JP2000102258A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スイッチング素子などに過大なストレスを与え
ないようにすると共に、小型化、低コスト化を可能とす
る電源装置を提供する。 【解決手段】平滑コンデンサＣ１が所定の電圧に達する
までトランジスタＱ３をオフしてスイッチング素子であ
るトランジスタＱ２をオフ状態に保持し、インバータ回
路の動作を遅延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電源装置として特開平９−９８５
８０号に示すものがあった。図６は、その従来例を示し
たものであり、スイッチング素子Ｑ１０１、Ｑ１０２を
交互にオンオフさせることにより、スイッチング素子Ｑ
１０２の両端にコンデンサＣ１０２、インダクタＬ１０
２と共に直列に接続された負荷Ｚ２に交流の高周波電力
を供給する電源装置である。

【０００３】スイッチング素子Ｑ１０２がオンしたとき
に交流電源Ｖａｃ２→ダイオードブリッジＤＢ２→イン
ダクタＬ１０１→コンデンサＣ１０１→ダイオードＤ１
０２→スイッチング素子Ｑ１０２→ダイオードブリッジ
ＤＢ２→交流電源Ｖａｃ２の経路で電流が供給され、コ
ンデンサＣ１０１が充電される。

【０００４】ここで、ダイオードブリッジＤＢの出力電
圧がコンデンサＣ１０１の充電電圧より低下すると、コ
ンデンサＣ１０１の充電電圧がスイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２等からなるインバータ回路の電源となる。このと
き、インダクタＬ１０１、コンデンサＣ１０１、ダイオ
ードＤ１０１、Ｄ１０２からなる回路は部分平滑電源と
して動作する。

【０００５】このとき、このコンデンサＣ１０１に流れ
る充電電流によりインダクタＬ１０１にはエネルギーが
蓄積され、スイッチング素子Ｑ１０２がオフするとイン
ダクタＬ１０１のエネルギーは、インダクタＬ１０１→
コンデンサＣ１０１→ダイオードＤ１０２→スイッチン
グ素子Ｑ１０１の内蔵ダイオード→インダクタＬ１０１
の経路で放出される。

【０００６】ところが電源投入初期においては、コンデ
ンサＣ１０１の電荷がほとんど無いので、スイッチング
素子Ｑ１０２のターンオフ時にインダクタＬ１０１を流
れている電流値は大きく、コンデンサＣ１０１の充電電
圧も低い。そのため、上述した経路でのエネルギーの放
出時間が非常に長くなり、従ってスイッチング素子Ｑ１
０２が次にターンオンした際に、まだスイッチング素子
Ｑ１０１の内蔵ダイオードに電流が流れていることにな
るため、スイッチング素子Ｑ１０１とスイッチング素子
Ｑ１０２とに瞬間的に過大な短絡電流が発生してしま
う。

【０００７】また、インダクタＬ１０１はそのエネルギ
ーが放出されない間に、スイッチング素子Ｑ１０２のオ
ンにより交流電源Ｖａｃ２からコンデンサＣ１０１への
充電電流が流れるため直流電流が流れ続け、その電流値
もコンデンサＣ１０１が所定電圧に充電されるまで増加
してしまう。

【０００８】そこで、そのような問題を解決するため
に、図７に示すように図６のスイッチング素子Ｑ１０２
と並列に抵抗Ｒ１０１、スイッチング素子Ｑ１０３の直
列接続からなるコンデンサＣ１０１の充電回路を新たに
接続すると共に、スイッチング素子Ｑ１０１、Ｑ１０２
を駆動する発振回路１１及びスイッチング素子Ｑ１０３
を制御する制御回路１２を新たに設けている。

【０００９】そして、電源投入時は制御回路１２により
スイッチング素子Ｑ１０３を一定期間オン状態にし、抵
抗Ｒ１０１及びスイッチング素子Ｑ１０３を介してコン
デンサＣ１０１に電荷を蓄積させて、その後スイッチン
グ素子Ｑ１０３をオフし、スイッチング素子Ｑ１０１、
Ｑ１０２の動作を開始するよう制御している。

【００１０】このように構成することより、スイッチン
グ素子Ｑ１０１、Ｑ１０２によるインバータ回路の発振
の際には、コンデンサＣ１０１に充分な電荷が充電され
ているため、図６で述べたようなスイッチング素子など
への過大な電流ストレスの発生を防止できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来例の
構成によると、コンデンサＣ１０１に所定の電圧以上の
電荷が蓄積された後に充電動作を停止させて、インバー
タ回路の動作を開始させるような複雑な制御を必要とす
る制御回路を新たに付加する必要があった。インバータ
回路の小型化、低コスト化を行うためにインバータ回路
の高周波信号の一部をスイッチング素子の駆動信号とし
て帰還する自励式のインバータ回路を備えた電源装置に
おいて、このような複雑な制御を必要とする制御回路を
付加することは小型化、低コスト化の妨げになる。

