JP2002101667A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯に高
周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置
などに使用される電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device used for an electrodeless discharge lamp lighting device which emits light by applying a high-frequency electromagnetic field to the electrodeless discharge lamp.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、無電極放電灯を負荷としてこれに
電力を供給する電源装置として、例えば、図5に示すよ
うな回路構成を有するものがある。図5に示す従来の電
源装置は、透明なあるいは内壁に蛍光体が塗布された、
球状のガラスバルブ内に、不活性ガス、金属蒸気等の放
電ガス(例えば水銀及び希ガス)を封入した無電極放電
灯1と、この無電極放電灯1の球状の外周に沿って近接
配置された誘導コイル2と、この誘導コイル2に接続さ
れて高周波電力を誘導コイル2に供給する高周波電源3
と、誘導コイル2と高周波電源3との両方のマッチング
をとって反射をなくし無電極放電灯1に効率よく高周波
電力を供給するマッチング回路4と備えて構成される。2. Description of the Related Art Conventionally, as a power supply device which supplies an electric power to an electrodeless discharge lamp as a load, there is, for example, one having a circuit configuration as shown in FIG. The conventional power supply device shown in FIG. 5 has a transparent or inner wall coated with a phosphor.
An electrodeless discharge lamp 1 in which a discharge gas (for example, mercury and a rare gas) such as an inert gas or a metal vapor is sealed in a spherical glass bulb, and arranged close to each other along the spherical outer periphery of the electrodeless discharge lamp 1. Induction coil 2 and a high-frequency power supply 3 connected to the induction coil 2 and supplying high-frequency power to the induction coil 2
And a matching circuit 4 that matches both the induction coil 2 and the high-frequency power supply 3 to eliminate reflection and efficiently supply high-frequency power to the electrodeless discharge lamp 1.
【0003】そして、高周波電源3から誘導コイル2に
数百kHzから数百MHzの高周波電流を流すことによ
り、誘導コイル2に高周波磁界を発生させて無電極放電
灯1に高周波電力を供給し、無電極放電灯1内に高周波
プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視光を発生
させる。高周波電源3は、駆動信号を出力するドライブ
回路9と、このドライブ回路9からの駆動信号に基づい
て高周波電力を出力する電力変換回路(以下、メインア
ンプという)7とからなり、ドライブ回路9は、水晶振
動子Xを用いた発振回路5と、この発振回路5の発振出
力を増幅するプリアンプ6とから構成されている。そし
て、発振回路5、プリアンプ6、及びメインアンプ7
は、単一の直流電源Eからの電力供給を受けて動作する
ようになっている。Then, a high frequency current of several hundred kHz to several hundred MHz is supplied from the high frequency power supply 3 to the induction coil 2 to generate a high frequency magnetic field in the induction coil 2 and supply high frequency power to the electrodeless discharge lamp 1. A high-frequency plasma current is generated in the electrodeless discharge lamp 1 to generate ultraviolet light or visible light. The high-frequency power supply 3 includes a drive circuit 9 that outputs a drive signal, and a power conversion circuit (hereinafter referred to as a main amplifier) 7 that outputs high-frequency power based on the drive signal from the drive circuit 9. , An oscillation circuit 5 using a crystal oscillator X, and a preamplifier 6 for amplifying the oscillation output of the oscillation circuit 5. The oscillation circuit 5, the preamplifier 6, and the main amplifier 7
Operate by receiving power supply from a single DC power supply E.
【0004】上記のメインアンプ7は、2つのの電解効
果型トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ)Q
1,Q2が直列接続されるとともに、インダクタL2と
コンデンサC2とを有する、いわゆるD級増幅回路を備
えており、各スイッチング素子Q1,Q2の制御端子間
にはトランスT1の2次巻線n21,n22がそれぞれ
接続されている。そして、インダクタL2とコンデンサ
C2とで共振回路が構成されている。トランスT1の1
次巻線n1にはプリアンプ6の出力電圧が印加されて、
トランスT1の2次巻線n21,n22を介してスイッ
チング素子Q1,Q2が駆動される。The main amplifier 7 includes two field effect transistors (hereinafter, referred to as switching elements) Q
1 and Q2 are connected in series, and a so-called class D amplifier circuit having an inductor L2 and a capacitor C2 is provided. A secondary winding n21 of a transformer T1 is provided between control terminals of the switching elements Q1 and Q2. n22 are respectively connected. Further, a resonance circuit is configured by the inductor L2 and the capacitor C2. Transformer T1 1
The output voltage of the preamplifier 6 is applied to the next winding n1,
Switching elements Q1 and Q2 are driven via secondary windings n21 and n22 of transformer T1.
