JP3419541B2 - 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents
電源装置、放電灯点灯装置および照明装置Info
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- JP3419541B2 JP3419541B2 JP06401994A JP6401994A JP3419541B2 JP 3419541 B2 JP3419541 B2 JP 3419541B2 JP 06401994 A JP06401994 A JP 06401994A JP 6401994 A JP6401994 A JP 6401994A JP 3419541 B2 JP3419541 B2 JP 3419541B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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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、入力電流の高調波を低
減した電源装置、放電灯点灯装置および照明装置に関す
る。
減した電源装置、放電灯点灯装置および照明装置に関す
る。
【従来の技術】従来この種の電源装置または放電灯点灯
装置として、いくつかの回路方式が提案されている。図
８に示すものはそのうちの一方式であり、この放電灯点
灯装置は、商用交流電源Ｅに全波整流器１を接続し、こ
の全波整流器１の出力端子間にコンデンサＣ１を接続
し、このコンデンサＣ１に対して並列にダイオードＤ１
およびコンデンサＣ２の直列回路を接続している。
装置として、いくつかの回路方式が提案されている。図
８に示すものはそのうちの一方式であり、この放電灯点
灯装置は、商用交流電源Ｅに全波整流器１を接続し、こ
の全波整流器１の出力端子間にコンデンサＣ１を接続
し、このコンデンサＣ１に対して並列にダイオードＤ１
およびコンデンサＣ２の直列回路を接続している。
【０００２】また、このコンデンサＣ２には、電圧波形
における谷埋め用の平滑回路２が接続されており、この
平滑回路２は、コンデンサＣ３、インダクタＬ１および
ダイオードＤ２の直列回路およびインダクタＬ１および
ダイオードＤ２の接続点に接続されたダイオードＤ３に
より構成されている。
における谷埋め用の平滑回路２が接続されており、この
平滑回路２は、コンデンサＣ３、インダクタＬ１および
ダイオードＤ２の直列回路およびインダクタＬ１および
ダイオードＤ２の接続点に接続されたダイオードＤ３に
より構成されている。
【０００３】さらに、この平滑回路２には、一石式のイ
ンバータ回路３が接続されている。このインバータ回路
３は、インバータトランスＴｒ１の入力巻線Ｔｒ１ａと
トランジスタＱ１が直列に接続されるとともに、入力巻
線Ｔｒ１ａには共振用コンデンサＣ４が接続されてい
る。
ンバータ回路３が接続されている。このインバータ回路
３は、インバータトランスＴｒ１の入力巻線Ｔｒ１ａと
トランジスタＱ１が直列に接続されるとともに、入力巻
線Ｔｒ１ａには共振用コンデンサＣ４が接続されてい
る。
【０００４】また、インバータトランスＴｒ１の出力巻
線Ｔｒ１ｂには蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬａ，
ＦＬｂが接続され、これらフィラメントＦＬａ，ＦＬｂ
には、始動用および予熱用のコンデンサＣ５が接続され
ている。
線Ｔｒ１ｂには蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬａ，
ＦＬｂが接続され、これらフィラメントＦＬａ，ＦＬｂ
には、始動用および予熱用のコンデンサＣ５が接続され
ている。
【０００５】そして、商用交流電源Ｅの電圧を全波整流
器１で全波整流して、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２
および平滑回路２で平滑して、インバータ回路３で高周
波交流に変換し、蛍光ランプＦＬを点灯させている。
器１で全波整流して、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２
および平滑回路２で平滑して、インバータ回路３で高周
波交流に変換し、蛍光ランプＦＬを点灯させている。
【０００６】また、クレストファクタ、すなわち、蛍光
ランプＦＬのランプ電流のピーク値／実効値を改善する
ため、コンデンサＣ２の容量を小さくして、入力巻線Ｔ
ｒ１ａの回生時にコンデンサＣ２の電圧を昇圧させてい
る。
ランプＦＬのランプ電流のピーク値／実効値を改善する
ため、コンデンサＣ２の容量を小さくして、入力巻線Ｔ
ｒ１ａの回生時にコンデンサＣ２の電圧を昇圧させてい
る。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、コンデンサＣ２の容量を小さくする
と、入力巻線Ｔｒ１ａの回生電流が流れにくくなり、一
部の回生電流は共振コンデンサＣ４に流れ込むため、ト
