(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正側の出力端子と、
負側の出力端子と、
交流電圧が印加される第１及び第２の交流入力ラインと、前記第１の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第１の整流素子（Ｄ１）と、前記第２の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第２の整流素子（Ｄ２）と、前記第１の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第３の整流素子（Ｄ３）と、前記第２の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第４の整流素子（Ｄ４）と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第１のブリッジ回路と、前記第１の整流素子（Ｄ１）と並列に接続された第１のスイッチング素子と、前記第２の整流素子（Ｄ２）と並列に接続された第２のスイッチング素子と、を備えた第１の電源回路と、
前記第１の交流入力ラインと接続された第３の交流入力ラインと、前記第２の交流入力ラインと接続された第４の交流入力ラインと、前記第３の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第５の整流素子（Ｄ５）と、前記第４の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第６の整流素子（Ｄ６）と、前記第３の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第７の整流素子（Ｄ７）と、前記第４の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第８の整流素子（Ｄ８）と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第２のブリッジ回路と、前記第５の整流素子（Ｄ５）と並列に接続された第３のスイッチング素子と、前記第６の整流素子（Ｄ６）と並列に接続された第４のスイッチング素子と、を備えた第２の電源回路と、
前記交流電圧が正の時に、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトし、前記交流電圧が負の時に前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように前記第１乃至第４のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、を備え、前記第１、第２、第５及び第６の整流素子（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６）は、前記第３、第４、第７及び第８の整流素子（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ８）に比べて電流容量が小さいことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記第１乃至第４の交流入力ラインにそれぞれ接続された第１乃至第４のリアクトルを備え、前記第１乃至第４の交流入力ラインには、それぞれ第１乃至第４のリアクトルを介して交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記第１乃至第４のスイッチング素子のスイッチングにより発生するリップルを除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１及び第２のスイッチング素子に流れる電流を検出する第１の電流検出素子と、
前記第３及び第４のスイッチング素子に流れる電流を検出する第２の電流検出素子と、を備え、前記制御回路は前記第１及び第２の電流検出素子の検出結果と前記出力電圧の分圧信号に基づいて、前記第１乃至第４のスイッチング素子のスイッチングを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器の電源回路として、整流回路（例えばダイオードブリッジ回路）と平滑回路（例えばコンデンサ）を有し、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路が知られている。しかし、このような電源回路は、正弦波の交流電圧が印加された場合、正弦波のピーク付近のみで電源回路に電流が流れるため、力率が悪い。また、正弦波の交流電圧を加えても、正弦波に比例しない電流が流れる場合、高調波が発生し周辺機器に悪影響を及ぼす場合もある。
【０００３】
そこで、ダイオードと並列にスイッチング素子を接続し、スイッチング素子を適宜のタイミングでスイッチングさせ、電源回路に流れる電流を交流電圧の正弦波と相似形にすることで、力率改善、高調波抑制および直流電圧調整を行う電源回路が提案されている。（例えば、特許文献１を参照）
図１０は、従来の電源回路の構成を示すブロック図である。この電源回路は、交流電圧を全波整流するためのダイオードブリッジ回路を構成する４つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４と、電流検出用の抵抗ＲＸと、スイッチング素子１１６、１１７と、駆動回路１２４、及び制御回路１２６と出力電圧の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えている。
【０００４】
交流電源１１０からの交流電圧がリアクトル１１２を介して、交流入力ラインであるＲラインに印加され、もう１つの交流入力ラインであるＳラインには、交流電源１１０から交流電圧が直接入力される。交流電源１１０によって印加される交流電圧は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によって全波整流された後、Ｐ側電極とＮ側電極の間に接続されたコンデンサ１２３で平滑化される。
【０００５】
スイッチング素子１１６は、抵抗ＲＸと直列接続され、かつ抵抗ＲＸとともにダイオードＤ１と並列に接続されている。スイッチング素子１１６とダイオードＤ１は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。
【０００６】
スイッチング素子１１７は、抵抗ＲＸと直列接続され、かつ抵抗ＲＸとともにダイオードＤ２と並列に接続されている。スイッチング素子１１６とダイオードＤ２は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。抵抗ＲＸは、スイッチング素子１４又はスイッチング素子１１６の何れかがオンした期間に、ダイオードＤ１またはダイオードＤ２に流れる電流を検出する。
