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Title:
ALTERNATING CURRENT POWER SUPPLY DEVICE AND INTEGRATED CIRCUIT FOR ALTERNATING CURRENT POWER SUPPLY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/078473
Kind Code:
A1
Abstract:
An alternating current power supply device is provided with switch elements (Q1, Q2) for converting direct current power from a direct current power supply (Vin) into alternating current power; a transformer (T1) for converting the voltage of the alternating current power converted by the switch elements into other voltage; a load (20) connected to an output terminal of the transformer; a first detecting circuit (30) for detecting a first electric signal indicating power to be supplied to the load; a second detecting circuit (40) for detecting a second electric signal indicating the voltage of the direct current power supply; a feedback circuit (50) for generating a feedback signal based on the first electric signal detected by the first detecting circuit and the second electric signal detected by the second detecting circuit; and a control circuit (10) for generating a control signal based on the feedback signal from the feedback circuit and controlling on/off of the switch elements by the control signal so that power to be supplied to the load is at a prescribed value.

Inventors:
ASHIKAGA TORU
Application Number:
PCT/JP2007/072281
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
November 16, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SANKEN ELECTRIC CO LTD (JP)
ASHIKAGA TORU
International Classes:
H05B41/24; H02M7/00
Foreign References:
JPH10321392A1998-12-04
JP2000166245A2000-06-16
JPH1052059A1998-02-20
JP2002043083A2002-02-08
JP2005101016A2005-04-14
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (2-8 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, JP)
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Claims:
 直流電源と、
 前記直流電源の直流電力を交流電力に交換するスイッチ素子と、
 前記スイッチ素子で変換された交流電力の電圧を別の電圧に変換するトランスと、
 前記トランスの出力端子に接続された負荷と、
 前記負荷に供給される電力を表す第1電気信号を検出する第1検出回路と、
 前記直流電源の電圧を表す第2電気信号を検出する第2検出回路と、
 前記第1検出回路で検出された前記第1電気信号と前記第2検出回路で検出された前記第2電気信号とに基づいて帰還信号を生成する帰還回路と、
 前記帰還回路からの帰還信号に基づき制御信号を生成し、該制御信号により前記負荷に供給される電力が所定値になるように前記スイッチ素子のオン/オフを制御する制御回路と、
備えることを特徴とする交流電源装置。
 前記第2検出回路は、前記第2電気信号として前記直流電源の電圧又は前記スイッチ素子の端子電圧を検出することを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 前記第2検出回路は、前記制御回路の制御信号を平均することにより生成された平均値信号を前記第2電気信号として処理する平均値信号生成回路からなることを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 前記第2検出回路は、前記制御回路の制御信号を反転する反転器と、この反転器で反転された制御信号を平均することにより生成された平均値信号を前記第2電気信号として処理する平均値信号生成回路とを有することを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 前記第2検出回路は、前記制御回路の制御信号を平均することにより平均値信号を生成する平均値信号生成回路と、この平均値信号生成回路で生成された平均値信号を反転することにより得られた反転信号を前記第2電気信号として処理する反転器とを有することを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 前記スイッチ素子は、前記直流電源の両端にローサイド用の第1スイッチ素子とハイサイド用で且つ前記第1スイッチ素子とは異質の第2スイッチ素子とが直列に接続され、
 前記制御回路は、前記制御信号としてローサイド用信号を前記第1スイッチ素子に出力し、前記ローサイド用信号と180°の位相差を有し、かつ反転した反転信号を前記第2スイッチ素子に出力するとともに、前記反転信号を前記平均値信号生成回路に出力することを特徴とする請求項3記載の交流電源装置。
 前記制御回路は、前記帰還回路からの帰還信号と基準電圧信号との差を増幅して誤差電圧信号を生成する誤差増幅回路を備え、
 前記第2検出回路は、前記誤差増幅回路からの誤差電圧信号を反転することにより生成された反転信号を前記第2電気信号として処理する反転信号生成回路からなることを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 前記制御回路は、前記帰還回路からの帰還信号と基準電圧信号との差を増幅して誤差電圧信号を生成する誤差増幅回路を備え、
 前記第2検出回路は、前記誤差増幅回路からなり、該誤差増幅回路からの誤差電圧信号を前記第2電気信号とすることを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
 請求項1乃至8のいずれか1項記載の交流電源装置の前記制御回路と、前記帰還回路と前記第2検出回路との少なくとも1つを同一の半導体基板上に設けることを特徴とする交流電源装置用集積回路。
Description:
交流電源装置及び交流電源装置 集積回路

