WO2009128217A1 - スイッチング電源装置 - Google Patents

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WO2009128217A1
WO2009128217A1 PCT/JP2009/001596 JP2009001596W WO2009128217A1 WO 2009128217 A1 WO2009128217 A1 WO 2009128217A1 JP 2009001596 W JP2009001596 W JP 2009001596W WO 2009128217 A1 WO2009128217 A1 WO 2009128217A1
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WO
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electronic switch
inductor
power supply
power source
connection point
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/001596
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English (en)
French (fr)
Inventor
三宅永至
小松明幸
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Definitions

  • This invention relates to the switching power supply device which controls the output supplied to a load by controlling the switching operation
  • switching power supply devices have been widely used as power supply devices for electronic devices such as general household appliances.
  • the switching power supply is used for the purpose of improving power efficiency by reducing power consumption.
  • the switching power supply device controls the output supplied to the load using the switching operation of the switching element.
  • the switching operation is an operation that repeatedly turns on and off.
  • an electronic switch or the like is used as the switching element.
  • Output control refers to stabilization of output, for example.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional switching power supply device.
  • the conventional switching power supply 1 includes an input terminal 3a to which the positive side of the DC power supply 2 is connected, an input terminal 3b to which the negative side of the DC power supply 2 is connected, an input terminal 3a and an input terminal 3b.
  • the electronic switch 4a and the diode 5a are connected in series between the electronic switch 4a and the diode 5a, the diode 5b and the electronic switch 4b connected in series between the input terminal 3a and the input terminal 3b, and the connection point between the electronic switch 4a and the diode 5a.
  • the inductor 6a with one end connected, the inductor 6b with one end connected to the connection point between the diode 5b and the electronic switch 4b, the other ends of the inductor 6a and the inductor 6b are connected, and one end of the load 7 is connected.
  • the electronic switch control circuit 10 for controlling the on / off control terminals of the electronic switches 4a, 4b, 4c and 4d.
  • the electronic switch control circuit 10 generates two outputs. One output controls the on / off control terminals of the electronic switches 4a and 4d, and the other output controls the on / off control terminals of the electronic switches 4c and 4b.
  • the electronic switch control circuit 10 generates a rectangular wave with a frequency of 20 kHz.
  • the electronic switch 4a and the electronic switch 4d are switched at 20 kHz, and the electronic switch 4c and the electronic switch 4b are kept off. Therefore, the direction of the current flowing at this time is the direction of the arrow 11a.
  • the electronic switch 4c and the electronic switch 4b are switched at 20 kHz, and the electronic switch 4a and the electronic switch 4d are kept off. Therefore, the direction of the current flowing at this time is the direction of the arrow 11b.
  • the inductors 6a and 6d and the capacitor 9 form a first low-pass filter, and the inductors 6c and 6b and the capacitor 9 form a second low-pass filter.
  • These first and second low-pass filters attenuate the harmonic components resulting from the switching operation at a frequency of 20 kHz. Therefore, the alternating current generated between the output terminals 8a and 8b is a 50 Hz sine wave that smoothly changes.
  • the inductors 6a, 6b, 6c and 6d limit the surge current generated when the electronic switches 4a and 4d and the electronic switches 4c and 4b are turned on and off.
  • inductors 6a and 6b are inserted in series in the series circuit formed by the DC power supply 2 and the electronic switches 4a and 4b, and the series circuit formed by the DC power supply 2 and the electronic switches 4c and 4d is in the series circuit. Inductors 6c and 6d are inserted in series. Therefore, when the electronic switch that performs the switching operation is switched, the DC power supply 2 is not short-circuited even if the electronic switch 4a and the electronic switch 4b or the electronic switch 4d and the electronic switch 4c are simultaneously turned on.
  • Patent Document 1 Prior art information related to the present invention is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the occurrence of current surge and voltage surge due to simultaneous ON is prevented, and the destruction of the switching element due to short-circuit current is prevented. Therefore, it is described that a coil is inserted between switching elements that are alternately turned on and off.
  • the electronic switches 4b and 4d are switched between the on state and the off state every half cycle of the frequency 50 Hz, and only the electronic switches 4a and 4c are switched at a high frequency. A case of switching operation will be described. Even when the electronic switch is operated in such a manner, the first half cycle period in which the current flows in the direction of the arrow 11a and the second half cycle period in which the current flows in the direction of the arrow 11b are repeated. Output is generated.
  • the electric charge is stored in the capacitor 9, and when the closed loop is formed, the potential of the output terminal 8b becomes a negative potential compared to the potential of the input terminal 3b connected to the negative side of the DC power source 2, A current flows through the diode 5c to the inductor 6c. Then, useless current that does not pass through the load 7 flows along another closed loop formed by the inductor 6d, the electronic switch 4d, the diode 5c, and the inductor 6c.
  • the conversion efficiency of the switching power supply device 1 is reduced due to the above-mentioned useless current. Moreover, since the above-mentioned useless current is consumed as thermal energy, there arises a problem that the switching power supply device 1 generates heat.
  • the current detection unit 32 detects the current flowing through the load, feeds back the detected value to the electronic switch control circuit 10 (not shown), and controls the switching operation of each electronic switch based on the fed back detected value.
  • the extra loop current that does not flow to the load as described above passes through the current detection unit 32, the current flowing to the load 7 is not correctly detected, and the control may become unstable. Arise.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, can eliminate generation of useless current, suppress heat generation from the power source, improve the conversion efficiency during power source operation, and improve the load.
  • the present invention also provides a switching power supply apparatus that can detect only the current flowing through the load to control the switching operation, and can detect only the current flowing through the load correctly to further stabilize the control.
  • a first switching power supply device of the present invention converts a first output of a DC waveform supplied from a DC power source into a second output of an AC waveform, and outputs the second output.
  • the first electronic switch, the first inductor, and the second electronic switch are connected in that order, and the first electronic switch side end is on the plus side of the DC power supply.
  • a fourth inductor having one end connected to a connection point with the switch, a capacitor connected between the other end of the second inductor and the other end of the fourth inductor, and the second electronic switch.
  • the fourth electronic switch is turned off and the fourth electronic switch is turned on, only the first electronic switch is switched, the second electronic switch is turned on, and the fourth electronic switch is turned off.
  • An electronic switch control circuit that performs a switching operation of only the third electronic switch during the period, and the load is connected between the other end of the second inductor and the other end of the fourth inductor, The electronic switch control circuit and the first electronic switch and the first switch are repeatedly turned on and off at a frequency higher than the frequency of the second output supplied to the load. 3, the second electronic switch and the fourth electronic switch are switched so that the ON state and the OFF state of the second electronic switch and the fourth electronic switch are alternately switched. The switching operation is performed at the frequency of the second output.
  • a second switching power supply device is a switching power supply device that converts a first output of a DC waveform supplied from a DC power supply into a second output of an AC waveform and supplies the second output to a load.
