JP3475943B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、力率改善及び波形
改善を行うことができるスイッチング電源装置に関す
る。
改善を行うことができるスイッチング電源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】交流電源に接続されダイオ−ド整流回路
とこの整流回路に接続された平滑用コンデンサとから成
る整流平滑回路によって交流−直流変換を行うことがで
きる。しかし、平滑用コンデンサの充電電流は正弦波交
流電圧のピ−ク領域のみにおいて流れる。このためダイ
オ−ド整流回路の交流入力端子における力率及び入力電
流の波形が悪い。また、ダイオ−ド整流回路のみでは、
直流電圧の調整ができない。
とこの整流回路に接続された平滑用コンデンサとから成
る整流平滑回路によって交流−直流変換を行うことがで
きる。しかし、平滑用コンデンサの充電電流は正弦波交
流電圧のピ−ク領域のみにおいて流れる。このためダイ
オ−ド整流回路の交流入力端子における力率及び入力電
流の波形が悪い。また、ダイオ−ド整流回路のみでは、
直流電圧の調整ができない。
【０００３】上記の整流平滑回路の欠点を解決するため
のスイッチング電源装置が、特開平８‐１５４３７９号
公報に開示されている。ここに開示されているスイッチ
ング電源装置は、整流回路と平滑コンデンサとＤＣ−Ｄ
Ｃコンバ−タ回路と力率改善用のインダクタ即ちリアク
トルとを有する。ＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路のスイッチ
がオン状態になると、インダクタが整流回路の対の出力
端子間にスイッチを介して接続され、ここに電流が流れ
る。インダクタを流れる電流の振幅は交流電圧の振幅の
変化に応じて変化するので、力率及び交流入力電流の波
形が改善される。
のスイッチング電源装置が、特開平８‐１５４３７９号
公報に開示されている。ここに開示されているスイッチ
ング電源装置は、整流回路と平滑コンデンサとＤＣ−Ｄ
Ｃコンバ−タ回路と力率改善用のインダクタ即ちリアク
トルとを有する。ＤＣ−ＤＣコンバ−タ回路のスイッチ
がオン状態になると、インダクタが整流回路の対の出力
端子間にスイッチを介して接続され、ここに電流が流れ
る。インダクタを流れる電流の振幅は交流電圧の振幅の
変化に応じて変化するので、力率及び交流入力電流の波
形が改善される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、力率改善及
び波形改善機能を有するスイッチング電源装置の電力損
失の低減即ち効率の向上が要求されている。
び波形改善機能を有するスイッチング電源装置の電力損
失の低減即ち効率の向上が要求されている。
【０００５】そこで、本発明の目的は、比較的簡単な構
成によって力率改善、波形改善及び効率向上を達成する
ことができるスイッチング電源装置を提供することにあ
る。
成によって力率改善、波形改善及び効率向上を達成する
ことができるスイッチング電源装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、実施形態を示す図面の
符号を参照して説明する。但し、本願各請求項及びここ
での参照符号は本発明の理解を助けるためのものである
が、本発明を限定するものではない。本発明の交流電源
から供給された交流電圧を直流電圧に変換するためのス
イッチング電源装置は、交流電源から供給された交流電
圧を直流電圧に変換するためのスイッチング電源装置で
あって、交流電圧を供給するための第１及び第2の交流
入力端子（１、２）と、前記第１及び第２の交流入力端
子（１、２）に接続され且つ第１、第２及び第３の整流
出力導体（４３、４４、４５）を有し且つ前記第１及び
第２の整流出力導体（４３、４４）は実質的に同一の電
圧を出力するように形成されている整流回路（４又は４
ａ）と、主巻線（Ｎ1）を有するトランス（５）と、前
記主巻線（Ｎ1）の一端と前記第３の整流出力導体（４
５）との間に接続された平滑用コンデンサ（Ｃ1）と、
前記主巻線（Ｎ1）の他端と前記第３の整流出力導体
（４５）との間に接続された主スイッチ（Ｑ1）と、直
流出力電圧を得るために前記トランス（５）に接続され
た整流平滑回路（６）と、前記主スイッチ（Ｑ1）に並
列に接続されたコンデンサ又は寄生容量から成るソフト
スイッチング用キャパシタンス手段（Ｃｑ1）と、前記
主巻線（Ｎ1）に電磁結合され且つその一端が前記主巻
線（Ｎ1）の一端及び前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）の一
端に接続された第１の補助巻線（Ｎ3）と、前記主巻線
（Ｎ1）及び前記第１の補助巻線（Ｎ３）に電磁結合さ
れ且つその一端が前記第１の補助巻線（Ｎ３）の他端に
接続された第２の補助巻線（Ｎ４）と、前記主巻線（Ｎ
１）と前記主スイッチ（Ｑ１）との直列回路に対して前
記第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）を介して並列
に接続された補助スイッチ（Ｑ2）と、前記第２の整流
出力導体（４４）と前記第１の補助巻線（Ｎ３）の他端
との間に接続された第１のインダクタンス巻線（Ｌ1）
と、前記第１の整流出力導体（４３）と前記平滑用コン
デンサ（Ｃ1）の一端との間に接続され、且つ前記第１
のインダクタンス巻線（Ｌ1）に電磁結合された第２の
インダクタンス巻線（Ｌ2）と、前記主スイッチ（Ｑ
１）及び前記補助スイッチ（Ｑ２）に接続され、且つ前
記交流入力端子（１、２）に印加される交流電圧の周波
数よりも高い繰返し周波数で前記主スイッチ（Ｑ１）を
オン・オフ制御する第１の機能、及び前記主スイッチ
（Ｑ１）のタ−ンオン時に前記主スイッチ（Ｑ１）をソ
フトスイッチングさせるために前記主スイッチ（Ｑ１）
のオン制御の開始時点（ｔ2）よりも前の時点（ｔ１）
で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制御を開始し、前記
主スイッチ（Ｑ１）のオン終了時点（ｔ5）又はこのオ
ン終了時点（ｔ５）よりも前の時点（ｔ４）で前記補助
スイッチ（Ｑ２）のオン制御を終了させる第２の機能を
有している制御回路（８）とを備えたスイッチング電源
装置に係わるものである。
目的を達成するための本発明は、実施形態を示す図面の
符号を参照して説明する。但し、本願各請求項及びここ
での参照符号は本発明の理解を助けるためのものである
が、本発明を限定するものではない。本発明の交流電源
から供給された交流電圧を直流電圧に変換するためのス
イッチング電源装置は、交流電源から供給された交流電
圧を直流電圧に変換するためのスイッチング電源装置で
あって、交流電圧を供給するための第１及び第2の交流
入力端子（１、２）と、前記第１及び第２の交流入力端
子（１、２）に接続され且つ第１、第２及び第３の整流
出力導体（４３、４４、４５）を有し且つ前記第１及び
第２の整流出力導体（４３、４４）は実質的に同一の電
圧を出力するように形成されている整流回路（４又は４
ａ）と、主巻線（Ｎ1）を有するトランス（５）と、前
記主巻線（Ｎ1）の一端と前記第３の整流出力導体（４
５）との間に接続された平滑用コンデンサ（Ｃ1）と、
前記主巻線（Ｎ1）の他端と前記第３の整流出力導体
（４５）との間に接続された主スイッチ（Ｑ1）と、直
流出力電圧を得るために前記トランス（５）に接続され
た整流平滑回路（６）と、前記主スイッチ（Ｑ1）に並
列に接続されたコンデンサ又は寄生容量から成るソフト
スイッチング用キャパシタンス手段（Ｃｑ1）と、前記
主巻線（Ｎ1）に電磁結合され且つその一端が前記主巻
線（Ｎ1）の一端及び前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）の一
端に接続された第１の補助巻線（Ｎ3）と、前記主巻線
（Ｎ1）及び前記第１の補助巻線（Ｎ３）に電磁結合さ
れ且つその一端が前記第１の補助巻線（Ｎ３）の他端に
接続された第２の補助巻線（Ｎ４）と、前記主巻線（Ｎ
１）と前記主スイッチ（Ｑ１）との直列回路に対して前
記第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）を介して並列
に接続された補助スイッチ（Ｑ2）と、前記第２の整流
出力導体（４４）と前記第１の補助巻線（Ｎ３）の他端
との間に接続された第１のインダクタンス巻線（Ｌ1）
と、前記第１の整流出力導体（４３）と前記平滑用コン
デンサ（Ｃ1）の一端との間に接続され、且つ前記第１
のインダクタンス巻線（Ｌ1）に電磁結合された第２の
インダクタンス巻線（Ｌ2）と、前記主スイッチ（Ｑ
１）及び前記補助スイッチ（Ｑ２）に接続され、且つ前
記交流入力端子（１、２）に印加される交流電圧の周波
数よりも高い繰返し周波数で前記主スイッチ（Ｑ１）を
オン・オフ制御する第１の機能、及び前記主スイッチ
（Ｑ１）のタ−ンオン時に前記主スイッチ（Ｑ１）をソ
フトスイッチングさせるために前記主スイッチ（Ｑ１）
のオン制御の開始時点（ｔ2）よりも前の時点（ｔ１）
で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制御を開始し、前記
主スイッチ（Ｑ１）のオン終了時点（ｔ5）又はこのオ
ン終了時点（ｔ５）よりも前の時点（ｔ４）で前記補助
スイッチ（Ｑ２）のオン制御を終了させる第２の機能を
有している制御回路（８）とを備えたスイッチング電源
装置に係わるものである。
【０００７】なお、請求項２に示すように、前記整流回
路（４）は、前記第１の交流入力端子（１）に接続され
た第１の電極と前記第１の整流出力導体（４３）に接続
された第２の電極とを有する第１のダイオ−ド（Ｄ１）
と、前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１
の電極と前記第１の交流入力端子（１）に接続された第
２の電極とを有する第２のダイオ−ド（Ｄ２）と、前記
第２の交流入力端子（２）に接続された第１の電極と前
記第１の整流出力導体（４３）に接続された第２の電極
とを有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、前記第３の整
流出力導体（４５）に接続された第１の電極と前記第２
の交流入力端子（２）に接続された第２の電極とを有す
る第４のダイオ−ド（Ｄ４）と、前記第１の交流入力端
子（１）に接続された第１の電極と前記第２の整流出力
導体（４４）に接続された第２の電極とを有する第５の
ダイオ−ド（Ｄ５）と、前記第２の交流入力端子（２）
に接続された第１の電極と前記第２の整流出力導体（４
４）に接続された第２の電極とを有する第６のダイオ−
ド（Ｄ６）とから成ることが望ましい。また、請求項３
に示すように、更に,前記第１のインダクタンス巻線
（Ｌ１）に直列に接続された第１の逆流阻止用ダイオ−
ド（Ｄ11）と、前記第２のインダクタンス巻線（Ｌ２）
に直列に接続された第２の逆流阻止用ダイオ−ド（Ｄ1
2）とを有し、前記整流回路（４ａ）は、前記第１の交
流入力端子（１）に接続された第１の電極と前記第１の
整流出力導体（４３）及び第２の整流出力導体（４４）
にそれぞれ接続された第２の電極とを有する第１のダイ
オ−ド（Ｄ１）と、前記第３の整流出力導体（４５）に
接続された第１の電極と前記第１の交流入力端子（１）
に接続された第２の電極とを有する第２のダイオ−ド
（Ｄ２）と、前記第２の交流入力端子（２）に接続され
た第１の電極と前記第１の整流出力導体（４３）及び前
記第２の整流出力導体（４４）にそれぞれ接続された第
２の電極とを有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、前記
第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電極と
前記第２の交流入力端子（２）に接続された第２の電極
とを有する第４のダイオ−ド（Ｄ４）とから成ることが
望ましい。また、請求項４に示すように、更に、逆流を
阻止するために前記補助スイッチ（Ｑ２）に直列に接続
された補助ダイオ−ド（Ｄａ）を有していることが望ま
しい。また、請求項５に示すように、更に、前記第２の
補助巻線（Ｎ４）と前記補助スイッチ（Ｑ２）との直列
回路に対して並列に接続され且つ前記平滑用コンデンサ
（Ｃ1）の電圧で逆バイアスされている方向性を有して
いる補助ダイオ−ド（Ｄｂ）を有していることが望まし
い。また、請求項６に示すように、更に、前記第２の整
流出力導体（４４）と前記第３の整流出力導体（４５）
との間に接続され且つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ１）よ
りも小さい容量を有しているバイパスコンデンサ（Ｃ
２）を有していることが望ましい。また、請求項７に示
すように第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ1、Ｌ
2）を互いに直列に接続し、第１の整流出力導体（４
３）を第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ1、Ｌ2）
と第２の逆流阻止用ダイオ−ド（Ｄ12）を介して平滑用
コンデンサＣ1に接続することができる。
路（４）は、前記第１の交流入力端子（１）に接続され
た第１の電極と前記第１の整流出力導体（４３）に接続
された第２の電極とを有する第１のダイオ−ド（Ｄ１）
と、前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１
の電極と前記第１の交流入力端子（１）に接続された第
２の電極とを有する第２のダイオ−ド（Ｄ２）と、前記
第２の交流入力端子（２）に接続された第１の電極と前
記第１の整流出力導体（４３）に接続された第２の電極
とを有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、前記第３の整
流出力導体（４５）に接続された第１の電極と前記第２
の交流入力端子（２）に接続された第２の電極とを有す
る第４のダイオ−ド（Ｄ４）と、前記第１の交流入力端
子（１）に接続された第１の電極と前記第２の整流出力
導体（４４）に接続された第２の電極とを有する第５の
ダイオ−ド（Ｄ５）と、前記第２の交流入力端子（２）
に接続された第１の電極と前記第２の整流出力導体（４
４）に接続された第２の電極とを有する第６のダイオ−
ド（Ｄ６）とから成ることが望ましい。また、請求項３
に示すように、更に,前記第１のインダクタンス巻線
（Ｌ１）に直列に接続された第１の逆流阻止用ダイオ−
ド（Ｄ11）と、前記第２のインダクタンス巻線（Ｌ２）
に直列に接続された第２の逆流阻止用ダイオ−ド（Ｄ1
2）とを有し、前記整流回路（４ａ）は、前記第１の交
流入力端子（１）に接続された第１の電極と前記第１の
整流出力導体（４３）及び第２の整流出力導体（４４）
にそれぞれ接続された第２の電極とを有する第１のダイ
オ−ド（Ｄ１）と、前記第３の整流出力導体（４５）に
接続された第１の電極と前記第１の交流入力端子（１）
に接続された第２の電極とを有する第２のダイオ−ド
（Ｄ２）と、前記第２の交流入力端子（２）に接続され
た第１の電極と前記第１の整流出力導体（４３）及び前
記第２の整流出力導体（４４）にそれぞれ接続された第
２の電極とを有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、前記
第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電極と
前記第２の交流入力端子（２）に接続された第２の電極
とを有する第４のダイオ−ド（Ｄ４）とから成ることが
望ましい。また、請求項４に示すように、更に、逆流を
阻止するために前記補助スイッチ（Ｑ２）に直列に接続
された補助ダイオ−ド（Ｄａ）を有していることが望ま
しい。また、請求項５に示すように、更に、前記第２の
補助巻線（Ｎ４）と前記補助スイッチ（Ｑ２）との直列
回路に対して並列に接続され且つ前記平滑用コンデンサ
（Ｃ1）の電圧で逆バイアスされている方向性を有して
いる補助ダイオ−ド（Ｄｂ）を有していることが望まし
い。また、請求項６に示すように、更に、前記第２の整
流出力導体（４４）と前記第３の整流出力導体（４５）
との間に接続され且つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ１）よ
りも小さい容量を有しているバイパスコンデンサ（Ｃ
２）を有していることが望ましい。また、請求項７に示
すように第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ1、Ｌ
2）を互いに直列に接続し、第１の整流出力導体（４
３）を第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ1、Ｌ2）
と第２の逆流阻止用ダイオ−ド（Ｄ12）を介して平滑用
コンデンサＣ1に接続することができる。
【０００８】
【発明の効果】各請求項の発明は次の効果を有する。
（１） 主スイッチ（Ｑ１）のオン・オフに応答して第
１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）を通っ
て電流が流れ、これ等の電流の振幅は交流電圧の振幅に
比例する。従って、スイッチング電源装置の力率改善及
び波形改善が達成される。なお、主巻線（Ｎ１）、第１
の補助巻線（Ｎ３）及び第２の補助巻線（Ｎ４）の巻数
を調整することによって第１のインダクタンス巻線（Ｌ
１）に電流が流れる期間を調整し、要求された波形改善
及び力率改善を達成することができる範囲内で効率を高
めることができる。 （２）補助スイッチ（Ｑ２）がオン状態になると、第１
及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）に電流が流れる。第
１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）は主巻線（Ｎ１）
に電磁結合されているので、第１及び第２の補助巻線
（Ｎ３、Ｎ４）に電流が流れた時に主スイッチ（Ｑ１）
に並列に接続されたソフトスイッチング用キャパシタン
ス手段（Ｃｑ１）が放電し、主スイッチ（Ｑ１）の両端
子間電圧が低下する。主スイッチ（Ｑ１）の電圧が低下
した状態でこの主スイッチ（Ｑ１）をタ−ンオン制御す
ると、主スイッチ（Ｑ１）のソフトスイッチング又は零
電圧スイッチング（ＺＶＳ）が達成され、スイッチング
損失及びノイズが低減する。 （３） 主スイッチ（Ｑ１）は力率改善及び波形改善の
ための電圧のオン・オフとＤＣ―ＤＣ変換のための電圧
のオン・オフとの両方に使用されている。従って、力率
改善及び波形改善が可能なスイッチング電源装置の小型
化及び低コスト化を達成できる。 （４） 主スイッチ（Ｑ１）をソフトスイッチングさせ
るための第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）は主巻
線（Ｎ１）と共にトランス（５）に含めることができる
ので、スイッチング電源装置の小型化が可能になる。 また、請求項４の発明によれば、整流回路（４ａ）の第
１〜第４のダイオ−ド（Ｄ１〜Ｄ４）に、主スイッチ
（Ｑ１）のオン・オフに追従して変化する高周波電流が
流れなくなり、第１〜第４のダイオ−ド（Ｄ１〜Ｄ４）
におけるノイズの発生を抑制することができる。また、
請求項６の発明によれば、第２の補助巻線（Ｎ４）のイ
ンダクタンスに蓄積されたエネルギの放出を迅速に進め
