JP2000102259A - 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８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ＤＢ２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Ｑ
１、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９に示すように図８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８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】かかる問題を解決するた
めに本発明では、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
コンデンサと、前記スイッチング素子を含む少なくとも
２つのスイッチング素子を備え、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２つのスイッチング
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２つのスイ
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
式インバータ回路と、前記平滑コンデンサの充電を行う
一方のスイッチング素子に起動信号を入力して前記自励
式インバータ回路を起動すると共に、前記平滑コンデン
サの両端電圧が所定の電圧に達するまで、前記充電を行
うスイッチング素子でない他方のスイッチング素子をオ
フ状態に保持して前記自励式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、前記遅延手段は、前記平滑コンデン
サの両端電圧が所定電圧に達するときにタイムアップす
る第１のタイマー回路を備え、前記第１のタイマー回路
がタイムアップしたときに、前記他方のスイッチング素
子のオフ状態の保持を解除することを特徴とする。

【００１５】また、前記第１のタイマー回路は、前記整
流器からの出力電圧を充電する第２のコンデンサを備
え、前記平滑コンデンサの両端電圧が所定電圧に達した
ときに前記第２のコンデンサの充電電圧が所定値に達す
ることでタイムアップすることを特徴とする。

【００１６】また、前記交流電源の投入により充電が開
始される第３のコンデンサを備え、該第３のコンデンサ
の充電電圧が所定電圧以上となったときに、前記一方の
スイッチング素子が起動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、該
出力電圧が低下したことが検出されたとき、前記第１の
タイマー回路をリセットする電源リセット回路部を備え
たことを特徴とする。

【００１８】また、前記電源リセット回路部は開閉手段
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、前記負荷の異常を検出する異常検出
回路を備え、該異常検出回路により前記負荷の異常が検
出されたときに、前記他方のスイッチング手段がオフと
なり、前記自励式インバータ回路の動作を停止させるこ
とを特徴とする。

【００２０】また、前記一方のスイッチング素子と直列
にインダクタ素子を備え、前記一方のスイッチング素子
のスイッチング動作により前記整流器からの出力電圧が
前記インダクタ素子に蓄積され、前記整流器からの出力
電圧に前記インダクタ素子に蓄積された電力が加えられ
て前記平滑コンデンサに昇圧充電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ると共
に、前記高周波信号の供給路にリーケージトランスが設
けられ、その２次巻線が前記放電ランプの電極の両端に
接続されてなり、前記リーケージトランスの２次巻線と
前記放電ランプとの接続部にカレントトランスの１次巻
線が直列に接続されると共に、該カレントトランスの２
次巻線に発生する電圧が前記スイッチング素子の駆動信
号として帰還されることを特徴とする。

【００２２】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
前記整流器の出力電圧が低下したことが検出されたと
き、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。

【００２３】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
ットする前記開閉手段の開閉動作により前記第２のタイ
マー回路がリセットされることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明の電源装置
の第１の実施形態を図１を用いて説明する。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Ｃ０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Ｃ０の両端に接続されるライン
チョークＬＦ０と、ラインチョークＬＦ０の一方の巻線
に直列に接続されたインダクタＬ０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】また、ダイオードブリッジＤＢの両端には
コンデンサＣ３、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の直列回路、一方
のスイッチング素子に相当する電界効果トランジスタＱ
１（以下、トランジスタＱ１と称する）と他方のスイッ
チング素子に相当する電界効果トランジスタＱ２（以
下、トランジスタＱ２と称する）の直列回路が接続され
ている。そして、トランジスタＱ１の両端にはダイオー
ドＤ１とＤ２からなる直列回路が逆方向に並列接続され
ている。

【００２６】更に、ダイオードＤ１、Ｄ２の接続点とト
ランジスタＱ２のソース端子との間にはインダクタＬ１
と平滑コンデンサであるコンデンサＣ１が直列に接続さ
れている。このとき、コンデンサＣ１はダイオードブリ
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Ｑ
１、Ｑ２を含む後述するインバータ回路の電源となる。

【００２７】また、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点とトランジ
スタＱ１、Ｑ２の接続点間に接続されたコンデンサＣ４
と、コンデンサＣ４の両端に直列に接続されたダイオー
ドＤ３、抵抗Ｒ１１と、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点とトラ
ンジスタＱ１のゲート間に接続されたトリガ素子Ｑ４
と、抵抗Ｒ２、Ｒ３とによりトランジスタＱ１に起動信
号を出力する起動回路１が構成される。

【００２８】そして、トランジスタＱ１、Ｑ２の接続点
とトランジスタＱ２のソース端子との間には、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、例えば放電灯である負荷Ｚが直列に接続され
ている。

【００２９】このカレントトランスＴ１の２次巻線ｎ２
は一端がトランジスタＱ１、Ｑ２との接続点に接続さ
れ、その他端が抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のゲ
ート端子に接続されている。また、カレントトランスＴ
１の２次巻線ｎ３は一端が抵抗Ｒ６を介してトランジス
タＱ２のゲート端子に接続され、その他端は電界効果ト
ランジスタＱ３（以下、トランジスタＱ３と称する）の
ドレイン端子に接続されており、このトランジスタＱ３
のソース端子はトランジスタＱ２のソース端子に接続さ
れる。ここで抵抗Ｒ４、Ｒ６はカレントトランスＴ１か
ら各トランジスタＱ１、Ｑ２のゲート端子へ適切な信号
を帰還するためのものである。

【００３０】また、コンデンサＣ１の両端に抵抗Ｒ８、
Ｒ９が直列に接続され、この抵抗Ｒ８、Ｒ９の接続点と
トランジスタＱ３のゲート端子との間にはツェナーダイ
オードＺＤ３が接続されている。このとき、トランジス
タＱ３、トランジスタＱ３のゲート端子とソース端子間
に接続された保護用の抵抗Ｒ１０、ツェナーダイオード
ＺＤ３、抵抗Ｒ８、Ｒ９により遅延手段である発振遅延
回路２Ａが構成される。

【００３１】尚、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子、
ソース端子間に並列に接続された抵抗Ｒ５、ツェナーダ
イオードＺＤ１、およびスイッチング素子Ｑ２のゲート
端子、ソース端子間に並列に接続された抵抗Ｒ７、ツェ
ナーダイオードＺＤ２はそれぞれ、スイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２のゲート端子の保護回路である。

