JP2006351353A

JP2006351353A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2006351353A
Application number: JP2005176130A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Nishi; 健一郎西; Yuichiro Ito; 雄一郎伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】放電灯点灯装置とは別個にフィルタ回路を設けることなく、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数成分である伝導ノイズと３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数成分である放射ノイズを効果的に抑制することができるようにした放電灯点灯装置を提供すること。
【解決手段】コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を３．３ｍＨ以上、ＰＦＣ回路２０のスイッチング素子２１のスイッチング時間を調整するインピーダンス素子２９の抵抗値を２０Ω以上２００Ω未満、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下に設定することで、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数範囲の伝導ノイズ及び３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数範囲の放射ノイズを効果的に抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は、伝導ノイズや放射ノイズをより効果的に抑制する放電灯点灯装置に関するものである。

従来、「商用交流電源ｅから送り配線７を介して、インダクタンスが１０ｍＨのノーマルモードチョークＬ１および１０ｍＨのノーマルモードチョークＬ２を接続する。ノーマルモードチョークＬ１を合計インダクタンスが１０ｍＨのコモンモードチョークＴｒ１の一方の巻線Ｔｒ１ａに接続し、ノーマルモードチョークＬ２をコモンモードチョークＴｒ１の他方の巻線Ｔｒ１ｂに接続する」ようにした放電灯点灯装置が存在する（たとえば、特許文献１参照）。

この放電灯点灯装置は、安定器の放電灯点灯回路で蛍光ランプを高周波点灯し、通常フィルタ回路で５２６．５ｋＨｚないし３０ＭＨｚの周波数のノイズを減衰させるようにしていた。また、フィルタ回路８では、９ｋＨｚないし５２６．５ｋＨｚの周波数のノイズを減衰させるようにしていた。さらに、安定器の通常フィルタで減衰できない周波数のノイズをフィルタ回路８で減衰させることにより、国際規格であるＣＩＳＰＲ１５（電気照明機器及び類似機器の妨害波特性の許容値及び測定法）にも対応するようにしていた。

特開２００２−５０９３８号公報（第３頁、第１図）

上記のように、高周波電力を放電ランプに供給し点灯させる放電灯点灯装置の場合、放電灯点灯装置内で発生するノイズを抑制するために放電灯点灯装置内にフィルタ回路を設けて、電気用品安全法で規制される５２６．５ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数範囲のノイズを抑制しなければならなかった。しかしながら、このようなフィルタ回路は、伝導ノイズを抑制するために設けられたものであり、伝導ノイズとは別に電気用品安全法で規制される３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数範囲の高周波の放射ノイズを効果的に抑制することができないという問題点があった。

また、５２６．５ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの範囲以外の周波数範囲に含まれるノイズ（たとえば、５２６．５ｋＨｚ以下のノイズ）を抑制するためには、フィルタ回路を放電灯点灯装置とは別個に設けなければならなかった。これは、電気用品安全法の規制対象外であるものの、国際規格であるＣＩＳＰＲ１５等に適合させるようにするためのものである。

しかしながら、５２６．５ｋＨｚ以下のノイズを抑制するためには放電灯点灯装置とは別個にフィルタ回路を搭載しなければならず、装置内にフィルタ回路の搭載スペースを確保しなければならなかった。すなわち、装置のコンパクト化を図ることができず大型化してしまうことになっていた。また、それに伴う製造コストが多くかかってしまうことにもなっていた。また、近年では国内のノイズに関する法規制も国際規格であるＣＩＳＰＲ等との整合を図るため、現在の５６２．６ｋＨｚよりも低い周波数帯（たとえば、１５０ｋＨｚ）まで規制の対象を広げようとする動きもある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、放電灯点灯装置とは別個にフィルタ回路を設けることなく、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数成分である伝導ノイズと３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数成分である放射ノイズを効果的に抑制することができるようにした放電灯点灯装置を提供することを目的としている。

