JPH10285946A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH10285946A JPH10285946A JP9088526A JP8852697A JPH10285946A JP H10285946 A JPH10285946 A JP H10285946A JP 9088526 A JP9088526 A JP 9088526A JP 8852697 A JP8852697 A JP 8852697A JP H10285946 A JPH10285946 A JP H10285946A
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Abstract
る電流の脈流を小さくした電源装置を部品点数の少ない
回路構成で実現する。 【解決手段】整流器2の直流出力端間に接続されるコン
デンサC2 は比較的に容量の小さいものであって、トラ
ンスT1 の1次巻線と共振回路を形成する。平滑用のコ
ンデンサC1 と並列に接続された第1及び第2のスイッ
チング素子Q1 ,Q2 が交互にオン・オフされて電流が
流れる。而して、交流電源1の電源電圧Vsが略ゼロと
なる近傍の区間においてもコンデンサC2 の両端電圧V
c2 が略ゼロ〔V〕付近まで下がり、交流電源1の電源
電圧Vsの周期の全域にわたって入力電流Iinを引き込
むことが可能となる。
Description
滑した直流電圧を高周波電圧に変換して負荷に供給する
電源装置に関するものである。
互いに直列接続され、高周波でオン・オフされる双方向
性の一対のスイッチング素子と、1次巻線と電源11と
の直列回路が一方のスイッチング素子の両端間に接続さ
れたトランスT3 と、両スイッチング素子の直列回路の
両端間に接続されたコンデンサC0 とを備え、トランス
T3 の2次巻線に接続された負荷回路16に電力を供給
するものである(特開平8−237962号公報参
照)。
路12は、npn形のトランジスタQ11,Q12のエミッ
タ−コレクタ間にダイオードD11,D12を逆並列に接続
して双方向性とした一対のスイッチング素子を備え、両
スイッチング素子の直列回路をコンデンサC0 の両端間
に接続し、さらに、低電圧側のトランジスタQ12のコレ
クタにトランスT3 の1次巻線を介して電源11の正極
を接続し、電源11の負極をトランジスタQ12のエミッ
タに接続した構成を有する。また、両トランジスタ
Q11,Q12は制御回路17によって同時にオンにならな
いように交互にオン・オフされる。この制御回路17は
負荷回路16におけるトランジスタQ13〜Q 16のオン・
オフも制御する。また、トランジスタQ11,Q12をオン
・オフさせるスイッチング周波数fSWはトランスT3 の
1次巻線とコンデンサC0 とにより形成される共振回路
の共振周波数fLCよりも高く設定してある(fSW>
fLC)。
電源11−トランスT3 の1次巻線−トランジスタQ12
−電源11という閉回路が形成され、トランスT3 を介
して負荷回路16に電力が供給される。次に、トランジ
スタQ12がオフになると、トランスT3 に蓄積されたエ
ネルギは、トランスT3 の1次巻線−ダイオードD11−
コンデンサC0 −電源11−トランスT3 の1次巻線と
いう経路で放出され、電源11の電圧にトランスT3 の
1次巻線の両端電圧を加算した電圧でコンデンサC0 が
充電される。つまり、コンデンサC0 の両端電圧は電源
11の電圧よりも昇圧されることになる。
コンデンサC0 を電源としてコンデンサC0 −トランジ
スタQ11−トランスT3 の1次巻線−電源11−コンデ
ンサC0 の閉回路が形成され、トランスT3 を介して負
荷回路16に電力が供給される。その後、トランジスタ
Q11がオフになると、トランスT3 の1次巻線−電源1
1−ダイオードD12−トランスT3 の1次巻線という閉
回路でトランスT3 の1次巻線による電流が流れる。
って上記動作を繰り返すことにより、コンデンサC0 の
端子電圧は電源11の電圧よりも高くなり、トランスT
3 の1次巻線には高電圧が印加されるから、トランスT
3 の2次巻線に誘起される電圧が等しいとすれば、従来
のインバータ回路を用いる場合に比較すると、トランス
T3 の巻数比を小さくすることができるのである。すな
わち、トランスT3 を小型化することができ、電源装置
の全体としての大きさや重量を小さくすることができる
のである。なお、負荷回路16は図29に示した回路構
成に限定されるものではなく、高電圧を必要とするもの
であればよい。
置における直流の電源11を交流電源から実現する場
合、図30に示すように交流電源1を整流器2で整流し
且つ比較的大容量の平滑コンデンサCxによって平滑す
る電源回路18を用いることが考えられる。この電源回
路18では、図31に示すように全波整流回路の出力端
電圧V0 、すなわち昇圧インバータ回路12の電源がほ
ぼ一定の直流電圧とみなせるため、負荷電流(負荷を放
電灯とした場合にはランプ電流)のクレストファクタ
(=ピーク値/実効値)が良くなる(図31(c)参
照)。しかしながら、交流電源1からの入力電流I
inは、交流電源1の電源電圧が整流器2の出力端電圧よ
り高いときにしか流れ込まないため、入力電流Iinが高
調波を多く含んだ波形となってしまうという問題があっ
た(図31(a)参照)。
ように全波整流回路の出力端に平滑コンデンサを設けな
い電源回路を用いる場合にあっては、交流電源1からの
入力電流Iinが高調波の少ない略正弦波の波形になるも
のの(図33(a)参照)、整流器2の出力端電圧
V0 、すなわち昇圧インバータ回路12の電源が商用周
波数(交流電源の電源周波数)の2倍の周期で大きく脈
流する電圧となってしまうため(図33(b)参照)、
ランプ電流Iinのクレストファクタが著しく悪化すると
いう問題があった(図33(c)参照)。
あり、その目的とするところは、入力電流の高調波を低
減し、かつ、負荷に流れる電流の脈流を小さくした回路
を部品点数の少ない回路構成で実現することができる電
源装置を提供することにある。
目的を達成するために、交流電源の交流出力を整流する
整流器と、平滑用の第1のコンデンサと、該第1のコン
デンサと並列に接続されるとともに高周波で交互にオン
・オフされる一対の第1及び第2のスイッチング要素の
直列回路と、該第1及び第2のスイッチング要素とそれ
ぞれ逆並列に接続される第1及び第2のダイオードと、
上記第1及び第2のスイッチング要素の接続点と上記整
流器の一方の直流出力端との間に1次巻線が接続される
トランスと、該トランスの2次巻線に接続される負荷回
路と、上記トランスの1次巻線と整流器の直流出力端の
接続点に一端が接続されるとともに他端が上記第1のコ
ンデンサの一方の端子に接続され且つ上記第1又は第2
のスイッチング要素のオン・オフに応じて上記トランス
の1次巻線と共振回路を形成する第2のコンデンサとを
備え、上記整流器の他方の直流出力端が、上記第1のコ
ンデンサの端子のうちで上記交流電源からトランスと第
1及び第2のダイオードの何れか一方と第1のコンデン
サとを介して電流の流れる経路が形成される側の端子に
接続されて成ることを特徴とし、トランスの1次巻線と
第2のコンデンサとで形成される共振回路のはたらきに
より、交流電源の電源周期の略全域にわたって入力電流
を流すことができて、入力電流の高調波成分を低減して
入力歪みを小さくすることができるとともに、負荷に流
れる電流の脈流を小さくすることができる構成が比較的
に少ない部品点数で実現可能となる。
て、上記第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ
周波数を可変する制御手段を備えたことを特徴とし、第
1及び第2のスイッチング要素のオン期間が略一定であ
っても入力電流を可変することができるとともに、負荷
へ供給する電力を可変することができ、例えば負荷が放
電灯の場合であれば調光を行うことや予熱、始動並びに
点灯の切り換えを行うことができる。また、負荷の消費
電力が急変して素子にストレスがかかる場合には、オン
・オフ周波数を変えてこのようなストレスの印加を回避
することができる。
て、上記第1及び第2のスイッチング要素の各オン期間
を可変する制御手段を備えたことを特徴とし、第1及び
第2のスイッチング要素のオン・オフ周波数が略一定で
あっても入力電流を可変することができるとともに、負
荷へ供給する電力を可変することができ、例えば負荷が
放電灯の場合であれば調光を行うことや予熱、始動並び
に点灯の切り換えを行うことができる。また、負荷の消
費電力が急変して素子にストレスがかかる場合には、オ
ン・オフ周波数を変えてこのようなストレスの印加を回
避することができる。
て、上記第1のコンデンサの両端電圧を検出する電圧検