  • the first electronic switch, the first inductor, and the second electronic switch are connected in that order, the first electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power supply, and the second electronic switch
  • a first series connection body whose side end is connected to the negative side of the DC power supply, a cathode side is connected to the positive side of the DC power supply, and an anode side is a connection point between the first inductor and the second electronic switch.
  • a second diode whose anode side is connected to the negative side of the DC power source and whose cathode side is connected to a connection point between the first electronic switch and the first inductor
  • a second inductor having one end connected to a connection point between the first inductor, the first inductor, and the second electronic switch, a third electronic switch, a third inductor, and a fourth electronic switch in that order.
  • a second series connection body wherein the third electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power source, and the fourth electronic switch side end is connected to the negative side of the DC power source,
  • the cathode side is connected to the positive side of the DC power source
  • the anode side is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch
  • the anode side is connected to the negative side of the DC power source.
  • the cathode side is connected to the connection point of the third electronic switch and the third inductor, and one end is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch.
  • An electronic switch control circuit for switching only the switch, and the load is connected between the other end of the second inductor and the other end of the fourth inductor, and the electronic switch control circuit includes: The second electronic switch and the fourth electronic switch are switched on so as to be repeatedly turned on and off at a frequency higher than the frequency of the second output supplied to the load. And the first electronic switch and the third electronic switch are switched to the second output so that the ON state and the OFF state of the first electronic switch and the third electronic switch are alternately switched. The switching operation is performed at a frequency of.
  • a third switching power supply device is a switching power supply device that converts a first output of a DC waveform supplied from a DC power supply into a second output of an AC waveform and supplies the second output to a load.
  • the first electronic switch, the first inductor, and the second electronic switch are connected in that order, the first electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power supply, and the second electronic switch
  • a first series connection body whose side end is connected to the negative side of the DC power supply, a cathode side is connected to the positive side of the DC power supply, and an anode side is a connection point between the first inductor and the second electronic switch.
  • a second diode whose anode side is connected to the negative side of the DC power source and whose cathode side is connected to a connection point between the first electronic switch and the first inductor
  • a second inductor having one end connected to a connection point between the first inductor, the first inductor, and the second electronic switch, a third electronic switch, a third inductor, and a fourth electronic switch in that order.
  • a second series connection body wherein the third electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power source, and the fourth electronic switch side end is connected to the negative side of the DC power source,
  • the cathode side is connected to the positive side of the DC power source
  • the anode side is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch
  • the anode side is connected to the negative side of the DC power source.
  • the cathode side is connected to the connection point of the third electronic switch and the third inductor, and one end is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch.
  • a fourth inductor connected; a first capacitor connected between the other end of the second inductor and the negative side of the DC power supply; a second capacitor connected to the negative side of the DC power supply; A second capacitor connected between the first electronic switch and a switching operation of only the first electronic switch during a period in which the second electronic switch is turned off and the fourth electronic switch is turned on; An electronic switch control circuit that performs a switching operation of only the third electronic switch during a period in which the second electronic switch is turned on and the fourth electronic switch is turned off.
  • the load is connected between the other end and the other end of the fourth inductor, and the electronic switch control circuit has a frequency higher than the frequency of the second output supplied to the load.
  • the first electronic switch and the third electronic switch are switched so as to be repeatedly turned on and off at a high frequency, and the on state and the off state of the second electronic switch and the fourth electronic switch are alternately switched.
  • the second electronic switch and the fourth electronic switch are configured to be switched at the frequency of the second output so as to be switched.
  • a fourth switching power supply device is a switching power supply device that converts a first output of a DC waveform supplied from a DC power supply into a second output of an AC waveform and supplies the second output to a load.
  • the first electronic switch, the first inductor, and the second electronic switch are connected in that order, the first electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power supply, and the second electronic switch
  • a first series connection body whose side end is connected to the negative side of the DC power supply, a cathode side is connected to the positive side of the DC power supply, and an anode side is a connection point between the first inductor and the second electronic switch.
  • a second diode whose anode side is connected to the negative side of the DC power source and whose cathode side is connected to a connection point between the first electronic switch and the first inductor
  • a second inductor having one end connected to a connection point between the first inductor, the first inductor, and the second electronic switch, a third electronic switch, a third inductor, and a fourth electronic switch in that order.
  • a second series connection body wherein the third electronic switch side end is connected to the positive side of the DC power source, and the fourth electronic switch side end is connected to the negative side of the DC power source,
  • the cathode side is connected to the positive side of the DC power source
  • the anode side is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch
  • the anode side is connected to the negative side of the DC power source.
  • the cathode side is connected to the connection point of the third electronic switch and the third inductor, and one end is connected to the connection point of the third inductor and the fourth electronic switch.
  • a fourth inductor connected; a first capacitor connected between the other end of the second inductor and the negative side of the DC power supply; a second capacitor connected to the negative side of the DC power supply; A second capacitor connected between the first electronic switch and the second electronic switch during a period in which the first electronic switch is turned off and the third electronic switch is turned on; An electronic switch control circuit for switching only the fourth electronic switch during a period in which the first electronic switch is turned on and the third electronic switch is turned off.
  • the load is connected between the other end and the other end of the fourth inductor, and the electronic switch control circuit has a frequency higher than the frequency of the second output supplied to the load.
  • the second electronic switch and the fourth electronic switch are switched so as to be repeatedly turned on and off at a high frequency, and the on state and the off state of the first electronic switch and the third electronic switch are alternately switched.
  • the first electronic switch and the third electronic switch are configured to switch at the frequency of the second output so as to be switched.
  • the DC power supply is a solar battery
  • the load is a commercial AC power supply
  • the electronic switch control circuit is based on the frequency of the commercial AC power supply. The timing at which the on state and the off state of the second electronic switch and the fourth electronic switch are switched may be controlled.
  • the DC power supply is a solar battery
  • the load is a commercial AC power supply
  • the electronic switch control circuit is based on the frequency of the commercial AC power supply. The timing at which the on state and the off state of the first electronic switch and the third electronic switch are switched may be controlled.
  • the fourth inductor and the second inductor which serve as the current path of the second output of the AC waveform supplied to the load, include the fourth diode, the third inductor, and the fourth inductor.
  • the first closed loop formed by the electronic switch and the second closed loop formed by the second diode, the first inductor, and the second electronic switch are not included in the first closed loop. No unnecessary current flows.
  • heat generation from the power supply can be suppressed to improve the conversion efficiency during power supply operation, and only the current flowing through the load can be detected correctly when detecting the current flowing through the load and controlling the switching operation. Thus, the control can be further stabilized.
