(57)【要約】【課題】ＰＷＭ方式によりインバータ回路に電力を供給する電力供給回路でありながら、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止し得る電力供給回路を提供する。【解決手段】各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のインバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、を備え、前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、前記第１電力入力端子と前記出力用トランジスタのコレクタとの間に、コイルを接続させた電力供給回路とする。【選択図】図１
2008108426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、
ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のＣＣＦＬ調光用の自励型インバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、
コレクタ及びエミッタのうち、一方を前記出力用トランジスタのベースに、他方を接地点に接続させたスイッチ用トランジスタを有し、該スイッチ用トランジスタにおけるベース電流の大きさの切替を通じて、前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、
を備え、
前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記自励型インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、
前記第１電力入力端子と前記出力用トランジスタのコレクタとの間に、コイルを接続させたことを特徴とする電力供給回路。
【請求項２】
各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、
ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のインバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、
前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、
を備え、
前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、
前記第１電力入力端子と前記出力用トランジスタのコレクタとの間に、コイルを接続させたことを特徴とする電力供給回路。
【請求項３】
各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、
ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のインバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、
前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、
を備え、
前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、
前記出力用トランジスタのベースとエミッタの間に、コンデンサを接続させたことを特徴とする電力供給装置。
【請求項４】
前記切替部は、
コレクタ及びエミッタのうち、一方を前記出力用トランジスタのベースに、他方を接地点に接続させたスイッチ用トランジスタを有し、
該スイッチ用トランジスタにおけるベース電流の大きさの切替を通じて、前記切替を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記インバータ回路は、
ＣＣＦＬ調光用の自励型インバータ回路であることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部に電力を供給する電力供給回路に関し、特に、インバータ回路に電力を供給するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＣＣＦＬ［Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ］の調光機能を兼ね備えた電源供給回路として、図６に示すような構成のものが用いられていた。この電源供給回路の構成について、以下に説明する。電源供給回路１０１は、第１電力入力端子Ｖin１、出力用トランジスタＱ１、第２電力入力端子Ｖin２、抵抗Ｒａ、スイッチ用トランジスタＱ２、及びパルス信号出力部Ｓなどを備えている。
【０００３】
出力用トランジスタＱ１は、ＮＰＮ型トランジスタであり、コレクタに第１電力入力端子Ｖin１が接続され、エミッタにはインバータ回路１０２が接続されている。これにより、出力用トランジスタＱ１は、第１電力入力端子Ｖin１に入力される所定の電圧（もしくは電力）を、ベース電圧（もしくはベース電流）に応じて、インバータ回路１０２に出力する役割を果たす。
