JP2001339956A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2001339956A
JP2001339956A JP2000155568A JP2000155568A JP2001339956A JP 2001339956 A JP2001339956 A JP 2001339956A JP 2000155568 A JP2000155568 A JP 2000155568A JP 2000155568 A JP2000155568 A JP 2000155568A JP 2001339956 A JP2001339956 A JP 2001339956A
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diode
capacitor
resonance
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JP2000155568A
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Hiroyuki Sako
浩行 迫
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力電流の高調波歪を低減するとともに出力電
流波形を略一定として波高率を改善する。 【解決手段】制御部CNのマイクロプロセッサMPは、
ダイオードDAから抵抗R30,R31を介してInput
端子に入力される電圧に基づいて交流電源Eの入力交流
電圧Vinとの同期をとり、入力交流電圧Vinの山部でス
イッチング素子Q1,Q2の動作周波数を低く、入力交
流電圧Vinの谷部でスイッチング素子Q1,Q2の動作
周波数を高くするような周波数変調制御をプログラムに
従って実行している。その結果、リップル変動の少ない
略一定の出力電流Ilaが得られ、波高率を改善するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路を
用いて負荷に高周波電力を供給する電源装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、交流電源を整流し平滑して得
た直流電源を、スイッチング素子をオン・オフさせると
ともに、インダクタンス要素、キャパシタンス要素並び
に負荷等の共振動作によって高周波の交流出力に変換す
るインバータ回路を用いた電源装置が知られている。こ
の種の電源装置では、交流電源からの入力電流の高調波
歪を改善することが要求されている。例えば、昇圧チョ
ッパ回路等のDC−DCコンバータを用いて入力電流の
高調波歪を改善しながら、インバータ回路に交流電源電
圧よりも昇圧され且つ安定した直流電源を供給するよう
にしたものがある。しかしながら、このような回路構成
では昇圧チョッパ回路等のDC−DCコンバータとイン
バータ回路の2種類の回路が電源装置に必要となり、こ
のために電源装置が大型化し、コストアップを招くとい
う欠点があった。
【0003】そこで、DC−DCコンバータとインバー
タ回路を1つの回路にした複合化回路によって入力電流
の高調波歪を改善するようにした電源装置が提供されて
いる。例えば、図17に示すような電源装置(以下、従
来例1という)がある。この電源装置は、スイッチング
素子Q1,Q2が交互にオンオフを繰り返すことにより
負荷である放電灯La1を高周波点灯させるハーフブリ
ッジ型のインバータ回路INVを備えたものであり、交
流電源EにコンデンサC1、チョークL1,L2からな
るフィルター回路Fを介してダイオードブリッジからな
る整流回路DBを接続し、この整流回路DBの直流出力
端にインバータ回路INVを接続している。インバータ
回路INVは整流回路DBの対の直流出力端間にコンデ
ンサC2を接続するとともに、FETからなるスイッチ
ング素子Q1,Q2の直列回路を、ダイオードD1と、
ダイオードD2及びコンデンサC5からなる並列回路と
の直列回路を介して接続し、ダイオードD1とダイオー
ドD2との接続点とスイッチング素子Q1,Q2の接続
点との間に共振用チョークL3、2次巻線N2に蛍光灯
のような放電灯La1及び共振用コンデンサC3が接続
されたトランスT1からなる共振回路を直流阻止用のコ
ンデンサC4を介して接続して構成される。
【0004】スイッチング素子Q1,Q2の直列回路に
は平滑コンデンサC6が並列に接続されている。両スイ
ッチング素子Q1,Q2は、発振制御用のアナログ集積
回路ICを主構成とする制御部CN’から出力される固
定周波数の駆動信号がドライバ回路DRVを介してゲー
トに与えられることで交互にオン・オフ駆動される。
【0005】ところで、共振用チョークL3と共振用コ
ンデンサC3のみの共振周波数f01は下式で表され
る。
【0006】f01=1/{2π×(L3×C
3)1/2} しかしながら図17に示す従来例では、スイッチング素
子Q2とコンデンサC4との間に入力力率改善のために
コンデンサC5とダイオードD2の並列回路が挿入さ
れ、整流回路DBとダイオードD2との間にダイオード
D1が挿入されているため、共振周波数f02は下式の
ようになる。
【0007】f02=1/〔2π×{L3×C3×C5
/(C3+C5)}1/2}〕 ここで、コンデンサC5にダイオードD2が並列接続さ
れているため、このダイオードD2には交流電源Eから
の入力交流電圧に応じたリップルの電圧が印可され、入
力交流電圧のリップルに応じてコンデンサC5の充放電
が決定し、入力交流電圧の谷部と山部において共振周波
数が上記f01〜f02の間で変化する。而して、上記
従来例1ではアナログ集積回路ICを主構成とする制御
部CN’が固定の周波数で両スイッチング素子Q1,Q
2をスイッチングさせているため、出力電流(ランプ電
流)Ilaが図18に示すような波形、すなわち入力交
流電圧の山部で低下し、谷部でピークIop1となるリッ
プル成分の大きな波形となる。このような波形を有する
出力電流Ilaは、波高率(=Iop1/Ilarms)の高
い波形となってしまう。
【0008】そこで、上述のような出力電流Ilaのリ
ップル成分を低減した電源装置として、図19に示すよ
うな回路構成のものが、特開平4−193065号、特
開平5−56659号並びに特開平8−149845号
の各公報に開示されている(以下、従来例2という)。
図19に示す従来例2の電源装置は、従来例1における
平滑コンデンサC6の代わりに降圧チョッパ回路CHを
用いたものであり、降圧チョッパ回路CHによって出力
電流Ilaの波形が入力交流電圧の山部および谷部でピ
ークIop1,Iop3,…となるような波形に改善するもの
である。
【0009】ハイサイドのスイッチング素子Q1には、
降圧チョッパ回路CHを構成する降圧チョッパ用チョー
クL4、平滑コンデンサC6の直列回路をダイオードD
3を介して並列接続してある。またローサイドのスイッ
チング素子Q2には、ダイオードD3を介してダイオー
ドD4を逆並列接続してあり、このダイオードD4が平
滑コンデンサC6の放電用ダイオードを構成する。そし
て降圧チョッパ用チョークL4、コンデンサC3、ダイ
オードD4の直列回路には小容量のコンデンサC8を並
列接続してある。
【0010】この回路ではスイッチング素子Q1がドラ
イバ回路DRVから出力される駆動信号によりオン駆動
されると、コンデンサC8の放電電流がコンデンサC8
→スイッチング素子Q1→共振用チョークL3→トラン
スT1および放電灯La1と共振用コンデンサC3の並
列回路→コンデンサC4→コンデンサC5→コンデンサ
C8の経路で流れ、コンデンサC5を充電する。
【0011】このコンデンサC5の両端電圧と、コンデ
ンサC8の両端電圧と整流回路DBの出力電圧との差と
が略等しくなると、続いて入力電流が交流電源E→フィ
ルター回路F→整流回路DB→スイッチング素子Q1→
共振用チョークL3→トランスT1および放電灯La1
と共振用コンデンサC3の並列回路→コンデンサC4→
ダイオードD1→整流回路DB→フィルター回路F→交
流電源Eの経路で流れる。
【0012】そしてスイッチング素子Q2がドライバ回
路DRVから出力される駆動信号によりオン駆動される
と、交流電源EからコンデンサC8への充電電流が、交
流電源E→フィルター回路F→整流回路DB→コンデン
サC8→スイッチング素子Q2の寄生ダイオード→共振
用チョークL3→トランスT1→コンデンサC4→ダイ
