JP4472738B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、トランスの二次側に接続された負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。

従来、スイッチング電源や放電灯点灯装置などの負荷駆動装置では、駆動制御方法の一つとして、バースト制御が行われている。バースト制御は、スイッチング電源では待機時の消費電力の低減、また、放電灯点灯装置では調光を主な目的としている。例えば、放電灯点灯装置におけるバースト調光方式は、放電灯の駆動電圧を間欠的に出力して放電灯に消灯期間と点灯期間とを設け、放電灯に流れる高周波電流の間欠動作におけるオン期間とオフ期間との比、すなわち点灯期間と消灯期間の比を変動させることによって、時間平均的な輝度を制御する方式である。

このようなバースト制御では、その間欠動作の駆動周波数（以下、バースト周波数ともいう）が数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚの可聴周波数であるため、スイッチング電源あるいは放電灯点灯装置に使用されるトランスやコイルのコアに生じる磁歪によって、バースト周波数の騒音が発生することが知られている。磁歪は、トランスやコイルの内部磁束の急激な変化によって生じる磁性材の物理的な歪みのことである。

従来、バースト制御方式における騒音対策は、発生した騒音を減衰または遮断する受動的な対策と、騒音自体を抑制する能動的な対策に大別される。受動的な対策としては、遮音または吸音効果のある材料を用いてトランスやコイルをシールドする方法や、真空気密封止により騒音の伝達媒体を無くす方法等が考えられる。また、能動的な対策としては、騒音の発生自体を電子回路の工夫で抑制あるいは低減する方法として、バースト制御時にインバータに印加される入力電圧の振幅の変動幅を小さくする方法（例えば、特許文献１参照）や入力電圧波形に傾斜を持たせて、立ち上がり/立ち下がり時間を長くする方法（例えば、特許文献２参照）等が考えられる。

放電灯点灯装置の場合、バースト調光時におけるランプ電流の変化をゆるやかにすることにより、騒音が低減されることが、聴感上も騒音レベルの実測からもわかっており、その性質を利用することで能動的な対策を行うことができる。

特許文献１に記載された放電灯点灯装置は、トランスやコイルへの印加電圧の振幅変動幅を低減させる方法を採用した放電灯点灯装置の一例であり、放電灯と、放電灯に高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源から上記放電灯に供給する電力を調整して放電灯を調光点灯させる調光手段と、低光束の調光点灯時に高周波電源に直流電圧を重畳する直流電圧重畳手段と、低温時に断続的な直流高電圧を上記放電灯に印加する第２の電源とを備え、低温且つ上記調光手段による調光時には、負荷線とランプ特性曲線とが１カ所で重なるように、上記直流電圧重畳手段にて放電灯に直流電圧を重畳するとともに、上記第２の電源にて放電灯に断続的な直流高電圧を加えることを特徴とするものである。

また、特許文献２に記載された放電灯点灯装置は、バースト調光時にインバータに印加される入力電圧波形に傾斜を持たせる方法を採用した放電灯点灯装置の一例であり、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路を備え、該インバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えていることを特徴とするものである。
特開平６−６８９８０号公報（請求項１） 特開２０００−５８２８９号公報（請求項３）

しかしながら、特許文献１に記載された放電灯点灯装置では、放電灯に直流電圧を重畳するため、放電灯の寿命が短縮されるという問題がある。

また、特許文献２に記載された放電灯点灯装置では、調光パルス信号の方形波電圧を三角波に変換する三角波発生回路を用いているが、立ち上がり時間または立ち下がり時間を緩やかにするのには限界があり、騒音抑制に対する十分な効果が見込めないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な回路構成でありながら、騒音抑制効果の優れた負荷駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、二次側に一つ以上の巻線を有するトランスと、
前記トランスの一次側に交流信号を供給するトランス駆動回路と、
前記トランスの二次側に接続された一つ以上の負荷と、
前記トランスの二次側に接続されたダミー負荷と、
前記負荷に対応して設けられ、前記トランスの二次側信号を前記負荷に供給するか否かを切り替える第１切替器と、
前記ダミー負荷に対応して設けられ、前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給するか否かを切り替える第２切替器と、
前記二次側信号を前記負荷に供給する際には前記ダミー負荷への前記二次側信号の供給を停止し、かつ前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給する際には前記負荷への前記二次側信号の供給を停止するよう前記第１および第２切替器を制御可能な切替制御部と、
前記第１切替器が前記二次側信号を前記負荷に供給する際に、前記巻線、前記負荷および前記第１切替器を通過するように形成される第１電流経路と、
前記第２切替器が前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給する際に、前記巻線、前記ダミー負荷および前記第２切替器を通過するように形成される第２電流経路と、
を備えることを特徴とする負荷駆動装置が提供される。

