(57)【要約】【課題】デジタル制御方式のスイッチング電源装置において、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させる。【解決手段】パルス信号出力部３３６が、パターン決定部３３４により負荷率に応じて決定された間引きパターン及び補正係数に基づいて、負荷率が小さいほど固定周期のパルス信号に含まれる多くのパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように補正し、補正後のパルス信号をＤＣ／ＤＣコンバータが備えるスイッチ回路のスイッチ制御信号として出力することで、負荷率に応じてＰＷＭ制御方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータを擬似的にＰＦＭ制御方式で動作させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力をスイッチングして出力するスイッチ回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように前記スイッチ回路のスイッチングを制御するための固定周期のパルス信号のパルス幅を、前記電圧検出部で検出された出力電圧に基づいて算出するパルス幅算出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力が供給される負荷の負荷状態を示す負荷率を、前記電流検出部で検出された出力電流に基づいて算出する負荷率算出部と、
負荷率に関連付けて、予め定められた周期分のパルスの中から負荷率が小さいほど出力対象のパルスが少なく定められたパルス信号の間引きパターンと、負荷率が小さいほどパルス信号のパルス幅が大きくなるように定められたパルス幅の補正係数とを記憶するパターンデータ記憶部と、
前記パターンデータ記憶部を参照して、前記負荷率算出部で算出された負荷率に対応する間引きパターンと補正係数とを決定するパターン決定部と、
パルス信号に含まれる各パルスを前記パターン決定部で決定された間引きパターンに応じて間引くと共に、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して前記パターン決定部で決定された補正係数に基づく補正を行うことで、前記パルス信号を補正し、補正後のパルス信号を前記ＤＣ／ＤＣコンバータに出力するパルス信号出力部と、
を備えるデジタル制御方式のスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチング電源装置において、
前記負荷率算出部は、
前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値を負荷率として選択する、
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
入力をスイッチングして出力するスイッチ回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータを含むデジタル制御方式のスイッチング電源装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を電圧センサを介して検出する電圧検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように前記スイッチ回路のスイッチングを制御するための固定周期のパルス信号のパルス幅を、前記電圧検出部で検出された出力電圧に基づいて算出するパルス幅算出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を電流センサを介して検出する電流検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力が供給される負荷の負荷状態を示す負荷率を、前記電流検出部で検出された出力電流に基づいて算出する負荷率算出部と、
負荷率に関連付けて、予め定められた周期分のパルスの中から負荷率が小さいほど出力対象のパルスが少なく定められたパルス信号の間引きパターンと、負荷率が小さいほどパルス信号のパルス幅が大きくなるように定められたパルス幅の補正係数とを記憶するパターンデータ記憶部と、
前記パターンデータ記憶部を参照して、前記負荷率算出部で算出された負荷率に対応する間引きパターンと補正係数とを決定するパターン決定部と、
パルス信号に含まれる各パルスを前記パターン決定部で決定された間引きパターンに応じて間引くと共に、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して前記パターン決定部で決定された補正係数に基づく補正を行うことで、前記パルス信号を補正し、補正後のパルス信号を前記ＤＣ／ＤＣコンバータに出力するパルス信号出力部と、
してコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のプログラムにおいて、
前記負荷率算出部は、
前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値を負荷率として選択する、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器等の電源として用いられるスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する配慮から、電子機器の省電力化や小型軽量化が求められており、スイッチング電源装置の効率を向上させ無駄な電力消費を抑制することも重要となっている。また、小型軽量や省電力化などの要望に伴い、スイッチング電源装置のデジタル化も進んできている。
【０００３】
特許文献１〜３には、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング制御をデジタル回路から出力されるパルス信号に基づいて実行するデジタル制御方式のスイッチング電源装置が開示されている。
