JPS63202263A - 電源変換装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、直流電源にて放電灯を高周波点灯させる電源
変換装置に関するものである。

［背景技？ＦＪ］ 従来、直流電源にて放電灯を高周波点灯させるこの種の
電源変換ｇｃ置としては、第１６図に示すようにハーフ
ブリッジ形インバー７回路を用いたものがあった。この
ような電源変換ｆ＆置を用いた放電灯照灯装置は、直流
電源Ｅを人力とするハーフブリッジ形インバータ回路１
を主スイツチング要素であるトランジスタＱ、、Ｑ２、
ダイオードＤＩｌＤ２、カレントトランスよりなる駆動
トランスＴ１およびコンデンサＣ１で構成し、インノず
一夕回路１の出力側に接続される負荷回路２をチ１−ク
フイルＬ１、コンデンサＣ２お上り放電灯ＬＡよりなる
共振回路にて構成している。ここに、駆動トランスＴ、
の１大巻Ｍｎｌは負荷回路２と直列に挿入されており、
負荷回路２の共振回路に流れる電流により極性の異なる
２大巻＃ｉｎ２＠＋＋３に誘起される電圧をトランジス
タＱ、、Ｑ、の帰還入力としてベースに印加してトラン
ジスタＱ、、Ｑ２を交互にスイッチングするようになっ
ている。このインバータ回路１には、直流電源Ｅが印加
されたときにインバータ回路１を起動するための起動回
路ＳＴが設けられており、起動回路ＳＴは、抵抗Ｒ０、
コンデンサＣ０、ダイオードＤ０および双方向性２踊子
スイツチ素子（ダイアック）Ｑ３にて形成されている。

ここに、直流電源Ｅが投入されると、起動回路Ｓ′「の
コンデンサＣ８が抵抗Ｒ０を介して充電され、コンデン
サＣ０の両端電圧が双方向性２端子スイッチ素子Ｑ、の
ブレークオーバー電圧に達すると、コンデンサＣ０の充
電電荷がトランジスタＱ２のベース、エミッタ接合を介
して放電してトランジスタＱ２をオンさせるよう（こな
っている。

このトランジスタＱ２のオン１こよって駆動トランスＴ
１の１次６　＃ｉ　ｎ　、に電流が流れ、上述したよう
に駆動トランスＴ、の２大巻Ｊｉｎ２？０３に誘起され
る電圧により、＠１７図に示すように、インバータ回路
１のトランジスタＱ、、Ｑ２は、所定周期で交互にスイ
ッチングし、放電灯ＬＡを点灯させる高周波電源を発生
させるようになっている０図中、ＩＯ＋＋ＩＱ２は各ト
ランジスタＱ、、Ｑ、のコレクタ電流であり、ＩＤｌｌ
ＩＤ２はダイオードＤ、、Ｄ２を流れる電流である。

しかしながら、このような従来例にあっては、スイッチ
ング要素であるトランジスタＱ、、Ｑ、が高周波（約数
十ＫＨｚ）でスイッチング動作している上、第１７図（
ａ）に示すように、負荷回路２に流れる電流が、各ダイ
オードＤ　、、Ｄ　、から各トランジスタＱ、、Ｑ、に
切替わるときに、チタークコイルＬ１やトランスＴ、の
１次巻線ｎ、などのイングクタンス要素に帯えられたエ
ネルギーにより急峻な電流（サーノ電流）が流れるとと
もに、トランジスタＱ、、Ｑ２のコレクタ、エミッタ電
圧ＶＣＥ波形が第１７図（ｂ）（ｃ）に示すように高調
波成分を含んだ矩形波になるため高周波雑音レベルが高
くなってテレビ、ラジオなどの他の機器に悪影響を及ぼ
すという問題があった。

すなわち、この高周波雑音には、放電灯点灯装置から電
源線を介して他の機器に伝わる電源帰還雑音と、負荷回
路２又は電源線から輻射される輻射雑音とがあり、従来
、電源入力部に高周波力７トフィルタを挿入して電源帰
還雑音を低減させるとともに、第１８図に示すように、
トランジスタＱ、又はトランジスタＱ２のコレクタ、エ
ミッタ間１こコンデンサＣ３ｔＣ３’を接続してコレク
タ、エミッタ間電圧ＶＣＩＥの立ち上がり、立ち下がり
を第１９図（ａ）（ｂ）に示すように緩やかにすること
により、高周波雑音を低減させるようにしており、これ
らの高周波雑音の低減方法によって高周波雑音ｌ・ベル
は、以下に示すような用品で定められた規格値以下に抑
えるようになっている。

