JPH04163885A - ハロゲンランプ用電源装置 - 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〕 本発明はハロゲンランプ用電源装置に関するものである
。

〔発明の概要〕

第１の本発明によるハロゲンランプ用電源装置は、直流
電源と、その直流電源によって駆動される発振器と、そ
の発振器の発振出力がゲートに供給されてオンオフする
ＭＯＳ−ＦＥＴと、一次コイルにＭＯＳ−ＦＥＴの出力
電極が接続され、二次コイルにハロゲンランプが接続さ
れる出力トランスとを有することにより、ハロゲンラン
プの点燈開始時のラッシュ電流によってスイッチング素
子が破壊される虞がなく、且つ、レギュレーション特性
が良く、出力電圧の波高値が低く成るようにしたもので
ある。

第２の本発明によるハロゲンランプ用電源装置は、直流
電源と、その直流電源によって駆動される発振器と、そ
の発振器の発振出力がゲートに供給されて、交互にオン
オフする一対のＭＯＳ−ＦＥＴと、一次コイルに一対の
ＭＯＳ　−Ｆ　ＥＴの出力電極が接続され、二次コイル
にハロゲンランプが接続される出力トランスとを有する
ことにより、ハロゲンランプの点燈開始時のラッシュ電
流によってスイッチング素子が破壊される虞がなく、且
つ、レギュレーション特性が良く、出力電圧の波高値が
低く成るようにしたものである。

〔従来の技術〕

照明の世界では、明るさ一辺倒から、個性を持たせたス
ポット照明への移行が著しい。かかるスポット照明用の
光源として、ハロゲンランプがあり、これの市場は急速
に拡大しつつある。

以下に、第４図を参照して、かかるハロゲンランプ、特
に、低電圧ハロゲンランプに用いられる電源装置（俗に
電子トランスと呼称されている）の従来例を説明する。

この電源装置は、スイ・ノチング素子としてバイポーラ
トランジスタを用いた自励式ハーフブリッジ型電子トラ
ンスである。

１００Ｖの商用交流電圧をブリッジ型整流回路ＢＲによ
って整流すると共に、コンデンサＣ，Ｃ２の直列回路に
よって平滑又はノイズ除去して、直流電圧（平温又は脈
流）を得、これをコンデンサＣ１、Ｃ２、出力トランス
Ｔ、出力ハイポーラトランジスタＱ、　、０２等を含む
発振回路に供給する。かくして、出力トランジスタＱ、
　、Ｃ２は、発振回路の発振動作に応じて交互にオンオ
フする。

出力トランスＴは一次コイルａ及び二次コイルｂを有し
、二次コイルｂに出力された１０．５Ｖの交流電圧がハ
ロゲンランプＨＬに印加されるように成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来のハロゲンランプ用電源装置には次のような
欠点がある。ハロゲンランプの点燈開始時のラッシュ電
流は、定常電流の約１３倍にも達する。このため、ハロ
ゲンランプ用電源装置のスイッチング素子としてハ゛イ
ポーラトランジスタを使用した場合、できるだけ許容コ
レクタ電流の大きなものを使用しなけれならず、ある程
度許容コレクタ電流の大きなものを使用した場合でも、
ハロゲンランプに流れるラッシュ電流によっては、その
トランジスタが壊れる場合も多々あった。

又、従来の電源装置は自励型のため、第２図に示す如く
、レギュレーション特性が悪く、出力電圧が６Ｖ近くま
で低下すると、発振が停止してしうため、第３図Ｂに示
す如く、出力電圧の波高値が約２０Ｖに近くまで高く成
ってしまうと言う欠点があった。

かかる点に鑑み、ハロゲンランプの点燈開始時のラッシ
ュ電流によって、スイッチング素子が壊れる虞がな（、
且つ、レギュレーション特性が良く、出力電圧の波高値
を低くすることのできるハロゲンランプ用電源装置を提
案しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の本発明によるハロゲンランプ用電源装置は、直流
電源（５，６）と、その直流電源（５，６）とによって
駆動される発振器（１０ａ）と、その発振器（１０ａ）
の発振出力がゲートに供給されてオンオフするＭ　ＯＳ
　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）と、一次コイル（１７ａ）に
Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）の出力電極が接続さ
れ、二次コイル（１７ｂ）にハロゲンランプＨＬが接続
される出力トランス（１７）とを有するものである。

