JPH04500599A - 突入電流制限交直変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 突入電流制限交直変換回路 発明の技術分野 この発明は、通常の交流電力を直流電力に変換し、さらには、変換された直流電 力を交流電力に再変換する変換回路に関し、特に、斯かる変換回路であって変換 動作の開始時に突入電流を制限する機能を有したものに関する。

背景技術 各種の電気機器にあっては、交流電力の直流電力への変換１、さらには、変換さ れた直流電力の交流電力への再変換が行われるものが多々あり、例えば、スイッ チング直交電力変換器、ｉ！気気安安定器がその例に挙げられる。

交流電力を直流電力に変換する交直変換回路として一般なものに、半波整流回路 と全波整流回路とがあり、通常、これらの整流回路から得られる整流電圧及び整 流電流は、一連の単方向脈動波形を有するものとされる。成る種の機器にとって は、このよ・）な整流電圧及び整流電流の脈動は問題とならないが、その他のｍ 器については、整流電圧及び整流電流の脈動はフィルタによって平滑されなくて はならない。

出力フィルタを伴わない整流回路は、その出力が比較的大なる振幅をもって脈動 するものとされ、変換効率が比較的低いものとされることにより、限られた範囲 での適用に止められる。整流の基本的な目的は、変動しない電圧あるいは電流を 形成することにあるので、整流回路から得られる脈動電圧あるいは電流は平滑さ れるべきものであり、脈動する整流出力を平滑するにあたっての最も一般的な手 法は、整流回路における一対の出力端間に大容量の容量素子を接続することであ る。しかしながら、斯かる大容量の平滑用容量素子の使用は、大なる突入電流を 生じることになる区がある。平滑用容量素子は、その容量が大であり、かつ、等 個直列抵抗が低いという特性の故に、電力供給の立ち上がり時おいては、短絡路 と殆ど同等な振る舞いをするものとなる。それゆえ、平滑用容量素子の使用によ り生じるパルス状突入電流のピーク値は、通常の半導体整流器の許容範囲を大幅 に越えるレベルに達し得ることになり、斯かる突入電流による半導体整流器及び 他の電気部品あるいは機器の破壊が頻繁に生じるごとになる。そして、このよう な突入電流は、さらに、整流回路が接続される入力交流電力ラインに不所望なサ ージ電流を発生させることになる。

交直変換回路における突入電流を制限するための良く知られた手法は、整流回路 の出力端と平滑用容量素子との間に抵抗素子を直列接続することである。この手 法は、簡単で信顧性に優れているが１、効率がよぐない、即ち、電流レベルが如 何様であろうとも、直列接続される抵抗素子は、本来負荷「供給されるべき電力 の一部を消費すること４ごなってしまう。

また、・ｑ′：泊変換回路における突入；流を制限するための他の良く知（：Ｊ れた手法は、上述の直列接続される抵抗素子に代えて、サーミスタの如くの負の 温度係数を有りまた抵抗素子を用いるこ、−である、づ・−ミスタが用いられる 場合には、整流回路の立上り時におい乙は、サーミスタは比較的高い抵抗値を有 し、それムニより突入電流ｔＥ　１１ｊ限し、また、その反面、電力消費を生じ る。ザーミス々における電力消費はサーミスタの温度を１解させ、その結果、整 流回路の定常動作時においては、サーミスタの抵抗値は比較的低いものとなる。

このサーミスタを用いる手法は、極めて簡単であり、また、突入電流の制限とい う観点からは経済的で効果的なものである。しかしながら、負の温度係数を有す るサーミスタの使用は、成る状況のもとでは、以下に述べられる如くに殆ど効果 がないことになってしまう。

上述の如くのサーミスタが設けられた電力変換回路は、サーミスタの抵抗値が比 較的低いものとされる状況のもとでは、全負荷状態で作動していることが多い、 そして、斯かるもとで、平滑用キャパシタに放電を行わせるには充分に長く、し かしながら、サーミスタが比較的高い抵抗値を有する状態になるには短か過ぎる 期間の交流電力供給の中断が生じると、交流電力供給の復帰時゛に大なる突入電 流が発生することになってしまう、斯かる事態は、負の温度係数を有する夕、− ミスタの熱時定数が通常長く、それゆえ、短時間の交流電力供給の中断が、サー ミスタの抵抗値が充分に増大せＬ２められるだけの期間とされない結果となるこ とによって生しる。

発明の開示 以上よりして、如何なる動作状況のもとにおいても、交流電力供給線あるいは他 の交流電力供給源からの突入電流を制限することができる交直変換回路の出現が 望まれていること明らかである。

