JP2690363B2 - 直流電源装置及びその直流電源装置を使用した放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は交流電源電圧を昇圧して直流電圧を出力する
直流電源装置及びその直流電源装置を使用した放電灯点
灯装置に関する。

［従来の技術］ 従来この種の直流電源装置としては第14図及び第15図
に示すものが知られている。

すなわち、第14図のものは一般に倍電圧整流回路と呼
ばれるもので、交流電源１の一端を第１のダイオード２
を順方向に介して第１のコンデンサ３の一端に接続する
と共に第２のダイオード４を逆方向に介して第２のコン
デンサ５の一端に接続し、第１、第２のコンデンサ3,5
の他端を互いに接続すると共にその接続点を交流電源１
の他端に接続している。そして第１のコンデンサ３の一
端と第２のコンデンサ５の一端に負荷６を接続するよう
にしている。

この回路は交流電源１の他端をグランド電位と仮定す
ると、交流電源１の一端が正電位になると電流は第１の
ダイオード２及び第１のコンデンサ３の経路で流れ、第
１のコンデンサ３が充電される。次に交流電源１の一端
が負電位に反転すると電流は今度は第２のコンデンサ５
及び第２のダイオード４の経路で流れ、第２のコンデン
サ５が充電する。

その結果負荷６には第１、第２のコンデンサ3,5の電
圧の和が印加されるようになる。

第15図に示すものは一般にコッククロフトウォルトン
回路と呼ばれるもので、交流電源11の一端を第１のコン
デンサ12を介して第１のダイオード13のカソード端子に
接続すると共に第２のダイオード14のアノード端子に接
続している。第１のダイオード13のアノード端子を交流
電源11の他端に接続している。第２のダイオード14のカ
ソード端子と第１のダイオード13のアノード端子との間
に第２のコンデンサ15を接続し、その第２のコンデンサ
に負荷16を接続するようにしている。

この回路は交流電源11の他端をグランド電位と仮定す
ると、交流電源11の一端が負電位になると電流は第１の
ダイオード13及び第１のコンデンサ12の経路で流れ、第
１のコンデンサ12が充電される。次に交流電源11の一端
が正電位に反転すると第１のコンデンサ12のダイオード
接続側の電位はグランド電位に対して電源電圧と第１の
コンデンサ12の充電電圧との和の電位となる。この倍電
圧により第２のダイオード14及び第２のコンデンサ15の
経路で電流が流れ、第２のコンデンサ15が充電される。
こうして第２のコンデンサ15には倍電圧が充電され負荷
16に印加されるようになる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した倍電圧整流回路を使用した電源装置では、交
流電源１の印加電圧位相に対して供給される電流の位相
が進相となる。これは電源１から電流が供給されると
き、電源電圧が増加する場合だけダイオード2,4を介し
て電流が流れてコンデンサ3,5に充電され、電源電圧が
ピーク値を過ぎた後はダイオードによって電流経路が断
たれるためである。

さらに電源から電流が流れる経路はダイオードとコン
デンサだけであり、負荷へは直接に電流を流さない。そ
して負荷に供給される電流はコンデンサに蓄えられた電
荷の放電電流だけである。

これらの現象によって電源から見た場合の実効電力
（Ｗ）に対し、皮相電力（VA）が大きくなり高力率が得
られない問題があった。

また力率を改善するために電流位相を遅らせる目的で
インダクタや抵抗成分を挿入することも行われるが、し
かしこの回路では十分に力率を改善できない問題があっ
た。

また上述したコッククロフトフォルトン回路を使用し
た電源装置では、第１のコンデンサ12に電荷を蓄える電
流に対しては倍電圧整流回路の場合と同様に電流位相が
進相となる。また第２のダイオード14に電流が流れる経
路に関しては第２のコンデンサ15への電荷供給と同時に
負荷16にも電流供給が行われる。

従って電源11から見て電源端子の一端が正電位の場合
には第２のコンデンサ15への電荷供給と負荷電流の２通
りの電流が流れることになり、また電源端子の一端が負
電位の場合には第１のコンデンサ12への電荷供給のみが
行われることになる。

従ってこの回路においても倍電圧整流回路と同様に実
効電力（Ｗ）に対し、皮相電力（VA）が大きくなり高力
率が得られない問題があった。

そこで本発明は、高力率が得られる直流電源装置を提
供しようとするものである。

また本発明は高力率の直流電源装置を使用することに
よって放電灯を効率よく点灯制御できる放電灯点灯装置
を提供しようとするものである。

ところで、従来装置において高力率が得られない原因
として、負荷と並列にコンデンサが接続されていること
が考えられる。すなわちコンデンサは出力電圧を維持す
るためのものであり、このコンデンサに電荷を蓄えると
きに流れる電流が進相となるからである。