第２の本発明によるハロゲンランプ用電源装置は、直流
電源（５，６）と、その直流電源によって駆動される発
振器（１０ａ）と、その発振器（１０ａ）の発振出力が
ゲートに供給されて、交互にオンオフする一対のＭ　Ｏ
Ｓ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）、（１６）と、一次コイル
（１７ａ）に一対のＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）
、（１６）の出力電極が接続され、二次コイル（１７ｂ
）にハロゲンランプＨＬが接続される出力トランスとを
有するものである。

〔作用〕

かかる第１の本発明ハロゲンランプ用電源装置によれば
、Ｍ　ＯＳ　−ＦＥ　Ｔ　（１５）が、発振器（１０ａ
）によって常にオンオフせしめられ、出力トランス（１
７）の二次コイル（１７ｂ）に得られた交流電圧がハロ
ゲンランプＨＬに印加される。

第２の本発明ハロゲンランプ用電源装置によれば、一対
のＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）、（１６）が、発
振器（１０ａ）によって、常に交互にオンオフせしめら
れ、出力トランス（１７）の二次コイル（１７ｂ）に得
られた交流電圧がハロゲンランプＨＬに印加される。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明しよう。第１図Ａはハロゲンランプ用電源装置（電子
トランス）の全体の回路を示し、第１図Ｂは第１図への
発振回路の等価回路を示す。

入力端子（１）　、（２）からの１００Ｖの商用交流電
圧がサージアブソーバ（３）、ノイズフィルタ（４）を
通じてブリッジ型整流回路（５）に供給されて整流され
、その整流出力が平滑又はノイズ除去用コンデンサ（６
）に印加されて平滑又はノイズ除去される。しかして、
整流回路（５）の両端には、図において上側が正、下側
が負と成る１００■の直流電圧（平温又は脈流）が出力
される。

コンデンサ（５）の両端には、抵抗器（７）及びリミッ
タ兼定電圧素子としてのツェナーダイオード（８）の直
列回路が接続され、ツェナーダイオード（８）ノ両端に
ＩＩＶの直流電圧が出力されるようになされる。このツ
ェナーダイオード（８）の両端には、直流電圧保持用の
コンデンサ（その容量値は、例えば、４７０μＦ）（５
）が並列に接続される。このコンデンサ（６）の存在に
より、整流回路（５）からの直流電圧が一時的に低下し
たり、遮断されても、所定時間（例えば、４００ｍ５ｅ
ｃ）内は４Ｖ以上の直流電圧を保持することできる。従
って、発振器（１０ａ）が発振を停止する虞はないので
、調光器を用いて、交流電圧の流通角を制御して、ハロ
ゲンランプの明るさを調整することが可能と成る。

（１０）は発振回路で、これはＣＭＯＳから成るインバ
ータＩＣ（−例として、μＰＤ４０６６）に、外付は素
子としての抵抗器及びコンデンサを接続して構成したも
のであって、発振器（１０ａ）及びその出力側に並列的
に接続されたインバータ（３０）、（３１）から構成さ
れる。尚、この発振回路（１０）の具体的構成について
は後述する。

（１５）、（１６）はスイッチング素子としてのＮチャ
ンネルのパワーＭＯＳ−ＦＥＴであって、夫々のゲート
に供給される発振回路（１０）からの互いに逆相関係に
ある発振信号（正弦波又は矩形波）によって、交互にオ
ンオフされる。

