(57)【要約】【課題】共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、電力損失の発生を抑制することができる電源装置および電源制御方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る電源装置は、第１スイッチ、第２スイッチ、共振回路、およびスイッチ制御部を備える。第１スイッチは、電源に接続され、第２スイッチは、第１スイッチとアースとの間に接続される。共振回路は、第１スイッチと第２スイッチとの接点から入力される電流を共振周期で共振させる。スイッチ制御部は、第１スイッチおよび第２スイッチを制御して電源電圧を変圧させる。スイッチ制御部の調整部は、第２スイッチのオフから第１スイッチのオンまでの期間を共振周期の４分の１周期よりも長く設定し、第２スイッチをオフにするタイミングを調整して接点の電圧を電源電圧よりも高くし、期間を調整して第１スイッチをオンにする時点の接点の電圧を電源電圧に近付ける。【選択図】図１Ａ
2020124020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される第１スイッチと、
前記第１スイッチとアースとの間に接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの接点から入力される電流を固有の共振周期で共振させて出力する共振回路と、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオン／オフ制御することで電源電圧を変圧させる制御を行うスイッチ制御部と
を備え、
前記スイッチ制御部に設けられた調整部は、
前記第２スイッチのオフから前記第１スイッチのオンまでの期間を前記共振周期の４分の１周期よりも長く設定し、前記第２スイッチをオフにするタイミングを調整して前記接点の電圧を電源電圧よりも高くし、前記期間を調整して前記第１スイッチをオンにする時点の前記接点の電圧を電源電圧に近付ける
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御部は、
前記接点の電圧を増減させ、前記接点の電圧が電源電圧以下となる場合と、前記接点の電圧が電源電圧よりも高くなる場合との境界となるタイミングで第２スイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記期間を調整し、前記第１スイッチをオンにする時点の前記接点の電圧が電源電圧以下となる場合と、前記接点の電圧が電源電圧よりも高くなる場合との境界となる前記期間を前記第２スイッチのオフから前記第１スイッチのオンまでの期間と決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記接点にアノードが接続され、前記第１スイッチのボディダイオードの順方向電圧よりも高い電圧がアノードに印加された場合に電流を流すダイオードと、
一方の電極に前記ダイオードのカソードと前記電源とが接続され、他方の電極に前記電源が接続されるコンデンサと
を備え、
前記調整部は、
前記コンデンサの前記一方の電極が所定の閾値を超えた場合に、前記接点の電圧が前記電源電圧よりも高いと判定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電源装置。
【請求項５】
前記コンデンサの前記一方の電極とアースとの間に接続されるリセットスイッチ
を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記コンデンサに充電された電荷をリセットする場合に、前記リセットスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
電源に接続される第１スイッチと、
前記第１スイッチとアースとの間に接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの接点から入力される電流を固有の共振周期で共振させて出力するコイルおよびコンデンサを有する共振回路と、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオン／オフ制御することで電源電圧を変圧させる制御を行うスイッチ制御部と
を備える電源装置の前記スイッチ制御部に設けられた調整部が
前記第２スイッチのオフから前記第１スイッチのオンまでの期間を前記共振周期の４分の１周期よりも長く設定する工程と、
前記第２スイッチをオフにするタイミングを調整して前記接点の電圧を電源電圧よりも高くする工程と、
前記期間を調整して前記第１スイッチをオンにする時点の前記接点の電圧を前記電源電圧に近付ける工程と
を含むことを特徴とする電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、電源装置および電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源とアースとの間に直列に接続される２個のスイッチと、２個のスイッチの接点から入力される電流を固有の共振周期で共振させて出力する共振回路とを備え、２個のスイッチの動作を制御して電源電圧を変圧させる電源装置がある。
【０００３】
電源装置は、電源に接続されるスイッチをオンからオフにした後に、そのスイッチの両端電圧に差がある状態や、共振回路に電流が流れている状態でそのスイッチをオンにすると、スイッチの内部抵抗が高くなっているため電力損失が発生する。
【０００４】
このため、アースに接続されるスイッチをオフにしてから、共振回路に流れる電流の電圧をモニタし、所定の電圧を検出してから一定時間が経過した場合に、電源に接続されるスイッチをオンにする電源装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
かかる電源装置によれば、共振回路固有の共振周期に基づいて、スイッチの両端電圧が電源電圧と等しくなり、共振回路に電流が流れなくなる可能性が高いタイミングで電源に接続されるスイッチをオンにすることができる。これにより、電源装置は、電力損失の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６１４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、共振回路固有の共振周期は、共振回路を構成する回路素子の特性のバラツキによって変化する。このため、従来の技術では、共振回路を構成する回路素子の特性にバラツキがある場合に、電力損失の発生を抑制することができないことがある。
【０００８】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、電力損失の発生を抑制することができる電源装置および電源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の一態様に係る電源装置は、第１スイッチと、第２スイッチと、共振回路と、スイッチ制御部とを備える。第１スイッチは、電源に接続される。第２スイッチは、前記第１スイッチとアースとの間に接続される。共振回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの接点から入力される電流を固有の共振周期で共振させて出力する。前記スイッチ制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの動作タイミングをオン／オフ制御することで電源電圧を変圧させる制御を行う。前記スイッチ制御部に設けられた調整部は、前記第２スイッチのオフから前記第１スイッチのオンまでの期間を前記共振周期の４分の１周期よりも長く設定し、前記第２スイッチをオフにするタイミングを調整して前記接点の電圧を電源電圧よりも高くし、前記期間を調整して前記第１スイッチをオンにする時点の前記接点の電圧を電源電圧に近付ける。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態の一態様に係る電源装置および電源制御方法は、共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、電力損失の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】実施形態に係る電源装置の構成の概要を示す説明図である。
