JPH10191649A

JPH10191649A - 電源装置

Info

Publication number: JPH10191649A
Application number: JP8348290A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hiraoka; 敏行平岡; Masahiro Sugiyama; 正洋杉山; Hiroshi Kubota; 洋久保田; Tetsushi Takeda; 哲史武田; Kazuyuki Yamamoto; 一行山本
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化を可能にした電源装置を提供する。【解決手段】インバータ回路４のトランジスタQ1がス
イッチング動作して発振動作すると、共振インダクタL3
と共振コンデンサC4との共振作用により高周波電圧が発
生し、共振コンデンサC4に高周波電圧を誘起する。全波
整流回路２の脈流電圧が充電用コンデンサC3の充電電圧
より高い区間の任意の時間部分では、インバータ回路４
のトランジスタQ1がオンすると、充電用コンデンサC3を
充電する。トランジスタQ1がオフすると、インダクタL1
に蓄えられた磁気エネルギにより、インダクタL1に電流
が流れ続けるため、充電用コンデンサC3をさらに充電す
る。第３のダイオードD3により、第２のダイオードD2に
流れる電圧が低くなるため、素子の小型化が可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力電流の高調波
を低減した電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置としては
たとえば特開平５−２１１７７４号公報に記載の構成が
知られている。この特開平５−２１１７７４号公報に記
載の放電灯点灯装置は、商用交流電源に全波整流回路が
接続され、この全波整流回路の出力端子には、共振コン
デンサおよびインバータトランスの並列共振回路とトラ
ンジスタとが直列に接続されてインバータ回路が構成さ
れている。また、全波整流回路には、充電用コンデン
サ、インダクタおよび第１のダイオードの直列回路、イ
ンダクタおよび第１のダイオードとトランジスタとの間
に接続された第２のダイオードを有する部分平滑回路が
接続され、インバータトランスには、蛍光ランプが接続
されている。

【０００３】そうして、トランジスタを高周波スイッチ
ング動作し、インバータトランスに高周波交流電圧を誘
起させ、高周波交流電流で蛍光ランプを高周波点灯させ
る。

【０００４】すなわち、全波整流回路の電圧が高い区間
にトランジスタがオンしたときに、全波整流回路、充電
用コンデンサ、インダクタ、第２のダイオード、トラン
ジスタおよび全波整流回路で充電用コンデンサを充電す
る。また、トランジスタがオフすると、インダクタの磁
気エネルギは第２のダイオードを介して流れ続ける。そ
して、インダクタの磁気エネルギが放出されると、第２
のダイオードはオフしてトランジスタの電圧は第２のダ
イオードに印加される。このとき、充電用コンデンサに
はトランジスタのオン、オフの比率により、全波整流回
路の出力電圧より低い電圧が充電される。また、充電用
コンデンサの充電電圧よりも入力電圧が低くなると、充
電用コンデンサは第１のダイオードおよびインダクタを
介してインバータ回路に充電エネルギを放出し、インバ
ータ回路にはほぼ直流に近い電圧を供給し、力率を改善
して０．９程度に向上している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−２１１７７４号公報に記載の放電灯点灯装置
は、充電用コンデンサを充電する区間では、トランジス
タがオフしたときに、インダクタを通って充電用コンデ
ンサを充電した電流は、トランジスタがオフしたとき
に、インダクタの磁気エネルギによりインダクタ、第２
のダイオード、共振コンデンサおよび充電用コンデンサ
で電流が流れるため、インバータ回路の発振エネルギと
別のエネルギとが共振コンデンサに流れ込むことにな
る。また、第２のダイオードがオンしている間の第１の
ダイオードの電圧は、トランジスタの電圧になりインダ
クタにも充電用コンデンサの充電電圧が差し引かれた値
の電圧が印加され、それぞれの素子の耐電圧を向上させ
なければならず、小型化を図りにくい問題を有してい
る。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、小型化を可能にした電源装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源装置
は、交流電源からの交流を整流する整流手段と、共振コ
ンデンサおよび共振インダクタを有する並列共振回路、
この並列共振回路に直列に接続されたスイッチング素子
を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作によ
り高周波電圧を発生するインバータ回路と、インダク
タ、前記整流手段の出力の最大瞬時電圧値より低い電圧
で充電する充電用コンデンサおよびこの充電用コンデン
サの放電電流の極性で接続された第１のダイオードの直
列回路、前記インダクタおよび前記第１のダイオードと
前記スイッチング素子との間に接続され前記充電用コン
デンサの充電電流を流す極性で接続された第２のダイオ
ード、および、前記充電用コンデンサおよびインダクタ
に対して並列に接続され前記充電用コンデンサの充電時
に前記インダクタに蓄積された磁気エネルギを前記充電
用コンデンサに流す極性の第３のダイオードを有する部
分平滑回路とを具備したものである。そして、充電用コ
ンデンサおよびインダクタの直列回路に第３のダイオー
ドを介してインダクタに充電された電圧を充電用コンデ
ンサに戻し、充電用コンデンサの充電期間でスイッチン
グ素子がオフしたときにインダクタの磁気エネルギはイ
ンダクタ、第３のダイオードおよび充電用コンデンサの
経路で充電用コンデンサをさらに充電し、第２のダイオ
ードに流れる電流は充電期間のスイッチング素子がオン
している間のみになり、スイッチング素子がオフしたと
きにスイッチング素子に発生する電圧は第２のダイオー
ドにすべてかかり、第１のダイオードおよびインダクタ
にかかる電圧が低減され、耐電圧を低下して小型化を図
れる。

