(57)【要約】【課題】平滑回路から流れる電流の変動が小さい小型で安価な降圧装置及び昇圧装置の提供。【解決手段】降圧装置２では、平滑回路１０はバッテリ３の直流の出力電圧を平滑する。降圧装置２は、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎを備える。降圧回路Ｄｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）では、スイッチＡｘの一端は平滑回路１０に接続されており、スイッチＡｘの他端はコイルＬｘの一端に接続されている。降圧回路Ｄｘは、平滑回路１０が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧をコイルＬｘの他端から出力する。スイッチＡｘ，Ｂｘは相補的にオン／オフされ、スイッチＡｘのオン／オフは共通の周期で切替えられる。スイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎについて、オフからオン、及び、オンからオフのいずれか一方の切替え時点は周期のｎ分の１ずつずれている。【選択図】図１
2015128340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された直流電圧を平滑する平滑回路と、一端が前記平滑回路に接続されているスイッチ、及び、一端が該スイッチの他端に接続されているコイルを有し、前記スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、前記平滑回路が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を前記コイルの他端から出力するｎ（ｎ：２以上の整数）個の降圧回路とを備える降圧装置であって、
該ｎ個の降圧回路夫々におけるスイッチのオン／オフは、共通の周期で切替えられ、オフからオン、及び、オンからオフのいずれか一方の切替え時点は前記周期のｎ分の１ずつずれていること
を特徴とする降圧装置。
【請求項２】
前記ｎ個の降圧回路夫々は、一端が前記スイッチの他端及び前記コイルの一端夫々に接続されている第２のスイッチを有し、
前記平滑回路が平滑した電圧は、前記スイッチの一端及び前記第２のスイッチの他端間に印加され、
前記ｎ個の降圧回路夫々は、前記平滑回路が平滑した電圧を、前記スイッチ及び第２のスイッチの相補的なオン／オフを繰り返すことによって降圧し、降圧した電圧を前記コイルの他端及び前記第２のスイッチの他端間から出力するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の降圧装置。
【請求項３】
前記ｎ個の降圧回路夫々は、カソードが前記スイッチの他端及び前記コイルの一端夫々に接続されているダイオードを有し、
前記平滑回路が平滑した電圧は、前記スイッチの一端及び前記ダイオードのアノード間に印加され、
前記ｎ個の降圧回路夫々は、前記スイッチにおけるオン／オフの繰り返しによって降圧された電圧を、前記コイルの他端及び前記ダイオードのアノード間から出力するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の降圧装置。
【請求項４】
前記平滑回路は、
一端が前記ｎ個の降圧回路夫々が有するスイッチの一端に接続されている第２のコイルと、
一端が該第２のコイルの一端に接続されているコンデンサと
を有し、
前記第２のコイルの他端及び前記コンデンサの他端間に前記直流電圧が印加されるように構成してあること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の降圧装置。
【請求項５】
印加された直流電圧を平滑する平滑回路と、一端が前記平滑回路に接続されているコイル、及び、一端が該コイルの他端に接続されているスイッチを有し、前記スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、前記平滑回路が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を前記コイルの他端から出力するｎ（ｎ：２以上の整数）個の昇圧回路とを備える昇圧装置であって、
該ｎ個の昇圧回路夫々におけるスイッチのオン／オフは、共通の周期で切替えられ、オフからオン、及び、オンからオフのいずれか一方の切替え時点は前記周期のｎ分の１ずつずれていること
を特徴とする昇圧装置。
【請求項６】
前記ｎ個の昇圧回路夫々は、一端が前記コイルの他端及び前記スイッチの一端夫々に接続されている第２のスイッチを有し、
前記平滑回路が平滑した電圧は、前記コイルの一端及び前記スイッチの他端間に印加され、
前記ｎ個の昇圧回路夫々は、前記平滑回路が平滑した電圧を、前記スイッチ及び第２のスイッチの相補的なオン／オフを繰り返すことによって昇圧し、昇圧した電圧を前記スイッチの他端及び第２のスイッチの他端間から出力するように構成してあること
を特徴とする請求項５に記載の昇圧装置。
【請求項７】
前記ｎ個の昇圧回路夫々は、アノードが前記コイルの他端及び前記スイッチの一端夫々に接続されているダイオードを有し、
前記平滑回路が平滑した電圧は、前記コイルの一端及び前記スイッチの他端間に印加され、
前記ｎ個の昇圧回路夫々は、前記スイッチにおけるオン／オフの繰り返しによって昇圧された電圧を、前記ダイオードのカソード及び前記スイッチの他端間から出力するように構成してあること
を特徴とする請求項５に記載の昇圧装置。
【請求項８】
前記平滑回路は、
一端が前記ｎ個の昇圧回路夫々が有するコイルの一端に接続されている第２のコイルと、
一端が該第２のコイルの一端に接続されているコンデンサと
を有し、
前記第２のコイルの他端及び前記コンデンサの他端間に前記直流電圧が印加されるように構成してあること
を特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１つに記載の昇圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加された電圧を降圧することによって複数の電圧を生成し、生成した複数の電圧を各別に出力する降圧装置と、印加された電圧を昇圧することによって複数の電圧を生成し、生成した複数の電圧を各別に出力する昇圧装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両には、多数の電気機器（負荷）が搭載されており、これらの負荷を作動させるために、該負荷に種々の電圧を印加する。このため、１つの電源から出力された電圧を複数の電圧に変圧する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、１つの電源によって印加された電圧を複数の電圧に変圧し、この複数の電圧夫々を複数の負荷に印加する変圧装置が開示されている。これにより、複数の負荷夫々には適切な電圧が印加され、複数の負荷は正常に動作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４１８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１つの電源によって印加された電圧を複数の電圧に降圧し、この複数の電圧夫々を複数の負荷に印加する降圧装置では、電源が出力した電圧は、まず、平滑回路によって平滑され、平滑された電圧は複数の降圧回路夫々に出力される。複数の降圧回路夫々は、平滑回路が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を、自身に接続されている負荷に印加する。
【０００６】
平滑回路は通常、コンデンサを有する。また、降圧回路の一例として、コイル及びスイッチを含み、該スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、平滑回路が平滑した電圧を降圧する降圧回路がある。複数の該降圧回路を備える降圧装置では、複数の降圧回路夫々が降圧を行っている間、電流は平滑回路から複数の降圧回路夫々を介して複数の負荷に流れる。
【０００７】
以上のような構成においては、平滑回路から降圧回路に流れる電流の量はスイッチのオン／オフに応じて異なる。例えば、スイッチがオンである場合に平滑回路から降圧回路に電流が流れ、スイッチがオフである場合に平滑回路から降圧回路に流れる電流の量はゼロアンペアとなる。
【０００８】
このような場合において、例えば、複数の降圧回路が同時的にスイッチをオンにしたとき、平滑回路のコンデンサは多量の電流を複数の降圧回路に向けて出力し、その電流量は、複数の降圧回路夫々のスイッチが連続して共にオンである期間が長い程多い。また、複数の降圧回路が同時的にスイッチをオフにしたとき、平滑回路のコンデンサは電源から多量の電流が流れ込み、その電流量は複数の降圧回路夫々のスイッチが連続して共にオフである期間が長い程多い。
【０００９】
複数の降圧回路夫々のスイッチが同時的にオフからオン、又は、オンからオフに切替えられることによって、これらのスイッチが同時的にオンである期間、及び、同時的にオフである期間が長い場合、コンデンサに入出力される電流のリップルが大きい。そして、電流のリップルが大きい場合、多量の電流がコンデンサの内部抵抗に繰り返し流れるので、内部抵抗から発生する熱の量は大きく、コンデンサの温度が大きく上昇する。このとき、コンデンサの特性の劣化、例えば静電容量の低下が生じる虞がある。
【００１０】
更に、平滑回路から複数の降圧回路に流れる電流の変動が大きい降圧装置には、多量の電力を放出することができ、かつ、多量の電力を蓄えることができる大型で高価なコンデンサを搭載しなければならないという問題がある。
【００１１】
１つの電源によって印加された電圧を複数の電圧に昇圧し、この複数の電圧夫々を複数の負荷に印加する昇圧装置でも、降圧装置と同様に、電源が出力した電圧を平滑回路が平滑し、複数の昇圧回路は、平滑回路が平滑した電圧を昇圧する。複数の昇圧回路夫々は、昇圧した電圧を、自身に接続されている負荷に印加する。
【００１２】
以上のような昇圧装置の内、平滑回路がコンデンサを有し、コイルと共にスイッチが昇圧回路に含まれ、該スイッチのオン／オフを繰り返すことによって平滑回路が平滑した電圧を昇圧する昇圧装置でも、スイッチのオン／オフに応じて、平滑回路から昇圧回路に流れる電流の量は異なる。従って、複数の昇圧回路夫々が有するスイッチを同時的にオフからオン、又は、オンからオフに切替える場合、コンデンサに入出力される電流のリップルは大きい。
【００１３】
平滑回路から複数の昇圧回路に流れる電流の変動が大きい昇圧装置にも、コンデンサの内部抵抗から発生する熱によってコンデンサの特性の劣化が生じる虞と、平滑回路が大型で高価なコンデンサを有しなければならないという問題とがある。
【００１４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平滑回路から流れる電流の変動が小さい小型で安価な降圧装置及び昇圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る降圧装置は、印加された直流電圧を平滑する平滑回路と、一端が前記平滑回路に接続されているスイッチ、及び、一端が該スイッチの他端に接続されているコイルを有し、前記スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、前記平滑回路が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を前記コイルの他端から出力するｎ（ｎ：２以上の整数）個の降圧回路とを備える降圧装置であって、該ｎ個の降圧回路夫々におけるスイッチのオン／オフは、共通の周期で切替えられ、オフからオン、及び、オンからオフのいずれか一方の切替え時点は前記周期のｎ分の１ずつずれていることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、平滑回路は、印加された直流電圧を平滑する。平滑回路が平滑した電圧は、ｎ個の降圧回路夫々によって降圧され、ｎ個の降圧回路夫々は、降圧した電圧を出力する。ｎ個の降圧回路夫々では、スイッチの一端が平滑回路に接続され、スイッチの他端がコイルの一端に接続されており、スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、平滑回路が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧をコイルの他端から出力する。ｎ個の降圧回路夫々ついて、スイッチのオン／オフは共通の周期で切替えられ、オンからオフ、及び、オフからオンのいずれか一方の切替え時点は、（１／ｎ）×１周期ずつずれている。
