JPH0591730A - 電源装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で、小型で、かつ、効率を向上した電源
装置を提供する。 【構成】 商用交流電源Ｅに、雑音防止回路１を接続
し、この雑音防止回路１に全波整流回路２を接続し、こ
の全波整流回路２の出力端子間に、平滑用のコンデンサ
C1が接続する。コンデンサC1の両端子間に、チョッパ回
路３を接続する。チョッパ回路３は、コンデンサC1の両
端子間に、チョークコイルL2およびトランジスタQ1のコ
レクタ・エミッタを接続する。トランジスタQ1のコレク
タ・エミッタ間には、フライホイール用のダイオードD1
およびコンデンサC5の直列回路を接続する。トランジス
タQ1のベースに、駆動回路４を接続し、駆動回路４は、
磁気的にチョークコイルL2に接続されたコイルL3に接続
する。コンデンサC5の両端子間に、インバータ回路６を
接続し、インバータ回路６には放電ランプFLおよびこの
放電ランプFLの始動用のコンデンサC7を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チョッパ回路を備えた
電源装置および照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のチョッパ回路を有する電
源装置としては、たとえば図１２に示す構成が知られて
いる。

【０００３】この図１２に示す電源装置は、商用交流電
源Ｅに、雑音防止回路１が接続され、この雑音防止回路
１に全波整流回路２が接続され、この全波整流回路２の
出力端子間には、平滑用のコンデンサC1が接続されてい
る。また、雑音防止回路１は、コンデンサC1，C2，C3、
トランスTr1 およびコイルL1から構成されている。

【０００４】そして、コンデンサC1の両端子間には、チ
ョッパ回路３が接続されている。このチョッパ回路３
は、コンデンサC1の両端子間に、チョークコイルL2およ
びトランジスタQ1のコレクタ・エミッタが接続されてお
り、このトランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間には、
フライホイール用のダイオードD1およびコンデンサC5の
直列回路が接続されている。

【０００５】また、トランジスタQ1のベースには、駆動
回路４が接続され、この駆動回路４は、雑音防止回路１
にトランスTr2 、ダイオードD2およびコンデンサC6を介
して接続されたＰＷＭ（Palse Width Modulation）を行
なう制御回路５に接続されている。

【０００６】さらに、チョッパ回路３の出力端になるコ
ンデンサC5の両端子間には、インバータ回路６が接続さ
れ、このインバータ回路６には放電ランプFLおよびこの
放電ランプFLの始動用のコンデンサC7が接続されてい
る。

【０００７】このような従来装置は、チョッパ回路３を
商用交流電源電圧の半波の瞬時値に応じてＰＷＭ制御す
ることにより、いわゆるアクティブフィルタとして作用
し、平滑化された直流電圧を得られながら入力力率を高
めることができるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
１２に示す従来例の場合、トランジスタQ1は他励により
制御されているため、回路構成が複雑になり部品点数が
多くなり、大型化してコストが上昇する問題を有してい
る。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、安価で、小型で、かつ、効率を向上した電源装置お
よび照明器具を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源装置
は、チョークコイルおよびスイッチング素子を有し、こ
のスイッチング素子をチョッピングして出力を変化させ
るチョッパ回路を備えた電源装置において、前記チョー
クコイルに磁気的に結合した２次巻線を設け、この２次
巻線の出力により、前記スイッチング素子を制御するも
のである。

【００１１】請求項２記載の電源装置は、請求項１記載
の電源装置において、スイッチング素子の信号電極に第
１の容量性素子を接続し、この容量性素子に対して、第
２の容量性素子および可変インピーダンス素子を接続
し、チョッパ回路の出力により前記可変インピーダンス
素子のインピーダンスを変化させるものである。

【００１２】請求項３記載の電源装置は、請求項１また
は２記載の電源装置において、スイッチング素子のベー
ス・エミッタ間に補助スイッチング素子を接続するとと
もに、この補助スイッチング素子の信号電極に時定数回
路を接続し、２次巻線に誘起される電圧にしたがって、
前記スイッチング素子を制御するものである。

【００１３】請求項４記載の電源装置は、請求項１記載
の電源装置において、スイッチング素子および２次巻線
間に、容量性素子および誘導性素子の直列回路を接続
し、この誘導性素子のインダクタンスは可変であるもの
である。