【図１Ｂ】実施形態に係る電源装置の動作の概要を示す説明図である。
【図２Ａ】実施形態に係る不正確な共振周期に基づく調整部の動作例の説明図である。
【図２Ｂ】実施形態に係る不正確な共振周期に基づく調整部の動作例の説明図である。
【図３Ａ】実施形態に係る不正確な共振周期に基づく調整部の動作例の説明図である。
【図３Ｂ】実施形態に係る不正確な共振周期に基づく調整部の動作例の説明図である。
【図４】実施形態に係る第１スイッチおよび第２スイッチの動作タイミング調整の説明図である。
【図５】実施形態に係る電源装置の構成の具体例を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る電源装置の動作の具体例を示す説明図である。
【図７】実施形態に係る電源装置の動作の具体例を示す説明図である。
【図８】実施形態に係る電源装置の動作の具体例を示す説明図である。
【図９】実施形態の変形例１に係る電源装置の構成を示す説明図である。
【図１０】実施形態の変形例２に係る電源装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、電源装置および電源制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１Ａは、実施形態に係る電源装置１の構成の概要を示す説明図である。図１Ｂは、実施形態に係る電源装置１の動作の概要を示す説明図である。実施形態に係る電源装置１は、電源電圧を変圧して負荷に供給する装置であり、具体的には、電源電圧を降圧するものである。
【００１３】
図１Ａに示すように、電源装置１は、第１スイッチＴｒ１と、第２スイッチＴｒ２と、コイルＬと、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、スイッチ制御部１０とを備える。また、スイッチ制御部１０は、第１タイミング回路２と、第２タイミング回路３と、電圧検出部４と、調整部５とを備える。
【００１４】
第１スイッチＴｒ１は、電圧がＶＢ（以下、電源電圧ＶＢと記載する）の電源に接続される。第２スイッチＴｒ２は、第１スイッチＴｒ１とアースとの間に接続される。コイルＬは、第１スイッチＴｒ１と第２スイッチＴｒ２との接点（以下、ノードＮと記載する）と出力端子６との間に接続される。
【００１５】
なお、出力端子６は、図示しない所定の負荷に接続される。第１コンデンサＣ１は、ノードＮとコイルＬとを接続する配線とアースとの間に接続される。第２コンデンサＣ２は、コイルＬと出力端子６とを接続する配線とアースとの間に接続される。
【００１６】
スイッチ制御部１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
【００１７】
スイッチ制御部１０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２をオン／オフ制御することで電源電圧ＶＢを変圧させる制御を行う。
【００１８】
なお、スイッチ制御部１０は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
【００１９】
第１タイミング回路２は、調整部５から入力される制御信号に従って第１スイッチＴｒ１のオンとオフとを切替える。第２タイミング回路３は、調整部５から入力される制御信号に従って第２スイッチＴｒ２のオンとオフとを切替える。
【００２０】
電圧検出部４は、ノードＮの電圧（以下、ノードＮ電圧と記載する）を検出し、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高くなった場合に、その旨を示す信号を調整部５へ出力する。調整部５は、電圧検出部４から入力される信号に応じて、第１タイミング回路２および第２タイミング回路３へ制御信号を出力する。
【００２１】
ここで、調整部５が行う基本動作について説明する。調整部５は、第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２のオンとオフとを切替えるタイミングを調整することによって、電源電圧ＶＢを変圧して出力端子６から出力電圧Ｖｏｕｔを出力させる。
【００２２】
このとき、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオフにして第１スイッチＴｒ１をオンにする期間、第１スイッチＴｒ１をオフにして第２スイッチＴｒ２をオンにする期間、第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２をオフにする期間を繰り返す制御を行う。このとき、調整部５は、第１スイッチＴｒ１をオン状態にする期間を短くするほど低い出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子６から出力させることができる。
【００２３】
次に、調整部５が上記した電源電圧ＶＢの変圧制御を行う場合に、コイルＬを流れる電流Ｉの向きと電流値について説明する。以下では、ノードＮから出力端子６へ向かって流れる電流Ｉの方向を正方向、出力端子６からノードＮへ向かって流れる電流Ｉの方向を負方向、正方向へ流れる電流Ｉの電流値を正の電流値、負方向へ流れる電流Ｉの電流値を負の電流値として説明する。
【００２４】
第２スイッチＴｒ２がオフの状態で第１スイッチＴｒ１がオンにされると、電流Ｉは、正方向へ流れ、第１スイッチＴｒ１がオンの期間に電流Ｉの電流値が徐々に増大する。その後、第１スイッチＴｒ１がオフにされ、第２スイッチＴｒ２がオンにされると、電流Ｉは、正方向へ流れ続けるが、電流値が徐々に減少して正の電流値から負の電流値になり、負方向へ流れ始める。
【００２５】
その後、第２スイッチＴｒ２がオフにされると、電流Ｉは、負方向へ流れ続けるが、電流値が徐々に増大して負の電流値から０［Ａ］に近づく。この期間に、第１コンデンサＣ１が充電され、電流Ｉは、充電された第１コンデンサＣ１から正方向へ流れ始める。
【００２６】
そして、電流Ｉは、上記した第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作制御が繰り返されることで共振する。このように、電源装置１は、ノードＮから入力される電流をコイルＬと第１コンデンサＣ１とによって構成される共振回路の共振周期で共振させ、共振する電流を第２コンデンサＣ２によって平滑および整流して出力端子６から出力する。
【００２７】
ここで、第２スイッチＴｒ２をオフにした状態で第１スイッチＴｒ１をオンにする場合、第１スイッチＴｒ１の両端電圧に差がある状態、つまりノードＮ電圧が電源電圧ＶＢと同一でない状態や、コイルＬに電流Ｉが流れている状態では電力損失が発生する。
【００２８】
そこで、調整部５は、第１スイッチＴｒ１の両端の電位差が０［Ｖ］、且つコイルＬに流れる電流が０［Ａ］となるタイミングで第１スイッチＴｒ１をオンにするＺＶＳ（Zero  Voltage  Switching）、ＺＣＳ（Zero  Current  Switching）を行う。
【００２９】
具体的には、図１Ｂに示すように、第１スイッチＴｒ１がオフ、第２スイッチＴｒ２がオンの状態で、電流Ｉの流れる方向が正方向から負方向へ反転した後、時刻ｔ０１で第２スイッチＴｒ２をオフにすると、第１コンデンサＣ１が充電される。
【００３０】
これにより、ノードＮ電圧が上昇する。その後、前述したように、電流Ｉが共振する。このため、ノードＮ電圧は、縦軸を電圧とし、横軸を時間した場合、正弦波カーブを描きながら上昇し、その後、共振回路の共振周期で振動する波形となる。
【００３１】
かかるノードＮ電圧の波形を微分した値、つまりノードＮ電圧の波形の傾きは、コイルＬを流れる電流の電流値である。したがって、調整部５は、ノードＮ電圧の波形の振幅が入力ＶＢと等しくなり、かつノードＮ電圧の波形の傾きが０となるタイミングで第１スイッチＴｒ１をオンにすることで、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。
