JPH11285249A - スイッチング電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低価格化、小型化、周波数ビートノイズ発生
防止、循環電流阻止、制御不安定性回避、ＺＶＳ可能、
回路素子選別不要な並列運転方式共振型スイッチング電
源を提供する。 【解決手段】 コンバータ回路Ａでは、共振用コンデン
サ３１、共振用インダクタ３２及びトランス５の一次巻
線５１は直列に接続され、直列回路の両端がスイッチン
グ素子１１、１２の接続点と、電源１０の一端との間に
接続されている。出力整流平滑回路７、８は、出力端が
共通に接続されている。コンバータ回路Ａ、Ｂにおい
て、共振用コンデンサ３１、４１は互いに並列に接続さ
れ、共振用インダクタ３２、４２は互いに接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の共振型コン
バータ回路を並列に接続した並列運転方式の共振型スイ
ッチング電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】共振型スイッチング電源は、高効率、低
雑音が達成できる可能性があるスイッチング電源とし
て、注目されている。共振型スイッチング電源は、直流
電源をスイッチング回路によりスイッチングし、スイッ
チング出力を共振回路で共振させ、共振出力を、トラン
スの巻線を介して取り出し、直流に変換して出力する。

【０００３】共振型スイッチング電源において、変換す
る電力を増大させる目的や、冗長運転をする目的で、複
数の共振型ＤＣーＤＣコンバータ回路を並列接続した並
列運転方式を採ることがある。

【０００４】従来、複数の共振型スイッチング電源を用
いて並列運転を行なう手段としては、複数備えられたス
イッチング電源を並列接続し、それぞれの出力電流を検
出して、各スイッチング電源の出力電流がほぼ等しくな
るように、独立に制御していた。

【０００５】しかし、このような並列運転方式は、スイ
ッチング電源の数と同数の制御回路を必要とするため、
価格の上昇、機器の大型化を招く。

【０００６】また、共振型スイッチング電源の出力安定
化制御は、スイッチング周波数を制御し、共振回路のイ
ンピーダンスを変えることによって実行される。しか
し、共振回路を構成する共振用コンデンサや共振用イン
ダクタの回路定数値は、共振型スイッチング電源間にお
いて異なるのが普通であるから、スイッチング周波数が
個々の共振型スイッチング電源において異なる。このた
め、個々のスイッチング電源の分担電流を等しくしよう
とした場合、周波数ビートノイズが発生し、制御が不安
定になるという問題を生じる。

【０００７】一つの制御回路を、複数の共振型スイッチ
ング電源で共用した場合は、同一の周波数で同期して制
御できるので、周波数ビートノイズの発生、制御の不安
定性を回避できる。しかし、この場合には、ゼロボルト
スイッチング（以下ＺＶＳと称する）が困難になる。即
ち、並列運転される複数の共振型スイッチング電源にお
いて、回路素子の定数値のばらつき等で共振回路のイン
ピーダンスが異なる場合、共振回路の共振周波数の高い
コンバータ回路では、スイッチング素子がオフするデッ
ドタイムにおいて、既に共振回路に蓄積されていたエネ
ルギーが放電されてしまっていて、電流がほぼゼロにな
ってしまうことがあり、ＺＶＳができなくなる。

【０００８】米国特許第４，６４８，０２０号明細書
は、共振回路の定数値を、各々のスイッチング電源にお
いて一致させ、それによって各々の共振型スイッチング
電源の負荷分担をバランスさせる技術を開示している。
しかしながら、この技術の場合、共振回路を構成する回
路素子の選別が必要であり、それに伴う生産性の低下、
選別許容範囲によって発生する負荷分担のアンバランス
を生じる。回路素子の経時変化等によっても同様の問題
を生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低価
格化及び小型化の可能な並列運転方式の共振型スイッチ
ング電源を提供することである。

【００１０】本発明のもう一つの課題は、周波数ビート
ノイズの発生や制御の不安定性を回避し得る並列運転方
式の共振型スイッチング電源を提供することである。

【００１１】本発明の更にもう一つの課題は、ＺＶＳの
可能な並列運転方式の共振型スイッチング電源を提供す
ることである。

【００１２】本発明の更にもう一つの課題は、共振回路
を構成する回路素子の選別が不要であり、生産性の低
下、回路素子に起因する負荷分担のアンバランスを回避
し得る並列運転方式の共振型スイッチング電源を提供す
ることである。

