JP2016119790A - 力率改善回路、スイッチング電源装置およびそれを備えた給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で所定の定電圧を出力することができる非絶縁型の力率改善回路、スイッチング電源装置およびこれを備えた給湯装置を提供する。
【解決手段】 第１主端子が整流回路の出力側正極端子に接続されるスイッチ素子と、第１端子が整流回路の出力側負極端子に接続され、第２端子がスイッチ素子の第２主端子に接続されるコイルと、アノードがコイルの第１端子と整流回路の出力側負極端子とに接続されるダイオードと、第１端子がダイオードのカソードに接続され、第２端子がスイッチ素子の第２主端子とコイルの第２端子とに接続されるコンデンサと、スイッチ素子の制御端子に当該スイッチ素子の第１主端子と第２主端子との間を導通状態または非導通状態に切り換える制御信号を送る制御部と、を備え、スイッチ素子の第２主端子、コイルの第２端子、およびコンデンサの第２端子がグランドに接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、力率改善回路、スイッチング電源装置およびそれを備えた給湯装置に関する。

給湯装置等の電気機器の電源回路に、ダイオードブリッジおよびコンデンサを用いたコンデンサインプット型の整流平滑回路を用いる構成が知られている。このような構成においては、商用電源等からの交流電力がダイオードブリッジで整流され、ダイオードブリッジの出力側端子に接続されるコンデンサに整流された電流が流れるとともに電圧が印加される。しかし、コンデンサの端子間電圧により、電圧が印加されている期間であっても電流が流れない期間が発生し、電流の波形が電圧の波形（正弦波）から歪んでしまうと、高調波電流が発生する、すなわち力率が低下する問題がある。

これに対して、電源回路にスイッチ素子とコイル（非絶縁型）またはトランス（絶縁型）とを設けて力率改善回路（ＰＦＣ回路）を構成することにより高調波電流の発生を抑制することが知られている。

図５は従来の非絶縁型の力率改善回路を示す回路図である。図５に示す回路１１０は、電源部１０１からの入力電力を整流するブリッジダイオード１０２と、一端がブリッジダイオード１０２の出力側正極端子に接続されるコイル１０３と、アノードがコイル１０３の他端に接続されるダイオード１０４と、一端がダイオード１０４のカソードに接続され、他端がグランドに接地されるとともにブリッジダイオード１０２の出力側負極端子に接続されるコンデンサ１０５と、２つの主端子と制御端子とを有し、コイル１０３とダイオード１０４とを接続する配線に２つの主端子の一方が接続され、ブリッジダイオード１０２とコンデンサ１０５とを接続する配線に２つの主端子の他方が接続されるスイッチ素子（ＦＥＴ）１０６とを備えている。出力電圧Ｖｏｕｔは出力電圧フィードバック回路要素１０７を介してフィードバック（ＦＢ）電圧としてＰＦＣ制御部１０８へ送られ、ＰＦＣ制御部１０８は、ＦＢ電圧に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保持するようにスイッチ素子１０６をスイッチングするＰＷＭ出力信号をスイッチ素子１０６の制御端子に送るように構成される。スイッチ素子１０６の制御端子には２つの主端子間の導通または非導通を切り替える制御信号が入力される。このように、図５に示す従来の力率改善回路は、昇圧チョッパ回路として構成される。また、非絶縁型の力率改善回路としては特許文献１，２に示されるような構成も提案されている。

特許第２８７５８７９号公報 特許第４１３５７８５号公報

ところで、絶縁型の力率改善回路は、トランスの出力側に容量成分が存在しないため、入力側の交流成分が０になった場合に出力電圧を保持することができず、すぐに出力電圧に影響を与えてしまう（保持時間を確保することができない）という問題がある。また、トランスは巻線が２つ必要であるため、非絶縁型の回路構成に比べて回路が大型化してしまう問題もある。