従って力率を改善するためには、負荷と並列にコンデ
ンサを接続して出力電圧を維持する方式をやめ、交流電
源から直接負荷へ電流が流れる経路を多くすることであ
る。これによって倍電圧を得るためのコンデンサの電荷
の放電を抑えることができ、結果としてコンデンサに電
荷を蓄えるための電流位相を交流電源電圧位相に近付け
ることも可能となる。

本発明はこのような究明結果に基づいて為されたもの
で上述した目的を遂行するものである。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）記載の発明は、交流電源と、この交流電
源に１対の交流入力端子をそれぞれ接続した第１の全波
整流ダイオードブリッジ回路と、この第１の全波整流ダ
イオードブリッジ回路に接続された１又は複数段の倍電
圧整流回路からなり、倍電圧整流回路は、前段の全波整
流ダイオードブリッジ回路の各交流入力端子にそれぞれ
コンデンサを介して１対の交流入力端子を接続すると共
に前段の全波整流ダイオードブリッジ回路の正極出力端
子に負極出力端子を接続した第２の全波整流ダイオード
ブリッジ回路で形成され、最終段における倍電圧整流回
路の全波整流ダイオードブリッジ回路の正極出力端子と
第１の全波整流ダイオードブリッジ回路の負極出力端子
を負荷接続用の出力端子とし、倍電圧整流回路のコンデ
ンサへの充電経路に電流位相遅延素子を介挿したもので
ある。

請求項（２）記載の発明は、交流電源と、この交流電
源に１対の交流入力端子をそれぞれ接続した第１の全波
整流ダイオードブリッジ回路と、この第１の全波整流ダ
イオードブリッジ回路に接続された１又は複数段の倍電
圧整流回路からなり、倍電圧整流回路は、前段の全波整
流ダイオードブリッジ回路の各交流入力端子にそれぞれ
コンデンサを介して１対の交流入力端子を接続すると共
に前段の全波整流ダイオードブリッジ回路の正極出力端
子に負極出力端子を接続した第２の全波整流ダイオード
ブリッジ回路で形成され、最終段における倍電圧整流回
路の全波整流ダイオードブリッジ回路の正極出力端子と
第１の全波整流ダイオードブリッジ回路の負極出力端子
を負荷接続用の出力端子とし、倍電圧整流回路のコンデ
ンサへの充電経路でかつ負荷への電流供給経路に電流位
相遅延素子を介挿したものである。

請求項（３）記載の発明は、交流電源と、１対のダイ
オードの同一端子を互いに接続してなり、その各ダイオ
ードの残りの同一の端子を交流電源に接続した第１のダ
イオード回路と、この第１のダイオード回路の両端に接
続された１又は複数段の倍電圧整流回路と、１対のダイ
オードの同一端子を互いに接続してなり、その各ダイオ
ードの残りの同一の端子を最終段の倍電圧整流回路の出
力端子に接続した第２のダイオード回路からなり、第１
のダイオード回路の１対のダイオードの向きは第２のダ
イオード回路の１対のダイオードの向きと逆向きにし、
倍電圧整流回路は、１対のダイオードと、一方のダイオ
ードのアノード端子と他方のダイオードのカソード端子
との間並びに一方のダイオードのカソード端子と他方の
ダイオードのアノード端子との間にそれぞれ接続された
コンデンサからなり、第２のダイオード回路の各ダイオ
ードの互いの接続点と第１のダイオード回路の各ダイオ
ードの互いの接続点を負荷接続用の出力端子とし、倍電
圧整流回路のコンデンサへの充電経路に電流位相遅延素
子を介挿したものである。

請求項（４）記載の発明は、交流電源と、１対のダイ
オードの同一端子を互いに接続してなり、その各ダイオ
ードの残りの同一の端子を交流電源に接続した第１のダ
イオード回路と、この第１のダイオード回路の両端に接
続された１又は複数段の倍電圧整流回路と、１対のダイ
オードの同一端子を互いに接続してなり、その各ダイオ
ードの残りの同一の端子を最終段の倍電圧整流回路の出
力端子に接続した第２のダイオード回路からなり、第１
のダイオード回路の１対のダイオードの向きは第２のダ
イオード回路の１対のダイオードの向きと逆向きにし、
倍電圧整流回路は、１対のダイオードと、一方のダイオ
ードのアノード端子と他方のダイオードのカソード端子
との間並びに一方のダイオードのカソード端子と他方の
ダイオードのアノード端子との間にそれぞれ接続された
コンデンサからなり、第２のダイオード回路の各ダイオ
ードの互いの接続点と第１のダイオード回路の各ダイオ
ードの互いの接続点を負荷接続用の出力端子とし、倍電
圧整流回路のコンデンサへの充電経路でかつ負荷への電
流供給経路に電流位相遅延素子を介挿したものである。

