JPS60200763A - 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】 （発明の分野） 本発明は、交流電源より高周波出力を発生ずる電源装置
に関する。

（発明の費用） 従来、この種の電源装置として、第１図に示す構成のも
のが知られている。同図の電源装置においては、交流電
源１に整流装置例えば全波整流回路２を接続し、この整
流回路２の整流出力端子ａ。

６間には電源フィルタ３を介して補助電源回路４の補助
電力供給用コンデンサ４１とアイソレート用ダイΔ−ド
４２どの直列回路を接続覆るととしに高周波変換装置と
しての１石式の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。

電源フィルタ３は、インダクタ３１およびコンチン１す
３２からなるＬ型の高周波阻止フィルタで、このように
電源フィルタ３を介して整流回路２からの非平滑直流く
整流出力）を以陪の補助電源回路４Ｊ５よびインバータ
５へ供給することにより、交流電源１への高周波電流の
流入を阻止し、電源配線のインピーダンスがインバータ
の発振動作に及ばず影響を排除するとともに、入力力率
のより以上の向上および入力端子雑音電圧の減少を図っ
ている。

インバータ５は、出カドランス５１、出力１−ランシス
タ５２ａ３よびベース駆動回路５３等を具備し、整流回
路２の正側用ツノ端子ａとトランジスタ５２のコレクタ
との間に出ノｊトランス５１の１次巻線５１ｐを接続づ
るとともにこの１次巻線５１ｐと並列に共振コンデンサ
５４を接続し、トランジスタ５２のエミッタをダイオー
ド５５およびインダクタ３１を介して整流回路２の負側
出力端子すに接続し、１〜ランジスタ５２のベースをベ
ース駆動回路５３を介して出カドランス５１のベース巻
線５１１１の一端に接続し、このベース巻線５１ｂの他
端はインダクタ３１を介し整流回路２の負側出力端子す
に接続し、トランジスタ５２のコレクタ・エミッタと逆
並列にダイオード５６を接続しＣいる。

さらに、トランジスタ５２のコレクタと補助電源回路４
のコンデンサ４１およびタイオード４２の接続点ｄとを
タイオード４３およびコンデンサ４４を介しＣ接続し、
ダイオード４３Ｊ３よびコンデンサ４４の接続点ど前記
正側出力端子ａとをダイ１４−ｌ”４５を介して接続し
、前記出力１ヘランス５１の２次巻線５１ｓには負荷６
どしＣ例えば放電幻を接続りる。

＜（お、タイオー１−５５は１−ランジスタ５２をエミ
ッタベース間逆電圧から保護するとともに、主１ヘラン
ジスタのターンオフ時、コレクタ電流かペース引抜電流
ど等しくなったときターンオフ時−ることにより、ペー
ス引抜電流を停止しベース引抜電流の過不足を防止覆る
作用を行なうための−ｂのである。また、ダイオード５
６はトランジスタ５２のΔ）詰（７出）］１〜ラン′２
５１の１次８細５１ｏに逆方向の電流経路を与えること
により、出力波形歪を防止覆るだめのタンパ−タイオー
ドである。

また、ベース駆動回路５３のコンデンサ５３１およびイ
ンダクタ５３２は１〜ランジスタ５２の高周波スイッヂ
ング特性の改善用、ダイオード５３３と抵抗５３４の直
列回路はコンデンサ５３１の電荷を高周波用ツノの各サ
イクルごとに放電するコンチン」プリレッ１へ回路であ
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か投入されると、全波整流回路２より全
波整流出力か発生し、これが電源フィルタ３を介してイ
ンバータ５に与えられる。これに」；す、インバータ５
では前記整流出力がベース１駆動回路５３の起動抵抗５
７を介して１〜ランジスタ５２にへ一ス電流としで与え
られ、１ヘランジスタ５２かΔンづる。以後１〜ランシ
スタ５２はコレクタベース間の正帰還Ｊ５よひ１次巻線
５１１）のインタフタンス分とコンデンサ５４の共振に
より発振し、出力１ヘランス５１の各巻線５１ｐ　、　
５１ｓ　、　５１ｂに高周波出力を発生ずる。

