(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧が印加される一方端および他方端を有する一次巻線、
前記一次巻線と磁気的に結合される二次巻線、
前記二次巻線の一方端と接続された第１整流素子、
前記二次巻線の一方端と接続された第２整流素子、
負荷に接続される一方端と前記第１整流素子に接続された他方端とを有する第１導電線、
グランドに接続される一方端と前記第２整流素子に接続された他方端とを有する第２導電線、
開放された一方端と前記二次巻線の他方端に接続された他方端とを有する第３導電線、および
前記第１導電線，前記第２導電線および前記第３導電線が実装された主面を有する基板を備え、
前記第１導電線および／または前記第２導電線を前記第３導電線と立体交差するように前記第３導電線に近接させて浮遊容量を形成した倍電圧整流回路であって、
前記第３導電線は前記基板の一方主面に実装され、
前記第１導電線および／または前記第２導電線のうち少なくとも前記第３導電線と立体交差する部分は前記基板の他方主面に実装される、倍電圧整流回路。
【請求項２】
前記第１導電線および／または前記第２導電線は前記第３導電線と立体交差するジャンパ線を含む、請求項１記載の倍電圧整流回路。
【請求項３】
前記第１導電線および前記第２導電線の両方を前記第３導電線と立体交差させるようにした、請求項１または２記載の倍電圧整流回路。
【請求項４】
前記基板の主面を封止する樹脂をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の倍電圧整流回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、倍電圧整流回路に関し、特に、トランスの二次側に励起された交流電圧を整流する、倍電圧整流回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回路の一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術の図２を参照して説明する。第１のダイオードのカソードおよび第２のダイオードのアノードが、トランスを形成する二次巻線の一方端に接続される。また、第１のダイオードのアノードと二次巻線の他方端の間に第１のキャパシタが介挿され、第２のダイオードのカソードと二次巻線の他方端の間に第２のキャパシタが介挿される。二次巻線に誘起された交流電圧はこれらの素子によって整流平滑を施され、直流電圧が出力端に現われる。
【０００３】
この種の回路はプリンタあるいは複写機に用いられることがあり、帯電装置または転写装置等において帯電または除電を行うために正または負の高電圧を負荷に供給する場合がある。負荷は容量性であるため、第１のキャパシタおよび第２のキャパシタが必要とする容量は小さい。また、高電圧を必要とするため、絶縁耐圧の確保のためにトランスは樹脂封止（樹脂注型）される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８８９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、背景技術では、２つのキャパシタをトランスの二次側に設ける必要があるため、部品点数が増加し、回路構成の複雑化や小型化が困難である、という問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、回路構成を簡略化できる、倍電圧整流回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従う倍電圧整流回路(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、交流電圧が印加される一方端および他方端を有する一次巻線(Np)、一次巻線と磁気的に結合される二次巻線(Ns)、二次巻線の一方端と接続された第１整流素子(D1)、二次巻線の一方端と接続された第２整流素子(D2)、負荷(16)に接続される一方端と第１整流素子に接続された他方端とを有する第１導電線(CL1b)、グランドに接続される一方端と第２整流素子に接続された他方端とを有する第２導電線(CL2b)、開放された一方端と二次巻線の他方端に接続された他方端とを有する第３導電線(CL3)、および第１導電線，第２導電線および第３導電線が実装された主面を有する基板(18)を備え、第１導電線および／または第２導電線を第３導電線と立体交差するように第３導電線に近接させて浮遊容量を形成した倍電圧整流回路であって、第３導電線は基板の一方主面に実装され、第１導電線および／または第２導電線のうち少なくとも第３導電線と立体交差する部分は基板の他方主面に実装される、倍電圧整流回路である。
