JP2001112253A - DC-to-DC CONVERTER - Google Patents

DC-to-DC CONVERTER

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JP2001112253A
JP2001112253A JP28564899A JP28564899A JP2001112253A JP 2001112253 A JP2001112253 A JP 2001112253A JP 28564899 A JP28564899 A JP 28564899A JP 28564899 A JP28564899 A JP 28564899A JP 2001112253 A JP2001112253 A JP 2001112253A
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transformer
mode
voltage
capacitor
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Isao Takahashi
勲 高橋
Masataka Mitani
正孝 三谷
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC-to-DC converter which is applicable to a wide range of input voltage and controls wide ranges of output voltage and output power and is highly efficient and of small size. SOLUTION: Switching elements Q1 and Q2 are on/off-controlled by a controlling means not shown. The controlling means is so constituted as to be capable of controlling both the switching frequency and duty of the switching elements Q1 and Q2. A resonance circuit is composed of a choke coil L1, the leakage inductance of a transformer T, and a capacitor C21 (or C22). The controlling means is provided with two control modes for the switching elements Q1 and Q2: second mode in which the on-durations of Q1 and Q2 do not overlap and the switching elements are alternately turned on and off at a frequency close to the resonance frequency of the resonance circuit and first mode in which the duty is increased to a value higher than 50% when the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and there is a duration when both the switching elements Q1 and Q2 are simultaneously on.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、DC−DCコンバ
ータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、車両の前照灯として、HID
ランプ(高輝度放電ランプ)が用いられている。この種
のHIDランプを点灯させる放電灯点灯装置は、蓄電池
よりなるDC12V或いはDC24Vの直流電源と、該
直流電源の出力電圧を所定の直流電圧へ変換(昇圧)す
るDC−DCコンバータと、DC−DCコンバータの出
力を交番する矩形波電圧に変換して出力するインバータ
装置とを備えている。ここにおいて、HIDランプは、
定常(安定)点灯時に必要とする電圧をVLとすると、
始動時に2.5VL以上の高電圧を必要とする。また、
HIDランプは、放電開始から安定点灯に至る期間には
負の負荷特性を有し且つランプ電圧が低いが、車両の前
照灯などの用途に用いる場合は光束の立ち上がりを早く
する必要があり、定常点灯時に必要とする電力(定格電
力)をWLとすると、放電開始後に2WL前後のランプ電
力を必要とし、その後、ランプ電力が徐々に低下して定
格電力WLに落ち着くことで安定点灯状態になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, HIDs have been used as headlights for vehicles.
Lamps (high-intensity discharge lamps) are used. A discharge lamp lighting device for lighting this type of HID lamp includes a DC power supply of 12 V DC or 24 V DC composed of a storage battery, a DC-DC converter for converting (boosting) the output voltage of the DC power supply to a predetermined DC voltage, and a DC-DC converter. An inverter device that converts the output of the DC converter into an alternating rectangular wave voltage and outputs the voltage. Here, the HID lamp is
When the voltage required for steady (stable) lighting is VL ,
A high voltage of 2.5 V L or more is required at startup. Also,
The HID lamp has a negative load characteristic and a low lamp voltage during a period from the start of discharge to stable lighting, but when used for an application such as a headlight of a vehicle, it is necessary to speed up the rise of the luminous flux, When power required at the time of steady lighting (the rated power) and W L, require the lamp power of about 2W L after the start discharge, then the stable lighting by settles at the rated power W L lamp power gradually decreases State.

【0003】ところで、DC−DCコンバータとして
は、例えば図24に示す回路構成のものが提案されてい
る(昭和49年電気学会全国大会論文集No.499,
p560)。
As a DC-DC converter, for example, a DC-DC converter having a circuit configuration shown in FIG. 24 has been proposed.
p560).

【0004】図24に示すDC−DCコンバータ(以
下、従来例1の電源装置と称す)は、一次巻線N1側お
よび二次巻線N2側それぞれに中間タップを有したトラ
ンスTと、直流電源Eの正極側と一次巻線N1の中間タ
ップとの間に接続されたチョークコイルL1と、一次巻
線N1の両端と直流電源Eの負極側との間にそれぞれ接
続されたトランジスタからなるスイッチング素子Q1,
Q2とを備えており、二次巻線N2の両端間に整流用の
一対のダイオードD21,D21の直列回路が接続さ
れ、両ダイオードD21,D22間の接続点と二次巻線
N2の中間タップとの間に出力用のコンデンサC4が接
続され、該コンデンサC4に負荷RLが並列接続されて
いる。この従来例1の電源装置では、両スイッチング素
子Q1,Q2を交互にオンオフするに際して両スイッチ
ング素子Q1,Q2が重複してオンである期間にチョー
クコイルL1にエネルギを蓄積し、両スイッチング素子
Q1,Q2のいずれか一方がオフになった時にチョーク
コイルL1に蓄積されたエネルギを放出するように両ス
イッチング素子Q1,Q2のオンオフが制御されるの
で、チョークコイルL1およびスイッチング素子Q1,
Q2がそれぞれ昇圧チョッパ用のインダクタンス要素、
スイッチング素子として機能し、重負荷の場合の対応が
容易である。
[0004] A DC-DC converter (hereinafter referred to as a power supply device of Conventional Example 1) shown in FIG. 24 includes a transformer T having an intermediate tap on each of a primary winding N1 side and a secondary winding N2 side, and a DC power supply. A choke coil L1 connected between the positive electrode side of E and an intermediate tap of the primary winding N1, and a switching element including a transistor connected between both ends of the primary winding N1 and the negative electrode side of the DC power supply E, respectively. Q1,
Q2, a series circuit of a pair of rectifying diodes D21 and D21 is connected between both ends of the secondary winding N2, and a connection point between the diodes D21 and D22 and an intermediate tap between the secondary winding N2. An output capacitor C4 is connected between the first and second capacitors, and a load R L is connected in parallel to the capacitor C4. In the power supply device of the first conventional example, when the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off, energy is accumulated in the choke coil L1 during a period in which the switching elements Q1 and Q2 are overlapped and on, and the switching elements Q1 and Q2 are turned on. Since the switching elements Q1 and Q2 are turned on and off so that the energy stored in the choke coil L1 is released when one of the two elements Q2 is turned off, the choke coil L1 and the switching element Q1,
Q2 is an inductance element for the boost chopper,
It functions as a switching element and can easily cope with heavy loads.

【0005】また、特開平3−65061号公報には、
広範囲の入力電圧(直流電源としてDC12V〜DC2
4Vの蓄電池を用いる)に対応でき少ない電力損失で負
荷へ必要な電力を供給することを目的としたDC−DC
コンバータが提案されている。このDC−DCコンバー
タ(以下、従来例2の電源装置と称す)は、Lプッシュ
プル型のインバータ回路と、該インバータ回路のトラン
スの2次側に発生する交流出力を整流して負荷へ供給す
る倍電圧回路よりなる整流回路とを備えている。この従
来例2の電源装置では、インバータ回路の両スイッチン
グ素子を両スイッチング素子が共にオンである期間を設
けながら両スイッチング素子を交互にオンオフしている
ので、重負荷の場合の対応が容易である。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-65061 discloses that
Wide range of input voltage (DC12V ~ DC2 as DC power supply
DC-DC with the purpose of supplying necessary power to a load with a small power loss that can cope with a 4V storage battery)
Converters have been proposed. This DC-DC converter (hereinafter referred to as a power supply device of Conventional Example 2) rectifies an AC output generated on an L push-pull type inverter circuit and a secondary side of a transformer of the inverter circuit and supplies the rectified output to a load. And a rectifier circuit composed of a voltage doubler circuit. In the power supply device of Conventional Example 2, since both switching elements of the inverter circuit are alternately turned on and off while providing a period in which both switching elements are on, it is easy to cope with a heavy load. .

【0006】また、特開平1−318577号公報に
は、負荷の電力を制御できるインバータ装置として、図
25に示すように複数のスイッチング素子Qa〜Qbを
有するモータ制御用のインバータ装置(以下、従来例3
の電源装置と称す)が開示されている。この従来例3の
電源装置では、直列接続されたスイッチング素子Qa,
Qbが両方ともオンになる期間を設けてチョークうコイ
ルL3,L4にエネルギを蓄積する昇圧モードの期間を
適宜制御することで電力を制御できる。なお、従来例3
の電源装置では、商用電源のような交流電源ACを整流
回路DBにより整流することで直流電源を得ている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-318577 discloses a motor control inverter device having a plurality of switching elements Qa to Qb as shown in FIG. Example 3
Is referred to as a power supply device). In the power supply device of the third conventional example, the switching elements Qa,
The power can be controlled by providing a period during which both Qb are turned on and appropriately controlling the period of the boost mode in which energy is stored in the choke coils L3 and L4. Conventional example 3
In this power supply device, a DC power supply is obtained by rectifying an AC power supply AC such as a commercial power supply with a rectifier circuit DB.

【0007】また、特開平4−269号公報には、図2
6に示すように、一対のスイッチング素子Q11,Q1
2の直列回路と、一対のスイッチング素子Q13,Q1
4の直列回路とが、直流電源EとチョークコイルL1と
の直列回路の両端間に接続され、スイッチング素子Q1
1,Q12の接続点とスイッチング素子Q13,Q14
の接続点との間に負荷RLが接続されたフルブリッジ型
のインバータ回路(以下、従来例4の電源装置と称す)
が提案されている。この従来例4の電源装置は、スイッ
チング素子Q11,Q14がオンしている時にスイッチ
ング素子Q12を高周波でオンオフしてスイッチング素
子Q12のオン時に直流電源E→チョークコイルL1→
スイッチング素子Q11→スイッチング素子Q12→直
流電源Eの経路で電流を流すことでチョークコイルL1
にエネルギを蓄積し、スイッチング素子Q12のオフ時
に直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素子
Q11→負荷RL→スイッチング素子Q14→直流電源
Eの経路でチョークコイルL1のエネルギを負荷RL
供給し、また、スイッチング素子Q12,Q13がオン
している時にスイッチング素子Q14を高周波でオンオ
フしてスイッチング素子Q14のオン時に直流電源E→
チョークコイルL1→スイッチング素子Q13→スイッ
チング素子Q14→直流電源Eの経路でチョークコイル
L1にエネルギを蓄積し、スイッチング素子Q14のオ
フのオフ時に直流電源E→チョークコイルL1→スイッ
チング素子Q13→負荷RL→スイッチング素子Q12
→直流電源Eの経路でチョークコイルL1のエネルギを
負荷RLに供給するようになっている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-269 discloses FIG.
As shown in FIG. 6, a pair of switching elements Q11, Q1
2 series circuits and a pair of switching elements Q13, Q1.
4 is connected between both ends of the series circuit of the DC power supply E and the choke coil L1, and the switching element Q1
1 and Q12 and switching elements Q13 and Q14
Full-bridge type inverter circuit in which a load RL is connected between the power supply device and a connection point (hereinafter referred to as a power supply device of Conventional Example 4)
Has been proposed. In the power supply device of the fourth conventional example, when the switching elements Q11 and Q14 are on, the switching element Q12 is turned on and off at a high frequency, and when the switching element Q12 is on, the DC power supply E → the choke coil L1 →
The current flows through the path of the switching element Q11 → the switching element Q12 → the DC power supply E, so that the choke coil L1
When the switching element Q12 is turned off, the energy of the choke coil L1 is supplied to the load RL through the path of the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q11 → the load RL → the switching element Q14 → the DC power supply E. When switching elements Q12 and Q13 are on, switching element Q14 is turned on and off at a high frequency, and when switching element Q14 is on, DC power supply E →
Energy is stored in the choke coil L1 through the path of the choke coil L1, the switching element Q13, the switching element Q14, and the DC power supply E. When the switching element Q14 is turned off, the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q13 → the load RL. → Switching element Q12
→ The energy of the choke coil L1 is supplied to the load RL through the path of the DC power supply E.

【0008】また、特公平1−1919号公報には、蛍
光灯のような放電灯の始動時と定常点灯時に最適な電力
を供給することができる放電灯点灯装置(以下、従来例
5の電源装置と称す)が開示されている。この従来例5
の電源装置は、図27に示すようなプッシュプル型イン
バータであって、商用電源のような交流電源ACを整流
して直流電圧を得る整流回路DBと、一次巻線N1に中
間タップを有したトランスTと、整流回路DBの正極側
とトランスTの中間タップとの間に接続されたチョーク
コイルL1と、トランスTの一次巻線N1の両端と整流
回路DBの負極との間にそれぞれ接続されたトランジス
タからなるスイッチング素子Q1,Q2と、一次巻線N
1の両端間に接続された共振用のコンデンサCaと、一
次巻線N1の両端間にリレーRyの接点r1を介して接
続された共振用のコンデンサCbとを備え、トランスT
の二次巻線N2の両端間に限流用インダクタLB,LB
介して放電灯Laを接続し、スイッチング素子Q1,Q
2を帰還巻線N3の出力により交互にオンオフさせて自
励発振し、コンデンサCaの両端にトランスTのインダ
クタンス成分との共振で共振電圧を発生させるようにな
っている。この従来例5の放電灯点灯装置では、交流電
源ACの投入直後にはリレーRyが励磁されず接点r1
がNc側に切り換わっているので、共振用のコンデンサ
Cbが切り離された状態になっており、トランスTの二
次巻線N2に放電灯Laの始動に十分な高電圧が誘起さ
れ放電灯Laが点灯し、その後、コンデンサC17の両
端電圧が増大してトリガ素子22が導通するとトランジ
スタTrがオンし、リレーRyが励磁されて接点r1が
No側に切り換わり、トランスT1の一次巻線N1の両
端間に2個の共振用のコンデンサCa,Cbが接続され
た状態となってトランスTの二次巻線N2に誘起される
電圧が低下する。
[0008] Japanese Patent Publication No. 1-1919 discloses a discharge lamp lighting device (hereinafter referred to as a power supply of prior art 5) capable of supplying optimum power at the time of starting and steady lighting of a discharge lamp such as a fluorescent lamp. (Referred to as an apparatus). Conventional example 5
Is a push-pull type inverter as shown in FIG. 27, which has a rectifier circuit DB for rectifying an AC power supply AC such as a commercial power supply to obtain a DC voltage, and an intermediate tap in the primary winding N1. A transformer T, a choke coil L1 connected between the positive electrode side of the rectifier circuit DB and an intermediate tap of the transformer T, and a choke coil L1 connected between both ends of the primary winding N1 of the transformer T and the negative electrode of the rectifier circuit DB, respectively. Switching elements Q1 and Q2 comprising
1 and a resonance capacitor Cb connected between both ends of a primary winding N1 via a contact r1 of a relay Ry.
The current limiting inductor L B across the secondary winding N2, via the L B connects the discharge lamp La, the switching elements Q1, Q
2 is turned on and off alternately by the output of the feedback winding N3 to perform self-excited oscillation, and to generate a resonance voltage at both ends of the capacitor Ca by resonance with the inductance component of the transformer T. In the discharge lamp lighting device of the conventional example 5, immediately after the AC power supply AC is turned on, the relay Ry is not excited and the contact r1 is not energized.
Is switched to the Nc side, the resonance capacitor Cb is disconnected, and a high voltage sufficient to start the discharge lamp La is induced in the secondary winding N2 of the transformer T, so that the discharge lamp La Is turned on, and thereafter, when the voltage across the capacitor C17 increases and the trigger element 22 becomes conductive, the transistor Tr is turned on, the relay Ry is excited, the contact r1 is switched to the No side, and the primary winding N1 of the transformer T1 is turned on. Two capacitors Ca and Cb for resonance are connected between both ends, and the voltage induced in the secondary winding N2 of the transformer T decreases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した各従来例1〜
5の電源装置は、例えばHIDランプのように始動時
(軽負荷時)に2.5VL以上の高電圧を必要とし、始
動(放電開始)から安定点灯に至るまでの低電圧時に2
L前後の電力を必要とする負荷(つまり、負荷状態が
大きく変化する負荷)の電源装置として用いるには適し
おらず、HIDランプのような負荷に対応できるように
するためには、トランスTの巻数比を大きくし且つ最大
出力能力も大きくなるように設計する必要があり、装置
が大型化してしまうとともに高価になってしまうという
不具合があった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above conventional examples 1 to
The power supply device 5 requires a high voltage of 2.5 V L or more at the time of starting (at a light load) like a HID lamp, for example, and at the time of low voltage from starting (discharge start) to stable lighting.
W L loads requiring power of about (i.e., the load the load condition greatly changes) not suitable for use as a power supply, in order to be able to handle the load, such as HID lamps, transformer T Therefore, it is necessary to design such that the turn ratio is increased and the maximum output capability is also increased, and there is a problem that the apparatus becomes large and expensive.

【0010】また、図27に示した従来例5の電源装置
では、負荷である放電灯Laへの供給電力を自由に所望
の値に制御する手段がなく、回路部品の定数によって固
定された設計となる。放電灯Laへの供給電力を可変と
するために、コンデンサCa,Cbに高耐圧のバリアブ
ルコンデンサを用いコンデンサCa,Cbの容量を可変
できるようすることも考えられるが、高耐圧のバリアブ
ルコンデンサは寸法が大きく高価なので、装置の大型化
やコストアップにつながってしまう。また、図27に示
した放電灯点灯装置では、スイッチング素子Q1,Q2
のベースドライブ電流が固定されているので、出力電力
を制御できる幅を広くとることができず、HIDランプ
ように始動から点灯に至るまでの重負荷時の電力制御に
は適していない。
In the power supply device of the fifth prior art shown in FIG. 27, there is no means for freely controlling the power supplied to the discharge lamp La as a load to a desired value, and the design is fixed by the constants of the circuit components. Becomes In order to make the power supplied to the discharge lamp La variable, it is conceivable that the capacitors Ca and Cb can be made variable by using high-withstand-voltage variable capacitors. Is large and expensive, which leads to an increase in the size and cost of the apparatus. In the discharge lamp lighting device shown in FIG. 27, the switching elements Q1, Q2
Since the base drive current is fixed, the width in which the output power can be controlled cannot be widened, and is not suitable for power control during heavy loads from start to lighting, such as HID lamps.

