JP2003033033A - 整流平滑回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適正に過電流を防止でき小型化を図れる整流
平滑回路を提供することである。 【解決手段】 交流電源１の極性がプラスであるとき
は、第１のヒューズ２ａ、第１のダイオードＤ１および
第１の平滑コンデンサＣ１のラインが形成される。同様
に、交流電源１の極性がマイナスであるときは、第２の
ヒューズ２ｂ、第２のダイオードＤ２および第２の平滑
コンデンサＣ２のラインが形成される。そして、平滑コ
ンデンサＣ１、Ｃ２から平滑された直流が電気・電子機
器４に供給される。これにより、各々のラインの電流値
はダイオードブリッジ回路の場合より小さくなるので、
ノーマルチョークコイルＬ１、Ｌ２の小型化が可能とな
り、プリント基板に実装が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源装置など
の電気・電子機器に交流を整流した直流を供給する整流
平滑回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、直流電源装置や放電灯点灯装置
のような電気・電子機器は、交流入力を整流平滑して得
られた直流を供給源として動作する。通常、このような
電気・電子機器に直流を供給する整流平滑回路は、ダイ
オードをブリッジ接続して構成されたダイオードブリッ
ジ回路に平滑コンデンサを接続して、交流電源からの交
流を整流し平滑するようにしている。

【０００３】図４は、従来の整流平滑回路の回路図であ
る。交流電源１からの交流はヒューズ２を介してダイオ
ードブリッジ回路３に入力され、ダイオードブリッジ回
路３で整流された直流を平滑コンデンサＣで平滑して電
気・電子機器４に供給するようにしている。

【０００４】交流電源１の直後、つまり交流電源１とダ
イオードブリッジ回路３との間にヒューズ２を設けてい
るのは、電気・電子機器を含む回路が何らかの異常モー
ドとなり、交流電源１から過電流が流れた場合に、整流
平滑回路や電気・電子機器を構成する各要素を保護する
ためである。例えば、４００Ｗ以上の電力を消費する電
気・電子機器においては、過電流防止用のヒューズとし
て１２Ａ以上の電流ヒューズを使用するのが一般的であ
る。

【０００５】また、図５に示すように、ダイオードブリ
ッジ回路３の前段にノーマルチョークコイルＬを設け、
交流入力に含まれる高調波を除去するようにしたものも
ある。このチョークコイルＬの挿入により、導通角を広
げて電流が流れる期間を長くしこれにより力率を改善さ
せ、高調波電流の規制に対応するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過電流
防止用のヒューズとして、１２Ａ以上のヒューズを用い
た場合には、当然にその遮断容量も大きくなり、回路の
異常により大電流が流れても回路の遮断まで時間がかか
る。このことから、ヒューズの遮断前にプリント基板の
パターンの溶断が発生したり、異常箇所から２次的破損
を起こすことがあり、最悪の場合には発煙や発火を起こ
すことも考えられる。

【０００７】一方、ノーマルチョークコイルは形状が大
きく、また重量も重たいため、プリント基板への実装に
は適さない。例えば、出力電力が３００Ｗを越える場合
には、ノーマルチョークコイルの形状や重量は極端に大
型となり、プリント基板への実装は困難となる。また、
コストも高くなり、さらに、電源装置外に実装するとな
るとハーネスで接続せざるを得ず、ハーネス代がコスト
アップとなる。同時にそのハーネスより放射されるノイ
ズを低減させるためにノイズ対策が必要となる等の問題
がある。

【０００８】本発明の目的は、適正に過電流を防止でき
小型化が図れる整流平滑回路を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る整
流平滑回路は、交流電源がプラスのときに交流入力を導
通する第１のダイオードと；交流電源がマイナスのとき
に交流入力を導通する第２のダイオードと；前記交流電
源に対して前記第１のダイオードと直列に接続され、ス
イッチング手段を有した電気・電子機器に直流を供給す
る第１の平滑コンデンサと；前記交流電源に対して前記
第２のダイオードと直列に接続され、前記電気・電子機
器に直流を供給する第２の平滑コンデンサと；前記交流
電源と前記第１のダイオードとの間に直列に接続され過
電流を遮断する第１のタイムラグヒューズと；前記交流
電源と前記第２のダイオードとの間に直列に接続され過
電流を遮断する第２のタイムラグヒューズと；を備えた
ことを特徴とする。

【００１０】本発明および以下の発明において、特に指
定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

【００１１】整流平滑回路は、交流電源からの交流入力
を整流および平滑して電気・電子機器に直流を供給する
回路であり、交流を整流する第１のダイオードおよび第
２のダイオード、整流された直流を平滑する第１の平滑
コンデンサおよび第２の平滑コンデンサを有する。

