JP3494251B2 - 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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Description
率を向上し、また、入力電流の歪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。
特開平2-75200号公報に記載のものが知られている。こ
のものは、図15に示すように、交流電源151の出力を
高周波阻止装置152を介して入力する整流器153の出力端
間に一対のスイッチング装置154、155を設けている。各
スイッチング装置154、155には逆向きの電流を流すため
のダイオ−ド156、157を並列接続している。また、これ
らスイッチング装置154、155には、直列接続された2個
のコンデンサ158、159が並列接続されている。このコン
デンサ158、159は、一方159が他方158より大容量に選定
されている。そして、相対的に小容量のコンデンサ158
にはダイオ−ド160が並列接続されている。一対のスイ
ッチング装置154、155の中間と各コンデンサ158、159の
中間との間にはインダクタ161および放電灯162の直列回
路が設けられている。また、放電灯162のフィラメント
の各一端側の間にはコンデンサ163が接続されている。
期間に整流器153からの出力によりスイッチング装置154
を介してインダクタ161および放電灯162に電流を流すと
ともに、大容量のコンデンサ159を充電する。スイッチ
ング装置154がオフし、他のスイッチング装置155がオン
するまでの間は、インダクタ161の蓄積エネルギにより
コンデンサ159およびダイオ−ド157に電流が流れる。つ
ぎに、スイッチング装置155がオンすると、コンデンサ1
59の充電電荷がスイッチング装置155、インダクタ161お
よび放電灯162を介して放電する。その後、スイッチン
グ装置155がオフして、他のスイッチング装置154がオン
するまでの間は、インダクタ161の蓄積エネルギにより
小容量のコンデンサ158およびダイオ−ド156に電流が流
れる。
流電流が流れる。また、スイッチング装置154のオン期
間に大容量のコンデンサ159を充電する電流が流れ、入
力電流を正弦波に近付けようとするものである。
術は、整流器153の出力電圧の波高値が、相対的に大容
量のコンデンサ159の電圧以下の期間(整流器153の脈流
出力電圧が零ないしは零近傍の期間)においては、入力
電流を流せないものである。この期間には、大容量のコ
ンデンサ159の放電電流と、この放電電流に基づくイン
ダクタ161の蓄積エネルギによるダイオ−ド160を介する
回生電流とが流れるだけである。その理由は、インダク
タ161と直列に抵抗成分(点灯中)である放電灯162が直
接接続されているため、大きな共振電圧を得ることがで
きない結果、コンデンサ158および159の直列回路両端の
電圧を前記整流器153の出力電圧より低くできないから
である。このように、従来技術は、交流電源151(整流
器153)から入力電流を流せない期間が生じ、入力電流
の低歪を十分に達成できないものであった。
脈動を小さくするとともに、入力力率を高くし、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
照明装置を提供することを目的とする。
交流電源の出力電圧を整流して非平滑直流電圧を出力す
る整流装置と;互いに直列的に設けられ、交互にオンオ
フして整流装置の出力を整流装置の出力周波数より高い
周波数でスイッチングする第1および第2のスイッチン
グ装置と;第1のスイッチング装置に対して並列的に設
けられ、第2のスイッチング装置のオン期間に第2のス
イッチング装置を介して整流装置の出力により充電され
て整流装置の出力周波数に対して平滑作用を行うととも
に、第1のスイッチング装置のオン期間に充電電荷を第
1のスイッチング装置を介して放電する第1のコンデン
サと;インダクタおよび負荷を含んでなり、一対のスイ
ッチング装置の中間および第1のコンデンサの間に介挿
され、第1および第2のスイッチング装置のスイッチン
グ周波数における等価直列リアクタンスXeおよび等価
