JP2000166250A - 電源装置、放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可飽和変流器による電流帰還を改良することに
より、高力率、低高調波歪で、高周波出力電流の低周波
リップルを実用上差し支えない程度に低減した電源装
置、これを用いた放電ランプ点灯装置および照明装置を
提供する。 【解決手段】低周波交流電圧を整流して非平滑直流電圧
を出力する整流電源と、スイッチング手段を共有したア
クティブフィルタ機能およびインバータ機能を備えた複
合回路方式で、可飽和変流器の１次巻線を一対にしてそ
の第１の１次巻線を負荷電流のみが流れる回路部分に挿
入し、第２の１次巻線を負荷電流およびインバータ回路
電流が流れる回路部分に挿入し、２次巻線をスイッチン
グ手段にドライブ信号を供給するように接続して自励形
に構成してなり、非平滑直流電圧を入力して高周波電圧
を出力するた高周波インバータとを具備している。第１
の１次巻線による帰還と、第２の１次巻線による帰還特
性が異なっているが、それらが合成された帰還特性の２
次電圧が２次巻線に誘起され、従来技術の好ましい特性
を引き出して融合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブフィル
タ機能を備えた複合回路方式の自励形の高周波インバー
タを主体とする電源装置、これを用いた放電ランプ点灯
装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブフィルタ機能を備えた複合回
路方式の高周波インバータを主体とする電源装置は、従
来知られている。

【０００３】図１２は、逆極性形アクティブフィルタを
備えた複合回路方式の高周波インバータを主体とする第
１の従来の電源装置を示す回路図である。

【０００４】図において、１０１は低周波交流電源、１
０２はノイズフィルタ、１０３は整流電源、１０４は第
１のスイッチング手段、１０５は絶縁形漏洩トランス、
１０６は第２のスイッチング手段、１０７は平滑コンデ
ンサ、１０８は共振コンデンサ、１０９は負荷、１１０
は可飽和変流器である。

【０００５】整流電源１０３は、交流入力端が低周波交
流電源１０１にノイズフィルタ１０２を介して接続する
ことにより、直流出力端間に非平滑直流電圧を出力す
る。

【０００６】第１のスイッチング手段１０４および第２
のスイッチング手段１０６は、ともに電圧ドライブ形ス
イッチング手段であるところのＦＥＴによって構成され
ている。したがって、スイッチング極性に対して逆極性
に寄生ダイオードを内蔵している。

【０００７】第１のスイッチング手段１０４、絶縁形漏
洩トランス１０５の１次巻線１０５ａ、第２のスイッチ
ング手段１０６の寄生ダイオードおよび平滑コンデンサ
１０７は、逆極性形アクティブフィルタを構成する。

【０００８】第２のスイッチング手段１０６は、第１の
スイッチング手段１０４と交互にオン、オフされ、第１
のスイッチング手段１０４と協働してハーフブリッジ形
インバータ動作の際のスイッチング作用を担当する。

【０００９】共振コンデンサ１０８は、ハーフブリッジ
形インバータ動作の際に絶縁形漏洩トランスの１次巻線
のインダクタンスと直列共振して高周波交流電圧を発生
する。

【００１０】負荷１０９は、放電ランプからなり、その
一対のフィラメント電極の一端が絶縁形漏洩トランス１
０５の２次巻線１０５ｂの両端に接続されている。ま
た、放電ランプの一対のフィラメント電極の非電源側端
子間にはフィラメント加熱用コンデンサ１０９ａが接続
されている。

【００１１】可飽和変流器１１０は、第１および第２の
スイッチング手段１０４および１０６に自励式のドライ
ブ電圧を供給するために用いられている。そして、その
１次巻線１１０ａは、絶縁形漏洩トランス１０５の１次
巻線１０５ａと直列接続されている。また、その一対の
２次巻線１１０ｂ１、１１０ｂ２は、各スイッチング手
段１０４、１０６のゲートにドライブ電圧を印加するよ
うに接続されている。

【００１２】さて、回路動作について説明する。

【００１３】まず、逆極性形アクティブフィルタの動作
について説明する。すなわち、第１のスイッチング手段
１０４がオンすると、整流電源１０２から第１のスイッ
チング手段１０４、可飽和変流器１１０の１次巻線１１
０ａ、絶縁形漏洩トランス１０５の１次巻線１０５ａお
よび整流電源１０２の経路に増加電流が流れ、絶縁形漏
洩トランス１０５の１次巻線１０５ａに電磁エネルギー
が蓄積される。

【００１４】次に、第１のスイッチング手段１０４がオ
フすると、絶縁形漏洩トランス１０５の１次巻線１０５
ａに蓄積されていた電磁エネルギーが放出されて１次巻
線１０５ａから平滑コンデンサ１０７、第２のスイッチ
ング手段１０６の寄生ダイオード、可飽和変流器１１０
の１次巻線１１０ａおよび絶縁形漏洩トランス１０５の
１次巻線１０５ａの経路を減少電流が流れて平滑コンデ
ンサ１０７が充電される。

【００１５】したがって、平滑コンデンサ１０７の両端
には、第１のスイッチング手段１０４のオン時間をＴＯ
Ｎ、同じくオフ時間をＴＯＦＦ、非平滑化直流電圧をＶ
ｐ、平滑コンデンサ１０７の端子電圧をＶｏとすると、
下式によって表される負の端子電圧Ｖｏが得られる。

【００１６】Ｖｏ＝−（ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）Ｖｐ 次に、ハーフブリッジ形インバータの動作について説明
する。

【００１７】第２のスイッチング手段１０６がオンする
と、平滑コンデンサ１０７から絶縁形漏洩トランス１０
５の１次巻線１０５ａ、可飽和変流器１１０の１次巻線
１１０ａ、第２のスイッチング手段１０６および平滑コ
ンデンサ１０７の経路を電流が流れ、１次巻線１０５ａ
に電磁エネルギーを蓄積する。

【００１８】第２のスイッチング手段１０６がオフする
と、１次巻線１０５ａから可飽和変流器１１０の１次巻
線１１０ａ、第１のスイッチング手段１０４の寄生ダイ
オード、共振コンデンサ１０８、平滑コンデンサおよび
１次巻線１０５ａの経路を電流が流れる。これにより、
１次巻線１０５ａのインダクタンスおよび共振コンデン
サ１０８のキャパシタンスが共振して高周波電圧が１次
巻線１０５ａの両端に発生する。

【００１９】そうして、絶縁形漏洩トランス１０５の２
次巻線１０５ｂに高周波電圧が昇圧誘起され、漏洩イン
ダクタンスを限流インピーダンスとして負荷１０９の放
電ランプが安定に高周波点灯する。

【００２０】ところで、可飽和変流器１１０は、その１
次巻線１１０ａに流れる電流によって飽和するまでの
間、その２次巻線１１０ｂ１、１１０ｂ２に電圧が誘起
され、それぞれ第１および第２のスイッチング手段１０
４、１０６のゲートに印加される。そして、２次巻線１
１０ｂ１、１１０ｂ２のゲートに対する極性を互いに逆
にしてあるとともに、１次巻線１１０ａに流れる電流の
極性が反転するのに伴って第１および第２のスイッチン
グ手段１０４、１０６は交互にオン、オフする。

【００２１】図１６は、逆極性形アクティブフィルタを
備えた複合回路方式の高周波インバータを主体とする第
２の従来の電源装置を示す回路図である。

【００２２】図において、図１２と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【００２３】この第２の従来の電源装置は、可飽和変流
器１１０の１次巻線１１０ａが負荷電流のみが流れる回
路部分に挿入されている点で第１の従来の電源装置と異
なる。

【００２４】以上説明した従来の電源装置は、いずれも
アクティブフィルタ機能と高周波インバータ機能とがス
イッチング手段の少なくとも一部を共有しているので、
高調波歪が少なくて高力率でありながら回路構成が簡単
で安価になる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電源
装置は、以下に示すように、いずれも十分に満足できる
特性を得ることができなかった。