補助電源回路４においては、インバータ５の１〜ランジ
スタ５２がオフし、出カドランス１次巻線５１１）に蓄
えられたエネルギーにより巻線５１ｐとコンデン」ノ５
４とで共振しフライバック電圧を発生りるごどに出力１
〜ランス１次巻線５１ｐに対し、電流の方向によりコン
デンサ４１、ダイオード４３およびコンデンサ−４４、
またはコンデンサ４４およびダイオード４５を経由Ｊる
閉回路が形成され、コンデンサ４１は整流回路２の正側
出力端；子ａ（！−基準にした出力１〜ランス１次巻線
５１ｐのフライバック電圧の傾きが負の時にこの電圧を
コンデン１）４４で微分した電流て所定方向に充電され
る。ここで、コンデンサ４４はコンデンサ４１への充電
電流を制限するだめのものである。また、ダイオード４
５は、正側出力端子ａを基準にした出力１〜ランス１次
巻線５１ｐのフライバック電１土の傾きか正の時にコン
デンサ４１への充電電流により：１ンデンリー４４に蓄
積された電荷を放電（リレット〉するもので、これによ
り、］コンデンサ４は次」ノイクルにおりるコンデンサ
−４１への充電電流の供給が可能となる。

電力蓄積用コンデンサ４１は整流回路２の整流出力が電
源周波数の半」ノーイクルごと【こ所定電圧すなわち本
実施例におい−Ｃコンデンサ４１の充電電圧以下になる
とアイソレート用ダイオード４２を介して放電し、この
放電出力をインバータ５に与える。

この電源装置は補助電源式またはパワーフィードバック
型等と呼称されるもので、メインの整流回路に平滑コン
テン４ノー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Ｈ−が所定電圧Ｊ、り低い区間では補助電
源回路４のコンデンサ４１からインバータ５に直流電圧
を供給することにより休止区間がなくリップルの少ない
包絡線を持った高周波出力を発生するため、この高周波
出力をもって放電対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１れはリップルの少
ない直流出力を得ることかできる等の長所を右している
。

ところＣ′、この補助ｙｈ力供給用］ンデンリ４１どし
ては人容用のものを必要とし、一般に電解コンデンサが
用いられるが、上述の従来形にＪ３いてはこの電解」ン
デンザに第２図に示づ”ように高周波リップルの多い電
流が流れ込んでしまい、このため、耐高リツプルヤの電
解コンデンサを用いなりればならず、コンデンサ従って
装置の形状が大きくなったり、］スト高になるとか、電
解コンデンサは損失が増加して発熱し、寿命が短くなる
等の不都合があった・ （発明の目的） 本発明の目的は、上述の従来形にお（、、ｌる問題点に
鑑み、いわゆる補助電源式の電源装置においで、高周波
■］止フィルタを構成するインダクタが補助電源回路の
充電および放電電流の共通経路に直列どなるように接続
Ｊ−るという栴想に基づき補助電力供給用コンデンサの
リップル電流を減少させることにある。

（発明の構成） 、に開目的を達成するため本発明Ｃは、交流電圧を整流
して脈流電圧を出力づる第１の整流装置と、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と、この変換装置の
入力側に設（プ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、このコンデ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・オー）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高周波電圧源および第
２の整流装置と、上記コンデンサの充電回路に介挿され
た限流要素と、上記コンデンサより後段でこのコンデン
サの充電回路と」−記変換装置の入力回路との共通回路
に介挿されたインダクタとを具備覆ることを特徴とづる
。

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Ｃ冑られた脈流出力（例えば１００１−１　ｚまた
は１２０Ｈｚ）の周波数より高い周波数であり、一般的
には可聴周波数（２０Ｋ　Ｈｚ程度）より高い周波数で
ある。また、［７１ン・ン１）周期に関連して断続的に
」とは、オン１ｌＬ７１ノ時あるいはオンまたはオンと
同期することを意味するが、オン・オフ周期と１対１に
対応することを要しない。例えば第１図の従来例におい
ても示したように充電はフライバック電圧波形の傾きが
正ま１〔は負の位相で行なわれるためスイッチング素子
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Ｊ−る。

なお、従来例と共通もしくは対応する部分については同
一の符号で表わす。

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
示づ。同図の装置は第１図のものに対し、電源フィルタ
３を補助電源回路４とインバータ５との中間に移動した
ものである。

第３図の電源装置にｃＢけるコンデンサ４１の充放電電
流波形を第４図に示Ｊ０充電時の電流波形は第２図の従
来例と同様であり、改善は見られないが、放電時は、第
１図の装置においては高周波閉止フィルタのインダクタ
３１が入らなかったのに対し、第３図の実施例にＪ３い
てコンデンサ４１はインバータ５、インダクタ３１Ｊ５
よびダイオード４２の経路で放電り−るため、高周波電
流のかなりの部分を減少させることができる。また、コ
ンデンサ３２は必ずしも必要ではないが、あれば、この
コンデンサは高周波に対して充分の容量を有するため、
」ンデンリ４１の放電経路にインダクタ３１が入ること
によるインバータ５への印加電圧の低下を無視すること
が−Ｃ′きる。

