JPH07327376A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH07327376A
JPH07327376A JP6117196A JP11719694A JPH07327376A JP H07327376 A JPH07327376 A JP H07327376A JP 6117196 A JP6117196 A JP 6117196A JP 11719694 A JP11719694 A JP 11719694A JP H07327376 A JPH07327376 A JP H07327376A
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JP
Japan
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circuit
chopper
switching transistor
control circuit
smoothing
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JP6117196A
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English (en)
Inventor
Michihiko Nishiie
充彦 西家
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TEC CORP
Original Assignee
TEC CORP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ノイズにより昇圧チョッパ回路を駆動制御する
制御回路が誤動作するのを防止し、入力電流波形の改善
を確実に図る。 【構成】制御回路CCの端子6を接地ラインに接続する
接続点XとスイッチングトランジスタQ3のソース端子
を接地ラインに接続する接続点Yとを接地ラインGL0
で直接接続し、その接地ラインGL0 の途中には他の部
品の接地端子が全く接続しないようにする。そして、接
続点Xとダイオードブリッジ回路DBを接地ラインに接
続する接続点Uとを接地ラインGL1 で接続し、その接
地ラインGL1 に他の部品Wの接地端子Z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、商用交流電源を入力と
して、入力電流波形を略正弦波にすると共にリップル成
分の少ない高周波出力を負荷に供給する電力変換装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電力変換装置を放電灯点灯装置
に適用したものとして図3に示すものが知られている。
【0003】これは、商用交流電源EにヒューズF及び
雑音防止フィルタFIを介して全波整流ダイオードブリ
ッジ回路DBの入力端子を接続している。ダイオードブ
リッジ回路DBの出力端子にコンデンサC1を接続し、
そのコンデンサC1にIC用直流電源回路DEを接続す
ると共にチョークコイルL1を介してスイッチングトラ
ンジスタ(FET)Q1及び抵抗R3の直列回路を接続
している。前記抵抗R3に抵抗R4とコンデンサC10
の直列回路を並列に接続している。
【0004】前記スイッチングトランジスタQ1及び抵
抗R3の直列回路にダイオードD1を介して平滑コンデ
ンサC2を並列に接続している。そしてその平滑コンデ
ンサC2に抵抗R8とR9との直列回路を並列に接続し
ている。
【0005】前記チョークコイルL1、スイッチングト
ランジスタQ1、抵抗R3,R4、コンデンサC10及
びダイオードD1からなる回路は昇圧チョッパ回路CH
を構成している。
【0006】前記雑音防止フィルタFIからダイオード
ブリッジ回路DBへの入力端子の一方と接地間にダイオ
ードD5を介して抵抗R6及びR7の直列回路を接続し
ている。抵抗R7にコンデンサC12を並列に接続して
いる。また、ダイオードブリッジ回路DBの出力端子の
負極側を接地している。
【0007】前記昇圧チョッパ回路CHを駆動制御する
制御回路として、例えば市販の専用IC(モトローラ製
MC33261)の制御回路CCを使用し、その制御回
路CCの端子1を抵抗R10を介して前記抵抗R8とR
9との接続点に接続し、その制御回路CCの端子1と端
子2と間に、抵抗R11に抵抗R12とコンデンサC1
1を並列に接続した並列回路を接続し、その制御回路C
Cの端子3を抵抗R6とR7との接続点に接続してい
る。
【0008】また、制御回路CCの端子4を抵抗R4と
コンデンサC10との接続点に接続し、その制御回路C
Cの端子5を抵抗R13を介して前記チョークコイルL