出手段と、該電圧検出手段で検出する上記第1のコンデ
ンサの両端電圧に応じて上記第1及び第2のスイッチン
グ要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の少なくとも
一方を可変する制御手段とを備えたことを特徴とし、第
1のコンデンサの両端電圧が異常に上昇した場合には、
制御手段が第1及び第2のスイッチング要素のオン・オ
フ周波数及び各オン期間の少なくとも一方を可変して発
振を停止したり負荷へ供給する電力を減らすことによ
り、素子に印加されるストレスを回避することができ
る。あるいは第1のコンデンサの両端電圧が略一定とな
るように制御手段によって第1及び第2のスイッチング
要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の少なくとも一
方を可変すれば、安定した出力が得られ、負荷を放電灯
とした場合にはちらつきのない光出力を得ることができ
る。
て、上記整流器の直流出力端電圧を検出する出力電圧検
出手段と、該出力電圧検出手段で検出する上記整流器の
直流出力端電圧に応じて上記第1及び第2のスイッチン
グ要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の少なくとも
一方を可変し、且つ上記整流器の直流出力端電圧が高い
期間では上記オン・オフ周波数を低く又は上記オン期間
を上記負荷回路への出力が大きくなる方向へ変化させる
とともに、上記整流器の直流出力端電圧が略ゼロ付近で
は上記オン・オフ周波数を高く又は上記オン期間を上記
負荷回路への出力が小さくなる方向へ変化させるように
制御する制御手段とを備えたことを特徴とし、負荷回路
への出力を略一定に保つことができるとともに、入力電
流を正弦波に近づけて入力電流の高調波成分をより低減
し、入力歪みを小さくできる。
て、上記トランス又は負荷回路に流れる電流を検出する
電流検出手段と、該電流検出手段で検出する電流に応じ
て該電流が略一定となるように上記第1及び第2のスイ
ッチング要素のオン・オフ周波数あるいは各オン期間の
うち少なくとも一方を可変する制御手段とを備えたこと
を特徴とし、交流電源の電源電圧が変動した場合等にお
いても、負荷回路に流れる電流を略一定にすることがで
き、例えば負荷が放電灯である場合にはランプ電流の脈
流を小さくしてちらつきの少ない光出力を得ることがで
きる。
の発明において、上記トランスの2次巻線と上記負荷回
路とに第3のコンデンサを直列に接続して成ることを特
徴とし、第3のコンデンサによってトランスの2次側の
直流分が除去され、負荷回路に流れる電流のクレストフ
ァクタを改善することができる。請求項8の発明は、請
求項1〜7の何れかの発明において、上記整流器の直流
出力端と第1のコンデンサの両端とを切離し自在に接続
するスイッチ手段を備えたことを特徴とし、第1のコン
デンサの両端電圧が異常に昇圧された場合等において、
かかる両端電圧を交流電源電圧のピーク値にクランプし
て素子へのストレスを低減することができる。
の発明において、上記第2のコンデンサの容量を可変す
る手段を備えたことを特徴とし、第2のコンデンサの容
量を可変することで負荷に応じた入力電流を調整するこ
とができ、例えば負荷が放電灯である場合には調光時の
入力電流の高調波成分を低減し入力歪みを少なくするこ
とができる。
かの発明において、上記負荷回路が複数の負荷を具備し
て成ることを特徴とし、部品をあまり追加せずに複数の
負荷に電力を供給することができる。請求項11の発明
は、請求項1〜10の何れかの発明において、上記トラ
ンス又は負荷回路に直列接続されたインダクタに設けら
れる巻線の何れかの出力により、上記第1及び第2のス
イッチング要素をオン・オフして成ることを特徴とし、
第1及び第2のスイッチング要素を駆動するための制御
回路等が不要となり、より少ない部品点数で実現可能と
なる。
ために、交流電源の交流出力を整流する整流器と、平滑
用の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサと並列に
接続されるとともに高周波で交互にオン・オフされる一
対の第1及び第2のスイッチング要素の直列回路と、該
第1及び第2のスイッチング要素とそれぞれ逆並列に接
続される第1及び第2のダイオードと、上記第1及び第
2のスイッチング要素の接続点と上記整流器の一方の直
流出力端との間に1次巻線が各々接続される複数のトラ
ンスと、各トランスの2次巻線に接続される複数の負荷
回路と、上記各トランスの1次巻線と整流器の直流出力
端の接続点にそれぞれ一端が接続されるとともに他端が
上記第1のコンデンサの一方の端子にそれぞれ接続され
且つ上記第1又は第2のスイッチング要素のオン・オフ
に応じて上記各トランスの1次巻線と共振回路を形成す
る複数の第2のコンデンサと、上記整流器の直流出力端
と上記各トランスの1次巻線及び各第2のコンデンサの
接続点との間に設けられて上記第1及び第2のスイッチ
ング要素の何れか一方がオンしたときに上記交流電源か
らトランスを介して電流の流れる経路を形成する複数の
第3のダイオードとを備えたことを特徴とし、複数の負
荷に同時に電力を供給することができ、例えば負荷を放
電灯とした場合に何れかの放電灯が外れても残りの放電
灯の点灯を維持することができる。
ために、交流電源の交流出力を整流する整流器と、該整
流器の脈流出力を平滑する第1のコンデンサと、該第1
のコンデンサと並列に接続されるとともに高周波で交互
にオン・オフされる一対の第1及び第2のスイッチング
要素の直列回路と、該第1及び第2のスイッチング要素
とそれぞれ逆並列に接続される第1及び第2のダイオー
ドと、2次巻線に各々負荷回路が接続される第1及び第
2のトランスと、上記第1のスイッチング要素の両端間
に上記第1のトランスの1次巻線と直列に接続されて共
振回路を形成する第2のコンデンサと、上記第2のスイ
ッチング要素の両端間に上記第2のトランスの1次巻線
と直列に接続されて共振回路を形成する第3のコンデン
サと、上記第1のトランスの1次巻線と上記第2のコン
デンサの接続点及び上記第2のトランスの1次巻線と上
記第3のコンデンサの接続点の間に接続される第4のコ
ンデンサとを備えたことを特徴とし、第1及び第2のス
イッチング要素のオン・オフの1周期で入力電流を2回
流すことができて入力電流を略連続させることができ、
入力電流のピーク値を抑えることができる。
ために、交流電源の交流出力を整流する整流器と、平滑
用の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサと並列に
接続されるとともに高周波で交互にオン・オフされる一
対の第1及び第2のスイッチング要素の直列回路並びに
第3及び第4のスイッチング要素の直列回路と、該第1
〜第4のスイッチング要素とそれぞれ逆並列に接続され
る第1〜第4のダイオードと、上記第1及び第2のスイ
ッチング要素の接続点と上記第3及び第4のスイッチン
グ要素の接続点の間に1次巻線が接続されるトランス
と、該トランスの2次巻線に接続される負荷回路と、上
記整流器の直流出力端間に接続される第2のコンデンサ
とを備え、上記トランスの1次巻線の略中点を上記第2
のコンデンサを介して上記第1のコンデンサの一方の端
子に接続し、上記トランスの1次巻線と上記第2のコン
デンサとで上記第1〜第4のスイッチング要素のオン・
オフに応じて共振する共振回路を形成して成ることを特
徴とし、第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ
の1周期で入力電流を2回流すことができて入力電流を
略連続させることができ、入力電流のピーク値を抑える
ことができる。
路図である。本実施形態は、交流電源1の交流電源電圧
Vsを整流する整流器(ダイオードブリッジ)2と、平
滑用の第1のコンデンサC1 と、このコンデンサC1 と
並列に接続されるとともに高周波で交互にオン・オフさ
れるバイポーラトランジスタから成る第1及び第2のス
イッチング素子Q1 ,Q2 の直列回路と、第1及び第2
のスイッチング素子Q1,Q2 とそれぞれ逆並列に接続
される第1及び第2のダイオードD1 ,D2 と、第1及
び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の接続点と整流器
2の高電位側の直流出力端との間に1次巻線が接続され
るトランスT1 と、トランスT1 の2次巻線に接続され
る負荷回路3と、トランスT1 の1次巻線と整流器2の
高電位側の直流出力端の接続点に一端が接続されるとと
もに他端がコンデンサC1 の低電位側の端子に接続され
る第2のコンデンサC2 とを備え、整流器2の低電位側
の直流出力端がコンデンサC1 の低電位側に接続されて
構成される。ここで、整流器2の直流出力端間に接続さ
