JP2000278942A

JP2000278942A - 電源装置

Info

Publication number: JP2000278942A
Application number: JP7643999A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kataoka; 寿夫片岡; Haruo Nagase; 春男永瀬; Noriyuki Satou; 規幸佐藤; Yoshitaka Taga; 義高多賀; Masatoshi Ueno; 政利上野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタ回路を追加することなく昇圧回路の出
力端から入力されるノイズによる点灯回路の誤動作を防
止した電源装置を提供する。【解決手段】点灯回路２は直流電源１を電源とし電圧変
換して放電灯Ｌａに点灯電力を供給する。点灯回路２と
放電灯Ｌａとの間には、負荷状態を検出する検出部３お
よび高周波阻止用のフィルタ回路４が挿入される。点灯
回路２は検出部３により得られた負荷状態に基づいて制
御回路５により制御される。点灯回路２には昇圧回路６
が接続され昇圧回路６の出力電圧はパルス発生回路７を
通して放電灯Ｌａに印加される。昇圧回路６の出力端間
に接続したコンデンサＣ１の一端は検出部３と点灯回路
２の一方の出力端とに共通に接続され接地される。した
がって、昇圧回路６とパルス発生回路７との間でノイズ
が混入してもノイズは検出部３を通らず、負荷状態を正
確に検出することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源を電圧変
換して高低２種類の直流電圧を出力する電源装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図６に示すように、メタルハ
ライドランプ、高圧水銀ランプなどの放電灯を点灯させ
るための電源装置として、放電灯Ｌａを備えた負荷回路
に電源を供給して放電灯Ｌａを点灯させるものが提供さ
れている。この電源装置は、直流電源１を電圧変換する
ＤＣ−ＤＣコンバータよりなる点灯回路２を電源回路と
して備え、点灯回路２からフィルタ回路４を通して負荷
回路に電力を供給している。フィルタ回路４は点灯回路
２と負荷回路との間でノイズを阻止するものであって、
たとえば負荷回路で発生するノイズや外来ノイズはフィ
ルタ回路４により阻止される。点灯回路２とフィルタ回
路４との間には検出部３が挿入されており、点灯回路２
から負荷回路に流れる電流は検出部３を通過するから、
検出部３の出力により負荷状態を知ることができる。そ
こで、制御回路５では検出部３の出力により求められる
負荷状態に応じて点灯回路２を制御し、負荷への供給電
圧ないし供給電流を調節する。実際には、点灯回路２を
放電灯Ｌａのバラストとして機能させるために、負荷状
態を検出して点灯回路２の出力をフィードバック制御す
ることになる。

【０００３】ところで、上述のような放電灯（ＨＩＤラ
ンプ）Ｌａを点灯させるには、始動時に高電圧を印加す
る必要がある。そこで、点灯回路２の出力電圧よりも高
い電圧を出力することができる昇圧回路６を設けてあ
り、この昇圧回路６の出力を負荷回路に設けたパルス発
生回路７に与えることによって高圧のパルス電圧を発生
させ、点灯回路２の出力電圧にパルス電圧を加算して放
電灯Ｌａに印加することにより、放電灯Ｌａを始動させ
るようになっている。

【０００４】昇圧回路６の出力端間にはコンデンサＣ１
が接続されており、このコンデンサＣ１の両端電圧をパ
ルス発生回路７に印加する。パルス発生回路７はパルス
トランスＰＴの１次巻線とギャップ素子ＳＧとの直列回
路を備え、この直列回路にコンデンサＣ１の両端電圧が
印加される。したがって、コンデンサＣ１の両端電圧が
ギャップ素子ＳＧのブレークオーバ電圧に達すると、ギ
ャップ素子ＳＧが導通してパルストランスＰＴの１次巻
線を通してコンデンサＣ１の電荷が放出され、パルスト
ランスＰＴの２次巻線にパルス電圧が発生する。パルス
トランスＰＴの２次巻線は、フィルタ回路４と放電灯Ｌ
ａとの間に挿入されており、パルス電圧はフィルタ回路
４の出力電圧、つまり点灯回路２の出力電圧に加算され
て放電灯Ｌａに印加されるのである。