それゆえ、この発明の第１の目的は、斯かる突入電流を制限することができる交 直変換回路を提供することにある。

この発明の他の目的は、高周波スイッチング直交変換器の入力端に入力側の交流 ｉｔ′ｓ電凄の変動にかかわらず一部レベルを有するものとされた直流電圧を供 給することができる、新規で改良された交直変換回路を提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、整流器の両端間に接続された平滑容量素子と負の 温度係数を有した抵抗素子とを含むものときまた新規で改良された交直変換回路 を提供することにある。、′、の回路は、負の温度係数を有し、た抵抗素ｆに得 られる電圧を４７圧しｌ−甲滑容１素了に供給す゛る４圧型スイッチング調整部 をも含んで４３す、昇圧型スイッチング調整部から平滑容量素子に供給される電 圧は、入力側の交流ｉｔ源電圧の変動にかかわらず一部レベルを維持するものと される、 また２、二の発明は、負荷に交流電力を供給する高速スイ＋）千ングＩＯ心変換 器０）入力端に直流電圧を供給する、ニーとがごきる蓄ｌ！容虜艷了（・自んだ 、新規で改良された交直変換回路を＊　（＃　ｔ　、Ｓことも目的とする。消費 電力を低減させるため、高速スイッチング直交変換器は、交流電力供給の中断が ヰし−る際Ｇコ一は直ちに蓄積容量禦了から負荷を切りにＩＦ５、比較的短時間 の交流電力供給の中油期間を通ｉシ”５−Ｆ積容量素子の電荷が維持される４、 うｚ・コなず。

さｌ゛、・に、Ｊの発明は、変換されるとともに調整された悩号を負荷に′伊、 給り、、また、交流電力供給の中断が生じる際ｒ１ごは負荷を直ｋ１．切＃１Ｍ ｉ！動作をｂ′つ、新規で改Ｐ−された交直変換回路代役供・２る一’、：　＆ 　４．）　Ｆｌ的とする。この回路は、別僧の；Ｆイードバック回路が設置゛ら れ誉ご、二・を要することなく、−ガ４′の１ノヘルを維持するちσ）とされる 交流電圧を１″ｊ何Ｃ供絵するこ２−ができるス・イン−２二゛グ直交ゑ”換Ｈ ４含むものとされる。

図面の簡単な説明 ３％　ｉ図は、この発明に係る交直変換回路の一例を示１回路図である。

第２図は、第１図に示される交直変換回路におけるパルス幅変稠制ｊＢ部を示す ブロック図である。

第３図は、第１図に示される交直変換回路におけるパルス幅変調型直交変換部を 示すブロック図である。

第４図は、第１図に示される交直変換回路に適用可能な蓄積容量素子電圧検出回 路の他の例を示す回路図である。

第５図は、蛍光灯安定器を駆動すべく第１図に示される交直変換回路と共に用い られる共振型直交変換器を示す回路図である。

第６圀は、蛍光灯安定器を駆動すべく第１図に示される交直変１東回路と共に用 いられるブツシュ・プル型直交変換器の−・例を示す回路図である。

第′１・′図は、蛍光灯安定器を駆動すべく第１図に丞される交直変換回路と共 に用いられるブツシュ・プル型直交変換器の他の例を示す回路図でおる９ 第８図は、複数の個別直流電力供給源を形成′５べく第１図に示される交直変換 回路と共に用いられる共振型直交変換器を示す回路図である。

第９図は、複数の個別直流電力供給源を形成すべく第１図に示される９直変換回 路と共に用いられるブツシュ・プル型直交変換器を示す回路図である。

発明を実施するだめの最良の形態 この発明に係る基体的ろ、交直変換回路が、第１回において符号ｌＯが付されて 示されており、斯かる交直変換回路ｌＯは、交流電力供給線に接続される入力端 ￥１４及び１６を有したブリッジ槽成全波整流部１２を含んでいる。全波整流部 １２は、出力端子１８及び２０を有しており、出力端子１８には負の温度係数を 有したサーミスタ２２が接続されている。また、蓄積容量素子２４が、インダク タンス素子２８及び整流素子３６を介して、全波整流部１２の出力端子１８及び ２０間に接続されている。

交直ａｍ回路１０は、比較的短時間の交流電力供給の中断が生じる状態を含む如 何なる動作状態のもとにおいても、突入電流を効果的に制限する動作を行うよう に設計されている。斯かる動作は、サーミスタ２２に直列接続されたインダクタ ンス素子２日を含んで構成される昇圧型スイッチング調整部２６によってその一 翼が担われている。インダクタンス素子２８は、二次側捲線３２を備えた変圧器 ３０の一次側捲線としての役割と、スイッチ３４がオン状態とされる期間におい てエネルギーを蓄える役割とを果たすものとされている。スイッチ３４は、所定 の制御信号によってオン・オフ制御される適切な半導体素子で成るスイッチある いは機械的スイッチとされる。そして、スイッチ３４がオフ状態とされるとき、 インダクタンス素子２８に蓄えられたエネルギーが整流素子３６を通じて蓄積容 量素子２４に移送される。昇圧型スイッチング調整部２６から得られる出力電圧 は、昇圧型スイッチング調整部２６に対する入力電圧より大である。

昇圧型スイッチング調整部２６は、また、スイッチ３４を駆動するパルス幅変調 ｖＩ御部３Ｂを含んでいる。パルス幅変調制御部３８は、従来からある、アメリ カ合衆国のモトローラ社により製造されているＳＧ２８４３の如くの集積回路で 構成されている。