【0011】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、入力電圧の適用範囲および出力電
圧、出力電力の制御範囲が広く且つ高効率で小型なDC
−DDコンバータを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a high-efficiency and small-sized DC power supply having a wide application range of input voltage and a wide control range of output voltage and output power.
-To provide a DD converter.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、直流電圧源と、前記直流電圧源
およびインダクタンス要素とともにそれぞれ閉ループを
構成する少なくとも2つのスイッチング素子を具備し前
記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換してトランス
の二次巻線側へ出力するインバータ回路と、前記トラン
スおよび前記インダクタンス要素と共振回路を形成する
共振用のコンデンサとを備え、前記インバータ回路は、
前記少なくとも2つのスイッチング素子が重複してオン
となって前記インダクタンス要素にエネルギが蓄積され
る期間と前記少なくとも2つのスイッチング素子の一方
がオフとなって前記インダクタンス要素の蓄積エネルギ
が前記直流電圧源のエネルギに重畳されて前記トランス
の一次巻線へ放出される期間を有する第1のモードと、
前記少なくとも2つのスイッチング素子が重複してオン
せず上記共振回路の共振周波数近傍の周波数で交互にオ
ンオフされる第2のモードとを有することを特徴とする
ものであり、インバータ回路が第1のモードで動作する
場合には前記少なくとも2つのスイッチング素子が昇圧
チョッパのスイッチング素子として機能するから、前記
少なくとも2つのスイッチング素子が重複してオンであ
る期間を調整することにより、トランスの二次電圧を制
御することができて大電力を得ることができ、インバー
タ回路が第2のモードで動作する場合には前記少なくと
も2つのスイッチング素子が重複してオンせず上記共振
回路の共振周波数近傍の周波数で交互にオンオフされる
から、入力電圧の値が変化してもスイッチング素子のス
イッチング周波数やオンデューティを調整することで出
力電圧および出力電力を制御することができて高電圧を
得ることができ、コンデンサの定数を変えることなく出
力電圧および出力電力を制御することができるので、入
力電圧の適用範囲および出力電圧、出力電力の制御範囲
が広く且つ高効率化および小型化を図ることができ、H
IDランプのように負荷状態が大きく変化する負荷の場
合、重負荷時に第1のモードで動作させ軽負荷時に第2
のモードで動作させることで、HIDランプのように負
荷状態が大きく変化する負荷の電源装置として利用する
ことができる。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a DC voltage source and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element. An inverter circuit that converts an output voltage of the DC voltage source into an AC output and outputs the AC voltage to a secondary winding side of a transformer; and a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element. The circuit is
The period in which the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and energy is stored in the inductance element, and one of the at least two switching elements is turned off and the stored energy in the inductance element is stored in the DC voltage source. A first mode having a period superimposed on energy and released to the primary winding of the transformer;
A second mode in which the at least two switching elements do not turn on in an overlapping manner and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit. When operating in the mode, the at least two switching elements function as switching elements of the step-up chopper. Therefore, by adjusting a period in which the at least two switching elements are overlapped and on, the secondary voltage of the transformer is reduced. It is possible to control and obtain a large power, and when the inverter circuit operates in the second mode, the at least two switching elements do not overlap and turn on at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit. Since they are turned on and off alternately, even if the value of the input voltage changes, the switching frequency By adjusting the on-duty, the output voltage and output power can be controlled and a high voltage can be obtained.The output voltage and output power can be controlled without changing the constant of the capacitor. The applicable range and the control range of output voltage and output power are wide, and high efficiency and miniaturization can be achieved.
In the case of a load whose load state changes greatly, such as an ID lamp, it operates in the first mode when the load is heavy and the second mode when the load is light.
By operating in the mode described above, it can be used as a power supply device for a load whose load state greatly changes, such as an HID lamp.

【0013】請求項2の発明は、直流電圧源と、前記直
流電圧源およびインダクタンス要素とともにそれぞれ閉
ループを構成する少なくとも2つのスイッチング素子を
具備し前記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換して
トランスの二次巻線側へ出力するインバータ回路と、前
記トランスおよび前記インダクタンス要素と共振回路を
形成する共振用のコンデンサと、前記インバータ回路の
出力電圧を所定の直流電圧に変換して負荷へ供給する整
流回路とを備え、前記インバータ回路は、前記少なくと
も2つのスイッチング素子が重複してオンとなって前記
インダクタンス要素にエネルギが蓄積される期間と前記
少なくとも2つのスイッチング素子の一方がオフとなっ
て前記インダクタンス要素の蓄積エネルギが前記直流電
圧源のエネルギに重畳されて前記トランスの一次巻線へ
放出される期間を有する第1のモードと、前記少なくと
も2つのスイッチング素子が重複してオンせず上記共振
回路の共振周波数近傍の周波数で交互にオンオフされる
第2のモードとを有することを特徴とするものであり、
インバータ回路が第1のモードで動作する場合には前記
少なくとも2つのスイッチング素子が昇圧チョッパのス
イッチング素子として機能するから、前記少なくとも2
つのスイッチング素子が重複してオンである期間を調整
することにより、トランスの二次電圧を制御することが
できて大電力を得ることができ、インバータ回路が第2
のモードで動作する場合には前記少なくとも2つのスイ
ッチング素子が重複してオンせず上記共振回路の共振周
波数近傍の周波数で交互にオンオフされるから、入力電
圧の値が変化してもスイッチング素子のスイッチング周
波数やオンデューティを調整することで出力電圧および
出力電力を制御することができて高電圧を得ることがで
き、コンデンサの定数を変えることなく出力電圧および
出力電力を制御することができるので、入力電圧の適用
範囲および出力電圧、出力電力の制御範囲が広く且つ高
効率化および小型化を図ることができ、HIDランプの
ように負荷状態が大きく変化する負荷の場合、重負荷時
に第1のモードで動作させ軽負荷時に第2のモードで動
作させることで、HIDランプのように負荷状態が大き
く変化する負荷の電源装置として利用することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC voltage source, and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and the inductance element, and converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. An inverter circuit that outputs to the secondary winding side of the transformer, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and an output voltage of the inverter circuit that is converted into a predetermined DC voltage and supplied to a load. A rectifier circuit, wherein the inverter circuit is configured such that the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and energy is accumulated in the inductance element, and one of the at least two switching elements is turned off. The stored energy of the inductance element is converted to the energy of the DC voltage source. A first mode having a period of being folded and discharged to the primary winding of the transformer, and the at least two switching elements are not turned on in an overlapping manner and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit. And a second mode.
When the inverter circuit operates in the first mode, the at least two switching elements function as switching elements of the step-up chopper.
By adjusting the period during which the two switching elements are on in an overlapping manner, it is possible to control the secondary voltage of the transformer and obtain large power, and the inverter circuit
In the mode of operation, the at least two switching elements do not turn on in an overlapping manner and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit. By adjusting the switching frequency and on-duty, the output voltage and output power can be controlled and a high voltage can be obtained, and the output voltage and output power can be controlled without changing the capacitor constant. The application range of the input voltage and the control range of the output voltage and the output power are wide, high efficiency and small size can be achieved. By operating in the second mode at a light load with the operation in the mode, the load of the load, such as the HID lamp, whose load state changes greatly can be reduced. It can be used as a source device.

【0014】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧源の電圧が
所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よりも大きな
電力を供給する必要があるときに前記インバータ回路を
前記第1のモードで動作させるので、前記直流電圧源の
電圧が所定のしきい値よりも低い場合でも必要な電力を
供給することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means makes the voltage of the DC voltage source lower than a predetermined threshold value. When the inverter circuit is operated in the first mode when it is necessary to supply a low power to the load and the power is larger than the rated power, the inverter circuit operates even when the voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold. Power can be supplied.

【0015】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至る移行期間
に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放電灯であっ
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間に前記イン
バータ回路を前記第1のモードで動作させるので、前記
負荷が例えばHIDランプの場合でも放電開始後から安
定点灯へ至る移行期間に必要な大電力を供給することが
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp according to the first aspect of the present invention, the load requires a larger amount of power in a transition period from the start of discharging to the stable lighting as compared with the stable lighting. Control means for controlling the on / off of the element, wherein the control means operates the inverter circuit in the first mode during the transition period, so that even if the load is, for example, an HID lamp, from the start of discharge to stable lighting. It is possible to supply a large amount of electric power required during the transition period.

【0016】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時または無負荷時
に前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させる
ので、軽負荷時または無負荷時に必要な高電圧を負荷へ
供給することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a control means for controlling ON / OFF of each of the switching elements, wherein the control means controls the inverter circuit to the second state at light load or no load. , The necessary high voltage can be supplied to the load at light load or no load.

【0017】請求項6の発明は、請求項1の発明におい
て、前記負荷が放電灯であって、前記各スイッチング素
子のオンオフを制御する制御手段を備え、前記制御手段
は、前記放電灯の放電開始時または調光時に前記インバ
ータ回路を前記第2のモードで動作させるので、前記放
電灯の放電開始時または調光時に必要な出力電圧や出力
電力を得ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the load is a discharge lamp, and the load includes a control means for controlling on / off of each of the switching elements. Since the inverter circuit is operated in the second mode at the time of starting or dimming, it is possible to obtain an output voltage and output power required at the time of starting discharging or dimming of the discharge lamp.

【0018】請求項7の発明は、請求項2の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧源の電圧が
所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よりも大きな
電力を供給する必要があるときに前記インバータ回路を
前記第1のモードで動作させるので、前記直流電圧源の
電圧が所定のしきい値よりも低い場合でも必要な電力を
供給することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, there is provided a control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means makes the voltage of the DC voltage source lower than a predetermined threshold value. When the inverter circuit is operated in the first mode when it is necessary to supply a low power to the load and the power is larger than the rated power, the inverter circuit operates even when the voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold. Power can be supplied.

【0019】請求項8の発明は、請求項2の発明におい
て、前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至る移行期間
に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放電灯であっ
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間に前記イン
バータ回路を前記第1のモードで動作させるので、前記
負荷が例えばHIDランプの場合でも放電開始後から安
定点灯へ至る移行期間に必要な大電力を供給することが
できる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp according to the second aspect of the present invention, the load requires a larger amount of power in a transition period from the start of discharge to the stable lighting as compared with the stable lighting. Control means for controlling the on / off of the element, wherein the control means operates the inverter circuit in the first mode during the transition period, so that even if the load is, for example, an HID lamp, from the start of discharge to stable lighting. It is possible to supply a large amount of electric power required during the transition period.

【0020】請求項9の発明は、請求項2の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時または無負荷時
に前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させる
ので、軽負荷時または無負荷時に必要な高電圧を負荷へ
供給することができる。
In a ninth aspect of the present invention, in accordance with the second aspect of the present invention, there is provided a control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means controls the inverter circuit to the second state at light load or no load. , The required high voltage can be supplied to the load at light load or no load.

【0021】請求項10の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記負荷が放電灯であって、前記各スイッチング
素子のオンオフを制御する制御手段を備え、前記制御手
段は、前記放電灯の放電開始時または調光時に前記イン
バータ回路を前記第2のモードで動作させるので、前記
放電灯の放電開始時または調光時に必要な出力電圧や出
力電力を得ることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the load is a discharge lamp, and a control means for controlling on / off of each of the switching elements is provided. Since the inverter circuit is operated in the second mode at the time of starting or dimming, it is possible to obtain an output voltage or output power required at the time of starting discharging or dimming of the discharge lamp.

【0022】請求項11の発明は、請求項1ないし請求
項10の発明において、前記インバータ回路は、入力側
に前記インダクタンス要素としてチョークコイルを有す
ることを特徴とする。
According to an eleventh aspect, in the first to tenth aspects, the inverter circuit has a choke coil as the inductance element on an input side.

【0023】請求項12の発明は、請求項1ないし請求
項10の発明において、前記インバータ回路は、入力側
に前記インダクタンス要素としてチョークコイルを有す
るプッシュプル型インバータ回路であることを特徴とす
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first to tenth aspects, the inverter circuit is a push-pull type inverter circuit having a choke coil as the inductance element on an input side.

【0024】請求項13の発明は、請求項1ないし請求
項10の発明において、前記インバータ回路は、入力側
に前記インダクタンス要素としてチョークコイルを有す
るフルブリッジ型インバータ回路であることを特徴とす
る。
According to a thirteenth aspect, in the first to tenth aspects, the inverter circuit is a full-bridge type inverter circuit having a choke coil as the inductance element on an input side.

【0025】請求項14の発明は、請求項1ないし請求
項10の発明において、前記インバータ回路は、入力側
に前記インダクタンス要素としてチョークコイルを有す
るフルブリッジ型インバータ回路であり、前記第1のモ
ードは、少なくとも2つのスイッチング素子を重複して
オンさせるにあたって、インバータ回路の4つのスイッ
チング素子を重複してオンさせる4個同時オンモード、
いずれか一方のアームの2つのスイッチング素子を重複
してオンさせる2個同時オンモード、一方のアームの2
つのスイッチング素子を重複してオンさせる期間と他方
のアームの2つのスイッチング素子を重複してオンさせ
る期間とが交互に設けられる順次切換オンモードから選
択されるモードを採用してなることを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the first to tenth aspects of the present invention, the inverter circuit is a full-bridge type inverter circuit having a choke coil as the inductance element on an input side. Is a four simultaneous ON mode in which at least two switching elements are turned on in an overlapping manner, and four switching elements of an inverter circuit are turned on in an overlapping manner;
Two simultaneous ON mode in which two switching elements of one of the arms are turned on in an overlapping manner.
A mode selected from a sequential switching-on mode in which a period in which one switching element is turned on in an overlapped manner and a period in which two switching elements of the other arm are turned on in an overlapping manner are alternately provided. I do.

【0026】請求項15の発明は、請求項1ないし請求
項10の発明において、前記インバータ回路は、入力側
に前記インダクタンス要素としてチョークコイルを有す
るフルブリッジ型インバータ回路であり、前記第1のモ
ードは、少なくとも2つのスイッチング素子を重複して
オンさせるにあたって、いずれか一方のアームの2つの
スイッチング素子を重複してオンさせる2個同時オンモ
ード、一方のアームの2つのスイッチング素子を重複し
てオンさせる期間と他方のアームの2つのスイッチング
素子を重複してオンさせる期間とが交互に設けられる順
次切換オンモード、3つのスイッチング素子を重複して
オンさせる3個同時オンモードから選択されるモードを
採用してなることを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the first to tenth aspects, the inverter circuit is a full-bridge type inverter circuit having a choke coil as the inductance element on the input side, and the first mode Is a dual simultaneous ON mode in which at least two switching elements are turned on in an overlapping manner, and two switching elements in one of the arms are turned on in an overlapping manner, and two switching elements in one arm are turned on in an overlapping manner. A sequential switching on mode in which a period for turning on and a period for turning on two switching elements of the other arm are alternately provided, and a mode selected from three simultaneous on modes in which three switching elements are turned on in an overlapping manner. It is characterized by adoption.

【0027】請求項16の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記共振用のコンデンサは、前
記トランスの1次側に設けられてなることを特徴とす
る。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first to fifteenth aspects, the resonance capacitor is provided on a primary side of the transformer.

【0028】請求項17の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記共振用のコンデンサは、前
記トランスの2次側に設けられてなることを特徴とす
る。
A seventeenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first to fifteenth aspects of the present invention, the resonance capacitor is provided on a secondary side of the transformer.

【0029】請求項18の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続された倍電圧整流回路であって、前記倍電圧整流
回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサを兼ねてな
るので、前記共振用のコンデンサを別途に設ける必要が
なく、部品点数を削減することができる。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the second aspect, the rectifier circuit is a voltage doubler rectifier circuit connected between both ends of a secondary winding of the transformer, and a capacitor of the voltage doubler rectifier circuit is provided. Also serves as the resonance capacitor, so there is no need to separately provide the resonance capacitor, and the number of components can be reduced.

【0030】請求項19の発明は、請求項18の発明に
おいて、前記倍電圧整流回路の各コンデンサの両端間に
それぞれダイオードが逆並列に接続されてなるので、前
記倍電圧整流回路の動作が重負荷時に確実に全波整流動
作になる。
According to a nineteenth aspect, in the eighteenth aspect, diodes are connected in anti-parallel between both ends of each capacitor of the voltage doubler rectifier circuit. Full-wave rectification operation is ensured under load.

【0031】請求項20の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続されたダイオードブリッジよりなる全波整流回路
であって、前記全波整流回路の出力端間に接続されたコ
ンデンサ入力型平滑回路を備え、前記コンデンサ入力型
平滑回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサを兼ね
てなるので、前記コンデンサ入力型平滑回路によって交
流成分を取り除くことができ、しかも、前記コンデンサ
入力型平滑回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサ
を兼ねていることにより、共振用のコンデンサを別途に
設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
According to a twentieth aspect, in the second aspect, the rectifier circuit is a full-wave rectifier circuit comprising a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer. A capacitor input type smoothing circuit connected between the output terminals of the rectifier circuit is provided.Since the capacitor of the capacitor input type smoothing circuit also serves as the resonance capacitor, the AC component is removed by the capacitor input type smoothing circuit. In addition, since the capacitor of the capacitor input type smoothing circuit also serves as the resonance capacitor, it is not necessary to separately provide a resonance capacitor, and the number of components can be reduced.

【0032】請求項21の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続されたダイオードブリッジよりなる全波整流回路
であって、前記全波整流回路の出力端間に接続されたチ
ョークコイルと平滑用のコンデンサとの直列回路とを備
え、前記全波整流回路の入力側で前記二次巻線の両端間
に前記共振用のコンデンサが接続されているので、前記
全波整流回路の出力端間に接続されたチョークコイルと
平滑用のコンデンサとの直列回路により交流成分を取り
除くことができる。
According to a twenty-first aspect, in the second aspect, the rectifier circuit is a full-wave rectifier circuit including a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer. A choke coil connected between the output terminals of the rectifier circuit and a series circuit of a smoothing capacitor, wherein the resonance capacitor is connected between both ends of the secondary winding on the input side of the full-wave rectifier circuit. Therefore, an AC component can be removed by a series circuit of a choke coil connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit and a smoothing capacitor.

【0033】請求項22の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記トランスが複数の二次巻線
を有することを特徴とする。
According to a twenty-second aspect, in the first to fifteenth aspects, the transformer has a plurality of secondary windings.

