JPH07245942A - ランダムスイッチング電源 - Google Patents

ランダムスイッチング電源

Info

Publication number
JPH07245942A
JPH07245942A JP3674394A JP3674394A JPH07245942A JP H07245942 A JPH07245942 A JP H07245942A JP 3674394 A JP3674394 A JP 3674394A JP 3674394 A JP3674394 A JP 3674394A JP H07245942 A JPH07245942 A JP H07245942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
output
power supply
load
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3674394A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Nishizawa
健治 西澤
Yoshihiro Okano
芳洋 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP3674394A priority Critical patent/JPH07245942A/ja
Publication of JPH07245942A publication Critical patent/JPH07245942A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】比較的簡単な回路構成で実質的なランダムスイ
ッチング動作が得られるランダムスイッチング電源を実
現することにある。 【構成】スイッチング周波数をランダムに変化させるこ
とにより雑音スペクトルのピークレベルを低減させるよ
うに構成されたランダムスイッチング電源において、出
力負荷の変動をスイッチング制御回路のスイッチング信
号発振系統に注入する手段を設け、出力負荷の変動に応
じてスイッチング周波数を変化させることを特徴とする
もの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はランダムスイッチング電
源に関し、詳しくは、スイッチング周波数のランダム制
御の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スイッチング電源は半導体スイッチを高
周波でオンオフするように構成されたものであり、小形
で軽量で効率が高いことから、各種の電子機器の内部電
源として広く使用されている。ところで、このようなス
イッチング電源のスイッチングに伴う雑音対策の一つと
して、スイッチング雑音の周波数領域でのピークレベル
の低減に効果的な「ランダムスイッチング」の手法が提
案されている。これについては、例えば1992年2月
28日に社団法人・日本能率協会の主催で開催された
「スイッチング電源システムシンポジウム」の「セッシ
ョン8,EMC」で配付された資料S8−1−1〜S8
−1−9「ランダム・スイッチングによる雑音制御技
術」にも記載されている。
【0003】図4は上記資料に記載されているランダム
スイッチング電源の一例を示す回路図である。図におい
て、1はスイッチングコンバータ部であり、直流入力電
圧をスイッチングにより交流電圧に変換してトランスに
加え、トランスの出力を整流平滑して直流出力電圧を得
るように構成されている。この直流出力電圧は負荷2に
加えられるとともに、スイッチング制御回路3を構成す
る誤差増幅器4の一方の入力端子にも加えられている。
スイッチング制御回路3において、誤差増幅器4の他方
の入力端子には基準電圧発生部5から基準電圧が加えら
れている。誤差増幅器4の出力信号はコンパレータ6の
一方の入力端子に加えられている。コンパレータ6の他
方の入力端子には鋸波発生器7の出力信号が加えられて
いる。鋸波発生器7には雑音発生器8の出力信号が加え
られている。このような図4の回路はPWM(パルス幅
変調)回路を変形したものであって、鋸波を白色雑音出
力で変調するように構成されている。
【0004】図5は図4の動作を説明するタイミングチ
ャートである。すなわち、(a)に示すように、雑音発生
器8の白色雑音出力信号が鋸波発生器7の出力信号でサ
ンプルされる。そして、(b)に示すように、鋸波発生器
7の出力信号のピーク値は一定に保ちながら、鋸波の傾
斜がサンプルされた白色雑音出力信号によって変調され
る。これら変調された鋸波出力信号と誤差増幅器4の出
力信号に基づいて、(c)に示すようにPWM信号が生成
され、スイッチングコンバータ部1の主スイッチに加え
られる。
【0005】このように構成される制御回路は前述のよ
うにPWM回路の変形であり、以下のような利点を持っ
ている。 主スイッチのスイッチング周期は白色雑音に従ってラ
ンダムに変化するが、主スイッチのデューテイレシオは