【００１４】請求項５記載の照明器具は、請求項１ない
し４記載の電源装置を器具本体に収納し、この器具本体
に取り付けられる放電ランプを点灯させるものである。

【００１５】

【作用】請求項１記載の電源装置は、チョッパ回路のチ
ョークコイルに磁気的に結合した２次巻線を設け、この
２次巻線の出力により、チョッピングのスイッチング素
子を制御するため、安価で、小型で、かつ、効率を向上
することができる。

【００１６】請求項２記載の電源装置は、スイッチング
素子の信号電極に第１の容量性素子を接続し、この容量
性素子に対して、第２の容量性素子および可変インピー
ダンス素子を接続し、チョッパ回路の出力により可変イ
ンピーダンス素子のインピーダンスを変化させるため、
請求項１記載の電源装置に加え、さらに効率を向上する
ことができる。

【００１７】請求項３記載の電源装置は、スイッチング
素子のベース・エミッタ間に補助スイッチング素子を接
続するとともに、この補助スイッチング素子の信号電極
に時定数回路を接続し、２次巻線に誘起される電圧に従
って、スイッチング素子を制御するため、請求項１また
は２記載の電源装置に加え、スイッチング素子の制御を
容易に行なうことができる。

【００１８】請求項４記載の電源装置は、スイッチング
素子および２次巻線間に、容量性素子および誘導性素子
の直列回路を接続し、この誘導性素子のインダクタンス
は可変であるもので、請求項１記載の電源装置に加え、
さらに効率を向上することができる。

【００１９】請求項５記載の照明器具は、請求項１ない
し４記載の電源装置を器具本体に収納し、この器具本体
に取り付けられる放電ランプを点灯させるため、安価
で、小型で、かつ、効率を向上することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の照明器具の一実施例を図面を
参照して説明する。

【００２１】なお、図１２に示す従来例に対応する部分
には、同一符号を付して説明する。

【００２２】図２において、11は金属性の中空箱型に形
成された器具本体で、この器具本体11の下面には、反射
面12が形成され、この反射面12の長手方向の両端には、
一対のランプソケット13，13が対向して取り付けられ、
これらランプソケット13，13間には、放電ランプとして
の直管型の蛍光ランプFLが電気的かつ機械的に挟持接続
されている。また、器具本体11内には、蛍光ランプFLを
点灯させる電気回路15が収納されている。

【００２３】次に、電気回路15の回路構成を図１を参照
して説明する。

【００２４】図１に示すように、商用交流電源Ｅに、雑
音防止回路１が接続され、この雑音防止回路１に全波整
流回路２が接続され、この全波整流回路２の出力端子間
には、平滑用のコンデンサC1が接続されている。また、
雑音防止回路１は、コンデンサC1，C2，C3、トランスTr
1 およびコイルL1から構成されている。

【００２５】そして、コンデンサC1の両端子間には、チ
ョッパ回路３が接続されている。このチョッパ回路３
は、コンデンサC1の両端子間に、チョークコイルL2およ
びスイッチング素子としてのトランジスタQ1のコレクタ
・エミッタが接続されており、このトランジスタQ1のコ
レクタ・エミッタ間には、フライホイール用のダイオー
ドD1およびコンデンサC5の直列回路が接続されている。

【００２６】また、トランジスタQ1のベースには、駆動
回路４が接続され、この駆動回路４は、磁気的にチョー
クコイルL2に接続された２次巻線としてのコイルL3に接
続されている。

【００２７】さらに、チョッパ回路３の出力端になるコ
ンデンサC5の両端子間には、インバータ回路６が接続さ
れ、このインバータ回路６には放電ランプFLおよびこの
放電ランプFLの始動用のコンデンサC7が接続されてい
る。

【００２８】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２９】商用交流電源Ｅの交流を雑音防止回路１を
介して全波整流回路２で全波整流し、コンデンサC1で平
滑し、チョッパ回路３でチョッピングを行ない電圧を変
換する。このとき、駆動回路４はコイルL2からコイルL3
に誘起された電圧により、トランジスタQ1のチョッピン
グを制御する。

【００３０】そして、チョッパ回路３で出力される電圧
に従い、インバータ回路６で交流に変換し、放電ランプ
FLを点灯させる。

【００３１】この図１に示す実施例によれば、コイルL2
に磁気的に接続されたコイルL3により駆動回路４が制御
されるので、他励式に比べて装置を小型化、かつ、安価
にできる。

