JP2009100499A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とする。
【解決手段】直流電源装置２のスイッチング制御部２４は、交流電源１の電圧のゼロクロス点を基準として、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間を、直流電源装置２の負荷の状態に応じて設定する期間設定部２４３と、直流電源装置２の負荷が第１閾値以上である場合に、第１期間内においてトランジスタ２１６を所定回数だけオン状態とするべく指示信号を出力する供給指示部２４６と、所定回数のトランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間Ｔ１〜ＴＮを、それぞれ、第１期間内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定するオン期間設定部２４５と、を備え、供給指示部２４６は、設定された所定回数分のオン期間Ｔ１〜ＴＮだけトランジスタ２１６をオン状態とするべく指示信号を出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の入力側又は出力側に接続されたリアクトルと、前記リアクトルに対するエネルギの蓄積及び放出を切り換えるべくオンオフ動作を行うスイッチング素子と、を備えた直流電源装置に関するものである。

交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する直流電源装置において、多くの有効電力を電源から供給するためには、力率を改善することが有効である。上記課題を解消するべく種々の装置、方法等が提案されている。

例えば、整流回路の入力側に接続されたリアクトルに対するエネルギの蓄積及び放出をそのオンオフによって切り換えるためのスイッチング素子であるトランジスタを交流電源の電圧のゼロクロス点を基準としたタイミングで周期的にトランジスタをオンさせると共に、トランジスタをオンに維持する時間であるオン時間を該直流電源装置の負荷の状態に応じて設定するスイッチング制御部を備えた直流電源装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１１１４１６号公報

しかしながら、上記直流電源装置においては、電源電圧の半周期内でスイッチングを１回しか行わないため、負荷が高くスイッチングのオン時間が長い場合、入力電圧位相に対して入力電流位相が進み過ぎてしまい、その結果、力率が適正な値ではなく、多くの有効電力を電源から取り出しているとはいえなかった。

本発明は、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることが可能な直流電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の直流電源装置は、交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の入力側又は出力側に接続されたリアクトルと、前記リアクトルに対するエネルギの蓄積及び放出を切り換えるべくオンオフ動作を行うスイッチング素子と、を備えた直流電源装置であって、前記交流電源の電圧のゼロクロス点を基準として、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間を、該直流電源装置の負荷の状態に応じて設定する期間設定手段と、該直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、前記期間設定手段によって設定された第１期間内において、予め設定された所定のタイミングで前記スイッチング素子を２以上の予め設定された所定回数だけオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力する供給指示手段と、前記所定回数の前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を、それぞれ、前記第１期間内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定するオン期間設定手段と、を備え、前記供給指示手段が、前記オン期間設定手段によって設定された前記所定回数分のオン期間だけ前記スイッチング素子をオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力することを特徴としている。

請求項２に記載の直流電源装置は、請求項１に記載の直流電源装置であって、前記所定回数分のオン期間の開始タイミングを、前記第１期間の開始点を起点とする予め設定された所定周期毎に設定する開始時点設定手段を備え、前記供給指示手段が、前記開始時点設定手段によって設定された開始タイミングで、前記スイッチング素子をオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力することを特徴としている。

請求項３に記載の直流電源装置は、請求項２に記載の直流電源装置であって、前記開始時点設定手段が、前記第１期間内において、前記所定周期を順次短縮して、前記所定回数分のオン期間の開始タイミングを設定することを特徴としている。

請求項４に記載の直流電源装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の直流電源装置であって、前記期間設定手段が、該直流電源装置の負荷が予め設定され前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、前記第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間を設定し、前記オン期間設定手段が、前記期間設定手段によって第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を設定することを特徴としている。

請求項５に記載の直流電源装置は、請求項４に記載の直流電源装置であって、前記オン期間設定手段が、該直流電源装置の負荷が予め設定され前記第２閾値より大きい第３閾値以上である場合に、前記第２期間内において、複数回のオン期間を設定することを特徴としている。

請求項６に記載の直流電源装置は、請求項５に記載の直流電源装置であって、前記オン期間設定手段は、該直流電源装置の負荷が前記第３閾値以上である場合に、前記負荷が大きい程、前記第２期間内においてオン期間を設定する回数を増加することを特徴としている。

請求項７に記載の直流電源装置は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の直流電源装置であって、前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出される電流が、前記交流電源から供給される電圧に対して位相が進んでいるか否かを判定する位相判定手段と、を備え、前記期間設定手段が、前記位相判定手段によって位相が進んでいると判定された場合に、前記第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間を設定し、前記オン期間設定手段が、前記期間設定手段によって第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を設定することを特徴としている。

請求項８に記載の直流電源装置は、請求項７に記載の直流電源装置であって、前記位相判定手段が、前記電流検出手段を介して、隣接するゼロクロス点間の前半部及び後半部にそれぞれ予め設定された複数回の電流値を取得し、取得された前半部及び後半部のそれぞれの電流値の積算値に基づいて、位相が進んでいるか否かを判定することを特徴としている。

請求項９に記載の直流電源装置は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の直流電源装置であって、前記期間設定手段が、前記第１期間の開始点を前記交流電源の電圧のゼロクロス点から予め設定された所定の遅延時間だけ経過した時点に設定することを特徴としている。

請求項１０に記載の直流電源装置は、請求項９に記載の直流電源装置であって、前記期間設定手段が、該直流電源装置の負荷が前記第１閾値以上である場合には、負荷が大きい程、前記遅延時間を長く設定し、負荷が予め設定され前記第１閾値より小さい第４閾値以下である場合には、負荷が小さい程、前記遅延時間を長く設定することを特徴としている。

