JPH06113533A - 電源装置、放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】負荷が軽い場合におけるスイッチング素子のオ
ン，オフの周波数を低くする。 【構成】昇圧チョッパ回路１０は、流れる電流によりイ
ンダンタンスが高いレベルと低いベルに切換わる非線形
チョーク３を用いている。非線形チョーク３は、小さい
電流が流れている場合にはインダンタンスが高いレベル
となり、大きい電流が流れている場合にはインダンタン
スが低いレベルとなる。これにより、負荷が軽い場合に
は、スイッチング素子であるところのＦＥＴ１５のオン
状態における負荷３０に加わる電圧の降下率が低下し、
電圧Ｖ８が低い値となるが、非線形チョーク３に流れる
電流の上昇率及び降下率が低下し、スイッチング制御回
路２１のオン、オフ切換え周期が増大するので、ＦＥＴ
１５のオン、オフ周波数を低くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流電源からの電圧の昇
圧を行い負荷に電源を供給する電源装置、放電灯点灯装
置及び照明装置に係り、特に負荷が軽い場合にも安定し
て電源を供給することができる電源装置、放電灯点灯装
置及び照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯としては、蛍光ランプ等が
商品化されている。このような放電灯を点灯させる放電
灯点灯装置は、放電灯起動時と定格使用時と点灯時で負
荷が変動する。

【０００３】図７はこのような変動する負荷に電源を供
給する電源装置を示す回路図である。

【０００４】図７において、商用交流電源５１からの交
流電源電圧は、整流回路５２及び平滑コンデンサＣ１１
によって整流及び平滑されて、昇圧チョッパ回路６０に
与えられる。昇圧チョッパ回路６０は、不連続モードの
昇圧チョッパであり、入力された直流電圧の昇圧を行い
正極性出力端子６１と負極性出力端子６２による出力端
子対から出力する。正極性出力端子６１と負極性出力端
子６２の間には負荷８０が接続さており、昇圧チョッパ
回路６０の出力は、負荷８０に供給される。

【０００５】昇圧チョッパ回路６０は、正極性入力端子
がチョーク６３の一次巻線Ｌ１１及びダイオードＤ１１
のアノード・カソード路を介して正極性出力端子６１に
接続される。チョーク６３の二次巻線Ｌ１２は、一端が
基準電位点に接続され他端が電流検出回路６４に接続さ
れている。電流検出回路６４は、二次巻線Ｌ１２の電圧
の立ち下がりを検出することにより、一次巻線Ｌ１１に
流れる電流が０になったことを検出するものであり、二
次巻線Ｌ１２の電圧の立ち下がりを検出した場合には一
次巻線Ｌ１１に流れる電流が０になったものとしてハイ
レベルの電圧Ｖ１１をスイッチング制御回路７１に供給
し、二次巻線Ｌ１２の電圧の立ち下がりを検出しなかっ
たた場合にはローレベルの電圧Ｖ１１をスイッチング制
御回路７１に供給する。ダイオードＤ１１のカソードは
出力コンデンサＣ１２を介して負極性出力端子６２に接
続される。また昇圧チョッパ回路６０は、正極性入力端
子が負極性出力端子６２に接続される。

【０００６】チョーク６３の一次巻線Ｌ１１とダイオー
ドＤ１１の接続点は、スイッチング素子であるところの
電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）６５のドレ
インＤ・ソースＳ路及び抵抗Ｒ１１を介して昇圧チョッ
パ回路６０の負極性入力端子に接続される。ＦＥＴ６５
のソースＳの電圧Ｖ１２は、スイッチング制御回路７１
に供給されるようになっている。

【０００７】昇圧チョッパ回路６０の正極性入力端子
は、入力電圧検出用の抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の直列接続を
介して負極性入力端子に接続されており、抵抗Ｒ１２，
Ｒ１３の接続点の電圧Ｖ１３がスイッチング制御回路７
１に供給されるようになっている。

【０００８】昇圧チョッパ回路６０の正極性出力端子６
１は、出力電圧検出用の抵抗Ｒ１４，Ｒ１５の直列接続
を介して負極性出力端子６２に接続されており、抵抗Ｒ
１４，Ｒ１５の接続点の電圧Ｖ１４がスイッチング制御
回路７１に供給されるようになっている。

