(57)【要約】【課題】  低電圧の直流電源で従来と同様の効果を奏することができるスイッチング電源回路を提供する。【解決手段】  スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が、図に示すようにフルブリッジを構成するように接続され、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の接続点に直流電源装置からの電圧＋１／２ＨＶが供給され、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点には、直流電源装置からの電圧−１／２ＨＶが供給されている。そして、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の接続点に出力端子Ａが設けられ、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の接続点に出力端子Ｂが設けられている。出力端子Ａからの配線は、コイルＬ１とコンデンサＣ１からなるローパスフィルタを通してモータ等の負荷Ｌの一端に接続され、出力端子Ｂからの配線は、コイルＬ２とコンデンサＣ２からなるローパスフィルタを通してモータ等の負荷Ｌの他端に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４個のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４、Ｑ３をこの順にブリッジ状に接続し、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の接続点に第１の直流電源を接続し、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点に、前記第１の直流電源とは逆の極性を有する第２の直流電源を接続し、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４とを同時にオンオフさせることにより、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の接続点に設けられた第１の出力端子と、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の接続点に設けられた第２の出力端子との間に出力電圧を発生させ、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３を同時にオンオフさせることにより、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との間に前記出力電圧とは逆特性の電圧を発生させることを特徴とするスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源からの電源供給を受けて、モータ等の負荷に交流の出力電圧を発生させるスイッチング電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電源からの電源供給を受けて、モータ等の負荷に交流の出力電圧を発生させるスイッチング電源回路は、ＰＷＭ制御等の電源回路として多用されている。そのうち、代表的なものは、４個のスイッチング素子をフルブリッジを構成するように接続したものである。その例を図２に示す。
【０００３】
ＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が、図に示すようにフルブリッジを構成するように接続され、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の接続点に直流電源装置からの電圧＋ＨＶが供給され、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点は接地されている。そして、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の接続点に出力端子Ａが設けられ、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の接続点に出力端子Ｂが設けられている。
【０００４】
出力端子Ａからの配線は、コイルＬ１とコンデンサＣ１からなるローパスフィルタを通して、モータ等の負荷Ｌの一端に接続され、出力端子Ｂからの配線は、コイルＬ２とコンデンサＣ２からなるローパスフィルタを通して、モータ等の負荷Ｌの他端に接続されている。
【０００５】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４を同時にオンオフすることにより、出力端子Ａ側をプラスとするパルス電圧が、負荷Ｌに供給される（実際には、前述のローパスフィルタの作用により、負荷Ｌに供給される電圧は直流電圧とみなせる）。同様、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３を同時にオンオフすることにより、出力端子Ｂ側をプラスとするパルス電圧が、負荷Ｌに供給される。これにより、負荷がモータである場合には、モータを正逆転され、パルスのデューティ比を変化させることにより、モータの回転速度を変化させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来のスイッチング電源回路には以下のような問題点がある。例えば、負荷Ｌが必要とする最大電圧が１００Ｖであった場合、途中での電圧降下や余裕等を考慮して、直流電圧＋ＨＶを１１０Ｖ〜１２０Ｖに設定する必要がある。一方、近年、電源装置を含めた装置の安全性に関する規格が厳しくなり、いわゆる危険電圧（人間が感電して事故となり得る電圧で、直流の場合６０Ｖを超える電圧）を使用しているユニットに対しては、例えば基板の絶縁性や基板の層間厚に関する制約が厳しくなってきている。その結果、危険電圧を使用するユニットのコストアップが問題となっている。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、低電圧の直流電源で従来と同様の効果を奏することができるスイッチング電源回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、４個のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４、Ｑ３をこの順にブリッジ状に接続し、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の接続点に第１の直流電源を接続し、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点に、前記第１の直流電源とは逆の極性を有する第２の直流電源を接続し、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４とを同時にオンオフさせることにより、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の接続点に設けられた第１の出力端子と、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の接続点に設けられた第２の出力端子との間に出力電圧を発生させ、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３を同時にオンオフさせることにより、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子のと間に前記出力電圧とは逆特性の電圧を発生させることを特徴とするスイッチング電源回路により解決される。
【０００９】
従来のスイッチング電源回路においては、図２に示すように一つの直流電源から電源を供給し、負荷を通過した電流を接地電位の場所に逃がすような構成となっていた。本手段においては、プラスの直流電源とマイナスの直流電源を使用し、プラスの直流電源から負荷に電流を供給し、負荷を通過した電流をマイナスの直流電源に流すようにしている。よって、負荷に供給される電位差は、プラスの直流電源の電圧とマイナスの直流電源の電圧の和になり、各直流電源の電圧を下げながら、負荷に供給される電圧を高く維持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低電圧の直流電源で従来と同様の効果を奏することができるスイッチング電源回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるスイッチング電源回路を使用した負荷駆動回路の概要を示す図である。ＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が、図に示すようにフルブリッジを構成するように接続され、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ４の接続点に直流電源装置からの電圧＋１／２ＨＶが供給され、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点には、直流電源装置からの電圧−１／２ＨＶが供給されている。そして、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の接続点に出力端子Ａが設けられ、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の接続点に出力端子Ｂが設けられている。
【００１２】
出力端子Ａからの配線は、コイルＬ１とコンデンサＣ１からなるローパスフィルタを通して、モータ等の負荷Ｌの一端に接続され、出力端子Ｂからの配線は、コイルＬ２とコンデンサＣ２からなるローパスフィルタを通して、モータ等の負荷Ｌの他端に接続されている。
【００１３】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３を同時にオンオフすることにより、出力端子Ａ側をプラスとするパルス電圧が、負荷Ｌに供給される（実際には、前述のローパスフィルタの作用により、負荷Ｌに供給される電圧は直流電圧とみなせる）。同様、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３を同時にオンオフすることにより、出力端子Ｂ側をプラスとするパルス電圧が、負荷Ｌに供給される。これにより、負荷がモータである場合には、モータを正逆転され、パルスのデューティ比を変化させることにより、モータの回転速度を変化させることができる。
【００１４】
この実施の形態においては、負荷Ｌに供給される電圧は、ＨＶに近く、図２に示す従来の回路と同じであるが、各直流電源回路の電圧の絶対値はその１／２である。例えば、１００Ｖの電圧で負荷Ｌを駆動しなければならない場合、前述のように従来では、直流電源の電圧を１１０〜１２０Ｖにしなければならなかったが、この実施の形態では、５５〜６０Ｖで済むことになり、厳しい規制の制約を受けなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態であるスイッチング電源回路を使用した負荷駆動回路の概要を示す図である。
【図２】従来のスイッチング電源回路を使用した負荷駆動回路の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
Ｑ１〜Ｑ４…スイッチング素子、Ｌ１，Ｌ２…コイル、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｌ…負荷
【図１】
2006320095.tif 000003
【図２】
2006320095.tif 000004