【００１２】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的はインバータ回路のスイッチング素子を
自励駆動し、スイッチング素子などに過大なストレスを
与えないようにすると共に、小型化、低コスト化を可能
とする電源装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、交流電源より発生する交流電圧から整流器
を介して出力される出力電圧をスイッチング素子のスイ
ッチング動作により充電する平滑作用を有する平滑コン
デンサを備えた部分平滑回路と、前記スイッチング素子
を含み、前記整流器あるいは平滑コンデンサからの出力
電圧を前記スイッチング素子のスイッチング動作により
高周波信号に変換して負荷に供給すると共に、前記高周
波信号を前記スイッチング素子を動作させる駆動信号と
して帰還する自励式のインバータ回路と、前記平滑コン
デンサが所定の電圧に達するまで前記自励式のインバー
タ回路の動作開始を遅延させる遅延手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】また、前記平滑コンデンサを充電する充電
回路を備え、該充電回路は開閉動作により前記平滑コン
デンサを充電させるよう切り換える第１の開閉手段を含
んでなり、該第１の開閉手段はその開閉動作により前記
自励式のインバータ回路の動作を停止させるよう切り換
えることを特徴とする。

【００１５】また、前記遅延手段は、所定の時間でタイ
ムアップする第１のタイマー回路を備え、前記第１のタ
イマー回路は前記平滑コンデンサの両端電圧が所定電圧
に達したときにタイムアップして前記インバータ回路の
動作を開始させることを特徴とする。

【００１６】また、前記第１のタイマー回路は第２のコ
ンデンサを備え、該第２のコンデンサが所定電圧まで充
電されると、前記第１のタイマー回路がタイムアップす
ることを特徴とする。

【００１７】また、前記整流器の出力電圧を検出し、前
記出力電圧が低下すると前記第１のタイマー回路をリセ
ットするよう制御する電源リセット回路部を設けたこと
を特徴とする。

【００１８】また、前記電源リセット回路部は第２の開
閉手段を備え、その開閉動作により前記第１のタイマー
回路をリセットすることを特徴とする。

【００１９】また、前記負荷は放電ランプであり、該放
電ランプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動
作周波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下
させる周波数可変手段を備えたことを特徴とする。

【００２０】また、前記負荷は放電ランプであり、該放
電ランプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動
作周波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下
させる周波数可変手段と、前記所定期間を計時する第２
のタイマー回路を備え、前記電源リセット回路部により
前記第１のタイマー回路がリセットされる条件下で前記
第２のタイマー回路がリセットされることを特徴とす
る。

【００２１】また、前記負荷は放電ランプであり、該放
電ランプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動
作周波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下
させる周波数可変手段と、前記所定期間を計時する第２
のタイマー回路を備え、前記第１のタイマー回路をリセ
ットする前記第２の開閉手段の開閉動作により前記第２
のタイマー回路はリセットされることを特徴とする。

【００２２】また、前記負荷の異常を検出する異常検出
部を設け、該異常検出部により前記負荷の異常が検出さ
れた時に前記自励式のインバータ回路の動作を停止させ
ることを特徴とする。

【００２３】また、前記負荷の異常を検出する異常検出
部を設け、前記異常検出部により前記負荷の異常が検出
された時に、前記第１の開閉手段の開閉動作により前記
自励式のインバータ回路の動作を停止させるよう切り換
えることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１を用いて本発
明の第１の実施形態を示す。図１は本発明の第１の実施
形態に対応する電源装置の構成を示す回路図であり、交
流電源Ｖａｃはフィルタ回路３を介して整流器であるダ
イオードブリッジＤＢに接続されている。このフィルタ
回路３は交流電源Ｖａｃの両端に接続されたコンデンサ
Ｃｏと、２個の巻線を備えそれぞれの巻線の一端がコン
デンサＣｏの両端に接続されるラインチョークＬＦｏ
と、ラインチョークＬＦｏの一方の巻線に直列に接続さ
れたインダクタＬｏから構成され、このフィルタ回路３
により入力電流の高周波成分が抑制される。

【００２５】ダイオードブリッジＤＢの両端にはコンデ
ンサＣ３が接続され、コンデンサＣ３の両端には、平滑
コンデンサに相当するコンデンサＣ１、インダクタＬ
１、ダイオードＤ１の直列回路とスイッチング素子に相
当する電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２（以下、トラン
ジスタＱ１、Ｑ２と称する）の直列回路と抵抗Ｒ２、コ
ンデンサＣ４の直列回路が接続されている。このとき、
インダクタＬ１にはダイオードＤ１のカソードが接続さ
れる。

【００２６】また、インダクタＬ１、ダイオードＤ１の
接続点とトランジスタＱ１、Ｑ２の接続点間には、トラ
ンジスタＱ１、Ｑ２の接続点側にカソードが接続される
ようにダイオードＤ２が接続されている。このとき、ダ
イオードブリッジＤＢの出力電圧がコンデンサＣ１の充
電電圧より低下するとコンデンサＣ１の充電電圧がトラ
ンジスタＱ１、Ｑ２を含む後述するインバータ回路の電
源となる。つまり、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、
ダイオードＤ１、ダイオードＤ２は部分平滑回路を構成
する。

