JPH1172U

JPH1172U - 過渡現象保護回路

Info

Publication number: JPH1172U
Application number: JP009504U
Authority: JP
Inventors: アドリアヌスコルネリスマリアスホーフスフランシスカス
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 1999-06-08
Also published as: KR900011120A; EP0375020A2; US5095261A; EP0375020A3; KR0156909B1; JPH02223376A; DE68924636T2; GB2226195A; DE68924636D1; GB8829276D0; EP0375020B1

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体集積回路に加わる高電圧過渡電圧の影
響を簡単な回路で除去する。【解決手段】抵抗素子、電圧応答手段、過渡電流吸収
手段、スイッチモード電力変換器を有し、更にインダク
タとダイオードを具えて成る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は１対のＤ．Ｃ．電源供給ライン（１１，１２）を具えて成る回路配置であって、一方のＤ．Ｃ．電源供給ライン（１１）は、抵抗素子（Ｒ１）を介して電源より電流供給を受け、この抵抗素子（Ｒ１）は、過渡現象保護回路内に包含されるものであり、該過渡現象保護回路は、この他電圧応答素子と、過渡電流吸収手段とを有しており、この過渡現象保護回路は、スイッチモード電力変換器を有し、このスイッチモード電力変換器は、前記一方の電源供給ライン（１１）内に、インダクタ（Ｌ）と、その後にある第１ダイオード（Ｄ２）との直列接続を有し、この回路は、他方の電源供給ライン（１２）に結合されているコンデンサ（Ｃ１) に供給を行い、さらに前記電源供給ライン（１１）内のインダクタ（Ｌ）と第１ダイオード（Ｄ２）との接続点を、他方の電源供給ライン（１２）に対し反復的に結合するスイッチ手段（Ｔ１）とを有し、前記電圧応答素子（Ｄ１）は、前記インダクタ（Ｌ）とダイオード（Ｄ２）との直列回路で過渡電流吸収回路を形成している回路をバイパスする如く接続されてなる回路配置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

高電圧過渡現象の発生が、電源を供給される回路に破壊的な影響を与えることに対処するためＤ．Ｃ．電源には多くの要求がある。これは、特に、半導体回路を集積回路状に実現した場合には特別な問題となる。Ａ．Ｃ．電源から整流後、回路に給電するようにし、大容量のコンデンサをＤ．Ｃ．供給ラインの両端に直接接続し得ない場合は、このようなコンデンサの平滑作用は失われ、主電圧の変動や過渡現象の影響を低減させる他の手段を必要とする。その例としては、白熱電球の代替としての蛍光灯の電源用として使用されるスイッチモード電力変換器がある。

【０００３】この場合、ツエナーダイオード、バリスタあるいはガス放電素子を用いてＤ．Ｃ．電源電圧を制限することについては既知であるが、いずれも、寄生的過渡現象（スプリアストランジェント）の存在における最大クランプ電圧を実際に受入れ可能な限度まで低減させることはできない。実公昭５５−２７１２号にも過大負荷電流を側路する回路が示されているが、素子数が多く、かつ過大電流の保護が充分でない欠点がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は上記の諸問題を解決した過渡現象保護回路を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案では、１対のＤ．Ｃ．電源供給ラインを具えて成る回路配置であって、一方のＤ．Ｃ．電源供給ラインは、抵抗素子を介して電源より電流供給を受け、この抵抗素子は、過渡現象保護回路内に包含されるものであり、該過渡現象保護回路は、この他電圧応答素子と、過渡電流吸収手段とを有しており、この過渡現象保護回路は、スイッチモード電力変換器を有し、このスイッチモード電力変換器は、前記一方の電源供給ライン内に、インダクタと、その後にある第１ダイオードとの直列接続を有し、この回路は、他方の電源供給ラインに結合されているコンデンサに供給を行い、さらに前記電源供給ライン内のインダクタと第１ダイオードとの接続点を、他方の電源供給ラインに対し反復的に結合するスイッチ手段とを有し、前記電圧応答素子は、前記インダクタとダイオードとの直列回路で過渡電流吸収回路を形成している回路をバイパスする如く接続されてなる回路配置において、電圧応答素子を第２ダイオードとすることを特徴とする過渡現象保護回路配置を特徴とする。