【００１７】
従って、ｎ個のスイッチが連続して共にオン又はオフとなっている期間が短い又はゼロであるので、平滑回路からｎ個の降圧回路に流れる電流の変動は小さい。これにより、平滑回路が有するコンデンサに入出力される電流の変動が小さいので、コンデンサの内部抵抗から発生する熱の量は少なく、コンデンサの温度の上昇幅は小さい。これにより、コンデンサの温度は一定温度未満に保たれ、コンデンサの特性の劣化が抑制される。
【００１８】
また、平滑回路に入出力される電流の変動は小さいため、平滑回路に安価で小型のコンデンサを用いることが可能である。このため、装置の構成が小型であり、製造費用が安価である。
【００１９】
本発明に係る降圧装置は、前記ｎ個の降圧回路夫々は、一端が前記スイッチの他端及び前記コイルの一端夫々に接続されている第２のスイッチを有し、前記平滑回路が平滑した電圧は、前記スイッチの一端及び前記第２のスイッチの他端間に印加され、前記ｎ個の降圧回路夫々は、前記平滑回路が平滑した電圧を、前記スイッチ及び第２のスイッチの相補的なオン／オフを繰り返すことによって降圧し、降圧した電圧を前記コイルの他端及び前記第２のスイッチの他端間から出力するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、ｎ個の降圧回路夫々について、第２のスイッチの一端がスイッチの他端及びコイルの一端に接続されており、平滑回路が平滑した電圧は、スイッチの一端及び第２のスイッチの他端間に印加される。ｎ個の降圧回路夫々は、スイッチ及び第２のスイッチを相補的にオン／オフすることによって、平滑回路が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を、例えば、コイルの他端及び第２のスイッチの他端間に接続された負荷に印加する。
スイッチ及び第２のスイッチにおける相補的なオン／オフは、スイッチがオンである場合に第２のスイッチをオフにし、スイッチがオフである場合に第２のスイッチをオンにすることを意味する。
【００２１】
コイルの他端及び第２のスイッチの他端間に負荷が接続されている場合において、スイッチ及び第２のスイッチがオン及びオフであるとき、平滑回路からコイルに電流が流れ、コイルに流れる電流が徐々に上昇する。このとき、上昇している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧を、平滑回路が平滑した電圧から引いた電圧がコイルの他端及び第２のスイッチの他端から出力される。同様の状態で、スイッチ及び第２のスイッチがオフ及びオンであるとき、コイルの他端から、電流が負荷及び第２のスイッチに流れ、電流が徐々に低下する。このとき、低下している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧がコイルの他端及び第２のスイッチの他端間から出力される。
以上の構成では、第２のスイッチで消費される損失は非常に小さいため、消費電力が低い。
【００２２】
本発明に係る降圧装置は、前記ｎ個の降圧回路夫々は、カソードが前記スイッチの他端及び前記コイルの一端夫々に接続されているダイオードを有し、前記平滑回路が平滑した電圧は、前記スイッチの一端及び前記ダイオードのアノード間に印加され、前記ｎ個の降圧回路夫々は、前記スイッチにおけるオン／オフの繰り返しによって降圧された電圧を、前記コイルの他端及び前記ダイオードのアノード間から出力するように構成してあることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、ｎ個の降圧回路夫々について、ダイオードのカソードがスイッチの他端及びコイルの一端に接続されており、平滑回路が平滑した電圧は、スイッチの一端及びダイオードのアノード間に印加される。ｎ個の降圧回路夫々は、スイッチのオン／オフの繰り返しによって降圧した電圧を、例えば、コイルの他端及びダイオードのアノード間に接続された負荷に印加する。
【００２４】
コイルの他端及びダイオードのアノード間に負荷が接続されている場合において、スイッチがオンであるとき、平滑回路からコイルに電流が流れ、コイルに流れる電流が徐々に上昇する。このとき、上昇している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧を、平滑回路が平滑した電圧から引いた電圧がコイルの他端及び第２のスイッチの他端から出力される。同様の状態でスイッチがオフであるとき、コイルの他端から、電流が負荷及びダイオードに流れ、電流が徐々に低下する。このとき、低下している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧がコイルの他端及び第２のスイッチの他端間から出力される。
以上の構成では、スイッチのオン／オフのみで降圧を行うことができるので、スイッチのオン／オフ制御が容易である。
【００２５】
本発明に係る降圧装置は、前記平滑回路は、一端が前記ｎ個の降圧回路夫々が有するスイッチの一端に接続されている第２のコイルと、一端が該第２のコイルの一端に接続されているコンデンサとを有し、前記第２のコイルの他端及び前記コンデンサの他端間に前記直流電圧が印加されるように構成してあることを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、平滑回路では、第２のコイルの一端に、ｎ個の降圧回路夫々のスイッチの一端と、コンデンサの一端とが接続されている。平滑回路は、第２のコイルの他端及びコンデンサの他端間に印加されている直流電圧を平滑する。第２のコイルは、自身の他端から出力する電流を一定にし、コンデンサは、第２のコイルの他端から出力されている一定の電流以上の電流をｎ個の降圧回路に出力する場合には放電し、第２のコイルの他端から出力されている一定の電流未満の電流をｎ個の降圧回路に出力する場合には、蓄電する。
【００２７】
本発明に係る昇圧装置は、印加された直流電圧を平滑する平滑回路と、一端が前記平滑回路に接続されているコイル、及び、一端が該コイルの他端に接続されているスイッチを有し、前記スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、前記平滑回路が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を前記コイルの他端から出力するｎ（ｎ：２以上の整数）個の昇圧回路とを備える昇圧装置であって、該ｎ個の昇圧回路夫々におけるスイッチのオン／オフは、共通の周期で切替えられ、オフからオン、及び、オンからオフのいずれか一方の切替え時点は前記周期のｎ分の１ずつずれていることを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、平滑回路は、印加された直流電圧を平滑する。平滑回路が平滑した電圧は、ｎ個の昇圧回路夫々によって昇圧され、ｎ個の昇圧回路夫々は、昇圧した電圧を出力する。ｎ個の昇圧回路夫々では、コイルの一端が平滑回路に接続され、コイルの他端がスイッチの一端に接続されており、スイッチのオン／オフを繰り返すことによって、平滑回路が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧をコイルの他端から出力する。ｎ個の昇圧回路夫々について、スイッチのオン／オフは共通の周期で切替えられ、オンからオフ、及び、オフからオンのいずれか一方の切替え時点は、（１／ｎ）×１周期ずつずれている。
【００２９】
従って、ｎ個のスイッチが連続して共にオン又はオンとなっている期間が短い又はゼロであるので、平滑回路からｎ個の昇圧回路に流れる電流の変動は小さい。これにより、平滑回路が有するコンデンサに入出力される電流の変動が小さいので、コンデンサの内部抵抗から発生する熱の量は小さく、コンデンサの温度の上昇幅が小さい。これにより、コンデンサの温度は一定温度未満に抑えられるので、コンデンサの特性の劣化が抑制される。
【００３０】
また、平滑回路に入出力される電流の変動は小さいため、平滑回路に安価で小型のコンデンサを用いることが可能である。このため、装置の構成が小型であり、製造費用が安価である。
【００３１】
本発明に係る昇圧装置は、前記ｎ個の昇圧回路夫々は、一端が前記コイルの他端及び前記スイッチの一端夫々に接続されている第２のスイッチを有し、前記平滑回路が平滑した電圧は、前記コイルの一端及び前記スイッチの他端間に印加され、前記ｎ個の昇圧回路夫々は、前記平滑回路が平滑した電圧を、前記スイッチ及び第２のスイッチの相補的なオン／オフを繰り返すことによって昇圧し、昇圧した電圧を前記スイッチの他端及び第２のスイッチの他端間から出力するように構成してあることを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、ｎ個の昇圧回路夫々について、第２のスイッチの一端がコイルの他端及びスイッチの一端に接続されており、平滑回路が平滑した電圧は、コイルの一端及び第２のスイッチの他端間に印加される。ｎ個の昇圧回路夫々は、スイッチ及び第２のスイッチを相補的にオン／オフすることによって、平滑回路が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を、例えば、スイッチの他端及び第２のスイッチの他端間に接続された負荷に印加する。
【００３３】
スイッチの他端及び第２のスイッチの他端間に負荷が接続されている場合において、スイッチ及び第２のスイッチがオン及びオフであるとき、電流が平滑回路からコイル及びスイッチに流れてコイルに流れる電流が徐々に上昇する。同様の状態で、スイッチ及び第２のスイッチがオフ及びオンであるとき、電流が平滑回路からコイル、第２のスイッチ及び負荷に流れ、コイルに流れる電流が徐々に低下する。このとき、低下している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧を、平滑回路が平滑した電圧に加算した電圧がスイッチの他端及び第２のスイッチの他端間から出力される。
以上の構成では、第２のスイッチで消費される損失は非常に小さいため、消費電力が低い。
【００３４】
本発明に係る昇圧装置は、前記ｎ個の昇圧回路夫々は、アノードが前記コイルの他端及び前記スイッチの一端夫々に接続されているダイオードを有し、前記平滑回路が平滑した電圧は、前記コイルの一端及び前記スイッチの他端間に印加され、前記ｎ個の昇圧回路夫々は、前記スイッチにおけるオン／オフの繰り返しによって昇圧された電圧を、前記ダイオードのカソード及び前記スイッチの他端間から出力するように構成してあることを特徴とする。
【００３５】
本発明にあっては、ｎ個の昇圧回路夫々について、ダイオードのアノードがコイルの他端及びスイッチの一端夫々に接続されており、平滑回路が平滑した電圧は、コイルの一端及びスイッチの一端間に印加される。ｎ個の昇圧回路夫々は、スイッチのオン／オフの繰り返しによって昇圧した電圧を、例えば、ダイオードのカソード及びスイッチの他端間に接続された負荷に印加する。
