JP2000294390A - 複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置 - Google Patents
複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置Info
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- JP2000294390A JP2000294390A JP11102525A JP10252599A JP2000294390A JP 2000294390 A JP2000294390 A JP 2000294390A JP 11102525 A JP11102525 A JP 11102525A JP 10252599 A JP10252599 A JP 10252599A JP 2000294390 A JP2000294390 A JP 2000294390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー効率を高めて比較的低い電圧で点
灯を可能とする複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置
を提供する。 【解決手段】 PWM変調した所定周波数の交流を発生
させる単一のインバータ回路16と、インバータ回路1
6の出力を共通の一次入力とする複数のトランス17〜
20と、複数のトランス17〜20のそれぞれの二次側
に直列に接続されるコンデンサ43〜46又はリアクト
ルからなる安定器と、複数のトランス17〜20の二次
側にそれぞれ接続されて、PWM変調のキャリア波又は
その整数倍に共振させて、二次側に高電圧を発生させて
負荷となる放電灯11〜14の点灯処理を行う共振用コ
ンデンサ47〜50とを有する。
灯を可能とする複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置
を提供する。 【解決手段】 PWM変調した所定周波数の交流を発生
させる単一のインバータ回路16と、インバータ回路1
6の出力を共通の一次入力とする複数のトランス17〜
20と、複数のトランス17〜20のそれぞれの二次側
に直列に接続されるコンデンサ43〜46又はリアクト
ルからなる安定器と、複数のトランス17〜20の二次
側にそれぞれ接続されて、PWM変調のキャリア波又は
その整数倍に共振させて、二次側に高電圧を発生させて
負荷となる放電灯11〜14の点灯処理を行う共振用コ
ンデンサ47〜50とを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の複数
の高圧放電灯を一つの電源装置で点灯が可能な複数の高
圧放電灯を点灯可能な電源装置に関する。
メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の複数
の高圧放電灯を一つの電源装置で点灯が可能な複数の高
圧放電灯を点灯可能な電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高圧水銀灯、高圧ナトリウムランプ、メ
タルハライドランプ等の高輝度放電灯が街路や工場等の
各種光源として使用され、かかる放電灯の点灯装置とし
て、従来は電源として通常の交流電源を使用し、リアク
トルとサイリスタを用いて高電圧を発生させて点灯する
方式もあるが、効率が悪くランプ寿命が短いという欠点
がある。そこで、本出願人は先に特開平9−24597
5号公報において交流を一旦直流にし、これを再度高い
周波数の交流に変換するインバータを用いて高圧放電灯
を点灯する電源装置を提案した。
タルハライドランプ等の高輝度放電灯が街路や工場等の
各種光源として使用され、かかる放電灯の点灯装置とし
て、従来は電源として通常の交流電源を使用し、リアク
トルとサイリスタを用いて高電圧を発生させて点灯する
方式もあるが、効率が悪くランプ寿命が短いという欠点
がある。そこで、本出願人は先に特開平9−24597
5号公報において交流を一旦直流にし、これを再度高い
周波数の交流に変換するインバータを用いて高圧放電灯
を点灯する電源装置を提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の高圧放電灯電源装置の点灯手段は、PWM変調
のキャリア波の立上がりと立下がりの波形を利用してい
たので、トランスの二次側に発生する電力の実効値が小
さく点灯時の電力を確保するために、極めて高い電圧を
必要とするという問題があった。更には、前記公報記載
の高圧放電灯電源装置に複数の高圧放電灯を並列に接続
して、複数の高圧放電灯を同時点灯させることはでき
ず、このような場合、高圧放電灯の数に合わせてインバ
ータを含む電源装置が必要であり、多数の高圧放電灯を
有する工場等のような場合には、多額の設備投資が必要
があるという問題があった。本発明はかかる事情に鑑み
てなされたもので、エネルギー効率を高めて比較的低い
電圧で点灯を可能とし、更には、複数の高圧放電灯の全
部又は一部をオンオフ可能な電源装置を提供することを
目的とする。
報記載の高圧放電灯電源装置の点灯手段は、PWM変調
のキャリア波の立上がりと立下がりの波形を利用してい
たので、トランスの二次側に発生する電力の実効値が小
さく点灯時の電力を確保するために、極めて高い電圧を
必要とするという問題があった。更には、前記公報記載
の高圧放電灯電源装置に複数の高圧放電灯を並列に接続
して、複数の高圧放電灯を同時点灯させることはでき
ず、このような場合、高圧放電灯の数に合わせてインバ
ータを含む電源装置が必要であり、多数の高圧放電灯を
有する工場等のような場合には、多額の設備投資が必要
があるという問題があった。本発明はかかる事情に鑑み
てなされたもので、エネルギー効率を高めて比較的低い
電圧で点灯を可能とし、更には、複数の高圧放電灯の全
部又は一部をオンオフ可能な電源装置を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置は、PWM
