JP2774109B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
- Publication number
- JP2774109B2 JP2774109B2 JP63213012A JP21301288A JP2774109B2 JP 2774109 B2 JP2774109 B2 JP 2774109B2 JP 63213012 A JP63213012 A JP 63213012A JP 21301288 A JP21301288 A JP 21301288A JP 2774109 B2 JP2774109 B2 JP 2774109B2
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インバータ回路やチョッパー回路のよう
に、スイッチング素子がオンオフすることにより、負荷
に電力を供給するスイッチング電源装置に関するもので
ある。。
に、スイッチング素子がオンオフすることにより、負荷
に電力を供給するスイッチング電源装置に関するもので
ある。。
［従来の技術］ 従来、インバータ回路やチョッパー回路のようなスイ
ッチング電源装置において、無負荷状態等の異常状態を
検出して発振を抑制又は停止させる回路は多く提案され
ている。しかしながら、従来例では、ある発振状態にお
いて、その発振時の異常電圧や異常電流を検出し、その
後、発振を抑制するように構成されている。以下、具体
的な回路例を示しながら説明する。
ッチング電源装置において、無負荷状態等の異常状態を
検出して発振を抑制又は停止させる回路は多く提案され
ている。しかしながら、従来例では、ある発振状態にお
いて、その発振時の異常電圧や異常電流を検出し、その
後、発振を抑制するように構成されている。以下、具体
的な回路例を示しながら説明する。
従来例１ 第３図は従来のスイッチング電源装置の回路図であ
り、自励式の直列共振型インバータ回路を用いて、負荷
として放電灯laを駆動する例である。以下、その回路構
成について説明する。直流電源Ｅの両端には、スイッチ
ング素子Q1，Q2の直列回路が接続されている。各スイッ
チング素子Q1，Q2は、例えばバイポーラトランジスタよ
りなり、そのコレクタ・エミッタ間には、それぞれダイ
オードD1，D2が逆並列接続されている。一方のスイッチ
ング素子Q1の両端には、直流成分カット用のコンデンサ
C1と、直列共振用のコンデンサC2、直列共振及び限流用
のインダクタＬ、電流検出回路６及び電流帰還トランス
CTの直列回路が接続されている。電流帰還トランスCTの
帰還巻線は、スイッチング素子Q1，Q2のベース・エミッ
タ間に駆動電流を供給しており、スイッチング素子Q1，
Q2は交互にオンオフされる。これにより、直列共振用の
コンデンサC2とインダクタＬには高周波交流電流が流れ
て、コンデンサC2の両端には共振作用により高電圧が発
生する。この高電圧は負荷としての放電灯laに印加され
て、放電灯laを点灯せしめる。今、放電灯laが無負荷状
態になると、直列共振用のコンデンサC2には大きな共振
電流が流れて、過電圧が発生する。このとき、電流検出
回路６が共振電流の増大を検出して、発振停止回路７に
より電流帰還トランスCTの帰還巻線をショートさせるの
で、スイッチング素子Q2が強制的にオフとなり、自励発
振は停止する。なお、直流成分カット用のコンデンサC1
は、直列共振用のコンデンサC2に比べて十分に容量が大
きく、共振には寄与しない。
り、自励式の直列共振型インバータ回路を用いて、負荷
として放電灯laを駆動する例である。以下、その回路構
成について説明する。直流電源Ｅの両端には、スイッチ
ング素子Q1，Q2の直列回路が接続されている。各スイッ
チング素子Q1，Q2は、例えばバイポーラトランジスタよ
りなり、そのコレクタ・エミッタ間には、それぞれダイ
オードD1，D2が逆並列接続されている。一方のスイッチ
ング素子Q1の両端には、直流成分カット用のコンデンサ
C1と、直列共振用のコンデンサC2、直列共振及び限流用
のインダクタＬ、電流検出回路６及び電流帰還トランス
CTの直列回路が接続されている。電流帰還トランスCTの
帰還巻線は、スイッチング素子Q1，Q2のベース・エミッ
タ間に駆動電流を供給しており、スイッチング素子Q1，