【００３２】
そこで、調整部５は、時刻ｔ０１で第２スイッチＴｒ２をオフにしてから第１スイッチＴｒ１をオンにするまでの期間Ｔが共振周期の１／４（４分の１）となり、且つ、ノードＮ電圧＝電源電圧ＶＢとなる時刻ｔ０２で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００３３】
これにより、電源装置１は、例えば、コイルＬのインダクタンスや第１コンデンサＣ１のキャパシタンスに基づいて算出された共振周期が正確であれば、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができるので、電力損失が発生することを抑制することができる。
【００３４】
しかしながら、共振周波数は、コイルＬや第１コンデンサＣ１の特性のバラツキによって変化する場合がある。このため、調整部５は、算出された共振周期が正確でなかった場合、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。
【００３５】
ここで、図２Ａ〜図３Ｂを参照し、算出された共振周期が正確でなかった場合の調整部５の動作例について説明する。図２Ａ〜図３Ｂは、実施形態に係る不正確な共振周期に基づく調整部５の動作例の説明図である。
【００３６】
例えば、図２Ａに示すように、期間Ｔ＜共振周期の１／４であり、ノードＮ電圧＞電源電圧ＶＢである場合、期間Ｔで第１スイッチＴｒ１をオンにすると、既に共振周期の１／４を過ぎているため、スイッチＴｒ１オン時のノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高くなる。
【００３７】
このとき、ノードＮ電圧は、第１スイッチＴｒ１のボディダイオードの順方向電圧ＶＦ分だけ電源電圧ＶＢよりも高くなる。また、この時点でコイルＬを流れる電流（以下、コイルＬ電流Ｉと記載する）は、期間Ｔが共振周期の１／４より短いため０［Ａ］より小さい。このため、電源装置１は、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。
【００３８】
また、図２Ｂに示すように、期間Ｔ＜共振周期の１／４であり、ノードＮ電圧＜電源電圧ＶＢである場合、期間Ｔで第１スイッチＴｒ１をオンにすると、共振周期の１／４になる以前のため、スイッチＴｒ１オン時のノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも低くなる。
【００３９】
また、この時点でコイルＬを流れるコイルＬ電流Ｉは、期間Ｔが共振周期の１／４より短いため０［Ａ］より小さい。このため、電源装置１は、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。
【００４０】
また、図３Ａに示すように、期間Ｔ＞共振周期の１／４であり、ノードＮ電圧＞電源電圧ＶＢである場合、期間Ｔで第１スイッチＴｒ１をオンにすると、既に共振周期の１／４を過ぎているため、スイッチＴｒ１オン時のノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも低くなる。
【００４１】
具体的には、ノードＮ電圧は、一時的に電源電圧ＶＢよりも高くなるが、第１スイッチＴｒ１をオンにした時点では、既に電源電圧ＶＢよりも低くなっている。また、この時点でのコイルＬ電流Ｉは、０［Ａ］よりも大きい。このため、電源装置１は、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。
【００４２】
また、図３Ｂに示すように、期間Ｔ＞共振周期の１／４であり、ノードＮ電圧＜電源電圧ＶＢである場合、期間Ｔで第１スイッチＴｒ１をオンにすると、既に共振周期の１／４を過ぎているため、スイッチＴｒ１オン時のノードＮ電圧が淵源電圧ＶＢよりも低くなる。
【００４３】
また、この時点でのコイルＬ電流Ｉは、０［Ａ］よりも大きい。このため、電源装置１は、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。このように、電源装置１は、共振回路の特性のバラツキによって共振周期が共振回路毎に異なる場合、事前に算出された共振周波数の１／４に期間Ｔを合わせて第１スイッチＴｒ１をオンにしてもＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。
【００４４】
そこで、調整部５は、電源電圧ＶＢの変圧を開始する前に、まず、期間Ｔを共振周期の１／４よりも長く設定し、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングを調整してノードＮ電圧を電源電圧ＶＢよりも高くする。
【００４５】
その後、調整部５は、期間Ｔを調整して第１スイッチＴｒ１をオンにする時点のノードＮ電圧を電源電圧ＶＢに近づける制御を行うことでＺＶＳおよびＺＣＳを可能とした。かかる調整部５の動作の具体例については、図７および図８を参照して後述する。
【００４６】
次に、図４を参照し、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングおよび第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングを調整した場合のノードＮ電圧およびコイルＬ電流Ｉの変動態様について説明する。図４は、実施形態に係る第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミング調整の説明図である。
【００４７】
図４に示すように、調整部５は、時刻ｔ１で第２スイッチＴｒ２をオフ、時刻ｔ３で第１スイッチＴｒ１をオンにした場合、期間Ｔが共振周期の１／４よりも短いと、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高く、コイルＬ電流Ｉが０［Ａ］より低くなることがある。
【００４８】
このため、調整部５は、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができない。かかる場合、調整部５は、時刻ｔ１より早い時刻ｔ０で第２スイッチＴｒ２をオフにする。これにより、図４に点線で示すように、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの電流量が少なくなるので、第１コンデンサＣ１の充電電圧が下がりノードＮ電圧が電源電圧ＶＢに近くなる。
【００４９】
また、調整部５は、期間Ｔを短くし、時刻ｔ３よりも早い時刻ｔ２で第１スイッチＴｒ１をオンにする。これにより、第１スイッチＴｒ１がオンにされる時点でのコイルＬ電流Ｉが０［Ａ］に近くなる。
【００５０】
このように、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングと、その後、第１スイッチＴｒ１をオンにするまでの期間Ｔを調整することによって、ノードＮ電圧を電源電圧ＶＢに近付け、コイルＬ電流Ｉを０［Ａ］に近付けることができる。したがって、調整部５は、かかる調整を繰り返すことで、最終的にＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができるようになる。
【００５１】
次に、図５を参照し、実施形態に係る電源装置１の構成の具体例について説明する。図５は、実施形態に係る電源装置１の構成の具体例を示す説明図である。
【００５２】
なお、図５には、電圧検出部４の具体的構成の一例を示しており、図５に示す電圧検出部４以外の構成要素は、図１に示す構成要素と同一である。このため、ここでは、電圧検出部４の構成および動作を中心に説明し、他の構成要素については、図１に示す符号と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
【００５３】
図５に示すように、電圧検出部４は、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第３コンデンサＣ３と、抵抗Ｒと、比較器Ｃｍｐと、第３スイッチＴｒ３とを備える。第１ダイオードＤ１は、アノードがノードＮに接続され、カソードが抵抗Ｒを介して第３コンデンサＣ３の一方の電極に接続される。