ランジスタＱ１が零電圧スイッチングしにくくなる結
果、スイッチング損失が発生する問題がある。
来技術においては、コンデンサＣ２の容量を小さくする
と、入力巻線Ｔｒ１ａの回生電流が流れにくくなり、一
部の回生電流は共振コンデンサＣ４に流れ込むため、ト
ランジスタＱ１が零電圧スイッチングしにくくなる結
果、スイッチング損失が発生する問題がある。
【０００７】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、スイッチング損失を低減するとともに、入力電
流波形を改善した電源装置、放電灯点灯装置および照明
装置を提供することを目的とする。
もので、スイッチング損失を低減するとともに、入力電
流波形を改善した電源装置、放電灯点灯装置および照明
装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】請求項１の電源装置は、
交流電源電圧を整流する整流手段と；この整流手段の出
力端に設けられた第１の蓄電手段と；整流手段および第
１の蓄電手段の出力側に設けられ、入力される直流電圧
をスイッチングする主スイッチング素子を有し、この主
スイッチング素子に直列に接続されたインダクタと主ス
イッチング素子に並列に接続された共振コンデンサを共
振させて高周波電圧を発生する一石式インバータ回路
と；前記インダクタに対して直列に接続され、主スイッ
チング素子がオフしたときの共振電流は流し、その反転
電流は流さないように動作する補助スイッチング素子
と；主スイッチング素子のオン期間に蓄電されるように
配設された第２の蓄電手段と；整流手段の出力電圧が低
下した期間における主スイッチング素子のオフ期間に第
２の蓄電手段に蓄電された電気エネルギーを第１の蓄電
手段に供給する昇圧回路と；整流手段の出力電圧が第２
の蓄電手段の電圧よりも低下した期間に第１の蓄電手段
の電気エネルギーをインバータ回路に出力する出力回路
と；主スイッチング素子が実質的に零電圧スイッチング
を行う所定の周波数で主スイッチング素子を制御すると
共に、そのオンデューティを変化させてインバータ回路
の出力を調整して調光可能にする制御装置と；を備えた
ことを特徴とする。
交流電源電圧を整流する整流手段と；この整流手段の出
力端に設けられた第１の蓄電手段と；整流手段および第
１の蓄電手段の出力側に設けられ、入力される直流電圧
をスイッチングする主スイッチング素子を有し、この主
スイッチング素子に直列に接続されたインダクタと主ス
イッチング素子に並列に接続された共振コンデンサを共
振させて高周波電圧を発生する一石式インバータ回路
と；前記インダクタに対して直列に接続され、主スイッ
チング素子がオフしたときの共振電流は流し、その反転
電流は流さないように動作する補助スイッチング素子
と；主スイッチング素子のオン期間に蓄電されるように
配設された第２の蓄電手段と；整流手段の出力電圧が低
下した期間における主スイッチング素子のオフ期間に第
２の蓄電手段に蓄電された電気エネルギーを第１の蓄電
手段に供給する昇圧回路と；整流手段の出力電圧が第２
の蓄電手段の電圧よりも低下した期間に第１の蓄電手段
の電気エネルギーをインバータ回路に出力する出力回路
と；主スイッチング素子が実質的に零電圧スイッチング
を行う所定の周波数で主スイッチング素子を制御すると
共に、そのオンデューティを変化させてインバータ回路
の出力を調整して調光可能にする制御装置と；を備えた
ことを特徴とする。
【０００８】請求項２の放電灯点灯装置は、請求項１記
載の電源装置と；この電源装置の高 周波出力により付勢
される放電灯と；を備えたことを特徴とする。
載の電源装置と；この電源装置の高 周波出力により付勢
される放電灯と；を備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項３の照明装置は、請求項２記載の放
電灯点灯装置と；放電灯点灯装置を配設した照明装置本
体と；を備えたことを特徴とする。
電灯点灯装置と；放電灯点灯装置を配設した照明装置本
体と；を備えたことを特徴とする。
【作用】請求項１の発明では、整流手段の電圧が第１の
蓄電手段の電圧より高い区間においては主として整流手
段からインバータ回路に入力電流が供給されてこのイン
バータ回路は作動し、高周波出力を発生する。また、整
流手段の電圧が第１の蓄電手段の電圧より低い区間にお
いては、インバータ回路の主スイッチング素子がオンの
ときに蓄電された第２の蓄電手段から、昇圧回路を介し
て電気エネルギーが第１の蓄電手段に供給され、この第
１の蓄電手段が電源となってインバータ回路に入力電流
が供給される。このように整流手段の電圧が低い期間に
おいても、電源側からインバータ回路に対し電流が休止
なく供給されるため、交流電源から流入する電流は連続
した波形となり、高調波は大幅に低減される。さらに、
補助スイッチング素子は、反転電流を共振コンデンサに
流さないようにしたので、共振コンデンサには充電され
ず、主スイッチング素子の両端間電圧を低減でき、主ス
イッチング素子のスイッチング損失が低減できる。した
がって、制御手段は主スイッチング素子が実質的に零電
圧スイッチングを行う所定の周波数で主スイッチング素