【００２７】そして、インダクタＬ１、ダイオードＤ１
の直列回路には抵抗Ｒ８、Ｒ９の直列回路が並列に接続
されており、抵抗Ｒ９の両端にはコンデンサＣ５が並列
に接続されると共に、ツェナーダイオードＺＤ３、抵抗
Ｒ１０の直列回路が並列に接続されている。尚、抵抗Ｒ
８、Ｒ９、コンデンサＣ５、ツェナーダイオードＺＤ
３、抵抗Ｒ１０により遅延手段に相当する充電回路制御
部２Ａが構成される。

【００２８】更に、ツェナーダイオードＺＤ３、抵抗Ｒ
１０の接続点にベースが接続されたＮＰＮ型のトランジ
スタＱ３のエミッタがトランジスタＱ２のソース端子に
接続され、コレクタは抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ
２のドレイン端子に接続されている。また、抵抗Ｒ１、
トランジスタＱ３の接続点とトランジスタＱ２のゲート
端子との間に、トランジスタＱ２のゲート端子側にアノ
ードが接続される向きでダイオードＤ４が接続されると
共に、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ４の接続点とトランジス
タＱ２のゲート端子との間にはトリガ素子Ｑ４が接続さ
れる。

【００２９】そして、トランジスタＱ１の両端にはカレ
ントトランスＴ１の１次巻線ｎ１、コンデンサＣ２、イ
ンダクタＬ２、負荷Ｚが直列に接続され、そのカレント
トランスＴ１の２次巻線ｎ２は一端が抵抗Ｒ４を介して
トランジスタＱ１のゲート端子に、他端がトランジスタ
Ｑ１のソース端子に接続されている。また、カレントト
ランスＴ１の２次巻線ｎ３の一端は抵抗Ｒ６を介してト
ランジスタＱ２のゲート端子に、他端がトランジスタＱ
２のソース端子に接続されている。

【００３０】そして、トランジスタＱ１、Ｑ２の接続点
と抵抗Ｒ２、コンデンサＣ４の接続点との間には、抵抗
Ｒ２とコンデンサＣ４の接続点側にアノードが接続され
たダイオードＤ３と抵抗Ｒ１１の直列回路が接続されて
いる。このとき、トリガ素子Ｑ４、コンデンサＣ４、抵
抗Ｒ２、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１１によりトランジス
タＱ２を起動する起動回路１が構成される。

【００３１】また、トランジスタＱ１のゲート、ソース
端子間にはゲートの保護回路として抵抗Ｒ５とツェナー
ダイオードＺＤ１が並列に接続され、同じくトランジス
タＱ２のゲート、ソース端子間にはゲートの保護回路と
して抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ２が並列に接続
されている。

【００３２】このように構成された電源装置の動作を説
明する。電源が投入されると、交流電源Ｖａｃからの交
流電圧がフィルタ回路３により高周波成分が抑制された
後、ダイオードブリッジＤＢにより全波整流されてコン
デンサＣ３に交流電源Ｖａｃのピーク電圧まで充電され
る。

【００３３】そして、コンデンサＣ３→抵抗Ｒ２→コン
デンサＣ４→コンデンサＣ３の閉ループでコンデンサＣ
４が徐々に充電され、コンデンサＣ４の両端電圧がトリ
ガ素子Ｑ４のブレークオーバー電圧に達すると、トリガ
素子Ｑ４がオンしてトランジスタＱ２のゲート、ソース
間に電圧が印加され、トランジスタＱ２が起動する。

【００３４】すると、コンデンサＣ３→負荷Ｚ→インダ
クタＬ２→コンデンサＣ２→カレントトランスＴ１の１
次巻線ｎ１→トランジスタＱ２→コンデンサＣ３の閉ル
ープで電流が流れ、カレントトランスＴ１の２次巻線ｎ
２、ｎ３に２次電圧が発生し、抵抗Ｒ４、Ｒ６を介して
トランジスタＱ１、Ｑ２のゲート、ソース間に２次電圧
が印加される。このとき、カレントトランスＴ１の２次
巻線ｎ２、ｎ３に発生する２次電圧の極性の反転により
トランジスタＱ１、Ｑ２が交互にオンオフされる。

【００３５】このようにトランジスタＱ１、Ｑ２を交互
にオンオフすることにより、コンデンサＣ３の両端電圧
を交流の高周波電圧に変換し、カレントトランスＴ１の
１次巻線ｎ１、インダクタＬ２、負荷Ｚからなる共振回
路で振動動作させ、コンデンサＣ２で重畳された直流成
分を除去して負荷Ｚに高周波電圧を供給する。ここで、
トランジスタＱ１、Ｑ２のオンオフにより発生した高周
波信号がカレントトランスＴ１の１次巻線ｎ１、２次巻
線ｎ２、ｎ３を介して、トランジスタＱ１、Ｑ２の駆動
信号としてゲート端子に帰還されオンオフ動作が継続す
る。すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２、カレントトラ
ンスＴ１により自励式のインバータ回路が構成される。

【００３６】このとき、トランジスタ素子Ｑ２が起動さ
れることにより、コンデンサＣ４に充電されていた電荷
はダイオードＤ３と抵抗Ｒ１１の直列回路、およびトラ
ンジスタＱ２を介して放電されて、起動回路１はその動
作を停止する。