【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。そして、コンデンサＣ３→抵抗Ｒ２→コンデン
サＣ４→カレントトランスの一次巻線ｎ１→コンデンサ
Ｃ２→インダクタＬ２→負荷Ｚ→コンデンサＣ３の閉ル
ープにより第３のコンデンサであるコンデンサＣ４が徐
々に充電される。その後、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以上となると、
トリガ素子Ｑ４がオンしトランジスタＱ１のゲート端子
とソース端子間に電圧が印加され、トランジスタＱ１が
オンする。すなわち、起動回路１の起動信号によりトラ
ンジスタＱ１がオンする。

【００３３】トランジスタＱ１がオンすると、コンデン
サＣ３→トランジスタＱ１→カレントトランスＴ１の一
次巻線ｎ１→コンデンサＣ２→インダクタＬ２→負荷Ｚ
→コンデンサＣ３の閉ループに電流が流れ、カレントト
ランスＴ１の２次巻線ｎ２、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のそれ
ぞれのゲート端子、ソース端子間に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次電圧の極性反転によりトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２を交互にオンオフするよう動作する。

【００３４】ところが、電源投入時はコンデンサＣ１は
充電されておらず、このコンデンサＣ１の両端電圧を抵
抗Ｒ８、Ｒ９により分圧した抵抗Ｒ９の両端電圧も低
い。そのため、抵抗Ｒ８、Ｒ９間の電位はツェナーダイ
オードＺＤ３のツェナー電圧に達しておらず、トランジ
スタＱ３はオフ状態である。よって、トランジスタＱ２
をオンオフする動作は次第に減衰して消滅し、トランジ
スタＱ２はオフ状態を保つようになる。

【００３５】また、上述したように起動回路１からの起
動信号によりトランジスタＱ１がオンすると、コンデン
サＣ３→トランジスタＱ１→ダイオードＤ２→インダク
タＬ１→コンデンサＣ１→コンデンサＣ３の閉ループで
も電流が流れ、コンデンサＣ１が徐々に充電されてい
く。すなわち、交流電源Ｖａｃより発生する交流電源か
ら整流器を介して出力される出力電圧が平滑コンデンサ
であるコンデンサＣ１に充電される。この充電動作によ
りコンデンサＣ１の両端電圧がツェナーダイオードＺＤ
３の動作電圧を超えると、トランジスタＱ３がオンして
トランジスタＱ２のオンオフ動作が可能となる。

【００３６】よって、トランジスタＱ１のオンオフ動作
の繰り返しによりコンデンサＣ１が充電され、その両端
電圧が所定の電圧を超えると、トランジスタＱ１、Ｑ２
が交互にオンされるよう動作が開始される。このとき、
所定の電圧とは電源投入時などにスイッチング素子であ
るトランジスタＱ１、Ｑ２に過大電流が流れない程度に
コンデンサＣ１に電荷が蓄えられたときの値である。こ
れにより、コンデンサＣ３の両端電圧が交流の高周波に
変換され、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れて
負荷Ｚに高周波電力が供給される。このとき、コンデン
サＣ２で重畳された直流成分が除去される。

【００３７】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。また、トラ
ンジスタＱ１がオンされると、コンデンサＣ４に充電さ
れていた電荷は抵抗Ｒ２、トランジスタＱ１を介して放
電され、起動回路１は動作を停止する。

【００３８】本実施形態では、このような構成にするこ
とで、コンデンサＣ１に所定の電圧が充電された後、ト
ランジスタＱ１、Ｑ２の動作を開始させることができる
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。 （実施形態２）次に本発明の第２の実施形態を説明す
る。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
号を付しその説明を省略する。図１と異なる点は負荷Ｚ
として例えば放電灯であるランプ負荷Ｌａ１を用い、ラ
ンプ負荷Ｌａ１の非電源側端子間にコンデンサＣ１５を
接続した点と、ランプ負荷Ｌａ１の寿命末期などの異常
状態を検出する異常検出回路４をランプ負荷Ｌａ１と並
列に設け、そしてベースが異常検出回路４に接続された
ＮＰＮ型のトランジスタＱ９を抵抗Ｒ１０と並列に接続
した点である。

【００３９】ここで、ランプ負荷Ｌａ１が異常であるこ
とを異常検出回路４が検出したとき、異常検出回路４は
トランジスタＱ９をオンする信号を出力する。それによ
り、トランジスタＱ３がオフするため、トランジスタＱ
２がオフ状態を保ち、トランジスタＱ２を含むインバー
タ回路の動作を停止すると共に、起動回路１の出力によ
りトランジスタＱ１がオンするので、コンデンサＣ３→
トランジスタＱ１→ダイオードＤ２→インダクタＬ１→
コンデンザＣ１→コンデンサＣ３の閉ループで電流が流
れコンデンサＣ１を徐々に充電する。

【００４０】そして、トランジスタＱ１、Ｑ２を備えた
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１の実施
形態と同じため、その説明を省略する。 （実施形態３）次に本発明の第３の実施形態を説明す
る。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１と同じものには同じ符
号を付しその説明を省略する。図１と異なるところは、
図１ではコンデンサＣ３の両端にトランジスタＱ１、ダ
イオードＤ２、インダクタＬ１、コンデンサＣ１が直列
に接続されているのに対して、図３ではコンデンサＣ３
の両端にトランジスタＱ１、ダイオードＤ２、インダク
タＬ１、コンデンサＣ１の他に更に、トランジスタＱ１
がオンした時コンデンサＣ１が充電される向きに高速ダ
イオードＤ５、Ｄ４が直列に接続されており、ダイオー
ドＤ５にコンデンサＣ５が並列に接続されている点であ
る。

【００４１】また、図１ではトランジスタＱ１とＱ２の
接続点と、トランジスタＱ２のソース端子との間に、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が直列に接続されているのに対
して、図３ではダイオードＤ５を介してカレントトラン
スＴ１の１次巻線ｎ１、リーケージトランスＴ２の１次
巻線ｎ１１、コンデンサＣ１６が直列に接続されてお
り、このリーケージトランスＴ２の２次巻線ｎ１２の両
端には、その非電源側端子間にコンデンサＣ１１が並列
接続された例えば放電灯などのランプ負荷Ｌａ２が並列
に接続されている。

