(57)【要約】  直流電源装置におけるブリッジ整流回路（１０９）は、逆並列接続された第１のスイッチング素子（１０５ａ）と第１のダイオード（１０４ａ）により構成された第１のスイッチング回路（１１０ａ）、および逆並列接続された第２のスイッチング素子（１０５ｂ）と第２のダイオード（１０４ｂ）により構成された第２のスイッチング回路（１１０ｂ）を有し、第１のスイッチング回路および２スイッチング回路におけるそれぞれの電流経路に当該電流経路に所定電流以上の電流が流れたとき当該電流経路を遮断する過大電流検知部（１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ）が設けられている。
2013136775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
第１のダイオード、第２のダイオード、前記第１のダイオードに逆並列接続された第１のスイッチング素子、および前記第２のダイオードに逆並列接続された第２のスイッチング素子、を有し、前記交流電源からの交流を整流するブリッジ整流回路と、
前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の入力側の間に接続されるリアクトルと、
前記ブリッジ整流回路の直流出力を平滑する平滑コンデンサと、を備え、
前記ブリッジ整流回路は、逆並列接続された前記第１のスイッチング素子と前記第１のダイオードにより構成された第１のスイッチング回路、および逆並列接続された前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードにより構成された第２のスイッチング回路を有し、
前記第１のスイッチング回路および前記２スイッチング回路におけるそれぞれの電流経路に設けられ、前記電流経路に所定電流以上の電流が流れたとき当該電流経路を遮断する過大電流検知部を備える直流電源装置。
【請求項２】
前記過大電流検知部は、逆並列接続された前記第１のスイッチング素子と前記第１のダイオードに直列接続された第１のヒューズと、逆並列接続された前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードに直列接続された第２のヒューズとにより構成された請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記過大電流検知部は、前記第１のダイオード、前記第２のダイオード、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成された請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記過大電流検知部は、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成された請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項５】
前記交流電源の出力直後の共通ラインに設けられた共通ラインヒューズを備え、
前記過大電流検知部は、前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードのそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成された請求項１に記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力を直流電力に変換する回路を用い、装置、システム等に高力率、および低ひずみで電力を供給する直流電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、数ｋＷ出力程度までの直流電源装置の回路方式としては、入力力率改善と高調波電流低減のため、２個のスイッチング素子を用いた２石の高周波スイッチング方式が主に採用されてきた（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図６は特許文献１に記載された従来の高周波スイッチング方式の直流電源装置を示すものである。図６に示す従来の直流電源装置は、交流電源３０１、ヒューズ３０８ａ、フィルタ回路３０３、リアクタ３０２、ダイオード３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄ、スイッチング素子３０５ａ、３０５ｂ、および平滑コンデンサ３０６により構成されており、負荷３０７に直流電源を供給している。【０００４】
図６に示した従来の直流電源装置は、２個のスイッチング素子を用いて、電流が通過する半導体素子の数を２個とした回路構成である。この２石の高周波スイッチング方式の直流電源装置は、交流入力電源の極性に応じて、それぞれのスイッチング素子が半周期ずつ交互に昇圧チョッパ動作を行うものである。図６に示した従来の直流電源装置においては、電流が流れる半導体素子の数を減らして損失の低減を図りつつ、入力電流を正弦波状として入力力率の改善を図っている。【０００５】