ａ）輻射雑音 試験品から水平距離で３−以上離れた地、αに空中線を
設置して測定したときの電界強度が、 １５０Ｋ　Ｈｚ−１６０５Ｋ　Ｈｚ−−−６０ｄＢ１６
０５Ｋ　Ｈｚ−２７Ｍ　Ｈｚ　・”−５５ｄＢ２７ＭＨ
ｚ−２００ＭＨｚ　　””５０ｄＢ以下であること。

ｂ）電源帰還雑音（雑音端子電圧） 周波数が５２５ＫＨｚ〜１６０５ＫＨｚにおいて、−線
対地間を測定したときに６５ｄＢ以下であること。

しかしながら、実際の使用状態において、為周波雑音強
度が上記規格値以内であってら、他の機器に影響を及ぼ
すことがある。例えば、第２０図に示すように、放電灯
点灯ｉＩｃ置八がへレビＴＶの室内アンテナやラジオな
どに非常に近接している場合には、テレビの画面および
音声に雑音が入ったり、ラジオの音声に雑音が入ったり
するという問題があった。これは、放電灯点灯装置Ａの
′！１＊線より輻射される高周波輻射雑音Ｎｒが第２１
図に示すようにテレビ放送の低チャンネルの周波数（映
像、音声中心周波数）と重なった場合には、輻射雑音強
度が規格値以内であっても実際の使用状態ではテレビの
画面お上り音声を乱すことになる。

なお、第２１図中の点線は暗雑音Ｎｄを示しており、高
周波輻射雑音の強度は６０〜１２０ＭＨｚの範囲で暗雑
音Ｎｄに比べて大幅に高くなっており、この周波数帯域
のラジオ放送の受信あるいはテレビ放送の受信に悪影響
を及ぼすことになる。

そこで、さらに輻射雑音強度を低減させる必要があり、
従来は、第１８図回路において、トランジスタＱ、、Ｑ
２に並列接続されているコンデンサＣ３゜Ｃ３’の容量
をさらに大きくしてトランジスタＱ　Ｉ　ＩＤ２のコレ
クタ、エミッタ間電圧ＶＣＨの立ち上がり、立ち下がり
をより緩やかにしていたが、このコンデンサＣ３ｔＣ３
’の容量を大きくすると、トランジスタＱ、、Ｑ２のコ
レクタ電流の切れ（遮断性能）が悪くなったり、急峻な
電流（突入電流）が流れるなどして、スイッチング損失
が増加してしまうという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、スイッチング損失を増加させること
なく高周波輻射雑音をより低減することができ、実際の
使用状態において、テレビやラジオなどの他の機器に影
響を及ぼさないようにした電源変換装置を提供すること
にある。

［発明の開示１ （構　成） 本発明は、直流電源をスイッチング要素によってスイッ
チングして高周波電源を形成するようにした電源変換装
置において、直流電源からスイッチング要素に配線され
るリード線の要所に磁性体ビーズを外挿することにより
、スイッチング損失を増加させることなく高周波輻射雑
音をより低減することができ、実際の使用状態において
、テレビやラジオなどの他の機器に影響を及ぼさないよ
うにしたものである。

（実施例１） 第１図は本発明一実施例を示すもので、直流電源Ｅをス
イッチング要素１こよってスイッチングして高周波？！
！源を形成するようにした第１６図従来例と同様の電源
変換装置において、直流電［Ｅからスイッチング要素（
トランジスタＱ、、Ｑ、）に配線されるリード線の要所
に磁性体ビーズＭＢを外挿したものであり、実施例にあ
っては、トランジスタＱ２のコレクタに接続されるリー
ド線に円筒状７エライトコ７よりなる磁性体ビーズＭＢ
を外挿している。この磁性体ビーズＭＢとしては、ＦＡ
ＩＲ−ＲＩＴ社製の第２図（、）（ｂ）に示すような形
状（外径７．５２−輪、内径２．３９ｍｍ、　長さ７゜
５５鎗ｍ）のらのが用いられる。また、第３図に示すよ
うに、リード線αと磁性体ビーズＭＢとを一体化したビ
ーズインダクタＢＩ（例えば、東北金属工業株式会社製
のＢ−０１−Ａ、ｌＪ−ド線径０゜６５ｍｍ１７エライ
トコアの外径３．４ｍｍ、長さ４゜４ｍｍ）を用いても
良く、そのインピーダンスは測定周波数がＩＭＨ７，に
おいて、２〜５Ω程度に設定されている。

