(57)【要約】【課題】  負荷変動に対する制御の幅を大きくとることができ、低負荷時に電力効率を高くすることが出来る共振型スイッチング電源装置を提供する。【解決手段】  所定の共振周波数を有する共振回路（Ｌ１，Ｃ１）と、該共振回路から電力を取り出して出力電圧を生成する電圧生成部（Ｔ１，１７，Ｃ１１）とを備えた電源装置（１０）において、脈流電圧（Ｖ１）を前記共振回路に入力／遮断する第１スイッチ回路（ＳＷ１）と、該第１スイッチ回路をオン・オフ制御する制御回路（２０）とを備え、前記制御回路は、前記脈流電圧(Ｖ１)の位相に応じて前記第１スイッチ回路をオン制御するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の共振周波数を有する共振回路と、該共振回路から電力を取り出して出力電圧を生成する電圧生成部とを備えた電源装置において、
交流又は脈流の第１電圧を前記共振回路に入力／遮断して該共振回路を動作させることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
交流又は脈流の第１電圧を前記共振回路に入力／遮断する第１スイッチ回路と、
該第１スイッチ回路をオン・オフ制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記第１電圧の位相に応じて前記第１スイッチ回路をオン制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１電圧の一部の位相期間のみ前記第１スイッチ回路をオンさせることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記第１電圧がピーク電圧となる位相以外の期間に前記第１スイッチ回路をオンさせることを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記第１電圧がピーク電圧の１／２以下となる位相期間に前記第１スイッチ回路をオンさせることを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
【請求項６】
前記出力電圧を検出する検出回路を備え、
前記制御回路は、前記検出回路の出力に基づき前記第１スイッチ回路をオンさせる位相を変化させることを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御回路は、第１電圧のピーク電圧の変化に応じて前記第１スイッチ回路をオンさせる位相を変化させることを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
【請求項８】
前記共振回路は、トランスの一次側巻線と該一次側巻線に直列に接続された容量素子とから構成され、
前記電圧生成部は、前記トランスの二次側巻線と該二次側巻線に生じる電流を整流する整流回路とを備えていることを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載の電源装置。
【請求項９】
前記トランスの一次側巻線には、前記第１電圧の入力により順方向の電流が流され、
前記トランスの二次側には、前記一次側巻線の順方向の電流により電流が流される第１の巻線と、前記一次側巻線の逆方向の電流により電流が流される第２の巻線と、が設けられ、
（第２の巻線の巻数）＞（第１の巻線の巻数）
にされていることを特徴とする請求項８記載の電源装置。
【請求項１０】
前記共振回路の容量値又はインダクタンス値を切り換える切換手段を備えたことを特徴とする請求項２〜９の何れかに記載の電源装置。
【請求項１１】
前記切換手段により出力負荷の変化に応じて前記共振回路の容量値又はインダクタンス値が切り換えられることを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記第１スイッチ回路のオン駆動により入力された第１電圧を受けて充電を行うキャパシタと、
該キャパシタの充放電作用をオン・オフする第３スイッチ回路とを備え、
前記第３スイッチ回路のオン・オフ制御により、第１スイッチ回路がオフの期間に、前記キャパシタから前記共振回路に電圧が供給されて共振動作が複数回行われることを特徴とする請求項２〜１１の何れかに記載の電源装置。
【請求項１３】
前記共振回路の共振電流を入力して充電を行うキャパシタと、