直列抵抗ReがXe/Re≧1.7である負荷回路と;
第1および第2のスイッチング装置のオンオフに応じて
負荷回路のインダクタと共同して共振する第2のコンデ
ンサと;を具備している。
ては、たとえば電界効果トランジスタを用いることがで
きる。この場合、電界効果トランジスタがその構成上内
蔵している寄生ダイオ−ドを逆電流通流用に利用するこ
とができる。また、バイポ−ラ形のトランジスタのよう
にコレクタ・エミッタ間に寄生ダイオ−ドを内蔵しない
スイッチ素子を主として構成してもよく、この場合は、
導通方向を逆にしてダイオ−ドをコレクタ・エミッタ間
に並列接続する。しかし、トランジスタのベ−ス回路の
構成上エミツタ・ベ−ス間にダイオ−ドを接続する場合
には、このダイオ−ドを逆電流通流に利用してもよい。
グ装置が交互にオンオフするとは、一方がオンからオフ
し、他方がオフからオンする間に実質的に両者がオフし
ている期間があっても、なくてもよいものである。そし
て、一対のスイッチング装置のスイッチング周波数は整
流装置の出力周波数より高いものであり、数KHz以上が
好適であり、さらに、可聴周波数以上の20KHz以上であ
ることがより好ましい。
並列的とは、他の電気部品が介在している場合、してい
ない場合の両方を含むことを意味する。
クタおよび負荷を含んでいることを要し、さらに他の部
品を含んでいてもよい。そして、インダクタおよび負荷
は互いに並列的に接続されていても、直列的に接続され
ていても、またはこれらの複合形であってもよい。イン
ダクタとしては、トランス、チョークコイル等が適用可
能である。負荷としては、交流負荷、直流負荷のいずれ
でもよい。直流負荷の場合は、適宜整流手段、平滑手段
を用いればよい。交流負荷としては、たとえば後述する
放電灯を適用できる。直流負荷としては、たとえばモー
タ、OA機器の各種負荷を適用できる。また、第2のコ
ンデンサは負荷回路のインダクタと共振回路を形成し得
るものであればよく、その接続位置は限定されない。た
とえば、第2のスイッチング装置および負荷回路の直列
的回路に対して並列的に設ける、整流装置の出力端間に
設ける、インダクタに並列的に設ける等適宜選択でき
る。
直列抵抗Reに対して大きくするには、一対のスイッチ
ング装置の中間および第1のコンデンサの間にインダク
タのみを直接設けることが有効であるが、上述のように
これに限られない。(以上は以下の発明についても同
様。) 請求項2記載の発明は、交流電源の出力電圧を整流して
非平滑直流電圧を出力する整流装置と;整流装置の出力
端間に互いに直列的に設けられ、整流装置の出力周波数
より高い周波数で交互にオンオフする第1および第2の
スイッチング装置と;第1のスイッチング装置と並列的
に設けられた相対的に大容量の第1のコンデンサと;イ
ンダクタおよび負荷を含む2端子回路を形成するととも
に、第1および第2のスイッチング装置の中間および第
1のコンデンサの間に介挿され、第1および第2のスイ
ッチング装置のスイッチング周波数における等価直列リ
アクタンスXeおよび等価直列抵抗ReがXe/Re≧
1.7である負荷回路と;第1および第2のスイッチン
グ装置のオンオフに応じて負荷回路のインダクタと共振
回路を形成する第2のコンデンサと;を具備している。
記載の電源装置において、負荷回路が、第1および第2
のスイッチング装置のスイッチング周波数における等価
直列リアクタンスXeおよび等価直列抵抗ReがXe/
Re≧2である。
のいずれか一記載の発明において、整流装置の入力側に
高周波カットフィルタを具備している。
のいずれか一記載の電源装置の負荷として放電灯を用い
たものである。放電灯としては、水銀ランプ、高圧ナト
リウムランプ、メタルハライドランプのような高圧放電
灯、蛍光ランプのような低圧放電灯等どのようなもので
も使用可能である。
請求項5記載の放電灯点灯装置と;を具備している。
ンデンサにより、整流装置の非平滑直流電圧をある直流
電圧レベルで平滑化する。また、第2のコンデンサおよ
び負荷回路のインダクタは、一対のスイッチング装置の
オンオフに応じて共振電圧を発生する。この共振電圧
は、非平滑直流電圧の谷部を持上げ、高周波出力電圧の
包絡線を平滑化したものとする。また、前記共振電圧の
作用により、第1のコンデンサおよび第2のコンデンサ
の両端電圧、または第1のコンデンサの両端電圧を、一
