(57)【要約】【課題】個々のダイオードの電流ばらつきを抑えるとともにコモンモードノイズを除去できる並列ダイオードブリッジ整流回路を小型化する。【解決手段】コイルＬ１１とコイルＬ１２からダイオードブリッジ整流回路１０に向けてそれぞれ交流電流ｉ１１と交流電流ｉ１２が流れる。コイルＬ１１とコイルＬ１２の極性は反対であり、交流電流ｉ１１が増減すると、交流電流ｉ１２も同様に増減する。このため、ダイオードブリッジ整流回路１０に含まれる４個のダイオードの性能にばらつきがある場合でも、交流電流ｉ１１と交流電流ｉ１２はバランスする。また、コモンモードノイズによってコイルＬ１１とコイルＬ１２に漏れインダクタンスが生じ、それはコンデンサＣ１１とコンデンサＣ１２とともにコモンモードフィルタとして働く。コイルＬ２１とコンデンサＣ２１とコイルＬ２２とコンデンサＣ２２とダイオードブリッジ整流回路１１も同様に動作する。【選択図】図１
2019122142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流が入力される第１の端子および第２の端子と、
直流を出力する第３の端子および第４の端子と、
それぞれの一端が前記第１の端子に接続されており、互いに反対の極性である第１のコイルおよび第２のコイルと、
それぞれの一端が前記第２の端子に接続されており、互いに反対の極性である第３のコイルおよび第４のコイルと、
前記第１のコイルの他端と、前記第２のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第１のダイオードブリッジ整流回路と、
前記第３のコイルの他端と、前記第４のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第２のダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする並列ダイオードブリッジ整流回路。
【請求項２】
交流が入力される第１の端子および第２の端子と、
直流を出力する第３の端子および第４の端子と、
それぞれの一端が前記第１の端子に接続されており、互いに反対の極性である第１のコイルおよび第２のコイルと、
それぞれの一端が前記第２の端子に接続されており、互いに反対の極性である第３のコイルおよび第４のコイルと、
前記第１のコイルの他端と、前記第３のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第１のダイオードブリッジ整流回路と、
前記第２のコイルの他端と、前記第４のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第２のダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする並列ダイオードブリッジ整流回路。
【請求項３】
前記第１のコイルと、前記第２のコイルと、前記第３のコイルと、前記第４のコイルとが同一のコアに巻回されていることを特徴とする請求項１または２に記載の並列ダイオードブリッジ整流回路。
【請求項４】
前記コアが、
内側を向いた突起を中央部に有する第１のヨークと、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークに対向する第２のヨークと、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークの一方の端部と前記第２のヨークの一方の端部とを連結する第１の脚部と、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークの他方の端部と前記第２のヨークの他方の端部とを連結する第２の脚部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の並列ダイオードブリッジ整流回路。
【請求項５】
一端が前記第１のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第１のコンデンサと、
一端が前記第２のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第２のコンデンサと、
一端が前記第３のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第３のコンデンサと、
一端が前記第４のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第４のコンデンサと、
を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の並列ダイオードブリッジ整流回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流を直流に全波整流する並列ダイオードブリッジ整流回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数のダイオードブリッジ整流回路を並列に接続して大きな電流を整流する並列ダイオードブリッジ整流回路を開示する。