従来の直流電源装置においては、図６に示すように、整流回路等の回路保護を目的としてヒューズ３０８ａが交流電源３０１の出力直後に設けられている。このようにヒューズ３０８ａを交流電源３０１の出力直後に設けることにより、何らかの異常モードにより交流電源３０１から過電流が入力された場合における回路の安全性を担保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１１７６５８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、図６に示すような従来の直流電源装置を、例えば、力率改善装置を有する空気調和器に適用する場合などにおいては、電流定格の大きいヒューズ３０８ａを選定する必要がある。このような定格の大きなヒューズ３０８ａと協調を取るためには、ヒューズ３０８ａの定格に応じた、定格の大きなスイッチング素子を使用しなければならず、直流電源装置においては大幅なコストアップが生じるという課題を有していた。【０００８】
本発明は、上記のような従来の直流電源装置における課題を解決するものであり、電流定格の小さいヒューズ、および電流定格の小さいスイッチング素子を選定することができ、小型化、および低コスト化を実現することができる直流電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の直流電源装置は、
交流電源と、
第１のダイオード、第２のダイオード、前記第１のダイオードに逆並列接続された第１のスイッチング素子、および前記第２のダイオードに逆並列接続された第２のスイッチング素子、を有し、前記交流電源からの交流を整流するブリッジ整流回路と、
前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の入力側の間に接続されるリアクトルと、
前記ブリッジ整流回路の直流出力を平滑する平滑コンデンサと、を備え、
前記ブリッジ整流回路は、逆並列接続された前記第１のスイッチング素子と前記第１のダイオードにより構成された第１のスイッチング回路、および逆並列接続された前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードにより構成された第２のスイッチング回路を有し、
前記第１のスイッチング回路および前記２スイッチング回路におけるそれぞれの電流経路に設けられ、前記電流経路に所定電流以上の電流が流れたとき当該電流経路を遮断する過大電流検知部が備えられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で損失低減を図りつつ、入力力率の改善を行うことができると共に、直流電源装置の小型化と低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態１の直流電源装置の回路構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る実施の形態１における交流電源の極性に応じた電流経路を示す動作説明図
【図３】本発明に係る実施の形態２の直流電源装置の回路構成を示すブロック図
【図４】本発明に係る実施の形態３の直流電源装置の回路構成を示すブロック図
【図５】本発明に係る実施の形態４の直流電源装置の回路構成を示すブロック図
【図６】従来の直流電源装置（２石式）の回路構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る第１の態様の直流電源装置は、
交流電源と、
第１のダイオード、第２のダイオード、前記第１のダイオードに逆並列接続された第１のスイッチング素子、および前記第２のダイオードに逆並列接続された第２のスイッチング素子、を有し、前記交流電源からの交流を整流するブリッジ整流回路と、
前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の入力側の間に接続されるリアクトルと、
前記ブリッジ整流回路の直流出力を平滑する平滑コンデンサと、を備え、
前記ブリッジ整流回路は、逆並列接続された前記第１のスイッチング素子と前記第１のダイオードにより構成された第１のスイッチング回路、および逆並列接続された前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードにより構成された第２のスイッチング回路を有し、
前記第１のスイッチング回路および前記２スイッチング回路におけるそれぞれの電流経路に設けられ、前記電流経路に所定電流以上の電流が流れたとき当該電流経路を遮断する過大電流検知部が備えられている。
【００１３】
上記のように構成された本発明に係る第１の態様の直流電源装置においては、簡易な構成で損失低減を図りつつ、入力力率の改善を行うことができるものであり、電流定格の小さい過大電流検知部、例えばヒューズ、および電流定格の小さいスイッチング素子を選定することができ、小型化、および低コスト化を実現することができる。
【００１４】
