分圧整流回路
【課題】 トランスレス及び低損失で整流出力を分圧出力し得る分圧整流回路を提供する。
【解決手段】 交流電源電圧を半周期ごとに整流して分離出力する一対の半波整流回路１、１ａと、その整流出力端子２、２ａに直列接続された一対のＮ個、例えば３個のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３；Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａと、このコンデンサ及び基準電位間に直列接続された共通コンデンサＣ１と、このコンデンサ及びＮ個のコンデンサ間に接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３；Ｄ１１ａ〜Ｄ１３ａと、２番目以降のコンデンサの整流出力端子２、２ａ側の端子及び所属の整流出力端子２、２ａ間に接続されたＮ−１個の放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２；Ｄ２１ａ、Ｄ２２ａと、Ｎ個のコンデンサの基準電位側の端子及び基準電位間に接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３；Ｄ３１ａ〜Ｄ３３ａと、整流出力端子２、２ａ及び分圧電圧出力端子３間に接続され、相手方の半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａとを備える。
【解決手段】 交流電源電圧を半周期ごとに整流して分離出力する一対の半波整流回路１、１ａと、その整流出力端子２、２ａに直列接続された一対のＮ個、例えば３個のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３；Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａと、このコンデンサ及び基準電位間に直列接続された共通コンデンサＣ１と、このコンデンサ及びＮ個のコンデンサ間に接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３；Ｄ１１ａ〜Ｄ１３ａと、２番目以降のコンデンサの整流出力端子２、２ａ側の端子及び所属の整流出力端子２、２ａ間に接続されたＮ−１個の放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２；Ｄ２１ａ、Ｄ２２ａと、Ｎ個のコンデンサの基準電位側の端子及び基準電位間に接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３；Ｄ３１ａ〜Ｄ３３ａと、整流出力端子２、２ａ及び分圧電圧出力端子３間に接続され、相手方の半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａとを備える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源電圧の整流出力をコンデンサにより分圧して出力する分圧整流回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電源電圧よりも低い電圧の整流出力を発生させるには、相応の変圧比の電源トランスを用いれば良いが、重量がトランス分だけ増加することになる。また、スイッチングレギュレータを用いると、トランスを高周波用に置換できるために重量は軽減できるが、高周波のスイッチングノイズを発生する問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような点に鑑みて、トランスレス及び低損失で整流出力を分圧出力し得る分圧整流回路を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対のＮ個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、この一対のＮ個のコンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及びＮ個のコンデンサのそれぞれの間に所属の整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードと、整流出力端子から２番目以降のコンデンサの整流出力端子側の端子及び所属の整流出力端子間に所属のコンデンサの充電電圧を放電させる方向へそれぞれ接続されたＮ−１個の放電用ダイオードと、Ｎ個のコンデンサの基準電位側の端子及び基準電位間にそれぞれ接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードと、一対の整流出力端子及び分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする。