そして、特許文献１では、ダイオードブリッジ回路を形成する個々のダイオードに性能のばらつきがある場合、性能の劣るダイオードの温度が大きく上昇し、そのダイオードに大きな電流が流れることが指摘されている。大きな電流が流れるとより温度上昇が大きくなってより大きな電流が流れ、その結果そのダイオードが劣化してダイオードブリッジ回路の性能が低下する。
これを防止するために、特許文献１に記載のダイオードブリッジ整流回路では、複数のダイオードブリッジ整流回路の温度分布を均一化する温度均一化手段が設けられている。温度均一化手段は、例えば、各ダイオードブリッジ整流回路の直下に設けられた放熱板である。
【０００３】
また、交流の電源ラインにおいてコモンモードノイズが生じる場合がある。コモンモードノイズは、例えばコモンモードチョークコイルを有するコモンモードフィルタによって除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６４９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の並列ダイオードブリッジ整流回路は、個々のダイオードにおける電流のばらつきを抑えるために、放熱板を用いる。そして、交流の電源ラインにおいてコモンモードノイズを除去するためには、コモンモードフィルタ用のコモンモードチョークコイルを別途付加する必要がある。このため、特許文献１に記載の並列ダイオードブリッジ整流回路は大型である。
【０００６】
本発明の目的は、個々のダイオードにおける電流のばらつきを抑えるとともにコモンモードノイズを除去することができる小型の並列ダイオードブリッジ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】
上記目的を達成するために、本発明の並列ダイオードブリッジ整流回路は、
交流が入力される第１の端子および第２の端子と、
直流を出力する第３の端子および第４の端子と、
それぞれの一端が前記第１の端子に接続されており、互いに反対の極性である第１のコイルおよび第２のコイルと、
それぞれの一端が前記第２の端子に接続されており、互いに反対の極性である第３のコイルおよび第４のコイルと、
前記第１のコイルの他端と、前記第２のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第１のダイオードブリッジ整流回路と、
前記第３のコイルの他端と、前記第４のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第２のダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、本発明の並列ダイオードブリッジ整流回路は、
交流が入力される第１の端子および第２の端子と、
直流を出力する第３の端子および第４の端子と、
それぞれの一端が前記第１の端子に接続されており、互いに反対の極性である第１のコイルおよび第２のコイルと、
それぞれの一端が前記第２の端子に接続されており、互いに反対の極性である第３のコイルおよび第４のコイルと、
前記第１のコイルの他端と、前記第３のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第１のダイオードブリッジ整流回路と、
前記第２のコイルの他端と、前記第４のコイルの他端と、前記第３の端子と、前記第４の端子とに接続された第２のダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、本発明の並列ダイオードブリッジ整流回路は、
前記第１のコイルと、前記第２のコイルと、前記第３のコイルと、前記第４のコイルとが同一のコアに巻回されていることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、本発明の並列ダイオードブリッジ整流回路は、
前記コアが、
内側を向いた突起を中央部に有する第１のヨークと、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークに対向する第２のヨークと、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークの一方の端部と前記第２のヨークの一方の端部とを連結する第１の脚部と、
内側を向いた突起を中央部に有しており、前記第１のヨークの他方の端部と前記第２のヨークの他方の端部とを連結する第２の脚部と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、本発明の並列ダイオードブリッジ整流回路は、
一端が前記第１のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第１のコンデンサと、
一端が前記第２のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第２のコンデンサと、