【０００９】
或る局面では、第１導電線および／または第２導電線は第３導電線と立体交差するジャンパ線(CL1b_3, CL2b_3)を含む。
【００１０】
他の局面では、第１導電線および第２導電線の両方が第３導電線と立体交差される。
【００１１】
好ましくは、基板の主面を封止する樹脂(20)がさらに備えられる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、二次巻線の一方端および他方端にマイナス電圧およびプラス電圧がそれぞれ現われる第１の期間においては、第２導電線と第３導電線との間に形成された浮遊容量が充電される。二次巻線の一方端および他方端にプラス電圧およびマイナス電圧がそれぞれ現われる第２の期間においては、第１の期間に充電された電圧と二次巻線に現われた電圧との加算電圧が、第１整流素子の出力端に倍電圧として現われる。この倍電圧は、第１導電線と第３導電線との間に形成された浮遊容量によって平滑されて負荷に供給される。ここで、上述した２つの浮遊容量の一方または両方は、第１導電線および第２導電線の一方または両方を第３導電線と近接させることで形成される。これによって、回路構成の簡略化が可能となる。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施例の構成を示す回路図である。
【図２】（Ａ）は図１実施例に適用されるトランスの二次巻線に現われた交流電圧の変化の一例を示す波形図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用される整流ダイオードの出力端に現われた倍電圧および負荷に供給される平滑電圧の変化の一例を示す波形図である。
【図３】図１実施例が基板に実装された状態の一例を示す斜視図である。
【図４】図３実施例が樹脂によって封止された状態の一例を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は立体交差する２つの導電線の間に形成された浮遊容量の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は立体交差する２つの導電線の間に形成された浮遊容量の他の一例を示す図解図である。
【図６】（Ａ）は他の実施例において立体交差する配線構造の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は他の実施例において立体交差する配線構造の他の一例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照して、この実施例の倍電圧整流回路１０は、一次巻線Ｎｐおよび二次巻線Ｎｓが設けられたトランス１４を含む。一次巻線Ｎｐの一方端は導電線ＣＬ４を介して交流電源１２の一方端と接続され、一次巻線Ｎｐの他方端は導電線ＣＬ５を介して交流電源１２の他方端と接続される。
【００１６】
二次巻線Ｎｓの一方端は、導電線ＣＬ１ａを介して整流ダイオードＤ１のアノードと接続され、導電線ＣＬ２ａを介して整流ダイオードＤ２のカソードと接続される。整流ダイオードＤ１のカソードは導電線ＣＬ１ｂを介してキャパシタＣ１の一方端および負荷１６の一方端と接続され、整流ダイオードＤ２のアノードは導電線ＣＬ２ｂを介してキャパシタＣ２の一方端および負荷１６の他方端と接続される。一方、二次巻線Ｎｓの他方端は、導電線ＣＬ３を介してキャパシタＣ１の他方端およびキャパシタＣ２の他方端と接続される。なお、負荷１６の他方端は、グランドにも接続される。
【００１７】
交流電源１２から交流電圧が発生すると、発生した交流電圧の周波数と同じ周波数を有する交流電圧がトランス１４の二次巻線Ｎｓに現われる。二次巻線Ｎｓの一方端および他方端にマイナス電圧およびプラス電圧が現われる期間を“Ｔ１”と定義し、二次巻線Ｎｓの一方端および他方端にプラス電圧およびマイナス電圧が現われる期間を“Ｔ２”と定義すると、キャパシタＣ２は、期間Ｔ１において充電され、期間Ｔ２において放電される。この結果、期間Ｔ２においては、二次巻線Ｎｓに現われた電圧とキャパシタＣ２に充電された電圧との加算電圧が倍電圧として整流ダイオードＤ１のカソードに現われる。この倍電圧は、キャパシタＣ１で平滑された後、負荷１６に供給される。
