JP5071079B2

JP5071079B2 - 電力制御装置

Info

Publication number: JP5071079B2
Application number: JP2007315215A
Authority: JP
Inventors: 正喜管野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-12-05
Also published as: US20090146498A1; JP2009142043A; US8384248B2

Description

本発明は、電気機器、電子機器における電圧又は電流を制御するのに適用して好適な電力制御装置に関するものである。

近年、電子技術における利便性、効率性が評価され、ＩＴ（information technology）、ＡＶ（audio visual）に代表される電子機器の普及が全世界的に加速している。また同時に地球環境、地球資源の有限性も強く指摘されるようになり機器の省エネルギー技術が強く求められている。

例えば電子機器の電源では効率の向上が継続的に行われ一部のスイッチング電源に見られるように９０％以上の効率を達成しているものもある。しかしながら実態は依然としてコスト面やノイズ面から低効率の電源が多く使用されている。

また効率が高い電源においても入力電源電圧変動や部品ばらつき、負荷電流の変化に影響を受け例えば低消費電力時などでは効率が大きく低下してしまっていた。

一般的に電源効率は機器の定格負荷（電力）で高くなるように設計されているが、実際の機器では動作電力は常に変動しており、同時に効率も変動している。テレビジョン受像機を例にとれば音声出力や画面の輝度によりその電力は大きく変動する。逆の言い方をすれば負荷電流の大きさに最適な入力電圧が存在することになる。

それ以外にも商用電源の電圧変動の影響も受けるため実動作での電源効率はスペックよりも低くなってしまう。これは電源方式がスイッチングレギュレータであろうとシリーズレギュレータであろうと同じことである。

例えば一般にトランスは無負荷時でも無負荷損が発生するために無負荷時に効率最小となりその後負荷電流の増加にともない効率が上昇するが、負荷損は負荷電流の二乗で発生するため電流がある範囲を超えると負荷損が全損失の主要因となり逆に効率は低下する。この関係を図１３に示す。

実際にトランスレス電源としては、例えば図１４に示すように、例えば交流（ＡＣ）１００Ｖの商用電源１４１の一端をコンデンサ１４２を介して、ダイオードブッリジより成る整流回路１４３の一方の入力端子に接続し、この商用電源１４１の他端をこの整流回路１４３の他方の入力端子に接続し、この整流回路１４３の一方及び他方の出力端子１４４ａ及び１４４ｂ間に定電圧用のツェナーダイオード１４５及び平滑用コンデンサ１４６を並列に接続したものである。

斯かる図１４に示す如き、トランスレス電源では、商用電源１４１を直接整流し、その後レギュレータを構成するツェナーダイオード１４５を介することで、出力端子１４４ａ及び１４４ｂ間に安定な直流電圧（ＤＣ）を得るようにしている。

このとき、コンデンサ１４２により、予め電圧を下げレギュレータを構成するツェナーダイオード１４５の負担を軽くすることが行われている。

小電力の場合はコンデンサが利用されることが多い。これはコンデンサによる電圧降下は電流の位相が電圧とずれるために電力損失が発生しないためであり、例えば待機電力用電源等に利用されている。しかしながらこの回路では負荷変動等により整流出力が変動することから通常は最大負荷に合わせて回路を構成し軽負荷の時はレギュレータで電力を損失させることで安定電圧を作り出している。

また、コンデンサ両端の電圧降下は周波数や負荷電流の変動により大きく変化してしまうため、負荷電流が大きく、負荷変動の大きい機器では使用することができない。従って現状では待機電力等数十ｍＷ程度の極小電力用途に限定されている。

また、図１４のトランスレス電源において、リレー等により消費電力の大きい動作時はコンデンサ１４２に所定の他のコンデンサを並列接続することで供給電力を増やすことも可能であるが、広い負荷範囲に対応するためには複数のコンデンサを切り換える必要がある。リレー等で複数のコンデンサを切り替えることは原理的に可能であるが、スペースやコスト面以外に応答が遅いこと、切り換え時のノイズが発生すること、連続的に容量を変化できないこと、耐久性に難があることなど実用的ではない。従って負荷の変動に合わせて容量値を連続的に可変できるデバイスが必要となる。

高周波回路の用途には電気的に容量制御可能なコンデンサとしてダイオードの端子間容量を利用したバリキャップなどが存在するが電力制御としては、容量値、耐圧などで使用できない。
また、近年ではＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）を利用した可変コンデンサも複数提案されているが高周波信号での使用を前提としている。

一般に、コンデンサの容量は、誘電率、電極面積、電極間距離で決まる。従ってこのうちどれか１つ以上を制御すればいいことが分かる。実際にＭＥＭＳで提案されているのは、電極を変位させることによる電極間距離や対向電極面積を可変する方式である。

また、例えば特許文献１にはセラミックコンデンサに５０Ｖを印加し誘電率を変えることで容量を７０％変化させた例が開示され、応用例としてフィルタ回路のカットオフ周波数や時定数発振回路の発振周波数を可変することが提示されている。
特開昭６２−２５９４１７号公報

上述したように、電子機器、電子回路における電力損失は使用電力の増大を招きユーザに余分な電気代を負担させるだけではなく、ひいては地球資源の浪費、地球温暖化の促進につながってしまうため電力損失は極小であることが望ましい。

回路が簡単でノイズが少ない電源トランスを用いたシリーズレギュレータ方式では、商用電源に接続された電源トランスにより必要となる電圧に降圧したあと、ダイオードにより整流され大容量コンデンサによって平滑される。この整流出力は不安定なためトランジスタの端子間電圧降下を制御するレギュレータにより電圧の安定化を行っている。この場合の電圧降下は直流電圧降下であり基本的に全て熱に変換され、大きな電力損失が発生してしまう。必要となる電圧降下量は電源トランス他の部品特性のばらつき、負荷電流の大小などの影響が大きく、電子機器を安定に動作させるためにマージンをとると通常状態では電力損失が非常に大きくなり、ひどい場合は３０％程度の効率となってしまっている。

また、スイッチングレギュレータ方式においては電圧の安定化は半導体素子によるオン、オフ制御のため電力損失が少なく効率が高く取れるが、それでも入力や負荷条件により効率が変化し軽負荷条件などでは効率の悪化が生じてしまい、もっと広範囲な入力及び負荷変動に対応することが求められている。

また、特許文献１に開示の可変コンデンサでは、電力用途としては容量が小さく、制御電圧も高い必要があるため実用的ではない。

電子機器における電力制御では周波数制御とは違い素子ごとの容量値は厳密である必要はなく周波数範囲も３００ＫＨｚ程度と低くても応用範囲が広く、誤差検出が電圧、または電流により可能なためフィードバック制御が容易である。

以上電子機器における電力制御用可変コンデンサについて述べてきたが現在実使用できるデバイスは存在していない。
そこで本発明者は種々研究を重ねた結果、前述特許文献１にあるように直流電界用の電極を追加した４端子デバイスを用いることなく、既存部品を組み合わせることで必要な容量、耐圧を持つ直流電圧制御可能な可変コンデンサが得られることを見出した。