れるコンデンサC2 は比較的に容量の小さいものであっ
て、トランスT1 の1次巻線と共振回路を形成する。
ィラメントにトランスT1 の2次巻線と共振用のコンデ
ンサC3 とが直列接続されて構成され、トランスT1 の
漏れインダクタンスとコンデンサC3 とで共振回路が形
成される。コンデンサC1 と並列に接続された第1及び
第2のスイッチング素子Q1 ,Q 2 は図示しない駆動回
路により駆動されて交互にオン・オフされる。
が、まず第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 が
オン・オフされる1周期の動作について図2〜図7を参
照して説明する。図2は第1のスイッチング素子Q1 が
オン、第2のスイッチング素子Q2 がオフの場合(図7
における区間a)に各部を流れる電流の様子を示し、コ
ンデンサC1 の放電によってコンデンサC1 →第1のス
イッチング素子Q1 →トランスTの1次巻線→コンデン
サC2 →コンデンサC1 の経路で電流が流れる。このと
き、コンデンサC2 の両端電圧Vc2 は、図7に示すよ
うにトランスT1 の漏れインダクタンスとの共振により
上昇する。第1のスイッチング素子Q1 がオフすると、
図3に示すようにトランスT1 の1次巻線に蓄積された
エネルギが放出され、トランスT1 →コンデンサC2 →
第2のダイオードD2 →トランスT1 の経路で電流が流
れ続け、コンデンサC2 の両端電圧Vc2 がさらに上昇
する(図7における区間b)。
すると、図4に示すようにトランスT1 の漏れインダク
タンスとコンデンサC2 ,C3 との共振作用により、コ
ンデンサC2 →トランスT1 →第2のスイッチング素子
Q2 →コンデンサC2 の経路で共振電流が流れる。この
とき、コンデンサC2 の両端電圧Vc2 が下降し始め
(図7における区間c)、この両端電圧Vc2 が整流器
2の直流出力電圧よりも低くなると、図5に示すように
交流電源1から入力電流が引き込まれて、交流電源1→
整流器2→トランスT1 →第2のスイッチング素子Q2
→整流器2→交流電源1の経路で電流が流れる(図7に
おける区間d)。そして、第2のスイッチング素子Q2
がオフしても、図6に示すように交流電源1→整流器2
→トランスT1 →第1のダイオードD1 →コンデンサC
1 →整流器2→交流電源1の経路で電流が流れ続け(図
7における区間e)、電流がゼロになると図2の状態に
戻る。
1周期にわたる動作波形図を示しており、(a)はコン
デンサC2 の両端電圧Vc2 の波形、(b)はトランス
T1の1次巻線に流れる電流の波形、(c)は交流電源
1からの入力電流Iinの波形、(d)は負荷回路3の放
電灯Laに流れるランプ電流ILaの波形並びに(e)は
整流器2の前段に高周波をカットするフィルタ回路を設
けた場合における入力電流Iinの波形をそれぞれ示して
いる。すなわち、図8(b)に示すようにトランスT1
の1次巻線に流れる電流はトランスT1 の作用によって
直流成分が取り除かれ、2次巻線に接続された放電灯L
aには高周波の交流電流が供給される。これにより、負
荷回路3の放電灯Laを高周波の交流で点灯させること
ができる。なお、上記のようにフィルタ回路によってフ
ィルタリングすることにより、交流電源1からの入力電
流Iinの波形が図8(e)に示すような略正弦波状の波
形となり、入力電流Iinの高調波成分を抑制して入力力
率を向上させることができる。
値に設定することにより、交流電源1の電源電圧Vsが
略ゼロとなる近傍の区間においてもコンデンサC2 の両
端電圧Vc2 が略ゼロ〔V〕付近まで下がり、交流電源
1の電源電圧Vsの周期の全域にわたって入力電流Iin
を引き込むことが可能となる。例えば、コンデンサC 2
の両端電圧Vc2 の振幅が大きいときには、フィルタリ
ングされた入力電流Iinは図9(a)に示すような波形
となり、両端電圧Vc2 の振幅が小さいときには、フィ
ルタリングされた入力電流Iinは図9(c)に示すよう
な休止区間の有る波形となる。
に少ない部品点数で、入力電流の高調波成分が抑制でき
るとともに入力力率の向上が可能な回路が構成でき、電
源装置の小型化並びに低コスト化を実現することができ
る。なお、本実施形態ではトランスT1 に漏れインダク
タンスを利用したトランスを用いたが、図10に示すよ
うに漏れインダクタンスの代わりに通常のインダクタを
トランスの2次側(又は1次側)に直列に接続したもの
を用いても同様の効果を奏することができる。但し、動
作は共通であるから説明は省略する。また、スイッチン
グ素子に電界効果トランジスタを用いれば、電界効果ト
ランジスタの寄生ダイオードに第1及び第2のダイオー
ドD1 ,D2 の役割を担わせることができ、第1及び第
2のダイオードD1 ,D2 を省略することができる。
る放電灯Laを負荷として例示したが、負荷は放電灯に
限定されるものではなく、さらに負荷回路3への出力が
直流出力の場合であっても負荷回路3の構成によって本
発明の技術的思想を容易に適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態2)図11は本発明の実施形態2を示す概略
回路図である。本実施形態は、高電位側の第1のスイッ
チング素子Q1 に並列に、トランスT1 の1次巻線とコ
ンデンサC2 とを直列接続した点以外の他の構成並びに
動作については実施形態1の構成と共通であるから、説
明は省略する。
に比較的に少ない部品点数で、入力電流の高調波成分が
抑制できるとともに入力力率の向上が可能な回路が構成
でき、電源装置の小型化並びに低コスト化を実現するこ
とができる。 (実施形態3)図12は本発明の実施形態3を示す概略
回路図である。本実施形態は、実施形態1の構成に対し
て小容量のコンデンサC2 を整流器2の高電位側の出力
端とコンデンサC1 の高電位側の端子の間に挿入接続し
たものである。本実施形態においては、整流器2の出力
端間にコンデンサC1 ,C2 が直列に接続されているこ
とになるが、コンデンサC2 の容量がコンデンサC1 の
容量に比べて充分に小さいため、等価的にコンデンサC
2 を整流器2の出力端間に接続したものとみなせる。以
下、この点について本実施形態の動作と併せて説明す
る。
時にはコンデンサC2 →第1のスイッチング素子Q1 →
トランスT1 →コンデンサC2 の経路で電流が流れる。
このとき、コンデンサC2 の両端電圧Vc2 は実施形態
1の場合と同様にトランスT 1 の漏れインダクタンスと
の共振によって上昇する(図8参照)。そして、第1の
スイッチング素子Q1 がオフすると、トランスT1 →コ
ンデンサC2 →コンデンサC1 →ダイオードD2 →トラ
ンスT1 の経路で電流が流れ続け、コンデンサC2 の両
端電圧Vc2 がさらに上昇する。
るとトランスT1 の漏れインダクタンスとコンデンサC
2 ,C3 の共振により、コンデンサC2 →トランスT1
→第2のスイッチング素子Q2 →コンデンサC1 →コン
デンサC2 の経路で共振電流が流れる。このとき、コン
デンサC2 の両端電圧Vc2 は減少し始め、やがて交流
電源1の電源電圧Vsよりも低くなれば、交流電源1→
整流器2→トランスT 1 →第2のスイッチング素子Q2
→整流器2→交流電源1の経路で電流が流れ、交流電源
1から入力電流Iinが引き込まれる。そして、第2のス
イッチング素子Q2 がオフすると交流電源1→整流器2
→トランスT1 →ダイオードD1 →コンデンサC1 →整
流器2→交流電源1の経路で電流が流れ続け、電流がゼ
ロになると最初の第1のスイッチング素子Q1 がオンの
状態に戻る。このとき、第1及び第2のスイッチング素
子Q1 ,Q2 のオン・オフに伴ってコンデンサC2 に流
れる充放電電流は実施形態1の場合と全く同じであり、
同様の動作によって交流電源1の電源電圧Vsの略全域
にわたって入力電流Iinを流すことができる。したがっ
て、実質上は等価的にコンデンサC2 を整流器2の出力
端間に接続したものとみなすことができるのである。
形態1と同様に比較的に少ない部品点数で、入力電流の
高調波成分が抑制できるとともに入力力率の向上が可能
な回路が構成でき、電源装置の小型化並びに低コスト化
を実現することができる。なお、図13に示すように整
流器2の出力端間にコンデンサC2 ’を接続し、コンデ
ンサC2 ,C2 ’に第2のコンデンサの働きをさせるよ
うにしてもよい。但し、動作や効果は上記構成並びに実
施形態1と共通であるので説明は省略する。
4を示す概略回路図である。本実施形態は、実施形態1
の構成において第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,
Q2 の駆動周波数、オン時間あるいはデューティ比など
を可変することができる制御回路4を備えた点に特徴が
ある。