一定に保たれる。 鋸波のピーク・ピーク値は一定に保たれているので、
スイッチング周期の変化にかかわらず、制御回路の伝達
特性も一定になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回路では、スイッチング制御回路に雑音発生器を設
けていることから、回路構成が複雑になるという問題点
がある。本発明は、このような従来の問題点を解決する
ものであって、その目的は、比較的簡単な回路構成で実
質的なランダムスイッチング動作が得られるランダムス
イッチング電源を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のランダムスイッ
チング電源は、スイッチング周波数をランダムに変化さ
せることにより雑音スペクトルのピークレベルを低減さ
せるように構成されたランダムスイッチング電源におい
て、出力負荷の変動をスイッチング制御回路のスイッチ
ング信号発振系統に注入する手段を設け、出力負荷の変
動に応じてスイッチング周波数を変化させることを特徴
とする。
【0008】
【作用】スイッチング周波数は実質的に負荷の変動に応
じてランダムに変化する。これにより、雑音スペクトル
のピークレベルは分散されて低減される。
【0009】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の原理ブロック図であり、図4と共通
する部分には同一の符号を付けている。図1と図5の異
なる点は、図5では雑音発生器8の出力信号を鋸波発生
器7に加えてスイッチング周波数をランダムに変化させ
ているのに対し、図1ではスイッチングコンバータ部1
の負荷検出信号を鋸波発生器7に加えて鋸波の周期を変
化させることによりスイッチング周波数をランダムに変
化させていることである。
【0010】図2は図1の具体的な回路例図であって、
フライバック方式のスイッチング電源の例を示したもの
であり、図1と共通する部分には同一の符号を付けてい
る。図2において、E1は直流電源または交流電源の出
力を整流した後の直流電圧であり、入力端子TA,TB
に接続されている。Tはトランスであり、1次側のエネ
ルギーを2次側に伝達するように機能する。このトラン
スTの1次側には入力電圧が加えられる主巻線W11とス
イッチング制御回路3に電源を供給するための補助巻線
12が巻回され、2次側には出力用の2次巻線W2が巻
回されている。主巻線W11の一端は入力端子TAに接続
され、他端はスイッチ素子Qとして用いるFETのドレ
イン(ソース)に接続されている。スイッチ素子Qのゲ
ートにはコンパレータ6の出力端子が接続され、ソース
(ドレイン)は入力端子TBおよび補助巻線W12の一端
に接続されている。補助巻線W12の他端には整流用のダ
イオードD1のアノードが接続されている。ダイオード
1のカソードには平滑用のコンデンサC1の一端が接続
されるとともに集積回路化されたスイッチング制御回路
3の電源端子が接続されている。2次巻線W2の一端に
は整流用のダイオードD2のアノードが接続され、ダイ
オードD2のカソードには平滑用のコンデンサC2の一端
が接続されるとともに出力端子TCが接続されている。
2次巻線W2の他端にはコンデンサC2の他端が接続され
るとともに出力端子TDが接続されている。出力端子TC
はフォトカプラPCを介して誤差増幅器4の入力端子に
接続されている。すなわち、誤差増幅器4には出力電圧
2が帰還されている。RONは鋸波発生器7の出力信号
のオンデューティを決定する抵抗であって、入力端子T
Bと鋸波発生器7の端子TONの間に接続されている。R
OFFは鋸波発生器7の出力信号のオンデューティを決定
する抵抗であって、入力端子TBと鋸波発生器7の端子
OFFの間に接続されている。コンデンサCFは鋸波発生
器7の発振周波数を決定するものであって、入力端子T
Bと鋸波発生器7の端子TFの間に接続されている。
【0011】ここで、トランスTには、出力巻線とし
て、スイッチング制御回路3に電源を供給するための補
助巻線W12と図示しない負荷に出力を供給するための2
次巻線W2との2つが巻回されている。従って、出力負
荷変動によってスイッチ素子Qに接続されている1次巻
線W11に流れる電流量が変化すると、スイッチング制御
回路3に電源を供給するための補助巻線W12の出力電圧
も変化することになり、出力負荷変動がスイッチング制
御回路3の電源電圧の変動として表れることになる。ス
イッチング制御回路3を補助巻線W12の負荷としてみる
と、ほぼ一定の負荷と考えてよい。従って、1次巻線W
11に流れる電流量の変化は補助巻線W12の出力電圧に大
きな変動を与えることになる。
【0012】ここまでの構成は、一定の周波数で発振す
るPWM形のスイッチング制御回路用の集積回路を使用
した従来から公知のフライバック方式のスイッチング電
源である。図2の本発明の実施例では、このような従来
公知の回路構成のダイオードD2のカソードと抵抗RON
との間に交流結合用のコンデンサC3を接続し、補助巻
