JPH07123735A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH07123735A JPH07123735A JP5267637A JP26763793A JPH07123735A JP H07123735 A JPH07123735 A JP H07123735A JP 5267637 A JP5267637 A JP 5267637A JP 26763793 A JP26763793 A JP 26763793A JP H07123735 A JPH07123735 A JP H07123735A
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- voltage
- transistor
- capacitor
- inductor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な構成で入力電流歪み及び電源投入時の突
入電流を抑制し、しかも制御の容易な電源装置を提供す
る。 【構成】インダクタＬ２を介して電解コンデンサＣ１に
平滑直流電圧を出力する降圧チョッパーと、インダクタ
Ｌ２と直流導通要素Ｚとを介して電解コンデンサＣ１に
平滑直流電圧を出力する昇降圧チョッパーと、脈流電圧
Ｖｉｎと電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃ
の大小関係に応じて、交流電源Ｖｓの投入時には降圧チ
ョッパーにより電解コンデンサＣ１を充電して入力突入
電流を抑制し、定常時には昇降圧チョッパーにより電解
コンデンサＣ１を充電して電解コンデンサＣ１の直流電
圧Ｖｄｃを負荷Ｆに供給するように構成した。
入電流を抑制し、しかも制御の容易な電源装置を提供す
る。 【構成】インダクタＬ２を介して電解コンデンサＣ１に
平滑直流電圧を出力する降圧チョッパーと、インダクタ
Ｌ２と直流導通要素Ｚとを介して電解コンデンサＣ１に
平滑直流電圧を出力する昇降圧チョッパーと、脈流電圧
Ｖｉｎと電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃ
の大小関係に応じて、交流電源Ｖｓの投入時には降圧チ
ョッパーにより電解コンデンサＣ１を充電して入力突入
電流を抑制し、定常時には昇降圧チョッパーにより電解
コンデンサＣ１を充電して電解コンデンサＣ１の直流電
圧Ｖｄｃを負荷Ｆに供給するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電源を整流平滑し、
負荷に供給する電源装置であって、特に入力電流歪みと
電源投入時の突入電流を抑制する機能を備えた電源装置
に関するものである。
負荷に供給する電源装置であって、特に入力電流歪みと
電源投入時の突入電流を抑制する機能を備えた電源装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の昇圧チョッパー式の電源装
置の回路図である。以下、その回路構成について説明す
る。交流電源ＶｓはダイオードブリッジＤＢの交流入力
端子に接続されている。ダイオードブリッジＤＢの直流
出力端子には、インダクタＬ２とトランジスタＱ３の直
列回路が接続されている。トランジスタＱ３の両端に
は、ダイオードＤ３を介して平滑用のコンデンサＣ１が
接続されている。コンデンサＣ１には負荷Ｆが並列接続
されている。トランジスタＱ３がＯＮのときには、ダイ
オードブリッジＤＢの整流出力によりインダクタＬ２に
電流が流れてエネルギーが蓄積される。トランジスタＱ
３がＯＦＦすると、前記インダクタＬ２の蓄積エネルギ
ーによりインダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、この
電圧がダイオードブリッジＤＢの整流出力と重畳され
て、ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１が充電され
る。これにより、コンデンサＣ１にはダイオードブリッ
ジＤＢの整流出力を昇圧した直流電圧が得られる。
置の回路図である。以下、その回路構成について説明す
る。交流電源ＶｓはダイオードブリッジＤＢの交流入力
端子に接続されている。ダイオードブリッジＤＢの直流
出力端子には、インダクタＬ２とトランジスタＱ３の直
列回路が接続されている。トランジスタＱ３の両端に
は、ダイオードＤ３を介して平滑用のコンデンサＣ１が
接続されている。コンデンサＣ１には負荷Ｆが並列接続
されている。トランジスタＱ３がＯＮのときには、ダイ
オードブリッジＤＢの整流出力によりインダクタＬ２に
電流が流れてエネルギーが蓄積される。トランジスタＱ
３がＯＦＦすると、前記インダクタＬ２の蓄積エネルギ
ーによりインダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、この
電圧がダイオードブリッジＤＢの整流出力と重畳され
て、ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１が充電され
る。これにより、コンデンサＣ１にはダイオードブリッ
ジＤＢの整流出力を昇圧した直流電圧が得られる。
【０００３】図８は従来の昇降圧チョッパー式の電源装
置の回路図である。この回路では、ダイオードブリッジ
ＤＢの直流出力端子にインダクタＬ２とトランジスタＱ
３を直列接続し、インダクタＬ２の両端にダイオードＤ
３を介して平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。
トランジスタＱ３がＯＮのときには、ダイオードブリッ
