JP5899469B2 - コンバータ装置及び半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、交流電源を直流電源に変換するコンバータ装置及び半導体装置に関するものである。

入力された交流電源を直流電源に変換して所望の直流電圧を出力する電源装置に代表されるコンバータ装置には、通常アクロスザラインコンデンサ(以下、これをXコンデンサと記載する)と呼ばれるラインノイズを低減するコンデンサが、交流電圧ライン間に接続されている。

このXコンデンサには、交流電源に接続されている電源装置のプラグが当該交流電源である商用電源から引き抜かれたときには、引き抜かれる直前に蓄積された電荷が残留してしまう。このとき、引き抜かれた直後のプラグの差込部が人に触れると、この残留電荷により感電する恐れがある。この感電に対しては防止のための安全規格があり、交流電源が遮断された時には、所定時間内にXコンデンサを放電させなければならないとされている。

従来、この感電対策として、残留電荷を放電させるための放電抵抗がXコンデンサに並列に設けられている。しかし、この放電抵抗は、電源装置に交流電圧が供給されている間には、常時電力を消費してしまう。特に、待機時に放電抵抗にて消費される電力は無視できないほど大きくなってしまうという問題がある。

上記問題を解決するため、特許文献1では、上記放電抵抗を導通状態または非導通状態に切り換えるトランジスタと、当該トランジスタのオンオフ状態を制御する制御部とを備え、交流電圧が供給されていないときのみ制御部が当該トランジスタをオン状態にして放電ループを構成するようになされた電源回路が開示されている。

特開2006−204028号公報

しかしながら、特許文献1に開示された電源回路では、制御部の部品数が多くなる。また、放電用スイッチング素子として使用されるトランジスタは、高電圧の交流電源に接続されているため高耐圧特性が要求されるが、当該特性を有する高耐圧素子は高コストである。よって、感電対策を行ないつつ電源装置の低コスト化や小型化を図ることは困難である。

また、電源装置には、変換された直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサが直流電圧ライン間に接続されている。この平滑コンデンサにも、交流電源が遮断された時には残留電荷が蓄積しており、電源装置の内部回路に触れる可能性のあるサービスエンジニアが平滑コンデンサの残留電荷により感電してしまう恐れがある。

しかしながら、特許文献1に開示された電源回路では、平滑コンデンサの放電対策は講じられていない。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、交流電源遮断状態における感電対策を行ないつつ小型化及び低コスト化を実現できるコンバータ装置及び半導体装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、アノード端子及びカソード端子を有し、前記入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記整流器のカソード端子と前記平滑コンデンサとを接続する第1接続点に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、前記放電回路は、ドレイン端子が前記第1接続点に接続され、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記AC遮断検出信号の出力値に応じて、前記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備えることを特徴とする。

本構成によれば、放電時に整流器のカソード端子と平滑コンデンサとの第1接続点に印加されている電圧が、接合型トランジスタにより降圧されるので、接合型トランジスタのソース端子に接続される第1放電用スイッチは、高耐圧素子である必要はなく低耐圧素子で構成できる。これにより、回路設計が容易となり、小型化及び素子コストの削減を実現できる。

また、前記整流器は、前記入力交流電圧を半整流し、前記AC遮断検出回路は、前記入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力してもよい。

これにより、入力交流電圧が半波整流されていても、入力交流電圧が遮断されたことを検出できるため、AC遮断検出回路の前段に配置されるダイオードが不要となる。よって、コンバータ装置の放電対策として必要な素子数を削減できる。

また、さらに、前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し、当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部と、前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、前記接合型トランジスタの前記ソース端子は、前記レギュレータに接続されていてもよい。

これにより、接合型トランジスタは、本来、制御回路への電力供給動作のために配置されるものであるが、放電回路による放電動作を兼用させている。よって、コンバータ装置の放電対策として必要な素子数を削減できる。

また、前記第1放電用スイッチの一端は前記接合型トランジスタの前記ソース端子に接続され、前記第1放電用スイッチの他端は接地され、前記放電回路は、前記レギュレータから前記制御回路への電流経路とは独立した経路で、前記接合型トランジスタ及び前記第1放電用スイッチを経由して前記残留電荷を接地放電させてもよい。

これにより、第1放電用スイッチを介した放電経路と、レギュレータへの電源供給経路とが分離されているため、制御回路の動作に影響されることなく高速に放電を行なうことができる。

また、前記レギュレータは、前記第1放電用スイッチを含み、当該第1放電用スイッチを経由して前記制御回路に電力を供給し、前記放電回路は、前記第1放電用スイッチを導通状態にして前記残留電荷を放電させてもよい。

これにより、充電経路と、放電経路とがレギュレータに内蔵される第1放電用スイッチで兼用できるので、放電回路として別途放電用スイッチ素子を設ける必要がなく、小型化及び部品点数の削減につながる。

また、前記第1放電用スイッチは、前記AC遮断検出信号に対応した信号がゲートに印加されることにより導通状態となってもよい。

これにより、制御回路の動作に影響されることなく高速に放電を行なうことができる。

また、前記制御回路は、前記AC遮断検出信号が入力されることにより、前記スイッチ素子を非導通状態とし、前記第1放電用スイッチは、前記スイッチ素子の非導通状態により前記電源電圧が参照電圧以下となったときに導通状態となってもよい。

これにより、制御回路がスイッチ素子を非導通とすることで制御回路の電源電圧への電力供給が停止された後、第1放電用スイッチが導通状態となることで、残留電荷の放電が実行される。よって、上記残留電荷の放電により、電源電圧への電力過剰供給による過電圧を防ぐことができる。

また、前記放電回路は、さらに、前記第1放電用スイッチと前記制御回路とを接続する第2接続点と接地端子との間に第2放電用スイッチを備え、前記第2放電用スイッチは、前記AC遮断検出信号がゲートに印加されることにより導通状態となることで、前記電源電圧を降圧させ、前記第1放電用スイッチは、前記電源電圧が降圧することにより導通状態となることで、前記残留電荷を放電させてもよい。

これにより、AC電源遮断時に、まず第1放電用スイッチの導通により電源電圧を接地電位近くまで降圧させた状態にした後に、残留電荷の放電動作が開始される。よって、当該放電動作による電源電圧への電力過剰供給による過電圧を防ぐことができる。

また、さらに、前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記第1接続点から前記平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備えてもよい。

これにより、ダイオードは、放電回路が放電動作を実行する場合に平滑コンデンサの残留電荷の放電を防止し、Xコンデンサの残留電荷のみを放電させることが可能となる。

また、さらに、前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記ダイオードと並列接続された抵抗素子を備えてもよい。

これにより、Xコンデンサの残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサの残留電荷も放電することができる。よって、コンバータ装置の入力端子からの感電を優先的に防止でき、装置内部の回路に接触することによる感電も防止することが可能となる。

また、さらに、前記整流器のカソード端子と前記第1接続点との間に、前記整流器のカソード端子から前記第1接続点へ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備えてもよい。

これにより、放電回路が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ及びXコンデンサの双方の残留電荷を放電させることが可能となる。

また、前記AC遮断検出回路は、前記第1接続点に接続されていてもよい。

これにより、交流電圧ラインにAC遮断検出回路が接続されている場合にAC遮断検出回路の入力側に必須である整流用のダイオードが不要となる。また、AC遮断検出回路を外部サージ電圧から保護することができる。

また、本発明の一態様に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、第1のアノード端子及び第1のカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、第2のアノード端子及び第2のカソード端子を有し前記第2のアノード端子が前記第1のカソード端子に接続され前記第2のカソード端子が前記平滑コンデンサに接続されたダイオードと、前記ダイオードと並列接続された抵抗素子と、前記第1のカソード端子と前記第2のアノード端子との接続点に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの残留電荷を放電させる放電用スイッチを有する放電回路とを備えることを特徴とする。

これにより、Xコンデンサの残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサの残留電荷も放電することができる。よって、コンバータ装置の入力端子からの感電を優先的に防止でき、装置内部の回路に接触することによる感電も防止することが可能となる。

また、前記整流器は、前記入力交流電圧を半整流し、前記AC遮断検出回路は、前記入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力してもよい。

これにより、入力交流電圧が半波整流されていても、入力交流電圧が遮断されたことを検出できるため、AC遮断検出回路の前段に配置されるダイオードが不要となる。よって、コンバータ装置の放電対策として必要な素子数を削減できる。

また、前記放電回路は、さらに、ドレイン端子が前記接続点に接続され、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタを備え、前記放電用スイッチは、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記残留電荷を放電させてもよい。

これにより、放電時に整流器のカソード端子と平滑コンデンサとの接続点に印加されている電圧が、接合型トランジスタにより降圧されるので、接合型トランジスタのソースに接続される第1放電用スイッチは、高耐圧素子である必要はなく低耐圧素子で構成できる。これにより、回路設計が容易となり、小型化及び素子コストの削減を実現できる。

また、前記AC遮断検出回路は、前記接続点に接続されていてもよい。

これにより、交流電圧ラインにAC遮断検出回路が接続されている場合にAC遮断検出回路の入力側に必須である整流用のダイオードが不要となる。また、AC遮断検出回路を外部サージ電圧から保護することができる。

また、前記AC遮断検出回路は、正入力である基準電圧と、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧とを比較する電圧比較器と、前記電圧比較器から入力される信号の変化をパルス信号として出力するパルス発生回路と、前記入力交流電圧の入力が遮断されてから、一定時間経過しないと前記AC遮断検出信号を出力させないタイマー回路とを備えてもよい。

これにより、AC遮断されると、一定期間の経過後にAC遮断検出信号が出力される。

また、本発明は、コンバータ装置に用いられる半導体装置として実現することもできる。具体的には、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置されたアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部とを備えるコンバータ装置に備えられる半導体装置であって、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記整流器のカソード端子と平滑コンデンサとの接続点に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、少なくとも前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの一方の残留電荷を放電させる放電回路と、前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、前記放電回路は、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタで降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子は、前記レギュレータに接続されている。

