JPS63245263A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、定電流プッシュプル形インバータを用いて交
流入力を整流平滑した直流出力より高周波出力を発生し
、この際、降圧形チョッパを用いてこのインバータへの
直流入力を制御し、上記高周波出力を制御する電源装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、直流入力より降圧形チョッパを用いて可変制御さ
れた直流出力を発生し、この直流出力より定電流プッシ
ュプル形インバータを用いて高周波出力を発生し、この
高周波出力により螢光ランプ等の放電灯を点灯する放電
灯点灯装置が知られている。

この場合、チョッパは、インバータへの入力電圧を可変
してランプを調光するため、インバータへの入力電圧を
安定化してランプを定電力点灯するため、または交流入
力を整流した直流人ツノを平滑化してランプの光出力リ
ップルを少なくするため等、様々な目的で用いられる。

［発明が解決しようとする問題点コ ところが、このような電源装置は、交流入力を整流平滑
した直流入力を用いると、電源起動時、異状発振モード
となり、これにより発生する異状電圧によってインバー
タの主トランジスタが破壊することがあるという不都合
があった。また、このような素子破壊を防止するため、
従来は、定格の大きな素子を用いたり、サージ電圧吸収
素子および回路を付加していた（例えば特開昭５７−２
５１７５号）。

本発明は、上述の問題点に鑑み、電源起動時における異
状電圧による素子の破壊を防止することにある。

［問題点を解決するための手段］ 」１紀目的を達成するため本発明では、交流入力を整流
平滑しＣ得られる直流入力をチョッパ回路にて安定化し
、その出力より定電流プッシュプル形インバータにて高
周波出力を発生する電源装置において、定電流インダク
タのインバータ側端子とチョッパの入力側端子との間に
定電圧素子を含む保護回路を接続したこととを特徴とす
る。

本発明の一実施態様において、上記チョッパは直流入力
端子に直列接続されたスイッチングトランジスタとイン
ダクタとの直列回路を備え、インバータはこのインダク
タを定電流インダクタとして兼用しており、上記スイッ
チングトランジスタとインダクタとの直列回路と並列に
定電圧素子と抵抗との直列回路からなる保護回路を接続
して、インバータの入力側に発生した異状電圧は直流電
源側に帰すようにしている。

［作用および効果コ 上記構成によれば、インバータの主トランジスタへの印
加電圧は定電圧素子の動作電圧とチョッパの直流入力電
圧との和電圧によって制限され、上記主トランジスタの
定格マージンの見込みを低く押さえることができる。ま
た、このような保護回路は、定数設定等、設計的にも容
易であり、しかも回路構成が簡単である。

［実施例］ 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る電源装置の構成を示す
。同図において、整流回路１は、全波整流回路ＤＢおよ
び平滑用コンデンサＣｄを備え、図示しない交流電源よ
り平滑整流出力を発生する。

チョッパ２は、整流回路１の正側出力端子とインバータ
３の出カドランスＴ１−次巻線Ｗｐの中点（センタタッ
プ）との間にスイッチングトランジスタＱｃｐとチョー
ク（インダクタ）Ｌｃｐとを直列接続し、トランジスタ
ＱｅｐとチョークＬａｐとの接続点と整流回路１の負側
出力端子との間にダイオードＤｅｐを逆方向に接続しで
ある。なお、トランジスタＱｃｐのベースにはこのトラ
ンジスタＱｃｐをオン・オフ駆動する図示しないパルス
幅制御回路を接続しである。

定電流プッシュプル形インベータ３は、出カドランスＴ
ｌの一次巻線Ｗｐの中点を定電流チョーク兼用の上記平
滑用チョークＬｃｐに接続し、−次巻線Ｗｐの両端にそ
れぞれトランジスタＱ　ｖｌ。

Ｑｖｌのコレクタを接続するとともに共振用コンデンサ
Ｃ１を接続し、トランジスタＱ　ｖｌ、　　Ｑ　ｖｌの
エミッタを整流回路１およびチョッパの共通端子（整流
回路１の負側出力端子）に接続し、トランジスタＱ　ｖ
ｌ、　Ｑ　ｖｌのベースはそれぞれ出カドランスＴ１の
ベース帰還巻線ｗｂの両端に接続するとともにバイアス
抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して出カドランスＴＩの一次巻線Ｗ
ｐの中点に接続したものである。

上記出カドランスＴｌの２次巻線Ｗｓには、負荷として
例えば螢光ランプＦＬを接続する。

インベータ穴状電圧保護回路４は、ゼナーダイオードＺ
Ｄのアノードを上記出カドランスＴ１の中点に接続し、
カソードは逆流防止用ダイオードＤ　Ｓおよび抵抗Ｒｓ
を介（、て整流回路１の正側出力端子に接続しである。

次に、この電源装置の動作を説明する。

図示しない交流ｒ４源を投入して整流回路１から平滑整
流出力が発生し、これがチョッパ２に入力されると、上
記パルス幅制御回路が所定幅のパルス信号でトランジス
タＱｃｐをオン・オフ駆動する。

これにより、トランジスタＱｃｐのエミッタに上記パル
ス信号に応じた矩形波電圧が発生する。チョークＬｃｐ
はこの矩゛形波電圧を平滑して連続した直流出力をイン
バータに供給する。