オードD1→整流回路DB→フィルター回路F→交流電
源Eの経路で流れる。
【0013】やがて共振電流が反転すると、共振用チョ
ークL3→スイッチング素子Q2→コンデンサC5→コ
ンデンサC4→トランスT1および放電灯La1と共振
用コンデンサC3の並列回路→共振用チョークL3の経
路で電流が流れ、この時コンデンサC5の電荷を放出す
る。
【0014】続いて、スイッチング素子Q1がオン駆動
されると、回生電流が共振用チョークL3→スイッチン
グ素子Q1の寄生ダイオード→コンデンサC8→ダイオ
ードD2→コンデンサC4→トランスT1および放電灯
La1と共振用コンデンサC3の並列回路→共振用チョ
ークL3の経路で流れ、やがて共振電流が反転して、上
述のようにコンデンサC8の放電電流がコンデンサC8
→スイッチング素子Q1→共振用チョークL3→トラン
スT1および放電灯La1と共振用コンデンサC3の並
列回路→コンデンサC4→コンデンサC5→コンデンサ
C8の経路で流れる。
【0015】このような動作を繰り返すことにより、放
電灯La1に高周波の電力を供給して安定点灯させるの
である。
【0016】ここで平滑コンデンサC6の両端電圧がコ
ンデンサC8の両端電圧より低いとき、つまり交流電源
Eからの入力交流電圧のピーク付近において、スイッチ
ング素子Q2がオンの時にコンデンサC8→降圧チョッ
パ用チョークL4→平滑コンデンサC6→ダイオードD
3→スイッチング素子Q2→コンデンサC8の経路によ
りコンデンサC8から放電電流が流れ、この時のコンデ
ンサC8の放電電流によりスイッチング素子Q2を介し
て平滑コンデンサC6が充電される。続いてスイッチン
グ素子Q1がオン駆動されると、回生電流が降圧チョッ
パ用チョークL4→平滑コンデンサC6→ダイオードD
3→スイッチング素子Q1の寄生ダイオード→降圧チョ
ッパ用チョークL4の経路で流れる。
【0017】また平滑コンデンサC6の両端電圧がコン
デンサC8の両端電圧よりも高いとき、つまり交流電源
Eからの入力交流電圧のゼロクロス付近において、平滑
コンデンサC6→降圧チョッパ用チョークL4→コンデ
ンサC8→ダイオードD4→平滑コンデンサC6の経路
で平滑コンデンサC6が放電する。従って平滑コンデン
サC6の電荷は一度コンデンサC8に蓄えられ、コンデ
ンサC8から負荷回路へ供給されることになる。
【0018】図20は上記従来例2の出力電流Ilaの
波形を表しており、上述のような動作によって交流電源
Eからの入力交流電圧Vinのゼロクロス付近(谷部)に
おいても出力電流IlaのピークIop3が現れ、従来例
1に比較して高調波歪および波高率が改善される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例2においても波高率(=Iop3/Ilarms)は約
2.0程度であり、一般的に良好な波高率の値とされて
いる1.7以下を満足することができない。
【0020】そこで、出力電流Ilaのリップル改善を
図った電源装置として、図21および図22に示すよう
な回路構成のものが提案されている。すなわち、これら
の電源装置では、発振制御用のアナログ集積回路ICに
おいて抵抗R11,R12の直列回路を介して整流回路
DBの低電位側の脈流電圧を検出するとともに、抵抗R
13,R14の直列回路を介して整流回路DBの高電位
側の脈流電圧を検出し、軽負荷時の昇圧のフィードバッ
ク制御や交流電源Eの入力交流電圧変動に対して出力の
変動を抑えるようにしているが、波高率を上記1.7以
下にまで改善することは非常に難しかった。
【0021】また、従来例2のようにDC−DCコンバ
ータとインバータ回路を複合化した電源装置は他にも種
々提案されているが、入力電流の高調波歪をIEC(国
際電気標準会議)に規定されているクラスCのレベルま
で低減し、且つ出力電流波形の波高率を改善すること
は、上記各従来例のようにアナログ集積回路ICを用い
た制御部CN’によるフィードバック制御やフィードフ
ォワード制御等では非常に困難であった。
【0022】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、入力電流の高調波歪を
低減するとともに出力電流波形を略一定として波高率を
改善することができる電源装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源を整流する整流部と、
整流部から出力される脈流をスイッチング素子のオン・
オフ動作によって交流出力に変換するインバータ回路部
と、予め設定されたプログラムを実行して交流出力が略
一定となるようにインバータ回路部のスイッチング素子
の動作周波数を周波数変調する制御部とを備えたことを
特徴とし、プログラム制御によってきめ細やかな制御が
可能になることから、従来例に比較して入力電流の高調
波歪を低減するとともに出力電流波形を略一定として波
高率を改善することができる。
【0024】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、制御部は、予め設定されたプログラムを実行するマ
イクロプロセッサを具備することを特徴とし、請求項1
の発明と同様の作用を奏する。
【0025】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、制御部は、交流電源からの入力交流電圧の立
ち上がりを検出して入力交流電圧の山部と谷部との間で
周波数変調を行うことを特徴とし、請求項1又は2の発
明と同様の作用を奏する。
【0026】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、制御部は、交流出力を検出する検出部
を有し、予め設定されたプログラムを実行して検出部の
検出値が所定値を越える場合にはスイッチング素子の動
作周波数を高くし、検出値が所定値を下回る場合にはス
イッチング素子の動作周波数を低く制御することを特徴
とし、負荷に異常が生じて交流出力が増大すればスイッ
チング素子の動作周波数を高くして交流出力を低下し、
交流出力が減少すればスイッチング素子の動作周波数を
低くして交流出力を増大するというように負荷の状態に
応じたきめ細やかな制御が可能となる。
【0027】請求項5の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、制御部は、予め設定されたプログラム
を実行し、交流出力が増加する場合にはスイッチング素
子の動作周波数を高くし、交流出力が減少する場合には
スイッチング素子の動作周波数を低く制御するととも
に、交流出力の変動に応じて周波数変調制御を行うこと
を特徴とし、負荷が放電灯である場合に初期点灯時には
光出力を抑えめにし、放電灯の累積点灯時間が増大して
寿命が短くなるにつれて光出力を増加する制御(いわゆ
る初期照度補正制御)が容易に実現できる。
【0028】請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか
の発明において、制御部は、プログラムを記憶する記憶
手段を備えたことを特徴とし、請求項1〜5の何れかの
発明と同様の作用を奏する。
【0029】請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2
つのスイッチング素子の直列回路と、整流部の低電位側
出力端にカソードが接続された第1のダイオードと、第
1のダイオードのアノードにカソードが接続されるとと
もにスイッチング素子の直列回路の低電位側にアノード
が接続された第2のダイオードと、2つのスイッチング
素子の接続点と第2のダイオードのカソードの間に直流
阻止用のコンデンサを介して接続され、共振回路を形成
する負荷回路と、第2のダイオードと並列接続される共
振用コンデンサとを具備したことを特徴とし、請求項1
〜6の何れかの発明と同様の作用を奏する。
【0030】請求項8の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2
つのスイッチング素子の直列回路と、直流阻止用のコン
デンサを介して何れか一方のスイッチング素子と並列に
接続される共振用インダクタおよび共振用コンデンサ
と、共振用コンデンサに1次側が並列接続されるととも
に2次側に負荷が接続されたトランスと、トランスに設
けられた帰還巻線と、整流部の入力側あるいは出力側に
接続された帰還巻線を含む共振回路とを具備したことを
特徴とし、請求項1〜6の何れかの発明と同様の作用を
奏する。
