【手続補正書】
【提出日】平成20年5月12日(2008.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  インダクタンスとコンデンサから決定される共振周波数で共振する共振手段と、
上記共振手段の共振動作に対応して入力電圧に応じた電流をスイッチングしてスイッチング電流を生成するスイッチング手段と、
１次巻線への上記スイッチング手段からのスイッチング電流に応じた電圧を２次巻線に出力する変圧手段と、
上記変圧手段からの出力電圧を整流して負荷に供給する整流手段とを有する共振型電源装置において、
上記共振手段のインダクタンス値およびコンデンサ容量を切り替え可能に構成し、軽負荷時に上記共振手段のインダクタンス値を増加、コンデンサ容量を減少させることを特徴とする共振型電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振型電源装置に関し、特に軽負荷時の高効率化を達成した共振型電源装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の実施形態を示す回路図である。また、図３及び図４は動作を説明するための各部の波形である。以下これらの図に従い動作を説明する。
２０１はＡＣ入力から入力フィルタを介してダイオードと平滑コンデンサにより直流に整流された直流電圧である。スイッチング電源部はハーフブリッジ構成になっており、トランス２０２の１次巻線２０２ａは２０３、２０４の２つのスイッチング素子により駆動される。また、２０５、２０６はスイッチング素子２０３、２０４のソース−ドレイン間に生成された寄生ダイオードを示している。２０７はトランス２０２において１次−２次間の結合に寄与しないリーケージインダクタンスを示しており、２０８は１次巻線２０２ａあるいはリーケージインダクタンス２０７と共振動作を行う共振コンデンサを示している。スイッチング素子２０４の両端に取り付けられたコンデンサ２０９は電圧共振用のコンデンサを示している。トランス２０２の２次巻線２０２ｂはセンター部をグラウンドに接続され、巻き方向に対して極性の異なる両端部には整流用ダイオード２１０、２１１のアノード側が接続され、カソード側は共通に接続された後、整流用コンデンサ２１２に接続され、出力電圧２１３が出力される。
通常時の動作について説明する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
まず、寄生ダイオード２０５に電流が流れている間にスイッチング素子２０３がターンオンする。スイッチング素子２０３がターンオンするとリーケージインダクタンス２０７と共振コンデンサ２０８とが共振動作を行い、共振電流Ｉｒが流れる。このときは２次側にエネルギーが供給されるため、トランスの１次巻線２０２ａは共振動作に寄与しない。２次側に供給される電力はこの共振電流Ｉｒとトランス２０２の励磁電流Ｉｌｐとの差の電流がトランス２０２の巻き線に比例して２次巻線２０２ｂより整流用ダイオード２１０を介して、整流コンデンサ２１２に流れ、出力される。共振動作が進行し、共振電流Ｉｒとトランス２０２の励磁電流Ｉｌｐとが等しくなると２次側への電力の伝達は終了し、リーケージインダクタンス２０７、１次巻線２０２ａと共振コンデンサ２０８との共振動作が行われる。このときリーケージインダクタンス２０７と１次巻線２０２ａとに蓄えられたエネルギーを共振コンデンサ２０８に移す動作をしている。その後スイッチング素子２０３がターンオフすると、リーケージインダクタンス２０７、１次巻線２０２ａとに蓄えられたエネルギーで電圧共振用コンデンサ２０９を放電する。コンデンサの電圧により寄生ダイオード２０６がオンすると、スイッチング素子２０４がターンオンする。スイッチング素子２０４がターンオンすると再びリーケージインダクタンス２０７と共振コンデンサ２０８との共振動作が行われ、ダイオード２１１を介して２次側に電力が伝達される。このときの共振電流の流れる方向はさきほどと逆になる。共振動作が進行し、共振電流Ｉｒとトランス２０２の励磁電流ＩＬｐとが等しくなるとリーケージインダクタンス２０７、１次巻線２０２ａと共振コンデンサ２０８との共振動作が行われる。このときリーケージインダクタンス２０７と１次巻線２０２ａとに蓄えられたエネルギーを共振コンデンサ２０８に移す動作をしている。その後スイッチング素子２０４がターンオフすると、リーケージインダクタンス２０７、１次巻線ス２０２ａとに蓄えられたエネルギーで電圧共振用コンデンサ２０９を充電する。コンデンサの電圧により寄生ダイオード２０５がオンすると再びスイッチング素子２０３がターンオンする。以上のようにスイッチング素子２０３、２０４を交互に駆動しながら２次側に電力を供給する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来例における問題点に鑑みてなされたのものであり、インダクタンスとコンデンサから決定される共振周波数で共振する共振手段と、上記共振手段の共振動作に対応して入力電圧に応じた電流をスイッチングしてスイッチング電流を生成するスイッチング手段と、１次巻線への上記スイッチング手段からのスイッチング電流に応じた電圧を２次巻線に出力する変圧手段と、上記変圧手段からの出力電圧を整流して負荷に供給する整流手段とを有する共振型電源装置において、上記共振手段のインダクタンス値およびコンデンサ容量を切り替え可能に構成し、軽負荷時に上記共振手段のインダクタンス値を増加、コンデンサ容量を減少させることで従来の問題点を解決しようというものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
スイッチング素子２０３、２０４は通常インダクタンス領域で共振回路を動作させているので負荷が軽くなれば共振回路の発振周波数を上昇させ、インピーダンスを上げることでトランスの励磁電流の増加を防ぐとともに、共振電流と励磁電流との差と１次−２次間の巻き線比で決まる出力電圧との積である出力電力を小さくしている。しかしながらこの方法では負荷に見合った発振状態とするため、励磁電流を減らす必要があるため、発振周波数を上昇しなければならず、スイッチング損失が増加してしまう。本実施形態ではこの問題を解決するために軽負荷時にリーケージインダクタンス２０７と直列にインダクタンス１０１（Ｌｓ）を配置し、共振コンデンサ２０８と直列にコンデンサ１０３（Ｃｓ）を配置したことに特徴がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【発明の効果】
従来の回路構成では出力電力が減少すると効率が低下していくのに対して、本発明によると、共振手段のインダクタンス値およびコンデンサ容量を切り替え可能に構成し、軽負荷時にインダクタンス値を増加、コンデンサ容量を減少させるよう共振手段を切り替えることで共振電流、トランスの励磁電流を低くし、スイッチング周波数の増加をしなくてすむため、スイッチング損失の増加を防ぐことができる。