(57)【要約】【課題】  整流回路の下流側に設けられている平滑化用のコンデンサに流れ込むリップル電流のリップル百分率を効果的に減少させる，いわゆるリップル百分率低減回路を備えたスイッチング電源を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のスイッチング電源は、変圧器の２次側に、整流回路と、当該整流回路の後段の平滑化用のコンデンサと、を備える、直流間接変換型のスイッチング電源であって、上記整流回路に電流が入力又は出力される位置であって、上記平滑化用のコンデンサの前段の線路に直列に、接続したリップル低減用のコイルを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の２次側に、整流回路と、当該整流回路の後段の平滑化用のコンデンサと、を備える、直流間接変換型のスイッチング電源であって、
上記整流回路に電流が入力又は出力される位置の線路であって、かつ、上記平滑化用のコンデンサの前段の線路に、直列に接続したコイルを含むことを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流間接変換型のスイッチング電源に関し、特に当該電源の２次側整流回路に流れる電流のリップル百分率を低減する回路に関する。ここで、直流間接変換型のスイッチング電源とは、半導体スイッチを用いて直流電圧を一旦交流電圧に変換した後に、再び、極性や電圧値の異なる直流電圧に変換する電源のことを言う。上記リプル百分率は、整流回路より出力される電流の直流電流に対する脈動率を表すものである。また、直流電流に対して、脈動している電流をリップル電流という。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の直流間接変換型のスイッチング電源３００の回路を示す図である。当該スイッチング電源３００の２次側整流回路は、いわゆるハーフブリッジ型整流回路と呼ばれる回路である。３巻線変圧器３０１の１次巻線３０２側の回路は、直流電圧Ｖｉｎを印加する端子３０４及び端子３０５の間に、平滑化用のコンデンサ３０６と、図示しない制御回路により交互にオンに切り換えられる２個の直列に接続されたトランジスタスイッチ３０７，３０８とを並列に接続すると共に、トランジスタスイッチ３０８のソース・ドレイン間に１次巻線３０２とでＬＣ回路を構成するコンデンサ３０９を接続したものである。
【０００３】
一方、３巻線変圧器３０１の２次巻線３０３ａ，３０３ｂ側の回路は、整流動作を行うダイオード３１０，３１１を図示する通り各２次巻線３０３ａ，３０３ｂに直列に接続すると共に、整流後の電圧Ｖｏｕｔを出力する端子３１３及び端子３１４に並列に平滑化用のコンデンサ３１２を接続したものである。
【０００４】
なお、上記３巻線変圧器とは、２次側に出力電圧を形成するための交流電圧を誘起する主巻線を２本有するものをいう。
【０００５】
上記構成の整流回路は、例えば、以下の非特許文献１にも紹介されている。
【非特許文献１】志村正道による著書、電子回路Ｉ［リニア編］、第２版、１９８８年発行、第１８１頁、株式会社昭晃堂による出版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５は、上記構成のスイッチング電源３００を動作させた場合に、２次側の整流回路に流れるリップル電流Ｉの波形を示す図である。平滑化用のコンデンサ３１２は、整流用のダイオード３１０，３１１を通過した電圧の平滑化を行うが、スイッチング電源３００の場合、図示するようなリップル百分率の大きなリップル電流Ｉが、直接コンデンサ３１２に流れ込むことになる。
【０００７】
平滑化用のコンデンサ３１２には、通常、電解コンデンサを使用する。電解コンデンサは、図５に示すようにリップル百分率の大きなリップル電流Ｉを流すと発熱して、寿命が短くなってしまう。従って、平滑化用のコンデンサ３１２に流れ込むリップル電流Ｉのリップル百分率は、できるだけ低い値にする方が好ましい。
【０００８】
本発明は、整流回路の下流側に設けられている平滑化用のコンデンサ３１２に流れ込むリップル電流Ｉのリップル百分率を効果的に減少させることができる回路を備えたスイッチング電源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】
【０００９】
本発明のスイッチング電源は、変圧器の２次側に、整流回路と、当該整流回路の後段の平滑化用のコンデンサと、を備える、直流間接変換型のスイッチング電源であって、上記整流回路に電流が入力又は出力される位置の線路であって、かつ、上記平滑化用のコンデンサの前段の線路に直列に、接続したコイルを備えたことを特徴とするスイッチング電源。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成のスイッチング電源は、コイルに生じる逆起電力を利用することにより、整流回路の後段に設けられている平滑化用のコンデンサに流れ込むリップル電流のリップル百分率を効果的に減少し、上記平滑化用のコンデンサの発熱を低減して、その寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照しつつ、平滑化用のコンデンサに流れ込むリップル電流のリップル百分率を低減する回路を備えた本発明のスイッチング電源の実施の形態１及び２について順に説明する。