請求項（５）記載の発明は、請求項（１）乃至（４）
のいずれか１記載の直流電源装置に電子安定器を接続
し、この電子安定器の出力端子に放電灯を接続したもの
である。

［作用］ 請求項（１）及び（２）記載の発明においては、例え
ば倍電圧整流回路を１個接続した場合で考えると、交流
電源の半サイクルにおいて電源電圧の立上がりと共に倍
電圧整流回路の一方のコンデンサ、倍電圧整流回路の第
２の全波整流ダイオードブリッジ回路及び第１の全波整
流ダイオードブリッジ回路を介して電流が流れ、負荷に
は交流電源電圧と倍電圧整流回路の一方のコンデンサの
充電電位との和の電圧が印加される。このとき一方のコ
ンデンサの充電電荷は放電されることになる。そして交
流電源電圧が他方のコンデンサに残っている電位よりも
高くなるとその他方のコンデンサに第１の全波整流ダイ
オードブリッジ回路及び第２の全波整流ダイオードブリ
ッジ回路を介して充電電流が流れる。こうして一方のコ
ンデンサが放電して負荷に電流が流れるとき同時に他方
のコンデンサが充電されることになる。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎ、他方のコンデ
ンサの電位よりも交流電源電圧が低くなると他方のコン
デンサへの充電は停止される。さらに交流電源電圧が低
下し、その電圧と一方のコンデンサの電位との和の電圧
が交流電源電圧のピーク値よりも低くなると、それまで
交流電源電圧のピーク値を保持していた他方のコンデン
サから倍電圧整流回路の第２の全波整流ダイオードブリ
ッジ回路及び第１の全波整流ダイオードブリッジ回路を
介して負荷に放電電流が流れるようになる。こうして交
流電源の半サイクルにおける動作が終了する。

交流電源の次の半サイクルにおいては上記動作と丁度
逆の動作を行うようになる。すなわち倍電圧整流回路に
おける一方のコンデンサと他方のコンデンサの動作が逆
になる。

このようにして交流電源の各半サイクルにおいて負荷
に交流電源からの電流を直接流す部分を多くすることが
できる。

そして、請求項（１）記載の発明においては、電流位
相遅延素子によってコンデンサを充電するときに電流の
位相遅延作用が働き、また、請求項（２）記載の発明に
おいては、電流位相遅延素子によってコンデンサを充放
電するときに電流の位相遅延作用が働く。

請求項（３）及び（４）記載の発明においては、例え
ば倍電圧整流回路を１個接続した場合で考えると、交流
電源の半サイクルにおいて電源電圧の立上がりと共に倍
電圧整流回路の一方のコンデンサ、第２のダイオード回
路及び第１のダイオード回路を介して電流が流れ、負荷
には交流電源電圧と倍電圧整流回路の一方のコンデンサ
の充電電位との和の電圧が印加される。このとき一方の
コンデンサの充電電荷は放電されることになる。そして
交流電源電圧が他方のコンデンサに残っている電位より
も高くなるとその他方のコンデンサに倍電圧整流回路の
ダイオードを介して充電電流が流れる。こうして一方の
コンデンサが放電して負荷に電流が流れるとき同時に他
方のコンデンサが充電されることになる。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎ、他方のコンデ
ンサの電位よりも交流電源電圧が低くなると他方のコン
デンサへの充電は停止される。さらに交流電源電圧が低
下し、その電圧と一方のコンデンサの電位との和の電圧
が交流電源電圧のピーク値よりも低くなると、それまで
交流電源電圧のピーク値を保持していた他方のコンデン
サから第２のダイオード回路及び第１のダイオード回路
を介して負荷に放電電流が流れるようになる。こうして
交流電源の半サイクルにおける動作が終了する。

交流電源の次の半サイクルにおいては上記動作と丁度
逆の動作を行うようになる。すなわち倍電圧整流回路に
おける一方のコンデンサと他方のコンデンサの動作が逆
になる。

