JP3820879B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図17に従来の電源装置の回路図を示す。この電源装置は、フィルタ回路2を介して入力される交流電源1の電源電圧を全波整流するダイオードブリッジのような整流回路3と、フィルタ回路4を介して入力される整流回路3の整流出力を部分的に平滑して後述のインバータ回路6に供給する谷埋め電源回路(直流変換回路)5と、谷埋め電源回路5の出力を交流電圧に変換して共振負荷回路7に供給するインバータ回路6とを備えている。
【0003】
インバータ回路6は、整流回路3の出力端子間にフィルタ回路4及び高周波ダイオードD1,D2の直列回路を介して接続された電界効果トランジスタよりなる一対のスイッチング素子Q1,Q2の直列回路を有し、両スイッチング素子Q1,Q2は後述する駆動トランスDT1によって交互にオン/オフされている。スイッチング素子Q1,Q2の接続点には自励発振用の駆動トランスDT1の一次巻線が接続されており、駆動トランスDT1の一次巻線の他端とダイオードD1,D2の接続点との間には直流カット用のコンデンサC1と共振負荷回路7の直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1,Q2のゲート・ソース間には、それぞれ、各スイッチング素子Q1,Q2に対応して駆動トランスDT1に各別に設けられた二次巻線が抵抗R1,R2を介して接続されており、駆動トランスDT1の一次巻線に流れる電流に応じて、何れかの二次巻線にスイッチング素子Q1又はQ2をオンさせる電圧が発生する。また、スイッチング素子Q1,Q2のゲート・ソース間には、それぞれ、カソード同士が接続されたツェナーダイオードZD1,ZD2の直列回路、ツェナーダイオードZD3,ZD4の直列回路が接続されており、スイッチング素子Q1,Q2のゲート・ソース間に過電圧が印加されるのを防止している。ここに、駆動トランスDT1と、抵抗R1,R2と、ツェナーダイオードZD1〜ZD4とで駆動回路8が構成される。
【0004】
図18は共振負荷回路7の具体回路図を示しており、この共振負荷回路7はコンデンサC1と駆動トランスDT1の一次巻線との間に一次巻線が接続されたリーケージトランスよりなるトランスLT1と、トランスLT1の二次巻線の両端にそれぞれ一方のフィラメントf11,f22の電源側端子が接続された蛍光灯のような放電灯La1,La2と、両フィラメントf11,f22の非電源側端子間に接続されたコンデンサC7とを備え、コンデンサC7とトランスLT1の漏れインダクタンスと放電灯La1,La2とで共振回路を構成している。ここで、放電灯La1,La2のフィラメントf11,f22には、トランスLT1の二次巻線N2からコンデンサC7を介して予熱電流が供給される。また、放電灯La1,La2の他方のフィラメントf12,f21は、電源側端子間がコンデンサC8とトランスLT1の二次側に磁気結合された補助巻線N3とを介して接続され、非電源側端子間が短絡されており、補助巻線N3からコンデンサC8を介してフィラメントf12,f21に予熱電流が供給される。
【0005】
また、本回路は電源投入時にスイッチング素子Q1,Q2を自励発振を開始させる起動回路9を備えている。起動回路9は、整流回路3の出力端子間にフィルタ回路4を介して接続された抵抗R4及びコンデンサC4の直列回路と、抵抗R4及びコンデンサC4の接続点とスイッチング素子Q2のゲートとの間に接続されたトリガ素子TD1と、抵抗R4及びコンデンサC4の接続点とスイッチング素子Q1,Q2の接続点との間に接続されたダイオードD4及び抵抗R3の直列回路とで構成される。尚、ダイオードD4は、抵抗R4及びコンデンサC4の接続点からスイッチング素子Q1,Q2の接続点へ電流が流れる向きに接続されている。
【0006】
谷埋め電源回路5は、スイッチング素子Q1,Q2の直列回路に並列接続される平滑コンデンサC0、チョッパ用チョークL1及び放電用ダイオードD5の直列回路と、この直列回路の両端間に接続されたコンデンサC3と、チョークL1及びダイオードD5の接続点と共振負荷回路7及び駆動トランスDT1の接続点との間に接続された充電用ダイオードD3とで構成される。
【0007】
すなわち谷埋め電源回路5では、スイッチング素子Q2がオンになると、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−ダイオードD2(コンデンサC2)−平滑コンデンサC0−チョークL1−ダイオードD3→駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路で電流が流れる。次に、スイッチング素子Q2がオフになると、チョークL1に蓄積されたエネルギがチョークL1−ダイオードD3−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q1の寄生ダイオード−平滑コンデンサC0−チョークL1の経路で放出され、平滑コンデンサC0が充電される。この構成では、スイッチング素子Q2のオン時にチョークL1に蓄積されたエネルギによって平滑コンデンサC0が充電されるから、平滑コンデンサC0の両端電圧はスイッチング素子Q2のオン期間とオフ期間との比率に応じて降圧される。つまり、ダイオードD3とスイッチング素子Q1の寄生ダイオードとチョークL1とスイッチング素子Q2と平滑コンデンサC0とで降圧チョッパ回路が構成される。
【0008】
また本回路は、予熱時にスイッチング素子Q2のオン幅を調整して放電灯La1,La2に予熱電流を供給する予熱用他制回路11を備えている。予熱用他制回路11は、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間に接続された抵抗R9、ダイオードD9及びコンデンサC9,C10の直列回路と、コンデンサC9に並列接続された抵抗R10と、ダイオードD9及びコンデンサC9の直列回路と逆並列に接続されたダイオードD10と、コンデンサC10と逆並列に接続されたダイオードD11と、コンデンサC9,10の接続点にベースが接続されるとともに、コレクタ・エミッタ間がダイオードD7を介してスイッチング素子Q2のゲート・ソース間に接続されたNPN形トランジスタよりなるスイッチング素子Q5とを備えている。
【0009】
ここで、本回路の動作について簡単に説明する。交流電源1が投入されると、起動回路9では抵抗R4を介してコンデンサC4が充電され、コンデンサC4に電荷が蓄積される。そして、コンデンサC4の両端電圧がトリガ素子TD1のブレークオーバ電圧に達すると、トリガ素子TD1が導通し、コンデンサC4に蓄積された電荷がスイッチング素子Q2のゲートに流れ込み、スイッチング素子Q2がオンになる。
【0010】
