JPH05316734A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２脚鉄心のそれぞれの鉄心脚に設けられた一次
巻線の利用率を改善するとともに、転流電流による発生
磁束及びインダクタンスを減らして電圧降下や渦電流損
を低減する。 【構成】鉄心脚５０１，５０２それぞれの二次巻線を分
割二次巻線５３１，５３２及び５４１，５４２で構成
し、分割二次巻線５３１，５４１と分割二次巻線５３
２，５４２とに流れる電流が逆方向になるように整流素
子６１，６３、整流素子６２，６４をそれぞれ接続して
鉄心脚ごとに独立した変圧器整流回路を構成して各鉄心
脚の一次巻線に交流が流れるようにする。また、端子ｕ
₁ ，ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｖ₁ ，ｕ₂ ，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｖ₂ のう
ち、転流電流が互いに反対方向に同時に流れる端子の組
み合わせを１組にしてこれらを互いに直接対向して配置
して引き出す構成にして発生する磁束と転流インダクタ
ンスを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミ表面処理や電
解などに必要な低電圧大電流の直流を得るための直流電
源装置、特に商用周波の交流電力を整流器で整流して得
られる直流電力をパワートランジスタなどの高速スイッ
チング素子を使用したインバータによってｋHzレベルの
高周波交流に変換しこれを改めて整流器によって整流し
て直流電力を得る直流電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電力用半導体素子の性能向上によ
り大電流を高周波でスイッチングすることが可能とな
り、変圧器やリアクトルの小型軽量化を目的としたイン
バータスイッチング式直流電源装置の開発が盛んに行わ
れている。図４はこのような方式による従来の直流電源
装置の回路図である。この図において、５０Hz又は６０
Hzの商用周波の三相電源１から得られる三相交流電力を
整流器２で整流し平滑コンデンサ３によって整流器２の
出力電圧に含まれる脈流成分を低減した直流電力を得、
この直流電力をインバータ４で数ｋHzの高周波単相交流
に変換した上で一次側が並列接続された整流器用変圧器
５Ａで所定の低電圧に降圧して整流器６Ａで整流して直
流電力が得られ、これが負荷９に供給される。

【０００３】インバータ４は図示しない制御回路が出力
する制御パルスによって符号を付さない４つのパワトラ
ンジスタのオン、オフを制御して正負が交互に入れ代わ
る高周波の交流を出力するものなので、この直流電源装
置は負荷直流電圧又は電流を高速度かつ高精度に制御す
ることが可能であるという特長も持っている。整流器用
変圧器５Ａは２脚鉄心５０と２本の鉄心脚５０１，５０
２にそれぞれ設けられた一次巻線と二次巻線とからなっ
ており、第１の鉄心脚５０１には一次巻線５１Ａと二次
巻線５３、第２の鉄心脚５０２には一次巻線５２Ａと二
次巻線５４がそれぞれ設けられており、図の・印で示す
極性から判るようにそれぞれ減極性になっている。

【０００４】二次巻線５２Ａの端子を図示のようにｕ，
ｘ、二次巻線５４の端子をｙ，ｖとする。端子ｕには整
流素子６１Ａのアノード側が、端子ｖには整流素子６２
Ａのアノード側がそれぞれ接続されていてこれら整流素
子６１Ａ，６２Ａのカソード側がＰ極である直流リード
８１に接続される。また、端子ｘとｙは接続されてＮ極
である直流リード８２に接続される。それぞれの巻線の
極性は図示のように減極性になっているので、直流リー
ド８２を基準にすると端子ｕとｖに誘起される電圧は互
いに極性が反対、すなわち、位相にして１８０°異なっ
ている。したがって、これらの端子ｕ，ｖに接続された
整流器６Ａの整流素子６１Ａ，６２Ａは、二次巻線５
３，５４に誘起される電圧が零でないときにはどちらか
一方だけがオンの状態になって二次巻線５３，５４の一
方にだけ負荷９に流れる負荷電流が流れ、零の場合には
負荷電流の２分の１ずつを分担して流れ、結果的に整流
器６Ａは全波整流波形を出力することになる。

