電圧を必要とする装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて高い直流電圧が生成されている。さらに、ディスプレイ装置や自動車の前照灯に用いられる蛍光管のように、交流電源を必要とする装置では、外部から供給される直流電源を交流に変換するＤＣ−ＡＣコンバータ（「インバータ」と呼ばれる場合もある）が用いられている。
【０００３】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータは、スイッチング素子の発振周波数（スイッチング周波数）およびその整数倍の周波数成分を含む高調波ノイズを輻射する。一方、ラジオ受信機は、微弱なレベルの電波を受信するため、その受信周波数と、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータから輻射される高調波ノイズの周波数が近いと、復調された音声にノイズが混入したり、放送信号が受信不能になったりする。
【０００４】
また、自動車に搭載されるラジオ受信機またはＡＶ機器といった機器の場合、動作時の機器の近傍の温度が広い範囲にわたるため、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータの発振周波数が温度によって変化することがあり、それに伴って、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータから輻射される高調波ノイズの周波数も変化することがある。
【０００５】
このようなＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータから輻射される高調波ノイズは、スイッチング素子およびその周辺回路を磁気的にシールドするだけでは容易に取り除くことができない。そこで、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータの発振周波数を可変にすることにより、ラジオ受信機の受信周波数がＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータから輻射される高調波ノイズの影響を受けないようにする技術が開発されている。
【０００６】
例えば、特許文献１は、ＡＭ放送に対する受信障害を解消できる自動車搭載用ＤＣ−ＤＣコンバータを開示している。このＤＣ−ＤＣコンバータは、その高調波ノイズがＡＭ放送の受信周波数の音声と干渉しないと推測されるスイッチング周波数を選択するように構成されており、例えば水晶発振周波数を逓減したものをＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング周波数の基準に用いることで、温度によるＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング周波数のずれを無くしている。
【０００７】
また、特許文献２は、電源のＤＣ−ＤＣコンバータの高調波による受信装置への受信障害を回避することができる技術を開示している。この技術においては、マイクロコンピュータは、ＤＣ−ＤＣコンバータの現在の発振周波数（スイッチング周波数）を読み取り、受信部の最低受信周波数と最高受信周波数の間に発生し得るＤＣ−ＤＣコンバータの発振周波数のすべての高調波次数について高調波周波数を算出し、その周波数とＡＭ受信部が現在受信している受信周波数との差が予め決めた所定の周波数以上になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの発振周波数を制御する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３３５６７２号公報
【特許文献２】
特開２００５−３１８２２４号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の技術では、温度変化によるＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータのスイッチング周波数の変動を減らすために、温度変化の少ない発振回路を採用し、または、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータのスイッチング周波数を直接測定して好ましいスイッチング周波数に変更する機能を採用しており、装置が高価且つ複雑になるという問題がある。
【００１０】
この発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、簡単且つ安価な構成であるにも拘わらず、広い温度範囲において受信障害を回避することができる電源装置および受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る受信装置は、放送を受信する受信部と、外部から入力された直流電圧を所定の発振周波数でスイッチングすることにより所定の電源電圧を生成して受信部に供給するコンバータと、コンバータの近傍の温度を検出する温度検出部と、受信部の受信周波数と温度検出部で検出された温度とに基づいて、コンバータの発振周波数を、該発振周波数の高調波ノイズが受信部の受信周波数に影響を及ぼさない周波数に変更するコントローラとを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る受信装置によれば、温度検出部で検出されたコンバータの近傍の温度に基づき、受信部の受信周波数に影響を及ぼさないようにコンバータの発振周波数を制御するように構成したので、簡単且つ安価な構成であるにも拘わらず、広い温度範囲において受信障害を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
なお、この発明のコンバータとしては、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータを用いることができるが、以下では、コンバータとしてＤＣ−ＤＣコンバータが使用される場合について説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電源装置を用いた受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１、ラジオ受信部２、温度検出部３およびコントローラ４から構成されている。
【００１４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、外部から供給される所定の直流電圧を他の直流電圧に変換し、直流電源としてラジオ受信部２に供給する。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、ラジオ受信部２の電源に限らず、他の機器の電源として使用されるものであってもよい。このＤＣ−ＤＣコンバータ１の詳細は後述する。ラジオ受信部２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１から供給される直流電源によって動作し、ＡＭ放送を受信する。温度検出部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度を検出し、その検出結果をコントローラ４に送る。この温度検出部３の詳細は後述する。