ジＤＢの整流出力によりインダクタＬ２に電流が流れて
エネルギーが蓄積される。トランジスタＱ３がＯＦＦす
ると、前記インダクタＬ２の蓄積エネルギーによりイン
ダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、この電圧がダイオ
ードＤ３を介してコンデンサＣ１が充電される。
置の回路図である。この回路では、ダイオードブリッジ
ＤＢの直流出力端子にインダクタＬ２とトランジスタＱ
３を直列接続し、インダクタＬ２の両端にダイオードＤ
３を介して平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。
トランジスタＱ３がＯＮのときには、ダイオードブリッ
ジＤＢの整流出力によりインダクタＬ２に電流が流れて
エネルギーが蓄積される。トランジスタＱ３がＯＦＦす
ると、前記インダクタＬ２の蓄積エネルギーによりイン
ダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、この電圧がダイオ
ードＤ３を介してコンデンサＣ１が充電される。
【０００４】図９は従来の降圧チョッパー式の電源装置
の回路図である。この回路では、ダイオードブリッジＤ
Ｂの直流出力端子の一端にインダクタＬ２を介してコン
デンサＣ１の一端を接続し、ダイオードブリッジＤＢの
直流出力端子の他端にトランジスタＱ３を介してコンデ
ンサＣ１の他端を接続したものであり、インダクタＬ２
とコンデンサＣ１の直列回路にはダイオードＤ３が図示
された極性で接続されている。トランジスタＱ３がＯＮ
のときには、インダクタＬ２を介してコンデンサＣ１に
電流が流れて、コンデンサＣ１が充電されると共に、イ
ンダクタＬ２にエネルギーが蓄積される。トランジスタ
Ｑ３がＯＦＦすると、インダクタＬ２の蓄積エネルギー
によりインダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、ダイオ
ードＤ３を介してコンデンサＣ１に電流が流れる。これ
により、コンデンサＣ１には、ダイオードブリッジＤＢ
の整流出力を降圧した直流電圧が得られる。
の回路図である。この回路では、ダイオードブリッジＤ
Ｂの直流出力端子の一端にインダクタＬ２を介してコン
デンサＣ１の一端を接続し、ダイオードブリッジＤＢの
直流出力端子の他端にトランジスタＱ３を介してコンデ
ンサＣ１の他端を接続したものであり、インダクタＬ２
とコンデンサＣ１の直列回路にはダイオードＤ３が図示
された極性で接続されている。トランジスタＱ３がＯＮ
のときには、インダクタＬ２を介してコンデンサＣ１に
電流が流れて、コンデンサＣ１が充電されると共に、イ
ンダクタＬ２にエネルギーが蓄積される。トランジスタ
Ｑ３がＯＦＦすると、インダクタＬ２の蓄積エネルギー
によりインダクタＬ２の両端に電圧が誘起され、ダイオ
ードＤ３を介してコンデンサＣ１に電流が流れる。これ
により、コンデンサＣ１には、ダイオードブリッジＤＢ
の整流出力を降圧した直流電圧が得られる。
【０００５】一般に知られる平滑直流電源回路として
は、図７の昇圧チョッパー回路、図８の昇降圧チョッパ
ー回路、図９の降圧チョッパー回路があるが、これらの
電源回路に対する課題として、電源投入時の突入電流抑
制と入力電流歪み改善が挙げられる。昇圧チョッパー回
路は入力電流歪み改善の効果はあるが、電源投入時の突
入電流抑制が困難である。また、降圧チョッパー回路は
電源投入時の突入電流抑制の効果はあるが、入力電流歪
み改善が困難である。昇降圧チョッパー回路のみが両方
の課題を解決できる。
は、図７の昇圧チョッパー回路、図８の昇降圧チョッパ
ー回路、図９の降圧チョッパー回路があるが、これらの
電源回路に対する課題として、電源投入時の突入電流抑
制と入力電流歪み改善が挙げられる。昇圧チョッパー回
路は入力電流歪み改善の効果はあるが、電源投入時の突
入電流抑制が困難である。また、降圧チョッパー回路は
電源投入時の突入電流抑制の効果はあるが、入力電流歪
み改善が困難である。昇降圧チョッパー回路のみが両方
の課題を解決できる。
【０００６】一方、負荷として高周波インバータ回路を
用いた場合、小型化、薄型化、コストダウンのために、
インバータ回路とチョッパー回路のスイッチング素子を
兼用することがある。その従来例（特願平４−３８１９
２号）を図１０に示した。この回路は、昇降圧チョッパ
ー回路のスイッチング素子とハーフブリッジ式インバー
タ回路のスイッチング素子を兼用した例である。以下、
その回路構成について説明する。交流電源Ｖｓには、ダ
イオードブリッジＤＢの交流入力端子が接続されてい
る。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子には、イン
ダクタＬ２とトランジスタＱ１の直列回路が接続されて
いる。インダクタＬ２の両端には、ダイオードＤ４を介
して平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。コンデ
ンサＣ１の両端には、コンデンサＣ３，Ｃ４の直列回路
が接続されており、また、トランジスタＱ１とダイオー
ドＤ３とトランジスタＱ２の直列回路が接続されてい
る。負荷Ｆの一端はトランジスタＱ２とダイオードＤ３
の接続点に接続されており、負荷Ｆの他端はコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４の接続点に接続されている。トランジスタＱ
２の両端にはダイオードＤ２が逆並列接続されている。
トランジスタＱ１とダイオードＤ３の直列回路には、ダ
イオードＤ１が逆並列接続されている。