【００３６】
ダイオードのカソード及びスイッチの他端間に負荷が接続されている場合において、スイッチがオンであるとき、平滑回路からコイル及びスイッチに電流が流れてコイルに流れる電流が徐々に上昇する。同様の状態で、スイッチがオフであるとき、電流が平滑回路からコイル、ダイオード及び負荷に流れ、コイルに流れる電流が徐々に低下する。このとき、低下している電流の傾きの大小に応じて高低に決まる電圧を、平滑回路が平滑した電圧に加算した電圧がダイオードのカソード及びスイッチの他端間から出力される。
以上の構成では、スイッチのオン／オフのみで昇圧を行うことができるので、スイッチのオン／オフ制御が容易である。
【００３７】
本発明に係る昇圧装置は、前記平滑回路は、一端が前記ｎ個の昇圧回路夫々が有するコイルの一端に接続されている第２のコイルと、一端が該第２のコイルの一端に接続されているコンデンサとを有し、前記第２のコイルの他端及び前記コンデンサの他端間に前記直流電圧が印加されるように構成してあることを特徴とする。
【００３８】
本発明にあっては、平滑回路では、第２のコイルの一端に、ｎ個の昇圧回路夫々のコイルの一端と、コンデンサの一端とが接続されている。平滑回路は、第２のコイルの他端及びコンデンサの他端間に印加されている直流電圧を平滑する。第２のコイルは、自身の他端から出力する電流を一定にし、コンデンサは、第２のコイルの他端から出力されている一定の電流以上の電流をｎ個の降圧回路に出力する場合には放電し、第２のコイルの他端から出力されている一定の電流未満の電流をｎ個の降圧回路に出力する場合には、蓄電する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、平滑回路から流れる電流の変動が小さく、構成が小型であり、製造費用が安価である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１における電源システムの要部構成を示す回路図である。
【図２】降圧回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】コンデンサにおける充放電の推移の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】コンデンサにおける充放電の推移のもう１つの一例を示すタイミングチャートである。
【図５】コンデンサにおける充放電の推移の他例を示すタイミングチャートである。
【図６】実施の形態２における電源システムの要部構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態３における電源システムの要部構成を示す回路図である。
【図８】昇圧回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】コンデンサにおける充放電の推移の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】コンデンサにおける充放電の推移の他例を示すタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態４における電源システムの要部構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム１は、車両に好適に搭載され、降圧装置２、バッテリ３及び負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（ｎ：２以上の整数）を備える。バッテリ３の正極及び負極は降圧装置２に各別に接続されており、降圧装置２は、更に、負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ夫々の一端及び他端に各別に接続されている。バッテリ３の負極は更に接地されている。
【００４２】
バッテリ３は、直流の出力電圧を降圧装置２に印加する。降圧装置２は、バッテリ３の出力電圧をｎ個の電圧に降圧し、このｎ個の電圧をｎ個の負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに各別に印加する。
なお、降圧装置２が生成する電圧の数と、降圧装置２に接続されている負荷の数とは一致していなくてもよい。例えば、降圧装置２は、バッテリ３の出力電圧を１２ボルト及び２４ボルトに降圧し、１２ボルトを負荷Ｅ１，Ｅ３に印加し、２４ボルトを負荷Ｅ２，Ｅ４，Ｅ５，・・・，Ｅｎに印加してもよい。
【００４３】
負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ夫々は、車両に搭載されている電気機器であり、降圧装置２からの電圧の印加によって給電される。
【００４４】
降圧装置２は平滑回路１０、制御部１１及び降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎを有する。平滑回路１０の一端はバッテリ３の正極に接続され、該一端と異なる平滑回路１０の一端は、降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに接続されている。
【００４５】
降圧回路Ｄｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は負荷Ｅｘの一端及び他端に各別に接続されている。降圧回路Ｄｘは、更に、バッテリ３の負極と、制御部１１とに接続されている。
【００４６】
平滑回路１０にはバッテリ３の出力電圧が印加される。平滑回路１０は、バッテリ３の出力電圧を平滑し、平滑した電圧を降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに与える。降圧回路Ｄｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、平滑回路１０が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を負荷Ｅｘに印加する。降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ夫々の動作は制御部１１によって制御されており、制御部１１は、降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ夫々に降圧を行わせる。
【００４７】
平滑回路１０はコイルＬｔとコンデンサＣｔとを有する。コイルＬｔの一端はバッテリ３の正極に接続されており、コイルＬｔの他端は、降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに接続されている。コイルＬｔの他端には、更にコンデンサＣｔの一端が接続されており、コンデンサＣｔの他端は接地されている。コイルＬｔは第２のコイルとして機能する。
【００４８】
前述したように、バッテリ３の負極は接地されているため、コンデンサＣｔの他端はバッテリ３の負極に接続されており、バッテリ３の出力電圧は、コイルＬｔの一端及びコンデンサＣｔの他端との間に印加される。
【００４９】
コイルＬｔの一端にバッテリ３の正極から電流が流れ込み、コイルＬｔの一端から他端に電流Ｉｉｎが流れる。コイルＬｔは電流Ｉｉｎが変動することを抑制する。従って、バッテリ３の出力電圧が高くなった場合には電流Ｉｉｎの上昇を抑制し、バッテリ３の出力電圧が低くなった場合には電流Ｉｉｎの低下を抑制する。これにより、コイルＬｔの他端から一定の電流Ｉｉｎが出力される。
【００５０】
コンデンサＣｔは、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎへ流すべき電流が一定の電流Ｉｉｎよりも多量である場合、放電し、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎへ流すべき電流が電流Ｉｉｎよりも少量である場合、蓄電する。コイルＬｔの他端からコンデンサＣｔの一端に流れ込む電流Ｉｃｔは、コンデンサＣｔが放電している場合、負の電流であり、コンデンサＣｔが蓄電している場合、正の電流である。
コイルＬｔ及びコンデンサＣｔは、以上のように作用することによって、バッテリ３の出力電圧を平滑し、安定した電圧を降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに与える。
【００５１】
降圧回路Ｄ１は、スイッチＡ１，Ｂ１、コンデンサＣ１及びコイルＬ１を有する。スイッチＡ１，Ｂ１夫々はＮチャネル型のＦＥＴであり、スイッチＡ１のドレインはコイルＬｔの他端に接続されており、スイッチＡ１のソースは、スイッチＢ１のドレイン及びコイルＬ１の一端に接続されている。コイルＬ１の他端は、コンデンサＣ１の一端及び負荷Ｅ１の一端に接続されている。スイッチＢ１のソース、コンデンサＣ１の他端及び負荷Ｅ１の他端夫々は、バッテリ３の負極に接続されていると共に接地されており、同様に接地されているコンデンサＣｔの他端と接続している。このため、平滑回路１０が平滑した電圧はスイッチＡ１のドレイン及びスイッチＢ１のソース間に印加される。また、スイッチＡ１，Ｂ１夫々のゲートは制御部１１に各別に接続されている。スイッチＢ１は特許請求の範囲における請求項１の第２のスイッチとして機能する。
【００５２】
スイッチＡ１，Ｂ１夫々は、ソースの電位を基準としてゲートに一定電圧以上の電圧が印加された場合に、電流をドレインからソースに流すことが可能となり、オンとなる。また、スイッチＡ１，Ｂ１夫々は、ソースの電位を基準としてゲートに印加されている電圧が一定電圧未満である場合、電流をドレインからソースに流すことができず、オフとなる。スイッチＡ１，Ｂ１夫々のゲートは、制御部１１によって各別に電圧を印加され、制御部１１は、ゲートに印加する電圧を調整することによって、スイッチＡ１，Ｂ１夫々をオン／オフする。制御部１１は、スイッチＡ１，Ｂ１夫々のオン／オフを繰り返すことによって、降圧回路Ｄ１に降圧を行わせる。
【００５３】
図２は降圧回路Ｄ１の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下では、スイッチＡ１においてドレインからソースに流れる電流をＩａ１とし、スイッチＢ２においてソースからドレインに流れる電流をＩｂ１とする。更に、コイルＬ１において、スイッチＡ１側の一端からコンデンサＣ１側の他端に流れる電流をＩｄ１とし、コイルＬ１の他端からコンデンサＣ１の一端に流れ込む電流をＩｃ１とする。図２には、制御部１１が行うスイッチＡ１，Ｂ１夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉａ１，Ｉｂ１，Ｉｄ１，Ｉｃ１夫々の推移とが示されている。
【００５４】
制御部１１は、スイッチＡ１，Ｂ１を相補的にオン／オフする。即ち、制御部１１は、スイッチＡ１をオンにした場合にスイッチＢ１をオフにし、スイッチＡ１をオフにした場合にスイッチＢ１をオンにする。制御部１１は、所定の周期Ｔで、スイッチＡ１のオフからオンに切替え、スイッチＢ１をオンからオフに切替える。
【００５５】
制御部１１がスイッチＡ１，Ｂ１夫々をオン及びオフにしている間、電流が平滑回路１０からスイッチＡ１を介してコイルＬ１に流れる。コイルＬ１は自身に流れる電流を維持しようとするので、電流Ｉａ１は、スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから、一定の傾きで、時間の経過と共に徐々に上昇する。電流Ｉｂ１は、スイッチＢ１がオフであるため、ゼロアンペアである。
【００５６】
スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから一定時間が経過するまでは、電流Ｉｄ１は少量であって負荷Ｅ１に供給すべき電流未満である。この場合、コンデンサＣ１は電力を負荷Ｅ１に放出し、電流Ｉｃ１は負の値を示す。そして、スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから一定時間が経過した場合、上昇している電流Ｉｄ１が負荷Ｅ１に供給すべき電流を超える。このとき、コンデンサＣ１は蓄電し、電流Ｉｃ１は正の値を示す。その後、スイッチＡ１がオンからオフに切替わるまで、電流Ｉｄは上昇し続け、コンデンサＣ１は蓄電し続ける。電流Ｉｃ１は電流Ｉｄ１の上昇と共に徐々に上昇する。
【００５７】
制御部１１がスイッチＡ１，Ｂ１夫々をオン及びオフにしている間、平滑回路１０が平滑した電圧から、上昇している電流Ｉｄ１の傾きの大小に応じて高低となる電圧を引いた第１電圧がコンデンサＣ１の両端間に印加される。第１電圧は平滑回路１０が平滑した電圧よりも低い。
【００５８】
制御部１１がスイッチＡ１，Ｂ１夫々をオフ及びオンにしている間、電流がコイルＬ１の他端から負荷Ｅ１及びスイッチＢ１の順に流れ、コイルＬ１の他端に戻る。コイルＬ１は、自身に流れる電流を維持しようとするので、電流Ｉｂ１は、スイッチＡ１がオンからオフに切替わってから、一定の傾きで、時間の経過と共に徐々に低下する。電流Ｉａ１は、スイッチＡ１がオフであるため、ゼロアンペアである。
【００５９】
スイッチＡ１がオンからオフに切替わってから一定時間が経過するまでは、電流Ｉｄ１は多量であって負荷Ｅ１に供給すべき電流以上である。この場合、コンデンサＣ１は蓄電し、電流Ｉｃ１は正の値を示す。また、スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから一定時間が経過した場合、低下している電流Ｉｄ１が負荷Ｅ１に供給すべき電流未満となる。このとき、コンデンサＣ１は電力を負荷Ｅ１に放出し、電流Ｉｃ１は負の値を示す。電流Ｉｃ１は電流Ｉｄ１の低下と共に徐々に低下する。
【００６０】
制御部１１がスイッチＡ１，Ｂ１がオフ及びオンにしている間、低下している電流Ｉｄ１の傾きの大小に応じて高低となる第２電圧がコンデンサＣ１の両端間に印加される。ここで、第２電圧は第１電圧よりも低い値である。
【００６１】
コンデンサＣ１は両端間に印加された電圧を平滑し、平滑した電圧を負荷Ｅ１の両端間に印加する。
スイッチＡ１，Ｂ１の相補的なオン／オフを繰り返すことによって、降圧回路Ｄ１は、平滑回路１０が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を、コイルＬ１の他端及びスイッチＢ１のドレイン間から出力する。
【００６２】
コンデンサＣ１が負荷Ｅ１に印加する電圧は、１周期ＴにおいてスイッチＡ１がオンである期間の割合、即ち、デューティによって決まる。例えば、デューティが８０％である場合、負荷Ｅ１に印加される電圧は、第１電圧×０．８＋第２電圧×（１−０．８）となる。前述したように、第１電圧は第２電圧よりも高いため、デューティの大小に応じて、負荷Ｅ１に印加される電圧は高低となる。
【００６３】
制御部１１は、例えば、負荷Ｅ１の両端間の電圧を監視しており、負荷Ｅ１の両端間の電圧が所定の電圧となるように、スイッチＡ１のオン／オフのデューティを調整する。
他例として、制御部１１は、負荷Ｅ１の一端に流れ込む電流を監視しており、負荷Ｅ１に流れ込む電流が所定の電流となるように、スイッチＡ１のオン／オフのデューティを調整してもよい。
【００６４】
降圧回路Ｄｕ（ｕ＝２，３，・・・，ｎ）は、スイッチＡｕ，Ｂｕ、コイルＬｕ及びコンデンサＣｕを有し、降圧回路Ｄ１と同様に接続されている。ここで、スイッチＡｕ，Ｂｕ、コイルＬｕ及びコンデンサＣｕ夫々はスイッチＡ１，Ｂ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１に対応する。制御部１１が、スイッチＡ１，Ｂ１と同様に、スイッチＡｕ，Ｂｕの相補的なオン／オフを繰り返すことによって、降圧回路Ｄｕは平滑回路１０が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を、降圧回路Ｄ１と同様に、コイルＬｕの他端及びスイッチＢｕのソース間から出力する。
【００６５】
また、スイッチＡｕのオン／オフと、スイッチＡｕにおいてドレインからソースに流れる電流Ｉａｕとの関係は、スイッチＡ１のオン／オフと電流Ｉａ１との関係と同様であり、スイッチＢｕのオン／オフと、スイッチＢｕにおいてソースからドレインに流れる電流Ｉｂｕとの関係も、スイッチＢ１のオン／オフと電流Ｉｂ１との関係と同様である。
【００６６】
制御部１１は、降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎについて、デューティを各別に調整している。また、制御部１１は、共通の周期Ｔで、スイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎをオフからオンに切替え、スイッチＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎをオンからオフに切替える。更に、制御部１１は、スイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々について、オフからオンに切替える切替え時点を周期Ｔのｎ分の１ずつずらしている。
【００６７】
図３はコンデンサＣｔにおける充放電の推移の一例を示すタイミングチャートである。図３には、ｎ＝２であり、かつ、スイッチＡ１，Ａ２のオン／オフのデューティが５０％である場合における充放電の推移が示されている。具体的には、スイッチＡ１，Ａ２夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉｃｔの推移とが示されている。電流Ｉａ２は、スイッチＡ２においてドレインからソースに流れる電流である。
【００６８】
制御部１１は、図３に示すように、スイッチＡ１，Ａ２夫々について、オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝２，Ｔ：周期）ずらしている。このため、スイッチＡ１がオンである場合にスイッチＡ２はオフであり、スイッチＡ１がオフである場合にスイッチＡ２はオンである。
【００６９】
スイッチＡ１がオンである場合、平滑回路１０からスイッチＡ１に流れる電流Ｉａ１は、図２に示したように時間の経過と共に徐々に上昇する。また、スイッチＡ２がオフである場合、電流Ｉａ２はゼロアンペアである。スイッチＡ１，Ａ２がオン及びオフである場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２の和は徐々に上昇する。
【００７０】
スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから一定の時間が経過するまで、電流Ｉａ１，Ｉａ２の和は少量であるため、一定の電流Ｉｉｎ未満である。この場合、コンデンサＣｔは蓄電し、電流Ｉｃｔは正の値を示す。スイッチＡ１がオフからオンに切替わってから一定の時間が経過した場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２の和は一定の電流Ｉｉｎ以上となる。この場合、コンデンサＣｔは放電し、電流Ｉｃｔは負の値を示す。その後、スイッチＡ１がオンからオフに切替わるまで、コンデンサＣｔは放電し続け、電流Ｉｃｔは低下し続ける。電流Ｉｃｔは電流Ｉａ１，Ｉａ２の和の上昇と共に徐々に低下する。
【００７１】
スイッチＡ２がオンである場合、平滑回路１０からスイッチＡ２に流れる電流Ｉａ２は、スイッチＡ１がオンである場合における電流Ｉａ１と同様に、時間の経過と共に徐々に上昇する。また、スイッチＡ１がオフである場合、電流Ｉａ１はゼロアンペアである。スイッチＡ１，Ａ２がオン及びオフである場合における電流Ｉａ１，Ｉｂ１の和は、スイッチＡ１，Ａ２がオフ及びオンである場合における電流Ｉａ１，Ｉｂ１の和と同様に推移する。このため、スイッチＡ１，Ａ２がオフ及びオンである間、電流ＩｃｔはスイッチＡ１，Ａ２がオン及びオフである間と同様に推移する。
【００７２】
図３には、更に、スイッチＡ２をオフからオンに切替える切替え時点がスイッチＡ１の切替え時点と一致している場合における電流Ｉｃｔの推移が示されている。スイッチＡ１，Ａ２が共にオンである場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２夫々は前述したように時間の経過と共に徐々に上昇する。そして、電流Ｉｃｔは、電流Ｉａ１，Ｉａ２の和の上昇と共に低下する。
【００７３】
スイッチＡ１，Ａ２が共にオンである場合における電流Ｉａ１，Ｉａ２の和は、スイッチＡ１，Ａ２の一方がオンであって他方がオフである場合における電流Ｉａ１，Ｉａ２の和よりも速く上昇する。このため、スイッチＡ１，Ａ２が共にオンである場合における電流Ｉｃｔは、スイッチＡ１，Ａ２夫々がオン及びオフ（又はオフ及びオン）である場合における電流Ｉｃｔよりも速い速度で低下する。従って、スイッチＡ１，Ａ２が共にオンからオフに切替わる直前では、コンデンサＣｔは多量の電力を放出している。そして、スイッチＡ１，Ａ２が共にオフである場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２の和はゼロアンペアであるため、電流Ｉｉｎが全てコンデンサＣｔの一端に流れ込み、電流Ｉｃｔは電流Ｉｉｎと一致する。このとき、コンデンサＣｔは多量の電力を蓄える。
【００７４】
従って、スイッチＡ１，Ａ２についてオフからオンへの切替え時点が一致している場合、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２に流れる電流の変動が大きく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルが大きい。このため、コンデンサＣｔの内部抵抗から発生する多量の熱によって、コンデンサＣｔの温度が一定の温度を超え、コンデンサＣｔの特性が激しく劣化する虞がある。更には、コンデンサＣｔとして、多量の電力の充放電を行うことが可能な大型で高価なコンデンサを用いる必要がある。
【００７５】
しかしながら、スイッチＡ１，Ａ２についてオフからオンへの切替え時点をＴ／２ずつずらしている降圧装置２では、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２に流れる電流の変動が小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルが小さい。このため、コンデンサＣｔの内部抵抗から発する熱は少量であり、コンデンサＣｔの温度は一定温度未満に保たれ、コンデンサＣｔの特性の劣化、例えば静電容量の低下が抑制される。更には、コンデンサＣｔとして、多量の電力の充放電を行うことが可能なコンデンサを用いる必要がなく、小型で安価なコンデンサを用いることができる。このため、降圧装置２は小型で安価である。
【００７６】
図４はコンデンサＣｔにおける充放電の推移のもう１つの一例を示すタイミングチャートである。図４には、ｎ＝２であり、かつ、スイッチＡ１，Ａ２のオン／オフのデューティが６６．６％（＝２／３）である場合における充放電の推移を示している。具体的には、スイッチＡ１，Ａ２夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉｃｔの推移とが示されている。
【００７７】
制御部１１は、図４に示すように、スイッチＡ１，Ａ２夫々について、オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝２）ずらしている。スイッチＡ１がオンである場合、前述したように電流Ｉａ１は徐々に上昇し、スイッチＡ１がオフである場合、電流Ｉａ１はゼロアンペアである。電流Ｉａ２は、スイッチＡ１に対応するスイッチＡ２のオン／オフに応じて、電流Ｉａ１と同様に推移する。
【００７８】