本構成によれば、放電時に整流器のカソード端子と平滑コンデンサとの接続点に印加されている電圧が、接合型トランジスタにより降圧されるので、接合型トランジスタのソース端子に接続される第1放電用スイッチは、高耐圧素子である必要はなく低耐圧素子で構成できる。これにより、回路設計が容易となり、小型化及び素子コストの削減を実現できる。

また、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置されたアクロスザラインコンデンサと、アノード端子及びカソード端子を有する整流素子と、前記整流器の後段に配置された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部とを備えるコンバータ装置に備えられる半導体装置であって、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記整流素子のカソード端子に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、少なくとも前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの一方の残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる放電回路と、前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、前記放電回路は、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタで降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子は、前記レギュレータに接続され、前記AC遮断検出回路は、正入力である基準電圧と、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧とを比較する電圧比較器と、前記電圧比較器から入力される信号の変化をパルス信号として出力するパルス発生回路と、前記入力交流電圧の入力が遮断されてから、一定時間経過しないと前記AC遮断検出信号を出力させないタイマー回路を備えてもよい。

また、本発明の一態様に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に接続され、アノード端子及びカソード端子を有する整流素子と、前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記整流器の前段に接続され、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記アクロスザラインコンデンサの残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる放電回路とを備え、前記放電回路は、前記整流素子のカソード端子に接続された、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる第1放電用スイッチとを備えることを特徴とする。

これにより、放電回路が整流器の後段に接続された回路に比べて、電源出力の大きい場合にも対応可能となり、コストの増加及び実装面積の拡大も最小に抑えることができる。

また、さらに、接合型トランジスタのドレイン端子と、前記整流器のカソード端子及び前記平滑コンデンサを接続する第1接続点との間に接続された抵抗素子を備えてもよい。

これにより、アクロスザラインコンデンサの残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサの残留電荷も放電することが可能となる。

また、本発明の一態様に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に接続された整流素子と、前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記整流器の前段に接続され、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの両方の残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる放電回路と、前記平滑コンデンサの残留電荷の放電経路となる抵抗素子とを備え、前記放電回路は、ドレイン端子が、前記整流器のカソード端子と前記平滑コンデンサとを接続する第1接続点に接続され、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備え、前記抵抗素子は、前記接合型トランジスタのドレイン端子と前記第1接続点との間に直列挿入されていることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る半導体装置は、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置されたアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部とを備えるコンバータ装置に備えられる半導体装置であって、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記整流器のカソード端子と前記平滑コンデンサとの接続点に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、少なくとも前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの一方の残留電荷を放電させる放電回路と、前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、前記放電回路は、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタで降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子は、前記レギュレータに接続されていることを特徴とする。

また、アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の前段に配置されたアクロスザラインコンデンサと、前記整流器の後段に配置された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部とを備えるコンバータ装置に備えられる半導体装置であって、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、前記整流素子のカソード端子に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、少なくとも前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの一方の残留電荷を放電させる放電回路と、前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、前記放電回路は、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、前記接合型トランジスタで降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子は、前記レギュレータに接続され、前記AC遮断検出回路は、正入力である基準電圧と、前記整流器によって半整流された前記入力交流電圧とを比較する電圧比較器と、前記電圧比較器から入力される信号の変化をパルス信号として出力するパルス発生回路と、前記入力交流電圧の入力が遮断されてから、一定時間経過しないと前記AC遮断検出信号を出力させないタイマー回路とを備えてもよい。

本発明に係るコンバータ装置及び半導体装置によれば、放電用スイッチング素子として高耐圧素子を用いることなくコンデンサの残留電荷を放電できるので、交流電源遮断状態における感電対策を行ないつつ小型化及び低コスト化を実現できる。

図1は、本発明の実施の形態1に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図2は、本発明の実施の形態1の第1の変形例に係るコンバータ装置の回路構成図である。 図3は、本発明の実施の形態1の第1の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図4Aは、本発明の実施の形態1の第2の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図4Bは、本発明の実施の形態1の第3の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図4Cは、本発明の実施の形態1の第4の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図5は、本発明の実施の形態2に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図6は、本発明の実施の形態3に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図7は、本発明の実施の形態4に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図8は、実施の形態1〜4に係るコンバータ装置の放電動作の比較を説明する図である。 図9は、本発明の実施の形態5に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図10は、本発明の実施の形態5の第1の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図11Aは、本発明の実施の形態5の第2の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図11Bは、本発明の実施の形態5の第2の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図11Cは、AC遮断検出回路の動作を表すタイミングチャートである。 図12は、本発明の実施の形態5の第3の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図13は、本発明の実施の形態6に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図14は、本発明の実施の形態6の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図15Aは、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図15Bは、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図15Cは、AC遮断検出回路の動作を表すタイミングチャートである。 図16は、本発明の実施の形態8に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図17は、本発明の実施の形態8に係る第1の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図18は、本発明の実施の形態8に係る第2の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。 図19は、本発明の実施の形態9に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。 図20は、本発明の実施の形態9の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態では、ドレイン端子、ソース端子、ゲート端子、アノード端子及びカソード端子を、それぞれ、単にドレイン、ソース、ゲート、アノード及びカソードと記す場合がある。

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

また、本発明の実施の形態1に係るコンバータ装置は、さらに、平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、当該スイッチ素子でオンオフされた端子電圧を所望の直流電圧に変換して負荷に供給する入出力変換部と、スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、接合型トランジスタのソース端子は、レギュレータに接続されている。

また、本発明の実施の形態1に係るコンバータ装置は、具体的には、第1放電用スイッチの一端は接合型トランジスタのソース端子に接続され、第1放電用スイッチの他端は接地され、放電回路は、レギュレータから制御回路への電流経路とは独立した経路で、接合型トランジスタ及び第1放電用スイッチを経て残留電荷を接地放電させる。

図1は、本発明の実施の形態1に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置1は、ブリッジダイオード11と、アクロスザラインコンデンサ12(以下、Xコンデンサと記す)と、平滑コンデンサ13と、AC遮断検出回路20と、放電回路30と、ダイオード111A及び111Bとを備える。

ブリッジダイオード11は、アノード端子及びカソード端子を有し、外部の交流電源101に接続され、交流電源101から供給される入力交流電圧を整流する機能を有する整流器である。ブリッジダイオード11は、例えば、4つのダイオードから構成され、第1及び第2のダイオードのカソードどうしが第1接続点にて接続され、第3及び第4のダイオードのアノードどうしが第2接続点にて接続され、第1のダイオードのアノードと第3のダイオードのカソードが第3接続点にて接続され、第2のダイオードのアノードと第4のダイオードのカソードが第4接続点にて接続される。この接続構成において、第3接続点と第4接続点とは、それぞれ、コンバータ装置1の2つ入力端子と接続されている。この2つの入力端子は、交流電源101と接続され、第3接続点と一方の入力端子とを接続するラインと、第4接続点と他方の入力端子とを接続するラインとは、交流電圧ラインを構成する。また、第1接続点は、ブリッジダイオード11のカソードであり、第2接続点は、ブリッジダイオード11のアノードと定義される。

Xコンデンサ12は、ブリッジダイオード11の前段に配置され、ラインノイズを低減させる機能を有する。Xコンデンサ12の両電極は、上記交流電圧ライン間に接続される。

平滑コンデンサ13は、ブリッジダイオード11の後段に配置され、ブリッジダイオード11で整流された整流電圧を平滑化する機能を有する。平滑コンデンサ13の両電極は、それぞれ、ブリッジダイオード11の第1接続点であるカソード及び第2接続点であるアノードに接続される。平滑コンデンサ13の一方の電極とブリッジダイオード11のカソードとを接続するラインと、平滑コンデンサ13の他方の電極とブリッジダイオード11のアノードとを接続するラインとは、直流電圧ラインを構成する。

AC遮断検出回路20は、ダイオード111A及び111Bを介して、交流電圧ラインに接続される。ダイオード111A及び111Bは、入力交流電圧を整流してAC遮断検出回路20に出力する。これにより、AC遮断検出回路20は、直流電圧の変化を検出することで、入力交流電圧が遮断されたことを検知できる。AC遮断検出回路20は、交流電源101とコンバータ装置1とが非導通となったこと、つまり、入力交流電圧が遮断されたことを検知し、このとき、AC遮断検出信号Vacoffを出力する。なお、図1に記載されたAC遮断検出回路20は、全波整流された交流電圧の遮断を検出する回路であるが、半波整流された交流電圧を検出する回路であってもよい。また、図1に記載されたAC遮断検出回路20は、交流電圧ラインに接続されているが、直流電圧ラインに接続されてもよい。この場合には、ダイオード111A及び111Bは不要となる。直流電圧ラインに接続されたAC遮断検出回路20の構成については、実施の形態5で説明する。また、半波整流された交流電圧を検出するAC遮断検出回路の構成については実施の形態7で説明する。

放電回路30の入力端子は、ブリッジダイオード11のカソードと平滑コンデンサ13との接続点に接続され、AC遮断検出信号VacoffがAC遮断検出回路20から出力された場合に、少なくとも平滑コンデンサ13及びXコンデンサ12の一方の残留電荷を放電させる機能を有する。放電回路30は、接合型トランジスタ(以下、JFETと記す)301と、放電用スイッチ素子302とを備える。JFET301のドレインは上記接続点に接続され、ソースは放電用スイッチ素子302の一方の端子に接続され、ゲートは接地されている。この接続構成により、JFET301は、常にソース−ドレイン間に電流を流すことが可能であり、残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する機能を有する。また、JFET301は小型であり、省スペース化及び薄型化に適している。放電用スイッチ素子302は、JFET301で降圧された電圧が印加された状態で残留電荷を放電させる機能を有する第1放電用スイッチである。