請求項１に記載の直流電源装置によれば、交流電源の電圧のゼロクロス点を基準として、リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間が、直流電源装置の負荷の状態に応じて設定され、直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、設定された第１期間内において、予め設定された所定のタイミングでスイッチング素子を２以上の予め設定された所定回数だけオン状態とするべく、スイッチング素子に対して指示信号が出力される。そして、所定回数のスイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が、それぞれ、第１期間内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定され、設定された所定回数分のオン期間だけスイッチング素子をオン状態とするべく、スイッチング素子に対して指示信号が出力されるため、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、交流電源の電圧のゼロクロス点を基準としてリアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間が、直流電源装置の負荷の状態に応じて設定され、直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、設定された第１期間内において、前回設定されたスイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間よりも短いオン期間に設定され、設定された所定回数（＝２以上の予め設定された回数）分のオン期間だけスイッチング素子をオン状態とするべく、スイッチング素子に対して指示信号が出力されるため、オン期間が２以上の予め設定された所定回数に分割されると共に、ゼロクロス点から離間する程、短いオン期間が設定されるので、負荷が増大した場合に、入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

請求項２に記載の直流電源装置によれば、所定回数分のオン期間の開始タイミングが、第１期間の開始点を起点とする予め設定された所定周期毎に設定され、設定された開始タイミングでスイッチング素子をオン状態とするべく、スイッチング素子に対して指示信号が出力されるため、スイッチング素子をオン状態とするタイミングである開始タイミングが予め設定されているので、更に簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

請求項３に記載の直流電源装置によれば、第１期間内において、所定周期が順次短縮されて、所定回数分のオン期間の開始タイミングが設定されるため、第１期間内におけるオン期間の積算値を大きくすることができるので、負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

請求項４に記載の直流電源装置によれば、直流電源装置の負荷が予め設定され第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間が設定され、第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が設定されるため、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置の負荷が予め設定され第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間が設定され、第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が設定されるため、負荷が第２閾値以上に増大した場合にも入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止できるので、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

つまり、直流電源装置の負荷が予め設定された第２閾値以上である場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれる第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が設定されるため、入力電流位相を遅らせることができるので、負荷が第２閾値以上に増大した場合にも入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。

請求項５に記載の直流電源装置によれば、直流電源装置の負荷が予め設定され第２閾値より大きい第３閾値以上である場合に、第２期間内において、複数回のオン期間が設定されるため、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置の負荷が予め設定された第２閾値以上である場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれる第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が複数回だけ設定されるため、入力電流位相を更に遅らせることができるので、負荷が第３閾値以上に増大した場合にも入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。

請求項６に記載の直流電源装置によれば、直流電源装置の負荷が第３閾値以上である場合に、負荷が大きい程、第２期間内においてオン期間を設定する回数が増加されるため、負荷が大きい程、入力電流位相を遅らせることができるので、負荷が第３閾値以上に増大した場合にも入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

請求項７に記載の直流電源装置によれば、リアクトルに流れる電流が検出され、検出される電流が、交流電源から供給される電圧に対して位相が進んでいるか否か（＝入力電流位相が入力電圧位相に対して進んでいるか否か）が判定される。そして、位相が進んでいると判定された場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間が設定され、第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が設定されるため、入力電流位相が入力電圧位相に対して進んでいる場合に簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、入力電流位相が電圧位相に対して進んでいると判定された場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれる期間である第２期間内において、スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間が設定されるため、入力電流位相が入力電圧位相に対して進んでいる場合に、効果的に入力電流位相を遅らせることができるので、簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

請求項８に記載の直流電源装置によれば、隣接するゼロクロス点間の前半部及び後半部にそれぞれ予め設定された複数回の電流値が取得され、取得された前半部及び後半部のそれぞれの電流値の積算値に基づいて、位相が進んでいるか否かが判定されるため、簡素な構成で入力電流位相が電圧位相に対して進んでいるか否かを正確に判定することができる。

請求項９に記載の直流電源装置によれば、第１期間の開始点が交流電源の電圧のゼロクロス点から予め設定された所定の遅延時間だけ経過した時点に設定されるため、入力電流位相が入力電圧位相に対して遅延時間分だけ遅れることになるので、入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを効果的に防止することができる。

請求項１０に記載の直流電源装置によれば、直流電源装置の負荷が第１閾値以上である場合には、負荷が大きい程、遅延時間が長く設定され、負荷が予め設定され第１閾値より小さい第４閾値以下である場合には、負荷が小さい程、遅延時間が長く設定されるため、力率を更に適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置の負荷が第１閾値以上である場合には、負荷が大きい程、遅延時間が長く設定されるため、負荷が増大した場合に入力電流位相が入力電圧位相に対して進み過ぎることを防止できるので、力率を更に適正値とすることができるのである。また、負荷が第１閾値より小さい第４閾値以下である場合（＝例えば、入力電流が隣接するゼロクロス点間において２個のパルス波形を形成する場合：図８参照）には、負荷が小さい程、遅延時間が長く設定されるため、隣接するゼロクロス点間における２個のパルス波形を連結させることができるので、力率を更に適正値とすることができるのである。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る直流電源装置が配設されるモータ駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。モータ駆動装置は、交流電源１、直流電源装置２、モータ制御装置３、及び、モータ４を備えている。交流電源１は、単相の商用交流電源であって、モータ４は、同期モータである。

直流電源装置２は、交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するものであって、昇圧コンバータ２１、ゼロクロス検知部２２、電流検出器２３、及び、スイッチング制御部２４を備えている。昇圧コンバータ２１は、リアクトル２１１、整流回路２１２、コンデンサ２１３、２１４、整流回路２１５、及び、トランジスタ２１６を備えている。

リアクトル２１１は、整流回路２１２の入力側（交流電源１側）に接続され、トランジスタ２１６のオンオフによってエネルギの蓄積及び放出が切り換えられるものである。整流回路２１２は、４個のダイオードで構成されたブリッジ型の単相全波整流回路であって、リアクトル２１１を介して交流電源１から供給される交流電流に対して全波整流を行うものである。

