JP2633449B2 - 高節電型インバ−タ - Google Patents

高節電型インバ−タ

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JP2633449B2 JP4354528A JP35452892A JP2633449B2 JP 2633449 B2 JP2633449 B2 JP 2633449B2 JP 4354528 A JP4354528 A JP 4354528A JP 35452892 A JP35452892 A JP 35452892A JP 2633449 B2 JP2633449 B2 JP 2633449B2
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    • Y10S315/07Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ネオンランプなどの安
定器等に用いられ、ランプが装着されていない場合や過
負荷、出力側でショ−トした場合、あるいは機器自体が
過熱状態になった場合に出力トランスからの出力電圧を
オフすることができるとともに、力率の補償と出力調整
を可能にして電力の消耗を低減させ、更に照度の調整を
可能にして高い節電性を有するように構成された高節電
型インバ−タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ネオンランプなどを点灯させると
きに用いられるトランス式安定器は、一般に寿命が短
く、且つ漏洩電流が多いため電力消費量が大きいという
問題がある。また、ランプが装着されないような無負荷
状態や、出力側でショ−トした場合でも、高電圧の出力
は継続されるため、空気中にア−クが発生して感電事故
や火災の原因になることがあるという問題があって、耐
久性や信頼性が低いことから、耐久性が高く、信頼のお
けるものが要望されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、上
記それぞれの問題を解決するために、 (1)負荷側の条件に無関係に卓越した節電効果を持た
せること。 (2)高い耐久性を持たせて寿命を延ばすこと。 (3)高い信頼性を持たせること。 (4)線路及びトランスの損失を最大限に減らすために
高力率にすること。 (5)電源入力側にラインフィルタ回路を付設して高周
波雑音を逓減させ、周辺機器の作動に支障が無いように
する。 (6)電源入力側にラインフィルタ回路を付設して外部
からのサ−ジの侵入を防止し、電子回路の破損を防止す
る。 (7)負荷に応じて出力電圧及び周波数を調整できるよ
うにすることにより、電力の消耗を最大限に減らす。と
いうことができるインバ−タ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】上記目的を達成するた
め、本発明では、高節電型インバ−タを、電源線を介し
たサ−ジ及び突入電流を阻止するためのラインフィルタ
回路(10)と、2次巻線に接続された負荷に対して負
荷電力を出力する出力トランス(60)と、その出力ト
ランス(60)の1次側巻線に接続され、その1次側巻
線に高周波電流を通電するインバ−タ回路(50)と、
そのインバ−タ回路(50)に接続され、前記出力トラ
ンス(60)の2次巻線に誘起される高周波電圧の大き
さと周波数とが前記負荷に対応して予め設定された値に
なるように前記インバ−タ回路(50)を制御するコン
トロ−ル回路(40)と、前記ラインフィルタ回路(1
0)を介した交流を整流する整流回路(BD)と、その
整流回路(BD)の入力力率を高力率に補償するととも
に整流回路(BD)から出力された直流電圧を昇圧した
うえ、この昇圧した直流電圧を前記インバ−タ回路(5
0)に供給するように 出力側が前記インバ−タ回路(5
0)の入力側に接続された高力率補償回路(20)と
その高力率補償回路(20)から出力された電圧を安定
化したうえ、その安定化電圧を前記コントロ−ル回路
(40)に出力するコントロ−ル回路補助電源部(3
0)と、前記ラインフィルタ回路(10)の出力側と前
記出力トランス(60)の2次巻線との間に接続され、
その2次巻線に誘起される高周波電圧に前記ラインフィ
ルタ回路(10)から出力された低周波電圧をミックス
する第1のコンデンサ及び第2のコンデンサ、又は、単
安定マルチバイブレ−タ(MUX)と、前記出力トラン
ス(60)の負荷状態が異常のとき、あるいは所定位置
の温度が設定温度を越えたときに前記コントロ−ル回路
