(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣアダプタ等のスイッチング電源装置において、平滑用電解コンデンサの耐圧向上とノイズの低減を両立させる。【解決手段】商用電源に接続されたブリッジダイオードの整流電圧を平滑する平滑用電解コンデンサＣ１、Ｃ２を直列接続し、平滑用電解コンデンサＣ１、Ｃ２の各々にチップセラミックコンデンサＣ３，Ｃ４を並列接続することで、各コンデンサの合成インピーダンスを低下させ、かつ、プリント基板のパターンによるインダクタンス成分とセラミックコンデンサＣ３、Ｃ４とによるＬＣフィルタを構成する。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続されたブリッジダイオードの整流電圧を平滑する平滑電解コンデンサを２個直列接続して入力過電圧対策を施したものであって、
前記平滑電解コンデンサの各々にセラミックコンデンサを並列接続してノイズ低減回路を構成することを特徴とするスイッチング電源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ノートパソコン、液晶テレビ等に使用されるＡＣアダプタであって、特にノイズを低減したスイッチング電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコン、液晶テレビ等に使用されるＡＣアダプタは、ＡＣコードのプラグ形状を変更することで、世界各国に共通で使用されている。しかしながら、近年の新興国市場において、経済成長が著しい反面、商用電源の電圧変化が大きく上下する劣悪な環境にあり、インフラの問題を未だ抱えている。この問題により、ＡＣアダプタ等の電源装置が入力過電圧により破損する事例が後を絶たない。
上述した入力過電圧の原因により破損する部品は、図1に示す商用電源電圧をブリッジダイオードRC1にて整流した電圧を平滑する電解コンデンサC1である。この電解コンデンサC1の過電圧による市場不具合を未然に防ぐため、電解コンデンサの耐圧マージン確保を行うか、または過電圧対応品を使用する等が考えられる。しかし、電解コンデンサの耐圧はDC５００Vまでが一般の最大定格電圧である。市場においては、更なる耐圧の強化が要求されることがある。この要求に応じて、図２に示すような電解コンデンサC1とC2を直列接続し、耐圧を2倍（Vc1＋Vc2）に引き上げる方法もある。
【０００３】
しかし、電解コンデンサの電気特性には静電容量の他に等価直列抵抗（ESR）やインダクタンス（ESL）を含んでいる。ここで、電解コンデンサに高周波電流が流れた際には、前述のインピーダンスにより電圧降下が生じ、ノーマルモードのノイズが発生してしまう。また、等価直列抵抗（ESR）は電解コンデンサの耐圧に比例する。前述の電解コンデンサを２個直列接続した場合は、耐圧を２倍確保できると共に等価直列抵抗（ESR）とインダクタンス（ESL）も２倍になる。従って、ノイズレベルが悪化することになる。また、２個の電解コンデンサをプリント基板に実装するので床面積が広くなり、配線インピーダンスが増加する。即ち、耐圧を強化することとノイズ低減はトレードオフの関係になっている。
この配線インピーダンスを抑制する構造として、特許文献１の構造が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１７１２６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構造は、金属バーの直流母線で電解コンデンサ間を接続するものであり、その効果は期待できる。しかし、小型・軽量を目的にしているACアダプタには実装と重量の観点から採用できない。
【０００６】
上記問題に鑑み、本考案は、ACアダプタ等のスイッチング電源装置において、平滑用電解コンデンサの耐圧向上とノイズ低減を両立させ、かつ小型・軽量であることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本考案に係るスイッチング電源装置は、商用電源に接続されたブリッジダイオードの整流電圧を平滑する平滑電解コンデンサを２個直列接続して入力過電圧対策を施したものであって、前記平滑電解コンデンサの各々にセラミックコンデンサを並列接続してノイズ低減回路を構成することを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】
本考案によると、平滑用電解コンデンサを２個直列接続した構造としても、金属バーの直流母線を用いることなく、小型・軽量で、発生するノイズを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来のスイッチング電源回路を示した簡易構成図である。
【図２】図２は、図１の入力電圧の耐圧を向上させた簡易構成図を示す。
【図３】図３は、図１の入力平滑コンデンサの等価インピーダンス回路を示す。
