(57)【要約】【課題】上流のサージノイズの影響によるダメージから下流の負荷回路を保護する。【解決手段】交流入力端は、入力交流正極及び入力交流負極を含む。直流出力端は、出力直流正極及び出力直流負極を含む。整流ダイオードは、交流入力端と直流出力端との間に配置されている。交流入力端は、交流変圧器の二次側巻線と電気接続されている。入力端双方向過渡抑制ダイオードは、入力交流正極と入力交流負極との間に集積されている。出力端双方向過渡抑制ダイオードは、出力直流正極と出力直流負極との間に集積されている。２つの出力端双方向過渡抑制ダイオードがそれぞれブリッジ整流回路の入力端及び出力端に集積されることによって、整流ブリッジが入力電源サージの影響によるダメージから保護される。【選択図】図１
2016171735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護型ブリッジ整流回路であって、
一次側巻線及び二次側巻線を含む交流変圧器と、
入力交流正極及び入力交流負極を含む交流入力端と、
出力直流正極及び出力直流負極を含む直流出力端と、
前記交流入力端と前記直流出力端との間に配置された整流ダイオードと、
入力端双方向過渡抑制ダイオードと、
出力端双方向過渡抑制ダイオードとを備え、
前記交流入力端は、前記交流変圧器の前記二次側巻線と電気接続され、
前記入力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記入力交流正極と前記入力交流負極との間に集積され、
前記出力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記出力直流正極と前記出力直流負極との間に集積され、
前記入力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記交流変圧器の前記二次側巻線が正常に電圧を出力する際に遮断され、前記交流変圧器の前記二次側巻線に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができ、
前記出力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記出力直流正極及び前記出力直流負極が正常に電圧を出力する際に遮断され、前記出力直流正極及び前記出力直流負極に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができることを特徴とする保護型ブリッジ整流回路。
【請求項２】
前記直流出力端と電気接続された負荷回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護型ブリッジ整流回路。
【請求項３】
前記直流出力端と並列接続された濾波器をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護型ブリッジ整流回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護型ブリッジ整流回路を備えたモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリッジ整流回路（特に保護型ブリッジ整流回路）及びこれを備えたモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブリッジ整流回路は、一般的な整流回路であり、その基本的な工作原理として、ダイオードの単方向導通性を利用して、入力された交流電圧に対して整流を行う。現在、交流入力電圧の変動が頻繁であり、又は、交流入力電圧の瞬時値が高すぎるため、モジュール内部のパワーデバイスがブレークダウンされやすく、短絡が生じやすい。また、整流後の出力電圧にピーク電圧が存在する恐れがあるため、負荷デバイス又は整流ダイオードの損傷が生じてしまう。
【０００３】
さらに、従来のブリッジ整流回路は、通常、製品の回路設計に統合されており、異なるシリーズの製品に重複の設計が行われているため、使用可能な独立した汎用モジュールがない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記技術的問題を解決可能な保護型ブリッジ整流回路及びこれを備えたモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
保護型ブリッジ整流回路は、一次側巻線及び二次側巻線を含む交流変圧器と、入力交流正極及び入力交流負極を含む交流入力端と、出力直流正極及び出力直流負極を含む直流出力端と、前記交流入力端と前記直流出力端との間に配置された整流ダイオードと、入力端双方向過渡抑制ダイオードと、出力端双方向過渡抑制ダイオードとを備えている。
【０００６】
前記交流入力端は、前記交流変圧器の二次側巻線と電気接続され、前記入力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記入力交流正極と前記入力交流負極との間に集積され、前記出力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記出力直流正極と前記出力直流負極との間に集積されている。
【０００７】
前記入力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記交流変圧器の前記二次側巻線が正常に電圧を出力する際に遮断され、前記交流変圧器の前記二次側巻線に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができる。
【０００８】
前記出力端双方向過渡抑制ダイオードは、前記出力直流正極及び前記出力直流負極が正常に電圧を出力する際に遮断され、前記出力直流正極及び前記出力直流負極に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができる。
【０００９】
好ましくは、前記保護型ブリッジ整流回路は、前記直流出力端と電気接続された負荷回路をさらに備えている。
【００１０】
好ましくは、前記保護型ブリッジ整流回路は、前記直流出力端と並列接続された濾波器をさらに備えている。
【００１１】
本発明に係るモジュールは、上記のいずれの保護型ブリッジ整流回路を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
従来技術と比較すれば、本発明では、２つの出力端双方向過渡抑制ダイオードがそれぞれブリッジ整流回路の入力端及び出力端に集積されることによって、整流ブリッジが入力電源サージの影響によるダメージから保護され、下流の負荷回路が上流のサージノイズの影響によるダメージから保護される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における保護型ブリッジ整流回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態における保護型ブリッジ整流回路を備えたモジュールの正面レイアウト設計図である。