本発明によれば、簡易で安価な回路構成でありながら、騒音抑制効果の優れた負荷駆動装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る負荷駆動装置２０の概略構成を示すブロック図である。図１の負荷駆動装置２０は、トランス１と、トランス１の一次側に交流信号を供給するトランス駆動回路２と、トランス１の二次側に接続された負荷３と、トランス１の二次側信号を負荷３に供給するか否かを切り替える第１切替器４と、トランス１の二次側に接続されたダミー負荷５と、二次側信号をダミー負荷５に供給するか否かを切り替える第２切替器６と、第１および第２切替器４，６を制御する切替制御部７とを備えている。

切替制御部７は、バースト信号を生成するバースト信号生成部８と、バースト信号を反転する信号反転回路９とを有する。

トランス１とトランス駆動回路２はインバータ回路１０を構成し、ダミー負荷５と、第１および第２切替器４，６と、信号反転回路９とは騒音低減回路１１を構成している。

切替制御部７は、二次側信号を負荷３に供給する際にはダミー負荷５への二次側信号の供給を停止し、かつ二次側信号をダミー負荷５に供給する際には負荷３への二次側信号の供給を停止するよう第１および第２切替器４，６を制御できることを特徴とする。

このように、切替制御部７は、負荷３とダミー負荷５の一方を交互に駆動制御することができるが、このような駆動制御を行うのは、負荷３をバースト駆動する場合である。負荷３を定常駆動する場合には、切替制御部７はダミー負荷５には二次側信号を供給せずに、負荷３のみに常に二次側信号を供給するように第１および第２切替器４，６を制御する。これにより、定常駆動時には、騒音低減回路１１がない負荷駆動装置２０と同様の動作を行うことができる。

図２は図１の具体例の一つであり、スイッチング電源２０ａの具体的な構成を示すブロック図である。図２では、図１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では、相違点を中心に説明する。

図２のスイッチング電源２０ａは、トランスＴ１の二次側に、ともに一次巻線Ｗｐ１と磁気結合する二次巻線Ｗｓｐ１と補助巻線Ｗａ１を有する。二次巻線Ｗｓｐ１には、第１のスイッチＳＰ１と負荷ＬＰ１が接続されており、二次巻線Ｗｓｐ１、第１のスイッチＳＰ１および負荷ＬＰ１で第１の閉回路ＣＴ１を構成している。補助巻線Ｗａ１には、第２のスイッチＳＤＰ１とダミー負荷ＤＰ１が接続されており、補助巻線Ｗａ１、第２のスイッチＳＤＰ１およびダミー負荷ＤＰ１で第２の閉回路ＣＴ２を構成している。

負荷ＬＰ１は、インバータ回路１０ａによって駆動される電子機器または電子部品である。第１のスイッチＳＰ１は、２個のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）を縦続接続したものである。これらｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）は、第１のドライブ回路２１によってオン・オフが制御される。同様に、第２のスイッチＳＤＰ１も、２個のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）を縦続接続したものであり、これらｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）は、第２のドライブ回路２２によってオン・オフが制御される。

第１のドライブ回路２１は、２個のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）の中間ノードの電位を基準として、各ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）にゲート電圧を供給する。このゲート電圧が所定の閾値電圧を超えれば、両方のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）とも略同タイミングでオンし、ゲート電圧が閾値電圧未満になると、両方のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）とも略同タイミングでオフする。

２個のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）がオンの間は、二次巻線Ｗｓｐ１の両端間に発生する誘導起電力の極性に応じた方向で、負荷ＬＰ１に電流が流れる。トランス駆動回路２は、一次巻線Ｗｐ１に交流信号を供給するため、二次巻線Ｗｓｐ１の両端間に発生する起電力も交流となり、したがって、負荷ＬＰ１に流れる電流の向きも周期的に変化する。

同様に、第２のドライブ回路２２は、２個のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）の接続ノードの電位を基準として、各ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）にゲート電圧を供給する。このゲート電圧が所定の閾値電圧を超えれば、両方のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）とも略同タイミングでオンし、ゲート電圧が閾値電圧未満になると、両方のｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｑｄ１，Ｑｄ２）とも略同タイミングでオフする。

第１および第２のドライブ回路２１，２２は、バースト信号生成部８で生成されたバースト信号に同期して、第１および第２のスイッチＳＰ１，ＳＤＰ１のオンオフを制御する。第２のドライブ回路２２とバースト信号生成部８の間には、信号反転回路ＩＮＶ１が設けられており、この信号反転回路ＩＮＶ１は、バースト信号生成部８で生成したバースト信号の極性を反転して第２のドライブ回路２２に供給する。これにより、第１のスイッチＳＰ１がオンする間は第２のスイッチＳＤＰ１はオフし、第２のスイッチＳＤＰ１がオンする間は第１のスイッチＳＰ１はオフする。