しかしながら扱える電力を大きくしようとコンデンサの容量を大きくするとコストが高くなりサイズが大きくなってしまうという問題があった。また性能的にはもっと広い可変範囲、すばやい応答、低駆動電圧が望まれている。

特に、電源装置は、一つの部品の中に内蔵されないと、他の設計部分に影響を及ぼす不要な大きさとなり、コストも上がることになる。このため、部品のマウント数が増えると、高さ方向のスペースがマウント数だけ増加することになる。

そこで、本発明は、斯かる点に鑑み、小型化で低コストを図り、部品のマウント数を減らし、省スペース化を図りながら、低電力損失、低ノイズで交流（ＡＣ）電力制御ができるようにすることを目的とする。

また、本発明は電力制御装置においてサイズの大型化を抑えながら容量の増加及び可変範囲を広く応答性が向上する積層構成可能及び高耐圧／低駆動な回路構成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、本発明は、交流信号の入力端子及び出力端子と、入力端子及び出力端子間に接続された直流分カット用コンデンサと、入力端子及び出力端子間に接続され、制御信号により容量が変化する可変コンデンサとを有し、制御信号で可変コンデンサの容量を変化させることで交流信号の電圧又は電流を制御するようにした電力制御装置において、適用されるものである。

特に、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとが直列接続されたコンデンサ列を形成する誘電体が一体積層されるように構成され、可変コンデンサを形成する誘電体間に制御信号が印加され、コンデンサ列を形成する誘電体間に交流信号が印加される回路構成である。

また、この発明に係る電力制御装置は、コンデンサ列を複数列一体積層することにより、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとの静電容量の調整を行うように構成され、コンデンサ列を複数列一体積層する際に、積層面で隣り合う一方のコンデンサ列と他方のコンデンサ列の可変コンデンサの制御信号用端子が同電位となるように積層されるものである。

また、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとの合成の容量、耐圧及び合成容量を変えるように、コンデンサ列を形成する誘電体間の厚さ及び誘電体間の電極間距離を変化させるものである。

ここで、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとの各々の容量、耐圧及び合成容量は、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとをそれぞれ１又は複数並列に接続することにより変化されるものである。

本発明によれば、直流分カット用コンデンサと可変コンデンサとが直列接続されたコンデンサ列を形成する誘電体が一体積層されるように構成されるので、電源装置の小型化かつ低コストを図ることができるという効果を奏する。

これにより、電源装置の部品のマウント数を減らすことができ、高さ方向の省スペース化を図ることができるという効果を奏する。
また、低電力損失、低ノイズで交流（ＡＣ）電力制御ができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜１２を参照して説明する。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態の電力制御装置は、４端子構成の可変容量デバイスの全ての構成を網羅するように、具体的な回路構成、積層状態を明示したものである。

特に、可変容量デバイスでは可変コンデンサとＤＣ除去用コンデンサとを一体積層することを特徴とするものである。具体的には、２素子構成、３素子構成、４素子構成がある。さらに、２素子構成、３素子構成では容量の拡張が可能な構成となっている。可変容量も固定容量も並列接続により容量の拡張が可能である。

これにより、ＤＣ除去用コンデンサも可変コンデンサと共に一体積層することで一つの部品にすることができる。
また、ＤＣ除去用コンデンサの容量、耐圧を自由に設計することができる。

ここで、ＤＣ除去用コンデンサの耐圧を稼ぐために誘電体を厚くすることが考えられるが、容量が減るため、並列接続することで必要な容量を確保することができる。
また、ＤＣ除去用コンデンサの容量が大きいと可変コンデンサと合成した合成容量の可変幅が大きいものとすることができる。

一方、可変コンデンサの容量、耐圧を自由に設計することができる。
ここで、可変コンデンサの容量を大きくするとＡＣ耐圧が上がるようにすることができる。
従って、本実施の形態では、可変コンデンサとＤＣ除去用コンデンサの合成の容量、耐圧、及び合成容量をそれぞれ可変にするように各種構成を提案している。

図１は、本発明の一実施の形態による電力制御装置の２素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図１Ａは積層図、図１Ｂは回路図である。

図１において、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の２素子構成を示している。ここで、１ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が１個で構成され、１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ２が１個で構成され、１Ｃ／１ＶＣは合わせて２素子で構成されることを示している。

図１Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子を固定コンデンサＣ１（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の両端の端子Ｔ１１、Ｔ１２に直流の制御電圧ＶＣを供給する。また可変コンデンサＣ２端子間ではＡＣ電圧差が生じるため制御電圧ＶＣの制御回路とは抵抗Ｒ１，Ｒ２として１０ＫΩの抵抗により接続し、制御回路への不要電流を小さくしている。

ここで、２素子構成では、電源電圧ＡＣの信号のマイナス側の端子Ｔ２と制御端子Ｔ１２を共通化するように構成している。これにより、部品点数を低減することができる。
このとき、図１Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図１Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２との容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２とは並列接続される。

図１Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１の直列接続列とが並列接続される。
また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２の直列接続列間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１３間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１の直列接続列間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２１間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。
また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１３の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。

第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１間の電極Ｐ２２と電極Ｐ２１の端子Ｔ２２、Ｔ２１間に直流制御電圧Ｅを供給する。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と隣り合う第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１について、可変コンデンサＣ２の制御用端子Ｔ１２と隣り合う可変コンデンサＣ２１の制御用端子Ｔ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣ及び直流制御電圧Ｅ共にマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの積層数を必要とされる容量まで任意に増加させることができ、積層数によって容量調整を行うことができる。
これにより、制御信号で可変コンデンサの容量を変化させることで交流信号の電圧又は電流を制御することができる。

図２は、２素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（２ＶＣ））の拡張例１の構成例を示す説明図であり、図２Ａは積層図、図２Ｂは回路図である。
図２において、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３（２ＶＣ）の２素子拡張例１の構成を示している。ここで、１ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が１個で構成されることを示している。

２ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の並列接続（２ＶＣ）で構成されることを示している。１Ｃ／２ＶＣは固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３（２ＶＣ）を合わせて２素子であるが、可変コンデンサが並列接続により拡張されて構成されることを示している。

図２Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子を固定コンデンサＣ１（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

ここでは、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子に、さらに、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子を並列接続している。従って、並列接続により可変コンデンサＣ２＋Ｃ３（２ＶＣ）が固定コンデンサＣ１（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続されていると等価である。

また、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３（２ＶＣ）の両端の端子Ｔ１１、Ｔ１２に直流の制御電圧ＶＣを供給する。また可変コンデンサＣ２＋Ｃ３端子間ではＡＣ電圧差が生じるため制御電圧ＶＣの制御回路とは抵抗Ｒ１，Ｒ２として１０ＫΩの抵抗により接続し、制御回路への不要電流を小さくしている。

ここで、２素子の可変コンデンサ並列接続による拡張された構成では、電源電圧ＡＣの信号のマイナス側の端子Ｔ２と制御端子Ｔ１２を共通化するように構成している。これにより、部品点数を低減することができる。

