JPH10215574A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH10215574A JPH10215574A JP9013695A JP1369597A JPH10215574A JP H10215574 A JPH10215574 A JP H10215574A JP 9013695 A JP9013695 A JP 9013695A JP 1369597 A JP1369597 A JP 1369597A JP H10215574 A JPH10215574 A JP H10215574A
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Abstract
ズ発生の少ない電源装置を低コストで提供する。 【解決手段】 交流電源電圧を第1の直流電圧に変換す
る直流電源回路E1と、第1の直流電圧を第2の直流電
圧に変換する直流電源回路E2と、前記第1の直流電圧
を交流の高周波電圧に変換して負荷側に供給する電力変
換回路7と、前記第2の直流電圧を電源とし、電力変換
回路7を構成するスイッチング素子を駆動するドライブ
回路9とを備え、直流電源回路E1の動作周波数f1
と、直流電源回路E2の動作周波数f2と、電力変換回
路7の動作周波数f3とを、互いに同期させる。
Description
出願の特願平07−026631号に示したものがあ
り、そのブロック構成図を図1に示す。
商用電源ACは交流を整流するダイオードブリッジDB
1を介して第1の直流電源回路(以下、直流電源回路と
呼ぶ。)E1に接続されている。直流電源回路E1の出
力端には、直流電源回路E1で昇圧平滑された直流電圧
を電源とする電力変換回路7が接続され、電力変換回路
7の出力端にはマッチング回路4を介して高周波電力供
給用コイル2が接続されている。そして、高周波電力供
給用コイル2に近接して無電極放電灯1が配置され、高
周波電力供給用コイル2に数MHzから数百MHzの高
周波電磁界を発生させて無電極放電灯1に高周波電力を
供給し、無電極放電灯1内に高周波プラズマ電流を発生
させることにより、紫外線もしくは可視光を発生させ
る。また、直流電源回路E1の出力端には第2の直流電
源回路(以下、直流電源回路と呼ぶ。)E2が接続さ
れ、直流電源回路E2の出力端には、直流電源回路E2
で降圧平滑された直流電圧を電源とするドライブ回路9
が接続され、ドライブ回路9の出力端は、電力変換回路
7を構成するスイッチング素子の制御端子に接続され、
ドライブ回路9により電力変換回路7は駆動される。
路E1は所謂昇圧チョッパ回路であり、インダクタL1
1と、電界効果トランジスタ(以下、スイッチング素子
と呼ぶ。)Q11と、ダイオードD11と、平滑用コン
デンサC11と、スイッチング素子Q11をオンオフ制
御する制御回路81とから構成されている。また、直流
電源回路E2は所謂降圧チョッパ回路であり、インダク
タL12と、電界効果トランジスタ(以下、スイッチン
グ素子と呼ぶ。)Q12と、ダイオードD12と、平滑
用コンデンサC12と、スイッチング素子Q12をオン
オフ制御する制御回路82とから構成されている。
ていないスイッチング素子はISM(Industri
al Scientific and Medica
l)バンドの13.56MHzで高周波動作させてい
る。
は、以下に示す様な問題点が生じてしまう。
電力変換回路7の動作周波数は、数MHzから数百MH
zであり、ISMバンドの13.56MHzで高周波動
作させているものがある。一方、直流電源回路E1(例
えば、昇圧チョッパ回路)及び直流電源回路E2(例え
ば、降圧チョッパ回路)の一般的な動作周波数は数十k
Hzである。ところが、直流電源回路E1と直流電源回
路E2と電力変換回路7との、3つの動作周波数の関係
については何ら考慮されていない。
E2と電力変換回路7との各々の動作周波数が互いに異
なれば、直流電源回路E1と直流電源回路E2と電力変
換回路7とが固有の周波数以外の周波数成分のノイズを
受けるので、お互いに影響しあい、各々の回路動作が不
安定になってしまい、その結果、本装置からの発生ノイ
ズも多くなってしまう、という第1の問題点が生じてし
まう。
それぞれの回路の接続点にフィルタを設けたり、交流電
源との接続点にフィルタを設けたりする方法があるが、
様々な周波数成分が発生しているために、フィルタの回
路構成が複雑になり回路が大型化してしまう、という第
2の問題点が生じてしまう。
れたものであり、その目的とするところは、小型化可能
で、回路動作が安定可能で、ノイズ発生の少ない電源装
置を低コストで提供することである。
めに、請求項1記載の発明によれば、交流電源電圧を第
1の直流電圧に変換する第1の直流電源回路と、交流電
源電圧を第2の直流電圧に変換する第2の直流電源回路
と、少なくとも1つのスイッチング素子を有し、第1の
直流電圧を交流の高周波電圧に変換して負荷に供給する
電力変換回路と、第2の直流電圧を電源としてスイッチ
ング素子を駆動するドライブ回路とを備え、第1の直流
電源回路の動作周波数f1と、第2の直流電源回路の動
作周波数f2と、電力変換回路の動作周波数f3とを、
互いに同期させることを特徴とする。
f1と動作周波数f2と動作周波数f3とは、動作周波
数f1と動作周波数f2と動作周波数f3とのいずれか
1つの動作周波数の自然数倍であることを特徴とする。
f3は、動作周波数f1と動作周波数f2とより高いこ
