(57)【要約】【課題】  入力電圧と同じ極性の出力電圧を出力でき、かつ、発熱量の低減を図ることができる昇降圧タイプの力率改善回路を提供する。【解決手段】  力率改善回路１において、第１インダクタ３は、交流電源１１の非接地側に接続され交流電源１１から供給される電力を蓄積する。第２インダクタ４は、交流電源１１の接地側に接続され交流電源１１から供給される電力を蓄積する。結合コンデンサ７は、第１と第２インダクタ３，４から出力される電力に基づいて充電動作を行う。第３インダクタ６は、結合コンデンサ７から出力される電力を蓄積する。スイッチ素子８は、第１〜第３インダクタ３，４，６が電力を蓄積する充電動作と、蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御する。平滑コンデンサ９は、第１〜第３のインダクタ３，４，６から出力（放電）される電力を平滑し出力対象４８に出力する。【選択図】      図１
2015173529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象の交流電源の非接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第１インダクタと、
前記交流電源の接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第２インダクタと、
前記交流電源から供給される交流電力を整流する整流回路と、
前記第１インダクタおよび前記第２インダクタから出力される電力に基づいて充電動作を行う結合コンデンサと、
前記結合コンデンサから出力される電力を蓄積する第３インダクタと、
前記第１〜前記第３のインダクタが電力を蓄積する充電動作と、その蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御するスイッチ素子と、
前記第１〜前記第３のインダクタから出力される電力を出力対象に向けて導く出力経路に接続され電力を平滑する平滑コンデンサと
を備える力率改善回路。
【請求項２】
前記交流電源から供給される入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記交流電源から供給される入力電流を検出する入力電流検出回路と、
前記検出される前記入力電圧と前記入力電流に基づいて、前記入力電流の位相が前記入力電圧の位相に一致するように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する制御回路と
をさらに備える請求項１に記載の力率改善回路。
【請求項３】
前記整流回路は、ダイオードにより構成される全波整流回路である請求項１又は請求項２に記載の力率改善回路。
【請求項４】
前記第１インダクタおよび前記第２インダクタは、ノーマルモードインダクタである請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の力率改善回路。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の力率改善回路と、
前記力率改善回路から出力される直流電圧を、設定値を持つ直流電圧に変換するコンバータと
を備える電源装置。
【請求項６】
接続対象の交流電源の非接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第１インダクタを設け、
前記交流電源の接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第２インダクタをさらに設け、さらにまた、
前記交流電源から供給される交流電力を整流する整流回路と、
前記第１インダクタおよび前記第２インダクタから出力される電力に基づいて充電動作を行う結合コンデンサと、
前記結合コンデンサから出力される電力を蓄積する第３インダクタと、
前記第１〜前記第３のインダクタが電力を蓄積する充電動作と、その蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御するスイッチ素子と、
前記第１〜前記第３のインダクタから出力される電力を出力対象に向けて導く出力経路に接続され電力を平滑する平滑コンデンサと