このとき、図２Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２＋Ｃ３とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図２Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２＋Ｃ３との容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２＋Ｃ３とは並列接続される。

これにより、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３の容量は２Ｃとなるので、ｎ個並列接続することにより、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋…Ｃｎ−１の容量はｎＣとなる。さらに複数層一体積層することで、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋…Ｃｎ−１の積層数ｍのときの容量はｎｍＣとなる。

図２Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２が構成される。また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１の直列接続列とが並列接続される。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１とが並列接続される。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、可変コンデンサＣ３とが並列接続される。また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１と、可変コンデンサＣ３１とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２の直列接続列間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１３間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１の直列接続列間の電極Ｐ２４と電極Ｐ２２間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１３の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３間の電極Ｐ１４と電極Ｐ１３の端子Ｔ１３、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。

第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２２の端子Ｔ２３、Ｔ２２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１間の電極Ｐ２１と電極Ｐ２２の端子Ｔ２１、Ｔ２２間に直流制御電圧Ｅを供給する。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３と隣り合う第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１について、可変コンデンサＣ３の制御用端子Ｔ１３と隣り合う可変コンデンサＣ３１の制御用端子Ｔ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣ及び直流制御電圧Ｅ共にマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの可変コンデンサを並列接続して拡張された構成にすることにより、固定コンデンサと可変コンデンサの合成の容量、耐圧を異なるようにして、変化範囲を拡張することができる。

さらに、積層数を必要とされる容量まで任意に増加させることができ、積層数によって容量調整を行うことができる。
これにより、制御信号で可変コンデンサの容量を変化させることで交流信号の電圧又は電流を制御することができる。

図３は、２素子（固定コンデンサ（２Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の拡張例２の構成例を示す説明図であり、図３Ａは積層図、図３Ｂは回路図である。
図３において、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）と、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の２素子拡張例２の構成を示している。ここで、２ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の並列接続で構成されることを示している。

１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）が１個で構成されることを示している。２Ｃ／１ＶＣは固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）と、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）を合わせて２素子であるが、固定コンデンサが並列接続により拡張されて構成されることを示している。

図３Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子を固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

ここでは、固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の固定容量素子に、さらに、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）の固定容量素子を並列接続している。従って、並列接続により固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）が可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子に直列接続されていると等価である。

また、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の両端の端子Ｔ１１、Ｔ１２に直流の制御電圧ＶＣを供給する。また可変コンデンサＣ３端子間ではＡＣ電圧差が生じるため制御電圧ＶＣの制御回路とは抵抗Ｒ１，Ｒ２として１０ＫΩの抵抗により接続し、制御回路への不要電流を小さくしている。

ここで、２素子の固定コンデンサ並列接続による拡張された構成では、電源電圧ＡＣの信号のマイナス側の端子Ｔ２と制御端子Ｔ１２を共通化するように構成している。これにより、部品点数を低減することができる。

このとき、図３Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と電圧制御用の可変コンデンサＣ３とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図３Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と電圧制御用の可変コンデンサＣ３との容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と可変コンデンサＣ３とは並列接続される。

これにより、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２の容量は２Ｃとなるので、ｎ個並列接続することにより、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２＋…Ｃｎの容量はｎＣとなる。さらに複数層一体積層することで、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２＋…Ｃｎの積層数ｍのときの容量はｎｍＣとなる。

図３Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ２が構成される。また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ２１と可変コンデンサＣ３１の直列接続列とが並列接続される。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１とが並列接続される。また、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と、固定コンデンサＣ２とが並列接続される。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と、固定コンデンサＣ２１とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３の直列接続列間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１４間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ２１と可変コンデンサＣ３１の直列接続列間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２１間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３間の電極Ｐ１３と電極Ｐ１４の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１とＣ２間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１３の端子Ｔ１３、Ｔ１１は共に直流制御電圧Ｅのプラス側で同電位とする。

第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１間の電極Ｐ２２と電極Ｐ２１の端子Ｔ２２、Ｔ２１間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１とＣ２１間の電極Ｐ２４と電極Ｐ２２の端子Ｔ２３、Ｔ２２は共に直流制御電圧Ｅのプラス側で同電位とする。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３と隣り合う第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１について、可変コンデンサＣ３の制御用端子Ｔ１２と隣り合う可変コンデンサＣ３１の制御用端子Ｔ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣ及び直流制御電圧Ｅ共にマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの固定コンデンサを並列接続して拡張された構成にすることにより、固定コンデンサと可変コンデンサの合成の容量、耐圧を異なるようにして、変化範囲を拡張することができる。

図４は、２素子（固定コンデンサ（Ｃ）／可変コンデンサ（ＶＣ））の設計例を示す説明図であり、図４Ａは変化量１０倍、図４Ｂは変化量３倍である。
図４は、図１に示した２素子基本ユニットを、図２又は図３に示したように拡張接続及び複数層積層することにより、各素子の容量変化量を変化させたときの合成耐圧、合成容量及び容量変化量をそれぞれ異ならせることができる設計例を示している。

図４Ａに示す変化量１０倍の設計を説明する。
３１に示す例１において、固定コンデンサ（Ｃ１）３４の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．５０［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は１．１［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．０９［μＦ］、容量変化３８は５．５倍である。

３２に示す例２において、固定コンデンサ（Ｃ１）３４の容量は１０．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量は０．１０〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は１．１［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．９１［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は１．１［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．１０［μＦ］、容量変化３８は９．２倍である。

３３に示す例３において、固定コンデンサ（Ｃ１）３４の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量は１．０〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。
すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は１１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．９１［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）３５の容量が最小値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）３６は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）３７は０．５０［μＦ］、容量変化３８は１．８倍である。
ここで、３１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）３６は約１／２倍、合成容量（Ｃ）３７は約１／５倍、容量変化３８は５．５倍である。

３２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）３６は変化なし、合成容量（Ｃ）３７は約１／１０倍、容量変化３８は９．２倍である。
３３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）３６は約１／５倍、合成容量（Ｃ）３７は約１／２倍、容量変化３８は１．８倍である。

このように変化量を１０倍にした場合には、３１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）３６を約１／２倍、合成容量（Ｃ）３７を約１／５倍に変化させると共に、容量変化３８を５．５倍に大きくすることができる。

３２に示す例２では、合成容量（Ｃ）３７は約１／１０倍に最も大きく変化させると共に、容量変化３８は９．２倍に最も大きくすることができる。
３３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）３６は約１／５倍、合成容量（Ｃ）３７は約１／２倍に変化させると共に、容量変化３８は１．８倍にすることができる。

図４Ｂに示す変化量３倍の設計を説明する。
４１に示す例１において、固定コンデンサ（Ｃ１）４４の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量は０．３〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．５０［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最小値０．３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は１．３［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．２５［μＦ］、容量変化４８は２．０倍である。

４２に示す例２において、固定コンデンサ（Ｃ１）４４の容量は１０．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量は０．３３〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は１．１［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．９１［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最小値０．３３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．３２［μＦ］、容量変化４８は２．８倍である。