【００５４】
第１ダイオードＤ１は、第１スイッチＴｒ１のボディダイオードの順方向電圧よりも高い電圧がアノードに印加される場合、つまり、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢを超える場合に、アノードからカソードへ流す。なお、第１ダイオードＤ１は、第１スイッチＴｒ１がオフのときにオンになるスイッチに置き換えることも可能である。
【００５５】
第２ダイオードＤ２は、アノードが電源に接続され、カソードが抵抗Ｒを介して第３コンデンサＣ３の一方の電極に接続される。第３コンデンサＣ３の他方の電極には、電源が接続される。
【００５６】
比較器Ｃｍｐは、負側の入力端子が調整部５に接続され、正側の入力端子が第３コンデンサＣ３の一方の電極に接続され、出力端子が調整部５に接続される。比較器Ｃｍｐの負側の入力端子には、調整部５から所定の正の閾値電圧Ｖｒｅｆが入力される。
【００５７】
また、比較器Ｃｍｐの正側の入力端子には、第３コンデンサＣ３の充電電圧が入力される。比較器Ｃｍｐは、第３コンデンサＣ３の充電電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆを超えた場合に、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢを超えたことを示す信号を調整部５へ出力する。
【００５８】
第３スイッチＴｒ３は、抵抗Ｒと第１ダイオードＤ１との接点とアースとの間を接続する。第３スイッチＴｒ３は、調整部５から入力される制御信号に従って動作する。調整部５は、第３スイッチＴｒ３をオンにすることによって、第３コンデンサＣ３に充電された電荷をアースに放電させて第３コンデンサＣ３をリセットする。
【００５９】
かかる電圧検出部４では、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下の場合、第３コンデンサＣ３の一方の電極（抵抗Ｒに接続された電極）に、電源電圧ＶＢが抵抗Ｒによって低下された電圧が印加される。なお、抵抗Ｒの抵抗値は、十分に小さいものとする。一方、第３コンデンサＣ３の他方の電極には、電源電圧ＶＢが印加される。
【００６０】
このため、比較器Ｃｍｐの正側の入力端子には、０［Ｖ］に近い負の電圧が入力される。かかる場合、比較器Ｃｍｐは、正側の入力端子に入力される電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆよりも低いため、調整部５へ信号を出力することがない。
【００６１】
これに対して、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高い場合、第３コンデンサＣ３の一方の電極には、電源電圧ＶＢよりも高い電圧が印加される。一方、第３コンデンサＣ３の他方の電極には、電源電圧ＶＢが印加される。
【００６２】
このため、比較器Ｃｍｐの正側の入力端子には、閾値電圧Ｖｒｅｆを超える正の電圧が入力される。かかる場合、比較器Ｃｍｐは、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢを超えたことを示す信号を調整部５へ出力する。
【００６３】
調整部５は、比較器Ｃｍｐから入力される信号に基づいて、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下となる場合と、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢより高くなる場合との境界となる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【００６４】
つまり、調整部５は、ＺＶＳおよびＺＣＳが可能となる期間Ｔと、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングと、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングを決定する。そして、調整部５は、決定したタイミングで第１スイッチＴｒ１を動作させる制御信号を第１タイミング回路２へ出力し、決定したタイミングで第２スイッチＴｒ２を動作させる制御信号を第２タイミング回路３へ出力する。
【００６５】
これにより、電源装置１は、共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。次に、図６〜図８を参照し、かかる電源装置１の動作の具体例について説明する。
【００６６】
図６〜図８は、実施形態に係る電源装置１の動作の具体例を示す説明図である。ここでは、図６を参照し、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致している場合に、調整部５が行う動作について説明した後に、図７および図８を参照して、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致していない場合に、調整部５が行う動作について説明する。
【００６７】
図６に示すように、調整部５は、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致している場合、期間Ｔを固定して維持しつつ、コイルＬ電流Ｉの値を制御して、ＺＶＳおよびＺＣＳが可能となる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【００６８】
例えば、調整部５は、第１スイッチＴｒ１がオフ、第２スイッチＴｒ２がオンの状態のときに、時刻ｔ１１で第２スイッチＴｒ２をオフにする。これにより、ノードＮ電圧は、コイルＬ電流が負方向へ流れている間、第１コンデンサＣ１が充電されるので上昇する。
【００６９】
そして、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢを超えると、第３コンデンサＣ３の充電電圧が上昇する。調整部５は、時刻ｔ１１から期間Ｔが経過した時刻ｔ１２で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００７０】
そして、時刻ｔ１３で第３コンデンサＣ３の充電電圧（以下、第３コンデンサＣ３電圧と記載する）が閾値電圧Ｖｒｅｆを超えると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。
【００７１】
このため、調整部５は、時刻ｔ１１の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが大きすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが遅かったと判定する。その後、調整部５は、時刻ｔ１４で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。
【００７２】
また、調整部５は、時刻ｔ１４で第３スイッチＴｒ３をオンにして第３コンデンサＣ３をリセットする。これにより、第３コンデンサＣ３電圧が低下して、時刻ｔ１５で閾値電圧Ｖｒｅｆ以下になると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになる。その後、調整部５は、時刻ｔ１６で第３コンデンサＣ３のリセットが完了した場合に、第３スイッチＴｒ３をオフにする。
【００７３】
そして、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりも短くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも早め、時刻ｔ１７で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【００７４】
これにより、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが前回よりも小さくなるので、ノードＮ電圧が前回よりも低くなる。その後、調整部５は、期間Ｔを維持したまま、時刻ｔ１８で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００７５】