【０００７】
分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２は、Ｐ側電極とＮ側電極との間に直列に接続され、Ｐ側電極とＮ側電極との間に生じる出力電圧を分圧する。つまり、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点から出力電圧の分圧信号が出力される。
【０００８】
駆動回路１２４は、制御回路１２６からの入力をスイッチング素子１１６，１１７が駆動できる振幅に増幅して出力する。制御回路１２６は、抵抗ＲＸの電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、スイッチング素子１１６，１１７がオン及びオフするタイミングを制御する。
【０００９】
続いて、従来の電源回路の動作を説明する。図１１は、交流電源１１０の交流電圧がＳラインに対してＲラインが正となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
【００１０】
＜スイッチング素子１１６がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、スイッチング素子１１６がオンとなる場合には、図１１の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｒライン（リアクトル１１２）→スイッチング素子１１６→抵抗ＲＸ→ダイオードＤ２→Ｓラインの経路の電流が流れる。この期間にリアクトル１１２にエネルギーが蓄えられる。
【００１１】
＜スイッチング素子１１６がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、スイッチング素子１１６がオフとなった場合、リアクトル１１２は、スイッチング素子１１６がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図１１の破線で示す経路、すなわち、Ｒライン（リアクトル１１２）→ダイオードＤ３→コンデンサ１２３→ダイオードＤ２→Ｓラインの経路の電流が流れ、コンデンサ１２３が充電される。この期間に、リアクトル１１２に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ１２３に出力され、Ｐ側電極とＮ側電極の間に発生する直流電圧（以下、直流出力電圧とする）が昇圧される。
【００１２】
図１２は、交流電源１１０の交流電圧が、Ｓラインに対してＲラインが負となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
【００１３】
＜スイッチング素子１１７がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、スイッチング素子１１７がオンとなる場合には、図１２の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｓライン→スイッチング素子１１７→抵抗ＲＸ→ダイオードＤ１→Ｒライン（リアクトル１１２）の経路の電流が流れる。この期間にリアクトル１１２にエネルギーが蓄えられる。
【００１４】
＜スイッチング素子１１７がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、スイッチング素子１１７がオフとなった場合、リアクトル１１２は、スイッチング素子１１７がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図１２の破線で示す経路、すなわち、Ｓライン→ダイオードＤ４→コンデンサ１２３→ダイオードＤ１→Ｒライン（リアクトル１１２）の経路の電流が流れ、コンデンサ１２３が充電される。この期間に、リアクトル１１２に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ１２３に出力され直流出力電圧が昇圧される。
【００１５】
この電源回路によれば、スイッチング素子１１６又はスイッチング素子１１７の何れかがオンした場合のみ抵抗ＲＸに電流が流れる構成となっている。そして、抵抗ＲＸに流れる電流に基づいてスイッチング素子１１６又はスイッチング素子１１７のスイッチングのタイミングを制御することで、電源回路に流れる電流を交流電圧の正弦波と相似形にすることができ、力率を改善できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−２５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の電源回路では、スイッチング素子１１６又は１１７のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流が大きいという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、力率を改善するとともに、スイッチング素子のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる電源回路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】
【００１９】
本発明は、負側の出力端子と、交流電圧が印加される第１及び第２の交流入力ラインと、前記第１の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第１の整流素子（Ｄ１）と、前記第２の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第２の整流素子（Ｄ２）と、前記第１の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第３の整流素子（Ｄ３）と、前記第２の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第４の整流素子（Ｄ４）と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第１のブリッジ回路と、前記第１の整流素子（Ｄ１）と並列に接続された第１のスイッチング素子と、前記第２の整流素子（Ｄ２）と並列に接続された第２のスイッチング素子と、を備えた第１の電源回路と、