【０００５】周知のように整流素子６１Ａ，整流素子６
２Ａがオフからオン又はオンからオフに移行する過程で
両方の整流素子６１Ａ，６２Ａがオンの状態になって循
環電流が流れる期間があり、転流期間、この循環電流は
転流電流と呼ばれている。この転流電流は後述するよう
に、時間的に急激に変化する波形であり、その循環回路
は、端子ｕから始めると整流素子６１Ａ、整流素子６２
Ａ、端子ｖ、二次巻線５４、端子ｙ、端子ｘ、二次巻線
５３を経て端子ｕに戻る閉回路である。二次巻線５３，
５４に流れる電流に対応して一次巻線５１Ａ，５２Ａに
も電流が流れてイバータ４を含む一次側回路を流れる。
このような循環回路及び一次側回路のインダクタンスと
循環電流の時間微分との積に相当する電圧降下が生じて
直流電源装置の出力電圧としての直流電圧が小さくな
り、更には、急激に時間変化する循環電流によって生ず
る漏れ磁束が電磁誘導作用によって接続リード及び近傍
の金属性構造物に漂遊損を発生させ、効率の低下と局部
加熱による装置寿命低下の原因になる。なお、一次巻線
５１Ａ，５２Ａに対して二次巻線５３，５４の巻数はは
るかに小さいので、実際には転流に影響するインダクタ
ンスは整流器用変圧器５Ａの漏れインダクタンスと二次
側回路の漂遊インダクタンスであり、一次側回路のイン
ダクタンスは実質的に無視できるのが普通である。

【０００６】図５は図４の回路図に基づいて構成された
従来の直流電源装置の２面図であり、図５（ａ）は正面
図、図５（ｂ）は側面図である。この図において、直流
リード８１，８２は平角導体からなっていて互いに平行
に配置され図の上側の直流リード８２がＮ極、下の直流
リード８１がＰ極であり、整流器用変圧器５Ａはこれら
２本の直流リード８１，８２の間に配置されている。整
流器６Ａの整流素子６１Ａ，６２Ａは半導体素子を図の
ような形状にモールドして１つの面に両端子を引き出し
ボルト締めで接続リードに接続する構成のもので、直流
リード８１の一方の幅面にこの図ではそれぞれが整流要
素の記号を模式的に図示してある３つの半導体素子から
なる整流素子６１Ａ，６２Ａが取付けられている。モー
ルド樹脂部を取付けてあるので電気的には整流素子６１
Ａ，６２Ａは直流リード８１に対して絶縁されている。
整流素子の数は直流電源装置の定格電流と採用される整
流素子の電流容量との関係から決まるものであり３つと
いう数に限定されるものではない。

【０００７】２脚鉄心５０の一方の鉄心脚５０１に設け
られた二次巻数５３の上部から端子ｘを介して接続リー
ド７３１が引き出されて直流リード８２にボルト締めで
接続され、下部から端子ｕを介して接続リード７１１が
引き出されて整流素子６１Ａのアノード側に接続されて
おり、整流素子６１Ａのカソード側は接続リード７２１
を介して直流リード８１に接続されている。鉄心脚５０
２に設けられている二次巻線５４の上部から端子ｙを介
して引き出された上部の接続リード７３２、下部の端子
ｖを介して接続リード７２１及び整流素子６２Ａの構成
も同様であり、図５（ａ）に示すように左右対称になっ
ている。