この発明に係る放電灯点灯装置は、商用電源に接続され、放電灯点灯装置内部で発生するノイズを除去するためのノイズフィルタ回路と、前記商用電源を全波整流する整流回路と、前記整流回路で全波整流された直流電圧を昇圧、及び入力電流の力率を改善する昇圧型力率改善回路と、前記昇圧型力率改善回路から供給される直流電圧を高周波電力に変換し、放電灯を含む負荷回路へ供給し、放電灯を点灯させるハーフブリッジ点灯回路とを有し、前記昇圧型力率改善回路に、電界効果トランジスタで構成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御する駆動回路と、前記スイッチング素子のスイッチング時間を調整するためのインピーダンス素子と、前記スイッチング素子に並列に接続されたスナバ回路とを備え、前記昇圧型力率改善回路の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下、前記インピーダンス素子の抵抗値を２０Ω以上２００Ω未満にし、前記ノイズフィルタ回路を少なくとも１個以上のアクロスザラインコンデンサと、少なくとも１個以上のコモンモードチョークコイルとで構成し、前記コモンモードチョークコイルのインダクタンス値を３ｍＨ以上にしたことを特徴とする。

この発明に係る放電灯点灯装置は、商用電源に接続され、放電灯点灯装置内部で発生するノイズを除去するためのノイズフィルタ回路と、前記商用電源を全波整流する整流回路と、前記整流回路で全波整流された直流電圧を昇圧、及び入力電流の力率を改善する昇圧型力率改善回路と、前記昇圧型力率改善回路から供給される直流電圧を高周波電力に変換し、放電灯を含む負荷回路へ供給し、放電灯を点灯させるハーフブリッジ点灯回路とを有し、前記昇圧型力率改善回路に、電界効果トランジスタで構成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御する駆動回路と、前記スイッチング素子のスイッチング時間を調整するためのインピーダンス素子と、前記スイッチング素子に並列に接続されたスナバ回路とを備え、前記昇圧型力率改善回路の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下、前記インピーダンス素子の抵抗値を２０Ω以上２００Ω未満にし、前記ノイズフィルタ回路を少なくとも１個以上のアクロスザラインコンデンサと、少なくとも１個以上のコモンモードチョークコイルとで構成し、前記コモンモードチョークコイルのインダクタンス値を３ｍＨ以上にしたので、放電灯点灯装置内で発生するノイズを効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置について図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る放電灯点灯装置５０の回路構成を示す概略構成図である。放電灯点灯装置５０は、ノイズフィルタ回路１０と、整流回路２と、昇圧型力率改善回路（以下、ＰＦＣ回路と称する）２０と、ハーフブリッジ点灯回路３０と、負荷回路４０とで構成されている。ここでは、放電灯点灯装置５０が商用電源１に接続されている場合を例に示している。

（ノイズフィルタ回路１０）
ノイズフィルタ回路１０は、放電灯点灯装置５０内で発生する伝導ノイズを抑制するものである。このノイズフィルタ回路１０は、入力電圧ラインのそれぞれに接続された巻線を共通するコアに巻き回し、コモンモードノイズを除去するためのコモンモードチョークコイル１２と、このコモンモードチョークコイル１２の前後の入力電圧ライン間に接続されるアクロスザラインコンデンサ１１と、ノーマルモードノイズを除去するためのノーマルモードチョークコイル１３とで構成されている。

具体的には、コモンモードチョークコイル１２は、伝導ノイズ成分の１つであるコモンモードノイズを除去し、アクロスザラインコンデンサ１１とノーマルモードチョークコイル１３とで伝導ノイズ成分の１つであるノーマルモードノイズを除去するようになっている。なお、ここでは、ノイズフィルタ回路１０の内部構成をコモンモードチョークコイル１２とアクロスザラインコンデンサ１１とノーマルモードチョークコイル１３とで構成した場合を例に示したが、これに限定するものではない。たとえば、ラインバイパスコンデンサ等を追加してもよい。

（整流回路２）
整流回路２は、全波整流を行なうダイオードブリッジで構成されており、商用電源１から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換するものである。そして、この変換された直流電圧がＰＦＣ回路２０に供給されるようになっている。

