(57)【要約】【課題】  より簡単な構成で、スイッチング時のノイズ発生を低減することができるアクティブ回路を提供する。【解決手段】  交流−直流化電源の出力電圧が入力され、該出力電圧のノイズ成分を低減した電圧を出力するアクティブフィルタ回路であって、第１インダクタと、スイッチング用トランジスタとを含むスイッチング回路と、第１インダクタに流れる電流量の変化に応じて、電圧が誘起する位置に設けられている第２インダクタを有し、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった場合に、トランジスタをオンに切り換えるゲート駆動信号を出力する制御回路と、を備え、トランジスタがオンに切り換えられてから、第１インダクタに流れる電流量が０Ａより高くなる前に、トランジスタのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、交流−直流化電源の出力電圧に対して、スイッチング回路の出力する電圧が設定されていることを特徴とする。【選択図】図１
2006129145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を整流して出力する交流−直流化電源の出力電圧が入力され、該出力電圧のノイズ成分を低減した電圧を出力する、アクティブフィルタ回路であって、
第１インダクタと、スイッチング用トランジスタとを含むスイッチング回路と、
トランジスタを周期的にオン／オフの状態に切り換える制御回路であって、第１インダクタに流れる電流量の変化に応じて、電圧が誘起する位置に設けられている第２インダクタを有し、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった場合に、トランジスタをオンに切り換えるゲート駆動信号を出力する制御回路と、
を備えることを特徴とするアクティブフィルタ回路。
【請求項２】
トランジスタがオンに切り換えられた後、第１インダクタに流れる電流量が０Ａより高くなる前に、トランジスタのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、交流−直流化電源の出力電圧に対して、スイッチング回路の出力する電圧が設定されていることを特徴とする請求項１記載のアクティブフィルタ回路。
【請求項３】
制御回路は、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった時に応じて特定される周波数のゲート駆動信号を出力することを特徴とする請求項２記載のアクティブフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電圧を整流して出力する交流−直流化電源の出力電圧に含まれるノイズ成分（高調波成分）だけでなく、帰還・放射ノイズを低減して出力するアクティブフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々のスイッチング電源が知られている。例えば、以下に示す非特許文献１には、共振型スイッチング電源が開示されている。
【非特許文献１】トランジスタ技術Special Vol.57「スイッチング電源技術のすべて」、１９９７年発行、ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、交流−直流化電源を含む電源回路、例えば、共振型スイッチング電源回路であって、整流後の直流成分に含まれるノイズ成分（高調波成分）を低減するために、チョーク・コイルを使用する、いわゆるチョーク・インプット方式を採用する電源回路が知られている。
【０００４】
しかし、チョーク・インプット方式では、リアクタンス成分の大きなチョーク・コイルを使用するため、回路規模が大きくなり、回路全体の重量が増加する等の問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するため、チョーク・コイルの代わりに、トランジスタ等の能動部品を用いるアクティブフィルタ回路を採用する方式がある。
【０００６】
図９は、アクティブフィルタ回路を採用している周知の複合共振型スイッチング電源Ｃ２の回路図である。スイッチング電源Ｃ２は、交流−直流化電源１００と電流共振回路３００との間に、アクティブフィルタ回路２００を有している。
【０００７】
