JPS6339471A - 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１ 本発明は、１〜ランジスタヂョッパ式直流電圧変換回路
とインバータとを備え、商用電源等の低周波交流電源、
または直流電源より高周波（例えば２０〜５０に＋−１
７）電力を発生する電源装置に関し、特にｆ′！Ｈとし
て放電灯を接続し放電灯点灯装置とじて使用Ｊるのに好
適な電源装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置どして、特開昭５９−１３００８９
号公報に開示されたものや特開昭５９−１３９８７５号
公報ＩＪ間示された−６のが知られている。

このような装量は、交流電力を非平滑整流した脈流出力
をｔ？　Ｉ：ｌ：形ヂ王１ツバ回路により定出力化す（
ｉわ１・、重消化してインバータに供給覆るもので、人
力力率が高い。平滑１狂が高く、ランプ効率が高い。リ
ーラ〜ｉｉ　！ｊ！　し人きい等の長所を有する。しか
し、１Ｓ１間昭５’：ｌ−１３００８９号公報の装置は
、電源（スイツチ−ング１〕１！」レータ）用ＩＣ等を
使った制御回路や、ヂ」ツバ１〜ランジスタ駆動回路、
ＩＣ用の電源が必要どなる等、回路構成が複層ｌどなり
、コスト高に４ｒるという欠員があ一、ｉ：、３．た、
Ｊ゛−］ツバ回路のスイッヂング周波数とインバータの
５１振周波数とが相ｎに独立しているため、これらの周
波数の差のビー１〜が￥ｉ　／ｌシ、ノンシャＪ１・−
ノンス等から可聴ノイズが発′ＩＩＪるどい）欠ｒｊ、
ｔかあ・）ｌこ１、特開昭５）９−１３９８７５号には
、ｆ−１ツバ１゛ノンジスタをインバータの高周波出力
にＪ、り駆動ｉするＪ、うにし！ごブ三Ｉツパレギール
−ク式ｈ’ｌ宙火Ｊ　ｙｒ＋ｉ火＋３４贋が開示されＣ
いる。この装置は、回路構成簡略、かつ安価であり、ブ
ーＥｌツバｊ〜ランジスタのメ７ツブング周波数をイン
バータの動作周波数に回期させているため、ビー１〜の
発／ｌが無いどい・うＩ’ｉ　Ｉ’ｆ＋を４１する。

第６図は、このＲ聞昭！＋！Ｌ−１３！１８７！＋Ｈに
開示された点灯装置の回路構成を小づ１、同図の装；＾
は、交流電源１より入力された交流入力を整流回路３に
より脈流出力に変換（直流化）し、この脈流出力を昇圧
形ヂ」ツバ回路（スー（ツｆングレＡ゛１１ソータ〉４
により平坦化づ／ｉわ１）　’ＩＩ　Ｈ’ｌ　Ｌ／　Ｃ
出力し、こ０ｉｂとからなるシリーズインバータ５によ
り高周波電流に変換して、出力端子６に接続された螢光
ランプＦを点灯するものである。

チョッパ回路４は、整流回路３の正側出力端子とインバ
ータ５の正側入力端子との間に直列接続されたインダク
タ１−ＣｐとダイオードＤＣｐ、該チョッパ回路４の出
力端子（インバータ５の入力端子）に並列に接続されｌ
〔平滑用コンデンサｃｃｐ、およびインダクタＬ（Ｉｐ
とダイオードＤＣＩ）の接続点と整流回路３の負側出力
端子との間に接続されたＭ。

