JP2009254125A

JP2009254125A - 整流電源回路

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Publication number: JP2009254125A
Application number: JP2008099053A
Authority: JP
Inventors: Shigeomi Tokunaga; 成臣徳永
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: JP5233375B2

Abstract

【課題】部品の実装を変更することによって１倍整流と２倍整流を切替え、リアクトルにより高調波電流の抑制を図る整流電源回路において、プリント配線板を小型化することによって小型化された整流電源回路を提供する。
【解決手段】リアクトル１０３をダイオードブリッジ１０１の後に接続するとともに、リアクトル１０３と第１のコンデンサ１０７はプリント配線板１２３における実装位置を共有化することにより、整流電源回路を小型化する。
【選択図】図１

Description

本発明は１１５Ｖ系または２２０Ｖ系の交流電源に接続される整流電源回路に関するものであり、１１５Ｖ系交流電源に接続される場合と２２０Ｖ系の交流電源に接続される場合とでは、使用されるプリント基板は共通とし、プリント基板に実装される部品を選択することによって、１１５Ｖ系交流電源に接続される場合は２倍整流電源回路とし、２２０Ｖ系の交流電源に接続される場合は１倍整流電源回路となるようにしたものである。また、２２０Ｖ系の交流電源に接続される場合においては高調波電流抑制のためのリアクトルを回路上に実装したものであり、モータ駆動のためのインバーター制御機器等に好適なものである。

近年、モータ駆動用のインバーター制御を使った機器が多く出ているが、これらのインバーター機器の電子駆動装置においては、交流電源を整流電源回路にて直流に整流してモータの駆動電源としている。

これら整流電源回路においては、高調波電流が発生するが、これにより電力設備の故障が発生につながるとして、ＩＥＣ規格等においては高調波電流値の規制がなされており、この規制をクリアするために、整流電源回路の中に高調波電流抑制用のリアクトルを入れて対処したものが提案されている。

ただし、１１５Ｖ系交流電源地域である北米地域においては、高調波電流の規制はおこなわれていないため、リアクトルを付けない整流電源回路が一般的である。

また、１１５Ｖ系交流電源に接続される場合は２倍電圧整流の整流電源回路にて２倍の直流電圧とし、２２０Ｖ系の交流電源に接続される場合は１倍電圧整流の整流電源回路が用いられるのが一般的であり、２２０Ｖ系交流電源地域向けと１１５Ｖ系交流電源地域向けで２倍整流電源回路と１倍整流電源回路を切替えるものが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の整流電源回路を説明する。

図７は特許文献１に記載された従来の整流電源回路のプリント基板のパターンおよび部品配置図、図８は図７のプリント基板の回路図、図９は従来の整流電源回路を１倍電圧整流仕様とした場合の斜視図、図１０は図９における整流電源回路の回路図、図１１は従来の整流電源回路を２倍電圧整流仕様とした場合の斜視図、図１２は図１１における整流電源回路の回路図である。

図７から図１２において、整流電源回路は、ダイオード整流回路であるダイオードブリッジ１、高調波電流を抑制するリアクトル３、交流電源に接続する入力コネクタ５、ダイオードブリッジ１で整流された直流を平滑する第１のコンデンサ７、第２のコンデンサ９を備えている。

さらに、電気接続を行う第１のジャンパー線１１と、モータ駆動の制御回路へ電力供給する制御用直流電圧回路である電源モジュール１３と、整流された直流をモータ等の負荷を駆動する駆動回路へ出力する出力コネクタ１５と、短絡用ジャンパー線１７と、これらの部品を実装して電気接続するプリント配線板１９を備えている。