  • circuit diagram which shows the structural example of the switching power supply device of Embodiment 1 of this invention
  • circuit diagram which shows the other structural example of the switching power supply of Embodiment 1 of this invention
  • block diagram which shows the structural example containing the switching power supply device of Embodiment 2 of this invention and its peripheral element. Circuit diagram showing the configuration of a conventional switching power supply device
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of the switching power supply device according to the first embodiment.
  • the switching power supply device 21 of the present embodiment includes an input terminal 23a to which the positive side of the DC power supply 22 is connected, an input terminal 23b to which the negative side of the DC power supply 22 is connected, and an electronic switch 24a.
  • An inductor 25a and an electronic switch 24b are connected in that order, a series connection body 26a in which an end on the electronic switch 24a side is connected to the input terminal 23a, an end on the electronic switch 24b side is connected to the input terminal 23b, and a cathode connected to the input terminal 23a.
  • the diode 27a is connected to the connection point between the inductor 25a and the electronic switch 24b, the anode 27 is connected to the input terminal 23b, and the cathode 27 is connected to the connection point between the inductor 25a and the electronic switch 24a. One end is connected to the connection point between the inductor 25a and the electronic switch 24b.
  • the connected inductor 25b, the output terminal 29a to which the other end of the inductor 25b is connected and one end of the load 28, the electronic switch 24c, the inductor 25c, and the electronic switch 24d are connected in this order, and the electronic switch 24c
  • a serial connection body 26b whose side end is connected to the input terminal 23a and whose side end is connected to the input terminal 23b, a cathode side is connected to the input terminal 23a, and an anode side is a connection point between the inductor 25c and the electronic switch 24d.
  • the inductor 25d and the other end of the inductor 25d An output terminal 29b connected to the other end of the load 28, a capacitor 30 connected between the other end of the inductor 25b and the other end of the inductor 25d, and electronic switches 24a, 24b, 24c and 24d.
  • the electronic switch control circuit 31 is configured to control the switching operation for the DC power source 22 by the entire electronic switch circuit S1 surrounded by a one-dot chain line by performing on / off control through these control terminals.
  • an inductor having an inductance of 200 ⁇ H is used for the inductors 25a and 25c
  • an inductor having an inductance of 100 ⁇ H is used for the inductors 25b and 25d.
  • a capacitor having a capacitance of 2 ⁇ F is used as the capacitor 30.
  • the inductors 25a and 25b and the capacitor 30 form a first low-pass filter
  • the inductors 25c and 25d and the capacitor 30 form a second low-pass filter.
  • the diode 27d, the inductor 25c, and the electronic switch 24d form a first closed loop
  • the diode 27b, the inductor 25a, and the electronic switch 24b form a second closed loop.
  • a DC power source that supplies a DC voltage of 350 V to the DC power source 22 is used, and an AC voltage having a voltage of 200 V and a frequency of 50 Hz is generated between the output terminals 29a and 29b.
  • the electronic switch control circuit 31 includes a sine wave generation circuit 41.
  • the sine wave generation circuit 41 generates a sine wave having a frequency of 50 Hz. Based on the sine wave generated by the sine wave generation circuit 41, the electronic switch control circuit 31 switches the electronic switches 24b and 24d to a frequency of 50 Hz (periodic) so that their ON state and OFF state are switched alternately. A rectangular wave for turning on and off at 20 msec) is supplied.
  • the electronic switch control circuit 31 supplies a rectangular wave for turning on / off the electronic switch 24c at a frequency of 20 kHz to the electronic switch 24c when the electronic switch 24b is on, and the electronic switch 24b when the electronic switch 24b is off. A signal for turning it off is supplied to 24c.
  • the electronic switch control circuit 31 supplies a rectangular wave for turning on / off the electronic switch 24a at a frequency of 20 kHz to the electronic switch 24a when the electronic switch 24d is on, and the electronic switch 24d when the electronic switch 24d is off. A signal for turning it off is supplied to 24a.
  • the electronic switch control circuit 31 controls the pulse width of a rectangular wave having a frequency of 20 kHz so that the output waveform generated between the output terminals 29a and 29b is a sine wave having a frequency of 50 Hz.
  • PWM control may be executed to control the pulse width.
  • the configuration of the electronic switch control circuit 31 may be any configuration that generates each signal at the timing described above, and any configuration that satisfies the operating conditions of these signals may be implemented. The description here is omitted.
  • the on state and the off state of the electronic switch 24a are switched at a frequency of 20 kHz, and the electronic switch 24d is in the on state.
  • the electronic switch 24c and the electronic switch 24b are both kept off.
  • the current flowing at this time is the positive side of the DC power supply 22, the input terminal 23a, the electronic switch 24a, the inductor 25a, the inductor 25b, the output terminal 29a, the load 28, the output terminal 29b, the inductor. 25d, the electronic switch 24d, the input terminal 23b, and the DC power supply 22 flow along the negative route.
  • the electronic switch 24a when the electronic switch 24a is in an OFF state, the energy stored in each inductor causes the diode 27b, the inductor 25a, the inductor 25b, the output terminal 29a, the load 28, the output terminal 29b, the inductor 25d, and the closed loop of the electronic switch 24d.
  • the current flows. That is, the current flowing through the load 28 flows in the direction of the arrow 33a.
  • the inductors 25a and 25b and the capacitor 30 form a first low-pass filter
  • the inductors 25c and 25d and the capacitor 30 form a second low-pass filter. Therefore, the first and second low-pass filters attenuate the harmonic components resulting from the switching operation at a frequency of 20 kHz, and the alternating current supplied from the output terminals 29a and 29b to the load 28 has a smoothly changing frequency of 50 Hz. It becomes a sine wave.
  • An inductor 25a is inserted in series in a series circuit formed by the DC power supply 22 and the electronic switches 24a and 24b, and an inductor 25c is inserted in a series circuit formed by the DC power supply 22 and the electronic switches 24c and 24d. Are inserted in series, the DC power supply 22 is short-circuited and no surge current flows.
  • a current flows in the direction of the arrow 33a with respect to the load 28.
  • the electronic switch 24a is on or off
  • the electronic switch 24d is on, and the diode 27d, the inductor 25c, and the electronic switch 24d form a first closed loop. Since the first closed loop does not contain the inductor 25d serving as a path for the current flowing in the direction of the arrow 33a, no potential difference occurs between both ends of the series connection body including the diode 27d and the inductor 25c. Therefore, useless current that does not pass through the load as in the prior art does not occur.
  • the second closed loop formed by the diode 27b, the inductor 25a, and the electronic switch 24b includes the inductor 25b serving as a path for the current flowing in the direction of the arrow 33b. Therefore, there is no potential difference between both ends of the series connection body composed of the diode 27b and the inductor 25a. Therefore, useless current that does not pass through the load as in the prior art does not occur.
  • the capacitor 30 is connected between the other end of the inductor 25b and the other end of the inductor 25d and connected in parallel to the load 28 via the output terminals 29a and 29b.