該キャパシタの充放電作用をオン・オフする第４スイッチ回路とを備え、
前記第４スイッチ回路のオン・オフ制御により、第１スイッチ回路がオフの期間に、前記共振回路と前記キャパシタとの間で電流をやりとりさせて共振動作が複数回行われることを特徴とする請求項２〜１２の何れかに記載の電源装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記第１電圧の複数の周期のうち幾つかの周期を間引いた残りの周期に前記第１スイッチ回路のオン制御を行うことを特徴とする請求項２〜１３の何れかに記載の電源装置。
【請求項１５】
交流電圧を脈流電圧に変換する整流回路を備え、
該整流回路の出力が前記第１スイッチ回路を介して前記共振回路に入力されることを特徴とする請求項２〜１４の何れかに記載の電源装置。
【請求項１６】
前記第１スイッチ回路と直列に接続された第２スイッチ回路を備え、
前記第１スイッチ回路のオフ時に前記第２スイッチ回路がオンされて前記共振回路の共振電流が流されるように構成されていることを特徴とする請求項２〜１５の何れかに記載の電源装置。
【請求項１７】
前記第１電圧の入力端子と前記共振回路との間に平滑回路が設けられていないことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置に関し、例えば、交流電源から所定の直流電圧を生成する共振型スイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、スイッチ素子をオン・オフ制御することで、入力電圧を共振回路に供給して共振動作を行わせるとともに、共振回路から電力を取り出して出力電圧を生成する共振型スイッチング電源装置がある。
【０００３】
従来、このような共振型スイッチング電源装置においては、共振回路に直流電圧を入力してスイッチング制御を行うのが一般的であった。交流電源を入力電圧とするときには、整流回路と平滑回路とを設けて、交流電源をそのピーク電圧にほぼ平滑した直流電圧を共振回路に入力するのが一般的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、さまざまな電子機器において、省電力化が図られ、機器が待機モードとなったときの消費電力が非常に低く抑えられるように設計されている。一方、通常動作時には、高機能ＬＳＩの動作等により消費電力は比較的大きくなる。
【０００５】
しかしながら、従来の共振型スイッチング電源装置では、高負荷時に電力効率が良くなるように設計した場合、低負荷時に電力効率が悪くなるなど、負荷変動に対する制御の範囲が比較的狭いという問題があった。
【０００６】
また、従来の共振型スイッチング電源装置では、機器の待機モード時など負荷が非常に低くなるときに、電力効率を高くするのが難しいという問題もあった。これは、交流電源を整流・平滑して生成した高い電圧（例えば１４１Ｖや２８２Ｖなど）がスイッチング電源回路に入力され、この高い電圧から３．３Ｖ，５Ｖ，９Ｖ，１２Ｖなど比較的に低い電圧を生成しなければならないという理由に起因すると考えられる。
【０００７】
この発明の目的は、負荷変動に対する制御の範囲を大きくとることの出来る電源装置を提供することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、低負荷時に電力効率を高くすることが出来る共振型スイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、所定の共振周波数を有する共振回路（Ｌ１，Ｃ１）と、該共振回路から電力を取り出して出力電圧を生成する電圧生成部（Ｔ１，１７，Ｃ１１）とを備えた電源装置（１０）において、交流又は脈流の第１電圧（Ｖｉｎ又はＶ１）を前記共振回路に入力／遮断して該共振回路を動作させるようにしたものである。
【００１０】
具体的には、交流又は脈流の第１電圧を前記共振回路に入力／遮断する第１スイッチ回路（ＳＷ１）と、該第１スイッチ回路をオン・オフ制御する制御回路（２０）とを備え、前記制御回路は、前記第１電圧の位相に応じて前記第１スイッチ回路をオン制御するように構成し、前記制御回路は、前記第１電圧の一部の位相期間のみ前記第１スイッチ回路をオンさせて前記第１電圧を前記共振回路に入力するように構成する。
【００１１】