線W12の出力電圧の変動分を鋸波発生器7の端子TON
与えるようにしている。
【0013】このように構成される回路の動作を説明す
る。図3は図2のコンデンサC3が接続されておらず出
力電圧のフィードバックや過電流保護回路(図示せず)
が働いていない状態での要部の波形図で、(A)は端子
Fの電圧波形、(B)は最大オンデューティ時におい
てスイッチング制御回路3からスイッチ素子Qに加えら
れる出力波形である。鋸波の上り勾配部分が出力をオン
できる期間で下り勾配部分が出力を必ずオフできる期間
になる。ここで、上り勾配の傾きは抵抗RONとコンデン
サCFの積で決定され、下り勾配の傾きは抵抗ROFFとコ
ンデンサCFの積で決定される。出力電圧のフィードバ
ックや過電流保護回路が働いた時は、上り勾配の途中で
出力波形がLレベルになる。実際のスイッチング制御回
路用の集積回路の具体例では、コンデンサCFは例えば
端子TONに流れる電流と等しい電流で充電され、端子T
OFFに流れる電流と端子TONに流れる電流の1/16の
電流との和で放電する。
【0014】図2の回路では、ダイオードD2のカソー
ドと抵抗RONとの間に交流結合用のコンデンサC3を接
続することにより補助巻線W12の出力電圧の変動分を鋸
波発生器7の端子TONに与えるようにしているので、補
助巻線W12の出力電圧の変動に応じて端子TONに流れる
電流が変化する。前述のように端子TONに流れる電流と
コンデンサCFの充電電流は同量であることから端子T
ONに流れる電流が変化することによってコンデンサCF
の充電電流も変化し、スイッチング制御回路3の出力信
号のオンデューティが変化する。また、オフデューティ
についても端子TONに流れる電流が影響していることか
ら若干変化し、結果的には補助巻線W12の出力電圧の変
動分に応じてスイッチング制御回路3の出力信号の周期
が変化することによって周波数も変化することになる。
【0015】すなわち、図2の実施例によれば、コンデ
ンサC3を1個追加接続するだけの簡単な構成でスイッ
チング周波数は実質的にランダムに変化することにな
り、一定のスイッチング周波数で動作させる場合に比べ
て雑音スペクトルのピークレベルは分散されて低減され
る。このように構成されるランダムスイッチング電源を
高感度測定記録を行うレコーダに組み込んだところ、微
小入力記録に対するノイズ低減効果が顕著に得られるこ
とを確認できた。
【0016】なお、図2の実施例では抵抗RONに電圧変
動を加えることにより主として鋸波のオンデューティを
変化させてスイッチング周波数をランダムに変化させる
例を説明したが、抵抗ROFFやコンデンサCFに電圧変動
を加えるようにしても同様な周波数変化が得られる。ま
た、コンパレータ6の比較電圧が外部から調整できるよ
うに構成されている場合には、比較電圧に前記のような
電圧変動を加えるようにしてもよい。
【0017】また、2次側の出力電流の変動を検出し、
その変動分でスイッチング周波数をランダムに変化させ
るようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的簡単な回路構成で実質的なランダムスイッチング
動作が得られるランダムスイッチング電源を実現でき、
高感度測定を行う測定器の電源などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】図1の具体例の回路図である。
【図3】図2の要部の波形図である。
【図4】従来の装置の一例を示すブロック図である。
【図5】図4のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 スイッチングコンバータ部 2 負荷 3 スイッチング制御回路(集積回路) 4 誤差増幅器 5 基準電圧発生部 6 コンパレータ 7 鋸波発生器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング周波数をランダムに変化させ
    ることにより雑音スペクトルのピークレベルを低減させ
    るように構成されたランダムスイッチング電源におい
    て、 出力負荷の変動をスイッチング制御回路のスイッチング
    信号発振系統に注入する手段を設け、出力負荷の変動に
    応じてスイッチング周波数を変化させることを特徴とす
    るランダムスイッチング電源。
JP3674394A 1994-03-08 1994-03-08 ランダムスイッチング電源 Pending JPH07245942A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3674394A JPH07245942A (ja) 1994-03-08 1994-03-08 ランダムスイッチング電源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3674394A JPH07245942A (ja) 1994-03-08 1994-03-08 ランダムスイッチング電源

