JPS5983580A - 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】 本発明は、トランジスタインバータを用いた′電源装置
に関するものである。

商用交流電源を直接整流して電源とする従来のトランジ
スタインバータ式電源装置においては、トランジスタイ
ンバータを構成するトランジスタのコレクタを付勢して
いる電源から高抵抗値の抵抗＆ｆ通して該トランジスタ
のベースに電流を流していたが、この場合所定のベース
電流を流すためには、トランジスタの電流増幅率ｈｆｅ
で定まる比較的大きな電流を抵抗器に流す必要があるた
め、該抵抗器での損失が大きくなる欠点があった。そこ
で本発明者は先に、第１図に示す電源装置を出ａ（特願
昭５７−１２３０２５号）した。同図において１は商用
交流電源１０１と全波整流回路１０２とからなる電源回
路、２は定電流リアクトル、３はトランジスタインバー
タ、４は放電灯等の負荷、５は分圧回路である。インノ
く一夕３はトランジスタ３０１．３０２とコンデンサ３
０３と抵抗３０４゜３０５と、１次巻線３ａ、帰還巻線
３ｂ及び２次巻線３Ｃを有する発振トランス３０６とか
らなり、分圧回路５は第１及び！″２の・ンデンサ５０
１及び５０２と抵抗５０３とダイオード５０４とからな
っている。このインバータ式電源装置に電源が投入され
ると、トランジスタ３０１．３０２のコレクタエミッタ
間に直流電圧が印加され、第２のコンデンサ５０２の両
端に得られる重圧が抵抗３０４及び３０５を通してトラ
ンジスタ３０１及び３０２０ベ一スエミツタ間に印加さ
れる。これによりインバータ３が発振してトランジスタ
３０１及び３０２が交互に導通し、発振トランス３０６
の２次巻線３Ｃに高周波電圧が誘起する。この高周波′
電圧により負荷４が駆動される。ここで抵抗器３０４及
び３０５はトランジスタ３０１及び３０２のベース間短
絡を防ぐためのものであり、十分抵抗値の低いものでよ
いため、これらの抵抗器での電力損失は極めて僅かであ
る。

上記第１図に示した回路においては、コンデンサ５０２
の容量Ｃ！がコンデンサ５０１の容量ＣＩに比べて相当
に大きく設定される。例えば負荷４が１１０Ｗけい光灯
である場合各構成部品の定数を適値に設定すると、コン
デンサ５０１の静電容量は数μＦ１コンデンサ５０２の
静電容量は１０乃至数１０μＦとなる。そのため負荷４
を取外して無負荷状態にした場合のように、トランジス
タ３０１及び３０２のコレクタ電流が少なくなったとき
にコンデンサ５０１及び５０２による平滑作用力；大き
く、全波整流器の出力は脈流分の少ない直流となってコ
ンデンサ５０１と５０２による分圧回路から出力を取出
せなくなって、トランジスタ３０１及び３０２０ベース
の付勢が不安定になり、発振トランス３０６の２次電圧
に断続部分が衣われる。

このような状態になると高周波ノイズ力１発生し、ラジ
オやテレビの受信に障害を与える虞れがある。

また第１図の回路では、電源周波数５０Ｈｚと６０Ｈｚ
の双方に共用できる電源装置を得ることが困難であった
。即ち、コンデンサ５０１及び５０２の充放電回路の時
定数を一定とした場合、コンデンサ５０２の両端に現わ
れる電圧は電源周波数によって異な９、周波数が５０Ｈ
２の場合にコンデンサ５０２の両端に現われる電圧は、
周波数が６０Ｈｚの場合に現われる電圧よシ低くなるた
め、周波数が６０Ｈｚの場合に満足な動作をするように
各部の定数を設定すると、５０Ｈｚの場合に脈動電圧の
最小値が零に近づいたときにトランジスタ３０１．３０
２のベースの付勢が不足して負荷４に充分な電力を供給
することができなくなる。逆に５０１１ｚの場合に各定
数を適値に設定すると、６０）ｔｚの場合に脈動電圧波
形の立上りでトランジスタ３０１．３０２のベース付勢
が過剰となり、これらのトランジスタでの損失の増加や
出力波形の立上りの不安定によるノイズの増加などの問
題を生じることになる。