プリント配線板１９は、銅箔パターンとして表面に、ダイオードブリッジ１を実装するダイオードブリッジ実装部２１、リアクトル３実装するリアクトル実装部２３、入力コネクタ５を実装する入力コネクタ実装部２５、第１のコンデンサ７を実装する第１のコンデンサ実装部２７、第２のコンデンサ９を実装する第２のコンデンサ実装部２９、第１のジャンパー線１１を実装する第１のジャンパー線実装部３１、電源モジュール１３を実装する制御用直流電圧回路実装部である電源モジュール実装部３３、出力コネクタ１５を実装する出力コネクタ実装部３５、短絡用ジャンパー線１７を実装する短絡用ジャンパー線実装部３７とを備えており、さらに整流された直流電源を出力コネクタ１５へ接続して電力供給する電力ライン３９、同じくプリント配線板１９の表面に形成された銅箔パターンであるＧＮＤライン４１を備えている。

ここで、ダイオードブリッジ実装部２１は出力の正極（＋）２１ａと出力の負極（−）２１ｂと入力極２１ｃおよび２１ｄを有しており、リアクトル実装部２３は極２３ａと２３ｂを有している。

また、入力コネクタ実装部２５は極２５ａと２５ｂを有しており、第１のコンデンサ実装部２７は正極（＋）２７ａと出力の負極（−）２７ｂを有しており、第２のコンデンサ実装部２９は正極（＋）２９ａと出力の負極（−）２９ｂを有している。

また、第１のジャンパー線実装部３１は極３１ａと３１ｂを有しており、電源モジュール実装部３３は入力極３３ａと出力極３３ｂおよび負極（−）３３ｃを有している。

また、出力コネクタ実装部３５は極３５ａと３５ｂおよび３５ｃを有しており、短絡用ジャンパー線実装部３７は極３７ａと３７ｂを有している。

次に、プリント配線板１９におけるパターン接続を説明する。

ダイオードブリッジ実装部２１の入力極２１ｄは入力コネクタ実装部２５の極２５ａとパターンで電気的に接続されており、リアクトル実装部２３と短絡用ジャンパー線実装部３７は電気的に並列にパターン接続されるとともにリアクトル実装部２３の極２３ａとジャンパー線実装部３７の３７ａは入力コネクタ実装部２５の極２５ｂとパターンで電気的に接続されている。

また、リアクトル実装部２３の極２３ｂとジャンパー線実装部３７の３７ｂはダイオードブリッジ実装部２１の入力極２１ｃとパターンで電気的に接続されており、ダイオードブリッジ実装部２１の負極（−）２１ｂはＧＮＤライン４１に電気的に接続されている。

また、ダイオードブリッジ実装部２１の正極（＋）２１ａは第１のコンデンサ実装部２７の正極（＋）２７ａとパターンで電気的に接続されている。

また、ダイオードブリッジ実装部２１の入力極２１ｄは第１のジャンパー線実装部３１の極３１ａとパターンで電気的に接続されるとともに、第１のジャンパー線実装部３１の極３１ｂは第２のコンデンサ実装部２９の正極（＋）２９ａと第１のコンデンサ実装部２７の負極（−）２７ｂにパターンで電気的に接続されており、第１のジャンパー線実装部３１を介してダイオードブリッジ実装部２１の入力極２１ｄが第２のコンデンサ実装部２９の正極（＋）２９ａと第１のコンデンサ実装部２７の負極（−）２７ｂに電気的に接続されるようになっている。

また、第２のコンデンサ実装部２９の正極（＋）２９ａと第１のコンデンサ実装部２７の負極（−）２７ｂは電源モジュール実装部３３の入力極３３ａとパターンで電気的に接続されており、第２のコンデンサ実装部２９の負極（−）２９ｂと電源モジュール実装部３３の負極（−）３３ｃはともにＧＮＤライン４１に電気的に接続されている。

また、出力コネクタ実装部３５の極３５ａは第１のコンデンサ実装部２７の正極（＋）２７ａとパターンで電気的に接続されており、３５ｂおよび３５ｃはそれぞれ電源モジュール実装部３３の出力極３３ｂとＧＮＤライン４１に電気的に接続されている。

以上のように構成された整流電源回路について、以下その動作を説明する。

整流電源回路を２２０Ｖ系電源に接続し、１倍整流電源回路として使用する場合は、プリント配線板１９において第１のジャンパー線実装部３１およびジャンパー線実装部３７には部品実装されていない。