【０００６】電圧応答素子は過渡現象の発生期間中導電状態となり、その後非導電となるので、過渡エネルギーは電力供給ラインから発散され、過電圧は抵抗素子の両端の電圧降下となり、かくして供給ライン電圧は安定化される。

【０００７】電圧応答素子は過渡現象の発生期間中導電状態となるダイオードにより形成する。このようなダイオードの使用は保護回路の速いレスポンス時間を可能にする。

【０００８】過渡エネルギーを吸収する手段はコンデンサにより形成する。また、蓄積された過渡エネルギー用の放電通路を与えるため前記コンデンサと並列に抵抗を結合することが好ましい。コンデンサはＤ．Ｃ．電源供給ラインから供給される他の回路の構成素子とし、他の回路におけるその役割のほか過渡エネルギー吸収手段としても機能させることが得策である。

【０００９】また、本考案は上述のようなスイッチモード電力増幅器と蛍光灯を組合せたことを特徴とする蛍光灯ユニットをも包含する。これらは、白熱電球用のソケットを着脱可能な電気的結合を可能にするコネクタ部を具えた外匣部内に集積させることが好ましい。また、スイッチモード電力変換器は着脱可能な蛍光灯を収容するに適するランプソケットまたは発光器内に配置するを可とする。

【００１０】

【実施例】

以下図面により本考案を説明する。図１は本考案の説明のために示したもので、230 ＶのＡ．Ｃ．主電源に接続するための入力Ｉ／Ｐを有する整流器10を具えた基本的Ｄ．Ｃ．電源ユニットを示す。前記整流器の出力は供給ライン11および12を介してそこから電力を供給すべき回路13に結合する。回路13はその入力と並列に接続したコンデンサＣ１を有するが、このコンデンサの容量値は小さく、トランジスタによる大きな電圧変動から回路を保護するには不適当である。

【００１１】過渡現象保護回路は、それぞれライン11および12間に直列に接続したダイオードＤ１およびコンデンサＣ２の直列配置、コンデンサＣ２と並列に接続した抵抗Ｒ２ならびに整流器10への入力ラインの１つと直列に接続した抵抗Ｒ１により形成されている。図から分るように、ダイオードＤ１には順方向バイアスを与えているので、主電源が接続されると、ダイオードＤ１を介して初期充電電流がコンデンサＣ２に供給され、かくしてダイオードは非導電状態となる。したがって、コンデンサC2は供給ライン上で永久負荷を構成せず、間接的にそれに接続される。

【００１２】コンデンサＣ２が充電され、かつ通常の電圧供給状態のもとでは、供給ラインの両端の容量性負荷は小さく、コンデンサＣ１によってのみ構成されるが、過渡現象が起った場合は、ダイオードＤ１は導通し、コンデンサＣ２は回路に接続される。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は、Ｃ２による過渡エネルギーの吸収によりＲ１の両端に顕著な過渡電圧降下が生成され、供給ライン11および12間の電圧により著しい影響が与えられることがなく、実際上過渡電圧に対するフィルタを形成する。コンデンサＣ２に蓄積された過渡エネルギーは、その後抵抗Ｒ２を介して放電される。

【００１３】図２においては、図１図示回路を、ステップアップ電圧（逓昇電圧）を与えるためスイッチモード電力変換器により構成した被保護回路と協動させるようにしている。変換器は整流器10の出力から正電圧供給ライン11内のダイオードＤ２と直列に接続した誘導子（インダクタンス）Ｌを含み、前記インダクタンスＬとダイオードＤ２の接続点をＮＰＮ形スイッチングトランジスタＴ１のコレクタ電極に接続し、前記スイッチングトランジスタのエミッタ電極を負電圧供給ライン12に接続する。また、前記トランジスタのベース電極は、既知のように反復的スイッチングオンオフ操作により主電圧より大きいステップアップ電圧を誘起させるよう形成した周期的スイッチング電圧源（図示せず）にこれを接続する。かくして、ステップアップ電圧が出力Ｏ／Ｐを介して、例えば、Ｄ．Ｃ．／Ａ．Ｃ．電力変換器および蛍光灯のような負荷14に供給されるようにする。