前述したように、電流Ｉｃｔは電流Ｉａ１，Ｉａ２の和の上昇と共に低下する。そして、電流Ｉａ１，Ｉａ２が共に上昇している間に低下する電流Ｉｃｔの速度は、電流Ｉａ１，Ｉａ２のいずれか一方が上昇している間に低下する電流Ｉｃｔの速度よりも速い。しかしながら、スイッチＡ１，Ａ２が連続して共にオンである期間はＴ／６であり、非常に短く、スイッチＡ１，Ａ２が同時にオフである期間はない。このため、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２へ流れる電流の変動は小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは小さい。
【００７９】
図４には、更に、スイッチＡ２をオフからオンに切替える切替え時点がスイッチＡ１の切替え時点と一致している場合における電流Ｉｃｔの推移が示されている。この場合、スイッチＡ１，Ａ２が連続して共にオンである期間がＴ×（２／３）であり、非常に長い。更に、スイッチＡ１，Ａ２が連続して共にオフである期間もＴ／３であり、非常に長い。このため、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２へ流れる電流の変動が大きく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは大きい。
【００８０】
図５はコンデンサＣｔにおける充放電の推移の他例を示すタイミングチャートである。図５には、ｎ＝３であり、かつ、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３のオン／オフのデューティが５０％である場合における充放電の推移を示している。具体的には、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３，Ｉｃｔの推移とが示さされている。電流Ｉａ３は、スイッチＡ３においてドレインからソースに流れる電流である。
【００８１】
制御部１１は、図５に示すように、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３夫々について、オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝３）ずつずらしている。電流Ｉａ３も、電流Ｉａ１，Ｉａ２と同様に上昇する。従って、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３夫々がオンである場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３は徐々に上昇し、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３夫々がオフである場合、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３はゼロアンペアである。そして、電流Ｉｃｔは、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３の和の上昇と共に徐々に低下する。
【００８２】
電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３の和は、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３の中で同時にオンしているスイッチが多い程、速く上昇し、電流Ｉａ１，Ｉａ２，Ｉａ３の和の上昇速度の高低に応じて電流Ｉｃｔの低下速度は高低となる。
【００８３】
オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝３）ずつずらしている場合において、図５に示すように、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３中の２つがオンであって他の１つがオフである状態と、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３中の１つがオンであって他の２つがオンである状態とがＴ／６間隔で繰り返されている。
電流Ｉｃｔについては、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３中の２つがオンであって他の１つがオフである状態での電流Ｉｃｔの低下と、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３中の１つがオンであって他の２つがオンである状態での低下とがＴ／６間隔で交互に繰り返されている。
【００８４】
ここで、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３全てがオン又はオフである期間はなく、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３中の２つ又は１つが連続してオンである期間はＴ／６と非常に短い。このため、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３へ流れる電流の変動は小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは小さい。
【００８５】
図５には、更に、スイッチＡ２，Ａ３夫々について、オフからオンに切替える切替え時点がスイッチＡ１の切替え時点と一致している場合における電流Ｉｃｔの推移が示されている。この場合、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３が連続して共にオンである期間がＴ／２であり、非常に長く、更に、スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３が連続して共にオフである期間もＴ／２であり、非常に長い。このため、平滑回路１０から降圧回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３へ流れる電流の変動が大きく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは大きい。
【００８６】
以上のように、ｎ個の降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎを備える降圧装置２において、制御部１１がスイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々をオンからオフに切替え時点をＴ／ｎずつずらすことによって、ｎ個のスイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎが連続して共にオン又はオフである期間を短く又はゼロにすることができる。
【００８７】
これにより、平滑回路１０からｎ個の降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・Ｄｎに流れる電流の変動は小さい。これにより、コンデンサＣｔに入出力される電流の変動が小さいので、コンデンサＣｔの内部抵抗から発生する熱の量は少なく、コンデンサＣｔの温度の上昇幅は小さい。従って、コンデンサＣｔの温度は一定温度未満に保たれ、コンデンサＣｔの特性の劣化を抑制することができる。更に、コンデンサＣｔに入出力される電流の変動は小さいため、コンデンサＣｔとして小型で安価なコンデンサを用いることができるので、降圧装置２は小型で、その製造費用は安価である。
また、降圧回路Ｄｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）では、スイッチＡｘ，Ｂｘを相補的にオン／オフすることによって降圧を行い、スイッチＢｘで消費される損失に非常に小さいため、降圧装置２における消費電力は低い。
【００８８】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、降圧回路Ｄｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、２つのスイッチＡｘ，Ｂｘを用いて構成されている。しかしながら、降圧回路の構成は、２つのスイッチを用いた構成に限定されない。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
図６は実施の形態２における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム４は、実施の形態１における電源システム１と同様に好適に車両に搭載されており、バッテリ３、降圧装置５及び負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（ｎ：２以上の整数）を備える。バッテリ３、降圧装置５及び負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎは実施の形態１と同様に接続され、降圧装置５は実施の形態１における降圧装置２に対応する。降圧装置５は降圧装置２と同様に作用する。
【００９０】
降圧装置５は平滑回路１０、制御部１１及び降圧回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎを有し、これらは実施の形態１と同様に接続され、降圧回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎは実施の形態１における降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに対応する。降圧回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ夫々は降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎと同様に作用する。
【００９１】
降圧回路Ｓｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、実施の形態１における降圧回路Ｄｘと同様に、スイッチＡｘ、コイルＬｘ及びコンデンサＣｘを有し、これらは実施の形態１と同様に接続されている。スイッチＡｘ、コイルＬｘ及びコンデンサＣｘ夫々は、実施の形態１におけるスイッチＡ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１に対応する。降圧回路Ｓｘは、スイッチＢｘの代わりにダイオードＪｘを更に有している。
【００９２】
降圧回路Ｓｘにおいて、ダイオードＪｘのカソードはスイッチＡｘのソース及びコイルＬｘの一端夫々に接続されている。ダイオードのアノードはバッテリ３の負極に接続され、接地されている。従って、ダイオードのアノードは、同様に接地されている平滑回路１０のコンデンサＣｔの他端に接続されている。このため、平滑回路１０において、コイルＬｔ及びコンデンサＣｔによって平滑された電圧は、スイッチＡｘのドレイン及びダイオードＪｘのアノード間に印加される。
【００９３】
制御部１１がスイッチＡｘのオン／オフを繰り返すことによって、降圧回路Ｓｘは、平滑回路１０が平滑した電圧を降圧し、降圧した電圧を、自身に接続されている負荷Ｅｘに印加する。ダイオードＪｘにおいて、アノードからカソードに流れる電流をＩｊｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）とした場合、電流Ｉｊｘは、スイッチＡｘのオン／オフに応じて、実施の形態１における電流Ｉｂ１と同様に推移する。スイッチＡｘのオン／オフに応じて、電流Ｉａｘ，Ｉｄｘ，Ｉｃｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）夫々も実施の形態１と同様に推移する。ここで、スイッチＡｘは実施の形態１におけるスイッチＡ１に対応する。