この場合の入力電流は入力コネクタ５を介して入力され、図１０のＡで示す実線およびＢで示す点線のように流れるが、いずれの場合もリアクトル３を経由して電流が流れるため、リアクトル３のリアクタンスにより入力電流波形がなだらかになり、高調波電流値が低減される。

次に出力電圧について説明すると、第１のコンデンサ７の正極（＋）と第２のコンデンサ９の負極（−）の間にはＡＣ２２０Ｖを全波整流した直流の約ＤＣ３１２Ｖが生成されるため、ＧＮＤライン４１と電力ライン３９の間にはこの約ＤＣ３１２Ｖが供給される。

この電圧は出力コネクタ１５を介してモータ等の負荷を駆動する外部の駆動回路へ供給される。

また、電源モジュール１３の入力端子には第２のコンデンサ９の正極（＋）と負極（−）の間にかかる電圧、すなわちＤＣ３１２Ｖの半分の電圧である約ＤＣ１５６Ｖが入力され、電源モジュール１３により低圧に変換された制御用電圧（たとえばＤＣ１５Ｖ）が出力端子より出力される。

この制御用電圧は出力コネクタ１５を介してモータ等の負荷駆動のための外部の制御回路へ供給される。

次に、整流電源回路を１１５Ｖ系電源に接続し、２倍整流電源回路として使用する場合について説明する。

この場合はプリント配線板１９の第１のジャンパー線実装部３１に第１のジャンパー線１１を実装して２倍電圧整流を行うようにするとともに、北米地域においては、高調波電流の規制がないのでリアクトル実装部２３には部品実装せず、短絡用ジャンパー線実装部３７に短絡用ジャンパー線１７が実装される。

この場合の入力電流は入力コネクタ５を介して入力され、図１２のＣで示す実線およびＤで示す点線のように流れる。

第１のコンデンサ７の正極（＋）と負極（−）の間にはＡＣ１１５Ｖを半波整流した結果、直流の約ＤＣ１６２Ｖが生成され、第２のコンデンサ９の正極（＋）と負極（−）の間にも同じく約ＤＣ１６２Ｖが生成されるため、ＧＮＤライン４１と電力ライン３９の間には第１のコンデンサ７と第２のコンデンサ９にかかる電圧を足し合せた約ＤＣ３２４Ｖの電圧が供給される。

また、電源モジュール１３の入力端子には第２のコンデンサ９の正極（＋）と負極（−）の間にかかる電圧、すなわち約ＤＣ１６２Ｖが入力され、電源モジュール１３により低圧に変換された制御用電圧（たとえばＤＣ１５Ｖ）が出力端子より出力される。

この制御用電圧は出力コネクタ１５を介してモータ等の負荷駆動のための外部の制御回路へ供給される。
特開２００２−２０９３８５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、整流電源回路を１１５Ｖ系電源に接続して２倍整流を行う電源回路として使用する場合において、プリント配線板１９にはリアクトル３が実装されないにもかかわらず、リアクトル３を実装するためのスペースが必要であり、プリント配線板１９が不必要に大きくなってしまうという課題を有していた。

また、同じく２倍整流を行う電源回路として使用する場合においては、モータ等の負荷駆動をしていない時に入力電源を抜かれてしまうと、第１のコンデンサ７に充電された電荷は放電回路がないため、そのまま放電されずに残ってしまい、たとえば保守時に作業員が誤って手を触れてしまうと、感電してしまうという課題も有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、２倍電圧整流を行う回路と１倍電圧整流を行う回路を選択して仕様を決定することができるとともに、コンパクトで感電の可能性のない安全な整流電源回路を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の整流電源回路は、プリント配線板において、リアクトルを実装する位置と第１のコンデンサを実装する位置を兼用し、２倍電圧整流を行うのか１倍電圧整流を行うのかを選択する際に、リアクトルと第１のコンデンサのいずれかを選択してプリント配線板に実装するもので、２倍電圧整流を行う回路とする場合はリアクトルを実装せずに第１のコンデンサを実装し、１倍電圧整流を行う回路とする場合は第１のコンデンサを実装せずにリアクトルを実装するようにすることで、プリント配線板においてリアクトルと第１のコンデンサの実装スペースを個別に確保する必要がなくなり、コンパクト化することができるという作用を有する。

