(57)【要約】  【目的】この発明は、交流電圧の供給を受けて低電圧の交流電圧を出力するための小型・軽量でしかも電圧変換効率が良く低コストの小容量交流電源装置を実現するためのものである。  【構成】  交流電圧の接続端子１、２間に１００Ｖの交流電圧を印加すると、第一のコンデンサ５と第二のコンデンサ９により分圧され電圧制限素子８によって過大な電圧が制限されて出力端子３．４間に出力される。突入電流を制限するためにリアクトルの代わりに固定抵抗器を用いることでコストが低減でき小型化が可能となる。 【選択図】          図１
2007202274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を入力する電源装置において、当該交流電圧の入力端子間に過渡的に流れる電流を制限し高調波の発生を抑圧するための固定抵抗器と交流電流を制限するための第一のコンデンサと当該交流電圧を分圧するための第二のコンデンサを接続し当該分圧された交流電圧を直接出力しおよび／あるいは整流して直流電圧を出力することを特徴とする小容量電源装置
【請求項２】
交流電圧を入力する電源装置において、当該交流電圧の入力端子間に過渡的に流れる電流を制限し高調波の発生を抑圧するための固定抵抗器とリアクタの並直列回路と交流電流を制限するための第一のコンデンサと当該交流電圧を分圧するための第二のコンデンサを接続し当該分圧された交流電圧を直接出力しおよび／あるいは整流して直流電圧を出力することを特徴とする小容量電源装置
【請求項３】
少なくとも突入電流を制限するための固定抵抗器および／あるいは固定抵抗器とリアクタの並直列回路と交流電流を制限するための第一のコンデンサと交流電圧を分圧するための第二のコンデンサと任意の数の発光ダイオードを樹脂製のケースに収納し口金あるいは入力端子を設けることを特徴とする請求項第１項および第２項に記載の小容量電源装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電圧をＯＮ／ＯＦＦした際に生じる高調波雑音を抑制し、安価で小型の小容量電源装置を実現するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている従来の「小容量電源装置」は、図４に示すように、交流電圧の入力端子１、２、直流電圧の出力端子３、４、第一のコンデンサ５、リアクタ６、放電のための固定抵抗器７、第二のコンデンサ９、電圧制限素子８から構成される。
交流電圧の入力端子１、２間に１００Ｖの交流電圧を印加すると、リアクタ６と第一のコンデンサ５および第二のコンデンサ９を通じて交流電流が流れ、第二のコンデンサ９の両端に交流電圧が分圧されて生じる。第二のコンデンサと並列に接続された電圧制限素子８によって過大なサージ電圧を制限し安定な交流出力を出力端子３、４間に出力する。
一方、過度な突入電流を防止するためにリアクタ６が接続されており、ＯＮ／ＯＦＦされる交流電圧のサイクルによっては第一のコンデンサ５に電荷が蓄積され帯電状態となる場合があるので、放電のための固定抵抗器７が接続されている。
従来の小容量電源装置では以上のように構成されており、突入電流を制限するために比較的に容量の大きなリアクタ６が挿入されているため商用電源に接続してＯＮ／ＯＦＦすると商用電源のインピーダンスが低いために当該リアクタンス６と第一のコンデンサ５とが過渡的な共振現象を起こし高調波雑音を生じる問題があった。
また、当該インダクタンス６は小型化が難しくコストがかかる問題点があり、交流入力電圧が比較的に緩やかに変化する場合にはリアクタ６のインピーダンスが低いため電圧制限素子８で電圧を制限しきれない問題点があった。
【特許文献１】特開２００４−２４８３３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、突入電流を制限するためのリアクタによって生じる高調波雑音を抑制しコスト高を解消して小型化を実現し、電圧制限素子による過大電圧を抑制する効果を高めるためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明に係わる小容量電源装置では、突入電流を防止するためのリアクタを固定抵抗器に置き換えあるいはリアクタと直列および／あるいは並列に固定抵抗器を挿入することによって、高調波雑音の発生を抑圧し小型化とコスト低減を実現するとともに電圧制限素子によって過大電圧を安全確実に制限することができる。
【発明の効果】
【０００５】
従来の小電力電源装置では、高調波雑音が発生し、小型化が難しくコスト高となっており、過大電圧を安全確実に制限できない問題点があった。
