JPH0937555A - 直流コンバータ装置 - Google Patents

直流コンバータ装置

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JPH0937555A
JPH0937555A JP7156437A JP15643795A JPH0937555A JP H0937555 A JPH0937555 A JP H0937555A JP 7156437 A JP7156437 A JP 7156437A JP 15643795 A JP15643795 A JP 15643795A JP H0937555 A JPH0937555 A JP H0937555A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な回路構成で入力力率の改善を図ると共
に直流コンバータ装置の小型化及び軽量化を図る。 【構成】 本発明の直流コンバータ装置では、ＭＯＳ-
ＦＥＴ５のオン・オフ動作により断続された電流がチョ
ークコイル１０の第１の巻線１０aに流れて第２の巻線
１０bに電圧が誘起され、ダイオードブリッジ２の整流
出力電圧とチョークコイル１０の第２の巻線１０bの誘
起電圧との和の電圧が平滑コンデンサ３に印加される。
これにより、交流周波数の１周期の広い範囲に亘り平滑
コンデンサ３を充電できる。このため、第１及び第２の
巻線１０a、１０bを有するチョークコイル１０を追加し
た程度の簡素な回路構成で入力力率の改善を図ることが
できる。また、チョークコイル１０は高周波で使用する
のでインダクタンスの小さい、小型でかつ軽量のもので
よい。したがって、直流コンバータ装置の小型化及び軽
量化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流コンバータ装置、特
に簡素な回路構成で交流入力の力率を改善した直流コン
バータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】商用交流電源等から供給される交流電力
を直流電力に変換する直流コンバータ装置は、従来から
電子機器及び電気機器の分野で広く用いられている。例
えば図２２に示す従来の直流コンバータ装置は、商用交
流電源０と、商用交流電源０にフィルタ回路１を介して
接続された整流回路としてのダイオードブリッジ２と、
ダイオードブリッジ２の出力端子に接続された平滑コン
デンサ３と、１次及び２次巻線４a、４bを有するトラン
ス４と、平滑コンデンサ３の両端に接続されたトランス
４の１次巻線４aとスイッチング素子としてのＭＯＳ-Ｆ
ＥＴ５との直列回路とを備えている。図２２の直流コン
バータ装置の動作は次の通りである。商用交流電源０か
らの交流入力はフィルタ回路１を通してダイオードブリ
ッジ２により全波整流される。ダイオードブリッジ２か
らの全波整流出力は平滑コンデンサ３により平滑され、
リプル成分を含む略直流の平滑コンデンサ３の両端の電
圧はトランス４の１次巻線４a及びＭＯＳ-ＦＥＴ５から
成る直列回路に印加される。このとき、ＭＯＳ-ＦＥＴ
５のゲート端子に制御信号ＶGを付与してＭＯＳ-ＦＥＴ
５をオン・オフ動作させることにより、平滑コンデンサ
３の両端の電圧がトランス４の１次巻線４aに断続的に
印加されると共に２次巻線４bに電圧が誘起される。ト
ランス４の２次巻線４bに誘起された電圧は、整流ダイ
オード６及び出力コンデンサ７から成る整流平滑回路に
より整流平滑され、出力端子８、９間に直流出力が発生
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２２に示
す従来の直流コンバータ装置では、商用交流電源０、フ
ィルタ回路１、ダイオードブリッジ２及び平滑コンデン
サ３により形成されるコンバータ入力部が所謂コンデン
サ入力型となっているため、図２３(Ｂ)に示すように交
流入力電流ＩINが図２３(Ａ)に示す交流入力電圧ＶINの
最大値付近でしか流れず、パルス状の交流入力電流波形
となる。したがって、交流入力の力率が０.５〜０.６程
度と低くなる欠点があった。交流入力の力率を改善する
には、例えば整流回路に十分にインダクタンスの大きい
チョークコイルを挿入すればよいが、チョークコイルが
大形でかつ重量が大きくなる欠点がある。また、最近で
は力率改善用の前置コンバータを設けて電子的に力率を
改善するアクティブコンバータ方式も提案されている
が、この方式は部品点数も多く、大型化、高価格化、相
互干渉等の欠点がある。
【０００４】そこで、本発明は簡素な回路構成で交流入
力の力率を改善できると共に小型でかつ軽量の直流コン
バータ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】「請求項１」に係る発明
の直流コンバータ装置は、交流電源と、該交流電源に接
続された整流回路と、該整流回路の出力端子に接続され
た平滑コンデンサと、複数の巻線を有するトランスと、
前記平滑コンデンサの両端に接続された前記トランスの
１次巻線とスイッチング素子との直列回路とを備え、前
記スイッチング素子をオン・オフ動作させることにより
前記トランスの２次巻線から整流平滑回路を介して直流
出力を取り出す。この直流コンバータ装置では、第１の
巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルを備え、該
チョークコイルの第１の巻線が前記トランスの１次巻線
とスイッチング素子との直列回路中に直列に接続され、
前記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前記
平滑コンデンサとの間に接続されている。「請求項２」
に係る発明の直流コンバータ装置では、前記チョークコ
イルの第２の巻線と直列に整流素子が接続されている。
「請求項３」に係る発明の直流コンバータ装置では、前
記チョークコイルの第２の巻線及び前記整流素子の接続
点と前記整流回路及び前記平滑コンデンサの接続点との
間に他の整流素子が接続されている。「請求項４」に係
る発明の直流コンバータ装置では、前記整流素子及び前
記平滑コンデンサの接続点と前記整流回路及び前記チョ
ークコイルの第２の巻線の接続点との間に他の整流素子
が接続されている。「請求項５」に係る発明の直流コン
バータ装置では、前記整流回路及び前記チョークコイル
の第２の巻線の接続点と前記整流回路及び前記他の整流
素子の接続点との間にコンデンサが接続されている。
【０００６】また、「請求項６」に係る発明の直流コン
バータ装置では、第１の巻線及び第２の巻線を有するチ
ョークコイルと、該チョークコイルの第１の巻線と直列
に接続されたコンデンサとを備え、直列に接続された前
記チョークコイルの第１の巻線及び前記コンデンサが前
記トランスの１次巻線と並列に接続され、前記チョーク
コイルの第２の巻線が前記整流回路と前記平滑コンデン
サとの間に接続されている。「請求項７」に係る発明の
直流コンバータ装置では、前記チョークコイルの第２の
巻線と直列に整流素子が接続されている。
【０００７】また、「請求項８」に係る発明の直流コン
バータ装置では、第１の巻線及び第２の巻線を有するチ
ョークコイルと、該チョークコイルの第１の巻線と直列
に接続された整流素子とを備え、直列に接続された前記
チョークコイルの第１の巻線及び前記整流素子が前記ト
ランスの１次巻線と並列に接続され、前記チョークコイ
ルの第２の巻線が前記整流回路と前記平滑コンデンサと
の間に接続されている。「請求項９」に係る発明の直流
コンバータ装置では、前記チョークコイルの第２の巻線
と直列に他の整流素子が接続されている。
【０００８】また、「請求項１０」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、第１の巻線及び第２の巻線を有する
チョークコイルを備え、該チョークコイルの第１の巻線
が前記トランスの２次巻線と前記整流平滑回路との間に
直列に接続され、前記チョークコイルの第２の巻線が前
記整流回路と前記平滑コンデンサとの間に接続されてい
る。「請求項１１」に係る発明の直流コンバータ装置で
は、前記チョークコイルの第２の巻線と直列に整流素子
が接続されている。
【０００９】また、「請求項１２」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された第１
及び第２の平滑コンデンサの直列回路と、前記第１及び
第２の平滑コンデンサの直列回路の接続点と前記交流電
源の一端との間に接続された切替手段と、複数の巻線を
有するトランスと、前記第１及び第２の平滑コンデンサ
の直列回路の両端に直列接続された前記トランスの１次