本発明の目的は、無負荷状態になったときにトランジス
タインバータのベース付勢が不安定になるのを防止した
電源装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、周波数が異なる電源に対して共用
できる電源装置を提供することにある。

本願第１の発明は、交流電源に接続される全波整流回路
と、前記全波整流回路の正極出力端に一端が結合された
第１のコンデンサ及び該第１のコンデンサの他端に一端
が結合されるとともに他端が該全波整流回路の負極出力
端に結合された第２のコンデンサを有する分圧回路と、
前記分圧回路の第２のコンデンサの両端電圧でベースが
付勢されて動作するトランジスタインバータとを備えた
また本願第２の発明は、上記の構成に加えて更に、第２
のコンデンサに対して並列に平滑回路を接続したもので
ある。

以下本発明をその実施例とともに詳細に説明するＯ 第２図は本願第１の発明の実施例を示したもので、同図
において１は商用電源１０１とこの電源の出力を整流す
る全波整流回路１０２とからなる電源回路である。全波
整流回路１０２の正極出力端Ａには定電流リアクトル２
の一端が接続され、リアクトル２の他端は発振トランス
３０６の１次巻線３ａの中間タップに接続されている。

発振トランス３０６の１次巻線３＆の一端及び他端にそ
れぞれエミッタを共通接続したトランジスタ３０１及び
３０２のコレクタが接続され、両トランジスタのコレク
タ間にはコンデンサ３０３が並列接続されている。トラ
ンジスタ３０１及び３０２のベースにはそれぞれ発振ト
ランス３０６の帰還巻線３ｂの一端及び他端が接続され
るとともに抵抗器３０４及び３０５の一端が接続され、
抵抗器３０４及び３０５の他端は共通接続されている。

トランジスタ３０１．３０２、コンデンサ３０３、抵抗
器３０４．３０５及び発振トランス３０６にょシ、トラ
ンジスタインバータ３が構成されている。発振トランス
３０６の２次巻線３ｃの一端ｔ１１タップＦ　＋　ｔ３
、及び他端ｔ４からそれぞれ端子が引出され、この２次
巻線の一端ｔ１とタップ上２間及びタップｔ３と他端ｔ
４間にそれぞれ負荷４としてのけい光灯のフイラメン）
ｆｔ及びｆ２が接続されている。

全波整流回路１０２の正極出力端Ａにはまた第１のコン
デンサ５０１の一端が接続され１．第１のコンデンサ５
０１の他端には第２のコンデンサ５０２の一端が抵抗器
５０３を通して結合されている。第２のコンデンサ５０
２の他端は全波整流回路１０２の負極出力端Ｂに接続さ
れ、抵抗器５０３と第２のコンデンサ５０２との直列回
路の両端にはアノードを全波整流回路１０２の負極出力
端側に向けたダイオード５０４が並列接続されている。

第１のコンデンサ５０１の両端には比較的高抵抗値の抵
抗器５０５が並列接続され、第２のコンデンサ５０２の
両端には、アノードを全波整流回路１０２の負極出力端
側に向けたツェナーダイオード５０６が並列接続されて
いる。第１及び第２のコンデンサ５０１及び５０２、抵
抗器５０３．５０５、ダイオード５０４及びツエナーダ
イオード５０６によシ分圧回路が構成され、第２のコン
デンサ５０２０両端に、前記トランジスタインバータ３
のトランジスタ３０１及び３０２のペースを（；ｊ勢す
る電圧が得られるようになっている。２７％　２のコン
デンサ５０２と抵抗器５０３との接続点Ｃにサイリスタ
６０１のアノードが接続され、このサイリスタのカンー
ドはトランジスタ３０１．３０２のペースにつながる抵
抗器３０４゜３０５の共通接続点りに接続されている。

