JP2916741B2 - 高輝度放電灯点灯用電源装置 - Google Patents
高輝度放電灯点灯用電源装置Info
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- JP2916741B2 JP2916741B2 JP5238790A JP23879093A JP2916741B2 JP 2916741 B2 JP2916741 B2 JP 2916741B2 JP 5238790 A JP5238790 A JP 5238790A JP 23879093 A JP23879093 A JP 23879093A JP 2916741 B2 JP2916741 B2 JP 2916741B2
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- reactor
- power supply
- switching element
- capacitor
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高力率形の昇圧形コン
バータを用いた高輝度放電灯点灯用電源装置に関する。
バータを用いた高輝度放電灯点灯用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高力率形の昇圧形コンバータを用
いたメタルハライドランプ等の高輝度放電灯の点灯用電
源装置には、図３に示すようなものがある。この電源装
置は、商用交流電源に接続される入力端子１，２を有
し、ダイオード３１〜３４で構成される整流器３０によ
り交流電源を整流する。整流した直流をリアクトル３６
で平滑し、この平滑した直流をＩＧＢＴ等のスイッチン
グ素子３７に例えば１５乃至２０ｋＨｚの周波数のゲー
ト信号が昇圧コンバータ制御回路４８から供給されて、
このスイッチング素子３７はゲート信号に応じてオンオ
フを繰り返す。スイッチング素子３７がオンのとき、リ
アクトル３６にエネルギーが蓄えられ、スイッチング素
子３７がオフのときリアクトル３６に蓄えれたエネルギ
ーが交流電源に加えられてダイオード３８を介してコン
デンサ３９を充電する。この充電電圧は商用交流電源が
１００Ｖのとき最大２８０Ｖに昇圧される。又、スイッ
チング素子３７は高周波でオンオフスイッチングされる
ので、力率は１に近い高力率となっている。
いたメタルハライドランプ等の高輝度放電灯の点灯用電
源装置には、図３に示すようなものがある。この電源装
置は、商用交流電源に接続される入力端子１，２を有
し、ダイオード３１〜３４で構成される整流器３０によ
り交流電源を整流する。整流した直流をリアクトル３６
で平滑し、この平滑した直流をＩＧＢＴ等のスイッチン
グ素子３７に例えば１５乃至２０ｋＨｚの周波数のゲー
ト信号が昇圧コンバータ制御回路４８から供給されて、
このスイッチング素子３７はゲート信号に応じてオンオ
フを繰り返す。スイッチング素子３７がオンのとき、リ
アクトル３６にエネルギーが蓄えられ、スイッチング素
子３７がオフのときリアクトル３６に蓄えれたエネルギ
ーが交流電源に加えられてダイオード３８を介してコン
デンサ３９を充電する。この充電電圧は商用交流電源が
１００Ｖのとき最大２８０Ｖに昇圧される。又、スイッ
チング素子３７は高周波でオンオフスイッチングされる
ので、力率は１に近い高力率となっている。
【０００３】コンデンサ３９で平滑された直流をＩＧＢ
Ｔ等のスイッチング素子４０に１５乃至２０ｋＨｚの周
波数のゲート信号がチョッパ制御回路４９から供給され
て、スイッチング素子４０はゲート信号に応じてオンオ
フを繰り返しチョッパ制御する。スイッチング素子４０
のチョッパ出力をリアクトル４１，フライホイルダイオ
ード４２により平滑し、その平滑した直流をインバータ
４３に入力する。
Ｔ等のスイッチング素子４０に１５乃至２０ｋＨｚの周
波数のゲート信号がチョッパ制御回路４９から供給され
て、スイッチング素子４０はゲート信号に応じてオンオ
フを繰り返しチョッパ制御する。スイッチング素子４０
のチョッパ出力をリアクトル４１，フライホイルダイオ
ード４２により平滑し、その平滑した直流をインバータ
４３に入力する。
【０００４】インバータ４３を構成するＩＧＢＴ等のス
イッチング素子４４〜４７にインバータ制御回路５０か
ら駆動信号が供給され、平滑された直流が５０乃至２０
０Ｈｚの周波数の矩形波交流に変換され、負荷の高輝度
放電灯１３に供給される。
イッチング素子４４〜４７にインバータ制御回路５０か
ら駆動信号が供給され、平滑された直流が５０乃至２０
０Ｈｚの周波数の矩形波交流に変換され、負荷の高輝度
