JP6142500B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源ノイズに起因するＡＭラジオ放送の受信障害を回避すると共に、電源ノイズの低減を図ったスイッチング電源装置に関する。

スイッチング電源装置においては、例えば図４に示すように半導体スイッチング素子でのスイッチング動作に伴う高周波の電源ノイズ（電磁輻射雑音；ＥＭＩノイズ）が生じることが否めない。この種の電源ノイズの周波数がＡＭラジオ周波数帯域に重なるとＡＭラジオ放送の受信を妨げる原因となる（ＡＭ受信障害）。そこで従来においてはスイッチング電源装置におけるスイッチング周波数（電源周波数）にランダムな揺らぎ（ジッタ）を与えることで、スイッチング動作に伴う電磁輻射雑音（電源ノイズ）を低減することが提唱されている（例えば特許文献１を参照）。

またスイッチング電源装置の出力電圧から該スイッチング電源装置のスイッチング周波数（電源周波数）を検出し、検出したスイッチング周波数から求められる高調波成分とＡＭラジオ受信機での受信周波数との偏差が小さいとき、前記スイッチング電源装置のスイッチング周波数を変更して受信障害を回避することも提唱されている（例えば特許文献２を参照）。ちなみにＡＭラジオ放送の受信帯域は、図５に示すように、いわゆる受信周波数である搬送波周波数ｆcを中心として上側および下側に広がる側波帯の帯域幅ＢＷを含む。従って前記偏差が上記帯域幅±ＢＷ／２よりも大きければ、その受信障害を回避することができる。

特開２００３−１５３５２６号公報 特開２００５−１３００８１号公報

しかしながら特許文献１に紹介されるスイッチング周波数のジッタ制御技術を用いて電源ノイズを低減したとしても、その電源ノイズによってＡＭラジオ放送の受信障害が回避されるとは限らない。むしろスイッチング周波数をジッタ制御した場合、電源ノイズのパワースペクトラムが特定周波数に集中することなく周波数軸上で拡散する。この為、電源ノイズの周波数がＡＭラジオ放送の周波数帯域と重なる（干渉する）可能性が高まり、かえってＡＭラジオ放送の受信障害の要因となることが懸念される。

また特許文献２に紹介される手法においては、単にＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとスイッチング電源装置におけるスイッチング周波数のｎ次（ｎは自然数）の高調波成分との偏差が、予め設定した判定値よりも大きいか否かを判定しているだけである。しかもその判定結果に従って前記スイッチング電源装置の発振周波数（スイッチング周波数）を、単に段階的にシフトするに過ぎない。

この為、前記スイッチング電源装置を構成する回路部品のバラつきに起因して該スイッチング電源装置の発振周波数（スイッチング周波数）自体に誤差がある場合、前述した偏差だけに着目して前記スイッチング電源装置の発振周波数をシフト制御すると、前記スイッチング電源装置の発振周波数、ひいてはスイッチング周波数（電源周波数）がその仕様から大きくずれてしまう虞がある。すると前記電磁輻射雑音以外の、例えばスイッチング電源装置から電源ラインを介して流出する伝導ノイズ等を、該スイッチング電源装置に設けられたフィルタによって除去することができなくなる等の不具合が発生する。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、電源ノイズの周波数とＡＭラジオ放送の受信周波数帯域との干渉を避けてＡＭラジオ放送の受信障害を回避すると共に、電源ノイズの低減を図ったスイッチング電源装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るスイッチング電源装置は、
電源周波数ｆsでオン・オフ駆動される半導体スイッチング素子を用いて直流電力をスイッチングすると共に、スイッチングされた電力を整流・平滑化してＡＭラジオ受信機を含む電子機器に直流電圧を供給するスイッチング電源装置本体と、
ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcを検出する受信周波数検出手段と、
前記半導体スイッチング素子をオン・オフ駆動する電源周波数ｆsを検出する電源周波数検出手段と、
前記半導体スイッチング素子をオン・オフ駆動する基本電源周波数ｆsoに基づいて該半導体スイッチング素子のスイッチング動作に伴って発生する電源高調波の前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに近い高調波成分の次数ｎ（ｎは自然数）を［ｆc／ｆso］により求める高調波検出手段と、
この高調波検出手段にて求められた次数ｎの高調波成分が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも高いか低いかを判定する周波数判定手段と、
この判定結果に従って前記スイッチングの基本電源周波数ｆso、前記高調波成分の次数ｎ、前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcおよびその帯域幅ＢＷとから、該ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに干渉しない前記電源周波数ｆsの上限および下限を決定する電源周波数幅決定手段と、
決定した電源周波数ｆsの上限および下限と前記電源周波数ｆsとを比較して、該電源周波数ｆsを前記上限および下限により規定される範囲内に設定する電源周波数制御手段と
を具備したことを特徴としている。