Q2は交互にオンオフされる。これにより、直列共振用の
コンデンサC2とインダクタＬには高周波交流電流が流れ
て、コンデンサC2の両端には共振作用により高電圧が発
生する。この高電圧は負荷としての放電灯laに印加され
て、放電灯laを点灯せしめる。今、放電灯laが無負荷状
態になると、直列共振用のコンデンサC2には大きな共振
電流が流れて、過電圧が発生する。このとき、電流検出
回路６が共振電流の増大を検出して、発振停止回路７に
より電流帰還トランスCTの帰還巻線をショートさせるの
で、スイッチング素子Q2が強制的にオフとなり、自励発
振は停止する。なお、直流成分カット用のコンデンサC1
は、直列共振用のコンデンサC2に比べて十分に容量が大
きく、共振には寄与しない。
この従来例にあっては、電源投入後、一旦は無負荷状
態で発振を開始してから、過大な共振電流を検出し、そ
の後、発振を抑制しているため、発振が停止するまでの
間は、大きな回路電流が流れることになり、回路損失、
特にスイッチング損失が増大し、スイッチング素子Q1，
Q2にストレスが加わるという問題があり、また、インダ
クタＬの過電流による飽和などの問題が生じる。
態で発振を開始してから、過大な共振電流を検出し、そ
の後、発振を抑制しているため、発振が停止するまでの
間は、大きな回路電流が流れることになり、回路損失、
特にスイッチング損失が増大し、スイッチング素子Q1，
Q2にストレスが加わるという問題があり、また、インダ
クタＬの過電流による飽和などの問題が生じる。
従来例２ 第４図は他の従来例の回路図である。この回路は、第
３図に示す回路において、電流帰還トランスCTを省略
し、他励式の直列インバータ回路としたものである。放
電灯laの非電源側には、予熱電流通電及び直列共振用の
コンデンサC3を並列接続している。個の場合、スイッチ
ング素子Q1，Q2が他励制御であるので、始動時には周波
数を高く設定して、発振出力を低下させることができ
る。この状態で、フィラメントf1，f2の非電源側端子A,
Bの電圧検出により放電灯laの有無を検出し、無負荷時
には、その発振出力の低い状態を維持させるか、又は発
振を停止させる。ここで、発振出力が低い状態とは、発
振周波数が共振周波数よりも十分に高いことにより、直
列共振回路の共振作用が弱く、放電灯laの両端電圧Ｖが
低く設定される状態を意味する。なお、フィラメントf2
が切断している場合に、端子Ａの電圧は放電灯laが正常
に接続されている場合と同じになるため、端子Ｂの電圧
検出も必要となる。
３図に示す回路において、電流帰還トランスCTを省略
し、他励式の直列インバータ回路としたものである。放
電灯laの非電源側には、予熱電流通電及び直列共振用の
コンデンサC3を並列接続している。個の場合、スイッチ
ング素子Q1，Q2が他励制御であるので、始動時には周波
数を高く設定して、発振出力を低下させることができ
る。この状態で、フィラメントf1，f2の非電源側端子A,
Bの電圧検出により放電灯laの有無を検出し、無負荷時
には、その発振出力の低い状態を維持させるか、又は発
振を停止させる。ここで、発振出力が低い状態とは、発
振周波数が共振周波数よりも十分に高いことにより、直
列共振回路の共振作用が弱く、放電灯laの両端電圧Ｖが
低く設定される状態を意味する。なお、フィラメントf2
が切断している場合に、端子Ａの電圧は放電灯laが正常
に接続されている場合と同じになるため、端子Ｂの電圧
検出も必要となる。
この従来例においては、発振出力が低い状態で無負荷
であるか否かを検出するものであるから、従来例１の構
成よりも安全性が高いように考えられる。ところが、実
際には無負荷状態のときには、直列共振用のコンデンサ
C3が回路から外れることになるため、インダクタＬとコ
ンデンサC2のみによる直列共振回路が構成され、回路の
固有振動周波数が上昇してスイッチング周波数に近付く
ので、回路電流が大きくなり、発振を抑制するまでの間
は、回路損失が大きくなるという問題があった。
であるか否かを検出するものであるから、従来例１の構
成よりも安全性が高いように考えられる。ところが、実
際には無負荷状態のときには、直列共振用のコンデンサ
C3が回路から外れることになるため、インダクタＬとコ