【0031】請求項9の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にアノー
ドが接続された第1のダイオードと、第1のダイオード
のカソードにアノードが接続された第2のダイオード
と、第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側出
力端の間に接続された2つのスイッチング素子の直列回
路と、第1のダイオードのカソードと整流部の低電位側
出力端の間に接続された第1の共振用コンデンサと、第
1および第2のスイッチング素子の接続点と第1の共振
用コンデンサの高電位側の一端の間に直流阻止用のコン
デンサおよび共振用インダクタを介して直列接続され、
共振用インダクタと共振回路を形成する第2の共振用コ
ンデンサを有した負荷回路とを具備したことを特徴と
し、請求項1〜6の何れかの発明と同様の作用を奏す
る。
【0032】請求項10の発明は、請求項1〜6の何れ
かの発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバ
ータ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備
え、インバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にア
ノードが接続された第1のダイオードと、第1のダイオ
ードのカソードにアノードが接続された第2のダイオー
ドと、第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側
出力端の間に接続された2つのスイッチング素子の直列
回路と、第1および第2のスイッチング素子の接続点と
第1のダイオードのカソードの間に直流阻止用のコンデ
ンサおよび共振用インダクタを介して直列接続され、共
振用インダクタと共振回路を形成する共振用コンデンサ
を有した負荷回路と、第2のダイオードに並列接続され
た第2の共振用コンデンサとを具備したことを特徴と
し、請求項1〜6の何れかの発明と同様の作用を奏す
る。
【0033】請求項11の発明は、請求項1〜10の何
れかの発明において、整流部の出力電圧をスイッチング
素子のスイッチング動作により充電し平滑する平滑コン
デンサを備えたことを特徴とし、請求項1〜10の何れ
かの発明と同様の作用を奏する。
【0034】請求項12の発明は、請求項11の発明に
おいて、スイッチング素子の直列回路と並列に接続され
るチョークコイル、平滑コンデンサおよび第1のダイオ
ードの直列回路と、平滑コンデンサと第1のダイオード
の接続点と2つのスイッチング素子の接続点の間に挿入
された第2のダイオードとを具備し、スイッチング素子
のスイッチング動作で平滑コンデンサを充電する降圧チ
ョッパ回路を備えたことを特徴とし、請求項11の発明
と同様の作用を奏する。
【0035】請求項13の発明は、請求項1〜12の何
れかの発明において、制御部は、予め設定されたプログ
ラムを実行し、外部から与えられる信号に応じたレベル
にインバータ回路部の出力を可変し且つ出力が当該レベ
ルに略一定となるようにスイッチング素子のスイッチン
グ動作を制御することを特徴とし、例えば、負荷である
放電灯を外部から与えられる調光信号によって調光する
ような場合においても、入力電流の高調波歪を低減する
とともに出力電流波形を略一定として波高率を改善する
ことができる。
【0036】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1に本発明の実
施形態1を示す。本実施形態は制御部CNに特徴があ
り、その他の回路構成は従来例1と共通であるから、共
通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。ま
た、説明を簡単にするために図1ではトランスT1、放
電灯La1および共振用コンデンサC3を負荷回路Rと
して図示している。
【0037】本実施形態における制御部CNは、内蔵メ
モリに書き込まれているプログラムを実行するマイクロ
プロセッサMPを主構成とし、プログラムに従ってマイ
クロプロセッサMPから出力されるパルス信号を調整
し、電位の異なる2つのスイッチング素子Q1,Q2に
上記パルス信号と同期した駆動信号として与える高耐圧
のドライバ回路DRV、リセットIC並びにクロック回
路CK等で構成される。マイクロプロセッサMPの動作
電源は、電源投入時にはフィルター回路Fの低電位側出
力端からダイオードDAおよび抵抗RA,RBを介して
充電される電源用の電解コンデンサC7の両端電圧をリ
セットICに入力し、このリセットICの出力電圧(=
5V)をマイクロプロセッサMPの電源端子Vccに印可
することで供給されている。また、一旦マイクロプロセ
ッサMPが起動してインバータ回路INVが動作を開始
すれば、共振用チョークL3に設けた2次巻線n2に誘
起される電圧でダイオードD5および抵抗R10を介し
て電解コンデンサC7を充電するようにしている。な
お、マイクロプロセッサMPの電源端子Vccとグランド
端子Gndの間には抵抗R20とコンデンサC20の直
列回路が接続され、リセットICの出力が抵抗R20と
コンデンサC20の接続点を介してマイクロプロセッサ
MPのリセット端子Rstに入力されており、電源オン
時にはマイクロプロセッサMPがリセットされる。而し
て、マイクロプロセッサMPは、クロック回路CKから
出力されるクロック信号が2つの入力端子Osc1,Osc2
に入力され、内蔵メモリに格納されているプログラムを
実行してスイッチング素子Q1,Q2をオン・オフ制御
する。
【0038】以下、本実施形態の回路動作について簡単
に説明すると、スイッチング素子Q1,Q2のオン・オ
フの一周期の間に、以下の(a)〜(f)で示すような
6つの回路動作が生じる。制御部CNのマイクロプロセ
ッサMPは、これらの動作をInput端子に入力される電
圧を監視し、入力交流電圧を整流した脈流電圧の山部、
谷部に応じて、その動作比率を変えながら、ある動作モ
ードにおいて、交流電源Eから高周波的に入力電流を流
す動作を行うものである。
【0039】(a)まず、スイッチング素子Q1がオ
ン、スイッチング素子Q2がオフのときには、平滑コン
デンサC6を電源として平滑コンデンサC6→スイッチ
ング素子Q1→共振用チョークL3→負荷回路R→コン
デンサC4→コンデンサC5を介して平滑コンデンサC
6に戻る経路で共振電流が流れ、コンデンサC5を充電
する。
【0040】(b)スイッチング素子Q1がオン、スイ
ッチング素子Q2がオフであり、コンデンサC5の充電
電圧と整流回路DBの出力電圧の和が、平滑コンデンサ
C6の充電電圧より高くなると、整流回路DBからスイ
ッチング素子Q1→共振用チョークL3→負荷回路R→
コンデンサC4→整流回路DBの経路で入力電流が流
れ、共振動作を継続する。
【0041】(c)次に、スイッチング素子Q1がオ
フ、スイッチング素子Q2がオンになると、共振電流が
流れ続けようとするために、スイッチング素子Q2の寄
生ダイオードを介して回生電流が流れる。すなわち、整
流回路DB→平滑コンデンサC6→スイッチング素子Q
2の寄生ダイオード→共振用チョークL3→負荷回路R
→コンデンサC4→整流回路DBの経路で入力電流が流
れ続け、共振動作を継続する。
【0042】(d)スイッチング素子Q1がオフ、スイ
ッチング素子Q2がオンで、やがて回生電流が無くなる
と、コンデンサC4を電源とする共振動作にてコンデン
サC4から、負荷回路R→共振用チョークL3→スイッ
チング素子Q2→コンデンサC5を通る経路でコンデン
サC5の充電電荷を放電する。
【0043】(e)スイッチング素子Q1がオフ、スイ
ッチング素子Q2がオンで、コンデンサC5の電荷が無
くなると、共振電流はダイオードD2を介して流れる。
すなわちコンデンサC4から、負荷回路R→共振用チョ
ークL3→スイッチング素子Q2→ダイオードD2を通
る経路で共振電流が流れる。
【0044】(f)次に、スイッチング素子Q1がオ
ン、スイッチング素子Q2がオフになると、共振電流が
流れ続けようとするために、スイッチング素子Q1の寄
生ダイオードを介して回生電流が流れる。すなわち、共
振用チョークL3→スイッチング素子Q1の寄生ダイオ
ード→平滑コンデンサC6→ダイオードD2→コンデン
サC4→負荷回路Rを通る経路で共振電流が流れ続け
る。その後、再び上記(a)の動作モードとなり、以上
の動作を繰り返して行くものである。