ング素子Q2 のオン時間を短くするように制御すると、
交流電源1から引き込まれる入力電流Iinを減少させる
ことができる。よって、予熱時や始動時などのように負
荷である放電灯Laの消費電力が少ない時には、第2の
スイッチング素子Q2 のオン時間を相対的に短くして直
流電圧(コンデンサC1 の両端電圧Vc1 )の異常昇圧
を抑制することができる。
及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の駆動周波数、
あるいはデューティ比、若しくは駆動周波数とデューテ
ィ比の両方を変えることにより、負荷である放電灯La
へ供給する電力を可変することができ、放電灯Laの調
光が可能となる。さらに、このように供給する電力を可
変することで放電灯Laを調光する場合においても、第
2のスイッチング素子Q2 のオン時間を調節することに
よって直流電圧(コンデンサC1 の両端電圧Vc1 )の
異常昇圧を抑制することができる。
ある放電灯Laの予熱、始動並び点灯制御が行えるとと
もに、負荷への供給電力の調整、すなわち放電灯Laの
調光を行うことができ、さらに、消費電力の変動による
直流電圧(コンデンサC1 の両端電圧Vc1 )の異常昇
圧によってスイッチング素子等が破壊されること等が防
止できる。なお、本実施形態の構成は実施形態1のみな
らず実施形態2〜4にも適用可能であることは言うまで
もない。
5を示す概略回路図である。本実施形態は、実施形態4
の構成において、コンデンサC1 の両端に発生する直流
電圧(両端電圧)Vc1 を検出する電圧検出回路5を設
け、この電圧検出回路5で検出した両端電圧Vc1 の値
に応じて第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の
駆動周波数、オン時間あるいはデューティ比などを可変
する制御、若しくは第1及び第2のスイッチング素子Q
1 ,Q2 の発振を停止する制御を制御回路4にて行う点
に特徴がある。
が所定の値となるように、制御回路4が第1及び第2の
スイッチング素子Q1 ,Q2 の駆動周波数、オン時間あ
るいはデューティ比などを可変することにより、コンデ
ンサC1 の両端電圧Vc1 を略一定の所定値に維持させ
ることができる。その結果、安定した出力が得られると
ともに、負荷が放電灯Laである場合には光出力のちら
つきを低減することができる。
値が異常に高くなった場合に、制御回路4によって第1
及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の発振を停止す
るようにすれば、かかる過電圧による素子の破壊などを
回避することができる。なお、本実施形態の構成は実施
形態1のみならず実施形態2〜4にも適用可能であるこ
とは言うまでもない。
6を示す概略回路図である。本実施形態は、実施形態1
の構成において整流器2の出力端間にコンデンサC4 及
びダイオードD5 から成る整流平滑回路6と、整流器2
の出力端間に発生する脈流の電圧VDBを検出する電圧検
出回路7と、電圧検出回路7で検出する電圧VDBに応じ
て第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の駆動周
波数、オン時間あるいはデューティ比などを可変するこ
とができる制御回路4を備えた点に特徴がある。
示すように脈流電圧VDBの谷部では制御回路4によって
第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の駆動周波
数fを高くし、それによって放電灯Laに流れるランプ
電流ILaの振幅を小さくするとともに、脈流電圧VDBの
山部では制御回路4によって第1及び第2のスイッチン
グ素子Q1 ,Q2 の駆動周波数fを低くしてランプ電流
ILaの振幅を大きくすることにより、交流電源1の電源
周期(例えば、商用電源周期)でランプ電流I Laに発生
するリップルを低減し、ランプ電流ILaのクレストファ
クタを改善することができる。
谷部では制御回路4によって第2のスイッチング素子Q
2 のオン時間を長くして、交流電源1から入力電流Iin
をより多く引き込むようにするとともに、脈流電圧VDB
の山部では制御回路4によって第2のスイッチング素子
Q2 のオン時間を短くして交流電源1から引き込まれる
入力電流Iinを少なくすることにより、図示しないフィ
ルタ回路等でフィルタリングされた入力電流Iinの波形
をより正弦波に近づけ、入力電流Iinの高調波成分を抑
制し、入力力率を高めることができる。
ならず実施形態2〜4にも適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態7)図19は本発明の実施形態7を示す概略
回路図である。本実施形態は、実施形態4の構成におい
て、ランプ電流あるいは負荷回路3に流れる電流を検出
する電流検出回路8を設け、この電流検出回路8で検出
した電流値に応じて第1及び第2のスイッチング素子Q
1 ,Q2 の駆動周波数、オン時間あるいはデューティ比
などを可変する制御を制御回路4にて行う点に特徴があ
る。
電流が大きい時には制御回路4が第1及び第2のスイッ
チング素子Q1 ,Q2 の駆動周波数を高くして、若しく
はデューティ比をアンバランスにしてランプ電流の振幅
を小さくするとともに、電流検出回路8で検出するラン
プ電流が小さい時には制御回路4が第1及び第2のスイ
ッチング素子Q1 ,Q2 の駆動周波数を低くして、若し
くはデューティ比を50%に近づけてランプ電流の振幅
を大きくすることにより、交流電源1の電源周期(例え
ば、商用電源周期)でランプ電流ILaに発生するリップ
ルを低減し、ランプ電流ILaのクレストファクタを改善
することができる。
流が略一定となるように制御回路4にてフィードバック
制御を行うことにより、例えば交流電源1の電源電圧V
sが変動したような場合においてもランプ電流を所定の
値に保ち、ランプ電力の変動を抑えることができる。な
お、本実施形態の構成は実施形態1のみならず実施形態
2〜4にも適用可能であることは言うまでもない。
8を示す概略回路図である。本実施形態は、実施形態1
の構成において放電灯Laの一方のフィラメントとトラ
ンスT1 の2次巻線との間に比較的に容量値の大きいコ
ンデンサC5 を接続した点に特徴がある。本実施形態に
よれば、コンデンサC5 によってトランスT1 の2次側
から放電灯Laに供給される電流の直流成分が除去され
るため、ランプ電流のクレストファクタをさらに改善す
ることができる。
ならず実施形態2〜7にも適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態9)図21は本発明の実施形態9を示す概略
回路図である。本実施形態は、実施形態4の構成におい
て、整流器2の直流出力端とコンデンサC1 の両端とを
切離し自在に接続するスイッチ手段たるスイッチング素
子Q5 を、整流器2の高電位側の出力端とコンデンサC
1 の高電位側の端子との間に挿入接続した点に特徴があ
る。なお、スイッチング素子Q5 は、第1及び第2のス
イッチング素子Q1 ,Q 2 と同様に制御回路4によって
オン・オフ駆動される。
予熱時や始動時あるいは放電灯Laが負荷回路3から外
された無負荷時などのように負荷回路3における電力消
費が少なくなった場合に、制御回路4によってスイッチ
ング素子Q5 をオンすることでコンデンサC1 の両端電
圧Vc1 を整流器2の出力電圧VDBにクランプし、これ
によってコンデンサC1 の両端電圧Vc1 の異常昇圧を
防止することができる。その結果、コンデンサC1 の両
端電圧Vc1 の異常昇圧による素子の破壊などを回避す
ることができる。
ならず実施形態5〜8にも適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態10)図22は本発明の実施形態10を示す
概略回路図である。本実施形態は、実施形態1の構成に
おいて整流器2の出力端間にコンデンサC2 と直列にコ
ンデンサC6 を接続するとともに、このコンデンサC6
と並列にスイッチング素子Q6 を接続した点に特徴があ
る。すなわち、スイッチング素子Q6 のオン・オフによ
ってコンデンサC6 をコンデンサC2 に接続・切離し
て、コンデンサC2 の見かけ上の容量を可変するもので
ある。
点灯時にはスイッチング素子Q6 をオンしてコンデンサ
C6 の両端を短絡しておき、調光時などのようにコンデ
ンサC2 に流れる回路電流が減少する場合にはスイッチ
ング素子Q6 をオフしてコンデンサC2 にコンデンサC
6 を直列接続することでコンデンサC2 の見かけ上の容
量(合成容量)を小さくする。これにより、コンデンサ
C2 ,C6 の直列回路の両端に発生する電圧の振幅は回
路電流が減少する調光時においても略ゼロ〔V〕付近ま