変調した所定周波数の交流を発生させる単一のインバー
タ回路と、前記インバータ回路の出力を共通の一次入力
とする複数のトランスと、前記複数のトランスのそれぞ
れの二次側に直列に接続されるコンデンサ又はリアクト
ルからなる安定器と、前記複数のトランスの二次側にそ
れぞれ接続されて、PWM変調のキャリア波又はその整
数倍に共振させて、二次側に高電圧を発生させて負荷と
なる放電灯の点灯処理を行う共振用コンデンサとを有し
ている。本発明に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電
源装置においては、インバータを共通にし、その出力を
複数のトランスに分割し、この複数のトランスに個々に
高圧放電灯を接続し、独立してオンオフの制御ができ
る。
係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置は、PWM
変調した所定周波数の交流を発生させる単一のインバー
タ回路と、前記インバータ回路の出力を共通の一次入力
とする複数のトランスと、前記複数のトランスのそれぞ
れの二次側に直列に接続されるコンデンサ又はリアクト
ルからなる安定器と、前記複数のトランスの二次側にそ
れぞれ接続されて、PWM変調のキャリア波又はその整
数倍に共振させて、二次側に高電圧を発生させて負荷と
なる放電灯の点灯処理を行う共振用コンデンサとを有し
ている。本発明に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電
源装置においては、インバータを共通にし、その出力を
複数のトランスに分割し、この複数のトランスに個々に
高圧放電灯を接続し、独立してオンオフの制御ができ
る。
【0005】ここで、本発明に係る複数の高圧放電灯を
点灯可能な電源装置において、前記PWM変調のキャリ
ア波の周波数をfc、前記インバータ回路の出力周波数
をfpとした場合、以下の関係式を有するようにするの
が好ましい。 fc/fp=4・n (但し、n:整数) これによって、以下の(1)〜(3)を満足し、放電灯
を流れる波形が安定し、放電灯に点滅バラツキ等が発生
しないことになる。(1)出力波形の正負のアンバラン
スがない。(2)出力波形の90度、270度の位相角
位置にPWM変調のキャリア波の最大幅の波形がある。
これによって出力波形が歪まない。(3)出力波形の0
度、180度、360度の位置では必ずPWM変調のキ
ャリア波の出力が0である。
点灯可能な電源装置において、前記PWM変調のキャリ
ア波の周波数をfc、前記インバータ回路の出力周波数
をfpとした場合、以下の関係式を有するようにするの
が好ましい。 fc/fp=4・n (但し、n:整数) これによって、以下の(1)〜(3)を満足し、放電灯
を流れる波形が安定し、放電灯に点滅バラツキ等が発生
しないことになる。(1)出力波形の正負のアンバラン
スがない。(2)出力波形の90度、270度の位相角
位置にPWM変調のキャリア波の最大幅の波形がある。
これによって出力波形が歪まない。(3)出力波形の0
度、180度、360度の位置では必ずPWM変調のキ
ャリア波の出力が0である。
【0006】また、本発明に係る複数の高圧放電灯を点
灯可能な電源装置において、前記共振用コンデンサは、
前記PWM変調のキャリア波の2倍の周波数に共振する
ように選定するのが好ましい。これによって、接続され
た個々の高圧放電灯を適正な点孤角度で点灯させること
ができる。そして、本発明に係る複数の高圧放電灯を点
灯可能な電源装置において、前記それぞれのトランスの
一次側又は二次側にはスイッチが設けられ、接続される
前記複数の高圧放電灯をそれぞれ独立にオンオフ可能と
することもできる。これによって、一つの電源装置を用
いて複数の高圧放電灯を点灯し、しかも任意に必要な高
圧放電灯のみのオンオフが可能となる。更に、本発明に
係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置において、
それぞれの前記高圧放電灯の負荷回路には電流検出回路
が設けられて、負荷電流の状況に応じて不点灯及び電灯
老化を検知して警報を発する警報回路が設けられている
のが好ましい。
灯可能な電源装置において、前記共振用コンデンサは、
前記PWM変調のキャリア波の2倍の周波数に共振する
ように選定するのが好ましい。これによって、接続され
た個々の高圧放電灯を適正な点孤角度で点灯させること
ができる。そして、本発明に係る複数の高圧放電灯を点
灯可能な電源装置において、前記それぞれのトランスの
一次側又は二次側にはスイッチが設けられ、接続される
前記複数の高圧放電灯をそれぞれ独立にオンオフ可能と
することもできる。これによって、一つの電源装置を用
いて複数の高圧放電灯を点灯し、しかも任意に必要な高
圧放電灯のみのオンオフが可能となる。更に、本発明に
係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置において、
それぞれの前記高圧放電灯の負荷回路には電流検出回路
が設けられて、負荷電流の状況に応じて不点灯及び電灯
老化を検知して警報を発する警報回路が設けられている
のが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1、図2は本発明の一実
施の形態に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置
の回路図、図3(A)、(B)及び図4(A)、(B)
はそれぞれPWM変調出力に対する出力波形図である。
なお、図1の丸で囲んだa〜fは図2の丸で囲んだa〜
fに続く。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1、図2は本発明の一実
施の形態に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置
の回路図、図3(A)、(B)及び図4(A)、(B)
はそれぞれPWM変調出力に対する出力波形図である。
なお、図1の丸で囲んだa〜fは図2の丸で囲んだa〜
