JPH0733438Y2

JPH0733438Y2 - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JPH0733438Y2
Application number: JP4221388U
Authority: JP
Inventors: 浩行迫; 章雄奥出
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2003-03-28
Also published as: JPH01145091U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、例えば放電ランプを高周波点灯させるのに
使用するスイッチング電源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

スイッチング電源装置を含んで構成される従来の放電灯
点灯装置は、第４図に示すように、交流電源ACの交流電
圧をダイオードブリッジDBで整流したのち、コンデンサ
Ｃで平滑して例えばインバータ式点灯回路Ｘに給電し、
インバータ式点灯回路Ｘから発生する高周波電圧を放電
ランプからなる負荷ｌに加えることにより、負荷ｌを高
周波点灯させるようになっている。

この場合、インバータ式点灯回路Ｘには、スイッチング
回路と、このスイッチング回路をオンオフ駆動する駆動
回路と、調光制御，異常時発振停止等を行う制御回路
と、スイッチング回路を通して給電される負荷ｌの状態
を検出する検出回路とを有している。

この放電灯点灯装置は、１枚の回路基板上に、ダイオー
ドブリッジDBと、コンデンサＣと、インバータ式点灯回
路Ｘを構成するスイッチング回路，駆動回路，制御回
路，検出回路とを一体的に配置していた。

〔考案が解決しようとする課題〕

このスイッチング電源装置は、スイッチング回路の近傍
に例えば制御回路のグラウンドラインが配置されること
がある。この場合に、スイッチング回路中のスイッチン
グ素子が高電圧，高周波でオンオフしていることから、
高周波のスイッチングノイズが発生し、このスイッチン
グノイズがグラウンドラインを通して制御回路に伝達さ
れ、この結果制御回路が誤動作するおそれがある。

また、駆動回路のグラウンドラインがスイッチング素子
の近傍に配置されると、駆動回路が誤動作するおそれが
ある。

さらに、全体的に見て、グラウンドラインがスイッチン
グ素子の近傍に配置されると、高周波のスイッチングノ
イズがグラウンドラインに重畳されて電源に帰還し、端
子雑音が大きくなるという問題がある。

また、回路基板上に連続したグラウンドラインがパター
ン形成されていて、例えば蛍光灯器具の細型の器具本体
に回路基板を組み込む場合に、回路基板の形状が器具本
体の形状に制限され、回路基板を細幅にする必要があ
る。ところが、この場合にグラウンドラインの連続パタ
ーン形成がネックとなって回路基板のパターン設計が困
難であるという問題があった。

この考案の目的は、スイッチング回路から発生するスイ
ッチングノイズによる他の回路の誤動作を防止すること
ができるとともに、端子雑音を低減することができ、さ
らに回路基板のパターン設計を容易に行うことができる
スイッチング電源装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案のスイッチング電源装置は、交流電圧を直流電
圧に変換する電源回路と、この電源回路より出力される
電圧を継続するスイッチング回路と、このスイッチング
回路をオンオフ駆動するとともに電源回路からスイッチ
ング回路を通して給電される負荷の状態を検出する駆動
検出回路と、スイッチング回路のスイッチング動作を制
御する制御回路とを備えている。

そして、電源回路とスイッチング回路と駆動検出回路と
を主回路基板上に分離形成するとともに、制御回路を主
回路基板とは別の制御回路基板上に形成し、さらに主回
路基板上の電源回路のグラウンドラインに制御回路基板
上の制御回路のグラウンドラインの一端を接続し、制御
回路基板上の制御回路のグラウンドラインの他端に主回
路基板上の駆動検出回路のグラウンドラインを接続して
いる。

〔作用〕

この考案の構成によれば、電源回路とスイッチング回路
と駆動検出回路とが主回路基板上で分離形成され、また
制御回路が主回路基板とは別の制御回路基板上に形成さ
れているので、スイッチング回路からスイッチングノイ
ズが発生しても、このスイッチングノイズは、駆動検出
回路および制御回路に伝達されにくくなり、この結果駆
動検出回路および制御回路のスイッチングノイズによる
誤動作が低減される。

また、主回路基板上の電源回路のグラウンドラインに制
御回路基板上の制御回路のグラウンドラインの一端が接
続され、制御回路基板上の制御回路のグラウンドライン
の他端が主回路基板上の駆動検出回路のグラウンドライ
ンに接続されているので、主回路基板上で電源回路のグ
ラウンドラインと駆動検出回路のグラウンドラインとを
配線パターンで接続する必要がなくなり、主回路基板の
パターン設計が容易になる。