ンデンサC2のみによる直列共振回路が構成され、回路の
固有振動周波数が上昇してスイッチング周波数に近付く
ので、回路電流が大きくなり、発振を抑制するまでの間
は、回路損失が大きくなるという問題があった。
なお、以上の従来例1,2では、負荷として放電灯laを
用いた回路例を示したが、負荷は放電灯以外のものであ
っても良い。
用いた回路例を示したが、負荷は放電灯以外のものであ
っても良い。
［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来のスイッチング電源装置にあって
は、無負荷状態等の異常状態を検出して発振を抑制又は
停止させることが提案されているが、それらは電源投入
後に発振動作を開始し、その発振時における異常電圧や
異常電流を検出して、その後、発振を抑制又は停止させ
るように構成されているものであるから、発振を抑制又
は停止させるまでの間は、回路電流が増大し、スイッチ
ング素子やインダクタ等の回路素子に過大なストレスが
加わるという問題があり、安全性や信頼性を低下させる
原因となっていた。したがって、従来例にあっては、発
振を抑制又は停止させるまでの間の回路素子の保護対策
も必要になるという問題があった。
は、無負荷状態等の異常状態を検出して発振を抑制又は
停止させることが提案されているが、それらは電源投入
後に発振動作を開始し、その発振時における異常電圧や
異常電流を検出して、その後、発振を抑制又は停止させ
るように構成されているものであるから、発振を抑制又
は停止させるまでの間は、回路電流が増大し、スイッチ
ング素子やインダクタ等の回路素子に過大なストレスが
加わるという問題があり、安全性や信頼性を低下させる
原因となっていた。したがって、従来例にあっては、発
振を抑制又は停止させるまでの間の回路素子の保護対策
も必要になるという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、電源投入時に通常の発振動作
を開始する前に負荷の状態を検出することにより、安全
性や信頼性を向上せしめたスイッチング電源装置を提供
することにある。
その目的とするところは、電源投入時に通常の発振動作
を開始する前に負荷の状態を検出することにより、安全
性や信頼性を向上せしめたスイッチング電源装置を提供
することにある。
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第
１図及び第２図に示すように、一対のスイッチング素子
Q1，Q2が交互にオンオフすることにより、負荷に電力を
供給するスイッチング電源装置において、電源投入時に
一方のスイッチング素子を通常のオン期間に比べて十分
に長い期間にわたりオンさせる期間を設けることにより
負荷の状態を通常の発振動作を開始する前に検出する手
段を設けたことを特徴とするものである。
１図及び第２図に示すように、一対のスイッチング素子
Q1，Q2が交互にオンオフすることにより、負荷に電力を
供給するスイッチング電源装置において、電源投入時に
一方のスイッチング素子を通常のオン期間に比べて十分
に長い期間にわたりオンさせる期間を設けることにより
負荷の状態を通常の発振動作を開始する前に検出する手
段を設けたことを特徴とするものである。
本発明では、このように、電源投入時に一方のスイッ
チング素子Q1を通常のオン期間に比べて十分に長い期間
にわたりオンさせる期間を設けることにより、スイッチ
ング素子Q1のオン動作を利用して負荷の状態を検出する
ことができ、その際に、スイッチング素子Q1，Q2のオン
オフ動作が通常の発振動作における動作とは全く異なる
動作であることにより、過電圧や過電流を生じさせるこ
となく負荷の状態を検出することができる。
チング素子Q1を通常のオン期間に比べて十分に長い期間
にわたりオンさせる期間を設けることにより、スイッチ
ング素子Q1のオン動作を利用して負荷の状態を検出する
ことができ、その際に、スイッチング素子Q1，Q2のオン
オフ動作が通常の発振動作における動作とは全く異なる
動作であることにより、過電圧や過電流を生じさせるこ
となく負荷の状態を検出することができる。
第２図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例