【０００８】前述の転流電流の経路を図５（ａ）に矢印
で示してあるが、概略長方形の辺に沿った経路となって
いる。図６は図４に示した各部の電圧、電流の時間的変
化を示す波形図である。この図において、横軸は時間て
あり、インバータ４が生成する交流の２周期分を図示し
てあり、最上段の図は整流器用変圧器５Ａの一次電圧Ｖ
₁ で方形波交流であり、時点ｔ₁ 〜ｔ₂ の正の期間と時
点ｔ₃ 〜ｔ₄ の負の期間の間に時点ｔ₂ 〜ｔ₃の零の期
間があり、インバータ４の制御信号でこれらの期間の幅
を変化させることによって負荷９に供給される電圧又は
電流が制御される。上から２段目の図は一次電流Ｉ₂ の
波形であり、一次電圧Ｖ₁ が正の期間では徐々に値が大
きくなる台形状の波形であり、立ち上がり部、立ち下が
り部の傾斜は後述するように転流部であり、正の期間と
負の期間との間には電流が流れない期間が存在する。

【０００９】下から２段目の図は二次巻線５３や整流素
子６１Ａに流れる二次電流Ｉ₂₁で、整流素子６１Ａは正
方向の電流しか流さないので半周期ごとに略台形状の電
流が流れる。時点ｔ₁ 〜ｔ₂ の期間では一次電流Ｉ₁ と
略同じ波形であり、時点ｔ₂〜ｔ₃ では値が約２分の１
になって流れが継続する。一次巻線５１は二次巻線５３
とアンペアターンが一致しているので電流値は巻数比に
基づく違いはあるが波形は同じである。

【００１０】最下段の図は二次巻線５４や整流素子６２
Ａに流れる二次電流Ｉ₂₂であり、二次電流₂₁とは半周期
ずれて二次電流Ｉ₂₁とは反対方向の負の電流が流れる。
時点ｔ₂ 〜ｔ₃ では二次電流Ｉ₂₁と正負が異なるだけで
同じ波形と大きさの電流が流れる。これはこの期間では
一次電流が零なので２つの回路で平等に負荷電流を分担
しているからである。

【００１１】時点ｔ₂ からの転流は、一次電圧Ｖ₁ が波
高値から零になったために、整流素子６１Ａだけに流れ
ていた電流が整流素子６１Ａと６２Ａに２分の１ずつ分
流する過程に生ずるものであり、時点ｔ₃ からの転流
は、一次電圧が零から負の波高値になったために、整流
素子６１Ａと６２Ａに分流していた電流が整流素子６２
Ａだけに集中する過程に生ずるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、交流の
正の部分と負の部分とが別々に２つの巻線に流れる構成
の場合には、巻線の体格と発生損失はともに２の平方根
倍になる。更に、時点ｔ ₂ 〜ｔ₃ の一次電流が零の期間
でも二次電流Ｉ₂₁，Ｉ₂₂は２分の１ずつの電流が流れる
のでこの期間が長いとその分発生損失も増大する。この
ことは前述のように一次巻線５１Ａ，５２Ａでも同じで
ある。整流素子６１Ａ，６２Ａが接続される二次巻線５
３，５４では止むを得ないが、一次巻線５１Ａ，５２Ａ
でもそれぞれが正又は負だけの電流が流れしかも一次電
圧が零の期間でも半分の電流が流れるために一次巻線の
巻線体格を大きくする必要があるとともに発生損失も大
きくなっているという問題がある。

【００１３】また、これらの図で前述の転流時の循環電
流が流れる経路は図５（ａ）に矢印で示す経路であり、
二次巻線５３，５４を除けばおおよそ長方形の周辺の形
状をしており、よく知られているように電流経路が囲む
面積が大きいいほどその回路のインダクタンスと漏れ磁
束量が大きくなることから、この転流時の循環電流が流
れる経路のインダクタンスも大きいという問題がある。
前述のように、循環回路のインダクタンスが大きいと転
流期間が大きくなって直流電圧の電圧降下値が大きくな
り、漏れ磁束が大きいために周辺の金属構造物、特に図
示の整流器用変圧器５Ａの鉄心脚５０１，５０２に渦電
流が流れて局部加熱が発生するという問題もある。