【００１２】電気・電子機器は、例えば直流電源装置や
放電灯点灯装置であり、内部にスイッチング手段を有
し、整流平滑回路で整流平滑された直流を定電圧直流電
源として出力したり、放電灯を高周波点灯するための高
周波電源として出力する。

【００１３】第１のダイオードおよび第２のダイオード
は、交流電源の極性に対してそれぞれのラインに設けら
れ、交流電源の極性がプラスのときに第１のダイオード
と第１の平滑コンデンサとの直列回路が形成され、交流
電源の極性がマイナスのときに第２のダイオードと第２
の平滑コンデンサとの直列回路が形成される。そして、
電気・電子機器に対しては、第１の平滑コンデンサおよ
び第２の平滑コンデンサの直列回路から整流平滑された
直流が供給されるように接続される。

【００１４】従って、交流電源からの交流入力は、第１
のダイオードおよび第２のダイオードが設けられた各々
のラインに分流するので、その電流値は、ダイオードブ
リッジ回路の場合に流れる電流値と比較し小さくなる。

【００１５】第１のタイムラグヒューズは、交流電源と
第１のダイオードとの間に直列に接続され、第１のダイ
オードが接続されたラインに過電流が流れた場合に、そ
の過電流を遮断する。同様に、第２のタイムラグヒュー
ズは、交流電源と第２のダイオードとの間に直列に接続
され、第２のダイオードが接続されたラインに過電流が
流れた場合に、その過電流を遮断する。第１のタイムラ
グヒューズおよび第２のタイムラグヒューズは、定格電
流の２００％の電流が流れた場合に溶断時間が３秒以上
のヒューズである。

【００１６】ここで、第１のタイムラグヒューズおよび
第２のタイムラグヒューズが接続された各々のラインに
流れる電流値は、ダイオードブリッジ回路の場合に流れ
る電流値より小さくなるので、例えば、１０Ａ以下のヒ
ューズとして多用されているガラス管ヒューズの使用が
可能である。

【００１７】本発明によれば、第１のダイオードおよび
第２のダイオードが設けられた各々のラインの電流値は
ダイオードブリッジ回路の場合に流れる電流値より小さ
くなり、そのためタイムラグヒューズの定格電流を小さ
い容量にすることが可能となり、異常時でも安全に回路
を遮断することが可能となる。

【００１８】請求項２の発明に係る整流平滑回路は、請
求項１の発明において、前記第１のタイムラグヒューズ
または第２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断
による整流平滑された電圧の低下により、前記電気・電
子機器のスイッチング手段の動作を停止させることを特
徴とする。

【００１９】本発明は、電気・電子機器のスイッチング
手段が整流平滑回路で得られた直流を制御電源とする場
合に、第１のタイムラグヒューズまたは第２のタイムラ
グヒューズのいずれか一方の遮断により、その整流平滑
された直流電圧が低下したときは、その低下した直流電
圧では、電気・電子機器のスイッチング手段が動作しな
いようにしたものである。

【００２０】従って、第１のタイムラグヒューズまたは
第２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断によ
り、その整流平滑された直流電圧が低下したときは、電
気・電子機器のスイッチング手段は動作を停止するの
で、電気・電子機器の各要素を保護できる。

【００２１】請求項３の発明に係る整流平滑回路は、請
求項１の発明において、前記第１のタイムラグヒューズ
または第２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断
による前記電気・電子機器のスイッチング手段への入力
電流の増加により、前記電気・電子機器のスイッチング
手段の動作を停止させることを特徴とする。

【００２２】本発明は、第１のタイムラグヒューズまた
は第２のタイムラグヒューズのいずれか一方が遮断し
て、電気・電子機器のスイッチング手段に流れる電流値
が増加したときは、その増加した電流値では、電気・電
子機器のスイッチング手段が動作しないようにしたもの
である。

【００２３】第１のタイムラグヒューズまたは第２のタ
イムラグヒューズのいずれか一方が遮断したときは、電
気・電子機器への入力電圧は小さくなり、この場合に、
電気・電子機器が正常に動作するための電力を維持する
には、大きな電流が必要となり、スイッチング手段には
大きな電流が流れることになる。そこで、この通常時よ
り大きな電流値では、電気・電子機器のスイッチング手
段が動作しないようにしたものである。

【００２４】これにより、第１のタイムラグヒューズま
たは第２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断に
より、その整流平滑された直流電圧が低下し、スイッチ
ング手段に流れる電流値が増加したときは、電気・電子
機器のスイッチング手段は動作を停止する。従って、電
気・電子機器の各要素を保護できる。

