JP2018011439A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒューズの断線に対してＸコンデンサの放電を確実にし、放電用抵抗素子での電力消費の割合を減少させ、待機時の省エネルギーを図る。
【解決手段】第１・第２のライン２ａ，２ｂに挿入された第１・第２のコイルＬ１，Ｌ２からなるチョークコイル５、チョークコイルの前段で第１・第２のライン間に接続されたＸコンデンサＣ１、第１のコイルの後段で第１のラインに挿入されたヒューズＦｍ、ＡＣ電源供給の停止に応答して起動する放電機能を備えた放電制御部６を備える。正の充電状態での残留電荷を放電する第１の一方向性通電素子Ｄ５を含む第１の放電経路７ａと、負の充電状態での残留電荷を放電する第２の一方向性通電素子Ｄ６を含む第２の放電経路７ｂを備える。さらに、放電制御部・整流平滑回路間と、ヒューズ・第１のコイル間の第１のラインとの間に、放電用抵抗素子Ｒ２と第３の一方向性通電素子Ｄ７との直列回路８が挿入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＣ（交流）入力部からの第１のラインと第２のラインに接続された整流平滑回路、前記第１および第２のラインにそれぞれ挿入された第１および第２のコイルからなるノイズ低減用のチョークコイル、前記ＡＣ入力部とチョークコイルとの間で前記第１および第２のライン間に接続されたノイズ低減用のＸコンデンサ、第１のコイルと整流平滑回路との間で第１のラインに挿入されたヒューズを備え、さらに、前記Ｘコンデンサの残留電荷を、前記第１のコイル、整流平滑回路および第２のコイルを含む第１の放電経路、または、前記第２のコイル、整流平滑回路、ヒューズおよび第１のコイルを含む第２の放電経路を介してそれぞれ放電する放電経路形成回路を備えた電源装置に関する。

上記構成の従来例を図５〜図８を用いて説明する。図５は従来の電源装置の構成を示す回路図である。

図５において、１はＡＣ入力部、１ａは第１の入力端子、１ｂは第２の入力端子、２ａは第１のライン、２ｂは第２のライン、３は整流平滑回路、４ａ，４ｂは電源出力端子、Ｃ２は平滑コンデンサ、Ｃ１はノイズ低減用のＸコンデンサ、５はノイズ低減用のチョークコイル、Ｆｍはメインのヒューズ、Ｆｓはサブのヒューズ、Ｒ１はヒーター、６は放電制御部、７は放電経路形成回路、Ｒ３は放電用抵抗素子である。

ＡＣ電源の電力がＡＣ入力部１の第１の入力端子１ａと第２の入力端子１ｂとの間に印加されると、正の半サイクル期間では第１の入力端子１ａ→第１のライン２ａ→整流平滑回路３のダイオードブリッジＤＢ→第２のライン２ｂ→第２の入力端子１ｂの経路で、また負の半サイクル期間では第２の入力端子１ｂ→第２のライン２ｂ→整流平滑回路３のダイオードブリッジＤＢ→第１のライン２ａ→第１の入力端子１ａの経路で整流平滑回路３が駆動され、整流が行われた上で、平滑コンデンサＣ２に直流が充電される。電源出力端子４ａ，４ｂに接続された負荷機器に対して平滑コンデンサＣ２から直流電源が供給される。このとき、第１のコイルＬ１、第２のコイルＬ２からなるノイズ低減用のチョークコイル５とノイズ低減用のＸコンデンサＣ１とで構成されたラインフィルタにより、各ラインに現れるノイズが抑制される。ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子とローサイド端子の電圧の正負は一定の周期をもって交番する。

電源コードの抜けなど、ＡＣ入力部１に接続されているＡＣ電源の供給が何らかの要因によって停止した場合、放電制御部６が起動し、ＶＨ端子‐グラウンド（ＧＮＤ）端子間の導通がなされる。ＶＨ端子‐グラウンド端子間には停止検出信号によってターンオンするスイッチング素子と放電用抵抗素子の直列回路が接続されている。放電経路形成回路７は放電制御部６と第１の放電経路７ａおよび第２の放電経路７ｂを備えている。

ＡＣ電源供給の停止時にＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に残留電荷があるとき、その残留電荷を第１の放電経路７ａを介してＸコンデンサＣ１のローサイド端子に放電する。また、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子に残留電荷があるとき、その残留電荷を第２の放電経路７ｂを介してＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に放電する。以下、図６、図７を用いて詳しく説明する。

（１）第１の放電経路７ａによる放電動作
図６は第１の放電経路７ａを介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図である。ＡＣ電源の正の半サイクルにおいてはＸコンデンサＣ１に対して第１の入力端子１ａからの充電が行われる。このときＡＣ電源供給が停止すると、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に電荷が残留する。