【００２６】図１３は、図１２に示す第１の従来の電源
装置における電圧、電流波形図である。

【００２７】図において、（ａ）は低周波交流電圧波
形、（ｂ）は低周波交流からの入力電流波形、（ｃ）は
高周波出力電流波形である。

【００２８】図１４は、図１２に示す第１の従来の電源
装置における電源電圧位相に対する高周波出力の発振周
波数特性を示すグラフである。

【００２９】図において、横軸は低周波交流電源の電源
電圧位相（゜）を、縦軸は発振周波数を、それぞれ示
す。

【００３０】図１５は、図１２に示す第１の従来の電源
装置における電源電圧位相に対する第１のスイッチング
手段のデューティ特性を示すグラフである。

【００３１】図において、横軸は低周波交流電源の電源
電圧位相（゜）を、縦軸はデューティを、それぞれ示
す。なお、デューティは、第１のスイッチング手段１０
４のオン時間を示す。

【００３２】図１３〜図１５から理解できるように、第
１の従来の電源装置は、低周波入力電流が高力率で、高
調波歪が少ないが、高周波出力電流に低周波のリップル
が多く含まれ、これにともないクレストファクタが１．
９程度になってしまう。

【００３３】図１７は、図１６に示す第２の従来の電源
装置における電圧、電流波形図である。

【００３４】図において、（ａ）は低周波交流電圧波
形、（ｂ）は低周波交流からの入力電流波形、（ｃ）は
高周波出力電流波形である。

【００３５】図１８は、図１６に示す第２の従来の電源
装置における電源電圧位相に対する高周波出力の発振周
波数特性を示すグラフである。

【００３６】図において、横軸および縦軸は図１４と同
様である。

【００３７】図１９は、図１６に示す第２の従来の電源
装置における電源電圧位相に対する第１のスイッチング
手段のデューティ特性を示すグラフである。

【００３８】図において、横軸および縦軸は図１５と同
様である。

【００３９】図１７〜図１９から理解できるように、第
２の従来の電源装置は、高力率で、高周波出力電流に低
周波のリップルは含まれないが、低周波入力電流に第３
高調波が重畳するために高調波歪が多い。

【００４０】本発明は、可飽和変流器による電流帰還を
改良することにより、高力率、低高調波歪で、しかも高
周波出力電流の低周波リップルを実用上差し支えないな
い程度に低減した電源装置、これを用いた放電ランプ点
灯装置および照明装置を提供することを目的とする。

【００４１】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の電源装
置は、低周波交流電圧を整流して非平滑直流電圧を出力
する整流電源と；スイッチング手段を共有したアクティ
ブフィルタ機能およびインバータ機能を備えた複合回路
方式であり、高周波負荷電流のみが流れる回路部分に挿
入された第１の１次巻線、高周波負荷電流およびインバ
ータ回路電流が流れる回路部分に挿入された第２の１次
巻線、およびスイッチング手段にドライブ信号を供給す
るように接続された２次巻線を備えた可飽和変流器を含
み、整流電源の非平滑直流電圧を入力して高周波電圧を
出力する高周波インバータと；を具備していることを特
徴としている。

【００４２】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００４３】「低周波交流」とは、高周波に比較して十
分に低い周波数の交流を意味し、必ずしも商用周波数を
意味するものではなく、相対的なものである。

【００４４】整流電源は、非平滑直流電圧を出力すれば
よく、回路接続、整流手段などの構成は限定されない。

【００４５】高周波インバータは、インバータ機能に加
えてアクティブフィルタ機能を備えていて、しかもスイ
ッチング手段の少なくとも一部を両機能に対して共有し
ている。

【００４６】スイッチング手段は、ＦＥＴのような電圧
ドライブ形およびバイポーラトランジスタのような電流
ドライブ形のいずれであってもよい。アクティブフィル
タ機能において、スイッチング手段の一において逆方向
に電流が流れる必要がある場合には、ＦＥＴならその寄
生ダイオードを利用することができる。バイポーラトラ
ンジスタなら、逆並列にダイオードを接続すればよい。

【００４７】アクティブフィルタ機能としては、逆極性
形、昇圧チョッパ形および降圧チョッパ形などどのよう
な回路動作であってもよい。

【００４８】インバータ機能としては、ハーフブリッジ
形、フルブリッジ形などどのような回路動作を行う構成
であってもよい。したがって、高周波インバータの基本
回路としては、上記形式のインバータ回路を採用するこ
とができる。

【００４９】可飽和変流器は、スイッチング手段にドラ
イブ信号を供給するものであって、可飽和コア、一対の
１次巻線およびスイッチング手段の数たとえば２つに等
しい数の２次巻線を備えている。一対の１次巻線の一方
は、負荷電流のみが流れる回路部分に挿入される。ま
た、他方は、インバータ回路電流および負荷電流の両方
が流れる回路部分に挿入される。なお、インバータ回路
電流の流れる回路部分の多くにはアクティブフィルタ機
能による電流も流れるので、この電流も流れるのを禁止
するものではない。これに対して、２次巻線はスイッチ
ング手段のドライブ回路に接続される。

【００５０】スイッチング手段を所望にドライブするた
めに、必要に応じてドライブ信号を調整する回路をドラ
イブ回路に付設することができる。

【００５１】そうして、本発明においては、負荷電流の
みが流れる回路部分に挿入された可飽和変流器の第１の
１次巻線からは、負荷電流に比例した帰還が行われ、ま
たインバータ回路電流および負荷電流が流れる回路部分
に挿入された第２の１次巻線からは、低周波入力電流の
瞬時値に比例した帰還が行われるように上記とは異なっ
た帰還が行われるので、可飽和変流器の２次巻線にはそ
れぞれ異なる帰還特性が合成された帰還特性の２次電圧
が誘起される。そして、可飽和変流器の２次電圧に基づ
いてスイッチング手段の構成に応じて電圧形式または電
流形式のドライブ信号が形成されてスイッチング手段に
供給される。

【００５２】これにより、低周波入力電流が高力率、か
つ低高調波歪であるとともに、高周波出力電流が低周波
リップルが少なくてクレストファクタを許容範囲内にす
ることができる。

【００５３】請求項２の発明の電源装置は、低周波交流
電圧を整流して非平滑直流電圧を出力する整流電源と；
スイッチング手段を共有したアクティブフィルタ機能お
よびインバータ機能を備えた複合回路方式であり、１次
巻線が高周波共振回路に接続されるとともに２次巻線に
負荷を接続するようにした絶縁トランス、ならびに絶縁
トランスの２次回路に挿入された第１の１次巻線、絶縁
トランスの１次巻線と直列に挿入された第２の１次巻
線、およびスイッチング手段にドライブ信号を供給する
ように接続された２次巻線を備えた可飽和変流器を含
み、整流電源の非平滑直流電圧を入力して高周波電圧を
出力する高周波インバータと；を具備していることを特
徴としている。

【００５４】本発明においては、請求項１に規定した発
明に比較すると、高周波出力端に絶縁トランスを介して
負荷が接続される構成を備えている。

【００５５】絶縁トランスは、負荷が放電ランプである
場合のように、負荷の安定な動作のために限流インピー
ダンスを必要とするときには、漏洩インダクタンスを備
えている構成とすることができる。しかし、その必要が
ないときには格別漏洩インダクタンスを備えていなくて
よい。また、漏洩インダクタンスに代えて絶縁トランス
の２次回路または１次回路に別設のインダクタを挿入し
てもよい。

【００５６】可飽和変流器の第１の１次巻線は、絶縁ト
ランスの２次回路に挿入されているが、これは２次回路
には負荷電流のみが流れるからである。

【００５７】これに対して、可飽和変流器の第２の１次
巻線は、絶縁トランスの１次巻線と直列に挿入されてい
るが、これはこの部分には、負荷電流とインバータ回路
とが流れるからである。

【００５８】そうして、本発明におては、高周波インバ
ータと負荷側とを導電的に絶縁したので、対地との間の
ノイズを低減することができる。

【００５９】また、可飽和トランスの２つの１次巻線を
上記のように挿入することにより、同様に低周波入力電
流が高力率かつ低高調波歪であるとともに、高周波出力
電流の低周波リップルを低減してクレストファクタを許
容範囲内にすることができる。