４３に示す例３において、固定コンデンサ（Ｃ１）４４の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量は３．３〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は１１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．９１［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）４５の容量が最小値３．３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）４６は４．３［Ｖ］、合成容量（Ｃ）４７は０．７７［μＦ］、容量変化４８は１．２倍である。

ここで、４１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）４６は約１／２倍、合成容量（Ｃ）４７は約１／２倍、容量変化４８は２．０倍である。
４２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）４６は変化なし、合成容量（Ｃ）４７は約１／３倍、容量変化４８は２．８倍である。

４３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）４６は約１／２倍、合成容量（Ｃ）４７は変化なし、容量変化４８は１．２倍である。
このように変化量を３倍にした場合には、４１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）４６を約１／２倍、合成容量（Ｃ）４７を約１／２倍に変化させると共に、容量変化４８を２倍に大きくすることができる。

４２に示す例２では、合成容量（Ｃ）３７は約１／３倍に最も大きく変化させると共に、容量変化４８は２．８倍に変化を少なくすることができる。
４３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）４６は約１／２倍、合成容量（Ｃ）４７は約１／２倍に変化させると共に、容量変化４８は１．２倍に大きくすることができる。
なお、全ての可変コンデンサＣの個々の耐圧はＶとする。

図５は、本発明の他の実施の形態による電源制御装置の３素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図５Ａは積層図、図５Ｂは回路図である。

図５において、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）と、固定コンデンサＣ３（１Ｃ）との３素子構成を示している。ここで、１ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が１個で構成され、１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ２が１個で構成され、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３が１個で構成され、１Ｃ／１ＶＣ／１Ｃは合わせて３素子で構成されることを示している。

図５Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子の両端を固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、固定コンデンサＣ３（１Ｃ）との固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

ここで、３素子構成では、電源電圧ＡＣの信号のプラス側の端子Ｔ１とマイナス側の端子Ｔ２、プラス側の制御端子Ｔ１１とマイナス側の制御端子Ｔ１２が対称となるように構成している。これにより、部品の位置を対称な位置に反転させても同様の構成にすることができる。

このとき、図５Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２とＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図５Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２とＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３の容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２とＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３とは並列接続される。

図５Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２が構成される。また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ３１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２と固定コンデンサＣ３の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１と固定コンデンサＣ３１の直列接続列とが並列接続される。
また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２と固定コンデンサＣ３の直列接続列の直列接続列間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１４間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１と固定コンデンサＣ３１の直列接続列間の電極Ｐ２４と電極Ｐ２１間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１３の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。
第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２２の端子Ｔ２２、Ｔ２１間に直流制御電圧Ｅを供給する。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ３と隣り合う第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ３１について、固定コンデンサＣ３のＡＣ用端子につながる電極Ｐ１２と隣り合う固定コンデンサＣ３１のＡＣ用端子につながる電極Ｐ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣのマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの積層数を必要とされる容量まで任意に増加させることができ、積層数によって容量調整を行うことができる。
これにより、制御信号で可変コンデンサの容量を変化させることで交流信号の電圧又は電流を制御することができる。

図６は、３素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（３ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））の拡張例１の構成例を示す説明図であり、図６Ａは積層図、図６Ｂは回路図である。
図６において、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４（３ＶＣ）と固定コンデンサＣ５（１Ｃ）の３素子拡張例１の構成を示している。ここで、１ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が１個で構成されることを示している。

３ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３と可変コンデンサＣ４の３個の並列接続（３ＶＣ）で構成されることを示している。また、１ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５が１個で構成されることを示している。

１Ｃ／３ＶＣ／１Ｃは固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４（３ＶＣ）と、固定コンデンサＣ５（１Ｃ）を合わせて３素子であるが、可変コンデンサが並列接続により拡張されて構成されることを示している。

図６Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子の両端を固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、固定コンデンサＣ５（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

ここでは、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子に、さらに、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）と、可変コンデンサＣ４（１ＶＣ）の可変容量素子を並列接続している。従って、並列接続により可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４（３ＶＣ）が固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と、固定コンデンサＣ５（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続されていると等価である。

また、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４（３ＶＣ）の並列接続列の両端の端子Ｔ１１、Ｔ１２に直流の制御電圧ＶＣを供給する。また可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４端子間ではＡＣ電圧差が生じるため制御電圧ＶＣの制御回路とは抵抗Ｒ１，Ｒ２として１０ＫΩの抵抗により接続し、制御回路への不要電流を小さくしている。

ここで、３素子の可変コンデンサ並列接続による拡張された構成では、電源電圧ＡＣの信号のプラス側の端子Ｔ１とマイナス側の端子Ｔ２、プラス側の制御端子Ｔ１１とマイナス側の制御端子Ｔ１２が対称となるように構成している。これにより、部品の位置を対称な位置に反転させても同様の構成にすることができる。

このとき、図６Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４と、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図６Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１と電圧制御用の可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４との容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４と、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５とは並列接続される。

これにより、可変コンデンサＣ２＋Ｃ３＋Ｃ４の容量は３Ｃとなるので、ｎ個並列接続することにより、可変コンデンサ（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）＋…＋（Ｃｎ−１＋Ｃｎ＋Ｃｎ＋１）の容量は（ｎ＋１）Ｃとなる。さらに複数層一体積層することで、可変コンデンサ（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）＋…＋（Ｃｎ−１＋Ｃｎ＋Ｃｎ＋１）の積層数ｍのときの容量は（ｎ＋１）ｍＣとなる。

図６Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２が構成される。また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３が構成される。

また、電極Ｐ１４と電極Ｐ１５との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ４が構成される。また、電極Ｐ１５と電極Ｐ１６との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ５１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ４１が構成される。

また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３１が構成される。また、電極Ｐ２４と電極Ｐ２５との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２５と電極Ｐ２６との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２と固定コンデンサＣ５の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１と固定コンデンサＣ５１の直列接続列とが並列接続される。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１とが並列接続される。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と、可変コンデンサＣ３と、可変コンデンサＣ４が並列接続される。また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１と、可変コンデンサＣ３１と、可変コンデンサＣ４１が並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２と固定コンデンサＣ５の直列接続列間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１６間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１と固定コンデンサＣ５１の直列接続列間の電極Ｐ２６と電極Ｐ２１間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１３の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３間の電極Ｐ１４と電極Ｐ１３の端子Ｔ１３、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ４間の電極Ｐ１４と電極Ｐ１５の端子Ｔ１３、Ｔ１４間に直流制御電圧Ｅを供給する。

第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１間の電極Ｐ２５と電極Ｐ２４の端子Ｔ２４、Ｔ２３間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２４の端子Ｔ２２、Ｔ２３間に直流制御電圧Ｅを供給する。

また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ４１間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２２の端子Ｔ２２、Ｔ２１間に直流制御電圧Ｅを供給する。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ５と隣り合う第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ５１について、固定コンデンサＣ５のＡＣ用端子につながる電極Ｐ１６と隣り合う固定コンデンサＣ５１のＡＣ用端子につながる電極Ｐ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣのマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの可変コンデンサを並列接続して拡張された構成にすることにより、固定コンデンサと可変コンデンサと固定コンデンサの合成の容量、耐圧を異なるようにして、変化範囲を拡張することができる。