このような手段によれば、交流電源やそれを整流した脈流電圧の一部分を用いて共振回路の共振動作を行わせることが出来る。それゆえ、例えば、脈流電圧の低い部分（ピーク電圧以外の位相期間や、ピーク電圧の１／２以下の位相期間など）のみを用いて共振動作を行わせることで共振電流を小さくし、低負荷時の電力効率の向上を図ることが出来る。また、脈流電圧の高い部分を入力して共振動作を行わせることで大きな共振電流を発生させ、出力負荷の大きなときにも対応させることが出来る。したがって、負荷変動に対する制御の範囲を広くすることが出来る。
【００１２】
さらに具体的には、前記出力電圧を検出する検出回路（１８）を備え、前記制御回路（２０Ａ）は、前記検出回路の出力に基づき前記第１スイッチ回路をオンさせる位相を変化させるように構成すると良い。また、前記制御回路は、第１電圧のピーク電圧の変化に応じて前記第１スイッチ回路をオンさせる位相を変化させるようにしても良い。
【００１３】
このような構成により、出力電圧の安定化を図ることが出来る。
さらに具体的には、前記共振回路は、トランス（Ｔ１）の一次側巻線（Ｎ１）と、該一次側巻線と直列接続された容量素子（Ｃ１）とから構成され、前記電圧生成部は、前記トランスの二次側巻線（Ｎ２，Ｎ３）と、該二次側巻線に生じる電流を整流する整流回路（１７）とを備えた構成とすることが出来る。
【００１４】
望ましくは、前記トランスの一次側巻線には、前記第１電圧の入力により順方向の電流が流され、前記トランスの二次側には、前記一次側巻線の順方向の電流により電流が流される第１の巻線（Ｎ２）と、前記一次側巻線の逆方向の電流により電流が流される第２の巻線（Ｎ３）とが設けられ、（第２の巻線の巻数）＞（第１の巻線の巻数）の構成にすると良い。
【００１５】
このような構成により、効率良く出力電圧を生成することが出来る。すなわち、共振回路においては、電力を出力側に伝達する分、共振電流は前半の１／２周期と、後半の１／２周期とを比較すると、後半部分の方が小さくなる。そこで、上記のようなトランスの巻線構成にすることで、共振電流の前半部分からトランスの出力側に得られる電圧と、共振電流の後半部分からトランスの出力側に得られる電圧とを近づけることが出来る。それゆえ、出力効率を向上させることが出来る。
【００１６】
さらに望ましくは、前記共振回路の容量値又はインダクタンス値を切り換える切換手段（Ｃ２，ＳＷ３，Ｌ２，ＳＷ４）を備えると良い。そして、出力負荷の変化に応じて前記切換手段による前記切り換えが行われるように構成する。
【００１７】
このような構成により、例えば、電子機器が通常モードから待機モードへ移行する際など、出力負荷が不連続に変化するような場合に対応して、各出力負荷に対して高効率の電力供給を行うことが出来る。すなわち、共振回路の容量値やインダクタンス値を切り換えることで、共振周期が変わるので、一回の共振動作で伝達できる電力量が変わり、出力負荷の段階的な変化に対応することが出来る。
【００１８】
さらに望ましくは、前記第１スイッチ回路のオン駆動により入力された第１電圧を受けて充電を行うキャパシタ（Ｃ５）と、該キャパシタの充放電作用をオン・オフする第３スイッチ回路（ＳＷ５）とを備え、前記第３スイッチ回路のオン・オフ制御により、第１スイッチ回路がオフの期間に、前記キャパシタから前記共振回路に電圧が供給されて共振動作が複数回行われるように構成すると良い。
【００１９】
また、前記共振回路の共振電流を入力して充電を行うキャパシタ（Ｃ５）と、該キャパシタの充放電作用をオン・オフする第４スイッチ回路（ＳＷ５）とを備え、前記第４スイッチ回路のオン・オフ制御により、第１スイッチ回路がオフの期間に、前記共振回路と前記キャパシタとの間で電流をやりとりさせて共振動作が複数回行われるように構成しても良い。
【００２０】
このような構成によれば、所望の共振電流での共振動作を多数行わせて、電力伝達効率の向上およびリップルの低減を図ることが出来る。すなわち、脈流電圧の所定位相のときだけ共振動作を行わせる構成では、共振動作の周期は脈流電圧の周期に制限されてしまう。それゆえ、共振動作の回数が少なくなって、１回の共振動作で多くの電力を伝達する必要が生じる。さらに、出力電圧に低周波のリップルが発生してしまう。しかしながら、上記構成により、これらの問題を低減することが出来る。
【００２１】