交流−直流化電源１００は、交流電源１０１より供給される交流電圧を、最終段に設ける整流ブリッジ回路１０２により整流し、整流後の電圧を出力する。
【０００８】
電流共振回路３００は、直流間接変換を行う回路である。より詳しくは、電流共振回路３００は、アクティブフィルタ回路２００の出力する直流電圧を、発振回路３１０により発振させて交流電圧に変換した後に、変圧器３２０により変圧し、更に、変圧器３２０の２次巻き線側に設けてある整流回路３３０により、再び直流電圧に整流し、整流後の直流電圧を、電流共振回路３００の後段に接続している負荷４００に出力する回路である。なお、電流共振回路３００の構成については、周知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０００９】
アクティブフィルタ回路２００は、非共振型（いわゆるハードスイッチング型）のアクティブフィルタ回路である。アクティブフィルタ回路２００は、入力コンデンサ２０１と、インダクタ２０２と、ダイオード２０３と、寄生容量２０４ｃを備えているスイッチング用トランジスタ２０４と、出力コンデンサ２０５と、スナバ回路２１０と、抵抗２２０と、制御回路２５０とで構成される。
【００１０】
インダクタ２０２と、ダイオード２０３と、トランジスタ２０４と、コンデンサ２０５とは、いわゆる昇圧型のスイッチング回路を構成している。
【００１１】
制御回路２５０は、点Ｐ１の電圧ＶＰ１と、出力コンデンサ２０５に印加される出力電圧（点Ｐ２の電圧）ＶＰ２とに基づいて、トランジスタ２０４をオン／オフに切り換える。これにより、出力電圧ＶＰ２に含まれるノイズ成分（高調波成分）を低減し、力率を改善することができる。
【００１２】
以下、制御回路２５０を構成している各構成要素について説明する。演算増幅器２５３は、２つの直列接続されている抵抗２５１，２５２により、出力電圧ＶＰ２を分割して得られる電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差を増幅し、後段のマルチプレクサ（図中、ＭＵＬと記す）２５４に出力する。基準電圧Ｖｒｅｆは、出力が安定している時の点Ｐ２の電圧に設定する。
【００１３】
マルチプレクサ２５４は、直列接続されている２つの抵抗２５５，２５６により、点Ｐ１の電圧（全波整流された電圧）ＶＰ１を分圧して得られる電圧に、演算増幅器２５３からの出力を乗算し、該乗算結果を表す正弦波状の電圧を出力する。
【００１４】
演算増幅器２５７は、マルチプレクサ２５４の出力する電圧を、トランジスタ２０４のドレイン電圧の値に応じた分だけ、プラス側にレベルシフトして出力する。
【００１５】
発振器（図中、ＯＳＣと記す）２５８は、常に一定の周波数の鋸歯状の三角波信号を出力する。
【００１６】
ＲＳフリップフロップ２５９のセット端子（図中、Ｓと記す)には、発振器２５８の出力が印加され、リセット端子（図中、Ｒと記す)には、演算増幅器２５７の出力が印加されている。
【００１７】
図１０は、アクティブフィルタ回路２００を構成するトランジスタ２０４のドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓと、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓとを示す図である。発振器２５８が常に一定の周波数の三角波信号を出力していることに起因して、電圧Ｖｄｓが０Ｖ以下になる前に、フリップフロップ２５９がリセットされた後、直ちにセットと該セットに対するリセットとが実行される場合がある。この場合、丸印を用いて示すように、電流Ｉｄｓには、電圧Ｖｄｓの立ち上がり時の他に、電圧Ｖｄｓの立ち下がり時に大きなノイズが生じることになる。
【００１８】
図１１は、アクティブフィルタ回路２００を構成する出力コンデンサ２０５の両端の電圧Ｖｃを示す図である。電圧Ｖｃには、図１０に示した電流Ｉｄｓに乗った２つのノイズ成分による影響が現れている。
【００１９】
図１２は、電流共振回路３００内の発振回路３１０において生成される交流電圧Ｖ３１０に含まれるリップルノイズ成分を示す図である。リップルノイズ成分の最大振幅Ｖｐ-ｐは、２０．９Ｖである。
【００２０】
図１３は、アクティブフィルタ回路２００の雑音端子電圧を示す図である。図示するように、雑音端子電圧の利得は、５ｄＢマージンである。雑音端子電圧（帰還ノイズともいう）は、アクティブフィルタ回路２００の点Ｐ１に帰還する（戻る）高周波ノイズの大きさをいい、測定値は、１μＶ＝０ｄＢとして表される。