斯かるパルス幅変調制御部３８は、第２図に示される如くの８ビンを存するもの とされた基本ブロック構成をとるものとされている。

パルス幅変調制御部３８は、ラッチ型パルス幅変調部４２にパルスを供給する発 振器４０を含んでいる。ビン４に供給される入力信号は、発振器４０の発振周波 数を設定し、また、ラッチ型パルス幅変調部４２からコンパレータ４４を通じて 出力ビン６に導出される出力パルスの周波数を決定する。ラッチ型パルス幅変調 部４２に対する電流検出入力がビン３から供給される。

パルス幅変調制御部３８を構成する集積回路に対する動作電源電圧として、比較 的低い電源電圧がビン７から供給される。ビン７は、集積回路内において下限電 圧規制回路４６及び５Ｖ基準電圧発生回路４８に接続されている。５Ｖ基準電圧 発生回路４８はビン８に接続されており、また、抵抗素子分圧部５０を介して２ ．５Ｖ基準電圧を、エラー増幅器５２の非反転入力端に供給する。

エラー増幅器５２の反転入力端はビン２に接続され、さらに、エラー増幅器５２ の出力端子はビン１に接続されている。５Ｖ基準電圧発生回路４日から得られる ５■基準電圧は、下限電圧規制回路５４を介してラッチ型パルス幅変調部４２に も供給される。

パルス幅変調制御部３８における立上り電流は、サーミスタ２２の出力側に接続 された抵抗素子５６を通じて供給される。パルス幅変調制御部３８は、１ｍＡの 立上り電流を必要とするだけであり、斯かる立上り電流は、抵抗素子５６を通じ てビン７から供給されるが、抵抗素子５６における電力消費を無視することがで きる程度に小なるものである。

パルス幅変調制御部３８が動作状態とされると、発振器４０の発振周波数が、直 列接続されたタイミング抵抗素子５８とタイミング容量素子６０との両者によっ て設定される。それにより、スイッチ３４を駆動するビン６に得られる出力パル スの周波数が定められる。蓄積容量素子２４の端子間電圧の大きさは、整流素子 ３６の出力側において蓄積容量素子２４の両端間に直列接続された抵抗素子６２ 及び６４の接続中点に得られる電圧が検出されで設定される。ラッチ型パルス幅 変調部４２の安定化のため、インピーダンス素子６６がエラー増幅器５２の非反 転入力端子と出力端子との間（ビン１とビン２との間）に接続されている。スイ ッチ３４に直列接続された電流検出抵抗素子６Ｂの一端部が、パルス幅、ｆｍ制 御部３８のビン３に、短絡保護及びスイッチ３４に対する電流制限のため接続さ れている。

抵抗素子５６を通じて容量素子７０に、１■Ａ程度の大きさで流れ込む立上り電 流は、パルス幅変調制御部３８の緩やかな立上りを生ずることになる。そして、 ビン６からの出力パルスによりスイッチ３４のオン・オフ制御が開始される。そ れにより、スイッチ３４のオン期間において、インダクタンス素子２８がエネル ギーを蓄え、また、スイッチ３４のオフ期間において、インダクタンス素子２８ に蓄えられたエネルギーが整流素子３６をｉ！ｌじて門構容量素子２４に移送さ れる。このとき、２〜・３ターンとされた二次側捧＆Ｉ３２が、エネルギーを整 流ダイオ・−ドア２を通じて容量素子７０に供給する。この容量素子７０に流れ 込むエネルギーは、パルス幅変調制御部３８を働かせるに充分な電力を供給・す る。

そして、抵抗素子６２及び６４から得られる出力電圧検出信号がフィードバック 端子、即ち、エラー増幅器４４の反転端子（ビン２）に供給され、それにより、 昇圧型スイッチング調整部２６から得られる出力電圧を入力交流電圧の変動にか かわらず一定に維持する調整が自動的に行われる。

変圧器３０の一次側捲線２８から二次側捲線３２へと伝達される電流がダイオー ド７４を通じて容量素子７５を充電すべく流れ、パルス幅変調型直交変換部７６ に対する入力電力を供給する。パルス幅変調型直交ｆ換Ｍ７６は２．２個の独立 したパルス信号を発生するものとされ、アメリカ合衆国のモトローラ社により製 造さｉｌている５Ｇ２５２５の如くの集積回路で構成されている。斯かるパルス 幅変調型直交変換部７６は、第３図に示される如くのブロック構成をとるものと されている。

パルス幅変調型直交変換部７６は、基本的にはパルス幅変調制御部３日と同様な ものとされているが、発振器により制御されるフリップ・フロ・ツブ回路及び２ つの出力パルスを発生するＮＯＲゲー（・が設けられている点で、パルス幅変調 制御部３Ｂとは異なっている。モ（７て、パルス幅変調型直交変換部７６は、パ ルス幅変Ｕ制御部３８と同様に、パルス発振器７８．エラー増幅器８０及びラッ チ８４に接続されたパルス幅変！Ｉｌ器８２を含んでいる。