【００１３】本発明の更にもう一つの課題は、コンバー
タ回路の設計、及び、回路基板への実装の容易な並列運
転方式の共振型スイッチング電源を提供することであ
る。

【００１４】本発明の更にもう一つの課題は、共振回路
間のインピーダンスをバランスさせ、インピーダンスの
不平衡に起因する循環電流が流れるのを阻止し、循環電
流に起因する障害を回避できる共振型スイッチング電源
を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るスイッチング電源は、複数のコンバ
ータ回路を含む。前記複数のコンバータ回路のそれぞれ
は、２つのスイッチング素子と、トランスと、共振回路
と、出力整流平滑回路とを含む。

【００１６】前記２つのスイッチング素子は、直列に接
続され、直列回路の両端が直流電源に導かれ、交互に駆
動される。前記トランスは、少なくとも、一次巻線と、
二次巻線とを含んでおり、前記複数のコンバータ回路の
それぞれに備えられた前記トランスの前記一次巻線は互
いに並列に接続されている。

【００１７】前記共振回路は、前記トランスの前記一次
巻線に直列に接続されており、前記共振回路及び前記ト
ランスの前記一次巻線によって構成される直列回路の両
端は、前記２つのスイッチング素子の接続点と、前記２
つのスイッチング素子によって構成される前記直列回路
の一端との間に接続されている。

【００１８】前記共振回路は、共振用コンデンサと、共
振用インダクタとを含んでいる。前記共振用コンデンサ
は、前記複数のコンバータ回路毎に個別に備えられ、互
いに並列に接続されている。前記共振用インダクタは、
前記複数のコンバータ回路毎に個別に備えられ、互いに
並列に接続されている。

【００１９】前記出力整流平滑回路は、前記トランスの
前記二次巻線に接続され、出力端が前記複数のコンバー
タ回路において共通に接続されている。

【００２０】本発明に係るスイッチング電源において、
複数備えられたコンバータ回路のそれぞれは、直列に接
続された２つのスイッチング素子を交互に動作させるこ
とにより、入力された直流電源をスイッチングし、その
スイッチング出力を共振回路及びトランスの一次巻線に
供給する。

【００２１】本発明に係るスイッチング電源において、
２つのスイッチング素子の接続点と、２つのスイッチン
グ素子によって構成される直列回路の一端との間に、共
振回路と、トランスの一次巻線とを直列に接続した直列
回路の両端が接続されているから、２つのスイッチング
素子の交互動作により、共振回路及びトランスの一次巻
線に、共振回路の共振周波数に対応した疑似正弦波電流
が流れる。このとき、一次巻線と結合する二次巻線に誘
起電圧が発生する。この誘起電圧はトランスの二次巻線
に接続された出力整流平滑回路により直流に変換され、
出力される。

【００２２】出力整流平滑回路は、出力端が複数のコン
バータ回路において共通に接続されているから、複数の
コンバータ回路の出力を、負荷に共通に供給する並列運
転方式の共振型スイッチング電源が得られる。

【００２３】上述したような並列運転方式の共振型スイ
ッチング電源において、複数のコンバータ回路のそれぞ
れに備えられたトランスの一次巻線が互いに並列に接続
され、更に、複数のコンバータ回路に含まれる共振用コ
ンデサのそれぞれ、及び共振用インダクタのそれぞれが
互いに接続されている。従って、スイッチング素子側か
ら見て、共振回路及びトランスの一次巻線のインピーダ
ンスが、複数のコンバータ回路において、互いに等しく
なる。このため、複数のコンバータ回路を同一の周波数
によって、同期して運転し、周波数ビートノイズの発生
や制御の不安定性を回避し得る。このことは、一つの制
御回路を用いて、複数のコンバータ回路を制御できるこ
とを意味する。従って、低価格化及び小型化の可能な並
列運転方式の共振型スイッチング電源を実現できる。

【００２４】しかも、スイッチング素子側から見た共振
回路のインピーダンスが、複数のコンバータ回路におい
て、互いに等しくなるので、所定の共振電流が流せるよ
うになり、ＺＶＳを行なうことができるようになる。