さらに、駆動検出回路のグラウンドラインおよび制御回
路のグラウンドラインがスイッチング回路から離れるこ
とになり、両グラウンドラインにスイッチングノイズが
重畳することが少なくなり、端子雑音が抑制される。

〔実施例〕

この考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説
明する。すなわち、このスイッチング電源装置は、第１
図および第２図に示すように、交流電源ACの交流電圧を
直流電圧に変換する電源回路１と、この電源回路１より
出力される電圧を断続するスイッチング回路２と、この
スイッチング回路２をオンオフ駆動するとともに電源回
路１からスイッチング回路２を通して給電される負荷３
の状態を検出する駆動検出回路４と、駆動検出回路４の
検出出力に基づいてスイッチング回路２のスイッチング
動作を制御する制御回路５とを備えている。

そして、電源回路１とスイッチング回路２と駆動検出回
路４とを主回路基板６上に分離形成するとともに、制御
回路５を主回路基板６とは別の制御回路基板７上に形成
し、さらに主回路基板６上の電源回路１のグラウンドラ
イン1aに制御回路基板７上の制御回路５のグラウンドラ
イン5aの一端を接続し、制御回路基板７上の制御回路５
のグラウンドライン5aの他端に主回路基板６上の駆動検
出回路４のグラウンドライン4aを接続している。

この場合、スイッチング回路２は、例えばインバータ回
路からなり、共振回路等も必要に応じて合わせて回路接
続されている。また、負荷３は、蛍光ランプ等の放電ラ
ンプからなる。

また、駆動検出回路４は、スイッチング回路２を高周波
でオンオフ駆動する駆動回路と、スイッチング回路２か
ら高周波電力が供給される負荷３の状態を検出する検出
回路とからなる。なお、検出回路は、例えば負荷３であ
る放電ランプの有無，放電ランプの寿命末期の検出を行
う。

また、制御回路５は、例えば放電ランプの調光制御や異
常時の発振停止制御等を行う。

また、制御回路基板７は、第２図に示すように、細幅で
周縁部に端子を設けてあり、主回路基板６に浮いた状態
で搭載されて、主回路基板６の配線パターンに対し端子
が半田付け等によって接続されている。また、制御回路
基板７上の制御回路５のグラウンドライン5aは、電源回
路１のグラウンドライン1aに駆動検出回路４のグラウン
ドラインを接続するためのジャンパ線としての機能を果
たすことになる。このグラウンドライン5aは、制御回路
５および駆動検出回路４の消費電力を小さく、パターン
幅を細くすることができるとともに配線パターン間の距
離も小さくすることができ、制御回路基板６上での配線
パターンの引き回しが十分に可能である。

主回路基板６は、細幅で中間部分にスイッチング回路２
と制御回路基板７とを幅方向に並べて搭載してあり、ま
た一端部に電源回路１を搭載するとともに他端部に駆動
検出回路４を搭載してあり、一端部に交流電源ACに接続
するための端子８を設け、他端部に負荷３に接続するた
めの端子９を設けている。この際、駆動検出回路４はス
イッチング回路２中のスイッチング素子からできるだけ
離隔した状態に配置している。

また、主回路基板６において、スイッチング回路２中の
グラウンドラインは最少限にとどめ、特にスイッチング
素子の近傍にはグラウンドラインを配線しないようにし
ている。

このスイッチング電源装置によれば、電源回路１とスイ
ッチング回路２と駆動検出回路４とが主回路基板６上で
分離形成され、また制御回路５が主回路基板６とは別の
制御回路基板７上に形成され、さらに制御回路基板７が
主回路基板６に搭載されているので、スイッチング回路
２中のスイッチング素子からスイッチングノイズが発生
しても、このスイッチングノイズは、駆動検出回路４お
よび制御回路５に伝達されにくくなり、この結果駆動検
出回路４および制御回路５のスイッチングノイズによる
誤動作が低減される。

また、駆動検出回路４のグラウンドラインおよび制御回
路４のグラウンドラインがスイッチング回路２から離れ
ることになり、両グラウンドラインにスイッチングノイ
ズが重畳することが少なくなり、端子雑音が抑制され
る。

