JP2001345194A

JP2001345194A - 電源装置

Info

Publication number: JP2001345194A
Application number: JP2000163638A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maehara; 稔前原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動信号のオンデューティが高い場合でも、
ドライバに駆動トランスを用いて、制御グランドと異な
る点に接続されたインバータのスイッチング素子を確実
に駆動する。【解決手段】ＦＥＴＱを有するインバータ１と、ＦＥ
ＴＱを駆動信号に応じてオン／オフするドライバ１０
と、このドライバ１０に駆動信号を出力してＦＥＴＱを
制御する制御部２とを備えた。ドライバ１０は、駆動信
号でオン／オフするＦＥＴＱ１１，Ｑ１２と、これらの
オン／オフに応じて電圧Ｖccの直流電源からの電圧が断
続的に印加する１次巻線ｎ１１１およびこの１次巻線ｎ
１１１に印加する電圧に応じて誘導起電圧を発生してＦ
ＥＴＱをオン／オフする２次巻線ｎ１１２を有する駆動
トランスＴ１１とを備え、駆動信号のオンデューティが
増加すると、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で１次巻線ｎ１
１１に印加する直流電源からの電圧Ｖc13 を高くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば交流電源か
らの電圧を整流平滑して得た直流電圧を、矩形波交流電
圧に変換して負荷に印加する電源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７にこの種の電源装置の構成図を、図
８に図７の一部構成図を、図９，図１０に図７の電源装
置の動作説明図を示す。

【０００３】図７において、電源装置は、インバータ
１、制御部２およびライバ１０PAにより構成されてい
る。

【０００４】インバータ１は、スイッチング素子として
のＦＥＴＱ１，Ｑ２を有し、これらＦＥＴＱ１，Ｑ２の
オン／オフによりコンデンサＣ１，Ｃ２の直流電力を交
流電力に変換して、インダクタＬ１経由でコンデンサＣ
３と並列に接続された負荷としてのＨＩＤランプなどの
放電ランプＬａに供給するものである。

【０００５】制御部２は、ドライバ１０PAに駆動信号を
出力してインバータ１のスイッチング素子のオン／オフ
を制御するものである。

【０００６】ドライバ１０PAは、インバータ１のスイッ
チング素子を駆動信号に応じてオン／オフするもので、
制御部２からの高周波の駆動信号でオン／オフする駆動
用スイッチング素子としてのＦＥＴＱ１１，Ｑ１２と、
これらＦＥＴＱ１１，Ｑ１２のオン／オフに応じて直流
電源としてのコンデンサＣ１０からの電圧Ｖccが断続的
に印加する１次巻線ｎ１１１およびこの１次巻線ｎ１１
１に印加する電圧に応じて誘導起電圧を発生してインバ
ータ１のスイッチング素子をオン／オフする２次巻線ｎ
１１２を有する駆動トランスＴ１１とを備えている。ま
た、２次巻線ｎ１１２とインバータ１のスイッチング素
子との間には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２が設けられている。さ
らに、１次巻線ｎ１１１とグランドとの間にはコンデン
サＣ１１が設けられている。

【０００７】ここで、コンデンサＣ１，Ｃ２は電解コン
デンサであり、これら双方の容量は、同程度であって、
ＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ時の電圧変化をほとんど
無視できる程度に十分大きい。インダクタＬ１は、降圧
チョッパチョークとなっており、インバータ１のスイッ
チング素子のオン／オフ時に降圧チョッパとして作用す
る。

【０００８】ＦＥＴＱ１，Ｑ２は、制御部２によりドラ
イバ１０PAを通じて、並列回路を構成する放電ランプＬ
ａおよびコンデンサＣ３の両端にほぼ一定の電圧を印加
するように制御される。すなわち、図９に示すように、
ＦＥＴＱ１，Ｑ２には、一方がオフ状態のまま他方がオ
ン／オフする駆動信号が与えられ、一定周期でその状態
が変化するようになっている。

【０００９】さらに詳述すると、ＦＥＴＱ１がオン／オ
フする場合において、ＦＥＴＱ１がオンの時、図１０
（ａ）に示すように、コンデンサＣ１が電源となって、
Ｃ１→Ｑ１→Ｌ１→Ｌａ，Ｃ３のループで電流が流れ、
インダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。

【００１０】この後、ＦＥＴＱ１がオフになると、図１
０（ｂ）に示すように、インダクタＬ１の誘導起電力
で、Ｌ１→Ｌａ，Ｃ３→Ｃ２→Ｑ２内蔵のダイオード
（帰還ダイオード）のループで電流が流れ、インダクタ
Ｌ１に蓄積されたエネルギーがコンデンサＣ２に放出さ
れる。この降圧チョッパの動作で放電ランプＬａにほぼ
一定電圧を発生させ、図８のＩlaの向きに電流を流す。