【0034】請求項23の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記トランスが複数の二次巻線
を有し、各二次巻線ごとに前記共振用のコンデンサが設
けられてなるので、複数個の負荷に同時に電力を供給す
ることができる。
According to a twenty-third aspect, in the first to fifteenth aspects, the transformer has a plurality of secondary windings, and the resonance capacitor is provided for each secondary winding. Therefore, power can be simultaneously supplied to a plurality of loads.

【0035】請求項24の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記トランスが2つの二次巻線
を有し、各二次巻線の両端間に整流用のダイオードを介
して負荷が挿入され、各二次巻線の両端間に前記共振用
のコンデンサが挿入されてなるので、複数の負荷へ同時
に電源供給することができる。
According to a twenty-fourth aspect, in the first to fifteenth aspects, the transformer has two secondary windings, and a rectifying diode is provided between both ends of each secondary winding. Since a load is inserted and the resonance capacitor is inserted between both ends of each secondary winding, power can be simultaneously supplied to a plurality of loads.

【0036】請求項25の発明は、請求項1の発明にお
いて、前記トランスの二次巻線の両端間に前記共振用の
コンデンサが接続され、前記共振用のコンデンサの両端
間に直流カット用のコンデンサを介して負荷が接続され
てなることを特徴とする。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the resonance capacitor is connected between both ends of the secondary winding of the transformer, and a DC cutoff is provided between both ends of the resonance capacitor. It is characterized in that a load is connected via a capacitor.

【0037】請求項26の発明は、直流電圧源と、前記
直流電圧源およびインダクタンス要素とともにそれぞれ
閉ループを構成する2つのスイッチング素子を具備し前
記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換してトランス
の二次巻線側へ出力するインバータ回路と、前記トラン
スおよび前記インダクタンス要素と共振回路を形成する
共振用のコンデンサと、前記インバータ回路の出力電圧
を所定の直流電圧に変換して負荷へ供給する整流回路と
を備え、前記インバータ回路は、両スイッチング素子を
50%を超えるデューティで交互にオンオフし両スイッ
チング素子が重複してオンとなった期間に前記インダク
タンス要素にエネルギが蓄積され両スイッチング素子の
一方がオフとなって前記インダクタンス要素の蓄積エネ
ルギが前記直流電圧源のエネルギに重畳されて前記トラ
ンスの一次巻線へ放出される第1のモードと、一方のス
イッチング素子とトランスとでフライバック型コンバー
タを構成し他方のスイッチング素子とトランスとでフォ
ワード型コンバータを構成するように各スイッチング素
子がオンオフされる第2のモードとを有することを特徴
とするものであり、無負荷時および軽負荷時に前記第2
のモードで動作させることにより、小電力の高電圧を高
効率で得ることができ、また、重負荷時に前記第1のモ
ードで動作させることにより大電力を供給することがで
きる。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided a DC voltage source, and two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element. An inverter circuit that outputs to the secondary winding side, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and converts an output voltage of the inverter circuit into a predetermined DC voltage and supplies the DC voltage to a load A rectifier circuit, wherein the inverter circuit alternately turns on and off both switching elements at a duty exceeding 50% and stores energy in the inductance element during a period in which both switching elements are turned on in an overlapping manner; One turns off and the stored energy in the inductance element A first mode superimposed on the energy of the source and emitted to the primary winding of the transformer, a flyback converter is constituted by one switching element and the transformer, and a forward converter is constituted by the other switching element and the transformer. And a second mode in which each switching element is turned on and off.
By operating in the second mode, a high voltage of small power can be obtained with high efficiency, and by operating in the first mode under heavy load, large power can be supplied.

【0038】請求項27の発明は、直流電流源と、前記
直流電流源に並列接続されたコンデンサと、前記直流電
流源とともにそれぞれトランスの一次巻線を介して閉ル
ープを構成する2つのスイッチング素子を具備し前記直
流電流源の出力電流を交流出力に変換してトランスの二
次巻線側の負荷へ供給するインバータ回路と、前記コン
デンサと共振回路を形成するインダクタンス要素とを備
え、前記インバータ回路は、各スイッチング素子が50
%未満のデューティで交互にオンオフされ重複してオフ
となる期間を設けた第1のモードと、各スイッチング素
子が50%のデューティで上記共振回路の共振周波数近
傍の周波数にて交互にオンオフされる第2のモードとを
有することを特徴とするものであり、無負荷時および軽
負荷時に前記第1のモードで動作させることにより、負
荷へ必要な高電圧を印加することができ、重負荷時に前
記第2のモードで動作させることにより、低電圧で負荷
電力を大きくすることができる。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, a DC current source, a capacitor connected in parallel to the DC current source, and two switching elements forming a closed loop together with the DC current source via respective primary windings of a transformer. An inverter circuit that converts the output current of the DC current source into an AC output and supplies the AC current to a load on a secondary winding side of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. , Each switching element is 50
A first mode in which a period in which the switching element is alternately turned on and off with a duty of less than% and overlapped off is provided, and each switching element is alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit with a duty of 50%. The second mode is characterized by having the second mode, and by operating in the first mode at the time of no load and at the time of light load, a necessary high voltage can be applied to the load, and at the time of heavy load By operating in the second mode, the load power can be increased at a low voltage.

【0039】請求項28の発明は、直流電流源と、前記
直流電流源に並列接続されたコンデンサと、前記直流電
流源とともにそれぞれトランスの一次巻線を介して閉ル
ープを構成する2つのスイッチング素子を具備し前記直
流電流源の出力電流を交流出力に変換してトランスの二
次巻線側へ出力するインバータ回路と、前記コンデンサ
と共振回路を形成するインダクタンス要素とを備え、前
記インバータ回路は、各スイッチング素子がそれぞれ直
列接続された一次巻線とともにフライバック型コンバー
タとして動作する第1のモードと、各スイッチング素子
が50%のデューティでオンオフされるプッシュプル型
インバータとして動作する第2のモードとを有すること
を特徴とするものであり、無負荷時および軽負荷時に前
記第1のモードで動作させることにより、小電力で高電
圧を効率良く得ることができ、重負荷時に前記第2のモ
ードで動作させることにより、低電圧の大電流を得るこ
とができる。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, a DC current source, a capacitor connected in parallel to the DC current source, and two switching elements forming a closed loop together with the DC current source via primary windings of a transformer, respectively. An inverter circuit that converts the output current of the DC current source into an AC output and outputs the AC current to the secondary winding side of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. A first mode in which each switching element operates as a flyback type converter together with a primary winding connected in series, and a second mode in which each switching element operates as a push-pull inverter in which each switching element is turned on and off at a duty of 50%. Characterized in that the first mode is used when there is no load and when there is a light load. By work, high voltage low power can be obtained efficiently, by operating in the second mode to the heavy load, it is possible to obtain a high current low voltage.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態のDC
−DCコンバータは、図1に示すようなプッシュプル型
コンバータの構成を有し、直流電源(直流電圧源)E
と、直流電源Eの出力電圧を交流出力に変換して出力す
るインバータ回路INVと、インバータ回路のINVの
交流出力を整流平滑して出力する整流回路Aとを備え、
整流回路Aの出力端間に負荷RLが接続されている。な
お、直流電源Eの両端間には入力用のコンデンサC1が
並列接続され、コンデンサC1の両端間には抵抗Rとコ
ンデンサCsとの直列回路よりなるスナバ回路が接続さ
れている。
(Embodiment 1) DC of this embodiment
The DC converter has a push-pull converter configuration as shown in FIG.
An inverter circuit INV that converts an output voltage of the DC power supply E into an AC output and outputs the AC output; and a rectifier circuit A that rectifies and smoothes the AC output of the inverter INV and outputs the result.
The load RL is connected between the output terminals of the rectifier circuit A. An input capacitor C1 is connected in parallel between both ends of the DC power supply E, and a snubber circuit composed of a series circuit of a resistor R and a capacitor Cs is connected between both ends of the capacitor C1.

【0041】インバータ回路INVは、プッシュプル型
インバータ回路であって、中間タップ付きの一次巻線N
11,N12を有したトランスTと、直流電源Eの正極
側とトランスTの1次側の中間タップとの間に挿入され
たインダクタンス要素としてのチョークコイルL1と、
トランスT1の一次巻線N11,N12の各一端と直流
電源Eの負極との間にそれぞれ挿入されたMOSFET
よりなるスイッチング素子Q1,Q2とを備えている。
すなわち、スイッチング素子Q1,Q2はそれぞれ、直
流電源EとチョークコイルL1ととともにそれぞれ閉ル
ープを構成している。スイッチング素子Q1,Q2は図
示しない制御手段によりオンオフ制御される。ここに、
制御手段は、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチン
グ周波数とデューティ(オンデューティ比)の両方を制
御できるように構成されている。
The inverter circuit INV is a push-pull type inverter circuit, and has a primary winding N with an intermediate tap.
A choke coil L1 as an inductance element inserted between the positive electrode side of the DC power supply E and the intermediate tap on the primary side of the transformer T;
MOSFETs respectively inserted between one end of the primary windings N11 and N12 of the transformer T1 and the negative electrode of the DC power supply E
Switching elements Q1 and Q2.
That is, the switching elements Q1 and Q2 each constitute a closed loop together with the DC power supply E and the choke coil L1. The switching elements Q1 and Q2 are on / off controlled by control means (not shown). here,
The control means is configured to control both the switching frequency and the duty (on-duty ratio) of the switching elements Q1 and Q2.

【0042】なお、図1中において各スイッチング素子
Q1,Q2に逆並列に接続されたダイオードD01,D
02は各スイッチング素子Q1,Q2を構成する各MO
SFETそれぞれの寄生ダイオードを示したものであ
る。ここにおいて、両スイッチング素子Q1,Q2は仕
様の等しいものを用いている。また、各スイッチング素
子Q1,Q2それぞれのドレインと、上記スナバ回路の
抵抗RとコンデンサCsとの接続点との間には、それぞ
れダイオードD11,D12が挿入されている。
In FIG. 1, diodes D01 and D0 connected in anti-parallel to respective switching elements Q1 and Q2 are connected.
02 are the respective MOs constituting the switching elements Q1 and Q2.
FIG. 4 shows parasitic diodes of each SFET. Here, both switching elements Q1 and Q2 have the same specifications. Diodes D11 and D12 are inserted between the drains of the switching elements Q1 and Q2 and the connection point between the resistor R and the capacitor Cs of the snubber circuit, respectively.

【0043】また、整流回路Aは、倍電圧整流回路であ
って、トランスTの二次巻線N2の一端がダイオードD
21,D22の直列回路における両ダイオードD21,
D22の接続点に接続され、二次巻線N2の他端がコン
デンサC21,C22の直列回路における両コンデンサ
C21,C22の接続点に接続されている。ダイオード
D21,D22の直列回路とコンデンサC21,C22
の直列回路とは並列接続され、コンデンサC21,C2
2の直列回路の両端間に出力用(平滑用)のコンデンサ
C3が接続され、コンデンサC3の両端間に負荷RL
接続されている。したがって、トランスTの二次巻線N
2の出力をダイオードD21,D22により全波整流
し、コンデンサC21,C22の直列回路で平滑化した
電圧をさらにコンデンサC3で平滑化して負荷RLの両
端に印加していることになる。ここにおいて、互いに直
列接続されたダイオードD21,D22、コンデンサC
21,C22にはそれぞれ仕様の等しいものを用いてい
る。
The rectifier circuit A is a voltage doubler rectifier circuit, and one end of the secondary winding N2 of the transformer T is connected to a diode D.
21 and D22 in a series circuit.
The other end of the secondary winding N2 is connected to a connection point of the capacitors C21 and C22 in a series circuit of the capacitors C21 and C22. Series circuit of diodes D21 and D22 and capacitors C21 and C22
Are connected in parallel with the series circuit of
An output (smoothing) capacitor C3 is connected between both ends of the series circuit 2, and a load RL is connected between both ends of the capacitor C3. Therefore, the secondary winding N of the transformer T
2 is full-wave rectified by the diodes D21 and D22, and the voltage smoothed by the series circuit of the capacitors C21 and C22 is further smoothed by the capacitor C3 and applied to both ends of the load RL . Here, diodes D21 and D22, a capacitor C
21 and C22 have the same specifications.

【0044】本実施形態では、チョークコイルL1、ト
ランスTの漏洩インダクタンス、コンデンサC21(あ
るいはC22)により共振回路を構成している。
In this embodiment, a resonance circuit is constituted by the choke coil L1, the leakage inductance of the transformer T, and the capacitor C21 (or C22).

【0045】上記制御手段は、両スイッチング素子Q
1,Q2の制御モードとして、スイッチング素子Q1,
Q2が重複してオンせず上記共振回路の共振周波数近傍
の周波数で交互にオンオフするモード(第2のモード)
と、スイッチング素子Q1,Q2を交互にオンする際に
デューティを50%よりも大きくして両スイッチング素
子Q1,Q2が重複してオンとなる期間を設けたモード
(第1のモード)とを有している。なお、制御手段は、
図示しない入力電圧検出手段により検出される直流電源
Eの電圧や図示しない出力電圧検出手段により検出され
る負荷RLの両端電圧などに基づいてスイッチング素子
Q1,Q2のスイッチング周波数やデューティを制御す
るようになっている。
The above-mentioned control means includes two switching elements Q
1, Q2, the switching elements Q1,
A mode in which Q2 does not turn on repeatedly and alternately turns on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit (second mode)
And a mode (first mode) in which when the switching elements Q1 and Q2 are turned on alternately, the duty is made larger than 50% to provide a period in which both switching elements Q1 and Q2 are turned on in an overlapping manner. are doing. In addition, the control means,
The switching frequency and duty of the switching elements Q1 and Q2 are controlled based on the voltage of the DC power supply E detected by input voltage detection means (not shown), the voltage across the load RL detected by output voltage detection means (not shown), and the like. It has become.

【0046】以下、各モードでの動作について説明す
る。
The operation in each mode will be described below.

【0047】スイッチング素子Q1,Q2それぞれのオ
ンデューティを50%として両スイッチング素子Q1,
Q2を交互にオンオフする第2のモードの場合には、ス
イッチング周波数を制御することにより、LC共振状態
を制御でき、スイッチング周波数と上記共振回路との関
係から負荷RLに供給される電力を調節することができ
るので、第2のモードのように共振周波数の近傍の周波
数でスイッチングすることで軽負荷時や無負荷時に高電
圧を発生させることができる。したがって、本実施形態
のDC−DCコンバータを、HIDランプを点灯させる
放電灯点灯装置の電源装置として利用すれば、HIDラ
ンプの始動時に必要な電圧(2.5VL以上の電圧)を
印加することができ、HIDランプを確実に始動させる
ことができる。
The on-duty of each of switching elements Q1 and Q2 is set to 50%, and both switching elements Q1 and Q2 are turned on.
In the case of the second mode in which Q2 is turned on and off alternately, the LC resonance state can be controlled by controlling the switching frequency, and the power supplied to the load RL is adjusted based on the relationship between the switching frequency and the resonance circuit. Therefore, by switching at a frequency near the resonance frequency as in the second mode, a high voltage can be generated at light load or no load. Therefore, if the DC-DC converter of the present embodiment is used as a power supply of a discharge lamp lighting device for lighting an HID lamp, a voltage (a voltage of 2.5 V L or more) required when starting the HID lamp can be applied. Therefore, the HID lamp can be reliably started.

【0048】一方、スイッチング素子Q1,Q2を交互
にオンする際にデューティを50%よりも大きくして両
スイッチング素子Q1,Q2が重複してオンとなる期間
を設ける第1のモードの場合には、各スイッチング素子
Q1,Q2それぞれの制御信号g1,g2が図2
(a),(b)に示すようになり、両スイッチング素子
Q1,Q2がオンの時にチョークコイルL1にエネルギ
を蓄積し、スイッチング素子Q1がオン、スイッチング
素子Q2がオフの時(あるいはスイッチング素子Q1が
オフ、スイッチング素子Q2がオンの時)にチョークコ
イルL1の蓄積エネルギと直流電源Eからのエネルギを
重畳させてトランスTの2次側の負荷RLへ大電力を供
給することができる。ここに、スイッチング素子Q1,
Q2が重複してオンとなる期間が長くなるほど、負荷R
Lへ大電力を供給することができる。要するに、両スイ
ッチング素子Q1,Q2が重複してオンとなる期間を可
変することにより、チョークコイルL1に蓄積されるエ
ネルギを調整できるので、トランスTの二次巻線N2両
端に発生する二次電圧の大きさを制御することができる
から、出力電圧を制御することができる。したがって、
本実施形態のDC−DCコンバータを、HIDランプを
点灯させる放電灯点灯装置の電源装置として利用すれ
ば、HIDランプの放電開始から安定点灯に至るまでの
期間または直流電源Eの電圧Vinが低く大電力が必要な
場合などの重負荷時にデューティを50%よりも大きく
してPWM制御することにより、2WL程度の電力を負
荷RLへ供給することができる。したがって、上記制御
手段が上記入力電圧検出手段により検出電圧に基づいて
直流電源Eの電圧が電圧変動などにより所定のしきい値
よりも低いことを検出し且つ負荷RLへ定格電力よりも
大きな電力を供給する必要があるときにインバータ回路
INVを上記第1のモードで動作させることにより、必
要な電力を得ることができる。なお、上記制御手段は、
負荷RLがHIDランプのような放電灯である場合、安
定点灯時にはスイッチング素子Q1,Q2を50%のデ
ューティで交互にオンオフさせる。
On the other hand, in the case of the first mode in which the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on, the duty is made larger than 50% to provide a period in which both switching elements Q1 and Q2 are turned on in an overlapping manner. The control signals g1 and g2 of the respective switching elements Q1 and Q2 are
As shown in (a) and (b), energy is stored in the choke coil L1 when both switching elements Q1 and Q2 are on, and when switching element Q1 is on and switching element Q2 is off (or switching element Q1). Is turned off, and the switching element Q2 is turned on), the accumulated energy of the choke coil L1 and the energy from the DC power supply E are superimposed to supply a large power to the load R L on the secondary side of the transformer T. Here, switching elements Q1,
The longer the period during which Q2 overlaps and turns on, the longer the load R
Large power can be supplied to L. In short, since the energy accumulated in the choke coil L1 can be adjusted by varying the period during which both the switching elements Q1 and Q2 are turned on in an overlapping manner, the secondary voltage generated across the secondary winding N2 of the transformer T can be adjusted. Can be controlled, so that the output voltage can be controlled. Therefore,
If the DC-DC converter of this embodiment is used as a power supply of a discharge lamp lighting device for lighting an HID lamp, the period from the start of discharge of the HID lamp to stable lighting or the voltage Vin of the DC power supply E is low and large. By performing PWM control with a duty greater than 50% during heavy load such as when power is required, about 2 W L of power can be supplied to the load R L. Therefore, the control means detects that the voltage of the DC power supply E is lower than a predetermined threshold value due to a voltage fluctuation or the like based on the detected voltage by the input voltage detection means, and supplies the load RL with a power larger than the rated power. By operating the inverter circuit INV in the first mode when it is necessary to supply the power, the required power can be obtained. The control means is
When the load RL is a discharge lamp such as an HID lamp, the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off at a duty of 50% during stable lighting.