【００３７】また、トランジスタＱ２がオンすると、コ
ンデンサＣ３→コンデンサＣ１→インダクタＬ１→ダイ
オードＤ２→トランジスタＱ２→コンデンサＣ３の閉ル
ープで充電される。すなわち、交流電源Ｖａｃより発生
する交流電圧から整流器であるダイオードブリッジＤＢ
を介して出力される出力電圧が、トランジスタＱ２のス
イッチング動作によりコンデンサＣ１に充電される。

【００３８】通常このようにトランジスタＱ１、Ｑ２に
よるインバータ回路の動作が開始されるのであるが、一
方電源投入時コンデンサＣ３が充電されると、コンデン
サＣ３→コンデンサＣ１→抵抗Ｒ８→コンデンサＣ５→
コンデンサＣ３の閉ループでコンデンサＣ５が徐々に充
電される。そして、コンデンサＣ５の両端電圧がツェナ
ーダイオードＺＤ３のツェナー電圧に達すると、ツェナ
ーダイオードＺＤ３がオンし、トランジスタＱ３のベー
ス、エミッタ間に電流が流れてトランジスタＱ３がオン
する。

【００３９】すると、コンデンサＣ３→コンデンサＣ１
→インダクタＬ１→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ１→トラン
ジスタＱ３→コンデンサＣ３の閉ループでコンデンサＣ
１が充電される。このとき、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ
３はコンデンサＣ１を充電する充電回路を構成すると共
に、トランジスタＱ３は第１の開閉手段に相当しオンす
ることによりコンデンサＣ１が充電される。

【００４０】また、トランジスタＱ３がオンすると、ト
ランジスタＱ２のゲート、ソース間がダイオードＤ４を
介してトランジスタＱ３により短絡され、トランジスタ
Ｑ２がオフに保持されるため、すなわち自励式のインバ
ータ回路の動作が停止されインバータ回路の動作は起こ
らない。

【００４１】その後コンデンサＣ１が充電されて、イン
ダクタＬ１とダイオードＤ１の両端電圧が低下すると、
抵抗Ｒ８、Ｒ９により分圧されたコンデンサＣ５の両端
電圧が低下し、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電
圧以下になるとトランジスタＱ３はオフする。すると、
トランジスタＱ２のオフ状態が解除されてトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２によるインバータ回路の動作が開始される。
つまり、コンデンサＣ１が所定電圧まで充電されるまで
インバータ回路の動作開始が遅延されることになる。
尚、このとき所定電圧とは、従来例で説明したようなス
イッチング素子の過大電流が発生しないような値に設定
される。

【００４２】このような構成にすることにより、自励式
のインバータ回路を備えた電源装置においてコンデンサ
Ｃ１に充分な電荷が充電された後、スイッチング素子で
あるトランジスタＱ１、Ｑ２の動作を開始することがで
きるため、スイッチング素子への過大な電流ストレスの
発生を複雑な制御回路を用いずに防止することができ
る。また、コンデンサＣ１が所定電圧まで充電された
後、トランジスタＱ３はオフされるので抵抗Ｒ１での不
要な電力消費も生じることはない。 （実施形態２）図２を用いて本発明の第２の実施形態を
示す。図２は本発明の第２の実施形態に対応する電源装
置の構成を示す回路図であり、図１と同じものには同じ
符号を付してその説明を省略する。

【００４３】図１と異なる点は、図２ではコンデンサＣ
３の両端に抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ６、抵抗Ｒ１３、
トランジスタＱ３のベース、エミッタの直列回路を接続
し、第２のコンデンサに相当するコンデンサＣ６を所定
の電圧まで充電する一定の時間トランジスタＱ３をオン
するよう構成されており、図１における充電回路制御部
２Ａが、図２ではこの抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ６、抵
抗Ｒ１３と、コンデンサＣ６の放電ループを構成するよ
うコンデンサＣ３の両端に抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ６
と共に直列に接続されたダイオードＤ５とからなる遅延
手段に相当する充電回路制御部２Ｂとなっている点であ
る。

【００４４】これにより、電源が投入された後、コンデ
ンサＣ３→抵抗Ｒ１２→コンデンサＣ６→抵抗Ｒ１３→
トランジスタＱ３のベース、エミッタ→コンデンサＣ３
の閉ループでコンデンサＣ６が充電される。そして、コ
ンデンサＣ６が所定の電圧に充電されるまでの一定時間
だけトランジスタＱ３がオンされ、コンデンサＣ３→コ
ンデンサＣ１→インダクタＬ１→ダイオードＤ２→抵抗
Ｒ１→トランジスタＱ３→コンデンサＣ３の閉ループで
コンデンサＣ１が充電されると共に、トランジスタＱ２
のゲート、ソース間をダイオードＤ４を介してトランジ
スタＱ３で短絡させ、トランジスタＱ２をオフ状態とす
る。その他の動作は図１と同様のため省略する。