【００１１】一方、ＦＥＴＱ２がオン／オフする場合に
おいて、ＦＥＴＱ２がオンの時、図１０（ｃ）に示すよ
うに、コンデンサＣ２が電源となって、Ｃ２→Ｌａ，Ｃ
３→Ｌ１→Ｑ２のループで電流が流れ、インダクタＬ１
にエネルギーが蓄積される。

【００１２】この後、ＦＥＴＱ２がオフになると、図１
０（ｄ）に示すように、インダクタＬ１の誘導起電力で
Ｌ１→Ｑ１内蔵のダイオード→Ｃ１→Ｌａ，Ｃ３のルー
プで電流が流れ、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギ
ーがＣ１に放出される。この降圧チョッパの動作で放電
ランプＬａに前とは逆向きのほぼ一定電圧を発生させ、
図８のＩlaの逆向きに電流を流す。

【００１３】このような動作の電源装置では、インバー
タ１のスイッチング素子のオンデューティ（オン／オフ
の一周期に対するオン時間の割合）は５０％より大きい
のが望ましい。すなわち、図１０（ａ），（ｂ）で示し
たＦＥＴＱ１のオン／オフ時に、スイッチング素子のオ
ン電圧等を無視できるすると、次式が成り立つ。

【００１４】Ｑ１オン時：ＶL1＝ＶC1−ＶLa Ｑ１オフ時：ＶL1＝ＶC2＋ＶLa ＶC1≒ＶC2であるので、Ｑ１オフ時のＶL1の方がＱ１オ
ン時のそれよりも電圧が高くなる。定常時にはスイッチ
ング素子の一周期内でインダクタＬ１に印加される電圧
の平均値が０であるから、ＦＥＴＱ１がオフしている時
間はＦＥＴＱ１がオンしている時間より短い必要があ
り、このため、オンデューティを５０％より大きくする
のが望ましいのである。ＦＥＴＱ２のオン／オフ時も同
様である。

【００１５】ところで、上記のように、矩形波の電圧を
放電ランプＬａに印加する電源装置では、コンデンサＣ
１，Ｃ２の接続点に制御グランドを取ることが多い。そ
の利点は、電位が安定し、かつ放電ランプＬａの電流、
電圧を検出しやすくなり、負荷の状態の監視が容易とな
るからである。なお、その制御グランドからＦＥＴＱ
１，Ｑ２を駆動するには回路構成が複雑になるという欠
点がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すように、ドライバに駆動トランスを使用する場合、
駆動信号のオンデューティが高いとき、駆動トランスの
２次巻線に発生する電圧のピークが低くなり、インバー
タのスイッチング素子を駆動できない問題が生じる。

【００１７】すなわち、駆動信号のオンデューティがほ
ぼ５０％である場合、駆動トランスの２次巻線からイン
バータのスイッチング素子を駆動しうるに十分な電圧が
得られる。これに対し、駆動信号のオンデューティが上
記の率よりも高い場合、図１１に示すように、駆動トラ
ンスの２次巻線の電圧（図７のＶＴ２参照）の正向きの
ピークが下がってインバータのスイッチング素子をオン
できなくなる。

【００１８】この理由は、駆動トランスが直流成分を２
次側に伝達することができず、２次側の電圧の平均値が
０Ｖになるので、駆動信号のオンデューティが高くなる
と、駆動信号のオフ時に駆動トランスの２次側の電圧
（ＶＴ２）が負の向きに高くなる一方、駆動信号のオン
時に２次側の電圧が正の向きに低くなるからである。

【００１９】そして、上記の問題は、図７に示した回路
構成に限らず、制御グランドと異なる点に接続されたイ
ンバータのスイッチング素子を駆動トランスで駆動する
ときに発生する。特に、図７の電源装置では、駆動信号
のオンデューティは、５０％より大きく、設計にもよる
がときとして９０％を越える場合もある反面、インバー
タのスイッチング素子のオフ時には０％を維持するの
で、オンデューティの変化が大きくこの問題が顕著とな
る。