低電源電圧がビン１５に供給されており、ビン１５は基準電圧調整回路８６及び 下限電圧規制回路８８に接続されている。下限電圧規制回路８８け、２つのＮＯ Ｒゲート９０及び９２の夫々の入力端、ラッチ８４及び遮断トランジスタ９４に 接続されているゆパルス幅変調型直交変換部７６のＩｔ成要票は、パルス幅変調 制御部３８の構成要素と実質的に同様な動作を行・）が、パルス発振器７８及び ラッチ８４の出力端がフリップ・フロて・ブ回路９６の入力端に接続されている 点で、パルス幅変調制御部３日とけ異なっている。ラッチ８４及びフリップ・フ ロップ回路９６の出力は、ＮＯＲゲート９０及び９２に入力として供給され、Ｎ ＯＲゲート９０及び９２の出力は、２組の一対の出力トランジスタを経てビン１ １及び１４に導出される。ビン１１及び】４に得られる出力パルスは、第３図に 示される如く、フリップ・フａγブ回路９６の状態変化に応じて順次得られる。

容量素子９８と抵抗素子１００との組合わせが、パルス幅変調型直交変換部７６ におけるパルス発振器７日の発振周波数を決定し、一方、抵抗素子１０２と可変 抵抗素子１０４とにより形成される分圧部が、エラー増幅器８０の非反転端子（ ビン２）に供給される直流電圧のレベルを決定する。それにより、エラー増幅器 ８０によってビン１１及び１４に得られる出力パルスのデエーティサイクルが設 定される。このようにして、ビン１１及び１４に得られる出力パルスが、ライン １０８に得られる直流信号を負荷１１０に供給される交流信号に変換する共振型 直交変換部１０６におけるスイッチを駆動する。

共振型直交変換部１０６は、パルス幅変調型直交変換部７６のビン１４及び１１ に夫々接続されたスイッチ１１２及び１１４を含んでいる。これらスイッチ１１ ２及び１１４は、適切な半導体素子で成るスイッチもしくは機械的スイッチとさ れ、パルス幅変調型直交変換部７６の出力端に得られるパルスに応じてオン・オ フ制御される。パルス幅変調型直交変換部７６の出力端に得られるパルスは異な る時間に発生せしめられるので、スイッチ１１２は、スイッチ１１４がオフ状態 とされるときオン状態とされ、また、スイッチ１１４は、スイッチ１１２がオフ 状態とされるときオン状態とされる。スイッチ１１２がオン状態とされる期間に おいては、ライン１０８からのエネルギーが、スイッチ１１２及び共振インダク タンス素子１１６を通じて容量素子１１８に流れ込む、また、スイッチ１１２が オフ状態とされるとともに、スイン１１４がオフ状態とされる期間においては、 容量素子１１８に蓄えられたエネルギーが、共振インダクタンス素子１１６及び スイッチ１１４を通じて流出する。ビン１４及び１１に得られる出力パルスの夫 々の周波数が、共振インダクタンス素子１１６と容量素子１１８とより形成され るＬＣ共振回路の共振周波数に一致するものとされることにより、共振型直交変 換部１０６が効率良く動作するものとされる。

正常な動作状態のもとにおいては、交流電力が全波整流部１２の入力端子１４及 び１６に供給されるとき、サーミスタ２２は蓄積容量素子２４を流れる突入電流 を制限するに充分に大なる抵抗値を呈するものとなる。しかしながら、斯かる際 において、パルス幅変調、制御部３８が、蓄積容量素子２４が入力交流電圧のピ ーク値に近ｉい電圧が得られる状態にまで充電された後に動作を開始するよ゛う ４にされているということが重要である。さもなくば、スイッチ３４が、インダ クタンス素子２８を通じた電流が蓄積容量素子２４に流れているとき駆動される ことになる。インダクタンス素子２８は、流れる電流の大きさに応じて、全体的 にもしくは部分的に飽和状態とされ、斯かるもとでスイッチ３４がオン状態とさ れると、インダクタンス素子２８は、極めて低いインダクタンスを呈することに なる。その結果、スイッチ３４は、実質的に短絡路を形成することになり、損傷 を受ける式がある。スイッチ３４の動作開始についての蓄積容量素子２４が充電 されるまでの遅れ時間は、抵抗素子５６．容量素子７０及び下ｌ！！電圧規制回 路４６によってもたらされる。下限電圧規制回路４６は、それに対する入力電圧 （容量素子７０の端子間電圧）が下限電圧レベルを越えるまでパルス幅変調制御 部３８の動作を禁止する。容量素子７０の端子間電圧が下ｌ］ｌ電圧規制回路４ ６により設定される下限電圧を越えるまでの時間は、抵抗素子５６の抵抗値及び 容量素子７０の容量値に応したものとなる。それにより、蓄積容量素子２４が充 分に充電されることになる時間が設定される。