【０００５】共通コンデンサに対して、スイッチング回路により半周期ごとに一方の対のＮ個のコンデンサが直列接続された状態でコンデンサ分離用ダイオードを通して充電回路を形成し、他方の対のＮ個のコンデンサがコンデンサ分離用ダイオードにより互いに分離され、かつ放電用及び放電帰路用ダイオードを通して並列に接続される。これにより、共通コンデンサは、交流電源電圧の整流出力を一方の対のＮ個のコンデンサとで分圧した分圧電圧を他方の対のＮ個のコンデンサと並列接続状態で放電出力する。並列接続のＮ個のコンデンサは次の半周期で直列接続されて充電回路を形成し、整流出力と各コンデンサの加算残留電圧との差電圧により再充電が行われる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１乃至図４を基に本発明の実施の形態の一例による分圧整流回路を説明する。図１において、分圧整流回路は、整流出力の平滑された分圧電圧を分圧電圧出力端子３から出力するもので、１００Ｖの交流電源の正負一方の半周期の入力電圧をそれぞれ整流する一対の半波整流回路１、１ａと、この一対の半波整流回路の整流出力端子２、２ａにそれぞれ直列接続された一対のそれぞれ３個の分圧用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３；Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａと、これらの一対のコンデンサに共通に直列接続されて基準電位に接続する１個の共通コンデンサＣ１と、これらのコンデンサのそれぞれの間に接続された３個のコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３；Ｄ１１ａ〜Ｄ１３ａと、共通コンデンサＣ１及び分圧電圧出力端子３間に接続された逆流防止用ダイオードＤ３と、２番目以降の分圧用コンデンサの整流出力端子２、２ａ側の端子及び所属の整流出力端子２、２ａ間にそれぞれ接続された２個の放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２；Ｄ２１ａ、Ｄ２２ａと、分圧用コンデンサの基準電位側端子及び基準電位間にそれぞれ接続された３個の放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３；Ｄ３１ａ〜Ｄ３３ａと、一対の整流出力端子２、２ａ及び分圧電圧出力端子３間にそれぞれ接続され、相手方の半波整流回路１又は１ａの整流入力の発生期間、即ち整流動作を行う半周期中に導通するスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａとを備えている。
【０００７】一対の半波整流回路１、１ａは、全波整流回路の出力端を分離して構成され、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２及びＤ１ａ、Ｄ２ａで構成されている。コンデンサＣ１１〜Ｃ１３及びＣ１１ａ〜Ｃ１３ａの容量は５６０μＦ、共通コンデンサＣ１の容量は３３０μＦである。スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａはダーリントン接続のトランジスで構成され、相手方の整流入力が分圧電圧出力端子３の電圧を上廻ると導通する。
【０００８】このように構成された分圧整流回路の動作を図２乃至図４を参照して説明する。半波整流回路１に半周期の正の整流入力電圧が加わると、図２に示すように、共通コンデンサＣ１に対して、一方の対の分圧用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３が直列接続されたままで充電回路を形成し、他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａがスイッチング回路ＳＷ１ａの途中のオン期間中に並列に接続される。即ち、図３において前半の半周期においてコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３を通して半波の整流出力による充電が行われ、他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａは並列に接続される間、平滑作用を呈すると共に分圧電圧出力端子３に接続する負荷に放電する。その際、放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２及び放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３はフローティング状態となる。コンデンサ分離用ダイオードＤ１１ａ〜Ｄ１３ａはコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａを互いに分離し、その状態でダイオードＤ２１ａ、Ｄ２２ａは所属のコンデンサＣ１２ａ、Ｃ１３ａの放電往路となり、放電用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３ａは所属のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａの放電帰路となる。逆流防止用ダイオードＤ３は、並列接続のコンデンサＣ１１ａに充電された電流がスイッチング回路ＳＷ１ａを発熱ロスを伴って通流し、コンデンサＣ１２ａ、Ｃ１３ａに充電された電流と共に共通コンデンサＣ１に流入するのを阻止する。