対のスイッチング装置のスイッチングの一周期中に、前
記整流装置の非平滑直流電圧より低くしようとする。し
たがって、一対のスイッチング装置のスイッチングの一
周期中に、第1のコンデンサに交流電源から充電電流が
流れる。
ら充電電流を流すことにより、交流電源の電圧(整流さ
れた非平滑直流電圧)の波高値が低い期間にも入力電流
を確保して入力力率を高めるとともに、入力電流を低歪
み化して入力電流の高調波を減少させる。
イッチング装置のオンオフ周波数における等価直列リア
クタンスXeおよび等価直列抵抗ReがXe/Re≧
1.7である。したがって、十分な共振電圧を発生して
上記の作用を確実に行わせる。Xe/Reが1.7より
小さいと、負荷回路の抵抗成分により十分な共振電圧を
発生し得ず、非平滑電圧の1サイクルの全期間に亘って
入力電流を流すことができなくなることがある。この結
果、図7に示すように入力電流の歪率11.5%を超
え、実用上他の電気機器に悪影響を与えることがある。
したがって、高力率、入力電流の低歪を十分に得るため
には、等価直列リアクタンスXeおよび等価直列抵抗R
eをXe/Re≧1.7とする必要があり、1.7より
小さい場合は不可である。なお、図7は横軸がXe/R
eを、縦軸が入力電流の歪率を示している。以上の作用
は、上記関係を満たせば、負荷にかかわらず同様である
ことは容易に理解されることである。また、上記関係は
少なくとも負荷が正常動作している期間に満たされるこ
とを要するが、加えて、負荷の始動時(立上がり時)等
においても上記関係を満たすようにしてもよいものであ
る。
直列リアクタンスXeおよび等価直列抵抗ReがXe/
Re≧2である。したがって、さらに確実に共振電圧を
発生する。これにより、図7から明かなように歪率は9
%以下になり、一層入力電流を低歪み化して入力電流の
高調波を減少させる。
2のスイッチング装置のスイッチングにより生じた高周
波成分が、高周波カットフィルタにより除去される。こ
れにより、他の電気機器に対する高周波雑音の問題を無
くすか低減する。
1ないし4のいずれか一の電源装置の作用に加えて、放
電灯に対して包絡線が平滑化された高周波電圧が印加さ
れる。これこれにより、放電灯の発光効率が向上すると
ともに、光出力のリップルが低減する。
ける放電灯点灯装置と同様の作用になる。
参照して説明する。図1は回路図、図2はスイッチング
装置のオン期間の変化状態を示す図、図3は動作を示す
回路図、図4は他方のスイッチング装置のオン期間を相
対的に小さくした場合の作用を示す各部の電圧、電流波
形図、図5は他方のスイッチング装置のオン期間を相対
的に大きくした場合の作用を示す各部の電圧、電流波形
図、図6は整流装置の入力電流、同出力端間電圧および
負荷電流を示す波形図、図7は等価直列リアクタンスX
eおよび等価直列抵抗Reの比Xe/Reと入力電流の
歪率との関係を示す図である。図1において、たとえば
商用周波数の交流電源1に、チョ−クコイル2およびコ
ンデンサ3からなる高周波カットフィルタ回路が接続さ
れている。このフィルタ回路には整流装置4としてのダ
イオ−ドブリッジが接続されている。この整流装置4
は、たとえば高速スイッチング性のダイオ−ドから形成
されている。そして、整流装置4の出力端間には、第1
のスイッチング装置5および第2のスイッチング装置6
が直列に接続されている。本実施例におけるこれらスイ
ッチング装置5、6は、電界効果トランジスタからなる
もので、寄生ダイオ−ドをそれぞれ逆電流通流用のダイ
オ−ドとして利用するようになっている。
第1のコンデンサ7としての比較的大きな容量の平滑コ
ンデンサが接続されている。この第1のコンデンサ7
は、商用交流電源1の電源周波数に対して平滑作用を有
している。
5、6の中間および第1のコンデンサ7の間に負荷回路
8が設けられている。負荷回路8は、インダクタ9とし
てのリ−ケ−ジ形絶縁トランスおよび負荷10としての
放電灯を含んで2端子回路に形成されている。本実施例
では、インダクタ9の一次巻線9−1をスイッチング装
置5、6の中間および第1のコンデンサ7の間に介挿
し、インダクタ9の二次巻線9−2を出力回路としてい
る。そして、この二次巻線9−2に負荷10としての放
電灯たとえば蛍光ランプが接続されている。また、負荷
10のフィラメント間には、フィラメント予熱用のコン