【０００９】スイッチング制御回路７１は、電流検出回
路６４の電圧Ｖ１１、ＦＥＴ６５のソースＳの電圧Ｖ１
２、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の接続点の電圧Ｖ１３、抵抗Ｒ
１４，Ｒ１５の接続点の電圧Ｖ１４の検出を行い、この
検出結果に基づいてＦＥＴ６５のゲートＧにスイッチン
グ制御信号ａ１１を供給している。

【００１０】スイッチング制御回路７１をさらに詳細に
説明すると、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５の接続点から導かれる
電圧Ｖ１４は、差動増幅器７２の反転入力端子（−）に
供給されている。差動増幅器７２の非反転入力端子
（＋）には基準電圧Ｖ１５の基準電圧源Ｅ１１が接続さ
れている。差動増幅器７２の出力端子は、抵抗Ｒ１６を
介して反転入力端子（−）に接続される。これにより、
差動増幅器７２は、電圧Ｖ１４と基準電圧Ｖ１５の差の
電圧を増幅して電圧Ｖ１６として出力する。差動増幅器
７２からの電圧Ｖ１６は乗算器７３の一方の入力端子に
供給される。乗算器７３の他方の入力端子には、抵抗Ｒ
１２，Ｒ１３の接続点の電圧Ｖ１３が供給される。乗算
器７３は、電圧Ｖ１３と電圧Ｖ１６との乗算を行い電圧
Ｖ１７として差動増幅器７４の反転入力端子（−）に供
給する。差動増幅器７４の非反転入力端子（＋）には、
ＦＥＴ６５のソースＳの電圧Ｖ１２が供給される。差動
増幅器７４は、電圧Ｖ１２と電圧Ｖ１７の差の電圧を増
幅して電圧Ｖ１８としてフリップフロップ７５のセット
端子Ｓに供給する。フリップフロップ７５のリセット端
子Ｒには、電流検出回路６４からの電圧Ｖ１１が供給さ
れる。フリップフロップ７５の反転出力端子は、ＦＥＴ
６５のゲートＧに接続されており、フリップフロップ７
５の反転出力端子からのスイッチング制御信号ａ１１は
ＦＥＴ６５のゲートＧに供給される。このような接続に
より、スイッチング制御回路７１は、ＦＥＴ６５に流れ
る電流ＩＦ１１を制御して、チョーク６３の一次巻線Ｌ
１２に流れる電流ＩＬ１１を制御している。

【００１１】図８は図７の従来の電源回路の動作を示す
説明図であり、図８（ａ）は負荷８０として通常の負荷
を用いた場合のＦＥＴ６５に流れる電流ＩＦ１１を示
し、図８（ｂ）は負荷８０として通常の負荷を用いた場
合のチョーク６３の一次巻線Ｌ１２に流れる電流ＩＬ１
１を示し、図８（ｃ）は負荷８０として重い負荷を用い
た場合の電流ＩＦ１１を示し、図８（ｄ）は負荷８０と
して重い負荷を用いた場合の電流ＩＬ１１を示し、図８
（ｅ）は負荷８０として軽い負荷を用いた場合の電流Ｉ
Ｆ１１を示し、図８（ｆ）は負荷８０として軽い負荷を
用いた場合の電流ＩＬ１１を示している。

