JPS644312Y2 - - Google Patents

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JPS644312Y2
JPS644312Y2 JP15113983U JP15113983U JPS644312Y2 JP S644312 Y2 JPS644312 Y2 JP S644312Y2 JP 15113983 U JP15113983 U JP 15113983U JP 15113983 U JP15113983 U JP 15113983U JP S644312 Y2 JPS644312 Y2 JP S644312Y2
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transistor
capacitor
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inductor
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、例えば放電灯装置として用いられる
電源装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a power supply device used, for example, as a discharge lamp device.

〔考案の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、ブロツキング方式の一石自励インバータ
を用いた放電灯点灯装置等の電源装置は、例え
ば、次のような形で知られている。即ち、低周波
の交流電源を整流した後、直流電流をオン、オフ
するトランジスタと出力トランスとを有するブロ
ツキング方式の一石自励インバータにより高周波
電流に変換し、放電灯に点える。このため小型で
効率よく放電灯を高周波点灯できる。
BACKGROUND ART Conventionally, power supply devices such as discharge lamp lighting devices using a blocking type single-stone self-excited inverter are known in the following forms, for example. That is, after rectifying a low-frequency AC power source, it is converted into a high-frequency current by a blocking type single-stone self-excited inverter having a transistor for turning on and off the DC current and an output transformer, which is then used to light the discharge lamp. Therefore, it is possible to efficiently light a discharge lamp at high frequency with a small size.

しかしながら、この種の電源装置では、トラン
ジスタのターン・オフ特性が悪く、従つてこれに
続くターン・オフ時期が遅くなり、インバータの
発振周波数を高くできないという欠点があつた。
However, in this type of power supply device, the turn-off characteristics of the transistor are poor, so the subsequent turn-off time is delayed, and the oscillation frequency of the inverter cannot be increased.

そこで、この欠点を除去するために、トランジ
スタのベースにターン・オフ特性改善用のインダ
クタを挿したり、あるいはターン・オフ特性改善
用のインダクタを挿入すると共にトランジスタの
リセツト時間短縮用のトランジスタを設ける等、
種々の改良が試みられている。
Therefore, in order to eliminate this drawback, it is possible to insert an inductor to improve the turn-off characteristics in the base of the transistor, or to insert an inductor to improve the turn-off characteristics and to provide a transistor to shorten the reset time of the transistor. ,
Various improvements have been attempted.

ところが、前者の電源装置にあつては、トラン
ジスタのターン・オフ特性が改善されるものの、
トランジスタがドライブ不足となつて不安定な発
振を呈する恐れがある。また、後者の電源装置に
あつては、前者の欠点を除去できるものの、リセ
ツト時間短縮用のトランジスタと、これを所定の
タイミングで駆動するための駆動回路とが必要と
なるため、回路構成部品が多くなるという欠点が
ある。
However, in the case of the former power supply device, although the turn-off characteristics of the transistor are improved,
There is a possibility that the transistor may become insufficiently driven and exhibit unstable oscillation. In addition, although the latter power supply device can eliminate the drawbacks of the former, it requires a transistor to shorten the reset time and a drive circuit to drive it at a predetermined timing, so the circuit components are large. The disadvantage is that there are too many.

〔考案の目的〕[Purpose of invention]

本考案は、以上のような従来技術の欠点を除去
するためになされたもので、簡単な構造でスイツ
チング特性の勝れる電源装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a power supply device with a simple structure and excellent switching characteristics.

〔考案の概要〕[Summary of the idea]

上記の目的を達成するため、本考案では、トラ
ンジスタと、このトランジスタのベース・エミツ
タ間に設けられ該トランジスタのオン・オフに基
づく電圧を発生して前記トランジスタを正帰還制
御する帰還巻線と、この帰還巻線と前記トランジ
スタのベースとの間に設けられたコンデンサ及び
インダクタの直列共振回路と、前記トランジスタ
のベース・エミツタ間に並列接続され前記共振回
路による前記トランジスタのターン・オフ後に前
記コンデンサの充電電荷を前記インダクタに放電
する定電圧素子とを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a transistor, and a feedback winding provided between the base and emitter of the transistor to generate a voltage based on whether the transistor is turned on or off to control the transistor by positive feedback; A series resonant circuit of a capacitor and an inductor is provided between the feedback winding and the base of the transistor, and a series resonant circuit of a capacitor and an inductor is connected in parallel between the base and emitter of the transistor, and after the transistor is turned off by the resonant circuit, the capacitor is turned off. The present invention is characterized by comprising a constant voltage element that discharges the charged charge to the inductor.