放電灯１３に供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の電源装置では、
インバータ４３の入力の直流電源を得るために、高力率
にするためのコンバータと電流制御用にチョッパ回路を
設けており、回路が複雑になっていた。
インバータ４３の入力の直流電源を得るために、高力率
にするためのコンバータと電流制御用にチョッパ回路を
設けており、回路が複雑になっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、直列に接続さ
れた第１及び第２のスイッチング素子を有し、これらの
第１及び第２のスイッチング素子に第１及び第２のダイ
オードが互いに同一方向の方向性で逆並列に接続されて
いる。第１及び第２のスイッチング素子間に直列に第１
及び第２のコンデンサが接続されている。第１及び第２
のコンデンサ間に第３及び第４のスイッチング素子を有
するインバータが接続されている。第１及び第２のスイ
ッチング素子の接続点と、一方の入力端子との間に第１
のリアクトルが接続されている。第３及び第４のスイッ
チング素子の接続点と負荷の高輝度放電灯との間に空心
又は両端が開放するオープン形構造の第２リアクトルが
接続される。他方の入力端子と、第１及び第２のコンデ
ンサの接続点と、高輝度放電灯の他端とが接続される。
れた第１及び第２のスイッチング素子を有し、これらの
第１及び第２のスイッチング素子に第１及び第２のダイ
オードが互いに同一方向の方向性で逆並列に接続されて
いる。第１及び第２のスイッチング素子間に直列に第１
及び第２のコンデンサが接続されている。第１及び第２
のコンデンサ間に第３及び第４のスイッチング素子を有
するインバータが接続されている。第１及び第２のスイ
ッチング素子の接続点と、一方の入力端子との間に第１
のリアクトルが接続されている。第３及び第４のスイッ
チング素子の接続点と負荷の高輝度放電灯との間に空心
又は両端が開放するオープン形構造の第２リアクトルが
接続される。他方の入力端子と、第１及び第２のコンデ
ンサの接続点と、高輝度放電灯の他端とが接続される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、交流電源が一方の極性では第
１のスイッチング素子がオンオフを繰り返し、オン状態
において交流電源から第１リアクトルに電流が流れる。
第１のスイッチング素子がオフ状態では、第１リアクト
ルに逆起電力が発生し、この第１リアクトルから第２の
コンデンサさらに交流電源に電流が流れ、第２のコンデ
ンサの電圧は交流電源電圧とリアクトルの逆起電力との
和の電圧となる。すなわち、第２のコンデンサの電圧は
交流電源に電圧よりも昇圧された電圧となる。
１のスイッチング素子がオンオフを繰り返し、オン状態
において交流電源から第１リアクトルに電流が流れる。
第１のスイッチング素子がオフ状態では、第１リアクト
ルに逆起電力が発生し、この第１リアクトルから第２の
コンデンサさらに交流電源に電流が流れ、第２のコンデ
ンサの電圧は交流電源電圧とリアクトルの逆起電力との
和の電圧となる。すなわち、第２のコンデンサの電圧は
交流電源に電圧よりも昇圧された電圧となる。
【０００８】又、交流電源の他方の極性では、第２のス
イッチング素子がオンオフを繰り返し、オン状態におい
て、交流電源から第１リアクトルに正の極性のときと反
対方向に電流が流れ、第１リアクトルに電流が流れる。
第２のスイッチング素子がオフ状態において、第１リア
クトルに逆起電力が発生し、この逆起電力と交流電源の
電圧とが第１のコンデンサに印加し、第１のコンデンサ
の電圧は交流電源の電圧より昇圧される。このように交
流電源の正の極性の際に昇圧された電圧と、負の極性の
際に昇圧された電圧とが交互にインバータに供給され
る。
イッチング素子がオンオフを繰り返し、オン状態におい
て、交流電源から第１リアクトルに正の極性のときと反
対方向に電流が流れ、第１リアクトルに電流が流れる。
第２のスイッチング素子がオフ状態において、第１リア
クトルに逆起電力が発生し、この逆起電力と交流電源の
電圧とが第１のコンデンサに印加し、第１のコンデンサ
の電圧は交流電源の電圧より昇圧される。このように交
流電源の正の極性の際に昇圧された電圧と、負の極性の
際に昇圧された電圧とが交互にインバータに供給され
る。
【０００９】そして、インバータの出力ではインバータ
で交換された低周波の矩形波交流が第２リアクトル及び
負荷に流れる。第２リアクトルは空心又は両端が開放さ
れたオープン構造を有しているため、低周波の矩形波交
流が流れても低周波交流による騒音がない。
で交換された低周波の矩形波交流が第２リアクトル及び
負荷に流れる。第２リアクトルは空心又は両端が開放さ
