JPH0419995Y2

JPH0419995Y2 -

Info

Publication number: JPH0419995Y2
Application number: JP12323084U
Authority: JP
Priority date: 1984-08-11
Filing date: 1984-08-11
Publication date: 1992-05-07
Also published as: JPS6138894U

Description

【考案の詳細な説明】

〔技術分野〕本考案は、商用電源を入力として低周波リツプ
ルの少ないほぼ一定した高周波電圧を出力する電
源装置に関するものである。〔背景技術〕従来、この種の電源装置は、第４図のように、
商用電源１をダイオードブリツジより成る整流回
路２で全波整流し、整流回路２から出力される脈
流電圧を平滑コンデンサC₀にて平滑した直流電
圧をスイツチ素子としてのトランジスタQ₁，Q₂、
発振トランスT₁、起動抵抗R₁，R₂、抵抗R₃，
R₄、帰還ダイオードD₁，D₂、安定素子Ｌおよび
コンデンサC₁，C₂で形成されるインバータ回路
３の電源入力端に印加してインバータ回路３を動
作させ、負荷４にほぼ一定の高周波電圧を供給す
るようにしていた。ここで、インバータ回路３は
ハーフブリツジ形構成としたもので、n₃，n₄はト
ランジスタQ₁，Q₂をオン、オフ駆動する帰還巻
線であり、安定素子Ｌは負荷４に例えば放電灯等
を使用した場合の限流素子である。このものにあ
つては、平滑コンデンサC₀を用いて直流電圧を
得るようにしているため、入力力率が悪くなると
いう欠点がある。更に、他の従来例として、第５
図のように、チヨツパー回路５を設けたものがあ
る。チヨツパー回路５は、ダイオードD₃、チヨ
ークコイルL₀、スイツチ動作するトランジスタ
Q₃および無安定マルチバイブレータ等のスイツ
チ制御回路６により形成されている。このものに
あつては、チヨークコイルL₀は小形になるが回
路構成が複雑になり高価になるという欠点がある
上、負荷４がなく、平滑コンデンサC₀の放電電
流がない場合にトランジスタQ₃がオン、オフを
繰返し続けると、トランジスタQ₃がオンしてチ
ヨークコイルL₀に蓄積されたエネルギは、トラ
ンジスタQ₃がオフすると平滑コンデンサC₀に放
出するので平滑コンデンサC₀の電圧が異常に昇
圧し、インバータ回路３を構成するトランジスタ
Q₁，Q₂等を破壊する欠点を有する。この点を詳細に説明する。まず、トランジスタ
Q₃がオンとなり、チヨークコイルL₀に蓄積され
るエネルギ量Ｗは、Ｗ＝１／２L₀₁I² ……(1) で表わされる。ここで、L₀₁はチヨークコイルL₀
のインダクタンス、ＩはトランジスタQ₃がオフ
になる直前のチヨークコイルL₀に流れていた電
流である。次に、トランジスタQ₃がオフされる
と、ダイオードD₃を通つて平滑コンデンサC₀に
充電されると同時にインバータ回路３に電流を供
給する。トランジスタQ₃がオンしてそのオン時
間をt₁とすると、オフする直前にトランジスタQ₃
に流れていた電流Ｉは、Ｉ＝V₁／L₀₁t₁ ……(2) で表わされる。ここで、V₁は入力電圧である。
(2)式を(1)式に代入すると、チヨークコイルL₀に
蓄積されるエネルギ量Ｗは、Ｗ＝１／２L₀₁（V₁／L₀₁t₁）² ＝１／２ V²／₁／L₀₁t² ₁ となり、このエネルギ量ＷをトランジスタQ₃が
オフしている期間に平滑コンデンサC₀に移す。
平滑コンデンサC₀の容量をＣ、エネルギ移転後
の端子電圧をＶとすると、１／２CV²＝１／２・V²／₁／L₀₁t² ₁ となり、となる。したがつて、トランジスタQ₃のオフ時
間をt₂とすると、（t₁＋t₂）時間での平滑コンデン
サC₀の端子電圧は、