  • a capacitor 301 is connected between the other end of the inductor 25b and the negative side of the DC power source 22
  • a capacitor 302 is connected between the other end of the inductor 25d and the negative side of the DC power source 22.
  • the connection point between the capacitor 301 and the inductor 25b is connected to one end of the load 28 via the output terminal 29a
  • the connection point between the capacitor 302 and the inductor 25d is connected to the other end of the load 28 via the output terminal 29b.
  • the electronic switches 24b and 24d are switched at a frequency of 50 Hz so that the on state and the off state are alternately switched, the electronic switch 24d is turned on, and the electronic switches 24b and 24c are turned off.
  • the electronic switch 24a is switched at a frequency of 20 kHz
  • the electronic switch 24b is turned on
  • the electronic switches 24d and 24a are turned off.
  • the electronic switches 24a and 24c are switched at a frequency of 50 Hz so that the on state and the off state are alternately switched, and the electronic switch 24c is turned on and the electronic switches 24a and 24d are turned off.
  • Child switch 24b is a switching operation at the frequency 20 kHz
  • electronic switch 24a is turned on, in the period in which electronic switches 24c and 24b are turned off, may be configured to be a switching operation of the electronic switch 24d at a frequency 20 kHz. Also in this case, the above-described effect can be obtained.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example including the switching power supply device according to the second embodiment and its peripheral elements.
  • this Embodiment 2 the case where a solar cell is used as a direct-current power supply connected to a switching power supply device is demonstrated.
  • the switching power supply device 76 corresponds to the switching power supply device 21 described in the first embodiment.
  • the input terminals 23a and 23b of the switching power supply device 76 are connected to a solar battery 75 that is a DC power supply.
  • the solar cell 75 converts sunlight energy into direct current output.
  • the solar cell 75 is mounted on, for example, a general household roof.
  • the output terminals 29a and 29b of the switching power supply 76 are connected to a commercial AC power supply 77 that is a load via a coupling circuit 78.
  • the output of the commercial AC power supply 77 is supplied to the coupling circuit 78.
  • the coupling circuit 78 supplies an output obtained by coupling the output of the switching power supply device 76 and the output of the commercial AC power supply 77 to the frequency extraction circuit 79.
  • the output of the frequency extraction circuit 79 is supplied to the electronic switch control circuit 31a in the switching power supply device 76.
  • the electronic switch control circuit 31a differs from the electronic switch control circuit 31 described in the first embodiment in that the output of the frequency extraction circuit 79 is used instead of the output of the sine wave generation circuit 41.
  • the frequency extraction circuit 79 supplies an output having the same frequency as the output of the commercial AC power supply 77 to the electronic switch control circuit 31a.
  • the electronic switch control circuit 31a controls the switching operation of the electronic switch circuit S1 so that an alternating current having the same frequency as the output of the frequency extraction circuit 79 is generated between the output terminals 29a and 29b. Therefore, the output of the switching power supply 76 has the same frequency as the output of the commercial AC power supply 77.
  • the electronic switch control circuit 31a controls the switching operation of the electronic switch circuit S1 so that the output of the switching power supply device 76 is in the same phase as the output of the commercial AC power supply 77. Therefore, in the coupling circuit 78, the output of the switching power supply device 76, that is, the energy of sunlight can be superimposed on the output of the commercial AC power supply 77 with high efficiency.
  • the switching power supply device 76 of the present embodiment can generate commercial alternating current using solar energy existing in the natural world. Therefore, the switching power supply device 76 not only contributes to power saving in each home but is also friendly to nature. It becomes an energy source.
