(57)【要約】【課題】双入力整流器を提供し、それにより前記整流器は多種類の入力電源に応用することができないという状況を解決する。【解決手段】第１入力端と第３入力端から第１交流電圧を入力するかまたは第２入力端と第３入力端から第２交流電圧を入力して直流電圧を出力する双入力整流器であり、直列方式で相互に接続されている第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオードと第４ダイオード、及び直列方式で相互に接続されている第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとを備え、第１フィルタキャパシタの陽極端は前記第１ダイオードと第３ダイオードとの間に接続し、第２フィルタキャパシタ陰極端は第２ダイオードと第４ダイオードとの間に接続しており、第１入力端は第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとの間に接続し、第２入力端は第１ダイオードと第２ダイオードとの間に接続し、第３入力端は第３ダイオードと第４ダイオードとの間に接続している。【選択図】　　図３
0003097122.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
２種類の交流電圧を入力するとともに直流電圧を出力する双入力整流器であり、
直列方式で相互に接続されている第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオードと第４ダイオードとを備え、前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間には第２入力端が接続し、前記第３ダイオードと前記第４ダイオードとの間には第３入力端が接続しており、
更に直列方式で相互に接続されている第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとを備え、前記第１フィルタキャパシタの陽極端は前記第１ダイオードと前記第３ダイオードとの間に接続し、前記第２フィルタキャパシタの陰極端は前記第２ダイオードと前記第４ダイオードとの間に接続しており、前記第２フィルタキャパシタと前記第２フィルタキャパシタとの間には第１入力端が接続しており、
第１交流電圧が前記第１入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力し、第２交流電圧は前記第２入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力することを特徴とする、双入力整流器。
【請求項２】
前記第２交流電圧は第１交流電圧の２倍であることを特徴とする、請求項１に記載の双入力整流器。
【請求項３】
前記第１交流電圧は１１０Ｖであることを特徴とする、請求項２に記載の双入力整流器。
【請求項４】
前記第２交流電圧は２２０Ｖであることを特徴とする、請求項３に記載の双入力整流器。
【請求項５】
前記第１交流電圧は２２０Ｖであることを特徴とする、請求項２に記載の双入力整流器。
【請求項６】
前記第２交流電圧は４４０Ｖであることを特徴とする、請求項５に記載の双入力整流器。
【請求項７】
２種類の交流電圧を入力するとともに直流電圧を出力する双入力整流器であり、
直列方式で相互に接続されている第１ダイオードと第２ダイオードとを備え、前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間に第２入力端が接続している第１整流ダイオードユニットと、
前記第１整流ダイオードユニットと並列方式で接続されており、直列方式で相互に接続されている第３ダイオードと第４ダイオードとを備え、前記第３ダイオードと前記第４ダイオードとの間には第３入力端が接続している第２整流ダイオードユニットと、
前記第２整流ダイオードユニットと並列方式で接続されており、直列方式で相互に接続されている第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとを備え、前記第１フィルタキャパシタと前記第２フィルタキャパシタとの間には第１入力端が接続しているフィルタキャパシタユニットとを備え、
第１交流電圧が前記第１入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力し、第２交流電圧は前記第２入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力することを特徴とする、双入力整流器。
【請求項８】
前記第２交流電圧は第１交流電圧の２倍であることを特徴とする、請求項７に記載の双入力整流器。
【請求項９】
前記第１交流電圧は１１０Ｖであることを特徴とする、請求項７に記載の双入力整流器。
【請求項１０】
前記第２交流電圧は２２０Ｖであることを特徴とする、請求項９に記載の双入力整流器。
【請求項１１】
前記第１交流電圧は２２０Ｖであることを特徴とする、請求項７に記載の双入力整流器。
【請求項１２】