好ましくは前記電源周波数幅決定手段は、前記次数ｎの高調波成分［ｆso×ｎ］が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも高いときには
ｆso×ｎ ＞ ｆc＋ＢＷ／２，ｆso×(ｎ−１) ＜ ｆc−ＢＷ／２
なる関係を満たし、
前記次数ｎの高調波成分［ｆso×ｎ］が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも低いときには
ｆso×(ｎ＋１) ＞ ｆc＋ＢＷ／２，ｆso×ｎ ＜ ｆc−ＢＷ／２
なる関係を満たす前記電源周波数ｆsの上限ｆs-maxと下限ｆs-minとをそれぞれ求めるように構成される。

そして前記電源周波数制御手段は、前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲内にあるときには当該電源周波数ｆsを維持し、前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲から外れるときには該電源周波数ｆsを上記範囲内に含まれるように補正する。特に前記電源周波数制御手段は、予め定められた周波数範囲内で前記電源周波数ｆsを決定するように構成される。

上記構成のスイッチング電源装置によれば、ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとその帯域幅ＢＷ、および基本電源周波数ｆsoとその高調波の次数ｎに従って該基本電源周波数ｆsoの次数ｎの高調波成分と前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcの受信帯域とが重なることのない前記電源周波数ｆsの上限値ｆs-maxと下限ｆs-minとをそれぞれ求める。その上でこれらの上限値ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される周波数範囲と、電源周波数検出手段にて検出される実際の電源周波数ｆsとを比較し、前記周波数範囲に含まれるように前記電源周波数ｆsを設定・制御するので、簡易にして確実にＡＭラジオ放送の受信障害を回避することができる。

しかもＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに応じて電源周波数ｆsの設定範囲自体を規制するので、仮にスイッチング電源装置を構成する回路部品のバラつきに起因して電源周波数自体に誤差がある場合であってもその電源周波数ｆsを管理し、該電源周波数ｆsをその仕様の誤差範囲（許容変位幅範囲）内に抑えることができる。故に電磁輻射雑音以外の不本意な伝導ノイズについても、スイッチング電源装置が備えるフィルタの特性を変更することなく確実に抑えることが可能となる。

従って本スイッチング電源装置を搭載した車両が移動し、これに伴って受信可能なＡＭラジオ放送の周波数が変化しても、受信対象とするＡＭラジオ放送の周波数に応じて前記電源周波数ｆsを適応的に変更することができるので、その環境（車両の移動地域）に応じて効果的に電源ノイズの低減を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置の概略構成図。 図１に示すスイッチング電源装置における電源周波数制御の概念を示す図。 図１に示すスイッチング電源装置におけるマイクロコンピュータでの処理機能とスイッチング電源装置本体での処理機能を示す図。 スイッチング電源装置の電磁輻射雑音とＡＭラジオ放送の周波数帯域との関係を示す図。 ＡＭラジオ放送の受信帯域を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置について説明する。

図１はスイッチング電源装置１の全体構成を示す概略図であって、１０はスイッチング電源装置本体（ＤＣ・ＤＣコンバータ）である。このスイッチング電源装置本体１０は車載用のものであって、車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から供給される直流電力（１２Ｖ）を所定の電源周波数ｆsでスイッチングして絶縁トランス１１に加え、この絶縁トランス１１の二次側から取り出される交流電力を整流・平滑化して該スイッチング電源装置本体１０と共に車両に搭載された各種の電子機器（車両搭載機器）に直流電圧を供給する役割を担う。