【０００４】
一方、出力用トランジスタＱ１のベースには、抵抗Ｒａを介して第２電力入力端子Ｖin２が接続されている。またさらに出力用トランジスタＱ１のベースには、エミッタが接地されたスイッチ用トランジスタ（ＮＰＮ型トランジスタ）Ｑ２のコレクタが接続されている。またスイッチ用トランジスタＱ２のベースには、パルス信号（ＨまたはＬレベルをとる）を出力するパルス信号出力部Ｓが接続されている。
【０００５】
これにより、パルス信号出力部Ｓの出力がＨレベルであれば、出力用トランジスタＱ１のベースは略接地状態となり、ひいては出力用トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間は非導通状態となる。また逆にパルス信号出力部Ｓの出力がＬレベルであれば、出力用トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間は導通状態となる。
【０００６】
その結果、パルス信号出力部Ｓの出力状況に応じて、インバータ回路１０２へ出力される電力が制御されることとなる。より具体的には、パルス信号出力部Ｓの出力によってデューティ比が決定されるＰＷＭ［Pulse Width Modulation］方式により、電力が出力されることとなる。
【０００７】
インバータ回路１０２は、例えば図２に示すようなプッシュプル型のインバータ回路である。これにより、出力用トランジスタＱ１のエミッタから供給される電力を用いて所定の交流電力を生成し、ＣＣＦＬに出力する。またインバータ回路は、図２にも示されているように、当該回路の入出力間においてトランス２１を介在させている。かかるトランスは、共振用コンデンサとともに共振回路を構成する等の重要な役割を果たしている。
【０００８】
以上に説明した電力供給回路によれば、パルス信号出力部Ｓの出力を適切に制御することにより、インバータ回路に適切な電力を供給することができ、ひいては、ＣＣＦＬの調光が可能となる。
【特許文献１】特開平０８−０４５６８０号公報
【特許文献２】特開平０７−００６８８９号公報
【特許文献３】特開平０７−２４０２８６号公報
【特許文献４】特開平０７−０７３９８０号公報
【特許文献５】特開２００１−１９６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで上述した電力供給回路（出力用トランジスタのエミッタ側）における電力状態に着目し、この電力に係る波形の一例を図４に示す。本図に示すように従来の電力供給回路では、電力が急激に大きくなる場合があった。このような波形は、パルス信号（ＰＷＭ信号）の切替時や何らかの外部因子などにより生ずることがある。また、電力供給回路の電源ＯＮ時におけるインラッシュ電流（突入電流）によっても、このような状況となり得る。
【００１０】
このような急激な電力（電流）がインバータ回路に入力されると、インバータ回路の各構成部品などに悪影響を与えるおそれがある。特にインバータ回路内のトランスに流れる電流が急激に上昇すると、トランスのコアが振動し易くなり、トランスから唸りが発生するという不具合が生じることがある。
【００１１】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ方式によりインバータ回路に電力を供給する電力供給回路でありながら、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止し得る電力供給回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による電力供給回路は、各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のインバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、を備え、前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、前記第１電力入力端子と前記出力用トランジスタのコレクタとの間に、コイルを接続させた構成（第２の構成）とする。
【００１３】
本構成によれば、切替部における切替のタイミングを通じてなされるＰＷＭ制御により、インバータ回路に電力を供給することが可能である。また第１電力入力端子と出力用トランジスタのコレクタとの間にコイルが接続されているため、突入電流などのように急激に流れる電流をより緩やかにすることができ、ひいては、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止することが可能となっている。
【００１４】
また上記目的を達成するため、本発明による電力供給回路は、各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のインバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、を備え、前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、前記出力用トランジスタのベースとエミッタの間に、コンデンサを接続させた構成（第３の構成）とする。