また、絶縁型の力率改善回路では、出力電圧を一定にするための構成により出力電圧の安定性を高くすることができないという問題もある。絶縁型の力率改善回路では、トランスの入力側との絶縁性を保持しつつ、出力電圧をトランスの入力側にフィードバックする構成が必要となる。このために例えばシャントレギュレータが用いられる。シャントレギュレータ自体は高精度な素子として構成されるが、高耐圧の素子がないため、シャントレギュレータに印加される電圧を低くするためにツェナーダイオード等を設けて、出力電圧を分圧させる必要が生じる。また、絶縁性を保持するために、出力電圧の検出部とトランスの入力側との間にはフォトカプラが設けられる。このようなツェナーダイオードやフォトカプラは、シャントレギュレータに比べて素子のばらつきが大きい。したがって、このような素子のばらつきにより力率改善回路の出力電圧の安定性を高くすることができない場合がある。

このようなことから非絶縁型の力率改善回路が望まれる。しかし、図５のような構成では、ブリッジダイオード１０２、コイル１０３、およびダイオード１０４の順で電流が流れる構成のため、出力電圧が必ず入力電圧より高くなり、入力電圧よりも低い電圧は出力できない問題がある。例えば、電源部１０１が有効電圧１００Ｖの商用電源（交流電源）である場合、ブリッジダイオード１０２で整流された直流電圧の最大値は、１４１Ｖとなるため、力率改善回路からは、１４１Ｖより高い電圧が出力され得る。したがって、このような昇圧型の力率改善回路を採用する場合には、力率改善回路の出力側に接続されるコンバータの耐圧を高める必要が生じる問題や、１４１Ｖを想定して動作許容電圧が設定されている既存の負荷が使用できなくなる問題がある。

また、特許文献１，２のような構成では、出力電圧が負電圧となっており、別途出力電圧を反転させる回路が必要となり、回路が複雑化する。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、簡単な構成で所定の定電圧を出力することができる非絶縁型の力率改善回路、スイッチング電源装置およびこれを備えた給湯装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る非絶縁型の力率改善回路は、電源部から入力される交流電力を整流する整流回路と、第１主端子、第２主端子および制御端子を有し、前記第１主端子が前記整流回路の出力側正極端子に接続されるスイッチ素子と、第１端子が前記整流回路の出力側負極端子に接続され、第２端子が前記スイッチ素子の前記第２主端子に接続されるコイルと、アノードが前記コイルの前記第１端子と前記整流回路の出力側負極端子とに接続されるダイオードと、第１端子が前記ダイオードのカソードに接続され、第２端子が前記スイッチ素子の前記第２主端子と前記コイルの第２端子とに接続されるコンデンサと、前記スイッチ素子の前記制御端子に当該スイッチ素子の前記第１主端子と前記第２主端子との間を導通状態または非導通状態に切り換える制御信号を送る制御部と、を備え、前記スイッチ素子の前記第２主端子、前記コイルの前記第２端子、および前記コンデンサの前記第２端子がグランドに接続され、前記コンデンサの前記第１端子と前記コンデンサの前記第２端子との間の電圧を出力電圧として出力するよう構成される。

上記構成によれば、スイッチ素子が導通状態に切り換えられるとブリッジダイオードの出力側正極端子からスイッチ素子、コイル、およびブリッジダイオードの出力側負極端子の順で電流が流れる一方、ダイオードがコンデンサから見て逆方向に接続されているため、スイッチ素子からコンデンサへ電流が流れることが防止される。これにより、ブリッジダイオードから出力される電流によりコイルにエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子が非導通状態に切り換えられるとブリッジダイオードの出力側正極端子からの電流は流れなくなるが、コイルに蓄えられたエネルギーにより、コイル、ダイオード、およびコンデンサの順で電流が流れる。これにより、コンデンサに電荷が蓄えられ、コンデンサの第１端子と第２端子との間の電圧を出力電圧として取り出すことができる。そして、導通状態と非導通状態との割合を制御することにより、出力電圧を入力電圧に対して高い電圧にも低い電圧にもすることができる。したがって、非絶縁型の力率改善回路において、簡単な構成で、所定の定電圧を出力することができる。また、スイッチ素子の第２主端子がグランドに接続されているので、スイッチ素子が導通状態であるか非導通状態であるかに関わらずに当該第２主端子がグランド電位に保たれる。その結果、スイッチ素子の制御端子に、グランド電位に対する所定の電位を付与することによって、スイッチ素子を適切に動作させることができるので、制御端子への電位付与回路を簡素化することができる。