巻線及びスイッチング素子と、第１〜第３の巻線を有す
るチョークコイルとを備え、該チョークコイルの第１の
巻線が前記トランスの１次巻線とスイッチング素子との
直列回路中に直列に接続され、前記チョークコイルの第
２の巻線が前記整流回路の出力端子の一方と前記第１の
平滑コンデンサとの間に接続され、前記チョークコイル
の第３の巻線が前記整流回路の出力端子の他方と前記第
２の平滑コンデンサとの間に接続されている。「請求項
１３」に係る発明の直流コンバータ装置では、前記チョ
ークコイルの第２の巻線と直列に第１の整流素子が接続
され、前記チョークコイルの第３の巻線と直列に第２の
整流素子が接続されている。「請求項１４」に係る発明
の直流コンバータ装置では、前記チョークコイルの第２
の巻線及び前記第１の整流素子の接続点と前記第１及び
第２の平滑コンデンサの直列回路の接続点との間に第３
の整流素子が接続され、前記第１及び第２の平滑コンデ
ンサの直列回路の接続点と前記チョークコイルの第３の
巻線及び前記第２の整流素子の接続点との間に第４の整
流素子が接続されている。「請求項１５」に係る発明の
直流コンバータ装置では、前記整流回路及び前記チョー
クコイルの第２の巻線の接続点と前記整流回路及び前記
チョークコイルの第３の巻線の接続点との間にコンデン
サが接続されている。「請求項１６」に係る発明の直流
コンバータ装置では、前記整流回路及び前記チョークコ
イルの第２の巻線の接続点と前記切替手段との間に第１
のコンデンサが接続され、前記切替手段と前記整流回路
及び前記チョークコイルの第３の巻線の接続点との間に
第２のコンデンサが接続されている。
【００１０】また、「請求項１７」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑
コンデンサと、該平滑コンデンサの両端に接続された第
１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記第１
及び第２のスイッチング素子の直列回路と並列に接続さ
れた第１及び第２のハーフブリッジ用コンデンサの直列
回路と、複数の巻線を有するトランスと、前記第１及び
第２のスイッチング素子の直列回路の接続点と前記第１
及び第２のハーフブリッジ用コンデンサの直列回路の接
続点との間に接続された前記トランスの１次巻線とを備
え、前記第１及び第２のスイッチング素子をオン・オフ
動作させることにより前記トランスの２次巻線から整流
平滑回路を介して直流出力を取り出す。この直流コンバ
ータ装置では、第１及び第２の巻線の各々を有する第１
及び第２のチョークコイルを備え、前記第１のチョーク
コイルの第１の巻線が前記第１のスイッチング素子と直
列に接続され、前記第２のチョークコイルの第１の巻線
が前記第２のスイッチング素子と直列に接続され、前記
第１のチョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前
記平滑コンデンサとの間に接続され、前記第２のチョー
クコイルの第２の巻線が前記第１のチョークコイルの第
２の巻線と並列に接続されている。「請求項１８」に係
る発明の直流コンバータ装置では、前記第１のチョーク
コイルの第２の巻線と直列に第１の整流素子が接続さ
れ、前記第２のチョークコイルの第２の巻線と直列に第
２の整流素子が接続されている。
【００１１】また、「請求項１９」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑
コンデンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平
滑コンデンサの両端に接続された前記トランスの第１の
１次巻線及び第１のスイッチング素子の直列回路と、前
記平滑コンデンサの両端に接続された前記トランスの第
２の１次巻線及び第２のスイッチング素子の直列回路と
を備え、前記第１及び第２のスイッチング素子をオン・
オフ動作させることにより前記トランスの２次巻線から
整流平滑回路を介して直流出力を取り出す。この直流コ
ンバータ装置では、第１及び第２の巻線の各々を有する
第１及び第２のチョークコイルを備え、前記第１のチョ
ークコイルの第１の巻線が前記トランスの第１の１次巻
線及び前記第１のスイッチング素子と直列に接続され、
前記第２のチョークコイルの第１の巻線が前記トランス
の第２の１次巻線及び前記第２のスイッチング素子と直
列に接続され、前記第１のチョークコイルの第２の巻線
が前記整流回路と前記平滑コンデンサとの間に接続さ
れ、前記第２のチョークコイルの第２の巻線が前記第１
のチョークコイルの第２の巻線と並列に接続されてい
る。「請求項２０」に係る発明の直流コンバータ装置で
は、前記第１のチョークコイルの第２の巻線と直列に第
１の整流素子が接続され、前記第２のチョークコイルの
第２の巻線と直列に第２の整流素子が接続されている。
【００１２】また、「請求項２１」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑
コンデンサと、該平滑コンデンサの両端に接続された第
１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記第１
及び第２のスイッチング素子の直列回路と並列に接続さ
れた第１及び第２の電流共振用コンデンサの直列回路
と、複数の巻線を有するトランスと、前記第１及び第２
のスイッチング素子の直列回路の接続点と前記第１及び
第２の電流共振用コンデンサの直列回路の接続点との間
に接続された前記トランスの１次巻線と、前記第１及び
第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第
１及び第２の電圧共振用コンデンサとを備え、前記第１
及び第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させるこ
とにより前記トランスの２次巻線から整流平滑回路を介
して直流出力を取り出す。この直流コンバータ装置で
は、第１及び第２の巻線の各々を有する第１及び第２の
チョークコイルと、第１の方向の電流を許容する向きに
前記第１のチョークコイルの第１の巻線と直列に接続さ
れた第１の整流素子と、第２の方向の電流を許容する向
きに前記第２のチョークコイルの第１の巻線と直列に接
続された第２の整流素子とを備え、前記第１のチョーク
コイルの第１の巻線及び前記第１の整流素子の直列回路
が前記トランスの１次巻線と直列に接続され、前記第２
のチョークコイルの第１の巻線及び前記第２の整流素子
の直列回路が前記第１のチョークコイルの第１の巻線及
び前記第１の整流素子の直列回路と並列に接続され、前
記第１のチョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と
前記平滑コンデンサとの間に接続され、前記第２のチョ
ークコイルの第２の巻線が前記第１のチョークコイルの
第２の巻線と並列に接続されている。「請求項２２」に
係る発明の直流コンバータ装置では、前記第１のチョー
クコイルの第２の巻線と直列に第３の整流素子が接続さ
れ、前記第２のチョークコイルの第２の巻線と直列に第
４の整流素子が接続されている。
【００１３】また、「請求項２３」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑
コンデンサと、該平滑コンデンサの両端に直列に接続さ
れた第１及び第２のスイッチング素子と、複数の巻線を
有するトランスと、前記第１及び第２のスイッチング素
子の各々に対して直列に接続された前記トランスの１次
巻線及び電流共振用コンデンサとを備え、前記第１及び
第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させることに
より前記トランスの２次巻線から整流平滑回路を介して
直流出力を取り出す。この直流コンバータ装置では、第
１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルを備
え、該チョークコイルの第１の巻線が前記第１及び第２
のスイッチング素子の直列回路中に直列に接続され、前
記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前記平
滑コンデンサとの間に接続されている。「請求項２４」
に係る発明の直流コンバータ装置では、前記第１及び第
２のスイッチング素子の各々と並列に第１及び第２の電
圧共振用コンデンサが接続されている。「請求項２５」
に係る発明の直流コンバータ装置では、前記チョークコ
イルの第２の巻線と直列に整流素子が接続されている。
「請求項２６」に係る発明の直流コンバータ装置では、