【００１２】先ず、負荷８０として通常の負荷を用いた
場合について説明する。

【００１３】図８（ａ）において、期間Ｔ１１では、フ
リップフロップ７５がハイレベルの出力を行い、ＦＥＴ
６５がオン状態になるので、ＦＥＴ６５に流れる電流Ｉ
Ｆ１１は、図８（ｂ）に示すチョーク６３の一次巻線Ｌ
１１に流れる電流ＩＬ１１と同じ電流が流れる。この場
合、チョーク６３には逆起電力が発生するので、電流Ｉ
Ｆ１１，ＩＬ１１は０から所定の傾きで上昇する。この
後、ＦＥＴ６５のソースＳの電圧Ｖ１２は、抵抗Ｒ１１
に流れる電流ＩＦ１１が上昇することにより上昇し、電
圧Ｖ１２が乗算器７３の電圧Ｖ１７より大きくなると差
動増幅器７４の出力はハイレベルとなる。この状態にお
いて、電流検出回路６４の電圧Ｖ１１はローレベルにな
っているので、フリップフロップ７５はセットされ、電
圧ａ１１はローレベルとなり、ＦＥＴ６５はオフ状態と
なり、図８（ａ）の期間Ｔ１２に示すように、電流ＩＦ
１１は０となる。電流ＩＦ１１が０に切換わると、チョ
ーク６３の一次巻線Ｌ１１には、期間Ｔ１１とは逆の起
電力が発生し、一次巻線Ｌ１１に蓄積されていたエネル
ギーが放出され、電流ＩＬ１１は所定の傾きで降下す
る。とすると、期間Ｔ１２において、出力端子６１，６
２間に生じる電圧は一旦上昇してから降下するので、こ
れを検出した電圧Ｖ１４は、同様に一旦上昇してから降
下する。電流ＩＬ１１は所定の傾きで降下してから０に
なった時点では、電圧Ｖ１４は基準電圧Ｖ１５を下回
り、差動増幅器７２からの電圧Ｖ１６はハイレベルとな
り、差動増幅器７４からの電圧Ｖ１８はローレベルとな
る。この状態において、電流検出回路６４は、電流ＩＬ
１１が０になったことを検出するので、電圧Ｖ１１はハ
イレベルとなり、フリップフロップ７５はリセットさ
れ、電圧ａ１１はハイレベルとなり、ＦＥＴ６５はオン
状態となり、電流ＩＦ１１，ＩＬ１１は期間Ｔ１１に示
す状態に切換わる。期間Ｔ１１及び期間Ｔ１２では、電
流ＩＬ１１から電流ＩＦ１１を引いた電流がダイオード
Ｄ１１と出力コンデンサＣ１２より成る平滑回路により
平滑及び整流が行われて、負荷８０に供給される。これ
により、負荷８０に昇圧された直流電流が供給されるこ
とになる。

【００１４】次に負荷８０として重い負荷を用いた場合
について説明する。

【００１５】負荷８０として重い負荷を用いた場合に
は、図８（ｃ）に示す期間Ｔ１３において、出力端子６
１，６２間に生じる電圧は降下率が高く、これを検出し
た電圧Ｖ１４は、同様に降下率が高く、期間Ｔ１３から
期間Ｔ１４に切換わる場合の乗算器７３の電圧Ｖ１７が
高くなる。一方、この場合の電流ＩＦ１１は、図８
（ａ）における電流ＩＦ１１の上昇率と同じなので、Ｆ
ＥＴ６５がオンされる期間Ｔ１３が図８（ａ）における
期間Ｔ１１よりも長くなる。このため、電流ＩＦ１１
は、図８（ａ）よりも最大値が大きくなり、図８（ｄ）
に示すように、期間Ｔ１４が図８（ｂ）における期間Ｔ
１２より長くなる。これにより、電流ＩＬ１１から電流
ＩＦ１１を引いた電流の最大値が大きくなり、負荷８０
に供給される電流も大きくなる。

【００１６】次に負荷８０として軽い負荷を用いた場合
について説明する。

【００１７】負荷８０として軽い負荷を用いた場合に
は、図８（ｅ）に示す期間Ｔ１５において、出力端子６
１，６２に生じる場合の電圧の降下率が低く、期間Ｔ１
５から期間Ｔ１６に切換わる場合の乗算器７３の電圧Ｖ
１７は低くなる。この場合の電流ＩＦ１１は、図８
（ａ）における電流ＩＦ１１の上昇率と同じなので、Ｆ
ＥＴ６５がオンされる期間Ｔ１３が図８（ａ）における
期間Ｔ１１よりも短くなる。このため、電流ＩＦ１１
は、図８（ａ）よりも最大値が小さくなり、図８（ｆ）
に示すように、期間Ｔ１４が図８（ｂ）における期間Ｔ
１２より短くなる。これにより、電流ＩＬ１１から電流
ＩＦ１１を引いた電流の最大値が小さくなり、負荷８０
に供給される電流も小さくなる。

【００１８】このように従来の電源回路では、負荷８０
に対応して、ＦＥＴ６５のオン，オフの周波数を制御し
て、負荷８０に電源を供給している。ここで負荷８０と
して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置を用いた場合
に、放電灯起動時には軽い負荷となり、定格使用時では
通常の負荷となる。ところが、放電灯起動時の負荷が軽
すぎた場合には、ＦＥＴ６５のオン，オフの周波数がス
イッチング制御回路７１の応答速度に限界を生じる程高
くなり、安定動作を行えなくなって間欠動作を起こし、
負荷８０に供給される電圧に異常を生じさせる。このた
め、従来の電源装置は、広い範囲で変動する負荷に電源
を供給することができなかった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電源装
置では、負荷が軽すぎる場合には、スイッチング素子の
オン，オフの周波数がスイッチング制御回路の応答速度
に限界を生じる程高くなり、安定動作を行えなくなって
間欠動作を起こし、負荷に供給される電圧に異常を生じ
させる。このため、従来の電源装置は、広い範囲で変動
する負荷に電源を供給することができなかった。

