JPH11308876A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH11308876A
JPH11308876A JP10112067A JP11206798A JPH11308876A JP H11308876 A JPH11308876 A JP H11308876A JP 10112067 A JP10112067 A JP 10112067A JP 11206798 A JP11206798 A JP 11206798A JP H11308876 A JPH11308876 A JP H11308876A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
amplifier circuit
power supply
switching element
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP10112067A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kido
大志 城戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第2増幅回路のDC/AC変換効率を高くす
ることが可能で、第2増幅回路の入力電圧によらずに回
路設計が可能で、第2増幅回路を構成するスイッチング
素子にかかるストレスを低減可能な電源装置を提供す
る。 【解決手段】 直流電源E1、E2と、直流電源E1の
両端に接続されスイッチング素子Q53を有し高周波電
力を出力する第1の増幅回路5aと、マッチング回路4
を介し、第1の増幅回路5aの出力端に接続される負荷
回路7と、直流電源E2の両端に接続され、スイッチン
グ素子Q53を駆動するD級増幅回路である第2の増幅
回路2aとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は電源装置に関するも
のであり、更に詳しくは、負荷を無電極放電灯とした際
に、無電極放電灯に近傍配置される誘導コイルに高周波
電磁界を誘起することにより、無電極放電灯を点灯させ
る電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に係る従来例として特開平8−1
24685号公報に示したものが有り、その回路図を図
5に、要部回路図を図6に示す。
【0003】本回路は、発振回路1aと第1の増幅回路
(以下、メインアンプと呼ぶ。)5aと第2の増幅回路
(以下、プリアンプと呼ぶ。)2aと負荷7を有する負
荷回路7aとから構成される。プリアンプ2aは、パワ
ーMOS電界効果トランジスタ(以下、スイッチング素
子と呼ぶ。)Q21によりC級電力増幅を行っており、
トランスT1の漏れインダクタンスとコンデンサC2と
により発振周波数に同調するように構成している。抵抗
R20は、スイッチング素子Q21の入力インピーダン
スを発振回路1aの出力と整合させるために接続してあ
る。メインアンプ5aは、パワーMOS電界効果トラン
ジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)Q51、Q
52によりD級電力増幅を行っており、スイッチング素
子Q51及びスイッチング素子Q52を交互にオンオフ
することにより、負荷7と回路要素8とを有する負荷回
路7aの端子間に理想的には矩形電圧を印加させ、イン
ダクタLsとコンデンサCsとを有する回路素子8によ
り、上記矩形電圧の高調波成分と直流成分とを除去し、
負荷7の両端に基本調波電圧を印加する。
【0004】負荷7は、図6に示すように、コンデンサ
C41とコンデンサC42とで構成されるマッチング回
路4と、無電極放電灯71と、無電極放電灯71の近傍
に巻回された誘導コイルL7とから構成される。マッチ
ング回路4は、インピーダンスを整合させて電力を効率
よく供給するためのものである。なお、負荷7は無電極
放電灯を含むもの他でも構わない。また、発振回路1a
は水晶振動子を有し、該振動子から信号を発振するもの
であっても、他の構成であっても構わない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、以下に示すような問題点が生じてしまう。
【0006】プリアンプ2aにはC級増幅回路を用いて
いるが、C級増幅回路はDC/AC変換効率が低い。一
方、上記公報中には、D級増幅回路のDC/AC変換効
率は88%、E級増幅回路のDC/AC変換効率は92
%という記載が有るが、D級増幅回路とE級増幅回路と
の変換効率(理想的にはどちらも100%)は、入力電
圧や出力電圧や該増幅回路を構成するスイッチング素子
などにより決まるものであり、一概に、変換効率の大小
