JPH0247179B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電源装置に係り、特に低電圧の直流電
源にて負荷を作動させるものに関する。

〔発明の技術的背景〕

低電圧の直流電源を用いて40W程度の電力を出
力する電源装置の場合、通常インバータを用いて
昇圧するが、このインバータの１次側に流れる電
流が大きくなる。このため、１つの半導体スイツ
チを用い１次側に流れる電流に休止期間を有する
インバータではこの１つの半導体スイツチに大電
流が流れることになり、大型で高価なものを用い
なければならなくなる。

そこで、少なくとも１対の半導体スイツチを用
い、１次側の電流を連続的に流すことにより１つ
の半導体スイツチに流れる電流を小さくでき、こ
れにより半導体スイツチを小型化することが考え
られた。

しかしながら、インバータだけでは負荷が変動
した場合電力制御が難しいため、従来は第１図に
示すように、直流電源１を用いた電源装置ではプ
ツシユプルインバータ２の前段に一石式チヨツパ
ー回路３を設け、負荷４等の変動をカレントトラ
ンス５にて負荷電流を検出することにより行な
い、この変動に応じて電源入力の導通時間を制御
している。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、第１図に示す回路では負荷４と
して例えば第２図に示すランプ電圧V_L、ランプ
電流I_L特性を有するメタルハライドランプを用い
た場合、このメタルハライドランプは始動時の抵
抗値が非常に小さいため、チヨツパー回路３にて
トランジスタ６のオンデユーテイを狭くすること
で電流を小さくしようとするが、シヤント回路等
を入れない限り、電流は負荷４の抵抗値にて制限
される値まで流れ続けることになり、第３図に示
すように始動時にはトランジスタ６に大電流が流
れることになる。

このため、トランジスタ６は大電流に耐えられ
る大型でかつ高価なものを用いなければならず、
回路の小型化、コストの低減化を妨げていた。

また、この第１図に示す回路では負荷４の短絡
時にはトランジスタ６には非常に大きな電流が流
れることになり、破壊されてしまうという欠点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、負荷
の抵抗値が小さい場合、または負荷が短絡した場
合、チヨツパー回路のトランジスタ等の半導体ス
イツチに大電流が流れるのを防止し、これにより
半導体スイツチの小型化、低価格化を図り、ひい
ては電源装置の小型化、低価格化を図るものであ
る。

〔発明の概要〕

半導体スイツチに大電流が流れるのを防止する
ためには定電流インダクタを用いて電流制御を行
なうことが考えられる。そこで、本発明の電源装
置は、、交互にスイツチングする少なくとも１対
の半導体スイツチを有し入力された電流を常に前
記半導体スイツチのいずれか一方を介して流す昇
圧形インバータと、このインバータの交流出力電
流を規制する限流インピーダンスと、この限流イ
ンピーダンスの出力を整流する整流回路と、前記
整流回路の出力を導通制御する一石式チヨツパー
回路とを備えたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明の一実施例を第４図に基づいて説明
する。

直流電源１１には昇圧形プツシユプルインバー
タ１２が接続されている。このプツシユプルイン
バータ１２はインダクタ１３と、半導体スイツチ
としての１対のトランジスタ１４，１５と起動用
抵抗１６，１７と、コンデンサ１８と、１次巻線
１９_a、帰還巻線１９_g、第１および第２の２次巻
線１９_c，１９_dにて形成されたインバータトラン
ス１９とからなつている。

このインバータ１２の第１の２次巻線１９_cに
は限流インピーダンス２１を介して整流器２２が
接続されている。この整流器２２の整流出力側に
はインダクタ４０とコンデンサ４１とからなる平
滑回路を介して一石式チヨツパー回路２３が接続
され、この一石式チヨツパー回路２３の出力側に
は負荷としての40Wのメタルハライドランプ２４
とカレントトランス２５との直列回路が接続され
ている。

この一石式チヨツパー回路２３は半導体スイツ
チとしてのトランジスタ２６、カレントトランス
２５の出力によりトランジスタ２６のオン、オフ
のデユーテイ比を制御する制御部２７、ダイオー
ド２８、インダクタ２９およびコンデンサ３０か
らなつている。

また、インバータ１２の第２の２次巻線１９_d
には限流インピーダンス３１を介して整流器３２
が接続され、この整流器３２の整流出力側はダイ
オード３３を介してランプ２４とカレントトラン
ス２５との直列回路の両端に前記チヨツパー回路
２３の出力と同一極性となるように接続されてい
る。