【0005】図5に示した従来の電源装置は、発振回路
5、プリアンプ6、及びメインアンプ7は、全て単一の
直流電源Eからの電力供給を受けて動作するように構成
されているので、回路効率が低下し易く、また、直流電
圧を可変して無電極放電灯1の調光制御を行うことが難
しく、メインアンプ7の出力電圧のばらつきを低減する
上でも不十分な点がある。In the conventional power supply device shown in FIG. 5, the oscillation circuit 5, the preamplifier 6, and the main amplifier 7 are all configured to operate by receiving power supply from a single DC power supply E. In addition, the circuit efficiency is likely to decrease, and it is difficult to control the dimming of the electrodeless discharge lamp 1 by varying the DC voltage, and there are insufficient points in reducing the variation in the output voltage of the main amplifier 7. .
【0006】そのため、従来技術では、図6に示すよう
な電源装置が提案されている(例えば、特開平10−7
0887号公報参照)。なお、図6において、図5に示
したものと対応する構成部分については同一の符号を付
して詳しい説明は省略する。図6に示した従来の電源装
置は、交流電源ACをフィルタ回路20を介して整流器
DB1で整流した出力電圧が第1の直流電源E1に供給
されるとともに、ダイオードD1を介して第2の直流電
源E2にも同時に入力されている。そして、第1の直流
電源E1をメインアンプ7の駆動電源とし、また、第2
の直流電源E2をドライブ回路9の駆動電源としてい
る。Therefore, in the prior art, a power supply device as shown in FIG.
0887). 6, the components corresponding to those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the conventional power supply device shown in FIG. 6, an output voltage obtained by rectifying an AC power supply AC by a rectifier DB1 via a filter circuit 20 is supplied to a first DC power supply E1, and a second DC power supply is provided via a diode D1. The power is also input to the power supply E2 at the same time. Then, the first DC power supply E1 is used as a drive power supply for the main amplifier 7, and the second DC power supply
Is used as a drive power supply for the drive circuit 9.
【0007】また、第2の直流電源E2の出力電圧を制
御するために、誘導コイル2の両端電圧を検出する検出
回路10が設けられており、この検出回路10の検出出
力が第2の直流電源E2の第2の制御回路82に入力さ
れている。In order to control the output voltage of the second DC power supply E2, a detection circuit 10 for detecting the voltage between both ends of the induction coil 2 is provided, and the detection output of the detection circuit 10 is applied to the second DC power supply E2. The power is input to the second control circuit 82 of the power supply E2.
【0008】ここで、第1の直流電源E1は、直流安定
化電源としてのいわゆる昇圧チョッパ回路からなり、こ
の昇圧チョッパ回路は、インダクタL11、スイッチン
グ素子Q11、ダイオードD11、平滑コンデンサC1
1、及び第1の制御回路81から構成されている。そし
て、第1の制御回路81は、平滑コンデンサC11の両
端電圧を検出してスイッチング素子Q11を制御するよ
うにしている。Here, the first DC power supply E1 comprises a so-called step-up chopper circuit as a stabilized DC power supply. This step-up chopper circuit includes an inductor L11, a switching element Q11, a diode D11, and a smoothing capacitor C1.
1 and a first control circuit 81. Then, the first control circuit 81 detects the voltage across the smoothing capacitor C11 and controls the switching element Q11.
【0009】従って、この第1の直流電源E1において
は、交流電源ACを整流器DB1で整流した出力電圧
を、第1の制御回路81の制御によってスイッチング素
子Q11をスイッチングすることにより高電圧に昇圧す
るとともに、入力電流歪を改善している。Therefore, in the first DC power supply E1, the output voltage obtained by rectifying the AC power supply AC by the rectifier DB1 is boosted to a high voltage by switching the switching element Q11 under the control of the first control circuit 81. At the same time, the input current distortion is improved.
【0010】また、第2の直流電源E2は、直流安定化
電源としてのいわゆる降圧チョッパ回路からなり、この
降圧チョッパ回路は、整流器DB1の出力電圧を平滑化
するととともにノイズフィルタの役目を果たすコンデン
サC13、スイッチング素子Q12、インダクタL1
2、ダイオードD12、平滑コンデンサC12、及び第
2の制御回路82から構成されている。そして、第2の
制御回路82は、平滑コンデンサC12の両端電圧を検
出するとともに、検出回路10の信号を入力することに
より、スイッチング素子Q12を制御するようにしてい
る。The second DC power supply E2 comprises a so-called step-down chopper circuit as a stabilized DC power supply. This step-down chopper circuit smoothes the output voltage of the rectifier DB1 and a capacitor C13 serving as a noise filter. , Switching element Q12, inductor L1
2, a diode D12, a smoothing capacitor C12, and a second control circuit 82. The second control circuit 82 detects the voltage between both ends of the smoothing capacitor C12 and controls the switching element Q12 by inputting the signal of the detection circuit 10.