（ＰＦＣ回路２０）
ＰＦＣ回路２０は、商用電源１から供給される交流電圧に追従した正弦波に近い電流波形が得られるように、入力電流の歪を小さくするよう動作し力率を改善するものである。このＰＦＣ回路２０は、整流回路２の出力端である＋側に直列に接続されたチョークコイル２３及びダイオード２７と、チョークコイル２３とダイオード２７との接続点と整流回路２の−側に接続されたスイッチング素子２１及びコンデンサ２８と、スイッチング素子２１に並列に接続された抵抗２４及びコンデンサ２５と、スイッチング素子２１をオン・オフ制御するＰＦＣ駆動回路２６と、スイッチング素子２１のスイッチング速度を調整するインピーダンス素子２９とで構成されている。

このＰＦＣ駆動回路２６は、駆動回路として機能するものであり、スイッチング素子２１をＰＦＣ駆動回路２６からの高周波パルスにより駆動し、整流回路２からチョークコイル２３を介して断続的に電流を流し、チョークコイル２３で昇圧された電圧をダイオード２７からコンデンサ２８に充電するようになっている。

スイッチング素子２１を駆動するパルス幅は整流回路２からの全波整流された電圧の瞬時値が低いときは狭く、高いときは広くするよう制御することで、入力電流の歪を小さくするように動作させることが可能になり、商用電源１から供給される交流電圧に追従した正弦波に近い電流波形が得られ、力率を改善することが可能になる。なお、ＰＦＣ駆動回路２６は、ＩＣやＬＳＩ等の集積回路で構成するとよい。

さらに、スイッチング素子２１に並列に接続されている抵抗１１及びコンデンサ１２は、直列に接続されており、この直列回路がスナバ回路として機能するようになっている。こうすることで、微小な配線容量やインダクタンス成分によってスイッチング素子２１動作時に発生するノイズを吸収抑制することを可能にしている。なお、ここではスイッチング素子２１が電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）である場合を例に示している。

（ハーフブリッジ点灯回路３０）
ハーフブリッジ点灯回路３０は、ＰＦＣ回路２０から供給された直流電圧を高周波電力に変換し、変換された高周波電力を放電灯へ供給し点灯させるものである。このハーフブリッジ点灯回路３０は、直列接続された２つのスイッチング素子（スイッチング素子３１とスイッチング素子３２）がＰＦＣ回路２０の出力であるコンデンサ２８に並列に接続され、この２つのスイッチング素子をオン・オフ制御するハーフブリッジ駆動回路３０とで構成されている。ここでは、２つのスイッチング素子がＭＯＳ−ＦＥＴである場合を例に示している。

ハーフブリッジ駆動回路３３は、駆動パルスによって数十ｋＨｚの周波数でスイッチング素子３１及びスイッチング素子３２を交互にオン・オフ制御するようになっている。こうすることでＰＦＣ回路２０の出力である直流の電圧は、数十ｋＨｚの高周波に変換されることになる。この高周波に変換された電圧がスイッチング素子３２とスイッチング素子３３との接続点から、高周波電力として負荷回路４０に供給されるようになっている。そして、放電灯４１を高周波で点灯するようになっている。なお、それぞれのスイッチング素子には、逆並列に接続された図示省略のダイオードが備えられているとよい。また、ハーフブリッジ駆動回路３３は、ＩＣやＬＳＩ等の集積回路で構成するとよい。

（負荷回路４０）
負荷回路４０は、ハーフブリッジ点灯回路３０から供給される高周波の直流電圧で放電灯４１を実際に点灯するものである。この負荷回路４０は、ハーフブリッジ点灯回路３０のスイッチング素子３２とスイッチング素子３３との接続点と接続されるチョークコイル４２と、チョークコイル４２と直列に接続される放電灯４１と、放電灯４１と並列に接続されているコンデンサ４３と、カップリングコンデンサ４４とで構成されている。

次に、この放電灯点灯装置５０の動作について説明する。
まず、商用電源１からの交流電圧がノイズフィルタ回路１０を介して、整流回路２に供給される。このノイズフィルタ回路１０は、放電灯点灯装置内部で発生したノイズを除去し、不要なノイズが商用電源１側に流出することを防止するものである。整流回路２は、交流電圧を全波整流し直流電圧に変換し、この直流電圧をＰＦＣ回路２０で昇圧する。ＰＦＣ回路２０は昇圧動作と共に、入力電流の歪を抑制し力率を改善する動作も行なう。