このとき、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢを超えてないので、比較器Ｃｍｐ出力電圧は、Ｌｏｗレベルに維持される。このため、調整部５は、時刻ｔ１７の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが小さすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが早かったと判定する。
【００７６】
その後、調整部５は、時刻ｔ１９で第１スイッチＴｒ１をオフにする。また、調整部５は、時刻ｔ１９から時刻ｔ２０までの間、第３スイッチＴｒ３をオンにして、第３コンデンサＣ３をリセットする。
【００７７】
そして、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりも長くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも遅らせ、時刻ｔ２１で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【００７８】
これにより、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが前回よりも大きくなるので、ノードＮ電圧が前回よりも高くなる。その後、調整部５は、期間Ｔを維持したまま、時刻ｔ２２で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００７９】
このとき、ノードＮ電圧が前々回よりは電源電圧ＶＢに近付いたが、まだ電源電圧ＶＢよりも高いので、時刻ｔ２３で第３コンデンサＣ３電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆを超えると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。
【００８０】
このため、調整部５は、時刻ｔ２１の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが大きすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが早かったと判定し、次回、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングを遅らせて、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉを小さくする。
【００８１】
そして、調整部５は、期間Ｔを維持しつつ、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉを大きくする量と、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉを小さくする量とを徐々に小さくして上記した調整を繰り返す。
【００８２】
これにより、調整部５は、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下となる場合と、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢより高くなる場合との境界となる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【００８３】
そして、調整部５は、決定したタイミングで第１スイッチＴｒ１を動作させる制御信号を第１タイミング回路２へ出力し、決定したタイミングで第２スイッチＴｒ２を動作させる制御信号を第２タイミング回路３へ出力する。これにより、電源装置１は、共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。
【００８４】
ここで、コイルＬ電流Ｉの電流値をＩ、コイルＬのインダクタンスをＬ、第１コンデンサＣ１のキャパシタンスＣ１、電源電圧ＶＢをＶＢとすると、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢまで上昇するのは、ＬＩ２／２＝Ｃ１ＶＢ２／２のときである。
【００８５】
このとき、コイルＬ電流Ｉの電流値は、Ｉ＝ＶＢ√（Ｃ１／Ｌ１）となる。つまり、コイルＬ電流Ｉの電流値は、電源電圧ＶＢに比例する。このため、調整部５は、電源電圧ＶＢに比例する係数で重み付けを行ってコイルＬ電流Ｉの大きさを調整する。
【００８６】
次に、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致していない場合について説明する。図７に示すように、調整部５は、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致していない場合、まず、期間Ｔを共振周期の１／４よりも長く設定する。
【００８７】
そして、調整部５は、期間Ｔを固定して維持しつつ、コイルＬ電流Ｉの値を制御して、ノードＮ電圧の最大値が電源電圧ＶＢと略同一になる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【００８８】
例えば、調整部５は、第１スイッチＴｒ１がオフ、第２スイッチＴｒ２がオンの状態のときに、時刻ｔ３１で第２スイッチＴｒ２をオフし、期間Ｔが経過した時刻ｔ３２で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００８９】
そして、調整部５は、時刻ｔ３３で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。また、調整部５は、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４の間、第３スイッチＴｒ３をオンにして、第３コンデンサＣ３をリセットする。
【００９０】
この時刻ｔ３１から時刻ｔ３４までの期間では、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも低いため、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルに維持される。このため、調整部５は、時刻ｔ３１の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが小さすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが早かったと判定する。
【００９１】
そこで、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりも長くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも遅らせ、時刻ｔ３５で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【００９２】
これにより、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが前回よりも大きくなるので、ノードＮ電圧が前回よりも高くなる。その後、調整部５は、期間Ｔを維持したまま、時刻ｔ３６で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００９３】
そして、調整部５は、時刻ｔ３７で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。また、調整部５は、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８の間、第３スイッチＴｒ３をオンにして、第３コンデンサＣ３をリセットする。
【００９４】