(40)の作動を停止させる保護回路(70)とを備え
た構成にすることである。
【0005】
【作用】上記構成の高節電型インバ−タによれば、電源
電流がラインフィルタ回路(10)を介し、整流回路
(BD)で整流される際に、高力率補償回路(20)
は、整流回路(BD)の入力力率を高力率に補償すると
ともに、整流回路(BD)から出力された直流電圧を昇
したうえ、この昇圧した直流電圧をインバ−タ回路
(50)に供給する。また、高力率補償回路(20)か
ら出力された電圧はコントロ−ル回路補助電源部(3
0)で安定化されたあと、コントロ−ル回路(40)に
出力される。コントロ−ル回路(40)は、コントロ−
ル回路補助電源部(30)からの電圧の供給を受ける
と、出力トランス(60)の2次巻線に誘起される高周
波電圧の大きさと周波数とが予め設定された値になるよ
うにインバ−タ回路(50)を制御する。インバ−タ回
路(50)は、高力率補償回路(20)から出力された
電圧を高周波に変換したうえ、出力トランス(60)の
1次巻線に印加し、2次巻線に高周波電圧を誘起させ
る。出力トランス(60)の2次巻線にはネオン灯など
の負荷が接続され、2次巻線に誘起される高周波電圧
と、ラインフィルタ回路(10)から第1のコンデンサ
及び第2のコンデンサ、又は、単安定マルチバイブレ−
タ(MUX)を介して2次巻線に供給される低周波電圧
とがミックスされた状態でネオン灯が点灯される。保護
回路(70)は、ラインフィルタ回路(10)に電源が
供給されている状態で、出力トランス(60)の2次巻
線にネオン灯などが接続されていないとき、あるいは2
次巻線側がショ−ト状態にあるようなとき、もしくは所
定の位置の温度が設定温度を越えたとき、コントロ−ル
回路(40)の作動を停止させ、出力トランス(60)
からの出力を停止させる。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は高節電型インバ−タ1の全体的な構成
を示した回路ブロック図であり、図2は上記回路ブロッ
ク図に従った高節電型インバ−タ1の具体的な電気回路
図である。以下、図2の電子回路図に従って高節電型イ
ンバ−タ1の構成を説明する。電源端子(TM1),
(TM2)間にはヒュ−ズ(F)を介してラインフィル
タ回路(10)が接続されている。そのラインフィルタ
回路(10)は、サ−ジ制御素子(TNR)と、チョ−
クコイル(L1)と、コンデンサ(C1),(C2),
(C3),(C4)と、突入電流を防止するパワ−サ−
ミスタ(NTC)とで構成されており、外部からのサ−
ジの侵入防止と外部に対する高周波ノイズの出力防止を
目的として設けられている。
【0007】上記ラインフィルタ回路(10)は、ダイ
オ−ドブリッジ(BD)とコンデンサ(C23),(C
24)とを介して出力トランス(60)に接続される一
方、ダイオ−ドブリッジ(BD)の直流出力電圧が高力
率補償回路(20)に印加される。高力率補償回路(2
0)は、整流回路(BD)の入力力率を高力率に補償す
るとともに、整流回路(BD)から出力された直流電圧
を昇圧する。高力率補償回路(20)は、集積回路(I
C1)と、コンデンサ(C5),(C6),(C7),
(C8),(C9),(C10),(C11)と、抵抗
(R1),(R2),(R3),(R4),(R5),
(R6),(R7),(R8),(R9),(R1
0),(R11),(R12),(R13),(R1
4),(R15),(R16)と、ダイオ−ド(D1)
と、トランス(T1)と、トリガ−素子(DIAC1)
と、直流電圧を昇圧させるダイオ−ド(D2)と、可変
抵抗器(VR1)とで構成されている。
【0008】上記高力率補償回路(20)は、直流電圧
を昇圧させるダイオ−ド(D2)からコントロ−ル回路
補助電源部(30)に接続されている。このコントロ−
ル回路補助電源部(30)は、ダイオ−ド(D2)から
の昇圧直流電圧を入力して安定化する回路であり、電界
効果トランジスタ(Q4)と、ツェナ−ダイオ−ド(Z
D1)と、ダイオ−ド(D3)と、抵抗(R17),
(R18)と、コンデンサ(C12)とから構成されて
いる。
【0009】コントロ−ル回路補助電源部(30)で安
定化された昇圧直流電圧は、コントロ−ル回路(40)
に印加される。このコントロ−ル回路(40)に対し
て、安定化された昇圧直流電圧が印加されると、コント
ロ−ル回路(40)の集積回路(IC2)において、イ
ンバ−タ回路(50)をコントロ−ルするため、発振と
デュ−ティ比制御が行われる。
【0010】コントロ−ル回路(40)は、発振回路と
出力信号のデュ−ティ比制御回路内蔵の集積回路(IC