【００２０】そこで本発明は、負荷が軽い場合における
スイッチング素子のオン，オフの周波数を低くすること
ができる電源装置の提供することを目的とするものであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
よる電源装置は、直流電源からの電圧の昇圧を行い負荷
に供給する電源装置であって、前記直流電源から前記負
荷に電流を供給する経路に設けられ、通流する電流が小
さくなることによりインダンタンスが高いレベルに切換
わるインダクタと、このインダクタを介して前記直流電
源の出力端子間を短絡可能に設けられたスイッチング素
子と、ダイオードを介して前記スイッチング素子に並列
的に設けられたコンデンサと、前記インダクタに流れる
電流及びスイッチング素子に流れる電流の検出を行うと
ともに、前記負荷に加わる電圧を検出し、該負荷に加わ
る電圧から電流基準値を作成し、該スイッチング素子に
流れる電流がこの基準値を越えた場合には、該スイッチ
ング素子をオフに切換えるとともに、該インダクタに流
れる電流が０になった場合には、該スイッチング素子を
オン状態に切換えるスイッチング制御回路とを具備した
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】このような構成によれば、負荷が軽い場合に
は、スイッチング素子のオン状態における負荷に加わる
電圧の降下率が低下し、スイッチング制御回路が作成す
る電流基準値が低い値となるが、負荷が軽いためにイン
ダクタに流れる電流が小さいので、インダクタのインダ
クタンスが高いレベルとなり、インダクタに流れる電流
の上昇率及び降下率が低下し、スイッチング制御回路の
オン、オフ切換え周期が増大する。これにより、スイッ
チング素子のオン、オフ周波数を低くすることができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２４】図１は本発明に係る電源装置の一実施例を
放電灯点灯装置に適用した場合を示す回路図である。

【００２５】図１において、商用交流電源１からの交流
電源電圧は、整流回路２及び平滑コンデンサＣ１によっ
て整流及び平滑されて、昇圧チョッパ回路１０に与えら
れる。昇圧チョッパ回路１０は、不連続モードの昇圧チ
ョッパであり、入力された直流電圧の昇圧を行い正極性
出力端子１１と負極性出力端子１２による出力端子対か
ら出力し、負荷３０に供給する。

【００２６】昇圧チョッパ回路１０は、インダクタとし
て流れる電流によりインダンタンスが高いレベルと低い
ベルに切換わる非線形チョーク３を用いている。非線形
チョーク３は、小さい電流が流れている場合にはインダ
ンタンスが高いレベルとなり、大きい電流が流れている
場合にはインダンタンスが低いレベルとなる。昇圧チョ
ッパ回路１０の正極性入力端子は、非線形チョーク３の
一次巻線Ｌ１及びダイオードＤ１のアノード・カソード
路を介して正極性出力端子１１に接続される。電流検出
回路１４は、チョーク３の二次巻線Ｌ２の電圧を検出す
ることにより、一次巻線Ｌ１に流れる電流が０になった
ことを検出するものであり、一次巻線Ｌ１に流れる電流
が０になったことを検出した場合にはハイレベルの電圧
Ｖ１をスイッチング制御回路２１に供給し、それ以外の
場合にはローレベルの電圧Ｖ１をスイッチング制御回路
２１に供給する。ダイオードＤ１のカソードは出力コン
デンサＣ２を介して負極性出力端子に接続される。昇圧
チョッパ回路１０の負極性入力端子は負極性出力端子１
２に接続される。

【００２７】非線形チョーク３の一次巻線Ｌ１とダイオ
ードＤ１の接続点は、ＦＥＴ１５のドレインＤ・ソース
Ｓ路及び抵抗Ｒ１を介して昇圧チョッパ回路１０の負極
性入力端子に接続される。