  • the switching power supply device 76 according to the present embodiment can be used in a system that uses electric power obtained by solar power generation in combination with a commercial AC power supply and switches them to supply electric power to household electrical products.
  • the switching power supply device 76 of the present embodiment can also be used in a system or the like that sells a surplus amount of power obtained by solar power generation to a commercial AC power supply source.
  • the switching power supply device of the present invention can suppress the heat generation from the power supply and improve the conversion efficiency during power supply operation, and also flows to the load when detecting the current flowing through the load to control the switching. Since only the current can be correctly detected and the control can be further stabilized, and wasteful power consumption is small, and therefore, it can be applied to a technique for reducing power consumption in a power supply device of an electronic device such as a general household appliance.

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Abstract

　電源からの発熱を抑えて電源動作中の変換効率をより向上することができるとともに、負荷に流れる電流だけを正しく検出して制御をより安定化することができるスイッチング電源装置を提供する。負荷（２８）へ供給される交流出力の電流通路となる第４のインダクタ（２５ｄ）及び第２のインダクタ（２５ｂ）が、第４のダイオード（２７ｄ）と第３のインダクタ（２５ｃ）と第４の電子スイッチ（２４ｄ）で形成される第１の閉ループ及び第２のダイオード（２７ｂ）と第１のインダクタ（２５ａ）と第２の電子スイッチ（２４ｂ）で形成される第２の閉ループに含有されていないので、それらの第１及び第２の閉ループに無駄な電流が流れない。

Description

スイッチング電源装置
　本発明は、直流電源に対するスイッチング動作を制御することにより負荷へ供給する出力を制御するスイッチング電源装置に関する。
　従来から、一般家電製品等の電子機器の電源装置としてスイッチング電源装置が広く利用されている。スイッチング電源装置を利用するのは、消費電力の低減化による電力効率の向上等の目的からである。スイッチング電源装置は、スイッチング素子のスイッチング動作を利用して負荷へ供給する出力を制御する。スイッチング動作とはオンとオフを繰り返す動作である。スイッチング素子には、例えば電子スイッチ等が用いられる。出力の制御とは、例えば出力の安定化等を指す。
　従来のスイッチング電源装置について、図面を用いて以下に説明する。
　図４は従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
　図４に示すように、従来のスイッチング電源装置１は、直流電源２のプラス側が接続される入力端子３ａと、直流電源２のマイナス側が接続される入力端子３ｂと、入力端子３ａと入力端子３ｂとの間に直列接続された電子スイッチ４ａ及びダイオード５ａと、入力端子３ａと入力端子３ｂとの間に直列接続されたダイオード５ｂ及び電子スイッチ４ｂと、電子スイッチ４ａとダイオード５ａとの接続点に一端が接続されたインダクタ６ａと、ダイオード５ｂと電子スイッチ４ｂとの接続点に一端が接続されたインダクタ６ｂと、インダクタ６ａ及びインダクタ６ｂの他端が夫々接続されるとともに、負荷７の一端が接続される出力端子８ａと、入力端子３ａと入力端子３ｂとの間に直列接続されたダイオード５ｄ及び電子スイッチ４ｄと、入力端子３ａと入力端子３ｂとの間に直列接続された電子スイッチ４ｃ及びダイオード５ｃと、電子スイッチ４ｃとダイオード５ｃとの接続点に一端が接続されたインダクタ６ｃと、ダイオード５ｄと電子スイッチ４ｄとの接続点に一端が接続されたインダクタ６ｄと、インダクタ６ｃ及びインダクタ６ｄの他端が夫々接続されるとともに、負荷７の他端が接続される出力端子８ｂと、出力端子８ａ、８ｂ間に接続されたキャパシタ９と、電子スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄのオンオフ制御端子を制御する電子スイッチ制御回路１０とで構成されている。
　電子スイッチ制御回路１０は２つの出力を発生する。一方の出力は電子スイッチ４ａ及び４ｄのオンオフ制御端子を制御し、他方の出力は電子スイッチ４ｃ及び４ｂのオンオフ制御端子を制御する。
　以上のように構成された従来のスイッチング電源装置１の動作を以下に説明する。例として、直流電源２が供給する直流出力から周波数５０Ｈｚの交流出力を生成する場合について説明する。
　電子スイッチ制御回路１０は周波数２０ｋＨｚの矩形波を発生する。周波数５０Ｈｚの最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間では、電子スイッチ４ａと電子スイッチ４ｄが２０ｋＨｚでスイッチング動作し、電子スイッチ４ｃと電子スイッチ４ｂはオフ状態を維持する。従って、このとき流れる電流の方向は、矢印１１ａの方向となる。
　次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間では、電子スイッチ４ｃと電子スイッチ４ｂが２０ｋＨｚでスイッチング動作し、電子スイッチ４ａと電子スイッチ４ｄはオフ状態を維持する。従って、このとき流れる電流の方向は、矢印１１ｂの方向となる。
　このように、最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間に矢印１１ａの方向に電流が流れ、次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間に矢印１１ｂの方向に電流が流れる。この動作が周波数５０Ｈｚの半サイクル毎に繰り返される。即ち、矢印１１ａの方向に電流が流れる第１の半サイクル期間と、矢印１１ｂの方向に電流が流れる第２の半サイクル期間とが繰り返されることにより、周波数５０Ｈｚの交流が出力端子８ａ、８ｂ間に生成される。
　インダクタ６ａ及び６ｄとキャパシタ９とで第１のローパスフィルタが形成されており、インダクタ６ｃ及び６ｂとキャパシタ９とで第２のローパスフィルタが形成されている。これら第１及び第２のローパスフィルタは、周波数２０ｋＨｚのスイッチング動作に起因する高調波成分を減衰させる。従って、出力端子８ａ、８ｂ間に生成される交流は滑らかに変化する５０Ｈｚの正弦波となる。
　また、インダクタ６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄは、電子スイッチ４ａ及び４ｄと電子スイッチ４ｃ及び４ｂがオンする際及びオフする際に生ずるサージ電流を制限している。
　また、直流電源２と電子スイッチ４ａ及び４ｂとで形成される直列回路にはインダクタ６ａ及び６ｂが直列に挿入されており、直流電源２と電子スイッチ４ｃ及び４ｄとで形成される直列回路にはインダクタ６ｃ及び６ｄが直列に挿入されている。よって、スイッチング動作する電子スイッチが切り替わる際に、電子スイッチ４ａと電子スイッチ４ｂまたは電子スイッチ４ｄと電子スイッチ４ｃが同時にオン状態になったとしても、直流電源２が短絡されることはない。
　本発明に関連する先行技術情報は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１のｐ３の右上欄の２行目乃至ｐ３の左下欄の８行目には、同時オンによる電流サージおよび電圧サージの発生を防止し、かつ短絡電流によるスイッチング素子の破壊を防止するために、交互にオンオフするスイッチ素子の間にコイルを挿入することが記載されている。
特開昭６３－２７７４２５号公報
　しかしながら、上記の従来のスイッチング電源装置１では、電子スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄのすべてが高周波でスイッチング動作している。一般に、電子スイッチが高周波でスイッチング動作する際には、電子スイッチに流れる電流と電子スイッチに印加される電圧の重なりが生じ、その重なりがスイッチング損失となる。さらに、時間当たりのスイッチング回数が多いためにその重なりの状態が多くなる。従って、４個の電子スイッチが高周波でスイッチング動作する従来のスイッチング電源装置１は、稼動期間のスイッチング損失が非常に大きくなる。
　ここで、従来のスイッチング電源装置１において、スイッチング損失を低減するために、電子スイッチ４ｂ及び４ｄについては周波数５０Ｈｚの半周期毎にオン状態とオフ状態を切り換え、電子スイッチ４ａ及び４ｃのみを高周波でスイッチング動作させる場合について説明する。そのように電子スイッチを操作した場合にも、矢印１１ａの方向に電流が流れる第１の半サイクル期間と矢印１１ｂの方向に電流が流れる第２の半サイクル期間とが繰り返され、負荷７に対する交流出力が生成される。