【0045】ところで、従来例1においては、図2
(b)に示すように入力交流電圧Vinの山部と谷部で出
力電流Ilaにリップルを持った波形となっていた。本
実施形態では、出力電流Ilaの波高率を改善するべく
略一定の出力電流Ilaを得るために、制御部CNによ
り、入力交流電圧Vinの山部と谷部に追従してスイッチ
ング素子Q1,Q2の動作周波数を周波数変調してい
る。すなわち、制御部CNのマイクロプロセッサMP
は、ダイオードDAから抵抗R30,R31を介してIn
put端子に入力される電圧に基づいて交流電源Eの入力
交流電圧Vinとの同期をとり、入力交流電圧Vinの山部
でスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を低く、入
力交流電圧Vinの谷部でスイッチング素子Q1,Q2の
動作周波数を高くするような周波数変調制御をプログラ
ムに従って実行している(図2(c)参照)。その結
果、入力交流電圧Vinの山部でスイッチング素子Q1,
Q2の動作周波数を低くすれば出力電流Ilaが増大
し、入力交流電圧Vinの谷部でスイッチング素子Q1,
Q2の動作周波数を高くすれば出力電流Ilaが減少す
ることになり、図2(d)に示すようにリップル変動の
少ない略一定の出力電流Ilaが得られ、波高率を改善
することができる。
【0046】ここで、上述のように入力交流電圧Vinの
山部と谷部に追従してスイッチング素子Q1,Q2の動
作周波数を周波数変調するようなきめ細やかな制御は、
従来例1,2等のアナログ集積回路ICを主構成とする
制御部CN’によるフィードバック制御やフィードフォ
ワード制御では達成できず、マイクロプロセッサMPの
プログラム制御によって達成できるものである。また、
マイクロプロセッサMPによるプログラム制御では、ス
イッチング素子Q1,Q2の動作周波数の変化を比較的
に容易に設定できる。
【0047】(実施形態2)図3に本発明の実施形態2
を示す。本実施形態は、実施形態1で説明した制御部C
Nを従来例2に適用したものであり、トランスT1の2
次巻線N2に2つの放電灯La1,La2が並列接続さ
れている点を除いて基本的な構成並びに回路動作は従来
例2と共通である。また、制御部CNの基本的な回路構
成および動作も実施形態1と共通であるから、従来例2
および実施形態1と共通する構成および動作については
同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴と
なる構成および動作についてのみ説明する。
【0048】既に説明したように従来例2の回路構成で
は、図4(a)および(b)に示すように入力交流電圧
Vinの山部と谷部に出力電流Ilaのピークが現れる。
よって、本実施形態の制御部CNでは、図4(c)に示
すように入力交流電圧Vinの山部および谷部でスイッチ
ング素子Q1,Q2の動作周波数を低く、入力交流電圧
Vinの山部と谷部の間の部分でスイッチング素子Q1,
Q2の動作周波数を高くするような周波数変調制御をプ
ログラムに従って実行している。これにより、インバー
タ回路INVと降圧チョッパ回路CHを複合化した従来
例2のような回路構成においても、制御部CNのプログ
ラム制御によってスイッチング素子Q1,Q2の動作周
波数を周波数変調し、図4(d)に示すようにリップル
変動の少ない略一定の出力電流Ilaが得られ、波高率
を改善することができる。
【0049】ところで、本実施形態の制御部CNでは、
トランスT1に設けた帰還巻線N5に誘起される電圧か
らトランスT1の2次側電圧を検出する検出回路Bを備
え、この検出回路Bの検出信号をマイクロプロセッサM
Pの入力端子Input2に取り込んでいる。マイクロプロセ
ッサMPは、検出回路Bから取り込んだ検出信号に基づ
いて放電灯La1,La2の異常、例えば寿命末期時の
陰極降下電圧等の上昇によって生じる出力電圧の上昇を
検出し、出力電圧の上昇に応じてスイッチング素子Q
1,Q2の動作周波数を周波数変調することで放電灯L
a1,La2の光出力を徐々に増加させるようなプログ
ラム制御を行う。また、マイクロプロセッサMPでは放
電灯La1,La2が新品である初期点灯時には光出力
を抑えめにし、放電灯La1,La2の累積点灯時間が
増大して寿命が短くなるにつれて光出力を増加する制御
(いわゆる初期照度補正制御)もプログラム制御によっ
て容易に実現可能である。さらに、上記陰極降下電圧の
上昇による放電灯La1,La2のフィラメントの異常
加熱を防止するため、検出回路Bで検出する電圧が所定
値以上になればスイッチング素子Q1,Q2をオフ状態
にしてインバータ回路INVの動作を停止させること
も、マイクロプロセッサMPによるプログラム制御によ
って容易に実現可能である。なお、本実施形態における
検出回路BではトランスT1の半波成分しか検出するこ
とができないが、検出回路Bにて全波成分を検出し、マ
イクロプロセッサMPにおいて計算した直流電圧成分が
所定の直流電圧以上になれば寿命末期時の半波点灯状態
にあると判断して、インバータ回路INVを停止するな
どの保護動作をプログラム制御によって行うことも可能
である。
【0050】(実施形態3)図5に本発明の実施形態3
を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態1とほ
ぼ共通であり、特に、制御部CNの回路構成および動作
は実施形態1と共通であるから、実施形態1と共通する
構成および動作については同一の符号を付して説明を省
略し、本実施形態の特徴となる構成および動作について
のみ説明する。
【0051】本実施形態が実施形態1と異なる点は、ダ
イオードD1,D2を整流回路DBの高電位側出力端と
スイッチング素子Q1のドレインの間に直列接続し、負
荷回路Rと共振用チョークL3の間に直流阻止用のコン
デンサC4を接続するとともに、整流回路DBの低電位
側出力端と負荷回路Rの間にコンデンサC5を接続し、
さらに負荷回路RとコンデンサC5の接続点をダイオー
ドD1のカソードに接続したことにある。そして、コン
デンサC5とダイオードD2が実施形態1と同様に作用
し、コンデンサC5の充電電圧と、平滑コンデンサC6
の電圧と、整流回路DBの脈流出力電圧との関係で、イ
ンバータ回路INVの高周波動作により、整流回路DB
から高周波的にパルス電流を流すようにしている。
【0052】本実施形態においても、制御部CNが入力
交流電圧Vinの山部と谷部に追従してスイッチング素子
Q1,Q2の動作周波数を周波数変調している。すなわ
ち、制御部CNのマイクロプロセッサMPは、ダイオー
ドDAから抵抗R30,R31を介してInput端子に入
力される電圧に基づいて交流電源Eの入力交流電圧Vin
との同期をとり、入力交流電圧Vinの山部でスイッチン
グ素子Q1,Q2の動作周波数を低く、入力交流電圧V
inの谷部でスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を
高くするような周波数変調制御をプログラムに従って実
行している(図2(c)参照)。その結果、実施形態1
と同様にリップル変動の少ない略一定の出力電流Ila
が得られ、波高率を改善することができる(図2(d)
参照)。
【0053】(実施形態4)図6に本発明の実施形態4
を示す。本実施形態の回路構成は、図1に示す実施形態
1と比べて共振用チョークL3、負荷回路R、直流阻止
用のコンデンサC4、コンデンサC5とダイオードD2
の並列回路をスイッチング素子Q1に並列接続するとと
もに、ダイオードD1を整流回路DBの高電位側出力端
に接続した点が異なるが、基本的な回路動作は略同じで
あるため同一の構成には同一の符号を付して説明を省略
する。
【0054】本実施形態においても、制御部CNのマイ
クロプロセッサMPが、入力交流電圧Vinの山部と谷部
に追従してスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数の
周波数変調制御をプログラムに従って実行することによ
り、実施形態1と同様にリップル変動の少ない略一定の
出力電流Ilaが得られ、波高率を改善することができ
る。
【0055】(実施形態5)図7に本発明の実施形態5
を示す。本実施形態は、交流電源Eからの入力交流電圧
をフィルタ回路Fで高周波成分を除去した後に整流回路
DBで全波整流し、高周波カット用フィルタとしてのイ
ンダクタL5を介して平滑コンデンサC6で平滑してイ
ンバータ回路INV2に直流電圧を供給しており、イン