【００２５】請求項４の発明に係る整流平滑回路は、交
流電源がプラスのときに交流入力を導通する第１のダイ
オードと；交流電源がマイナスのときに交流入力を導通
する第２のダイオードと；前記交流電源に対して前記第
１のダイオードと直列に接続され、スイッチング手段を
有した電気・電子機器に直流を供給する第１の平滑コン
デンサと；前記交流電源に対して前記第２のダイオード
と直列に接続され、前記電気・電子機器に直流を供給す
る第２の平滑コンデンサと；前記交流電源と前記第１の
ダイオードとの間に直列に接続され高調波を除去する第
１のノーマルチョークコイルと；前記交流電源と前記第
２のダイオードとの間に直列に接続され高調波を除去す
る第２のノーマルチョークコイルと；を備えたことを特
徴とする。

【００２６】第１のダイオードおよび第２のダイオード
は、交流電源の極性に対してそれぞれのラインに設けら
れ、交流電源の極性がプラスのときに第１のダイオード
と第１の平滑コンデンサとの直列回路が形成され、交流
電源の極性がマイナスのときに第２のダイオードと第２
の平滑コンデンサとの直列回路が形成される。そして、
電気・電子機器に対しては、第１の平滑コンデンサおよ
び第２の平滑コンデンサの直列回路から整流平滑された
直流が供給されるように接続される。

【００２７】従って、交流電源からの交流入力は、第１
のダイオードおよび第２のダイオードが設けられた各々
のラインに分流するので、その電流値は、ダイオードブ
リッジ回路の場合に流れる電流値と比較し小さくなる。

【００２８】第１のノーマルチョークコイルは、交流電
源と第１のダイオードとの間に直列に接続され高調波を
除去し、同様に、第２のノーマルチョークコイルは、交
流電源と前記第２のダイオードとの間に直列に接続され
高調波を除去する。

【００２９】従って、第１のノーマルチョークコイルお
よび第２のノーマルチョークコイルが設けられた各々の
ラインの電流値は、ダイオードブリッジ回路の場合に流
れる電流値と比較し小さくなるので、第１のノーマルチ
ョークコイルおよび第２のノーマルチョークコイルの容
量は、小さい容量で済む。このことから、第１のノーマ
ルチョークコイルおよび第２のノーマルチョークコイル
は小型のものでよくプリント基板に実装が可能となる。

【００３０】請求項５の発明に係る整流平滑回路は、交
流電源がプラスのときに交流入力を導通する第１のダイ
オードと；交流電源がマイナスのときに交流入力を導通
する第２のダイオードと；前記交流電源に対して前記第
１のダイオードと直列に接続され、スイッチング手段を
有した電気・電子機器に直流を供給する第１の平滑コン
デンサと；前記交流電源に対して前記第２のダイオード
と直列に接続され、前記電気・電子機器に直流を供給す
る第２の平滑コンデンサと；一方の巻線が前記交流電源
と前記第１のダイオードとの間に直列に接続され、他方
の巻線が前記交流電源と前記第２のダイオードとの間に
直列に接続され高調波を除去するコモンチョークコイル
と；を備えたことを特徴とする。

【００３１】本発明は、ノーマルチョークチョークに代
えて、コモンチョークコイルを用いたものであり、第１
のダイオードのラインにコモンチョークコイルの一方の
巻線を接続し、第２のダイオードのラインにコモンチョ
ークコイルの他方の巻線を接続するようにしたものであ
る。これにより、飽和することを緩和できるのでチョー
クコイルをより小型化できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る整流平滑
回路の回路図である。この第１の実施の形態は、図４に
示した従来例に対し、ダイオードブリッジ回路３に代え
て、ダイオードＤ１を一方のラインに設けると共にダイ
オードＤ２を他方のラインに設け、各々のラインには、
平滑コンデンサＣ１、Ｃ２および、タイムラグヒューズ
２ａ、２ｂを設けたものである。

【００３３】交流電源１の極性がプラスであるときは、
第１のダイオードＤ１のラインに電流が流れ、交流電源
１の極性がマイナスであるときは、第２のダイオードＤ
２のラインに電流が流れる。

【００３４】すなわち、交流電源１の極性がプラスであ
るときは、第１のヒューズ２ａ、第１のダイオードＤ１
および第１の平滑コンデンサＣ１のラインが形成され、
平滑コンデンサＣ１に電荷がチャージされる。同様に、
交流電源１の極性がマイナスであるときは、第２のヒュ
ーズ２ｂ、第２のダイオードＤ２および第２の平滑コン
デンサＣ２のラインが形成され、平滑コンデンサＣ２に
電荷がチャージされる。そして、平滑コンデンサＣ１、
Ｃ２から平滑された直流が電気・電子機器４に供給され
る。