 本発明は、負荷に交流電力を供給する交 電源装置及び交流電源装置用集積回路に関 、特に、負荷としての放電灯に交流電力を 給して点灯させる放電灯点灯装置に関する

 交流電源装置であるインバータは、一般 に、数10kHzの周波数で数百V~千数百Vの電圧 発生させて、この電圧を放電灯、例えば、 陰極管であるCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)に 印加して点灯させる。このため、放電灯とイ ンバータとはセットで用いられる。

 インバータは、直流電源と、直流電源の 流電力を交流電力に変換するスイッチ素子 らなるブリッジ回路と、ブリッジ回路で変 された交流電力の電圧を昇圧して放電灯を 灯させる昇圧トランスと、放電灯に流れる 流を検出する電流検出回路と、電流検出回 で検出された電流に基づき該電流が所定値 なるようにスイッチ素子をオン/オフさせる 制御回路とそのフィードバックループとで構 成される。

 なお、昇圧トランスの1次及び2次巻線間 絶縁機能を持たせる場合と持たせない場合 あり、前者は絶縁型システム、後者は非絶 型システムと呼ばれる。

 非絶縁型システムは、システム全体を2次 側として動作させる。一般的に、インバータ の入力電源としてその前段のDC/DCコンバータ 電圧が用いられる。この電圧は、DC/DCコン ータにより既に絶縁されているので、2次側 圧である。また、DC/DCコンバータにより既 制御された電圧が入力されるので、インバ タから見ると入力電圧は略一定値であり、 力変動範囲を広く考える必要はない。また 昇圧トランスに絶縁機能を持たせる必要が いので、安全規格上の制約が少なく、非絶 型システムを小型で安価に実現できる。

 しかし、DC/DCコンバータが必要であるの 、電力変換ステージが2段(DC/DCコンバータと ンバータ)であり、非絶縁型システムは、効 率面で不利であり、DC/DCコンバータの価格面 も不利である。

 一方、絶縁型システムでは、インバータ 入力電源として、交流電圧を整流した電圧 そのまま用いることができる。電力変換ス ージが1段であるので、絶縁型システムは、 効率面で有利であり、また、DC/DCコンバータ 削除できるため、価格面でも有利である。 かし、インバータの入力電圧が交流電圧を 流した電圧そのものであるため、電圧変動 囲が大きい。このため、放電灯に流れる出 電流を一定値に制御することが難しい。

 また、放電灯、特に、冷陰極管のインピ ダンスは一般的に負性抵抗特性を有する。 た、冷陰極管の輝度特性は、冷陰極管に流 る電流により大きく支配されるため、通常 は、冷陰極管に流れる電流値を制御する。 えば、ブリッジ回路のスイッチ素子の周波 やオン/オフのデューティ比(以下、単にデ ーティと称する。)を調整してトランスに送 電力を可変することにより、冷陰極管の電 値を制御する。

 しかし、最近の液晶TVなどでは、インバ タの駆動周波数とTV装置内の制御部のクロッ ク周波数との干渉が問題になることが多い。 このため、この干渉を起こさない周波数に固 定した制御が求められる。この場合、ブリッ ジ回路のスイッチ素子の制御方法としてPWM制 御が用いられる。PWM制御は、直流電源の両端 に直列接続されたハイサイドのスイッチ素子 とローサイドのスイッチ素子とを交互にオン /オフさせつつ、そのオン幅を変化させて(即 、オンデューティを可変)出力電力を制御す る。オン幅が大きいほど出力電力は大きくな る。

 一方、インバータの入力電圧である直流 圧の値が変化する場合がある。例えば、ノ トパソコンなどではバッテリー駆動とアダ タ駆動により入力電圧が大きく変化し、8V~2 0V程度の電圧変動もある。また、液晶TV、液 モニタなどで、交流電圧を整流した電圧を のまま使用するシステムなどの場合も、大 な電圧変動が在り得る。交流電圧の広範囲 力仕様などの場合には、さらに大きな電圧 動が在り得る。

 このように入力電圧に変動があっても、 リッジ回路のPWM制御により、入力電圧が小 い場合にデューティを広くし、入力電圧が きい場合にはデューティを小さくすること 、理想的には、放電灯の電流を一定に制御 せる。しかし、入力電圧の変化により放電 の電流にも変化が生じてしまうことがある その原因としては、主に、以下の点が考え れる。第1は、フィードバックループのゲイ ンが小さい。第2は、検出する放電灯の電流 波形が変化し、結果として検出値が変わっ しまう。このように放電灯の電流の変化に り、放電灯の輝度が変化してしまう。

