(57)【要約】【課題】待機時の消費電力が少なく、交流電源の遮断時には平滑用のコンデンサを速やかに放電させることができる電源装置を提供する。【解決手段】交流電源２から供給される交流電圧を整流する主整流回路６と、主整流回路６で整流された直流電圧を平滑するコンデンサ７とを有する整流平滑回路４を備えた電源装置１において、交流電源２に整流平滑回路４と並列に接続される放電回路５を備えさせる。放電回路５には、交流電源２の通電時には電路を開放し、交流電源２の非通電時には電路を短絡させるスイッチ素子８と、このスイッチ素子８を介してコンデンサ７に接続される放電抵抗９を設け、交流電源２が遮断されたときにはスイッチ素子８を短絡させて放電抵抗９による放電を行わせる。【選択図】図１
2014220881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流電圧を整流して得られた直流電圧を平滑するコンデンサを有する整流平滑回路を備えた電源装置において、
前記交流電源に前記整流平滑回路と並列に接続される前記コンデンサの放電回路を備え、
前記放電回路は、前記交流電源の通電時には電路を開放し、前記交流電源の非通電時には電路を短絡させるスイッチ素子と、このスイッチ素子を介して前記コンデンサに接続される前記コンデンサ用の放電抵抗とを備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記放電回路は、前記交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、この整流回路で整流された直流電圧で充電される第２のコンデンサと、この第２のコンデンサ用の第２の放電抵抗とを備え、
前記交流電源が通電されると、前記第２のコンデンサを充電させて前記スイッチ素子を非作動状態にして前記電路を開放させる一方、前記交流電源が遮断されると、前記第２のコンデンサを放電させて前記スイッチ素子を作動状態にして前記電路を短絡させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第２のコンデンサは、前記整流平滑回路のコンデンサよりも静電容量の小さいコンデンサで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電源装置に関し、より詳細には、交流電源を整流・平滑する整流平滑回路を備えた電源装置における平滑コンデンサの放電技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置においては、商用電源を整流・平滑した直流電圧（ＤＣ１４１Ｖ）を用いて動作する直流負荷（たとえば、ＤＣポンプなど）が備えられているため、給湯装置の電源回路（電源装置）には商用電源から直流電源を得るための整流平滑回路が備えられている。
【０００３】
ところで、このような整流平滑回路においては、商用電源のリップル電圧が大きいと、平滑後の電圧が十分に平滑されないので、平滑用のコンデンサには容量の大きいコンデンサ（たとえば、１４００μＦ程度）が用いられている。
【０００４】
一方、最近の給湯装置は、複数のＤＣポンプが備えられるなど直流負荷の大きなものが提供されており、このように直流負荷が大きい給湯装置においては、放熱や入力電流軽減などの理由から、直流負荷ごとにそれぞれ整流平滑回路を設けた電源装置が提供されている（複数の電源部を備えた電源装置としては、たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２は、このように直流負荷ごとに整流平滑回路を設けた電源装置の回路構成の一例を示している。この図２に示す電源装置は、商用電源ａに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータｂ用の整流平滑回路ｄ１とＤＣポンプｃ用の整流平滑回路ｄ２とを設けており、各整流平滑回路ｄ１、ｄ２を商用電源ａに並列に接続している。すなわち、整流用のブリッジダイオードｅ１と平滑用のコンデンサｆ１とで構成されるＤＣ／ＤＣコンバータｂ用の整流平滑回路ｄ１と、整流用のブリッジダイオードｅ２と平滑用のコンデンサｆ２で構成されるＤＣポンプｃ用の整流平滑回路ｄ２とがそれぞれ商用電源ａに接続されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９３７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このように直流負荷ごとに整流平滑回路を設ける構成には、以下のような問題があった。
【０００８】