1の2次巻線L11の一端に接続している。2次巻線L
11の他端は接地している。
【0009】また、制御回路CCの端子6を接地し、そ
の制御回路CCの端子7を抵抗R5を介して前記スイッ
チングトランジスタQ1のゲートに接続し、その制御回
路CCの端子8を前記直流電源回路DEの出力端子に接
続している。
【0010】昇圧チョッパ回路CH、制御回路CC及び
平滑コンデンサC2はチッパ平滑回路を構成している。
前記平滑コンデンサC2にハーフブリッジ形のインバー
タ回路INを接続している。このインバータ回路IN
は、平滑コンデンサC2に1対のスイッチングトランジ
スタ(FET)Q2,Q3の直列回路並びに抵抗R1と
コンデンサC7との直列回路を並列に接続している。そ
して、抵抗R1とコンデンサC7の接続点をダイオード
D2を介して各スイッチングトランジスタQ2,Q3の
接続点に接続すると共に双方向性2端子サイリスタSR
を介してスイッチングトランジスタQ3のゲートに接続
している。
【0011】前記平滑コンデンサC2の正極側端を抵抗
R2を介してスイッチングトランジスタQ3のゲートに
接続している。また、各スイッチングトランジスタQ
2,Q3の接続点をカレントトランスTの1次巻線n1
の一端に接続している。スイッチングトランジスタQ2
のゲート、ソース間にカレントトランスTの2次巻線n
2を接続すると共にスイッチングトランジスタQ3のゲ
ート、ソース間にカレントトランスTのもう一つの2次
巻線n3を接続している。
【0012】そしてスイッチングトランジスタQ2に電
流帰還用のカレントトランスTの1次巻線n1を介して
負荷回路を接続している。負荷回路は、コンデンサC
3、チョークコイルL2及び放電灯La1の直列回路と
コンデンサC4、チョークコイルL3及び放電灯La2
の直列回路との並列回路で構成されている。前記各放電
灯La1,La2のフィラメント電極間にそれぞれ予熱
用のコンデンサC5、C6を接続している。
【0013】この放電灯点灯装置は、交流電源Eを投入
すると、ヒューズF、雑音防止フィルタFIを介してダ
イオードブリッジ回路DBに電力が供給され、正、負そ
れぞれについて整流される。
【0014】その脈流出力を受けて、直流電源DEによ
り制御回路CCの電源端子(端子8及び6)に所定の電
圧が印加される。
【0015】そして制御回路CCは、入力電圧の変化の
割合に応じてチョークコイルL1を流れる電流のピーク
値が変化するように、スイッチングトランジスタQ1を
オン、オフ制御し昇圧チョッパ回路CHを駆動する。
【0016】これにより、入力電流の波形を略正弦波に
することができると共に平滑コンデンサC2の両端間に
電源電圧よりも大きな直流電圧を作り出す。この直流電
圧源によりインバータ回路INは動作する。
【0017】インバータ回路INでは、先ず抵抗R1を
介してコンデンサC3,C4に電荷が充電される。ま
た、抵抗R1を介してコンデンサC7に充電電流が流
れ、そのコンデンサC7の充電レベルが2端子サイリス
タSRのブレークオーバ電圧に達すると、2端子サイリ
スタSRが導通する。
【0018】この導通により、コンデンサC7の充電電
荷がスイッチングトランジスタQ3のゲートに供給さ
れ、これによりスイッチングトランジスタQ3はオン動
作する。
【0019】以降、電流帰還用のカレントトランスTの
2次巻線n2,n3から得られる帰還電流により、スイ
ッチングトランジスタQ2,Q3は交互にオン、オフ動
作するようになる。こうしてインバータ回路INから
は、スイッチングトランジスタQ2,Q3のスイッチン
グ周期に応じた高周波の交流電力が出力され負荷回路に
供給される。これにより放電灯La1,La2は点灯す
る。
【0020】このとき、放電灯La1,La2に供給さ
れるインバータ回路INの出力を低周波(100Hz/1
20Hz程度、すなわち商用電源の2倍の周波数)の包絡
線で見た場合、その出力は非常にリップル成分が少な
い。従って、放電灯の発光効率が良くなる。
【0021】ここで、スイッチングトランジスタQ1,
Q2,Q3、チュークコイルL1,L2,L3、コンデ
ンサC5,C6,C7、ダイオードD1等は高周波的に
動作する部品であるので、これらの部品及びこれらに接
続されるプリント配線パターンなどの配線はノイズ源と
して扱われる。
【0022】また、制御回路CCの各端子周辺の部品に
ついて見れば、抵抗R4、コンデンサC10はスイッチ
ングトランジスタQ1のターンオン時のスパイク電流を
除去するフィルタの役目を果たし、また、抵抗R11,
R12、コンデンサC11はリップルを除去するフィル
タの役目を果たしている。
【0023】チョークコイルL1の2次巻線L11はス
