JPS59148528A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （弁明の分野） 本発明は、交流電源より高周波出力を発生する電源装置
に関する。

（弁明の背景） 従来、この種の電源装置として、交流電源と第１および
第２の整流回路とインバータと電力蓄積手段とを備え、
前記第１の整流回路が前記交流電源より発生ずる脈流出
力を前記インバータに供給しＣ高周波出力を光−［覆る
とともにこの高周波出力の一部を前記第２の整流回路に
より整流して前記電力蓄積手段に蓄積し、前記脈流出力
か所定の電圧より低い間前記電力蓄積手段より前記イン
バータに電力を供給する、いわゆるパワーフィードバッ
ク型の電源装置が知られている。

この電源装置はメインの整流回路に平滑コンデンサを有
しないため回路力率が高く、しかも整流回路の出力電圧
が所定電圧より低い区間では電力蓄積手段例えばコンデ
ンサからインバータに直流電圧を供給しているため休止
区間がなくリップルの少ない包絡綿を持った高周波出力
を発生し、この高周波出力をもって放電灯を点灯すれば
良好な発光効率で点灯され、また、この高周波出力を整
流すればリップルの少ない直流出力を得ることができる
。

第１　ｄ’３よび第２図はこの種のパワーフィードバッ
ク型の電源装置を示すもので、第１図はシングル式イン
バータを用いた例、第２図はプッシュプル式インバータ
を用いた例である。第１図において、１ば交流電源で、
この交流電源１に路流装置例えば全波整流回路２を接続
している。この整流回路２の整流出力端子間ａ　、　ｌ
）に電力蓄積用コンデンサ３とアイツレ−１へ用ダイオ
ード４の直列回路を接続するとともに高周波変換装置と
して１石式ブロッキング発振型トランジスタインバータ
５を接続している。このインバータ５は、出カドランス
５１およびスイッチング素子としてのトランジスタ５２
等を！１備し、出力１−ランス５１の１次巻線５１１〕
を整流回路２の正側出力端子ａと１ヘランジスタ５２の
コレクタどの間に接続するとともにこの１次巻線５　ｌ
　ｐと並列に波形成形用コンデンサ５３を接続し、出力
１〜ランシスタ５２のエミッタを整流回路２の負側出力
端子すに接続し、さらに１ヘランジスタ５２のコレクタ
と、前記コンデンサ３とダイオード４の接続点Ｃとの間
にダイオード６と限流用トランス７の１次巻線７ｐとか
らなる直列回路を接続している。また、前記限流用トラ
ンス７の２次巻線７ＳどタイＡ−ド８とからなる直列回
路を前記接続点Ｃと前記正側出力端子ａとの間に接続し
ている。

前記出カドランス５１の２次巻線５１ｓには図示しない
負荷として例えば放電灯を接続する。

次に以上のように構成した装置の作用を述べる。

今、交流電源１が投入されるど、全波整流回路２より全
波整流出力（ｉ脈流出力〉が発生し、これがインバータ
５に与えられる。これにより、インバータ５では図示し
ないベース駆動回路の出力により１〜ランジスタ５２の
ベースが駆動され、トランジスタ５２は高周波でオンオ
フツる。これにより、コンデン童す３はトランジスタ５
２がオンする度にダイオード６、限流用トランス７の１
次巻線７０ｉＪ５よびトランジスタ５２を介して所定方
向に充電される。

限流用トランス７の１次巻線７ｐは、コンデンサ−３へ
の突入電力を防止してダイオード６およびｊ〜ランジス
タ５２を保護するとともに、充電電流を制限し、この電
源装置の入力力率の低下を防止するためのものである。

また、限流用１〜ランス７の２次巻線７Ｓおよびダイオ
ード８の直列回路は、前記トランジスタ５２のオフ時、
前述のトランジスタ５２のオン時に前記１次巻線７ｐを
介して流れるコンデンサ３への充電電流によりトランス
７に蓄積されたエネルギーを放出するもので、これによ
り、ダイオード６に印加される逆電圧を低減している。

