JPWO2006051621A1 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

商用電源（Ｅ）に接続されて１次側非平滑直流電圧ｖａを出力する１次側整流回路（Ｄａ）と、１次巻線（Ｎ１）および２次巻線（Ｎ２）を有するトランス（Ｔ１）と、１次側整流回路（Ｄａ）の出力に１次巻線（Ｎ１）とともに直列に接続されて１次側非平滑直流電圧ｖａをスイッチングするスイッチング素子（Ｑ１）と、２次巻線（Ｎ２）に接続されて２次側非平滑直流電圧ｖｂを出力する２次側整流回路（ダイオードＤ１）と、該２次側整流回路の出力に接続されるインバータ回路（Ｉｎｖ）とを備え、その出力が放電灯（Ｌａｍｐ）に供給される。

Description

本発明は、スイッチング電源装置、特に力率改善を目的としたスイッチング電源装置に関する。

一般的な直流出力のスイッチング電源装置や交流出力のスイッチング電源装置（インバータ）における入力電圧としては、商用交流電源電圧を整流用ダイオードで整流し、平滑用の大容量のコンデンサで平滑して得られたリップルの小さな直流電圧を利用することが普通である。この方式をコンデンサインプット方式と呼ぶ。コンデンサインプット方式においては、平滑用の大容量のコンデンサを備えているために、商用交流電源側で瞬間停電が起きた場合にも、短時間であれば出力電圧が低下するのを防止できるというメリットもある。

ところが、一般的なコンデンサインプット方式の整流・平滑回路においては、交流電圧のピーク時の前後においてのみ整流用ダイオードに電流が流れるために商用交流電源側からみて力率が低く、また商用交流電源側に高調波電流が発生するという問題もある。

この問題の対策として、特許文献１に開示されているように、整流した後の商用交流電圧を平滑せずにそのままトランスの１次巻線に印加してスイッチングし、トランスの２次巻線に得られた交流電圧を整流、平滑する回路が知られている。この回路方式により、入力電流波形をほぼ正弦波状とすることで力率の改善と高調波電流成分の抑制を行っている。この場合、商用交流電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサが存在しないために、小型化、低価格化に寄与する。なお、これを、平滑用のコンデンサがないという意味でＣレスコンバータと呼ぶ。
特開平１０−１５０７６９号公報

特許文献１に開示されたようなＣレスコンバータでは商用交流電源電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサは不要となる。しかしながら、トランスの２次巻線に得られた交流電圧を整流した後には平滑用のコンデンサは必須である。しかも、商用交流電圧を整流した後の平滑用のコンデンサを備えていないために、トランスの２次側に現れる交流電圧を整流して得られた電圧は、１次側に平滑用のコンデンサを備える場合に比べて変動が非常に大きく、それを平滑するためにより大きな容量の平滑用のコンデンサが必要になる。平滑用の大容量のコンデンサは容量が大きいほど大型化し高価格になる。したがって、力率改善や高調波の低減は図ることができるが、小型化、低価格化が十分には達成できなくなる可能性がある。

本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、力率改善や高調波の低減を図り、しかも十分な小型化、低価格化を図ることができ、さらに効率の高いスイッチング電源装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明のスイッチング電源装置においては、商用電源に接続されて１次側非平滑直流電圧を出力する１次側整流回路と、１次巻線および２次巻線を有するトランスと、前記１次側整流回路の出力に前記トランスの１次巻線とともに直列に接続されて前記１次側非平滑直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線に接続されて２次側非平滑直流電圧を出力する２次側整流回路と、該２次側整流回路の出力に接続されるとともに、その出力が放電灯に供給されるインバータ回路とを備えることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記２次巻線に接続された第１の整流平滑回路をさらに備え、該第１の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記２次側整流回路の出力と前記第１の整流平滑回路の出力との間に、該第１の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする。さらに加えて、前記第１の整流平滑回路の出力に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記トランスに設けられた別巻線と該別巻線に接続された第２の整流平滑回路をさらに備え、該第２の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記第２の整流平滑回路は前記２次側整流回路とグランドを共通にしており、前記２次側整流回路の出力と前記第２の整流平滑回路の出力との間に、該第２の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする。さらに加えて、前記第２の整流平滑回路の出力に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする。