図７は、３素子（固定コンデンサ（２Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（２Ｃ））の拡張例２の構成例を示す説明図であり、図７Ａは積層図、図７Ｂは回路図である。

図７において、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）と、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）、固定コンデンサＣ４＋Ｃ５（２Ｃ）の３素子拡張例２の構成を示している。ここで、２ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１（１Ｃ）と固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の並列接続で構成されることを示している。

１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）が１個で構成されることを示している。また、２ＣはＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４（１Ｃ）と固定コンデンサＣ５（１Ｃ）の並列接続で構成されることを示している。

２Ｃ／１ＶＣ／２Ｃは固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）と、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）と、固定コンデンサＣ４＋Ｃ５（２Ｃ）を合わせて３素子であるが、固定コンデンサが並列接続により拡張されて構成されることを示している。

図７Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子の両端を、固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の固定容量素子と固定コンデンサＣ４（１Ｃ）の固定容量素子に直列接続して、直列接続の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

ここでは、固定コンデンサＣ２（１Ｃ）の固定容量素子に、さらに、固定コンデンサＣ１（１Ｃ）の固定容量素子を並列接続している。また、固定コンデンサＣ４（１Ｃ）の固定容量素子に、さらに、固定コンデンサＣ５（１Ｃ）の固定容量素子を並列接続している。

従って、並列接続により固定コンデンサＣ１＋Ｃ２（２Ｃ）と、固定コンデンサＣ４＋Ｃ５（２Ｃ）とが可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子に直列接続されていると等価である。

ここで、３素子の固定コンデンサ並列接続による拡張された構成では、電源電圧ＡＣの信号のプラス側の端子Ｔ１とマイナス側の端子Ｔ２、プラス側の制御端子Ｔ１１とマイナス側の制御端子Ｔ１２が対称となるように構成している。これにより、部品の位置を対称な位置に反転させても同様の構成にすることができる。

このとき、図７Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と、電圧制御用の可変コンデンサＣ３と、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４＋Ｃ５とを一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図７Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と、電圧制御用の可変コンデンサＣ３と、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４＋Ｃ５との容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の固定コンデンサＣ１＋Ｃ２と、可変コンデンサＣ３と、ＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４＋Ｃ５とは並列接続される。

これにより、固定コンデンサＣ１＋Ｃ２の容量は２Ｃ、固定コンデンサＣ４＋Ｃ５の容量は２Ｃとなるので、ｎ個並列接続することにより、固定コンデンサ（Ｃ１＋Ｃ２）＋（Ｃ４＋Ｃ５）…（Ｃｎ−３＋Ｃｎ―２）＋（Ｃｎ−１＋Ｃｎ）の容量は２ｎＣとなる。さらに複数層一体積層することで、固定コンデンサ（Ｃ１＋Ｃ２）＋（Ｃ４＋Ｃ５）…（Ｃｎ−３＋Ｃｎ―２）＋（Ｃｎ−１＋Ｃｎ）の積層数ｍのときの容量は２ｎｍＣとなる。

図７Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ２が構成される。また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３が構成される。

また、電極Ｐ１４と電極Ｐ１５との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４が構成される。また、電極Ｐ１５と電極Ｐ１６との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ５１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ４１が構成される。また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３１が構成される。

また、電極Ｐ２４と電極Ｐ２５との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ２１が構成される。また、電極Ｐ２５と電極Ｐ２６との間の誘電体によりＤＣ除去用コンデンサの固定コンデンサＣ１１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３と固定コンデンサＣ４の直列接続列と、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ２１と可変コンデンサＣ３１と固定コンデンサＣ４１の直列接続列とが並列接続される。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ３と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１とが並列接続される。また、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ１と、固定コンデンサＣ２とが並列接続される。また、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ４と、固定コンデンサＣ５とが並列接続される。

また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１と、固定コンデンサＣ２１とが並列接続される。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ４１と、固定コンデンサＣ５１とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３と固定コンデンサＣ４の直列接続列間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１５間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ２１と可変コンデンサＣ３１と固定コンデンサＣ４１の直列接続列間の電極Ｐ２５と電極Ｐ２２間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ４とＣ５間の電極Ｐ１４と電極Ｐ１６の端子Ｔ１２、Ｔ１４は共に直流制御電圧Ｅのマイナス側で同電位とする。
第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ３１間の電極Ｐ２４と電極Ｐ２３の端子Ｔ２２、Ｔ２１間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ１１とＣ２１間の電極Ｐ２６と電極Ｐ２４の端子Ｔ２４、Ｔ２２は共に直流制御電圧Ｅのプラス側で同電位とする。

また、第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ４１とＣ５１間の電極Ｐ２３と電極Ｐ２１の端子Ｔ２１、Ｔ２３は共に直流制御電圧Ｅのマイナス側で同電位とする。直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。

ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの固定コンデンサＣ５と隣り合う第２の基本ユニットの固定コンデンサＣ５１について、固定コンデンサＣ５のＡＣ用端子Ｔ１４と隣り合う固定コンデンサＣ５１のＡＣ用端子Ｔ２３とは同電位に構成される。

同電位とは、交流の電源電圧ＡＣのマイナス側の電位である。
従って、基本ユニットの固定コンデンサを並列接続して拡張された構成にすることにより、固定コンデンサと可変コンデンサの合成の容量、耐圧を異なるようにして、変化範囲を拡張することができる。

図８は、３素子（固定コンデンサ（Ｃ）／可変コンデンサ（ＶＣ）／固定コンデンサ（Ｃ））の設計例を示す説明図であり、図８Ａは変化量１０倍、図８Ｂは変化量３倍である。
図８は、図５に示した３素子基本ユニットを、図６又は図７に示したように拡張接続及び複数層積層することにより、各素子の容量変化量を変化させたときの合成耐圧、合成容量及び容量変化量をそれぞれ異ならせることができる設計例を示している。

図８Ａに示す変化量１０倍の設計を説明する。
７１に示す例１において、固定コンデンサ（Ｃ１）７４、固定コンデンサ（Ｃ３）７６の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は３．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．３３［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は１．２［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．０８［μＦ］、容量変化７９は４．０倍である。

７２に示す例２において、固定コンデンサ（Ｃ１）７４、固定コンデンサ（Ｃ３）７６の容量は１０．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量は０．１０〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は１．２［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．８３［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．１０［μＦ］、容量変化７９は８．５倍である。

７３に示す例３において、固定コンデンサ（Ｃ１）７４、固定コンデンサ（Ｃ３）７６の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量は１．０〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。
すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は２１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．４８［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）７５の容量が最小値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）７７は３．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）７８は０．３３［μＦ］、容量変化７９は１．４倍である。
ここで、７１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）７７は約１／３倍、合成容量（Ｃ）７８は約１／４倍、容量変化７９は４．０倍である。

７２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）７７は変化なし、合成容量（Ｃ）７８は約１／８倍、容量変化７９は８．５倍である。
７３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）７７は約１／７倍、合成容量（Ｃ）７８は変化なし、容量変化７９は１．４倍である。