【0011】従って、この第2の直流電源E2において
は、交流電源ACを整流器DB1で整流した出力電圧
を、第2の制御回路82の制御によってスイッチング素
子Q12をスイッチングすることにより低電圧に降圧し
ている。Accordingly, in the second DC power supply E2, the output voltage obtained by rectifying the AC power supply AC by the rectifier DB1 is reduced to a low voltage by switching the switching element Q12 under the control of the second control circuit 82. ing.
【0012】さらに、整流器DB1の交流入力側には、
フィルタ回路20が挿入されている。このフィルタ20
の作用により、図7に示すように、第1の直流電源E1
及び第2の直流電源E2の各入力端子に流れる三角波状
電流Idを平均化して正弦波状電流Ieとすることで交
流電源ACからの入力電流Iinを正弦波に近付け、波
形歪みを少なくするとともに、力率を改善している。Further, on the AC input side of the rectifier DB1,
A filter circuit 20 is inserted. This filter 20
As shown in FIG. 7, the first DC power supply E1
And averaging the triangular waveform current Id flowing through each input terminal of the second DC power source E2 to obtain a sine waveform current Ie, thereby bringing the input current Iin from the AC power source AC closer to a sine wave, reducing waveform distortion, The power factor has been improved.
【0013】ここで、図6に示した電源装置は、メイン
アンプ7の駆動電源として第1の直流電源E1を使用
し、また、ドライブ回路9の駆動電源として第2の直流
電源E2を使用していて、各回路7,9ごとに直流電源
E1,E2を使い分けている。このため、図5に示した
電源装置に比べて、回路効率の低下を防止でき、また、
負荷としての無電極放電灯1の調光制御が容易で、始動
時に十分な電圧が得られ、しかも、メインアンプ7の出
力電圧のばらつきを低減できるなどの各種の利点を有す
る。Here, the power supply device shown in FIG. 6 uses a first DC power supply E1 as a drive power supply for the main amplifier 7, and uses a second DC power supply E2 as a drive power supply for the drive circuit 9. The DC power supplies E1 and E2 are used separately for each of the circuits 7 and 9. For this reason, a decrease in circuit efficiency can be prevented as compared with the power supply device shown in FIG.
It has various advantages, such as easy dimming control of the electrodeless discharge lamp 1 as a load, obtaining a sufficient voltage at start-up, and reducing variations in the output voltage of the main amplifier 7.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示し
た従来の電源装置において、第2の直流電源E2には、
整流器DB1の出力電圧を平滑化するととともにノイズ
フィルタの役目を果たすコンデンサC13を設けている
が、このコンデンサC13の容量が比較的大きい場合に
は、交流電源ACの入力電流Iinの波形全体が歪んで
しまい、その結果、力率が低下する。In the conventional power supply device shown in FIG. 6, the second DC power supply E2 includes:
A capacitor C13 is provided to smooth the output voltage of the rectifier DB1 and also function as a noise filter. If the capacitance of the capacitor C13 is relatively large, the entire waveform of the input current Iin of the AC power supply AC is distorted. As a result, the power factor decreases.
【0015】これとは逆に、コンデンサC13の容量を
小さくした場合には、整流器DB1の出力の全波整流電
圧における電圧がゼロに近づく谷部付近で、入力電圧の
値が低下して入力エネルギが不足するようになるため、
交流電源ACから供給される電流が一時的に増えて、入
力電流Iinは、図8のような波形になって歪みが生じ
てしまうという不具合がある。Conversely, when the capacitance of the capacitor C13 is reduced, the value of the input voltage decreases near the valley where the voltage in the full-wave rectified voltage of the output of the rectifier DB1 approaches zero, and the input energy decreases. Will run out of
There is a problem that the current supplied from the AC power supply AC temporarily increases, and the input current Iin has a waveform as shown in FIG. 8 and distortion occurs.
【0016】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、交流電源の入力電流歪みが小さく、力率が高い電
源装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a power supply having a small input current distortion of an AC power supply and a high power factor.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にあっては、次の構成を採用している。す
なわち、請求項1記載の発明は、交流を整流する整流器
と、前記整流器の後段にそれぞれ接続されて互いに異な
る高低の直流電圧を発生する第1及び第2の電源回路
と、前記第2の電源回路を電源として発振器の出力に基
づく駆動信号を出力するドライブ回路と、前記第1の電
源回路を電源として前記ドライブ回路の駆動信号により
スイッチング素子が駆動されて高周波電力を出力する電
力変換回路と、を有する電源装置において、前記第2の
電源回路の入力端には、前記整流器の出力電圧ととも
に、これとは別のエネルギ補充用の直流電圧が印加され
るようにしたことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following constitution. That is, the invention according to claim 1 includes a rectifier for rectifying an alternating current, first and second power supply circuits respectively connected to a succeeding stage of the rectifier to generate different high and low DC voltages, and the second power supply. A drive circuit that outputs a drive signal based on an output of an oscillator using a circuit as a power supply, a power conversion circuit that outputs a high-frequency power by driving a switching element by the drive signal of the drive circuit using the first power supply circuit as a power supply, In the power supply device having the above configuration, a DC voltage for replenishing energy other than the output voltage of the rectifier is applied to an input terminal of the second power supply circuit.