ることができる。また、請求項７の発明に示すように第
１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）を直列
的に接続する場合においても、請求項１の発明に示すよ
うに第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）
を並列的に接続する場合と同様に力率改善を達成するこ
とができる。
１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）を通っ
て電流が流れ、これ等の電流の振幅は交流電圧の振幅に
比例する。従って、スイッチング電源装置の力率改善及
び波形改善が達成される。なお、主巻線（Ｎ１）、第１
の補助巻線（Ｎ３）及び第２の補助巻線（Ｎ４）の巻数
を調整することによって第１のインダクタンス巻線（Ｌ
１）に電流が流れる期間を調整し、要求された波形改善
及び力率改善を達成することができる範囲内で効率を高
めることができる。 （２）補助スイッチ（Ｑ２）がオン状態になると、第１
及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）に電流が流れる。第
１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）は主巻線（Ｎ１）
に電磁結合されているので、第１及び第２の補助巻線
（Ｎ３、Ｎ４）に電流が流れた時に主スイッチ（Ｑ１）
に並列に接続されたソフトスイッチング用キャパシタン
ス手段（Ｃｑ１）が放電し、主スイッチ（Ｑ１）の両端
子間電圧が低下する。主スイッチ（Ｑ１）の電圧が低下
した状態でこの主スイッチ（Ｑ１）をタ−ンオン制御す
ると、主スイッチ（Ｑ１）のソフトスイッチング又は零
電圧スイッチング（ＺＶＳ）が達成され、スイッチング
損失及びノイズが低減する。 （３） 主スイッチ（Ｑ１）は力率改善及び波形改善の
ための電圧のオン・オフとＤＣ―ＤＣ変換のための電圧
のオン・オフとの両方に使用されている。従って、力率
改善及び波形改善が可能なスイッチング電源装置の小型
化及び低コスト化を達成できる。 （４） 主スイッチ（Ｑ１）をソフトスイッチングさせ
るための第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ４）は主巻
線（Ｎ１）と共にトランス（５）に含めることができる
ので、スイッチング電源装置の小型化が可能になる。 また、請求項４の発明によれば、整流回路（４ａ）の第
１〜第４のダイオ−ド（Ｄ１〜Ｄ４）に、主スイッチ
（Ｑ１）のオン・オフに追従して変化する高周波電流が
流れなくなり、第１〜第４のダイオ−ド（Ｄ１〜Ｄ４）
におけるノイズの発生を抑制することができる。また、
請求項６の発明によれば、第２の補助巻線（Ｎ４）のイ
ンダクタンスに蓄積されたエネルギの放出を迅速に進め
ることができる。また、請求項７の発明に示すように第
１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）を直列
的に接続する場合においても、請求項１の発明に示すよ
うに第１及び第２のインダクタンス巻線（Ｌ１、Ｌ２）
を並列的に接続する場合と同様に力率改善を達成するこ
とができる。
【０００９】
【実施形態】次に、図１〜図９を参照して本発明の第１
〜第４の実施形態を説明する。
〜第４の実施形態を説明する。
【００１０】
【第１の実施形態】図１に示す第１の実施形態のスイッ
チング電源装置は、第１及び第２の交流入力端子１、２
と、ノイズ除去フィルタ３と、整流回路４と、第１及び
第２のインダクタンス巻線Ｌ1、L2 と、平滑用コンデン
サＣ1 と、トランス５と、主スイッチＱ1 と、スナバ用
又はＺＶＳ（ゼロ・ボルト・スイッチング）用又は共振
用とも呼ぶことができるソフトスイッチング用コンデン
サＣq１と、第１及び第２の並列ダイオードＤq１、Ｄq
２と、整流平滑回路６と、ソフトスイッチング補助回路
７と、制御回路８とから成る。
チング電源装置は、第１及び第２の交流入力端子１、２
と、ノイズ除去フィルタ３と、整流回路４と、第１及び
第２のインダクタンス巻線Ｌ1、L2 と、平滑用コンデン
サＣ1 と、トランス５と、主スイッチＱ1 と、スナバ用
又はＺＶＳ（ゼロ・ボルト・スイッチング）用又は共振
用とも呼ぶことができるソフトスイッチング用コンデン
サＣq１と、第１及び第２の並列ダイオードＤq１、Ｄq
２と、整流平滑回路６と、ソフトスイッチング補助回路
７と、制御回路８とから成る。
【００１１】第１及び第２の交流入力端子１、２は、例
えば５０Ｈｚの正弦波交流電圧Vacを供給するための商
用交流電源に接続される。第１及び第２の交流入力端子
１，２と整流回路４との間に接続されたノイズ除去用フ
ィルタ３は、複数のインダクタと複数のコンデンサから
成る周知の回路から成り、高周波電流成分を除去するも
のである。
えば５０Ｈｚの正弦波交流電圧Vacを供給するための商
用交流電源に接続される。第１及び第２の交流入力端子
１，２と整流回路４との間に接続されたノイズ除去用フ
ィルタ３は、複数のインダクタと複数のコンデンサから
成る周知の回路から成り、高周波電流成分を除去するも
のである。
【００１２】整流回路４は、第１及び第２の交流入力導
体４１、４２と、第１、第２及び第３の整流出力導体４
３、４４、４５と、第１及び第２の電極をそれぞれ有す
る第１、第２、第３、第４、第５及び第６のダイオード
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6とから成る。第１及
び第２の交流入力導体４１、４２はフィルタ３を介して
第１及び第２の交流入力端子１、２に接続されている。
第１のダイオードＤ1の第１の電極即ちアノードは第１
の交流入力導体４１に接続され、第１のダイオ−ドの第
２の電極(カソ−ド)は第１の整流出力導体４３に接続さ
れている。第２のダイオードＤ2 の第２の電極即ちカソ
ードは第１の交流入力導体４１に接続され、第２のダイ
オ−ドＤ2の第１の電極（アノ−ド）は第3の整流出力導
体４５に接続されている。第３のダイオードＤ3 の第１
の電極（アノード）は第２の交流入力導体４２に接続さ
れ、第３のダイオ−ドＤ3の第２の電極（カソ−ド）は
第１の整流出力導体４３に接続されている。第４のダイ
オードＤ4 の第２の電極（カソード）は第２の交流入力
導体４２に接続され、第４のダイオ−ドＤ4の第１の電
極(アノ−ド)は第３の整流出力導体４５に接続されてい
る。第５のダイオードＤ5の第１の電極（アノード）は
第１の交流入力導体４１に接続され、第５のダイオ−ド
Ｄ5の第２の電極(カソ−ド)は第２の整流出力導体４４
に接続されている。第６のダイオ−ドＤ6の第１の電極
(アノ−ド)は第２の交流入力導体４２に接続され、第6
のダイオ−ドＤ6の第２の電極(カソ−ド)は第２の整流
出力導体４４に接続されている。なお、以下の説明にお
いて第３の整流出力導体４５をグランド側整流出力導体
又は共通整流出力導体と呼ぶこともある。
体４１、４２と、第１、第２及び第３の整流出力導体４
３、４４、４５と、第１及び第２の電極をそれぞれ有す
る第１、第２、第３、第４、第５及び第６のダイオード
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6とから成る。第１及
び第２の交流入力導体４１、４２はフィルタ３を介して
第１及び第２の交流入力端子１、２に接続されている。
第１のダイオードＤ1の第１の電極即ちアノードは第１
の交流入力導体４１に接続され、第１のダイオ−ドの第
２の電極(カソ−ド)は第１の整流出力導体４３に接続さ
れている。第２のダイオードＤ2 の第２の電極即ちカソ
ードは第１の交流入力導体４１に接続され、第２のダイ
オ−ドＤ2の第１の電極（アノ−ド）は第3の整流出力導
体４５に接続されている。第３のダイオードＤ3 の第１
の電極（アノード）は第２の交流入力導体４２に接続さ
れ、第３のダイオ−ドＤ3の第２の電極（カソ−ド）は
第１の整流出力導体４３に接続されている。第４のダイ
オードＤ4 の第２の電極（カソード）は第２の交流入力
導体４２に接続され、第４のダイオ−ドＤ4の第１の電
極(アノ−ド)は第３の整流出力導体４５に接続されてい
る。第５のダイオードＤ5の第１の電極（アノード）は
第１の交流入力導体４１に接続され、第５のダイオ−ド
Ｄ5の第２の電極(カソ−ド)は第２の整流出力導体４４
に接続されている。第６のダイオ−ドＤ6の第１の電極
(アノ−ド)は第２の交流入力導体４２に接続され、第6
のダイオ−ドＤ6の第２の電極(カソ−ド)は第２の整流
出力導体４４に接続されている。なお、以下の説明にお
いて第３の整流出力導体４５をグランド側整流出力導体
又は共通整流出力導体と呼ぶこともある。
【００１３】トランス５は、磁性体コア９と主巻線とし
ての１次巻線Ｎ1 と出力巻線としての２次巻線Ｎ2 と第
１の補助巻線としての３次巻線Ｎ3 と第２の補助巻線と
してに４次巻線Ｎ4とを有する。１次巻線Ｎ1 、２次巻
線Ｎ2 、３次巻線Ｎ3 及び４次巻線Ｎ4はコア９に巻き
回されて相互に電磁結合されている。１次巻線Ｎ1 と２
次巻線Ｎ2 と３次巻線Ｎ3 と４次巻線Ｎ4との極性は黒
丸で示すように設定されている。１次巻線Ｎ1 と２次巻
線Ｎ2 とは互いに逆の極性を有する。この実施形態で
は、３次巻線Ｎ3の巻数が１次巻線Ｎ1の巻数よりも小さ
く設定され、また、４次巻線Ｎ4の巻数が３次巻線Ｎ3の
巻数と同一又はこれよりも小さく設定されている。
ての１次巻線Ｎ1 と出力巻線としての２次巻線Ｎ2 と第
１の補助巻線としての３次巻線Ｎ3 と第２の補助巻線と
してに４次巻線Ｎ4とを有する。１次巻線Ｎ1 、２次巻
線Ｎ2 、３次巻線Ｎ3 及び４次巻線Ｎ4はコア９に巻き
回されて相互に電磁結合されている。１次巻線Ｎ1 と２
次巻線Ｎ2 と３次巻線Ｎ3 と４次巻線Ｎ4との極性は黒
丸で示すように設定されている。１次巻線Ｎ1 と２次巻
線Ｎ2 とは互いに逆の極性を有する。この実施形態で
は、３次巻線Ｎ3の巻数が１次巻線Ｎ1の巻数よりも小さ
く設定され、また、４次巻線Ｎ4の巻数が３次巻線Ｎ3の
巻数と同一又はこれよりも小さく設定されている。
【００１４】電解コンデンサから成る平滑用コンデンサ
Ｃ1 の一端は第２のインダクタンス巻線Ｌ2を介して第
１の整流出力導体４３に接続され、このコンデンサＣ1
の他端は第３の整流出力導体４５に接続されている。ま
た、平滑用コンデンサＣ1は、１次巻線Ｎ1と主スイッチ
Ｑ1との直列回路に対して並列に接続されている。
Ｃ1 の一端は第２のインダクタンス巻線Ｌ2を介して第
１の整流出力導体４３に接続され、このコンデンサＣ1
の他端は第３の整流出力導体４５に接続されている。ま
た、平滑用コンデンサＣ1は、１次巻線Ｎ1と主スイッチ
Ｑ1との直列回路に対して並列に接続されている。
【００１５】絶縁ゲート型電界効果トランジスタンスか
ら成る主スイッチＱ1 は１次巻線Ｎ１を介して平滑用コ
ンデンサＣ1 に並列に接続されている。また、主スイッ
チＱ1は、第１のインダクタンス巻線Ｌ1と３次巻線Ｎ3
と１次巻線Ｎ1とを介して第２及び第３の整流出力端子
４４、４５間に接続されている。
ら成る主スイッチＱ1 は１次巻線Ｎ１を介して平滑用コ
ンデンサＣ1 に並列に接続されている。また、主スイッ
チＱ1は、第１のインダクタンス巻線Ｌ1と３次巻線Ｎ3
と１次巻線Ｎ1とを介して第２及び第３の整流出力端子
４４、４５間に接続されている。
【００１６】ソフトスイッチング用キャパシタ手段とし
てのソフトスイチング用コンデンサＣq１は主スイッチ
Ｑ1 に並列に接続され、平滑用コンデンサＣ1 よりも十
分に小さい容量値を有している。このソフトスイッチン
グ用コンデンサＣq１は主スイッチＱ1 の２つの主電極
即ちドレイン・ソース間の寄生容量であってもよい。
てのソフトスイチング用コンデンサＣq１は主スイッチ
Ｑ1 に並列に接続され、平滑用コンデンサＣ1 よりも十
分に小さい容量値を有している。このソフトスイッチン
グ用コンデンサＣq１は主スイッチＱ1 の２つの主電極
即ちドレイン・ソース間の寄生容量であってもよい。
【００１７】主スイッチＱ１の保護機能を有する第１の
並列ダイオードＤq１は、主スイッチＱ1 に逆方向並列
に接続されている。なお、この第１の並列ダイオードＤ
q１は主スイッチＱ1 のボディダイオード即ち内蔵ダイ
オードであってもよい。
並列ダイオードＤq１は、主スイッチＱ1 に逆方向並列
に接続されている。なお、この第１の並列ダイオードＤ
q１は主スイッチＱ1 のボディダイオード即ち内蔵ダイ
オードであってもよい。
【００１８】トランス５の２次巻線Ｎ2 に接続された整
流平滑回路６は整流ダイオードＤoと平滑用コンデンサ
Ｃo とから成る。コンデンサＣo はダイオードＤo を介
して２次巻線Ｎ2 に並列に接続されている。ダイオード
Ｄo は、スイッチＱ1 がオンの時にオフ、主スイッチＱ
1 がオフの時にオンになる方向性を有している。出力平
滑用コンデンサＣo に接続された対の出力端子１１、１
２間に直流出力電圧が得られ、これが負荷１８に供給さ
れる。
流平滑回路６は整流ダイオードＤoと平滑用コンデンサ
Ｃo とから成る。コンデンサＣo はダイオードＤo を介
して２次巻線Ｎ2 に並列に接続されている。ダイオード
Ｄo は、スイッチＱ1 がオンの時にオフ、主スイッチＱ
1 がオフの時にオンになる方向性を有している。出力平
滑用コンデンサＣo に接続された対の出力端子１１、１
２間に直流出力電圧が得られ、これが負荷１８に供給さ
れる。
【００１９】ソフトスイッチング補助回路７は、共振補
助回路とも呼ぶことができるものであり、前述したトラ
ンス５の第１及び第２の補助巻線としてのインダクタン
スを有する３次及び４次巻線Ｎ3、Ｎ4 と、補助スイッ
チＱ2 と、第１及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb
と、第２の並列ダイオードＤq２とから成る。なお、補
助スイッチＱ2に並列に接続された第２の並列ダイオ−
ドＤｑ2は、電界効果トランジスタから成る補助スイッ
チＱ2のボディダイオ−ド又は内蔵ダイオ−ドであって
もよい。
助回路とも呼ぶことができるものであり、前述したトラ
ンス５の第１及び第２の補助巻線としてのインダクタン
スを有する３次及び４次巻線Ｎ3、Ｎ4 と、補助スイッ
チＱ2 と、第１及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb
と、第２の並列ダイオードＤq２とから成る。なお、補
助スイッチＱ2に並列に接続された第２の並列ダイオ−
ドＤｑ2は、電界効果トランジスタから成る補助スイッ
チＱ2のボディダイオ−ド又は内蔵ダイオ−ドであって
もよい。
【００２０】３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ４の極性は、
平滑用コンデンサＣ1から３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4
に供給された電流によって、ソフトスイッチング用コン
デンサＣｑ1の放電を可能にするための電圧を１次巻線
Ｎ１に発生させることが可能なように設定されている。
インダクタンスを有する３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4に
よって必要なインダクタンスの全部を得ることができな
い時には、個別のインダクタを４次巻線Ｎ4 に直列に接
続することができる。
平滑用コンデンサＣ1から３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4
に供給された電流によって、ソフトスイッチング用コン
デンサＣｑ1の放電を可能にするための電圧を１次巻線
Ｎ１に発生させることが可能なように設定されている。
インダクタンスを有する３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4に
よって必要なインダクタンスの全部を得ることができな
い時には、個別のインダクタを４次巻線Ｎ4 に直列に接
続することができる。
【００２１】３次巻線Ｎ3 と４次巻線Ｎ4と補助ダイオ
ードＤa と補助スイッチＱ2 とから成るソフトスイッチ
ング用直列回路は、１次巻線Ｎ1と主スイッチＱ1 との
直列回路に対して並列に接続されていると共に、平滑用
コンデンサＣ1に対しても並列に接続されている。即
ち、３次巻線Ｎ3 の一端が１次巻線Ｎ1 の一端に接続さ
れ、３次巻線Ｎ3 の他端が４次巻線Ｎ4と第１の補助ダ
イオードＤa と補助スイッチＱ2 とを介して主スイッチ
Ｑ1 のソースに接続されている。また、図示はされてい
ないが、補助スイッチＱ２はそのドレイン・ソース間に
寄生容量を有する。第１の補助ダイオードＤa は平滑用
コンデンサＣ1の電圧で順方向バイアスされる方向性を
有する。第２の補助ダイオードＤb は４次巻線Ｎ４ と
第１の補助ダイオードＤa と補助スイッチＱ2 との直列
回路に対して並列に接続されている。第２の補助ダイオ
−ドＤｂ及び第２の並列ダイオ−ドＤｑ2は平滑用コン
デンサＣ1の電圧で逆バイアスされる方向性を有する。
ードＤa と補助スイッチＱ2 とから成るソフトスイッチ
ング用直列回路は、１次巻線Ｎ1と主スイッチＱ1 との
直列回路に対して並列に接続されていると共に、平滑用
コンデンサＣ1に対しても並列に接続されている。即
ち、３次巻線Ｎ3 の一端が１次巻線Ｎ1 の一端に接続さ
れ、３次巻線Ｎ3 の他端が４次巻線Ｎ4と第１の補助ダ
イオードＤa と補助スイッチＱ2 とを介して主スイッチ
Ｑ1 のソースに接続されている。また、図示はされてい
ないが、補助スイッチＱ２はそのドレイン・ソース間に
寄生容量を有する。第１の補助ダイオードＤa は平滑用
コンデンサＣ1の電圧で順方向バイアスされる方向性を
有する。第２の補助ダイオードＤb は４次巻線Ｎ４ と
第１の補助ダイオードＤa と補助スイッチＱ2 との直列
回路に対して並列に接続されている。第２の補助ダイオ
−ドＤｂ及び第２の並列ダイオ−ドＤｑ2は平滑用コン
デンサＣ1の電圧で逆バイアスされる方向性を有する。
【００２２】インダクタとして機能する第１及び第２の
インダクタンス巻線Ｌ１、Ｌ２は力率改善及び波形改善
のために設けられている。第１及び第２のインダクタン
ス巻線Ｌ１、Ｌ２は磁性体コア１７に巻き回され、相互
に電磁結合され、黒丸で示すように同一極性に設定され
ている。第１のインダクタンス巻線Ｌ1の一端は第２の
整流出力導体４４に接続され、この他端は３次巻線Ｎ3
と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続されている。
第２のインダクタンス巻線Ｌ2の一端は第１の整流導体
４３に接続され、その他端は平滑用コンデンサＣ1に接
続されている。
インダクタンス巻線Ｌ１、Ｌ２は力率改善及び波形改善
のために設けられている。第１及び第２のインダクタン
ス巻線Ｌ１、Ｌ２は磁性体コア１７に巻き回され、相互
に電磁結合され、黒丸で示すように同一極性に設定され
ている。第１のインダクタンス巻線Ｌ1の一端は第２の
整流出力導体４４に接続され、この他端は３次巻線Ｎ3
と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続されている。
第２のインダクタンス巻線Ｌ2の一端は第１の整流導体
４３に接続され、その他端は平滑用コンデンサＣ1に接
続されている。
【００２３】スイッチ制御回路８は、出力電圧Ｖo を検
出するために導体１３、１４によって直流出力端子１
１、１２に接続され、且つ導体１５によって主スイッチ