図2は、本発明の実施の形態1の第1の変形例に係るコンバータ装置の回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置1Aは、図1に記載されたコンバータ装置1の備える構成要素に加え、レギュレータ40と、制御回路50と、入出力変換部60と、スイッチ素子70とを備える。

レギュレータ40は、JFET301のソースと放電用スイッチ素子302との接続点に接続された電源供給用の回路である。レギュレータ40は、コンバータ装置1Aの起動時または制御回路50が電力を必要とする時に内蔵スイッチがオンし、JFET301から受けた電力を、制御回路50に必要な分だけ供給するよう制御する。

制御回路50は、レギュレータ40及びスイッチ素子70に接続され、レギュレータ40からの電力供給を受け、スイッチ素子70の制御を行なう機能を有する。

コンバータ装置1Aでは、JFET301は、本来、制御回路50への電力供給動作のために配置されたものであるが、本実施の形態では放電回路30による放電動作を兼用させている。よって、コンバータ装置の放電対策として必要な素子数を削減できる。

次に、コンバータ装置1Aの動作の説明を行う。

まず、AC遮断検出回路20は、交流電源101が遮断されたことを検出するとAC遮断検出信号Vacoffを生成する。AC遮断検出信号Vacoffは、放電回路30に入力され、当該信号に応じて放電用スイッチ素子302は導通状態となる。

次に、放電用スイッチ素子302が導通状態となると、Xコンデンサ12と平滑コンデンサ13の残留電荷がJFET301と放電用スイッチ素子302とを経由して放電される。

この構成により、放電時にブリッジダイオード11のカソードと平滑コンデンサ13との接続点に印加されている電圧が、JFET301により降圧されるので、JFET301のソースに接続される放電用スイッチ素子302は、高耐圧素子である必要はなく低耐圧素子で構成できる。これにより、回路設計を容易にし、小型化及び素子コストの削減が実現きる。なお、ここでいう高耐圧素子とは耐圧100V以上の素子を指し、低耐圧素子とは耐圧が100Vよりも小さい素子のことを指す。

図3は、本発明の実施の形態1の第1の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置1Aは、図2に記載されたコンバータ装置1Aのレギュレータ40及び入出力変換部60の回路構成を具体的に表したものとなっている。

レギュレータ40は、スイッチ素子401と、電圧比較器402とを備える。制御回路50及び内部回路の電源電圧Vccが電圧比較器402の正入力である基準電圧Vrefよりも低くなると、電圧比較器402はVccoff信号を生成し、スイッチ素子401を導通状態にする。そうすると、電源電圧Vccは、JFET301を経由して直流電圧ラインからの電圧供給を受けることで上昇する。そして、電源電圧Vccが基準電圧Vrefと同レベルに達すると、電圧比較器402はVccoff信号の生成を中止する。このように、レギュレータ40は、放電回路30による放電動作とは独立に、制御回路50及び内部回路への電力供給の制御を行う。

一方、放電用スイッチ素子302は接地されており、放電回路30は、レギュレータ40から制御回路50への電力供給経路とは独立した経路で、JFET301及び放電用スイッチ素子302を経由してXコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の残留電荷を接地放電する。

入出力変換部60は、トランスT1と、ダイオード601と、平滑コンデンサ602とを備える。トランス巻線s1の一端は平滑コンデンサ13の正極に接続され、他端はスイッチ素子70の一端に接続される。トランス巻線s2の一端は、電源電圧Vccを生成するためのダイオード113のアノードに接続され、他端は接地されている。ダイオード113のカソードは、電源電圧Vccを生成するための平滑コンデンサ112の正極に接続される。平滑コンデンサ112の負極は接地されている。また、平滑コンデンサ112の正極は電圧比較器402の負入力端子に接続される。これにより、スイッチ素子70は、制御回路50で生成されるVgate信号に応じてオンオフ動作を行ない、トランスT1の巻線s3を介して所望の直流電圧を2次側回路である負荷102へ伝達する。

上記構成により、放電用スイッチ素子302を介した放電経路と、レギュレータ40への電源供給経路とが分離されているため、制御回路50の動作に影響されることなく高速に放電を行なうことができる。

次に、上述した入出力変換部60と異なる構成を有する入出力変換部について説明する。

上記実施の形態1では、入出力変換部60にトランスを用いるフライバック型のコンバータ装置について説明した。これに対して、本発明の入出力変換部は、降圧型チョッパ回路、極性反転型チョッパ回路又は昇圧型チョッパ回路であってもよい。

まず、降圧型チョッパ回路の例について説明する。

図4Aは、本発明の実施の形態1の第2の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。図4Aに示すコンバータ装置1Cは、図3に示すコンバータ装置1Aと比較して、入出力変換部60の代わりに入出力変換部61を備える点が異なる。以下では、図3に示すコンバータ装置1Aと同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

入出力変換部61は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子に接続される負荷102に出力電力を供給する。図4Aに示すように、入出力変換部61は、コイル612と、ダイオード611と、コンデンサ613とを備える。

コイル612は、エネルギー伝達素子の一例であり、入出力変換部61の入力端子の正極側と出力端子の正極側との間に接続されている。コイル612は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

ダイオード611は、整流素子の一例であり、アノードが入出力変換部61の入力端子の負極側と出力端子の負極側とに接続され、カソードがスイッチ素子70とコイル612との接続点に接続されている。ダイオード611は、コイル612によって生成された交流の出力電圧を整流する。

コンデンサ613は、平滑容量素子の一例であり、一端がコイル612と入出力変換部61の出力端子の正極側との接続点に接続され、他端が入出力変換部61の入力端子の負極側と出力端子の負極側とに接続されている。コンデンサ613は、コイル612によって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

以上の構成により、本変形例に係るコンバータ装置1Cは、直流の入力電圧をスイッチ素子70によってスイッチングすることにより、直流の出力電圧を出力端子に発生させる。このとき、入出力変換部61は、図4Aに示すような降圧型チョッパ回路であるので、入力電圧より低い出力電圧を生成する。

次に、極性反転型チョッパ回路の例について説明する。

図4Bは、本発明の実施の形態1の第3の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。図4Bに示すコンバータ装置1Dは、図3に示すコンバータ装置1Aと比較して、入出力変換部60の代わりに入出力変換部62を備える点が異なる。以下では、図3に示すコンバータ装置1Aと同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

入出力変換部62は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子に接続される負荷102に出力電力を供給する。図4Bに示すように、入出力変換部62は、コイル614と、ダイオード615と、コンデンサ616とを備える。

コイル614は、エネルギー伝達素子の一例であり、スイッチ素子70とダイオード615のカソードとの接続点と、入出力変換部62の入力端子の負極側と出力端子の正極側との接続点との間に接続されている。コイル614は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

ダイオード615は、整流素子の一例であり、アノードが入出力変換部62の出力端子の負極側に接続され、カソードがスイッチ素子70とコイル614との接続点に接続されている。ダイオード615は、コイル614によって生成された交流の出力電圧を整流する。

コンデンサ616は、平滑容量素子の一例であり、一端がダイオード615のアノードと入出力変換部62の出力端子の負極側との接続点に接続され、他端がコイル614と入出力変換部62の出力端子の正極側との接続点に接続されている。コンデンサ616は、コイル614によって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

以上の構成により、本変形例に係るコンバータ装置1Dは、直流の入力電圧をスイッチ素子70によってスイッチングすることにより、直流の出力電圧を出力端子に発生させる。このとき、入出力変換部62は、図4Bに示すような極性反転型チョッパ回路であるので、入力電圧の極性が反転した出力電圧を生成する。

続いて、昇圧型チョッパ回路の例について説明する。

図4Cは、本発明の実施の形態1の第4の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。図4Cに示すコンバータ電源装置1Eは、図3に示すコンバータ装置1Aと比較して、入出力変換部60の代わりに入出力変換部63を備える点が異なっている。以下では、図3に示すコンバータ装置1Aと同じ構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

入出力変換部63は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を出力電圧に変換して、出力端子に接続される負荷102に出力電力を供給する。図4Cに示すように、入出力変換部63は、コイル634と、ダイオード635と、コンデンサ621とを備える。

コイル634は、エネルギー伝達素子の一例であり、スイッチ素子70と入出力変換部63の入力端子との間に接続されている。コイル634は、スイッチ素子70によりスイッチングされた入力電圧を交流の出力電圧に変換する。

ダイオード635は、整流素子の一例であり、アノードがスイッチ素子70とコイル634との接続点に接続され、カソードがコンデンサ621の一端と入出力変換部63の出力端子の正極側とに接続されている。ダイオード635は、コイル634によって生成された交流の出力電圧を整流する。

コンデンサ621は、平滑容量素子の一例であり、一端がダイオード635のカソードと入出力変換部63の出力端子の正極側との接続点に接続され、他端が入出力変換部63の入力端子の負極側と出力端子の負極側とに接続されている。コンデンサ621は、コイル634によって生成された交流の出力電圧を平滑化する。

以上の構成により、本変形例に係るコンバータ装置1Eは、直流の入力電圧をスイッチ素子70によってスイッチングすることによって、直流の出力電圧を出力端子に発生させる。このとき、入出力変換部63は、図4Cに示すような昇圧型チョッパ回路であるので、入力電圧より高い出力電圧を生成する。

なお、本実施の形態で説明したAC遮断検出回路20は、Xコンデンサ12に残留電荷がある状態でもAC遮断を検出することが出来ればよい。

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

また、本発明の実施の形態2に係るコンバータ装置は、さらに、平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、当該スイッチ素子でオンオフされた端子電圧を所望の直流電圧に変換して負荷に供給する入出力変換部と、スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、接合型トランジスタのソース端子は、レギュレータに接続されている。

また、本発明の実施の形態2に係るレギュレータは、第1放電用スイッチを含み、当該第1放電用スイッチを経由して制御回路に電力を供給し、放電回路は、第1放電用スイッチを導通状態にして残留電荷を放電させる。ここで、第1放電用スイッチは、AC遮断検出信号に対応した信号がゲートに印加されることにより導通状態となる。