本発明に係る第２の態様の直流電源装置においては、前記の第１の態様における前記過大電流検知部が、逆並列接続された前記第１のスイッチング素子と前記第１のダイオードに直列接続された第１のヒューズと、逆並列接続された前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードに直列接続された第２のヒューズとにより構成してもよい。このように構成された本発明に係る第２の態様の直流電源装置においては、第１のヒューズおよび第２のヒューズに流れる電流は、交流電源の出力直後に設けられた共通ライン上のヒューズに流れる電流より小さくなる。したがって、第１のヒューズおよび第２のヒューズには電流定格の小さい仕様のものを選定することが可能となり、また、電流定格の小さいヒューズに応じた電流定格の小さいスイッチング素子を選定することができる。このため、本発明に係る第２の態様の直流電源装置においては、直流電源装置の小型化と低コスト化を実現することができる。
【００１５】
本発明に係る第３の態様の直流電源装置においては、前記の第１の態様における前記過大電流検知部が、前記第１のダイオード、前記第２のダイオード、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成してもよい。このように構成された本発明に係る第３の態様の直流電源装置においては、各ダイオードおよび各スイッチング素子に接続するヒューズを、さらに電流定格の小さい仕様のものを選定することが可能となり、回路の小型化、低コスト化を図りながら、それぞれの素子の選定の自由度も増加するため、結果として直流電源装置として用途が広がることとなる。
【００１６】
本発明に係る第４の態様の直流電源装置においては、前記の第１の態様における前記過大電流検知部が、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成してもよい。このように構成された本発明に係る第４の態様の直流電源装置においては、各スイッチング素子に接続するヒューズを、電流定格の小さい仕様のものを使用することが可能となり、スイッチング素子として小さいパッケージサイズを選定することができ、装置として低コスト化を実現することができる。また、本発明に係る第４の態様の直流電源装置においては、何らかの要因でスイッチング素子がショート破壊しても、第１のスイッチング素子あるいは第２のスイッチング素子のそれぞれに直列接続されたヒューズが溶断することにより、ブリッジ整流回路における他の電流経路を通して動作を継続することが可能である。
【００１７】
本発明に係る第５の態様の直流電源装置は、前記の第１の態様において、前記交流電源の出力直後の共通ラインに設けられた共通ラインヒューズを備え、前記過大電流検知部が、前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードのそれぞれに直列接続された複数のヒューズにより構成してもよい。このように構成された本発明に係る第５の態様の直流電源装置においては、各ダイオードに接続するヒューズを、電流定格の小さい仕様のものを使用することが可能となり、ダイオードとしては小さいパッケージサイズを選定することができ、低コスト化を実現することができる。さらに、本発明に係る第５の態様の直流電源装置においては、何らかの要因でスイッチング素子がショート破壊しても、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の共通ラインに挿入されている共通ラインヒューズが溶断するため、交流電源とブリッジ回路が切り離された状態になるため、安全に、かつ確実に動作を停止することができる。
【００１８】
以下、本発明の直流電源装置に係る実施の形態として直流電源装置を備える電源装置について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の直流電源装置は、以下の実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて構成される電源装置を含むものである。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る実施の形態１の直流電源装置の回路構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、交流電源１０１の出力端から出力される電流は、フィルタ回路１０３とリアクトル１０２を経由してブリッジ整流回路１０９に入力される。ブリッジ整流回路１０９の出力には平滑コンデンサ１０６および負荷１０７が並列に接続されている。
【００２１】
また、実施の形態１の直流電源装置には、交流電源１０１から過電流が流れたときにブリッジ整流回路１０９を過電流から保護するための共通ラインヒューズ１０８ａが交流電源１０１の出力直後の共通ライン（共通電流経路）に挿入されている。
【００２２】
図１に示すように、ブリッジ整流回路１０９においては、第１のダイオード１０４ａと第２のダイオード１０４ｂのそれぞれに対して逆並列に第１のスイッチング素子１０５ａと第２のスイッチング素子１０５ｂが接続されて、第１のスイッチング回路１１０ａと第２のスイッチング回路１１０ｂが構成されている。第１のスイッチング回路１１０ａおよび第２のスイッチング回路１１０ｂには、後述する過大電流検知部（１０８ｂ、１０８ｃ）がそれぞれ設けられている。２つのスイッチング回路１１０ａ、１１０ｂは直列接続されている。また、ブリッジ整流回路１０９においては、ダイオード１０４ｃ、１０４ｄが直列接続されて直列回路が構成されており、この直列回路に対して、２つのスイッチング回路１１０ａ、１１０ｂが直列接続された直列回路を並列に接続している。
