(57)【要約】【解決手段】交流入力に対して直列に接続されたｎ（ｎ≧２）個の整流回路Ｄ１〜Ｄｎと、前記整流回路Ｄ１〜Ｄｎの各出力に対して、それぞれ接続されたｎ個の高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎと、各高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力にそれぞれ一次側巻き線が接続されたｎ個の変圧器ＴＲ１〜ＴＲｎとを備え、前記各変圧器ＴＲ１〜ＴＲｎの二次側巻き線は互いに並列に接続され、前記各変圧器の二次側巻き線の出力を交流に変換するための出力スイッチング回路ＳＷとを備え、前記高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎは、高周波スイッチング信号の波形を遅延させることのできる遅延回路Ｃ１４，Ｒ１４；Ｃ２４，Ｒ２４を有する。【効果】高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力波形に含まれる高周波信号の量を低減することができ、その結果、出力スイッチング回路ＳＷにより変換された交流電圧に含まれるノイズも低減する。【選択図】図１
2009038954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力に対して直列に接続されたｎ（ｎ≧２）個の整流回路と、
前記整流回路の各出力に対して、それぞれ接続されたｎ個の高周波スイッチング回路と、
各高周波スイッチング回路の出力にそれぞれ一次側巻き線が接続されたｎ個の変圧器と、
前記ｎ個の変圧器の二次側巻き線にそれぞれ接続された出力側の整流回路とを備え、
前記出力側の整流回路の整流後の出力は互いに並列に接続されるとともに、
前記出力側の整流回路の整流後の出力を交流に変換するための出力スイッチング回路を備えることを特徴とするＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項２】
前記高周波スイッチング回路は、高周波スイッチング信号の波形を遅延させることのできる遅延回路を有する請求項１記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項３】
前記遅延回路によって遅延された高周波スイッチング信号の波形を、１つの高周波スイッチング回路から他の高周波スイッチング回路に伝達する伝達回路をさらに含む請求項２記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項４】
前記各高周波スイッチング回路には、トランジスタ素子にスイッチング動作を行わせるため第二の変圧器が設置され、
前記第二の変圧器は、高周波スイッチング信号の供給を受けるための一次巻き線と、前記トランジスタ素子につながれた二次巻き線と、高周波スイッチング信号の波形を遅延させるため三次巻き線とを有し、
前記三次巻き線の出力が、他の高周波スイッチング回路の第二の変圧器の一次巻き線に接続されている請求項１記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項５】
前記出力側の整流回路の整流後の出力に接続され、前記高周波スイッチング回路の高周波を吸収するための高周波平滑用素子を備える請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項６】
ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧がしきい値を越えた場合に、このことを報知するための保護回路が含まれている請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【請求項７】
高周波スイッチング回路の入力側を短絡することができる短絡回路と、
ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧を検出し、検出された電圧と基準値とを比較し、検出された電圧と基準値との差に応じて、入力側が短絡される高周波スイッチング回路の数を設定することにより、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧を調整することのできる監視制御回路とをさらに備える請求項１〜請求項７のいずれかに記載のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流入力に対して、電圧変換された交流出力を得るためのＡＣ／ＡＣ変換用電源装置（電子トランスともいう）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来公知の特許文献１には、商用交流電源を整流して直流電圧を得、この直流電圧に複数のインバータを直列に接続し、それぞれのインバータから得られた高周波電圧をそれぞれ変圧器で絶縁・昇降圧し、各変圧器の二次側の出力電圧Ｖoutを並列に接続するとともに整流回路で整流・平滑化して、１つの直流電圧を得る電源装置が開示されている。
この電源装置では、商用交流電源を整流して直流にした後、均圧回路で均分し、各均分された電圧をそれぞれインバータに入力している。