なお、この項目において、実施形態との対応関係を表わす符号を括弧書きで記したが、本発明はこれに制限されるものではない。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明に従うと、共振型スイッチング電源装置において、負荷変動に対する制御の範囲を大きくすることが出来る。さらに、低負荷時の電力効率を高くすることが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態の電源装置１０の構成を示すブロック図、図２はその具体的な回路構成例、図３はその動作を説明する波形図、図４はスイッチの切換と電流の流れを説明する概要図である。
【００２５】
この実施の形態の電源装置１０は、例えばＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖの交流電源（入力電圧Ｖｉｎ）からスイッチ駆動による共振動作を行わせて出力電圧Ｖｏｕｔを生成する共振型スイッチング電源装置である。
【００２６】
この電源装置１０には、交流の入力電圧Ｖｉｎを整流する整流回路１１と、一次側巻線Ｎ１にインダクタンスＬ１を有するトランスＴ１とコンデンサＣ１とを直列に接続してなる共振回路と、共振回路に脈流電圧Ｖ１を入力／遮断する第１スイッチＳＷ１と、第１スイッチＳＷ１がオフのときに共振電流を流すための第２スイッチＳＷ２と、共振電流Ｉｒを検出する電流検出回路１３と、入力電圧Ｖｉｎからその位相を検出する位相検出回路１４と、入力電圧Ｖｉｎから制御用の電源電圧を生成する制御回路用電源回路１５と、入力電圧Ｖｉｎの位相と共振電流Ｉｒの検出に基づき第１スイッチ回路ＳＷ１や第２スイッチ回路ＳＷ２のオン・オフ制御を行う制御回路２０と、共振回路の一部をなし共振電流により出力側に電力を供給するトランスＴ１と、トランスＴ１の出力を整流する整流回路１７と、整流回路１７の出力を平滑して出力電圧Ｖｏｕｔを生成する平滑コンデンサＣ１１などを有した平滑回路を備えている。なお、整流回路１７の出力をリアクトルに流して出力電圧Ｖｏｕｔを生成するようにしても良い。
【００２７】
整流回路１１は、例えば図２に示すように、ダイオードブリッジＤ１などにより構成され、交流の入力電圧Ｖｉｎを全波整流する。なお、半波整流回路を適用しても良い。
【００２８】
第１スイッチＳＷ１は、例えば、高電圧が印加されるのでサイリスタなどの四層素子を適用すると好ましい。
【００２９】
第２ステッチ素子ＳＷ２は、例えば、Ｎチャネル形のＭＯＳＦＥＴなどを適用することが出来る。
【００３０】
電流検出回路１３は、例えば、共振回路と直列に接続された抵抗値の小さな抵抗Ｒ１１などから構成される。
【００３１】
位相検出回路１４は、例えば、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ２１，Ｃ２２によりコンデンサ分割して得た電圧を抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を介して出力するように構成される。なお、整流回路１１により整流された脈流電圧Ｖ１から位相検出を行うようにしても良い。
【００３２】
制御回路用電源回路１５は、例えば、入力電圧ＶｉｎをコンデンサＣ２１，Ｃ２２によりコンデンサ分割して得た電圧を、整流回路Ｄ２１により整流して出力するように構成される。
【００３３】
トランスＴ１は、図２に示すように、二次側に第１の巻線Ｎ２と第２の巻線Ｎ３とを有し、第１の巻線Ｎ２にはダイオードＤ２の整流作用により順方向の電流が、第２の巻線Ｎ３にはダイオードＤ３の整流作用により逆方向の電流が流れるように構成される。これらダイオードＤ２，Ｄ３が整流回路１７を構成している。
【００３４】
さらに、このようなトランスＴ１において、第１の巻線Ｎ２と第２の巻線Ｎ３の巻数は、第２の巻線Ｎ３の方が大きくなる（Ｎ３＞Ｎ２）ように構成されている。これは、共振電流Ｉｒの前半１／２周期の部分と後半１／２周期の部分とを比較したときに、電力を出力側に伝達している分、前半部分の方が電流量は多く、後半部分の方が電流量は少なくなるため、それについて対処したものである。すなわち、後半１／２周期の方が共振電流Ｉｒが小さくなるため、第１の巻線Ｎ２と第２の巻線Ｎ３とを同一巻数にしておくと、後半１／２周期の共振電流Ｉｒから得られる電圧が低くなる。しかし、上記の巻数の関係にすることで、前半１／２周期の共振電流Ｉｒから得られる電圧と、前半１／２周期の共振電流Ｉｒから得られる電圧とを近づけることが可能となり、出力電圧Ｖｏｕｔを生成する際に効率向上に寄与することが出来る。