一端が前記第３のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第３のコンデンサと、
一端が前記第４のコイルの他端に接続されており、他端が接地された第４のコンデンサと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、個々のダイオードにおける電流のばらつきを抑えるとともにコモンモードノイズを除去することができる並列ダイオードブリッジ整流回路を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路の構成の一例を示す図である。
【図２】図１の並列ダイオードブリッジ整流回路の磁気回路の構成の一例を示す図である。
【図３】図２の並列ダイオードブリッジ整流回路の磁気回路の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路の構成の一例を示す図である。
【図５】図４の並列ダイオードブリッジ整流回路の磁気回路の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路１の構成の一例を示す。
並列ダイオードブリッジ整流回路１は、コイルＬ１１と、コイルＬ１２と、コンデンサＣ１１と，コンデンサＣ１２と、ダイオードブリッジ整流回路１０と、コイルＬ２１と、コイルＬ２２と、コンデンサＣ２１と、コンデンサＣ２２と、ダイオードブリッジ整流回路１１とを有する。
端子ＡＣ１と端子ＡＣ２には交流が入力される。端子ＤＣ＋と端子ＤＣ−は直流を出力する。
なお、端子ＡＣ１と端子ＡＣ２は、それぞれ本発明の第１の端子と第２の端子の例である。また、端子ＤＣ＋と端子ＤＣ−はそれぞれ本発明の第３の端子と第４の端子の例である。
【００１６】
コイルＬ１１の一端とコイルＬ１２の一端とは接続されている。そして、それらは端子ＡＣ１に接続されている。コイルＬ１１とコイルＬ１２は、反対の極性である。
コイルＬ１１の他端には、コンデンサＣ１１の一端が接続されている。コンデンサＣ１１の他端は接地されている。また、コイルＬ１２の他端にはコンデンサＣ１２の一端が接続されている。コンデンサＣ１２の他端は接地されている。
なお、コイルＬ１１とコイルＬ１２は、それぞれ本発明の第１のコイルと第２のコイルの例である。コンデンサＣ１１とコンデンサＣ１２は、それぞれ本発明の第１のコンデンサと第２のコンデンサの例である。
【００１７】
ダイオードブリッジ整流回路１０は、ダイオードＤ１１と、ダイオードＤ１２と、ダイオードＤ１３と、ダイオードＤ１４とを有する。ダイオードブリッジ整流回路１０は、コイルＬ１１の他端と、コイルＬ１２の他端と、端子ＤＣ＋と、端子ＤＣ−とに接続されている。具体的には、ダイオードＤ１１のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ１１の他端と端子ＤＣ＋に接続されている。ダイオードＤ１２のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ１２の他端と端子ＤＣ＋に接続されている。ダイオードＤ１３のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ１１の他端に接続されている。ダイオードＤ１４のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ１２の他端に接続されている。
なお、ダイオードブリッジ整流回路１０は、本発明の第１のダイオードブリッジ整流回路の例である。
【００１８】
コイルＬ２１の一端とコイルＬ２２の一端とは接続されている。そして、それらは端子ＡＣ２に接続されている。コイルＬ２１とコイルＬ２２は、反対の極性である。
コイルＬ２１の他端には、コンデンサＣ２１の一端が接続されている。コンデンサＣ２１の他端は接地されている。また、コイルＬ２２の他端にはコンデンサＣ２２の一端が接続されている。コンデンサＣ２２の他端は接地されている。
なお、コイルＬ２１とコイルＬ２２は、それぞれ本発明の第３のコイルと第４のコイルの例である。コンデンサＣ２１とコンデンサＣ２２は、それぞれ本発明の第３のコンデンサと第４のコンデンサの例である。
【００１９】
ダイオードブリッジ整流回路１１は、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、ダイオードＤ２３と、ダイオードＤ２４とを有する。ダイオードブリッジ整流回路１１は、コイルＬ２１の他端と、コイルＬ２２の他端と、端子ＤＣ＋と、端子ＤＣ−とに接続されている。具体的には、ダイオードＤ２１のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ２１の他端と端子ＤＣ＋に接続されている。ダイオードＤ２２のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ２２の他端と端子ＤＣ＋に接続されている。ダイオードＤ２３のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ２１の他端に接続されている。ダイオードＤ２４のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ２２の他端に接続されている。