【００４２】そして、図１の発振遅延回路２Ａの代わり
に、図３ではトランジスタＱ２のゲート端子とソース端
子間にコレクタ、エミッタ間を並列接続されたＮＰＮ型
のトランジスタＱ５と、トランジスタＱ１、Ｑ２の直列
回路の両端に接続された抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ６、
ダイオードＤ６の直列回路と、このコンデンサＣ６とダ
イオードＤ６の接続点とトランジスタＱ５のベースとの
間に接続された抵抗Ｒ１３とからなる遅延手段である発
振遅延回路２Ｂが備えられている。尚、このダイオード
Ｄ６はコンデンサＣ６の放電ループを形成するためのも
のであり、そのカソードがコンデンサＣ６に接続されて
いる。

【００４３】次にこのように構成された電源装置の動作
を説明する。まず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。

【００４４】そして、コンデンサＣ３→抵抗Ｒ２→コン
デンサＣ４→カレントトランスの一次巻線ｎ１→リーケ
ージトランスＴ２の１次巻線ｎ１１→コンデンサＣ１６
→ダイオードＤ４→コンデンサＣ３の閉ループによりコ
ンデンサＣ４が徐々に充電される。

【００４５】その後、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以上となると、トリ
ガ素子Ｑ４がオンしトランジスタＱ１のゲート端子とソ
ース端子間に電圧が印加され、トランジスタＱ１がオン
する。すなわち、起動回路１の起動信号によりトランジ
スタＱ１がオンする。

【００４６】こうしてトランジスタＱ１がオンすると、
コンデンサＣ３→トランジスタＱ１→カレントトランス
Ｔ１の２次巻線ｎ１→リーケージトランスＴ２の１次巻
線ｎ１１→コンデンサＣ２→ダイオードＤ４→コンデン
サＣ３の閉ループに電流が流れ、カレントトランスＴ１
の２次巻線ｎ２、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のそれぞれのゲー
ト端子、ソース端子間に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次電圧の極性反転によりトランジスタＱ１、Ｑ２
を交互にオンオフするよう動作する。

【００４７】ところで電源投入時は、コンデンサＣ３→
抵抗Ｒ１２→コンデンサＣ６→抵抗Ｒ１３→トランジス
タＱ５のベース・エミッタ→ダイオードＤ５→ダイオー
ドＤ４→コンデンサＣ３の閉ループで電流が流れコンデ
ンサＣ６が充電される。このとき、コンデンサＣ６の充
電電圧が所定値に達して、コンデンサＣ６と抵抗Ｒ１３
間の電位がトランジスタＱ５の動作電圧以下となるまで
の間、トランジスタＱ５がオンされ、それによりトラン
ジスタＱ２をオンオフする動作は次第に減衰して消滅
し、トランジスタＱ２はオフ状態を保つ。

【００４８】また、上述したように起動回路１からの起
動信号によりトランジスタＱ１がオンすると、コンデン
サＣ３→トランジスタＱ１→ダイオードＤ２→インダク
タＬ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ダイオード
Ｄ４→コンデンサＣ３の閉ループでも電流が流れ、コン
デンサＣ１が徐々に充電されていく。

【００４９】このとき、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ６に
より第１のタイマー回路が構成され、コンデンサＣ６の
充電電圧が上記所定値に達するときに、すなわち第１の
タイマー回路がタイムアップするときに、コンデンサＣ
１の両端電圧が所定の電圧になるように、抵抗Ｒ１２と
コンデンサＣ６の時定数が設定される。そうすることに
より、コンデンサＣ１の両端電圧が所定の電圧値となる
まで、トランジスタＱ１、Ｑ２を交互にオンするインバ
ータ動作が停止され、その後コンデンサＣ３の両端電圧
を交流の高周波に変換し、カレントトランスＴ１の１次
巻線ｎ１、リーケージトランスＴ２、ランプ負荷Ｌａ２
とコンデンサＣ１１からなる共振回路で振動動作させ
て、ランプ負荷Ｌａ２に高周波電力が供給される。

【００５０】図１の実施形態で示したように、トランジ
スタＱ１がオンすると、コンデンサＣ４に充電されてい
た電荷は抵抗Ｒ２、トランジスタＱ１を介して放電さ
れ、起動回路１は動作を停止する。

【００５１】本実施形態では、トランジスタＱ１の降圧
チョッパ動作により引きこまれる入力電流以外にも、共
振回路内に挿入されたダイオードＤ５とコンデンサＣ５
の並列回路により電源電圧の低いときにも入力電流を取
りこむことが可能となり入力歪みが改善される。

【００５２】本実施形態においても、平滑コンデンサＣ
１に充分な電荷が充電されるまで、スイッチング素子で
あるトランジスタＱ１、Ｑ２を含むインバータ回路の動
作を遅延させることができ、スイッチング素子の過大な
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。 （実施形態４）次に本発明の第４の実施形態を説明す
る。図４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１と同じものには同じ符
号を付しその説明を省略する。図１と異なるところは、
図４ではコンデンサＣ３の高圧側とダイオードＤ１のカ
ソードの接続点の間にダイオードＤ７が設けられ、コン
デンサＣ３→ダイオードＤ７→トランジスタＱ１→ダイ
オードＤ２→インダクタＬ１→コンデンサＣ１の経路で
コンデンサＣ１を充電する構成とした点と、発振遅延回
路２Ａの代わりに遅延手段である発振遅延回路２Ｃを備
えた点と、電源リセット回路部５、予熱始動回路６を新
たに設けた点である。

【００５３】発振遅延回路２Ｃは、トランジスタＱ１、
Ｑ２の直列回路に並列接続された抵抗Ｒ１４、１５の直
列回路と、抵抗Ｒ１５と並列接続されたコンデンサＣ７
と、同じく抵抗Ｒ１５と並列接続された抵抗Ｒ１６、コ
ンデンサＣ８、ダイオードＤ８の直列回路と、トランジ
スタＱ２のゲート端子、ソース端子間に並列接続された
ＮＰＮ型のトランジスタＱ６と、コンデンサＣ８とダイ
オードＤ８の接続点とトランジスタＱ６のベース間に接
続された抵抗Ｒ１９により構成される。