【０００８】請求項２記載の電源装置は、交流電源から
の交流を整流する整流手段と、この整流手段の出力端子
に並列に接続された第１のコンデンサと、この第１のコ
ンデンサの一端に順極性で直列に接続されたダイオード
と、このダイオードを介して前記第１のコンデンサに並
列に接続された第２のコンデンサと、共振コンデンサお
よび共振インダクタを有する並列共振回路、この並列共
振回路に直列に接続されたスイッチング素子を有し、前
記スイッチング素子のスイッチング動作により高周波電
圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整流
手段の出力の最大瞬時電圧値より低い電圧で充電する充
電用コンデンサおよびこの充電用コンデンサの放電電流
の極性で接続された第１のダイオードの直列回路、前記
インダクタおよび前記第１のダイオードと前記スイッチ
ング素子との間に接続され前記充電用コンデンサの充電
電流を流す極性で接続された第２のダイオード、およ
び、前記充電用コンデンサおよびインダクタに対して並
列に接続され前記充電用コンデンサの充電時に前記イン
ダクタに蓄積された磁気エネルギを前記充電用コンデン
サに流す極性の第３のダイオードを有する部分平滑回路
とを具備したものである。そして、インバータ回路は整
流手段の出力レベルが充電用コンデンサの充電レベル以
上のときには第１のコンデンサおよび第２のコンデンサ
から入力電流を供給し、整流手段の出力レベルが充電用
コンデンサの充電レベルより低いときには部分平滑回路
から入力電流を供給し、スイッチング素子のスイッチン
グ動作により並列共振回路および第２の共振コンデンサ
を共振動作させて高調波を低減させるとともに、充電用
コンデンサおよびインダクタの直列回路に第３のダイオ
ードを介してインダクタに充電された電圧を充電用コン
デンサに戻し、充電用コンデンサの充電期間でスイッチ
ング素子がオフしたときにインダクタの磁気エネルギは
インダクタ、第３のダイオードおよび充電用コンデンサ
の経路で充電用コンデンサをさらに充電し、第２のダイ
オードに流れる電流は充電期間のスイッチング素子がオ
ンしている間のみになり、スイッチング素子がオフした
ときにスイッチング素子に発生する電圧は第２のダイオ
ードにすべてかかり、第１のダイオードおよびインダク
タにかかる電圧が低減され、耐電圧を低下して小型化を
図れる。

【０００９】請求項３記載の電源装置は、交流電源に接
続された第１のコンデンサと、この第１のコンデンサに
接続された整流手段と、この整流手段に接続された第２
のコンデンサと、共振コンデンサおよび共振インダクタ
を有する並列共振回路、この並列共振回路に直列に接続
されたスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子
のスイッチング動作により高周波電圧を発生するインバ
ータ回路と、インダクタ、前記整流手段の出力の最大瞬
時電圧値より低い電圧で充電する充電用コンデンサおよ
びこの充電用コンデンサの放電電流の極性で接続された
第１のダイオードの直列回路、前記インダクタおよび前
記第１のダイオードと前記スイッチング素子との間に接
続され前記充電用コンデンサの充電電流を流す極性で接
続された第２のダイオード、および、前記充電用コンデ
ンサおよびインダクタに対して並列に接続され前記充電
用コンデンサの充電時に前記インダクタに蓄積された磁
気エネルギを前記充電用コンデンサに流す極性の第３の
ダイオードを有する部分平滑回路とを具備したものであ
る。そして、インバータ回路は整流手段の出力レベルが
充電用コンデンサの充電レベル以上のときには第１のコ
ンデンサおよび第２のコンデンサから入力電流を供給
し、整流手段の出力レベルが充電用コンデンサの充電レ
ベルより低いときには部分平滑回路から入力電流を供給
し、スイッチング素子のスイッチング動作により並列共
振回路および第２の共振コンデンサを共振動作させて高
調波を低減させるとともに、充電用コンデンサおよびイ
ンダクタの直列回路に第３のダイオードを介してインダ
クタに充電された電圧を充電用コンデンサに戻し、充電
用コンデンサの充電期間でスイッチング素子がオフした
ときにインダクタの磁気エネルギはインダクタ、第３の
ダイオードおよび充電用コンデンサの経路で充電用コン
デンサをさらに充電し、第２のダイオードに流れる電流
は充電期間のスイッチング素子がオンしている間のみに
なり、スイッチング素子がオフしたときにスイッチング
素子に発生する電圧は第２のダイオードにすべてかか
り、第１のダイオードおよびインダクタにかかる電圧が
低減され、耐電圧を低下して小型化を図れる。