また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記スイッチング素子の両端に接続された第３の整流平滑回路をさらに備え、該第３の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記第３の整流平滑回路の出力に接続された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする。

本発明のスイッチング電源装置においては、商用交流電源電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサを不要とし、トランスの２次巻線に現れた交流電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサも不要とするため、力率改善と高調波電流の抑制に加えて、大幅な小型化と低価格化を図ることができる。その場合、インバータの交流出力電圧は多少変動するが、変動の周期が短いために、この出力によって駆動される放電灯の明るさが変動して見えるようなことはない。

また、２次巻線に別途第１の整流平滑回路を設けたり、トランスに設けた別巻線に第２の整流平滑回路を設けたりすることによって、基本的には放電灯点灯用のインバータ回路でありながらも、別途安定した直流電圧を出力することもできる。しかも、２次側整流回路の出力と第１や第２の整流平滑回路の出力との間に、第１や第２の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けることによって、瞬間停電などによって一時的に２次巻線や別巻線からの電力供給が止まった場合にインバータ回路の入力側から一時的に電力の供給を受けて、直流出力の電圧低下を遅らせることができる。さらに、この直流電圧出力を入力として安定化した直流電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路をさらに備えることによって、直流出力電圧の電圧値の安定化に加えて、瞬間停電の際の電圧低下をさらに遅らせることができる。

また、１次側のスイッチング素子の両端に第３の整流平滑回路を設けることによって、効率よく直流電圧出力の出力電力の増加を図ることができる。この場合も、第３の整流平滑回路の出力に絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることによって、上記の２次側にＤＣ−ＤＣコンバータ回路を設ける場合と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の整流平滑回路の名称に付けた第１、第２、第３という数字は順番を表すものではなく、相互の区別を目的としたものである。したがって、第１の整流平滑回路を備えずに第２や第３の整流平滑回路を備えるという構成も十分にあり得る。

本発明のスイッチング電源装置の一実施例の回路図である。 図１のスイッチング電源装置における１次側非平滑直流電圧と１次巻線に流れる電流の波形を示す波形図である。 図１のスイッチング電源装置における２次側非平滑直流電圧の波形を示す波形図である。 図１のスイッチング電源装置におけるインバータ回路の一例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置の別の実施例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図である。 本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０…スイッチング電源装置
Ｅ…商用交流電源
Ｄａ…全波整流回路（１次側整流回路）
Ｔ１…トランス
Ｎ１…１次巻線
Ｎ２…２次巻線
Ｑ１…スイッチング素子
Ｄ１…整流用のダイオード（２次側整流回路）
Ｃｎ…ノイズ低減用のコンデンサ
Ｉｎｖ…インバータ回路
Ｌａｍｐ…放電灯
Ｄ２…整流用のダイオード（第１、第２もしくは第３の整流平滑回路用）
Ｃ２…平滑用のコンデンサ（第１、第２もしくは第３の整流平滑回路用）
Ｖｄｃ…直流電圧の出力端子
Ｄ３…瞬間停電時電荷移動用のダイオード
ＤＤｃ、ＤＤｃ２…ＤＣ−ＤＣコンバータ

図１に、本発明のスイッチング電源装置の一実施例の回路図を示す。図１において、本発明のスイッチング電源装置１０は、全波整流回路Ｄａ、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２を有するトランスＴ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インバータ回路Ｉｎｖを備える。

全波整流回路Ｄａの入力側は商用交流電源Ｅに接続されている。全波整流回路Ｄａの出力側にはトランスＴ１の１次巻線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１が直列に接続されている。全波整流回路Ｄａの出力側には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていない。全波整流回路Ｄａが本発明における１次側整流回路である。

トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の一端はダイオードＤ１のアノードに接続され、他端は２次側のグランドに接続されている。ダイオードＤ１のカソードはインバータ回路Ｉｎｖの入力端子に接続されている。インバータ回路Ｉｎｖの出力端子は放電灯Ｌａｍｐの一端に接続されている。放電灯Ｌａｍｐは例えば液晶テレビのバックライト用の光源として用いられる冷陰極管等である。ダイオードＤ１の整流出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていない。ダイオードＤ１が本発明における２次側整流回路である。