用いた場合、小型化、薄型化、コストダウンのために、
インバータ回路とチョッパー回路のスイッチング素子を
兼用することがある。その従来例（特願平４−３８１９
２号）を図１０に示した。この回路は、昇降圧チョッパ
ー回路のスイッチング素子とハーフブリッジ式インバー
タ回路のスイッチング素子を兼用した例である。以下、
その回路構成について説明する。交流電源Ｖｓには、ダ
イオードブリッジＤＢの交流入力端子が接続されてい
る。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子には、イン
ダクタＬ２とトランジスタＱ１の直列回路が接続されて
いる。インダクタＬ２の両端には、ダイオードＤ４を介
して平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。コンデ
ンサＣ１の両端には、コンデンサＣ３，Ｃ４の直列回路
が接続されており、また、トランジスタＱ１とダイオー
ドＤ３とトランジスタＱ２の直列回路が接続されてい
る。負荷Ｆの一端はトランジスタＱ２とダイオードＤ３
の接続点に接続されており、負荷Ｆの他端はコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４の接続点に接続されている。トランジスタＱ
２の両端にはダイオードＤ２が逆並列接続されている。
トランジスタＱ１とダイオードＤ３の直列回路には、ダ
イオードＤ１が逆並列接続されている。
【０００７】以下、この回路の動作について説明する。
まず、昇降圧チョッパー回路としての動作について説明
する。トランジスタＱ１がＯＮのとき、ダイオードブリ
ッジＤＢ、インダクタＬ２、トランジスタＱ１、ダイオ
ードブリッジＤＢを介して電流が流れて、インダクタＬ
２にエネルギーが蓄積される。トランジスタＱ１がオフ
すると、インダクタＬ２、コンデンサＣ１、ダイオード
Ｄ４、インダクタＬ２の経路で電流が流れて、コンデン
サＣ１が充電される。次に、ハーフブリッジインバータ
回路としての動作について説明する。トランジスタＱ１
がオン、トランジスタＱ２がオフのときには、コンデン
サＣ１、トランジスタＱ１、ダイオードＤ３、負荷Ｆ、
コンデンサＣ４、コンデンサＣ１の経路で電流が流れ
る。また、トランジスタＱ２がオン、トランジスタＱ１
がオフのときには、コンデンサＣ１、コンデンサＣ３、
負荷Ｆ、トランジスタＱ２、コンデンサＣ１の経路で電
流が流れる。この動作を交互に繰り返し、コンデンサＣ
１の平滑直流電圧が高周波に変換されて、負荷Ｆに供給
される。
まず、昇降圧チョッパー回路としての動作について説明
する。トランジスタＱ１がＯＮのとき、ダイオードブリ
ッジＤＢ、インダクタＬ２、トランジスタＱ１、ダイオ
ードブリッジＤＢを介して電流が流れて、インダクタＬ
２にエネルギーが蓄積される。トランジスタＱ１がオフ
すると、インダクタＬ２、コンデンサＣ１、ダイオード
Ｄ４、インダクタＬ２の経路で電流が流れて、コンデン
サＣ１が充電される。次に、ハーフブリッジインバータ
回路としての動作について説明する。トランジスタＱ１
がオン、トランジスタＱ２がオフのときには、コンデン
サＣ１、トランジスタＱ１、ダイオードＤ３、負荷Ｆ、
コンデンサＣ４、コンデンサＣ１の経路で電流が流れ
る。また、トランジスタＱ２がオン、トランジスタＱ１
がオフのときには、コンデンサＣ１、コンデンサＣ３、
負荷Ｆ、トランジスタＱ２、コンデンサＣ１の経路で電
流が流れる。この動作を交互に繰り返し、コンデンサＣ
１の平滑直流電圧が高周波に変換されて、負荷Ｆに供給
される。
【０００８】この回路では、トランジスタＱ１が昇降圧
チョッパー回路とインバータ回路の両方のスイッチング
素子として動作する。また、昇降圧チョッパー回路を備
えるので、突入電流抑制及び入力電流歪み改善の効果は
得られる。しかしながら、昇降圧チョッパー回路による
コンデンサＣ１の充電は、トランジスタＱ１のオフ時に
インダクタＬ２の誘起電圧のみによって行われる。この
とき、インダクタＬ２の電流はコンデンサＣ１の電圧に
比例した傾きで減少して行く。トランジスタＱ１のオン
時のストレス等を考えると、インダクタＬ２の電流がゼ
ロになるまでトランジスタＱ１はオフしておくのが望ま
しい。電源投入直後のコンデンサＣ１の電圧が低いとき
は、インダクタＬ２の電流の減少は緩やかでトランジス
タＱ１のオフ期間が長くなる。トランジスタＱ１のオン
・オフとインダクタＬ２の電流の関係を図１１に示す。
図中、ＶｉｎはダイオードブリッジＤＢの整流出力とし
て得られる入力電圧、ＶｄｃはコンデンサＣ１に得られ
る直流電圧である。
チョッパー回路とインバータ回路の両方のスイッチング
素子として動作する。また、昇降圧チョッパー回路を備
えるので、突入電流抑制及び入力電流歪み改善の効果は
得られる。しかしながら、昇降圧チョッパー回路による
コンデンサＣ１の充電は、トランジスタＱ１のオフ時に
インダクタＬ２の誘起電圧のみによって行われる。この
とき、インダクタＬ２の電流はコンデンサＣ１の電圧に
比例した傾きで減少して行く。トランジスタＱ１のオン
時のストレス等を考えると、インダクタＬ２の電流がゼ
ロになるまでトランジスタＱ１はオフしておくのが望ま
しい。電源投入直後のコンデンサＣ１の電圧が低いとき
は、インダクタＬ２の電流の減少は緩やかでトランジス
タＱ１のオフ期間が長くなる。トランジスタＱ１のオン
・オフとインダクタＬ２の電流の関係を図１１に示す。
図中、ＶｉｎはダイオードブリッジＤＢの整流出力とし
て得られる入力電圧、ＶｄｃはコンデンサＣ１に得られ
る直流電圧である。
【０００９】ここで、インバータの動作を考えると、ト
ランジスタＱ１がオフのとき、トランジスタＱ２はオン