Ｓ形電界効果トランジスタＱＣ１１等により構成されて
いる。インバータ５の出力端子６と整流回路３の負側出
力端子（共通端子）との間に接続されたコンデンサＣ４
１と抵抗Ｒ４１との直列回路、コレクタをコンデンサＣ
４１と抵抗Ｒ４１の接続点にエミッタを共通端子に接続
されたトランジスタＱ４１、このチョッパ回路４の正側
出力端子（インバータ５の正側入力端子）と共通端子と
の間に接続された抵抗Ｒ４２とコンデンサＣ４２との直
列回路、および抵抗Ｒ４２ど一１ンデンリ０４２の接続
ｓ：、ｉどトランジスタＱ４１のベースどの間に１＆続
され！ごツ１ノーダイＡ−−ドア、Ｉ）４１等は、ｌ−
ンンジスタＱｃｒ＋のグー１〜駆動回路を構成している
。

次に、４１７図の波形図を４照しながら、第（１図の装
置の動作を説明覆る。。

第６図の装置において交流電源１が投入されると、整流
回路３から整流（脈流）出力が発生する。

この脈流出力はブー」ツバ回路４のインダクタＬＣＤお
よび］ンデンυＣｃｏからなるし８形フィルタにより平
滑されて、チョッパ回路４の出力端にはほぼ交流電源電
圧のピーク値の直流電几が発生１ｊる。

これにより、インバータ５が動作を開始し、出力端子６
に高周波電圧ＶＣＥが発生りる３、トランジスタＱＣＤ
は、この高周波電圧ＶＣＥをコンデン→ノＣ７１と抵抗
Ｒ７１で分圧進相した電圧が抵抗１テ４３を介してゲー
トに印加され（Ｖｃｓ）、ｌ〜ランジスタＱ１ｂのオフ
に同期しでＡンηる。一方、」ンデン１ノＣ４２は、１
ヘランジスタＱ１１）のＡ−ン］１、へはダイオードＤ
４１を介して放電（リレッ１〜）されＣいるが、１ヘラ
ンジスタＱ１ｂがオフすると抵抗Ｒ４３を介してヂＥ’
ｌツバ回路４の出力電圧が印加され充電される（Ｖｃ　
）。そし−Ｃ１この］ンデンサＣ４２の端子型１１：　
Ｖ　ｃがツ■ナーダイＡ−ドアＤ４１のツェナー電Ｅｉ
［Ｖ　Ｚ　ｏを越えると、１〜ランジスタＱ４１がオン
し、１〜ランジスタＱＣＩ）はグー１−電圧Ｖｃｓが零
になって；１１フリーる。

これにより、１ヘランジスタＱＣｔ）は、インバータの
高周波出力ＶＣＥの１周期ごとにこのチョッパ回路４の
出力電Ｕ−に応じた時間だけオンする。つまり、ヂ・１
ツバ回路４の出力電圧が所定値より高いときはＴ１ンデ
ンザ０４２の電圧Ｖｃが早く立ち上がるため、１ヘラン
ジスタＱＣＤのオフタイミングが早くなり、トランジス
タＱＣＩ）のオン時間が短くなってチョッパ回路４の出
力電圧が低下する。一方、チョッパ回路４の出力電圧が
所定値より低いときは］ンデンリ−Ｃ４２の電圧Ｖｃの
立ち上がり、したがって１〜ランジスタＱＧｐのオフタ
イミングが遅く＜ｉす、１ヘランジスタＱｃｐのオン時
間が長くなってチョッパ回路４の出力電圧が上昇する。

この動作にＪこり、ブヨツバ回路１の出力電Ｌ［が安定
１ヒされる。

［弁明が解決しようとする問題点１ ところで、この点灯装置においてインバータｂの前段の
レギコレータ４のチ三１ツピング周波数は、上述からも
分るように、インバータε）のトうンジスタＱ１ｈのＡ
ン・オフ周波数（゛あり、インバータ５の動作周波数の
半分である。このため、この点灯装置においては、レギ
」レータ４の出力電流を連続にするためには、レギコレ
ータ４のブ」−りを大きくする必要があり、装置の小形
化や］ストダウンの妨げになるという不都合があった４
、本発明は、上記従来例における問題点に鑑み−Ｃなさ
れたもので、高力率で、人力゛電流の高調波の少ない電
源装置ｆｆｉやｈ文電灯点対装訪をｊ、り安洒に実現す
ることを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段１ 上記目的を達成するため本発明では、インバータの前段
にヂ」ツバ代置流電Ｌ１変換回路を配置した電源装置に
おいて、インバータの高周波交流出力を全波整流した脈
流波ににり変換回路のチョッパ１〜ランジスタを駆動す
るようにしている。