【００２５】複数のコンバータ回路に含まれる共振回路
のそれぞれの共振特性を合わせる手段として、共振回路
を、全体として、並列に接続する方法が考えられる。し
かし、複数のコンバータ回路に含まれる共振回路のそれ
ぞれは、共振用コンデンサ及び共振用インダクタの特性
の違いから、異なる共振特性を持つのが普通である。こ
のような異なる共振特性を持つ複数の共振回路を並列に
接続した場合、インピーダンスの高い共振回路から、イ
ンピーダンスの低い共振回路へ、大きな共振電流（循環
電流）が流れる。この循環電流によって、共振用コンデ
ンサ、共振用インダクタが異常に発熱し、回路の安全性
が低下することがある。また、大きな循環電流が流れる
ことによって共振用インダクタが磁気飽和し、機能を失
い、コンバータの回路動作障害を生じることがある。

【００２６】これに対して、本発明に係るスイッチング
電源では、スイッチング素子側から見て、共振回路のイ
ンピーダンスが、複数のコンバータ回路において、互い
に全く等しくなるので、共振回路相互間のインピーダン
スの不平衡に起因する循環電流が流れることがない。こ
のため、循環電流に起因する上記障害を生じることがな
い。

【００２７】しかも、共振回路を構成する回路素子の選
別が不要であり、生産性の低下、回路素子に起因する負
荷分担のアンバランスを回避し得る。

【００２８】更に、共振用コンデンサ及び共振用インダ
クタは、複数のコンバータ回路毎に個別に備えられてい
るから、複数のコンバータ回路が、ほぼ同一の対称的な
回路構成となる。このため、コンバータ回路の設計、及
び、回路基板への実装が容易になる。

【００２９】本発明は、更に、共振回路のインピーダン
スを、複数のコンバータ回路において、互いに等しくす
る具体的な回路接続を開示する。

【００３０】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添
付図面は、単に、例を示すに過ぎない。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るスイッチング
電源の電気回路図である。図示するように、本発明に係
るスイッチング電源は、複数のコンバータ回路Ａ、Ｂを
有する。参照符号９は制御回路、１０は直流電源であ
る。実施例において、コンバータ回路Ａ、Ｂは２個であ
るが、それ以上の個数であってもよい。コンバータ回路
Ａ、Ｂは、ほぼ同じ回路構成となっている。

【００３２】まず、コンバータ回路Ａは、スイッチング
回路１と、共振回路３と、トランス５と、出力整流平滑
回路７とを有する。

【００３３】スイッチング回路１は、入力された直流電
源Ｖｉｎをスイッチングする。スイッチング回路１は、
第１のスイッチング素子１１及び第２のスイッチング素
子１２を有する。第１のスイッチング素子１１及び第２
のスイッチング素子１２は、ＦＥＴ等でなり、その主回
路が互いに直列に接続され、その両端が直流電源装置１
０に接続されている。直流電源装置１０は、通常は、交
流電源を直流に変換する整流平滑回路として構成され
る。直流電源装置１０はスイッチング電源装置の一部と
して備えられていてもよいし、外部要素であってもよ
い。

【００３４】トランス５は、少なくとも、一次巻線５１
と、二次巻線５２とを含んでいる。実施例は、出力整流
平滑回路７を両波整流回路方式とした場合に適した二次
巻線構造を示し、二次巻線５２は、第１の巻線５２１
と、第２の巻線５２２の二つの巻線を備え、第１の巻線
５２１及び第２の巻線５２２は、それぞれの一端が互い
に接続されている。

【００３５】共振回路３は、共振用コンデンサ３１と、
共振用インダクタ３２とを有する。共振用コンデンサ３
１及び共振用インダクタ３２は、スイッチング回路１と
トランス５の一次巻線５１とを含む回路ループ内に接続
されている。実施例では、共振用コンデンサ３１の一端
がスイッチング素子１１、１２の接続点に接続されてお
り、共振用コンデンサ３１の他端に共振用インダクタ３
２の一端が接続されている。共振用インダクタ３２の他
端はトランス５の一次巻線５１の一端に接続されてい
る。従って、共振回路３は共振用コンデンサ３１及び共
振用インダクタ３２による直列共振回路を構成してい
る。