このように変化量を１０倍にした場合には、７１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）７７を約１／３倍、合成容量（Ｃ）７８を約１／４倍に変化させると共に、容量変化７９を４．０倍に大きくすることができる。

７２に示す例２では、合成容量（Ｃ）７８は約１／８倍に最も大きく変化させると共に、容量変化７９は８．５倍に最も大きくすることができる。
７３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）７７は約１／７倍、合成容量（Ｃ）７８は変化なし、容量変化７９は１．４倍にすることができる。

図８Ｂに示す変化量３倍の設計を説明する。
８１に示す例１において、固定コンデンサ（Ｃ１）８４、固定コンデンサ（Ｃ３）８６の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量は０．３〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は３．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．３３［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最小値０．３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は１．７［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．２０［μＦ］、容量変化８９は１．７倍である。

８２に示す例２において、固定コンデンサ（Ｃ１）８４、固定コンデンサ（Ｃ３）８６の容量は１０．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量は０．３〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。
すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は１．２［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．８３［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最小値０．３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は１．１［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．３１［μＦ］、容量変化８９は２．７倍である。
８３に示す例３において、固定コンデンサ（Ｃ１）８４、固定コンデンサ（Ｃ３）８６の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量は３．３〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は２１．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．４８［μＦ］である。
また、可変コンデンサ（Ｃ２）８５の容量が最小値３．３［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）８７は７．７［Ｖ］、合成容量（Ｃ）８８は０．４３［μＦ］、容量変化８９は１．１倍である。

ここで、８１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）８７は約１／２倍、合成容量（Ｃ）８８は変化なし、容量変化８９は１．７倍である。
８２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）８７は変化なし、合成容量（Ｃ）８８は約１／２倍、容量変化８９は２．７倍である。

８３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）８７は約１／３倍、合成容量（Ｃ）８８は変化なし、容量変化８９は１．１倍である。
このように変化量を３倍にした場合には、８１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）８７を約１／２倍、合成容量（Ｃ）８８を変化させずに、容量変化８９を１．７倍に大きくすることができる。

８２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）８７は変化させずに、合成容量（Ｃ）８８は約１／２倍、容量変化８９は２．７倍に変化を大きくすることができる。
８３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）８７は約１／３倍、合成容量（Ｃ）８８は変化させずに、容量変化８９はさせないようにすることができる。
なお、全ての可変コンデンサＣの個々の耐圧はＶとする。

図９は、本発明の他の実施の形態による電源制御装置の４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図９Ａは積層図、図９Ｂは回路図である。

図９において、可変コンデンサＣ１（１ＶＣ）と、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）と、可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）と、可変コンデンサＣ４（１ＶＣ）の４素子構成を示している。

ここで、１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ１が１個で構成され、次の１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ２が１個で構成され、次の１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ３が１個で構成され、次の１ＶＣは電圧制御用の可変コンデンサＣ４が１個で構成され、１ＶＣ／１ＶＣ／１ＶＣ／１ＶＣは合わせて４素子で構成されることを示している。

図９Ｂに示す回路図において、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の可変容量素子を可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の可変容量素子と直列接続して、直列接続の可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）と可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の両端の端子Ｔ１、Ｔ２に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、可変コンデンサＣ１（１ＶＣ）の可変容量素子を可変コンデンサＣ４（１ＶＣ）の可変容量素子と直列接続して、可変コンデンサＣ１（１ＶＣ）と可変コンデンサＣ４（１ＶＣ）の直列接続列と、可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）と可変コンデンサＣ３（１ＶＣ）の直列接続列とを並列接続する。

そして、可変コンデンサＣ１（１ＶＣ）と可変コンデンサＣ２（１ＶＣ）の両端の端子Ｔ１１、Ｔ１２に直流の制御電圧ＶＣを供給する。また可変コンデンサＣ１（１ＶＣ）と可変コンデンサＣ２端子間ではＡＣ電圧差が生じるため制御電圧ＶＣの制御回路とは抵抗Ｒ１，Ｒ２として１０ＫΩの抵抗により接続し、制御回路への不要電流を小さくしている。

ここで、４素子構成では、電源電圧ＡＣの信号のプラス側の端子Ｔ１とマイナス側の端子Ｔ２、プラス側の制御端子Ｔ１１とマイナス側の制御端子Ｔ１２が対称となるように構成している。これにより、部品の位置を対称な位置に反転させても同様の構成にすることができる。

また、４素子の電圧制御用の可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が平衡しているとき、電源電圧ＡＣの信号と制御電圧ＶＣの信号とが互いに干渉することはない。
このとき、図９Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を一体積層することで、４素子の電圧制御用の可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を一つの部品の中に内蔵するように構成することができる。

さらに、図９Ｂに示す回路図において、点線で示した基本ユニット構成を複数層一体積層することで、４素子の電圧制御用の可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の容量を積層数に応じて調整することができる。このとき、各積層間で基本ユニット構成の可変コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２と、可変コンデンサＣ３と可変コンデンサＣ１とは並列接続される。

図９Ａに示す積層図において、第１の基本ユニットでは、電極Ｐ１１と電極Ｐ１２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ１が構成される。また、電極Ｐ１２と電極Ｐ１３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２が構成される。
また、電極Ｐ１３と電極Ｐ１４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサの固定コンデンサＣ３が構成される。また、電極Ｐ１４と電極Ｐ１５との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサの固定コンデンサＣ４が構成される。

また、第１の基本ユニットに積層される第２の基本ユニットでは、電極Ｐ２１と電極Ｐ２２との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ１１が構成される。また、電極Ｐ２２と電極Ｐ２３との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ２１が構成される。

また、電極Ｐ２３と電極Ｐ２４との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ３１が構成される。また、電極Ｐ２４と電極Ｐ２５との間の誘電体により電圧制御用の可変コンデンサＣ４１が構成される。

ここで、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３の直列接続列と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１と可変コンデンサＣ３１の直列接続列とが並列接続される。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ４の直列接続列と、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ４１の直列接続列とが並列接続される。

さらに、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ２と可変コンデンサＣ３の直列接続列の直列接続列間の電極Ｐ１２と電極Ｐ１４間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ２１と可変ンデンサＣ３１の直列接続列間の電極Ｐ２２と電極Ｐ２４間に交流の電源電圧ＡＣを供給する。

また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ１と可変コンデンサＣ２の直列接続列間の電極Ｐ１１と電極Ｐ１３の端子Ｔ１１、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。また、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ４と可変コンデンサＣ３の直列接続列間の電極Ｐ１５と電極Ｐ１３の端子Ｔ１３、Ｔ１２間に直流制御電圧Ｅを供給する。

第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ１１と可変コンデンサＣ２１間の電極Ｐ２１と電極Ｐ２３の端子Ｔ２１、Ｔ２２間に直流制御電圧Ｅを供給する。
また、第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ４１と可変コンデンサＣ３１間の電極Ｐ２５と電極Ｐ２３の端子Ｔ２３、Ｔ２２間に直流制御電圧Ｅを供給する。