【図４】図４は、図２の入力平滑コンデンサの等価インピーダンス回路を示す。
【図５】図５は、実施形態に係るスイッチング電源装置のノイズ低減の回路図を示す。
【図６】図６は、図５の入力平滑コンデンサの等価インピーダンス回路を示す。
【図７】図７は、図５のスイッチング電流が流れるループを示す。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
図５は、本考案の実施形態に係るスイッチング電源装置のノイズ低減の回路図である。本考案の実施形態と従来の構成図との違いは、セラミックコンデンサC３、C４が追加されている点である。
なお、電解コンデンサＣ１、C２と並列に接続すべき電圧バランス用抵抗について、その表示と説明は割愛する。
図５において、商用電源電圧はブリッジダイオードＲＣ１にて整流され、整流された脈流電圧は、コンデンサＣ１〜Ｃ４にて平滑され直流電圧になる。コンデンサＣ１〜Ｃ４の直並列回路と並列にトランスＴ１の１次巻線とスイッチ素子ＳＷ１とが直列接続されている。ここで、スイッチ素子ＳＷ１のオン・オフ動作によりトランスＴ１の１次巻線にはパルス電圧が印加され、２次巻線に１次巻線と２次巻線の巻数比の電圧が出力される。２次巻線にはダイオードと２次側平滑コンデンサが直列に接続され、前述の２次巻線に生じるパルス電圧を整流平滑して負荷ＲＬに供給する。
なお、出力電圧を検出し、基準電圧と比較して誤差電圧を１次側のスイッチ素子ＳＷ１のオン・オフ動作に反映させる誤差増幅器及び１次側の制御回路に関しての説明は割愛する。
【００１１】
図５に示すセラミックコンデンサC３、C４は、等価直列抵抗（ESR）とインダクタンス（ESL）が非常に小さい。また、図６に、図５の入力平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４の等価インピーダンス回路を示す。
セラミックコンデンサC３、C４を電解コンデンサＣ１、Ｃ２と各々並列接続することにより、各コンデンサのインピーダンスは、（ＥＳＲ１＋ＥＳＬ１）//（ＥＳＲ３＋ＥＳＬ３）または（ＥＳＲ２＋ＥＳＬ２）//（ＥＳＲ４＋ＥＳＬ４）となる。これにより、合成インピーダンスを低下することができる。即ち、ノーマルモードノイズを低下することが可能になる。
【００１２】
図７は、図５のスイッチング電流が流れるループを示す。スイッチ素子ＳＷ１をオン・オフ動作させた場合の電解コンデンサＣ１、Ｃ２〜トランスＴ１の１次巻線〜スイッチ素子ＳＷ１を介したスイッチング電流のループの模式図を図７の実線で示す。また、セラミックコンデンサＣ３、Ｃ４〜トランスＴ１の１次巻線〜スイッチ素子Ｓ１を介したスイッチング電流のループの模式図を図７の点線で示す。
入力過電圧に対する耐圧向上のために電解コンデンサを２個直列接続すると部品実装面積が広がり、電解コンデンサＣ１、Ｃ２を通るスイッチング電流のループ面積は拡大してしまう。
しかし、セラミックコンデンサＣ３、Ｃ４の形状は、チップ部品化できるので、プリント基板のパターン上に設置することができる。従って、トランスＴ１の１次巻線〜スイッチ素子ＳＷ１間と電解コンデンサＣ１、Ｃ２とのパターンを最短に結ぶ位置に実装することで、前述のスイッチング電流のループ面積を小さくすることが可能になる。これにより、高周波電流であるスイッチング電流を短いループでバイパスすることができ、ノーマルノイズ発生を抑制できる。また、スイッチング電流が流れるループ間にコンデンサが２段並列接続されることになる。即ち、プリント基板のパターンによるインダクタンス成分とセラミックコンデンサＣ３、Ｃ４とによるＬＣフィルタが構成されるので、よりノイズ低減効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上のように、本考案に係るスイッチング電源装置は、入力平滑コンデンサの過電圧対策を対応した場合のノイズ低減効果があり、ＡＣアダプタに用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００１４】
Ｃ１、Ｃ２  電解コンデンサ
Ｃ３、Ｃ４  セラミックコンデンサ
Ｄ１  ダイオード
ＶＡＣ  商用電源
ＲＣ１  ブリッジダイオード
ＳＷ１  スイッチ素子
Ｔ１  トランス
ＥＳＲ１〜ＥＳＲ４  等価直列抵抗
ＥＳＬ１〜ＥＳＬ４  等価直列インダクタンス
Ｃ１‘〜Ｃ４’  静電容量
Ｃｏ  ２次側平滑コンデンサ
【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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【図６】
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【図７】
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