【００２１】
アクティブフィルタ回路２００は、出力電圧ＶＰ２に含まれるリップルノイズ成分を低減するため、スナバ回路２１０を備えている。これは、上述した制御回路２５０の構成に起因して生じるリップルノイズ成分を低減するためである。
【００２２】
このように、従来のアクティブフィルタ回路２００では、回路規模の低減を目的として、チョーク・コイルの代わりに採用したにもかかわらず、回路内で生じるノイズを低減するために、更に、スナバ回路２１０を備えることが必要になり、回路が複雑になり、効率が低下するという問題を有していた。
【００２３】
本発明は、回路内に、更にノイズ低減回路を追加することなく、従来よりも力率の改善を図ることができる、新規構成のアクティブフィルタ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】
【００２４】
請求項１記載のアクティブフィルタ回路は、交流電圧を整流して出力する交流−直流化電源の出力電圧が入力され、該出力電圧のノイズ成分を低減した電圧を出力する、アクティブフィルタ回路であって、第１インダクタと、スイッチング用トランジスタとを含むスイッチング回路と、トランジスタを周期的にオン／オフの状態に切り換える制御回路であって、第１インダクタに流れる電流量の変化に応じて、電圧が誘起する位置に設けられている第２インダクタを有し、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった場合に、トランジスタをオンに切り換えるゲート駆動信号を出力する制御回路と、備えていることを特徴とする。
【００２５】
請求項２記載のアクティブフィルタ回路は、請求項１のアクティブフィルタ回路であって、トランジスタがオンに切り換えられた後、第１インダクタに流れる電流量が０Ａより高くなる前に、トランジスタのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、交流−直流化電源の出力電圧に対して、スイッチング回路の出力する電圧が設定されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項３記載のアクティブフィルタ回路は、請求項２記載のアクティブフィルタ回路であって、制御回路は、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった時に応じて特定される周波数のゲート駆動信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１のアクティブフィルタ回路は、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった場合に、トランジスタをオンに切り換えるゲート駆動信号を出力する。第２インダクタに誘起する電圧は、第１インダクタに流れる電流が０Ａ以下になってから減少し始める。従って、トランジスタは、該トランジスタに流れる電流が０Ａ以下になってからオンに切り換えられることになる。これにより、スイッチングによる損失を極力低減することができ、アクティブ回路内で発生するノイズを低減するため別のノイズ回路を用意する必要が生じるといった従来技術のような不都合を伴わず、アクティブフィルタ回路の力率改善、効率改善、ノイズ低減を行うことができる。
【００２８】
請求項２のアクティブフィルタ回路は、請求項１のアクティブフィルタ回路であって、更には、第１インダクタに流れる電流が０Ａより高くなる前に、トランジスタのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、スイッチング回路の出力が設定されている。これにより、電圧Ｖｄｓが０Ｖ以下になってから、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓが０Ａ以上になる、いわゆるソフト・スイッチングが実現され、トランジスタのスイッチングノイズ（電流Ｉｄｓに乗るノイズ）を、更に効果的に低減することができる。
【００２９】
請求項３記載のアクティブフィルタ回路は、第２インダクタに誘起する電圧が０Ｖ以下になった時に応じて特定される周波数のゲート駆動信号を出力することにより、アクティブフィルタ回路の入力電流の力率を一層改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