で下がるように調節でき、調光時においても図示しない
フィルタ回路等によってフィルタリングされた入力電流
Iinに休止区間が発生することがなく、入力電流Iinの
波形を略正弦波状として高調波成分を抑制し、入力力率
を高く維持することが可能となる。
ならず実施形態2〜9にも適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態11)図23は本発明の実施形態11を示す
概略回路図である。本実施形態は、実施形態1の構成に
おいて整流器2の出力端間にコンデンサC2 と並列にコ
ンデンサC7 及びスイッチング素子Q7 の直列回路を接
続した点に特徴がある。すなわち、スイッチング素子Q
7 のオン・オフによってコンデンサC7 をコンデンサC
2と並列に接続・切離して、コンデンサC2 の見かけ上
の容量を可変するものである。
Q7 のオン・オフによってコンデンサC2 の見かけ上の
容量(合成容量)を可変することにより、実施形態10
と同様に調光時においても図示しないフィルタ回路等に
よってフィルタリングされた入力電流Iinに休止区間が
発生することがなく、入力電流Iinの波形を略正弦波状
として高調波成分を抑制し、入力力率を高く維持するこ
とが可能となる。
ならず実施形態2〜9にも適用可能であることは言うま
でもない。 (実施形態12)図24は本発明の実施形態12を示す
概略回路図である。本実施形態は、実施形態1の構成に
おいて第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 を駆
動する手段として、トランスT1 に一対の駆動巻線
91 ,92 を設けるとともに、各駆動巻線91 ,92 を
第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 のベース−
エミッタ間に挿入接続した点に特徴がある。なお、各駆
動巻線91 ,92 の極性は互いに異ならせてある。
る電流によって各駆動巻線91 ,9 2 に交互に駆動電圧
が誘起され、この誘起電圧によって第1及び第2のスイ
ッチング素子Q1 ,Q2 が交互にオン・オフ駆動される
ので、第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 を駆
動するのに制御回路4が不要となり、回路構成が簡略化
されて小型化及び低コスト化が図れる。
次巻線に直列に接続される限流インダクタの2次側に駆
動巻線91 ,92 を設けるようにしても、上記と同様の
作用・効果が得られることは言うまでもない。この場
合、限流インダクタの2時側に設けた駆動巻線で第1及
び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 を駆動するように
すれば、例えば無負荷のような異常時に自動的にスイッ
チング素子Q1 ,Q2 の発振を停止させることができる
という利点がある。
負荷である放電灯La1 …を複数個具備する場合の負荷
回路3の構成を示している。但し、負荷回路3以外の構
成については上記実施形態1〜12の何れの構成を採用
してもよく、図示並びに説明は省略する。図25(a)
に示す構成では、一対の放電灯La1 ,La2 の一方の
フィラメントの一端をトランスT1 の2次巻線に接続す
るとともに他端を予熱用のコンデンサC3 に接続し、各
放電灯La1 ,La2 の他方のフィラメント同士をトラ
ンスT1 の3次巻線に接続することで直列的に接続して
ある。
トランスT1 ,T1 ’の1次巻線同士を並列接続すると
ともに、各トランスT1 ,T1 ’の2次巻線に各々放電
灯La1 ,La2 とコンデンサC3 ,C3 ’とが接続し
てある。さらに図25(c)に示す構成では、トランス
T1 の2次巻線に限流インダクタLx1 ,Lx2 とコン
デンサC3 ,C3 ’とを介して一対の放電灯La1 ,L
a2 を並列接続してある。
トランスT1 の2次巻線にバランサ10を設けるととも
に、このバランサ10の各端子に一対の放電灯La,L
aが接続してある。上記何れの構成の負荷回路3におい
ても、トランスT1 を介して供給される高周波電力によ
り複数の放電灯La1 ,La2 を点灯させることができ
る。なお、負荷回路3が具備する放電灯La1 …の数は
2つに限定されるものではなく、3つ以上であっても負
荷回路3の構成を本実施形態と同様の構成とすれば、複
数の放電灯La1 …を点灯させることができる。
態14を示す概略回路図である。本実施形態は、交流電
源1の交流出力を整流する整流器2と、平滑用の第1の
コンデンサC1 と、コンデンサC1 と並列に接続される
とともに高周波で交互にオン・オフされる一対の第1及
び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の直列回路と、第
1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 とそれぞれ逆
並列に接続される第1及び第2のダイオードD1 ,D2
と、第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の接続
点と整流器2の高電位側の出力端との間に1次巻線が各
々接続される一対のトランスT1,T2 と、各トランス
T1 ,T2 の2次巻線に接続される負荷回路31 ,32
と、各トランスT1 ,T2 の1次巻線と整流器2の高電
位側の出力端の接続点にそれぞれ一端が接続されるとと
もに他端がコンデンサC1 の低電位側の端子にそれぞれ
接続され且つ各トランスT1 ,T2 の1次巻線と共振回
路を形成する第2のコンデンサC2 ,C8 と、整流器2
の高電位側の出力端と各トランスT1 ,T2の1次巻線
及びコンデンサC2 ,C8 の接続点との間にアノードを
整流器2側にして挿入接続されたダイオードD5 ,D6
とを備えている。
ッチング素子Q1 ,Q2 の接続点とコンデンサC1 の低
電位側の端子との間に、各々トランスT1 ,T2 の1次
巻線とコンデンサC2 ,C8 との直列回路を接続し、各
コンデンサC2 ,C8 の高電位側の端子をダイオードD
5 ,D6 を介して整流器2の高電位側の出力端に接続し
た点で実施形態1の構成と異なるが、その他の構成並び
に基本的な動作は共通するので詳しい動作説明は省略す
る。
ッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオン・オフすることに
よって負荷回路31 ,32 の放電灯La1 ,La2 に高
周波電力を供給して点灯させることができるとともに、
例えば一方の放電灯La1 が取り外された場合において
も、残りの負荷回路32 に対応するコンデンサC8 の両
端電圧の振幅に変化が生じず、入力電流に休止期間が発
生することがなく、入力力率を高い状態に維持すること
ができる。またこのような場合においても、放電灯La
1 が外された方の負荷回路31 に対応するコンデンサC
2 には殆ど電圧が発生しなくなるため、ダイオードD4
を介して交流電源1から引き込まれる入力電流が略ゼロ
となり、負荷回路3での電力消費の減少に伴って入力電
流の減少するから、コンデンサC1 の両端電圧Vc1 の
変動も抑えることができる。
に負荷回路31 …を2つ具備する場合について説明した
が、これに限定する主旨ではなく、3つ以上の負荷回路
の場合であっても同様に構成することができる。また、
本実施形態の構成は実施形態1のみならず実施形態2〜
13にも適用可能であることは言うまでもない。 (実施形態15)図27は本発明の実施形態15を示す
概略回路図である。本実施形態は、交流電源1の交流出
力を整流する整流器2と、整流器2の脈流出力を平滑す
るコンデンサC1 と、コンデンサC1 と並列に接続され
るとともに高周波で交互にオン・オフされる一対の第1
及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の直列回路と、
第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 にそれぞれ
逆並列に接続される第1及び第2のダイオードD1 ,D
2 と、2次巻線に各々負荷回路31 ,32 が接続される
一対のトランスT1 ,T2 と、第1及び第2のスイッチ
ング素子Q1 ,Q2の両端間にトランスT1 ,T2 の1
次巻線と直列に接続されて共振回路を形成するコンデン
サC2 ,C8 と、トランスT1 の1次巻線とコンデンサ
C2 の接続点及びトランスT2 の1次巻線とコンデンサ
C8 の接続点の間に接続されるコンデンサC9 とを備え
ている。
素子Q2 の両端に接続されているトランスT1 と小容量
のコンデンサC2 との直列回路と同じ構成の別の直列回
路(トランスT2 及びコンデンサC8 )を第1のスイッ
チング素子Q1 の両端に並列接続し、トランスT1 とコ