 また、特開平6-68979号公報には、入力電圧 の変動等により点灯回路に供給する電圧が変 動しても、常に安定した明るさの放電灯の点 灯を保つ放電灯点灯装置が開示されている。 この放電灯点灯装置は、スイッチング回路を 流れる電流を検出し、検出した電流値と放電 灯の調光値を定める電流値とを比較しその電 流値の差に応じた電圧を出力する比較器と、 比較器からの電圧に応じて発振周波数が変化 する発振回路と、発振回路の発振周波数に応 じてスイッチ素子をオン/オフさせる制御回 とを設け、負荷に所定の電流を供給する。 の装置では、電源電圧の変動により、負荷 流れる電流が変化しないようにするために 上記構成のフィードバックループのゲイン( 較器のゲインに相当)を大きくする必要があ る。

 しかしながら、上記特許文献の技術では ループゲインを大きくすると、位相余裕や 得余裕を確保するのが困難になり、負荷の 動や電源電圧の変動に対し制御が不安定に ることが多い。特に、調光のためにバース を行なうと制御が著しく不安定になる。

 本発明は、ループゲインの過大設定など よる不安定な制御をなくし、負荷に流れる 力電流の変動を防止できる交流電源装置及 交流電源装置用集積回路を提供することに る。

 上記課題を解決するために、本発明の交 電源装置の主たる特徴は、直流電源と、前 直流電源の直流電力を交流電力に交換する イッチ素子と、前記スイッチ素子で変換さ た交流電力の電圧を別の電圧に変換するト ンスと、前記トランスの出力端子に接続さ た負荷と、前記負荷に供給される電力を表 第1電気信号を検出する第1検出回路と、前 直流電源の電圧を表す第2電気信号を検出す 第2検出回路と、前記第1検出回路で検出さ た前記第1電気信号と前記第2検出回路で検出 された前記第2電気信号とに基づいて帰還信 を生成する帰還回路と、前記帰還回路から 帰還信号に基づき制御信号を生成し、該制 信号により前記負荷に供給される電力が所 値になるように前記スイッチ素子のオン/オ を制御する制御回路と備えたことにある。 こで、本発明の負荷に供給される電力とは 点灯後の負荷端子電圧や負荷を流れる電流 、それらの積を示すものとする。

 本発明の交流電源装置用集積回路の主た 特徴は、上記交流電源装置の前記制御回路 、前記帰還回路と前記第2検出回路との少な くとも1つを同一の半導体基板上に設けたこ にある。

本発明の交流電源装置の基本原理回路 である。 本発明の交流電源装置の補正前後のレ ュレーション特性を示す図である。 本発明の交流電源装置の実施例1の回路 図である。 本発明の交流電源装置の実施例1の補正 信号生成回路によるレギュレーション特性の 補正方法を示す図である。 本発明の交流電源装置の実施例1の変形 例の回路図である。 実施例2の交流電源装置のデューティの 平均値及びその反転特性を示す図である。 本発明の交流電源装置の実施例2の回路 図である。 本発明の交流電源装置の実施例2の変形 例の回路図である。 本発明の交流電源装置の実施例2の変形 例の具体的な回路図である。 本発明の交流電源装置の実施例2の変 例の具体的な回路において入力電圧を変動 せたときの補正信号生成回路による実際の ギュレーション特性を示す図である。 本発明の交流電源装置の実施例3の回 図である。 本発明の交流電源装置の実施例4の回 図である。 本発明の交流電源装置の実施例5の回 図である。 本発明の交流電源装置の実施例5の具 的な回路図である。 図14に示す実施例5の具体的な回路のIC の例である。 本発明の交流電源装置の実施例6の回 図である。

 以下、本発明の交流電源装置の実施の形 を図面を参照しながら詳細に説明する。

(本発明の基本原理の構成)
 図1は本発明の交流電源装置の基本原理回路 図である。ここでは、交流電源装置の一例と して、負荷が冷陰極管からなる放電灯であり 、この放電灯を点灯させる放電灯点灯装置を 例示して説明する。