【００６０】請求項３の発明の電源装置は、低周波交流
電圧を整流して非平滑直流電圧を出力する整流電源と；
スイッチング手段を共有したアクティブフィルタ機能お
よびインバータ機能を備えた複合回路方式であり、一方
の高周波出力端に接続した直流カットコンデンサ、高周
波出力端間に接続された高周波共振回路を構成するイン
ダクタンス、ならびに負荷電流のみが流れる回路部分に
挿入された第１の１次巻線、負荷電流とインダクタを流
れる電流とが流れる回路部分に挿入された第２の１次巻
線、およびスイッチング手段にドライブ信号を供給する
ように接続された２次巻線を備えた可飽和変流器を含
み、整流電源の非平滑直流電圧を入力して高周波電圧を
出力する高周波インバータと；を具備していることを特
徴としている。

【００６１】本発明は、直流カットコンデンサを負荷と
直列に接続して絶縁トランスを省略した構成を規定して
いる。しかし、高周波共振回路を形成するために、本発
明においては、高周波出力端間すなわち直流カットコン
デンサおよび負荷の直列回路部分に並列にインダクタン
スを接続している。

【００６２】本発明において、高周波出力端間とは、高
周波高周波共振回路を構成するインダクタンスの両端間
に現れる高周波を出力として取り出す端であることを意
味する。

【００６３】また、「高周波共振回路を構成するインダ
クタンス」とは、インダクタンスが共振用コンデンサと
協働して共振回路を形成していることを意味する。

【００６４】さらに、上記インダクタンスは、チョーク
コイルまたはトランスによって構成することができる。

【００６５】そうして、本発明においては、絶縁トラン
スを用いないので、電源装置が小形で安価になる。

【００６６】しかも、高周波インバータと負荷側との間
が導電的に接続していても、低周波入力電流が高力率か
つ低高調波歪であるとともに、高周波出力電流の低周波
リップルを実用上差し支えない範囲にしてクレストファ
クタを許容範囲内にすることができる。

【００６７】請求項４の発明の電源装置は、請求項１な
いし３のいずれか一記載の電源装置において、スイッチ
ング手段は、電圧ドライブ形であり；可飽和変流器の２
次巻線、２次巻線の電圧を調節する電圧可変回路、およ
び電圧可変回路の電圧をクランプしてスイッチング手段
の制御端子に印加する電圧クランプ回路を備えたドライ
ブ回路を具備している；ことを特徴としている。

【００６８】本発明は、電圧ドライブ形のスイッチング
手段のオン時間を制御する構成を規定している。

【００６９】すなわち、可飽和変流器を用いてスイッチ
ング手段のスイッチングを制御する場合、磁気飽和は印
加電圧と時間の積で決まるので、印加電圧が高いと磁気
飽和までの時間が短くなる。したがって、スイッチング
のオン時間を短くしようとすれば、可飽和変流器の印加
電圧を高くすればよい。

【００７０】ところが、電圧ドライブ形のスイッチング
手段は、ゲート耐圧によりゲートに対する印加電圧が制
限される。

【００７１】そこで、本発明においては、上記のように
構成することにより、可飽和変流器に対しては所要の電
圧を印加して所望のオン時間を設定しながら、かつスイ
ッチング手段に対してはゲート耐圧以下のドライブ電圧
が印加されるようにしたものである。

【００７２】したがって、本発明によれば、電圧ドライ
ブ形のスイッチング手段を可飽和変流器を用いて自励制
御する高周波インバータにおける所望のオン時間を広い
範囲に拡張することが可能な好適なドライブ回路を備え
た電源装置を実現することができる。

【００７３】請求項５の発明の電源装置は、請求項１な
いし３のいずれか一記載の電源装置において、スイッチ
ング手段は、電流ドライブ形であり；可飽和変流器の２
次巻線、２次巻線の順方向電圧を調節する可変容量回路
および２次巻線の逆方向電圧を調節する可変抵抗回路を
備えたドライブ回路を具備している；ことを特徴として
いる。

【００７４】本発明は、電流ドライブ形のスイッチング
手段を可飽和変流器を用いて自励制御する高周波インバ
ータにおいて、スイッチング手段のオン時間を制御する
構成を規定している。

【００７５】すなわち、前述したように可飽和変流器を
用いてスイッチング手段のスイッチングを制御する場
合、磁気飽和は印加電圧と時間の積で決まるので、印加
電圧が高いと磁気飽和までの時間が短くなる。したがっ
て、スイッチングのオン時間を短くしようとすれば、可
飽和変流器の印加電圧を高くすればよい。

【００７６】可飽和変流器の印加電圧を高くするには、
可飽和変流器の２次回路のインピーダンスを大きくすれ
ばよい。

【００７７】ところが、電流ドライブ形のスイッチング
手段をオンする場合、スイッチング手段に対して順方向
の電圧がドライブ回路内に誘起される期間における回路
のインピーダンスと、逆方向の電圧が誘起される期間に
おける回路のインピーダンスとのバランス如何によって
は、スイッチング手段に対するドライブ電流が過多にな
ったり、過小になったりして、スイッチングが悪化す
る。

【００７８】そこで、本発明においては、上記のように
構成することにより、スイッチングのオン時間とオフ時
間とをそれぞれ別に制御するようにしたものである。な
お、一対のスイッチング手段を用いて交互にオン、オフ
させてインバータ動作を行わせる場合、一方のスイッチ
ング手段のオン時間は、他方のスイッチング手段のオフ
時間になる関係がある。

【００７９】したがって、本発明によれば、電流ドライ
ブ形のスイッチング手段を可飽和変流器を用いて自励制
御する高周波インバータにおいて、スイッチングのオン
時間の可変範囲を広くするとともに、良好なスイッチン
グ状態を維持する好適なドライブ回路を実現することが
できる。

【００８０】請求項６の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし５のいずれか一記載の電源装置と；放電
ランプおよび放電ランプと直列に接続された限流インピ
ーダンスを備え、高周波インバータの高周波出力端間に
接続された負荷回路と；を具備していることを特徴とし
ている。

【００８１】本発明において、放電ランプは、蛍光ラン
プなどの低圧放電ランプ、メタルハライド放電ランプな
どのような高圧放電ランプのいずれであってもよい。

【００８２】限流インピーダンスは、たとえば１次巻線
が電源装置の高周波共振用のインダクタを構成している
絶縁形漏洩トランスの漏洩インダクタンスを用いる構成
であってもよい。

【００８３】請求項７の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項６記載の放電ラ
ンプ点灯装置と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００８４】本発明において、「照明装置」とは、放電
ランプの発光を何らかの目的で利用するあらゆる装置を
含む広い概念であり、たとえば照明器具、表示装置、紫
外線発生装置、画像読取装置、バックライト装置、電球
形蛍光ランプ、電球形高圧放電ランプなどであることを
許容する。

【００８５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００８６】図１は、本発明の電源装置の第１の実施形
態を示す回路図である。

【００８７】図において、ＡＣは低周波交流電源、ＮＦ
はノイズフィルタ、ＲＳは整流電源、Ｑ１は第１のスイ
ッチング手段、Ｑ２は第２のスイッチング手段、ＲＴは
絶縁形漏洩トランス、Ｃ１は平滑コンデンサ、Ｃ２は共
振コンデンサ、ＳＴは可飽和変流器、ＥＬは負荷であ
る。

【００８８】低周波交流電源ＡＣは、商用交流電源から
なる。

【００８９】ノイズフィルタＮＦは、インバータ動作お
よびアクティブフィルタ動作による高周波電流が低周波
交流電源ＡＣ側へ流出するのを阻止するもので、常套の
構成を採用している。そして、ノイズフィルタＮＦの入
力端は低周波交流電源ＡＣの両端間に接続している。