【０００４】
ところで、一般に、スイッチング電源装置のスイッチ制御方式としては、大きく２つの方式が知られている。１つは、一定周波数のクロックパルスのデューティサイクルを変化させて出力電圧が一定になるように制御するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式であり、もう一つはパルス幅が一定でクロックの周期を変化させて出力電圧が一定になるように制御するＰＦＭ（ｐｕｌｓｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式である。
【０００５】
ＰＷＭ制御方式は、軽負荷でも一定周期でスイッチングトランジスタのオン／オフ制御を行うため、軽負荷での効率は悪化する。これに対して、ＰＦＭ制御方式は、負荷に応じて周波数が変動するため、機器に対してノイズやリプルの影響が大きいが、軽負荷に対してＰＷＭ制御方式よりも効率を高めることができる。
【０００６】
そこで、特許文献４や特許文献５のように、負荷の状態に応じてＰＷＭ制御方式とＰＦＭ制御方式とを切り替えて使用することで電力変換効率を向上させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０６７６９号公報
【特許文献２】特開２００８−９９４４０号公報
【特許文献３】特開２００８−１０９７２３号公報
【特許文献４】特開２００７−２０９１８０号公報
【特許文献５】特開２００７−２５２１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、負荷の状態に応じてＰＷＭ制御方式とＰＦＭ制御方式とを切り替えて使用することで電力変換効率を向上させることはできる。
【０００９】
しかし、ＰＷＭ制御方式とＰＦＭ制御方式とを切り替えてスイッチング制御を行う場合、ＰＷＭ制御方式及びＰＦＭ制御方式それぞれの制御を実行するために、スイッチング電源装置は、ＰＷＭ制御方式及びＰＦＭ制御方式それぞれに対応した回路やプログラムを備える必要がある。また、スイッチング電源装置の用途拡大等で仕様の変更も多い。
【００１０】
したがって、ＰＷＭ制御方式とＰＦＭ制御方式とを切り替えてスイッチング制御を行うスイッチング電源装置の場合、仕様の変更の都度、ＰＷＭ制御方式及びＰＦＭ制御方式それぞれに対応した回路やプログラムの変更や追加等を行う必要が生じ、コストの増加を招くこともある。
【００１１】
本発明は、デジタル制御方式のスイッチング電源装置において、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置は、入力をスイッチングして出力するスイッチ回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように前記スイッチ回路のスイッチングを制御するための固定周期のパルス信号のパルス幅を、前記電圧検出部で検出された出力電圧に基づいて算出するパルス幅算出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力が供給される負荷の負荷状態を示す負荷率を、前記電流検出部で検出された出力電流に基づいて算出する負荷率算出部と、負荷率に関連付けて、予め定められた周期分のパルスの中から負荷率が小さいほど出力対象のパルスが少なく定められたパルス信号の間引きパターンと、負荷率が小さいほどパルス信号のパルス幅が大きくなるように定められたパルス幅の補正係数とを記憶するパターンデータ記憶部と、前記パターンデータ記憶部を参照して、前記負荷率算出部で算出された負荷率に対応する間引きパターンと補正係数とを決定するパターン決定部と、パルス信号に含まれる各パルスを前記パターン決定部で決定された間引きパターンに応じて間引くと共に、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して前記パターン決定部で決定された補正係数に基づく補正を行うことで、前記パルス信号を補正し、補正後のパルス信号を前記ＤＣ／ＤＣコンバータに出力するパルス信号出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置によれば、負荷率が小さいほど固定周期のパルス信号に含まれる多くのパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように補正して、補正後のパルス信号をＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング制御の信号として出力することで、負荷率に応じてＰＷＭ制御方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータを擬似的にＰＦＭ制御方式で動作させることができ、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させることができる。
【００１４】
本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置の一つの態様では、前記負荷率算出部は、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値を負荷率として選択する、ことを特徴とする。
【００１５】
本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置の一つの態様によれば、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値が負荷率として選択されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流のみで負荷率を算出する場合に比べて、算出された負荷率の誤差による電圧低下等の不具合を減少させることができる。
【００１６】