【００９４】
コンデンサＣｘが負荷Ｅｘに印加する電圧は、スイッチＡｘにおけるオン／オフのデューティによって決まり、デューティの大小に応じて、負荷Ｅｘに印加される電圧は高低となる。制御部１１は、デューティを調整することによって、負荷Ｅｘに印加される電圧を調整する。
制御部１１がスイッチＡｘのオン／オフを繰り返すことによって降圧された電圧は、コイルＬｘの他端及びダイオードＪｘのアノード間から負荷Ｅｘに出力される。
【００９５】
降圧回路Ｓｘは実施の形態１における降圧回路Ｄｘと同様に作用し、制御部１１はスイッチＡｘを実施の形態１と同様にオン／オフする。従って、降圧装置５においても、制御部１１は、スイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々についてオフからオンへの切替え時点をＴ／ｎずつずらしているので、平滑回路１０からｎ個の降圧回路Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎに流れる電流の変動は小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルも小さい。これにより、コンデンサＣｔの特性の劣化が抑制され、コンデンサＣｔとして小型で安価なコンデンサを用いることができる。従って、降圧装置５は小型であり、その製造費用は安価である。
更に、制御部１１は、降圧回路Ｓｘにおいて、スイッチＡｘのオン／オフのみで降圧を行うことができるため、スイッチＡｘのオン／オフ制御が容易である。
【００９６】
なお、実施の形態１，２において、Ｔ／ｎずつずらすスイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎの切替え時点はオフからオンへの切替え時点に限定されず、オンからオフへの切替え時点であってもよい。このように構成された降圧装置も、スイッチＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎ夫々のオフからオンへの切替え時点をＴ／ｎずつずらした場合と同様の効果を奏する。
【００９７】
更に、実施の形態１において、降圧装置２が有する降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ中の一又は複数の降圧回路を実施の形態２における降圧回路Ｓｘに置き換えてもよい。このように降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ中の一又は複数の降圧回路が置き換えられた降圧装置２でも、実施の形態１と同様に、平滑回路１０からｎ個の降圧回路に流れる電流の変動は小さく、構成は小型であり、製造費用は安価である。
また、実施の形態１，２において、スイッチＡｘ，ＢｘはＮチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよく、更には、バイポーラトランジスタ又はリレー接点等であってもよい。
【００９８】
（実施の形態３）
実施の形態１においては、バッテリ３の出力電圧を複数の電圧に降圧している。しかし、バッテリ３の出力電圧を複数の電圧に昇圧し、複数の電圧を負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（ｎ：２以上の整数）に印加してもよい。
以下では、実施の形態３について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。
【００９９】
図７は実施の形態３における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム６は、実施の形態１における電源システム１と同様に、車両に好適に搭載され、バッテリ３、昇圧装置７及び負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎを備え、これらは実施の形態１と同様に接続されている。ここで、昇圧装置７は実施の形態１における降圧装置２に対応する。
【０１００】
昇圧装置７は、バッテリ３の直流の出力電圧をｎ個の電圧に昇圧し、このｎ個の電圧を負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに各別に印加する。これにより、負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎは給電される。
なお、実施の形態１と同様に、昇圧装置７が生成する電圧の数と、昇圧装置７に接続されている負荷の数とは一致していなくてもよい。
【０１０１】
昇圧装置７は平滑回路１０、制御部１１及び昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを有し、これらは実施の形態１と同様に接続されている。ここで、昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ夫々は降圧回路Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎに対応する。
【０１０２】
平滑回路１０は、実施の形態１と同様に、バッテリ３の出力電圧を平滑し、平滑した電圧を昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎに与える。昇圧回路Ｐｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、平滑回路１０が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を負荷Ｅｘに印加する。昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ夫々の動作は制御部１１によって制御されており、制御部１１は、昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ夫々に昇圧を行わせる。
【０１０３】
平滑回路１０は実施の形態１と同様にコイルＬｔ及びコンデンサＣｔを有し、これらは実施の形態１と同様に接続されている。バッテリ３の出力電圧は、コイルＬｔの一端及びコンデンサＣｔの他端との間に印加される。コイルＬｔ及びコンデンサＣｔ夫々は実施の形態１と同様に作用する。
【０１０４】
昇圧回路Ｐ１は、スイッチＦ１，Ｇ１、コイルＫ１及びコンデンサＭ１を有する。スイッチＦ１，Ｇ１はＮチャネル型のＦＥＴである。コイルＫ１の一端は、平滑回路１０のコイルＬｔにおけるコンデンサＣｔ側の他端に接続され、コイルＫ１の他端は、スイッチＦ１のソース及びスイッチＧ１のドレインに接続されている。スイッチＦ１のドレインは、コンデンサＭ１の一端及び負荷Ｅ１の一端に接続されている。スイッチＧ１のソース、コンデンサＭ１の他端及び負荷Ｅ１の他端夫々は、バッテリ３の負極に接続されていると共に接地され、同様に接地されているコンデンサＣｔの他端と接続している。このため、平滑回路１０が平滑した電圧は、コイルＫ１の一端及びスイッチＧ１のソース間に印加される。また、スイッチＦ１，Ｇ１夫々のゲートは制御部１１に各別に接続されている。スイッチＦ１は特許請求の範囲における請求項６の第２のスイッチとして機能する。
【０１０５】
スイッチＦ１，Ｇ１夫々は、スイッチＡ１と同様に、ソースの電位を基準として一定電圧以上の電圧が印加された場合にオンとなり、ソースの電位を基準としてゲートに印加されている電圧が一定電圧未満である場合にオフとなる。制御部１１は、実施の形態１におけるスイッチＡｘ，Ｂｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）と同様に、スイッチＦ１，Ｇ１夫々をオン／オフし、スイッチＦ１，Ｇ１夫々のオン／オフを繰り返すことによって、昇圧回路Ｐ１に昇圧を行わせる。
【０１０６】
図８は昇圧回路Ｐ１の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下では、コイルＫ１において、平滑回路１０側の一端からスイッチＦ１側の他端に流れる電流をＩｋ１とし、スイッチＦ１において、ソースからドレインに流れる電流をＩｆ１とし、スイッチＧ１において、ドレインからソースに流れる電流をＩｇ１とする。スイッチＦ１のドレインからコンデンサＭ１の一端に流れ込む電流をＩｍ１とする。図８には、制御部１１が行うスイッチＦ１，Ｇ１夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｋ１，Ｉｍ１夫々の推移とが示されている。
【０１０７】
制御部１１は、スイッチＦ１，Ｇ１を相補的にオン／オフする。制御部１１は、周期Ｔで、スイッチＦ１をオフからオンに切替え、スイッチＧ１をオンからオフに切替える。
【０１０８】
制御部１１がスイッチＦ１，Ｇ１夫々をオフ及びオンにしている間、電流が平滑回路１０からコイルＫ１を介してスイッチＧ１を流れる。コイルＫ１は自身に流れる電流を維持しようとするので、電流Ｉｇ１は、スイッチＧ１がオフかオンに切替わってから、一定の傾きで、時間の経過と共に徐々に上昇する。電流Ｉｆ１は、スイッチＦ１がオフであるため、ゼロアンペアである。
【０１０９】
制御部１１がスイッチＦ１，Ｇ１夫々をオフ及びオンにしている間、コンデンサＭ１は放電し、電流Ｉｍ１は負の値を示し、電流Ｉｍ１の絶対値は時間の経過と共に徐々に低下する。この期間、コンデンサＭ１の両端間には外部から電圧が印加されることはない。
【０１１０】
制御部１１がスイッチＦ１，Ｇ１夫々をオン及びオフにしている間、電流が平滑回路１０からコイルＫ１及びスイッチＦ１に流れる。スイッチＦ１，Ｇ１がオフ及びオンからオン及びオフに切替わった時点においては、コイルＫ１に多量の電流が流れている。そして、コイルＫ１は自身に流れる電流を維持しようとするので、電流Ｉｍ１は、スイッチＦ１，Ｇ１がオフ及びオンからオン及びオフに切替わってから、一定の傾きで、時間の経過と共に徐々に低下する。電流Ｉｇ１はスイッチＧ１がオフであるため、ゼロアンペアである。
【０１１１】
スイッチＦ１，Ｇ１がオン及びオフである間、コンデンサＭ１は蓄電し、電流Ｉｍ１は正の値を示し、電流Ｉｍ１は電流Ｉｋ１と共に低下する。また、スイッチＦ１，Ｇ１がオン及びオフである間、平滑回路１０が平滑した電圧に、低下している電流Ｉｋ１の傾きの大小に応じて高低となる電圧を加算した第３電圧がコンデンサＭ１の両端間に印加される。第３電圧は平滑回路１０が平滑した電圧よりも高い。
【０１１２】
コンデンサＭ１は両端間に印加された電圧を１周期Ｔに亘って平滑し、平滑した電圧を負荷Ｅ１の両端間に印加する。
スイッチＦ１，Ｇ１の相補的なオン／オフを繰り返すことによって、昇圧回路Ｐ１は、平滑回路１０が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を、スイッチＦ１のドレイン及びスイッチＧ１のソース間から負荷Ｅ１に出力する。
【０１１３】
コンデンサＭ１が負荷Ｅ１に印加する電圧は、１周期ＴにおいてスイッチＦ１がオンである期間の割合、即ち、デューティによって決まる。例えば、デューティが７０％である場合、負荷Ｅ１に印加される電圧は、第３電圧×０．７となる。このように、負荷Ｅ１に印加される電圧は、デューティの大小に応じて高低となる。デューティは、スイッチＦ１，Ｇ１は相補的にオン／オフされるため、１周期Ｔにおいて、スイッチＧ１がオフである期間の割合でもある。
【０１１４】
制御部１１は、スイッチＦ１又はスイッチＧ１のオン／オフのデューティを調整することによって、負荷Ｅ１の両端間の電圧を調整する。このとき、制御部１１は、実施の形態１と同様に、負荷Ｅ１の両端間の電圧（又は負荷Ｅ１の一端に流れ込む電流）を監視しており、該電圧（又は該電流）が所定の電圧（又は所定の電流）となるように、スイッチＦ１又はスイッチＧ１のオン／オフのデューティを調整する。