を設ける力率改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力を直流に変換するコンバータの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置は、例えば、商用交流電源から供給される交流電力を利用して、組み込み対象の装置に適した設定値を持つ直流電圧を安定的に供給可能な回路構成を備えている。このような電源装置は、例えば、交流−直流変換回路と、直流−直流変換回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）とを備えている。その交流−直流変換回路は、商用交流電源から供給される交流電圧（つまり、正負極性が周期的に変換する正弦波の交流電圧）を、正極性のみの直流電圧に変換する回路構成を備えている。直流−直流変換回路は、交流−直流変換回路から出力される直流電圧を、前記組み込み対象の装置に適した設定値を持つ直流電圧に変換する回路構成を備えている。
【０００３】
ところで、交流−直流変換回路は、回路構成によっては、商用交流電源から出力される電流の基本周波数（５０ヘルツ又は６０ヘルツ）を整数倍した大きさの周波数を持つ高調波電流が発生してしまう場合がある。その高調波電流が商用交流電源側に逆流してしまうと、その高調波電流によって送電設備に不具合が発生する虞がある。このため、高調波規格が存在し、この規格を遵守する必要があることから、交流−直流変換回路は、高調波電流の発生を抑制する構成を備えている。例えば、交流−直流変換回路は、商用交流電源から供給される入力電流の歪みを低減することによって当該入力電流と入力電圧の位相差を無くすことにより、高調波電流を抑制する構成を備える。
【０００４】
このように高調波電流の発生を抑制できることは、電源装置の信頼性を高めることができ、かつ、電源装置の効率も高めることができる。このため、高調波電流の発生を抑制する構成を備えた交流−直流変換回路は、力率改善回路とも呼ばれる。
【０００５】
なお、特許文献１は、直列に接続された複数の発光ダイオードに電力を供給する回路を開示している。その回路は、商用交流電源から供給される交流を全波整流し、これにより得られる直流電圧を、コンバータにより、要求される電圧値を持つ直流電圧に変換する回路構成を備えている。
【０００６】
特許文献２は、入力電圧を昇圧又は降圧した直流電圧を出力する回路構成が開示されている。この特許文献２には、交流電圧を整流する回路として、４つのトランジスタにより構成されるブリッジ回路を利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８２２０４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４４５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電源装置に組み込まれる力率改善回路は、後段に直流−直流変換回路が接続されることから、入力電圧と出力電圧の極性が等しいことが望ましい。また、当該力率改善回路は、入力電圧を昇圧した出力電圧も、入力電圧から降圧した出力電圧も出力可能な昇降圧タイプであることが望ましい。さらに、電源装置は、発熱量が多いために、装置自体の温度が高くなり、熱に起因した様々な不都合を招く虞があることから、発熱量を抑制する構成を備えることが望ましい。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために考え出された。すなわち、本発明の主な目的は、入力電圧と同じ極性の出力電圧を出力でき、かつ、発熱量の低減を図ることができる昇降圧タイプの力率改善回路に関わる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の力率改善回路は、
接続対象の交流電源の非接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第１インダクタと、
前記交流電源の接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第２インダクタと、
前記交流電源から供給される交流電力を整流する整流回路と、
前記第１インダクタおよび前記第２インダクタから出力される電力に基づいて充電動作を行う結合コンデンサと、
前記結合コンデンサから出力される電力を蓄積する第３インダクタと、
前記第１〜前記第３のインダクタが電力を蓄積する充電動作と、その蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御するスイッチ素子と、