図６で細線矢印で示すように、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子にある残留電荷は、第１のライン２ａ上の第１のコイルＬ１、第１の逆流防止用ダイオードＤ５、放電制御部６、整流平滑回路３および第２のライン２ｂ上の第２のコイルＬ２を含む第１の放電経路７ａを介して、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子へと放電される。このとき、残留電荷は、第１のコイルＬ１からは第１の逆流防止用ダイオードＤ５を介して放電制御部６に流入する。第２の逆流防止用ダイオードＤ６の存在のために、第１の逆流防止用ダイオードＤ５のカソードから第２の逆流防止用ダイオードＤ６を介しての第２のコイルＬ２への残留電荷の流入は阻止される。残留電荷は、整流平滑回路３においてはダイオードＤ２を流れる。

（２）第２の放電経路７ｂによる放電
図７は第２の放電経路７ｂを介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図である。ＡＣ電源の負の半サイクルにおいてはＸコンデンサＣ１に対して第２の入力端子１ｂからの充電が行われる。このときＡＣ電源供給が停止すると、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子に電荷が残留する。

図７で細線矢印で示すように、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子にある残留電荷は、第２のライン２ｂ上の第２のコイルＬ２、第２の逆流防止用ダイオードＤ６、放電制御部６、整流平滑回路３および第２のライン２ｂ上のメインのヒューズＦｍと第１のコイルＬ１を含む第２の放電経路７ｂを介して、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子へと放電される。このとき、残留電荷は、第２のコイルＬ２からは第２の逆流防止用ダイオードＤ６を介して放電制御部６に流入する。第１の逆流防止用ダイオードＤ５の存在のために、第２の逆流防止用ダイオードＤ６のカソードから第１の逆流防止用ダイオードＤ５を介しての第１のコイルＬ１への残留電荷の流入は阻止される。残留電荷は、整流平滑回路３においてはダイオードＤ４を流れる。

上記（２）の第２の放電経路７ｂによる放電においては、ＸコンデンサＣ１に発生した残留電荷がメインのヒューズＦｍを流れることになる。しかし、何らかの要因によって過電流が流れてメインのヒューズＦｍが断線した場合には、残留電荷に対する放電機能が発揮されず、ＸコンデンサＣ１に残留電荷が残存したままとなって、作業者の感電のおそれが生じる。

ＸコンデンサＣ１とチョークコイル５との間において第１のライン２ａと第２のライン２ｂとの間に接続した放電用抵抗素子Ｒ３は、この感電を回避するために設けられる。この放電用抵抗素子Ｒ３はＸコンデンサＣ１に対して並列接続となっている。すなわち、図８に示すように、メインのヒューズＦｍが断線した場合において（太線の×印参照）、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子にある残留電荷は、放電用抵抗素子Ｒ３を流れてＸコンデンサＣ１のハイサイド端子へと流入し、放電が良好に行われるため、感電のおそれを回避することができる。

特開２００５−２６９８８３号公報 特開２０１４−９６９３８号公報

メインのヒューズＦｍの断線時における放電機能を補償するために放電用抵抗素子Ｒ３を設けると、この放電用抵抗素子Ｒ３に対して常時的に電流が流れ、消費電力の増大の問題が生じる。特に近年では待機時の低電力化の要請が厳しく、放電用抵抗素子Ｒ３による電力損失は軽視できない問題となっている。

メインのヒューズＦｍの断線時における放電機能を補償する別の対策として、図９に示すような比較例の回路構成も考えられる。これは、図５の従来例に特許文献２に記載の放電構成を組み合わせたものに相当している。

すなわち、図９に示すように、ＸコンデンサＣ１が正の充電状態にあるときの第１の放電経路７ａ′として、第１のコイルＬ１とメインのヒューズＦｍとの間の第１のライン２ａの部分と整流平滑回路３のグラウンドＧＮＤ側の出力端子との間に、抵抗素子Ｒ４、ダイオードＤ８の並列回路と抵抗素子Ｒ５との直列回路が接続されている。さらに、第２の放電経路７ｂ′として、第２のコイルＬ２と整流平滑回路３のグラウンドＧＮＤ側の出力端子との間に抵抗素子Ｒ６が接続されている。

メインのヒューズＦｍが断線している場合において、ＸコンデンサＣ１が正の充電状態のとき、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子にある残留電荷は、第１のコイルＬ１、第１の放電経路７ａ′における抵抗素子Ｒ４，Ｒ５、第２の放電経路７ｂ′における抵抗素子Ｒ６および第２のコイルＬ２を介して、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子へと放電される。