本発明の整流電源回路は、プリント配線板においてリアクトルと第１のコンデンサの実装スペースを共有することにより、個別に実装スペースを確保する必要がなくなり、プリント配線板をコンパクトにできる。

請求項１に記載の発明は、交流電源を入力として交流を直流に整流するダイオード整流回路と、前記ダイオード整流回路を実装して接続するプリント配線板とを備え、前記プリント配線板は、ダイオード整流回路で整流された直流を平滑する第１のコンデンサと第２のコンデンサとが電気的に直列に接続可能なようにパターン形成されるとともに、高調波電流を抑制するリアクトルと前記第１のコンデンサとが電気的に並列に接続可能なようにパターン形成され、さらに、前記プリント配線板において、前記リアクトルを実装する位置と前記第１のコンデンサを実装する位置が兼用されており、２倍電圧整流を行うのか１倍電圧整流を行うのかを選択する際に、前記リアクトルと前記第１のコンデンサのいずれかを選択して前記プリント配線板に実装したもので、リアクトルと第１のコンデンサのプリント配線板における実装位置を共有することにより、プリント配線板を小型化することができ、整流電源回路を小型化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、プリント配線板は、ダイオード整流回路を実装するダイオード整流回路実装部と、第１のコンデンサを実装する第１のコンデンサ実装部と、第２のコンデンサコンデンサを実装する第２のコンデンサ実装部と、パターン間の電気接続を行う第１のジャンパー線を実装する第１のジャンパー線実装部と、第２のジャンパー線を実装する第２のジャンパー線実装部と、第３のジャンパー線を実装する第３のジャンパー線実装部と、リアクトルを実装するリアクトル実装部と、制御用直流電圧回路を実装する制御用直流電圧回路実装部と、整流された直流電源をモータ等の負荷を駆動する駆動回路へ電力を供給する電力ラインとＧＮＤラインとを備えるとともに、前記第１のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記ダイオード整流回路実装部の正極（＋）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の負極（−）と前記ダイオード整流回路実装部の負極（−）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第１のコンデンサ実装部の負極（−）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第１のコンデンサ実装部の負極（−）の接続パターンが前記第１のジャンパー線実装部の一方の極とパターンにて電気的に接続され、前記第１のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記ダイオードブリッジ整流回路実装部のどちらか一方の入力極に電気的に接続され、前記第１のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第２のジャンパー線実装部の一方の極がパターンにて電気的に接続され、前記第２のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記電力ラインと電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第３のジャンパー線実装部の一方の極がパターンにて電気的に接続され、前記第３のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記電力ラインと電気的に接続されており、１倍電圧整流を行う仕様とする場合は、前記第１のコンデンサと、前記第１のジャンパー線と、前記第２のジャンパー線とを実装せず、前記第２のコンデンサと、前記リアクトルと、前記第３のジャンパー線とを実装し、２倍電圧整流を行う仕様とする場合は、前記リアクトルと前記第３のジャンパー線とを実装せずに、前記第１のコンデンサと、前記第２のコンデンサと、前記第１のジャンパー線と、前記第２のジャンパー線とを実装したもので、リアクトルと第１のコンデンサのプリント配線板における実装位置を共有することにより、プリント配線板が小型化され、整流電源回路を小型化することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載おいて、プリント配線板の制御用直流電圧回路実装部の入力極は電力ラインに電気的に接続するようにしたもので、１倍電圧整流を行う仕様と２倍電圧整流を行う仕様のいずれの場合においても、モータ等の負荷駆動をしていない時に入力電源を抜かれた場合において、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサが充電されたままになることはなく、請求項２に記載の発明の効果に加えて、保守時等に作業員が誤って手を触れて、感電することがないようにすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、１倍電圧整流を行う仕様の場合に、リアクトルと並列にサージ吸収素子を接続したもので、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、雷サージ等によるダイオードブリッジの破壊を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるプリント基板のパターンおよび部品配置図、図２は図１のプリント基板の部品の接続関係を示す回路接続図、図３は同実施の形態における整流電源回路を１倍電圧整流仕様とした場合の斜視図、図４は図３における整流電源回路の回路図、図５は同実施の形態における整流電源回路を２倍電圧整流仕様とした場合の斜視図、図６は図５における整流電源回路の回路図である。