パルス幅変調制御部３８が動作を開始するや否や、スイッチ３４がオン・オフ動 作を開始する。インダクタンス素子２８は、エネルギーの蓄積及び放出を繰り返 し、また、二次側捲線３２は、容量素子７０に対する整流ダイオード７２を通じ てのエネルギー供給、及び、容量素子７５に対するダイオード７４を通じてのエ ネルギー供給を行う。容量素子７０及び７５は、夫々、パルス幅変調制御部３８ 及びパルス幅変調型直交変換部７６に対する動作ｔＳｔ圧の供給を行う、ここで パルス幅変調型直交変換部７６は、二次側捲線３２が容量素子７５に対する充電 電力の供給を行うまで、を源電圧が供給されないものとされることが注目される べきである。

交直変換回路１０に対する比較的短時間の交流電力供給の中断が生じると、サー ミスタ２２の抵抗値が低い状態とされたままで交流電力供給が再開されることに なる。このような状況のもとでは、蓄積容量素子２４を流れる突入電流の大きさ は、交流電力供給の再開時における蓄積容量素子２４の残留充電電荷量に応じた ものとなり、蓄積容量素子２４の残留充電電荷量が小なる場合には大なる突入電 流が生じることになる。

突入電流を回路素子に損傷を与えない小なるものとするためには、交流電力供給 の中断が住じるや否や負荷１１０を蓄積容量素子２４から切り離すことによって 、交流電力供給が中断される比較的短い期間の間、蓄積容量素子２４における充 電電荷がそのまま維持されるようになすことが必要である。このような負荷１１ ０の切離ｊ、が行われる場合には、蓄積容量素子２４は、抵抗素子６２及び６４ を通じての放電があるだけで、その充電状態が維持されることになる。その際の 抵抗素子６２及び６４を通じての放電量は、これら抵抗素子６２及び６４により 形成される分圧部が極めて高いインピーダンスを持つので、極めて小なるもので ある。

負荷１．１０は、パルス幅ｆｔＪＲ型直交変換部７６に対する電力供給が行われ なくなることにより、蓄積容量素子２４から切り離される。パルス幅変調型直交 変換部７６に対する電力供給が行われなくなると、ビン１１及び１４から出力パ ルスが送出されなくなり、それによって、スイッチ１１２及び１１４がオフ状態 を維持するものとされる。交流電力供給が中断されている期間、二次側捲線３２ は、容量素子７５に対する電力供給を行うことができず、また、容量素子７５の 容量は極めて小であるので、パルス幅変調型直交変換部７６は、殆ど瞬時にその 動作が停止せしめられる。

このようなパルス幅変調型直交変換部７６の迅速な動作停止は、下限電圧規制回 路８日を容量素？７５の充電時に得られる電圧に近接した下限電圧レベルをもっ て動作するものとなすことにより保証される。容量素子７５の端子間電圧が下限 電圧レベル以下となると、下ｐｌ電圧規制回路８８は直ちにパルス幅変調型直交 変換部７６の動作を停止さゼる９ 第４図は、蓄積容量素子２４から負荷１１０を切離す他の方法を示す。

この方法は、基本的には、蓄積容量素子２４の端子間電圧を検出し、検出出力信 号をパルス幅変円型直交変換部７６の遮断端子（ビン１０）もしくは反転入力端 子（ビンｌ）に供給することによって行われる。このため、第１図における抵抗 素子６２及び６４から成る分圧部に対応する出力電圧検出分圧部が、３個の抵抗 素子６２．６４ａ及び６４ｂにより形成される。抵抗素子６４ａ及び６４ｂの合 成抵抗値は、第１図における抵抗素子６４の抵抗値に等しいものとされる。

第４図において実線により示される如く、ＰＮＰ型のトランジスタ７７が、パル ス幅変調型直交変換部７６の遮断端子（ビン１０）と端子１６との間に接続され ている。端子１６は、例えば、５、ＩＶ１７）基準電圧を送出する。トランジス タ７７のコレクタは、第４図において破線により示される如く、遮断端子（ビン １０）に代えてパルス幅変調型直交変換部７６の反転入力端子（ビン１）に接続 されてもよい。

トランジスタ７７のコレゲタが、遮断端子（ビン１０）あるいは反転入力端子（ ビン１）のいずれに接続されている場合にも、そのベースと接地電位点間との間 の電圧が基準電圧ｃｓ、ｉｖ）かパ）ダイオード１ｍ（７”ｉｆ圧降下を滅ｅた 値（略５．ＩＶ−０，６Ｖ＝　４．５■）以下となると、４トランジスク７７は オン状態となり、その：ｌレフ〃から遮断端子（ビン１０）あるいは反転入力端 子（ビン１）に４　、、５　Ｖの電圧が供給される。１ｈかる遮断端子（ビ゛、 ／１０）あるいは反転入力端イ（ビン１）に供給される電Ｈは、ビン１１及び１ ４からの出力パルスの送出を直ちに停止させるに充分なものとなる。抵抗素子６ ２．６４ａ及び６４ｂの夫々の抵抗値が適切に選択されることにより、パルス幅 変調型直交変換部７Ｇからの出力１ｉ、Ｍ檀容量素−′７２４の端イ間電圧が所 定のｊノール以下５５、なるや古やその送出が停止−ＬＪ−Ｌ、められるものと される１例えば、東京動作時のべ）２−において、嘉積容■素子２４の端子間電 圧が２５０Ｖに維持される場合に１よ、３７浦電力供給が中断された際に、ｓｆ Ｉ容量素子２４の端子間電圧が２２０ｖに低下するや否やパルス幅変調型直交変 換部７６からの出力の送出が停止せしめられる。