【００１８】
したがって、二次巻線Ｎｓに現われた交流電圧が図２（Ａ）に示すように変化したとき、図２（Ｂ）に実線で示す電圧が倍電圧として整流ダイオードＤ１のカソードに現われる。この倍電圧がキャパシタＣ１によって平滑されることで、図２（Ｂ）に破線で示すレベルを有する電圧が負荷１６に供給される。
【００１９】
トランス１４，整流ダイオードＤ１〜Ｄ２，導電線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｂ，ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｂ，ＣＬ３〜ＣＬ５は、図３に示すように基板１８に配置される。トランス１４は、ボビンに一次巻線Ｎｐおよび二次巻線Ｎｓが巻回され、さらにボビンにコアが挿入されて形成され、基板１８の左側に実装される。導電線ＣＬ４およびＣＬ５の各々は、トランス１４の左側面から突出し、Ｌ字を描くように上方に屈曲する。
【００２０】
一方、導電線ＣＬ１ａ，ＣＬ２ａおよびＣＬ３の一部は、トランス１４の右側面から突出した後に屈曲し、基板１８に挿入されてはんだ付けにより接続される。導電線ＣＬ１ａ，ＣＬ２ａおよびＣＬ３の残りの部分は、基板１８上に形成された導電線として、主面を這うように右側に延びる。ここで、導電線ＣＬ１ａ，ＣＬ２ａおよびＣＬ３は、奥行き方向に向かって“ＣＬ２ａ”→“ＣＬ３”→“ＣＬ１ａ”の順で並ぶ。また、導電線ＣＬ３は主面の右端近傍まで延びるのに対し、導電線ＣＬ１ａおよびＣＬ２ａの各々は主面中央やや左側まで延びるに留まる。
【００２１】
導電線ＣＬ１ｂは、主面中央やや右側に配置された始端を有して導電線ＣＬ１ａの延長線を描くように右側に延び、その後に手前方向に屈曲する。屈曲した導電線ＣＬ１ｂは、導電線ＣＬ３と立体交差した後に右側に屈曲し、主面の右端近傍で上方に延長する導電線ＣＬ３の残り部分とはんだ付けにより接続される。導電線ＣＬ１ｂにおける立体交差する部分の始点と終点においては、はんだ付けされる。
【００２２】
導電線ＣＬ２ｂは、主面中央やや右側に配置された始端を有して導電線ＣＬ２ａの延長線を描くように右側に延び、その後に奥行き方向に屈曲する。屈曲した導電線ＣＬ２ｂは、導電線ＣＬ３と立体交差した後、導電線ＣＬ１ｂの手前の位置で上方に延長する導電線ＣＬ３の残り部分とはんだ付けにより接続される。導電線ＣＬ２ｂにおける立体交差する部分の始点と終点においては、はんだ付けされる。
【００２３】
整流ダイオードＤ１のアノードおよびカソードはそれぞれ、導電線ＣＬ１ａの終端および導電線ＣＬ１ｂの始端とそれぞれ接続される。また、整流ダイオードＤ２のカソードおよびアノードはそれぞれ、導電線ＣＬ２ａの終端および導電線ＣＬ２ｂの始端とそれぞれ接続される。
【００２４】
こうして基板１８に実装されたトランス１４，整流ダイオードＤ１〜Ｄ２，および主に基板１８上に形成された導電線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｂ，ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｂ，ＣＬ３〜ＣＬ５は、図４に示すようにエポキシまたはシリコン等の樹脂２０によって封止（樹脂注型）される。導電線ＣＬ１ｂ，ＣＬ２ｂ，ＣＬ４〜ＣＬ５は、樹脂２０の上面から突出する。負荷１６の一方端は導電線ＣＬ１ｂの終端と接続され、負荷１６の他方端およびグランドは導電線ＣＬ２ｂの終端と接続される。また、交流電源１２の一方端は導電線ＣＬ４の終端と接続され、交流電源１２の他方端は導電線ＣＬ５の終端と接続される。
【００２５】
導電線ＣＬ１ｂが導電線ＣＬ３と立体交差する部分の拡大図つまり図３のＡ−Ａ断面図の一部を図５（Ａ）に示し、導電線ＣＬ２ｂが導電線ＣＬ３と立体交差する部分の拡大図つまり図３のＢ−Ｂ断面図の一部を図５（Ｂ）に示す。
【００２６】