この時刻ｔ３５から時刻３８までの期間では、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも低いため、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルに維持される。このため、調整部５は、時刻ｔ３５の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが小さすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが早かったと判定する。
【００９５】
そこで、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりもさらに長くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも遅らせ、時刻ｔ３９で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【００９６】
これにより、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが前回よりも大きくなるので、ノードＮ電圧が前回よりも高くなり、電源電圧ＶＢよりも高くなる。そして、時刻ｔ４０で第３コンデンサＣ３電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆより高くなると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。なお、この状態は、第３コンデンサＣ３がリセットされるまで維持される。
【００９７】
このため、調整部５は、時刻ｔ３９の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが大きすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが遅かったと判定する。その後、調整部５は、期間Ｔを維持したまま、時刻ｔ４１で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【００９８】
そして、調整部５は、時刻ｔ４２で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。また、調整部５は、時刻ｔ４２から時刻ｔ４４の間、第３スイッチＴｒ３をオンにして、第３コンデンサＣ３をリセットする。これにより、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ４３で閾値電圧Ｖｒｅｆ以下になると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになる。
【００９９】
その後、調整部５は、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりも短くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも早め、時刻ｔ４５で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【０１００】
これにより、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが前回よりも小さくなるので、ノードＮ電圧が前回よりも低くなり、電源電圧ＶＢに近付く。ただし、ノードＮ電圧は、依然として電源電圧ＶＢよりも高い。
【０１０１】
このため、時刻ｔ４６で第３コンデンサＣ３電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆより高くなると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。なお、この状態は、第３コンデンサＣ３がリセットされるまで維持される。
【０１０２】
このため、調整部５は、時刻ｔ４５の時点で負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉが大きすぎた、つまり、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングが遅かったと判定する。その後、調整部５は、期間Ｔを維持したまま、時刻ｔ４７で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【０１０３】
その後、調整部５は、時刻ｔ４８で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。そして、調整部５は、次回、第２スイッチＴｒ２をオンにしておく期間を前回よりも短くすることで、第２スイッチＴｒ２をオフするタイミングを前回よりも早め、負方向へ流れるコイルＬ電流Ｉを小さくして、ノードＮ電圧を電源電圧ＶＢに近付ける。
【０１０４】
このように、調整部５は、期間Ｔを固定して維持しつつ、コイルＬ電流Ｉの値を制御して、ノードＮ電圧の最大値が電源電圧ＶＢと略同一になる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【０１０５】
なお、この時点では、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致していない。このため、調整部５は、その後、コイルＬ電流Ｉの値を維持しつつ、期間Ｔを制御して、期間Ｔと共振周期の１／４とを一致させる。
【０１０６】
例えば、図８に示すように、第１スイッチＴｒ１がオフ、第２スイッチＴｒ２がオンの状態のときに、時刻ｔ５１で第２スイッチＴｒ２をオフし、期間Ｔが経過した時刻ｔ５３で第１スイッチＴｒ１をオンにする。
【０１０７】
その後、調整部５は、時刻ｔ５４で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。このとき、ノードＮ電圧は、時刻ｔ５１から時刻ｔ５３の間に、一時的に電源電圧ＶＢを若干超える。
【０１０８】
このため、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ５２で閾値電圧Ｖｒｅｆを超えると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。この状態は、次に、第３コンデンサＣ３がリセットされるまで維持される。
【０１０９】
その後、調整部５は、時刻ｔ５４で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。また、調整部５は、時刻ｔ５４で第３スイッチＴｒ３をオンにし、所定時間経過後に第３スイッチＴｒ３をオフにする。これにより、時刻ｔ５５で第３スイッチＴｒ３がオンになり、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ５２で閾値電圧Ｖｒｅｆになると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになる。
【０１１０】
ここでは、期間Ｔが共振周期の１／４よりも長く設定されている。このため、ノードＮ電圧は、時刻ｔ５３で第１スイッチＴｒ１がオンにされたときには、最大値（電源電圧ＶＢよりも若干高い電圧）から大きく低下している。
【０１１１】
かかる場合、次回、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを維持したまま、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングを前回よりも早くすることで、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングをノードＮ電圧が最大になるタイミングに近付けることができる。
【０１１２】
そこで、調整部５は、前回、第２スイッチＴｒ２をオンにしていた時間と同じ時間、第２スイッチＴｒ２をオンにし、時刻ｔ５６で第２スイッチＴｒ２をオフにすることで、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを前回と同じにする。
【０１１３】
その後、調整部５は、前回よりも期間Ｔを短くし、時刻ｔ５７で第１スイッチＴｒ１をオンにすることで、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングをノードＮ電圧が最大になるタイミングに近付ける。
