(57)【要約】【課題】低コストで構成することが可能であり、実装面積も小さい降圧回路を提供する。【解決手段】ブリッジ接続された４個のダイオードが１つのパッケージ内部に樹脂封止された両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）を有し、両波整流素子内の４個のダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうちの２個の両端子が短絡接続され、残りの２個が並列となるように接続された単位降圧回路７が、一乃至複数個直列接続され基板上に実装された構成とする。両波整流素子は、放熱効率が高く設計されており、定格電流に対して実装面積が小さく、価格も低廉である。従って、小実装面積・低コストの降圧回路を提供できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリッジ接続された４個のダイオードが１つのパッケージ内部に樹脂又はセラミックで封止された両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）を有し、前記両波整流素子内の４個のダイオードのうちの２個の両端子が短絡接続され、残りの２個が並列となるように接続された単位降圧回路が、一乃至複数個直列接続され基板上に実装されていることを特徴とする降圧回路。
【請求項２】
前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のアノードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つカソードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする請求項１記載の降圧回路。
【請求項３】
前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のアノードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つアノードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする請求項１記載の降圧回路。
【請求項４】
前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のカソードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つカソードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする請求項１記載の降圧回路。
【請求項５】
前記両波整流素子は、ラジアル型であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の降圧回路。
【請求項６】
前記両波整流素子内の４個のダイオードのうちの２個の両端子が、プリント基板上に形成した配線パターンにより短絡接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の降圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池コージェネレーションシステム等の電気機器における、駆動回路の電源の降圧回路の実装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池コージェネレーションシステムにおける駆動回路では、一般に、ＤＣ１２Ｖの直流電源が用いられる。一方、燃料電池の冷却ファンの電源としては、それよりも低い直流電源（例えば、ＤＣ９．６Ｖ）が要求される。そのため、この冷却ファンの電源電圧を生成するために、降圧回路が使用される。
【０００３】
その場合、通常、基板上に、図５（ａ）に示したようなアキシャル型（同軸型）のダイオード１０１を直列に複数個接続した降圧回路１００が用いられる。実際の製品においては、コストを下げるため、ダイオード１０１としては、価格が低廉な定格電流の低いもの（例えば、定格１Ａ）のものが使用されることが多い。この場合、各ダイオード１０１に流れる電流を定格内とするため、複数のダイオード１０１を直列接続したダイオード列１０２を、並列に複数列基板上に実装する構成が採られる（例えば、特許文献１〜４参照）。例えば、定格１Ａの冷却ファンを駆動するために定格１Ａのダイオード１０１を用いた場合、ダイオード１０１の発熱を考慮して、降圧回路１００は図６のように、３個直列に接続されたダイオード１０１のダイオード列１０２を５列基板上に実装される。
【０００４】
しかしながら、基板上にダイオード１０１を沢山配列すると（上記図６の例では１５個）、ダイオード１０１の配列の実装面積が大きくなり、降圧回路１００の小型化が困難となる。実装面積をなるべく小さくするため、ダイオード１０１同士の実装間隔を小さくすることも考えられる。しかし、ダイオード１０１は使用時に発熱するため、放熱のための一定の間隔は必要である。従って、実装間隔をあまり狭めることはできない。
【０００５】
そこで、図５（ｂ）に示したような、定格電流の高い（例えば、定格３Ａ）のアキシャル型（同軸型）のダイオード１０３を使用することが考えられる。この場合も、降圧回路１００は各ダイオード１０３に流れる電流を定格内とするため、複数のダイオード１０３を直列接続したダイオード列１０４を、並列に複数列基板上に実装する構成が採られるが、上記定格電流の低いダイオード１０１を使用する場合に比べて、ダイオード列１０４の並列数は少なくできる。例えば、定格３Ａのダイオード１０３を用いた場合、降圧回路１００は図７のように、３個直列に接続されたダイオード１０３のダイオード列１０４を２列基板に実装すればよい。
【特許文献１】特開２００１−１５６２５６号公報
【特許文献２】実開平２−１４６９４４号公報
【特許文献３】特開平１１−９６７９６号公報
【特許文献４】特開２００３−１９５９５４号公報