前記チョークコイルの第２の巻線及び前記整流素子の接
続点と前記整流回路及び前記平滑コンデンサの接続点と
の間に他の整流素子が接続されている。
【００１４】また、「請求項２７」に係る発明の直流コ
ンバータ装置では、交流電源と、該交流電源に接続され
た整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された第１
及び第２の平滑コンデンサの直列回路と、前記第１及び
第２の平滑コンデンサの直列回路の接続点と前記交流電
源の一端との間に接続された切替手段と、前記第１及び
第２の平滑コンデンサの直列回路の両端に直列に接続さ
れた第１及び第２のスイッチング素子と、複数の巻線を
有するトランスと、前記第１及び第２のスイッチング素
子の各々に対して直列に接続された前記トランスの１次
巻線及び電流共振用コンデンサとを備え、前記スイッチ
ング素子をオン・オフ動作させることにより前記トラン
スの２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り
出す。この直流コンバータ装置では、第１〜第３の巻線
を有するチョークコイルを備え、該チョークコイルの第
１の巻線が前記第１及び第２のスイッチング素子の直列
回路中に直列に接続され、前記チョークコイルの第２の
巻線が前記整流回路の出力端子の一方と前記第１の平滑
コンデンサとの間に接続され、前記チョークコイルの第
３の巻線が前記整流回路の出力端子の他方と前記第２の
平滑コンデンサとの間に接続されている。「請求項２
８」に係る発明の直流コンバータ装置では、前記第１及
び第２のスイッチング素子の各々と並列に第１及び第２
の電圧共振用コンデンサが接続されている。「請求項２
９」に係る発明の直流コンバータ装置では、前記チョー
クコイルの第２の巻線と直列に第１の整流素子が接続さ
れ、前記チョークコイルの第３の巻線と直列に第２の整
流素子が接続されている。「請求項３０」に係る発明の
直流コンバータ装置では、前記チョークコイルの第２の
巻線及び前記第１の整流素子の接続点と前記第１及び第
２の平滑コンデンサの直列回路の接続点との間に第３の
整流素子が接続され、前記第１及び第２の平滑コンデン
サの直列回路の接続点と前記チョークコイルの第３の巻
線及び前記第２の整流素子の接続点との間に第４の整流
素子が接続されている。
【００１５】
【作用】スイッチング素子のオン・オフ動作により断続
された電流がチョークコイルの第１の巻線に流れると共
にチョークコイルの第２の巻線に電圧が誘起される。こ
のときに平滑コンデンサに印加される電圧は、整流回路
の整流出力電圧にチョークコイルの第２の巻線に誘起さ
れた電圧を重畳したものとなる。このため、整流回路の
整流出力電圧が平滑コンデンサの電圧よりも低い場合に
おいても、チョークコイルの第２の巻線に誘起された電
圧により平滑コンデンサに充電電流が流れるので、交流
周波数の１周期の広い範囲に亘り平滑コンデンサを充電
できる。これにより、交流入力電流波形が正弦波に近い
形状となるので、交流入力の力率が改善される。したが
って、第１及び第２の巻線を有するチョークコイルを追
加した程度の簡素な回路構成で直流コンバータ装置の交
流入力の力率を改善することができる。また、チョーク
コイルは交流電源の周波数より極めて高いスイッチング
素子のスイッチング周波数で使用するので、インダクタ
ンスの小さいものでよい。このため、小型でかつ軽量の
チョークコイルを使用できる。したがって、直流コンバ
ータ装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明による直流コンバータ装置の一
実施例を図１及び図２に基づいて説明する。但し、これ
らの図面では図２２及び図２３に示す箇所と実質的に同
一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施例の直流コンバータ装置は、図１に示すように、
第１の巻線１０a及び第２の巻線１０bを有するチョーク
コイル１０と、チョークコイル１０の第２の巻線１０b
と直列に接続される整流素子としてのダイオード１１と
を図２２の直流コンバータ装置に追加したものである。
チョークコイル１０の第１の巻線１０aは平滑コンデン
サ３とトランス４の１次巻線４aとの間に直列に接続さ
れ、チョークコイル１０の第２の巻線１０bはダイオー
ドブリッジ２の正側の出力ライン、即ちダイオードブリ
ッジ２の出力端子の一方と平滑コンデンサ３との間に接
続されている。その他の構成は、図２２の直流コンバー
タ装置と同一である。
【００１７】次に、図１に示す直流コンバータ装置の動
作について説明する。商用交流電源０からの交流入力は
フィルタ回路１を通してダイオードブリッジ２により全
波整流される。ダイオードブリッジ２からの全波整流出
力は、チョークコイル１０の第２の巻線１０b及びダイ
オード１１を通して平滑コンデンサ３に印加され、平滑
コンデンサ３が充電される。ＭＯＳ-ＦＥＴ５のゲート
端子に制御信号ＶGを付与してＭＯＳ-ＦＥＴ５をオン・
オフ動作させると、平滑コンデンサ３の両端の電圧がチ
ョークコイル１０の第１の巻線１０a及びトランス４の
１次巻線４aに断続的に印加され、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオ
ン状態からオフ状態になるときに２次巻線４bに電圧が
誘起される。トランス４の２次巻線４bの誘起電圧は、
整流ダイオード６及び出力コンデンサ７から成る整流平
滑回路により整流平滑され、出力端子８、９間に直流出
力が発生する。これと同時に、チョークコイル１０の第
１の巻線１０aに断続的に電流が流れて第２の巻線１０b
に交流電圧が誘起される。チョークコイル１０の第２の
巻線１０bに誘起された電圧はダイオード１１により整
流されて平滑コンデンサ３に印加され、平滑コンデンサ
３が充電される。したがって、このときに平滑コンデン
サ３に印加される電圧は、ダイオードブリッジ２の全波
整流出力電圧にチョークコイル１０の第２の巻線１０b
に誘起された電圧を重畳したものとなる。ここで、ＭＯ
Ｓ-ＦＥＴ５の制御信号ＶGの周波数は商用交流電源０の
商用周波数（５０〜６０Ｈz）より極めて高い（１００k
〜２００kＨz）ので、チョークコイル１０の第２の巻線
１０bに誘起される電圧は平滑コンデンサ３の両端の電
圧からダイオードブリッジ２の全波整流出力電圧を差し
引いた電圧よりも大きくなる。このため、ダイオードブ
リッジ２の全波整流出力電圧が平滑コンデンサ３の両端
の電圧よりも低い場合においても、チョークコイル１０
の第２の巻線１０bに誘起される電圧により平滑コンデ
ンサ３に充電電流が流れる。これにより、商用周波数の
１周期の広い範囲に亘り平滑コンデンサ３を充電するこ
とができる。このときの交流入力電圧ＶIN及び交流入力
電流ＩINの各波形を図２(Ａ)及び(Ｂ)にそれぞれ示す。
【００１８】図１の直流コンバータ装置では、図２(Ｂ)
に示すように交流入力電流ＩINの波形が図２(Ａ)に示す
交流入力電圧ＶINの正弦波形に近くなるので、交流入力
の力率が改善される。また、チョークコイル１０は１０
０k〜２００kＨz程度の高周波で使用するので、インダ
クタンスの小さいものでよい。このため、小型、軽量で
かつ安価なチョークコイルを使用できる。したがって、
簡素な回路構成で、小型軽量かつ安価な直流コンバータ
装置を得ることができる。
【００１９】図１に示す直流コンバータ装置は変更が可
能である。例えば図３に示す直流コンバータ装置は、図
１の回路においてチョークコイル１０の第２の巻線１０
b及びダイオード１１の接続点とダイオードブリッジ２
の出力端子の他方及び平滑コンデンサ３の接続点との間
に他の整流素子としてのダイオード１６を接続したもの
である。図１の回路では、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオン状態
になったとき、チョークコイル１０の第２の巻線１０b
に誘起する電圧が平滑コンデンサ３の電圧に重畳してダ
イオード１１に逆方向電圧が印加されるため、ダイオー
ド１１には大きな耐圧が要求される。これに対して、図
３の回路ではＭＯＳ-ＦＥＴ５がオン状態になるときに
ダイオード１１に印加される逆方向のサージ電圧をダイ
オード１６によりバイパスさせることができるので、ダ
イオード１１に耐圧の低いものを使用できる利点があ
る。また、図４に示す直流コンバータ装置は、図１の回
路においてダイオード１１及び平滑コンデンサ３の接続
点とダイオードブリッジ２の出力端子の一方及びチョー
クコイル１０の第２の巻線１０bの接続点との間に他の
整流素子としてのダイオード１７を接続したものであ