【０１１４】
ここでは、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ５７の時点で閾値電圧Ｖｒｅｆよりも高いため、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。このため、調整部５は、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングとノードＮ電圧が最大になるタイミングとが一致していないと判定する。
【０１１５】
そこで、調整部５は、次回、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを前回と同じ維持し、次回の期間Ｔを前回よりもさらに短くする。具体的には、調整部５は、時刻ｔ５８で第１スイッチＴｒ１をオフにした後、前回、第２スイッチＴｒ２をオンにしていた時間と同じ時間、第２スイッチＴｒ２をオンにし、時刻ｔ５９で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【０１１６】
これにより、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさが前回と同じになる。また、調整部５は、時刻ｔ５８で第３スイッチＴｒ３をオンにし、所定時間経過後に第３スイッチＴｒ３をオフにする。
【０１１７】
これにより、時刻ｔ５８で第３スイッチＴｒ３がオンになり、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ５８で閾値電圧Ｖｒｅｆになると、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになる。
【０１１８】
その後、調整部５は、前回よりも期間Ｔをさらに短くし、時刻ｔ６０で第１スイッチＴｒ１をオンにすることで、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングを前回よりも早める。そして、調整部５は、時刻ｔ６１で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。
【０１１９】
ここでは、ノードＮ電圧が最大になるタイミングよりも早い時刻ｔ６０で第１スイッチＴｒ１をオンにされたため、第３コンデンサＣ３電圧が上昇せず、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルに維持される。
【０１２０】
そこで、調整部５は、次回、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを前回と同じ維持し、次回の期間Ｔを前回よりも長くする。具体的には、調整部５は、時刻ｔ６１で第１スイッチＴｒ１をオフにした後、前回、第２スイッチＴｒ２をオンにしていた時間と同じ時間、第２スイッチＴｒ２をオンにし、時刻ｔ６２で第２スイッチＴｒ２をオフにする。
【０１２１】
これにより、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさが前回と同じになる。なお、調整部５は、時刻ｔ１６で第３スイッチＴｒ３をオンにして第３コンデンサＣ３をリセットする。
【０１２２】
その後、調整部５は、前回よりも期間Ｔをさらに長くし、時刻ｔ６３で第１スイッチＴｒ１をオンにすることで、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングを前回よりも遅らせる。そして、調整部５は、時刻ｔ６４で第１スイッチＴｒ１をオフにし、第２スイッチＴｒ２をオンにする。
【０１２３】
ここでは、第３コンデンサＣ３電圧が時刻ｔ６３の時点で閾値電圧Ｖｒｅｆよりも高いため、比較器Ｃｍｐ出力電圧がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになる。このため、調整部５は、第１スイッチＴｒ１をオンにするタイミングとノードＮ電圧が最大になるタイミングとが一致していないと判定する。
【０１２４】
そこで、調整部５は、次回、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを前回と同じ維持し、次回の期間Ｔを前回よりも短くする。そして、調整部５は、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉの大きさを維持しつつ、期間Ｔを長くする量と、期間Ｔを短くする量とを徐々に小さくして上記した調整を繰り返す。
【０１２５】
これにより、調整部５は、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下となる場合と、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢより高くなる場合との境界となる第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の動作タイミングを決定する。
【０１２６】
そして、調整部５は、決定したタイミングで第１スイッチＴｒ１を動作させる制御信号を第１タイミング回路２へ出力し、決定したタイミングで第２スイッチＴｒ２を動作させる制御信号を第２タイミング回路３へ出力する。
【０１２７】
これにより、電源装置１は、期間Ｔと共振周期の１／４とが一致していない場合に、共振回路の特性のバラツキに左右されることなく、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。
【０１２８】
また、上述した実施形態では、調整部５は、第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２のスイッチング制御を１サイクル行う毎に第３コンデンサＣ３をリセットしたが、複数サイクルに１度リセットしてもよい。
【０１２９】
これにより、電圧検出部４は、第３コンデンサＣ３および抵抗Ｒが積分回路として機能するので、第１ダイオードＤ１に流れる電流が小さくても、第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２のスイッチング回数を増加させることで、比較器Ｃｍｐによる判定を容易にすることができる。
【０１３０】
なお、上述した実施形態は、一例であり、実施形態に係る電源装置１は、種々の変形が可能である。次に、図９および図１０を参照し、実施形態の変形例に係る電源装置について説明する。
【０１３１】
図９は、実施形態の変形例１に係る電源装置１ａの構成を示す説明図である。図１０は、実施形態の変形例２に係る電源装置１ｂの構成を示す説明図である。図９に示す電源装置１ａは、電圧検出部４ａの構成が図５に示す電圧検出部４とは異なり、その他の構成は図５に示す電源装置１と同様である。
【０１３２】
このため、変形例１に係る電源装置１ａについては、電圧検出部４ａの構成および動作を中心に説明し、その他の構成要素については、図５に示す符号と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
【０１３３】
図９に示すように、変形例１に係る電源装置１ａの電圧検出部４ａは、第１比較器Ｃｍｐ１と、第２比較器Ｃｍｐ２と、ＡＮＤ回路７と、第１ラッチ回路ＳＲ１と、第２ラッチ回路ＳＲ２と、閾値生成回路８とを備える。
【０１３４】
第１比較器Ｃｍｐ１は、負側の入力端子が電源に接続され、正側の入力端子がノードＮに接続され、出力端子が第１ラッチ回路ＳＲ１に接続される。第１比較器Ｃｍｐ１は、例えば、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高い場合に、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力し、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下の場合に、Ｌｏｗレベルの信号を出力する。
【０１３５】