【特許文献１】米国特許第4,062,057号公報(Fig.1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記電源装置では、直流電圧に対して複数のインバータを直列に接続しているため、抵抗、チョーク及びキャパシタで構成される均圧回路が必要となり、回路部品の数が増えてしまうという問題がある。
また、前記電源装置を、電力を扱うＡＣ／ＡＣ変換用電源装置に適用した場合、均圧回路を通過するために発生する損失が無視できなくなる。
【０００４】
そこで、本発明は、簡単な回路構成で、かつ電力損失の少ないＡＣ／ＡＣ変換用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置は、交流入力に対して直列に接続されたｎ（ｎ≧２）個の整流回路と、前記整流回路の各出力に対して、それぞれ接続されたｎ個の高周波スイッチング回路と、各高周波スイッチング回路の出力にそれぞれ一次側巻き線が接続されたｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変圧器の二次側巻き線にそれぞれ接続された出力側の整流回路とを備え、前記出力側の整流回路の整流後の出力は互いに並列に接続されるとともに、前記出力側の整流回路の整流後の出力を交流に変換するための出力スイッチング回路を備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、均圧回路が不要であり、簡単な回路構成で、かつ電力損失の少ないＡＣ／ＡＣ変換用電源装置を実現することができる。
前記高周波スイッチング回路は、高周波スイッチング信号の波形を遅延させることのできる遅延回路を有するものであることが好ましい。この遅延回路を用いて、各高周波スイッチング回路で使用する高周波スイッチング信号の位相を、高周波スイッチング回路間で分散させることができる。したがって、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧に含まれる高周波スイッチング信号を時間的に分散させて吸収することが容易にできる。
【０００７】
特に、前記出力側の整流回路の整流後の出力に高周波平滑用素子が接続されている場合、この高周波平滑用素子の容量（平滑能力）を低いものにすることができるとともに、高周波平滑用素子に入る突入電流を低減することができる。
高周波スイッチング回路１つあたりの遅延時間は、高周波スイッチング信号の一周期をＴとすると、Ｔ／ｎであるようにすれば、高周波スイッチング信号の位相を、高周波スイッチング信号の一周期にわたって均等に分散させることができる。
【０００８】
また、前記遅延回路によって遅延された高周波スイッチング信号の波形を、１つの高周波スイッチング回路から他の高周波スイッチング回路に伝達する伝達回路をさらに含む構成であれば、各高周波スイッチング回路の遅延時間を、倍数で遅らせていくことができるとともに、高周波スイッチング信号間の同期が確実に採れる。
また、前記各高周波スイッチング回路には、トランジスタ素子にスイッチング動作を行わせるため第二の変圧器が設置され、前記第二の変圧器は、高周波スイッチング信号の供給を受けるための一次巻き線と、前記トランジスタ素子につながれた二次巻き線と、高周波スイッチング信号の波形を遅延させるため三次巻き線とを有し、前記三次巻き線の出力が、他の高周波スイッチング回路の第二の変圧器の一次巻き線に接続されているものであってもよい。この三次巻き線で発生した遅延信号が、他の高周波スイッチング回路の第二の変圧器に供給されることによって、高周波スイッチング回路間で、高周波スイッチング信号の波形を遅延させることができる。
【０００９】
ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧がしきい値を越えた場合に、このことを報知するための保護回路が含まれていることが望ましい。交流入力に対して、高周波スイッチング回路を直列につないでいるので、いずれかの高周波スイッチング回路が短絡したとき、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧は上昇し、負荷機器に悪影響を与える。このため、このことを報知する保護回路を設けるとよいからである。
【００１０】
また、報知するための保護回路だけでなく、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置に監視制御回路を設けても良い。監視制御回路は、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧を検出し、検出された電圧と基準値とを比較し、検出された電圧と基準値との差に応じて、入力側が短絡される高周波スイッチング回路の数を設定することにより、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧を自動的に調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、高周波スイッチング回路の出力波形に含まれる高周波信号の変動量を低減することができ、その結果、出力スイッチング回路により変換された交流電圧に含まれるノイズも低減する。また、高周波平滑用素子に流れる突入電流が小さくなり、これにより発熱量が減り、ＡＣ／ＡＣ変換効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる、単相又は三相の電源を各家庭に配電するためのＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の回路図である。このＡＣ／ＡＣ変換用電源装置は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と出力端子Ｔ３，Ｔ４によって規定される回路を有する。入力端子Ｔ１，Ｔ２には高圧（例えば６６００Ｖ）の交流電源が接続される。交流電源は普通三相であるが、この実施形態では、三相のうち一相分のみの回路を取り出して説明することとする。