サイリスタ６０１のアノードカンード間には比較的高抵
抗の抵抗器６０２及び抵抗器６０３の直列回路と比較的
低抵抗の抵抗器６０４とが並列接続され、抵抗器６０２
及び６０３の接続点にサイリスタ６０１のゲートが接続
されている。サイリスタ６０１のゲートカンード間にコ
ンデンサ６０５が並列接続され、サイリスタ６０１乃至
コンデンサ６０５の各部により始動時遅延回路６が構成
されている。

上記第２図の装置において、′電源１０１が投入される
と、リアクトル２及びトランス３０６の１次巻線３ａ全
通してトランジスタ３０１及び３０２のコレクタエミッ
タ間に電圧が加わシ、同時に第２のコンデンサ５０２の
両端の電圧が抵抗器６０２゜６０３の直列回路と抵抗器
６０４との並列回路と、抵抗器３０１及び３０２とｆ：
通してトランジスタ３０１及び３０２のペースエミッタ
間に印加される。このとき、トランジスタ３０１及び３
０２のペース電流は抵抗器６０２へ・６０４により微小
な値に制限されるため、インバータ３の発振勢力は弱く
、発振トランス３０６の２次巻線には低い電圧しかＭＷ
起しない。この状態では、けい光灯のフィラメントの予
熱と微弱放電とが行なわれるにとどまシ、けい光灯は点
灯しない。一方遅延回路６のコンデンサ６０５ｉｌｌ：
抵抗６０３の両端の電圧により充電され、このコンデン
サ６０５の端子電圧が所定のレベルに達するとサイリス
タ６０１がトリガされて導通する。これによ、ｂｈラン
ジスタ３０１及び３０２に所定のベース霜、流が流れる
ようになり、インバータ３の発振勢力は定常状態になる
。したがって発振トランス３０６０２次巻線３ｃに所定
の電圧が発生し、負荷４のりい光灯が点灯する。

上記のように、分圧回路の第１のコンデンサ５０１に対
して並列に抵抗器５０５を接続すると、負荷４が外され
て、無負荷状態になったときに、コンデンサ５０１及び
５０２による平滑作用が大きくなっでも、抵抗器５０５
及び５０３全通して適度にペースバイアスが供給される
ので、トランジスタ３０１及び３０２のペースの付勢の
安定化を図ることができ、発振が不安定になるのを防ぐ
ことができる。本発明者の実験では、負荷４として１１
０Ｗのけい光灯１灯を用いるように各構成部品の定数を
適値に設定した状態で負？ｌｌ７４を取シ外した場合、
抵抗器５０５に５〜１０ｍＡの電流が流れるように該抵
抗器５０５の抵抗値を設定すると発振トランス３０６の
２次無負荷電圧が安定し、始動も良好であることが明ら
かになった。また４０Ｗのけい光灯１灯を負荷４とする
場合には、抵抗器５０５に０．５〜５．　Ｏｙｌ　Ａの
電流を流すように抵抗器５０５の抵抗値を設定すると、
同様の効果が得られることが明らかになった。

尚第２図の例では、抵抗器５０５を第１のコンデンサ５
０１の両端に接続しているが、この抵抗器５０５は第１
のコンデンサ５０１に対して並列に接続すればよく、全
波整流回路１０２の正極出力端Ａと、第２のコンデン市
５０２の抵抗器５０３側の端子Ｃとの間または全波整流
回路１０２の正極出力端Ａと抵抗器３０４及び３０５の
共通接続点りとの間等に抵抗器５０５を接続してもよい
。

特に抵抗器５０５を全波整流回路１０２の正極出力端Ａ
と抵抗器３０４及び３０５の接続点りとの間に接続した
場合には、抵抗器６０４を省略することができる。

第２図のように、始動時遅延回路６を設けると、負荷４
が放′醒灯である場合にフィラメントの予熱を充分に行
なうことができるため、放′隘幻の管端が早期に黒化す
るのを防ぐことができる。ところがこのような遅延回路
を設けると、電源投入後遅延回路６のスイッチ（サイリ
スタ６０１）が導通するまでの間コンデンサ５０２に印
加される電圧が上昇するため、このコンデンサ５０２と
して耐電圧の高い高価なものを用いる必要がある。そこ
で第２図の例ではツェナーダイオード５０６を接続し、
コンデンサ５０２の両端の電圧をツェナーダイオード５
０６のツェナー電圧以下に抑えている。このようにすれ
ば、コンデンサ５０２に高電圧が印加されるのを防ぐこ
とができるため、コンデンサ５０２として制圧の低い安
価なものを用いることができる。