【特許文献５】特開２００２−１６２０７号公報
【特許文献６】特開２０００−３２４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
定格電流の高いアキシャル型（同軸型）のダイオード１０３を使用した場合、降圧回路１００の実装面積は小さくできる。しかしながら、市販の定格電流の高いダイオード１０３は使用頻度が低いため定格電流の低いダイオード１０１に比べて高価であり、全体としての装置コストが高くつくという欠点がある。
【０００７】
また、電圧を降下させるために抵抗を使用する方法もあるが、抵抗を使用した場合、（１）発熱が大きくなる、（２）発熱による過熱を防ぐためには形状の大きな抵抗を使用しなければならず、広い実装空間が必要となるなどの問題がある。また、（３）冷却ファンの駆動電圧として一定の電圧値，駆動電流値がほしいのであるが、抵抗は周囲の温度や負荷により駆動電流が変わってしまい、冷却ファンの駆動電圧を一定値に維持できない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、低コストで構成することが可能であり、実装面積も小さい降圧回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る降圧回路の第１の構成は、ブリッジ接続された４個のダイオードが１つのパッケージ内部に樹脂又はセラミックで封止された両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）を有し、前記両波整流素子内の４個のダイオードのうちの２個の両端子が短絡接続され、残りの２個が並列となるように接続された単位降圧回路が、一乃至複数個直列接続され基板上に実装されていることを特徴とする。
【００１０】
両波整流素子は、パッケージ内部に４個のダイオードが実装されているため、コンパクトである。また、両波整流素子は、もともと放熱効率が高くなるように設計されている。また、４個のダイオードを１個のパッケージ内に樹脂封止又はセラミックス封止しているため、個別のダイオードを並列に実装する場合に比べて実装面積が小さい。そこで、この両波整流素子の４個のダイオードのうちの２個の両端子を短絡接続し残りの２個のダイオードが並列接続された単位降圧回路を構成する。そして、この単位降圧回路を一乃至複数個直列接続して基板上に実装して降圧回路を構成することにより、降圧回路の実装面積を小さくすることができる。
【００１１】
また、両波整流素子は、種々の電子機器で広く使用されており、価格も低廉である。従って、高い定格電流のダイオードを使用して構成する場合に比べ、降圧回路全体のコストを下げることができる。
【００１２】
本発明に係る降圧回路の第２の構成は、前記第１の構成において、前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のアノードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つカソードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によっても、上記第１の構成の場合と同様に、降圧回路の実装面積を小さくすることができる。
【００１４】
本発明に係る降圧回路の第３の構成は、前記第１の構成において、前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のアノードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つアノードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によっても、上記第１の構成の場合と同様に、降圧回路の実装面積を小さくすることができる。
【００１６】
本発明に係る降圧回路の第４の構成は、前記第１の構成において、前記単位降圧回路は、前記両波整流素子のカソードコモン端子と一方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続され、且つカソードコモン端子と他方のアノード・カソード接続端子との間が短絡接続されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によっても、上記第１の構成の場合と同様に、降圧回路の実装面積を小さくすることができる。
【００１８】
本発明に係る降圧回路の第５の構成は、前記第１乃至４の何れか一の構成において、前記両波整流素子は、ラジアル型であることを特徴とする。
【００１９】
このように、ラジアル型の両波整流素子を使用することにより、両波整流素子は基板上に直立した状態で実装されるため小さい実装面積で放熱面積が大きくなり、降圧回路の実装面積をより小さくすることができる。
【００２０】
本発明に係る降圧回路の第６の構成は、前記第１乃至５の何れか一の構成において、前記両波整流素子内の４個のダイオードのうちの２個の両端子が、プリント基板上に形成した配線パターンにより短絡接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、両波整流素子の４つのダイオードのうち、２つのダイオードを短絡接続し、残り２つのダイオードが並列接続となるようにすることで、降圧回路の実装面積を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る降圧回路１の回路図、図２は図１の降圧回路１で使用される両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）２の外観斜視図である。本実施例１の降圧回路１は、燃料電池コージェネレーションシステムに使用されるものであり、１２Ｖの電源電圧から、燃料電池の冷却ファンを駆動するための９．６Ｖの電源電圧を生成する。
【００２４】