これにより、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−コンデンサC1−共振負荷回路7−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路と、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−ダイオードD2(コンデンサC2)−平滑コンデンサC0−チョークL1−ダイオードD3−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路とで電流が流れる。この時、駆動トランスDT1はスイッチング素子Q2にオン方向のバイアスを与え、スイッチング素子Q1をオフに保つから、スイッチング素子Q2は完全にオンになる。その後、共振負荷回路7の共振作用によって共振電流が反転すると、駆動トランスDT1の二次側に発生する電圧が反転し、スイッチング素子Q1がオン、スイッチング素子Q2がオフになり、以後共振回路の共振動作によってスイッチング素子Q1,Q2が自励発振動作を行うのである。
【0011】
ところで、スイッチング素子Q1,Q2が自励発振動作を開始し、駆動トランスDT1によりスイッチング素子Q2のゲートに駆動信号が印加されると、駆動トランスDT1の二次巻線−抵抗R2−抵抗R9−ダイオードD9−コンデンサC9−コンデンサC10−駆動トランスDT1の二次巻線の経路で電流が流れて、コンデンサC9,C10が充電される。そして、コンデンサC10の両端電圧がスイッチング素子Q5のしきい値電圧に達すると、スイッチング素子Q5がオンになり、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間がダイオードD7及びスイッチング素子Q5を介して短絡され、スイッチング素子Q2のゲート信号が引き抜かれるので、スイッチング素子Q2がオフになる。この時、スイッチング素子Q2のオン幅が通常点灯時に比べて短くなるから、共振負荷回路7に供給される電力が抑制され、放電灯La1,La2のフィラメントに予熱電流を流すことができる。なお、共振電流が反転すると、スイッチング素子Q2のゲートは負電位になるので、コンデンサC10に蓄積された電荷はダイオードD10及び抵抗R2を介して放電される。一方、コンデンサC9にはダイオードD9が直列に接続されているので、スイッチング素子Q2のオフ時にコンデンサC9に蓄積された電荷が全て放出されることはなく、コンデンサC9は徐々に充電される。そして、コンデンサC9の両端電圧がスイッチング素子Q2のゲート電圧と略等しい電圧まで充電されると、コンデンサC10に充電電流が流れなくなるので、スイッチング素子Q5がオフ状態を維持し、予熱期間が終了する。尚、コンデンサC9には放電経路を構成する抵抗R10が並列に接続されているが、抵抗R10の抵抗値は十分大きな値に設定されているので、自励発振動作を行っている間はスイッチング素子Q2のオフ時にコンデンサC9の電荷が全て放電されることはない。
【0012】
次に、通常点灯時の主回路の動作について簡単に説明する。先ず、スイッチング素子Q2がオン、スイッチング素子Q1がオフの場合には、谷埋め電源回路5−コンデンサC2−コンデンサC1−共振負荷回路7−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−谷埋め電源回路5の経路で電流が流れる。ここで、整流回路3の出力電圧が平滑コンデンサC0の両端電圧よりも高い場合には交流電源1から入力電流が引き込まれ、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−ダイオードD2−平滑コンデンサC0−チョークL1−ダイオードD3−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路で三角波状の充電電流(チョッパ電流)が流れる。尚、この充電電流のピーク値は整流回路3の出力電圧に比例する。
【0013】
その後、共振負荷回路7の共振動作によって共振電流が反転すると、駆動トランスDT1の駆動信号が反転し、スイッチング素子Q2がオフになる。スイッチング素子Q2がオフになると、共振負荷回路7−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q1の寄生ダイオード−コンデンサC2−コンデンサC1−共振負荷回路7の経路で回生電流が流れる。また、スイッチング素子Q2のオン時にチョッパ電流が流れた場合は、チョークL1−ダイオードD3−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q1の寄生ダイオード−平滑コンデンサC0−チョークL1の経路で回生電流が流れる。
【0014】
そして、駆動トランスDT1の駆動信号がスイッチング素子Q1のゲートに印加されると、スイッチング素子Q1がオンになり、コンデンサC1を電源として、コンデンサC1−コンデンサC2−スイッチング素子Q1−駆動トランスDT1の一次巻線−共振負荷回路7−コンデンサC1の経路で共振電流が流れる。ここで、スイッチング素子Q2のオン時にコンデンサC2に蓄積された電荷が零になると、コンデンサC2を流れていた共振電流はダイオードD2を流れることになる。
【0015】
次に、共振負荷回路7の共振動作によって共振電流が反転すると、スイッチング素子Q1がオフになり、共振負荷回路7−コンデンサC1−ダイオードD2−コンデンサC3−スイッチング素子Q2の寄生ダイオード−駆動トランスDT1−共振負荷回路7の経路で回生電流が流れる。
【0016】
本回路では上述した一連の動作を繰り返すことによって共振負荷回路7のトランスLT1に高周波電圧が印加され、トランスLT1の漏れインダクタンスとコンデンサC7と放電灯La1,La2からなる共振回路が共振動作を行い、放電灯La1,La2が高周波で点灯する。また、谷埋め電源回路5の平滑コンデンサC0の両端電圧よりも、整流回路3の出力電圧が高い区間では、交流電源1からチョッパ電流が流れ込み、またインバータ回路6においても、電源電圧の大きさに応じて入力電流を流す機能を備えているので、これらの電源電圧の電圧値に比例した高周波電流をフィルタ回路4で平均化することにより正弦波状の入力電流を得ることができ、入力電流歪みを改善することができる。
【0017】
ここで、図19(a)は交流電源1の電源電圧Vin、図19(b)はコンデンサC3の両端電圧VC3、図19(c)は放電灯La1,La2のランプ電流ILaをそれぞれ示しており、上述の動作によってコンデンサC3の両端電圧VC3は、整流回路3の整流出力(交流電源の電源電圧Vinの絶対値)の谷部を埋めたような直流の電圧波形となり、ランプ電流ILaは、整流回路3の整流出力の山部及び谷部に対応する期間の電流値が増加したような電流波形となる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の電源装置では、ランプ電流ILaの振幅が整流出力の山部と谷部とで変化しており、また交流電源1の電圧変動によってランプ電流ILaが大きく変動するという問題がある。そこで、上述の電源装置では、整流出力の山部においてランプ電流ILaの振幅を補正し、ランプ電流ILaの波高率を改善するとともに、電圧変動に対するランプ電流ILaの変動を補正するための他制回路10を設けている。
【0019】
