(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の整流回路と、
スイッチング電源回路と、
クロック回路とを備え、
前記スイッチング電源回路は、
複数のスイッチング素子の動作を制御するインターリーブ制御回路を含み、
前記インターリーブ制御回路は、前記第１の整流回路によって整流された後に前記複数のスイッチング素子に印加される交流電圧に対応する切替信号に基づき、使用する前記複数のスイッチング素子の個数を切替える制御を行ない、
前記切替信号は、前記交流電圧がゼロクロス部のときに、前記複数のスイッチング素子の個数を切替えるように制御され、
前記スイッチング電源回路は、
第１および第２の入力端と、
第１および第２の出力端と、
前記第１の入力端と前記第１の出力端との間を結ぶ第１の経路と、
前記第１の経路上に設けられた第１のリアクトルと、
前記第１の経路上で、前記第１のリアクトルに対して前記第１の出力端側で直列に接続されて、アノードを前記第１のリアクトル側に向けて設けられる第１のダイオードと、
前記第２の入力端と前記第２の出力端との間を結ぶ第３の経路と、
前記第１のリアクトルと前記第１のダイオードとの間の点と、前記第３の経路との間に設けられた第１のスイッチング素子と、
前記第１の入力端と前記第１の出力端との間を結び前記第１の経路とは異なる第２の経路と、
前記第２の経路上に設けられた第２のリアクトルと、
前記第２の経路上で、前記第２のリアクトルに対して前記第１の出力端側で直列に接続されて、アノードを前記第２のリアクトル側に向けて設けられる第２のダイオードと、
前記第２のリアクトルと前記第２のダイオードとの間の点と、前記第３の経路との間に設けられた第２のスイッチング素子とさらに含み、
前記複数のスイッチング素子は、前記第１および第２のスイッチング素子を含み、
前記クロック回路は、
前記交流電圧を整流するためのダイオードを含む第２の整流回路と、
前記第２の整流回路で整流された電流で駆動され、前記切替信号を出力するためのクロック信号を発生するフォトカプラとを含む、空気調和器。
【請求項２】
前記クロック回路は、前記第１の整流回路および前記スイッチング電源回路とは別個に設けられる、請求項１に記載の空気調和器。
【請求項３】
前記第１の整流回路に流れる電流を検出する負荷電流検出回路と、
前記負荷電流検出回路の検出結果に応じて前記インターリーブ制御回路に前記切替信号を出力するマイクロコンピュータとをさらに備え、
前記マイクロコンピュータは、前記切替信号を前記クロック信号で決定されるタイミングで前記インターリーブ制御回路に出力する、請求項１または２に記載の空気調和器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターリーブ制御回路と、それを備えたスイッチング電源回路および空気調和器に関し、特にスイッチング素子を切替える際の過渡電流を低減するインターリーブ制御回路と、それを備えたスイッチング電源回路および空気調和器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源回路の力率改善回路（以下、力率改善回路を、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路ともいう。）は、コイル、トランジスタ（例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））、およびダイオードを主要回路部品として構成される。出力が数ｋＷ以上の高負荷機種のスイッチング電源回路では、回路電流の増加に起因する主要回路部品の大型化や温度抑制対策が課題となっていた。
【０００３】
その解決策として、従来は、ＰＦＣ回路およびこのＰＦＣ回路を制御するインターリーブ制御回路を含むスイッチング電源回路が実用化されている。以下、説明のために、このＰＦＣ回路およびインターリーブ制御回路を合わせてインターリーブＰＦＣ回路（スイッチング電源回路とも称することもある）と称する。
【０００４】
インターリーブＰＦＣ回路は、力率改善性能を維持することを前提として上記主要回路部品を２組有し、各組の主要回路部品を交互にスイッチング動作させることにより、主要回路部品の導通電流は従来の半分となり、主要回路部品の小型化に貢献している。
【０００５】
具体的には、特開２０１１−２０５８０８号公報（特許文献１）には、電流容量の異なる２つのスイッチング素子を用い、電源回路の電流値に応じてスイッチング素子の導通、非導通のタイミング並びに２つのスイッチング素子の切替えを制御する電源回路が開示されている。
【０００６】