【００５４】また電源リセット回路部５は、コンデンサ
Ｃ３の両端に並列接続された抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８の
直列回路と、抵抗Ｒ１８に並列に接続されたコンデンサ
Ｃ９と、抵抗Ｒ１８の両端にベース・コレクタ間が並列
に接続され、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５の接続点にエミッタが
接続されたＰＮＰ型のトランジスタＱ７により構成され
る。

【００５５】そしてまた、予熱始動回路６は図１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Ｑ７のエミッタに接続されたダイオ
ードＤ３４のアノードに接続されている。

【００５６】このように構成された電源装置の動作を説
明する。図１の実施形態で説明したように、電源が投入
されるとコンデンサＣ４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
圧以上となると、トランジスタＱ１がオンする。トラン
ジスタＱ１がオンすると、カレントトランスＴ１の２次
巻線ｎ２、ｎ３に２次電圧が発生し、２次電圧の極性反
転によりトランジスタＱ１、Ｑ２を交互にオンオフする
よう動作開始する点も図１の実施形態と同様であるが、
以下に述べる理由によりトランジスタＱ２をオンする動
作は次第に減衰して消滅する。

【００５７】すなわち、電源投入後はコンデンサＣ３→
ダイオードＤ７→抵抗Ｒ１４→抵抗Ｒ１６→コンデンサ
Ｃ８→抵抗Ｒ１９→トランジスタＱ６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の充電
電圧が所定値に達してコンデンサＣ８と抵抗Ｒ１９間の
電位がトランジスタＱ６の動作電圧以下となるまでの
間、トランジスタＱ２がオフ状態に保持されるからであ
る。ここで、コンデンサＣ８が所定値まで充電されると
トランジスタＱ６がオフし、トランジスタＱ２のオンオ
フ動作が可能となるため、トランジスタＱ１、Ｑ２が交
互にオンされるようインバータ回路の動作が開始され
る。

【００５８】また、図１の実施形態で説明したようにト
ランジスタＱ１がオンすると、コンデンサＣ１が徐々に
充電されていく。ここでコンデンサＣ８は、コンデンサ
Ｃ１の両端電圧が所定の電圧になることを検出する第１
のタイマー回路を構成し、コンデンサＣ８の充電電圧が
上述した所定値に達するときに、すなわち第１のタイマ
ー回路がタイムアップしたときに、コンデンサＣ１の両
端電圧が所定の電圧となるように設定される。このとき
の所定の電圧とは、電源投入時などにスイッチング素子
であるトランジスタＱ１、Ｑ２に過大電流が流れない程
度にコンデンサＣ１に予め蓄えられる電荷量をさしてい
る。そうすることで、コンデンサＣ１の両端電圧が所定
の電圧となるまでトランジスタＱ１、Ｑ２の動作の開始
が遅延される。

【００５９】また、トランジスタＱ１、Ｑ２の動作が開
始されると、コンデンサＣ３の両端電圧が交流の高周波
に変換され、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れ
て負荷Ｚに高周波電力が供給される点、スイッチング素
子Ｑ１がオンされると、コンデンサＣ４に充電されてい
た電荷は抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ１を介して放電
され、起動回路１は動作を停止する点は図１の実施形態
と同様である。

【００６０】ところで、交流電源Ｖａｃの電源電圧が何
らかの原因でオンオフを繰り返した場合、例えば電源が
瞬時に停電あるいは降電圧して、整流器であるダイオー
ドブリッジＤＢの出力電圧が低下した場合、コンデンサ
Ｃ３の両端電圧は降下し、抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８の接
続点の電位、すなわちコンデンサＣ９の両端電圧も降下
する。そのため開閉手段であるトランジスタＱ７がオン
し、コンデンサＣ８→抵抗Ｒ１６→トランジスタＱ７の
エミッタ、コレクタ→ダイオードＤ８→コンデンサＣ８
の閉ループでコンデンサＣ８が放電される。

【００６１】そのため、電源が復帰したとき、放電した
コンデンサＣ８が再度充電し始めることになり、第１の
タイマー回路を構成するコンデンサＣ８のタイマー動作
が正常に動作する。すなわち、電源に異常が発生した後
の電源復帰時にも、コンデンサＣ８の充電電圧が上述し
た所定値に達して、トランジスタＱ２のオフ状態が解除
されるときに、コンデンサＣ１の両端電圧が所定の電圧
となるようにでき、コンデンサＣ１の両端電圧が所定の
電圧となったときに、スイッチング素子であるトランジ
スタＱ１、Ｑ２の動作が開始される。

【００６２】また、本実施形態では、負荷Ｚを例えば図
２の実施形態で示したような非電源側端子間に図示せぬ
コンデンサの接続されたランプ負荷とし、電源投入時す
なわちランプ負荷の始動時は所定期間、トランジスタＱ
２のオンする期間を縮めてインバータ回路の動作周波数
を高い周波数にして、その後徐々に所定の周波数まで低
下させるようにしている。

【００６３】すなわち、電源投入後、予熱始動回路６内
の図示せぬタイマーコンデンサを充電する構成とし、こ
のタイマーコンデンサが充電されるまでのランプ始動時
の所定期間、インバータ回路の動作周波数を高い周波数
から徐々に低下させるようにしている。これにより、ラ
ンプ負荷の両端電圧をランプ負荷が点灯しない電圧に保
持して、上述したランプ負荷に接続されたコンデンサに
流れる電流により電極部を加熱する。

【００６４】よって、電源投入時にランプ負荷にストレ
スを与えないように電極部が加熱されることになる。こ
こで、予熱始動回路６は周波数可変手段とタイマー回路
２を兼用している。

【００６５】上述したように、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、ダイオードブ
リッジＤＢの出力電圧が低下した場合、電源が復帰して
ランプ負荷を再始動させるときに、前記タイマーコンデ
ンサが充電された状態であると、タイマー動作が正常に
行われないため、ランプ負荷にストレスがかかってしま
うことになる。

【００６６】そこで、本実施形態の予熱始動回路６にお
いても、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧の低下時に
第２のタイマー回路を構成するタイマーコンデンサをリ
セットするようにしている。すなわち、交流電源Ｖａｃ
が瞬時に降電圧や低電圧になったときに、電源リセット
回路部５の開閉手段であるトランジスタＱ７がオンす
る。トランジスタＱ７がオンすると、上述したように第
１のタイマー回路を構成するコンデンサＣ８が放電され
るだけでなく、ダイオードＤ３４を介して予熱始動回路
６内のタイマーコンデンサが放電される。よって、交流
電源Ｖａｃが復帰しランプ負荷が再始動するときでも、
タイマーコンデンサが再度充電されるようになるため、
ランプ負荷にストレスを与えないように電極部が加熱さ
れる。 （実施形態５）次に図５を用いて第５の実施形態を説明
する。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１と同様に交流電源Ｖ
ａｃ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、図１で説明したものと同様の構成であり、入力電流
の高周波成分を抑制する。

