(57)【要約】  【課題】  電源装置において回路構成を複雑にすることなく力率を低下させることを抑え、また、小型軽量化を図ることを目的とする。  【解決手段】  交流出力を変圧して直流出力を得る電源装置において、前記交流出力が１次巻線の一端とセッタータップ及び１次巻線の他端とセンタータップとに接続されるトランスを有する。そして、前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流とを整流する整流回路が設けられるとともに、前記交流出力の供給する交流の周波数よりも高い周波数で、前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流を交互に切り替える切り替え手段を有する。【選択図】  図１
2005110393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流出力を変圧して直流出力を得る電源装置であって、
前記交流出力が１次巻線の一端とセッタータップ及び１次巻線の他端とセンタータップとに接続されるトランスと、
前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流とを整流する整流回路と、
前記交流出力の供給する交流の周波数よりも高い周波数で、前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流を交互に切り替える切り替え手段と
を有する電源装置。
【請求項２】
前記切り替え手段は、前記トランスの1次巻線の一端側に接続される第１の片方向スイッチと、前記トランスの１次巻線の他端側に接続される第２の片方向スイッチと、前記第１の片方向スイッチと前記第２の片方向スイッチとに対して前記周波数で互い違いにオン・オフさせる発信機とよりなる請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧の交流を低圧の直流に変換する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用の交流出力を直流出力に変換する電源装置においては電圧を下げて整流、平滑、安定化などを図る必要がある。電圧を下げるには低周波の交流出力をそのまま低周波トランスを用いて変圧する方法が最も簡単である。もう一つの方法としてはスイッチング電源に用いられるように、交流を直流に変換した後に高周波インバーターを用いて高周波トランスにより変圧する方法もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低周波の交流出力を低周波トランスを用いて変圧する場合、低周波トランスは大型になり電源装置自体が重くなるという欠点がある。スイッチング電源で用いられる方法であれば高周波トランスを用いるので小型軽量化を図ることができるが、フィードバック回路が必要となるため複雑になり、また、最初に整流平滑化するため力率が悪くなるという問題がある。
そこで、本発明は、電源装置において回路構成を複雑にすることなく力率を低下させることを抑え、また、小型軽量化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は交流出力を変圧して直流出力を得る電源装置であり、前記交流出力が１次巻線の一端とセッタータップ及び１次巻線の他端とセンタータップとに接続されるトランスを有する。そして、前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流とを整流する整流回路が設けられるとともに、前記交流出力の供給する交流の周波数よりも高い周波数で、前記トランスの１次巻線の一端とセンタータップを通る電流と、前記トランスの１次巻線の他端とセンタータップを通る電流を交互に切り替える切り替え手段を有する。
請求項２に記載の発明は、前記電源装置において、前記切り替え手段は、前記トランスの1次巻線の一端側に接続される第１の片方向スイッチと、前記トランスの１次巻線の他端側に接続される第２の片方向スイッチと、前記第１の片方向スイッチと前記第２の片方向スイッチとに対して前記周波数で互い違いにオン・オフさせる発信機とから構成される。  
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、交流出力の周波数よりも高い周波数で、トランスの１次巻線のセンタータップから一端側と他端側に流れる互いに逆方向の電流が交互に切り替えられることにより、より高い周波数の交流がトランスの１次巻線に通ることとなるので、そのままの交流出力を変圧するよりも高い周波数用のトランスを用いることが可能となり、トランスの小型軽量を図ることにより電源装置の小型軽量化が実現できる。また、スイッチング電源のような複雑な回路構成にならず、トランスの１次巻線側で平滑回路を設けないので力率の低下も抑えることができる。