【０００９】次の後半の半周期中には、逆に他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａが共通コンデンサＣ１に対してコンデンサ分離用ダイオードＤ１１ａ〜Ｄ１３ａを通して直列接続されて充電回路を形成し、一方の対のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３がスイッチング回路ＳＷ１の途中のオン期間中に互いに並列に接続される。
【００１０】即ち、整流入力のゼロクロス領域では、その電圧が低いことにより充電動作が中断し、共通コンデンサＣ１のみの放電により、分圧電圧出力端子３に負荷電流が供給され、分圧電圧は相対的に早く低減する。前半の半周期中に生じる半波の整流入力が、直前の半周期中に共通コンデンサＣ１、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３に残留したそれぞれの充電電圧の加算残留電圧を上廻ると、これらのコンデンサがその差電圧で充電されると共に、その整流入力の上昇によりスイッチング回路ＳＷ１ａが導通してコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａも放電して負荷電流を供給する。この間、共通コンデンサＣ１も充電後に徐々に放電する。後半の半周期では、放電したコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａが共通コンデンサＣ１と共に差電圧で充電され、したがってこの共通コンデンサは同様に半周期中に充放電動作を繰返すが、代わってスイッチング回路ＳＷ１の導通で並列接続されたコンデンサＣ１１〜Ｃ１３も負荷電流を供給する。
【００１１】図４は以上説明した分圧整流回路の動作開始時点からのコンデンサ電圧の過渡的な変化を原理的に示すもので、共通コンデンサＣ１は、図２の状態で所定の負荷状態を前提に一対のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３と共に１回目の充電過程で充電され、その際共通コンデンサＣ１は容量比の逆数に応じて相対的に２倍の高い電圧になる。次の半周期で共通コンデンサＣ１がその高い電圧により相対的に大きく負荷に応じて放電し、並列接続されたコンデンサＣ１１〜Ｃ１３は僅かに放電してダイオードＤ３、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ３１〜Ｄ３３のロスを無視するとほぼ同一となる。２回目の充電過程では共通コンデンサＣ１及びコンデンサＣ１１〜Ｃ１３の残留電圧の加算電圧と整流入力との差電圧で容量比の逆数に応じて充電され、２回目の半周期の放電過程でコンデンサ１〜Ｃ１３は共通コンデンサＣ１との電圧差が小さくなり、したがって前回よりも大きく放電してより高い同一残留電圧になる。３回目の充電過程では定常状態に近づき、より小さな差電圧による充電及び同一残留電圧の放電を行う。以下、定常状態では放電時に同一電圧となり、充電時には共通コンデンサＣ１が容量比の逆数に応じて僅かに高い電圧に充電され、前述した充放電過程が繰返される。
【００１２】つまり、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａの容量がさらに互いに異なる場合でも少なくとも定常状態に達した後は放電時に同一電圧になり、充電過程でそれぞれほぼ同一残留電圧の直列コンデンサの個数倍に対する差電圧がそれぞれの容量比に応じた電圧分だけ充電され、分圧電圧出力端子３からは電源電圧を直列コンデンサの個数で除算、即ち４分した電圧に対応する直流電圧が出力される。即ち、共通コンデンサＣ１に接続される分圧用コンデンサの個数をＮ、整流入力の最大値をＶｐ、２個の整流ダイオードＤ１、Ｄ２又はＤ１ａ、Ｄ２ａ及びコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３又はＤ１１ａ〜Ｄ１３ａの５個分のロスをＶｄｆとすると、共通コンデンサＣ１の分圧出力電圧Ｖｏｐは次のようになる。Ｖｏｐ＝（Ｖｐ−Ｖｄｆ）／（Ｎ＋１）＝（１４１−５×１．１）／４≒３４Ｖとなる。実際の分圧電圧は、Ｖｏｐから負荷電流及び電源電圧の周期に応じて低下した直流電圧となる。