他制回路10は、コンデンサC3の両端間に接続された抵抗R5,R6の直列回路と、抵抗R6に並列接続されたコンデンサC6と、抵抗R6の両端間にエミッタ・コレクタ間が接続されると共に、ベースが抵抗R8及びダイオードD8の直列回路を介して駆動トランスDT1の二次巻線と抵抗R2との接続点に接続されたPNP形トランジスタよりなるスイッチング素子Q4と、抵抗R6と並列に接続された抵抗R7及びオン幅設定用コンデンサ(以下、コンデンサと言う。)C5の直列回路と、ベースが抵抗R7及びコンデンサC5の接続点に接続されるとともに、コレクタ・エミッタ間がスイッチング素子Q2のゲート・ソース間にダイオードD7を介して接続されるNPN形トランジスタよりなるスイッチング素子Q3とで構成される。ここで、抵抗R5,R6及びコンデンサC6から直流電源回路10aが構成され、コンデンサC3の両端電圧を抵抗R5,R6で分圧し、さらにコンデンサC6で平滑して得た直流電圧を他制回路10の動作電源としている。
【0020】
ここで、他制回路10の動作について図20(a)〜(d)を参照して簡単に説明する。尚、図20(a)はスイッチング素子Q2に印加される駆動信号VDT1、図20(b)はスイッチング素子のゲート・ソース間電圧VQ2gs、図20(c)はコンデンサC5の両端電圧VC5、図20(d)はスイッチング素子Q2のドレイン・ソース間電圧VQ2ds、図20(e)はスイッチング素子Q2のドレイン電流IQ2をそれぞれ示している。
【0021】
駆動トランスDT1の一次側に流れる共振電流に応じて、駆動トランスDT1の二次巻線に電圧が発生し、スイッチング素子Q2のゲートに正弦波状の駆動信号VDT1が入力された場合(図20(a)参照)、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間電圧VQ2gsはツェナダイオードZD3,ZD4により所定の電圧(ツェナ電圧)にクランプされる(図20(b)参照)。ここで、スイッチング素子Q2のオン時は、ダイオードD8のカソードが正電位となっているので、スイッチング素子Q4はオフになる。
【0022】
この時、直流電源回路10aから抵抗R7を介してコンデンサC5に充電電流が流れて、コンデンサC5の両端電圧VC5は徐々に上昇し(図20(c)参照)、コンデンサC5の両端電圧VC5がスイッチング素子Q3のしきい値電圧に達すると、スイッチング素子Q3がオンになって、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間がダイオードD7及びスイッチング素子Q3を介して短絡され、スイッチング素子Q2がオフになる。ここで、スイッチング素子Q4は、駆動トランスDT1の二次巻線に発生する電圧が反転してダイオードD8のカソードが負電位となるまで、オフ状態を維持するため、コンデンサC5の両端電圧がスイッチング素子Q3のしきい値電圧を超えてからスイッチング素子Q1がオンになるまでの間、他制回路10によってスイッチング素子Q2がオフ状態に維持される(すなわち、図20(d)中の期間Taがオフ期間となる。)。そして、共振負荷回路7の共振動作によって駆動トランスDT1の一次電流が反転し、二次巻線に発生する駆動信号VDT1の極性が反転すると、スイッチング素子Q4がオンになり、コンデンサC5に充電された電荷が抵抗R7及びスイッチング素子Q4を介して放出されるから、スイッチング素子Q3がオフになる。
【0023】
ここで、コンデンサC3の両端電圧が上昇すると、コンデンサC5の両端電圧がスイッチング素子Q3のしきい値電圧に達するまでの時間(すなわち、スイッチング素子Q2の駆動信号が引き抜かれるまでの時間)が短くなるので、他制回路10では、スイッチング素子Q2のオン時間が谷埋め電源回路5の出力電圧の大きさ(すなわち、交流電源1の電源電圧Vinの絶対値)に反比例するように、スイッチング素子Q2のオン幅を変調する。なお、直流電源部10aを構成するコンデンサC6の静電容量に応じてコンデンサC5の充電時間が変化するので、スイッチング素子Q2のオン幅の変調度合いを調節することができる。
【0024】
ところで本回路では、交流電源1が投入されると、整流回路3からフィルタ回路4、抵抗R4を介してコンデンサC4に充電電流が流れ、図21(a)に示すようにコンデンサC4の両端電圧VC5がトリガ素子TD1のブレークオーバ電圧に達した時点(図21(a)の時刻t1,t2…)で、トリガ素子TD1が導通して、スイッチング素子Q2のゲートに電圧が印加され、スイッチング素子Q1,Q2が自励発振動作を開始するのであるが、スイッチング素子Q1,Q2が発振動作を開始する前の時点ではスイッチング素子Q4がオフ状態となっているため、直流電源部10aの出力により抵抗R7を介してコンデンサC5に充電電流が流れ、コンデンサC5の両端電圧が徐々に増加する(図21(b)参照)。ここで、起動回路9からスイッチング素子Q2のゲートにトリガ信号が入力されるよりも前の時刻t0に、コンデンサC5の両端電圧VC5がスイッチング素子Q3のしきい値電圧に達すると、スイッチング素子Q3がオンになり、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間がダイオードD7及びスイッチング素子Q3を介して短絡されるから、スイッチング素子Q2のゲートに印加されるトリガ信号がスイッチング素子Q3によって引き抜かれてしまい、スイッチング素子Q2はオフ状態を維持し(図21(c)参照)、インバータ回路6の発振動作が開始できなくなる場合があった。
【0025】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、インバータ回路の自励発振動作を確実に開始させることのできる電源装置を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明では、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、平滑コンデンサを有し整流回路の出力を平滑した直流電圧を生成する直流変換回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流変換回路の出力を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0027】
請求項2の発明では、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流電圧を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記谷埋め電源回路は整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し、該平滑コンデンサの充電経路にチョッパ用チョークと、逆流防止用ダイオードと、上記一対のスイッチング素子の一方とを接続して構成され、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0028】