前記第１〜前記第３のインダクタから出力される電力を出力対象に向けて導く出力経路に接続され電力を平滑する平滑コンデンサと
を備える。
【００１１】
また、本発明の電源装置は、
本発明の力率改善回路と、
前記力率改善回路から出力される直流電圧を、設定値を持つ直流電圧に変換するコンバータと
を備える。
【００１２】
さらに、本発明の力率改善方法は、
接続対象の交流電源の非接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第１インダクタを設け、
前記交流電源の接地側に接続され当該交流電源から供給される電力を蓄積する第２インダクタをさらに設け、さらにまた、
前記交流電源から供給される交流電力を整流する整流回路と、
前記第１インダクタおよび前記第２インダクタから出力される電力に基づいて充電動作を行う結合コンデンサと、
前記結合コンデンサから出力される電力を蓄積する第３インダクタと、
前記第１〜前記第３のインダクタが電力を蓄積する充電動作と、その蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御するスイッチ素子と、
前記第１〜前記第３のインダクタから出力される電力を出力対象に向けて導く出力経路に接続され電力を平滑する平滑コンデンサと
を設ける。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、入力電圧と同じ極性の出力電圧を出力でき、かつ、発熱量の低減を図ることができる昇降圧タイプの力率改善回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施形態の力率改善回路の構成を表す回路図である。
【図２】第１実施形態の力率改善回路を備えた電源装置の構成を簡略化して表すブロック図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の力率改善回路の構成を表す回路図である。
【図４】第２実施形態の力率改善回路における制御回路の制御動作を説明する図である。
【図５】入力電圧の極性が正であり、スイッチ素子がオンである場合において図２の回路に流れる電流の通電経路を表す図である。
【図６】入力電圧の極性が正であり、スイッチ素子がオフである場合において図２の回路に流れる電流の通電経路を表す図である。
【図７】入力電圧の極性が負であり、スイッチ素子がオンである場合において図２の回路に流れる電流の通電経路を表す図である。
【図８】入力電圧の極性が負であり、スイッチ素子がオフである場合において図２の回路に流れる電流の通電経路を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の力率改善回路の構成を表す回路図である。図２は、第１実施形態の力率改善回路を備える電源装置の構成を簡略化して表すブロック図である。この第１実施形態の力率改善回路１を備える電源装置１４は、力率改善回路１の後段に接続されるコンバータ１５を有している。コンバータ１５は、力率改善回路１から出力される直流電圧を、設定値を持つ電圧に変換する回路構成を備えている。
【００１７】
力率改善回路１は、交流電源１１に接続し、当該交流電源１１から供給される交流電力を後段のコンバータ１５に適した直流電力に変換する回路構成を有している。すなわち、この第１実施形態では、力率改善回路１は、第１インダクタ３と、第２インダクタ４と、整流回路５と、第３インダクタ６と、結合コンデンサ７と、スイッチ素子８と、平滑コンデンサ９とを有している。
【００１８】
第１インダクタ３は、交流電源１１の非接地側に接続され交流電源１１から供給される電力を蓄積する機能を備えている。第２インダクタ４は、交流電源１１の接地側に接続され交流電源１１から供給される電力を蓄積する機能を備えている。整流回路５は、交流電源１１から供給される交流電力を整流する回路構成を備えている。
【００１９】
結合コンデンサ７は、第１インダクタ３および第２インダクタ４から出力される電力に基づいて充電動作を行う機能を備えている。第３インダクタ６は、結合コンデンサ７から出力される電力を蓄積する機能を備えている。スイッチ素子８は、第１インダクタ３と第２インダクタ４と第３インダクタ６が電力を蓄積する充電動作と、蓄積した電力を出力する放電動作とをオンオフ動作により制御する機能を備えている。
【００２０】
平滑コンデンサ９は、第１〜第３のインダクタ３，４，６から出力（放電）される電力を出力対象であるコンバータ１５に向けて導く出力経路に接続され電力を平滑する機能を備えている。