【００２０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、駆動信号のオンデューティが高い場合でも、ド
ライバに駆動トランスを用いて、制御グランドと異なる
点に接続されたインバータのスイッチング素子を確実に
駆動することができる電源装置を提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、スイッチング素子を有しこの
スイッチング素子のオン／オフにより直流電力を交流電
力に変換して負荷に供給するインバータと、このインバ
ータのスイッチング素子を駆動信号に応じてオン／オフ
するドライバと、このドライバに前記駆動信号を出力し
て前記スイッチングのオン／オフを制御する制御部とに
より構成される電源装置であって、前記ドライバは、前
記駆動信号でオン／オフする駆動用スイッチング素子
と、この駆動用スイッチング素子のオン／オフに応じて
直流電源からの電圧が断続的に印加する１次巻線および
この１次巻線に印加する電圧に応じて誘導起電圧を発生
して前記インバータのスイッチング素子をオン／オフす
る２次巻線を有する駆動トランスとを備え、前記駆動信
号のオンデューティが増加すると、前記駆動用スイッチ
ング素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源か
らの電圧を高くすることを特徴とする。

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
源装置において、前記ドライバは、前記駆動信号のオン
デューティの増加に比例して、前記駆動用スイッチング
素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの
電圧を高くすることを特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の電
源装置において、前記ドライバは、前記駆動信号のオン
デューティが所定値以上に増加すると、前記駆動用スイ
ッチング素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電
源からの電圧を高くすることを特徴とする。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の電源装置において、前記駆動用スイッチング素子
経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの電圧
は、前記駆動信号のオンデューティの変化に応じて連続
的に変化することを特徴とする。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項１または３
記載の電源装置において、前記駆動用スイッチング素子
経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの電圧
は、前記駆動信号のオンデューティの変化に応じて段階
的に変化することを特徴とする。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項１記載の電
源装置において、前記ドライバは、前記直流電源の電圧
を分圧する分圧回路を備え、この分圧回路による分圧電
圧を前記駆動信号のオンデューティの増加に応じて高く
して、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線
に印加することを特徴とする。

【００２７】請求項７記載の発明は、請求項１記載の電
源装置において、前記ドライバは昇圧チョッパを備え、
この昇圧チョッパは、インダクタと、このインダクタを
介して前記直流電源に接続され前記駆動信号に応じてオ
ン／オフするスイッチング素子と、このスイッチング素
子と並列に接続され直列回路を構成するダイオードおよ
びコンデンサとにより構成され、このコンデンサの電圧
を、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に
印加することを特徴とする。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項１記載の電
源装置において、前記ドライバはフライバックコンバー
タを備え、このフライバックコンバータは、１次巻線お
よび２次巻線を有するトランスと、このトランスの１次
巻線を介して前記直流電源に接続され前記駆動信号に応
じてオン／オフするスイッチング素子と、当該フライバ
ックコンバータの前記トランスの２次巻線と並列に接続
され直列回路を構成するダイオードおよびコンデンサと
により構成され、このコンデンサの電圧を、前記駆動用
スイッチング素子経由で前記駆動トランスの１次巻線に
印加することを特徴とする。

【００２９】請求項９記載の発明は、請求項１〜８のい
ずれかに記載の電源装置において、前記インバータが有
するスイッチング素子は直列回路を構成する第１および
第２スイッチング素子であり、これら第１および第２ス
イッチング素子は直列回路を構成する第１および第２コ
ンデンサと並列に接続され、前記第１および第２スイッ
チング素子の接続点と前記第１および第２コンデンサの
接続点との間には、インダクタ、コンデンサおよび前記
負荷としてのＨＩＤランプが接続され、前記第１および
第２コンデンサには直列回路を構成するダイオードおよ
びスイッチングが並列に接続され、このスイッチング素
子の両端にはインダクタおよび全波整流器を介して交流
電源に接続されていることを特徴とする。

【００３０】請求項１０記載の発明は、請求項１〜９の
いずれかに記載の電源装置において、前記駆動トランス
はパルストランスであることを特徴とする。

【００３１】請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０
のいずれかに記載の電源装置において、前記駆動信号の
オンデューティが低いとき、前記直流電源の電圧と前記
駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に印加する
前記直流電源からの電圧はほぼ等しいことを特徴とす
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る電源装置の概略構成図、図２は図１に示すドライバの
動作説明図であり、これらの図を用いて以下に第１実施
形態の説明を行う。

【００３３】図１に示す電源装置は、スイッチング素子
としてのＦＥＴＱを有しこのＦＥＴＱのオン／オフによ
り直流電力を交流電力に変換して図示しない放電ランプ
などの負荷に供給するインバータ１と、このインバータ
１のＦＥＴＱを駆動信号に応じてオン／オフするドライ
バ１０と、このドライバ１０に上記駆動信号を出力して
ＦＥＴＱのオン／オフを制御する制御部２とにより構成
されている。