〔考案の目的〕

本考案の目的とするところは、入力力率を悪く
することなくほぼ一定の高周波電圧を出力でき、
しかも無負荷時に出力電圧が異常に昇圧すること
がなく、回路構成が簡単で安価な電源装置を提供
することにある。〔考案の開示〕実施例第１図において、１は商用電源で、インダクタ
ンスL_F，コンデンサC_Fより成るフイルター回路
７を介して整流回路２の入力端に接続し、整流回
路の出力端よりチヨークコイルL₀を介してイン
バータ回路３の一端ａに接続する。インバータ回
路３は平滑コンデンサC₀の両端に接続され、ト
ランジスタQ₁，Q₂、帰還ダイオードD₁，D₂、コ
ンデンサC₁，C₂、発振トランスT₁等でハーフブ
リツジ構成され、端子ａはトランジスタQ₁，Q₂
の接続点である。トランジスタQ₁，Q₂の接続点
とコンデンサC₁，C₂の接続点との間に発振トラ
ンスT₁の一次巻線n₁を接続し、二次巻線n₂に例
えば放電灯などの負荷４を接続する。CTは負荷
４に流れる電流を検出するカレントトランスで、
出力は制御回路８の端子ｃ，c′に入力する。制御
回路８は第２図のように、発振回路９、分周回路
１０および駆動回路１１により構成する。発振回
路９のIC₁は汎用のタイマーIC555を使用したもの
である。分周回路１０は発振回路９の出力信号を
分周し、交互に繰返す２つの信号を得るための回
路であり、IC₂は例えばモトローラ社製
MC14013B（DUAL TYPED FLIP−FLOP）で
あり、IC₃〜IC₆はモトローラ社製MC14081B
（ANDGATE）で構成される。駆動回路１１は
分周回路１０の信号の増幅と絶縁をし、インバー
タ回路３のトランジスタQ₁，Q₂に信号を供給す
る。端子ｄ，ｅより抵抗R₅を介して電源を供給
する。動作制御回路８によつてトランジスタQ₂がオンす
ると、整流回路２からチヨークコイルL₀に電磁
エネルギを蓄積する電流が流れるとともに平滑コ
ンデンサC₀の電圧をコンデンサC₁，C₂で分圧し、
トランジスタQ₂がオンすることによつてコンデ
ンサC₂の電圧を発振トランスT₁の一次巻線n₁に
印加し、負荷４に電圧を供給する。ここで、負荷
４に流れる電流の発振トランスT₁の巻数比に相
当する電流がトランジスタQ₂に流れる。したが
つて、トランジスタQ₂には商用電源１からチヨ
ークコイルL₀に電磁エネルギを蓄積するための
電流と負荷４に供給する電流との合成した電流が
流れる。次に、トランジスタQ₂がオフした直後
にはトランジスタQ₁がオフしている期間が設定
されてあり、この期間では、トランジスタQ₂が
オフした後にチヨークコイルL₀に蓄積された電
磁エネルギは帰還ダイオードD₁、平滑コンデン
サC₀、整流回路２を通して放出され、平滑コン
デンサC₀を充電する。トランジスタQ₁がオンす
ると、トランジスタQ₂がオンした場合と同時に
平滑コンデンサC₀の電圧をコンデンサC₁，C₂で
分圧した電圧を発振トランスT₁の一次巻線n₁に
印加し、負荷４に電圧を供給する。このようにし
てトランジスタQ₁，Q₂のスイツチング周波数の
交流電圧が負荷４に供給される。負荷４に電流が流れると、カレントトランス
CTに出力信号が誘起され、発振回路９のトラン
ジスタQ₄がオンする。トランジスタQ₄がオンす
ると、分圧抵抗R₈，R₉によつて決まる電圧がIC₁
に印加されて所定の周波数で動作する。ここで、
負荷４が無負荷になるとカレントトランスCTの
出力信号がなく、トランジスタQ₄がオフし、分
圧抵抗R₇，R₈，R₉によつてIC₁に印加される電圧
は負荷４がある場合に比べて低くなり、IC₁の発
振周波数は高くなる。即ち、カレントトランス
CTと発振回路９とによつて負荷４がある場合に
は発振周波数が低く、負荷４がない場合には発振
周波数が高くなるようにできる。このように、カ
レントトランスCTはインバータ回路３の出力電
流に基づいて負荷４の有無を検出する負荷検出手