なお、図２のスイッチング電源２０ａは、負荷ＬＰ１をバースト駆動する場合を念頭に置いているが、負荷ＬＰ１を定常駆動する場合は、バースト信号生成部８から常に固定レベルの信号を出力する。これにより、第１のドライブ回路２１から常にハイレベルの信号を出力して、第２のドライブ回路２２から常にローレベルの信号を出力でき、第１のスイッチＳＰ１を常にオンにして、第２のスイッチＳＤＰ１を常にオフすることができる。

図２のダミー負荷ＤＰ１と、第１および第２のスイッチＳＰ１，ＳＤＰ１と、第１および第２のドライブ回路２１，２２と、信号反転回路ＩＮＶ１とは騒音低減回路１１ａを構成している。また、バースト信号生成部８と信号反転回路ＩＮＶ１は切替制御部７ａを構成している。

図３は図２のスイッチング電源２０ａのバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図である。図３には、図２中のノードＡ〜Ｅの信号波形が図示されている。以下、図３を参照して、図２のスイッチング電源２０ａの動作を説明する。

バースト信号生成部８は、図３（ａ）に示すように、パルス状のバースト信号を出力する。以下では、図３（ａ）の各パルスをバースト信号と呼ぶ。第１のドライブ回路２１は、ハイレベルのバースト信号が入力されている間だけ、第１のスイッチＳＰ１をオンする。第１のスイッチＳＰ１がオンすると、トランスＴ１の二次巻線Ｗｓｐ１の両端間に発生する誘導起電力に応じた電流が負荷ＬＰ１に流れて、負荷ＬＰ１が駆動される。二次巻線Ｗｓｐ１に発生する誘導起電力の方向は周期的に切り替わるため、図３（ｂ）に示すように、負荷ＬＰ１に流れる電流の向きも周期的に変化する。

一方、第２のドライブ回路２２には、図３（ｃ）に示すように、バースト信号生成部８の出力信号を信号反転回路ＩＮＶ１にて反転した信号が供給される。したがって、バースト信号生成部８がローレベルのバースト信号を出力している期間内だけ、第２のドライブ回路２２はハイレベルのバースト信号を出力して第２のスイッチＳＤＰ１をオンする。第２のスイッチＳＤＰ１がオンすると、トランスＴ１の補助巻線Ｗａ１の両端間に発生する誘導起電力に応じた電流がダミー負荷ＤＰ１に流れて、ダミー負荷ＤＰ１が駆動される。補助巻線Ｗａ１に発生する誘導起電力の方向は周期的に切り替わるため、図３（ｄ）に示すように、ダミー負荷ＤＰ１に流れる電流の向きも周期的に変化する。

一方、図２のスイッチング電源２０ａを定常駆動する場合は、バースト信号生成部８は常にハイレベルの信号を出力し、第１のドライブ回路２１は常に第１のスイッチＳＰ１をオンする。これにより、負荷ＬＰ１には図３（ｅ）のような交流電流が継続して流れて、負荷ＬＰ１は連続駆動される。

図２のスイッチング電源２０ａは、バースト駆動時に負荷ＬＰ１を駆動していない期間内に、常にダミー負荷ＤＰ１を駆動しており、トランスＴ１の内部磁束の変化が、バースト駆動時であっても常に高い周波数で継続する。トランスＴ１の内部磁束の変化に着目すると、バースト駆動時も定常駆動時と同様であり、磁歪の原因である内部磁束の低い周波数での変化が生じなくなることから、バースト駆動時に特有の騒音も抑制できる。

このように、第１の実施形態では、トランスＴ１の二次側にダミー負荷ＤＰ１を設けて、バースト駆動時には、負荷ＬＰ１を駆動していない期間内に必ずダミー負荷ＤＰ１を駆動するようにしたため、トランスＴ１の内部磁束を定常駆動時と同様に高い周波数で変化させることができ、内部磁束の低周波での変化が原因で生じる磁歪が起きなくなり、磁歪を原因とする騒音も抑制できる。

また、第１の実施形態では、負荷ＬＰ１を定常駆動する場合には、定常駆動時にダミー負荷ＤＰ１を一切駆動しないようにするため、ダミー負荷ＤＰ１で不要な電力を消費することもなく、騒音低減回路１１ａがないスイッチング電源と同様の性能が得られる。

（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態では、本発明を放電灯点灯装置に適用したものである。

図４は本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置２０ｂの具体的構成を示すブロック図である。図４では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図４の放電灯点灯装置２０ｂは、負荷ＬＬ１の内部構成と第１のスイッチＳＬ１の接続箇所が異なる他は、図２と同様に構成されている。負荷ＬＬ１は、二次巻線ＷｓＬ１の一端と第１のスイッチＳＬ１の一端との間に接続された第１の放電灯Ｌａ１と、二次巻線ＷｓＬ１の他端と第１のスイッチＳＬ１の他端との間に接続された第２の放電灯Ｌａ２とを有する。二次巻線ＷｓＬ１、第１の放電灯Ｌａ１、第１のスイッチＳＬ１および第２の放電灯Ｌａ２で閉回路が構成される。