【００３２】次に、他の実施例を図３を参照して説明す
る。

【００３３】この図３に示す実施例は、図１に示す回路
の駆動回路４を具体的にしたものである。

【００３４】コイルL3の一端をコンデンサC8を介して整
流回路２の負極側に接続し、他端を抵抗R1およびダイオ
ードD2を介してトランジスタQ1のベースに接続するとと
もに、ダイオードD3および抵抗R2の放電回路を介して整
流回路２の負極に接続する。また、トランジスタQ1のベ
ースに抵抗R3を介して整流回路２の正極に接続するもの
である。

【００３５】そして、抵抗R3を介したベース電流によ
り、トランジスタQ1を起動して、コイルL3の出力電圧に
応じてチョッピング動作を行なう。すなわち、オンして
いるトランジスタQ1はコンデンサC8が満充電された時点
でオフし、オフしたトランジスタQ1はコイルL2の蓄積エ
ネルギがリセットされた時点でオフする。コンデンサC8
は、整流回路との出力電圧の谷部分では満充電までの時
間が長く、山部分では短い。すなわち、谷部分はオンデ
ューティが大きく、山部分は小さい。しかし、谷部分は
電圧が低い分コイルL2に流入する電流のピーク値も小さ
いから、電源Ｅからの入力電流波形を正弦波に近いもの
にできる。

【００３６】また、他の実施例を図４を参照して説明す
る。

【００３７】この図４に示す実施例は、図１に示す実施
例において、トランジスタQ2を整流回路２とインバータ
回路６とに対して直列に接続し、ダイオードD9を並列に
接続したものである。本実施例のものは、いわゆる降圧
形のチョッパである。

【００３８】そして、トランジスタQ2を駆動回路４によ
り、チョッピング動作するものである。

【００３９】さらに、他の実施例を図５を参照して説明
する。

【００４０】この図５に示す実施例は、図１に示す実施
例において、コイルL3に磁気結合させるコイルL4を、整
流回路２とインバータ回路６に対して並列に接続し、ダ
イオードD10 を直列に接続したものである。本実施例
は、いわゆる極性反転形のものである。

【００４１】次に、他の実施例を図６を参照して説明す
る。

【００４２】この図６に示す回路は、図３に示す回路に
おいて、トランジスタQ1のエミッタ側にダイオードD11
を介して整流回路２の負極に接続し、第１の容量性素子
としてのコンデンサC8に対して第２の容量性素子として
のコンデンサC10 および可変インピーダンス素子として
の電界効果トランジスタQ3のドレイン・ソースを接続
し、この電界効果トランジスタQ3のゲートに制御回路16
を接続し、インバータ回路６の一端に接続された抵抗R4
を介して、制御回路16にフィードバックするようになっ
ている。

【００４３】そして、インバータ回路６の入力電圧が上
昇すると、制御回路16では電界効果トランジスタQ3のゲ
ート電圧を低下して、インピーダンスを上昇し、トラン
ジスタQ1のオンデューティを短くしてインバータ回路６
に供給する出力を低下させる。

【００４４】反対に、インバータ回路６の入力電圧が低
下すると、制御回路16では電界効果トランジスタQ3のゲ
ート電圧を上昇して、インピーダンスを低下させ、トラ
ンジスタQ1のオンデューティを長くしてインバータ回路
６に供給する出力を増加させる。

【００４５】また、他の実施例を図７を参照して説明す
る。

【００４６】この図７に示す回路は、図６に示す実施例
において、制御回路16を具体的な回路にしたものであ
る。

【００４７】この制御回路16は、コンデンサC5に対して
並列に、抵抗R5およびコンデンサC11 の直列回路と、抵
抗R7，R8，R9の直列回路を接続し、コンデンサC11 に対
して並列にツェナダイオードZD1 および抵抗R9の直列回
路を接続し、抵抗R10 ，R11およびコンデンサC12 を介
してトランジスタQ4を接続する。さらに、抵抗R8に対し
てコンデンサC13 を接続したものである。

【００４８】そして、インバータ回路６の入力電圧が上
昇すると、コンデンサC5の電圧が上昇し、トランジスタ
Q4のベース電流が減少する。このため、トランジスタQ4
のエミッタ・ベース間の抵抗値が上昇して電界効果トラ
ンジスタQ3のゲート電圧が低下して、電界効果トランジ
スタQ3のドレイン・ソース間の抵抗値が上昇する。この
ため、コンデンサC8，C10 の合成容量が減少し、トラン
ジスタQ1のオンデューティが短くなりインバータ回路６
への出力を減少させる。