【００１４】この発明の目的はこのような問題を解決
し、一次巻線の巻線体格が小さく発生損失を低減される
とともに、転流電流の循環回路のインダクタンス及び発
生磁束を減らすことによって直流電圧の電圧降下を低減
しかつ周辺の金属構造物の局部加熱を抑制することので
きる整流器用変圧器の二次側回路を持つ直流電源装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、２脚鉄心の２本の鉄心脚のそれ
ぞれに一次巻線と二次巻線とが設けられた整流器用変圧
器と、これら２つの二次巻線にそれぞれ接続された整流
素子からなる整流器とを備え、前記整流器用変圧器の一
次巻線にインバータで生成された高周波交流が入力さ
れ、整流器用変圧器で所定の電圧に降圧された低圧交流
を前記整流器で全波整流して直流電力が得られる直流電
源装置において、前記２本の鉄心脚それぞれの二次巻線
を２つの分割二次巻線で構成し、それぞれの分割二次巻
線に流れる電流の方向が逆になるように整流素子を接続
して鉄心脚ごとに独立した変圧整流回路を構成してなる
ものとし、また、一方の鉄心脚の１方の分割二次巻線の
両方の端子をｕ₁ 、x₁、これと位相の順を合わせて他方
の分割二次巻線の両方の端子をy₁、v₁としたとき、端子
ｕ₁ 及びこれに接続される接続リードと端子ｖ₁ 及びこ
れに接続される接続リードとを直接対向して配置し、端
子y₁及びこれに接続される接続リードと端子x₁及びこれ
に接続される接続リードとを直接対向して配置してな
り、他方の鉄心脚の２つの分割二次巻線の端子及びその
接続リードも前述の鉄心脚の分割二次巻線の端子及びそ
の接続リードと同一構成としてなるものとし、また、幅
面を共通の平面として平行配置され２本の平角導体から
なる直流リードの前記平面に対して、２本の鉄心脚に共
通な平面を直交させて整流器用変圧器を配置し、２本の
鉄心脚のそれぞれの分割二次巻線のそれぞれの端子の引
き出し位置を、前記２脚鉄心を挟んで対向させて配置し
てなるものとし、また、幅面を共通の平面として平行配
置された２本の直流リードの前記平面に対して、２本の
鉄心脚に共通な平面を平行させて整流器用変圧器を配置
し、それぞれの鉄心脚のそれぞれの分割二次巻線の端子
を、前記鉄心脚に共通な平面に平行な面に並べて配置し
てなるものとする。

【００１６】

【作用】この発明の構成において、２本の鉄心脚それぞ
れの二次巻線を分割して２つの分割二次巻線で構成し、
１本の鉄心脚の中で電流の方向が互いに逆になるように
それぞれの分割二次巻線に整流素子を接続して鉄心脚ご
とに独立した変圧整流回路を構成することによって、そ
れぞれの鉄心脚の一次巻線に流れる電流は正負ともが流
れる交流になるので、一方の方向の電流だけが流れる従
来の場合に比べて一次巻線の体格と発生損失が低減す
る。

【００１７】また、一方の鉄心脚の１方の分割二次巻線
の両方の端子をｕ₁ 、x₁、これと位相の順を合わせて他
方の分割二次巻線の両方の端子をy₁、v₁としたとき、端
子ｕ ₁ 及びこれに接続される接続リードと端子ｖ₁ 及び
これに接続される接続リードとを直接対向して配置し、
端子y₁及びこれに接続される接続リードと端子x₁及びこ
れに接続される接続リードとを直接対向して配置し、他
方の鉄心脚の２つの分割二次巻線の端子及びその接続リ
ードも前述の鉄心脚の分割二次巻線の端子及びその接続
リードと同一構成とすることによって、同時に同じ波形
の電流が互いに反対方向に流れる端子と接続リードが互
いに直接対向することになって、それぞれが生成する磁
束を互いに打ち消し合うことになって転流電流が生成す
る磁束が小さくなりこれに伴って転流インダクタンスも
小さくなる。