図5は、本発明の実施の形態2に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置2は、図3に記載されたコンバータ装置1Aと比較して、AC遮断検出信号Vacoffの出力先、及び、レギュレータの構成が異なる。図3に記載されたコンバータ装置1Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

レギュレータ41は、スイッチ素子401と、論理素子412と、電圧比較器413とを備える。ここで、スイッチ素子401は、放電回路30の第1放電用スイッチとしての機能とレギュレータ41のスイッチ素子としての機能とを兼用している。

JFET301のソースは、スイッチ素子401の一方の端子に接続される。また、電圧比較器413の負入力端子と、電源電圧Vccと、スイッチ素子401の他方の端子と、制御回路51とは、互いに接続されている。そして、AC遮断が検出されたときに生成されるAC遮断検出信号Vacoffと、電源電圧Vccの電圧レベルが基準電圧Vrefより低くなった場合に生成されるVccoff信号とは、論理素子412に入力される。

コンバータ装置2に交流電源101が接続され通常動作している場合に、電源電圧Vccが電圧比較器413の正入力である基準電圧Vrefよりも低くなるとき、電圧比較器413はVccoff信号を生成し、論理素子412を介してスイッチ素子401を導通状態にする。そうすると、電源電圧Vccは、JFET301を経由して直流電圧ラインからの電圧供給を受けることで上昇する。そして、電源電圧Vccが基準電圧Vrefと同レベルに達すると、電圧比較器413はVccoff信号の生成を中止する。一方、AC遮断検出信号Vacoffが論理素子412に入力された場合に、スイッチ素子401は導通状態となり電源電圧Vccの電圧レベルまで残留電荷は放電される。その後、電源電圧Vccは、制御回路51及び内部回路により消費され、0Vに向かって徐々に減少していく。

つまり、本実施の形態に係るスイッチ素子401は、交流電源101が接続され通常動作している場合には電源電圧Vccを安定化させ、AC遮断時には残留電荷を放電させる。

本実施の形態によれば、制御回路51の動作に影響されることなく高速に放電を行なうことができる。なお、電源電圧Vccは、例えば、30V程度に設定されており、通常は感電安全電位である45V以下のレベルとなっている。よって、上述したように、電源電圧Vccへの高速放電が実行されれば、感電防止の目的が達成される。

また、充電経路と、放電経路とがレギュレータ41に内蔵されるスイッチ素子で兼用できるので、放電回路として別途放電用スイッチ素子を設ける必要がなく、小型化及び部品点数の削減につながる。

さらに、AC遮断となっても、上記残留電荷の放電が終了するまでの期間では、電源電圧Vccの電圧はある程度保持されるため、AC遮断時のような電源供給が瞬間的に遮断された場合でも、即座に電源電圧Vccが立ち上がるので電源回路動作の復帰が速くなる。

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

また、本発明の実施の形態3に係るコンバータ装置は、さらに、平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、当該スイッチ素子でオンオフされた端子電圧を所望の直流電圧に変換して負荷に供給する入出力変換部と、スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、接合型トランジスタのソース端子は、レギュレータに接続されている。

また、本発明の実施の形態3に係る制御回路は、AC遮断検出信号が入力されることにより、上記スイッチ素子を非導通状態とし、上記第1放電用スイッチは、当該スイッチ素子の非導通状態により電源電圧が参照電圧以下となったときに導通状態となる。

図6は、本発明の実施の形態3に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置3は、図3に記載されたコンバータ装置1Aと比較して、AC遮断検出信号Vacoffの出力先、及び、放電回路の構成が異なる。図3に記載されたコンバータ装置1Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

レギュレータ40は、スイッチ素子401と、電圧比較器402とを備える。ここで、スイッチ素子401は、放電回路30の第1放電用スイッチとしての機能とレギュレータ40のスイッチ素子としての機能とを兼用している。

JFET301のソースは、スイッチ素子401の一方の端子に接続される。また、電圧比較器402の負入力端子と、電源電圧Vccと、スイッチ素子401の他方の端子と、制御回路52とは、互いに接続されている。電源電圧Vccの電圧レベルが基準電圧Vrefより低くなった場合に生成されるVccoff信号は、スイッチ素子401のゲートに入力される。そして、AC遮断が検出されたときに生成されるAC遮断検出信号Vacoffは、制御回路52に入力される。

コンバータ装置3に交流電源101が接続され通常動作している場合に、電源電圧Vccが電圧比較器402の正入力である基準電圧Vrefよりも低くなるとき、電圧比較器402はVccoff信号を生成しスイッチ素子401を導通状態にする。そうすると、電源電圧Vccは、JFET301を経由して直流電圧ラインからの電圧供給を受けることで上昇する。そして、電源電圧Vccが基準電圧Vrefと同レベルに達すると、電圧比較器402はVccoff信号の生成を中止する。

一方、AC電源が遮断されると、AC遮断検出信号Vacoff信号が制御回路52に入力されVgate信号の出力がスイッチ素子70のゲートに入力されなくなり、スイッチ素子70のスイッチング動作が停止する。この制御はブラウンアウト機能と呼ばれ、AC電源が低下したときに、電源電圧を生成するためのスイッチ素子70のスイッチング動作を停止させ異常動作を防ぐために用いられる。具体的には、上記スイッチング動作が停止し、トランスT1の2次側にエネルギーが伝達できなくなると、2次側の出力は低下し、それに比例してVcc電圧も制御回路52での電力消費に伴い低下する。Vcc電圧が電圧比較器402の基準電圧Vrefよりも低くなると、電圧比較器402はVccoff信号を生成し、Vccoff信号はスイッチ素子401のゲートに入力される。スイッチ素子401は、Vccoff信号に応じて導通状態となり、Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13に充電されている残留電荷を平滑コンデンサ112に放電する。その後、電源電圧Vccは、制御回路52及び内部回路により消費され、Vrefから0Vに向かって徐々に減少していく。

上記構成によれば、制御回路52からのVgate信号を停止させることにより、Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13に充電されている残留電荷を放電することができ、感電を防止することができる。また、Vgate信号が停止されることで、スイッチ素子70のスイッチング動作による電源電圧Vccへの電力供給も停止していることから、上記残留電荷の放電による電源電圧Vccへの電力過剰供給による過電圧を防ぐことができる。

さらに、AC遮断となっても、上記残留電荷の放電が終了するまでの期間では、電源電圧Vccの電圧はある程度保持されるため、AC遮断時のような電源供給が瞬間的に遮断された場合でも、即座に電源電圧Vccが立ち上がるので電源回路動作の復帰が速くなる。

また、本実施の形態に係るスイッチ素子401は、交流電源101が接続され通常動作している場合には電源電圧Vccを安定化させ、AC遮断時には残留電荷を放電させる。よって、充電経路と放電経路とがレギュレータ40に内蔵されるスイッチ素子で兼用できるので、放電回路として別途放電用スイッチ素子を設ける必要がなく、小型化及び部品点数の削減につながる。

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

また、本発明の実施の形態4に係るコンバータ装置は、さらに、平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、当該スイッチ素子でオンオフされた端子電圧を所望の直流電圧に変換して負荷に供給する入出力変換部と、スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、接合型トランジスタのソース端子は、レギュレータに接続されている。

さらに、本発明の実施の形態4に係る放電回路は、さらに、上記第1放電用スイッチと制御回路との接続点と接地端子との間に第2放電用スイッチを備え、当該第2放電用スイッチは、AC遮断検出信号がゲートに印加されることにより導通状態となることで、制御回路の電源電圧を降圧させ、上記第1放電用スイッチは、制御回路の電源電圧が降圧することにより導通状態となることで残留電荷を放電させる。

図7は、本発明の実施の形態4に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置4は、図3に記載されたコンバータ装置1Aと比較して、AC遮断検出信号Vacoffの出力先、放電回路、及び、レギュレータの構成が異なる。図3に記載されたコンバータ装置1Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

レギュレータ40は、スイッチ素子401と、電圧比較器402とを備える。ここで、スイッチ素子401は、放電回路30の第1放電用スイッチとしての機能とレギュレータ40のスイッチ素子としての機能とを兼用している。

放電回路33は、JFET301と、スイッチ素子401と、放電用スイッチ素子303とを備える。JFET301のソースはスイッチ素子401の一方の端子に接続され、ゲートは接地されている。この接続構成により、JFET301は、常にソース−ドレイン間に電流を流すことが可能であり、残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する機能を有する。また、JFET301は小型であり、省スペース化及び薄型化に適している。放電用スイッチ素子303は、一方の端子が接地され、AC遮断検出信号がゲートに印加されることにより導通状態となることで、電源電圧Vccを降圧させる機能を有する第2放電用スイッチである。スイッチ素子401は、電源電圧Vccが降圧することにより導通状態となることで残留電荷を放電させる機能を有する第1放電用スイッチである。

また、電圧比較器402の負入力端子と、電源電圧Vccと、スイッチ素子401の他方の端子と、放電用スイッチ素子303の他方の端子と、制御回路53とは、互いに接続されている。電源電圧Vccの電圧レベルが基準電圧Vrefより低くなった場合に生成されるVccoff信号は、スイッチ素子401のゲートに入力される。そして、AC遮断が検出されたときに生成されるAC遮断検出信号Vacoffは、放電用スイッチ素子303に入力される。

コンバータ装置4に交流電源101が接続され通常動作している場合に、電源電圧Vccが電圧比較器402の正入力である基準電圧Vrefよりも低くなるとき、電圧比較器402はVccoff信号を生成しスイッチ素子401を導通状態にする。そうすると、電源電圧Vccは、JFET301を経由して直流電圧ラインからの電圧供給を受けることで上昇する。そして、電源電圧Vccが基準電圧Vrefと同レベルに達すると、電圧比較器402はVccoff信号の生成を中止する。