【００２１】
この第１実施形態の力率改善回路１は次のように動作する。例えば、スイッチ素子８がオンしている場合には、交流電源１１から供給される交流電力が第１インダクタ３と整流回路５とスイッチ素子８と第２インダクタ４を通る経路でもって通電する。この通電の電力により、第１インダクタ３および第２インダクタ４が電力を蓄積する。
【００２２】
スイッチ素子８がオフすると、第１インダクタ３と第２インダクタ４に蓄積されていた電力が結合コンデンサ７に通電し、これにより、結合コンデンサ７が充電動作を行う。その後、再び、スイッチ素子８がオンすると、前記同様に、第１インダクタ３および第２インダクタ４は交流電力１１から供給される電力を蓄積する。また、結合コンデンサ７に充電されていた電力（電荷）が第３インダクタ６とスイッチ素子８を通る経路でもって通電し、第３インダクタ６に電力が蓄積される。
【００２３】
そして、スイッチ素子８がオフすると、第１〜第３インダクタ３，４，６から蓄積されていた電力が出力（放電）され、当該電力が平滑コンデンサ９によって平滑され、出力対象のコンバータ１５に出力される。
【００２４】
この第１実施形態の力率改善回路１は、スイッチ素子８におけるオンしている期間（オン期間）の長さを可変制御することにより、交流電源１１から供給される入力電流の位相を制御できる。このことにより、スイッチ素子８のオン期間の長さを可変制御し入力電流の位相が入力電圧の位相に一致するように入力電流を制御することにより、力率改善回路１は、高調波電流を抑制できる。つまり、力率改善回路１は、電源装置１４の効率および信頼性を高めることができる。
【００２５】
この力率改善回路１は、上記のような回路構成を備えることにより、交流電源１１から供給される入力電圧と同じ極性を持つ電圧を出力対象（コンバータ１５）に出力することができる。また、力率改善回路１は、スイッチ素子８のオン期間を可変することにより、交流電源から供給される入力電圧を昇圧した電圧も、入力電圧から降圧した電圧も、出力対象に出力することが可能である。つまり、この力率改善回路１は昇降圧タイプである。
【００２６】
さらに、この第１実施形態では、力率改善回路１は、発熱量の低減を図る構成を備えている。つまり、磁性部品であるインダクタは、発熱量が多く、熱による様々な問題を電源装置１４に招く虞がある。これに対し、この第１実施形態の力率改善回路１は、交流電源１１に接続し充放電を行うインダクタを第１インダクタ３だけでなく、第２インダクタ４をも備えている。これにより、第１と第２のインダクタ３，４は、第１インダクタ３だけが設けられている場合に比べて、当該インダクタに掛かる負荷を分散することができる。つまり、第１と第２のインダクタ３，４は、発熱量を抑制でき、かつ、熱分散することができる。このため、力率改善回路１は、熱に起因した様々な問題を軽減することができる。
【００２７】
この第１実施形態における電源装置１４は、上記のような力率改善回路１を備えているので、効率および信頼性を高めることができる。また、電源装置１４は、熱に起因した問題を軽減することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
以下に、本発明に係る第２実施形態を説明する。
【００２９】
図３は、第２実施形態の力率改善回路の回路構成を表す回路図である。この力率改善回路２０は、出力側に接続されるコンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）３８と共に、電源装置を構成する回路である。この力率改善回路２０は、商用交流電源である交流電源４７に接続され交流電源４７から供給される交流電力を直流電力に変換し当該直流電力を出力対象であるＤＣ−ＤＣコンバータ４８に供給する回路構成を備えている。すなわち、力率改善回路２０は、ノーマルモードインダクタである第１インダクタ２２と第２インダクタ２３を備えている。第１インダクタ２２の一端側は交流電源２２の非接地側に接続される。第２インダクタ２３の一端側は交流電源２２の接地側に接続される。第１インダクタ２２の他端側は、整流回路であるブリッジ回路（全波整流回路）３９を構成するダイオード２４〜２７のうちのダイオード２４，２５の接続部（入力部）に接続されている。第２インダクタ２３の他端側は、ブリッジ回路３９のダイオード２６，２７の接続部（入力部）に接続されている。
【００３０】