前記第１の交流入力ラインと接続された第３の交流入力ラインと、前記第２の交流入力ラインと接続された第４の交流入力ラインと、前記第３の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第５の整流素子（Ｄ５）と、前記第４の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第６の整流素子（Ｄ６）と、前記第３の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第７の整流素子（Ｄ７）と、前記第４の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第８の整流素子（Ｄ８）と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第２のブリッジ回路と、前記第５の整流素子（Ｄ５）と並列に接続された第３のスイッチング素子と、前記第６の整流素子（Ｄ６）と並列に接続された第４のスイッチング素子と、を備えた第２の電源回路と、
前記交流電圧が正の時に、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトし、前記交流電圧が負の時に前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように前記第１乃至第４のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、を備え、前記第１、第２、第５及び第６の整流素子（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６）は、前記第３、第４、第７及び第８の整流素子（Ｄ３，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ８）に比べて電流容量が小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、２つ以上の電源回路（昇圧コンバータ回路）を並列に設け、それぞれの電源回路のスイッチング素子がオン又はオフするタイミングを互いにシフトするというインターリーブ方式を採用したので、力率を改善するとともに、スイッチング素子のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる。また、リップル電流を除去するためにフィルタを設ける場合には、フィルタを小型化することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、電源回路毎に交流入力ラインが設けられるので、回路電流は複数のリアクトルを通ることになり、各交流入力ラインに流れる交流電源へのリターン電流も従来の電源回路より小さくなることから、交流入力ラインにリアクトルを接続する場合に、リアクトルを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。
【図２】Ｒラインの交流電圧が正であり、第１のスイッチング素子１６がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図３】Ｒラインの交流電圧が正であり、第１のスイッチング素子１６がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図４】Ｒラインの交流電圧が正であり、第３のスイッチング素子１８がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図５】Ｒラインの交流電圧が正であり、第３のスイッチング素子１８がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図６】Ｒラインの交流電圧が負であり、第２のスイッチング素子１７がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図７】Ｒラインの交流電圧が負であり、第２のスイッチング素子１７がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図８】Ｒラインの交流電圧が負であり、第４のスイッチング素子１９がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図９】Ｒラインの交流電圧が負であり、第４のスイッチング素子１９がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図１０】従来の電源回路の回路図である。
【図１１】従来の電源回路においてＲラインの交流電圧が正の場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図１２】従来の電源回路においてＲラインの交流電圧が負の場合の電源回路の動作を説明するための図である。
【図１３】第１及び第３のスイッチング素子１６、１８のスイッチングのタイミングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＝＝＝全体構成＝＝＝
図１は、本発明の実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。この電源回路は、基本的には、従来の電源回路（昇圧コンバータ回路）を２個並列に設け、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン／オフするタイミングを互いにシフトする、つまりずらすというインターリーブ方式を採用したものである。
【００２４】
この電源回路は、第１の電源回路、第２の電源回路、及び制御回路２６を備えている。第１の電源回路は、交流電圧を全波整流するための第１のダイオードブリッジ回路を構成する４つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４と、電流検出用の抵抗ＲＸ１、ＲＸ２と、第１のスイッチング素子１６、第２のスイッチング素子１７と、駆動回路２４とを備えている。
【００２５】
第２の電源回路は、第１の電源回路と並列に設けられ、交流電圧を全波整流するための第２のダイオードブリッジ回路を構成する４つのダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８と、電流検出用の抵抗ＲＸ２と、第３のスイッチング素子１８、第４のスイッチング素子１９と、駆動回路２５とを備えている。ダイオードＤ１〜Ｄ８は整流素子の一例である。
【００２６】
交流電源１０からの交流電圧は交流入力ラインであるＲラインに印加される。Ｒラインは、Ｒ１ライン（第１の交流入力ライン）とＲ２ライン（第３の交流入力ライン）に接続されている。つまり、ＲラインはＲ１ラインとＲ２ラインに分岐している。交流電圧は、リアクトル１２を介してＲ１ラインに印加され、リアクトル１３を介してＲ２ラインに印加される。
【００２７】
