JPH0140317Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、大電流出力、小リツプル出力電圧を
得るのに好適なチヨークインプツト型整流平滑回
路に関する。このチヨークインプツト型整流平滑
回路は、通常の直流電源回路のみならず、スイツ
チング電源の入出力用等として、幅広く使用し得
る。

従来技術 基本的なチヨークインプツト型整流平滑回路
は、例えば第１図に示すように、交流電源ｅから
変圧器Ｔ等を通して送られてくる交流をダイオー
ドＤ１，Ｄ２等を備えて構成された整流回路１に
よつて整流し、その整流出力を一個のチヨークコ
イルＬ１及び一個または複数個のコンデンサＣ１
〜Cnを備えて構成された平滑フイルタ回路２に
よつて平滑化する構成となつている。

ここで、出力リツプル分を小さくしたい場合
は、第２図に示すように、第１図の回路の出力側
に更にチヨークコイルＬ２及びコンデンサＣ４を
付加した二段フイルタの回路構成が取られる。

従来技術の欠点 しかしながら、第１図に示す回路構成では、例
えば出力電圧5V、出力電流30Aの電源回路にお
いて、出力リツプル電圧を10mVpp以下に抑えた
い場合等のように、大電流出力でしかも出力リツ
プル電圧を小さくしたい場合には、チヨークコイ
ルＬ１のコアサイズ等の制限から必要とするイン
ダクタンス値が得られないことが多いため、並列
に入るコンデンサＣ１〜Cnの個数を多くせざる
を得ず、コンデンサの増加による実装スペースの
増大、コストアツプ等を招く欠点がある。一方、
第２図に示す回路構成の場合は、二段フイルタと
なるので、コンデンサの個数は第１図の場合より
少なくて良いが、二段目のチヨークコイルＬ２
を、大電流を流し得る線径の太い巻線を使用して
構成する必要があるため、結局は大きなコアが必
要になり、第１図と同様の実装スペースの増大、
コストアツプ等の欠点を招く。

本考案の目的 そこで本考案は上述する従来の欠点を除去し、
大電流出力で出力リツプル電圧を小さくする必要
のある場合に、チヨークコイルの実質的な大型
化、実装スペースの増大及びコストアツプを招く
ことがなく、しかも電気的性能を向上させ得るよ
うにしたチヨークインプツト型整流平滑回路を提
供することを目的とする。

本考案の構成 上記目的を達成するため、本考案に係るチヨー
クインプツト型整流平滑回路は、複数のチヨーク
コイルを備えるチヨークインプツト型整流平滑回
路であつて、 前記複数のチヨークコイルは、一端側を整流回
路側で共通に接続してあり、 前記複数のチヨークコイルの少なくとも１つの
チヨークコイルは、他端に前記複数のチヨークコ
イルとは別のチヨークコイルを接続し、前記チヨ
ークコイル接続点に平滑用コンデンサを接続して
あり、 前記複数のチヨークコイルの他のチヨークコイ
ルは、前記チヨークコイル直列回路に対して電気
的に並列に接続してあり、 前記複数のチヨークコイルは、同一のコアに巻
装された複数の巻線によつて構成してあり、 前記複数の巻線は、巻方向を一致させて、一の
巻線の上に他の巻線が巻装されるように重ね巻き
してあり、 前記複数の巻線の１つまたは複数の組合せによ
り前記複数のチヨークコイルのそれぞれを構成し
たこと を特徴とする。

実施例 第３図は本考案に係るチヨークインプツト型整
流平滑回路の電気回路接続図である。この実施例
では、ダイオードＤ１，Ｄ２等を備えて構成され
た整流回路１の出力端に、コア３を共用する２つ
のチヨークコイルＬ１１及びＬ２１の一端を共通
に接続するとともに、該チヨークコイルＬ１１の
他端は平滑用のコンデンサＣ１１，Ｃ１２に、ま
たチヨークコイルＬ２１の他端はコンデンサＣ２
１，Ｃ２２に、それぞれ各別に接続してある。こ
の実施例では、更に、チヨークコイルＬ１１及び
Ｌ２１の他端に別のチヨークコイルＬ１３及びＬ
２３の一端を各別に接続し、該チヨークコイルＬ
１３及び２３の他端を共通に接続して平滑用コン
デンサＣ５に接続した二段フイルタの回路構成と
なつている。