しており、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のオン
時間比が極端に異なることになる。すると、負荷Ｆに安
定な高周波電力を供給できないばかりでなく、負荷Ｆに
ＬＣ共振回路を含むときは進相モードになり、スイッチ
ング素子に過大なストレスが加わる場合がある。
ランジスタＱ１がオフのとき、トランジスタＱ２はオン
しており、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のオン
時間比が極端に異なることになる。すると、負荷Ｆに安
定な高周波電力を供給できないばかりでなく、負荷Ｆに
ＬＣ共振回路を含むときは進相モードになり、スイッチ
ング素子に過大なストレスが加わる場合がある。
【００１０】図１２は他の従来例であり、切替スイッチ
ＳＷがＢ側に接続されているときは、昇降圧チョッパー
回路として動作し、Ａ側に接続されているときは、昇圧
チョッパー回路として動作する。電源投入時には、切替
スイッチＳＷをＢ側に接続することにより昇降圧チョッ
パー回路として動作させて突入電流を抑制し、定常時に
は切替スイッチＳＷをＡ側に接続することにより昇圧チ
ョッパー回路として動作させるものである。この従来例
においても、チョッパー回路とインバータ回路とでスイ
ッチング素子を兼用しているので、図１０の従来例と同
様の問題がある。
ＳＷがＢ側に接続されているときは、昇降圧チョッパー
回路として動作し、Ａ側に接続されているときは、昇圧
チョッパー回路として動作する。電源投入時には、切替
スイッチＳＷをＢ側に接続することにより昇降圧チョッ
パー回路として動作させて突入電流を抑制し、定常時に
は切替スイッチＳＷをＡ側に接続することにより昇圧チ
ョッパー回路として動作させるものである。この従来例
においても、チョッパー回路とインバータ回路とでスイ
ッチング素子を兼用しているので、図１０の従来例と同
様の問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な構成で入力電流歪み及び電源投入時の突入電
流を抑制し、しかも制御の容易な電源装置を提供するこ
とにある。
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な構成で入力電流歪み及び電源投入時の突入電
流を抑制し、しかも制御の容易な電源装置を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置にあっ
ては、上記の課題を解決するために、図１に示すよう
に、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢ
が出力する脈流電圧を受け、第１のインダクタＬ２を介
して電解コンデンサＣ１に平滑直流電圧を出力する降圧
チョッパーと、前記整流器ＤＢが出力する脈流電圧を受
け、前記第１のインダクタＬ２と直流導通要素Ｚとを介
して電解コンデンサＣ１に平滑直流電圧を出力する昇降
圧チョッパーと、整流器ＤＢが出力する脈流電圧Ｖｉｎ
と電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃの大小
関係に応じて、交流電源Ｖｓの投入時には降圧チョッパ
ーにより電解コンデンサＣ１を充電して入力突入電流を
抑制し、定常時には昇降圧チョッパーにより電解コンデ
ンサＣ１を充電して電解コンデンサＣ１の直流電圧Ｖｄ
ｃを負荷Ｆに供給するように、前記降圧チョッパー又は
昇降圧チョッパーから電解コンデンサＣ１に平滑直流電
圧を出力するように切り換える切換手段とを有すること
を特徴とするものである。
ては、上記の課題を解決するために、図１に示すよう
に、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢ
が出力する脈流電圧を受け、第１のインダクタＬ２を介
して電解コンデンサＣ１に平滑直流電圧を出力する降圧
チョッパーと、前記整流器ＤＢが出力する脈流電圧を受
け、前記第１のインダクタＬ２と直流導通要素Ｚとを介
して電解コンデンサＣ１に平滑直流電圧を出力する昇降
圧チョッパーと、整流器ＤＢが出力する脈流電圧Ｖｉｎ
と電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃの大小
関係に応じて、交流電源Ｖｓの投入時には降圧チョッパ
ーにより電解コンデンサＣ１を充電して入力突入電流を
抑制し、定常時には昇降圧チョッパーにより電解コンデ
ンサＣ１を充電して電解コンデンサＣ１の直流電圧Ｖｄ
ｃを負荷Ｆに供給するように、前記降圧チョッパー又は
昇降圧チョッパーから電解コンデンサＣ１に平滑直流電
圧を出力するように切り換える切換手段とを有すること
を特徴とするものである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、電源投入時には突入電流抑制
のために降圧チョッパーを動作させ、定常時には入力電
流歪みの改善のために昇降圧チョッパーを動作させ、し
かも両チョッパーの動作が交流電源Ｖｓからの入力電圧
Ｖｉｎと電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃ
の大小関係により自動的に切り替わるように構成したの
で、回路構成が簡単であり、小型・軽量で安価な電源装
置ができる。
のために降圧チョッパーを動作させ、定常時には入力電
流歪みの改善のために昇降圧チョッパーを動作させ、し
かも両チョッパーの動作が交流電源Ｖｓからの入力電圧
Ｖｉｎと電解コンデンサＣ１に得られる直流電圧Ｖｄｃ