また、メインのヒューズＦｍが断線している場合において、ＸコンデンサＣ１が負の充電状態のとき、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子にある残留電荷は、第２のコイルＬ２、第２の放電経路７ｂ′における抵抗素子Ｒ６、第２の放電経路７ｂ′における抵抗素子Ｒ５と逆流防止用ダイオードＤ８および第１のコイルＬ１を介して、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子へと放電される。

図９の回路構成では、抵抗素子Ｒ５と抵抗素子Ｒ６の直列回路は、ＸコンデンサＣ１の残留電荷の放電経路として、正のＡＣ入力状態と負のＡＣ入力状態との両者で兼用されている。すなわち、双方向の放電経路となっていて、図９の回路構成は図５の回路構成と実質的に同じものとなっているといってもよい。

電源装置の平常動作時において、正のＡＣ入力状態では、第１の入力端子１ａから流入した電流は、サブのヒューズＦｓ、第１のコイルＬ１、抵抗素子Ｒ４、抵抗素子Ｒ５、抵抗素子Ｒ６、第２のコイルＬ２、第２の入力端子１ｂの経路で流れ、抵抗素子Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６において常時的に電力が消費される。また、電源装置の平常動作時において、負のＡＣ入力状態では、第２の入力端子１ｂから流入した電流は、第２のコイルＬ２、抵抗素子Ｒ６、抵抗素子Ｒ５、逆流防止用ダイオードＤ８、第１のコイルＬ１、第１の入力端子１ａの経路で流れ、抵抗素子Ｒ６，Ｒ５およびダイオードＤ８において常時的に電力が消費される。

いずれにしても、消費電力の増大の問題、特に待機時の低電力化の要請に応えられないとの問題が依然として残っていることになる。

本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、電源装置に関して、Ｘコンデンサに並列に放電用抵抗素子を接続しなくても、ヒューズの断線に対して、Ｘコンデンサからの放電を確実に実現でき、しかも、用いる放電用抵抗素子で電力消費が行われる時間的割合を減少させることを通じて、特に待機時の省エネルギーに優れた効果を発揮させるようにすることを目的としている。

本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。

本発明による電源装置は、
ＡＣ入力部の一対の入力端子それぞれに接続された第１のラインと第２のラインに入力側が接続され、出力側が一対の電源出力端子に接続された整流平滑回路と、
前記第１のラインと第２のラインのそれぞれに挿入され、互いに磁気結合された第１のコイルと第２のコイルからなるノイズ低減用のチョークコイルと、
前記ＡＣ入力部と前記チョークコイルとの間で前記第１のラインと第２のラインに対して両端が接続されたノイズ低減用のＸコンデンサと、
前記第１のコイルと前記整流平滑回路との間で前記第１のラインに挿入されたヒューズと、
前記ＡＣ入力部に対するＡＣ電源供給の停止に応答して起動する放電機能を備えた放電制御部を含み、前記Ｘコンデンサの残留電荷を前記第１のコイル、第１の一方向性通電素子、前記放電制御部、前記整流平滑回路および前記第２のコイルを含む第１の放電経路を介して、また、同残留電荷を前記第２のコイル、第２の一方向性通電素子、前記放電制御部、前記整流平滑回路、前記ヒューズおよび前記第１のコイルを含む第２の放電経路を介してそれぞれ放電する放電経路形成回路とを備えた電源装置であって、
さらに、
前記放電制御部と前記整流平滑回路との間の放電経路の部分と、前記ヒューズと前記第１のコイルとの間の前記第１のラインの部分との間に挿入された、放電用抵抗素子と通電方向が前記第１のコイルに向かう第３の一方向性通電素子との直列回路とを備えたことを特徴とする。

上記構成の本発明の電源装置においては、ＡＣ入力部に対してＡＣ電源が供給されている状態では、第１のラインと第２のラインを介して整流平滑回路で直流電圧を生成し、電源出力端子より負荷へ出力する。このとき、Ｘコンデンサとチョークコイルとにより各ラインに現れるノイズを軽減する。Ｘコンデンサの充電状態は正・負が交互に繰り返される。例えば負荷機器につながる電源ケーブルが電源コンセントから抜かれたり、負荷機器から電源ケーブルが抜かれるなどしてＡＣ入力部に対するＡＣ電源供給が停止した場合に、Ｘコンデンサに電荷が残留していることがあって、感電のおそれがある。

このような場合、放電制御部がＡＣ電源供給の停止に応答して起動し、放電機能が発現される。Ｘコンデンサが正の充電状態であれば、その残留電荷は第１の放電経路（第１のコイル→第１の一方向性通電素子→放電制御部→整流平滑回路→第２のコイル）を介して放電される。このとき、第２の一方向性通電素子の存在によって第２の一方向性通電素子を介しての第２のコイルへの残留電荷の流入が規制され、放電機能を有する放電制御部に通電させることが可能となる。