【００９０】整流電源ＲＳは、ブリッジ形全波整流回路
からなり、その交流入力端はノイズフィルタＮＦを介し
て低周波交流電源ＡＣに接続している。

【００９１】Ｑ１およびＱ２は、ＦＥＴからなり、交互
にオン、オフするように第１および第２のドライブ回路
ＤＱ１、ＤＱ２が付設されている。第１および第２のド
ライブ回路ＤＱ１、ＤＱ２は、後述する可飽和変流器Ｓ
Ｔを主体として構成さている。そして、第１および第２
のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２は、同一極性に直列接続
されて整流電源ＲＳおよび平滑コンデンサＣ１の直列回
路に対して並列接続している。すなわち、第１のスイッ
チング手段Ｑ１は、整流電源ＲＳの正極に接続し、第２
のスイッチング手段Ｑ２が平滑コンデンサＣ１に接続し
ている。

【００９２】絶縁形漏洩トランスＲＴは、その１次巻線
ｐが高周波共振のインダクタンスを構成するとともに、
２次巻線ｓ間に得られる漏洩インダクタンスが負荷Ｌの
限流インピーダンスを構成する。そして、１次巻線ｐの
一端は、整流電源ＲＳの負極に接続し、他端は後述する
可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１を直列に介して
第１および第２のスイッチング手段Ｑ１およびＱ２の接
続点に接続している。

【００９３】平滑コンデンサＣ１は、電解コンデンサに
よって構成され、後述する逆極性形アクティブフィルタ
動作により充電される。

【００９４】共振コンデンサＣ２は、容量の小さなコン
デンサからなり、後述するインバータ動作により絶縁形
漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐのインダクタンスと直列
共振をして高周波を発生する。そして、共振コンデンサ
Ｃ２は、第１および第２のスイッチング手段Ｑ１および
Ｑ２の直列回路と並列接続している。

【００９５】可飽和変流器ＳＴは、第１および第２の１
次巻線ｐ１、ｐ２および第１および第２の２次巻線ｓ
１、ｓ２を含んでいる。そして、第１の１次巻線ｐ１
は、絶縁形漏洩トランスＲＴの２次巻線ｓの一端に接続
されている。また、第２の１次巻線ｐ２は、上述したよ
うに絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐと直列に接続
されている。さらに、第１の２次巻線ｓ１は、第１のス
イッチング手段Ｑ１の第１のドライブ回路ＤＱ１に挿入
されている。さらにまた、第２の２次巻線ｓ２は、第２
のスイッチング手段Ｑ２の第２のドライブ回路ＤＱ２に
第１の２次回路ｓ２と逆の極性に挿入されている。

【００９６】負荷ＥＬは、蛍光ランプからなり、その一
対のフィラメント電極ｆ１、ｆ２の電源側端子は、可飽
和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１を直列に介して絶縁
形漏洩トランスＴの２次巻線ｓの両端に接続している。
そして、一対のフィラメント電極ｆ１、ｆ２の非電源側
端子間にはフィラメント加熱用コンデンサＣ３が接続さ
れている。

【００９７】以下、回路動作について説明する。

【００９８】まず、アクティブフィルタの動作について
説明する。

【００９９】最初に図示しない始動回路により、第１の
スイッチング手段Ｑ１がオンすると、整流電源ＲＳから
第１のスイッチング手段Ｑ１、可飽和変流器ＳＴの第１
の１次巻線ｐ１、絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐ
および整流電源ＲＳの経路に増加電流が流れ、絶縁形漏
洩トランスＲＴの１次巻線ｐに電磁エネルギーが蓄積さ
れる。なお、増加電流とは、順次増加する電流である。

【０１００】次に、第１のスイッチング手段Ｑ２がオフ
すると、絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐに蓄積さ
れていた電磁エネルギーが放出されて１次巻線ｐから平
滑コンデンサＣ１、第２のスイッチング手段Ｑ２の寄生
ダイオード、可飽和変流器ＳＴの第の１次巻線ｐ１およ
び絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐの経路を減少電
流が流れて平滑コンデンサＣ１が充電される。なお、減
少電流とは、順次減少する電流である。

【０１０１】したがって、平滑コンデンサＣ１の両端に
は、第１のスイッチング手段Ｑ１のオン時間をＴＯＮ、
同じくオフ時間をＴＯＦＦ、非平滑化直流電圧をＶｐ、
平滑コンデンサＣ１の端子電圧をＶｏとすると、概ね下
式によって表される負の端子電圧Ｖｏが得られる。

【０１０２】Ｖｏ＝−（ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）Ｖｐ 以上の動作は、逆極性形アクティブフィルタとしての動
作であり、図１２および図１６に示す従来の電源装置と
基本的に同様である。

【０１０３】次に、インバータの動作について説明す
る。

【０１０４】第２のスイッチング手段Ｑ２がオンする
と、平滑コンデンサＣ１から絶縁形漏洩トランスＲＴの
１次巻線ｐ、可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１、
第２のスイッチング手段Ｑ２および平滑コンデンサＣ１
の経路を電流が流れ、絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻
線ｐに電磁エネルギーを蓄積する。

【０１０５】第２のスイッチング手段Ｑ２がオフする
と、絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐから可飽和変
流器ＲＴの第１の１次巻線ｐ１、第１のスイッチング手
段Ｑ１の寄生ダイオード、共振コンデンサＣ２、平滑コ
ンデンサＣ１および絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線
ｐの経路を電流が流れる。このとき、１次巻線ｐのイン
ダクタンスおよび共振コンデンサＣ２のキャパシタンス
が共振して高周波電圧が１次巻線ｐの両端に発生する。

【０１０６】そうして、絶縁形漏洩トランスＲＴの２次
巻線ｓに高周波電圧が昇圧誘起され、漏洩インダクタン
スを限流インピーダンスとして負荷ＥＬの放電ランプが
安定に高周波点灯する。その結果、整流電源ＲＳの入力
端から高周波で断続された低周波交流電流が流入する。
しかし、ノイズフィルタＮＦによって高周波が除去され
るので、低周波交流電源ＡＣからは低周波の電流が流入
する。

【０１０７】ところで、可飽和変流器ＳＴは、その第１
の１次巻線ｐ１に負荷電流が流れ、また第２の１次巻線
ｐ２にインバータ動作電流が流れ、第１および第２の１
次巻線ｐ１、ｐ２はそこに流れる電流でそれぞれ励磁さ
れるので、第１および第２の２次巻線ｓ１、ｓ２には合
成された励磁によって電圧が誘起される。誘起された電
圧は、第１および第のスイッチング手段Ｑ１およびＱ２
の第１および第２のドライブ回路ＤＱ１、ＤＱ２を誘起
電圧の極性にしたがって第および第２のスイッチング手
段Ｑ１，Ｑ２を交互にドライブしてオンする。また、第
および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２は、可飽和変
流器ＳＴのコアが飽和したときに誘起電圧がなくなるの
で、オフする。

【０１０８】図２は、本発明の電源装置の第１の実施形
態における電圧、電流波形図である。

【０１０９】図において、（ａ）は低周波交流電圧波
形、（ｂ）は低周波交流電源からの入力電流波形、
（ｃ）は高周波出力電流波形である。

【０１１０】図から明かなように、本実施形態によれ
ば、入力電流が正弦波で、かつ低周波交流電源電圧と同
位相の入力電流が流入する。このことは、高力率で、高
調波歪が極めて少ないことを示す。

【０１１１】これに対して、高周波出力電流は、若干の
低周波リップルが重畳しているが、クレストファクタは
１．７以内に納まるので、実用上差し支えない。

【０１１２】図３は、本発明の電源装置の第１の実施形
態における電源電圧位相に対する高周波出力の発振周波
数特性を示すグラフである。

【０１１３】図において、横軸は低周波交流電源ＡＣの
電源電圧位相（゜）を、縦軸は発振周波数を、それぞれ
示す。

【０１１４】図４は、同じく電源電圧位相に対する第１
のスイッチング手段のデューティ特性を示すグラフであ
る。

【０１１５】図において、横軸は低周波交流電源ＡＣの
電源電圧位相（゜）を、縦軸はデューティを、それぞれ
示す。

【０１１６】図３から明かなように、本実施形態によれ
ば、発振周波数は電源電圧位相に対してわずかに変動す
るものの実際上変動がない程度である。

【０１１７】また、図４から明かなように、第１のスイ
ッチング手段Ｑ１のデューティは電源電圧位相に対する
依存性が認められるが、図１５ほど顕著ではない。

【０１１８】図５は、本発明の電源装置の第２の実施形
態を示す回路図である。

【０１１９】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１２０】本実施形態は、絶縁形漏洩トランスを用い
ないで、負荷ＥＬを電源装置に導電的に接続したもので
ある。