 図1に示す放電灯点灯装置において、直流 電源Vinの両端には、N型のMOSFETからなるスイ チ素子Q1とN型のMOSFETからなるスイッチ素子Q2 との直列回路が接続されている。スイッチ素 子Q1及びスイッチ素子Q2は、直流電源Vinの直 電力を交流電力に変換する。スイッチ素子Q1 は、制御回路10から送られてくる制御信号に りレベルシフト回路19を介してオン/オフさ る。スイッチ素子Q2は、制御回路10から送ら れてくる制御信号によりオン/オフされる。

 スイッチ素子Q2のドレイン-ソース間には トランスT1の1次巻線P1とリーケージインダ タンスからなるリアクトルLr1(図示せず)と電 流共振用のコンデンサC1とが直列に接続され 直接回路が接続されている。

 なお、図1では、リアクトルLr1は、トラン スT1の1次巻線P1と2次巻線S1との間のリーケー インダクタンスからなり、共振動作を司る めのインダクタンスである。トランスT1の2 巻線S1の両端には、放電灯20と放電灯20に流 る電流を検出する電流検出回路30が直列に 続されている。トランスT1は、変換された交 流電圧を昇圧して放電灯20を点灯させる。

 電流検出回路30は、本発明の第1検出回路 対応し、放電灯20に直列に接続されたダイ ードD1と抵抗R1との直列回路と、この直列回 に並列に接続されたダイオードD2とからな 、放電灯20に流れる電流を検出して加算回路 50に出力する。補正信号生成回路40は、本発 の第2検出回路に対応し、直流電源Vinの電圧 動に対して放電灯20に流れる出力電流を一 値に制御するための補正信号を生成して、 の補正信号を加算回路50に出力する。

 加算回路50は、本発明の帰還回路に対応 、電流検出回路30で検出された電流値に基づ く電圧に補正信号生成回路40からの補正信号 基づく電圧を加算して制御回路10の誤差増 器11の反転端子に出力する。制御回路10は、 差増幅器11、比較回路13とを備え、加算回路 50からの電圧に基づき放電灯20に流れる電流 所定値になるようにスイッチ素子Q1,Q2をオン /オフさせる。

 誤差増幅器11は、非反転端子の基準電圧Vr と反転端子の加算回路50からの電圧との誤差 圧を増幅して、誤差電圧信号を比較回路13 出力する。比較回路13は、誤差増幅器11から 誤差電圧信号(フィードバック信号)と三角 信号とを比較し、所定のデッドタイムを有 、位相差が180°の2つのPWM信号を生成し、一 のPWM信号をレベルシフト回路19に出力し、他 方のPWM信号をスイッチ素子Q2に出力する。

 次に、補正信号生成回路40による、放電 20の電流のレギュレーション特性の改善方法 について詳細に説明する。図2(a)に示すレギ レーション特性(補正前)では、入力電圧Vinが 大きくなるに従ってスイッチ素子Q1,Q2のゲー 信号のデューティを小さくし、入力電圧が さくなるとゲート信号のデューティを大き する動作になっている。これは正しい動作 ある。

 しかし、このデューティを「小さく」、 大きく」する動作が足りないために、放電 20の電流を一定値に保持できない。このた 、図2(b)に示すレギュレーション特性(補正後 )のように、デューティが小さいときにはも と「小さく」、デューティが大きいときに もっと「大きく」すればよい。

 そのために、ここでは、加算回路50は、 流検出回路30で検出された放電灯20の電流検 値に、以下のようにして補正信号生成回路4 0からの正の補正値を加算する。

 制御回路10は、放電灯20の電流が増加した と認識してデューティを小さくして放電灯20 電流を減少させようとするので、この特性 利用する。即ち、補正信号生成回路40は、 力電圧が小さいとき(即ちデューティが大き とき)に小さな補正値を加算回路50に出力す 。加算回路50は、放電灯20の電流検出値に、 補正信号生成回路40からの小さな補正値を加 して、誤差増幅器11の反転端子に出力する このため、誤差増幅器11の出力が上昇するの で、デューティをさらに大きくすることがで きる。

 一方、補正信号生成回路40は、入力電圧 大きいとき(即ちデューティが小さいとき)に 大きな補正値を加算回路50に出力する。加算 路50は、放電灯20の電流検出値に、補正信号 生成回路40からの大きな補正値を加算して、 差増幅器11の反転端子に出力する。このた 、誤差増幅器11の出力が減少するので、デュ ーティをさらに小さくすることができる。