子を制御することができ、オンデューティを変化させて
インバータ回路の出力を調整して調光可能にする場合で
も、スイッチング損失を低減できる。
蓄電手段の電圧より高い区間においては主として整流手
段からインバータ回路に入力電流が供給されてこのイン
バータ回路は作動し、高周波出力を発生する。また、整
流手段の電圧が第１の蓄電手段の電圧より低い区間にお
いては、インバータ回路の主スイッチング素子がオンの
ときに蓄電された第２の蓄電手段から、昇圧回路を介し
て電気エネルギーが第１の蓄電手段に供給され、この第
１の蓄電手段が電源となってインバータ回路に入力電流
が供給される。このように整流手段の電圧が低い期間に
おいても、電源側からインバータ回路に対し電流が休止
なく供給されるため、交流電源から流入する電流は連続
した波形となり、高調波は大幅に低減される。さらに、
補助スイッチング素子は、反転電流を共振コンデンサに
流さないようにしたので、共振コンデンサには充電され
ず、主スイッチング素子の両端間電圧を低減でき、主ス
イッチング素子のスイッチング損失が低減できる。した
がって、制御手段は主スイッチング素子が実質的に零電
圧スイッチングを行う所定の周波数で主スイッチング素
子を制御することができ、オンデューティを変化させて
インバータ回路の出力を調整して調光可能にする場合で
も、スイッチング損失を低減できる。
【００１０】請求項２の発明は、放電灯点灯装置である
が、請求項１の発明と同じ作用をし、放電灯を良好に点
灯しながら、電源に対し高調波を出さない。
が、請求項１の発明と同じ作用をし、放電灯を良好に点
灯しながら、電源に対し高調波を出さない。
【００１１】請求項３の発明は、照明装置であるが、請
求項２の発明と同じ作用をする。
求項２の発明と同じ作用をする。
【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施
例を図面を参照して説明する。
例を図面を参照して説明する。
【００１２】図１において、１１は照明器具本体で、こ
の照明器具本体の下面には反射面が形成され、この反射
面の両端にランプソケット１２，１２が取り付けられ、
これらランプソケット１２，１２間には、放電ランプと
しての蛍光ランプＦＬが接続されている。また、照明器
具本体１１には、図２に示す放電灯点灯回路が配設され
ている。
の照明器具本体の下面には反射面が形成され、この反射
面の両端にランプソケット１２，１２が取り付けられ、
これらランプソケット１２，１２間には、放電ランプと
しての蛍光ランプＦＬが接続されている。また、照明器
具本体１１には、図２に示す放電灯点灯回路が配設され
ている。
【００１３】つまり、図２に示すように、商用交流電源
Ｅに整流手段である全波整流回路２１が接続され、この
全波整流回路２１の出力端には、コンデンサＣ１１が接
続され、このコンデンサＣ１１に対して並列に、整流素
子としてのダイオードＤ１１および第１の蓄電手段を構
成するコンデンサＣ１２の直列回路が接続されている。
また、第１の蓄電手段を構成するコンデンサＣ１２に
対し並列に、昇圧回路２２が接続されている。この昇圧
回路２２は、第２の蓄電手段を構成するコンデンサＣ１
３、インダクタＬ１１およびダイオードＤ１２の直列回
路で構成されており、また、このインダクタＬ１１およ
びダイオードＤ１２の接続中点には、ダイオードＤ１３
が接続されている。
Ｅに整流手段である全波整流回路２１が接続され、この
全波整流回路２１の出力端には、コンデンサＣ１１が接
続され、このコンデンサＣ１１に対して並列に、整流素
子としてのダイオードＤ１１および第１の蓄電手段を構
成するコンデンサＣ１２の直列回路が接続されている。
また、第１の蓄電手段を構成するコンデンサＣ１２に
対し並列に、昇圧回路２２が接続されている。この昇圧
回路２２は、第２の蓄電手段を構成するコンデンサＣ１
３、インダクタＬ１１およびダイオードＤ１２の直列回
路で構成されており、また、このインダクタＬ１１およ
びダイオードＤ１２の接続中点には、ダイオードＤ１３
が接続されている。
【００１４】また、全波整流回路２１の出力端間には、
高周波発生回路であるインバータ回路２３が接続されて
いる。このインバータ回路は、インバータトランスＴｒ
１１の共振インダクタとしての入力巻線Ｔｒ１１ａおよ
び例えば電界効果トランジスタで構成されるスイッチン
グ装置（主スイッチング素子）Ｑ１１が直列に接続さ
れ、主スイッチング素子Ｑ１１に対して並列に、共振用
コンデンサＣ１４が接続されている。そして、この主ス
イッチング素子Ｑ１１は、制御装置２４により制御さ
れ、この制御装置２４は主スイッチング素子Ｑ１１が実
質的に零電圧スイッチング動作を行うように例えば４５
ＫＨｚの所定の動作周波数で、かつオンデューティを変
化させて制御している。
高周波発生回路であるインバータ回路２３が接続されて
いる。このインバータ回路は、インバータトランスＴｒ
１１の共振インダクタとしての入力巻線Ｔｒ１１ａおよ
び例えば電界効果トランジスタで構成されるスイッチン
グ装置（主スイッチング素子）Ｑ１１が直列に接続さ
れ、主スイッチング素子Ｑ１１に対して並列に、共振用