イッチングトランジスタQ1がオフしている間にそのコ
イルL1に流れる電流がゼロになることを検出してお
り、ゼロ電流が検出するまでスイッチングトランジスタ
Q1は制御回路CCによりターンオンされない。抵抗R
3によりスイッチングトランジスタQ1に流れるスイッ
チング電流の大きさを検出しており、この電流が入力電
圧、出力電圧などにより設定された値に達すると、スイ
ッチングトランジスタQ1は制御回路CCによりターン
オフされる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】このような装置を、図
4に示すように、プリント基板BA上に実装した場合、
すなわち、制御回路CCの端子6を接地ラインGLに接
続する接続点XとスイッチングトランジスタQ3のソー
ス端子を接地ラインGLに接続する接続点Yとの間に他
の部品Wを接地する接続点Zが存在するように実装した
場合、制御回路CCの各端子に印加する信号電圧がコン
マ数V〜数V程度と小さいため、インバータ回路部によ
り発生するノイズにより制御回路CCの各端子に印加す
る信号電圧が変化して誤動作を起こす問題があった。
【0025】このため、入力電流波形については図5の
(b) に示すように多くのノイズが乗ってしまったり、ゼ
ロクロス部のつながりが悪くなってしまうなどの現象が
現われ、その結果、入力電流波形の改善という本来の課
題を充分に達成できない問題やコイル部品からうなり音
が発生するという問題があった。なお、図5の(a) は入
力電圧波形である。
【0026】特に、インバータ回路部分のトランジスタ
で発生するノイズは、他の高周波動作のコンデンサ等で
発生するノイズよりも非常に大きいため問題となる。す
なわち、制御回路CCの接地接続点Xとスイッチングト
ランジスタQ3の接地接続点Yとの間に他の部品Wの接
地接続点Z(実際にはこの接続点Zは多数存在する。)
が存在すると、この接続点Zからノイズが回路中を駆け
巡ることになり、上述した問題が発生することになる。
【0027】そこで本発明は、回路に発生するノイズに
より昇圧チョッパ回路を駆動制御する制御回路が誤動作
するのを防止し、入力電流波形の改善を確実に図ること
ができる電力変換装置を提供する。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明は、商用交流電源
を全波整流する整流回路と、昇圧チョッパ回路及びこの
昇圧チョッパ回路を駆動制御する制御回路からなり、整
流回路出力をアクティブ平滑するチョッパ平滑回路と、
このチョッパ平滑回路出力によりスイッチングトランジ
スタをスイッチング動作して高周波電圧を発生するイン
バータ回路とからなり、整流回路、チョッパ平滑回路及
びインバータ回路を構成する各回路部品を回路基板上に
一体的に実装するとともにチョッパ平滑回路の制御回路
の一部及びインバータ回路のスイッチングトランジスタ
の一部を接地した電力変換装置において、チョッパ平滑
回路の制御回路の接地点、もしくはその接地点近傍とイ
ンバータ回路のスイッチングトランジスタの接地点の間
に他の回路部品の接地点を介在すること無く直接接地ラ
インで接続したものである。
【0029】
【作用】このような構成の発明においては、チョッパ平
滑回路の制御回路の接地点、もしくはその接地点近傍と
インバータ回路のスイッチングトランジスタの接地点の
間に他の回路部品の接地点を介在すること無く直接接地
ラインで接続しているので、インバータ回路のスイッチ
ングトランジスタで発生する大きなノイズが回路中を駆
け巡るのを防止できる。これにより制御回路が誤動作す
るのを防止できる。
【0030】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、本実施例は本発明を放電灯点灯装置に適用
したものについて述べ、その回路構成は図3と同様であ
る。
【0031】図1に示すように、プリント基板BAに、
装置を構成するヒューズF、雑音防止フィルタFI、全
波整流ダイオードブリッジ回路DB、平滑コンデンサC
2、チョークコイルL1,L2,L3、スイッチングト
ランジスタQ1,Q2,Q3、制御回路CC等の回路部
品を実装している。すなわち、ヒューズF、雑音防止フ
ィルタFI、チョークコイルL1をプリント基板BAの
一方の側に実装し、チョークコイルL2,L3をプリン
ト基板BAの他方の側に実装している。また、平滑コン
デンサC2をプリント基板BAの中央部に実装してい
る。
【0032】また、ダイオードブリッジ回路DBとスイ
ッチングトランジスタQ1をプリント基板BAの一方の
側の縁部に取付けた放熱板RA1に固定し、スイッチン
グトランジスタQ2,Q3をプリント基板BAの他方の
側の縁部に取付けた放熱板RA2に固定し、かつ制御回