具体的には前記直流電力（１２Ｖ）は、スイッチング電源装置本体１０の入力段に設けられたインダクタ１２と入力コンデンサ１３とからなる入力フィルタ回路を介して取り込まれ、絶縁トランス１１の一次側を介して半導体スイッチング素子（以下、スイッチ素子と略す）１４に与えられてスイッチングされる。このスイッチ素子１４は、例えばＩＧＢＴからなり、スイッチング制御回路である電源ＩＣ１５の制御の下で電源周波数ｆsでオン・オフ駆動される。このスイッチ素子１４のスイッチングによって前記直流電力が前記絶縁トランス１１を介して交流電力に変換される。

そして絶縁トランス１１の二次側から昇圧されて取り出される交流電力は、整流ダイオード１６および出力コンデンサ１７からなる出力フィルタ回路を介して整流・平滑化されて、例えば１５Ｖの直流電力として前記車両に搭載された前記ＡＭラジオ受信機２０等に供給される。尚、ここでは絶縁トランス１１を用いたフライバック方式のＤＣ・ＤＣコンバータを例に説明するが、自励式のＤＣ・ＤＣコンバータを除いて、従来より提唱されている各種回路方式のＤＣ・ＤＣコンバータに適用可能である。

またこのスイッチング電源装置本体１０における電源ＩＣ１５は、例えば基本電源周波数ｆsoが１００ｋＨzのパルス信号を生成して前記スイッチ素子１４をオン・オフ駆動する発振器を備える。この発振器は、例えば制御電圧に応じてその発振周波数を変化させる電圧制御型のものからなる。

ここで前記電源ＩＣ１５は、特にシャント抵抗１８を介して検出される前記スイッチ素子１４に流れる電流から、該スイッチ素子１４をオン・オフ駆動する電源周波数ｆsを検出する電源周波数検出部（電源周波数検出手段）１５ａを備える。更に前記電源ＩＣ１５は、前記電源周波数検出部１５ａにて検出された電源周波数ｆsを、後述するマイクロコンピュータ３０により求められた電源周波数ｆsの上限値ｆs-maxおよび下限値ｆs-minとそれぞれ比較し、該上限値ｆs-maxと下限値ｆs-minとにより規定される範囲Ａ内に前記電源周波数ｆsを設定する電源周波数制御部（電源周波数制御手段）１５ｂを備える。

この電源周波数制御部１５ｂは、基本的には前記電源周波数ｆsが上限値ｆs-maxと下限値ｆs-minとにより規定される範囲Ａ内にあるときには当該電源周波数ｆsをそのまま維持する。そして前記電源周波数ｆsが上限値ｆs-maxと下限値ｆs-minとにより規定される範囲Ａから外れるときには、該電源周波数ｆsが前記範囲Ａ内に収まるように変更設定する役割を担う。

このように構成されたスイッチング電源装置本体１０に対して、このスイッチング電源装置１は更に前記ＡＭラジオ受信機２０にて受信する（受信しようとする）ラジオ放送のＡＭラジオ受信周波数（搬送波周波数）ｆcを検出し、このＡＭラジオ受信周波数ｆcに応じて前記電源周波数ｆsに対する前記上限値ｆs-maxと下限値ｆs-minとを決定し、前記電源周波数制御部１５ｂの作動を制御する電源ＩＣ制御機能を備える。この電源ＩＣ制御機能は、例えば前記スイッチング電源装置本体１０に付随して設けられたマイクロコンピュータ（マイコン）３０によって実現されるものであって、該マイクロコンピュータ３０には以下の処理機能が組み込まれる。

即ち、マイクロコンピュータ３０には、前記ＡＭラジオ受信機２０でのＡＭラジオ受信周波数ｆcを検出する受信周波数検出手段と、前記スイッチング電源装置本体１０の基本電源周波数ｆsoに基づいて前記スイッチ素子１４のスイッチング動作に伴って発生する電源高調波の前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcに近い高調波成分の次数ｎ（ｎは自然数）を求める高調波検出手段が設けられる。更にマイクロコンピュータ３０には、次数ｎの高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcよりも高いか低いかを判定し、この判定結果に従って前記スイッチングの基本電源周波数ｆso、前記高調波成分の次数ｎ、前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcおよびその帯域幅ＢＷとから、該ＡＭラジオ受信周波数ｆcに干渉しない前記電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minを決定する電源周波数幅決定手段が設けられる。