を論じることができないのが一般的である。
【0007】ここで、上記従来例において、プリアンプ
2aにE級増幅回路を用いると、E級増幅回路の入力電
圧によっては(特に該入力電圧が高いときには)、該増
幅回路を構成するスイッチング素子に非常に大きな電圧
がかかることになり、回路設計などが非常に困難になっ
てしまう。また、無電極放電灯の始動時には負荷インピ
ーダンスが激しく変化するので、該増幅回路を構成する
スイッチング素子には更に大きな電圧がかかってしま
う。
【0008】本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、第2増幅回路のD
C/AC変換効率を高くすることが可能で、第2増幅回
路の入力電圧によらずに回路設計が可能で、第2増幅回
路を構成するスイッチング素子にかかるストレスを低減
可能で、負荷を無電極放電灯とした際に、第2増幅回路
を構成するスイッチング素子にかかるストレスを低減し
つつ確実に無電極放電灯を始動可能な電源装置を提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、直流電源と、直流
電源の両端に接続され少なくとも1つのスイッチング素
子を有し高周波電力を出力する第1の増幅回路と、第1
の増幅回路の出力端に接続される負荷回路と、第1の増
幅回路のスイッチング素子を駆動するD級増幅回路であ
る第2の増幅回路とを備えることを特徴とする。
【0010】請求項2記載の発明によれば、第1の増幅
回路はC級増幅回路であることを特徴とする。
【0011】請求項3記載の発明によれば、第1の増幅
回路はD級増幅回路であることを特徴とする。
【0012】請求項4記載の発明によれば、第1の増幅
回路はE級増幅回路であることを特徴とする。
【0013】請求項5記載の発明によれば、直流電源は
昇圧チョッパ回路であることを特徴とする。
【0014】請求項6記載の発明によれば、直流電源は
降圧チョッパ回路であることを特徴とする。
【0015】請求項7記載の発明によれば、直流電源は
昇降圧チョッパ回路であることを特徴とする。
【0016】請求項8記載の発明によれば、負荷回路は
無電極放電灯を含んでなることを特徴とする。
【0017】請求項9記載の発明によれば、無電極放電
灯と、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、昇
圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の両端に接続され
スイッチング素子を有し誘導コイルに高周波電力を供給
する第1のD級増幅回路と、第1のD級増幅回路のスイ
ッチング素子を駆動する第2のD級増幅回路とを備える
ことを特徴とする。
【0018】
【実施の形態】(実施の形態1)本発明に係る第1の実
施の形態の回路図を図1に示す。
【0019】本回路は、直流電源E1、E2と、E2の
両端に接続され高周波電力を出力するD級増幅回路から
なるプリアンプ2aと、E1の両端に接続され高周波電
力を出力するC級増幅回路からなるメインアンプ5a
と、メインアンプ5aの出力端に接続されたマッチング
回路4と、マッチング回路4の出力端に接続された負荷
7とから構成される。
【0020】ここで、メインアンプ5aは、インダクタ
L51と電界効果トランジスタ(以下、スイッチング素
子と呼ぶ。)Q53とコンデンサC51とから構成され
る。また、プリアンプ2aは、1次側に発振回路1aの
出力端が接続されるトランスT21と、トランスT21
を介して供給される発振回路1aからの信号により駆動
する電界効果トランジスタ(以下、スイッチング素子と
呼ぶ。)Q22、Q23と、インダクタL21と、コン
デンサC21とから構成される。そして、プリアンプ2
aは、D級増幅動作を行うことにより、トランスT22
を介して略正弦波状の交流の高周波電圧をスイッチング
素子Q53に供給する。負荷7は、透光性のガラスバル
ブ又は内面に蛍光体が塗布されたガラスバルブ内に不活
性ガスや金属蒸気等の放電ガスを封入した無電極放電灯
71と、無電極放電灯71に近接配置されメインアンプ
5aから高周波電力を供給される誘導コイルL7とから
構成される。マッチング回路4は、コンデンサC41、
C42から構成され、無電極放電灯71の点灯時におい
て、誘導コイルL7とメインアンプ5aとの両方のイン
ピーダンスを整合し、無電極放電灯71に効率よく高周
波電力を伝達するものである。
【0021】次に、動作を簡単に説明する。プリアンプ
2aとメインアンプ5aとに直流電源E2、E1が供給
されると、発振回路1aからトランスT21を介して供
給された交流の高周波電圧によりスイッチング素子Q2
2、Q23が交互にオンオフし、共振要素であるインダ
クタL21とコンデンサC21とトランスT22とを介
してスイッチング素子Q53のゲート・ソース間に略正