また、Ｘコンデンサが負の充電状態であれば、その残留電荷は第２の放電経路（第２のコイル→第２の一方向性素子→放電制御部→整流平滑回路→ヒューズ→第１のコイル）を介して放電される。このとき、第１の一方向性通電素子の存在によって第１の一方向性通電素子を介しての第１のコイルへの残留電荷の流入が規制され、放電制御部に通電させることが可能となる。

もし上記の放電用抵抗素子と第３の一方向性通電素子との直列回路の構成がなければ、第２の放電経路の一部を構成するヒューズが断線した場合に、第２の放電経路における整流平滑回路およびヒューズを介する放電経路の実効性が失われて放電機能がなくなり、Ｘコンデンサに残留電荷が残存したままとなるおそれがある。

しかし、上記構成の放電用抵抗素子と第３の一方向性通電素子との直列回路を放電制御部と整流平滑回路との間の放電経路の部分と、ヒューズと第１のコイルとの間の第１のラインの部分との間に挿入してあるので、整流平滑回路およびヒューズの放電経路に代わってこの直列回路を含む放電経路（第２のコイル→第２の一方向性素子→放電制御部→直列回路（放電用抵抗素子→第３の一方向性通電素子）→第１のコイル）が有効となり、負の充電状態となったＸコンデンサの残留電荷を正常に放電することが可能となる。

放電用抵抗素子および第３の一方向性通電素子を含む直列回路を追加したことに伴い、負のＡＣ入力状態のときには、第２のコイル→整流平滑回路→直列回路（放電用抵抗素子→第３の一方向性通電素子）→第１のコイルの経路にも電流が流れるようになり、直列回路内の放電用抵抗素子での電力消費が生じることになる。しかし、これはＡＣ入力状態が負のＡＣ入力状態のときに限られるもので、正のＡＣ入力状態のときには第３の一方向性通電素子の存在により直列回路内の放電用抵抗素子には電流が流れることがなく、放電用抵抗素子での電力消費は生じない。すなわち、放電用抵抗素子を追加してはいるが、そこでの電力消費を抑制することが可能となっている。

上記構成の本発明の電源装置には、次のようないくつかの好ましい態様ないし変化・変形の態様がある。

〔１〕前記放電制御部は、前記第１の一方向性通電素子のカソード側および前記第２の一方向性通電素子のカソード側に接続され前記放電機能の作動時に放電電流が入力される入力端子と、前記放電機能の作動時に前記放電電流を出力する出力端子を有し、前記出力端子と前記第１のラインとの間に前記直列回路が介装されている、という態様がある。

〔２〕また、前記直列回路は、前記第３の一方向性通電素子のカソード側が前記第１のラインに接続され、アノード側が前記放電用抵抗素子の一端が接続され、前記放電用抵抗素子の他端に前記放電制御部の出力端子が接続される、という態様がある。

本発明によれば、Ｘコンデンサに対して常時的に電力消費がなされる放電用抵抗素子を並列接続することに代えて、放電制御部と整流平滑回路との間の放電経路の部分と、ヒューズと第１のコイルとの間の第１のラインの部分との間に、放電用抵抗素子と第３の一方向性通電素子の直列回路を挿入してあるので、第３の放電用抵抗素子での電力消費は負のＡＣ入力状態のときに限られ、正のＡＣ入力状態では第３の放電用抵抗素子での電力消費は回避されるため、特に待機時の省エネルギーに優れた効果が発揮される。

本発明の実施例における電源装置の構成を示す回路図 本発明の実施例の電源装置において第１の放電経路を介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図 本発明の実施例の電源装置において第２の放電経路を介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図 本発明の実施例の電源装置においてメインのヒューズが断線した場合の残留電荷の放電動作を示す動作説明図 本発明に対する従来例における電源装置の構成を示す回路図 従来例の電源装置において第１の放電経路を介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図 従来例の電源装置において第２の放電経路を介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図 従来例の電源装置においてメインのヒューズが断線した場合の残留電荷の放電動作を示す動作説明図 本発明に対する比較例における電源装置の構成を示す回路図