具体的には前記マイクロコンピュータ３０においては、図３にその処理の流れを示すように、先ず前記スイッチング電源装置本体１０の仕様に基づいて該スイッチング電源装置本体１０におけるスイッチングの基本電源周波数ｆsoを取得する＜電源周波数取得手段３１＞。またマイクロコンピュータ３０は、前記ＡＭラジオ受信機２０の選局情報から受信対象とするＡＭラジオ受信周波数ｆcを検出する＜受信周波数検出手段３２＞。

その上で前記マイクロコンピュータ３０は、前記基本電源周波数ｆsoと上述した如く取得した前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcとに基づいて、当該ＡＭラジオ受信周波数ｆcのＡＭラジオ放送の受信障害の要因となる前記スイッチング電源装置本体１０からの電源雑音周波数成分を決定する。具体的には前記スイッチ素子１４でのスイッチングに伴って発生して受信障害の要因となる可能性のある電源高調波成分、具体的には前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcに近い高調波成分を、その高調波の次数ｎ［＝ｆc／ｆso］として決定する＜高調波決定手段３３＞。そして上記次数ｎの電源高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcよりも高いか低いかを判定する＜周波数判定手段３４＞。

しかる後、この判定結果に従って前記スイッチングの基本電源周波数ｆso、前記電源高調波成分の次数ｎ、前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcおよびその帯域幅ＢＷとから、後述する条件式に基づく演算処理によって前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcに干渉することのない前記電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minをそれぞれ決定する＜電源周波数幅決定手段３６＞。

即ち、電源周波数幅決定手段３６は次数ｎの電源高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcよりも低い場合には、図２にその概念を示すように、次数ｎの高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcの下側の側波帯域［−ＢＷ／２］よりも低く、且つ次数［ｎ＋１］の高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcの上側の側波帯域［＋ＢＷ／２］よりも高くなる電源周波数ｆsを、その下限ｆs-minと上限ｆs-maxとしてそれぞれ求める。具体的には
ｆso×ｎ ＜ ｆc−ＢＷ／２ …（１ａ）
ｆso×(ｎ＋１) ＞ ｆc＋ＢＷ／２ …（１ｂ）
なる条件３５ａを満たすように、電源周波数ｆsに対する下限ｆs-minと上限ｆs-maxとをそれぞれ決定する。

また前記電源高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcよりも高い場合には、次数ｎの高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcの上側の側波帯域［＋ＢＷ／２］よりも高く、また次数［ｎ−１］の高調波成分が前記ＡＭラジオ受信周波数ｆcの下側の側波帯域［−ＢＷ／２］よりも低くなる電源周波数ｆsを、その上限ｆs-maxと下限ｆs-minとしてそれぞれ求める。具体的には
ｆso×(ｎ−１) ＜ ｆc−ＢＷ／２ …（２ａ）
ｆso×ｎ ＞ ｆc＋ＢＷ／２ …（２ｂ）
なる関係３５ｂを満たすように、前記電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxと下限ｆs-minをそれぞれ決定する。

そしてマイクロコンピュータ３０は、上述した如く決定した電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxと下限ｆs-minを、前記ＡＭラジオ放送の受信障害を回避する上での制御情報として、前記電源ＩＣ１５の電源周波数制御部１５ｂに与える＜通知手段３７＞。尚、このような電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxと下限ｆs-minの決定とその通知は、例えばＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcが変更される都度、実行される。

しかしＡＭラジオ放送に対する複数の受信周波数ｆcがプリセットされた際、プリセットされた複数の受信周波数ｆcのそれぞれに対応する電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minをそれぞれ決定し、これらの情報を一括して前記電源周波数制御部１５ｂに与えるようにしても良い。この場合、前記電源周波数制御部１５ｂにおいては、受信周波数ｆcが選択（選局）された際、選局された受信周波数ｆcに応じて当該受信周波数ｆcに対して予め決定されて通知された上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minを求めるように構成しておけば良い。