れたオープン構造を有しているため、低周波の矩形波交
流が流れても低周波交流による騒音がない。
【００１０】
【実施例】この発明による電源装置の１実施例を図１に
示す。図３に示した従来のものと同等部分には同一符号
を付している。この電源装置は、直列に接続された第１
及び第２のスイッチング素子４，５と、第１及び第２の
スイッチング素子に同一の方向性で逆並列に接続された
第１及び第２のダイオード６，７と、第１及び第２のス
イッチング素子４，５間に直列に接続された第１及び第
２のコンデンサ８，９と、これら第１及び第２のコンデ
ンサ８，９間に接続された第３及び第４のＩＧＢＴ等の
スイッチング素子１１，１２を有するインバータ１０
と、第１及び第２のスイッチング素子４，５の接続点
と、一方の入力端子１との間に接続された第１のリアク
トル３と、インバータ１０の出力と高輝度放電灯の負荷
１３の一端との間に設けた空心又は両端が開放した第２
リアクトル１４と、第１及び第２のスイッチング素子
４，５を駆動する昇圧コンバータ制御装置１５と、第３
及び第４のスイッチング素子１１，１２を駆動するイン
バータ制御装置１６により構成されている。なお、他方
の入力端子２と、第１及び第２のコンデンサ８，９の接
続点と、高輝度放電灯の負荷１３の他端とが接続されて
いる。
示す。図３に示した従来のものと同等部分には同一符号
を付している。この電源装置は、直列に接続された第１
及び第２のスイッチング素子４，５と、第１及び第２の
スイッチング素子に同一の方向性で逆並列に接続された
第１及び第２のダイオード６，７と、第１及び第２のス
イッチング素子４，５間に直列に接続された第１及び第
２のコンデンサ８，９と、これら第１及び第２のコンデ
ンサ８，９間に接続された第３及び第４のＩＧＢＴ等の
スイッチング素子１１，１２を有するインバータ１０
と、第１及び第２のスイッチング素子４，５の接続点
と、一方の入力端子１との間に接続された第１のリアク
トル３と、インバータ１０の出力と高輝度放電灯の負荷
１３の一端との間に設けた空心又は両端が開放した第２
リアクトル１４と、第１及び第２のスイッチング素子
４，５を駆動する昇圧コンバータ制御装置１５と、第３
及び第４のスイッチング素子１１，１２を駆動するイン
バータ制御装置１６により構成されている。なお、他方
の入力端子２と、第１及び第２のコンデンサ８，９の接
続点と、高輝度放電灯の負荷１３の他端とが接続されて
いる。
【００１１】今、商用交流電源に接続されている一方の
入力端子１の電位が、他方の入力端子２の電位より高い
正の半波のとき、第１のスイッチング素子４に例えば１
５乃至２０ｋＨｚの周波数の駆動信号が制御装置１５か
ら供給され、このスイッチング素子４は駆動信号に応じ
てオンオフを繰り返す。スイッチング素子４がオンの状
態では一方の入力端子１，第１リアクトル３，スイッチ
ング素子４，コンデンサ８を介して他方の入力端子２に
流れ、このコンデンサ８を逆充電叉は放電する。
入力端子１の電位が、他方の入力端子２の電位より高い
正の半波のとき、第１のスイッチング素子４に例えば１
５乃至２０ｋＨｚの周波数の駆動信号が制御装置１５か
ら供給され、このスイッチング素子４は駆動信号に応じ
てオンオフを繰り返す。スイッチング素子４がオンの状
態では一方の入力端子１，第１リアクトル３，スイッチ
ング素子４，コンデンサ８を介して他方の入力端子２に
流れ、このコンデンサ８を逆充電叉は放電する。
【００１２】スイッチング素子４がオフの状態では、第
１リアクトル３に矢印で示す方向の電圧が発生し、一方
の入力端子１，リアクトル３から電流がスイッチング素
子５に逆並列に接続されているダイオード７を介してコ
ンデンサ９，他方の入力端子２に流れる。このとき、コ
ンデンサ９は図１に示す極性に充電され、商用交流電源
が１００Ｖのとき２８０Ｖに昇圧される。
１リアクトル３に矢印で示す方向の電圧が発生し、一方
の入力端子１，リアクトル３から電流がスイッチング素
子５に逆並列に接続されているダイオード７を介してコ
ンデンサ９，他方の入力端子２に流れる。このとき、コ
ンデンサ９は図１に示す極性に充電され、商用交流電源
が１００Ｖのとき２８０Ｖに昇圧される。
【００１３】一方、端子１の電位が端子２の電位より低
い負の半波では、入力端子２，コンデンサ８，スイッチ
ング素子４に逆並列に接続されているダイオード６，リ
アクトル３，入力端子１と電流が流れ、コンデンサ８が
充電される。
い負の半波では、入力端子２，コンデンサ８，スイッチ
ング素子４に逆並列に接続されているダイオード６，リ
アクトル３，入力端子１と電流が流れ、コンデンサ８が
充電される。
【００１４】この負の半波の期間中、第２のスイッチン
グ素子５がスイッチング素子４と同様に制御装置１５か