さらに、特開２０１０−２３３４３９号公報（特許文献２）には、並列接続されたスイッチング回路１２０，１３０及びコンデンサ１４０を有する昇圧コンバータを制御する、電源制御装置１５０であって、スイッチング回路１２０，１３０に対して信号線を介してそれぞれの制御信号を出力する制御回路１５１と、昇圧コンバータに入力する電流及びスイッチング回路１２０，１３０に入力する電流を検出する電流検出器１５３と、昇圧コンバータが出力する電圧を検出する電圧検出器１５５と、電流検出器１５３で検出された電流と基準電流との比較を行なう比較回路１５４と、電圧検出器１５５で検出された電圧と基準電圧との比較を行なう比較回路１５６と、比較回路１５４、１５６による比較の結果に基づいてスイッチング回路１３０への制御信号の信号線を接続する電源制御回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２０５８０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの特許文献１，２に開示される発明の電源回路および電源制御回路は、たとえば駆動しているスイッチング素子の個数を２つから１つに切替るときに、実際の負荷運転中に、内部回路からのスイッチング切替指示と同時に、スイッチング素子の制御個数が変更される。
【０００９】
特にＡＣ電圧の波高値が最大値のときにスイッチング素子を切替える場合（たとえば駆動しているスイッチング素子の個数を２つから１つへ切替る場合）には、この場合のＯＮデューティ増加によるコイル電流の増加に加え、ＡＣ電圧の波高値のときにスイッチング素子を切替えることでスイッチング素子およびコイルへの通電電流量がさらに瞬間的（過渡的）に上昇してしまい、最悪の場合には、電子部品の破壊につながってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の一実施形態の目的は、上記問題を解決するために、過渡電流を低減し、スイッチング素子を切替えるように制御するインターリーブ制御回路およびそれを備えたスイッチング電源回路および空気調和器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施例によれば、複数のスイッチング素子の動作を制御するインターリーブ制御回路であって、インターリーブ制御回路は、複数のスイッチング素子に印加される交流電圧に対応する切替信号に基づき、使用する複数のスイッチング素子の個数を切替える制御を行なう。
【００１２】
好ましくは、切替信号は、交流電圧がゼロクロス部のときに、複数のスイッチング素子の個数を切替えるように制御する。
【００１３】
好ましくは、スイッチング電源回路は、上述したインターリーブ制御回路を備える。
さらに好ましくは、スイッチング電源回路は、第１および第２の入力端と、第１および第２の出力端と、第１の入力端と第１の出力端との間を結ぶ第１の経路と、第１の経路上に設けられた第１のリアクトルと、第１の経路上で、第１のリアクトルに対して第１の出力端側で直列に接続されて、アノードを第１のリアクトル側に向けて設けられる第１のダイオードと、第２の入力端と第２の出力端との間を結ぶ第３の経路と、第１のリアクトルと第１のダイオードとの間の点と、第３の経路との間に設けられた第１のスイッチング素子と、第１の入力端と第１の出力端との間を結び第１の経路とは異なる第２の経路と、第２の経路上に設けられた第２のリアクトルと、第２の経路上で、第２のリアクトルに対して第１の出力端側で直列に接続されて、アノードを第２のリアクトル側に向けて設けられる第２のダイオードと、第２のリアクトルと第２のダイオードとの間の点と、第３の経路との間に設けられた第２のスイッチング素子とを備える。
【００１４】
好ましくは、空気調和器は上述したスイッチング電源回路を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本実施の形態に係るインターリーブ制御回路によれば、スイッチング素子の個数切替えを行なう際に、ＡＣ電圧の波高値が低い状態を検出してから切替えることにより、コイル、スイッチング素子への過大な電流を防ぐことができるため、過電流による電子部品の破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】空気調和器の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】伝送回路１０の主要な構成を示す図である。
【図３】ゼロクロス部とパルス信号との関係を説明するための図である。
【図４】駆動しているスイッチング素子が２つであるときのスイッチング電源回路５０の動作を説明するための図である。
【図５】駆動しているスイッチング素子が１つであるときのスイッチング電源回路５０の動作を説明するための図である。
【図６】本実施の形態のインターリーブ制御回路およびスイッチング電源回路の動作を説明するための図である。
【図７】参考例のインターリーブ制御回路およびスイッチング電源回路の動作を説明するための図である。
【図８】空気調和器の主要な回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１８】
［実施の形態］
＜空気調和器の構成＞
図１は、空気調和器の全体の構成を示すブロック図である。図１を参照して、空気調和器は、入力端子３０と、圧縮機（負荷装置）２０と、電力を圧縮機２０に伝送する伝送回路１０とを含む。
【００１９】
伝送回路１０は、ＡＣクロック回路１１０と、マイコン１２０と、スイッチング電源回路５０と、負荷電流検出回路１５０と、整流回路１４０と、平滑回路１６０と、インバータ（スイッチング回路）１７０とを含む。ここで、スイッチング電源回路５０は、インターリーブ制御回路１００と、ＰＦＣ回路１３０とを含む。