【００６７】このダイオードブリッジＤＢの両端にはコ
ンデンサＣ１０と、一方のスイッチング素子に相当する
電界効果トランジスタＱ１１（以下、トランジスタＱ１
１と称する）、カレントトランスＴ３の１次巻線ｎ２
１、リーケージトランスＴ４の１次巻線ｎ３１からなる
直列回路が並列に接続されている。

【００６８】トランジスタＱ１１のソース端子と、他方
のスイッチング素子に相当する電界効果トランジスタＱ
１２（以下、トランジスタＱ１２と称する）のドレイン
端子が接続され、このトランジスタＱ１１、Ｑ１２から
なる直列回路の両端には、抵抗Ｒ３８、Ｒ３９の直列回
路と平滑コンデンサであるコンデンサＣ１７が並列に接
続されている。ここでダイオードブリッジＤＢの出力電
圧がコンデンサＣ１７の充電電圧より低下すると、コン
デンサＣ１７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。

【００６９】また、リーケージトランスＴ４の２次巻線
ｎ３２の両端にはランプ負荷Ｌａ３が接続され、このラ
ンプ負荷Ｌａ３の非電源側端子間にはコンデンサＣ１９
が並列に接続されている。そして、トランジスタＱ１１
の両端には抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ１８の直列回路が
並列に接続され、抵抗Ｒ３２の両端にはコンデンサＣ１
８の高電位側にアノードが接続されたダイオードＤ１０
と抵抗Ｒ３１の直列回路が並列に接続されている。そし
て、抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ１８の接続点とトランジ
スタＱ１１のゲート端子間にはトリガ素子Ｑ１４が接続
される。

【００７０】このとき、ダイオードＤ１０、抵抗Ｒ３
１、Ｒ３２、コンデンサＣ１８、トリガ素子Ｑ１４によ
り起動回路１Ｂが構成され、トランジスタＱ１１に起動
信号を出力する。

【００７１】また、図１と同様にカレントトランスＴ３
の２次巻線ｎ２２の一端はトランジスタＱ１１のソース
端子に接続され、他端は抵抗Ｒ３４を介してトランジス
タＱ１１のゲート端子に接続されている。そして、カレ
ントトランスＴ３の２次巻線ｎ２３の一端はソース端子
がトランジスタＱ１２のソース端子に接続された電界効
果トランジスタＱ１３（以下、トランジスタＱ１３と称
する）のドレイン端子に接続され、他端は抵抗Ｒ３６を
介してトランジスタＱ１２のゲート端子に接続されてい
る。

【００７２】尚、抵抗Ｒ３８、Ｒ３９の接続点とトラン
ジスタＱ１３のゲート端子との間にツェナーダイオード
ＺＤ７が接続され、トランジスタＱ１３のゲート、ソー
ス端子間に保護用の抵抗Ｒ３０が接続されている。また
トランジスタＱ１１のゲート、ソース端子間にゲートの
保護回路であるツェナーダイオードＺＤ５と抵抗Ｒ３５
が並列に接続され、トランジスタＱ１２のゲート、ソー
ス端子間にゲートの保護回路であるツェナーダイオード
ＺＤ６と抵抗Ｒ３７が並列に接続されている。ここで、
抵抗Ｒ３８、Ｒ３９、ツェナーダイオードＺＤ７、抵抗
Ｒ３０、トランジスタＱ１３により遅延手段である発振
遅延回路２Ｄが構成される。

【００７３】次に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Ｃ１０に交流電源Ｖａｃのピーク電圧まで充
電される。そして、コンデンサＣ１０→抵抗Ｒ３２→コ
ンデンサＣ１８→カレントトランスＴ３の１次巻線ｎ２
１→リーケージトランスＴ４の１次巻線ｎ３１→コンデ
ンサＣ１０の閉ループでコンデンサＣ１８が徐々に充電
され、その充電電圧がトリガ素子Ｑ１４のブレークオー
バー電圧に達すると、トリガ素子Ｑ１４がオンしてトラ
ンジスタＱ１１のゲート、ソース端子間に電圧が印加さ
れてトランジスタＱ１１がオンする。

【００７４】トランジスタＱ１１がオンすると、コンデ
ンサＣ１０→トランジスタＱ１１→カレントトランスＴ
３の一次巻線ｎ２１→リーケージトランスＴ４の１次巻
線ｎ３１→コンデンサＣ１０の閉ループに電流が流れ、
カレントトランスＴ３の２次巻線ｎ２２、ｎ２３に２次
電圧が発生し、抵抗Ｒ３４、Ｒ３６を介してトランジス
タＱ１１、Ｑ１２のそれぞれのゲート端子、ソース端子
間に２次電圧が印加される。このとき、カレントトラン
スＴ３の２次巻線ｎ２２、ｎ２３に発生する２次電圧の
極性反転によりトランジスタＱ１１、Ｑ１２を交互にオ
ンオフするよう動作する。

【００７５】ところが、電源投入時はコンデンサＣ１７
は充電されておらず、このコンデンサＣ１７の両端電圧
を抵抗Ｒ３８、Ｒ３９により分圧した抵抗Ｒ３９の両端
電圧も低い。そのため、抵抗Ｒ３８、Ｒ３９間の電位は
ツェナーダイオードＺＤ７のツェナー電圧に達しておら
ず、トランジスタＱ１３はオフ状態である。よって、ト
ランジスタＱ１２をオンオフする動作は次第に減衰して
消滅し、トランジスタＱ１２はオフ状態を保つようにな
る。