【０１２１】すなわち、高周波出力端間に高周波共振回
路を構成するインダクタンスＬ１と可飽和変流器ＳＴの
第２の１次巻線ｐ２とを直列に接続し、第１のインダク
タンスＬ１に並列に負荷ＥＬ、限流インダクタンスＬ
２、可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１および直流
カットコンデンサＣ４の直列回路を接続したものであ
る。

【０１２２】そうして、本実施形態における回路動作も
基本的には図１に示す第１の実施形態と同じである。

【０１２３】図６は、本発明の電源装置の第３の実施形
態を示す回路図である。

【０１２４】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明を省略する。

【０１２５】本実施形態は、アクティブフィルタ動作お
よびインバータ動作が異なる。

【０１２６】すなわち、整流電源ＲＳの非平滑直流出力
端間に第１および第２のスイッチング手段Ｑ１およびＱ
２の直列回路、ならびに平滑コンデンサＣ１および共振
コンデンサＣ２の直列回路を直接接続している。

【０１２７】第１および第２のスイッチング手段Ｑ１お
よびＱ２の接続点と、平滑コンデンサＣ１および共振コ
ンデンサＣ２の接続点との間が高周波出力端になり、こ
の高周波出力端間に絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線
ｐを可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線ｐ２との直列回
路を接続している。

【０１２８】以下、回路動作について説明する。

【０１２９】まず、アクティブフィルタの動作について
説明する。

【０１３０】第２のスイッチング手段Ｑ２がオンし、第
１のスイッチング手段Ｑ２がオフしていると、整流電源
ＲＳから平滑コンデンサＣ２、絶縁形漏洩トランスＲＴ
の１次巻線ｐ、可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線ｐ２
および整流電源ＲＴの経路を増加電流が流れて絶縁形漏
洩トランスＲＴの１次巻線ｐに電磁エネルギーを蓄積す
る。

【０１３１】第２のスイッチング手段Ｑ２がオフする
と、絶縁形漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐに蓄積されて
いた電磁エネルギーが放出されて１次巻線ｐから可飽和
変流器ＳＴの第２の１次巻線Ｐ２、第１のスイッチング
手段Ｑ１の寄生ダイオード、平滑コンデンサＣ１および
１次巻線ｐの経路を減少電流が流れる。

【０１３２】したがって、平滑コンデンサＣ１の両端に
は、第２のスイッチング手段Ｑ２のオン時間をＴＯＮ、
同じくオフ時間をＴＯＦＦ、非平滑化直流電圧をＶｐ、
平滑コンデンサＣ１の端子電圧をＶｏとすると、概ね下
式によって表される正の端子電圧Ｖｏが得られる。

【０１３３】 Ｖｏ＝Ｖｐ・ＴＯＮ／（ＴＯＮ＋ＴＯＦＦ） 以上の動作は、降圧形アクティブフィルタとしての動作
である。

【０１３４】次に、インバータの動作について説明す
る。

【０１３５】第１のスイッチング手段Ｑ１がオンする
と、平滑コンデンサＣ１から第１のスイッチング手段Ｑ
１、可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線ｐ２、絶縁形漏
洩トランスＲＴの１次巻線ｐおよび平滑コンデンサＣ１
の経路を電流が流れて１次巻線ｐに電磁エネルギーを蓄
積する。

【０１３６】第１のスイッチング手段Ｑ１がオフする
と、１次巻線ｐに蓄積されていた電磁エネルギーが放出
されて１次巻線ｐから共振コンデンサＣ２、第２のスイ
ッチング手段Ｑ２の寄生ダイオード、可飽和変流器ＳＴ
の第２の１次巻線ｐ２および絶縁形漏洩トランスＲＴの
１次巻線ｐの経路を電流が流れる。このとき１次巻線ｐ
のインダクタンスと共振コンデンサＣ２とは直列共振す
るので、１次巻線ｐの両端に共振電圧が現れる。その結
果、絶縁形漏洩トランスＲＴの２次巻線ｓにはさらに昇
圧された高周波電圧が誘起される。

【０１３７】ところで、可飽和変流器ＳＴの第１および
第２の２次巻線ｓ１、ｓ２は、第１および第２のスイッ
チング手段Ｑ１、Ｑ２の第１および第２のドライブ回路
ＤＱ１、ＤＱ２に挿入されているが、そのコアの飽和は
巻線に対する印加電圧と時間との積で決まる。したがっ
て、低周波電源電圧の高い期間においてはコアの飽和が
早いので、スイッチング手段のデューティすなわちオン
時間が短くなり、反対に低周波電源電圧の低い期間にお
いてはコアの飽和が遅いので、オン時間が長くなる。

【０１３８】これに対して、高周波スイッチングに伴う
共振により発生する高周波電圧は、電流の増加、減少が
通流時間に比例する範囲において、スイッチング手段の
オン時間に比例する。このため、低周波電源電圧の高い
期間に発生する高周波電圧は低く、反対に低周波電源電
圧が低い期間に発生する高周波電圧は高くなる。

【０１３９】その結果、低周波交流電源電圧が低い期間
においても、低周波交流電源ＡＣから低周波交流電源電
圧に比例して電流が流入するので、低周波入力電流は高
力率で、かつ低高調波歪になる。

【０１４０】図７は、本発明の電源装置の第４の実施形
態を示す回路図である。

【０１４１】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１４２】本実施形態においては、整流電源ＲＳの非
平滑直流出力端間に共振コンデンサＣ２と、平滑コンデ
ンサＣ１およびインダクタンスＬ３の直列回路と、第１
および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２の直列回路と
を並列接続している。

【０１４３】また、第２のスイッチング手段Ｑ２の両端
に可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線ｐ２および絶縁形
漏洩トランスＲＴの１次巻線ｐを直列接続している。

【０１４４】さらに、絶縁形漏洩トランスＲＴの２次巻
線ｓの両端に可飽和変流器ＳＴの第１の１巻線ｐ１およ
び負荷ＥＬすなわち放電ランプを接続している。なお、
放電ランプの一対のフィラメント電極ｆ１、ｆ２の非電
源側端子間にはフィラメント加熱用コンデンサＣ３を接
続している。

【０１４５】以下、回路動作を説明する。

【０１４６】まず、低周波交流電源電圧の瞬時値の高い
期間の動作を説明する。

【０１４７】第１のスイッチング手段Ｑ１がオンする
と、整流電源ＲＳから予め充電されている共振コンデン
サＣ２から第１のスイッチング手段Ｑ１、可飽和変流器
ＳＴの第２の１次巻線ｐ２、絶縁形漏洩トランスＲＴの
１次巻線ｐ、フィラメント加熱用コンデンサＣ３および
共振コンデンサＣ２の経路を電流が流れる。共振コンデ
ンサＣ１の容量は、小さいので、共振コンデンサＣ２の
端子電圧が減少する。整流電源ＲＳの電圧の方が共振コ
ンデンサＣ１の電圧より高くなると、今度は整流電源Ｒ
Ｓから上記電流の補給が行われる。これと同時に絶縁形
漏洩トランスＲＴの２次巻線ｓに電圧が昇圧誘起され、
可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１およびフィラメ
ント加熱用コンデンサＣ３に電流が流れて、絶縁形漏洩
トランスＲＴの漏洩インダクタンスに電磁エネルギーが
蓄積される。

【０１４８】次に、第１のスイッチング手段Ｑ１がオフ
すると、絶縁形漏洩トランスＲＴの漏洩インダクタンス
の電磁エネルギーが放出されて、絶縁形漏洩トランスＲ
Ｔから可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１、負荷Ｌ
およびフィラメント加熱用コンデンサＣ３の並列回路、
絶縁形漏洩トランスＲＴ、第２のスイッチング手段Ｑ２
の寄生ダイオード、可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線
ｐ２および絶縁形漏洩トランスＲＴの経路を電流が上記
と同一方向に流れる。