【００１２】
（１）実施の形態１
図１は、実施の形態１に係るスイッチング電源１００の構成を示す図である。スイッチング電源１００は、直流間接変換型のスイッチング電源であって、以下に説明するリップル百分率低減回路Ｃ２−２を備えたことを特徴とする。本図では、図４に示した従来のスイッチング電源３００と同じ構成物には、同じ参照番号を付して表す。
【００１３】
スイッチング電源１００は、点線で囲んで示すように、３巻線変圧器１０１の１次巻線１０２側の回路Ｃ１と、２次巻線１０３ａ，１０３ｂ側の回路Ｃ２とで構成されている。
【００１４】
上記３巻線変圧器とは、２次側に出力電圧を形成するための交流電圧を誘起する主巻線を２本有するものをいう。本実施の形態には該当しないが、３巻線変圧器に、補助コイル等を追加し、見かけ上、２次側に３本以上の巻線を有する場合であっても、２次側に出力電圧を形成するための交流電圧を誘起する主巻線を２本有するものである限りにおいて、３巻線変圧器の概念に含むものとする。
【００１５】
回路Ｃ１は、交流電圧Ｖ１を生成して１次巻線１０２に印加する回路であり、周知の電流共振型スイッチング電源の変圧器の１次側に備えるものと同じ回路（例えば、図４に示した従来技術の回路３００を参照）を採用する。
【００１６】
具体的には、回路Ｃ１は、直流電圧Ｖｉｎを印加する端子１０４及び端子１０５の間に、平滑化用のコンデンサ１０６と、図示しない制御回路により交互にオンに切り換えられる２個の直列に接続されたトランジスタスイッチ１０７，１０８とを並列に接続すると共に、上記トランジスタスイッチ１０８に並列に、１次巻線１０２とでＬＣ回路を構成するコンデンサ１０９が接続された回路である。
【００１７】
回路Ｃ２は、２次巻線１０３ａ，１０３ｂに誘起する交流電圧Ｖ２，Ｖ３を整流して直流電圧Ｖｏｕｔを生成する整流回路Ｃ２−１と、整流後のリップル電流Ｉのリップル百分率を低減するリップル百分率低減回路Ｃ２−２と、リップル百分率低減後のリップル電流Ｉの平滑化を行うコンデンサ１１２とで構成されている。
【００１８】
整流回路Ｃ２−１は、２個のダイオード１１０，１１１で構成されるハーフブリッジ形式の回路である。リップル百分率低減回路Ｃ２−２は、整流回路Ｃ２−１から整流後のリップル電流Ｉが出力される位置であって、平滑化用のコンデンサ１１２の前段の位置の線路に、直列に接続されたコイル１１５で構成される。
【００１９】
リップル百分率低減回路Ｃ２−２を構成するコイル１１５に、整流回路Ｃ２−１により整流されたリップル百分率の高いリップル電流Ｉが流れ込むと逆起電力が発生する。この逆起電力は、コイル１１５を通過する電流の変化を妨げよるように作用し、図２に示すように、リップル電流Ｉのリップル百分率を低減する。
【００２０】
上記リップル百分率低減回路Ｃ２−２の働きにより、平滑化用のコンデンサ１１２に流れ込むリップル電流Ｉのリップル百分率が減少し、上記平滑化用のコンデンサ１１２の発熱が低減されて、当該平滑化用のコンデンサ１１２の寿命を延ばすことができる。
【００２１】
（２）実施の形態２
図３は、実施の形態２に係るリップル百分率低減回路Ｃ２−３を備えたスイッチング電源２００の構成を示す図である。図１に示したスイッチング電源１００と同じ構成物には、同じ参照番号を付してここでの重複した説明は省く。
【００２２】
スイッチング電源２００では、スイッチング電源１００で備えていた回路Ｃ２を一部変更した回路Ｃ２’を備える。回路Ｃ２’は、整流回路Ｃ２−１に電流が流れ込む位置であって、平滑化用のコンデンサ１１２の前段の位置の線路にリップル百分率低減回路Ｃ２−３を設けたことを特徴とする。リップル百分率低減回路Ｃ２−３は、上記位置の線路に直列に接続されたコイル１１６で構成される。
【００２３】
リップル百分率低減回路Ｃ２−３によるリップル電流Ｉのリップル百分率の低減作用、及び、これにより生じる平滑化用のコンデンサ１１２の長寿命化の効果は、上述したスイッチング電源１００におけるリップル百分率低減回路Ｃ２−２と同じであり、ここでの重複した説明は省く。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係るリップル百分率低減回路を備えたスイッチング電源の回路図である。
【図２】リップル百分率低減回路によりリップル百分率の低減されたリップル電流の波形を示す図である。
【図３】実施の形態２に係るリップル百分率低減回路を備えたスイッチング電源の回路図である。
【図４】従来のスイッチング電源の回路構成を示す図である。
【図５】従来のスイッチング電源の整流後の平滑化用のコンデンサに流れ込むリップル電流の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００，２００  スイッチング電源、１０１  ３巻線変圧器、１０２  １次側巻線、１０３  ２次側巻線、１０６，１１２  平滑化用のコンデンサ、１０７，１０８  トランジスタスイッチ、Ｃ１  １次側回路、Ｃ２，Ｃ２’  ２次側回路、Ｃ２−２，Ｃ２−３  リップル百分率低減回路。
【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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