さらに、ブリッジ回路３９のダイオード２４，２６の接続部（出力部）は、スイッチ素子（この第２実施形態ではＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor））３０のドレイン側と、結合コンデンサ３２の一端側とに接続されている。このダイオード２４，２６の接続部は、さらに、抵抗体２８の一端側に接続されている。
【００３１】
ブリッジ回路３９のダイオード２５，２７の接続部（出力部）は、基準電位としての電位を持つグラウンドに接続されている。
【００３２】
抵抗体２８の他端側には抵抗体２９の一端側が直列に接続され、抵抗体２９の他端側はグラウンドに接続されている。スイッチ素子３０のソース側は抵抗体３１の一端側に接続され、抵抗体３１の他端側はグラウンドに接続されている。
【００３３】
結合コンデンサ３２の他端側は整流ダイオード３４のアノード側と、第３インダクタ３３の一端側とに接続されている。第３インダクタ３３の他端側はグラウンドに接続されている。整流ダイオード３４のカソード側は抵抗体３５の一端側と、平滑コンデンサ３７の一端側とに接続されている。抵抗体３５の他端側には抵抗体３６の一端側が直列に接続されている。抵抗体３６の他端側および平滑コンデンサ３７の他端側はグラウンドに接続されている。平滑コンデンサ３７の両端側が出力対象であるＤＣ−ＤＣコンバータ４８に接続される。
【００３４】
この力率改善回路２０は、さらに、制御回路４５を備えている。この制御回路４５は、スイッチ素子３０のオンオフ動作を制御する回路構成を備えている。すなわち、制御回路４５は、スイッチ素子３０のゲート側と、抵抗体２８，２９の接続部と、スイッチ素子３０のソース側と抵抗体３１との接続部と、抵抗体３５，３６の接続部とに接続されている。抵抗体２８，２９は、交流電源４８から供給される入力電圧を分圧し当該分圧電圧を入力電圧として検出する回路（つまり、入力電圧検出回路）４０を構成する。抵抗体３１は、スイッチ素子３０のドレイン−ソース間を流れる電流を入力電流として検出する回路（つまり、入力電流検出回路）４１を構成する。抵抗体３５，３６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７に出力される出力電圧を分圧し当該分圧電圧を出力電圧として検出する回路（つまり、出力電圧検出回路）４２を構成する。
【００３５】
つまり、制御回路４５は、入力電圧検出回路４０により検出される入力電圧と、入力電流検出回路４１により検出される入力電流と、出力電圧検出回路４２により検出される出力電圧とに基づいて、制御信号を生成する回路構成を備えている。その制御信号は、スイッチ素子３０のゲートに加えられ、当該スイッチ素子３０のドレイン−ソース間における電流通電（オン動作）と電流遮断（オフ動作）とを制御する信号である。
【００３６】
図４は、スイッチ素子３０のゲートに加えられる制御信号と、交流電源４７から供給される入力電圧と、第１インダクタ２３（第２インダクタ２２）に通電するインダクタ電流との波形例を表す図である。すなわち、図４において、実線Ａは、入力電圧の波形を表す。実線Ｂは、インダクタ電流の波形を表す。点線Ｃは、インダクタ電流Ｂの平均電流であり、入力電流に応じた電流波形を表す。実線Ｄは、スイッチ素子３０のゲートに加えられる制御信号の波形（ゲート−ソース間電圧の波形）を表す。
【００３７】
制御回路４５がスイッチ素子３０のゲートに加える制御信号は、例えば、矩形状のパルス信号であり、パルス（スイッチ素子３０をオンにするパルス（以下、オン信号とも記す））が設定時間間隔毎に（設定周波数で）立ち上がる。制御回路４５は、制御信号のデューティー比（１周期に対するオン信号のパルス幅の比）を可変することにより、スイッチ素子３０がオンしている期間（オン期間）の長さを可変制御する。これにより、制御回路４５は、交流電源４７から力率改善回路２０に流れ込む電流量を制御する（つまり、入力電流を制御する）。この第２実施形態では、制御回路４５は、図４の点線Ｃに表されるような入力電流の位相が実線Ａに表される入力電圧の位相に一致するようにスイッチ素子３０を制御する制御信号を生成する回路構成を備えている。
【００３８】