コンデンサ２１３、２１４は、整流回路２１２の出力側（モータ４側）に接続され、整流回路２１２から出力される全波整流波を平滑化するものである。整流回路２１５は、４個のダイオードで構成されたブリッジ型の単相全波整流回路であって、トランジスタ２１６のオンオフに従って、リアクトル２１１に対してエネルギの蓄積及び放出を切り換えさせる（＝トランジスタ２１６を、リアクトル２１１に対するエネルギの蓄積及び放出を切り換えるべくオンオフ動作を行うスイッチング素子として機能させる）ものである。

トランジスタ２１６（スイッチング素子に相当する）は、スイッチング制御部２４からの指示に従ってオンオフ動作を行い、整流回路２１５を介してリアクトル２１１に対してエネルギの蓄積及び放出を切り換えさせるものである。ゼロクロス検知部２２は、交流電源１のゼロクロス点（＝交流電圧が「０」となる点）を検出するものであって、検出されたゼロクロス点を示す信号（以下、ゼロクロス信号という）を、スイッチング制御部２４へ出力するものである。

電流検出器２３（電流検出手段の一部に相当する）は、交流電源１とリアクトル２１１との間に介設され、リアクトル２１１に流れる電流（＝以下、入力電流Ｉ０という）を検出するものである。スイッチング制御部２４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を備え、モータ制御装置３からの指示に従って、ゼロクロス検知部２２からのゼロクロス信号、電流検出器２３によって検出された入力電流Ｉ０、後述する電圧検出器３２によって検出された出力電圧値ＶＤＣに基づいて、トランジスタ２１６の動作を制御するものである。

モータ制御装置３は、直流電源装置２に対して指示情報を出力することによってモータ４の回転数制御を行うものであって、インバータ３１、電圧検出器３２、電流検出器３３、及び、モータ制御部３４を備えている。インバータ３１は、直流電源装置２とモータ４との間に介設され、直流電源装置２から供給された直流電力を交流に変換してモータ４へ出力し、モータ４を駆動するものである。

電圧検出器３２は、直流電源装置２から出力される直流電圧値ＶＤＣを検出し、検出された出力電圧値ＶＤＣをスイッチング制御部２４へ出力するものである。電流検出器３３は、直流電源装置２から出力される直流電流値を検出し、検出された直流電流値ＩＤＣをモータ制御部３４へ出力するものである。

モータ制御部３４は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によってモータ４を駆動制御するものであって、モータ４の回転子の位置検出結果、又は、電流検出器３３により直流電流値ＩＤＣに基づいて駆動電圧位相を決定し、駆動信号をインバータ３１へ出力するものである。また、モータ制御部３４は、ＰＷＭ変調率（単位時間あたりの、インバータ３１からモータ４に対して電力が供給される時間の占める割合）情報を直流電源装置２へ出力するものである。

また、モータ制御部３４では、ＰＷＭ変調率を増減させることによってモータ４の回転数を制御している。そして、同じ回転数でモータ４を駆動する場合、負荷が大きいほどＰＷＭ変調率は大きくなる。従って、ＰＷＭ変調率から負荷の状態を推定することが可能であり、直流電源装置２は、モータ制御部３４から出力されるＰＷＭ変調率（＝モータ４の負荷）に基づいてトランジスタ２１６の動作を制御し、昇圧コンバータ２１から出力される直流電圧を制御するのである。

図２は、交流電源１の電源電圧が２００Ｖである場合のモータ駆動装置（いわゆる２００Ｖ系のモータ駆動装置）の構成の一例を示すブロック図である。図２に示す２００Ｖ系のモータ駆動装置は、図１に示す１００Ｖ系のモータ駆動装置の直流電源装置２の昇圧コンバータ２１に配設されたコンデンサ２１３、２１４に換えて、コンデンサ２１７を備える点で、図１に示すモータ駆動装置と相違している。コンデンサ２１７は、整流回路２１２の出力側（モータ４側）に接続され、整流回路２１２から出力される全波整流波を平滑化するものである。

図３は、本発明に係る直流電源装置２における主要部（スイッチング制御部２４）の構成の一例を示すブロック図である。直流電源装置２のスイッチング制御部２４に配設されたＣＰＵは、機能的に、電流検出部２４１、位相判定部２４２、期間設定部２４３、開始時点設定部２４４、オン期間設定部２４５、及び、供給指示部２４６を備えている。

ここでは、スイッチング制御部２４に配設されたＣＰＵが、スイッチング制御部２４に配設された図略のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、電流検出部２４１、位相判定部２４２、期間設定部２４３、開始時点設定部２４４、オン期間設定部２４５、供給指示部２４６等の機能部として機能するものである。

また、図略のＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等に格納された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に格納され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、半導体メモリ等である。

電流検出部２４１（電流検出手段の一部に相当する）は、位相判定部２４２からの指示に従って、電流検出器２３を介してリアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）の値を検出するものであって、検出された電流値を位相判定部２４２へ出力するものである。

位相判定部２４２（位相判定手段に相当する）は、電流検出部２４１によって検出される電流（＝リアクトル２１１に流れる電流：入力電流Ｉ０）が、交流電源１から供給される電圧に対して位相が進んでいるか否かを判定するものである。

具体的には、位相判定部２４２は、電流検出部２４１を介して、隣接するゼロクロス点間の前半部及び後半部にそれぞれ予め設定された複数回（例えば、３回）の電流値を取得し、取得された前半部及び後半部のそれぞれの電流値の積算値に基づいて、位相が進んでいるか否かを判定するものである。