〔考案の実施例〕[Example of idea]

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施例
を説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は出願人等が先に提案した電源装置の回
路図である。図において、1は全波整流回路であ
り、商用電源等の交流電源を直流電圧に変換した
後、インダクタ2及びコンデンサ3からなるL型
低域通過(高域阻止)フイルタと、電力蓄積用コ
ンデンサ4及びアイソレート用ダイオード5から
なる電力蓄積手段とを介して、該直流電圧を1石
式トランジスタインバータ6に与える。ここで、
前記整流出力はその高周波成分をコンデンサ3に
より除去されてコンデンサ4に与えられる。コン
デンサ4はL型フイルタよりインバータ6を介し
て電力を蓄積されると共に、L型フイルタの出力
が所定の電圧より低い間インバータ6に電力を供
給する。またこのインバータ6は、出力トランス
7と、この出力トランス7の1次巻線71電流を
高周波でスイツチングする出力トランジスタと、
このトランジスタ8を駆動するドライブ回路9と
を具えている。ドライブ回路9は、出力トランス
7のベース巻線(帰還巻線)73とトランジスタ
8のベース側との間に接続されたドライブ用コン
デンサ10と、トランジスタ8のベース・エミツ
タ間に接続されコンデンサ10の充電電荷を放電
させる抵抗11及びダイオード12の直列回路と
で構成される。このドライブ回路9では、出力ト
ランス7のベース巻線73に誘起される起電力を
コンデンサ10を介してトランジスタ8のベース
に帰還して該トランジスタ8を高周波でオン、オ
フさせ、波形整形用コンデンサ13及び1次巻線
1で構成される共振回路と2次巻線72とを介し
て放電灯等の負荷100へ高周波電圧を与える。
なお、第1図中、コンデンサ4に直列接続された
インダクタ14は、該コンデンサ4及びダイオー
ド15を介して流れるコンデンサ4の充電電流を
限流してコンデンサ4に蓄積される電力を調整す
る。さらにコンデンサ4の(+)側とトランジス
タ8のベース側との間にはバイアス抵抗16が接
続され、またトランジスタ8のエミツタには順方
向にダイオード17が接続されエミツタ・ベース
間逆電圧から該トランジスタを保護する。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device previously proposed by the applicant. In the figure, 1 is a full-wave rectifier circuit, which converts an AC power source such as a commercial power source into a DC voltage, and then converts it into an L-type low-pass (high-frequency blocking) filter consisting of an inductor 2 and a capacitor 3, and a power storage capacitor. The DC voltage is applied to a single-stone transistor inverter 6 via a power storage means consisting of an isolation diode 5 and an isolation diode 5. here,
The rectified output has its high frequency component removed by a capacitor 3 and is applied to a capacitor 4. The capacitor 4 stores power from the L-type filter via the inverter 6, and supplies power to the inverter 6 while the output of the L-type filter is lower than a predetermined voltage. The inverter 6 also includes an output transformer 7, an output transistor that switches the primary winding 71 current of the output transformer 7 at high frequency,
A drive circuit 9 for driving this transistor 8 is provided. The drive circuit 9 includes a drive capacitor 10 connected between the base winding (feedback winding) 73 of the output transformer 7 and the base side of the transistor 8, and a capacitor 10 connected between the base and emitter of the transistor 8. It is composed of a series circuit of a resistor 11 and a diode 12 for discharging the charged charge. In this drive circuit 9, the electromotive force induced in the base winding 73 of the output transformer 7 is fed back to the base of the transistor 8 via the capacitor 10 to turn the transistor 8 on and off at high frequency, and the waveform shaping capacitor A high frequency voltage is applied to a load 100 such as a discharge lamp through a resonant circuit constituted by a primary winding 7 1 and a secondary winding 7 2 .
In FIG. 1, an inductor 14 connected in series with the capacitor 4 limits the charging current of the capacitor 4 flowing through the capacitor 4 and the diode 15 to adjust the power stored in the capacitor 4. Further, a bias resistor 16 is connected between the (+) side of the capacitor 4 and the base side of the transistor 8, and a diode 17 is connected in the forward direction to the emitter of the transistor 8, so that a reverse voltage between the emitter and base of the transistor is connected. protect