ここで、図２の回路接続図はプリント基板上にすべての部品を実装できたと仮定した場合の実装部品の接続関係を示すものであり、詳細は後述するが実際にはすべての部品を実装できないため、実際の回路図とは異なるものである。

図１から図６において、整流電源回路は、ダイオード整流回路であるダイオードブリッジ１０１、高調波電流を抑制するリアクトル１０３、交流電源に接続する入力コネクタ１０５、ダイオードブリッジ１０１で整流された直流を平滑する第１のコンデンサ１０７、第２のコンデンサ１０９、電気接続を行う第１のジャンパー線１１１、モータ駆動の制御回路へ電力供給する制御用直流電圧回路である電源モジュール１１３、整流された直流をモータ等の負荷を駆動する駆動回路へ出力する出力コネクタ１１５、電気接続を行う第２のジャンパー線１１７、第３のジャンパー線１１９、サージ吸収素子であるバリスタ１２１を備えており、これらの部品をプリント配線板１２３に実装して電気接続している。

尚、第１のジャンパー線１１１、第２のジャンパー線１１７、第３のジャンパー線１１９、リアクトル１０３、バリスタ１２１、そして第１のコンデンサ１０７は、１倍電圧整流を行う電源回路とする場合と２倍電圧整流を行う電源回路とする場合とで、プリント配線板１２３への実装の有無が異なるものである。

プリント配線板１２３は、銅箔パターンとして表面に、ダイオードブリッジ１０１を実装するダイオード整流回路実装部であるダイオードブリッジ実装部１２５、リアクトル１０３実装するリアクトル実装部１２７、入力コネクタ１０５を実装する入力コネクタ実装部１２９、第１のコンデンサ１０７を実装する第１のコンデンサ実装部１３１、第２のコンデンサ１０９を実装する第２のコンデンサ実装部１３３、第１のジャンパー線１１１を実装する第１のジャンパー線実装部１３５、電源モジュール１１３を実装する制御用直流電圧回路実装部である電源モジュール実装部１３７、出力コネクタ１１５を実装する出力コネクタ実装部１３９、第２のジャンパー線１１７を実装する第２のジャンパー線実装部１４１、第３のジャンパー線１１９を実装する第３のジャンパー線実装部１４３、バリスタ１２１実装するバリスタ実装部１４５とを備えており、さらに、整流された直流電源を出力コネクタ１１５へ接続し、電力を供給する銅箔パターンである電力ライン１４７、同じくプリント配線板１２３の表面に形成された銅箔パターンであるＧＮＤライン１４９を備えている。

ここで、ダイオードブリッジ実装部１２５は出力の正極（＋）１２５ａと出力の負極（−）１２５ｂと入力極１２５ｃおよび１２５ｄを有しており、リアクトル実装部１２７は極１２７ａと１２７ｂを有している。

また、入力コネクタ実装部１２９は極１２９ａと１２９ｂを有しており、第１のコンデンサ実装部１３１は正極（＋）１３１ａと出力の負極（−）１３１ｂを有しており、第２のコンデンサ実装部１３３は正極（＋）１３３ａと出力の負極（−）１３３ｂを有している。

また、第１のジャンパー線実装部１３５は極１３５ａと１３５ｂを有しており、電源モジュール実装部１３７は入力極１３７ａと出力極１３７ｂおよび負極（−）１３７ｃを有している。