【００２０】
入力端子３０には、交流電圧Ｖｉｎが供給される。ＡＣクロック回路１１０は、交流電圧から矩形状のパルス電圧を発生させる。また、ＡＣクロック回路１１０は供給された交流電圧Ｖｉｎの波形から電源周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）や波長等の検出を行なう。
【００２１】
交流電圧Ｖｉｎの波高値に応じて、ＡＣクロック回路１１０はパルス電圧を発生し、マイコン１２０に供給する。
【００２２】
マイコン１２０は、マイクロコンピュータと記憶装置を含む。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップを実行する。この記憶装置は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置を含む。
【００２３】
この記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、マイコン１２０はこれに限らず、マイコン１２０によって実行される各種ステップ、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。なお、ここでは、マイコン１２０は、空気調和器の制御部に含まれているが、これに限らず、別のマイコンを使用して制御してもよい。
【００２４】
マイコン１２０は、負荷条件に応じて、スイッチング素子のオン・オフ状態を制御でき、負荷条件に対応するスイッチング素子数の切替指示をインターリーブ制御回路１００に出力する。
【００２５】
インターリーブ制御回路１００は、マイコン１２０からのスイッチング素子数切替指示の出力信号に基づき、ＰＦＣ回路１３０のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御する。
【００２６】
ＰＦＣ回路１３０のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するために、インターリーブ制御回路１００は、後述するＰＦＣ回路１３０にスイッチング切替指示信号を供給する。一方、ＰＦＣ回路１３０は、スイッチング切替信号を受け、スイッチング素子の状態が決定される。これにより、入力側の力率を改善した直流電圧をインバータ１７０に供給する。
【００２７】
なお、この直流電圧を平滑化するために、スイッチング電源回路５０とインバータ１７０との間に平滑回路１６０が設けられている。
【００２８】
さらに、インバータ１７０はその出力側で例えば圧縮機２０と接続される。インバータ１７０は入力される直流電圧を交流電圧に変換して、これを圧縮機２０に与える。これにより、圧縮機２０が駆動される。
【００２９】
なお、負荷電流検出回路１５０は、圧縮機２０の電流を検出し、検出した負荷電流をマイコン１２０へフィードバックする（図示せず）。また、整流回路１４０は、交流電圧を整流するために、入力端子３０とＰＦＣ回路１３０との間に設けられる。
【００３０】
＜伝送回路１０の構成＞
図２は、伝送回路１０の主要な構成を示す図である。図２を参照して、伝送回路１０は、入力端子３０Ａ、３０Ｂと、ＡＣクロック回路１１０と、マイコン１２０と、インターリーブ制御回路１００と、ＰＦＣ回路１３０と、端子４０Ａ，４０Ｂと、インバータ１７０と、圧縮機２０と、整流回路１４０と、負荷電流検出回路１５０とを含む。
【００３１】
（ＡＣクロック回路１１０）
ＡＣクロック回路１１０は、ダイオード１１０１，１１０２と、抵抗１１１１〜１１１４と、フォトカプラ１１０３とを含む。
【００３２】
フォトカプラ１１０３を構成するダイオードのアノードと入力端子３０Ａとの間にダイオード１１０２と抵抗１１１３とが直列に接続される。また、フォトカプラ１１０３を構成するダイオードのアノードと入力端子３０Ｂとの間にダイオード１１０１と抵抗１１１１とが直列に接続される。
【００３３】
一方、フォトカプラ１１０３を構成するダイオードのカソードと入力端子３０Ａとの間に抵抗１１１４が接続される。また、フォトカプラ１１０３を構成するダイオードのカソードと入力端子３０Ｂとの間に抵抗１１１２が接続される。
【００３４】
また、フォトカプラ１１０３の出力トランジスタのコレクタには電源電圧ＶＣＣが与えられ、この出力トランジスタのエミッタからパルス信号が出力され、マイコン１２０に与えられる。
【００３５】
このＡＣクロック回路１１０は、ＡＣ電圧のゼロクロス部を検出するために空気調和器に設けられ、交流電圧（ＡＣ電圧）の波形から電源周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）を検出する。そして、ＡＣクロック回路１１０は、交流電圧Ｖｉｎがゼロクロス部前後の電圧になったときに、フォトカプラ１１０３の出力トランジスタがスイッチングし、結果としてゼロクロス部付近にパルス信号が発生する。具体的には、ＡＣクロック回路１１０は、波形Ｐ１で示す交流電圧の正弦波を、波形Ｐ２で示すパルス信号に変換し、変換されたパルス信号をマイコン１２０に与える。