例えば、位相判定部２４２は、隣接するゼロクロス点間の前半部及び後半部をそれぞれ均等に３個の期間に分割し、生成された６個の期間の中央の時点で、電流検出部２４１を介して、電流値Ｉ１〜Ｉ６を取得し、前半部の電流値の積算値ＩＡ（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）、及び、後半部の電流値の積算値ＩＢ（＝Ｉ４＋Ｉ５＋Ｉ６）に基づいて、位相が進んでいるか否かを判定するものである。

すなわち、位相判定部２４２は、例えば、前半部の電流値の積算値ＩＡが、後半部の電流値の積算値ＩＢより大きい場合には、交流電源１から供給される電圧に対して位相が進んでいると判定し、前半部の電流値の積算値ＩＡが、後半部の電流値の積算値ＩＢより小さい場合には、交流電源１から供給される電圧に対して位相が遅れていると判定するものである。

期間設定部２４３（期間設定手段に相当する）は、ゼロクロス検知部２２によって検出された交流電源１の電圧のゼロクロス点を基準として、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間（図５〜図７に示す区間Ａに相当する）を、直流電源装置２の負荷（＝モータ制御部３４から出力されるＰＷＭ変調率）に応じて設定するものである。

また、期間設定部２４３は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第２閾値以上である場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間（図７に示す区間Ｂに相当する）を設定するものである。

更に、期間設定部２４３は、位相判定部２４２によって位相が進んでいると判定された場合に、第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間（図７に示す区間Ｂ）を設定するものである。

加えて、期間設定部２４３は、第１期間の開始点を交流電源１の電圧のゼロクロス点Ｔ０から予め設定された所定の遅延時間Ｔｄ（図５〜図７参照）だけ経過した時点に設定するものである。また、期間設定部２４３は、直流電源装置２の負荷が第１閾値以上である場合には、直流電源装置２の負荷が大きい程、遅延時間Ｔｄ（図５〜図７参照）を長く設定するものである。更に、期間設定部２４３は、直流電源装置２の負荷が予め設定され第１閾値より小さい第４閾値以下である場合には、直流電源装置２の負荷が小さい程、遅延時間Ｔｄ（図８参照）を長く設定するものである。

開始時点設定部２４４（開始時点設定手段に相当する）は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、２以上の予め設定された所定回数（ここでは、Ｎ回とする）分のトランジスタ２１６をオン状態とする（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる）期間であるオン期間Ｔ１〜ＴＮ（図５〜図７参照）の開始タイミングを、第１期間（図５〜図７に示す区間Ａ）の開始点を起点とする予め設定された所定周期ＴＣ（図５参照）、ＴＣ１〜ＴＣＮ（図６、図７参照）毎に設定するものである。

所定周期は、図５に示すように、予め設定された一定の周期でもよいし、図６、図７に示すように、順次短縮される形態でもよい。ここでは、後者の場合について更に具体的に説明する。すなわち、開始時点設定部２４４は、第１期間（図５〜図７に示す区間Ａ）内において、所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮ（図６、図７参照）を順次短縮して、所定回数分のオン期間の開始タイミングを設定するものである。例えば、開始時点設定部２４４は、所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮを、次の（１）式に基づいて設定するものである。
ＴＣｎ＝ＴＣ（ｎ−１）−ΔＴＣ （１）
ただし、ＴＣｎ≧ＴＣｍｉｎ（ここで、ｎ＝２、３、・・・、Ｎ）

オン期間設定部２４５（オン期間設定手段に相当する）は、２以上の予め設定された所定回数（ここでは、Ｎ回）のトランジスタ２１６をオン状態とする（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる）期間であるオン期間Ｔ１〜ＴＮ（図５〜図７参照）を、それぞれ、第１期間（図５〜図７に示す区間Ａ）内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定するものである。例えば、オン期間設定部２４５は、例えば、オン期間Ｔ１〜ＴＮを、次の（２）式に基づいて設定するものである。
Ｔｎ＝Ｔ（ｎ−１）−ΔＴ （２）
ただし、Ｔｎ≧Ｔｍｉｎ（ここで、ｎ＝２、３、・・・、Ｎ）

また、オン期間設定部２４５は、期間設定部２４３によって第２期間（図７に示す区間Ｂ）が設定された場合（＝直流電源装置２の負荷が第２閾値以上である場合）に、設定された第２期間内において、トランジスタ２１６をオン状態とする（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる）期間であるオン期間ＴＢを設定するものである。更に、オン期間設定部２４５は、直流電源装置２の負荷が予め設定され第２閾値より大きい第３閾値以上である場合に、第２期間（図７に示す区間Ｂ）内において、複数回（ここでは、Ｍ回）のオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭ（図７参照）を設定するものである。加えて、オン期間設定部２４５は、直流電源装置２の負荷が第３閾値以上である場合に、負荷が大きい程、第２期間（図７に示す区間Ｂ）内においてオン期間を設定する回数Ｍを増加するものである。

なお、オン期間設定部２４５は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値未満である場合に、１回のトランジスタ２１６をオン状態とする（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる）期間であるオン期間Ｔ１（図４参照）を、第１期間（図４に示す区間Ａ）内において設定するものである。

供給指示部２４６（供給指示手段に相当する）は、オン期間設定部２４５によって設定された所定回数（ここでは、Ｎ回）分のオン期間Ｔ１〜ＴＮ（図５〜図７参照）だけトランジスタ２１６をオン状態とするべく（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させるべく）、トランジスタ２１６に対して指示信号（以下、スイッチング信号という）を出力するものである。

また、供給指示部２４６は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値未満である場合に、オン期間設定部２４５によって設定された１回分のオン期間Ｔ１（図４参照）だけトランジスタ２１６をオン状態とするべく（＝リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させるべく）、トランジスタ２１６に対してスイッチング信号を出力するものである。