る。図１の回路では、商用交流電源０の投入時にチョー
クコイル１０の第２の巻線１０bを介して平滑コンデン
サ３に突入電流が流れ、チョークコイル１０の第１の巻
線１０aに極めて大きな電圧が誘起される。このため、
チョークコイル１０の第１の巻線１０aの誘起電圧に起
因する平滑コンデンサ３への突入電流がＭＯＳ-ＦＥＴ
５に内蔵のダイオードに流れてＭＯＳ-ＦＥＴ５が破壊
される恐れがある。これに対して、図４の回路ではダイ
オードブリッジ２の全波整流出力電圧による電流もダイ
オード１７を介して平滑コンデンサ３に流れるので、突
入電流によるＭＯＳ-ＦＥＴ５の破壊を防止できる利点
がある。また、図５に示す直流コンバータ装置は、図３
の回路においてダイオードブリッジ２の出力端子の一方
及びチョークコイル１０の第２の巻線１０bの接続点と
ダイオードブリッジ２の出力端子の他方及びダイオード
１６の接続点との間にコンデンサ３４を接続したもので
ある。ここで、平滑コンデンサ３の両端電圧をＶC1、ト
ランス４の１次及び２次巻線４a、４bの各々の巻数をＰ
1、Ｓ1、チョークコイル１０の第１及び第２の巻線１０
a、１０bの各々の巻数をＮ1、Ｎ2、出力端子８、９間の
直流出力電圧をＶOUTとすると、図３の回路におけるＭ
ＯＳ-ＦＥＴ５のドレイン−ソース端子間の電圧ＶDSの
最大値は「数１」に示す値となる。
【数１】 これに対して、図５の回路におけるコンデンサ３４の両
端電圧ＶC2の最小値は、チョークコイル１０の第１の巻
線１０aのインダクタンスをＬN1、トランス４の１次巻
線４aのインダクタンスをＬP1とすると「数２」に示す
値となる。
【数２】 よって、図５の回路におけるＭＯＳ-ＦＥＴ５のドレイ
ン−ソース端子間の電圧ＶDSの最大値は「数３」に示す
値となる。
【数３】 したがって、図５の回路ではＭＯＳ-ＦＥＴ５のドレイ
ン−ソース端子間の電圧ＶDSの最大値が「数３」に示す
ように(Ｎ1／Ｎ2)・ＶC2の分だけ軽減されるので、図３
の回路に比して耐圧の低いＭＯＳ-ＦＥＴ５を使用でき
る利点がある。
【００２０】図６に本発明の直流コンバータ装置の第１
の変更実施例を示す。即ち、図１の実施例の回路におい
て、チョークコイル１０の第１の巻線１０aがトランス
４の１次巻線４aと直列に接続されているのに対して、
図６の実施例の回路では直列に接続されたチョークコイ
ル１０の第１の巻線１０a及びコンデンサ１２をトラン
ス４の１次巻線４aと並列に接続している。図６の回路
の動作は、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオン状態のとき、トラン
ス４の１次巻線４aに電流が流れると共にチョークコイ
ル１０の第１の巻線１０aを介してコンデンサ１２が充
電される。その後、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオフ状態になる
と、コンデンサ１２が放電してチョークコイル１０の第
１の巻線１０aに電流が流れ、第２の巻線１０bに電圧が
誘起されて第２の巻線１０b及びダイオード１１を介し
て平滑コンデンサ３に充電電流が流れる。これにより、
ダイオードブリッジ２からチョークコイル１０の第２の
巻線１０b及びダイオード１１を介して平滑コンデンサ
３へ流れる充電電流の急激な増加がコンデンサ１２の放
電により抑制されるので、平滑コンデンサ３への充電電
流が徐々に流れる。したがって、図６の回路においても
図１の回路と同様に商用周波数の１周期の広い範囲に亘
り平滑コンデンサ３を充電することができるので、交流
入力の力率が改善される。また、図６の回路においてコ
ンデンサ１２の電圧は平滑コンデンサ３の充電電流に左
右されるので、入力電圧の変化に対してチョークコイル
１０の第１の巻線１０aの印加電圧が自動的に調整され
る。したがって、図６の回路ではチョークコイル１０の
第２の巻線１０bの誘起電圧を入力電圧の変化に応じて
自動的に調整できる利点を有する。
【００２１】図７に本発明の直流コンバータ装置の第２
の変更実施例を示す。即ち、図７に示す実施例の回路
は、図６の回路におけるコンデンサ１２をダイオード１
３に置き換えたものである。図７の回路の動作は、ＭＯ
Ｓ-ＦＥＴ５がオン状態のとき、トランス４の１次巻線
４aに電流が流れると共にチョークコイル１０の第１の
巻線１０a及びダイオード１３に電流が流れる。その
後、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオフ状態になると、チョークコ
イル１０の第１の巻線１０aに流れていた電流が遮断さ
れて第２の巻線１０bに電圧が誘起され、第２の巻線１
０b及びダイオード１１を介して平滑コンデンサ３に充
電電流が流れる。これにより、ダイオードブリッジ２の
全波整流出力電圧が平滑コンデンサ３の両端の電圧より
も低い場合においても、チョークコイル１０の第２の巻
線１０bに誘起される電圧により平滑コンデンサ３に充
電電流が流れる。したがって、図７の回路においても図
１の回路と同様に商用周波数の１周期の広い範囲に亘り
平滑コンデンサ３を充電することができるので、交流入
力の力率が改善される。
【００２２】図８に本発明の直流コンバータ装置の第３
の変更実施例を示す。即ち、図８に示す実施例の回路
は、図１の回路において、トランス４の２次巻線４bの
巻回方向を逆にし、整流ダイオード６及び出力コンデン
サ７で構成された整流平滑回路に還流ダイオード１４及
び平滑リアクトル１５を追加してフライバック型からフ
ォワード型のコンバータに変更し、チョークコイル１０
の第１の巻線１０aの接続位置をトランス４の２次巻線
４bと整流ダイオード６との間に変更したものである。
よって、図８の回路の動作は、ＭＯＳ-ＦＥＴ５がオン
状態になると、トランス４の１次巻線４aに電流が流れ
て２次巻線４bに電圧が誘起され、チョークコイル１０
の第１の巻線１０aに電流が流れる。これと共に、トラ
ンス４の２次巻線４bの誘起電圧は、チョークコイル１
０の第１の巻線１０aを経て整流ダイオード６により整
流され、平滑リアクトル１５及び出力コンデンサ７によ
り平滑されて出力端子８、９間に直流出力が発生する。
また、還流ダイオード１４は平滑リアクトル１５に蓄積
されたエネルギを放電させる。その後、ＭＯＳ-ＦＥＴ
５がオフ状態になると、トランス４の１次巻線４aに流
れる電流が遮断されると共にチョークコイル１０の第１
の巻線１０aに流れる電流が遮断されて第２の巻線１０b
に電圧が誘起され、チョークコイル１０の第２の巻線１
０b及びダイオード１１を介して平滑コンデンサ３に充
電電流が流れる。これにより、ダイオードブリッジ２の
全波整流出力電圧が平滑コンデンサ３の両端の電圧より
も低い場合においてもチョークコイル１０の第２の巻線
１０bに誘起される電圧により、商用周波数の１周期の
広い範囲に亘って平滑コンデンサ３に充電電流を流すこ
とができる。このため、図８に示すフォワード型のコン
バータおいても図１に示すフライバック型のコンバータ
と同様に交流入力の力率が改善される。
【００２３】図９に本発明の直流コンバータ装置の第４
の変更実施例を示す。即ち、図９に示す実施例の回路
は、図１の回路における平滑コンデンサ３を第１及び第
２の平滑コンデンサ３a、３bに分割し、第１及び第２の
平滑コンデンサ３a、３bの接続点とダイオードブリッジ
２の入力端子との間に切替手段としての切替スイッチ１
８を接続し、チョークコイル１０の第２の巻線１０bを
ダイオードブリッジ２の出力端子の一方と第１の平滑コ
ンデンサ３aとの間に接続し、チョークコイル１０の第
１及び第２の巻線１０a、１０bに電磁結合された第３の
巻線１０cをダイオードブリッジ２の出力端子の他方と
第２の平滑コンデンサ３bとの間に接続し、チョークコ
イル１０の第２の巻線１０bと直列に第１の整流素子と
しての第１のダイオード１１aを接続し、チョークコイ
ル１０の第３の巻線１０cと直列に第２の整流素子とし
ての第２のダイオード１１bを接続し、チョークコイル
１０の第２の巻線１０b及び第１のダイオード１１aの接
続点と第１及び第２の平滑コンデンサ３a、３bの接続点
との間に第３の整流素子としての第３のダイオード１６
aを接続し、第１及び第２の平滑コンデンサ３a、３bの
接続点とチョークコイル１０の第３の巻線１０c及び第
２のダイオード１１bの接続点との間に第４の整流素子
としての第４のダイオード１６bを接続したものであ
る。図９の回路では、例えば商用交流電源０の電圧が１
００Ｖ系であるときに切替スイッチ１８を閉路状態にす
ると、ダイオードブリッジ２及び第１及び第２の平滑コ
ンデンサ３a、３bが倍電圧整流回路として動作し、商用
交流電源０の電圧が２００Ｖ系であるときに切替スイッ
チ１８を開路状態にすると、ダイオードブリッジ２及び