一方、前記電源周波数制御部１５ｂにおいては、先ず前記電源周波数検出手段１５ａにて検出された実際の電源周波数ｆsに従って当該電源周波数ｆsが、予めスイッチング電源装置本体１０の仕様として定められた電源周波数（動作周波数）の可変可能な範囲内であるか否かをセルフチェックする＜チェック手段３８＞。そして前記電源周波数ｆsに異常がないとき、前述した如く決定された電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minと前記電源周波数ｆsとを比較し、該電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲内に収まっているか否かを判定する。

この電源周波数ｆsのチェックについては、前述したように電圧制御型の発振器を用いて前記電源周波数ｆsを規定するパルス信号を生成する場合、周波数・電圧変換回路（図示せず）を用いて前記電源周波数検出手段１５ａにて検出された電源周波数ｆsを電圧情報に変換し、この電圧情報を用いて実行することが好ましい。具体的には電源周波数ｆsを示す検出電圧と、前記電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minをそれぞれ示す判定閾値電圧とをそれぞれ比較して、その周波数の大小を判定すれば良い。

そして前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲内にあるときには、前述したようにＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcと高調波とが干渉することがないとして当該電源周波数ｆsを維持する。また前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲から外れるときには該電源周波数ｆsを変更し、上記範囲内に含まれるように補正する＜電源周波数制御手段３９＞。この電源周波数ｆsの補正（変更設定）は、前記スイッチング電源装置本体１０の仕様として定められた電源周波数（動作周波数）の許容された可変範囲内で実行される。

この結果、スイッチング電源装置本体１０は、仕様として定められた電源周波数（動作周波数）の範囲内において、且つ前記上限ｆs-maxと下限ｆs-minとにより規定される範囲内において決定された電源周波数ｆsで前記スイッチ素子１４をオン・オフ駆動することになる＜駆動手段４０＞。従っその高調波成分が選局されたＡＭラジオ放送の周波数帯域と干渉することがなくなり、ＡＭラジオ放送の受信障害を効果的に回避することが可能となる。しかも前記電源周波数ｆsをセルフチェックしながらスイッチング電源装置本体１０を安定的に動作させることができるので、電源ラインを介する不本意な伝導ノイズの発生も効果的に抑制することができ、その実用的利点が多大である。

更にはシャント抵抗１８を介して前記スイッチ素子１４に流れる電流を検出することで該スイッチ素子１４を過電流から保護する前記電源ＩＣ１５が基本的に備える機能を有効に活用し、上記電流から該スイッチ素子１４をオン・オフ駆動する実際の電源周波数ｆsを検出するので、その検出自体が簡単である。そして前述したセルフチェックによって前記電源周波数ｆsの異常が検出された場合には、例えばスイッチング電源装置本体１０の動作を停止させ、その異常を報知することで該スイッチング電源装置１の異常に起因するトラブルを事前に回避することが可能となる等の二次的な効果も奏せられる。

ここで受信周波数ｆcに干渉することのない、上述した電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxと下限ｆs-minについて具体的に説明する。例えばＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcが５４０ｋＨzである場合、該ＡＭラジオ放送の受信障害の要因となる可能性のある高調波電源ノイズの次数ｎは
ｎ＝ｆc／ｆso＝５４０ｋＨz／１００ｋＨz＝５.４（⇒５）
として決定される。そしてこの場合、高調波電源ノイズの周波数（次数ｎの高調波成分）がＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも低いので、前述した(１ａ)式に数値ｆc（＝５４０ｋＨz），ｎ（＝５），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxを
ｆs×５ ＜ ５４０ｋＨz−１５ｋＨz／２
ｆs ＜ １０６.５ｋＨz ⇒ ｆs-max ＜ １０６ｋＨz
として決定する。

また前述した(１ｂ)式に数値ｆc（＝５４０ｋＨz），ｎ（＝５），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する下限ｆs-minを
ｆs×（５＋１） ＞ ５４０ｋＨz＋１５ｋＨz／２
ｆs ＞ ９１.２５ｋＨz ⇒ ｆs-min ＞ ９２ｋＨz
として決定する。そして電源周波数ｆsを上記９２ｋＨz〜１０６ｋＨzの範囲内に設定する。この結果、図２に示したようにその高調波成分とＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとの干渉を防止し、その受信障害を回避することが可能となる。