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構
成において、前記エネルギ補充用の直流電圧は、前記第
1の電源回路からの直流電圧としている。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the DC voltage for replenishing the energy is a DC voltage from the first power supply circuit.
【0019】請求項3記載の発明は、請求項1記載の構
成において、前記エネルギ補充用の直流電圧は、前記第
2の電源回路からの直流電圧としている。According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the DC voltage for replenishing the energy is a DC voltage from the second power supply circuit.
【0020】請求項4記載の発明は、請求項1記載の構
成において、前記第1の電源回路は、インダクタ素子を
含むものであり、前記エネルギ補充用の直流電圧は、そ
のインダクタ素子に誘導される直流電圧としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the first power supply circuit includes an inductor element, and the DC voltage for replenishing energy is induced in the inductor element. DC voltage.
【0021】請求項5記載の発明は、請求項1記載の構
成において、前記エネルギ補充用の直流電圧は、外部に
配置された別の直流電源からの直流電圧としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the DC voltage for replenishing energy is a DC voltage from another DC power supply arranged outside.
【0022】請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項6記載の構成において、前記ドライブ回路は、前記発
振器の発振出力を増幅して駆動信号を出力すプリアンプ
を有している。According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first to sixth aspects, the drive circuit has a preamplifier that amplifies the oscillation output of the oscillator and outputs a drive signal.
【0023】請求項7記載の発明は、請求項1乃至6の
いずれかに記載の構成において、前記第1及び第2の電
源回路は、昇圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、及
び降圧チョッパ回路のいずれかである。According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to sixth aspects, the first and second power supply circuits include a step-up chopper circuit, a step-up / step-down chopper circuit, and a step-down chopper circuit. Either.
【0024】請求項8記載の発明は、請求項7記載の構
成において、前記第1の電源回路は、昇降チョッパ回
路、または昇降圧チョッパ回路であり、前記第2の電源
回路は降圧チョッパ回路である。According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh aspect, the first power supply circuit is a step-up / step-down chopper circuit or a step-up / step-down chopper circuit, and the second power supply circuit is a step-down chopper circuit. is there.
【0025】請求項9記載の発明は、請求項1乃至8の
いずれかに記載の構成において、前記電力変換手段は、
D級またはE級増幅回路である。According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to eighth aspects, the power conversion means comprises:
A class D or class E amplifier circuit.
【0026】請求項10記載の発明は、請求項1乃至9
のいずれかに記載の構成において、前記電力変換手段の
後段に無電極放電ランプが接続されている。The invention according to claim 10 is the invention according to claims 1 to 9
In the configuration according to any one of the above, an electrodeless discharge lamp is connected downstream of the power conversion unit.
【0027】請求項11記載の発明は、交流を整流する
整流器と、前記整流器の後段にそれぞれ接続されて互い
に異なる高低の直流電圧を発生する第1及び第2の電源
回路と、前記第2の電源回路を電源として発振器の出力
に基づく駆動信号を出力するドライブ回路と、前記第1
の電源回路を電源として前記ドライブ回路の駆動信号に
よりスイッチング素子が駆動されて高周波電力を出力す
る電力変換回路と、を有する電源装置において、前記第
2の電源回路の入力端には、前記整流器の出力電圧とと
もに、これとは別のエネルギ補充用の直流電圧が印加さ
れるようにしており、かつ、前記第1の電源回路は、昇
圧チョッパ回路または昇降圧チョッパ回路であり、前記
第2の電源回路は降圧チョッパ回路であり、前記電力変
換手段はD級またはE級増幅回路であることを特徴とし
ている。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a rectifier for rectifying an alternating current, first and second power supply circuits respectively connected to a succeeding stage of the rectifier to generate different high and low DC voltages, and A drive circuit that outputs a drive signal based on an output of an oscillator using a power supply circuit as a power supply;
A power conversion circuit that drives a switching element by a drive signal of the drive circuit and outputs high-frequency power using the power supply circuit of the power supply circuit as a power supply. A different DC voltage for energy replenishment is applied together with the output voltage, and the first power supply circuit is a step-up chopper circuit or a step-up / step-down chopper circuit, and the second power supply The circuit is a step-down chopper circuit, and the power conversion means is a class D or class E amplifier circuit.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、この実
施の形態1における電源装置の回路図であり、図6に示
した従来の技術と対応する構成部分については同一の符
号を付す。なお、従来技術と同一の構成及び同一の作用
効果を有する部分については詳しい説明は省略する。[First Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to a first embodiment. Components corresponding to those of the prior art shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. Attach. Note that a detailed description of portions having the same configuration and the same operation and effect as those of the related art will be omitted.
