JPH06178553A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流を交流に変換する各インバータを構成す
る各スイッチング回路毎に比較的小容量の平滑用コンデ
ンサを設けて全体をコンパクト化する。 【構成】 商用電源電圧を整流、平滑して直流電圧を生
成する整流回路２および平滑用コンデンサ３、４と、直
流電圧を上記商用電源電圧の周波数に比して高い周波数
の交流電圧に変換する複数のスイッチング回路７、１０
からなるインバータ１１とを備え、上記平滑用コンデン
サは上記スイッチング回路毎にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源装置に関し、特に
商用電源電圧を整流、平滑して直流電圧を生成し、この
直流電圧をインバータで上記商用電源電圧に比して高い
周波数をもった交流電圧に変換して出力するＡＣ−ＡＣ
コンバータ形式の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接器用の電源装置、各種光学プロジェ
クタ用電源装置、その他の各種の電気機器用の電源装置
として所謂ＡＣ−ＡＣコンバータ形式の電源装置が使用
されている。周知のように、ＡＣ−ＡＣコンバータ形式
の電源装置は６０Ｈｚあるいは５０Ｈｚの商用交流電圧
を２０ＫＨｚ乃至５０ＫＨｚの高い周波数をもった交流
電圧に変換して出力するものである。出力交流電圧の周
波数を上記のように２０ＫＨｚ乃至５０ＫＨｚといった
ような高い周波数にするのは、変圧器やリアクトルが商
用電源電圧を使用した場合に比して著しく小型化し、延
いては電源装置全体の小型化に寄与するからである。

【０００３】図４は従来のＡＣ−ＡＣコンバータ形式の
電源装置の主要部の概略回路図で、入力端子３１に供給
される例えば３相商用電源電圧は整流回路３２で整流さ
れ、コンデンサ３３で平滑されて直流電圧が生成され
る。この直流電圧はスイッチング形のインバータ３４に
より例えば２０ＫＨｚ乃至５０ＫＨｚの交流電圧に変換
されて、出力端子４９に発生する。

【０００４】インバータ３４は、直列接続されたトラン
ジスタ３６、３７からなる第１のスイッチング回路３５
と、同じく直列接続されたトランジスタ４６、４７から
なる第２のスイッチング回路４５とによって構成され、
出力端子４９はトランジスタ３６のエミッタとトランジ
スタ３７のコレクタとの接続点、トランジスタ４６のエ
ミッタとトランジスタ４７のコレクタとの接続点にそれ
ぞれ接続されている。各トランジスタのコレクタ−エミ
ッタ間には、スイッチング時のサージ吸収用の抵抗３８
とコンデンサ３９、抵抗４０とコンデンサ４１、抵抗５
８とコンデンサ５９、抵抗６０とコンデンサ６１の直列
回路がそれぞれ接続されている。周知のように、スイッ
チング回路は、各トランジスタのベースに供給されるス
イッチング信号に応答して動作する。

【０００５】インバータ３４を構成するスイッチング回
路３５は１つのパッケージに他の回路素子が組込まれた
基板と絶縁された状態で第１のモジュールとして構成さ
れ、同様にスイッチング回路４５は他の１つのパッケー
ジに他の回路素子が組込まれた基板と絶縁された状態で
第２のモジュールとして構成されている。なお、図４で
は、商用電源は３相電源として示されているが、単相商
用電源が使用されることもある。また、インバータを構
成するスイッチング回路用トランジスタとしては、図示
のバイポーラトランジスタの他にＩＧＢＴ（絶縁ゲート
バイポーラトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴが使用される
こともある。

【０００６】図５は図４のモジュールとして構成された
スイッチング回路３５、４５の各パッケージを冷却フイ
ンを有する放熱板３０に取付けた状態を示す。図５で、
３５１、４５１はスイッチング回路３５、４５のパッケ
ージを示す。パッケージ３５１、４５１ほ放熱板３０に
熱伝導的に取付けられており、パッケージ３５１にはト
ランジスタ３６のコレクタが接続された端子５１とトラ
ンジスタ３７のエミッタが接続された端子５２とが設け
られている。また、パッケージ４５１にはトランジスタ
４６のコレクタが接続された端子５３とトランジスタ４
７のエミッタが接続された端子５４とが設けられてい
る。端子５１、５３にはアルミニウムや銅などの良導電
性金属で作られた接続板５５が接続されており、端子５
３、５４には同様な接続板５６が接続されている。これ
らの接続板５５、５６にはコンデンサ３３が電気的に接
続され且つ機械的に固定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４、図５に示す従来
のＡＣ−ＡＣコンバータ形式の電源装置では、１個の大
型の平滑用コンデンサ３３を使用しているため、全体の
バランスが悪く、取扱いに不便であった。本発明は１個
の大型の平滑用コンデンサを使用する代りにインバータ
を構成する各スイッチング回路毎に比較的小型の平滑用
コンデンサを設けることにより、全体のバランスが良く
コンパクトな形状のＡＣ−ＡＣコンバータ形式の電源装
置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、商用電源電圧
を整流、平滑して直流電圧を生成し、この直流電圧をイ
ンバータを用いて上記商用電源電圧の周波数に比して高
い周波数の交流電圧に変換して交流電圧を取出すＡＣ−
ＡＣコンバータ形式の電源装置で、上記インバータをモ
ジュール化された複数のスイッチング回路によって構成
し、各スイッチング回路毎に比較的小容量の平滑用コン
デンサを接続することにより実現した。