　先ず、周波数５０Ｈｚの最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間に、矢印１１ａの方向に電流が流れる。この半サイクルの期間では、電子スイッチ４ｄはオン状態を維持し、電子スイッチ４ｂ及び４ｃはオフ状態を維持し、電子スイッチ４ａは周波数２０ｋＨｚでスイッチング動作する。
　この期間で電子スイッチ４ａがオン状態のとき、直流電源２のプラス側、入力端子３ａ、電子スイッチ４ａ、インダクタ６ａ、出力端子８ａ、負荷７、出力端子８ｂ、インダクタ６ｄ、電子スイッチ４ｄ、入力端子３ｂ、直流電源２のマイナス側のルートに沿って電流が流れる。一方、電子スイッチ４ａがオフ状態のときには、ダイオード５ａ、インダクタ６ａ、出力端子８ａ、負荷７、出力端子８ｂ、インダクタ６ｄおよび電子スイッチ４ｄで閉ループが形成され、その閉ループによって、インダクタ６ａ、インダクタ６ｄに蓄えられたエネルギー（電流）が放出される。しかしながら、キャパシタ９には電荷が蓄えられており、その閉ループが形成されたとき、出力端子８ｂの電位は直流電源２のマイナス側に接続する入力端子３ｂの電位に比べてマイナスの電位になり、電流がダイオード５ｃを通ってインダクタ６ｃに流れる。そうすると、インダクタ６ｄと電子スイッチ４ｄとダイオード５ｃとインダクタ６ｃとで形成される別の閉ループに沿って、負荷７を通らない無駄な電流が流れることになる。
　次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間においても、同様に、上記のような無駄な電流が流れることになる。
　以上説明したように、上記の無駄な電流のため、スイッチング電源装置１の変換効率が低下することになる。また、上記の無駄な電流は熱エネルギーとなって消費されるので、スイッチング電源装置１が発熱するという問題も生ずる。
　また、電流検出部３２で負荷に流れる電流を検出し、その検出値を電子スイッチ制御回路１０にフィードバック（図示せず）し、そのフィードバックされた検出値に基づいて各電子スイッチのスイッチング動作を制御することで、負荷電流を制御する場合、上記のような負荷に流れない余分なループ電流が電流検出部３２を通り、負荷７に流れる電流が正しく検出されず、制御が不安定になる場合が生じる。
　本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、無駄な電流の生成をなくすことができ、電源からの発熱を抑えて、電源動作中の変換効率をより向上することができるとともに、負荷に流れる電流を検出してスイッチング動作を制御する場合にも、負荷に流れる電流だけを正しく検出して制御をより安定化することができるスイッチング電源装置を提供する。
　上記の課題を解決するために、本発明の第１のスイッチング電源装置は、直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に接続されたキャパシタと、前記第２の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第１の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第３の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている。
　本発明の第２のスイッチング電源装置は、直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に接続されたキャパシタと、前記第１の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第２の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第４の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている。
　本発明の第３のスイッチング電源装置は、直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、前記第２のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第１のキャパシタと、前記第４のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第２のキャパシタと、前記第２の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第１の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第３の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている。
　本発明の第４のスイッチング電源装置は、直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、前記第２のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第１のキャパシタと、前記第４のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第２のキャパシタと、前記第１の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第２の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第４の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている。
　また、上記本発明の第１または第３のスイッチング電源装置において、前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されていてもよい。
　また、上記本発明の第２または第４のスイッチング電源装置において、前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されていてもよい。
　本発明の好ましい形態によれば、負荷へ供給される交流波形の第２の出力の電流通路となる第４のインダクタ及び第２のインダクタが、第４のダイオードと第３のインダクタと第４の電子スイッチで形成される第１の閉ループ及び第２のダイオードと第１のインダクタと第２の電子スイッチで形成される第２の閉ループに含有されていないので、それらの第１及び第２の閉ループに無駄な電流が流れない。
　そのため、電源からの発熱を抑えて、電源動作中の変換効率をより向上することができるとともに、負荷に流れる電流を検出してスイッチング動作を制御する場合にも、負荷に流れる電流だけを正しく検出して制御をより安定化することができる。
本発明の実施の形態１のスイッチング電源装置の構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１のスイッチング電源装置の他の構成例を示す回路図 本発明の実施の形態２のスイッチング電源装置とその周辺要素を含む構成例を示すブロック図 従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図
　以下、本発明の各実施の形態のスイッチング電源装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　　（実施の形態１）
　まず、本発明の実施の形態１のスイッチング電源装置を説明する。
　図１は本実施の形態１のスイッチング電源装置の構成例を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態のスイッチング電源装置２１は、直流電源２２のプラス側が接続される入力端子２３ａと、直流電源２２のマイナス側が接続される入力端子２３ｂと、電子スイッチ２４ａとインダクタ２５ａと電子スイッチ２４ｂがその順に接続してなり、電子スイッチ２４ａ側端が入力端子２３ａに接続し、電子スイッチ２４ｂ側端が入力端子２３ｂに接続する直列接続体２６ａと、入力端子２３ａにカソード側が接続し、アノード側がインダクタ２５ａと電子スイッチ２４ｂとの接続点に接続するダイオード２７ａと、入力端子２３ｂにアノード側が接続し、カソード側がインダクタ２５ａと電子スイッチ２４ａとの接続点に接続するダイオード２７ｂと、インダクタ２５ａと電子スイッチ２４ｂとの接続点に一端が接続されたインダクタ２５ｂと、インダクタ２５ｂの他端が接続されるとともに負荷２８の一端が接続される出力端子２９ａと、電子スイッチ２４ｃとインダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｄがその順に接続してなり、電子スイッチ２４ｃ側端が入力端子２３ａに接続し、電子スイッチ２４ｄ側端が入力端子２３ｂに接続する直列接続体２６ｂと、入力端子２３ａにカソード側が接続し、アノード側がインダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｄとの接続点に接続するダイオード２７ｃと、入力端子２３ｂにアノード側が接続し、カソード側がインダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｃとの接続点に接続するダイオード２７ｄと、インダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｄとの接続点に一端が接続されたインダクタ２５ｄと、インダクタ２５ｄの他端が接続されるとともに負荷２８の他端が接続される出力端子２９ｂと、インダクタ２５ｂの他端とインダクタ２５ｄの他端との間に接続されたキャパシタ３０と、電子スイッチ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び２４ｄをそれらの制御端子を通じてオンオフ制御することにより、一点鎖線で囲んだ電子スイッチ回路Ｓ１全体による直流電源２２に対するスイッチング動作を制御する電子スイッチ制御回路３１とで構成されている。