【0049】いま、直流電源Eの電圧(以下、入力電圧
と称す)をVin、チョークコイルL1に流れる電流をI
L、制御信号g1,g2が重複してオンである期間をT
ON、両スイッチング素子Q1,Q2の一方がオンで他方
がオンである期間をTOFFとすると、トランスTの1次
側の中間タップの電位Vmは、 Vm={1/(1−M)}Vin で表され、ここにMは、 M=TON/(TON+TOFF) で表されるスイッチング素子Q1とスイッチング素子Q
2とが重複してオンとなる重なりの程度である。
The voltage of the DC power supply E (hereinafter referred to as input voltage) is Vin, and the current flowing through the choke coil L1 is I
L , the period during which the control signals g1 and g2 overlap and are on
ON, when one of the two switching elements Q1, Q2 are on the other hand on to the period is on a T OFF, the potential Vm of the intermediate tap of the primary of the transformer T, Vm = {1 / (1 -M)} Where M is the switching element Q1 and the switching element Q expressed by M = T ON / (T ON + T OFF ).
2 is the degree of overlap at which the signal turns on.

【0050】また、一次巻線N11,N12の巻数をN
p、二次巻線N2の巻数をNs、コンデンサC21,C
22の容量をC2、スイッチング素子Q1,Q2のスイ
ッチング周波数をfとすると、整流回路Aの出力電圧V
oおよび出力電力Poutはそれぞれ、 Vo=2(Ns/Np)Vm=2nVin/(1−M) Pout=(1/2)C2Vo2×2f=C2f{2nVin/
(1−M)}2 と表され、ここに、nは n=Ns/Np で表される巻数比である。
The number of turns of the primary windings N11 and N12 is N
p, the number of turns of the secondary winding N2 is Ns, and the capacitors C21, C
22 is C 2 , and the switching frequency of the switching elements Q1 and Q2 is f, the output voltage V of the rectifier circuit A is
Each o and the output power Pout, Vo = 2 (Ns / Np) Vm = 2nVin / (1-M) Pout = (1/2) C 2 Vo 2 × 2f = C 2 f {2nVin /
(1−M)} 2 , where n is a turns ratio represented by n = Ns / Np.

【0051】なお、整流回路Aは、コンデンサC21,
C22の容量C2を小さな値に定数設計しておくことに
より、重負荷時にはコンデンサC21,C22の充電電
荷が重負荷のために直ちになくなるのでコンデンサC2
1,C22があたかも整流ダイオードのごとくに作用す
るから、全波整流回路の動作と同様の動作になる。
The rectifier circuit A includes a capacitor C21,
By the capacitance C 2 of C22 keep constant designed to a small value, since the heavy load charged electric charge of the capacitor C21, C22 are immediately eliminated because of a heavy load capacitor C2
1 and C22 act like a rectifier diode, so that the operation is the same as that of the full-wave rectifier circuit.

【0052】本実施形態では、定格電力が35WのHI
Dランプよりなる負荷の電源装置として利用する目的で
入力電圧が14Vのときに最大効率を得たいので、効率
が最も高くなるように各スイッチング素子Q1,Q2の
デューティを50%、スイッチング素子Q1、Q2のス
イッチング周波数fを200kHzとして、出力電力が
35WとなるようにコンデンサC21,C22,C3の
容量を決定してある。
In this embodiment, the HI rated power is 35 W
Since the maximum efficiency is desired when the input voltage is 14 V for the purpose of using as a power supply device of a load composed of a D lamp, the duty of each switching element Q1 and Q2 is set to 50%, and the switching elements Q1 and Assuming that the switching frequency f of Q2 is 200 kHz, the capacitances of the capacitors C21, C22, and C3 are determined so that the output power becomes 35 W.

【0053】下記表1に示す条件で入力電圧を種々変化
させて変換効率が最大となるスイッチング周波数、デュ
ーティの特性を図3に示し、軽負荷(無負荷)時に入力
電圧を種々変化させて出力電圧が380V一定になるよ
うに制御した場合のデューティの特性を図4に示す。
FIG. 3 shows the switching frequency and duty characteristics at which the conversion efficiency is maximized by varying the input voltage under the conditions shown in Table 1 below. FIG. 4 shows a duty characteristic when the voltage is controlled to be constant at 380 V.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】図3は、横軸が入力電圧(直流電源Eの電
圧Vin)、左側の縦軸がデューティおよび効率(出力電
力/入力電力)、右側の縦軸がスイッチング周波数であ
り、同図中のがデューティを、が効率を、がスイ
ッチング周波数を、それぞれ示す。
In FIG. 3, the horizontal axis is the input voltage (voltage Vin of the DC power supply E), the left vertical axis is the duty and efficiency (output power / input power), and the right vertical axis is the switching frequency. Indicates the duty, indicates the efficiency, and indicates the switching frequency, respectively.

【0056】一方、図4は、横軸が入力電圧(直流電源
Eの電圧Vin)、左側の縦軸が出力電圧、右側の縦軸が
デューティであり、同図中のがデューティを、が出
力電圧を、がデューティを、それぞれ示す。
On the other hand, in FIG. 4, the horizontal axis represents the input voltage (voltage Vin of the DC power supply E), the left vertical axis represents the output voltage, and the right vertical axis represents the duty. In FIG. The voltage indicates the duty, and the duty indicates the duty.

【0057】図3から、デューティおよびスイッチング
周波数をそれぞれ制御することにより、入力電圧の広い
範囲(8V〜18V)にわたって高効率が得られている
ことが分かる。また、図4から、デューティを50%よ
りも大きな範囲で制御することにより、入力電圧の広い
範囲(8V〜18V)にわたって高電圧(380V)の
出力電圧が得られていることが分かる。したがって、H
IDランプの始動時に高電圧を確実に供給することがで
きる。なお、HIDランプの始動時に限らず、放電灯の
調光時にスイッチング周波数を共振周波数から適度にず
らすして再点弧電圧を超える電圧を印加し続けて点灯維
持させることもできる。
FIG. 3 shows that high efficiency is obtained over a wide range of input voltage (8 V to 18 V) by controlling the duty and the switching frequency, respectively. FIG. 4 shows that by controlling the duty in a range larger than 50%, an output voltage of a high voltage (380 V) can be obtained over a wide range of the input voltage (8 V to 18 V). Therefore, H
When starting the ID lamp, a high voltage can be reliably supplied. Not only at the time of starting the HID lamp, but also at the time of dimming the discharge lamp, the switching frequency may be appropriately shifted from the resonance frequency, and the voltage exceeding the re-ignition voltage may be continuously applied so that the lighting is maintained.

【0058】しかして、本実施形態では、入力電圧の広
い範囲にわたって、軽負荷時に上記共振回路の共振作用
によりHIDランプのような放電灯の始動時に必要な高
電圧を得ることができ、重負荷時は昇圧チョッパ動作を
呈する動作で大電力を得ることができ、また、定常点灯
時にはデューティを50%とするから効率も高くなる。
また、本実施形態では、整流回路AのコンデンサC2
1,C22がそれぞれ共振回路のコンデンサを兼ねてい
るので、共振用のコンデンサを別途に用意する場合に比
べて部品点数を削減することができ、低コスト化を図る
ことができる。
Thus, in the present embodiment, a high voltage required at the time of starting a discharge lamp such as an HID lamp can be obtained over a wide range of the input voltage due to the resonance action of the resonance circuit at a light load and a heavy load. In such a case, a large power can be obtained by an operation exhibiting a step-up chopper operation, and the efficiency is also increased because the duty is set to 50% during steady lighting.
In this embodiment, the capacitor C2 of the rectifier circuit A is used.
Since C1 and C22 also serve as capacitors of the resonance circuit, the number of components can be reduced as compared with a case where a resonance capacitor is separately prepared, and cost reduction can be achieved.

【0059】しかも、スイッチング素子Q1,Q2が重
複してオンである期間を設けた第1のモードを有するの
で、トランスTおよびスイッチング素子Q1,Q2の利
用効率を高めることができ、少ない部品点数でHIDラ
ンプのような負荷状態の変化が大きな負荷用の電源装置
として利用でき、信頼性の向上も期待できる。また、軽
負荷時には共振作用を利用して高電圧を供給することが
できるので、トランスTの巻数比をあまり高くする必要
がなく、トランスTの小型化も図ることができる。
Further, since the switching element Q1 and Q2 have the first mode in which the switching element Q1 and the switching element Q2 are turned on, the use efficiency of the transformer T and the switching elements Q1 and Q2 can be increased, and the number of parts can be reduced. It can be used as a power supply device for a load such as an HID lamp that has a large change in load state, and improvement in reliability can be expected. Further, at a light load, a high voltage can be supplied by utilizing the resonance action. Therefore, it is not necessary to increase the turns ratio of the transformer T so much, and the size of the transformer T can be reduced.

【0060】なお、本実施形態では、直列接続されたコ
ンデンサC21,C22の容量C2が同じなので、コン
デンサC21,C22に流れる電流のピーク値がトラン
スTの二次巻線N2に流れる向きの正負の半サイクルで
同じとなるから、出力電圧のリップルは小さくなる。
[0060] In the present embodiment, since the capacity C 2 of the capacitor C21, C22 connected in series is the same, positive and negative direction of the peak value of the current flowing through the capacitor C21, C22 flows through the secondary winding N2 of the transformer T In the half cycle, the output voltage ripple is reduced.

【0061】なお、図5は上記表1の条件において両ス
イッチング素子Q1,Q2の制御信号g1,g2のデュ
ーティを50%とした時の各部の動作波形の一例を示
し、(a)は直流電源Eの両端電圧(入力電圧)Vin
を、(b)はスイッチング素子Q1の制御信号g1を、
(c)はスイッチング素子Q2の制御信号g2を、
(d)はトランスTの一次巻線N11の両端電圧VTP1
を、(e)はトランスTの一次巻線N12の両端電圧V
TP2を、(f)はトランスTの二次巻線N2の両端電圧
TSを、(g)はコンデンサC21の両端電圧V
C21を、(h)はコンデンサC22の両端電圧VC22を、
(i)は負荷RL両端の出力電圧Voを、それぞれ示
す。
FIG. 5 shows an example of the operation waveform of each part when the duty of the control signals g1 and g2 of both switching elements Q1 and Q2 is set to 50% under the conditions shown in Table 1 above. Voltage (input voltage) Vin across E
(B) shows the control signal g1 of the switching element Q1;
(C) shows the control signal g2 of the switching element Q2,
(D) is a voltage V TP1 across the primary winding N11 of the transformer T.
(E) is the voltage V across the primary winding N12 of the transformer T.
TP2 , (f) the voltage V TS across the secondary winding N2 of the transformer T, and (g) the voltage V TS across the capacitor C21.
C21 , (h) is the voltage V C22 across the capacitor C22,
(I) shows the output voltage Vo across the load RL .

【0062】(実施形態2)本実施形態のDC−DCコ
ンバータの基本構成は実施形態1と略同じであって、図
6に示すように、整流回路Aにおいて、直列接続された
コンデンサC21,C22それぞれにダイオードD2
3,D24を並列接続した点に特徴がある。なお、実施
形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を
省略する。ここに、本実施形態においてもスイッチング
素子Q1,Q2をオンオフする制御手段は,実施形態1
と同様の第1のモードと第2のモードとを有している。
(Embodiment 2) The basic configuration of a DC-DC converter of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1, and as shown in FIG. 6, in a rectifier circuit A, capacitors C21 and C22 connected in series. Each diode D2
3, D24 is connected in parallel. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Here, also in the present embodiment, the control means for turning on and off the switching elements Q1 and Q2 is the same as that in the first embodiment.
Has the same first mode and second mode.

【0063】本実施形態における整流回路Aは、軽負荷
時には実施形態1と同様の倍電圧整流回路として機能
し、重負荷時にはコンデンサC21,C22それぞれに
ダイオードD23,D24を並列接続されていることで
実施形態1と比べて確実に全波整流回路として機能す
る。本実施形態では、実施形態1に比べて部品点数が増
えるが、重負荷時において負荷RLへ必要な電圧の供給
を確実に行うことができる。
The rectifier circuit A according to the present embodiment functions as a voltage doubler rectifier circuit similar to that of the first embodiment when the load is light, and the diodes D23 and D24 are connected in parallel to the capacitors C21 and C22 respectively when the load is heavy. It functions more reliably as a full-wave rectifier circuit than the first embodiment. In the present embodiment, the number of components is increased as compared with the first embodiment, but it is possible to reliably supply a necessary voltage to the load RL under heavy load.

【0064】(実施形態3)本実施形態のDC−DCコ
ンバータの基本構成は実施形態1と略同じであって、図
7に示すように、整流回路Aをダイオードブリッジより
なる全波整流回路により構成し、整流回路Aの出力端間
に共振用のコンデンサCを接続し、コンデンサCの高電
位側端と負荷RLとの間に平滑用のチョークコイルL2
を挿入した点に特徴がある。ここに、コンデンサCとチ
ョークコイルL2とコンデンサC3とでコンデンサ入力
型平滑回路を構成しているが、コンデンサCが共振用の
コンデンサを兼ねており、平滑用のチョークコイルL2
は、軽負荷時にコンデンサCがトランスTの一次側のチ
ョークコイルL1とトランスTとともに共振回路を構成
できるように、高周波カットフィルタとして機能するの
で、共振回路の共振状態を保つことができる。なお、実
施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。また、本実施形態においてもスイッチング
素子Q1,Q2をオンオフする制御手段は,実施形態1
と同様の第1のモードと第2のモードとを有している。
(Embodiment 3) The basic configuration of a DC-DC converter of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1, and as shown in FIG. 7, a rectifier circuit A is formed by a full-wave rectifier circuit composed of a diode bridge. A resonance capacitor C is connected between the output terminals of the rectifier circuit A, and a smoothing choke coil L2 is connected between the high-potential end of the capacitor C and the load RL.
There is a feature in the point that is inserted. Here, the capacitor C, the choke coil L2, and the capacitor C3 constitute a capacitor input type smoothing circuit. The capacitor C also serves as a resonance capacitor, and the smoothing choke coil L2
Functions as a high-frequency cut filter so that the capacitor C can form a resonance circuit with the choke coil L1 on the primary side of the transformer T and the transformer T at a light load, so that the resonance state of the resonance circuit can be maintained. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Also in this embodiment, the control means for turning on and off the switching elements Q1 and Q2 is the same as that in the first embodiment
Has the same first mode and second mode.

【0065】本実施形態では、実施形態1に比べて部品
点数が増えるが、重負荷時において負荷RLへ必要な電
圧の供給を確実に行うことができる。なお、本実施形態
のDC−DCコンバータは、負荷条件、例えば放電灯の
種類によって、始動時にそれほど高い電圧を必要としな
い場合などに適する。
In the present embodiment, the number of components is increased as compared with the first embodiment, but it is possible to reliably supply a necessary voltage to the load RL under heavy load. The DC-DC converter according to the present embodiment is suitable for a case where a very high voltage is not required at the time of starting depending on a load condition, for example, a type of a discharge lamp.

【0066】(実施形態4)本実施形態のDC−DCコ
ンバータの基本構成は実施形態3と略同じであって、図
8に示すように、共振用のコンデンサCをトランスTの
二次巻線N2の両端間に接続した点が相違するだけであ
る。本実施形態においても、平滑用のチョークコイルL
2は、軽負荷時にコンデンサCがトランスTの一次側の
チョークコイルL1とトランスTとともに共振回路を構
成できるように、高周波カットフィルタとして機能する
ので、共振回路の共振状態を保つことができる。なお、
実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説
明を省略する。ここに、本実施形態においてもスイッチ
ング素子Q1,Q2をオンオフする制御手段は,実施形
態1と同様の第1のモードと第2のモードとを有してい
る。
(Embodiment 4) The basic configuration of a DC-DC converter of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 3, and a resonance capacitor C is connected to a secondary winding of a transformer T as shown in FIG. The only difference is that it is connected between both ends of N2. Also in this embodiment, the smoothing choke coil L
2 functions as a high-frequency cut filter so that the capacitor C can form a resonance circuit with the choke coil L1 on the primary side of the transformer T and the transformer T at a light load, so that the resonance state of the resonance circuit can be maintained. In addition,
The same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Here, also in the present embodiment, the control means for turning on and off the switching elements Q1 and Q2 has the same first mode and second mode as in the first embodiment.

【0067】(実施形態5)本実施形態のDC−DCコ
ンバータの基本構成は実施形態1と略同じであって、図
9に示すように、トランスTの二次側に2つの二次巻線
N21,N22を有し、各二次巻線N21,N22の両
端間にそれぞれ共振用のコンデンサC,Cを挿入し、各
コンデンサC,Cの両端間にそれぞれ平滑用のチョーク
コイルL21,L22と負荷RL,RLとの直列回路が接
続されている点に特徴がある。ここに、トランスTの二
次側に設けた各コンデンサCは、図9中に破線で示すよ
うに各二次巻線N21,N22の両端間に接続するよう
にしてもよい。なお、実施形態1と同様の構成要素には
同一の符号を付して説明を省略する。ここに、本実施形
態においてもスイッチング素子Q1,Q2をオンオフす
る制御手段は,実施形態1と同様の第1のモードと第2
のモードとを有している。
(Embodiment 5) The basic configuration of a DC-DC converter according to the present embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1, and two secondary windings are provided on the secondary side of a transformer T as shown in FIG. N21 and N22, and capacitors C and C for resonance are inserted between both ends of each of the secondary windings N21 and N22. It is characterized in that a series circuit with the loads RL and RL is connected. Here, each capacitor C provided on the secondary side of the transformer T may be connected between both ends of each of the secondary windings N21 and N22 as shown by a broken line in FIG. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Here, also in the present embodiment, the control means for turning on and off the switching elements Q1 and Q2 is the same as the first mode and the second mode as in the first embodiment.
Mode.