本発明の小容量電源装置では、高調波雑音の発生を抑圧し、小型化とコスト低減が可能となり、過大電圧を安全確実に制限することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明に係わる小容量交流電源装置は、図１に示すように突入電流を制限するためのリアクタが固定抵抗器に置き換えられており、あるいは図２に示すようにリアクタと直列に固定抵抗器が挿入されており、高調波の発生が抑圧され、コスト低減と小型化が可能であり、過大電圧を安全確実に制限できる。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明の実施例を図１に従って説明する。図１において、１、２は交流電圧の入力端子、３、４は直流電圧の出力端子、５は第一のコンデンサ、７は放電のための固定抵抗器、８は電圧制限素子、９は第二のコンデンサ、２６は固定抵抗器である。
入力端子１、２の間に１００Ｖの交流電圧を印加すると、第一のコンデンサ５と第二のコンデンサ９で交流電圧が分割され、当該分割された電圧に重畳される過大電圧を電圧制限素子８によって制限し出力端子３、４間に出力される。
当該印加した交流電圧をＯＮ／ＯＦＦする際、交流電圧のサイクルによってはいきなり高電圧が印加され、第一のコンデンサ５が瞬間的に短絡状態となることから過度な突入電流が流れる。従来の小電容量電源装置では、当該突入電流を防止するためにリアクタが接続されていたが、入力する交流電圧のインピーダンスが低いため当該リアクタと第一コンデンサとの間で過渡的な共振現象が生じ高調波雑音が発生することが分かった。
対策として、当該リアクタは効果の割には形が大きくコストがかかることからリアクタの代わりに数Ω〜１００Ω程度の固定抵抗器を挿入することで、電流を制限する効果は若干落ちるが、小型化とコストの低減が可能となり実用的な効果が得られることが分かった。
また、リアクタを固定抵抗器２６に代えることで電源効率が若干低下するが、低下を極力少なくすることで、許容できる範囲に納めることができる。
【０００８】
更に、印加された交流電圧が比較的に緩やかに変化する際には、従来のリアクタでは十分インピーダンスが上がらず、電圧制限素子８で電圧を制限するために大きな電流が流れるため大容量のものが必要であったのに対して、リアクタを固定抵抗器２６に代えることで安定したインピダンスを呈することから電圧制限素子８に小容量のものが使え過大電圧を安全確実に制限できるメリットがある。
一方、モータ等の力率改善に用いられる大容量の進相コンデンサなどでは、突入電流を制限するためにリアクタを挿入することが義務付けられているが、進相コンデンサの容量が大きくリアクタを挿入し商用電源に接続しても商用電源のインピーダンスによるダンピングの効果があり過渡的な共振現象が生じにくくまた負荷の状態に応じてリアクタを切換えて共振現象を抑制するなどの対策をしているに対して、小容量電源装置では第一コンデンサ５の容量が小さいため商用電源のインピーダンスによるダンピング効果が少なく共振現象が起こりやすいことが分かった。
また、交流電圧がＯＮ／ＯＦＦされるサイクルによっては第一のコンデンサ５に電荷が蓄積され帯電状態となる場合があるので、放電のための固定抵抗器７が接続される。当該固定抵抗器７と第一のコンデンサ５を一体化することで部品数の削減による小型化とコスト削減が可能となる。
なお、交流電圧に対してコンデンサ５を直列に挿入しているので力率が進み位相で１０％以下に低下するが、商用電源に対して進相コンデンサの役割を果たすので商用電源系統の力率改善に効果があり、省エネに役立つものである。なお、力率改善による電力料金の割引制度では、進み力率の場合は力率１００％として最大の割引率が適用される。
【実施例２】
【０００９】
図２において、１、２は交流電圧の入力端子、３、４は直流電圧の出力端子、５は第一のコンデンサ、６はリアクタ、７は放電のための固定抵抗器、９は第二のコンデンサ、１１は第三のコンデンサ、２４は発光ダイオード、２５は整流用のダイオードブリッジ、２６は固定抵抗器である。
入力端子１と２の間に１００Ｖの交流電圧を印加すると、第一のコンデンサ５と第二のコンデンサ９で交流電圧が分割され、当該分割された電圧が整流用ダイオードブリッジ２５の入力側端子に印加され整流されて第三のコンデンサ９で平滑されて直流電圧が出力端子３、４から出力される。
当該印加した交流電圧をＯＮ／ＯＦＦする際、交流電圧のサイクルによってはいきなり高電圧が印加され、第一のコンデンサ５が瞬間的に短絡状態となることから過度な突入電流が流れる。従来の小容量電源装置では、当該突入電流を防止するためにリアクタ６が接続されていたが、入力する交流電源のインピーダンスが低いため当該リアクタ６と第一コンデンサとの間で共振現象が生じ高調波雑音が発生することが分かった。
対策として、当該リアクタ６と直列に数Ω〜１００Ω程度の固定抵抗器を挿入することで、上記の共振現象が抑圧され、高調波雑音の発生を減少させることができる。
【００１０】
また、リアクタ６と直列に固定抵抗器２６を挿入すると電源効率が若干低下するが、低下を極力少なくすることで、許容できる範囲に納めることができる。