請求項3の発明では、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力端間に、インピーダンス素子が並列接続された高周波ダイオードを介して、一対のスイッチング素子を接続し、両スイッチング素子の接続点と上記整流回路の一方の出力端との間に直流カット用コンデンサ、共振負荷回路、駆動トランスの一次巻線の直列回路を接続し、上記駆動トランスに各スイッチング素子に対応して上記駆動トランスに各別に設けた二次巻線を各スイッチング素子の制御端にそれぞれ接続し、駆動トランスの帰還作用によって両スイッチング素子を自励発振させるインバータ回路と、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路と、上記整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し該平滑コンデンサの充電経路に逆流防止用ダイオード、上記一対のスイッチング素子の一方、チョッパ用チョークを接続し、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路とを備えた電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0029】
請求項4の発明では、請求項2又は3の発明において、上記チョッパ用チョークを、上記共振負荷回路を構成するインダクタンス要素で兼用したことを特徴とし、部品数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【0030】
請求項5の発明では、請求項1乃至4の発明において、上記リセット手段は、起動回路から入力される制御信号に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の作用を奏する。
【0031】
請求項6の発明では、請求項5の発明において、上記起動回路は、整流回路の出力電圧により充電されるトリガ用コンデンサと、トリガ用コンデンサの両端電圧がトリガ電圧に達すると一方のスイッチング素子の制御端にトリガ信号を印加して該スイッチング素子をオンさせるトリガ素子とを備えており、上記制御信号はトリガ用コンデンサの充電電圧であり、上記リセット手段は、トリガ用コンデンサの両端電圧が所定電圧よりも低い場合、オン幅設定用コンデンサの電荷を零とすることを特徴とし、請求項5の発明と同様の作用を奏する。
【0032】
請求項7の発明では、請求項1乃至4の発明において、上記共振負荷回路は、インバータ回路の出力端子間に一次巻線が接続されるとともに、二次側に負荷が接続されたトランスを備え、上記リセット手段は、上記トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の作用を奏する。
【0033】
請求項8の発明では、請求項1乃至4の発明において、上記リセット手段は、駆動トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の作用を奏する。
【0034】
請求項9の発明では、請求項1乃至4の発明において、上記共振負荷回路は予熱用のフィラメントを有する放電灯を含み、電源投入時から一定時間を限時する予熱用タイマ回路を設け、予熱用タイマ回路の限時動作が終了するまでの間インバータ回路の出力を低下させて放電灯のフィラメントに予熱電流を流しており、上記リセット手段は、予熱用タイマ回路が限時動作を行う間、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の作用を奏する。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0037】
(実施形態1)
本実施形態の電源装置の回路図を図1に示す。本実施形態の電源装置では、従来例で説明した電源装置において、電源投入時において他制回路10のコンデンサC5に蓄積された電荷を放出させ、略零にするリセット回路(リセット手段)12を設けている。尚、リセット回路12以外の構成は上述した従来の電源装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、共振負荷回路7の回路構成は、従来例で説明した図18に示す回路と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【0038】
リセット回路12は、起動回路9のコンデンサC4と並列に接続された抵抗R11,R12の直列回路と、抵抗R12と並列にベース・エミッタ間が接続されるとともに、コレクタが抵抗R5,R6の接続点に接続されたNPN形トランジスタよりなるスイッチング素子Q6とで構成される。
【0039】
次に本回路の動作を図2(a)〜(c)を参照して簡単に説明する。尚、
図2(a)はコンデンサC4の両端電圧VC4、図2(b)はスイッチング素子Q6のコレクタ・エミッタ間電圧VQ6CE、図2(c)はスイッチング素子Q2のゲート・ソース間電圧VQ2gs、をそれぞれ示している。尚、電源投入時(起動時)以外の回路動作は従来例で説明した電源装置の回路動作と同様であるので、その説明は省略する。
【0040】
時刻t10において交流電源1が投入されると、起動回路9のコンデンサC4に抵抗R4を介して充電電流が流れ、コンデンサC4の両端電圧が増加する(図2(a)参照)。そして、時刻t12においてコンデンサC4の両端電圧VC4がトリガ素子TD1のブレークオーバ電圧に達すると、トリガ素子TD1が導通し、コンデンサC4に蓄積された電荷がスイッチング素子Q2のゲートに流れ込み時刻t13においてスイッチング素子Q2がオンになる。
【0041】
これにより、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−コンデンサC1−共振負荷回路7−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路と、整流回路3−フィルタ回路4−ダイオードD1−ダイオードD2(コンデンサC2)−平滑コンデンサC0−チョークL1−ダイオードD3−駆動トランスDT1の一次巻線−スイッチング素子Q2−フィルタ回路4−整流回路3の経路とで電流が流れる。この時、駆動トランスDT1はスイッチング素子Q2にオン方向のバイアスを与え、スイッチング素子Q1をオフに保つから、スイッチング素子Q2は完全にオンになる。その後、共振負荷回路7の共振作用によって共振電流が反転すると、駆動トランスDT1の二次側に発生する電圧が反転し、スイッチング素子Q1がオン、スイッチング素子Q2がオフになり、以後共振回路の共振動作によってスイッチング素子Q1,Q2が自励発振動作を行うのである。
【0042】
ところで、リセット回路12では、スイッチング素子Q2のゲートにトリガ素子TD1を介してトリガ信号が入力されるよりも前の時刻t11において、コンデンサC4の両端電圧VC4を抵抗R11,R12により分圧した電圧がスイッチング素子Q6のしきい値電圧に達するように、抵抗R11,R12の抵抗比などの定数が設定されているので、スイッチング素子Q2がオンになるよりも前にスイッチング素子Q6がオンになる。スイッチング素子Q6がオンになると、抵抗R6の両端間がスイッチング素子Q6を介して短絡され、コンデンサC5に蓄積された電荷が抵抗R7及びスイッチング素子Q6を介して放出されて、零となるため、スイッチング素子Q3がオフ状態となる。
【0043】