【００１５】
コントローラ４は、例えばマイクロコンピュータから構成されており、温度検出部３で検出された温度とラジオ受信部２の受信周波数とに基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数（後述する半導体スイッチング素子Ｑのスイッチング周波数）を制御する。また、コントローラ４は、ラジオ受信部２の受信周波数の制御も行う。そのために、コントローラ４は、ラジオ受信部２の受信周波数を保持している。
【００１６】
次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の詳細を、図２を参照しながら説明する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、ＤＣ電圧入力端子１１、発振器１２、パルス幅変調器１３、半導体スイッチング素子Ｑ、ツェナーダイオードＺＤ、電流平滑コイルＬ、電圧平滑コンデンサＣおよびＤＣ電圧出力端子１４を備えている。
【００１７】
発振器１２は、発振周波数ｆ（ｔ）で発振する信号を生成し、パルス幅変調器１３に送る。パルス幅変調器１３は、発振器１２から送られてくる信号と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電圧、つまりＤＣ電圧出力端子１４から出力される電圧とに基づいてパルス幅変調信号を生成し、半導体スイッチング素子Ｑに送る。
【００１８】
半導体スイッチング素子Ｑは、例えばＭＯＳＦＥＴから構成されており、パルス幅変調器１３からゲートに入力される発振周波数ｆ（ｔ）のパルス幅変調信号に応じてスイッチングする。これにより、ＤＣ電圧入力端子１１から半導体スイッチング素子Ｑのソースに入力された直流電圧は、発振周波数ｆ（ｔ）でスイッチングされ、ドレインからツェナーダイオードＺＤ、電流平滑コイルＬおよび電圧平滑コンデンサＣから構成されるフィルタに送られる。そして、このフィルタによって平滑化され、直流電圧としてＤＣ電圧出力端子１４から出力される。
【００１９】
上記のように構成されるＤＣ−ＤＣコンバータ１において、ＤＣ電圧出力端子１４から出力される電圧は、パルス幅変調器１３によって監視されており、パルス幅変調器１３は、ＤＣ電圧出力端子１４から出力される電圧の変動が発生した時は、パルス幅変調信号のパルス幅を変化させることにより半導体スイッチング素子Ｑのオン期間を変化させ、ＤＣ電圧出力端子１４から出力される電圧を一定に保つように制御する。
【００２０】
また、発振器１２には、その発振周波数を決める抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２が、スイッチＳＷを介して接続されている。コントローラ４は、スイッチＳＷを切り替えて抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２のいずれかを選択することにより、発振器１２の発振周波数ｆ（ｔ）を変えることができる。なお、以下では、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を、一般的に、抵抗Ｒｎ（ｎ＝１、２）と表すこともある。
【００２１】
図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度が２５℃の時の、発振器１２の発振周波数ｆ（ｔ）と発振器１２に接続される抵抗Ｒｎの抵抗値との関係の一例を示す。今、抵抗Ｒ１の抵抗値を６６ｋΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値を６０ｋΩとすると、スイッチＳＷによって抵抗Ｒ１を選択することにより発振周波数ｆ（ｔ）を３８５ｋＨｚに設定することができ、スイッチＳＷによって抵抗Ｒ２を選択することにより発振周波数ｆ（ｔ）を４１５ｋＨｚに設定することができる。
【００２２】
発振器１２の発振周波数ｆ（ｔ）を３８５ｋＨｚに設定した時は、３８５ｋＨｚとその整数倍である７７０ｋＨｚ、１１５５ｋＨｚ、１５４０ｋＨｚ、・・・の高調波が発生する。同様に、発振周波数ｆ（ｔ）を４１５ｋＨｚに設定した時は、４１５ｋＨｚとその整数倍である８３０ｋＨｚ、１２４５ｋＨｚ、１６６０ｋＨｚ、・・・の高調波が発生する。
【００２３】
ここで、発振器１２が、水晶振動子のような基準発振子を用いずに、抵抗とコンデンサから成る安価なＲＣ発振器で構成されている場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度によって発振周波数が変動する。図４は、発振器１２の発振周波数ｆ（ｔ）とＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度の関係の一例を示す。図４に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度が２５℃の時に発振周波数ｆ（ｔ）が３８５ｋＨｚであっても、近傍の温度が−２０℃に下がると発振周波数ｆ（ｔ）は３６９ｋＨｚに変化し、近傍の温度が８０℃に上がると３９４ｋＨｚに変化する。同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度が２５℃の時に発振周波数ｆ（ｔ）が４１５ｋＨｚであっても、近傍の温度が−２０℃に下がると発振周波数ｆ（ｔ）は４０４ｋＨｚに変化し、近傍の温度が８０℃に上がると、発振周波数ｆ（ｔ）は４２１ｋＨｚに変化する。
【００２４】
次に、温度検出部３の詳細を説明する。温度検出部３は、図２に示すように、ＤＣ電圧入力端子１５、分圧抵抗Ｒ３、サーミスタＴＨおよび温度検出結果を直流のアナログ電圧として出力する温度検出出力端子１６を備えている。外部からＤＣ電圧入力端子１５に印加された電圧は、グランド電位との間に接続された分圧抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨとによって分圧され、その分圧された電圧が温度検出出力端子１６を介してコントローラ４に送られる。
【００２５】
サーミスタＴＨは、その温度が上がると抵抗値が下がり、その温度が下がると抵抗値が上がるという特性を有する。したがって、温度検出出力端子１６から出力される電圧は、図５に示すように、温度が上がると下がり、温度が下がると上がることになる。コントローラ４は、この温度検出出力端子１６から出力されるアナログの電圧を、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタルの電圧に変換して取得する。これにより、コントローラ４は、サーミスタＴＨの温度を知ることができる。また、サーミスタＴＨはＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍に配置されているので、コントローラ４は、間接的にＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度を知ることができる。
【００２６】