【０００９】

【作用】本発明によれば、モジュール化された各スイッ
チング回路毎に比較的小容量の平滑用コンデンサを接続
して構成されているから、スイッチング回路とこれに接
続された平滑用コンデンサとを１つのユニットとして取
扱うことができ、このユニットを放熱板にバランスよく
取付けて全体をコンパクト化することができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明のＡＣ−ＡＣコンバータ形式の
電源装置で、電気的には図４に示す従来の電源装置と全
く同様で、入力端子１に供給された例えば３相商用電源
電圧を整流回路２で整流し、コンデンサ３、４で平滑し
て直流電圧を生成し、この直流電圧を直列接続されたト
ランジスタ５、６からなる第１のスイッチング回路７
と、直列接続されたトランジスタ８、９からなる第２の
スイッチング回路１０とによって構成されたインバータ
１１によって２０ＫＨｚ乃至５０ＫＨｚの交流電圧に変
換する。出力交流電圧は出力端子１２に発生する。入力
交流電源は単相の商用交流電源であってもよい。また、
スイッチング回路を構成するトランジスタとして図示の
バイポーラトランジスタの代りにＩＧＢＴやＭＯＳＦＥ
Ｔを使用してもよい。

【００１１】図２はモジュールとして構成されたスイッ
チング回路７、１０のパッケージを冷却フインを具えた
放熱板１３に取付けた状態を示す。図２で、７１、１０
１はスイッチング回路７、１０のパッケージを示し、こ
れらのパッケージは放熱板１３に熱伝導的に取付けられ
ている。パッケージ７１にはトランジスタ５のコレクタ
が接続された端子１４とトランジスタ６のエミッタが接
続された端子１５とが設けられており、パッケージ１０
１にはトランジスタ８のコレクタが接続された端子１６
とトランジスタ９のエミッタが接続された端子１７とが
設けられている。端子１４、１６にはアルミニウムや銅
などの良導電性金属で作られた接続板１８が接続されて
おり、端子１５、１７には同様な接続板１９が接続され
ている。これらの各接続板にはパッケージ７１に接近し
て平滑用コンデンサ３が電気的に接続され且つ機械的に
固定されている。また、パッケージ１０１に接近して平
滑用コンデンサ４が接続板１８、１９に電気的に接続さ
れ且つ機械的に固定されている。

【００１２】図１、２に示す実施例は出力電圧として２
０ＫＨｚ乃至５０ＫＨｚの単相交流電圧を発生するもの
であるが、３相交流出力電圧を発生させる場合は、図３
に示すように、図１の電源装置にトランジスタ２１、２
２からなるスイッチング回路２３と平滑用コンデンサ２
０とからなるユニットを追加し、各スイッチング回路の
トランジスタのベースに位相が互いに１２０°ずれたス
イッチング信号を供給すればよい。これによって出力端
子２４に所要の周波数をもった３相交流電圧が得られ
る。

【００１３】

【発明の効果】以上のように、本発明のＡＣ−ＡＣコン
バータ形式の電源装置では、比較的小容量の平滑用コン
デンサを各スイッチング回路毎に分割して設けたので、
各スイッチング回路を平滑用コンデンサを伴った１個の
ユニットとして取扱うことができ、放熱板へバランスよ
く取付けることができ、電源装置全体をコンパクト化す
ることができる。また、各スイッチング回路毎に平滑用
コンデンサを直接接近して設けたことにより、従来の電
源装置で必要としたサージ吸収用の抵抗とコンデンサと
の直列回路を省略することができるという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の第１の実施例の主要部の電
気回路図である。

【図２】図１の電源装置を放熱板に取付けた状態を示す
斜視図である。

【図３】本発明の電源装置の第２の実施例の主要部の電
気回路図である。

【図４】従来の電源装置の主要部の電気回路図である。

【図５】図４の従来の電源装置を放熱板に取付けた状態
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 整流回路 ３ 平滑用コンデンサ ４ 平滑用コンデンサ ７ スイッチング回路 １０ スイッチング回路 １１ インバータ １２ 出力端子 １３ 放熱板 １４ 端子 １５ 端子 １６ 端子 １７ 端子 １８ 接続板 １９ 接続板 ７１ パッケージ １０１ パッケージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 敦史 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源電圧を整流、平滑して直流電圧
   を生成する整流回路および平滑用コンデンサと、この直
   流電圧を上記商用電源電圧に比して高い周波数の交流電
   圧に変換するインバータとからなり、該インバータをモ
   ジュール化された複数のスイッチング回路によって構成
   し、各スイッチング回路毎に平滑用コンデンサを設けた
   ことを特徴とするＡＣ−ＡＣコンバータ形式の電源装
   置。
2. 【請求項２】 モジュール化されたスイッチング回路は
   各別のパッケージに収容されており、該パッケージは放
   熱板に取付けられており、平滑用コンデンサは各パッケ
   ージに設けられた端子に接続板によって電気的に接続さ
   れると共に機械的に固定されていることを特徴とする請
   求項１記載のＡＣ−ＡＣコンバータ形式の電源装置。