本実施形態に係るプログラムは、入力をスイッチングして出力するスイッチ回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータを含むデジタル制御方式のスイッチング電源装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を電圧センサを介して検出する電圧検出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように前記スイッチ回路のスイッチングを制御するための固定周期のパルス信号のパルス幅を、前記電圧検出部で検出された出力電圧に基づいて算出するパルス幅算出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を電流センサを介して検出する電流検出部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力が供給される負荷の負荷状態を示す負荷率を、前記電流検出部で検出された出力電流に基づいて算出する負荷率算出部と、負荷率に関連付けて、予め定められた周期分のパルスの中から負荷率が小さいほど出力対象のパルスが少なく定められたパルス信号の間引きパターンと、負荷率が小さいほどパルス信号のパルス幅が大きくなるように定められたパルス幅の補正係数とを記憶するパターンデータ記憶部と、前記パターンデータ記憶部を参照して、前記負荷率算出部で算出された負荷率に対応する間引きパターンと補正係数とを決定するパターン決定部と、パルス信号に含まれる各パルスを前記パターン決定部で決定された間引きパターンに応じて間引くと共に、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して前記パターン決定部で決定された補正係数に基づく補正を行うことで、前記パルス信号を補正し、補正後のパルス信号を前記ＤＣ／ＤＣコンバータに出力するパルス信号出力部と、してコンピュータを機能させることを特徴する。
【００１７】
本発明に係るプログラムによれば、負荷率が小さいほど固定周期のパルス信号に含まれる多くのパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように補正して、補正後のパルス信号をＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング制御の信号として出力することで、負荷率に応じてＰＷＭ制御方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータを擬似的にＰＦＭ制御方式で動作させることができ、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係るプログラムの一つの態様では、前記負荷率算出部は、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値を負荷率として選択する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るプログラムの一つの態様によれば、前記パルス幅算出部で算出されたパルス幅に対して予め定められた最大パルス幅を除算した値と、前記電流検出部で検出された出力電流を予め定められた最大出力電流で除算した値のうち、大きい方の値が負荷率として選択されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流のみで負荷率を算出する場合に比べて、算出された負荷率の誤差による電圧低下等の不具合を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、負荷率が小さいほど固定周期のパルス信号に含まれる多くのパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように補正して、補正後のパルス信号をＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング制御の信号として出力することで、負荷率に応じてＰＷＭ制御方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータを擬似的にＰＦＭ制御方式で動作させることができ、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置が備える制御部の機能ブロックを示す図である。
【図３】パターンデータ記憶部に記憶されるパターンデータの一例を示す図である。
【図４】間引きパターンごとの出力対象パルスのイメージを示す図である。
【図５】パターン決定部が間引きパターン及び補正係数Ｋを決定する際の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称す）について、以下図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るデジタル制御方式のスイッチング電源装置の回路構成を示す。
【００２４】
図１において、全波整流回路１２は、交流電源１０からの交流電流を全波整流する。ＰＦＣ回路（力率改善回路）１４は、全波整流された交流電流の力率を改善し、直流電流を出力する。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、フライバック型、プッシュプル型、ハーフブリッジ型、フルブリッジ型等の周知のＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、スイッチング素子等により構成されるスイッチ回路２２、１次コイル及び２次コイル等により構成されるトランス回路２４、ダイオードやコンデンサ等により構成される整流・平滑回路２６を備える。スイッチ回路２２は、制御部３０からのパルス信号Ｐを受けて、ＰＦＣ回路１４から出力された電圧のスイッチング（オン・オフ）を行う。さらに、トランス回路２４は、スイッチ回路２２においてスイッチングされた電圧を変圧する。整流・平滑回路２６は、変圧され出力された電圧の整流及び平滑処理を行い、出力端子３２から出力する。
【００２６】