【００３５】
制御回路２０は、入力電圧Ｖｉｎの位相検出に基づき、入力電圧Ｖｉｎが所定の位相となったタイミングで第１スイッチＳＷ１をオンさせて共振回路に脈流電圧Ｖ１を入力する。例えば、図３に示すように、脈流電圧Ｖ１がピーク電圧より後半部分の低い電圧となる位相タイミングｔ１で、第１スイッチＳＷ１をオン駆動する。この駆動により、図４（ａ）に示すように、共振回路（Ｌ１，Ｃ１）に順方向の電流が流れる。
【００３６】
その後、制御回路２０は、電流検出回路１３（検出抵抗Ｒ１１）の出力に基づき共振電流Ｉｒを監視して、共振電流Ｉｒがほぼゼロとなったタイミングｔ２で第１スイッチＳＷ１をオフさせる。また、これと同時に、第２スイッチＳＷ２をオンさせる。この駆動により、図４（ｂ）に示すように、共振回路（Ｌ１，Ｃ１）に逆方向の電流、すなわち、共振電流Ｉｒの後半１／２周期が流れる。
【００３７】
次に、同様に共振電流Ｉｒを監視して、再び共振電流Ｉｒがほぼゼロとなったタイミングｔ３で第２スイッチＳＷ２をオフする。
【００３８】
以上のように、第１実施形態の電源装置１０によれば、脈流電圧Ｖ１の一部分を用いて共振回路（Ｌ１，Ｃ１）の共振動作を行わせることが出来るので、例えば、脈流電圧Ｖ１の低い部分のみを用いて共振動作を行わせることで、共振電流Ｉｒが小さくなり、低負荷時の電力効率の向上を図ることが出来る。また、脈流電圧Ｖ１の高い部分を入力して共振動作を行わせることで、大きな共振電流Ｉｒを発生させて高負荷時にも対応することも出来る。
【００３９】
従来の共振型スイッチング電源装置の動作波形を示した図５に示すように、脈流電圧を平滑して共振回路に入力する従来構成では、脈流電圧Ｖ１のどの位相部分を用いても、共振電流Ｉｒの大きさはさほど変わらない。それに対して、第１実施形態の電源装置１０では、使用する位相部分を変化させて共振電流Ｉｒの大きさを変えられるので、これにより負荷変動に対する制御の範囲も大きくすることが出来る。
【００４０】
なお、制御回路２０により、第１スイッチＳＷ１をオン駆動する位相タイミングｔ１は、出力負荷がさらに小さい場合には、脈流電圧Ｖ１がピーク電圧の半分以下となる位相タイミングでオン駆動するなど、より低い電圧部分を使用することで、低負荷時の電力効率をさらに向上することが出来る。
【００４１】
［第２の実施の形態］
図６は、第２実施形態の電源装置１０Ａの構成を示すブロック図、図７はその動作を説明する波形図である。
【００４２】
第２実施形態の電源装置１０Ａは、第１実施形態の構成に、脈流電圧Ｖ１を入力する位相を可変とする構成を付加したものである。すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔを検出する検出回路１８（例えば抵抗分割回路など）を設け、この検出出力が制御回路２０Ａに入力されるように構成する。
【００４３】
さらに、制御回路２０Ａでは、例えば、検出回路１８の出力と基準電圧とを比較させて、検出回路１８の出力が低下したら、図７のタイミングｔ１１のように、脈流電圧Ｖ１１が高い電圧となるタイミングで第１スイッチＳＷ１をオン制御して共振動作を開始させる。一方、検出回路１８の出力が上昇したら、図７のタイミングｔ１２のように、脈流電圧Ｖ１１が低い電圧となるタイミングで第１スイッチＳＷ１をオン制御して共振動作を開始させる。
【００４４】
このような共振動作のスタート制御により、負荷変動に対して出力電圧Ｖｏｕｔを安定化させることが出来る。
【００４５】
また、図示は省略するが、出力電圧Ｖｏｕｔの検出の代わりに、入力電圧Ｖｉｎや脈流電圧Ｖ１を検出させて、そのピーク電圧の変動に応じて共振動作のスタート位相をずらすように構成することも出来る。これにより、入力電圧Ｖｉｎの変動に対して出力電圧Ｖｏｕｔを安定化させることが出来る。
【００４６】
［第３の実施の形態］
図８は、第３実施形態の電源装置１０Ｂの構成を示すブロック図、図９はその動作を説明する波形図である。
【００４７】
第３実施形態の電源装置１０Ｂは、第１実施形態の構成に、共振回路のインダクタンス値や容量値を変化させる構成を付加したものである。すなわち、コンデンサＣ２とスイッチＳＷ３とを直列にした回路を、コンデンサＣ１と並列に接続する。また、インダクタンス素子Ｌ２とスイッチＳＷ４とを並列にした回路を、トランスＴ１の一次側巻線Ｎ１と直列に接続する。