以下、上記構成の本発明の電源装置につき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。

図１は本発明の実施例における電源装置の構成を示す回路図である。図１において、１はＡＣ入力部、１ａは第１の入力端子、１ｂは第２の入力端子、２ａは第１のライン（Ｌｉｖｅライン、Ｌライン）、２ｂは第２のライン（ニュートラルライン、Ｎライン）、３は整流平滑回路、ＤＢはダイオードブリッジ、Ｃ２は平滑コンデンサ（電解コンデンサ）、４ａ，４ｂは電源出力端子、Ｌ１は第１のコイル、Ｌ２は第２のコイル、５は第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２からなるノイズ低減用のチョークコイル、Ｆｍはメインのヒューズ、Ｆｓはサブのヒューズ、Ｒ１はヒーター、Ｃ１はＸコンデンサ、６は放電制御部、７は放電経路形成回路、７ａは第１の放電経路、７ｂは第２の放電経路、Ｄ５は第１の逆流防止用ダイオード、Ｄ６は第２の逆流防止用ダイオード、Ｄ７は第３の逆流防止用ダイオード、Ｒ２は放電用抵抗素子、８は放電用抵抗素子Ｒ２と第３の逆流防止用ダイオードＤ７との直列回路である。

ＡＣ入力部１の第１の入力端子１ａ、第２の入力端子１ｂのそれぞれに第１のラインＬ１と第２のラインＬ２が接続され、整流平滑回路３の一対の入力端子に第１のラインＬ１と第２のラインＬ２が接続され、整流平滑回路３の一対の出力端子がそれぞれ一対の電源出力端子４ａ，４ｂに接続されている。

整流平滑回路３は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４をブリッジ接続してなるダイオードブリッジ（全波整流回路）ＤＢと、平滑コンデンサＣ２とを備えている。整流平滑回路３の一方の入力端子は第１のライン２ａに接続され、他方の入力端子は第２のライン２ｂに接続されている。整流平滑回路３の一対の出力端子間に平滑コンデンサＣ２が接続され、平滑コンデンサＣ２の両端は一対の電源出力端子４ａ，４ｂに接続されている。平滑コンデンサＣ２としては電解コンデンサが用いられる。

第１のライン２ａの途中部に第１のコイルＬ１が挿入され、第２のライン２ｂの途中部に第２のコイルＬ２が挿入され、これら第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とは同じ磁気コアに巻回されて互いに磁気結合され、ノイズ低減用のチョークコイル５を構成している。チョークコイル５は主としてコモンモードノイズ対策用である。ＡＣ入力部１とチョークコイル５との間で第１のライン２ａと第２のライン２ｂのそれぞれに対してノイズ低減用のＸコンデンサＣ１の両端子が接続されている。ＸコンデンサＣ１は主としてノーマルモードノイズ対策用である。ＸコンデンサＣ１はラインアクロスコンデンサとも呼ばれる。チョークコイル５とＸコンデンサＣ１とでラインフィルタが構成され、各ライン間に発生するノイズを除去ないし低減するようになっている。

チョークコイル５における第１のコイルＬ１と整流平滑回路３との間で、第１のライン２ａにメインのヒューズＦｍが挿入されている。第１の入力端子１ａとＸコンデンサＣ１との間で、第１のライン２ａにサブのヒューズＦｓが挿入されている。サブのヒューズＦｓと第１のコイルＬ１との間における第１のライン２ａと、第２の入力端子１ｂとＸコンデンサＣ１との間における第２のライン２ｂとの間にヒーターＲ１が接続されている。サブのヒューズＦｓはヒーターＲ１の保護用であり、メインのヒューズＦｍは電源装置保護用である。

第１の入力端子１ａと整流平滑回路３の入力端子（ダイオードＤ１，Ｄ４の接続点）とを結ぶ第１のライン２ａには、サブのヒューズＦｓ、第１のコイルＬ１、メインのヒューズＦｍが直列に挿入されている。また、第２の入力端子１ｂと整流平滑回路３の入力端子（ダイオードＤ２，Ｄ３の接続点）とを結ぶ第２のライン２ｂには、第２のコイルＬ２が挿入されている。

感電を防止するためにＸコンデンサＣ１の残留電荷を放電する放電経路形成回路７は、放電制御部６、第１の逆流防止用ダイオードＤ５、第２の逆流防止用ダイオードＤ６を備えている。放電制御部６はＸコンデンサＣ１の放電機能を備えた集積回路（ＩＣ）で構成されている。放電制御部６は、平常時においては、そのＶＨ端子‐グラウンド（ＧＮＤ）端子間は遮断状態にあり、ＡＣ入力部１に接続されているＡＣ電源の供給が何らかの要因（機器につながる電源ケーブルが電源コンセントから抜かれたり、機器から電源ケーブルが抜かれるなど）によって停止した場合に、集積回路内部においてＡＣ入力の振幅を検知（内部検知）することによって、ＶＨ端子‐グラウンド（ＧＮＤ）端子間が導通され、放電機能が起動するようになっている。一方で、放電制御部６はＡＣ電源の供給が停止した際に外部から停止検出信号（外部信号）を受けて放電機能を起動するように構成してもよい。