バータ回路INV2から出力される高周波交流電圧をト
ランスT1を介して放電灯La1に供給するとともに、
併せてインバータ回路INV2の高周波交流電圧の一部
を低周波カット用フィルタとしてのコンデンサC9を介
して帰還巻線N3によって整流回路DBの入力側に帰還
させ、帰還巻線N3、インダクタL5、コンデンサC
8,C9にて構成される閉回路内での高周波電圧の共振
動作により、整流回路DBの出力に高周波電圧を重畳し
ている。そして、上記高周波電圧が重畳された整流回路
DBの出力電圧により平滑コンデンサC6を充電するこ
とによって、交流電源Eの入力交流電圧の一周期の略全
域にわたって入力電流を流すことができるため、交流電
源Eからの入力力率を向上させるとともに、入力電流の
高調波歪を改善することができる。なお、インバータ回
路INV2は所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路で
あり、その回路動作については従来周知であるから説明
を省略する。
【0056】本実施形態においても、制御部CNのマイ
クロプロセッサMPが入力交流電圧Vinの山部と谷部に
追従してスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数の周
波数変調制御をプログラムに従って実行することによ
り、他の実施形態と同様にリップル変動の少ない略一定
の出力電流Ilaが得られ、波高率を改善することがで
きる。なお、帰還巻線N3による高周波電圧の帰還は整
流回路DBの出力側に対して行ってもよく、また上記共
振回路を整流回路DBとインバータ回路INV2の間に
直列に形成したり、あるいは整流回路DBの出力側に並
列に形成するようにしてもよい。
【0057】ところで、本実施形態の制御部CNは実施
形態2と同様に、トランスT1に設けた帰還巻線N5に
誘起される電圧からトランスT1の2次側電圧を検出す
る検出回路Bを備え、この検出回路Bの検出信号をマイ
クロプロセッサMPの入力端子Input2に取り込んでい
る。マイクロプロセッサMPは、検出回路Bから取り込
んだ検出信号に基づいて放電灯La1の異常、例えば寿
命末期時の陰極降下電圧等の上昇によって生じる出力電
圧の上昇を検出し、出力電圧の上昇に応じてスイッチン
グ素子Q1,Q2の動作周波数を周波数変調することで
放電灯La1の光出力を徐々に増加させるようなプログ
ラム制御を行う。また、マイクロプロセッサMPでは放
電灯La1が新品である初期点灯時には光出力を抑えめ
にし、放電灯La1の累積点灯時間が増大して寿命が短
くなるにつれて光出力を増加する初期照度補正制御もプ
ログラム制御によって容易に実現可能である。さらに、
上記陰極降下電圧の上昇による放電灯La1のフィラメ
ントの異常加熱を防止するため、検出回路Bで検出する
電圧が所定値以上になればスイッチング素子Q1,Q2
をオフ状態にしてインバータ回路INV2の動作を停止
させることも、マイクロプロセッサMPによるプログラ
ム制御によって容易に実現可能である。
【0058】(実施形態6)図8に本発明の実施形態6
を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態1とほ
ぼ共通であるから、共通する構成および動作については
同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴と
なる構成および動作についてのみ説明する。
【0059】本実施形態が実施形態1と異なる点は、ト
ランスT1に設けた帰還巻線N3,N4に誘起される電
圧をダイオードD6,D7および抵抗R28,R29の
直列回路を介してそれぞれ制御部CNのマイクロプロセ
ッサMPの入力端子Input1,Input2に入力し、マイクロ
プロセッサMPが入力交流電圧Vinの山部と谷部に追従
してスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を周波数
変調するとともに、帰還巻線N3,N4で検出した出力
電圧(共振電圧)に応じたフィードバック制御を行う点
にある。すなわち、マイクロプロセッサMPは予め内蔵
メモリに格納されているプログラムに従い、出力電流I
laが略一定となるように上記出力電圧に応じてスイッ
チング素子Q1,Q2のスイッチング動作をフィードバ
ック制御することで出力電流Ilaの波形を補正するも
のである。
【0060】而して、本実施形態ではマイクロプロセッ
サMPが入力交流電圧Vinの山部と谷部に追従してスイ
ッチング素子Q1,Q2の動作周波数を周波数変調する
だけでなく、帰還巻線N3,N4で検出した出力電圧に
応じてスイッチング素子Q1,Q2のスイッチング動作
をフィードバック制御することで出力電流Ilaの波形
を補正するようにしているので、さらにきめ細やかな制
御が可能となって出力電流Ilaをさらに一定に近づけ
ることができる。
【0061】ところで、本実施形態の制御部CNでは、
帰還巻線N3,N4で検出した出力電圧に基づいて放電
灯Laの寿命経過を判断し、所定値以上の場合には放電
灯La1の光出力を抑えめにし、放電灯La1の累積点
灯時間が増大して寿命が短くなるにつれて光出力を増加
する初期照度補正制御もプログラム制御によって容易に
実現可能である。また、帰還巻線N3,N4で検出した
出力電圧の非対称性に基づいて半波放電を検出し、イン
バータ回路INVを停止するなどの保護動作をプログラ
ム制御によって行うことも可能である。さらに、上記陰
極降下電圧の上昇による放電灯La1のフィラメントの
異常加熱を防止するため、帰還巻線N3,N4で検出し
た出力電圧が所定値以上になればスイッチング素子Q
1,Q2をオフ状態にしてインバータ回路INVの動作
を停止させることも、マイクロプロセッサMPによるプ
ログラム制御によって容易に実現可能である。
【0062】(実施形態7)図9に本発明の実施形態7
を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態2とほ
ぼ共通であるから、共通する構成および動作については
同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴と
なる構成および動作についてのみ説明する。
【0063】本実施形態の特徴は、実施形態2に対し
て、外部から与えられるデューティ可変の調光信号をデ
ューティ比に応じたレベルの直流電圧からなる調光信号
に変換してマイクロプロセッサMPの入力ポートDinに
与える調光信号入力回路10を備え、制御部CNのマイ
クロプロセッサMPが調光信号に応じてスイッチング素
子Q1,Q2の動作周波数を周波数変調することで放電
灯La1,La2の光出力を連続調光可能としたことに
ある。
【0064】外部から与えられる調光信号は、図10に
示すように電圧レベル(=10V)および周期Tが一定
のパルス信号からなり、このパルス信号のオン時間tに
対するオンデューティ比(=t/T×100%)によっ
て調光レベルを規定しており、例えばオンデューティ比
が0%で全点灯(定格点灯)とし、オンデューティ比が
大きくなるにつれて調光を深く(光出力を低く)するよ
うにしてある。そして調光信号入力回路10は外部から
与えられる上記調光信号のオンデューティ比に応じて直
流出力電圧の電圧レベルを0〜5Vの範囲で可変し、例
えば、オンデューティ比が100%(全点灯)のときに
0Vでオンデューティ比が0%で5Vとなるように電圧
レベルをオンデューティ比に逆比例させた直流電圧信号
からなる調光信号に変換してマイクロプロセッサMPの
入力ポートDinに出力している。
【0065】ところで従来例2の回路構成においては、
スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を徐々に高く
することで出力を抑制して調光を行うと、、出力電流I
laの波形がさらに歪んでしまうことになる。
【0066】これに対して本実施形態では、調光信号の
電圧レベルに応じて出力電流Ilaの変動を抑えながら
連続して調光を行うような周波数変調を、制御部CNの
マイクロプロセッサMPによるプログラム制御にて行う
ことができる。すなわち、マイクロプロセッサMPによ
るプログラム制御によれば、実施形態2で説明したよう
に出力電流Ilaを略一定とする周波数変調制御を行う
と同時に、出力電流Ilaのレベルを変える調光制御を
行うことができ、出力電流Ilaの波形歪を改善しつつ
連続調光が可能となる。
【0067】(実施形態8)図11に本発明の実施形態
