(57)【要約】【課題】回路を覆う樹脂等の充填材によるラインフィルタの特性変化を防止したスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】商用電源入力を全波整流する整流器１と、整流器１の出力を平滑するコンデンサ２と、コンデンサ２を介して整流器１の高圧側出力に直列接続される第１のコイル３ａ及び低圧側出力に直列接続される第２のコイル３ｂからなるラインフィルタ３と、ラインフィルタ３の出力を平滑するコンデンサ４と、コンデンサ４に並列接続されるトランス５の１次巻線５ａとスイッチング素子６との直列回路と、トランス５の２次巻線５ｂの出力を半波整流するダイオード７と、ダイオード７を介して２次巻線５ｂの出力端間に接続されたコンデンサ８とを備え、ラインフィルタ３の第２のコイル３ｂの入力から第１のコイル３ａの出力に順方向にダイオード１０ａを接続する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第２のコイルの入力から前記第１のコイルの出力に順方向に接続される１つ以上のダイオードと、前記第２のコイルの出力から前記第１のコイルの入力に順方向に接続される１つ以上のダイオードとのうち少なくともいずれか一方を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルの出力と前記第２のコイルの入力との間に接続される１つ以上のコンデンサと、前記第１のコイルの入力と前記第２のコイルの出力との間に接続される１つ以上のコンデンサとのうち少なくともいずれか一方を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続することを特徴とする請求項１または２記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチング電源装置の構成は図５に示すように、プロテクトアースをとった商用電源ＡＣの各入力ラインに各々直列接続されたコイル１０１ａ，１０１ｂからなるラインフィルタ１０１と、ブリッジ接続した４つのダイオード１０２ａ〜１０２ｄからなりラインフィルタ１０１の出力を全波整流する整流器１０２と、整流器１０２の整流出力を平滑する平滑コンデンサ１０５と、平滑コンデンサ１０５の両端電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０６とを備え、ラインフィルタ１０１の各出力とアース間にはコンデンサ１０３，１０４（Ｙコンデンサ）を各々接続している。
【０００３】
上記従来例では、ノイズ対策として、ラインフィルタ１０１とＹコンデンサたるコンデンサ１０３，１０４とを組み合わせて用いて、ノーマルモードノイズやコモンモードノイズの低減を図っている。さらに、入力ライン間に接続されるＸコンデンサを組み合わせる場合もある。（例えば、特許文献１参照。）
また、商用電源ＡＣの入力ラインではなく整流器１０２の出力側のＤＣラインにラインフィルタを挿入する場合もあり、この場合はラインフィルタの本来の使用方法とは異なるが、ＤＣ電圧に対する耐性等を考慮しながら伝導ノイズ対策として用いられる。
【０００４】
このようなスイッチング電源装置は充電器等に用いられ、防水及び放熱の観点から上記スイッチング電源装置を内蔵した充電器等の内部に回路モジュール全体を覆うように樹脂等の充填材を注入している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１３２４６号公報（２頁左欄第１７行〜第２５行、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスイッチング電源装置のように、回路モジュール全体を覆うように樹脂等の充填材を注入した場合、防水、放熱に対しては効果を発揮するものの、一方ではスイッチング電源装置のラインフィルタ１０１の線間容量やインピーダンスが注入された充填材の圧力等によって変化し、周波数特性も変化してしまうことによってラインフィルタ１０１の効果が狙い通りに発揮されず、ラインフィルタ１０１を用いても、充填材の注入によってスイッチング電源装置のノイズレベルが逆に悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は回路を覆う樹脂等の充填材によるラインフィルタの特性変化を防止したスイッチング電源装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第２のコイルの入力から前記第１のコイルの出力に順方向に接続される１つ以上のダイオードと、前記第２のコイルの出力から前記第１のコイルの入力に順方向に接続される１つ以上のダイオードとのうち少なくともいずれか一方を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルの出力と前記第２のコイルの入力との間に接続される１つ以上のコンデンサと、前記第１のコイルの入力と前記第２のコイルの出力との間に接続される１つ以上のコンデンサとのうち少なくともいずれか一方を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１または２において、前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態のスイッチング電源装置の構成は図１に示すように、商用電源（図示なし）の一方の入力ラインに直列接続されたヒューズ１５と、ブリッジ接続した４つのダイオード１ａ〜１ｄからなり商用電源入力を全波整流する整流器１と、整流器１の出力を平滑するコンデンサ２と、コンデンサ２を介して整流器１の高圧側出力に直列接続される第１のコイル３ａ及び低圧側出力に直列接続される第２のコイル３ｂからなるラインフィルタ３と、ラインフィルタ３の出力を平滑するコンデンサ４と、コンデンサ４に並列接続されるトランス５の１次巻線５ａとスイッチング素子６との直列回路と、トランス５の２次巻線５ｂの出力を半波整流するダイオード７と、ダイオード７を介して２次巻線５ｂの出力端間に接続されたコンデンサ８とを備え、ラインフィルタ３の第２のコイル３ｂの入力（グランドライン）から第１のコイル３ａの出力（電源ライン）に順方向にダイオード１０ａを接続している。