以下、図４の放電灯点灯装置２０ｂの動作を説明する。バースト信号生成部８がハイレベルのバースト信号を出力すると、第１のドライブ回路２１はハイレベルのバースト信号を出力し、第１のスイッチＳＬ１をオンする。これにより、上述した第１の閉回路に交流電流が流れて、第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２がともに点灯する。

バースト信号生成部８がハイレベルのバースト信号を出力している期間は、第２のドライブ回路２２は第２のスイッチＳＤＬ１をオフし、ダミー負荷ＤＬ１には電流は流れない。

一方、バースト信号生成部８がローレベルのバースト信号を出力している期間は、第１のスイッチＳＬ１はオフになって、代わりに第２のドライブ回路２２がハイレベルのバースト信号を出力し、第２のスイッチＳＤＬ１がオンする。これにより、補助巻線Ｗａ１、第２のスイッチＳＤＬ１およびダミー負荷ＤＬ１を含む第２の閉回路に電流が流れて、ダミー負荷ＤＬ１が駆動される。

以上により、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、バースト駆動時には、負荷ＬＬ１とダミー負荷ＤＬ１の一方が必ず駆動され、トランスＴ１の内部磁束が常に高い周波数で変化することになって、磁歪を原因とする騒音を抑制できる。

また、第２の実施形態では、一つの二次巻線ＷｓＬ１の両端に別個の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２を接続するため、各放電灯を別個の二次巻線ＷｓＬ１と別個の第１のスイッチＳＬ１で駆動する場合よりも、回路構成を簡略化でき、部品コストの削減と装置の小型化を図れる。

図４の変形例として、第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２を直列接続して、直列接続された第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の中間点側ではなく、端部側と二次巻線ＷｓＬ１との間に第１のスイッチＳＬ１を接続することも考えられる。直列接続された第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の中間点は仮想接地になっていて電位が低いため、端部側に第１のスイッチＳＬ１を接続するよりも中間点側に第１のスイッチＳＬ１を接続した方が、第１のスイッチＳＬ１の耐圧を低くでき、低耐圧タイプの安価なスイッチを使用できることから、より望ましい。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、複数の二次巻線と複数の負荷を設けるものである。

図５は本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置２０ｃの具体的構成を示すブロック図である。図５では、図４と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図５の放電灯点灯装置２０ｃは、トランスＴ１の二次側に２個の二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２を備えている。各二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２には、それぞれ別個の負荷ＬＬ１、ＬＬ２と、別個の第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２と、別個の第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂとが接続されている。

バースト信号生成部８は、第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂのそれぞれに対して、それぞれ異なるタイミングのバースト信号を供給する。

信号反転回路９ａは、バースト信号生成部８から出力された２つのバースト信号同士のＮＯＲ演算を行う。信号反転回路９ａから出力された信号は、第２のドライブ回路２２に供給される。

各二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２に接続される２つの負荷ＬＬ１、ＬＬ２は、図４と同様に、二次巻線ＷｓＬ１の両端部にそれぞれ接続された第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）を有する。

図６は図５の放電灯点灯装置のバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図である。図６には、図５のノードＦ〜Ｌの信号波形が図示されている。図６（ａ）に示すように、バースト信号生成部８ａが第１のドライブ回路２１ａ用のバースト信号を出力すると、対応する第１のドライブ回路２１ａは第１のスイッチＳＬ１をオンする。これにより、図６（ｂ）に示すように第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に交流電流が流れて、第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２が点灯する。第１のドライブ回路２１ａによりハイレベルのバースト信号が出力されている期間内は、他の第１および第２の放電灯Ｌａ３、Ｌａ４とダミー負荷ＤＬ１には電流は流れない。

次に、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）とは異なるタイミングでバースト信号生成部８ａが第１のドライブ回路２１ｂ用のバースト信号を出力すると、対応する第１のドライブ回路２１ｂはハイレベルのバースト信号を出力して第１のスイッチＳＬ２をオンする。これにより、図６（ｄ）に示すように第１および第２の放電灯Ｌａ３、Ｌａ４に交流電流が流れて、第１および第２の放電灯Ｌａ３、Ｌａ４が点灯する。第１のドライブ回路２１ｂからハイレベルのバースト信号が出力されている期間内は、他の第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２とダミー負荷ＤＬ１には電流は流れない。

バースト信号生成部８ａがいずれのバースト信号も出力していない場合には、図６（ｅ）に示すように信号反転回路９ａの出力はハイレベルになり、このハイレベルの期間内にダミー負荷ＤＬ１が駆動される。