Ｑ1 の制御端子に接続され、且つ導体１６によって補助
スイッチＱ2 の制御端子に接続されている。なお、制御
回路８と２つのスイッチＱ１、Ｑ２のソースとの間も電
気的に接続されているが、この図示は省略されている。
この制御回路８は、主スイッチＱ1 をオン・オフするた
めの第１の制御信号Ｖg1と補助スイッチＱ2 をオン・オ
フするための第２の制御信号Ｖg2とを形成する。
出するために導体１３、１４によって直流出力端子１
１、１２に接続され、且つ導体１５によって主スイッチ
Ｑ1 の制御端子に接続され、且つ導体１６によって補助
スイッチＱ2 の制御端子に接続されている。なお、制御
回路８と２つのスイッチＱ１、Ｑ２のソースとの間も電
気的に接続されているが、この図示は省略されている。
この制御回路８は、主スイッチＱ1 をオン・オフするた
めの第１の制御信号Ｖg1と補助スイッチＱ2 をオン・オ
フするための第２の制御信号Ｖg2とを形成する。
【００２４】図１の制御回路８は、図２に示すように電
圧検出回路２１と、誤差増幅器２２と、基準電圧源２３
と、鋸波発生器２４と、第１の比較器２５と、レベル設
定回路２６と、第２の比較器２７と、第１の前縁検出回
路２８と、後縁検出回路２９と、第２の前縁検出回路３
０と、第１及び第２のＲＳフリップフロップ３１、３２
とから成る。電圧検出回路２１は導体１３、１４によっ
て図１の出力端子１１、１２に接続され、出力電圧Ｖo
の検出値を誤差増幅器２２に送る。誤差増幅器２２は前
記検出値と基準電圧源２３の基準電圧との差に相当する
誤差電圧Ｖr1を第１の比較器２５に送る。なお、誤差増
幅器２２の出力を周知のフォトカプラを使用して比較器
２５及びレベル設定回路２６に送ることができる。ま
た、電圧検出回路２１と誤差増幅器２２とをフォトカプ
ラで結合することもできる。鋸波発生器２４は第１及び
第２の交流入力端子１、２間の交流電圧の周波数よりも
十分に高い周波数、例えば２０ｋＨｚの鋸波電圧Ｖｔを
図５（Ａ）に示すように発生する。第１の比較器２５は
誤差電圧Ｖr1と鋸波発生器２４の鋸波Ｖt とを図５
（Ａ）に示すように比較して図５（Ｂ）の方形波出力Ｖ
25を発生する。レベル設定回路２６は誤差増幅器２２の
出力電圧を抵抗Ｒ1 、Ｒ2 で分割し、誤差増幅器２２の
出力電圧よりも僅かに低いレベルの電圧Ｖr2を出力す
る。第２の比較器２７は鋸波発生器２４の鋸波Ｖt とレ
ベル設定回路２６の出力電圧Ｖr2とを図５（Ａ）に示す
ように比較して図５（Ｃ）に示す方形波パルスから成る
出力Ｖ27を発生する。第１の前縁検出回路２８は図５
（B）に示す第１の比較器２５の出力Ｖ25のパルスの前
縁即ち立上りに応答して図５（Ｄ）のｔ2時点に示す第
１のトリガパルスＰ１を出力する。後縁検出回路２９は
図５（Ｂ）に示す第１の比較器２５の出力Ｖ25のパルス
の後縁即ち立下がりに応答して図５（Ｅ）のｔ5時点に
示す第２のトリガパルスＰ2を出力する。第２の前縁検
出回路３０は図５（Ｃ）に示す第２の比較器２７の出力
Ｖ27のパルスの前縁に応答して図５（Ｆ）のｔ1時点に
示す第３のトリガパルスＰ3を出力する。第１のＲＳフ
リップフロップ３１は、第１の前縁検出回路２８に接続
されたセット端子Ｓと後縁検出回路２９に接続されたリ
セット端子Ｒとを有し、第１のトリガパルスＰ1に応答
してセット状態となり、第２のトリガパルスＰ2に応答
してリセット状態となり、図５（Ｇ）のｔ2〜ｔ5に示す
パルスから成る第１の制御信号Ｖｇ1を形成し、導体１
５によって図１の主スイッチＱ1に送る。第２のＲＳフ
リップフロップ３２は、第２の前縁検出回路３０に接続
されたセット端子Ｓと後縁検出回路２９に接続されたリ
セット端子Ｒとを有し、第３のトリガパルスＰ３に応答
してセット状態となり、第２のトリガパルスＰ2に応答
してリセット状態となって、図５（Ｈ）のｔ1〜ｔ5に示
すパルスから成る第２の制御信号Ｖｇ2を導体１６によ
って補助スイッチＱ2に送る。
圧検出回路２１と、誤差増幅器２２と、基準電圧源２３
と、鋸波発生器２４と、第１の比較器２５と、レベル設
定回路２６と、第２の比較器２７と、第１の前縁検出回
路２８と、後縁検出回路２９と、第２の前縁検出回路３
０と、第１及び第２のＲＳフリップフロップ３１、３２
とから成る。電圧検出回路２１は導体１３、１４によっ
て図１の出力端子１１、１２に接続され、出力電圧Ｖo
の検出値を誤差増幅器２２に送る。誤差増幅器２２は前
記検出値と基準電圧源２３の基準電圧との差に相当する
誤差電圧Ｖr1を第１の比較器２５に送る。なお、誤差増
幅器２２の出力を周知のフォトカプラを使用して比較器
２５及びレベル設定回路２６に送ることができる。ま
た、電圧検出回路２１と誤差増幅器２２とをフォトカプ
ラで結合することもできる。鋸波発生器２４は第１及び
第２の交流入力端子１、２間の交流電圧の周波数よりも
十分に高い周波数、例えば２０ｋＨｚの鋸波電圧Ｖｔを
図５（Ａ）に示すように発生する。第１の比較器２５は
誤差電圧Ｖr1と鋸波発生器２４の鋸波Ｖt とを図５
（Ａ）に示すように比較して図５（Ｂ）の方形波出力Ｖ
25を発生する。レベル設定回路２６は誤差増幅器２２の
出力電圧を抵抗Ｒ1 、Ｒ2 で分割し、誤差増幅器２２の
出力電圧よりも僅かに低いレベルの電圧Ｖr2を出力す
る。第２の比較器２７は鋸波発生器２４の鋸波Ｖt とレ
ベル設定回路２６の出力電圧Ｖr2とを図５（Ａ）に示す
ように比較して図５（Ｃ）に示す方形波パルスから成る
出力Ｖ27を発生する。第１の前縁検出回路２８は図５
（B）に示す第１の比較器２５の出力Ｖ25のパルスの前
縁即ち立上りに応答して図５（Ｄ）のｔ2時点に示す第
１のトリガパルスＰ１を出力する。後縁検出回路２９は
図５（Ｂ）に示す第１の比較器２５の出力Ｖ25のパルス
の後縁即ち立下がりに応答して図５（Ｅ）のｔ5時点に
示す第２のトリガパルスＰ2を出力する。第２の前縁検
出回路３０は図５（Ｃ）に示す第２の比較器２７の出力
Ｖ27のパルスの前縁に応答して図５（Ｆ）のｔ1時点に
示す第３のトリガパルスＰ3を出力する。第１のＲＳフ
リップフロップ３１は、第１の前縁検出回路２８に接続
されたセット端子Ｓと後縁検出回路２９に接続されたリ
セット端子Ｒとを有し、第１のトリガパルスＰ1に応答
してセット状態となり、第２のトリガパルスＰ2に応答
してリセット状態となり、図５（Ｇ）のｔ2〜ｔ5に示す
パルスから成る第１の制御信号Ｖｇ1を形成し、導体１
５によって図１の主スイッチＱ1に送る。第２のＲＳフ
リップフロップ３２は、第２の前縁検出回路３０に接続
されたセット端子Ｓと後縁検出回路２９に接続されたリ
セット端子Ｒとを有し、第３のトリガパルスＰ３に応答
してセット状態となり、第２のトリガパルスＰ2に応答
してリセット状態となって、図５（Ｈ）のｔ1〜ｔ5に示
すパルスから成る第２の制御信号Ｖｇ2を導体１６によ
って補助スイッチＱ2に送る。
【００２５】図４（Ｂ）に示すように補助スイッチＱ2
のための第２の制御信号Ｖg2は、主スイッチＱ1 のオフ
期間中の例えば図４のｔ1 時点で低レベルから高レベル
に転換し、補助スイッチＱ2 のオン制御を開始する。図
４（Ａ）に示すように主スイッチＱ1 のための第１の制
御信号Ｖg1は補助スイッチＱ2 のオン制御開始時点ｔ1
よりも少し遅れたｔ2 時点で低レベルから高レベルに転
換し、主スイッチＱ1のオン制御を開始する。補助スイ
ッチＱ2 のオン制御開始時点ｔ1 から主スイッチＱ1 の
オン制御開始時点ｔ2 までの時間幅は、主スイッチＱ1
のターンオン動作時のスイッチング損失を低減すること
ができるように決定される。この実施形態では補助スイ
ッチＱ2 のオン期間の終了時点が主スイッチＱ1 のオン
終了時点と同一の図４及び図５においてｔ5 時点とされ
ている。しかし、補助スイッチＱ2 のオン終了時点を補
助スイッチＱ2 の電流Ｉq2が零になる図４のｔ4 時点と
オン終了時点ｔ5 との間の任意の時点に変更することが
できる。即ち、補助スイッチＱ２のオン終了時点は、遅
くとも主スイッチＱ１のオン終了時点ｔ５に決定され
る。補助スイッチＱ2 のオン終了時点を例えば図４
（Ｂ）で点線で示すようにｔ4 時点に変える場合には、
例えば図２のフリップフロップ３２の代りに第２の前縁
検出器３０の出力端子に点線で示すようにモノマルチバ
イブレータ（ＭＭＶ）３３を接続し、このＭＭＶ３３で
例えば図４でｔ1 〜ｔ4 のパルスを形成し、これを導体
１６で補助スイッチＱ2に送る。
のための第２の制御信号Ｖg2は、主スイッチＱ1 のオフ
期間中の例えば図４のｔ1 時点で低レベルから高レベル
に転換し、補助スイッチＱ2 のオン制御を開始する。図
４（Ａ）に示すように主スイッチＱ1 のための第１の制
御信号Ｖg1は補助スイッチＱ2 のオン制御開始時点ｔ1
よりも少し遅れたｔ2 時点で低レベルから高レベルに転
換し、主スイッチＱ1のオン制御を開始する。補助スイ
ッチＱ2 のオン制御開始時点ｔ1 から主スイッチＱ1 の
オン制御開始時点ｔ2 までの時間幅は、主スイッチＱ1
のターンオン動作時のスイッチング損失を低減すること
ができるように決定される。この実施形態では補助スイ
ッチＱ2 のオン期間の終了時点が主スイッチＱ1 のオン
終了時点と同一の図４及び図５においてｔ5 時点とされ
ている。しかし、補助スイッチＱ2 のオン終了時点を補
助スイッチＱ2 の電流Ｉq2が零になる図４のｔ4 時点と
オン終了時点ｔ5 との間の任意の時点に変更することが
できる。即ち、補助スイッチＱ２のオン終了時点は、遅
くとも主スイッチＱ１のオン終了時点ｔ５に決定され
る。補助スイッチＱ2 のオン終了時点を例えば図４
（Ｂ）で点線で示すようにｔ4 時点に変える場合には、
例えば図２のフリップフロップ３２の代りに第２の前縁
検出器３０の出力端子に点線で示すようにモノマルチバ
イブレータ（ＭＭＶ）３３を接続し、このＭＭＶ３３で
例えば図４でｔ1 〜ｔ4 のパルスを形成し、これを導体
１６で補助スイッチＱ2に送る。
【００２６】
【動作】第１及び第２の交流入力端子１、２が交流電源
に接続され、主スイッチＱ1 がオン・オフ動作すると、
平滑用コンデンサＣ1 は所望の直流電圧Ｖc1に充電され
る。平滑用コンデンサＣ1 が電圧Ｖc1に充電された正常
状態における図１及び図２の回路の動作を図３及び図４
を参照して説明する。図３は力率改善及び波形改善を説
明するために図１の各部の状態を概略的に示すものであ
る。図３（Ｄ）に示す例えば５０Ｈｚの正弦波交流電圧
Ｖacが第１及び第２の交流入力端子１、２間に供給され
ている状態で、主スイッチＱ1 を図３（Ａ）に概略的に
示す例えば２０ｋＨｚの繰返し周波数を有する第１の制
御信号Ｖg1でオン・オフ制御し、補助スイッチＱ2も図
４（Ｂ）に示すようにオン・オフ制御すると、図３
（Ｂ）に示す整流回路４の入力電流Ｉｉｎの振幅が交流
電圧Ｖacの振幅に応じて変化する。この結果、図３
（Ｃ）に示す交流入力電流Ｉacが正弦波に近似し、力率
及び波形が改善される。なお、第１のインダクタンス巻
線Ｌ1 が３次巻線Ｎ３と４次巻線Ｎ4との相互接続点１
０に接続されているので、平滑用コンデンサＣ1 の電圧
Ｖc1によって与えられる接続点１０の電位よりも第２の
整流出力導体４４の電位が高くならないと第１のインダ
クタンス巻線Ｌ1 に電流ＩL1が流れない。図３ではｔ1
〜ｔ6 期間及びｔ8 〜ｔ9 期間に整流入力電流Ｉin 及
び交流入力電流Ｉacが流れている。
に接続され、主スイッチＱ1 がオン・オフ動作すると、
平滑用コンデンサＣ1 は所望の直流電圧Ｖc1に充電され
る。平滑用コンデンサＣ1 が電圧Ｖc1に充電された正常
状態における図１及び図２の回路の動作を図３及び図４
を参照して説明する。図３は力率改善及び波形改善を説
明するために図１の各部の状態を概略的に示すものであ
る。図３（Ｄ）に示す例えば５０Ｈｚの正弦波交流電圧
Ｖacが第１及び第２の交流入力端子１、２間に供給され
ている状態で、主スイッチＱ1 を図３（Ａ）に概略的に
示す例えば２０ｋＨｚの繰返し周波数を有する第１の制
御信号Ｖg1でオン・オフ制御し、補助スイッチＱ2も図
４（Ｂ）に示すようにオン・オフ制御すると、図３
（Ｂ）に示す整流回路４の入力電流Ｉｉｎの振幅が交流
電圧Ｖacの振幅に応じて変化する。この結果、図３
（Ｃ）に示す交流入力電流Ｉacが正弦波に近似し、力率
及び波形が改善される。なお、第１のインダクタンス巻
線Ｌ1 が３次巻線Ｎ３と４次巻線Ｎ4との相互接続点１
０に接続されているので、平滑用コンデンサＣ1 の電圧
Ｖc1によって与えられる接続点１０の電位よりも第２の
整流出力導体４４の電位が高くならないと第１のインダ
クタンス巻線Ｌ1 に電流ＩL1が流れない。図３ではｔ1
〜ｔ6 期間及びｔ8 〜ｔ9 期間に整流入力電流Ｉin 及
び交流入力電流Ｉacが流れている。
【００２７】図１の補助回路７を除いた主回路部分の動
作を更に詳しく説明する。例えば図３のｔ2 〜ｔ3 に示
す主スイッチＱ1 のオン期間Ｔonには、第２の整流出力
導体４４、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３次巻線N
3、１次巻線Ｎ1 、及び主スイッチＱ1 の経路に電流が
流れる。これと同時に平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線
Ｎ1 と主スイッチＱ1 の経路にも電流が流れる。このオ
ン期間Ｔonに２次巻線Ｎ2 に発生する電圧はダイオード
Ｄo を逆バイアスする方向性を有しているので、ダイオ
ードＤo は非導通に保たれる。この結果、このオン期間
Ｔonにトランス５にエネルギが蓄積される。また、イン
ダクタとしての第１のインダクタンス巻線Ｌ1 にもエネ
ルギが蓄積される。図３のｔ3 〜ｔ5 に示すオフ期間Ｔ
off において主スイッチＱ1 がオフになると、第１のイ
ンダクタンス巻線Ｌ1 及びトランス５の蓄積エネルギの
放出が生じ、第２の整流出力導体４４、第１のインダク
タンス巻線Ｌ1 、３次巻線Ｎ3、及び平滑用コンデンサ
Ｃ1 の経路に電流が流れ、平滑用コンデンサＣ1 が充電
される。また、第１の整流出力導体４３と第２のインダ
クタンス巻線L2と平滑用コンデンサC1との経路で充電電
流が平滑用コンデンサC1に流れる。オフ期間Toffにおけ
る平滑用コンデンサC1の充電電流は時間の経過と共に減
少する。なお、図３では、平滑用コンデンサC1の充電電
流がオフ期間Toffの全部において流れるように示されて
いるが、オフ期間Toff中の例えばｔ４で電流Ｉｉｎが零
になるように、第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ
１、Ｌ２のインダクタンスの値を設定することができ
る。主スイッチQ1のオフ期間Ｔoff には、トランス５の
蓄積エネルギの放出に基づいて整流平滑回路６のダイオ
ードＤo を導通させる向きの電圧が２次巻線N2に誘起
し、ダイオードＤo を介してコンデンサＣo 及び負荷１
８に電力が供給される。図３のｔ5 時点で主スイッチＱ
1 が再びオンになると、ｔ2 〜ｔ5 期間と同様な動作の
繰返しが生じる。もし、出力電圧Ｖｏが基準値よりも高
くなると、主スイッチＱ1のオン期間Ｔｏｎが今までよ
りも短くなり、出力電圧Ｖｏが基準値に戻される。逆に
出力電圧Ｖｏが基準電圧よりも低くなると、主スイッチ
Ｑ1のオン期間Ｔｏｎが今までよりも長くなり、出力電
圧Ｖｏが基準値に戻される。
作を更に詳しく説明する。例えば図３のｔ2 〜ｔ3 に示
す主スイッチＱ1 のオン期間Ｔonには、第２の整流出力
導体４４、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３次巻線N
3、１次巻線Ｎ1 、及び主スイッチＱ1 の経路に電流が
流れる。これと同時に平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線
Ｎ1 と主スイッチＱ1 の経路にも電流が流れる。このオ
ン期間Ｔonに２次巻線Ｎ2 に発生する電圧はダイオード
Ｄo を逆バイアスする方向性を有しているので、ダイオ
ードＤo は非導通に保たれる。この結果、このオン期間
Ｔonにトランス５にエネルギが蓄積される。また、イン
ダクタとしての第１のインダクタンス巻線Ｌ1 にもエネ
ルギが蓄積される。図３のｔ3 〜ｔ5 に示すオフ期間Ｔ
off において主スイッチＱ1 がオフになると、第１のイ
ンダクタンス巻線Ｌ1 及びトランス５の蓄積エネルギの
放出が生じ、第２の整流出力導体４４、第１のインダク
タンス巻線Ｌ1 、３次巻線Ｎ3、及び平滑用コンデンサ
Ｃ1 の経路に電流が流れ、平滑用コンデンサＣ1 が充電
される。また、第１の整流出力導体４３と第２のインダ
クタンス巻線L2と平滑用コンデンサC1との経路で充電電
流が平滑用コンデンサC1に流れる。オフ期間Toffにおけ
る平滑用コンデンサC1の充電電流は時間の経過と共に減
少する。なお、図３では、平滑用コンデンサC1の充電電
流がオフ期間Toffの全部において流れるように示されて
いるが、オフ期間Toff中の例えばｔ４で電流Ｉｉｎが零
になるように、第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ
１、Ｌ２のインダクタンスの値を設定することができ
る。主スイッチQ1のオフ期間Ｔoff には、トランス５の
蓄積エネルギの放出に基づいて整流平滑回路６のダイオ
ードＤo を導通させる向きの電圧が２次巻線N2に誘起
し、ダイオードＤo を介してコンデンサＣo 及び負荷１
８に電力が供給される。図３のｔ5 時点で主スイッチＱ
1 が再びオンになると、ｔ2 〜ｔ5 期間と同様な動作の
繰返しが生じる。もし、出力電圧Ｖｏが基準値よりも高
くなると、主スイッチＱ1のオン期間Ｔｏｎが今までよ
りも短くなり、出力電圧Ｖｏが基準値に戻される。逆に
出力電圧Ｖｏが基準電圧よりも低くなると、主スイッチ
Ｑ1のオン期間Ｔｏｎが今までよりも長くなり、出力電
圧Ｖｏが基準値に戻される。
【００２８】次に、図４を参照して補助回路７に基づく
主スイッチＱ1 のソフトスイッチング動作を説明する。
主スイッチＱ1 のソフトスイッチング動作を説明する。
【００２９】（ｔ1 以前）図４は図３のｔ1〜ｔ6期間内
の一部を示す。図４のｔ1 よりも前の期間には、主スイ
ッチＱ1 と補助スイッチＱ2 との両方がオフであり、図
３のｔ3 〜ｔ5 期間と同様な動作が生じ、ダイオードＤ
o の電流Ｉdoは図４（M）に示すように流れ、主スイッ
チＱ1 の電圧Ｖq1及び補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2は図
４（Ｃ）（Ｅ）に示すように高レベルに保たれる。
の一部を示す。図４のｔ1 よりも前の期間には、主スイ
ッチＱ1 と補助スイッチＱ2 との両方がオフであり、図
３のｔ3 〜ｔ5 期間と同様な動作が生じ、ダイオードＤ
o の電流Ｉdoは図４（M）に示すように流れ、主スイッ
チＱ1 の電圧Ｖq1及び補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2は図
４（Ｃ）（Ｅ）に示すように高レベルに保たれる。
【００３０】（ｔ1 〜ｔ2 期間）補助スイッチＱ2 が図
４のｔ1 時点でオン制御されると、ソフトスイッチング
用コンデンサＣq1、１次巻線Ｎ1 、３次巻線Ｎ3 、４次
巻線N4、補助ダイオードＤa 及び補助スイッチＱ2 から
成る第１の経路、及びソフトスイッチグ用コンデンサCq
1、１次巻線N1、及び平滑用コンデンサC1から成る第２
の経路でソフトスイッチング用コンデンサＣq1の放電電
流Iｃq1が図４（G）に示すように流れ、主スイッチＱ1
の電圧Ｖq1が図４（Ｃ）に示すように徐々に低下し、ｔ
2 時点で実質的に零になる。なお、補助スイッチＱ2 に
