JPH0353776A - スイツチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、テレビやビデオ等の映像機器に用いられるス
イッチング電源装置に関するものである。

〈従来技術〉 テレビやビデオ等の映像機器において、安定した出力電
圧を得るためにスイッチング電源装置か用いられている
。従来のスイッチング電源装置は、いろいろな種類のも
のがあるが、代表的な例としてパルス幅制御方式による
スイッチング電源装置の回路を第２図に示す。

このスイッチング電源装置は、入力電圧Ｖｉを断続的に
高周波発振させて交流電圧に変換するトランジスタから
なるスイッチング素子ｌと、交流電圧を変圧して２次側
に出力するトランス２と、該トランス２からの交流出力
を整流平滑化して出力する平滑回路３と、出力電圧Ｖｏ
が一定となるようにフィードバック制御する制御回路４
とを備えている。

そして、制御回路４は、出力電圧Ｖｏを基準電圧Ｖｒと
比較して誤差信号Ｅを出力する差動増幅器５と、この誤
差信号Ｅをのこぎり波発生器６から発生されたのこぎり
波と比較して誤差信号Ｅの増減をパルス幅に変えてパル
ス幅制御信号Ｐとして出力する比較器７と、該比較器７
からのパルス幅制御信号Ｐをスイッチング素子１に入力
するアイソレータ８とから構威される。

次に、動作原理を説明すると、第３図の如く、安定した
出力電圧を得るために、周波数を一定として、パルス幅
を変えることによって出力電圧を制御する。出力電圧と
パルス幅との間には、次式の関係がある。

ただし、　Ｖｏ二出力電圧 Ｖ　ｉｎ：入力電圧 Ｔｏｎ：スイッチングトランジスタのオン期間 Ｔ：スイッチング周波数の周期 出力電圧と基準電圧との誤差信号Ｅをのこぎり波と比較
器７で比較し、誤差信号Ｅの増減をパルス幅に変える。

出力電圧が下がると、パルス幅制御信号Ｐのパルス幅が
広くなり、その結果出力電圧が上がるように働き、出力
電圧を一定に保つようになる。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 一般にスイッチング電源装置は、電気製品の小型、省エ
ネの要求を満たすため、広い範囲で使用されているが、
スイッチングノイズが大きく出るので、このノイズ対策
が必要となる。

特に映像機器においては、スイッチング電源装置は、映
像機器の映像信号とは無関係に動作しており、このスイ
ッチングノイズが映像信号に重畳し、映像機器に内蔵さ
れるか、あるいは外部に接続されるカソード・レイ・チ
ューブ（ＣＲＴ）もしくは液晶表示素子等の画像表示素
子より或るモニタ画面に現われる周期性ノイズとなるた
め、モニタ画面上で非常に目立つノイズとなり、映像信
号ＩＶｐ−ｐに対し、数ｍＶｒｍｓ以下の非常に小さい
レベルにする必要がある。

そのために、部品の配置、プリント基板、シールド、ノ
イズフィルタ等の対策が必要であり、これらの対策には
、大きな労力、コストがかかることになる。

そこで、本発明は、上記に鑑み、スイッチングノイズが
映像機器等のモニタ画面上に出ないようスイッチングを
行なうことにより、ノイズ対策を容易に行なうことがで
きるスイッチング電源装置の提供を目的とする。

く　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１図６如く、人力電圧
Ｖｉを断続的に高周波発振させて交流電圧に変換するス
イッチング素子ｌと、交流電圧を変圧して２次側に出力
するトランス２と、該トランス２からの交流出力を整流
平滑化して出力する平滑回路３と、出力電圧ｖＯが一定
となるようにフィードバック制御する制御回路４とを備
え、該制御回路４は、出力電圧ＶＯを基準電圧Ｖｒと比
較する比較器９と、トランス２からの交流出力の位相を
映像信号等のドライブ信号Ｄと比較する位相比較器１０
と、該比較器９および位相比較器ＩＯの出力信号に応じ
てスイッチング素子ｌの発振周波数および位相を変化さ
せる発振器ＩＩとからなり、前記スイッチング素子ｌが
前記ドライブ信号Ｄの空白期間に作動するよう設定され
たものである。