【００７６】また、上述のようにコンデンサＣ１０→ト
ランジスタＱ１１→カレントトランスＴ３の一次巻線ｎ
２１→リーケージトランスＴ４の１次巻線ｎ３１→コン
デンサＣ１０の閉ループで電流が流れた後、インダクタ
素子に相当するカレントトランスＴ３の１次巻線ｎ２
１、リーケージトランスＴ４の１次巻線ｎ３１に蓄積さ
れた起電力により、コンデンサＣ１０→コンデンサＣ１
７→トランジスタＱ１２のボディダイオード→カレント
トランスＴ３の１次巻線ｎ２１→リーケージトランスＴ
４の１次巻線ｎ３１→コンデンサＣ１０の閉ループでコ
ンデンサＣ１７を徐々に昇圧充電していく。

【００７７】この昇圧充電動作によりコンデンサＣ１７
の両端電圧が所定の電圧、すなわちツェナーダイオード
ＺＤ７を動作させるのに充分な電圧に達するとトランジ
スタＱ１３がオンされ、トランジスタＱ１、Ｑ２のオン
オフ動作、すなわちインバータ回路の動作が可能とな
る。このとき、コンデンサＣ１７に充電される所定の電
圧とはインバータ回路が動作開始する際に、スイッチン
グ素子であるトランジスタＱ１、Ｑ２に過大電流が流れ
ない程度にコンデンサＣ１７に予め充電される値をさし
ている。

【００７８】このように、コンデンサＣ１７に所定の電
圧が充電されると、トランジスタＱ１１、Ｑ１２を交互
にオンするインバータ回路が動作し、コンデンサＣ１０
の両端電圧を交流の高周波信号に変換し、カレントトラ
ンスＴ３の１次巻線ｎ２１、リーケージトランスＴ４、
ランプ負荷Ｌａ３とコンデンサＣ１９からなる共振回路
で振動動作させて、ランプ負荷Ｌａ３に高周波電力を供
給する。

【００７９】ここで、トランジスタＱ１１、Ｑ１２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Ｔ
３を介して、トランジスタＱ１１、Ｑ１２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Ｑ１１、Ｑ１２、カレントトラ
ンスＴ３により自励式のインバータ回路が構成される。

【００８０】本実施形態では、このような回路構成とし
たことにより、トランジスタＱ１１の昇圧チョッパ動作
により引き込まれる入力電流と、共振電流により充放電
されるコンデンサＣ１０の動作により平滑電圧が電源電
圧より高い場合にも入力電流を取り込むことが可能とな
り入力歪みが改善される。

【００８１】また、コンデンサＣ１７に充分な電荷が昇
圧充電されていない間、スイッチング素子であるトラン
ジスタＱ１１、Ｑ１２の動作開始を遅延することができ
るため、スイッチング素子への過大なストレスの発生を
複雑な制御回路を用いずに防止できる。 （実施形態６）次に本発明の電源装置の第６の実施形態
を図６を用いて説明する。交流電源Ｖａｃはフィルタ回
路３に接続されており、このフィルタ回路３の両端には
ダイオードＤ２０のカソードにコンデンサＣ１２の高電
位側が直列接続された回路が並列接続されている。この
フィルタ回路３は図１で説明したものと同様の構成であ
り、入力電流の高周波成分を抑制する。

【００８２】そして、ダイオードＤ２０の両端には、カ
ソード側にコンデンサＣ２０の高電位側が、アノード側
にダイオードＤ２１のカソードが接続されるように、コ
ンデンサＣ２０とダイオードＤ２１の直列回路が接続さ
れている。また、コンデンサＣ２０の両端には抵抗Ｒ４
８、Ｒ４９の直列回路、一方のスイッチング素子に相当
する電界効果トランジスタＱ２２（以下、トランジスタ
Ｑ２２と称する）と、他方のスイッチング素子に相当す
る電界効果トランジスタＱ２１（以下、トランジスタＱ
２１と称する）の直列回路、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ
１３の直列回路が並列に接続されている。

【００８３】尚、コンデンサＣ２０は平滑コンデンサに
相当し、交流電源Ｖａｃより整流器であるダイオードＤ
２０を介した出力電圧がコンデンサＣ２０の充電電圧よ
り小さくなると、コンデンサＣ２０が後述するインバー
タ回路の電源となる。

【００８４】また、トランジスタＱ２１、Ｑ２２の接続
点とコンデンサＣ１２の低電位側との間にはカレントト
ランスＴ５の１次巻線ｎ４１とリーケージトランスＴ６
の１次巻線ｎ５１が接続されており、リーケージトラン
スＴ６の２次巻線ｎ５２にはその非電源側端子間にコン
デンサＣ２１が並列接続された例えば放電灯のランプ負
荷Ｌａ４が並列に接続されている。

【００８５】そしてまた、カレントトランスＴ５の２次
巻線ｎ４２の一端はアノードがトランジスタＱ２１のソ
ース端子に接続されたダイオードＤ２３のカソードに接
続されると共に、フォトダイオードＰｈ１と共にフォト
カプラを形成するフォトトランジスタＰｈ２を介してト
ランジスタＱ２１のソース端子に接続され、他端は抵抗
Ｒ４４を介してトランジスタＱ２１のゲート端子に接続
されている。そして、カレントトランスＴ５の２次巻線
ｎ４３の一端はトランジスタＱ２２のソース端子に接続
され、他端は抵抗Ｒ４６を介してトランジスタＱ２２の
ゲート端子に接続されている。

【００８６】さらに、抵抗Ｒ２０とコンデンサＣ１３の
接続点とトランジスタＱ２２のゲート端子との間にはト
リガ素子Ｑ８が接続されると共に、抵抗Ｒ２０とコンデ
ンサＣ１３の接続点にはカソードが抵抗Ｒ２１を介して
トランジスタＱ２１のソース端子に接続されたダイオー
ドＤ２２のアノードが接続されている。ここで、抵抗Ｒ
２０、コンデンサＣ１３、トリガ素子Ｑ８、ダイオード
Ｄ２２、抵抗Ｒ２１により起動回路１Ｃが構成される。

【００８７】また、抵抗Ｒ４８、抵抗Ｒ４９の接続点と
トランジスタＱ２２のソース端子との間には、ツェナー
ダイオードＺＤ４、抵抗Ｒ２２、フォトダイオードＰｈ
１の直列回路が接続されている。このとき、抵抗Ｒ４
８、Ｒ４９、ツェナーダイオードＺＤ４、抵抗Ｒ２２、
フォトダイオードＰｈ１、フォトトランジスタＰｈ２、
ダイオードＤ２３により遅延手段である発振遅延回路が
構成される。