（１７）は出力トランスで、その一次コイル（１７ａ）
の両端に、ＭＯＳ　−Ｆ　ＥＴ（１５）、（１６）の各
ドレインが夫々接続され、その二次コイル（１７ｂ）の
両端に、出力端子（１８）、（１９）を介してハロゲン
ランプＨＬが接続され、例えば、１０．５Ｖの交流電圧
が印加される。これらＭＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ（１５）、
（１６）及びトランス（１７）によって、プッシュプル
回路が構成される。そして、コンデンサ（６）の一端（
正側）が、このトランス（１７）の一次コイル（１７ａ
）の中点に接続され、コンデンサ（６）の他端（負側）
がＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）、（１６）の各ソ
ースに共通に接続される。

次に、第１図Ｂに示す発振回路（１０）の等価回路と、
ＭＯＳ−ＦＥＴ（１５）、（１６）のゲート側に夫々接
続された抵抗器（１２）、（１３）及びバイポーラトラ
ンジスタ（１１）、（Ｉ２）について説明する。

発振回路（１０）は、６個のＣＭＯＳインバータを備え
、その内の３個のインバータに、外付は素子を接続して
発振器（１０ａ）を構成すると共に、その出力側に、イ
ンバータ（３０）、（３１）を並列的に接続し、残りの
１個のインバータ（図示せず）は使用しない。

先ず、発振器（１０ａ）の構成に付いて説明する。

（２３）、（２６）及び（２７）は、夫々発振器（１０
ａ）を構成する３個のインバータである。入力端子（２
１）からのＩＩＶの直流電圧が抵抗器（２２）を通じて
インバータ（２３）の入力端子に印加される。インバー
タ（２３）の出力端子及び入力端子間にコンデンサ（２
４）が接続される。インバータ（２３）の出力端子が抵
抗器（２５）を通じて、インバータ（２６）の入力端子
に接続される。インバータ（２６）の出力端子がインバ
ータ（２７）の入力端子に接続される。インバータ（２
７）の出力端子及びインバータ（２６）の入力端子間に
抵抗器（２８）が接続される。インノ＼−タ（２７）の
出力端子及びインバータ（２３）の入力端子間に、抵抗
器（２９）が接続される。尚、抵抗器（２２）、（２５
）、（２８）、（２９）は夫々外付は抵抗器、（２４）
は外付はコンデンサである。

この発振器（１０ａ）において、インノ２−タ（２６）
、（２７）から出力される発振信号は、互いに逆相関係
にあることは当然である。しかして、インノ＼−タ（２
７）の出力を、ハソファとしてのインノ＼−タ（３０）
に供給すると共に、インバータ（２６）の出力をノλノ
ファとしてのインバータ（３１）に供給して、インノ＼
−タ（３０）、（３１）から夫々出力端子（３２）、（
３３）を導出する。

そして、出力端子（３２）を、を抵抗器（１３）を通し
て、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）のゲートに接続
する。ＰＮＰＮ凸形ポーラトランジスタ（１１）のベー
スを、出力端子（３２）に接続し、エミッタをＭＯＳ−
ＦＥＴ　（１５）のゲートに接続し、コレクタを整流回
路（５）の負側に接続する。又、出力端子（３３）を抵
抗器（１４）を通して、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１
９）のゲートに接続する。ＰＮＰＮ凸形ポーラトランジ
スタ（１２）のベースを出力端子（３３）に接続し、エ
ミ・ツタをＭＯＳ−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１６）のゲートに接
続し、コレクタを整流回路（５）の負側に接続する。

次に、この電源装置の抵抗器（１１）、（１２）及びト
ランジスタ（１１）、（１２）に関連する部分の動作説
明を行う。トランジスタ（１１）のベースに供給される
発振信号が立ち上がり、トランジスタ（１２）に供給さ
れる発振信号が立ち下がるときは、トランジスタ（１１
）はオフ、トランジスタ（１２）はオンと成り、抵抗器
（１３）の抵抗値及びＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５
）のゲート容量の値で決まる時定数を以て、その入力容
量が充電されると共に、トランジスタ（１２）のコレク
タ・エミッタ間の抵抗値及びＭＯＳ−ＦＥＴ（１６）の
ゲート容量の値で決まる時定数を以て、そのゲート容量
からの放電が行われる。