直流制御電圧Ｅは制御電圧ＶＣから抵抗Ｒ１，Ｒ２の電圧降下分を差し引いた電圧である。
ここで、一体積層された第１の基本ユニットと第２の基本ユニットのうち、第１の基本ユニットの可変コンデンサＣ４と隣り合う第２の基本ユニットの可変コンデンサＣ１１について、可変コンデンサＣ４の制御用端子Ｔ１３と隣り合う可変コンデンサＣ１１の制御用端子Ｔ２１とは同電位に構成される。

同電位とは、制御用の直流制御電圧Ｅのプラス側の電位である。
従って、基本ユニットの積層数を必要とされる容量まで任意に増加させることができ、積層数によって容量調整を行うことができる。
これにより、制御信号で可変コンデンサの容量を変化させることで交流信号の電圧又は電流を制御することができる。

図１０は、４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））のブリッジ構成を説明する図である。
図９Ｂに示す回路図は、図１０に示すように書き直すと、４素子の電圧制御用の可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のブリッジ構成であることが分かる。

ここで、便宜上、可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の容量をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とすると、たすきがけの容量が同じＣ１×Ｃ３＝Ｃ２×Ｃ４のとき、４素子の電圧制御用の可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が平衡している。従って、電源電圧ＡＣの信号と制御電圧ＶＣの信号とが互いに干渉することはない状態である。

図１１は、４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の変形例１、２の構成例を示す説明図であり、図１１Ａは４素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））、図１１Ｂは４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））である。

ここで、４素子の場合に、４素子の全部を可変コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４で構成するようにしなくてもよい。
電源電圧ＡＣの信号に対してプラス側のコンデンサＣ１、Ｃ４のみＤＣ除去用コンデンサと制御用コンデンサを兼用させるようにしても良い。

図１１Ａに示す４素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））では、電源電圧ＡＣの信号に対してプラス側のコンデンサＣ１、Ｃ４のみを固定コンデンサとし、マイナス側のコンデンサＣ２、Ｃ３のみを可変コンデンサとして構成している。

これにより、固定コンデンサＣ１、Ｃ４をＤＣ除去用コンデンサとして用いると共に、可変コンデンサＣ２、Ｃ３を直列接続した部分を制御用コンデンサとして用いることができる。
また、電源電圧ＡＣの信号に対してマイナス側のコンデンサＣ２、Ｃ３のみＤＣ除去用コンデンサと制御用コンデンサを兼用させるようにしても良い。

図１１Ｂに示す４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））では、電源電圧ＡＣの信号に対してマイナス側のコンデンサＣ２、Ｃ３のみを固定コンデンサとし、プラス側のコンデンサＣ１、Ｃ４のみを可変コンデンサとして構成している。

これにより、固定コンデンサＣ２、Ｃ３をＤＣ除去用コンデンサとして用いると共に、可変コンデンサＣ１、Ｃ４を直列接続した部分を制御用コンデンサとして用いることができる。

ここで、４素子は書き直すとブリッジ構成になっているので、たすき掛けの容量Ｃ１×Ｃ３＝Ｃ２×Ｃ４が同じであれば平衡するのでＣ１，Ｃ４が固定コンデンサでもよいし、逆にＣ２，Ｃ３が固定コンデンサでも構わない。ただし４素子のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を全て可変とすることで可変範囲が大きく取ることができるというメリットが出てくる。

図１２は、４素子の設計例を示す説明図であり、図１２Ａは（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））で変化量１０倍、図１２Ｂは４素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））で変化量１０倍である。

図１２Ａに示す変化量１０倍の設計を説明する。図９に示した４素子のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を全て可変にした例である。
１１１に示す例１において、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量は全て０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４〜可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は１．００［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４〜可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は０．１０［μＦ］、容量変化１２０は１０．０倍である。

１１２に示す例２において、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量は１．０〜１０．０［μＦ］まで変化させ、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最大値１０．０［μＦ］で、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は１．８２［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最小値１．０［μＦ］で、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は０．１８［μＦ］、容量変化１２０は１０．０倍である。

１１３に示す例３において、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させ、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量は１．０〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最大値１．０［μＦ］で、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は１．８２［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ１）１１４、可変コンデンサ（Ｃ４）１１７の容量が最小値０．１［μＦ］で、可変コンデンサ（Ｃ２）１１５、可変コンデンサ（Ｃ３）１１６の容量が最小値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１１８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１１９は０．１８［μＦ］、容量変化１２０は１０．０倍である。

ここで、１１１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）１１８は変化なし、合成容量（Ｃ）１１９は約１／１０倍、容量変化１２０は１０．０倍である。
１１２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）１１８は変化なし、合成容量（Ｃ）１１９は約１／１０倍、容量変化１２０は１０．０倍である。

１１３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）１１８は変化なし、合成容量（Ｃ）１１９は約１／１０倍、容量変化１２０は１０．０倍である。
このように変化量を１０倍にした場合には、１１１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）１１８を変化させずに、合成容量（Ｃ）１１９を約１／１０倍に変化させると共に、容量変化１２０を１０．０倍に大きくすることができる。

１１２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）１１８を変化させずに、合成容量（Ｃ）１１９は約１／１０倍に変化させると共に、容量変化１２０は１０．０倍に最も大きくすることができる。

１１３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）１１８を変化させずに、合成容量（Ｃ）１１９は約１／１０倍に変化させると共に、容量変化１２０は１０．０倍に最も大きくすることができる。

このように４可変素子ブリッジ構成では耐圧、容量、可変幅が常に保持される。
なお、全ての可変コンデンサＣの個々の耐圧はＶとする。但し常にブリッジ条件Ｃ１×Ｃ３＝Ｃ２×Ｃ４が満たされる必要がある。

図１２Ｂに示す変化量１０倍の設計を説明する。図１１Ａに示すコンデンサＣ１、Ｃ４を固定にした例である。
１２１に示す例１において、固定コンデンサ（Ｃ１）１２４、固定コンデンサ（Ｃ４）１２７の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は１．０［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は０．１８［μＦ］、容量変化１３０は５．５倍である。

１２２に示す例２において、固定コンデンサ（Ｃ１）１２４、固定コンデンサ（Ｃ４）１２７の容量は１０．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量は０．１〜１．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最大値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は１．８２［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最小値０．１［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は０．２０［μＦ］、容量変化１３０は９．２倍である。

１２３に示す例３において、固定コンデンサ（Ｃ１）１２４、固定コンデンサ（Ｃ４）１２７の容量は１．０［μＦ］固定で、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量は１．０〜１０．０［μＦ］まで変化させたとき、以下のような数値となる。

すなわち、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最大値１０．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は１．８２［μＦ］である。

また、可変コンデンサ（Ｃ２）１２５、可変コンデンサ（Ｃ３）１２６の容量が最小値１．０［μＦ］のとき、合成耐圧（Ｖ）１２８は２．０［Ｖ］、合成容量（Ｃ）１２９は１．００［μＦ］、容量変化１３０は１．８倍である。