【００３４】ここで、インバータ１および制御部２は、
図７を用いて説明した従来の電源装置などと同様の回路
を採用することができる。そして、例えば、インバータ
１のスイッチング素子は制御グランドと異なる点に接続
されているものとする。

【００３５】ドライバ１０は、上記の如きインバータ１
のＦＥＴＱを制御部２からの駆動信号に応じてオン／オ
フするもので、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２、駆動トランス
（例えばパルストランス）Ｔ１１、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２
およびコンデンサＣ１１を図７で示した従来の電源装置
と同様に備えているほか、その従来の電源装置との相違
点として、０〜１００％未満の範囲をとりうる駆動信号
のオンデューティが（５０％より）高いとき、駆動トラ
ンスＴ１１の２次側に発生する正向きの電圧が低くなっ
てインバータ１のスイッチング素子を駆動することがで
きないという問題を解決するための手段を備えている。

【００３６】この手段は、図２に示すように、制御部２
からの駆動信号Ｖｓのオンデューティが高くなると、Ｆ
ＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で１次巻線ｎ１１１に印加する
直流電源からの電圧（図１のＶC13 参照）を高くするも
のである。原理的には、駆動信号Ｖｓのオンデューティ
が高くなると、電圧ＶC13 と駆動トランスＴ１１の２次
側の正向きの電圧ＶＴ２との比率（ＶＴ２／ＶC13 ）が
下がることに着目し、駆動信号Ｖｓのオンデューティが
高くなると、電圧ＶC13 を大きくすることで、電圧ＶＴ
２の絶対値が下がらないようにし、これにより、インバ
ータ１のスイッチング素子の駆動を可能にするのであ
る。

【００３７】上記手段の第１実施形態における具体構成
を説明すると、直流電源の電圧Ｖccを分圧する抵抗Ｒ１
３，Ｒ１４と、抵抗Ｒ１４と並列に接続されるコンデン
サＣ１２と、駆動信号を反転する反転回路１０１と、こ
の出力でオン／オフするトランジスタＱ１３と、このト
ランジスタＱ１３と直列回路を構成しコンデンサＣ１２
に並列に接続される抵抗Ｒ１５と、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１
２と並列に接続されるコンデンサＣ１３と、このコンデ
ンサＣ１３に抵抗Ｒ１３，Ｒ１４による分圧電圧を印加
するボルテージホロワ（オペアンプ）１０２とが設けら
れ、電圧Ｖccの分圧電圧を駆動信号のオンデューティの
増加に応じて高くして、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で１
次巻線ｎ１１１に印加する構成になっている。なお、ボ
ルテージホロワ１０２はコンデンサＣ１３の電圧Ｖc13
の安定化のために入れてある。

【００３８】この構成では、トランジスタＱ１３は、駆
動信号の反転信号で駆動し、そのオンデューティが高い
ときにはオン時間が短くなるので、抵抗Ｒ１５が抵抗Ｒ
１４と並列に接続される時間が短くなる。この結果、ボ
ルテージホロワ１０２を介してコンデンサＣ１３に印加
する電圧が駆動信号のオンデューティの増加に応じて上
昇することになる。

【００３９】これにより、駆動トランスの２次側に発生
する正向きの電圧の絶対値が減少しなくなるので、オン
デューティに関わらず、インバータ１のスイッチング素
子の駆動が可能になる。つまり、駆動信号のオンデュー
ティが高い場合でも、ドライバに駆動トランスを用い
て、制御グランドと異なる点に接続されたインバータの
スイッチング素子を確実に駆動することができる。

【００４０】なお、コンデンサＣ１３の電圧ＶC13 は直
流電源の電圧Ｖccより必ず低くなるので、オンデューテ
ィが高いとき、駆動トランスＴ１１の２次側に十分な正
向きの電圧を発生させるためには、電圧Ｖccを十分高く
する必要がある。

【００４１】また、インバータ１の回路構成が図７と同
様であれば、ＦＥＴＱ１，Ｑ２の各々に対して上記ドラ
イバ１０が設けられるのは言うまでもない。

【００４２】図３は本発明の第２実施形態に係る電源装
置の概略構成図であり、この図を用いて以下に第２実施
形態の説明を行う。

【００４３】図３に示す電源装置は、インバータ１およ
び制御部２を第１実施形態と同様に備えているほか、第
１実施形態との相違点としてドライバ２０を備えてい
る。

【００４４】このドライバ２０は、インバータ１のＦＥ
ＴＱを制御部２からの駆動信号に応じてオン／オフする
もので、第１実施形態との相違点として、図１に示した
抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５、コンデンサＣ１２，Ｃ１３、反転
回路１０１、トランジスタＱ１３およびボルテージホロ
ワ１０２に代えて、昇圧チョッパを備えている。