【０１４９】続いて、第２のスイッチング手段Ｑ２がオ
ンすると、フィラメント加熱用コンデンサＣ３の電荷が
放電して、フィラメント加熱用コンデンサＣ３から可飽
和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１、絶縁形漏洩トラン
スＲＴ、可飽和変流器ＳＴの第２の１次巻線ｐ２、第２
のスイッチング手段Ｑ２、絶縁形漏洩トランスＲＴおよ
びフィラメント加熱用コンデンサＣ３の経路を流れ、絶
縁形漏洩トランスＲＴの漏洩インダクタンスに電磁エネ
ルギーが蓄積される。

【０１５０】次に、第２のスイッチング手段Ｑがオフす
ると、漏洩インダクタンスの電磁エネルギーが放出され
て、絶縁形漏洩トランスＲＴから可飽和変流器ＳＴの第
２の１次巻線ｐ２、第１のスイッチング手段Ｑ１の寄生
ダイオード、共振コンデンサＣ２と平滑コンデンサＣ１
およびインダクタンスＬ３の直列回路からなる並列回
路、絶縁形漏洩トランスＲＴ、フィラメント加熱用コン
デンサＣ３、可飽和変流器ＳＴの第１の１次巻線ｐ１お
よび絶縁形漏洩トランスＲＴの経路を電流が流れる。こ
のとき漏洩インダクタンスと共振コンデンサＣ２とが共
振する。また、共振コンデンサＣ２とインダクタンスＬ
３とが共振する。これにより平滑コンデンサＣ１が充電
する。平滑コンデンサＣ１の充電は、共振によって行わ
れるから、第３高調波の電流を殆ど生じない。

【０１５１】また、以上の動作により絶縁形漏洩トラン
スＲＴの２次巻線ｓに高周波電圧が現れ、これにより負
荷ＥＬは作動する。

【０１５２】そうして、第２のスイッチング手段Ｑ２、
絶縁形漏洩トランスＲＴの漏洩インダクタンス、第２の
スイッチング手段Ｑ２の寄生ダイオードおよび平滑コン
デンサＣ１は一種の昇圧形アクティブフィルタ機能を担
当する。

【０１５３】また、第１および第２のスイッチング手段
Ｑ１、Ｑ２および絶縁形漏洩トランスの漏洩インダクタ
ンスは、ハーフブリッジ形インバータ機能を担当する。

【０１５４】次に、低周波交流電源電圧の瞬時値の小さ
い期間における動作について説明する。

【０１５５】この期間における動作も基本的には前述の
期間における動作と同様であるが、整流電源ＲＳの非平
滑直流電圧が低いので、第１のスイッチング手段Ｑ１が
オンしたときには、共振コンデンサＣ２のみから電流が
流れ、整流電源ＲＳからの電流の補給はない。

【０１５６】また、第２のスイッチング手段Ｑ２のオン
時に共振コンデンサＣ２とインダクタンスＬ３との直列
共振が生じ、共振による高周波電圧が共振コンデンサＣ
２の両端に現れる。

【０１５７】図８は、本発明の第５の実施形態を示す要
部回路図である。

【０１５８】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１５９】本実施形態は、電圧ドライブ形のスイッチ
ング手段の電圧ドライブ回路を改良してスイッチング手
段のオン時間幅範囲を広げるように改良している点で異
なる。

【０１６０】すなわち、ドライブ回路ＤＱ２は、可飽和
変流器ＳＴの第２の２次巻線ｓ２、電圧可変回路ＶＢＣ
１および電圧クランプ回路ＶＣＣから構成されている。

【０１６１】電圧可変回路ＶＢＣ１は、トランジスタＱ
３、ダイオードＤ１、可変抵抗器ＢＲ１および抵抗器Ｒ
１からなる。トランジスタＱ３のエミッタにダイオード
Ｄ１を順方向に介して可飽和変流器ＳＴの第２の２次巻
線ｓ２の一端に接続し、コレクタを抵抗器Ｒ１を介して
上記第２の２次巻線ｓ２の他端に接続し、さらにトラン
ジスタＱ３のベースと、第２の２次巻線ｓ２および抵抗
器Ｒ１の接続点との間に可変抵抗器ＢＲを接続してい
る。

【０１６２】電圧クランプ回路ＶＣＣは、抵抗器Ｒ１と
並列に接続されたツェナーダイオードからなり、第２の
スイッチング手段Ｑ２のゲート・ソース間に接続されて
いる。

【０１６３】そうして、可変電圧回路ＶＢＣ１の可変抵
抗器ＢＲを操作して第２の２次巻線Ｓ２に印加される電
圧を高くすると、可飽和変流器ＳＴの飽和が早くなるの
で、第２のスイッチング手段Ｑ２のオン時間を短縮する
ことができる。なお、ダイオードＤ１は、２次巻線ｓ２
に印加する電圧の極性を規制するとともに、トランジス
タＱ３のベース・エミッタを保護する。

【０１６４】しかし、２次巻線ｓ２の印加電圧を高くし
ても、第２のスイッチング手段Ｑ２のゲート・ソース間
に印加されるゲート電圧は、電圧クランプ回路ＶＣＣに
よってゲート耐圧以下に保持することができる。

【０１６５】以上、第２のスイッチング手段Ｑ２の第２
のドライブ回路ＤＱ２について説明したが、たとえば第
１のスイッチング手段Ｑ１などその他の電圧ドライブ形
のスイッチング手段に広く適用できるのはいうまでもな
い。

【０１６６】図９は、本発明の電源装置の第６の実施形
態を示す回路図である。

【０１６７】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１６８】本実施形態は、スイッチング手段として電
流ドライブ形のものたとえばバイポーラ形トランジスタ
を用いるとともに、ドライブ回路を改良してスイッチン
グ手段のオン時間幅範囲を広げるようした点で異なる。

【０１６９】すなわち、第１および第２のスイッチング
手段Ｑ１、Ｑ２のエミッタ側にダイオードＤ２が順方向
に直列に挿入され、これらに逆並列にダイオードＤ３が
接続されている。

【０１７０】また、いずれのスイッチング手段Ｑ１、Ｑ
２（以下、Ｑと表記を簡略して説明する。）におけるド
ライブ回路ＣＤＱ１、ＣＤＱ２（以下、ＣＤと表記を簡
略して説明する。）は、それぞれ可飽和変流器ＳＴの第
１の２次巻線ｓ１および第２の２次巻線ｓ２（以下、ｓ
と表記を簡略して説明する。）、可変容量回路ＢＣＣお
よび可変抵抗回路ＢＲＣからなる。

【０１７１】可変容量回路ＢＣＣは、可変容量コンデン
サＢＣおよび短絡用ダイオードＤ４の並列接続回路から
なり、その一端が、一端がスイッチング手段Ｑのベース
に接続された２次巻線ｓの他端に接続されている。そし
て、短絡用ダイオードＤ４は、２次巻線ｓの順方向の誘
起電圧に対しては逆極性になり、反対に逆方向の誘起電
圧に対して順方向になる。

【０１７２】可変抵抗回路ＢＲＣは、２次巻線ｓの順方
向の誘起電圧に対して逆極性のダイオードＤ５および可
変抵抗器ＢＲの直列回路からなり、その一端であるダイ
オードＤ５のカソードを２次巻線ｓおよびベースの接続
点に接続されている。

【０１７３】また、可変容量回路ＢＣＣおよび可変抵抗
回路ＢＲＣの他端をダイオードＤ２を介してエミッタに
接続している。

【０１７４】そうして、可変容量回路ＢＣＣは、可飽和
変流器ＳＴの２次巻線ｓの誘起電圧がスイッチング手段
Ｑのベースに対して順方向の極性のときに、２次巻線ｓ
に対する印加電圧を調節する。

【０１７５】また、可変抵抗回路ＢＲＣは、可飽和変流
器ＳＴの２次巻線ｓの誘起電圧がスイッチング手段Ｑの
ベースに対して逆方向の極性のときにおけるインピーダ
ンスを調整することにより、可変容量回路ＢＣＣのイン
ピーダンスとのバランスを良好にすることができる。

