(57)【要約】【課題】電力損失を低減すること。【解決手段】負荷２１に流れる負荷電流Ｉｏｕｔを検出する電流検出部１７と、２次側のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を閾値Ｉｔｈ１とし、電流検出部１７での検出電流が閾値Ｉｔｈ１以下の場合に２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止し、閾値Ｉｔｈ１よりも大きい場合に２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を許可する制御部１８を備える。【選択図】図１
2010213366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器と、変圧器の１次側に交流電圧を印加するためのスイッチング素子と、変圧器の２次側の電流を整流する整流素子とを備え、１次側のスイッチング素子のスイッチングタイミングと同期して２次側の整流素子をスイッチングして同期整流を行なうスイッチング電源装置において、
前記変圧器の２次側に接続される負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
前記２次側の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該２次側の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を閾値とし、前記電流検出手段での検出電流が前記閾値以下の場合に前記２次側の整流素子の同期整流制御を禁止し、前記閾値よりも大きい場合に前記２次側の整流素子の同期整流制御を許可する制御手段と
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
変圧器の２次側巻線に、ダイオードが組み合わされた２次側の整流素子がｎ個複数並列に接続されるスイッチング電源装置において、
前記変圧器の２次側に接続される負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
前記２次側のｎ個の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該ｎ個の整流素子のうちｎ個より小さいｍ個のみを駆動させて同期整流制御を行った際の第１の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を第１の閾値とし、前記第１の駆動損失が、当該ｎ個の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を第２の閾値とし、前記電流検出手段での検出電流が、前記第１の閾値以下の場合に前記ｎ個の整流素子の同期整流制御を禁止し、前記第１の閾値を超え前記第２の閾値以下の場合に前記ｍ個のみの整流素子を駆動させて同期整流制御を行い、前記第２の閾値よりも大きい場合に前記ｎ個の整流素子の同期整流制御を許可する制御手段と
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両等において車両電源から所定の電圧を作り出すスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源装置として特許文献１に記載のものがある。特許文献１では、同期整流方式を採用したスイッチング電源装置が紹介されている。同期整流方式とは、電圧を変圧するためにトランスを用いるスイッチング電源において、２次側の整流をダイオード整流ではなくスイッチング素子による整流に置き換えたもので、ダイオード整流に対して高効率を実現できるという特徴を備えている。一般に整流用のスイッチング素子にはＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタが使用され、ＭＯＳトランジスタは構造上ドレイン−ソース間にボディダイオードという寄生ダイオードが存在するため、このダイオードによりＭＯＳトランジスタをオンしない場合はダイオード整流を行なうことができる。特許文献１では、同期整流用のスイッチング素子の電流を検出して、検出電流が流れている時に制御信号を出し、流れなくなった時に制御信号を止め、これらの制御信号によって同期整流用のスイッチング素子を駆動する。つまり、スイッチング電源が電流を出力する場合は常に同期整流制御を実施し、これによって低損失なスイッチング電源を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１５７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献１において、出力電流が例えば１００〜２００Ａと大きい場合は同期整流用のスイッチング素子１個当たりの電流容量を超えてしまうため、スイッチング素子を複数並列に接続して構成する。この構成の場合も同期整流制御によってスイッチング素子の電力損失を低減することができる。
【０００５】