【００８８】そして、トランジスタＱ２１のゲート端子
とソース端子との間にはゲートの保護回路であるツェナ
ーダイオードＺＤ８と抵抗Ｒ４５が並列に接続されてお
り、同じくトランジスタＱ２２のゲート端子とソース端
子との間にはゲートの保護回路であるツェナーダイオー
ドＺＤ９と抵抗Ｒ４７が並列に接続されている。

【００８９】このように構成された電源装置の動作を説
明する。

【００９０】まず、電源投入と共に、交流電源Ｖａｃ→
フィルタ回路３→ダイオードＤ２０→抵抗Ｒ２０→コン
デンサＣ１３→トランジスタＱ２２のボディダイオード
→カレントトランスＴ５の１次巻線ｎ４１→リーケージ
トランスＴ６の１次巻線ｎ５１→フィルタ回路３→交流
電源Ｖａｃの閉ループによりコンデンサＣ１３が充電さ
れる。

【００９１】コンデンサＣ１３の充電電圧がトリガ素子
Ｑ８のブレークオーバー電圧を超えると、トリガ素子Ｑ
８がオンしトランジスタＱ２２のゲート、ソース間に電
圧が印加されてトランジスタＱ２２がオンする。すなわ
ち、起動回路１Ｃの起動信号によりトランジスタＱ２が
オンする。

【００９２】そして、交流電源Ｖａｃの交流電圧が矢印
Ｅの向きに電流が流れる半周期の場合、上述したように
起動回路１Ｃの起動信号によりトランジスタＱ２２がオ
ンすると、交流電源Ｖａｃ→フィルタ回路３→リーケー
ジトランスＴ６の１次巻線ｎ５１→カレントトランスＴ
５の１次巻線ｎ４１→トランジスタＱ２２→ダイオード
Ｄ２１→フィルタ回路３→交流電源Ｖａｃの閉ループで
電流が流れる。

【００９３】そして、カレントトランスＴ５の２次巻線
ｎ４２、ｎ４３に２次電圧が発生し、抵抗Ｒ４４、Ｒ４
６を介してトランジスタＱ２１、Ｑ２２のそれぞれのゲ
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Ｔ５の２次巻線ｎ４２、ｎ４３に発生す
る２次電圧の極性反転により、トランジスタＱ２１、Ｑ
２２を交互にオン、オフするよう動作する。すなわち、
カレントトランスＴ５に発生した２次電圧がトランジス
タＱ２１、Ｑ２２のゲートに帰還される。このとき、ト
ランジスタＱ２１、Ｑ２２とカレントトランスＴ５によ
り自励式のインバータ回路が構成される。

【００９４】ところが、電源投入時はコンデンサＣ２０
は充電されておらず、このコンデンサＣ２０の両端電圧
を抵抗Ｒ４８、Ｒ４９により分圧した抵抗Ｒ４９の両端
電圧も低い。そのため、抵抗Ｒ４８、Ｒ４９間の電位は
ツェナーダイオードＺＤ４のツェナー電圧に達しておら
ず、フォトダイオードＰｈ１は動作しておらず、フォト
トランジスタＰｈ２もオフ状態である。そのため、トラ
ンジスタＱ２１をオンオフする動作は次第に減衰して消
滅し、トランジスタＱ２１はオフ状態を保持する。

【００９５】また、交流電源Ｖａｃの交流電圧が矢印Ｅ
の向きに電流が流れる半周期の場合、起動回路１Ｃの起
動信号によりトランジスタＱ２２がオンして、交流電源
Ｖａｃ→フィルタ回路３→リーケージトランスＴ６の１
次巻線ｎ５１→カレントトランスＴ５の１次巻線ｎ４１
→トランジスタＱ２２→ダイオードＤ２１→フィルタ回
路３→交流電源Ｖａｃの閉ループで電流が流れ、その後
トランジスタＱ２２がオフすると、カレントトランスＴ
５の１次巻線ｎ４１、リーケージトランスＴ６の１次巻
線ｎ５１に蓄積された起電力により、交流電源Ｖａｃ→
フィルタ回路３→リーケージトランスＴ６の１次巻線ｎ
５１→カレントトランスＴ５の１次巻線ｎ４１→トラン
ジスタＱ２１のボディダイオード→コンデンサＣ２０→
ダイオードＤ２１→フィルタ回路３→交流電源Ｖａｃの
閉ループでコンデンサＣ２０を昇圧充電していく。

【００９６】この昇圧充電動作によりコンデンサＣ２０
の両端電圧が上昇して、抵抗Ｒ４８と抵抗Ｒ４９の接続
点の電位がツェナーダイオードＺＤ４の動作電圧以上と
なるとフォトダイオードＰｈ１が動作する。すると、フ
ォトトランジスタＰｈ２がオンし、トランジスタＱ２１
のオフ状態の保持が解除され、トランジスタＱ１、Ｑ２
のオンオフ動作、すなわちインバータ回路の動作が開始
される。

【００９７】それにより、カレントトランスＴ５の１次
巻線ｎ４１、リーケージトランスＴ６、ランプ負荷Ｌａ
４、コンデンサＣ２１からなる共振回路で振動動作さ
せ、ランプ負荷Ｌａ４に高周波電力を供給する。

【００９８】また、トランジスタＱ２２の動作によりコ
ンデンサＣ１３に蓄えられた電荷は、ダイオードＤ２
２、抵抗Ｒ２１、トランジスタＱ２２を介して放電され
て、起動回路１Ｃは動作を停止する。

【００９９】本実施形態では、電源電圧の極性により半
周期のみしか起動信号による昇圧充電動作を行わない
が、コンデンサＣ２０に充分な電荷が充電されていない
間のトランジスタＱ２１、Ｑ２２の動作の開始を遅延さ
せることができるため、スイッチング素子であるトラン
ジスタＱ２１、Ｑ２２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できる。 （実施形態７）次に本発明の第７の実施形態を説明す
る。図７は本発明の第７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
号を付しその説明を省略する。図３と異なる点は、カレ
ントトランスＴ１の１次巻線ｎ１が、図３ではトランジ
スタＱ１、Ｑ２の接続点とリーケージトランスＴ２の１
次巻線ｎ１１との間に接続されているのに対して、図７
ではリーケージトランスＴ２の２次巻線ｎ１２とランプ
負荷Ｌａ２との間に直列に接続されている点である。