デンサ11が接続されている。本実施例において、イン
ダクタ9のリ−ケ−ジインダクタンスは、負荷10の限
流インピ−ダンスとしても作用する。
は、インダククタ9の一次巻線9−1を介して第2のコ
ンデンサ12としての比較的容量の小さい共振用コンデ
ンサが並列的に接続されている。この第2のコンデンサ
12の容量は第1のコンデンサ7の容量に比べて極端に
小さく、インダクタ9のインダクタンスとの共同によ
り、スイッチング装置5、6のスイッチング周波数にお
いて振動波形を生じる値に選定されている。すなわち、
負荷10が正常点灯しているときにおけるスイッチング
周波数をf、第2のコンデンサ12の容量をC12、負荷
回路8の等価直列リアクタンス(誘導性)をXe、等価
直列抵抗をReとしたとき、次式
のコンデンサ12の容量C12、等価直列リアクタンスX
e、等価直列抵抗Reをつぎの関係とする。
に等価直列抵抗Reが小さくなるように選定する。
グ周波数fに対する等価直列リアクタンスXeと、等価
直列抵抗Reとの関係は、Xe/Re≧1.7に選定さ
れている。本実施例は、第1および第2のスイッチング
装置5、6の中間および第1のコンデンサ7の間に直接
インダクタ9のみを接続しているため、等価直列リアク
タンスXeを等価直列抵抗Reに対して大きくすること
が比較的容易である。
フを制御するスイッチング制御手段である。本実施例に
おけるスイッチング制御手段13は、スイッチング装置
5、6を略一定の周波数でオンオフするものである。ま
た、交流電源1の出力電圧(整流装置4の出力電圧)の
波高値の大きさに応じて第2のスイッチング装置6のオ
ン期間を図2の関係のように変化可能なものである。す
なわち、交流電源1の出力電圧(整流装置4の出力電
圧)の波高値が大きいときは、オン期間を小さく、波高
値が小さいときは、オン期間を大きくする。したがっ
て、第1のスイッチング装置5のオン期間は、第2のス
イッチング装置6と逆の関係に変化する。さらに、本実
施例においては、外部からの信号に応じて第2のスイッ
チング装置6のオン期間を変化可能にも構成されてい
る。具体的構成について説明すると、入力電圧を検知す
る検知手段13−1と、この検知手段13−1の検知電
圧に応じてオン期間を変化させる発振手段13−2とを
有してなるものである。発振手段13−2としては、た
とえば、PWMコントロ−ラとしてのIC(たとえばテキ
サスインスツ−ルメンツ社製のTL494)を使用できる。
また、外部からの制御信号入力部13−3を有してい
る。
全体の概略動作はつぎのとおりである。まず、商用交流
電源1の電圧をフィルタ回路を介して整流装置4に入力
して全波整流する。この全波整流された脈流電圧により
充電されて、第1のコンデンサ7はあるレベルの平滑化
直流電圧を維持する。一方、第1のスイッチング装置5
および第2のスイッチング装置6を電源周波数より高い
周波数にて交互にオンオフし、インダクタ装置9の二次
巻線9−2に高周波交流電圧を誘起して、負荷10を高
周波点灯させる。また、第2のコンデンサ12およびイ
ンダクタ9にて共振電圧を発生し、この共振電圧の作用
により、整流装置4で整流された電圧の波高値が低い期
間でも交流電源1から電流を流して、高力率化、低歪み
化を図る。
を参照して説明する。なお、図3は、説明に必要な主要
部のみを簡略化して示すもので、図1と同じ部分には同
じ符号を付してある。また、図4ないし6においてVは
電圧、Iは電流であり、それぞれの符号は図1のそれと
一致している(ただし、図4および5(イ)のVGS5は、第
1のスイッチング装置5のゲ−ト・ソ−ス間電圧を示
し、同(ハ)のVGS6は、第2のスイッチング装置6のゲ
−ト・ソ−ス間電圧を示す。)。
の波高値が大きい期間について図3および図4を参照し
ながら説明する。なお、波高値が大きい期間は、スイッ
チング制御手段13が検知電圧に応じて第2のスイッチ
ング装置6をそのオン期間が相対的に短くなるように制
御する。
様)においては、第1のコンデンサ7、第1のスイッチ
ング装置5およびインダクタ9の閉回路が形成されるた
め、第1のコンデンサ7に蓄積されていた電荷が前記閉
回路を放電し、図4(ロ)、(チ)に示すように、電流I5、I
9が流れる。
装置5がオフし、第2のスイッチング装置6はその寄生
ダイオ−ドがオンして、インダクタ9および第2のコン