コンデンサＣ１４が接続されている。そして、この主ス
イッチング素子Ｑ１１は、制御装置２４により制御さ
れ、この制御装置２４は主スイッチング素子Ｑ１１が実
質的に零電圧スイッチング動作を行うように例えば４５
ＫＨｚの所定の動作周波数で、かつオンデューティを変
化させて制御している。
【００１５】また、インバータトランスＴｒ１１の出力
巻線Ｔｒ１１ｂには、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦ
Ｌａ，ＦＬｂが接続され、これらフィラメントＦＬａ，
ＦＬｂ間には、始動用のコンデンサＣ１５が接続されて
いる。
巻線Ｔｒ１１ｂには、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦ
Ｌａ，ＦＬｂが接続され、これらフィラメントＦＬａ，
ＦＬｂ間には、始動用のコンデンサＣ１５が接続されて
いる。
【００１６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
る。
【００１７】ます商用交流電源が投入され、コンデンサ
Ｃ１３の充電電圧が整流回路２１の出力電圧すなわちコ
ンデンサＣ１１の端子電圧より低い区間においては、高
周波インバータ回路２３が発振動作を行うと、発振のオ
ン時に高周波インバータ回路２３には主にコンデンサＣ
１１から入力電流が供給され、交流電源Ｅからはコンデ
ンサＣ１１にエネルギー補給が行われる。また、同時に
コンデンサＣ１３が充電され整流回路２１からの脈流電
圧のピーク値より低い直流電圧を蓄える。コンデンサＣ
１１の電圧がコンデンサＣ１３の電圧より低くなると、
発振のオン時に高周波インバータ回路２３には最初にコ
ンデンサＣ１２から入力電流が供給され、コンデンサＣ
１２の電圧がコンデンサＣ１１の電圧と等しくなると、
今度はコンデンサＣ１１から入力電流が供給される。コ
ンデンサＣ１３からの高周波インバータ回路２３への入
力電流はインダクタＬ１１のインダクタンスのために遅
れ、高周波インバータ回路２３の発振がオフする直前に
行われる。そして発振がオフすると、コンデンサＣ１３
はインダクタＬ１１とコンデンサＣ１２に対する電圧供
給源となる。そうして共振的振動を伴う昇圧作用により
コンデンサＣ１２に対する充電が行われる。
Ｃ１３の充電電圧が整流回路２１の出力電圧すなわちコ
ンデンサＣ１１の端子電圧より低い区間においては、高
周波インバータ回路２３が発振動作を行うと、発振のオ
ン時に高周波インバータ回路２３には主にコンデンサＣ
１１から入力電流が供給され、交流電源Ｅからはコンデ
ンサＣ１１にエネルギー補給が行われる。また、同時に
コンデンサＣ１３が充電され整流回路２１からの脈流電
圧のピーク値より低い直流電圧を蓄える。コンデンサＣ
１１の電圧がコンデンサＣ１３の電圧より低くなると、
発振のオン時に高周波インバータ回路２３には最初にコ
ンデンサＣ１２から入力電流が供給され、コンデンサＣ
１２の電圧がコンデンサＣ１１の電圧と等しくなると、
今度はコンデンサＣ１１から入力電流が供給される。コ
ンデンサＣ１３からの高周波インバータ回路２３への入
力電流はインダクタＬ１１のインダクタンスのために遅
れ、高周波インバータ回路２３の発振がオフする直前に
行われる。そして発振がオフすると、コンデンサＣ１３
はインダクタＬ１１とコンデンサＣ１２に対する電圧供
給源となる。そうして共振的振動を伴う昇圧作用により
コンデンサＣ１２に対する充電が行われる。
【００１８】上記のようにインバータ回路２３に入力電
流が供給されると、インバータトランスＴｒ１１の出力
巻線Ｔｒ１１ｂに高周波交流が誘起されて蛍光ランプＦ
Ｌが高周波点灯される。
流が供給されると、インバータトランスＴｒ１１の出力
巻線Ｔｒ１１ｂに高周波交流が誘起されて蛍光ランプＦ
Ｌが高周波点灯される。
【００１９】また、蛍光ランプＦＬを調光させる場合に
は、制御装置２４により、主スイッチング素子Ｑ１１が
実質的に零電圧スイッチング動作を行うように例えば４
５ＫＨｚの所定の動作周波数を維持しつつ、オンデュー
ティを変化させる。すなわち、蛍光ランプＦＬの出力を
低下させる場合には、オンデューティを小さくして、イ
ンバータ回路２３の出力を低減させる。
は、制御装置２４により、主スイッチング素子Ｑ１１が
実質的に零電圧スイッチング動作を行うように例えば４
５ＫＨｚの所定の動作周波数を維持しつつ、オンデュー
ティを変化させる。すなわち、蛍光ランプＦＬの出力を
低下させる場合には、オンデューティを小さくして、イ
ンバータ回路２３の出力を低減させる。
【００２０】上述のように、整流手段の電圧が低い期間
においても、電源側からインバータ回路に対し電流が休
止なく供給されるため、交流電源から流入する電流は連
続した波形となり、高調波は大幅に低減される。また、
制御装置はスイッチング素子が実質的に零電圧スイッチ
ングを行う所定の周波数でスイッチング素子を制御する
ため、インバータ回路の出力を変化させたときにおいて
も、スイッチング損失を低減できる。
においても、電源側からインバータ回路に対し電流が休
止なく供給されるため、交流電源から流入する電流は連