すなわち、給湯装置に使用されるＤＣポンプｃは、非動作時のリーク電流が非常に少なく電力をほとんど消費しない電気負荷であることから、たとえば、給湯装置のメンテナンス時などにおいて、交流電源を遮断しても、ＤＣポンプｃ用の整流平滑回路ｄ２のコンデンサｆ２は放電されずに充電された状態を維持してしまうため、作業員が感電するおそれがあった。
【０００９】
この点については、交流電源の遮断時にはコンデンサｆ２が放電されるようにコンデンサｆ２と並列に放電抵抗を設けることが考えられるが、このように放電抵抗を設ける構成を採用すると、交流電源の通電時に放電抵抗で電力が消費されるため、待機時の消費電力が大きくなるという問題がある。特に、コンデンサｆ２の放電を急速に行わせるためには放電抵抗の抵抗値を小さくする必要があるが、抵抗値を小さくするとＤＣポンプｃの動作時や動作待機時における消費電力が増加するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、待機時の消費電力が少なく、交流電源の遮断時には平滑用のコンデンサを速やかに放電させることができる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の電源装置は、交流電源から供給される交流電圧を整流して得られた直流電圧を平滑するコンデンサを有する整流平滑回路を備えた電源装置において、上記交流電源に上記整流平滑回路と並列に接続される上記コンデンサの放電回路を備え、上記放電回路は、上記交流電源の通電時には電路を開放し、上記交流電源の非通電時には電路を短絡させるスイッチ素子と、このスイッチ素子を介して上記コンデンサに接続される上記コンデンサ用の放電抵抗とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に記載の電源装置では、整流平滑回路に備えられるコンデンサの放電抵抗が、交流電源の通電時には電路を開放し、交流電源の非通電時（遮断時）には電路を短絡させるスイッチ素子を介して上記コンデンサに接続されるので、交流電源の通電時には上記放電抵抗には通電されず、そのため、交流電源の通電時における放電抵抗での電力消費が防止される。しかも、交流電源の非通電時、すなわち、交流電源を遮断したときには上記コンデンサと放電抵抗が通電されてコンデンサに充電されていた電荷が確実に放電されるので、メンテナンスなどで交流電源を遮断したときに作業員が感電するおそれが解消される。そのため、非動作時にほとんど電力を消費しない直流負荷（たとえば、ＤＣポンプなど）用の電源装置においては、作業員の感電を有効に防止することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の電源装置は、請求項１に記載の電源装置において、上記放電回路は、上記交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、この整流回路で整流された直流電圧で充電される第２のコンデンサと、この第２のコンデンサ用の第２の放電抵抗とを備え、上記交流電源が通電されると、上記第２のコンデンサを充電させて上記スイッチ素子を非作動状態にして上記電路を開放させる一方、上記交流電源が遮断されると、上記第２のコンデンサを放電させて上記スイッチ素子を作動状態にして上記電路を短絡させることを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載の電源装置では、整流平滑回路のコンデンサとその放電抵抗とを接続するスイッチ素子が、整流回路、第２のコンデンサおよび第２の放電抵抗からなる電気回路によって制御される（つまり、ハードウェアの構成によって制御される）ので、複雑なソフトウェアの制御を用いることなく簡単な回路構成で整流平滑回路のコンデンサを確実に放電させることができる。そのため、整流平滑回路のコンデンサの放電を確実に行える電源装置を安価に提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の電源装置は、請求項２に記載の電源装置において、上記第２のコンデンサは、上記整流平滑回路のコンデンサよりも静電容量の小さいコンデンサで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載の電源装置では、放電回路に備えられる第２のコンデンサの静電容量が整流平滑回路に備えられるコンデンサよりも小さく設定されているので、放電回路の第２放電抵抗の抵抗値を大きくしても第２のコンデンサを素早く放電させることができる。そのため、整流平滑回路のコンデンサの放電を素早く、かつ、確実に放電させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、交流電源の通電時には、放電回路に備えられる放電抵抗には通電されないので、交流電源の通電時における放電抵抗による無駄な電力消費が抑制され、待機消費電力の少ない電源装置が提供される。