【００１３】
入力端子Ｔ１，Ｔ２には、ヒューズＦを通して、ｎ（ｎ≧２）個の整流回路Ｄ１〜Ｄｎが直列に接続されている。交流電源の電圧は、これらの整流回路Ｄ１〜Ｄｎによりｎ等分され、分割された各電圧はこれらｎ個の整流回路Ｄ１〜Ｄｎによりそれぞれ直流（脈流）に変換される。
変換後の各直流電圧は、それぞれｎ個の高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎに入力される。すなわち、１番目の整流回路Ｄ１の直流電圧は１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１に入力され、ｉ（ｉは代表番号とし、１からｎまでのいずれかをとる）番目の整流回路Ｄｉの直流電圧はｉ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｉに入力され、ｎ番目の整流回路Ｄｎの直流電圧はｎ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｎに入力される。
【００１４】
各高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力は、それぞれ変圧器ＴＲ１〜ＴＲｎに接続され、変圧器ＴＲ１〜ＴＲｎで所定の電圧値（例えば１００Ｖ）に降圧される。変圧器ＴＲ１〜ＴＲｎで降圧された電圧は、それぞれ出力側の整流回路Ｄ１′〜Ｄｎ′によって直流電圧（脈流）に変換される。各直流電圧（脈流）は同じ大きさの電圧であり、結線により並列接続される。並列接続により得られた電圧は、出力側のコンデンサＣＬによって高周波スイッチング信号の成分が除去され、出力側の脈流を交流に変換する出力スイッチング回路ＳＷにより交流電圧Ｖoutに変換される。このようにしてＡＣ／ＡＣ変換が実現される。
【００１５】
図２は、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の各部の電圧波形を示すグラフである。図２Ａは入力端子Ｔ１，Ｔ２にかかる交流電源の入力電圧Ｖinの波形（ａ）を示す。図２Ｂは整流回路Ｄ１〜Ｄｎにより変換された脈流の波形（ｂ）を示し、この波形（ｂ）が各高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎへの入力電圧となる。図２Ｃは、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力電圧Ｖoutとなる、高周波信号でスイッチングされた交流の波形（ｃ１）〜（ｃｎ）を示す。各波形（ｃ１）〜（ｃｎ）は、図には見えないが高周波スイッチング信号の位相がそれぞれ異なっている。図２Ｄは出力側の整流回路Ｄ１′〜Ｄｎ′で整流された脈流波形（ｄ）を示す。図２Ｅは出力スイッチング回路ＳＷにより交流に変換された波形（ｈ）を示す。
【００１６】
ここで、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの回路構成を説明する。
ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置に使用される高周波スイッチング回路は、ｎ個の高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎからなるが、これらのｎ個の高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎは、互いにスイッチング位相（スイッチングする時刻）の連係をとっている。すなわち、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１は、この位相情報を第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２に発信する。第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２は、位相情報を第３番目の高周波スイッチング回路ＳＣ３に発信する。このようにして位相情報が第ｎ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｎにまで届く。
【００１７】
したがって、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎは、その位相情報伝達機能に注目すると、３種類の回路構成が存在することになる。すなわち、位相情報を発信する高周波スイッチング回路ＳＣ１と、位相情報を受信するとともに位相情報を発信する第ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）番目の高周波スイッチング回路ＳＣｉと、位相情報を受信する第ｎ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｎとである。