直列にされている３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4 はイン
ダクタンス を有するので、ソフトスイッチング用コン
デンサＣq1の放電電流Iｃq1は、コンデンサＣｑ１のキ
ャパシタンスと３次巻線Ｎ３及び４次巻線N4のインダク
タンスとの共振動作に基づいて流れ、その絶対値はｔ1
から徐々に増大する。図４（F）に示す補助スイッチQ2
の電流Iq2はコンデンサCq1の電流Icq1と同様に徐々に増
大する。従って、補助スイッチＱ2 はｔ1 時点で零電流
スイッチングされ、補助スイッチＱ２のターンオン時の
スイッチング損失は小さい。また、ｔ1〜ｔ2期間に３次
巻線N3及び４次巻線N4に、図４（F）に示す電流Iq2が流
れると、２次巻線Ｎ2 に出力整流ダイオードＤo を逆バ
イアスする方向の電圧が発生するので、このダイオード
Ｄo は非導通に転換し、図４（Ｍ）に示すようにダイオ
ードＤo の電流Ｉdoは零になる。なお、図４のｔ1〜ｔ2
期間には、第２の整流出力導体４４、第１のインダクタ
ンス巻線L１、４次巻線N4、第１の補助ダイオードＤ
ａ、補助スイッチＱ2及び第３の整流出力導体４５から
成る経路にも図４（Ｈ）に示す電流IL1が少し流れ、且
つ第１の整流出力導体４３、第２のインダクタンス巻線
L2、平滑用コンデンサC1及び第３の整流出力導体４５か
ら成る経路にも図４（I）に示す電流IL2が少し流れる。
４のｔ1 時点でオン制御されると、ソフトスイッチング
用コンデンサＣq1、１次巻線Ｎ1 、３次巻線Ｎ3 、４次
巻線N4、補助ダイオードＤa 及び補助スイッチＱ2 から
成る第１の経路、及びソフトスイッチグ用コンデンサCq
1、１次巻線N1、及び平滑用コンデンサC1から成る第２
の経路でソフトスイッチング用コンデンサＣq1の放電電
流Iｃq1が図４（G）に示すように流れ、主スイッチＱ1
の電圧Ｖq1が図４（Ｃ）に示すように徐々に低下し、ｔ
2 時点で実質的に零になる。なお、補助スイッチＱ2 に
直列にされている３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4 はイン
ダクタンス を有するので、ソフトスイッチング用コン
デンサＣq1の放電電流Iｃq1は、コンデンサＣｑ１のキ
ャパシタンスと３次巻線Ｎ３及び４次巻線N4のインダク
タンスとの共振動作に基づいて流れ、その絶対値はｔ1
から徐々に増大する。図４（F）に示す補助スイッチQ2
の電流Iq2はコンデンサCq1の電流Icq1と同様に徐々に増
大する。従って、補助スイッチＱ2 はｔ1 時点で零電流
スイッチングされ、補助スイッチＱ２のターンオン時の
スイッチング損失は小さい。また、ｔ1〜ｔ2期間に３次
巻線N3及び４次巻線N4に、図４（F）に示す電流Iq2が流
れると、２次巻線Ｎ2 に出力整流ダイオードＤo を逆バ
イアスする方向の電圧が発生するので、このダイオード
Ｄo は非導通に転換し、図４（Ｍ）に示すようにダイオ
ードＤo の電流Ｉdoは零になる。なお、図４のｔ1〜ｔ2
期間には、第２の整流出力導体４４、第１のインダクタ
ンス巻線L１、４次巻線N4、第１の補助ダイオードＤ
ａ、補助スイッチＱ2及び第３の整流出力導体４５から
成る経路にも図４（Ｈ）に示す電流IL1が少し流れ、且
つ第１の整流出力導体４３、第２のインダクタンス巻線
L2、平滑用コンデンサC1及び第３の整流出力導体４５か
ら成る経路にも図４（I）に示す電流IL2が少し流れる。
【００３１】（ｔ2 〜ｔ3 期間）ｔ2 時点でソフトスイ
ッチング用コンデンサＣq1の放電が終了すると、１次巻
線Ｎ1、３次巻線Ｎ３及び４次巻線Ｎ４のインダクタン
スに蓄積されたエネルギの放出によって、図４（Ｄ）に
示す電流Ｉq1が３次巻線Ｎ3 、４次巻線Ｎ４、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、第１の並列ダイ
オードＤq1、及び１次巻線Ｎ1の経路で流れる。なお、
図４（Ｄ）の電流Ｉq1は、主スイッチＱ1のドレイン・
ソース間の電流と並列ダイオードＤq1の電流との合計で
示されている。ここでは説明を簡略化するために電流Ｉ
q1を主スイッチＱ1 の電流と呼ぶことにする。また、ｔ
2〜ｔ３期間には、４次巻線Ｎ４ のインダクタンス の
蓄積エネルギの放出に基づいて、４次巻線Ｎ４ 、第１
の補助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、及び第２の
補助ダイオ−ドＤｂから成る経路にも図４（Ｌ）に示す
電流Ｉｄｂが流れる。第２の補助スイッチＱ2 の電流Ｉ
q2は、図４（Ｆ）に示すようにｔ2時点から徐々に低下
する。この結果、第１の並列ダイオードＤq1を流れる電
流即ち主スイッチＱ1 の電流Ｉq1はｔ3 時点で零にな
る。第１の並列ダイオードＤq1は図４のｔ2 〜ｔ3 期間
にオン状態であるので、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1はｔ
2 〜ｔ3 期間にほぼ零に保持されている。従って、ｔ2
〜ｔ3 期間に主スイッチＱ1 をオン制御すれば、主スイ
ッチＱ1 のＺＶＳが達成される。図４（Ａ）では説明を
容易にするために主スイッチＱ1 の制御信号Ｖg1がｔ2
時点で低レベルから高レベルに転換している。しかし、
主スイッチＱ1 のターンオン制御のバラツキを考慮すれ
ば、ｔ2 〜ｔ3 期間の中間に主スイッチＱ1 のオン制御
を開始するのが望ましい。但し、主スイッチＱ1 のオン
制御開始時点がこの電圧Ｖq1が零になるｔ2 よりも前で
あっても、この電圧Ｖq1がｔ1 時点から低下を開始した
後であれば、この電圧Ｖq1が低下している分だけスイッ
チング損失の低減効果を得ることができる。また、主ス
イッチＱ1 のオン制御開始時点が、ｔ3 よりも少し後で
あってもスイッチング損失低減効果を得ることができ
る。即ち、もし、ｔ3 で主スイッチＱ1 がオンにならな
いために、共振用コンデンサＣq1の充電が開始しても、
このコンデンサＣq1の電圧がｔ1以前の主スイッチＱ1
のオフ期間の電圧Ｖq1よりも低い範囲であれば、この低
い分だけスイッチング損失が低減する。従って、主スイ
ッチＱ1 のオン制御開始の可能な時点は、補助スイッチ
Ｑ2 をオン制御した時点ｔ1 よりも後であり且つ主スイ
ッチＱ1 の電圧Ｖq1がｔ1 以前に示すオフ期間における
主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1よりも低くなっている期間内
の任意の時点である。図４は図３のｔ1 〜ｔ6 期間内の
状態を示しているので、図４のｔ2 時点に第１の並列ダ
イオードＤq1が導通状態になると、接続点１０の電位が
低下し、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 を通る電流ＩL1
が図４（Ｈ）に示すように徐々に増大し始める。この電
流ＩL1は、第２整流出力導体４４、第１のインダクタン
ス巻線Ｌ1、４次巻線Ｎ４、第１の補助ダイオ−ドＤ
ａ、補助スイッチＱ２及び第３の整流出力導体４５の経
路に流れる。ｔ2〜ｔ3期間において、第２のインダクタ
ンス巻線Ｌ2の電流ＩL2は、ｔ1〜ｔ2期間に引き続いて
流れ、徐々に低下してｔ3時点で零に成る。
ッチング用コンデンサＣq1の放電が終了すると、１次巻
線Ｎ1、３次巻線Ｎ３及び４次巻線Ｎ４のインダクタン
スに蓄積されたエネルギの放出によって、図４（Ｄ）に
示す電流Ｉq1が３次巻線Ｎ3 、４次巻線Ｎ４、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、第１の並列ダイ
オードＤq1、及び１次巻線Ｎ1の経路で流れる。なお、
図４（Ｄ）の電流Ｉq1は、主スイッチＱ1のドレイン・
ソース間の電流と並列ダイオードＤq1の電流との合計で
示されている。ここでは説明を簡略化するために電流Ｉ
q1を主スイッチＱ1 の電流と呼ぶことにする。また、ｔ
2〜ｔ３期間には、４次巻線Ｎ４ のインダクタンス の
蓄積エネルギの放出に基づいて、４次巻線Ｎ４ 、第１
の補助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、及び第２の
補助ダイオ−ドＤｂから成る経路にも図４（Ｌ）に示す
電流Ｉｄｂが流れる。第２の補助スイッチＱ2 の電流Ｉ
q2は、図４（Ｆ）に示すようにｔ2時点から徐々に低下
する。この結果、第１の並列ダイオードＤq1を流れる電
流即ち主スイッチＱ1 の電流Ｉq1はｔ3 時点で零にな
る。第１の並列ダイオードＤq1は図４のｔ2 〜ｔ3 期間
にオン状態であるので、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1はｔ
2 〜ｔ3 期間にほぼ零に保持されている。従って、ｔ2
〜ｔ3 期間に主スイッチＱ1 をオン制御すれば、主スイ
ッチＱ1 のＺＶＳが達成される。図４（Ａ）では説明を
容易にするために主スイッチＱ1 の制御信号Ｖg1がｔ2
時点で低レベルから高レベルに転換している。しかし、
主スイッチＱ1 のターンオン制御のバラツキを考慮すれ
ば、ｔ2 〜ｔ3 期間の中間に主スイッチＱ1 のオン制御
を開始するのが望ましい。但し、主スイッチＱ1 のオン
制御開始時点がこの電圧Ｖq1が零になるｔ2 よりも前で
あっても、この電圧Ｖq1がｔ1 時点から低下を開始した
後であれば、この電圧Ｖq1が低下している分だけスイッ
チング損失の低減効果を得ることができる。また、主ス
イッチＱ1 のオン制御開始時点が、ｔ3 よりも少し後で
あってもスイッチング損失低減効果を得ることができ
る。即ち、もし、ｔ3 で主スイッチＱ1 がオンにならな
いために、共振用コンデンサＣq1の充電が開始しても、
このコンデンサＣq1の電圧がｔ1以前の主スイッチＱ1
のオフ期間の電圧Ｖq1よりも低い範囲であれば、この低
い分だけスイッチング損失が低減する。従って、主スイ
ッチＱ1 のオン制御開始の可能な時点は、補助スイッチ
Ｑ2 をオン制御した時点ｔ1 よりも後であり且つ主スイ
ッチＱ1 の電圧Ｖq1がｔ1 以前に示すオフ期間における
主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1よりも低くなっている期間内
の任意の時点である。図４は図３のｔ1 〜ｔ6 期間内の
状態を示しているので、図４のｔ2 時点に第１の並列ダ
イオードＤq1が導通状態になると、接続点１０の電位が
低下し、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 を通る電流ＩL1
が図４（Ｈ）に示すように徐々に増大し始める。この電
流ＩL1は、第２整流出力導体４４、第１のインダクタン
ス巻線Ｌ1、４次巻線Ｎ４、第１の補助ダイオ−ドＤ
ａ、補助スイッチＱ２及び第３の整流出力導体４５の経
路に流れる。ｔ2〜ｔ3期間において、第２のインダクタ
ンス巻線Ｌ2の電流ＩL2は、ｔ1〜ｔ2期間に引き続いて
流れ、徐々に低下してｔ3時点で零に成る。
【００３２】（ｔ3 〜ｔ4 期間）ｔ3 時点において第１
の並列ダイオードＤq1のオン状態を維持することができ
なくなると、主スイッチＱ1 の電流Ｉq1は零になり、そ
の後、この主スイッチＱ1の電流Ｉq1は正方向に流れ
る。即ち、ｔ3 〜ｔ4 期間には、第１の交流入力端子
１、フィルタ３、第５のダイオ−ドＤ5、第１のインダ
クタンス巻線Ｌ1 、３次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1、主スイ
ッチＱ1、第４のダイオ−ドＤ4、フィルタ３及び第２の
交流入力端子２から成る第１の経路と、平滑用コンデン
サＣ1 、１次巻線Ｎ1 及び主スイッチＱ1 から成る第２
の経路との両方によって図４（Ｄ）に示す主スイッチＱ
1 の電流Ｉq1が流れる。この実施形態では、４次巻線Ｎ
4 の蓄積エネルギの放出がｔ3 時点で終了せずにｔ4 時
点で終了している。このため、ｔ3 〜ｔ4 期間におい
て、４次巻線Ｎ4、第１の補助ダイオードＤa 、補助ス
イッチＱ2 、平滑用コンデンサＣ1 、３次巻線Ｎ3の経
路で図４（Ｆ）に示す電流Ｉq2が流れる。図４のｔ3 〜
ｔ4 及びｔ4 〜ｔ5 に示すように主スイッチＱ1 の電流
Ｉq1が正方向に流れている時には、トランス５の２次巻
線Ｎ2 にダイオードＤo を逆バイアスする電圧が発生
し、ダイオードＤo の電流Ｉdoは図４（Ｍ）に示すよう
に零に保たれる。
の並列ダイオードＤq1のオン状態を維持することができ
なくなると、主スイッチＱ1 の電流Ｉq1は零になり、そ
の後、この主スイッチＱ1の電流Ｉq1は正方向に流れ
る。即ち、ｔ3 〜ｔ4 期間には、第１の交流入力端子
１、フィルタ３、第５のダイオ−ドＤ5、第１のインダ
クタンス巻線Ｌ1 、３次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1、主スイ
ッチＱ1、第４のダイオ−ドＤ4、フィルタ３及び第２の
交流入力端子２から成る第１の経路と、平滑用コンデン
サＣ1 、１次巻線Ｎ1 及び主スイッチＱ1 から成る第２
の経路との両方によって図４（Ｄ）に示す主スイッチＱ
1 の電流Ｉq1が流れる。この実施形態では、４次巻線Ｎ
4 の蓄積エネルギの放出がｔ3 時点で終了せずにｔ4 時
点で終了している。このため、ｔ3 〜ｔ4 期間におい
て、４次巻線Ｎ4、第１の補助ダイオードＤa 、補助ス
イッチＱ2 、平滑用コンデンサＣ1 、３次巻線Ｎ3の経
路で図４（Ｆ）に示す電流Ｉq2が流れる。図４のｔ3 〜
ｔ4 及びｔ4 〜ｔ5 に示すように主スイッチＱ1 の電流
Ｉq1が正方向に流れている時には、トランス５の２次巻
線Ｎ2 にダイオードＤo を逆バイアスする電圧が発生
し、ダイオードＤo の電流Ｉdoは図４（Ｍ）に示すよう
に零に保たれる。
【００３３】（ｔ4 〜ｔ5 期間）ｔ4 〜ｔ5 期間には、
図４（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2は
零に保たれ、図４（Ｄ）に示すように主スイッチＱ1 の
電流Ｉq1が流れる。ｔ4〜ｔ5 期間には、ｔ3 〜ｔ4 期
間と同様に、第１の交流入力端子１、フィルタ３、第５
のダイオードＤ5 、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３
次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1 、主スイッチＱ1 、第４のダ
イオードＤ4 、フィルタ３及び第２の交流入力端子２か
ら成る第１の経路の電流と、平滑用コンデンサＣ1 と１
次巻線Ｎ1と主スイッチＱ1 とから成る第２の経路の電
流が流れる。上記第１の経路の電流は図４（Ｈ）に示す
第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1に等しい。上
記第２の経路の電流は図４（Ｋ）のｔ4 〜ｔ5 期間に示
す平滑用コンデンサＣ1の電流Ｉc1に等しい。主スイッ
チＱ1の電流Ｉｑ１は、上記第１の経路の電流と上記第
２の経路の電流の和である。このｔ4〜ｔ5期間には、第
１のインダクタンス巻線Ｌ１に電磁結合された第２のイ
ンダクタンス巻線Ｌ２に第１及び第３のダイオ−ドＤ
1、Ｄ3を逆バイアスする電圧が発生しているので、第２
のインダクタンス巻線Ｌ２に電流が流れない。
図４（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2は
零に保たれ、図４（Ｄ）に示すように主スイッチＱ1 の
電流Ｉq1が流れる。ｔ4〜ｔ5 期間には、ｔ3 〜ｔ4 期
間と同様に、第１の交流入力端子１、フィルタ３、第５
のダイオードＤ5 、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３
次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1 、主スイッチＱ1 、第４のダ
イオードＤ4 、フィルタ３及び第２の交流入力端子２か
ら成る第１の経路の電流と、平滑用コンデンサＣ1 と１
次巻線Ｎ1と主スイッチＱ1 とから成る第２の経路の電
流が流れる。上記第１の経路の電流は図４（Ｈ）に示す
第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1に等しい。上
記第２の経路の電流は図４（Ｋ）のｔ4 〜ｔ5 期間に示
す平滑用コンデンサＣ1の電流Ｉc1に等しい。主スイッ
チＱ1の電流Ｉｑ１は、上記第１の経路の電流と上記第
２の経路の電流の和である。このｔ4〜ｔ5期間には、第
１のインダクタンス巻線Ｌ１に電磁結合された第２のイ
ンダクタンス巻線Ｌ２に第１及び第３のダイオ−ドＤ
1、Ｄ3を逆バイアスする電圧が発生しているので、第２
のインダクタンス巻線Ｌ２に電流が流れない。
【００３４】図４のｔ4 〜ｔ5 期間には、図４（Ｅ）に
示すように補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2が零であり、且
つ図４（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2
が零である。従って、図４のｔ4 〜ｔ5 期間内の任意の
時点で補助スイッチＱ2 をターンオフ制御すると、ＺＶ
Ｓ及び零電流スイッチング（ＺＣＳ）が達成される。こ
の実施形態では補助スイッチＱ2 のオン制御の終了時点
が主スイッチＱ1 のオン制御の終了時点と同一のｔ5 時
点とされている。従って、補助スイッチＱ2 のＺＶＳ及
びＺＣＳの条件が満足され、補助スイッチＱ2 のターン
オフ時のスイッチング損失は小さい。前述したように、
図４のｔ4 〜ｔ5 期間内であれば、補助スイッチＱ2 の
ＺＶＳ及びＺＣＳが可能であるので、図４（Ｂ）で点線
で示すように補助スイッチＱ2 のターンオフ時点をｔ4
に移動すること、又はｔ4 〜ｔ5間の任意の時点に移動
することができる。
示すように補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2が零であり、且
つ図４（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2
が零である。従って、図４のｔ4 〜ｔ5 期間内の任意の
時点で補助スイッチＱ2 をターンオフ制御すると、ＺＶ
Ｓ及び零電流スイッチング（ＺＣＳ）が達成される。こ
の実施形態では補助スイッチＱ2 のオン制御の終了時点
が主スイッチＱ1 のオン制御の終了時点と同一のｔ5 時
点とされている。従って、補助スイッチＱ2 のＺＶＳ及
びＺＣＳの条件が満足され、補助スイッチＱ2 のターン
オフ時のスイッチング損失は小さい。前述したように、
図４のｔ4 〜ｔ5 期間内であれば、補助スイッチＱ2 の
ＺＶＳ及びＺＣＳが可能であるので、図４（Ｂ）で点線
で示すように補助スイッチＱ2 のターンオフ時点をｔ4
に移動すること、又はｔ4 〜ｔ5間の任意の時点に移動
することができる。
【００３５】（ｔ5 〜ｔ6 期間）ｔ5 時点で主スイッチ
Ｑ1 がターンオフ制御されると、主スイッチＱ1の電流
Ｉq1は図４（Ｄ）に示すように零になり、且つソフトス
イッチング用コンデンサＣq1に図４（Ｇ）に示すように
電流Ｉcq1が流れ、このソフトスイッチング用コンデン
サＣｑ1が充電され、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1が図４
（Ｃ）に示すように傾斜を有して徐々に高くなる。従っ
て、主スイッチＱ1 はＺＶＳでターンオフされる。な
お、ソフトスイッチング用コンデンサＣq1の充電電流