放電制御部６の内部構成については特に問うものではないが、少なくとも、ＡＣ電源供給が停止したときにターンオンするスイッチング素子と、このスイッチング素子に直列に接続された放電用抵抗素子とを備えた構成となっている。

放電経路形成回路７は第１の放電経路７ａと第２の放電経路７ｂを有している。第１の逆流防止用ダイオード（第１の一方向性通電素子）Ｄ５は、そのアノードが第１のコイルＬ１とメインのヒューズＦｍとの間で第１のライン２ａに接続され、そのカソードが放電制御部６におけるＶＨ入力端子に接続されている。第２の逆流防止用ダイオード（第２の一方向性通電素子）Ｄ６は、そのアノードが第２のコイルＬ２と整流平滑回路３との間で第２のライン２ｂに接続され、そのカソードが放電制御部６におけるＶＨ入力端子に接続されている。放電制御部６におけるグラウンド（ＧＮＤ）端子は接地されているともに、整流平滑回路３における負極側の出力端子（ダイオードＤ２，Ｄ４の接続点）に接続されている。

第１の放電経路７ａは、ＸコンデンサＣ１が正の充電状態のときにＸコンデンサＣ１の残留電荷を第１のコイルＬ１、第１の逆流防止用ダイオードＤ５、放電制御部６、整流平滑回路３および第２のコイルＬ２を介して放電するものである。また、第２の放電経路７ｂは、ＸコンデンサＣ１が負の充電状態のときにＸコンデンサＣ１の残留電荷の残留電荷を第２のコイルＬ２、第２の逆流防止用ダイオードＤ６、放電制御部６、整流平滑回路３、メインのヒューズＦｍおよび第１のコイルＬ１を介して放電するものである。

上記のように構成された電源装置において、さらに、放電制御部６と整流平滑回路３との間の放電経路の部分と、メインのヒューズＦｍと第１のコイルＬ１との間の第１のライン２ａの部分との間に、放電用抵抗素子Ｒ２と通電方向が第１のコイルＬ１に向かう第３の逆流防止用ダイオード（第３の一方向性通電素子）Ｄ７との直列回路を含む第３の放電経路８が挿入されている。

次に、上記のように構成された電源装置の動作を説明する。

ＡＣ電源からの電力がＡＣ入力部１を介して供給されると、印加電圧は各ラインを通って整流平滑回路３のダイオードブリッジＤＢにより整流され、平滑コンデンサＣ２に充電される。同時に、ＸコンデンサＣ１の両端間に交流電圧による充電が行われる。ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子とローサイド端子の電圧の正負は一定の周期（ＡＣ電源の周期）をもって交番する。

電源出力端子４ａ，４ｂに接続された負荷機器に過電流が流れると、メインのヒューズＦｍが溶断し、負荷機器の安全を確保する。また、ヒーターＲ１の経路に過電流が流れると、サブのヒューズＦｓが溶断し、安全を確保する。このように過電流保護を負荷機器とヒーターとに分けているので、それぞれの許容限度に応じた最適の過電流保護が可能となっている。

各ライン間に発生するノイズは、チョークコイル５とＸコンデンサＣ１とで構成されるラインフィルタによって除去される。

負荷機器につながる電源ケーブルが電源コンセントから抜かれたり、負荷機器から電源ケーブルが抜かれるなどしてＡＣ入力部１に対するＡＣ電源の供給が何らかの要因によって停止した場合、停止検出信号が生成されて放電制御部６が動作し、ＶＨ端子‐グラウンド（ＧＮＤ）端子間の導通がなされる。

ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に残留電荷があるとき、その残留電荷を第１の放電経路７ａを介してＸコンデンサＣ１のローサイド端子に放電するようになっている。また、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子に残留電荷があるとき、その残留電荷を第２の放電経路７ｂを介してＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に放電するようになっている。以下、図２、図３を用いて詳しく説明する。

（１）第１の放電経路７ａによる放電動作
図２は第１の放電経路７ａを介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図である。ＡＣ電源の正の半サイクルにおいてはＸコンデンサＣ１に対して第１の入力端子１ａからの充電が行われる。このとき電源ケーブルの抜けなど何らかの事情によりＡＣ電源供給が停止すると、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に電荷が残留する。