【００１３】図５は共通コンデンサＣ２に１個の分圧用コンデンサＣ３、Ｃ３ａが接続され、電源電圧を１／２に分圧する実施の形態を示す。この場合、コンデンサ分離用ダイオードＤ４、Ｄ４ａ及び放電帰路用ダイオードＤ５、Ｄ５ａのみを備え、充電用ダイオードは不要になる。スイッチング回路ＳＷ２、ＳＷ２ａは前述の簡単に構成される電圧比較式のものでも良いが、半周期の全期間中オンになる電源同期式のスイッチング回路にすることもできる。分圧電圧出力端子３には、前述の実施の形態についても同様であるが、安定化回路を接続することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電源トランスを用いることなく、平滑コンデンサのの直列回路を用いた軽量な構造で、電源電圧を平滑コンデンサの個数に応じた分圧比で分圧した整流出力が分圧抵抗のようなロスを伴わずに発生可能となる。スイッチングレギュレータのように高周波のパルス状スイッチング雑音を発生することもない。ダイオードによる損失を伴うだけであり、トランス式或はスイッチングレギュレータに比べて高効率となる。さらに、スイッチングレギュレータの電源として使用する場合でも、１００Ｖ又は２００Ｖ等の高い直流電源電圧によるスイッチング動作でなく、低い直流電源電圧でスイッチング回路を作動させ得るために、その回路からの放射雑音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による分圧整流回路の回路構成を示す図である。
【図２】同分圧整流回路の動作を説明する回路図である。
【図３】同分圧整流回路の動作を説明する各部の波形図である。
【図４】同分圧整流回路の各部の電圧を過渡状態から説明する図である。
【図５】別の実施の形態による分圧整流回路の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ 半波整流回路
２、２ａ 整流出力端子
３ 分圧電圧出力端子
Ｃ１、Ｃ２ 共通コンデンサ
ＳＷ１、ＳＷ１ａ、ＳＷ２、ＳＷ２ａ スイッチング回路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源電圧の整流出力をコンデンサにより分圧して出力する分圧整流回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電源電圧よりも低い電圧の整流出力を発生させるには、相応の変圧比の電源トランスを用いれば良いが、重量がトランス分だけ増加することになる。また、スイッチングレギュレータを用いると、トランスを高周波用に置換できるために重量は軽減できるが、高周波のスイッチングノイズを発生する問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような点に鑑みて、トランスレス及び低損失で整流出力を分圧出力し得る分圧整流回路を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対のＮ個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、この一対のＮ個のコンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及びＮ個のコンデンサのそれぞれの間に所属の整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードと、整流出力端子から２番目以降のコンデンサの整流出力端子側の端子及び所属の整流出力端子間に所属のコンデンサの充電電圧を放電させる方向へそれぞれ接続されたＮ−１個の放電用ダイオードと、Ｎ個のコンデンサの基準電位側の端子及び基準電位間にそれぞれ接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードと、一対の整流出力端子及び分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする。
【０００５】共通コンデンサに対して、スイッチング回路により半周期ごとに一方の対のＮ個のコンデンサが直列接続された状態でコンデンサ分離用ダイオードを通して充電回路を形成し、他方の対のＮ個のコンデンサがコンデンサ分離用ダイオードにより互いに分離され、かつ放電用及び放電帰路用ダイオードを通して並列に接続される。これにより、共通コンデンサは、交流電源電圧の整流出力を一方の対のＮ個のコンデンサとで分圧した分圧電圧を他方の対のＮ個のコンデンサと並列接続状態で放電出力する。並列接続のＮ個のコンデンサは次の半周期で直列接続されて充電回路を形成し、整流出力と各コンデンサの加算残留電圧との差電圧により再充電が行われる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１乃至図４を基に本発明の実施の形態の一例による分圧整流回路を説明する。図１において、分圧整流回路は、整流出力の平滑された分圧電圧を分圧電圧出力端子３から出力するもので、１００Ｖの交流電源の正負一方の半周期の入力電圧をそれぞれ整流する一対の半波整流回路１、１ａと、この一対の半波整流回路の整流出力端子２、２ａにそれぞれ直列接続された一対のそれぞれ３個の分圧用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３；Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａと、これらの一対のコンデンサに共通に直列接続されて基準電位に接続する１個の共通コンデンサＣ１と、これらのコンデンサのそれぞれの間に接続された３個のコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３；Ｄ１１ａ〜Ｄ１３ａと、共通コンデンサＣ１及び分圧電圧出力端子３間に