く作用〉 上記課題解決手段において、商用電源を整流平滑化した
直流の入力電圧Ｖｉをスイッチング素子ｌで高周波発振
させて、トランス２で変圧し、２次側に交流出力として
出力する。そして、平滑回路３で整流平滑化して、直流
の出力電圧Ｖｏが出力される。

出力電圧Ｖｏの制御は、出力電圧Ｖｏを比較器９により
基準電圧Ｖｒと比較し、例えば出力電圧ＶＯが下がると
、比較器９で高く出力された反転電圧が発振器ｉｔに入
力され、発振器ｌ１の発振周波数が高くなる。この周波
数はスイッチング素子ｌに印加され、スイッチング素子
１のスイッチング周波数が高くなり、その結果出力電圧
ＶＯは上がる。

一方、スイッチングの位相は、トランス２からの交流出
力の位相が映像信号より同期分離して得られたドライブ
信号Ｄと位相比較器１０で位相比較され、その誤差信号
が発振器１ｌに加えられる。

例えば、スイッチング位相が遅れると、位相比較器ｌＯ
の出力である誤差信号が上がり、発振器ｌｌに加えられ
る電圧も上がる。この結果、発振器１１の出力の位相は
進み、スイッチングの位相も進む。ここで、スイッチン
グの位相が、水平ドライブ信号Ｄの空白期間になるよう
に設定されているので、スイッチングノイズがモニタ画
面に現われなくなる。

したがって、スイッチングの周波数および位相を映像信
号のドライブ信号に同期させて、スイッチングをドライ
ブ信号の空白期間に行なうことにより、モニタ画面上に
スイッチングノイズが現われるのを防ぐことができ、ノ
イズ対策としての部品の配置、プリント基板、シールド
、ノイズフィルタ等の充分な検討をする必要がなくなり
、これらの対策に対する労力およびコストを大幅に軽減
することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すスイッチング電源装置
の回路図である。なお、従来と同じ構成部品には同一符
号を付す。

本実施例のスイッチング電源装置は、図示の如く、入力
電圧Ｖｉを断続的に高周波発振させて交流電圧に変換す
るトランジスタからなるスイッチング素子ｌと、交流電
圧を変圧して２次側に出力するトランス２と、該トラン
ス２からの交流出力を整流平滑化して出力するダイオー
ド、コンデンサ、チョークコイル等からなる平滑回路３
と、出力電圧Ｖｏが一定となるようにフィードバック制
御する制御回路４とを備えている。

制御回路４は、出力電圧Ｖｏを基準電圧Ｖｒと比較する
比較器９と、トランス２からの交流出力の位相を映像信
号等のドライブ信４ｏと比較する位相比較器ｌＯと、該
比較器９および位相比較器１０の出力信号に応じてスイ
ッチング素子ｌの発振周波数および位相を変化させる発
振器２とからなり、スイッチングノイズが映像機器のモ
ニタ画面上に出現しなくするため前記スイッチング素子
１が前記ドライブ信号Ｄの空白期間に作動するよう設定
されたものである。

前記比較器９は、反転差動増幅器からなり、その負側入
力端子は基準電圧Ｖｒを出力する直流電源に接続され、
正側入力端子は出力端子Ｏの一側に接続されている。

前記位相比較器ｌＯは、位相検波器（ＰＳＤ）からなり
、映像信号より同期分離して得られた水平ドライブ信号
Ｄが基準信号として入力されている。

前記発振器１１は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）からなり
、通常水平周波数で発振しており、入力振幅によってそ
の発振周波数が変化する。

そして、入力端子Ｉの一側はスイッチング素子ｌのトラ
ンジスタのコレクタ端子に接続され、他側はトランス２
の一次巻線を介してトランジスタのエミツタ端子に接続
されている。トランジスタのベース端子はアイソレータ
８を介して制御回路４に接続されている。また、出力端
子Ｏは、平滑回路３を介してトランス２の二次巻線に接
続されている。