第１及び第２の平滑コンデンサ３a、３bが通常のコンデ
ンサ入力型ブリッジ整流回路として動作する。その他の
動作は図１の回路の動作と略同様である。このため、Ｍ
ＯＳ-ＦＥＴ５がオフ状態になるときにチョークコイル
１０の第２及び第３の巻線１０b、１０cに誘起される電
圧により、商用周波数の１周期の広い範囲に亘って第１
及び第２の平滑コンデンサ３a、３bに充電電流を流すこ
とができる。したがって、図９の回路においても図１の
回路と同様に交流入力の力率が改善される。更に、図９
に示す直流コンバータ装置は切替スイッチ１８の切替え
により、１００Ｖ系入力及び２００系入力のいずれでも
動作させることができる利点を有する。なお、図９に示
す実施例において、図１０に示すようにダイオードブリ
ッジ２及びチョークコイル１０の第２の巻線１０bの接
続点とダイオードブリッジ２及びチョークコイルの第３
の巻線の接続点との間にコンデンサ３４を接続した場合
は、図５に示す実施例と同様に耐圧の低いＭＯＳ-ＦＥ
Ｔ５を使用できる。また、図１１に示すようにダイオー
ドブリッジ２及びチョークコイル１０の第２の巻線１０
bの接続点と切替スイッチ１８との間に第１のコンデン
サ３４aを接続し、切替スイッチ１８とダイオードブリ
ッジ２及びチョークコイル１０の第３の巻線１０cの接
続点との間に第２のコンデンサ３４bを接続した場合に
おいても、図１０の場合と略同様の効果が得られる。
【００２４】また、本発明はハーフブリッジ型、センタ
ータップ型及び共振型等の他の直流コンバータ装置にも
適用できる。図１２〜図１４は、本発明をそれぞれハー
フブリッジ型、センタータップ型及び共振型のコンバー
タに適用した場合の実施例を示す。図１２〜図１４にお
いて、６a、６bは整流ダイオード、１９、２０は第１、
第２のスイッチング素子としての第１、第２のＭＯＳ-
ＦＥＴ、２１、２２は第１、第２のハーフブリッジ用コ
ンデンサ、２３、２４は第１及び第２のチョークコイ
ル、２３a、２３bは第１のチョークコイルの第１、第２
の巻線、２４a、２４bは第２のチョークコイルの第１、
第２の巻線、２５〜２８はダイオード、２９、３０は第
１、第２の電流共振用コンデンサ、３１、３２は第１、
第２の電圧共振用コンデンサを示し、図１３において、
４a、４cは第１、第２の１次巻線を示す。
【００２５】また、平滑コンデンサ３の両端に直列に第
１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、２０を接続し、第１
及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、２０の各々に対して直
列にトランス４の１次巻線４a及び電流共振用コンデン
サ３３を接続し、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、
２０の各々と並列に第１及び第２の電圧共振用コンデン
サ３１、３２を接続し、トランス４の２次巻線４bに整
流ダイオード６a、６b及び出力コンデンサ７から成る整
流平滑回路を接続して構成された共振型コンバータに対
して図３に示す実施例と略同様な変更を行なった場合の
実施例を図１５に示す。図１５の回路の動作は、第１及
び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、２０を交互にオン・オフ
動作させると、トランス４内の漏洩インダクタンスと電
流共振用コンデンサ３３との共振作用によりトランス４
の１次巻線４aに正弦波状の共振電流が流れる。第１及
び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、２０のターンオフ時に
は、トランス４の１次巻線４aと第１及び第２の電圧共
振用コンデンサ３１、３２とが電圧共振して第１及び第
２のＭＯＳ-ＦＥＴ１９、２０の両端に正弦波状の共振
電圧が発生する。トランス４の１次巻線４aに流れる電
流により２次巻線４bに電圧が誘起され、この誘起電圧
は整流ダイオード６a、６b及び出力コンデンサ７から成
る整流平滑回路により整流平滑されて出力端子８、９間
に直流出力が発生する。これと同時に、チョークコイル
１０の第１の巻線１０aに断続的に電流が流れて第２の
巻線１０bに交流電圧が誘起される。チョークコイル１
０の第２の巻線１０bに誘起された交流電圧はダイオー
ド１１により整流されて平滑コンデンサ３に印加され、
平滑コンデンサ３が充電される。したがって、このとき
に平滑コンデンサ３に印加される電圧は、ダイオードブ
リッジ２の全波整流出力電圧にチョークコイル１０の第
２の巻線１０bに誘起された電圧を重畳したものとな
る。このため、図１５の回路においても商用周波数の１
周期の広い範囲に亘って平滑コンデンサ３に充電電流を
流すことができ、図１６(Ｂ)に示すように交流入力電流
ＩINの波形が図１６(Ａ)に示す交流入力電圧ＶINの正弦
波形に近くなるので、図１の回路と同様に交流入力の力
率が改善される。また、第１のＭＯＳ-ＦＥＴ１９がオ
ン状態になるときにダイオード１１に印加される逆方向
のサージ電圧がダイオード１６によりバイパスされるの
で、図３の回路と同様にダイオード１１に耐圧の低いも
のを使用できる利点がある。
【００２６】更に、図１５の回路において図９に示す実
施例と略同様の変更を行なった場合の実施例を図１７に
示す。図１７の回路では図９に示す実施例と同様に、例
えば商用交流電源０の電圧が１００Ｖ系であるときに切
替スイッチ１８を閉路状態にすると、ダイオードブリッ
ジ２及び第１及び第２の平滑コンデンサ３a、３bが倍電
圧整流回路として動作し、商用交流電源０の電圧が２０
０Ｖ系であるときに切替スイッチ１８を開路状態にする
と、ダイオードブリッジ２及び第１及び第２の平滑コン
デンサ３a、３bが通常のコンデンサ入力型ブリッジ整流
回路として動作する。その他の動作は図１３の回路の動
作と略同様である。このため、チョークコイル１０の第
２及び第３の巻線１０b、１０cに誘起される電圧によ
り、商用周波数の１周期の広い範囲に亘って第１及び第
２の平滑コンデンサ３a、３bに充電電流を流すことがで
きる。したがって、図１７の回路においても図１３の回
路と同様に交流入力の力率が改善される。更に、図１７
に示す直流コンバータ装置は図９に示す実施例と同様
に、切替スイッチ１８を商用交流電源０の電圧に応じて
切替えることにより、１００Ｖ系入力及び２００系入力
のいずれでも動作させることができる利点を有する。
【００２７】以上の通り、図６〜図１７に示す各実施例
においても、図１に示す実施例と同様に複数の巻線を有
するチョークコイル１０（２３、２４）を追加した程度
の簡素な回路構成で交流入力の力率を改善することがで
きる。また、図６〜図１７に示す各実施例のチョークコ
イル１０（２３、２４）は図１に示す実施例と同様にイ
ンダクタンスの小さなものでよいので、小型、軽量でか
つ安価なチョークコイルを使用できる。したがって、図
１に示す実施例と同様に小型軽量かつ安価な直流コンバ
ータ装置を得ることができる。
【００２８】本発明の実施態様は前記の各実施例に限定
されず、更に種々の変更が可能である。例えば、図１、
図６〜図９、図１２〜図１５及び図１７に示す各実施例
においてダイオードブリッジ２を高速ダイオードで構成
した場合には、ダイオード１１、１１a、１１b、２５、
２６を省略することができる。図９、図１５及び図１７
に示す各実施例では、ダイオード１６、１６a、１６bも
省略することができる。図１に示す実施例において、ダ
イオードブリッジ２を高速ダイオードで構成してダイオ
ード１１を省略した例を図１８に示す。また、図６〜図
８及び図１２〜図１４に示す各実施例において、図３又
は図４に示す実施例と同様にダイオード１６又はダイオ
ード１７を追加して、図３又は図４に示す実施例と同等
の効果を得ることができる。また、図１、図３〜図５、
図９〜図１１及び図１８に示す各実施例ではチョークコ
イル１０の第１の巻線１０aを平滑コンデンサ３とトラ
ンス４の１次巻線４aとの間に直列に接続した例を示し
たが、ＭＯＳ-ＦＥＴ５と平滑コンデンサ３との間又は
トランス４の１次巻線４aとＭＯＳ-ＦＥＴ５との間に直
列にチョークコイル１０の第１の巻線１０aを接続して
もよい。また、図１５及び図１７に示す各実施例ではチ
ョークコイル１０の第１の巻線１０aを平滑コンデンサ
３と第１のＭＯＳ-ＦＥＴ１９との間に直列に接続した
例を示したが、第１のＭＯＳ-ＦＥＴ１９と第２のＭＯ
Ｓ-ＦＥＴ２０との間又は第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２０と平
滑コンデンサ３との間に直列にチョークコイル１０の第