【0068】本実施形態では、軽負荷時にトランスTの
2次電圧の正負の各半サイクルで共振作用が発生すると
ともに整流が行われるので、各負荷RLに高電圧を印加
することができる。
In the present embodiment, when the load is light, the resonance action occurs and the rectification is performed in each of the positive and negative half cycles of the secondary voltage of the transformer T, so that a high voltage can be applied to each load RL .

【0069】しかして、本実施形態では2個の負荷RL
に同時に電力を供給することができるので、2個の放電
灯を同時に点灯させるいわゆる並列点灯が可能となる。
また、二次巻線の数を複数個(3個以上)に増やした場
合でも、同様に複数個の負荷に同時に電力を供給するこ
とができる。
Thus, in the present embodiment, two loads R L
Power can be supplied to the discharge lamps at the same time, so-called parallel lighting in which two discharge lamps are simultaneously turned on is possible.
Even when the number of secondary windings is increased to a plurality (three or more), power can be simultaneously supplied to a plurality of loads.

【0070】(実施形態6)上記各実施形態のDC−D
Cコンバータでは、インバータ回路INVとしてプッシ
ュプル型インバータ回路を採用していたが、本実施形態
では、インバータ回路としてフルブリッジ型インバータ
回路を採用している。すなわち、本実施形態におけるイ
ンバータ回路は、一対のMOSFETよりなるスイッチ
ング素子Q11,Q12の直列回路と、一対のMOSF
ETよりなるスイッチング素子Q13,Q14の直列回
路とが、直流電源EとチョークコイルL1との直列回路
の両端間に接続されており、一方のアームにおけるスイ
ッチング素子Q11,Q12の接続点と他方のアームに
おけるスイッチング素子Q13,Q14の接続点との間
にトランスTの一次巻線N1を接続してある。該トラン
スTの二次巻線N2の両端間には、実施形態1ないし実
施形態5のいずれかで説明した整流回路が接続され整流
回路の出力端間に負荷が接続される。要するに、図10
中に破線で示した部分には実施形態1ないし実施形態5
の各回路図(図1、図6〜図9)中に破線で囲んだ部分
の回路を接続すればよい。なお、図10中において各ス
イッチング素子Q11〜Q14に逆並列に接続されたダ
イオードD011〜D014は各スイッチング素子Q1
1〜Q14を構成する各MOSFETの寄生ダイオード
を示したものである。ここにおいて、各スイッチング素
子Q11〜Q14には仕様の等しいものを用いている。
(Embodiment 6) DC-D of each of the above embodiments
In the C converter, a push-pull type inverter circuit is used as the inverter circuit INV. However, in the present embodiment, a full bridge type inverter circuit is used as the inverter circuit. That is, the inverter circuit according to the present embodiment includes a series circuit of switching elements Q11 and Q12 each including a pair of MOSFETs, and a pair of MOSFs.
A series circuit of switching elements Q13 and Q14 made of ET is connected between both ends of a series circuit of DC power supply E and choke coil L1, and a connection point of switching elements Q11 and Q12 in one arm and the other arm. , The primary winding N1 of the transformer T is connected to the connection point of the switching elements Q13 and Q14. The rectifier circuit described in any of the first to fifth embodiments is connected between both ends of the secondary winding N2 of the transformer T, and a load is connected between the output terminals of the rectifier circuit. In short, FIG.
The portions shown by broken lines in the first to fifth embodiments
In each of the circuit diagrams (FIGS. 1, 6 to 9), the circuits enclosed by broken lines may be connected. In FIG. 10, diodes D011 to D014 connected in anti-parallel to switching elements Q11 to Q14 are connected to switching elements Q1 to Q14, respectively.
FIG. 2 shows parasitic diodes of respective MOSFETs constituting 1 to Q14. Here, the switching elements Q11 to Q14 having the same specifications are used.

【0071】本実施形態においてスイッチング素子Q1
1〜Q14のオンオフを制御する制御手段の制御モード
について説明する。なお、制御手段は、実施形態1と同
様に、スイッチング周波数とデューティとの両方を制御
できるように構成されている。
In this embodiment, the switching element Q1
The control mode of the control means for controlling the on / off of 1 to Q14 will be described. The control means is configured to control both the switching frequency and the duty, as in the first embodiment.

【0072】上記制御手段は、軽負荷時または無負荷時
に、上記4つのスイッチング素子のうち対角位置にある
スイッチング素子Q11,Q14(またはQ12,Q1
3)を同時にオンし且つ各直列接続されたスイッチング
素子Q11,Q12(またはQ13,Q14)同士を交
互にオフするように各スイッチング素子Q11〜Q14
を制御する。したがって、トランスTの二次巻線N2の
両端間には交番する電圧が出力される。
When the load is light or no load, the control means switches the switching elements Q11 and Q14 (or Q12 and Q1) at the diagonal positions of the four switching elements.
3) so that the switching elements Q11 to Q14 are turned on simultaneously and the switching elements Q11 and Q12 (or Q13 and Q14) connected in series are alternately turned off.
Control. Therefore, an alternating voltage is output between both ends of the secondary winding N2 of the transformer T.

【0073】また、上記制御手段は、重負荷時には各ス
イッチング素子Q11〜Q14のオンオフを図11ない
し図16のいずれかのような制御信号により制御する。
ここに、各図中の(a)はスイッチング素子Q11のゲ
ートへの制御信号、(b)はスイッチング素子Q12の
ゲートへの制御信号、(c)はスイッチング素子Q13
のゲートへの制御信号、(d)はスイッチング素子Q1
4のゲートへの制御信号を、それぞれ示している。
The control means controls the on / off of each of the switching elements Q11 to Q14 at the time of heavy load by a control signal as shown in FIG. 11 to FIG.
Here, in each figure, (a) is a control signal to the gate of switching element Q11, (b) is a control signal to the gate of switching element Q12, and (c) is switching element Q13.
Control signal to the gate of the switching element Q1.
Control signals to the gates No. 4 are shown.

【0074】図11に示す例は、4つのスイッチング素
子Q11〜Q14が重複してオンになる期間が設けられ
た例であって、4つのスイッチング素子Q11〜Q14
が重複してオンの場合には、図10中に一点鎖線で示し
た経路イと経路ロでチョークコイルL1に電流が流れ
る。すなわち、直流電源E→チョークコイルL1→スイ
ッチング素子Q11→スイッチング素子Q12→直流電
源Eの経路と、直流電源E→チョークコイルL1→スイ
ッチング素子Q13→スイッチング素子Q14→直流電
源Eの経路とで電流が流れるので、チョークコイルL1
に流れる電流が各アームに分流され、各スイッチング素
子のQ11〜Q14の負担を略均等にすることができ
る。なお、本実施形態では、フルブリッジ型インバータ
回路を構成しているので、プッシュプル型インバータ回
路に比べて出力負荷が大きい場合に適するが、実施形態
1と同様の効果が得られる。
The example shown in FIG. 11 is an example in which a period in which four switching elements Q11 to Q14 are turned on in an overlapping manner is provided, and four switching elements Q11 to Q14 are provided.
Are turned on repeatedly, a current flows through the choke coil L1 along the path A and the path B shown by the dashed line in FIG. That is, current flows through the path of DC power supply E → choke coil L1 → switching element Q11 → switching element Q12 → DC power supply E, and the path of DC power supply E → choke coil L1 → switching element Q13 → switching element Q14 → DC power supply E. Because it flows, choke coil L1
The current flowing through each arm is diverted to each arm, and the load on Q11 to Q14 of each switching element can be substantially equalized. In the present embodiment, since a full-bridge inverter circuit is configured, it is suitable for a case where the output load is larger than that of a push-pull inverter circuit. However, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【0075】図12に示す例は、一方のアームのスイッ
チング素子Q11,Q12が重複してオンとなる期間が
設けられたモード(2個同時オンモード)であって、ス
イッチング素子Q11,Q12が重複してオンの場合に
は、直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素
子Q11→スイッチング素子Q12→直流電源Eの経路
イで電流が流れる。
The example shown in FIG. 12 is a mode in which a period in which the switching elements Q11 and Q12 of one arm overlap and are turned on is provided (simultaneous on-mode), and the switching elements Q11 and Q12 overlap. When the switch is turned on, a current flows through a path of DC power supply E → choke coil L1 → switching element Q11 → switching element Q12 → DC power supply E.

【0076】図13に示す例は、他方のアームのスイッ
チング素子Q13,Q14が重複してオンとなる期間が
設けられたモード(2個同時オンモード)であって、ス
イッチング素子Q13,Q14が重複してオンの場合に
は、直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素
子Q13→スイッチング素子Q14→直流電源Eの経路
ロとで電流が流れる。
The example shown in FIG. 13 is a mode in which a period in which the switching elements Q13 and Q14 of the other arm overlap and are turned on is provided (two simultaneous ON mode), and the switching elements Q13 and Q14 overlap. When the switch is turned on, a current flows through the path of the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q13 → the switching element Q14 → the DC power supply E.

【0077】図14に示す例は、一方のアームのスイッ
チング素子Q11,Q12が重複してオンとなる期間
と、他方のアームのスイッチング素子Q13,Q14が
重複してオンとなる期間とが交互に設けられたモード
(順次切換オンモード)であって、スイッチング素子Q
11,Q12が重複してオンの場合には、直流電源E→
チョークコイルL1→スイッチング素子Q11→スイッ
チング素子Q12→直流電源Eの経路イで電流が流れ、
また、スイッチング素子Q13,Q14が重複してオン
の場合には、直流電源E→チョークコイルL1→スイッ
チング素子Q13→スイッチング素子Q14→直流電源
Eの経路ロとで電流が流れるので、各スイッチング素子
のQ11〜Q14の負担を略均等にすることができる。
In the example shown in FIG. 14, a period in which the switching elements Q11 and Q12 of one arm overlap and turns on and a period in which the switching elements Q13 and Q14 of the other arm overlap and turn on alternately. In the provided mode (sequential switching on mode), the switching element Q
When the power supply 11 and the power supply Q12 are turned on repeatedly, the DC power supply E →
A current flows through the path of the choke coil L1, the switching element Q11, the switching element Q12, and the DC power supply E,
When the switching elements Q13 and Q14 are turned on in an overlapping manner, a current flows through the path of the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q13 → the switching element Q14 → the DC power supply E. The burden on Q11 to Q14 can be substantially equalized.

【0078】図15に示す例は、3つのスイッチング素
子Q11,Q12,Q13が重複してオンとなる期間を
設けたモード(3個同時オンモード)であって、3つの
スイッチング素子Q11,Q12,Q13が重複してオ
ンの場合には、図10中に一点鎖線で示した経路イと経
路ニでチョークコイルL1に電流が流れる。すなわち、
直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素子Q
11→スイッチング素子Q12→直流電源Eの経路イ
と、直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素
子Q13→トランスTの一次巻線N1→スイッチング素
子Q12→直流電源Eの経路ニとで電流が流れるので、
チョークコイルL1に流れる電流が2つの経路イ,ニに
分流される。
The example shown in FIG. 15 is a mode in which three switching elements Q11, Q12, and Q13 are provided with a period in which they are turned on in an overlapped manner (three simultaneous ON mode), and the three switching elements Q11, Q12, When Q13 is ON repeatedly, a current flows through the choke coil L1 through the path A and the path D indicated by the alternate long and short dash line in FIG. That is,
DC power supply E → choke coil L1 → switching element Q
11 → switching element Q12 → DC power supply E, and DC power supply E → choke coil L1 → switching element Q13 → primary winding N1 of transformer T → switching element Q12 → DC power supply E ,
The current flowing through the choke coil L1 is divided into two paths A and D.

【0079】図16に示す例は、3つのスイッチング素
子Q11,Q12,Q13が重複してオンとなる期間
と、3つのスイッチング素子Q11,Q13,Q14が
重複してオンとなる期間とを交互に設けたモード(順次
切換オンモード)であって、3つのスイッチング素子Q
11,Q12,Q13が重複してオンの場合には、図1
0中に一点鎖線で示した経路イと経路ニでチョークコイ
ルL1に電流が流れる。すなわち、直流電源E→チョー
クコイルL1→スイッチング素子Q11→スイッチング
素子Q12→直流電源Eの経路イと、直流電源E→チョ
ークコイルL1→スイッチング素子Q13→トランスT
の一次巻線N1→スイッチング素子Q12→直流電源E
の経路ニとで電流が流れるので、チョークコイルL1に
流れる電流が2つの経路イ,ニに分流される。また、3
つのスイッチング素子Q11,Q13,Q14が重複し
てオンの場合には、図10中に一点鎖線で示した経路ニ
と経路ハでチョークコイルL1に電流が流れる。すなわ
ち、直流電源E→チョークコイルL1→スイッチング素
子Q13→トランスTの一次巻線N1→スイッチング素
子Q12→直流電源Eの経路ニと、直流電源E→チョー
クコイルL1→スイッチング素子Q11→トランスTの
一次巻線N1→スイッチング素子Q14→直流電源Eの
経路ハとで電流が流れる。したがって、各スイッチング
素子Q11〜Q14の負担を少なくすることができる。
In the example shown in FIG. 16, a period in which three switching elements Q11, Q12, and Q13 overlap and turns on, and a period in which three switching elements Q11, Q13, and Q14 overlap and turn on alternately. Provided mode (sequential switching on mode), in which three switching elements Q
In the case where 11, Q12 and Q13 are turned on repeatedly, FIG.
During 0, a current flows through the choke coil L1 through a path A and a path D indicated by a chain line. That is, the path of the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q11 → the switching element Q12 → the DC power supply E, and the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q13 → the transformer T
Primary winding N1 → switching element Q12 → DC power supply E
Since the current flows through the path d, the current flowing through the choke coil L1 is divided into the two paths a and d. Also, 3
When the two switching elements Q11, Q13, and Q14 are turned on in an overlapping manner, a current flows through the choke coil L1 through the path d and the path c shown by the alternate long and short dash line in FIG. That is, the path of the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q13 → the primary winding N1 of the transformer T → the switching element Q12 → the DC power supply E, and the DC power supply E → the choke coil L1 → the switching element Q11 → the primary of the transformer T A current flows through the winding N1, the switching element Q14, and the path C of the DC power supply E. Therefore, the load on each of the switching elements Q11 to Q14 can be reduced.

【0080】(実施形態7)本実施形態の電源装置の基
本構成は実施形態1と略同じであって、トランスTの二
次側の回路構成が異なり、図17に示すように、トラン
スTの二次巻線N2の両端間に共振用のコンデンサCが
接続され、コンデンサCの両端間に直流カット用のコン
デンサCrと負荷RLとの直列回路を接続してある。な
お、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。
(Embodiment 7) The basic configuration of the power supply device of the present embodiment is substantially the same as that of Embodiment 1, except for the circuit configuration on the secondary side of the transformer T. As shown in FIG. A resonance capacitor C is connected between both ends of the secondary winding N2, and a series circuit of a DC cut capacitor Cr and a load RL is connected between both ends of the capacitor C. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0081】本実施形態においてもスイッチング素子Q
1,Q2は図示しない制御手段によりオンオフ制御され
るが、本実施形態における制御手段も実施形態1と同様
に両スイッチング素子Q1,Q2のオンオフを制御す
る。
In this embodiment, the switching element Q
1 and Q2 are controlled on / off by control means (not shown), but the control means in this embodiment also controls on / off of both switching elements Q1 and Q2 as in the first embodiment.

【0082】しかして、負荷RLとしてHIDランプの
ような放電灯を用いる場合には、無負荷時または軽負荷
時に上記制御手段によりスイッチング素子Q1,Q2の
スイッチング周波数を制御して共振により昇圧された電
圧を負荷RLに印加し、放電開始後の重負荷時には上記
制御手段によりスイッチング素子Q1,Q2のオンオフ
を両スイッチング素子Q1,Q2が重複してオンとなる
期間が設けられるように交互にオンオフすることで必要
な電力を供給することができる。
When a discharge lamp such as an HID lamp is used as the load R L , the control means controls the switching frequency of the switching elements Q 1 and Q 2 at the time of no load or light load to boost the voltage by resonance. The applied voltage is applied to the load R L, and at the time of heavy load after the start of discharge, the control means alternately turns on and off the switching elements Q1 and Q2 so that a period in which both switching elements Q1 and Q2 overlap and are turned on is provided. By turning on and off, necessary power can be supplied.

【0083】なお、他の構成例としてコンデンサCrを
含む別途の共振回路を形成することにより、電源の極性
切替時や電源の電圧値の急変時に放電灯が再点弧電圧よ
りも低下するのを防ぎ、放電灯の安定点灯状態を維持す
ることができる。
As another configuration example, a separate resonance circuit including a capacitor Cr is formed to prevent the discharge lamp from becoming lower than the re-ignition voltage when the polarity of the power supply is switched or when the voltage value of the power supply changes suddenly. Thus, a stable lighting state of the discharge lamp can be maintained.

【0084】(実施形態8)本実施形態の電源装置の基
本構成は実施形態7と略同じであって、図18に示すよ
うに、共振用のコンデンサCをトランスTの一次側に設
けた点に特徴がある。図18に示す例では、各スイッチ
ング素子Q1,Q2にそれぞれダイオードD04,D0
3を直列接続してあるが、この各ダイオードD04,D
03は、各スイッチング素子Q1,Q2の寄生ダイオー
ドD01,D02と逆方向に接続されるものであり、寄
生ダイオードD01,D02に還流電流が流れるのを阻
止することができる。なお、基本動作は実施形態1と同
じなので、実施形態1と同様の構成要素に同一の符号を
付して説明を省略する。
(Embodiment 8) The basic configuration of a power supply device of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 7, except that a resonance capacitor C is provided on the primary side of the transformer T as shown in FIG. There is a feature. In the example shown in FIG. 18, diodes D04 and D0 are connected to switching elements Q1 and Q2, respectively.
3 are connected in series.
03 is connected in the opposite direction to the parasitic diodes D01 and D02 of the switching elements Q1 and Q2, and can prevent a return current from flowing through the parasitic diodes D01 and D02. Since the basic operation is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the first embodiment, and the description will be omitted.