ら供給される駆動信号によって例えば１５乃至２０ｋＨ
ｚの周波数でオンオフを繰り返す。スイッチング素子５
がオン状態では、他方の入力端子２，コンデンサ９，ス
イッチング素子５，リアクトル３，一方の入力端子１へ
電流が流れ、コンデンサ９は逆充電又は放電される。
グ素子５がスイッチング素子４と同様に制御装置１５か
ら供給される駆動信号によって例えば１５乃至２０ｋＨ
ｚの周波数でオンオフを繰り返す。スイッチング素子５
がオン状態では、他方の入力端子２，コンデンサ９，ス
イッチング素子５，リアクトル３，一方の入力端子１へ
電流が流れ、コンデンサ９は逆充電又は放電される。
【００１５】スイッチング素子５がオフの状態では、リ
アクトル３には矢印と逆方向の電圧が発生し、リアクト
ル３，一方の入力端子１，交流電源，他方の入力端子
２，コンデンサ８，ダイオード６，リアクトル３に電流
が流れ、コンデンサ８は図１に示す極正に充電され、交
流電源が１００Ｖのとき最大２８０Ｖになる。
アクトル３には矢印と逆方向の電圧が発生し、リアクト
ル３，一方の入力端子１，交流電源，他方の入力端子
２，コンデンサ８，ダイオード６，リアクトル３に電流
が流れ、コンデンサ８は図１に示す極正に充電され、交
流電源が１００Ｖのとき最大２８０Ｖになる。
【００１６】そして、図２（ｂ）に示すように制御回路
１６から２０乃至５０ｋＨｚの高周波駆動信号によって
スイッチング素子１１を一定期間（５０乃至２００Ｈｚ
の期間）だけ導通させる。これによって、コンデンサ９
の電荷がこのスイッチング素子１１，出力リアクトル１
４，負荷１３を介してコンデンサ９に流れ、図２（ａ）
に示すように負荷に交流出力が供給される。
１６から２０乃至５０ｋＨｚの高周波駆動信号によって
スイッチング素子１１を一定期間（５０乃至２００Ｈｚ
の期間）だけ導通させる。これによって、コンデンサ９
の電荷がこのスイッチング素子１１，出力リアクトル１
４，負荷１３を介してコンデンサ９に流れ、図２（ａ）
に示すように負荷に交流出力が供給される。
【００１７】さらに、図２に示すように一定期間（５０
乃至２００Ｈｚの期間）、スイッチング素子１２を２０
乃至５０ｋＨｚの周波数でオンさせると、コンデンサ８
から高輝度放電灯の負荷１３，第２リアクトル１４，ス
イッチング素子１２を介してコンデンサ８に電流が流
れ、図２（ａ）に示すように負荷１３に交流出力が供給
される。
乃至２００Ｈｚの期間）、スイッチング素子１２を２０
乃至５０ｋＨｚの周波数でオンさせると、コンデンサ８
から高輝度放電灯の負荷１３，第２リアクトル１４，ス
イッチング素子１２を介してコンデンサ８に電流が流
れ、図２（ａ）に示すように負荷１３に交流出力が供給
される。
【００１８】第２リアクトル１４に流れる電流は第３ス
イッチング素子１１がオンオフする半波と、第４スイッ
チング素子１２がオンオフする半波で流れる方向が異な
る。第３，第４スイッチング素子１１，１２が高周波ス
イッチング時、非可聴周波数でスイッチングするため、
この周波数の騒音が発生しない。又、第２リアクトルは
空心又は両端が開放した鉄心のオープン形リアクトルを
採用し、低周波交流による騒音を除いている。
イッチング素子１１がオンオフする半波と、第４スイッ
チング素子１２がオンオフする半波で流れる方向が異な
る。第３，第４スイッチング素子１１，１２が高周波ス
イッチング時、非可聴周波数でスイッチングするため、
この周波数の騒音が発生しない。又、第２リアクトルは
空心又は両端が開放した鉄心のオープン形リアクトルを
採用し、低周波交流による騒音を除いている。
【００１９】上記実施例では、スイッチング素子にＩＧ
ＢＴを用いていたが、ＭＯＳＦＥＴバイポーラトランジ
スタを用いることもできる。
ＢＴを用いていたが、ＭＯＳＦＥＴバイポーラトランジ
スタを用いることもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、高力率にするイ
ンバータと整流を一体にすることができ、平滑用コンデ
ンサと出力のインバータの回路を一体化することがで
き、回路構成が簡素化される。又、インバータの出力に
設けた第２リアクトルには交流電流が流れるが、リアク
トルを空心又は鉄心の両端を開放しているオープン形リ
アクトルを採用することにより、低周波交流による騒音
はない。このため、ランプ点灯用電源を騒音を嫌う撮影
現場に設置することもできる。
ンバータと整流を一体にすることができ、平滑用コンデ
ンサと出力のインバータの回路を一体化することがで
き、回路構成が簡素化される。又、インバータの出力に
設けた第２リアクトルには交流電流が流れるが、リアク
トルを空心又は鉄心の両端を開放しているオープン形リ
アクトルを採用することにより、低周波交流による騒音
