JP6968638B2 - スイッチング周波数がジッタ周波数に近づくときにジッタ周波数を変調すること - Google Patents
スイッチング周波数がジッタ周波数に近づくときにジッタ周波数を変調すること Download PDFInfo
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Description
本出願は、米国特許法第119条(e)に規定された、2016年9月15日に出願された米国仮特許出願第62/394,930号、および、2016年9月16日に出願された米国仮特許出願第62/395,942号に基づく優先権を主張し、両出願が参照により全体として本明細書に組み込まれる。
(付記項1)
電力変換装置において使用される制御装置であって、
スイッチ制御装置からドライブ信号を受信して、ジッタ信号を生成するように結合されたジッタ生成器回路と、
エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合されたスイッチ制御装置であって、
スイッチ制御装置が、電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合され、
スイッチ制御装置が、電流検出信号とジッタ信号とに応答して、電力スイッチのスイッチングを制御するドライブ信号を生成して、電力変換装置の入力から電力変換装置の出力へのエネルギーの伝達を制御するように結合された、
スイッチ制御装置と、
を備える、制御装置。
(付記項2)
ジッタ生成器が、ドライブ信号に応答して、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたか否かを示す保持信号を生成するように結合されたタイマー回路を含む、
付記項1に記載の制御装置。
(付記項3)
ジッタ生成器回路が、ジッタ信号を生成するように結合されたコンデンサを含み、
コンデンサが、ジッタ信号が第1の電圧基準未満である場合に、第1の電流源により充電されるように結合され、
コンデンサが、ジッタ信号が第2の電圧基準より大きい場合に、第2の電流源により放電されるように結合された、
付記項2に記載の制御装置。
(付記項4)
保持信号が、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、コンデンサの充電を停止するように結合された、
付記項3に記載の制御装置。
(付記項5)
保持信号が、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、コンデンサの放電を停止するように結合された、
付記項3に記載の制御装置。
(付記項6)
ジッタ信号が、三角波形である、
付記項1に記載の制御装置。
(付記項7)
ジッタ信号が、のこぎり波形である、
付記項1に記載の制御装置。
(付記項8)
ジッタ生成器回路が、
コンデンサの一端部に結合された第1の入力と電圧基準に結合された第2の入力とを含む比較器と、
比較器の反転出力に結合された第1の入力とタイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第1の論理ゲートであって、
第1の論理ゲートが、第2のスイッチを有効化または無効化するように結合された、
第1の論理ゲートと、
比較器の出力に結合された第1の入力とタイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第2の論理ゲートであって、
第2の論理ゲートが、有効化されるように、または第3のスイッチを無効化するように結合された、
第2の論理ゲートと、
を備える、
付記項3に記載の制御装置。
(付記項9)
電圧基準の値が、比較器の出力に応答して、選択される、
付記項8に記載の制御装置。
(付記項10)
電力変換装置であって、
電力変換装置の入力と電源の出力との間に結合されたエネルギー伝達素子と、
制御装置と、
を備え、
制御装置が、
スイッチ制御装置からドライブ信号を受信して、ジッタ信号を生成するように結合されたジッタ生成器回路と、
エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合されたスイッチ制御装置と、
を含み、
スイッチ制御装置が、電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合され、
スイッチ制御装置が、電力スイッチのスイッチングを制御するドライブ信号を生成するように結合された、
電力変換装置。
(付記項11)
ジッタ生成器は、ドライブ信号に応答して、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたか否かを示す保持信号を生成するように結合されたタイマー回路を含む、
付記項10に記載の電力変換装置。
(付記項12)
ジッタ生成器回路が、ジッタ信号を生成するように結合されたコンデンサを含み、
コンデンサが、ジッタ信号が第1の電圧基準未満である場合に、第1の電流源により充電されるように結合され、
コンデンサが、ジッタ信号が第2の電圧基準より大きい場合に、第2の電流源により放電されるように結合された、
付記項11に記載の電力変換装置。
(付記項13)
保持信号が、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、コンデンサの充電を停止するように結合された、
付記項12に記載の電力変換装置。
(付記項14)
保持信号が、ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、コンデンサの放電を停止するように結合された、