【００１５】
本構成によれば、切替部における切替のタイミングを通じてなされるＰＷＭ制御により、インバータ回路に電力を供給することが可能である。また出力用トランジスタのベースとエミッタの間にコンデンサが接続されているため、出力用トランジスタのベース−エミッタ間電圧の波形をより滑らかにすることができる結果、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止することが可能となっている。
【００１６】
また上記第２または第３の構成において、前記切替部は、コレクタ及びエミッタのうち、一方を前記出力用トランジスタのベースに、他方を接地点に接続させたスイッチ用トランジスタを有し、該スイッチ用トランジスタにおけるベース電流の大きさの切替を通じて、前記切替を行う構成（第４の構成）としてもよい。
【００１７】
本構成によれば、スイッチ用トランジスタのベース電流の大きさを切替えることで、出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替えることができる。そのため、上記第２または第３の構成を容易に実現することが可能となる。
【００１８】
また上記第２から第４の何れかの構成において、前記インバータ回路は、ＣＣＦＬ調光用の自励型インバータ回路である構成（第５の構成）としてもよい。なお、各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子および第２電力入力端子と、ベースが前記第２電力入力端子に接続され、コレクタが前記第１電力入力端子に接続され、エミッタが所定のＣＣＦＬ調光用の自励型インバータ回路に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタと、コレクタ及びエミッタのうち、一方を前記出力用トランジスタのベースに、他方を接地点に接続させたスイッチ用トランジスタを有し、該スイッチ用トランジスタにおけるベース電流の大きさの切替を通じて、前記出力用トランジスタにおけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、を備え、前記切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、前記自励型インバータ回路に電力を供給する電力供給回路であって、前記第１電力入力端子と前記出力用トランジスタのコレクタとの間に、コイルを接続させた構成（第１の構成）の電力供給回路であれば、上記第２、第４、および第５の構成に係る利点を享受することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電力供給回路によれば、切替部における切替のタイミングを通じてなされるＰＷＭ制御により、インバータ回路に電力を供給することが可能である。また、第１電力入力端子と出力用トランジスタのコレクタとの間に接続されているコイル、あるいは、出力用トランジスタのベースとエミッタの間に接続されているコンデンサの作用により、突入電流などのように急激に流れる電流をより緩やかにすることができる。その結果、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態として、インバータ回路に電力を供給する電力供給回路を挙げて説明する。当該電力供給回路の構成図を、図１に示す。本図に示すように電力供給回路１は、第１電力入力端子Ｖin１、第２電力入力端子Ｖin２、出力用トランジスタＱ１、コイルＬ、抵抗Ｒａ、スイッチ用トランジスタＱ２、およびパルス信号出力部Ｓなどを備えている。
【００２１】
第１電力入力端子Ｖin１は、コイルＬの一端に接続されており、コイルの他端は出力用トランジスタＱ１（ＮＰＮ型トランジスタ）のコレクタに接続されている。出力用トランジスタＱ１のエミッタは、インバータ回路２に接続されている。また、第２電力入力端子Ｖin２は、抵抗Ｒａの一端に接続されており、抵抗Ｒａの他端は出力用トランジスタＱ１のベースに接続されている。
【００２２】
また出力用トランジスタＱ１のベースは、スイッチ用トランジスタ（ＮＰＮ型トランジスタ）Ｑ２のコレクタに接続されている。スイッチ用トランジスタＱ２のエミッタは、接地されている。さらにスイッチ用トランジスタＱ２のベースには、ＨまたはＬレベルのパルス信号（ＰＷＭ信号）を出力するパルス信号出力部Ｓが接続されている。
【００２３】
なおパルス信号出力部Ｓにおけるパルス信号の状態は、不図示の制御装置により制御される。制御部では、インバータ回路２に適切な電力が供給されるように、ひいては、ＣＣＦＬが適切に調光されるように、当該パルス信号を制御する。
【００２４】
またこのパルス信号は、インバータ回路２における発振周波数に対して、十分短い間隔でＨ／Ｌが切替るように出力される。これにより、インバータ回路２における動作を阻害することなく、電力を調整することが可能となっている。