一方、図５の放電灯点灯装置２０ｃが定常駆動を行う場合には、バースト信号生成部８ａは、すべての第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂに対して、ハイレベルの信号を出力してもよいし、各第１のドライブ回路２１を別個のタイミングで駆動してもよい。前者の場合は、すべての第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２が常に点灯するため、図４よりも輝度を高くすることができる。一方、同時に駆動可能な放電灯の数を制御できるようにすれば、輝度を調節する調光制御が可能となる。いずれにしても、定常駆動を行う際は、ダミー負荷ＤＬ１には電流を流さないようにする。

このように、第３の実施形態では、２つの二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２を設けて、各二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２に対応して別個の第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）と、別個の第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２と、別個の第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂを設けるため、バースト駆動時には、二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２ごとに別個のタイミングで、第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）を点灯制御することができる。どの放電灯も点灯しないときのみ、ダミー負荷ＤＬ１を駆動するため、ダミー負荷ＤＬ１を駆動する期間を図４よりも短縮することが可能であり、ダミー負荷ＤＬ１で消費する電力を削減できる。

（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、第３の実施形態よりもさらに、第１および第２の放電灯の数を増やしたものである。

図７は本発明の第４の実施形態に係る放電灯点灯装置２０ｄの具体的構成を示すブロック図である。図７では、図５と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図７の放電灯点灯装置２０ｄは、３つの二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２、ＷｓＬ３を備えており、各二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２、ＷｓＬ３に対応して、別個の第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）、（Ｌａ５、Ｌａ６）と、別個の第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３と、別個の第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃとを備えている。

バースト信号生成部８ｂは、バースト駆動時には、各第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ用のバースト信号を、それぞれ別個のタイミングで出力する。信号反転回路９ｂは、バースト信号生成部８ｂから出力される３つのバースト信号の排他的論理和を演算する。したがって、バースト信号生成部８ｂが第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれにもハイレベルのバースト信号を出力していない場合に、信号反転回路９ｂの出力はハイレベルになり、ダミー負荷ＤＬ１を駆動する。

図８は図７のスイッチング電源のバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図である。図８には、図７のノードＮ〜Ｕの信号波形が図示されている。図８（ａ）、図８（ｃ）、図８（ｅ）に示すように、バースト信号生成部８ｂは、それぞれ異なるタイミングで３種類のバースト信号を出力する。バースト信号生成部８ｂがいずれかのバースト信号を出力すると、対応する第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、図８（ｂ）、図８（ｄ）、図８（ｆ）に示すように、対応する第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）または（Ｌａ５、Ｌａ６）に交流電流を流し、第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）または（Ｌａ５、Ｌａ６）を点灯する。

一方、図８（ｇ）に示すように、バースト信号生成部８ｂが第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれにもハイレベルのバースト信号を出力していない期間内に、信号反転回路９ｂの出力はハイレベルになり、図８（ｈ）に示すようにダミー負荷ＤＬ１が駆動される。

図７の放電灯点灯装置２０ｄが定常駆動を行う場合、定常駆動時には、第３の実施形態と同様に、すべての第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）、（Ｌａ５、Ｌａ６）をすべて点灯させてもよいし、各放電灯を交互に駆動してもよいし、駆動する放電灯の数を制御して調光制御を行ってもよい。

このように、第４の実施形態は、第３の実施形態よりも二次巻線ＷｓＬ１、ＷｓＬ２、ＷｓＬ３、第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）、（Ｌａ５、Ｌａ６）、第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３および第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃを増やして、バースト駆動時には第１および第２の放電灯を順に駆動するため、結果としてダミー負荷ＤＬ１を駆動する期間を短縮でき、ダミー負荷ＤＬ１での消費電力をより削減できる。

（第５の実施形態）
以下に説明する第５の実施形態は、トランス１ａの二次側とダミー負荷５との接続形態が第１〜第４の実施形態とは異なるものである。

図９は本発明の第５の実施形態に係る負荷駆動装置２０ｅの概略構成を示すブロック図である。図９では、図１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図９の負荷駆動装置２０ｅは、トランス１ａの二次側線路の両端に、負荷３および第１切替器４が直列接続されるとともに、ダミー負荷５および第２切替器６が直列接続されている。すなわち、ダミー負荷５および第２切替器６は、負荷３および第１切替器４と並列接続されている。

図９の負荷駆動装置２０ｅでは、トランス１ａの二次側に、負荷３を接続するための線路と、ダミー負荷５を接続するための線路とを共通化しているため、トランス１ａの構成を簡略化できる。