以下に、この第２実施形態の力率改善回路２０の回路動作例を図５〜図８を利用して説明する。図５〜図８は、力率改善回路２０の電流通電経路を状態別に説明する図である。図５は、入力電圧の極性が正（つまり、入力電源４７の接地側から非接地側に向かう方向の電流が通電する状態）である期間において、スイッチ素子３０がオンしている状態に関する。図６は、入力電圧の極性が正である期間において、スイッチ素子３０がオフしている状態に関する。図７は、入力電圧の極性が負（つまり、入力電源４７の非接地側から接地側に向かう方向の電流が通電する状態）である期間において、スイッチ素子３０がオンしている状態に関する。図８は、入力電圧の極性が負である期間において、スイッチ素子３０がオフしている状態に関する。なお、図５〜図８では、スイッチ素子３０は簡略化して表され、また、入力電圧検出回路４０と入力電流検出回路４１と出力電圧検出回路４２と制御回路４５の図示が省略されている。
【００３９】
入力電圧の極性が正である場合に、スイッチ素子３０がオンすると、図５における点線ａに表される経路で電流が力率改善回路２０に通電する。その点線ａで表される電流経路は、交流電源４７の非接地側から第１インダクタ２２とダイオード２４とスイッチ素子３０とダイオード２７と第２インダクタ２３を通り交流電源４７の接地側に至る経路である。この電流通電によって、第１インダクタ２２および第２インダクタ２３に電力（エネルギー）が蓄積される。
【００４０】
入力電圧の極性が正である場合に、スイッチ素子３０がオフすると、図６における点線ｄに表される経路で電流が力率改善回路２０に通電する。その点線ｄで表される電流経路は、交流電源４７の非接地側から第１インダクタ２２とダイオード２４と結合コンデンサ２３と整流ダイオード３４と出力対象４８側とダイオード２７と第２インダクタ２３を通り交流電源４７の接地側に至る経路である。この電流通電により、第１インダクタ２２および第２インダクタ２３に蓄積されていた電力が放電され、当該電力に基づいて結合コンデンサ３２に電荷が充電される。
【００４１】
その後、再びスイッチ素子３０がオンすると、前述したように図５における点線ａに表される経路でもって電流が力率改善回路２０に通電する。これにより、第１インダクタ２２および第２インダクタ２３には、交流電源４７による電力が蓄積される。また、スイッチ素子３０がオンしたことにより、図５における点線ｂで表されるような経路（結合コンデンサ３２とスイッチ素子３０と第３インダクタ３３とを通る経路）で電流が力率改善回路２０に通電する。この電流通電により、結合コンデンサ３２に充電されていた電力が放電し、当該電力が第３インダクタ３３に蓄積される。
【００４２】
そして、スイッチ素子３０がオフすると、前述したように図６における点線ｄに表される経路でもって電流が力率改善回路２０に通電する。また、スイッチ素子３０がオフしたことにより、図６における点線ｅで表されるような経路（第３インダクタ３３から整流ダイオード３４と出力対象４８側を通って第３インダクタ３３に戻る経路）で電流が力率改善回路２０に通電する。点線ｄ，ｅで表される経路での電流通電によって、第１〜第３のインダクタ２２，２３，３３に蓄積されていた電力が放電し、当該電力が平滑コンデンサ３７により平滑され、出力対象（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４８に出力される。また、このとき、前述したように、第１と第２のインダクタ２２，２３の電力に基づいた電荷が結合コンデンサ３２に蓄積される。さらに、第１〜第３のインダクタ２２，２３，３３に蓄積されていた電力に基づいた電荷が平滑コンデンサ３７に蓄積される。この平滑コンデンサ３７の充電電力に基づいた電力が、スイッチ素子３０がオフしている期間に、出力対象４８に出力される（図５における点線ｃの経路を参照）。
【００４３】
入力電圧の極性が正である期間においては、スイッチ素子３０のオンオフ動作によって、上記のような経路でもって電流が力率改善回路２０に通電し、これにより、入力電源４７から供給される交流電力が直流に変換され、直流電力が出力対象４８に出力される。
【００４４】
入力電圧の極性が負である期間においては、入力電圧の極性が正である期間と比べて、電流の通電経路が異なるが、スイッチ素子３０のオンオフ動作と、第１〜第３のインダクタ２２，２３，３３および結合コンデンサ３２の充放電動作との関係は同様である。
【００４５】
すなわち、入力電圧の極性が負である場合に、スイッチ素子３０がオンすると、図７における点線ｆ，ｂ，ｃに表される経路でもって電流が力率改善回路２０に通電する。点線ｆで表される電流経路は、交流電源４７の接地側から第２インダクタ２３とダイオード２６とスイッチ素子３０とダイオード２５と第１インダクタ２２を通り交流電源４７の非接地側に至る経路である。点線ｂで表される電流経路は、結合コンデンサ３２とスイッチ素子３０と第３インダクタ３３とを通る経路である。点線ｃで表される電流経路は、平滑コンデンサ３７と出力対象４８側とを通る経路である。このような点線ｆ，ｂ，ｃで表される電流経路の電流通電によって、交流電源４７から供給される電力に基づいて第１と第２のインダクタ２２，２３に電力が蓄積される。また、結合コンデンサ３２に充電されていた電力が放電し、当該電力が第３インダクタ３３に蓄積される。さらに、平滑コンデンサ３７の充電電力に基づいた電力が出力対象４８に出力される。