このようにして交流電源の各半サイクルにおいて負荷
に交流電源からの電流を直接流す部分を多くすることが
できる。

そして、請求項（３）記載の発明においては、電流位
相遅延素子によってコンデンサを充電するときに電流の
位相遅延作用が働き、また、請求項（４）記載の発明に
おいては、電流位相遅延素子によってコンデンサを充放
電するときに電流の位相遅延作用が働く。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示すように、交流電源21にダイオードD₁,D₂,
D₃,D₄からなる第１の全波整流ダイオードブリッジ回路2
2の１対の交流入力端子を接続している。すなわちダイ
オードD₁のカソードとダイオードD₂のアノードとの接続
点を一方の交流入力端子として交流電源21の一端ａに接
続し、ダイオードD₃のカソードとダイオードD₄のアノー
ドとの接続点を他方の交流入力端子として交流電源21の
他端ｂに接続している。

前記第１の全波整流ダイオードブリッジ回路22に１段
の倍電圧整流回路23を接続している。

前記倍電圧整流回路23は１対のコンデンサC₁,C₂とダ
イオードD₅,D₆,D₇,D₈からなる第２の全波整流ダイオー
ドブリッジ回路24で構成され、ダイオードD₅のカソード
とダイオードD₆のアノードとの接続点を一方の交流入力
端子として前記コンデンサC₁を介して前段の全波整流ダ
イオードブリッジ回路である前記第１の全波整流ダイオ
ードブリッジ回路22の一方の交流入力端子に接続し、ダ
イオードD₇のカソードとダイオードD₈のアノードとの接
続点を他方の交流入力端子として前記コンデンサC₂を介
して前記第１の全波整流ダイオードブリッジ回路22の他
方の交流入力端子に接続し、かつダイオードD₅のアノー
ドとダイオードD₇のアノードとの接続点である負極出力
端子を前記第１の全波整流ダイオードブリッジ回路22の
ダイオードD₂のカソードとダイオードD₄のカソードとの
接続点である正極出力端子に接続している。

そして前記第２の全波整流ダイオードブリッジ回路24
のダイオードD₆のカソードとダイオードD₈のカソードと
の接続点である正極出力端子と前記第１の全波整流ダイ
オードブリッジ回路22のダイオードD₁のアノードとダイ
オードD₃のアノードとの接続点である負極出力端子との
間に負荷25を接続している。

このような構成の本実施例においては、交流電源21の
一端ａの電位が高くなる場合には電源電流は交流電源21
の一端ａ→コンデンサC₁→ダイオードD₆→負荷25→ダイ
オードD₃→交流電源21の他端ｂの経路で流れる。このと
きコンデンサC₁には前の半サイクルで充電され残った電
位が存在するため負荷25にはコンデンサC₁の充電電位と
交流電源電圧との和の電圧が印加される。

やがて交流電源電圧がコンデンサC₂に残っている電位
よりも高くなると、交流電源21の一端ａ→ダイオードD₂
→ダイオードD₇→コンデンサC₂→交流電源21の他端ｂの
経路で電流が流れコンデンサC₂が充電される。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎると、交流電源
電圧がコンデンサC₂の充電電位よりも低くなるためコン
デンサC₂への充電は停止される。そして電源電流は再び
交流電源21の一端ａ→コンデンサC₁→ダイオードD₆→負
荷25→ダイオードD₃→交流電源21の他端ｂの経路で負荷
25のみに流れるようになる。

そして負荷25への電流が流れることによってコンデン
サC₁の電荷は放電され充電電位は低下するようになる。

さらに交流電源電圧が低下して交流電源電圧とコンデ
ンサC₁の電位の和が交流電源電圧のピーク値よりも低く
なると、今まで交流電源電圧のピーク値を保持していた
コンデンサC₂からダイオードD₈→負荷25→ダイオードD₃
→コンデンサC₂の経路で放電電流が流れる。

こうして交流電源21の一端ａが正となる半サイクルの
動作がやがて終了する。

次の半サイクルでは交流電源21の他端ｂの電位が立ち
上がる。このときには前回と逆の動作を行う。すなわ
ち、交流電源21の他端ｂ→コンデンサC₂→ダイオードD₈
→負荷25→ダイオードD₁→交流電源21の一端ａの経路で
先ず電流が流れ、やがて交流電源電圧がコンデンサC₁に
残っている電位よりも高くなると、交流電源21の他端ｂ
→ダイオードD₄→ダイオードD₅→コンデンサC₁→交流電
源21の一端ａの経路で電流が流れコンデンサC₁が充電さ
れる。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎると、交流電源
電圧がコンデンサC₁の充電電位よりも低くなるためコン
デンサC₁への充電は停止される。そして電源電流は再び
交流電源21の他端ｂ→コンデンサC₂→ダイオードD₈→負
荷25→ダイオードD₁→交流電源21の一端ａの経路で負荷
25のみに流れるようになる。さらに交流電源電圧が低下
して交流電源電圧とコンデンサC₂の電位の和が交流電源
電圧のピーク値よりも低くなると、今まで交流電源電圧
のピーク値を保持していたコンデンサC₁からダイオード
D₆→負荷25→ダイオードD₁→コンデンサC₁の経路で放電
電流が流れる。