の大小関係により自動的に切り替わるように構成したの
で、回路構成が簡単であり、小型・軽量で安価な電源装
置ができる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の第１実施例の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。交流電源Ｖｓは
ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子に接続されてい
る。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子には、イン
ダクタＬ２とダイオードＤ５の直列回路を介して、トラ
ンジスタＱ１とＱ２の直列回路が接続されている。トラ
ンジスタＱ１の両端には、ダイオードＤ１が逆並列接続
されており、また、共振用のインダクタＬ１と直流カッ
ト用のコンデンサＣ３の直列回路を介して放電灯Ｌａが
並列接続されている。放電灯Ｌａのフィラメントの非電
源側端子間には、共振用のコンデンサＣ２が並列接続さ
れている。共振用のコンデンサＣ２は予熱電流経路を兼
ねている。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子に
は、ダイオードＤ４，Ｄ６の直列回路が図示された極性
で接続されている。ダイオードＤ４，Ｄ６の接続点は、
ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ１，Ｑ２の接続
点に接続されている。トランジスタＱ１とダイオードＤ
３の直列回路には、平滑用のコンデンサＣ１が接続され
ている。コンデンサＣ１には直流電圧Ｖｄｃが得られ
る。インダクタＬ２とダイオードＤ５の接続点とトラン
ジスタＱ１，Ｑ２の接続点の間には、直流導通要素Ｚが
接続されている。トランジスタＱ２の両端には、ダイオ
ードＤ２を逆並列接続しても良い。このダイオードＤ２
は省略しても良い。なお、本実施例では、インダクタＬ
１とコンデンサＣ２及び放電灯Ｌａを含む共振回路を負
荷としているが、これに限定されるものではない。
以下、その回路構成について説明する。交流電源Ｖｓは
ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子に接続されてい
る。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子には、イン
ダクタＬ２とダイオードＤ５の直列回路を介して、トラ
ンジスタＱ１とＱ２の直列回路が接続されている。トラ
ンジスタＱ１の両端には、ダイオードＤ１が逆並列接続
されており、また、共振用のインダクタＬ１と直流カッ
ト用のコンデンサＣ３の直列回路を介して放電灯Ｌａが
並列接続されている。放電灯Ｌａのフィラメントの非電
源側端子間には、共振用のコンデンサＣ２が並列接続さ
れている。共振用のコンデンサＣ２は予熱電流経路を兼
ねている。ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子に
は、ダイオードＤ４，Ｄ６の直列回路が図示された極性
で接続されている。ダイオードＤ４，Ｄ６の接続点は、
ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ１，Ｑ２の接続
点に接続されている。トランジスタＱ１とダイオードＤ
３の直列回路には、平滑用のコンデンサＣ１が接続され
ている。コンデンサＣ１には直流電圧Ｖｄｃが得られ
る。インダクタＬ２とダイオードＤ５の接続点とトラン
ジスタＱ１，Ｑ２の接続点の間には、直流導通要素Ｚが
接続されている。トランジスタＱ２の両端には、ダイオ
ードＤ２を逆並列接続しても良い。このダイオードＤ２
は省略しても良い。なお、本実施例では、インダクタＬ
１とコンデンサＣ２及び放電灯Ｌａを含む共振回路を負
荷としているが、これに限定されるものではない。
【００１５】以下、本実施例の動作について説明する。
まず、電源投入時の突入電流抑制のための動作について
説明する。トランジスタＱ２がオンのときには、ダイオ
ードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、ダイオードＤ５、
コンデンサＣ１、ダイオードＤ３、トランジスタＱ２、
ダイオードブリッジＤＢを通る第１の経路で電流が流れ
る。また、ダイオードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、
直流導通要素Ｚ、トランジスタＱ２、ダイオードブリッ
ジＤＢを通る第２の経路で電流が流れる。これら２つの
電流経路のうち、第１の電流経路は降圧チョッパーを構
成している。電源投入直後のコンデンサＣ１が未だ充電
されていないときにはダイオードブリッジＤＢの整流出
力として得られる入力電圧Ｖｉｎは、コンデンサＣ１の
直流電圧Ｖｄｃよりも高く、入力電流は主に第１の電流
経路を流れて、降圧チョッパーとして動作する。その理
由は、ダイオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ
３の直列回路に対して直流導通要素Ｚが並列接続されて
いるので、直流導通要素Ｚの電圧はコンデンサＣ１の電
圧Ｖｄｃによってクランプされる。したがって、第２の
電流経路は制限され、実質上、第１の電流経路のみを介
して電流が流れて、降圧チョッパーの動作となる。トラ
ンジスタＱ２がオフしたときには、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、イン
ダクタＬ１を通る経路、あるいは、インダクタＬ２、直