付記項12に記載の電力変換装置。
(付記項15)
ジッタ信号が、三角波形である、
付記項10に記載の電力変換装置。
(付記項16)
ジッタ信号が、のこぎり波形である、
付記項10に記載の電力変換装置。
(付記項17)
ジッタ生成器回路が、
コンデンサの一端部に結合された第1の入力と電圧基準に結合された第2の入力とを含む比較器と、
比較器の反転出力に結合された第1の入力とタイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第1の論理ゲートであって、
第1の論理ゲートが、第2のスイッチを有効化または無効化するように結合された、
第1の論理ゲートと、
比較器の出力に結合された第1の入力とタイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第2の論理ゲートであって、
第2の論理ゲートが、有効化されるように、または第3のスイッチを無効化するように結合された、
第2の論理ゲートと、
を備える、
付記項12に記載の電力変換装置。
(付記項18)
電圧基準の値が、比較器の出力に応答して、選択される、
付記項17に記載の電力変換装置。
(付記項19)
電源の出力に結合されて電源の出力を整流する整流器をさらに備える、
付記項10に記載の電力変換装置。
(付記項20)
整流器が、ダイオードを備える、
付記項19に記載の電力変換装置。
(付記項21)
整流器が、電力変換装置の出力を整流するように結合されたスイッチを備える同期整流器回路である、
付記項19に記載の電力変換装置。
(付記項22)
フィードバック信号に応答して、電力変換装置の出力を整流する同期整流器回路により受信されるように結合された二次制御信号を生成するように結合された二次制御装置をさらに備える、
付記項21に記載の電力変換装置。
Claims (21)
- スイッチング電力変換装置において使用される制御装置であって、
スイッチ制御装置からドライブ信号を受信して、周波数変調されたジッタ信号を生成するように結合されたジッタ生成器回路であって、前記ジッタ生成器回路が、前記ドライブ信号に応答して、前記ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたか否かを示す保持信号を生成するように結合されたタイマー回路を含む、前記ジッタ生成器回路と、
エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合された前記スイッチ制御装置であって、
前記スイッチ制御装置が、前記電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記電流検出信号と前記周波数変調されたジッタ信号とに応答して、前記電力スイッチのスイッチングを制御する前記ドライブ信号を生成して、前記スイッチング電力変換装置の入力から前記スイッチング電力変換装置の出力へのエネルギーの伝達を制御するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記周波数変調されたジッタ信号を使用して、前記電力スイッチの可変電流制限値、周波数、オン期間、またはオフ期間のうちの1つを調節する、
前記スイッチ制御装置と、
を備える、制御装置。 - 前記ジッタ生成器回路が、前記周波数変調されたジッタ信号を生成するように結合されたコンデンサを含み、
前記コンデンサが、前記周波数変調されたジッタ信号が第1の電圧基準未満である場合に、第1の電流源により充電されるように結合され、
前記コンデンサが、前記周波数変調されたジッタ信号が第2の電圧基準より大きい場合に、第2の電流源により放電されるように結合された、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記保持信号が、前記ドライブ信号のパルスが前記第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、前記コンデンサの充電を停止するように結合された、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記保持信号が、前記ドライブ信号のパルスが前記第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、前記コンデンサの放電を停止するように結合された、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記ドライブ信号のパルスの周波数が前記第1の閾値周波数未満において検出されたとき、スイッチング周波数が下げられるのに伴って前記周波数変調されたジッタ信号の周波数が下げられる、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記周波数変調されたジッタ信号が、三角波形である、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記周波数変調されたジッタ信号が、のこぎり波形である、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記ジッタ生成器回路が、
前記コンデンサの一端部に結合された第1の入力と電圧基準に結合された第2の入力とを含む比較器と、
前記比較器の反転出力に結合された第1の入力と前記タイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第1の論理ゲートであって、前記第1の論理ゲートが、第2のスイッチを有効化または無効化するように結合された、前記第1の論理ゲートと、