制御部３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏを、電圧センサ３４を介して検知し、出力電圧Ｖｏが予め定められた目標電圧となるように、スイッチ回路２２のオン期間を示すパルス信号Ｐのパルス幅を調整して、出力する。また、制御部３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流Ｉｏを電流センサ３６を介して検知して、後述のように、出力電流Ｉｏ等をパラメータとしてパルス信号Ｐを補正する。
【００２７】
ところで、一般に、スイッチ回路２２は、スイッチがオン状態からオフ状態に移行する際に電力の損失が増大する。したがって、電源効率を向上させるためには、スイッチのオンオフの回数を減らすことが一つの有効な手段である。
【００２８】
そこで、本実施形態では、制御部３０は、スイッチ回路２２のオンオフの回数を減らすために、必要に応じてパルス信号に含まれる出力対象のパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるようにパルス信号を補正して出力する。このように、パルスの間引きと共にパルス幅の調整を行うことで、例えばＰＷＭ制御方式の汎用のソフトウェア処理モジュールを利用して、擬似的なＰＦＭ制御方式でＤＣ／ＤＣコンバータ２０を動作させ、軽負荷時における電力変換効率を向上させることができる。つまり、本実施形態では、ＰＷＭ制御方式の処理プログラムを搭載すれば、たとえＰＦＭ制御方式の処理プログラムを搭載していなくても、より簡易的な手法により軽負荷時の電力変換効率を向上させることができる。
【００２９】
図２は、制御部３０の機能ブロックを示す図である。制御部３０は、例えば、ワンチップマイコンで構成される。
【００３０】
図２において、制御部３０は、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１４、記憶装置３２０、入出力インタフェース３５０を備え、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１４、記憶装置３２０、入出力インタフェース３５０はそれぞれ通信バス３６０を介して接続される。
【００３１】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３１２に記憶されたＢＩＯＳプログラムなどの基本的な制御プログラムをＲＡＭ３１４に展開し、さらに記憶装置３２０に記憶されたパルス信号Ｐを生成するためのプログラム３３０をＲＡＭ３１４に展開して、プログラム３３０を実行し、入出力インタフェース３５０を介してパルス信号ＰをＤＣ／ＤＣコンバータ２０に出力する。
【００３２】
記憶装置３２０は、プログラム３３０と、プログラム３３０を実行する際にＣＰＵ３１０によって参照されるパターンデータ記憶部３４０を記憶する。
【００３３】
本実施形態では、記憶装置３２０は、プログラム３３０として、パルス幅算出部３３２と、パターン決定部３３４と、パルス信号出力部３３６とを記憶する。ＣＰＵ３１０は、プログラム３３０としてこれら各部を実行することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に対するパルス信号Ｐを生成し、入出力インタフェース３５０を介して出力する。
【００３４】
パルス幅算出部３３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が予め定められた目標電圧となるように、予め周期が定められた固定周期のパルス信号のパルス幅を、電圧センサ３４を介して検知したＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧Ｖｏに基づいて算出する。パルス幅算出部３３２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式でＤＣ／ＤＣコンバータ２０を動作させる際に、出力電圧Ｖｏに応じたパルス信号のパルス幅を算出する際に用いられる周知の処理モジュールを用いることができる。
【００３５】
パターンデータ記憶部３４０は、スイッチング電源装置からの電力が供給される負荷の状態の指標を示す後述の「負荷率Ｌ」に関連付けて、パルス信号に含まれる各パルスのうち、間引き対象のパルスを定めた間引きパターン及び各パルスのパルス幅に対する補正係数Ｋが登録されたパターンデータを記憶する。
【００３６】
パターン決定部３３４は、パターンデータ記憶部３４０に記憶されたパターンデータを参照して、負荷率Ｌに基づいてパルス信号の各パルスの間引きパターン及び各パルスのパルス幅の補正係数Ｋを決定する。
【００３７】
図３は、パターンデータ記憶部３４０に記憶されるパターンデータの一例を示す図である。
【００３８】
図３に示すように、パターンデータには、負荷率に関連付けて、パルス信号の各パルスの間引きパターンと、各パルスのパルス幅に対する補正係数Ｋとが登録されている。
【００３９】
図３において、間引きパターンは、１６ビットの１６進数で示されており、各ビットのうち、「０」を示すビットが出力対象のパルス、「１」を示すビットが間引き対象のパルスを示す。つまり、図３のパターンデータでは、間引きパターンは、１６周期分のパルスを一単位として、それぞれのパルスが出力対象か間引き対象かをそれぞれビットにより示している。図４は、間引きパターンごとの出力対象パルスのイメージを示す。
【００４０】
また、補正係数Ｋは、パルスを間引いたことで不足する出力電流を出力対象のパルスのパルス幅を調整することで補うための係数であり、間引き数が多いほど、パルス幅が大きくなるような値が定められている。なお、本実施形態では、補正係数Ｋは、１６周期分の各パルスのうち間引かれずに出力対象となるパルスの数をｎとした場合、Ｋ＝１６／ｎで定められている。
【００４１】
図２に戻り、パルス信号出力部３３６は、決定された出力パターンに応じて、パルス信号Ｐに含まれるパルスを間引くとともに、パルス幅算出部３３２で算出されたパルス幅に対して、決定された補正係数Ｋを乗算することで、パルス信号Ｐを補正して、出力する。