一方、AC電源が遮断され、AC遮断検出信号Vacoffが放電用スイッチ素子303に入力されると、放電用スイッチ素子303はオン状態となる。放電用スイッチ素子303がオン状態となると、まず、電源電圧Vccの放電が実行される。電源電圧Vccが接地電位へ向けて放電され、基準電圧Vrefよりも電源電圧Vccが低くなると、レギュレータ40は制御回路53に供給する電源電圧の充電動作を行う。この時点で、JFET301とスイッチ素子401と放電用スイッチ素子303のすべてがオンされるので、Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の接地放電が開始する。その後、電源電圧Vccは、放電用スイッチ素子303の導通状態により接地放電され、Vrefから0Vに向かって高速に減少していく。

上記構成によれば、AC電源遮断時に、まず電源電圧Vccを起動前の電圧近くまで降圧させた状態にした後にXコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の放電動作を開始させることにより、当該放電動作による電源電圧Vccへの電力過剰供給による過電圧を防ぐことができる。

さらに、AC遮断となっても、上記残留電荷の放電が終了するまでの期間では、電源電圧Vccの電圧はある程度保持されるため、AC遮断時のような電源供給が瞬間的に遮断された場合でも、即座に電源電圧Vccが立ち上がるので電源回路動作の復帰が速くなる。

ただし、実施の形態3に係るコンバータ装置3では、電源電圧Vccの放電は制御回路の電力消費による放電であるのに対し、コンバータ装置4では、電源電圧Vccの放電は接地電位への直接放電であることから、コンバータ装置3と比較して放電は速い。

ここで、図3に記載された実施の形態1に係るコンバータ装置1A、実施の形態2に係るコンバータ装置2、実施の形態3に係るコンバータ装置3、及び実施の形態4に係るコンバータ装置4の放電動作を比較する。

図8は、実施の形態1〜4に係るコンバータ装置の放電動作の比較を説明する図である。

コンバータ装置1Aの場合は、放電経路と電源供給経路とが分離されているため、AC遮断検出後、Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13のAC遮断前電位Vinは、接地電位(0V)まで高速に降下する。つまり、コンバータ装置1Aの放電シーケンスは、AC遮断検出信号Vacoff出力→Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の接地放電、となる。

一方、コンバータ装置2の場合は、AC遮断検出後、まず電源電圧Vccへの放電パスが確保されるため、AC遮断前電位Vinが電源電圧Vccまで高速に降下し、その後平滑コンデンサ112の正極電位とともにさらに降下していく。つまり、コンバータ装置2の放電シーケンスは、AC遮断検出信号Vacoff出力→Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13のVcc放電→電源電圧Vccの接地放電、となる。

また、コンバータ装置3の場合は、AC遮断検出後、まず電源電圧Vccの降下動作が実行されるため、平滑コンデンサ112の正極電位が基準電位Vrefまで降下した後、AC遮断前電位Vinが降下していく。その後、AC遮断前電位Vin及び平滑コンデンサ112の正極電位は基準電位Vrefに向けて降下していく。そして、制御回路52の電力消費により平滑コンデンサ112の正極電位が接地電位(0V)まで降下していく。つまり、コンバータ装置3の放電シーケンスは、AC遮断検出信号Vacoff出力→Vgate信号停止→電源電圧Vccの基準電位放電→Vccoff信号出力→Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の基準電位放電、となる。

また、コンバータ装置4の場合は、AC遮断検出後、まず電源電圧Vccの降下動作が実行されるため、平滑コンデンサ112の正極電位が基準電位Vrefまで降下した後、AC遮断前電位Vinが降下していく。その後、AC遮断前電位Vin及び平滑コンデンサ112の正極電位は基準電位Vrefに向けて降下していく。そして、制御回路53の電力消費により平滑コンデンサ112の正極電位が接地電位(0V)まで降下していく。つまり、コンバータ装置4の放電シーケンスは、AC遮断検出信号Vacoff出力→電源電圧Vccの基準電位放電→Vccoff信号出力→Xコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の基準電位放電、となる。

上述した放電シーケンスの差異により、各コンバータ装置間で、高速放電、過電圧防止、回路復帰動作の効果は若干異なるが、いずれのコンバータ装置においても、AC遮断検出時に、高速にXコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の放電が可能である。

また、放電動作時にAC遮断前電位VinがJFET301により降圧されるので、JFET301のソースに接続される放電用スイッチ素子は、高耐圧素子である必要はなく低耐圧素子で構成できる。

よって、実施の形態1〜4に係るコンバータ装置によれば、交流電源遮断状態における感電対策を行ないつつ小型化及び低コスト化を実現できる。

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

さらに、本発明の実施の形態5に係るコンバータ装置は、上記接続点と平滑コンデンサとの間に、上記接続点から平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備える。

図9は、本発明の実施の形態5に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置5Aは、図1に記載されたコンバータ装置1と比較して、直流電圧ライン上にダイオードが配置されている点のみが構成として異なる。図1に記載されたコンバータ装置1と構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

ダイオード64は、アノードがブリッジダイオード11と放電回路30との接続点に接続され、カソードが平滑コンデンサ13の正極に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13の残留電荷の放電を防止し、Xコンデンサ12の残留電荷のみを放電させる機能を有する。つまり、ダイオード64の配置の有無により、放電対象としてXコンデンサ12のみ、もしくはXコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の両方、を選択できる。

図10は、本発明の実施の形態5の第1の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置5Bは、図9に記載されたコンバータ装置5Aと比較して、直流電圧ライン上のダイオードの配置位置のみが構成として異なる。図9に記載されたコンバータ装置5Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

本変形例のダイオード64は、アノードがブリッジダイオード11のカソードに接続され、カソードが放電回路30と平滑コンデンサ13の正極との接続点に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13及びXコンデンサ12の双方の残留電荷の放電が可能である。

図11Aは、本発明の実施の形態5の第2の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置6Aは、図9に記載されたコンバータ装置5Aと比較して、AC遮断検出回路20が直流電圧ライン上に接続されている点が構成として異なる。図9に記載されたコンバータ装置5Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

本変形例のAC遮断検出回路20は、ブリッジダイオード11のカソードとダイオード64のアノードとの接続点に接続されている。この接続により、AC遮断検出回路20を直流電圧ラインに接続することで、交流電圧ラインにAC遮断検出回路20が接続されているコンバータ装置1に必須配置されていた整流用のダイオード111A及び111Bが不要となる。また、ブリッジダイオード11の前段に配置された場合には、外部サージ電圧の影響を受けるのに対し、AC遮断検出回路20を外部サージ電圧から保護することができる。

また、放電回路30も、ブリッジダイオード11のカソードとダイオード64のアノードとの接続点に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13の残留電荷の放電を防止し、Xコンデンサ12の残留電荷のみを放電させる機能を有する。

次に、ブリッジダイオード11のカソードとダイオード64のアノードとの接続点に接続されたAC遮断検出回路の構成について説明する。

図11Bは、本発明の実施の形態5の第2の変形例に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置6Aは、図11Aに記載されたコンバータ装置6AにおけるAC遮断検出回路20の具体的回路構成を示すものである。以下、AC遮断検出回路20の回路構成及び回路動作について説明する。

AC遮断検出回路20は、抵抗211及び212、電圧比較器220、インバータ回路213、218及び219、P型MOSFET215、N型MOSFET216、定電流源214、ならびにコンデンサ217で構成される。

ブリッジダイオード11で整流された電圧は抵抗211と抵抗212とで分圧される。分圧された電圧は電圧比較器220の正極に入力される。電圧比較器220は、基準電圧Vrefと上記分圧された入力電圧とを比較し、当該入力電圧が基準電圧Vrefよりも高くなったときにHレベルの信号を生成し、入力電圧が基準電圧Vrefよりも低くなったときにLレベルの信号を生成する。このHレベルの信号は、インバータ回路213を経由してLレベルの信号に変換され、このLレベルの信号がゲートに入力されたP型MOSFET215はオン状態となり、N型MOSFET216はオフ状態となる。

P型MOSFET215がオン状態となると、定電流源214からP型MOSFET215を経由してコンデンサ217に電荷が蓄えられ、Vc点の電圧が上昇する。一定期間Tが経ってVcの電圧がインバータ回路218の閾値Vthを超えると、インバータ回路218の出力はHレベルからLレベルに切り替わり、インバータ回路219を経由してHレベルの信号に切り替わり、AC遮断検出信号Vacoffとして出力される。なお、一定期間Tは交流電源の周期の半分以上であればよい。

そして、電圧比較器220がLレベルの信号を生成した時はインバータ回路213を経由してHレベルの信号に変換され、このHレベルの信号がゲートに入力されたP型MOSFET215はオフ状態となり、N型MOSFET216はオン状態となる。

P型MOSFET215がオフ状態となると、定電流源214からコンデンサ217に電流の供給は停止し、N型MOSFET216がオン状態となるためコンデンサ217に蓄えられた電荷は放電されVc点の電圧はLレベルにリセットされる。すると、インバータ回路218の出力はLレベルからHレベルに切り替わり、このHレベルの信号はインバータ回路219を経由してLレベルの信号に切り替わるので、AC遮断検出信号Vacoffは出力されなくなる。

図11Cは、AC遮断検出回路の動作を表すタイミングチャートである。Vaは電圧比較器220の正極の入力電圧、Vbは電圧比較器220の出力電圧、及びVcはコンデンサ217とインバータ回路218との接続点の電圧を示す。

通常動作時では、一定の周期でVaの電圧は基準電圧Vrefを通過するので、Vaの電圧が基準電圧Vrefを高レベル側から低レベル側に通過するタイミングでVcはリセットされ、AC遮断検出信号Vacoffは出力されない。しかし、AC遮断されると、Vcがリセットされなくなるので、一定期間Tが経過するとVcはVthに達してAC遮断検出信号Vacoffが出力される。