【００１８】
また、交流電源が非通電の状態となった時には整流平滑回路のコンデンサが素早く確実に放電されるので、メンテナンス時において作業員が感電するおそれのない安全な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電源装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】従来の電源装置の概略構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電源装置の回路構成を示している。この図１に示すように、本発明に係る電源装置１は、商用電源などの交流電源２から供給される交流電圧からＤＣポンプなどの直流負荷３に供給する直流電圧を生成する電源装置であって、整流平滑回路４と、放電回路５とを主要部として構成されている。
【００２１】
整流平滑回路４は、交流電源２から供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）を全波整流する主整流回路（図示例では、ブリッジダイオード）６と、主整流回路６で整流された直流電圧を平滑する平滑用のコンデンサ（図示例では、電解コンデンサ）７とを主要部として備えており、コンデンサ７で平滑された直流電圧が直流負荷３に供給されるようになっている。
【００２２】
放電回路５は、交流電源２の非通電時に、整流平滑回路４に備えられた平滑用のコンデンサ７に蓄積された電荷を放電させるための回路であって、図１に示すように、交流電源２に対して整流平滑回路４と並列に接続されている。
【００２３】
具体的には、この放電回路５は、交流電源２の通電時には電路を開放し、交流電源２の非通電時（遮断時）には電路を短絡させるスイッチ素子８と、このスイッチ素子８を介して整流平滑回路４のコンデンサ７に接続される放電抵抗９と、交流電源２から供給される交流電圧を整流する整流回路１０と、この整流回路１０で整流された直流電圧で充電される第２のコンデンサ１１と、この第２のコンデンサ１１を放電させるための第２の放電抵抗１２とを主要部として備えている。
【００２４】
スイッチ素子８は、ＰＮＰ型トランジスタで構成されており、そのエミッタ端子が逆流阻止用のダイオード１３を介して整流平滑回路４のコンデンサ７に接続されるとともに、コレクタ端子が一端を接地した放電抵抗９の他端に接続される。そして、ベース端子が抵抗１４を介して整流回路１０に接続される。なお、１５はベース−エミッタ間に挿入される抵抗である。
【００２５】
整流回路１０は、交流電源２と主整流回路６とを接続する電路から分岐した電路に備えられる整流用のダイオードで構成されており、交流電源２の通電中は、この整流用のダイオードによって半波整流された直流電圧が第２のコンデンサ１１に印加されるようになっている。
【００２６】
第２のコンデンサ１１は、一端が接地され、他端が整流回路１０のダイオードのカソード端子に接続されており、整流回路１０を介して直流電圧が印加されると充電されるようになっている。ここで、この第２のコンデンサ１１には、上記整流平滑回路４のコンデンサ７よりも静電容量の小さいコンデンサ（たとえば、フィルムコンデンサやセラミックコンデンサなど）が用いられる。たとえば、コンデンサ７として１４００μＦ程度のコンデンサが用いられる場合には、この第２のコンデンサ１１には１μＦ程度のコンデンサが用いられる。
【００２７】
第２の放電抵抗１２は、一端が接地され、他端が上記第２のコンデンサ１１と整流回路１０のダイオードのカソード端子との接続点に接続されている。
【００２８】
次に、このように構成された電源回路の動作について説明する。
まず、交流電源２が通電状態の場合について説明する。交流電源２が通電状態の場合、整流平滑回路４側は、交流電源２から入力された交流電圧が主整流回路６で整流され、コンデンサ７で平滑されて直流負荷３に供給される。
【００２９】
一方、放電回路５側は、交流電源２から入力される交流電圧が整流回路１０で整流され、第２のコンデンサ１１にはＤＣ１４１Ｖの電圧が印加され、これにより第２のコンデンサ１１が充電される。このとき、第２のコンデンサ１１の両端にはＤＣ１４１Ｖが印加されるためスイッチ素子８は作動せず（トランジスタはオフとなり）、放電抵抗９への電路は開放状態となって、放電抵抗９には電流が流れない。つまり、放電抵抗９で電力は消費されない。
【００３０】
これに対して、交流電源２が非通電の状態（遮断状態）となった場合、整流平滑回路４側は、交流電源２から交流電圧が供給されないため、直流電圧の生成は行われない。
【００３１】