【０１７６】図１０は、本発明の電源装置の第７の実施
形態を示す回路図である。

【０１７７】図において、図９と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１７８】本実施形態は、第１のドライブ回路ＣＤＱ
１および第２のドライブ回路ＣＤＱ２の連動性を向上さ
せるとともに、始動時にスイッチング手段のオン時間幅
を制御するように構成した点で異なる。すなわち、第１
のドライブ回路ＣＤＱ１は、可変容量回路ＢＣＣが第１
のコンデンサＣ５と、コンデンサＣ６およびＦＥＴＱ４
の直列回路との並列回路によって構成されている。

【０１７９】また、可変抵抗回路ＢＲＣがダイオードＤ
５および固定抵抗器Ｒ２の直列回路を備えている。

【０１８０】第２のドライブ回路ＣＤＱ２は、可変容量
回路ＢＣＣがコンデンサＣ５と、コンデンサＣ６および
トランジスタＱ５の直列回路と、トランジスタＱ５に逆
並列接続されたダイオードＤ６とから構成されている。

【０１８１】また、可変抵抗回路ＢＲＣが、ダイオード
Ｄ５および固定抵抗器Ｒ２の直列回路に加えて、さらに
固定抵抗器Ｒ２と並列にトランジスタＱ６および抵抗器
Ｒ３の直列回路を接続して構成されている。そして、ト
ランジスタＱ６は、トランジスタＱ７のベースおよびツ
ェナーダイオードＺＤを介して制御される。トランジス
タＱ７は、一端が接地された電解コンデンサＣ７を並列
に介してエミッタ電源ＶＥに接続している。

【０１８２】さらに、前記可変容量回路ＢＣＣのトラン
ジスタＱ５のベースは、可変電圧回路ＢＶＣ２によって
制御される。可変電圧回路ＢＶＣ２は、トランジスタＱ
７および抵抗器Ｒ４を介してエミッタがエミッタ電源に
接続されたトランジスタＱ９、トランジスタＱ９のコレ
クタと接地との間に接続した抵抗器Ｒ５からなる。そし
て、トランジスタＱ９のベースには、負荷ＥＬの２次開
放電圧および低周波交流電源電圧のそれぞれの帰還電圧
Ｖ２０、ＶＩＮを制御入力するように構成されている。

【０１８３】さらにまた、可変電圧回路ＢＶＣ２のコレ
クタが抵抗器Ｒ６を介してトランジスタＱ５のベースに
接続している。トランジスタＱ５のコレクタは、ダイオ
ードＤ７を介して可飽和変流器ＳＴの第１の２次巻線ｓ
１および可変抵抗回路ＢＲＣの接続点に接続している。

【０１８４】さらにまた、トランジスタＱ７のコレクタ
は、ダイオードＤ８を介してＦＥＴＱ４のゲートに接続
している。

【０１８５】そうして、低周波交流電源ＡＣを投入する
と、エミッタ電源ＶＥが立ち上がり、時定数回路を構成
している電解コンデンサＣ７が充電するまでの間、トラ
ンジスタＱ７はオフしている。このため、トランジスタ
Ｑ９、Ｑ５が連鎖的にオフしているので、第１および第
２のドライブ回路ＣＤＱ１、ＣＤＱ２の可変容量回路Ｂ
ＣＣの容量が大きくなっている。これにより、可飽和変
流器ＳＴの第１および第２の２次巻線ｓ１、ｓ２の印加
電圧が大きいために、第１および第２のスイッチング手
段ｑ１、ｑ２のオン時間は短く設定されている。以上の
状態を負荷ＥＬである放電ランプの一対のフィラメント
ｆ１、ｆ２の予熱期間とする。

【０１８６】次に、電解コンデンサＣ７が充電される
と、トランジスタＱ７がオンするので、ＦＥＴＱ４がオ
ンして第１のドライブ回路ＣＤＱ１の可変容量回路ＢＣ
Ｃの容量が小さくなる。これにより、第１のスイッチン
グ手段Ｑ１のオン時間が長くなる。これと同時にトラン
ジスタＱ７のオンにより、トランジスタＱ６がオンし、
第２のドライブ回路ＣＤＱ２の抵抗値が小さくなり、オ
第１のスイッチング手段Ｑ２のオフ時間が短くなる。

【０１８７】一方、トランジスタＱ９のベースに２次開
放電圧と低周波交流電源電圧の帰還電圧信号Ｖ２０、Ｖ
ＩＮが制御入力して、それらの信号電圧に応じた電圧が
可変電圧回路ＢＶＣ２に現れるので、第２のドライブ回
路ＣＤＱ２の可変容量回路ＢＣＣのトランジスタＱ５の
導通度が大きくなり、容量がそれに応じて小さくなる。
これにより、第２のスイッチング手段Ｑ２のオン時間が
長くなる。同トランジスタＱ５のコレクタは、またダイ
オードＤ７を介して第１の電流ドライブ回路ＣＤＱ１の
抵抗可変回路ＢＲＣに接続しているので、上記と連動し
て第１のスイッチング手段Ｑ１のオフ時間を短くするこ
とができる。

【０１８８】以上の一連の動作に伴って、インバータ機
能によって発生する高周波電圧が高くなり、負荷Ｌの放
電ランプが始動して点灯する。点灯すると、電圧可変回
路ＶＢＣ２に印加される帰還電圧Ｖ２０が低下するの
で、電圧可変回路ＶＤＣ２の出力電圧が低下するので、
第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のオン時
間が短くなって高周波電圧を所要の程度まで低下させ
る。

【０１８９】もし、負荷ＥＬの放電ランプが点灯しない
場合には、引き続き２次開放電圧が高くて危険なので、
電圧可変回路ＶＢＣ２の電圧が高くなり、電圧可変回路
ＶＤＣ２の出力電圧が低下して、第１および第２のスイ
ッチング手段Ｑ１、Ｑ２のオン時間を短くして、高周波
電圧を一定に自動制御する。

【０１９０】図１１は、本発明の照明装置の一実施形態
としての照明器具を示す斜視図である。

【０１９１】図において、１は照明器具本体、２は放電
ランプ点灯装置である。

【０１９２】照明装置本体１は、基体１ａおよびランプ
ソケット１ｂなどを備えている。さらに、必要にに応じ
て反射板、端子台および配線などを含んでいる。

【０１９３】放電ランプ点灯装置２は、放電ランプ点灯
回路２ａおよび放電ランプ２ｂからなる。

【０１９４】放電ランプ点灯回路２ａは、図１に示す構
成を備えている。

【０１９５】放電ランプ２ｂは、蛍光ランプからなる。

【０１９６】そうして、本実施形態の照明器具は、放電
ランプ２ｂが高周波点灯されて所望の照明を行うことが
できる。

【０１９７】

【発明の効果】請求項１ないし５の各発明によれば、整
流電源からの非平滑直流電圧を入力して高周波を出力す
るに当たり、スイッチング手段を共有したアクティブフ
ィルタ機能およびインバータ機能を備えた複合回路方式
の高周波インバータにするとともに、負荷電流のみが流
れる回路部分に第１の１次巻線を挿入し、負荷電流およ
びインバータ電流の流れる回路部分に第２の１次巻線を
挿入した可飽和変流器の２次巻線によってスイッチング
手段にドライブ信号を供給するように構成したことによ
り、高力率、低高調波歪で、しかも高周波出力電流に含
まれる低周波リップルが実用上差し支えない程度に低減
してクレストファクタが良好な電源装置を提供すること
ができる。

【０１９８】請求項２の発明によれば、加えて１次巻線
が高周波共振回路に接続されるとともに、２次巻線に負
荷を接続するようにした絶縁トランスを含み、絶縁トラ
ンスの２次回路に可飽和変流器の第１の１次巻線を挿入
し、絶縁トランスの１次巻線と直列に第２の２次巻線を
挿入したことにより、高周波インバータと負荷側とを導
電的に絶縁して対地との間のノイズを低減した電源装置
を提供することができる。

【０１９９】請求項３の発明によれば、加えて高周波イ
ンバータの高周波出力端に直流カットコンデンサを接続
してこの直流カットコンデンサを介して負荷を接続する
ようにするとともに、高周波出力端間にインダクタンス
を接続したことにより、絶縁トランスを用いないので、
小形で安価な電源装置を提供することができる。