【００４８】
そして、スイッチＳＷ３，ＳＷ４を外部からの切換信号によりオン・オフ駆動されるように構成する。
【００４９】
このような構成により、例えば、出力負荷が大きいときには、切換信号によりスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンさせる。それにより、図９の波形Ａ，Ｂのように、共振周期が長くなって、出力側に伝達される電力を大きくとることが出来る。また、出力負荷が小さいときには、切換信号によりスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオフさせる。それにより、図９の波形Ｃのように、共振周期が短くなって、出力側に伝達される電力を小さくすることが出来る。これらにより、負荷変動に対する制御の幅をより広くすることが出来る。
【００５０】
なお、スイッチＳＷ３，ＳＷ４の切換を、外部信号ではなく、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔや入力電圧Ｖｉｎの検出値に基づいて制御回路２０により行わせるようにしても良い。また、共振回路のインダクタンス値や容量値を切り換える構成と、第２実施形態で示した脈流電圧Ｖ１の入力位相を変化させる構成とを、同時に適用することも出来る。
【００５１】
［第４の実施の形態］
図１０には、第４実施形態の電源装置１０Ｃの構成を示すブロック図を、図１１にはその動作を説明する共振電流Ｉｒの波形図を、図１２と図１３にはスイッチの切換と電流の流れを説明する図である。
【００５２】
第４実施形態の電源装置１０Ｃは、第１実施形態の構成に、脈流電圧Ｖ１の１周期の期間に複数回の共振動作を行わせる構成を付加したものである。すなわち、共振回路（Ｌ１，Ｃ１）と並列に充放電を行うコンデンサＣ５を設け、さらに、この充放電の作用をオン・オフするスイッチＳＷ５を設け、スイッチＳＷ５のオン・オフ制御を制御回路２０Ｃに行わせるように構成する。
【００５３】
このような構成によれば、図１１に示すように、期間Ｔ２０でスイッチＳＷ１がオンされて共振動作が開始された後、次に脈流電圧Ｖ１を入力する期間Ｔ２１が来るまでの間に、コンデンサＣ５の充放電によりコンデンサＣ５から共振回路（Ｌ１，Ｃ１）に電流を供給して、複数回の共振動作を行わせることが出来る。
【００５４】
この複数回の共振動作では、出力側に電力が出力されていく分、共振電流Ｉｒは徐々に小さくなっていくものの、脈流電圧Ｖ１の或る位相部分の電圧を用いた共振電流Ｉｒとほぼ同様の大きさの共振電流Ｉｒで、複数回の共振動作を行わせることが出来る。例えば、脈流電圧Ｖ１の低電圧部分を入力して小さい共振電流Ｉｒで共振動作を行わせている場合には、脈流電圧Ｖ１が高電圧となる位相範囲であっても、同様の小さな共振電流Ｉｒで複数回の共振動作を行わせることが出来る。
【００５５】
このような複数回の共振動作を行わせるスイッチの制御方式には、二通りの方式がある。図１２は、その第１方式を説明するものである。第１方式は、先ず、図１２（ａ）に示すように、第１スイッチＳＷ１のオン期間に第５スイッチＳＷ５をオンさせて、脈流電圧Ｖ１によりコンデンサＣ５を充電させる方式である。
【００５６】
そして、図１２（ａ），（ｂ）とスイッチが切り換わって共振動作が終了した後に、図１２（ｃ）に示すように、第５スイッチＳＷ５をオンさせて、コンデンサＣ５から共振回路（Ｌ１，Ｃ１）に電流を出力させる。そして、図１２（ｃ），（ｄ）とスイッチを切り換わらせることで、２回目、３回目…の共振動作を行わせることが出来る。ここで、コンデンサＣ５の出力電圧は、図１２（ａ）で入力したタイミンクの脈流電圧Ｖ１とほぼ同一の電圧となるので、共振電流Ｉｒもほぼ同様のものとなる。
【００５７】
図１３は、上記共振制御の第２方式を説明するものである。第２方式では、先ず、図１３（ａ）で、脈流電圧Ｖ１を入力して共振回路（Ｌ１，Ｃ１）に順方向の共振電流Ｉｒを流す。その後、図１３（ｂ）に示すように、共振動作の周期後半に第２スイッチＳＷ２の代わりに第５スイッチＳＷ５をオンさせる。そして、これにより逆流の共振電流ＩｒによりコンデンサＣ５を充電する。
【００５８】