図４は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値未満（且つ第４閾値以上）である場合の、交流電源１の電源電圧、リアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部２４からトランジスタ２１６に対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。この場合には、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値未満であるため、ゼロクロス点Ｔ０から遅延時間Ｔｄだけ経過したタイミングでスイッチング制御部２４から１個のオン期間Ｔ１のスイッチング信号が出力される。その結果、入力電流Ｉ０は、グラフＧＩ０で示すような波形の電流となる。

図５は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満である場合の、交流電源１の電源電圧、リアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部２４からトランジスタ２１６に対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。この場合には、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満であるため、開始時点設定部２４４によって、オン期間Ｔ１〜ＴＮ（図では、Ｎ＝４）の開始タイミングが、区間Ａの開始点を起点とする予め設定された一定周期ＴＣに設定され、オン期間設定部２４５によって、オン期間Ｔ１〜ＴＮを、上記（２）式に基づいて、区間Ａ内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定される。なお、期間設定部２４３によって、区間Ａの開始点は、ゼロクロス点Ｔ０から予め設定された所定の遅延時間Ｔｄだけ経過した時点に設定される。

その結果、入力電流Ｉ０は、グラフＧＩ１で示すような適正な波形の電流となる。すなわち、区間Ａ内において、前回設定されたトランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間よりも短いオン期間に設定され、設定された所定回数（＝２以上の予め設定された回数：Ｎ回）分のオン期間だけスイッチング素子をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対してスイッチング信号が出力されるため、オン期間Ｔ１〜ＴＮが２以上の予め設定された所定回数（＝Ｎ回）に分割されると共に、ゼロクロス点Ｔ０から離間する程、短いオン期間Ｔ１〜ＴＮが設定されるので、負荷が増大した場合に、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

図６は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満である場合の、交流電源１の電源電圧、リアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部２４からトランジスタ２１６に対して出力されるスイッチング信号の図５とは別の一例を示すタイミングチャートである。この場合には、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満であるため、開始時点設定部２４４によって、オン期間Ｔ１〜ＴＮ（図では、Ｎ＝４）の開始タイミングが、上記（１）式に基づいて、区間Ａの開始点を起点とする予め設定された所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮに設定され、オン期間設定部２４５によって、オン期間Ｔ１〜ＴＮを、上記（２）式に基づいて、区間Ａ内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定される。なお、期間設定部２４３によって、区間Ａの開始点は、ゼロクロス点Ｔ０から予め設定された所定の遅延時間Ｔｄだけ経過した時点に設定される。

その結果、入力電流Ｉ０は、グラフＧＩ２で示すような更に適正な波形の電流となる。すなわち、区間Ａ内において、前回設定されたトランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間よりも短いオン期間に設定され、設定された所定回数（＝２以上の予め設定された回数：Ｎ回）分のオン期間だけスイッチング素子をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対してスイッチング信号が出力されるため、オン期間Ｔ１〜ＴＮが２以上の予め設定された所定回数（＝Ｎ回）に分割されると共に、ゼロクロス点Ｔ０から離間する程、短いオン期間Ｔ１〜ＴＮが設定されるので、負荷が増大した場合に、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

更に、区間Ａ内において、所定回数（＝Ｎ回）毎に所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮが順次短縮されて、所定回数（＝Ｎ回）分のオン期間Ｔ１〜ＴＮの開始タイミングが設定されるため、区間Ａ内におけるオン期間Ｔ１〜ＴＮの積算値を大きくすることができるので、負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

図７は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第３閾値以上である場合の、交流電源１の電源電圧、リアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部２４からトランジスタ２１６に対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。この場合には、直流電源装置２の負荷が予め設定された第３閾値以上であるため、期間設定部２４３によって、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ｂが設定され、オン期間設定部２４５によって、区間Ｂ内に複数回（ここでは、Ｍ回）のオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭが設定される。なお、直流電源装置２の負荷が第２閾値以上第３閾値未満である場合には、区間Ｂ内に１回のオン期間ＴＢ１が設定される。

その結果、入力電流Ｉ０は、グラフＧＩ３で示すような適正な波形の電流となる。すなわち、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれる区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭが設定されるため、入力電流Ｉ０の位相を遅らせることができるので、負荷が第２閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。また、区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭが複数回（ここでは、Ｍ回）だけ設定されるため、入力電流Ｉ０の位相を更に遅らせることができるので、負荷が第３閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。

図８は、直流電源装置２の負荷が予め設定された第４閾値以下である場合の、交流電源１の電源電圧、リアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部２４からトランジスタ２１６に対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。この場合には、直流電源装置２の負荷が予め設定された第４閾値以下であるため、期間設定部２４３によって直流電源装置２の負荷が小さい程、遅延時間Ｔｄを長く設定される。そして、オン期間設定部２４５によって、ゼロクロス点Ｔ０から遅延時間Ｔｄだけ経過したタイミングでスイッチング制御部２４から１個のオン期間Ｔ１のスイッチング信号が出力される。その結果、入力電流Ｉ０は、グラフＧＩ４で示すような適正な波形の電流となる。

すなわち、直流電源装置２の負荷が予め設定された第４閾値以下である場合には、オン期間Ｔ１が短いため、遅延時間Ｔｄが短い場合には、グラフＧＩ５で示すように、入力電流Ｉ０が隣接するゼロクロス点Ｔ０間において２個のパルス波形を形成するため、力率が低下することになる。従って、期間設定部２４３により遅延時間Ｔｄが長く設定されることによって、グラフＧＩ５で示すように、隣接するゼロクロス点Ｔ０間における２個のパルス波形を連結させることができるので、力率を更に適正値とすることができるのである。