【0029】この実施の形態1の電源装置においても、
従来と同様に、無電極放電灯1を負荷とし、誘導コイル
2を介して無電極放電灯1に高周波電力を供給する高周
波電源3、この高周波電源3に電力を供給する第1及び
第2の直流電源E1,E2、整流器DB1、フィルタ回
路20、及び検出回路10を主要部として構成されてい
る。そして、高周波電源3は、図示省略しない発振器と
プリアンプとからなるドライブ回路9と電力変換回路と
してのメインアンプ7を備えている点で共通する。In the power supply device according to the first embodiment,
As in the prior art, a high-frequency power supply 3 for supplying high-frequency power to the electrodeless discharge lamp 1 via the induction coil 2 using the electrodeless discharge lamp 1 as a load, and first and second power supplies for supplying power to the high-frequency power supply 3 The DC power supplies E1 and E2, the rectifier DB1, the filter circuit 20, and the detection circuit 10 are mainly configured. The high-frequency power supply 3 is common in that a drive circuit 9 including an oscillator (not shown) and a preamplifier and a main amplifier 7 as a power conversion circuit are provided.
【0030】この実施の形態1の電源装置の特徴は、第
1の直流電源E1が、直流安定化電源としてのいわゆる
昇降圧チョッパ回路で構成されるとともに、この第1の
直流電源E1の出力電圧がダイオードD2を介して第2
の直流電源E2の入力端に印加されるように構成されて
いることである。なお、第2の直流電源E2は、図6に
示した従来の場合と同じ構成を有する降圧チョッパ回路
からなる。The power supply device according to the first embodiment is characterized in that the first DC power supply E1 is constituted by a so-called step-up / step-down chopper circuit as a stabilized DC power supply, and the output voltage of the first DC power supply E1 is Is the second through the diode D2.
Is applied to the input terminal of the DC power source E2. The second DC power supply E2 is composed of a step-down chopper circuit having the same configuration as the conventional case shown in FIG.
【0031】上記の第1の直流電源E1としての昇降圧
チョッパ回路は、スイッチング素子Q21,Q22、イ
ンダクタL21、ダイオードD21,D22、コンデン
サC21、駆動トランスT2、制御回路81、及び平滑
コンデンサC11からなる。そして、このような昇降圧
チョッパ回路の動作については、例えば特開平5−13
0771号公報に記載されていて周知であるから、ここ
では詳しい説明は省略する。The step-up / step-down chopper circuit as the first DC power supply E1 includes switching elements Q21 and Q22, an inductor L21, diodes D21 and D22, a capacitor C21, a drive transformer T2, a control circuit 81, and a smoothing capacitor C11. . The operation of such a step-up / step-down chopper circuit is described in, for example, JP-A-5-13.
No. 0771, which is well known, detailed description is omitted here.
【0032】この実施の形態1の直流電源において、第
1の直流電源E1の出力電圧がダイオードD2を介して
第2の直流電源E2の入力端に印加されるので、整流器
DB1の出力の全波整流波形における谷部付近で入力電
圧の値が低下する傾向にあるときには、その電圧の不足
分が第1の直流電源E1の出力電圧によって補充され
る。このため、第2の直流電源E2において入力のエネ
ルギが不足する事態は生じない。In the DC power supply of the first embodiment, since the output voltage of the first DC power supply E1 is applied to the input terminal of the second DC power supply E2 via the diode D2, the full-wave output of the rectifier DB1 When the value of the input voltage tends to decrease near the valley in the rectified waveform, the shortage of the input voltage is supplemented by the output voltage of the first DC power supply E1. For this reason, the situation where the input energy is insufficient in the second DC power supply E2 does not occur.
【0033】従って、第2の直流電源E2の入力端のコ
ンデンサC13が電圧を蓄積する機能を軽減できる、つ
まり、コンデンサC13の容量を比較的小さく設定する
ことができ、部品の低コスト化や小型化が図れる。しか
も、図8に示したような交流電源ACの入力電流Iin
の波形全体が歪むことがないので、高い力率が得られ
る。Therefore, the function of accumulating the voltage of the capacitor C13 at the input terminal of the second DC power supply E2 can be reduced, that is, the capacity of the capacitor C13 can be set relatively small, and the cost and the size of parts can be reduced. Can be achieved. Moreover, the input current Iin of the AC power supply AC as shown in FIG.
Is not distorted, so that a high power factor can be obtained.
【0034】また、第1及び第2の直流電源E1,E2
は、いずれもトランスを使用しない非絶縁型のチョッパ
回路で構成されているので、トランスを使用した絶縁型
の直流安定化電源回路と比較して回路効率が高くなる。The first and second DC power supplies E1, E2
Are composed of non-insulated chopper circuits that do not use a transformer, so that the circuit efficiency is higher than that of an isolated DC stabilized power supply circuit that uses a transformer.