【００１８】また、前述の直流リードに共通の平面に対
して、２本の鉄心脚に共通な平面を直交させて整流器用
変圧器を配置し、２本の鉄心脚のそれぞれの分割二次巻
線の端子の引き出し位置を、２脚鉄心を挟んで対向させ
て配置することによって、接続リードを捩じることなく
端子と直流リード、端子と整流素子の間を接続すること
ができるので接続リードの引き回し形状が簡素になる。

【００１９】また、前述の直流リードの共通平面に対し
て、鉄心脚に共通な平面を平行させて整流器用変圧器を
配置し、それぞれの鉄心脚の分割二次巻線の端子を、鉄
心脚に共通な平面に平行な面に並べて配置することによ
って、前述の場合と同じように接続リードを捩じること
なく引き回し形状とすることができる。

【００２０】

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例を示す直流電源装置の回路図で
あり、図４と同じ構成要素に対しては共通の符号を付け
て詳しい説明を省く。この図において、整流器用変圧器
５を構成する２本の鉄心脚５０１，５０２それぞれの二
次巻線を２つに分割して鉄心脚５０１の分割された二次
巻線を分割二次巻線５３１，５３２、鉄心脚５０２の二
次巻線を分割二次巻線５４１，５４２とする。分割二次
巻線５３１の両端子をｕ₁ ，ｘ₁ 、分割二次巻線５３２
の両端子をｙ₁ ，ｖ₁ とし、分割二次巻線５４１，５４
２は分割巻線５３１，５３２の端子の添字を２に代えた
ものとする。そしてそれぞれの分割二次巻線５３１，５
３２，５４１，５４２に・印で極性を示すように端子ｕ
₁ ，ｙ ₁ ，ｕ₂ ，ｙ₂ は同じ位相であり、端子ｘ₁ ，ｖ
₁ ，ｘ₂ ，ｖ₂ も同じ位相で端子ｕ₁ などとは１８０°
位相が異なる関係にある。

【００２１】端子ｕ₁ には整流素子６１のアノード側が
接続されそのカソード側がＰ極である直流リード８１に
接続され、端子ｙ₁ には整流素子６２のカソード側が接
続されそのアノード側がＮ極である直流リード８２に接
続されており、端子ｘ₁ ，ｙ ₁ は直流リード８２、８１
にそれぞれ直接接続されている。また、端子ｖ₂ には整
流素子６３のアノード側が接続されそのカソード側が直
流リード８１に接続され、端子ｘ₂ には整流素子６４の
カソード側が接続されそのアノード側が直流リード８２
に接続されており、端子ｙ₂ ，ｕ₂ はそれぞれ直接直流
リード８２，８１に接続されている。

【００２２】分割巻線５３１，５３２と整流素子６１，
６２との組み合わせは、図４の二次巻線５３，５４と整
流素子６１Ａ，６２Ａとの組み合わせに同じ回路になっ
ていることから明らかなように、独立した変圧整流回路
を構成している。したがって、これらに共通の１つの一
次巻線５１には後述の図３に示すように交流が流れる。
したがって、整流器用変圧器５１Ａと整流器用変圧器５
１とは同じ容量であるとしたとき、一次巻線５１Ａに対
して一次巻線５１は、巻線体格、損失ともに２の平方根
分の１と小さくなる。一次巻線５２も同様である。

【００２３】図２は図１の直流電源装置の正面図であ
る。この図において、図示のように２本の鉄心脚５０
１，５０２に共通な平面は紙面に平行しており、直流リ
ード８１，８２は図では断面図が示されているように、
前述の鉄心脚に共通の平面に直交するように配置してあ
る。分割二次巻線５３１，５３２の端子ｕ₁ ，ｘ₁ ，ｙ
₁，ｖ₁ は図の左側から、分割二次巻線５４１，５４２
の端子ｕ₂ ，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｖ₂ は２脚鉄心５０を挟んで
図の右側からそれぞれの引き出し位置を配置してある。