また、本発明の他の一態様に係るスイッチング電源装置は、コンデンサインプット型の整流平滑回路と、絶縁型の変圧部と、電源制御部とを備え、前記整流平滑回路は、上記構成の力率改善回路の前記整流回路および前記コンデンサをそれぞれ整流部および平滑部として含み、前記電源制御部が前記力率改善回路の前記制御部として機能するように構成される。また、本発明の他の一態様に係る給湯装置は、上記構成のスイッチング電源装置を電源回路として備えている。これにより、出力電圧を用いて駆動する給湯装置の負荷の動作許容電圧を高いものに変更することなく既存の構成において高調波電流の発生を抑制することができる給湯装置を容易に実現することができる。

前記給湯装置は、配管に熱媒体を循環させるための循環ポンプを備え、前記循環ポンプは、前記電源回路から出力される前記出力電圧で動作するように構成されてもよい。これにより、循環ポンプの仕様を変更することなく既存の循環ポンプを用いて高調波電流の発生を抑制することができる給湯装置を容易に実現することができる。

一態様によれば、簡単な構成で所定の定電圧を出力することができるという効果を奏する。

図１は本発明の一実施の形態に係る力率改善回路の概略構成を示す回路図である。 図２は本実施の形態における力率改善回路が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。 図３は図２に示すコントローラの電源装置の構成例を示すブロック図である。 図４は本実施の形態における力率改善回路が適用される給湯装置の他の一例を示す作動原理図である。 図５は従来の非絶縁型の力率改善回路を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本明細書および特許請求の範囲の記載において用いられる「端子」とは、各回路要素に実際の端子部材が設けられているか否かに拘わらず、回路要素同士を電気的に接続する位置を便宜上示すものである。また、「端子に接続される」とは、当該端子から延びる配線（例えば当該端子と他の回路要素の端子との間を接続する配線）に接続される態様をも含む。

図１は本発明の一実施の形態に係る力率改善回路の概略構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態における力率改善回路１０は、電源部１からの入力される交流電力を整流する整流回路を備えている。本実施の形態において整流回路は、ブリッジダイオード２として構成される。ブリッジダイオード２は入力側端子２１，２２に電源部１からの交流電流が入力され、当該交流電流を直流成分に整流して出力側正極端子２３から出力する。

ブリッジダイオード２の出力側正極端子２３には、スイッチ素子３が接続される。スイッチ素子３は、第１主端子３１、第２主端子３２および制御端子３３を有し、第１主端子がブリッジダイオード２の出力側正極端子２３に接続される。スイッチ素子３は例えばｎチャンネルのＭＯＳＦＥＴ等の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成される。スイッチ素子３の第２主端子３２には、グランド電位が与えられるグランドＧＮＤに接続される。すなわち、スイッチ素子３はブリッジダイオード２より低電位側に接続される。これにより、後述するスイッチ素子３の制御端子３３に入力される制御信号に基づいた状態変化（導通状態または非導通状態）に応じてブリッジダイオード２の出力側端子２３，２４に流れる電流の制御を行うことができる。なお、スイッチ素子３は、ＦＥＴ以外のスイッチ素子、例えば、バイポーラトランジスタ等であってもよい。

また、ブリッジダイオード２の出力側負極端子２４とスイッチ素子３の第２主端子３２との間にはコイル４が接続される。コイル４は第１端子４１がブリッジダイオードの出力側負極端子２４に接続され、第２端子４２がスイッチ素子３の第２主端子３２（すなわちグランドＧＮＤ）に接続される。したがって、直列接続されたブリッジダイオード２およびスイッチ素子３に直列にコイル４が接続される。