図９、図１０は、直流電源装置２（主に、スイッチング制御部２４）の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、便宜上、直流電源装置２の負荷が予め設定された第４閾値以上である場合について説明する。まず、開始時点設定部２４４によって、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上であるか否かの判定が行われる（Ｓ１０１）。第１閾値未満であると判定された場合（Ｓ１０１でＮＯ）には、オン期間設定部２４５によってオン期間Ｔ１が設定され、供給指示部２４６によって、設定されたオン期間Ｔ１だけトランジスタ２１６をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対してスイッチング信号が出力され（Ｓ１０５）、処理が終了される。

第１閾値以上であると判定された場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）には、オン期間設定部２４５によって、直流電源装置２の負荷が予め設定された第３閾値以上であるか否かの判定が行われる（Ｓ１０７）。第３閾値以上であると判定された場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）には、期間設定部２４３によって、区間Ｂが設定され、オン期間設定部２４５によって、区間Ｂ内に、複数回（ここでは、Ｍ回）のオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭ（図７参照）が設定され（Ｓ１０９）、処理が図１０に示すステップＳ１２１に進められる。

第３閾値未満であると判定された場合（Ｓ１０７でＮＯ）には、期間設定部２４３によって、直流電源装置２の負荷が予め設定された第２閾値以上であるか否かの判定が行われる（Ｓ１１１）。第２閾値以上であると判定された場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）には、期間設定部２４３によって、区間Ｂが設定され、オン期間設定部２４５によって、１回のオン期間ＴＢが設定され（Ｓ１１３）、処理が図１０に示すステップＳ１２１に進められる。

第２閾値未満であると判定された場合（Ｓ１１１でＮＯ）には、電流検出部２４１によって、電流検出器２３を介してリアクトル２１１に流れる電流（＝入力電流Ｉ０）の値が検出される（Ｓ１１５）。そして、位相判定部２４２によって、ステップＳ１１５において検出された電流値に基づいて、入力電流Ｉ０が、交流電源１から供給される電圧Ｖ０に対して位相が進んでいるか否かが判定される（Ｓ１１７）。

位相が進んでいると判定された場合（Ｓ１１７でＹＥＳ）には、期間設定部２４３によって、区間Ｂが設定され、オン期間設定部２４５によって、１回のオン期間ＴＢが設定され（Ｓ１１９）、処理が図１０に示すステップＳ１２１に進められる。位相が進んでいないと判定された場合（Ｓ１１７でＮＯ）には、処理が図１０に示すステップＳ１２１に進められる。

ステップＳ１０９の処理が終了した場合、ステップＳ１１３の処理が終了した場合、ステップＳ１１９の処理が終了した場合、又は、ステップＳ１１７でＮＯの場合には、図１０に示すように、期間設定部２４３によって、直流電源装置２の負荷に応じて遅延時間Ｔｄが設定される（Ｓ１２１）。そして、期間設定部２４３によって、直流電源装置２の負荷に応じて区間Ａが設定される（Ｓ１２３）。次いで、開始時点設定部２４４によって、上記（１）式に基づいて、所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮ（図６、図７参照）が設定される（Ｓ１２５）。次に、オン期間設定部２４５によって、上記（２）式に基づいて、オン期間Ｔ１〜ＴＮ（図６、図７参照）が設定され、供給指示部２４６によって、オン期間Ｔ１〜ＴＮに対応するスイッチング信号が出力され（Ｓ１２７）、処理が終了される。

このようにして、交流電源１の電圧のゼロクロス点Ｔ０を基準として、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ａが、直流電源装置２の負荷の状態に応じて設定され、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、設定された区間Ａ内において、予め設定された所定のタイミングでトランジスタ２１６を２以上の予め設定された所定回数だけオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対して指示信号（＝スイッチング信号）が出力される。そして、所定回数のトランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間Ｔ１〜ＴＮが、それぞれ、区間Ａ内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定され、設定された所定回数分のオン期間Ｔ１〜ＴＮだけトランジスタ２１６をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対して指示信号が出力されるため、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、交流電源１の電圧のゼロクロス点Ｔ０を基準としてリアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ａが、直流電源装置２の負荷の状態に応じて設定され、直流電源装置２の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、設定された区間Ａ内において、前回設定されたトランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間よりも短いオン期間Ｔ１〜ＴＮに設定され、設定された所定回数（＝２以上の予め設定された回数：ここではＮ回）分のオン期間Ｔ１〜ＴＮだけトランジスタ２１６をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対して指示信号（＝スイッチング信号）が出力されるため、オン期間Ｔ１〜ＴＮが２以上の予め設定された所定回数に分割されると共に、ゼロクロス点Ｔ０から離間する程、短いオン期間Ｔ１〜ＴＮが設定されるので、負荷が増大した場合に、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が変動する場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

また、所定回数（ここでは、Ｎ回）分のオン期間Ｔ１〜ＴＮの開始タイミングが、区間Ａの開始点を起点とする予め設定された所定周期ＴＣ（又はＴＣ１〜ＴＣＮ）毎に設定され、設定された開始タイミング（＝所定周期ＴＣ（又はＴＣ１〜ＴＣＮ）の開始タイミング）でトランジスタ２１６をオン状態とするべく、トランジスタ２１６に対して指示信号（＝スイッチング信号）が出力されるため、トランジスタ２１６をオン状態とするタイミングである開始タイミングが予め設定されているので、更に簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

更に、区間Ａ内において、所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮが順次短縮されて、所定回数分のオン期間の開始タイミングが設定されるため、区間Ａ内におけるオン期間Ｔ１〜ＴＮの積算値を大きくすることができるので、負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

加えて、直流電源装置２の負荷が予め設定され第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ｂが設定され、区間Ｂが設定された場合に、設定された区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢが設定されるため、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置２の負荷が予め設定され第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ｂが設定され、区間Ｂが設定された場合に、設定された区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢが設定されるため、負荷が第２閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるので、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