添付の図面を参照しつつ、実施の形態にかかるアクティブフィルタ回路５００の構成と、動作とについて、以下の順序で説明する。
（１）スイッチング電源の構成
（２）アクティブフィルタ回路の構成
(2-1)全体構成
(2-2)制御回路の構成
(2-3)アクティブフィルタ回路の動作と効果
【００３１】
（１）スイッチング電源の構成
図１は、実施の形態にかかるアクティブフィルタ回路５００を採用したスイッチング電源Ｃ１の構成を示す図である。スイッチング電源Ｃ１は、交流−直流化電源１００と電流共振回路３００との間に、力率改善回路として新規構成のアクティブフィルタ回路５００を有している。なお、図１において、図９を参照しつつ説明した従来のスイッチング電源Ｃ２と同じ構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００３２】
交流−直流化電源１００は、交流電源１０１より供給される交流電圧を、最終段に設ける整流ブリッジ回路１０２により整流し、整流後の電圧を出力する。
【００３３】
アクティブフィルタ回路５００は、交流−直流化電源１００の出力する整流後の電圧が入力され、該電圧からノイズ成分（高調波成分）を低減した電圧を、電流共振回路３００に出力する。
【００３４】
電流共振回路３００は、直流間接変換を行う回路である。より詳しくは、電流共振回路３００は、アクティブフィルタ回路５００の出力する直流電圧を、発振回路３１０により発振させて交流電圧に変換した後、変圧器３２０により変圧し、更に、変圧器３２０の２次巻き線側に設けてある整流回路３３０により、再び直流電圧に整流し、整流後の直流電圧を、後段に接続している負荷４００に出力する。なお、電流共振回路３００の構成については、周知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００３５】
（２）アクティブフィルタ回路の構成
(2-1)全体構成
以下、アクティブフィルタ回路５００の各構成要素について、詳しく説明する。アクティブフィルタ回路５００は、入力コンデンサ２０１と、インダクタ２０２と、ダイオード２０３と、寄生容量２０４ｃを備えているｎチャンネル形の電界効果型トランジスタ２０４と、出力コンデンサ２０５と、制御回路５５０とで構成されている。インダクタ２０２と、ダイオード２０３と、トランジスタ２０４と、コンデンサ２０５とは、いわゆる昇圧型のスイッチング回路を構成している。なお、該スイッチング回路の出力する出力電圧は、アクティブフィルタ回路５００の点Ｐ２における出力電圧ＶＰ２である。
【００３６】
アクティブフィルタ回路５００は、従来のアクティブフィルタ回路２００で用いていた制御回路２５０の代わりに、新規構成の制御回路５５０を備える。制御回路５５０は、インダクタ２０２に流れる電流量の変化に応じて、電圧を誘起する位置に設けられているインダクタ２０６を有しており、該インダクタ２０６に誘起した電圧が０Ｖ以下になった時に、該時に応じて特定される周波数のゲート駆動信号を出力してトランジスタ２０４をオンに切り換える。アクティブフィルタ５００では、トランジスタ２０４がオンに切り換えられてから、インダクタ２０２に流れる電流量が０Ａより高くなる前に、トランジスタ２０４のドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、交流−直流化電源１００の出力電圧、即ち、点Ｐ１における電圧ＶＰ１に対して、出力電圧ＶＰ２を設定する。該構成を採用したことにより、電圧Ｖｄｓが０Ｖ以下になってから、インダクタ２０２の電流Ｉ２０２を０Ａよりも高くする、いわゆるソフト・スイッチングを実現することができる。制御回路５５０を採用することにより、出力電圧ＶＰ２に含まれるノイズ成分（高調波成分）を低減して力率を改善することができる。
【００３７】
アクティブフィルタ回路５００では、制御回路５５０を採用したことにより、図９を用いて説明した従来のアクティブフィルタ回路２００から、スナバ回路２１０と、抵抗２２０とを除去して回路の消費電力を低減すると共に、アクティブフィルタ回路内に、更に、該アクティブフィルタ回路内で発生するノイズを低減するためのノイズ低減回路を設ける、といった不都合を無くすことができる。
【００３８】
(2-2)制御回路の構成