次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態１に係る受信装置の動作を説明する。以下では、ＡＭ放送の受信時にコントローラ４によって行われるＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数制御処理を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２７】
発振周波数制御処理では、まず、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度Ｔａが取得される（ステップＳＴ１）。すなわち、コントローラ４は、温度検出部３から出力されるアナログの電圧を、図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタルの電圧に変換する。そして、図５に示すような温度検出部３の出力電圧とサーミスタ温度との関係を示すテーブルを参照し、または、このテーブルと同等の特性を表す近似式を用いて温度Ｔａを求める。次いで、ラジオ受信部２の受信周波数Ｆａが取得される（ステップＳＴ２）。すなわち、コントローラ４は、自己の内部に保持しているラジオ受信部２の受信周波数Ｆａを取得する。次いで、変数ｎが「１」に設定される（ステップＳＴ３）。
【００２８】
次いで、温度がＴａであって、且つコントローラ４に接続されている抵抗Ｒｎ（抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２）が選択されたときのＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数ｆｎ（Ｔａ）が求められる（ステップＳＴ４）。すなわち、コントローラ４は、図３および図４に示す特性の関係を表すテーブルを参照し、または、このテーブルと同等の特性を表す近似式を用いて発振周波数ｆｎ（Ｔａ）を求める。
【００２９】
次いで、受信周波数Ｆａを発振周波数ｆｎ（Ｔａ）で除算した余りｆ１が求められる（ステップＳＴ５）。すなわち、コントローラ４は、発振周波数ｆｎ（Ｔａ）および受信周波数Ｆａをいずれも整数とし、「ＡｍｏｄＢ」を「Ａ÷Ｂ」の余りを意味する式とすると、「Ｆａｍｏｄｆｎ（Ｔａ）」を求め、これを余りｆ１とする。次いで、発振周波数ｆｎ（Ｔａ）と余りｆ１との差の絶対値ｆ２が求められる（ステップＳＴ６）。すなわち、コントローラ４は、Ａの絶対値が｜Ａ｜で表されるとすると、「｜ｆｎ（Ｔａ）−ｆ１｜」を求め、これをｆ２とする。次いで、ｆ１とｆ２との小さい方のＦ（ｎ）が求められる（ステップＳＴ７）。すなわち、コントローラ４は、ＡおよびＢのうちの小さい方を選択する関数がＭｉｎ（Ａ，Ｂ）と記述されるとすると、Ｍｉｎ（ｆ１，ｆ２）を求め、これをＦ（ｎ）とする。
【００３０】
ステップＳＴ４で求められたＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数ｆｎ（Ｔａ）の整数倍の高調波周波数と受信周波数Ｆａの差の最小値は、ステップＳＴ５で求められたｆ１とステップＳＴ６で求められたｆ２のうちの小さい方であるので、ステップＳＴ７で求められたＦ（ｎ）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の近傍の温度がＴａであって、コントローラ４に抵抗Ｒｎが接続された時の高調波周波数と受信周波数の最小周波数間隔を示すことになる。
【００３１】
次いで、変数ｎがインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）され（ステップＳＴ８）、次いで、インクリメントされた変数ｎが「２」より大きいかどうかが調べられる（ステップＳＴ９）。このステップＳＴ９において、変数ｎが２より大きくない、つまり２以下であると判断された場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１に接続された抵抗Ｒ２についてのＦ（ｎ）の計算が済んでいないことが認識され、シーケンスはステップＳＴ４に戻り、以下、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳＴ９において、変数ｎが２より大きいことが判断された場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１に接続された抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２についてＦ（ｎ）の計算が済んだ旨が認識され、シーケンスはステップＳＴ１０に進む。
【００３２】
ステップＳＴ１０においては、変数Ｎｍａｘが「１」に設定される。次いで、変数ｍが「２」に設定される（ステップＳＴ１１）。次いで、ステップＳＴ７で求められたＦ（ｎ）について、Ｆ（Ｎｍａｘ）がＦ（ｍ）より小さいかどうかが調べられる（ステップＳＴ１２）。このステップＳＴ１２において、Ｆ（Ｎｍａｘ）がＦ（ｍ）より小さいことが判断されると、Ｎｍａｘがｍに置き換えられる（ステップＳＴ１３）。
【００３３】
一方、ステップＳＴ１２において、Ｆ（Ｎｍａｘ）がＦ（ｍ）より小さくないことが判断されると、ステップＳＴ１３の処理はスキップされる。次いで、変数ｍがインクリメント（ｍ＝ｍ＋１）される（ステップＳＴ１４）。次いで、変数ｍの値が「２」より大きいかどうかが調べられる（ステップＳＴ１５）。このステップＳＴ１５において、変数ｍが「２」以下であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳＴ１４において、変数ｍが「２」より大きいことが判断されると、次いで、コントローラ４に接続された抵抗Ｒｎがｎ＝ＮｍａｘとなるようにスイッチＳＷが制御される（ステップＳＴ１６）。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数の高調波成分と、ラジオ受信部２の受信周波数との周波数差が最大となるように抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２が選択される。以上により、発振周波数制御処理は終了する。
【００３４】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る受信装置によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数が温度によって変化しても、温度検出部３から得られたＤＣ−ＤＣコンバータ１の周辺の温度を用いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数の高調波周波数と、ラジオ受信部２の受信周波数との差が最大となるように、コントローラ４が抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２を選択してＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数を制御する。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振周波数の高調波成分がラジオ受信部２に与える影響を回避できる。
【００３５】
また、自動車用機器など様々な近傍の温度条件下にさらされる機器においては、該機器を保護するために既に内部の温度を検出する機能を備えている機器も多い。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の発振器１２に高価な部品を用いる必要も無く、少ない追加回路でＤＣ−ＤＣコンバータ１によるラジオ受信部２への受信障害を広い温度範囲で回避できる利点がある。