【００２５】
このような構成により、第１電力入力端子Ｖin１および第２電力入力端子Ｖin２に所定の電圧が供給された時、その電力はそれぞれ、出力用トランジスタＱ１のコレクタおよびベースに入力されることとなる。
【００２６】
そしてその一方で、パルス信号出力部ＳがＨレベルの信号を出力しているときは、出力用トランジスタＱ１のベースはスイッチ用トランジスタを介して略接地された状態となり、出力用トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間は非導通状態となる。また逆に、パルス信号出力部ＳがＬレベルの信号を出力しているときは、出力用トランジスタＱ１のベースは接地状態とならず、出力用トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間は導通状態となる。
【００２７】
そのため、パルス信号出力部Ｓが出力するパルス信号（ＰＷＭ信号）を通じてデューティ比の調整された電圧が、インバータ回路２に出力される。つまり、ＰＷＭ方式によって大きさの調整された電力が、インバータ回路２に出力されることとなる。
【００２８】
インバータ回路２の構成例を図２に示す。当該インバータ回路２では、入力端子２５に、電力供給回路１における出力用トランジスタＱ１のエミッタが接続されており、出力端子２６に、不図示のＣＣＦＬが接続されている。またトランス２１とコンデンサ２２が備えられており、トランス２１の１次側コイルとコンデンサ２２に係る共振周波数で、２つのトランジスタ（２３、２４）が交互にオン・オフする。なお当該インバータ回路自体は、周知であるプッシュプル方式によるものの一例であるため、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
ここで仮に、電力供給装置１においてコイルＬを備えていない場合を想定すると、電力供給装置１の電源をＯＮとするとき、すなわち第１電力入力端子への電力供給を開始するときに、比較的大きなインラッシュ電流（突入電流）が生じ、これがインバータ回路２にも入力される虞がある。また電力供給装置１でのＰＷＭ制御においてターンオンされる瞬間においても、同様に比較的急激な電流が生じ、これがインバータ回路に流れる虞がある。
【００３０】
しかし本実施形態の電力供給装置１においては、第１電力入力端子Ｖin１と出力用トランジスタＱ１のコレクタとの間に、コイルＬを備えているようにしているため、突入電流発生時やＰＷＭの切替時などに生じる急激な電流を、極力緩やかに（電流波形を滑らかに）することが可能となる。
【００３１】
すなわちコイルは、レンツの法則に従い、電流の変化の大きさに比例した（自己インダクタンスが比例係数に相当する）逆起電力を生ずることが知られている。そのため、適切な自己インダクタンスのコイルを備えることにより、上述のように、急激な電流を緩やかにすることが可能となるものである。なおコイルＬは、出力用トランジスタＱ１のエミッタとインバータ回路２との間に介在させるようにしてもよい。
【００３２】
以上の結果、電力供給装置１の後段に接続されているインバータ回路２に急激な電流が流れ込むことによる不具合（例えば各装置の損傷など）を極力抑えることが可能となる。また特に、インバータ回路２内のトランス２１に急激な電流が流れることで生じるトランスの唸りも、上述のようにコイルＬを備えていることにより極力回避することが可能となる。
【００３３】
またさらに、コイルＬが第１電力入力端子Ｖin１と出力用トランジスタＱ１との間に備えられていることにより、第１電力入力端子Ｖin１側から出力用トランジスタＱ１に流れ込む突入電流は、大幅に低減されることとなる。そのため、出力用トランジスタＱ１における電力損失を、極力小さくすることが可能となっている。
【００３４】
また本発明に係る別の実施形態として、先述したコイルＬの代わりに、あるいはこれに加えて、出力用トランジスタＱ１のベースとエミッタとの間にコンデンサＣを設けることとしてもよい。このようにした場合における、電力供給装置の構成例を図３に示す。
【００３５】
この構成によれば、出力用トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧（ＶBE）の立上りが緩やかとなり、ＶBE波形がより滑らかとなる。そのため、突入電流発生時やＰＷＭの切替時などに生じる急激な電流を、極力緩やかに（電流波形を滑らかに）することが可能となる。
【００３６】
その結果、電力供給装置１の後段に接続されているインバータ回路２においては、急激な電流が流れ込むことによる不具合（例えば各装置の損傷など）や、トランス２１に急激な電流が流れることで生じるトランスの唸りを、極力回避することが可能となる。
【００３７】
上述の通り、本実施形態による電力供給装置１であれば、電力供給装置側で生じる急激な電流がインバータ回路に流れ込むことを極力防止することが可能となる。また本発明の電力供給装置は、他励式および自励式を問わず種々のインバータ回路について有効であるが、通常では電流（電力）波形を滑らかにすることが難しい、自励式のインバータ回路に対して特に有効である。