では、第４図に示す回路において、放電灯laのフィラメ
ントf2とコンデンサC3の間に、予熱電流検出用のカレン
トトランスT1の１次巻線を直列的に挿入し、その２次巻
線出力を検出回路４にて検出するようにしたものであ
る。本実施例にあっては、制御回路５により、電源投入
直後のスイッチング素子Q1，Q2のオン又はオフ動作を、
通常の発振動作における動作とは全く異なる動作とする
ことにより、過電圧や過電流を生じさせることなく、検
出回路４により負荷の有無を検出することを可能として
いる。
では、第４図に示す回路において、放電灯laのフィラメ
ントf2とコンデンサC3の間に、予熱電流検出用のカレン
トトランスT1の１次巻線を直列的に挿入し、その２次巻
線出力を検出回路４にて検出するようにしたものであ
る。本実施例にあっては、制御回路５により、電源投入
直後のスイッチング素子Q1，Q2のオン又はオフ動作を、
通常の発振動作における動作とは全く異なる動作とする
ことにより、過電圧や過電流を生じさせることなく、検
出回路４により負荷の有無を検出することを可能として
いる。
第１図（ａ），（ｂ）は本実施例の動作波形図であ
る。まず、直流電源Ｅが投入されると、強制的にスイッ
チング素子Q1を一定期間オンさせる。このとき、放電灯
laが負荷として挿入されていれば、直流電源Ｅに対し
て、スイッチング素子Q1、インダクタＬ、コンデンサ
C1、放電灯laのフィラメントf1、コンデンサC3、予熱電
流検出用のカレントトランスT1の１次巻線、放電灯laの
フィラメントf2を通る経路で振動電流が流れる。このと
き、スイッチング素子Q1のオン区間は、インダクタＬ、
コンデンサC1、C3の振動周波数の周期よりも十分に長く
設定しておくものとする。検出回路４では、この振動電
流を検出することにより、負荷が存在すると判断し、制
御回路５に負荷検出信号を与えて、発振を開始させる第
１図（ａ）参照）。負荷が存在しない場合には、予熱電
流検出用のカレントトランスT1の１次巻線に電流が流れ
ないため、振動電流は検出されず、検出回路４は制御回
路５に無負荷検出信号を与えるので、制御回路５は発振
を開始しない（第１図（ｂ）参照）。
る。まず、直流電源Ｅが投入されると、強制的にスイッ
チング素子Q1を一定期間オンさせる。このとき、放電灯
laが負荷として挿入されていれば、直流電源Ｅに対し
て、スイッチング素子Q1、インダクタＬ、コンデンサ
C1、放電灯laのフィラメントf1、コンデンサC3、予熱電
流検出用のカレントトランスT1の１次巻線、放電灯laの
フィラメントf2を通る経路で振動電流が流れる。このと
き、スイッチング素子Q1のオン区間は、インダクタＬ、
コンデンサC1、C3の振動周波数の周期よりも十分に長く
設定しておくものとする。検出回路４では、この振動電
流を検出することにより、負荷が存在すると判断し、制
御回路５に負荷検出信号を与えて、発振を開始させる第
１図（ａ）参照）。負荷が存在しない場合には、予熱電
流検出用のカレントトランスT1の１次巻線に電流が流れ
ないため、振動電流は検出されず、検出回路４は制御回
路５に無負荷検出信号を与えるので、制御回路５は発振
を開始しない（第１図（ｂ）参照）。
このように、電源投入後に、まず、一方のスイッチン
グ素子Q1のみを一定時間オンさせることにより負荷の状
態を検出し、負荷が正常に接続されている場合にのみ発
振動作を開始させることにより、従来例のように、電源
投入後、無負荷を検出して発振を抑制又は停止させるま
での間に回路損失が生じることは無くなるものである。
グ素子Q1のみを一定時間オンさせることにより負荷の状
態を検出し、負荷が正常に接続されている場合にのみ発
振動作を開始させることにより、従来例のように、電源
投入後、無負荷を検出して発振を抑制又は停止させるま
での間に回路損失が生じることは無くなるものである。
なお、本実施例において、負荷が挿入されている状態
から負荷が外された場合においても、予熱電流検出用の
カレントトランスT1により負荷電流が無いことを検出し
て、発振を抑制又は停止させるようにしても構わない。
から負荷が外された場合においても、予熱電流検出用の
カレントトランスT1により負荷電流が無いことを検出し
て、発振を抑制又は停止させるようにしても構わない。
