JP2008061309A - 電源回路及び放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅広い電圧値の交流電圧を入力する電源回路において、無駄な電力消費を低く抑え、低コストな電源回路を得る。
【解決手段】交流電源ＡＣからの電源ライン間に分圧回路１１２を接続する。分圧回路１１２は、コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２との直列回路からなる。コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２との接続点ａに生じる電圧を、電圧安定回路１１３の入力とする。これにより、全波整流回路１１１の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを電圧安定回路１１３の入力とする場合と比較して、電圧安定回路１１３における電力消費を抑えることができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、制御回路に対して直流電圧を供給する電源回路及びその電源回路を用いた放電灯点灯装置に関する。

近年、放電灯点灯装置は、電源電圧フリータイプが主流となり、例えば１００Ｖから２５４Ｖまでの幅広い交流電圧を入力する。
放電灯点灯装置の電源回路は、２種類の直流電圧を生成する。１つは、インバータ回路などの負荷回路に供給する高電圧・高電力の直流電圧、もう１つは、インバータ回路などを制御する制御回路に供給する低電圧・低電力の直流電圧である。
放電灯点灯装置の電源回路には、製造コストを抑えるため、比較的簡単な構成のものが用いられる。
特開２００５−７１８４０号公報 特開２０００−２０９８６２号公報

従来の電源回路は、入力する交流電圧の電圧値が高くなると、電源回路内部における消費電力が高くなる。
したがって、省エネルギーを目的として、不要電力を削減するためには、電源回路内部における消費電力の増加を抑える必要がある。
また、製造コスト削減の観点からすると、そのような電源回路は、構成が簡単で、部品数が少なく、安価な部品で構成できることが望ましい。

この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、入力する交流電圧の電圧値が高くなっても消費電力の増加を抑える電源回路を得ることを目的とする。

この発明にかかる電源回路は、
入力した交流電圧を全波整流して脈流電圧を出力する全波整流回路と、
第一のコンデンサと、上記第一のコンデンサに直列接続した第二のコンデンサとを備え、上記全波整流回路の入力に並列接続した分圧回路と、
上記全波整流回路の接地側出力を基準として、上記第一のコンデンサと上記第二のコンデンサとの接続点ａに発生した電圧を入力し、所定の直流電圧を出力する電圧安定回路と、
を有することを特徴とする。

この発明にかかる電源回路によれば、入力した交流電圧を、第一のコンデンサと第二のコンデンサとで分圧し、分圧した電圧を電圧安定回路の入力とするので、電圧安定回路における無駄な電力消費を抑えることができるという効果を奏する。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図２を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図である。
放電灯点灯装置１００は、電源回路１１０、アクティブフィルタ回路２２０、インバータ回路２３０、負荷回路２４０、制御回路１２０、制御電源回路２７０を有する。

直流電源回路１１０は、交流電源ＡＣ（例えば、商用電源１００〜２５４Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）から電力の供給を受け、脈流電圧と、制御電圧とを生成する。

アクティブフィルタ回路２２０（アクティブフィルタ回路部、昇圧チョッパ回路ともいう）は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
アクティブフィルタ回路２２０は、電源回路１１０が出力した脈流電圧を入力し、直流電圧を出力する。
アクティブフィルタ回路２２０は、コンデンサＣ_２１、チョークコイルＬ_２２、力率改善回路ＰＦＣ、ＦＥＴＱ_２３、整流素子Ｄ_２４、コンデンサＣ_２５を有する。
アクティブフィルタ回路２２０は、制御回路１２０から制御信号を入力し、入力した制御信号に基づいて力率改善回路ＰＦＣがＦＥＴＱ_２３をスイッチングすることにより、昇圧した直流電圧を生成する。

インバータ回路２３０（インバータ回路部ともいう）は、アクティブフィルタ回路２２０で昇圧された直流電圧の供給を受け、これを高周波交流電圧に変換して、変換した高周波交流電圧を負荷回路２４０に供給する。
インバータ回路２３０は、ドライブ回路２３５、ＦＥＴＱ_３１，Ｑ_３２を有する。
インバータ回路２３０は、制御回路１２０からドライブ信号を入力し、入力したドライブ信号に基づいて、ドライブ回路２３５がＦＥＴＱ_３１及びＱ_３２を交互にスイッチングすることにより、高周波交流電圧を生成する。