 このように実施例1の交流電源装置によれ ば、補正信号生成回路40で生成された補正信 を加算回路50を介して制御回路10に入力する 。即ち、直流電源Vinの入力電圧の変動を制御 回路10に入力することにより、誤差増幅器11 ループゲインを小さくしても入力電圧の変 により出力電流が変動することを防止でき 。これにより、ループゲインの増大による 安定な制御(発振、ハンチング、オーバーシ ート等)がなくなり、制御が安定する。

 図3は本発明の交流電源装置の実施例1の 路図である。図4は本発明の交流電源装置の 施例1の補正信号生成回路によるレギュレー ション特性の補正方法を示す図である。実施 例1の交流電源装置は、補正信号生成回路40a 反転器41と平均値電圧生成回路43とで構成さ ることを特徴とする。その他の構成は、図1 に示す同一構成であるので、同一部分には同 一符号を付する。

 反転器41は、スイッチ素子Q2用のゲート信 号を入力し該ゲート信号を反転させる。なお 、スイッチ素子Q2用のゲート信号の代わりに スイッチ素子Q1用のゲート信号を反転させ も良い。反転器41は、例えば、図4(a)に示す うなデューティが50%又は20%のゲート信号を 転させることにより、図4(b)に示すようなデ ーティが反転されたパルス信号を得る。

 平均値電圧生成回路43は、反転器41で反転 されたスイッチ素子Q2用のゲート信号の平均 電圧を求める。平均値電圧生成回路43は、 えば、図4(b)に示すようなデューティが50%又 20%ゲート信号を反転したパルス信号の平均 電圧を求める。このため、図4(c)に示すよう にデューティが小さいときには平均値電圧は 大きい値になり、デューティが大きいときに は平均値電圧は小さい値になる。この平均値 電圧は補正信号として加算回路50に送られる

 加算回路50は、平均値電圧生成回路43から の平均値電圧を放電灯20の電流の検出値に加 して制御回路10の誤差増幅器11の反転端子に 出力する。即ち、フィードバック制御を行う 。

 これにより、デューティが小さいとき(入 力電圧が大きいとき)にはさらにデューティ 小さくし、デューティが大きいとき(入力電 が小さいとき)にはさらにデューティを大き くすることができる。従って、図2(b)に示す うに、入力電圧が変動しても放電灯20の出力 電流が一定値となる。即ち、放電灯20の電流 レギュレーション特性が改善できる。

 このように、直流電源Vinの入力電圧の変 を制御回路10に入力することにより、誤差 幅器11のループゲインを小さくしても入力電 圧の変動により出力電流が変動することを防 止できる。これにより、ループゲインの増大 による不安定な制御がなくなり、制御が安定 する。

(実施例1の変形例)
 図5は本発明の交流電源装置の実施例1の変 例の回路図である。図5に示す実施例1の変形 例の交流電源装置は、図3に示す実施例1の交 電源装置に対して、さらに、制御回路10と ベルシフト回路19との間に絶縁回路61を設け 制御回路10とスイッチ素子Q2との間に絶縁回 路62を設けたことを特徴とする。

 これにより、実施例1の交流電源装置の効 果が得られるとともに、トランスT1の入力側 2次側の制御回路10の間の絶縁を図ることが きる。

 図6は実施例2の交流電源装置のデューテ の平均値及びその反転特性を示す図である 図7は本発明の交流電源装置の実施例2の回路 図である。実施例2の交流電源装置は、補正 号生成回路40bが平均値電圧生成回路43と反転 器41とで構成されることを特徴とする。その の構成は、図1に示す同一構成であるので、 同一部分には同一符号を付する。

 平均値電圧生成回路43は、スイッチ素子Q2 用のゲート信号の平均値電圧を求める。この 平均値電圧は、図6(a)に示すように、デュー ィの大きさに正比例して大きくなる。反転 41は、平均値電圧生成回路43からの平均値電 を反転して反転された平均値電圧を補正信 として加算回路50に送る。反転された平均 電圧は、図6(b)に示すように、デューティが さいときには反転された平均値電圧は、大 い値になり、デューティが大きいときには 転された平均値電圧は、小さい値になる。

 加算回路50は、反転器41からの平均値電圧 を放電灯20の電流の検出値に加算して制御回 10の誤差増幅器11の反転端子に出力する。即 ち、フィードバック制御を行う。従って、実 施例1の交流電源装置の効果と同様な効果が られる。