１の巻線１０aを接続してもよい。また、図１、図３〜
図８、図１５及び図１８に示す各実施例において、ダイ
オードブリッジ２の負側の出力ライン、即ちダイオード
ブリッジ２の出力端子の他方と平滑コンデンサ３との間
にチョークコイル１０の第２の巻線１０bを接続しても
よい。これと同様に、図１２〜図１４に示す各実施例に
おいて、ダイオードブリッジ２の負側の出力ライン、即
ちダイオードブリッジ２の出力端子の他方と平滑コンデ
ンサ３との間に第１及び第２のチョークコイル２３、２
４の各々の第２の巻線２３b、２４bを接続してもよい。
図１９は図３に示す実施例においてチョークコイル１０
の第２の巻線１０b及びダイオード１１をダイオードブ
リッジ２の負側の出力ラインに接続した例を示し、図２
０は図３に示す実施例においてチョークコイル１０の第
２の巻線１０b及びダイオード１１をダイオードブリッ
ジ２の負側の出力ラインに接続すると共にチョークコイ
ル１０の第１の巻線１０aをＭＯＳ-ＦＥＴ５と平滑コン
デンサ３との間に直列に接続した例を示し、図２１は図
３に示す実施例においてチョークコイル１０の第２の巻
線１０b及びダイオード１１をダイオードブリッジ２の
負側の出力ラインに接続すると共にチョークコイル１０
の第１の巻線１０aをトランス４の１次巻線４aとＭＯＳ
-ＦＥＴ５との間に直列に接続した例を示す。また、上
記の各実施例におけるＭＯＳ-ＦＥＴ５のゲート端子に
付与する制御信号ＶGの制御方式は、周波数一定のＰＷ
Ｍ（パルス幅変調）制御、周波数可変のＰＦＭ（パルス
周波数変調）制御又はその他の制御方式のいずれでもよ
い。また、上記の各実施例におけるチョークコイル１０
（２３、２４）は空隙を有する磁心に複数の巻線が巻回
されたトランスでもよい。更に、上記の各実施例ではス
イッチング素子としてＭＯＳ-ＦＥＴを使用した例を示
したが、バイポーラ形トランジスタ、接合型ＦＥＴ（Ｊ
-ＦＥＴ）、ＳＣＲ（逆阻止３端子サイリスタ）等の他
のスイッチング素子を使用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、第１及び第２の巻線を
有するチョークコイルを追加した程度の簡素な回路構成
で交流入力の力率を改善できるので、力率改善用の前置
コンバータは不要である。このため、回路構成が簡素で
部品点数が少なく、小型、軽量でかつ安価な直流コンバ
ータ装置を得ることができる。また、力率改善用の前置
コンバータを使用しないので、スイッチング素子及び前
置コンバータ間の相互干渉が発生しない利点がある。ま
た、小型、軽量でかつ安価なチョークコイルを使用でき
るので、チョークコイルを小型軽量化して直流コンバー
タ装置の小型化、軽量化及び低価格化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す直流コンバータ装置
の電気回路図
【図２】 図１の回路の交流入力電圧ＶIN及び交流入力
電流ＩINを示す波形図
【図３】 図１の直流コンバータ装置の変更実施例を示
す電気回路図
【図４】 図１の直流コンバータ装置の他の変更実施例
を示す電気回路図
【図５】 図３の直流コンバータ装置の変更実施例を示
す電気回路図
【図６】 本発明の第１の変更実施例を示す直流コンバ
ータ装置の電気回路図
【図７】 本発明の第２の変更実施例を示す直流コンバ
ータ装置の電気回路図
【図８】 本発明の第３の変更実施例を示す直流コンバ
ータ装置の電気回路図
【図９】 本発明の第４の変更実施例を示す直流コンバ
ータ装置の電気回路図
【図１０】 図９の直流コンバータ装置の変更実施例を
示す電気回路図
【図１１】 図９の直流コンバータ装置の他の変更実施
例を示す電気回路図
【図１２】 本発明の直流コンバータ装置をハーフブリ
ッジ型コンバータに適用した例を示す電気回路図
【図１３】 本発明の直流コンバータ装置をセンタータ
ップ型コンバータに適用した例を示す電気回路図
【図１４】 本発明の直流コンバータ装置を共振型コン
バータに適用した例を示す電気回路図
【図１５】 図３の回路と同様の変更を行なった共振型
コンバータの実施例を示す電気回路図
【図１６】 図１５の回路の交流入力電圧ＶIN及び交流
入力電流ＩINを示す波形図
【図１７】 図９の回路と同様の変更を行なった共振型
コンバータの実施例を示す電気回路図
【図１８】 図１の回路のダイオードブリッジを高速ダ
イオードブリッジに変更した例を示す電気回路図
【図１９】 図３の回路の第１の変更例を示す電気回路
図
【図２０】 図３の回路の第２の変更例を示す電気回路
図
【図２１】 図３の回路の第３の変更例を示す電気回路
図
【図２２】 直流コンバータ装置の従来例を示す電気回
路図
【図２３】 図２２の回路の交流入力電圧ＶIN及び交流
入力電流ＩINを示す波形図
【符号の説明】
０．．．交流電源、１．．．フィルタ回路、２．．．ダ
イオードブリッジ（整流回路）、３．．．平滑コンデン
サ、４．．．トランス、４a．．．１次巻線、４b．．．
２次巻線、５．．．ＭＯＳ-ＦＥＴ（スイッチング素
子）、６．．．整流ダイオード、７．．．出力コンデン
サ、８，９．．．出力端子、１０．．．チョークコイ
ル、１０a．．．第１の巻線、１０b．．．第２の巻線、
１０c．．．第３の巻線、１１，１３．．．ダイオード
（整流素子）、１２，３４．．．コンデンサ、１
４．．．還流ダイオード、１５．．．平滑リアクトル、
１６，１７．．．ダイオード（他の整流素子）、１
８．．．切替スイッチ（切替手段）、１９，２０．．．
第１，第２のＭＯＳ-ＦＥＴ（第１，第２のスイッチン
グ素子）、２１，２２．．．第１，第２のハーフブリッ
ジ用コンデンサ、２３．．．第１のチョークコイル、２
３a．．．第１の巻線、２３b．．．第２の巻線、２
４．．．第２のチョークコイル、２４a．．．第１の巻
線、２４b．．．第２の巻線、２５〜２８．．．ダイオ
ード、２９，３０．．．第１，第２の電流共振用コンデ
ンサ、３１，３２．．．第１，第２の電圧共振用コンデ
ンサ、３３．．．電流共振用コンデンサ

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電源と、該交流電源に接続された整
    流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コン
    デンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平滑コ
    ンデンサの両端に接続された前記トランスの１次巻線と
    スイッチング素子との直列回路とを備え、前記スイッチ
    ング素子をオン・オフ動作させることにより前記トラン
    スの２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り
    出す直流コンバータ装置において、 第１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルを備
    え、該チョークコイルの第１の巻線が前記トランスの１
    次巻線とスイッチング素子との直列回路中に直列に接続
    され、前記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路
    と前記平滑コンデンサとの間に接続されたことを特徴と
    する直流コンバータ装置。
  2. 【請求項２】 前記チョークコイルの第２の巻線と直列
    に整流素子が接続された「請求項１」に記載の直流コン
    バータ装置。
  3. 【請求項３】 前記チョークコイルの第２の巻線及び前
    記整流素子の接続点と前記整流回路及び前記平滑コンデ
    ンサの接続点との間に他の整流素子が接続された「請求
    項２」に記載の直流コンバータ装置。
  4. 【請求項４】 前記整流素子及び前記平滑コンデンサの
    接続点と前記整流回路及び前記チョークコイルの第２の
    巻線の接続点との間に他の整流素子が接続された「請求
    項２」に記載の直流コンバータ装置。
  5. 【請求項５】 前記整流回路及び前記チョークコイルの
    第２の巻線の接続点と前記整流回路及び前記他の整流素
    子の接続点との間にコンデンサが接続された「請求項
    ３」に記載の直流コンバータ装置。
  6. 【請求項６】 交流電源と、該交流電源に接続された整
    流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コン
    デンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平滑コ
    ンデンサの両端に接続された前記トランスの１次巻線と