【０２００】請求項４の発明によれば、加えて電圧ドラ
イブ形スイッチング手段を用いるとともに、スイッチン
グ手段のドライブ回路が過飽和変流器の２次巻線、２次
巻線の電圧を調節する電圧可変回路、および電圧可変回
路の電圧をクランプしてスイッチング手段の制御端子に
印加する電圧クランプ回路を備えることにより、スイッ
チング手段をゲート耐圧以下でドライブしながらスイッ
チング手段のオン時間を広い範囲に拡張することが可能
な電源装置を提供することができる。

【０２０１】請求項５の発明によれば、加えて電流ドラ
イブ形スイッチング手段を用いるとともに、スイッチン
グ手段のドライブ回路が過飽和変流器の２次巻線、２次
巻線の順方向電圧を調節する可変容量回路、および２次
巻線の逆方向電圧を調節する可変抵抗回路を備えている
ことにより、スイッチング手段のオン時間を広い範囲に
拡張することが可能で、しかも良好なスイッチング状態
を維持する電源装置を提供することができる。

【０２０２】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
５の電源装置と、放電ランプおよにこれに直列に接続さ
れた限流インピーダンスを備え、高周波インバータの高
周波出力端間に接続された負荷回路を備えることによ
り、請求項１ないし５の効果を有する放電ランプ点灯装
置を提供することができる。

【０２０３】請求項７の発明によれば、照明装置本体お
よび照明装置本体に支持された請求項６の放電ランプ点
灯装置を備えていることにより、請求項１ないし５の効
果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の第１の実施形態を示す回路
図である。

【図２】本発明の電源装置の第１の実施形態における電
圧、電流波形図

【図３】本発明の電源装置の第１の実施形態における電
源電圧位相に対する高周波出力の発振周波数特性を示す
グラフ

【図４】本発明の電源装置の第１の実施形態における電
源電圧位相に対する第１のスイッチング手段のデューテ
ィ特性を示すグラフ

【図５】本発明の電源装置の第２の実施形態を示す回路
図

【図６】本発明の電源装置の第３の実施形態を示す回路
図

【図７】本発明の電源装置の第４の実施形態を示す回路
図

【図８】本発明の電源装置の第５の実施形態を示す要部
回路図

【図９】本発明の電源装置の第６の実施形態を示す回路
図

【図１０】本発明の電源装置の第７の実施形態を示す回
路図

【図１１】本発明の照明装置の一実施形態としての照明
器具の斜視図

【図１２】逆極性形アクティブフィルタを備えた複合回
路方式の高周波インバータを主体とする第１の電源装置
を示す回路図

【図１３】図１２に示す第１の従来の電源装置における
電圧、電流波形図

【図１４】図１２に示す第１の従来の電源装置における
電源電圧位相に対する高周波出力の発振周波数特性を示
すグラフ

【図１５】図１２に示す第１の従来の電源装置における
電源電圧位相に対する第１のスイッチング手段のデュー
ティ特性を示すグラフ

【図１６】逆極性形アクティブフィルタを備えた複合回
路方式の高周波インバータを主体とする第２の電源装置
を示す回路図

【図１７】図１６に示す第２の従来の電源装置における
電圧、電流波形図

【図１８】図１６に示す第２の従来の電源装置における
電源電圧位相に対する高周波出力の発振周波数特性を示
すグラフ

【図１９】図１６に示す第２の従来の電源装置における
電源電圧位相に対する第１のスイッチング手段のデュー
ティ特性を示すグラフ

【符号の説明】

ＡＣ…低周波交流電源 ＮＦ…ノイズフィルタ ＲＳ…整流電源 Ｑ１…第１のスイッチング手段 ＤＱ１…第１のドライブ回路 Ｑ２…第２のスイッチング手段 ＤＱ２…第２のドライブ回路 ＲＴ…絶縁形漏洩トランス ｐ…１次巻線 ｓ…２次巻線 Ｃ１…平滑コンデンサ Ｃ２…共振コンデンサ Ｃ３…フィラメント加熱用コンデンサ ＳＴ…可飽和変流器 ｐ１…第１の１次巻線 ｐ２…第２の１次巻線 ｓ１…第１の２次巻線 ｓ２…第２の２次巻線 ＥＬ…負荷 ｆ１…フィラメント電極 ｆ２…フィラメント電極

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ａ Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｌ Ｆターム(参考） 3K072 AA01 AA02 AA11 BA03 BA05 BB01 BB10 BC02 BC03 BC07 CA11 CA14 DB03 DD04 EA02 GA01 GA02 GB12 GB13 GB18 GC02 HA10 5H007 AA01 AA02 AA08 BB03 CA02 CB03 CB12 CB22 CC03 CC32 DB03 EA08 HA03 5H740 AA03 BA12 BB05 BB08 NN03 NN08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低周波交流電圧を整流して非平滑直流電圧
   を出力する整流電源と；スイッチング手段を共有したア
   クティブフィルタ機能およびインバータ機能を備えた複
   合回路方式であり、高周波負荷電流のみが流れる回路部
   分に挿入された第１の１次巻線、高周波負荷電流および
   インバータ回路電流が流れる回路部分に挿入された第２
   の１次巻線、およびスイッチング手段にドライブ信号を
   供給するように接続された２次巻線を備えた可飽和変流
   器を含み、整流電源の非平滑直流電圧を入力して高周波
   電圧を出力する高周波インバータと；を具備しているこ
   とを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】低周波交流電圧を整流して非平滑直流電圧
   を出力する整流電源と；スイッチング手段を共有したア
   クティブフィルタ機能およびインバータ機能を備えた複
   合回路方式であり、１次巻線を高周波共振回路に接続す
   るとともに２次巻線に負荷を接続するようにされた絶縁
   トランス、ならびに絶縁トランスの２次回路に負荷と直
   列になるように挿入された第１の１次巻線、絶縁形漏洩
   トランスの１次巻線と直列に挿入された第２の１次巻
   線、およびスイッチング手段にドライブ信号を供給する
   ように接続された２次巻線を備えた可飽和変流器を含
   み、整流電源の非平滑直流電圧を入力して高周波電圧を
   出力する高周波インバータと；を具備していることを特
   徴とする電源装置。
3. 【請求項３】低周波交流電圧を整流して非平滑直流電圧
   を出力する整流電源と；スイッチング手段を共有したア
   クティブフィルタ機能およびインバータ機能を備えた複
   合回路方式であり、一方の高周波出力端に接続した直流
   カットコンデンサ、高周波出力端間に接続された高周波
   共振回路を構成するインダクタンス、ならびに負荷電流
   のみが流れる回路部分に挿入された第１の１次巻線、負
   荷電流とインダクタを流れる電流とが流れる回路部分に
   挿入された第２の１次巻線、およびスイッチング手段に
   ドライブ信号を供給するように接続された２次巻線を備
   えた可飽和変流器を含み、整流電源の非平滑直流電圧を
   入力して高周波電圧を出力する高周波インバータと；を
   具備していることを特徴とする電源装置。
4. 【請求項４】スイッチング手段は、電圧ドライブ形であ
   り；可飽和変流器の２次巻線、２次巻線の電圧を調節す
   る電圧可変回路、および電圧可変回路の電圧をクランプ
   してスイッチング手段の制御端子に印加する電圧クラン
   プ回路を備えたドライブ回路を具備している；ことを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の電源装
   置。
5. 【請求項５】スイッチング手段は、電流ドライブ形であ
   り；可飽和変流器の２次巻線、２次巻線の順方向電圧を
   調節する可変容量回路および２次巻線の逆方向電圧を調
   節する可変抵抗回路を備えたドライブ回路を具備してい
   る；ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記
   載の電源装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれか一記載の電源
   装置と；放電ランプおよび放電ランプと直列に接続され
   た限流インピーダンスを備え、高周波インバータの高周
   波出力端間に接続された負荷回路と；を具備しているこ
   とを特徴とする放電ランプ点灯装置。
7. 【請求項７】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項６記載の放電ランプ点灯装置と；を具備してい
   ることを特徴とする照明装置。