第１ラッチ回路ＳＲ１は、調整部５が第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の駆動制御を１サイクル行う間、第１比較器Ｃｍｐ１の比較結果を保持し、保持中の比較結果を調整部５へ出力する。
【０１３６】
第２比較器Ｃｍｐ２は、負側の入力端子が閾値生成回路８に接続され、正側の入力端子がノードＮに接続され、出力端子がＡＮＤ回路７に接続される。閾値生成回路８は、電源電圧ＶＢから所定電圧αを減算した閾値電圧ＶＢ−α（αは、ＶＢ−αを略電源電圧ＶＢと見なせる範囲の微小電圧）を生成して第２比較器Ｃｍｐ２の負側の入力端子へ出力する。
【０１３７】
第２比較器Ｃｍｐ２は、例えば、ノードＮ電圧が閾値電圧ＶＢ−αより高い場合に、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力し、ノードＮ電圧が閾値電圧ＶＢ−α以下の場合に、Ｌｏｗレベルの信号を出力する。
【０１３８】
ＡＮＤ回路７は、第２比較器Ｃｍｐ２からＨｉｇｈレベルの信号が入力され、且つ第１スイッチＴｒ１がオン直前であることを示す信号が入力される場合に、Ｈｉｇｈレベルの信号を、それ以外の場合に、Ｌｏｗレベルの信号を第２ラッチ回路ＳＲ２へ出力する。
【０１３９】
第２ラッチ回路ＳＲ２は、調整部５が第１スイッチＴｒ１および第２スイッチＴｒ２の駆動制御を１サイクル行う間、ＡＮＤ回路７の演算結果（論理和）を保持し、保持中の演算結果を調整部５へ出力する。
【０１４０】
かかる電圧検出部４ａは、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下か否かを第１比較器Ｃｍｐ１によって検出し、検出結果を調整部５へ出力する。また、電圧検出部４ａは、第１スイッチＴｒ１がオンになるタイミングで、第１スイッチＴｒ１の両端電圧の電位差が所定電圧αの範囲内か否かを第２比較器Ｃｍｐ２によって検出する。
【０１４１】
そして、調整部５は、まず、共振回路の特性のバラツキを考慮して、第１スイッチＴｒ１がオフ、第２スイッチＴｒ２がオフの状態から第１スイッチＴｒ１をオンにするまでの期間Ｔを、共振回路の共振周期の１／４より長く設定してスイッチング制御を開始する。
【０１４２】
調整部５は、このように、期間Ｔを共振周期の１／４より長く設定してスイッチング制御を開始することで、図５に示す電源装置１と同様に、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。
【０１４３】
その後、調整部５は、第１ラッチ回路ＳＲ１から入力される信号に基づいて、次の処理を行う。調整部５は、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢよりも高い場合、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉが過剰なので、コイルＬ電流Ｉを小さくするように、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングを前回よりも早めるように、第２タイミング回路３へ制御信号を出力する。
【０１４４】
また、調整部５は、ノードＮ電圧が電源電圧ＶＢ以下の場合、負方向に流れるコイルＬ電流Ｉが過少なので、コイルＬ電流Ｉを大きくするように、第２スイッチＴｒ２をオフにするタイミングを前回よりも遅らせるように、第２タイミング回路３へ制御信号を出力する。
【０１４５】
調整部５は、上記した２つの判定結果が交互に発生する応対になった場合、第２ラッチ回路ＳＲ２から入力される信号に基づいて、以下の制御を合わせて実行する。
【０１４６】
調整部５は、第１スイッチＴｒ１がオンになるタイミングで、第１スイッチＴｒ１の両端電圧の電位差が所定電圧αの範囲外である場合、期間Ｔが長すぎるので、期間Ｔを短くするように、第１タイミング回路２および第２タイミング回路３へ制御信号を出力する。
【０１４７】
これにより、調整部５は、図５に示す電源装置１と同様に、期間Ｔと共振周期とを一致させることができるので、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができる。なお、調整部５は、コイルＬ電流Ｉを増減させる場合には、電源電圧ＶＢに比例した係数でコイルＬ電流Ｉを増減させる量に重み付けを行う。
【０１４８】
次に、図１０を参照し、変形例２に係る電源装置１ｂについて説明する。図１０に示すように、変形例２に係る電源装置１ｂは、スイッチ３１と、コイル３２と、第１ダイオード３３と、コンデンサ３４と、第２ダイオード３５と、抵抗３６と、電圧検出器３７と、スイッチ制御部５ｂとを備える。
【０１４９】
スイッチ３１は、電源に接続される。コイル３２は、スイッチ３１と負荷１００との間に接続される。第１ダイオード３３は、スイッチ３１とコイル３２との接点にカソードが接続され、アノードがアースに接続される。コンデンサ３４は、第１ダイオード３３に並列接続される。
【０１５０】
第２ダイオード３５は、スイッチ３１に逆並列接続される。抵抗３６は、第２ダイオード３５のカソードと電源との間に接続される。電圧検出器３７は、抵抗３６の両端電圧の電位差を検出してスイッチ制御部５ｂへ出力する。スイッチ制御部５ｂは、抵抗を流れる電流に基づいてスイッチをオンにするタイミングを制御して電源電圧ＶＢを変圧させる。
【０１５１】
具体的には、スイッチ制御部５ｂは、スイッチ３１を間欠的にオンにする。このとき、コイル３２を流れる電流Ｉは、スイッチ３１がオンの期間に正方向へ流れ、その後、スイッチ３１がオフにされると、コイル３２とコンデンサ３４とが共振回路として機能するので共振し、負方向と正方向とに交互に流れる。
【０１５２】
ここで、スイッチ制御部５ｂによってスイッチ３１をオフからオンにする場合に、スイッチ３１の両端電圧に電位差があると、電力損失が発生する。そこで、スイッチ制御部５ｂは、抵抗３６を流れる電流に基づいてスイッチをオンにするタイミングを制御することにより、電力損失の発生を抑制する。
【０１５３】
具体的には、電流Ｉが共振によって負方向に流れると、コンデンサ３４が充電される。そして、電流Ｉは、電流値がコンデンサ３４を電源電圧ＶＢまで充電するために必要な電流値よりも大きかった場合、第２ダイオード３５および抵抗３６を介して電源側へ流れる。その後、電流Ｉは、共振して再び正方向へ流れ始める。
【０１５４】
スイッチ制御部５ｂは、かかる現象を利用し、抵抗３６の両端電圧の電位差を電圧検出器３７から取得し、電位差が増大した後に減少して０になるタイミング、つまり、電流が負方向へ流れた後に負方向へ流れる電流値が０となるタイミングを検出する。
【０１５５】
そして、スイッチ制御部５ｂは、検出したタイミングでスイッチ３１をオンにする。これにより、スイッチ制御部５ｂは、ＺＶＳおよびＺＣＳを行うことができるので、スイッチ３１をオンにする場合に電力損失の発生を抑制することができる。
【０１５６】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
１  電源装置
１０，５ｂ  スイッチ制御部
２  第１タイミング回路
３  第２タイミング回路
４  電圧検出部
５  調整部
６  出力端子
Ｔｒ１  第１スイッチ
Ｔｒ２  第２スイッチ
Ｔｒ３  第３スイッチ
Ｃ１  第１コンデンサ
Ｃ２  第２コンデンサ
Ｃ３  第３コンデンサ
Ｌ  コイル
Ｄ１  第１ダイオード
Ｄ２  第２ダイオード
Ｃｍｐ  比較器
Ｒ  抵抗
【図１Ａ】
2020124020.tif 000003
【図１Ｂ】
2020124020.tif 000004
【図２Ａ】
2020124020.tif 000005
【図２Ｂ】
2020124020.tif 000006
【図３Ａ】
2020124020.tif 000007
【図３Ｂ】
2020124020.tif 000008
【図４】
2020124020.tif 000009
【図５】
2020124020.tif 000010
【図６】
2020124020.tif 000011
【図７】
2020124020.tif 000012
【図８】
2020124020.tif 000013
【図９】
2020124020.tif 000014
【図１０】
2020124020.tif 000015