こうして次の半サイクルの動作がやがて終了する。

以上の動作が半サイクル毎に繰り返されることにより
負荷25に対して電流が供給されることになる。

この動作における交流電源の全波整流電圧波形、負荷
印加電圧波形、コンデンサの充電電流波形、交流電源か
ら負荷への供給電流波形及び交流電源の電流波形（絶対
値）を示せば第２図の（ａ）〜（ｅ）に示すようにな
る。

このようにして負荷25に対して交流電源21から直接電
流を流すことができ、コンデンサC₁,C₂に頼る部分を極
力少なくしているので、電源電圧に対して電源電流はそ
れ程進相とならず高力率が得られる。

次に本発明の他の実施例を図面を参照して説明する。
なお、前記実施例と同一の部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。

第３図に示すものはＮ段の倍電圧整流回路23₁,23₂，
…23_Nを直列に接続したもので、このようにすることに
よって負荷25に対して複数倍の電圧を印加させることが
可能となる。

この実施例においても負荷25に対して交流電源21から
直接電流を流すことができ、各倍電圧整流回路23₁,2
3₂，…23_NのコンデンサC₁,C₂に頼る部分を極力少なくし
ているので、前記実施例と同様に電源電圧に対して電源
電流はそれ程進相とならず高力率が得られる。

第４図に示すものは、第１の全波整流ダイオードブリ
ッジ回路22のダイオードD₂のカソードとダイオードD₄の
カソードとの接続点と、倍電圧整流回路23のダイオード
D₅のアノードとダイオードD₇のアノードとの接続点との
間に抵抗やインダクタ等の電流位相遅延素子26を挿入し
たものである。すなわちコンデンサC₁,C₂への充電経路
に電流位相遅延素子26を挿入したものである。

このようにすれば電流位相が電圧位相に近付くと共に
電流波形が正弦波に近くなるため、さらに力率が改善さ
れる。

なお、電流位相遅延素子26は第３図の回路においては
各倍電圧整流回路23₁〜23_Nの任意の１個又は複数個ある
いは全部に挿入すればよい。

第５図に示すものは、交流電源21の一端ａと第１の全
波整流ダイオードブリッジ回路22のダイオードD₁,D₂の
接続点との間に電流位相遅延素子27を接続したものであ
る。また第６図に示すものは倍電圧整流回路23のコンデ
ンサC₁と第２の全波整流ダイオードブリッジ回路24のダ
イオードD₅,D₆の接続点との間並びにコンデンサC₂と第
２の全波整流ダイオードブリッジ回路24のダイオード
D₇,D₈の接続点との間にそれぞれ電流位相遅延素子28,29
を接続したものである。

すなわち第５図及び第６図のものはコンデンサC₁,C₂
への充電経路でかつ負荷への電流供給経路に電流位相遅
延素子を挿入したものである。

このようにしても電流位相を電圧位相に近付けること
ができる共に電流波形を正弦波に近付けることができる
ので、さらに力率を改善できる。

なお、第６図の回路を第３図の回路に適用する場合は
電流位相遅延素子28,29を各倍電圧整流回路23₁〜23_Nの
任意の１個又は複数個あるいは全部に挿入すればよい。

第７図に示すものは、交流電源21にダイオードD₉,D₁₀
からなる第１のダイオード回路30を接続している。前記
ダイオードD₉及びD₁₀は互いにアノードを接続し、ダイ
オードD₉のカソードを交流電源21の一端ａに接続し、ダ
イオードD₁₀のカソードを交流電源21の他端ｂに接続し
ている。

前記第１のダイオード回路30に１段の倍電圧整流回路
31を接続している。この倍電圧整流回路31はダイオード
D₁₁,D₁₂及びコンデンサC₁,C₂からなり、前記ダイオード
D₁₁のアノードを前記コンデンサC₁の一端に接続すると
共に前記第１のダイオード回路30のダイオードD₉のカソ
ードに接続し、かつカソードを前記コンデンサC₂の他端
に接続している。また前記ダイオードD₁₂のアノードを
前記コンデンサC₂の一端に接続すると共に前記第１のダ
イオード回路30のダイオードD₁₀のカソードに接続し、
かつカソードを前記コンデンサC₁の他端に接続してい
る。