以下、第５の実施形態の構成を具体的に説明する。図１０は図９の具体例の一つであり、スイッチング電源の具体的な構成を示すブロック図である。図１０では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図１０のスイッチング電源は、トランスＴ１ｄの二次側に補助巻線は設けられておらず、トランスＴ１ｄの二次巻線Ｗｓｐ１の両端に、第１のスイッチＳＰ１および負荷ＬＰ１が接続されるとともに、第２のスイッチＳＤＰ１およびダミー負荷ＤＰ１が接続されている。すなわち、第２のスイッチＳＤＰ１およびダミー負荷ＤＰ１は、第１のスイッチＳＰ１および負荷ＬＰ１と並列接続されている。

以下、図１０のスイッチング電源の動作を説明する。バースト信号生成部８は、バースト駆動時には、間欠的にパルス状のバースト信号を出力する。ハイレベルのバースト信号が出力されている場合の動作は図２と同様であり、第１のドライブ回路２１は第１のスイッチＳＰ１をオンする。これにより、二次巻線Ｗｓｐ１の両端に発生した起電力により、負荷ＬＰ１に交流電流が流れて、負荷ＬＰ１が駆動される。この期間内は第２のスイッチＳＤＰ１はオフであり、ダミー負荷ＤＰ１は駆動されない。

一方、バースト信号生成部８がローレベルのバースト信号を出力している期間内は、信号反転回路ＩＮＶ１の出力がハイレベルになって、第２のドライブ回路２２は第２のスイッチＳＤＰ１をオンする。これにより、二次巻線Ｗｓｐ１の両端に発生した起電力により、ダミー負荷ＤＰ１に交流電流が流れて、ダミー負荷ＤＰ１が駆動される。この期間内は第１のスイッチＳＰ１はオフであり、負荷ＬＰ１は駆動されない。

このように、第５の実施形態では、トランスＴ１ｄの二次巻線Ｗｓｐ１に負荷ＬＰ１および第１のスイッチＳＰ１だけでなく、ダミー負荷ＤＰ１および第２のスイッチＳＤＰ１も接続するため、図２のような補助巻線Ｗａ１が不要となり、トランスＴ１ｄを小型化でき、トランスＴ１ｄのコストも削減できる。補助巻線Ｗａ１を省略しても、放電灯の点灯制御は補助巻線Ｗａ１がある場合（図２）と同様に行うことができる。

（第６の実施形態）
以下に説明する第６の実施形態は、第３の実施形態と同様に、負荷ＬＬ１として放電灯を用いたものである。

図１１は本発明の第６の実施形態に係る放電灯点灯装置２０ｇの具体的構成を示すブロック図である。図１１では、図１０と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では、相違点を中心に説明する。図１１の放電灯点灯装置２０ｇは、トランスＴ１ｅの二次巻線ＷｓＬ１の一端と第１のスイッチＳＬ１の一端との間に接続される第１の放電灯Ｌａ１と、二次巻線ＷｓＬ１の他端と第１のスイッチＳＬ１の他端との間に接続される第２の放電灯Ｌａ２とを備えている。二次巻線ＷｓＬ１の両端にダミー負荷ＤＬ１および第２のスイッチＳＤＬ１が接続されている点は、図１０と共通する。

図１１の放電灯点灯装置２０ｇは、バースト駆動時には、バースト信号生成部８からバースト信号が出力されている期間内に、第１のスイッチＳＬ１がオンして、第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２はともに点灯する。この期間内は、ダミー負荷ＤＬ１には電流は流れない。

一方、バースト信号生成部８からバースト信号が出力されていない期間内は第２のスイッチＳＤＬ１がオンして、ダミー負荷ＤＬ１に電流が流れる。この期間内は第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２は点灯しない。

図１１の放電灯点灯装置２０ｇが定常駆動を行う場合は、定常駆動時にはバースト信号生成部８から常にハイレベルの信号を出力することで、第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２を連続的に点灯させることができる。

このように、第６の実施形態においても、トランスＴ１ｅの二次側に補助巻線Ｗａ１が不要となり、トランスＴ１ｅを小型化できる。補助巻線Ｗａ１を省略しても、放電灯の点灯制御は補助巻線Ｗａ１がある場合（図４）と同様に行うことができる。

（第７の実施形態）
以下に説明する第７の実施形態は、トランスＴ１ｅの二次側に複数組の放電灯を接続するものである。

図１２は本発明の第７の実施形態に係る放電灯点灯装置２０ｈの具体的構成を示すブロック図である。図１２では、図１１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では、相違点を中心に説明する。図１２の放電灯点灯装置２０ｈでは、トランスＴ１ｅの二次巻線ＷｓＬ１の両端の間に、第１の放電灯Ｌａ１、第１のスイッチＳＬ１および第２の放電灯Ｌａ２からなる直列回路と、第１の放電灯Ｌａ３、第１のスイッチＳＬ２および第２の放電灯Ｌａ４からなる直列回路とが並列接続されており、第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２のそれぞれごとに、別個に第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂが設けられている。