なお、２次側整流回路の出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられないが、スイッチングにともなって発生するノイズの低減用のコンデンサＣｎは設けられていても構わない。直流電圧で動作する機器に入力する直流電圧の平滑度は、一般的にリップル（直流電圧に含まれる変動分の山と谷の差を直流電圧の平均値で割り、１００をかけたもの）が１０％以下であることが望ましいとされている。特に低電圧の機器の場合は１％以下にする必要がある。よって本発明においては、余裕をみてリップルが１５％以下になるような容量のコンデンサを備える場合を平滑コンデンサを備えるものとみなし、リップルがそれより大きい場合は平滑用のコンデンサを備えているとはみなさない。

さて、このように構成されたスイッチング電源装置１０において、商用交流電源は例えば１００Ｖ、５０Ｈｚの交流電圧を発生し、それが全波整流回路Ｄａに入力される。全波整流回路Ｄａの出力側には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていないため、全波整流回路Ｄａからなる１次側整流回路の出力電圧は全波整流電圧、すなわち脈流電圧になる。この脈流電圧を本発明では１次側非平滑直流電圧と呼び、ｖａで表す。

１次側非平滑直流電圧ｖａはトランスＴ１の１次巻線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路に印加される。スイッチング素子Ｑ１は図示を省略した制御回路によって、例えば１００ｋＨｚのスイッチング周波数でスイッチングされる。この例の場合はフライバック型となっているため、スイッチング素子Ｑ１がオンの時には１次巻線Ｎ１に電流が流れて１次巻線Ｎ１が励磁され、スイッチング素子Ｑ１がオフの時にその励磁のエネルギーによって２次巻線Ｎ２から電流が流れ出す。なお、スイッチング電源装置１０ではフライバック型としたが、もちろんフォワード型であっても構わない。

図２に、１次側非平滑直流電圧ｖａと１次巻線Ｎ１に流れる電流ｉａの波形を示す。なお、ここでは分かりやすいようにスイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を商用交流電源の周波数の１０倍にしているが、実際には上述のようにかなり高い周波数でスイッチングされる。

図２より分かるように、電流ｉａは１次側非平滑直流電圧ｖａの値が大きい時には大きな電流値に、１次側非平滑直流電圧ｖａの値が小さい時には小さな電流値になるように制御することにより、平均的には商用交流電源電圧の周期の全体にわたって電流が流れる。これによって力率改善と高調波電流の抑制を図ることができる。

トランスＴ１の２次巻線Ｎ２から流れ出す電流は２次側整流回路であるダイオードＤ１によって整流される。ダイオードＤ１の整流出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていないため、ダイオードＤ１からなる２次側整流回路の出力電圧は脈流電圧になる。この脈流電圧を本発明では２次側非平滑直流電圧と呼び、ｖｂで表す。２次側非平滑直流電圧ｖｂの最大振幅はトランスＴ１の昇圧比で決まる値である。この２次側非平滑直流電圧ｖｂはインバータ回路Ｉｎｖの入力端子に印加される。

図３に、この２次側非平滑直流電圧ｖｂの波形を実線で示す。図３より分かるように、２次側整流回路の出力にも大容量の平滑用のコンデンサは設けられていないため、２次側非平滑直流電圧ｖｂは脈流電圧になっている。なお、２次側整流回路の出力にノイズ低減用のコンデンサを設けた場合には、それによって多少は波形が鈍り、例えば図３に破線で示す２次側非平滑直流電圧ｖｂ’のようになる。この場合も、平滑用のコンデンサを備える場合に比べれば相変わらずリップルは大きいものの、２次側非平滑直流電圧がゼロになる期間をなくすことができる。

ここで、図４にインバータ回路Ｉｎｖの一例の回路図を示す。図４において、インバータＩｎｖは、１次巻線Ｎａと２次巻線Ｎｂを有するトランスＴ２、２つのスイッチ素子ＳＷａとＳＷｂ、２つのコンデンサＣａとＣｂ、１つの共振用のコンデンサＣｃを備える。

インバータＩｎｖにおいて、直列に接続されたスイッチ素子ＳＷａとＳＷｂの一端が入力端子Ｖｉｎに接続され、他端がグランドに接続されている。また、直列に接続されたコンデンサＣａとＣｂの一端が入力端子Ｖｉｎに接続され、他端がグランドに接続されている。すなわち、スイッチ素子ＳＷａとＳＷｂからなる直列回路とコンデンサＣａとＣｂからなる直列回路が並列に接続され、それが入力端子Ｖｉｎとグランドとの間に接続されている。