接続された逆流防止用ダイオードＤ３と、２番目以降の分圧用コンデンサの整流出力端子２、２ａ側の端子及び所属の整流出力端子２、２ａ間にそれぞれ接続された２個の放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２；Ｄ２１ａ、Ｄ２２ａと、分圧用コンデンサの基準電位側端子及び基準電位間にそれぞれ接続された３個の放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３；Ｄ３１ａ〜Ｄ３３ａと、一対の整流出力端子２、２ａ及び分圧電圧出力端子３間にそれぞれ接続され、相手方の半波整流回路１又は１ａの整流入力の発生期間、即ち整流動作を行う半周期中に導通するスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａとを備えている。
【０００７】一対の半波整流回路１、１ａは、全波整流回路の出力端を分離して構成され、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２及びＤ１ａ、Ｄ２ａで構成されている。コンデンサＣ１１〜Ｃ１３及びＣ１１ａ〜Ｃ１３ａの容量は５６０μＦ、共通コンデンサＣ１の容量は３３０μＦである。スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ１ａはダーリントン接続のトランジスで構成され、相手方の整流入力が分圧電圧出力端子３の電圧を上廻ると導通する。
【０００８】このように構成された分圧整流回路の動作を図２乃至図４を参照して説明する。半波整流回路１に半周期の正の整流入力電圧が加わると、図２に示すように、共通コンデンサＣ１に対して、一方の対の分圧用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３が直列接続されたままで充電回路を形成し、他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａがスイッチング回路ＳＷ１ａの途中のオン期間中に並列に接続される。即ち、図３において前半の半周期においてコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３を通して半波の整流出力による充電が行われ、他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａは並列に接続される間、平滑作用を呈すると共に分圧電圧出力端子３に接続する負荷に放電する。その際、放電用ダイオードＤ２１、Ｄ２２及び放電帰路用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３はフローティング状態となる。コンデンサ分離用ダイオードＤ１１ａ〜Ｄ１３ａはコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａを互いに分離し、その状態でダイオードＤ２１ａ、Ｄ２２ａは所属のコンデンサＣ１２ａ、Ｃ１３ａの放電往路となり、放電用ダイオードＤ３１〜Ｄ３３ａは所属のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａの放電帰路となる。逆流防止用ダイオードＤ３は、並列接続のコンデンサＣ１１ａに充電された電流がスイッチング回路ＳＷ１ａを発熱ロスを伴って通流し、コンデンサＣ１２ａ、Ｃ１３ａに充電された電流と共に共通コンデンサＣ１に流入するのを阻止する。
【０００９】次の後半の半周期中には、逆に他方の対のコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａが共通コンデンサＣ１に対してコンデンサ分離用ダイオードＤ１１ａ〜Ｄ１３ａを通して直列接続されて充電回路を形成し、一方の対のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３がスイッチング回路ＳＷ１の途中のオン期間中に互いに並列に接続される。
【００１０】即ち、整流入力のゼロクロス領域では、その電圧が低いことにより充電動作が中断し、共通コンデンサＣ１のみの放電により、分圧電圧出力端子３に負荷電流が供給され、分圧電圧は相対的に早く低減する。前半の半周期中に生じる半波の整流入力が、直前の半周期中に共通コンデンサＣ１、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３に残留したそれぞれの充電電圧の加算残留電圧を上廻ると、これらのコンデンサがその差電圧で充電されると共に、その整流入力の上昇によりスイッチング回路ＳＷ１ａが導通してコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａも放電して負荷電流を供給する。この間、共通コンデンサＣ１も充電後に徐々に放電する。後半の半周期では、放電したコンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１３ａが共通コンデンサＣ１と共に差電圧で充電され、したがってこの共通コンデンサは同様に半周期中に充放電動作を繰返すが、代わってスイッチング回路ＳＷ１の導通で並列接続されたコンデンサＣ１１〜Ｃ１３も負荷電流を供給する。