続した波形となり、高調波は大幅に低減される。また、
制御装置はスイッチング素子が実質的に零電圧スイッチ
ングを行う所定の周波数でスイッチング素子を制御する
ため、インバータ回路の出力を変化させたときにおいて
も、スイッチング損失を低減できる。
【００２１】次に、他の実施例の放電灯点灯装置を図３
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００２２】同図に示す放電灯点灯装置は、図１に示す
放電灯点灯装置において、主スイッチング素子Ｑ１１に
対して並列に還流用のダイオードＤ１５を接続するとと
もに、入力巻線Ｔｒ１１ａおよび主スイッチング素子Ｑ
１１の間に、補助スイッチング素子Ｑ１２を接続してい
る。また、この補助スイッチング素子Ｑ１２に対して並
列に還流用のダイオードＤ１６を接続したものである。
なお、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６については、対
応する主スイッチング素子Ｑ１１または補助スイッチン
グ素子Ｑ１２に電界効果トランジスタを適用した場合に
は、そのトランジスタの寄生ダイオード成分を利用すれ
ばよく、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６を並列に接続
する必要はない。
放電灯点灯装置において、主スイッチング素子Ｑ１１に
対して並列に還流用のダイオードＤ１５を接続するとと
もに、入力巻線Ｔｒ１１ａおよび主スイッチング素子Ｑ
１１の間に、補助スイッチング素子Ｑ１２を接続してい
る。また、この補助スイッチング素子Ｑ１２に対して並
列に還流用のダイオードＤ１６を接続したものである。
なお、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６については、対
応する主スイッチング素子Ｑ１１または補助スイッチン
グ素子Ｑ１２に電界効果トランジスタを適用した場合に
は、そのトランジスタの寄生ダイオード成分を利用すれ
ばよく、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６を並列に接続
する必要はない。
【００２３】そして、主スイッチング素子Ｑ１１を閉成
するときに、同時に補助スイッチング素子Ｑ１２を閉成
し、主スイッチング素子Ｑ１１がオンした後も補助スイ
ッチング素子Ｑ１２を閉成した状態を維持させ、入力巻
線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４に電流が流れ
るとき、補助スイッチング素子Ｑ１２を開成するように
構成すれば、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサ
Ｃ１４に電流が流れることを防止できる。つまり、共振
用コンデンサＣ１４から入力巻線Ｔｒ１１ａに流れる電
流が反転した際に、補助スイッチング素子Ｑ１２をオフ
し、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４へ
の電流を補助スイッチング素子Ｑ１２がオフするため、
共振用コンデンサＣ１４が充電されることが防止でき、
そのため主スイッチング素子の両端間電圧が低減できる
ことになり、スイッチング損失がより一層改善できる。
また、蛍光ランプＦＬに流れる電流が正負非対称波形と
なるため、ストライエーションや音響共鳴現象が改善で
きるという利点も有する。さらに、他の放電灯点灯装置
の実施例について、図４を用いて説明する。
するときに、同時に補助スイッチング素子Ｑ１２を閉成
し、主スイッチング素子Ｑ１１がオンした後も補助スイ
ッチング素子Ｑ１２を閉成した状態を維持させ、入力巻
線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４に電流が流れ
るとき、補助スイッチング素子Ｑ１２を開成するように
構成すれば、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサ
Ｃ１４に電流が流れることを防止できる。つまり、共振
用コンデンサＣ１４から入力巻線Ｔｒ１１ａに流れる電
流が反転した際に、補助スイッチング素子Ｑ１２をオフ
し、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４へ
の電流を補助スイッチング素子Ｑ１２がオフするため、
共振用コンデンサＣ１４が充電されることが防止でき、
そのため主スイッチング素子の両端間電圧が低減できる
ことになり、スイッチング損失がより一層改善できる。
また、蛍光ランプＦＬに流れる電流が正負非対称波形と
なるため、ストライエーションや音響共鳴現象が改善で
きるという利点も有する。さらに、他の放電灯点灯装置
の実施例について、図４を用いて説明する。
【００２４】この放電灯点灯装置では、主スイッチング
素子として電界効果トランジスタＱ２１を用い、補助ス
イッチング素子としてサイリスタＱ２２を用いている。
素子として電界効果トランジスタＱ２１を用い、補助ス
イッチング素子としてサイリスタＱ２２を用いている。
【００２５】また、制御装置は、高周波発振器３１を有