【００１４】
このスイッチング電源装置は、スイッチング素子６をオン・オフしてトランス５の１次巻線５ａの通電をオン・オフさせることで２次巻線５ｂに電圧を誘起させて、コンデンサ８の両端間に電圧を発生させる。
【００１５】
このようなスイッチング電源装置は充電器等に用いられ、従来例と同様に防水及び放熱の観点から上記スイッチング電源装置を内蔵した充電器等の内部に回路モジュール全体を覆うように樹脂等の充填材を注入しているが、ラインフィルタ３の第２のコイル３ｂの入力から第１のコイル３ａの出力に順方向に接続したダイオード１０ａに存在している浮遊容量分によって、充填材によって変化するラインフィルタ３全体の系としての線間容量を補償することができ、ラインフィルタ３のバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻すことができ、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができる。
【００１６】
このダイオード１０ａにもともと存在する浮遊容量は非常に小さいため、ラインフィルタ３のバランスの崩れた周波数特性を補償するには適当なものとなる。
【００１７】
また、図１内破線で示すように、ラインフィルタ３の第２のコイル３ｂの出力（グランドライン）から第１のコイル３ａの入力（電源ライン）に順方向に接続したダイオード１０ｂを備えてもよく、ダイオード１０ａとダイオード１０ｂとのうちいずれか一方を備えておれば上記同様の効果を得ることができる。
【００１８】
さらに、ダイオード１０ａ，１０ｂは、各々１つのダイオードで構成しているが、複数のダイオードで各々構成してもよい。
【００１９】
（実施形態２）
本実施形態のスイッチング電源装置の構成は図２に示され、実施形態１の構成のダイオード１０ａをコンデンサ１１ａに置き換えたもので、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２０】
ここでは、コンデンサ１１ａの容量によって、樹脂等の充填材の注入によって変化するラインフィルタ３全体の系としての線間容量を補償することができ、ラインフィルタ３のバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻すことができ、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができる。
【００２１】
そして、コンデンサ１１ａの容量の選定を細かく行うことで、ラインフィルタ３の線間容量を精度よく補償することができ、ラインフィルタ３の周波数特性を狙いの周波数特性に高い精度で戻すことができるものである。
【００２２】
また、図２内破線で示すように、第１のコイル３ａの入力（電源ライン）と第２のコイル３ｂの出力（グランドライン）との間に接続したコンデンサ１１ｂを備えてもよく、コンデンサ１１ａとコンデンサ１１ｂとのうちいずれか一方を備えておれば上記同様の効果を得ることができる。
【００２３】
さらに、コンデンサ１１ａ，１１ｂは、各々１つのコンデンサで構成しているが、複数のコンデンサで各々構成してもよい。
【００２４】
（実施形態３）
本実施形態のスイッチング電源装置の構成は図３に示され、実施形態１の構成のダイオード１０ａを削除して、電源ライン側の第１のコイル３ａに並列接続したコンデンサ１２ａを備えたもので、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２５】
ここでは、コンデンサ１２ａの容量によって、樹脂等の充填材の注入によって変化するラインフィルタ３の線間容量を補償することができ、ラインフィルタ３のバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻すことができ、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができる。コンデンサ１２ａは第１のコイル３ａに並列接続しており、その両端が同一ライン上に接続されているので耐圧が低いものでよく、コスト、実装スペース面で有利である。
【００２６】
また、図３内破線で示すように、グランドライン側の第２のコイル３ｂに並列接続したコンデンサ１２ｂを備えてもよく、コンデンサ１２ａとコンデンサ１２ｂとのうちいずれか一方を備えておれば上記同様の効果を得ることができ、このように本実施形態ではラインフィルタ３の線間容量をコイル毎に補償することができるものである。
【００２７】
さらに、コンデンサ１２ａ，１２ｂは、各々１つのコンデンサで構成しているが、複数のコンデンサで各々構成してもよい。
【００２８】
（実施形態４）