【００１１】図４は以上説明した分圧整流回路の動作開始時点からのコンデンサ電圧の過渡的な変化を原理的に示すもので、共通コンデンサＣ１は、図２の状態で所定の負荷状態を前提に一対のコンデンサＣ１１〜Ｃ１３と共に１回目の充電過程で充電され、その際共通コンデンサＣ１は容量比の逆数に応じて相対的に２倍の高い電圧になる。次の半周期で共通コンデンサＣ１がその高い電圧により相対的に大きく負荷に応じて放電し、並列接続されたコンデンサＣ１１〜Ｃ１３は僅かに放電してダイオードＤ３、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ３１〜Ｄ３３のロスを無視するとほぼ同一となる。２回目の充電過程では共通コンデンサＣ１及びコンデンサＣ１１〜Ｃ１３の残留電圧の加算電圧と整流入力との差電圧で容量比の逆数に応じて充電され、２回目の半周期の放電過程でコンデンサ１〜Ｃ１３は共通コンデンサＣ１との電圧差が小さくなり、したがって前回よりも大きく放電してより高い同一残留電圧になる。３回目の充電過程では定常状態に近づき、より小さな差電圧による充電及び同一残留電圧の放電を行う。以下、定常状態では放電時に同一電圧となり、充電時には共通コンデンサＣ１が容量比の逆数に応じて僅かに高い電圧に充電され、前述した充放電過程が繰返される。
【００１２】つまり、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３、Ｃ１１ａ〜Ｃ１３ａの容量がさらに互いに異なる場合でも少なくとも定常状態に達した後は放電時に同一電圧になり、充電過程でそれぞれほぼ同一残留電圧の直列コンデンサの個数倍に対する差電圧がそれぞれの容量比に応じた電圧分だけ充電され、分圧電圧出力端子３からは電源電圧を直列コンデンサの個数で除算、即ち４分した電圧に対応する直流電圧が出力される。即ち、共通コンデンサＣ１に接続される分圧用コンデンサの個数をＮ、整流入力の最大値をＶｐ、２個の整流ダイオードＤ１、Ｄ２又はＤ１ａ、Ｄ２ａ及びコンデンサ分離用ダイオードＤ１１〜Ｄ１３又はＤ１１ａ〜Ｄ１３ａの５個分のロスをＶｄｆとすると、共通コンデンサＣ１の分圧出力電圧Ｖｏｐは次のようになる。Ｖｏｐ＝（Ｖｐ−Ｖｄｆ）／（Ｎ＋１）＝（１４１−５×１．１）／４≒３４Ｖとなる。実際の分圧電圧は、Ｖｏｐから負荷電流及び電源電圧の周期に応じて低下した直流電圧となる。
【００１３】図５は共通コンデンサＣ２に１個の分圧用コンデンサＣ３、Ｃ３ａが接続され、電源電圧を１／２に分圧する実施の形態を示す。この場合、コンデンサ分離用ダイオードＤ４、Ｄ４ａ及び放電帰路用ダイオードＤ５、Ｄ５ａのみを備え、充電用ダイオードは不要になる。スイッチング回路ＳＷ２、ＳＷ２ａは前述の簡単に構成される電圧比較式のものでも良いが、半周期の全期間中オンになる電源同期式のスイッチング回路にすることもできる。分圧電圧出力端子３には、前述の実施の形態についても同様であるが、安定化回路を接続することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電源トランスを用いることなく、平滑コンデンサのの直列回路を用いた軽量な構造で、電源電圧を平滑コンデンサの個数に応じた分圧比で分圧した整流出力が分圧抵抗のようなロスを伴わずに発生可能となる。スイッチングレギュレータのように高周波のパルス状スイッチング雑音を発生することもない。ダイオードによる損失を伴うだけであり、トランス式或はスイッチングレギュレータに比べて高効率となる。さらに、スイッチングレギュレータの電源として使用する場合でも、１００Ｖ又は２００Ｖ等の高い直流電源電圧によるスイッチング動作でなく、低い直流電源電圧でスイッチング回路を作動させ得るために、その回路からの放射雑音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による分圧整流回路の回路構成を示す図である。
【図２】同分圧整流回路の動作を説明する回路図である。
【図３】同分圧整流回路の動作を説明する各部の波形図である。
【図４】同分圧整流回路の各部の電圧を過渡状態から説明する図である。
【図５】別の実施の形態による分圧整流回路の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ 半波整流回路
２、２ａ 整流出力端子
３ 分圧電圧出力端子
Ｃ１、Ｃ２ 共通コンデンサ