【００４２】
図５は、パターン決定部３３４が間引きパターン及び補正係数Ｋを決定する際の手順を示すフローチャートである。パターン決定部３３４は、図５に示す手順を、例えば、パルス信号Ｐの周期に同期して一周期毎に行う。
【００４３】
図５において、パターン決定部３３４は、電流センサＩｏを介して出力電流Ｉｏを取得するとともに、パルス幅算出部３３２で算出されたパルス信号Ｐのパルス幅Ｈを取得する（Ｓ１００）。次いで、パターン決定部３３４は、出力電流Ｉｏを予め定められた最大出力電流Ｉｍａｘで除算することで、負荷率候補Ｌａ（＝Ｉｏ／Ｉｍａｘ）を求めるとともに、パルス幅Ｈを予め定められた最大パルス幅Ｈｍａｘで除算することで、負荷率候補Ｌｂ（＝Ｈ／Ｈｍａｘ）を求め（Ｓ１０２）、求められた負荷率候補Ｌａ及び負荷率候補Ｌｂのうち、値が大きい方の負荷率候補を負荷率Ｌとして選択する（Ｓ１０４）。負荷率Ｌの選択後、パターン決定部３３４は、パターンデータ記憶部３４０を参照して、決定された負荷率Ｌに対応する間引きパターン及び補正係数Ｋを決定する（Ｓ１０６）。例えば、負荷率Ｌが６０％であれば、図３に示すパターンデータを参照して、パターン決定部３３４は、間引きパターンを「８８８８」、補正係数Ｋを「１６／１２」と決定する。
【００４４】
決定された間引きパターン及び補正係数Ｋは、パルス信号出力部３３６に提供される。パルス信号出力部３３６は、予め定められた固定周期で、且つパルス幅算出部３３２で算出されたパルス幅Ｈを有する基準のパルス信号に含まれる各パルスを間引きパターンに基づいて間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅Ｈに対して補正係数Ｋを乗算することでパルス幅Ｈを調整することで、パルス信号を補正して、パルス信号Ｐとして入出力インタフェース３５０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２０が備えるスイッチ回路２２に出力する。
【００４５】
なお、上記の実施形態では、出力電流Ｉｏにより求めた負荷率と、パルス幅Ｈに基づいて求めた負荷率のうち、大きい方の負荷率を負荷率Ｌとして選択している。このようにすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流のみで負荷率を算出する場合に比べて、算出された負荷率の誤差による電圧低下等の不具合を減少させることができる。しかし、簡易的には、例えば、出力電流Ｉｏにより求めた負荷率をそのまま負荷率Ｌとして選択しても構わない。
【００４６】
以上の通り、本実施形態では、負荷率に応じて、パルス信号に含まれる出力対象のパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように（つまり、スイッチ回路２２のオン期間が長くなるように）パルス信号を補正して出力する。このように、負荷率に応じてパルスの間引きと共にパルス幅の調整を行うことで、ＰＷＭ制御方式の汎用の処理モジュール（パルス幅算出部）を利用して、軽負荷時に擬似的なＰＦＭ制御方式でＤＣ／ＤＣコンバータ２０を動作させ、電力変換効率を向上させることができる。つまり、本実施形態によれば、たとえＰＦＭ制御方式の処理プログラムを搭載しなくても、より簡易的な手法により軽負荷時の電力変換効率を向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、パルス信号Ｐの１周期ごとに負荷率を算出して、負荷率に応じた間引きパターンと補正係数Ｋによりパルス信号Ｐを補正する例について説明した。しかし、パルス信号Ｐの補正は、パルス信号Ｐの１周期ごとでなくても構わない。例えば、パルス信号Ｐを補正する周期、つまり、負荷率を算出する周期をｆｌ、パルス信号Ｐの周期をｆｐ、さらに１６周期分の各パルスのうち間引かれずに出力対象となったパルスの数をｎとした場合、補正係数Ｋは、以下のように定めることができる。
Ｋ＝（１６×ｆｌ）／（ｎ×ｆｐ）      ・・・（１）
【００４８】
なお、上記の実施形態では、パルス信号Ｐの１周期ごとに負荷率を算出する例を示している。つまり、ｆｌ＝ｆｐであるため、ｆｌ／ｆｐ＝１となり、上式（１）に基づいて、Ｋ＝１６／ｎとして補正係数Ｋを定めている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、負荷率が小さいほど固定周期のパルス信号に含まれる多くのパルスを間引くとともに、出力対象のパルスのパルス幅を、パルスの間引き数が多くなるほど広くなるように補正して出力することで、負荷率に応じてＰＷＭ制御方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータを擬似的にＰＦＭ制御方式で動作させることができ、より簡易的な手法により電力変換効率を向上させることができるので、デジタル制御方式のスイッチング電源装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０    交流電源
１２    全波整流回路
１４    ＰＦＣ回路
２０    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２    スイッチ回路
２４    トランス回路
２６    整流・平滑回路
３０    制御部
３２    出力端子
３４    電圧センサ
３６    電流センサ
３２０  記憶装置
３３０  プログラム
３３２  パルス幅算出部
３３４  パターン決定部
３３６  パルス信号出力部
３４０  パターンデータ記憶部
３５０  入出力インタフェース
３６０  通信バス
【図１】
2010161862.tif 000003
【図２】
2010161862.tif 000004
【図３】
2010161862.tif 000005
【図４】
2010161862.tif 000006
【図５】
2010161862.tif 000007