なお、図1に記載されたコンバータ装置1のように、交流電圧ラインにAC遮断検出回路20が接続された場合であっても、AC遮断検出回路20の回路構成及び回路動作は、上述した回路構成及び回路動作と同様である。

また、商用の交流電源に接続されるコンバータ装置には、雷サージ対策がなされるのが一般的である。雷サージの代表的な対策部品としてバリスタがある。バリスタは交流電圧ライン間に接続される(図には記載していない)。雷サージはこのバリスタを経由してグランドへ逃がされる。このときに大電流が交流電圧ラインを通ってバリスタに流れるため、この交流電圧ラインにAC遮断検出回路が接続されていると、その大電流の一部が流れ込みAC遮断検出回路を破壊する恐れがある。しかし、ブリッジダイオード11の整流後のラインにAC遮断検出回路20を接続すれば、雷サージの影響はブリッジダイオード11の前段のバリスタが吸収してくれるので、AC遮断検出回路20を雷サージから保護することができる。

図12は、本発明の実施の形態5の第3の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置6Bは、図11Aに記載されたコンバータ装置6Aと比較して、直流電圧ライン上のダイオードの配置位置のみが構成として異なる。図11Aに記載されたコンバータ装置6Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

本変形例のダイオード64は、アノードがブリッジダイオード11のカソードに接続され、カソードが放電回路30と平滑コンデンサ13の正極との接続点に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13及びXコンデンサ12の双方の残留電荷の放電が可能である。

なお、本実施の形態では、コンバータ装置5A、5B、6A及び6Bの基本的な回路構成を例示して説明したが、直流電圧ラインにダイオード64を挿入するという本実施の形態の構成は、実施の形態1〜4に記載された全てのコンバータ装置に適用でき、放電対象を限定できるという同様の効果が奏され、本発明の範囲に含まれる。

なお、本変形例に係るコンバータ装置6Bにおいて、ダイオード64の有無にかかわらず平滑コンデンサ13及びXコンデンサ12の双方の残留電荷の放電が可能であるが、AC遮断検出回路20を直流電圧ラインに接続する場合には、ダイオード64の配置は必須である。ダイオード64が配置されない場合には、直流電圧ライン上には平滑コンデンサ13により平滑化された直流電圧が印加されているので、図11Bで説明したような直流電圧のリップルを検出してAC電源が供給されていることを検出することが不可能であるからである。

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

さらに、本発明の実施の形態6に係るコンバータ装置は、上記接続点と平滑コンデンサとの間に、上記接続点から平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードと、上記接続点と平滑コンデンサとの間に、当該ダイオードと並列接続された抵抗素子とを備える。

図13は、本発明の実施の形態6に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置7は、図9に記載されたコンバータ装置5Aと比較して、ダイオード64と並列接続された抵抗素子75が配置された点のみが構成として異なる。図9に記載されたコンバータ装置5Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

抵抗素子75は、直流電圧ライン上で放電回路30が接続された点と平滑コンデンサの正極との間であって、ダイオード64と並列接続されている。抵抗素子75の抵抗値としては、数十kΩ〜数MΩ程度であることが好ましい。

実施の形態5に係るコンバータ装置5Aでは、Xコンデンサ12の残留電荷のみ放電させるのに対し、本実施の形態に係るコンバータ装置7によれば、Xコンデンサ12の残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサ13の残留電荷も放電することができる。

以下、上記優先放電が必要な理由を説明する。電源プラグを抜いてからの電源プラグの残留電圧(本願ではXコンデンサ12の残留電圧に相当する)については、特許文献1でも記載されているように、安全規格が定められている。この安全規格を満たすには、Xコンデンサ12の残留電荷を所定の期間内に放電させる必要があり、例えば、実施の形態5に係るコンバータ装置5Aのように、Xコンデンサ12の残留電荷のみを放電させる構成が最良の形態の一つとなる。しかし、この場合、平滑コンデンサ13の残留電荷は放電できないので、例えば、サービスエンジニアがメンテナンス等でコンバータ装置に触れる際に、この平滑コンデンサ13に接触すると感電する危険がある。よって、上記観点からすれば、Xコンデンサ12の残留電荷のみを放電させることは感電防止対策としては不十分となる。

そこで、本実施の形態に係るコンバータ装置7のように、抵抗素子75を接続することにより、Xコンデンサ12の残留電荷を優先的に放電させつつ、所定時間経過すれば平滑コンデンサ13の残留電荷も放電できるので、平滑コンデンサ13の残留電荷により感電することを防止できる。よって、抵抗素子75を一つ追加するだけで、Xコンデンサ12と平滑コンデンサ13の両方の残留電荷が放電できるようになるので、コストの増加、実装面積の拡大も最小限で抑えることができる。

図14は、本発明の実施の形態6の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置8は、図13に記載されたコンバータ装置7と比較して、AC遮断検出回路20が直流電圧ライン上に接続されている点が構成として異なる。図13に記載されたコンバータ装置7と構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

本変形例のAC遮断検出回路20は、ブリッジダイオード11のカソードとダイオード64のアノードとの接続点に接続されている。この接続により、AC遮断検出回路20を直流電圧ラインに接続することで、交流電圧ラインにAC遮断検出回路20が接続されているコンバータ装置7に必須配置されていた整流用のダイオード111A及び111Bが不要となる。また、ブリッジダイオード11の前段に配置された場合には、外部サージ電圧の影響を受けるのに対し、AC遮断検出回路20を外部サージ電圧から保護することができる。

なお、本実施の形態では、コンバータ装置7及び8の基本的な回路構成を例示して説明したが、直流電圧ラインにダイオード64及び抵抗素子75を挿入するという本実施の形態の構成は、実施の形態1〜5に記載された全てのコンバータ装置に適用でき、放電対象を限定できるという同様の効果が奏され、本発明の範囲に含まれる。

(実施の形態7)
本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、“半整流された交流電圧の遮断を検出して”AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

また、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置は、さらに、平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、当該スイッチ素子でオンオフされた端子電圧を所望の直流電圧に変換して負荷に供給する入出力変換部と、スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、接合型トランジスタのソース端子は、レギュレータに接続されている。

また、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置は、具体的には、第1放電用スイッチの一端は接合型トランジスタのソース端子に接続され、第1放電用スイッチの他端は接地され、放電回路は、レギュレータから制御回路への電流経路とは独立した経路で、接合型トランジスタ及び第1放電用スイッチを経て残留電荷を接地放電させる。

図15Aは、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置9Aは、図1に記載されたコンバータ装置1と比較して、全波整流された交流電圧を検出するAC遮断検出回路20が、半整流された交流電圧を検出するAC遮断検出回路21に換わり、ダイオード111Aとダイオード111Bとが不要となっている点が異なる。以下、異なる点のみ説明する。

AC遮断検出回路21は、交流電圧ラインに直接接続され、ブリッジダイオード11により半整流された直流電圧の変化を検出することで、入力交流電圧が遮断されたことを検出できる。具体的には、AC遮断検出回路21は、交流電源101とコンバータ装置9Aとが非導通となったこと、つまり、入力交流電圧が遮断されたことを検知し、このとき、AC遮断検出信号Vacoffを出力する。

図15Bは、本発明の実施の形態7に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置9Aは、図15Aに記載されたコンバータ装置9AにおけるAC遮断検出回路21の具体的回路構成を示すものである。以下、AC遮断検出回路21の回路構成及び回路動作について説明する。

AC遮断検出回路21は、図11Bに記載されたAC遮断検出回路20と比較して、電圧比較器220の出力とタイマー回路230の入力との間にパルス発生回路231が接続されている点と、抵抗211の一端がブリッジダイオードのカソード端子ではなくXコンデンサ12の他端に接続されている点が構成として異なる。図11Bに記載されたコンバータ装置6Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

AC遮断検出回路21は、抵抗211及び212と、電圧比較器220と、パルス発生回路231と、タイマー回路230とで構成される。パルス発生回路231は、インバータ回路201、202、203、204、206、207及び208と、NOR回路205、209及び210とで構成される。タイマー回路230は、インバータ回路213、218及び219と、P型MOSFET215と、N型MOSFET216と、定電流源214と、コンデンサ217とで構成される。

電圧比較器220から生成された信号は、インバータ回路201及び202とNOR回路205とに入力される。電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わると、NOR回路205とインバータ回路202及び201とにLレベルの信号が入力される。インバータ回路202に入力されたLレベルの信号は、インバータ回路203及び204を介してHレベルの信号に変換される。ただし、インバータ回路202に入力されたLレベルの信号がHレベルの信号に変換されてNOR回路205に入力されるまでには、約数十から数百ns程度の時間の遅れが生じる。よって、この信号の変換期間では、NOR回路205には、インバータ回路204からのLレベルの信号と電圧比較器220からのLレベルの信号が入力されるので、NOR回路205からはHレベルの信号が出力される。一方、上記信号の変換後では、NOR回路205には、インバータ回路204からのHレベルの信号と電圧比較器220からの直接のLレベルの信号が入力されるので、NOR回路205からはLレベルの信号が出力される。つまり、電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わると、NOR回路205からは約数十から数百ns程度のHレベルのパルス信号が出力され、このパルス信号がNOR回路210に入力される。

一方、電圧比較器220からインバータ回路201に入力されたLレベルの信号はHレベルの信号に変換され、このHレベルの信号はNOR回路209に直接入力される。また、電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わる前は、インバータ回路208からHレベルの信号がNOR回路209に入力されているので、電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わる間は、NOR回路209の2つの入力の少なくとも一つにはHレベルの信号が入力されているため、NOR回路209からはLレベルの信号が生成され、NOR回路210に入力されている。