ンデンサC2 の接続点とトランスT2 とコンデンサC 8
の接続点の間にコンデンサC9 を挿入接続した点で実施
形態1の構成と異なるが、その他の構成並びに基本的な
動作は共通する。そこで、本実施形態については交流電
源1から入力電流Iinが流れるモードの動作についての
み簡単に説明する。
第2のスイッチング素子Q2 がオフのときには、交流電
源1→整流器2→第1のスイッチング素子Q1 →トラン
スT 2 →コンデンサC9 →コンデンサC2 →整流器2→
交流電源1の経路で電流が流れる。一方、第1のスイッ
チング素子Q1 がオフ、第2のスイッチング素子Q2が
オンのときには、交流電源1→整流器2→コンデンサC
8 →コンデンサC9 →トランスT1 →第2のスイッチン
グ素子Q2 →整流器2→交流電源1の経路で電流が流れ
る。このように本実施形態によれば、第1及び第2のス
イッチング素子Q1 ,Q2 の何れがオンの場合にも交流
電源1から入力電流Iinを引き込むことができ、電源の
1周期の略全域において入力電流Iinを流すことにな
り、入力電流Iinのピーク値が小さくて済むという利点
がある。また、回路の小型化及び低コスト化を実現する
ことができるという利点もある。
数を2灯としたが、これに限定する主旨ではなく、3灯
以上の放電灯を具備する場合であっても同様に構成する
ことができる。例えば、5灯の放電灯を具備する場合で
あれば、一方のトランスT1に放電灯を2灯有する負荷
回路31 を接続し、他方のトランスT2 に放電灯を3灯
有する負荷回路32 を接続するようにすれば、第1及び
第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 のそれぞれがオンし
たときに流れ込む入力電流Iinの差が小さくなり、入力
電流Iinのピーク値を最も小さくすることができる。但
し、放電灯が偶数灯であれば、各トランスT1 ,T2 に
接続される負荷回路31 ,32 が同数の放電灯を具備す
るように構成すればよい。
態16を示す概略回路図である。本実施形態は、交流電
源1の交流出力を整流する整流器2と、平滑用のコンデ
ンサC1 と、コンデンサC1 と並列に接続されるととも
に高周波で交互にオン・オフされる一対の第1及び第2
のスイッチング素子Q1 ,Q2 の直列回路並びに第3及
び第4のスイッチング素子Q3 ,Q4 の直列回路と、第
1〜第4のスイッチング素子Q1 〜Q4とそれぞれ逆並
列に接続される第1〜第4のダイオードD1 〜D4 と、
第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q2 の接続点と
第3及び第4のスイッチング素子Q3 ,Q4 の接続点の
間に1次巻線が接続されるトランスT1 と、トランスT
1の2次巻線に接続される負荷回路3と、整流器2の直
流出力端間に接続されるコンデンサC2 とを備え、トラ
ンスT1 の1次巻線の略中点に設けた中間タップをコン
デンサC2 を介してコンデンサC1 の一方の端子に接続
し、トランスT1 の1次巻線とコンデンサC2 とで第1
〜第4のスイッチング素子Q1 〜Q4 のオン・オフに応
じて共振する共振回路を形成したものである。
型の実施形態1の構成に対して、ダイオードD3 ,D4
が逆並列接続された第3及び第4のスイッチング素子Q
3 ,Q4 の直列回路を第1及び第2のスイッチング素子
Q1 ,Q2 と並列にコンデンサC1 両端に接続して、所
謂フルブリッジ型の回路構成となっており、対角に位置
する第1及び第4のスイッチング素子Q1 ,Q4 のペア
と、第2及び第3のスイッチング素子Q2 ,Q3 のペア
とが交互にオン・オフされるものである。
Q1 ,Q4 がオン、第2及び第3のスイッチング素子Q
2 ,Q3 がオフの場合には、まずトランスT1 →ダイオ
ードD1 →コンデンサC1 →ダイオードD4 →トランス
T1 の経路とトランスT1 →コンデンサC2 →ダイオー
ドD4 →トランスT1 の経路とで電流が流れ(モード
1)、次にコンデンサC1 →第1のスイッチング素子Q
1 →トランスT1 →第4のスイッチング素子Q4 →コン
デンサC1 の経路とコンデンサC2 →トランスT 1 →第
4のスイッチング素子Q4 →コンデンサC2 の経路とで
電流が流れ(モード2)、さらにコンデンサC1 →第1
のスイッチング素子Q1 →トランスT1 →第4のスイッ
チング素子Q4 →コンデンサC1 の経路と交流電源1→
整流器2→トランスT1 →第4のスイッチング素子Q4
→整流器2→交流電源1の経路とで電流が流れる(モー
ド3)。
1 ,Q4 がオフ、第2及び第3のスイッチング素子
Q2 ,Q3 がオンの場合には、まずトランスT1 →ダイ
オードD 3 →コンデンサC1 →ダイオードD2 →トラン
スT1 の経路とトランスT1 →コンデンサC2 →ダイオ
ードD2 →トランスT1 の経路とで電流が流れ(モード
4)、次にコンデンサC1 →第3のスイッチング素子Q
3 →トランスT1 →第2のスイッチング素子Q2 →コン
デンサC1 の経路とコンデンサC2 →トランスT1→第
2のスイッチング素子Q2 →コンデンサC2 の経路とで
電流が流れ(モード5)、さらにコンデンサC1 →第3
のスイッチング素子Q3 →トランスT1 →第2のスイッ
チング素子Q2 →コンデンサC1 の経路と交流電源1→
整流器2→トランスT1 →第2のスイッチング素子Q2
→整流器2→交流電源1の経路とで電流が流れる(モー
ド6)。
モード6において交流電源1から入力電流Iinを引き込
むことにより、交流電源1の電源周期の略全域にわたっ
て電流を流すことができるため、入力電流Iinの高調波
成分を抑制し、入力力率を高めることができる。また、
実施形態15と同様に各スイッチング素子Q1 ,Q4、
Q2 ,Q3 のペアの何れがオンの場合にも交流電源1か
ら入力電流Iinを引き込むことができ、電源の1周期の
略全域において入力電流Iinを流すことになり、実施形
態1に比較して入力電流Iinのピーク値が小さくて済む
という利点がある。
を整流する整流器と、平滑用の第1のコンデンサと、該
第1のコンデンサと並列に接続されるとともに高周波で
交互にオン・オフされる一対の第1及び第2のスイッチ
ング要素の直列回路と、該第1及び第2のスイッチング
要素とそれぞれ逆並列に接続される第1及び第2のダイ
オードと、上記第1及び第2のスイッチング要素の接続
点と上記整流器の一方の直流出力端との間に1次巻線が
接続されるトランスと、該トランスの2次巻線に接続さ
れる負荷回路と、上記トランスの1次巻線と整流器の直
流出力端の接続点に一端が接続されるとともに他端が上
記第1のコンデンサの一方の端子に接続され且つ上記第
1又は第2のスイッチング要素のオン・オフに応じて上
記トランスの1次巻線と共振回路を形成する第2のコン
デンサとを備え、上記整流器の他方の直流出力端が、上
記第1のコンデンサの端子のうちで上記交流電源からト
ランスと第1及び第2のダイオードの何れか一方と第1
のコンデンサとを介して電流の流れる経路が形成される
側の端子に接続されて成るので、トランスの1次巻線と
第2のコンデンサとで形成される共振回路のはたらきに
より、交流電源の電源周期の略全域にわたって入力電流
を流すことができて、入力電流の高調波成分を低減して
入力歪みを小さくすることができるとともに、負荷に流
れる電流の脈流を小さくすることができる構成が比較的
に少ない部品点数で実現可能となる。
イッチング要素のオン・オフ周波数を可変する制御手段
を備えたので、第1及び第2のスイッチング要素のオン
期間が略一定であっても入力電流を可変することができ
るとともに、負荷へ供給する電力を可変することがで
き、例えば負荷が放電灯の場合であれば調光を行うこと
や予熱、始動並びに点灯の切り換えを行うことができ
る。また、負荷の消費電力が急変して素子にストレスが
かかる場合には、オン・オフ周波数を変えてこのような
ストレスの印加を回避することができる。
イッチング要素の各オン期間を可変する制御手段を備え
たので、第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ
周波数が略一定であっても入力電流を可変することがで
きるとともに、負荷へ供給する電力を可変することがで
き、例えば負荷が放電灯の場合であれば調光を行うこと
や予熱、始動並びに点灯の切り換えを行うことができ
る。また、負荷の消費電力が急変して素子にストレスが
かかる場合には、オン・オフ周波数を変えてこのような
ストレスの印加を回避することができる。
の両端電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段
で検出する上記第1のコンデンサの両端電圧に応じて上