以上のように構成される電源装置にあつては、
交流電圧Vinを入力すると、この交流電圧Vinは
全波整流回路1で全波整流されてL型フイルタ及
び電力蓄積手段に与えられる。電力蓄積用コンデ
ンサ4は、インバータ6のトランジスタ8がオン
するごとに整流回路1→L型フイルタ→コンデン
サ4→インダクタ14→ダイオード15→トラン
ジスタ8という閉ループに流れる電流により所定
方向に充電され、一方、該コンデンサ4はL型フ
イルタを介して与えられる整流出力が半サイクル
毎に所定電圧(すなわちコンデンサ4の充電電
圧)以下になるとアイソレート用ダイオード5を
介して放電され、この放電出力をインバータ6に
与える。このような電力蓄積手段の両端電圧がイ
ンバータ6に与えられると、抵抗16→コンデン
サ10→ベース巻線73という閉ループに流れる
電流によりトランジスタ8のベース電位が高くな
り、該トランジスタ8にベース電流が流れてオン
する。トランジスタ8のオンにより、コレクタ電
流が流れ、1次巻線71に誘起されてベース巻線
3に実線矢印方向の起電力が生じ、この起電力
によりコンデンサ10が充電される。するとトラ
ンジスタ8が逆バイアスされてオフすると共に、
該コンデンサ10の充電電荷が抵抗11及びダイ
オード12を介して流れ、該コンデンサ10がリ
セツトされる。このようにしてトランジスタ8が
オン、オフし、出力トランス7を介して負荷10
0へ高周波電圧Voutが印加される。
For the power supply device configured as above,
When an AC voltage Vin is input, this AC voltage Vin is full-wave rectified by a full-wave rectifier circuit 1 and is applied to an L-type filter and a power storage means. The power storage capacitor 4 is charged in a predetermined direction by a current flowing in a closed loop of the rectifier circuit 1 → L-type filter → capacitor 4 → inductor 14 → diode 15 → transistor 8 every time the transistor 8 of the inverter 6 is turned on. The capacitor 4 is discharged via the isolation diode 5 when the rectified output given through the L-type filter becomes less than a predetermined voltage (that is, the charging voltage of the capacitor 4) every half cycle, and this discharge output is sent to the inverter 6. give. When the voltage across the power storage means is applied to the inverter 6, the base potential of the transistor 8 increases due to the current flowing in the closed loop of the resistor 16 → capacitor 10 → base winding 73 , and the base current flows through the transistor 8. It flows and turns on. When the transistor 8 is turned on, a collector current flows, which is induced in the primary winding 7 1 to generate an electromotive force in the direction of the solid arrow in the base winding 7 3 , which charges the capacitor 10 . Then, transistor 8 is reverse biased and turned off, and
The charge in the capacitor 10 flows through the resistor 11 and the diode 12, and the capacitor 10 is reset. In this way, the transistor 8 is turned on and off, and the load 10 is passed through the output transformer 7.
A high frequency voltage Vout is applied to Vout.

このような電源装置は、整流回路1が非平滑で
あるため入力力率が高く、しかも整流回路1の出
力電圧が所定電圧より低い区間では電力蓄積用コ
ンデンサ4からインバータ6に直流電圧を供給し
ているので、非平滑電流出力を用いるにもかかわ
らず休止区間がなくリツプルの少ない高周波出力
を発生する。また、電力蓄積手段とインバータ6
にL型フイルタを介して整流出力を供給している
ので、電源投入時や、位相制御により負荷100
の放電灯を調光する際のコンデンサ4の端子電圧
が低い時に、コンデンサ4を介して1次巻線71
及びトランジスタ8のコレクタへ流れる突入電流
を低減できる。すなわち、コンデンサ4の電流は
主にコンデンサ3から供給されるので、例えば起
動時においてコンデンサ4に突入電流が流れよう
としてもコンデンサ3の両端電圧が下がり、これ
により突入電流が抑えられる。このため定格電流
の小さな出力トランジスタ8を使用できる。さら
に電源装置の入力電流はL型フイルタにより高周
波分が除去されるので、コンデンサ4へ流れる高
周波電流の交流電源への悪影響を防止でき、また
電源装置の入力力率も向上するという利点があ
る。従つて、この電源装置の高周波出力をもつて
放電灯を点灯すれば、良好な発光効率で点灯さ
れ、また高周波出力を整流することによりリツプ
ルの少ない直流出力を得ることが可能となる。
In such a power supply device, since the rectifier circuit 1 is non-smooth, the input power factor is high, and in an area where the output voltage of the rectifier circuit 1 is lower than a predetermined voltage, DC voltage is supplied from the power storage capacitor 4 to the inverter 6. Therefore, even though a non-smooth current output is used, there is no rest period and a high frequency output with little ripple is generated. In addition, the power storage means and the inverter 6
Since the rectified output is supplied through an L-type filter, the load 100
When the terminal voltage of the capacitor 4 is low when dimming the discharge lamp, the primary winding 7 1
Also, the rush current flowing to the collector of the transistor 8 can be reduced. That is, since the current to the capacitor 4 is mainly supplied from the capacitor 3, even if an inrush current attempts to flow into the capacitor 4 at startup, for example, the voltage across the capacitor 3 decreases, thereby suppressing the inrush current. Therefore, the output transistor 8 with a small rated current can be used. Furthermore, since the high frequency component of the input current of the power supply device is removed by the L-type filter, there is an advantage that the high frequency current flowing to the capacitor 4 can be prevented from having an adverse effect on the AC power supply, and the input power factor of the power supply device is also improved. Therefore, if a discharge lamp is lit using the high frequency output of this power supply device, it will be lit with good luminous efficiency, and by rectifying the high frequency output, it will be possible to obtain a DC output with less ripple.

