JP2005019266A - 高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 - Google Patents
高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005019266A JP2005019266A JP2003183899A JP2003183899A JP2005019266A JP 2005019266 A JP2005019266 A JP 2005019266A JP 2003183899 A JP2003183899 A JP 2003183899A JP 2003183899 A JP2003183899 A JP 2003183899A JP 2005019266 A JP2005019266 A JP 2005019266A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pfc
- circuit
- voltage
- power
- discharge lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
【課題】ワイド入力対応が可能な高調波電流抑制(PFC)回路を備えた放電ランプ用電源回路を提供する。
【解決手段】PFC回路3をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路3内のスイッチング素子Q1の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【選択図】 図1
【解決手段】PFC回路3をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路3内のスイッチング素子Q1の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高調波電流抑制(PFC)回路を備えた放電ランプ用電源回路に関し、特にワイド入力対応が可能な電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンデンサ入力形の整流回路をもつ放電ランプ用電源回路では、入力交流電源の波高値付近の短い期間、整流回路が導通するため鋭いピーク状の電流波形が生じる。この高調波電流は、電流ひずみによる力率低下として把握される。この場合、例えばチョークコイルのような高調波電流抑制(PFC:Power Factor Control)回路を利用して、整流回路からの入力電圧を昇圧させることによって力率を1に近づけ、高調波電流を抑制する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−285267号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように、PFC回路にチョークコイルを用いた場合、高調波電流を抑制するには、AC入力電圧のピーク電圧以上の電圧が必要となる。このため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなり、広い交流入力電圧に対して適応できるワイド入力対応が困難となる。また、高電圧となるため、PFC回路内のパワーMOSFETのようなスイッチング素子の発振が不安定になったり、異音発生の原因となる場合があり、PFC出力側の電解コンデンサやスイッチング素子などに高電圧用の素子が必要となる。
【0005】
本発明は上記の問題点を解決して、ワイド入力対応が可能な高調波電流抑制(PFC)回路を備えた放電ランプ用電源回路を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明にかかる放電ランプ用電源回路は、交流電源からの交流電力を直流電力に整流するコンデンサ入力型の整流回路と、高調波電流を抑制する高調波電流抑制(PFC)回路を備え、放電ランプに給電するものであって、前記PFC回路は、電力変成作用を有するトランスと、このトランスにスイッチング素子のオンオフ制御により直流電力の変成を行わせて高調波電流を抑制するPFC制御部とを備えている。
【0007】
前記構成によれば、本発明はPFC回路をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路内のスイッチング素子の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【0008】
好ましくは、前記トランスは、1次巻線の電圧を検出する補助巻線を備えている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る放電ランプ用電源回路を示す回路図である。この電源回路は、例えばメタルハライドランプのような放電ランプ5に電力を供給する回路で、例えばAC電圧100〜240Vの交流電源1と、交流電源1からの交流電力を直流電力に整流する整流器D1とコンデンサC1とからなるコンデンサ入力型の整流回路2と、高調波電流を抑制する高調波電流抑制(PFC)回路3と、放電ランプ5への供給電圧を安定化させる安定器(インバータ)回路4とを備えている。
【0010】
PFC回路3は、トランスT1とPFC制御部7とを備えている。
トランスT1は電気エネルギの蓄積および放出を行うことにより電力変成作用を有し、1次巻線P1、2次巻線S1と、1次巻線P1の電圧を検出する補助巻線P2とを備えている。トランスT1としては、高調波電流を抑制するのに、昇圧型だけでなく降圧型も用いることができる。トランスT1の2次側に直列にダイオードD2が接続され、並列にPFC出力の電解コンデンサC2が接続されている。なお、PFC出力は、フィードバック用に分圧抵抗R3、R4により検出される。
【0011】
PFC制御部7は、パワーMOSFETのようなスイッチング素子Q1とPFC回路3を制御する制御用IC8を備え、トランスT1にスイッチング素子Q1のオンオフ制御により直流電力の変成を行わせて高調波電流を抑制する。
【0012】
スイッチング素子Q1のドレインとトランスT1の1次巻線P1が接続され、素子Q1のソースと制御用IC8の入力端子S3が、素子Q1のゲートと出力端子S2がそれぞれ接続されている。また素子Q1のソースは抵抗R2を介してマイナスに接続されている。
【0013】
制御用IC8の入力端子S1に、整流回路2の出力が抵抗R1を介して接続され、入力端子S4にトランスT1の補助巻線P2が接続され、FB端子に前記分圧抵抗R3、R4の接続点が接続されている。なお、制御用IC8は入力端子S5から給電される。