し、この高周波発振器３１はコンデンサＣ２１を介し
て、トランスＴｒ１２の一次巻線Ｔｒ１２ａに接続し、
この一次巻線Ｔｒ１２ａの一端を抵抗Ｒ１１を介して電
界効果トランジスタＱ２１のゲートに接続し、他端をソ
ースに接続してある。
し、この高周波発振器３１はコンデンサＣ２１を介し
て、トランスＴｒ１２の一次巻線Ｔｒ１２ａに接続し、
この一次巻線Ｔｒ１２ａの一端を抵抗Ｒ１１を介して電
界効果トランジスタＱ２１のゲートに接続し、他端をソ
ースに接続してある。
【００２６】さらに、トランスＴｒ１２の二次巻線Ｔｒ
１２ｂはコンデンサＣ２２、抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１
３を介してサイリスタＱ２２のゲート、カソード間に接
続されている。
１２ｂはコンデンサＣ２２、抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１
３を介してサイリスタＱ２２のゲート、カソード間に接
続されている。
【００２７】そして、高周波発生器３１で高周波発振
し、電界効果トランジスタＱ２１を駆動する。また、図
５に示すように、電界効果トランジスタＱ２１のゲー
ト、ソース間に図５（ａ）に示す電圧を印加すると、ド
レイン，ソース間に同図（ａ）に示すような電圧が印加
されて、同図（ｂ）に示す電流が流れる。この電圧をト
ランスＴｒ１２の一次巻線Ｔｒ１２ａで検知し、二次巻
線Ｔｒ１２ｂに電圧を誘起させてサイリスタＱ２２のゲ
ートに電圧を印加し、サイリスタＱ２２をオンさせる。
すると同図（ｃ）に示すように、共振用コンデンサＣ１
４に共振電流が流れ、入力巻線Ｔｒ１１ａには、同図
（ｄ）に示すような電流が流れる。なお、電界効果トラ
ンジスタＱ２１は自己保持機能を持たないので、図５
（ｅ）に示す電圧に対応して図５（ａ）に示すような電
圧を示すが、サイリスタＱ２２は自己保持機能を有する
ので、電界効果トランジスタＱ２１のオフ後、入力巻線
Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４に向けて流れて
いる電流が保持電流以下になるまでオンを維持する。
し、電界効果トランジスタＱ２１を駆動する。また、図
５に示すように、電界効果トランジスタＱ２１のゲー
ト、ソース間に図５（ａ）に示す電圧を印加すると、ド
レイン，ソース間に同図（ａ）に示すような電圧が印加
されて、同図（ｂ）に示す電流が流れる。この電圧をト
ランスＴｒ１２の一次巻線Ｔｒ１２ａで検知し、二次巻
線Ｔｒ１２ｂに電圧を誘起させてサイリスタＱ２２のゲ
ートに電圧を印加し、サイリスタＱ２２をオンさせる。
すると同図（ｃ）に示すように、共振用コンデンサＣ１
４に共振電流が流れ、入力巻線Ｔｒ１１ａには、同図
（ｄ）に示すような電流が流れる。なお、電界効果トラ
ンジスタＱ２１は自己保持機能を持たないので、図５
（ｅ）に示す電圧に対応して図５（ａ）に示すような電
圧を示すが、サイリスタＱ２２は自己保持機能を有する
ので、電界効果トランジスタＱ２１のオフ後、入力巻線
Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１４に向けて流れて
いる電流が保持電流以下になるまでオンを維持する。
【００２８】また、他の実施例の放電灯点灯装置を図６
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００２９】この放電灯点灯装置は、図１に示すものに
おいて主スイッチング素子Ｑ１１に対して並列に還流用
のダイオードＤ１５を接続するとともに、主スイッチン
グ素子Ｑ１１に並列で共振用コンデンサＣ１４に対し直
列に、補助スイッチング素子Ｑ１２を接続している。ま
た、この補助スイッチング素子Ｑ１２に対して並列に還
流用のダイオードＤ１６を接続したものである。なお、
前述の実施例と同様に還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６
については、対応する主スイッチング素子Ｑ１１または
補助スイッチング素子Ｑ１２に電界効果トランジスタを
適用した場合には、そのトランジスタの寄生ダイオード
成分を利用すればよく、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１
６を並列に接続する必要はない。
おいて主スイッチング素子Ｑ１１に対して並列に還流用
のダイオードＤ１５を接続するとともに、主スイッチン
グ素子Ｑ１１に並列で共振用コンデンサＣ１４に対し直
列に、補助スイッチング素子Ｑ１２を接続している。ま
た、この補助スイッチング素子Ｑ１２に対して並列に還
流用のダイオードＤ１６を接続したものである。なお、
前述の実施例と同様に還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１６
については、対応する主スイッチング素子Ｑ１１または
補助スイッチング素子Ｑ１２に電界効果トランジスタを
適用した場合には、そのトランジスタの寄生ダイオード
成分を利用すればよく、還流用ダイオードＤ１５，Ｄ１
６を並列に接続する必要はない。