請求項２に記載の発明は、前記切り替え手段を２つの片方向スイッチと周期的にオンオフを行う発信機で構成するので回路構成を比較的簡易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本発明に係る電源装置の回路図を示す。図に示す電源装置はトランス１０、第１整流回路２０、切り替え回路３０、第２整流回路４０、平滑回路５０より構成される。トランス１０は高周波の絶縁トランスであり、１００Ｖの交流を１２Ｖの交流に変圧する。
第１整流回路２０は交流電源Ａからの交流出力を全波整流するものであり、４つのダイオード２０ａにより構成されるブリッジ回路よりなる。このブリッジ回路により、トランス１０の１次巻線１０ａの一端１０ａ1と１次巻線１０ａのセンタータップ１０ａ3を通る電流と、トランス１０の１次巻線１０ａの他端１０ａ2と１次巻線１０ａのセンタータップ１０ａ3を通る電流とが整流される。
切り替え回路３０は、トランス１０の１次巻線１０ａの一端１０ａ1側に設けられるＦＥＴを用いた第１の片方向スイッチ３０ａと、トランス１０の１次巻線１０ａの他端１０ａ2側に設けられるＦＥＴを用いた第２の片方向スイッチ３０ｂと、各片方向スイッチに対して交互に交流電源Ａよりも高い周波数でオンオフをするための信号を印加する発信機３０ｃとより構成される。ここでは、交流電源Ａの６０Ｈｚの周波数に対して２１０Ｈｚの周波数で発信するものとする。なお、発信機の駆動電源は第１整流回路２０により整流された電力が用いられる。
第２整流回路４０は２つダイオード４０ａによりトランス１０の２次巻線１０ｂからの出力電流を全波整流する。平滑回路５０はリアクトル５０ａとコンデンサ５０ｂにより整流された電流を平滑化する。
【０００７】
次に、以上のような構成を有する電源装置の動作について説明する。図２（ａ）に交流電源Ａの電流の出力波形を示す。また、図２（ｂ）に発信機３０ｃの第１の片方向スイッチ３０ａへの信号波形を、図２（ｃ）に発信機３０ｃの第２の片方向スイッチ３０ｂへの信号波形を示す。図に示すように両片方向スイッチ３０ａ、３０ｂは互い違いにオンオフが繰り返される。また、第１整流回路２０により、トランス１０の１次巻線のセンタータップ１０ａ3と一端１０ａ1間およびセンタータップ１０ａ3と他端１０ａ2間には常に電流が流れ、かつ、第１の片方向スイッチ３０ａがオン状態の時と、第２の片方向スイッチ３０ｂがオン状態の時ではトランス１０の１字巻線１０ａに流れる電流の向きが反対になるので、トランス１０への入力電流の波形は図２（ｄ）に示すような形になる。これによりトランス１０へは発信機３０ｃの発信周期の交流が流れることと同等になるので、トランス１０として高周波トランスを使用することが可能となる。トランス１０の２次巻線１０ｂからの出力電流は第２整流回路４０により整流され、図２（ｅ）に示すような波形となる。この電流は平滑回路５０によりさらに平滑化される。
なお、上記の実施形態では第１整流回路２０、第２整流回路４０ともに全波整流回路であったが、これは図３に示すようにしてもよい。すなわち、第１整流回路２０を１つのダイオード２０ｂを用いた半波整流回路とし、第２整流回路４０として１つのダイオード４０ｂを用いた半波整流回路としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る電源装置の回路図である。
【図２】（ａ）は交流電源の出力電流の波形を示す図であり、（ｂ）は第１片方向スイッチへの信号電流の波形を示す図であり、（ｃ）は第２片方向スイッチへの信号電流の波形を示す図であり、（ｄ）はトランスへの入力電流の波形を示す図であり、（ｅ）は第２整流回路からの出力電流の波形を示す図である。
【図３】実施の形態に係る電源装置の回路図の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
Ａ              交流電源
１０            トランス
１０ａ          １次巻線
１０ｂ          ２次巻線
２０            第１整流回路
２０ａ、２０ｂ  ダイオード
３０            切り替え回路
３０ａ          第１片方向スイッチ
３０ｂ          第２片方向スイッチ
３０ｃ          発信機
４０            第２整流回路
５０            平滑回路
【図１】
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【図２】
2005110393.tif 000004
【図３】
2005110393.tif 000005