記第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ周波数
及び各オン期間の少なくとも一方を可変する制御手段と
を備えたので、第1のコンデンサの両端電圧が異常に上
昇した場合には、制御手段が第1及び第2のスイッチン
グ要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の少なくとも
一方を可変して発振を停止したり負荷へ供給する電力を
減らすことにより、素子に印加されるストレスを回避す
ることができる。あるいは第1のコンデンサの両端電圧
が略一定となるように制御手段によって第1及び第2の
スイッチング要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の
少なくとも一方を可変すれば、安定した出力が得られ、
負荷を放電灯とした場合にはちらつきのない光出力を得
ることができる。
端電圧を検出する出力電圧検出手段と、該出力電圧検出
手段で検出する上記整流器の直流出力端電圧に応じて上
記第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ周波数
及び各オン期間の少なくとも一方を可変し、且つ上記整
流器の直流出力端電圧が高い期間では上記オン・オフ周
波数を低く又は上記オン期間を上記負荷回路への出力が
大きくなる方向へ変化させるとともに、上記整流器の直
流出力端電圧が略ゼロ付近では上記オン・オフ周波数を
高く又は上記オン期間を上記負荷回路への出力が小さく
なる方向へ変化させるように制御する制御手段とを備え
たので、負荷回路への出力を略一定に保つことができる
とともに、入力電流を正弦波に近づけて入力電流の高調
波成分をより低減し、入力歪みを小さくできる。
回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検
出手段で検出する電流に応じて該電流が略一定となるよ
うに上記第1及び第2のスイッチング要素のオン・オフ
周波数あるいは各オン期間のうち少なくとも一方を可変
する制御手段とを備えたので、交流電源の電源電圧が変
動した場合等においても、負荷回路に流れる電流を略一
定にすることができ、例えば負荷が放電灯である場合に
はランプ電流の脈流を小さくしてちらつきの少ない光出
力を得ることができる。
線と上記負荷回路とに第3のコンデンサを直列に接続し
て成るので、第3のコンデンサによってトランスの2次
側の直流分が除去され、負荷回路に流れる電流のクレス
トファクタを改善することができる。請求項8の発明
は、上記整流器の直流出力端と第1のコンデンサの両端
とを切離し自在に接続するスイッチ手段を備えたので、
第1のコンデンサの両端電圧が異常に昇圧された場合等
において、かかる両端電圧を交流電源電圧のピーク値に
クランプして素子へのストレスを低減することができ
る。
の容量を可変する手段を備えたので、第2のコンデンサ
の容量を可変することで負荷に応じた入力電流を調整す
ることができ、例えば負荷が放電灯である場合には調光
時の入力電流の高調波成分を低減し入力歪みを少なくす
ることができる。請求項10の発明は、上記負荷回路が
複数の負荷を具備して成るので、部品をあまり追加せず
に複数の負荷に電力を供給することができる。
荷回路に直列接続されたインダクタに設けられる巻線の
何れかの出力により、上記第1及び第2のスイッチング
要素をオン・オフして成るので、第1及び第2のスイッ
チング要素を駆動するための制御回路等が不要となり、
より少ない部品点数で実現可能となる。請求項12の発
明は、交流電源の交流出力を整流する整流器と、平滑用
の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサと並列に接
続されるとともに高周波で交互にオン・オフされる一対
の第1及び第2のスイッチング要素の直列回路と、該第
1及び第2のスイッチング要素とそれぞれ逆並列に接続
される第1及び第2のダイオードと、上記第1及び第2
のスイッチング要素の接続点と上記整流器の一方の直流
出力端との間に1次巻線が各々接続される複数のトラン
スと、各トランスの2次巻線に接続される複数の負荷回
路と、上記各トランスの1次巻線と整流器の直流出力端
の接続点にそれぞれ一端が接続されるとともに他端が上
記第1のコンデンサの一方の端子にそれぞれ接続され且
つ上記第1又は第2のスイッチング要素のオン・オフに
応じて上記各トランスの1次巻線と共振回路を形成する
複数の第2のコンデンサと、上記整流器の直流出力端と
上記各トランスの1次巻線及び各第2のコンデンサの接
続点との間に設けられて上記第1及び第2のスイッチン
グ要素の何れか一方がオンしたときに上記交流電源から
トランスを介して電流の流れる経路を形成する複数の第
3のダイオードとを備えたので、複数の負荷に同時に電
力を供給することができ、例えば負荷を放電灯とした場
合に何れかの放電灯が外れても残りの放電灯の点灯を維
持することができる。
を整流する整流器と、該整流器の脈流出力を平滑する第
1のコンデンサと、該第1のコンデンサと並列に接続さ
れるとともに高周波で交互にオン・オフされる一対の第
1及び第2のスイッチング要素の直列回路と、該第1及
び第2のスイッチング要素とそれぞれ逆並列に接続され
る第1及び第2のダイオードと、2次巻線に各々負荷回
路が接続される第1及び第2のトランスと、上記第1の
スイッチング要素の両端間に上記第1のトランスの1次
巻線と直列に接続されて共振回路を形成する第2のコン
デンサと、上記第2のスイッチング要素の両端間に上記
第2のトランスの1次巻線と直列に接続されて共振回路
を形成する第3のコンデンサと、上記第1のトランスの
1次巻線と上記第2のコンデンサの接続点及び上記第2
のトランスの1次巻線と上記第3のコンデンサの接続点
の間に接続される第4のコンデンサとを備えたので、第
1及び第2のスイッチング要素のオン・オフの1周期で
入力電流を2回流すことができて入力電流を略連続させ
ることができ、入力電流のピーク値を抑えることができ
る。
を整流する整流器と、平滑用の第1のコンデンサと、該
第1のコンデンサと並列に接続されるとともに高周波で
交互にオン・オフされる一対の第1及び第2のスイッチ
ング要素の直列回路並びに第3及び第4のスイッチング
要素の直列回路と、該第1〜第4のスイッチング要素と
それぞれ逆並列に接続される第1〜第4のダイオード
と、上記第1及び第2のスイッチング要素の接続点と上
記第3及び第4のスイッチング要素の接続点の間に1次
巻線が接続されるトランスと、該トランスの2次巻線に
接続される負荷回路と、上記整流器の直流出力端間に接
続される第2のコンデンサとを備え、上記トランスの1
次巻線の略中点を上記第2のコンデンサを介して上記第
1のコンデンサの一方の端子に接続し、上記トランスの
1次巻線と上記第2のコンデンサとで上記第1〜第4の
スイッチング要素のオン・オフに応じて共振する共振回
路を形成して成るので、第1及び第2のスイッチング要
素のオン・オフの1周期で入力電流を2回流すことがで
きて入力電流を略連続させることができ、入力電流のピ
ーク値を抑えることができる。
回路の構成を示す回路構成図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 交流電源の交流出力を整流する整流器
と、平滑用の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサ
と並列に接続されるとともに高周波で交互にオン・オフ
される一対の第1及び第2のスイッチング要素の直列回
路と、該第1及び第2のスイッチング要素とそれぞれ逆
並列に接続される第1及び第2のダイオードと、上記第
1及び第2のスイッチング要素の接続点と上記整流器の
一方の直流出力端との間に1次巻線が接続されるトラン
スと、該トランスの2次巻線に接続される負荷回路と、
上記トランスの1次巻線と整流器の直流出力端の接続点
に一端が接続されるとともに他端が上記第1のコンデン
サの一方の端子に接続され且つ上記第1又は第2のスイ
ッチング要素のオン・オフに応じて上記トランスの1次
巻線と共振回路を形成する第2のコンデンサとを備え、
上記整流器の直流出力端が、上記第1のコンデンサの端
子のうちで上記交流電源からトランスと第1及び第2の
ダイオードの何れか一方と第1のコンデンサとを介して
電流の流れる経路が形成される側の端子に接続されて成
ることを特徴とする電源装置。 - 【請求項2】 上記第1及び第2のスイッチング要素の
オン・オフ周波数を可変する制御手段を備えたことを特
徴とする請求項1記載の電源装置。 - 【請求項3】 上記第1及び第2のスイッチング要素の
各オン期間を可変する制御手段を備えたことを特徴とす
る請求項1記載の電源装置。 - 【請求項4】 上記第1のコンデンサの両端電圧を検出