負荷回路２４０は、インバータ回路２３０から高周波交流電圧を入力し、放電灯ＬＡに供給する。
負荷回路２４０は、チョークコイルＬ_４１、始動コンデンサＣ_４２、結合コンデンサＣ_４３を有する。
負荷回路２４０は、チョークコイルＬ_４１と、始動コンデンサＣ_４２及び結合コンデンサＣ_４３との共振により、放電灯ＬＡを点灯する点灯電圧を生成し、放電灯ＬＡを点灯する。

制御電源回路２７０は、インバータ回路２３０が出力した高周波交流電圧を入力し、入力した高周波交流電圧から制御電圧を生成して、出力する。

制御回路１２０は、アクティブフィルタ回路２２０を制御する制御信号や、インバータ回路２３０を制御するドライブ信号を生成し、出力する。
制御回路１２０は、例えば、マイコンと不揮発性メモリとを有し、不揮発性メモリが記憶したプログラムを、マイコンが実行することにより、制御信号やドライブ信号を生成する。

制御回路１２０は、電源回路１１０と制御電源回路２７０とから制御電圧を入力し、入力した制御電圧により電力の供給を受けて動作する。
放電灯ＬＡ点灯時において、制御回路１２０は、主に、制御電源回路２７０から電力の供給を受けて動作する。
リモコンによる消灯や、放電灯ＬＡの異常を検出したことによる消灯などの待機時において、制御回路１２０は、電源回路１１０から電力の供給を受けて動作する。制御電源回路２７０はインバータ回路２３０が出力した高周波交流電圧から制御電圧を生成するので、ドライブ回路２３５がスイッチング動作していない場合には、制御電圧を生成することができないからである。

図２は、この実施の形態における電源回路１１０の回路構成を示す回路図である。
なお、この図における負荷回路１３０は、アクティブフィルタ回路２２０、インバータ回路２３０、負荷回路２４０などを含むものである。

電源回路１１０は、交流電圧ｖ_ＩＮを入力し、脈流電圧Ｖ_ＯＵＴと、制御電圧Ｖ_ＣＣとを生成して、出力する。
交流電圧ｖ_ＩＮは、例えば、商用電源ＡＣが出力した交流電圧である。この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、電源電圧フリーなので、交流電圧ｖ_ＩＮの実効電圧値は、例えば１００Ｖから２５４Ｖまでの範囲の値を取る。
脈流電圧Ｖ_ＯＵＴは、入力した交流電圧ｖ_ＩＮを全波整流したものである。

制御電圧Ｖ_ＣＣは、制御回路１２０を動作させるための数〜十数ボルトの直流電圧である。
制御回路１２０は電源回路１１０が生成した制御電圧から待機時の電力を得るので、電源回路１１０から制御回路１２０に供給すべき電力は、比較的小さい。

電源回路１１０は、全波整流回路１１１と、分圧回路１１２と、電圧安定回路１１３とを有する。
全波整流回路１１１は、交流電圧ｖ_ＩＮを入力し、入力した交流電圧ｖ_ＩＮを全波整流して、脈流電圧Ｖ_ＯＵＴを生成して、出力する。
全波整流回路１１１は、例えば、ダイオードブリッジＤＢ_１〜ＤＢ_４により構成する。

分圧回路１１２は、コンデンサＣ_１（第一のコンデンサ）と、コンデンサＣ_２（第二のコンデンサ）とを有する。
コンデンサＣ_２は、コンデンサＣ_１に直列接続している。
分圧回路１１２は、全波整流回路１１１の入力に並列接続している。
分圧回路１１２は、コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２との直列回路の両端に交流電圧ｖ_ＩＮを印加し、コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２との接続点ａに発生する電圧を出力する。

電圧安定回路１１３（レギュレータ回路ともいう。）は、全波整流回路１１１の接地側出力を基準として、分圧回路１１２が出力した電圧を入力し、制御電圧Ｖ_ＣＣを生成して出力する。
電圧安定回路１１３は、入力した不安定な電圧を安定化し、制御回路１２０に供給すべき所定の直流電圧を生成する。

電圧安定回路１１３は、例えば、抵抗器Ｒ_１、整流素子Ｄ_２、コンデンサＣ_３、定電圧ダイオードＺＤ_１を有する。
抵抗器Ｒ_１、整流素子Ｄ_２、コンデンサＣ_３からなる直列回路が、分圧回路１１２の接続点ａと全波整流回路１１１の接地側出力とを接続し、コンデンサＣ_３と並列に定電圧ダイオードＺＤ_１が接続している。