　ここでは、具体例として、インダクタ２５ａ、２５ｃに２００μＨのインダクタンスを有するインダクタを用い、インダクタ２５ｂ、２５ｄに１００μＨのインダクタンスを有するインダクタを用いている。また、キャパシタ３０に２μＦの静電容量を有するキャパシタを用いている。そのインダクタ２５ａ及び２５ｂとキャパシタ３０とで第１のローパスフィルタが形成され、インダクタ２５ｃ及び２５ｄとキャパシタ３０とで第２のローパスフィルタが形成される。また、ダイオード２７ｄとインダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｄとで第１の閉ループが形成され、ダイオード２７ｂとインダクタ２５ａと電子スイッチ２４ｂとで第２の閉ループが形成される。
　またここでは、具体例として、直流電源２２に３５０Ｖの直流電圧を供給する直流電源を用い、出力端子２９ａ、２９ｂ間に電圧２００Ｖで周波数５０Ｈｚの交流電圧を発生させている。
　以上のように構成されたスイッチング電源装置２１の動作を以下に説明する。
　電子スイッチ制御回路３１は、正弦波発生回路４１を備えている。正弦波発生回路４１は周波数５０Ｈｚの正弦波を発生する。電子スイッチ制御回路３１は、正弦波発生回路４１が発生する正弦波に基づき、電子スイッチ２４ｂ及び２４ｄに対して、それらのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、それらを周波数５０Ｈｚ（周期２０ｍｓｅｃ）でオンオフするための矩形波を供給する。
　さらに、電子スイッチ制御回路３１は、電子スイッチ２４ｂがオン状態のときに、電子スイッチ２４ｃに対してそれを周波数２０ｋＨｚでオンオフするための矩形波を供給し、電子スイッチ２４ｂがオフ状態のときには電子スイッチ２４ｃに対してそれをオフ状態にするための信号を供給する。また、電子スイッチ制御回路３１は、電子スイッチ２４ｄがオン状態のときに、電子スイッチ２４ａに対してそれを周波数２０ｋＨｚでオンオフするための矩形波を供給し、電子スイッチ２４ｄがオフ状態のときには電子スイッチ２４ａに対してそれをオフ状態にするための信号を供給する。電子スイッチ制御回路３１は、出力端子２９ａ、２９ｂ間に発生する出力の波形が周波数５０Ｈｚの正弦波になるように、周波数２０ｋＨｚの矩形波のパルス幅を制御している。パルス幅を制御するのに、例えばＰＷＭ制御を実行してもよい。
　なお、この電子スイッチ制御回路３１の構成は、上述のようなタイミングで各信号を発生する構成であればよく、それらの信号の動作条件を満足する構成であればどのような構成で実施してもよいので、ここでの説明は省略する。
　電子スイッチ制御回路３１からの周波数５０Ｈｚの矩形波により生成される最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間では、電子スイッチ２４ａのオン状態とオフ状態が周波数２０ｋＨｚで切り換わり、電子スイッチ２４ｄはオン状態を維持し、電子スイッチ２４ｃと電子スイッチ２４ｂは共にオフ状態を維持する。
　従って、このとき流れる電流は、電子スイッチ２４ａがオン状態の場合、直流電源２２のプラス側、入力端子２３ａ、電子スイッチ２４ａ、インダクタ２５ａ、インダクタ２５ｂ、出力端子２９ａ、負荷２８、出力端子２９ｂ、インダクタ２５ｄ、電子スイッチ２４ｄ、入力端子２３ｂ、直流電源２２のマイナス側のルートに沿って流れる。一方、電子スイッチ２４ａがオフ状態の場合には、各インダクタに蓄積されたエネルギーにより、ダイオード２７ｂ、インダクタ２５ａ、インダクタ２５ｂ、出力端子２９ａ、負荷２８、出力端子２９ｂ、インダクタ２５ｄ、電子スイッチ２４ｄの閉ループを電流が流れる。即ち、負荷２８に流れる電流は矢印３３ａの方向に流れる。
　次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間では、同様に、負荷２８に流れる電流は矢印３３ｂの方向に流れる。
　このようにして最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間に矢印３３ａの方向に電流が流れ、次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間に矢印３３ｂの方向に電流が流れる。この動作が半サイクル毎に繰り返される。即ち、矢印３３ａの方向に電流が流れる第１の半サイクル期間と矢印３３ｂの方向に電流が流れる第２の半サイクル期間とが繰り返されることにより、周波数５０Ｈｚの交流が出力端子２９ａ、２９ｂ間に生成される。
　また、上述したように、インダクタ２５ａ及び２５ｂとキャパシタ３０とで第１のローパスフィルタが形成されており、インダクタ２５ｃ及び２５ｄとキャパシタ３０とで第２のローパスフィルタが形成されている。従って、これら第１及び第２のローパスフィルタにより周波数２０ｋＨｚのスイッチング動作に起因する高調波成分が減衰され、出力端子２９ａ、２９ｂから負荷２８に対して供給される交流は、滑らかに変化する５０Ｈｚの正弦波となる。
　また、直流電源２２と電子スイッチ２４ａ及び２４ｂとで形成される直列回路にはインダクタ２５ａが直列に挿入されており、直流電源２２と電子スイッチ２４ｃ及び２４ｄとで形成される直列回路にはインダクタ２５ｃが直列に挿入されているので、直流電源２２が短絡されてサージ電流が流れることはない。
　続いて、このスイッチング電源装置２１において、従来技術にみるような負荷を通らない無駄な電流が発生しない理由を以下に説明する。
　先ず、周波数５０Ｈｚの最初の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間には、負荷２８に対して矢印３３ａの方向に電流が流れる。このとき、電子スイッチ２４ａがオン状態であってもオフ状態であっても、電子スイッチ２４ｄはオン状態であり、ダイオード２７ｄとインダクタ２５ｃと電子スイッチ２４ｄとで第１の閉ループが形成されるが、その第１の閉ループには、矢印３３ａの方向に流れる電流の通路となるインダクタ２５ｄが含有されていないので、ダイオード２７ｄとインダクタ２５ｃとからなる直列接続体の両端間に電位差は生じない。従って、従来技術にみるような負荷を通らない無駄な電流は発生しない。
　同様に、次の半サイクル（１０ｍｓｅｃ）の期間においても、ダイオード２７ｂとインダクタ２５ａと電子スイッチ２４ｂとで形成される第２の閉ループに、矢印３３ｂの方向に流れる電流の通路となるインダクタ２５ｂが含有されていないので、ダイオード２７ｂとインダクタ２５ａとからなる直列接続体の両端間に電位差は生じない。従って、従来技術にみるような負荷を通らない無駄な電流は発生しない。
　以上説明したように、従来のように無駄な電流が流れることはなく、スイッチング電源装置２１の効率が低下することはない。また、そのような無駄な電流が流れることによってスイッチング電源装置２１が発熱することもない。また、電流検出部３２で検出した電流をフィードバックすることで負荷に流れる電流を制御する場合でも、余分なループ電流が流れないので、正しく制御できる。
　なお、ここでは、キャパシタ３０が、インダクタ２５ｂの他端とインダクタ２５ｄの他端との間に接続して、出力端子２９ａ、２９ｂを介して負荷２８に並列に接続している場合について説明したが、図２に示すように、インダクタ２５ｂの他端と直流電源２２のマイナス側との間にキャパシタ３０１が接続し、インダクタ２５ｄの他端と直流電源２２のマイナス側との間にキャパシタ３０２が接続し、キャパシタ３０１とインダクタ２５ｂとの接続点が出力端子２９ａを介して負荷２８の一端に接続し、キャパシタ３０２とインダクタ２５ｄとの接続点が出力端子２９ｂを介して負荷２８の他端に接続するように構成した場合も、図１に示すスイッチング電源装置２１と同様に実施することができ、それと同様の効果を得ることができる。
　また、ここでは、電子スイッチ２４ｂ及び２４ｄのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるようにそれらを周波数５０Ｈｚでスイッチング動作させて、電子スイッチ２４ｄがオン状態となり、電子スイッチ２４ｂ及び２４ｃがオフ状態となる期間に、電子スイッチ２４ａを周波数２０ｋＨｚでスイッチング動作させ、電子スイッチ２４ｂがオン状態となり、電子スイッチ２４ｄ及び２４ａがオフ状態となる期間に、電子スイッチ２４ｃを周波数２０ｋＨｚでスイッチング動作させる場合について説明したが、電子スイッチ２４ａ及び２４ｃのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるようにそれらを周波数５０Ｈｚでスイッチング動作させて、電子スイッチ２４ｃがオン状態となり、電子スイッチ２４ａ及び２４ｄがオフ状態となる期間に、電子スイッチ２４ｂを周波数２０ｋＨｚでスイッチング動作させ、電子スイッチ２４ａがオン状態となり、電子スイッチ２４ｃ及び２４ｂがオフ状態となる期間に、電子スイッチ２４ｄを周波数２０ｋＨｚでスイッチング動作させる構成としてもよい。この場合も、上記した効果を得ることができる。
　　（実施の形態２）
　続いて、本発明の実施の形態２のスイッチング電源装置を説明する。なお、実施の形態１で説明した部材と同じ部材についは同一符号を付して、その説明を簡略化している。
　図３は本実施の形態２のスイッチング電源装置とその周辺要素を含む構成例を示すブロック図である。この実施の形態２では、スイッチング電源装置に接続する直流電源として太陽電池を用いた場合を説明する。
　図３において、スイッチング電源装置７６は、実施の形態１で説明したスイッチング電源装置２１に該当する。このスイッチング電源装置７６の入力端子２３ａ、２３ｂは、直流電源である太陽電池７５に接続している。太陽電池７５は、太陽光のエネルギーを直流出力に変換する。太陽電池７５は、例えば一般家庭の屋根に装着される。またスイッチング電源装置７６の出力端子２９ａ、２９ｂは、負荷である商用交流電源７７に結合回路７８を介して接続している。
　商用交流電源７７の出力は結合回路７８に供給される。結合回路７８は、スイッチング電源装置７６の出力と商用交流電源７７の出力とを結合した出力を周波数抽出回路７９に供給する。周波数抽出回路７９の出力は、スイッチング電源装置７６内の電子スイッチ制御回路３１ａに供給される。電子スイッチ制御回路３１ａは、正弦波発生回路４１の出力の代わりに周波数抽出回路７９の出力を用いる点で、実施の形態１で説明した電子スイッチ制御回路３１と異なる。
　以上のように構成されたスイッチング電源装置７６の動作を以下に説明する。