同様にＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcが８６４ｋＨzである場合、該ＡＭラジオ放送の受信障害の要因となる可能性のある高調波電源ノイズの次数ｎは
ｎ＝ｆc／ｆso＝８６４ｋＨz／１００ｋＨz＝８.６４（⇒９）
として決定される。そしてこの場合、高調波電源ノイズの周波数がＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも高いので、前述した(２ａ)式に数値ｆc（＝８６４ｋＨz），ｎ（＝９），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxを
ｆs×（９−１） ＜ ８６４ｋＨz−１５ｋＨz／２
ｆs ＜ １０７.１ｋＨz ⇒ ｆs-max ＜ １０７ｋＨz
として決定する。

また前述した(２ｂ)式に数値ｆc（＝８６４ｋＨz），ｎ（＝９），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する下限ｆs-minを
ｆs×（９） ＞ ８６４ｋＨz＋１５ｋＨz／２
ｆs ＞ ９６.８ｋ ⇒ ｆs-min ＞ ９７ｋＨz
として決定する。そして電源周波数ｆsを上記９７ｋＨz〜１０７ｋＨzの範囲内に設定すれば、図２に示したようにその高調波成分とＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとの干渉を防止し、その受信障害を回避することが可能となる。

更にＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcが１５１２ｋＨzである場合には、該ＡＭラジオ放送の受信障害の要因となる可能性のある高調波電源ノイズの次数ｎを
ｎ＝ｆc／ｆso＝１５１２ｋＨz／１００ｋＨz＝１５.１２（⇒１５）
として決定する。そしてこの場合、高調波電源ノイズの周波数がＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも低いので、前述した(１ａ)式に数値ｆc（＝１５１２ｋＨz），ｎ（＝１５），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxを
ｆs×１５ ＜ １５１２ｋＨz−１５ｋＨz／２
ｆs ＜ １００.３ｋＨz ⇒ ｆs-max ＜ １００ｋＨz
として決定する。

また前述した(１ｂ)式に数値ｆc（＝１５１２ｋＨz），ｎ（＝１５），ＢＷ（＝１５ｋＨz；一定）をそれぞれ代入することで、電源周波数ｆsに対する下限ｆs-minを
ｆs×（１５＋１） ＞ １５１２ｋＨz＋１５ｋＨz／２
ｆs ＞ ９４.９ｋＨz ⇒ ｆs-min ＞ ９５ｋＨz
として決定する。そして電源周波数ｆsを上記９５ｋＨz〜１００ｋＨzの範囲内に設定すれば、図２に示したようにその高調波成分とＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとの干渉を防止し、その受信障害を回避することが可能となる。

尚、基本電源周波数ｆsoに対する許容誤差（許容可変幅）が±１０％である場合、基本電源周波数ｆsoが１００ｋＨzのスイッチング電源装置本体１０における電源周波数ｆsの可変可能な範囲は９０ｋＨz〜１１０ｋＨzとなる。従ってこの周波数範囲内において前記電源周波数ｆsを変化させて受信障害を回避しても、前記スイッチング電源装置本体１０の動作自体に異常が生じることはない。

以上のようにしてＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに応じて電源周波数ｆsに対する上限ｆs-maxと下限ｆs-minを求め、この周波数範囲内において電源周波数ｆsを設定する本スイッチング電源装置１によれば、電源周波数ｆsの高調波成分と受信対象とするＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとの干渉を確実に、且つ効果的に避けることができる。特に受信可能なＡＭラジオ放送の周波数は地域によって異なるが、本スイッチング電源装置１を搭載した車両の位置（車両の移動地域）に応じて受信対象とするＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcを検出すると共に、実際の電源周波数ｆsを検出しながら該電源周波数ｆsを上述したように制御するので、適応的にＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcとの干渉を避けることができる。