【0085】(実施形態9)本実施形態は、図19に示
すように、実施形態1における直流電源Eの代わりに、
電流源Isを採用し、電流源IsにコンデンサCiを並
列接続した双対回路である。本実施形態では、電流源I
sの一端とトランスTの1次側の中間タップとが接続さ
れ、トランスT1の一次巻線N11,N12の各一端と
電流電Isの他端との間にそれぞれMOSFETよりな
るスイッチング素子Q1,Q2が接続されている。スイ
ッチング素子Q1,Q2は図示しない制御手段によりオ
ンオフ制御される。ここに、制御手段は、スイッチング
素子Q1,Q2のスイッチング周波数とデューティ(オ
ンデューティ比)の両方を制御できるように構成されて
いる。
(Embodiment 9) In the present embodiment, as shown in FIG.
This is a dual circuit employing the current source Is and connecting the capacitor Ci in parallel with the current source Is. In the present embodiment, the current source I
s is connected to an intermediate tap on the primary side of the transformer T, and switching elements Q1 and Q2 each composed of a MOSFET are provided between one end of each of the primary windings N11 and N12 of the transformer T1 and the other end of the current generator Is. Is connected. The switching elements Q1 and Q2 are on / off controlled by control means (not shown). Here, the control means is configured to be able to control both the switching frequency and the duty (on-duty ratio) of the switching elements Q1 and Q2.

【0086】また、本実施形態では、トランスTの二次
巻線N2側において、ダイオードD21とチョークコイ
ルLi1との直列回路と、ダイオードD23とチョーク
コイルLi2との直列回路と、平滑用のコンデンサC3
とが並列接続されており、二次巻線N2の一端がダイオ
ードD21とチョークコイルLi1との接続点に接続さ
れ、二次巻線N2の他端がダイオードD23とチョーク
コイルLi2との接続点に接続されている。また、コン
デンサC3の両端に負荷RLが接続されている。なお、
ダイオードD21とチョークコイルLi1との直列回路
と、ダイオードD23とチョークコイルLi2との直列
回路とで倍電流整流回路を構成しており、トランスTの
二次巻線N2に流れる電流をiとすると、ダイオードD
21に流れる電流とダイオードD23に流れる電流との
合成電流は2iとなる。
In this embodiment, on the secondary winding N2 side of the transformer T, a series circuit of the diode D21 and the choke coil Li1, a series circuit of the diode D23 and the choke coil Li2, and a smoothing capacitor C3
Are connected in parallel, one end of the secondary winding N2 is connected to a connection point between the diode D21 and the choke coil Li1, and the other end of the secondary winding N2 is connected to a connection point between the diode D23 and the choke coil Li2. It is connected. A load RL is connected to both ends of the capacitor C3. In addition,
A series current rectifier circuit is configured by a series circuit of the diode D21 and the choke coil Li1 and a series circuit of the diode D23 and the choke coil Li2. When a current flowing through the secondary winding N2 of the transformer T is i, Diode D
The combined current of the current flowing through the diode 21 and the current flowing through the diode D23 is 2i.

【0087】本実施形態における上記制御手段は、無負
荷時または軽負荷時、スイッチング素子Q1,Q2を5
0%未満のデューティで交互にオンオフすることで両ス
イッチング素子Q1,Q2が重複してオフとなる期間を
設けている(第1のモード)。ここに、両スイッチング
素子Q1,Q2がともにオフの場合には、電流源Isか
らの電流によりコンデンサCiが充電されてコンデンサ
Ciの両端電圧が高電圧となり、両スイッチング素子Q
1,Q2のいずれか一方がオンになるとトランスTの二
次巻線N2に高電圧が発生するので負荷RLの両端に高
電圧が印加される。この場合、スイッチング周波数をコ
ンデンサCiとチョークコイルLi1若しくはLi2と
で形成される共振回路の共振周波数に近づけることによ
り(半波共振させることにより)、負荷RLへさらに高
電圧を印加することができる。なお、両スイッチング素
子Q1,Q2がともにオフになった場合にもチョークコ
イルLi1,Li2に電流が流れる。
In the present embodiment, the control means sets the switching elements Q1 and Q2 to 5
A period is provided in which the switching elements Q1 and Q2 are turned off in an overlapping manner by alternately turning on and off with a duty of less than 0% (first mode). Here, when both the switching elements Q1 and Q2 are off, the capacitor Ci is charged by the current from the current source Is, and the voltage across the capacitor Ci becomes a high voltage.
When one of Q1 and Q2 is turned on, a high voltage is generated in the secondary winding N2 of the transformer T, so that a high voltage is applied to both ends of the load RL . In this case, a higher voltage can be applied to the load RL by bringing the switching frequency closer to the resonance frequency of the resonance circuit formed by the capacitor Ci and the choke coil Li1 or Li2 (by causing half-wave resonance). . In addition, even when both the switching elements Q1 and Q2 are turned off, a current flows through the choke coils Li1 and Li2.

【0088】一方、上記制御手段は、重負荷時にはスイ
ッチング素子Q1,Q2のデューティを50%として重
複してオンとなる期間なしに交互にオンオフする第1の
モードでスイッチング素子Q1,Q2を制御することに
より、低電圧で負荷電力を大きくとることができる。し
たがって、低電圧大電流の電源装置として利用すること
ができる。
On the other hand, the control means controls the switching elements Q1 and Q2 in the first mode in which the duty of the switching elements Q1 and Q2 is set to 50% and the switching elements Q1 and Q2 are turned on and off alternately without a period in which the switching elements are turned on. Thus, the load power can be increased at a low voltage. Therefore, it can be used as a low-voltage / high-current power supply device.

【0089】(実施形態10)本実施形態の基本構成は
実施形態9と略同じであって、図20に示すように、ト
ランスTとしてリーケージトランスを採用し、チョーク
コイルLi1,Li2の代わりにダイオードD22,D
24を採用してある点が相違する。すなわち、本実施形
態では、ダイオードD21〜D24に全波整流回路を構
成している。なお、実施形態9と同様の構成要素には同
一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 10) The basic configuration of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment 9, and as shown in FIG. 20, a leakage transformer is adopted as the transformer T, and a diode is used instead of the choke coils Li1 and Li2. D22, D
24 is different. That is, in the present embodiment, the diodes D21 to D24 form a full-wave rectifier circuit. Note that the same components as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0090】本実施形態では、無負荷時および軽負荷時
に、スイッチング素子Q1とトランスT、スイッチング
素子Q2とトランスTとでそれぞれフライバック型コン
バータを構成して、動作位相が反転した(位相が180
度異なる)一対のフライバック型コンバータ動作となる
ようにスイッチング素子Q1,Q2のオンオフを制御す
るようになっている。
In this embodiment, the switching element Q1 and the transformer T and the switching element Q2 and the transformer T constitute a flyback type converter at no load and light load, respectively, and the operation phase is inverted (the phase is 180).
On / off of the switching elements Q1 and Q2 is controlled so as to perform a pair of flyback converter operations.

【0091】本実施形態では、トランスTにギャップを
設けてあるので、無負荷時および軽負荷時にトランスT
の漏洩インダクタンスと巻線などの浮遊容量成分とでト
ランスTの巻数比以上の出力電圧を発生することができ
る。
In the present embodiment, since a gap is provided in the transformer T, the transformer T
And the stray capacitance component such as windings can generate an output voltage equal to or higher than the turns ratio of the transformer T.

【0092】無負荷時および軽負荷時のスイッチング素
子Q1,Q2の制御はスイッチング素子Q1,Q2のデ
ューティが50%未満でデューティが小さいほど、電力
はほとんど必要としないので、スイッチング周波数を低
くすることにより小電力で高電圧を効率良く得ることが
できる。
The control of the switching elements Q1 and Q2 under no load and light load requires little power as the duty of the switching elements Q1 and Q2 is less than 50% and the duty is small. Therefore, it is necessary to lower the switching frequency. Accordingly, a high voltage can be efficiently obtained with low power.

【0093】重負荷時は、各スイッチング素子Q1,Q
2をデューティ50%で交互にオンオフして2石プッシ
ュプルインバータ動作をさせることにより、低電圧の大
電流が得られる。
At the time of heavy load, each switching element Q1, Q
2 is alternately turned on and off at a duty of 50% to perform a two-push push-pull inverter operation, thereby obtaining a large current at a low voltage.

【0094】なお、図21はトランスTの二次巻線N2
の出力電圧を模擬的に示したものであり、同図(a)は
スイッチング周波数が比較的低くオンデューティが50
%未満のときの電圧波形を、同図(b)はスイッチング
周波数が比較的高くオンデューティが50%のときの電
圧波形を、それぞれ示す。ここに、後者の電圧のピーク
値をVS2とすると、前者の電圧のピーク値VS1はVS2
2倍以上の値である。また、図22は出力電流と出力電
圧との関係と動作モードを模擬的に示している。
FIG. 21 shows the secondary winding N2 of the transformer T.
(A) shows a comparatively low switching frequency and an on-duty of 50.
%, And FIG. 7B shows a voltage waveform when the switching frequency is relatively high and the on-duty is 50%. Here, assuming that the peak value of the latter voltage is V S2 , the peak value V S1 of the former voltage is twice or more the value of V S2 . FIG. 22 schematically shows the relationship between the output current and the output voltage and the operation mode.

【0095】(実施形態11)本実施形態のDC−DC
コンバータは、図23に示す回路構成であって、実施形
態1と同じ構成を有している。なお、実施形態1と同じ
構成要素には同一の符号を付してある。
(Embodiment 11) DC-DC of this embodiment
The converter has the circuit configuration shown in FIG. 23 and has the same configuration as that of the first embodiment. The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0096】本実施形態では、無負荷時および軽負荷時
に、スイッチング素子Q1とトランスTとでフライバッ
ク型コンバータを構成するとともにスイッチング素子Q
2とトランスTとでフォワード型コンバータを構成し
て、動作位相が反転した(位相が180度異なる)動作
となるようにスイッチング素子Q1,Q2のオンオフの
制御を行うようにした点に特徴がある。
In the present embodiment, when no load or light load is applied, the switching element Q1 and the transformer T constitute a flyback type converter and the switching element Q1
2 and a transformer T to form a forward converter, and control the on / off of the switching elements Q1 and Q2 so that the operation becomes an operation in which the operation phase is inverted (the phase is different by 180 degrees). .

【0097】無負荷時および軽負荷時、主にスイッチン
グ素子Q1とトランスTとでフライバック型コンバータ
が構成されるように動作させて高電圧を得る。この場合
には、スイッチング周波数を低くしデューティを50%
未満にした制御で、小電力の高電圧を高効率で得ること
ができる。
Under no load and light load, a high voltage is obtained by operating the switching element Q1 and the transformer T so that a flyback converter is constituted. In this case, lower the switching frequency and set the duty to 50%.
With the control made less than the above, a high voltage of a small power can be obtained with high efficiency.

【0098】重負荷時は、各スイッチング素子Q1,Q
2のデューティを50%よりも大きくして両スイッチン
グ素子Q1,Q2を交互にオンオフし重複してオンとな
る期間を設けてチョッパ動作させるとともに2石プッシ
ュプル型インバータ動作させて、大電流を得ることがで
きるので、大電力を供給することができる。
At the time of heavy load, each switching element Q1, Q
The duty of 2 is made larger than 50%, and both switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off, and a period in which they are turned on in an overlapping manner is provided to operate the chopper and to operate the two-push push-pull type inverter to obtain a large current. Therefore, large power can be supplied.

【0099】[0099]

【発明の効果】請求項1の発明は、直流電圧源と、前記
直流電圧源およびインダクタンス要素とともにそれぞれ
閉ループを構成する少なくとも2つのスイッチング素子
を具備し前記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換し
てトランスの二次巻線側へ出力するインバータ回路と、
前記トランスおよび前記インダクタンス要素と共振回路
を形成する共振用のコンデンサとを備え、前記インバー
タ回路は、前記少なくとも2つのスイッチング素子が重
複してオンとなって前記インダクタンス要素にエネルギ
が蓄積される期間と前記少なくとも2つのスイッチング
素子の一方がオフとなって前記インダクタンス要素の蓄
積エネルギが前記直流電圧源のエネルギに重畳されて前
記トランスの一次巻線へ放出される期間を有する第1の
モードと、前記少なくとも2つのスイッチング素子が重
複してオンせず上記共振回路の共振周波数近傍の周波数
で交互にオンオフされる第2のモードとを有するもので
あり、インバータ回路が第1のモードで動作する場合に
は前記少なくとも2つのスイッチング素子が昇圧チョッ
パのスイッチング素子として機能するから、前記少なく
とも2つのスイッチング素子が重複してオンである期間
を調整することにより、トランスの二次電圧を制御する
ことができて大電力を得ることができ、インバータ回路
が第2のモードで動作する場合には前記少なくとも2つ
のスイッチング素子が重複してオンせず上記共振回路の
共振周波数近傍の周波数で交互にオンオフされるから、
入力電圧の値が変化してもスイッチング素子のスイッチ
ング周波数やオンデューティを調整することで出力電圧
および出力電力を制御することができて高電圧を得るこ
とができ、コンデンサの定数を変えることなく出力電圧
および出力電力を制御することができるので、入力電圧
の適用範囲および出力電圧、出力電力の制御範囲が広く
且つ高効率化および小型化を図ることができ、HIDラ
ンプのように負荷状態が大きく変化する負荷の場合、重
負荷時に第1のモードで動作させ軽負荷時に第2のモー
ドで動作させることで、HIDランプのように負荷状態
が大きく変化する負荷の電源装置として利用することが
できるという効果がある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC voltage source, and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element, and converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. An inverter circuit that outputs to the secondary winding side of the transformer
A resonance capacitor forming a resonance circuit with the transformer and the inductance element, wherein the inverter circuit has a period in which the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and energy is stored in the inductance element; A first mode having a period in which one of the at least two switching elements is turned off and the energy stored in the inductance element is superimposed on the energy of the DC voltage source and discharged to the primary winding of the transformer; A second mode in which at least two switching elements do not turn on in an overlapping manner and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit, and the inverter circuit operates in the first mode. Means that the at least two switching elements are switching of a boost chopper Therefore, by adjusting the period during which the at least two switching elements are overlapped and on, the secondary voltage of the transformer can be controlled and a large power can be obtained. When operating in the second mode, the at least two switching elements do not turn on in an overlapping manner and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit.
Even if the value of the input voltage changes, the output voltage and output power can be controlled by adjusting the switching frequency and on-duty of the switching element, and a high voltage can be obtained, and the output can be obtained without changing the capacitor constant. Since the voltage and the output power can be controlled, the applicable range of the input voltage and the control range of the output voltage and the output power can be widened, high efficiency and small size can be achieved, and the load state is large like the HID lamp. In the case of a changing load, by operating in the first mode at the time of heavy load and operating in the second mode at the time of light load, it can be used as a power supply for a load such as an HID lamp whose load state changes greatly. This has the effect.

【0100】請求項2の発明は、直流電圧源と、前記直
流電圧源およびインダクタンス要素とともにそれぞれ閉
ループを構成する少なくとも2つのスイッチング素子を
具備し前記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換して
トランスの二次巻線側へ出力するインバータ回路と、前
記トランスおよび前記インダクタンス要素と共振回路を
形成する共振用のコンデンサと、前記インバータ回路の
出力電圧を所定の直流電圧に変換して負荷へ供給する整
流回路とを備え、前記インバータ回路は、前記少なくと
も2つのスイッチング素子が重複してオンとなって前記
インダクタンス要素にエネルギが蓄積される期間と前記
少なくとも2つのスイッチング素子の一方がオフとなっ
て前記インダクタンス要素の蓄積エネルギが前記直流電
圧源に重畳されて前記トランスの一次巻線へ放出される
期間を有する第1のモードと、前記少なくとも2つのス
イッチング素子が重複してオンせず上記共振回路の共振
周波数近傍の周波数で交互にオンオフされる第2のモー
ドとを有するものであり、インバータ回路が第1のモー
ドで動作する場合には前記少なくとも2つのスイッチン
グ素子昇圧チョッパのスイッチング素子として機能する
から、前記少なくとも2つのスイッチング素子が重複し
てオンである期間を調整することにより、トランスの二
次電圧を制御することができて大電力を得ることがで
き、インバータ回路が第2のモードで動作する場合には
前記少なくとも2つのスイッチング素子が重複してオン
せず上記共振回路の共振周波数近傍の周波数で交互にオ
ンオフされるから、入力電圧の値が変化してもスイッチ
ング素子のスイッチング周波数やオンデューティを調整
することで出力電圧および出力電力を制御することがで
きて高電圧を得ることができ、コンデンサの定数を変え
ることなく出力電圧および出力電力を制御することがで
きるので、入力電圧の適用範囲および出力電圧、出力電
力の制御範囲が広く且つ高効率化および小型化を図るこ
とができ、HIDランプのように負荷状態が大きく変化
する負荷の場合、重負荷時に第1のモードで動作させ軽
負荷時に第2のモードで動作させることで、HIDラン
プのように負荷状態が大きく変化する負荷の電源装置と
して利用することができるという効果がある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC voltage source, and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and the inductance element, and converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. An inverter circuit that outputs to the secondary winding side of the transformer, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and an output voltage of the inverter circuit that is converted into a predetermined DC voltage and supplied to a load. A rectifier circuit, wherein the inverter circuit is configured such that the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and energy is accumulated in the inductance element, and one of the at least two switching elements is turned off. The stored energy of the inductance element is superimposed on the DC voltage source A first mode having a period of discharging to the primary winding of the transformer, and a second mode in which the at least two switching elements are not turned on repeatedly and are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit. And when the inverter circuit operates in the first mode, the at least two switching elements function as switching elements of the at least two switching element boosting choppers, so that the at least two switching elements are ON repeatedly. By adjusting the period, the secondary voltage of the transformer can be controlled and a large power can be obtained. When the inverter circuit operates in the second mode, the at least two switching elements overlap. Since it is turned on and off alternately at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit without turning on, the value of the input voltage changes. Even by adjusting the switching frequency and on-duty of the switching element, it is possible to control the output voltage and output power and obtain a high voltage, and control the output voltage and output power without changing the capacitor constant. Therefore, the application range of the input voltage, the output voltage, and the control range of the output power are wide, and high efficiency and miniaturization can be achieved. In the case of a load such as an HID lamp whose load state greatly changes, By operating in the first mode at the time of heavy load and operating in the second mode at the time of light load, there is an effect that it can be used as a power supply device of a load such as an HID lamp whose load state changes greatly.