【００３６】
（整流回路１４０、負荷電流検出回路１５０）
負荷電流検出回路１５０は、後述する圧縮機２０に流れる電流を検出し、図示はしないが検出された電流をマイコン１２０にフィードバックを行なう。一方、整流回路１４０は、交流電圧Ｖｉｎの全波整流を行なう。ここで整流回路１４０は、ダイオード１４０１〜１４０４を含む。ダイオード１４０１，１４０２は直列接続される。また、ダイオード１４０３，１４０４も直列接続される。この直列接続されたダイオード１４０１，１４０２とダイオード１４０３，１４０４とは並列接続し、後述する経路ＰＨ１と経路ＰＬとの間に設けられる。
【００３７】
具体的には、ダイオード１４０１のカソードが経路ＰＨ１に接続され、ダイオード１４０１のアノードとダイオード１４０２のカソードとが接続され、ダイオード１４０２のアノードが経路ＰＬに接続される。
【００３８】
同様にダイオード１４０３のカソードが経路ＰＨ１に接続され、ダイオード１４０３のアノードとダイオード１４０４のカソードとが接続され、ダイオード１４０４のアノードが経路ＰＬに接続される。
【００３９】
さらに、入力端子３０Ａから与えられる交流電圧Ｖｉｎは、負荷電流検出回路１５０を介して、ダイオード１４０１とダイオード１４０２との接続ノードに与えられる。一方、入力端子３０Ａから与えられる交流電圧Ｖｉｎは、ダイオード１４０３とダイオード１４０４との接続ノードに与えられる。
【００４０】
（インターリーブ制御回路１００）
インターリーブ制御回路１００は、素子数切替制御部１０２と、素子ドライブ回路１０４とを含む。素子数切替制御部１０２は、マイコン１２０からスイッチング素子切替指示信号を受け、負荷条件を満足するためのスイッチング素子の個数を設定する。
【００４１】
素子ドライブ回路１０４は、設定された個数分のスイッチング素子を駆動（ドライブ）させるための駆動電圧を供給する。
【００４２】
（ＰＦＣ回路１３０）
ＰＦＣ回路１３０は、コイルＬ１，Ｌ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２とを含む。
【００４３】
コイルＬ１はノードＮ１と端子４０Ａとを結ぶ経路ＰＨ１上に設けられている。コイルＬ２はノードＮ１と端子４０Ａとを結ぶ経路ＰＨ２上に設けられている。
【００４４】
ダイオードＤ１は経路ＰＨ１上において端子４０Ａ側でコイルＬ１と直列に接続されている。ダイオードＤ１はそのアノードをコイルＬ１に向けて設けられる。ダイオードＤ２は経路ＰＨ２上において端子４０Ａ側でコイルＬ２と直列に接続されている。ダイオードＤ２はそのアノードをコイルＬ２に向けて設けられる。なお、ダイオードＤ１，Ｄ２の各々のカソードは端子４０Ａに接続される。
【００４５】
スイッチング素子Ｔｒ１は、コイルＬ１とダイオードＤ１との間の接続ノードと、ノードＮ２および端子４０Ｂを結ぶ経路ＰＬとの間に設けられる。スイッチング素子Ｔｒ２は、コイルＬ２とダイオードＤ２との間の接続ノードと、経路ＰＬとの間に設けられる。
【００４６】
なお、図２のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２としてＮＰＮ型バイポーラトランジスタが示されているが、これに限らず、たとえば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）電界効果トランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等であってよい。
【００４７】
（平滑回路１６０）
平滑回路（平滑コンデンサ）１６０は、端子４０Ａ，４０Ｂの間に設けられている。平滑コンデンサ１６０は入力端子３０Ａ，３０ＢからコイルＬ１，Ｌ２、ダイオードＤ１，Ｄ２及びスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を介して印加される直流電圧を平滑する。
【００４８】
（インバータ１７０、圧縮機２０）
この圧縮機２０の制御電圧（ＤＣ電圧）は、交流電圧（ＡＣ電圧）Ｖｉｎを整流回路１４０にて全波整流し、この電圧をコンデンサ１６０で平滑して生成される。
【００４９】
このＤＣ電圧を電源として、マイコン１２０は、インバータ１７０のスイッチング素子１７０１〜１７０６をスイッチングさせ、圧縮機２０を構成する圧縮機コイル（図示せず）に疑似３相交流電流を流し圧縮機２０を回転させている。このスイッチング電圧を調整することにより圧縮機２０の回転数を制御している。具体的には、圧縮機２０の回転数が高くなれば負荷電流が大きくなり、高負荷条件になる。反対に回転数が低くなれば負荷電流が小さくなり、低負荷条件になる。
【００５０】
＜ゼロクロス部とパルス信号との関係＞