【００１８】
以下、まず第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１の回路構成を説明する。第ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）番目の高周波スイッチング回路ＳＣｉと第ｎ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｎの回路構成は後述する。
第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１の入力側には、高周波スイッチング回路ＳＣ１の入力電圧（図２Ｂの波形）が印加される。第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１の入力側には、高周波ノイズ吸収用のコンデンサＣ１１が並列に接続されている。また、コンデンサＣ１１と並列に、保護回路ＰＲが設けられている。
【００１９】
高周波スイッチング回路ＳＣ１の入力電圧は、スイッチングトランジスタＱ１３とスイッチングトランジスタＱ１４とからなる高周波スイッチング部に接続され、ここで前記入力電圧は高周波（例えば数十ｋＨｚ）でオンオフ・スイッチングされる。また、そのスイッチング信号を作成するためのインバータＳ１２，Ｓ１３、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３、コンデンサＣ１２からなる発振回路が設けられている。この発振回路で作成されるスイッチング信号ｅ１は、所定周波数の方形パルス信号である（図３Ａ参照）。このスイッチング信号ｅ１が、スイッチングトランジスタＱ１３，Ｑ１４を駆動するためのトランジスタＱ１１，Ｑ１２のゲートに印加される。その結果、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１の出力電圧は高周波スイッチングされる（前記図２Ｃ参照）。
【００２０】
それとともにスイッチング信号ｅ１は、コンデンサＣ１４、抵抗Ｒ１４からなるＣＲ時定数回路に印加され、所定時間τだけ遅延した信号ｆ１がＣＲ時定数回路から出力される（図３Ｂ参照）。この遅延時間τは、時定数ＣＲによって決まる。この遅延された出力信号ｆ１はインバータＳ１１で波形整形される。この整形された遅延信号を図３Ｃに“ｇ１”で示す。この遅延された信号ｇ１は、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１で発生したスイッチング信号ｅ１と比べて、時間τ遅れた信号となる。
【００２１】
遅延信号ｇ１は、フォトカプラーＣＰ１の発光部から発光され、第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２のフォトカプラーＣＰ１の受光部によって受光される。
第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２は、フォトカプラーＣＰ１の受光部によって受光した光信号に基づいて前記遅延信号ｇ１を再現する。再現されたスイッチング信号はインバータＳ２３で整形され、第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２の高周波スイッチング部のゲート信号ｅ２になる（図３Ｄ参照）。この信号ｅ２によって、第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２の入力電圧はスイッチングされるが、スイッチングされる入力電圧のスイッチング位相は、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１でスイッチングされる入力電圧のスイッチング位相に比べて時間τの遅れが発生する。
【００２２】
この第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２のスイッチング信号は、コンデンサＣ２４、抵抗Ｒ１４からなるＣＲ時定数回路に印加され、所定時間τだけさらに遅延した信号がＣＲ時定数回路から出力される。この遅延された出力信号を「遅延出力信号ｆ２」と言う（図３Ｅ参照）。遅延出力信号ｆ２はインバータＳ２１により波形整形される。この整形された遅延信号を、図３Ｆに“ｇ２”で示す。この遅延された信号ｇ２は、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１で発生した信号ｅ１に比べて、時間２τ遅れた信号となる。
【００２３】
遅延信号ｇ２は、フォトカプラーＣＰ２の発光部から発光され、第３番目の高周波スイッチング回路のフォトカプラーの受光部によって受光される。
以下、同様にして、第ｉ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｉのフォトカプラーの発光部から発光された遅延信号ｇｉは、第ｉ＋１番目の高周波スイッチング回路ＳＣｉ＋１のフォトカプラーの受光部によって受光される。
【００２４】