【００１０】請求項４記載の電源装置は、交流電源から
の交流を整流する整流手段と、この整流手段の出力端子
に並列に接続された第１のコンデンサと、この第１のコ
ンデンサに接続されたダイオードと、このダイオードに
並列に接続された第２のコンデンサと、共振コンデンサ
および共振インダクタを有する並列共振回路、この並列
共振回路に直列に接続されたスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子のスイッチング動作により高周波
電圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整
流手段の出力の最大瞬時電圧値より低い電圧で充電する
充電用コンデンサおよびこの充電用コンデンサの放電電
流の極性で接続された第１のダイオードの直列回路、前
記インダクタおよび前記第１のダイオードと前記スイッ
チング素子との間に接続され前記充電用コンデンサの充
電電流を流す極性で接続された第２のダイオード、およ
び、前記充電用コンデンサおよびインダクタに対して並
列に接続され前記充電用コンデンサの充電時に前記イン
ダクタに蓄積された磁気エネルギを前記充電用コンデン
サに流す極性の第３のダイオードを有する部分平滑回路
とを具備したものである。そして、インバータ回路は整
流手段の出力レベルが充電用コンデンサの充電レベル以
上のときには第１のコンデンサおよび第２のコンデンサ
から入力電流を供給し、整流手段の出力レベルが充電用
コンデンサの充電レベルより低いときには部分平滑回路
から入力電流を供給し、スイッチング素子のスイッチン
グ動作により並列共振回路および第２の共振コンデンサ
を共振動作させて高調波を低減させるとともに、充電用
コンデンサおよびインダクタの直列回路に第３のダイオ
ードを介してインダクタに充電された電圧を充電用コン
デンサに戻し、充電用コンデンサの充電期間でスイッチ
ング素子がオフしたときにインダクタの磁気エネルギは
インダクタ、第３のダイオードおよび充電用コンデンサ
の経路で充電用コンデンサをさらに充電し、第２のダイ
オードに流れる電流は充電期間のスイッチング素子がオ
ンしている間のみになり、スイッチング素子がオフした
ときにスイッチング素子に発生する電圧は第２のダイオ
ードにすべてかかり、第１のダイオードおよびインダク
タにかかる電圧が低減され、耐電圧を低下して小型化を
図れる。

【００１１】請求項５記載の電源装置は、請求項１ない
し４いずれか記載の電源装置において、インバータ回路
の駆動周波数を発振開始時に通常時に比べて高い周波数
に設定する制御回路を具備したもので、インバータ回路
の発振開始時に通常時よりもスイッチング素子の発振周
波数を高くすることにより、部分平滑回路の充電用コン
デンサが所定の電圧値に充電されるまでの間は、充電用
コンデンサ、インダクタ、第１のダイオードおよびスイ
ッチング素子で流れる電流ピーク値を減少させ、スイッ
チング素子にかかるストレスを低減する。

【００１２】請求項６記載の電源装置は、請求項１ない
し５いずれか記載の電源装置において、充電用コンデン
サをインバータ回路の発振開始までに充電させる補助充
電回路を具備したもので、インバータ回路が動作する前
に補助充電回路で充電用コンデンサを充電するため、イ
ンバータ回路が発振を開始したときのスイッチング素子
などにかかるストレスを低減する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電源装置の一実施
の形態の放電灯点灯装置を図面を参照して説明する。

【００１４】図１に示すように、商用交流電源ｅにイン
ダクタL1およびコンデンサC1の高調波除去用のローパス
フィルタ１が接続され、このローパスフィルタ１にはダ
イオードブリッジの整流手段としての全波整流回路２の
入力端子が接続され、この全波整流回路２の出力端子に
は、高周波除去用のコンデンサC2が接続されている。

【００１５】また、このコンデンサC2には、部分平滑回
路３が接続され、この部分平滑回路３は、充電用コンデ
ンサC3、インダクタL2および第１のダイオードD1の直列
回路が接続され、インダクタL2および第１のダイオード
D1の接続点には第２のダイオードD2が接続され、インダ
クタL2および充電用コンデンサC3の直列回路に対して並
列に第３のダイオードD3が接続されている。