【００４５】このようにして、本実施形態ではコンデン
サＣ１の充電開始時、コンデンサＣ６が充電され、トラ
ンジスタＱ３のベース電位が低下し、トランジスタＱ３
がオフされるまで、トランジスタＱ２を含むインバータ
回路の動作が遅延される。このとき、抵抗Ｒ１２とコン
デンサＣ６は第１のタイマー回路を構成し、コンデンサ
Ｃ１の両端電圧がスイッチング素子であるトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２に過大電流が発生しないような値になるまで
充電された時に、コンデンサＣ６がトランジスタＱ３を
オフするまで充電されるように、すなわち第１のタイマ
ー回路がタイムアップするように抵抗Ｒ１２とコンデン
サＣ６の時定数を設定するようにすれば、図１の実施形
態と同様の効果を奏する。

【００４６】（実施形態３）図３を用いて本発明の第３
の実施形態を示す。図３は本発明の第３の実施形態に対
応する電源装置の構成を示す回路図であり、図２と同じ
ものには同じ符号を付してその説明を省略する。

【００４７】図２と異なる点は、図２における充電回路
制御部２Ｂが図３ではトランジスタＱ１、Ｑ２の直列回
路と並列に接続された抵抗Ｒ１４、Ｒ１５の直列回路
と、抵抗Ｒ１５と並列に接続されたコンデンサＣ７と、
同じく抵抗Ｒ１５に並列に接続された抵抗Ｒ１６、コン
デンサＣ８、ダイオードＤ６の直列回路からなる充電回
路制御部２Ｃとなっている点と、図３では新たに電源リ
セット回路部４が設けられた点と、図３では更にコンデ
ンサＣ３の高圧側とコンデンサＣ１の高圧側の接続点の
間にダイオードＤ７を介してコンデンサＣ３からコンデ
ンサＣ１を充電するようにした点である。尚、ダイオー
ドＤ６はカソードがコンデンサＣ８に接続され、コンデ
ンサＣ８とダイオードＤ６の接続点はトランジスタＱ３
のベースに接続されている。

【００４８】また、電源リセット回路部４は、コンデン
サＣ３の両端に接続された抵抗Ｒ１７、Ｒ１８の直列回
路と、抵抗Ｒ１８の両端に並列に接続されたコンデンサ
Ｃ９と、同じく抵抗Ｒ１８の両端にベース、コレクタ間
が並列に接続された第２の開閉手段であるＰＮＰ型のト
ランジスタＱ５とを備えている。尚、このトランジスタ
Ｑ５のエミッタは抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１５の接続点に接
続されている。

【００４９】本実施形態では、電源が投入された後、コ
ンデンサＣ３→ダイオードＤ７→抵抗Ｒ１４→抵抗Ｒ１
６→コンデンサＣ８→トランジスタＱ３のベース、エミ
ッタ→コンデンサＣ３の閉ループでコンデンサＣ８が所
定の電圧に充電されるまでトランジスタＱ３がオンす
る。そして、コンデンサＣ３→ダイオードＤ７→コンデ
ンサＣ１→インダクタＬ１→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ１
→トランジスタＱ３→コンデンサＣ３の閉ループでコン
デンサＣ１が充電されると共に、トランジスタＱ２のベ
ース、ソース間をダイオードＤ４を介してトランジスタ
Ｑ３で短絡させ、トランジスタＱ２をオフ状態とする。

【００５０】このとき、コンデンサＣ８の充電電圧がト
ランジスタＱ３をオフする所定の電圧となった時、コン
デンサＣ１の充電電圧がスイッチング素子に過大電流が
発生することのない値に充電されるよう設定され、それ
までトランジスタＱ２を有するインバータ回路の動作開
始を遅延するよう構成されているので、図１、２の実施
形態で説明したものと同様の効果を奏する。

【００５１】更に、本実施形態においては、交流電源Ｖ
ａｃが何らかの原因で例えば瞬時降電圧や瞬時低電圧と
なった場合に、第１のタイマー回路を構成するコンデン
サＣ８を放電してリセットする構成としている。すなわ
ち、交流電源Ｖａｃが瞬時降電圧や瞬時低電圧となった
場合、ダイオードブリッジＤＢの両端電圧は降下し、抵
抗Ｒ１７、Ｒ１８により分圧された抵抗Ｒ１７、Ｒ１８
の接続点の電位が低下するため、コンデンサＣ９の両端
電圧も低下する。すると、トランジスタＱ５のエミッ
タ、ベース間にベース電流が流れ始め、その結果コンデ
ンサＣ８→抵抗Ｒ１６→トランジスタＱ５のエミッタ、
コレクタ→ダイオードＤ６→コンデンサＣ８の閉ループ
によりコンデンサＣ８が放電する。

【００５２】よって、交流電源Ｖａｃが異常状態より復
帰したときに、コンデンサＣ８が再度充電を開始するた
め、すなわちタイマー動作を新たに開始するので、コン
デンサＣ１が所定電圧に充電されるまで、インバータ回
路の動作開始を遅延する。そのため、電源に異常があっ
た際にも、スイッチング素子への過大な電流ストレスの
発生を複雑な制御回路を用いずに防止することができ
る。尚、その他の動作は図２の実施形態と同様のためそ
の説明を省略する。 （実施形態４）図４（ａ）を用いて本発明の第４の実施
形態を示す。図４（ａ）は本発明の第４の実施形態に対
応する電源装置の構成を示す回路図であり、図３と同じ
ものには同じ符号を付してその説明を省略する。図３の
実施形態と異なる点は、本実施形態では図３における負
荷Ｚとして例えば放電灯であるランプ負荷Ｌａを用い、
ランプ負荷Ｌａの非電源側端子間にコンデンサＣ１１が
接続されている点と、図３において抵抗Ｒ１４、Ｒ１５
の接続点にアノードが、トランジスタＱ５のエミッタに
カソードが接続されたダイオードＤ８が新たに設けられ
た点と、新たに予熱始動回路５が設けられている点であ
る。