また、出力コネクタ実装部１３９は極１３９ａと１３９ｂおよび１３９ｃを有しており、第２のジャンパー線実装部１４１は極１４１ａと１４１ｂを有している。

また、第３のジャンパー線実装部１４３は極１４３ａと１４３ｂを有しており、バリスタ実装部１４５は極１４５ａと１４５ｂを有している。

次に、プリント配線板１２３におけるパターン接続を説明する。

ダイオードブリッジ実装部１２５の入力極１２５ｄおよび１２５ｃは交流電源に接続される入力コネクタ実装部１２９の極１２９ａと１２９ｂに夫々接続されている。

第１のコンデンサ実装部１３１の正極（＋）１３１ａはダイオードブリッジ実装部１２５の１の正極（＋）１２５ａと接続されている。

また、第２のコンデンサ実装部１３３の負極（−）１３３ｂはダイオードブリッジ実装部１２５の負極（−）１２５ｂと接続されている。

ここで、第１のコンデンサ実装部１３１の負極（−）１３１ｂと第２のコンデンサ実装部１３３の正極（＋）１３３ａは接続されており、この接続点とダイオードブリッジ実装部１２５の入力端子１２５ｄが第１のジャンパー線実装部１３５を介して接続されている。

第２のジャンパー線実装部１４１は、第１のコンデンサ実装部１３１の正極（＋）１３１ａと電力ライン１４７を接続するように配線されている。

第３のジャンパー線実装部１４３は第２のコンデンサ１３３の正極（＋）１３３ａと電力ライン１４７を接続するように配線されている。

リアクトル実装部１２７と第１のコンデンサ実装部１３１は並列に電気接続されており、プリント配線板１２３において実装位置を共有するように、パターン設計がなされている。

バリスタ実装部１４５は、リアクトル実装部１２７および第１のコンデンサ実装部１３１と並列に電気接続されている。

電源モジュール実装部１３７の入力極１３７ａは電力ライン１４７に接続されるとともに、負極（−）１３７ｃは第２のコンデンサ実装部１３３の負極（−）１３３ｂおよびＧＮＤライン１４９に接続されている。

出力コネクタ実装部１３９の極１３９ａおよび１３９ｂおよび１３９ｃは電力ライン１４７および電源モジュール実装部１３７の出力極１３７ｂおよびＧＮＤライン１４９にそれぞれ接続されている。

整流電源回路を２２０Ｖ系電源に接続し、１倍整流電源回路として使用する場合は、プリント配線板１２３の第１のジャンパー線実装部１３５および第２のジャンパー線実装部１４１および第１のコンデンサ実装部１３１には部品を実装せず、第３のジャンパー線実装部１４３およびリアクトル実装部１２７およびバリスタ実装部１４５には部品が実装される。

この場合の入力電流は入力コネクタ１０５を介して入力され、図４の矢印Ｅおよび矢印Ｆのように流れるが、いずれの場合もリアクトル１０３を経由して電流が流れるため、リアクトル１０３のリアクタンスにより入力電流波形がなだらかになり、高調波電流値が低減される。

次に出力電圧について説明すると、第２のコンデンサ１０９の両端にはＡＣ２２０Ｖを全波整流した直流の約ＤＣ３１２Ｖが生成される。

また、１倍整流電源回路として使用する場合は、第２のジャンパー線１１７は実装されず、第３のジャンパー線１１９が実装されるため、ＧＮＤライン１４９と電力ライン１４７の間にはこの約ＤＣ３１２Ｖが供給される。

この電力ライン１４７の電圧は出力コネクタ１１５を介してモータ等の負荷を駆動する外部の駆動回路へ供給される。

また、電源モジュール１１３の入力端子は電力ライン１４７に接続されているため電力ライン１４７の電圧である約ＤＣ３１２Ｖが入力され、電源モジュール１１３により低圧に変換された制御用電圧（たとえばＤＣ１５Ｖ）が出力端子より出力される。

この制御用電圧は出力コネクタ１１５を介してモータ等の負荷駆動のための外部の制御回路へ供給される。

ここで、モータ等の負荷駆動をしていない時に入力電源を抜かれると、第２のコンデンサ１０９の正極（＋）は第３のジャンパー線１１９および電力ライン１４７を経由して電源モジュール１１３の入力端子に接続されているため、第２のコンデンサ１０９に充電された電荷は電源モジュール１１３によって消費され、第２のコンデンサ１０９が充電されたままになることはない。