fに続く。
【0008】図1、図2に示すように、本発明の一実施
の形態に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置1
0は4台の高圧放電灯11〜14を点灯させるためのも
ので、三相交流のブリッジ型整流器15と、これに接続
されるインバータ回路16と、その出力側に接続される
トランス17〜20とを有している。以下、これらにつ
いて詳しく説明する。
の形態に係る複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置1
0は4台の高圧放電灯11〜14を点灯させるためのも
ので、三相交流のブリッジ型整流器15と、これに接続
されるインバータ回路16と、その出力側に接続される
トランス17〜20とを有している。以下、これらにつ
いて詳しく説明する。
【0009】ブリッジ型整流器15の手前にはリアクト
ル21〜23とコンデンサ24〜26を備えているが、
これらはこの電源装置10からラジオ周波数ノイズ(高
周波)が電源側に乗らないようにするためのもので、小
さなインダクタンスを有するリアクトルと、コンデンサ
からなっている。また、この回路には高電圧のノイズを
吸収するノイズアブゾーバ(例えば、バリスター等から
なる)27〜29も設けられている。ブリッジ型整流器
15の出力側に設けられているコンデンサ30は非常に
容量の小さいコンデンサで、ラジオノイズ吸収用のコン
デンサである。このブリッジ型整流器15の出力側には
平滑回路が設けられているがこの平滑回路はリアクトル
31、32と容量の大きいコンデンサ33とからなって
いる。これによって、三相交流の力率の改善を図ってい
る。
ル21〜23とコンデンサ24〜26を備えているが、
これらはこの電源装置10からラジオ周波数ノイズ(高
周波)が電源側に乗らないようにするためのもので、小
さなインダクタンスを有するリアクトルと、コンデンサ
からなっている。また、この回路には高電圧のノイズを
吸収するノイズアブゾーバ(例えば、バリスター等から
なる)27〜29も設けられている。ブリッジ型整流器
15の出力側に設けられているコンデンサ30は非常に
容量の小さいコンデンサで、ラジオノイズ吸収用のコン
デンサである。このブリッジ型整流器15の出力側には
平滑回路が設けられているがこの平滑回路はリアクトル
31、32と容量の大きいコンデンサ33とからなって
いる。これによって、三相交流の力率の改善を図ってい
る。
【0010】前記平滑回路を経て略均一になった直流
(約280V程度)は次のインバータ回路16に入力さ
れている。このインバータ回路16は通常のPWM変調
回路と同様、ブリッジ接続された4つのFET(又はト
ランジスタ)34〜37を有し、FET34、37とF
ET35、36とを交互に同時にオンとすることによっ
て、図3、図4に示すように、出力側に交流を発生させ
ている。PWM変調のキャリア波(搬送波)の周波数f
cは8kHzであり、負荷時のその出力周波数fpは3
33Hzとなっている。図4(A)に示すように、PW
Mの出力波形はその実効値(又は平均値)が通常の交流
と同様に正弦波になるように、出力の正負それぞれの半
周期(T/2)において、最初はパルス幅が狭く徐々に
広くなって、90度付近でパルス幅が最高幅になり、そ
の後は徐々にパルス幅が短くなっている。このインバー
タ回路16を構成する4つのFET34〜37の制御
は、CPUを備えた制御装置であるコンピュータ38に
よって予め記録されたプログラムによって行われ、その
出力信号をベースドライブ回路39によって所定の電力
にした後、各FET34〜37を駆動している。
(約280V程度)は次のインバータ回路16に入力さ
れている。このインバータ回路16は通常のPWM変調
回路と同様、ブリッジ接続された4つのFET(又はト
ランジスタ)34〜37を有し、FET34、37とF
ET35、36とを交互に同時にオンとすることによっ
て、図3、図4に示すように、出力側に交流を発生させ
ている。PWM変調のキャリア波(搬送波)の周波数f
cは8kHzであり、負荷時のその出力周波数fpは3
33Hzとなっている。図4(A)に示すように、PW
Mの出力波形はその実効値(又は平均値)が通常の交流
と同様に正弦波になるように、出力の正負それぞれの半
周期(T/2)において、最初はパルス幅が狭く徐々に
広くなって、90度付近でパルス幅が最高幅になり、そ
の後は徐々にパルス幅が短くなっている。このインバー
タ回路16を構成する4つのFET34〜37の制御
は、CPUを備えた制御装置であるコンピュータ38に
よって予め記録されたプログラムによって行われ、その
出力信号をベースドライブ回路39によって所定の電力
にした後、各FET34〜37を駆動している。
【0011】インバータ回路16の出力には、小さい容
量のリアクトル40、41とラジオノイズ除去用の小さ
い容量のコンデンサ42が設けられ、その出力はトラン
ス17〜20の一次側に共通入力されている。トランス
17〜20はそれぞれ漏洩トランスからなって、一次:
二次の捲線比は1:1.5となっている。これによっ
て、インバータ回路16によって負荷時の190Vの電
圧を約300Vに昇圧している。このトランス17〜2
0の出力側には、安定器の一例であるコンデンサ(20
μF)43〜46が直列に接続されていると共に、共振
用コンデンサ(この実施の形態では2500pF)47
〜50が並列に接続されている。なお、図1において5
1は接続端子を示す。この共振用コンデンサ47〜50
の容量をCxとし、トランス17〜20を二次側からみ
た場合のリアクタンスをLとし、PWM変調のキャリア
波の周波数をfc(この実施の形態では8kHz)とし
た場合に、以下の式(1)を満足するようにそのCxの
値が決定されている。 2・fc=1/(2πL1/2 ・Cx1/2 ) ・・・・・(1) 従って、それぞれのトランス17〜20出力側に無負荷
時にはPWM変調のキャリア波の周波数fcの2倍であ
る16kHzの高電圧が発生する。
量のリアクトル40、41とラジオノイズ除去用の小さ