このように、電源投入時においてリセット回路12がスイッチング素子Q3を強制的にオフさせているから、スイッチング素子Q2のゲートにトリガ信号が入力される際に、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間がスイッチング素子Q3を介して短絡されることはなく、トリガ素子TD1を介して入力されるトリガ信号によってスイッチング素子Q2をオンさせ、スイッチング素子Q1,Q2の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0044】
(実施形態2)
本実施形態の電源装置の回路図を図3に示す。本実施形態では、実施形態1の電源装置において、リセット回路12の抵抗R12と並列にコンデンサC11を接続しており、コンデンサC4の両端電圧を抵抗R11,R12により分圧し、さらにコンデンサC11で平滑した電圧をスイッチング素子Q6のベースに印加している。尚、コンデンサC11以外の回路構成及びその動作は実施形態1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0045】
ところで、起動回路9では、電源投入時において整流回路3からフィルタ回路4及び抵抗R4を介してコンデンサC4に充電電流が流れ、コンデンサC4の両端電圧VC4がトリガ素子TD1のブレークオーバ電圧に達すると、トリガ素子TD1が導通してスイッチング素子Q2のゲートにトリガ信号が入力され、スイッチング素子Q2がオンになって、スイッチング素子Q1,Q2が自励発振動作を開始している。
【0046】
この時、リセット回路12では、実施形態1で説明したように、コンデンサC4の両端電圧を抵抗R11,R12により分圧し、さらにコンデンサC11で平滑した電圧がスイッチング素子Q6のベースに印加されている。そして、コンデンサC11の両端電圧がスイッチング素子Q6のしきい値電圧に達すると、スイッチング素子Q6がオンになり、コンデンサC5に蓄積された電荷を零にして、スイッチング素子Q3を強制的にオフさせ、スイッチング素子Q2のゲートに印加されるトリガ信号がスイッチング素子Q3を介して引き抜かれるのを防止している。ここで、本回路では抵抗R12と並列にコンデンサC11を接続しており、抵抗R11,R12により分圧された電圧をコンデンサC11で平滑しているので、電源電圧変動などによってコンデンサC4の両端電圧が低下したとしても、抵抗R11,R12の接続点の電位が急激に低下することはなく、スイッチング素子Q6がオフするタイミングを送らせることができる。したがって、スイッチング素子Q3がオンになるタイミングを遅らせることができ、スイッチング素子Q2のゲートに入力される駆動信号が引き抜かれるのをできるだけ長い時間防止して、スイッチング素子Q1,Q2の自励発振動作を確実に行わせることができる。
【0047】
(実施形態3)
本実施形態の電源装置の回路図を図4に示す。本実施形態では、実施形態1の電源装置において、ダイオードD3のカソードをコンデンサC1及び共振負荷回路7の接続点に接続するとともに、チョークL1を無くしている。尚、ダイオードD3及びチョークL1以外の回路構成及びその動作は実施形態1の電源装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、共振負荷回路7の回路構成は、従来例で説明した図18に示す回路と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【0048】
本回路では、ダイオードD3のカソードをコンデンサC1及び共振負荷回路7の接続点に接続しており、共振負荷回路7を構成するトランスLT1の一次側のインダクタンス成分によって、谷埋め電源回路5のチョークL1を兼用しているので、チョークL1を無くすことができ、部品数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【0049】
(実施形態4)
本発明の実施形態4を図5及び図6を参照して説明する。実施形態3の電源装置では、フィルタ回路4の出力端子間に抵抗R4及びコンデンサC4の直列回路を接続しているが、本実施形態の電源装置では、抵抗R4の代わりに2個の抵抗R4a,R4bを用い、フィルタ回路4の高圧側の出力端子に抵抗R1aの一端を接続するとともに、抵抗R1aの他端を放電灯La1及びコンデンサC8の接続点に接続し、さらにトランスLT1の補助巻線N3と放電灯La2との接続点に抵抗R4bの一端を接続するとともに、抵抗R4bの他端をコンデンサC4に接続している。また、他制回路10において、ダイオードD7とスイッチング素子Q3のコレクタとの間に抵抗R14を接続し、抵抗R14と並列にPNP形トランジスタよりなるスイッチング素子Q7のエミッタ・ベース間を接続し、スイッチング素子Q7のコレクタをスイッチング素子Q3のエミッタに接続してある。尚、電源装置の基本的な回路構成及びその動作は実施形態1又は3の電源装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0050】
本回路では、起動回路9のコンデンサC4に充電電流を流す経路に放電灯La1,La2のフィラメントf12,f21を介在させているので、放電灯La1又はLa2が外されていると、コンデンサC4に充電電流が流れなくなって、スイッチング素子Q2のゲートにトリガ信号が入力されなくなるから、インバータ回路6の発振動作を停止させることができる。このように、本回路では起動回路9に無負荷検出機能を持たせており、無負荷状態を検出してインバータ回路6の発振動作を停止させているので、無負荷時に過大な電圧が回路素子に加わるのを防止できる。
【0051】
尚、本実施形態の電源装置では、谷埋め電源回路5の出力(すなわちコンデンサC3の両端電圧)を抵抗R5,R6で分圧し、さらにコンデンサC6で平滑した電圧を、他制回路10の動作電源としているが、図7に示すように、フィルタ回路4を介して入力された整流回路3の整流出力を抵抗R5,R6により分圧し、さらにコンデンサC6で平滑した電圧を他制回路10の動作電源としても良く、上述した電源装置と同様の効果を得ることができる。また、本回路では谷埋め電源回路5のチョークを共振負荷回路7を構成するトランスLT1の一次側のインダクタンス成分で兼用しているが、ダイオードD3のカソードを共振負荷回路7と駆動トランスDT1との接続点に接続し、平滑コンデンサC0とダイオードD3,D5との間にチョークL1を挿入するようにしても良いことは、勿論のことである。
【0052】
(実施形態5)
本発明の実施形態5を図8及び図9を参照して説明する。実施形態1の電源装置では、コンデンサC4の両端電圧を抵抗R9,R10により分圧した電圧をスイッチング素子Q6のベースに印加しているが、本実施形態では、共振負荷回路7を構成するトランスLT1に、一次側に磁気結合された補助巻線N4を設け、補助巻線N4の両端間にダイオードD12を介して抵抗R11,R12の直列回路を接続し、抵抗R12と並列にコンデンサC11を接続している。そして、抵抗R11,R12の接続点に抵抗R13を介してPNP形トランジスタからなるスイッチング素子Q10のベースを接続するとともに、スイッチング素子Q10のエミッタ及びコレクタをスイッチング素子Q4のエミッタ及びコレクタにそれぞれ接続している。尚、リセット回路12及び共振負荷回路7以外の構成及びその動作は実施形態1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0053】