ところが、上記電源装置は、コンデンサ10の
充電電荷によりトランジスタ8に逆バイアスをか
けて該トランジスタ8をターン・オフするように
しているため、トランジスタ8のターン・オフ特
性が悪い。そこで、トランジスタ8のベースにイ
ンダクタ18を挿入する。このようにすると、ト
ランジスタ8がオンすれば、インダクタ18及び
コンデンサ10の共振により、トランジスタ8に
は順バイアスとは逆方向にベース電流が流れ、該
トランジスタ8をオフするため、トランジスタ8
のターン・オフ特性が良くなる。しかしコンデン
サ10の充電電荷を抵抗11及びダイオード12
を介して直ちに放電するため、コンデンサ10の
電荷を充分にリセツトできず、トランジスタ8が
ドライブ不足となつて不安定な発振を呈する恐れ
がある。
However, in the power supply device described above, the transistor 8 is turned off by applying a reverse bias to the transistor 8 using the charge stored in the capacitor 10, so that the turn-off characteristic of the transistor 8 is poor. Therefore, an inductor 18 is inserted into the base of the transistor 8. In this case, when the transistor 8 is turned on, a base current flows through the transistor 8 in the direction opposite to the forward bias due to the resonance of the inductor 18 and the capacitor 10, and the transistor 8 is turned off.
The turn-off characteristics of However, the charge stored in the capacitor 10 is transferred to the resistor 11 and the diode 12.
Since the capacitor 10 is immediately discharged through the capacitor 10, the charge in the capacitor 10 cannot be reset sufficiently, and the transistor 8 may become insufficiently driven and exhibit unstable oscillation.

そこで、第2図に示すように、抵抗11及びダ
イオード12に定電圧素子20を直列に接続す
る。ここで、この定電圧素子20のブレークダウ
ン電圧は、トランジスタ8に逆バイアス電圧が加
わつて該トランジスタ8がオンした後、導通する
ように選定される。
Therefore, as shown in FIG. 2, a constant voltage element 20 is connected in series with the resistor 11 and diode 12. Here, the breakdown voltage of the constant voltage element 20 is selected so that it becomes conductive after the reverse bias voltage is applied to the transistor 8 and the transistor 8 is turned on.

