(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの経路に分岐し、いずれか一方の経路にチョークコイルを備える交換可能な３端子の高調波電流抑制部と、２つの入力端と２つの出力端とを有するダイオードブリッジ回路と、前記ダイオードブリッジ回路の２つの出力端の間に直列に接続される２つの平滑コンデンサと、前記高調波電流抑制部と前記２つの平滑コンデンサの中点とを接続するスイッチ手段と備え、前記高調波電流抑制部に形成される２つの経路の内、第１の経路は、電源の一端と前記スイッチ手段とを接続し、第２の経路は電源の一端と前記ダイオードブリッジ回路の一方の入力端とを接続し、
前記電源が１００Ｖ系の場合に、前記第１の経路にのみ前記チョークコイルを配設した前記高調波電流抑制部が配設され、前記スイッチ手段がＯＮの状態で使用され、前記電源が２００Ｖ系の場合に、前記第２の経路にのみ前記チョークコイルを配設した前記高調波電流抑制部が配設され、前記スイッチ手段がＯＦＦの状態で使用され、
前記電源の前記一端と、前記ダイオードブリッジ回路の他方の入力端に接続される他端との間に印加される交流電圧が整流して出力されることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
２つの経路に分岐し、いずれか一方の経路にチョークコイルを備える交換可能な３端子の高調波電流抑制部と、２つの入力端と２つの出力端とを有するダイオードブリッジ回路と、前記ダイオードブリッジ回路の２つの出力端の間に直列に接続される２つの平滑コンデンサと、前記高調波電流抑制部と前記２つの平滑コンデンサの中点とを接続するスイッチ手段と備え、前記高調波電流抑制部に形成される２つの経路の内、第１の経路は、電源の一端と前記スイッチ手段とを接続し、第２の経路は電源の一端と前記ダイオードブリッジ回路の一方の入力端とを接続してなる電源装置を用いた電源の整流方法であって、
前記電源が１００Ｖ系の場合に、前記高調波電流抑制部の前記第１の経路にのみ前記チョークコイルを配設し、前記スイッチ手段をＯＮの状態で使用し、前記電源が２００Ｖ系の場合に、前記高調波電流抑制部の前記第２の経路にのみ前記チョークコイルを配設し、前記スイッチ手段をＯＦＦの状態で使用し、
前記電源の入力電圧に応じて、前記高調波電流抑制部に設ける前記チョークコイルの配設経路を選択することを特徴とする電源の整流方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置及び電源の整流方法に関し、特に、１００Ｖ系及び２００Ｖ系の双方に対応できる高調波電流を抑制可能な小型の電源装置及び電源の整流方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電源装置に対しては小型化の要求があるが、日本においてはパーソナルコンピュータなどの電源装置を組み込む機器も小型のものが主流となっている。この種の電源装置の入力電流には高調波電流が含まれており、この高調波電流が商用電源系統に好ましくない影響を与える。そこで、電源装置の高調波電流を抑制する必要があるが、高調波に対応する場合においても小型化が求められている。
【０００３】
この要求に対応するため、特開２０００−６９７５７号公報には、１００Ｖ系だけの高調波に対応した電源装置を小型化する技術が記載されている。上記公報では、２つの入力端と２つの出力端を有するダイオードブリッジ回路と、ダイオードブリッジ回路の一方に入力端が接続された高調波歪低減素子と、ダイオードブリッジ回路の２つの出力端の間に直列に接続された２つのコンデンサと、高調波歪低減素子の他端と２つのコンデンサとの接続点を接続するスイッチとより構成される整流回路が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報にも記載されているように、２００Ｖ系の高調波にも対応した場合は１００Ｖ用、２００Ｖ用のチョークコイルが必要になり、電源装置が大きくなってしまうという欠点があった。
【０００５】
また、パーソナルコンピュータのような出荷先（地域）が決まっている機器では、製造時に１００Ｖ系または２００Ｖ系のどちらかの高調波対応が必要であり、両方に対応した場合は機器のコストを上げてしまうという欠点もあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、１００Ｖ系、２００Ｖ系の高調波規制に対応できる小型、低コストの電源装置を提供することにある。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電源装置は、２つの経路に分岐し、いずれか一方の経路にチョークコイルを備える交換可能な３端子の高調波電流抑制部と、２つの入力端と２つの出力端とを有するダイオードブリッジ回路と、前記ダイオードブリッジ回路の２つの出力端の間に直列に接続される２つの平滑コンデンサと、前記高調波電流抑制部と前記２つの平滑コンデンサの中点とを接続するスイッチ手段と備え、前記高調波電流抑制部に形成される２つの経路の内、第１の経路は、電源の一端と前記スイッチ手段とを接続し、第２の経路は電源の一端と前記ダイオードブリッジ回路の一方の入力端とを接続し、前記電源が１００Ｖ系の場合に、前記第１の経路にのみ前記チョークコイルを配設した前記高調波電流抑制部が配設され、前記スイッチ手段がＯＮの状態で使用され、前記電源が２００Ｖ系の場合に、前記第２の経路にのみ前記チョークコイルを配設した前記高調波電流抑制部が配設され、前記スイッチ手段がＯＦＦの状態で使用され、前記電源の前記一端と、前記ダイオードブリッジ回路の他方の入力端に接続される他端との間に印加される交流電圧が整流して出力されるものである。