なお、ダイオードブリッジ整流回路１１は、本発明の第２のダイオードブリッジ整流回路の例である。
【００２０】
端子ＡＣ１からコイルＬ１１の一端とコイルＬ１２の一端とに向けて交流電流ｉ１が流れる。コイルＬ１１の他端からダイオードブリッジ整流回路１０に含まれるダイオードＤ１１のアノードとダイオードＤ１３のカソードに向けて交流電流ｉ１１が流れる。コイルＬ１２の他端からダイオードブリッジ整流回路１０に含まれるダイオードＤ１２のアノードとダイオードＤ１４のカソードに向けて交流電流ｉ１２が流れる。コイルＬ１１とコイルＬ１２の極性が反対であるため、交流電流ｉ１１が増減すると、交流電流ｉ１２も同様に増減する。また、交流電流ｉ１２が増減すると、交流電流ｉ１１も同様に増減する。このため、ダイオードブリッジ整流回路１０に含まれる４個のダイオードの性能にばらつきがある場合でも、交流電流ｉ１１と交流電流ｉ１２はバランスし、それらの大きさは略同一となる。
【００２１】
ダイオードブリッジ整流回路１１に含まれるダイオードＤ２１のアノードとダイオードＤ２３のカソードからコイルＬ２１の他端に向けて交流電流ｉ２１が流れる。ダイオードブリッジ整流回路１１に含まれるダイオードＤ２２のアノードとダイオードＤ２４のカソードからコイルＬ２２の他端に向けて交流電流ｉ２２が流れる。コイルＬ２１の一端とコイルＬ２２の一端から端子ＡＣ２に向けて交流電流ｉ２が流れる。コイルＬ２１とコイルＬ２２の極性が反対であるため、交流電流ｉ２１が増減すると、交流電流ｉ２２も同様に増減する。また、交流電流ｉ２２が増減すると、交流電流ｉ２１も同様に増減する。このため、ダイオードブリッジ整流回路１１に含まれる４個のダイオードの性能にばらつきがある場合でも、交流電流ｉ２１と交流電流ｉ２２はバランスし、それらの大きさは略同一となる。
【００２２】
図２は、並列ダイオードブリッジ整流回路１の磁気回路の構成の一例を示す。
コイルＬ１１と、コイルＬ１２と、コイルＬ２１と、コイルＬ２２とは、同一のコア２０に巻回されている。
コア２０は、磁性体で形成される。コア２０は、ヨークＹ１と、ヨークＹ２と、脚部Ｐ１と、脚部Ｐ２とを有する。ヨークＹ１とヨークＹ２は対向している。脚部Ｐ１は、ヨークＹ１の左の端部とヨークＹ２の左の端部を連結する。脚部Ｐ２は、ヨークＹ１の右の端部とヨークＹ２の右の端部を連結する。
コイルＬ１１は、例えば脚部Ｐ１のヨークＹ１側に巻回される。コイルＬ１２は、例えば脚部Ｐ２のヨークＹ１側に巻回される。コイルＬ２１は、例えば脚部Ｐ１のヨークＹ２側に巻回される。コイルＬ２２は、例えば脚部Ｐ２のヨークＹ２側に巻回される。
【００２３】
交流の電源ラインと接地間には、コモンモードノイズｃｎが生じる。図２に、コモンモードノイズｃｎと、それにより生じる磁束を破線の矢印で示す。なお、コア２０内における実線の矢印は交流電流ｉ１１、交流電流ｉ１２、交流電流ｉ２１、および交流電流ｉ２２により生じる磁束を示す。
コモンモードノイズｃｎは、端子ＡＣ１からコイルＬ１１の一端とコイルＬ１２の一端とに向けて流れるとともに、端子ＡＣ１からコイルＬ１１の一端とコイルＬ１２の一端とに向けて流れる。そして、コモンモードノイズｃｎにより、コア２０の内部に磁束が生じるだけでなく、コア２０の外部に漏れ磁束が生じる。この漏れ磁束による漏れインダクタンスと、コンデンサＣ１１と、コンデンサＣ１２と、コンデンサＣ２１と、コンデンサＣ２２とは、コモンモードフィルタを形成する。このコモンモードフィルタによって、コモンモードノイズは除去される。
なお、コンデンサＣ１１と、コンデンサＣ１２と、コンデンサＣ２１と、コンデンサＣ２２とは、実体のあるコンデンサである場合もあり、実体はなくて配線ラインに生じる浮遊容量（寄生容量）である場合もある。
【００２４】
図３は、並列ダイオードブリッジ整流回路１の磁気回路の変形例を示す。
図３の磁気回路のコア２０Ａは、図２の磁気回路のコア２０と異なり、ヨークＹ１と脚部Ｐ２とヨークＹ２と脚部Ｐ１とがそれぞれ内側を向いた突起２１と突起２２と突起２３と突起２４とを有する。コモンモードノイズｃｎによって生じる漏れ磁束はこの突起を通って流れる。このため、コア２０Ａはコア２０よりも漏れ磁束が大きくなる。
これ以外の点は、図３の磁気回路と図２の磁気回路の構成は同一である。
【００２５】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路２の構成の一例を示す。
並列ダイオードブリッジ整流回路２は、コイルＬ１１と、コイルＬ１２と、コンデンサＣ１１と，コンデンサＣ１２と、ダイオードブリッジ整流回路１２と、コイルＬ２１と、コイルＬ２２と、コンデンサＣ２１と、コンデンサＣ２２と、ダイオードブリッジ整流回路１３とを有する。並列ダイオードブリッジ整流回路２は、第１の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路１と実質的には同一の回路構成である。