弦波の交流の高周波電圧を供給し、スイッチング素子Q
53がオンオフする。スイッチング素子Q53がオンオ
フすると、メインアンプ5aからマッチング回路4を介
して誘導コイルL7に数100kH〜数100MHzの
高周波電流が流れ、それにより誘導コイルL7に高周波
電磁界を発生させて無電極放電灯71に高周波電力を供
給し、無電極放電灯71の内部に高周波プラズマ電流を
発生させて紫外線もしくは可視光を発生させる。
【0022】(実施の形態2)本発明に係る第2の実施
の形態の回路図を図2に示す。
【0023】図1に示す第1の実施の形態と異なる点
は、メインアンプ5aに接続される直流電源回路8が昇
圧チョッパ回路で構成され、メインアンプ5aがD級増
幅回路で構成され、マッチング回路4を用いていない点
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。ここで、直流電
源回路8の入力端には交流電源ACとフィルタ回路Fと
整流器DBとが直列に接続され、直流電源回路8は、イ
ンダクタL81と電界効果トランジスタ(以下、スイッ
チング素子と呼ぶ。)Q81とダイオード81と平滑コ
ンデンサC81と制御回路81とで構成される。メイン
アンプ5aは、電界効果トランジスタ(以下、スイッチ
ング素子と呼ぶ。)Q54、Q55とインダクタL52
とコンデンサC52とから構成される。
【0024】次に、動作を簡単に説明する。交流電源A
Cが投入されることにより直流電源回路8が動作し、直
流電源回路8からメインアンプ5aに直流電圧が供給さ
れ、E2からプリアンプ2aに直流電圧が供給される
と、発振回路1aから供給された交流の高周波電圧によ
りスイッチング素子Q22、Q23が交互にオンオフ
し、共振要素であるインダクタL21とコンデンサC2
1とトランスT22とを介してスイッチング素子Q5
4、Q55のゲート・ソース間に略正弦波の交流の高周
波電圧を供給し、スイッチング素子Q54、Q55が交
互にオンオフする。スイッチング素子Q54、Q55が
交互にオンオフすると、メインアンプ5aから誘導コイ
ルL7に数100kH〜数100MHzの高周波電流が
流れ、それにより誘導コイルL7に高周波電磁界を発生
させて無電極放電灯71に高周波電力を供給し、無電極
放電灯71の内部に高周波プラズマ電流を発生させて紫
外線もしくは可視光を発生させる。
【0025】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の回路図を図3に示す。
【0026】図2に示す第2の実施の形態と異なる点
は、メインアンプ5aに接続される直流電源回路8が降
圧チョッパ回路で構成され、メインアンプ5aがE級増
幅回路で構成され、直流電源回路8の出力端から発振回
路1a及びプリアンプ2aの直流電圧源を得る様に構成
され、マッチング回路4を用いている点であり、その他
の第2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。ここで、直流電源回路8は、電
界効果トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼
ぶ。)Q82とインダクタL82とダイオード82と平
滑コンデンサC82と制御回路82とで構成される。メ
インアンプ5aは、インダクタL53、L54とコンデ
ンサC53と電界効果トランジスタ(以下、スイッチン
グ素子と呼ぶ。)Q56とから構成される。
【0027】次に、動作を簡単に説明する。交流電源A
Cが投入されることにより直流電源回路8が動作し、直
流電源回路8からメインアンプ5aと発振回路1aとプ
リアンプ2aとに直流電圧が供給されると、発振回路1
aから供給された交流の高周波電圧によりスイッチング
素子Q22、Q23が交互にオンオフし、共振要素であ
るインダクタL21とコンデンサC21とトランスT2
2とを介してスイッチング素子Q56のゲート・ソース
間に略正弦波の交流の高周波電圧を供給し、スイッチン
グ素子Q56がオンオフする。スイッチング素子Q56
がオンオフすると、メインアンプ5aから誘導コイルL
7に数100kH〜数100MHzの高周波電流が流
れ、それにより誘導コイルL7に高周波電磁界を発生さ
せて無電極放電灯71に高周波電力を供給し、無電極放
電灯71の内部に高周波プラズマ電流を発生させて紫外
線もしくは可視光を発生させる。
【0028】(実施の形態4)本発明に係る第4の実施
の形態の回路図を図4に示す。
【0029】図3に示す第3の実施の形態と異なる点
は、メインアンプ5aに接続される直流電源回路8が昇
降圧チョッパ回路で構成されている点であり、その他の
第3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。ここで、直流電源回路8は、電界