なお、３４は抵抗、３５はダイオードである。

次にこの実施例の作用を説明する。

例えばランプ２４の始動時、このランプ２４の
抵抗値は非常に小さいが、インバータ１２の第１
の２次巻線１９_cの交流出力側に限流インピーダ
ンス２１が設けられているため、これにより電流
は規制されチヨツパー回路２３のトランジスタ２
６に大電流が流れることがない。これを第５図に
示す。負荷が何らかの原因により短絡した場合も
同様に限流インピーダンス２１により電流は規制
される。

このようにトランジスタ２６には大電流が流れ
ることがないため、大電流に耐えるトランジスタ
を用いなくても破損することがなくこのためトラ
ンジスタ２６の小型化、価格の低減化を図ること
ができる。

また、インバータ１２もプツシユプル形とし２
つのトランジスタ１４，１５も交互にオン、オフ
し連続的に電流を流す構成であるため、トランジ
スタ１４，１５に大電流を流さなくても必要な昇
圧を行なうことができ、トランジスタ１４，１５
の小型化、価格の低減化を図ることができる。

そして、各トランジスタ１４，１５，２６を小
型化、価格の低減化を図ることができるため、ひ
いては装置全体を小型化でき安価にできる。

また限流インピーダンス２１により電流が規制
されることにより、ランプ２４の始動時にも負荷
電流が極端に大きくなることがなく、この負荷電
流の大きさにより制御されるトランジスタ２６の
オンデユーテイも極端に狭くなることがない。こ
のため、ランプ２４の始動時、ランプ２４には大
きな電力が加えられることになり、このランプ２
４は急速に加熱され、始動が早くなるという利点
がある。

なお、前記実施例ではランプ２４は１灯である
が、独立に２灯とした場合でもチヨツパー回路２
３がインバータ１２、限流インピーダンス２１の
後段に位置するため、インバータ１２および限流
インピーダンス２１を１つとでき、従来の２つ必
要とするのに比べ装置をより小型化でき、安価と
できる。

なお、第２の２次巻線１９_d、限流インピーダ
ンス３１および整流器３２は始動時のバツクアツ
プのためのものであり、この回路にて始動時高電
圧を印加できるため、第１の２次巻線１９_cに始
動時高電圧を誘起する必要がなく、限流インピー
ダンス２１を小型化できる。また、バツクアツプ
の限流インピーダンス３１は電流を流す必要がな
く、このため巻線を細くでき、小型化できる。こ
のように両限流インピーダンス２１，３１を小型
化できるため、従来に比べ装置を小型化できる。

また、負荷はメタルハライドランプ２４に限ら
れるものではなく、放電灯、熱調理器等でも同様
である。

なお、第６図実線は本発明の電源装置の特性を
示し、点線はインバータ１２のみの、また一点鎖
線はバツクアツプの回路の特性を示し、点Ａはラ
ンプ２４の定常点灯時を示す。

また、インバータ１２はプツシユプルに限るも
のではなく、少なくとも１対以上の半導体スイツ
チを有し、入力電流を連続的に流すことのできる
ものであればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、インバータの後段に限流イン
ピーダンスを設け、この限流インピーダンスにて
電流を規制し、その後一石式チヨツパー回路にて
負荷の変動に対応した導通制御を行なう構成とし
たため、負荷の短絡時またはメタルハライドラン
プの始動時のように負荷の抵抗値が極端に小さい
場合でも、チヨツパー回路の半導体スイツチに大
電流が流れることがなく、半導体スイツチを保護
できるとともに、この半導体スイツチの小型化お
よび価格の低減化を図ることができ、装置の小型
化、コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源装置を示す回路図、第２図
はメタルハライドランプの電圧、電流特性図、第
３図は第１図の動作説明図、第４図は本発明の電
源装置の一実施例を示す回路図、第５図および第
６図は同上動作説明図である。 １２…インバータ、１４，１５…半導体スイツ
チとしてのトランジスタ、２１…限流インピーダ
ンス、２２…整流器、２３…一石式チヨツパー回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交互にスイツチングする少なくとも１対の半
   導体スイツチを有し入力された電流を常に前記半
   導体スイツチのいずれか一方を介して流す昇圧形
   インバータと、、このインバータの交流出力電流
   を規制する限流インピーダンスと、この限流イン
   ピーダンスの出力を整流する整流回路と、前記整
   流回路の出力を導通制御する一石式チヨツパー回
   路とを備えたことを特徴とする電源装置。