図５（Ａ）を参照して、導電線ＣＬ１ｂは、基板１８の主面を這う２つの配線ＣＬ１ｂ＿１およびＣＬ１ｂ＿２と、導電線ＣＬ３を跨ぐために基板１８の主面から浮いたジャンパ線ＣＬ１ｂ＿３とによって形成される。ジャンパ線ＣＬ１ｂ＿３の一方端は配線ＣＬ１ｂ＿１と接続され、ジャンパ線ＣＬ１ｂ＿３の他方端は配線ＣＬ１ｂ＿２と接続される。
【００２７】
図５（Ｂ）を参照して、導電線ＣＬ２ｂは、基板１８の主面を這う２つの配線ＣＬ２ｂ＿１およびＣＬ２ｂ＿２と、導電線ＣＬ３を跨ぐために基板１８の主面から浮いたジャンパ線ＣＬ２ｂ＿３とによって形成される。ジャンパ線ＣＬ２ｂ＿３の一方端は配線ＣＬ２ｂ＿１と接続され、ジャンパ線ＣＬ２ｂ＿３の他方端は配線ＣＬ２ｂ＿２と接続される。
【００２８】
図１に示すキャパシタＣ１は導電線ＣＬ１と導電線ＣＬ３との立体交差によって形成され、図１に示すキャパシタＣ２は導電線ＣＬ２と導電線ＣＬ３との立体交差によって形成される。つまり、図５（Ａ）に破線で示す部分に現われる浮遊容量Ｃ１ａ〜Ｃ１ｃの合計がキャパシタＣ１の容量に相当し、図５（Ｂ）に破線で示す部分に現われる浮遊容量Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃの合計がキャパシタＣ２の容量に相当する。
【００２９】
以上の説明から分かるように、交流電源１２から発生した交流電圧は、トランス１４に設けられた一次巻線Ｎｐの一方端および他方端に印加される。二次巻線Ｎｓは一次巻線Ｎｐと磁気的に結合され、これによって交流電圧が二次巻線Ｎｓに励起される。整流ダイオードＤ１のアノードおよび整流ダイオードＤ２のカソードは、二次巻線Ｎｓの一方端と接続される。導電線ＣＬ１ｂの始端は整流ダイオードＤ１のカソードと接続され、導電線ＣＬ１ｂの終端は負荷１６の一方端と接続される。導電線ＣＬ２ｂの始端は整流ダイオードＤ２のアノードと接続され、導電線ＣＬ２ｂの終端はグランドおよび負荷１６の他方端と接続される。導電線ＣＬ３の始端は二次巻線Ｎｓの他方端と接続され、導電線ＣＬ３の終端は開放される。導電線ＣＬ１ｂおよびＣＬ２ｂは、導電線ＣＬ３と立体交差する。
【００３０】
二次巻線Ｎｓの一方端および他方端にマイナス電圧およびプラス電圧がそれぞれ現われる期間Ｔ１においては、導電線ＣＬ２ｂおよびＣＬ３との間に形成された浮遊容量つまりキャパシタＣ２が充電される。二次巻線Ｎｓの一方端および他方端にプラス電圧およびマイナス電圧がそれぞれ現われる期間Ｔ２においては、期間Ｔ１に充電された電圧と二次巻線Ｎｓに現われた電圧との加算電圧が、整流ダイオードＤ１の出力端に倍電圧として現われる。この倍電圧は、導電線ＣＬ１ｂおよびＣＬ３との間に形成された浮遊容量つまりキャパシタＣ１によって平滑されて負荷１６に供給される。ここで、上述した２つの浮遊容量は、導電線ＣＬ１ｂおよび導電線ＣＬ２ｂを導電線ＣＬ３と立体交差させることで形成される。これによって、回路構成の簡略化が可能となる。
【００３１】
なお、この実施例では、導電線ＣＬ１ｂおよび導電線ＣＬ２ｂを導電線ＣＬ３と立体交差させるようにしているが、導電線ＣＬ１ｂおよび導電線ＣＬ２ｂのいずれか一方のみを導電線ＣＬ３と立体交差させるようにしてもよい。
【００３２】
また、図６（Ａ）または図６（Ｂ）に示すように、立体交差させるジャンパ線ＣＬ１ｂ＿３またはＣＬ２ｂ＿３は、基板１８の他方主面に配置され、基板１８の主面を這う２つの配線ＣＬ１ｂ＿１およびＣＬ１ｂ＿２或いは配線ＣＬ２ｂ＿１およびＣＬ２ｂ＿２と接続されてもよい。
【００３３】
また、この実施例では、一次巻線Ｎｐに交流電源１２を接続して一次側回路を構成している。この一次側回路の構成を、直流電源と一次巻線とスイッチング素子との直列回路の構成に置き換えてもよい。この場合には、スイッチング素子のオン・オフによって一次巻線に直流電流が印加され、一次巻線と磁気的に結合された二次巻線に交流電圧が励起され、前述の実施例と同様の動作を行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  …倍電圧整流回路
１４  …トランス
１８  …基板
２０  …樹脂
Ｄ１〜Ｄ２  …整流ダイオード
Ｃ１〜Ｃ２  …キャパシタ
ＣＬ１ａ，ＣＬ１ｂ，ＣＬ２ａ，ＣＬ２ｂ，ＣＬ３〜ＣＬ５  …導電線
ＣＬ１ｂ＿３，ＣＬ２ｂ＿３  …ジャンパ線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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