本実施形態のスイッチング電源装置の構成は図４に示され、実施形態１の構成に実施形態３で説明したコンデンサ１２ａを付加したもので、実施形態１と実施形態３との各効果を併せ持ったものであり、ダイオード１０ａの浮遊容量分とコンデンサ１２ａの容量とによって、樹脂等の充填材の注入によって変化するラインフィルタ３全体の系としての線間容量を補償すると共に、ラインフィルタ３の線間容量をコイル毎に保証することができ、充填材の注入によって悪化するノイズレベルをさらに軽減してラインフィルタ３のバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻すことができ、ノイズレベルをさらに下げることができる。
【００２９】
また、図４内破線で示すように、第２のコイル３ｂの出力（グランドライン）から第１のコイル３ａの入力（電源ライン）に順方向に接続したダイオード１０ｂ、及びグランドライン側の第２のコイル３ｂに並列接続したコンデンサ１２ｂを備えてもよく、ダイオード１０ａとダイオード１０ｂとのうちいずれか一方、及びコンデンサ１２ａとコンデンサ１２ｂとのうちいずれか一方を備えておれば上記同様の効果を得ることができる。
【００３０】
さらに、ダイオード１０ａ，１０ｂ及びコンデンサ１２ａ，１２ｂは、各々１つのダイオード及びコンデンサで構成しているが、複数のダイオード及びコンデンサで各々構成してもよい。
【００３１】
さらに、ダイオード１０ａ，１０ｂを実施形態２で説明したコンデンサ１１ａ，１１ｂに置き換えてもよく、この場合は実施形態２と実施形態３との各効果を併せ持ったものとなる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第２のコイルの入力から前記第１のコイルの出力に順方向に接続される１つ以上のダイオードと、前記第２のコイルの出力から前記第１のコイルの入力に順方向に接続される１つ以上のダイオードとのうち少なくともいずれか一方を具備するので、ダイオードの浮遊容量分によって、充填材によって変化するラインフィルタ全体の系としての線間容量を補償してラインフィルタの特性変化を防止することができ、ラインフィルタのバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻して、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができるという効果がある。
【００３３】
請求項２の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルの出力と前記第２のコイルの入力との間に接続される１つ以上のコンデンサと、前記第１のコイルの入力と前記第２のコイルの出力との間に接続される１つ以上のコンデンサとのうち少なくともいずれか一方を具備するので、コンデンサの容量によって、充填材によって変化するラインフィルタ全体の系としての線間容量を補償してラインフィルタの特性変化を防止することができ、ラインフィルタのバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻して、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができるという効果がある。また、コンデンサの容量の選定を細かく行うことで、ラインフィルタの線間容量を精度よく補償することができ、ラインフィルタ３の周波数特性を本来の周波数特性に近い狙いの周波数特性で動作させることができる。
【００３４】
請求項３の発明は、交流入力を整流する整流器と、前記整流器の整流出力の高圧側出力に直列接続される第１のコイル及び低圧側出力に直列接続される第２のコイルからなるラインフィルタと、前記ラインフィルタの出力を１次側に接続したトランスと、前記トランスの１次側の通電をオン・オフするスイッチング素子とを備えて回路素子を樹脂で覆われ、前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続するので、コンデンサの容量によって、樹脂等の充填材の注入によって変化したラインフィルタの線間容量をコイル毎に補償してラインフィルタの特性変化を防止することができ、ラインフィルタのバランスの崩れた周波数特性を充填材を注入する前の狙いの周波数特性に戻して、充填材の注入によって悪化するノイズレベルを軽減してノイズレベルを下げることができると共に、コンデンサは大きな耐圧のものは不要であり、コスト、実装スペース面で有利となるという効果がある。
【００３５】
請求項４の発明は、請求項１または２において、前記第１のコイルと前記第２のコイルとのうち少なくともいずれか一方に並列にコンデンサを接続するので、ダイオードの浮遊容量分とコンデンサの容量とによって、樹脂等の充填材の注入によって変化したラインフィルタ全体の系としての線間容量を補償すると共に、ラインフィルタの線間容量をコイル毎に補償することで両方の補償による相乗効果が期待でき、充填材の注入によって悪化するノイズレベルをさらに軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態３の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態４の構成を示す図である。
【図５】従来の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  整流器
２  コンデンサ
３  ラインフィルタ
４  コンデンサ
５トランス
６  スイッチング素子
７  ダイオード
８  コンデンサ
１０ａ，１０ｂ  ダイオード
１５  ヒューズ
【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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