同様に、交流電力供給の再開後においては、蓄積容置素子２４の端子間電圧が２ ２０■を越えるや否やパルス幅変調型直交変換部７６からの出力の送出が開始さ れる。

ここで、極めて重要なことは、この発明が、上述のパルス幅変調制御部３Ｂ及び パルス幅変調型直交変換部７６を形成する２個の集積回路とは異なる集積回路に よっても、それが要求される機能を果たすものである限り、実現され得るもので あるということである１例えば、上述のパルス幅変調制御部３８及びパルス幅変 調型直交変換部７６の両者の機能を備えた１個の集積回路を用いることができ、 また５、さらには、蓄積容量素子２４の端子間電１［を検出することにより、あ るいは、交直変換回路ｌＯの他の都合のよい位置において交流電力供給の中断を 検出すること＾こよりパルス幅変調型直交変換部７６ｋｍ対する駆動信号を停止 させる集積回路を用いることもできるや いかなる条件下においても、突入電流に対する保護が行われる、ことは、直交マ 、力変換器の信転性を高めるこ、とになる＃多くの電気機器にあっては、直交電 力変換器は固定された負荷に対して一定の霞Ｉ−を（＃袷ずイン、―とが要求さ れる。負■電Ｌ゛おける端子間電圧変動は、主として人力夕涼電力供給線にお番 するに圧変動、乃諒負狗の変動に起因する。交情電力供給線７．：おけるＮＦｆ 、；ｌ駆動は１．暦漬容量素了２４の両端に印加される整流された直流電圧の変 ＊Ｊ１を生じイ・。また、負荷の、を勤は、蓄積容量素子からの１ネル“ｒ−放 出にお４ゴる変動を生１゜シさせる。、二の発明は、＆積容ｒ築子２４の端７間 直流電圧を一定に歓待するととも、蓄積容量素子２４にｄ′４・〕とされるエネ ルギーを供給する４圧型ス、イア千ング調整部２６を使用することにより、別途 設けられるーアイードバソク＠路等を罪することなく、負荷に常時一定の電圧を 供給することができる。

蓄積容置素子２４が良好な品質と人界１２・を有するものきされ、また、抵抗素 子６２及び６４で成る分圧部が高精度のものとされることより、蓄積容を票“ｆ −２４の両端間に変動のない直流電圧が確実に得られることになる。

、二の発明を利用することにより、第す図に示される如くに、蛍光灯に対する極 めて効率が良く信顧性に優れた安定器を得ることができる。斯かる安定器は、第 １回に示されるものと同様な共振型直交変換部を利用するもＩ、・）とされる、 第５図Ｃおいて２、容量素子１２０は、共振回路及び蛍光灯１２２における直流 電流を遮断するブロック容量素子とされている。蛍光灯１２２の光強度の低減は 、可変抵抗素子１０４の抵抗イｐを変化さ一！することにより行われイ；、’ｉ ｉＪ！抵抗素子１０４の抵抗（直の変化は、パルス輻変洒型直交変換部７６の非 反転入力端子（ビン２Ｈこおける基準直流電圧を変化させることになり、また、 ス仁ンチ１１２及び１１４を駆動するビン１１及び１４からの出力パルスの夫々 におけるタユ・−千イサイクルを変化させるごとになる、スイッチ１１２及び１ １４の夫々におけるオフ状態期間に対するオフ状態期間の比が蛍光灯１２２から の光出力を決定４゛る。

一般に、蛍光灯４ｍＮする安定器を人力交流電圧の変動ζががゎ一゛）ず蛍光灯 ｈ・らへ一定の光出力が得られるようにな゛候゛ものとする、ことは、極めＣＭ しい、ｊ、かしながら、′第５Ｎに示されイ）回路の場合には、Ｍ楕容ｌ素！・ ２４の両端間に′一定θ）■庄が得られることｔこより、別個に設置・すられる フィードパ・、・り回路を要することなく蛍光灯から一定の光出力を容易ζこ得 る。：とができる。それに加え、Ｍ積容量素了２４の両端間に得られる変動のな い直流電圧は、蛍光灯の小刻みな光蓋変化を無くすこと医二貫献ず６゜さらに、 この発明を適用することにより、蛍光灯を突入電流から保護し、かつ、蛍光灯に 一定の光出力を維持する安定器を、共電〒直交変換部とは興なる直交変換部を用 いて得ることができる。

潤えば、斯かる安定器を半波ブリッジ型、全波ブリッジ型、フライバ・ンク型あ るいはグツシュ・プル型直交変換部を用いて構成することができく、、第６図は 、プツシ」、・プル型直交変換部が用いられるとともにこの発明が適用されて構 成さ・名、た安定器を示す。