8を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態2と
ほぼ共通であるから、共通する構成および動作について
は同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴
となる構成および動作についてのみ説明する。
【0068】本実施形態が実施形態2と異なる点は、整
流回路DBの高電位側出力端と一方の放電灯La1の片
側のフィラメントf11の電源側との間に抵抗Rc,R
dの直列回路を接続し、フィラメントf11の非電源側
ともう片側のフィラメントf12の一端との間に抵抗R
e,Rfの直列回路を接続し、他方の放電灯La2の片
側のフィラメントf21の一端ともう片側のフィラメン
トf22の非電源側との間に抵抗Rg,Rhの直列回路
を接続するとともに、フィラメントf22の電源側とグ
ランドとの間に抵抗Riおよび抵抗RjとコンデンサC
aの並列回路を直列接続し、これらの抵抗Rc〜Rjと
フィラメントf11,f12,f21,f22の抵抗
(数Ω程度の値であるために無視できる)との分圧値が
抵抗Rjの両端電圧としてマイクロプロセッサMPの入
力端子Input3に入力されていることにある。
【0069】而して、放電灯La1,La2が正常に接
続されていれば抵抗Rjの両端に電圧が生じ、正常に接
続されていなければ抵抗Rjの両端に電圧が生じないか
ら、マイクロプロセッサMPは入力端子Input3から入力
される電圧に基づいて放電灯La1,La2が正常に接
続されているか否かを判断し、放電灯La1,La2が
正常に接続されていることを確認した後にインバータ回
路INVの動作を開始し、正常に接続されていることが
確認できなければインバータ回路INVを停止したまま
とする。これにより、放電灯La1,La2が接続され
ていない状態でインバータ回路INVを動作させて出力
端子に高電圧が印可されてしまうという不具合を防ぐこ
とができる。
【0070】(実施形態9)図12に本発明の実施形態
9を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態2と
ほぼ共通であるから、共通する構成および動作について
は同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴
となる構成および動作についてのみ説明する。
【0071】本実施形態は、放電灯La1のフィラメン
ト抵抗を検出するフィラメント検出回路11を備え、制
御部CNがフィラメント検出回路11の検出結果に応じ
て放電灯La1の種別を判断し、その種別に応じた周波
数変調制御を行うようにした点に特徴がある。
【0072】例えば、放電灯の中には形状が同一でも定
格電力や定格電流が異なるもの(例えば、いわゆるHE
ランプやHOランプなど)が存在しており、このように
種類の異なる放電灯に対しても出力電流Ilaを略一定
にするためには、各放電灯に適した周波数変調を行う必
要がある。
【0073】そこで、本実施形態ではフィラメント検出
回路11によりフィラメント抵抗値を検出した検出信号
をマイクロプロセッサMPの入力端子Input4に入力し、
マイクロプロセッサMPが上記検出信号に基づいて接続
されている放電灯La1の種類を判別するとともに、そ
の放電灯La1の種類に適した周波数変調制御を行うこ
とにより、複数種類の放電灯La1に対して出力電流I
laを略一定にして点灯させることができるものであ
る。
【0074】(実施形態10)図13に本発明の実施形
態10を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態
2と共通であるから、共通する構成および動作について
は同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴
となる構成および動作についてのみ説明する。
【0075】本実施形態は、センサ回路12の検知信号
をマイクロプロセッサMPの入力ポートP1に入力し、
マイクロプロセッサMPにて検知信号に応じたプログラ
ム制御を行うようにした点に特徴がある。
【0076】本実施形態におけるセンサ回路12は、図
14に示すようにCdS素子12aと、CdS素子12
aの両端電圧を取り出して周囲照度に応じた検知信号を
出力する信号処理回路12bとを備えている。
【0077】マイクロプロセッサMPは、センサ回路1
2からの検知信号に応じて周囲照度が高い場合にはイン
バータ回路INVの出力を低下させるとともに出力を低
下させた場合でも出力電流Ilaが略一定となるように
スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を周波数変調
すべくプログラム制御を行う。
【0078】本実施形態によれば、周囲が明るいときに
は光出力を低下させて省エネルギ化が図れるとともに実
施形態2と同様に出力電流Ilaを略一定にして波高率
を改善することが可能となる。
【0079】(実施形態11)本実施形態は、実施形態
10の周囲照度を検出するセンサ回路12の代わりに、
検知範囲内における人の存非を検知するセンサ回路13
を備えた点に特徴があり、その他の構成は実施形態2お
よび10と共通であるから、共通する構成および動作に
ついては同一の符号を付して説明を省略する。
【0080】本実施形態のセンサ回路13は、図15に
示すように人体から放射される熱線を検出する熱線セン
サ13aと、熱線センサ13aの出力を信号処理して人
体の存非を示す人体検知信号を出力する信号処理回路1
3bとを備えている。熱線センサ13aは、ハウジング
内に焦電素子が収納され、多数のレンズがドーム型に配
設されたマルチレンズ13cにより検知範囲内の熱線を
焦電素子の受光面に集光してなり、検知範囲内に人が進
入すると人体から放射される熱線を検知して信号を出力
する。そして、信号処理回路13bにてその出力信号を
処理し、ハイまたはローの人体検知信号をマイクロプロ
セッサMPの入力ポートP1に出力する。
【0081】マイクロプロセッサMPは、センサ回路1
3からの人体検知信号に応じて、例えば検知範囲内に人
が存在する場合にインバータ回路INVの出力を増大さ
せるとともに出力を増大させた場合でも出力電流Ila
が略一定となるようにスイッチング素子Q1,Q2の動
作周波数を周波数変調すべくプログラム制御を行う。
【0082】本実施形態によれば、検知範囲内における
人の存非に応じて放電灯La1の光出力を可変すること
で省エネルギ化が図れるとともに実施形態2と同様に出
力電流Ilaを略一定にして波高率を改善することが可
能となる。
【0083】ところで、マイクロプロセッサMPの内蔵
メモリに書き込まれるプログラムは、例えばパーソナル
コンピュータ上で動作するプログラム開発ツールを用い
て設計され、一般的にはシリアルケーブル等を媒体とし
てパーソナルコンピュータからROMライタに送られ、
ROMライタにセットされたマイクロプロセッサMPの
内蔵メモリに書き込まれる。そして、プログラムが書き
込まれたマイクロプロセッサMPを制御部CNの回路基
板等に実装することで上述の各実施形態の効果を奏する
ものである。なお、パーソナルコンピュータからROM
ライタへプログラムデータを送る媒体としては上記シリ
アルケーブルに限らず、その他の通信媒体やフロッピィ
ディスク等の磁気記録媒体を用いてもよい。また、制御
部CNの回路基板に実装されたマイクロプロセッサMP
に対しては、図16に示すようにインサーキットプログ
ラミング装置20を用いてプログラムを書き込むことが
可能である。この場合にも、シリアルケーブルやその他
の通信媒体またはフロッピィディスク等の磁気記録媒体
を媒体21としてプログラムデータがパーソナルコンピ
ュータPCからインサーキットプログラミング装置20
に送られ、インサーキットプログラミング装置20によ
って回路基板に実装されたマイクロプロセッサMPの内
蔵メモリに書き込まれる。
【0084】
【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源を整流する
整流部と、整流部から出力される脈流をスイッチング素
子のオン・オフ動作によって交流出力に変換するインバ
ータ回路部と、予め設定されたプログラムを実行して交
流出力が略一定となるようにインバータ回路部のスイッ
チング素子の動作周波数を周波数変調する制御部とを備
えたので、プログラム制御によってきめ細やかな制御が