図２で細線矢印で示すように、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子にある残留電荷は、第１のライン２ａ上の第１のコイルＬ１、第１の逆流防止用ダイオードＤ５、放電制御部６、整流平滑回路３および第２のライン２ｂ上の第２のコイルＬ２を含む第１の放電経路７ａを介して、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子へと放電される。このとき、残留電荷は、第１のコイルＬ１からは第１の逆流防止用ダイオードＤ５を介して放電制御部６に流入する。第２の逆流防止用ダイオードＤ６の存在のために、第１の逆流防止用ダイオードＤ５のカソードから第２の逆流防止用ダイオードＤ６を介しての第２のコイルＬ２への残留電荷の流入は阻止される。残留電荷は、整流平滑回路３においてはダイオードＤ２を流れる。

（２）第２の放電経路７ｂによる放電
図３は第２の放電経路７ｂを介しての残留電荷の放電動作を示す動作説明図である。ＡＣ電源の負の半サイクルにおいてはＸコンデンサＣ１に対して第２の入力端子１ｂからの充電が行われる。このときＡＣ電源供給が停止すると、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子に電荷が残留する。

図３で細線矢印で示すように、ＸコンデンサＣ１のローサイド端子にある残留電荷は、第２のライン２ｂ上の第２のコイルＬ２、第２の逆流防止用ダイオードＤ６、放電制御部６、整流平滑回路３および第２のライン２ｂ上のメインのヒューズＦｍと第１のコイルＬ１を含む第２の放電経路７ｂを介して、ＸコンデンサＣ１のハイサイド端子へと放電される。このとき、残留電荷は、第２のコイルＬ２からは第２の逆流防止用ダイオードＤ６を介して放電制御部６に流入する。第１の逆流防止用ダイオードＤ５の存在のために、第２の逆流防止用ダイオードＤ６のカソードから第１の逆流防止用ダイオードＤ５を介しての第１のコイルＬ１への残留電荷の流入は阻止される。残留電荷は、整流平滑回路３においてはダイオードＤ４を流れる。

（３）メインのヒューズＦｍが断線状態のときの放電動作
図４は本発明の実施例の電源装置においてメインのヒューズが断線した場合の残留電荷の放電動作を示す動作説明図である。

電源ケーブルの抜けなど何らかの要因により第１のライン２ａに過電流が流れた結果、メインのヒューズＦｍが断線したとする。そして、この状態でＡＣ入力部１に対するＡＣ電源の供給が何らかの要因によって停止したとする。この場合、ＡＣ電源供給の停止を内部で（または外部信号により）検知した放電制御部６は活性化されてＶＨ端子‐グラウンド（ＧＮＤ）端子間の導通がなされ、放電機能が有効となる。

負のＡＣ入力状態のためにＸコンデンサＣ１のローサイド端子に残留電荷があるとき、その残留電荷は、図３の場合の整流平滑回路３およびメインのヒューズＦｍの放電経路に代わって、図４で細線矢印で示すように、第２のコイルＬ２→第２の逆流防止用ダイオードＤ６→放電制御部６→放電用抵抗素子Ｒ２→第３の逆流防止用ダイオードＤ７→第１のコイルＬ１の経路を介してＸコンデンサＣ１のハイサイド端子に放電される。

以上のように、メインのヒューズＦｍが断線している状態においてＡＣ電源供給の停止が起こり、その結果として、残留電荷がＸコンデンサＣ１のローサイド端子に発生しているときには、放電用抵抗素子Ｒ２と第３の逆流防止用ダイオードＤ７との直列回路８を介して残留電荷を放電することが可能となっている。

次に、放電用抵抗素子Ｒ２と第３の逆流防止用ダイオードＤ７との直列回路８を追加したことに伴う消費電力の増加について説明する。

電源出力端子４ａ，４ｂに接続されている負荷機器が運転停止されている待機時において、ＡＣ電源の負の半サイクルがＡＣ入力部１に印加されている期間では、放電用抵抗素子Ｒ２と第３の逆流防止用ダイオードＤ７との直列回路８にも電流が流れ、放電用抵抗素子Ｒ２での電力消費が行われる。すなわち、図４で破線矢印で示すように、第２の入力端子１ｂ→第２のコイルＬ２→整流平滑回路３におけるダイオードブリッジＤＢのダイオードＤ３→平滑コンデンサＣ２→放電用抵抗素子Ｒ２→第３の逆流防止用ダイオードＤ７→第１のコイルＬ１→サブのヒューズＦｓ→第１の入力端子１ａの経路に電流が流れ、放電用抵抗素子Ｒ２で電力消費が行われる。

しかし、この追加した放電用抵抗素子Ｒ２での電力消費は、ＡＣ入力部１に印加されるのがＡＣ電源の負の半サイクル期間に限られている。なぜならば、第３の逆流防止用ダイオードＤ７が存在しているため、ＡＣ電源の正の半サイクル期間では、追加した放電用抵抗素子Ｒ２には電流が流れることはなく、放電用抵抗素子Ｒ２での電力消費は生じない。