このようにして、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの番号が１つ繰り下がるにつれて、遅延時間τが加算されていき、加算された遅延時間に基づく信号が発生する。この信号によって、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎでスイッチングされる入力電圧のスイッチング位相は、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの番号が１つ繰り下がるにつれて、τずつ遅れていく。
【００２５】
最後の第ｎ番目の高周波スイッチング回路ＳＣｎは、フォトカプラーによる発光機能は必要ないので、図１に発光機能を示していない（勿論発光機能を備えていても差し支えない）。同様に、最初の第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１は、フォトカプラーによる受光機能は必要ないので、図１に図示していないが、勿論受光機能を備えていても差し支えない。使わない機能はオフしておくとよい。
【００２６】
このように、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力電圧のスイッチング位相は、時間τずつ遅れる。値τを設定することにより、各スイッチング位相を、高周波の一周期にわたって分散させることができる。すなわち、高周波スイッチング回路１つあたりの遅延時間τを、高周波スイッチング信号の一周期をＴとすると、Ｔ／ｎに設定するとよい。つまり、各高周波スイッチング信号を、高周波スイッチング信号の一周期Ｔにわたって均等に分散させることができる。
【００２７】
この高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎでスイッチングされた出力電圧は、出力側の整流回路Ｄ１′〜Ｄｎ′により整流され、結線により並列接続される。このとき、出力側のコンデンサＣＬによって高周波は平滑化され、低周波成分（交流電源の周波数）のみが残る。並列接続により得られた電圧は、出力スイッチング回路ＳＷにより交流電圧Ｖoutに変換される。
【００２８】
ここで数値例を挙げると、交流電源の周波数を６０Ｈｚ（周期は１６．７ミリ秒）とする。高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの数ｎは４とする。スイッチング信号の周波数を６０ｋＨｚ（周期は０．０１６７ミリ秒）とする。このスイッチング信号の一周期を４で割った時間が、１高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎあたりの遅延時間τである。τ＝４．１７５×１０-3  ミリ秒である。この数値設定により、６０ｋＨｚの交流電圧の一周期を、９０°ごとに遅延した位相でスイッチングできる。
【００２９】
図４は、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの数ｎを４とした場合の、第１番目〜第４番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣ４の出力波形を示す拡大図である。この拡大図は、図２Ｃの交流電源がゼロクロスする部分Ｋの拡大図となっている。
図４Ａは、第１番目の高周波スイッチング回路ＳＣ１の出力波形ｃ１を示す拡大図であり、遅延時間τは０である。図４Ｂは、第２番目の高周波スイッチング回路ＳＣ２の出力波形ｃ２を示す拡大図であり、遅延時間はτ（９０°に相当）である。図４Ｃは、第３番目の高周波スイッチング回路ＳＣ３の出力波形ｃ３を示す拡大図であり、遅延時間は２τ（１８０°に相当）である。図４Ｄは、第４番目の高周波スイッチング回路ＳＣ４の出力波形ｃ４を示す拡大図であり、遅延時間は３τ（２７０°に相当）である。
【００３０】
以上の４つの波形をそれぞれ出力側の整流回路Ｄ１′〜Ｄｎ′により整流して脈流化した波形を示す図が、図５である。図５Ａは図４Ａを脈流化した波形に対応し、図５Ｂは図４Ｂを脈流化した波形に対応し、図５Ｃは図４Ｃを脈流化した波形に対応し、図５Ｄは図４Ｄを脈流化した波形に対応する。なお、各波形は説明のために描いたものであり、各波形は結線により加算されるので、実際このような波形は観察できない。
【００３１】
図５の各図の信号波形を加算した波形を示す図が、図６である。図６では各スイッチング波形を破線で描き、出力側のコンデンサＣＬで平滑化した波形を実線で描いている。
図６を見れば分かるように、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力波形に含まれる高周波信号の波形は、それらの位相が高周波の一周期にわたって分散されている。したがって、スイッチング波形は、そのスペクトルの低周波成分が低減し、出力側のコンデンサＣＬで平滑化する際に、平滑化が有効に行われる。よって、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力波形に含まれる高周波成分は低減し、その結果、出力スイッチング回路ＳＷにより変換された交流電圧Ｖoutの中に含まれるノイズも低減する。また、この出力側のコンデンサＣＬの容量（平滑能力）を低いものにすることができ、突入電流を分散させることができる。よって、ＡＣ／ＡＣ降圧用電源装置の高効率化を実現することができる。
【００３２】