【０００５】ここで、負荷回路からのノイズや他の外来
ノイズが生じている場合について考察する。これらのノ
イズを図６ではノイズ源Ｎｓとして示す。また、昇圧回
路６とフィルタ回路４とにおける負荷回路との接続端を
Ｐ３，Ｐ１，Ｐ２として表すものとする。接続端Ｐ１，
Ｐ２はフィルタ回路４の各出力端に接続され、接続端Ｐ
３は昇圧回路６の一方の出力端に接続されている。ま
た、昇圧回路６の他方の出力端であるコンデンサＣ１の
一端は検出部３を介して点灯回路２の一方の出力端と共
通に接地される。

【０００６】しかして、ノイズ源Ｎｓからのノイズが接
続端Ｐ１，Ｐ２に入力されたときにはフィルタ回路４に
よって減衰ないし回生されるからとくに問題は生じない
が、接続端Ｐ３からノイズが入力されると接続端Ｐ３−
昇圧回路６−コンデンサＣ１−検出部３−接地端−ノイ
ズ源Ｎｓ−接続端Ｐ３というノイズの経路が形成され、
検出部３をノイズが通過することによって、制御回路５
では負荷状態を正確に検出することができなくなり、点
灯回路２を正常に動作させることができなくなるという
問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の問題を解決する
には、図７のように、接続端Ｐ３と昇圧回路６との間に
フィルタ回路４’を挿入することが考えられる。しかし
ながら、このようなフィルタ回路４’を設けると、図６
に示した構成に比較して部品点数が増加することにな
り、実装スペースが拡大して全体として大型化するとい
う問題が生じる。また、接続端Ｐ３は高電圧が印加され
るから、フィルタ回路４’の構成部品にも高耐圧のもの
が必要であって、フィルタ回路４’には大型の部品が必
要になり、コスト増が大きくなるとともに、実装スペー
スが大型化することになる。

【０００８】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、フィルタ回路を追加することなく昇
圧回路の出力端から入力されるノイズによる点灯回路の
誤動作を防止した電源装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電圧を出力する電源回路と、電源回路と負荷回路との間
に挿入され高周波ノイズを阻止するフィルタ回路と、電
源回路の出力電圧よりも高電圧を出力する昇圧回路と、
電源回路とフィルタ回路との間に挿入され負荷状態を検
出する検出部と、検出部により検出される負荷状態に応
じて電源回路の出力を制御する制御回路とを備え、昇圧
回路の出力端間に接続されるコンデンサの一端と電源回
路の一方の出力端と検出部の一端とが共通に接続される
ものである。この構成によれば、昇圧回路の出力端から
入力される高周波のノイズはコンデンサを通り、検出部
を通ることなく接地側に流れるから、検出部ではノイズ
の影響をほとんど受けることなく負荷状態を検出するこ
とが可能になり、ノイズによる悪影響を大幅に低減する
ことができる。しかも、ノイズを阻止するフィルタ回路
を追加する必要がないから、コスト増がなく実装スペー
スの増加もないのであって、結果的に小型の電源装置を
提供することが可能になる。加えて、フィルタ回路を追
加しないから、フィルタ回路の周波数特性やゲインに関
する設計が不要であって開発効率がよく、その上、ノイ
ズの周波数帯域にかかわらずノイズの影響を低減するこ
とができる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記電源回路の出力電圧を交番させるインバータ回
路が前記検出部と前記フィルタ回路との間に挿入されて
いるものである。この構成によれば、放電灯に交番電圧
を印加することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
は、図１に示すように、放電灯Ｌａを備えた負荷回路に
電源を供給して放電灯Ｌａを点灯させる電源装置を例示
する。この電源装置は、基本的には図６に示した従来構
成と同様であって、直流電源１を電圧変換するコンバー
タ回路よりなる点灯回路２を備え、点灯回路２からフィ
ルタ回路４を通して負荷回路に電力を供給する。点灯回
路２とフィルタ回路４との間には検出部３が挿入されて
おり、点灯回路２から負荷回路に流れる電流が検出部３
を通過することによって、検出部３の出力により負荷状
態が検出される。検出部３で検出された負荷状態は制御
回路５に入力され、制御回路５は負荷状態に応じて点灯
回路２をフィードバック制御する。つまり、制御回路５
は負荷状態に応じて点灯回路２の出力をフィードバック
制御することにより、点灯回路２を放電灯Ｌａのバラス
トとして機能させる。