ＰＦＣ回路２０では、スイッチング素子２１をＰＦＣ駆動回路２６からの高周波パルスにより駆動する。こうすることで、整流回路２からチョークコイル２３を介して断続的に電流を流し、チョークコイル２３で昇圧された直流電圧をダイオード２７からコンデンサ２８に充電する。このとき、スイッチング素子２１は、ゲート端子に接続されているインピーダンス素子２９によってスイッチング速度が制御される。

また、スイッチング素子２１を駆動するパルス幅は整流回路２からの全波整流された電圧の瞬時値が低いときは狭く、高いときは広くするよう制御され、入力電流の歪を小さくするように動作し、商用電源１から供給される交流電圧に追従した正弦波に近い電流波形を得ることができ力率を改善する。そして、ＰＦＣ回路２０の直流電圧がハーフブリッジ点灯回路３０に供給される。なお、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下に設定するとよい（詳細については、後述する）。

ハーフブリッジ点灯回路１６は、ＰＦＣ回路２０で昇圧された直流電圧がスイッチング素子３１及びスイッチング素子３２に印加される。これらのスイッチング素子は、ハーフブリッジ駆動回路３３からの駆動パルスによって駆動される。ハーフブリッジ駆動回路３３は、数十ｋＨｚの周波数でスイッチング素子３１及びスイッチング素子３２を交互にオン・オフ制御して数十ｋＨｚの高周波電圧に変換する。そして、ハーフブリッジ点灯回路３０は、この高周波電圧を負荷回路４０に供給する。この高周波電圧が供給されることで負荷回路４０内の放電灯４１が点灯する。

図２は、インピーダンス素子２９の抵抗値による放射ノイズの違いを示す説明図である。図２（ａ）は、インピーダンス素子２９の抵抗値を２２Ωに設定した場合の放射ノイズを示している。また、図２（ｂ）は、インピーダンス素子２９の抵抗値を１２０Ωに設定した場合の放射ノイズを示している。各図ともに、横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸にレベル（ｄＢ）を示している。

図２（ａ）と図２（ｂ）とを比較すると、インピーダンス素子２９の抵抗値が大きいほど放射ノイズレベルは低く抑えられることがわかる。したがって、インピーダンス素子２９の抵抗値を大きいものとすることが望ましい。しかしながら、インピーダンス素子２９の抵抗値を大きいものとすると、スイッチング素子２１の発熱も大きいものとなるために、放射ノイズの抑制とスイッチング素子２１の発熱との均衡を考慮してインピーダンス素子２９の抵抗値を設定するとよい（詳細については、図３で説明する）。

ところで、ＰＦＣ回路２０のスイッチング素子２１は、スイッチング素子２１のスイッチング速度を制限するインピーダンス素子２９と、スイッチング素子２１のゲート端子（Ｇ）とソース端子（Ｓ）との間に存在する容量成分とによって、時定数をもってＰＦＣ駆動回路２６から出力されるパルス信号でオン・オフ制御されるようになっている。

なお、スイッチング素子２１のゲート端子とソース端子との間に存在する容量成分は、スイッチング素子２１によって決まる。そのために、ＰＦＣ駆動回路２６から出力されるパルス信号は、インピーダンス素子２９の値によって、その時定数が決定されることになる。そして、この決定された時定数のパルス信号で、スイッチング素子２１のスイッチングが制御される。

このスイッチング素子２１のスイッチング速度（オンからオフ、オフからオンにかかる時間）が遅いほど、スイッチング素子２１のスイッチング動作時の電流や電圧に含まれる高周波のノイズ成分は小さくなる。つまり、スイッチング素子２１のスイッチング速度が遅いとは、インピーダンス素子２９の抵抗値が大きいことを意味しており、このときノイズ成分は小さくなるのである。したがって、図に示すようにインピーダンス素子２９の抵抗値が大きいほど、放射ノイズレベルは低く抑えられることになり、ノイズ抑制の効果が高いことになる。