【００３６】出力整流平滑回路７は、トランス５の二次
巻線５２に接続され、二次巻線５２に生じる誘起電圧を
直流に変換して出力する。図示された出力整流平滑回路
７は、出力チョークコイル７０及び出力平滑コンデンサ
７１を有するチョークインプット型であるが、コンデン
サインプット型であってもよい。トランス５の二次巻線
５２は、第１の巻線５２１と第２の巻線５２２とを含
み、第１の巻線５２１及び第２の巻線５２２は直列に接
続されている。整流回路７２は第１のダイオード７２１
と、第２のダイオード７２２とを有する。第１のダイオ
ード７２１のアノードは第１の巻線５２１の他端に接続
され、第２のダイオード７２２のアノードは第２の巻線
５２２の他端に接続されている。第１のダイオード７２
１及び第２のダイオード７２２のカソードは互いに接続
され、チョークコイル７０の一端に接続されている。チ
ョークコイル７０の他端は、出力平滑コンデンサ７１の
一端に接続され、更に出力端子の一つに導かれている。
出力平滑コンデンサ７１の他端は第１の巻線５２１と第
２の巻線５２２の接続点に接続され、更に、出力端子の
他方に導かれている。

【００３７】次に、コンバータ回路Ｂは、スイッチング
回路２と、共振回路４と、トランス６と、出力整流平滑
回路８とを有する。スイッチング回路２は、入力された
直流電源Ｖｉｎをスイッチングする。スイッチング回路
２は、第１のスイッチング素子２１及び第２のスイッチ
ング素子２２を有する。第１のスイッチング素子２１及
び第２のスイッチング素子２２は、ＦＥＴ等でなり、そ
の主回路が互いに直列に接続され、その両端が直流電源
装置１０に接続されている。

【００３８】トランス６は、少なくとも、一次巻線６１
と、二次巻線６２とを含んでいる。実施例は、出力整流
平滑回路８を両波整流回路方式とした場合に適した二次
巻線構造を示し、二次巻線６２は、第１の巻線６２１
と、第２の巻線６２２の二つの巻線を備え、第１の巻線
６２１及び第２の巻線６２２は、それぞれの一端が互い
に接続されている。

【００３９】共振回路４は、共振用コンデンサ４１と、
共振用インダクタ４２とを有する。共振用コンデンサ４
１及び共振用インダクタ４２は、スイッチング回路２と
トランス６の一次巻線６１とを含む回路ループ内に接続
されている。実施例では、共振用コンデンサ４１の一端
がスイッチング素子２１、２２の接続点に接続されてお
り、共振用コンデンサ４１の他端に共振用インダクタ４
２の一端が接続されている。共振用インダクタ４２の他
端はトランス６の一次巻線６１の一端に接続されてい
る。

【００４０】出力整流平滑回路８は、トランス６の二次
巻線６２に接続され、二次巻線６２に生じる誘起電圧を
直流に変換して出力する。図示された出力整流平滑回路
８は、出力チョークコイル８０及び出力平滑コンデンサ
８１を有するチョークインプット型であるが、コンデン
サインプット型であってもよい。トランス６の二次巻線
６２は、第１の巻線６２１と第２の巻線６２２とを含
み、第１の巻線６２１及び第２の巻線６２２は直列に接
続されている。整流回路８２は第１のダイオード８２１
と、第２のダイオード８２２とを有する。第１のダイオ
ード８２１のアノードは第１の巻線６２１の他端に接続
され、第２のダイオード８２２のアノードは第２の巻線
６２２の他端に接続されている。第１のダイオード８２
１及び第２のダイオード８２２のカソードは互いに接続
され、チョークコイル８０の一端に接続されている。チ
ョークコイル８０の他端は、出力平滑コンデンサ８１の
一端に接続され、更に出力端子の一つに導かれている。
出力平滑コンデンサ８１の他端は第１の巻線６２１と第
２の巻線６２２の接続点に接続され、更に、出力端子の
他方に導かれている。

【００４１】コンバータ回路Ａに備えられた出力整流平
滑回路７及びコンバータ回路Ｂに備えられた出力整流回
路８は、出力端が共通に接続されており、負荷（図示し
ない）に直流出力電圧Ｖｏを供給する。