この二次巻線ＷｓＬ１の両端間には、図１１と同様に、ダミー負荷ＤＬ１と第２のスイッチＳＤＬ１からなる直列回路も接続されている。結局、３つの直列回路が二次巻線ＷｓＬ１の両端間に並列接続されていることになる。

図１２の放電灯点灯装置２０ｈは、バースト駆動時には、バースト信号生成部８ａが第１のドライブ回路２１ａ用のハイレベルのバースト信号を出力した場合には、対応する第１および第２の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２を点灯する。この期間内は、他の放電灯は点灯せず、ダミー負荷ＤＬ１にも電流は流れない。また、別のタイミングで、バースト信号生成部８ａが第１のドライブ回路２１ｂ用のハイレベルのバースト信号を出力した場合には、対応する第１および第２の放電灯Ｌａ３、Ｌａ４を点灯する。この期間内は、他の放電灯は点灯せず、ダミー負荷ＤＬ１にも電流は流れない。それ以外のタイミングでは、信号反転回路９ａの出力がハイレベルになり、ダミー負荷ＤＬ１に電流が流れる。この期間内はどの放電灯も駆動されない。

このように、第７の実施形態では、バースト駆動時に駆動すべき放電灯の数が多い分、第６の実施形態よりもダミー負荷ＤＬ１を駆動する期間を短縮でき、ダミー負荷ＤＬ１で消費する電力を削減できる。また、トランスＴ１ｅの二次側に補助巻線Ｗａ１が不要となることから、トランスＴ１ｅを小型化できる。補助巻線Ｗａ１を省略しても、放電灯の点灯制御は補助巻線Ｗａ１がある場合（図５）と同様に行うことができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態の構造のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上述した第１〜第５の実施形態において、装置の一部および全部はディスクリート部品で構成してもよいし、半導体基板上に集積化してもよい。

図７では、トランスＴ１ｃの二次側に３組の第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）、（Ｌａ５、Ｌａ６）と、第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３と、第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃとを設けているが、４組以上の放電灯等を接続してもよい。同様に、図１２では、トランスＴ１ｅの二次側に２組の第１および第２の放電灯（Ｌａ１、Ｌａ２）、（Ｌａ３、Ｌａ４）と、第１のスイッチＳＬ１、ＳＬ２と、第１のドライブ回路２１ａ、２１ｂとを設けているが、３組以上接続してもよい。また、二次巻線ＷｓＬ１の両端に別個の放電灯を接続する代わりに、二次巻線ＷｓＬ１の一端側のみに放電灯を接続してもよい。

上述した第１〜第５の実施形態は、第１および第２のスイッチを切替制御するために第１および第２のドライブ回路２１，２２を設けているが、第１および第２のドライブ回路２１，２２を設けることにより、第１および第２のスイッチ内のＭＯＳＦＥＴを飽和領域で高速に駆動することができる。ただし、第１および第２のドライブ回路２１，２２は必ずしも必須要件ではなく、省略してもよい場合もある。

また、上記の各実施形態では、第１および第２のスイッチをｎ型ＭＯＳＦＥＴで構成する例を説明したが、ｐ型ＭＯＳＦＥＴで構成してもよいし、バイポーラトランジスタやバイＣＭＯＳ等の他の各種のスイッチング素子（例えば、サイリスタ、ダイオード、トライアック、ダイアック）を用いて構成してもよい。あるいは、第１および第２のスイッチＳＰ１，ＳＤＰ１を、フォトＭＯＳリレー、フォトトライアック、フォトダイオード、フォトカプラ、フォトトランジスタ、光導電セルなどの光スイッチ、または、機械式リレー、または、それらの組合せで構成してもよい。

また、負荷ＬＬ１の種類やその接続構成やその接続個数も、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、さまざまな構成が可能である。例えば、放電灯は直管以外のタイプであってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る負荷駆動装置の概略構成を示すブロック図。 図１の具体例の一つであり、スイッチング電源の具体的な構成を示すブロック図。 図２のスイッチング電源のバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の具体的構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置の具体的構成を示すブロック図。 図５のスイッチング電源のバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図。 本発明の第４の実施形態に係る放電灯点灯装置の具体的構成を示すブロック図。 図７の放電灯点灯装置のバースト駆動時の動作タイミングの一例を示す図。 本発明の第５の実施形態に係る負荷駆動装置の概略構成を示すブロック図。 図９の具体例の一つであり、スイッチング電源の具体的な構成を示すブロック図。 本発明の第６の実施形態に係る放電灯点灯装置の具体的構成を示すブロック図。 本発明の第７の実施形態に係る放電灯点灯装置の具体的構成を示すブロック図。