デンサ12が直列共振を呈し、図4(ニ)、(ヌ)のように共
振電流I6、I12が流れる。これによって、第2のコン
デンサ12、インダクタ9の電圧V12、V9には共振電
圧が現れる。この共振電圧の値は、一方のスイッチング
装置5がオフしたときに遮断される電流値の大きさに左
右される。そして、前記共振電圧は第2のコンデンサ1
2の電圧と第1のコンデンサ7との和に等しい整流装置
4の電圧V4にも現れる。
装置6がオンし、共振電流が極性反転して逆向きの共振
電流が流れる(図4(ニ)、(ヌ))。上記期間(b)、(c)にお
ける共振電圧は、上述のように負荷回路8、第2のコン
デンサ12の定数を設定することにより、整流化脈流電
圧の1サイクルの略全期間にわたって整流化脈流電圧よ
り大きくなる。すなわち、昇圧される。
第2のコンデンサ12および第1のコンデンサ7の両端
電圧も低下しようとするから、整流装置4から第1のコ
ンデンサ7、インダクタ9および第2のスイッチング装
置6を介して電流I4、I7およびI6が流れる(図4(ヘ)、
(チ)、(ニ))。
装置6がオフし、第1のスイッチング装置5の寄生ダイ
オ−ドがオンして、インダクタ9の蓄積エネルギにより
第1のスイッチング装置5の寄生ダイオ−ドおよび第1
のコンデンサ7に電流I5、I7が流れる(図4(ロ)、
(チ))。そして、期間(a)の状態に戻る。
間について図5を参照しながら説明する。なお、この期
間は、スイッチング制御手段13が電圧を検知して、第
2のスイッチング装置6のオン期間が相対的に大きくな
るように制御する。この場合の回路動作も基本的には図
3の場合と同様であるが、各部の電圧、電流波形は図5
のようになる。図5において注目すべき点は、同図
(ホ)、(リ)に示すように、共振電圧の振幅および波高値が
図4に比し大きくなっていることである。これは、非平
滑直流電圧の波高値が小さい期間には、この波高値に応
じて第2のコンデンサ12に充電されている電圧が小さ
くなり(図4、5の各(リ)参照)、この分第2のコンデ
ンサ12に流れ込む電流すなわち期間(b)における初
期の電流値が大きくなるためである。したがって、非平
滑直流電圧の波高値が低くなる期間にはより昇圧でき、
非平滑直流電圧の谷部を持上げることができる。なお、
図1のものはこれまで説明してきたように、図2の関係
でスイッチング装置5、6のオン期間を制御するから、
波高値が小さい期間には第1のスイッチング装置5のオ
ン期間が相対的に小さくなっている。これにより、第1
のスイッチング装置5に流れる電流値が相対的に小さい
段階で遮断される。これは、期間(b)における初期の
共振電流値を小さくするように作用するから、前述のよ
うに第2のコンデンサ12の充電電圧の関係で共振電圧
が大きくなるものの、極端に昇圧して谷部の電圧値を過
度に大きくすることがない。このように、非平滑直流電
圧の波高値が低くなる期間には、所望に昇圧でき、出力
電圧を平滑化できるものである。
と、交流電源1からの入力電流Iinは、図6(a)に示すよ
うになった。これは、上述のように、期間(d)における
整流装置4からの電流が、整流装置4の非平滑直流電圧
の略全期間にわたって流れることを示している。したが
って、この電流が、入力力率を高めるとともに、入力電
流の低歪に寄与していることが理解される。なお、この
入力電流Iinの高周波成分は高周波カットフィルタに
より除去され得る。また、整流装置4の出力端間電圧V4
は図6(b)に示すようになり、負荷10の電流は図6(c)
に示すようになり、低周波リップルの減少を図れている
こととが理解される。
イッチング装置6のオン期間を制御すると、出力電圧を
変化できる。すなわち、第2のスイッチング装置6のオ
ン期間を相対的に大きくすると、出力電圧は大きくな
り、オン期間を相対的に小さくすると、出力電圧は小さ
くなる。したがって、本実施例のように、負荷10が放
電灯の場合には、任意に調光点灯が可能になる。また、
本実施例において、
eを、Xe/Re≧3としたとき、図7に示すように歪
率は7%であった、図7にオン期間を一層小さくした場
合の各部の電圧、電流波形を示す。
の突入電流は、インダクタ9が直列に介在しているこ
と、第2のスイッチング装置6が高周波でオンオフする
ことにより低減される。
ンデンサ12の接続位置を反対にしても、同様の効果を