ダイオードブリッジ整流回路１２は、第１の実施形態に係るダイオードブリッジ整流回路１０に含まれるダイオードＤ１１とダイオードＤ１３、およびダイオードブリッジ整流回路１１に含まれるダイオードＤ２１とダイオードＤ２３で形成される。また、ダイオードブリッジ整流回路１３は、第１の実施形態に係るダイオードブリッジ整流回路１０に含まれるダイオードＤ１２とダイオードＤ１４、およびダイオードブリッジ整流回路１１に含まれるダイオードＤ２２とダイオードＤ２４で形成される。
【００２６】
この違いに伴い、ダイオードブリッジ整流回路１２は、コイルＬ１１の他端と、コイルＬ２１の他端と、端子ＤＣ＋と、端子ＤＣ−とに接続される。具体的には、ダイオードＤ１１のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ１１の他端と端子ＤＣ＋に接続される。ダイオードＤ２１のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ２１の他端と端子ＤＣ＋に接続される。ダイオードＤ１３のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ１１の他端に接続される。ダイオードＤ２３のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ２１の他端に接続される。
なお、ダイオードブリッジ整流回路１２は、本発明の第１のダイオードブリッジ整流回路の別の例である。
【００２７】
また、ダイオードブリッジ整流回路１３は、コイルＬ１２の他端と、コイルＬ２２の他端と、端子ＤＣ＋と、端子ＤＣ−とに接続される。具体的には、ダイオードＤ１２のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ１２の他端と端子ＤＣ＋に接続される。ダイオードＤ２２のアノードとカソードは、それぞれコイルＬ２２の他端と端子ＤＣ＋に接続される。ダイオードＤ１４のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ１２の他端に接続される。ダイオードＤ２４のアノードとカソードは、それぞれ端子ＤＣ−とコイルＬ２２の他端に接続される。
なお、ダイオードブリッジ整流回路１３は、本発明の第２のダイオードブリッジ整流回路の別の例である。
【００２８】
図５は、並列ダイオードブリッジ整流回路２の磁気回路の構成の一例を示す。
コイルＬ１１と、コイルＬ１２と、コイルＬ２１と、コイルＬ２２とは、図３に示したコア２０Ａに巻回されている。
コイルＬ１１は、例えば脚部Ｐ１のヨークＹ１側に巻回される。コイルＬ１２は、例えば脚部Ｐ１のヨークＹ１２側に巻回される。コイルＬ２１は、例えば脚部Ｐ２のヨークＹ１側に巻回される。コイルＬ２２は、例えば脚部Ｐ２のヨークＹ２側に巻回される。
【００２９】
並列ダイオードブリッジ整流回路２でも、第１の実施形態に係る並列ダイオードブリッジ整流回路１と同様に、交流電流ｉ１１と交流電流ｉ１２はバランスし、それらの大きさは略同一となる。また、交流電流ｉ２１と交流電流ｉ２２はバランスし、それらの大きさは略同一となる。
並列ダイオードブリッジ整流回路２でも、コモンモードノイズｃｎによって生じる漏れインダクタンスと、コンデンサＣ１１と、コンデンサＣ１２と、コンデンサＣ２１と、コンデンサＣ２２とは、コモンモードフィルタを形成する。このコモンモードフィルタによって、コモンモードノイズは除去される。
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、個々のダイオードにおける電流のばらつきを抑えるとともにコモンモードノイズを除去することができる並列ダイオードブリッジ整流回路を小型化することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、設計または製造上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１，２…並列ダイオードブリッジ整流回路、１０，１１，１２，１３…ダイオードブリッジ整流回路、２０，２０Ａ…コア、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２…コイル、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２…コンデンサ、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４…ダイオード
【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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