は、整流回路４、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３次
巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1及びソフトスイッチング用コンデ
ンサＣq1の経路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ
1 、及びソフトスイッチング用コンデンサＣq1の経路と
の両方に流れる。ｔ5時点で主スイッチＱ1と補助スイッ
チＱ2との両方がオフになり、その後、ソフトスイッチ
ング用コンデンサＣｑ1の電圧が徐々に高くなると、平
滑用コンデンサＣ1に基づいて１次巻線Ｎ1に対して印加
される電圧が徐々に低下し、ｔ6時点で実質的に零にな
る。
Ｑ1 がターンオフ制御されると、主スイッチＱ1の電流
Ｉq1は図４（Ｄ）に示すように零になり、且つソフトス
イッチング用コンデンサＣq1に図４（Ｇ）に示すように
電流Ｉcq1が流れ、このソフトスイッチング用コンデン
サＣｑ1が充電され、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1が図４
（Ｃ）に示すように傾斜を有して徐々に高くなる。従っ
て、主スイッチＱ1 はＺＶＳでターンオフされる。な
お、ソフトスイッチング用コンデンサＣq1の充電電流
は、整流回路４、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、３次
巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1及びソフトスイッチング用コンデ
ンサＣq1の経路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ
1 、及びソフトスイッチング用コンデンサＣq1の経路と
の両方に流れる。ｔ5時点で主スイッチＱ1と補助スイッ
チＱ2との両方がオフになり、その後、ソフトスイッチ
ング用コンデンサＣｑ1の電圧が徐々に高くなると、平
滑用コンデンサＣ1に基づいて１次巻線Ｎ1に対して印加
される電圧が徐々に低下し、ｔ6時点で実質的に零にな
る。
【００３６】（ｔ6 〜ｔ7 期間）ｔ6時点で主スイッチ
Ｑ1が完全にオフ状態になると、トランス５の蓄積エネ
ルギの放出が開始し、２次巻線Ｎ２にダイオ−ドＤｏを
順方向バイアスする電圧が発生し、ダイオ−ドＤｏの電
流Ｉｄｏが図４（Ｍ）に示すように流れ始める。３次巻
線Ｎ３は２次巻線Ｎ2に電磁結合されているので、主ス
イッチＱ1のオフ期間には、３次巻線Ｎ3に図１で上から
下に向う極性を有する電圧が発生する。従って、主スイ
ッチＱ1のオフ時には接続点１０の電位が、平滑用コン
デンサＣ１の電圧よりも３次巻線Ｎ3の電圧だけ高くな
る。この結果、第１のインダクタンス巻線Ｌ１の電流Ｉ
L1はｔ6時点から減少する。第２のインダクタンス巻線
Ｌ2は第１ンス巻線のインダクタンス巻線Ｌ1に電磁結合
されているので、主スイッチＱ1のオフ期間に接続点１
０の電位の上昇に伴って第２のインダクタンス巻線Ｌ2
に第１及び第３のダイオ−ドＤ1、Ｄ3を順バイアスする
方向の電圧が発生し、ｔ6時点より第２のインダクタン
ス巻線Ｌ2の電流ＩL2が図４（Ｉ）に示すように流れ始
める。整流回路４、第１のインダクタンス巻線Ｌ１、３
次巻線Ｎ３及び平滑用コンデンサＣ1の経路に流れてい
る図４（Ｈ）の電流ＩL1は、第１のインダクタンス巻線
Ｌ１の蓄積エネルギの放出によって徐々に低下し、ｔ７
時点で零になる。整流回路４、第２のインダクタンス巻
線Ｌ２及び平滑用コンデンサＣ1の経路に流れる第２の
インダクタンス巻線Ｌ2の電流ＩL2は、図４（Ｉ）に示
すようにｔ7時点まで徐々に増大し、その後、徐々に低
下する。第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ2の
電流ＩL1、ＩL2の和は図４（Ｋ）に示す平滑用コンデン
サＣ1の電流Ｉｃ1となる。
Ｑ1が完全にオフ状態になると、トランス５の蓄積エネ
ルギの放出が開始し、２次巻線Ｎ２にダイオ−ドＤｏを
順方向バイアスする電圧が発生し、ダイオ−ドＤｏの電
流Ｉｄｏが図４（Ｍ）に示すように流れ始める。３次巻
線Ｎ３は２次巻線Ｎ2に電磁結合されているので、主ス
イッチＱ1のオフ期間には、３次巻線Ｎ3に図１で上から
下に向う極性を有する電圧が発生する。従って、主スイ
ッチＱ1のオフ時には接続点１０の電位が、平滑用コン
デンサＣ１の電圧よりも３次巻線Ｎ3の電圧だけ高くな
る。この結果、第１のインダクタンス巻線Ｌ１の電流Ｉ
L1はｔ6時点から減少する。第２のインダクタンス巻線
Ｌ2は第１ンス巻線のインダクタンス巻線Ｌ1に電磁結合
されているので、主スイッチＱ1のオフ期間に接続点１
０の電位の上昇に伴って第２のインダクタンス巻線Ｌ2
に第１及び第３のダイオ−ドＤ1、Ｄ3を順バイアスする
方向の電圧が発生し、ｔ6時点より第２のインダクタン
ス巻線Ｌ2の電流ＩL2が図４（Ｉ）に示すように流れ始
める。整流回路４、第１のインダクタンス巻線Ｌ１、３
次巻線Ｎ３及び平滑用コンデンサＣ1の経路に流れてい
る図４（Ｈ）の電流ＩL1は、第１のインダクタンス巻線
Ｌ１の蓄積エネルギの放出によって徐々に低下し、ｔ７
時点で零になる。整流回路４、第２のインダクタンス巻
線Ｌ２及び平滑用コンデンサＣ1の経路に流れる第２の
インダクタンス巻線Ｌ2の電流ＩL2は、図４（Ｉ）に示
すようにｔ7時点まで徐々に増大し、その後、徐々に低
下する。第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ2の
電流ＩL1、ＩL2の和は図４（Ｋ）に示す平滑用コンデン
サＣ1の電流Ｉｃ1となる。
【００３７】（ｔ7 〜ｔ8 期間）ｔ7〜ｔ8期間には、ｔ
1の直前の期間と同一の動作が生じる。即ち、このｔ7〜
ｔ8期間には第２のインダクタンス巻線Ｌ2の蓄積エネル
ギの放出によって電流Ｉ L2が流れる。この電流ＩL2は整
流回路４、第２のインダクタンス巻線Ｌ2及び平滑用コ
ンデンサＣ1の経路に流れる。ｔ8時点で再び補助スイッ
チＱ2がオン制御されると、ｔ1〜ｔ8期間と同様な動作
の繰返しが生じる。
1の直前の期間と同一の動作が生じる。即ち、このｔ7〜
ｔ8期間には第２のインダクタンス巻線Ｌ2の蓄積エネル
ギの放出によって電流Ｉ L2が流れる。この電流ＩL2は整
流回路４、第２のインダクタンス巻線Ｌ2及び平滑用コ
ンデンサＣ1の経路に流れる。ｔ8時点で再び補助スイッ
チＱ2がオン制御されると、ｔ1〜ｔ8期間と同様な動作
の繰返しが生じる。
【００３８】本実施形態によれば次の効果が得られる。
（１） 主スイッチＱ1 のターンオン時とターンオフ時
とのいずれにおいてもＺＶＳとなるので、主スイッチＱ
1 のスイッチング損失を低減させ、スイッチング電源装
置の効率を向上させることができる。 （２） 補助スイッチＱ2 はターンオン時に零電流スイ
ッチング（ＺＣＳ）され、ターンオフ時にＺＶＳ及びＺ
ＣＳされる。この結果、補助スイッチＱ2 のスイッチン
グ損失を低く抑えることができる。 （３） 第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ２
を通る電流ＩL1、ＩL2のピーク値は交流入力電圧Ｖacの
振幅に追従して変化するので、交流入力の力率及び波形
が改善される。この力率改善及び波形改善は、平滑用コ
ンデンサＣ1 とトランス５と主スイッチＱ1 と整流平滑
回路６とから成るＤＣ−ＤＣコンバータ回路における主
スイッチＱ1 の助けを借りて行われている。従って、簡
単な回路で力率改善、波形改善、及び出力電圧調整を達
成することができる。 （４） 主スイッチＱ1 のスイッチング損失低減のため
の補助回路７の３次巻線Ｎ3 及び４次巻線Ｎ4は、ＤＣ
−ＤＣコンバータ用のトランス５に一体に形成されてい
るので、スイッチング電源装置の大型化及びコストの上
昇を抑えることができる。 （５） 第１のインダクタンス巻線Ｌ1 が３次巻線Ｎ3
と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続されているの
で、主スイッチＱ1 がオンであっても第２の整流出力導
体４４の電位が接続点１０の電位よりも高くならない
と、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1が流れな
い。このため、図３のｔ0 〜ｔ1 、ｔ6 〜ｔ8 、ｔ9 〜
ｔ10期間には第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1
が流れず、波形改善及び力率改善の点では不利になる。
しかし、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 に電流が流れな
い期間にはここでの電力損失も生じない。従って、１次
巻線Ｎ1、３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4の巻数を調整
し、第１のインダクタンス巻線Ｌ1に電流が流れる期間
を調整し、要求された波形改善及び力率改善を達成する
ことができる範囲内で効率を高めることができる。
とのいずれにおいてもＺＶＳとなるので、主スイッチＱ
1 のスイッチング損失を低減させ、スイッチング電源装
置の効率を向上させることができる。 （２） 補助スイッチＱ2 はターンオン時に零電流スイ
ッチング（ＺＣＳ）され、ターンオフ時にＺＶＳ及びＺ
ＣＳされる。この結果、補助スイッチＱ2 のスイッチン
グ損失を低く抑えることができる。 （３） 第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ２
を通る電流ＩL1、ＩL2のピーク値は交流入力電圧Ｖacの
振幅に追従して変化するので、交流入力の力率及び波形
が改善される。この力率改善及び波形改善は、平滑用コ
ンデンサＣ1 とトランス５と主スイッチＱ1 と整流平滑
回路６とから成るＤＣ−ＤＣコンバータ回路における主
スイッチＱ1 の助けを借りて行われている。従って、簡
単な回路で力率改善、波形改善、及び出力電圧調整を達
成することができる。 （４） 主スイッチＱ1 のスイッチング損失低減のため
の補助回路７の３次巻線Ｎ3 及び４次巻線Ｎ4は、ＤＣ
−ＤＣコンバータ用のトランス５に一体に形成されてい
るので、スイッチング電源装置の大型化及びコストの上
昇を抑えることができる。 （５） 第１のインダクタンス巻線Ｌ1 が３次巻線Ｎ3
と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続されているの
で、主スイッチＱ1 がオンであっても第２の整流出力導
体４４の電位が接続点１０の電位よりも高くならない
と、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1が流れな
い。このため、図３のｔ0 〜ｔ1 、ｔ6 〜ｔ8 、ｔ9 〜
ｔ10期間には第１のインダクタンス巻線Ｌ1 の電流ＩL1
が流れず、波形改善及び力率改善の点では不利になる。
しかし、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 に電流が流れな
い期間にはここでの電力損失も生じない。従って、１次
巻線Ｎ1、３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4の巻数を調整
し、第１のインダクタンス巻線Ｌ1に電流が流れる期間
を調整し、要求された波形改善及び力率改善を達成する
ことができる範囲内で効率を高めることができる。
【００３９】
【第２の実施形態】次に、図６を参照して第２の実施形
態のスイッチング電源装置を説明する。但し、図６にお
いて、図１〜図５と実質的に同一の部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。
態のスイッチング電源装置を説明する。但し、図６にお
いて、図１〜図５と実質的に同一の部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。
【００４０】図６のスイッチング電源装置は、図１の整
流回路４を変形した整流回路４ａを設け、第１及び第２
の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12とバイパス用コンデ
ンサＣ2を設け、この他は図１同一に形成したものであ
る。図６の変形された整流回路４ａの第１〜第４のダイ
オ−ドＤ1〜Ｄ4は図１と同一に接続されている。図６に
おいて、第１及び第２の整流出力導体４３、４４の両方
が第１及び第３のダイオ−ドＤ1、Ｄ3のカソ−ドの相互
接続点４０に接続されている。第１及び第２の逆流阻止
用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は第１及び第２のインダクタン
ス巻線Ｌ1、Ｌ2に直列に接続されている。この第１及び
第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12を図６で点線で
示すように第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ2
の出力端子側に接続することができる。
流回路４を変形した整流回路４ａを設け、第１及び第２
の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12とバイパス用コンデ
ンサＣ2を設け、この他は図１同一に形成したものであ
る。図６の変形された整流回路４ａの第１〜第４のダイ
オ−ドＤ1〜Ｄ4は図１と同一に接続されている。図６に
おいて、第１及び第２の整流出力導体４３、４４の両方
が第１及び第３のダイオ−ドＤ1、Ｄ3のカソ−ドの相互
接続点４０に接続されている。第１及び第２の逆流阻止
用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は第１及び第２のインダクタン
ス巻線Ｌ1、Ｌ2に直列に接続されている。この第１及び
第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12を図６で点線で
示すように第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ2
の出力端子側に接続することができる。
【００４１】バイパス用コンデンサＣ2は、相互接続点
４０と第３の整流出力導体４５との間に接続されてい
る。従って、主スイッチＱ1のオン・オフによって生じ
る高周波成分は第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4を流れ
ずに、バイパス用コンデンサＣ2に流れる。この結果、
第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの発生
が少なくなる。第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4には高
周波電流が流れないので、第１〜第４のダイオ−ドＤ1
〜Ｄ4を交流入力電圧Ｖａｃを整流するための低周波用
ダイオ−ドとすることができる。なお、第１及び第２の
逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は主スイッチＱ1のオ
ン・オフ周波数に応答する高周波用ダイオ−ドとする。
４０と第３の整流出力導体４５との間に接続されてい
る。従って、主スイッチＱ1のオン・オフによって生じ
る高周波成分は第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4を流れ
ずに、バイパス用コンデンサＣ2に流れる。この結果、
第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの発生
が少なくなる。第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4には高
周波電流が流れないので、第１〜第４のダイオ−ドＤ1
〜Ｄ4を交流入力電圧Ｖａｃを整流するための低周波用
ダイオ−ドとすることができる。なお、第１及び第２の
逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は主スイッチＱ1のオ
ン・オフ周波数に応答する高周波用ダイオ−ドとする。
【００４２】第２の実施形態のスイッチング電源装置の
基本的動作は図１の回路の動作と実質的に同一である。
従って、第２の実施形態によっても第１の実施形態と同
一の効果を得ることができる。また、バイパス用コンデ
ンサＣ２を接続することによって、第１〜第４のダイオ
−ドＤ１〜Ｄ４に高周波電流が流れることを阻止し、第
１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの発生を
抑制することができる。
基本的動作は図１の回路の動作と実質的に同一である。
従って、第２の実施形態によっても第１の実施形態と同
一の効果を得ることができる。また、バイパス用コンデ
ンサＣ２を接続することによって、第１〜第４のダイオ
−ドＤ１〜Ｄ４に高周波電流が流れることを阻止し、第
１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの発生を
抑制することができる。
【００４３】
【第３の実施形態】次に、図７及び図８を参照して第３
の実施形態のスイッチング電源装置を説明する。但し、
図７及び図８において、図１及び図４と実質的に同一の
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
の実施形態のスイッチング電源装置を説明する。但し、
図７及び図８において、図１及び図４と実質的に同一の
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】図７に示す第３の実施形態のスイッチング
電源装置は、第１及び第２の交流入力端子１、２と、ノ
イズ除去フィルタ３と、整流回路４ｂと、第１及び第２
のインダクタンス巻線Ｌ1、L2 と、第１及び第２の逆流
阻止用ダイオードD11、D12と、平滑用コンデンサＣ1
と、トランス５と、主スイッチＱ1 と、スナバ用又はＺ
ＶＳ（ゼロ・ボルト・スイッチング）用又は共振用とも
呼ぶことができるソフトスイッチング用コンデンサＣq
１と、第１及び第２の並列ダイオードＤq１、Ｄq２と、
整流平滑回路６と、ソフトスイッチング補助回路７と、
制御回路８とを有する。
電源装置は、第１及び第２の交流入力端子１、２と、ノ
イズ除去フィルタ３と、整流回路４ｂと、第１及び第２
のインダクタンス巻線Ｌ1、L2 と、第１及び第２の逆流
阻止用ダイオードD11、D12と、平滑用コンデンサＣ1
と、トランス５と、主スイッチＱ1 と、スナバ用又はＺ
ＶＳ（ゼロ・ボルト・スイッチング）用又は共振用とも
呼ぶことができるソフトスイッチング用コンデンサＣq
１と、第１及び第２の並列ダイオードＤq１、Ｄq２と、
整流平滑回路６と、ソフトスイッチング補助回路７と、
制御回路８とを有する。
【００４５】図７のスイッチング電源装置は、
（１）変形した整流回路４ｂを設けた点、
（２）第１及び第２のインダクタンス巻線Ｌ1、Ｌ2の接
続形式を変えた点、 （３）第１及び第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１１、Ｄ
１２を設けた点 で図１のスイッチング電源装置と相違し、この他は図１
と同一に形成されている。