得ることができる。この場合、オン期間を制御するスイ
ッチング装置も逆にする。
本実施例は、負荷回路81の第1のインダクタ82とし
て、格別にリ−ケ−ジインダクタンスを持たない絶縁ト
ランスを用い、この絶縁トランスの一次巻線82-1に対し
て、直列に第2のインダクタ83を接続したものであ
る。その他、図1と同じ部分には同じ符号を付して説明
を省略する。なお、スイッチング装置5、6は簡略化し
て図示してある。本実施例においては、インダクタ83
が負荷10である放電灯の限流インピ−ダンスの作用も
行うものである。なお、本実施例において、第1のイン
ダクタ82を省略し、負荷10を第2のインダクタ83
と直列接続してもよいものである。
1の定数を図1のものと同様にすることにより、図1の
ものと同様に作用することが容易に理解されるため、作
用の説明を省略する。
本実施例は、図1に示す実施例において、第1のスイッ
チング装置5’をバイポ−ラトランジスタ5'-1と並列接
続されたダイオ−ド5'-2とで構成し、第2のスイッチン
グ装置6'をバイポ−ラトランジスタ6'-1と並列接続され
たダイオ−ド6'-2とで構成している。また、負荷10お
よびインダクタ9としての絶縁トランスの二次巻線9−
2の間に、ドライブトランス91の一次巻線98-1を接続
し、第1のスイッチング装置5'のトランジスタ5'-1のベ
−ス・エミッタ間にドライブトランス91の二次巻線91
-2を、第2のスイッチング装置6'のトランジスタ6'-1の
ベ−ス・エミッタ間にドライブトランス18の二次巻線91
-3を接続し、各スイッチング装置5'、6'にベ−ス電流を
供給するようにしている。
放されると、ドライブトランス91の一次巻線91-1に電流
が流れなくなり、ドライブトランス91の各二次巻線91-
2、91-3の出力がなくなるため、各スイッチング装置
5'、6'のベ−ス電流がなくなり、インバ−タ回路の発振
を停止させるものである。
ンバ−タ回路の発振が停止することにより、無負荷時に
もスイッチングする場合に比し、第1および第2のスイ
ッチング装置5'、6'のストレスを低減できる。
5’、6’が電界効果トランジスタの場合には、二次巻
線の出力をゲ−ト・ソ−ス間に供給するように構成す
る。したがって、この場合も同様な効果を得られる。
図である。他の部分は省略してあるが、たとえば上記各
実施例のものと同様に構成可能である。本実施例におい
て、第1および第2のスイッング装置5、6は図1のも
のに対して逆の位置に接続されている。したがって、第
1のコンデンサ7も相対的に整流装置4の負側に位置し
ている。
ンダクタ102、103、負荷104およびフィラメン
ト予熱用のコンデンサ105を含んで構成されている。
第1のインダクタ102を第1および第2のスイッング
装置5、6の中間および第1のコンデンサ7の間に設け
ている。そして、この第1のインダクタ102に並列に
第2のインダクタ103および負荷104の直列回路を
接続している。
置4の出力端間に設けられている。
おいては、第2のコンデンサ106、第2のスイッチン
グ装置6、負荷回路101および第1のコンデンサ7の
閉回路にて共振回路が形成される。なお、第1のコンデ
ンサ7は、第2のコンデンサ106に対して極めて大き
な容量に選定されているため、このときの共振条件は、
主として負荷回路101の等価直列リアクタンスXe、
同等価直列抵抗Reおよび第2のコンデンサ106の容
量にて決定される。
向きに共振電流が流れる。そして、この共振により第2
のコンデンサ106の両端電圧が低下して整流装置4の
出力電圧より小さくなろうとすると、整流装置4から、
第1のスイッチング装置5、負荷回路101、第1のコ
ンデンサ7の回路に電流が流れて、第1のコンデンサ7
を充電する。このとき、前記のように、第1のコンデン
サ7は、第2のコンデンサ106に対して極めて大きな
容量であるから、両者のインピ−ダンスの関係により、
第2のコンデンサ106にはほとんど電流は流れない。
様に動作する。
る。本実施例は、負荷回路111を第1のインダクタ1
12、フィラメント予熱トランスを兼ねる第2のインダ
クタ113および負荷114を含んで構成している。
周波カットフィルタ115がつぎのように構成されてい
る。すなわち、交流線路間に設けられた第1および第2
のコンデンサ116、117と、これらコンデンサ11