このように構成される電源装置において、交流
電圧Vinが入力されると、トランジスタ8がオン
し、これによつてコンデンサ13及び1次巻線7
の共振回路→トランジスタ8のエミツタ・コレ
クタ間にコレクタ電流が流れる。するとベース巻
線73に第2図の実線矢印方向の起電力が誘起さ
れこの起電力によりコンデンサ10が充電され
る。そしてインダクタ18及びコンデンサ10の
共振によりトランジスタ8にはダイオード17を
介して順バイアスとは逆方向のベース電流が流れ
該トランジスタ8がオフ状態となり、しかる後コ
ンデンサ10の充電電荷がベース巻線73→抵抗
11→ダイオード12→定電圧素子20→インダ
クタ18という閉ループで放電されてリセツトさ
れる。このように、インダクタ18及びコンデン
サ10の共振によりトランジスタ8がターン・オ
フされるため、ターン・オフ時間が短縮されると
共に、トランジスタ8のオフ後にコンデンサ10
の充電電荷を抵抗11、ダイオード12及び電電
圧素子20を介して急速に放電させるため、コン
デンサ10の充電電荷を的確にリセツトでき、従
つてトランジスタ8のドライブ不足にともなう不
安定な発振等をなくして安定でかつターン・オフ
及びターン・オフ特性が勝れた発振動作を行なわ
せることができる。しかもコンデンサ10の放電
ループに定電圧素子20を挿入するだけでよいか
ら、回路構成も簡単になる。
In the power supply device configured as described above, when the AC voltage Vin is input, the transistor 8 is turned on, and the capacitor 13 and the primary winding 7 are thereby turned on.
A collector current flows between the resonant circuit 1 and the emitter and collector of the transistor 8. Then, an electromotive force is induced in the base winding 73 in the direction of the solid arrow in FIG. 2, and the capacitor 10 is charged by this electromotive force. Then, due to the resonance of the inductor 18 and the capacitor 10, a base current in the direction opposite to the forward bias flows through the transistor 8 through the diode 17, turning the transistor 8 off, and then the charge in the capacitor 10 is transferred to the base winding 7 3 → Resistor 11 → Diode 12 → Constant voltage element 20 → Inductor 18 is discharged and reset. In this way, since the transistor 8 is turned off by the resonance of the inductor 18 and the capacitor 10, the turn-off time is shortened and the capacitor 10 is turned off after the transistor 8 is turned off.
Since the charge charged in the capacitor 10 is rapidly discharged through the resistor 11, the diode 12, and the voltage element 20, the charge charged in the capacitor 10 can be reset accurately, thereby eliminating unstable oscillations caused by insufficient drive of the transistor 8. It is possible to perform an oscillation operation that is stable and has excellent turn-off and turn-off characteristics. Moreover, since it is only necessary to insert the constant voltage element 20 into the discharge loop of the capacitor 10, the circuit configuration becomes simple.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上説明したように、本考案によれば、トラン
ジスタのベース・エミツタ間に並列接続された定
電圧素子により、該トランジスタのターン・オフ
後にドライブ用コンデンサの充電電荷を放電させ
るようにしたので、トランジスタのオフ期間に急
速にリセツトされ、スイツチング特性が向上する
と共に、定電圧素子を用いた簡単な回路構成であ
るため、回路部品の減少にともなう価格の低下を
計ることができる。
As explained above, according to the present invention, the constant voltage element connected in parallel between the base and emitter of the transistor discharges the charge in the drive capacitor after the transistor is turned off. It is quickly reset during the off-period of the circuit, improving switching characteristics, and since it has a simple circuit configuration using constant voltage elements, it is possible to reduce the cost by reducing the number of circuit components.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の電源装置を説明するための回
路図、第2図は本考案の一実施例に係る電源装置
の回路図である。 1……整流回路、6……インバータ、7……出
力トランス、71……1次巻線、72……2次巻
線、73……ベース巻線(帰還巻線)、8……トラ
ンジスタ、9……ドライブ回路、10……ドライ
ブ用コンデンサ、11……抵抗、12……ダイオ
ード、18……インダクタ、20……定電圧素
子。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a power supply device of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rectifier circuit, 6... Inverter, 7... Output transformer, 7 1 ... Primary winding, 7 2 ... Secondary winding, 7 3 ... Base winding (feedback winding), 8... ...transistor, 9...drive circuit, 10...drive capacitor, 11...resistor, 12...diode, 18...inductor, 20...constant voltage element.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] トランジスタと、このトランジスタのベース・
エミツタ間に設けられ該トランジスタのオン、オ
フに基づく電圧を発生して前記トランジスタを正
帰還制御する帰還巻線と、この帰還巻線と前記ト
ランジスタのベースとの間に設けられたコンデン
サ及びインダクタの直列共振回路と、前記トラン
ジスタのベース・エミツタ間に並列接続され前記
共振回路による前記トランジスタのターン・オフ
後に前記コンデンサの充電電荷を前記インダクタ
に放電する定電圧素子とを具備したことを特徴と
する電源装置。
transistor and the base of this transistor
a feedback winding provided between the emitters and controlling the transistor by positive feedback by generating a voltage based on whether the transistor is turned on or off; and a capacitor and an inductor provided between the feedback winding and the base of the transistor. The device is characterized by comprising a series resonant circuit and a constant voltage element that is connected in parallel between the base and emitter of the transistor and discharges the charge in the capacitor to the inductor after the transistor is turned off by the resonant circuit. power supply.
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