【０１００】本構成により、図３の実施形態で説明した
ようにコンデンサＣ１に充分な電荷が充電されていない
間、トランジスタＱ１、Ｑ２の動作の開始を遅延させる
ことができ、スイッチング素子であるトランジスタＱ
１、Ｑ２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。

【０１０１】また、カレントトランスＴ１の１次巻線ｎ
１がリーケージトランスＴ２の２次巻線ｎ１２とランプ
負荷Ｌａ２との間に直列に接続されているため、ランプ
負荷Ｌａが外れた無負荷の場合にトランジスタＱ１、Ｑ
２を備えたインバータ回路の動作を起こらないようにで
きる。その他の動作は図３の実施形態と同様のためその
説明を省略する。

【０１０２】尚、以上の実施形態において、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。

【０１０３】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動作をさせるもの
であれば、他の実施形態で良いのは言うまでもない。

【０１０４】

【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。

【０１０５】本発明の請求項２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の電圧に達
したときにタイムアップする第１のタイマー回路を備え
ているため、前記平滑コンデンサの両端電圧が所定の電
圧に達したことを検出して、インバータ回路の動作を開
始させ、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。

【０１０６】本発明の請求項３に記載の電源装置におい
ては、第２のコンデンサの充電電圧が所定値に達するこ
とで、平滑コンデンサの両端電圧が所定電圧に達したこ
とを検出して、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。

【０１０７】本発明の請求項４に記載の電源装置におい
ては、交流電源の電源投入により充電が開始される第３
のコンデンサの充電電圧が所定電圧となったときにイン
バータ回路のスイッチング素子を起動することができ
る。

【０１０８】本発明の請求項５に記載の電源装置におい
ては、交流電源の瞬断時などの整流器の出力電圧の低下
時に、平滑コンデンサの両端電圧が所定の電圧に達した
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、交流電源が異常状態より復帰したときに、再
度前記第１のタイマー回路を新たに動作させることがで
き、平滑コンデンサの両端電圧が所定の電圧になるま
で、インバータ回路の動作を遅延して、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。

【０１０９】本発明の請求項６に記載の電源装置におい
ては、開閉手段の開閉動作により前記第１のタイマー回
路をリセットして、交流電源が異常状態より復帰したと
きに、再度前記第１のタイマー回路を新たに動作させる
ことができ、平滑コンデンサの両端電圧が所定の電圧に
なるまで、インバータ回路の動作を遅延して、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。

【０１１０】本発明の請求項７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。

【０１１１】本発明の請求項８に記載の電源装置におい
ては、平滑コンデンサを整流器の出力電圧よりも大きな
電圧まで昇圧充電することができる。

【０１１２】本発明の請求項９に記載の電源装置におい
ては、負荷である放電ランプが外れた場合などの無負荷
時にインバータ回路の動作を停止することができ、スイ
ッチング素子にかかる過電流ストレスを低減することが
できる。

【０１１３】本発明の請求項１０に記載の電源装置にお
いては、放電ランプ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、交流電源が復帰し放
電ランプが再始動するときでも、第２のタイマー回路を
再度新たに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。

【０１１４】本発明の請求項１１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。

【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電源装置の
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】本発明の第６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７】本発明の第７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８】従来の電源装置の構成を示す回路図である。

【図９】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 発振遅延回路 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

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
   ンデンサと、 前記スイッチング素子を含む少なくとも２つのスイッチ
   ング素子を備え、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２つの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２つの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インバータ回
   路と、 前記平滑コンデンサの充電を行う一方のスイッチング素
   子に起動信号を入力して前記自励式インバータ回路を起
   動すると共に、前記平滑コンデンサの両端電圧が所定の
   電圧に達するまで、前記充電を行うスイッチング素子で
   ない他方のスイッチング素子をオフ状態に保持して前記
   自励式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】 前記遅延手段は、前記平滑コンデンサの
   両端電圧が所定電圧に達するときにタイムアップする第
   １のタイマー回路を備え、前記第１のタイマー回路がタ
   イムアップしたときに、前記他方のスイッチング素子の
   オフ状態の保持を解除す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】 前記第１のタイマー回路は、前記整流器
   からの出力電圧を充電する第２のコンデンサを備え、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
   前記第２のコンデンサの充電電圧が所定値に達すること
   でタイムアップすることを特徴とする請求項２に記載の
   電源装置。
4. 【請求項４】 前記交流電源の投入により充電が開始さ
   れる第３のコンデンサを備え、該第３のコンデンサの充
   電電圧が所定電圧以上となったときに、前記一方のスイ
   ッチング素子が起動することを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の電源装置。
5. 【請求項５】 前記整流器の出力電圧を検出し、該出力
   電圧が低下したことが検出されたとき、前記第１のタイ
   マー回路をリセットする電源リセット回路部を備えたこ
   とを特徴とする請求項２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】 前記負荷の異常を検出する異常検出回路
   を備え、該異常検出回路により前記負荷の異常が検出さ
   れたときに、前記他方のスイッチング手段がオフとな
   り、前記自励式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６のいずれかに記載の電源装
   置。
8. 【請求項８】 前記一方のスイッチング素子と直列にイ
   ンダクタ素子を備え、前記一方のスイッチング素子のス
   イッチング動作により前記整流器からの出力電圧が前記
   インダクタ素子に蓄積され、前記整流器からの出力電圧
   に前記インダクタ素子に蓄積された電力が加えられて前
   記平滑コンデンサに昇圧充電されることを特徴とする請
   求項１から７のいずれかに記載の電源装置。
9. 【請求項９】 前記負荷は放電ランプであると共に、前
   記高周波信号の供給路にリーケージトランスが設けら
   れ、その２次巻線が前記放電ランプの電極の両端に接続
   されてなり、前記リーケージトランスの２次巻線と前記
   放電ランプとの接続部にカレントトランスの１次巻線が
   直列に接続されると共に、該カレントトランスの２次巻
   線に発生する電圧が前記スイッチング素子の駆動信号と
   して帰還されることを特徴とする請求項１から８のいず
   れかに記載の電源装置。
10. 【請求項１０】 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
    記整流器の出力電圧が低下したことが検出されたとき、
    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。
11. 【請求項１１】 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
    トする前記開閉手段の開閉動作により前記第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６に記
    載の電源装置。