6、117の間で各線路に挿入された第1および第2の
インダクタ118、119とから構成されている。な
お、第1および第2のインダクタ118、119は、一
体化してバルントランスとしてもよい。
高周波パス用のコンデンサ120を設けるとともに、こ
のコンデンサ120の出力側に高周波的にスイッチする
高速性のダイオード121を設けている。このように高
速性のダイオード121を設けることにより、整流装置
4には高速性のダイオードを要さない。
のと同様であってもよいし、他の構成であってもよい。
一対のスイッチング装置を交互にオンオフさせる手段は
当業者であれば、適宜構成可能である。
解されるので、説明を省略する。
る。本実施例は、図10のものと類似しているが、さら
に、第2のコンデンサ106’の一部または全部として
コンデンサ121を整流装置4の出力端と一対のスイッ
チング装置5、6との間に設けたものである。このコン
デンサ121には、整流装置4の出力極性と同じ向きに
したダイオ−ド122を並列に接続している。本実施例
において、コンデンサ121だけで実質的に共振作用を
行わせるように設定した場合、コンデンサ106’は高
周波パス用として作用する。また、コンデンサ121お
よび106’の合成にて所要の共振作用を行わせるよう
に設定することもできる。さらに、既述した実施例のよ
うに、いずれかのスイッチング装置と並列的に第2のコ
ンデンサを接続しているものと組合わせて、3個のコン
デンサで所要の共振作用を行わせるようにしてもよい。
1を2個以上とし、整流装置4の正負各出力端と一対の
スイッチングとの間に設けるようにしてもよい。
る。本実施例は、第2のコンデンサ131をインダクタ
9と並列的に接続したものである。すなわち、図13は
入力巻線9-1と並列接続している。
巻線9−1および第2のコンデンサ131による閉回路
が形成される。この期間にインダクタ7および第2のコ
ンデンサ131は共振する。前記共振が反転し、共振電
圧により第1および第2のコンデンサ7、131の両端
間電圧が整流装置4の電圧より低下しようとすると、整
流装置4から第1のコンデンサ7に充電電流が流れる。
5、6に流れない。したがって、スイッチング装置5、
6において、共振電流による電力損失が低減する。ま
た、第2のスイッチング装置6に関して、逆極性のダイ
オードを省略することができる。さらに、第1のコンデ
ンサ7への充電電流に対するスイッチング素子として第
2のスイッチング装置6が作用するから、高速用のダイ
オードを用いなくてもよい。
ある。141は照明装置本体であり、この本体141に
放電灯142が装着されている。また、本体141内に
は放電灯点灯装置が配設されている。なお、放電灯点灯
装置は本体141内に設けず、本体141外に配設する
ようにしてもよい。また、本実施例の照明装置は天井直
付形のものであるが、これ以外のものであってもよい。
のではない。たとえば、高周波カットフィルタは、整流
装置の入力側の他、出力側または両方に設けてもよい。
また、上記の各実施例を適宜組合わせることも可能であ
る。
回路の等価直列リアクタンスXeおよび等価直列抵抗R
eをXe/Re≧1.7としたため、十分な共振電圧を
得て整流された非平滑直流電圧の略全期間に亘って、整
流装置から入力電流を流すことができるから、平滑化さ
れた包絡線を有する高周波出力を得られながら、高入力
力率、交流電源からの入力電流波の低歪化を達成でき
る。
タンスXeおよび等価直列抵抗ReをXe/Re≧2と
したため、一層、高入力力率、交流電源からの入力電流
波の低歪化を達成できる。
ィルタを設けたから、高周波成分を確実に除去でき、高
周波雑音の問題を無くすか低減できる。
動が小さくなり放電灯の発光効率が向上し、また、光リ
プルを減少できる。
を示す図
対的に小さくした場合の作用を示す各部の電圧、電流波
形図
対的に大きくした場合の作用を示す各部の電圧、電流波
形図
よび負荷電流を示す波形図
Reの比Xe/Reと入力電流の歪率との関係を示す図
す斜視図
グ装置、 6…第2のスイッチング装置、 7…第1のコ
ンデンサ、 8…負荷回路、 9…インダクタ、12…第2
のコンデンサ、 141…照明装置本体
Claims (6)
- 【請求項1】交流電源の出力電圧を整流して非平滑直流
電圧を出力する整流装置と;互いに直列的に設けられ、