【００２８】昇圧チョッパ回路１０の正極性入力端子
は、入力電圧検出用の抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列接続を介し
て負極性入力端子に接続されている。昇圧チョッパ回路
１０の正極性出力端子１１は、出力電圧検出用の抵抗Ｒ
４，Ｒ５の直列接続を介して負極性出力端子１２に接続
されている。

【００２９】スイッチング制御回路２１をさらに詳細に
説明すると、抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点は差動増幅器２２
の反転入力端子（−）に接続されている。差動増幅器２
２の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｖ５の基準電圧
源Ｅ１が接続されている。差動増幅器２２の出力端子
は、抵抗Ｒ６を介して反転入力端子（−）に接続され
る。このように接続により差動増幅器２２は、抵抗Ｒ
４，Ｒ５の接続点の電圧Ｖ４と基準電圧Ｖ５の差の電圧
を増幅して電圧Ｖ６として出力する。差動増幅器２２か
らの電圧Ｖ６は乗算器２３の一方の入力端子に供給され
る。乗算器２３の他方の入力端子には、抵抗Ｒ２，Ｒ３
の接続点の電圧Ｖ３が供給される。乗算器２３は、電圧
Ｖ３と電圧Ｖ６との乗算を行い電圧Ｖ７として差動増幅
器２４の反転入力端子（−）に供給する。差動増幅器２
４の非反転入力端子（＋）には、ＦＥＴ１５のソースＳ
の電圧Ｖ２が供給される。差動増幅器２４は、電圧Ｖ２
と電圧Ｖ７の差の電圧を増幅して電圧Ｖ８としてフリッ
プフロップ２５のセット端子Ｓに供給する。フリップフ
ロップ２５のリセット端子Ｒには、電流検出回路１４の
二次巻線Ｌ２の電圧Ｖ１が供給される。フリップフロッ
プ２５の反転出力端子は、ＦＥＴ１５のゲートＧに接続
されており、フリップフロップ２５の反転出力端子から
のスイッチング制御信号ａ１はＦＥＴ１５のゲートＧに
供給される。

【００３０】負荷３０は、インバータ３０１と、バラス
ト用コイルＬ３０と、始動用コンデンサＣ３０と、放電
灯３０２からから成る。

【００３１】インバータ３０１は、出力端子１１，１２
間に電源電圧が供給されることにより出力端子対から周
波数電圧を出力する。インバータ３０１の出力端子対の
間には始動用コンデンサＣ３０と放電灯３０２との直列
接続が接続されている。放電灯３０２には始動用コンデ
ンサＣ３０が並列に接続される。このような接続により
インバータ３０１は放電灯３０２を点灯させる。

【００３２】図２は図１の非線形チョーク３を示す断面
図である。

【００３３】図２において、非線形チョーク３は、磁芯
１０１の中足部１０２に巻線部１１１を取付けた構造に
なっている。

【００３４】磁芯１０１は、ケイ素鋼板を積層すること
により、枠状の外側部１０３と、この外側部１０３を左
右に分割する四角柱状の中足部１０２を形成したもので
ある。中足部１０２は、一端側が外側部１０３と接続
し、他端側が外側部１０３との間に隙間を形成する。中
足部１０２の他端側のは、左右両側に切欠き部１０５，
１０６を形成することにより幅の狭い突起部１０４を形
成している。

【００３５】巻線部１１０は、ボビン体１１１に図示し
ない一次コイルＬ１を巻き付け、まきその外側に絶縁部
１１２を介して二次コイルＬ２を巻き付けたものであ
る。

【００３６】図３はこのような非線形チョーク３のイン
ダクタンスＬと電流ＩＬ１の関係を示すグラフであり、
縦線にインダクタンスを取り、横線に電流ＩＬ１を取っ
ている。

【００３７】図３において非線形チョーク３の一次巻線
に流れる電流ＩＬ１がＩａ以下の場合には、一次巻線Ｌ
１が形成する磁束が小さく、中足部１０２の磁束が突起
部１０４のみを通って外側部１０１に向かうので、イン
ダクタンスＬが高いレベルＬａとなるが、この状態か
ら、一次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１がＩａより大きく
なると、一次巻線Ｌ１が形成する中足部１０２の磁束
が、突起部１０４で飽和し、突起部１０４に加えて切欠
き部１０５，１０６を通って外側部１０２に向かうの
で、インダクタンスＬが低下する。一次巻線Ｌ１に流れ
る電流ＩＬ１がＩｂより大きくなると、中足部１０２の
磁束が切欠き部１０５，１０６を完全に通るようになる
ので、インダクタンスＬが低いレベルＬｂで一旦安定す
る。一次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１がＩｃより小さく
なると、中足部１０２の磁束が飽和するので、インダク
タンスがレベルＬｂよりも低下する。