なお、図中１３は比較器９および位相比較器ＩＯからの
出力信号を加算して発振器１１に出力する加算点である
。そして、他の構成は従来と同じ構成である。

上記構成において、商用電源を整流平滑化した直流の入
力電圧Ｖｉをスイッチング素子ｌで、例えば数百ＫＨｚ
で断続的に高周波発振させて、パルス状の交流に変える
。

このパルス波をトランス２で変圧し、２次側に交流出力
として出力する。そして、平滑回路３で整流平滑化して
、直流の出力電圧ｖＯが出力される。

出力電圧Ｖｏの制御は、まず出力電圧Ｖｏを比較器９に
より基準電圧Ｖｒと比較する。例えば、出力電圧Ｖｏが
下がると、比較器９で高く出力された反転電圧が発振器
ｌ１に入力され、発振Ｂｉｔの発振周波数が高くなる。

この周波数はアイソレータ８を介してスイッチング素子
ｌに印加され、スイッチング素子１のスイッチング周波
数が高くなり、その結果出力電圧Ｖｏは上がる。このよ
うに、出力電圧Ｖｏが一定になるようにフィードバック
がかけられる。

一方、スイッチングの位相は、トランス２からの交流出
力の位相が映像信号より同期分離して得られた水平ドラ
イブ信号Ｄと位相比較器１０で位相比較され、その誤差
信号が発振器１！に加えられる。例えば、スイッチング
位相が遅れると、位相比較器ｌＯの出力である誤差信号
が上がり、発振器ｌ１に加えられる電圧も上がる。この
結果、発振器１ｌの出力の位相は進み、スイッチングの
位相も進む。このように、スイツヂングの位相も一定に
なるように、フィードバックがかけられる。

ここで、スイッチングの位相が、水平ドライブ信号Ｄの
空白期間になるように設定しておけば、スイッチングノ
イズがモニタ画面に現われなくなる。

したがって、スイッチングの周波数および位相を映像信
号の水平ドライブ信号に同期させて、スイツチングをド
ライブ信号の空白期間に行なうことにより、モニタ画面
上にスイッチングノイズが現われるのを防ぐことができ
る。そのため、ノイズ対策としての部品の配置、プリン
ト基板、シールド、ノイズフィルタ等の充分な検討をす
る必要がなくなり、これらの対策に対する労力およびコ
ストを大幅に軽減することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、出力電
圧を基準電圧と比較する比較器と、トランスからの交流
出力の位相を映像信号等のドライブ信号と比較する位相
比較器と、該比較器および位相比較器の出力信号に応じ
てスイッチング素子の発振周波数および位相を変化させ
る発振器とからなり、スイッチング素子がドライブ信号
の空白期間に作動するよう設定されているので、モニタ
画面上にスイッチングノイズが現われるのを防ぐことが
でき、ノイズ対策としての部品の配置、プリント基板、
シールド、ノイズフィルタ等の充分な検討をする必要が
なくなり、これらの対策に対する労力およびコストを大
幅に軽減することができるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の一実施例を示すスイッチング電源装置
の回路図、第２図は従来のパルス幅制御方式のスイッチ
ング電源装置の回路図、第３図はそのタイムチャートで
ある。 １：スイッチング素子、２：トランス、３：平滑回路、
４：制御回路、９：比較器、ｌＯ二位相比較器、１ｌ：
発振器、Ｄ：ドライブ信号。 出 代 願 理 人 人 シャープ株式会社 中村恒久 第２図 第３図 第ｌ図 ｌ：　ズＡ、、，ナ）７゛糸テ ２：　トフ冫ス デ：ル軟各 Ａク：　イ江矛８ｌ二津冫ヒ各 ｌｌ：給析く殊 ｊ冫　：　　Ｙライグイよラう

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力電圧を断続的に高周波発振させて交流電圧に変換す
   るスイッチング素子と、交流電圧を変圧して２次側に出
   力するトランスと、該トランスからの交流出力を整流平
   滑化して出力する平滑回路と、出力電圧が一定となるよ
   うにフィードバック制御する制御回路とを備え、該制御
   回路は、出力電圧を基準電圧と比較する比較器と、トラ
   ンスからの交流出力の位相を映像信号等のドライブ信号
   と比較する位相比較器と、該比較器および位相比較器の
   出力信号に応じてスイッチング素子の発振周波数および
   位相を変化させる発振器とからなり、前記スイッチング
   素子が前記ドライブ信号の空白期間に作動するよう設定
   されたことを特徴とするスイッチング電源装置。