続形式を変えた点、 （３）第１及び第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１１、Ｄ
１２を設けた点 で図１のスイッチング電源装置と相違し、この他は図１
と同一に形成されている。
【００４６】図７の変形された整流回路４ｂは、図１と
同様に接続された第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4から
成り、第１及び第２の整流出力導体４３、４５を有して
いる。第１及び第２の整流出力導体４３、４５は、これ
等の間に両波整流出力電圧を得るものである。
同様に接続された第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4から
成り、第１及び第２の整流出力導体４３、４５を有して
いる。第１及び第２の整流出力導体４３、４５は、これ
等の間に両波整流出力電圧を得るものである。
【００４７】図７において、力率改善及び波形改善のた
めに設けられているインダクタとしての第１及び第２の
インダクタンス巻線Ｌ１、Ｌ２は、磁性体コア１７に巻
き回され且つ相互に電磁結合され、黒丸で示すように同
一極性に設定されている。第１のインダクタンス巻線Ｌ
1の一端は第１の整流出力導体４３に接続され、この他
端は第２のインダクタンス巻線L2の一端に接続されてい
ると共に第１の逆流阻止用ダイオードD11を介して３次
巻線Ｎ3と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続され
ている。
めに設けられているインダクタとしての第１及び第２の
インダクタンス巻線Ｌ１、Ｌ２は、磁性体コア１７に巻
き回され且つ相互に電磁結合され、黒丸で示すように同
一極性に設定されている。第１のインダクタンス巻線Ｌ
1の一端は第１の整流出力導体４３に接続され、この他
端は第２のインダクタンス巻線L2の一端に接続されてい
ると共に第１の逆流阻止用ダイオードD11を介して３次
巻線Ｎ3と４次巻線Ｎ４との相互接続点１０に接続され
ている。
【００４８】第２のインダクタンス巻線Ｌ2は第１のイ
ンダクタンス巻線L1の他端と平滑用コンデンサＣ1との
間に第２の逆流阻止用ダイオードD1２を介して接続され
ている。この実施形態では、タップ４０によって第１及
び第２のインダクタンス巻線L1、L2が分割されている。
なお、第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ12をタップ４０と
第２のインダクタンス巻線Ｌ2との間に接続することが
できる。
ンダクタンス巻線L1の他端と平滑用コンデンサＣ1との
間に第２の逆流阻止用ダイオードD1２を介して接続され
ている。この実施形態では、タップ４０によって第１及
び第２のインダクタンス巻線L1、L2が分割されている。
なお、第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ12をタップ４０と
第２のインダクタンス巻線Ｌ2との間に接続することが
できる。
【００４９】
【動作】次に、図３及び図７の各部の状態を示す図８を
参照して、図７のスイッチング電源装置の動作を説明す
る。図７のスイッチング電源装置の動作は、図１のスイ
ッチング電源装置の動作と実質的に同一である。即ち、
図７の主スイッチＱ1をオン・オフすると、図１の主ス
イッチＱ1のオン・オフによる力率改善と同様に図３に
示す力率改善が達成される。図３（Ｄ）に示す例えば５
０Ｈｚの正弦波交流電圧Ｖacが図７の第１及び第２の交
流入力端子１、２間に供給されている状態で、主スイッ
チＱ1 を図３（Ａ）に概略的に示す例えば２０ｋＨｚの
繰返し周波数を有する第１の制御信号Ｖg1でオン・オフ
制御し、補助スイッチＱ2も図８（Ｂ）に示すようにオ
ン・オフ制御すると、図３（Ｂ）に示す整流回路４の入
力電流Ｉｉｎの振幅が交流電圧Ｖacの振幅に応じて変化
する。この結果、図３（Ｃ）に示す交流入力電流Ｉacが
正弦波に近似し、力率及び波形が改善される。なお、第
１のインダクタンス巻線Ｌ1 が３次巻線Ｎ３と４次巻線
Ｎ4との相互接続点１０に接続されているので、平滑用
コンデンサＣ1 の電圧Ｖc1によって与えられる接続点１
０の電位よりも第１の整流出力導体４３の電位が高くな
らないと第１のインダクタンス巻線Ｌ1 に電流ＩL1が流
れない。図３ではｔ1 〜ｔ6 期間及びｔ8 〜ｔ9 期間に
整流入力電流Ｉin及び交流入力電流Ｉacが流れている。
参照して、図７のスイッチング電源装置の動作を説明す
る。図７のスイッチング電源装置の動作は、図１のスイ
ッチング電源装置の動作と実質的に同一である。即ち、
図７の主スイッチＱ1をオン・オフすると、図１の主ス
イッチＱ1のオン・オフによる力率改善と同様に図３に
示す力率改善が達成される。図３（Ｄ）に示す例えば５
０Ｈｚの正弦波交流電圧Ｖacが図７の第１及び第２の交
流入力端子１、２間に供給されている状態で、主スイッ
チＱ1 を図３（Ａ）に概略的に示す例えば２０ｋＨｚの
繰返し周波数を有する第１の制御信号Ｖg1でオン・オフ
制御し、補助スイッチＱ2も図８（Ｂ）に示すようにオ
ン・オフ制御すると、図３（Ｂ）に示す整流回路４の入
力電流Ｉｉｎの振幅が交流電圧Ｖacの振幅に応じて変化
する。この結果、図３（Ｃ）に示す交流入力電流Ｉacが
正弦波に近似し、力率及び波形が改善される。なお、第
１のインダクタンス巻線Ｌ1 が３次巻線Ｎ３と４次巻線
Ｎ4との相互接続点１０に接続されているので、平滑用
コンデンサＣ1 の電圧Ｖc1によって与えられる接続点１
０の電位よりも第１の整流出力導体４３の電位が高くな
らないと第１のインダクタンス巻線Ｌ1 に電流ＩL1が流
れない。図３ではｔ1 〜ｔ6 期間及びｔ8 〜ｔ9 期間に
整流入力電流Ｉin及び交流入力電流Ｉacが流れている。
【００５０】図７の補助回路７を除いた主回路部分の動
作を更に詳しく説明する。例えば図３のｔ2 〜ｔ3 に示
す主スイッチＱ1 のオン期間Ｔonには、第１の整流出力
導体４３、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第１の逆流
阻止用ダイオードD11、３次巻線N3、１次巻線Ｎ1 、及
び主スイッチＱ1 の経路に電流が流れる。これと同時に
平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 と主スイッチＱ1
の経路にも電流が流れる。このオン期間Ｔonに２次巻線
Ｎ2 に発生する電圧はダイオードＤo を逆バイアスする
方向性を有しているので、ダイオードＤo は非導通に保
たれる。この結果、このオン期間Ｔonにトランス５にエ
ネルギが蓄積される。また、第１のインダクタンス巻線
Ｌ1 にもエネルギが蓄積される。図３のｔ3 〜ｔ5 に示
すオフ期間Ｔoff において主スイッチＱ1 がオフになる
と、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 及びトランス５の蓄
積エネルギの放出が生じ、第１の整流出力導体４３と第
１のインダクタンス巻線Ｌ1 と第１の逆流阻止用ダイオ
ードD11と３次巻線Ｎ3と平滑用コンデンサＣ1 との経路
に電流が流れ、平滑用コンデンサＣ1 が充電される。ま
た、第１の整流出力導体４３と第１のインダクタンス巻
線L１と第２のインダクタンス巻線L２と第２の逆流阻止
用ダイオードD12と平滑用コンデンサC1との経路で充電
電流が平滑用コンデンサC1に流れる。オフ期間Toffにお
ける平滑用コンデンサC1の充電電流は時間の経過と共に
減少する。なお、図３では、平滑用コンデンサC1の充電
電流がオフ期間Toffの全部において流れるように示され
ているが、オフ期間Toff中の例えばｔ4で電流Iｉｎが零
になるように、第１及び第２のインダクタンス巻線L1、
L2のインダクタンス値を設定することができる。主スイ
ッチQ1のオフ期間Ｔoff には、トランス５の蓄積エネル
ギの放出に基づいて整流平滑回路６のダイオードＤo を
導通させる向きの電圧が２次巻線N2に誘起し、ダイオー
ドＤo を介してコンデンサＣo 及び負荷１３に電力が供
給される。図３のｔ5 時点で主スイッチＱ1 が再びオン
になると、ｔ2 〜ｔ5 期間と同様な動作の繰返しが生じ
る。なお、図７の回路で出力電圧を一定に制御する動作
は、図１の回路と同一である。
作を更に詳しく説明する。例えば図３のｔ2 〜ｔ3 に示
す主スイッチＱ1 のオン期間Ｔonには、第１の整流出力
導体４３、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第１の逆流
阻止用ダイオードD11、３次巻線N3、１次巻線Ｎ1 、及
び主スイッチＱ1 の経路に電流が流れる。これと同時に
平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 と主スイッチＱ1
の経路にも電流が流れる。このオン期間Ｔonに２次巻線
Ｎ2 に発生する電圧はダイオードＤo を逆バイアスする
方向性を有しているので、ダイオードＤo は非導通に保
たれる。この結果、このオン期間Ｔonにトランス５にエ
ネルギが蓄積される。また、第１のインダクタンス巻線
Ｌ1 にもエネルギが蓄積される。図３のｔ3 〜ｔ5 に示
すオフ期間Ｔoff において主スイッチＱ1 がオフになる
と、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 及びトランス５の蓄
積エネルギの放出が生じ、第１の整流出力導体４３と第
１のインダクタンス巻線Ｌ1 と第１の逆流阻止用ダイオ
ードD11と３次巻線Ｎ3と平滑用コンデンサＣ1 との経路
に電流が流れ、平滑用コンデンサＣ1 が充電される。ま
た、第１の整流出力導体４３と第１のインダクタンス巻
線L１と第２のインダクタンス巻線L２と第２の逆流阻止
用ダイオードD12と平滑用コンデンサC1との経路で充電
電流が平滑用コンデンサC1に流れる。オフ期間Toffにお
ける平滑用コンデンサC1の充電電流は時間の経過と共に
減少する。なお、図３では、平滑用コンデンサC1の充電
電流がオフ期間Toffの全部において流れるように示され
ているが、オフ期間Toff中の例えばｔ4で電流Iｉｎが零
になるように、第１及び第２のインダクタンス巻線L1、
L2のインダクタンス値を設定することができる。主スイ
ッチQ1のオフ期間Ｔoff には、トランス５の蓄積エネル
ギの放出に基づいて整流平滑回路６のダイオードＤo を
導通させる向きの電圧が２次巻線N2に誘起し、ダイオー
ドＤo を介してコンデンサＣo 及び負荷１３に電力が供
給される。図３のｔ5 時点で主スイッチＱ1 が再びオン
になると、ｔ2 〜ｔ5 期間と同様な動作の繰返しが生じ
る。なお、図７の回路で出力電圧を一定に制御する動作
は、図１の回路と同一である。
【００５１】次に、図８を参照して補助回路７に基づく
主スイッチＱ1 のソフトスイッチング動作を説明する。
主スイッチＱ1 のソフトスイッチング動作を説明する。
【００５２】（ｔ1 以前）図８は図３のｔ1〜ｔ6期間内
の一部を示す。図８のｔ1 よりも前の期間には、主スイ
ッチＱ1 と補助スイッチＱ2 との両方がオフであり、図
３のｔ3 〜ｔ5 期間と同様な動作が生じ、ダイオードＤ
o の電流Ｉdoは図８（M）に示すように流れ、主スイッ
チＱ1 の電圧Ｖq1及び補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2は図
８（Ｃ）（Ｅ）に示すように高レベルに保たれる。
の一部を示す。図８のｔ1 よりも前の期間には、主スイ
ッチＱ1 と補助スイッチＱ2 との両方がオフであり、図
３のｔ3 〜ｔ5 期間と同様な動作が生じ、ダイオードＤ
o の電流Ｉdoは図８（M）に示すように流れ、主スイッ
チＱ1 の電圧Ｖq1及び補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2は図
８（Ｃ）（Ｅ）に示すように高レベルに保たれる。
【００５３】（ｔ1 〜ｔ2 期間）補助スイッチＱ2 が図
８のｔ1 時点でオン制御されると、ソフトスイッチング
用コンデンサＣq1、１次巻線Ｎ1 、３次巻線Ｎ3 、４次
巻線N4、補助ダイオードＤa 及び補助スイッチＱ2 から
成る第１の経路、及びソフトスイッチグ用コンデンサCq
1、１次巻線N1、及び平滑用コンデンサC1から成る第２
の経路でソフトスイッチング用コンデンサＣq1の放電電
流Iｃq1が図８（G）に示すように流れ、主スイッチＱ1
の電圧Ｖq1が図４（Ｃ）に示すように徐々に低下し、ｔ
2 時点で実質的に零になる。なお、補助スイッチＱ2 に
直列にされている３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4 はイン
ダクタンス を有するので、ソフトスイッチング用コン
デンサＣq1の放電電流Iｃq1は、コンデンサＣｑ１のキ
ャパシタンスと３次巻線Ｎ３及び４次巻線N4のインダク
タンスとの共振動作に基づいて流れ、その絶対値はｔ1
から徐々に増大する。図８（F）に示す補助スイッチQ2
の電流Iq2はコンデンサCq1の電流Icq1と同様に徐々に増
大する。従って、補助スイッチＱ2 はｔ1 時点で零電流
スイッチングされ、補助スイッチＱ２のターンオン時の
スイッチング損失は小さい。また、ｔ1〜ｔ2期間に３次
巻線N3及び４次巻線N4に、図８（F）に示す電流Iq2が流
れると、２次巻線Ｎ2 に出力整流ダイオードＤo を逆バ
イアスする方向の電圧が発生するので、このダイオード
Ｄo は非導通に転換し、図８（Ｍ）に示すようにダイオ
ードＤo の電流Ｉdoは零になる。なお、図８のｔ1〜ｔ2
期間には、第１の整流出力導体４３、第１のインダクタ
ンス巻線L1、第１の逆流阻止用ダイオードD11、４次巻
線N4、第１の補助ダイオードDａ、補助スイッチＱ2及び
第２の整流出力導体４５から成る経路に図８（Ｈ）に示
す電流Id11が少し流れ、且つ、第１の整流出力導体４
３、第１のインダクタンス巻線L1、第２のインダクタン
ス巻線L2、第２の逆流阻止用ダイオードD1２、平滑用コ
ンデンサC1及び第２の整流出力導体４５から成る経路に
も図８（I）に示す電流Id12が少し流れる。
８のｔ1 時点でオン制御されると、ソフトスイッチング
用コンデンサＣq1、１次巻線Ｎ1 、３次巻線Ｎ3 、４次
巻線N4、補助ダイオードＤa 及び補助スイッチＱ2 から
成る第１の経路、及びソフトスイッチグ用コンデンサCq
1、１次巻線N1、及び平滑用コンデンサC1から成る第２
の経路でソフトスイッチング用コンデンサＣq1の放電電
流Iｃq1が図８（G）に示すように流れ、主スイッチＱ1
の電圧Ｖq1が図４（Ｃ）に示すように徐々に低下し、ｔ
2 時点で実質的に零になる。なお、補助スイッチＱ2 に
直列にされている３次巻線Ｎ3及び４次巻線Ｎ4 はイン
ダクタンス を有するので、ソフトスイッチング用コン
デンサＣq1の放電電流Iｃq1は、コンデンサＣｑ１のキ
ャパシタンスと３次巻線Ｎ３及び４次巻線N4のインダク
タンスとの共振動作に基づいて流れ、その絶対値はｔ1
から徐々に増大する。図８（F）に示す補助スイッチQ2
の電流Iq2はコンデンサCq1の電流Icq1と同様に徐々に増
大する。従って、補助スイッチＱ2 はｔ1 時点で零電流
スイッチングされ、補助スイッチＱ２のターンオン時の
スイッチング損失は小さい。また、ｔ1〜ｔ2期間に３次
巻線N3及び４次巻線N4に、図８（F）に示す電流Iq2が流
れると、２次巻線Ｎ2 に出力整流ダイオードＤo を逆バ
イアスする方向の電圧が発生するので、このダイオード
Ｄo は非導通に転換し、図８（Ｍ）に示すようにダイオ
ードＤo の電流Ｉdoは零になる。なお、図８のｔ1〜ｔ2
期間には、第１の整流出力導体４３、第１のインダクタ
ンス巻線L1、第１の逆流阻止用ダイオードD11、４次巻
線N4、第１の補助ダイオードDａ、補助スイッチＱ2及び
第２の整流出力導体４５から成る経路に図８（Ｈ）に示
す電流Id11が少し流れ、且つ、第１の整流出力導体４
３、第１のインダクタンス巻線L1、第２のインダクタン
ス巻線L2、第２の逆流阻止用ダイオードD1２、平滑用コ
ンデンサC1及び第２の整流出力導体４５から成る経路に
も図８（I）に示す電流Id12が少し流れる。
【００５４】（ｔ2 〜ｔ3 期間）ｔ2 時点でソフトスイ
ッチング用コンデンサＣq1の放電が終了すると、１次巻
線Ｎ1、３次巻線Ｎ３及び４次巻線Ｎ４のインダクタン
スに蓄積されたエネルギの放出によって、図８（Ｄ）に
示す電流Ｉq1が３次巻線Ｎ3 、４次巻線Ｎ４、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、第１の並列ダイ
オードＤq1、及び１次巻線Ｎ1の経路で流れる。なお、
図８（Ｄ）の電流Ｉq1は、主スイッチＱ1のドレイン・
ソース間の電流と並列ダイオードＤq1の電流との合計で
示されている。ここでは説明を簡略化するために電流Ｉ
q1を主スイッチＱ1 の電流と呼ぶことにする。また、ｔ
2〜ｔ３期間には、４次巻線Ｎ４ のインダクタンス の
蓄積エネルギの放出に基づいて、４次巻線Ｎ４ 、第１
の補助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、及び第２の
補助ダイオ−ドＤｂから成る経路にも図８（Ｌ）に示す
電流Ｉｄｂが流れる。第２の補助スイッチＱ2 の電流Ｉ
q2は、図８（Ｆ）に示すようにｔ2時点から徐々に低下
する。この結果、第１の並列ダイオードＤq1を流れる電
流即ち主スイッチＱ1 の電流Ｉq1はｔ3 時点で零にな
る。第１の並列ダイオードＤq1は図８のｔ2 〜ｔ3 期間
にオン状態であるので、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1はｔ
2 〜ｔ3 期間にほぼ零に保持されている。従って、ｔ2
〜ｔ3 期間に主スイッチＱ1 をオン制御すれば、主スイ
ッチＱ1 のＺＶＳが達成される。図８（Ａ）では説明を
容易にするために主スイッチＱ1 の制御信号Ｖg1がｔ2
時点で低レベルから高レベルに転換している。しかし、
主スイッチＱ1 のターンオン制御のバラツキを考慮すれ
ば、ｔ2 〜ｔ3 期間の中間に主スイッチＱ1 のオン制御
を開始するのが望ましい。但し、主スイッチＱ1 のオン
制御開始時点がこの電圧Ｖq1が零になるｔ2 よりも前で
あっても、この電圧Ｖq1がｔ1 時点から低下を開始した
後であれば、この電圧Ｖq1が低下している分だけスイッ
チング損失の低減効果を得ることができる。また、主ス
イッチＱ1 のオン制御開始時点が、ｔ3 よりも少し後で
あってもスイッチング損失低減効果を得ることができ
る。即ち、ｔ3 で主スイッチＱ1 がオンにならないため
に、共振用コンデンサＣq1の充電が開始しても、このコ
ンデンサＣq1の電圧がｔ1以前の主スイッチＱ1 のオフ
期間の電圧Ｖq1よりも低い範囲であれば、この低い分だ
けスイッチング損失が低減する。従って、主スイッチＱ
1 のオン制御開始の可能な時点は、補助スイッチＱ2 を
オン制御した時点ｔ1 よりも後であり且つ主スイッチＱ
1 の電圧Ｖq1がｔ1 以前に示すオフ期間における主スイ
ッチＱ1 の電圧Ｖq1よりも低くなっている期間内の任意
の時点である。図８は図３のｔ1 〜ｔ6 期間内の状態を
示しているので、図８のｔ2 時点に第１の並列ダイオー
ドＤq1が導通状態になると、接続点１０の電位が低下
し、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１を通る電流Ｉ
d11が図８（Ｈ）に示すように増大し始める。この電流