【００４２】更に、本発明の重要な特徴として、コンバ
ータ回路Ａ、Ｂのそれぞれに備えられたトランス５、６
の一次巻線５１、６１は互いに並列に接続されている。
また、コンバータ回路Ａ、Ｂに含まれる共振回路３、４
のそれぞれは、互いに接続される。その接続によって、
コンデンサ３１、４１による静電容量値、及び、インダ
クタ３２、４２のインダクタンス値が平均化されてい
る。またトランス５、６の一次巻線５１、６１の励磁イ
ンダクタンス、及び、トランス５、６を介して、一次側
に換算される出力チョークコイル７０、８０のインダク
タンス値も平均化されている。実施例では、コンバータ
回路Ａの共振回路３及びコンバータ回路Ｂの共振回路４
において、コンデンサ３１とコンデンサ４１とが互いに
並列に接続され、インダクタ３２とインダクタ４２とが
互いに並列に接続されている。既に述べたように、スイ
ッチング素子１１、１２の接続点には、共振用コンデン
サ３１の一端が接続され、スイッチング素子２１、２２
の接続点には共振用コンデンサ４１の一端が接続されて
いる。

【００４３】制御回路９は、出力整流平滑回路７、８か
ら出力される出力電圧Ｖｏが一定となるようにスイッチ
ング回路１、２を制御する。制御回路９は、また、スイ
ッチング素子（１１、１２）、（２１、２２）に制御信
号を与え、スイッチング素子（１１、１２）、（２１、
２２）を、共振回路３、４の共振周波数よりも高い周波
数領域で動作させる。制御回路６は、例えば、電圧によ
って周波数が制御される電圧制御発振器（ＶＣＯ）によ
って構成される。

【００４４】上述したスイッチング電源において、コン
バータ回路Ａでは、直列に接続されたスイッチング素子
１１、１２を交互に動作させることにより、入力された
直流電源Ｖｉｎをスイッチングし、そのスイッチング出
力を共振回路３及びトランス５の一次巻線５１に供給す
る。

【００４５】スイッチング素子１１、１２の接続点と、
スイッチング素子１１、１２によって構成される直列回
路の一端との間には、共振回路３と、トランス５の一次
巻線５１とを直列に接続した直列回路の両端が接続され
ているから、スイッチング素子１１、１２の交互動作に
より、共振回路３及びトランス５の一次巻線５１に、共
振回路３の共振周波数に対応した疑似正弦波電流が流れ
る。このとき、一次巻線５１と結合する二次巻線５２に
誘起電圧が発生する。この誘起電圧はトランス５の二次
巻線５２に接続された出力整流平滑回路７により直流に
変換され、出力される。

【００４６】コンバータ回路Ｂでも同様の回路動作が行
なわれる。即ち、直列に接続されたスイッチング素子２
１、２２を交互に動作させることにより、入力された直
流電源Ｖｉｎをスイッチングし、そのスイッチング出力
を共振回路４及びトランス５の一次巻線５１に供給す
る。

【００４７】スイッチング素子２１、２２の接続点と、
スイッチング素子２１、２２によって構成される直列回
路の一端との間には、共振回路４と、トランス６の一次
巻線６１とを直列に接続した直列回路の両端が接続され
ているから、スイッチング素子２１、２２の交互動作に
より、共振回路４及びトランス６の一次巻線６１に、共
振回路４の共振周波数に対応した疑似正弦波電流が流れ
る。このとき、一次巻線６１と結合する二次巻線６２に
誘起電圧が発生する。この誘起電圧はトランス６の二次
巻線６２に接続された出力整流平滑回路８により直流に
変換され、図示しない負荷に直流出力電圧Ｖｏが供給さ
れる。

【００４８】ここで、出力整流平滑回路７、８は、出力
端がコンバータ回路Ａ、Ｂにおいて共通に接続されてい
るから、コンバータ回路Ａ、Ｂの出力を、負荷に共通に
供給する並列運転方式の共振型スイッチング電源が得ら
れる。