ここで、電源投入時においてインバータ回路6が自励発振動作を行う前の時点では、トランスLT1の一次側に磁気結合された補助巻線N4に電圧が発生することはなく、したがって抵抗R11,R12の接続点の電位が略零となるから、スイッチング素子Q10はオンとなり、コンデンサC5に蓄積された電荷が零となって、スイッチング素子Q3がオフとなる。
【0054】
一方、インバータ回路6が自励発振動作を開始し、トランスLT1の一次側に磁気結合された補助巻線N4に電圧が発生すると、ダイオードD12及び抵抗R11を介してコンデンサC11に電流が流れ、コンデンサC11が充電される。そして、コンデンサC11の両端電圧が上昇し、スイッチング素子Q10のベース・エミッタ間電圧がしきい値電圧を下回ると、スイッチング素子Q10がオフになり、他制回路10によってスイッチング素子Q2のオン幅が変調される。
【0055】
このように、電源投入時にはリセット回路12によってコンデンサC5に蓄積された電荷が零となり、スイッチング素子Q3を強制的にオフさせているから、スイッチング素子Q2のゲートに入力されるトリガ信号がスイッチング素子Q3を介して引き抜かれることはなく、電源投入時にスイッチング素子Q1,Q2の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0056】
尚、本実施形態の電源装置では、ダイオードD3のカソードを共振負荷回路7及び駆動トランスDT1の接続点に接続しているが、図10に示すように、ダイオードD3のカソードをコンデンサC1及び共振負荷回路7の接続点に接続しても良く、共振負荷回路7を構成するトランスLT1の一次側のインダクタンス成分によって、谷埋め電源回路5のチョークL1を兼用しているので、チョークL1を無くすことができ、部品数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【0057】
また、上述した図8及び図10の回路では、共振負荷回路7において補助巻線N4をトランスLT1の一次側に磁気結合しているが、図11に示すように、補助巻線N4をトランスLT1の二次側に磁気結合しても良く、上述と同様の効果を得ることができる。
【0058】
(実施形態6)
本発明の実施形態6を図12を参照して説明する。実施形態5で説明した図8の電源装置では、トランスLT1に設けた補助巻線N4の両端間にダイオードD12及び抵抗R11の直列回路を介して、抵抗R12とコンデンサC11との並列回路を接続しているが、本実施形態の電源装置では、駆動トランスDT1の一次巻線に磁気結合された補助巻線n1を設け、補助巻線n1の両端間にダイオードD12及び抵抗R11の直列回路を介して、抵抗R12とコンデンサC11との並列回路を接続している。尚、補助巻線n1及びリセット回路12以外の回路構成及びその動作は実施形態5の電源装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0059】
ここで、電源投入時においてインバータ回路6が自励発振動作を行う前の時点では、駆動トランスDT1の一次巻線に磁気結合された補助巻線n1に電圧が発生することはなく、したがって抵抗R11,R12の接続点の電位が略零となるから、スイッチング素子Q10はオンとなり、コンデンサC5に蓄積された電荷が零となって、スイッチング素子Q3がオフとなる。
【0060】
一方、インバータ回路6が自励発振動作を開始し、駆動トランスDT1の一次巻線に磁気結合された補助巻線n1に電圧が発生すると、ダイオードD12及び抵抗R11を介してコンデンサC11に電流が流れ、コンデンサC11が充電される。そして、コンデンサC11の両端電圧が上昇し、スイッチング素子Q10のベース・エミッタ間電圧がしきい値電圧を下回ると、スイッチング素子Q10がオフになり、他制回路10によってスイッチング素子Q2のオン幅が変調される。
【0061】
このように、電源投入時にはリセット回路12によってコンデンサC5に蓄積された電荷が零となり、スイッチング素子Q3を強制的にオフさせているから、スイッチング素子Q2のゲートに入力されるトリガ信号がスイッチング素子Q3を介して引き抜かれることはなく、電源投入時にスイッチング素子Q1,Q2の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0062】
尚、本実施形態の電源装置では、ダイオードD3のカソードを共振負荷回路7及び駆動トランスDT1の接続点に接続しているが、図13に示すように、ダイオードD3のカソードをコンデンサC1及び共振負荷回路7の接続点に接続しても良く、共振負荷回路7を構成するトランスLT1の一次側のインダクタンス成分によって、谷埋め電源回路5のチョークL1を兼用しているので、チョークL1を無くすことができ、部品数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【0063】
また、図12及び図13に示す電源装置では、谷埋め電源回路5の出力(すなわちコンデンサC3の両端電圧)を抵抗R5,R6で分圧し、さらにコンデンサC6で平滑した電圧を、他制回路10の動作電源としているが、図14に示すように、フィルタ回路4を介して入力された整流回路3の整流出力を抵抗R5,R6により分圧し、さらにコンデンサC6で平滑した電圧を他制回路10の動作電源としても良く、上述の電源装置と同様の効果を得ることができる。
【0064】
(実施形態7)
本発明の実施形態7を図15を参照して説明する。本実施形態では、実施形態1の電源装置において、直流電源Eの出力端子間に接続されたコンデンサC12と、コンデンサC12の高電位側端にカソードが接続されたツェナダイオードZD5と、ツェナダイオードZD5のアノードとコンデンサC12の低電位側端との間にベース・エミッタ間が接続されるとともに、コレクタが抵抗R15を介してコンデンサC12の高電位側端に接続されたNPN形トランジスタよりなるスイッチング素子Q8と、ベース及びエミッタがスイッチング素子Q8のコレクタ及びエミッタにそれぞれ接続されたNPN形トランジスタよりなるスイッチング素子Q9とでリセット回路12を構成しており、スイッチング素子Q9のコレクタを抵抗R5及びコンデンサC6の接続点に接続している。尚、リセット回路12以外の回路構成及びその動作は実施形態1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0065】
ここで、直流電源Eは交流電源1と同時に投入され、直流電源EによりコンデンサC12が充電される。電源が投入されてからコンデンサC12の両端電圧がツェナダイオードZD5のツェナ電圧に達するまでの間は、スイッチング素子Q8がオフとなり、スイッチング素子Q9がオンになるので、コンデンサC5に蓄積された電荷が抵抗R7及びスイッチング素子Q9を介して放出され、略零となり、スイッチング素子Q3がオフ状態となる。
【0066】