　まず周波数抽出回路７９が、商用交流電源７７の出力と同じ周波数の出力を電子スイッチ制御回路３１ａに供給する。電子スイッチ制御回路３１ａは、周波数抽出回路７９の出力と同じ周波数の交流が出力端子２９ａ、２９ｂ間に生成されるように電子スイッチ回路Ｓ１のスイッチング動作を制御する。従って、スイッチング電源装置７６の出力は、商用交流電源７７の出力と同じ周波数となる。さらに電子スイッチ制御回路３１ａは、スイッチング電源装置７６の出力が商用交流電源７７の出力の位相と同じ位相となるように電子スイッチ回路Ｓ１のスイッチング動作を制御している。よって、結合回路７８において、商用交流電源７７の出力に、スイッチング電源装置７６の出力、つまり太陽光のエネルギーを高効率に重畳させることができる。
　以上のように、本実施の形態のスイッチング電源装置７６は、自然界に存在する太陽光エネルギーを用いて商用の交流を発生させることができるので、各家庭における省電力に貢献するばかりか自然に優しいエネルギー源となる。例えば、本実施の形態のスイッチング電源装置７６は、太陽光発電により得られた電力を、商用交流電源と併用して、それらを切り換えて家庭内の電気製品に電力供給するシステムに利用できる。また、本実施の形態のスイッチング電源装置７６は、太陽光発電により得られた電力のうち余った分を、商用交流電源の供給元へ売電するシステム等にも利用できる。
　本発明のスイッチング電源装置は、電源からの発熱を抑えて、電源動作中の変換効率をより向上することができるとともに、負荷に流れる電流を検出してスイッチングを制御する場合にも、負荷に流れる電流だけを正しく検出して制御をより安定化することができ、無駄な電力消費が少ないので、一般家電製品等の電子機器の電源装置における消費電力の低減化技術に適用することができる。

Claims (8)

  1. 　直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、
    　第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、
    　前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、
    　第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、
    　前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に接続されたキャパシタと、
    　前記第２の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第１の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第３の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている
    スイッチング電源装置。
  2. 　直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、
    　第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、
    　前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、
    　第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、
    　前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に接続されたキャパシタと、
    　前記第１の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第２の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第４の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている
    スイッチング電源装置。
  3. 　直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、
    　第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、
    　前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、
    　第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、
    　前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、
    　前記第２のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第１のキャパシタと、
    　前記第４のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第２のキャパシタと、
    　前記第２の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第１の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第４の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第３の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている
    スイッチング電源装置。
  4. 　直流電源から供給される直流波形の第１の出力を交流波形の第２の出力へ変換してその第２の出力を負荷へ供給するスイッング電源装置において、
    　第１の電子スイッチと第１のインダクタと第２の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第１の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第２の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第１の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に接続する第１のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第１の電子スイッチと前記第１のインダクタとの接続点に接続する第２のダイオードと、
    　前記第１のインダクタと前記第２の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第２のインダクタと、
    　第３の電子スイッチと第３のインダクタと第４の電子スイッチがその順に接続してなり、前記第３の電子スイッチ側端が前記直流電源のプラス側に接続し、前記第４の電子スイッチ側端が前記直流電源のマイナス側に接続する第２の直列接続体と、
    　カソード側が前記直流電源のプラス側に接続し、アノード側が前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に接続する第３のダイオードと、
    　アノード側が前記直流電源のマイナス側に接続し、カソード側が前記第３の電子スイッチと前記第３のインダクタとの接続点に接続する第４のダイオードと、
    　前記第３のインダクタと前記第４の電子スイッチとの接続点に一端が接続する第４のインダクタと、
    　前記第２のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第１のキャパシタと、
    　前記第４のインダクタの他端と前記直流電源のマイナス側との間に接続された第２のキャパシタと、
    　前記第１の電子スイッチをオフ状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオン状態にする期間に前記第２の電子スイッチのみをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチをオン状態にしかつ前記第３の電子スイッチをオフ状態にする期間に前記第４の電子スイッチのみをスイッチング動作させる電子スイッチ制御回路と、を備え、
    　前記第２のインダクタの他端と前記第４のインダクタの他端との間に前記負荷が接続され、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記負荷へ供給される前記第２の出力の周波数よりも高い周波数でオンとオフを繰り返すように前記第２の電子スイッチと前記第４の電子スイッチをスイッチング動作させ、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が交互に切り換わるように、前記第１の電子スイッチと前記第３の電子スイッチを前記第２の出力の周波数でスイッチング動作させるよう構成されている
    スイッチング電源装置。
  5. 　前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されている
    請求項１に記載のスイッチング電源装置。
  6. 　前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されている
    請求項２に記載のスイッチング電源装置。
  7. 　前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第２の電子スイッチおよび前記第４の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されている
    請求項３に記載のスイッチング電源装置。
  8. 　前記直流電源は太陽電池であり、前記負荷は商用交流電源であり、
    　前記電子スイッチ制御回路は、前記商用交流電源の周波数に基づいて、前記第１の電子スイッチおよび前記第３の電子スイッチのオン状態とオフ状態が切り換わるタイミングを制御するよう構成されている
    請求項４に記載のスイッチング電源装置。
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