次に、ゼロクロス部とパルス信号との関係を簡単に説明する。図３は、ゼロクロス部とパルス信号との関係を説明するための図である。図３を参照して、波形Ｐ１は、入力される交流電圧Ｖｉｎを示す。ここで、本実施の形態では、ゼロクロス部に該当するとき（時刻ｔ１２，ｔ３４，ｔ５６）に、この時刻ｔ１２，ｔ３４，ｔ５６の前後で、ＡＣクロック回路１１０は、パルス信号（波形Ｐ２）を発生する。このパルス信号のパルス幅の１／２（中心部分）はＡＣ電圧のゼロクロス部となる。具体的には、時刻ｔ１からゼロクロス部となる時刻ｔ１２までの時間と、時刻ｔ１２から時刻ｔ２までの時間とは等しくなる。従って、マイコン１２０は、交流電圧であるＡＣ電圧がゼロクロス部に該当する前にゼロクロス部を認識し、パルス信号を発生する。
【００５１】
＜スイッチング電源回路５０の動作＞
図４は、駆動しているスイッチング素子が２つであるときのスイッチング電源回路５０の動作を説明するための図である。図５は、駆動しているスイッチング素子が１つであるときのスイッチング電源回路５０の動作を説明するための図である。
【００５２】
従来のＰＦＣ回路では、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子が１個、コイル１個、出力ダイオード１個で構成されていた。しかしながら、図４を参照して、本実施の形態のＰＦＣ回路１３０において電流の流れる経路ＰＨ１，ＰＨ２を設け、これらの経路に設けてある回路ブロックに流れる電流を異なる位相でスイッチングすることにより、回路ブロック当たりに流れる電流量を１／２（リプル電流も１／２）に軽減でき、使用部品の定格低減や小型化などを図っている。
【００５３】
インターリーブ制御回路１００は、素子数切替制御部１０２、素子ドライブ回路１０４を設けることにより、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を動作させる。従って、波形Ｐ３１，Ｐ４１の示すように、本実施の形態のＰＦＣ回路１３０の動作は、従来ＰＦＣ回路に比べ２倍の周波数で制御される。
【００５４】
これによりスイッチング素子１個あたりに流れる通電量を減らすことに加え、高周波化により更にスイッチング素子の通電電流（コイルの通電電流）が少なくても容易に高い出力電圧も確保できる。
【００５５】
このような構成をとれば、ＰＦＣ回路１３０が動作条件を満たすと、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００へスイッチング素子を駆動させる指示信号を出力する。指示信号を受けたインターリーブ制御回路１００はＡＣ電圧波形とスイッチング素子の電流が同位相になるようスイッチング制御を行ない、力率向上や高調波電流を低減している。
【００５６】
一方、図５を参照して、負荷電流が少ない低負荷時では出力側に接続されている電解コンデンサ（図示せず）からの放電電流が少なくこれにより出力電圧の電圧降下は少なくなっている。したがって、スイッチング時によるコイルから発生する起電圧が少なくても目標出力電圧が確保できるためスイッチング素子のＯＮ時間が少なくなっている。
【００５７】
しかしながら、スイッチング素子のＯＮ時間が少ない、いわゆるスイッチング素子に流れている電流が少ないため、これに接続されている電圧変換抵抗（図示せず）の両端電圧も非常に小さくなっている。
【００５８】
この結果、ＡＣ電圧波形との比較制御を行なっている回路（図示せず）の動作が不安定になり、これにより出力電圧の変動、力率の変動が発生する。
【００５９】
よって、このような低負荷時にでも少しでも多くのスイッチング電流を電圧変換抵抗に流し電圧を発生させ制御を安定させる手段として低負荷時には２個のスイッチング素子で制御するのではなく、１つのスイッチング素子を停止状態にし、もう片方のスイッチング素子だけで制御する。たとえば、スイッチング素子Ｔｒ２のベース端子には、波形Ｐ４２のようにＬレベルの電圧が与えられ停止状態のままである一方、スイッチング素子Ｔｒ１のみを駆動させるように素子ドライブ回路１０４から波形Ｐ３２の信号がスイッチング素子Ｔｒ１のベース端子に与えられる。
【００６０】
このような制御を行なうことにより、目標としている出力電圧に調整するためには２個のスイッチング素子で制御していたものと比較して約２倍の電流をコイルへ流す必要があり、電圧変換抵抗にはスイッチング素子が２つ動作していたときに比較して２倍の電流が流れる。これにより電圧変換抵抗に印加される電圧の検出が容易になり、空気調和器は安定した制御を行なわれる。
【００６１】
なお、この低負荷時の場合には、平滑コンデンサ（電界コンデンサ）１６０から圧縮機２０への使用電流量は少ないため、たとえスイッチング素子への通電電流が２倍になってもスイッチング素子などへの電流は大きくならず過電流（温度）による破壊などは発生しない。
【００６２】
対して、高負荷時の場合には１つのスイッチング素子だけでは目標としている出力電圧を確保するには通電電流が大きくなるため、スイッチング素子の破壊などが発生しやすい。従って、高負荷時の場合では、スイッチング素子が破壊されないように、負荷が低負荷から高負荷に切替ると同時に、停止状態のスイッチング素子を駆動させ、再び２個のスイッチング素子での制御に切替ることが必要となる。
【００６３】
図６は、本実施の形態のインターリーブ制御回路およびスイッチング電源回路の動作を説明するための図である。図６を参照して、縦軸に上から順に、負荷条件、スイッチング素子の個数（スイッチング条件）、ＡＣ電圧（波形ＷＡ１）が示される。横軸には、時間ｔが示される。なお、理解を容易にするために、図５のスイッチング素子Ｔｒ１に流れる電流を示す波形ＷＡ２が併せて示される。