その後、コンデンサC9の両端電圧がツェナダイオードZD5のツェナ電圧に達すると、ツェナダイオードZD5が導通して、スイッチング素子Q8のベースに電流が流れ、スイッチング素子Q8がオン、スイッチング素子Q9がオフになるので、コンデンサC5に充電電流が流れ、他制回路10によってスイッチング素子Q2のオン幅が変調される。
【0067】
このように、電源投入時にはリセット回路12によってコンデンサC5に蓄積された電荷が零となり、スイッチング素子Q3を強制的にオフさせているから、スイッチング素子Q2のゲートに入力されるトリガ信号がスイッチング素子Q3を介して引き抜かれることはなく、電源投入時にスイッチング素子Q1,Q2の自励発振動作を確実に開始させることができる。
【0068】
尚、本実施形態の電源装置では、ダイオードD3のカソードを共振負荷回路7及び駆動トランスDT1の接続点に接続しているが、図16に示すように、ダイオードD3のカソードをコンデンサC1及び共振負荷回路7の接続点に接続しても良く、共振負荷回路7を構成するトランスLT1の一次側のインダクタンス成分によって、谷埋め電源回路5のチョークL1を兼用しているので、チョークL1を無くすことができ、部品数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【0075】
尚、上述した各実施形態の電源装置において、従来例で説明した予熱用他制回路11を付加しても良く、上述と同様の効果を得ることができる。また、他制回路12が、予熱用他制回路11から入力される信号に応じて、放電灯La1,La2の予熱期間中はコンデンサC5の電荷を零とするように制御しても良く、上述と同様の効果を得ることができる。また、主回路の回路構成を上述の回路に限定する趣旨のものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜変更され得ることは言うまでもない。
【0076】
【発明の効果】
上述のように、請求項1の発明は、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、平滑コンデンサを有し整流回路の出力を平滑した直流電圧を生成する直流変換回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流変換回路の出力を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができるという効果がある。
【0077】
請求項2の発明は、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流電圧を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記谷埋め電源回路は整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し、該平滑コンデンサの充電経路にチョッパ用チョークと、逆流防止用ダイオードと、上記一対のスイッチング素子の一方とを接続して構成され、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができるという効果がある。
【0078】
請求項3の発明は、交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力端間に、インピーダンス素子が並列接続された高周波ダイオードを介して、一対のスイッチング素子を接続し、両スイッチング素子の接続点と上記整流回路の一方の出力端との間に直流カット用コンデンサ、共振負荷回路、駆動トランスの一次巻線の直列回路を接続し、上記駆動トランスに各スイッチング素子に対応して上記駆動トランスに各別に設けた二次巻線を各スイッチング素子の制御端にそれぞれ接続し、駆動トランスの帰還作用によって両スイッチング素子を自励発振させるインバータ回路と、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路と、上記整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し該平滑コンデンサの充電経路に逆流防止用ダイオード、上記一対のスイッチング素子の一方、チョッパ用チョークを接続し、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路とを備えた電源装置において、直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とし、リセット手段はインバータ回路の起動時にオン幅設定用コンデンサの電荷を零にしているので、起動時にオン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧まで充電されていることはなく、したがって他制回路が一方のスイッチング素子を強制的にオフ状態とするのを防止でき、スイッチング素子の自励発振動作を確実に開始させることができるという効果がある。
【0079】
請求項4の発明は、請求項2又は3の発明において、上記チョッパ用チョークを、上記共振負荷回路を構成するインダクタンス要素で兼用したことを特徴とし、部品数を減らしてコストダウンを図ることができるという効果がある。
【0080】
請求項5の発明は、請求項1乃至4の発明において、上記リセット手段は、起動回路から入力される制御信号に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の効果を奏する。
【0081】
請求項6の発明は、請求項5の発明において、上記起動回路は、整流回路の出力電圧により充電されるトリガ用コンデンサと、トリガ用コンデンサの両端電圧がトリガ電圧に達すると一方のスイッチング素子の制御端にトリガ信号を印加して該スイッチング素子をオンさせるトリガ素子とを備えており、上記制御信号はトリガ用コンデンサの充電電圧であり、上記リセット手段は、トリガ用コンデンサの両端電圧が所定電圧よりも低い場合、オン幅設定用コンデンサの電荷を零とすることを特徴とし、請求項5の発明と同様の効果を奏する。
【0082】
請求項7の発明は、請求項1乃至4の発明において、上記共振負荷回路は、インバータ回路の出力端子間に一次巻線が接続されるとともに、二次側に負荷が接続されたトランスを備え、上記リセット手段は、上記トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の効果を奏する。
【0083】
請求項8の発明は、請求項1乃至4の発明において、上記リセット手段は、駆動トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の効果を奏する。
【0084】
請求項9の発明は、請求項1乃至4の発明において、上記共振負荷回路は予熱用のフィラメントを有する放電灯を含み、電源投入時から一定時間を限時する予熱用タイマ回路を設け、予熱用タイマ回路の限時動作が終了するまでの間インバータ回路の出力を低下させて放電灯のフィラメントに予熱電流を流しており、上記リセット手段は、予熱用タイマ回路が限時動作を行う間、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とし、請求項1乃至4の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態1の電源装置の回路図である。