(実施例2の変形例)
 図8は本発明の交流電源装置の実施例2の変 例の回路図である。図8に示す実施例2の変形 例の交流電源装置は、図7に示す実施例2の交 電源装置に対して、さらに、制御回路10と ベルシフト回路19との間に絶縁回路61を設け 制御回路10とスイッチ素子Q2との間に絶縁回 路62を設けたことを特徴とする。

 これにより、実施例2の交流電源装置の効 果が得られるとともに、トランスT1の入力側 2次側の制御回路10の間の絶縁を図ることが きる。

(実施例2の変形例の具体例)
 図9は本発明の交流電源装置の実施例2の変 例の具体的な回路図である。図9において、 御回路10とスイッチ素子Q1との間には絶縁回 路としてのフォトカプラPC61aが設けられ、制 回路10とスイッチ素子Q2との間には絶縁回路 としてのフォトカプラPC62aが設けられている

 平均値電圧生成回路43は、抵抗R2とコンデ ンサC2とからなる積分回路を有し、抵抗R2と ンデンサC2とによりスイッチ素子Q2用のゲー 信号に対して平均処理を施して平均値電圧 出力する。

 反転器41において、反転部42の非反転端子 とグランドとの間には抵抗R4が接続され、ま 、反転部42の非反転端子とグランドとの間 は抵抗R3と基準電圧Veとの直列回路が接続さ ている。反転部42の反転端子は、抵抗R5を介 して抵抗R2とコンデンサC2との接続点に接続 れている。反転部42の反転端子と出力端子と の間には抵抗R6が接続されている。反転器41 、反転部42の非反転端子に基準電圧Veを抵抗R 3と抵抗R4とで分圧した電圧が印加され、反転 端子に抵抗R5を介して平均値電圧生成回路43 らの平均値電圧が印加され、平均値電圧を 転して出力する。

 加算回路50は、反転部42の出力端子に接続 された抵抗R7と、電流検出回路30の出力端子( 抗R1とダイオードD1との接続点)に接続され 抵抗R8と、抵抗R7と抵抗R8との接続点とグラ ドとの間に接続された抵抗R9とで構成され、 抵抗R7を介する反転器41からの平均値電圧と 抗R8を介する電流検出回路30からの電流検出 に基づく電圧とを加算して抵抗R10を介して 差増幅器11の反転端子に出力する。

 図10は本発明の交流電源装置の実施例2の 形例の具体的な回路において入力電圧を変 させたときの補正信号生成回路による実際 レギュレーション特性を示す図である。図1 0(a)は入力電圧[V]と補正前後のデューティ[%] 補正前後の出力電流iout[mA]とを表で示してい る。図10(b)は入力電圧[V]と補正前後のデュー ィ[%]と補正前後の出力電流iout[mA]とをグラ で示している。入力電圧の変動は150V、220V、 265Vであり、rmsは実効値を示す。

 補正前のデューティが小さいときには補 後のデューティはさらに小さく、補正前の ューティが大きいときには補正後のデュー ィはさらに大きくなっていることが図10か わかる。また、放電灯20の出力電流も入力電 圧が変動しても一定値であり、理想的なレギ ュレーションであることが図10からわかる。

 上述した実施例1及び実施例2の交流電源 置では、スイッチ素子Q1,Q2として例えばN型 MOSFETやNPNトランジスタなどのように、ゲー やベースにHレベルを入力したときにオンす 素子が用いられた。

 これに対して、P型のMOSFETやPNPトランジス タなどのように、逆ロジックのスイッチ素子 もある。これらの素子は、ゲート信号がLレ ルのときにオンし、レベルシフト回路を容 に構成できるため、ハイサイド用のスイッ 素子として用いられることが多い。

 そこで、実施例3では、図11に示すように スイッチ素子Q2をローサイド用のN型のMOSFET 構成し、スイッチ素子Q1をハイサイド用のP のMOSFETで構成したことを特徴とする。

 また、制御回路10aは、制御信号としてN型 のMOSFET用のゲート信号をスイッチ素子Q2に出 し、N型のMOSFET用のゲート信号と180°の位相 を有し、かつインバータ15により反転したP MOSFET用のゲート信号をスイッチ素子Q1に出 するとともに、P型のMOSFET用のゲート信号を 均値信号生成回路43に出力することを特徴 する。

 このように実施例3の交流電源装置によれ ば、N型のMOSFET用のゲート信号と180°の位相差 を有し、かつ反転したP型のMOSFET用のゲート 号を平均値信号生成回路43に出力するので、 ゲート信号を反転させる必要はなくなり、平 均値信号生成回路43はゲート信号を平均する みで補正信号として加算回路50に出力でき 。このため、反転器41が不要となり、構成が 簡単になる。