【００４５】この昇圧チョッパは、インダクタＬ２１
と、このインダクタＬ２１を介して直流電源としてのコ
ンデンサＣ１０に接続され制御部２からの駆動信号に応
じてオン／オフするトランジスタＱ２１と、このトラン
ジスタＱ２１と並列に接続され直列回路を構成するダイ
オードＤ２１およびコンデンサＣ２１とにより構成さ
れ、このコンデンサＣ２１の電圧Ｖc21 をＦＥＴＱ１
１，Ｑ１２経由で１次巻線ｎ１１１に印加する。

【００４６】ここで、上記構成の昇圧チョッパの出力電
圧Ｖc21 は、駆動信号Ｖｓのオンデューティに応じて変
化する。より具体的には、駆動信号Ｖｓのオンデューテ
ィが高くなると、トランジスタＱ２１のオン時間が長く
なり、チョッパスイッチのオン時間が長くなるから、出
力電圧Ｖc21 が高くなる。

【００４７】これにより、図２に示したように、駆動信
号Ｖｓのオンデューティが高くなると、Ｖc13 と同様に
電圧Ｖc21 を高くすることができるので、駆動信号のオ
ンデューティが高い場合でも、駆動トランスの２次側に
発生する正向き電圧の絶対値を下げないようにでき、こ
の結果、インバータのスイッチング素子の確実な駆動が
可能となる。また、第２実施形態では、第１実施形態の
ように直流電源の電圧を高く設定する必要はない。

【００４８】図４は本発明の第３実施形態に係る電源装
置の概略構成図であり、この図を用いて以下に第３実施
形態の説明を行う。

【００４９】図４に示す電源装置は、インバータ１およ
び制御部２を第２実施形態と同様に備えているほか、第
２実施形態との相違点としてドライバ３０を備えてい
る。

【００５０】このドライバ３０は、インバータ１のＦＥ
ＴＱを制御部２からの駆動信号に応じてオン／オフする
もので、第２実施形態との相違点として、その昇圧チョ
ッパに代えて、フライバックコンバータを備えている。

【００５１】このフライバックコンバータは、１次巻線
ｎ３１１および２次巻線ｎ３１２を有するトランスＴ３
１と、このトランスＴ３１の１次巻線ｎ３１１を介して
直流電源としてのコンデンサＣ１０に接続され制御部２
からの駆動信号に応じてオン／オフするトランジスタＱ
３１と、２次巻線ｎ３１２と並列に接続され直列回路を
構成するダイオードＤ３１およびコンデンサＣ３１とに
より構成され、このコンデンサＣ３１の電圧Ｖc31 を、
ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で駆動トランスＴ１１の１次
巻線ｎ１１１に印加する。

【００５２】この構成でも、第２実施形態の昇圧チョッ
パと同様、駆動信号のオンデューティが高くなると、フ
ライバックコンバータの出力電圧Ｖc31 が高くなるの
で、第２実施形態と同様の効果が得られる。

【００５３】図５は本発明の第４実施形態に係る電源装
置の構成図であり、この図を用いて以下に第４実施形態
の説明を行う。

【００５４】図５に示す電源装置は、上記第１〜第３実
施形態のいずれかと同様に構成されるドライバ４０およ
び制御部２を備えているほか、それら第１〜第３実施形
態よりも具体的な回路構成のインバータ１を備えてい
る。

【００５５】このインバータ１が有するスイッチング素
子は直列回路を構成するＦＥＴＱ１，Ｑ２であり、これ
らＦＥＴＱ１，Ｑ２は直列回路を構成するコンデンサＣ
１，Ｃ２と並列に接続されている。また、ＦＥＴＱ１，
Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に
は、インダクタＬ１、コンデンサＣ３および負荷として
のＨＩＤランプなどの放電ランプＬａなどが接続されて
いる。さらに、コンデンサＣ１，Ｃ２には直列回路を構
成するダイオードＤ１およびＦＥＴＱ３が並列に接続さ
れ、このＦＥＴＱ３の両端にはインダクタＬ２および全
波整流器ＤＢを介して交流電源Ｖinに接続されている。

【００５６】ここで、インダクタＬ２、ＦＥＴＱ３およ
びダイオードＤ１は昇圧チョッパを構成する。ＦＥＴＱ
３は図示しない制御部によって高周波でオン／オフし、
直流電圧をコンデンサＣ１，Ｃ２に出力する。これらコ
ンデンサＣ１，Ｃ２は、負荷回路を構成するインダクタ
Ｌ１、コンデンサＣ３および放電ランプＬａに矩形波電
圧を印加するインバータ１の直流電源となる。