    スイッチング素子との直列回路とを備え、前記スイッチ
    ング素子をオン・オフ動作させることにより前記トラン
    スの２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り
    出す直流コンバータ装置において、 第１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルと、
    該チョークコイルの第１の巻線と直列に接続されたコン
    デンサとを備え、直列に接続された前記チョークコイル
    の第１の巻線及び前記コンデンサが前記トランスの１次
    巻線と並列に接続され、前記チョークコイルの第２の巻
    線が前記整流回路と前記平滑コンデンサとの間に接続さ
    れたことを特徴とする直流コンバータ装置。
  7. 【請求項７】 前記チョークコイルの第２の巻線と直列
    に整流素子が接続された「請求項６」に記載の直流コン
    バータ装置。
  8. 【請求項８】 交流電源と、該交流電源に接続された整
    流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コン
    デンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平滑コ
    ンデンサの両端に接続された前記トランスの１次巻線と
    スイッチング素子との直列回路とを備え、前記スイッチ
    ング素子をオン・オフ動作させることにより前記トラン
    スの２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り
    出す直流コンバータ装置において、 第１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルと、
    該チョークコイルの第１の巻線と直列に接続された整流
    素子とを備え、直列に接続された前記チョークコイルの
    第１の巻線及び前記整流素子が前記トランスの１次巻線
    と並列に接続され、前記チョークコイルの第２の巻線が
    前記整流回路と前記平滑コンデンサとの間に接続された
    ことを特徴とする直流コンバータ装置。
  9. 【請求項９】 前記チョークコイルの第２の巻線と直列
    に他の整流素子が接続された「請求項８」に記載の直流
    コンバータ装置。
  10. 【請求項１０】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コ
    ンデンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平滑
    コンデンサの両端に接続された前記トランスの１次巻線
    とスイッチング素子との直列回路とを備え、前記スイッ
    チング素子をオン・オフ動作させることにより前記トラ
    ンスの２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取
    り出す直流コンバータ装置において、 第１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルを備
    え、該チョークコイルの第１の巻線が前記トランスの２
    次巻線と前記整流平滑回路との間に直列に接続され、前
    記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前記平
    滑コンデンサとの間に接続されたことを特徴とする直流
    コンバータ装置。
  11. 【請求項１１】 前記チョークコイルの第２の巻線と直
    列に整流素子が接続された「請求項１０」に記載の直流
    コンバータ装置。
  12. 【請求項１２】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された第１及
    び第２の平滑コンデンサの直列回路と、前記第１及び第
    ２の平滑コンデンサの直列回路の接続点と前記交流電源
    の一端との間に接続された切替手段と、複数の巻線を有
    するトランスと、前記第１及び第２の平滑コンデンサの
    直列回路の両端に直列接続された前記トランスの１次巻
    線及びスイッチング素子とを備え、前記スイッチング素
    子をオン・オフ動作させることにより前記トランスの２
    次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り出す直
    流コンバータ装置において、 第１〜第３の巻線を有するチョークコイルを備え、該チ
    ョークコイルの第１の巻線が前記トランスの１次巻線と
    スイッチング素子との直列回路中に直列に接続され、前
    記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路の出力端
    子の一方と前記第１の平滑コンデンサとの間に接続さ
    れ、前記チョークコイルの第３の巻線が前記整流回路の
    出力端子の他方と前記第２の平滑コンデンサとの間に接
    続されたことを特徴とする直流コンバータ装置。
  13. 【請求項１３】 前記チョークコイルの第２の巻線と直
    列に第１の整流素子が接続され、前記チョークコイルの
    第３の巻線と直列に第２の整流素子が接続された「請求
    項１２」に記載の直流コンバータ装置。
  14. 【請求項１４】 前記チョークコイルの第２の巻線及び
    前記第１の整流素子の接続点と前記第１及び第２の平滑
    コンデンサの直列回路の接続点との間に第３の整流素子
    が接続され、前記第１及び第２の平滑コンデンサの直列
    回路の接続点と前記チョークコイルの第３の巻線及び前
    記第２の整流素子の接続点との間に第４の整流素子が接
    続された「請求項１３」に記載の直流コンバータ装置。
  15. 【請求項１５】 前記整流回路及び前記チョークコイル
    の第２の巻線の接続点と前記整流回路及び前記チョーク
    コイルの第３の巻線の接続点との間にコンデンサが接続
    された「請求項１４」に記載の直流コンバータ装置。
  16. 【請求項１６】 前記整流回路及び前記チョークコイル
    の第２の巻線の接続点と前記切替手段との間に第１のコ
    ンデンサが接続され、前記切替手段と前記整流回路及び
    前記チョークコイルの第３の巻線の接続点との間に第２
    のコンデンサが接続された「請求項１４」に記載の直流
    コンバータ装置。
  17. 【請求項１７】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コ
    ンデンサと、該平滑コンデンサの両端に接続された第１
    及び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記第１及
    び第２のスイッチング素子の直列回路と並列に接続され
    た第１及び第２のハーフブリッジ用コンデンサの直列回
    路と、複数の巻線を有するトランスと、前記第１及び第
    ２のスイッチング素子の直列回路の接続点と前記第１及
    び第２のハーフブリッジ用コンデンサの直列回路の接続
    点との間に接続された前記トランスの１次巻線とを備
    え、前記第１及び第２のスイッチング素子をオン・オフ
    動作させることにより前記トランスの２次巻線から整流
    平滑回路を介して直流出力を取り出す直流コンバータ装
    置において、 第１及び第２の巻線の各々を有する第１及び第２のチョ
    ークコイルを備え、前記第１のチョークコイルの第１の
    巻線が前記第１のスイッチング素子と直列に接続され、
    前記第２のチョークコイルの第１の巻線が前記第２のス
    イッチング素子と直列に接続され、前記第１のチョーク
    コイルの第２の巻線が前記整流回路と前記平滑コンデン
    サとの間に接続され、前記第２のチョークコイルの第２
    の巻線が前記第１のチョークコイルの第２の巻線と並列
    に接続されたことを特徴とする直流コンバータ装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１のチョークコイルの第２の巻
    線と直列に第１の整流素子が接続され、前記第２のチョ
    ークコイルの第２の巻線と直列に第２の整流素子が接続
    された「請求項１７」に記載の直流コンバータ装置。