【００３５】これにより、各々のラインの電流値はダイ
オードブリッジ回路３の場合より小さくなり、そのため
タイムラグヒューズ２ａ、２ｂの定格電流を小さな容量
に下げることが可能となる。すなわち、電気・電子機器
４に供給する直流が１２Ａ以上である場合であっても、
１２Ａ以上での過電流の遮断を対象とするセラミックヒ
ューズを用いる必要がなくなり、１０Ａ以下で多用され
るガラス管ヒューズを用いることができる。これによ
り、異常時でも安全に回路を遮断することが可能とな
る。

【００３６】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係る整流平滑回
路の回路図である。この第２の実施の形態は、図５に示
した従来例に対し、ダイオードブリッジ回路３に代え
て、ダイオードＤ１を一方のラインに設けると共にダイ
オードＤ２を他方のラインに設け、各々のラインには、
平滑コンデンサＣ１、Ｃ２および、ノーマルチョークコ
イルＬ１、Ｌ２を設けたものである。

【００３７】交流電源１の極性がプラスであるときは、
第１のダイオードＤ１のラインに電流が流れ、交流電源
１の極性がマイナスであるときは、第２のダイオードＤ
２のラインに電流が流れる。

【００３８】すなわち、交流電源１の極性がプラスであ
るときは、第１のノーマルチョークコイルＬ１、第１の
ダイオードＤ１および第１の平滑コンデンサＣ１のライ
ンが形成され、平滑コンデンサＣ１に電荷がチャージさ
れる。同様に、交流電源１の極性がマイナスであるとき
は、第２のノーマルチョークコイルＬ２、第２のダイオ
ードＤ２および第２の平滑コンデンサＣ２のラインが形
成され、平滑コンデンサＣ２に電荷がチャージされる。
そして、平滑コンデンサＣ１、Ｃ２から平滑された直流
が電気・電子機器４に供給される。

【００３９】これにより、各々のラインの電流値はダイ
オードブリッジ回路３の場合より小さくなり、そのた
め、ノーマルチョークコイルＬ１、Ｌ２に流れる電流を
下げることが可能となる。従って、ノーマルチョークコ
イルＬ１、Ｌ２の小型化が可能となり、プリント基板に
実装が可能となる。

【００４０】図３は本発明の第３の実施の形態に係る整
流平滑回路の回路図である。この第３の実施の形態は、
図２に示した第２の実施の形態に対し、ノーマルチョー
クコイルＬ１、Ｌ２に代えて、コモンチョークコイルＬ
３を設け、一方のラインにコモンチョークコイルＬ３の
一方の巻線Ｌ３ａを接続し、他方のラインにコモンチョ
ークコイルＬ３の他方の巻線Ｌ３ｂを接続したものであ
る。

【００４１】交流電源１の極性がプラスであるときは、
第１のダイオードＤ１のラインに電流が流れ、交流電源
１の極性がマイナスであるときは、第２のダイオードＤ
２のラインに電流が流れる。

【００４２】すなわち、交流電源１の極性がプラスであ
るときは、コモンチョークコイルＬ３の一方の巻線Ｌ３
ａ、第１のダイオードＤ１および第１の平滑コンデンサ
Ｃ１のラインが形成され、平滑コンデンサＣ１に電荷が
チャージされる。

【００４３】同様に、交流電源１の極性がマイナスであ
るときは、コモンチョークコイルＬ３の他方の巻線Ｌ３
ｂ、第２のダイオードＤ２および第２の平滑コンデンサ
Ｃ２のラインが形成され、平滑コンデンサＣ２に電荷が
チャージされる。そして、平滑コンデンサＣ１、Ｃ２か
ら平滑された直流が電気・電子機器４に供給される。

【００４４】これにより、各々のラインの電流値はダイ
オードブリッジ回路３の場合より小さくなり、そのた
め、コモンチョークコイルＬ３の各々の巻線Ｌ３ａ、Ｌ
３ｂに流れる電流を下げることが可能となる。従って、
コモンチョークコイルＬ３の小型化が可能となり、プリ
ント基板に実装が可能となる。この場合、コモンチョー
クコイルはノーマルチョークコイルの場合より飽和しに
くくなるので、より小型化が可能となる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１のダイオ
ードおよび第２のダイオードが設けられた各々のライン
の電流値は小さい値となるので、タイムラグヒューズの
定格電流を小さい容量にすることが可能となる。従っ
て、異常時でも安全に回路を遮断することが可能とな
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、第１のタイムラ
グヒューズまたは第２のタイムラグヒューズのいずれか
一方が遮断したときに、電気・電子機器の制御電源電圧
の低下で動作を停止させるので、適正に電気・電子機器
を保護できる。