斯かる安定器においては、例えば、抵抗素子、インダクタンス素子あるいは容量 素子とされるインビ・−タ′：／ス制限素子！２４が、。

蛍光灯１２２が一旦起動された後蛍光灯１２２に流れ込む電流を制御ず−゛く用 いられ、ている、ライン１０８における直流電流は、蛍光灯１２２の両端に接続 、された二次側捲線１３０を有する変■−器１２８の一次＠持線１２６における センタータ・・・ブζこ供給される。変圧器２２Ｂは、スート２・テ１１２及び １１４による制御のもとに蛍光灯１２２に交流電流を供給“４るステップアップ もしくは、（５−ツブダウン変圧器により構成される。

３）ｉ間は、第６図（示される如くのプツシ９）、・プル型直交変換部が用いら れで槽成さ？＋、た蛍光幻安定器の他の例を示す、この例ｊこオンいては、２・ １ンビ・−ダンス制限素子１２４がインダクタンス素子とされ“Ｃおり、すた、 蛍光灯ｉ２２の両端）濁１．′、容量素子１３２が接続されている９　インビー ク′）・ス制限素子１２４のインダクタ゛・・ス儲、容量素子１３２の容にｊ蔽 及び、ブンジトプル型直交変換部の周波数は、共振回路を形成づ−るよう？、′ ：選択される。

この発明に係る交直変換回路１０により電力供給がなされる直変度換部は、第８ 図及び第９図に示される如くに、蛍光灯以外の負荷を効率良く駆動することがで きるものとされ得ることになる。

第８図及び第９図においては、直交変換部からの出力は複数の独立した直流電力 とされている。

第８図にあっては、第３図に示される共振型直交変換部が変圧器１３４の両端間 に交流出力を供給する。変圧器１３４は、夫々が二次側捲線１３６．二次側捲線 １３６に直列接続された整流素子１３８、及び、整流素子１３８の出力端側おい て二次側捲線１３６の両端間に接続された容量素子１４０から成る２個の互いに 同等のものとされた二次側回路を有している。整流素子１３８は、二次側捲Ｎｉ Ａｌ３６に得られる交流電圧を整流し、その整流出力が容量素子１４０により平 滑されて、出力端子■ｌ及びｖ２の夫々に直流出力として導出される。

第９図は、第６図に示されるブツシュ・プル型直交変換部が用いられて構成され た直流電圧供給源を示す。斯かる直流電圧供給源においては、３個の独立した直 流電力供給部が出力端子Ｖｌ。

■２及び■３をもって設けられている。第１図に示される蓄積容量素子２４の両 端間に一定の直流電圧が得られることにより、第８図及び第９図に示される独立 した直流出力は、全波整流部１２の入力端子１４及び１６に接続される交流電力 供給線における変動にかかわりなく、一定の電圧を維持するものとされる。

産業上の利用可能性 交直変換回路１０は、交流電力供給線からの交流入力を、その後スイッチング直 交変換部により交流電圧に再変換される直流電圧に効率良く変換する動作を行・ ）、同時に交直変換回路１０は、如何なる状況下においても突入電流に対する保 護を行い、また、交流電力供給線における変動にかかわらず、固定された負荷に 一定の出力電圧を効率良く供給するものとして用いられるものとされる。