前記倍電圧整流回路31にダイオードD₁₃,D₁₄からなる
第２のダイオード回路32を接続している。前記ダイオー
ドD₁₃及びD₁₄は互いにカソードを接続し、ダイオードD
₁₃のアノードを前記倍電圧整流回路31のコンデンサC₁の
他端に接続し、ダイオードD₁₄のアノードを前記倍電圧
整流回路31のコンデンサC₂の他端に接続している。

そして前記第２のダイオード回路32のダイオードD13,
D14のカソード接続点と前記第１のダイオード回路30の
ダイオードD₉,D₁₀のアノード接続点との間に負荷25を接
続している。

この実施例においては交流電源21の一端ａの電位が高
くなる場合には電源電流は交流電源21の一端ａ→コンデ
ンサC₁→ダイオードD₁₃→負荷25→ダイオードD₁₀→交流
電源21の他端ｂの経路で流れる。このときコンデンサC₁
には前の半サイクルで充電され残った電位が存在するた
め負荷25にはコンデンサC₁の充電電位と交流電源電圧と
の和の電圧が印加される。

やがて交流電源電圧がコンデンサC₂に残っている電位
よりも高くなると、交流電源21の一端ａ→ダイオードD
₁₁→コンデンサC₂→交流電源21の他端ｂの経路で電流が
流れコンデンサC₂が充電される。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎると、交流電源
電圧がコンデンサC₂の充電電位よりも低くなるためコン
デンサC₂への充電は停止される。そして電源電流は再び
交流電源21の一端ａ→コンデンサC₁→ダイオードD₁₃→
負荷25→ダイオードD₁₀→交流電源21の他端ｂの経路で
負荷25のみに流れるようになる。

そして負荷25への電流が流れることによってコンデン
サC₁の電荷は放電され充電電位は低下するようになる。

さらに交流電源電圧が低下して交流電源電圧とコンデ
ンサC₁の電位の和が交流電源電圧のピーク値よりも低く
なると、今まで交流電源電圧のピーク値を保持していた
コンデンサC₂からダイオードD₁₄→負荷25→ダイオードD
₁₀→コンデンサC₂の経路で放電電流が流れる。

こうして交流電源21の一端ａが正となる半サイクルの
動作がやがて終了する。

次の半サイクルでは交流電源21の他端ｂの電位が立ち
上がる。このときには前回と逆の動作を行う。すなわ
ち、交流電源21の他端ｂ→コンデンサC₂→ダイオードD
₁₄→負荷25→ダイオードD₉→交流電源21の一端ａの経路
で先ず電流が流れ、やがて交流電源電圧がコンデンサC₁
に残っている電位よりも高くなると、交流電源21の他端
ｂ→ダイオードD₁₂→コンデンサC₁→交流電源21の一端
ａの経路で電流が流れコンデンサC₁が充電される。

その後交流電源電圧がピーク値を過ぎると、交流電源
電圧がコンデンサC₁の充電電位よりも低くなるためコン
デンサC₁への充電は停止される。そして電源電流は再び
交流電源21の他端ｂ→コンデンサC₂→ダイオードD₁₄→
負荷25→ダイオードD₉→交流電源21の一端ａの経路で負
荷25のみに流れるようになる。さらに交流電源電圧が低
下して交流電源電圧とコンデンサC₂の電位の和が交流電
源電圧のピーク値よりも低くなると、今まで交流電源電
圧のピーク値を保持していたコンデンサC₁からダイオー
ドD₁₃→負荷25→ダイオードD₉→コンデンサC₁の経路で
放電電流が流れる。

こうして次の半サイクルの動作がやがて終了する。

以上の動作が半サイクル毎に繰り返されることにより
負荷25に対して電流が供給されることになる。

従ってこの実施例においても負荷25に対して交流電源
21から直接電流を流すことができ、コンデンサC₁,C₂に
頼る部分を極力少なくしているので、電源電圧に対して
電源電流はそれ程進相とならず高力率が得られる。

第８図に示すものはＮ段の倍電圧整流回路31₁,31₂，
…31_Nを直列に接続したもので、このようにすることに
よって負荷25に対して複数倍の電圧を印加させることが
可能となる。

この実施例においても負荷25に対して交流電源21から
直接電流を流すことができ、各倍電圧整流回路31₁,3
1₂，…31_NのコンデンサC₁,C₂に頼る部分を極力少なくし
ているので、前記実施例と同様に電源電圧に対して電源
電流はそれ程進相とならず高力率が得られる。