【００４７】請求項３の発明によれば、第１のタイムラ
グヒューズまたは第２のタイムラグヒューズのいずれか
一方が遮断したときに、電気・電子機器のスイッチング
手段に流れる過電流で電気・電子機器の動作を停止させ
るので、適正に電気・電子機器を保護できる。

【００４８】請求項４の発明によれば、第１のノーマル
チョークコイルおよび第２のノーマルチョークコイルに
流れる電流を小さくできるので、第１のノーマルチョー
クコイルおよび第２のノーマルチョークコイルの小型化
が図れ、プリント基板に実装が可能となる。

【００４９】請求項５の発明によれば、コモンチョーク
コイルの各々の巻線に流れる電流を小さくできるので、
コモンチョークコイルの小型化が図れ、プリント基板に
実装が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る整流平滑回路
の回路図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る整流平滑回路
の回路図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る整流平滑回路
の回路図。

【図４】従来の整流平滑回路の一例を示す回路図。

【図５】従来の整流平滑回路の他の一例を示す回路図。

【符号の説明】

１…交流電源、２…タイムラグヒューズ、３…ダイオー
ドブリッジ回路、４…電気・電子機器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源がプラスのときに交流入力を導
   通する第１のダイオードと；交流電源がマイナスのとき
   に交流入力を導通する第２のダイオードと；前記交流電
   源に対して前記第１のダイオードと直列に接続され、ス
   イッチング手段を有した電気・電子機器に直流を供給す
   る第１の平滑コンデンサと；前記交流電源に対して前記
   第２のダイオードと直列に接続され、前記電気・電子機
   器に直流を供給する第２の平滑コンデンサと；前記交流
   電源と前記第１のダイオードとの間に直列に接続され過
   電流を遮断する第１のタイムラグヒューズと；前記交流
   電源と前記第２のダイオードとの間に直列に接続され過
   電流を遮断する第２のタイムラグヒューズと；を備えた
   ことを特徴とする整流平滑回路。
2. 【請求項２】 前記第１のタイムラグヒューズまたは第
   ２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断による整
   流平滑された電圧の低下により、前記電気・電子機器の
   スイッチング手段の動作を停止させることを特徴とする
   請求項１記載の整流平滑回路。
3. 【請求項３】 前記第１のタイムラグヒューズまたは第
   ２のタイムラグヒューズのいずれか一方の遮断による前
   記電気・電子機器のスイッチング手段への入力電流の増
   加により、前記電気・電子機器のスイッチング手段の動
   作を停止させることを特徴とする請求項１記載の整流平
   滑回路。
4. 【請求項４】 交流電源がプラスのときに交流入力を導
   通する第１のダイオードと；交流電源がマイナスのとき
   に交流入力を導通する第２のダイオードと；前記交流電
   源に対して前記第１のダイオードと直列に接続され、ス
   イッチング手段を有した電気・電子機器に直流を供給す
   る第１の平滑コンデンサと；前記交流電源に対して前記
   第２のダイオードと直列に接続され、前記電気・電子機
   器に直流を供給する第２の平滑コンデンサと；前記交流
   電源と前記第１のダイオードとの間に直列に接続され高
   調波を除去する第１のノーマルチョークコイルと；前記
   交流電源と前記第２のダイオードとの間に直列に接続さ
   れ高調波を除去する第２のノーマルチョークコイルと；
   を備えたことを特徴とする整流平滑回路。
5. 【請求項５】 交流電源がプラスのときに交流入力を導
   通する第１のダイオードと；交流電源がマイナスのとき
   に交流入力を導通する第２のダイオードと；前記交流電
   源に対して前記第１のダイオードと直列に接続され、ス
   イッチング手段を有した電気・電子機器に直流を供給す
   る第１の平滑コンデンサと；前記交流電源に対して前記
   第２のダイオードと直列に接続され、前記電気・電子機
   器に直流を供給する第２の平滑コンデンサと；一方の巻
   線が前記交流電源と前記第１のダイオードとの間に直列
   に接続され、他方の巻線が前記交流電源と前記第２のダ
   イオードとの間に直列に接続され高調波を除去するコモ
   ンチョークコイルと；を備えたことを特徴とする整流平
   滑回路。