【００５３】この予熱始動回路５は図３におけるカレン
トトランスＴ１の２次巻線ｎ３と抵抗Ｒ６の接続点とコ
ンデンサＣ３の低圧側との間にａｂ点が接続され、その
ｃ点は本実施形態で新たに設けられ、そのカソードがト
ランジスタＱ５のエミッタに接続されたダイオードＤ９
のアノードに接続されている。

【００５４】この予熱始動回路５の詳細は図４（ｂ）に
示すとおりであり、そのａｂ点間には抵抗Ｒ１９、ダイ
オードＤ１３、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ１３の直列回
路と、ダイオードＤ１４とＮＰＮ型のトランジスタＱ６
のコレクタ、エミッタの直列回路が並列に接続されてい
る。このとき、ダイオードＤ１３は抵抗Ｒ１９側にアノ
ードが、抵抗Ｒ２０側にカソードが接続され、Ｄ１４は
ａ点側にアノードが、トランジスタＱ６側にカソードが
接続されている。

【００５５】また、この予熱始動回路５には、更にダイ
オードＤ１３と抵抗Ｒ２０の直列回路とコンデンサＣ１
３にそれぞれ逆並列接続されたダイオードＤ１０、Ｄ１
１と、その接続点とトランジスタＱ６のベースとの間に
接続された抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２０に並列接続された
コンデンサＣ１０が設けられており、コンデンサＣ１０
とダイオードＤ１３の接続点がｃ点となっている。

【００５６】このように構成された電源装置の動作で図
３の実施形態と異なるところは、電源投入時、すなわち
ランプ負荷Ｌａの始動時は所定期間、トランジスタＱ２
のオンする期間を縮めてインバータ回路の動作周波数を
高い周波数にし、その後徐々に動作周波数を所定の周波
数まで低下させるようにした点である。すなわち、電源
投入後カレントトランスＴ１の２次巻線ｎ３に発生した
２次電圧が予熱始動回路５の抵抗Ｒ１９、ダイオードＤ
１３を介してコンデンサＣ１０に所定電圧に充電される
までの間、トランジスタＱ６の動作を制御してトランジ
スタＱ２のオン期間を変化させている。

【００５７】これにより、ランプ負荷Ｌａの始動時にコ
ンデンサＣ１０が充電されるまでの一定時間は、ランプ
負荷Ｌａの両端電圧をランプ負荷Ｌａが点灯しない電圧
に保持して、コンデンサＣ１１に流れる電流により電極
部を加熱する。よって、電源投入時にランプ負荷Ｌａに
ストレスを与えないように電極部が加熱される。ここ
で、予熱始動回路５は周波数可変手段とタイマー回路２
を兼用している。

【００５８】また、本実施形態の予熱始動回路５におい
て、交流電源Ｖａｃが何らかの原因で瞬時降電圧や瞬時
低電圧となりオンオフを繰り返した場合、電源が復帰し
てランプ負荷Ｌａを再始動させるときに、コンデンサＣ
１０が充電された状態であると、トランジスタＱ２のオ
ン期間が通常の値となり、ランプ負荷Ｌａにストレスが
かかってしまう。

【００５９】そのため、図３の実施形態と同様に電源リ
セット回路部４が設けられており、交流電源Ｖａｃが瞬
時に降電圧や低電圧になったときに、第２の開閉手段で
あるトランジスタＱ５がオンする。トランジスタＱ５が
オンすると、本実施形態ではコンデンサＣ１０→ダイオ
ードＤ９→トランジスタＱ５のエミッタ、コレクタ→ダ
イオードＤ１１→コンデンサＣ１０の閉ループでコンデ
ンサＣ１０が放電する。よって、交流電源Ｖａｃが復帰
しランプ負荷Ｌａが再始動するときでも、コンデンサＣ
１０が再度充電され、タイマー動作が新たに開始できる
ため、ランプ負荷Ｌａにストレスを与えないように電極
部が加熱される。尚、その他の動作は図３の実施形態で
説明した通りであるため、その説明を省略する。

【００６０】（実施形態５）図５を用いて本発明の第５
の実施形態を示す。図５は本発明の第５の実施形態に対
応する電源装置の構成を示す回路図であり、図２と同じ
ものには同じ符号を付してその説明を省略する。図２の
実施形態と異なる点は、図２における負荷Ｚを例えば放
電灯であるランプ負荷Ｌａを用いて、ランプ負荷Ｌａの
非電源側端子間にコンデンサＣ１１が設けられている点
と、ランプ寿命末期などのランプ負荷Ｌａの異常状態を
検出する異常検出部に相当する異常検出回路部６が設け
られ、更にこの異常検出回路部６の出力を受けてトラン
ジスタＱ３をオンさせる異常時制御部７が設けられた点
である。