2)と、出力信号のデュ−ティ比を調節する可変抵抗器
(VR2)及び抵抗(R19),(R20),(R2
1)と、出力電圧を調整する抵抗(R22)及びコンデ
ンサ(C13)と、抵抗(R31),(R32)と、可
変抵抗器(VR3)と、コンデンサ(C14),(C1
5),(C16),(C17)と、ダイオ−ド(D4)
と、トランス(T2)と、トランジスタ(Q5),(Q
6),(Q7),(Q8)とから構成されている。
【0011】上記コントロ−ル回路(40)によりコン
トロ−ルされるインバ−タ回路(50)は、電界効果ト
ランジスタ(Q2),(Q3)と、抵抗(R33),
(R34),(R35),(R36)とで構成されてい
る。このインバ−タ回路(50)は、前記高力率補償回
路(20)からの昇圧直流電圧を、コントロ−ル回路
(40)により駆動された電界効果トランジスタ(Q
2),(Q3)の作用により高周波電圧に変換したう
え、出力トランス(60)の1次巻線に通電する。
【0012】出力トランス(60)の2次巻線、即ち出
力側は図示していないネオン灯などが接続される。ま
た、出力トランス(60)の2次巻線には、この2次巻
線に誘起される高周波電圧とラインフィルタ回路(1
0)から出力された低周波電圧とをミックスするコンデ
ンサ(C23)、(C24)が接続されている。この出
力トランス(60)には保護回路(70)が接続されて
おり、更に、その保護回路(70)は、コントロ−ル回
路(40)及びインバ−タ回路(50)と接続されてい
る。
【0013】尚、上記保護回路(70)は、過負荷を検
出するトランス(T4)と、ダイオ−ド(D5),(D
6),(D7)と、ツェナ−ダイオ−ド(ZD2)と、
サイリスタ(SCR)と、温度センサ(THF)と、抵
抗(R24),(R25),(R26),(R27),
(R28),(R29),(R30),(R37)と、
コンデンサ(C18),(C19)とで構成されてお
り、出力トランス(60)の負荷が過負荷状態(ショ−
トを含む)のとき、または無負荷状態のとき、コントロ
−ル回路(40)の作動を停止させる。
【0014】図3は、図2の電子回路におけるコンデン
サ(C23),(C24)の代わりに単安定マルチバイ
ブレ−タ(MUX)を用いた電子回路図であり、その他
の回路は全て図2の電気回路に同じである。
【0015】以下、上記構成の電子回路の作用を説明す
る。電源端子(TM1),(TM2)間に低周波の交流
電圧が供給されると、ラインフィルタ回路(10)によ
り、突入電流が制限されるとともに電源線からのノイズ
や高周波が除去され、整流回路(BD)で整流された電
圧が高力率補償回路(20)に出力される。この際、整
流回路(BD)の入力力率が高力率に補償されるととも
に、整流回路(BD)で整流された直流電圧は、コンデ
ンサ(C5)と、トランス(T1)と、抵抗(R1)〜
(R5)と、ダイオ−ド(D1)と、コンデンサ(C
6),(C7)とを通して集積回路(IC1)に印加さ
れる。
【0016】集積回路(IC1)から抵抗(R6)を経
てゲ−トにスイッチング信号が印加された電界効果トラ
ンジスタ(Q1)は、そのスイッチング信号によりスイ
ッチング作用を行う。そして、トランス(T1)を通し
てダイオ−ド(D2)により昇圧される。この昇圧直流
電圧は抵抗(R13),(R12)を経て可変抵抗器
(VR1)で調節される。また、電界効果トランジスタ
(Q1)でスイッチングされた交流分を通過させるため
にコンデンサ(C10)を設けている。
【0017】上記高力率補償回路(20)においてトリ
ガ−信号を生成するため、集積回路(IC1)に抵抗
(R7)〜(R16)と、コンデンサ(C8)〜(C1
1)とトリガ−素子(DIAC1)とが接続されてい
る。
【0018】前記ダイオ−ド(D2)により昇圧された
直流電圧は、コントロ−ル回路補助電源部(30)に印
加される。コントロ−ル回路補助電源部(30)では、
電界効果トランジスタ(Q4)と、ツェナ−ダイオ−ド
(ZD1)と、ダイオ−ド(D3)と、抵抗(R1
7),(R18)と、フィルタ用コンデンサ(C12)
の作用により上記昇圧された直流電圧を安定化したう
え、コントロ−ル回路(40)の集積回路(IC2)に
供給する。
【0019】この集積回路(IC2)は、発振とパルス
ワイドモジュレ−ションとの機能を有する。発振周波数
は、抵抗(R23)、可変抵抗器(VR3)及びコンデ
ンサ(C14)により決定されるため、可変抵抗器(V
R3)の調整により発振周波数が設定される。また、パ
ルスワイドモジュレ−ションのデュ−テイ比は、抵抗