電圧安定回路１１３は、入力した接続点ａの電圧がコンデンサＣ_３に充電された電圧より高い場合に、整流素子Ｄ_２がオンになり、抵抗器Ｒ_１を介して電流が流れて、コンデンサＣ_３を充電する。コンデンサＣ_３に充電される電圧は、定電圧ダイオードＺＤ_１によって一定の電圧に抑えられ、安定した直流電圧となる。電圧安定回路１１３は、コンデンサＣ_３の両端電圧を制御電圧Ｖ_ＣＣとして出力する。

ここで、電源回路１１０が出力する脈流電圧Ｖ_ＯＵＴと、制御電圧Ｖ_ＣＣとは、接地側が接続している。したがって、制御回路１２０のグランドと負荷回路１３０のグランドとは同電位であるから、制御回路１２０のグランドと負荷回路１３０のグランドとを電気的に分離する必要がない。また、制御回路１２０から負荷回路１３０に対して出力する制御信号やドライブ信号も、フォトカプラなどにより電気的に分離する必要がなく、直結することができる。

次に、動作について説明する。

電源回路１１０は、制御回路１２０に対して待機時の電力を供給するものであるから、制御回路１２０に供給すべき制御電流Ｉ_ＣＣは、比較的小さい。
したがって、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が十分大きいとすると、接続点ａから電圧安定回路１１３に供給される電流は、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を流れる電流と比べて極めて小さいので、無視できる。
コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２とには、交流電圧ｖ_ＩＮをコンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量の比で分圧した電圧が充電される。

ｖ_ＩＮ＞０の場合、全波整流回路１１１の整流素子ＤＢ_３がオンになるので、接続点ｄの電位は、接続点ｃの電位と等しい（なお、整流素子ＤＢ_３における電圧降下は無視できるものとする）。
したがって、電圧安定回路１１３の入力電圧ｖ_ａｄ（接続点ａと接続点ｄとの電位差）は、コンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２と等しい。

ｖ_ＩＮ＜０の場合、全波整流回路１１１の整流素子ＤＢ_４がオンになるので、点ｄの電位は、点ｂの電位と等しい。
したがって、電圧安定回路１１３の入力電圧ｖ_ａｄは、コンデンサＣ_１の両端電圧ｖ_Ｃ１と等しい。

ここで、コンデンサＣ_１の両端電圧ｖ_Ｃ１及びコンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２は、交流電圧ｖ_ＩＮを分圧したものであるから、電圧の最大値は交流電圧ｖ_ＩＮよりも低い。

したがって、電圧安定回路１１３の入力電圧ｖ_ａｄは、全波整流回路１１１の出力電圧を入力する場合よりも低く抑えることができる。これにより、定電圧ダイオードＺＤ_１が降伏したときに流れる降伏電流が抵抗器Ｒ_１を流れることによる無駄な電力消費を抑えることができる。

この実施の形態における電源回路１１０は、入力した交流電圧ｖ_ＩＮを全波整流して脈流電圧Ｖ_ＯＵＴを出力する全波整流回路１１１と、第一のコンデンサＣ_１と、第一のコンデンサＣ_１に直列接続した第二のコンデンサＣ_２とを備え、全波整流回路１１１の入力に並列接続した分圧回路１１２と、全波整流回路１１１の接地側出力（接続点ｄ）を基準として、第一のコンデンサＣ_１と第二のコンデンサＣ_２との接続点ａに発生した電圧ｖ_ａｄを入力し、所定の直流電圧（制御電圧Ｖ_ＣＣ）を出力する電圧安定回路１１３とを有することを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、交流電圧ｖ_ＩＮを、第一のコンデンサＣ_１と第二のコンデンサＣ_２とで分圧し、分圧した電圧を電圧安定回路１１３の入力とするので、電圧安定回路１１３における無駄な電力消費を抑えることができるという効果を奏する。

特に、入力する交流電圧ｖ_ＩＮが可変なので、交流電圧ｖ_ＩＮが高くなった場合でも、電圧安定回路１１３における消費電力を抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電源回路１１０は、電圧安定回路１１３が出力する所定の直流電圧（制御電圧Ｖ_ＣＣ）と、全波整流回路１１１が出力する脈流電圧Ｖ_ＯＵＴとの接地側（グランド）が接続していることを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、制御電圧Ｖ_ＣＣと脈流電圧Ｖ_ＯＵＴとのグランドが接続しているので、制御回路１２０のグランドと負荷回路１３０のグランドとの間に電位差がなく、フォトカプラなどによりグランドを絶縁する必要がないという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、以上説明した電源回路１１０を有することを特徴とする。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、電圧安定回路１１３における無駄な電力消費を抑えるので、放電灯点灯装置１００全体の消費電力が低くなるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、電源回路１１０が、制御回路１２０に対して待機時の電力を供給することを特徴とする。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、制御回路１２０に対して待機時の電力を供給する電源回路１１０の電圧安定回路１１３における無駄な電力消費を抑えるので、待機電力が低くなるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、制御回路１２０の制御電源をＡＣライン間に直列接続した２個のコンデンサ（コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２）の接続点ａから得ることを特徴とする。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、消費電力が低減し、かつ、幅広い電源電圧に対応できるという効果を奏する。