トランスＴ２の１次巻線Ｎａの一端は２つのスイッチ素子ＳＷａとＳＷｂの接続点に接続され、他端は２つのコンデンサＣａとＣｂの接続点に接続されている。トランスＴ２の２次巻線Ｎｂの一端および他端はそれぞれ放電灯に接続される端子となる。コンデンサＣｃは２次巻線Ｎｂに並列に接続されている。

このように構成されたインバータ回路Ｉｎｖにおいては、図３に示した２次側非平滑直流電圧ｖｂが直列に接続されたスイッチ素子ＳＷａとＳＷｂの両端に印加される。スイッチ素子ＳＷａとＳＷｂは、図示を省略した制御回路によって、例えば５０ｋＨｚ程度のスイッチング周波数で交互にオン、オフを繰り返す。これによってトランスＴ２の１次巻線Ｎａには交流電圧が印加される。そして、トランスＴ２の２次巻線Ｎｂからは昇圧された１〜１．５ｋＶ程度の交流電圧が発生し、放電灯Ｌａｍｐに印加される。なお、スイッチ素子ＳＷａとＳＷｂスイッチングの周波数はスイッチング素子Ｑ１と同じであったり同期していたりしても構わないし、異なる周波数であっても構わない。

放電灯Ｌａｍｐに印加される交流電圧の振幅はインバータ回路Ｉｎｖの入力端子に印加される電圧に応じて変化する。本発明の場合は、２次側非平滑直流電圧は脈流電圧であるため、それに応じて放電灯Ｌａｍｐに印加される交流電圧の振幅も変化し、放電灯の明るさも変化する。ただ、放電灯Ｌａｍｐに印加される交流電圧の振幅が変化する速さはインバータＩｎｖのスイッチング周波数および商用交流電源の周波数の２倍（全波整流しているため）に対応しているため、人間の目には変化が見えず、一定の明るさで点灯しているように見える。したがって、放電灯の点灯用としては、インバータＩｎｖの出力する交流電圧の振幅が時間的に変化することは欠点にはならない。

なお、２次側非平滑直流電圧が図３にｖｂで示すような波形の場合は、インバータＩｎｖの入力電圧がゼロになる可能性があり、インバータＩｎｖの動作にとってあまり好ましくない場合もあり、この点において、２次側整流回路の出力に例えばノイズ低減用のコンデンサＣｎが設けられていれば、２次側非平滑直流電圧は図３にｖｂ’で示すような、リップルは１０％以上であるために平滑されているとはいえないものの完全にはゼロにならない波形になり、より好ましいものにできる。

なお、スイッチング電源装置１０においては、トランスＴの１次側にも２次側にも大容量のコンデンサを備えていないため、商用交流電源の瞬間停電があった場合には、そのままインバータＩｎｖの出力電圧、ひいては放電灯Ｌａｍｐの輝度にも影響を与える。しかしながら、実際の瞬間停電の時間は非常に短時間であるため、人間の目にはほとんど変化が見えず、一定の明るさで点灯しているように見える。したがって、放電灯の点灯用としては、インバータＩｎｖの出力する交流電圧が商用交流電源の瞬間停電によって瞬間的に低下することは大きな欠点にはならない。

このように、スイッチング電源装置１０においては、１次側整流回路Ｄａの出力側にも２次側整流回路（ダイオードＤ１）の出力にも平滑用の大容量のコンデンサを必要としない。そのため、力率改善と放電灯点灯機能を十分に備えながら、同時に小型化と低価格化を図ることができる。

なお、スイッチング電源装置１０においては、２次側整流回路の出力に例えばノイズ低減用のコンデンサが設けられても構わないとしたが、ノイズ低減用のコンデンサについては１次側整流回路の出力のみに設けられていても構わないし、両方に設けられていても構わない。また、ノイズ低減用に限らず、平滑動作にならない範囲の容量のコンデンサが１次側整流回路や２次側整流回路の出力に設けられていても構わないものである。