さらに、コイル４には並列にダイオード５およびコンデンサ６が設けられる。ダイオード５は、アノード５１がコイル４の第１端子４１に接続され、カソード５２がコンデンサ６の第１端子６１に接続される。コンデンサ６の第２端子６２は、グランドＧＮＤに接続される。このように、ダイオード５は、コイル４、ダイオード５およびコンデンサ６の直列接続において高電位側に配設される。言い換えると、コイル４の第２端子４２とコンデンサ６の第２端子６２との間にダイオード５が設けられない。これにより、スイッチ素子３の第２主端子３２におけるグランドＧＮＤへの接続を確保することができる。

スイッチ素子３の制御端子３３にはＰＦＣ制御部７が接続される。ＰＦＣ制御部７は、公知のＰＦＣ制御動作を行い得る集積回路やマイクロコントローラにより構成される。これに代えて、ＰＦＣ制御部７を、ＰＦＣ制御動作を実現する電子回路を形成することによって実現してもよい。また、後述する給湯装置２０１，３０１のコントローラ２０５（より具体的には制御装置２０８）がＰＦＣ制御部７として機能するように構成されてもよい。ＰＦＣ制御部７は、スイッチ素子３の第１主端子３１と第２主端子３２との間を導通状態または非導通状態に切り換える制御信号を出力するように構成される。ＰＦＣ制御部７から出力される制御信号は出力電圧および入力電流に対するＰＷＭ制御信号である。

コンデンサ６の第１端子６１と第２端子６２との間の電圧が出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。出力電圧Ｖｏｕｔは、出力電圧フィードバック回路要素８により検出され、ＰＦＣ制御部７にフィードバック電圧として入力される。ＰＦＣ制御部７は、フィードバック電圧に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔが予め定められた一定電圧になるように制御信号を生成する。なお、出力電圧フィードバック回路要素８は公知の回路構成により実現されるため詳細説明は省略するが、絶縁型の力率改善回路とは異なり、フォトカプラ等の絶縁信号授受手段を介することなく検出される出力電圧ＶｏｕｔをＰＦＣ制御部７へ伝えることができるため、出力電圧フィードバック回路要素８を素子のばらつきの比較的小さな回路で構成することができる。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔの出力安定性を確保することができる。

ＰＦＣ制御部７からの制御信号により、スイッチ素子３が導通状態に切り換えられるとブリッジダイオード２の出力側正極端子２３からスイッチ素子３、コイル４、およびブリッジダイオード２の出力側負極端子２４の順で電流が流れる一方、ダイオード５がコンデンサ６から見て逆方向に接続されているため、スイッチ素子３からコンデンサ６へ電流が流れることが防止される。これにより、ブリッジダイオード２から出力される電流によりコイル４にエネルギーが蓄えられる。

その後、ＰＦＣ制御部７からの制御信号により、スイッチ素子３が非導通状態に切り換えられるとブリッジダイオード２の出力側正極端子２３からの電流は流れなくなるが、コイル４に蓄えられたエネルギーにより、コイル４、ダイオード５、およびコンデンサ６の順で誘導電流が流れる。これにより、コンデンサ６に電荷が蓄えられ、コンデンサ６の第１端子６１と第２端子６２との間の電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして取り出すことができる。

さらに、ＰＦＣ制御部７から出力される制御信号における導通状態と非導通状態との割合（スイッチ素子３におけるオン／オフのデューティ比）を制御することにより、出力電圧Ｖｏｕｔを入力電圧に対して高い電圧にも低い電圧にもすることができる。したがって、非絶縁型の力率改善回路１０において、簡単な構成で、高調波電流を抑制しつつ所定の定電圧を出力することができる。