又、トランジスタ（１１）のベースに供給される発振信
号が立ち下がり、トランジスタ（１２）に供給される発
振信号が立ち上がるときは、トランジスタ（１１）はオ
ン、トランジスタ（１２）はオフと成り、トランジスタ
（１１）のコレクタ・エミ・フタ間の抵抗値及びＭ　Ｏ
Ｓ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　　（１５）のゲート容量の値で決ま
る時定数を以て、そのゲート容量からの放電が行われる
と共に、抵抗器（１４）の抵抗値及びＭＯＳ−Ｆ　Ｅ　
Ｔ　（１６）のゲート容量の値で決まる時定数を以て、
その入力容量が充電される。

この場合、抵抗器（１３）、（１４）の抵抗値を、例え
ば、３００Ω程度に選定しておくことにより、ＭＯＳ　
−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５）、（１６）のゲートに対するう
・ノシュ電流のレベルを抑制することができる。又、そ
の抵抗器（１３）、（１４）の抵抗値を変化させること
によって、ＭＯＳ−ＦＥＴ（１５）、（１６）のゲート
容量に対する充電時定数を任意に選定することができる
。しかして、このＭＯＳ−ＦＥＴ（１５）、（１６）の
ゲート容量に対する充電時定数によって、発振信号の立
ち上がりが遅延され、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（１５
）、（１６）が同時にオンと成って、同時にドレイン電
流が流れる（縦電流が流れる）虞はない。尚、トランジ
スタ（１２）、（１３）のオン時のコレクタ・エミッタ
間抵抗値は、抵抗器（１３）、（１４）の抵抗値に比べ
て遥かに小さく、従って、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（
１５）、（１６）のゲート容量に対する放電時定数は、
充電時定数に比べて遥かに小さい。

第２図に、この実施例の電源装置のレギュレーション特
性を示し、従来例に比べてレギュレーション特性が良く
、出力電圧が高く成っても、出力電流はそれ程低下せず
、発振が止まる虞はない。

又、第３図Ａに、この実施例の電源装置の出力電圧の瞬
時値を示し、第３図Ｂの従来例に比べて出力電圧の波高
値を低くすることができる。

実施例のプッシュプル型の電源装置と、従来例のハーブ
リッジ型電源装置とを比較すると、以下の表のように成
る。

′　　但し、Ｖｉは直流電源電圧、■はその平均電流、
Ｎはトランス（１７）の巻線比である。

〔発明の効果〕

上述せる本発明ハロゲンランプ用電源装置によれば、ス
イッチング素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを使用し、自励型
としているので、ハロゲンランプの点燈開始時のラッシ
ュ電流によって、スイッチング素子が壊れる虞がなく、
且つ、レギュレーション特性が良く、出力電圧の波高値
を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は実施例
及び従来例のレギュレーション特性を示す特性曲線図、
第３図は実施例及び従来例の出力電圧を示す波形図、第
４図は従来例を示す回路図である。 （５）は整流回路、（８）はツェナーダイオード、（９
）は直流電圧保持用コンデンサ、（１０）は発振回路、
（１０ａ）は発振器、（１１）、（１２）は夫々バイポ
ーラトランジスタ、（１３）、（１４）は夫々抵抗器、
（１５）、（１６）はＭＯＳ−ＦＥＴ、（１７）は出力
トランス、（１８）はハロゲンランプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流電源と、 該直流電源によって駆動される発振器と、 該発振器の発振出力がゲートに供給されてオンオフする
   ＭＯＳ−ＦＥＴと、 一次コイルに上記ＭＯＳ−ＦＥＴの出力電極が接続され
   、二次コイルにハロゲンランプが接続される出力トラン
   スとを有することを特徴とするハロゲンランプ用電源装
   置。 ２、直流電源と、 該直流電源によって駆動される発振器と、 該発振器の発振出力がゲートに供給されて、交互にオン
   オフする一対のＭＯＳ−ＦＥＴと、一次コイルに上記一
   対のＭＯＳ−ＦＥＴの出力電極が接続され、二次コイル
   にハロゲンランプが接続される出力トランスとを有する
   ことを特徴とするハロゲンランプ用電源装置。