【００４９】反対に、インバータ回路６の出力電圧が低
下すると、コンデンサC5の電圧が低下し、トランジスタ
Q4のベース電流が増加する。このため、トランジスタQ4
のエミッタ・ベース間の抵抗値が低下して電界効果トラ
ンジスタQ3のゲート電圧が上昇して、電界効果トランジ
スタQ3のドレイン・ソース間の抵抗値が低下する。この
ため、コンデンサC8，C10 の合成容量が増加し、トラン
ジスタQ1のオンデューティが長くなりインバータ回路６
への出力を増加させる。

【００５０】このように、チョッパ回路３の出力に従
い、チョッパ回路３のトランジスタQ1を制御することに
より、チョッパ回路３の出力変動を極めて小さくするこ
とができる。

【００５１】さらに、他の実施例を図８を参照して説明
する。

【００５２】この図８に示す回路は、図３に示す回路に
おいて、トランジスタQ1のベース・エミッタ間に補助ス
イッチとしてのトランジスタQ5を接続し、このトランジ
スタQ5にツェナダイオードZD2 と、抵抗R12 およびコン
デンサC14 の直列回路からなる時定数回路17と、ダイオ
ードD5と、抵抗R13 とが接続されている。

【００５３】また、チョッパ回路３には、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ18が接続されている。

【００５４】そして、時定数回路17のコンデンサC14 の
電圧が所定値以上に上昇するとツェナダイオードZD2 が
オンし、トランジスタQ1が動作する。

【００５５】このように、接続されたトランジスタQ5に
より、トランジスタQ1を動作させるので、入力力率を向
上させることができる。

【００５６】またさらに、他の実施例を図９を参照して
説明する。

【００５７】この図９に示す実施例は、図８に示す回路
において、雑音防止回路１にコンデンサC15 ，R16 を加
え、インバータ回路６を具体的にしたものである。

【００５８】このインバータ回路６は、インバータトラ
ンスTr3 の１次巻線Tr3aにコンデンサC17 を並列に接続
し、トランジスタQ6およびダイオードD6を接続したもの
である。さらに、トランジスタQ6およびダイオードD6を
接続し、このトランジスタQ6のベースには、抵抗R14 を
介した制御回路19が接続されているものである。

【００５９】また、他の実施例を図１０を参照して説明
する。

【００６０】この図１０に示す実施例は、図３に示す回
路において、トランジスタQ1のベースに容量性素子とし
てのコンデンサC8および誘導性素子としてのトランスTr
4 の一次巻線Tr4aが直列に接続され、このトランスTr4
の二次巻線Tr4bは、抵抗R16および可変電源E1の直列回
路が接続されている。

【００６１】そして、可変電源E1の出力電圧を変化させ
ることにより、トランスTr4 の一次巻線Tr4aのインダク
タンスが変化し、このインダクタンスの変化により、コ
イルL3、コンデンサC8およびトランスTr4 の一次巻線Tr
4aにより設定される共振周波数が変化するので、トラン
ジスタQ1のオンデューティを変化させることができ、効
率を向上させることができる。

【００６２】さらに、他の実施例を図１１を参照して説
明する。

【００６３】この図１１に示す実施例は、図１０に示す
実施例において、可変電源E1を具体的にするとともに、
フィードバック回路を接続したものである。すなわち抵
抗R16 に対して直列にトランジスタQ7を接続し、コンデ
ンサC5の両端に抵抗R17 ，R18 ，R19 ，R20 の直列回路
を接続し、トランジスタQ1のベースに抵抗R21 およびコ
ンデンサC17 を接続したものである。

【００６４】そして、インバータ回路６の入力電圧が増
加するに伴ないコンデンサC5の電圧が上昇し、コンデン
サC17 の電圧が上昇することにより、トランジスタQ7の
ベース電流が増加して、トランジスタQ7のコレクタ・エ
ミッタ間の抵抗値が減少し、トランスTr4 の二次巻線Tr
4bの電流が増加し、トランスTr4 の一次巻線Tr4aのイン
ダクタンスが変化して、コイルL3、コンデンサC8および
トランスTr4 の一次巻線Tr4aの共振周波数が変化して、
トランジスタQ1のオンデューティが変化してチョッパ回
路３の出力が変化する。