(実施例3の変形例)
 図11に示す実施例3の交流電源装置に対して さらに、制御回路10とレベルシフト回路19と の間に絶縁回路61を設け、制御回路10とスイ チ素子Q2との間に絶縁回路62を設けても良い

 これにより、実施例3の交流電源装置の効 果が得られるとともに、トランスT1の入力側 2次側の制御回路10の間の絶縁を図ることが きる。

 以上の実施例1乃至3の交流電源装置によ ば、直流電源Vinの入力電圧の変化とスイッ 素子Q1,Q2のゲート信号のデューティの変化と が相似形であることに着目し、入力電圧を検 出することなく、ゲート信号のみで出力電流 の補正を行うことができる。

 即ち、全て2次側(制御側)のみで出力電流 補正を行うことができる。従って、特に絶 型システムの場合、1次側及び2次側間での 号のやり取りを行うことなく補正を行うこ ができる。また、入力電圧のリップルに起 する出力電流のリップルを低減することが きる。

 図12は本発明の交流電源装置の実施例4の 路図である。実施例4の交流電源装置は、直 流電源Vinの入力電圧を1次側で検出して、2次 に設けられた補正信号生成回路45及び制御 路10により出力電流の補正を行い、レギュレ ーション特性を改善したことを特徴とする。

 図12に示す交流電源装置は、図1に示す交 電源装置に対して、電圧検出回路31と絶縁 ランス又はフォトカプラ等からなる絶縁回 61~63とを設けるとともに、補正信号生成回路 40に代えて補正信号生成回路45を設けたこと 特徴とする。その他の構成は、図1に示す構 と同一であり、同一部分には同一符号を付 る。

 電圧検出回路31は、トランスT1の1次側に けられ、直流電源Vinの電圧を検出する。絶 回路63は、電圧検出回路31で検出された直流 源Vinの電圧を絶縁して補正信号生成回路45 出力する。

 補正信号生成回路45は、絶縁回路63を介し て電圧検出回路31で検出された直流電源Vinの 圧に基づき補正信号を生成する。加算回路5 0は、電流検出回路30で検出された電流検出値 と補正信号生成回路45からの補正信号とを加 して制御回路10の誤差増幅器11の反転端子に 出力する。

 このように実施例4の交流電源装置によれ ば、直流電源Vinの入力電圧を1次側で検出し 、2次側に設けられた補正信号生成回路45及 制御回路10により出力電流の補正を行い、レ ギュレーション特性を改善することができる 。

 図13は本発明の交流電源装置の実施例5の 路図である。図13に示す交流電源装置は、 1に示す交流電源装置の補正信号生成回路40 代えて、制御回路10b内の誤差増幅器11の出力 電圧を反転してこの反転信号を加算回路50に 力する反転器41(反転信号生成回路)を設けて いることを特徴とする。その他の構成は、図 1に示す構成と同一であり、同一部分には同 符号を付する。

 反転器41は、誤差増幅器11の出力電圧を反 転してこの反転信号を加算回路50に出力する 加算回路50は、電流検出回路30で検出された 電流検出値と反転器41からの反転信号である 正信号とを加算して制御回路10bの誤差増幅 11の反転端子に出力する。

 このように実施例5の交流電源装置によれ ば、制御回路10b内の誤差増幅器11の出力電圧 用いて、出力電流の補正を行い、レギュレ ション特性を改善することができる。

(実施例5の具体例)
 図14は本発明の交流電源装置の実施例5の具 的な回路図である。図14に示す反転器41にお いて、反転部42の非反転端子とグランドとの には抵抗R4が接続され、また、反転部42の非 反転端子とグランドとの間には抵抗R3と基準 圧Veとの直列回路が接続されている。反転 42の反転端子は、抵抗R5を介してコンデンサC 3の一端と誤差増幅器11の出力端子に接続され ている。コンデンサC3の他端は誤差増幅器11 反転端子に接続されている。反転部42の反転 端子と出力端子との間には抵抗R6が接続され いる。反転器41は、反転部42の非反転端子に 基準電圧Veを抵抗R3と抵抗R4とで分圧した電圧 が印加され、反転端子に抵抗R5を介して誤差 幅器11からの出力電圧が印加され、出力電 を反転して出力する。