【００６１】このとき、異常検出回路部６は図２におけ
るカレントトランスＴ１の２次巻線ｎ３の両端に接続さ
れたダイオードＤ１２、抵抗Ｒ２３、コンデンサＣ１２
の直列回路から構成されており、抵抗Ｒ２３とコンデン
サＣ１２の接続点にあらわれる電圧が異常時制御部７に
入力される。ここで、ダイオードＤ１２のアノードが２
次巻線ｎ３に接続され、カソードが抵抗Ｒ２３に接続さ
れている。

【００６２】ここで、ランプ負荷Ｌａが異常状態となる
とカレントトランスＴ１の２次巻線ｎ３の両端電圧が上
昇し、抵抗Ｒ２３とコンデンサＣ１２の接続点の電圧が
大きくなる。異常時制御部７は抵抗Ｒ２３とコンデンサ
Ｃ１２の接続点の電圧を読み込んで、その値よりランプ
負荷Ｌａの異常と判断したときはトランジスタＱ３をオ
ンさせる。

【００６３】それにより、ダイオードＤ４を介してトラ
ンジスタＱ２のゲート、ソース間が短絡され、トランジ
スタＱ２がオフ状態に保持されるため、トランジスタＱ
２を備えたインバータ回路の動作が停止すると共に、ト
ランジスタＱ３と抵抗Ｒ１によりコンデンサＣ１が充電
される。そして、トランジスタＱ１、Ｑ２からなるイン
バータ回路のインバータ負荷への不要なエネルギー蓄積
を防止し、トランジスタＱ１、Ｑ２にかかる過電流スト
レスを低減できる。尚、その他の動作は図２の実施形態
と同様のため、その説明を省略する。

【００６４】また、上述した実施形態において、スイッ
チング素子として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で記
載したが、ＮＰＮ型のトランジスタのコレクタ、エミッ
タの両端にダイオードを逆並列接続したものをスイッチ
ング素子として用いてもよい。また、各々具体的な回路
を用いて説明してきたが、本発明の請求の範囲に記載の
範囲内であれば他の実施形態で良いのは言うまでもな
い。

【００６５】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の電源装置にお
いては、平滑コンデンサに所定の電圧に充電された後、
自励式のインバータ回路の動作を開始することができ、
スイッチング素子への過大な電流ストレスの発生を複雑
な制御回路を用いずに防止することができる。

【００６６】本発明の請求項２に記載の電源装置におい
ては、平滑コンデンサを充電させるように切り換える第
１の開閉手段の開閉動作により自励式のインバータ回路
の動作を停止するので、第１の開閉手段の開閉動作によ
り前記平滑コンデンサの充電の切り換えと、前記インバ
ータ回路の動作の切り換えを同期して行うことができ
る。

【００６７】本発明の請求項３に記載の電源装置におい
ては、前記平滑コンデンサの両端電圧が所定電圧に達し
たときにタイムアップする第１のタイマー回路を有して
おり、タイムアップ時にインバータ回路の動作を開始さ
せるため、スイッチング素子への過大な電流ストレスの
発生を複雑な制御回路を用いずに防止することができ
る。

【００６８】本発明の請求項４に記載の電源装置におい
ては、第２のコンデンサの充電が完了したとき、平滑コ
ンデンサの両端電圧が所定電圧に達したとして、インバ
ータ回路の動作を開始させるため、スイッチング素子へ
の過大な電流ストレスの発生を複雑な制御回路を用いず
に防止することができる。

【００６９】本発明の請求項５に記載の電源装置におい
ては、電源の瞬断時などに平滑コンデンサの両端電圧が
所定電圧に達したときにタイムアップする第１のタイマ
ー回路をリセットするため、電源が異常状態より復帰し
たときに、再度タイマー回路を動作させることができ、
平滑コンデンサが所定電圧に充電されるまで、インバー
タ回路の動作開始を遅延するため、電源に異常があった
際にも、スイッチング素子への過大な電流ストレスの発
生を複雑な制御回路を用いずに防止することができる。

【００７０】本発明の請求項６に記載の電源装置におい
ては、第２の開閉手段の開閉動作により前記第１のタイ
マー回路をリセットするため、電源が異常状態より復帰
したときに、再度タイマー回路を動作させることがで
き、平滑コンデンサが所定電圧に充電されるまで、イン
バータ回路の動作を遅延するため、電源に異常があった
際にも、スイッチング素子への過大な電流ストレスの発
生を複雑な制御回路を用いずに防止することができる。

【００７１】本発明の請求項７に記載の電源装置におい
ては、放電ランプにストレスを与えないようにできる。

【００７２】本発明の請求項８に記載の電源装置におい
ては、電源の瞬断時に前記放電ランプの始動時の所定期
間を計時する第２のタイマー回路をリセットするので、
電源が復帰し放電ランプが再始動するときでも、第２の
タイマー回路を再度動作させることができ、放電ランプ
にストレスを与えないようにできる。