とを特徴とする。
f1は、動作周波数f2の自然数倍であることを特徴と
する。
電源回路は昇圧チョッパ回路であり、第2の直流電源回
路は降圧チョッパ回路であることを特徴とする。
電源回路は昇降圧チョッパ回路であり、第2の直流電源
回路は降圧チョッパ回路であることを特徴とする。
電源回路と電力変換回路との間に第2のフィルタ回路を
設けたことを特徴とする。
電源回路とドライブ回路との間に第3のフィルタ回路を
設けたことを特徴とする。
路はD級増幅回路であることを特徴とする。
回路はE級増幅回路であることを特徴とする。
少なくとも無電極放電灯を含んでなることを特徴とす
る。
ック構成は、図1に示したものと同様であり、従来例と
異なる点は、直流電源回路E1と直流電源回路E2と電
力変換回路7との動作周波数の同期をとる様に構成した
ことである。
す。図6に示した従来例と異なる点は、上述の様に、直
流電源回路E1と直流電源回路E2と電力変換回路7と
の動作周波数の同期をとり、回路動作させている(図2
のZで示している)、つまり、それぞれのスイッチング
素子がオンするタイミングをあわせている点であり、そ
の他の図6に示した従来例と同一構成には同一符号を付
すことにより説明を省略する。なお、電力変換回路7
は、直流電源回路E1の出力端に接続された、インダク
タL1及び電解効果トランジスタ(以下、スイッチング
素子と呼ぶ。)Q1からなる直列回路と、スイッチング
素子Q1のドレイン・ソース間に接続されたコンデンサ
C1と、スイッチング素子Q1のドレイン端子及びマッ
チング回路4の正の入力端子間に接続された、インダク
タL2及びコンデンサC2からなる直列回路と、スイッ
チング素子Q1のゲート・ソース間に接続された抵抗器
とから構成される、所謂E級増幅回路である。また、ド
ライブ回路9は、水晶振動子Xを用いた水晶発振回路5
と、水晶発振回路5の出力を受けて出力増幅させるプリ
アンプ6とから構成されている。ドライブ回路9の出力
端は、スイッチング素子Q1のゲート端子に接続されて
おり、ドライブ回路9によってスイッチング素子Q1を
駆動制御している。
2とは、図1に示す様に互いに直列接続する構成に限ら
れることはなく、例えば、図3に示す様に互いに独立し
て設けてもよい。
の形態の回路図を図4に示す。
は、直流電源回路E1として、インダクタL10と、電
解効果トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼
ぶ。)Q10と、ダイオードD10と、平滑用コンデン
サC10と、スイッチング素子Q10をオンオフ制御す
る制御回路80とから構成される、所謂昇降圧チョッパ
回路を用い、電力変換回路7として、インダクタL2
と、コンデンサC2と、電解効果トランジスタ(以下、
スイッチング素子と呼ぶ。)Q2及び電解効果トランジ
スタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)Q3の直列回
路とから構成される、所謂D級増幅回路を用い、ドライ
ブ回路9は、スイッチング素子Q2、Q3を駆動制御す
るための駆動トランスCTを有して構成したことであ
り、その他の第1の実施の形態と同一構成には同一符号
を付すことにより説明を省略する。なお、駆動トランス
CTは、スイッチング素子Q2、Q3のゲート・ソース
間に接続された2次巻線n21、n22と、ドライブ回
路9を構成するスイッチング素子の出力端間に接続され
た1次巻線n1と、1次巻線n1、2次巻線n21、n
22が巻かれた磁気コアとから構成される。また、駆動
トランスCTの1次巻線n1に並列接続された可変コン
デンサCは、ドライブ回路9と電力変換回路7との整合
をとるための調整用コンデンサである。
E1の動作周波数f1を66.25kHzに、直流電源
回路E2の動作周波数f2を132.5kHz(=f1
の2倍)に、電力変換回路7の動作周波数f3を2.6
5MHz(f1の40倍、2.65MHzで発振する水
晶振動子Xを使用する)に設定し、回路動作させてい
る。
の形態の回路図を図5に示す。
は、交流電源ACとダイオードブリッジDB1と間に第
1のフィルタ回路(以下、フィルタ回路と呼ぶ。)Fo
を設け、直流電源回路E1と電力変換回路7との間にイ
ンダクタL51及びコンデンサC51で構成される第2
のフィルタ回路(以下、フィルタ回路と呼ぶ。)F1を
設け、直流電源回路E2とドライブ回路9との間にイン
ダクタL52とコンデンサC52とで構成される第3の
フィルタ回路(以下、フィルタ回路と呼ぶ。)F2を設
けたことであり、その他の第1の実施の形態と同一構成
には同一符号を付すことにより説明を省略する。
E1の動作周波数f1と、直流電源回路E2の動作周波
数f2とを45.2kHzに設定し、電力変換回路7の
動作周波数f3を13.56MHz(=f1の300
倍、13.56MHzで発振する水晶振動子Xを使用す
る)に設定し、回路動作させている。
けたので、それぞれの間でのノイズによる相互作用によ
る影響が吸収され、より安定した回路動作が行なえる。
路F1、F2は、上述の構成に限ったものではなく、あ
る範囲の周波数成分に対して高インピーダンスまたは低
インピーダンスになる構成であればなんでもよい。ま
た、電力変換回路7としてE級増幅回路を用いている
が、例えば図4に示すD級増幅回路を用いても構わな
い。
直流電源回路E1、E2はチョッパ回路以外であって
も、スイッチング素子を制御して直流電圧を出力する回
