(57)【要約】【課題】入力電圧にノイズが重畳している場合であっても出力電力を安定させる。【解決手段】交流電力を整流し、平滑化して直流電力に変換する全波整流回路４と、交流電力の周波数のうち、ノイズに対応する周波数を通過させるハイパスフィルタ回路５と、ハイパスフィルタ回路５を通過した周波数の波形を整流し、平滑化して直流電力に変換する半波整流回路６と、全波整流回路４により変換された直流電力から、半波整流回路６により変換された直流電力分の電力を消費させる電力消費回路７と、電力消費回路７により電力が消費された後の直流電力を外部に出力可能な出力端子８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を整流し、平滑化して第１の直流電力に変換する第１の整流手段と、
前記交流電力の周波数のうち、ノイズに対応する周波数を通過させるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段により通過させられた周波数の波形を整流し、平滑化して第２の直流電力に変換する第２の整流手段と、
前記第１の整流手段により変換された第１の直流電力から、前記第２整流手段により変換された第２の直流電力を消費させる電力消費手段と、
前記電力消費手段により電力が消費された後の直流電力を外部に出力可能な出力端子と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
外部電源から供給される交流電圧の変動を、共振回路を利用して低減し、前記交流電力を出力する定電圧変圧手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記ノイズは、前記外部電源において発生するスイッチングノイズであることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記外部電源は、無停電電源装置であることを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置により発生するノイズは、出力側の機器の故障原因等になることから、できる限りノイズを低減させる必要がある。下記特許文献１には、力率改善機能を有する電源装置のノイズを低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電源装置の中には、例えば、定電圧変圧器を搭載した電源装置がある。この電源装置の等価回路を図２に例示する。図２に示す電源装置は、飽和リアクトルＬ１とコンデンサＣ１とで並列共振回路を形成し、不飽和リアクトルＬ２を直列に接続することで直列共振回路が形成されるように構成したものである。このような電源装置において、飽和リアクトルＬ１とコンデンサＣ１とを並列共振させ、入力側から不飽和リアクトルＬ２を通じて直列共振するように電流を供給すると、入力電圧が変動しても出力電圧をほぼ一定に保つことが可能となる。つまり、入力電圧が変動する状況下において、安定した電圧を供給することが可能となる。一方、ノイズにより入力電圧の周波数が変動する状況下では、その変動した周波数に対応する電圧が出力されることとなるため、入力電圧の周波数の変動が大きくなると、出力電圧の変動も大きくなり、出力側の機器に支障を来す要因になる。
【０００５】
本発明は、入力電圧にノイズが重畳している場合であっても出力電力を安定させることができる電源装置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】
【０００６】
本発明に係る電源装置は、交流電力を整流し、平滑化して第１の直流電力に変換する第１の整流手段と、前記交流電力の周波数のうち、ノイズに対応する周波数を通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段により通過させられた周波数の波形を整流し、平滑化して第２の直流電力に変換する第２の整流手段と、前記第１の整流手段により変換された第１の直流電力から、前記第２整流手段により変換された第２の直流電力を消費させる電力消費手段と、前記電力消費手段により電力が消費された後の直流電力を外部に出力可能な出力端子と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
外部電源から供給される交流電圧の変動を、共振回路を利用して低減し、前記交流電力を出力する定電圧変圧手段を、さらに備えることとしてもよい。
【０００８】
上記ノイズは、前記外部電源において発生するスイッチングノイズであることとしてもよい。
【０００９】
上記外部電源は、無停電電源装置であることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、入力電圧にノイズが重畳している場合であっても出力電力を安定させることができる電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における電源装置の回路構成を例示する図である。
【図２】定電圧変圧器を搭載した電源装置の等価回路を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００１３】
図１に、実施形態における電源装置１の回路構成を例示する。電源装置１は、定電圧変圧器（定電圧変圧手段）３と、全波整流回路（第１の整流手段）４と、ハイパスフィルタ回路（フィルタ手段）５と、半波整流回路（第２の整流手段）６と、電力消費回路（電力消費手段）７と、出力端子８と、を備える。
【００１４】
電源装置１は、外部電源である交流電源２から供給される交流の電力を直流の電力に変換し、出力端子８側に接続される電子機器に供給する。交流電源２としては、例えば、無停電電源装置（ＵＰＳ）等のバッテリを搭載した電源を採用することができる。バッテリを搭載した電源では、バッテリから商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の電力を供給する際に、例えばインバータのスイッチング動作によってノイズ（スイッチングノイズ）が発生し、このノイズが高調波（高周波）となる。発生した高調波は、定電圧変圧器３を通過し、直流出力電圧に高調波リップルとして重畳するため、出力電圧を上昇させる要因になる。本発明は、このような高調波リップルを電力消費回路７で消費させることで、電源装置１から出力する電力を安定させるものである。本願明細書において、高調波とは、商用周波数よりも大きな周波数の波形をいうこととする。
【００１５】