【００３８】
ここで従来の（コイルＬやコンデンサＣを備えていない場合の）ＰＷＭ制御を採用した電力供給装置とインバータ回路により形成される発振波形の一例を、図４に示す。また同じく、本実施形態に係る電力供給装置とインバータ回路により形成される発振波形の一例を図５に示す。
【００３９】
これらの図における破線で囲まれた部分に示すように、従来の電力供給装置では、特にＰＷＭ制御におけるターンオン時において、鋭い（急激な）波形が現れているが、本実施形態に係る電力供給装置では、この鋭い波形は、コイルＬあるいはコンデンサＣの作用により比較的滑らかとなっている。
【００４０】
以上に説明した通り、本実施形態の電力供給装置１は、各々、所定の電力が入力される、第１電力入力端子Ｖin１および第２電力入力端子Ｖin２を備えている。またベースが第２電力入力端子Ｖin２に接続され、コレクタが第１電力入力端子Ｖin１に接続され、エミッタがインバータ回路２に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタＱ１を備えている。
【００４１】
また出力用トランジスタＱ１におけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替えるスイッチ用トランジスタＱ２（切替部）を備えている。これにより、スイッチ用トランジスタＱ２での切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して（ＰＷＭ方式により）、インバータ回路２に電力を供給するものとなっている。
【００４２】
そして更に、第１電力入力端子と出力用トランジスタのコレクタとの間に接続されているコイル、あるいは、出力用トランジスタのベースとエミッタの間に接続されているコンデンサの作用により、突入電流などのように急激に流れる電流をより緩やかにすることができるものとなっている。その結果、インバータ回路に急激な電力が出力されることを極力防止することが可能となっている。
【００４３】
以上に説明した通り、本実施形態の電力供給回路１は、各々所定の電力が入力される、第１電力入力端子Ｖin１および第２電力入力端子Ｖin２を備えている。また、ベースが第２電力入力端子Ｖin２に接続され、コレクタが第１電力入力端子Ｖin１に接続され、エミッタがインバータ回路２に接続されている、ＮＰＮ型トランジスタである出力用トランジスタＱ１も備えている。さらに、出力用トランジスタＱ１におけるベース電圧のＯＮ／ＯＦＦを切替えるためのスイッチ用トランジスタＱ２およびパルス信号出力部Ｓ（切替部）をも備えている。そしてこの切替のタイミングを通じ、デューティ比を調整して、インバータ回路２に電力を供給するものである。
【００４４】
このような電力供給回路１について、さらに、第１電力入力端子Ｖin１と出力用トランジスタＱ１のコレクタとの間に、コイルＬを接続させている。そのため、突入電流などのように急激に流れる電流をより緩やかにすることができ、ひいては、インバータ回路２に急激な電力が出力されることを極力防止することが可能となっている。また、出力用トランジスタＱ１に流れ込む突入電流が低減されることにより、出力用トランジスタＱ１における電力損失を、極力小さくすることが可能となっている。
【００４５】
以上の通り本発明の実施形態について説明したが、本発明の内容はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ＣＣＦＬの駆動装置などにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る電力供給回路の構成図（コイルを備えた場合）である。
【図２】インバータ回路の一例についての構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電力供給回路の構成図（コンデンサを備えた場合）である。
【図４】従来の電力供給回路とインバータ回路による、発振波形の一例である。
【図５】本発明の実施形態の電力供給回路とインバータ回路による、発振波形の一例である。
【図６】従来の電力供給回路に係る構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    電力供給回路
２    インバータ回路
２１    トランス
２２    共振用コンデンサ
２３    トランジスタ
２４    トランジスタ
２５    インバータ回路の入力端子
２６    インバータ回路の出力端子
Ｑ１    出力用トランジスタ
Ｑ２    スイッチ用トランジスタ
Ｌ    コイル
Ｃ    コンデンサ
Ｓ    パルス信号出力部
Ｒａ    抵抗
Ｖin１    第１電力入力端子
Ｖin２    第２電力入力端子
【図１】
2008108426.tif 000003
【図２】
2008108426.tif 000004
【図３】
2008108426.tif 000005
【図４】
2008108426.tif 000006
【図５】
2008108426.tif 000007
【図６】
2008108426.tif 000008