JPS63107457A - コンデンサインプツト型整流平滑回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スイッチングレギュレータ等の直流電源とし
て好適なコンデンサインプット型整流平滑回路に関する
ものである。

［従来の技術とその問題点］ 従来の代表的なコンデンサインプット型整流平滑回路は
、第３図に示す如く、交流電源１に仝波整流器２を接続
し、この整流器２の一対の出力ライン３．４間に平滑用
コンデンサ５を接続することによって構成されている。

なお、一対の出力ライン３，４に接続されている負荷回
ｌ！３６は、例えばスイッチングレギュレータを含む回
路である。

第３図の回路で交流電源１から正弦波交流電圧を供給す
ると、整流器２から第４図（Ａ）に示す全波整流電圧が
得られる。第４図（Ｂ）に示すコンデンサ５の充電電流
は、第４図（Ｃ）に示すコンデンサ５の充電電圧よりも
第４図（Ａ）の整流器２のの出力電圧が高くなるｔ１〜
ｔ２期間、七３〜ｔ４期間において流れる。コンデンサ
５の充電電圧が整流器２の出力電圧よりも高くなるｔ２
〜七３期間ではコンデンサ５が放電する。

ところで、整流器２の出力段にコンデンサ５が直接に接
続されているため、コンデンサ５には、この充電電圧よ
りも整流器出力電圧が高くなるｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４
期間に大きなピーク値の充電電流がながれる。コンデン
サ５に電流が流れると、内部損失で発熱し、寿命の低下
を招く、内部損失は電流の実効値に対応して生じ、第４
図（Ｂ）に示す如く充電電流のピーク値が大きければ、
実効値及び内部損失も大きくなる。このため、平滑用コ
ンデンサ５として、許容リップル電流耐量の大きな大容
量で外形寸法の大きなコンデンサを使用しなければなら
ず、機器の小型化を阻害する大きな要因となっている。

そこで、本発明の目的は、平滑コンデンサの充電電流の
リップルを低減し、コンデンサの小型化を容易に達成す
ることができるコンデンサインプット型整流平滑回路を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決し、上記目的を達成するための本発明
は、実施例を示す第１図の符号を参照して説明すると、
交流電源１に接続された整流器２と、前記整流器２の出
力段に並列に電流制限インピーダンス素子を介して接続
された平滑用コンデンサ５と、前記コンデンサ５の充電
電圧が前記整流器２の出力電圧よりも高いときにオンに
なる向きを有して前記インピーダンス索子７に並列に接
続されたダイオード８とから成るコンデンサインプット
型整流平滑回路に係わるものである。

［作用］ 上記発明では、平滑用コンデンサ５が抵抗又はインダク
タンス等のインピーダンス素子７を介して接続されてい
るので、コンデンサインプット型であるにも拘らず、ピ
ーク値の大きな充電電流が流れず、且つ充電電圧も整流
器出力電圧に対して比較的低くなる。この結果、比較的
長い時間を要してコンデンサ５の充電が行われ、逆に放
電期間は雉くなる。コンデンサ５の充電期間には整流器
出力電圧が負荷回路６に直接に印加されるため、負荷回
路６に供給する電圧のリップルは必然的に大きくなるが
、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等に対しては十分適用可
能である。

［実施例コ 次に、第１図に示す本発明の実施例に係わるコンデンサ
インプット型整流平滑回路を説明する。

但し、符号１〜６で示すものは、第３図と実質的に同一
であるので、その説明を省略する。

第１図では、一対の直流電源ライン３．４間に、抵抗か
ら成る電流制限用インピーダンス素子７を介して平滑用
コンデンサ５が接続され、このインピーダンス素子７に
並列にダイオード８が接続されている。なお、ダイオー
ド８は、コン、デンサ５の充電電圧が整流器出力電圧よ
りも高くなった時にオンになる向きに接続されている。

今、整流器２から第２図（Ａ）に示す正弦波の全波整流
電圧が発生しているとすれば、コンデンサ５はインピー
ダンス素子７を介して充電されるため、整流器出力電圧
のピーク値よりも大部低く充電される。第２図（Ｃ）の
実線はコンデンサ５の充電−電圧を示し、点線は整流器
出力電圧を示す。

これ笠の関係から明らかな如く、ｔ１〜ｔ２期間、ｔ３
〜ｔ４期間で整流器出力電圧がコンデンサ５の充電電圧
よりも高くなり、第２図（Ｂ）に示す如く黄電電流が流
れる。一方、コンデンサ５の充電電Ｅ、が整流器出力電
圧寄りも低くなる。ｔ２〜ｔ３期間ではダイオード８が
オンになり、インピーダンス素子７を介さない放電回路
が形成され、負荷回路６にコンデンサ端子電圧が印加さ
れる。

この時、コンデンサ８の放電電流がインピーダンス素子
７を介して流れないので、不要な電力損失及び電圧降下
の発生が制限される。

この回路では、コンデンサ５の充電電流のリップルが第
２図（Ｂ）に示す如く低減されるので、コンデンサ５を
小容量で且つ外形寸法の小さいものにすることができる
。インピーダンス素子の色を大きくし、且つコンデンサ
５の容量を小さくすれば、充電期間が長くなり、逆に放
電期間が短くなるために、負荷回路６に供給する電圧の
リップルが大きくなる。従って、負荷回路６の要求に適
合する平滑作用が生じるようにインピーダンス素子７の
値及びコンデンサ５の容量を決定する。負荷回路６が、
例えばトランスの１次巻ｔへとスイッチング素子とを直
列に接続し、トランスの２次巻線に整流平滑回路を接続
した棺遣のスイッチングレギュレータを含む回路の場合
には、電源電圧のリップルが大きくても、出力電圧のリ
ップルが小さければ問題がない。このなめ第１図の整流
平滑回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源部分として好
適である。

なお、スイッチングレギュレータのオン・オフ動作によ
る高い過渡電圧を吸収する必要がある場合には、電解コ
ンデンサのように有効寿命を持たない、小型の乾式フィ
ルムコンデンサやセラミックコンデンサをライン３．４
間に補助的に接続すればよい ［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、変形可
能なものである。例えば、インピーダンス素子７を抵抗
とダイオードの直列回路とし、ここを通る放電回路が形
成されることを完全に阻止してもよい。

［発明の効果］ 上述から明らかな如く、本発明によれば、平滑用コンデ
ンサから負荷へ放電する期間を短くすることができ、コ
ンデンサの充電電流のリップルを低減でき、コンデンサ
の小容量化及び小型化か可能になる。また、インピーダ
ンス素子にダイオードが並列に接続され、放電電流はイ
ンピーダンス素子を通らないでダイオードを通って流れ
るので、電力損失の増大を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる整流平滑回路を示す回
路図、 第２図は第１図の各部の状態を示す波形図、第３図は従
来の整流平滑回路を示す回路図、第４図は第３図の各部
の状態を示す回路図である。 １・・・交流電源、２・・・整流器、５・・・平滑用コ
ンデ ンサ、６・・・負荷、７・・・インピーダンス素子、８
・・・ダイオード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源（１）に接続された整流器
2. （２）と、 前記整流器（２）の出力段に並列に電流制限インピーダ
   ンス素子（７）を介して接続された平滑用コンデンサ（
   ５）と、 前記コンデンサ（５）の充電電圧が前記整流器（２）の
   出力電圧よりも高い時にオンになる向きを有して前記イ
   ンピーダンス素子（７）に並列に接続されたダイオード
   （８）と から成るコンデンサインプット型整流平滑回路。