なお、電圧安定回路１１３の構成は一例であり、電圧安定回路１１３の構成は、例えばレギュレータＩＣを用いるなど、公知の他の構成であってもよい。

この例に示した電圧安定回路１１３は、部品点数が少なく、構成が簡単で、特殊な部品を必要としないため、省スペース低コストな電圧安定回路として、一般に用いられているものである。しかし、電源電圧が高くなると、定電圧ダイオードＺＤ_１を流れる降伏電流が多くなり、抵抗器Ｒ_１における消費電力が増加する。

しかしながら、この実施の形態における電源回路１１０によれば、交流電源ＡＣの電圧と比較して、接続点ａの電位が低くなるので、このような省スペース低コストな電圧安定回路１１３を用いた場合でも、電源回路１１０における消費電力を低く抑えることができるという効果を奏する。

また、追加すべき部品はコンデンサ２個だけであるから、電源回路１１０全体としても、部品点数が少なく、省スペース低コストである。
したがって、消費電力が低く、かつ、省スペース低コストな電源回路１１０を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２について、図３を用いて説明する。
この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

図３は、この実施の形態における電源回路１１０の回路構成を示す回路図である。
なお、実施の形態１で説明した構成と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。

電源回路１１０は、更に、放電回路１１４を有する。
放電回路１１４は、分圧回路１１２のコンデンサＣ_２に並列接続している。
放電回路１１４は、抵抗器Ｒ_２である。

実施の形態１は、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が十分大きく、分圧回路１１２の接続点ａから電圧安定回路１１３に供給される電流が、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を流れる電流と比べて極めて小さい場合の例である。
しかし、コンデンサの容量を大きくすると、部品の大きさが大きくなるので、電源回路１１０が大きくなってしまう。
この実施の形態における電源回路１１０は、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が実施の形態１よりも小さく、分圧回路１１２の接続点ａから電圧安定回路１１３に供給される電流が無視できない場合についてのものである。

コンデンサＣ_１の両端電圧が安定状態にある場合、コンデンサＣ_１を充電する電流の総和と、放電する電流の総和とは等しい。
コンデンサＣ_２も同様である。

したがって、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を流れる電流と比較して、電圧安定回路１１３に供給される電流が無視できない場合、その電流を他から供給しなければ、やがてコンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２が飽和し、電圧安定回路１１３に供給される電流を流すことができなくなる。

放電回路１１４は、放電電流を流すことにより、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２が飽和しないようにするための回路である。

コンデンサＣ_２は、コンデンサＣ_１の容量よりも十分大きい容量を有するものを用いる。ここで、「十分大きい」とは、少なくとも１桁（十倍）以上の差があることをいい、２桁（百倍）以上の差があることが望ましい。
これにより、同じ電流を流した場合にコンデンサＣ_１の両端電圧ｖ_Ｃ１は大きく変化するが、コンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２はあまり変化しない。
したがって、抵抗器Ｒ_２には、ほぼ一定の電圧が印加され、ほぼ一定の電流が流れる。

コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の両端電圧が安定状態にあるとすると、抵抗器Ｒ_２を流れる電流の総和は、電圧安定回路１１３に供給される電流の総和と等しい。

抵抗器における消費電力は、Ｉ^２Ｒ（Ｉは電流、Ｒは抵抗値）であるから、電流の総和が等しければ、電流が大きく変動する場合よりも、ほぼ一定の電流が流れる場合のほうが消費電力が低い。

したがって、抵抗器Ｒ_２における消費電力が低く抑えられるので、電源回路１１０全体における消費電力を低くすることができる。

なお、コンデンサＣ_１は、主に電圧安定回路１１３に供給する電流を制限するためのものである。コンデンサＣ_１の容量は、電圧安定回路１１３が必要とする電流値に基づいて決定する。
また、コンデンサＣ_２は、主にコンデンサＣ_１の放電電流を流すためのものである。上述したように、コンデンサＣ_１の容量より十分大きな容量を有することが望ましいが、コンデンサＣ_１と同程度の容量であっても構わない。