【０１１５】
昇圧回路Ｐｕ（ｕ＝２，３，・・・，ｎ）夫々は、スイッチＦｕ，Ｇｕ、コイルＫｕ及びコンデンサＭｕを有し、昇圧回路Ｐ１と同様に接続されている。ここで、スイッチＦｕ，Ｇｕ、コイルＫｕ及びコンデンサＭｕ夫々はスイッチＦ１，Ｇ１、コイルＫ１及びコンデンサＭ１に対応する。制御部１１が、スイッチＦ１，Ｇ１と同様に、スイッチＦｕ，Ｇｕの相補的なオン／オフを繰り返すことによって、昇圧回路Ｐｕは、平滑回路１０が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を、昇圧回路Ｐ１と同様に、スイッチＦｕのドレイン及びスイッチＧｕのソース間から負荷Ｅｕを出力する。
【０１１６】
また、スイッチＦｕ，Ｇｕのオン／オフと電流Ｉｆｕとの関係は、スイッチＦ１，Ｇ１のオン／オフと電流Ｉｆ１との関係と同様であり、スイッチＦｕ，Ｇｕのオン／オフと電流Ｉｇｕとの関係も、スイッチＦ１，Ｇ１のオン／オフと電流Ｉｇ１との関係と同様である。
【０１１７】
制御部１１は、昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎについて、デューティを各別に調整している。更に制御部１１は、共通の周期Ｔで、スイッチＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎをオフからオンに切替え、スイッチＧ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎをオンからオフに切替える。更に、制御部１１は、スイッチＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎ夫々について、オフからオンに切替える切替え時点を周期Ｔのｎ分の１ずつずらしている。言い換えると、制御部１１は、スイッチＧ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ夫々について、オンからオフに切替える切替え時点を周期Ｔのｎ分の１ずつずらしている。
【０１１８】
図９はコンデンサＣｔにおける充放電の推移の一例を示すタイミングチャートである。図９には、ｎ＝２であり、かつ、スイッチＦ１，Ｆ２のオン／オフのデューティが５０％である場合における充放電の推移が示されている。具体的には、スイッチＦ１，Ｆ２夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の推移とが示されている。電流Ｉｆ２は、スイッチＦ２においてソースからドレインに流れる電流であり、電流Ｉｇ２は、スイッチＧ２においてドレインからソースに流れる電流である。電流Ｉｆ１，Ｉｇ１夫々は平滑回路１０からコイルＫ１を介して流れる電流であり、電流Ｉｆ２，Ｉｇ２夫々は平滑回路１０からコイルＫ２を介して流れる電流である。
【０１１９】
制御部１１は、図９に示すように、スイッチＦ１，Ｆ２夫々について、オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝２，Ｔ：周期）ずらしている。このため、スイッチＦ１がオンである場合にスイッチＦ２はオフであり、スイッチＦ１がオフである場合にスイッチＦ２はオンである。
【０１２０】
スイッチＦ１がオンである場合、前述したように、電流Ｉｆ１は時間の経過と共に徐々に低下し、電流Ｉｇ１はゼロアンペアである。また、スイッチＦ２がオフである場合、電流Ｉｆ２はゼロアンペアであり、電流Ｉｇ２は時間の経過と共に徐々に上昇する。電流Ｉｆ１の低下速度と電流Ｉｇ２の上昇速度とが略同じである場合、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は略一定であり、コンデンサＣｔは充放電を行わない。
【０１２１】
なお、電流Ｉｆ１の低下速度と電流Ｉｇ２の上昇速度とが異なる場合において、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が時間の経過と共に徐々に上昇するとき、コンデンサＣｔは、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わった直後に充電し、一定時間が経過した後、放電する。これは、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わってから一定時間が経過するまで、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が一定の電流Ｉｉｎ未満であり、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わってから一定時間が経過した後、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が一定の電流Ｉｉｎ以上となるためである。
【０１２２】
また、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が時間の経過と共に徐々に低下するとき、コンデンサＣｔは、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わった直後に放電し、一定時間が経過した後、充電する。これは、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わってから一定時間が経過するまで、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が一定の電流Ｉｉｎ以上であり、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフに切替わってから一定時間が経過した後、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が一定の電流Ｉｉｎ未満となるためである。
電流Ｉｃｔは、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和の低下と共に上昇し、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和の上昇と共に低下する。
【０１２３】
スイッチＦ１がオフである場合、電流Ｉｆ１はゼロアンペアであり、電流Ｉｇ１は時間の経過と共に徐々に上昇する。また、スイッチＦ２がオンである場合、電流Ｉｆ２は時間の経過と共に徐々に低下し、電流Ｉｇ２はゼロアンペアである。電流Ｉｆ１の低下速度と電流Ｉｇ２の上昇速度とが略同じである場合、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は略一定であり、コンデンサＣｔは充放電を行わない。
【０１２４】
なお、電流Ｉｇ１の上昇速度と電流Ｉｆ２の低下速度とが異なる場合、コンデンサＣｔは、電流Ｉｆ１の低下速度と電流Ｉｇ２の上昇速度とが異なる場合と同様に充放電を行う。電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が時間の経過と共に徐々に上昇する場合、コンデンサＣｔは充電した後に放電され、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和が時間の経過と共に徐々に低下する場合、放電をされた後に充電する。
【０１２５】
図９には、更に、スイッチＦ２をオフからオンに切替える切替え時点がスイッチＦ１の切替え時点と一致している場合における電流Ｉｃｔの推移が示されている。スイッチＦ１，Ｆ２が共にオンである場合、電流Ｉｆ１，Ｉｆ２は時間の経過と共に徐々に低下し、電流Ｉｇ１，Ｉｇ２はゼロアンペアである。このため、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は時間の経過と共に低下し、電流Ｉｃｔは上昇する。スイッチＦ１，Ｆ２が共にオフである場合、電流Ｉｇ１，Ｉｇ２は時間の経過と共に上昇し、電流Ｉｆ１，Ｉｆ２はゼロアンペアである。このため、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は時間の経過と共に上昇し、電流Ｉｃｔは低下する。
【０１２６】
従って、スイッチＦ１，Ｆ２についてオフからオンへの切替え時点が一致している場合、平滑回路１０から昇圧回路Ｐ１，Ｐ２に流れる電流の変動が大きく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルが大きい。電流のリップルが大きい場合、実施の形態１で述べたように、コンデンサＣｔの特性が激しく劣化する虞があり、コンデンサＣｔとして大型で高価なコンデンサを用いる必要がある。
【０１２７】
しかしながら、スイッチＦ１，Ｆ２についてオフからオンへの切替え時点、言い換えると、スイッチＧ１，Ｇ２についてオンからオフへの切替え時点をＴ／２ずつずらしている昇圧装置７では、平滑回路１０から昇圧回路Ｐ１，Ｐ２に流れる電流の変動が小さい。このため、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルが小さい。この場合、コンデンサＣｔの特性の劣化が抑制され、コンデンサＣｔとして小型で安価なコンデンサを用いることができる。
【０１２８】
図１０はコンデンサＣｔにおける充放電の推移の他例を示すタイミングチャートである。図１０には、ｎ＝２であり、かつ、スイッチＦ１，Ｆ２のオン／オフのデューティが６６．６％（＝２／３）である場合における充放電の推移を示している。具体的には、スイッチＦ１，Ｆ２夫々のオン／オフの推移と、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２，Ｉｃｔの推移とが示されている。
【０１２９】
制御部１１は、図１０に示すように、スイッチＦ１，Ｆ２夫々について、オフからオンに切替える切替え時点をＴ／ｎ（ｎ＝２）ずらしている。スイッチＦ１がオンである場合、電流Ｉｆ１は徐々に低下し、電流Ｉｇ１はゼロアンペアである。スイッチＦ１がオフである場合、電流Ｉｆ１はゼロアンペアであり、電流Ｉｇ１は徐々に上昇する。電流Ｉｆ２，Ｉｇ２は、スイッチＦ１に対応するスイッチＦ２のオン／オフに応じて、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１と同様に推移する。
【０１３０】
スイッチＦ１，Ｆ２が共にオンである場合、電流Ｉｆ１，Ｉｆ２夫々は徐々に低下するため、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和も低下し、電流Ｉｃｔは上昇する。そして、スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオン及びオフである場合、電流Ｉｆ１の低下速度と電流Ｉｇ２の上昇速度とに応じて、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は上昇又は低下を行い、電流Ｉｃｔは低下又は上昇を行う。図１０では、電流Ｉｆ１の低下速度が電流Ｉｇ２の上昇速度よりも遅いため、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は上昇し、電流Ｉｃｔは低下する。
【０１３１】
スイッチＦ１，Ｆ２夫々がオフ及びオンである場合、電流Ｉｇ１の上昇速度と電流Ｉｆ２の低下速度とに応じて、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は上昇又は低下を行い、電流Ｉｃｔは低下又は上昇を行う。図１０では、電流Ｉｇ１の上昇速度が電流Ｉｆ２の低下速度よりも速いため、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和は上昇し、電流Ｉｃｔは低下する。
【０１３２】