流導通要素Ｚ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、ダイ
オードＤ４、インダクタＬ２を通る経路で電流が流れ
て、インダクタＬ２の誘起電圧でコンデンサＣ１を充電
する。コンデンサＣ１がある程度充電されても、電源電
圧の瞬時値ＶｉｎがコンデンサＣ１の電圧Ｖｄｃよりも
高いとき、即ち、Ｖｉｎ＞Ｖｄｃの期間には同様の動作
となる。
まず、電源投入時の突入電流抑制のための動作について
説明する。トランジスタＱ２がオンのときには、ダイオ
ードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、ダイオードＤ５、
コンデンサＣ１、ダイオードＤ３、トランジスタＱ２、
ダイオードブリッジＤＢを通る第１の経路で電流が流れ
る。また、ダイオードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、
直流導通要素Ｚ、トランジスタＱ２、ダイオードブリッ
ジＤＢを通る第２の経路で電流が流れる。これら２つの
電流経路のうち、第１の電流経路は降圧チョッパーを構
成している。電源投入直後のコンデンサＣ１が未だ充電
されていないときにはダイオードブリッジＤＢの整流出
力として得られる入力電圧Ｖｉｎは、コンデンサＣ１の
直流電圧Ｖｄｃよりも高く、入力電流は主に第１の電流
経路を流れて、降圧チョッパーとして動作する。その理
由は、ダイオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ
３の直列回路に対して直流導通要素Ｚが並列接続されて
いるので、直流導通要素Ｚの電圧はコンデンサＣ１の電
圧Ｖｄｃによってクランプされる。したがって、第２の
電流経路は制限され、実質上、第１の電流経路のみを介
して電流が流れて、降圧チョッパーの動作となる。トラ
ンジスタＱ２がオフしたときには、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、イン
ダクタＬ１を通る経路、あるいは、インダクタＬ２、直
流導通要素Ｚ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、ダイ
オードＤ４、インダクタＬ２を通る経路で電流が流れ
て、インダクタＬ２の誘起電圧でコンデンサＣ１を充電
する。コンデンサＣ１がある程度充電されても、電源電
圧の瞬時値ＶｉｎがコンデンサＣ１の電圧Ｖｄｃよりも
高いとき、即ち、Ｖｉｎ＞Ｖｄｃの期間には同様の動作
となる。
【００１６】次に、コンデンサＣ１が充電され、常にＶ
ｉｎ＜Ｖｄｃの状態では、トランジスタＱ２がオンする
と、前記第２の電流経路でのみ入力電流が流れる。これ
は昇降圧チョッパーの動作となり、入力電流歪みの改善
がなされる。この回路は、電源投入後の突入電流抑制を
降圧チョッパーの動作によって行い、入力電流歪みの改
善を昇降圧チョッパーの動作によって行っている。しか
も、降圧チョッパーと昇降圧チョッパーとの切替えは入
力電圧ＶｉｎとコンデンサＣ１の直流電圧Ｖｄｃの大小
関係で自動的に行われる。したがって、回路構成は複雑
にならず、小型で安価なものとなる。さらに、本回路で
は、突入電流抑制を降圧チョッパーにより行うようにし
たので、トランジスタＱ２がオンのときには、コンデン
サＣ１を充電しながら入力電流が流れるため、インダク
タＬ２の電流の立上りが緩やかとなり、電流のピークが
低くなる。したがって、トランジスタＱ２のオフ時間も
従来例に比べて短くなり、制御が容易である。図２にト
ランジスタＱ２のオン時とオフ時にインダクタＬ２に流
れる電流の波形を示す。これにより、非常に簡単で小型
な照明用インバータ装置が実現できる。
ｉｎ＜Ｖｄｃの状態では、トランジスタＱ２がオンする
と、前記第２の電流経路でのみ入力電流が流れる。これ
は昇降圧チョッパーの動作となり、入力電流歪みの改善
がなされる。この回路は、電源投入後の突入電流抑制を
降圧チョッパーの動作によって行い、入力電流歪みの改
善を昇降圧チョッパーの動作によって行っている。しか
も、降圧チョッパーと昇降圧チョッパーとの切替えは入
力電圧ＶｉｎとコンデンサＣ１の直流電圧Ｖｄｃの大小
関係で自動的に行われる。したがって、回路構成は複雑
にならず、小型で安価なものとなる。さらに、本回路で
は、突入電流抑制を降圧チョッパーにより行うようにし
たので、トランジスタＱ２がオンのときには、コンデン
サＣ１を充電しながら入力電流が流れるため、インダク
タＬ２の電流の立上りが緩やかとなり、電流のピークが
低くなる。したがって、トランジスタＱ２のオフ時間も
従来例に比べて短くなり、制御が容易である。図２にト
ランジスタＱ２のオン時とオフ時にインダクタＬ２に流
れる電流の波形を示す。これにより、非常に簡単で小型
な照明用インバータ装置が実現できる。
【００１７】図３は本発明の第２実施例の回路図であ
る。本実施例では、直流導通要素ＺとしてインダクタＬ
３を用いたものである。電源投入直後のＶｉｎ＞Ｖｄｃ
のとき、トランジスタＱ２がオンすると、ダイオードＤ
５，Ｄ３が導通し、インダクタＬ３にはコンデンサＣ１
の電圧Ｖｄｃ以上の電圧は印加されない。したがって、
実質的にダイオードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ３、トラ
ンジスタＱ２、ダイオードブリッジＤＢを通る第１の電
流経路を通る降圧チョッパーのみの動作となる。トラン
ジスタＱ２がオフすると、インダクタＬ２，Ｌ３、ダイ
オードＤ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、インダ