【0101】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧源の電圧が
所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よりも大きな
電力を供給する必要があるときに前記インバータ回路を
前記第1のモードで動作させるので、前記直流電圧源の
電圧が所定のしきい値よりも低い場合でも必要な電力を
供給することができるという効果がある。
A third aspect of the present invention, according to the first aspect, further comprises control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means controls a voltage of the DC voltage source to be lower than a predetermined threshold value. When the inverter circuit is operated in the first mode when it is necessary to supply a low power to the load and the power is larger than the rated power, the inverter circuit operates even when the voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold. There is an effect that electric power can be supplied.

【0102】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至る移行期間
に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放電灯であっ
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間に前記イン
バータ回路を前記第1のモードで動作させるので、前記
負荷が例えばHIDランプの場合でも放電開始後から安
定点灯へ至る移行期間に必要な大電力を供給することが
できるという効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp according to the first aspect of the present invention, the load requires a larger amount of power in a transition period from the start of the discharge to the stable lighting as compared with the stable lighting. Control means for controlling the on / off of the element, wherein the control means operates the inverter circuit in the first mode during the transition period, so that even if the load is, for example, an HID lamp, from the start of discharge to stable lighting. There is an effect that it is possible to supply a large amount of power required during the transition period.

【0103】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時または無負荷時
に前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させる
ので、軽負荷時または無負荷時に必要な高電圧を負荷へ
供給することができるという効果がある。
A fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, further comprises control means for controlling the on / off of each of the switching elements, wherein the control means controls the inverter circuit to operate at the time of light load or no load. In this mode, the required high voltage can be supplied to the load at light load or no load.

【0104】請求項6の発明は、請求項1の発明におい
て、前記負荷が放電灯であって、前記各スイッチング素
子のオンオフを制御する制御手段を備え、前記制御手段
は、前記放電灯の放電開始時または調光時に前記インバ
ータ回路を前記第2のモードで動作させるので、前記放
電灯の放電開始時または調光時に必要な出力電圧や出力
電力を得ることができるという効果がある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the load is a discharge lamp, and the load includes a control means for controlling on / off of each of the switching elements. Since the inverter circuit is operated in the second mode at the time of starting or dimming, it is possible to obtain the required output voltage and output power at the time of starting discharging or dimming of the discharge lamp.

【0105】請求項7の発明は、請求項2の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧源の電圧が
所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よりも大きな
電力を供給する必要があるときに前記インバータ回路を
前記第1のモードで動作させるので、前記直流電圧源の
電圧が所定のしきい値よりも低い場合でも必要な電力を
供給することができるという効果がある。
The invention of claim 7 is the invention of claim 2, further comprising control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means makes the voltage of the DC voltage source lower than a predetermined threshold value. When the inverter circuit is operated in the first mode when it is necessary to supply a low power to the load and the power is larger than the rated power, the inverter circuit operates even when the voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold. There is an effect that electric power can be supplied.

【0106】請求項8の発明は、請求項2の発明におい
て、前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至る移行期間
に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放電灯であっ
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間に前記イン
バータ回路を前記第1のモードで動作させるので、前記
負荷が例えばHIDランプの場合でも放電開始後から安
定点灯へ至る移行期間に必要な大電力を供給することが
できるという効果がある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp according to the second aspect of the present invention, the discharge lamp requires a larger amount of power in a transition period from the start of discharging to the stable lighting as compared with the stable lighting. Control means for controlling on / off of the element, wherein the control means operates the inverter circuit in the first mode during the transition period, so that even when the load is, for example, an HID lamp, the lamp is changed to a stable lighting after the start of discharge. There is an effect that it is possible to supply a large amount of electric power required during the transition period.

【0107】請求項9の発明は、請求項2の発明におい
て、前記各スイッチング素子のオンオフを制御する制御
手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時または無負荷時
に前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させる
ので、軽負荷時または無負荷時に必要な高電圧を負荷へ
供給することができるという効果がある。
In a ninth aspect of the present invention, in accordance with the second aspect of the present invention, there is provided a control means for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control means controls the inverter circuit to the second state at light load or no load. In this mode, the required high voltage can be supplied to the load at light load or no load.

【0108】請求項10の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記負荷が放電灯であって、前記各スイッチング
素子のオンオフを制御する制御手段を備え、前記制御手
段は、前記放電灯の放電開始時または調光時に前記イン
バータ回路を前記第2のモードで動作させるので、前記
放電灯の放電開始時または調光時に必要な出力電圧や出
力電力を得ることができるという効果がある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the load is a discharge lamp, further comprising control means for controlling ON / OFF of each of the switching elements, wherein the control means discharges the discharge lamp. Since the inverter circuit is operated in the second mode at the time of starting or dimming, it is possible to obtain the required output voltage and output power at the time of starting discharging or dimming of the discharge lamp.

【0109】請求項18の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続された倍電圧整流回路であって、前記倍電圧整流
回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサを兼ねてな
るので、前記共振用のコンデンサを別途に設ける必要が
なく、部品点数を削減することができるという効果があ
る。
The invention of claim 18 is the invention of claim 2, wherein the rectifier circuit is a voltage doubler rectifier circuit connected between both ends of a secondary winding of the transformer, wherein the capacitor of the voltage doubler rectifier circuit is Is also used as the resonance capacitor, so that there is no need to separately provide the resonance capacitor, and the number of parts can be reduced.

【0110】請求項19の発明は、請求項18の発明に
おいて、前記倍電圧整流回路の各コンデンサの両端間に
それぞれダイオードが逆並列に接続されてなるので、前
記倍電圧整流回路の動作が重負荷時に確実に全波整流動
作になるという効果がある。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the invention of the eighteenth aspect, diodes are connected in anti-parallel between both ends of each capacitor of the voltage doubler rectifier circuit. There is an effect that the full-wave rectification operation is reliably performed at the time of load.

【0111】請求項20の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続されたダイオードブリッジよりなる全波整流回路
であって、前記全波整流回路の出力端間に接続されたコ
ンデンサ入力型平滑回路を備え、前記コンデンサ入力型
平滑回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサを兼ね
てなるので、前記コンデンサ入力型平滑回路によって交
流成分を取り除くことができ、しかも、前記コンデンサ
入力型平滑回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサ
を兼ねていることにより、共振用のコンデンサを別途に
設ける必要がなく、部品点数を削減することができると
いう効果がある。
According to a twentieth aspect, in the second aspect, the rectifier circuit is a full-wave rectifier circuit comprising a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer. A capacitor input type smoothing circuit connected between the output terminals of the rectifier circuit is provided.Since the capacitor of the capacitor input type smoothing circuit also serves as the resonance capacitor, the AC component is removed by the capacitor input type smoothing circuit. In addition, since the capacitor of the capacitor input type smoothing circuit also serves as the resonance capacitor, there is no need to separately provide a resonance capacitor, and the number of components can be reduced. .

【0112】請求項21の発明は、請求項2の発明にお
いて、前記整流回路が前記トランスの二次巻線の両端間
に接続されたダイオードブリッジよりなる全波整流回路
であって、前記全波整流回路の出力端間に接続されたチ
ョークコイルと平滑用のコンデンサとの直列回路とを備
え、前記全波整流回路の入力側で前記二次巻線の両端間
に前記共振用のコンデンサが接続されているので、前記
全波整流回路の出力端間に接続されたチョークコイルと
平滑用のコンデンサとの直列回路により交流成分を取り
除くことができるという効果がある。
According to a twenty-first aspect, in the second aspect, the rectifier circuit is a full-wave rectifier circuit including a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer. A choke coil connected between the output terminals of the rectifier circuit and a series circuit of a smoothing capacitor, wherein the resonance capacitor is connected between both ends of the secondary winding on the input side of the full-wave rectifier circuit. Therefore, there is an effect that an AC component can be removed by a series circuit of a choke coil connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit and a smoothing capacitor.

【0113】請求項23の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記トランスが複数の二次巻線
を有し、各二次巻線ごとに前記共振用のコンデンサが設
けられてなるので、複数個の負荷に同時に電力を供給す
ることができるという効果がある。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the first to fifteenth aspects, the transformer has a plurality of secondary windings, and the resonance capacitor is provided for each secondary winding. Therefore, there is an effect that power can be supplied to a plurality of loads simultaneously.

【0114】請求項24の発明は、請求項1ないし請求
項15の発明において、前記トランスが2つの二次巻線
を有し、各二次巻線の両端間に整流用のダイオードを介
して負荷が挿入され、各二次巻線の両端間に前記共振用
のコンデンサが挿入されてなるので、複数の負荷へ同時
に電源供給することができるという効果がある。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the first to fifteenth aspects, the transformer has two secondary windings, and a rectifying diode is provided between both ends of each secondary winding. Since a load is inserted and the resonance capacitor is inserted between both ends of each secondary winding, there is an effect that power can be simultaneously supplied to a plurality of loads.

【0115】請求項26の発明は、直流電圧源と、前記
直流電圧源およびインダクタンス要素とともにそれぞれ
閉ループを構成する2つのスイッチング素子を具備し前
記直流電圧源の出力電圧を交流出力に変換してトランス
の二次巻線側へ出力するインバータ回路と、前記トラン
スおよび前記インダクタンス要素と共振回路を形成する
共振用のコンデンサと、前記インバータ回路の出力電圧
を所定の直流電圧に変換して負荷へ供給する整流回路と
を備え、前記インバータ回路は、両スイッチング素子を
50%を超えるデューティで交互にオンオフし両スイッ
チング素子が重複してオンとなった期間に前記インダク
タンス要素にエネルギが蓄積され両スイッチング素子の
一方がオフとなって前記インダクタンス要素の蓄積エネ
ルギが前記直流電圧源のエネルギに重畳されて前記トラ
ンスの一次巻線へ放出される第1のモードと、一方のス
イッチング素子とトランスとでフライバック型コンバー
タを構成し他方のスイッチング素子とトランスとでフォ
ワード型コンバータを構成するようにスイッチング素子
を制御する第2のモードとを有するものであり、無負荷
時および軽負荷時に前記第2のモードで動作させること
により、小電力の高電圧を高効率で得ることができ、ま
た、重負荷時に前記第1のモードで動作させることによ
り大電力を供給することができるという効果がある。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided a DC voltage source, and two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element. An inverter circuit that outputs to the secondary winding side, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and converts an output voltage of the inverter circuit into a predetermined DC voltage and supplies the DC voltage to a load A rectifier circuit, wherein the inverter circuit alternately turns on and off both switching elements at a duty exceeding 50% and stores energy in the inductance element during a period in which both switching elements are turned on in an overlapping manner; One turns off and the stored energy in the inductance element A first mode superimposed on the energy of the source and emitted to the primary winding of the transformer, a flyback converter is constituted by one switching element and the transformer, and a forward converter is constituted by the other switching element and the transformer. And a second mode for controlling the switching element so as to constitute the second mode. When the second mode is operated at no load and at light load, a high voltage of small power can be obtained with high efficiency. Also, there is an effect that large power can be supplied by operating in the first mode at the time of heavy load.

【0116】請求項27の発明は、直流電流源と、前記
直流電流源に並列接続されたコンデンサと、前記直流電
流源とともにそれぞれトランスの一次巻線を介して閉ル
ープを構成する2つのスイッチング素子を具備し前記直
流電流源の出力電流を交流出力に変換してトランスの二
次巻線側の負荷へ供給するインバータ回路と、前記コン
デンサと共振回路を形成するインダクタンス要素とを備
え、前記インバータ回路は、各スイッチング素子が50
%未満のデューティで交互にオンオフされ重複してオフ
となる期間を設けた第1のモードと、各スイッチング素
子が50%のデューティで上記共振回路の共振周波数近
傍の周波数にて交互にオンオフされる第2のモードとを
有するものであり、無負荷時および軽負荷時に前記第1
のモードで動作させることにより、負荷へ必要な高電圧
を印加することができ、重負荷時に前記第2のモードで
動作させることにより、低電圧で負荷電力を大きくする
ことができるという効果がある。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, a DC current source, a capacitor connected in parallel to the DC current source, and two switching elements forming a closed loop together with the DC current source via a primary winding of a transformer are provided. An inverter circuit that converts the output current of the DC current source into an AC output and supplies the AC current to a load on a secondary winding side of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. , Each switching element is 50
A first mode in which a period in which the switching element is alternately turned on and off with a duty of less than% and overlapped off is provided, and each switching element is alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit with a duty of 50%. A second mode, wherein the first mode is used when there is no load and when the load is light.
By operating in the second mode, a required high voltage can be applied to the load, and by operating in the second mode under heavy load, the load power can be increased at a low voltage. .

【0117】請求項28の発明は、直流電流源と、前記
直流電流源に並列接続されたコンデンサと、前記直流電
流源とともにそれぞれトランスの一次巻線を介して閉ル
ープを構成する2つのスイッチング素子を具備し前記直
流電流源の出力電流を交流出力に変換してトランスの二
次巻線側へ出力するインバータ回路と、前記コンデンサ
と共振回路を形成するインダクタンス要素とを備え、前
記インバータ回路は、各スイッチング素子がそれぞれ直
列接続された一次巻線とともにフライバック型コンバー
タとして動作する第1のモードと、各スイッチング素子
が50%のデューティでオンオフされるプッシュプル型
インバータとして動作する第2のモードとを有するもの
であり、無負荷時および軽負荷時に前記第1のモードで
動作させることにより、小電力で高電圧を効率良く得る
ことができ、重負荷時に前記第2のモードで動作させる
ことにより、低電圧の大電流を得ることができるという
効果がある。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, there is provided a DC current source, a capacitor connected in parallel to the DC current source, and two switching elements forming a closed loop together with the DC current source via a primary winding of a transformer. An inverter circuit that converts the output current of the DC current source into an AC output and outputs the AC current to the secondary winding side of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. A first mode in which each switching element operates as a flyback type converter together with a primary winding connected in series, and a second mode in which each switching element operates as a push-pull inverter in which each switching element is turned on and off at a duty of 50%. Operating in the first mode at no load and at light load. Ri, high voltage low power can be obtained efficiently, by operating in the second mode to the heavy load, there is an effect that it is possible to obtain a high current low voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.

【図2】同上の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the above.

【図3】同上の特性説明図である。FIG. 3 is a characteristic explanatory diagram of the above.

【図4】同上の特性説明図である。FIG. 4 is a characteristic explanatory diagram of the above.

【図5】同上の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the above.

【図6】実施形態2を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図7】実施形態3を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment.

【図8】実施形態4を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a fourth embodiment.

【図9】実施形態5を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a fifth embodiment.

【図10】実施形態6を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a sixth embodiment.

【図11】同上の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the above.

【図12】同上の動作説明図である。FIG. 12 is an operation explanatory view of the above.

【図13】同上の動作説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図14】同上の動作説明図である。FIG. 14 is an operation explanatory view of the above.

【図15】同上の動作説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図16】同上の動作説明図である。FIG. 16 is an operation explanatory view of the above.

【図17】実施形態7を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a seventh embodiment.

【図18】実施形態8を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing an eighth embodiment.

【図19】実施形態9を示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing a ninth embodiment;

【図20】実施形態10を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram showing a tenth embodiment.

【図21】同上の動作説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of the above operation.

【図22】同上の動作説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram of the above operation.

【図23】実施形態11を示す回路図である。FIG. 23 is a circuit diagram showing an eleventh embodiment.

【図24】従来例1を示す回路図である。FIG. 24 is a circuit diagram showing a first conventional example.

【図25】従来例3を示す回路図である。FIG. 25 is a circuit diagram showing a third conventional example.

【図26】従来例4を示す回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram showing a fourth conventional example.