以下、制御回路５５０の構成について説明する。演算増幅器５５３は、直列接続されている２つの抵抗５５１，５５２により、出力電圧ＶＰ２を分割して得られる電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆ１との差を増幅し、増幅後の値を、後段のＰＷＭコンパレータ５５４に出力する。
【００３９】
比較器５５５は、点Ｐ３に接続されているインダクタ２０６に誘起した電圧Ｖ２０６と基準電圧Ｖｒｅｆ（＝０Ｖ)とを比較し、電圧Ｖ２０６が基準電圧Ｖｒｅｆ以下の場合に、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。ワンショットパルス発生回路５５６は、Ｈｉｇｈレベルの信号入力に応じて、短い波長のパルス信号をタイミング信号として１回だけ出力する。出力回路５５７は、充電回路であり、タイミング信号の入力に応じて、充電していた電荷量に応じた電位レベル（電圧）の信号を、後段の電圧制御発信器（図中、ＶＣＯと表す）５５８に出力（放電）する。出力回路５５７は、信号の出力（放電）後、再び、充電を開始する。電圧制御発信器５５８は、入力される信号の電位レベル（電圧）から特定される周波数の三角波信号を１周期分だけ出力する。電圧制御発信器５５８を採用したことにより、出力電圧ＶＰ２の変化に柔軟に対応することができ、入力電流の力率を一層改善することができる。
【００４０】
ＰＷＭコンパレータ５５４は、演算増幅器５５３の出力と、電圧制御発振器５５８の出力とからＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭコンパレータ５５４は、電圧制御発振器５５８の出力する三角波信号の値が演算増幅器５５３の出力以上の場合、トランジスタ２０４のゲートに、該トランジスタ２０４をオンに切り換えるＨｉｇｈレベルのゲート駆動信号を出力する。
【００４１】
制御回路５５０は、インダクタ２０６に誘起した電圧Ｖ２０６が０Ｖ以下になったときに、トランジスタ２０４をオンに切り換える。インダクタ２０６に誘起する電圧は、インダクタ２０２に流れる電流、即ち、トランジスタ２０４に流れ込む電流Ｉ２０２が０Ａ以下になってから減少し始める。従って、トランジスタ２０４は、必ず、電流Ｉ２０２が０Ａ以下になってからオンに切り換えられることになる。
【００４２】
更に、アクティブフィルタ回路５００では、以下に説明する条件に従い、トランジスタ２０４がオンに切り換わってから、第１インダクタに流れる電流量が０Ａより高くなる前に、電圧Ｖｄｓが０Ｖとなるように、電圧ＶＰ１に対して、出力電圧ＶＰ２を設定する。これにより、電圧Ｖｄｓが０Ｖに成ってから、電流Ｉ２０２が０Ａ以上になる、いわゆるソフト・スイッチングが行われ、トランジスタ２０４のドレイン・ソース間電流Ｉｄｓに乗るノイズを効果的に低減することができる。
【００４３】
電流Ｉ２０２が０Ａより高くなる前に、電圧Ｖｄｓが０Ｖとなる条件は、交流−直流化電源１００が備えている交流電源１０１の出力する交流電圧の電圧Ｅ（いわゆる最大値のことであり、実効値に２１／２を乗算した値である）、即ち、交流−直流化電源１００の出力する整流後の電圧ＶＰ１の最大振幅に対して、アクティブフィルタ回路５００の出力電圧ＶＰ２の値が２倍以上大きいことである。交流電源１０１の電圧Ｅが１００Ｖの場合には、例えば、出力電圧ＶＰ２を３８０Ｖに設定することで、上記条件を満たし、ソフト・スイッチングを実行することができる。
【００４４】
ここで、例えば、出力電圧ＶＰ２の設定値を３８０Ｖのままにした状態で、交流電源１０１の電圧Ｅを１００Ｖから２３０Ｖに変更した場合について考察する。この場合には、上記の条件を満足することができず、電流Ｉ２０２が０Ａを超える前に電圧Ｖｄｓの値を０Ｖにすることはできない。しかしながら、この場合には、電圧Ｖｄｓが、０Ｖにまで落ちず、限りなく０に近い地点で、次の周期に移る（次の周波数のＰＷＭ信号がトランジスタ２０４のゲートに出力されることを意味する。）という共振スイッチングが実行されることになり、スイッチングによる損失を極力低減することができる。従って、アクティブフィルタ回路５００は、電圧Ｅが２３０Ｖの場合であっても、従来のアクティブフィルタ回路２００のように、回路内で生じるノイズを低減する別のノイズ低減回路を用意することなく、スイッチングによる損失を大幅に低減し、ノイズの発生を低減するという効果を奏することができる。なお、この場合においても、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが０Ｖになったことを検出する検出手段を用意し、これを利用することにより、ソフト・スイッチングを実現することはできる。