い容量のコンデンサ42が設けられ、その出力はトラン
ス17〜20の一次側に共通入力されている。トランス
17〜20はそれぞれ漏洩トランスからなって、一次:
二次の捲線比は1:1.5となっている。これによっ
て、インバータ回路16によって負荷時の190Vの電
圧を約300Vに昇圧している。このトランス17〜2
0の出力側には、安定器の一例であるコンデンサ(20
μF)43〜46が直列に接続されていると共に、共振
用コンデンサ(この実施の形態では2500pF)47
〜50が並列に接続されている。なお、図1において5
1は接続端子を示す。この共振用コンデンサ47〜50
の容量をCxとし、トランス17〜20を二次側からみ
た場合のリアクタンスをLとし、PWM変調のキャリア
波の周波数をfc(この実施の形態では8kHz)とし
た場合に、以下の式(1)を満足するようにそのCxの
値が決定されている。 2・fc=1/(2πL1/2 ・Cx1/2 ) ・・・・・(1) 従って、それぞれのトランス17〜20出力側に無負荷
時にはPWM変調のキャリア波の周波数fcの2倍であ
る16kHzの高電圧が発生する。
【0012】この様子を図3、図4に示す。図4(A)
に示すようにトランス17〜20の一次側の電圧を17
0Vにした場合の二次側の波形を図4(B)に示すが、
負荷時333Hzの正弦波aにおいて約60度付近の所
でピークツウピーク(P−P)1800Vの高電圧が無
負荷時に発生していることが分かる。これはPWM変調
のキャリア波のオンオフのデューティが丁度この付近で
50%になるので、トランス17〜20の16kHzの
変換効率が最大となるからである。一方、図3(A)、
(B)においては、トランス17〜20の一次側の電圧
を70Vにした場合の発信波形を示すが、PWM変調波
の電圧が低い場合は、発信電圧が比較的低いことが分か
る。従って、この実施の形態では負荷電圧(負荷電流)
が60度付近になる位置で、高い無負荷電圧がそれぞれ
の高圧放電灯11〜14にかかって点灯するように二次
側電圧が調整されている。
に示すようにトランス17〜20の一次側の電圧を17
0Vにした場合の二次側の波形を図4(B)に示すが、
負荷時333Hzの正弦波aにおいて約60度付近の所
でピークツウピーク(P−P)1800Vの高電圧が無
負荷時に発生していることが分かる。これはPWM変調
のキャリア波のオンオフのデューティが丁度この付近で
50%になるので、トランス17〜20の16kHzの
変換効率が最大となるからである。一方、図3(A)、
(B)においては、トランス17〜20の一次側の電圧
を70Vにした場合の発信波形を示すが、PWM変調波
の電圧が低い場合は、発信電圧が比較的低いことが分か
る。従って、この実施の形態では負荷電圧(負荷電流)
が60度付近になる位置で、高い無負荷電圧がそれぞれ
の高圧放電灯11〜14にかかって点灯するように二次
側電圧が調整されている。
【0013】それぞれの高圧放電灯11〜14の負荷電
流を検出するCT(電流変成器)52〜55が設けら
れ、測定した交流信号を直流信号に変換する信号処理回
路56〜59を介してコンピュータ38にその信号を出
力している。コンピュータ38内にはAD変換器が設け
られてこの信号をデジタル信号に変換し、予め記載され
たプログラムに従って所定の信号処理を行っている。そ
して、コンピュータ38には操作盤60に設けられてい
る4つのスイッチが接続され、高圧放電灯11〜14を
独立にオンオフできるようになっている。高圧放電灯1
1〜14のオンオフは直接にはトランス17〜20に設
けられている接点61〜64によって行われている。こ
の接点61〜64はそれぞれマグネットスイッチの接点
であって、操作盤60のスイッチのオンオフ信号がコン
ピュータ38に入力され、コンピュータ38からの信号
をランプ切替え回路69によって増幅し、各マグネット
スイッチのコイル65〜68を励磁するようになってい
る。また、コンピュータ38には表示灯回路70が接続
され、電源の投入状態や高圧放電灯11〜14の不良を
表示するようになっていると共に、ブリッジ型整流器1
5の直流を電源とする電源回路71が設けられて、コン
ピュータ38、ランプ切替え回路69、ベースドライブ
回路39を含む制御回路に所定の電圧の電源を供給する
ようになっている。なお、図1において、72はノイズ
アブゾーバを、73はノイズ吸収用のコンデンサを、7
4は制限抵抗を示す。
流を検出するCT(電流変成器)52〜55が設けら
れ、測定した交流信号を直流信号に変換する信号処理回
路56〜59を介してコンピュータ38にその信号を出
力している。コンピュータ38内にはAD変換器が設け
られてこの信号をデジタル信号に変換し、予め記載され
たプログラムに従って所定の信号処理を行っている。そ
して、コンピュータ38には操作盤60に設けられてい
る4つのスイッチが接続され、高圧放電灯11〜14を
独立にオンオフできるようになっている。高圧放電灯1
1〜14のオンオフは直接にはトランス17〜20に設
けられている接点61〜64によって行われている。こ
の接点61〜64はそれぞれマグネットスイッチの接点
であって、操作盤60のスイッチのオンオフ信号がコン
ピュータ38に入力され、コンピュータ38からの信号
をランプ切替え回路69によって増幅し、各マグネット
スイッチのコイル65〜68を励磁するようになってい
る。また、コンピュータ38には表示灯回路70が接続
され、電源の投入状態や高圧放電灯11〜14の不良を
表示するようになっていると共に、ブリッジ型整流器1
5の直流を電源とする電源回路71が設けられて、コン
ピュータ38、ランプ切替え回路69、ベースドライブ
回路39を含む制御回路に所定の電圧の電源を供給する
ようになっている。なお、図1において、72はノイズ
アブゾーバを、73はノイズ吸収用のコンデンサを、7
4は制限抵抗を示す。
【0014】従って、この複数の高圧放電灯11〜14
を点灯可能な電源装置10においては、操作盤60を操
作して高圧放電灯11〜14の点灯指示を行うと、コン
ピュータ38の指示によってランプ切替え回路69が働
き、マグネットスイッチのコイル65〜68が励磁さ