  19. 【請求項１９】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コ
    ンデンサと、複数の巻線を有するトランスと、前記平滑
    コンデンサの両端に接続された前記トランスの第１の１
    次巻線及び第１のスイッチング素子の直列回路と、前記
    平滑コンデンサの両端に接続された前記トランスの第２
    の１次巻線及び第２のスイッチング素子の直列回路とを
    備え、前記第１及び第２のスイッチング素子をオン・オ
    フ動作させることにより前記トランスの２次巻線から整
    流平滑回路を介して直流出力を取り出す直流コンバータ
    装置において、 第１及び第２の巻線の各々を有する第１及び第２のチョ
    ークコイルを備え、前記第１のチョークコイルの第１の
    巻線が前記トランスの第１の１次巻線及び前記第１のス
    イッチング素子と直列に接続され、前記第２のチョーク
    コイルの第１の巻線が前記トランスの第２の１次巻線及
    び前記第２のスイッチング素子と直列に接続され、前記
    第１のチョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前
    記平滑コンデンサとの間に接続され、前記第２のチョー
    クコイルの第２の巻線が前記第１のチョークコイルの第
    ２の巻線と並列に接続されたことを特徴とする直流コン
    バータ装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１のチョークコイルの第２の巻
    線と直列に第１の整流素子が接続され、前記第２のチョ
    ークコイルの第２の巻線と直列に第２の整流素子が接続
    された「請求項１９」に記載の直流コンバータ装置。
  21. 【請求項２１】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コ
    ンデンサと、該平滑コンデンサの両端に接続された第１
    及び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記第１及
    び第２のスイッチング素子の直列回路と並列に接続され
    た第１及び第２の電流共振用コンデンサの直列回路と、
    複数の巻線を有するトランスと、前記第１及び第２のス
    イッチング素子の直列回路の接続点と前記第１及び第２
    の電流共振用コンデンサの直列回路の接続点との間に接
    続された前記トランスの１次巻線と、前記第１及び第２
    のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１及
    び第２の電圧共振用コンデンサとを備え、前記第１及び
    第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させることに
    より前記トランスの２次巻線から整流平滑回路を介して
    直流出力を取り出す直流コンバータ装置において、 第１及び第２の巻線の各々を有する第１及び第２のチョ
    ークコイルと、第１の方向の電流を許容する向きに前記
    第１のチョークコイルの第１の巻線と直列に接続された
    第１の整流素子と、第２の方向の電流を許容する向きに
    前記第２のチョークコイルの第１の巻線と直列に接続さ
    れた第２の整流素子とを備え、前記第１のチョークコイ
    ルの第１の巻線及び前記第１の整流素子の直列回路が前
    記トランスの１次巻線と直列に接続され、前記第２のチ
    ョークコイルの第１の巻線及び前記第２の整流素子の直
    列回路が前記第１のチョークコイルの第１の巻線及び前
    記第１の整流素子の直列回路と並列に接続され、前記第
    １のチョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前記
    平滑コンデンサとの間に接続され、前記第２のチョーク
    コイルの第２の巻線が前記第１のチョークコイルの第２
    の巻線と並列に接続されたことを特徴とする直流コンバ
    ータ装置。
  22. 【請求項２２】 前記第１のチョークコイルの第２の巻
    線と直列に第３の整流素子が接続され、前記第２のチョ
    ークコイルの第２の巻線と直列に第４の整流素子が接続
    された「請求項２１」に記載の直流コンバータ装置。
  23. 【請求項２３】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された平滑コ
    ンデンサと、該平滑コンデンサの両端に直列に接続され
    た第１及び第２のスイッチング素子と、複数の巻線を有
    するトランスと、前記第１及び第２のスイッチング素子
    の各々に対して直列に接続された前記トランスの１次巻
    線及び電流共振用コンデンサとを備え、前記第１及び第
    ２のスイッチング素子をオン・オフ動作させることによ
    り前記トランスの２次巻線から整流平滑回路を介して直
    流出力を取り出す直流コンバータ装置において、 第１の巻線及び第２の巻線を有するチョークコイルを備
    え、該チョークコイルの第１の巻線が前記第１及び第２
    のスイッチング素子の直列回路中に直列に接続され、前
    記チョークコイルの第２の巻線が前記整流回路と前記平
    滑コンデンサとの間に接続されたことを特徴とする直流
    コンバータ装置。
  24. 【請求項２４】 前記第１及び第２のスイッチング素子
    の各々と並列に第１及び第２の電圧共振用コンデンサが
    接続された「請求項２３」に記載の直流コンバータ装
    置。
  25. 【請求項２５】 前記チョークコイルの第２の巻線と直
    列に整流素子が接続された「請求項２３」又は「請求項
    ２４」に記載の直流コンバータ装置。
  26. 【請求項２６】 前記チョークコイルの第２の巻線及び
    前記整流素子の接続点と前記整流回路及び前記平滑コン
    デンサの接続点との間に他の整流素子が接続された「請
    求項２５」に記載の直流コンバータ装置。
  27. 【請求項２７】 交流電源と、該交流電源に接続された
    整流回路と、該整流回路の出力端子に接続された第１及
    び第２の平滑コンデンサの直列回路と、前記第１及び第
    ２の平滑コンデンサの直列回路の接続点と前記交流電源
    の一端との間に接続された切替手段と、前記第１及び第
    ２の平滑コンデンサの直列回路の両端に直列に接続され
    た第１及び第２のスイッチング素子と、複数の巻線を有
    するトランスと、前記第１及び第２のスイッチング素子
    の各々に対して直列に接続された前記トランスの１次巻
    線及び電流共振用コンデンサとを備え、前記スイッチン
    グ素子をオン・オフ動作させることにより前記トランス
    の２次巻線から整流平滑回路を介して直流出力を取り出
    す直流コンバータ装置において、 第１〜第３の巻線を有するチョークコイルを備え、該チ
    ョークコイルの第１の巻線が前記第１及び第２のスイッ
    チング素子の直列回路中に直列に接続され、前記チョー
    クコイルの第２の巻線が前記整流回路の出力端子の一方
    と前記第１の平滑コンデンサとの間に接続され、前記チ
    ョークコイルの第３の巻線が前記整流回路の出力端子の
    他方と前記第２の平滑コンデンサとの間に接続されたこ
    とを特徴とする直流コンバータ装置。
  28. 【請求項２８】 前記第１及び第２のスイッチング素子
    の各々と並列に第１及び第２の電圧共振用コンデンサが
    接続された「請求項２７」に記載の直流コンバータ装
    置。
  29. 【請求項２９】 前記チョークコイルの第２の巻線と直
    列に第１の整流素子が接続され、前記チョークコイルの
    第３の巻線と直列に第２の整流素子が接続された「請求
    項２７」又は「請求項２８」に記載の直流コンバータ装
    置。
  30. 【請求項３０】 前記チョークコイルの第２の巻線及び
    前記第１の整流素子の接続点と前記第１及び第２の平滑
    コンデンサの直列回路の接続点との間に第３の整流素子
    が接続され、前記第１及び第２の平滑コンデンサの直列
    回路の接続点と前記チョークコイルの第３の巻線及び前
    記第２の整流素子の接続点との間に第４の整流素子が接
    続された「請求項２９」に記載の直流コンバータ装置。
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