【００３６】
なお、上述した実施の形態１に係る受信装置では、スイッチＳＷで選択される抵抗Ｒｎの抵抗値が２種の場合について説明したが、スイッチＳＷによって３つ以上の抵抗値を選択するように構成することができる。この場合、図６のフローチャートに示すステップＳＴ９の判断を「ｎ＞（選択可能な抵抗の数）？」に変更し、ステップＳＴ１５の判断を「ｍ＞（選択可能な抵抗の数）？」に変更すればよい。
【００３７】
また、実施の形態１に係る受信装置は、ＡＭのラジオ放送を受信するものとして説明したが、この発明は、他の周波数帯の放送や他の変調方式の受信装置にも適用できる。
【００３８】
また、実施の形態１に係る受信装置の温度検出部３は、分圧抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨとを直列に接続することにより構成したが、温度により電圧が変化する回路であれば、他の回路で構成することができる。また、温度検出部３の出力はアナログ電圧に限定されるものではなく、温度検出部３の検出温度を通信などによりコントローラ４に伝達するように構成することもできる。
【００３９】
また、実施の形態１に係る受信装置では、ラジオ受信部２の受信周波数はコントローラ４で制御されるものとしたが、ラジオ受信部２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１を有する機器以外に存在する場合もこの発明を適用できる。この場合、ラジオ受信部２の受信周波数は他の機器からの通信などによってコントローラ４に伝達するように構成できる。
【００４０】
この発明に係る受信装置に用いる電源装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータの発振周波数が温度によって変化しても、温度検出部から取得したＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータの近傍の温度を利用することでＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータの発振周波数制御を行うことができる。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータを用いた受信機、またはＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣコンバータを内蔵し、且つラジオ受信部を内蔵しない機器であって、外部のラジオ受信機への高調波ノイズの影響を抑える必要のある機器に適用できる。
【００４１】
以上のように、この発明に係る電源装置および受信装置は、コンバータの近傍の温度に基づきコンバータの発振周波数を制御することで、簡単且つ安価な構成であるにも拘らず、広い温度範囲において受信障害を回避することができるようにしたので、所定の電源電圧を生成し、受信部に供給するコンバータを備えた自動車搭載ラジオ受信機などに用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成するＤＣ−ＤＣコンバータおよび温度検出部の詳細な構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成するＤＣ−ＤＣコンバータに接続される抵抗値と発振周波数の関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成するＤＣ−ＤＣコンバータの近傍の温度と発振周波数の関係を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成する温度検出部の温度と出力電圧の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成するコントローラの制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１ＤＣ−ＤＣコンバータ、２ラジオ受信部、３温度検出部、４コントローラ、１１ＤＣ電圧入力端子、１２発振器、１３パルス幅変調器、１４ＤＣ電圧出力端子、１５ＤＣ電圧入力端子、１６温度検出出力端子、Ｑ半導体スイッチング素子、ＺＤツェナーダイオード、Ｌ電流平滑用コイル、Ｃ電圧平滑用コンデンサ、Ｒ１、Ｒ２抵抗、Ｒ３分圧抵抗、ＳＷスイッチ、ＴＨサーミスタ。【Technical field】
[0001]
The present invention relates to a power supply device that operates using a predetermined voltage generated by a switching operation of a switching element, such as a DC-DC converter or a DC-AC converter, for example. The present invention relates to a receiving apparatus that avoids a reception failure caused by harmonic noise generated by switching operation.
[Background]
[0002]
A device that is operated by a DC power supply supplied from the outside includes a constant voltage circuit in order to generate a necessary power supply voltage. In such a device, a DC-DC converter is used as a constant voltage circuit in order to reduce power consumption and heat generation to realize downsizing. Further, in a device that requires a DC voltage higher than a DC voltage supplied from the outside, such as an AV (Audio Visual) device mounted on a car, a high DC voltage is generated using a DC-DC converter. . Furthermore, in an apparatus that requires an AC power supply, such as a fluorescent tube used in a display device or a headlight of an automobile, a DC-AC converter (called an “inverter”) that converts a DC power supplied from the outside into AC. In some cases).