ところで、ダイオードブリッジ１０１の後にリアクトル１０３が接続されるようした場合、入力電源から雷サージ等が侵入すると、リアクトル１０３の端子間にサージ電圧が発生し、そのサージ電圧によりダイオードブリッジ１０１が破壊する場合がある。

しかしながら本実施例においては、リアクトル１０３と並列にバリスタ１２１が接続されているため、これにより、リアクトル１０３の端子間にサージ電圧が発生することはない。

次に、整流電源回路を１１５Ｖ系電源に接続し、２倍整流電源回路として使用する場合について説明すると、この場合はプリント配線板１２３の第１のジャンパー線実装部１３５および第２のジャンパー線実装部１４１および第１のコンデンサ実装部１３１にはが実装され、第３のジャンパー線実装部１４３およびリアクトル実装部１２７およびバリスタ実装部１４５には部品が実装されない。

この場合の入力電流は入力コネクタ１０５を介して入力され、図６の矢印Ｇおよび矢印Ｈのように流れる。

第１のコンデンサ１０７の両端にはＡＣ１１５Ｖを半波整流した結果、直流の約ＤＣ１６２Ｖが生成され、第２のコンデンサ１０９の両端にも同じく約ＤＣ１６２Ｖが生成されるため、ＧＮＤライン１４９と電力ライン１４７の間には第１のコンデンサ１０７と第２のコンデンサ１０９の電圧を足し合せた約ＤＣ３２４Ｖの電圧が供給される。

また、電源モジュール１１３の入力端子は電力ライン１４７に接続されているため電力ライン１４７の電圧である約ＤＣ３１２Ｖが入力され、電源モジュール１１３により低圧に変換された制御用電圧（たとえばＤＣ１５Ｖ）が電源モジュール１１３の出力端子より出力される。

ここで、モータ等の負荷駆動をしていない時に入力電源を抜かれると、第１のコンデンサ１０７の正極（＋）は第２のジャンパー線１１７および電力ライン１４７を経由して電源モジュール１１３の入力端子に接続されているため、第１のコンデンサ１０７および第１のコンデンサ１０７と直列に接続されている第２のコンデンサ１０９に充電された電荷は電源モジュール１１３によって消費され、第１のコンデンサ１０７および第２のコンデンサ１０９が充電されたままになることはない。

以上の説明のように、リアクトル１０３と第１のコンデンサ１０７のプリント配線板１２３における実装位置を共有することによりプリント配線板１２３が小型化され、整流電源回路自体も小型化されるという効果を得ることができる。

また、１倍整流電源回路とする場合と２倍整流電源回路とする場合のどちらの場合においても、モータ等の負荷駆動をしていない時に入力電源を抜かれた時に、第１のコンデンサ１０７および第２のコンデンサ１０９が充電されたままになることはなく、保守時等に作業員が誤って手を触れて、感電することがないという効果を得ることができる。

また、入力電源から雷サージ等が侵入した場合に、リアクトル１０３の端子間にサージ電圧が発生することがなく、雷サージ等によるダイオードブリッジ１０１の破壊を防止することができるという効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる整流電源回路は、プリント配線板においてリアクトルと第１のコンデンサの実装スペースを共有することにより、小型化することが可能となるので、インバーター制御のモータ駆動制御機器だけではなく、他の制御機器にも適用することができる。

本発明の実施の形態１における整流電源回路のプリント基板のパターンおよび部品配置図図１のプリント基板の部品の接続関係を示す回路接続図同実施の形態における整流電源回路を１倍電圧整流仕様とした場合の斜視図図３における整流電源回路の回路図同実施の形態における整流電源回路を２倍電圧整流仕様とした場合の斜視図図５における整流電源回路の回路図従来の整流電源回路のプリント基板のパターンおよび部品配置図図７のプリント基板の回路図従来の整流電源回路を１倍電圧整流仕様とした場合の斜視図図９における整流電源回路の回路図従来の整流電源回路を２倍電圧整流仕様とした場合の斜視図図１１における整流電源回路の回路図