効果トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)
Q83とインダクタL83とダイオード83と平滑コン
デンサC83と制御回路83とで構成される。
【0030】
【発明の効果】請求項1乃至請求項7に記載の発明によ
れば、第2増幅回路のDC/AC変換効率を高くするこ
とが可能で、第2増幅回路の入力電圧によらずに回路設
計が可能で、第2増幅回路を構成するスイッチング素子
にかかるストレスを低減可能な電源装置を提供できる。
【0031】請求項8、請求項9に記載の発明によれ
ば、請求項1記載の発明の効果に加えて、第2増幅回路
を構成するスイッチング素子にかかるストレスを低減し
つつ確実に無電極放電灯を始動可能な電源装置を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の回路図を示
す。
【図2】本発明に係る第2の実施の形態の回路図を示
す。
【図3】本発明に係る第3の実施の形態の回路図を示
す。
【図4】本発明に係る第4の実施の形態の回路図を示
す。
【図5】本発明に係る従来例の回路図を示す。
【図6】本発明に係る従来例の要部回路図を示す。
【符号の説明】
1a プリアンプ 5a メインアンプ 7 負荷 71 無電極放電灯 L7 誘導コイル Q スイッチング素子

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、前記直流電源の両端に接続
    され少なくとも1つのスイッチング素子を有し高周波電
    力を出力する第1の増幅回路と、前記第1の増幅回路の
    出力端に接続される負荷回路と、前記第1の増幅回路の
    スイッチング素子を駆動する第2の増幅回路とを備える
    電源装置において、 前記第2の増幅回路はD級増幅回路であることを特徴と
    する電源装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の増幅回路は、C級増幅回路で
    あることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の増幅回路は、D級増幅回路で
    あることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の増幅回路は、E級増幅回路で
    あることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  5. 【請求項5】 前記直流電源は、昇圧チョッパ回路であ
    ることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  6. 【請求項6】 前記直流電源は、降圧チョッパ回路であ
    ることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  7. 【請求項7】 前記直流電源は、昇降圧チョッパ回路で
    あることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  8. 【請求項8】 前記負荷回路は、無電極放電灯を含んで
    なることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
  9. 【請求項9】 無電極放電灯と、前記無電極放電灯に近
    接配置される誘導コイルと、昇圧チョッパ回路と、前記
    昇圧チョッパ回路の両端に接続されスイッチング素子を
    有し前記誘導コイルに高周波電力を供給する第1のD級
    増幅回路と、前記第1のD級増幅回路のスイッチング素
    子を駆動する第2のD級増幅回路とを備えることを特徴
    とする電源装置。
JP10112067A 1998-04-22 1998-04-22 電源装置 Pending JPH11308876A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003052912A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Isolated converter with synchronized switching leg

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003052912A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Isolated converter with synchronized switching leg

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