【図2】 (a)〜(c)は同上の各部の波形図である。
【図3】 実施形態2の電源装置の回路図である。
【図4】 実施形態3の電源装置の回路図である。
【図5】 実施形態4の電源装置の回路図である。
【図6】 同上の要部回路図である。
【図7】 同上の別の電源装置の回路図である。
【図8】 実施形態5の電源装置の回路図である。
【図9】 同上の要部回路図である。
【図10】 同上の別の電源装置の回路図である。
【図11】 同上のまた別の電源装置の要部回路図である。
【図12】 実施形態6の電源装置の回路図である。
【図13】 同上の別の電源装置の回路図である。
【図14】 同上のまた別の電源装置の回路図である。
【図15】 実施形態7の電源装置の回路図である。
【図16】 同上の別の電源装置の回路図である。
【図17】 従来の電源装置の回路図である。
【図18】 同上の要部回路図である。
【図19】 (a)〜(c)は同上の各部の波形図である。
【図20】 (a)〜(e)は同上の各部の波形図である。
【図21】 (a)〜(c)は同上の各部の波形図である。
【符号の説明】
5 谷埋め電源回路
6 インバータ回路
7 共振負荷回路
10 他制回路
12 リセット回路
C5 コンデンサ
DT1 駆動トランス
Q1,Q2 スイッチング素子
Claims (9)
- 交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、平滑コンデンサを有し整流回路の出力を平滑した直流電圧を生成する直流変換回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流変換回路の出力を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、
直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とする電源装置。 - 交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、交互にオン/オフする一対のスイッチング素子の直列回路を有し直流電圧を前記一対のスイッチング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ回路と、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路と、インバータ回路の出力端子間に直流カット用コンデンサを介して接続された共振負荷回路と、共振負荷回路の共振電流が流れる経路に一次巻線が接続されるとともに、各スイッチング素子の制御端に各別に設けた二次巻線が接続された駆動トランスと、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路とを備え、上記谷埋め電源回路は整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し、該平滑コンデンサの充電経路にチョッパ用チョークと、逆流防止用ダイオードと、上記一対のスイッチング素子の一方とを接続して構成され、上記駆動トランスの帰還作用によって上記一対のスイッチング素子を自励発振させる電源装置において、
直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とする電源装置。 - 交流電源の交流電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力端間に、インピーダンス素子が並列接続された高周波ダイオードを介して、一対のスイッチング素子を接続し、両スイッチング素子の接続点と上記整流回路の一方の出力端との間に直流カット用コンデンサ、共振負荷回路、駆動トランスの一次巻線の直列回路を接続し、上記駆動トランスに各スイッチング素子に対応して上記駆動トランスに各別に設けた二次巻線を各スイッチング素子の制御端にそれぞれ接続し、駆動トランスの帰還作用によって両スイッチング素子を自励発振させるインバータ回路と、上記一対のスイッチング素子のスイッチング動作を起動させる起動回路と、上記整流回路の出力により充電される平滑コンデンサを有し該平滑コンデンサの充電経路に逆流防止用ダイオード、上記一対のスイッチング素子の一方、チョッパ用チョークを接続し、整流回路の出力を部分的に平滑して得た直流電圧をインバータ回路に供給する谷埋め電源回路とを備えた電源装置において、
直流電源の電源電圧によって充電されるオン幅設定用コンデンサを備え、一方のスイッチング素子のオン幅を、このスイッチング素子がターンオンしてから、オン幅設定用コンデンサの両端電圧が所定電圧に充電されるまでの時間により設定する他制回路と、オン幅設定用コンデンサの両端間に接続されたスイッチング素子を有してインバータ回路の起動時に該スイッチング素子をオンすることによりオン幅設定用コンデンサの電荷を零にするリセット手段とを設けて成ることを特徴とする電源装置。 - 上記チョッパ用チョークを、上記共振負荷回路を構成するインダクタンス要素で兼用したことを特徴とする請求項2又は3記載の電源装置。
- 上記リセット手段は、起動回路から入力される制御信号に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とする請求項1乃至4記載の電源装置。
- 上記起動回路は、整流回路の出力電圧により充電されるトリガ用コンデンサと、トリガ用コンデンサの両端電圧がトリガ電圧に達すると一方のスイッチング素子の制御端にトリガ信号を印加して該スイッチング素子をオンさせるトリガ素子とを備えており、上記制御信号はトリガ用コンデンサの充電電圧であり、上記リセット手段は、トリガ用コンデンサの両端電圧が所定電圧よりも低い場合、オン幅設定用コンデンサの電荷を零とすることを特徴とする請求項5記載の電源装置。
- 上記共振負荷回路は、インバータ回路の出力端子間に一次巻線が接続されるとともに、二次側に負荷が接続されたトランスを備え、上記リセット手段は、上記トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とする請求項1乃至4記載の電源装置。
- 上記リセット手段は、駆動トランスに設けた補助巻線に発生する巻線電圧に応じて、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とする請求項1乃至4記載の電源装置。
- 上記共振負荷回路は予熱用のフィラメントを有する放電灯を含み、電源投入時から一定時間を限時する予熱用タイマ回路を設け、予熱用タイマ回路の限時動作が終了するまでの間インバータ回路の出力を低下させて放電灯のフィラメントに予熱電流を流しており、上記リセット手段は、予熱用タイマ回路が限時動作を行う間、オン幅設定用コンデンサの電荷を零にすることを特徴とする請求項1乃至4記載の電源装置。
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