前記比較器の出力に結合された第1の入力と前記タイマー回路の前記出力に結合された第2の入力とを含む第2の論理ゲートであって、前記第2の論理ゲートが、第3のスイッチを有効化または無効化するように結合された、前記第2の論理ゲートと、
を備える、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記電圧基準の値が、前記比較器の前記出力に応答して、選択される、
請求項8に記載の制御装置。 - スイッチング電力変換装置であって、
前記スイッチング電力変換装置の入力と前記スイッチング電力変換装置の出力との間に結合されたエネルギー伝達素子と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、
スイッチ制御装置からドライブ信号を受信して、周波数変調されたジッタ信号を生成するように結合されたジッタ生成器回路であって、前記ジッタ生成器回路が、前記ドライブ信号に応答して、前記ドライブ信号のパルスが第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたか否かを示す保持信号を生成するように結合されたタイマー回路を含む、前記ジッタ生成器回路と、
前記エネルギー伝達素子に結合された電力スイッチに結合された前記スイッチ制御装置と、
を含み、
前記スイッチ制御装置が、前記電力スイッチを通るドレイン電流を表す電流検出信号を受信するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記電力スイッチのスイッチングを制御する前記ドライブ信号を生成するように結合され、
前記スイッチ制御装置が、前記周波数変調されたジッタ信号を使用して、前記電力スイッチの可変電流制限値、周波数、オン期間、またはオフ期間のうちの1つを調節する、
スイッチング電力変換装置。 - 前記ジッタ生成器回路が、前記周波数変調されたジッタ信号を生成するように結合されたコンデンサを含み、
前記コンデンサが、前記周波数変調されたジッタ信号が第1の電圧基準未満である場合に、第1の電流源により充電されるように結合され、
前記コンデンサが、前記周波数変調されたジッタ信号が第2の電圧基準より大きい場合に、第2の電流源により放電されるように結合された、
請求項10に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記保持信号が、前記ドライブ信号のパルスが前記第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、前記コンデンサの充電を停止するように結合された、
請求項11に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記保持信号が、前記ドライブ信号のパルスが前記第1の閾値周波数未満の周波数において検出されたときに、前記コンデンサの放電を停止するように結合された、
請求項11に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記周波数変調されたジッタ信号が、三角波形である、
請求項10に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記周波数変調されたジッタ信号が、のこぎり波形である、
請求項10に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記ジッタ生成器回路が、
前記コンデンサの一端部に結合された第1の入力と電圧基準に結合された第2の入力とを含む比較器と、
前記比較器の反転出力に結合された第1の入力と前記タイマー回路の出力に結合された第2の入力とを含む第1の論理ゲートであって、前記第1の論理ゲートが、第2のスイッチを有効化または無効化するように結合された、前記第1の論理ゲートと、
前記比較器の出力に結合された第1の入力と前記タイマー回路の前記出力に結合された第2の入力とを含む第2の論理ゲートであって、前記第2の論理ゲートが、第3のスイッチを有効化または無効化するように結合された、前記第2の論理ゲートと、
を備える、
請求項11に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記電圧基準の値が、前記比較器の前記出力に応答して、選択される、
請求項16に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記スイッチング電力変換装置の前記出力に結合されて前記スイッチング電力変換装置の前記出力を整流する整流器をさらに備える、
請求項10に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記整流器が、前記スイッチング電力変換装置の前記出力を整流するように結合されたスイッチを備える同期整流器回路である、
請求項18に記載のスイッチング電力変換装置。 - フィードバック信号に応答して、前記スイッチング電力変換装置の前記出力を整流する前記同期整流器回路により受信されるように結合された二次制御信号を生成するように結合された二次制御装置をさらに備える、
請求項19に記載のスイッチング電力変換装置。 - 前記ジッタ生成器回路が、前記二次制御装置に実装された、
請求項20に記載のスイッチング電力変換装置。
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