前記第２交流電圧は４４０Ｖであることを特徴とする、請求項１１に記載の双入力整流器。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は双入力の整流器に関するものであり、特にモータ制御器、汎用周波数変換器、ブラシレスまたはブラシ付き直流モータ駆動器、交流サーボモータ駆動器などに応用される双入力整流器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流モータは各種モータのうちで応用範囲が最も広範なモータであり、近年は電力・電子とモータ制御技術の進歩により、交流モータ駆動器の性能はより向上し、応用範囲は更に広範となり、価格もより廉価となり、競争も更に激烈となっている。その中でも、交流モータを制御する周波数変換器は市場において製品の入れ替えのスピードが最も高く、性能・価格競争が最も激烈な製品である。周波数変換器とは主に変換可能周波数（ｖａｒｉａｂｌｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と変換可能電圧（ｖａｒｉａｂｌｅ　ｖｏｌｔａｇｅ）を提供する電力転換装置であり、開回路方式で交流モータの変速制御に応用され、それは主に整流器を介して入力された交流電圧を直流電圧に変換する。
【０００３】
周波数変換器に応用される整流器は「図１」に示されている通りであり、それは現在１１０Ｖ交流電源に使用されている整流器で、全波倍電圧回路である。それには相互に直列接続されている第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とで構成されている整流ダイオードユニットと、相互に直列接続されている第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２とで構成されているフィルタキャパシタユニットとが備わり、そのうち整流ダイオードユニットとフィルタキャパシタユニットとは相互に並列接続されている。この他、更に第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２との間に接続している第１入力端ＩＰ１と、第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間に接続している第２入力端ＩＰ２とが備わり、その入力は交流１１０Ｖ電源であり、出力は直流３１０Ｖ電源である。そのうち第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２の規格は２００Ｖ／４７０μとすることができる。誤って２２０Ｖの電源を入力した場合には、本回路の倍電圧特性に基づき、出力は直流６２０Ｖとなるが、キャパシタが受容することができる電圧は４００Ｖ（２００Ｖ＋２００Ｖ）であるため、キャパシタの受容可能水準を超過した電圧となり、キャパシタは過電圧により破損する結果となる。
【０００４】
別の周波数変換器に応用される整流器は「図２」に示されている通りであり、それは現在２２０Ｖ交流電源に使用されている整流器で、全波整流回路である。それには２組の相互に並列接続されている整流ダイオードユニットが備わり、各ダイオードユニットは２個のダイオードが相互に直列接続されて構成されており、それぞれ第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２及び第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４であり、また前記２個の整流ダイオードユニットと相互に並列接続されている第３フィルタキャパシタＣ３も備わっている。この他、更に第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４との間に接続している第１入力端ＩＰ１と、第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間に接続している第２入力端ＩＰ２とが備わり、その入力は交流２２０Ｖ電源であり、出力は直流３１０Ｖ電源である。そのうち第３フィルタキャパシタＣ３の規格は４００Ｖ／１８０μとすることができる。誤って１１０Ｖの電源を入力した場合、出力は直流１５５Ｖとなるが、一般の設計では直流出力が１７０Ｖを超えなければ回路は作動しないため、この状況下では、回路は作動しない。
【０００５】
以上２種類の異なる交流電源向けに設計された整流器では、現在製品を異なる国家に輸出している業者にとっては極めて不便であり、利用者にとっても相当に不便である。それはその中の１種類の交流電源だけにしか使用できないため、別の交流電源を使用しようとする場合には、所定外に電子部品を採用するかまたは別の周波数変換器を採用しなければならない。更に述べると利用者が不注意で不正確な電源を入力すると破損する結果となる。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