段として機能し、トランジスタQ₄は負荷４が接
続されていないときに制御回路８によるトランジ
スタQ₂のオン、オフの周波数を負荷４が接続さ
れているときよりも高く設定するスイツチング周
波数切換手段として機能するのである。したがつ
て、負荷４がなく平滑コンデンサC₀の放電電流
がない場合にトランジスタQ₁，Q₂のオン、オフ
の繰返し周波数が高くなるので、トランジスタ
Q₂がオンしてチヨークコイルL₀に蓄積されるエ
ネルギは小さくなる。あるいは、トランジスタ
Q₂の動作周波数が高くなるため、チヨークコイ
ルL₀のインピーダンスが高くなり、チヨークコ
イルL₀に流れる電流が小さくなる。トランジス
タQ₂がオフするとチヨークコイルL₀に蓄積され
たエネルギは平滑コンデンサC₀に放出されるが、
チヨークコイルL₀に蓄積されるエネルギが小さ
いので、放出されるエネルギも小さくなり、平滑
コンデンサC₀は異常に昇圧することがなく、イ
ンバータ回路３を構成するトランジスタQ₁，Q₂
を破壊することがない。負荷４として放電灯を用
いる場合には、スイツチング周波数が高く、高周
波電圧の場合に放電灯の発光効率の向上、安定素
子の小形化、省電力化等の点より効果が大きく、
又、チヨークコイルL₀、トランジスタQ₂、帰還
ダイオードD₁および平滑コンデンサC₀によつて
昇圧形チヨツパー平滑回路１２が形成され、チヨ
ークコイルを小形、軽量にできる上、この昇圧形
チヨツパー平滑回路１２はインバータ回路３のト
ランジスタQ₂、帰還ダイオードD₁を共用してい
るので、回路構成を簡単にできる。第３図は本考案の他の実施例で、チヨークコイ
ルL₀、トランジスタQ₂、帰還ダイオードD₁、平
滑コンデンサC₀およびダイオードD₅によつて降
圧形チヨツパー平滑回路１３を形成したもので、
この場合もインバータ回路３のトランジスタQ₂、
帰還ダイオードD₁を共用して回路構成を簡単に
できる上、第１図の実施例と同様の作用効果が得
られる。〔考案の効果〕上述のように本考案は、負荷が接続されない場
合の周波数を負荷が接続されている場合の周波数
より高く設定したから、無負荷時に出力電圧が異
常に昇圧するのを防止できる上、入力力率を悪く
することなくほぼ一定の高周波電圧を出力でき、
しかも回路構成が簡単で安価にできるという効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路図、第２図は
同上の制御回路の回路図、第３図は本考案の他の
実施例の回路図、第４図および第５図は従来の電
源装置の回路図である。１……商用電源、２……整流回路、３……イン
バータ回路、４……負荷、L₀……チヨークコイ
ル、Q₁，Q₂……スイツチ素子としてのトランジ
スタ、C₀……平滑コンデンサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

交流電源を整流する整流回路と、平滑コンデン
サの両端に直列接続されるインバータ回路の構成
要素である第１、第２のスイツチング素子と、第
１、第２のスイツチング素子とそれぞれ逆並列に
接続される第１、第２のダイオードと、前記整流
回路の出力端間に前記第２のスイツチング素子を
介して接続されるチヨークコイルと、前記両スイ
ツチング素子を交互にオン、オフ制御する制御回
路とを備え、第２のスイツチング素子のオン状態
の場合にチヨークコイルに蓄積されたエネルギー
が、第２のスイツチング素子のオフ状態の場合に
チヨークコイルから第１のダイオードを介して平
滑コンデンサを充電する電源装置において、制御
回路は前記インバータ回路の出力電流値に基づい
て負荷の有無を検出する負荷検出手段と、前記負
荷検出手段により負荷が接続されていないことが
検出されると負荷が接続されているときよりも前
記スイツチ素子をオン、オフする周波数を高く設
定するスイツチング周波数切換手段とを備えて成
る電源装置。