第９図に示すものは、倍電圧整流回路31においてダイ
オードD₁₂のカソードとコンデンサC₁の他端との間でか
つ負荷への電流供給経路を除く部位に電流位相遅延素子
33を挿入し、またダイオードD₁₁のカソードとコンデン
サC₂の他端との間でかつ負荷への電流供給経路を除く部
位に電流位相遅延素子34を挿入したものである。すなわ
ちコンデンサC₁,C₂への充電経路に電流位相遅延素子33,
34を挿入したものである。

このようにすれば電流位相が電圧位相に近付くと共に
電流波形が正弦波に近くなるため、さらに力率が改善さ
れる。

なお、電流位相遅延素子33,34は第８図の回路におい
ては各倍電圧整流回路31₁〜31_Nにそれぞれ挿入すればよ
い。

第10図に示すものは、交流電源21の一端ａと第１のダ
イオード回路30との間に電流位相遅延素子35を接続した
ものである。また第11図に示すものは倍電圧整流回路31
のコンデンサC₁とダイオードD₁₂のカソードとの間で負
荷への電流供給経路中に電流位相遅延素子36を挿入する
と共にコンデンサC₂とダイオードD₁₁のカソードとの間
で負荷への電流供給経路中に電流位相遅延素子37を挿入
したものである。

すなわち第10図及び第11図のものはコンデンサC₁,C₂
への充電経路でかつ負荷への電流供給経路に電流位相遅
延素子を挿入したものである。

このようにしても電流位相を電圧位相に近付けること
ができる共に電流波形を正弦波に近付けることができる
ので、さらに力率を改善できる。

なお、第11図の回路を第８図の回路に適用する場合は
電流位相遅延素子36,37を各倍電圧整流回路31₁〜31_Nに
それぞれ挿入すればよい。

例えば第５図及び第10図に示す回路において電流位相
遅延素子としてインダクタを使用し、そのインダクタを
0mH（インダクタを使用しない場合）、10mH、20mH、30m
Hとしたときの力率を測定したところ第12図のグラフ
イに示す結果が得られた。これに対して第14図に示す従
来の倍電圧回路の力率はグラフ ロであり、また第15図
に示すコッククロフトウォルトン回路の力率はグラフ
ハであり、本実施例回路ではインダクタの値によって85
％以上の高力率が得られるのに対して従来回路では全く
得られない。

第13図は第５図に示す直流電源装置を使用した放電灯
点灯装置を示すものである。

この回路では電流位相遅延素子27としてインダクタ2
7′を使用している。そしてインバータ回路38の出力端
子にチョークコイル39を介して放電灯40の各フィラメン
ト電極を接続し、かつその各フィラメント電極間にコン
デンサ41を接続した電子安定器を使用し、前記インバー
タ回路38の入力端子を倍電圧整流回路23のダイオード
D₆,D₈のカソード接続点と第１の全波整流ダイオードブ
リッジ回路22のダイオードD₁、D₃のアノード接続点にそ
れぞれ接続している。

このような構成の放電灯点灯装置においては、交流電
源21として100Vの交流電源を使用するとインバータ回路
38には200Vに昇圧された直流電圧が印加されることにな
る。

そして直流電源装置は高力率なので放電灯40を効率よ
く点灯制御できる。また電子安定器として100V,200V共
用のものが可能となる。すなわち商用交流電源が100Vの
場合には本発明の直流電源装置で倍に昇圧すれば放電灯
点灯装置において倍にする必要はなくインバータ回路の
構成が簡単となる。

なお、電子安定器としては前記実施例のものには限定
されず種々の構成のものが使用できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、高力率が得られ
る直流電源装置を提供できるものである。