【００６５】したがって、効率よくチョッパ回路３の出
力を変化させることができる。

【００６６】

【発明の効果】請求項１記載の電源装置によれば、チョ
ッパ回路のチョークコイルに磁気的に結合した２次巻線
を設け、この２次巻線の出力により、チョッピングのス
イッチング素子を制御するため、安価で、小型で、か
つ、効率を向上することができる。

【００６７】請求項２記載の電源装置によれば、スイッ
チング素子の信号電極に第１の容量性素子を接続し、こ
の容量性素子に対して、第２の容量性素子および可変イ
ンピーダンス素子を接続し、チョッパ回路の出力により
可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させる
ため、請求項１記載の電源装置に加え、さらに効率を向
上することができる。

【００６８】請求項３記載の電源装置によれば、スイッ
チング素子に補助スイッチング素子をダーリントン接続
するとともに、この補助スイッチング素子の信号電極に
時定数回路を接続し、２次巻線に誘起される電圧に従っ
て、スイッチング素子を制御するため、請求項１または
２記載の電源装置に加え、スイッチング素子の制御を容
易に行なうことができる。

【００６９】請求項４記載の電源装置によれば、スイッ
チング素子および２次巻線間に、容量性素子および誘導
性素子の直列回路を接続し、この誘導性素子のインダク
タンスは可変であるもので、請求項１記載の電源装置に
加え、さらに効率を向上することができる。

【００７０】請求項５記載の照明器具は、請求項１ない
し４記載の電源装置を器具本体に収納し、この器具本体
に取り付けられる放電ランプを点灯させるため、安価
で、小型で、かつ、効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の一実施例を示す放電ランプ
点灯回路を示す回路図である。

【図２】同上照明器具の外観を示す斜視図である。

【図３】他の実施例の放電ランプ点灯回路を示す回路図
である。

【図４】また他の実施例の放電ランプ点灯回路を示す回
路図である。

【図５】さらに他の実施例の放電ランプ点灯回路を示す
回路図である。

【図６】またさらに他の実施例の放電ランプ点灯回路を
示す回路図である。

【図７】そしてまた他の実施例の放電ランプ点灯回路を
示す回路図である。

【図８】また他の実施例の放電ランプ点灯回路を示す回
路図である。

【図９】さらに他の実施例の放電ランプ点灯回路を示す
回路図である。

【図１０】またさらに他の実施例の放電ランプ点灯回路
を示す回路図である。

【図１１】そしてまた他の実施例の放電ランプ点灯回路
を示す回路図である。

【図１２】従来例の放電ランプ点灯回路を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

11 器具本体 17 時定数回路 C8 第１の容量性素子としてのコンデンサ C10 第２の容量性素子としてのコンデンサ L2 チョークコイル L3 二次巻線としてのコイル Q1 スイッチング素子としてのトランジスタ Q3 可変インピーダンス素子としての電界効果トラン
ジスタ Q5 補助スイッチング素子としてのトランジスタ Tr4a 誘導性素子としての一次巻線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チョークコイルおよびスイッチング素子
   を有し、このスイッチング素子をチョッピングして出力
   を変化させるチョッパ回路を備えた電源装置において、 前記チョークコイルに磁気的に結合した２次巻線を設
   け、この２次巻線の出力により、前記スイッチング素子
   を制御することを特徴とした電源装置。
2. 【請求項２】 スイッチング素子の信号電極に第１の容
   量性素子を接続し、この容量性素子に対して、第２の容
   量性素子および可変インピーダンス素子を接続し、チョ
   ッパ回路の出力により前記可変インピーダンス素子のイ
   ンピーダンスを変化させることを特徴とした請求項１記
   載の電源装置。
3. 【請求項３】 スイッチング素子のベース・エミッタ間
   に補助スイッチング素子を接続するとともに、この補助
   スイッチング素子の信号電極に時定数回路を接続し、２
   次巻線に誘起される電圧にしたがって、前記スイッチン
   グ素子を制御することを特徴とした請求項１または２記
   載の電源装置。
4. 【請求項４】 スイッチング素子および２次巻線間に、
   容量性素子および誘導性素子の直列回路を接続し、この
   誘導性素子のインダクタンスは可変であることを特徴と
   した請求項１記載の電源装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４記載の電源装置を器具
   本体に収納し、この器具本体に取り付けられる放電ラン
   プを点灯させることを特徴とした照明器具。