また、スイッチ素子３の第２主端子３２がグランドＧＮＤに接続されているので、スイッチ素子３が導通状態であるか非導通状態であるかに関わらずに当該第２主端子３２がグランド電位に保たれる。その結果、スイッチ素子３の制御端子３３に、グランド電位に対する所定の電位を付与することによって、スイッチ素子３を適切に動作させることができるので、制御端子３３への電位付与回路を簡素化することができる。

なお、図示していないが、スイッチ素子３とコイル４とに並列に、または、スイッチ素子３、コイル４およびブリッジダイオード２とに並列に、フィルタコンデンサを設ける等、本実施の形態の作用を奏する限り、上記力率改善回路１０に公知の波形調整回路要素を適用してもよい。また、スイッチ素子３の制御に用いるため、スイッチ素子３の第２主端子３２の直近に、スイッチ素子３に流れる電流を検出する電流検出手段を備えてもよい。

以下、上記力率改善回路１０が適用される給湯装置の例を示す。図２は本実施の形態における力率改善回路が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。図２に示す給湯装置２０１は、給湯機能と風呂の追い焚き機能とを備えた多機能型の給湯装置である。給湯装置２０１は、燃料ガスを燃焼する燃焼装置２０２と、燃焼装置２０２へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給路２２１と、燃焼装置２０２に空気を供給する送風機２２２と、給湯流路２０３と、追い焚き流路２０４と、追い焚き流路２０４に設けられた風呂ポンプ２４１と、コントローラ２０５とを備えている。さらに、給湯装置２０１は、燃焼装置２０２で生じた潜熱を回収するためのドレン回収機構２０７を備えている。

燃焼装置２０２にはバーナ部２２４が設けられており、このバーナ部２２４に燃料ガス供給路２２１から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給路２２１には、燃料ガスの供給と遮断とを切り替える元ガス電磁弁２２５と、燃料ガスの供給量を調整するためのガス比例弁２２６とが設けられている。また、バーナ部２２４には、風呂ガス電磁弁２３０、複数の給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９が設けられている。

給湯流路２０３は、水道等から送給された水を給水入口２３１から後述する給湯側熱交換部２３３へ送る往路部２３２と、水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する給湯側熱交換部２３３と、湯を給湯側熱交換部２３３から給湯出口２３４へ送る復路部２３５とを形成する配管から構成されている。復路部２３５には、給湯の水量と温度とを調整するために、給湯水量を調整する給湯水量調整弁２３６と、水と湯との混合比率を調整する混合弁２３７が設けられている。

追い焚き流路２０４は、風呂水を戻り口２４２から後述する追い焚き側熱交換部２４４へ送る戻り部２４３と、風呂水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する追い焚き側熱交換部２４４と、加熱された風呂水を追い焚き側熱交換部２４４から往き口２４５へ送る往き部２４６とを形成する配管から構成されている。風呂ポンプ２４１は、追い焚き流路２０４のうち戻り部２４３に設けられている。

ドレン回収機構２０７は、給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４で生じた排ガス中の水蒸気が凝集した凝集水が流れるドレン排水路２５０と、凝集水を中和するための中和器２４７と、中和された凝集水を一時貯留するドレンタンク２４８と、ドレンタンク２４８に貯留された凝集水をドレン排出口２５１から外部へ排出するためのドレンポンプ２４９とを備えている。

送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、駆動部としてＤＣモータを備えている。風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、配管に熱媒体を循環させるための循環ポンプとして構成され、ＤＣ１４１Ｖを含む所定の動作許容電圧範囲を有している。

コントローラ２０５は、制御装置２０８およびスイッチング電源装置２０６（以下、単に「電源装置２０６」と表すことがある）を含んでいる。制御装置２０８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されたマイクロコントローラや集積回路を備えている。制御装置２０８には、送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９をはじめとする各電装品等との間に、各電装品等を制御する信号経路（図示略）が設けられている。コントローラ２０５は、制御装置２０８に記憶された制御プログラムに従って給湯装置２０１の各種制御を実行する。制御プログラムには、各電装品の運転に関する各種プログラムが含まれており、これらのプログラムに基づいて各電装品の制御が行われる。