【００５７】上記構成において、制御グランドをコンデ
ンサＣ１，Ｃ２の接続点にとると、抵抗Ｒ１，Ｒ２によ
ってそれぞれ放電ランプＬａの電流および電圧の検出が
可能になる。これにより、制御部２は、上記放電ランプ
Ｌａの電流および電圧の検出結果を受けて、ＦＥＴＱ
１，Ｑ２の駆動状態を調節し、放電ランプＬａの点灯を
最適な状態に制御することが可能になる。

【００５８】ところで、ＦＥＴＱ１，Ｑ２は、図７を用
いて説明したように、グランドと異なる電位に接続され
ることから直接駆動が不可能となり、駆動トランスＴ１
１搭載のドライバ４０が使用される。そして、その各ド
ライバ４０には、第１〜第３実施形態で説明した従来の
問題を解決するための手段のいずれかが適用され、制御
部２からの駆動信号Ｖｓのオンデューティが高くなる
と、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で１次巻線ｎ１１１に印
加する直流電源からの電圧（図５ではＶcc2 ）が高くな
るので、ＦＥＴＱ１，Ｑ２の確実な駆動が可能になる。
このように、図２に示した関係を満足すれば、どのよう
な具体構成であってもＦＥＴＱ１，Ｑ２の確実な駆動が
可能になる。

【００５９】なお、図５において、駆動信号のオンデュ
ーティの変化に応じて、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で駆
動トランスＴ１１の１次巻線ｎ１１１に印加する直流電
源からの電圧Ｖcc2 が変化するが、これに限らず、図６
に示すように、所定のデューティＤ％までは電圧Ｖcc2
を変化させずに、オンデューティがデューティＤ％を越
えるとあるいはＤ％以上になると、電圧Ｖcc2 を高く
し、それ以降のデューティでは電圧Ｖcc2 は変化させな
いようにしてもよい。すなわち、駆動信号のオンデュー
ティがＤ％以上に増加すると、ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経
由で１次巻線ｎ１１１に印加する直流電源からの電圧Ｖ
cc2 を高くする手段を設ければよい。

【００６０】このように、電圧Ｖcc2 を段階的に変化さ
せても、初期の電圧Ｖcc2 の値と変化させるデューティ
の値Ｄ％をうまく選べば、インバータ１のスイッチング
素子の確実な駆動が可能になる。そして、上記各実施形
態と同様、駆動信号のオンデューティが（５０％より
も）高くても、電圧Ｖcc2 を段階的に変化させるだけで
よいので、ドライバにおける電源電圧回路の構成を簡素
化できるという利点もある。なお、図６の例では、電圧
Ｖcc2 の変化は一段になっているが、複数段でもよい。

【００６１】また、図３，図４，図５では、直流電源は
コンデンサＣ１０になっているが、これに限らず、電圧
Ｖccが安定であればどのような構成でもよい。

【００６２】さらに、駆動信号のオンデューティが低い
とき、直流電源の電圧とＦＥＴＱ１１，Ｑ１２経由で１
次巻線ｎ１１１に印加する直流電源からの電圧はほぼ等
しくてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、スイッチング素子を有しこのス
イッチング素子のオン／オフにより直流電力を交流電力
に変換して負荷に供給するインバータと、このインバー
タのスイッチング素子を駆動信号に応じてオン／オフす
るドライバと、このドライバに前記駆動信号を出力して
前記スイッチングのオン／オフを制御する制御部とによ
り構成される電源装置であって、前記ドライバは、前記
駆動信号でオン／オフする駆動用スイッチング素子と、
この駆動用スイッチング素子のオン／オフに応じて直流
電源からの電圧が断続的に印加する１次巻線およびこの
１次巻線に印加する電圧に応じて誘導起電圧を発生して
前記インバータのスイッチング素子をオン／オフする２
次巻線を有する駆動トランスとを備え、前記駆動信号の
オンデューティが増加すると、前記駆動用スイッチング
素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの
電圧を高くするので、駆動信号のオンデューティが高い
場合でも、ドライバに駆動トランスを用いて、制御グラ
ンドと異なる点に接続されたインバータのスイッチング
素子を確実に駆動することができる。