れ、接点61〜64がオンになる。高圧放電灯11〜1
4は点灯していない状態では無負荷状態となるので、ト
ランス17〜20の二次側に図4(B)に示すような高
電圧(P−P約1800V)が発生する。これは各トラ
ンス17〜20の二次側の漏洩インダクタンスと共振用
コンデンサ47〜50がPWM変調のキャリア波の2倍
周波数で共振し、高圧放電灯11〜14を点灯する交流
(333Hz)の約60度位相のところで点灯し、主放
電の電流(メイン電流)が流れるからである。メイン電
流が流れると高電圧の発生は停止し、電源電圧が約30
0V、周波数が333Hzの電流が高圧放電灯11〜1
4に流れる。これによって、高圧放電灯11〜14は放
電状態を維持する。なお、高圧放電灯11〜14は33
3Hzという高周波で駆動されているので、通常の商用
周波数で点灯されている高圧放電灯に比較して電力効率
が増加し、より発光効率が増すことになる。以上の動作
によって、高圧放電灯11〜14は点灯するので、これ
を電流検出回路を構成するCT52〜55で検出しその
情報を信号処理回路56〜59を通じてコンピュータ3
8に送る。コンピュータ38ではCT52〜55からの
信号を基にして高圧放電灯11〜14の定電流制御を行
い、点灯初期に大電流が高圧放電灯11〜14を流れて
電極が傷まないようにしている。なお、この場合の電流
は定格電流の2倍程度を流すのが好ましいので、時間の
経過と共に定格電流になるような制御を行っている。
を点灯可能な電源装置10においては、操作盤60を操
作して高圧放電灯11〜14の点灯指示を行うと、コン
ピュータ38の指示によってランプ切替え回路69が働
き、マグネットスイッチのコイル65〜68が励磁さ
れ、接点61〜64がオンになる。高圧放電灯11〜1
4は点灯していない状態では無負荷状態となるので、ト
ランス17〜20の二次側に図4(B)に示すような高
電圧(P−P約1800V)が発生する。これは各トラ
ンス17〜20の二次側の漏洩インダクタンスと共振用
コンデンサ47〜50がPWM変調のキャリア波の2倍
周波数で共振し、高圧放電灯11〜14を点灯する交流
(333Hz)の約60度位相のところで点灯し、主放
電の電流(メイン電流)が流れるからである。メイン電
流が流れると高電圧の発生は停止し、電源電圧が約30
0V、周波数が333Hzの電流が高圧放電灯11〜1
4に流れる。これによって、高圧放電灯11〜14は放
電状態を維持する。なお、高圧放電灯11〜14は33
3Hzという高周波で駆動されているので、通常の商用
周波数で点灯されている高圧放電灯に比較して電力効率
が増加し、より発光効率が増すことになる。以上の動作
によって、高圧放電灯11〜14は点灯するので、これ
を電流検出回路を構成するCT52〜55で検出しその
情報を信号処理回路56〜59を通じてコンピュータ3
8に送る。コンピュータ38ではCT52〜55からの
信号を基にして高圧放電灯11〜14の定電流制御を行
い、点灯初期に大電流が高圧放電灯11〜14を流れて
電極が傷まないようにしている。なお、この場合の電流
は定格電流の2倍程度を流すのが好ましいので、時間の
経過と共に定格電流になるような制御を行っている。
【0015】ここで、高圧放電灯11〜14の全部を点
灯しない場合には、点灯しようとする高圧放電灯に対応
するスイッチのみをオンにする。この場合の動作は高圧
放電灯11〜14を全部点灯する場合と同じである。次
に、操作盤60のスイッチを投入しても高圧放電灯11
〜14の何れか1つの高圧放電灯X(2又は3の場合も
同じ)が点灯しない場合のコンピュータ38(制御装
置)の動作について説明する。高圧放電灯Xに対応する
マグネットスイッチの接点X(61〜64の何れか一
つ)を開き、少しの時間(2秒程度)をおいてから再度
マグネットスイッチの接点Xを閉じる。点灯しない場合
にはこの動作を3回程度繰り返し、これでも高圧放電灯
Xが点灯しない場合には、マグネットスイッチの接点X
を開いて2分間休止する。これによって、高圧放電灯X
の放電管が過熱されていた場合には、その温度が下がる
のでガス圧が低下し放電開始が可能となる。この状態で
マグネットスイッチの接点Xを閉じると、高圧放電灯X
に無負荷電圧(即ち、高電圧)がかかって点灯を開始す
る。この状態を繰り返しても、高圧放電灯Xが点灯しな
い場合には、この動作を4回繰り返す。これによっても
高圧放電灯Xが点灯しない場合には、警報回路が作動す
る高圧放電灯Xの電源をオフにして警報を発する。この
ような状態は、配線等に不具合がある場合の他、高圧放
電灯が古くなった場合の交換の時期を示すことができ
る。
灯しない場合には、点灯しようとする高圧放電灯に対応
するスイッチのみをオンにする。この場合の動作は高圧
放電灯11〜14を全部点灯する場合と同じである。次
に、操作盤60のスイッチを投入しても高圧放電灯11
〜14の何れか1つの高圧放電灯X(2又は3の場合も
同じ)が点灯しない場合のコンピュータ38(制御装
置)の動作について説明する。高圧放電灯Xに対応する
マグネットスイッチの接点X(61〜64の何れか一
つ)を開き、少しの時間(2秒程度)をおいてから再度
マグネットスイッチの接点Xを閉じる。点灯しない場合
にはこの動作を3回程度繰り返し、これでも高圧放電灯
Xが点灯しない場合には、マグネットスイッチの接点X
を開いて2分間休止する。これによって、高圧放電灯X
の放電管が過熱されていた場合には、その温度が下がる
のでガス圧が低下し放電開始が可能となる。この状態で
マグネットスイッチの接点Xを閉じると、高圧放電灯X
に無負荷電圧(即ち、高電圧)がかかって点灯を開始す
る。この状態を繰り返しても、高圧放電灯Xが点灯しな
い場合には、この動作を4回繰り返す。これによっても
高圧放電灯Xが点灯しない場合には、警報回路が作動す
る高圧放電灯Xの電源をオフにして警報を発する。この
ような状態は、配線等に不具合がある場合の他、高圧放
電灯が古くなった場合の交換の時期を示すことができ
る。
【0016】次に、高圧放電灯11〜14の何れか一つ
が消灯した場合には、これをCT52〜55で検知し