【0014】
上記構成のPFC回路は、以下のように動作する。
まず、整流回路2において、交流電源1からの交流電圧が整流器D1により整流され、コンデンサC1に充電される。コンデンサC1の電圧が上昇すると、抵抗R1を介して制御用IC8の入力端子S1に入力し、制御用IC8が動作を開始する。
【0015】
制御用IC8が動作を開始すると、出力端子S2からスイッチング素子Q1へ信号が出力して、スイッチング素子Q1がオンし、トランスT1の1次巻線P1および抵抗R2に電流が流れる。このとき、トランスT1の2次巻線S1の電圧の極性の巻き始めが+、巻き終わりが−であり、ダイオードD2は、オフ状態である。この電流が制御用IC8の入力端子S3に入力して、制御用IC8で決定されるレベルに達すると、スイッチング素子Q1がオフする。
【0016】
スイッチング素子Q1がオフすると、トランスT1の2次巻線S1の電圧の極性は逆転して、巻き始めが−、巻き終わりが+となり、ダイオードD2がオンする。ダイオードD2がオンすると、トランスT1の1次巻線P1に蓄えられた電気エネルギがPFC出力として電解コンデンサC2に放出される。このとき、PFC出力電圧を抵抗R3、R4で検出することにより、電解コンデンサC2の電圧を一定に保つことができる。
【0017】
トランスT1の1次巻線P1に蓄えられた電気エネルギがすべてPFC出力側に放出されると、トランスT1の補助巻線P2の電位が低下し、この信号が制御用IC8の入力端子S4に入力して、スイッチング素子Q1が再びオンする。トランスT1に流れる電流をコンデンサC1によって平均化することで、入力電流が正弦波状となる。
【0018】
このように、本発明は、PFC回路3をトランス方式としていることから、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲がDC(√2×AC入力電圧)V以上と狭くなるのに対して、本発明のトランス方式では、DC0V以上となって、PFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また従来のチョーク方式の場合、高電圧が必要となるため、スイッチング素子の発振が不安定となり、異音発生の原因となり、PFC出力の電解コンデンサやインバータ部のスイッチング素子に高電圧用の部品が必要となるのに対して、スイッチング素子Q1の発振が不安定となることもなく、異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【0019】
本発明のトランス方式では、PFC出力の電解コンデンサC2がトランスT1により電源入力と分離されているので、電源入力から電解コンデンサC2に直接突入電流が流れないことから、入力突入電流が非常に少なくなり、突入電流防止用部品が不要となる。
【0020】
また、トランスT1により電源入力とPFC出力が分離されているので、PFC出力以降の短絡時、ヒューズによる保護よりも過電流制限による保護の方が優先されることから、機器の信頼性を高くできる。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、本発明はPFC回路をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路内のスイッチング素子の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るPFC回路を備えた放電ランプ用電源回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1…交流電源、2…整流回路、3…高調波電流抑制(PFC)回路、4…安定器(インバータ)回路、5…放電ランプ、7…PFC制御部、T1…トランス、P1…1次巻線、S1…2次巻線、P2…補助巻線、Q1…スイッチング素子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高調波電流抑制(PFC)回路を備えた放電ランプ用電源回路に関し、特にワイド入力対応が可能な電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンデンサ入力形の整流回路をもつ放電ランプ用電源回路では、入力交流電源の波高値付近の短い期間、整流回路が導通するため鋭いピーク状の電流波形が生じる。この高調波電流は、電流ひずみによる力率低下として把握される。この場合、例えばチョークコイルのような高調波電流抑制(PFC:Power Factor Control)回路を利用して、整流回路からの入力電圧を昇圧させることによって力率を1に近づけ、高調波電流を抑制する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−285267号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように、PFC回路にチョークコイルを用いた場合、高調波電流を抑制するには、AC入力電圧のピーク電圧以上の電圧が必要となる。このため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなり、広い交流入力電圧に対して適応できるワイド入力対応が困難となる。また、高電圧となるため、PFC回路内のパワーMOSFETのようなスイッチング素子の発振が不安定になったり、異音発生の原因となる場合があり、PFC出力側の電解コンデンサやスイッチング素子などに高電圧用の素子が必要となる。
【0005】
本発明は上記の問題点を解決して、ワイド入力対応が可能な高調波電流抑制(PFC)回路を備えた放電ランプ用電源回路を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明にかかる放電ランプ用電源回路は、交流電源からの交流電力を直流電力に整流するコンデンサ入力型の整流回路と、高調波電流を抑制する高調波電流抑制(PFC)回路を備え、放電ランプに給電するものであって、前記PFC回路は、電力変成作用を有するトランスと、このトランスにスイッチング素子のオンオフ制御により直流電力の変成を行わせて高調波電流を抑制するPFC制御部とを備えている。
【0007】
前記構成によれば、本発明はPFC回路をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路内のスイッチング素子の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【0008】