【００１４】図２において、ダイオードＤ１は、インダクタンスＬ１とダイオードＤ２の直列配置を、過渡現象保護回路の容量を構成する既存のコンデンサＣ１に対しブリッジ接続する。かくすれば、主電圧源に過渡現象が生じた場合は過渡電流のコンデンサへの発散および抵抗Ｒ１の両端の電圧降下により、インダクタンス２の両端の電圧降下は制限され、インダクタンスは飽和されない。

【００１５】図３は図２図示回路の改良版を示す。この回路において、絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET ）Ｔ２のソース・ドレイン通路は供給ライン11に接続する。前記トランジスタＴ２のゲート電極は適当なバイアス（図示せず）に接続し、過渡現象に応じてトランジスタがターンオフされるよう配置する。この改良形回路は、同日出願の平成１年特許願第３２０７０４号“過電圧保護回路”の主題となっており、これを参照として援用する。

【００１６】図４図示回路は図３をベースにして蛍光灯駆動回路を形成する回路の全部を示すもので、このような回路は商業用および家庭用を前提とした白熱電灯に代るコンパクトな集積回路状ランプユニット用として使用することができる。

【００１７】図示のように、主電源入力には電圧クランプ整流回路16を接続する。電圧クランプは抵抗ＲＤと電圧従属抵抗ＶＤＲとの直列接続により形成される。この場合、ＶＤＲは実線で示すように整流回路Ｒの出力と並列に接続することもでき、もしくは点線で示すように整流回路Ｒの入力と並列に接続することもできる。これは適当な保護構成素子の相対価格および集積工程に従属する。かくすれば、抵抗ＶＤＲの両端には部分的に整流された電圧が生成され、この電圧は、その出力を供給ライン11および12に接続し、究極的には電圧ステップアップ回路を介して白熱電灯を含む負荷18に電力を供給するよう形成した整流・フィルタ回路に給電されるようにする。この回路配置においては、Ｔ２のドレイン電圧用以外のすべての電圧は、ＶＤＲクランプの両端に生ずる電圧に関して制限される。クランプ回路16により、またＲ２，Ｔ２，Ｄ１およびＣ１により誘導される遅延は過渡現象の発生とトランジスタＴ２のターンオフ間のより長い遅延を許容する。

【００１８】電圧クランプに対する作動条件は、例えば、ＩＣに課せられる電圧要求をそれ程厳しくないようにするため、このクランプを整流器ブリッジの後段に配置した場合、これを改善（低劣化；Less degradation ）することができるが、この配置も本考案の範囲内にあるものである。しかしながら、この配置に対する欠点は、整流器ブリッジをして過渡電流を取扱いうるようにしなければならないことである。

【００１９】ここで、例えば、廉価で小形の電子安定器のような利用においては、使用しうる記憶容量は小さく、例えば、１アンペア以下の飽和電流Ｉ_satに対して数十mH および10μF 以下であることを理解すべきである。また、直列トランジスタＴ２をターンオフするに必要な時間は、電源を主正弦波のゼロ交差の近辺に保持させるのに必要なコンデンサＣ１の値に従属する。実際上、インダクタンスＬはダイオードＤ１により側路されるので、直列トランジスタＴ２の電圧出力はゆっくりとしか増加せず、したがって、電圧が過電圧値に達しうる前に、直列トランジスタＴ２をターンオフするのに充分な時間が利用でき、かくして直列トランジスタにおける消散は制限される。

【００２０】図５は白熱電灯用として使用されるようなソケット内でランプを着脱可能に連結するための差込コネクタ20を有する口金（ベース）19を具えた白熱ランプユニットの側面図を示す。口金ユニットは図１ないし図４に関して前述したような回路ならびに前記回路用の負荷を形成し、外匣部22内に収納した白熱電球21を具える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の説明用の基本的過渡現象保護回
路と協動するＤ．Ｃ．電源の一部を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は本考案による過渡現象保護回路と協動す
るスイッチモード電力変換器の概要回路図である。