図７は、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎ含まれる保護回路ＰＲの回路図である。この保護回路ＰＲは、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの入力電圧が上昇したことを、ランプＬで知らせる回路である。いずれかの高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの入力側が短絡したとき、残りの正常な高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの入力電圧の上昇を招く。このため、サイリスタ高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの出力側も電圧が上昇し、負荷機器に悪い影響を与える。
【００３３】
この保護回路ＰＲは、ツェナーダイオードＺＤとサイリスタＴｈとから構成されており、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの入力電圧をツェナーダイオードＺＤで検出している。入力電圧が所定の基準電圧を超えれば、ツェナーダイオードＺＤがブレイクダウンして、サイリスタＴｈにトリガがかかり、サイリスタＴｈが導通する。これによって、ランプＬが点灯し、電圧の上昇を外部に知らせることができる。前記基準電圧の設定は、ブレイクダウン電圧を持つツェナーダイオードＺＤを選択することによって行える。なお、ランプＬの点灯以外に、表示器への警告画面表示、外部への警報信号の送信など任意の手段で報知するようにしてもよい。
【００３４】
図８は、出力電圧Ｖout調整機能を備えたＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の回路図である。この装置では、出力電圧Ｖoutをモニターする監視制御回路Ｍが備えられている。
この監視制御回路Ｍは、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの数ｎよりも少ない数ｍ（ｍ＜ｎ）のフォトカプラーＰ１〜Ｐｍを有し、出力電圧Ｖoutの検出値に応じてフォトカプラーＰ１〜Ｐｍの一部又は全部を点灯させる。
【００３５】
監視制御回路Ｍは、フォトカプラーＰ１〜Ｐｍのうち、出力電圧Ｖoutと所定の基準電圧との差に応じた数のフォトカプラーを点灯させる。
例えば基準電圧を１００Ｖとすると、出力電圧Ｖoutが基準電圧と同じ１００Ｖであれば、フォトカプラーの基準数（例えば半数２／ｍ）が点灯している。出力電圧Ｖoutが基準電圧より上回れば、所定数のフォトカプラーは順次消灯していく。出力電圧Ｖoutが基準電圧より下回れば所定数を超えるフォトカプラーが順次点灯していく。
【００３６】
例えば、出力電圧Ｖoutが基準電圧より１Ｖ上回ればフォトカプラーは１つ消灯し、２Ｖ上回れば２つ消灯する。逆に出力電圧Ｖoutが基準電圧より１Ｖ下回ればフォトカプラーは１つ点灯し、２Ｖ下回れば２つ点灯する。
高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎは全部でｎ個あるが、そのうちｍ個の高周波スイッチング回路には、出力電圧調整回路Ａ１〜Ａｍが備えられている。この出力電圧調整回路Ａ１〜Ａｍが備えられている高周波スイッチング回路をＳＣ１〜ＳＣｍとし、以下、出力電圧調整回路ＳＣ１〜ＳＣｍのうちの１つを代表して、出力電圧調整回路ＳＣｉと書く。
【００３７】
出力電圧調整回路ＳＣｉは、前記監視制御回路ＭのフォトカプラーＰｉに対応するフォトカプラー受光部Ｐｍと、高周波スイッチング回路ＳＣｉに並列に接続されたサイリスタＳＣＲｉとを備えている。サイリスタＳＣＲｉのトリガ電圧は、フォトカプラー受光部Ｐｍが光を受けた場合にしきい値を超え、当該サイリスタＳＣＲｉが導通する。これにより、当該高周波スイッチング回路ＳＣｉが短絡する。
【００３８】
まとめると、出力電圧Ｖoutが基準電圧より下回れば、基準数を超えるフォトカプラーが点灯する。これに応じて点灯したフォトカプラーに対応する高周波スイッチング回路は短絡し、入力端子Ｔ１，Ｔ２から見た直列接続される高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎの数が減る。このため、高周波スイッチング回路ＳＣ１〜ＳＣｎ１つあたりの電圧が上昇し、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧Ｖoutも上昇する。
【００３９】
出力電圧Ｖoutが基準電圧より上回れば、点灯していたフォトカプラーのいくつかは消灯する。これに応じて消灯したフォトカプラーに対応する高周波スイッチング回路のサイリスタは開放され、入力端子Ｔ１，Ｔ２から見た直列接続される高周波スイッチング回路の数が増える。このため、高周波スイッチング回路１つあたりの電圧が下降し、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧Ｖoutも下降する。
【００４０】
このようにして、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の出力電圧Ｖoutを一定化するように制御することができる。他の出力電圧の安定化方法に比べて、損失が少なく、安価にできる。
図９は、高周波スイッチング回路で高周波スイッチング信号の位相を遅らせるための、他の遅延回路を示す回路図である。この回路構成では、高周波スイッチング回路ＳＣｉのスイッチングトランジスタＱｉ３，Ｑｉ４にゲート電圧を供給するパルストランスＴｓｉの三次巻き線を利用して、時間τ遅延した信号を作り出す。