また、交流電源１０からの交流電圧はもう１つの交流入力ラインであるＳラインに印加される。Ｓラインは、Ｓ１ライン（第２の交流入力ライン）とＳ２ライン（第４の交流入力ライン）に接続されている。つまり、ＳラインはＳ１ラインとＳ２ラインに分岐している。交流電圧は、リアクトル１４を介してＳ１ラインに印加され、リアクトル１５を介してＳ２ラインに印加される。なお、リアクトル１２，１３，１４，１５は、例えばトロイダルコイル等のコイルである。
【００２８】
ダイオードＤ３はＲ１ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードＤ７はＲ２ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードＤ４はＳ１ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードＤ８はＳ２ラインと出力ラインとの間に接続されている。出力ラインはＰ側電極（正側の出力端子）に接続されている。
【００２９】
ダイオードＤ１はＲ１ラインと接地ラインとの間に接続され、ダイオードＤ２はＳ１ラインと接地ラインに接続され、ダイオードＤ５はＲ２ラインと接地ラインとの間に接続され、ダイオードＤ６はＳ２ラインと接地ラインとの間に接続されている。接地ラインはＮ側電極（負側の出力端子）に接続されている。
【００３０】
交流電源１０によって印加される交流電圧は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４から成る第１のダイオードブリッジ回路及びダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８から成る第２のダイオードブリッジ回路によって全波整流された後、Ｐ側電極とＮ側電極の間に接続されたコンデンサ２３で平滑化される。この場合、Ｎ側電極は接地され、Ｐ側電極に正の直流電圧が出力電圧として発生する。
【００３１】
第１のスイッチング素子１６は、Ｒ１ラインと接地ラインの間に抵抗ＲＸ１と直列接続され、かつ抵抗ＲＸ１とともにダイオードＤ１と並列に接続されている。第１のスイッチング素子１６とダイオードＤ１は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。
【００３２】
第２のスイッチング素子１７は、Ｓ１ラインと接地ラインの間に抵抗ＲＸ１と直列接続され、かつ抵抗ＲＸ１とともにダイオードＤ２と並列に接続されている。第２のスイッチング素子１７とダイオードＤ２は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。
【００３３】
第３のスイッチング素子１８は、Ｒ２ラインと接地ラインの間に抵抗ＲＸ２と直列接続され、かつ抵抗ＲＸ２とともにダイオードＤ５と並列に接続されている。第３のスイッチング素子１８とダイオードＤ５は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。
【００３４】
第４のスイッチング素子１９は、Ｓ２ラインと接地ラインの間に抵抗ＲＸ２と直列接続され、かつ抵抗ＲＸ２とともにダイオードＤ６と並列に接続されている。第４のスイッチング素子１９とダイオードＤ６は逆極性の（逆向きの電流が流れる）方向に接続される。
【００３５】
第１乃至第４のスイッチング素子１６，１７，１８，１９は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のトランジスタである。
【００３６】
分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４は、Ｐ側電極とＮ側電極との間に直列に接続され、Ｐ側電極とＮ側電極との間に生じる出力電圧を分圧する。つまり、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４は出力電圧の分圧回路を形成し、それらの接続点から出力電圧の分圧信号を出力する。
【００３７】
駆動回路２４は、制御回路２６からの入力を第１及び第２のスイッチング素子１６，１７が駆動できる振幅に増幅して出力する。駆動回路２５は、制御回路２６からの入力を第３及び第４のスイッチング素子１８，１９が駆動できる振幅に増幅して出力する。
【００３８】
制御回路２６は、抵抗ＲＸ１，ＲＸ２の電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、第１乃至第４のスイッチング素子１６，１７，１８，１９がオン及びオフするタイミングを制御する。特に、制御回路２６は、交流電源１０からの交流電圧が正の時に、第１のスイッチング素子１６と第３のスイッチング素子１８がオン及びオフするタイミング（時点）を互いにシフトするように、第１のスイッチング素子１６と第３のスイッチング素子１８を制御する。つまり、第１及び第３のスイッチング素子１６、１８は、オンとオフを交互に繰り返すが、両者が、同時にオフ状態からオン状態にスイッチングし、同時にオン状態からオフ状態にスイッチングすることがないように制御されている。
【００３９】
同様に、制御回路２６は、交流電源１０からの交流電圧が負の時に第２のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１９がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように第２のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１９のスイッチングを制御するように構成されている。
【００４０】
また、第１乃至第４のスイッチング素子１６，１７，１８，１９のスイッチングノイズ
により発生する入出力のリップルを除去するためにフィルタ１１を設けることができる。フィルタ１１は、例えば、コイルとコンデンサを含むＬＣ回路からなり、交流電源１０とＲラインおよびＳラインの間に接続される。
【００４１】
＝＝＝電源回路の動作＝＝＝
続いて、本発明の実施形態の電源回路の動作を説明する。図２〜図５は、交流電源１０の交流電圧がＳライン（Ｓ１ライン、Ｓ２ライン）に対してＲライン（Ｒ１ライン、Ｒ２ライン）が正となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
【００４２】
＜第１のスイッチング素子１６がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、第１のスイッチング素子１６がオンとなる場合には、図２の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｒ１ライン（リアクトル１２）→第１のスイッチング素子１６→抵抗ＲＸ１の経路を経て、ダイオードＤ２→Ｓ１ライン（リアクトル１４）の経路とダイオードＤ６→Ｓ２ライン（リアクトル１５）という分岐した２つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源１０へ向かうリターン電流は、Ｓ１ライン及びＳ２ラインに流れることになる。この期間にリアクトル１２，１４，１５にエネルギーが蓄えられる。
