(57)【要約】【課題】省エネルギー化を図るためにダイオードブリッジ素子における電力損失を低減した電力変換装置を提供する。【解決手段】２つのダイオードブリッジ素子110,120を備え、一方のダイオードブリッジ素子110の２つの入力端子111,112を電力変換装置100の一方の交流入力端子101に接続し、他方のダイオードブリッジ素子120の２つの入力端子121,122を他方の交流入力端子102に接続し、正極出力端子103を２つのダイオードブリッジ素子110,120のそれぞれの正極出力端子113,123とコンデンサ130の正極端子に接続し、負極出力端子104を２つのダイオードブリッジ素子110,120のそれぞれの負極出力端子114,124とコンデンサ130の負極端子に接続することにより各ダイオード115〜118,125〜128における電力損失を低減する。【選択図】図１
2008211946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１交流入力端子と第２交流入力端子に印加される交流をダイオードブリッジ素子により全波整流して交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、
第１及び第２入力端子と正極出力端子と負極出力端子とを有する第１及び第２ダイオードブリッジ素子を備え、
前記第１ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と第２入力端子が前記第１交流入力端子に接続され、
前記第２ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と第２入力端子が前記第２交流入力端子に接続され、
前記第１ダイオードブリッジ素子の正極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の正極出力端子とが接続されると共に、
前記第１ダイオードブリッジ素子の負極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の負極出力端子とが接続されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
第１交流入力端子と第２交流入力端子に印加される交流をダイオードブリッジ素子により全波整流して交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、
第１及び第２入力端子と正極出力端子と負極出力端子とを有する第１及び第２ダイオードブリッジ素子を備え、
前記第１ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の第１入力端子が前記第１交流入力端子に接続され、
前記第１ダイオードブリッジ素子の第２入力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の第２入力端子が前記第２交流入力端子に接続され、
前記第１ダイオードブリッジ素子の正極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の正極出力端子とが接続されると共に、
前記第１ダイオードブリッジ素子の負極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の負極出力端子とが接続されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な電気機器の電源部に適用でき、入力した交流電力を直流電力に変関して出力する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、例えば特開平７−３１１５３号公報(特許文献１)に開示される電力変換装置や特開２００３−３４８８４６号公報(特許文献２)に開示される電源回路が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示される電力変換装置では、ダイオードブリッジ素子からなる全波整流回路を用いて全波整流した後に２つの半波スイッチ回路を接続し、これらの半波スイッチ回路を開閉して高周波電圧を発生させている。
【０００４】
特許文献２に開示される電源回路では、、交流電力をトランスの一次巻線に印加し、トランスの二次巻線にダイオードブリッジ素子からなる全波整流回路を接続して交流を全波整流した後にこれを平滑して直流電力を得ている。
【０００５】
このように交流電力を直流電力に変換する際には、例えば図３に示す電力変換装置1のように、交流をダイオードブリッジ素子１０を用いて全波整流した後、コンデンサ２０によって平滑することが一般的である。
【０００６】
すなわち、図３に示す電力変換装置1は、ダイオードブリッジ素子１０とコンデンサ２０とから構成されている。
【０００７】
ダイオードブリッジ素子１０は、周知のように外部に２つの入力端子１１，１２と２つの出力端子１３，１４を有し、内部には４つのダイオード１５〜１８が設けられている。一方の入力端子１１はダイオード１５のアノードとダイオード１７のカソードに接続され、他方の入力端子１２はダイオード１６のアノードとダイオード１８のカソードに接続されている。さらに、正極出力端子１３はダイオード１５，１６のカソードに接続され、負極出力端子１４はダイオード１７，１８のアノードに接続されている。
【０００８】
また、電力変換装置１の一方の入力端子IN-1はダイオードブリッジ素子１０の一方の入力端子１１に接続され、他方の入力端子１２はダイオードブリッジ素子１０の他方の入力端子１２に接続されている。
【０００９】
さらに、電力変換装置１の正極出力端子OUT-1はダイオードブリッジ素子１０の正極出力端子１３とコンデンサ２０の正極端子に接続され、電力変換装置１の負極出力端子OUT-2はダイオードブリッジ素子１０の負極出力端子１４とコンデンサ２０の負極端子に接続されている。