一方、同期整流を実施するためにはスイッチング素子を駆動する必要があり、駆動損失が生じる。このため、出力電流が０〜１０Ａ程度と低い場合には、ダイオード整流と同期整流を比べると、逆に同期整流のほうが電力損失が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電力損失を低減することができるスイッチング電源装置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】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、変圧器と、変圧器の１次側に交流電圧を印加するためのスイッチング素子と、変圧器の２次側の電流を整流する整流素子とを備え、１次側のスイッチング素子のスイッチングタイミングと同期して２次側の整流素子をスイッチングして同期整流を行なうスイッチング電源装置において、前記変圧器の２次側に接続される負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、前記２次側の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該２次側の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を閾値とし、前記電流検出手段での検出電流が前記閾値以下の場合に前記２次側の整流素子の同期整流制御を禁止し、前記閾値よりも大きい場合に前記２次側の整流素子の同期整流制御を許可する制御手段と
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、２次側の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、同期整流制御時のスイッチング素子の駆動損失よりも小さくなった場合に、その同期整流制御が禁止される。この禁止によって、同期整流制御時のスイッチング素子の駆動損失よりも小さい電力損失で、２次側のダイオードのみが駆動されてスイッチング電源装置が駆動するので、スイッチング電源装置の電力損失を低減することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、変圧器の２次側巻線に、ダイオードが組み合わされた２次側の整流素子がｎ個複数並列に接続されるスイッチング電源装置において、前記変圧器の２次側に接続される負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、前記２次側のｎ個の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該ｎ個の整流素子のうちｎ個より小さいｍ個のみを駆動させて同期整流制御を行った際の第１の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を第１の閾値とし、前記第１の駆動損失が、当該ｎ個の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の前記負荷電流の値を第２の閾値とし、前記電流検出手段での検出電流が、前記第１の閾値以下の場合に前記ｎ個の整流素子の同期整流制御を禁止し、前記第１の閾値を超え前記第２の閾値以下の場合に前記ｍ個のみの整流素子を駆動させて同期整流制御を行い、前記第２の閾値よりも大きい場合に前記ｎ個の整流素子の同期整流制御を許可する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、第２の閾値は、ｎ個の整流素子のうちｎ個より小さいｍ個のみを駆動させて同期整流制御を行った際の第１の駆動損失が、ｎ個の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流の値なので、第２の閾値を超える場合は、ｎ個の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも、第１の駆動損失が大きくなる。従って、制御手段が、検出電流が第２の閾値よりも大きい場合にｎ個の整流素子の同期整流制御を許可すると、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。
【００１１】
また、第１の閾値は、ｎ個の整流素子に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、第１の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流の値である。つまり、第１の閾値以下の場合は、スイッチング電源装置の電力損失が最も小さくなる。従って、制御手段が、検出電流が第１の閾値以下の場合にｎ個の整流素子の同期整流制御を禁止すると、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。
【００１２】
更に、検出電流が第２の閾値以下の場合は、ｎ個の整流素子の同期整流制御時の駆動損失よりも第１の駆動損失が小さく、第１の閾値を超える場合は、第１の駆動損失がダイオードの電圧降下分の電力損失よりも小さくなる。従って、制御手段が、検出電流が第１の閾値を超え第２の閾値以下の場合にｍ個のみの整流素子を駆動させて同期整流制御を行うと、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。これらの制御によってスイッチング電源装置の電力損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、電力損失を低減することができるスイッチング電源装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態のスイッチング電源装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図３】第１の実施形態のスイッチング電源装置を説明するための補助図である。
【図４】第１の実施形態のスイッチング電源装置の特徴制御時の電力損失と負荷電流との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の特徴制御時の電力損失と負荷電流との関係を示す図である。
【図６】第２の実施形態のスイッチング電源装置を説明するための補助図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源装置の構成を示す図である。
【００１７】