【００２３】
実施の形態１の直流電源装置においては、前述のように、各スイッチング回路１１０ａ、１１０ｂには、過大電流検知部（１０８ｂ、１０８ｃ）が設けられており、この過大電流検知部（１０８ｂ、１０８ｃ）は挿入された電流経路（ライン）に流れる電流が所定電流を超えたとき瞬時に当該電流経路を遮断する機能を有するものである。実施の形態１における過大電流検知部（１０８ｂ、１０８ｃ）としてヒューズ１０８ｂ、１０８ｃが用いられている。実施の形態１においては、第１のダイオード１０４ａと第１のスイッチング素子１０５ａの逆並列回路と、リアクタ１０２との間の電流経路（ライン）に過大電流検知部であるヒューズ１０８ｂが設けられている。また、第２のダイオード１０４ｂと第２のスイッチング素子１０５ｂの逆並列回路と、リアクタ１０２との間の電流経路（ライン）に過大電流検知部であるヒューズ１０８ｃが設けられている。
【００２４】
次に、実施の形態１の直流電源装置の動作について図２を用いて説明する。図２は、交流電源１０１の極性に応じた電流経路を示す動作説明図である。図２において、（ａ）は交流電源１０１の極性がプラスの時の電流経路であり、（ｂ）は交流電源１０１の極性がマイナスの時の電流経路であり（ｃ）は２つのスイッチング素子１０５ａ、１０５ｂが同時にオン状態となったときの電流経路である。なお、図２においては、説明のために、フィルタ回路１０３、ブリッジ整流回路１０９、第１のスイッチング回路１１０ａおよび第２のスイッチング回路１１０ｂのブロック記載を省略している。
【００２５】
まず、交流電源１０１の極性がプラスの時の動作について図２の（ａ）を用いて説明する。交流電源１０１の極性がプラスの時とは、図２の（ａ）において交流電源１０１における上側の端子電圧が下側の端子電圧より高い場合をいう。このとき、図２の（ａ）における上側である第１のスイッチング素子１０５ａがオフ状態とする。
【００２６】
図２の（ａ）において、下側である第２のスイッチング素子１０５ｂがオフ状態の時は、交流電源１０１から、共通ラインヒューズ１０８ａ、リアクトル１０２、ヒューズ１０８ｂ、第１のダイオード１０４ａ、平滑コンデンサ１０６、ダイオード１０４ｄの順に電流Ｉａが流れる。この電流Ｉａが流れる電流経路を、図２の（ａ）において実線の矢印で示す。
【００２７】
図２の（ａ）において、第２のスイッチング素子１０５ｂがオン状態の時は、交流電源１０１から共通ラインヒューズ１０８ａ、リアクトル１０２、ヒューズ１０８ｃ、第２のスイッチング素子１０５ｂ、ダイオード１０４ｄの順に電流Ｉｂが流れる。この電流Ｉｂが流れる電流経路を、図２の（ａ）において破線の矢印で示す。この電流Ｉｂは、リアクタ１０２にエネルギを蓄積するリアクタ充電電流である。
【００２８】
次に、交流電源１０１の極性がマイナスの時の動作を図２の（ｂ）を用いて説明する。交流電源１０１の極性がマイナスの時とは、図２の（ｂ）において交流電源１０１における下側の端子電圧が上側の端子電圧より高い場合をいう。このとき、図２の（ｂ）における第２のスイッチング素子１０５ｂがオフ状態とする。
【００２９】
図２の（ｂ）において、第１のスイッチング素子１０５ａがオフ状態の時は、交流電源１０１からダイオード１０４ｃ、平滑コンデンサ１０６、第２のダイオード１０４ｂ、ヒューズ１０８ｃ、リアクトル１０２、共通ラインヒューズ１０８ａの順に電流Ｉｃが流れる。この電流Ｉｃが流れる電流経路を、図２の（ｂ）において実線の矢印で示す。
【００３０】
図２の（ｂ）において、第１のスイッチング素子１０５ａがオン状態の時は、交流電源１０１からダイオード１０４ｃ、第１のスイッチング素子１０５ａ、ヒューズ１０８ｂ、リアクトル１０２、共通ラインヒューズ１０８ａの順に電流Ｉｄがながれる。この電流Ｉｄが流れる電流経路を、図２の（ｂ）において破線の矢印で示す。この電流Ｉｄは、リアクタ１０２にエネルギを蓄積するリアクタ充電電流である。
【００３１】
上記のように、交流電源１０１からの電源電流の極性に応じて、半波ごとに電流供給経路が切り替わるため、第１のスイッチング回路１１０ａおよび第２のスイッチング回路１１０ｂに設けられたヒューズ１０８ｂおよび１０８ｃのそれぞれに流れる電流値は、交流電源１０１の出力の直後に設けられた共通ラインヒューズ１０８ａに流れる電流値の１／２になる。この結果、第１のスイッチング回路１１０ａおよび第２のスイッチング回路１１０ｂに設けられるヒューズ１０８ｂおよび１０８ｃには定格電流が小さな容量のものを使用することが可能となる。
【００３２】
例えば、４ｋＷ級の電力を消費する力率改善装置を有する空気調和機においては、過電流防止用のヒューズとして、共通ラインヒューズ１０８ａには約３０Ａ定格の品種を使用するのが一般的である。このような定格を有する共通ラインヒューズ１０８ａと協調がとれるスイッチング素子を選定する場合には、定常状態にて選定される仕様より容量の大きい定格のスイッチング素子を選定することになる。
【００３３】