さらに、主回路基板６上の電源回路１のグラウンドライ
ンに制御回路基板７上の制御回路５のグラウンドライン
の一端が接続され、制御回路基板７上の制御回路５のグ
ラウンドラインの他端が主回路基板６上の駆動検出回路
４のグラウンドラインに接続されているので、主回路基
板６上で電源回路１のグラウンドラインと駆動検出回路
４のグラウンドラインとを配線パターンで接続する必要
がなくなり、例えば蛍光灯器具に蛍光ランプの高周波点
灯用に組み込む場合のように細幅の主回路基板６が必要
とされる場合でも、主回路基板６のパターン設計が容易
になり、また電子部品の高密度実装設計も容易になる。

第３図は第１図および第２図のスイッチング電源装置の
具体構成の一例を示す回路図であり、この回路について
説明を加える。

このスイッチング電源装置は、交流電源ACの交流電圧が
ヒューズF,雑音防止フィルタL₁雑音防止コンデンサC₁を
介してダイオードブリッシDBに加えられて全波整流さ
れ、さらに平滑コンデンサC₅で平滑されて、平坦な直流
電圧となる。そして、その直流電圧はスイッチング回路
２中のトランジスタからなるスイッチング素子Q₂，Q₃に
加えられる。

交流電源ACが投入されると、抵抗R₁を通してコンデンサ
C₂が充電され、コンデンサC₂の充電電圧がダイアックQ₁
のブレークオーバー電圧に達した時にコンデンサC₂に充
電されていた電荷がスイッチング素子Q₃である発振トラ
ンジスタのベース・エミッタ間を通して放電する。この
電流により、スイッチング素子Q₃が導通し、スイッチン
グ回路（インバータ回路）２の発振動作が開始する。

スイッチング素子Q₃がオンのとき、負荷電流は、電源
（平滑コンデンサC₅より前段の部分）１→コンデンサC₃
→負荷３→検出トランスT₂の巻線n₁→共振用チョークコ
イルL₂→駆動トランスT₁の巻線n₁→スイッチング素子Q₃
→電源１のコンデンサC₃の充電経路で流れる。

やがて、スイッチング素子Q₃が飽和し、駆動トランスT₂
の誘起電圧の極性が反転すると、スイッチング素子Q₃が
遮断してスイッチング素子Q₂である発振トランジスタが
導通することになる。このとき、負荷電流は、コンデン
サC₃→スイッチング素子Q₂→駆動トランスT₁の巻線n₁→
共振用チョークコイルL₂→検出トランスT₂の巻線n₁→負
荷３→コンデンサC₃のコンデンサC₃の放電経路で流れ
る。

そして、上記両経路の電流でもって負荷３である放電ラ
ンプが点灯することになる。

なお、D₁，D₂はスイッチング素子Q₂，Q₃の逆電流バイパ
ス用のダイオード、C₄は共振用コンデンサ、C₅は負荷３
の始動用コンデンサ、R₂，R₃はスイッチング素子Q₂，Q₃
である発振トランジスタのベース抵抗である。

つぎに、制御回路５について説明する。

この制御回路５は、第３図において破線で囲んだ部分で
あり、〜は制御回路基板７に設けられた番ピンな
いし番ピンを示し、これらの番ピンないし番ピン
は、主回路基板６上において配線パターンに接続され
る。

番ピンは、グラウンド端子を構成し、制御回路５のグ
ラウンドライン5aの一端に設けられ、電源回路１のグラ
ウンドライン1aに接続される。

番ピンは、グラウンド端子を構成し、制御回路５のグ
ラウンドライン5aの他端に設けられ、駆動検出回路４の
グラウンドライン4aに接続される。

番ピンは、制御回路５の電源入力端子を構成し、電源
回路１に接続されている。そして、交流電源ACの電圧を
ダイオードD₅で整流しツェナーダイオードZD₁で定電圧
化した直流電圧が印加される。なお、R₅は抵抗、C₆は平
滑コンデンサである。

番ピンは、調光制御出力端子を構成し、スイッチング
素子Q₃である発振トランジスタのベースに接続され、ま
た調光制御トランジスタQ₁₀₁のコレクタに接続されてい
る。C₁₀₁は、調光制御トランジスタQ₁₀₁のベース・エミ
ッタ間に接続されたコンデンサである。

番ピンは信号入力端子を構成し、検出トランスT₂の巻
線n₂の一端にスイッチSWを介して接続され、スイッチSW
がオンになると、検出トランスT₂の巻線n₂に誘起される
電圧をダイオードD₁₀₁により整流した電圧により、抵抗
R₁₀₁を介して前記の調光制御トランジスタQ₁₀₁のベース
を駆動して調光制御を行う。なお、巻線n₂の他端はグラ
ウンドライン4aに接続されている。