そして、共振電流Ｉｒがゼロになったときに第５スイッチＳＷ５をオフさせて、図１３（ｃ）に示すように、再び、第５スイッチＳＷ５をオンさせる。それにより、コンデンサＣ５から共振回路に電流が供給されて、２回目の共振動作を行わせることが出来る。そして、図１３（ｂ）と（ｃ）の動作を繰り返すことで、３回目、４回目…の共振動作を行わせることが出来る。
【００５９】
そして、図１３（ｄ）に示すように、複数回の共振動作の最後にスイッチＳＷ２をオンさせて共振電流Ｉｒの残りをグランド側に流す。
【００６０】
このような第５実施形態の電源装置１０Ｃによれば、所望の大きさの共振電流Ｉｒで多くの共振動作を行わせることが出来るので、その分、１回の共振動作で伝達する電力を小さくして電力効率の向上を図ることが出来る。また、共振動作を多く行わせることが出来るので、低周波のノイズの低減を図ることが出来る。
【００６１】
［変形例１］
図１４は、第１〜第４の実施形態の電源装置において共振動作を行わせる周期について幾つかの変形例を示した波形図である。
【００６２】
上述した第１〜第４の実施の形態では、脈流電圧Ｖ１の各周期ごと（入力電圧Ｖｉｎの１／２周期ごと）に、第１スイッチＳＷ１をオンさせて共振回路（Ｌ１，Ｃ１）で共振動作を行わせるように説明した。しかしながら、本発明に係る電源装置においては、このように各周期ごとに共振動作を行わせるものに限られるものではない。
【００６３】
例えば、図１４に示すように、２周期や３周期ごとに第１スイッチＳＷ１をオンさせて共振動作を行わせるようにしても良い。また、この共振動作の周期を入力電圧や出力電圧の変化に応じて変化させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
様々な電子機器および電気機器の電源装置に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の電源装置の具体例を示す回路図である。
【図３】第１実施形態の電源装置の動作を説明する波形図である。
【図４】第１実施形態の電源装置におけるスイッチの切換と電流の流れを説明する概要図である。
【図５】従来の共振型スイッチング電源装置の動作を表わす波形図である。
【図６】本発明の第２実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態の電源装置の動作例を説明する波形図である。
【図８】本発明の第３実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態の電源装置の動作例を説明する波形図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第４実施形態の電源装置の動作例を説明する波形図である。
【図１２】第４実施形態の電源装置におけるスイッチの切換方式の第１例を示す説明図である。
【図１３】第４実施形態の電源装置におけるスイッチの切換方式の第２例を示す説明図である。
【図１４】第１スイッチをオンさせて共振動作を行わせる周期について幾つかの変形例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１０Ａ〜１０Ｃ  電源装置
１１    整流回路
１３    電流検出回路
１４    位相検出回路
１７    整流回路
１８    出力電圧検出回路
２０，２０Ａ，２０Ｃ    制御回路
Ｔ１    トランス
N１    一次側巻線
Ｎ２    二次側の第１の巻線
Ｎ３    二次側の第２の巻線
Ｌ１    インダクタンス
Ｃ１    コンデンサ
ＳＷ１  第１スイッチ
ＳＷ２  第２スイッチ
ＳＷ３  第３スイッチ
Ｃ２    コンデンサ
ＳＷ４  第４スイッチ
Ｌ２    インダクタンス
ＳＷ５  第５スイッチ
Ｃ５    コンデンサ
【図１】
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【図２】
2007195335.tif 000004
【図３】
2007195335.tif 000005
【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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【図１４】
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