【図３】図３は図２図示回路の改良版を示す回路図であ
る。

【図４】図４は図３図示回路と協動する蛍光灯ユニット
の一部を示すブロック図である。

【図５】図５は過渡現象保護回路と協動する蛍光灯ユニ
ットを示す側面図である。

【符号の説明】

10 整流器 11, 12 供給ライン 13, 15 回路 14, 18 負荷 16 電圧クランプ・整流回路 19 口金（ベース） 20 差込コネクタ 21 白熱電球 22 外匣部Ｉ／Ｐ入力Ｏ／Ｐ出力Ｒ１，Ｒ２，ＲＤ抵抗ＶＤＲ電圧従属抵抗Ｃ，Ｃ１，Ｃ２コンデンサＬ誘導子（インダクタンス）Ｄ１，Ｄ２ダイオードＴ１ＮＰＮ形スイッチグトランジスタＴ２絶縁ゲート電界効果トランジスタＲ整流回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１, 5621 ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】１対のＤ．Ｃ．電源供給ライン（１１，
１２）を具えて成る回路配置であって、一方のＤ．Ｃ．
電源供給ライン（１１）は、抵抗素子（Ｒ１）を介して
電源より電流供給を受け、この抵抗素子（Ｒ１）は、過
渡現象保護回路内に包含されるものであり、該過渡現象
保護回路は、この他電圧応答素子と、過渡電流吸収手段
とを有しており、この過渡現象保護回路は、スイッチ
モード電力変換器を有し、このスイッチモード電力変
換器は、前記一方の電源供給ライン（１１）内に、イン
ダクタ（Ｌ）と、その後にある第１ダイオード（Ｄ２）
との直列接続を有し、この回路は、他方の電源供給ライ
ン（１２）に結合されているコンデンサ（Ｃ１) に供給
を行い、さらに前記電源供給ライン（１１）内のインダ
クタ（Ｌ）と第１ダイオード（Ｄ２）との接続点を、他
方の電源供給ライン（１２）に対し反復的に結合するス
イッチ手段（Ｔ１）とを有し、前記電圧応答素子（Ｄ
１）は、前記インダクタ（Ｌ）とダイオード（Ｄ２）と
の直列回路で過渡電流吸収回路を形成している回路をバ
イパスする如く接続されてなる回路配置において、電圧応答素子（Ｄ１）を第２ダイオードとすることを特
徴とする過渡現象保護回路配置。
【請求項２】インダクタ（Ｌ）の前側の電源供給ライ
ン（１１）に直列にスイッチングトランジスタ（Ｔ
２）を設け、過渡電圧発生時、所定の時間間隔内にこれ
をターンオフするようにバイアスすることを特徴とする
請求項１記載の回路配置。
【請求項３】Ｄ．Ｃ．電源供給ライン（１１，１２）
の各々にそれぞれ１つが接続されている１対の出力ライ
ン及びＡ．Ｃ．電源への接続用の１対の入力ラインを含
む整流回路（１０）を具え、これらの入力ラインまたは
出力ラインの１つに抵抗素子（Ｒ１）を包含させた請求
項１記載の回路配置。
【請求項４】前記直列の抵抗素子の後側に電圧クラン
プ（ＶＤＲ）を設けた請求項２記載の回路配置。
【請求項５】前記整流回路の出力端子間に電圧クラン
プ（ＶＤＲ）を設けた請求項２記載の回路配置。
【請求項６】前記請求項１ないし５の何れか１項に記
載の回路配置と蛍光灯（１８）との組合せを特徴とする
蛍光灯ユニット。
【請求項７】前記回路配置と蛍光灯（２１）とをハウ
ジング（２２）内に合体的に配置し、該ハウジング（２
２）には、白熱電灯用のソケットに装着又は取外し可能
としたコネクタ部（２０）を設けた請求項６記載の蛍光
灯ユニット。
【請求項８】前記回路配置を取外し可能とした蛍光灯
を装着しうるランプソケット又は発光器内に設けた請求
項６記載のユニット。