する電圧検出手段と、該電圧検出手段で検出する上記第
1のコンデンサの両端電圧に応じて上記第1及び第2の
スイッチング要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の
少なくとも一方を可変する制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項1記載の電源装置。 - 【請求項5】 上記整流器の直流出力端電圧を検出する
出力電圧検出手段と、該出力電圧検出手段で検出する上
記整流器の直流出力端電圧に応じて上記第1及び第2の
スイッチング要素のオン・オフ周波数及び各オン期間の
少なくとも一方を可変し、且つ上記整流器の直流出力端
電圧が高い期間では上記オン・オフ周波数を低く又は上
記オン期間を上記負荷回路への出力が大きくなる方向へ
変化させるとともに、上記整流器の直流出力端電圧が略
ゼロ付近では上記オン・オフ周波数を高く又は上記オン
期間を上記負荷回路への出力が小さくなる方向へ変化さ
せるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1記載の電源装置。 - 【請求項6】 上記トランス又は負荷回路に流れる電流
を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出する
電流に応じて該電流が略一定となるように上記第1及び
第2のスイッチング要素のオン・オフ周波数あるいは各
オン期間のうち少なくとも一方を可変する制御手段とを
備えたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 【請求項7】 上記トランスの2次巻線と上記負荷回路
とに第3のコンデンサを直列に接続して成ることを特徴
とする請求項1〜6の何れかに記載の電源装置。 - 【請求項8】 上記整流器の直流出力端と第1のコンデ
ンサの両端とを切離し自在に接続するスイッチ手段を備
えたことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の電
源装置。 - 【請求項9】 上記第2のコンデンサの容量を可変する
手段を備えたことを特徴とする請求項1〜8の何れかに
記載の電源装置。 - 【請求項10】 上記負荷回路が複数の負荷を具備して
成ることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の電
源装置。 - 【請求項11】 上記トランス又は負荷回路に直列接続
されたインダクタに設けられる巻線の何れかの出力によ
り、上記第1及び第2のスイッチング要素をオン・オフ
して成ることを特徴とする請求項1〜10の何れかに記
載の電源装置。 - 【請求項12】 交流電源の交流出力を整流する整流器
と、平滑用の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサ
と並列に接続されるとともに高周波で交互にオン・オフ
される一対の第1及び第2のスイッチング要素の直列回
路と、該第1及び第2のスイッチング要素とそれぞれ逆
並列に接続される第1及び第2のダイオードと、上記第
1及び第2のスイッチング要素の接続点と上記整流器の
一方の直流出力端との間に1次巻線が各々接続される複
数のトランスと、各トランスの2次巻線に接続される複
数の負荷回路と、上記各トランスの1次巻線と整流器の
直流出力端の接続点にそれぞれ一端が接続されるととも
に他端が上記第1のコンデンサの一方の端子にそれぞれ
接続され且つ上記第1又は第2のスイッチング要素のオ
ン・オフに応じて上記各トランスの1次巻線と共振回路
を形成する複数の第2のコンデンサと、上記整流器の直
流出力端と上記各トランスの1次巻線及び各第2のコン
デンサの接続点との間に設けられて上記第1及び第2の
スイッチング要素の何れか一方がオンしたときに上記交
流電源からトランスを介して電流の流れる経路を形成す
る複数の第3のダイオードとを備えたことを特徴とする
電源装置。 - 【請求項13】 交流電源の交流出力を整流する整流器
と、該整流器の脈流出力を平滑する第1のコンデンサ
と、該第1のコンデンサと並列に接続されるとともに高
周波で交互にオン・オフされる一対の第1及び第2のス
イッチング要素の直列回路と、該第1及び第2のスイッ
チング要素とそれぞれ逆並列に接続される第1及び第2
のダイオードと、2次巻線に各々負荷回路が接続される
第1及び第2のトランスと、上記第1のスイッチング要
素の両端間に上記第1のトランスの1次巻線と直列に接
続されて共振回路を形成する第2のコンデンサと、上記
第2のスイッチング要素の両端間に上記第2のトランス
の1次巻線と直列に接続されて共振回路を形成する第3
のコンデンサと、上記第1のトランスの1次巻線と上記
第2のコンデンサの接続点及び上記第2のトランスの1
次巻線と上記第3のコンデンサの接続点の間に接続され
る第4のコンデンサとを備えたことを特徴とする電源装
置。 - 【請求項14】 交流電源の交流出力を整流する整流器
と、平滑用の第1のコンデンサと、該第1のコンデンサ
と並列に接続されるとともに高周波で交互にオン・オフ
される一対の第1及び第2のスイッチング要素の直列回
路並びに第3及び第4のスイッチング要素の直列回路
と、該第1〜第4のスイッチング要素とそれぞれ逆並列
に接続される第1〜第4のダイオードと、上記第1及び
第2のスイッチング要素の接続点と上記第3及び第4の
スイッチング要素の接続点の間に1次巻線が接続される
トランスと、該トランスの2次巻線に接続される負荷回
路と、上記整流器の直流出力端間に接続される第2のコ
ンデンサとを備え、上記トランスの1次巻線の略中点を
上記第2のコンデンサを介して上記第1のコンデンサの
一方の端子に接続し、上記トランスの1次巻線と上記第
2のコンデンサとで上記第1〜第4のスイッチング要素
のオン・オフに応じて共振する共振回路を形成して成る
ことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08852697A JP3496446B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 電源装置 |
US09/042,555 US6075715A (en) | 1997-03-26 | 1998-03-17 | Power source device |
DE19813187A DE19813187A1 (de) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Stromversorgungseinrichtung |
CN98105864A CN1055355C (zh) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | 电源装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08852697A JP3496446B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10285946A true JPH10285946A (ja) | 1998-10-23 |
JP3496446B2 JP3496446B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=13945293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08852697A Expired - Fee Related JP3496446B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-04-07 | 電源装置 |
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JP (1) | JP3496446B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6414447B1 (en) | 1999-04-16 | 2002-07-02 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Discharge lamp lighting device and illuminating device |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP08852697A patent/JP3496446B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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