(57)【要約】【課題】  リプルノイズの小さな直流電圧を出力する複合共振型の電源回路を提供する。【解決手段】  変圧器を使用し、変圧器の２次巻線側に共振用のコンデンサを備え、当該変圧器の２次巻線と共振用のコンデンサとを含む共振回路により、変圧器による変圧後の交流電圧を直流電圧に変換する複合共振型の電源回路であって、上記共振回路の後段に、リアクタンス素子を持つノイズ低減回路を備え、共振回路内の共振周波数に比べて、ノイズ低減回路と共振回路の後段側の回路素子とで構成される閉回路の共振周波数が小さくなるように、上記リアクタンス素子のリアクタンスの値が設定されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器を使用し、変圧器の２次巻線側に共振用のコンデンサを備え、当該変圧器の２次巻線と共振用のコンデンサとを含む共振回路により、変圧器による変圧後の交流電圧を直流電圧に変換する複合共振型の電源回路であって、
上記共振回路の後段に、リアクタンス素子を持つノイズ低減回路を備え、
共振回路内の共振周波数に比べて、ノイズ低減回路と共振回路の後段側の回路素子とで構成される閉回路の共振周波数が小さくなるように、上記リアクタンス素子のリアクタンスの値が設定されていることを特徴とする複合共振型の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合共振型の電源回路のノイズ対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合共振型コンバータを用いたスイッチング電源回路が知られている。当該電源回路については、例えば、以下の非特許文献１に詳しく説明されている。
【非特許文献１】電子技術（日刊工業新聞社による出版物）、２０００年、４月号、Ｐ１０〜Ｐ１６に記載の「複合共振型コンバータによるソフトスイッチング電源」
【０００３】
図３は、複合共振型の電源回路５０の一例を示す図である。複合共振型の電源回路５０は、発振回路と、変圧器と、整流回路等とを利用して、直流電圧と交流電圧との相互間の変換を、複数回繰り返した（いわゆる複合共振変換した）後に、直流電圧を出力する電源回路の１つである。複合共振型の電源回路５０は、使用する変圧器の１次巻線側に備える共振回路により直流電圧を交流電圧に変換するだけでなく、変圧器の２次巻線側にも共振用のコンデンサを備え、当該２次巻線と共振用のコンデンサとを含む共振回路の作用により、２次巻線に誘起する交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を、後段に接続する負荷に出力することを特徴とする。
【０００４】
以下、各回路構成要素の説明を行う。交流電源１０１は、交流電圧Ｖｉｎを出力する。整流・平滑化回路１０２は、交流電圧Ｖｉｎを、直流電圧に整流し、平滑化する。スイッチング回路１０５は、共振用コンデンサを有する，いわゆる半波電圧共振スイッチであり、整流・平滑化後の直流電圧を共振させることにより交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を変圧器１０９の１次巻線に印加する。整流・平滑化回路１１０は、変圧器１０９の２次巻線に誘起される交流電圧を直流電圧に整流・平滑化した後に、負荷１５０に出力する。当該整流・平滑化回路１１０は、平滑化用のコンデンサ１１２の他に、電圧共振用のコンデンサ１１３を備え、変圧器１０９の２次巻線に誘起した交流電圧を共振させることにより、効率の改善を図る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
整流・平滑化回路１１０は、整流用のダイオード１１１と、平滑化用のコンデンサ１１２と、電圧共振用のコンデンサ１１３とで構成されている。図には、コンデンサ１１２，１１３の寄生容量（約５０ｎＨ）１１４，１１５を示している。
【０００６】
ダイオード１１１と、コンデンサ１１２，１１３と、コンデンサ１１２，１１３の寄生容量１１４，１１５とで形成される共振回路による発振により、ダイオード１１１には、図４に示すようなリンギング（高周波の振動）成分を持つ電流が流れる。このため、負荷１５０に出力される直流電圧は、図５に示すような最大振幅Ｖp-pが１６３ｍＶの比較的大きなリプルノイズを持つことになる。
【０００７】
本発明は、出力する直流電圧の持つリプルノイズを大幅に低減できるノイズ低減回路を備えた複合共振型の電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、変圧器を使用し、変圧器の２次巻線側に共振用のコンデンサを備え、当該変圧器の２次巻線と共振用のコンデンサとを含む共振回路により、変圧器による変圧後の交流電圧を直流電圧に変換する複合共振型の電源回路であって、上記共振回路の後段に、リアクタンス素子を持つノイズ低減回路を備え、共振回路内の共振周波数に比べて、ノイズ低減回路と共振回路の後段側の回路素子とで構成される閉回路の共振周波数が小さくなるように、上記リアクタンス素子のリアクタンスの値が設定されていることを特徴とする複合共振型の電源回路である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明に係る複合共振型の電源回路は、ノイズ低減回路を備えたことにより、当該共振回路により生成した直流電圧の持つリプルノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、実施の形態に係る複合共振型の電源回路１００の構成を示す図である。