【００１６】さらに、部分平滑回路３には、インバータ
回路４が接続されている。このインバータ回路４は、共
振インダクタL3および第１の共振コンデンサC4の並列共
振回路５およびスイッチング素子となるトランジスタQ1
のコレクタ、エミッタが接続されている。また、トラン
ジスタQ1のベースには図示しない制御回路が接続されて
いる。

【００１７】またさらに、共振インダクタL3には、バラ
ストL4を介して放電ランプとしての蛍光ランプFLのフィ
ラメントFL1 ，FL2 が接続され、これらフィラメントFL
1 ，FL2 には始動用のコンデンサC6が接続されている。

【００１８】また、蛍光ランプFLなどで負荷回路６が構
成される。

【００１９】次に、上記実施の形態の動作について図２
を参照して説明する。

【００２０】まず、インバータ回路４のトランジスタQ1
がスイッチング動作して発振動作すると、共振インダク
タL3と共振コンデンサC4との共振作用により高周波電圧
が発生し、共振コンデンサC4に高周波電圧が誘起され
る。

【００２１】まず、全波整流回路２の脈流電圧が充電用
コンデンサC3の充電電圧より高い区間の任意の時間部分
では、インバータ回路４のトランジスタQ1がオンする
と、充電用コンデンサC3、インダクタL1、第２のダイオ
ードD2、トランジスタQ1および全波整流回路２の経路で
電流が流れ、充電用コンデンサC3が充電され、第２のダ
イオードD2には充電電流ＩD2が流れる。なお、この全波
整流回路２の電圧値が高い区間においては充電用コンデ
ンサC3からインバータ回路４側へは放電しない。

【００２２】そして、トランジスタQ1がオフすると、イ
ンダクタL1に蓄えられた磁気エネルギにより、インダク
タL1に電流が流れ続けるため、充電用コンデンサC3、イ
ンダクタL1および第３のダイオードD3の経路で充電用コ
ンデンサC3を充電する電流ＩD3が流れる。

【００２３】また、第１のダイオードD1には、第３のダ
イオードD3がオンしているときにコンデンサC2の両端電
圧から充電用コンデンサC3に充電されている電圧を差し
引いた値の電圧が印加され、第１のダイオードD1には電
圧ＶD1の波形の電圧が印加される。このように、第３の
ダイオードD3により、第２のダイオードD2に流れる電流
が小さくなるため、素子の小型化が可能になる。

【００２４】一方、全波整流回路２の脈流電圧が充電用
コンデンサC3の充電電圧より低い区間の任意の時間部分
では、充電用コンデンサC3からの放電によりインバータ
回路４が動作する。

【００２５】次に、他の実施の形態を図３を参照して説
明する。

【００２６】この図３に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、コンデンサC2に代えて、比較的容
量の大きな第１のコンデンサC11 を接続するとともに、
この第１のコンデンサC11 に対して並列にダイオードD1
1 および第１のコンデンサC11 より容量の小さな第２の
コンデンサC12 の直列回路を接続したものである。

【００２７】次に、この図３に示す実施の形態につい
て、図４を参照して説明する。

【００２８】まず、インバータ回路４のトランジスタQ1
がスイッチング動作して発振動作すると、共振コンデン
サC4および共振インダクタL3の共振作用により高周波電
圧が発生し、共振インダクタL3にも高周波電圧が誘起さ
れる。

【００２９】また、トランジスタQ1がオンすると、共振
インダクタL3に電流が流れるとともに充電用コンデンサ
C3、インダクタL1およびダイオードD3を介して電流が流
れて充電用コンデンサC3が充電される。そして、充電用
コンデンサC3に全波整流回路２からの脈流電圧のピーク
値よりも低い直流電圧を蓄えることができる。

【００３０】ここで、全波整流回路２の脈流電圧が充電
用コンデンサC3の充電電圧よりも高い区間と、低い区間
に分けて説明する。

【００３１】まず、全波整流回路２の脈流電圧が充電用
コンデンサC3の充電電圧より高い区間の任意の時間部分
において、インバータ回路４のトランジスタQ1がオンす
ると、共振用インダクタL3の電流の供給はほとんどが第
１のコンデンサC11 から、一部が第２のコンデンサC12
からされる。そして、第１のコンデンサC11 と第２のコ
ンデンサC12 との合成容量は、インバータ回路４が必要
とするエネルギーを与えるに十分な容量である。これら
第１のコンデンサC11 と第２のコンデンサC12とからの
電流供給に見合って商用交流電源ｅ側からエネルギが入
力電流となって流入する。そして、脈流電圧の変化に対
応してトランジスタQ1のスイッチング動作に伴うように
動作がなされ、交流電圧正弦波値上に沿ってインバータ
回路４のインバータ動作の高周波の微少でかつ等しい振
幅が全波整流回路２の電圧値が高い全区間に重畳され
る。