図１に示すスイッチング電源装置１は、ハイブリッド車両等に用いられるものであり、１次側コイル（１次側巻線）８ａ及び２次側コイル（２次側巻線）８ｂを有する変圧器８と、ソース−ドレイン間にダイオードが接続されたＭＯＳトランジスタによる４つの主スイッチング素子（主整流素子）９−１，９−２，９−３，９−４と、ソース−ドレイン間にダイオードが接続されたＭＯＳトランジスタによる第１のスイッチング素子（整流素子）１１、第２のスイッチング素子１２、第３のスイッチング素子１３及び第４のスイッチング素子１４と、コイル１５と、コンデンサ１６と、電流検出部（電流検出手段）１７と、制御部（制御手段）１８とを備えて構成されている。
【００１８】
これら構成要素の接続は、変圧器８の１次側コイル８ａの一端に主スイッチング素子９−１を介してバッテリ２０の正極並びに主スイッチング素子９−３を介してバッテリ２０の負極が接続され、他端に主スイッチング素子９−２を介してバッテリ２０の正極並びに主スイッチング素子９−４を介してバッテリ２０の負極が接続されている。変圧器８の２次側コイル８ｂの一端とアース間には第１のスイッチング素子１１のソース−ドレイン間が接続され、この第１のスイッチング素子１１に第２のスイッチング素子１２が並列に接続されている。また、２次側コイル８ｂの他端とアース間には第３のスイッチング素子１３のソース−ドレイン間が接続され、この第３のスイッチング素子１３に第４のスイッチング素子１４が並列に接続されている。
【００１９】
更に、２次側コイル８ｂの一端と他端との間にコイル１５を介して負荷２１が接続され、そのコイル１５とアース間にコンデンサ１６が接続されている。更には、コイル１５と負荷２１との間に電流検出部１７が接続され、この電流検出部１７での検出電流Ｉｄが入力されるように制御部１８が接続されている。制御部１８には、更に第１〜第４のスイッチング素子１１〜１４のゲート端子が接続され、各ゲート端子に駆動制御信号ＳＧが入力されるようになっている。なお、検出電流Ｉｄは、スイッチング電源装置１の出力電流Ｉｏｕｔと同じである。
【００２０】
このような構成のスイッチング電源装置１においては、主スイッチング素子９−１と９−４がオンの時に主スイッチング素子９−２と９−３がオフとなって、バッテリ２０から流れる＋側の電流Ｉｉによるエネルギーが変圧器８に蓄積され、この蓄積されたエネルギーが主スイッチング素子９が非導通（オフ）の時にスイッチング素子１１，１２又は１３，１４を介して出力電流（負荷電流）Ｉｏｕｔとして負荷２１に流れる。
【００２１】
例えば、２次側の各スイッチング素子１１〜１４で同期整流制御を行った場合、図２に示す時刻ｔ１において、主スイッチング素子９−１と９−４をオンで主スイッチング素子９−２と９−３をオフとしてバッテリ２０から変圧器８の１次側に＋側に電流Ｉｉが流れたとすると、変圧器８の２次側には各スイッチング素子１１，１２に電流Ｉ１が流れる。この際、他のスイッチング素子１３，１４には電流は流れない。
【００２２】
次に、時刻ｔ２において、主スイッチング素子９−１と９−４がオフの時に主スイッチング素子９−２と９−３がオンとなって、１次側に−側に電流Ｉｉが流れると、２次側には各スイッチング素子１３，１４に電流Ｉ２が流れる。この際、他のスイッチング素子１１，１２には電流は流れない。以降順次、主スイッチング素子９−１〜９−４のオン、オフによって１次側で電流Ｉｉが＋側、−側に交互に変化して流れると、これに応じて２次側に電流Ｉ１とＩ２が交互に流れる。この結果、電流Ｉ１とＩ２は負荷電流Ｉｏｕｔとして合成されて負荷２１に流れる。
【００２３】
この際、各スイッチング素子１１，１２と各スイッチング素子１３，１４との電力損失、即ちスイッチング電源装置１の電力損失Ｐｒは、次式（１）で表される。
Ｐｒ＝２×Ｐｄ＋（Ｒ／２）×Ｉｏｕｔ２  …（１）
【００２４】
但し、Ｐｄはスイッチング素子１個分の駆動損失、Ｒはスイッチング素子１個分のオン抵抗値である。式（１）の電力損失Ｐｒをグラフに表すと、図３に示す電力損失Ｐｒと負荷電流（出力電流）Ｉｏｕｔとの関係において、曲線Ｌ１となる。但し、図３において電力損失のｒ２はスイッチング素子２個分の駆動損失である。
【００２５】
また、スイッチング電源装置１において同期整流制御を行わず、２次側のスイッチング素子１１〜１４のダイオードのみで制御した場合、各ダイオードの電力損失、即ちスイッチング電源装置１の電力損失Ｐｒは、次式（２）で表される。
Ｐｒ＝Ｖｆ×Ｉｏｕｔ  …（２）
【００２６】
但し、Ｖｆはダイオードの電圧降下分である。式（２）の電力損失Ｐｒをグラフに表すと、図３に示す曲線Ｌ２となる。
【００２７】
そこで、本実施形態では、図４に示すように、２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を行った際の電力損失Ｐｒと負荷電流Ｉｏｕｔとの関係の曲線Ｌ１と、同期整流制御を行わずダイオードのみで制御した場合の曲線Ｌ２との交点Ｉｔｈ１を閾値とする。言い換えれば、２次側のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失（電力損失）よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を閾値Ｉｔｈ１とする。
【００２８】
この閾値Ｉｔｈ１を制御部１８に設定し、制御部１８は、電流検出部１７での検出電流Ｉｄが閾値Ｉｔｈ１以下の場合に、駆動制御信号ＳＧによって各スイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止する。この場合、電力損失Ｐｒと負荷電流Ｉｏｕｔとの関係は曲線Ｌ３のようになる。
【００２９】