クタＬ２の経路で電流が流れてコンデンサＣ１を充電す
る。Ｖｉｎ＜Ｖｄｃになると、トランジスタＱ２がオン
してもダイオードＤ５，Ｄ３は非導通であり、インダク
タＬ２，Ｌ３には入力電圧Ｖｉｎをインダクタンス値で
分圧した電圧が印加され、ダイオードブリッジＤＢ、イ
ンダクタＬ２、インダクタＬ３、トランジスタＱ２、ダ
イオードブリッジＤＢの経路で入力電流が流れる。トラ
ンジスタＱ２がオフすると、インダクタＬ２，Ｌ３、ダ
イオードＤ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、イン
ダクタＬ２の経路で電流が流れてコンデンサＣ１を充電
する。これにより、昇降圧チョッパー動作に切り替わ
る。本実施例の効果については、図１の実施例と同様で
ある。
る。本実施例では、直流導通要素ＺとしてインダクタＬ
３を用いたものである。電源投入直後のＶｉｎ＞Ｖｄｃ
のとき、トランジスタＱ２がオンすると、ダイオードＤ
５，Ｄ３が導通し、インダクタＬ３にはコンデンサＣ１
の電圧Ｖｄｃ以上の電圧は印加されない。したがって、
実質的にダイオードブリッジＤＢ、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ３、トラ
ンジスタＱ２、ダイオードブリッジＤＢを通る第１の電
流経路を通る降圧チョッパーのみの動作となる。トラン
ジスタＱ２がオフすると、インダクタＬ２，Ｌ３、ダイ
オードＤ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、インダ
クタＬ２の経路で電流が流れてコンデンサＣ１を充電す
る。Ｖｉｎ＜Ｖｄｃになると、トランジスタＱ２がオン
してもダイオードＤ５，Ｄ３は非導通であり、インダク
タＬ２，Ｌ３には入力電圧Ｖｉｎをインダクタンス値で
分圧した電圧が印加され、ダイオードブリッジＤＢ、イ
ンダクタＬ２、インダクタＬ３、トランジスタＱ２、ダ
イオードブリッジＤＢの経路で入力電流が流れる。トラ
ンジスタＱ２がオフすると、インダクタＬ２，Ｌ３、ダ
イオードＤ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ４、イン
ダクタＬ２の経路で電流が流れてコンデンサＣ１を充電
する。これにより、昇降圧チョッパー動作に切り替わ
る。本実施例の効果については、図１の実施例と同様で
ある。
【００１８】図４は本発明の第３の実施例の回路図であ
る。本実施例では、直流導通要素Ｚとして抵抗Ｒを用い
たものである。動作及び効果は図１の実施例と同様であ
るが、この例では第２の電流経路上に抵抗Ｒが存在する
ため、効率上不利である。この場合には、抵抗ＲをＮＴ
Ｃサーミスタ、つまり、負温度特性のサーミスタとする
と、定常時には自己温度上昇のために抵抗値が下がり、
電力ロスが減るようになる。
る。本実施例では、直流導通要素Ｚとして抵抗Ｒを用い
たものである。動作及び効果は図１の実施例と同様であ
るが、この例では第２の電流経路上に抵抗Ｒが存在する
ため、効率上不利である。この場合には、抵抗ＲをＮＴ
Ｃサーミスタ、つまり、負温度特性のサーミスタとする
と、定常時には自己温度上昇のために抵抗値が下がり、
電力ロスが減るようになる。
【００１９】図５は本発明の第４実施例の回路図であ
る。本実施例では、負荷部分をトランスＴで電源から絶
縁したものである。動作及び効果は図１の実施例と同様
である。また、インバータはハーフブリッジインバータ
に限る必要はなく、フルブリッジインバータ、プッシュ
プルインバータにも適用可能である。
る。本実施例では、負荷部分をトランスＴで電源から絶
縁したものである。動作及び効果は図１の実施例と同様
である。また、インバータはハーフブリッジインバータ
に限る必要はなく、フルブリッジインバータ、プッシュ
プルインバータにも適用可能である。
【００２０】図６は本発明の第５実施例の回路図であ
る。本実施例では、インバータとして一石インバータを
用いたものであり、トランジスタＱ１とダイオードＤ１
の並列回路に代えて、共振用のインダクタＬ３とコンデ
ンサＣ４の並列回路が接続されている。また、直流カッ
ト用のコンデンサＣ３は省略されている。電源投入時の
降圧チョッパー動作並びに定常時の昇降圧チョッパー動
作及び効果は図１の実施例と同様である。
る。本実施例では、インバータとして一石インバータを
用いたものであり、トランジスタＱ１とダイオードＤ１
の並列回路に代えて、共振用のインダクタＬ３とコンデ
ンサＣ４の並列回路が接続されている。また、直流カッ
ト用のコンデンサＣ３は省略されている。電源投入時の
降圧チョッパー動作並びに定常時の昇降圧チョッパー動
作及び効果は図１の実施例と同様である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、電源投入時には突入電
流抑制のために降圧チョッパーを動作させ、定常時には
入力電流歪みの改善のために昇降圧チョッパーを動作さ
せ、しかも両チョッパーの動作が電源からの入力電圧と
電解コンデンサに得られる直流電圧の大小関係により自
動的に切り替わるように構成したので、回路構成が簡単
であり、小型・軽量で安価な電源装置が実現できる。ま
た、負荷に高周波電力を供給するインバータのスイッチ
ング素子をチョッパー用の素子として兼用させれば、非
常に小型のインバータ装置が実現でき、例えば照明用イ
ンバータ装置として利用できる。
流抑制のために降圧チョッパーを動作させ、定常時には
入力電流歪みの改善のために昇降圧チョッパーを動作さ
せ、しかも両チョッパーの動作が電源からの入力電圧と
電解コンデンサに得られる直流電圧の大小関係により自