路方式であればなんでもよく、更に、電力変換回路7
は、直流電圧を高周波電圧に変換するものであれば他の
回路方式であっても構わない。
動トランスCTの磁気コアには、例えばトロイダルコア
を用いてもよく、その材質は、例えばカーボニル鉄系コ
アであっても、Ni−Zn系フェライトコアであっても
よい。
ば、それぞれの回路が互いに高調波成分のノイズを受け
にくくなるのでるので、回路動作が安定になり、小型化
可能で、回路動作が安定可能で、ノイズ発生の少ない電
源装置を低コストで提供することができる。特に、電力
変換回路の動作周波数f3と、第1の直流電源回路、第
2の直流電源回路の動作周波数f1、f2との差が大き
ければ効果はより顕著になる。
ば、請求項1乃至請求項6記載の発明の効果に加えて、
フィルタの回路横成が簡略化され、装置の小型化が可能
な電源装置を低コストで提供することができる。
す。
す。
す。
Claims (11)
- 【請求項1】 交流電源電圧を第1の直流電圧に変換す
る第1の直流電源回路と、交流電源電圧を第2の直流電
圧に変換する第2の直流電源回路と、少なくとも1つの
スイッチング素子を有し、前記第1の直流電圧を交流の
高周波電圧に変換して負荷に供給する電力変換回路と、
前記第2の直流電圧を電源として前記スイッチング素子
を駆動するドライブ回路とを備える電源装置において、 前記第1の直流電源回路の動作周波数f1と、前記第2
の直流電源回路の動作周波数f2と、前記電力変換回路
の動作周波数f3とを、互いに同期させることを特徴と
する電源装置。 - 【請求項2】 前記動作周波数f1と前記動作周波数f
2と前記動作周波数f3とは、前記動作周波数f1と前
記動作周波数f2と前記動作周波数f3とのいずれか1
つの動作周波数の自然数倍であることを特徴とする請求
項1記載の電源装置。 - 【請求項3】 前記動作周波数f3は、前記動作周波数
f1と前記動作周波数f2とより高いことを特徴とする
請求項lまたは請求項2に記載の電源装置。 - 【請求項4】 前記動作周波数f1は、前記動作周波数
f2の自然数倍であることを特徴とする請求項l乃至請
求項3のいずれかに記載の電源装置。 - 【請求項5】 前記第1の直流電源回路は昇圧チョッパ
回路であり、前記第2の直流電源回路は降圧チョッパ回
路であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
れかに記載の電源装置。 - 【請求項6】 前記第1の直流電源回路は昇降圧チョッ
パ回路であり、前記第2の直流電源回路は降圧チョッパ
回路であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
ずれかに記載の電源装置。 - 【請求項7】 前記第1の直流電源回路と前記電力変換
回路との間に第2のフィルタ回路を設けたことを特徴と
する請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電源装
置。 - 【請求項8】 前記第2の直流電源回路と前記ドライブ
回路との間に第3のフィルタ回路を設けたことを特徴と
する請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の電源装
置。 - 【請求項9】 前記電力変換回路はD級増幅回路である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の電源装置。 - 【請求項10】 前記電力変換回路はE級増幅回路であ
ることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに
記載の電源装置。 - 【請求項11】 前記負荷は、少なくとも無電極放電灯
を含んでなることを特徴とする請求項1乃至請求項10
のいずれかに記載の電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01369597A JP3487112B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 電源装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10215574A true JPH10215574A (ja) | 1998-08-11 |
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Family
ID=11840341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01369597A Expired - Fee Related JP3487112B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 電源装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3487112B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP01369597A patent/JP3487112B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3487112B2 (ja) | 2004-01-13 |
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