図３は、インピーダンス素子２９の抵抗値と発熱との関係を示す説明図である。図２で説明したように、スイッチング素子２１のスイッチング速度が遅いとインピーダンス素子２９の抵抗値が大きいものとなる。したがって、スイッチング素子２１のスイッチング速度が遅いほど、スイッチング素子２１での損失が大きくなり、発熱が大きいものとなる。

このことから、放射ノイズの抑制効果を高く、かつ、スイッチング素子２１の発熱を小さくすることが可能なインピーダンス素子２９をＰＦＣ回路２０に設けることが望ましいことがわかる。したがって、ここでは、インピーダンス素子２９の抵抗値が２０Ω以上２００Ω未満となるように設定している（たとえば、１２０Ω）。

図４は、ＰＦＣ回路２０の動作周波数による伝導ノイズの違いを示す説明図である。図４（ａ）は、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１５０ｋＨｚとした場合の伝導ノイズを示している。また、図４（ｂ）は、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１２０ｋＨｚとした場合の伝導ノイズを示している。各図ともに、横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸にレベル（ｄＢ）を示している。

図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較すると、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１２０ｋＨｚにした方が、１５０ｋＨｚ付近の伝導ノイズレベルは低く抑えられることがわかる。したがって、ＰＦＣ回路２０の最大駆動周波数を１５０ｋＨｚ以下である１２０ｋＨｚに設定すれば、ＰＦＣ回路２０で発生する伝導ノイズの基本波も１２０ｋＨｚとすることが可能になる。このようにして、１５０ｋＨｚ付近で発生する伝導ノイズ成分を抑制している。

上述したように、ＰＦＣ回路２０の動作周波数が１５０ｋＨｚである場合と１２０ｋＨｚである場合とで発生する伝導ノイズレベルを比較すると、動作周波数１２０ｋＨｚの方が、１５０ｋＨｚ付近の伝導ノイズレベルが小さくノイズ抑制効果が大きい。したがって、ＰＦＣ回路２０で発生する１５０ｋＨｚ付近の伝導ノイズを効率良く抑制するために、伝導ノイズの基本波をあらかじめ１５０ｋＨｚ以下（たとえば、１２０ｋＨｚ）としておくことが望ましい。

図５は、コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値による伝導ノイズの違いを示す説明図である。図５（ａ）は、コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を１．８ｍＨ（ヘンリー）に設定した場合の伝導ノイズを示している。また、図５（ｂ）は、コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を３．３ｍＨに設定した場合の伝導ノイズを示している。各図ともに、横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸にレベル（ｄＢ）を示している。

図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を３．３ｍＨにした方が伝導ノイズレベルは低く抑えられることがわかる。したがって、ノイズフィルタ回路１０を構成するコモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を３ｍＨ以上（たとえば、３．３ｍＨ）とすることで、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの伝導ノイズ成分を抑制することが可能になる。

以上のように、本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置５０は、コモンモードチョークコイル１２のインダクタンス値を３．３ｍＨ以上、ＰＦＣ回路２０のスイッチング素子２１のスイッチング時間を調整するインピーダンス素子２９の抵抗値を２０Ω以上２００Ω未満、ＰＦＣ回路２０の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下に設定するようにしているので、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数範囲の伝導ノイズ及び３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数範囲の放射ノイズを効果的に抑制できる。

また、インピーダンス素子２９の抵抗値を必要以上に大きく設定しないことで、スイッチング素子２１の発熱も低減することができる。さらに、放電灯点灯装置５０とは別個にフィルタ回路等を追加することもなく、放電灯点灯装置５０の大型化を回避することができ、コンパクト化が実現できる。すなわち、放電灯点灯装置５０を構成する各回路を同一のプリント配線板上に実装できるので、別途フィルタ回路を設ける必要がなくコンパクト化が可能になるのである。

［実施の形態２］
実施の形態１では、１５０ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの周波数範囲の伝導ノイズと、３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまでの周波数範囲の放射ノイズを効果的に抑制するように放電灯点灯装置５０について説明したが、更にノイズ抑制効果を高めた放電灯点灯装置５０ａについて説明する。