 加算回路50は、反転部42の出力端子に接続 された抵抗R7と、電流検出回路30の出力端子( 抗R1とダイオードD1との接続点)に接続され 抵抗R8と、抵抗R7と抵抗R8との接続点とグラ ドとの間に接続された抵抗R9とで構成され、 抵抗R7を介する反転器41からの反転電圧と抵 R8を介する電流検出回路30からの電流検出値 基づく電圧とを加算して抵抗R10を介して誤 増幅器11の反転端子に出力する。

 図15は図14に示す実施例5の具体的な回路 IC化の例である。図15に示す例では、誤差増 器11と比較回路13と反転器41とを有する制御 路10cを同一半導体基板上に設けて集積回路 したことを特徴とする。

 このように集積回路上に構成することで コストを低減できる。

 図16は本発明の交流電源装置の実施例6の 路図である。図16に示す交流電源装置は、 13に示す交流電源装置から反転器41を削除し ことを特徴とする。その他の構成は、図13 示す構成と同一であり、同一部分には同一 号を付する。

 誤差増幅器11a(第2検出回路)は、反転端子 基準電圧Vrと非反転端子の加算回路50からの 電圧との誤差電圧を増幅して、誤差電圧信号 を加算回路50に出力する。即ち、図16に示す 差増幅器11aの誤差電圧信号は、図13に示す誤 差増幅器11の誤差電圧信号を反転器41で反転 た反転信号と同じであり、この反転信号が 算回路50に出力される。

 加算回路50は、電流検出回路30で検出され た電流検出値と誤差増幅器11aからの誤差電圧 信号(反転信号)である補正信号とを加算して 差増幅器11aの非反転端子に出力する。

 従って、実施例6の交流電源装置によれば 、実施例5の交流電源装置の効果と同様な効 が得られる。また、第2検出回路が誤差増幅 路11aで構成できるので、反転器41を削除で 、安価となる。

 なお、本発明は、上述した実施例1乃至実 施例6の交流電源装置に限定されるものでは い。実施例1乃至実施例6のいずれかの交流電 源装置における、制御回路10,10a,10b,10cと、加 回路50と補正信号生成回路40,40a,40b,45との少 くとも1つを同一の半導体基板上に設けて交 流電源装置用集積回路を構成しても良い。

 この場合、同じ電圧レベルの信号処理を えば良いため、集積回路に容易に集積でき 。制御回路10,10a,10b,10c、加算回路50、補正信 号生成回路40,40a,40b,45を同一の半導体基板上 設けることにより入出力のピン数の増加が 要ない、或いは最小の数で良いため、集積 路上に構成する場合にコストを低減できる

 本発明によれば、直流電源の電圧を表す 2電気信号を第2検出回路で検出し、第1検出 路で検出された第1電気信号と第2検出回路 検出された第2電気信号とに基づいて帰還回 で帰還信号を生成し、帰還回路からの帰還 号に基づき制御回路で制御信号を生成する 即ち、入力電圧の変動を制御回路に入力す ことにより、帰還回路のループゲインを小 くしても入力電圧の変動により出力電流が 動することを防止できる。これにより、ル プゲインの増大による不安定な制御(発振、 ハンチング、オーバーシュート等)がなくな 、制御が安定する。

 さらに本発明によれば、入力電圧の検出 直流電源の電圧又はスイッチ素子の端子電 から検出するため、検出回路が簡単になる

 さらに本発明によれば、制御回路の制御 号のデューティを平均化して入力電圧に対 する電圧を検出することにより、制御系と じ電圧レベルでの処理が行えるため、帰還 路を含めた制御回路の製造が容易になる。

 さらに本発明によれば、制御回路からの 転信号は、ローサイド用信号と180°の位相 で、かつ反転した信号であるため、そのま 第2検出回路に出力できることから、反転器 不要となり、第2検出回路の構成が簡単にな る。

 さらに本発明によれば、誤差増幅回路か の誤差電圧信号を反転することにより生成 れた反転信号を補正信号とすることができ ので、第2検出回路の構成が簡単になる。

 さらに本発明によれば、第2検出回路は、 制御回路内の誤差増幅回路で構成できるので 、安価になる。

 さらに本発明によれば、制御回路、帰還 路、第2検出回路を同一の半導体基板上に設 けることにより集積回路を容易に集積できる と共に、入出力のピン数の増加が必要ない、 或いは最小の数で良いため、集積回路上に構 成する場合にコストを低減できる。