【００４９】上述したような並列運転方式の共振型スイ
ッチング電源において、コンバータ回路Ａ、Ｂのそれぞ
れに備えられたトランス５、６の一次巻線５１、５２は
互いに並列に接続されている。また、コンバータ回路Ａ
の共振回路３及びコンバータ回路Ｂの共振回路４におい
て、コンデンサ３１とコンデンサ４１とが互いに並列に
接続され、インダクタ３２とインダクタ４２とが互いに
並列に接続されている。従って、スイッチング素子（１
１、１２）、（２１、２２）側から見た共振回路３、４
の静電容量値及びインダクタンス値が平均化される。一
次巻線５１、６１の励磁インダクタンス及び等価的に一
次側に換算される出力チョークコイル７０、８０のイン
ダクタンス値も平均化されている。即ち、図２に示すよ
うに、共振周波数ｆ０の単一の共振特性Ｌ０を持つこと
になる。図２において、横軸に周波数をとり、縦軸にイ
ンピーダンスＺを取ってある。特性Ｌ１は共振回路３の
特性で、共振周波数ｆ０１となっている。特性Ｌ２はコ
共振回路４の特性で、共振周波数ｆ０２となっている。

【００５０】このため、コンバータ回路Ａ、Ｂを、同一
の周波数によって、同期して運転した場合、周波数ビー
トノイズの発生や制御の不安定性を回避し得る。このこ
とは、一つの制御回路９を用いて、コンバータ回路Ａ、
Ｂを制御できることを意味する。従って、低価格化及び
小型化の可能な並列運転方式の共振型スイッチング電源
を実現できる。

【００５１】しかも、スイッチング素子（１１、１
２）、（２１、２２）側から見たインピーダンスが、コ
ンバータ回路Ａ、Ｂにおいて、平均化されているので、
各コンバータ回路Ａ、Ｂの動作タイミングが一致するよ
うになる。このため、コンバータ回路Ａ、Ｂの両者にお
いて、ＺＶＳを達成するために充分な共振電流ＩＲ１、
ＩＲ２が流れている状態で、スイッチング素子（１１、
１２）、（２１、２２）をオフさせることができる。

【００５２】コンバータ回路Ａ、Ｂに含まれる共振回路
３、４のそれぞれの共振特性を合わせる手段として、共
振回路３、４の全体を並列に接続する方法が考えられ
る。しかし、コンバータ回路Ａ、Ｂに含まれる共振回路
３、４のそれぞれは、共振用コンデンサ３１、４１及び
共振用インダクタ３２、４２の特性の違いから、図２に
示すように、共振周波数ｆ０１、ｆ０２の異なる共振特
性Ｌ１、Ｌ２を持つのが普通である。このような異なる
共振特性Ｌ１、Ｌ２を持つ２つの共振回路３、４を並列
に接続した場合、インピーダンスの高い共振回路、例え
ば共振回路３から、インピーダンスの低い共振回路４
へ、大きな共振電流（循環電流）が流れる。この循環電
流によって、共振用コンデンサ３１、４１、共振用イン
ダクタ３２、４２が異常に発熱し、回路の安全性が低下
することがある。また、大きな循環電流が流れることに
よって共振用インダクタ３２、４２が磁気飽和し、機能
を失い、コンバータの回路動作障害を生じることがあ
る。

【００５３】これに対して、本発明に係るスイッチング
電源では、スイッチング素子（１１、１２）、（２１、
２２）側から見て、インピーダンスが、コンバータ回路
Ａ、Ｂにおいて、互いに等しくなり、図２に示したよう
に、単一の共振特性Ｌ０を有するので、共振回路３と共
振回路４との間に、インピーダンスの不平衡に起因する
循環電流が流れることがない。このため、循環電流に起
因する上記障害を生じることがない。

【００５４】更に、共振用コンデンサ３１、４１及び共
振用インダクタ３２、４２は、コンバータ回路Ａ、Ｂ毎
に個別に備えられているから、コンバータ回路Ａ、Ｂが
ほぼ同一の対称的な回路構成なる。このため、コンバー
タ回路Ａ、Ｂの設計、及び、回路基板への実装が容易に
なる。

【００５５】図３は図１に示した本発明に係るスイッチ
ング電源の電流波形図である。図３において、ＩＤＳ１
はスイッチング素子１１のドレイン・ソース間に流れる
電流の波形、ＩＲ１は共振回路３に流れる共振電流の波
形、ＩＤＳ２はスイッチング素子２１のドレイン・ソー
ス間に流れる電流の波形、ＩＲ２は共振回路４に流れる
共振電流の波形である。