【００３２】すなわち、この全波整流回路２の電圧値が
高い区間では第１のコンデンサC11と第２のコンデンサC
12 との合成値は供給された脈流電圧により与えられる
エネルギがインバータ回路４の要求するエネルギに対し
て満たされた値となっている。

【００３３】このため第１のコンデンサC11 および第２
のコンデンサC12 のいずれもリップル成分が小さく、発
熱も小さく、動作の信頼性を高めることができる。

【００３４】そして、この全波整流回路２の電圧値が高
い区間においてトランジスタQ1のオン時に充電用コンデ
ンサC3へ充電される。なお、この全波整流回路１の電圧
値が高い区間においては充電用コンデンサC3からインバ
ータ回路４側へは放電しない。

【００３５】すなわち、トランジスタQ1がオンすると、
充電用コンデンサC3、インダクタL1、第２のダイオード
D2およびトランジスタQ1の経路で電流が流れ、充電用コ
ンデンサC3が充電される。そして、トランジスタQ1がオ
フすると、インダクタL1に蓄えられた磁気エネルギによ
り、インダクタL1に電流が流れ続けるため、充電用コン
デンサC3、インダクタL1および第３のダイオードD3の経
路で充電用コンデンサC3を充電する電流が流れる。ま
た、第１のダイオードD1には、第３のダイオードD3がオ
ンしているときにコンデンサC2の両端電圧から充電用コ
ンデンサC3に充電されている電圧を差し引いた値の電圧
が印加され、第１のダイオードD1には電圧ＶD1の波形の
電圧が印加される。このように、第３のダイオードD3に
より、第２のダイオードD2に流れる電圧が低くなるた
め、素子の小型化が可能になる。

【００３６】次に、全波整流回路２の電圧値が低い区間
において、充電用コンデンサC3の充電電圧に対して全波
整流回路２の脈流正弦波電圧が低下し始めたときにトラ
ンジスタQ1がオンされると、インバータ回路４への電流
は最初に第２のコンデンサC12 から供給され、第２のコ
ンデンサC12 、共振インダクタL3およびトランジスタQ1
の経路と、バラストL4、蛍光ランプFLおよびトランジス
タQ1の経路で電流が流れる。そして、このとき、トラン
ジスタQ1のオン量が増加するにしたがって第２のコンデ
ンサC12 の電圧が低下して、全波整流回路２の出力電
圧、すなわち第１のコンデンサC11 の電圧より低くなる
と、インバータ回路４へは、第１のコンデンサC11 、共
振用コンデンサC3およびトランジスタQ1に流れ、蛍光ラ
ンプFLに供給される。

【００３７】一方、充電用コンデンサC3の充電電圧はイ
ンダクタL2の過渡インピーダンスによりにエネルギの放
出が遅れ、トランジスタQ1がオフする直前にエネルギを
放出する。そして、トランジスタQ1がオフすると、イン
ダクタL1の充電電圧が電源となり、充電用コンデンサC
3、第２のコンデンサC12 、第１のダイオードD1および
第２のコンデンサC12 の経路で電流が流れて第２のコン
デンサC12 が充電され、インダクタL2および充電用コン
デンサC3の共振により、振動電圧に充電用コンデンサC3
の電圧が重畳され、図４に示すような電圧波形になる。
ここで、インダクタL1および第２のコンデンサC12 は振
動的共振が得られるように設定されているので、第２の
コンデンサC2への充電が正弦波状に行なわれ、商用交流
電源ｅの最高瞬時電圧の部分も最低瞬時電圧の部分も電
圧値がほぼ等しく直流電圧に近くなる。

【００３８】そして、充電用コンデンサC3の充電電圧に
対して第１のコンデンサC1の電圧が低下するダイオード
D11 により充電用コンデンサC3の電荷は第１のコンデン
サC11 に流れ込まず、全波整流回路２から電流が流れ込
むので、入力電流は連続して流れ込む。なお、この電流
はローパスフィルタ１を介して流れるので、図４に示す
ように、入力電流波形Ｉinは入力電圧波形Ｖinに近付
き、高調波も低減できる。

【００３９】次に、他の実施の形態を図５を参照して説
明する。

【００４０】この図５に示す実施の形態は、図３に示す
実施の形態において、第２のコンデンサC12 をダイオー
ドD11 に対して並列に接続したものである。

【００４１】また、他の実施の形態を図６を参照して説
明する。

【００４２】この図６に示す実施の形態は、図３に示す
実施の形態において、ダイオードD11 を取り除き、第１
のコンデンサC11 および第２のコンデンサC12 の間に全
波整流回路２を接続したものである。