【００４３】
＜第１のスイッチング素子１６がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、第１のスイッチング素子１６がオフとなった場合、リアクトル１２，１４，１５は、第１のスイッチング素子１６がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図３の破線で示す経路、すなわち、Ｒ１ライン（リアクトル１２）→ダイオードＤ３→コンデンサ２３の経路を経て、ダイオードＤ２→Ｓ１ライン（リアクトル１４）の経路とダイオードＤ６→Ｓ２ライン（リアクトル１５）という分岐した２つの経路の電流が流れ、コンデンサ２３が充電される。この期間に、リアクトル１２，１４，１５に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ２３に出力され、Ｐ側電極とＮ側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
【００４４】
＜第３のスイッチング素子１８がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、第３のスイッチング素子１８がオンとなる場合には、図４の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｒ２ライン（リアクトル１３）→第３のスイッチング素子１８→抵抗ＲＸ２の経路を経て、ダイオードＤ２→Ｓ１ライン（リアクトル１４）の経路とダイオードＤ６→Ｓ２ライン（リアクトル１５）という分岐した２つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源１０へ向かうリターン電流は、Ｓ１ライン及びＳ２ラインに流れることになる。この期間にリアクトル１２，１４，１５にエネルギーが蓄えられる。
【００４５】
＜第３のスイッチング素子１８がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正で、第３のスイッチング素子１８がオフとなった場合、リアクトル１３，１４，１５は、第３のスイッチング素子１８がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図５の破線で示す経路、すなわち、Ｒ２ライン（リアクトル１３）→ダイオードＤ７→コンデンサ２３の経路を経て、ダイオードＤ２→Ｓ１ライン（リアクトル１４）の経路とダイオードＤ６→Ｓ２ライン（リアクトル１５）という分岐した２つの経路の電流が流れ、コンデンサ２３が充電される。この期間に、リアクトル１３，１４，１５に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ２３に出力され、Ｐ側電極とＮ側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
【００４６】
続いて、図６〜図９は、交流電源１０の交流電圧がＳライン（Ｓ１ライン、Ｓ２ライン）に対してＲライン（Ｒ１ライン、Ｒ２ライン）が負となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
【００４７】
＜第２のスイッチング素子１７がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、第２のスイッチング素子１７がオンとなる場合には、図６の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｓ１ライン（リアクトル１４）→第２のスイッチング素子１７→抵抗ＲＸ１の経路を経て、ダイオードＤ１→Ｒ１ライン（リアクトル１２）の経路とダイオードＤ５→Ｒ２ライン（リアクトル１３）という分岐した２つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源１０へ向かうリターン電流は、Ｒ１ライン及びＲ２ラインに流れることになる。この期間にリアクトル１２，１３，１４にエネルギーが蓄えられる。
【００４８】
＜第２のスイッチング素子１７がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、第２のスイッチング素子１７がオフとなった場合、リアクトル１２，１３，１４は、第２のスイッチング素子１７がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図７の破線で示す経路、すなわち、Ｓ１ライン（リアクトル１４）→ダイオードＤ４→コンデンサ２３の経路を経て、ダイオードＤ１→Ｒ１ライン（リアクトル１２）の経路とダイオードＤ５→Ｒ２ライン（リアクトル１３）という分岐した２つの経路の電流が流れ、コンデンサ２３が充電される。
【００４９】
この期間に、リアクトル１２，１３，１４に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ２３に出力され、Ｐ側電極とＮ側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
【００５０】
＜第４のスイッチング素子１９がオンの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、第４のスイッチング素子１９がオンとなる場合には、図８の一点鎖線で示す経路、すなわち、Ｓ２ライン（リアクトル１５）→第４のスイッチング素子１９→抵抗ＲＸ２の経路を経て、ダイオードＤ１→Ｒ１ライン（リアクトル１２）の経路とダイオードＤ５→Ｒ２ライン（リアクトル１３）という分岐した２つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源１０へ向かうリターン電流は、Ｒ１ライン及びＲ２ラインに流れることになる。この期間にリアクトル１２，１３，１５にエネルギーが蓄えられる。
【００５１】
＜第４のスイッチング素子１９がオフの場合＞
Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負で、第４のスイッチング素子１９がオフとなった場合、リアクトル１２，１３，１５は、第４のスイッチング素子１９がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図９の破線で示す経路、すなわち、Ｓ２ライン（リアクトル１５）→ダイオードＤ８→コンデンサ２３の経路を経て、ダイオードＤ１→Ｒ１ライン（リアクトル１２）の経路とダイオードＤ５→Ｒ２ライン（リアクトル１３）という分岐した２つの経路の電流が流れ、コンデンサ２３が充電される。