コンデンサ３は整流回路２の整流出力が半サイクル毎に
所定電圧すなわち本例においてコンデンサ３の充電電圧
以下になると放電され、この放電出力をインバータ５に
与える。

第２図の電源装置は第１図のシングル式インバ−タの代
りに定電流プツシコブルインバータを用いたちので゛あ
る。第２図において、インバータ５は出力１−ランスｂ
１の１次巻１５１ｐの中点（センタタップ）ｄを整流回
路２の正側出力端子ａに接続し、１次巻線：ｉ　ｌ　＋
）の両端にそれぞれトランジスタ５２ａ　、　５２１）
を接続するとともに共振用コンデンサ５３を接続し、１
−ランジスタ５２ａ　、　５２ｂのエミッタを整流回路
２の負側出力端子すに接続している。

また、１次巻線５１］）に設（プられたタップｅ、ｆに
限流用１〜ランス７の２つの巻線７ａ、７ｂそれぞれの
１端を接続し、この］ヘランス７の巻線７ａ。

７ｂの他端はそれぞれダイオード（３ａ、（３ｂを介し
て電力蓄積用コンデンサ３とアイソレート用ダイオード
４との接続点Ｃに接続している。

次にこの゛電源装置の作用を説明でる。

交流電源１が投入され、整流回路２より脈流出力が発生
し、これによりインバータが高周波出力を発生すると、
前記出カドランス５１の１次巻線５１ｐの誘起出力によ
り限流用トランス７およびダイΔ−１’６ａ、６ｂから
なる全波整流回路を介して整流出力が発生し、この出力
がフィードバック出力としてコンデンサ３に与えられる
。これにより、第１図の電源装置の場合と同様、コンデ
ンサ３は所定方向に充電され、また、このコンデンサ３
は整流回路２の整流出力が半サイクル毎に所定電圧すな
わち本例においてコンデンサ３の充電電圧以下になると
放電され、この放電出力をインバータ５に与える。

ところで、これらの従来例においては、限流索子として
限流用トランスを必要とし、このため、装置の構成が複
雑であるとか、製造工数が多い、コスト高である等の不
都合かあった。

（発明め目的） 本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
いわゆるパワーフィードバック型の電源装置において、
限流用１〜ランスの代りにインダクタを用いて装置の構
成を簡略化し、しかも電力蓄積用コンデンサの充電回路
のダイＡ−１−に高°市圧が印加されないようにするこ
とにある。

（弁明の構成） 上記目的を達成するため本発明では、交流電圧を整流し
て脈流電圧を出力する整流装置と、高周波でオン・オフ
するスイッチング素子を含み上記整流装置の出力を高周
波電圧に変換する変換装置ど、この変換装置の入力側に
設けられ充電電荷を上記変換装置に供給可能なコンデン
サと、このコンテン１ノによる上記変換装置への電力供
給期間を制御するスイッチ装置ど、上記スイッチング素
子のオン・オフ周期に関連して断続的に上記コンデンサ
に充電電流を供給する直流電源と、上記コンデンサの充
電回路に介挿されたインダクタと、上記直流電源からの
充電電流断時に上記インダクタの蓄積エネルギーを上記
コンデンサに供給させるタイオードとを具備したことを
特徴とする。

本発明において高周波とは、商用電源等の交流電圧を整
流して得られた脈流出ノ〕（例えば１００１−１７また
は１２０１−１ｚ）の周波数より高い周波数であり、一
般的には可聴周波数＜２０ＫＨｚ程度）より高い周波数
て′ある。また、１オン・オフ周期に関連して断続的に
」とは、オフ時、オフ時あるいはオンまたはオフと同期
することを意味するかオン・オフ周期と１対１に対応す
ることを要しない。例えば上述の従来例または後述の実
施例にＪ３けるコンデンサの放電時においてはスイッチ
ング素子オンでも充電されない。