【００６４】
具体的には、圧縮機２０の負荷が、時刻ｔＡ１に高負荷（Ｈ）から低負荷（Ｌ）に切替るとき、ＡＣ電圧を示す波形ＷＡ１の波高値は最大値を示している。このとき（時刻ｔＡ１）に、同時にスイッチング素子の個数を２個から１個に切替えるのではなく、ＡＣ電圧のゼロクロス部を検出し、このゼロクロス部となる時刻（ここでは時刻ｔＡ２）にともに駆動していたスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のうち、スイッチング素子Ｔｒ２については停止状態にし、スイッチング素子Ｔｒ１のみ駆動させる制御を行なう。上述したような制御をすることにより、スイッチング素子の切替時に過大な過渡電流が流れるのを防止し、内部回路を適切に保護できる。
【００６５】
さらに具体的に説明すると、このインターリーブ制御回路１００を備えることにより、図４に示す圧縮機回転数が高い高負荷（条件）から図５に示す圧縮機回転数が低い低負荷（条件）への変化に伴い、ＰＦＣ回路１３０に設けられているスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の駆動個数を２個から１個へ変更する場合、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００へスイッチング変更指示信号を出力する。この指示信号を受けた時点でインターリーブ制御回路１００はスイッチング素子の駆動個数を変更するスイッチング切替制御を行なう。スイッチング素子の制御個数を切替える際、急激にコイル電流、スイッチング素子への電流が上昇しない様にするため、切替えタイミングになっても即切替え指示信号を出さず、電流が上昇しないタイミングを検出してから指示信号を出力する。
【００６６】
（参考例）
この参考例では、本実施の形態と異なり、負荷条件が変更されたと同時にスイッチング素子を切替える場合について簡単に説明する。
【００６７】
図７は、参考例のインターリーブ制御回路およびスイッチング電源回路の動作を説明するための図である。図２、図７を参照して、縦軸に上から順に、負荷条件、スイッチング素子の個数（スイッチング条件）、ＡＣ電圧（波形ＷＢ１）が示される。横軸には、時間ｔが示される。なお、理解を容易にするために、図５のスイッチング素子Ｔｒ１に流れる電流を示す波形ＷＢ２が併せて示される。
【００６８】
ここで、ＰＦＣ回路１３０に設けられているスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の駆動個数を２個から１個へ変更する場合、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００へスイッチング変更指示信号を出力する。この指示信号を受けた時点でインターリーブ制御回路１００はスイッチング素子の駆動個数を変更するスイッチング切替制御を行なう。
【００６９】
しかし、負荷運転中にスイッチング切替指示がなされ、即スイッチング素子の制御個数が変更されると、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の２個スイッチングからスイッチング素子Ｔｒ１の１個スイッチングに切替えた際のＯＮデューティ増加によるコイル電流が増加する。さらに、ＡＣ電圧の波高値が最も高いときにスイッチングすることでスイッチング素子Ｔｒ１およびコイルＬ１への通電電流量が瞬間的に上昇してしまう。具体的には、ＡＣ電圧の波高値が最も高いとき（時刻ｔＢ１のとき）に、負荷条件が変更され、同時に駆動するスイッチング素子の個数も２つから１つに変更されると、時刻ｔＢ１の直後、波形ＷＢ２に示されるように、過大な過渡電流がスイッチング素子Ｔｒ１に流れる。
【００７０】
これにより、スイッチング素子Ｔｒ１，コイルＬ１が破壊される可能性が高い。
一方、上述したように本実施の形態では、ＡＣ電圧の波高値がゼロクロス部に対応するときに、スイッチング素子への切替えを行なうため、参考例のような電子部品が破壊されることはない。
【００７１】
＜空気調和器の主要な回路の動作フロー＞
図８は、空気調和器の主要な回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
図８を参照して、マイコン１２０は、圧縮機２０の圧縮機回転数を検知するなどして、ステップＳ２０１において現在の状態の負荷条件が高負荷であるかどうかの判断を行なう。ここで、現在の状態の負荷条件が高負荷であるの場合には、ステップＳ２０２に処理が進み、現在の状態の負荷条件が高負荷でない場合には、ステップＳ２０３に処理が進む。
【００７３】
まず、ステップＳ２０２において、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００に対して、高負荷用制御指示信号を送信し、処理が終了する。ここで高負荷用制御指示信号とは、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００がスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の双方を駆動させるように制御する信号をいう。