また、電源容量が増加すると直流出力電圧の安定度が問題になるので、例えば、電圧制御手段がＩＣチップで構成されて当該整流用ダイオードブリッジ２５の内部に設けられあるいは当該整流用ダイオードブリッジ２５と同一のシリコン基板上に構成することでコストの上昇を抑えて新たな機能を追加することが可能となる。
また、交流電圧がＯＮ／ＯＦＦされるサイクルによっては第一のコンデンサ５に電荷が蓄積され帯電状態となる場合があるので、放電のための固定抵抗器７が接続される。当該固定抵抗器７と第一のコンデンサ５を一体化することで部品数の削減による小型化とコスト削減が可能となる。
なお、交流電圧に対してコンデンサ５を直列に挿入しているので力率が進み位相であるが１０％以下と低いが、商用電源に対して進相コンデンサの役割を果たすので商用電源系統の力率改善に効果があり、省エネに役立つものである。なお、力率改善による電力料金の割引制度では、進み力率の場合は力率１００％として最大の割引率が適用される。
【実施例３】
【００１１】
図３に本発明の他の実施例を示し、２１は交流電圧の接続端子、２２は口金、２３は透明あるいは半透明の樹脂製のケース、２４は発光ダイオード、５は第一のコンデンサ、７は放電用固定抵抗器、９は第二のコンデンサ、１１は第三のコンデンサ、２５は整流用ダイオードブリッジ、２６は固定抵抗器である。
交流電圧の接続端子２１と口金２２との間に１００Ｖの交流電圧を印加すると、第一のコンデンサ５と第二のコンデンサ９により当該交流電圧が２．８Ｖ程度に分圧され、整流用ダイオードブリッジ２５により整流され、発光ダイオード２４に順方向の直流電圧となって印加される。
当該印加した交流電圧をＯＮ／ＯＦＦする際、交流電圧のサイクルによってはいきなり高電圧が印加され、第一のコンデンサ５が瞬間的に短絡状態となることから過度な突入電流が流れる。従来は、当該突入電流を防止するためにリアクタが接続されていたが、数Ω〜１００Ωの固定抵抗器２６を挿入することで小型化とコスト削減が実現できる。
なお、第三のコンデンサ１１は印加した交流電圧に重畳して雷サージ電圧がかかった時等に当該雷サージ電圧が直接発光ダーオード２４に加わるのを軽減する効果があり、発光ダイオード２４のフリッカを防止するのに役立つ。
また、発光ダイオード２４は任意の数を組み合わせることで明るさを調節しあるいは色調の調節が可能であり、整流用ダイオードブリッジ２５に制御手段を内蔵し調光機能を持たせることでイルミネーション効果が出せる。
【００１２】
以上の説明では、小容量電源装置を発光ダイオード点灯装置に用いる場合について記述したが、ＡＣアダプタに適用しあるいは小型の電子機器に組込むことで小型化と低コスト化が可能となる。
また、発光ダイオードの数あるいは色調の組合せあるいは他の発光手段との組合せは上記実施例に限定されるものでなく、数と接続の方向、色調等色々な組合せが考えられる。
また、発光ダイオードの代わりに、印加する交流電圧より低い電圧で点灯する発光素子を用いても同様な効果が得られる。
また、近年実用化が進んでいる面実装の超小型部品を用いることで微小なプリント基板上に実装できることから、装置全体の小型化が可能である。
また、固定抵抗器の代わりに過電流制限素子を接続しても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、上記のように構成されているため、交流電圧をＯＮ／ＯＦＦする際に生じる共振現象を抑制し小型化で低コストを実現できるとともに出力電圧が安定な小容量電源装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例である。
【図３】本発明の他の実施例である。
【図４】従来の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１５】
１、２            交流電圧の入力端子
３、４            交流あるいは直流電圧の出力端子
５                第一のコンデンサ
６                リアクタ
７                放電用固定抵抗器
８                電圧制限素子
９                第ニのコンデンサ
１１              第三のコンデンサ
２１              交流電圧の接続端子
２２              口金
２３              バルブあるいは樹脂ケースあるいは樹脂モールド
２４              発光ダイオード
２５              整流用ダイオードブリッジ
２６              突入電流制限抵抗
【図１】
2007202274.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007202274.tif 000005
【図４】
2007202274.tif 000006