【００７３】本発明の請求項９に記載の電源装置におい
ては、前記第１のタイマー回路をリセットする第２の開
閉手段の開閉動作により、前記第２のタイマー回路のリ
セットするので部品点数の削減になる。

【００７４】本発明の請求項１０に記載の電源装置にお
いては、負荷の異常時にインバータ回路の動作を停止さ
せるので、スイッチング素子にかかる過電流ストレスを
低減できる。

【００７５】本発明の請求項１１に記載の電源装置にお
いては、負荷の異常時に前記第１の開閉手段の開閉動作
によりインバータ回路の動作を停止させるので、スイッ
チング素子にかかる過電流ストレスを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に対応する電源装置の
構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に対応する電源装置の
構成を示す回路図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に対応する電源装置の
構成を示す回路図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に対応する（ａ）は電
源装置の構成を示す回路図、（ｂ）は予熱始動回路の構
成を示す回路図である。

【図５】本発明の第５の実施形態に対応する電源装置の
構成を示す回路図である。

【図６】従来の電源装置の構成を示す回路図である。

【図７】従来の他の電源装置の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 起動回路 ２Ａ 充電回路制御部 ３ フィルタ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｌ (72)発明者 万波 寛明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA03 BB01 BB03 BC01 BC03 DA01 DB03 DD04 EB01 EB05 EB06 GA02 GB12 GC02 HA06 5H007 BB03 CA02 CB03 CB12 CC03 DA03 DB01 DC02 DC05 FA02 FA03 GA05 GA08

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源より発生する交流電圧から整流
   器を介して出力される出力電圧をスイッチング素子のス
   イッチング動作により充電する平滑作用を有する平滑コ
   ンデンサを備えた部分平滑回路と、 前記スイッチング素子を含み、前記整流器あるいは平滑
   コンデンサからの出力電圧を前記スイッチング素子のス
   イッチング動作により高周波信号に変換して負荷に供給
   すると共に、前記高周波信号を前記スイッチング素子を
   動作させる駆動信号として帰還する自励式のインバータ
   回路と、 前記平滑コンデンサが所定の電圧に達するまで前記自励
   式のインバータ回路の動作開始を遅延させる遅延手段と
   を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記平滑コンデンサを充電する充電回路
   を備え、該充電回路は開閉動作により前記平滑コンデン
   サを充電させるよう切り換える第１の開閉手段を含んで
   なり、該第１の開閉手段はその開閉動作により前記自励
   式のインバータ回路の動作を停止させるよう切り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記遅延手段は、所定の時間でタイムア
   ップする第１のタイマー回路を備え、前記第１のタイマ
   ー回路は前記平滑コンデンサの両端電圧が所定電圧に達
   したときにタイムアップして前記インバータ回路の動作
   を開始させることを特徴とする請求項１、２のいずれか
   に記載の電源装置。
4. 【請求項４】 前記第１のタイマー回路は第２のコンデ
   ンサを備え、該第２のコンデンサが所定電圧まで充電さ
   れると、前記第１のタイマー回路がタイムアップするこ
   とを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 【請求項５】 前記整流器の出力電圧を検出し、前記出
   力電圧が低下すると前記第１のタイマー回路をリセット
   するよう制御する電源リセット回路部を設けたことを特
   徴とする請求項３から４のいずれかに記載の電源装置。
6. 【請求項６】 前記電源リセット回路部は第２の開閉手
   段を備え、その開閉動作により前記第１のタイマー回路
   をリセットすることを特徴とする請求項５に記載の電源
   装置。
7. 【請求項７】 前記負荷は放電ランプであり、該放電ラ
   ンプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動作周
   波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下させ
   る周波数可変手段を備えたことを特徴とする請求項１か
   ら６のいずれかに記載の電源装置。
8. 【請求項８】 前記負荷は放電ランプであり、該放電ラ
   ンプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動作周
   波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下させ
   る周波数可変手段と、前記所定期間を計時する第２のタ
   イマー回路を備え、前記電源リセット回路部により前記
   第１のタイマー回路がリセットされる条件下で前記第２
   のタイマー回路がリセットされることを特徴とする請求
   項５に記載の電源装置。
9. 【請求項９】 前記負荷は放電ランプであり、該放電ラ
   ンプの始動時の所定期間、前記インバータ回路の動作周
   波数を高い周波数から所定の周波数まで徐々に低下させ
   る周波数可変手段と、前記所定期間を計時する第２のタ
   イマー回路を備え、前記第１のタイマー回路をリセット
   する前記第２の開閉手段の開閉動作により前記第２のタ
   イマー回路はリセットされることを特徴とする請求項６
   に記載の電源装置。
10. 【請求項１０】 前記負荷の異常を検出する異常検出部
    を設け、該異常検出部により前記負荷の異常が検出され
    た時に前記自励式のインバータ回路の動作を停止させる
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の電
    源装置。
11. 【請求項１１】 前記負荷の異常を検出する異常検出部
    を設け、前記異常検出部により前記負荷の異常が検出さ
    れた時に、前記第１の開閉手段の開閉動作により前記自
    励式のインバータ回路の動作を停止させるよう切り換え
    ることを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載
    の電源装置。