【００４６】
入力電圧の極性が負である場合に、スイッチ素子３０がオフすると、図８における点線ｅ，ｇに表される経路でもって電流が力率改善回路２０に通電する。点線ｇで表される電流経路は、交流電源４７の接地側から第２インダクタ２３とダイオード２６と結合コンデンサ３２と整流ダイオード３４と出力対象４８側とダイオード２５と第１インダクタ２２を通り交流電源４７の非接地側に至る経路である。点線ｅで表される電流経路は、第３インダクタ３３と整流ダイオード３４と出力対象４８側とを通る経路である。このような点線ｅ，ｇで表される電流経路の電流通電によって、第１〜第３のインダクタ２２，２３，３３に蓄積されていた電力が放電し、当該電力が平滑コンデンサ３７により平滑され、出力対象（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４８に出力される。また、第１と第２のインダクタ２２，２３の電力に基づいた電荷が結合コンデンサ３２に蓄積される。さらに、第１〜第３のインダクタ２２，２３，３３に蓄積されていた電力に基づいた電荷が平滑コンデンサ３７に蓄積される。
【００４７】
この第２実施形態の力率改善回路２０は、上記のような回路構成を備えていることによって、入力電圧と同じ極性の出力電圧を出力対象であるＤＣ−ＤＣコンバータ４８に出力できる。また、この力率改善回路２０は、入力電圧を昇圧した出力電圧も、入力電圧から降圧した出力電圧も出力可能である。さらに、この力率改善回路２０は、第１インダクタ２２だけでなく、第２インダクタ２３をも備えている。これにより、第１インダクタ２２と第２インダクタ２３のうちの第１インダクタ２２だけが設けられている場合に比べて、第１インダクタ２２にかかる負荷が軽減されるため、第１と第２のインダクタ２２，２３の発熱量を抑制でき、また、熱分散できる。このことによって、この第２実施形態の力率改善回路２０は、組み込み対象の電源装置における発熱量を抑制できる。電源装置は、熱が発生しやすく、電源装置を設計する場合に発熱量は懸念事項である。この第２実施形態の力率改善回路２０は、そのような電源装置の発熱問題を軽減できる。
【００４８】
さらに、この第２実施形態では、整流回路は、ダイオードによるブリッジ回路により構成されている。整流回路として、例えば、トランジスタ素子を利用したブリッジレス回路を採用することが考えられるが、この場合には、トランジスタ素子を駆動する制御部が必要となる。これに比べて、ダイオードによるブリッジ回路を整流回路として採用することは、制御部が不要となり、回路構成の簡略化を図ることができる。
【００４９】
（その他の実施形態）
なお、この発明は、第１と第２の実施形態に限定されず、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第２実施形態では、スイッチ素子３０はＭＯＳＦＥＴにより構成されている。これに対し、スイッチ素子３０は、ＭＯＳＦＥＴ以外のトランジスタ素子により構成されてもよい。
【００５０】
また、第２実施形態では、整流回路は、ダイオードによるブリッジ回路により構成されている。これに代えて、例えば回路構成が複雑になることが大きな問題とならない場合には、整流回路は、トランジスタ素子を利用したブリッジレス回路により構成されてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，２０  力率改善回路
３，２２  第１インダクタ
４，２３  第２インダクタ
５  整流回路
６，３３  第３インダクタ
７，３２  結合コンデンサ
８，３０  スイッチ素子
９，３７  平滑コンデンサ
１１，４７  交流電源
１４  電源装置
１５  コンバータ
３９  ブリッジ回路
４０  入力電圧検出回路
４１  入力電流検出回路
４５  制御回路
【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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