（実施例の説明） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明づる。

なお、従来例と共通または対応する部分については同一
の符号で表す。

第３図は本発明の１実施例に係る電源装置の回路構成を
示す。同図の電源装置は、第１図の従来例に対し、限流
用トランス７を除去するとともに、各巻線７ｐ、７ｓが
接続されていた部分をそれぞれ短絡し、かつダイオード
６．８の接続点とコンデンサ３とダイオード４との捺続
点Ｃとの間にインダクタを直列に接続したものである。

次に第３図の電源装置の作用を第４図の波形図を参照し
ながら説明する。

交流電源１が投入されこの電源装置が起動すると、前述
のようｔこ出力１〜ランジスタ５２が高周波でオンオフ
する。すると、ｊ・ランジスタ５２がオンしたどＱｉｔ
ｌ＞は整流回路２に対してコンデンサ３、インダクタ７
、ダイオード６およびトランジスタ５２を経由する開回
路が形１戊され、コンデンサ３は整流回路２の脈流出力
よりこの閉回路に流れる電流により帰還用゛電力が充電
される。インダクタ７は、第１図の限流用トランスと同
様、コンデンサ３への突入電力を防止してダイオード６
８５よひ′トランジスタ５２を保護するとともに、充電
電流・ど制限し、この電源装置の入力力率の低下を防止
する。

次に、トランジスタ５２がオフする（［２）と、インタ
フタフの電流はダイオード８に転流され、これによりイ
ンダクタ８かりセラ［〜される（ｔ３）。

従って、このダイオード８は第１図における限流トラン
ス７の２次巻線７ｐとダイオード８とからなる直列回路
と同様にインダクタ７の励磁をリゼツ１へし、これによ
りインダクタの偏磁や限流効果の低減を防止している。

以後、トランジスタ５２のオンオフ（こ従って上述の動
作を繰り返す。

なお、第３図においてダイオード６のアノードは、トラ
ンジスタ５２のコレクタに直接接続しているが、出カド
ランス５１の１次巻線５１１Ｊに設けられた中間タップ
に接続するようにしてもよい。この場合は、出カドラン
ス５１の１次巻線！１１１）の正側端子とこの中間タッ
プ間Ｊ５よびダイオード６とをコンデンサ３充電用の直
流電源とみなすことができる。また、第５図に示ずよう
に、出力１〜ランス５１に電力帰還用巻線５１ｆ、を設
け、この帰還巻線５１ｆと半波整流用ダイオード６とか
ら構成される直流電源によ、リコンデンサ３を充電する
ようにしてもよい。さらに、第６図に示すように、イン
バータ５の入力と直列に１ヘランス５４の１次巻線５４
ｔ）を接続し、このトランス５４の２次巻線５４ｓとダ
イオード６とでコンデンサ３充電用直流電源を構成して
もよい。また、第７図に示すように、アイソレート用ダ
イオード４を他のスイッチング装置例えばトランジスタ
４で置き換えてもよい。このトランジスタ４は整流装置
２の出力電圧やこの出ノＪ電圧と同期して動作するタイ
マ、遅延回路等の出力信号等によって制御（ることがで
きる。例えば脈流電圧が所定電圧より低くなってさらに
所定時間経過後１ヘランジス４をオンさせる」；うにす
れば第８図の太線に示すような電圧をインバータ５に与
えることがＣきる。

第９図はプッシュプル式インバータを用いた実施例を示
ず。同図の電源装置は、第２図の従来例に対し、限流用
トランス７およびダイオード６゜８の代りに、電力蓄積
用コンデンサ３とアイツレ−１〜用ダイオード８との接
続点Ｃと出力１〜ランス５１の１次巻線５１ｐのタップ
ｆとの間にインダクタ７と第１のダイオード６からなる
半波整流回路を接続す゛るとともにインダクタ７と第１
のダイオード６との接続点Ｃと、整流回路２の正側出力
端子ａとの間に第２のダイオード８を接続したものであ
る。