降圧回路１は、３個の単位降圧回路７を備えている。各単位降圧回路７は、両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）２により構成されている。両波整流素子２は、パッケージ５内部に４個のダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが樹脂封止されており、これら４個のダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは図１のようにブリッジ接続されている。
【００２５】
両波整流素子２のダイオード３ａ，３ｂは、ノード４ａにおいて、互いにアノード端子が接続されている。ダイオード３ｃ，３ｄは、ノード４ｄにおいて、互いにカソード端子が接続されている。また、ダイオード３ａのカソード端子とダイオード３ｃのアノード端子、及びダイオード３ｂのカソード端子とダイオード３ｄのアノード端子は、それぞれ、ノード４ｂ，４ｃにおいて接続されている。
【００２６】
また、両波整流素子２としては、図２に示したような、ラジアル型のパッケージのものが使用されている。すなわち、両波整流素子２は、４個のダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが樹脂封止された略平板状のパッケージ５の下側面に４つの外部リード（アノードコモン端子６ａ，アノード・カソード接続端子６ｂ，６ｃ，及びカソードコモン端子６ｄ）が延設されている。アノードコモン端子６ａにはノード４ａ、アノード・カソード接続端子６ｂ，６ｃにはノード４ｂ，４ｃ、カソードコモン端子６ｄにはノード４ｄがそれぞれ接続されている。
【００２７】
両波整流素子２のダイオード３ａ，３ｄは、それぞれ、プリント基板上に形成した配線パターンにより、両端子間が短絡接続されている。すなわち、アノードコモン端子６ａとアノード・カソード接続端子６ｂ、及びアノード・カソード接続端子６ｃとカソードコモン端子６ｄが短絡接続されている。これにより、両波整流素子２は、２個のダイオード３ｂ，３ｃが並列接続された単位降圧回路７を構成する。
【００２８】
降圧回路１は、図１のように、上記単位降圧回路７が３個接続された回路構成を採る。正極側の単位降圧回路７は、アノードコモン端子６ａ（ノード４ａ）がＤＣ１２Ｖの電源ラインに接続されている。負極側の単位降圧回路７は、カソードコモン端子６ｄ（ノード４ｄ）が冷却ファンの電源供給ラインに接続されている。また、中間の単位降圧回路７は、アノードコモン端子６ａ（ノード４ａ）が正極側の単位降圧回路７のカソードコモン端子６ｄ（ノード４ｄ）に接続され、カソードコモン端子６ｄ（ノード４ｄ）が負極側の単位降圧回路７のアノードコモン端子６ａ（ノード４ａ）に接続されている。
【００２９】
１個の単位降圧回路７において、約０．８Ｖ降圧される。従って、上記構成により、冷却ファンの電源供給ラインにはＤＣ９．６Ｖが供給される。
【００３０】
図３は、本発明の実施例１に係る降圧回路１における両波整流素子２の実装状態を表す図である。各両波整流素子２を基板上に実装する場合、両波整流素子２の長手方向を平行にして並列して実装する。このように実装すれば、放熱性能を維持しつつ実装面積を小さくできる。
【００３１】
以上のように、ラジアル型パッケージの両波整流素子２の２個のダイオードを短絡接続し２個のダイオードが並列接続された単位降圧回路７として使用することで、放熱性能を維持しつつ、実装面積を減少させることができる。また、ラジアル型パッケージの両波整流素子２は広く使用される量産品であるため、図５（ｂ）に示したような定格電流の高いアキシャル型（同軸型）のダイオード１０３に比べて部品コストも低廉である。従って、降圧回路１を低コストで構成することが可能となる。
【実施例２】
【００３２】
図４は、本発明の実施例２に係る降圧回路１の回路図である。本実施例２においては、単位降圧回路７は、両波整流素子２のカソードコモン端子６ｄ（ノード４ｄ）と一方のアノード・カソード接続端子６ｂ（ノード４ｂ）との間が短絡接続され、且つカソードコモン端子６ｄ（ノード４ｄ）と他方のアノード・カソード接続端子６ｃ（ノード４ｃ）との間が短絡接続されている。この構成によっても、実施例１と同様、降圧回路１を小さい実装面積で且つ低コストで構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係る降圧回路の回路図である。
【図２】図１の降圧回路で使用される両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係る降圧回路における両波整流素子の実装状態を表す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る降圧回路の回路図である。
【図５】アキシャル型（同軸型）のダイオードの外観斜視図である。
【図６】従来の降圧回路の回路図である。
【図７】定格３Ａのダイオードを用いた場合の降圧回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  降圧回路
２  両波整流素子（ブリッジ・ダイオード）
２  両波整流素子
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  ダイオード
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  ノード
５  パッケージ
６ａ  アノードコモン端子
６ｂ，６ｃ  アノード・カソード接続端子
６ｄ  カソードコモン端子
７  単位降圧回路
【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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【図６】
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【図７】
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