以下、実施例の動作について説明する。いま、トランジ
スタＱ２のコレクタ側のリード線に磁性体ビーズＭＢを
外挿した本実施例におけるトランジスタ（ン２のコレク
タ電流は第４図（ｂ）に示すようになり、ｔＪＩＪ１６
図従来例におけるトランジスタＱ２のコレクタ電流は第
４図（ａ）に示すようになり、両図から明らかなように
、実施例にあっては磁性体ビーズＭＢを設けたことによ
る微少インダクタンスによってトランジスタＱ２のコレ
クタに流れろ急峻な電流を大幅に小さくすることができ
、高周波輻射雑音を低減することができるようになって
いる。第５図は、高周波輻射雑音の低減効果を示す実測
データであり、本実施例における高周波輻射雑音Ｎｒ’
は暗雑音Ｎｄと同等あるいはそれ以下のレベルになって
おり、従来例の高周波輻射雑音Ｎｒに比べて大幅に低減
されていることが分かる。特に、６０〜１２０ＭＨｚの
ラジオ、テレビ放送帯域を含む周波数帯域における＠１
を雑音の低減効果が顕著であり、例えば、第２０図に示
すように、本実施例の電源変換装置を用いた放電灯点灯
装ｆｉＡの近くにテレビＴＶの室内アンテナが配置され
ている場合にあっても、テレビの画面や音声が乱れるこ
とがない。

（実施例２） 第６図は他の実施例を示すもので、トランジスタＱ、の
コレクタに接続されるリード線に磁性体ビーズＭＢを外
挿したものであり、前記実施例１と同様にトランジスタ
Ｑ１のコレクタ電流の急峻な変化が小さくなって、高周
波輻射雑音の低減効果が得られることになる。なお、ト
ランジスタＱ８．Ｑ２の各コレクタに接続されるリード
線にそれぞれ磁性体ビーズＭＢを外挿した場合には、高
周波輻射雑音の低減効果がより大きくなることは言う虫
でもない。

（実施例３） 第７図はさらに他の実施例を示すもので、グイオードＤ
２のカソードと、トランジスタＱ２のコレクタとに接続
されるリード線に磁性体ビーズＭＢを外挿したものであ
る。

本実施例にあっては、ダイオードＤ２に流れる電流も磁
性体ビーズＭＢによる微少インダクタンスにより波形が
整形されることになるので、より大きな雑音低減効果が
得られることになる。第８図（ａ）（ｂ）は、従来例お
よび本実施例のトランジスタＱ２に流れる電流ＩＱ２お
よびＩＤ２の波形比較図であり、同図（ａ）に示す従来
例の電流波形には急峻な電流変化が存在するが、同図（
ｂ）に示す本実施例の電流波形には急峻な変化が大幅に
少なくなっており、高周波輻射雑音が低減されるように
なりいる。

（実施例４） 第９図はさらに他の実施例を示すもので、ダイオードＤ
、のカソードと、トランジスタＱ、のコレクタとに接続
されるリード線に磁性体ビーズＭＢを外挿したものであ
り、実施例３と同様の効果が得られるようになっている
。なお、ダイオードＤ２のカソードとトランジスタＱ２
のコレクタとに接続されるリード線にも磁性体ビーズＭ
Ｂを外挿すれば、高周波輻射雑音の低減効果がより大き
くなる。

（実施例５） 第１０図はさらに他の実施例を示すもので、トランジス
タＱ２のエミッタに接続されるリード線に磁性体ビーｒ
ＭＢを外挿したものであり、この場合にあっても、前記
実施例と同様にトランジスタＱ２に流れる電流の急峻な
変化を少なくして高周波輻射雑音を大幅に低減すること
ができる。

（実施例６） 第１１図はさらに他の実施例を示すもので、トランジス
タＱ１のエミッタに接続されるリード線に磁性体ビーズ
ＭＢを外挿したものであり、実施例５と同様にトランジ
スタＱ１に流れるＷｉ流の急峻な変化を少なくして高周
波輻射雑音を低減することができる。なお、両トランジ
スタＱ、、Ｑ２の各エミッタに接続されるリード線にそ
れぞれ磁性体ビーズＭＢを外挿すれば、高周波輻射雑音
の低減効果がより大きくなる。