上述のような回路構成であると、直流出力電流
がチヨークコイルＬ１１，Ｌ２１を分流すること
となるので、チヨークコイルＬ１３及びＬ２３を
備えた二段フイルタの回路構成を取る場合、チヨ
ークコイルＬ１３及びＬ２３は直流出力電流に対
してその分流分だけを考慮するだけでよい。この
ため、大電流出力の場合においても、チヨークコ
イルＬ１３及びＬ２３の巻線径が細くて済み、ま
たそのインダクタンス値も一段目のチヨークコイ
ルＬ１１及びＬ２１の数％以内の小さい値で済
み、小型化になる。

更に重要なことは、コアを共用して巻数の等し
い複数の巻線を施したチヨークコイルの一般的な
構造を巧みに利用して、直流出力電流の分担比の
調整、出力リツプル電圧の抑制、電気的性能の向
上及び部品点数削減等の効果を得ることができ
る。次にこれについて詳説する。

チヨークコイルの一般的な構成は、例えば第４
図に示すように、一つのコア３に巻数の同じ複数
の巻線４１，４２，……４ｎを巻装した巻線構造
となる。従来はこのチヨークコイルの巻線４１〜
４ｎの両端を一括接続し、等価的に第１図及び第
２図に示すように一つのチヨークコイルとなる状
態で使用していた。本考案においては、これとは
異なつて、第５図に示す如く、巻線４１〜４ｎの
一端側を共通に接続すると共に、巻線４１〜４ｎ
を他端側で適当な個数に２分し、２分されたもの
の各他端を共通に接続イ、ロすることにより、コ
ア３を共用する２つのチヨークコイルＬ１１及び
Ｌ２１を構成する。そして、共通に接続された一
端側を整流回路１の出力端に接続すると共に、２
分された各接続端イ及びロをそれぞれコンデンサ
Ｃ２１，Ｃ２２及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２に
各別に接続する。これにより、第３図の回路が得
られる。

この場合、コア３に対する前記巻線４１〜４ｎ
の巻線形態としては、第６図に示すように、コア
３に対して巻線４１を一列にＮ回巻き、絶縁処理
を施した後、その上に巻線４２を一列にＮ回巻
き、更に同様の手法により巻線４３，４４，……
４ｎを順次一列にＮ回巻いて行く方法を取る。こ
れは従来より一般にとられている手法である。こ
のようにして巻装された巻線４１〜４ｎのインダ
クタンスＬは、次の一般式 Ｌ＝μAN²／ｌ……(1) 但し μはコアの透磁率 Ａは巻線の断面積 Ｎは巻数 ｌは磁路長 で表わされる。ここで、μ、Ｎ及びｌは一定であ
るから、各巻線４１〜４ｎのインダクタンス値Ｌ
は、巻線の断面積Ａに比例する。各巻線４１〜４
ｎの断面積Ａは、コア３の中心Ｏからの巻線距離
ｒ１〜rnの関数になり、巻線距離ｒ１〜rnが大き
くなればなる程、つまり外側に巻いてある巻線ほ
ど、断面積Ａが大きくなる。このため、巻線４１
〜４ｎは外側に巻いてある巻線ほど大きなインダ
クタンス値Ｌを持つようになる。一方、チヨーク
コイルにおいては次の(2)式 LI＝Eπ……(2) 但し Ｉはリツプル電流 Ｅはチヨークコイル印加電圧 τは印加時間 が成立する。上記(2)式において、電圧時間積Eτ
は巻線４１〜４ｎで同じであるから、インダクタ
ンス値Ｌはリツプル電流Ｉに反比例する。インダ
クタンス値Ｌは、一般式(1)で説明したように、巻
線４１〜４ｎのうち、外側の巻線ほど大きな値に
なるから、外側の巻線ほどリツプル電流Ｉは小さ
くなる。従つて、本考案の如く、複数の巻線４１
〜４ｎを内と外に分け、外側の巻線の組を例えば
チヨークコイルＬ１１として使用することによ
り、チヨークコイルＬ１１のインダクタンス値Ｌ
を増大させることができるから、出力リツプル電
圧を充分に小さい値に抑えながら、チヨークコイ
ルＬ１１と共にフイルタを構成するコンデンサＣ
１１，Ｃ１２の個数または容量値を減少させるこ
とが可能になる。つまり、外側の巻線の組によつ
て構成したチヨークコイルＬ１１は、出力リツプ
ル電圧に対する配慮をそれほど必要でなく、直流
出力電流の分流分を流すことが主な役目となる。
このため、第７図に示すように、二段目のフイル
タを構成するチヨークコイルＬ１３及びコンデン
サＣ１１，Ｃ１２を省略し、部品点数を減少さ
せ、回路を小型化すること等も可能になる。