図６は、実施の形態２に係る放電灯点灯装置５０ａのノイズフィルタ回路１０ａの回路構成を示す概略構成図である。なお、ノイズフィルタ回路１０ａ以外の回路構成については、実施の形態１に係る放電灯点灯装置５０と同様であるので、同一符号を付し、説明を省略する。ノイズフィルタ回路１０ａは、コモンモードチョークコイル１２とコモンモードチョークコイル１２ａを直列に接続したものである。

図７は、コモンモードチョークコイル１２及びコモンモードチョークコイル１２ａの等価回路構成を示す概略構成図である。各コモンモードチョークコイルは、インダクタンス成分１５と抵抗成分１６及び巻線間の等価並列容量成分１７とで示すことができる。図に基づいて、コモンモードチョークコイル１２及びコモンモードチョークコイル１２ａのノイズ抑制効果が高まる仕組みを説明する。

この等価並列容量成分１７は、各コモンモードチョークコイルに生じる巻線間の浮遊容量を示すものである。一般的に、インダクタンス値を大きくするために巻回数を増やせば、等価並列容量も大きくなる。

図８は、コモンモードチョークコイル１２とコモンモードチョークコイル１２ａの直列接続状態を図７に示した等価回路に置き換えたものである。ここでコモンモードチョークコイル１２とコモンモードチョークコイル１２ａとに同じものを使用し、そのインダクタンス成分１５のインダクタンス値（Ｌ１、Ｌ２）や、等価並列容量成分１７（Ｃ１、Ｃ２）が同一の場合を例に説明する。図に示すように、各コモンモードチョークコイルのインダクタンス分は、直列接続であるために各コモンモードチョークコイルの和（すなわち、Ｌ１＋Ｌ２）となり、コモンモードチョークコイル１２を単独で使用する場合に比べ２倍のインダクタンス値を得ることができ、高周波に対するインピーダンスは上がり、ノイズ抑制効果が高まる。

また、各コモンモードチョークコイルの等価並列容量成分１７は直列接続になるため、その等価並列容量は（Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）となり、コモンモードチョークコイル１２を単独で使用する場合に比べて半分の値となる。したがって、同じ定数のコモンモードチョークコイル１２とコモンモードチョークコイル１２ａとを使用した場合、等価並列容量成分１７が小さいほど高周波に対するインピーダンスは上がることになり、コモンモードチョークコイルとしてのノイズ抑制効果が大きくなる。

図９は、コモンモードチョークコイルの個数に応じた伝導ノイズの違いを示す説明図である。図９（ａ）は、コモンモードチョークコイル１個でそのインダクタンス値を３．３ｍＨとした場合の伝導ノイズを示している。また図９（ｂ）は、コモンモードチョークコイルを２個直列接続し、その合計のインダクタンス値を３．３ｍＨとした場合の伝導ノイズレベルを示している。各図ともに、横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸にレベル（ｄＢ）を示している。図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較すると、コモンモードチョークコイルを２個直列に接続して備えた方が、特に伝導ノイズのうちでも比較的周波数の高い、３ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数範囲で伝導ノイズが低く抑えられていることがわかる。これは、コモンモードチョークコイルの等価並列容量が小さいことで、高周波に対するインピーダンスが高まったことによるものである。

図１０は、図９で説明したものと同様にコモンモードチョークコイル１個もしくは２個で同じインダクタンス値とした場合の放射ノイズの違いを示す説明図である。図１０（ａ）は、コモンモードチョークコイルを１個のみ備えた場合の放射ノイズを示している。また、図１０（ｂ）は、コモンモードチョークコイルを２個直列に接続して備えた場合の放射ノイズを示している。各図ともに、横軸に周波数（ＭＨｚ）を、縦軸にレベル（ｄＢ）を示している。図１０（ａ）と図１０（ｂ）とを比較すると、コモンモードチョークコイルを２個直列に接続して備えた方が、等価並列容量が小さいため高周波に対するインピーダンスが高まったことにより、伝導ノイズレベルは低く抑えられることがわかる。