なお、交流電源２として採用する電源は、バッテリを搭載した電源に限定されず、商用電源等のバッテリを搭載していない電源であってもよい。商用電源であっても、商用周波数の基本波が高調波のノイズによって歪むことがあり、このような場合に、本発明の電源装置１を用いることで、高調波リップルを電力消費回路で消費させて、出力電力を安定させることができるためである。
【００１６】
定電圧変圧器３は、交流電源２から供給される交流電圧の変動を、共振回路を利用して低減したうえで、交流電力を出力する。定電圧変圧器３の等価回路を、図２に例示する。定電圧変圧器３は、例えば、飽和リアクトルＬ１とコンデンサＣ１とで並列共振回路を形成し、不飽和リアクトルＬ２を直列に接続することで直列共振回路が形成されるように構成する。
【００１７】
定電圧変圧器３を備えることで、入力電圧が変動しても共振回路による共振現象を利用して出力電圧をほぼ一定に保つことが可能となる。つまり、入力電圧の変動に対して、安定した電圧を供給することが可能となる。
【００１８】
全波整流回路４は、定電圧変圧器３から出力される交流電力を整流し、平滑化して直流電力（第１の直流電力）に変換する。全波整流回路４は、例えば、ブリッジ整流回路４１と、コンデンサ４２とを含む。
【００１９】
ブリッジ整流回路４１は、定電圧変圧器３から出力される交流電力を整流する。コンデンサ４２は、ブリッジ整流回路４１により整流された電力を平滑化し、その平滑化した後の直流電力に対応する電荷を蓄電する。
【００２０】
全波整流回路４のコンデンサ４２に蓄えられる電荷は、定電圧変圧器３から出力される交流電力に基づくものであるため、交流電力の基本波を歪ませている高調波のノイズに対応する電荷も含まれることとなる。
【００２１】
ハイパスフィルタ回路５は、定電圧変圧器３から出力される交流電力の周波数のうち、高調波ノイズに対応する周波数を通過させる。ハイパスフィルタ回路５の遮断周波数は、商用周波数を遮断し、商用周波数よりも高い周波数を通過させることができる値に設定する。ハイパスフィルタ回路５は、例えば、コンデンサ５１と、抵抗５２とを含む。
【００２２】
半波整流回路６は、ハイパスフィルタ回路５を通過した周波数の波形を整流し、平滑化して直流電力（第２の直流電力）に変換する。半波整流回路６は、例えば、ダイオード６１と、コンデンサ６２とを含む。
【００２３】
ダイオード６１は、ハイパスフィルタ回路５を通過した周波数の波形に対応する電流のうち、正の電流のみを電力消費回路７側に流す。コンデンサ６２は、ダイオード６１により整流された電力を平滑化し、その平滑化した後の直流電力に対応する電荷を蓄電する。
【００２４】
半波整流回路６のコンデンサ６２に蓄えられる電荷は、ハイパスフィルタ回路５を通過した高調波ノイズに対応する電荷となる。
【００２５】
電力消費回路７は、全波整流回路４で変換された直流電力から、半波整流回路６で変換された直流電力分の電力を消費させる。電力消費回路７は、例えば、オペアンプ７１と、トランジスタ（スイッチング素子）７２と、抵抗７３とを含む。
【００２６】
オペアンプ７１は、非反転入力端子の電圧と抵抗７３の電圧が等しくなるようにトランジスタ７２を制御する。具体的に、入力電圧に高調波ノイズが重畳している場合には、オペアンプ７１の非反転入力端子の電圧が上昇するため、オペアンプ７１の出力が大きくなり、トランジスタ７２の出力電流が大きくなる。抵抗７３の電流は、トランジスタ７２の電流と等しくなる。したがって、トランジスタ７２の出力電流が大きくなると、抵抗７３の電流も大きくなり、抵抗７３の電圧が上昇する。これにより、オペアンプ７１の反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧と等しくなる。一方、入力電圧に高調波ノイズが重畳しない場合には、オペアンプ７１の出力は０Ｖとなり、トランジスタ７２はオフ状態となる。
【００２７】
このように電力消費回路７を構成することで、半波整流回路６のコンデンサ６２に高調波ノイズに相当する電荷が蓄えられると、その電荷分の電流を抵抗７３に流すことができる。抵抗７３に流れる電流は、全波整流回路４のコンデンサ４２に蓄えられた電荷によって流れる。したがって、抵抗７３に流れた電流分の電荷が、全波整流回路４のコンデンサ４２に蓄えられた電荷から消費されることとなるため、高調波ノイズに相当するリップル電力分を消費することができる。
【００２８】
出力端子８は、電力消費回路７により電力が消費された後の直流電力を外部の電子機器に出力するための端子である。つまり、出力端子８は、定電圧変圧器３から出力された交流電力に対応する直流電力から、当該交流電力の基本波を歪ませている高調波ノイズに相当するリップル電力分を取り除いた電力を、電子機器に供給することになる。
【００２９】
以上のように、実施形態における電源装置１によれば、全波整流回路４を備えることで、交流電力を整流し、平滑化して直流電力に変換することができ、ハイパスフィルタ回路５を備えることで、交流電力の周波数のうち、ノイズに対応する周波数を通過させることができ、半波整流回路６を備えることで、ハイパスフィルタ回路５を通過した周波数の波形を整流し、平滑化して直流電力に変換することができ、電力消費回路７を備えることで、全波整流回路４により変換された直流電力から、半波整流回路６により変換された直流電力分の電力を消費させることができ、出力端子８を備えることで、電力消費回路７により電力が消費された後の直流電力を外部に出力することができる。
【００３０】
これにより、入力電圧に高調波ノイズが重畳している場合であっても出力電力を安定させることが可能となる。
【００３１】
また、実施形態における電源装置１によれば、定電圧変圧器３を備えることで、交流電源２から供給される交流電圧の変動を、共振回路を利用して低減し、交流電力を出力することができる。
【００３２】
これにより、入力電圧が変動しても共振回路による共振現象を利用して出力電圧をほぼ一定に保つことが可能となり、入力電圧の変動に対して、安定した電圧を供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１…電源装置
２…交流電源
３…定電圧変圧器
４…全波整流回路
５…ハイパスフィルタ回路
６…半波整流回路
７…電力消費回路
８…出力端子
４１…ブリッジ整流回路
４２…コンデンサ
５１…コンデンサ
５２…抵抗
６１…ダイオード
６２…コンデンサ
７１…オペアンプ
７２…トランジスタ
７３…抵抗
【図１】
2016201946.tif 000003
【図２】
2016201946.tif 000004