【００２４】端子と直流リード又は整流素子との接続は
接続リードで接続されており、端子ｕ₁ と整流素子６１
とは接続リード８１１で、端子ｖ₁ と直流リード８１と
は接続リード８１２で、同じようにして図示のように接
続リード８１３，８１４，８２１，８２２，８２３，８
２４が使用されている。端子ｕ₁ ，ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｖ₁，
ｕ₂ ，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｖ₂ をそれぞれ幅面を紙面に垂直に
して引き出しているのでこれらに接続される接続リード
８１１，８１２，８１３，８１４，８２１，８２２，８
２３，８２４も幅面が紙面に垂直になるので、同じよう
に紙面に直交して配置されている直流リード８１，８２
との接続においてこれらの接続リードを捩じることなく
素直に引き回しが可能な構成になっている。接続リード
８１１と８１２とは転流時には反対方向に電流が流れる
ので発生する磁束が互いに打ち消し合い磁束量、インダ
クタンスとも小さくなる。同じようなことが全ての接続
リードにも言える。

【００２５】図３は図１に示す各部の電圧、電流の時間
的変化を示す波形図である。この図において、横軸は時
間、縦軸はそれぞれの波形の大きさであり、最上段の図
の一次電圧Ｖ₁ と２段目の図の一次電流Ｉ₁ は図６のそ
れと同じである。下から２段目の図は一次巻線５１の電
流Ｉ₁₁、最下段は一次巻線５２の電流Ｉ₁₂であり、いず
れも大きさが一次電流Ｉ₁ の２分の１、波形は同じにな
っている。すなわち、図６では一次巻線に流れる電流は
二次巻線のそれと同じく正又は負の半波でしかも一次電
圧が零になる期間では半分の電流が流れるものであった
のに対して、図３では２つの一次巻線５１，５２には正
負の半波が交互に流れる交流である。前述のように、図
６の一次巻線５１Ａ，５２Ａの場合には交流が流れる場
合に比べて巻線体格、発生損失ともに２の平方根倍以上
であったのに対して、図１の一次巻線５１，５２の場合
には、このような巻線体格、発生損失の増大を招くこと
はないことから、従来の構成の一次巻線に対して巻線体
格を小さくすることができしかも発生損失が低減するこ
とになる。

【００２６】図２に示すように，鉄心脚５０１，５０２
に共通な平面は紙面に平行であるが、直流リード８１，
８２に共通な平面は紙面に直交、すなわち、鉄心脚５０
１，５０２に共通な平面に直交した配置である。端子ｕ
₁ ，ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｖ₁ ，ｕ₂，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｖ₂ はとも
に幅面を紙面に直交させて引き出される配置なので直流
リード８１，８２や整流素子６１，６２，６３，６４と
の間を接続する接続リード８１１，８１２，８１３，８
１４，８２１，８２２，８２３，８２４も直流リード８
１，８２と平行することなる。そのため、接続リードを
直角に捩じることなく簡素な引き回し構造とすることが
できる。

【００２７】端子ｕ₁ ，ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｖ₁ と端子ｕ₂ ，
ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｖ₂ との引き出し位置の配置は２脚鉄心５
０を間に挟んで両側に設けてあるので、図示のように直
流リード８１を挟んでその両側の幅面に整流素子６１，
６３を、同じようにして直流リード８２を挟んでその両
側の幅面に整流素子６２，６４を取付ける構成とするこ
とができる。図で明らかなように全ての構成要素が左右
で対称、すなわち、２脚鉄心５０１と５０２とにそれぞ
れ関係する構成要素が同一の形状寸法になっているの
で、転流時の循環電流が流れる経路のインダクタンスも
それぞれで同一になることから、このインダクタンスに
比例する電圧降下も一致することになり、２つの変圧整
流回路で電流分担の不平衡はない。