［作用Ａ３　Ｊ：び効果］ 本発明の電源装置においては、インバータの前段にブヨ
ツバ式直流電圧変換回路を配置しているため、交流電源
を用いる場合の整流回路の平滑コンデンサが不要または
小容量で足り、入力電流の高調波４少４丁＜シて入力力
率を高くすることができる。また、変換回路の駆動周波
数が従来のものに対して２倍となり、このため、変換回
路のインダクタ（ヂコーク）を小形化することができる
。

または、上記ヂョツパトランジスタに流れる電流のピー
ク値を低く押えることができる。つまり、ヂニ１−りｄ
３よびチョッパトランジスタの双方または一方を小形化
して低コスト化を実現することができる。さらに、変換
回路に該変換回路の出力またはインバータの出力を帰３
ワしてこれらを安定化りることができる。したがって、
この電源装置をｈ（蜜月点灯装置ｍどして用いた場合、
ランプ電流おにび輝度を一定化することができる。

［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

なお、従来例と共通または対応する部分についＣは、同
一の番号で表わす。

第１図は本発明の一実施例に係る放電幻点灯装置の回路
図で、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はチョッパ回路４の
グー１〜駆動回路Ｂの部分詳細図である。同図の装置は
、第０図のものにスＩｔ、、ｅ＋荷の放電灯にの電流を
制限するバラス１−ブ」−りＣＨに２次巻線Ｗ２を設（
）で電流１〜ランスどしで用い、この２次巻線Ｗ２の誘
起出力をダイオードブリッジ１〕１３で全波整流した脈
流出力て”　７ｆＴ（ツバ回路４のチョッパ１〜ランジ
スタＱＣｐを駆動Ｊ“るＪ−うにしたしのである、。

第１図（ｂ）において、抵抗Ｒ４２と］ンデン→ノＣ４
２とは第６図のものと同様のパルス幅制御用１時定数回
路を構成している３、但し、抵抗［＜４２は、第６図の
場合ブヨツバ回路４　Ｑ）　ｉＦ側出力端ｒに接続され
ていたが、ここでｔまダイオードブリッジ］）［１の正
側直流端子に接続されている１、すなわち、第６図のヂ
ニ１ツバ回路４はチョッパ回路４の出力電圧を安定化し
ているが、このチョッパ回路４はインバータ５の出力電
流を安定化する。トランジスタＱＣＩ）は抵抗Ｒ４４お
Ｊ：びＲ４５を介してダイオードブリッジ０［３の正側
直流端子に接続されており、脈流出力がゲートに印加さ
れる。ツェナーダイオードＺｌ）４２はｈランジスタＱ
ＣＩ）のゲートに過電圧が印加されることを防止するた
めのものである。

トランジスタＱ４１は、］レレフが抵抗Ｒ４４およびＲ
４５の接続点に接続されており、ベースはツェナーダイ
オード／Ｄ４１を介して抵抗１（４２とコンデン１ＪＣ
１１２との接続点に接続されている。

インバータ５は、チョッパ回路４を介して供給される直
流電圧を高周波電圧に変換するもので、ここでは、いわ
ゆるハーフブリッジ型のインバータ（シリーズインバー
タ）を用いている。このインバータの各スイッチングト
ランジスタＱ１ａおよびＱｌｂを駆動するベース駆動回
路△１およびＡ２の訂細は表わしでいないが、公知の自
励または他励式のインバータを用いることができる。