図５に、本発明のスイッチング電源装置の別の実施例の回路図を示す。図５において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図５に示したスイッチング電源装置２０においては、トランスＴ１の２次巻線Ｎ２に中間タップを設け、その中間タップと２次巻線Ｎ２の他端との間に整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる整流平滑回路（第１の整流平滑回路）を接続し、出力端子Ｖｄｃから直流電圧出力を取り出すようにしている。

このように構成されたスイッチング電源装置２０においては、放電灯Ｌａｍｐの点灯に加えて、放電灯点灯のために用意したインバータＩｎｖの入力電圧を作るために用意した交流出力を利用して直流電圧出力を取り出すことができる。通常、例えば液晶テレビのような、バックライトとして放電灯を利用するような用途においては、その他の各種回路を駆動するための直流電源を必要とする。そして、このような場合の直流電源としてはそれほど大きな電力供給能力は必要としないことも多い。本発明のスイッチング電源装置２０においては、このような放電灯点灯用の交流電圧の他に直流電源を必要とする用途に対して、別途直流電源を用意する必要がなくなるという優れた効果を発揮する。

なお、図５に示したスイッチング電源装置２０においては、２次巻線Ｎ２に設けた中間タップに第１の整流平滑回路を接続していたが、中間タップの存在は必須ではない。中間タップを設けずに２次巻線Ｎ２の一端、すなわちダイオードＤ１のアノードが接続されている端部に直接整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる第１の整流平滑回路を接続するようにしても構わないもので、同様の作用効果を奏するものである。

図６に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図６において、図５と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図６に示したスイッチング電源装置３０においては、ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のカソードの間、すなわち２次側整流回路の出力と第１の整流平滑回路の出力との間に、前者から後者の方に電流を供給可能なように配置された電荷移動用のダイオードＤ３が設けられている。

通常、放電灯用の交流出力と制御回路などのための直流出力を備えた電源においては、放電灯の制御が不安定にならないように、放電灯が点灯している時には制御回路の動作を維持する必要がある。放電灯用の交流出力と制御回路用の直流出力を１つのトランスから得ている場合には、停電時には両方が同時に停止することになり、都合が悪い。上記のようにダイオードＤ３を設けることによって、停電時に交流出力側の電荷を直流出力側に供給して、交流出力より後に直流出力が停止するようにできる。

図７に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図７において、図６と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図７に示したスイッチング電源装置４０においては、整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる第１の整流平滑回路の先にＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃが設けられ、その出力が出力端子Ｖｄｃに接続されている。ここでのＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃは一般的な非絶縁型あるいは絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。

一般に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、入力電圧が所定値以下になるまで出力電圧は低下しない。所定値以下に低下した時にはそれに応じて出力電圧が低下するが、コンバータの電圧安定化機能により、出力電圧は入力電圧より遅れて低下をはじめる。すなわち、若干のタイムラグがある。そのため、スイッチング電源装置４０において商用交流電圧の瞬間停電があった場合に、直流出力電圧の低下を防止あるいはさらに抑制し、たとえ放電灯用の交流出力が瞬間的に停止しても制御回路用の直流出力が停止しないようにすることができる。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃによって直流出力電圧の電圧値の安定化を図ることができる。

なお、図７のスイッチング電源装置４０においては、図６のスイッチング電源装置３０の整流平滑回路の先にＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃが設けて構成したが、ダイオードＤ３は必須ではなく、図５のスイッチング電源装置２０の整流平滑回路の先にＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃを設けて構成しても構わないもので、同様の作用効果を奏するものである。

図５〜図７に示したスイッチング電源装置２０、３０、４０においては、２次側整流回路を接続する２次巻線Ｎ２に別途整流平滑回路を接続していたが、図８に示すスイッチング電源装置のように、トランスＴ１に別巻線を設け、この別巻線に清流平滑回路を接続して直流出力を取り出すようにしても構わない。図８に示すスイッチング電源装置５０においては、トランスＴ１に別巻線Ｎ３を設け、この別巻線Ｎ３に整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる整流平滑回路（第２の整流平滑回路）を接続した点のみが図７に示したスイッチング電源装置４０との相違点である。

このようにトランスに設けた別巻線に整流平滑回路を接続して直流出力を取り出すように構成しても、２次巻線に整流平滑回路を接続して直流出力を取り出す構成と同様の作用効果を奏することができる。

