特許 6229117 直流電源供給補償回路とそのモジュール体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6229117

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】直流電源供給補償回路とそのモジュール体

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/06 20060101AFI20171106BHJP

   H02M 7/04 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/06 A

   H02M7/04 A

【請求項の数】2

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2014-99991(P2014-99991)

(22)【出願日】2014年4月22日

(65)【公開番号】特開2015-208206(P2015-208206A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2016年5月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】505088330

【氏名又は名称】出川 三郎

(72)【発明者】

【氏名】出川 三郎

【審査官】 麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１３３３４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 出川 三郎，ＡＣアダプター用のノイズ吸収、欠落電流補充回路+CPM，[online]，２０１４年 ３月１６日，[平成29年4月28日検索]，インターネット，ＵＲＬ，http://www7b.biglobe.ne.jp/~degawa/product/current-supplement-cpm.pdf

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／０６

Ｈ０２Ｍ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＣアダプタの正極に接続される入力端子１に、第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２の直列体の一方を接続し、他方は、負荷に接続される出力端子３に接続し、第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２の直列体に並列に、第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４の直列体を接続し、該直列体の一方を入力端子１に、他方を出力端子３に接続すると共に、第１のコンデンサＣ１の正極（＋）に接続し、該コンデンサＣ１の負極（−）は、負荷に接続される出力端子４に接続し、前記第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４の直列体の中点から第２のコンデンサＣ２の正極（＋）に接続し、該コンデンサＣ２の負極（−）を負荷に接続される出力端子４に接続すると共に、前記出力端子３，４間に、第５の整流素子Ｄ５を接続したことを特徴とする直流電源供給補償回路。

【請求項2】

前記直流電源供給補償回路を絶縁ケースに封入し、一方の端子はＡＣアダプタの出力端子に、他方の端子は負荷に接続する端子を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の直流電源供給補償回路。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、ＡＣアダプタの直流出力に含まれる欠落電流を補填すると共に、負荷の変動に起因する過渡現象抑制機能を備えた直流電源供給保障回路及びそのモジュール体に関する。

【背景技術】

【0002】

電子・電気機器、パソコン、オーディオ機器等の電源には商用電源が多用されている。
これらはＡＣアダプタを介して電源が供給されるのが一般的である。
具体的には、図３に示すようにＡＣアダプタの交流入力端子０１，０２と、直流端子２１，２２を備える。その内部は、トランスＴ１、交流を直流に変換する回路（図示せず）を有し、負荷Ｌに接続されている。

【0003】

上記の回路において、トランスＴ１で直流出力電圧に応じて降圧され、次段の直流に変換する回路に接続される。当該回路では、一般的にはダイオードによる整流により直流にされる。なお、ＡＣアダプタの小型、軽量化、コスト低減の理由により、トランスレスとインバータ回路により、交流波形をパルス変換し降圧後、整流して直流出力するＡＣアダプタもある。いずれの方式にしても、整流した波形の平滑化に、コンデンサを使用する、コンデンサインプット回路が使用されている。

【0004】

上記ＡＣアダプタから出力された直流成分には、後述する電流の欠落が、交流の半サイクルごとに、数ミリセカンドの時間で発生する。さらに、インバータ回路を使用する場合にはその回路を介してノイズが発生している。

【0005】

ＡＣアダプタに接続された多くの電子・電気機器は、不都合なく動作するが、オーディオ機器では、ＡＣアダプタから供給される直流電流の欠落と、ノイズが再生音に影響を与え著しく品質が損なわれているのが現状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−２８８１８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように、ＡＣアダプタでは、コンデンサインプット回路に起因する約１０％の欠落電流が負荷に供給される。また、インバータ回路を使用する場合には、それによる高周波ノイズの発生、さらには整流回路内で発生する逆起電圧発生に対する対応、配線によるＬ成分及び当該Ｌ成分負荷で発生する逆起電圧に対する対策については全く考慮されていないので、特に再生音の品質を命とするオーディオ機器にとって解決すべき重大な課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明は、ＡＣアダプタの正極に接続される入力端子１に、第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２の直列体の一方を接続し、他方は、負荷に接続される出力端子３に接続し、第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２の直列体に並列に、第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４の直列体を接続し、該直列体の一方を入力端子１に、他方を出力端子３に接続すると共に、第１のコンデンサＣ１の正極（＋）に接続し、該コンデンサＣ１の負極（−）は、負荷に接続される出力端子４に接続し、前記第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４の直列体の中点から第２のコンデンサＣ２の正極（＋）に接続し、該コンデンサＣ２の負極（−）を負荷に接続される出力端子４に接続すると共に、前記出力端子３，４間に、第５の整流素子Ｄ５を接続したことを特徴とする直流電源供給補償回路である。

【0009】

請求項２に記載された発明は、前記直流電源供給補償回路を絶縁ケースに封入し、一方の端子はＡＣアダプタの出力端子に、他方の端子は負荷に接続する端子を備えたことを特徴とする直流電源供給補償回路のモジュール体である。