動的に切り替わるように構成したので、回路構成が簡単
であり、小型・軽量で安価な電源装置が実現できる。ま
た、負荷に高周波電力を供給するインバータのスイッチ
ング素子をチョッパー用の素子として兼用させれば、非
常に小型のインバータ装置が実現でき、例えば照明用イ
ンバータ装置として利用できる。
【図１】本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の動作波形図である。
【図３】本発明の第２実施例の回路図である。
【図４】本発明の第３実施例の回路図である。
【図５】本発明の第４実施例の回路図である。
【図６】本発明の第５実施例の回路図である。
【図７】昇圧チョッパー式電源装置の従来例を示す回路
図である。
図である。
【図８】昇降圧チョッパー式電源装置の従来例を示す回
路図である。
路図である。
【図９】降圧チョッパー式電源装置の従来例を示す回路
図である。
図である。
【図１０】インバータ兼用チョッパー回路の従来例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１１】インバータ兼用チョッパー回路の従来例の動
作波形図である。
作波形図である。
【図１２】インバータ兼用チョッパー回路の他の従来例
の回路図である。
の回路図である。
Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード Ｌ１〜Ｌ３ インダクタ Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ ＤＢ ダイオードブリッジ Ｌａ 放電灯 Ｖｓ 交流電源 Ｚ 直流導通要素
Claims (6)
- 【請求項１】 交流電源を整流する整流器と、整流器
が出力する脈流電圧を受けて第１のインダクタを介して
電解コンデンサに平滑直流電圧を出力する降圧チョッパ
ーと、前記整流器が出力する脈流電圧を受けて前記第１
のインダクタと直流導通要素とを介して電解コンデンサ
に平滑直流電圧を出力する昇降圧チョッパーと、整流器
が出力する脈流電圧と電解コンデンサに得られる直流電
圧の大小関係に応じて、交流電源の投入時には降圧チョ
ッパーにより電解コンデンサを充電して入力突入電流を
抑制し、定常時には昇降圧チョッパーにより電解コンデ
ンサを充電して電解コンデンサの直流電圧を負荷に供給
するように、前記降圧チョッパー又は昇降圧チョッパー
から電解コンデンサに平滑直流電圧を出力するように切
り換える切換手段とを有することを特徴とする電源装
置。 - 【請求項２】 直流導通要素として第２のインダクタ
を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項３】 直流導通要素として抵抗を有すること
を特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項４】 直流導通要素としてＮＴＣサーミスタ
を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項５】 負荷はインバータであり、チョッパー
とインバータとでスイッチング素子を兼用したことを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電源装置。 - 【請求項６】 インバータはハーフブリッジインバー
タ又は一石式のインバータであることを特徴とする請求
項１記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26763793A JP3235295B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26763793A JP3235295B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123735A true JPH07123735A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3235295B2 JP3235295B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17447439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26763793A Expired - Fee Related JP3235295B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235295B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0739142A (ja) * | 1993-07-15 | 1995-02-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 電源装置 |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP26763793A patent/JP3235295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0739142A (ja) * | 1993-07-15 | 1995-02-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3235295B2 (ja) | 2001-12-04 |
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