【００３８】図４は図１の電源回路の動作を示す説明図
であり、図４（ａ）は負荷３０として通常の負荷を用い
た場合のＦＥＴ１５に流れる電流ＩＦ１を示し、図４
（ｂ）は負荷３０として通常の負荷を用いた場合の非線
形チョーク３の一次巻線Ｌ１に流れる電流ＩＬ１を示
し、図４（ｃ）は負荷３０として重い負荷を用いた場合
負荷が大きい場合の電流ＩＦ１を示し、図４（ｄ）は負
荷３０として重い負荷を用いた場合の電流ＩＬ１を示
し、図４（ｅ）は負荷３０として軽い負荷を用いた場合
の電流ＩＦ１を示し、図４（ｆ）は負荷３０として軽い
負荷を用いた場合の電流ＩＬ１を示している。

【００３９】先ず、負荷３０として通常の負荷を用いた
場合について説明する。

【００４０】図４（ａ）において、この場合に非線形チ
ョーク３に流れる電流ＩＬ１の最大値ＩｍａｘはＩｂ＜
Ｉｍａｘ≦Ｉｃとする。

【００４１】図４（ａ）及び図４（ｂ）において、ＦＥ
Ｔ１５がオン状態となる期間Ｔ１では、まず、非線形チ
ョーク３には図３のインダクタンスＬ＝Ｌａによる逆起
電力が発生するので、電流ＩＦ１と電流ＩＬ１がインダ
クタンスＬ＝Ｌａにより設定された傾きＡ１で上昇す
る。この後、非線形チョーク３には図３のインダクタン
スＬ＝Ｌｂによる逆起電力が発生するので、電流ＩＦ１
と電流ＩＬ１がインダクタンスＬ＝Ｌｂにより設定され
た傾きＢ１（Ａ１＜Ｂ１）で上昇する。電流ＩＬ１がＩ
ｍａｘに到達すると、ＦＥＴ１５のソースＳの電圧Ｖ２
が乗算器２３の電圧Ｖ７より大きくなり、差動増幅器２
４の出力はハイレベルとなる。この状態において、電流
検出回路１４の電圧Ｖ１はローレベルになっているの
で、フリップフロップ２５はセットされ、ＦＥＴ１５は
オフ状態となり、期間Ｔ１から期間Ｔ２に切換わり、図
４（ａ）に示すように、電流ＩＦ１は０となる。とする
と、非線形チョーク３の一次巻線Ｌ１には、期間Ｔ１と
は逆の起電力が発生し、電流ＩＬ１は、まずインダクタ
ンスＬ＝Ｌｂ、出力コンデンサＣ２及び負荷３０により
により設定された傾きＢ２で降下してから、インダクタ
ンスＬ＝Ｌａ、出力コンデンサＣ２及び負荷３０により
により設定された傾きＡ２で降下する。電圧Ｖ４は、電
流ＩＬ１が傾きＡ２で降下してから０になった時点で
は、電圧Ｖ４は基準電圧Ｖ５を下回り、差動増幅器２２
からの電圧Ｖ６はハイレベルとなり、差動増幅器２４か
らの電圧Ｖ８はローレベルとなる。この状態において、
電流検出回路１４の電圧Ｖ１はハイレベルになっている
ので、フリップフロップ２５はリセットされ、ＦＥＴ１
５はオン状態となり、電流ＩＦ１，ＩＬ１は期間Ｔ１に
示す状態に切換わる。 次に負荷３０として重い負荷を
用いた場合について説明する。但しのこ場合には電流Ｉ
Ｌ１の最大値は図３のＩｃを越えないようなに負荷３０
を設定する。