しかし、スイッチング回路１１０ａおよび１１０ｂに設けられるヒューズ１０８ｂおよび１０８ｃには、共通ラインヒューズ１０８ａと比較して小さな定格のものを選定することができる。例えば、４ｋＷ級の電力を消費する力率改善装置を有する空気調和機においては、約３０Ａ定格の共通ラインヒューズ１０８ａの約半分の定格の約１５Ａ定格のヒューズを用いることができる。
【００３４】
そのため、ヒューズの定格に合わせて選定するスイッチング素子１０５ａ、１０５ｂに対しても、負荷１０７に応じて本来必要な仕様にて選定することができる。
【００３５】
したがって、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂとしては必要以上の電流定格を有するものを選定する必要がなく、且つ、パッケージサイズも必要以上に大きい品種を選定しなくてよいものとなる。この結果、実施の形態１の構成によれば、直流電源装置の小型化、低コスト化を実現することができ、また、スイッチング素子の選定の自由度も広がることになる。
【００３６】
また、実施の形態１の直流電源装置において、何らかの異常が発生して第１のスイッチング素子１０５ａと第２のスイッチング素子１０５ｂが同時にオン状態をなったときには、図２の（ｃ）に示すように、直流短絡状態となる。通常、直流電源装置において、直流短絡状態を想定して保護回路を構成すると、回路構成が複雑になり、コストアップ及び実装面積の拡大を招くものである。
【００３７】
しかしながら、実施の形態１の直流電源装置においては、第１のスイッチング回路１１０ａおよび第２のスイッチング回路１１０ｂのそれぞれに過大電流検知部であるヒューズ１０８ｂおよび１０８ｃを備えているため、直流短絡の際にも電流経路上にヒューズが存在するため、回路を保護することができ、簡易な構成で直流電源装置の安全性を向上させることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２の直流電源装置について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る実施の形態２の直流電源装置の回路構成を示すブロック図である。図３において、前述の実施の形態１と実質的に同一の機能、構成を有する要素には同じ番号を付与している。また、実施の形態２における基本的な動作は、実施の形態１における基本動作と同様であるので、実施の形態２においては実施の形態１と異なる点を主として説明する。
【００３９】
図３において、交流電源１０１の出力端から出力される電流は、フィルタ回路１０３とリアクトル１０２を経由してブリッジ整流回路１０９に入力される。ブリッジ整流回路１０９は、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂとダイオード１０４ａ、１０４ｂとの逆並列接続回路からなる直列接続回路と、ダイオード１０４ｃ、１０４ｄからなる直列接続回路との並列回路により構成される。ブリッジ整流回路１０９の出力には、平滑コンデンサ１０６および負荷１０７が並列に接続されている。
【００４０】
図３に示すように、実施の形態２におけるブリッジ整流回路１０９においては、ダイオード１０４ａ、１０４ｂと、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂのそれぞれに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇがそれぞれ接続されている。
【００４１】
実施の形態２の構成において、第１のスイッチング回路１１０ａは、第１のダイオード１０４ａと逆並列接続された第１のスイッチング素子１０５ａとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｄ、１０８ｅを有して構成されている。また、第２のスイッチング回路１１０ｂは、第２のダイオード１０４ｂと逆並列接続された第２のスイッチング素子１０５ｂとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｆ、１０８ｇを有して構成されている。実施の形態２における過大電流検知部は、図３に示すように、第１のダイオード１０４ａ、第２のダイオード１０４ｂ、第１のスイッチング素子１０５ａおよび第２のスイッチング素子１０５ｂのそれぞれに直列接続された複数のヒューズ１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇにより構成されている。
【００４２】
上記のように、実施の形態２におけるブリッジ整流回路１０９においては、各ダイオード１０４ａ、１０４ｂおよび各スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂのそれぞれの要素の電源側にヒューズを挿入することにより、各要素の電流定格を小さいものとすることが可能となり、回路の小型化、および低コスト化を図ることができる。
【００４３】