【００４５】
なお、アクティブフィルタ回路５００では、インダクタ２０２とスイッチング用トランジスタ２０４とを含むスイッチング回路として、昇圧型のスイッチング回路を用いているが、これには限定されず、降圧型や昇降圧型のスイッチング回路を用いてもソフト・スイッチングを実現することはできる。この場合、入出力条件によって、ソフト・スイッチングが実現できない場合であっても、出力電圧ＶＰ２の設定値を３８０Ｖにした場合と同様に、スイッチングによる損失を低減し、従来のアクティブフィルタ回路２００のように回路内で生じるノイズを低減するために別のノイズ低減回路を用意することなく、スイッチングによる損失を大幅に低減し、ノイズの発生を低減するという効果を奏することはできる。
【００４６】
(2-3)アクティブフィルタ回路の動作と効果
図２は、電圧Ｖｇｓと、電圧Ｖｄｓと、電流Ｉ２０２と、電圧Ｖ２０６とを示すタイムチャートである。以下、状態Ｉ、状態II、状態III、…、状態Ｖ、…における、回路内の信号について、より詳しい説明を行う。
【００４７】
状態Ｉは、電圧ＶｇｓがＨｉｇｈレベルに切り換わることにより始まる。ゲートに印加される電圧ＶｇｓがＨｉｇｈレベルに切り換わることにより、ｎチャンネル形のトランジスタ２０４は、オンの状態になる。ダイオード２０３は、オフの状態である。この場合、インダクタ２０２には、直線的にエネルギー（電荷）が蓄積され、流れる電流Ｉ２０２も増加する。状態Ｉは、電流Ｉ２０２の値が０Ａを超えた時点で終了する。
【００４８】
状態IIの間、電流Ｉ２０２の値は、直線的に増加する。状態IIは、電圧ＶｇｓがＬｏｗレベルに切り換わり、トランジスタ２０４がオフに切り換わることにより終了する。
【００４９】
状態IIIは、トランジスタ２０４がオフに切り換わることにより始まる。トランジスタ２０４のオフへの切り換わりに伴い、電流Ｉ２０２は、寄生容量２０４ｃにバイパスされる。この結果、電圧Ｖｄｓが、０Ｖから立ち上がる。状態IIIは、電圧Ｖｄｓの値がＶ０となった時点で終了する。
【００５０】
状態IVは、電圧Ｖｄｓの値がＶ０となった時点から始まる。電圧ＶｄｓがＶ０となると、ダイオード２０３がオンに切り換わり、インダクタ２０２に蓄積されたエネルギー（電荷量）がダイオード２０３を通過する。これにより、インダクタ２０２に蓄積されていたエネルギーが減少し、電流Ｉ２０２も減少する。状態IVは、電流Ｉ２０２が０Ａになった時点で終了する。
【００５１】
状態Ｖは、電流Ｉ２０２が０Ａ以下になった時点から始まる。この場合、ダイオード２０３がオフの状態に切り換わる。出力コンデンサ２０５のエネルギーは、インダクタ２０２との共振回路を介して入力コンデンサ２０１に放電される。状態Ｖは、電圧Ｖ２０６が０Ｖ以下になった時点で終了する。状態Ｖでは、インダクタ２０６と、トランジスタ２０４の寄生容量２０４ｃとによる部分電圧共振が行われている。寄生容量２０４ｃを利用した部分電圧共振により、位相補償が行われ、別にコンデンサを用意して回路規模を大きくすることなく、出力電圧ＶＰ２の力率を改善することができる。
【００５２】
電圧Ｖ２０６が０Ｖ以下になると同時に、電圧ＶｇｓがＨｉｇｈレベルに切り換わる。これに伴い、上述した状態Ｉと同じ状態VIが始まる。以降、状態Ｉ〜状態Ｖに相当する状態VI〜が繰り返し生じる。
【００５３】
図３は、交流電源１０１の出力する交流電圧Ｅが１００Ｖの場合における、電圧Ｖｄｓと、電流Ｉ２０２と、電圧Ｖ２０６とを表すタイムチャートである。電圧Ｅが１００Ｖの時は、丸印で囲んで示すように、電圧Ｖｄｓが０Ｖ以下になってから、電流Ｉ２０２が０Ｖ以上になる、いわゆるソフト・スイッチングが行われる。この結果、電圧Ｖｄｓの立ち下がり時に、ノイズは、発生しない。
【００５４】
図４は、交流電源１０１の出力する電圧Ｅが２３０Ｖの場合における、電圧Ｖｄｓと、流Ｉ２０２と、電圧Ｖ２０６とを表すタイムチャートである。電圧Ｅが２３０Ｖの場合、ソフト・スイッチングを行うための上述した条件は、満たされない。この場合であっても、制御回路５５０は、丸印で囲んで示すように、電圧Ｖｄｓが、限りなく０Ｖに近い地点で、次の周期に移る（次の周波数のＰＷＭ信号の出力が行われることを意味する。）という共振スイッチングを行い、スイッチングによる損失を極力低減すると共に、スイッチングノイズの発生を低減することができる。
【００５５】