以上より、電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わると、NOR回路210にはNOR回路205から生成されるHレベルのパルス信号とNOR回路209から生成されるLレベルの信号とが入力され、NOR回路210からはLレベルのパルス信号が出力される。このLレベルのパルス信号はインバータ回路213を経由して、Hレベルのパルス信号に変換され、このHレベルのパルス信号がゲートに入力されたP型MOSFET215はオフ状態となり、N型MOSFET216はオン状態となる。

P型MOSFET215がオフ状態となると、定電流源214からコンデンサ217に電流の供給は停止し、N型MOSFET216がオン状態となるためコンデンサ217に蓄えられた電荷は放電されVg点の電圧はLレベルにリセットされる。その結果、インバータ回路218の出力はHレベルに維持され、AC遮断検出信号VacoffはLレベルの信号で維持される。

さらに、電圧比較器220で生成される信号がLレベルの信号からHレベルの信号に切り替わると、NOR回路210にはNOR回路205から生成されるLレベルの信号とNOR回路209から生成されるHレベルのパルス信号が入力され、NOR回路210からはLレベルのパルス信号が出力される。以降の回路動作は電圧比較器220で生成される信号がHレベルの信号からLレベルの信号に切り替わる時と同じである。

そして、NOR回路210からLレベルのパルス信号が生成されず、Hレベルの信号が生成されている時には、インバータ回路213を経由してLレベルの信号に切り替わり、P型MOSFET215はオン状態となり、N型MOSFET216はオフ状態となる。

P型MOSFET215がオン状態となると、定電流源214からP型MOSFET215を経由してコンデンサ217に電荷が蓄えられ、Vg点の電圧が上昇する。一定期間Tが経ってVgの電圧がインバータ回路218の閾値Vthを超えると、インバータ回路218の出力はHレベルからLレベルに切り替わり、インバータ回路219を経由してHレベルの信号に切り替わり、AC遮断検出信号Vacoffとして出力される。なお、一定期間Tは交流電源の周期の半分以上であればよい。

図15Cは、AC遮断検出回路21の動作を表すタイミングチャートである。Vdは電圧比較器220の正極の入力電圧、Veは電圧比較器220の出力電圧、VfはNOR回路210の出力電圧、及びVgはコンデンサ217とインバータ回路218との接続点の電圧を示す。

通常動作時では、一定の周期でVdの電圧は基準電圧Vrefを通過するので、Vdの電圧が基準電圧Vrefを高レベル側から低レベル側に通過するタイミング、及び低レベル側から高レベル側に通過するタイミングとでVgはリセットされ、AC遮断検出信号Vacoffは出力されない。しかし、AC遮断されると、Vgがリセットされなくなるので、一定期間Tが経過するとVgはVthに達してAC遮断検出信号Vacoffが出力される。

また、AC遮断検出回路21は、図1に記載されたコンバータ装置1のように入力交流電圧を整流するために接続されているダイオード111A及び111Bがなく、入力交流電圧が半波整流されていても入力交流電圧が遮断されたことを検出できるため、電源回路の部品点数を削減することができる。さらに、全波整流で入力交流電圧の遮断を検出するときよりも、抵抗211及び212で消費される電力が約半分になるので電源の効率も改善される。

なお、本実施の形態のAC遮断検出回路21は、Xコンデンサ12に残留電荷がある状態でもAC遮断を検出することが出来ればよい。

(実施の形態8)
本発明の実施の形態8に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、“半整流された交流電圧の遮断を検出して”AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、ブリッジダイオードのカソードと平滑コンデンサとの接続点に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され、上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

さらに、本発明の実施の形態8に係るコンバータ装置は、上記接続点と平滑コンデンサとの間に、上記接続点から平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備える。

図16は、本発明の実施の形態8に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置10Aは、図15Aに記載されたコンバータ装置9Aと比較して、直流電圧ライン上にダイオードが配置されている点のみが構成として異なる。図15Aに記載されたコンバータ装置9Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

ダイオード64は、アノードがブリッジダイオード11と放電回路30との接続点に接続され、カソードが平滑コンデンサ13の正極に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13の残留電荷の放電を防止し、Xコンデンサ12の残留電荷のみを放電させる機能を有する。つまり、ダイオード64の配置の有無により、放電対象としてXコンデンサ12のみ、もしくはXコンデンサ12及び平滑コンデンサ13の両方、を選択できる。

図17は、本発明の実施の形態8に係る第1の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置10Bは、図16に記載されたコンバータ装置10Aと比較して、直流電圧ライン上のダイオードの配置位置のみが構成として異なる。図16に記載されたコンバータ装置10Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

本変形例のダイオード64は、アノードがブリッジダイオード11のカソードに接続され、カソードが放電回路30と平滑コンデンサ13の正極との接続点に接続されている。この接続により、ダイオード64は、放電回路30が放電動作を実行する場合に、平滑コンデンサ13及びXコンデンサ12の双方の残留電荷の放電が可能である。

図18は、本発明の実施の形態8に係る第2の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置10Cは、図16に記載されたコンバータ装置10Aと比較して、ダイオード64と並列接続された抵抗素子75が配置された点のみが構成として異なる。図16に記載されたコンバータ装置10Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

抵抗素子75は、直流電圧ライン上で放電回路30が接続された点と平滑コンデンサ13の正極との間であって、ダイオード64と並列接続されている。抵抗素子75の抵抗値としては、数十kΩ〜数MΩ程度であることが好ましい。

実施の形態8に係るコンバータ装置10Aでは、Xコンデンサ12の残留電荷のみ放電させるのに対し、本実施の形態に係るコンバータ装置10Cによれば、Xコンデンサ12の残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサ13の残留電荷も放電することができる。

(実施の形態9)
本発明の実施の形態9に係るコンバータ装置は、入力交流電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ装置であって、入力交流電圧を整流するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、ブリッジダイオードの後段に配置された、ブリッジダイオードで整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時に、“半整流された交流電圧の遮断を検出して”AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、アクロスザラインコンデンサの一端にアノードが接続された第1ダイオードと、アクロスザラインコンデンサの他端にアノードが接続された第2ダイオードと、第1ダイオードのカソード及び第2ダイオードのカソードの両方に接続され、AC遮断検出信号がAC遮断検出回路から出力された場合に、第1ダイオード及び第2ダイオードを介して平滑コンデンサ及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、放電回路は、ドレイン端子が上記接続点に接続され上記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、当該接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され上記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える。

図19は、本発明の実施の形態9に係るコンバータ装置の具体的な回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置11Aは、図16に記載されたコンバータ装置10Aと比較して、ダイオード112A及び112Bとを備え、JFET301のドレインの接続点が、ダイオード112Aとダイオード112Bのカソードになっている点と、ダイオード64が除かれている点が異なる。図16に記載されたコンバータ装置10Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

入力交流電圧が遮断されると、Xコンデンサ12の残留電荷はダイオード112A及び112Bを介して放電回路30から放電される。

さらに、本発明の実施の形態9の効果について説明する。コンバータ装置10Aの場合、電源出力が数10W程度の電源回路ではダイオード64を流れる電流が小さいので、ダイオード64の発熱は問題にならない。しかし、電源出力が100W程度になるとダイオード64に流れる電流が大きくなり、ダイオード64の発熱が問題となる可能性がある。この発熱を抑えるためには、放熱板をダイオード64に実装するか、定格電流の大きなダイオード64を使用するか、少なくともいずれか一方の対策が必要となる。しかし、放熱板をダイオード64に実装すると実装面積が大きくなってしまい、放熱板分のコストが増加する。また、ダイオード64の定格電流を大きくすると、それに応じてダイオード64のサイズも大きくなり、さらにダイオードのコストも増加する。

そこで、電源出力の大きい場合は、コンバータ装置11Aのような構成にすれば、上記対策をとらなくても、放電回路の接続を変えるだけでコストの増加、実装面積の拡大も最小に抑えることができる。

図20は、本発明の実施の形態9の変形例に係るコンバータ装置の一構成例を示す回路構成図である。同図に記載されたコンバータ装置11Bは、図19に記載されたコンバータ装置11Aと比較して、接合型トランジスタのドレインとブリッジダイオードのカソードとの間に抵抗素子75が接続されている点のみが構成として異なる。図19に記載されたコンバータ装置11Aと構成が同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。

抵抗素子75は、一端が、ブリッジダイオード11と平滑コンデンサ13の正極との間に接続され、他端が、ダイオード112A及び112Bのカソードに接続されている。抵抗素子75の抵抗値としては、数十kΩ〜数MΩ程度であることが好ましい。

実施の形態9に係るコンバータ装置11Aでは、Xコンデンサ12の残留電荷のみ放電させるのに対し、本変形例に係るコンバータ装置11Bによれば、Xコンデンサ12の残留電荷を優先的に放電し、かつ、平滑コンデンサ13の残留電荷も放電することができる。

上記優先放電が必要な理由は実施の形態6に係るコンバータ装置7と同様である。

以上、本発明に係るコンバータ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態2〜4に係るコンバータ装置2〜4の入出力変換部60を、実施の形態1の第2の変形例〜第4の変形例に係るコンバータ装置1C〜1Eの入出力変換部61〜63で置き換えた構成も、本発明の範囲に含まれ、同様の効果が奏される。

また、実施の形態7〜9に係るコンバータ装置において、AC遮断検出回路21を、実施の形態1〜6に記載されたAC遮断検出回路20と置き換えたコンバータ装置も、本発明の範囲に含まれ、同様の効果が奏される。

また、上記実施の形態1〜9に係るコンバータ装置に備えられ、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時にAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路20と、ブリッジダイオード11のカソードと平滑コンデンサ13との接続点に接続され、AC遮断検出信号VacoffがAC遮断検出回路20から出力された場合に、平滑コンデンサ13及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路と、整流された直流電圧を所望の直流電圧へと調整するための制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、当該放電回路は、残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタ301と、接合型トランジスタ301で降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、接合型トランジスタ301の降圧側端子であるソース端子はレギュレータに接続されていることを特徴とする半導体装置も本発明の範囲に含まれる。