また上記のようにツェナーダイオード５０６を接続して
おくと、始動時に６点の電位が一定になるため、始動時
遅延回路６の抵抗器６０２及び６０３とコンデンサ６０
５とによる時限回路の作動を正確にすることができる。

したがって電源電圧が規定値よりも高い場合でも所定の
遅延時間を得ることができ、けい光灯のフィラメントの
予熱を充分に行なわせることができる。

次に第３図は本願第２の発明の実施例を示したもので、
この実施例では第２のコンデンサ５０２の両端に平滑用
抵抗器７０１と平滑用コンデンサ７０２とからなる平滑
回路７が並列接続されている。またこの例では、俯参非
す袷揖抵抗器５０５が全波整流回路１０２の正極出力端
Ａと、平滑回路７の抵抗器７ＯＮ及びコンデンサ７０２
の接続点との間に接続されている。その他の点は第２図
の例と同様である。このように平滑回路７を付加−ノー
ると、抵抗器５０３とコンデンサ５０２による平滑作用
と、平滑回路７の平滑作用とにより２段階に平滑された
電圧でトランジスタ３０１及び３０２のベースが付勢さ
れる。このように構成すると６ｏＨ７に対して適当な平
滑作用を行なわせるように回路定数を設定した場合に、
５０）ｉｚに対しても適当な平滑作用を行なわせて安定
な動作を行なわぜることかできる。

本発明者が行なった実験では、第５図において負荷４と
して４０Ｗのけい光灯１灯を用い、電源電圧ｉ　２００
　Ｖとしたとき、コンデンサ５０１の容量を１μＦ１コ
ンデンサ５０２及び７０２の静電容量を２２μＦ１抵抗
器５０３の抵抗値を１５００、抵抗器５０５の抵抗値ｆ
ｆ　６８　ＫΩ、抵抗器７０１の抵抗値を３９０、抵抗
器６０４の抵抗値を１０Ｋ（１、抵抗器３０４．３０５
の抵抗値を共に４７００としたときに、５０）Ｉｚ及び
６０Ｈｚの双方の電源によって安定な動作を行なわせる
ことができた。これに対し、平滑回路７を設けない場合
には、ｓｏＨ，及び６０Ｈｚの両電源によって安定な動
作を行なわせることは困難で、特に６０　Ｈｚの電源に
対して長時間安定な動作を行なわせるように定数を設定
すると、５０Ｈｚの電源を用いて低温下で始動を行なわ
せた場合に始動直後の動作が不安定になるのを避けられ
なかった。

上記実施例では、トランジスタインバータとしてプッシ
ュプル方式の回路を用いたが、シングルエンプツト方式
のインバータを用いる場合にも本発明を適用できる。ま
た負荷は放電灯に限られるものではなく、電動機や蓄電
池の充電器等であっ１もよい。

尚上記実施例では始動時遅延回路が設けられているが、
始動時に遅延動作を必要としない負荷を駆動する場合に
はこの遅延回路が省略されるのは勿論である。この遅延
回路が省略される場合には、ツェナーダイオード５０６
を省略することができるＯ 以上のように、不発明によれば、分圧回路の第１のコン
デンサに対して並列に比較的高抵抗の抵抗器を接続する
ことにより、無負荷時または無負荷に近い状態になった
ときに分圧回路のコンデンサによる平滑作用が大きくな
ってインバータのトランジスタのベース付勢が不安定に
なるのを防ぐことができ、無負荷時に動作が不安定にな
ってノイズが発生するのを防ぐことができネ。特に本願
第２の発明によれば、５０Ｉ（ｚ及び６０Ｈ２の両電源
に対して安定な動作を行なわせるように回路定数を設定
することができ、５０１１ｚ及び６０Ｈｚの両電源に共
用できる電源装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者が先に提案した電源装置の回路を示す
接続図、第２図及び紀３図はそれぞれ本発明の異なる実
施例を示す接続図である。 ■・・・電源回路、３・・・トランジスタインバータ、
３０１．３０２・・・トランジスタ、３０３・・・コン
デンサ、３０４．３０５・・・抵抗器、３０６・・・発
振トランス、４・・・負荷、５・・・分圧回路、５０１
・・・第１のコンデンサ、５０２・・・第２のコンデン
サ、５０３・・・抵抗器、５０４・・・ダイオード、５
０５・・・抵抗器、５０６・・・ツェナーダイオード。 代理人　弁理士　松　本　英　俊