[0003]
Such a DC-DC converter or DC-AC converter radiates harmonic noise including an oscillation frequency (switching frequency) of the switching element and a frequency component that is an integral multiple of the oscillation frequency. On the other hand, since a radio receiver receives a weak level of radio waves, if the received frequency is close to the frequency of the harmonic noise radiated from the DC-DC converter or the DC-AC converter, noise is demodulated in the demodulated sound. Or the broadcast signal cannot be received.
[0004]
In addition, in the case of a device such as a radio receiver or AV device mounted on an automobile, the temperature in the vicinity of the device during operation covers a wide range, so that the oscillation frequency of the DC-DC converter or DC-AC converter varies with temperature. Accordingly, the frequency of the harmonic noise radiated from the DC-DC converter or the DC-AC converter may also change.
[0005]
Such harmonic noise radiated from the DC-DC converter or the DC-AC converter cannot be easily removed only by magnetically shielding the switching element and its peripheral circuit. Therefore, by making the oscillation frequency of the DC-DC converter or DC-AC converter variable, the reception frequency of the radio receiver is not affected by harmonic noise radiated from the DC-DC converter or DC-AC converter. Technology has been developed.
[0006]
For example, Patent Document 1 discloses a DC-DC converter for mounting on a car that can eliminate reception obstacles to AM broadcasting. This DC-DC converter is configured to select a switching frequency that is assumed that the harmonic noise does not interfere with the sound of the AM broadcast reception frequency. For example, the DC-DC converter is obtained by reducing the crystal oscillation frequency. By using it as a reference for the switching frequency of the converter, the deviation of the switching frequency of the DC-DC converter due to temperature is eliminated.
[0007]
Patent Document 2 discloses a technique capable of avoiding a reception failure to a receiving device due to harmonics of a DC-DC converter of a power supply. In this technique, the microcomputer reads the current oscillation frequency (switching frequency) of the DC-DC converter, and all the oscillation frequencies of the DC-DC converter that can be generated between the lowest reception frequency and the highest reception frequency of the receiving unit. The harmonic frequency is calculated for the harmonic order of and the oscillation frequency of the DC-DC converter is controlled so that the difference between the frequency and the reception frequency currently received by the AM receiver is equal to or higher than a predetermined frequency. To do.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-335672 A [Patent Document 2]
JP 2005-318224 A [Problems to be Solved by the Invention]
[0009]
However, in the above-described conventional technology, in order to reduce fluctuations in the switching frequency of the DC-DC converter or the DC-AC converter due to temperature change, an oscillation circuit with little temperature change is adopted, or the DC-DC converter or DC- The function of directly measuring the switching frequency of the AC converter and changing the switching frequency to a preferable switching frequency is employed, and there is a problem that the apparatus is expensive and complicated.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a problem thereof is a power supply device and a reception device that can avoid a reception failure in a wide temperature range in spite of a simple and inexpensive configuration. To provide an apparatus.
[Means for Solving the Problems]
[0011]
Engaging Ru RECEIVER to the invention of this provides a receiver for receiving a broadcast, the receiving unit generates a predetermined power supply voltage by switching a DC voltage input from the outside at a predetermined oscillation frequency converter And a temperature detection unit that detects the temperature in the vicinity of the converter, and the reception frequency of the reception unit and the temperature detected by the temperature detection unit, the oscillation frequency of the converter is determined by the harmonic noise of the oscillation frequency being received by the reception unit. And a controller that changes the frequency to a frequency that does not affect the received frequency.
【The invention's effect】
[0012]
According to the receiving apparatus according to this invention, based on the temperature in the vicinity of the converter which is detected by the temperature detection unit, since it is configured to control the oscillation frequency of the converter so as not to affect the reception frequency of the receiver In spite of the simple and inexpensive configuration, it is possible to avoid a reception failure in a wide temperature range.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013]
Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Although a DC-DC converter or a DC-AC converter can be used as the converter of the present invention, a case where a DC-DC converter is used as the converter will be described below.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus using the power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This receiving apparatus includes a DC-DC converter 1, a radio receiver 2, a temperature detector 3, and a controller 4.
[0014]
The DC-DC converter 1 converts a predetermined DC voltage supplied from the outside into another DC voltage and supplies it to the radio receiver 2 as a DC power source. Note that the DC-DC converter 1 is not limited to the power source of the radio receiving unit 2 and may be used as a power source for other devices. Details of the DC-DC converter 1 will be described later. The radio receiving unit 2 operates by a direct current power supplied from the DC-DC converter 1 and receives AM broadcasting. The temperature detection unit 3 detects the temperature near the DC-DC converter 1 and sends the detection result to the controller 4. Details of the temperature detector 3 will be described later.