【００４１】
より詳しくは、図９最下段の高周波スイッチング回路ＳＣ１に、スイッチングトランジスタＱ１３，Ｑ１４にゲート電圧を供給するためのパルストランスＴｓ１が設けられていて、このパルストランスＴｓ１は、インバータＳ１２，Ｓ１３、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３、コンデンサＣ１２からなる発振回路からのスイッチング信号を流す一次巻き線Ｔ１０と、スイッチングトランジスタＱ１３，Ｑ１４のゲート電圧を作るための二次巻き線Ｔ１１，Ｔ１２と、遅延信号を作るための三次巻き線Ｔ１３とを備えている。三次巻き線Ｔ１３には、コンデンサＣ１６が並列に接続されていて、三次巻き線Ｔ１３の漏れインダクタンス（図９においてＴ１３と直列に表示されたインダクタンスに相当）とコンデンサＣ１６のキャパシタンスによって時間τだけ遅延した信号を作る。時間τの選定はコンデンサＣ１６の値の調整により可能である。
【００４２】
この三次巻き線Ｔ１３の信号は、一段上の高周波スイッチング回路ＳＣ２のパルストランスＴｓ２の一次巻き線Ｔ２０に供給される。この三次巻き線Ｔ１３と一次巻き線Ｔ２０とコンデンサＣ１６とによって、変圧器を利用した「遅延回路」を構成している。この一次巻き線Ｔ２０に供給された信号は、二次巻き線Ｔ２１，Ｔ２２を駆動してスイッチングトランジスタＱ２３，Ｑ２４のスイッチング動作を行わせる。それと同時に、三次巻き線Ｔ２３が駆動されてさらに時間τだけ遅延した遅延信号が作られる。これにより、高周波スイッチング回路ＳＣ１の発振回路で作られた信号から時間２τ遅延した信号が得られる。この遅延信号は、次の高周波スイッチング回路ＳＣ３のスイッチング動作のために使われる。
【００４３】
以下同様にして、時間τずつ遅延した信号が作られ、各高周波スイッチング回路ＳＣ２，ＳＣ３，・・・のスイッチング動作が時間τずつ遅れていく。各スイッチング位相を、高周波の一周期にわたって均等に分散させるためには、高周波スイッチング回路１つあたりの遅延時間τを、高周波スイッチング信号の一周期をＴとすると、Ｔ／ｎに設定するとよいことは、前述したとおりである。
【００４４】
次に、今まで述べた構成のＡＣ／ＡＣ変換用電源装置を三相交流に適用する場合の回路接続例を説明する。
図１０は、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置をΔ（デルタ）接続する場合の接続例を示し、図１１は、Ｙ接続する場合の接続例を示す。図における○は中性線である。いずれの場合も、図１に示したＡＣ／ＡＣ変換用電源装置を３つ用意して、三相交流を扱うことができるように配線すれば、三相交流入力に対して、電圧変換された三相交流出力を得ることができる。
【００４５】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば遅延回路によって遅延された高周波スイッチング信号の波形を、１つの高周波スイッチング回路から他の高周波スイッチング回路に伝達する伝達回路としてフォトカプラーに限らず、通信回線を採用しても良い。その他本発明の範囲内において種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の回路図である。
【図２】ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の各部の電圧波形を示すグラフである。
【図３】高周波スイッチング回路の各部の電圧波形図である。
【図４】高周波スイッチング回路の数ｎを４とした場合、第１番目〜第４番目の高周波スイッチング回路の出力波形を示す拡大図である。
【図５】４つの波形を整流して脈流化した波形を示す図である。
【図６】図５の各図の信号波形を加算した波形を示す図である。
【図７】高周波スイッチング回路含まれる保護回路ＰＲの回路図である。
【図８】出力電圧調整回路を備えたＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の回路図である。
【図９】高周波スイッチング信号の位相を遅らせるための、ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置の他の回路例を示す回路図である。
【図１０】ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置をΔ（デルタ）接続する場合の接続例を示す図である。
【図１１】ＡＣ／ＡＣ変換用電源装置をＹ接続する場合の接続例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｄ１〜Ｄｎ  整流回路
ＳＣ１〜ＳＣｎ  高周波スイッチング回路
ＴＲ１〜ＴＲｎ  変圧器
ＴＳ１〜ＴＳｎ  変圧器（パルストランス）
ＳＷ  出力スイッチング回路
Ｃ１４，Ｒ１４；Ｃ２４，Ｒ２４  遅延回路
ＣＰ１，ＣＰ２  フォトカプラー（伝達回路）
ＣＬ  出力側のコンデンサ（高周波平滑用素子）
ＰＲ  保護回路
ＳＣＲ１〜ＳＣＲｍ  短絡回路
Ｍ  監視制御回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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