て、マグネットスイッチの接点61〜64を開く。消灯
した場合には、放置すると高圧放電灯の放電管(電極)
が冷却して非導通となり、高電圧の無負荷電圧が高圧放
電灯にかかり危険だからである。この場合、高圧放電灯
の電極が冷却する十分な時間をおいて再度自動点灯させ
るようにしてもよいし、該当する高圧放電灯の電源をオ
フにしてもよい。この複数の高圧放電灯11〜14を点
灯可能な電源装置10を用いた場合には、最初全部の高
圧放電灯11〜14を点灯しないで、後から他の高圧放
電灯を点灯させることもできる。この場合には、操作盤
60にある該当する高圧放電灯のスイッチをオンにする
ことによって行う。操作盤60のスイッチをオンにする
と、無負荷状態の高圧放電灯に高電圧がかかり、該当す
る高圧放電灯を点灯させることができる。また、複数の
高圧放電灯が点灯している場合、操作盤60のスイッチ
をオフにすることによって特定の高圧放電灯をオフにす
ることができる。
が消灯した場合には、これをCT52〜55で検知し
て、マグネットスイッチの接点61〜64を開く。消灯
した場合には、放置すると高圧放電灯の放電管(電極)
が冷却して非導通となり、高電圧の無負荷電圧が高圧放
電灯にかかり危険だからである。この場合、高圧放電灯
の電極が冷却する十分な時間をおいて再度自動点灯させ
るようにしてもよいし、該当する高圧放電灯の電源をオ
フにしてもよい。この複数の高圧放電灯11〜14を点
灯可能な電源装置10を用いた場合には、最初全部の高
圧放電灯11〜14を点灯しないで、後から他の高圧放
電灯を点灯させることもできる。この場合には、操作盤
60にある該当する高圧放電灯のスイッチをオンにする
ことによって行う。操作盤60のスイッチをオンにする
と、無負荷状態の高圧放電灯に高電圧がかかり、該当す
る高圧放電灯を点灯させることができる。また、複数の
高圧放電灯が点灯している場合、操作盤60のスイッチ
をオフにすることによって特定の高圧放電灯をオフにす
ることができる。
【0017】前記実施の形態においては、共振用コンデ
ンサとしてPWM変調のキャリア波の2倍の周波数で発
信させているが、PWM変調のキャリア波の基本波や2
倍を超えるその整数倍で共振するようにコンデンサを選
定する場合も本発明は適用される。また、前記実施の形
態においては、高圧放電灯を負荷とした場合について説
明したが、通常の高圧水銀灯、ナトリウムランプ等の高
圧放電灯であっても本発明は適用される。また、前記実
施の形態においては、スタビライザー(安定器)として
進相用のコンデンサを使用したが、リアクトルであって
もよい。更に、前記実施の形態においては、PWM変調
のキャリア波の周波数fcを8kHzとし、出力周波数
fpを333Hzとしたが、前記(1)式を満足する周
波数(例えば、fc=16kHz、fp=444Hz
等)であれば、他の周波数でも適用可能である。
ンサとしてPWM変調のキャリア波の2倍の周波数で発
信させているが、PWM変調のキャリア波の基本波や2
倍を超えるその整数倍で共振するようにコンデンサを選
定する場合も本発明は適用される。また、前記実施の形
態においては、高圧放電灯を負荷とした場合について説
明したが、通常の高圧水銀灯、ナトリウムランプ等の高
圧放電灯であっても本発明は適用される。また、前記実
施の形態においては、スタビライザー(安定器)として
進相用のコンデンサを使用したが、リアクトルであって
もよい。更に、前記実施の形態においては、PWM変調
のキャリア波の周波数fcを8kHzとし、出力周波数
fpを333Hzとしたが、前記(1)式を満足する周
波数(例えば、fc=16kHz、fp=444Hz
等)であれば、他の周波数でも適用可能である。
【0018】
【発明の効果】請求項1〜5記載の複数の高圧放電灯を
点灯可能な電源装置は、以上の説明からも明らかなよう
に、単一のインバータ回路によって複数の高圧放電灯を
点灯可能としているので、エネルギー効率を高めて装置
全体が比較的安価に製造可能である。また、接続する複
数の高圧放電灯に対応して複数のトランスを設け、それ
ぞれのトランスの二次側に共振用コンデンサを設けPW
M変調のキャリア波又はその整数倍に共振させて高電圧
を発生させ、これによって、負荷の放電灯の点灯処理を
行うことにしたので、比較的低い電圧で強いパワーをも
って放電灯を点灯させることができる。従って、全体と
して扱う電圧が下がり機器やそれ以後の配線の絶縁性を
必要以上に高めることがなくなり、更には、感電の危険
性が減少した。
点灯可能な電源装置は、以上の説明からも明らかなよう
に、単一のインバータ回路によって複数の高圧放電灯を
点灯可能としているので、エネルギー効率を高めて装置
全体が比較的安価に製造可能である。また、接続する複
数の高圧放電灯に対応して複数のトランスを設け、それ
ぞれのトランスの二次側に共振用コンデンサを設けPW
M変調のキャリア波又はその整数倍に共振させて高電圧
を発生させ、これによって、負荷の放電灯の点灯処理を
行うことにしたので、比較的低い電圧で強いパワーをも
って放電灯を点灯させることができる。従って、全体と
して扱う電圧が下がり機器やそれ以後の配線の絶縁性を
必要以上に高めることがなくなり、更には、感電の危険
性が減少した。
【0019】特に、請求項2記載の複数の高圧放電灯を
点灯可能な電源装置においては、PWM変調のキャリア
波の周波数をfc、インバータ回路の出力周波数をfp
とした場合、fc/fp=4・n(但し、n:整数)を
満足するようにそれぞれの周波数を選定したので、出力
交流の正負の電流が略一定になって安定した放電を維持
することが可能となった。請求項3記載の複数の高圧放
電灯を点灯可能な電源装置においては、共振用コンデン
サは、PWM変調のキャリア波の2倍の周波数に共振す
るように選定されているので、最もエネルギーを有する
電圧を、基本周波数の約60度付近で発生させることが
でき、これによって、放電灯が点灯した後に更に増加す
る大きな電流が流れて主放電を発生させることができ、
これによって自動点灯が容易となった。請求項4記載の
複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置においては、そ