[0015]
The controller 4 is composed of, for example, a microcomputer, and based on the temperature detected by the temperature detection unit 3 and the reception frequency of the radio reception unit 2, the oscillation frequency of the DC-DC converter 1 (a semiconductor switching element Q to be described later). Switching frequency). The controller 4 also controls the reception frequency of the radio reception unit 2. For this purpose, the controller 4 holds the reception frequency of the radio receiver 2.
[0016]
Next, details of the DC-DC converter 1 will be described with reference to FIG. The DC-DC converter 1 includes a DC voltage input terminal 11, an oscillator 12, a pulse width modulator 13, a semiconductor switching element Q, a Zener diode ZD, a current smoothing coil L, a voltage smoothing capacitor C, and a DC voltage output terminal 14. .
[0017]
The oscillator 12 generates a signal that oscillates at the oscillation frequency f (t) and sends the signal to the pulse width modulator 13. The pulse width modulator 13 generates a pulse width modulation signal based on the signal sent from the oscillator 12 and the output voltage of the DC-DC converter 1, that is, the voltage output from the DC voltage output terminal 14. Send to switching element Q.
[0018]
The semiconductor switching element Q is composed of, for example, a MOSFET, and switches according to a pulse width modulation signal having an oscillation frequency f (t) input from the pulse width modulator 13 to the gate. As a result, the DC voltage input from the DC voltage input terminal 11 to the source of the semiconductor switching element Q is switched at the oscillation frequency f (t), and is configured from the drain to the Zener diode ZD, the current smoothing coil L, and the voltage smoothing capacitor C. Sent to the filter. Then, it is smoothed by this filter and outputted from the DC voltage output terminal 14 as a DC voltage.
[0019]
In the DC-DC converter 1 configured as described above, the voltage output from the DC voltage output terminal 14 is monitored by the pulse width modulator 13, and the pulse width modulator 13 is connected from the DC voltage output terminal 14. When fluctuations in the output voltage occur, the on-period of the semiconductor switching element Q is changed by changing the pulse width of the pulse width modulation signal so that the voltage output from the DC voltage output terminal 14 is kept constant. To control.
[0020]
Further, a resistor R1 and a resistor R2 that determine the oscillation frequency are connected to the oscillator 12 via a switch SW. The controller 4 can change the oscillation frequency f (t) of the oscillator 12 by switching the switch SW and selecting either the resistor R1 or the resistor R2. Hereinafter, the resistor R1 and the resistor R2 may be generally expressed as a resistor Rn (n = 1, 2).
[0021]
FIG. 3 shows an example of the relationship between the oscillation frequency f (t) of the oscillator 12 and the resistance value of the resistor Rn connected to the oscillator 12 when the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1 is 25 ° C. Now, assuming that the resistance value of the resistor R1 is 66 kΩ and the resistance value of the resistor R2 is 60 kΩ, the oscillation frequency f (t) can be set to 385 kHz by selecting the resistor R1 by the switch SW, and the resistor R2 by the switch SW. Is selected, the oscillation frequency f (t) can be set to 415 kHz.
[0022]
When the oscillation frequency f (t) of the oscillator 12 is set to 385 kHz, harmonics of 385 kHz and integer multiples of 770 kHz, 1155 kHz, 1540 kHz,... Similarly, when the oscillation frequency f (t) is set to 415 kHz, harmonics of 415 kHz and integer multiples of 830 kHz, 1245 kHz, 1660 kHz,... Are generated.
[0023]
Here, when the oscillator 12 is composed of an inexpensive RC oscillator composed of a resistor and a capacitor without using a reference resonator such as a crystal resonator, the oscillation frequency depends on the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1. fluctuate. FIG. 4 shows an example of the relationship between the oscillation frequency f (t) of the oscillator 12 and the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1. As shown in FIG. 4, even if the oscillation frequency f (t) is 385 kHz when the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1 is 25 ° C., the oscillation frequency f (t) when the temperature in the vicinity decreases to −20 ° C. Changes to 369 kHz, and changes to 394 kHz when the temperature in the vicinity rises to 80 ° C. Similarly, even if the oscillation frequency f (t) is 415 kHz when the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1 is 25 ° C., the oscillation frequency f (t) changes to 404 kHz when the temperature in the vicinity decreases to −20 ° C. When the temperature in the vicinity rises to 80 ° C., the oscillation frequency f (t) changes to 421 kHz.
[0024]
Next, details of the temperature detection unit 3 will be described. As shown in FIG. 2, the temperature detection unit 3 includes a DC voltage input terminal 15, a voltage dividing resistor R3, a thermistor TH, and a temperature detection output terminal 16 that outputs a temperature detection result as a DC analog voltage. The voltage applied to the DC voltage input terminal 15 from the outside is divided by the voltage dividing resistor R3 and the thermistor TH connected to the ground potential, and the divided voltage is passed through the temperature detection output terminal 16. To the controller 4.