【0035】なお、この実施の形態1において、第1の
直流電源E1は、昇降圧チョッパ回路で構成されている
としたが、昇圧チョッパ回路を使用してもよい。また、
メインアンプ7は、D級増幅回路としているが、いわゆ
るE級増幅回路であってもよい。E級増幅回路は、D級
の場合と同じく、負荷が無電極放電灯1のような非常に
高い周波数で動作する場合であっても、高効率が実現可
能である。In the first embodiment, the first DC power supply E1 is constituted by a step-up / step-down chopper circuit. However, a step-up chopper circuit may be used. Also,
The main amplifier 7 is a class D amplifier circuit, but may be a so-called class E amplifier circuit. As in the case of the class D, the class E amplifier circuit can realize high efficiency even when the load operates at a very high frequency like the electrodeless discharge lamp 1.
【0036】さらに、無電極放電灯1のように非常に寿
命の長い光源の場合では、その点灯装置も同様に長寿命
であることが望まれる。この実施の形態1のように、第
1及び第2の直流電源E1,E2やメインアンプ7を高
効率化することによって、装置内部の発熱を抑えられて
部品寿命を長くすることがでので、上記の要請に十分応
えることができる。Further, in the case of a light source having a very long life such as the electrodeless discharge lamp 1, it is desired that the lighting device also has a long life. As in the first embodiment, by increasing the efficiency of the first and second DC power supplies E1 and E2 and the main amplifier 7, heat generation inside the device can be suppressed and the life of components can be prolonged. The above request can be fully satisfied.
【0037】[実施の形態2]図2は、この実施の形態
2における電源装置の回路構成図であり、図1に示した
実施の形態1と対応する構成部分については同一の符号
を付す。なお、実施の形態1と同一の構成及び同一の作
用効果を有する部分については詳しい説明は省略する。[Second Embodiment] FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to a second embodiment. Components corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Note that a detailed description of a portion having the same configuration and the same operation and effect as Embodiment 1 will be omitted.
【0038】この実施の形態2の電源装置の特徴は、第
1の直流電源E1である昇降圧チョッパにおけるインダ
クタL21に対して2次巻線L22を設け、この2次巻
線L22に発生する電圧を、ダイオードD2を介して第
2の直流電源E2の入力端に印加するように構成されて
いることである。The power supply device according to the second embodiment is characterized in that a secondary winding L22 is provided for an inductor L21 in a step-up / step-down chopper as a first DC power supply E1, and a voltage generated in the secondary winding L22. Is applied to the input terminal of the second DC power supply E2 via the diode D2.
【0039】この実施の形態2の場合、第1の直流電源
E1のインダクタL21に対して設けられた2次巻線L
22には、スイッチング素子Q21,Q22のスイッチ
ング動作に伴って交流電圧が発生するが、これはダイオ
ードD2で整流化された後、第2の直流電源E2に加わ
ることになる。In the case of the second embodiment, the secondary winding L provided for the inductor L21 of the first DC power source E1
An AC voltage is generated in the switch 22 by the switching operation of the switching elements Q21 and Q22. The AC voltage is rectified by the diode D2 and then applied to the second DC power supply E2.
【0040】従って、この実施の形態2の場合、実施の
形態1の場合よりも第1の直流電源E1からダイオード
D2を介して第2の直流電源E2に加わる電圧の平滑度
合いは幾分劣るものの、基本的には実施の形態1と同様
の効果が得られる。Therefore, in the case of the second embodiment, the degree of smoothing of the voltage applied to the second DC power supply E2 from the first DC power supply E1 via the diode D2 is somewhat inferior to that of the first embodiment. Basically, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
【0041】[実施の形態3]図3は、この実施の形態
3における電源装置の回路構成図であり、図1に示した
実施の形態1と対応する構成部分については同一の符号
を付す。なお、実施の形態1と同一の構成及び同一の作
用効果を有する部分については詳しい説明は省略する。[Third Embodiment] FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply device according to a third embodiment. Components corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Note that a detailed description of a portion having the same configuration and the same operation and effect as Embodiment 1 will be omitted.
【0042】この実施の形態3の電源装置の特徴は、第
2の直流電源E2の出力電圧を、ダイオードD2を介し
て第2の直流電源E2の入力端に印加するように構成さ
れていることである。The power supply device according to the third embodiment is characterized in that the output voltage of the second DC power supply E2 is applied to the input terminal of the second DC power supply E2 via the diode D2. It is.