【００１２】また、放電灯Ｌａの始動時に高電圧のパル
ス電圧を印加するために、点灯回路２の出力電圧よりも
高い電圧を出力することができる昇圧回路６を設けてあ
る。この昇圧回路６の出力を負荷回路に設けたパルス発
生回路７に与えることによって高圧のパルス電圧を発生
させ、点灯回路２の出力電圧にパルス電圧を加算して放
電灯Ｌａに印加し、放電灯Ｌａを始動させるようになっ
ている。

【００１３】昇圧回路６の出力端間にはコンデンサＣ１
が接続されており、このコンデンサＣ１の両端電圧を放
電灯Ｌａとともに負荷回路を構成するパルス発生回路７
に印加する。パルス発生回路７はパルス電圧を発生し、
パルス電圧はフィルタ回路４の出力電圧、つまり点灯回
路２の出力電圧に加算されて放電灯Ｌａに印加される。

【００１４】図１に示す回路は、具体的には図２に示す
回路によって実現することができる。すなわち、点灯回
路２は、直流電源１の両端間に接続されたトランスＴ１
の１次巻線とスイッチング素子Ｓ１との直列回路を備え
る。トランスＴ１の２次巻線にはタップが設けられ、２
次巻線の一端とタップとの間にはコンデンサＣ２とダイ
オードＤ２との直列回路が接続される。ここに、ダイオ
ードＤ２はカソードをトランスＴ１の２次巻線の一端に
接続してあり、トランスＴ１の２次巻線のタップはコン
デンサＣ２の一端に接続されるとともに接地される。こ
のコンデンサＣ２の両端電圧が点灯回路２の出力電圧に
なる。

【００１５】トランスＴ１の２次巻線のタップとコンデ
ンサＣ２の一端との接続点、つまり接地点には検出部３
となる抵抗Ｒ１の一端が接続される。抵抗Ｒ１の他端は
フィルタ回路４を通してパルス発生回路７に接続され
る。また、ダイオードＤ２のアノードとコンデンサＣ２
との接続点もフィルタ回路４を通してパルス発生回路７
に接続される。フィルタ回路７は、点灯回路２からパル
ス発生回路７への電源供給経路に挿入された一対のチョ
ークコイルＬ１，Ｌ２を備える。両チョークコイルＬ
１，Ｌ２の一端は接続端Ｐ１，Ｐ２を通してパルス発生
回路７側の一端に接続され、両接続端Ｐ１，Ｐ２間には
２個のコンデンサＣ３，Ｃ４の直列回路が接続される。
両コンデンサＣ３，Ｃ４の接続点は接地されている。

【００１６】ところで、昇圧回路６はトランスＴ１の２
次巻線においてダイオードＤ２が接続されていない一端
とタップとの間にダイオードＤ１とコンデンサＣ１との
直列回路を接続したものであって、コンデンサＣ１の一
端は検出部３としての抵抗Ｒ１の一端とともに接地され
ている。ダイオードＤ１のカソードとコンデンサＣ１と
の接続点は接続端Ｐ３を介してパルス発生回路７に接続
される。

【００１７】パルス発生回路７は、接続端Ｐ１，Ｐ２間
に接続されたコンデンサＣ５と、接続端Ｐ２，Ｐ３間に
接続されたコンデンサＣ６とを備え、コンデンサＣ６の
両端間にはパルストランスＰＴの１次巻線とギャップ素
子ＳＧとの直列回路が接続される。また、コンデンサＣ
５の両端間にはパルストランスＰＴの２次巻線と放電灯
Ｌａとの直列回路が接続される。