これは、図５の従来例や図９の比較例の場合の、ＡＣ電源の負の半サイクル期間でも正の半サイクル期間でも、追加した放電用抵抗素子（図５ではＲ３、図９ではＲ４〜Ｒ６）での電力消費があることに比べて、本発明実施例の優れている点である。

なお、直列回路８における放電用抵抗素子Ｒ２としてはなるべく高抵抗のものが好ましいが、ＡＣ電源供給の停止からの経過時間が１秒間の放電で、ＸコンデンサＣ１の両端電圧が規定電圧値以下（この実施例では定格電圧の３７％以下）となるように回路定数を設定調整しておくことが望ましい。

なお、上記実施形態では、サブのヒューズＦｓはヒーターＲ１の保護用であるが、保護の対象はヒーターに限る必要はなく、任意のものを保護対象としてよい。また、ヒーターの保護用にサブのヒューズＦｓを設けているが、サブのヒューズＦｓを設けるか否かは任意である。

本発明は、ヒューズの断線に対して、Ｘコンデンサからの放電を確実に実現するに際して、常時的に電力消費がなされる放電用抵抗素子をＸコンデンサに並列接続することに代えて、正のＡＣ入力状態では電力消費が回避され、電力消費が負のＡＣ入力状態のときに限られる態様で放電用抵抗素子を用いることにより、特に待機時の省エネルギーに優れた効果を発揮する技術として有用である。

１ ＡＣ入力部
１ａ 第１の入力端子
１ｂ 第２の入力端子
２ａ 第１のライン
２ｂ 第２のライン
３ 整流平滑回路
４ａ，４ｂ 電源出力端子
５ チョークコイル
６ 放電制御部
７ 放電経路形成回路
７ａ 第１の放電経路
７ｂ 第２の放電経路
８ 直列回路
Ｃ１ Ｘコンデンサ
Ｄ５ 第１の逆流防止用ダイオード（一方向性通電素子）
Ｄ６ 第２の逆流防止用ダイオード（一方向性通電素子）
Ｄ７ 第３の逆流防止用ダイオード（一方向性通電素子）
Ｆｍ メインのヒューズ
Ｌ１ 第１のコイル
Ｌ２ 第２のコイル
Ｒ２ 放電用抵抗素子

Claims (3)

1. ＡＣ入力部の一対の入力端子それぞれに接続された第１のラインと第２のラインに入力側が接続され、出力側が一対の電源出力端子に接続された整流平滑回路と、
   前記第１のラインと第２のラインのそれぞれに挿入され、互いに磁気結合された第１のコイルと第２のコイルからなるノイズ低減用のチョークコイルと、
   前記ＡＣ入力部と前記チョークコイルとの間で前記第１のラインと第２のラインに対して両端が接続されたノイズ低減用のＸコンデンサと、
   前記第１のコイルと前記整流平滑回路との間で前記第１のラインに挿入されたヒューズと、
   前記ＡＣ入力部に対するＡＣ電源供給の停止に応答して起動する放電機能を備えた放電制御部を含み、前記Ｘコンデンサの残留電荷を前記第１のコイル、第１の一方向性通電素子、前記放電制御部、前記整流平滑回路および前記第２のコイルを含む第１の放電経路を介して、また、同残留電荷を前記第２のコイル、第２の一方向性通電素子、前記放電制御部、前記整流平滑回路、前記ヒューズおよび前記第１のコイルを含む第２の放電経路を介してそれぞれ放電する放電経路形成回路とを備えた電源装置であって、
   さらに、
   前記放電制御部と前記整流平滑回路との間の放電経路の部分と、前記ヒューズと前記第１のコイルとの間の前記第１のラインの部分との間に挿入された、放電用抵抗素子と通電方向が前記第１のコイルに向かう第３の一方向性通電素子との直列回路とを備えたことを特徴とする電源装置。
2. 前記放電制御部は、前記第１の一方向性通電素子のカソード側および前記第２の一方向性通電素子のカソード側に接続され前記放電機能の作動時に放電電流が入力される入力端子と、前記放電機能の作動時に前記放電電流を出力する出力端子を有し、
   前記出力端子と前記第１のラインとの間に前記直列回路が介装されている請求項１に記載の電源装置。
3. 前記直列回路は、前記第３の一方向性通電素子のカソード側が前記第１のラインに接続され、アノード側が前記放電用抵抗素子の一端が接続され、前記放電用抵抗素子の他端に前記放電制御部の出力端子が接続される請求項２に記載の電源装置。

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