路CCをチョークコイルL1と平滑コンデンサC2との
間に位置して実装している。
【0033】そして、制御回路CCの端子6を接地ライ
ンに接続する接続点XとスイッチングトランジスタQ3
のソース端子を接地ラインに接続する接続点Yとを接地
ラインGL0 で直接接続し、その接地ラインGL0 の途
中には他の部品の接地端子が全く接続しないようにして
いる。
【0034】そして、制御回路CCの端子6を接地ライ
ンに接続する接続点Xとダイオードブリッジ回路DBを
接地ラインに接続する接続点Uとを接地ラインGL1 で
接続し、その接地ラインGL1 に他の部品Wの接地端子
Zを接続している。
【0035】インバータ回路INは、スイッチング動作
により昇圧チョッパ回路CHの直流出力を高周波電圧に
変換するスイッチングトランジスタQ2,Q3及び高周
波動作するコンデンサC7等の電子部品を有している。
【0036】そして、大きなノイズの発生源であるイン
バータ回路部のスイッチングトランジスタQ3のソース
端子が接地ラインGL0 と接続する接続点Yと制御回路
CCの端子6が接地ラインGL0 と接続する接続点Xと
の間に他の回路部品の接地接続点を接続していないの
で、スイッチングトランジスタQ3のスイッチング動作
で発生する大きなノイズが回路中を駆け巡るのを防止で
きる。従って、制御回路CCの各端子に入力される微小
信号へのノイズの影響を極力抑えることができる。
【0037】従って、制御回路CCの誤動作を防止する
ことができ、入力電流波形の改善を確実に図ることがで
きる。すなわち、入力電圧波形は図2の(a) に示すよう
になり、また、入力電流波形は図2の(b) に示すように
なり、入力電流波形としてノイズがほとんど乗らない波
形が得られる。
【0038】このように入力電流波形の改善が図れるの
で、回路の安定性及び信頼性を向上できる。
【0039】なお、この実施例ではインバータ回路とし
てハーフブリッジ形のインバータ回路を使用したが必ず
しもこのインバータ回路に限定するものでないのは勿論
である。
【0040】また、この実施例ではスイッチングトラン
ジスタQ3のソース端子が接地ラインGL0 と接続する
接続点Yと制御回路CCの端子6が接地ラインGL0 と
接続する接続点Xとの間に他の回路部品の接地接続点が
介在しないようにしたが必ずしもこれに限定するもので
はなく、接続点Yと接続点Xの近傍とを接地ラインGL
0 で直接接続し。その間に他の回路部品の接地接続点が
介在しないようにしても同様の効果が得られる。
【0041】
【発明の効果】以上、本発明によれば、回路に発生する
ノイズにより昇圧チョッパ回路を駆動制御する制御回路
が誤動作するのを防止し、入力電流波形の改善を確実に
図ることができる電力変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路部品の実装図。
【図2】同実施例の入力電圧波形及び入力電流波形を示
す図。
【図3】電力変換装置を適用した放電灯点灯装置の一例
を示す回路図。
【図4】従来例を示す回路部品の実装図。
【図5】同従来例の入力電圧波形及び入力電流波形を示
す図。
【符号の説明】
DB…全波整流ダイオードブリッジ回路 CH…昇圧チョッパ回路 CC…制御回路 C2…平滑コンデンサ IN…インバータ回路 Q1,Q2,Q3…スイッチングトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用交流電源を全波整流する整流回路
    と、昇圧チョッパ回路及びこの昇圧チョッパ回路を駆動
    制御する制御回路からなり、前記整流回路出力をアクテ
    ィブ平滑するチョッパ平滑回路と、このチョッパ平滑回
    路出力によりスイッチングトランジスタをスイッチング
    動作して高周波電圧を発生するインバータ回路とからな
    り、前記整流回路、チョッパ平滑回路及びインバータ回
    路を構成する各回路部品を回路基板上に一体的に実装す
    るとともに前記チョッパ平滑回路の制御回路の一部及び
    前記インバータ回路のスイッチングトランジスタの一部
    を接地した電力変換装置において、前記チョッパ平滑回
    路の制御回路の接地点、もしくはその接地点近傍と前記
    インバータ回路のスイッチングトランジスタの接地点の
    間に他の回路部品の接地点を介在すること無く直接接地
    ラインで接続したことを特徴とする電力変換装置。
JP6117196A 1994-05-30 1994-05-30 電力変換装置 Pending JPH07327376A (ja)

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