即ち、負荷電流Ｉｏｕｔ（検出電流Ｉｄ）が閾値Ｉｔｈ１以下の場合は、同期整流制御が禁止されるので電流がダイオードを流れることによって曲線Ｌ２と同様に負荷電流Ｉｏｕｔが流れる。一方、負荷電流Ｉｏｕｔが閾値Ｉｔｈ１よりも大きい場合は、同期整流制御が許可されてスイッチング素子１１〜１４を電流が流れることによって曲線Ｌ１と同様に負荷電流Ｉｏｕｔが流れる。
【００３０】
このように第１の実施形態のスイッチング電源装置１は、変圧器８の１次側コイル８ａに、ダイオードが組み合わされた主スイッチング素子９−１〜９−４を介してバッテリ２０が接続され、当該変圧器８の２次側コイル８ｂに、ダイオードが組み合わされた２次側のスイッチング素子１１〜１４が複数並列に接続されて成り、主スイッチング素子９−１と９−４がオンで主スイッチング素子９−２と９−３がオフ時にバッテリ２０からの電流によるエネルギーが変圧器８に蓄積され、この蓄積されたエネルギーが、主スイッチング素子９−１と９−４がオフで主スイッチング素子９−２と９−３がオン時に同期整流制御される２次側のスイッチング素子１１〜１４を介して負荷２１に負荷電流Ｉｏｕｔとして流れる。
【００３１】
この構成において、負荷２１に流れる負荷電流Ｉｏｕｔを検出する電流検出部１７と、２次側のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、当該２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を閾値Ｉｔｈ１とし、電流検出部１７での検出電流が閾値Ｉｔｈ１以下の場合に２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止し、閾値Ｉｔｈ１よりも大きい場合に２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を許可する制御部１８を備えた。
【００３２】
従って、２次側のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、同期整流制御時のスイッチング素子１１〜１４の駆動損失よりも小さくなった場合に、その同期整流制御が禁止される。この禁止によって、同期整流制御時のスイッチング素子１１〜１４の駆動損失よりも小さい電力損失で、２次側のダイオードのみが駆動されてスイッチング電源装置１が駆動するので、スイッチング電源装置１の電力損失を低減することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るスイッチング電源装置の電力損失Ｐｒと負荷電流Ｉｏｕｔとの関係を示す図、図６は第２の実施形態に係るスイッチング電源装置を説明するための補助図である。
【００３４】
第２の実施形態のスイッチング電源装置が第１の実施形態と異なる点は、制御部１８による２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御の禁止、許可が、図５に示す曲線Ｌ５に沿って行なわれるようにしたことにある。
【００３５】
まず、図６において、曲線Ｌ４は、各スイッチング素子１１，１２又は１３，１４のうち、１素子のみ（例えば１１又は１３）を駆動させて同期整流制御を行った場合の電力損失Ｐｒと負荷電流Ｉｏｕｔとの関係を示すものである。但し、図６に示す電力損失Ｐｒのｒ１はスイッチング素子１個分の駆動損失であり、この場合の同期整流制御時の電力損失Ｐｒは、次式（３）で表される。
Ｐｒ＝Ｐｄ＋Ｒ×Ｉｏｕｔ２  …（３）
【００３６】
本実施形態では、２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を行わずダイオードのみで制御した場合の曲線Ｌ２と曲線Ｌ４との交点Ｉｔｈ１１を第１の閾値とし、２次側のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を行った際の電力損失Ｐｒと負荷電流Ｉｏｕｔの関係の曲線Ｌ１と曲線Ｌ４との交点Ｉｔｈ１２を第２の閾値とする。
【００３７】
言い換えれば、２次側のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、各スイッチング素子１１，１２又は１３，１４のうち、１素子１１又は１３のみを駆動させて同期整流制御を行った際の駆動損失（電力損失）よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を第１の閾値Ｉｔｈ１１とする。また、２次側の各スイッチング素子１１，１２又は１３，１４のうち、１素子１１又は１３のみを駆動させて同期整流制御を行った際の駆動損失が、全てのスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を第２の閾値Ｉｔｈ１２とする。
【００３８】
この結果、第１の閾値Ｉｔｈ１１以下では曲線Ｌ２に沿った負荷電流Ｉｏｕｔが最も電力損失Ｐｒが小さく、第１の閾値Ｉｔｈ１１を超え第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合は曲線Ｌ４に沿った負荷電流Ｉｏｕｔが最も電力損失Ｐｒが小さく、第２の閾値Ｉｔｈ１２を超えた場合は曲線Ｌ１に沿った負荷電流Ｉｏｕｔが最も電力損失Ｐｒが小さい。
【００３９】
そこで、第１及び第２の閾値Ｉｔｈ１１，Ｉｔｈ１２を制御部１８に設定し、制御部１８は駆動制御信号ＳＧによって、電流検出部１７での検出電流Ｉｄが第１の閾値Ｉｔｈ１１以下の場合に各スイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止し、第１の閾値Ｉｔｈ１１を超え第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合に、１つのスイッチング素子１１又は１３のみを駆動させて同期整流制御を行い、第２の閾値Ｉｔｈ１２を超えた場合に全てのスイッチング素子１１，１２又は１３，１４を同期整流制御するようにした。