ＳＷ１、ＳＷ１ａ、ＳＷ２、ＳＷ２ａ スイッチング回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 交流電源電圧の整流出力を分圧して出力する分圧整流回路であって、前記交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対のＮ個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、この一対のＮ個の前記コンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及びＮ個の前記コンデンサのそれぞれの間に所属の前記整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードと、前記整流出力端子から２番目以降の前記コンデンサの前記整流出力端子側の端子及び所属の前記整流出力端子間に所属の前記コンデンサの充電電圧を放電させる方向へそれぞれ接続されたＮ−１個の放電用ダイオードと、Ｎ個の前記コンデンサの前記基準電位側の端子及び前記基準電位間にそれぞれ接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードと、一対の前記整流出力端子及び前記分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の前記半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする分圧整流回路。
【請求項２】 交流電源電圧の整流出力を分圧して出力する分圧整流回路であって、前記交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対の１個のコンデンサと、この一対のコンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及び前記コンデンサのそれぞれの間に所属の前記整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたコンデンサ分離用ダイオードと、前記コンデンサの前記基準電位側の端子及び前記基準電位間に接続された放電帰路用ダイオードと、一対の前記整流出力端子及び前記分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の前記半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする分圧整流回路。
【請求項１】 交流電源電圧の整流出力を分圧して出力する分圧整流回路であって、前記交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対のＮ個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、この一対のＮ個の前記コンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及びＮ個の前記コンデンサのそれぞれの間に所属の前記整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたＮ個のコンデンサ分離用ダイオードと、前記整流出力端子から２番目以降の前記コンデンサの前記整流出力端子側の端子及び所属の前記整流出力端子間に所属の前記コンデンサの充電電圧を放電させる方向へそれぞれ接続されたＮ−１個の放電用ダイオードと、Ｎ個の前記コンデンサの前記基準電位側の端子及び前記基準電位間にそれぞれ接続されたＮ個の放電帰路用ダイオードと、一対の前記整流出力端子及び前記分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の前記半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする分圧整流回路。
【請求項２】 交流電源電圧の整流出力を分圧して出力する分圧整流回路であって、前記交流電源電圧を半周期ごとに整流し、かつ半周期ごとの半波の整流出力を分離して出力する一対の半波整流回路と、その一対の整流出力端子にそれぞれ直列接続された一対の１個のコンデンサと、この一対のコンデンサ及び基準電位間に共通に直列接続された共通コンデンサと、この共通コンデンサ及び前記コンデンサのそれぞれの間に所属の前記整流出力による充電電流を通流させる方向へ接続されたコンデンサ分離用ダイオードと、前記コンデンサの前記基準電位側の端子及び前記基準電位間に接続された放電帰路用ダイオードと、一対の前記整流出力端子及び前記分圧電圧出力端子間にそれぞれ接続され、相手方の前記半波整流回路が作動する半周期中に導通する一対のスイッチング回路とを備えたことを特徴とする分圧整流回路。
【図 １】
【図 ２】
【図 ３】
【図 ４】
【図 ５】
【図 ２】
【図 ３】
【図 ４】
【図 ５】
【公開番号】特開平１１−２１５８３０
【公開日】平成１１年（１９９９）８月６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−３０５５９
【出願日】平成１０年（１９９８）１月２８日
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
【公開日】平成１１年（１９９９）８月６日
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年（１９９８）１月２８日
【出願人】（０００２３０９６２）日本光電工業株式会社 (179)
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