【００７４】
ステップＳ３０１において、インターリーブ制御回路１００はこの高負荷用制御指示信号を受信し、インターリーブ制御回路１００の素子数切替制御部１０２および素子ドライブ回路１０４を介して、ＰＦＣ回路１３０に、高負荷用制御信号を送信し、ステップＳ３１１に処理が進む。ここで、高負荷用制御信号とは、インターリーブ制御回路１００は、ＰＦＣ回路１３０のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２をともに駆動する信号をいう。
【００７５】
ステップＳ４０１において、ＰＦＣ回路１３０は、インターリーブ制御回路１００からの高負荷用制御信号を受け、高負荷用制御素子スイッチングを行ない、次のステップＳ４１１に処理が進む。具体的には、この高負荷用制御信号により、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２をともに駆動状態（活性化）となる。
【００７６】
これにより、たとえば空気調和器が高負荷の状態であるときは、マイコン１２０は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２ともに駆動（活性化）させて、過大な直流電圧を内部回路の素子の破壊なしに圧縮機２０に供給する。なお、負荷条件が変更にならない場合には、この状態を維持する。
【００７７】
次に、ステップＳ２０１において、マイコン１２０が高負荷でないと判断した場合には、ステップＳ２０３において、マイコン１２０は、負荷条件が高負荷から低負荷に変更されたと判断し、次のステップＳ２０４に処理が進む。
【００７８】
一方、ＡＣクロック回路１１０は、ＡＣ電圧の周波数等のＡＣクロック波形（情報）を常時取得するなどして、ステップＳ１０１において、このＡＣクロック波形（情報）をマイコン１２０に送信する。
【００７９】
ステップＳ２０４において、マイコン１２０はＡＣクロック波形（情報）を受信し、次のステップＳ２０５に処理が進む。
【００８０】
ここで、ステップＳ２０５において、マイコン１２０は、受信したＡＣクロック波形（情報）の波高値はゼロクロス部かどうかを判断する。マイコン１２０は、波高値がゼロクロス部であると判断する場合には、ステップＳ２０６に処理が進み、マイコン１２０は、波高値がゼロクロス部ではないと判断する場合には、ステップＳ２０４に処理が戻り、波高値がゼロクロス部になるまで、このステップＳ２０４〜ステップＳ２０５の処理が繰返される。このとき、ＡＣクロック回路１１０は、マイコン１２０にＡＣクロック波形（情報）を繰返し送信する。
【００８１】
ステップＳ２０５において、受信したＡＣクロック波形（情報）の波高値はゼロクロス部である場合には、次のステップＳ２０６において、マイコン１２０は、駆動しているスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のうち片方を停止状態にするための低負荷用制御変更指示信号（スイッチング変更指示信号）をインターリーブ制御回路１００に送信して、処理が終了する。ここで低負荷用制御変更指示信号とは、マイコン１２０は、インターリーブ制御回路１００がスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のうち片方を駆動させるように制御する信号をいう。
【００８２】
一方、ステップＳ３１１において、インターリーブ制御回路１００は、マイコン１２０からの制御信号が低負荷用制御変更指示信号を受信したかどうかを判断する。ここで、インターリーブ制御回路１００が、低負荷用制御変更指示信号を受信したと判断された場合には、次のステップＳ３１２の処理に進み、一方、低負荷用制御変更指示信号を受信していない場合（すなわち、マイコン１２０がインターリーブ制御回路１００に対してスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の制御の変更を指示していない場合）には、処理が終了する。
【００８３】
次に、ステップＳ３１２において、マイコン１２０から受信した低負荷用制御変更指示信号に基づいて、ＰＦＣ回路１３０のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の制御する低負荷用制御切替信号をインターリーブ制御回路１００はＰＦＣ回路１３０に送信し、処理が終了する。具体的には、低負荷用制御切替信号とは、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のうちのいずれか一方を停止状態（非活性化）にし、他方を駆動状態（活性化）にする信号をいう。
【００８４】