つまり、直流電源装置２の負荷が予め設定された第２閾値以上である場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれる区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢが設定されるため、入力電流Ｉ０の位相を遅らせることができるので、負荷が第２閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。

また、直流電源装置２の負荷が予め設定され第２閾値より大きい第３閾値以上である場合に、第２期間（区間Ｂ）内において複数回のオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭが設定されるため、更に負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置２の負荷が予め設定された第２閾値以上である場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれる区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭが複数回（ここでは、Ｍ回）だけ設定されるため、入力電流Ｉ０の位相を更に遅らせることができるので、負荷が第３閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるのである。

また、直流電源装置２の負荷が第３閾値以上である場合に、負荷が大きい程、第２期間（区間Ｂ）内においてオン期間ＴＢ１〜ＴＢＭを設定する回数Ｍが増加されるようにすれば、負荷が大きい程、入力電流Ｉ０の位相を遅らせることができるので、負荷が第３閾値以上に増大した場合にも入力電流Ｉ０の位相が入力電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止でき、負荷が大きい場合にも簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

更に、リアクトル２１１に流れる電流が検出され、検出される電流が、交流電源１から供給される電圧に対して位相が進んでいるか否か（＝入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進んでいるか否か）が判定される。そして、位相が進んでいると判定された場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれ、リアクトル２１１に対するエネルギを蓄積させる期間である区間Ｂが設定され、区間Ｂが設定された場合に、設定された区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢが設定されるため、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進んでいる場合に簡素な構成で力率を適正値とすることができる。

すなわち、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進んでいると判定された場合に、区間Ａに加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の後半部に含まれる期間である区間Ｂ内において、トランジスタ２１６をオン状態とする期間であるオン期間ＴＢが設定されるため、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進んでいる場合に、効果的に入力電流Ｉ０の位相を遅らせることができるので、簡素な構成で力率を適正値とすることができるのである。

加えて、隣接するゼロクロス点Ｔ０間の前半部及び後半部にそれぞれ予め設定された複数回の電流値（ここでは、Ｉ１〜Ｉ６）が取得され、取得された前半部及び後半部のそれぞれの電流値の積算値ＩＡ、ＩＢに基づいて、位相が進んでいるか否かが判定されるため、簡素な構成で入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進んでいるか否かを正確に判定することができる。

また、区間Ａの開始点が交流電源１の電圧のゼロクロス点Ｔ０から予め設定された所定の遅延時間Ｔｄだけ経過した時点に設定されるため、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して遅延時間Ｔｄ分だけ遅れることになるので、入力電流Ｉ０の位相が電源電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを効果的に防止することができる。

更に、直流電源装置２の負荷が第１閾値以上である場合には、負荷が大きい程、遅延時間Ｔｄが長く設定され、負荷が予め設定され第１閾値より小さい第４閾値以下である場合には、負荷が小さい程、遅延時間Ｔｄが長く設定されるようにすれば、力率を更に適正値とすることができる。

すなわち、直流電源装置２の負荷が第１閾値以上である場合には、負荷が大きい程、遅延時間Ｔｄが長く設定されるため、負荷が増大した場合に入力電流Ｉ０の位相が入力電圧Ｖ０の位相に対して進み過ぎることを防止できるので、力率を更に適正値とすることができるのである。また、負荷が第１閾値より小さい第４閾値以下である場合（＝例えば、入力電流Ｉ０が隣接するゼロクロス点間において２個のパルス波形を形成する場合：図８参照）には、負荷が小さい程、遅延時間Ｔｄが長く設定されるため、隣接するゼロクロス点間Ｔ０における２個のパルス波形を連結させることができるので、力率を更に適正値とすることができるのである。

なお、本発明は、以下の形態にも適用可能である。
（Ａ）本実施形態では、直流電源装置２がモータ駆動装置に適用される場合について説明したが、その他の装置に適用される形態でもよい。

（Ｂ）本実施形態では、スイッチング素子がトランジスタ２１６からなる場合について説明したが、スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のその他の素子からなる形態でもよい。

（Ｃ）本実施形態では、スイッチング素子が１のトランジスタ２１６からなる場合について説明したが、複数のトランジスタが並列接続された形態でもよい。この場合には、トランジスタの発熱を防止することができる。

（Ｄ）本実施形態では、スイッチング制御部２４に配設されたＣＰＵが、電流検出部２４１、位相判定部２４２、期間設定部２４３、開始時点設定部２４４、オン期間設定部２４５、供給指示部２４６等の機能部として機能する場合について説明したが、電流検出部２４１、位相判定部２４２、期間設定部２４３、開始時点設定部２４４、オン期間設定部２４５、及び、供給指示部２４６の内、少なくとも１の機能部が回路等のハードウェアから構成される形態でもよい。

（Ｅ）本実施形態では、開始時点設定部２４４が、所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮを上記（１）式に基づいて設定する場合について説明したが、開始時点設定部２４４が、その他の方法で所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮを設定する形態でもよい。例えば、予め所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮ情報をＲＡＭ等の記録媒体に格納しておき、開始時点設定部２４４が、記録媒体から所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮを読み出すことによって所定周期ＴＣ１〜ＴＣＮを設定する形態でもよい。

（Ｆ）本実施形態では、オン期間設定部２４５が、オン期間Ｔ１〜ＴＮを上記（２）式に基づいて設定する場合について説明したが、オン期間設定部２４５が、その他の方法でオン期間Ｔ１〜ＴＮを設定する形態でもよい。例えば、予めオン期間Ｔ１〜ＴＮ情報をＲＡＭ等の記録媒体に格納しておき、開始時点設定部２４４が、記録媒体からオン期間Ｔ１〜ＴＮを読み出すことによってオン期間Ｔ１〜ＴＮを設定する形態でもよい。