【００４３】このように、ダイオードD1を除くことによ
り、基本的な動作をほぼ同一にした状態で、回路構成を
簡単にできる。

【００４４】このような構成でも、基本的な動作は図３
に示す実施の形態と同様である。

【００４５】さらに、他の実施の形態を図７を参照して
説明する。

【００４６】この図７に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、制御回路11を接続したものであ
る。この制御回路11は、トランジスタQ1のベースに起動
用の抵抗R1が接続され、共振用インダクタL3および蛍光
ランプFLのフィラメントFL1 間に、電流トランスCT1 の
検出巻線CT1aを接続し、この電流トランスCT1 の出力巻
線CT1bはコンデンサC15 を介してトランジスタQ1のベー
ス、エミッタに接続されている。また、コンデンサC15
に対して並列に、コンデンサC16 および電界効果トラン
ジスタQ2の直列回路が接続され、この電界効果トランジ
スタQ2には時定数回路12が接続されている。また、トラ
ンジスタQ1のベース、エミッタ間には、ダイオードD12
および抵抗R2の直列回路が接続されている。

【００４７】次に、図７に示す実施の形態の動作につい
て説明する。

【００４８】この図７に示す実施の形態は、基本的に
は、図１に示す実施の形態と同様に動作する。この図７
に示す実施の形態では、インバータ回路４を起動させる
前に、時定数回路12により電界効果トランジスタQ2をオ
フして、コンデンサC15 およびコンデンサC16 の見掛上
の合成容量を小さくして、インバータ回路４の発振周波
数を増加させてインバータ回路４の出力を低下させ、充
電用コンデンサC3が十分に充電された後に、電界効果ト
ランジスタQ2をオンしてコンデンサC15 およびコンデン
サC16 の見掛上の合成容量を大きくし、通常の出力でイ
ンバータ回路４を動作させるものである。

【００４９】このように、充電用コンデンサC3が十分に
充電された後に、インバータ回路４の動作を開始させれ
ば、インダクタL1、第２のダイオードD2、第３のダイオ
ードD3およびトランジスタQ1に高いピーク電流が流れる
ことを防止でき、トランジスタQ1などの素子にストレス
がかかることを防止して、耐電圧などを低くし、素子の
小型化を図る。また、通常時には、コンデンサC15 およ
びコンデンサC16 で通常通り動作するので、効率も低下
しない。

【００５０】なお、図３、図５および図６に示す実施の
形態に制御回路11を接続しても同様の効果を得ることが
できる。

【００５１】さらに、他の実施の形態を図８を参照して
説明する。

【００５２】この図８に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、スイッチング素子として電界効果
トランジスタQ4を接続し、この電界効果トランジスタQ4
に制御回路15を接続している。また、この制御回路15に
は、補助充電回路16が接続され、この補助充電回路16
は、充電用コンデンサC3およびインダクタL2の接続点
に、抵抗R5およびスイッチ用の電界効果トランジスタQ5
の直列回路を接続している。

【００５３】次に、この図８に示す実施の形態の動作に
ついて説明する。

【００５４】この図８に示す実施の形態は、基本的に
は、図１に示す実施の形態と同様に動作する。この図８
に示す実施の形態では、制御回路15は電界効果トランジ
スタQ4をオンする前に電界効果トランジスタQ5をオンさ
せて、充電用コンデンサC3が十分に充電された後に、電
界効果トランジスタQ5をオフさせて電界効果トランジス
タQ4をオンさせ、インバータ回路４を動作させるもので
ある。

【００５５】このように、充電用コンデンサC3が十分に
充電された後に、インバータ回路４の動作を開始させれ
ば、インダクタL1、第２のダイオードD2、第３のダイオ
ードD3およびトランジスタQ1に高いピーク電流が流れる
ことを防止でき、トランジスタQ1などの素子にストレス
がかかることを防止して、耐電圧などを低くし、素子の
小型化を図る。また、制御回路15ではいずれも電界効果
トランジスタQ4，Q5を制御するので制御が容易であり、
通常時には補助充電回路16は動作しないので、効率も低
下しない。

【００５６】なお、図３、図５および図６に示す実施の
形態に制御回路11を接続しても同様の効果を得ることが
できる。

【００５７】また、図９に示すように、共振用インダク
タL3およびバラストL4に代えて、漏洩磁束型のトランス
Tr1 を用い、共振コンデンサC4に一次巻線Tr1aを接続
し、二次巻線Tr1bに蛍光ランプFLのフィラメントFL1 ，
FL2 の一端を接続してもよい。

【００５８】さらに、図１０に示すように、共振用イン
ダクタL3に代えて、密結合のトランスTr2 を用い、共振
コンデンサC4に一次巻線Tr2aを接続し、二次巻線Tr2bに
バラストL4を開始て蛍光ランプFLのフィラメントFL1 ，
FL2 の一端を接続してもよい。

【００５９】またさらに、図１１に示すように、図９に
示す実施の形態のフィラメントFL1，FL2 の他端に接続
されている始動用のコンデンサC6に代えて、フィラメン
トFL1 ，FL2 の一端に、始動用のコンデンサC21 を接続
してもよい。