なお、」二連において、コンデンサ４１は、整流回路２
の正側出力端子ａ（！−ＩＪ、準にした出カドランス１
次巻線５１ｐのフライバンク電圧の傾きが負の時にコン
デンサ４４により微分されて生ずる限流された電流で充
電しているが、出力（ヘラシス１次巻線５１９に発生づ
る高周波誘起出力電圧の一部または全部をコンデンサ４
４で微分、限流しダイオード４３で半波整流した電流に
より充電するようにし−Ｃもよい。また、上述の実施例
においてはインバータとして自励式の１石式１〜ランジ
スタインバータを用いているが、細動式のものを用い′
ζもよく、また、トランジスタ以外の他のスイッヂング
素子を用いてもよい。ざらに、上記限流用コンテン１ノ
４３の代りにインダクタまたはコンデンサとインダクタ
の直列回路を用いるようにしＣもよい。

（発明の効果） 以」このように本発明にｊこると、高周波阻止フィルタ
により電力蓄積用コンデンサのはき出し、すなわち放電
電流の高周波成分を平滑し−Ｃいるため、この分リップ
ル電流を減少することができる。従って、この電解コン
デンサはリップル定格の低いもので済ませることができ
るとともに電解コンデンサの損失および発熱が減少し、
このコンデンサの寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源装置の回路図、第２図は第１図にｉ
１３ける補助電力供給用コンデンサ゛の電流波形図、第
３図は本発明の１実施例に係る電源装置の回路図、ぞし
て第４図は第３図の電源装置におＧＪる補助電力供給用
コンデンサの電流波形図である。 １・・・交流電源、 ２・・・全波整流回路、 ３・・・高周波阻止フィルタ、 ４・・・補助電源回路、 ４１・・・補助型ツノ供給用コンテンザ、４２・・・ダ
イオードくスイツヂ装置）４３、４５・・・ダイオード
、４４・・・限流用コンデンサ、５・・・インバータ、 ５１・・・出力ｌ〜ランス、５２・・・出力１〜ランジ
スタ、６・・・負荷。 特許出願人　東芝電祠株式会社 代理人　弁理士　伊東辰雄 代理人　弁理士　イＪ１束１ハ也

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第１のｇｉ
   （流装置と、 高周波Ｃオン・Ａフリーるスイツヂンク素子を含Ｉ〕上
   記ヲ１３流装置の出力を高周波電圧に変換づる変換装置
   と、 この変換装置の入力端に設ｃノられ充電電何を上記変換
   装置に供給可能なコンデンサと、この＝１ンーｊンリに
   Ｊ：る上記変換装置への電ツノ供給期間を制御層るスイ
   ッチ装置と、 上記スイッヂング素子のＡン・Ａフ周期に関連し℃断続
   的に」二記コンデン４ノに充電電流を供給する畠周波電
   １土源ａ３よび第２の整流装置ど、上記コンデン（）の
   充電回路に介挿された限流要素と、 上記コンアン１ノにり後段にのコンデンサの充電回路と
   」−記変換装置の入力回路との共通回路に介挿されたイ
   ンダクタとを具備したことを特徴とＪる電１１ｆｔ装置
   。 ２、前記限流要素はコンデン→ノＣあることを特徴とす
   る待５１Ｊ＾求の範囲第１項記載の電源装置。 ３、さらに、前記インダクタより後段Ｃかつ前記変換装
   置の入力ど並列に接続されこのインダクタとともに高周
   波閉止フィルタを構成づ−る第２のコンデン（）を具備
   りることを特徴とする特許請求の範囲第１または２項記
   載の電源装置。 ４、前記変換装置は１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１．２または３
   項記載の電源装置。 ５、前記変換装置は２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５′Ｆ請求の範囲第１、？または
   ３項記載の電源装置Ｆ１　。 ６、前記高周波電圧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ｔｆｆｋどηる特許′［
   請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに記載の電源装置
   。 ７、前記変換装置はトランジスタど、１次巻線を上記１
   〜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−ランスとを有してなるものであるとどもに、
   前記コンチン１ノは上記１次巻線に発生Ｊるフライバッ
   ク電圧を前記第２のコンテ。 ンザで微分し前記第２の整流装置で整流された出力によ
   り充電されるものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の電源装置。