この電源装置の作用は、第３図の゛電源装置と同様に行
なわれる。

なお、第４図にａ３いてはダイオード６を出カドランス
の１次巻線に設けられた中間タップに接続しているがト
ランジスタ５２　ａまたは５２１〕のコレクタに接続し
てもよい。この場合は、出カドランスのタップｅ、ｆの
双方を削除覆ることができる。

上述の実施例におけるインバータは自動式、他励式いず
れのものを用いてもよい。また、整流回路とインバータ
との間に定電流インダクタまたは高周波阻止フィルタを
接続してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によると、インバータのスイッチン
グ素子がオンした時電力蓄積用コンデンサへ充電電流を
供給する回路に介挿された限流用トランスの代りにイン
ダクタを用いでいるので装置の回“路構成をより簡略化
覆ることができる。また、前記°スイッチング素子がオ
フした時は前記充電電流にＪ、って前記インダクタに蓄
積されているエネルギーを前記コンデンサに供給するダ
イオードを付加したことによって、前記スイッチング素
子のオフ時前記コンデンサ充電用のダイオードに高圧の
逆電圧が印加することもない。さらに、第２図の従来例
に比べれば出力［・ランス１次巻線の中間タツノ゛１〜
２個を減少させることができる。

１１．　　図］Ｔ］′ｌの簡単な説明 第１Ｊ＞よひ鞘２図は従来の電源装置の回路図、第３図
は本発明の１実施例に係る電源装置の回路図、第４図は
第３図の電源装置における出力１−ランス１次巻線の両
端電圧波形図（ａ　）および電力蓄積用コンデンサの充
電電流波形図（ｂ）、第５〜７図は第３図の′電源装置
の変形例を示す部分回路図、第８図（よ第７図の変形例
にＪ５けるインバータ入力電圧波形図、第９図は本発明
の池の実施例に係る電７１！Ｈ置の回路図である。

１・・・交流電源、２・・・整流回路、３・・・コンデ
ンサ。

４・・・スイッチ装置（ダイＡ−ド、トランジスタ）、
６．６ａ、６ｂ、８・・・ダイオード、５・・・インバ
ータ、７・・・インタフタ、５１・・・出力１〜ランス
、５２・・・トランジスタ。

Ｍ３図 ｓ４図 第５図 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電圧を整流して脈流電圧を出力する整流装置と
   、 高周波でオン・オフするスイッチング素子を合み上記整
   流装置の出力を高周波電圧に変換する変換’！？置と、 この変換装置の入力側に設けられ充電電荷を上記変換装
   置に供給可能なコンデンサと、この］ンテンサによる上
   記変換装置への電力供給期間を制御するスイッチ装置と
   、 上記スイッチング素子のオン・オフ周期に代理して断続
   的に上記コンデンサに充電電流を供給する直流電源と、 上記コンデンサの充電回路に介挿されたインダクタと、 上記直流電源からの充電電流断時に上記インダクタの蓄
   積エネルギーを上記コンデンサに供給させるタイオード
   と、 を具備したことを特徴とする電源装置。 ２、前記変換装置は一石式ｌ−ランジスタインバータで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電源
   装置。 ３、前記変換装置は二石式トランジスタインバータであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電８１
   ｉｉｉ装置。 ４、前記整流装置は前記直流電源を兼ねるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１
   つに記載の電源装置。 ５、前記直流電源は前記変換装置の出力の一部を利用し
   てなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれか１つに記載の電源装置。 ６、前記変換装置はトランジスタと、−次巻線を上記ト
   ランジスタのコレクタ・エミッタと直列的に接続された
   出力１〜ランスどを有してなるものであるとともに、前
   記コンデ゛ンサは上記トランジスタのオン時にこのトラ
   ンジスタを介して前記整流装置の出力にまり光′市され
   るものであることを特徴とする特訂鵬求の範囲第１，２
   または４項のいずれか１つに記載の電源装置。