[0025]
The thermistor TH has a characteristic that its resistance value decreases as its temperature rises, and its resistance value increases as its temperature falls. Therefore, as shown in FIG. 5, the voltage output from the temperature detection output terminal 16 decreases as the temperature increases, and increases as the temperature decreases. The controller 4 acquires the analog voltage output from the temperature detection output terminal 16 by converting it into a digital voltage with an A / D converter (not shown). Thereby, the controller 4 can know the temperature of the thermistor TH. Further, since the thermistor TH is disposed in the vicinity of the DC-DC converter 1, the controller 4 can indirectly know the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1.
[0026]
Next, the operation of the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above will be described. Below, the oscillation frequency control process of the DC-DC converter 1 performed by the controller 4 at the time of receiving the AM broadcast will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0027]
In the oscillation frequency control process, first, a temperature Ta near the DC-DC converter 1 is acquired (step ST1). That is, the controller 4 converts the analog voltage output from the temperature detection unit 3 into a digital voltage using an A / D converter (not shown). Then, a table indicating the relationship between the output voltage of the temperature detection unit 3 and the thermistor temperature as shown in FIG. 5 is referred to, or the temperature Ta is obtained using an approximate expression representing the same characteristics as this table. Next, the reception frequency Fa of the radio reception unit 2 is acquired (step ST2). That is, the controller 4 acquires the reception frequency Fa of the radio reception unit 2 held inside itself. Next, the variable n is set to “1” (step ST3).
[0028]
Next, the oscillation frequency fn (Ta) of the DC-DC converter 1 when the temperature is Ta and the resistor Rn (resistor R1 or resistor R2) connected to the controller 4 is selected is obtained (step ST4). ). That is, the controller 4 obtains the oscillation frequency fn (Ta) with reference to a table representing the relationship between the characteristics shown in FIGS. 3 and 4 or using an approximate expression representing a characteristic equivalent to this table.
[0029]
Next, a remainder f1 obtained by dividing the reception frequency Fa by the oscillation frequency fn (Ta) is obtained (step ST5). That is, if the oscillation frequency fn (Ta) and the reception frequency Fa are both integers, and “A mod B” is an expression that means the remainder of “A ÷ B”, the controller 4 “Fa mod fn (Ta)”. And this is taken as the remainder f1. Next, the absolute value f2 of the difference between the oscillation frequency fn (Ta) and the remainder f1 is obtained (step ST6). That is, if the absolute value of A is represented by | A |, the controller 4 obtains “| fn (Ta) −f1 |” and sets it as f2. Next, the smaller F (n) of f1 and f2 is obtained (step ST7). That is, if the function for selecting the smaller one of A and B is described as Min (A, B), the controller 4 obtains Min (f1, f2) and sets this as F (n).
[0030]
The minimum value of the difference between the harmonic frequency that is an integral multiple of the oscillation frequency fn (Ta) of the DC-DC converter 1 obtained in step ST4 and the reception frequency Fa is obtained in f1 obtained in step ST5 and step ST6. Since F (n) obtained in step ST7 is the smaller of f2, the temperature in the vicinity of the DC-DC converter 1 is Ta and the harmonic when the resistor Rn is connected to the controller 4 is used. This indicates the minimum frequency interval between the frequency and the reception frequency.
[0031]
Next, the variable n is incremented (n = n + 1) (step ST8), and then it is checked whether the incremented variable n is greater than “2” (step ST9). If it is determined in step ST9 that the variable n is not greater than 2, that is, 2 or less, F (n) for the resistor R2 connected to the DC-DC converter 1 has not been calculated. The sequence returns to step ST4, and the above-described processing is repeated thereafter. On the other hand, if it is determined in step ST9 that the variable n is larger than 2, it is recognized that F (n) has been calculated for the resistors R1 and R2 connected to the DC-DC converter 1, and the sequence Advances to step ST10.
[0032]
In step ST10, the variable Nmax is set to “1”. Next, the variable m is set to “2” (step ST11). Next, for F (n) obtained in step ST7, it is checked whether F (Nmax) is smaller than F (m) (step ST12). If it is determined in this step ST12 that F (Nmax) is smaller than F (m), Nmax is replaced with m (step ST13).
[0033]
On the other hand, if it is determined in step ST12 that F (Nmax) is not smaller than F (m), the process in step ST13 is skipped. Next, the variable m is incremented (m = m + 1) (step ST14). Next, it is checked whether or not the value of the variable m is larger than “2” (step ST15). If it is determined in step ST15 that the variable m is “2” or less, the sequence returns to step ST12 and the above-described processing is repeated. On the other hand, if it is determined in step ST14 that the variable m is larger than “2”, then the switch SW is controlled so that the resistance Rn connected to the controller 4 becomes n = Nmax (step ST16). That is, the resistor R1 or the resistor R2 is selected so that the frequency difference between the harmonic component of the oscillation frequency of the DC-DC converter 1 and the reception frequency of the radio receiver 2 is maximized. Thus, the oscillation frequency control process ends.