【００６０】また、図１２に示すように、図１０に示す
実施の形態のフィラメントFL1 ，FL2 の他端に接続され
ている始動用のコンデンサC6に代えて、フィラメントFL
1 ，FL2 の一端に、始動用のコンデンサC21 を接続して
もよい。

【００６１】なお、蛍光ランプFLは１灯に限らず、２灯
以上の複数を直列あるいは並列に接続しても同様の効果
を得ることができる。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の電源装置によれば、第２
のダイオードに流れる電流は充電期間のスイッチング素
子がオンしている間のみになり、スイッチング素子がオ
フしたときにスイッチング素子に発生する電圧は第２の
ダイオードにすべてかかるので、第１のダイオードおよ
びインダクタにかかる電圧が低減され、耐電圧を低下し
て小型化を図ることができる。

【００６３】請求項２記載の電源装置によれば、インバ
ータ回路は整流手段の出力レベルが充電用コンデンサの
充電レベル以上のときには第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサから入力電流を供給し、整流手段の出力レ
ベルが充電用コンデンサの充電レベルより低いときには
部分平滑回路から入力電流を供給し、スイッチング素子
のスイッチング動作により並列共振回路および第２の共
振コンデンサを共振動作させて高調波を低減させるとと
もに、第２のダイオードに流れる電流は充電期間のスイ
ッチング素子がオンしている間のみになり、スイッチン
グ素子がオフしたときにスイッチング素子に発生する電
圧は第２のダイオードにすべてかかるので、第１のダイ
オードおよびインダクタにかかる電圧が低減され、耐電
圧を低下して小型化を図ることができる。

【００６４】請求項３記載の電源装置によれば、インバ
ータ回路は整流手段の出力レベルが充電用コンデンサの
充電レベル以上のときには第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサから入力電流を供給し、整流手段の出力レ
ベルが充電用コンデンサの充電レベルより低いときには
部分平滑回路から入力電流を供給し、スイッチング素子
のスイッチング動作により並列共振回路および第２の共
振コンデンサを共振動作させて高調波を低減させるとと
もに、第２のダイオードに流れる電流は充電期間のスイ
ッチング素子がオンしている間のみになり、スイッチン
グ素子がオフしたときにスイッチング素子に発生する電
圧は第２のダイオードにすべてかかるので、第１のダイ
オードおよびインダクタにかかる電圧が低減され、耐電
圧を低下して小型化を図ることができる。

【００６５】請求項４記載の電源装置によれば、インバ
ータ回路は整流手段の出力レベルが充電用コンデンサの
充電レベル以上のときには第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサから入力電流を供給し、整流手段の出力レ
ベルが充電用コンデンサの充電レベルより低いときには
部分平滑回路から入力電流を供給し、スイッチング素子
のスイッチング動作により並列共振回路および第２の共
振コンデンサを共振動作させて高調波を低減させるとと
もに、第２のダイオードに流れる電流は充電期間のスイ
ッチング素子がオンしている間のみになり、スイッチン
グ素子がオフしたときにスイッチング素子に発生する電
圧は第２のダイオードにすべてかかるので、第１のダイ
オードおよびインダクタにかかる電圧が低減され、耐電
圧を低下して小型化を図ることができる。

【００６６】請求項５記載の電源装置によれば、請求項
１ないし４いずれか記載の電源装置に加え、インバータ
回路の発振開始時に通常時よりもスイッチング素子の発
振周波数を高くすることにより、部分平滑回路の充電用
コンデンサが所定の電圧値に充電されるまでの間は、充
電用コンデンサ、インダクタ、第１のダイオードおよび
スイッチング素子で流れる電流ピーク値を減少させ、ス
イッチング素子にかかるストレスを低減でき、小型化を
図ることができる。

【００６７】請求項６記載の電源装置によれば、請求項
１ないし５いずれか記載の電源装置に加え、インバータ
回路が動作する前に補助充電回路で充電用コンデンサを
充電するため、インバータ回路が発振を開始したときの
スイッチング素子などにかかるストレスを低減でき、小
型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源装置の一実施の形態の放電灯点灯
装置を示す回路図である。

【図２】同上動作を示す波形図である。

【図３】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す波
形図である。

【図４】同上動作を示す波形図である。

【図５】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図６】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図７】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図８】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図９】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置の一部を
示す回路図である。