図９及び図１０に示すように、３ＭＨｚから１００ＭＨｚまでの周波数範囲におけるノイズは、コモンモードチョークコイルを２個直列の接続して備えた方が抑制効果が高い。すなわち、この周波数範囲における伝導ノイズと放射ノイズとを効果的に抑制することができるのである。したがって、コモンモードチョークコイルを２個直列に接続して備えた方が、等価並列容量を小さくすることができ、両ノイズともに低減可能で、ノイズ抑制効果が大きい。

以上のように、コモンモードチョークコイル１２とコモンモードチョークコイル１２ａとを直列に接続し、等価並列容量を小さくするようにしているので、更にノイズ抑制効果を高めることができる。また、本実施の形態２では、コモンモードチョークコイルを２個直列接続する構成として説明したが、これに限定するものではない。たとえば、３個以上のコモンモードチョークコイルを直列に接続すれば、更に等価並列容量成分を小さくすることが可能になり、それに伴ってより高いノイズ抑制効果が得られる。

実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す概略構成図である。インピーダンス素子の抵抗値による放射ノイズの違いを示す説明図である。インピーダンス素子２９の抵抗値と発熱との関係を示す説明図である。ＰＦＣ回路の動作周波数による伝導ノイズの違いを示す説明図である。コモンモードチョークコイルのインダクタンス値による伝導ノイズを示す説明図である。実施の形態２に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す概略構成図である。コモンモードチョークコイルの等価回路構成を示す概略構成図である。コモンモードチョークコイルの直列接続状態を示す概略構成図である。コモンモードチョークコイルの個数に応じた伝導ノイズの違いを示す説明図である。コモンモードチョークコイルの個数に応じた放射ノイズの違いを示す説明図である。

符号の説明

１商用電源、２整流回路、１０ノイズフィルタ回路、１１アクロスザラインコンデンサ、１２コモンモードチョークコイル、１２ａコモンモードチョークコイル、１３ノーマルモードチョークコイル、１５チョークコイル、１６抵抗、１７等価並列容量成分、２０昇圧型力率改善回路（ＰＦＣ回路）、２１スイッチング素子、２３チョークコイル、２４抵抗、２５コンデンサ、２６ＰＦＣ駆動回路、２７ダイオード、２８コンデンサ、２９インピーダンス素子、３０ハーフブリッジ点灯回路、３１スイッチング素子、３２スイッチング素子、３３ハーフブリッジ駆動回路、４０負荷回路、４１放電灯、４２チョークコイル、４３コンデンサ、４４カップリングコンデンサ、５０放電灯点灯装置、５０ａ放電灯点灯装置。

Claims

商用電源に接続され、放電灯点灯装置内部で発生するノイズを除去するためのノイズフィルタ回路と、
前記商用電源を全波整流する整流回路と、
前記整流回路で全波整流された直流電圧を昇圧、及び入力電流の力率を改善する昇圧型力率改善回路と、
前記昇圧型力率改善回路から供給される直流電圧を高周波電力に変換し、放電灯を含む負荷回路へ供給し、放電灯を点灯させるハーフブリッジ点灯回路とを有し、
前記昇圧型力率改善回路に、
電界効果トランジスタで構成されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をオン・オフ制御する駆動回路と、
前記スイッチング素子のスイッチング時間を調整するためのインピーダンス素子と、
前記スイッチング素子に並列に接続されたスナバ回路とを備え、
前記昇圧型力率改善回路の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下、前記インピーダンス素子の抵抗値を２０Ω以上２００Ω未満にし、
前記ノイズフィルタ回路を少なくとも１個以上のアクロスザラインコンデンサと、少なくとも１個以上のコモンモードチョークコイルとで構成し、
前記コモンモードチョークコイルのインダクタンス値を３ｍＨ以上にした
ことを特徴とする放電灯点灯装置。
前記ノイズフィルタ回路を構成するコモンモードチョークコイルを少なくとも２個以上で備え、２個以上備えたコモンモードチョークコイルのインダクタンス値の合計が３ｍＨ以上となるようにする
ことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
前記ノイズフィルタ回路と、
前記昇圧型力率改善回路と、
前記ハーフブリッジ点灯回路とを同一プリント配線板上に実装する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置。