番ピンは、発振停止制御出力端子を構成し、スイッチ
ング素子Q₂，Q₃に接続される巻線n₂，n₃の他に、駆動ト
ランスT₁に設けた巻線n₄の一端にダイオードD₃を介して
接続されている。なお、巻線n₄の他端はグラウンドライ
ン4aに接続され、また発振停止用トランジスタQ₁₀₂のコ
レクタに接続されている。

番ピンは、信号入力端子を構成し、コンデンサC₃と共
振用コンデンサC₄との交点にダイオードD₄および抵抗R₄
を介して接続されている。そして、コンデンサC₃と共振
用コンデンサC₄との交点の電位をダイオードD₄および抵
抗R₄を通して整流した直流電圧が番ピンに加えられ、
この電圧が抵抗R₁₀₄，R₁₀₅で分圧されるとともにコンデ
ンサC₁₀₃で平滑されてトランジスタQ₁₀₃のベースに加え
られる。

以上の構成の結果、負荷３が正常に接続されて正常点灯
しているときは、コンデンサC₃と共振用コンデンサC₄の
交点の電圧が十分に高く、トランジスタQ₁₀₃が導通して
発振停止用トランジスタQ₁₀₂が遮断する。したがって、
スイッチング素子Q₂，Q₃が発振動作を行う。

ところが、負荷３が外されると、コンデンサC₃と共振用
コンデンサC₄の交点の電圧が零Ｖ近傍まで低下し、トラ
ンジスタQ₁₀₃が遮断し、したがって発振停止用トランジ
スタQ₁₀₂が導通することになる。この結果、駆動トラン
スT₁の巻線n₄の両端間が短絡され、駆動トランスT₁が飽
和することになり、発振動作が停止することになる。

R₁₀₂，R₁₀₃は抵抗、C₁₀₂はコンデンサである。

なお、第３図の回路は、自励式直列インバータ方式のも
のについて説明したが、スイッチングのための回路構成
は上記に限定されることはなく、どのような回路方式で
もよい。また、制御回路５についても、上記では調光制
御および無負荷時発振停止を行う点を示したが、これに
限られることはない。

〔考案の効果〕

この考案のスイッチング電源装置によれば、電源回路と
スイッチング回路と駆動検出回路とを主回路基板上で分
離形成し、制御回路を主回路基板とは別の制御回路基板
上に形成したので、スイッチング回路中のスイッチング
素子から発生するスイッチングノイズの駆動検出回路お
よび制御回路への伝達が抑制され、駆動検出回路および
制御回路のスイッチングノイズによる誤動作が低減され
る。

また、主回路基板上の電源回路のグラウンドラインに制
御回路基板上の制御回路のグラウンドラインの一端を接
続し、制御回路基板上の制御回路のグラウンドラインの
他端を主回路基板上の駆動検出回路のグラウンドライン
に接続したので、主回路基板上で電源回路のグラウンド
ラインと駆動検出回路のグラウンドラインとを配線パタ
ーンで接続する必要がなくなり、主回路基板のパターン
設計が容易になる。

さらに、駆動検出回路のグラウンドラインおよび制御回
路のグラウンドラインがスイッチング回路から離れるの
で、両グラウンドラインへのスイッチングノイズの重畳
を抑制でき、この結果端子雑音を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は回路基板上の各回路の配置をしめす概略図、第
３図は上記実施例の具体回路構成を示す回路図、第４図
は従来例の構成を示すブロック図である。１……電源回路、1a……グラウンドライン、２……スイ
ッチング回路、３……負荷、４……駆動検出回路、4a…
…グラウンドライン、５……制御回路、5a……グラウン
ドライン、６……主回路基板、７……制御回路基板

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】交流電圧を直流電圧に変換する電源回路
と、この電源回路より出力される電圧を断続するスイッ
チング回路と、このスイッチング回路をオンオフ駆動す
るとともに前記電源回路から前記スイッチング回路を通
して給電される負荷の状態を検出する駆動検出回路と、
前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御する制
御回路とを備え、前記電源回路と前記スイッチング回路と前記駆動検出回
路とを主回路基板上に分離形成するとともに、前記制御
回路を前記主回路基板とは別の制御回路基板上に形成
し、前記主回路基板上の電源回路のグラウンドラインに前記
制御回路基板上の制御回路のグラウンドラインの一端を
接続し、前記制御回路基板上の制御回路のグラウンドラ
インの他端に前記主回路基板上の駆動検出回路のグラウ
ンドラインを接続したスイッチング電源装置。