【００６４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の電源装置において、前記ドライバは、前記駆動信号
のオンデューティの増加に比例して、前記駆動用スイッ
チング素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源
からの電圧を高くするので、駆動信号のオンデューティ
に応じた適切な電圧でインバータのスイッチング素子を
駆動することができる。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の電源装置において、前記ドライバは、前記駆動信号
のオンデューティが所定値以上に増加すると、前記駆動
用スイッチング素子経由で前記１次巻線に印加する前記
直流電源からの電圧を高くするので、適切な設定により
インバータのスイッチング素子を確実に駆動することが
できる。

【００６６】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の電源装置において、前記駆動用スイッチン
グ素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源から
の電圧は、前記駆動信号のオンデューティの変化に応じ
て連続的に変化するので、駆動信号のオンデューティに
応じた適切な電圧でインバータのスイッチング素子を駆
動することができる。

【００６７】請求項５記載の発明によれば、請求項１ま
たは３記載の電源装置において、前記駆動用スイッチン
グ素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源から
の電圧は、前記駆動信号のオンデューティの変化に応じ
て段階的に変化するので、適切な設定によりインバータ
のスイッチング素子を確実に駆動することができる。

【００６８】請求項６記載の発明によれば、請求項１記
載の電源装置において、前記ドライバは、前記直流電源
の電圧を分圧する分圧回路を備え、この分圧回路による
分圧電圧を前記駆動信号のオンデューティの増加に応じ
て高くして、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１
次巻線に印加するので、駆動信号のオンデューティが高
い場合でも、ドライバに駆動トランスを用いて、制御グ
ランドと異なる点に接続されたインバータのスイッチン
グ素子を確実に駆動することができる。

【００６９】請求項７記載の発明によれば、請求項１記
載の電源装置において、前記ドライバは昇圧チョッパを
備え、この昇圧チョッパは、インダクタと、このインダ
クタを介して前記直流電源に接続され前記駆動信号に応
じてオン／オフするスイッチング素子と、このスイッチ
ング素子と並列に接続され直列回路を構成するダイオー
ドおよびコンデンサとにより構成され、このコンデンサ
の電圧を、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次
巻線に印加するので、駆動信号のオンデューティが高い
場合でも、ドライバに駆動トランスを用いて、制御グラ
ンドと異なる点に接続されたインバータのスイッチング
素子を確実に駆動することができる。

【００７０】請求項８記載の発明によれば、請求項１記
載の電源装置において、前記ドライバはフライバックコ
ンバータを備え、このフライバックコンバータは、１次
巻線および２次巻線を有するトランスと、このトランス
の１次巻線を介して前記直流電源に接続され前記駆動信
号に応じてオン／オフするスイッチング素子と、当該フ
ライバックコンバータの前記トランスの２次巻線と並列
に接続され直列回路を構成するダイオードおよびコンデ
ンサとにより構成され、このコンデンサの電圧を、前記
駆動用スイッチング素子経由で前記駆動トランスの１次
巻線に印加するので、駆動信号のオンデューティが高い
場合でも、ドライバに駆動トランスを用いて、制御グラ
ンドと異なる点に接続されたインバータのスイッチング
素子を確実に駆動することができる。

【００７１】請求項９記載の発明によれば、請求項１〜
８のいずれかに記載の電源装置において、前記インバー
タが有するスイッチング素子は直列回路を構成する第１
および第２スイッチング素子であり、これら第１および
第２スイッチング素子は直列回路を構成する第１および
第２コンデンサと並列に接続され、前記第１および第２
スイッチング素子の接続点と前記第１および第２コンデ
ンサの接続点との間には、インダクタ、コンデンサおよ
び前記負荷としてのＨＩＤランプが接続され、前記第１
および第２コンデンサには直列回路を構成するダイオー
ドおよびスイッチングが並列に接続され、このスイッチ
ング素子の両端にはインダクタおよび全波整流器を介し
て交流電源に接続されているのであり、この構成でも、
インバータのスイッチング素子を確実に駆動することが
できる。

【００７２】請求項１０記載の発明によれば、請求項１
〜９のいずれかに記載の電源装置において、前記駆動ト
ランスはパルストランスであり、この構成でも、インバ
ータのスイッチング素子を確実に駆動することができ
る。

【００７３】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
〜１０のいずれかに記載の電源装置において、前記駆動
信号のオンデューティが低いとき、前記直流電源の電圧
と前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に印
加する前記直流電源からの電圧はほぼ等しく、この構成
でも、インバータのスイッチング素子を確実に駆動する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電源装置の概略構
成図である。

【図２】図１に示すドライバの動作説明図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る電源装置の概略構
成図である。