一方、放電回路５側は、交流電源２が非通電の状態になると、第２のコンデンサ１１に充電されていた電荷が第２の放電抵抗１２によって放電され、第２のコンデンサ１１の両端の電圧が低下する。このように第２のコンデンサ１１の両端の電圧が低下すると、スイッチ素子８のトランジスタにベース電流が流れてスイッチ素子８が作動し（トランジスタがオンとなり）、放電抵抗９への電路が短絡状態となって、放電抵抗９によりコンデンサ７の電荷が放電される。
【００３２】
このとき、本実施形態では、第２のコンデンサ１１の静電容量が整流平滑回路４のコンデンサ７の静電容量より非常に小さく設定されるので、第２の放電抵抗１２の抵抗値を大きくしても第２のコンデンサ１１を素早く放電させることができ、これによりスイッチ素子８を素早く作動させること、つまり、コンデンサ７を素早く放電させることができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態において、交流電源２が通電される（交流電源２の通電状態）とは、整流平滑回路４および放電回路５に対して交流電源２から交流電圧が供給されること、すなわち、交流電源２と整流平滑回路４および放電回路５とが配線用差込接続器（コンセントとプラグで構成される接続器）で接続される場合には当該接続器の接続状態を、また、交流電源２と整流平滑回路４および放電回路５とがスイッチなどの電路遮断器で接続される場合には当該電路の短絡時を意味する。
【００３４】
また、交流電源２の非通電時（交流電源２の遮断状態）とは、整流平滑回路４および放電回路５に対する交流電源２から交流電圧の供給が停止されること、すなわち、交流電源２と整流平滑回路４および放電回路５とが配線用差込接続器で接続される場合には当該接続器の非接続状態を、また、交流電源２と整流平滑回路４および放電回路５とが電路遮断器で接続される場合には当該電路の開放時を意味する。
【００３５】
このように、本発明に係る電源装置１によれば、整流平滑回路４に備えられる平滑用のコンデンサ７の放電抵抗９が、交流電源２の通電時には電路を開放し、交流電源の非通電時には電路を短絡させるスイッチ素子８を介して平滑用のコンデンサ７に接続されるので、交流電源２の通電時には放電抵抗９には通電されず無駄な電力消費がなく、しかも、交流電源を遮断したときにはコンデンサ７と放電抵抗９が通電されてコンデンサ７の電荷が確実に放電されるので、メンテナンスなどで交流電源２を遮断したときに作業員が感電するおそれがない電源装置が提供される。
【００３６】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００３７】
たとえば、上述した実施形態では、放電回路５の整流回路１０は半波整流を行うように構成したが、この整流回路１０はブリッジダイオードを用いて全波整流を行うように構成することも可能である。また、同様に、上述した実施形態では整流平滑回路４の主整流回路６が全波整流を行うように構成した場合を示したが、主整流回路６はダイオードにより半波整流を行うように構成することも可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態では、スイッチ素子８としてＰＮＰトランジスタを用いた場合を示したが、このスイッチ素子８は、交流電源２の通電時には電路を開放し、交流電源２の非通電時には電路を短絡させることができる素子であれば、たとえば、ＦＥＴなどの他の素子を採用することも可能である。
【００３９】
なお、上述した実施形態では、整流平滑回路４が直流電圧を供給する直流負荷３がＤＣポンプである場合を示したが、直流負荷は直流電圧で動作する電気負荷であればよく、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータなどに直流電圧を供給する電源回路に本発明を適用することも可能である。
【００４０】
また、上述した実施形態では、整流平滑回路４が一つの場合を示したが、この整流平滑回路４は交流電源２に対して複数備えられていてもよく、各整流平滑回路４または一部の整流平滑回路４に放電回路５が備えられるように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１            電源装置
２            交流電源
３            直流負荷
４            整流平滑回路
５            放電回路
６            主整流回路
７            整流平滑回路の平滑用のコンデンサ
８            スイッチ素子
９            放電抵抗
１０          整流回路
１１          第２のコンデンサ
１２          第２の放電抵抗
【図１】
2014220881.tif 000003
【図２】
2014220881.tif 000004