【００５６】図１に示した本発明に係るスイッチング電
源の場合、スイッチング素子（１１、１２）、（２１、
２２）側から見た共振回路３、４のインピーダンスが、
コンバータ回路Ａ、Ｂにおいて、互いに等しくなってい
るため、図３に示すように、各コンバータ回路Ａ、Ｂの
動作タイミングが一致するようになる。このため、コン
バータ回路Ａ、Ｂの両者において、共振電流ＩＲ１、Ｉ
Ｒ２が流れている状態で、スイッチング素子（１１、１
２）、（２１、２２）をオフさせ、ＺＶＳを行なうこと
ができるようになる。

【００５７】更に、共振回路３を構成する共振用コンデ
ンサ３１、共振用インダクタ３２、及び、共振回路４を
構成する共振用コンデンサ４１、共振用インダクタ４２
の回路定数値がコンバータ回路Ａ、Ｂ間において異なっ
ていても、共振用コンデンサ３１と共振用コンデンサ４
１とを並列に接続し、共振用インダクタ３２と共振用イ
ンダクタ４２とを並列に接続することにより、共振回路
３、４のインピーダンスが一致するので、共振用コンデ
ンサ３１、４１及び共振用インダクタ３２、４２の選別
が不要であり、生産性の低下、回路素子に起因する負荷
分担のアンバランスを回避し得る。

【００５８】共振回路３、４の接続方法には種々の態様
があり得る。その例を図４〜図８を参照して説明する。
図において、図１と同一の構成部分には同一の参照符号
を付し、説明は省略する。

【００５９】まず、図４の実施例では、共振用インダク
タ３２、４２を、スイッチング素子（１１、１２）、
（２１、２２）の接続点と、一次巻線５１、６１の一端
との間に接続し、共振用コンデンサ３１、４１をスイッ
チング素子１２、２２のソースと一次巻線５１、６１の
他端との間に接続した回路構成において、共振用コンデ
ンサ３１と共振用コンデンサ４１とを並列に接続し、共
振用インダクタ３２と共振用インダクタ４２とを並列に
接続してある。

【００６０】次に、図５の実施例では、トランス５、６
の一次巻線５１、６１の一端を、スイッチング素子（１
１、１２）、（２１、２２）の接続点に接続し、共振用
コンデンサ３１、４１の一端をスイッチング素子１２、
２２のソースに接続し、共振用コンデンサ３１、４１の
他端と一次巻線５１、６１の他端との間に共振用インダ
クタ３２、４２を接続した回路構成において、共振用コ
ンデンサ３１と共振用コンデンサ４１とを並列に接続
し、共振用インダクタ３２と共振用インダクタ４２とを
並列に接続してある。

【００６１】図６の実施例では、共振用コンデンサ３
１、４１を、スイッチング素子（１１、１２）、（２
１、２２）の接続点と、一次巻線５１、６１の一端との
間に接続し、共振用インダクタ３２、４２をスイッチン
グ素子１２、２２のソースと、一次巻線５１、６１の他
端との間に接続した回路構成において、共振用コンデン
サ３１と共振用コンデンサ４１とを並列に接続し、共振
用インダクタ３２と共振用インダクタ４２とを並列に接
続してある。

【００６２】何れの実施例においても、図１に示した実
施例と同等の作用効果を得ることができる。

【００６３】上述したように、本発明において、コンバ
ータ回路Ａ、Ｂは、同一周波数で同期して駆動される。
図１〜図６に示した実施例では、一つの制御回路９を備
えることにより、これを実現しており、それによって、
前述したように、スイッチング電源のコストダウン及び
小型化を図るとともに、周波数ビートノイズの発生及び
制御の不安定性を回避し、更に、循環電流の発生をなく
すという作用効果を得ることができる。

【００６４】図７は別の実施例を示す電気回路図であ
る。この実施例では、コンバータ回路Ａのための制御回
路９１と、コンバータ回路Ｂのための制御回路９２とを
備える。制御回路９１、９２は互いに相手の動作を監視
しながら、スイッチング素子（１１、１２）、（２１、
２２）を同期して同一の周波数で駆動するようになって
いる。