上記の問題点について、本考案の主な目的は双入力整流器を提供し、それにより前記整流器は多種類の入力電源に応用することができないという状況を解決することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従って、前記目的を達成するため、本考案で公開されている双入力整流器には直列方式で相互に接続されている第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオードと第４ダイオード、及び直列方式で相互に接続されている第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとが備わり、その第１フィルタキャパシタの陽極端は前記第１ダイオードと第３ダイオードとの間に接続し、第２フィルタキャパシタの陰極端は第２ダイオードと第４ダイオードとの間に接続しており、第１フィルタキャパシタと第２フィルタキャパシタとの間には第１入力端が接続し、第１ダイオードと第２ダイオードとの間には第２入力端が接続し、第３ダイオードと第４ダイオードとの間に第３入力端が接続している。
【０００８】
上記の配置により第１交流電圧が前記第１入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力し、第２交流電圧は前記第２入力端と前記第３入力端から入力されて前記直流電圧を出力する。
【０００９】
本考案の特徴および実施について、以下、図面に基づきその好適な実施例について詳細に説明する。
【００１０】
【考案の実施の形態】
「図３」に示されているのは、本考案で公開されている双入力整流器の回路図であり、それには第１整流ダイオードユニット、第２整流ダイオードユニットとフィルタキャパシタユニットとが備わっている。そのうち第１整流ダイオードユニットには、直列方式で接続している第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とが備わっている。第２整流ダイオードユニットは、第１整流ダイオードユニットと並列方式で接続しており、直列方式で接続している第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４とが備わっている。フィルタキャパシタユニットは、第２整流ダイオードユニットと並列方式で接続しており、直列方式で接続している第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２とが備わっている。
【００１１】
上記の配置により第１交流電圧が前記第１入力端ＩＰ１と前記第３入力端ＩＰ３から入力されて前記直流電圧を出力し、第２交流電圧は前記第２入力端ＩＰ２と前記第３入力端ＩＰ３から入力されて前記直流電圧を出力する。
【００１２】
本考案で公開されている双入力整流器では、２種類の交流電圧が入力されるとともに直流電圧が出力され、公知の整流器における２種類の交流電圧に適用することはできないという状況の改善が図られている。
【００１３】
ここで言及する第１交流電圧は１１０Ｖの交流電圧を代表しており、第２交流電圧は２２０Ｖの交流電圧を代表している。以下、如何に本考案を異なる交流電圧に適用するかについて説明する。先ず、第２交流電圧は第１交流電圧の２倍であるため、第１交流電圧が２２０Ｖとして出力される場合、第２交流電圧とは４４０Ｖとなる。以下では１１０Ｖを代表として説明する。
【００１４】
本考案では、ダイオードとキャパシタを整流器のエレメントとしており、ダイオードは２接続ピンの回路開閉エレメントであり、キャパシタはエネルギ蓄積エレメントである。
【００１５】
１１０Ｖの交流電圧を入力しようとする場合、その際の回路は相互に直列接続されている第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４とで構成されている整流ダイオードユニットと、相互に直列接続されている第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２とで構成されているフィルタキャパシタユニットだけを備えていると見なすことができ、そのうち整流ダイオードユニットとフィルタキャパシタユニットとは相互に並列接続されている。この他、更に第１入力端ＩＰ１が第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２との間に接続し、第３入力端ＩＰ３が第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４との間に接続しており、その入力は交流１１０Ｖ電源、出力は直流３１０Ｖ電源となる。そのうち第１フィルタキャパシタＣ１の陽極端は第１ダイオードＤ１と第３ダイオードＤ３との間に接続し、第２フィルタキャパシタＣ２の陰極端は第２ダイオードＤ２と第４ダイオードＤ４との間に接続しており、第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２の規格は２００Ｖ／４７０μとすることができる。
【００１６】
その際、１１０Ｖが第１交流電圧として入力され、第１入力端ＩＰ１と第３入力端ＩＰ３から入力され、第２入力端ＩＰ２は電源が入力されないため断路状態となり、ダイオードの開閉特性により、第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２は非動作状態を呈する。
【００１７】
交流電圧の正周期（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｙｃｌｅ）入力の際、第３ダイオードＤ３は閉鎖状態を呈し、第４ダイオードＤ４は開放状態を呈するため、負周期（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｃｙｃｌｅ）の電流が得られる。負周期入力の際には、第３ダイオードＤ３は開放状態を呈し、第４ダイオードＤ４は閉鎖状態を呈するため、負周期の電流が得られる。最後に改めて第２フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２の作用を介して、そこで得られた正・負周期の電圧が直流に近似した電圧として変換された後に出力される。