(R19),(R20),(R21)と可変抵抗器(V
R2)により決定され、出力電圧は抵抗(R22)とコ
ンデンサ(C13)により調整が可能である。尚、上記
発振周波数及びパルスワイドモジュレ−ションのデュ−
テイ比の調整により前記出力トランス(60)の2次巻
線に接続されるネオン灯などの照度が調整される。
【0020】上記集積回路(IC2)の出力電圧が、抵
抗(R31),(R32)と、コンデンサ(C16),
(C17)を通してドライブ用トランジスタ(Q5)〜
(Q8)のベ−スに印加され、トランジスタ(Q5)〜
(Q8)がオンになれば、同トランジスタのエミッタ端
子に連結されたトランス(T2)を駆動させる。同トラ
ンス(T2)が駆動されると、同トランス(T2)に接
続されたインバ−タ回路(50)の電界効果トランジス
タ(Q2),(Q3)が交互にタ−ンオンされる。従っ
て、上記電界効果トランジスタ(Q2),(Q3)のオ
ン・オフ動作によりスイッチング作用が行われ、出力ト
ランス(60)の1次巻線に高周波電流が通電される。
【0021】上記状態において、出力トランス(60)
が過負荷時や出力ショ−ト時、又は負荷が接続されてい
ない場合、あるいは前記温度センサ(THF)が作動す
るような高温になった場合には保護回路(70)が動作
する。即ち、過負荷を検出するトランス(T4)により
過電流が検出されると、その過電流はインピ−ダンス抵
抗(R37)を介したあと、ダイオ−ド(D6),(D
7)で整流され、抵抗(R28),(R25)により分
圧された信号が抵抗(R24)を介してコントロ−ル回
路(40)の集積回路(IC2)のリセット端子に印加
されるため、集積回路(IC2)の出力が停止される。
【0022】また、トランス(T3)によって検出され
た電圧やサ−ジがダイオ−ド(D5)により整流され、
抵抗(R30)とコンデンサ(C19)によってフィル
タ−されたあと、ツェナ−ダイオ−ド(ZD2)と抵抗
(R27)を介してサイリスタ(SCR)のゲ−トに印
加される。このゲ−トに印加された電圧がツェナ−ダイ
オ−ド(ZD2)の電圧より大きければ、サイリスタ
(SCR)が導通してコントロ−ル回路(40)の集積
回路(IC2)のリセット端子に印加されるので、集積
回路(IC2)の出力が停止され、出力トランス(6
0)からの出力が停止される。
【0023】また、前記温度センサ(THF)により検
知された動作中のセット内の温度が設定された温度より
上昇した場合には、温度センサ(THF)の接点が閉じ
るため、抵抗(R29)を介した電圧がツェナ−ダイオ
−ド(ZD2)と抵抗(R27)を経てサイリスタ(S
CR)のゲ−トに印加される。この電圧はツェナ−ダイ
オ−ド(ZD2)の電圧より大きいため、サイリスタ
(SCR)が導通してコントロ−ル回路(40)の集積
回路(IC2)のリセット端子に印加されるので集積回
路(IC2)の出力が停止され、出力トランス(60)
からの出力が停止される。
【0024】出力トランス(60)の2次巻線とライン
フィルタ回路(10)の出力側の間にコンデンサ(C2
3),(C24)が接続されており、2次巻線に誘起さ
れる高周波電圧に、低周波電圧をミックスさせることが
できるため、出力トランス(60)から大きな出力を得
ることができる。尚、上記コンデンサ(C23),(C
24)を使用する代わりに、図3に示すように単安定マ
ルチバイブレ−タ(MUX)を使用しても同様に、出力
トランス(60)から大きな出力を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように請求項の欄に記載した構成
の高節電型インバ−タによれば、次のような効果があ
る。 (1)負荷側の条件に無関係に卓越した節電効果を持た
せることができる。 (2)高い耐久性があり、寿命を延ばすことができる。 (3)高い信頼性を持たせることができる。 (4)高力率補償回路を用いたことにより線路及びトラ
ンスの損失を最大限に減らすことができる。 (5)電源入力側にラインフィルタ回路を付設して高周
波雑音を低め、周辺機器の作動に支障が無いようにする
ことができる。 (6)電源入力側にラインフィルタ回路を付設して外部
からのサ−ジの侵入を防止し、電子回路の破損を防止す
ることができる。 (7)負荷に応じて出力電圧及び周波数を調整できるた
め、電力の消耗を最大限に減らすことができる。 (8)ラインフィルタ回路(10)の出力側と前記出力
トランス(60)の2次巻線との間に第1のコンデンサ
及び第2のコンデンサ、又は単安定マルチバイブレ−タ
(MUX)を接続したため、出力トランス(60)から