【発明の効果】

【0010】

本発明は上記のように構成したので、概略以下のような顕著な効果を奏する。
（１）ＡＣアダプタの直流出力は約１０％の欠落電流が含まれているが、本発明の回路モジュールによってＡＣアダプタの出力に含まれる欠落電流を補填することができる。
（２）同様に、ＡＣアダプタからの高周波ノイズも効果的に除去できる。
（３）負荷電流の変動で、特にＬ負荷においては、それによって発生した逆起電力が負極に重畳することなく正極側に回生でき、過度現象を抑制できる。
（４）上記３つの効果により、負荷がオーディオ機器の場合、欠落電流が無くなり、再生音が途切れることなく、高周波ノイズもないので、クリアな再生音が実現でき、また、過度現象が抑制されるので、切れのない低域と高域再生ができるなど、付加価値を高めた今までにない高品質の画期的なオーディオ機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本願発明の回路モジュール体の回路図である。

【図2】本願発明の回路モジュール体の接続概念図である。

【図3】ＡＣアダプタの概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図２は本願発明の回路モジュールが実際に使用される場合の、ＡＣアダプタと負荷との間に接続される形態を示す。交流電源に接続されたＡＣアダプタＡＤと、ＡＣアダプタの直流出力に接続される本願発明の回路モジュール体Ｍと、このモジュール体Ｍに接続された負荷Ｌとの接続概念図である。

【0013】

図１の破線で囲まれた部分が、本願発明の回路モジュール体Ｍであり、これら回路は絶縁ケース（図示せず）に封入さている。

【実施例】

【0014】

本願発明の実施例を図１に基づいて説明する。
破線で囲まれた回路ジュール体Ｍには、ＡＣアダプタの直流出力の正極（＋）と接続する入力端子１と、ＡＣアダプタの直流出力の負極（−）と接続する入力端子２と、負荷に接続する直流出力の正極（＋）端子３と、負極（−）端子４を備える。回路モジュール体Ｍの内部は、整流素子Ｄ１〜Ｄ５とコンデンサＣ１，Ｃ２で構成される。ここで、入力端子１と出力端子３を結ぶ配線を正極（＋）ライン、入力端子２と出力端子４を結ぶ配線を負極（−）ラインと呼称する。

【0015】

第１の整流素子Ｄ１に直列に第２の整流素子Ｄ２を接続し、第１の整流素子Ｄ１のアノード側を入力端子１に接続し、第２の整流素子Ｄ２のカソード側を出力端子３に接続する。

【0016】

第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２の直列体に第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４の直列体を並列接続する。第３の整流素子Ｄ３のアノード側を入力端子１に接続し、第４の整流素子Ｄ４のカソード側を出力端子３に接続する。第２の整流素子Ｄ２と第４の整流素子Ｄ４のカソード側接続点には第１のコンデンサＣ１の正極（＋）側を、該コンデンサＣ１の負極（−）側を、負極（−）ラインに接続する。

【0017】

第３の整流素子Ｄ３と第４整流素子Ｄ４の接続点に第２のコンデンサＣ２の正極（＋）側を、該コンデンサＣ２の負極（−）側を、負極（−）ラインに接続する。
第１のコンデンサＣ１に並列に第５の整流素子Ｄ５を接続する。

【0018】

上記回路の整流素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とコンデンサＣ１、Ｃ２、からなる構成によって、ＡＣアダプタから入力された、欠落電流の有る直流は整流素子Ｄ１Ｄ２を介して第１のコンデンサＣ１を充電する。一方、ＡＣアダプタから入力された、欠落電流の有る直流は整流素子Ｄ３を介して第１のコンデンサの容量よりも充分大きい第２のコンデンサを充電する。ここで欠落電流の有る直流が入力された時は、負荷への電流不足を、第２のコンデンサに充分充電された電荷が整流素子Ｄ４を介して負荷に電流を供給する。この作用によって、負荷Ｌには欠落電流が補償される。

【0019】

さらに、この回路の効果として、第１、第２のコンデンサとＣ１，Ｃ２と第３の整流素子Ｄ３からなる接続の構成によって、ＡＣアダプタからの直流に重畳された高周波ノイズおよびＡＣアダプタからの配線インダクタンスによるノイズもカットされる。

【0020】

次に、第１のコンデンサＣ１に並列接続された第５の整流素子Ｄ５の作用により、特にＬ負荷の消費電流の変動による逆起電力によって、第１のコンデンサＣ１に逆電圧が印加されるその間はコンデンサの極性が逆になってしまう現象を、整流素子Ｄ５で逆起電力をバイパスできる。

【産業上の利用可能性】

【0021】

本願発明の回路モジュールは、ＡＣアダプタを使用する機器のあらゆる機器に利用でき、高品質の直流を機器に供給できる。電子機器、電気機器、パソコン、オーディオ機器等に利用される。パソコン等はデジタル信号を扱っているので、電流の欠落が原因で誤動作を起こしかねないし、ハングアップの要因にもなる。家庭内の機器を無線でネットワークを組んでいる場合にも、これらの機器にＡＣアダプタを使用しているので、ノイズカットが有用となる。

【符号の説明】

【0022】

１ ＡＣアダプタの正極（＋）からの入力端子
２ ＡＣアダプタの負極（−）からの入力端子
３ 直流の正極（＋）出力端子
４ 直流の負極（−）出力端子
Ｍ 直流電源供給補償回路とそのモジュール体
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４、Ｄ５ 整流素子
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
ＡＤ ＡＣアダプタ
Ｌ 負荷
Ｔ トランス
ＡＣ／ＤＣ 交流直流変換回路

【図1】

【図2】

【図3】