【0043】この実施の形態3の場合、整流器DB1の
出力の全波整流波形における谷部付近で入力電圧の値が
低下する傾向にあるときには、その電圧の不足分が第2
の直流電源E2からダイオードD2を介してフィードバ
ックされる出力電圧によって補充される。このため、第
2の直流電源E2において入力のエネルギが不足する事
態は生じないので、実施の形態1と同様の効果が得られ
る。In the case of the third embodiment, when the value of the input voltage tends to decrease near the trough in the full-wave rectified waveform of the output of the rectifier DB1, the shortage of the input voltage is equal to the second voltage.
Is supplemented by the output voltage fed back from the DC power supply E2 via the diode D2. For this reason, since the situation where the input energy is insufficient in the second DC power supply E2 does not occur, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0044】[実施の形態4]図4は、この実施の形態
4における電源装置の回路構成図であり、図1に示した
実施の形態1と対応する構成部分については同一の符号
を付す。なお、実施の形態1と同一の構成及び同一の作
用効果を有する部分については詳しい説明は省略する。[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device according to a fourth embodiment. Components corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Note that a detailed description of a portion having the same configuration and the same operation and effect as Embodiment 1 will be omitted.
【0045】この実施の形態4の電源装置の特徴は、当
該装置の外部に配置された別の第3の直流電源E3から
の直流電圧を、ダイオードD2を介して第2の直流電源
E2の入力端に印加したことである。A feature of the power supply device according to the fourth embodiment is that a DC voltage from another third DC power supply E3 disposed outside the device is supplied to the input of the second DC power supply E2 via a diode D2. That is, it was applied to the edge.
【0046】この実施の形態4の場合も、整流器DB1
の出力の全波整流波形における谷部付近で入力電圧の値
が低下する傾向にあるときには、その電圧の不足分が別
の第3の直流電源E3からダイオードD2を介して供給
される出力電圧によって補充される。このため、第2の
直流電源E2において入力のエネルギが不足する事態は
生じないので、実施の形態1と同様の効果が得られる。In the fourth embodiment, the rectifier DB1
When the value of the input voltage tends to decrease near the valley in the full-wave rectified waveform of the output of the above, the shortage of the voltage is caused by the output voltage supplied from another third DC power supply E3 via the diode D2. Be replenished. For this reason, since the situation where the input energy is insufficient in the second DC power supply E2 does not occur, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、第1の直流電源におけ
る出力電圧を、第2の直流電源における入力端に印加す
るようにしたので、整流器の出力の全波整流波形におけ
る谷部付近でも、入力のエネルギが不足することがな
く、また、交流電源の入力電流の波形全体が歪むことも
ないので力率が高くなる。さらに、第2の直流電源の入
力端のコンデンサの容量を比較的小さくすることがで
き、部品の低コスト化及び小型化が図れる。According to the present invention, since the output voltage of the first DC power supply is applied to the input terminal of the second DC power supply, the output voltage of the rectifier can be applied near the valley in the full-wave rectified waveform. Since the input energy does not become insufficient and the entire waveform of the input current of the AC power supply does not become distorted, the power factor becomes high. Furthermore, the capacity of the capacitor at the input end of the second DC power supply can be made relatively small, and the cost and size of the components can be reduced.
【図1】本発明の実施の形態1における電源装置の回路
構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態2における電源装置の回路
構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態3における電源装置の回路
構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態4における電源装置の回路
構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】従来の電源装置の一例を示す回路構成図であ
る。FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventional power supply device.
【図6】従来の他の電源装置における回路構成図であ
る。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of another conventional power supply device.
【図7】交流電源からの入力電流に対するフィルタ回路
の作用を説明するための波形図である。FIG. 7 is a waveform chart for explaining an operation of the filter circuit with respect to an input current from an AC power supply.
【図8】交流電源ACから供給される電流の波形図であ
る。FIG. 8 is a waveform diagram of a current supplied from an AC power supply AC.
1 無電極放電灯 2 誘導コイル 3 高周波電源 4 マッチング回路 5 発振回路 7 電力変換回路(メインアンプ) 9 ドライブ回路 10 検出回路 E1 第1の直流電源 E2 第2の直流電源 DB1 整流器 20 フィルタ回路 L2 インダクタの2次巻線 REFERENCE SIGNS LIST 1 electrodeless discharge lamp 2 induction coil 3 high frequency power supply 4 matching circuit 5 oscillation circuit 7 power conversion circuit (main amplifier) 9 drive circuit 10 detection circuit E1 first DC power supply E2 second DC power supply DB1 rectifier 20 filter circuit L2 inductor Secondary winding
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 進吾 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 3K072 AA16 BA05 BB10 CA11 GB01 5H006 AA01 AA02 BB08 CA02 CA07 CB08 CC08 DA04 DB01 DC05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Masumoto 1048 Oaza Kadoma, Kadoma-shi, Osaka F-term in Matsushita Electric Works, Ltd.