また、説明は省略したが、別巻線から直流出力を取り出す構成においても、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えていない構成や、電荷移動用のダイオードＤ３を備えていない構成ももちろん可能である。さらには、２次巻線から直流出力を取り出す整流平滑回路（第１の整流平滑回路）と別巻線から直流出力を取り出す整流平滑回路（第２の整流平滑回路）の両方を備える構成も可能である。

図９に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図９において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図９に示したスイッチング電源装置６０においては、スイッチング素子Ｑ１の両端の間に整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる整流平滑回路（第３の整流平滑回路）を接続し、出力端子Ｖｄｃ’から直流電圧出力を取り出すようにしている。なお、この場合はトランスＴ１の１次側に整流平滑回路を接続しているため、商用電源と同じく一次扱いの直流電圧出力になる。

このように構成されたスイッチング電源装置６０においても、図５に示したスイッチング電源装置２０と同様に、放電灯点灯用の交流電圧の他に直流電源を必要とする用途に対して、ここから別途直流電源を用意することが可能となる。しかも、スイッチング電源装置６０の場合はトランスＴ１の１次側から非絶縁型コンバータ出力として直流電圧出力を得ているため、スイッチング電源装置２０に比べて効率よく大きな電力を取り出すことができ、放電灯点灯用の交流電圧の他に比較的大きな電力の直流電源を必要とする用途に対しても適用可能となる。

図１０に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図１０において、図９と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図１０に示したスイッチング電源装置７０においては、整流用のダイオードＤ２と平滑用のコンデンサＣ２からなる第２の整流平滑回路の先にＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃ２が設けられ、その出力が出力端子Ｖｄｃ’に接続されている。ここでのＤＣ−ＤＣコンバータ回路ＤＤｃ２は一般的なトランスを用いる絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。絶縁型とする理由は、通常の直流電圧出力は商用交流電源とは絶縁を取る必要があるにもかかわらず、スイッチング電源装置７０においては第２の整流平滑回路はトランスＴ１の１次側から電圧を取り出す構成であるために１次側との絶縁が取れていないためである。また、それ以外に多出力構成で展開しやすいというメリットもある。

このように構成されたスイッチング電源装置７０においても、図７に示したスイッチング電源装置４０と同様に、商用交流電圧の瞬間停電があった場合に、直流出力電圧の低下を防止あるいはさらに抑制することができる。

なお、スイッチング電源装置６０と７０においてはトランスＴ１の１次側にのみ整流平滑回路（第３の整流平滑回路）を接続して直流電圧出力を得ているが、図５〜図８に示したスイッチング電源装置２０、３０、４０、５０のようなトランスＴ１の２次側や別巻線から第１や第２の整流平滑回路を介して別の直流電圧出力を得る構成を兼ねていても構わないものである。

Claims (9)

1. 商用電源に接続されて１次側非平滑直流電圧を出力する１次側整流回路と、
   １次巻線および２次巻線を有するトランスと、
   前記１次側整流回路の出力に前記トランスの１次巻線とともに直列に接続されて前記１次側非平滑直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、
   前記トランスの２次巻線に接続されて２次側非平滑直流電圧を出力する２次側整流回路と、
   該２次側整流回路の出力に接続されるとともに、その出力が放電灯に供給されるインバータ回路と、
   を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記２次巻線に接続された第１の整流平滑回路をさらに備え、該第１の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング電源装置。
3. 前記２次側整流回路の出力と前記第１の整流平滑回路の出力との間に、該第１の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする、請求項２に記載のスイッチング電源装置。
4. 前記第１の整流平滑回路の出力に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項２または３に記載のスイッチング電源装置。
5. 前記トランスに設けられた別巻線と該別巻線に接続された第２の整流平滑回路をさらに備え、該第２の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
6. 前記第２の整流平滑回路は前記２次側整流回路とグランドを共通にしており、前記２次側整流回路の出力と前記第２の整流平滑回路の出力との間に、該第２の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする、請求項５に記載のスイッチング電源装置。
7. 前記第２の整流平滑回路の出力に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項５または６に記載のスイッチング電源装置。
8. 前記スイッチング素子の両端に接続された第３の整流平滑回路をさらに備え、該第３の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
9. 前記第３の整流平滑回路の出力に接続された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項８に記載のスイッチング電源装置。

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