【００３０】そして、図７に示すように、主スイッチン
グ素子Ｑ１１を同図（ａ）に示すようにパルス的に閉成
した後に、補助スイッチング素子Ｑ１２を同図（ｂ）に
示すようにパルス的に閉成し、この補助スイッチング素
子Ｑ１２が開成して暫くした後に主スイッチング素子Ｑ
１１を再びオンさせる。すなわち、補助スイッチング素
子Ｑ１２は共振電流が入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コ
ンデンサＣ１４に流れる期間のみオンすればよい。した
がって、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１
４に流れる電流が反転した際に、補助スイッチング素子
Ｑ１２をオフし、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデ
ンサＣ１４へ向かう電流を補助スイッチング素子Ｑ１２
がオフするため、共振用コンデンサＣ１４および入力巻
線Ｔｒ１１ａによる共振波形を崩すことがなく、主スイ
ッチング素子のスイッチング損失がより一層改善でき
る。また、蛍光ランプＦＬに流れる電流が正負非対称波
形となるため、ストライエーションや音響共鳴現象が改
善できるという利点も有する。
グ素子Ｑ１１を同図（ａ）に示すようにパルス的に閉成
した後に、補助スイッチング素子Ｑ１２を同図（ｂ）に
示すようにパルス的に閉成し、この補助スイッチング素
子Ｑ１２が開成して暫くした後に主スイッチング素子Ｑ
１１を再びオンさせる。すなわち、補助スイッチング素
子Ｑ１２は共振電流が入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コ
ンデンサＣ１４に流れる期間のみオンすればよい。した
がって、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデンサＣ１
４に流れる電流が反転した際に、補助スイッチング素子
Ｑ１２をオフし、入力巻線Ｔｒ１１ａから共振用コンデ
ンサＣ１４へ向かう電流を補助スイッチング素子Ｑ１２
がオフするため、共振用コンデンサＣ１４および入力巻
線Ｔｒ１１ａによる共振波形を崩すことがなく、主スイ
ッチング素子のスイッチング損失がより一層改善でき
る。また、蛍光ランプＦＬに流れる電流が正負非対称波
形となるため、ストライエーションや音響共鳴現象が改
善できるという利点も有する。
【発明の効果】本発明は以上詳述したような構成および
作用なので、以下の効果がある。
作用なので、以下の効果がある。
【００３１】請求項１の発明では、整流手段の電圧が低
い期間においても、電源側から高周波発生回路に対し電
流が休止なく供給されるため、交流電源から流入する電
流は連続した波形となり、高調波は大幅に低減される。
さらに、補助スイッチング素子をインダクタに対して直
列に接続し、インダクタから共振コンデンサに流れる反
転電流を流さないようにしたので、共振コンデンサに充
電されず、主スイッチング素子の両端間電圧が低減で
き、主スイッチング素子のスイッチング損失が低減でき
る。したがって、制御手段は主スイッチング素子が実質
的に零電圧スイッチングを行う所定の周波数で主スイッ
チング素子を制御することができ、オンデューティを変
化させてインバータ回路の出力を調整して調光可能にす
る場合でも、スイッチング損失を低減できる。
い期間においても、電源側から高周波発生回路に対し電
流が休止なく供給されるため、交流電源から流入する電
流は連続した波形となり、高調波は大幅に低減される。
さらに、補助スイッチング素子をインダクタに対して直
列に接続し、インダクタから共振コンデンサに流れる反
転電流を流さないようにしたので、共振コンデンサに充
電されず、主スイッチング素子の両端間電圧が低減で
き、主スイッチング素子のスイッチング損失が低減でき
る。したがって、制御手段は主スイッチング素子が実質
的に零電圧スイッチングを行う所定の周波数で主スイッ
チング素子を制御することができ、オンデューティを変
化させてインバータ回路の出力を調整して調光可能にす
る場合でも、スイッチング損失を低減できる。
【００３２】請求項２の発明は、放電灯点灯装置である
が、請求項１の発明と同じ効果を有し、放電灯を良好に
点灯しながら、電源に対し高調波を出さない。
が、請求項１の発明と同じ効果を有し、放電灯を良好に
点灯しながら、電源に対し高調波を出さない。
【００３３】請求項３の発明は、照明装置であるが、請
求項２の発明と同じ効果を有する。
求項２の発明と同じ効果を有する。
【図１】本発明の照明装置の一実施例の外観を示す斜視
図。
図。
【図２】本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図。
図。
【図３】本発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回
路図。
路図。
【図４】本発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回
路図。
路図。
【図５】放電灯点灯装置の動作を示す波形図。