放電灯［ごは、例えば螢光灯で、インバータの出力端子
６とブヨツバ回路４の自流出力端子どの間に交流的に接
続されている。、　Ｊ−＝＋−りＯｌｌはバラス１〜用
、＝１ンデンリーＣ！ｉｌ、　Ｃ！１２は直流カット用
（゛ある３、放電灯にの両〕５ｆラメン１へ間にｌ；１
放電灯の起動用コンデンサＣ５３が１ａ続されＣいる。

第１図の装置に（１３いて交流電源１が投入されると、
整流回路３から整流（脈流）出力が発生ＩＪる。

この脈流出力はチョッパ回路／ｌ　（１）−（ンダクタ
ＬａｐおよびコンデンサＣｃｐからなる１−形フィルタ
により平滑されて、’ｆ−＝１ツバ＋Ｉｊｔ路４の出力
端にははば交流電源電圧のピーク値のｉｉｔ流電圧電圧
生りる。

これにより、インバータｂ　ｈ＜動作を開始し、高周波
出力を発生する。

起動直後は螢光ランプ「が放電可能状態に達していない
ので、出力端子６にはヂ三」−り］イルＣＨと螢光ラン
プ［二の両フィフメン１〜間に接続された始動用コンデ
ンサ−０５１どの直列共振回路が接続されていることに
なり、このｊＬ撮系のＱが高いため負荷電流は正常点灯
時に比して大電流となっ（いる。したがって、放電灯の
フィラメントが充分に予熱された後、図示しないタイマ
によりインバータ５の入力電圧を正常運転時の電圧まで
昇圧しでやれば、螢光ランプＦは両フィラメント間に放
電開始電圧より充分高い電圧が印加され放電を開始する
。放電開始後は、コンデンサＣ５３がランｌ゛放電バス
にＪ、って実質的に側路されるため、前述の共振がくず
れて（１荷電流が安定し、正常な点灯状態とイ〔る。

次に、第２図の波形図を参照しながら第１図のチョッパ
回路の動作を説明でる。

第１図におい′Ｃ、インバータ５が動作して放電灯「へ
の高周波電流１１−がヂョークＣ１−１に流れるど、こ
の１・ｆ−りＣ１−１に付加された２次巻線Ｗ２に高周
波電圧が誘起される。ダイオードブリッジ１）１３は、
この高周波電圧を全波整流した脈流出力ＶＦを発〈１−
する。この脈流出力Ｖ「は抵抗Ｒ４４および１１４！ｉ
を介して１〜ランジスタＱＣＩＩのゲートに印加されト
ランジスタＱｃｐを駆動してオンする。一方、二】ンデ
ンザＣ４２はこの脈流出力ＶＦにより抵抗Ｒ４２を介し
゛Ｃ充電される。そして、端子電圧Ｖｃがツェナーダイ
オードＺＩ〕４１のツＴＩ　Ｊ−電圧ＶＺＤを越えると
、１〜ランジスタＱ４１が：インしくＶＣＥ２）、ｈラ
ンジスタＱｃｐＬＪケ−１−電１１Ｖｃｓが零にナラて
ＡノＪる（Ｖｏｓ、ｌ＋））。