は、本発明に係る直流電源装置が配設されるモータ駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。 は、２００Ｖ系のモータ駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。 は、本発明に係る直流電源装置における主要部（スイッチング制御部）の構成の一例を示すブロック図である。 は、直流電源装置の負荷が予め設定された第４閾値以上第１閾値未満である場合の、交流電源の電源電圧、リアクトルに流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部からトランジスタに対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。 は、直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満である場合の、交流電源の電源電圧、リアクトルに流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部からトランジスタに対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。 は、直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上第２閾値未満である場合の、交流電源の電源電圧、リアクトルに流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部からトランジスタに対して出力されるスイッチング信号の図５とは別の一例を示すタイミングチャートである。 は、直流電源装置の負荷が予め設定された第３閾値以上である場合の、交流電源の電源電圧、リアクトルに流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部からトランジスタに対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。 は、直流電源装置の負荷が予め設定された第４閾値以下である場合の、交流電源の電源電圧、リアクトルに流れる電流（＝入力電流Ｉ０）、及び、スイッチング制御部からトランジスタに対して出力されるスイッチング信号の一例を示すタイミングチャートである。 は、直流電源装置（主に、スイッチング制御部）の動作の一例を示すフローチャート（前半部）である。 は、直流電源装置（主に、スイッチング制御部）の動作の一例を示すフローチャート（後半部）である。

符号の説明

１ 交流電源
２ 直流電源装置
２１ 昇圧コンバータ
２１１ リアクトル
２１２ 整流回路
２１３ コンデンサ
２１５ 整流回路
２１６ トランジスタ（スイッチング素子）
２１７ コンデンサ
２２ ゼロクロス検知部
２３ 電流検出器（電流検出手段の一部）
２４ ＣＰＵ（スイッチング制御部）
２４１ 電流検出部（電流検出手段の一部）
２４２ 位相判定部（位相判定手段）
２４３ 期間設定部（期間設定手段）
２４４ 開始時点設定部（開始時点設定手段）
２４５ オン期間設定部（オン期間設定手段）
２４６ 供給指示部（供給指示手段）
３ モータ制御装置
３１ インバータ
３２ 電圧検出器
３３ 電流検出器
３４ モータ制御部
４ モータ（負荷）

Claims (10)

1. 交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の入力側又は出力側に接続されたリアクトルと、前記リアクトルに対するエネルギの蓄積及び放出を切り換えるべくオンオフ動作を行うスイッチング素子と、を備えた直流電源装置であって、
   前記交流電源の電圧のゼロクロス点を基準として、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第１期間を、該直流電源装置の負荷の状態に応じて設定する期間設定手段と、
   該直流電源装置の負荷が予め設定された第１閾値以上である場合に、前記期間設定手段によって設定された第１期間内において、予め設定された所定のタイミングで前記スイッチング素子を２以上の予め設定された所定回数だけオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力する供給指示手段と、
   前記所定回数の前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を、それぞれ、前記第１期間内において前回設定されたオン期間よりも短いオン期間に設定するオン期間設定手段と、
   を備え、
   前記供給指示手段は、前記オン期間設定手段によって設定された前記所定回数分のオン期間だけ前記スイッチング素子をオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力することを特徴とする直流電源装置。
2. 前記所定回数分のオン期間の開始タイミングを、前記第１期間の開始点を起点とする予め設定された所定周期毎に設定する開始時点設定手段を備え、
   前記供給指示手段は、前記開始時点設定手段によって設定された開始タイミングで、前記スイッチング素子をオン状態とするべく、前記スイッチング素子に対して指示信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
3. 前記開始時点設定手段は、前記第１期間内において、前記所定周期を順次短縮して、前記所定回数分のオン期間の開始タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の直流電源装置。
4. 前記期間設定手段は、該直流電源装置の負荷が予め設定され前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、前記第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間を設定し、
   前記オン期間設定手段は、前記期間設定手段によって第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の直流電源装置。
5. 前記オン期間設定手段は、該直流電源装置の負荷が予め設定され前記第２閾値より大きい第３閾値以上である場合に、前記第２期間内において、複数回のオン期間を設定することを特徴とする請求項４に記載の直流電源装置。
6. 前記オン期間設定手段は、該直流電源装置の負荷が前記第３閾値以上である場合に、前記負荷が大きい程、前記第２期間内においてオン期間を設定する回数を増加することを特徴とする請求項５に記載の直流電源装置。
7. 前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段によって検出される電流が、前記交流電源から供給される電圧に対して位相が進んでいるか否かを判定する位相判定手段と、
   を備え、
   前記期間設定手段は、前記位相判定手段によって位相が進んでいると判定された場合に、前記第１期間に加えて、隣接するゼロクロス点間の後半部に含まれ、前記リアクトルに対するエネルギを蓄積させる期間である第２期間を設定し、
   前記オン期間設定手段は、前記期間設定手段によって第２期間が設定された場合に、設定された第２期間内において、前記スイッチング素子をオン状態とする期間であるオン期間を設定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の直流電源装置。
8. 前記位相判定手段は、前記電流検出手段を介して、隣接するゼロクロス点間の前半部及び後半部にそれぞれ予め設定された複数回の電流値を取得し、取得された前半部及び後半部のそれぞれの電流値の積算値に基づいて、位相が進んでいるか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載の直流電源装置。
9. 前記期間設定手段は、前記第１期間の開始点を前記交流電源の電圧のゼロクロス点から予め設定された所定の遅延時間だけ経過した時点に設定することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の直流電源装置。
10. 前記期間設定手段は、該直流電源装置の負荷が第１閾値以上である場合には、前記負荷が大きい程、前記遅延時間を長く設定し、負荷が予め設定され前記第１閾値より小さい第４閾値以下である場合には、負荷が小さい程、前記遅延時間を長く設定することを特徴とする請求項９に記載の直流電源装置。

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