（ａ）電界効果トランジスタＱ２１のドレイン、ソース
電圧 （ｂ）電界効果トランジスタＱ２１のドレイン電流 （ｃ）共振用コンデンサＣ１４の出力電流 （ｄ）入力巻線Ｔｒ１１ａの出力電流 （ｅ）電界効果トランジスタＱ２１のゲート、ソース電
圧
電圧 （ｂ）電界効果トランジスタＱ２１のドレイン電流 （ｃ）共振用コンデンサＣ１４の出力電流 （ｄ）入力巻線Ｔｒ１１ａの出力電流 （ｅ）電界効果トランジスタＱ２１のゲート、ソース電
圧
【図６】本発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回
路図。
路図。
【図７】放電灯点灯装置の動作を示す波形図。
（ａ）主スイッチング素子Ｑ１１のスイッチング動作
（ｂ）補助スイッチング素子Ｑ１２のスイッチング動作
【図８】従来例の放電灯点灯装置を示す回路図。
１１ 照明器具本体
２１ 整流手段
２２ 昇圧回路
２３ 高周波発生回路（インバータ回路）
２４ 制御装置
Ｃ１２ 第１の蓄電手段
Ｃ１３ 第２の蓄電手段
Ｃ１４ 共振用コンデンサ
ＦＬ 蛍光ランプ
Ｑ１１ 主スイッチング素子
Ｑ１２ 補助スイッチング素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
H02M 7/537
H05B 41/24
Claims (3)
- 【請求項１】交流電源電圧を整流する整流手段と； この整流手段の出力端に設けられた第１の蓄電手段と； 整流手段および第１の蓄電手段の出力側に設けられ、入
力される直流電圧をスイッチングする主スイッチング素
子を有し、この主スイッチング素子に直列に接続された
インダクタと主スイッチング素子に並列に接続された共
振コンデンサを共振させて高周波電圧を発生する一石式
インバータ回路と； 前記インダクタに対して直列に接続され、主スイッチン
グ素子がオフしたときの共振電流は流し、その反転電流
は流さないように動作する補助スイッチング素子と； 主スイッチング素子のオン期間に蓄電されるように配設
された第２の蓄電手段と； 整流手段の出力電圧が低下した期間における主スイッチ
ング素子のオフ期間に第２の蓄電手段に蓄電された電気
エネルギーを第１の蓄電手段に供給する昇圧回路と； 整流手段の出力電圧が第２の蓄電手段の電圧よりも低下
した期間に第１の蓄電手段の電気エネルギーをインバー
タ回路に出力する出力回路と； 主スイッチング素子が実質的に零電圧スイッチングを行
う所定の周波数で主スイッチング素子を制御すると共
に、そのオンデューティを変化させてインバータ回路の
出力を調整して調光可能にする制御装置と； を備えたことを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】請求項１記載の電源装置と； この電源装置の高周波出力により付勢される放電灯と； を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 【請求項３】請求項２記載の放電灯点灯装置と； 放電灯点灯装置を配設した照明装置本体と； を備えたことを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06401994A JP3419541B2 (ja) | 1993-09-29 | 1994-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24339393 | 1993-09-29 | ||
| JP5-243393 | 1993-09-29 | ||
| JP06401994A JP3419541B2 (ja) | 1993-09-29 | 1994-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147776A JPH07147776A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3419541B2 true JP3419541B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=26405146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06401994A Expired - Fee Related JP3419541B2 (ja) | 1993-09-29 | 1994-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419541B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06401994A patent/JP3419541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07147776A (ja) | 1995-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
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