交互にオンオフして整流装置の出力を整流装置の出力周
波数より高い周波数でスイッチングする第1および第2
のスイッチング装置と;第1のスイッチング装置に対し
て並列的に設けられ、第2のスイッチング装置のオン期
間に第2のスイッチング装置を介して整流装置の出力に
より充電されて整流装置の出力周波数に対して平滑作用
を行うとともに、第1のスイッチング装置のオン期間に
充電電荷を第1のスイッチング装置を介して放電する第
1のコンデンサと;インダクタおよび負荷を含んでな
り、一対のスイッチング装置の中間および第1のコンデ
ンサの間に介挿され、第1および第2のスイッチング装
置のスイッチング周波数における等価直列リアクタンス
Xeおよび等価直列抵抗ReがXe/Re≧1.7であ
る負荷回路と;第1および第2のスイッチング装置のオ
ンオフに応じて負荷回路のインダクタと共同して共振す
る第2のコンデンサと;を具備していることを特徴とす
る電源装置。 - 【請求項2】交流電源の出力電圧を整流して非平滑直流
電圧を出力する整流装置と;整流装置の出力端間に互い
に直列的に設けられ、整流装置の出力周波数より高い周
波数で交互にオンオフする第1および第2のスイッチン
グ装置と;第1のスイッチング装置と並列的に設けられ
た相対的に大容量の第1のコンデンサと;インダクタお
よび負荷を含む2端子回路を形成するとともに、第1お
よび第2のスイッチング装置の中間および第1のコンデ
ンサの間に介挿され、第1および第2のスイッチング装
置のスイッチング周波数における等価直列リアクタンス
Xeおよび等価直列抵抗ReがXe/Re≧1.7であ
る負荷回路と;第1および第2のスイッチング装置のオ
ンオフに応じて負荷回路のインダクタと共振回路を形成
する第2のコンデンサと;を具備していることを特徴と
する電源装置。 - 【請求項3】負荷回路は、第1および第2のスイッチン
グ装置のスイッチング周波数における等価直列リアクタ
ンスXeおよび等価直列抵抗ReがXe/Re≧2であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の電源装置。 - 【請求項4】整流装置の入力側に高周波カットフィルタ
を具備していることを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれか一記載の電源装置。 - 【請求項5】請求項1ないし4のいずれか一記載の電源
装置における負荷として放電灯を用いたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。 - 【請求項6】照明装置本体と;請求項5記載の放電灯点
灯装置と;を具備していることを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07515495A JP3494251B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP07515495A JP3494251B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08275547A JPH08275547A (ja) | 1996-10-18 |
JP3494251B2 true JP3494251B2 (ja) | 2004-02-09 |
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ID=13568013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07515495A Expired - Fee Related JP3494251B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 |
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-
1995
- 1995-03-31 JP JP07515495A patent/JP3494251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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