【００１１】
また、本発明の電源の整流方法は、２つの経路に分岐し、いずれか一方の経路にチョークコイルを備える交換可能な３端子の高調波電流抑制部と、２つの入力端と２つの出力端とを有するダイオードブリッジ回路と、前記ダイオードブリッジ回路の２つの出力端の間に直列に接続される２つの平滑コンデンサと、前記高調波電流抑制部と前記２つの平滑コンデンサの中点とを接続するスイッチ手段と備え、前記高調波電流抑制部に形成される２つの経路の内、第１の経路は、電源の一端と前記スイッチ手段とを接続し、第２の経路は電源の一端と前記ダイオードブリッジ回路の一方の入力端とを接続してなる電源装置を用いた電源の整流方法であって、前記電源が１００Ｖ系の場合に、前記高調波電流抑制部の前記第１の経路にのみ前記チョークコイルを配設し、前記スイッチ手段をＯＮの状態で使用し、前記電源が２００Ｖ系の場合に、前記高調波電流抑制部の前記第２の経路にのみ前記チョークコイルを配設し、前記スイッチ手段をＯＦＦの状態で使用し、前記電源の入力電圧に応じて、前記高調波電流抑制部に設ける前記チョークコイルの配設経路を選択するものである。
【００１２】
このように、本発明は、切換スイッチにより入力電圧（１００Ｖ系／２００Ｖ系）を切り替える電源装置のチョークコイル部を、各入力電圧に対して最適な部品で構成することにより、共通設計のなかで高調波規制に対応した電源装置を小型化することを可能としている。
【００１３】
具体的には、図１において、入力１から流れる電流は、切換スイッチ４が閉じている場合はチョークコイル部２を通り平滑コンデンサ５に流れる。逆に、切換スイッチ４が開いている場合には、入力１からチョークコイル部２を通りブリッジダイオード３を通り平滑コンデンサ５に流れる。この切換スイッチの状態の差により電流経路が異なるため、切換スイッチにより切換られる入力電圧に適したチョークコイルをその電流経路に配置することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電源装置は、その好ましい一実施の形態において、２つの経路に分岐し、いずれか一の経路にチョークコイルを配設される３端子のチョークコイル部と、２つの入力端と２つの出力端とを有するブリッジダイオードと、ブリッジダイオードの２つの出力端の間に直列に接続される２つの平滑コンデンサと、チョークコイル部と２つの平滑コンデンサの中点とを接続する切替スイッチと備え、電源が１００Ｖ系の場合に、チョークコイルを入力と切替スイッチとの間の経路に設置し、電源が２００Ｖ系の場合に、入力とブリッジダイオードとの間の経路に設置するものであり、切替スイッチを切り替えることにより、１００Ｖ系及び２００Ｖ系の双方に対応可能な小型、低コストの電源装置を実現することができる。
【００１５】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る電源装置及び電源の整流方法ついて、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、本実施例に係る電源装置の構成を示す回路図である。また、図２及び図３は、チョークコイル部の構成を示す回路図であり、図２は１００Ｖ系、図３は２００Ｖ系で使用する場合の構成を示している。また、図４は、１００Ｖ系で使用する場合の電源装置の構成を示す回路図であり、図５は、２００Ｖ系で使用する場合の電源装置の構成を示す回路図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例の電源装置は、内部の所定の電流経路にチョークコイル１３が配設された３端子のチョークコイル部３と、チョークコイル部３の電流経路を切り替える切替スイッチ４と、整流を行うブリッジダイオード５と、電流を平滑化する平滑コンデンサ６、７と、入力１、２と、出力８、９とにより構成される。
【００１７】
入力１、２には交流電源が入力される。入力１は、３端子のチョークコイル部３に接続され、チョークコイル部３の１端子は切換スイッチ４に接続され、残りの１端子はブリッジダイオード５に接続される。また、切換スイッチ４は、直列に接続された平滑コンデンサ６、７の中点に接続される。直列に接続された平滑コンデンサ６、７の両端は、出力８、９とブリッジダイオード５の出力に接続される。
【００１８】