（実施例７） 第１２図はさらに他の実施例を示すもので、ダイオード
Ｄ２の７ノードと、トランジスタＱ２のエミッタとに接
続されるリード線に磁性体ビーズＭＢを外挿したもので
あり、実施例３と同様に、ダイオードＤ２に流れる電流
およびトランジスタＱ２に流れる電流の急峻な変化を少
なくすることができ、高周波輻射雑音の低減効果をより
大きくすることができる。

（実施例８） 第１３図はさらに他の実施例を示すもので、ダイオード
Ｄ１の７ノードと、トランジスタＱ１のエミッタとに接
続されるリード線に磁性体と一ズＭＢを外挿したもので
あり、実施例７と同様の高周波輻射雑音の低減効果が得
られることになる。なお、ダイオードＤ２の７ノードと
トランジスタＱ２のエミッタとに接続されるリード線に
も磁性体ビーズＭＢを外挿すれば、高周波輻射雑音の低
減効果がより大きくなる。

（実施例９） 第１４図はさらに他の実施例を示すもので、直流電源Ｅ
を、トランスＴ２（日本フェライト社製ＤＦ−Ｒ−１６
Ａ−Ｍ−Ｃ）と、トランスＴ３とコンデンサＣ，とより
なる高周波カット用のフィルタ回路と、ダイオードＤ、
、Ｄ、およびコンデンサＣ１゜Ｃ５よりなる倍圧整流回
路とで枯成し、第３図に示したビーズイングクタＢＩを
トランジスタＱ２のコレクタ側に挿入して、トランジス
タＱ２のコレクタに接続されるリード線に磁性体ビーＸ
：ＭＢを外挿した場合と同様の効果を得るようにしたも
のである。なお、トランジスタＱ、、Ｑ２の直列回路に
は、高周波ノイズ吸収用コンデンサＣ１が接続されてい
る。

（実施例９） 第１５図はさらに他の実施例を示すもので、実施例９と
同様の放電灯点灯装置において、トランジスタＱ、、Ｑ
２のエミッタ側に突入電流防止用抵抗Ｒ＋　ｒ　Ｒ２を
挿入したものであり、この場合、高周波／イＸ吸収用コ
ンデンサＣ３はトランジスタＱ、、Ｑ２にできるだけ近
接して実装したほうが良ν１１１ なお、実施例では、バー７プリツノ形インバータ回路を
用いたものを示しているが、非電圧共振形の１石式イン
バータ回路、チａツバ式のインバータ回路にも本発明に
係る高周波輻射雑音防止機りかを適用できることは言う
までもない。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、直流電源をスイッチング要素に
よってスイッチングして高周波電源を形成するようにし
た電源変換装置において、直流電源からスイッチング要
素に配繰されるリード線の要所に磁性体ビーズを外挿し
たものであり、スイッチング損失を増加させることなく
高周波輻射雑音をより低減することができ、実際の使用
状態において、テレビやラノオなどの他の８！器に影響
を及ぼさないようにした電源変換装置を提供することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路図、第２図（ａ）は同一
ヒの要部正面図、第２図（ｂ）は同上の要部側面図、第
３図は同上の要部側面図、第４図および第５図は同上の
動作説明図、第６図は他の実施例の回路図、第７図はさ
らに他の実施例の回路図、ＰＩＩＪ８図は同上の動作説
明図、第９図乃至ｆＪ＆１３図はさらに他の実施例の回
路図、第１４図および第１５図はさらに他の実施例の回
路図、第１６図は従来例の回路図、第１７図は同上の動
作説明図、ｔｊＧ１８図は他の従来例の回路図、第１９
図乃至第２１図は同上の動作説明図である。 Ｅは直流電源、Ｑ、、Ｑ、はスイッチング要素たるトラ
ンゾスタ、ＭＢは磁性体ビーズである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 （０）　　　　　　　　　　（ｂ） 第３図 第４図 第５図 （ＭＨｚ） 第６Ｗ！４ 第７図 第８ｒ！ 第９図 第１０囚 第１１図 第１２図 Ｃ１ 第１１１ 第１６図 第１７図 第旧図 Ｃ＋ 第１９図 第２０図 第２１図 （ＭＨｚ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源をスイッチング要素によってスイッチン
   グして高周波電源を形成するようにした電源変換装置に
   おいて、直流電源からスイッチング要素に配線されるリ
   ード線の要所に磁性体ビーズを外挿したことを特徴とす
   る電源変換装置。