【００２８】図２の代わりに図５と同じように、直流リ
ード８１，８２に共通する平面、鉄心脚５０１，５０２
に共通な平面及び端子とこれに接続される接続リード全
てを紙面に平行に配置する構成を採用することもでき
る。この場合も端子は循環電流が互いに反対方向に流れ
る２本の端子及び接続リードが組になって引き出される
から、インダクタンスと発生磁束量が小さくなることに
変わりはない。

【００２９】図１では整流素子６２を端子ｖ₁ ではなく
端子ｙ₁ に接続し、整流素子６４を端子ｕ₂ ではなく端
子ｘ₂ に接続した回路構成としたのは、図２の整流素子
６１，６２，６３，６４を直流リード８１，８２にそれ
ぞれ２つずつを重複しないように割り振るためである。
実際には、４つの整流素子を接続する端子と、分割二次
巻線から端子を引き出す位置の配置との組み合わせには
種々あり、図２や前述の図２とは直交する構成や配置に
こだわるものではなく、この発明の目的に反しない範囲
で異なる構成配置を採用することができる。

【００３０】

【発明の効果】この発明は前述のように、２本の鉄心脚
それぞれの二次巻線を分割して２つの分割二次巻線で構
成し、１本の鉄心脚の中で電流の方向が互いに逆になる
ようにそれぞれの分割二次巻線に整流素子を接続して鉄
心脚ごとに独立した変圧整流回路を構成することによっ
て、それぞれの鉄心脚の一次巻線に流れる電流は正負と
もが流れる交流になるので、一方の方向の電流だけが流
れる従来の場合に比べて一次巻線の体格と発生損失が低
減することによって直流電源装置のコストダウンと効率
の向上が図られるという効果が得られる。

【００３１】また、一方の鉄心脚の１方の分割二次巻線
の両方の端子をｕ₁ 、x₁、これと位相の順を合わせて他
方の分割二次巻線の両方の端子をy₁、v₁としたとき、端
子ｕ ₁ 及びこれに接続される接続リードと端子ｖ₁ 及び
これに接続される接続リードとを直接対向して配置し、
端子y₁及びこれに接続される接続リードと端子x₁及びこ
れに接続される接続リードとを直接対向して配置し、他
方の鉄心脚の２つの分割二次巻線の端子及びその接続リ
ードも前述の鉄心脚の分割二次巻線の端子及びその接続
リードと同一構成とすることによって、同時に同じ波形
の電流が互いに反対方向に流れる端子と接続リードが互
いに直接対向することになって、それぞれが生成する磁
束を互いに打ち消し合うことになって転流電流が生成す
る磁束が小さくなることによって鉄心を始めとする金属
構造物に発生する渦電流損が低減して直流電源装置とし
ての効率が向上するという効果が得られるとともに、渦
電流損が局部的に集中することによる局部過熱による寿
命の低下という問題が回避できるという効果も得られ
る。また、磁束が小さくなるのに伴って転流インダクタ
ンスも小さくなることから、直流の負荷電流による電圧
降下が小さくなってその分整流器用変圧器やインバータ
などの容量を小さくすることができることによるコスト
ダウンも期待できるという降下が得られる。

【００３２】また、直流リードに共通の平面に対して、
２本の鉄心脚に共通な平面を直交させて整流器用変圧器
を配置し、２本の鉄心脚のそれぞれの分割二次巻線の端
子の引き出し位置を、２脚鉄心を挟んで対向させて配置
することによって、直流リード、端子及びこれに接続さ
れる接続リードの幅面が全て前述の鉄心脚に共通な平面
に直交することから、接続リードを捩じることなく端子
と直流リード、端子と整流素子の間を接続することがで
きるので接続リードの引き回し形状が簡素になるという
効果が得られる。また、前述の直流リードの共通平面に
対して、鉄心脚に共通な平面を平行させて整流器用変圧
器を配置し、それぞれの鉄心脚の分割二次巻線の端子
を、鉄心脚に共通な平面に平行な面に並べて配置するこ
とによって、前述の場合と同じように接続リードを捩じ
ることなく引き回し形状とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す直流電源装置の回路図