【特許文献１】特開平７−３１１５３号公報
【特許文献２】特開２００３−３４８８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図３に示したように単純にダイオードブリッジ素子１０を用いると全負荷電流が１つのダイオードブリッジ素子１０を流れるため、ダイオードブリッジ素子１０の内部で比較的大きな電力損失が発生してしまう。
【００１１】
すなわち、ダイオードブリッジ素子１０における電力損失は、概算で素子内部のダイオード１４〜１８の１つに対して流れる電流値（順方向電流の値）とその電流値により決まるダイオードの降下電圧（順電圧）との積によって決まる。このため、順電流が増加すると、これに伴い順電圧が増加し、その結果、ダイオードにおける電力損失が増加する。
【００１２】
よって、ダイオードブリッジ素子１０における電力損失を低減させるためには、いかに順方向電流を低減させるかが鍵となるが、通常の場合には負荷電力が決まっているので、通常の使用方法でダイオードブリッジ素子１０における電力損失を低減させることは困難であった。
【００１３】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、種々の電気機器の省エネルギー化を図るためにダイオードブリッジ素子における電力損失を低減した電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は前記目的を達成するために、第１交流入力端子と第２交流入力端子に印加される交流をダイオードブリッジ素子により全波整流して交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、第１及び第２入力端子と正極出力端子と負極出力端子とを有する第１及び第２ダイオードブリッジ素子を備え、前記第１ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と第２入力端子が前記第１交流入力端子に接続され、前記第２ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と第２入力端子が前記第２交流入力端子に接続され、前記第１ダイオードブリッジ素子の正極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の正極出力端子とが接続されると共に、前記第１ダイオードブリッジ素子の負極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の負極出力端子とが接続されている電力変換装置を提案する。
【００１５】
本発明の電力変換装置では、第１交流入力端子と正極出力端子との間には第１ダイオードブリッジ素子内の２つのダイオードが並列接続されており、第１交流入力端子と負極出力端子との間には第１ダイオードブリッジ素子内の他の２つのダイオードが並列接続されている。さらに、第２交流入力端子と正極出力端子との間には第２ダイオードブリッジ素子内の２つのダイオードが並列接続されており、第２交流入力端子と負極出力端子との間には第２ダイオードブリッジ素子内の他の２つのダイオードが並列接続されている。これにより、並列接続された２つのダイオードを１組として、これが４組接続されてダイオードブリッジ回路が形成される。
【００１６】
また、本発明は前記目的を達成するために、第１交流入力端子と第２交流入力端子に印加される交流をダイオードブリッジ素子により全波整流して交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、第１及び第２入力端子と正極出力端子と負極出力端子とを有する第１及び第２ダイオードブリッジ素子を備え、前記第１ダイオードブリッジ素子の第１入力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の第１入力端子が前記第１交流入力端子に接続され、前記第１ダイオードブリッジ素子の第２入力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の第２入力端子が前記第２交流入力端子に接続され、前記第１ダイオードブリッジ素子の正極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の正極出力端子とが接続されると共に、前記第１ダイオードブリッジ素子の負極出力端子と前記第２ダイオードブリッジ素子の負極出力端子とが接続されている電力変換装置を提案する。
【００１７】
本発明の電力変換装置では、第１ダイオードブリッジ素子と第２ダイオードブリッジ素子が並列接続され、これら並列接続された２つのダイオードブリッジ素子によってダイオードブリッジ回路が形成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電力変換装置によれば、２つのダイオードを並列接続したものを１組としてこれを４組用いてダイオードブリッジ回路を形成しているので、１つのダイオードに流れる順方向電流は、ダイオードブリッジ素子を１つだけ用いていたときに比べて、ほぼ半分程度までに減少させることができ、これにより１つのダイオードの順方向電圧も減少するので、２つのダイオードブリッジ素子における電力損失を、ダイオードブリッジ素子を１つだけ用いていた従来の装置に比べて低減することができる。このため、様々な電気機器の電源部に適用することにより、従来例よりも無駄な電力消費を低減でき電気機器の省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態における電力変換装置を示す回路図である。図において、100は電力変換装置で、２つのダイオードブリッジ素子110,120と平滑用の電解コンデンサ（以下、単にコンデンサと称する）130とから構成されている。