【００６５】以上、実施例を参照して、本発明の内容を
具体的に説明したが、当業者であれば、発明の基本的技
術思想及び教示に基づいて、種々の変形を行なうことが
できることは自明である。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）低価格化及び小型化の可能な並列運転方式の共振
型スイッチング電源を提供することができる。 （ｂ）周波数ビートノイズの発生や制御の不安定性を回
避し得る並列運転方式の共振型スイッチング電源を提供
することができる。 （ｃ）ＺＶＳの可能な並列運転方式の共振型スイッチン
グ電源を提供することができる。 （ｄ）共振回路を構成する回路素子の選別が不要であ
り、生産性の低下、回路素子に起因する負荷分担のアン
バランスを回避し得る並列運転方式の共振型スイッチン
グ電源を提供することができる。 （ｅ）コンバータ回路の設計、及び、回路基板への実装
の容易な並列運転方式の共振型スイッチング電源を提供
することができる。 （ｆ）共振回路間のインピーダンスをバランスさせ、イ
ンピーダンスの不平衡に起因する循環電流が流れるのを
阻止し、循環電流に起因する障害を回避し得る共振型ス
イッチング電源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る並列運転方式共振型スイッチング
電源の電気回路図である。

【図２】共振型スイッチング電源の動作特性を説明する
波形図である。

【図３】図１に示した本発明に係る並列運転方式共振型
スイッチング電源の電流波形図である。

【図４】本発明に係る並列運転方式共振型スイッチング
電源の別の実施例を示す電気回路図である。

【図５】本発明に係る並列運転方式共振型スイッチング
電源の更に別の実施例を示す電気回路図である。

【図６】本発明に係る並列運転方式共振型スイッチング
電源の更に別の実施例を示す電気回路図である。

【図７】本発明に係る並列運転方式共振型スイッチング
電源の更に別の実施例を示す電気回路図である。

【符号の説明】

１１、１２ スイッチング素子 ２１、２２ スイッチング素子 ３、４ 共振回路 ３１、４１ 共振用コンデンサ ３２、４２ 共振用インダクタ ５、６ トランス ５１、６１ 一次巻線 ５２、６２ 二次巻線 ７、８ 出力整流平滑回路 ９、９１、９２ 制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコンバータ回路を含むスイッチン
   グ電源であって、 前記複数のコンバータ回路のそれぞれは、２つのスイッ
   チング素子と、トランスと、共振回路と、出力整流平滑
   回路とを含んでおり、 前記２つのスイッチング素子は、直列に接続され、直列
   回路の両端が直流電源に導かれ、交互に駆動され、 前記トランスは、少なくとも、一次巻線と、二次巻線と
   を含んでおり、 前記複数のコンバータ回路のそれぞれに備えられた前記
   トランスの前記一次巻線は互いに並列に接続されてお
   り、 前記共振回路は、前記トランスの前記一次巻線と直列に
   接続されており、 前記共振回路及び前記トランスの前記一次巻線によって
   構成される直列回路の両端は、前記２つのスイッチング
   素子の接続点と、前記２つのスイッチング素子によって
   構成される前記直列回路の一端との間に接続されてお
   り、 前記共振回路は、共振用コンデンサと、共振用インダク
   タとを含んでおり、 前記共振用コンデンサは、前記複数のコンバータ回路毎
   に個別に備えられ、互いに並列に接続されており、 前記共振用インダクタは、前記複数のコンバータ回路毎
   に個別に備えられ、互いに並列に接続されており、 前記出力整流平滑回路は、前記トランスの前記二次巻線
   に接続され、出力端が前記複数のコンバータ回路におい
   て共通に接続されているスイッチング電源。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたスイッチング電源
   であって、 前記複数のコンバータ回路のそれぞれに備えられた前記
   共振回路のそれぞれは、前記２つのスイッチング素子の
   接続点において、互いに接続されているスイッチング電
   源。
3. 【請求項３】 請求項２に記載されたスイッチング電源
   であって、 前記複数のコンバータ回路のそれぞれに備えられた前記
   共振回路のそれぞれは、前記共振用コンデンサの一端が
   前記２つのスイッチング素子の接続点に接続されている
   スイッチング電源。
4. 【請求項４】 請求項３に記載されたスイッチング電源
   であって、 前記共振用コンデンサの他端に前記共振用インダクタの
   一端が接続されているスイッチング電源。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４の何れかに記
   載されたスイッチング電源であって、 前記複数のコンバータ回路は、同一周波数で同期して駆
   動されるスイッチング電源。
6. 【請求項６】 請求項５に記載されたスイッチング電源
   であって、 一つの制御回路を含み、前記制御回路は前記複数のコン
   バータ回路において共用されているスイッチング電源。