インバータ３ではこの直流出力がバイアス抵抗Ｒ１，Ｒ
２を介してトランジスタＱ　ｖｌ、　　Ｑ　ｖ２にベー
ス電流として与えられる。するとトランジスタＱ　ｖｌ
、　　Ｑ　ｖ２はわずかなアンバランスにより一方が先
にオンする。今、トランジスタＱｖｌが先にオンしたと
すると、出カドランスＴＩの一次巻線Ｗｐに上向きの電
流が流れる。従って、ベース帰還巻線ｗｂにトランジス
タＱｖｌのベース側が正で、トランジスタＱｖｌのベー
ス側が負の電圧が誘起され、トランジスタＱｖｌはさら
にベース電流が流れる。

この正帰還により、出カドランスＴｌの一次巻線Ｗｐが
駆動され、この状態で一次巻線Ｗｐのインダクタンス分
と共振コンデンサＣ１の共振により振動電圧が発生する
。そして、この振動電圧の極性が反転すると、今度はベ
ース巻線ｗｂに逆方向の起電力を生じトランジスタＱｖ
２をオンする。従って以下同様にしてトランジスタＱ　
ｖｌ、　Ｑ　ｖ２が交互にオンオフされて発振し、出カ
ドランスＴＩの各巻線に高周波出力を発生する。

ランプＦＬは出カドランスＴｌの二次巻線Ｗｓに誘起さ
れる体ＩＦ区間の無い高周波出力を供給され、高効率に
点灯する。

そして、チョッパ２の出力を可変にすればランプＦＬを
調光でき、また、チョッパ２の出力、ランプ電流または
ランプ輝度等所望の物理量を検出してトランジスタＱｃ
ｐのオンやオフデユーティを負帰還制御することにより
、これらの物理量を安定化することができる。なお、イ
ンバータ３への入力される直流に残存するリップルがこ
れらの制御に悪影響となる場合には、上記物理量を検出
する検出系にＣＲフィルタを付加して検出信号中のリッ
プルを除去するようにすればよい。

この装置は、通常の降圧形チョッパと定電流プッシュプ
ル形インバータとからなる電源装置に対し、チョッパ２
の平滑用コンデンサおよびチョークを除去し、チョーク
Ｌｃｐでチョッパ２の平滑用チョークおよびインバータ
３の定電流チョークを兼用した構成となっている。また
、インバータ３の発振周波数を４０〜５０ｋＨ７とし、
チョッパ２のオン・オフ周波数はインバータ３の発振周
波数と略等しくしである。したがって、インバータ３へ
の入力電流は平滑・定電流兼用チョークＬｃｐにより充
分に平滑され、コンデンサおよびチョークを除去した影
響は少なく、上記通常構成の装置と同様に動作する。一
方、コストダウンの効果は大きい。

なお、上記通常構成の装置においては、インバータ３の
発振周波数とチョッパ２のオン・オフ周波数とは無関係
に設定することができる。しかし、第１図のように構成
する場合、一般的には、インバータ３の発振周波数を２
０〜１００ｋＨｚとし、チョッパ２のオン・オフ周波数
はインバータ３の発振周波数以下で、１／３倍程度以上
とするのが好ましい。

ところで、第１図の電源装置においては、起動時、チョ
ッパ２側とイン゛バータ３側とのインピーダンスのミス
マツチによりインバータ出カドランスＴ１に蓄えられた
エネルギーが第１図のａ点にはね返り、異状発振する。

保護回路４が無い場合、この異状発振により主トランジ
スタＱ　ｖｌ、　　Ｑ　ｖ２の定格を超える異状電圧が
発生するおそれがある。

保護回路４においては、この起動時等の異状発振モード
により異状電圧が発生し、この電圧が保護回路４のゼナ
ーダイオードＺＤのゼナー電圧と整流回路１の整流出力
との和より大きいと、ゼナーダイオードＺＤが導通オン
し、異状電圧はチョッパ２の入力側に帰還され、吸収さ
れる。これにより、インバータ３の主トランジスタに印
加される電圧は定格内に収まり、主トランジスタが定格
を超える異状電圧を印加されて破壊するのを防止してい
る。

なお、上述においては、負荷として螢光ランプを接続し
た例について説明したが、代わりに整流回路を接続すれ
ば、リップルの少ない直流電圧を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電源装置の回路図であ
る。 １：整流回路、２：降圧形チョッパ、 ３：定電流プッシュプル形インバータ、４：異状電圧保
護回路、 ＺＤゼナーダイオード、Ｄｓ　＝ダイオード、Ｒ８：抵
抗、Ｌ　ｃｐ　：平滑・定電流兼用チョーク、ＦＬ：放
電灯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流入力を整流平滑する整流回路と、 この整流回路の一方の直流出力端に直列に接続されたス
   イッチング素子とインダクタ、このスイッチング素子を
   パルス幅制御された信号でオン・オフ駆動する手段、お
   よび上記スイッチング手段とインダクタの接続点と上記
   整流回路の他方の直流出力端子との間にこの整流回路の
   出力の極性に対して逆極性に接続されたダイオードを備
   えたチョッパ回路と、 上記インダクタを定電流インダクタとして兼用する定電
   流プッシュプル形インバータとを具備する電源装置であ
   って、 上記インダクタとスイッチング素子との直列回路と並列
   に定電圧素子と抵抗との直列回路を接続したことを特徴
   とする電源装置。 ２、前記降圧形チョッパのチョッピング周波数が前記定
   電流プッシュプル形インバータの出力周波数の１〜１／
   ３の周波数である特許請求の範囲第１項記載の電源装置
   。 ３、前記インバータの負荷が放電灯である特許請求の範
   囲第１または２項記載の電源装置。