【図１０】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置の一部
を示す回路図である。

【図１１】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置の一部
を示す回路図である。

【図１２】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置の一部
を示す回路図である。

【符号の説明】

２整流手段としての全波整流回路３部分平滑回路４インバータ回路５並列共振回路 11 制御回路 16 補助充電回路 C3 充電用コンデンサ C4 共振コンデンサ C11 第１のコンデンサ C12 第２のコンデンサ D1 第１のダイオード D2 第２のダイオード D3 第３のダイオード D11 ダイオードｅ商用交流電源 L2 インダクタ L3 共振インダクタ Q1 スイッチング素子としてのトランジスタ Q4 スイッチング素子としての電界効果トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田哲史静岡県三島市南町６番78号株式会社テック三島工場内 (72)発明者山本一行静岡県三島市南町６番78号株式会社テック三島工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの交流を整流する整流手段
と、共振コンデンサおよび共振インダクタを有する並列共振
回路、この並列共振回路に直列に接続されたスイッチン
グ素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動
作により高周波電圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整流手段の出力の最大瞬時電圧値より
低い電圧で充電する充電用コンデンサおよびこの充電用
コンデンサの放電電流の極性で接続された第１のダイオ
ードの直列回路、前記インダクタおよび前記第１のダイ
オードと前記スイッチング素子との間に接続され前記充
電用コンデンサの充電電流を流す極性で接続された第２
のダイオード、および、前記充電用コンデンサおよびイ
ンダクタに対して並列に接続され前記充電用コンデンサ
の充電時に前記インダクタに蓄積された磁気エネルギを
前記充電用コンデンサに流す極性の第３のダイオードを
有する部分平滑回路とを具備したことを特徴とする電源
装置。
【請求項２】交流電源からの交流を整流する整流手段
と、この整流手段の出力端子に並列に接続された第１のコン
デンサと、この第１のコンデンサの一端に順極性で直列に接続され
たダイオードと、このダイオードを介して前記第１のコンデンサに並列に
接続された第２のコンデンサと、共振コンデンサおよび共振インダクタを有する並列共振
回路、この並列共振回路に直列に接続されたスイッチン
グ素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動
作により高周波電圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整流手段の出力の最大瞬時電圧値より
低い電圧で充電する充電用コンデンサおよびこの充電用
コンデンサの放電電流の極性で接続された第１のダイオ
ードの直列回路、前記インダクタおよび前記第１のダイ
オードと前記スイッチング素子との間に接続され前記充
電用コンデンサの充電電流を流す極性で接続された第２
のダイオード、および、前記充電用コンデンサおよびイ
ンダクタに対して並列に接続され前記充電用コンデンサ
の充電時に前記インダクタに蓄積された磁気エネルギを
前記充電用コンデンサに流す極性の第３のダイオードを
有する部分平滑回路とを具備したことを特徴とする電源
装置。
【請求項３】交流電源に接続された第１のコンデンサ
と、この第１のコンデンサに接続された整流手段と、この整流手段に接続された第２のコンデンサと、共振コンデンサおよび共振インダクタを有する並列共振
回路、この並列共振回路に直列に接続されたスイッチン
グ素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動
作により高周波電圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整流手段の出力の最大瞬時電圧値より
低い電圧で充電する充電用コンデンサおよびこの充電用
コンデンサの放電電流の極性で接続された第１のダイオ
ードの直列回路、前記インダクタおよび前記第１のダイ
オードと前記スイッチング素子との間に接続され前記充
電用コンデンサの充電電流を流す極性で接続された第２
のダイオード、および、前記充電用コンデンサおよびイ
ンダクタに対して並列に接続され前記充電用コンデンサ
の充電時に前記インダクタに蓄積された磁気エネルギを
前記充電用コンデンサに流す極性の第３のダイオードを
有する部分平滑回路とを具備したことを特徴とする電源
装置。
【請求項４】交流電源からの交流を整流する整流手段
と、この整流手段の出力端子に並列に接続された第１のコン
デンサと、この第１のコンデンサに接続されたダイオードと、このダイオードに並列に接続された第２のコンデンサ
と、共振コンデンサおよび共振インダクタを有する並列共振
回路、この並列共振回路に直列に接続されたスイッチン
グ素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動
作により高周波電圧を発生するインバータ回路と、インダクタ、前記整流手段の出力の最大瞬時電圧値より
低い電圧で充電する充電用コンデンサおよびこの充電用
コンデンサの放電電流の極性で接続された第１のダイオ
ードの直列回路、前記インダクタおよび前記第１のダイ
オードと前記スイッチング素子との間に接続され前記充
電用コンデンサの充電電流を流す極性で接続された第２
のダイオード、および、前記充電用コンデンサおよびイ
ンダクタに対して並列に接続され前記充電用コンデンサ
の充電時に前記インダクタに蓄積された磁気エネルギを
前記充電用コンデンサに流す極性の第３のダイオードを
有する部分平滑回路とを具備したことを特徴とする電源
装置。
【請求項５】インバータ回路の駆動周波数を発振開始
時に通常時に比べて高い周波数に設定する制御回路を具
備したことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載
の電源装置。
【請求項６】充電用コンデンサをインバータ回路の発
振開始までに充電させる補助充電回路を具備したことを
特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の電源装置。