なお、抵抗器Ｒ_２を流れる電流が逆向き（点ａから点ｃへ向かう方向）になると、無駄な電力消費が発生するので、抵抗器Ｒ_２の抵抗値と抵抗器Ｒ_１の抵抗値とを適切な値に設計して、コンデンサＣ_２の両端の電位は、点ａの側が常に低い状態となるようにする。

この実施の形態における電源回路１１０は、更に、第二のコンデンサＣ_２に並列接続した放電回路１１４を有することを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、放電回路１１４を流れる電流により、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を放電し、電圧安定回路１１３に電流を供給できるようにするので、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が比較的小さい場合でも消費電力の低い電源回路１１０を得ることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電源回路１１０は、放電回路１１４が、抵抗器Ｒ_２であることを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、抵抗器Ｒ_２を流れる電流により、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を放電し、電圧安定回路１１３に電流を供給できるようにするので、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が比較的小さい場合でも消費電力の低い電源回路１１０を得ることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電源回路１１０は、第二のコンデンサＣ_２の容量が、第一のコンデンサＣ_１の容量と比較して十分大きいことを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、第二のコンデンサＣ_２の容量が、第一のコンデンサＣ_１の容量と比較して十分大きいので、第二のコンデンサＣ_２の両端電圧がほぼ一定となり、抵抗器Ｒ_２における消費電力を低く抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電源回路１１０は、抵抗器Ｒ_２の抵抗値と、抵抗器Ｒ_１の抵抗値とを適切な値とすることにより、接続点ｃの電位が、定常状態において常に接続点ａの電位よりも高くしたことを特徴とする。

この実施の形態における電源回路１１０によれば、接続点ｃの電位が定常状態において常に接続点ａの電位よりも高いので、抵抗器Ｒ_２を流れる電流が、接続点ｃから接続点ａに向かう方向となり、抵抗器Ｒ_２において無駄な電力消費がないという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が比較的小さい場合でも電源回路１１０における消費電力を低く抑えるので、（特に待機時における）放電灯点灯装置１００全体の消費電力が低くなるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、第二のコンデンサＣ_２に並列に放電抵抗（抵抗器Ｒ_２）を接続したので、放電抵抗を流れる電流により、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を放電し、電圧安定回路１１３に電流を供給できるようにするので、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２の容量が比較的小さい場合でも消費電力の低い放電灯点灯装置１００を得ることができるという効果を奏する。

実施の形態３．
実施の形態３について、図４〜図５を用いて説明する。
この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

図４は、この実施の形態における電源回路１１０の回路構成を示す回路図である。
なお、実施の形態２で説明した構成と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。

放電回路１１４は、整流素子Ｄ_１と抵抗器Ｒ_２とを備える。
整流素子Ｄ_１は、接続点ａの側を陰極（カソード）、接続点ｃの側を陽極（アノード）とする。したがって、接続点ｃから接続点ａへ向かう電流は流れるが、逆方向の電流は流れない。

電源回路１１０全体の消費電力を低く抑えるためには、抵抗器Ｒ_１の抵抗値に対して、抵抗器Ｒ_２の抵抗値が十分小さいほうが望ましい。
しかし、抵抗器Ｒ_２の抵抗値が小さいと、接続点ａの電位が接続点ｃの電位よりも高くなる場合がある。

この実施の形態では、整流素子Ｄ_１により、接続点ａの電位が接続点ｃの電位よりも高くなった場合に、抵抗器Ｒ_２に逆方向の電流が流れることを防ぎ、無駄な電力消費をなくしている。

次に、動作について説明する。

図５は、この実施の形態における電源回路１１０の各部の電位及び各部を流れる電流の時間変化を示す波形図である。
電圧ｖ_ｃは、接続点ｃの（グランドに対する）電位である。
電圧ｖ_Ｃ１は、コンデンサＣ_１の両端電圧（接続点ａの側を正とする）である。
電圧ｖ_Ｃ２は、コンデンサＣ_２の両端電圧（接続点ａの側を正とする）である。
電圧ｖ_ａは、接続点ａの（グランドに対する）電位である。
電圧ｖ_ＣＣは、電圧安定回路１１３が出力する制御電圧Ｖ_ＣＣ（コンデンサＣ_３の両端電圧）である。
電流ｉ_Ｒ１は、抵抗器Ｒ_１を流れる電流（電圧安定回路１１３の入力電流）である。
電流ｉ_Ｃ３は、コンデンサＣ_３を流れる電流（充電方向を正とする）である。
電流ｉ_Ｃ１は、コンデンサＣ_１を流れる電流（接続点ｂから接続点ａへ向かう方向を正とする）である。
電流ｉ_Ｃ２は、コンデンサＣ_２を流れる電流（接続点ａから接続点ｃへ向かう方向を正とする）である。
電流ｉ_Ｒ２は、抵抗器Ｒ_２を流れる電流（放電回路１１４を通る電流）である。