好ましくは、前記トランスは、1次巻線の電圧を検出する補助巻線を備えている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る放電ランプ用電源回路を示す回路図である。この電源回路は、例えばメタルハライドランプのような放電ランプ5に電力を供給する回路で、例えばAC電圧100〜240Vの交流電源1と、交流電源1からの交流電力を直流電力に整流する整流器D1とコンデンサC1とからなるコンデンサ入力型の整流回路2と、高調波電流を抑制する高調波電流抑制(PFC)回路3と、放電ランプ5への供給電圧を安定化させる安定器(インバータ)回路4とを備えている。
【0010】
PFC回路3は、トランスT1とPFC制御部7とを備えている。
トランスT1は電気エネルギの蓄積および放出を行うことにより電力変成作用を有し、1次巻線P1、2次巻線S1と、1次巻線P1の電圧を検出する補助巻線P2とを備えている。トランスT1としては、高調波電流を抑制するのに、昇圧型だけでなく降圧型も用いることができる。トランスT1の2次側に直列にダイオードD2が接続され、並列にPFC出力の電解コンデンサC2が接続されている。なお、PFC出力は、フィードバック用に分圧抵抗R3、R4により検出される。
【0011】
PFC制御部7は、パワーMOSFETのようなスイッチング素子Q1とPFC回路3を制御する制御用IC8を備え、トランスT1にスイッチング素子Q1のオンオフ制御により直流電力の変成を行わせて高調波電流を抑制する。
【0012】
スイッチング素子Q1のドレインとトランスT1の1次巻線P1が接続され、素子Q1のソースと制御用IC8の入力端子S3が、素子Q1のゲートと出力端子S2がそれぞれ接続されている。また素子Q1のソースは抵抗R2を介してマイナスに接続されている。
【0013】
制御用IC8の入力端子S1に、整流回路2の出力が抵抗R1を介して接続され、入力端子S4にトランスT1の補助巻線P2が接続され、FB端子に前記分圧抵抗R3、R4の接続点が接続されている。なお、制御用IC8は入力端子S5から給電される。
【0014】
上記構成のPFC回路は、以下のように動作する。
まず、整流回路2において、交流電源1からの交流電圧が整流器D1により整流され、コンデンサC1に充電される。コンデンサC1の電圧が上昇すると、抵抗R1を介して制御用IC8の入力端子S1に入力し、制御用IC8が動作を開始する。
【0015】
制御用IC8が動作を開始すると、出力端子S2からスイッチング素子Q1へ信号が出力して、スイッチング素子Q1がオンし、トランスT1の1次巻線P1および抵抗R2に電流が流れる。このとき、トランスT1の2次巻線S1の電圧の極性の巻き始めが+、巻き終わりが−であり、ダイオードD2は、オフ状態である。この電流が制御用IC8の入力端子S3に入力して、制御用IC8で決定されるレベルに達すると、スイッチング素子Q1がオフする。
【0016】
スイッチング素子Q1がオフすると、トランスT1の2次巻線S1の電圧の極性は逆転して、巻き始めが−、巻き終わりが+となり、ダイオードD2がオンする。ダイオードD2がオンすると、トランスT1の1次巻線P1に蓄えられた電気エネルギがPFC出力として電解コンデンサC2に放出される。このとき、PFC出力電圧を抵抗R3、R4で検出することにより、電解コンデンサC2の電圧を一定に保つことができる。
【0017】
トランスT1の1次巻線P1に蓄えられた電気エネルギがすべてPFC出力側に放出されると、トランスT1の補助巻線P2の電位が低下し、この信号が制御用IC8の入力端子S4に入力して、スイッチング素子Q1が再びオンする。トランスT1に流れる電流をコンデンサC1によって平均化することで、入力電流が正弦波状となる。
【0018】
このように、本発明は、PFC回路3をトランス方式としていることから、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲がDC(√2×AC入力電圧)V以上と狭くなるのに対して、本発明のトランス方式では、DC0V以上となって、PFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また従来のチョーク方式の場合、高電圧が必要となるため、スイッチング素子の発振が不安定となり、異音発生の原因となり、PFC出力の電解コンデンサやインバータ部のスイッチング素子に高電圧用の部品が必要となるのに対して、スイッチング素子Q1の発振が不安定となることもなく、異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【0019】
本発明のトランス方式では、PFC出力の電解コンデンサC2がトランスT1により電源入力と分離されているので、電源入力から電解コンデンサC2に直接突入電流が流れないことから、入力突入電流が非常に少なくなり、突入電流防止用部品が不要となる。
【0020】
また、トランスT1により電源入力とPFC出力が分離されているので、PFC出力以降の短絡時、ヒューズによる保護よりも過電流制限による保護の方が優先されることから、機器の信頼性を高くできる。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、本発明はPFC回路をトランス方式としているので、従来のチョーク方式の場合に、AC入力電圧のピーク値以上の電圧が必要となるため、PFC出力電圧の設定範囲が狭くなるのに対して、0V以上でPFC出力電圧の設定範囲が広くなり、ワイド入力対応が可能となる。また高電圧を必要とされないことから、PFC回路内のスイッチング素子の発振が安定して異音も発生せず、PFC出力の電解コンデンサやインバータのスイッチング素子の電圧ストレスを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るPFC回路を備えた放電ランプ用電源回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1…交流電源、2…整流回路、3…高調波電流抑制(PFC)回路、4…安定器(インバータ)回路、5…放電ランプ、7…PFC制御部、T1…トランス、P1…1次巻線、S1…2次巻線、P2…補助巻線、Q1…スイッチング素子。
Claims (2)
- 交流電源からの交流電力を直流電力に整流するコンデンサ入力型の整流回路と、高調波電流を抑制する高調波電流抑制(PFC)回路とを備え、放電ランプに給電する放電ランプ用電源回路であって、