つまり、トランジスタＱＣＩ］は脈流出力ＶＦに同期し
て、該脈流出力Ｖ「のレベルに逆比倒覆る時間が経過す
るどオーツする。

トランジスタＱｃρがオンすると、インダクタしｃｐは
付勢され、電１ｉ　］−ネルギーが蓄積される３、そし
て、次にコンデンサ（、＋２がトランジスタＱｃｐがオ
フされるとインダクタｌｃｐに蓄積された電磁エネルギ
ーはインダクタ１．−ｃｐ、ダイオードＤＣＩ）、イン
バータ５および整流回路３の紅路で放出される。コンデ
ンサＣｃｐはインバータ；）に供給される電流を平滑す
る。この出力電流はコ−にトランジスタＱｃｐのオン・
デコ〜ティに、Ｊ、っ−（定；にり、整流回路３の出力
電圧にははと／ＶどＩへ存しない。しかも、インバータ
５の出力型バーが高ければツェナーダイオードＺｌ）４
１およびト・ランジタスＱ４１のオン期間が長く４１す
、トランジスタＱｃｐのオン・デュ〜ｊ−（は小さく＜
’Ｅる。逆にインバータ５の出力型１１−が（ＩＩ　ｉ
ＪればトランジスタＱｃβのオ゛ン・デユーティ番、１
、人ぎくなる。このため、平滑コンデンサＣｃｐへの充
電電流はある程度安定化され、インバータ５への１流出
力の平滑度を高く、かつ交流電源１から整流回路３への
入力力率を高力率にすることができる。。

また、上記において、ダイオルドブリッジＤＢから出力
される脈流出力の周波数は、インバータ５の１〜ランジ
スタＱｌｂのオン・オフ周波数の２倍、つまりインバー
タ５の発振（動作）周波数と同じである。したがって、
第１図のチョッパ回路は、ヂョッピング周波数が第６図
の従来例の２倍となり、ヂョークｌ　ｃｐを小ざくする
ことができる。また、１〜ランジスタＱＯＤを流れる電
流ＩＤを小さくすることができる。ざらに、負荷電流Ｔ
Ｌをフィードバックしてチョッパ回路の出力をコントロ
ールすることができるので、ランプ電流ＩＬを安定化す
ることができる。

なお、本実施例におい−Ｃは、０荷電流Ｉｌ−をフィー
ドバックしてチョッパ１−ランジスタＱＣｐのオン・オ
フデユーティを制ａｌｌ−’ＪるＪ、うにしたが、第６
図の従来例と同様にｙｊＩツバ回路の出力゛重圧をフィ
ードバックしてもＪ：＜、あるいは１１荷電Ｌ「また（
よ仙の物即析をフィードバックしく’　ｔ、　Ｊ、い。

第３〜５図は、それぞれ本発明の他の実施例に係る放電
灯点灯装置の回路構成を示づ。

第３図は、インバータ５として定電流プツシ−］プル方
のものを用いた例、第４図（ま、第１図の直流カット用
］ンデンリＣ！ｉ１を省略した例、ｇｉｌ　５図は、チ
ョッパ回路１として公知の降圧形ヂ１ツバ回路（スイッ
チングレギコレーク）を用いた例（゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図、 第２図は、第１図の装置の各部波形図、第３〜５図は、
それぞれ本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図、 第６図は、従来の放電灯点灯装置の回路構成図、第７図
は、第６図の装置の各部波形図である。 １：交流′市源、３：整流回路、 ／Ｉ：チョッパ回路、５：インバータ、６：出力端子、
Ｆ：放電灯、 ＱＣＩ）：チョッパトランジスタ、 １’）　ｆ３　：ダイオードブリッジ、ＣＣＩ）：平滑
用コンデンサ、 ＩｃＩＩ：インダクタ、 ＤＣｐ：ダイオード、 Ｗ２　：電流［・ランス２次巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流化電源と、該直流化電源を入力とするチョッパ
   式直流電圧変換回路と、該変換回路の直流出力より高周
   波出力を発生するインバータとを備えた電源装置であっ
   て、 上記変換回路が、チョッパトランジスタと、上記高周波
   出力より脈流出力を発生する全波整流回路と、該トラン
   ジスタを該脈流出力に同期して該高周波出力または上記
   直流出力のレベルに応じたデューティ比でオン・オフ駆
   動する駆動回路とを具備することを特徴とする電源装置
   。 ２、前記全波整流回路が、前記インバータの出力端子に
   接続された電流トランスの２次巻線誘起出力を整流する
   ものである特許請求の範囲第１項記載の電源装置。