【００４２】負荷３０として重い負荷を用いた場合に
は、図４（ｃ）に示す期間Ｔ３において、出力端子１
１，１２間に生じる電圧は降下率が高く、これを検出し
た電圧Ｖ４は、同様に降下率が高く、期間Ｔ３から期間
Ｔ４に切換わる場合の乗算器２３の電圧Ｖ７は高くな
り、一方、この状態では非線形チョーク３には図４
（ａ）と同様のレベルまで図３のインダクタンスＬ＝Ｌ
ａによる逆起電力が発生してから図３のインダクタンス
Ｌ＝Ｌｂによる逆起電力が発生するので、電流ＩＦ１
は、図４（ａ）における傾きＡ１と同じ傾きＡ１で同じ
レベルまで上昇してから図４（ａ）における傾きＢ１と
同じ傾きＢ１で上昇するので、ＦＥＴ１５がオンされる
期間Ｔ３が図４（ａ）における期間Ｔ１よりも長くな
る。このため、電流ＩＦ１は、図４（ａ）よりも最大値
が大きくなる。一方、期間Ｔ４において、電流ＩＦ１
は、図４（ｂ）における傾きＢ２と同じ傾きＢ２で同じ
レベルまで降下してから図４（ｂ）における傾きＡ２と
同じ傾きＡ２で降下するので、図４（ｄ）に示すよう
に、期間Ｔ４が図４（ｂ）における期間Ｔ２より長くな
る。しかしながら、傾きＢ１は、十分が大きいので、期
間Ｔ３（Ｔ４）と期間Ｔ１（Ｔ２）間の差を十分小さく
することができる。

【００４３】次に負荷３０として軽い負荷を用いた場合
について説明する。

【００４４】負荷３０として軽い負荷を用いた場合に
は、図４（ｅ）に示す期間Ｔ５において、電流ＩＦ１と
電流ＩＬ１は、インダクタンスＬ＝Ｌａにより設定され
た緩やかな傾きＡ１（Ａ１＜Ｂ１）で上昇する。この
後、図４（ｅ）に示す期間Ｔ５において、出力端子１
１，１２間に生じる電圧は降下するのが、この場合の電
圧の降下率が低く、期間Ｔ５から期間Ｔ６に切換わる場
合の乗算器２３の電圧Ｖ７は低くなる。しかしながら、
期間Ｔ５における電流ＩＦ１と電流ＩＬ１の傾きＡ１
は、傾きＢ１より小さいので、ＦＥＴ１５のソースＳの
電圧Ｖ２が乗算器２３の電圧Ｖ７より大きくなるのに時
間がかかり、差動増幅器２４の出力は０となるのに時間
がかかる。これにより、期間Ｔ５を従来例に比べて長く
設定することができる。また、図４（ｆ）において、電
流ＩＬ１は、インダクタンスにより設定された緩やかな
傾きＡ２（０＞Ａ２＞Ｂ２）で下降するので、０になる
までに時間がかかり、期間Ｔ６を従来例に比べて長く設
定することができる。

【００４５】このような実施例によれば、負荷が軽い場
合における電界効果トランジスタのオンオフ期間である
ところの期間Ｔ５，Ｔ６を長く設定することができるの
で、電界効果トランジスタのオン，オフの周波数を低く
するこことができ、放電灯点灯装置のような起動時に軽
負荷で定格使用時に通常の負荷となる装置に電源を供給
する場合の動作不良の発生を防止することができる。

【００４６】図５は図１の実施例を適用した放電灯点灯
装置による照明装置を示す斜視図である。

【００４７】図５において、照明装置４０１は、ソケッ
ト４０２，４０３の間に放電灯３０２を取り付け、内部
に放電灯点灯装置４１を内蔵し、放電灯点灯装置４１に
より放電灯３０２の点灯を行うようにしたものである。

【００４８】このような構造により図１の実施例を照明
装置に適用できる。

【００４９】図６は本発明に係る電源装置の他の実施例
を示す回路図であり、図１と同じ構成要素には同じ符号
を付して説明を省略している。

【００５０】図６において、本実施例で図１の実施例で
異なるのは、チョーク回路として非線形チョーク３を用
いる代わりに、可過飽チョーク４と通常のチョーク５の
直列接続を用いたことである。

【００５１】昇圧チョッパ回路４０の正極性入力端子
は、可飽和チョーク４の巻線Ｌ４１と通常のチョーク５
の一次巻線Ｌ５１の直列接続を介してダイオードＤ１の
アノードに接続される。電流検出回路４４は、チョーク
５の二次巻線Ｌ５２の電圧を検出することにより、チョ
ーク５の一次巻線Ｌ５１に流れる電流が０になったこと
を検出するものであり、一次巻線Ｌ５１に流れる電流が
０になったことを検出した場合にはハイレベルの電圧Ｖ
１をスイッチング制御回路２１に供給し、それ以外の場
合にはローレベルの電圧Ｖ１をスイッチング制御回路２
１に供給する。過飽和チョーク４は、小さい電流が流れ
ている場合には通常のインダンタンスとなり、大きい電
流が流れている場合には０に近い低いインダンタンスと
なる。これにより、過飽和チョーク４の巻線Ｌ３１との
チョーク５の一次巻線Ｌ３１の直列接続は、小さい電流
が流れている場合には高いインダンタンスとなり、大き
い電流が流れている場合には約半分の低いインダンタン
スとなる。