コントローラ２０５には、図示されない外部電源（図１に示す電源部１）から電力が供給され、電源装置２０６によって、この給湯装置２０１で用いられる電源（例えば各ポンプを駆動するＤＣ１４１Ｖ電源やその他の機器を駆動するＤＣ１５Ｖ電源等）が生成される。電源装置２０６により必要に応じた電圧に変換されて、制御装置２０８や、燃焼装置２０２、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９、各種電磁弁、各種センサ等の各電装品へ供給される。

図３は図２に示すコントローラ２０５の電源装置２０６の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、電源装置２０６は、整流平滑部２６１、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２および出力部２６３を機能部として有している。

整流平滑部２６１は、外部電源から入力される交流電力を整流する整流部と、整流された直流電力に含まれる変動成分を平滑化する平滑部とを備えたコンデンサインプット型の整流平滑回路として構成される。本実施の形態における力率改善回路１０のブリッジダイオード２が整流平滑部２６１の整流部として機能し、コンデンサ６が平滑部として機能する。整流平滑部２６１で整流平滑後の電力（力率改善回路１０の出力電圧Ｖｏｕｔ）は、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９の駆動用回路へ供給される。コントローラ２０５は、電源装置２０６の電源制御部として機能する。すなわち、コントローラ２０５は、力率改善回路１０のＰＦＣ制御部７として機能する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２では、整流平滑部２６１で整流・平滑された直流電力が、別の電圧の直流電力に変換されて、出力部２６３へ出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２の作用により、出力部２６３へ出力される直流電力は所定電圧（例えば、１５Ｖ）に維持される。出力部２６３から出力される電力は、送風機２２２の駆動用回路、制御装置２０８等へ供給される。給湯装置２０１において、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２は、制御装置２０８等の操作部（図示せず）と接続される回路要素に電力を与える絶縁型の変圧部を備えている。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２の回路要素としてトランスが用いられ、操作部（図示せず）との絶縁性が確保される。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２６２は、送風機２２２の駆動用回路等に電力を与える非絶縁型の変圧部を備え得る。

図４は本実施の形態における力率改善回路が適用される給湯装置の他の一例を示す作動原理図である。図４に示す給湯装置３０１において図２に示す給湯装置２０１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。図４に示す給湯装置３０１は、図２に示す給湯装置２０１の給湯機能および風呂の追い焚き機能に加えて温水暖房機能を備えた多機能型の給湯装置である。なお、図４においてはドレン回収機構の図示を省略している。また、図４に示すコントローラ２０５の電源装置２０６の構成は、図３と同様の構成を有している。

給湯装置３０１は、図２の給湯装置２０１の追い焚き流路２０４に代えて、暖房流路３０４が設けられている。暖房流路３０４には暖房ポンプ３４１が設けられる。暖房流路３０４は、ファンコンベクタや床暖房機器等の暖房機器（図示せず）からの熱媒体を戻り口３４２から後述する暖房側熱交換部３４４へ送る戻り部３４３と、熱媒体を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する暖房側熱交換部３４４と、加熱された熱媒体を暖房側熱交換部３４４から往き口３４５へ送る往き部３４６とを形成する配管から構成されている。暖房ポンプ３４１は、暖房流路３０４のうち戻り部３４３に設けられている。

さらに、暖房流路３０４には、暖房側熱交換部３４４で加熱された熱媒体を往き部３４６から分岐させる分岐路３４７が設けられている。分岐路３４７は、戻り部３４３にバイパスされている。

給湯装置３０１は、暖房流路３０４の分岐路３４７における配管に設けられた液液熱交換部３４８で風呂水を熱交換させて加熱する追い焚き流路３０５を備えている。追い焚き流路３０５は、風呂水を戻り口３４９から液液熱交換部３４８へ送る戻り部３５０と、上記液液熱交換部３４８と、加熱された風呂水を液液熱交換部３４８から往き口３５１へ送る往き部３５２とを形成する配管から構成されている。追い焚き流路３０５の戻り部３５０には、風呂ポンプ３５３が設けられている。また、分岐路３４７には、風呂水の追い焚きを行うときに開放される、図示しない電磁弁（追い焚き弁ともいう）を備えている。