ここで、１２１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）１２８は変化なし、合成容量（Ｃ）１２９は約１／６倍、容量変化１１３０は５．５倍である。
１２２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）１２８は変化なし、合成容量（Ｃ）１２９は約１／１０倍、容量変化１３０は９．２倍である。

１２３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）１２８は変化なし、合成容量（Ｃ）１２９は約１／２倍、容量変化１３０は１．８倍である。
このように２素子を固定して他の２素子の変化量を１０倍にした場合には、１２１に示す例１では、合成耐圧（Ｖ）１２８を変化させずに、合成容量（Ｃ）１２９を約１／６倍、容量変化１３０を５．５倍に大きくすることができる。

１２２に示す例２では、合成耐圧（Ｖ）１２８は変化させずに、合成容量（Ｃ）１２９は約１／１０倍、容量変化１３０は９．２倍に変化を大きくすることができる。
１２３に示す例３では、合成耐圧（Ｖ）１２８は変化させずに、合成容量（Ｃ）１２９は約１／２倍、容量変化１３０は１．８倍にすることができる。

なお、上述した本実施の形態例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更しうることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態による電源制御装置の２素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図１Ａは積層図、図１Ｂは回路図である。２素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（２ＶＣ））の拡張例１の構成例を示す説明図であり、図２Ａは積層図、図２Ｂは回路図である。２素子（固定コンデンサ（２Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の拡張例２の構成例を示す説明図であり、図３Ａは積層図、図３Ｂは回路図である。２素子（固定コンデンサ（Ｃ）／可変コンデンサ（ＶＣ））の設計例を示す説明図であり、図４Ａは変化量１０倍、図４Ｂは変化量３倍である。本発明の他の実施の形態による電源制御装置の３素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図５Ａは積層図、図５Ｂは回路図である。３素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（３ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））の拡張例１の構成例を示す説明図であり、図６Ａは積層図、図６Ｂは回路図である。３素子（固定コンデンサ（２Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（２Ｃ））の拡張例２の構成例を示す説明図であり、図７Ａは積層図、図７Ｂは回路図である。３素子（固定コンデンサ（Ｃ）／可変コンデンサ（ＶＣ）／固定コンデンサ（Ｃ））の設計例を示す説明図であり、図８Ａは変化量１０倍、図８Ｂは変化量３倍である。本発明の他の実施の形態による電源制御装置の４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の基本ユニット構成例を示す説明図であり、図９Ａは積層図、図９Ｂは回路図である。４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））のブリッジ構成を説明する図である。４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））の変形例１、２の構成例を示す説明図であり、図１１Ａは４素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））、図１１Ｂは４素子（可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））である。４素子の設計例を示す説明図であり、図１２Ａは（可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ））で変化量１０倍、図１２Ｂは４素子（固定コンデンサ（１Ｃ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／可変コンデンサ（１ＶＣ）／固定コンデンサ（１Ｃ））で変化量１０倍である。一般的なトランスの出力対効率特性及び出力対損失特性を示す図である。一般的なトランスレス電源回路を示す図である。

符号の説明

Ｃ１…２素子固定コンデンサ（１Ｃ）、Ｃ２…２素子可変コンデンサ（１ＶＣ）、ＡＣ…交流電源、ＶＣ…制御電圧、Ｔ１、Ｔ２…電源用端子、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２…制御用端子、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３…電極、Ｃ３…２素子拡張可変コンデンサ（１ＶＣ）、Ｔ１３、Ｔ２３…制御用端子、Ｐ１４、Ｐ２４…電極、Ｃ２…２素子拡張固定コンデンサ（１Ｃ）、３６，４６…合成耐圧、３７，４７…合成容量、３８，４８…容量変化、Ｃ３、Ｃ５…３素子固定コンデンサ（１Ｃ）、Ｃ３、Ｃ４…３素子拡張可変コンデンサ（１ＶＣ）、Ｃ２、Ｃ４…２素子拡張固定コンデンサ（１Ｃ）、７７，８７…合成耐圧、７８，８８…合成容量、７９，８９…容量変化、Ｃ１〜Ｃ４…４素子可変コンデンサ（１ＶＣ）、Ｐ１５、Ｐ２５…電極、Ｃ１、Ｃ４…４素子変形固定コンデンサ（１Ｃ）、Ｃ２、Ｃ３…４素子変形固定コンデンサ（１Ｃ）、１１８，１２８…合成耐圧、１１９，１２９…合成容量、１２０，１３０…容量変化

Claims

交流信号の入力端子及び出力端子と、
前記入力端子及び出力端子間に接続された直流分カット用コンデンサと、
前記入力端子及び出力端子間に接続され、制御信号により容量が変化する可変コンデンサとを有し、
前記制御信号で前記可変コンデンサの容量を変化させることで前記交流信号の電圧又は電流を制御するようにした電力制御装置において、
前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとが直列接続されたコンデンサ列を形成する誘電体が一体積層されるように構成され、前記可変コンデンサを形成する誘電体間に前記制御信号が印加され、前記コンデンサ列を形成する誘電体間に前記交流信号が印加される回路構成であり、
前記コンデンサ列を複数列一体積層することにより、前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとの静電容量の調整を行うように構成され、
前記コンデンサ列を複数列一体積層する際に、積層面で隣り合う一方のコンデンサ列と他方のコンデンサ列の前記可変コンデンサの制御信号用端子又は前記直流分カット用コンデンサの交流信号用端子が同電位となるように積層され、
前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとの合成の容量、耐圧及び合成容量を変えるように、前記コンデンサ列を形成する誘電体間の厚さ及び誘電体間の電極間距離を変化させるものであり、
前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとの合成の容量、耐圧及び合成容量は、前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとをそれぞれ１又は複数並列に接続することにより変化される
電力制御装置。
前記コンデンサ列は、前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとが直列接続された２素子構成であって、前記直流分カット用コンデンサ又は前記可変コンデンサをＮ個複数並列に接続することにより各々の容量をＮ倍にする
請求項１に記載の電力制御装置。
前記コンデンサ列は、プラス側前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとマイナス側前記直流分カット用コンデンサとが直列接続された３素子構成であって、前記可変コンデンサをＮ＋１個複数並列に接続することにより前記可変コンデンサの容量をＮ＋１倍にする
請求項１に記載の電力制御装置。
前記コンデンサ列は、プラス側前記直流分カット用コンデンサと前記可変コンデンサとマイナス側前記直流分カット用コンデンサとが直列接続された３素子構成であって、前記プラス側前記直流分カット用コンデンサ及びマイナス側前記直流分カット用コンデンサをそれぞれＮ個複数並列に接続することにより各々の容量をＮ倍にする
請求項１に記載の電力制御装置。
前記コンデンサ列は、前記可変コンデンサが直列接続された４素子ブリッジ構成であって、４素子のうちの平衡する２素子間同士の容量が同じになるように各々の容量を調整し、４素子のうちの２素子を前記直流分カット用コンデンサとして用いてその容量を固定して、他の２素子の容量を可変にする
請求項１に記載の電力制御装置。