接続点ｃの電位ｖ_ｃは、電源回路１１０が入力する交流電圧ｖ_ＩＮが正のとき、整流素子ＤＢ_３がオンになるので、０となる。交流電圧ｖ_ＩＮが負のとき、整流素子ＤＢ_４がオンになるので、−ｖ_ＩＮとなる。

接続点ａの電位ｖ_ａは、整流素子ＤＢ_３がオンのとき、コンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２と等しい（整流素子ＤＢ３における電圧降下は無視するものとする）。整流素子ＤＢ_４がオンのとき、コンデンサＣ_１の両端電圧ｖ_Ｃ１と等しい（整流素子ＤＢ_４における電圧降下は無視するものとする）。

コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２とには、交流電圧ｖ_ＩＮを分圧した電圧ｖ_Ｃ１及び電圧ｖ_Ｃ２が加わり、進み位相の電流ｉ_Ｃ１及び電流ｉ_Ｃ２が流れて、充放電を繰り返す。
整流素子Ｄ_１がオフのとき、コンデンサＣ_１を流れる電流ｉ_Ｃ１とコンデンサＣ_２を流れる電流ｉ_Ｃ２との差（ｉ_Ｃ１−ｉ_Ｃ２）が、電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１となる。

時刻ｔ_１において、接続点ａの電位ｖ_ａ（＝ｖ_Ｃ１）がコンデンサＣ_３の両端電圧ｖ_ＣＣより高くなり、整流素子Ｄ_２がオンになる。抵抗器Ｒ_１を通して電流ｉ_Ｒ１が流れ、制御回路１２０に供給されるとともに、コンデンサＣ_３を充電する。この電流は、主にコンデンサＣ_１から供給される。

時刻ｔ_２において、コンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２が負となり、整流素子Ｄ_１がオンになる。抵抗器Ｒ_２を通して電流ｉ_Ｒ２が流れ、電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１は、コンデンサＣ_１からよりも、むしろ放電回路１１４から供給される。

時刻ｔ_３において、コンデンサＣ_３の両端電圧ｖ_ＣＣが、定電圧ダイオードＺＤ_１の降伏電圧に達し、定電圧ダイオードＺＤ_１に降伏電流が流れるので、コンデンサＣ_３はそれ以上充電されない。

時刻ｔ_４において、コンデンサＣ_２の両端電圧ｖ_Ｃ２が正となり、整流素子Ｄ_１がオフになる。放電回路１１４を通る電流ｉ_Ｒ２が０になり、電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１は、主にコンデンサＣ_２から供給される。

時刻ｔ_５において、接続点ａの電位ｖ_ａ（＝ｖ_Ｃ１）がコンデンサＣ_３の両端電圧ｖ_ＣＣより低くなり、整流素子Ｄ_２がオフになる。電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１が０になり、コンデンサＣ_３から制御回路１２０に電流が供給されて、コンデンサＣ_３が放電する。

時刻ｔ_６において、接続点ａの電位ｖ_ａ（＝ｖ_Ｃ２）が再びコンデンサＣ_３の両端電圧ｖ_ＣＣより高くなり、整流素子Ｄ_２がオンになる。抵抗器Ｒ_２を通して電流ｉ_Ｒ１が流れ、制御回路１２０に供給される。
このとき、接続点ａの電位ｖ_ａはあまり高くならないので、電流ｉ_Ｒ１は時刻ｔ_１〜ｔ_５の期間と比較して小さい。

時刻ｔ_７において、接続点ａの電位ｖ_ａ（＝ｖ_Ｃ２）がコンデンサＣ_３の両端電圧ｖ_ＣＣより低くなり、整流素子Ｄ_２がオフになる。

電源回路１１０は、以上の動作を繰り返す。

前述したように、コンデンサＣ_１が定常状態に達している場合、コンデンサＣ_１を流れる電流ｉ_Ｃ１の総和は０である。同様に、コンデンサＣ_２を流れる電流ｉ_Ｃ２の総和も０である。したがって、電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１の総和は、放電回路１１４を通る電流ｉ_Ｒ２の総和と等しい。