【００５２】このような実施例によれば、可過飽チョー
ク４と通常のチョーク５の直列接続は、流れる電流ＩＬ
１が大きくなることにより、先に可過飽チョーク４が飽
和するので、図１の非線形チョーク３とおなじ電流とイ
ンダクタンスの関係を有し、図１の実施例と同様の効果
がある。

【００５３】尚、図１及び図６の実施例においては、ス
イッチング素子としてＦＥＴを用いたが、ＦＥＴ以外の
スイッチング素子、例えば通常のトランジスタを用いる
ように構成してもよい。また、図６の実施例において
は、飽和レベルがそれぞれ異なる複数のチョークの組合
わせとして可過飽チョークと通常のチョークを１つづつ
設けたが、必要に応じて他の組合わせ例えば、可過飽チ
ョーク１個と通常のチョーク２個の組合わせ等各種用い
ることができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、スイッチング素子のオ
ン、オフ周波数を低くすることができるので、放電灯点
灯装置のような起動時に軽負荷で定格使用時に通常の負
荷となる装置に電源を供給する場合の動作不良の発生を
防止することができる。

【００５５】

【図面の簡単な説明】

【００５６】

【図１】本発明に係る電源装置の一実施例を示す回路
図。

【００５７】

【図２】図１の非線形チョークを示す断面図。

【００５８】

【図３】図１の非線形チョークのインダクタンスと電流
との関係を示すグラフ。

【００５９】

【図４】図１の電源回路の動作を示すタイミングチャー
ト。

【００６０】

【図５】図１の実施例を適用した放電灯点灯装置による
照明装置を示す斜視図。

【００６１】

【図６】本発明に係る電源装置の他の実施例を示す回路
図。

【００６２】

【図７】従来の電源装置を示す回路図。

【００６３】

【図８】図７の電源回路の動作を示すタイミングチャー
ト。

【００６４】

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 整流回路 ３ 非線形チョッパ １０ 昇圧チョッパ回路 １５ ＦＥＴ ２１ スイッチング制御回路 ３０ 負荷 Ｃ１ 平滑コンデンサ Ｃ２ 出力コンデンサ Ｄ１ ダイオード

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 41/30 Ｚ 9032−3Ｋ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源からの電圧の昇圧を行い負荷に
   供給する電源装置であって、 前記直流電源から前記負荷に電流を供給する経路に設け
   られ、通流する電流が小さくなることによりインダンタ
   ンスが高いレベルに切換わるインダクタと、 このインダクタを介して前記直流電源の出力端子間を短
   絡可能に設けられたスイッチング素子と、 ダイオードを介して前記スイッチング素子に並列的に設
   けられたコンデンサと、 前記インダクタに流れる電流及びスイッチング素子に流
   れる電流の検出を行うとともに、前記負荷に加わる電圧
   を検出し、該負荷に加わる電圧から電流基準値を作成
   し、該スイッチング素子に流れる電流がこの基準値を越
   えた場合には、該スイッチング素子をオフに切換えると
   ともに、該インダクタに流れる電流が０になった場合に
   は、該スイッチング素子をオン状態に切換えるスイッチ
   ング制御回路とを具備したことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記インダクタとして非線形チョークを
   用いたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記インダクタとして飽和レベルがそれ
   ぞれ異なる複数のチョークの直列接続を用いたことを特
   徴とする請求項１記載の電源装置。
4. 【請求項４】 前記負荷は周波数電圧を発生するインバ
   ータと、このインバータの出力にて点灯される放電灯を
   有するものであって、前記インバータの入力電源として
   請求項１乃至３のいすぜれか１つに記載の電源装置を用
   いたことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 器具本体と、 この器具本体に装着された放電灯と、 この放電灯を点灯する請求項４記載の放電灯点灯装置と
   を具備したことを特徴とする照明装置。