また本発明によれば、高力率の直流電源装置を使用す
ることによって放電灯を効率よく点灯制御でき、また10
0V、200V共用の電子安定器が可能となる放電灯点灯装置
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同実
施例における各部の電圧、電流の波形図、第３図乃至第
11図は本発明の他の実施例を示す回路図、第12図は本発
明の実施例と従来例とのインダクタを変化させたときの
力率変化を示すグラフ、第13図は放電灯点灯装置の実施
例を示す回路図、第14図及び第15図は従来例を示す回路
図である。 21……交流電源、22……第１の全波整流ダイオードブリ
ッジ回路、23,23₁〜23_N……倍電圧整流回路、24……第
２の全波整流ダイオードブリッジ回路、25……負荷、26
〜29,33〜37……電流位相遅延素子、30……第１のダイ
オード回路、31,31₁〜31_N……倍電圧整流回路、32……
第２のダイオード回路。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−47029（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−156589（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−17446（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源と、この交流電源に１対の交流入
   力端子をそれぞれ接続した第１の全波整流ダイオードブ
   リッジ回路と、この第１の全波整流ダイオードブリッジ
   回路に接続された１又は複数段の倍電圧整流回路からな
   り、 前記倍電圧整流回路は、前段の全波整流ダイオードブリ
   ッジ回路の各交流入力端子にそれぞれコンデンサを介し
   て１対の交流入力端子を接続すると共に前段の全波整流
   ダイオードブリッジ回路の正極出力端子に負極出力端子
   を接続した第２の全波整流ダイオードブリッジ回路で形
   成され、 最終段における倍電圧整流回路の全波整流ダイオードブ
   リッジ回路の正極出力端子と前記第１の全波整流ダイオ
   ードブリッジ回路の負極出力端子を負荷接続用の出力端
   子とし、前記倍電圧整流回路のコンデンサへの充電経路
   に電流位相遅延素子を介挿したことを特徴とする直流電
   源装置。
2. 【請求項２】交流電源と、この交流電源に１対の交流入
   力端子をそれぞれ接続した第１の全波整流ダイオードブ
   リッジ回路と、この第１の全波整流ダイオードブリッジ
   回路に接続された１又は複数段の倍電圧整流回路からな
   り、 前記倍電圧整流回路は、前段の全波整流ダイオードブリ
   ッジ回路の各交流入力端子にそれぞれコンデンサを介し
   て１対の交流入力端子を接続すると共に前段の全波整流
   ダイオードブリッジ回路の正極出力端子に負極出力端子
   を接続した第２の全波整流ダイオードブリッジ回路で形
   成され、 最終段における倍電圧整流回路の全波整流ダイオードブ
   リッジ回路の正極出力端子と前記第１の全波整流ダイオ
   ードブリッジ回路の負極出力端子を負荷接続用の出力端
   子とし、前記倍電圧整流回路のコンデンサへの充電経路
   でかつ負荷への電流供給経路に電流位相遅延素子を介挿
   したことを特徴とする直流電源装置。
3. 【請求項３】交流電源と、１対のダイオードの同一端子
   を互いに接続してなり、その各ダイオードの残りの同一
   の端子を前記交流電源に接続した第１のダイオード回路
   と、この第１のダイオード回路の両端に接続された１又
   は複数段の倍電圧整流回路と、１対のダイオードの同一
   端子を互いに接続してなり、その各ダイオードの残りの
   同一の端子を最終段の倍電圧整流回路の出力端子に接続
   した第２のダイオード回路からなり、 前記第１のダイオード回路の１対のダイオードの向きは
   前記第２のダイオード回路の１対のダイオードの向きと
   逆向きにし、 前記倍電圧整流回路は、１対のダイオードと、一方のダ
   イオードのアノード端子と他方のダイオードのカソード
   端子との間並びに一方のダイオードのカソード端子と他
   方のダイオードのアノード端子との間にそれぞれ接続さ
   れたコンデンサからなり、 前記第２のダイオード回路の各ダイオードの互いの接続
   点と前記第１のダイオード回路の各ダイオードの互いの
   接続点を負荷接続用の出力端子とし、前記倍電圧整流回
   路のコンデンサへの充電経路に電流位相遅延素子を介挿
   したことを特徴とする直流電源装置。
4. 【請求項４】交流電源と、１対のダイオードの同一端子
   を互いに接続してなり、その各ダイオードの残りの同一
   の端子を前記交流電源に接続した第１のダイオード回路
   と、この第１のダイオード回路の両端に接続された１又
   は複数段の倍電圧整流回路と、１対のダイオードの同一
   端子を互いに接続してなり、その各ダイオードの残りの
   同一の端子を最終段の倍電圧整流回路の出力端子に接続
   した第２のダイオード回路からなり、 前記第１のダイオード回路の１対のダイオードの向きは
   前記第２のダイオード回路の１対のダイオードの向きと
   逆向きにし、 前記倍電圧整流回路は、１対のダイオードと、一方のダ
   イオードのアノード端子と他方のダイオードのカソード
   端子との間並びに一方のダイオードのカソード端子と他
   方のダイオードのアノード端子との間にそれぞれ接続さ
   れたコンデンサからなり、 前記第２のダイオード回路の各ダイオードの互いの接続
   点と前記第１のダイオード回路の各ダイオードの互いの
   接続点を負荷接続用の出力端子とし、前記倍電圧整流回
   路のコンデンサへの充電経路でかつ負荷への電流供給経
   路に電流位相遅延素子を介挿したことを特徴とする直流
   電源装置。
5. 【請求項５】請求項（１）乃至（４）のいずれか１記載
   の直流電源装置に接続された電子安定器と、この電子安
   定器の出力端子に接続された放電灯からなる放電灯点灯
   装置。