この例において、抵抗器Ｒ_２の抵抗値は、抵抗器Ｒ_１の抵抗値と比較して十分小さい値としているので、同じ電流を流すために抵抗器Ｒ_２に印加すべき電圧は、抵抗器Ｒ_１に印加すべき電圧と比較して十分小さい。
したがって、接続点ｃと接続点ａとの電位差が小さくても、電圧安定回路１１３に供給すべき電流が供給できるので、コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２が定常状態に達した状態において、接続点ａの平均電位が高くなる。

その結果、整流素子Ｄ_２は、時刻ｔ_１〜時刻ｔ_５の間だけでなく、接続点ｃの電位ｖ_ｃが０である時刻ｔ_６〜時刻ｔ_７の間もオンになり、オンの期間が長くなる。

前述したように、電流の総和が等しければ、電流の変動が激しい場合よりも、平均して電流が流れる場合のほうが、抵抗器における消費電力は低くなる。
整流素子Ｄ_２がオンである期間が長いほうが、抵抗器Ｒ_１を平均して電流が流れることになるので、抵抗器Ｒ_１における消費電力は低くなる。

なお、整流素子Ｄ_１がオンになるのは、時刻ｔ_２〜時刻ｔ_４の間だけなので、逆にオン期間が短くなる。
しかし、抵抗器Ｒ_２の抵抗値は、抵抗器Ｒ_１の抵抗値と比較して十分小さいので、抵抗器Ｒ_２における消費電力は、抵抗器Ｒ_１における消費電力と比較して十分小さく、無視できる。
したがって、抵抗器Ｒ_１における消費電力の削減の効果が大きく、電源回路１１０全体として、消費電力を低く抑えることができる。

この実施の形態における電源回路１１０は、放電回路１１４が、接続点ａの側を陰極とする整流素子Ｄ_１と、整流素子Ｄ_１に直列接続した抵抗器Ｒ_２とを備えたので、整流素子Ｄ_１の働きにより、抵抗器Ｒ_２に逆方向の電流が流れるのを防ぐことができるので、抵抗器Ｒ_２における無駄な電力消費を抑え、電源回路１１０全体の消費電力を低くすることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電源回路１１０は、電圧安定回路１１３の入力電流ｉ_Ｒ１を制限する電流制限抵抗（抵抗器Ｒ_１）の抵抗値と比較して、抵抗器Ｒ_２の抵抗値が十分小さいので、抵抗器Ｒ_２の抵抗値が十分小さいので、第一のコンデンサＣ_１及び第二のコンデンサＣ_２が定常状態に達した際の、接続点ａの平均電位が高く、電圧安定回路１１３の整流素子Ｄ_２がオンである期間が長くなり、電圧安定回路１１３における消費電力を低く抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、以上説明した電源回路１１０を有するので、整流素子Ｄ_１の働きにより、電源回路１１０における消費電力を低く抑えるので、（特に待機時における）放電灯点灯装置１００全体の消費電力を低くすることができるという効果を奏する。

実施の形態４．
実施の形態４について、図６を用いて説明する。
この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

図６は、この実施の形態における電源回路１１０の回路構成を示す回路図である。
なお、実施の形態３で説明した構成と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。

電源回路１１０は、更に、コモンモードチョークコイルＬ_１、ノーマルモードチョークコイルＬ_２を有する。
コモンモードチョークコイルＬ_１は、コモンモードノイズに対して高いインピーダンスとなり、コモンモードノイズを遮断するチョークコイルである。
ノーマルモードチョークコイルＬ_２は、ノーマルモードノイズを遮断するためのチョークコイルである。

コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２は、アクロスザラインコンデンサとして機能する。

放電灯点灯装置１００は、インバータ回路２３０が高周波交流電圧を生成し、放電灯ＬＡを点灯するので、高周波ノイズを多く発生する。
放電灯点灯装置１００では、インバータ回路２３０などから発生した高周波ノイズが、同じ電源ラインに接続した他の機器に悪影響を与えないよう、高周波ノイズを遮断し、電源ラインに乗らないようにする必要がある。