【図27】従来例5を示す回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram showing a conventional example 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 整流回路 E 直流電源 INV インバータ回路 N11,N12 一次巻線 N2 二次巻線 L1 チョークコイル Q1,Q2 スイッチング素子 RL 負荷 T トランスA Rectifier circuit E DC power supply INV Inverter circuit N11, N12 Primary winding N2 Secondary winding L1 Choke coil Q1, Q2 Switching element R L load T Transformer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K072 AA11 AC18 AC20 BB09 CA16 GA03 GB14 GC04 HA05 HA06 HA10 5H007 BB03 CA02 CB05 CB06 CB25 CC32 5H730 AA15 AS11 BB25 BB27 BB61 CC10 DD04 EE04 EE06 EE07 EE08 EE73 FD01 FD11 FG05 FG07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K072 AA11 AC18 AC20 BB09 CA16 GA03 GB14 GC04 HA05 HA06 HA10 5H007 BB03 CA02 CB05 CB06 CB25 CC32 5H730 AA15 AS11 BB25 BB27 BB61 CC10 DD04 EE04 EE06 EE07 EE08 FE07 FD08

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧源と、前記直流電圧源およびイ
ンダクタンス要素とともにそれぞれ閉ループを構成する
少なくとも2つのスイッチング素子を具備し前記直流電
圧源の出力電圧を交流出力に変換してトランスの二次巻
線側へ出力するインバータ回路と、前記トランスおよび
前記インダクタンス要素と共振回路を形成する共振用の
コンデンサとを備え、前記インバータ回路は、前記少な
くとも2つのスイッチング素子が重複してオンとなって
前記インダクタンス要素にエネルギが蓄積される期間と
前記少なくとも2つのスイッチング素子の一方がオフと
なって前記インダクタンス要素の蓄積エネルギが前記直
流電圧源のエネルギに重畳されて前記トランスの一次巻
線へ放出される期間を有する第1のモードと、前記少な
くとも2つのスイッチング素子が重複してオンせず上記
共振回路の共振周波数近傍の周波数で交互にオンオフさ
れる第2のモードとを有することを特徴とするDC−D
Cコンバータ。
1. A secondary winding of a transformer, comprising: a DC voltage source; and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element, converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. And an inverter circuit for outputting to the line side, and a resonance capacitor forming a resonance circuit with the transformer and the inductance element. The inverter circuit is configured such that the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and the inductance is reduced. A period during which energy is stored in the element and a period during which one of the at least two switching elements is turned off and the stored energy of the inductance element is superimposed on the energy of the DC voltage source and discharged to the primary winding of the transformer. A first mode having at least two switches. A second mode in which the switching elements are alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit without being turned on in an overlapping manner.
C converter.
【請求項2】 直流電圧源と、前記直流電圧源およびイ
ンダクタンス要素とともにそれぞれ閉ループを構成する
少なくとも2つのスイッチング素子を具備し前記直流電
圧源の出力電圧を交流出力に変換してトランスの二次巻
線側へ出力するインバータ回路と、前記トランスおよび
前記インダクタンス要素と共振回路を形成する共振用の
コンデンサと、前記インバータ回路の出力電圧を所定の
直流電圧に変換して負荷へ供給する整流回路とを備え、
前記インバータ回路は、前記少なくとも2つのスイッチ
ング素子が重複してオンとなって前記インダクタンス要
素にエネルギが蓄積される期間と前記少なくとも2つの
スイッチング素子の一方がオフとなって前記インダクタ
ンス要素の蓄積エネルギが前記直流電圧源のエネルギに
重畳されて前記トランスの一次巻線へ放出される期間を
有する第1のモードと、前記少なくとも2つのスイッチ
ング素子が重複してオンせず上記共振回路の共振周波数
近傍の周波数で交互にオンオフされる第2のモードとを
有することを特徴とするDC−DCコンバータ。
2. A secondary winding of a transformer, comprising: a DC voltage source; and at least two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element, converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. An inverter circuit that outputs to the line side, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and a rectifier circuit that converts an output voltage of the inverter circuit into a predetermined DC voltage and supplies the DC voltage to a load. Prepare,
The inverter circuit includes a period in which the at least two switching elements are turned on in an overlapping manner and energy is stored in the inductance element, and a state in which one of the at least two switching elements is turned off and the stored energy of the inductance element is reduced. A first mode having a period in which the energy is superimposed on the energy of the DC voltage source and discharged to a primary winding of the transformer; A second mode that is alternately turned on and off at a frequency.
【請求項3】 前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧
源の電圧が所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よ
りも大きな電力を供給する必要があるときに前記インバ
ータ回路を前記第1のモードで動作させることを特徴と
する請求項1記載のDC−DCコンバータ。
3. A control means for controlling ON / OFF of each of the switching elements, wherein the control means supplies a power whose voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold value and which is higher than a rated power to a load. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the inverter circuit is operated in the first mode when necessary.
【請求項4】 前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至
る移行期間に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放
電灯であって、前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間
に前記インバータ回路を前記第1のモードで動作させる
ことを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバー
タ。
4. A discharge lamp that requires a larger power than during stable lighting during a transition period from a start of discharging to a stable lighting of the load, further comprising control means for controlling on / off of each of the switching elements. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the control unit operates the inverter circuit in the first mode during the transition period.
【請求項5】 前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時また
は無負荷時に前記インバータ回路を前記第2のモードで
動作させることを特徴とする請求項1記載のDC−DC
コンバータ。
5. A control device for controlling ON / OFF of each of the switching elements, wherein the control device operates the inverter circuit in the second mode at light load or no load. DC-DC according to 1.
converter.
【請求項6】 前記負荷が放電灯であって、前記各スイ
ッチング素子のオンオフを制御する制御手段を備え、前
記制御手段は、前記放電灯の放電開始時または調光時に
前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させるこ
とを特徴とする請求項1記載のDC−DCコンバータ。
6. The load lamp is a discharge lamp, and further includes control means for controlling on / off of each of the switching elements. The control means controls the inverter circuit when the discharge lamp starts discharging or when dimming is performed. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is operated in two modes.
【請求項7】 前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記直流電圧
源の電圧が所定のしきい値よりも低く負荷へ定格電力よ
りも大きな電力を供給する必要があるときに前記インバ
ータ回路を前記第1のモードで動作させることを特徴と
する請求項2記載のDC−DCコンバータ。
7. A control unit for controlling ON / OFF of each of the switching elements, wherein the control unit supplies power greater than a rated power to a load when a voltage of the DC voltage source is lower than a predetermined threshold value. 3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the inverter circuit is operated in the first mode when necessary.
【請求項8】 前記負荷が放電開始後から安定点灯へ至
る移行期間に安定点灯時と比べて大きな電力を要する放
電灯であって、前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記移行期間
に前記インバータ回路を前記第1のモードで動作させる
ことを特徴とする請求項2記載のDC−DCコンバー
タ。
8. A discharge lamp which requires a larger power than during stable lighting during a transition period from a start of discharging to a stable lighting of the load, further comprising control means for controlling on / off of each switching element. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the control means operates the inverter circuit in the first mode during the transition period.
【請求項9】 前記各スイッチング素子のオンオフを制
御する制御手段を備え、前記制御手段は、軽負荷時また
は無負荷時に前記インバータ回路を前記第2のモードで
動作させることを特徴とする請求項2記載のDC−DC
コンバータ。
9. A control device for controlling on / off of each of the switching elements, wherein the control device operates the inverter circuit in the second mode at light load or no load. DC-DC according to 2
converter.
【請求項10】 前記負荷が放電灯であって、前記各ス
イッチング素子のオンオフを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記放電灯の放電開始時または調光時
に前記インバータ回路を前記第2のモードで動作させる
ことを特徴とする請求項2記載のDC−DCコンバー
タ。
10. The load is a discharge lamp, comprising control means for controlling on / off of each of the switching elements,
3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein the control unit operates the inverter circuit in the second mode at the time of starting discharge or dimming of the discharge lamp. 4.
【請求項11】 前記インバータ回路は、入力側に前記
インダクタンス要素としてチョークコイルを有すること
を特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記
載のDC−DCコンバータ。
11. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the inverter circuit has a choke coil as the inductance element on an input side.
【請求項12】 前記インバータ回路は、入力側に前記
インダクタンス要素としてチョークコイルを有するプッ
シュプル型インバータ回路であることを特徴とする請求
項1ないし請求項10のいずれかに記載の記載のDC−
DCコンバータ。
12. The DC-to-DC converter according to claim 1, wherein said inverter circuit is a push-pull type inverter circuit having a choke coil as said inductance element on an input side.
DC converter.
【請求項13】 前記インバータ回路は、入力側に前記
インダクタンス要素としてチョークコイルを有するフル
ブリッジ型インバータ回路であることを特徴とする請求
項1ないし請求項10のいずれかに記載のDC−DCコ
ンバータ。
13. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the inverter circuit is a full-bridge inverter circuit having a choke coil as the inductance element on an input side. .
【請求項14】 前記インバータ回路は、入力側に前記
インダクタンス要素としてチョークコイルを有するフル
ブリッジ型インバータ回路であり、前記第1のモード
は、少なくとも2つのスイッチング素子を重複してオン
させるにあたって、インバータ回路の4つのスイッチン
グ素子を重複してオンさせる4個同時オンモード、いず
れか一方のアームの2つのスイッチング素子を重複して
オンさせる2個同時オンモード、一方のアームの2つの
スイッチング素子を重複してオンさせる期間と他方のア
ームの2つのスイッチング素子を重複してオンさせる期
間とが交互に設けられる順次切換オンモードから選択さ
れるモードを採用してなることを特徴とする請求項1な
いし請求項10のいずれかに記載のDC−DCコンバー
タ。
14. The inverter circuit is a full-bridge type inverter circuit having a choke coil as the inductance element on the input side, and the first mode is configured such that at least two switching elements are turned on in an overlapping manner. Four simultaneous ON modes in which four switching elements of a circuit are turned on in duplicate, two simultaneous ON modes in which two switching elements of one arm are turned on in duplicate, and two switching elements of one arm are duplicated A mode selected from a sequential switching-on mode in which a period in which the switching element is turned on and a period in which the two switching elements of the other arm are turned on are alternately provided. The DC-DC converter according to claim 10.
【請求項15】 前記インバータ回路は、入力側に前記
インダクタンス要素としてチョークコイルを有するフル
ブリッジ型インバータ回路であり、前記第1のモード
は、少なくとも2つのスイッチング素子を重複してオン
させるにあたって、いずれか一方のアームの2つのスイ
ッチング素子を重複してオンさせる2個同時オンモー
ド、一方のアームの2つのスイッチング素子を重複して
オンさせる期間と他方のアームの2つのスイッチング素
子を重複してオンさせる期間とが交互に設けられる順次
切換オンモード、3つのスイッチング素子を重複してオ
ンさせる3個同時オンモードから選択されるモードを採
用してなることを特徴とする請求項1ないし請求項10
のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
15. The inverter circuit according to claim 1, wherein the inverter circuit is a full-bridge inverter circuit having a choke coil as the inductance element on an input side. Two simultaneous ON mode in which two switching elements of one arm are turned on in an overlapping manner, a period in which two switching elements of one arm are turned on in an overlapping manner, and two switching elements of the other arm are turned on in an overlapping manner. 11. A mode selected from a sequential switching on mode in which the switching periods are provided alternately and a three simultaneous on mode in which three switching elements are turned on in an overlapped manner.
The DC-DC converter according to any one of the above.
【請求項16】 前記共振用のコンデンサは、前記トラ
ンスの1次側に設けられてなることを特徴とする請求項
1ないし請求項15のいずれかに記載のDC−DCコン
バータ。
16. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the resonance capacitor is provided on a primary side of the transformer.
【請求項17】 前記共振用のコンデンサは、前記トラ
ンスの2次側に設けられてなることを特徴とする請求項
1ないし請求項15のいずれかに記載のDC−DCコン
バータ。
17. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the resonance capacitor is provided on a secondary side of the transformer.
【請求項18】 前記整流回路が前記トランスの二次巻
線の両端間に接続された倍電圧整流回路であって、前記
倍電圧整流回路のコンデンサが前記共振用のコンデンサ
を兼ねてなることを特徴とする請求項2記載のDC−D
Cコンバータ。
18. A voltage doubler rectifier circuit connected between both ends of a secondary winding of the transformer, wherein the capacitor of the voltage doubler rectifier circuit also functions as the resonance capacitor. 3. The DC-D according to claim 2, wherein
C converter.
【請求項19】 前記倍電圧整流回路の各コンデンサの
両端間にそれぞれダイオードが逆並列に接続されてなる
ことを特徴とする請求項18記載のDC−DCコンバー
タ。
19. The DC-DC converter according to claim 18, wherein diodes are connected in anti-parallel between both ends of each capacitor of the voltage doubler rectifier circuit.
【請求項20】 前記整流回路が前記トランスの二次巻
線の両端間に接続されたダイオードブリッジよりなる全
波整流回路であって、前記全波整流回路の出力端間に接
続されたコンデンサ入力型平滑回路を備え、前記コンデ
ンサ入力型平滑回路のコンデンサが前記共振用のコンデ
ンサを兼ねてなることを特徴とする請求項2記載のDC
−DCコンバータ。
20. A full-wave rectifier circuit comprising a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer, wherein the rectifier circuit includes a capacitor input connected between output terminals of the full-wave rectifier circuit. 3. A DC according to claim 2, further comprising a type smoothing circuit, wherein the capacitor of the capacitor input type smoothing circuit also serves as the resonance capacitor.
-DC converter.
【請求項21】 前記整流回路が前記トランスの二次巻
線の両端間に接続されたダイオードブリッジよりなる全
波整流回路であって、前記全波整流回路の出力端間に接
続されたチョークコイルと平滑用のコンデンサとの直列
回路とを備え、前記全波整流回路の入力側で前記二次巻
線の両端間に前記共振用のコンデンサが接続されてなる
ことを特徴とする請求項2記載のDC−DCコンバー
タ。
21. A full-wave rectifier circuit comprising a diode bridge connected between both ends of a secondary winding of the transformer, wherein the choke coil is connected between output terminals of the full-wave rectifier circuit. 3. A series circuit comprising a capacitor for smoothing and a capacitor for smoothing, wherein the capacitor for resonance is connected between both ends of the secondary winding on the input side of the full-wave rectifier circuit. DC-DC converter.
【請求項22】 前記トランスが複数の二次巻線を有す
ることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれ
かに記載のDC−DCコンバータ。
22. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the transformer has a plurality of secondary windings.
【請求項23】 前記トランスが複数の二次巻線を有
し、各二次巻線ごとに前記共振用のコンデンサが設けら
れてなることを特徴とする請求項1ないし請求項15の
いずれかに記載のDC−DCコンバータ。
23. The method according to claim 1, wherein the transformer has a plurality of secondary windings, and the resonance capacitor is provided for each of the secondary windings. 3. The DC-DC converter according to 1.
【請求項24】 前記トランスが2つの二次巻線を有
し、各二次巻線の両端間に整流用のダイオードを介して
負荷が挿入され、各二次巻線の両端間に前記共振用のコ
ンデンサが挿入されてなることを特徴とする請求項1な
いし請求項15のいずれかに記載のDC−DCコンバー
タ。
24. The transformer has two secondary windings, a load is inserted between both ends of the secondary winding via a rectifying diode, and the resonance is provided between both ends of each secondary winding. The DC-DC converter according to any one of claims 1 to 15, wherein a capacitor for use in the DC-DC converter is inserted.
【請求項25】 前記トランスの二次巻線の両端間に前
記共振用のコンデンサが接続され、前記共振用のコンデ
ンサの両端間に直流カット用のコンデンサを介して負荷
が接続されてなることを特徴とする請求項1記載のDC
−DCコンバータ。
25. A configuration in which the resonance capacitor is connected between both ends of a secondary winding of the transformer, and a load is connected between both ends of the resonance capacitor via a DC cut capacitor. 2. The DC according to claim 1, wherein:
-DC converter.
【請求項26】 直流電圧源と、前記直流電圧源および
インダクタンス要素とともにそれぞれ閉ループを構成す
る2つのスイッチング素子を具備し前記直流電圧源の出
力電圧を交流出力に変換してトランスの二次巻線へ出力
するインバータ回路と、前記トランスおよび前記インダ
クタンス要素と共振回路を形成する共振用のコンデンサ
と、前記インバータ回路の出力電圧を所定の直流電圧に
変換して負荷へ供給する整流回路とを備え、前記インバ
ータ回路は、両スイッチング素子を50%を超えるデュ
ーティで交互にオンオフし両スイッチング素子が重複し
てオンとなった期間に前記インダクタンス要素にエネル
ギが蓄積され両スイッチング素子の一方がオフとなって
前記インダクタンス要素の蓄積エネルギが前記直流電圧
源のエネルギに重畳されて前記トランスの一次巻線へ放
出される第1のモードと、一方のスイッチング素子とト
ランスとでフライバック型コンバータを構成し他方のス
イッチング素子とトランスとでフォワード型コンバータ
を構成するように各スイッチング素子がオンオフされる
第2のモードとを有することを特徴とするDC−DCコ
ンバータ。
26. A secondary winding of a transformer, comprising: a DC voltage source; and two switching elements each forming a closed loop together with the DC voltage source and an inductance element, converting an output voltage of the DC voltage source into an AC output. An inverter circuit for outputting to the transformer, the capacitor for resonance forming a resonance circuit with the transformer and the inductance element, and a rectifier circuit for converting an output voltage of the inverter circuit into a predetermined DC voltage and supplying the DC voltage to a load, In the inverter circuit, both switching elements are alternately turned on and off with a duty exceeding 50%, and energy is accumulated in the inductance element during a period in which both switching elements are overlapped and turned on, and one of the two switching elements is turned off. The stored energy of the inductance element is superimposed on the energy of the DC voltage source The first mode, which is then released to the primary winding of the transformer, constitutes a flyback converter with one switching element and the transformer, and forms a forward converter with the other switching element and the transformer. A second mode in which the switching element is turned on and off.
【請求項27】 直流電流源と、前記直流電流源に並列
接続されたコンデンサと、前記直流電流源とともにそれ
ぞれトランスの一次巻線を介して閉ループを構成する2
つのスイッチング素子を具備し前記直流電流源の出力電
流を交流出力に変換してトランスの二次巻線へ出力する
インバータ回路と、前記コンデンサと共振回路を形成す
るインダクタンス要素とを備え、前記インバータ回路
は、各スイッチング素子が50%未満のデューティで交
互にオンオフされ重複してオフとなる期間を設けた第1
のモードと、各スイッチング素子が50%のデューティ
で上記共振回路の共振周波数近傍の周波数にて交互にオ
ンオフされる第2のモードとを有することを特徴とする
DC−DCコンバータ。
27. A direct current source, a capacitor connected in parallel with the direct current source, and a closed loop constituting together with the direct current source via a primary winding of a transformer.
An inverter circuit that includes two switching elements and converts an output current of the DC current source into an AC output and outputs the AC current to a secondary winding of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. A first period in which each switching element is alternately turned on and off with a duty of less than 50% and overlapped off.
And a second mode in which each switching element is alternately turned on and off at a frequency near the resonance frequency of the resonance circuit with a duty of 50%.
【請求項28】 直流電流源と、前記直流電流源に並列
接続されたコンデンサと、前記直流電流源とともにそれ
ぞれトランスの一次巻線を介して閉ループを構成する2
つのスイッチング素子を具備し前記直流電流源の出力電
流を交流出力に変換してトランスの二次巻線へ出力する
インバータ回路と、前記コンデンサと共振回路を形成す
るインダクタンス要素とを備え、前記インバータ回路
は、各スイッチング素子がそれぞれ直列接続された一次
巻線とともにフライバック型コンバータとして動作する
第1のモードと、各スイッチング素子が50%のデュー
ティでオンオフされるプッシュプル型インバータとして
動作する第2のモードとを有することを特徴とするDC
−DCコンバータ。
28. A direct current source, a capacitor connected in parallel to the direct current source, and a closed loop forming together with the direct current source via a primary winding of a transformer.
An inverter circuit that includes two switching elements and converts an output current of the DC current source into an AC output and outputs the AC current to a secondary winding of a transformer; and an inductance element that forms a resonance circuit with the capacitor. A first mode in which each switching element operates as a flyback converter together with a primary winding connected in series, and a second mode in which each switching element operates as a push-pull inverter in which each switching element is turned on and off at a duty of 50% DC characterized by having a mode
-DC converter.
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