【００２１】
一方のダイオードブリッジ素子110は、周知のように外部に２つの入力端子111,112と２つの出力端子113,114を有し、内部には４つのダイオード115〜118が設けられている。一方の入力端子111はダイオード115のアノードとダイオード117のカソードに接続され、他方の入力端子112はダイオード116のアノードとダイオード118のカソードに接続されている。さらに、正極出力端子113はダイオード115,116のカソードに接続され、負極出力端子114はダイオード117,118のアノードに接続されている。
【００２２】
他方のダイオードブリッジ素子120は、同様に外部に２つの入力端子121,122と２つの出力端子123,124を有し、内部には４つのダイオード125〜128が設けられている。一方の入力端子121はダイオード125のアノードとダイオード127のカソードに接続され、他方の入力端子122はダイオード126のアノードとダイオード128のカソードに接続されている。さらに、正極出力端子123はダイオード125,126のカソードに接続され、負極出力端子124はダイオード127,128のアノードに接続されている。
【００２３】
また、電力変換装置100の一方の入力端子101は一方のダイオードブリッジ素子110の２つの入力端子111,112に接続され、電力変換装置100の他方の入力端子102は他方のダイオードブリッジ素子120の２つの入力端子121,122に接続されている。
【００２４】
さらに、電力変換装置100の正極出力端子103は２つのダイオードブリッジ素子110,120のそれぞれの正極出力端子113,123とコンデンサ130の正極端子に接続され、電力変換装置100の負極出力端子104は２つのダイオードブリッジ素子110,120のそれぞれの負極出力端子114,124とコンデンサ130の負極端子に接続されている。
【００２５】
上記構成では、一方のダイオードブリッジ素子110内部ではダイオード115,116が並列接続されると共に、ダイオード117,118が並列接続される。また、他方のダイオードブリッジ素子120内部ではダイオード125,126が並列接続されると共に、ダイオード127,128が並列接続される。このように並列接続されたダイオードを１組としてこれを４組用いてダイオードブリッジ回路を形成しているので、１つのダイオードに流れる順方向電流は、ダイオードブリッジ素子を１つだけ用いていたときに比べて、ほぼ半分程度までに減少させることができ、これにより１つのダイオードの順方向電圧も減少するので、従来例に比べて、２つのダイオードブリッジ素子110,120における電力損失を低減することができる。このため、様々な電気機器の電源部に適用することにより、従来例よりも無駄な電力消費を低減でき電気機器の省エネルギー化を図ることができる。
【００２６】
さらに、本発明の電力変換装置100においては、上記理由によりダイオードブリッジ素子110,120における発熱も低減することができる。このため、大電流を通電するダイオードブリッジ素子110,120に放熱器を設ける場合には、放熱器の形状を従来よりも小型化することができる。
【００２７】
図２に本発明の第２実施形態の電力変換装置を示す。図２において前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。第２実施形態の電力変換装置100Aでは、一方の交流入力端子101が一方のダイオードブリッジ素子110の一方の入力端子111と他方のダイオードブリッジ素子120の一方の入力端子121に接続され、他方の交流入力端子102が一方のダイオードブリッジ素子110の他方の入力端子112と他方のダイオードブリッジ素子120の他方の入力端子122に接続されている点がのみが上記第１実施形態と異なる。
【００２８】
図２に示す第２実施形態のように単にダイオードブリッジ素子110,120を並列接続しただけでもほぼ同様の効果は得られるが、この場合、ダイオードブリッジ素子110,120内部のダイオードの特性が素子110,120毎に異なる。このため、異なるダイオードブリッジ素子110,120のダイオードが並列接続されると並列接続された各ダイオードに電流が均等に分流されない恐れがあり、電力損失の低減に支障を生ずる。
【００２９】
これに対して、図１に示した第１実施形態における電力変換装置100では、同一のダイオードブリッジ素子110,120内のダイオードを並列接続しているため、並列接続されるダイオードの特性が同一であるので、これらの並列接続されたダイオードに電流を均等に分流させることができ、最大限の電力損失の低減を図ることができる。すなわち、このように、同一のダイオードブリッジ素子110,120内のダイオードを並列接続した場合、ダイオード１つあたりの順方向電流を従来の１／２程度まで減少させることができ、この電流値によって決まる順方向電圧の低減を図ることが可能となる。この結果、ダイオードブリッジ素子110,120において発生する電力損失を従来例及び第２実施形態よりも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態における電力変換装置を示す回路図
【図２】本発明の第２実施形態における電力変換装置を示す回路図
【図３】従来例の電力変換装置を示す回路図
【符号の説明】
【００３１】
100,100A…電力変換装置、101,102…交流入力端子、103…正極出力端子、104…負極出力端子、110,120…ダイオードブリッジ素子、111,112,121,122…入力端子、113,123…正極出力端子、114,124…負極出力端子、115〜118,125〜128…ダイオード、130…電解コンデンサ。
【図１】
2008211946.tif 000003
【図２】
2008211946.tif 000004
【図３】
2008211946.tif 000005