そのため、電源回路１１０において、コモンモードチョークコイルＬ_１、ノーマルモードチョークコイルＬ_２、アクロスザラインコンデンサなどを設けて、高周波ノイズを遮断する。
コモンモードチョークコイルＬ_１及びノーマルモードチョークコイルＬ_２は、高周波ノイズの発生源である負荷回路１３０から見て、交流電源ＡＣと直列に配置する。チョークコイルは高周波ノイズに対して高いインピーダンスとなるので、高周波ノイズが減衰し、交流電源ＡＣからの電源ラインに乗るのを防ぐことができる。
また、アクロスザラインコンデンサは、高周波ノイズの発生源である負荷回路１３０から見て、交流電源ＡＣと並列に配置する。すなわち、交流電源ＡＣからの電源ライン間を接続する。コンデンサは高周波ノイズに対して低いインピーダンスとなるので、短絡状態となり、高周波ノイズが交流電源ＡＣからの電源ラインに乗るのを防ぐことができる。

分圧回路１１２は、コンデンサＣ_１とコンデンサＣ_２との直列回路であるから、全体として１つのコンデンサとみなすことができ、交流電源ＡＣからの電源ライン間を接続している。
したがって、分圧回路１１２を構成するコンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２は、アクロスザラインコンデンサとして機能する。

これにより、部品点数を少なくすることができるので、省スペース低コストの電源回路１１０を得ることができる。

この実施の形態における電源回路１１０は、第一のコンデンサＣ_１及び第二のコンデンサＣ_２が、アクロスザラインコンデンサとして機能ので、部品点数が少なく、省スペース低コストの電源回路が得られるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、第一のコンデンサＣ_１及び第二のコンデンサＣ_２がアクロスザラインコンデンサとして機能するので、部品点数が少なく、省スペース低コストの放電灯点灯装置が得られるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００は、ＡＣライン間に直列接続したコンデンサを、アクロスザラインコンデンサとして使用するので、入力フィルタ回路のアクロスザラインコンデンサの代わりに、コンデンサＣ_１及びコンデンサＣ_２を接続することにより、アクロスザラインコンデンサと分圧回路１１２のコンデンサとを共用でき、部品数を減らすことができるという効果を奏する。

実施の形態１における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図。 実施の形態１における電源回路１１０の回路構成を示す回路図。 実施の形態２における電源回路１１０の回路構成を示す回路図。 実施の形態３における電源回路１１０の回路構成を示す回路図。 実施の形態３における電源回路１１０の各部の電位及び各部を流れる電流の時間変化を示す波形図。 実施の形態４における電源回路１１０の回路構成を示す回路図。

符号の説明

１００ 放電灯点灯装置、１１０ 電源回路、１１１ 全波整流回路、１１２ 分圧回路、１１３ 電圧安定回路、１１４ 放電回路、１２０ 制御回路、１３０ 負荷回路、２２０ アクティブフィルタ回路、２３０ インバータ回路、２３５ ドライブ回路、２４０ 負荷回路、２７０ 制御電源回路、Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_２１，Ｃ_２５ コンデンサ、Ｃ_４２ 始動コンデンサ、Ｃ_４３ 結合コンデンサ、Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_２４ 整流素子、ＤＢ_１〜ＤＢ_４ 整流素子、Ｌ_１ コモンモードチョークコイル、Ｌ_２ ノーマルモードチョークコイル、Ｌ_２２，Ｌ_４１ チョークコイル、Ｑ_２３，Ｑ_３１，Ｑ_３２ ＦＥＴ、Ｒ_１，Ｒ_２ 抵抗器、Ｖ_ＣＣ 制御電圧、ｖ_ＩＮ 交流電圧、Ｖ_ＯＵＴ 脈流電圧、ＺＤ_１ 定電圧ダイオード。

Claims (6)

1. 入力した交流電圧を全波整流して脈流電圧を出力する全波整流回路と、
   第一のコンデンサと、上記第一のコンデンサに直列接続した第二のコンデンサとを備え、上記全波整流回路の入力に並列接続した分圧回路と、
   上記全波整流回路の接地側出力を基準として、上記第一のコンデンサと上記第二のコンデンサとの接続点ａに発生した電圧を入力し、所定の直流電圧を出力する電圧安定回路と、
   を有することを特徴とする電源回路。
2. 上記電源回路は、更に、
   上記第二のコンデンサに並列接続した放電回路
   を有することを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
3. 上記放電回路は、抵抗器であることを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
4. 上記放電回路は、上記接続点ａの側を陰極とする整流素子と、上記整流素子に直列接続した抵抗器とを備えることを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
5. 上記第一のコンデンサ及び上記第二のコンデンサは、アクロスザラインコンデンサとして機能することを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源回路を有することを特徴とする放電灯点灯装置。

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