Claims (11)
後段にそれぞれ接続されて互いに異なる高低の直流電圧
を発生する第1及び第2の電源回路と、前記第2の電源
回路を電源として発振器の出力に基づく駆動信号を出力
するドライブ回路と、前記第1の電源回路を電源として
前記ドライブ回路の駆動信号によりスイッチング素子が
駆動されて高周波電力を出力する電力変換回路と、を有
する電源装置において、 前記第2の電源回路の入力端には、前記整流器の出力電
圧とともに、これとは別のエネルギ補充用の直流電圧が
印加されるようにしたことを特徴とする電源装置。1. A rectifier for rectifying an alternating current, first and second power supply circuits respectively connected to a subsequent stage of the rectifier to generate different high and low DC voltages, and an oscillator using the second power supply circuit as a power supply A power supply device comprising: a drive circuit that outputs a drive signal based on the output of the first power supply circuit; and a power conversion circuit that uses the first power supply circuit as a power supply and drives a switching element by the drive signal of the drive circuit to output high-frequency power. A power supply device wherein an input terminal of the second power supply circuit is supplied with an output voltage of the rectifier and a DC voltage for replenishing energy other than the output voltage of the rectifier.
第1の電源回路からの直流電圧である請求項1記載の電
源装置。2. The power supply device according to claim 1, wherein the DC voltage for replenishing energy is a DC voltage from the first power supply circuit.
第2の電源回路からの直流電圧である請求項1記載の電
源装置。3. The power supply device according to claim 1, wherein the DC voltage for replenishing energy is a DC voltage from the second power supply circuit.
を含むものであり、前記エネルギ補充用の直流電圧は、
そのインダクタ素子に誘導される直流電圧である請求項
1記載の電源装置。4. The first power supply circuit includes an inductor element, and the DC voltage for replenishing energy is:
The power supply according to claim 1, wherein the power supply is a DC voltage induced in the inductor element.
に配置された別の直流電源からの直流電圧である請求項
1記載の電源装置。5. The power supply device according to claim 1, wherein the DC voltage for replenishing energy is a DC voltage from another DC power supply arranged outside.
出力を増幅して駆動信号を出力すプリアンプを有してい
る請求項1乃至6のいずれかに記載の電源装置。6. The power supply device according to claim 1, wherein the drive circuit includes a preamplifier that amplifies an oscillation output of the oscillator and outputs a drive signal.
ョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、及び降圧チョッパ回
路のいずれかである請求項1乃至6のいずれかに記載の
電源装置。7. The power supply device according to claim 1, wherein said first and second power supply circuits are one of a step-up chopper circuit, a step-up / step-down chopper circuit, and a step-down chopper circuit.
路、または昇降圧チョッパ回路であり、前記第2の電源
回路は降圧チョッパ回路である請求項7記載の電源装
置。8. The power supply device according to claim 7, wherein the first power supply circuit is a step-up / step-down chopper circuit or a step-up / step-down chopper circuit, and the second power supply circuit is a step-down chopper circuit.
幅回路である請求項1乃至8のいずれかに記載の電源装
置。9. The power supply device according to claim 1, wherein said power conversion means is a class D or class E amplifier circuit.
ランプが接続されている請求項1乃至9のいずれかに記
載の電源装置10. The power supply device according to claim 1, wherein an electrodeless discharge lamp is connected downstream of said power conversion means.
の後段にそれぞれ接続されて互いに異なる高低の直流電
圧を発生する第1及び第2の電源回路と、前記第2の電
源回路を電源として発振器の出力に基づく駆動信号を出
力するドライブ回路と、前記第1の電源回路を電源とし
て前記ドライブ回路の駆動信号によりスイッチング素子
が駆動されて高周波電力を出力する電力変換回路と、を
有する電源装置において、 前記第2の電源回路の入力端には、前記整流器の出力電
圧とともに、これとは別のエネルギ補充用の直流電圧が
印加されるようにしており、かつ、前記第1の電源回路
は、昇圧チョッパ回路または昇降圧チョッパ回路であ
り、前記第2の電源回路は降圧チョッパ回路であり、前
記電力変換手段はD級またはE級増幅回路であることを
特徴とする電源装置。11. A rectifier for rectifying an alternating current, first and second power supply circuits respectively connected to a succeeding stage of the rectifier to generate different high and low DC voltages, and an oscillator using the second power supply circuit as a power supply. A power supply device comprising: a drive circuit that outputs a drive signal based on the output of the first power supply circuit; and a power conversion circuit that uses the first power supply circuit as a power supply and drives a switching element by the drive signal of the drive circuit to output high-frequency power. The input terminal of the second power supply circuit is supplied with a DC voltage for replenishing energy other than the output voltage of the rectifier together with the output voltage of the rectifier, and the first power supply circuit includes: A step-up chopper circuit or a step-up / step-down chopper circuit, the second power supply circuit is a step-down chopper circuit, and the power conversion means is a class D or class E amplifier circuit. Switching control in accordance with and.
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