【００４０】
この制御によって、図５に示す曲線Ｌ５に沿って負荷電流Ｉｏｕｔが流れる。即ち、検出電流Ｉｄ（負荷電流Ｉｏｕｔ）が、第１の閾値Ｉｔｈ１１以下の場合は、同期整流制御が禁止されるので電流がダイオードを流れることによって曲線Ｌ２と同様に負荷電流Ｉｏｕｔが流れる。また、第１の閾値Ｉｔｈ１１を超え第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合は、１つのスイッチング素子１１又は１３のみが駆動されて同期整流制御が行われるので、曲線Ｌ４と同様に負荷電流Ｉｏｕｔが流れ、更に、第２の閾値Ｉｔｈ１２よりも大きい場合は、同期整流制御が許可されて全てのスイッチング素子１１，１２又は１３，１４を電流が流れるので、曲線Ｌ１と同様に負荷電流Ｉｏｕｔが流れる。
【００４１】
但し、上記では曲線Ｌ４は、２次側にスイッチング素子１１，１２又は１３，１４が２個並列接続されている際に、１個のスイッチング素子１１又は１３のみを駆動して同期整流制御を行った場合を例に挙げたが、２次側にスイッチング素子がｎ個並列接続されている際に、ｎ個よりも小さいｍ個のスイッチング素子を駆動して同期整流制御を行った場合でも、曲線Ｌ４は上記のように曲線Ｌ５に対応する関係となる。
【００４２】
このように第２の実施形態のスイッチング電源装置は、制御部１８が、２次側のｎ個のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４のうちｎ個より小さいｍ個のみを駆動させて同期整流制御を行った際の第１の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を第１の閾値Ｉｔｈ１１とし、第１の駆動損失が、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流Ｉｏｕｔの値を第２の閾値Ｉｔｈ１２とし、電流検出部１７での検出電流Ｉｄが、第１の閾値Ｉｔｈ１１以下の場合にｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止し、第１の閾値Ｉｔｈ１１を超え第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合にｍ個のみのスイッチング素子を駆動させて同期整流制御を行い、第２の閾値Ｉｔｈ１２よりも大きい場合にｎ個のスイッチング素子の同期整流制御を許可するようにした。
【００４３】
この場合、第２の閾値Ｉｔｈ１２は、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４のうちｎ個より小さいｍ個のみを駆動させて同期整流制御を行った際の第１の駆動損失が、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流の値なので、第２の閾値Ｉｔｈ１２を超える場合は、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも、第１の駆動損失が大きくなる。従って、制御部１８が、検出電流Ｉｄが第２の閾値Ｉｔｈ１２よりも大きい場合にｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を許可すると、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。
【００４４】
また、第１の閾値Ｉｔｈ１１は、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４に組み合わされたダイオードのみが駆動する際の当該ダイオードの電圧降下分の電力損失が、第１の駆動損失よりも小さくなる場合の負荷電流の値である。つまり、第１の閾値Ｉｔｈ１１以下の場合は、スイッチング電源装置の電力損失が最も小さくなる。従って、制御部１８が、検出電流Ｉｄが第１の閾値Ｉｔｈ１１以下の場合にｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御を禁止すると、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。
【００４５】
更に、検出電流Ｉｄが第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合は、ｎ個のスイッチング素子１１〜１４の同期整流制御時の駆動損失よりも第１の駆動損失が小さく、第１の閾値Ｉｔｈ１１を超える場合は、第１の駆動損失がダイオードの電圧降下分の電力損失よりも小さくなる。従って、制御部１８が、検出電流Ｉｄが第１の閾値Ｉｔｈ１１を超え第２の閾値Ｉｔｈ１２以下の場合にｍ個のみのスイッチング素子を駆動させて同期整流制御を行うと、最も小さい電力損失でスイッチング電源装置を駆動することができる。これらの制御によってスイッチング電源装置の電力損失を低減することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  スイッチング電源装置
８  変圧器
８ａ  １次側コイル
８ｂ  ２次側コイル
９−１〜９−４  主スイッチング素子
１１，１２，１３，１４  スイッチング素子
１５  コイル
１６  コンデンサ
１７  電流検出部
１８  制御部
２０  バッテリ
２１  負荷
Ｉｉ  １次側の電流
Ｉ１，Ｉ２  ２次側の電流
Ｉｄ  検出電流
Ｉｏｕｔ  負荷電流（出力電流）
ＳＧ  駆動制御信号
【図１】
2010213366.tif 000003
【図２】
2010213366.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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