［発明の効果］ 本発明にあっては、上述のように、一対のスイッチン
グ素子が交互にオンオフすることにより、負荷に電力を
供給するスイッチング電源装置において、電源投入時に
一方のスイッチング素子を通常のオン期間に比べて十分
に長い期間にわたりオンさせる期間を設けることにより
負荷の状態を通常の発振動作を開始する前に検出する手
段を設けたものであるから、過電圧や過電流を生じさせ
ることなく、負荷の状態を検出することができ、無負荷
状態のような負荷異常時には、通常の発振動作に移行さ
せないことにより、スイッチング電源装置の安全性や信
頼性を高めることができるという効果がある。
グ素子が交互にオンオフすることにより、負荷に電力を
供給するスイッチング電源装置において、電源投入時に
一方のスイッチング素子を通常のオン期間に比べて十分
に長い期間にわたりオンさせる期間を設けることにより
負荷の状態を通常の発振動作を開始する前に検出する手
段を設けたものであるから、過電圧や過電流を生じさせ
ることなく、負荷の状態を検出することができ、無負荷
状態のような負荷異常時には、通常の発振動作に移行さ
せないことにより、スイッチング電源装置の安全性や信
頼性を高めることができるという効果がある。
第１図は本発明の基本的な動作を説明するための波形
図、第２図は本発明の一実施例の回路図、第３図は従来
例の回路図、第４図は他の従来例の回路図である。 Q1，Q2はスイッチング素子、４は検出回路、Ｅは直流電
源である。
図、第２図は本発明の一実施例の回路図、第３図は従来
例の回路図、第４図は他の従来例の回路図である。 Q1，Q2はスイッチング素子、４は検出回路、Ｅは直流電
源である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98 H05B 41/00 - 41/46 H02M 3/00 - 3/44
Claims (1)
- 【請求項１】一対のスイッチング素子が交互にオンオフ
することにより、負荷に電力を供給するスイッチング電
源装置において、電源投入時に一方のスイッチング素子
を通常のオン期間に比べて十分に長い期間にわたりオン
させる期間を設けることにより負荷の状態を通常の発振
動作を開始する前に検出する手段を設けたことを特徴と
するスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213012A JP2774109B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213012A JP2774109B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265660A JPH0265660A (ja) | 1990-03-06 |
| JP2774109B2 true JP2774109B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=16632037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63213012A Expired - Lifetime JP2774109B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774109B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4710559A (en) * | 1986-12-22 | 1987-12-01 | Wacker Silicones Corporation | Heat curable organopolysiloxane compositions |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63213012A patent/JP2774109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265660A (ja) | 1990-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424 Year of fee payment: 11 |