可能になることから、従来例に比較して入力電流の高調
波歪を低減するとともに出力電流波形を略一定として波
高率を改善することができるという効果がある。
【0085】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、制御部は、予め設定されたプログラムを実行するマ
イクロプロセッサを具備するので、請求項1の発明と同
様の効果を奏する。
【0086】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、制御部は、交流電源からの入力交流電圧の立
ち上がりを検出して入力交流電圧の山部と谷部との間で
周波数変調を行うので、請求項1又は2の発明と同様の
効果を奏する。
【0087】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、制御部は、交流出力を検出する検出部
を有し、予め設定されたプログラムを実行して検出部の
検出値が所定値を越える場合にはスイッチング素子の動
作周波数を高くし、検出値が所定値を下回る場合にはス
イッチング素子の動作周波数を低く制御するので、負荷
に異常が生じて交流出力が増大すればスイッチング素子
の動作周波数を高くして交流出力を低下し、交流出力が
減少すればスイッチング素子の動作周波数を低くして交
流出力を増大するというように負荷の状態に応じたきめ
細やかな制御が可能となる。
【0088】請求項5の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、制御部は、予め設定されたプログラム
を実行し、交流出力が増加する場合にはスイッチング素
子の動作周波数を高くし、交流出力が減少する場合には
スイッチング素子の動作周波数を低く制御するととも
に、交流出力の変動に応じて周波数変調制御を行うの
で、負荷が放電灯である場合に初期点灯時には光出力を
抑えめにし、放電灯の累積点灯時間が増大して寿命が短
くなるにつれて光出力を増加する制御(いわゆる初期照
度補正制御)が容易に実現できるという効果がある。
【0089】請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか
の発明において、制御部は、プログラムを記憶する記憶
手段を備えたので、請求項1〜5の何れかの発明と同様
の効果を奏する。
【0090】請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2
つのスイッチング素子の直列回路と、整流部の低電位側
出力端にカソードが接続された第1のダイオードと、第
1のダイオードのアノードにカソードが接続されるとと
もにスイッチング素子の直列回路の低電位側にアノード
が接続された第2のダイオードと、2つのスイッチング
素子の接続点と第2のダイオードのカソードの間に直流
阻止用のコンデンサを介して接続され、共振回路を形成
する負荷回路と、第2のダイオードと並列接続される共
振用コンデンサとを具備したので、請求項1〜6の何れ
かの発明と同様の効果を奏する。
【0091】請求項8の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2
つのスイッチング素子の直列回路と、直流阻止用のコン
デンサを介して何れか一方のスイッチング素子と並列に
接続される共振用インダクタおよび共振用コンデンサ
と、共振用コンデンサに1次側が並列接続されるととも
に2次側に負荷が接続されたトランスと、トランスに設
けられた帰還巻線と、整流部の入力側あるいは出力側に
接続された帰還巻線を含む共振回路とを具備したので、
請求項1〜6の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0092】請求項9の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバー
タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
インバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にアノー
ドが接続された第1のダイオードと、第1のダイオード
のカソードにアノードが接続された第2のダイオード
と、第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側出
力端の間に接続された2つのスイッチング素子の直列回
路と、第1のダイオードのカソードと整流部の低電位側
出力端の間に接続された第1の共振用コンデンサと、第
1および第2のスイッチング素子の接続点と第1の共振
用コンデンサの高電位側の一端の間に直流阻止用のコン
デンサおよび共振用インダクタを介して直列接続され、
共振用インダクタと共振回路を形成する第2の共振用コ
ンデンサを有した負荷回路とを具備したので、請求項1
〜6の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0093】請求項10の発明は、請求項1〜6の何れ
かの発明において、整流部の脈流出力を平滑してインバ
ータ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備
え、インバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にア
ノードが接続された第1のダイオードと、第1のダイオ
ードのカソードにアノードが接続された第2のダイオー
ドと、第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側
出力端の間に接続された2つのスイッチング素子の直列
回路と、第1および第2のスイッチング素子の接続点と
第1のダイオードのカソードの間に直流阻止用のコンデ
ンサおよび共振用インダクタを介して直列接続され、共
振用インダクタと共振回路を形成する共振用コンデンサ
を有した負荷回路と、第2のダイオードに並列接続され
た第2の共振用コンデンサとを具備したので、請求項1
〜6の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0094】請求項11の発明は、請求項1〜10の何
れかの発明において、整流部の出力電圧をスイッチング
素子のスイッチング動作により充電し平滑する平滑コン
デンサを備えたので、請求項1〜10の何れかの発明と
同様の効果を奏する。
【0095】請求項12の発明は、請求項11の発明に
おいて、スイッチング素子の直列回路と並列に接続され
るチョークコイル、平滑コンデンサおよび第1のダイオ
ードの直列回路と、平滑コンデンサと第1のダイオード
の接続点と2つのスイッチング素子の接続点の間に挿入
された第2のダイオードとを具備し、スイッチング素子
のスイッチング動作で平滑コンデンサを充電する降圧チ
ョッパ回路を備えたので、請求項11の発明と同様の効
果を奏する。
【0096】請求項13の発明は、請求項1〜12の何
れかの発明において、制御部は、予め設定されたプログ
ラムを実行し、外部から与えられる信号に応じたレベル
にインバータ回路部の出力を可変し且つ出力が当該レベ
ルに略一定となるようにスイッチング素子のスイッチン
グ動作を制御するので、例えば、負荷である放電灯を外
部から与えられる調光信号によって調光するような場合
においても、入力電流の高調波歪を低減するとともに出
力電流波形を略一定として波高率を改善することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の回路構成図である。
【図2】同上の動作説明用の波形図である。
【図3】実施形態2の回路構成図である。
【図4】同上の動作説明用の波形図である。
【図5】実施形態3の回路構成図である。
【図6】実施形態4の回路構成図である。
【図7】実施形態5の回路構成図である。
【図8】実施形態6の回路構成図である。
【図9】実施形態7の回路構成図である。
【図10】同上の動作説明用の波形図である。
【図11】実施形態8の回路構成図である。
【図12】実施形態9の回路構成図である。
【図13】実施形態10の回路構成図である。
【図14】同上におけるセンサ回路の概略構成図であ
る。
【図15】実施形態11におけるセンサ回路の概略構成
図である。
【図16】同上におけるプログラムの書き込み方法を説
明するための説明図である。
【図17】従来例1の回路構成図である。
【図18】同上の動作説明用の波形図である。