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）交流電源に接続される全波整流回路と、前記全波
   整流回路の正極出力端に一端が結合された第１のコンデ
   ンサ及び該第１のコンデンサの他端に一端が結合される
   とともに他端が該全波整流回路の負極出力端に結合され
   た第２のコンデンサを有する分圧回路と、前記分圧回路
   の第２のコンデンサの両端■Ｌ圧でベースが付勢されて
   動作するトランジスタインバータとを備えた電源装置に
   おい１、前記第１のコンデンサに対して並列に抵抗器が
   接続されていることを特徴とする電源装置。 （２）前記分圧回路の第２コンデンサの一端は前記第１
   のコンデンサの他端に直結されている特許請求の範囲第
   １項に記載の電源装置。 （３）前記分圧回路の第２のコンデンサの一端は前記第
   １のコンデンサの他端に抵抗を介して結合されている特
   許請求の範囲第１項に記載の電源装置１ヱ。 （４）前記分圧回路はアノードを前記全波整流回路の負
   極出力端側に向けて前記第２のコンデンサに対して並列
   接続されたダイオードを備えているＩＰ＃許請求の範囲
   第２項に記載の電源装置。 （５）前記分圧回路はアノードを前記全波整流回路・の
   負極出力端側に向けて前記第２のコンデンサと前記抵抗
   との直列回路に対し１並列に接続されたダイオードを備
   えている特許請求の範囲第５項に記載の電源装置。 （６）前記分圧回路はアノードを前記全波整流回路の負
   極出力端側に向けて前記第２のコンデンサに対して並列
   接続されたツェナーダイオードを備えている特許請求の
   範囲第１項乃至第５項のいずれか１つに記載の電源装置
   。 （力　交流電源に接続される全波整流回路と、前記全波
   整流回路の正極出力端に一端が結合された第１のコンデ
   ンサ及び該第１のコンデンサの他端に一端が結合される
   とともに他端が該全波整流回路の負極出力端に結合され
   た第２のコンデンサを有する分圧回路と、前記分圧回路
   の第２のコンデンサの両端電圧でペースが付勢されて動
   作するトランジスタインバータとを備えた電源装置にお
   いて、前記第１のコンデンサに対して並列に抵抗器が接
   続され、前記第２のコンデンサに対して並列に平滑回路
   が接続されていることを特徴とする電源回路。 （８）　　前記分圧回路の第２のコンデンサの一端は前
   記第１のコンデンサの他端に直結されている特Ｆｒｆｌ
   ｉ？求の範囲第７項に記載の電源装置〇（９）前記分圧
   回路の第２のコンデンサの一端は前記第１のコンデンサ
   の他端に抵抗を介して結合されている特許請求の範囲第
   ７項に記載の電源装置。 θ（ｌｌ　　前記分圧回路はアノードを前記全波整流回
   路の負極出力端側に向けて前記第２のコンテンツに対し
   て並列接続されたダイオードを備えている特許請求の範
   囲第８項に記載の電源装置。 Ｑｌ＋　　前記分圧回路はアノードを前記全波整流回路
   の負極出力端側に向けて前記第２のコンデンサと前記抵
   抗との直列回路に対して並列に接続されたダイオードを
   備えている特許請求の範囲第９項に記載の電源装置。 ０湯　前記分圧回路はアノードを前記全波整流回路の負
   極出力端側に向けて前記第２のコンデンサに対して並列
   接続されたツェナーダイオードを備えている特許請求の
   範囲第７項乃至第１１項のいずれか１つに記載の電源装
   置。