一方、内側の巻線の組によつて構成したチヨー
クコイルＬ２１は、チヨークコイルＬ１１よりイ
ンダクタンス値Ｌが小さく、直流電流分の外にリ
ツプル電流が流れるので、一段目のフイルタを構
成するコンデンサＣ２１，Ｃ２２は許容リツプル
電流内の本数を並列に接続し、更にチヨークコイ
ルＬ２３を付加して、二段フイルタの回路構成と
することにより、出力リツプル電圧を小さく抑え
る。ここで、二段目のチヨークコイルＬ２３は、
直流出力電流の分流分だけを考慮に入れればよい
ので、巻線径は細くてよく、また一段目のチヨー
クコイルＬ２１のインダクタンス値の数％以内の
小さいインダクタンス値で済むので、小型のチヨ
ークコイルとなる。

なお、チヨークコイルＬ１１，Ｌ２１及びコン
デンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の個数、
整流回路１の構成は実施例に限定されず、任意で
よい。また、出力回路だけではなく、例えばスイ
ツチング電源等の直流入力回路としても使用する
ことができる。

本考案の効果 以上述べたように、本考案に係るチヨークイン
プツト型整流平滑回路は、複数のチヨークコイル
を備えるチヨークインプツト型整流平滑回路であ
つて、複数のチヨークコイルは、一端側を整流回
路側で共通に接続してあり、複数のチヨークコイ
ルの少なくとも１つのチヨークコイルは、他端に
複数のチヨークコイルとは別のチヨークコイルを
接続し、チヨークコイル接続点に平滑用コンデン
サを接続してあり、複数のチヨークコイルの他の
チヨークコイルは、チヨークコイル直列回路に対
して電気的に並列に接続してあり、複数のチヨー
クコイルは、同一のコアに巻装された複数の巻線
によつて構成してあり、複数の巻線は、巻方向を
一致させて、一の巻線の上に他の巻線が巻装され
るように重ね巻きしてあり、複数の巻線の１つま
たは複数の組合せにより複数のチヨークコイルの
それぞれを構成したから、外側寄りの組ほど、イ
ンダクタンス値の大きい複数のチヨークコイルを
構成し、電流分担及びリツプル吸収分担を各チヨ
ークコイル毎に異ならせ、大電流出力で出力リツ
プル電圧を小さくする必要のある場合に、チヨー
クコイルの実質的な大型化、実装スペースの増大
及びコストアツプを招くことがなく、しかも電気
的性能を向上させ得るようにしたチヨークインプ
ツト型整流平滑回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のチヨークインプツト型整流平滑
回路の電気回路接続図、第２図は同じく別の従来
例における電気回路接続図、第３図は本考案に係
るチヨークインプツト型整流平滑回路の電気回路
接続図、第４図はチヨークコイルの一般的な巻線
状態を示す図、第５図は本考案に係るチヨークイ
ンプツト型整流平滑回路におけるチヨークコイル
の巻線接続状態を示す図、第６図はコアに対する
巻線の巻装状態を示す断面図、第７図は本考案に
係るチヨークインプツト型整流平滑回路の別の実
施例の電気回路接続図である。 １……整流回路，Ｌ１１，Ｌ２１……チヨーク
コイル，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２……コ
ンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数のチヨークコイルを備えるチヨークイン
   プツト型整流平滑回路であつて、 前記複数のチヨークコイルは、一端側を整流
   回路側で共通に接続してあり、 前記複数のチヨークコイルの少なくとも１つ
   のチヨークコイルは、他端に前記複数のチヨー
   クコイルとは別のチヨークコイルを接続し、前
   記チヨークコイル続続点に平滑用コンデンサを
   接続してあり、 前記複数のチヨークコイルの他のチヨークコ
   イルは、前記チヨークコイル直列回路に対して
   電気的に並列に接続してあり、 前記複数のチヨークコイルは、同一のコアに
   巻装された複数の巻線によつて構成してあり、 前記複数の巻線は、巻方向を一致させて、一
   の巻線の上に他の巻線が巻装されるように重ね
   巻きしてあり、 前記複数の巻線の１つまたは複数の組合せに
   より前記複数のチヨークコイルのそれぞれを構
   成したこと を特徴とするチヨークインプツト型整流平滑回
   路。 (2) 前記複数のチヨークコイルは、インダクタン
   ス値を異ならせたことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のチヨークインプツ
   ト型整流平滑回路。 (3) 前記複数の巻線は、一端側を共通に接続し、
   他端側を複数組に分割して各組毎に共通に接続
   して構成されており、 他端側で複数組に分割する場合に、その複数を
   重ね巻きの順序に従つて順次組合せたこと を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項また
   は第２項に記載のチヨークインプツト型整流平滑
   回路。