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07245942A true JPH07245942A (ja) 1995-09-19

Family

ID=12478213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3674394A Pending JPH07245942A (ja) 1994-03-08 1994-03-08 ランダムスイッチング電源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07245942A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507119A (ja) * 1999-09-17 2004-03-04 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド スイッチング周波数ディザリングによるemiの低減
JP2005160128A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Cosel Co Ltd スイッチング信号変調回路
JP2009142085A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Panasonic Corp エネルギー伝達装置およびエネルギー伝達制御用半導体装置
JP2010140421A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Fujitsu Ltd 電源回路、情報処理装置および電源制御方法
US20110311260A1 (en) * 2010-06-22 2011-12-22 Canon Kabushiki Kaisha Switching power source and image forming apparatus having the same
CN102299636A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 佳能株式会社 开关电源和包括该开关电源的图像形成装置
US9184664B2 (en) 2011-04-14 2015-11-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device provided with switching power supply device with intermittent oscillation control

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507119A (ja) * 1999-09-17 2004-03-04 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド スイッチング周波数ディザリングによるemiの低減
JP2005160128A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Cosel Co Ltd スイッチング信号変調回路
JP4494763B2 (ja) * 2003-11-20 2010-06-30 コーセル株式会社 スイッチング信号変調回路
JP2009142085A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Panasonic Corp エネルギー伝達装置およびエネルギー伝達制御用半導体装置
JP2010140421A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Fujitsu Ltd 電源回路、情報処理装置および電源制御方法
US20110311260A1 (en) * 2010-06-22 2011-12-22 Canon Kabushiki Kaisha Switching power source and image forming apparatus having the same
CN102299637A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 佳能株式会社 开关电源和具有该开关电源的图像形成设备
CN102299636A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 佳能株式会社 开关电源和包括该开关电源的图像形成装置
US8774669B2 (en) 2010-06-22 2014-07-08 Canon Kabushiki Kaisha Switching power source and image forming apparatus including the same
US9025975B2 (en) 2010-06-22 2015-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Switching power source and image forming apparatus having the same
US9184664B2 (en) 2011-04-14 2015-11-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device provided with switching power supply device with intermittent oscillation control
JP5845452B2 (ja) * 2011-04-14 2016-01-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体装置及びスイッチング電源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3260024B2 (ja) 電源回路
JP3690814B2 (ja) 変成器及び1次巻線を介した帰還を有する切替モード電源
JP3708529B2 (ja) スイッチング電源回路の定電圧出力制御方法と定電圧出力制御装置
US6028776A (en) Power factor correction converter
US20020021575A1 (en) Switching power supply apparatus with active clamp circuit
US4126891A (en) Switching regulator with feedback system for regulating output current
JPS607909B2 (ja) スイツチモ−ド電源回路
GB1597606A (en) Power supply apparatus
KR20010036172A (ko) 펄스폭 변조 신호 발생 장치 및 이를 이용한 스위칭 모드 파워 서플라이
JPH0357713B2 (ja)
JP2004040856A (ja) スイッチング電源装置
US5640315A (en) Switching regulator
TW511327B (en) Monolithic integratable circuit-arrangement to control a semiconductor-switch in a switching power-supply
US6324082B1 (en) Mains frequency synchronous burst mode power supply
JPH07245942A (ja) ランダムスイッチング電源
EP0767528B1 (en) Tuned switch-mode power supply with current mode control
JPH07264849A (ja) スイッチングレギュレータ
JP2707807B2 (ja) 圧電トランスdc/dcコンバータ
US6166923A (en) Switched-mode power supply
JP2003125582A (ja) 電源装置
US6487099B1 (en) Time compensated current ramp for resonant power converters
JP2653712B2 (ja) スイッチングレギュレータ
JP2002064979A (ja) Dc−dcコンバータ
EP0825754B1 (en) Sine wave ringing generator
JP2003125585A (ja) 電源装置