以上説明したような何れの給湯装置２０１，３０１においても、本実施の形態における力率改善回路１０を給湯装置２０１，３０１の整流平滑部２６１として用いることにより、出力電圧Ｖｏｕｔで動作する負荷、すなわち、風呂ポンプ２４１，３５３、ドレンポンプ２４９および暖房ポンプ３４１の動作許容電圧を高いものに変更することなく既存の構成において高調波電流の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、力率改善回路１０の出力電圧Ｖｏｕｔで動作する負荷は、上記ポンプ２４１，２４９，３４１，３５３に限られない。また、給湯装置２０１，３０１以外の電気機器にも本発明を適用可能である。特に、負荷の動作許容電圧範囲がＤＣ１４１Ｖに基づいて設定されている場合に本構成を好適に適用することができる。

本発明の力率改善回路、スイッチング電源装置および給湯装置は、簡単な構成で所定の定電圧を出力するために有用である。

１ 電源部
２ ブリッジダイオード
３ スイッチ素子
４ コイル
５ ダイオード
６ コンデンサ
７ ＰＦＣ制御部（制御部）
１０ 力率改善回路
２３ 出力側正極端子
２４ 出力側負極端子
３１ 第１主端子
３２ 第２主端子
３３ 制御端子
４１ 第１端子
４２ 第２端子
５１ アノード
５２ カソード
６１ 第１端子
６２ 第２端子
２０１，３０１ 給湯装置
２０５ コントローラ（電源制御部）
２０６ スイッチング電源装置
２４１，３５３ 風呂ポンプ（循環ポンプ）
２４９ ドレンポンプ（循環ポンプ）
２６１ 整流平滑部（整流平滑回路）
２６２ ＤＣ−ＤＣコンバータ部（変圧部）
３４１ 暖房ポンプ（循環ポンプ）
３５３ 風呂ポンプ（循環ポンプ）
ＧＮＤ グランド

Claims (4)

1. 電源部から入力される交流電力を整流する整流回路と、
   第１主端子、第２主端子および制御端子を有し、前記第１主端子が前記整流回路の出力側正極端子に接続されるスイッチ素子と、
   第１端子が前記整流回路の出力側負極端子に接続され、第２端子が前記スイッチ素子の前記第２主端子に接続されるコイルと、
   アノードが前記コイルの前記第１端子と前記整流回路の出力側負極端子とに接続されるダイオードと、
   第１端子が前記ダイオードのカソードに接続され、第２端子が前記スイッチ素子の前記第２主端子と前記コイルの第２端子とに接続されるコンデンサと、
   前記スイッチ素子の前記制御端子に当該スイッチ素子の前記第１主端子と前記第２主端子との間を導通状態または非導通状態に切り換える制御信号を送る制御部と、を備え、
   前記スイッチ素子の前記第２主端子、前記コイルの前記第２端子、および前記コンデンサの前記第２端子がグランドに接続され、
   前記コンデンサの前記第１端子と前記コンデンサの前記第２端子との間の電圧を出力電圧として出力する、非絶縁型の力率改善回路。
2. コンデンサインプット型の整流平滑回路と、絶縁型の変圧部と、電源制御部とを備え、
   前記整流平滑回路は、請求項１に記載の力率改善回路の前記整流回路および前記コンデンサをそれぞれ整流部および平滑部として含み、
   前記電源制御部が前記力率改善回路の前記制御部として機能する、スイッチング電源装置。
3. 請求項２に記載スイッチング電源装置を電源回路として備えた、給湯装置。
4. 配管に熱媒体を循環させるための循環ポンプを備え、
   前記循環ポンプは、前記電源回路から出力される前記出力電圧で動作するように構成される、請求項３に記載の給湯装置。
   

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