れぞれのトランスの一次側又は二次側にはスイッチが設
けられ、接続される複数の高圧放電灯をそれぞれ独立に
オンオフ可能としているので、複数の高圧放電灯のうち
いずれかの高圧放電灯を消灯させたり点灯させたりする
ことが可能となった。そして、請求項5記載の複数の高
圧放電灯を点灯可能な電源装置においては、それぞれの
高圧放電灯の負荷回路には電流検出回路が設けられて、
負荷電流の状況に応じて不点灯及び電灯老化を検知して
警報を発する警報回路が設けられているので、不良とな
った高圧放電灯を確実に認識でき、補修を行うことがで
きる。
点灯可能な電源装置においては、PWM変調のキャリア
波の周波数をfc、インバータ回路の出力周波数をfp
とした場合、fc/fp=4・n(但し、n:整数)を
満足するようにそれぞれの周波数を選定したので、出力
交流の正負の電流が略一定になって安定した放電を維持
することが可能となった。請求項3記載の複数の高圧放
電灯を点灯可能な電源装置においては、共振用コンデン
サは、PWM変調のキャリア波の2倍の周波数に共振す
るように選定されているので、最もエネルギーを有する
電圧を、基本周波数の約60度付近で発生させることが
でき、これによって、放電灯が点灯した後に更に増加す
る大きな電流が流れて主放電を発生させることができ、
これによって自動点灯が容易となった。請求項4記載の
複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置においては、そ
れぞれのトランスの一次側又は二次側にはスイッチが設
けられ、接続される複数の高圧放電灯をそれぞれ独立に
オンオフ可能としているので、複数の高圧放電灯のうち
いずれかの高圧放電灯を消灯させたり点灯させたりする
ことが可能となった。そして、請求項5記載の複数の高
圧放電灯を点灯可能な電源装置においては、それぞれの
高圧放電灯の負荷回路には電流検出回路が設けられて、
負荷電流の状況に応じて不点灯及び電灯老化を検知して
警報を発する警報回路が設けられているので、不良とな
った高圧放電灯を確実に認識でき、補修を行うことがで
きる。
【図1】本発明の一実施の形態に係る複数の高圧放電灯
を点灯可能な電源装置の部分回路図である。
を点灯可能な電源装置の部分回路図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る複数の高圧放電灯
を点灯可能な電源装置の部分回路図である。
を点灯可能な電源装置の部分回路図である。
【図3】(A)、(B)はPWM変調出力に対する出力
波形図である。
波形図である。
【図4】(A)、(B)はPWM変調出力に対する出力
波形図である。
波形図である。
10:複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置、11〜
14:高圧放電灯、15:ブリッジ型整流器、16:イ
ンバータ回路、17〜20:トランス、21〜23:リ
アクトル、24〜26:コンデンサ、27〜29:ノイ
ズアブゾーバ、30:コンデンサ、31、32:リアク
トル、33:コンデンサ、34〜37:FET、38:
コンピュータ、39:ベースドライブ回路、40、4
1:リアクトル、42〜46:コンデンサ、47〜5
0:共振用コンデンサ、51:接続端子、52〜55:
CT、56〜59:信号処理回路、60:操作盤、61
〜64:接点、65〜68:コイル、69:ランプ切替
え回路、70:表示灯回路、71:電源回路、72:ノ
イズアブゾーバ、73:コンデンサ、74:制限抵抗
14:高圧放電灯、15:ブリッジ型整流器、16:イ
ンバータ回路、17〜20:トランス、21〜23:リ
アクトル、24〜26:コンデンサ、27〜29:ノイ
ズアブゾーバ、30:コンデンサ、31、32:リアク
トル、33:コンデンサ、34〜37:FET、38:
コンピュータ、39:ベースドライブ回路、40、4
1:リアクトル、42〜46:コンデンサ、47〜5
0:共振用コンデンサ、51:接続端子、52〜55:
CT、56〜59:信号処理回路、60:操作盤、61
〜64:接点、65〜68:コイル、69:ランプ切替
え回路、70:表示灯回路、71:電源回路、72:ノ
イズアブゾーバ、73:コンデンサ、74:制限抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K072 AA12 AA13 AA14 AB02 BA03 BB01 BC01 BC02 BC03 DD05 EB07 GA02 GB18 GC04 HA10 HB03 3K082 AA26 AA51 AA61 AA64 AA68 BA05 BA24 BA33 BD04 BD26 BD32 CA23 CA33 DA01 5H007 AA05 AA12 BB03 CA01 CB05 CB23 CC32 DB12 DC02 EA03
Claims (5)
- 【請求項1】 PWM変調した所定周波数の交流を発生
させる単一のインバータ回路と、前記インバータ回路の
出力を共通の一次入力とする複数のトランスと、前記複
数のトランスのそれぞれの二次側に直列に接続されるコ
ンデンサ又はリアクトルからなる安定器と、前記複数の
トランスの二次側にそれぞれ接続されて、PWM変調の
キャリア波又はその整数倍に共振させて、二次側に高電
圧を発生させて負荷となる放電灯の点灯処理を行う共振
用コンデンサとを有することを特徴とする複数の高圧放
電灯を点灯可能な電源装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の複数の高圧放電灯を点灯
可能な電源装置において、前記PWM変調のキャリア波
の周波数をfc、前記インバータ回路の出力周波数をf
pとした場合、以下の関係式を有することを特徴とする
複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置。 fc/fp=4・n (但し、n:整数) - 【請求項3】 請求項1記載の複数の高圧放電灯を点灯
可能な電源装置において、前記共振用コンデンサは、前