Ｉd11は、第１整流出力導体４３、第１のインダクタン
ス巻線Ｌ1、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、４次
巻線Ｎ４、第１の補助ダイオ−ドＤａ、補助スイッチＱ
２及び第２の整流出力導体４５の経路に流れる。ｔ2〜
ｔ3期間において、第２の逆流阻止用ダイオードD1２の
電流Ｉd12は、ｔ1〜ｔ2期間に引き続いて流れ、徐々に
低下してｔ3時点で零に成る。
ッチング用コンデンサＣq1の放電が終了すると、１次巻
線Ｎ1、３次巻線Ｎ３及び４次巻線Ｎ４のインダクタン
スに蓄積されたエネルギの放出によって、図８（Ｄ）に
示す電流Ｉq1が３次巻線Ｎ3 、４次巻線Ｎ４、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、第１の並列ダイ
オードＤq1、及び１次巻線Ｎ1の経路で流れる。なお、
図８（Ｄ）の電流Ｉq1は、主スイッチＱ1のドレイン・
ソース間の電流と並列ダイオードＤq1の電流との合計で
示されている。ここでは説明を簡略化するために電流Ｉ
q1を主スイッチＱ1 の電流と呼ぶことにする。また、ｔ
2〜ｔ３期間には、４次巻線Ｎ４ のインダクタンス の
蓄積エネルギの放出に基づいて、４次巻線Ｎ４ 、第１
の補助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、及び第２の
補助ダイオ−ドＤｂから成る経路にも図８（Ｌ）に示す
電流Ｉｄｂが流れる。第２の補助スイッチＱ2 の電流Ｉ
q2は、図８（Ｆ）に示すようにｔ2時点から徐々に低下
する。この結果、第１の並列ダイオードＤq1を流れる電
流即ち主スイッチＱ1 の電流Ｉq1はｔ3 時点で零にな
る。第１の並列ダイオードＤq1は図８のｔ2 〜ｔ3 期間
にオン状態であるので、主スイッチＱ1 の電圧Ｖq1はｔ
2 〜ｔ3 期間にほぼ零に保持されている。従って、ｔ2
〜ｔ3 期間に主スイッチＱ1 をオン制御すれば、主スイ
ッチＱ1 のＺＶＳが達成される。図８（Ａ）では説明を
容易にするために主スイッチＱ1 の制御信号Ｖg1がｔ2
時点で低レベルから高レベルに転換している。しかし、
主スイッチＱ1 のターンオン制御のバラツキを考慮すれ
ば、ｔ2 〜ｔ3 期間の中間に主スイッチＱ1 のオン制御
を開始するのが望ましい。但し、主スイッチＱ1 のオン
制御開始時点がこの電圧Ｖq1が零になるｔ2 よりも前で
あっても、この電圧Ｖq1がｔ1 時点から低下を開始した
後であれば、この電圧Ｖq1が低下している分だけスイッ
チング損失の低減効果を得ることができる。また、主ス
イッチＱ1 のオン制御開始時点が、ｔ3 よりも少し後で
あってもスイッチング損失低減効果を得ることができ
る。即ち、ｔ3 で主スイッチＱ1 がオンにならないため
に、共振用コンデンサＣq1の充電が開始しても、このコ
ンデンサＣq1の電圧がｔ1以前の主スイッチＱ1 のオフ
期間の電圧Ｖq1よりも低い範囲であれば、この低い分だ
けスイッチング損失が低減する。従って、主スイッチＱ
1 のオン制御開始の可能な時点は、補助スイッチＱ2 を
オン制御した時点ｔ1 よりも後であり且つ主スイッチＱ
1 の電圧Ｖq1がｔ1 以前に示すオフ期間における主スイ
ッチＱ1 の電圧Ｖq1よりも低くなっている期間内の任意
の時点である。図８は図３のｔ1 〜ｔ6 期間内の状態を
示しているので、図８のｔ2 時点に第１の並列ダイオー
ドＤq1が導通状態になると、接続点１０の電位が低下
し、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１を通る電流Ｉ
d11が図８（Ｈ）に示すように増大し始める。この電流
Ｉd11は、第１整流出力導体４３、第１のインダクタン
ス巻線Ｌ1、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、４次
巻線Ｎ４、第１の補助ダイオ−ドＤａ、補助スイッチＱ
２及び第２の整流出力導体４５の経路に流れる。ｔ2〜
ｔ3期間において、第２の逆流阻止用ダイオードD1２の
電流Ｉd12は、ｔ1〜ｔ2期間に引き続いて流れ、徐々に
低下してｔ3時点で零に成る。
【００５５】（ｔ3 〜ｔ4 期間）ｔ3 時点において第１
の並列ダイオードＤq1のオン状態を維持することができ
なくなると、主スイッチＱ1 の電流Ｉq1は零になり、そ
の後、この主スイッチＱ1の電流Ｉq1は正方向に流れ
る。即ち、ｔ3 〜ｔ4 期間には、第１の整流出力導体４
３、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１、３次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1、主スイ
ッチＱ1 及び第２の整流出力導体４５から成る第１の経
路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ1 及び主スイ
ッチＱ1 とから成る第２の経路との両方によって図８
（Ｄ）に示す主スイッチＱ1 の電流Ｉq1が流れる。この
実施形態では、４次巻線Ｎ4 の蓄積エネルギの放出がｔ
3 時点で終了せずにｔ4 時点で終了している。このた
め、ｔ3 〜ｔ4 期間において、４次巻線Ｎ4、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、平滑用コンデン
サＣ1 、３次巻線Ｎ3の経路で図８（Ｆ）に示す電流Ｉq
2が流れる。図８のｔ3 〜ｔ4 及びｔ4 〜ｔ5 に示すよ
うに主スイッチＱ1 の電流Ｉq1が正方向に流れている時
には、トランス５の２次巻線Ｎ2 にダイオードＤo を逆
バイアスする電圧が発生し、ダイオードＤo の電流Ｉdo
は図８（Ｍ）に示すように零に保たれる。
の並列ダイオードＤq1のオン状態を維持することができ
なくなると、主スイッチＱ1 の電流Ｉq1は零になり、そ
の後、この主スイッチＱ1の電流Ｉq1は正方向に流れ
る。即ち、ｔ3 〜ｔ4 期間には、第１の整流出力導体４
３、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１、３次巻線Ｎ3、１次巻線Ｎ1、主スイ
ッチＱ1 及び第２の整流出力導体４５から成る第１の経
路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ1 及び主スイ
ッチＱ1 とから成る第２の経路との両方によって図８
（Ｄ）に示す主スイッチＱ1 の電流Ｉq1が流れる。この
実施形態では、４次巻線Ｎ4 の蓄積エネルギの放出がｔ
3 時点で終了せずにｔ4 時点で終了している。このた
め、ｔ3 〜ｔ4 期間において、４次巻線Ｎ4、第１の補
助ダイオードＤa 、補助スイッチＱ2 、平滑用コンデン
サＣ1 、３次巻線Ｎ3の経路で図８（Ｆ）に示す電流Ｉq
2が流れる。図８のｔ3 〜ｔ4 及びｔ4 〜ｔ5 に示すよ
うに主スイッチＱ1 の電流Ｉq1が正方向に流れている時
には、トランス５の２次巻線Ｎ2 にダイオードＤo を逆
バイアスする電圧が発生し、ダイオードＤo の電流Ｉdo
は図８（Ｍ）に示すように零に保たれる。
【００５６】（ｔ4 〜ｔ5 期間）ｔ4 〜ｔ5 期間には、
図８（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2は
零に保たれ、図８（Ｄ）に示すように主スイッチＱ1 の
電流Ｉq1が流れる。ｔ4〜ｔ5 期間には、ｔ3 〜ｔ4 期
間と同様に、第１の交流入力端子１、フィルタ３、第１
のダイオードＤ1 、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第
１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、３次巻線Ｎ3、１次
巻線Ｎ1 、主スイッチＱ1 、第４のダイオードＤ4 、フ
ィルタ３及び第２の交流入力端子２から成る第１の経路
の電流と、平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 と主ス
イッチＱ1 とから成る第２の経路の電流が流れる。上記
第１の経路の電流は図８（Ｈ）に示す第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１の電流Ｉd11に等しい。上記第２の経
路の電流は図８（Ｋ）のｔ4〜ｔ5 期間に示す平滑用コ
ンデンサＣ1の電流Ｉc1に等しい。主スイッチＱ1の電流
Ｉｑ１は、上記第１の経路の電流と上記第２の経路の電
流の和である。このｔ4〜ｔ5期間には、第１のインダク
タンス巻線Ｌ１に電磁結合された第２のインダクタンス
巻線Ｌ２に第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１２を逆バイ
アスする電圧が発生しているので、第２のインダクタン
ス巻線Ｌ２に電流が流れない。
図８（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2は
零に保たれ、図８（Ｄ）に示すように主スイッチＱ1 の
電流Ｉq1が流れる。ｔ4〜ｔ5 期間には、ｔ3 〜ｔ4 期
間と同様に、第１の交流入力端子１、フィルタ３、第１
のダイオードＤ1 、第１のインダクタンス巻線Ｌ1 、第
１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、３次巻線Ｎ3、１次
巻線Ｎ1 、主スイッチＱ1 、第４のダイオードＤ4 、フ
ィルタ３及び第２の交流入力端子２から成る第１の経路
の電流と、平滑用コンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 と主ス
イッチＱ1 とから成る第２の経路の電流が流れる。上記
第１の経路の電流は図８（Ｈ）に示す第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１の電流Ｉd11に等しい。上記第２の経
路の電流は図８（Ｋ）のｔ4〜ｔ5 期間に示す平滑用コ
ンデンサＣ1の電流Ｉc1に等しい。主スイッチＱ1の電流
Ｉｑ１は、上記第１の経路の電流と上記第２の経路の電
流の和である。このｔ4〜ｔ5期間には、第１のインダク
タンス巻線Ｌ１に電磁結合された第２のインダクタンス
巻線Ｌ２に第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１２を逆バイ
アスする電圧が発生しているので、第２のインダクタン
ス巻線Ｌ２に電流が流れない。
【００５７】図８のｔ4 〜ｔ5 期間には、図８（Ｅ）に
示すように補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2が零であり、且
つ図８（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2
が零である。従って、図８のｔ4 〜ｔ5 期間内の任意の
時点で補助スイッチＱ2 をターンオフ制御すると、ＺＶ
Ｓ及び零電流スイッチング（ＺＣＳ）が達成される。こ
の実施形態では補助スイッチＱ2 のオン制御の終了時点
が主スイッチＱ1 のオン制御の終了時点と同一のｔ5 時
点とされている。従って、補助スイッチＱ2 のＺＶＳ及
びＺＣＳの条件が満足され、補助スイッチＱ2 のターン
オフ時のスイッチング損失は小さい。前述したように、
図８のｔ4 〜ｔ5 期間内であれば、補助スイッチＱ2 の
ＺＶＳ及びＺＣＳが可能であるので、図８（Ｂ）で点線
で示すように補助スイッチＱ2 のターンオフ時点をｔ4
に移動すること、又はｔ4 〜ｔ5間の任意の時点に移動
することができる。
示すように補助スイッチＱ2 の電圧Ｖq2が零であり、且
つ図８（Ｆ）に示すように補助スイッチＱ2 の電流Ｉq2
が零である。従って、図８のｔ4 〜ｔ5 期間内の任意の
時点で補助スイッチＱ2 をターンオフ制御すると、ＺＶ
Ｓ及び零電流スイッチング（ＺＣＳ）が達成される。こ
の実施形態では補助スイッチＱ2 のオン制御の終了時点
が主スイッチＱ1 のオン制御の終了時点と同一のｔ5 時
点とされている。従って、補助スイッチＱ2 のＺＶＳ及
びＺＣＳの条件が満足され、補助スイッチＱ2 のターン
オフ時のスイッチング損失は小さい。前述したように、
図８のｔ4 〜ｔ5 期間内であれば、補助スイッチＱ2 の
ＺＶＳ及びＺＣＳが可能であるので、図８（Ｂ）で点線
で示すように補助スイッチＱ2 のターンオフ時点をｔ4
に移動すること、又はｔ4 〜ｔ5間の任意の時点に移動
することができる。
【００５８】（ｔ5 〜ｔ6 期間）ｔ5 時点で主スイッチ
Ｑ1 がターンオフ制御されると、主スイッチＱ1の電流
Ｉq1は図８（Ｄ）に示すように零になり、且つソフトス
イッチング用コンデンサＣq1が充電され、主スイッチＱ
1 の電圧Ｖq1が図８（Ｃ）に示すように傾斜を有して徐
々に高くなる。従って、主スイッチＱ1 はＺＶＳでター
ンオフされる。なお、ソフトスイッチング用コンデンサ
Ｃq1の充電電流は、整流回路４、第１のインダクタンス
巻線Ｌ1 、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、３次巻
線Ｎ3、１次巻線Ｎ1及びソフトスイッチング用コンデン
サＣq1の経路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ1
、及びソフトスイッチング用コンデンサＣq1の経路と
の両方に流れる。ｔ5時点で主スイッチＱ1と補助スイッ
チＱ2との両方がオフになり、その後、ソフトスイッチ
ング用コンデンサＣｑ1の電圧が徐々に高くなると、平
滑用コンデンサＣ1に基づいて１次巻線Ｎ1に対して印加
される電圧が徐々に低下し、ｔ6時点で実質的に零にな
る。
Ｑ1 がターンオフ制御されると、主スイッチＱ1の電流
Ｉq1は図８（Ｄ）に示すように零になり、且つソフトス
イッチング用コンデンサＣq1が充電され、主スイッチＱ
1 の電圧Ｖq1が図８（Ｃ）に示すように傾斜を有して徐
々に高くなる。従って、主スイッチＱ1 はＺＶＳでター
ンオフされる。なお、ソフトスイッチング用コンデンサ
Ｃq1の充電電流は、整流回路４、第１のインダクタンス
巻線Ｌ1 、第１の逆流阻止用ダイオードＤ１１、３次巻
線Ｎ3、１次巻線Ｎ1及びソフトスイッチング用コンデン
サＣq1の経路と、平滑用コンデンサＣ1 、１次巻線Ｎ1
、及びソフトスイッチング用コンデンサＣq1の経路と
の両方に流れる。ｔ5時点で主スイッチＱ1と補助スイッ
チＱ2との両方がオフになり、その後、ソフトスイッチ
ング用コンデンサＣｑ1の電圧が徐々に高くなると、平
滑用コンデンサＣ1に基づいて１次巻線Ｎ1に対して印加
される電圧が徐々に低下し、ｔ6時点で実質的に零にな
る。
【００５９】（ｔ6〜ｔ7期間）
ｔ6時点で主スイッチＱ1が完全にオフ状態になると、ト
ランス５の蓄積エネルギの放出が開始し、２次巻線Ｎ２
にダイオ−ドＤｏを順方向バイアスする電圧が発生し、
ダイオ−ドＤｏの電流Ｉｄｏが図８（Ｍ）に示すように
流れ始める。３次巻線Ｎ３は２次巻線Ｎ2に電磁結合さ
れているので、主スイッチＱ1のオフ期間には、３次巻
線Ｎ3に図７で上から下に向う極性を有する電圧が発生
する。従って、主スイッチＱ1のオフ時には接続点１０
の電位が、平滑用コンデンサＣ１の電圧よりも３次巻線
Ｎ3の電圧だけ高くなる。この結果、第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１の電流Ｉd11はｔ6時点から減少する。
第２のインダクタンス巻線Ｌ2は第１のインダクタンス
巻線Ｌ1に電磁結合されているので、主スイッチＱ1のオ
フ期間に接続点１０の電位の上昇に伴って第２のインダ
クタンス巻線Ｌ2に第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１２
を順バイアスする方向の電圧が発生し、ｔ6時点より第
２の逆流阻止用ダイオードＤ１２の電流Ｉd12が図８
（Ｉ）に示すように流れ始める。整流回路４、第１のイ
ンダクタンス巻線Ｌ１、第１の逆流阻止用ダイオードＤ
１１、３次巻線Ｎ３及び平滑用コンデンサＣ1の経路に
流れている図８（Ｈ）の電流Ｉd11は、第１のインダク
タンス巻線Ｌ１の蓄積エネルギの放出によって徐々に低
下し、ｔ７時点で零になる。整流回路４、第１のインダ
クタンス巻線Ｌ１、第２のインダクタンス巻線Ｌ２、第
２の逆流阻止用ダイオードＤ１２、及び平滑用コンデン
サＣ1の経路によって流れる第２の逆流阻止用ダイオー
ドＤ１２の電流Ｉd12は、図８（Ｉ）に示すようにｔ7時
点まで徐々に増大し、その後、徐々に低下する。第１及
び第２の逆流阻止用ダイオードＤ１１、Ｄ１２の電流Ｉ
d11、Ｉd12の和は図８（Ｋ）に示す平滑用コンデンサＣ
1の電流Ｉｃ1となる。
ランス５の蓄積エネルギの放出が開始し、２次巻線Ｎ２
にダイオ−ドＤｏを順方向バイアスする電圧が発生し、
ダイオ−ドＤｏの電流Ｉｄｏが図８（Ｍ）に示すように
流れ始める。３次巻線Ｎ３は２次巻線Ｎ2に電磁結合さ
れているので、主スイッチＱ1のオフ期間には、３次巻
線Ｎ3に図７で上から下に向う極性を有する電圧が発生
する。従って、主スイッチＱ1のオフ時には接続点１０
の電位が、平滑用コンデンサＣ１の電圧よりも３次巻線
Ｎ3の電圧だけ高くなる。この結果、第１の逆流阻止用
ダイオードＤ１１の電流Ｉd11はｔ6時点から減少する。
第２のインダクタンス巻線Ｌ2は第１のインダクタンス
巻線Ｌ1に電磁結合されているので、主スイッチＱ1のオ
フ期間に接続点１０の電位の上昇に伴って第２のインダ
クタンス巻線Ｌ2に第２の逆流阻止用ダイオ−ドＤ１２
を順バイアスする方向の電圧が発生し、ｔ6時点より第
２の逆流阻止用ダイオードＤ１２の電流Ｉd12が図８
（Ｉ）に示すように流れ始める。整流回路４、第１のイ
ンダクタンス巻線Ｌ１、第１の逆流阻止用ダイオードＤ
１１、３次巻線Ｎ３及び平滑用コンデンサＣ1の経路に
流れている図８（Ｈ）の電流Ｉd11は、第１のインダク
タンス巻線Ｌ１の蓄積エネルギの放出によって徐々に低
下し、ｔ７時点で零になる。整流回路４、第１のインダ
クタンス巻線Ｌ１、第２のインダクタンス巻線Ｌ２、第
２の逆流阻止用ダイオードＤ１２、及び平滑用コンデン
サＣ1の経路によって流れる第２の逆流阻止用ダイオー
ドＤ１２の電流Ｉd12は、図８（Ｉ）に示すようにｔ7時
点まで徐々に増大し、その後、徐々に低下する。第１及
び第２の逆流阻止用ダイオードＤ１１、Ｄ１２の電流Ｉ
d11、Ｉd12の和は図８（Ｋ）に示す平滑用コンデンサＣ
1の電流Ｉｃ1となる。
【００６０】（ｔ7 〜ｔ8 期間）ｔ7〜ｔ8期間には、ｔ
1の直前の期間と同一の動作が生じる。即ち、このｔ7〜
ｔ8期間には第２のインダクタンス巻線Ｌ2の蓄積エネル
ギの放出によって図８（Ｉ）の電流Ｉd12が流れる。こ
の電流Ｉd12は整流回路４、第１のインダクタンス巻線
Ｌ１、第２のインダクタンス巻線Ｌ2、第２の逆流阻止
用ダイオードＤ１２、及び平滑用コンデンサＣ1の経路
に流れる。ｔ8時点で再び補助スイッチＱ2がオン制御さ
れると、ｔ1〜ｔ8期間と同様な動作の繰返しが生じる。
1の直前の期間と同一の動作が生じる。即ち、このｔ7〜
ｔ8期間には第２のインダクタンス巻線Ｌ2の蓄積エネル
ギの放出によって図８（Ｉ）の電流Ｉd12が流れる。こ
の電流Ｉd12は整流回路４、第１のインダクタンス巻線
Ｌ１、第２のインダクタンス巻線Ｌ2、第２の逆流阻止
用ダイオードＤ１２、及び平滑用コンデンサＣ1の経路
に流れる。ｔ8時点で再び補助スイッチＱ2がオン制御さ
れると、ｔ1〜ｔ8期間と同様な動作の繰返しが生じる。
【００６１】図７のスイッチング電源装置は図１のスイ
ッチング電源装置と同様な効果を有する。
ッチング電源装置と同様な効果を有する。