次に、ステップＳ４１１において、ＰＦＣ回路１３０は、インターリーブ制御回路１００からの低負荷用制御切替信号を受信したかどうかを判断する。ここで、ＰＦＣ回路１３０が低負荷用制御切替信号を受信したと判断される場合には、次のステップＳ４１２の処理に進み、一方、低負荷用制御切替信号を受信していないと判断される場合（すなわち、インターリーブ制御回路１００を介して、マイコン１２０がＰＦＣ回路１３０に対して、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の制御の変更を指示していない場合）には、処理が終了する。
【００８５】
次に、ステップＳ４１２において、インターリーブ制御回路１００から受信した低負荷用制御切替信号に基づいて、ＰＦＣ回路１３０は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のうちのいずれか一方を停止状態（非活性化）にし、他方を駆動状態（活性化）し、処理が終了する。
【００８６】
最後に、図１等を用いて、実施の形態について総括する。
実施の形態によれば、図１、図２に示すように、複数のスイッチング素子の動作を制御するインターリーブ制御回路１００であって、インターリーブ制御回路１００は、複数のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２に印加される交流電圧Ｖｉｎに対応する切替信号に基づき、使用する複数のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の個数を切替える制御を行なう。
【００８７】
好ましくは、切替信号は、交流電圧Ｖｉｎがゼロクロス部のときに、複数のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の個数を切替えるように制御する。
【００８８】
好ましくは、スイッチング電源回路５０は、上述したインターリーブ制御回路１００を備える。
【００８９】
さらに好ましくは、スイッチング電源回路５０は、第１および第２の入力端３０Ａ，３０Ｂと、第１および第２の出力端４０Ａ，４０Ｂと、第１の入力端３０Ａと第１の出力端４０Ａとの間を結ぶ第１の経路ＰＨ１と、第１の経路ＰＨ１上に設けられた第１のリアクトルＬ１と、第１の経路ＰＨ１上で、第１のリアクトルＬ１に対して第１の出力端４０Ａ側で直列に接続されて、アノードを第１のリアクトルＬ１側に向けて設けられる第１のダイオードＤ１と、第２の入力端３０Ｂと第２の出力端４０Ｂとの間を結ぶ第３の経路ＰＬと、第１のリアクトルＬ１と第１のダイオードＤ１との間の点と、第３の経路ＰＬとの間に設けられた第１のスイッチング素子Ｔｒ１と、第１の入力端３０Ａと第１の出力端４０Ａとの間を結び第１の経路ＰＨ１とは異なる第２の経路ＰＨ２と、第２の経路ＰＨ２上に設けられた第２のリアクトルＬ２と、第２の経路ＰＨ２上で、第２のリアクトルＬ２に対して第１の出力端４０Ａ側で直列に接続されて、アノードを第２のリアクトルＬ２側に向けて設けられる第２のダイオードＤ２と、第２のリアクトルＬ２と第２のダイオードＤ２との間の点と、第３の経路ＰＬとの間に設けられた第２のスイッチング素子Ｔｒ２とを備える。
【００９０】
好ましくは、空気調和器１０は上述したスイッチング電源回路５０を備える。
以上説明したような構成を取ることによって、複数個のスイッチング素子を切替える制御をする際に、従来のように負荷条件が切替りと略同時に複数個のスイッチング素子の切替え指示信号を出さず、急激なコイル電流、スイッチング素子への電流が上昇しないタイミングを検出し、切替指示信号を出力し、切替動作を行なう。上記のような構成を取ることによって、過渡電流を低減できる。
【００９１】
例えば、負荷条件が高負荷状態から低負荷状態に変化し、これに対応してスイッチング素子を２個から１個へ切替える場合には、上記変化と同時にスイッチング素子の切替え指示信号を出力せず入力ＡＣ電圧の波高値が低い状態を検出してから切替指示信号をＰＦＣ回路１４０へ出力する。
【００９２】
これによりスイッチング素子がＯＮした際、入力ＡＣ電圧の波高値が低いためコイルからの通電電流は低い状態から通電される。最も低い電流が流れるタイミングは入力ＡＣ電圧のゼロクロス部での切替であり、切替時の入力電圧は０Ｖのため急峻な電流上昇はない。
【００９３】
今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９４】
１０  伝送回路、２０  圧縮機、３０，３０Ａ，３０Ｂ  入力端子、４０Ａ，４０Ｂ  端子、５０  スイッチング電源回路、１００  インターリーブ制御回路、１０２  素子数切替制御部、１０４  素子ドライブ回路、１１０  ＡＣクロック回路、１２０  マイコン、１３０  ＰＦＣ回路、１４０  整流回路、１５０  負荷電流検出回路、１６０  平滑回路、１７０  インバータ、１１０１，１１０２，１４０１〜１４０４，Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、１１０３  フォトカプラ、１１１１〜１１１４  抵抗、Ｔｒ１，Ｔｒ２  スイッチング素子、Ｌ１，Ｌ２  コイル。
【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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