符号の説明

１、１ａ、Ｔ１、Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄ、Ｔ１ｅ トランス
２ トランス駆動回路
３ ＬＰ１、ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３ 負荷
４ 第１切替器
５ ＤＰ１、ＤＬ１ ダミー負荷
６ 第２切替器
７、７ａ、７ｂ、７ｃ 切替制御部
８、８ａ、８ｂ バースト信号生成部
９、ＩＮＶ１、９ａ、９ｂ 信号反転回路
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ インバータ回路
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 騒音低減回路
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 第１のドライブ回路
２２ 第２のドライブ回路
ＣＴ１ 第１の閉回路
ＣＴ２ 第２の閉回路
Ｗｐ１ 一次巻線
Ｗｓｐ１、ＷｓＬ１、ＷｓＬ２、ＷｓＬ３ 二次巻線
Ｗａ１ 補助巻線
ＳＰ１、ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３ 第１のスイッチ
ＳＤＰ１、ＳＤＬ１ 第２のスイッチ
Ｑ１、Ｑ２、Ｑｄ１、Ｑｄ２ ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
Ｌａ１、Ｌａ３、Ｌａ５ 第１の放電灯
Ｌａ２、Ｌａ４、Ｌａ６ 第２の放電灯

Claims (11)

1. 二次側に一つ以上の巻線を有するトランスと、
   前記トランスの一次側に交流信号を供給するトランス駆動回路と、
   前記トランスの二次側に接続された一つ以上の負荷と、
   前記トランスの二次側に接続されたダミー負荷と、
   前記負荷に対応して設けられ、前記トランスの二次側信号を前記負荷に供給するか否かを切り替える第１切替器と、
   前記ダミー負荷に対応して設けられ、前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給するか否かを切り替える第２切替器と、
   前記二次側信号を前記負荷に供給する際には前記ダミー負荷への前記二次側信号の供給を停止し、かつ前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給する際には前記負荷への前記二次側信号の供給を停止するよう前記第１および第２切替器を制御可能な切替制御部と、
   前記第１切替器が前記二次側信号を前記負荷に供給する際に、前記巻線、前記負荷および前記第１切替器を通過するように形成される第１電流経路と、
   前記第２切替器が前記二次側信号を前記ダミー負荷に供給する際に、前記巻線、前記ダミー負荷および前記第２切替器を通過するように形成される第２電流経路と、
   を備えることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記切替制御部は、定常駆動時には、常に前記二次側信号を前記負荷に供給して前記ダミー負荷への供給を停止し、バースト駆動時には、前記二次側信号を前記負荷または前記ダミー負荷に交互に供給するよう前記第１および第２切替器を制御することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記負荷は複数個設けられ、
   前記切替制御部は、前記バースト駆動時には、前記複数個の負荷をそれぞれ時間をずらして順に駆動し、前記複数個の負荷のうちいずれかを駆動している期間内は前記ダミー負荷の駆動を停止し、前記複数個の負荷のいずれも駆動していない期間内は前記ダミー負荷を駆動するよう前記第１および第２切替器を制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記トランスは、
   一次巻線と、
   この一次巻線と磁気結合されて前記負荷が接続される二次巻線と、
   前記二次巻線とともに前記トランスの二次側に配置され、前記ダミー負荷が接続される補助巻線と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の負荷駆動装置。
5. 前記二次巻線、前記負荷および前記第１切替器を含む第１の閉回路と、
   前記補助巻線、前記ダミー負荷および前記第２切替器を含む第２の閉回路と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の負荷駆動装置。
6. 前記トランスは、
   一次巻線と、
   この一次巻線と磁気結合されて前記負荷および前記ダミー負荷が接続される二次巻線と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の負荷駆動装置。
7. 前記二次巻線、前記負荷および前記第１切替器を含む第１の閉回路と、
   前記二次巻線、前記ダミー負荷および前記第２切替器を含む第２の閉回路と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の負荷駆動装置。
8. 前記二次巻線の一端側と他端側に、それぞれ別個の前記負荷が接続されることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の負荷駆動装置。
9. 前記二次巻線は複数個設けられ、それぞれの前記二次巻線には別個の前記負荷と別個の前記第１切替器とが接続され、
   前記切替制御部は、前記バースト駆動時には、前記複数個の負荷をそれぞれ時間をずらして順に駆動し、前記複数個の負荷のうちいずれかを駆動している期間内は前記ダミー負荷の駆動を停止し、前記複数個の負荷のいずれも駆動していない期間内は前記ダミー負荷を駆動するよう前記第１および第２切替器を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の負荷駆動装置。
10. 前記負荷は放電灯であり、
    前記切替制御部は、放電灯の点灯制御を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の負荷駆動装置。
11. 前記負荷は電子機器または電子部品であり、
    前記切替制御部は、スイッチング電源の電源制御を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の負荷駆動装置。

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