【００１８】
２２０Ｖの交流電圧を入力しようとする場合、その際の整流回路には２組の相互に並列接続されている整流ダイオードユニットが備わっていると見なされ、各ダイオードユニットは２個のダイオードが相互に直列接続されて構成されており、それぞれは第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２及び第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４である。また相互に直列接続されている第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２とで構成されているフィルタキャパシタユニットも備わり、そのうち整流ダイオードユニットとフィルタキャパシタユニットとは相互に並列接続されている。更に、第１入力端ＩＰ１が第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２との間に接続し、第２入力端ＩＰ２が第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間に接続し、第３入力端ＩＰ３が第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４との間に接続しており、２２０Ｖ電源が使用されるため、第１入力端ＩＰ１には電圧が入力されない。その入力は交流２２０Ｖ電源、出力は直流３１０Ｖ電源となり、そのうち第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２の規格は２００Ｖ／４７０μとすることができ、直列接続後には、規格４００Ｖに相当する電圧許容効果が得られる。
【００１９】
その際、２２０Ｖが第２交流電圧として入力され、第２入力端ＩＰ２と第３入力端ＩＰ３から入力され、第１入力端ＩＰ１には電源が入力されない。
【００２０】
交流電圧の正・負周期入力の際には、それぞれ第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２、第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４とが異なる正・負周期の開閉状態となり電圧が得られる。最後に改めて第１フィルタキャパシタＣ１と第２フィルタキャパシタＣ２の作用を介して、そこで得られた正・負周期の電圧が直流に近似した電圧として変換された後に出力される。
【００２１】
上記の説明は１１０Ｖと２２０Ｖの交流電圧を例としたものである。本考案で採用されている倍電圧整流回路では、第１交流電圧が１１０Ｖの際、整流後には直流３１０Ｖの電圧（１１０×２×√２＝３１０）が出力され、第２交流電圧の２２０Ｖが入力されると、本考案で公開されている整流器で整流後には、同様に直流３１０Ｖ（２２０×√２＝３１０）の電圧を出力することができる。以上の説明を例に取ると、１１０Ｖ倍圧の目的は２２０Ｖに適合することであり、１１０Ｖであるかまたは２２０Ｖの電圧出力であるかに拘らず、出力される直流電圧はともに３１０Ｖであるため、本考案で公開されている双入力整流器は２種類の交流電圧に適用することができ、併せて同一の直流電圧が出力される。
【００２２】
【考案の効果】
本考案で公開されている双入力整流器は、２種類の交流電圧が入力されるとともに直流電圧が出力され、公知の整流器における２種類の交流電圧に適用できないという状況は改善されている。そこでは３個の入力端が提供されており、利用者は入力電源を１種類追加することができ、つまり１１０Ｖの交流電源または２２０Ｖの交流電源に適用することができる。更にプラスチック機構部品を利用して不注意を防ぎ、配線担当者の配線ミスを防止することもできる。
【００２３】
本考案では前記の通り適正実施例が公開されているが、それは本考案を制限するものではなく、当業者であれば、本考案の精神と範囲を逸脱することなく、若干の変更や修飾を施すことは可能である。従って、本考案の権利保護範囲については本説明書に添付されている実用新案登録請求の範囲をその基準としなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】１１０Ｖ交流電源に応用された整流器の回路図である。
【図２】２２０Ｖ交流電源に応用された整流器の回路図である。
【図３】本考案で公開されている双入力整流器の回路図である。
【符号の説明】
Ｄ１　　　第１ダイオード
Ｄ２　　　第２ダイオード
Ｄ３　　　第３ダイオード
Ｄ４　　　第４ダイオード
Ｃ１　　　第１フィルタキャパシタ
Ｃ２　　　第２フィルタキャパシタ
Ｃ３　　　第３フィルタキャパシタ
ＩＰ１　　第１入力端
ＩＰ２　　第２入力端
ＩＰ３　　第３入力端
【図１】
0003097122.tif 000003
【図２】
0003097122.tif 000004
【図３】
0003097122.tif 000005