従来技術の欄で説明した複合共振型の電源回路５０と同じ構成物には、同じ参照番号を付して表す。複合共振型の電源回路１００は、使用する変圧器の１次巻線側に備える共振回路により直流電圧を交流電圧に変換するだけでなく、変圧器の２次巻線側にも共振用のコンデンサを備え、当該２次巻線と共振用のコンデンサとを含む共振回路の作用により、２次巻線に誘起する交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を、後段に接続する負荷に出力することを特徴とする回路である。
【００１１】
以下、各回路構成要素について説明する。交流電源１０１は、交流電圧Ｖｉｎを出力する。整流・平滑化回路１０２は、整流ブリッジ回路１０３及び平滑化用のコンデンサ１０４で構成され、交流電圧Ｖｉｎを整流して直流電圧に変換し、平滑化する。スイッチング回路１０５は、いわゆる半波電圧共振スイッチであり、それぞれ並列に接続されたスイッチ１０６、ダイオード１０７及びコンデンサ１０８により構成され、上記整流・平滑化回路１０２の出力する直流電圧を、スイッチ１０６を所定の周期でオン／オフすることにより発振させて、変圧器１０９の１次巻線に交流電圧を印加する。
【００１２】
変圧器１０９の２次巻線側に設けられる整流・平滑化回路１１０は、ダイオード１１１、平滑化用のコンデンサ１１２、電圧共振用のコンデンサ１１３で構成される。コンデンサ１１２の容量は１０００μＦ、コンデンサ１１３の容量は１６０ｎＦである。当該整流・平滑化回路１１０は、変圧器１０９の２次巻線に誘起される交流電圧を、電圧共振用のコンデンサ１１３により共振させたものを、整流して直流電圧に変換し、平滑化する。なお、図には、コンデンサ１１２，１１３の約５０ｎＨの寄生容量１１４，１１５を示してある。
【００１３】
ノイズ低減回路Ｃは、コイル１２０及びコンデンサ１２２から成るＬＣ共振回路であり、整流・平滑化回路１１０が出力する直流電圧のリプルノイズの低減を行った後に、負荷１５０に出力する。コイル１２０のインダクタンスは１．５μＨ、コンデンサ１２２の容量は、１００μＦである。なお、図には、約５０ｎＨの寄生容量１２１を示している。
【００１４】
いわゆるＬＣ共振回路の共振周波数は、コイルのインダクタンスとコンデンサのキャパシタンスの積の−１／２乗に比例する。上記構成のノイズ低減回路Ｃが、整流・平滑化回路１１０の出力のリプルノイズの高周波成分を除去するには、以下の条件を満足することが必要になる。即ち、整流・平滑化回路１１０内のダイオード１１１、２個のコンデンサ１１２，１１３及び寄生容量１１４，１１５で構成される閉回路（共振回路）の共振周波数ｆｓｗ１に比べて、ノイズ低減回路Ｃと、整流・平滑化回路１１０のノイズ低減回路Ｃ側の回路素子である寄生容量１１５及びコンデンサ１１２とで構成される閉回路の共振周波数ｆｓｗ２が小さな値になるように、コイル１２０及びコンデンサ１２２のリアクタンスの設定を行うことが必要である。電源回路１００は、この条件を満足している。
【００１５】
上記条件を満足するノイズ低減回路Ｃを設けたことにより、図２に示すように、負荷１５０に出力する直流電圧が持つリプルノイズの最大振幅Ｖｐ-ｐを、１７．０ｍＶに抑えることができた。例えば、図３に示す電源回路５０は、図１に示す電源回路１００からノイズ低減回路Ｃを除去した回路であるが、当該電源回路５０が負荷１５０に出力する直流電圧が持つリプルノイズの最大振幅Ｖｐ-ｐは、図５に示すように１６３ｍＶであった。このように、電源回路１００では、ノイズ低減回路Ｃを設けたことにより、負荷１５０に出力する直流電圧の持つリプルノイズ（最大振幅Ｖｐ-ｐの値）を約１／１０の大きさに大幅に低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態にかかる複合共振型の電源回路の構成を示す図である。
【図２】電源回路が付加に出力する電圧のリプルノイズの最大振幅を示す図である。
【図３】従来の複合共振型の電源回路の構成を示す図である。
【図４】従来の電源回路が備える整流回路のダイオードの出力波形を示す図である。
【図５】従来の複合共振型の電源回路が出力する直流電圧の持つリプルノイズ（最大振幅）を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１００  複合共振型の電源回路、１０１  交流電源、１０２  整流・平滑化回路、１０３  整流ブリッジ回路、１０４  平滑化用コンデンサ、１０５  スイッチング回路、１０９  変圧器、１１０  整流・平滑化回路、Ｃ  ノイズ低減回路。
【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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