【００５２】
この期間に、リアクトル１２，１３，１５に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ２３に出力され、Ｐ側電極とＮ側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
【００５３】
上述のように、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正の場合、第１のスイッチング素子１６と第３のスイッチング素子１８がオンとオフを繰り返するが、制御回路２６は、第１のスイッチング素子１６と第３のスイッチング素子１８がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように制御を行う。
【００５４】
すなわち、制御回路２６は、第１のスイッチング素子１６と第３のスイッチング素子１８がオフ状態からオン状態にスイッチングするタイミングを互いにシフトし、オン状態からオフ状態にスイッチングするするタイミングを互いにシフトしている。
【００５５】
また、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負の場合、第２のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１９がオン及びオフするが、制御回路２６は、第２のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１９がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように制御を行う。すなわち、制御回路２６は、第２のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１９がオフ状態からオン状態にスイッチングするタイミングを互いにシフトし、オン状態からオフ状態にスイッチングするするタイミングを互いにシフトしている。
【００５６】
これにより、第１乃至第４のスイッチング素子１６，１７，１８，１９のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる。また、リップル電流を除去するためにフィルタ１１を設ける場合には、リップル電流そのものが小さくなっているのでフィルタ１１を小型化することができる。
【００５７】
図１３は、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正の場合に、第１及び第３のスイッチング素子１６、１８のスイッチングのタイミングを説明するための図である。第１及び第３のスイッチング素子１６、１８は、オンとオフを交互に繰り返し、同じスイッチング周期（オン期間とこれに続くオフ期間の和）をもっているが、同時にオフ状態からオン状態にスイッチングし、同時にオン状態からオフ状態にスイッチングすることがないように制御されている。第１のスイッチング素子１６のスイッチングによるＲ１ラインの電流波形、第３のスイッチング素子１８のスイッチングによるＲ２ラインの電流波形も模式的に示されている。
【００５８】
このように、第１及び第３のスイッチング素子１６、１８のスイッチングのタイミングがずらされる結果、Ｒ１ラインとＲ２ラインの電流波形の位相も互いにシフトされる。Ｒラインの電流波形はＲ１ラインとＲ２ラインの電流波形が合成されたものになり、第１及び第３のスイッチング素子１６、１８のスイッチングによるリップル電流は小さくなることが分かる。なお、図１３の中の０Ａという符号が付いている横線は、電流ゼロの線を示している。
【００５９】
また、交流電源１０へのリターン電流は、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正の場合は、Ｓ１ライン、Ｓ２ラインに分かれて流れ、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負の場合は、Ｒ１ライン、Ｒ２ラインに分かれて流れるので、リアクトル１２，１３，１４，１５を接続する場合に、リアクトル１２，１３，１４，１５を小型化することができる。
【００６０】
さらに、交流電源１０へのリターン電流は、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して正の場合はダイオードＤ２，Ｄ６に分かれて流れ、Ｒラインの交流電圧がＳラインに対して負の場合は、ダイオードＤ１，Ｄ５に分かれて流れるので、負側のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６は、正側のダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ８に比べて、電流容量が小さいものを用いることができ、コストダウンを図ることができる。
【００６１】
さらにまた、抵抗ＲＸ１，ＲＸ２の電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、第１乃至第４のスイッチング素子１６，１７，１８，１９がオン及びオフするタイミングを制御することにより、電源回路の力率改善、高調波抑制および直流電圧調整を行うことができる。
【００６２】
なお、本実施形態は、電源回路（昇圧コンバータ回路）を２個並列に設けし、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするというインターリーブ方式を採用したものであるが、３個以上の電源回路（昇圧コンバータ回路）を並列に設けて、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように構成しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１０  交流電源
１１  フィルタ
１２、１３、１４、１５  リアクトル
１６  第１のスイッチング素子
１７  第２のスイッチング素子
１８  第３のスイッチング素子
１９  第４のスイッチング素子
２３  コンデンサ
２４、２５  駆動回路
２６  制御回路
【図１】
0005635304.tif 000002
【図２】
0005635304.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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