また、上記ように構成された実施の形態２の直流電源装置においては、定格の低いダイオードおよびスイッチング素子を選定することが可能となるため、例えば、ダイオード１０４ａ、１０４ｂとしてはスイッチング素子１０５ａ、１０５ｂより小さいパッケージサイズの品種を選定することが可能となり、それぞれの部品の選定の自由度がさらに増加し、直流電源装置として用途を広げることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
次に、本発明に係る実施の形態３の直流電源装置について図４を用いて説明する。図４は、本発明に係る実施の形態３の直流電源装置の回路構成を示すブロック図である。図４において、前述の実施の形態１および実施の形態２と実質的に同一の機能、構成を有する要素には同じ番号を付与している。また、実施の形態３における基本的な動作は、実施の形態１における基本動作と同様であるので、実施の形態３においては実施の形態１と異なる点を主として説明する。
【００４５】
図４において、交流電源１０１の出力端から出力される電流は、フィルタ回路１０３とリアクトル１０２を経由してブリッジ整流回路１０９に入力される。ブリッジ整流回路１０９は、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂとダイオード１０４ａ、１０４ｂとの逆並列接続回路からなる直列接続回路と、ダイオード１０４ｃ、１０４ｄからなる直列接続回路との並列回路により構成される。ブリッジ整流回路１０９の出力には平滑コンデンサ１０６および負荷１０７が並列に接続されている。
【００４６】
図４に示すように、実施の形態３におけるブリッジ整流回路１０９においては、第１のスイッチング素子１０５ａに過大電流検知部であるヒューズ１０８ｅが接続されており、第２のスイッチング素子１０５ｂに過大電流検知部であるヒューズ１０８ｇが接続されている。
【００４７】
実施の形態３の構成において、第１のスイッチング回路１１０ａは、第１のダイオード１０４ａと逆並列接続された第１のスイッチング素子１０５ａとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｅを有して構成されている。また、第２のスイッチング回路１１０ｂは、第２のダイオード１０４ｂと逆並列接続された第２のスイッチング素子１０５ｂとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｇを有して構成されている。実施の形態３における過大電流検知部は、図４に示すように、第１のスイッチング素子１０５ａおよび第２のスイッチング素子１０５ｂのそれぞれに直列接続された複数のヒューズ１０８ｅ、１０８ｇにより構成されている。
【００４８】
上記のように、実施の形態３におけるブリッジ整流回路１０９においては、各スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂのそれぞれにヒューズ１０８ｅ、１０８ｇを挿入することにより、各スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂの電流定格をさらに小さいものとすることが可能となる。その結果、実施の形態３の直流電源装置においては、各スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂのワイヤボンディングの強度が各ダイオード１０４ａ、１０４ｂと同等以上に強くなくても装置に組み込むことが可能となるため、パッケージサイズが小さい品種を選定することが可能となり、スイッチング素子の選定の自由度が増加し、低コスト化に繋がる構成となる。
【００４９】
さらに、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂが何らかの要因でショート破壊したときは、ヒューズ１０８ｅ、１０８ｇを共通ラインヒューズ１０８ａより電流定格が小さく、つまり、溶断時間が短い品種を選定することにより、ヒューズ１０８ｅ、１０８ｇが溶断することとなるため、共通ラインヒューズ１０８ａは溶断しない。この場合、整流ブリッジ回路１０９のダイオード整流機能としてはまだ健在であるため、ダイオード整流回路の構成で動作を継続することになる。即ち、実施の形態３の直流電源装置の構成においては、整流ブリッジ回路１０９におけるスイッチング素子がショート破壊しても、安全な回路構成で動作を継続することができるため、信頼性の高い直流電源装置として用途を広げることができる。
【００５０】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４の直流電源装置について図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る実施の形態４の直流電源装置の回路構成を示すブロック図である。図５において、前述の実施の形態１から実施の形態３と実質的に同一の機能、構成を有する要素には同じ番号を付与している。また、実施の形態４における基本的な動作は、実施の形態１における基本動作と同様であるので、実施の形態４においては実施の形態１と異なる点を主として説明する。
【００５１】