【図19】従来例2の回路構成図である。
【図20】同上の動作説明用の波形図である。
【図21】他の従来例の回路構成図である。
【図22】さらに他の従来例の回路構成図である。
【符号の説明】
DB 整流回路 INV インバータ回路 R 負荷回路 Q1,Q2 スイッチング素子 C6 平滑コンデンサ L3 共振用チョーク C3 共振用コンデンサ D1,D2 ダイオード CN 制御部 MP マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H05B 37/02 H05B 37/02 D Fターム(参考) 3K072 AA02 AB03 BA05 BC01 BC02 CA11 CA14 DB02 DB03 DD04 EA01 EB05 FA05 GA03 GB12 GC04 HA06 HB08 3K073 AA52 CG06 CG11 CG42 CL10 3K098 CC07 DD22 EE37 5H007 AA02 AA08 BB03 CA02 CB17 CB22 CC32 DA05 DB12 DB13 DC05

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を整流する整流部と、整流部か
    ら出力される脈流をスイッチング素子のオン・オフ動作
    によって交流出力に変換するインバータ回路部と、予め
    設定されたプログラムを実行して交流出力が略一定とな
    るようにインバータ回路部のスイッチング素子の動作周
    波数を周波数変調する制御部とを備えたことを特徴とす
    る電源装置。
  2. 【請求項2】 制御部は、予め設定されたプログラムを
    実行するマイクロプロセッサを具備することを特徴とす
    る請求項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 制御部は、交流電源からの入力交流電圧
    の立ち上がりを検出して入力交流電圧の山部と谷部との
    間で周波数変調を行うことを特徴とする請求項1又は2
    記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 制御部は、交流出力を検出する検出部を
    有し、予め設定されたプログラムを実行して検出部の検
    出値が所定値を越える場合にはスイッチング素子の動作
    周波数を高くし、検出値が所定値を下回る場合にはスイ
    ッチング素子の動作周波数を低く制御することを特徴と
    する請求項1又は2又は3記載の電源装置。
  5. 【請求項5】 制御部は、予め設定されたプログラムを
    実行し、交流出力が増加する場合にはスイッチング素子
    の動作周波数を高くし、交流出力が減少する場合にはス
    イッチング素子の動作周波数を低く制御するとともに、
    交流出力の変動に応じて周波数変調制御を行うことを特
    徴とする請求項1又は2又は3記載の電源装置。
  6. 【請求項6】 制御部は、プログラムを記憶する記憶手
    段を備えたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記
    載の電源装置。
  7. 【請求項7】 整流部の脈流出力を平滑してインバータ
    回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、イ
    ンバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2つ
    のスイッチング素子の直列回路と、整流部の低電位側出
    力端にカソードが接続された第1のダイオードと、第1
    のダイオードのアノードにカソードが接続されるととも
    にスイッチング素子の直列回路の低電位側にアノードが
    接続された第2のダイオードと、2つのスイッチング素
    子の接続点と第2のダイオードのカソードの間に直流阻
    止用のコンデンサを介して接続され、共振回路を形成す
    る負荷回路と、第2のダイオードと並列接続される共振
    用コンデンサとを具備したことを特徴とする請求項1〜
    6の何れかに記載の電源装置。
  8. 【請求項8】 整流部の脈流出力を平滑してインバータ
    回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、イ
    ンバータ回路部は、整流部の出力端間に接続された2つ
    のスイッチング素子の直列回路と、直流阻止用のコンデ
    ンサを介して何れか一方のスイッチング素子と並列に接
    続される共振用インダクタおよび共振用コンデンサと、
    共振用コンデンサに1次側が並列接続されるとともに2
    次側に負荷が接続されたトランスと、トランスに設けら
    れた帰還巻線と、整流部の入力側あるいは出力側に接続
    された帰還巻線を含む共振回路とを具備したことを特徴
    とする請求項1〜6の何れかに記載の電源装置。
  9. 【請求項9】 整流部の脈流出力を平滑してインバータ
    回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、イ
    ンバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にアノード
    が接続された第1のダイオードと、第1のダイオードの
    カソードにアノードが接続された第2のダイオードと、
    第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側出力端
    の間に接続された2つのスイッチング素子の直列回路
    と、第1のダイオードのカソードと整流部の低電位側出
    力端の間に接続された第1の共振用コンデンサと、第1
    および第2のスイッチング素子の接続点と第1の共振用
    コンデンサの高電位側の一端の間に直流阻止用のコンデ
    ンサおよび共振用インダクタを介して直列接続され、共
    振用インダクタと共振回路を形成する第2の共振用コン
    デンサを有した負荷回路とを具備したことを特徴とする
    請求項1〜6の何れかに記載の電源装置。
  10. 【請求項10】 整流部の脈流出力を平滑してインバー
    タ回路部に直流電源を供給する平滑コンデンサを備え、
    インバータ回路部は、整流部の高電位側出力端にアノー
    ドが接続された第1のダイオードと、第1のダイオード
    のカソードにアノードが接続された第2のダイオード
    と、第2のダイオードのカソードと整流部の低電位側出
    力端の間に接続された2つのスイッチング素子の直列回
    路と、第1および第2のスイッチング素子の接続点と第
    1のダイオードのカソードの間に直流阻止用のコンデン
    サおよび共振用インダクタを介して直列接続され、共振
    用インダクタと共振回路を形成する共振用コンデンサを
    有した負荷回路と、第2のダイオードに並列接続された
    第2の共振用コンデンサとを具備したことを特徴とする
    請求項1〜6の何れかに記載の電源装置。
  11. 【請求項11】 整流部の出力電圧をスイッチング素子
    のスイッチング動作により充電し平滑する平滑コンデン
    サを備えたことを特徴とする請求項1〜10の何れかに
    記載の電源装置。
  12. 【請求項12】 スイッチング素子の直列回路と並列に
    接続されるチョークコイル、平滑コンデンサおよび第1
    のダイオードの直列回路と、平滑コンデンサと第1のダ
    イオードの接続点と2つのスイッチング素子の接続点の
    間に挿入された第2のダイオードとを具備し、スイッチ
    ング素子のスイッチング動作で平滑コンデンサを充電す
    る降圧チョッパ回路を備えたことを特徴とする請求項1
    1記載の電源装置。
  13. 【請求項13】 制御部は、予め設定されたプログラム
    を実行し、外部から与えられる信号に応じたレベルにイ
    ンバータ回路部の出力を可変し且つ出力が当該レベルに
    略一定となるようにスイッチング素子のスイッチング動
    作を制御することを特徴とする請求項1〜12の何れか
    に記載の電源装置。
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