図５は、交流電源１０１の出力する交流電圧Ｅが１００Ｖの場合における、トランジスタ２０４の電圧Ｖｄｓと、電流Ｉｄｓとの波形を示す図である。ソフト・スイッチングが行われるため、電圧Ｖｄｓの立ち下がり時にノイズは発生していない。図１０に示したように、フリップフロップを用いる従来の制御回路２５０を用いる場合には、電圧Ｖｄｓの立ち上がり時と、立ち下がり時とで、ノイズが発生していたのに対して、アクティブフィルタ回路５００では、ノイズの発生する箇所を１つに減少することができる。
【００５６】
図６は、交流電源１０１の出力する交流電圧Ｅが１００Ｖの場合において、出力コンデンサ２０５に印加される電圧Ｖｃに生じるいわゆるスパイクノイズ波形を示す図である。図２に示したように、アクティブフィルタ回路５００では、トランジスタ２０４の電圧の立ち下がり時にノイズが発生しないため、これに対応して生じるスパイクノイズも発生していない。
【００５７】
図７は、交流電源１０１の出力する交流電圧Ｅが１００Ｖの場合において、電流共振回路３００内の発振回路３１０において生成される交流電圧Ｖ３１０に含まれるリップルノイズ成分を示す図である。リップルノイズ成分の最大振幅Ｖｐ-ｐは、１７．４Ｖである。図１２に示したように、フリップフロップを用いる従来の制御回路２５０を用いる場合のリップルノイズ成分の最大振幅Ｖｐ-ｐは、２０．９Ｖであり、アクティブフィルタ回路５００を用いることにより、約１７％もノイズ生成率を低減することができる。
【００５８】
図８は、アクティブフィルタ回路５００の雑音端子電圧を示す図である。雑音端子電圧の利得は、１５ｄＢマージンである。雑音端子電圧（帰還ノイズともいう）は、アクティブフィルタ回路２００の点Ｐ１に帰還する（戻る）高周波ノイズの大きさをいい、測定値は、１μＶ＝０ｄＢとして表される。図１３に示したように、フリップフロップを用いる従来の制御回路２５０を用いる場合の雑音端子電圧は、利得が５ｄＢマージンであったのに対し、アクティブフィルタ回路５００の場合には、利得を１５ｄＢマージンに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態に係るアクティブフィルタ回路を備えているスイッチング電源の回路図である。
【図２】アクティブフィルタ回路内の各信号の状態を示すタイムチャートである。
【図３】交流−直流化電源で使用する交流電源の出力が１００Ｖの場合におけるアクティブフィルタ回路内の各信号の状態を示すタイムチャートである。
【図４】交流−直流化電源で使用する交流電源の出力が２３０Ｖの場合におけるアクティブフィルタ回路内の各信号の状態を示すタイムチャートである。
【図５】アクティブフィルタ回路内のトランジスタのドレイン・ソース間の電圧と電流とを示すタイムチャートである。
【図６】アクティブフィルタ回路の出力コンデンサに現れるスパイクノイズ成分を示す図である。
【図７】電流共振回路内で生成される交流電圧が含むリップルノイズ成分を示す図である。
【図８】アクティブフィルタ回路の雑音端子電圧のマージンを示す図である。
【図９】従来のアクティブフィルタ回路を備えるスイッチング電源の回路図である。
【図１０】従来のアクティブフィルタ回路内のトランジスタのドレイン・ソース間の電圧と電流とを示すタイムチャートである。
【図１１】従来のアクティブフィルタ回路の出力コンデンサに現れるスパイクノイズ成分を示す図である。
【図１２】電流共振回路内で生成される交流電圧が含むリップルノイズ成分を示す図である。
【図１３】アクティブフィルタ回路の雑音端子電圧のマージンを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  交流−直流化電源、２００，５００  アクティブフィルタ回路、２５０，５５０  制御回路、２０２，２０６  インダクタ、２０４  トランジスタ、３００  電流共振回路、４００  負荷、５５４  ＰＷＭコンパレータ、５５８  電圧制御発振器。
【図１】
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【図２】
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【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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