前記PFC回路は、電力変成作用を有するトランスと、このトランスにスイッチング素子のオンオフ制御により直流電力の変成を行わせて高調波電流を抑制するPFC制御部とを備えた放電ランプ用電源回路。 - 請求項1において、前記トランスは、1次巻線の電圧を検出する補助巻線を備えている放電ランプ用電源回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003183899A JP2005019266A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003183899A JP2005019266A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005019266A true JP2005019266A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34183822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003183899A Pending JP2005019266A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005019266A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013042673A1 (ja) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | サンケン電気株式会社 | Led点灯回路 |
TWI401996B (zh) * | 2009-02-27 | 2013-07-11 | Ampower Technology Co Ltd | 光源驅動裝置 |
WO2015114780A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | 株式会社へいわ | キャパシタインプット形平滑回路 |
-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003183899A patent/JP2005019266A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI401996B (zh) * | 2009-02-27 | 2013-07-11 | Ampower Technology Co Ltd | 光源驅動裝置 |
WO2013042673A1 (ja) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | サンケン電気株式会社 | Led点灯回路 |
JP2013069426A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-18 | Sanken Electric Co Ltd | Led点灯回路 |
WO2015114780A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | 株式会社へいわ | キャパシタインプット形平滑回路 |
JP5882500B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2016-03-09 | 株式会社 ヘイワ | キャパシタインプット形平滑回路 |
US9467062B2 (en) | 2014-01-30 | 2016-10-11 | Heiwa Inc. | Capacitor input type smoothing circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6447095B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
US9543839B2 (en) | Voltage stabilizing circuit | |
KR101463003B1 (ko) | 스위칭 전원장치 | |
EP2672620B1 (en) | Power factor improvement circuit | |
JP2008048515A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2008193818A (ja) | 力率改善回路 | |
JP2017060271A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2010124567A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2008054468A (ja) | 瞬時電圧低下補償装置 | |
JP2005019266A (ja) | 高調波電流抑制回路を備えた放電ランプ用電源回路 | |
JPH11332220A (ja) | 直流電源回路 | |
JP4288702B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP3590160B2 (ja) | 直流電源装置 | |
JP5359051B2 (ja) | スイッチング電源回路及びその制御方法 | |
EP4307544A1 (en) | Power supply device | |
JP3667729B2 (ja) | 電源装置 | |
JP2003348846A (ja) | 電源回路 | |
JP2008011644A (ja) | 電源装置 | |
JP2007330081A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP3242314B2 (ja) | 放電灯用電源装置 | |
JP2006333555A (ja) | スイッチング電源装置、及びオーディオアンプシステム | |
JP2010130881A (ja) | スイッチング電源回路 | |
JP2005045921A (ja) | 起動装置 | |
JPH10127046A (ja) | 昇圧形コンバータの制御回路 | |
JPH05184138A (ja) | アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路 |