図５において、交流電源１０１の出力端から出力される電流は、フィルタ回路１０３とリアクトル１０２を経由してブリッジ整流回路１０９に入力される。ブリッジ整流回路１０９は、スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂとダイオード１０４ａ、１０４ｂとの逆並列接続回路からなる直列接続回路と、ダイオード１０４ｃ、１０４ｄからなる直列接続回路との並列回路により構成される。ブリッジ整流回路１０９の出力には平滑コンデンサ１０６および負荷１０７が並列に接続されている。
【００５２】
図５に示すように、実施の形態４におけるブリッジ整流回路１０９においては、第１のダイオード１０４ａに過大電流検知部であるヒューズ１０８ｄが接続され、第２のダイオード１０４ｂに過大電流検知部であるヒューズ１０８ｆが接続されている。
【００５３】
実施の形態４の構成において、第１のスイッチング回路１１０ａは、第１のダイオード１０４ａと逆並列接続された第１のスイッチング素子１０５ａとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｄを有して構成されている。また、第２のスイッチング回路１１０ｂは、第２のダイオード１０４ｂと逆並列接続された第２のスイッチング素子１０５ｂとともに、過大電流検知部であるヒューズ１０８ｆを有して構成されている。実施の形態４における過大電流検知部は、図５に示すように、第１のダイオード１０５ａおよび第２のダイオード１０５ｂのそれぞれに直列接続された複数のヒューズ１０８ｄ、１０８ｆにより構成されている。
【００５４】
上記のように、実施の形態４におけるブリッジ整流回路１０９においては、各ダイオード１０４ａ、１０４ｂのそれぞれにヒューズ１０８ｄ、１０８ｆを挿入することにより、各ダイオード１０４ａ、１０４ｂの電流定格をさらに小さいものとすることが可能となる。その結果、実施の形態４の直流電源装置においては、各ダイオード１０４ａ、１０４ｂのワイヤボンディングの強度が各スイッチング素子１０５ａ、１０５ｂと同等以上に強くなくても装置に組み込むことが可能となるため、パッケージサイズが小さい品種が選定することが可能となり、ダイオードの選定の自由度が増加し、一般整流ダイオードだけでなくファーストリカバリーダイオードやＳｉＣの搭載にも応用できる。このため、実施の形態４の直流電源装置の構成においては、低コスト化に加えて、直流電源装置の用途がさらに広がるという効果を奏するものである。
【００５５】
さらに、第１のスイッチング素子１０５ａと第２のスイッチング素子１０５ｂが何らかの要因でショート破壊したときは、過電流が共通ラインヒューズ１０８ａを流れるため、共通ラインヒューズ１０８ａが瞬時に溶断することになる。その結果、実施の形態４の直流電源装置においては、交流電源１０１から切り離された状態となり、直流電源装置の動作が確実に停止する。即ち、実施の形態４の直流電源装置の構成においては、第１のスイッチング素子１０５ａと第２のスイッチング素子１０５ｂが同時にショート破壊しても、安全に動作を停止することができるため、信頼性の高い直流電源装置として用途を広げることができる。
【００５６】
なお、本発明に係る各実施の形態の直流電源装置においては、各スイッチング回路に過大電流検知部を設けて、この過大電流検知部をヒューズで構成した例で説明したが、本発明としては挿入された電流経路に流れる電流が所定電流を超えたとき瞬時に当該ラインを遮断する機能を有するものであればよく、ヒューズに限定されるものではない。
【００５７】
以上のように、本発明の直流電源装置においては、ブリッジ整流回路におけるスイッチング回路に対してヒューズを挿入することにより、そのヒューズに流れる電流が交流電源の直後の共通ラインのヒューズに流れる電流より小さくなり、電流定格の小さいヒューズを選定することができ、スイッチング回路において電流定格の小さい素子を選定することができる。
【００５８】
上記のように、本発明によれば、簡易な構成で損失低減を図りつつ、入力力率の改善を行うことができると共に、直流電源装置の小型化と低コスト化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の直流電源装置は、簡易な構成で損失低減を図りつつ、入力力率の改善を行うことができ、空気調和器や冷蔵庫をはじめ、洗濯機などの電化製品の直流電源装置として適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  交流電源
１０２  リアクトル
１０３  フィルタ回路
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ  ダイオード
１０５ａ、１０５ｂ  スイッチング素子
１０６  平滑コンデンサ
１０７  負荷
１０８ａ  共通ラインヒューズ
１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ  ヒューズ（過大電流検知部）
１０９  ブリッジ整回路
１１０ａ、１１０ｂ  スイッチング回路
【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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【国際調査報告】
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