【図２】図１の直流電源装置の正面図

【図３】図１に示す各部の電圧、電流の時間的変化を示
す波形図

【図４】従来の直流電源装置の回路図

【図５】図４の直流電源装置の（ａ）は正面図、（ｂ）
は側面図

【図６】図４に示す各部の電圧、電流の時間的変化を示
す波形図

【符号の説明】

１ 三相交流電源 ２ 整流器 ４ インバータ ５ 整流器用変圧器 ５０ ２脚鉄心 ５０１ 鉄心脚 ５０２ 鉄心脚 ５１ 一次巻線 ５２ 一次巻線 ５３１ 分割二次巻線 ５３２ 分割二次巻線 ５４１ 分割二次巻線 ５４２ 分割二次巻線 ６ 整流器 ６１ 整流素子 ６２ 整流素子 ６１ 整流素子 ６２ 整流素子 ８１ 直流リード ８２ 直流リード ８１１ 接続リード ８１２ 接続リード ８１３ 接続リード ８１４ 接続リード ８２１ 接続リード ８２２ 接続リード ８２３ 接続リード ８２４ 接続リード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２脚鉄心の２本の鉄心脚のそれぞれに一次
   巻線と二次巻線とが設けられた整流器用変圧器と、これ
   ら２つの二次巻線にそれぞれ接続された整流素子からな
   る整流器とを備え、前記整流器用変圧器の一次巻線にイ
   ンバータで生成された高周波交流が入力され、整流器用
   変圧器で所定の電圧に降圧された低圧交流を前記整流器
   で全波整流して直流電力が得られる直流電源装置におい
   て、前記２本の鉄心脚それぞれの二次巻線を２つの分割
   二次巻線で構成し、それぞれの分割二次巻線に流れる電
   流の方向が逆になるように整流素子を接続して鉄心脚ご
   とに独立した変圧整流回路を構成してなることを特徴と
   する直流電源装置。
2. 【請求項２】一方の鉄心脚の１方の分割二次巻線の両方
   の端子をｕ₁ 、x₁、これと位相の順を合わせて他方の分
   割二次巻線の両方の端子をy₁、v₁としたとき、端子ｕ₁
   及びこれに接続される接続リードと端子ｖ₁ 及びこれに
   接続される接続リードとを直接対向して配置し、端子y₁
   及びこれに接続される接続リードと端子x₁及びこれに接
   続される接続リードとを直接対向して配置してなり、他
   方の鉄心脚の２つの分割二次巻線の端子及びその接続リ
   ードも前述の鉄心脚の分割二次巻線の端子及びその接続
   リードと同一構成としてなることを特徴とする請求項１
   記載の直流電源装置。
3. 【請求項３】幅面を共通の平面として平行配置され２本
   の平角導体からなる直流リードの前記平面に対して、２
   本の鉄心脚に共通な平面を直交させて整流器用変圧器を
   配置し、２本の鉄心脚のそれぞれの分割二次巻線のそれ
   ぞれの端子の引き出し位置を、前記２脚鉄心を挟んで対
   向させて配置してなることを特徴とする請求項１、又は
   ２記載の直流電源装置。
4. 【請求項４】幅面を共通の平面として平行配置された２
   本の直流リードの前記平面に対して、２本の鉄心脚に共
   通な平面を平行させて整流器用変圧器を配置し、それぞ
   れの鉄心脚のそれぞれの分割二次巻線の端子を、前記鉄
   心脚に共通な平面に平行な面に並べて配置してなること
   を特徴とする請求項１、又は２記載の直流電源装置。