図２及び図３に、チョークコイル部３の構成を示す。接続部１０は入力に接続され、接続部１２は切換スイッチ４に接続される。接続部１１はブリッジダイオード５の入力に接続される。なお、１００Ｖ系に使用する電源装置には、チョークコイル１３が切替スイッチ４側の経路に配置された図２の構成のチョークコイル部を使用し、２００Ｖ系に使用する電源装置には、チョークコイル１３が、ブリッジダイオード５側の経路に配置された図３の構成のチョークコイル部を使用する。
【００１９】
図４は、１００Ｖ系で使用する場合の電源装置の構成であるが、チョークコイル部３には図２の構成のものが使われている。１００Ｖ系で使用するときは、切換スイッチ４はオンで使用され、倍電圧整流回路として動作する。すなわち、電流経路としてはＡＣ入力が正の半周期には、入力１からチョークコイル部３、切換スイッチ４、平滑コンデンサ７、ブリッジダイオード５を通り、入力２に戻り、負の半周期には、入力２からブリッジダイオード５、平滑コンデンサ６、切換スイッチ４、チョークコイル部３を通り、入力１に戻る。このように、半周期ごとに平滑コンデンサ６、７を充電する事で、入力の実効値に対し倍の電圧が出力される。
【００２０】
また、図５は、２００Ｖ系で使用する場合の電源装置の構成であるが、チョークコイル部３には図３の構成のものが使われる。２００Ｖ系で使用する場合は、切換スイッチ４はオフで使用され、全波整流回路として動作する。すなわち、電流経路は、ＡＣ入力が正の半周期には入力１、チョークコイル部３、ブリッジダイオード５、平滑コンデンサ６、７、ブリッジダイオード５、入力２と流れ、負の半周期には入力２、ブリッジダイオード５、平滑コンデンサ６、７、ブリッジダイオード５、チョークコイル部３、入力１と流れ、平滑コンデンサ６、７に充電され、入力の実効値が出力される。
【００２１】
なお、図４の構成において、切換スイッチ４をオフとして２００Ｖ系で使用した場合でも、高調波の抑制は出来ないが全波整流回路として正常に動作する。また、図５においても同様に、倍電圧整流回路として正常に動作する。
【００２２】
このように、入力電圧が１００Ｖ系の場合は図２の構成のチョークコイル部３を用い、２００Ｖ系の場合は図３の構成のチョークコイル部３を用い、切替スイッチ４を１００Ｖ系の場合はＯＮ、２００Ｖ系の場合はＯＦＦに切り替えることにより、電源装置を大きくすることなく、低コストで１００Ｖ系、２００Ｖ系のいずれの場合であってもチョークコイル１３で確実に高調波を抑制することができる。
【００２３】
上記説明では、チョークコイル部３にチョークコイル１３が実装された構成について説明したが、図１において、チョークコイル部３に図２、図３のものでなく、チョークコイル１３が実装されず、チョークコイル部３の３つの端子（１０、１１、１２）が、お互いに直接接続されたものを使用した場合は、高調波対策が無い電源となり、高調波対策が不要なケースにおいてはより安価な電源装置が実現できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電源装置の構成によれば、切替スイッチの切り替えとチョークコイル部の差し替えにより、１００Ｖ系及び２００Ｖ系の双方に対して高調波の抑制が可能となり、電源装置の小型化を達成できるということである。
【００２５】
その理由は、入力電圧に対応したチョークコイル部を使用しているからである。すなわち、１００Ｖ系と２００系を１つのチョークコイルで対応しようとした場合、１００Ｖ系は２００Ｖ系に比べて電圧が半分であるが、電流が２倍であるため、チョークコイルの巻き線の太さは１００Ｖ系に合わせる必要があり、２００Ｖ系は電圧が高いため、必要なインダクタンスも大きくなるため、サイズ的に大きなものになってしまう。
【００２６】
従って、入力電圧に最適なチョークコイル部を使用することにより、１００Ｖ系、２００Ｖ系両方に対応可能な電源装置の小型化を達成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電源装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係る電源装置のチョークコイル部（１００Ｖ系）の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施例に係る電源装置のチョークコイル部（２００Ｖ系）の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施例に係る電源装置（１００Ｖ系）の構成を模式的に示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例に係る電源装置（２００Ｖ系）の構成を模式的に示す回路図である。
【符号の説明】
１、２  入力
３  チョークコイル部
４  切換スイッチ
５  ブリッジダイオード
６、７  平滑コンデンサ
８、９  出力
１０、１１、１２  接続部
１３  チョークコイル
【図１】
0003637009.tif 000002
【図２】
0003637009.tif 000003
【図３】
0003637009.tif 000004
【図４】
0003637009.tif 000005
【図５】
0003637009.tif 000006