【図４】本発明の第３実施形態に係る電源装置の概略構
成図である。

【図５】本発明の第４実施形態に係る電源装置の構成図
である。

【図６】駆動信号のオンデューティが所定値以上に増加
したときに駆動トランスの１次巻線に印加する直流電源
からの電圧を高くする例を示す図である。

【図７】従来の電源装置の構成図である。

【図８】図７の一部構成図である。

【図９】図７の電源装置の動作説明図である。

【図１０】図７の電源装置の動作説明図である。

【図１１】従来の電源装置の課題の説明図である。

【符号の説明】

１インバータ２制御部１０，２０，３０，４０制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング素子を有しこのスイッチン
グ素子のオン／オフにより直流電力を交流電力に変換し
て負荷に供給するインバータと、このインバータのスイ
ッチング素子を駆動信号に応じてオン／オフするドライ
バと、このドライバに前記駆動信号を出力して前記スイ
ッチングのオン／オフを制御する制御部とにより構成さ
れる電源装置であって、前記ドライバは、前記駆動信号でオン／オフする駆動用
スイッチング素子と、この駆動用スイッチング素子のオ
ン／オフに応じて直流電源からの電圧が断続的に印加す
る１次巻線およびこの１次巻線に印加する電圧に応じて
誘導起電圧を発生して前記インバータのスイッチング素
子をオン／オフする２次巻線を有する駆動トランスとを
備え、前記駆動信号のオンデューティが増加すると、前
記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に印加す
る前記直流電源からの電圧を高くすることを特徴とする
電源装置。
【請求項２】前記ドライバは、前記駆動信号のオンデ
ューティの増加に比例して、前記駆動用スイッチング素
子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの電
圧を高くすることを特徴とする請求項１記載の電源装
置。
【請求項３】前記ドライバは、前記駆動信号のオンデ
ューティが所定値以上に増加すると、前記駆動用スイッ
チング素子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源
からの電圧を高くすることを特徴とする請求項１記載の
電源装置。
【請求項４】前記駆動用スイッチング素子経由で前記
１次巻線に印加する前記直流電源からの電圧は、前記駆
動信号のオンデューティの変化に応じて連続的に変化す
ることを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
【請求項５】前記駆動用スイッチング素子経由で前記
１次巻線に印加する前記直流電源からの電圧は、前記駆
動信号のオンデューティの変化に応じて段階的に変化す
ることを特徴とする請求項１または３記載の電源装置。
【請求項６】前記ドライバは、前記直流電源の電圧を
分圧する分圧回路を備え、この分圧回路による分圧電圧
を前記駆動信号のオンデューティの増加に応じて高くし
て、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に
印加することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項７】前記ドライバは昇圧チョッパを備え、こ
の昇圧チョッパは、インダクタと、このインダクタを介
して前記直流電源に接続され前記駆動信号に応じてオン
／オフするスイッチング素子と、このスイッチング素子
と並列に接続され直列回路を構成するダイオードおよび
コンデンサとにより構成され、このコンデンサの電圧
を、前記駆動用スイッチング素子経由で前記１次巻線に
印加することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項８】前記ドライバはフライバックコンバータ
を備え、このフライバックコンバータは、１次巻線およ
び２次巻線を有するトランスと、このトランスの１次巻
線を介して前記直流電源に接続され前記駆動信号に応じ
てオン／オフするスイッチング素子と、当該フライバッ
クコンバータの前記トランスの２次巻線と並列に接続さ
れ直列回路を構成するダイオードおよびコンデンサとに
より構成され、このコンデンサの電圧を、前記駆動用ス
イッチング素子経由で前記駆動トランスの１次巻線に印
加することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項９】前記インバータが有するスイッチング素
子は直列回路を構成する第１および第２スイッチング素
子であり、これら第１および第２スイッチング素子は直
列回路を構成する第１および第２コンデンサと並列に接
続され、前記第１および第２スイッチング素子の接続点
と前記第１および第２コンデンサの接続点との間には、
インダクタ、コンデンサおよび前記負荷としてのＨＩＤ
ランプが接続され、前記第１および第２コンデンサには
直列回路を構成するダイオードおよびスイッチングが並
列に接続され、このスイッチング素子の両端にはインダ
クタおよび全波整流器を介して交流電源に接続されてい
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電
源装置。
【請求項１０】前記駆動トランスはパルストランスで
あることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の
電源装置。
【請求項１１】前記駆動信号のオンデューティが低い
とき、前記直流電源の電圧と前記駆動用スイッチング素
子経由で前記１次巻線に印加する前記直流電源からの電
圧はほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜１０のいず
れかに記載の電源装置。
【請求項１２】前記駆動信号のオンデューティは０〜
１００％未満であることを特徴とする請求項１〜１１の
いずれかに記載の電源装置。