【００１８】上述回路では、電源を投入すると、点灯回
路２に出力電圧が得られ接続端Ｐ１を基準電位として接
続端Ｐ２に負電圧が発生する。また、昇圧回路６の動作
により接続点Ｐ３には接続点Ｐ１に対して正電圧が発生
する。したがって、コンデンサＣ６の両端間には接続点
Ｐ２，Ｐ３間の高電圧が印加され、この電圧がギャップ
素子ＳＧのブレークオーバ電圧に達すると、ギャップ素
子ＳＧが導通し、パルストランスＰＴの１次巻線を通し
てコンデンサＣ６の電荷が放出される。このときパルス
トランスＰＴの２次巻線に発生するパルス電圧がコンデ
ンサＣ５の両端間電圧に加算されて放電灯Ｌａに印加さ
れるから、放電灯Ｌａを始動点灯させることができるの
である。

【００１９】ところで、接続端Ｐ１，Ｐ２はフィルタ回
路４を通して点灯回路２に接続されているから、ノイズ
が接続端Ｐ１，Ｐ２から入ったとしても減衰ないし除去
されることになる。一方、昇圧回路６の一方の出力端で
あるコンデンサＣ１の一端は接続端Ｐ３に接続されてお
り、コンデンサＣ１の他端と抵抗Ｒ１と点灯回路２の一
方の出力端とは接地されているから、接続端Ｐ３にノイ
ズ源Ｎｓからのノイズが入ったときに、ノイズはコンデ
ンサＣ１を通して接地側に流れることになる。つまり、
接続端Ｐ３から入ったノイズも検出部３としての抵抗Ｒ
１を通らないから、抵抗Ｒ１の両端電圧にノイズの影響
がなく、負荷状態を正確に検出することができるのであ
る。

【００２０】本実施形態の構成では、図６に示した従来
構成に対して別途にフィルタ回路を設けることなくノイ
ズの影響を回避ないし抑制することができ、点灯回路２
の誤動作を防止することができる。つまり、部品点数が
増加することがなく、コスト増や実装スペースの大型化
を伴うことなく点灯回路２の誤動作を防止することがで
きる。

【００２１】（第２の実施の形態）本実施形態は、図２
に示した第１の実施の形態の回路構成において抵抗Ｒ１
とフィルタ回路４との間にインバータ回路８を設けたも
のである。インバータ回路８は、ブリッジ接続された４
個のスイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５を備え、スイッチング
素子Ｓ２，Ｓ３の直列回路とスイッチング素子Ｓ４，Ｓ
５の直列回路とがコンデンサＣ２の両端間に抵抗Ｒ１を
介してそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ
５の各直列回路（つまり、ブリッジ回路の各アーム）に
おけるスイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５の接続点間には、フ
ィルタ回路４が接続される。インバータ回路８の各スイ
ッチング素子Ｓ２〜Ｓ５は、各アームにおいて直列接続
されている２個ずつのスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３とス
イッチング素子Ｓ４，Ｓ５とは同時にオンにならず、フ
ィルタ回路４を挟んで直列接続されている２個ずつのス
イッチング素子Ｓ２，Ｓ５とスイッチング素子Ｓ３，Ｓ
４は同時にオンになる期間が生じるように、図示しない
制御回路によってオンオフされる。

【００２２】本実施形態では、インバータ回路８を設け
たことによって、接続端Ｐ１，Ｐ２間に交番電圧を発生
させ、この交番電圧をパルストランスＰＴの２次巻線を
介して放電灯Ｌａに印加することができる。つまり、コ
ンデンサＣ５の両端間に印加される電圧はインバータ回
路８によって交番しかつ矩形波状になる。このように矩
形波状の電圧がコンデンサＣ５に印加されている期間に
おいて、コンデンサＣ６の両端電圧がギャップ素子ＳＧ
のブレークオーバ電圧に達するとパルス電圧が発生し、
放電灯Ｌａを点灯させることができるのである。他の構
成および動作は第１の実施の形態と同様である。