符号の説明

１０１ダイオードブリッジ
１０３リアクトル
１０７第１のコンデンサ
１０９第２のコンデンサ
１１１第１のジャンパー線
１１７第２のジャンパー線
１１９第３のジャンパー線
１２１バリスタ
１２３プリント配線板
１２５ダイオードブリッジ実装部
１２７リアクトル実装部
１３１第１のコンデンサ実装部
１３３第２のコンデンサ実装部
１３５第１のジャンパー線実装部
１３７電源モジュール実装部
１４１第２のジャンパー線実装部
１４３第３のジャンパー線実装部
１４７電力ライン
１４９ＧＮＤライン

Claims

交流電源を入力として交流を直流に整流するダイオード整流回路と、前記ダイオード整流回路を実装して接続するプリント配線板とを備え、前記プリント配線板は、ダイオード整流回路で整流された直流を平滑する第１のコンデンサと第２のコンデンサとが電気的に直列に接続可能なようにパターン形成されるとともに、高調波電流を抑制するリアクトルと前記第１のコンデンサとが電気的に並列に接続可能なようにパターン形成され、さらに、前記プリント配線板において、前記リアクトルを実装する位置と前記第１のコンデンサを実装する位置が兼用されており、２倍電圧整流を行うのか１倍電圧整流を行うのかを選択する際に、前記リアクトルと前記第１のコンデンサのいずれかを選択して前記プリント配線板に実装する整流電源回路。
プリント配線板は、ダイオード整流回路を実装するダイオード整流回路実装部と、第１のコンデンサを実装する第１のコンデンサ実装部と、第２のコンデンサコンデンサを実装する第２のコンデンサ実装部と、パターン間の電気接続を行う第１のジャンパー線を実装する第１のジャンパー線実装部と、第２のジャンパー線を実装する第２のジャンパー線実装部と、第３のジャンパー線を実装する第３のジャンパー線実装部と、リアクトルを実装するリアクトル実装部と、制御用直流電圧回路を実装する制御用直流電圧回路実装部と、整流された直流電源をモータ等の負荷を駆動する駆動回路へ電力を供給する電力ラインとＧＮＤラインとを備えるとともに、前記第１のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記ダイオード整流回路実装部の正極（＋）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の負極（−）と前記ダイオード整流回路実装部の負極（−）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第１のコンデンサ実装部の負極（−）がパターンにて電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第１のコンデンサ実装部の負極（−）の接続パターンが前記第１のジャンパー線実装部の一方の極とパターンにて電気的に接続され、前記第１のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記ダイオードブリッジ整流回路実装部のどちらか一方の入力極に電気的に接続され、前記第１のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第２のジャンパー線実装部の一方の極がパターンにて電気的に接続され、前記第２のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記電力ラインと電気的に接続され、前記第２のコンデンサ実装部の正極（＋）と前記第３のジャンパー線実装部の一方の極がパターンにて電気的に接続され、前記第３のジャンパー線実装部のもう一方の極が前記電力ラインと電気的に接続されており、１倍電圧整流を行う仕様とする場合は、前記第１のコンデンサと、前記第１のジャンパー線と、前記第２のジャンパー線とを実装せず、前記第２のコンデンサと、前記リアクトルと、前記第３のジャンパー線とを実装し、２倍電圧整流を行う仕様とする場合は、前記リアクトルと前記第３のジャンパー線とを実装せずに、前記第１のコンデンサと、前記第２のコンデンサと、前記第１のジャンパー線と、前記第２のジャンパー線とを実装した請求項１に記載の整流電源回路。
プリント配線板の制御用直流電圧回路実装部の入力極は電力ラインに電気的に接続された請求項２に記載の整流電源回路。
１倍電圧整流を行う仕様の場合に、リアクトルと電気的に並列にサージ吸収素子を接続した請求項１から３のいずれか一項に記載の整流電源回路。