また、上記実施の形態7〜9に係るコンバータ装置に備えられ、入力端子への入力交流電圧の入力が遮断された時にAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路21と、ブリッジダイオード11のカソードと平滑コンデンサ13との接続点に接続され、AC遮断検出信号VacoffがAC遮断検出回路21から出力された場合に、平滑コンデンサ13及びアクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路と、整流された直流電圧を所望の直流電圧へと調整するための制御回路と、当該制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、当該放電回路は、残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタ301と、接合型トランジスタ301で降圧された電圧を放電させる放電用スイッチとを備え、接合型トランジスタ301の降圧側端子であるソース端子はレギュレータに接続されていることを特徴とする半導体装置も本発明の範囲に含まれる。

また、上記半導体装置に含まれる各処理部は、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。

また、集積回路化はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、又はLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて各処理部の集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性として考えられる。

また、実施の形態1〜9に係るコンバータ装置は、交流電源を所望の直流電圧を有する直流電源へと変換する電源変換装置を例示して説明してきたが、本発明のコンバータ装置はこれに限られない。本発明のコンバータ装置は、LED(Light Emittinng Diode)を負荷とし、当該LEDに所望の直流電圧を供給するLED駆動装置としても適用できる。この場合においても、実施の形態1〜9において説明した構成を適用でき、同様の効果が奏される。

また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

本発明は、感電対策をしつつ小型化及び低コストが要求されるコンバータ装置に適用され、特に、AC−DCコンバータ、電源装置及びLED駆動装置などに有用である。

1、1A、1B、1C、1D、1E、2、3、4、5A、5B、6A、6B、7、8、9A、10A、10B、10C、11A、11B コンバータ装置
11 ブリッジダイオード
12 アクロスザラインコンデンサ(Xコンデンサ)
13、112、602 平滑コンデンサ
20、21 AC遮断検出回路
30、32、33 放電回路
40、41 レギュレータ
50、51、52、53 制御回路
60、61、62、63 入出力変換部
64、111A、111B、112A、112B、113、601、611、615、635 ダイオード
70、401 スイッチ素子
75 抵抗素子
101 交流電源
102 負荷
201、202、203、204、206、207、208、213、218、219 インバータ回路
205、209、210 NOR回路
211、212 抵抗
214 定電流源
215 P型MOSFET
216 N型MOSFET
217、613、616、621 コンデンサ
220、402、413 電圧比較器
301 接合型トランジスタ(JFET)
302、303 放電用スイッチ素子
612、614、634 コイル
T1 トランス

Claims (20)

  1. 入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、
    アノード端子及びカソード端子を有し、前記入力交流電圧を整流する整流器と、
    前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、
    前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
    入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、AC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、
    前記整流器のカソード端子と前記平滑コンデンサとを接続する第1接続点に接続され、前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの少なくとも一方の残留電荷を放電させる放電回路とを備え、
    前記放電回路は、
    ドレイン端子が前記第1接続点に接続され、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、
    前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記AC遮断検出信号の出力値に応じて、前記残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える
    コンバータ装置。
  2. 前記整流器は、少なくとも前記入力交流電圧を半波整流する機能を有し、
    前記AC遮断検出回路は、前記入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半波整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力する
    請求項1に記載のコンバータ装置。
  3. さらに、
    前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記第1接続点から前記平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備え、
    前記AC遮断検出回路は、前記整流器の前段に接続されている
    請求項1または2に記載のコンバータ装置。
  4. さらに、
    前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記ダイオードと並列接続された抵抗素子を備える
    請求項3に記載のコンバータ装置。
  5. さらに、
    前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間、あるいは、前記整流器のカソード端子と前記第1接続点との間に、前記整流器のカソード端子から前記平滑コンデンサへ向かう方向を順方向として直列挿入されたダイオードを備え、
    前記AC遮断検出回路は、前記整流器のカソード端子に接続されている
    請求項1に記載のコンバータ装置。
  6. 前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記ダイオードが挿入され、
    さらに、
    前記第1接続点と前記平滑コンデンサとの間に、前記ダイオードと並列接続された抵抗素子を備える
    請求項5に記載のコンバータ装置。
  7. 入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、
    アノード端子及びカソード端子を有し、前記入力交流電圧を整流する整流器と、
    前記整流器の前段に接続され、アノード端子及びカソード端子を有する整流素子と、
    前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、
    前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
    前記整流器の前段に接続され、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって半波整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、
    前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記アクロスザラインコンデンサの残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる放電回路とを備え、
    前記放電回路は、
    ドレイン端子が、前記整流素子のカソード端子に接続された、前記残留電荷を放電させるときの放電電圧を降圧する接合型トランジスタと、
    前記接合型トランジスタの降圧側端子であるソース端子に接続され、前記AC遮断検出信号の出力値に応じて、前記残留電荷を、放電させる第1放電用スイッチとを備える
    コンバータ装置。
  8. 入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ装置であって、
    アノード端子及びカソード端子を有し、入力交流電圧を整流する整流器と、
    前記整流器の前段に接続され、アノード端子及びカソード端子を有する整流素子と、
    前記整流器の前段に配置された、ラインノイズを低減するためのアクロスザラインコンデンサと、
    前記整流器の後段に配置された、前記整流器で整流された整流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
    前記整流器の前段に接続され、入力端子への前記入力交流電圧の入力が遮断された時に、前記整流器によって整流された前記入力交流電圧を検出してAC遮断検出信号を出力するAC遮断検出回路と、
    前記AC遮断検出信号が前記AC遮断検出回路から出力された場合に、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの両方の残留電荷を、前記整流素子を介して放電させる放電回路と、
    前記平滑コンデンサの残留電荷の放電経路となる抵抗素子とを備え、
    前記放電回路は、
    前記整流素子のカソード端子と接続され、
    前記整流器のカソード端子と前記平滑コンデンサとを接続する第1接続点と前記抵抗素子を介して接続され、
    前記AC遮断検出信号の出力値に応じて、前記平滑コンデンサ及び前記アクロスザラインコンデンサの両方の残留電荷を放電させる第1放電用スイッチとを備える
    コンバータ装置。
  9. 前記AC遮断検出回路に入力される信号は、前記入力交流電圧が前記整流器によって半波整流された信号である
    請求項8に記載のコンバータ装置。
  10. ドレイン端子が前記整流器のカソード端子と前記抵抗素子に接続され、ソース端子が前記第1放電用スイッチに接続された接合型トランジスタを備える
    請求項9に記載のコンバータ装置。
  11. さらに、
    前記平滑コンデンサの端子電圧をオンオフするスイッチ素子と、
    前記スイッチ素子でオンオフされた前記端子電圧を所望の直流電圧に変換し、当該直流電圧を負荷に供給する入出力変換部と、
    前記スイッチ素子のオンオフを制御する制御回路と、
    前記制御回路に電源電圧を供給するレギュレータとを備え、
    前記接合型トランジスタの前記ソース端子は、前記レギュレータに接続されている
    請求項1、2、5〜7、及び10のいずれか1項に記載のコンバータ装置。
  12. 前記第1放電用スイッチの一端は前記接合型トランジスタの前記ソース端子に接続され、前記第1放電用スイッチの他端は接地され、
    前記放電回路は、前記レギュレータから前記制御回路への電流経路とは独立した経路で、前記接合型トランジスタ及び前記第1放電用スイッチを経由して前記残留電荷を接地放電させる
    請求項11に記載のコンバータ装置。
  13. 前記レギュレータは、前記第1放電用スイッチを含み、当該第1放電用スイッチを経由して前記制御回路に電力を供給し、
    前記放電回路は、前記第1放電用スイッチを導通状態にして前記残留電荷を放電させる
    請求項11に記載のコンバータ装置。
  14. 前記第1放電用スイッチは、前記AC遮断検出信号に対応した信号がゲートに印加されることにより導通状態となる
    請求項13に記載のコンバータ装置。
  15. 前記制御回路は、前記AC遮断検出信号が入力されることにより、前記スイッチ素子を非導通状態とし、
    前記第1放電用スイッチは、前記スイッチ素子の非導通状態により前記電源電圧が参照電圧以下となったときに導通状態となる
    請求項13に記載のコンバータ装置。
  16. 前記放電回路は、さらに、前記第1放電用スイッチと前記制御回路とを接続する第2接続点と接地端子との間に第2放電用スイッチを備え、
    前記第2放電用スイッチは、前記AC遮断検出信号がゲートに印加されることにより導通状態となることで、前記電源電圧を降圧させ、
    前記第1放電用スイッチは、前記電源電圧が降圧することにより導通状態となることで、前記残留電荷を放電させる
    請求項13に記載のコンバータ装置。
  17. 前記AC遮断検出回路は、
    前記整流器で整流された前記入力交流電圧が正の基準電圧値と一致する時間間隔が第1の予め設定された時間を越える時に前記AC遮断検出信号を出力する
    請求項1、2及び5〜10のいずれか1項に記載のコンバータ装置。
  18. 前記第1の予め設定された時間は、
    前記入力交流電圧が定常動作状態時の、前記整流器で整流された前記入力交流電圧が前記正の基準電圧値と一致する時間間隔の最長値、より長く設定される
    請求項17に記載のコンバータ装置。
  19. 前記第1の予め設定された時間は、
    前記整流器によって半波整流された前記入力交流電圧の周期時間よりも短く設定される
    請求項18に記載のコンバータ装置。
  20. 前記AC遮断検出回路は、
    前記整流器で整流された前記入力交流電圧と前記正の基準電圧値とを比較して比較結果信号を出力する電圧比較器と、
    前記比較結果信号が変化する時に、第2の予め設定された時間のパルス幅のパルス信号を出力するパルス発生回路と、
    前記パルス信号の入力によってタイマー状態が初期化され、初期化されてから前記第1の予め設定された時間が経過すると前記AC遮断検出信号を出力するタイマー回路とを備える
    請求項19に記載のコンバータ装置。
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