【図３】本発明の実施形態における保護型ブリッジ整流回路を備えたモジュールの背面レイアウト設計図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に示した具体的な実施形態と合わせて、本発明について詳細に説明する。しかし、これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。当業者がこれらの実施形態に基づいた構造、方法又は機能の同等置換のすべては、本発明による保護範囲内に含まれるべきである。
【００１５】
図１は、本発明に係る保護型ブリッジ整流回路の具体的な実施形態を示している。整流回路（rectifying circuit）は、交流の電気エネルギーを直流の電気エネルギーに転換する回路である。ほとんどの整流回路は、交流変圧器、整流器主回路、濾波器などから構成されている。当該整流回路は、１つの交流変圧器（一次側巻線、二次側巻線及び鉄心を含む。）及び２つのブリッジアーム（２対の整流ダイオードを含む。）から構成され、全波整流を実現すると同時に、半波整流の欠点を一定程度に克服することができる。本実施形態では、保護型ブリッジ整流回路は、交流変圧器（不図示）、交流入力端、直流出力端、整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、入力端双方向過渡抑制ダイオードＤ５、出力端双方向過渡抑制ダイオードＤ６及び濾波器（不図示）を備えている。
【００１６】
交流入力端は、入力交流正極１０及び入力交流負極２０を含む。直流出力端は、出力直流正極３０及び出力直流負極４０を含む。整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、交流入力端と直流出力端との間に配置されている。入力端双方向過渡抑制ダイオードＤ５は、入力交流正極１０と入力交流負極２０との間に集積されている。出力端双方向過渡抑制ダイオードＤ６は、出力直流正極３０と出力直流負極４０との間に集積されている。保護型ブリッジ整流回路は、直流出力端と電気接続された負荷回路（不図示）と、直流出力端と並列接続された濾波器（不図示）とをさらに備えている。
【００１７】
入力交流正極１０及び入力交流負極２０は、交流変圧器（不図示）の二次側巻線の出力端と接続されている。通常、変圧器は、後端が負荷する動作電圧に基づいて変圧比を確定し、且つ変圧処理を行う。変圧器の二次側出力が正の半周期に位置する際に、入力交流正極１０は正極であり、入力交流負極２０は負極であり、整流ダイオードＤ１、Ｄ３は導通する。変圧器の二次側出力が負の半周期に位置する際に、入力交流正極１０は負極であり、入力交流負極２０は正極であり、整流ダイオードＤ２、Ｄ４は導通する。当該回路によれば、交流変圧器の二次側出力の全周期内において、出力直流正極３０及び出力直流負極４０は、終始負荷（不図示）に順方向電圧を提供し、そして直流出力端と並列接続された濾波器（不図示）を介して、負荷に滑らかな直流電圧をさらに提供する。
【００１８】
入力端双方向過渡抑制ダイオードＤ５は、保護型整流ブリッジの入力交流正極１０と入力交流負極２０との間に集積されている。出力端双方向過渡抑制ダイオードＤ６は、保護型整流ブリッジの出力直流正極３０と出力直流負極４０との間に集積されている。
【００１９】
入力端双方向過渡抑制ダイオードＤ５は、交流変圧器の二次側巻線が正常に電圧を出力する際に遮断され、交流変圧器の二次側巻線に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができる。高圧サージを放電させ、後端の整流ダイオードの焼損を防ぎ、整流ブリッジを入力電源サージの影響から保護することができる。
【００２０】
出力端双方向過渡抑制ダイオードＤ６は、出力直流正極３０及び出力直流負極４０が正常に電圧を出力する際に遮断され、出力直流正極３０及び出力直流負極４０に高圧サージが発生する際に瞬間導通し且つ電圧を制限することができる。高圧サージを放電させ、下流の負荷回路に対してクランプ保護し、上流のサージノイズによるダメージを防止することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、保護型整流ブリッジ回路が標準部品のパッケージライブラリ及び標準プリント基板（ＰＣＢ）のパッケージライブラリに作製されてもよく、異なるシリーズの製品が、設計の際に同じ整流回路を使用することで、直接にパッケージライブラリを呼び出すことができる。これにより、設計を繰り返す必要がなく、配置・配線を繰り返す必要もなく、設計の周期を短縮することができる。
【００２２】
図２及び図３に示すように、本発明は、保護型ブリッジ整流回路を備えたモジュールをさらに提供する。当該モジュールは、上述した各実施形態における保護型ブリッジ整流回路を採用することによって、上述した各実施形態における保護型ブリッジ整流回路が有する有益な効果を実現可能である。当該モジュールのほかの構造又は機能に対する改善を行っていないため、当該保護型ブリッジ整流回路を備えたモジュールのほかの構造については説明を省略する。
【００２３】
本発明に係る保護型整流ブリッジ回路は、独立のパッケージを実現可能であり、実際の製造過程はプリント基板（ＰＣＢ）及び部品のパッケージの製造を含む。図２には、６つのチップエリア５０が示されている。図３には、４つの実装ポート６０が示されている。本発明に係る独立したモジュールは、モジュール製造時に単独のテストを行い、その後実際の製品に実装することができる。こうすることで、最終製品の良品率が向上し、最終製品の品質が保証される。
【００２４】
本明細書は、実施形態に基づいて説明したものであるが、各実施形態に１つの独立した技術的解決手段だけが含まれるとは限らないことを理解すべきである。このような明細書についての説明は、明白のためであり、当業者は、明細書を１つの全体であるとみなすべきであり、各実施形態における技術的解決手段は、適当な組合せを経て、当業者に理解可能なほかの実施形態に形成することができる。
【００２５】
上記に挙げた一連の詳細な説明は、本発明の実施可能な実施形態についての具体的な説明であって、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の技術精神の範囲内で限り、いかなる同様効果の実施形態の実施又は変更などのすべては、本発明による保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００２６】
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  整流ダイオード
Ｄ５  入力端双方向過渡抑制ダイオード
Ｄ６  出力端双方向過渡抑制ダイオード
１０  入力交流正極
２０  入力交流負極
３０  出力直流正極
４０  出力直流負極
５０  チップエリア
６０  実装ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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