第２図 第３図 第７図 第８図 第９図 平成３年１月７日

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．電力供給源からの交流電圧を受けて、脈動直流電圧に変換する整流素子手段 と、該整流素子手段に接続され、上記脈動直流電圧を受けてそれに応じた充電が なされ、平滑された直流電圧を形成する蓄積容量素子手段と、上記整流素子手段 と蓄積容量素子手段との間に接続され、上記整流素子手段からの脈動直流電圧を 受け、該脈動直流電圧を昇圧されたインダクタンス素子出力となすインダクタン ス素子手段，該インダクタンス素子手段に接続され、第１の状態において上記イ ンダクタンス素子手段にエネルギーを蓄積させ、また、第２の状態において上記 インダクタンス素子出力により上記蓄積容量素子手段が充電されるようになすス イッチング手段、及び、上記脈動直流電圧に応じて上記スイッチング手段に上記 第１及び第２の状態を選択的に繰り返しとりせるべく駆動する駆動手段を含むも のとされた昇圧型スイッチング調整手段とを備えて構成された、電力供給源から の交流電圧を変換して変換出力を負荷に供給するとともに、動作状態の如何にか かわらず電力供給源からの突入電流を制限する動作を行う交直変換回路。
2. ２．整流素子手段とインダクタンス素子手段との間に直列接続された負の温度係 数を有したサーミスタを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交直 変換回路。
3. ３．インダクタンス素子手段が変圧器の一次側捲線を形成し、該変圧器が上記整 流素子手段からの脈動直流電圧に応じて上記駆動手段に電力供給を行う二次側捲 線を有するものとされたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交直変換 回路。
4. ４．整流素子手段からの脈動直流電圧に応じて上記駆動手段に電力供給を行うも のとされた電力供給回路手段が設けられ、該電力供給回路手段が上記蓄積容量素 子手段が充電されるまで上記駆動手段に対する電力供給を遅らせる遅延手段を含 むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交直変換回路。
5. ５．インダクタンス素子手段が変圧器の一次側捲線を形成し、該変圧器が上記イ ンダクタンス素子手段に供給される脈動直流電圧に応じて上記電力供給回路手段 に電力供給を行う二次側捲線を有するものとされたことを特徴とする特許請求の 範囲第４項記載の交直変換回路。
6. ６．整流素子手段とインダクタンス素子手段との間に直列接続された負の温度係 数を存したサーミスタを含み、上記電力供給回路手段が、上記負の温度係数を有 したサーミスタと上記インダクタンス素子手段との間に接続されて、上記サーミ スタからの脈動直流電圧を受けるものとされたことを特徴とする特許請求の範囲 第４項記載の交直変換回路。
7. ７．蓄積容量素子手段と負荷との間に接続されて、上記平滑された直流電圧を交 流電圧に変換するものとされた直交変換手段を音むことを特徴とする特許請求の 範囲第１項記載の交直変換回路。
8. ８．交直変換手段が、上記蓄積容量素子手段からの平滑された直流電圧を受ける スイッチング手段と、上記脈動直流電圧に応じて上記スイッチング手段を駆動す るスイッチング制御手段とを含み、上記スイッチング制御手段が、上記脈動直流 電圧の遮断時に、上記スイッチング手段に開状態をとらせて上記蓄積容量素子手 段から上記負荷を切り離させるものとされたことを特徴とする特許請求の範囲第 ７項記載の交直変換回路。
9. ９．整流素子手段とインダクタンス素子手段との間に直列接続された負の温度係 数を有するサーミスタを含むことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の交直 変換回路。
10. １０．インダクタンス素子手段が変圧器の一次側捲線を形成し、該変圧器が上記 整流素子手段及びサーミスタから得られる脈動直流電圧に応じて上記スイッチン グ制御手段に電力供給を行う二次側捲線を有するものとされたことを特徴とする 特許請求の範囲第９項記載の交直変換回路。
11. １１．二次側捲線が上記駆動手段に電力を供給するものとされたことを特徴とす る特許請求の範囲第１０項記載の交直変換回路。
12. １２．サーミスタから電力を上記駆動手段に供給するものとされた電力供給回路 手段が設けられ、該電力供給回路手段が上記蓄積容量素子手段が充電されるまで 上記駆動手段に対する電力供給を遅らせる遅延手段を含むことを特徴とする特許 請求の範囲第１１項記載の交直変換回路。
13. １３．電力供給源からの交流電圧を受けて、脈動直流電圧に変換する整流素子手 段と、該整流素子手段に接続され、上記脈動直流電圧を受けてそれに応じた充電 がなされ、平滑された直流電圧を形成する蓄積容量素子手段と、負荷に接続され 、上記蓄積容量素子手段からの上記平滑された直流電圧を受けて上記負荷に供給 される交流電圧に変換するものとされ、上記蓄積容量素子手段との接続状態及び 遮断状態を選択的にとるスイッチング手段を含むものとされた直交変換手段と、 上記脈動直流電圧に応じて上記スイッチング手段を制御するものとされ、上記脈 動直流電圧の遮断時に、上記スイッチング手段に上記蓄積容量素子手段との遮断 状態をとらせ、上記蓄積容量素子手段から上記負荷を切り離させるスイッチング 制御手段とを含んで構成された、電力供給源からの交流電圧を変換して変換出力 を負荷に供給するとともに、動作状態の如何にかかわらず電力供給源からの突入 電流を制限する動作を行う交直変換回路。
14. １４．上記整流素子手段と蓄積容量素子手段との間に接続され、上記脈動直流電 圧を受けて該脈動直流電圧を昇圧し、上記蓄積容量素子手段に昇圧されるととも に調整された出力電圧を供給する昇圧型スイッチング調整手段を含むことを特徴 とする特許請求の範囲第１３項記載の交直変換回路。
15. １５．整流素子手段と昇圧型スイッチング調整手段との間に直列接続された負の 温度係数を有する抵抗素子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載 の交直変換回路。
16. １６．昇圧型スイッチング調整手段が、上記脈動直流電圧を受けるべく接続され て変圧器の一次側捲線を形成するインダクタンス素子手段を含むものとされ、上 記変圧器が上記脈動直流電圧に応じて上記スイッチング制御手段に電力供給を行 う二次側捲線を存するものとされたことを特徴とする特許請求の範囲第１４項記 載の交直変換回路。
17. １７．昇圧型スイッチング調整手段が、上記電力供給源からの交流電圧の変動の 影響を受けないものとなるように調整された直流電圧を、上記蓄積容量素子手段 の両端間に供給するものとされたことを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載 の交直変換回路。
18. １８．負荷が安定器が接続された蛍光灯を含むものとされ、上記安定器が上記蓄 積容量素子手段と上記蛍光灯との間に接続されて、上記平滑された直流電圧を交 流電圧に変換する直交変換手段を含んで構成されたことを特徴とする特許請求の 範囲第１項記載の交直変換回路。