[0034]
As described above, according to the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, even if the oscillation frequency of DC-DC converter 1 varies with temperature, DC-DC converter 1 obtained from temperature detection unit 3 is used. , The controller 4 selects the resistor R1 or the resistor R2 so that the difference between the harmonic frequency of the oscillation frequency of the DC-DC converter 1 and the reception frequency of the radio receiver 2 is maximized. Thus, the oscillation frequency of the DC-DC converter 1 is controlled. As a result, the influence of the harmonic component of the oscillation frequency of the DC-DC converter 1 on the radio receiver 2 can be avoided.
[0035]
In addition, in equipment exposed to various nearby temperature conditions such as automobile equipment, many devices already have a function of detecting the internal temperature in order to protect the equipment. Therefore, there is no need to use expensive parts for the oscillator 12 of the DC-DC converter 1, and there is an advantage that a reception failure to the radio receiver 2 by the DC-DC converter 1 can be avoided in a wide temperature range with a few additional circuits.
[0036]
In the receiving device according to the first embodiment described above, the case where the resistance value of the resistor Rn selected by the switch SW is two types has been described, but the configuration is such that three or more resistance values are selected by the switch SW. can do. In this case, the determination in step ST9 shown in the flowchart of FIG. 6 is changed to “n> (number of selectable resistors)?”, And the determination in step ST15 is changed to “m> (number of selectable resistors)?”. Change it.
[0037]
Further, the receiving apparatus according to Embodiment 1 has been described as receiving AM radio broadcasts, but the present invention can also be applied to receiving apparatuses of other frequency bands and other modulation schemes.
[0038]
Further, the temperature detection unit 3 of the receiving apparatus according to the first embodiment is configured by connecting the voltage dividing resistor R3 and the thermistor TH in series. However, other circuits may be used as long as the voltage changes depending on the temperature. Can be configured. Moreover, the output of the temperature detection part 3 is not limited to an analog voltage, It can also comprise so that the detected temperature of the temperature detection part 3 may be transmitted to the controller 4 by communication etc.
[0039]
In the receiving apparatus according to the first embodiment, the reception frequency of the radio reception unit 2 is controlled by the controller 4, but the radio reception unit 2 exists other than the device having the DC-DC converter 1. This invention can also be applied. In this case, the reception frequency of the radio reception unit 2 can be configured to be transmitted to the controller 4 by communication from another device.
[0040]
The power supply device used for the receiving device according to the present invention has a DC-DC converter or a DC-AC converter in the vicinity of the DC-DC converter or the DC-AC converter acquired from the temperature detection unit even if the oscillation frequency of the DC-DC converter or the DC-AC converter changes with temperature By using the temperature, the oscillation frequency of the DC-DC converter or the DC-AC converter can be controlled. Therefore, a receiver using a DC-DC converter or a DC-AC converter, or a device that includes a DC-DC converter or a DC-AC converter and does not include a radio receiver, and that is connected to an external radio receiver. It can be applied to equipment that needs to suppress the effects of harmonic noise.
[0041]
As described above, the power supply device and the receiving device according to the present invention control the oscillation frequency of the converter based on the temperature in the vicinity of the converter, so that it can receive signals in a wide temperature range despite its simple and inexpensive configuration. Since the failure can be avoided, it is suitable for use in an on-vehicle radio receiver equipped with a converter that generates a predetermined power supply voltage and supplies it to the receiver.
[Brief description of the drawings]
[0042]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of a DC-DC converter and a temperature detection section that constitute the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a resistance value connected to a DC-DC converter constituting the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and an oscillation frequency.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature in the vicinity of the DC-DC converter constituting the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and the oscillation frequency.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the temperature of the temperature detection unit constituting the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and the output voltage.
FIG. 6 is a flowchart for explaining control of a controller constituting the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[ Explanation of symbols ]
[0043]
1 DC-DC converter, 2 radio receiver, 3 temperature detector, 4 controller, 11 DC voltage input terminal, 12 oscillator, 13 pulse width modulator, 14 DC voltage output terminal, 15 DC voltage input terminal, 16 temperature detection output Terminal, Q Semiconductor switching element, ZD Zener diode, L current smoothing coil, C voltage smoothing capacitor, R1, R2 resistor, R3 voltage dividing resistor, SW switch, TH thermistor.

Claims

A receiver for receiving broadcasts;
A converter that generates a predetermined power supply voltage by switching an externally input DC voltage at a predetermined oscillation frequency and supplies the power supply voltage to the receiving unit;
A temperature detector for detecting the temperature in the vicinity of the converter;
Based on the reception frequency of the reception unit and the temperature detected by the temperature detection unit, the oscillation frequency of the converter is changed to a frequency at which harmonic noise of the oscillation frequency does not affect the reception frequency of the reception unit Controller
And a receiving device.

With multiple resistors that change the oscillation frequency of the converter,
The controller selects and changes the oscillation frequency of the converter by selecting one resistor from the plurality of resistors.
The receiving apparatus according to claim 1.

The converter consists of a DC-DC converter or a DC-AC converter
The receiving apparatus according to claim 1.