【００６２】
【第４の実施形態】次に、図９を参照して第４の実施形
態のスイッチング電源装置を説明する。但し、図９にお
いて、図１及び図７と実質的に同一の部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。
態のスイッチング電源装置を説明する。但し、図９にお
いて、図１及び図７と実質的に同一の部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。
【００６３】図９のスイッチング電源装置は、バイパス
用コンデンサＣ2を設け、この他は図７同一に形成した
ものである。バイパス用コンデンサＣ2は、第１整流出
力導体４３と第２の整流出力導体４５との間に接続され
ている。従って、主スイッチＱ1のオン・オフによって
生じる高周波成分は第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4を
流れずに、バイパス用コンデンサＣ2に流れる。この結
果、第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの
発生が少なくなる。第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4に
は高周波電流が流れないので、第１〜第４のダイオ−ド
Ｄ1〜Ｄ4を交流入力電圧Ｖａｃを整流するための低周波
用ダイオ−ドとすることができる。なお、第１及び第２
の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は主スイッチＱ1の
オン・オフ周波数に応答する高周波用ダイオ−ドとす
る。
用コンデンサＣ2を設け、この他は図７同一に形成した
ものである。バイパス用コンデンサＣ2は、第１整流出
力導体４３と第２の整流出力導体４５との間に接続され
ている。従って、主スイッチＱ1のオン・オフによって
生じる高周波成分は第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4を
流れずに、バイパス用コンデンサＣ2に流れる。この結
果、第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4におけるノイズの
発生が少なくなる。第１〜第４のダイオ−ドＤ1〜Ｄ4に
は高周波電流が流れないので、第１〜第４のダイオ−ド
Ｄ1〜Ｄ4を交流入力電圧Ｖａｃを整流するための低周波
用ダイオ−ドとすることができる。なお、第１及び第２
の逆流阻止用ダイオ−ドＤ11、Ｄ12は主スイッチＱ1の
オン・オフ周波数に応答する高周波用ダイオ−ドとす
る。
【００６４】第４の実施形態のスイッチング電源装置の
基本的動作は図１及び図７６の回路の動作と実質的に同
一である。従って、第４の実施形態によっても第１及び
第３の実施形態と同一の効果を得ることができる。
基本的動作は図１及び図７６の回路の動作と実質的に同
一である。従って、第４の実施形態によっても第１及び
第３の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００６５】
【変形例】本発明は上述の実施形態に限定されるもので
なく、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図１の回路において、第１の整流出力端子４３
と第３の整流出力端子４５との間及び第２の整流出力端
子４４と第３の整流出力端子４５との間のいずれか一方
又は両方に、図６のバイパス用コンデンサＣ2と同様な
機能を有する高周波成分バイパス用コンデンサを接続す
ることができる。この場合には、第１及び第２のインダ
クタンス巻線Ｌ1、Ｌ2に直列に逆流阻止のための高周波
ダイオ−ドを接続する。 （２） トランス５に２次巻線Ｎ2 を設ける代りに周知
の単巻トランス構成にすることができる。また、１次巻
線Ｎ1 と主スイッチＱ1 との相互接続点に整流平滑回路
を接続し、昇圧型スイッチング電源装置を構成すること
ができる。 （３） 主スイッチＱ1を双方向スイッチとし、第１の
並列ダイオ−ドＤｑ1を省くことができる。 （４） 補助スイッチＱ2の電流Ｉｑ2が図４及び図８の
ｔ3時点で零に成る場合には、第２の補助ダイオ−ドＤ
ｂを省くことができる。 （５） 図６及び図９において、第１のインダクタンス
巻線Ｌ1の出力側端子とグランド側端子４５との間に高
周波フィルタ用コンデンサを接続することができる。 （６） 補助スイッチＱ2が逆流阻止機能を有する場合
には第１の補助ダイオ−ドＤａを省くことができる。 （７） 主スイッチＱ1 及び補助スイッチＱ2をＦＥＴ
以外のトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ）等の半導体スイッチとすることができ
る。 （８） 主スイッチＱ1 のオン期間に２次側のダイオー
ドＤo が導通するように整流平滑回路６を変形し、且つ
２次巻線N2の極性を変えることができる。即ち、フォワ
ード型のスイッチング電源装置にも本発明を適用するこ
とができる。
なく、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図１の回路において、第１の整流出力端子４３
と第３の整流出力端子４５との間及び第２の整流出力端
子４４と第３の整流出力端子４５との間のいずれか一方
又は両方に、図６のバイパス用コンデンサＣ2と同様な
機能を有する高周波成分バイパス用コンデンサを接続す
ることができる。この場合には、第１及び第２のインダ
クタンス巻線Ｌ1、Ｌ2に直列に逆流阻止のための高周波
ダイオ−ドを接続する。 （２） トランス５に２次巻線Ｎ2 を設ける代りに周知
の単巻トランス構成にすることができる。また、１次巻
線Ｎ1 と主スイッチＱ1 との相互接続点に整流平滑回路
を接続し、昇圧型スイッチング電源装置を構成すること
ができる。 （３） 主スイッチＱ1を双方向スイッチとし、第１の
並列ダイオ−ドＤｑ1を省くことができる。 （４） 補助スイッチＱ2の電流Ｉｑ2が図４及び図８の
ｔ3時点で零に成る場合には、第２の補助ダイオ−ドＤ
ｂを省くことができる。 （５） 図６及び図９において、第１のインダクタンス
巻線Ｌ1の出力側端子とグランド側端子４５との間に高
周波フィルタ用コンデンサを接続することができる。 （６） 補助スイッチＱ2が逆流阻止機能を有する場合
には第１の補助ダイオ−ドＤａを省くことができる。 （７） 主スイッチＱ1 及び補助スイッチＱ2をＦＥＴ
以外のトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ）等の半導体スイッチとすることができ
る。 （８） 主スイッチＱ1 のオン期間に２次側のダイオー
ドＤo が導通するように整流平滑回路６を変形し、且つ
２次巻線N2の極性を変えることができる。即ち、フォワ
ード型のスイッチング電源装置にも本発明を適用するこ
とができる。
【図１】本発明に従う第１の実施形態のスイッチング電
源装置を示す回路図である。
源装置を示す回路図である。
【図２】図１の制御回路を詳しく示すブロック図であ
る。
る。
【図３】力率改善及び波形改善を説明するために図１及
び図7の各部の電圧及び電流を概略的に示す波形図であ
る。
び図7の各部の電圧及び電流を概略的に示す波形図であ
る。
【図４】ソフトスイッチグを説明するために図１の各部
の電圧及び電流を概略的に示す波形図である。
の電圧及び電流を概略的に示す波形図である。
【図５】制御信号の形成を説明するために図２の各部の
状態を示す波形図である。
状態を示す波形図である。
【図６】第２の実施形態のスイッチング電源装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図７】第３の実施形態のスイッチング電源装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図８】ソフトスイッチグを説明するために図７の各部
の電圧及び電流を概略的に示す波形図である。
の電圧及び電流を概略的に示す波形図である。
【図９】第４の実施形態のスイッチング電源装置を示す
回路図である。
回路図である。
４、４ａ 整流回路
５ トランス
７ 補助回路
Ｎ1 、Ｎ2、Ｎ3 、Ｎ4 １次、２次、３次及び４次巻
線 Ｑ1 主スイッチ Ｑ2 補助スイッチ Ｃ1 平滑用コンデンサ Ｌ1 、Ｌ2 第１及び第２のインダクタンス巻線
線 Ｑ1 主スイッチ Ｑ2 補助スイッチ Ｃ1 平滑用コンデンサ Ｌ1 、Ｌ2 第１及び第２のインダクタンス巻線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 3/28
H02M 7/12
Claims (10)
- 【請求項１】 交流電源から供給された交流電圧を直流
電圧に変換するためのスイッチング電源装置であって、 交流電圧を供給するための第１及び第２の交流入力端子
（１、２）と、 前記第１及び第２の交流入力端子（１、２）に接続され
且つ第１、第２及び第３の整流出力導体（４３、４４、
４５）を有し且つ前記第１及び第２の整流出力導体（４
３、４４）は実質的に同一の電圧を出力するように形成
されている整流回路（４又は４ａ）と、 主巻線（Ｎ1）を有するトランス（５）と、 前記主巻線（Ｎ1）の一端と前記第３の整流出力導体
（４５）との間に接続された平滑用コンデンサ（Ｃ1）
と、 前記主巻線（Ｎ1）の他端と前記第３の整流出力導体
（４５）との間に接続された主スイッチ（Ｑ1）と、 直流出力電圧を得るために前記トランス（５）に接続さ
れた整流平滑回路（６）と、 前記主スイッチ（Ｑ1）に並列に接続されたコンデンサ
又は寄生容量から成るソフトスイッチング用キャパシタ
ンス手段（Ｃｑ1）と、 前記主巻線（Ｎ1）に電磁結合され且つその一端が前記
主巻線（Ｎ1）の一端及び前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）
の一端に接続された第１の補助巻線（Ｎ3）と、 前記主巻線（Ｎ1）及び前記第１の補助巻線（Ｎ３）に
電磁結合され且つその一端が前記第１の補助巻線（Ｎ
３）の他端に接続された第２の補助巻線（Ｎ４）と、 前記主巻線（Ｎ１）と前記主スイッチ（Ｑ１）との直列
回路に対して前記第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ
４）を介して並列に接続された補助スイッチ（Ｑ2）
と、 前記第２の整流出力導体（４４）と前記第１の補助巻線
（Ｎ３）の他端との間に接続された第１のインダクタン
ス巻線（Ｌ1）と、 前記第１の整流出力導体（４３）と前記平滑用コンデン
サ（Ｃ1）の一端との間に接続され、且つ前記第１のイ
ンダクタンス巻線（Ｌ1）に電磁結合された第２のイン
ダクタンス巻線（Ｌ2）と、 前記主スイッチ（Ｑ１）及び前記補助スイッチ（Ｑ２）
に接続され、且つ前記交流入力端子（１、２）に印加さ
れる交流電圧の周波数よりも高い繰返し周波数で前記主
スイッチ（Ｑ１）をオン・オフ制御する第１の機能、及
び前記主スイッチ（Ｑ１）のタ−ンオン時に前記主スイ
ッチ（Ｑ１）をソフトスイッチングさせるために前記主
スイッチ（Ｑ１）のオン制御の開始時点（ｔ2）よりも
前の時点（ｔ１）で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制
御を開始し、前記主スイッチ（Ｑ１）のオン終了時点
（ｔ5）又はこのオン終了時点（ｔ５）よりも前の時点
（ｔ４）で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制御を終了
させる第２の機能を有している制御回路（８）とを備え
たスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 前記整流回路（４）は、 前記第１の交流入力端子（１）に接続された第１の電極
と前記第１の整流出力導体（４３）に接続された第２の
電極とを有する第１のダイオ−ド（Ｄ１）と、 前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電
極と前記第１の交流入力端子（１）に接続された第２の
電極とを有する第２のダイオ−ド（Ｄ２）と、 前記第２の交流入力端子（２）に接続された第１の電極
と前記第１の整流出力導体（４３）に接続された第２の
電極とを有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、 前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電
極と前記第２の交流入力端子（２）に接続された第２の
電極とを有する第４のダイオ−ド（Ｄ４）と、 前記第１の交流入力端子（１）に接続された第１の電極
と前記第２の整流出力導体（４４）に接続された第２の
電極とを有する第５のダイオ−ド（Ｄ５）と、 前記第２の交流入力端子（２）に接続された第１の電極
と前記第２の整流出力導体（４４）に接続された第２の
電極とを有する第６のダイオ−ド（Ｄ６）とから成るこ
とを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 更に、前記第１のインダクタンス巻線
（Ｌ１）に直列に接続された第１の逆流阻止用ダイオ−
ド（Ｄ11）と、前記第２のインダクタンス巻線（Ｌ２）
に直列に接続された第２の逆流阻止用ダイオ−ド（Ｄ1
2）とを有し、 前記整流回路（４ａ）は、 前記第１の交流入力端子（１）に接続された第１の電極
と前記第１の整流出力導体（４３）及び第２の整流出力
導体（４４）にそれぞれ接続された第２の電極とを有す
る第１のダイオ−ド（Ｄ１）と、 前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電
極と前記第１の交流入力端子（１）に接続された第２の
電極とを有する第２のダイオ−ド（Ｄ２）と、 前記第２の交流入力端子（２）に接続された第１の電極
と前記第１の整流出力導体（４３）及び前記第２の整流
出力導体（４４）にそれぞれ接続された第２の電極とを
有する第３のダイオ−ド（Ｄ３）と、 前記第３の整流出力導体（４５）に接続された第１の電
極と前記第２の交流入力端子（２）に接続された第２の
電極とを有する第４のダイオ−ドＤ４）とから成ること
を特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項４】 更に、逆流を阻止するために前記補助ス
イッチ（Ｑ２）に直列に接続された補助ダイオ−ド（Ｄ
ａ）を有していることを特徴とする請求項１記載のスイ
ッチング電源装置。 - 【請求項５】 更に、前記第２の補助巻線（Ｎ４）と前
記補助スイッチ（Ｑ２）との直列回路に対して並列に接
続され且つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）の電圧で逆バ
イアスされている方向性を有している補助ダイオ−ド
（Ｄｂ）を有していることを特徴とする請求項１記載の
スイッチング電源装置。 - 【請求項６】 更に、前記第２の整流出力導体（４４）
と前記第３の整流出力導体（４５）との間に接続され且
つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ１）よりも小さい容量を有
しているバイパスコンデンサ（Ｃ２）を有していること
を特徴とする請求項３記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項７】 交流電源から供給された交流電圧を直流
電圧に変換するためのスイッチング電源装置であって、 交流電圧を供給するための第１及び第２の交流入力端子
（１、２）と、 前記第１及び第２の交流入力端子（１、２）に接続され
た第１及び第２の交流入力導体（４１、４２）と第１及
び第２の整流出力導体（４３、４５）とを有している整
流回路（４ｂ）と、 主巻線（Ｎ1）を有するトランス（５）と、 前記主巻線（Ｎ1）の一端と前記第２の整流出力導体
（４５）との間に接続された平滑用コンデンサ（Ｃ1）
と、 前記主巻線（Ｎ1）の他端と前記第２の整流出力導体
（４５）との間に接続された主スイッチ（Ｑ1）と、 直流出力電圧を得るために前記トランス（５）に接続さ
れた整流平滑回路（６）と、 前記主スイッチ（Ｑ1）に並列に接続されたコンデンサ
又は寄生容量から成るソフトスイッチング用キャパシタ
ンス手段（Ｃｑ1）と、 前記主巻線（Ｎ1）に電磁結合され且つその一端が前記
主巻線（Ｎ1）の一端及び前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）
の一端に接続された第１の補助巻線（Ｎ3）と、 前記主巻線（Ｎ1）及び前記第１の補助巻線（Ｎ３）に
電磁結合され且つその一端が前記第１の補助巻線（Ｎ
３）の他端に接続された第２の補助巻線（Ｎ４）と、 前記主巻線（Ｎ１）と前記主スイッチ（Ｑ１）との直列
回路に対して前記第１及び第２の補助巻線（Ｎ３、Ｎ
４）を介して並列に接続された補助スイッチ（Ｑ2）
と、 前記第１の整流出力導体（４３）に接続された一端を有
する第１のインダクタンス巻線（Ｌ1）と、 前記第１のインダクタンス巻線（L1）の他端と前記平滑
用コンデンサ（Ｃ1）の一端との間に接続され、且つ前
記第１のインダクタンス巻線（Ｌ1）に電磁結合された
第２のインダクタンス巻線（Ｌ2）と、 前記第１のインダクタンス巻線（L1）の他端と前記第１
及び第２の補助巻線（N3、N4）の相互接続点（１０）と
の間に接続された第１の逆流阻止用ダイオード（D11）
と、 前記第１のインダクタンス巻線（L1）の他端と前記平滑
用コンデンサ（C1）との間において前記第２のインダク
タンス巻線（L2）に直列に接続された第２の逆流阻止用
ダイオード（D12）と、 前記主スイッチ（Ｑ１）及び前記補助スイッチ（Ｑ２）
に接続され、且つ前記交流入力端子（１、２）に印加さ
れる交流電圧の周波数よりも高い繰返し周波数で前記主
スイッチ（Ｑ１）をオン・オフ制御する第１の機能、及
び前記主スイッチ（Ｑ１）のタ−ンオン時に前記主スイ
ッチ（Ｑ１）をソフトスイッチングさせるために前記主
スイッチ（Ｑ１）のオン制御の開始時点（ｔ2）よりも
前の時点（ｔ１）で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制
御を開始し、前記主スイッチ（Ｑ１）のオン終了時点
（ｔ5）又はこのオン終了時点（ｔ５）よりも前の時点
（ｔ４）で前記補助スイッチ（Ｑ２）のオン制御を終了
させる第２の機能を有している制御回路（８）とを備え
たスイッチング電源装置。 - 【請求項８】 更に、逆流を阻止するために前記補助ス
イッチ（Ｑ２）に直列に接続された補助ダイオ−ド（Ｄ
ａ）を有していることを特徴とする請求項７記載のスイ
ッチング電源装置。 - 【請求項９】 更に、前記第２の補助巻線（Ｎ４）と前
記補助スイッチ（Ｑ２）との直列回路に対して並列に接
続され且つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ1）の電圧で逆バ
イアスされている方向性を有している補助ダイオ−ド
（Ｄｂ）を有していることを特徴とする請求項７記載の
スイッチング電源装置。 - 【請求項１０】 更に、前記第１の整流出力導体（４
３）と前記第２の整流出力導体（４５）との間に接続さ
れ且つ前記平滑用コンデンサ（Ｃ１）よりも小さい容量
を有しているバイパスコンデンサ（Ｃ２）を有している
ことを特徴とする請求項９記載のスイッチング電源装
置。
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