大きな出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の制御ブロック図である。
【図2】本発明の実施例の電気回路図である。
【図3】図2の電気回路の一部変更図である。
【符号の説明】
10 ラインフィルタ回路 20 高力率補償回路 30 コントロ−ル回路補助電源部 40 コントロ−ル回路 50 インバ−タ回路 60 出力トランス 70 保護回路 BD 整流回路 C23 コンデンサ C24 コンデンサ MUX 単安定マルチバイブレ−タ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源線を介したサ−ジ及び突入電流を阻
    止するためのラインフィルタ回路(10)と、2次巻線
    に接続された負荷に対して負荷電力を出力する出力トラ
    ンス(60)と、その出力トランス(60)の1次側巻
    線に接続され、その1次側巻線に高周波電流を通電する
    インバ−タ回路(50)と、そのインバ−タ回路(5
    0)に接続され、前記出力トランス(60)の2次巻線
    に誘起される高周波電圧の大きさと周波数とが前記負荷
    に対応して予め設定された値になるように前記インバ−
    タ回路(50)を制御するコントロ−ル回路(40)
    と、前記ラインフィルタ回路(10)を介した交流を整
    流する整流回路(BD)と、その整流回路(BD)の入
    力力率を高力率に補償するとともに整流回路(BD)か
    ら出力された直流電圧を昇圧したうえ、この昇圧した直
    流電圧を前記インバ−タ回路(50)に供給するように
    出力側が前記インバ−タ回路(50)の入力側に接続さ
    れた高力率補償回路(20)と、その高力率補償回路
    (20)から出力された電圧を安定化したうえ、その安
    定化電圧を前記コントロ−ル回路(40)に出力するコ
    ントロ−ル回路補助電源部(30)と、前記ラインフィ
    ルタ回路(10)の出力側と前記出力トランス(60)
    の2次巻線との間に接続され、その2次巻線に誘起され
    る高周波電圧に前記ラインフィルタ回路(10)から出
    力された低周波電圧をミックスする第1のコンデンサ及
    び第2のコンデンサ、又は単安定マルチバイブレ−タ
    (MUX)と、前記出力トランス(60)の負荷状態が
    異常のとき、あるいは所定位置の温度が設定温度を越え
    たときに前記コントロ−ル回路(40)の作動を停止さ
    せる保護回路(70)とを備えたことを特徴とする高節
    電型インバ−タ。
  2. 【請求項2】 ラインフィルタ回路(10)は、交流電
    源からの電圧が印加される入力端子(TM1),(TM
    2)間に並列に接続されたサ−ジ抑制素子(TNR)
    と、そのサ−ジ抑制素子(TNR)に並列に接続された
    第3のコンデンサと、入力端子(TM1),(TM2)
    と整流回路(BD)の入力側との間に直列に接続された
    チョ−クコイル(L1)と、そのチョ−クコイル(L
    1)に対して前記第3のコンデンサと対称状に接続され
    た第4のコンデンサと、前記整流回路(BD)の入力側
    に直列に接続された第5のコンデンサ及び第6のコンデ
    ンサと、前記チョ−クコイル(L1)と前記整流回路
    (BD)の入力側との間に接続されたパワ−サ−ミスタ
    (NTC)とを備え、ラインフィルタ回路(10)の出
    力側から出力トランス(60)の2次巻線に前記第1の
    コンデンサ及び第2のコンデンサ、又は、前記単安定マ
    ルチバイブレ−タ(MUX)を接続したことを特徴とす
    る請求項1の高節電型インバ−タ。
  3. 【請求項3】 コントロ−ル回路(40)には、発振周
    波数と出力信号のデュ−ティ比とを制御する集積回路
    (IC2)を設け、その集積回路(IC2)に接続され
    た複数の可変抵抗器により、出力トランス(60)の2
    次巻線に接続された負荷に対応して前記発振周波数と出
    力信号のデュ−ティ比とを設定することを特徴とする請
    求項1の高節電型インバ−タ。
  4. 【請求項4】 保護回路(70)には、過負荷を検出す
    るトランス(T4)と、温度を検出する温度センサ(T
    HF)とを備えたことを特徴とする請求項1の高節電型
    インバ−タ。
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