なお、スイッチＦ１，Ｆ２が共にオフである場合、電流Ｉｆ１，Ｉｆ２はゼロアンペアであり、電流Ｉｇ１，Ｉｇ２夫々は徐々に上昇する。これにより、電流Ｉｆ１，Ｉｇ１，Ｉｆ２，Ｉｇ２の総和も上昇し、電流Ｉｃｔは低下する。
【０１３３】
スイッチＦ１，Ｆ２夫々について、オフからオンへの切替え時点がＴ／２ずれている場合、スイッチＦ１，Ｆ２が連続して共にオンである期間はＴ／６であり、非常に短く、スイッチＦ１，Ｆ２が連続して共にオフである期間はない。また、スイッチＦ１，Ｆ２のいずれか一方がオンである期間がＴ／４と非常に長い。このため、平滑回路１０から昇圧回路Ｐ１，Ｐ２へ流れる電流の変動は小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは小さい。
【０１３４】
図４には、更に、スイッチＦ２をオフからオンに切替える切替え時点がスイッチＦ１をオフからオンに切替える切替え時点と一致している場合における電流Ｉｃｔの推移が示されている。この場合、スイッチＦ１，Ｆ２が連続して共にオンである期間がＴ×（２／３）であり、非常に長い。更に、スイッチＦ１，Ｆ２が連続して共にオフでる期間もＴ／３であり、非常に長い。このため、平滑回路１０から昇圧回路Ｐ１，Ｐ２へ流れる電流の変動が大きく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルは大きい。
【０１３５】
以上のように、ｎ個の昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを備える昇圧装置７において、制御部１１がスイッチＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎ夫々をオンからオフに切替え時点をＴ／ｎずつずらすことによって、ｎ個のスイッチＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎが連続して共にオン又はオフである期間を短く又はゼロにすることができる。
【０１３６】
これにより、平滑回路１０からｎ個の昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎに流れる電流の変動は小さい。これにより、コンデンサＣｔに入出力される電流の変動が小さいので、コンデンサＣｔの内部抵抗から発生する熱の量は少なく、コンデンサＣｔの温度の上昇幅は小さい。従って、コンデンサＣｔの温度は一定温度未満に保たれ、コンデンサＣｔの特性の劣化を抑制することができる。更に、コンデンサＣｔに入出力される電流の変動は小さいため、コンデンサＣｔとして小型で安価なコンデンサを用いることができるので、昇圧装置７は小型で、その製造費用は安価である。
また、昇圧回路Ｐｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）では、スイッチＦｘ，Ｇｘを相補的にオン／オフすることによって降圧を行い、スイッチＦｘで消費される損失に非常に小さいため、昇圧装置７における消費電力は低い。
【０１３７】
（実施の形態４）
実施の形態３においては、昇圧回路Ｐｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、２つのスイッチＦｘ，Ｇｘを用いて構成されている。しかしながら、昇圧回路の構成は、２つのスイッチを用いた構成に限定されない。
以下では、実施の形態４について、実施の形態３と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態３と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１３８】
図１１は実施の形態４における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム８は、実施の形態３における電源システム６と同様に好適に車両に搭載されており、バッテリ３、昇圧装置９及び負荷Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（ｎ：２以上の整数）は実施の形態３と同様に接続され、昇圧装置９は、実施の形態３における昇圧装置７に対応する。昇圧装置９は昇圧装置７と同様に作用する。
【０１３９】
昇圧装置９は平滑回路１０、制御部１１及び昇圧回路Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎを有し、これらは実施の形態３と同様に接続され、昇圧回路Ｑ１，Ｑ２，・・・Ｑｎは実施の形態３における昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎに対応する。昇圧回路Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎ夫々は昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎと同様に作用する。
【０１４０】
昇圧回路Ｑｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）は、実施の形態３における昇圧回路Ｐｘと同様に、コイルＫｘ、スイッチＧｘ及びコンデンサＭｘを有し、これらは実施の形態３と同様に接続されている。コイルＫｘ、スイッチＧｘ及びコンデンサＭｘ夫々は、実施の形態３におけるコイルＫ１、スイッチＧ１及びコンデンサＭ１に対応している。昇圧回路Ｑｘは、スイッチＦｘの代わりにダイオードＹｘを更に有している。
【０１４１】
昇圧回路Ｑｘにおいて、ダイオードＹｘのアノードはコイルＫｘの他端及びスイッチＧｘのドレインに接続されており、ダイオードＹｘのカソードは、コンデンサＭｘの一端及び負荷Ｅｘの一端に接続されている。平滑回路１０が平滑した電圧は、実施の形態３と同様に、コイルＫ１の一端及びスイッチＧ１のソース間に印加される。
【０１４２】
制御部１１がスイッチＧｘのオン／オフを繰り返すことによって、昇圧回路Ｑｘは、平滑回路１０が平滑した電圧を昇圧し、昇圧した電圧を、自身に接続されている負荷Ｅｘに印加する。ダイオードＹｘにおいて、アノードからカソードに流れる電流をＩｙｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）とした場合、スイッチＧｘのオン／オフに応じて、電流Ｉｙｘは実施の形態３における電流Ｉｆ１と同様に推移する。電流Ｉｋｘ，Ｉｇｘ，Ｉｍｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）夫々もスイッチＧｘのオン／オフに応じて、実施の形態３と同様に推移する。ここで、スイッチＧｘは実施の形態３におけるスイッチＧ１に対応する。
【０１４３】
コンデンサＭｘが負荷Ｅｘに印加する電圧は、スイッチＧｘにおけるオン／オフのデューティによって決まり、デューティの大小に応じて、負荷Ｅｘに印加される電圧は高低となる。制御部１１は、デューティを調整することによって、負荷Ｅｘに印加される電圧を調整する。
制御部１１がスイッチＧｘのオン／オフを繰り返すことによって昇圧された電圧は、ダイオードＹｘのカソード及びスイッチＧ１のソース間から負荷Ｅｘに出力される。
【０１４４】
昇圧回路Ｑｘは実施の形態３における昇圧装置Ｐｘと同様に作用し、制御部１１はスイッチＧｘを実施の形態３と同様にオン／オフする。このため、昇圧装置９においても、制御部１１は、スイッチＧ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ夫々についてオンからオフへの切替え時点をＴ／ｎずつずらしているので、平滑回路１０からｎ個の昇圧回路Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎに流れる電流の変動は小さく、コンデンサＣｔに入出力される電流のリップルも小さい。これにより、コンデンサＣｔの特性の劣化が抑制され、コンデンサＣｔとして小型の安価なコンデンサを用いることができる。従って、昇圧装置９は小型であり、その製造費用は安価である。
更に、制御部１１は、昇圧回路Ｑｘにおいて、スイッチＧｘのオン／オフのみで昇圧を行うことができるため、スイッチＧｘのオン／オフ制御が容易である。
【０１４５】
なお、実施の形態３，４において、Ｔ／ｎずつずらすスイッチＧ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎの切替え時点は、オンからオフへの切替え時点に限定されず、オフからオンへの切替え時点でもよい。以上のように構成された昇圧装置も、スイッチＧ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ夫々のオンからオフへの切替え時点をＴ／ｎずつずらした場合と同様の効果を奏する。実施の形態３においては、スイッチＧｘ（ｘ＝１，２，・・・，ｎ）がオンである場合、スイッチＦｘはオフであり、スイッチＧｘがオフである場合、スイッチＦｘはオンである。
【０１４６】
更に、実施の形態３において、昇圧装置７が有する昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ中の一又は複数の昇圧回路を実施の形態４における昇圧回路Ｑｘに置き換えてもよい。このように昇圧回路Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ中の一又は複数の昇圧回路が置き換えられた昇圧装置７でも、実施の形態３と同様に、平滑回路１０からｎ個の昇圧回路に流れる電流の変動は小さく、構成は小型であり、製造費用は安価である。
また、実施の形態３，４において、スイッチＦｘ，ＧｘはＮチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよく、更には、バイポーラトランジスタ又はリレー接点等であってもよい。
【０１４７】
開示された実施の形態１〜４は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４８】
２，５  降圧装置
７，９  昇圧装置
１０  平滑回路
１１  制御部
Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ，Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ  スイッチ
Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ  スイッチ（特許請求の範囲における請求項２の第２のスイッチ）
Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ，Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ  降圧回路
Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎ  スイッチ（特許請求の範囲における請求項６の第２のスイッチ）
Ｊ１，Ｊ２，・・・，Ｊｎ，Ｙ１，Ｙ２，・・・，Ｙｎ  ダイオード
Ｋ１，Ｋ２，・・・，Ｋｎ，Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ  コイル
Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ，Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎ  昇圧回路
Ｃｔ  コンデンサ
Ｌｔ  コイル（第２のコイル）
Ｔ  周期
【図１】
2015128340.tif 000003
【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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