従ってＡＭラジオ放送の受信障害を招来することなく高調波電源ノイズを低減することが可能となる。また二次的にはスイッチング電源装置１に搭載するフィルタの仕様を緩和し、また電磁波に対するシールド構造を簡易化することが可能となる。更には電源ＩＣ１５の機能を改良するだけでＡＭラジオ放送の受信障害に対処することが可能となるので、簡易にコストダウンを図り得る等の効果が期待できる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばここでは基本電源周波数ｆsoを１００ｋＨzとして説明したが、別の基本電源周波数ｆsoでスイッチングするＤＣ・ＤＣコンバータにおいても本発明を同様に適用可能なことは言うまでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ スイッチング電源装置
１０ スイッチング電源装置本体（ＤＣ・ＤＣコンバータ）
１１ 絶縁トランス
１２ インダクタ
１３ 入力コンデンサ
１４ 半導体スイッチング素子（スイッチ素子）
１５ 電源ＩＣ
１５ａ 電源周波数検出部
１５ｂ 電源周波数制御部
１６ 整流ダイオード
１７ 出力コンデンサ
１８ シャント抵抗
２０ ＡＭラジオ受信機（電子機器）
３０ マイクロコンピュータ（マイコン）

Claims (5)

1. 電源周波数ｆsでオン・オフ駆動される半導体スイッチング素子を用いて直流電力をスイッチングすると共に、スイッチングされた電力を整流・平滑化してＡＭラジオ受信機を含む電子機器に直流電圧を供給するスイッチング電源装置本体と、
   ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcを検出する受信周波数検出手段と、
   前記半導体スイッチング素子をオン・オフ駆動する電源周波数ｆsを検出する電源周波数検出手段と、
   前記半導体スイッチング素子をオン・オフ駆動する基本電源周波数ｆsoに基づいて該半導体スイッチング素子のスイッチング動作に伴って発生する電源高調波の前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに近い高調波成分の次数ｎ（ｎは自然数）を［ｆc／ｆso］により求める高調波検出手段と、
   この高調波検出手段にて求められた次数ｎの高調波成分が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも高いか低いかを判定する周波数判定手段と、
   この判定結果に従って前記スイッチングの基本電源周波数ｆso、前記高調波成分の次数ｎ、前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcおよびその帯域幅ＢＷとから、該ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcに干渉しない前記電源周波数ｆsの上限ｆs-maxおよび下限ｆs-minを決定する電源周波数幅決定手段と、
   決定した電源周波数ｆsの前記上限ｆs-maxおよび前記下限ｆs-minと前記電源周波数ｆsとを比較して、該電源周波数ｆsを前記上限ｆs-maxおよび前記下限ｆs-minにより規定される範囲内に設定する電源周波数制御手段と
   を具備したスイッチング電源装置であって、
   前記電源周波数制御手段は、前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと前記下限ｆs-minとにより規定される範囲内にあるときには当該電源周波数ｆsを維持し、前記電源周波数ｆsが前記上限ｆs-maxと前記下限ｆs-minとにより規定される範囲から外れるときには該電源周波数ｆsを上記範囲内に含まれるように補正することを特徴とするスイッチング電源装置。
   
   
2. 前記電源周波数幅決定手段は、前記次数ｎの高調波成分［ｆso×ｎ］が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも高いときには
   ｆso×ｎ ＞ ｆc＋ＢＷ／２，ｆso×(ｎ−１) ＜ ｆc−ＢＷ／２
   なる関係を満たし、前記次数ｎの高調波成分［ｆso×ｎ］が前記ＡＭラジオ放送の受信周波数ｆcよりも低いときには
   ｆso×(ｎ＋１) ＞ ｆc＋ＢＷ／２，ｆso×ｎ ＜ ｆc−ＢＷ／２
   なる関係を満たす前記電源周波数ｆsの前記上限ｆs-maxと前記下限ｆs-minとをそれぞれ求めるものである請求項１に記載のスイッチング電源装置。
3. 前記電源周波数検出手段は、前記半導体スイッチング素子を介して流れる電流から該半導体スイッチング素子をオン・オフ駆動する電源周波数ｆsを検出するものである請求項１または２に記載のスイッチング電源装置。
4. 前記電源周波数制御手段は、スイッチング電源装置の仕様に基づいて定められた周波数範囲内において、前記上限ｆs-maxと前記下限ｆs-minとにより規定される範囲で前記電源周波数ｆsを決定するものである請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
5. 前記電源周波数制御手段は、前記電源周波数検出手段にて検出された前記電源周波数ｆsに従って当該電源周波数ｆsが、予めスイッチング電源装置の仕様として定められた周波数の可変可能な範囲内であるか否かをセルフチェックし、当該セルフチェックによって前記電源周波数ｆsの異常が検出された場合には、スイッチング電源装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチング電源装置。