はない。このため、ランプ点灯用電源を騒音を嫌う撮影
現場に設置することもできる。
【図１】本発明の高輝度放電灯点灯用電源装置の一実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図２】図１の各部の波形図である。
【図３】従来の高輝度放電灯点灯用電源装置の回路図で
ある。
ある。
３ （第１の）リアクトル ４ （第１の）スイッチング素子 ５ （第２の）スイッチング素子 ６ （第１の）ダイオード ７ （第２の）ダイオード ８ （第１の）コンデンサ ９ （第２の）コンデンサ １０ インバータ １１ （第３の）スイッチング素子 １２ （第４の）スイッチング素子 １３ 負荷（高輝度放電灯） １４ （第２の）リアクトル １５ 昇圧コンバータ制御装置 １６ インバータ制御装置
フロントページの続き 審査官 関 信之 (56)参考文献 特開 平１−143195（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−109869（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/29 H02M 7/48
Claims (1)
- 【請求項１】 直列に接続された第１及び第２のスイッ
チング素子と、第１及び第２のスイッチング素子に同向
性で逆並列に接続された第１及び第２のダイオードと、
第１及び第２のスイッチング素子間に直列に接続された
第１及び第２のコンデンサと、これら第１及び第２のコ
ンデンサ間に接続され第３及び第４のスイッチング素子
を有するインバータと、第１及び第２のスイッチング素
子の接続点と一方の入力端子との間に直列に接続された
第１のリアクトルと、上記第３及び第４のスイッチング
素子の接続点と高輝度放電灯の一端との間に空心又は鉄
心の両端が開放するオープン型構造の第２リアクトルが
設けられ、他方の入力端子と、上記第１及び第２のコン
デンサの接続点と、高輝度放電灯の他端とが接続された
高輝度放電灯点灯用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238790A JP2916741B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 高輝度放電灯点灯用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238790A JP2916741B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 高輝度放電灯点灯用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765975A JPH0765975A (ja) | 1995-03-10 |
| JP2916741B2 true JP2916741B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=17035325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5238790A Expired - Fee Related JP2916741B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 高輝度放電灯点灯用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916741B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5465373B2 (ja) | 2007-09-12 | 2014-04-09 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置 |
| JP5238729B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2013-07-17 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理方法および熱処理装置 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP5238790A patent/JP2916741B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765975A (ja) | 1995-03-10 |
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