【００２３】（第３の実施の形態）本実施形態は、図４
に示すように、点灯回路２と接続端Ｐ２との間に検出部
３を挿入したものである。したがって、昇圧回路６の出
力端に接続されたコンデンサＣ１の一端は抵抗Ｒ１およ
びフィルタ回路４を通して接続点Ｐ２に接続されること
になる。点灯回路２の一端とコンデンサＣ１の一端と検
出部３の一端とが共通に接続され接地されるのは第１の
実施の形態と同様である。他の構成および動作は図１に
示した第１の実施の形態と同様である。

【００２４】（第４の実施の形態）本実施形態は、図５
のように、昇圧回路６のコンデンサＣ１の一端をトラン
スＴ１の２次巻線のタップではなく、２次巻線の一端に
接続したものである。つまり、昇圧回路６におけるダイ
オードＤ１とコンデンサＣ１との直列回路はトランスＴ
１の２次巻線の両端間に接続される。また、トランスＴ
１の２次巻線のタップに点灯回路２のダイオードＤ２の
アノードを接続し、このダイオードＤ２とコンデンサＣ
２との直列回路を、２次巻線の一端とタップとの間に接
続してある。したがって、コンデンサＣ１，Ｃ２の一端
はトランスＴ１の２次巻線の一端に共通に接続される。
検出部３としての抵抗Ｒ１の一端はダイオードＤ２とコ
ンデンサＣ２との接続点に接続される。この構成では、
接続端Ｐ３からノイズが入っても抵抗Ｒ１を通る経路が
形成されず、ノイズの影響を受けることなく負荷状態を
検出することができる。ここにおいて、抵抗Ｒ１におけ
る点灯回路２側の一端は接地しておく。このことによっ
て、制御回路４は抵抗Ｒ１の両端電圧をノイズの影響を
受けずに正確に検出することが可能になる。他の構成お
よび動作は第１の実施の形態と同様である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、直流電圧を出力する電源回路
と、電源回路と負荷回路との間に挿入され高周波ノイズ
を阻止するフィルタ回路と、電源回路の出力電圧よりも
高電圧を出力する昇圧回路と、電源回路とフィルタ回路
との間に挿入され負荷状態を検出する検出部と、検出部
により検出される負荷状態に応じて電源回路の出力を制
御する制御回路とを備え、昇圧回路の出力端間に接続さ
れるコンデンサの一端と電源回路の一方の出力端と検出
部の一端とが共通に接続されるものであり、昇圧回路の
出力端から入力される高周波のノイズはコンデンサを通
り、検出部を通ることなく接地側に流れるから、検出部
ではノイズの影響をほとんど受けることなく負荷状態を
検出することが可能になり、ノイズによる悪影響を大幅
に低減することができるという効果がある。しかも、ノ
イズを阻止するフィルタ回路を追加する必要がないか
ら、コスト増がなく実装スペースの増加もないのであっ
て、結果的に小型の電源装置を提供することが可能にな
るという効果がある。加えて、フィルタ回路を追加しな
いから、フィルタ回路の周波数特性やゲインに関する設
計が不要であって開発効率がよく、その上、ノイズの周
波数帯域にかかわらずノイズの影響を低減することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】同上の回路図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図６】従来例を示すブロック図である。

【図７】他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１直流電源２点灯回路（電源回路）３検出部４フィルタ回路５制御回路６昇圧回路７パルス発生回路８インバータ回路Ｌａ放電灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤規幸大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者多賀義高大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者上野政利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） 5H730 AA03 AS11 BB43 EE07 EE49 EE59 EE76 FD31 ZZ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧を出力する電源回路と、電源回
路と負荷回路との間に挿入され高周波ノイズを阻止する
フィルタ回路と、電源回路の出力電圧よりも高電圧を出
力する昇圧回路と、電源回路とフィルタ回路との間に挿
入され負荷状態を検出する検出部と、検出部により検出
される負荷状態に応じて電源回路の出力を制御する制御
回路とを備え、昇圧回路の出力端間に接続されるコンデ
ンサの一端と電源回路の一方の出力端と検出部の一端と
が共通に接続されるとともに接地されていることを特徴
とする電源装置。
【請求項２】前記電源回路の出力電圧を交番させるイ
ンバータ回路が前記検出部と前記フィルタ回路との間に
挿入されていることを特徴とする請求項１記載の電源装
置。