記PWM変調のキャリア波の2倍の周波数に共振するよ
うに選定されていることを特徴とする複数の高圧放電灯
を点灯可能な電源装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の複
数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置において、前記そ
れぞれのトランスの一次側又は二次側にはスイッチが設
けられ、接続される前記複数の高圧放電灯をそれぞれ独
立にオンオフ可能としていることを特徴とする複数の高
圧放電灯を点灯可能な電源装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の複
数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置において、それぞ
れの前記高圧放電灯の負荷回路には電流検出回路が設け
られて、負荷電流の状況に応じて不点灯及び電灯老化を
検知して警報を発する警報回路が設けられていることを
特徴とする複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11102525A JP2000294390A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11102525A JP2000294390A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000294390A true JP2000294390A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14329756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11102525A Pending JP2000294390A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 複数の高圧放電灯を点灯可能な電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000294390A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004051829A2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power supply apparatus, backlight assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
KR101113956B1 (ko) | 2011-06-03 | 2012-03-05 | 케이디시스텍 주식회사 | 멀티 모드 출력 및 정전력 제어가 가능한 의료기기용 전력변환장치 |
KR20190035652A (ko) * | 2011-09-07 | 2019-04-03 | 양태허 | 다상 무효전력에 대한 제어가 가능한 고체 발광 장치 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP11102525A patent/JP2000294390A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004051829A2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power supply apparatus, backlight assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
WO2004051829A3 (en) * | 2002-12-02 | 2004-12-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Power supply apparatus, backlight assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
US7332869B2 (en) | 2002-12-02 | 2008-02-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power supply apparatus, backlight assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
KR100918181B1 (ko) * | 2002-12-02 | 2009-09-22 | 삼성전자주식회사 | 전원공급장치와, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 액정표시 장치 |
US7642726B2 (en) | 2002-12-02 | 2010-01-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power supply apparatus, backlight assembly and liquid crystal display apparatus having the same |
KR101113956B1 (ko) | 2011-06-03 | 2012-03-05 | 케이디시스텍 주식회사 | 멀티 모드 출력 및 정전력 제어가 가능한 의료기기용 전력변환장치 |
KR20190035652A (ko) * | 2011-09-07 | 2019-04-03 | 양태허 | 다상 무효전력에 대한 제어가 가능한 고체 발광 장치 |
KR102023869B1 (ko) | 2011-09-07 | 2019-11-04 | 양태허 | 다상 무효전력에 대한 제어가 가능한 고체 발광 장치 |
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